JP5098575B2 - 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶表示素子への照明光路制御を行うのに好適な光学シート、この光学シートを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。

近年、液晶パネルを使用した液晶表示装置（ＬＣＤ）がノート型パソコンやパソコン用ディスプレイ、情報端末機器等の画像表示手段、大型画面テレビ等の情報家電の画像表示手段、さらには携帯電話や個人用携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）の画像表示手段等として様々な分野で利用されてきている。液晶表示装置に代表されるディスプレイ装置では、提供される情報を認識するのに必要な光源を内蔵しているタイプの普及が著しい。このような液晶表示装置は例えば光透過型であり、液晶パネルの背面側に光源を配設し、この光源からの光を面発光に変換して液晶パネルを照射する面光源装置としていわゆるバックライトユニットが採用されている。

このようなバックライトユニットに搭載される光学シートとして例えば特許文献１から３に示す輝度強調フィルム(ＢＥＦ；ＤＢＥＦ；ＥＢＥＦ：登録商標）が広く使用されている。輝度強調フィルムは、シート状部材上に断面三角形状の屋根型の単位プリズムが一方向に配列されたフィルムである。輝度強調フィルムをディスプレイ装置に使用した場合、“軸外（ｏｆｆ―ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ―ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）することによってディスプレイ画面に対する法線方向の輝度を増大させることができる。このディスプレイ装置では、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように２枚の輝度強調フィルムを重ねて組み合わせて用いられる。これにより、電力消費を低減しながら視聴者の視覚方向に一致する方向における所望の輝度を得ることができる。

上記のような光学シートでは、光源からの光が最終的にはプリズムの表面で屈折して制御された角度で液晶パネル方向に出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御できる。しかしながら、同時に単位プリズムの出射面で反射または屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向に進むことなく液晶パネルから外れた横方向に無駄に出射されてしまう不具合がある。
従って、光学シートから出射される光強度分布は、図５のＢに示すように、視聴者の視覚方向に対する角度が０°における光強度が最も高められている一方で、−９０°〜−４５°及び＋４５°〜＋９０°の範囲には、横方向から出射されるサイドローブ光によるピークが示され、効率よく集光を行うことができない。

そこで、このような欠点を克服するために、例えば特許文献４に記載されているように、プリズムではなく単位レンズの反復的アレイ構造を有する光学シートが配置されたものが提案されている。

特許文献４に記載された液晶ディスプレイ装置は、液晶パネルと、この液晶パネルに背面側から光を照射する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層が設けられ、該レンズ層焦点面近傍に開口をもつ遮光部または該レンズ層によって液晶層内部で結像する位置関係にあるレンズ層焦点面より外側に開口をもつ遮光層を備えている。

この液晶ディスプレイ装置によれば、開口がスリットのような働きをするので散乱角度の絞られた光が通過してレンズに入射することになり、レンズに対して入射角の大きな斜めから入射する光が開口部でカットされるため、視聴者の視覚方向に進むことなく反射や屈折で横方向に無駄に出射する光を低減できる。
また、特許文献４には、遮光層を光反射層とすることにより、さらに光の利用効率を向上できることが示唆されている。
特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報 特開２０００−２８４２６８号公報

しかしながら、上記従来の光学シートには以下のような問題があった。
特許文献４に記載の光学シートにおいては、遮光層を光反射層とすることで光吸収による光量損失を低減させて光の利用効率向上が可能なことが示唆されているものの、レンズ層を通して出射される表示光として用いられる光量が低下してしまう場合がある。
即ち、反射層での反射を利用して光の利用効率を向上させるには、反射層における開口をできるだけ狭くして再利用可能な光を増やすことが考えられるが、開口を狭くし過ぎると、レンズ層を通して表示光として用いられる光の光量が低下するとともに出射角度が極端に狭くなるため、画面が暗くなったり視野角によって輝度が低下したりするという問題があった。

