WO2010041656A1 - 光学シート、面光源装置および透過型表示装置 - Google Patents

光学シート、面光源装置および透過型表示装置 Download PDF

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貴之 嶋田
文裕 荒川
聡 後石原
弘 小島
瑠奈 中村
章伸 牛山
智子 前西
和樹 田中
晶子 冨田
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大日本印刷株式会社
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    • G02F1/133607Direct 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 that changes the traveling direction of light.
  • the present invention also relates to a surface light source device and a transmissive display device having such a useful optical sheet.
  • a surface light source device used in a transmissive display device such as a liquid crystal display device changes the light source and the traveling direction of light from the light source.
  • a number of optical sheets (optical films) are incorporated.
  • an optical sheet having a function (light diffusing function) that diffuses light from a light source and hides the image of the light source etc. (light diffusion function), and the light emission direction and the front direction An optical sheet or the like having a function (condensing function) for changing the traveling direction of the light so as to reduce the angle between the light and the light (light emission angle) and improving the brightness in the front direction is included.
  • an optical sheet having a condensing function an optical sheet obtained by arranging linearly extending unit prisms (unit shape elements, unit optical elements) in a direction orthogonal to the longitudinal direction (so-called linear arrangement) is widely used. It is used.
  • the unit prism of the optical sheet typically has a triangular, elliptical, or circular cross-sectional shape in a cross section orthogonal to the longitudinal direction. Therefore, the unit lens has a ridge line extending along the longitudinal direction thereof.
  • a striped pattern may be generated in a region where the unit prism of the optical sheet is in contact with another member.
  • the striped pattern includes an annular pattern such as a so-called “Newton ring”, a rainbow unevenness that appears colored in a rainbow, and a stain pattern that can be observed as if the liquid is infiltrated (infiltration, wet out, etc.) Etc.).
  • a light diffusing sheet is inserted between the prism surface of the optical sheet and the liquid crystal display panel to make such striped patterns, stain patterns, etc. invisible.
  • the light diffusion sheet between the optical sheet having the prism and the liquid crystal display panel is omitted, and the unit prism of the optical sheet described above is adjacent to the smooth light incident side surface of the transmissive display unit.
  • the device may be configured.
  • the above-described striped pattern is conspicuous as compared with a conventional general-purpose display device in which a light diffusion sheet is disposed between a transmissive display unit and an optical sheet having a unit prism. It tends to stand out.
  • USP 5,771,328 discloses an optical sheet in which the height of some unit prisms (unit shape elements) is higher than the height of other unit prisms. According to the optical sheet of US Pat. No. 5,771,328, the optical sheet comes into contact with other adjacent members only through the unit prism having a high height. In US Pat. No. 5,771,328, the contact area between the optical sheet and other members is reduced in this way, and the intervals between the majority of unit prisms and the display unit are separated, thereby making inconveniences caused by contact inconspicuous. It is like that. However, in the optical sheet disclosed in US Pat. No.
  • each unit prism (unit shape element) undulates continuously along the ridgeline direction. Therefore, this optical sheet comes into contact with another adjacent member only through the region where the height of the unit prism is high.
  • the contact area between the optical sheet and other members is reduced in this way, and the distance between each unit prism and the display unit is increased in the most part of the ridge line. , The trouble caused by contact is made inconspicuous.
  • the change in the height of the unit prism in the optical sheet of JP8-304608A becomes extremely gradual, and the contact area between the optical sheet of JP8-304608A and other adjacent members cannot be made sufficiently small.
  • the contact area between the optical sheet of JP8-304608A and other adjacent members cannot be made sufficiently small.
  • other members adjacent to the optical sheet of JP8-304608A This also increases the contact area.
  • the striped pattern may not be sufficiently inconspicuous.
  • it is difficult to manufacture the optical sheet disclosed in JP8-304608A and as a result, it is difficult to reduce the manufacturing cost.
  • the present invention has been made in consideration of such points, and is an optical sheet including unit-shaped elements, and has problems such as a striped pattern and a stain pattern when superimposed adjacent to other members. It is an object of the present invention to provide an optical sheet capable of suppressing the above technically easily at a low price. Moreover, this invention sets it as the 1st objective to provide the surface light source device and transmissive display apparatus which have such an optical sheet.
  • the present inventors have found that this first object can be achieved by an optical sheet having a light diffusion layer inside, as will be described in detail below. Further, as a result of intensive studies, the present inventors have found that an excellent optical function can be imparted to the optical sheet due to the configuration of the light diffusion layer inside the optical sheet. From this point, the second object of the present invention is to provide an optical sheet provided with an excellent optical function, and a surface light source device and a transmissive display device having the optical sheet.
