WO2006036029A1 - 光学シート、バックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

光学シート、バックライトおよび液晶表示装置 Download PDF

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convex portion
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Mitsuo Arima
Jun Shimizu
Hirokazu Odagiri
Eiji Ohta
Kei Obata
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Sony Corporation
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    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to an optical sheet capable of enhancing the directivity of light, a backlight provided with the optical sheet, and a liquid crystal display device.
  • BACKGROUND ART In recent years, in a liquid crystal display device equipped with a liquid crystal panel, it has become an important issue to increase the commercial value of the liquid crystal display device to reduce power consumption and improve display luminance. Under such circumstances, it is strongly desired to improve the optical gain on the backlight side. Therefore, as a method for meeting this demand, it has been proposed to provide a liquid crystal display device with a prism sheet having a prism array on the illumination light exit side (see, for example, Japanese Patent No. 3 1 4 7 2 0 5). )
  • Fig. 1 shows the appearance of a conventional prism sheet.
  • Figure 2 shows the XZ cross-sectional shape of a conventional prism sheet.
  • the incident light beam is directly reflected by the prism inclined surface after being reflected by the first transmitted light component T 1 that is directly transmitted through the prism inclined surface, and then reflected again by the other prism inclined surface. It can be divided into a return light component R returned to the incident side and a second transmitted light component T 2 that is reflected by one prism slope and then transmitted through the other prism slope and emitted to the front surface of the prism sheet.
  • the primary transmitted light component T 1 is a light flux component that is effectively used including light emitted in the front direction.
  • the return light component R is a luminous flux component that is effective for increasing the luminance of the light emitting surface by being incident on a diffusing sheet that is regarded as a light emitting surface (surface light source) and diffusely reflected.
  • the second transmitted light component ⁇ 2 is a light beam component emitted to the wide angle side outside the effective viewing angle of the liquid crystal panel, and is a light beam component that does not contribute to the improvement of luminance.
  • the incident light is refracted and condensed to be condensed in the front direction, and the directivity is improved so as to increase the front luminance.
  • the reflected light is diffused and scattered by a diffusion sheet that is regarded as a light emitting surface (surface light source), and as a result, the luminance of the light emitting surface is increased, thereby increasing the front luminance.
  • incident light can be divided into a primary transmitted light component ⁇ 1, a second transmitted light component ⁇ 2, and a returning light component R according to the incident angle.
  • a part of the light beam emitted from the off-axis virtual light source is totally reflected on one inclined surface of the prism sheet and re-enters the other inclined surface. And is reused as the return light component R. Alternatively, after multiple reflection, it is effectively used as the primary transmitted light component T 1 and the returned light component R to the light source side.
  • the light beam emitted from the off-axis virtual light source is totally reflected on one slope of the prism sheet, refracted and transmitted on the other slope, and is emitted to the wide-angle side outside the effective viewing angle of the liquid crystal panel.
  • the second-order transmitted light component 2 is a light flux component that is invalid in terms of luminance.
  • the polarization separation characteristics may be extremely deteriorated due to the directivity of incidence. Impairs the effective brightness improvement on the LCD panel side.
  • a first object of the present invention is to provide an optical sheet that achieves a high luminance distribution within a predetermined viewing angle, and that can improve the luminance by suppressing the generation of the second transmitted light component T 2. It is to provide a backlight and a liquid crystal display device.
  • the second object of the present invention is to realize a high luminance distribution within a predetermined viewing angle, to suppress the generation of the second transmitted light component T 2 and to improve the luminance, and to provide a prism sheet.
  • the secondary transmitted light re-enters the adjacent prism, enters the inside of the sheet again, is added to the return light, and is reused.
  • the primary transmitted light or the return light to the light source after multiple reflection there is secondary transmitted light that is not effectively utilized, so-called sidelobe light.
  • Most of these secondary transmitted light is produced by light that is incident from an oblique direction with respect to the principal surface of the prism sheet being totally reflected on one surface of the prism and then refracted and transmitted on the other surface. appear.
  • the light incident on the vicinity of the apex of the prism from the direction perpendicular to the principal surface of the prism sheet is totally reflected, so that the primary transmitted light is reduced. End up.
  • the present inventor increases the primary transmitted light by refracting and transmitting the light incident on the vicinity of the apex of the prism from the direction perpendicular to the main surface of the prism sheet, and with respect to the main surface of the prism sheet.
  • the present invention has been devised based on the above studies.
  • the first invention is an optical sheet in which cylindrical lens bodies having a hyperboloid surface or a paraboloid surface are provided so as to continuously form a row on one main surface.
  • the optical sheet is characterized in that when the Z-axis is taken parallel to the normal direction of the optical sheet and the X-axis is taken in the direction of the cylindrical lens body, the sectional shape of the cylindrical lens satisfies the following formula: .
  • the second invention is a light source that emits illumination light
  • Cylindrical lens bodies with hyperboloids or parabolas are continuously arranged To be established,
  • the cross-sectional shape of the cylindrical lens satisfies the following formula. .
  • a third invention comprises a light source that emits illumination light
  • An optical sheet that enhances the directivity of the illumination light emitted from the backlight; a liquid crystal panel that displays an image based on the illumination light emitted from the optical sheet;
  • the main surface of the optical sheet is the main surface of the optical sheet.
  • Cylindrical lens bodies having hyperboloids or parabolas are provided so as to form a continuous row
  • a liquid crystal display device characterized in that when the Z-axis is taken in parallel to the normal direction of the optical sheet and the X-axis is taken in the direction of the cylindrical lens body, the sectional shape of the cylindrical lens satisfies the following formula: is there.
  • R is the radius of curvature of the apex of the tip
  • K is the conic constant.
  • R and the conic constant K satisfy the following numerical ranges. .
  • the radius of curvature R and the conic It is preferable that the constant K satisfies the following numerical range. , 0 ⁇ R ⁇ DZ 2
  • the radius of curvature R and the conic constant ⁇ satisfy the following numerical ranges.
  • the other main surface opposite to the one main surface on which the cylindrical lens body is provided has a convex portion having a height of 0.20 im or more from the average center plane.
  • the density of the convex portions is preferably 70 pieces / mm 2 or more and 500 pieces Zmm 2 or less.
  • the other main surface opposite to the one main surface on which the cylindrical lens body is provided has a convex portion having a height of 0.20 m or more from the average center plane.
  • the other main surface opposite to the one main surface on which the cylindrical lens body is provided is preferable. It is preferable that a convex portion is further provided, and the ridge portion is provided so that the haze of the optical sheet is 60% or less in a state where the cylindrical lens body is not formed.
  • a convex portion is further provided on the other principal surface opposite to the one principal surface on which the cylindrical lens body is provided, and the convex portion forms a cylindrical lens body. It is preferable that the optical sheet is provided so that the haze of the optical sheet is 20% or less.
  • the cylindrical lens body is provided.
  • a convex portion is further provided on the other principal surface opposite to the one principal surface, and the ten-point average roughness SR z of the convex portion is 1 m or more and 15 m or less.
  • a convex portion is further provided on the other principal surface opposite to the principal surface on which the cylindrical lens body is provided, and the convex portion has a convex area of 1%.
  • the height of the hour is preferably 1-7.
  • the other main surface opposite to the one main surface on which the cylindrical lens body is provided is further provided with a convex portion, and the surface on the side where the convex portion is provided It is preferable that the average gradient of the above is 0.25 or less.
  • Cylindrical lens body is provided-By providing a convex part on the other main surface opposite to the main surface, the optical sheet can be adhered to the diffusion even when the optical sheet is provided on the diffusion plate. Can be prevented.
  • the directivity can be improved, the front luminance can be improved, and the characteristics can be improved by the polarization separation sheet in the subsequent stage, and the display luminance of the liquid crystal panel can be improved while reducing the power consumption. .
  • the front luminance can be improved and the characteristics of the polarization separation sheet in the subsequent stage can be improved.
  • Display brightness can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a prism sheet
  • FIG. 2 is a schematic view showing an XZ section of the prism sheet
  • FIG. 3 is a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the shape of a lens sheet according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a method for producing an optical film according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an extrusion sheet precision molding device used in the process
  • Fig. 6 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of a conventional prism sheet
  • Fig. 7 is a conventional diagram.
  • Fig. 8 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the prism sheet of the example
  • Fig. 8 is a distribution diagram showing the field of view characteristics of the prism sheet of the conventional example
  • Fig. 9 is a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Example 1.
  • Figure 10 shows the orientation characteristics of the lens sheet of Example 1.
  • Fig. 11 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ cross section of the lens sheet of Example 2
  • Fig. 12 is a distribution diagram showing the orientation characteristics of the lens sheet of Example 2.
  • Fig. 13 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Example 3.
  • Fig. 14 is a distribution diagram showing the orientation characteristics of the lens sheet of Example 3.
  • Fig. 15 Fig. 16 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Example 4
  • Fig. 16 is a distribution diagram showing the orientation characteristics of the lens sheet of Example 4
  • Fig. 17 is an example.
  • Fig. 11 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ cross section of the lens sheet of Example 2
  • Fig. 12 is a distribution diagram showing the orientation characteristics of the lens sheet of Example 2.
  • Fig. 13 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of the lens sheet
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Fig. 5.
  • Fig. 18 is a distribution diagram showing the orientation characteristics of the lens sheet of Example 5.
  • Fig. 19 is the lens sheet of Example 6.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ cross section of the lens sheet of Example 6.
  • Fig. 21 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Example 7, and Fig. 22 shows the direction characteristic of the lens sheet of Example 7.
  • Fig. 23 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ cross section of the lens sheet of Example 8.
  • Fig. 24 is a distribution diagram showing the orientation characteristics of the lens sheet of Example 8.
  • Fig. 20 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ cross section of the lens sheet of Example 6.
  • Fig. 21 is a schematic diagram showing a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Example 7
  • Fig. 22 shows the direction characteristic of the
  • Fig. 25 shows the peak luminance distribution according to the change in the radius of curvature R of the apex of the tip and the aspherical coefficient A.
  • Graph showing the change in peak luminance distribution with respect to Fig. 27, Fig. 27 is a schematic diagram showing a partially enlarged cross section of the lens sheet of Comparative Example 1, and Fig. 28 shows the field of view of the lens sheet of Comparative Example 1.
  • Fig. 29 is a schematic diagram showing the characteristics, Fig. 29 is a schematic diagram showing a partially enlarged cross section of the lens sheet of Comparative Example 2, and Fig. 30 shows Comparative Example 2.
  • Fig. 31 is a schematic diagram showing the visual field characteristics of the lens sheet of Example 10
  • Fig. 3 2 is a table showing the evaluation results of the lens sheet
  • Fig. 3 3 Fig. 34 is a table showing the evaluation results of the lens sheet.
  • Fig. 34 is a graph showing the relationship between the number of protrusions of 0.2 m or more and the relative luminance value.
  • Fig. 35 is 0.2 m.
  • Fig. 36 shows the relationship between the number of protrusions and the appearance blur.
  • Fig. 36 shows the relationship between the distance between protrusions of 0.2 am or more and the relative luminance value.
  • Fig. 37 shows the relationship between Fig.
  • FIG. 38 is a graph showing the relationship between the distance between convex portions of 2 m or more and the sliding test result.
  • Fig. 38 is a graph showing the relationship between the interval between convex portions of 0.2 m or more and the appearance blur.
  • Fig. 9 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness SR z and the relative luminance value.
  • Fig. 40 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness SR z and the sliding test results.
  • Figure 1 shows a convex surface Graph showing the relationship between height at 1% product and relative luminance value
  • Fig. 4 2 shows the relationship between height at 1% convex area and sliding test results
  • Fig. 4 3 shows haze FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing one structural example of a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.
  • this liquid crystal display device includes a backlight 1 and a liquid crystal panel 2.
  • the backlight 1 is a direct type will be described, but the backlight 1 may be an edge-light type (side-light type).
  • the backlight 1 is for supplying light to the liquid crystal panel 2, and is placed immediately below the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal panel 2 is for displaying information by temporally and spatially modulating the light supplied from the backlight 1.
  • Polarizers 2 a and 2 b are provided on both sides of the liquid crystal panel 2.
  • the polarizing plate 2 a and the polarizing plate 2 b allow only one of orthogonally polarized components of incident light to pass through and block the other by absorption.
  • the polarizing plate 2 a and the polarizing plate 2 b are provided so that their transmission axes are orthogonal to each other.
  • the pack light 1 includes, for example, a reflection plate 1 1, 1 or a plurality of light sources 1 2, a diffusion plate 1 3, a diffusion sheet 1 7, a lens sheet 14, and a reflective polarizer 1 8 Is provided.
  • the one or more light sources 12 are for supplying light to the liquid crystal panel 2 and are, for example, fluorescent lamps (FL), EL (Electro Luminescence), or LEDs (Light Emitting Diodes).
  • Reflector 1 1 covers the bottom and sides of one or more light sources 1 '2 Provided to reflect the light emitted downward or laterally from one or more light sources 12 and direct it toward the liquid crystal panel 2. Note that a chassis may be provided in place of the reflector 11.
  • the diffusing plate 1 3 is provided above the one or more light sources 1 2 and diffuses the light emitted from the one or more light sources 1 2 and the reflected light from the reflecting plate 1 1 to make the luminance uniform. It is.
  • the diffusion sheet 17 is provided on the diffusion plate 13 and serves to diffuse at least the light diffused by the diffusion plate 17. Further, the diffusion sheet 17 may further have a function of condensing light.
  • a lens sheet 14 as an example of an optical sheet is provided above the diffusion sheet 13 to improve the directivity of irradiation light and the like.
  • the reflective polarizer 18 is provided on the lens sheet 14, and transmits only one of the orthogonal polarization components among the light whose directionality is enhanced by the lens sheet 14, and reflects the other. .
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the shape of the lens sheet 14 according to the embodiment of the present invention.
  • the lens sheet 14 has a sheet shape.
  • the lens sheet 14 When the lens sheet 14 is viewed from the main surface side, the lens sheet 14 has, for example, a rectangular shape.
  • the sheet includes not only a film but also various thin plates having flexibility or a certain degree of hardness.
  • one main surface on the side where light from the light source 12 enters is referred to as a back surface
  • the other main surface on the side from which light from the light source 12 is output is referred to as a front surface.
  • a plurality of convex portions 16 are provided on the back surface side of the lens sheet 14, and a symmetrical hyperboloid or parabolic cylindrical lens body 15 is provided on the front surface side of the lens sheet 14. Many continuous in the direction perpendicular to the parabolic generatrix Is provided.
  • the cylindrical lens body 15 has a focal length fa on the side from which the light from the light source 12 is emitted. As shown in FIG. 4, the X axis is parallel to the column direction of the cylindrical lens body 15, the Y axis is parallel to the generatrix direction of the cylindrical lens body 15, and the normal direction of the lens sheet 14 is Take the Z axis in parallel.
  • the width of the cylindrical lens body 15 provided on the surface side of the lens sheet 14, that is, the structural unit width (pitch) D is selected from the range of 10 to 120 m, preferably selected according to the pixels of the liquid crystal panel. .
  • the structural unit width D is preferably selected from the range of 50 to 100 m.
  • the structural unit width D is preferably selected from the range of 10 to 80 m.
  • the lens sheet 14 is provided between the diffusion sheet 13 and the liquid crystal panel 2 so that the side on which the plurality of cylindrical force lens bodies 15 are provided faces the liquid crystal panel 2.
  • the XZ cross-sectional shape of the cylindrical lens body 15 satisfies the following formula (1).
  • T X 2 / (R + (R 2 — (1 + K) X 2 )) (1) where R is the radius of curvature of the tip apex and K is the conic constant.
  • R is the radius of curvature of the tip apex and K is the conic constant.
  • T means the square root of the value obtained by the following formula.
  • the tip it is preferable that the radius of curvature R of the vertex and the conic constant K be in the numerical range of 0 ⁇ R ⁇ 2 5 zm, 1 ⁇ 3 ⁇ K ⁇ 1, 0 and R ⁇ 20 m, ⁇ 3 ⁇ K ⁇ 1 It is more preferable to use a numerical range.
