JP5296964B2 - 表示パネル用の光学シート及び表示パネル - Google Patents

Description

本発明は、表示パネル用の光学シート及び表示パネルに関し、特に、リアプロジェクションテレビ等に使用される光学シート及び表示パネルに関する。

近年、リアプロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンは、一般に、２枚のフレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシートが重ね合わせられた構成を有する。フレネルレンズシートは、三管式ＣＲＴエンジンからの映像光あるいは液晶などのピクセルエンジンを投下した映像光が一定の角度の範囲内に入るように絞り込む。レンチキュラーレンズシートは、フレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる。

図１３に、この一般の透過型スクリーンの一構成例が示されている。図１３に示すように、一般の透過型スクリーン９００では、フレネルレンズシート９１０が光源側に配置され、観察者側にレンチキュラーレンズシート９２０が配置されている。フレネルレンズシート９１０は、基材９１１に複数のフレネルレンズ９１２が配設された構造を有する。レンチキュラーレンズシート９２０は、基材９２１に複数のレンチキュラーレンズ９２２が配設された構造を有する。また、レンチキュラーレンズシート９２０の観察者側には、透過した映像光を遮断する遮光層９２３が設けられている。
さらに、図１４に示された透過型スクリーン９０１のように、レンズシート９１０，９２０への埃付着や傷つきの防止、もしくは意匠性のために観察者側に透明の前面板９３０を設けて３枚構成とするものが多くなっている。さらにまた、図１５のように、前面板９３０とレンチキュラーレンズシート９２０を接着した構成を有するスクリーンもある。このような各種透過型スクリーンは、特許文献１等に開示されている。

レンチキュラーレンズシート９２０では、ＣＲＴエンジンやピクセルエンジンからの映像光が、透過型スクリーン９００〜９０２上で鮮明に像を再現するために、フレネルレンズ９２０とレンチキュラーレンズ９１０は環境変化などによらず密着していることが必要である。そのために、レンチキュラーレンズシート９２０に、あらかじめテレビセット光源側に５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の反りを設けて、フレネルレンズシート９１０との密着を図っていた。
さらに、フレネルレンズシート９１０とレンチキュラーレンズシート９２０の２枚構成のスクリーン全体が環境変化によらず、平面を維持しながら観察方向の前後移動を少なくするために、スクリーン全体をテレビセット光源側に５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の反りを設ける必要があった。

一般に、スクリーン材料は樹脂から構成されているので、軽量性については優れるものの、ガラスなどの無機材料に比べて、温度による熱膨張や吸湿による吸湿膨張の影響が大きい。しかも、スクリーン材料が樹脂である場合には、剛直性（ヤング率）も小さいので種々の応力によって変形を受けやすい。
すなわち、湿度変化や温度変化、さらには四辺のスクリーンを取付ける部材からの不均一な応力変化を受けるなど、種々の環境変化によって、部分的または全体的に応力を受ける。これによって、各レンズシート９１０，９２０が密着せずに浮きが発生したりして、画像品質を悪化させる場合があった。これを防止するために、レンチキュラーレンズ９２０の反りを増やすと、両レンズシート９１０，９２０間の密着応力が強くなりすぎ、白粉の発生や刃つぶれを起こしたりすることが多くなるので、限界があった。

また、鮮明な画像のためには、２枚のレンズシート９１０，９２０が密着したままであることが、また画像に歪やゆがみがないためにはスクリーン全体が平面であることが必要である。環境変化によってスクリーン全体が観察者の前後に移動すれば、画像に歪やゆがみを生じて画像品質が悪化する。スクリーン全体の前後移動を緩和させ、安定化させるために、レンチキュラーレンズの反りと同じ方向に観察者の反対側に５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の反りを設けて設置する場合もある。この場合には、スクリーンが平面でないことから、蛍光灯や窓枠等の外光反射像のスクリーンへの映り込み像が直線でなく変形するためにスクリーンをはじめＴＶセット全体の高級感が失われるなどの問題もあった。

近年では、リアプロジェクションテレビセットの奥行きをさらに薄く短くするために、スクリーンへの短焦点化への要求が大きい。短焦点化が進むと、スクリーンが前後に数ｍｍ移動することによって、ますます画像歪みが問題となる。そのため、スクリーンの環境安定性への要求度が高くなる。

また、テレビセットの奥行きをさらに薄くするために、特許文献２等に開示されるような、全反射を利用したレンズ列を備えたフレネルレンズシートを用いる技術もある。このような全反射面を備えたフレネルレンズでは、反り形状の変化に伴う影響が大きい。反り形状が変化して入射光線に対する反射面の角度がａだけ変わると、反射角度は２ａ変わるためである。したがって、全反射面を備えたフレネルレンズでは特にスクリーンの環境安定性への要求度が高くなる。
前面板９３０についても、２枚レンズシート９１０，９２０を重ね合わせた構成のスクリーンとは距離をおいて観察者側に設置する場合が多い。この場合には、環境変化によって部分的に変形し、又は全体的に前後に移動したりして、前面板の平面性が損なわれて高級感を失する場合がある。
特開平９−１２０１０１号公報 特開昭６１−２０８０４１号公報