また、このような遮光層を光反射層とした光学シートにおいて、レンズ層に入射する前に光拡散層を配置する場合には、通常、光透過性の接粘着剤等からなる接合層を介して該光拡散層を光反射層に接合させる。この際、光反射層における開口部が広い場合には接合層との接触面積を十分に確保することができないため形状保持性能が低下し、光学シートがバックライトユニットの加熱による温度変化に伴う反りに耐え切ることができず接合面が破壊されるおそれがあるという問題があった。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、集光性を高くして良好な光強度分布を実現することができるとともに、温度変化に対して高い形状保持性能を発揮し高温環境下でも長時間使用することができる光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光学シートは、アレイ状に配列された複数の単位レンズを有するレンズシートと、前記複数の単位レンズのそれぞれに対する光の入射範囲を規制する遮光パターンを有する光反射層と、該光反射層の側から前記レンズシートに入射する光を前記光反射層の手前側で散乱する光拡散層と、前記光拡散層と前記光反射層とを接合する光透過性の接合層とが一体化されてなる光学シートにおいて、前記光反射層は、前記遮光パターンの遮光部分を形成する光反射部と、該光反射部以外の領域に設けられた光透過部とにより構成され、前記光反射部と前記接合層との接触面積をＲ、前記光透過部と前記接合層との接触面積をＡとした際に、０．３（Ｒ＋Ａ）＜Ｒ＜０．６（Ｒ＋Ａ）の関係が成立し、前記接合層における前記光透過部との接触面が光出射方向に凸状に形成されることにより、前記光反射部の側面が前記接合層と接触しており、前記光反射部の層厚をＴａ、前記接合層と接触する前記光反射部の側面厚さをＴｂとした際に、０＜Ｔｂ＜０．３Ｔａの関係が成立することを特徴としている。

この発明によれば、複数の単位レンズを有するレンズシート、光反射層、接合層及び光
拡散層がこの順序で積層され、光反射層においては光反射部と光透過部とがそれぞれ層厚方向に遮光パターンを形成している。
ここで、光反射部と接合層との接触面積であるＲが大きい方が、接着面積が増大することにより光学シートの形状保持性能が向上するが、特にＲが０．６（Ｒ＋Ａ）以上の場合には相対的に光透過部の面積が小さくなるため十分な光量を得ることができなくなる。
一方、Ｒが０．３（Ｒ＋Ａ）以下の場合には、接着面積が不足するため十分な形状保持性能を得ることができず、さらに光の散乱角度が大きくなるため横方向に無駄に出射する光が増えて良好な光強度分布を得ることができない。
本発明においては、これらを勘案して０．３（Ｒ＋Ａ）＜Ｒ＜０．６（Ｒ＋Ａ）の範囲にＲが設定されているため、上記のような不都合が起こることはない。
さらに、光反射部の側面と接合層とが接触することで接着面積が増加するため、アンカー効果により光反射部と接合層との接着性を高めることができ、光学シートの温度変化に対しての形状保持性能をより向上させることが可能となる。
また、光透過部の層厚が小さすぎる場合、特に上記Ｔｂが０．３Ｔａ以上の場合は、光は該光透過部における屈折の寄与を十分に受けずにレンズシートに入射するため、大きな入射角で光透過部に入射する光が略直進して迷光となり輝度ムラの発生や光量の低下を招く。
本発明においては、上記ＴａとＴｂとの間に０＜Ｔｂ＜０．３Ｔａの関係が成立しており光透過部が一定の層圧を確保することができるため、輝度ムラを抑制することができるとともに十分な光量を確保することができる。

また、本発明に係る光学シートにおいて、前記レンズシートは、前記単位レンズとして一方向に延在された凸シリンドリカルレンズが複数並列されてなり、前記光反射部及び前記光透過部は、それぞれの前記凸シリンドリカルレンズに対応して並行に延びるストライプ状に形成され、前記光透過部が、前記凸シリンドリカルレンズ側から平行光を入射させた場合に光が集光される箇所を含むように配置されていることを特徴としている。これにより、光反射層の各光透過部に種々の角度で入射する光が、レンズシートの各凸シリンドリカルレンズによって集光され、並列した略平行光として出射することができる。

本発明に係るバックライトユニットは、上述したいずれかに記載の前記光学シートと該光学シートの前記単位レンズと反対側に配設されていて光を照射する光源部とが備えられていることを特徴としている。
また、本発明に係るディスプレイ装置は、上述したバックライトユニットと、該バックライトユニットからの光照射によって画像表示を行う液晶表示部とを備えていることを特徴としている。
これらの場合、上述した光学シートと同様の作用効果を奏することになる。