  • the radius of curvature R and conic constant K of the apex of the tip be in the numerical range of 0 to R ⁇ 20 m, 14 to K ⁇ 1. 0 ⁇ R ⁇ 10 m, ⁇ 3 ⁇ K ⁇ —1 is more preferable, and 0 ⁇ R ⁇ 8 m, and 1 ⁇ 3 ⁇ K ⁇ ⁇ 1 is more preferable.
  • the radius of curvature R of the tip apex and the conic constant K be in the numerical range of 0 ⁇ ⁇ 8 0 ⁇ and 1 ⁇ 4 ⁇ ⁇ 1. It is more preferable that the numerical value range is 0 ⁇ R ⁇ 4 0 ⁇ , 1 ⁇ 3 ⁇ _1, more preferably 0 ⁇ R ⁇ 32 m, 1 ⁇ 3 ⁇ K ⁇ —1.
  • the height of the convex portion 16 provided on the back surface of the lens sheet 14 is preferably not less than 0.20 mm from the average center plane (JIS ⁇ 0 6 0 1 — 1 9 94).
  • the density of the convex portions 1 6 with 0. 2 0 m or more height from the average central plane is preferably in a 7 zero ZMM 2 or more 5 0 0 ZMM 2 or less.
  • the average interval between the convex portions 16 having a height of 0.20 zm from the average central plane is in the range of 50 / zm or more and 120 m or less.
  • the convex portion 16 provided on the back surface of the lens sheet 14 may be provided so that the haze of the lens sheet 14 is 60% or less in a state where the cylindrical lens body 15 is not formed.
  • the lens sheet 14 is provided with a haze of 20% or less.
  • the convex portion 16 provided on the back surface of the lens sheet 14 has a ten-point average roughness.
  • SR z is preferably set to be in the range of 1 im to 1 5 // m.
  • the convex portion 16 on the one main surface side of the lens sheet 14 is preferably provided so that the height when the convex portion is 1% of the convex portion area is 1 or more and 7 or less.
  • this extruded sheet precision forming apparatus includes an extruder 21, a clove 22, a forming roll 2 3, an elastic roll 24, and a cooling roll 25.
  • thermoplastic resin having a refractive index of 1.4 or more.
  • a resin include a polystrength resin resin, an acrylic resin typified by a polymethyl methacrylate resin, a polyester resin typified by a polyethylene terephthalate, an amorphous copolymer polyester resin, a polystyrene resin, A polyvinyl chloride resin etc. are mentioned.
  • the melt viscosity in the vicinity of the molding temperature is preferably not less than 100000 Pa and not more than 100 00 Pa.
  • thermoplastic resin e.g., polystyrene resin
  • a release agent in this way, the adhesion between the forming roll 23 and the sheet when the sheet is peeled off from the forming roll 23. By adjusting the, the peeling line can be prevented from entering the lens sheet 14.
  • the amount of release agent added to the thermoplastic resin is preferably in the range of 0.02 1;% or more and 0.4 wt% or less. If it is less than 0.02 wt%, the releasability deteriorates, and a peeling line enters the lens sheet 14. On the other hand, if it exceeds 0.4 wt%, the releasability becomes too good, and the transparent thermoplastic resin peels off on the molding port 23 before solidifying, and the shape of the cylindrical lens body 15 Will cause a problem that will collapse.
  • At least one ultraviolet absorber or light stabilizer is contained in the thermoplastic resin.
  • the amount of the ultraviolet absorber or light stabilizer added to the thermoplastic resin is preferably 0.02 wt% or more and 0.4 wt% or less. If it is less than 0.02 wt%, the hue change cannot be suppressed. On the other hand, if it exceeds 0.4 w t%, the lens sheet 14 becomes yellowish.
  • UV absorbers examples include salicylic acid, benzophenone, benzotriazole, and cyanoacrylate UV absorbers such as ADK STAB LA-31, ADK STAB LA-32 (Asahi Denka Kogyo) Cyasorb UV-54 1 1 (Sanchemical Co., Ltd.), T inuvin P, T inuvin 2 34, T inuvin 320, T inuvin 3 2 7 T inuvin 327 (manufactured by Chiba Gaigi Co., Ltd.) ), Sum isorbll O, Sum isorbl 40 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Kem isorbll O, Kem isorb 140, Kem isorbl 2, Kem isorbl 3 (manufactured by Chemipro Kasei Co., Ltd.), Uv inul X— 1 9, U vinu 1 M s—40 (manufactured by BAS F), Tomisorp 10 0 0, Tomisorp 6
  • Examples of the light stabilizer include hindered amines. Specifically, for example, ADK STAB LA-5 2 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), Sanol LS-7700, Sanol LS-7650, Sanoh LS 774 (manufactured by Sankyo Co., Ltd.), Sum isorb TM-061 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • ADK STAB LA-5 2 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
  • Sanol LS-7700 Sanol LS-7650
  • Sanoh LS 774 manufactured by Sankyo Co., Ltd.
  • Sum isorb TM-061 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • additives such as an antioxidant, an antistatic agent, a colorant, a plasticizer, a compatibilizing agent, and a flame retardant can be added.
  • additives cause gas generation during the heating of the melt extrusion such as T-die 22, which deteriorates the film-forming property and the work environment, so it is better to have a small total amount of additives.
  • the amount added to the thermoplastic resin is preferably 2 wt% or less.
  • the extruder 21 melts the resin material supplied from the hopper (not shown) and supplies it to the T die 22.
  • the T-die 22 is a die having a letter-shaped opening, and discharges the resin material supplied from the extruder 21 up to the width of the sheet to be molded.
  • the forming roll 23 has a columnar shape, and is configured to be rotationally driven with the central axis as a rotation axis. Further, the forming roll 23 is configured to be cooled. Specifically, the forming roll 23 has one or more flow paths for flowing a cooling medium therein. For example, an oil medium is used as the cooling medium, and the oil medium is changed, for example, between 120 ° C. and 230 ° C.
  • the cylindrical surface of the forming roll 23 is provided with an engraving shape for transferring a fine pattern onto a sheet discharged from the T die 22.
  • This engraving shape is, for example, a fine uneven shape for transferring the cylindrical lens body 15 to a sheet.
  • This uneven shape is, for example, a diamond bite Formed by precision cutting.
  • the engraving shape is formed in the circumferential direction or the width direction (height direction) of the forming roll 23 having a columnar shape.
  • the elastic roll 24 has a cylindrical shape, and is configured to be rotationally driven with its central axis as a rotation axis. The surface of the elastic roll 24 can be deformed by inertia, and when the sheet is nipped by the forming roll 23 and the elastic roll 24, the surface in contact with the forming roll 23 is crushed. ing.
  • the elastic mouthpiece 24 is seamlessly made of, for example, Ni plating (covered by a T-cylinder, and inside it is provided with an elastic body for allowing the surface of the elastic roll 24 to be deformed by inertia.
  • the configuration and material of the coasting roll 2 4 are not limited as long as the surface is elastically deformed when coming into contact with the molding roll 2 3 with a predetermined pressure. A metal, a composite material, etc. can be used.
  • the coasting roll 24 is not limited to a roll shape, and a belt shape can also be used.
  • the cylindrical surface of the elastic roll 24 is provided with a concave portion for forming the convex portion 16 on the back surface side of the lens sheet 14.
  • the elastic roll 24 is configured to be cooled.
  • the elastic roll 24 has one or more flow paths for flowing a cooling medium therein.
  • a cooling medium For example, water can be used as the cooling medium.
  • a pressurized hot water type temperature controller (not shown), for example, the basic temperature is set to 80 ° C. and 130 ° C.
  • An oil temperature controller may be used as the temperature controller.
  • the cooling roll 25 has a cylindrical shape, and is configured to be rotationally driven with its central axis as a rotation axis. Cooling roll 2 5 is configured to be coolable It is. Specifically, the cooling port 25 has one or more flow paths for flowing a cooling medium therein. For example, water can be used as the cooling medium. 'Then, for example, the basic temperature is set to 1 15 ° C using a pressurized hot water type temperature controller (not shown). An oil temperature controller may be used as the temperature controller.
  • the resin material is melted by the extruder 21, sequentially supplied to the T die 22, and the sheet is continuously discharged from the T die 22.
  • the sheet discharged from the T-die 22 is nipped between the forming roll 23 and the elastic roll 24.
  • the engraving shape of the molding tool 23 is transferred to the surface of the sheet, and the uneven shape of the elastic roll 24 is transferred to the back surface of the sheet.
  • the surface temperature of the forming roll 23 is maintained in a temperature range of Tg + 20 t to Tg + 45 ° C, and the surface temperature of the coasting roll 24 is in the temperature range of 20 to Ding 8. Retained.
  • T g is the glass transition temperature of the resin material.
  • the temperature of the resin material when transferring the engraving shape f T g + 50 ° (: ⁇ T g + 2 30 ° C is preferable, T g + 80 ° C ⁇ T g + More preferably, the temperature is 200 ° C.
  • the sheet is peeled off from the forming roll 23 by the cooling roll 25 while the sheet is doubled by the forming roll 23 and the cooling roll 25 to suppress fluttering.
  • the surface temperature of the cooling roll 25 is not more than T g. Held in the degree range.
  • the surface temperature of the cooling roll 25 is maintained in such a temperature range, and the sheet is nipped by the forming roll 2 3 and the cooling roll 25 to suppress the fluttering, so that the sheet is favorably removed from the forming roll 23.
  • the temperature of the resin material at the time of peeling is preferably Tg or more, more preferably Tg + 20 ° C to Tg + 85 ° C, and Tg + 30 ° C.
  • ⁇ Tg + 60 ° C Even more preferred is ⁇ Tg + 60 ° C. While keeping the temperature of the resin in the above-mentioned temperature range, the sheet is satisfactorily peeled from the forming roll 23 by niping the sheet with the forming nozzle 23 and the cooling roll 25 to suppress fluttering. Can do. Thus, the target lens sheet can be obtained.
  • the conventional lens sheet manufacturing method mainly uses a UV (ultraviolet) curable resin (for example, UV curable acrylic resin) formed on a film substrate such as polyethylene terephthalate (PET).
  • a UV curable resin for example, UV curable acrylic resin
  • PET polyethylene terephthalate
  • the method has problems that the UV curable resin is expensive and the production speed is slow because it is necessary to sufficiently irradiate the UV curable resin to cure the resin in the process.
  • the two-layer structure of the sheet and lens layer there is a problem that warpage is likely to occur due to the difference in expansion coefficient due to heat and humidity, and the assembly process becomes complicated.
  • the lens sheet manufacturing method can reduce the material by using an integrally molded product by thermal transfer of a thermoplastic resin, and can improve the productivity of the lens sheet. It is possible to achieve a special effect that sheet warpage can be suppressed.
  • Fig. 6 shows a partially enlarged XZ section of a conventional prism sheet.
  • a plurality of minute prisms are continuously provided on one main surface of the prism sheet.
  • point A indicates the apex of the prism
  • point B and point C indicate the junction with the adjacent prism
  • point 0 indicates the virtual light origin immediately below the apex A
  • Point P indicates the virtual light origin immediately below junction point B.
  • a B plane the plane between vertex A and junction B
  • a C plane the plane between vertex A and junction C
  • Figure 6 shows the locus of the light flux ⁇ incident on the A B plane from the virtual light source O, and the locus of the light flux ⁇ incident on the A B and A C surfaces from the virtual light source P.
  • the trajectories of these ray ⁇ and ray ⁇ were obtained by simulation.
  • the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
  • Fig. 7 shows the light distribution characteristics of the conventional prism sheet.
  • Figure 8 shows the visual field characteristics of the conventional prism series.
  • the distribution surrounded by the frame t 1 corresponds to the primary transmitted light
  • the distribution surrounded by the frame t 2 is the secondary transmitted light. It corresponds to.
  • the distribution chart in Fig. 7 shows that the center is 0 °, the first circle from the center is 10 °, the second circle is 20 °, and so on. Indicates 90 °.
  • the distribution charts in Fig. 7 and Fig. 8 are drawn by computer simulation. The distribution map of the embodiment described below is also based on the simulation. From Fig. 7, it is possible to confirm at what angle the light emitted from the prism chamber is spread.
  • the above-described triangular prism was fabricated on one main surface of the sheet by melt extrusion, and its shape was evaluated.
  • a coasting roll was produced as follows.
  • a seamless tube with a thickness of 3400 microns is formed by forming a seamless tube with Ni plating, and applying Cr plating to the surface and then polishing to 0.2 S. Sleeve).
  • an elastic body is affixed on a roll through which a cooling medium can pass, and a flexible sleeve is placed on the roll, and an elastic mouth having a configuration in which cooling water can flow between the elastic body and the flexible sleeve is obtained.
  • the elastic body nitrile rubber (N B R) having a hardness of 85 degrees was used, and its thickness was 20 mm.
  • the diameter ⁇ of the coasting roll was 2600 mm and the surface length (width of the forming roll) was 4500 mm.
  • a mold was prepared that had a structure that allowed the cooling medium to flow through a plurality of flow paths to reduce the temperature distribution.
  • the material is quenched and tempered with S 4 5 C, and after mirror finish (0.5 S or less), electroless Ni P (nickel / phosphorus) plating (thickness: 100 microns) went.
  • An engraving shape was formed on the cylindrical surface of this forming roll as follows. First, place the forming roll in a constant temperature and humidity room (temperature 23, humidity 50%). A diamond tool having a predetermined shape was set on an ultra-precision lathe. And the lens pattern of the above-mentioned triangular prism was formed in the circumferential direction of the forming roll. 'This forming roll had a diameter of ⁇ 3 0 0, a surface length of 4 60 mm, and a groove processing width of 3 0 0 mm.
  • An oil medium was used as a cooling medium for the forming roll.
  • Water was used as the cooling medium for the elastic roll and the cooling roll, and the temperature of the cooling medium was adjusted using a pressurized hot water type temperature controller.
  • the extruder used was a vented screw with a diameter of 50 mm and no gear pump.
  • the T-die used was a coach hanger type die with a lip width of 55 mm and a lip gap of 1.5 mm.
  • the air gap was 105 mm.
  • the lens sheet was molded using an extrusion sheet precision molding apparatus having the above-described configuration.
  • polycarbonate E 2 00 0 R manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics
  • T g the glass transition temperature of the polycarbonate resin
  • seat was peeled from the forming roll with the cooling roll.
  • the surface temperature of the cooling roll was maintained at 1 15.
  • the speed of the take-up machine was 7 m / min. As a result, an optical film having a thickness of 220 microns with grooves transferred on one main surface was obtained.
  • the surface temperature of the above-described forming roll and elastic roll was measured at a position immediately before the nip where a sensor is brought into contact with the roll surface and hardly affected by the heat of the resin.
  • the surface temperature of the cooling roll is This is measured at the position where the sensor is brought into contact with the surface and the film is nipped by the cooling roll and the forming roll.
  • a handy type digital thermometer manufactured by Chinoichi Co., Ltd., product name: ND 51 1—K HN
  • the sensor a sensor for measuring the surface temperature (manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd., product name U) — 16 1 K— 00—D 0— 1) was used.
  • the shape of the prism lens formed on one principal surface of the prism sheet as described above and the prism lens shown in FIG. 6 described above were compared. As a result, it was found that the desired lens shape could not be obtained because the thermoplastic resin could not enter the apex angle portion of the triangular prism lens pattern.
  • FIG. 9 shows a partially enlarged cross-sectional view of the lens sheet of Example 1.
  • a large number of cylindrical lens bodies having a finite focal length on the emission side of the illumination light and having a bilaterally symmetric hyperboloid are continuously arranged.
  • the light flux ⁇ that emerges from the virtual origin 0 immediately below the vertex of the hyperboloid and enters the AB surface is refracted and transmitted forward of the lens sheet.