このように、従来の透過型スクリーンでは、前面板の平面性が損なわれるため、品質が低下するという問題点があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、高品質な表示パネル用の光学シート及び表示パネルを提供することを目的とする。

本発明に係る光学シートは、表示パネルに用いられる光学シートであって、当該光学シートのシート基材と、当該シート基材の平坦面に配設された第１の挟持部材と、前記シート基材の平坦面に対向した面に配設され、当該第１の挟持部材との間で前記シート基材を挟み込む第２の挟持部材とを備え、当該第２の挟持部材の厚み及びヤング率は、前記第１の挟持部材の厚み及びヤング率と同じであり、前記シート基材の厚みをａ（ｍｍ）、ヤング率をＥ_ａ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材の厚みをｂ（ｍｍ）、ヤング率をＥ_ｂ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、Ｅ_ａ<Ｅ_ｂとしたときに、

は、Ｋ_ｓ>３を満たす。このような構成において、光学シートの曲げ剛性を高めることができるので、環境変化によって変形することなく平面性を維持することができる。これによって、高品質な表示パネル用の光学シートを得ることができる。

さらに、前記シート基材の比重をρ_ａ（ｇ／ｃｍ^２）、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材の比重をρ_ｂ（ｇ／ｃｍ^２）としたときに、

は、Ｋ_ｗ<１．７を満たす。これによって、光学シートをより軽量化することができる。

他方、本発明に係る光学シートは、表示パネルに用いられる光学シートであって、当該光学シートのシート基材と、当該シート基材の平坦面に配設され、前記シート基材よりも高い曲げ剛性を有する第１の挟持部材と、前記第１の挟持部材との間で前記シート基材を挟み込んだ状態で前記シート基材の平坦面に対向した面に配設され、前記シート基材よりも高い曲げ剛性を有する第２の挟持部材とを備え、前記第１の挟持部材と前記第２の挟持部材を合せた厚みは、前記シート基材の厚みに対して１／９以上２／３以下である。このような構成において、光学シートの曲げ剛性を高めることができるので、環境変化によって変形することなく平面性を維持することができる。これによって、高品質な表示パネル用の光学シートを得ることができる。

好適には、前記シート基材を樹脂材料から構成し、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材をガラス材料から構成することができる。

好適には、前記シート基材を樹脂材料から構成し、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材は剛直性樹脂を構成することができる。

また、当該光学シートは前記表示パネルの前面を保護する前面板であって、前記シート基材、第１の挟持部材、及び第２の挟持部材は、光透過性を有する材料から構成される。

本発明に係る表示パネルは、映像光が入射され、当該入射光を所定の方向に絞り込むフレネルレンズシートと、当該フレネルレンズシートと重ね合わせられ、前記絞り込まれた光を広げて出射するレンチキュラーレンズシートと、当該レンチキュラーレンズシートの光が出射する側に配設され、上記の前面板とを備えたものである。

本発明に係るフレネルレンズシートを、上記のような光学シートと、当該光学シートの少なくとも一方の面に設けられたフレネルレンズ層とを備えたものとしてもよい。

本発明によれば、高品質な表示パネル用の光学シート及び表示パネルを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、図１を用いて、本発明に係るディスプレイ用の光学シートについて説明する。図１（ａ）は、本発明に係る光学シートの断面模式図である。図１（ａ）に示すように、本発明に係る光学シート１は、シート基材１１、挟持部材１２１，１２２を備えている。
シート基材１１は、例えば樹脂から構成されたシート状の部材である。好適には、シート基材１１を構成する樹脂基材としては、ポリメチルメタクリレート（以下では、ＰＭＭＡと略すことがある）、ポリスチレン、スチレン−メチルメタクリレート共重合体（以下では、ＭＳと略すことがある）、ポリカーボネート（以下では、ＰＳと略すことがある）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（以下ＡＳと略すことがある）、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等を使用することができる。これらの中でも、ポリメチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合体等が好適に使用される。

挟持部材１２１，１２２は、シート状の部材であり、例えばガラスやハードコート樹脂のようなシート基材１１の構成材料よりも高い曲げ剛性を有する材料から構成された高剛性部材である。好適には、挟持部材１２１，１２２を構成するガラス材料としては、ソーダガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラス等が好適に使用され、樹脂材料としては、一例として、アクリル系モノマー・オリゴマー・光反応開始剤を含む、アクリル系光硬化性ハードコート樹脂を使用される。また、挟持部材１２１，１２２はそれぞれ、曲げ剛性が異なる材料から構成してもよいし、曲げ剛性が同じ材料から構成してもよい。