本発明の光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、光反射層の光反射部と接合層との接触面積を一定の範囲に限定することによって、集光性を高くして良好な光強度分布を実現することができるとともに、バックライトユニットの加熱による温度変化に対して高い形状保持性能を発揮して、高温環境下でも長時間使用することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の実施形態に係る光学シートについては、それを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置とともに説明する。

図１は、本発明の実施形態によるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図、図２は図１における光学シートの部分拡大図である。
本実施形態によるディスプレイ装置１００は、図１に示すように光源部２０、光学シート２１及び液晶表示部２２がこの順に積層され、液晶表示部２２から図示上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、例えば平面矩形状の画像を表示するものである。
また、光源部２０と光学シート２１とでバックライトユニット２３を構成している。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側または出射側、下方向を単に背面側または入射側と称する。

光源部２０は、液晶表示部２２の表示画面の範囲を覆う面積に延在され、光学シート２１に対向して配置されている。そして、出射面２０ａから、光学シート２１側に向けて、光量分布が略均一化された光を出射できるようになっている。
光源部２０の詳細構成は、特に図示しないが、出射面２０ａに表示画面側から入射する光を再利用することが可能なものであれば、周知のいかなる構成を採用してもよい。
光源部２０における光源としては、白色光を出射する機能を有する冷陰極管などを用いるが、複数のＬＥＤ素子を紙面奥行き方向に沿うライン状に配列したＬＥＤ光源や、冷陰極蛍光ランプ、ＥＬシート、半導体等を採用してもよい。

また、例えば、液晶表示部２２を覆う範囲に延びる導光板と、この導光板の側端部から光を入射する光源とからなる構成を採用することができる。この場合、導光板に表示画面側から入射した光は、その入射角に応じて、導光板内で内部反射を繰り返して導光され、一定の入射角になったとき、表示画面側に透過され、光源光として再利用される。
さらに、例えば、光源と、この光源の側面側および背面側に配置されたリフレクタとからなるランプハウスタイプの構成を採用してもよい。この場合、表示画面側から戻る光は、反射板によって反射を繰り返すことによって、表示画面側に反射され、光源光として再利用される。
なお、光源部２０の光量分布の均一化度合いは、後述する光拡散層７の光散乱性能に応じて、適宜設定することができる。

光学シート２１は、光源部２０の出射面２０ａから出射される光の一部を集光して表示画面側に透過させ、他の光を光源部２０側に反射して光源部２０に再入射させるものである。
本実施形態では、光透過性を有するシート状の基材４ａの一方の面に単位レンズ４ｂが複数形成されたレンズシート４と、該レンズシート４における基材４ａの単位レンズ４ｂと反対側の面に形成された光反射層５と、光反射層５の背面側に接合層６を介して接合された光拡散層７とからなり、光拡散層７が光源部２０の出射面２０ａ側に対向して配置されている。なお、本実施形態においては、接合層６は放射線硬化性樹脂、アクリル樹脂、紫外線硬化性樹脂、感圧接着剤、感熱接着材等で構成されている。

基材４ａとしては、光源部２０から出射される光の波長に対する光透過性を有する適宜のプラスチックフィルムを採用することができる。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。

このような基材４ａの出射側に複数配置された単位レンズ４ｂは、基材４ａに入射する拡散光を集光して液晶表示部２２側に出射するためのものであり、該単位レンズ４ｂとして本実施形態においては凸シリンドリカルレンズを採用している。そして、この凸シリンドリカルレンズが一定のピッチＰで並列配置されることによりレンズシート４はレンチキュラーレンズを構成している。
ただし、必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、球面、楕円面などを採用してもよい。また、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としてもよい。

この単位レンズ４ｂは、基材４ａと同程度またはより高屈折率の透明樹脂ポリマーを含む紫外線硬化性樹脂等の放射線硬化性樹脂により形成されており、紫外線キュアリング成形法によりの複数の単位レンズ４ｂが基材４ａに重合接着されてレンズシート４が構成されている。
なお、これとは別にレンズシート４は、基材４ａと単位レンズ４ｂとが上記のような熱可塑性樹脂を用いて、押し出し成形法、射出成形法、熱プレス成形法等によって一体成形されたものであってもよい。