  • a conventional prism is formed by continuously arranging a large number of symmetrical hyperboloid cylindrical lens bodies.
  • a part of the luminous flux ⁇ , which was the return light component R on the sheet, can be refracted and transmitted to the front of the lens sheet, which contributes to the brightness of the front direction of the conventional prism sheet.
  • the normal angle of the reflected light beam from the first total reflection surface (AB surface) forms a shallow angle with respect to the Z axis on the surface near the apex A on the AC side.
  • the reflected light component R is created.
  • the reflected light beam from the A and B surfaces has a higher refractive and transmission effect than the conventional prism shape, and exhibits a total reflection effect.
  • the first-order transmission is improved by improving the entire forward refractive transmission effect from the vertical component direction and the refractive power and total reflection power for the incident light beam from the side surface direction.
  • the front luminance can be increased while maintaining the light distribution in the forward direction.
  • the second-order transmitted light component T 2 and increasing the irregularity to the return light component R light can be used effectively, so that the gain characteristic of light can be improved.
  • FIG. 10 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens sheet shown in FIG. FIG. 10 shows the angle at which the light emitted from the lens sheet shown in FIG. 9 spreads.
  • the lens sheet of FIG. 9 has a light distribution characteristic similar to that of the conventional prism sheet shown in FIG. Second transmitted light component T 2 can be reduced compared to
  • Fig. 11 shows a partially enlarged view of the cross section of the lens sheet.
  • cylindrical lens bodies having one finite focal length on the illumination light exit side and having a bilaterally symmetric hyperboloid are continuously arranged.
  • FIG. 12 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the light sheet shown in FIG. As shown in FIG. 12, the lens sheet of FIG. 11 has a light distribution characteristic similar to that of the conventional prism sheet shown in FIG. 6, but the second order compared to the conventional prism sheet.
  • the transmitted light component T 2 can be significantly reduced.
  • FIG. 13 shows a partially enlarged view of the cross-sectional shape of the lens sheet of Example 3.
  • cylindrical lens bodies having one finite focal distance and a symmetrical hyperboloid on the illumination light exit side are continuously arranged.
  • the luminous flux ⁇ is refracted and transmitted in front of the lens sheet. Most of the luminous flux ⁇ is totally reflected, and is refracted or totally reflected by the surface between AC and becomes a return light component R.
  • the refracted light on the surface near the apex angle undergoes a change in the normal direction and disperses the light distribution direction, and the generation of the secondary transmitted light component T 2 is moderated.
  • FIG. 14 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens sheet shown in FIG.
  • the lens sheet of FIG. 13 has a light distribution characteristic similar to that of the conventional prism sheet shown in FIG. 6, but the second order transmitted light as compared with the conventional prism sheet. Component T2 can be reduced.
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of the cross-sectional shape of the lens assembly of Example 4.
  • cylindrical lens bodies having a single finite focal length on the illumination light exit side and having a bilaterally symmetric hyperboloid are continuously arranged.
  • FIG. 16 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens case shown in FIG. As shown in FIG. 16, this lens sheet has a light distribution characteristic that allows light to spread widely and uniformly.
  • FIG. 17 shows a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Example 7.
  • FIG. 18 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens sheet shown in FIG. As shown in FIG. 18, this lens sheet has a light distribution characteristic in which the second transmitted light component T 2 does not appear, but the light spreads widely and uniformly. Therefore, it is not necessarily optimal from the viewpoint of the use of a liquid crystal display that requires increasing the directivity in the front direction and increasing the luminance in the front direction.
  • FIG. 19 shows a partially enlarged cross-sectional shape of the lens sheet of Example 7.
  • a cylindrical lens body having one finite focal distance on the emission side of the illumination light and having a symmetric hyperboloid shape is continuously arranged.
  • FIG. 20 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens sheet shown in FIG. As shown in FIG. 20, this lens sheet is The light distribution characteristics are similar to those of the sheet.
  • FIG. 21 shows a partially enlarged cross-sectional shape of the lens sheet of Example 8.
  • a cylindrical lens body having one finite focal distance on the emission side of the illumination light and having a symmetric hyperboloid shape is continuously arranged.
  • the cross-sectional shape of this lens sheet is such that the value of K is large and the angle at which the asymptote intersects is narrower than that of the lens sheet shown in FIG.
  • FIG. 22 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens sheet shown in FIG. As shown in FIG. 21, this lens sheet has a light distribution characteristic similar to that of the lens sheet of FIG.
  • FIG. 23 shows a partially enlarged cross-sectional shape of the lens sheet of Example 9.
  • a cylindrical lens body having one finite focal distance on the emission side of the illumination light and having a symmetric hyperboloid shape is continuously arranged.
  • FIG. 24 is a distribution diagram showing the light distribution characteristics of the lens sheet shown in FIG. As shown in FIG. 24, this lens sheet has a stronger light distribution characteristic in the front direction than in the embodiment described above, but it is still not always optimal from the viewpoint of use of the liquid crystal display. It cannot be said. Therefore, in Equation (1), the value of K should be — 4 ⁇ K ⁇ —1.
  • Figure 25 shows the peak luminance distribution according to changes in the radius of curvature R of the apex of the tip and the aspherical coefficient A.
  • an area with a peak luminance of 11,000,000 nits (N i t) or more is indicated by a thick line.
  • the brightness of the diffusion surface indicated by a straight line indicates the diffusion surface of the diffusion sheet.
  • the peak luminance of the lens sheet can be improved by about 10% compared to the luminance of the diffusion surface.
  • the peak luminance of the lens sheet can be improved by about 20% compared to the luminance of the diffusion surface.
  • FIG. 27 shows a partially enlarged XZ section of the lens sheet of Comparative Example 1.
  • Figure 28 shows the visual field characteristics of the lens sheet of Comparative Example 1.
  • n the refractive index of the shape unit
  • T the width of the molding unit
  • FIG. 29 shows a partially enlarged cross-sectional view of the lens sheet of Comparative Example 2.
  • FIG. 30 shows the visual field characteristics of the lens sheet of Comparative Example 2.
  • the lens sheet of Comparative Example 3 has a large number of prism units formed parallel to one surface.
  • This prism unit has a triangular cross section, and its apex angle is in the range of 60 to 150 degrees.
  • the difference in the undulation of the prism surface is 1 zm or more, and the prism surface width is 15 or less.
  • FIG. 31 shows the visual field characteristics of the lens sheet of Example 10.
  • Example 10 when produced by the melt extrusion method, the transferability of the lens shape is poor due to the inflection point of the apex, and the apex is not transferred, and the desired function cannot be obtained. Since Example 10 does not have an inflection point at the apex, the lens shape is excellent in transferability and a desired function can be obtained.
  • Example 10 does not have an inflection point as in Comparative Example 2, and the height difference other than the tip curvature portion is within 1 m. It is an integral curved column structure.
  • Comparative Example 2 has a prism shape, side lobes are generated near the inflection point of the apex. In addition, the front brightness decreases with the amount of elevation difference from the prism surface.
  • an elastic mouth was prepared as follows.
  • a seamless tube (hereinafter referred to as a flexible sleeve) having a thickness of 340 microns is formed by forming a seamless tube with Ni plating and applying Cr plating to the surface, followed by polishing to 0.2 S. Produced. And the outer peripheral surface of this flexible sleeve was processed with stainless steel (SUS material).
  • SUS material stainless steel
  • glass beads having a predetermined particle size (diameter) are driven into the flexible sleeve to form an uneven shape on the outer peripheral surface of the flexible sleeve.
  • the driving angle was about 30 ° with respect to the perpendicular to the outer peripheral surface of the flexible sleeve.
  • an elastic body was affixed on a roll through which a cooling medium can pass, and a flexible sleeve was placed on the elastic body to obtain an elastic roll having a configuration in which cooling water can flow between the elastic body and the flexible sleeve.
  • nitrile rubber (N B R) having a hardness of 85 degrees was used, and its thickness was 20 mm.
  • the diameter ⁇ of the elastic roll was 2600 mm, and the surface length (width of the forming roll) was 4500 mm.
  • the elastic roll obtained as described above was attached to an extrusion sheet punch precision molding device, and a lens sheet was produced as follows.
  • polycarbonate E 2 00 0 R manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.
  • T g the glass transition temperature of the polycarbonate resin.
  • seat was peeled from the forming roll with the cooling roll.
  • the surface temperature of the cooling roll was kept at 115 ° C.
  • the speed of the take-up machine was 7 m / min.
  • a lens sheet having a thickness of 2220 m in which a cylindrical lens body was provided on the front surface and a convex portion was provided on the back surface was obtained.
  • the surface temperature of the above-mentioned forming roll and elastic roll is the position just before the nip where the sensor is in contact with the surface of these rolls and is not easily affected by the heat of the resin. It was measured by. Further, the surface temperature of the cooling roll is measured at a position where a sensor is brought into contact with the surface of the cooling roll and the sheet is epped by the cooling roll and the forming roll.
  • a handheld digital thermometer manufactured by Chinoichi Co., Ltd., trade name: ND 5 1 1-KHN
  • the sensor a sensor for measuring the surface temperature (manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd., trade name U) — 1 6 1 K— 0 0—D 0— 1) was used.
  • the back surface of the lens sheet was measured with a three-dimensional shape measuring machine (manufactured by Kosaka Manufacturing Co., Ltd., trade name: E 4 100). Then, the measured surface shape was subjected to oblique calculation / correction of the measured slope by the least square method to obtain the average center plane (JISB 0 60 1— 1 9 94). Thereafter, the number of convex portions having a height of 0.20 m or more from the average center plane was calculated.
  • the average spacing of the convex portions having a height of 0.2 im from the above average center plane was obtained.
  • the ratio of the total area of the cross section obtained by cutting the convex part parallel to the center plane is 1% of the projection area. Sought height. The height at which the cross-sectional area reaches an area ratio of 1% (5 0 0 0 urn 2 ) in the range of 1 0 0 0 m x 500 m was obtained.
  • a lens sheet was attached to a commercially available 19-inch TV (television) manufactured by Soni.
  • a diffuser plate for the purpose of mixing and non-uniformity of light and a lens sheet of the example are sequentially mounted on a unit storing a cold cathode fluorescent tube (CC FL) to form a backlight system.
  • CC FL cold cathode fluorescent tube
  • a liquid crystal display was obtained by mounting a liquid crystal panel on the light system. Then, the front luminance of the liquid crystal display device was measured with CS-1100 manufactured by Konica Minolta.
  • a lens sheet manufactured in the same manner as in the example except for omitting the formation of the convex portion on the back surface side is similarly attached to a commercially available 19-inch TV manufactured by Sony to obtain a liquid crystal display device.
  • the front luminance of the liquid crystal display device was measured with CS-1100 manufactured by Konica Minolyu.
  • the relative value of the front luminance of the former liquid crystal display device was obtained based on the front luminance of the latter liquid crystal display device.
  • a lens is provided on the surface side in the same manner as in Examples 11 to 21 except that a molding roll having a mirror surface is prepared and a lens sheet is produced using this molding roll. Thus, a lens sheet having an uneven shape on the back side was obtained.
  • haze (cloudiness) of the lens sheets of Examples 22 to 32 obtained as described above was measured using a haze meter (trade name: HM-1 50, manufactured by Murakami Color Co., Ltd.).
  • the average slope is defined by placing the orthogonal coordinate axes X and Y on the center of the roughness curve, the axis perpendicular to the center plane as the Z axis, the roughness curved surface f (x, y), the reference plane size L x, L y is given by the following equation.
  • Figures 32 and 33 show the evaluation results obtained as described above.
  • the numbers in the judgment result column of the sliding test indicate the following judgment results.
  • Fig. 34 is a graph showing the relationship between the number of protrusions of 0.2 im or more and the relative luminance value.
  • Fig. 35 is a graph showing the relationship between the number of protrusions of 0.2 m or more and the appearance blur.
  • FIG. 36 is a graph showing the relationship between the interval between convex portions of 0.2 m or more and the relative luminance value.
  • FIG. 37 is a graph showing the relationship between the interval between the convex portions of 0.2 im or more and the sliding test result.
  • Fig. 38 is a drawing showing the relationship between the distance between convex parts of 0.2 m or more and the appearance blur.
  • FIG. 39 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness S R z and the relative luminance value.
  • FIG. 40 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness S R z and the sliding test results.
  • FIG. 41 is a graph showing the relationship between the height and the relative luminance value when the convex area is 1%.
  • FIG. 42 is a graph showing the relationship between the height when the convex area is 1% and the sliding test result.
  • FIG. 43 is a graph showing the relationship between haze and relative luminance value.
  • FIG. 44 is a graph showing the relationship between the average slope and the luminance relative value.
  • the density of the convex parts is 400 pieces Zmm 2 or less, so that the convexity on the back side of the lens sheet. It can be seen that the luminance reduction of the liquid crystal display device due to the provision of the portion can be suppressed.
  • the average distance between the convex parts is set to 50 m or more, so that the convex part is provided on the back side of the lens sheet to reduce the brightness of the liquid crystal display device. It turns out that it can suppress.
  • the average distance between the convex parts is set to 1 20 m or less, so that the back of the lens sheet It can be seen that scratches can be prevented from occurring on the surface of the diffusion plate, and that the appearance bleeding due to interference with the flat portion of the diffusion plate provided on the back side of the lens sheet can be improved.
  • the ten-point average roughness SR z value of the convex part is set to 1 or more, so that the lens sheet It can be seen that scratches on the surface of the diffuser plate can be prevented by the back surface of the lens, and that the appearance blur due to interference with the flat portion of the diffuser plate provided on the back surface side of the lens sheet can be improved.
  • the convex part is provided on the back side of the lens sheet. It can be seen that the luminance reduction of the liquid crystal display device can be suppressed.
  • the height of the convex area at 1% of the convex portion is set to 7 m or less to provide a convex portion on the back side of the lens sheet. It can be seen that a decrease in luminance of the liquid crystal display device due to the above can be suppressed.
  • the convex portion on the back surface of the lens sheet, it is possible to improve the appearance bleeding and the mechanical characteristics such as the sliding characteristics without impairing the luminance.
  • the reduction of the appearance blur is thought to be because the sticking to the diffusion plate by the convex portion was prevented.
  • the improvement in the sliding test characteristics is thought to be due to the reduced friction during sliding due to the convex component.
  • the present invention is not limited to the embodiment of the present invention described above.
  • the same front luminance improvement effect can be obtained by disposing the light guide plate above the light guide plate.
  • the same effect can be obtained by arranging a lens sheet on the exit side from the light guide plate of the backlight or placing a lens sheet on the front side of the incident side of the liquid crystal panel. Can play.
  • the backlight 1 is not limited to the above-described embodiment, but is a light guide plate, EL (Electroluminescence) light-emitting surface, surface-emitting CCFL (cold cathode fluorescent tube), other A configuration may be adopted in which a lens sheet 14 is provided above the light source. Also in this case, the same front luminance improvement effect as in the above-described embodiment can be obtained.
  • the lens sheet may be prepared by the hot press method.
  • a concavo-convex shape is produced by using a commercially available bead blasting or sand blasting machine and changing the type, size and shot speed of the grains.
  • the manufacturing method of the lens sheet by the melt extrusion method is specifically shown below.
  • the driving angle is, for example, an angle of about 30 ° from the vertical direction of the SUS plate.
  • the case where the convex portion 16 is provided on the cylindrical surface of the elastic roll 24 and the convex portion 16 is formed on the back surface of the lens sheet 14 is shown as an example.
  • the shape of the cylindrical surface of 4 is not limited to this.
  • the cylindrical surface of the elastic roll 24 may be mirror-like.
  • the case where the convex portion 16 is provided on the cylindrical surface of the coasting roll 24 and the convex portion 16 is formed on the back surface of the lens sheet 14 is shown as an example.
  • the shape of the cylindrical surface is not limited to this.
  • the cylindrical surface of the inertial mouth 24 may be mirror-like.