  • an angle formed by a direction in which an image projected on the display device is observed with respect to a normal direction of the display surface (hereinafter, also simply expressed as “observation angle”) Changes greatly depending on the position where the image on the display surface is projected.
  • the enlarged display device may be disposed in a public space or the like, and such a display device is required to have a wide viewing angle. From the above, it has become important to smoothly change the angular distribution of luminance without undulations and to provide a wide viewing angle.
  • the optical sheet, the surface light source device, and the transmissive display device according to the present invention can smoothly change the angular distribution of luminance without greatly reducing the luminance in the front direction, and have a wide viewing angle. If it can be secured, it is very convenient.
  • a first optical sheet according to the present invention includes a sheet-like base layer, a light control layer having a plurality of unit shape elements arranged in a direction parallel to a sheet surface of the base layer, the base layer, and the light control A light diffusion layer disposed between the layer and the light diffusion layer, the light diffusion layer having a binder resin portion and particles dispersed in the binder resin portion, In addition, an aggregate formed by aggregating single particles is included. According to such a 1st optical sheet by this invention, generation
  • a surface of the light diffusion layer on the light control layer side is formed as a rough surface having a convex portion, and a refractive index of the binder resin portion of the light diffusion layer is Unlike the refractive index of the layer adjacent to the light diffusing layer from the light control layer side, the average value of the radius of curvature at the top of the convex portion is composed of the aggregates or the single particles, and is in the light diffusing layer. You may make it differ from the average value of the radius of the existing granular material.
  • the second optical sheet according to the present invention includes a sheet-like base layer, a light control layer having a plurality of unit-shaped elements arranged in a direction parallel to the sheet surface of the base layer, the base layer, and the light control A light diffusing layer disposed between the light diffusing layer, the light diffusing layer having a binder resin portion and particles dispersed in the binder resin portion, and the light of the light diffusing layer.
  • the surface on the control layer side is formed as a rough surface having convex portions
  • the refractive index of the binder resin portion of the light diffusing layer is different from the refractive index of the layer adjacent to the light diffusing layer from the light control layer side
  • the average value of the radius of curvature at the top of the convex portion is It is characterized in that it is different from the average value of the radii of the agglomerates in which the single particles are aggregated or the single particles of the particles and existing in the light diffusion layer.
  • the average value of the radius of curvature at the top of the convex portion may be smaller than the average value of the radius of the granular material in the light diffusion layer.
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer which is a value representing the degree of light diffusion by the light diffusion layer inside the optical sheet by a haze value, is 20 It is preferable that it is above, and it is more preferable that it is 35 or more.
  • the degree of the ratio of the light transmitted through the light diffusion layer in the optical sheet is determined by the image definition when an optical comb of 0.125 mm is used.
  • the internal transmittance of the light diffusing layer which is the sum of the value represented by the image clarity when using a comb, is preferably 350 or less, and more preferably 230 or less.
  • the light diffusion layer is disposed between the base layer and the light control layer so as to be adjacent to both the base layer and the light control layer.
  • the light control layer may be disposed on the most light-emitting side.
  • the surface of the light diffusion layer on the light control layer side may be a rough surface.
  • the ratio of the linear expansion coefficient of the material constituting the binder resin portion of the control layer may be 1500% or less.
  • the difference between the glass transition temperature of the material forming the light control layer and the glass transition temperature of the material forming the binder resin portion of the light control layer is 30. It may be below °C.
  • a first surface light source device includes a light source and any one of the first and second optical sheets according to the present invention that receive light from the light source.
  • the optical sheet may be arranged such that a surface formed by the unit shape elements of the light control layer constitutes a light emitting surface.
  • a second surface light source device is a light source having a plurality of arc tubes and the above-described first and second optical sheets according to the present invention, and is an input disposed at a position facing the light source.
  • the unit shape elements of the light control layer of the light incident side optical sheet extend linearly in a direction intersecting the arrangement direction, and the unit shape elements of the light control layer of the light output side optical sheet are arranged It extends linearly in a direction intersecting the direction, and the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side optical sheet intersects with the arrangement direction of the unit shape elements of the light emission side optical sheet .
  • the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side optical sheet is orthogonal to the arrangement direction of the arc tube, and the arrangement direction of the unit shape elements of the light emission side optical sheet However, it may be parallel to the arrangement direction of the arc tubes.
  • a transmissive display device includes a transmissive display portion, and any one of the first and second surface light source devices according to the present invention, which are arranged to face the transmissive display portion.