光反射層５は、図１から図３に示すように、ストライプ状とされた光反射部５Ａと光透過部５Ｂとが、図１の紙面垂直方向に延在して、この延在方向に直交して一定のピッチＰで交互にレンズシート４の入射側の面に並列されてなる。即ち、光反射部５Ａによる遮光部分と光透過部５Ｂによる光透過部分とからなるストライプ状の遮光パターンを形成している。これにより基材４ａを通して単位レンズ４ｂに入射する光の入射範囲を規制している。
また、光反射部５Ａと光透過部５Ｂによる遮光パターンは、単位レンズ４ｂの配列と同一のピッチＰで配置されており、各単位レンズ４ｂの頂点から層厚方向に沿って引いた直線上に光透過部５Ｂの断面中心Ｇが位置するように構成されている。これにより各単位レンズ４ｂと各光透過部５Ｂが１：１で対応し、単位レンズ４ｂ側から平行光を入射させた場合に光が集光される箇所に光透過部５Ｂが位置することになる。

また、本実施形態においては、図２に示すように、光反射層５における光透過部５Ｂの層厚Ｔｃは光反射部５Ａの層厚Ｔａよりも小さく設定されている。従って、光反射層５はレンズシート４と接する出射側が平坦な面となる一方で、接合層６と接する入射側が、光反射部５Ａに対して光透過部５Ｂが窪んだ凹凸形状となっている。これにともなって、接合層６における光透過部５Ｂとの接触面が出射方向に凸状を呈し、図２に示すように、光反射部５Ａの側面は層厚方向に厚さＴｂの範囲で接合層６と接触している。

そして、本実施形態においては、光反射層５との接合層６との接触面に関して、光反射部５Ａと接合層６との接触面積をＲ、光透過部５Ｂと接合層６との接合面積をＡとした際に、０．３（Ｒ＋Ａ）＜Ｒ＜０．６（Ｒ＋Ａ）の関係が成立するように、光反射部５Ａと光透過部５Ｂとが配置されている。

さらに、光反射部５Ａの層厚Ｔａと光反射部５Ａの側面における接合層６との接触面の厚さＴｂには、０＜Ｔｂ＜０．３Ｔａの関係が成立するように、光反射部５Ａと光透過部５Ｂとの層厚が設定されている。

上記のように規則的に配置された光反射部５Ａは、ＴｉＯ_２等の金属フィラーを分散混合してなる白色顔料を塗布成形もしくは転写形成する方法、またはアルミニウムや銀などの金属箔を転写形成する方法、またはフォトリソグラフィー法を用いてレンズシート４の基材４ａ上に形成される。

光透過部５Ｂは、レンズシート４の基材４ａよりも低屈折率を有する材料から構成されており、例えばフッ素ポリマーを含む放射線硬化樹脂である紫外線硬化樹脂を形成して基材４ａ上に配置する紫外線キュアリング成形法を用いて形成される。また、フッ素ポリマー以外の低屈折率を有する樹脂としては、例えばシリコーン樹脂等を挙げることができる。
また、この光透過部５Ｂは、基材４ａ及び接合層６との接触箇所が平坦状でなく凸部又は凹部が形成されたものであってもよい。さらに、光透過部５Ｂが上記のような材質で形成されているものでなく、光反射部５Ａ相互間の開口部としての空気層であってもよい。また、光透過部５Ｂのそれぞれに凸シリンドリカルレンズ及び凹シリンドリカルレンズの少なくともいずれかを形成したものであってもよい。

なお、フォトリソグラフィー法の一方式として、レンズシート４自身の集光特性を利用して光反射部５Ａ及び光透過部５Ｂの形成箇所を特定するセルフアライメント手法を採用してもよい。このセルフアライメント手法により光透過部５Ｂの形成箇所を特定するにあたっては、各単位レンズ４ｂに対応する光透過部５Ｂが、各単位レンズ４ｂの頂点から層厚方向に沿って引いた直線上に配置されるようにするため、レンズシート４には単位レンズ４ｂの頂部側から全面に平行光を照射することが要求される。
また、特定される光透過部５Ｂの形成箇所には、セルフアライメント手法の際に用いられる感光性樹脂層が残る場合もあるが、光学シート２１の製造後の光学特性等を考慮した場合、透明性が維持されるタイプの感光性樹脂の採用が好ましく、その屈折率はレンズシートよりも低いタイプのものが一層好ましい。