  • a protective sheet may be further provided in the liquid crystal display device in order to prevent the lens sheet 14 from being damaged.
  • One main surface of the protection sheet is a flat surface, and the other main surface is a concavo-convex shape provided with a convex portion in the same manner as the back surface of the lens sheet 14.
  • the protective sheet is provided on the liquid crystal display device so that the surface on which the convex portion is provided faces the light source 12.
  • This protection sheet can be provided, for example, between the lens sheet 14 and the reflective polarizing plate 18. Further, a protective sheet may be provided instead of the reflective polarizing plate 18.

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Abstract

光学シートの一主面には、照明光の出射側に一つの有限な焦点距離を有し、且つ、左右対称な双曲面または放物面のシリンドリカルレンズ体が多数連続して配列されている。光学シートの法線方向に平行にＺ軸をとり、シリンドリカルレンズ体の列方向にＸ軸を取ったとき、シリンドリカルレンズ体の断面形状は、Ｚ＝Ｘ２／（Ｒ＋√（Ｒ２−（１＋Ｋ）Ｘ２））（但し、Ｒは先端頂点の曲率半径であり、Ｋはコーニック定数である。）を満たす。

Description

光学シート、 パッ.クライトおよび液晶表示装置 技術分野 この発明は、 光の指向性を高めることができる光学シート、 それを備 えたバックライ トおよび液晶表明示装置に関する。 背景技術 書 近年、 液晶パネルを備えた液晶表示装置では、 消費電力の低減と共に 表示輝度を向上することが、 液晶表示装置の商品価値を高めるために重 要な課題となっている。 このような状況下にあって、 バックライト側の 光学的な利得性を改良することが強く望まれている。 そこで、 この要望 に応える方法として、 照明光の出射側にプリズム列を備えたプリズムシ —トを液晶表示装置に備えることが提案されている （例えば、 特許第 3 1 4 7 2 0 5号公報参照） 。
第 1図に、 従来のプリズムシートの外観を示す。 第 2図に、 従来のプ リズムシ一トの X Z断面の形状を示す。 このプリズムシートにおいては 、 入射した光線は、 その入射角によって、 直接プリズム斜面を透過する 第 1次透過光成分 T 1と、 一方のプリズム斜面で反射された後に他方の プリズム斜面で再度反射されて入射側に戻される戻り光成分 Rと、 一方 のプリズム斜面で反射された後に他方のプリズム斜面を透過してプリズ ムシート前面に射出される第 2次透過光成分 T 2とに分けることができ る。 第 1次透過光成分 T 1は、 正面方向に射出する光を含む有効活用され る光束成分である。 戻り光成分 Rは、 発光面 （面光源） とみなされる拡 散シートに入射して、 拡散反射されて、 発光面の輝度を増加させるのに 有効な光束成分である。 第 2次透過光成分 Τ 2は、 液晶パネルの有効視 野角外の広角側に射出される光束成分であり、 輝度の向上に寄与しない 光束成分である。
このように、 従来のプリズムシートにおいては、 入射光が屈折透過す ることにより正面方向に集光され、 正面輝度を増加するように指向特性 が改善される。 また、 反射光が発光面 （面光源） とみなされる拡散シ一 トで拡散散乱され、 発光面の輝度を増加させる結果、 正面輝度が増加す る。
上述したように、 従来のプリズムシートにおいて、 入射した光線は、 その入射角によって第 1次透過光成分 Τ 1、 第 2次透過光成分 Τ 2、 戻 り光成分 Rに分けることができる。
従来のプリズムシートにおいては、 第 2図に示すように、 軸外の仮想 光源から出射した光束の一部は、 プリズムシートの一方の斜面で全反射 して他方の斜面に再入射し、 シート内部を進行し、 戻り光成分 Rとして 再利用される。 あるいは、 多重反射の後に、 第 1次透過光成分 T 1や光 源側への戻り光成分 Rとして有効活用される。
しかしながら、 軸外の仮想光源から出射した光束には、 プリズムシ一 トの一方の斜面で全反射し他方の斜面で屈折、 透過し、 液晶パネルの有 効視野角外の広角側に射出される第 2次透過光成分 Τ 2となるものがあ る。 第 2次透過光成分 Τ 2は、 上述したように、 輝度の! ½上に無効な光 束成分である。
また、 後段に配置される偏光分離シートなどの角度依存特性によって は、 入射の指向性により、 偏光分離特性の極端な劣化を招くことがあり 、 液晶パネル側への有効な輝度向上を損ねる。
また、 上述のプリズムシートを拡散板と液晶パネルとの間に備えた場 合には、 外観にじみが発生してしまう。 このため、 外観にじみの発生を 抑制することが望まれている。
したがって、 この発明の第 1の目的は、 所定の視野角内において高い 輝度分布を実現し、 かつ、 第 2次透過光成分 T 2の発生を抑制して輝度 を向上できる光学シート、 それを備えたバックライトおよび液晶表示装 置を提供することにある。
また、 この発明の第 2の目的は、 所定の視野角内において高い輝度分 布を実現し、 かつ、 第 2次透過光成分 T 2の発生を抑制して輝度を向上 できるとともに、 プリズムシートを拡散板と液晶パネルとの間に備えた 場合には、 外観にじみの発生を抑制できる光学シート、 それを備えたバ ックライトおよび液晶表示装置を提供することにある。 発明の開示 本発明者は、 従来技術が有する上述の課題を解決すべく、 鋭意検討を 行った。 以下にその概要を説明する。
本発明者の知見によれば、 従来のプリズムシ一卜では、 第 2次透過光 には、 隣接プリズムに再入射して再ぴシート内部に入って、 戻り光に加 算されて再利用されるものがある。 また、 多重反射の後に、 第 1次透過 光や光源側への戻り光として有効活用されるものもある。 これに対して 、 有効に活用されていない第 2次透過光、 所謂サイドローブ光がある。 これらの第 2次透過光の多くは、 プリズムシートの主面に対して斜めの 方向から入射する光が、 プリズムの一方の面にて全反射した後、 他方の 面にて屈折透過することにより発生する。 また、 本発明者の知見によれば、 プリズムシートの主面に対して垂直 な方向からプリズムの頂点近傍に入射する光は、 全反射されてしまうた め、 第 1次透過光が減少してしまう。
そこで、 本発明者は、 プリズムシートの主面に対して垂直な方向から プリズムの頂点近傍に入射する光を、 前方に屈折透過させて一次透過光 を増加させるとともに、 プリズムシートの主面に対して斜めの方向から 入射する光を一方の面にて全反射した後、 他方の面にて全反射または屈 折透過させて戻り光を増加させることができる境界面について鋭意検討 を行った。 その結果、 双曲面または放物面を有するシリンドリカルレン ズ体が、 その母線と垂直方向に多数並べられてなる境界面を想起するに 到った。
この発明は以上の検討に基づいて案出されたものである。
上述の課題を解決するために、 第 1の発明は、 双曲面または放物面を 有するシリンドリカルレンズ体が一主面に連続して列をなすように設け られた光学シートにおいて、
光学シートの法線方向に平行に Z軸をとり、 シリンドリカルレンズ体 の列の方向に X軸を取ったとき、 シリンドリカルレンズの断面形状が、 以下の式を満たすことを特徴とする光学シートである。
Z = X 2 / ( R + " ( R 2— ( 1 + K ) X 2 ) )
(但し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Kはコーニック定数である 第 2の発明は、 照明光を出射する光源と、
光源から出射された照明光の指向性を高める光学シートと
を備え、
光学シートの照明光の出射側には、
双曲面または放物面を有するシリンドリカルレンズ体が連続して列を なすように設けられ、
光学シートの法線方向に平行に Z軸をとり、 シリンドリカルレンズ体 の列の方向に X軸を取ったとき、 シリンドリカルレンズの断面形状が、 以下の式を満たすことを特徴とするバックライトである。
Figure imgf000006_0001
(但し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Kはコ一ニック定数である
第 3の発明は、 照明光を出射する光源と、
バックライ トから出射された照明光の指向性を高める光学シ一卜と、 光学シートから出射された照明光に基づき映像を表示する液晶パネル と
を備え、 ' 光学シートの一主面には、
双曲面または放物面を有するシリンドリカルレンズ体が連続して列を なすように設けられ、
光学シートの法線方向に平行に Z軸をとり、 シリンドリカルレンズ体 の列の方向に X軸を取ったとき、 シリンドリカルレンズの断面形状が、 以下の式を満たすことを特徴とする液晶表示装置である。
ζ = χ2κ (R+ (R2 - ( 1 +κ) x2) )
(但し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Kはコーニック定数である 第 1、 第 2および第 3の発明において、 曲率半径 Rおよびコ一ニック 定数 Kが以下の数値範囲を満たすことが好ましい。
0 <R<D
- 4<K≤ - 1
第 1、 第 2および第 3の発明において、 曲率半径 Rおよびコ一ニック 定数 Kが以下の数値範囲を満たすことが好ましい。 ， 0 <R<DZ 2
- 3 <K≤ - 1 - 第 1、 第 2および第 3の発明において、 曲率半径 Rおよびコーニック 定数 Κが以下の数値範囲を満たすことが好ましい。
0 <R< 2 D/ 5
一 3 <K≤ - 1
第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 平均中心面から 0. 20 im 以上の高さを有する凸部がさらに設けられ、
凸部の密度が 70個/ mm2以上 500個 Zmm 2以下であることが 好ましい。
第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 平均中心面から 0. 20 m 以上の高さを有する凸部がさらに設けられ、
凸部の平均間隔が 5 0 以上 1 2 0 m以下であることが好ましい 第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 凸部がさらに設けられ、 ώ部は、 シリンドリカルレンズ体を形成しない状態において光学シ一 トの曇り度が 60 %以下となるように設けられていることが好ましい。 第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 凸部がさらに設けられ、 凸部は、 シリンドリカルレンズ体を形成しない状態において光学シ一 トの曇り度が 20 %以下となるように設けられていることが好ましい。 第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 凸部がさらに設けられ、 凸部の十点平均粗さ S R zが、 1 m以上 1 5 m以下であることが 好ましい。 - 第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 凸部がさらに設けられ、 凸部面積の凸部 1 %時の高さが 1 以上 7 以下であることが好 ましい。
第 1、 第 2および第 3の発明において、 シリンドリカルレンズ体が設 けられた一主面とは反対側の他主面には、 凸部がさらに設けられ、 凸部が設けられた側の面の平均傾斜勾配が、 0 . 2 5以下であること が好ましい。
シリンドリカルレンズ体が設けられたー主面とは反対側の他主面に凸 部を設けることで、 光学シートを拡散板上に備えた場合にも、 光学シー 卜が拡散 に対して貼り付くことを防止することができる。
この発明によれば、 指向性を改良し、 正面輝度を向上させて、 後段の 偏光分離シートによる特性向上に寄与することができ、 消費電力の低減 と共に液晶パネルの表示輝度を向上することができる。
また、 広角に射出する第 2次透過光束成分 T 2を低減することにより 、 正面輝度を向上させて、 後段の偏光分離シートによる特性向上に寄与 することができ、 消費電力の低減と共に液晶パネルの表示輝度を向上す ることができる。
また、 液晶パネル自体への照明光束の入射角度を法線方向に制御する ことが可能となり、 広角側における色分離 （色のにじみ） を制御するこ とができる。
また、 シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他主 面に凸部を設けることで、 光学シートを液晶表示装置に備えた場合に、 外観にじみの発生を抑制することができる。 また、 摺動特性を向士する ことができるので、 レンシ一トの裏面およびこの裏面に対向して配置さ れるその他のシートに傷などが発生することを抑制できる。 図面の簡単な説明 第 1図は、 プリズムシートの外観を示す斜視図、 第 2図は、 プリズム シートの X Z断面を示す模式図、 第 3図は、 この発明の一実施形態によ る液晶表示装置の一構成例を示す断面図、 第 4図は、 この発明の一実施 形態によるレンズシートの一形状例を示す斜視図、 第 5図は、 この発明 の一実施形態による光学フィルムの製造方法に用いられる押出シ一ト精 密成形装置の一構成例を示す模式図、 第 6図は、 従来例のプリズムシ一 トの X Z断面を一部拡大して示す模式図、 第 7図は、 従来例のプリズム シートの配光特性を示す分布図、 第 8図は、 従来例のプリズムシートの 視野特性を示す分布図、 第 9図は、 実施例 1のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 1 0図は、 実施例 1のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 1 1図は、 実施例 2のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 1 2図は、 実施例 2のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 1 3図は、 実施例 3のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 1 4図は、 実施例 3のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 1 5図は、 実施例 4のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 1 6図は、 実施例 4のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 1 7図は、 実施例 5のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 1 8図は、 実施例 5のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 1 9図は、 実施例 6のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 2 0図は、 実施例 6のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 2 1図は、 実施例 7のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 2 2図は、 実施例 7のレンズシートの配 向特性を示す分布図、. 第 2 3図は、 実施例 8のレンズシートの X Z断面 を一部拡大して示す模式図、 第 2 4図は、 実施例 8のレンズシートの配 向特性を示す分布図、 第 2 5図は、 先端頂点の曲率半径 Rと非球面係数 Aとの変化に応じたピーク輝度分布図、 第 2 6図は、 K =— l、 一 2、 一 3の場合における先端頂点曲率に対するピーク輝度分布の変化を示す グラフ、 第 2 7図は、 比較例 1のレンズシートの Χ Ζ断面を一部拡大し て示す模式図、 第 2 8図に、 比較例 1のレンズシートの視野特性を示す 模式図、 第 2 9図は、 比較例 2のレンズシートの Χ Ζ断面を一部拡大し て示す模式図、 第 3 0図に、 比較例 2のレンズシートの視野特性を示す 模式図、 第 3 1図に、 実施例 1 0のレンズシートの視野特性を示す模式 図、 第 3 2図は、 レンズシートの評価結果を示す表、 第 3 3図は、 レン ズシートの評価結果を示す表、 第 3 4図は、 0 . 2 m以上の凸部の個 数と輝度相対値との関係を示すグラフ、 第 3 5図は、 0 . 2 m以上の 凸部の個数と外観にじみとの関係を示すグラフ、 第 3 6図は、 0 . 2 a m以上の凸部の間隔と輝度相対値との関係を示すグラフ、 第 3 7図は、 0 . 2 m以上の凸部の間隔と摺動試験結果との関係を示すグラフ、 第 3 8図は、 0 . 2 m以上の凸部の間隔と外観にじみとの関係を示すグ ラフ、 第 3 9図は、 十点平均粗さ S R zと輝度相対値との関係を示すグ ラフ、 第 4 0図は、 十点平均粗さ S R zと摺動試験結果との関係を示す グラフ、 第 4 1図は、 凸面積 1 %時の高さと輝度相対値との関係を示す グラフ、 第 4 2図は、 凸面積 1 %時の高さと摺動試験結果との関係を示 すグラフ、 第 4 3図は、 ヘイズと輝度相対値との関係を示すグラフ、 第 4 4図は、 平均傾斜勾配と輝度相対値との関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態 以下、 この発明の実施形態について図面を参照して説明する。 なお、 以下の実施形態の全図においては、 同一または対応する部分には同一の 符号を付す。