挟持部材１２１，１２２は、シート基材１１を両面から挟み込んでいる。従って、シート基材１１は、挟持部材１２１，１２２に挟み込まれた中間部材である。光学シート１は、シート基材１１が挟持部材１２１，１２２によって挟み込まれた構成を有する。例えば、接着部材によって、シート基材１１、挟持部材１２１，１２２は、接着部材によって固着されている。この場合に用いられる接着部材として、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、粘着剤等が使用される。好適には、挟持部材１２１，１２２がガラス材料から構成されている場合には、挟持部材１２１，１２２はシート基材１１に接着される。また例えば、挟持部材１２１，１２２をシート基材１１上に直接形成することができる。好適には、挟持部材１２１，１２２がハードコート樹脂から構成されている場合には、挟持部材１２１，１２２はシート基材１１上に直接形成される。
図１（ａ）では、好適な例として、シート基材１１が透明樹脂、例えばＰＭＭＡやＭＳ、ＡＳ樹脂等から構成され、挟持部材１２１，１２２がガラス材料から構成された場合が示されている。また、図１（ａ）では、シート基材１１と挟持部材１２１，１２２とが接着樹脂によって接着されているが、下記の光学シート１の詳細な説明で主たる構成として機能しないので、この接着樹脂が省略されている。

続いて、図１（ｂ）、図２を用いて、本発明に係る光学シート１のたわみと曲げ剛性について説明する。ここでは、シート基材１１がＰＭＭＡ／ＭＳ樹脂から構成され、挟持部材１２１，１２２がともにガラス材料から構成されている場合を用いて説明する。また、図１（ａ）に示すように、光学シート１全体の厚みは２ｍｍとしている。
図１（ｂ）の模式図に、本発明に係る光学シート１に加えられた集中荷重によって光学シート１がたわむ状態が示されている。また、図１（ｂ）では、両もち状態で光学シート１の中央に集中的にかけられたときの集中荷重たわみが示されている。
図１（ｂ）に示すように、集中荷重Ｗ（Ｎ）、光学シート１の上下方向の長さＬ（ｍｍ）、ヤング率をＥ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、慣性モーメントＩ_ｚ（ｍｍ ^４ ）とすると、この光学シート１の集中荷重たわみｙ（ｍｍ）は、

と表される。すなわち、このたわみは、光学シートの上下方向のたわみを示している。

本発明に係る光学シート１においては、シート基材１１の厚みをａ（ｍｍ）、ヤング率をＥ_ａ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、挟持部材１２１，１２２それぞれの厚みをｂ（ｍｍ）、ヤング率をＥ_ｂ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、Ｅ_ａ<Ｅ_ｂとしたときに、以下のパラメータ

がＫ_ｓ>２を満たしている。
このような場合には、後述するように、ガラスのような高い曲げ剛性を有する光学シート１を得ることが可能である。

本発明に係る光学シート１の曲げ剛性Ｅ_ｚＩ_ｚ（Ｎ・ｍｍ）は、上記の各パラメータを用いて、

と表すことができる。

複数のシートが一体構成された光学シート１に対して、仮に光学シートがシート基材１１を構成する透明樹脂、例えばＰＭＭＡやＭＳ樹脂のみから均一に構成されている場合には、その曲げ剛性Ｅ'_ｚＩ'_ｚ（Ｎ・ｍｍ）は、

と表すことができる。
このような本発明に係る光学シート１で、パラメータＫ_ｓが３より大きい場合には、Ｅ_ｚＩ_ｚ>３Ｅ'_ｚＩ'_ｚが成立する。すなわち、本発明の一体構造を有する光学シート１の曲げ剛性が均一な光学シートの曲げ剛性の３倍より大きいことを示している。従って、集中荷重たわみｙ（ｍｍ）が曲げ剛性Ｅ_ｚＩ_ｚに反比例するので、本発明に係る光学シート１の集中荷重たわみは、均一な光学シートの集中荷重たわみの１／３よりも小さくなる。

図２のグラフに、光学シート１の挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）に対するたわみ量が示されている。また、図２には、１ｍ×１ｍの両もち状態で１ｋｇ（９．８Ｎ）の荷重が中央にかけられたときの集中荷重たわみが示されている。
図２に示すように、光学シート１の集中荷重たわみは、挟持部材１２１，１２２の厚みが薄くなるほどよくたわむ。特に、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が０の場合は、光学シート全体がＰＭＭＡもしくはＭＳ樹脂のみから均一に構成されている場合を示している。逆に、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が１．０の場合は、光学シート全体がガラスのみから均一に構成されている場合を示している。

下記の表に、ガラスと樹脂のヤング率、比重が示されている。ここで、樹脂の例として、ＰＭＭＡ樹脂（下記の表ではアクリルと表記している）、ＭＳ樹脂（下記の表ではＭＳと表記している）、樹脂ハードコート（下記の表ではＨＣと省略している）が列挙されている。下記の表に示されるように、ガラスのヤング率は、ＰＭＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂のヤング率の２０倍であり、そのためにガラスのたわみは樹脂のたわみに比べて小さい。