光拡散層７は、光源部２０から光学シート２１に入射する光を拡散させて、輝度ムラを防止するためのものである。
光拡散層７としては、当該技術分野では良く知られているように、例えば、プラスチックフィルム、プラスチック板などの透明材料中に光を散乱させる高屈折率の樹脂や微粒子（ｆｉｌｌｅｒ）などを含んだものや、表示画面側の出射面７ａをマット状に処理したものを用いることができる。
この光拡散層７は、その出射側に設けられた光透過性の粘着剤または接着剤からなる接合層６を介して光反射層５に接合されている。そのため、光反射層５の各光反射部５Ａおよび各光透過部５Ｂと接合層６との間に空気層などが形成されることなく密着して接合されている。
すなわち、光拡散層７を透過して基材４ａに入射する光は、光透過部５Ｂの媒質のみを透過して、基材４ａに入射するようになっている。

液晶表示部２２は、例えば、配向膜、透明電極が形成された２枚の封止基板の間に液晶を封入するなどして構成され、さらに上下を偏光版で挟むことにより、画素領域ごとに液晶シャッタを形成するものである。

次にディスプレイ装置１００の作用について、光学シート２１の作用を中心に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る光学シートの作用について説明するための光路図である。
図４に示すように、光源部２０から出射された光Ｐは、光学シート２１に向かって出射され、該光学シート２１の背面側が全面的に照明される。そして、光Ｐは光拡散層７に入射して適宜拡散されて、輝度ムラが略均一化され、接合層６を通して光反射層５に入射する。光反射層５では、光反射部５Ａに到達した光βは、背面側に反射され、光拡散層７を通して、光源部２０に戻されることにより、照明光として再利用される。

一方、光拡散層７において拡散された光のうち、光反射層５の光透過部５Ｂに導かれる光αは、種々の方向に広がりをもって透過し、基材４ａに入射する。このとき、光透過部５Ｂがスリットのような働きをすることによって光束の幅が規制されるとともに、光が低屈折率の光透過部５Ｂから高屈折率の基材４ａに入射することになる。このため、散乱角度が絞られた光のみが基材４ａに入射し、さらに屈折作用より基材４ａに入射する光の広がり角が狭められる。

基材４ａに入射した光は、広がり角が狭められているので、光透過部５Ｂの対向位置にある単位レンズ４ｂに向かって進み、該単位レンズ４ｂから表示画面側に所定角度φ内に拡散された光として出射される。液晶表示部２２では、画像信号に基づいて不図示の駆動部によって制御された各画素領域の偏光状態に応じて、所定の画素領域からの光が表示光として透過され、画像表示が行われる。

このように、光源部２０からの光Ｐを散乱させ、散乱角度が絞られた光αのみをレンズシート４に入射させることができるとともに、レンズシート４に入射させることができなかった光については、無駄に出射させることなく再利用することができるので、光源２０からの光の利用効率を高めつつ、拡散範囲を制御して出射させるようにすることが可能となる。

これにより、図５に示すように、光学シート２１から出射される光の光強度分布Ａは、−９０°〜−４５°及び＋４５°〜＋９０°の範囲のピークを持たず、０°を中心とする視聴者の視覚方向Ｆの光強度がより高いものとなり、集光性を高くして良好な光強度分布を実現することができる。

そして、このような光学シート２１においては、光反射層５と接合層６との接触面に関して、光反射部５Ａと接合層６との接触面積Ｒの値が大きい方が光学シート２１の形状保持性能が向上するが、特にＲの値が０．６（Ｒ＋Ａ）以上の場合には相対的に光透過部５Ｂの面積が小さくなるため十分な光量を得ることができなくなる。
一方、上記Ｒの値が０．３（Ｒ＋Ａ）以下の場合には、接着面積が不足するため十分な形状保持性能を得ることができず、さらに光の散乱角度が大きくなるため横方向に無駄に出射する光が増えて良好な光強度分布を得ることができない。
本実施形態の光学シート２１においては、これらを勘案してＲの値が０．３（Ｒ＋Ａ）＜Ｒ＜０．６（Ｒ＋Ａ）の範囲に設定されているため、集光性を高くして良好な光強度分布を実現することができるとともに、バックライトユニット２３の加熱による温度変化に対して高い形状保持性能を発揮して、高温環境下でも長時間使用することができる。