液晶表示装置の構成
第 3図は、 この発明の一実施形態による液晶表示装置の一構成例を示 す断面図である。 第 3図に示すように、 この液晶表示装置は、 パックラ イト 1および液晶パネル 2を備える。 ここでは、 バックライト 1が直下 型である場合を説明するが、 バックライト 1をエッジ · ライト型 （サイ ド · ライト型） としてもよい。
バックライト 1は、 液晶パネル 2に対して光を供給するためのもので あり、 液晶パネル 2の直下に ΪΗ置されている。 液晶パネル 2は、 バック ライト 1から供給された光を時間的空間的に変調して情報を表示するた めのものである。 この液晶パネル 2の両面には、 偏光板 2 a、 2 bが設 けられる。 偏光板 2 aおよび偏光板 2 bは、 入射する光のうち直交する 偏光成分の一方のみを通過させ、 他方を吸収により遮へいするものであ る。 偏光板 2 aと偏光板 2 bとは、 例えば、 透過軸が互いに直交するよ うに設けられる。
第 3図に示すように、 パックライト 1は、 例えば、 反射板 1 1、 1ま たは複数の光源 1 2、 拡散板 1 3、 拡散シート 1 7、 レンズシート 14 および反射型偏光子 1 8を備える。 1または複数の光源 1 2は、 光を液 晶パネル 2に供給するためのものであり、 例えば、 蛍光ランプ （F L) 、 E L (Electro Luminescence) または LED (Light Emitting Diode) である。
反射板 1 1は、 1または複数の光源 1 '2の下方および側方を覆うよう に設けられ、 1または複数の光源 1 2から下方および側方などに出射さ れた光を反射して、 液晶パネル 2の方向に向けるためのものである。 な お、 反射板 1 1に代えてシャーシを備えるようにしてもよい。
拡散板 1 3は、 1または複数の光源 1 2の上方に設けられ、 1または 複数の光源 1 2からの出射光および反射板 1 1による反射光を拡散させ て輝度を均一にするためのものである。
拡散シート 1 7は、 拡散板 1 3上に設けられ、 拡散板 1 7にて拡散さ れた光を少なくとも拡散するためのものである。 また、 拡散シート 1 7 に、 光を集光させる機能をさらに持たせるようにしてもよい。
光学シートの一例であるレンズシート 1 4は、 拡散シート 1 3の上方 に設けられ、 照射光の指向性等を向上させるためのものである。
反射型偏光子 1 8は、 レンズシート 1 4上に設けられ、 レンズシート 1 4により指向性を高められた光のうち、 直交する偏光成分の一方のみ を通過させ、 他方を反射するものである。
以下に、 上述のレンズシート 1 4の構成について詳しく説明する。 レンズシートの構成
第 4図は、 この発明の一実施形態によるレンズシート 1 4の一形状例 を示す斜視図である。 第 4図に示すように、 このレンズシート 1 4は、 シート状を有し、 その主面側からレンズシート 1 4を見ると、 例えば四 角形状を有する。 この明細書では、 シートには、 フィルムのみならず、 柔軟性またはある程度の硬度を有する種々の薄板状のものが含まれる。 以下では、 光源 1 2からの光が入射する側の一主面を裏面と称し、 光 源 1 2からの光を出射する側の他主面を表面と称する。
レンズシート 1 4の裏面側には複数の凸部 1 6が設けられ、 レンズシ —ト 1 4の表面側には左右対称な双曲面または放物面のシリンドリカル レンズ体 1 5が、 その双曲面または放物面の母線と垂直方向に多数連続 して設けられている。 このシリンドリカルレンズ体 1 5は、 光源 12か らの光を出射する側に焦点距離 f aを有する。 なお、 第 4図に示すよう に、 シリンドリカルレンズ体 15の列方向と平行に X軸をとり、 シリン ドリカルレンズ体 1 5の母線方向と平行に Y軸をとり、 レンズシート 1 4の法線方向と平行に Z軸をとる。
レンズシ一ト 14の表面側に設けられたシリンドリカルレンズ体 15 の幅、 すなわち構成単位幅 （ピッチ） Dは、 10〜120 mの範囲か ら選ばれ、 好ましくは液晶パネルの画素に応じて選ばれる。 例えば、 液 晶テレビやパーソナルコンピュータ用の液晶モニタにレンズシート 14 を用いる場合には、 構成単位幅 Dは、 好ましくは 50〜 100 mの範 囲から選ばれる。 また、 携帯機器用のモニタにレンズシート 14を用い る場合には、 構成単位幅 Dは、 好ましくは 10〜 80 mの範囲から選 ばれる。
なお、 レンズシート 14は、 複数のシリンドリ力ルレンズ体 1 5が設 けられている側が液晶パネル 2に対向するようにして、 拡散シート 13 と液晶パネル 2との間に設けられる。
また、 シリンドリカルレンズ体 1 5の XZ断面形状は、 以下の式 （1 ) を満たすようになつている。
Z=X2/ (R+ (R2— (1 +K) X2) ) (1) 但し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Kはコーニック定数である。 なお、 この明細書中において、 Tはそれ以降に続く数式で求められ る値の平方根を意味する。
式 （1) において、 構成単位幅 D= 50 mの場合には、 先端頂点の 曲率半径 R、 コ一ニック定数 Kを、 0 <Rく 50 m、 - 4<K≤ - 1 の数値範囲とすることが好ましい。
また、 式 （1) において、 構成単位幅 D= 50 mの場合には、 先端 頂点の曲率半径 R、 コーニック定数 Kを、 0<R<2 5 zm、 一 3<K ≤ー 1の数値範囲とすることが好ましく、 0く R<20 m、 - 3 <K ≤- 1の数値範囲とすることがさらに好ましい。
構成単位幅 Dが 2 0 zxmである場合には、 先端頂点の曲率半径 R、 コ 一ニック定数 Kを、 0く R<2 0 m、 一 4く K≤ 1の数値範囲とする ことが好ましく、 0<R< 1 0 m、 — 3 <K≤— 1の数値範囲とする ことがより好ましく、 0く R<8 m、 一 3<K≤— 1とすることがさ らにより好ましい。
構成単位幅 Dが 8 0 mである場合には、 先端頂点の曲率半径 R、 コ 一ニック定数 Kを、 0 <Κ< 8 0 ΠΙ、 一 4<Κ≤ 1の数値範囲とする ことが好ましく、 0く Rく 4 0 ΠΙ、 一 3 <Κ≤_ 1の数値範囲とする ことがより好ましく、 0く R<32 m、 一 3<K≤— 1とすることが さらにより好ましい。
レンズシート 1 4の裏面に設けられた凸部 1 6の高さは、 平均中心面 ( J I S Β 0 6 0 1 — 1 9 9 4) から 0. 2 0 ΠΙ以上とすることが 好ましい。 また、 平均中心面から 0. 2 0 m以上の高さを有する凸部 1 6の密度は、 7 0個 Zmm2以上 5 0 0個 Zmm 2以下の範囲とする ことが好ましい。 また、 平均中心面から 0. 2 0 zmの高さを有する凸 部 1 6の平均間隔は、 5 0 /zm以上 1 2 0 m以下の範囲とすることが 好ましい。'
また、 レンズシート 1 4の裏面に設けられた凸部 1 6は、 シリンドリ カルレンズ体 1 5を形成しない状態においてレンズシート 1 4の曇り度 が 6 0 %以下となるように設けられて ることが好ましく、 レンズシー ト 14の曇り度が 20 %以下となるように設けられていることがより好 ましい。
また、 レンズシート 1 4の裏面に設けられた凸部 1 6は、 十点平均粗 さ S R zが 1 i m以上 1 5 // m以下の範囲となるように設けられている ことが好ましい。 また、 レンズシート 1 4の一主面側の凸部 1 6は、 凸 部面積の凸部 1 %時の高さが 1 以上 7 以下となるように設けら れていることが好ましい。
次に、 この発明の一実施形態によるレンズシートの製造方法について 説明する。
まず、 第 5図を参照しながら、 この発明の一実施形態によるレンズシ ートの製造方法に用いられる押出シート精密成形装置について説明する 押出シー卜精密成形装置の構成
第 5図に示すように、 この押出シート精密成形装置は、 押出機 2 1、 丁ダィ 2 2、 成形ロール 2 3、 弾性ロール 2 4および冷却ロール 2 5を 備える。
レンズシート 1 4の成形には、 少なくとも 1種類の透明性熱可塑性榭 脂が用いられる。 熱可塑性樹脂としては、 光の出射方向を制御するとい う機能を考慮すると、 屈折率 1 . 4以上のものを用いることが好ましい 。 このような樹脂としては、 例えば、 ポリ力一ポネート樹脂、 ポリメチ ルメ夕クリレート樹脂に代表されるアクリル樹脂、 ポリエチレンテレフ 夕レートに代表されるポリエステル樹脂や非晶性共重合ポリエステル樹 脂、 ポリスチレン樹脂、 ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。
また、 溶融押出法によるレンズパターンの転写性を考慮すると、 成形 温度付近においての溶融粘度が 1 0 0 0 P a以上 1 0 0 0 0 P a以下で あることが好ましい。
さらに、 熱可塑性樹脂に対して、 少なくとも 1種類の離型剤を含有さ せることが好ましい。 このように離型剤を含有させることで、 成形ロー ル 2 3からシートを剥離するときの成形ロール 2 3とシートとの密着性 を調整して、 レンズシ一ト 1 4に剥離線が入ることを防止できる。
熱可塑性樹脂に対する離型剤の添加量は、 0. 02 1; %以上0. 4 w t %以下の範囲とすることが好ましい。 0. 0 2w t %未満であると 、 離型性が悪化し、 レンズシート 14に剥離線が入ってしまう。 一方、 0. 4w t %を越えると、 離型性が良くなりすぎ、 透明性熱可塑性樹脂 が固化する前に成形口一ル 2 3上で剥離してしまい、 シリンドリカルレ ンズ体 1 5の形状が崩れてしまう不具合が発生してしまう。
また、 熱可塑性樹脂に対して、 少なくとも 1種類の紫外線吸収剤また は光安定剤を含有させることが好ましい。 このように紫外線吸収剤また は光安定剤を含有させることで、 光源からの光照射による色相変化を抑 えることができる。
熱可塑性樹脂に対する紫外線吸収剤または光安定剤の添加量は、 0. 02w t %以上 0. 4 w t %以下にすることが好ましい。 0. 0 2w t %未満の場合には、 色相変化を抑えることができなくなってしまう。 一 方 0. 4w t %を越えると、 レンズシート 14が黄味を帯びてしまう。 紫外線吸収剤としては、 サリチル酸系、 ベンゾフエノン系、 ベンゾト リアゾール系、 シァノアクリレ一ト系などの紫外線吸収剤が拳げられ、 具体的には例えば、 アデカスタブ LA— 3 1、 アデカスタブ LA— 32 (旭電化工業 （株） 製） 、 C y a s o r b UV- 54 1 1 (サンケミ カル （株） 製） 、 T i n u v i n P、 T i n u v i n 2 34, T i n u v i n 32 0 , T i n u v i n 3 2 7 T i n u v i n 327 (チバ ガイギ一社製） 、 S um i s o r b l l O、 S um i s o r b l 40 ( 住友化学工業 （株） 製） 、 Kem i s o r b l l O、 Kem i s o r b 140、 Kem i s o r b l 2、 Kem i s o r b l 3 (ケミプロ化成 (株） 社製） 、 Uv i n u l X— 1 9、 U v i n u 1 M s— 40 ( B AS F社製） 、 トミソープ 1 0 0、 トミソープ 6 0 0 (吉富製薬 （株 ) 製） 、 V i o s o r b— 80、 V i o s o r b— 90 (共同薬品 （株 ) 製） などが挙げられる。 また、 光安定剤としてはヒンダードアミン系 などが挙げられ、 具体的には例えば、 アデカスタブ LA— 5 2 (旭電化 工業 （株） 製） 、 サノール L S— 7 7 0、 サノール L S— 7 6 5、 サノ ール L S 774 (三共 （株） 製） 、 S um i s o r b TM— 061 (住 友化学工業 （株） 製） などが挙げられる。
さらに、 上述の離型剤および紫外線吸収剤以外にも、 酸化防止剤、 帯 電防止剤、 着色剤、 可塑剤、 相溶化剤、 難燃剤などの添加剤を添加する ことも可能である。 但し、 ほとんどの添加剤は Tダイ 22などの溶融押 出しの加熱時にガスを発生させる要因になり、 製膜性の悪化や作業環境 性を悪化させるため、 添加剤の総量は少ない方がこのましく、 熱可塑性 樹脂に対する添加量は 2 w t %以下にすることが好ましい。
押出機 21は、 図示を省略したホッパ一から供給された樹脂材料を溶 融し、 Tダイ 22に供給する。 Tダイ 22は一の字状の開口を有するダ イスであり、 押出機 21から供給された樹脂材料を、 成形しょうとする シート幅まで広げて吐出する。
成形ロール 23は、 円柱状の形状を有し、 その中心軸を回転軸として 回転駆動可能に構成されている。 また、 成形ロール 23は、 冷却可能に 構成されている。 具体的には、 成形ロール 23は、 その内部に冷却媒体 を流すための 1または 2以上の流路を有する。 冷却媒体としては、 例え ば油媒体を使用し、 この油媒体を例えば 1 2 0°Cから 2 3 0°Cの間で変 化させる。
成形ロール 23の円柱面には、 Tダイ 22から吐出されるシートに微 細パ夕一ンを転写するための彫刻形状が設けられている。 この彫刻形状 は、 例えば、 シリンドリカルレンズ体 1 5をシートに転写するための微 細な凹凸形状である。 この凹凸形状は、 例えば、 ダイヤモンドバイトに よる精密切削により形成される。 また、 彫刻形状は、 円柱状を有する成 形ロール 2 3の周方向または幅方向 （高さ方向） に向けて形成されてい る。 - 弾性ロール 2 4は、 円柱状の形状を有し、 その中心軸を回転軸として 回転駆動可能に構成されている。 また、 弾性ロール 2 4の表面は弹性変 形可能に構成され、 成形ロール 2 3と弾性ロール 2 4とによりシートを ニップした場合には、 成形ロール 2 3と接触する面が押し潰れるように なっている。
弾性口一ル 2 4は、 例えば N iメツキなどからなるシームレス ( T筒に より覆われ、 その内部には、 弾性ロール 2 4の表面を弹性変形可能とす るための弾性体が備えられている。 弹性ロール 2 4は、 成形ロール 2 3 と所定の圧力をもって接するときに表面が弾性変形するものであれば、 その構成および材料は限定されるものではない。 材料としては、 例えば ゴム材、 金属または複合材などを用いることができる。 また、 弹性ロー ル 2 4としては、 ロール状のものに限定されず、. ベルト状のものを用い ることもできる。
レンズシ一ト 1 4の裏面に凸部 1 6を設ける場合には、 弾性ロール 2 4の円柱面には、 レンズシート 1 4の裏面側に凸部 1 6を形成するため の凹部が設けられる。 弾性ロール 2 4は、 冷却可能に構成されている。 具体的には、 弾性ロール 2 4は、 その内部に冷却媒体を流すための 1ま たは 2以上の流路を有する。 冷却媒体としては、 例えば水を用いること ができる。 そして、 図示を省略した加圧温水型の温度調節器を使用して 、 例えば基本温度を 8 0 °Cと 1 3 0 °Cに設定する。 なお、 温度調節器と しては、 油の温度調節器を用いても良い。