図２において網掛けされた範囲について考える。この範囲は、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の範囲であり、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が光学シート１の厚み（２ｍｍ）に対して１／２０〜１／５程度となる範囲である。すなわち、挟持部材１２１，１２２を合せた厚みは、シート基材１１の厚みに対して１／９〜２／３程度となる。この範囲において、光学シート１のたわみは、光学シートがガラス材料のみから均一に構成された場合に近づき、光学シートがシート基材１１を構成するＰＭＭＡ／ＭＳ樹脂のみから均一に構成された場合に比べて、１／１０程度となっている。従って、光学シート１の曲げ剛性は、このように光学シートが均一に構成された場合に比べて約１０倍となっている。
より好ましくは、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）は、光学シート１の厚み（２ｍｍ）に対して１／１０〜２／５程度、すなわちシート基材１１の厚みに対して約１／３とすることができる。この場合には、光学シート１の曲げ剛性を最適にすること可能である。
このように、本発明に係る光学シート１では、透明樹脂であるＰＭＭＡやＭＳ樹脂のシート基材１１の両面をガラス材料から構成された挟持部材１２１，１２２によって挟み込み、挟持部材１２１，１２２の厚みを調整にする。これによって、ガラス材料から構成された光学シートと樹脂から構成された光学シートとの間の曲げ剛性を有する光学シート１を得ることができる。

特に、光学シート１の挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が薄く、かつ挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）がシート基材１１の厚みａ（ｍｍ）に比べて薄い場合には、ｂ／ａが小さくなる。この場合には、光学シート１の曲げ剛性Ｅ_ｚＩ_ｚ（Ｎ・ｍｍ）は、

と近似される。

このとき、挟持部材１２１，１２２それぞれの厚みｂ（ｍｍ）を０．１ｍｍとした場合にはｂ／ａ≒１／１０となる。さらに、上記の表に示されるように、例えば挟持部材１２１，１２２をハードコート樹脂から構成された場合には、Ｅ _ｂ ／Ｅ _ａ ≒２となる。このような場合には、Ｅ_ａ＝３００（Ｋｇ／ｍｍ^２）（３００Ｋｇ／ｍｍ ^２ ＝２，９４０Ｎ／ｍｍ ^２ ）、ａ＝２（ｍｍ）より、光学シート１の曲げ剛性Ｅ_ｚＩ_ｚ＝４４０（Ｋｇ・ｍｍ）（４４０Ｋｇ・ｍｍ＝４，３１２Ｎ・ｍｍ）となる。従って、このような光学シート１の曲げ剛性は、光学シートがシート基材１１を構成する透明樹脂であるＰＭＭＡやＭＳ樹脂等のみから均一に構成された場合に対して約２．２倍となっている。これはＫ _ｓ ≒２．２であることに他ならず、本発明に含まれる。

さらに、本発明に係る光学シート１においては、シート基材１１の厚みをａ（ｍｍ）、比重をρ_ａ、挟持部材１２１，１２２それぞれの厚みをｂ（ｍｍ）、比重をρ_ｂとしたとき、パラメータ

がＫ_ｗ<１．７を満たしている。

このパラメータＫ_ｗの分子は一体構造を有する本発明の光学シート１の自重を示し、その分母は均一な光学シートの自重を示すものである。それ故、上記のＫ_ｗ<１．７は、本発明の一体構造を有する光学シート１の自重が均一な光学シートの自重の１．７倍より小さいことを示している。従って、均一な樹脂板のように、過度に自重を大きくせずに比較的軽量な光学シート１を得ることが可能である。

図３のグラフに、光学シート１について、厚みを２ｍｍに固定して挟持部材１２１，１２２の構成材料にガラスを用いた場合について、その厚みｂ（ｍｍ）に対する自重が示されている。
図３に示すように、光学シート１の自重は、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が厚くなるのに比例して大きくなる。特に、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が０の場合は、光学シート全体が透明樹脂であるＰＭＭＡやＭＳ樹脂のみから均一に構成されている場合を示している。逆に、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が１．０の場合は、光学シート全体がガラス材料のみから均一に構成されている場合を示している。

図３において網掛けされた範囲について考える。この範囲は、図２において網掛けされた範囲に対応した範囲である。具体的には、この範囲は、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の範囲であり、挟持部材１２１，１２２の厚みｂ（ｍｍ）が光学シート１の厚み（２ｍｍ）に対して１／２０〜１／５程度となる範囲である。
この範囲において、光学シート１の自重は、光学シートがシート基材１１を構成するＰＭＭＡ／ＭＳ樹脂のみから均一に構成された場合に比べて１．５倍程度となっている。従って、光学シート１の自重は、光学シートが樹脂材料のみから均一に構成された場合に近づいている。
このように、本発明に係る光学シート１では、ガラスのような曲げ剛性を有し、かつ樹脂のように比較的軽量な光学シート１を得ることができる。