  • the transmissive display unit has a smooth surface as a light incident side surface facing the surface light source device, and the optical sheet of the surface light source device has the unit shape of the light control layer.
  • the element may be arranged so as to be in contact with the smooth surface of the transmissive display unit.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a transmissive display device and a surface light source device, for explaining an embodiment according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an optical sheet incorporated in the surface light source device of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the main cut surface of the optical sheet of FIG. 2 for explaining the operation of the optical sheet in the light control layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the main cut surface of the optical sheet in FIG. 2 for explaining the operation of the optical sheet in the light diffusion layer.
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing various states of the light diffusing particles in the binder resin part, which can be generally observed with an electron microscope.
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing various states of the light diffusing particles in the binder resin part, which can be generally observed with an electron microscope.
  • FIG. 5C is a schematic diagram showing various states of the light diffusing particles in the binder resin part, which can be generally observed with an electron microscope.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a sample for specifying the internal diffusion degree.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a sample for specifying the internal diffusion degree.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a sample for specifying the internal diffusion degree.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the main cut surface of the optical sheet, for explaining an example of the light exit side surface of the light diffusion layer.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the main cut surface of the optical sheet, for explaining another example of the light exit side surface of the light diffusion layer.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 and is a view for explaining a modification of the unit shape element.
  • FIG. 12 is a perspective view corresponding to FIG. 2 and showing a modification of the optical sheet.
  • FIG. 13 is a top view showing the optical sheet of FIG.
  • FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 1, and is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a modified example of the over-type display device and the surface light source device.
  • FIG. 15 is a view corresponding to FIG.
  • FIG. 14 and a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of another modification of the over-type display device and the surface light source device.
  • FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 4 and is a diagram for explaining a mechanism in which a striped pattern is generated.
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the presence / absence of a stripe pattern and the internal diffusivity, and the relationship between the presence / absence of a stripe pattern and the internal transmittance.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between the haze value of the entire optical sheet and the internal diffusivity, and the relationship between the haze value of the entire optical sheet and the presence or absence of a striped pattern.
  • FIG. 19 is a graph showing an example of the measurement result of the elongation rate.
  • FIG. 20 is a graph showing another example of the measurement result of the elongation percentage.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the measurement result of the luminance distribution on the display surface of the display device.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another example of the measurement result of the luminance distribution on the display surface of the display device.
  • FIG. 1 to 8 are views for explaining an embodiment according to the present invention.
  • the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a transmissive display device and a surface light source device
  • FIG. 2 is a perspective view of an optical sheet.
  • the transmissive display device 10 includes a transmissive display unit 15, a surface light source device 20 that is disposed on the back side of the transmissive display unit 15 and illuminates the transmissive display unit 15 in a planar shape from the back side. It is equipped with.
  • the transmissive display unit 15 can be used in various forms, for example, a liquid crystal display panel (LCD panel).
  • the transmissive display device 10 functions as a liquid crystal display device.
  • the LCD panel means an upper polarizing plate 11 disposed on the light output side, a lower polarizing plate 13 disposed on the light incident side, and a liquid crystal cell disposed between the upper polarizing plate 11 and the lower polarizing plate 13. 12.
  • the liquid crystal cell 12 includes a pair of support plates made of glass or the like, a liquid crystal disposed between the support plates, and an electrode for controlling the orientation of liquid crystal molecules by an electric field for each region forming one pixel. It is a member having. The orientation of the liquid crystal between the support plates can be changed for each region where one pixel is formed.
  • the liquid crystal display panel 15 functions as a shutter that controls transmission or blocking of light from the surface light source device 20 for each pixel and forms an image.
  • the light incident side surface of the transmissive display unit 15 is constituted by the light incident side surface of the lower polarizing plate 13.
  • the light incident side surface 13a of the lower polarizing plate 13 facing the surface light source device 20 is formed as a smooth surface.
  • light is transmitted between the lower polarizing plate 13 of the transmissive display unit 15 and the optical sheet 30 positioned on the most light-emitting side of the surface light source device 20. It has a configuration in which no diffusing member is interposed.
  • “smooth (smooth surface)” used in this specification means smoothness in an optical sense. That is, it means the degree that a certain proportion of visible light is refracted while satisfying Snell's law on the target surface (for example, the light incident side surface 13a of the lower polarizing plate 13). Therefore, for example, if the 10-point average roughness Rz (JISB0601) of the target surface is equal to or shorter than the shortest visible light wavelength (0.380 ⁇ m), the surface is sufficiently smooth.