冷却ロール 2 5は、 円柱状の形状を有し、 その中心軸を回転軸として 回転駆動可能に構成されている。 冷却ロール 2 5は、 冷却可能に構成さ れている。 具体的には、 冷却口一ル 2 5は、 その内部に冷却媒体を流す ための 1または 2以上の流路を有する。 冷却媒体としては、 例えば水を 用いることができる。' そして、 図示を省略した加圧温水型の温度調節器 を使用して、 例えば基本温度を 1 1 5 °Cに設定する。 なお、 温度調節器 としては、 油の温度調節器を用いても良い。
レンズシートの製造方法
次に、 この発明の一実施形態によるレンズシートの製造方法について 説明する。
まず、 樹脂材料を押出機 2 1により溶融して Tダイ 2 2に順次供給し 、 Tダイ 2 2からシートを連続的に吐出させる。
次に、 Tダイ 2 2から吐出されたシートを成形ロール 2 3と弾性ロー ル 2 4とによりニップする。 これにより、 シートの表面に対して成形口 ール 2 3の彫刻形状が転写され、 シートの裏面に対して弾性ロール 2 4 の凹凸形状が転写される。 この際、 成形ロール 2 3の表面温度は、 T g + 2 0 t〜 T g + 4 5 °Cの温度範囲に保持され、 弹性ロール 2 4の表面 温度は、 2 0 〜丁8 の温度範囲に保持される。 ここで、 T gは、 樹 脂材料のガラス転移温度である。 成形ロール 2 3および弹性ロール 2 4 の表面温度を上述の温度範囲に保持することにより、 シートに彫刻形状 を良好に転写することができる。 また、 彫刻形状を転写するときの樹脂 材料の温度 fま、 T g + 5 0 ° (：〜 T g + 2 3 0 °Cであることが好ましく、 T g + 8 0 °C〜T g + 2 0 0 °Cであることがより好ましい。 樹脂の温度 を上述の温度範囲に保持するこ により、 シートに彫刻形状を良好に転 写することができる。
そして、 成形ロール 2 3と冷却ロール 2 5とによりシートを二ップし てばたつきを抑えながら、 冷却ロール 2 5により成形ロール 2 3からシ ートを剥離する。 この際、 冷却ロール 2 5の表面温度は、 T g以下の温 度範囲に保持される。 冷却ロール 2 5の表面温度をこのような温度範囲 に保持するとともに、 成形ロール 2 3と冷却ロール 2 5とによりシート をニップしてばたつきを抑えることで、 シートを成形ロール 2 3から良 好に剥離することができる。 また、 剥離するときの樹脂材料の温度は、 T g以上であることが好ましく、 T g + 2 0 °C〜T g + 8 5 °Cであるこ とがより好ましく、 T g + 3 0 °C〜T g + 6 0 °Cであることが更により 好ましい。 樹脂.の温度を上述の温度範囲に保持するとともに、 成形口一 ル 2 3と冷却ロール 2 5とによりシートをニップしてばたつきを抑える ことで、 シートを成形ロール 2 3から良好に剥離することができる。 以 上により、 目的とするレンズシートを得ることができる。
この発明の一実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
従来のレンズシートの製造方法では、 ポリエチレンテレフタレート （ P E T ) などのフィルム基板に U V (紫外線） 硬化性樹脂 （例えば U V 硬化性アクリル樹脂など） でレンズ形状を形成したものが主であり、 こ の製造方法は、 U V硬化性樹脂が高価であったり、 工程上、 樹脂硬化の ために十分に U V硬化樹脂に U V照射を行う必要があるため生産速度が 遅くなるという問題点を有している。 さらには、 シートとレンズ層との 2層構造のため、 熱や湿度による膨張係数の違いにより、 反りが発生し やすくなり、 アセンブリ工程が煩雑になるなどの問題も有している。
これらの問題点に対して、 この一実施形態によるレンズシート製造方 法では、 熱可塑性樹脂の熱転写による一体成型品を用いることにより、 材料を安価にできる、 レンズシートの生産性を向上できる、 レンズシー トの反りの発生も抑制することができる、 という格別な効果を得ること ができる。
以下、 実施例により本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれらの 実施例のみに限定されるものではない。 本発明者は、 上述の式 （ 1 ) における曲率半径 R、 コ一ニック定数 K を規定するために、 曲率半径 R、 コ一ニック定数 Kの数値を変化させて シミュレーションにより検討を行った。 以下、 その検討内容について説 明する。
従来例
第 6図に、 従来例のプリズムシートの X Z断面を一部拡大して示す。 このプリズムシートの一主面には、 微小なプリズムが複数連続して設け られている。 なお、 第 6図中にて、 点 Aは、 プリズムの頂点を示し、 点 Bおよび点 Cは、 隣接するプリズムとの接合点を示し、 点〇は、 頂点 A の直下の仮想光起点を示し、 点 Pは、 接合点 Bの直下の仮想光起点を示 す。 また、 以下では、 頂点 Aと接合点 Bとの間の面を A B面と称し、 頂 点 Aと接合点 Cとの間の面を A C面と称する。
また、 第 6図中には、 仮想光起点 Oから A B面に入射する光束 Ωの軌 跡と、 仮想光起点 Pから A B面および A C面に入射する光束 Ψの軌跡と を示す。 これらの光線 Ωおよび光線 Ψの軌跡は、 シミュレ一シヨンによ り求められたものである。 なお、 以下に説明する実施例においても、 同 一または対応する部分には同一の符号を付す。
第 7図に、 従来例のプリズムシートの配光特性を示す。 第 8図に、 従 来例のプリズムシ一卜の視野特性を示す。 なお、 第 7図および第 8図中 にて、 枠 t 1にて囲まれる分布は、 第 1次透過光に対応するものであり 、 枠 t 2にて囲まれる分布は、 第 2次透過光に対応するものである。 ま た、 第 7図の分布図は、 中心を 0 ° とし、 中心から第 1の円が 1 0 ° 、 第 2の円が 2 0 ° · · · と順に大きな角度を示し、 最外周円が 9 0 ° を 示す。 また、 第 7図および第 8図の分布図は、 コンピュータシミュレ一 シヨンで描いたものである。 以下に説明する実施例の分布図も同様にシ ミュレーシヨンによるものである。 第 7図から、 プリズムシ一卜より出射した光がどのような角度で広が つているのかを確認することができる。 また、 中心の上方および下方の 7 0 ° 付近に第 2次透過光 T 2に対応する分布が現れているのがわかる 。 さらに、 第 8図から、 正面輝度に対する半値幅による視野角が約 1 0 0 ° であることが分かる。
次に、 上述の三角形状のプリズムをシートの一主面に溶融押出法によ り作製して、 その形状を評価した。
以下、 この溶融押出法によるレンズシートの製造方法について具体的 に説明する。
まず、 弹性ロールを以下のようにして作製した。 N iメツキによりシ —ムレスの筒を形成し、 この表面に C rメツキ処理を施した後、 0 . 2 Sまで研磨することにより、 厚さ 3 4 0ミクロンを有するシームレスの 筒 （以下、 フレキシブルスリーブ） を作製した。
次に、 冷却媒体を通せるロール上に弾性体を貼り付け、 その上にフレ キシブルスリーブを被せて、 弾性体とフレキシブルスリーブとの間に冷 却水を流せる構成を有する弾性口一ルを得た。 なお、 弾性体としては、 硬度 8 5度を有する二トリルゴム （N B R ) を用い、 その厚さは 2 0 m mとした。 また、 弹性ロールの直径 Φは 2 6 0 mm、 面長 （成形ロール の幅） は 4 5 0 mmとした。
次に、 成形口一ルとして、 内部に冷却媒体を複数の流路で流し、 温度 分布を少なくできる構造を有するものを準備した。 なお、 材質は S 4 5 Cで焼入れ、 焼き戻しをし、 鏡面仕上げ （0 . 5 S以下） を行った後に、 無電解 N i P (ニッケル · リン） メツキ （厚み 1 0 0ミクロン） 処理を 行った。
この成形ロールの円柱面に彫刻形状を以下のようにして形成した。 ま ず、 成形ロールを、 恒温、 恒湿の部屋 （温度 2 3 、 湿度 5 0 % ) に置 いた超精密旋盤に所定の形状を有するダイヤモンドバイトをセットした。 そして、 成形ロールの円周方向に、 上述の三角形状のプリズムのレンズ パターンを形成した。' なお、 この成形ロールは直径 Φ 3 0 0、 面長 4 6 0 mmとし、 溝加工幅は 3 0 0 mmとした。
成形ロールの冷却媒体としては油媒体を使用した。 弾性ロールおよび 冷却ロールの冷却媒体としては水を使用し、 加圧温水型の温度調節器を 用いて冷却媒体の温度を調節した。
押出機は、 ベント付きのスクリューで直径 Φ 5 0 mm、 ギヤポンプ無 しのものを用いた。 また、 Tダイとしては、 コーチハンガータイプダイ を用い、 そのリップ幅は 5 5 0 mm、 リップギャップは 1 . 5 mmとし た。 また、 エアギャップは 1 0 5 mmとした。
上述の構成を有する押出シ一ト精密成形装置を用いてレンズシートの 成形を行った。
まず、 ポリカーボネート E 2 0 0 0 R (三菱エンジニアリングプラス チック社製） を Tダイから未乾燥で押し出した。 そして、 成形ロールお よび弾性ロールによりエップした後、 成形ロールに巻きつかせた。 なお、 成形ロールの表面温度は T g + 3 5 °Cに保持し、 弹性口一ルの表面温度 は 7 5 °Cに保持した。 ここで、 T gは、 ポリカーボネート樹脂のガラス 転移温度である。
その後、 冷却ロールにより成形ロールからシートを剥離した。 なお、 冷却ロールの表面温度は、 1 1 5 に保持した。 また、 引き取り機の速 度は 7 m/m i nとした。 以上により、 一主面に溝が転写された厚み 2 2 0ミクロンの光学フィルムを得た。
上述の成形ロールおよび弾性ロールの表面温度は、 これらのロール表 面にセンサを接触させ、 樹脂の熱の影響を受けにくいニップ直前の位置 で測定したものである。 また、 冷却ロールの表面温度は、 冷却ロールの 表面にセンサを接触させ、 この冷却ロールと成形ロールとによりフィル ムをニップする位置で測定したものである。 なお、 温度計としては、 ハ ンディタイプディジタル温度計 （チノ一社製、 商品名 ： ND 51 1— K HN) を用い、 センサとしては、 表面温度測定用センサ （安立計器社製、 商品名 U— 16 1 K— 00—D 0— 1 ) を用いた。
次に、 上述のようにしてプリズムシートの一主面に形成されたプリズ ムレンズと、 上述の第 6図に示されるプリズムレンズとの形状を比較し た。 その結果、 熱可塑性樹脂を、 三角形状のプリズムのレンズパターン の頂角部分まで入り込ませることができないため、 所望とするレンズ形 状が得られないことが分かつた。
実施例 1
(R = 5、 K=- 2の場合）
第 9図に、 実施例 1のレンズシートの ΧΖ断面を一部拡大して示す。 このレンズシートの表面には、 照明光の出射側に有限な焦点距離を有し 、 且つ左右対称な双曲面を有するシリンドリカルレンズ体が多数連続し て配列されている。 この双曲面は、 K=—2、 R= 5を上述の式 （1) に代入した Z = X2/ (5 + (25 +X2) ) によって表される。
第 9図に示すレンズシートにおいては、 双曲面の頂点の真下の仮想光 起点 0から出射して AB面に入射する光束 Ωは、 レンズシートの前方に 屈折透過する。
従来のプリズムシートにおいては、 頂角近傍に入射する光束 Ωの一部 は、 入射角が臨界角 0c=S i η-1 (ΙΖη) を越えるので、 全反射し て戻り光成分 Rとなる。 例えば、 シ一ト材がポリカーボネート （n= l . 59) である場合は、 臨界角 0c= 38. 97 ° になる。
第 9図に示すレンズシートにおいては、 左右対称な双曲面のシリンド リカルレンズ体を多数連続的に配列させることにより、 従来のプリズム シートにおいて戻り光成分 Rとなっていた光束 Ωの一部を、 レンズシ一 トの前方へ屈折透過させることができるので、 従来のプリズムシートよ り正面方位の輝度向土に寄与する。
また、 第 9図に示す、 双曲面同士の接合面直下の仮想光起点 Pから出 射して A B面に入射する光束 Ψは、 大部分が A B面で全反射し、 A C面 で屈折または全反射して戻り光成分 Rとなるので、 第 2次透過光成分 T 2としてのサイドロ一ブ光の発生に奇与する確率を減少できるとともに 正面方位の輝度向上に寄与できる。
さらに、 また、 A C間側の頂点 A近傍の面においても、 第 1の全反射 面 （A B面） からの反射光束に対して法線角度が Z軸に対して浅い角度 を形成するので、 全反射して戻り光成分 Rとなる効果を生み出す。 さらに、 また、 頂点付近の曲面においても、 A B面からの反射光束は 、 従来のプリズム形状よりも屈折透過効果が高く、 全反射効果まで奏す る。
このように、 この発明においては、 垂直成分方向からの全面的な前方 への屈折透過効果と、 側面方向からの入射光束に対する屈折能力と全反 射能力とを改良することによって、 第 1次透過光を増加して、 配光分布 を前方方向に維持したまま正面輝度を高めることができる。 また、 第 2 次透過光成分 T 2を抑制して戻り光成分 Rへの奇与を増加することで、 光を有効に利用することができるので、 光の利得特性を高めることがで きる。
第 1 0図は、 第 9図に示すレンズシートの配光特性を表した分布図で ある。 第 1 0図は、 第 9図に示すレンズシートから出射する光がどのよ うな角度で広がっているかを表している。
第 1 0図に示すように、 第 9図のレンズシートは、 第 6図に示す従来 のプリズムシートと類似する配光特性を有するが、 従来のプリズムシー トと比較して第 2次透過光成分 T 2を低減できる。
次に、 上述の Ζ=Χ2Ζ (5+7" (2 5 +Χ2) ) で表される双曲面 のシリンドリカルレ.ンズ体をシートの一主面に溶融押出法により作製し 、 そのシリンドリカルレンズ体の形状を評価した。
まず、 上述の成形ロールの円柱面に、 上述の Ζ=Χ2Ζ ( 5 + （2 5 +Χ2) ) で表されるレンズパターンを形成する以外のことは、 上述 の従来例と同様にしてレンズシートを作製した。
次に、 上述のようにしてレンズシートの一主面に形成されたトロイダ ルレンズ体と、 上述の Ζ=Χ2Ζ ( 5 + " (2 5 +Χ2) ) で表される トロイダルレンズ体との形状を比較した。 その結果、 両者がほぼ同一の 形状を有することが分かった。 すなわち、 熱可塑性樹脂を、 トロイダル レンズ体のレンズパターンの頂点部分まで入り込ませることができ、 所 望とするトロイダルレンズ形状が得られることが分かつた。
実施例 2
(R= 5、 Κ =— 3の場合）
第 1 1図に、 レンズシートの ΧΖ断面形状を一部拡大して示す。 この レンズシートの表面には、 照明光の出射側に一つの有限な焦点距離を有 し、 且つ左右対称な双曲面を有するシリンドリカルレンズ体が連続的に 配列されている。 この双曲面は、 式 （ 1) に、 K = _ 3、 R= 5を代入 した Z=X2/ ( 5 + " (2 5 + 2 X2) ) によって表される。
第 1 1図に示すように、 双曲面の漸近線が交差する角度は、 第 9図の レンズシートに比べて広がっているので、 光束 Ωの屈折透過光は広がる 。 また、 光束 Ψが反射屈折する AB面は、 全反射する効果が薄れて屈折 透過する成分が増加する。 透過方向は、 双曲面の漸近線が交差する角度 以上に発生する確率が抑制されるので、 第 2次透過光成分 T 2は減少す る。 第 1 2図は、 第 1 1図示す光シートの配光特性を表した分布図である 。 第 1 2図に示すように、 第 1 1図のレンズシートは、 第 6図に示す従 来のプリズムシートと類似する配光特性を有するが、 従来のプリズムシ 一トと比較して第 2次透過光成分 T 2を著しく低減できる。
次に、 上述の実施例 1と同様にしてレンズシートを作製し、 このレン ズシートの一主面に形成されたトロイダルレンズ体と、 上述の Z=X2 / ( 5 +V" (2 5 + 2 X2) ) で表されるトロイダルレンズ体との形状 を比較した。 その結果、 両者がほぼ同一の形状を有することが分かった 実施例 3
(R= 1、 K=- 2 )
第 1 3図は、 実施例 3のレンズシートの ΧΖ断面形状を一部拡大して 示す。 このレンズシートの表面には、 照明光の出射側に一つの有限な焦 点距離を有し、 且つ左右対称な双曲面を有するシリンドリカルレンズ体 が連続的に配列されている。 この双曲面は、 式 （ 1) に、 K=— 2、 R = 1を代入した、 Ζ=Χ2/ ( 1 + f ( 1 +X2) ) によって表される 第 1 3図に示すように、 光束 Ωは、 レンズシートの前方に屈折透過す る。 光束 Ψは、 大部分が全反射して、 AC間の面で屈折または全反射し て戻り光成分 Rとなる。 また、 頂角近傍の面の屈折光は、 法線方向の変 化を受けて配光方向を分散しており、 第 2次透過光成分 T 2の発生は緩 和される。