上記のような光学シート１の構造は、一例として、表示パネルの前面を保護する前面板に適用することができる。ここでは、表示パネルの一例として、背面投射型表示装置の背面投射型表示パネルを用いて説明する。
まず、図４，５を用いて、本発明に係る背面投射型表示パネルについて説明する。図４，５は、本発明に係る背面投射型表示パネルの一構成例を示し、図４は斜視模式図、図５は断面模式図である。
図４，５に示すように、背面投射型表示パネル２０は、フレネルレンズシート２１、レンチキュラーレンズシート２２、前面板２３を備える。映像光の投射側から映像光の出射側に向かって、フレネルレンズシート２１、レンチキュラーレンズシート２２、前面板２３が順次配置されている。換言すれば、これら各部材は、背面投射型表示パネル２０の背面から前面に向かって順に配設されている。

フレネルレンズシート２１は、例えばシート状の形状を有し、プラスチックから構成されている。フレネルレンズ２１２は、先端が鋭利な鋸歯形状を有し、フレネルレンズシート２１のレンズシート基材２１１の片面に配設されている。また、フレネルレンズ２１２は、映像光の出射側に向かって凹凸している。

レンチキュラーレンズシート２２は、例えばシート状の形状を有し、プラスチックから構成されている。レンチキュラーレンズ２２２は、蒲鉾状の凸形状を有し、レンチキュラーレンズシート２２のレンズシート基材２２１の片面に配設されている。また、レンチキュラーレンズ２２２は、映像光の投射側に向かって凹凸している。従って、レンチキュラーレンズシート２２のレンチキュラーレンズ２２２は、フレネルレンズシート２１のフレネルレンズ２１２に対向している。換言すれば、両レンズシート２１，２２は、各レンズ２１２，２２２が対向した状態で重ね合わせられている。
光を遮断する遮光層２２３は、レンチキュラーレンズ２２２のレンズ面と反対側の平坦面に並設され、映像光が通過しない非集光領域に形成されている。

前面板２３は、背面投射型表示パネル２０の前面を保護する機能を有し、その両面が高い曲げ剛性を有する部材によって挟み込まれたものである。詳細には、前面板２３は、前面板基材２３１、挟持部材２３２，２３３を有する。
前面板基材２３１は、上記のシート基材１１と同様にシート状の形状を有し、これと同様の材料から構成されている。挟持部材２３２，２３３は、上記のシート基材１１と同様にシート状の形状を有し、これと同様の材料から構成され、前面板基材２３１よりも高い曲げ剛性を有する。図５に示すように、挟持部材２３２，２３３は、接着樹脂２３４，２３５によって貼付されている。
前面板２３は、レンチキュラーレンズシート２２の遮光層２２３の配設面に、光学用途の接着剤または粘着剤を介して積層されている。また、挟持部材２３２，２３３や接着樹脂２３４，２３５に光拡散剤を混入した場合には、前面板１３は光を拡散する拡散板として機能する。

次に、図６を用いて、本発明に係る光学シート１の製造方法について説明する。
光学シート１に使用されるシート基材１１は、例えば押出し成形によって形成される。具体的には、押出機が溶融した樹脂を吐出し、一対のロール対の間に形成されたエアギャップに送ってロール対に押し付ける。この押し付けられた樹脂は冷却されることによって、シート基材１１が形成される。シート基材１１は搬送ロールによって搬送され、押出し成形工程が終了する。押出し成形によって形成されたシート基材１１は、搬送ロールによって搬送された後、挟持部材１２１，１２２が貼り合せられる。

図６に、本発明に係る光学シート１の製造装置の主たる構成が示されている。図６に示された装置は、シート基材１１に挟持部材１２１，１２２を貼り付ける貼付装置である。この貼付装置３０は、図６に示すように、搬送ロール３１１，３１２、接着樹脂塗工機３２、貼り合せロール３３１，３３２、紫外線照射機３４を有する。

図６に示すように、搬送ロール３１１，３１２によって送られたシート基材１１は、接着樹脂塗工機３２は、搬送ロール３１１，３１２によってシート基材１１上に接着樹脂を滴下して塗工する。接着樹脂が塗工されたシート基材１１上に、挟持部材１２１が送られて載置される。シート基材１１は、この接着樹脂を挟んで挟持部材１２１が載置された状態で一対の貼り合せロール３３１，３３２の間に送られる。

挟持部材１２１は、貼り合せロール３３１，３３２とによってシート基材１１に押し付けられ、搬送ロール３１１，３１２によって紫外線照射機３４へと送られる。紫外線照射機３４は、送られてきたシート基材１１に両側から紫外線を照射する。シート基材１１と挟持部材１２１の間の接着樹脂が硬化し、片面に挟持部材１２１が貼り付けられたシート基材１１が完成する。その後、上記の各工程と同様に、挟持部材１２１が貼り付けられた面に対して反対側のシート基材１１の面に挟持部材１２２が貼り付けられ、光学シート１が完成する。