また、光反射層５の光反射部５Ａの側面と接合層６とが接触することで接着面積が増加するため、アンカー効果によって光反射部５Ａと接合層６との接着性を高めることができ、光学シート２１の温度変化に対しての形状保持性能をより向上させることが可能となる。
ここで、光透過部５Ｂの層厚が小さすぎる場合、特にＴｂの値が０．３Ｔａ以上の場合には、光は該光透過部５Ｂにおける屈折の寄与を十分に受けずにレンズシート４の基材４ａに入射するため、大きな入射角で光透過部に入射する光が略直進して迷光となり輝度ムラの発生や光量の低下を招く。
本実施形態においては、図４に示す光反射部５Ａの層厚Ｔａと光反射部５Ａの側面における接合層６との接触面の厚さＴｂとの間に０＜Ｔｂ＜０．３Ｔａの関係が成立しているおり光透過部５Ｂが一定の層厚を確保することができるため、輝度ムラを抑制し、かつ十分な光量を確保することができる。

以上、本発明の実施形態である光学シート２１、バックライトユニット２３及びディスプレイ装置１００について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図１におけるレンズシート４と液晶表示部２２との間に反射型偏光分離シートを備えてあってもよく、また当該箇所に光散乱性を有するシート又はフィルム等を備えたものであってもよい。

次に、本発明の実施形態に係る光学シートの実施例とその評価結果について比較例とともに説明する。
実施例１の光学シートは上記実施形態の光学シート２１の一実施例であり、図１から図４に示す光学シート２１と同様にディスプレイ装置１００に好適に用いることができるものである。
まず、基材４ａとしてＰＥＴフィルム（７５μｍ厚）を用い、この一方の面にアクリル系紫外線硬化物にて、曲率半径１００μｍ、配列ピッチ２００μｍのシリンドリカルレンズ郡を単位レンズ４ｂとして形成してレンズシート４を作成した。
また、基材４ａとしての上記ＰＥＴフィルムの他方の面に、光反射部５Ａとして、白インク層（１５μｍ厚）を転写法にて一定のピッチで形成した。
さらに、接合層６としてアクリル系の感圧接着剤（１０μｍ厚）を形成し、光拡散層７となるＰＥＴフィルム（７５μｍ厚）と圧接して貼り合わせた。これにより、光反射部５Ａの相互間に空気層としての光透過部５Ｂを形成した。
また、光反射部５Ａと接合層６との接触面積をＲとし、光透過部５Ｂと接合層６との接触面積をＡとした際に、Ｒの値が０．５（Ｒ＋Ａ）となるように設定した。
さらに光反射部５Ａの層厚をＴａとし、光反射部５Ａの側面における接合層６との接触面の厚さＴｂとした際に、Ｔｂ＝０．１Ｔａとなるように設定した。

実施例２の光学シート２１は、レンズシート４及び光反射部５Ａを実施例１と同様に形成し、接合層６としては、アクリル樹脂フィラー（平均粒径５μｍ）を１０重量パーセント添加したアクリル系感圧粘着材（１０μｍ厚）を設け、光拡散層７となるＰＥＴフィルム（７５μｍ厚）と圧接して張り合わせた。これにより、光反射部５Ａの相互間に空気層としての光透過部５Ｂを形成した。
さらに、上記Ｒの値が０．４５（Ｒ＋Ａ）となるように設定するとともに、Ｔｂ＝０．１５Ｔａとなるように設定した。

この他、Ｒの値の差異による光学シート２１の形状保持性能及び表示光の良否について評価するために、Ｒの値が０．３５（Ｒ＋Ａ）、０．４（Ｒ＋Ａ）、０．５５（Ｒ＋Ａ）の光学シート２１を実施例３、４、５として作成するとともに、Ｒの値が０．３（Ｒ＋Ａ）、０．６（Ｒ＋Ａ）、０．６５（Ｒ＋Ａ）の光学シート２１を比較例１、２、３として上記と同様に作成した。

そして、実施例１〜５及び比較例１〜３について、形状保持性能及び表示光の良否について評価した。この評価結果を表１に示す。
なお、形状保持性能の良否については、光学シート２１を８０℃の高温環境下に置いた際に各層の接合面が剥離することなく保持されるか否かで評価し、表示光の良否については、光強度分布を測定し、０°の光強度及び光強度分布で評価した。