第 14図は、 第 1 3図に示すレンズシートの配光特性を表した分布図 である。 第 1 4図に示すように、 第 1 3図のレンズシートは、 第 6図に 示す従来のプリズムシートと類似する配光特性を有するが、 従来のプリ ズムシートと比較して第 2次透過光成分 T 2を低減できる。 次に、 上述の実施例 1と同様にしてレンズシ一トを作製し、 このレン ズシートの一主面に形成されたトロイダルレンズ体と、 上述の z = x2
/ ( 1 +r ( 1 +χ?) ) で表されるトロイダルレンズ体との形状を比 較した。 その結果、 両者がほぼ同一の形状を有することが分かった。 実施例 4
(R= 5 0、 K = - 2 )
第 1 5図は、 実施例 4のレンズシ一卜の ΧΖ断面形状を一部拡大して 表した図である。 このレンズシートの表面には、 照明光の出射側に一つ の有限な焦点距離を有し、 且つ左右対称な双曲面を有するシリンドリカ ルレンズ体が連続的に配列されている。 この双曲面は、 式 （ 1 ) に、 Κ =ー 2、 R= 5 0を代入した Z = X2ノ ( 5 0 - ( 2 5 0 0 +X 2) ) によって表される。
第 1 6図は、 第 1 5図に示すレンズシ一卜の配光特性を表した分布図 である。 第 1 6図に示すように、 このレンズシートは広く均一に光が広 がる配光特性を有する。
第 1 5図の示すように、 仮想光起点から出射する光束 Ω、 仮想光輝点 から出射する光束 Ψは、 入射角が緩やかであるため、 いずれの光束も前 方へ屈折透過し、 正面方向に配光されるので、 第 2次透過光成分を低減 することができる。 しかしながら、 第 1 6図に示すように、 正面方向へ の第 1次透過光の配光特性が広がりすぎて、 後段に配置された偏光分離 シートへの効率的な光の利用は困難となってくる。 したがって、 実用上 は、 式 （ 1 ) において R= 5 0未満であることが望ましい。
次に、 上述の実施例 1と同様にしてレンズシートを作製し、 このレン ズシートの一主面に形成されたトロイダルレンズ体と、 上述の Z = X2 / ( 5 0 +Λ ( 2 5 0 0 +Χ2) ) で表されるトロイダルレンズ体との 形状を比較した。 その結果、 両者がほぼ同一の形状を有することが分か つた。
実施例 5
(R= 60の場合） - 第 1 7図に、 実施例 7のレンズシートの XZ断面を一部拡大して示す 。 このレンズシートは照明光の出射側に一つの有限な焦点距離を有し、 且つ左右対称な双曲面を有するシリンドリカルレンズ体が連続的に配列 されている。 この双曲面は、 式 （ 1) に R= 6 0を代入した式により表 される。
第 1 8図は、 第 1 7図に示すレンズシートの配光特性を表した分布図 である。 第 1 8図に示すように、 このレンズシートは、 第 2次透過光成 分 T 2があらわれないが、 広く均一に光が広がる配光特性を有する。 し たがって、 正面方向の指向性を高めて正面方向の輝度を増加させること が求められる液晶ディスプレイの使用上の観点からは、 必ずしも最適で あるとはいえない。
実施例 6
(R= 60、 K = - 6の場合）
第 1 9図に、 実施例 7のレンズシートの ΧΖ断面形状を一部拡大して 示す。 このレンズシートの表面には、 照明光の出射側に一つの有限な焦 点距離を有し、 且つ、 左右対称な双曲面形状を有するシリンドリカルレ ンズ体が連続的に配列されている。 その ΧΖ断面形状は、 式 （ 1) に Κ =— 6、 R= 6 0を代入した Z = X2/ ( 6 0 + -f ( 3 6 0 0 + 5 X2 ) ) により表される。
このレンズシートは、 双曲面の漸近線の交差する角度は大きく広がり 、 第 1 7図のレンズシートの双曲面形状と類似している。
第 20図は、 第 1 9図に示すレンズシートの配光特性を表した分布図 である。 第 20図に示すように、 このレンズシートは、 第 1 7図のレン ズシートと類似した配光特性を有する。
実施例 7
(R= 5 0、 K=- 5)
第 2 1図に、 実施例 8のレンズシートの Χ Ζ断面形状を一部拡大して 示す。 このレンズシートの表面には、 照明光の出射側に一つの有限な焦 点距離を有し、 且つ、 左右対称な双曲面形状を有するシリンドリカルレ ンズ体が連続的に配列されている。 その ΧΖ断面形状は、 式 （ 1 ) に Κ =ー 5、 R= 5 0を代入した Z=X2Z (5 0 + ( 2 5 0 0 + 4 X2 ) ) により表される。
このレンズシートの断面形状は、 第 1 9図に示すレンズシートと比較 して、 Kの値が大きく、 漸近線の交差する角度は、 狭くなるように形成 される。
第 2 2図は、 第 2 1図に示すレンズシートの配光特性を表した分布図で ある。 第 2 1図に示すように、 このレンズシートは、 第 1 7図のレンズ シートと類似した配光特性を有する。
実施例 8
(R= 2 0、 K =— 4)
第 2 3図に、 実施例 9のレンズシートの ΧΖ断面形状を一部拡大して 示す。 このレンズシートの表面には、 照明光の出射側に一つの有限な焦 点距離を有し、 且つ、 左右対称な双曲面形状を有するシリンドリカルレ ンズ体が連続的に配列されている。 その ΧΖ断面形状は、 式 （1 ) に Κ =ー 4、 R= 2 0を代入した Z = X2/ (2 0 + (40 0 + 3 X2) ) により表される。
このレンズシートの断面形状は、 第 1 9図に示すレンズシートと比較 して、 Kの値がより大きく、 漸近線の交差する角度は、 より狭くなるよ うに形成される。 第 24図は、 第 2 3図に示すレンズシートの配光特性を表した分布図 である。 第 24図に示すように、 このレンズシートは、 上述した実施態 様と比較して正面方 ·向の配光特性は強くなるが、 液晶ディスプレイの使 用上の観点からは、 依然として、 必ずしも最適であるとはいえない。 し たがって、 式 （ 1) において、 Kの値は、 — 4<K<— 1で有ることが 望ましい。
次に、 ピーク輝度分布に基づく、 先端頂点の曲率半径 R、 コ一ニック 定数 Kの数値範囲に関する検討結果について説明する。
実施例 9
上述の式 （ 1) について、 先端頂点の曲率半径 Rとコーニック定数 K との変化に応じたピーク輝度分布を求めた。 第 2 5図は、 先端頂点の曲 率半径 Rと非球面係数 Aとの変化に応じたピーク輝度分布を示す。 第 2 5図では、 ピーク輝度 1 1 0万ニット （N i t ) 以上の領域を太線にて 囲んで示している。
第 2 6図は、 K =— 1、 一 2、 — 3の場合における先端頂点の曲率半 径 Rに対するピーク輝度分布の変化を示すグラフである。 第 2 6図にお いて、 直線で示された拡散面の輝度は、 拡散シートの拡散面を示す。 第 2 5図および第 26図から、 先端頂点の曲率半径 Rおよびコ一ニッ ク定数 Κを、 R< 0. 02 5 mm= 2 5 ^m, — 3<K≤— 1の数値範 囲にすることが好ましく、 Rく 0. 0 2mm= 2 0 m、 - 3 <K≤ - 1の数値範囲にすることがより好ましいことが分かる。
R<2 5 m、 一 3く K≤— 1とすることで、 レンズシートのピーク 輝度を拡散面の輝度に比して 1 0 %程度向上できる。 また、 Rく 2 0 m、 一 3く — 1とすることで、 レンズシートのピーク輝度を拡散面 の輝度に比して 20 %程度向上できる。
次に、 実施例のレンズシートと比較例のレンズとの形状おょぴ配向特 性などの違いを比較検討した結果について説明する。
比較例 1
第 2 7図に、 比較例 1のレンズシートの X Z断面を一部拡大して示す 。 第 2 8図に、 比較例 1のレンズシートの視野特性を示す。
第 2 7図、 第 2 8図に示す XZ断面形状および視野特性は以下の式に 基づくものである。
z =Ax ( 0≤ x≤B)
d z /d x= ( (x+ 0. 5 T) /L - n (T- x) /M) ) / ( ( h - z) /L— n zZM) (B<x<T/ 2 )
d zZd x= (n x/M' 一 （ 1. 5 T- x) /L ' ) ) / ( (h - z) /L ' - n z /W ) (TZ2く xく T— B)
z =— A (x - T) (T一 B≤x≤T)
(但し、 L=f ( (x+ 0. 5) 2+ (z— h) 2) 、 M = 7~ ( (T一 x) 2+ z 2)
L' = f ( (1. 5 T- x) 2+ ( z - h ) 2) 、 M'
Figure imgf000032_0001
( x2+ z 2)
nは形状単位の屈折率、 Tは成形単位の幅を表す。 ）
比較例 2
第 2 9図に、 比較例 2のレンズシートの ΧΖ断面を一部拡大して示す 。 第 3 0図に、 比較例 2のレンズシートの視野特性を示す。
この比較例 3のレンズシートは、 一方の面に平行に形成された多数の プリズム単位を有する。 このプリズム単位は三角形状の断面を有し、 そ の頂角は 60〜 1 5 0度の範囲である。 また、 プリズム面のうねりの高 低差は 1 zm以上、 プリズム面の幅 の 1 5以下である。
実施例 1 0
第 3 1図に、 実施例 1 0のレンズシートの視野特性を示す。 実施例 1 0のレンズシートの XZ断面は、 式 （ 1) に K=— 2、 R= 7.. 5を代 入した Z = X2/ (7. 5 + （5 6. 5 + X.2) ) により表される。 実施例 1 0と比較例 1の相違点について検討すると、 実施例 1 0は、 比較例 1のように Z=Ax、 z =— A (x-T) で表される平面部を有 せず、 また、 互いに母線が平行である凸曲柱体とつながる平面が結合す ることなく、 更には変曲点となるような頂点を持たない一体の曲柱構造 である。
また、 比較例 1は、 溶融押出法により作製した場合には、 頂点の変曲 点によりレンズ形状の転写性が悪く、 頂点は形状転写されず、 所望とす る機能を得られないのに対して、 実施例 1 0は、 頂点となる変曲点を持 たないため、 レンズ形状の転写性に優れ、 所望とする機能を得ることが できるという点においても、 両者は異なる。
次に、 実施例 1 0と比較例 2について検討すると、 実施例 1 0は、 比 較例 2のように変曲点となる頂点を持たず、 先端曲率部以外の高低差は 1 m以内となっている一体となっている曲面柱構造である。
また、 比較例 2は、 プリズム形状を有するために、 頂点の変曲点の近 傍でサイドローブが発生してしまう。 また、 正面輝度はプリズム面から の高低差の量によって低下する。
次に、 レンズシートの裏面側に設けられた凸部に関する検討結果につ いて説明する。
実施例 1 1
まず、 弾性口一ルを以下のようにして作製した。 N iメツキによりシ ームレスの筒を形成し、 この表面に C rメツキ処理を施した後、 0. 2 Sまで研磨することにより、 厚さ 340ミクロンを有するシームレスの 筒 （以下、 フレキシブルスリーブ） を作製した。 そして、 このフレキシ ブルスリーブの外周面をステンレス材 （SUS材） により処理した。 次に、 不二製作所製のビーズブラスト処理機により、 所定の粒径 （直 径） を有するガラスビーズをフレキシブルスリーブに対して打ち込んで 、 フレキシブルスリ^ "ブの外周面に対して凹凸形状を形成した。 なお、 打ち込みの角度は、 フレキシプルスリーブの外周面の垂線に対して約 3 0 ° とした。
次に、 冷却媒体を通せるロール上に弾性体を貼り付け、 その上にフレ キシブルスリーブを被せて、 弾性体とフレキシブルスリーブとの間に冷 却水を流せる構成を有する弾性ロールを得た。 なお、 弾性体としては、 硬度 8 5度を有する二トリルゴム （N B R ) を用い、 その厚さは 2 0 m mとした。 また、 弾性ロールの直径 Φは 2 6 0 mm、 面長 （成形ロール の幅） は 4 5 0 mmとした。
そして、 上述のようにして得られた弾性ロールを押出シー卜精密成形 装置に取り付け、 以下のようにしてレンズシートを作製した。
まず、 ポリカーボネート E 2 0 0 0 R (三菱エンジニアリングプラス チック社製） を Tダイから連続吐出させて、 成形ロールおよび弾性口一 ルによりニップした後、 成形ロールに巻きつかせた。 なお、 成形ロール の表面温度は T g + 3 5 °Cに保持し、 弾性ロール 1 4の表面温度は 7 5 °Cに保持した。 ここで、 T gは、 ポリカーボネート樹脂のガラス転移温 度である。
その後、 冷却ロールにより成形ロールからシートを剥離した。 なお、 冷却ロールの表面温度は 1 1 5 °Cに保持した。 また、 引き取り機の速度 は 7 m/m i nとした。 以上により、 表面にシリンドリカルレンズ体が 設けられ、 裏面に凸部が設けられた厚み 2 2 0 mのレンズシートを得 た。
上述の成形ロールおよび弾性ロールの表面温度は、 これらのロール表 面にセンサを接触させ、 樹脂の熱の影響を受けにくいニップ直前の位置 で測定したものである。 また、 冷却ロールの表面温度は、 冷却ロールの 表面にセンサを接触させ、 この冷却ロールと成形ロールとによりシート をエップする位置で測定した.ものである。 なお、 温度計としては、 ハン ディタイプディジタル温度計 （チノ一社製、 商品名： N D 5 1 1 - K H N ) を用い、 センサとしては、 表面温度測定用センサ （安立計器社製、 商品名 U— 1 6 1 K— 0 0—D 0— 1 ) を用いた。
実施例 1 2〜 2 1
各実施例毎に粒径 （直径） の異なるガラスビーズを用いてフレキシブ ルスリーブの外周面に対して凹凸形状を形成し、 このフレキシブルスリ ーブを備えた弾性ロールによりシートの裏面側を成形する以外のことは 、 上述の実施例 1とすべて同様にしてレンズシートを得た。
次に、 上述のようにして得られた実施例 1 1〜 2 1のレンズシートの 裏面側に設けられた凸部の個数、 凸部の間隔、 十点平均粗さ、 1 %面積 に達する凸部の高さ、 動摩擦係数、 正面輝度相対値、 摺動試験、 および 外観にじみの評価を行った。
凸部の個数の評価
レンズシートの裏面を 3次元形状測定機 （小坂製作所製、 商品名 ： E 4 1 0 0 ) にて測定した。 そして、 測定された表面形状を、 最小二乗法 により測定斜面の斜め演算 ·補正を行って平均中心面 （ J I S B 0 6 0 1— 1 9 9 4 ) を得た。 その後、 この平均中心面から 0 . 2 0 m以 上の高さを有する凸部の個数を算出した。
凸部の間隔の評価
上述の平均中心面から 0 . 2 i mの高さを有する凸部の平均間隔を求 めた。
十点平均粗さの評価
また、 上述の平均中心面からの最大高さ 5点と最大谷高さ 5点との差 分を平均化し、 十点平均粗さ S R zを算出した。
1 %面積に達する凸部の高さの評価
ある中心面の法線方向からの投影範囲において、 凸部を中心面と平行 に切断した断面の総面積の割合が、 投影面積に対して 1 %である時の中 心面から切断面までの高さを求めた。 1 0 0 0 mX 5 00 mの範囲 において、 断面積が面積比 1 % ( 5 0 0 0 urn2) に達するときの高さ を求めた。
動摩擦係数の評価
表面測定機 （新東科学 （株） 製、 商品名： Ty p e— 22) を用いて 、 荷重 2 0 0 gにて摺動対象としての恵和製の拡散シート B S 7 0 2に 対するレンズシート裏面側の摩擦を測定した。
正面輝度相対値の評価
実機特性を評価するために、 ソニ一製の市販の 1 9インチ TV (tele vision) にレンズシートを装着した。 具体的には、 冷陰極蛍光管 （CC FL) を格納したユニット上に、 光の混合 ·ムラ消しを目的とする拡散 板、 実施例のレンズシートを順次装着してバックライトシステムとし、 このバックライトシステム上に液晶パネルを装着して液晶表示装置を得 た。 そして、 この液晶表示装置の正面輝度をコニカミノルタ社製の C S - 1 00 0により測定した。
そして、 裏面側に対する凸部の形成を省略する以外のことは実施例と 同様にして作製されたレンズシートを同様にソニー製の市販の 1 9イン チ TVに装着して液晶表示装置を得て、 この液晶表示装置の正面輝度を コニカミノル夕社製の C S - 1 0 0 0により測定した。
そして、 後者の液晶表示装置の正面輝度を基準にして、 前者の液晶表 示装置の正面輝度の相対値を求めた。