なお、本実施形態１では、接着樹脂として紫外線硬化樹脂を用いたが、これに限らず、熱硬化樹脂を用いることが可能である。この場合には、紫外線照射機３４に替えて、加熱機が設けられ、紫外線照射機３４と同様に、熱硬化樹脂を加熱することによって硬化させる。
またなお、本実施形態では押出し成形によって形成されたシート基材１１を切断せずに挟持部材１２１，１２２を貼付しているが、シート基材１１を切断し、１枚または複数枚を順次貼り付けてもよい。

発明の実施の形態２．
実施形態１では、挟持部材１２１，１２２がシート基材１１に接着された光学シート１を前面板２３に適用した。これに対して、本実施形態２では、挟持部材１２１，１２２がシート基材１１上に直接形成された光学シート１を前面板２３に適用した場合について説明する。具体的には、前面板基材２３１の両面にコーティングを施して挟持部材を形成する。
図７の断面模式図に、本実施形態２における背面投射型表示パネルが示されている。背面投射型表示パネル４１は、レンズシート２１，２２に加えて、前面板４３を備える。なおここでは、実施形態１における部材と同じ部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

前面板４３は、前面板基材２３１に加え、コーティング部材４３１，４３２を有する。本実施形態２においても、コーティング部材４３１，４３２は、挟持部材２３２，２３３と同様にシート状の形状を有し、中間部材となる前面板基材２３１の両平坦面を挟み込んでいる。本実施形態２におけるコーティング部材４３１，４３２は、挟持部材２３２，２３３と異なり、接着樹脂を介することなく、前面板基材２３１上に直接コーティングされている。

コーティング部材４３１，４３２は、前面板基材２３１よりも高い曲げ剛性を有する剛性コーティング材料から構成されている。この剛性コーティング材料は、好適には光反応開始剤を含む光硬化性のハードコート樹脂であり、一例として、アクリル系モノマー・オリゴマー・光反応開始剤を含む、アクリル系光硬化性ハードコート樹脂とすることができる。

前面板４３は、レンチキュラーレンズシート２２の遮光層２２３の配設面に、光学用途の接着剤または粘着剤を介して固着されている。詳細には、前面板４３のコーティング部材４３２が形成された面がレンチキュラーレンズシート２２の遮光層２２３に接着されている。従って、遮光層２２３との接着面に対して反対側に配置されたコーティング部材４３１は、背面投射型表示パネル１の最前面に配置されている。また例えば、コーティング部材４３１の構成材料に光拡散剤を混入した場合には、前面板４３は光を拡散する拡散板として機能する。

次に、図８を用いて、本実施形態２における前面板４３の製造方法について説明する。
図８に、本実施形態における前面板４３の製造装置の主たる構成が示されている。図８に示された装置は、前面板基材２３１にコーティング部材４３１，４３２を形成する装置である。このコーティング装置５１は、図８に示すように、コーティング材を塗布するダイコータ５１１、ロールコータ５１２を有する。

図８に示すように、前面板基材２３１は、搬送ロール３１１，３１２によってダイコータ５１１へと送られる。ダイコータ５１１は、コーティング樹脂を吐出し、送られた前面板基材２３１の片面にコーティング樹脂を塗工する。コーティング樹脂が塗工された前面板基材２３１は、ロールコータ５１２によって紫外線照射機３４へと送られ、紫外線照射機３４によって紫外線を照射される。紫外線が照射されたコーティング樹脂は硬化し、この硬化によってコーティング樹脂がコーティング部材４３１となる。その後、上記の各工程と同様に、コーティング部材４３１の配設面に対して反対側の前面板基材２３１の面にコーティング部材４３２が形成され、前面板４３が完成する。

発明の実施の形態３．
実施形態２では、コーティング樹脂を塗工してコーティング部材４３１，４３２を形成したが、コーティング樹脂を転写してコーティング部材を形成することもできる。
図９に、本発明に係る前面板４３の製造装置の主たる構成が示されている。図９に示された装置は、前面板基材２３１にコーティング部材４３１，４３２を転写する装置である。この転写装置５３は、図９に示すように、ダイ５３１、成形ロール５３２，５３３、アニーリングロール５３４，５３５、転写ロール５３６，５３７、貼り合せロール５３８，５３９、紫外線照射機３４を有する。

転写装置５３は、主として、押出し成形によって前面板基材２３１を形成される。具体的には、まず、ダイ５３１は、図示しない押出し機によって溶融された樹脂を吐出して成形ロール５３２，５３３のエアギャップに送る。この吐出された樹脂は、成形ロール５３２によって成形ロール５３３に押し付けられる。このとき、成形ロール５３３は、この樹脂をシート状に延ばし、それとともに樹脂を冷却する。このシート状に形成された樹脂は、アニーリングロール５３４，５３５によって冷却され、これによって前面板基材２３１が形成される。その後、前面板基材２３１は、搬送ロールによって搬送される。