表１からわかるように、上記Ｒの値が０．３（Ｒ＋Ａ）のときは接合面が剥離し形状保持が不可能であるとともに、横方向に出射する光が増えて良好な光強度分布を得ることができなかった。また、Ｒの値が０．６（Ｒ＋Ａ）以上のときは、高い形状保持性能を得ることができるものの、十分な光量を得ることができなかった。また、Ｒの値が０．４５（Ｒ＋Ａ）のときには、特に良好な光強度分布を得ることができた。
したがって、光学シート２１における上記Ｒの値を、０．３（Ｒ＋Ａ）＜Ｒ＜０．６（Ｒ＋Ａ）の範囲内に設定することによって、良好な表示光を得ることができるとともに高い形状保持性能発揮して高温環境下でも長時間使用することが可能となることがわかった。

また、光透過部５Ｂの層厚が小さすぎる場合、特にＴｂの値が０．３Ｔａ以上の場合には、光は該光透過部５Ｂにおける屈折の寄与を十分に受けずにレンズシート４の基材４ａに入射するため、大きな入射角で光透過部に入射する光が略直進して迷光となり輝度ムラの発生や光量の低下を招く。また、Ｔｂの値が０のときは、接着層６によるアンカー効果の寄与を受けることができず接着効果が低下する。従って、Ｔｂの値は、０＜Ｔｂ＜０．３Ｔａの範囲内に設定することが好ましい。
この例として、Ｔｂの値を上記範囲内の０．１０Ｔａ、０．１５Ｔａと設定した実施例１及び２においては、ともに良好な形状保持性能及び表示光を得ることができた。一方、比較例としてＴｂの値が上記範囲外の０．３３Ｔａ（Ｔａ＝１１μｍ、Ｔｂ＝４μｍ）となる光学シート２１を作成し、形状保持性能及び表示光の評価した結果、高い形状保持性能を得ることができるものの表示光にムラが発生することがわかった。

本発明の実施形態によるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。 光学シートの部分拡大図である。 光反射層における光反射部と光透過部との配置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る光学シートの作用について説明するための光路図である。 光学シートの透過光の光強度分布を示すグラフである。

符号の説明

４ レンズシート
４ｂ 単位レンズ
５ 光反射層
５Ａ 光反射部
５Ｂ 光透過部
６ 接合層
７ 光拡散層
２０ 光源部
２１ 光学シート
２２ 液晶表示部
２３ バックライトユニット
１００ ディスプレイ装置
Ｒ 光反射部と接合層との接触面積
Ａ 光透過部と前記接合層との接触面積
Ｔａ 光反射部の層厚
Ｔｂ 接合層と接触する光反射部の側面厚さ

Claims (4)

1. アレイ状に配列された複数の単位レンズを有するレンズシートと、
   前記複数の単位レンズのそれぞれに対する光の入射範囲を規制する遮光パターンを形成する光反射層と、
   該光反射層の側から前記レンズシートに入射する光を前記光反射層の手前側で散乱する光拡散層と、
   前記光拡散層と前記光反射層とを接合する光透過性の接合層とが一体化されてなる光学シートにおいて、
   前記光反射層は、前記遮光パターンの遮光部分を形成する光反射部と、該光反射部以外の領域に設けられた光透過部とにより構成され、
   前記光反射部と前記接合層との接触面積をＲ、前記光透過部と前記接合層との接触面積をＡとした際に、０．３（Ｒ＋Ａ）＜Ｒ＜０．６（Ｒ＋Ａ）の関係が成立し、
   前記接合層における前記光透過部との接触面が光出射方向に凸状に形成されることにより、前記光反射部の側面が前記接合層と接触しており、
   前記光反射部の層厚をＴａ、前記接合層と接触する前記光反射部の側面厚さをＴｂとした際に、０＜Ｔｂ＜０．３Ｔａの関係が成立することを特徴とする光学シート。
2. 前記レンズシートは、前記単位レンズとして一方向に延在された凸シリンドリカルレンズが複数並列されてなり、
   前記光反射部及び前記光透過部は、それぞれの前記凸シリンドリカルレンズに対応して並行に延びるストライプ状に形成され、
   前記光透過部が、前記凸シリンドリカルレンズ側から平行光を入射させた場合に光が集光される箇所を含むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 請求項１又は２に記載の前記光学シートと、
   該光学シートの前記単位レンズと反対側に配設されていて光を照射する光源部とが備えられているバックライトユニット。
4. 請求項３に記載されたバックライトユニットと、
   該バックライトユニットからの光照射によって画像表示を行う液晶表示部とを備えているディスプレイ装置。

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