摺動試験による評価 表面測定機 （新東科学 （株） 製、 商品名 ： H e i d o n Ty p e— 22) を用いて、 レンズシートの裏面と拡散板 （MS樹脂） との撺動試 験を行った。 なお、 荷重は 2 00 g、 摺動回数は 1 0 0回往復とした。 そして、 市販の写真ネガ観察用のバックライ トュニット越しに摺動面の 傷の跡を観察し、 その傷の程度を、 （ 1) 傷が僅かにある、 （2) 傷が 一部分にある、 （3) 傷が全体的にある、 の 3段階により評価した。 外観にじみの評価
上述の正面輝度相対値の評価の場合と同様にして、 ソニー製の市販の 1 9ィンチ TVにレンズシートを装着して液晶パネルを観察した際に、 外観状にじみ状態 （輝虔ムラ） が観察されるかどうかを目視にて観察方 向を変えながら確認した。
実施例 22〜 3 2
成形面が鏡面状の成形ロールを準備し、 この成形ロールを用いてレン ズシ一トを作製する以外のことは上述の実施例 1 1〜2 1とすべて同様 にして、 表面側にレンズが設けられず、 裏面側に凹凸形状が設けられた レンズシートを得た。
ヘイズの評価
そして、 上述のようにして得られた実施例 22〜 3 2のレンズシート のヘイズ （曇り度） を、 ヘイズメータ （村上色彩社製、 商品名： HM— 1 50 ) を用いて測定した。
平均傾斜勾配の評価
また、 上述のようにして得られた実施例 2 2〜3 2のレンズシートの 平均傾斜勾配を求めた。
平均傾斜勾配は、 粗さ曲線の中心上に直行座標軸 X、 Y軸を置き中心 面に直行する軸を Z軸とし、 粗さ曲面を f (x、 y) 、 基準面の大きさ L x、 L yとしたとき、 以下の式で与えられる。
Figure imgf000038_0001
SM=L x XL y '
第 3 2図および第 3 3図に、 上述のようにして得られた評価結果を示 す。 なお、 摺動試験の判定結果欄の数字は以下の判定結果を示す。
1 :傷が全体的にある 2 :傷が一部分にある 3 :傷が僅かにある 第 34図は、 0. 2 im以上の凸部の個数と輝度相対値との関係を示 すグラフである。 第 3 5図は、 0. 2 m以上の凸部の個数と外観にじ みとの関係を示すグラフである。 第 36図は、 0. 2 m以上の凸部の 間隔と輝度相対値との関係を示すグラフである。 第 3 7図は、 0. 2 i m以上の凸部の間隔と摺動試験結果との関係を示すグラフである。 第 3 8図は、 0. 2 m以上の凸部の間隔と外観にじみとの関係を示すダラ フである。 第 3 9図は、 十点平均粗さ S R zと輝度相対値との関係を示 すグラフである。 第 40図は、 十点平均粗さ S R zと摺動試験結果との 関係を示すグラフである。 第 41図は、 凸面積 1 %時の高さと輝度相対 値との関係を示すグラフである。 第 42図は、 凸面積 1 %時の高さと摺 動試験結果との関係を示すグラフである。 第 43図は、 ヘイズと輝度相 対値との関係を示すグラフである。 第 44図は、 平均傾斜勾配と輝度相 対値との関係を示すグラフである。
第 3 2図〜第 43図の評価結果より以下のことが下のことが分かる。 凸部の個数の評価結果
外観にじみの評価結果から （第 3 5図参照） 、 凸部の密度を 70個 Z mm2以上にすることにより、 レンズシートの裏面側に設けられた拡散 板の平面部分との干渉による外観にじみを改善できることが分かる。
また、 正面輝度相対値の評価結果から （第 34図参照） 、 凸部の密度 を 400個 Zmm2以下にすることにより、 レンズシートの裏面側に凸 部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制できることが分か る。
凸部の間隔の評価結果
正面輝度相対値の評価結果から （第 3 6図参照） 、 凸部の平均間隔を 5 0 m以上にすることにより、 レンズシートの裏面側に凸部を設ける ことによる液晶表示装置の輝度低下を抑制できることが分かる。
また、 摺動試験の評価結果および外観にじみの評価結果から （第 3 7 図および第 3 8図参照） 、 凸部の平均間隔を 1 2 0 m以下にすること により、 レンズシ一トの裏面により拡散板表面に傷が発生することを防 止でき、 且つ、 レンズシートの裏面側に設けられた拡散板の平面部分と の干渉による外観にじみを改善できることが分かる。
十点平均粗さの評価結果
摺動試験の評価結果および外観にじみの評価結果から （第 3 2図およ び第 4 0図参照） 、 凸部の十点平均粗さ S R z値を 1 以上にするこ とにより、 レンズシートの裏面により拡散板表面に傷が発生することを 防止でき、 且つ、 レンズシートの裏面側に設けられた拡散板の平面部分 との干渉による外観にじみを改善できることが分かる。
また、 正面輝度相対値の評価結果から （第 3 9図参照） 、 凸部の十点 平均粗さ S R zを 1 5 m以下にすることにより、 レンズシートの裏面 側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制できること が分かる。
1 %面積に達する凸部の高さの評価結果
摺動試験の評価結果および外観にじみの評価結果から （第 3 2図およ び第 4 2図参照） 、 凸部面積の凸部 1 %時の高さを 1 z m以上にするこ とにより、 レンズシートの裏面により拡散板表面に傷が発生することを 防止でき、 且つ、 レンズシートの裏面側に設けられた拡散板の平面部分 との干渉による外観にじみを改善できることが分かる。
また、 正面輝度相対値の評価結果から （第 4 1図参照） 、 凸部面積の 凸部 1 %時の高さを.7 m以下にすることにより、 レンズシートの裏面 側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制できること が分かる。
ヘイズの評価結果
正面輝度相対値の評価結果から （第 4 3図参照） 、 レンズパターンを 形成しない状態においてレンズシートの曇り度を 6 0 %以下とすること により、 レンズシートの裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置 の輝度低下を抑制することができ、 レンズパターンを形成しない状態に おいてレンズシートの曇り度を 2 0 %以下とすることにより、 レンズシ ートの裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下をさら に抑制できることが分かる。
平均傾斜勾配の評価結果
正面輝度の評価結果から （第 4 4図参照） 、 レンズパターンを形成し ない状態において平均傾斜勾配 δ aを 0 . 2 5 ( r a d ) 以下にするこ とにより、 レンズシートの輝度低下を抑制できることが分かる。
上述のように、 レンズシートの裏面に凸部を設けることにより、 輝度 を損なわずに、 外観にじみの改善ゃ摺動特性などの機械特性の改善をす ることができる。 外観にじみの軽減は、 凸部による拡散板への貼り付き が防止されたためと考えられる。 また、 摺動試験特性の改善は、 凸成分 により摺動時の摩擦が低減されたためと考えられる。
この発明は、 上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く
、 この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である 。 例えば、 導光板の上部に配置して同様の正面輝度の向上効果を得るこ とができる。 ' また、 例えば、 液晶を利用するディスプレイ内で、 バックライ卜の導 光板からの出射側面にレンズシートを配置しても、 あるいは液晶パネル の入射側前部にレンズシートを配置しても同様の効果を奏することがで きる。
また、 上述の一実施形態では、 1枚のレンズシートをバックライトお よび液晶表示装置に備える場合を例として説明したが、 複数枚のレンズ シートを備えるようにしてもよい。
また、 バックライ 卜 1は、 上述の一実施形態に限定されるものではな く、 導光板、 または E L (E l ec t ro Lumi nescence) 発光面、 面発光 C C F L (冷陰極蛍光管） 、 その他の光源の上方に、 レンズシート 1 4を備 えた構成としてもよい。 この場合にも、 上述の一実施形態と同様の正面 輝度向上効果を得ることができる。
上述の一実施形態では、 溶融押出法により、 レンズシートを作製する 場合について説明したが、 熱プレス法によりレンズシートを作寧するよ うにしてもよい。 例えば、 プレス板の裏面を成形する面に対して、 巿販 のビーズブラスト、 サンドブラスト機を用いるとともに、 粒の種類、 粒 径およびショット速度を変化させることにより凹凸形状を作製する。 こ のようにして得られたプレス板と、 シリンドリカルレンズ体を成形する ための凹凸形状が設けられたプレス板とを用いて、 熱可塑性の樹脂を真 空熱プレスすることで、 レンズシートを得ることができる。
溶融押出法によるレンズシートの製造方法を以下により具体的に示す まず、 不二製作所製のビーズブラスト処理機により、 例えば厚さ t = 1 mmを有する市販の S U S材板にガラスビーズの粒径を打ち込み、 レ ンズシートの裏面側を成形するためのプレスプレートを作製する。 この 際、 打ち込み角度は、 例えば S U S材板の垂直方向より約 3 0 ° の角度 に設定される。
次に、 例えばポリカーボネートなどからなる厚さ t = 2 0 0 i mのな るシートを、 上述のようにして得られたプレスシートと、 レンズパ夕一 ンが設けられた金型とにて挟み込み、 例えば真空熱プレス機にて 1 7 0 °C X 1 0 k g / c m 2にて 1 0分間プレス成形し、 常温まで冷却する。 これにより、 目的とするレンズシートが得られる。
また、 上述の一実施形態では、 弾性ロール 2 4の円柱面に凸部 1 6を 設けて、 レンズシート 1 4の裏面に凸部 1 6を形成する場合を例として 示したが、 弾性ロール 2 4の円柱面の形状はこれに限定されるものでは ない。 例えば、 レンズシート 1 4の裏面を平面状とする場合には、 弾性 ロール 2 4の円柱面を鏡面状としてもよい。
また、 上述の一実施形態では、 弹性ロール 2 4の円柱面に凸部 1 6を 設けて、 レンズシ一ト 1 4の裏面に凸部 1 6を形成する場合を例として 示したが、 弾性ロールの円柱面の形状はこれに限定されるものではない 。 例えば、 レンズシ一ト 1 4の裏面を平面状とする場合には、 弹性口一 ル 2 4の円柱面を鏡面状としてもよい。
また、 上述の一実施形態において、 レンズシート 1 4への傷つきを防 止するためにプロテクトシートを液晶表示装置にさらに備えるようにし てもよい。 このプロテクトシートの一主面は平面状とされ、 他主面はレ ンズシート 1 4の裏面と同様に凸部が設けられた凹凸状とされる。 プロ テクトシ一トの片面にのみ凸部を形成する場合には、 この凸部が設けら れた側の面が光源 1 2と対向するようにしてプロテクトシートは液晶表 示装置に設けられる。 なお、 プロテクトシートの両面に凸部を設けるよ うにしてもよい。 このプロテクトシ一トは、 例えば、 レンズシート 1 4 と反射型偏光板 1 8のとの間に設けることができる。 また、 反射型偏光 板 1 8に代えてプロテクトシートを備えるようにしてもよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 双曲面または放■物面を有するシリンドリカルレンズ体が一主面に連 続して列をなすように設けられた光学シートにおいて、
上記光学シートの法線方向に平行に Z軸をとり、 上記シリンドリカル レンズ体の列の方向に X軸を取ったとき、 上記シリンドリカルレンズの 断面形状が、 以下の式を満たすことを特徴とする光学シート。
Z=X2/ (R+ (R2- ( 1 +Κ) X2) )
(伹し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Κはコーニック定数である 。 ）
2. 上記曲率半径 R、 コーニック定数 Kおよび構成単位幅 Dが以下の数 値範囲を満たすことを特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
0 <R<D
- 4<K≤ - 1
3. 上記曲率半径 Rおよびコーニック定数 Κが以下の数値範囲を満たす ことを特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
0 <R<D/ 2
- 3<K≤ - 1
4. 上記曲率半径 Rおよびコ一ニック定数 Κが以下の数値範囲を満たす ことを特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
0 <R< 2 D/ 5
一 3 <K≤ - 1
5. 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他主 面側には、 平均中心面から 0. 2 0 m以上の高さを有する凸部がさら に設けられ、
上記凸部の密度が 7 0個 Zmm2以上 50 0個 Zmm2以下であるこ とを特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
6 . 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他主 面側には、 平均中心面から 0 . 2 0 ^ m以上の高さを有する凸部がさら に設けられ、
上記凸部の平均間隔が 5 0 i m以上 1 2 0 ； m以下であることを特徴 とする請求の範囲 1記載の光学シート。
'
7 . 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他主 面側には、 凸部がさらに設けられ、
上記凸部は、 上記シリンドリカルレンズ体を形成しない状態において 上記光学シートの曇り度が 6 0 %以下となるように設けられていること を特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
8 . 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他主 面側には、 凸部がさらに設けられ、
上記凸部は、 上記シリンドリカルレンズ体を形成しない状態において 上記光学シートの曇り度が 2 0 %以下となるように設けられていること を特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
9 . 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他主 面側には、 凸部がさらに設けられ、
上記凸部の十点平均粗さ S R zが、 1 m以上 1 5 m以下であるこ とを特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
1 0 . 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他 主面側には、 凸部がさらに設けられ、
上記凸部面積の凸部 1 %時の高さが 1 m以上 7 m以下であること を特徴とする請求の範囲 1記載のレンズシート。
1 1 . 上記シリンドリカルレンズ体が設けられた一主面とは反対側の他 主面には、 凸部がさらに設けられ、 上記凸部が設けられた側の面の平均傾斜勾配が、 0. 2 5以下である ことを特徴とする請求の範囲 1記載の光学シート。
1 2. 照明光を出射する光源と、
上記光源から出射された照明光の指向性を高める光学シートと を備え、
上記光学シートの一主面には、
双曲面または放物面を有するシリンドリカルレンズ体が連続して列を なすように設けられ、
上記光学シートの法線方向に平行に Z軸をとり、 上記シリンドリカル レンズ体の列の方向に X軸を取ったとき、 上記シリンドリカルレンズの 断面形状が、 以下の式を満たすことを特徴とするバックライト。
Z=X2/ (R+ (R2- (1 +K) X2) )
(但し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Kはコ一ニック定数である o )
1 3. 照明光を出射する光源と、
上記バックライトから出射された照明光の指向性を高める光学シ一ト と、
上記光学シートから出射された照明光に基づき映像を表示する液晶パ ネルと
を備え、
上記光学シートのー主面には、
双曲面または放物面を有するシリンドリカルレンズ体が連続して列を なすように設けられ、
上記光学シートの法線方向に平行に Z軸をとり、 上記シリンドリカル レンズ体の列の方向に X軸を取ったとき、 上記シリンドリカルレンズの 断面形状が、 以下の式を満たすことを特徴とする液晶表示装置。 Z=X2/ (R+ (R2- ( 1 +K) X2) )
(但し、 Rは先端頂点の曲率半径であり、 Kはコーニック定数である
。 )
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