前面板２３１の平坦面に、転写ロール５３６，５３７それぞれによって一対のコーティングフィルムが転写される。これらコーティングフィルムは、上記のようなコーティング樹脂から構成されたシート状のフィルムであり、その平坦面に紫外線硬化樹脂が塗工されている。これらコーティングフィルムは、この紫外線硬化樹脂が塗工された面が前面板基材２３１の平坦面に対向するように転写ロール５３６，５３７から巻き出される。これらコーティングフィルムはそれぞれ、前面板基材２３１の両平坦面に転写され、貼り合せロール５３８，５３９の間で前面板基材２３１に押し付けられる。これによって、コーティングフィルムは、前面板基材２３１の平坦面に貼り合せられ、その後に紫外線照射機３４へと送られる。
紫外線照射装置３４は、前面板基材２３１の平坦面の両側から紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化する。これによって、コーティングフィルムは、前面板基材２３１に貼り付けられ、前面板４３が完成する。ここで、これらコーティングフィルムが前面板４３のコーティング部材４３１，４３２となる。

発明の実施の形態４．
実施形態２，３では、コーティング部材４３１，４３２を前面板基材２３１上に直接形成したが、コーティング部材４３１，４３２を前面板基材２３１上に接着部材を介して接着してもよい。
図１０の断面模式図に、本実施形態４における背面投射型表示パネルが示されている。背面投射型表示パネル６０は、レンズシート２１，２２に加えて、前面板６３を備える。なおここでは、実施形態１，２における部材と同じ部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

前面板６３は、前面板基材２３１、コーティング部材４３１，４３２に加え、調整部材６３１，６３２を有する。調整部材６３１，６３２は、前面板６３の曲げ剛性を調整するための部材であり、前面板基材２３１とコーティング部材４３１，４３２との間の曲げ剛性を有する材料から構成されている。この材料は、好適にはポリエチレン・テレフタレート等とすることができる。

本実施形態４においても、コーティング部材４３１，４３２は、挟持部材２３２，２３３と同様にシート状の形状を有し、中間部材となる前面板基材２３１の両平坦面を挟み込んでいる。本実施形態４におけるコーティング部材４３１，４３２は、実施形態２と異なり、調整部材６３１，６３２、接着樹脂２３４，２３５を介して、前面板基材２３１上にコーティングされている。換言すれば、調整部材６３１，６３２が前面板基材２３１の両面に接着樹脂２３４，２３５によって接着され、コーティング部材４３１，４３２がこの調整部材６３１，６３２上に形成されている。

次に、図１１を用いて、本実施形態４における前面板６３の製造方法について説明する。
図１１に、本実施形態における前面板５３の製造装置の主たる構成が示されている。図１１に示された装置は、前面板基材２３１にコーティング部材４３１，４３２を形成する装置である。このコーティング装置６５は、図１１に示すように、コーティング材を塗布するダイコータ６５１を有する。

図１１に示すように、前面板基材２３１は、搬送ロール３１１，３１２によってダイコータ６５１へと送られる。ダイコータ６５１は、紫外線硬化樹脂を吐出し、送られてきたコーティングフィルムの片面に塗工する。この塗工されたコーティングフィルムは、搬送ロールによって送られた前面板基材２３１にコーティング樹脂を塗工する。
この塗工されたコーティングフィルムは、紫外線硬化樹脂が塗工された面が前面板２３１の平坦面に対向するように送られ、前面板基材２３１の平坦面に貼り合せられる。コーティングフィルムは、貼り合せロール３３１，３３２の間で前面板基材２３１に押し付けられ、これによってコーティングフィルムは、前面板基材２３１の平坦面に貼り合せられる。その後、コーティングフィルムが貼り合せられた前面板基材２３１は、紫外線照射機３４へと送られる。
紫外線照射装置３４は、前面板基材２３１の平坦面の片側から紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化する。これによって、コーティングフィルムは、前面板基材２３１に貼り付けられ、前面板６３が完成する。ここで、これらコーティングフィルムが前面板６３のコーティング部材４３１，４３２となる。

発明の実施の形態５．
本実施形態５では、上記実施形態１〜４で得られた、基材２３１、挟持部材２３２，２３３を備えた基材シート６４にフレネルレンズを形成した例について、図１２を用いて説明する。
本発明の光学シートを基材シート６４とし、この基材シート６４の片面に紫外線硬化樹脂６７を塗布し、塗布した面にフレネルレンズの逆形状を備えた成形型６６を積層する（図１２（ａ））。その後、基材シート６４側から紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂６７を硬化し、成形型６６を離形することでフレネルレンズシート６８（図１２（ｂ））を成形することができる。
また、図示しない別の基材シートの片側にフレネルレンズを形成したフレネルレンズシートを基材シート６４の片面に積層してフレネルレンズシート６８を成形することもできる。

なお、本発明を背面投射型表示パネルに適応した場合について説明するが、これに限らず、液晶表示表示パネル等の前面板を有する各種表示表示パネルに適応可能である。また、本実施形態においては、光硬化工程において紫外線が用いられているが、これに限らず、種々の光を照射することができ、それにともなって接着樹脂やハードコート樹脂の種類を変更することができる。

本発明に係る光学シートの一構成例を示す模式図である。 本発明に係る光学シートのたわみを示すグラフである。 本発明に係る光学シートの自重を示すグラフである。 本発明に係る背面投射型表示パネルの一構成例を示す斜視模式図である。 本発明に係る背面投射型表示パネルの一構成例を示す断面模式図である。 本発明に係る光学シートの製造装置の一構成例を示す模式図である。 本発明に係る背面投射型表示パネルの一構成例を示す断面模式図である。 本発明に係る光学シートの製造装置の一構成例を示す模式図である。 本発明に係る光学シートの製造装置の一構成例を示す模式図である。 本発明に係る背面投射型表示パネルの一構成例を示す断面模式図である。 本発明に係る光学シートの製造装置の一構成例を示す模式図である。 本発明に係るフレネルレンズシートの一構成例を示す斜視模式図である。 従来の背面投射型表示パネルの一構成例を示す斜視模式図である。 従来の背面投射型表示パネルの一構成例を示す斜視模式図である。 従来の背面投射型表示パネルの一構成例を示す斜視模式図である。

符号の説明

１…光学シート、１１…シート基材、１２１，１２２…挟持部材
２０…背面投射型表示パネル、２１…フレネルレンズシート、２１１…基材、
２１２…フレネルレンズ、２２…レンチキュラーレンズシート、２２１…基材、
２２２…レンチキュラーレンズ、３２３…遮光層、
２３…前面板、２３１…前面板基材、２３２，２３３…挟持部材、
２３４，２３５…接着樹脂
３０…貼付装置、３１１，３１２…搬送ロール、３２…接着樹脂塗工機、
３３１，３３２…貼り合せロール、３４…紫外線照射機
４０…背面投射型表示パネル、４３…前面板、４３１，４３２…コーティング部材
５１…コーティング装置、５１１…ダイコータ５１１、５１２…ロールコータ
５３…転写装置、５３１…ダイ、５３２，５３３…成形ロール、
５３４，５３５…アニーリングロール、５３６，５３７…転写ロール、
５３８，５３９…貼り合せロール
６０…背面投射型表示パネル、６３…前面板、６３１，６３２…調整部材
６５…コーティング装置、６５１…ダイコータ

Claims (8)

1. 表示パネルに用いられる光学シートであって、
   当該光学シートのシート基材と、
   当該シート基材の平坦面に配設された第１の挟持部材と、
   前記シート基材の平坦面に対向した面に配設され、当該第１の挟持部材との間で前記シート基材を挟み込む第２の挟持部材とを備え、
   前記第１の挟持部材と前記第２の挟持部材とは、前記シート基材の構成材料よりも高い曲げ剛性を有し、
   当該第２の挟持部材の厚み及びヤング率は、前記第１の挟持部材の厚み及びヤング率と同じであり、
   前記シート基材の厚みをａ（ｍｍ）、ヤング率をＥ_ａ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材の厚みをｂ（ｍｍ）、ヤング率をＥ_ｂ（Ｎ／ｍｍ ^２ ）、Ｅ_ａ<Ｅ_ｂとしたときに、
   

   

   は、Ｋ_ｓ>２を満たし、
   前記シート基材の比重をρ_ａ（ｇ／ｃｍ^２）、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材の比重をρ_ｂ（ｇ／ｃｍ^２）としたときに、
   

   

   は、Ｋ_ｗ<１．７を満たす表示パネル用の光学シート。
2. 前記第１の挟持部材と前記第２の挟持部材とは、ガラス材料とハードコート樹脂とのいずれかから構成されていることを特徴とする請求項１記載の表示パネル用の光学シート。
3. 前記第１の挟持部材と前記第２の挟持部材を合せた厚みは、前記シート基材の厚みに対して１／９以上２／３以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の表示パネル用の光学シート。
4. 前記シート基材は樹脂材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示パネル用の光学シート。
5. 前記ガラス材料は、ソーダガラスと石英ガラスとのいずれかであり、
   前記ハードコート樹脂は、アクリル系モノマー・オリゴマー・光反応開始剤を含む、アクリル系光硬化性ハードコート樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の表示パネル用の光学シート。
6. 当該光学シートは前記表示パネルの前面を保護する前面板であって、前記シート基材、第１の挟持部材、及び第２の挟持部材は、光透過性を有する材料から構成される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示パネル用の光学シート。
7. 映像光が入射され、当該入射光を所定の方向に絞り込むフレネルレンズシートと、
   当該フレネルレンズシートと重ね合わせられ、前記絞り込まれた光を広げて出射するレンチキュラーレンズシートと、
   当該レンチキュラーレンズシートの光が出射する側に配設され、請求項６に記載の前面板とを備えた表示パネル。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学シートと、
   当該光学シートの少なくとも一方の面に設けられたフレネルレンズ層とを備えたフレネルレンズシート。

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