  • the “rough surface” used in the present specification means a rough surface in an optical sense. That is, it means a surface having a surface roughness enough to scatter a certain proportion of visible light. Therefore, for example, if the 10-point average roughness Rz (JISB0601) of the target surface is equal to or greater than the shortest visible light wavelength (0.780 ⁇ m), it corresponds to the rough surface.
  • the surface light source device 20 includes a light source 22 and an optical sheet 30 that deflects the traveling direction of light from the light source 22 and transmits the light.
  • the optical sheet 30 is disposed on the most light emitting side of the surface light source device 20 and constitutes a light emitting surface (light emitting side surface) 21. Therefore, as described above, a configuration in which a member that diffuses light is not interposed between the optical sheet 30 of the surface light source device 20 and the lower polarizing plate 13 positioned on the most incident light side of the transmissive display unit 15. It has become.
  • a light diffusion sheet 28 that diffuses light is disposed on the light incident side of the optical sheet 30, and a light guide plate 26 is disposed on the light incident side of the light diffusion sheet 28.
  • the light source 22 extends linearly on the side of the light guide plate 26. That is, in the example shown in FIG. 1, the surface light source device 20 is configured as a so-called edge light (side light) type device. However, as will be described later, the present invention is not limited to the edge light type surface light source device 20, and a direct type surface light source device may be used.
  • the “light exit side” refers to the downstream side in the traveling direction of light from the light source 22 to the observer through the optical sheet 30 or the like without turning back the traveling direction (observer side, paper surface in FIGS. 1 to 4, etc.
  • the “light incident side” is an upstream side in the traveling direction of light from the light source 22 to the observer through the optical sheet 30 or the like without turning back the traveling direction.
  • the terms “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other based only on the difference in names. Therefore, for example, a “sheet” is a concept including a member that can also be called a film or a plate.
  • the light guide plate 26 is formed in a substantially wedge shape, and the thickness of the light guide plate 26 decreases as the distance from the light source 22 increases.
  • a white dot pattern 27 is formed whose area gradually increases as the distance from the light source 22 increases.
  • a reflection plate 24 that reflects light leaking from the light guide plate 26 toward the transmissive display unit 15 is disposed.
  • the light source 22 can be composed of, for example, a fluorescent lamp such as a linear cold cathode tube.
  • At least the inner surface of the reflector 24 is made of a material having a high reflectance such as metal.
  • the light diffusing sheet 28 is a sheet-like member for diffusing incident light, preferably isotropically diffusing incident light, alleviating luminance unevenness according to the configuration of the light source 22, and uniforming in-plane distribution of luminance. is there. Further, the white dot pattern 27 is prevented from being visually recognized.
  • a sheet including a base portion and light diffusing particles dispersed in the base portion and having a light diffusion function may be used.
  • a light diffusion function can be imparted.
  • the light-incidence side surface of the light-diffusion sheet 28 is formed as a rough surface.
  • the light exit side surface of the light diffusion sheet 28 is formed as a rough surface.
  • the optical sheet 30 includes a sheet-like base layer 32 and a large number of unit shape elements (unit optical elements or unit prisms to units) arranged in a direction parallel to the sheet surface of the optical sheet 30. And a light diffusion layer 40 disposed between the base layer 32 and the light control layer 35.
  • the light diffusion layer 40 is disposed between the base layer 32 and the light control layer 35 so as to be adjacent to both the base layer 32 and the light control layer 35.
  • the optical sheet 30 in this Embodiment is comprised only from these three layers 32,35,40.
  • the optical sheet 30 changes the traveling direction of the light incident from the light incident side by the action that the unit shape element 38 has on the transmitted light, and emits the light from the light output side, thereby increasing the brightness in the front direction (normal direction) nd. It has a function to improve it intensively (condensing function).
  • the “sheet surface (film surface, plate surface)” corresponds to the planar direction of the target sheet-like member when the target sheet-like member is viewed as a whole and globally. Refers to the surface.
  • the envelope surface at the top of each unit shape element can be a sheet surface.
  • the display surfaces of the transmissive display device 10 are parallel to each other.
  • the “front direction” is a normal direction nd to the sheet surface of the optical sheet 30 (see, for example, FIG. 3), and also coincides with the normal direction of the light emitting surface 21 of the surface light source device 20. To do.
  • the base layer 32 is disposed on the most incident light side of the optical sheet 30.
  • the light incident side surface of the base layer 32 that forms the most light incident side surface of the optical sheet 30 is configured as a smooth surface in the present embodiment.
  • the light emission side surface of the base layer 32 is also formed as a smooth surface. That is, the base layer 32 is composed of a sheet-like member in which the light incident side surface and the light output side surface are parallel to each other.
  • the base layer 32 is in close contact with the light diffusion layer 40 on the entire surface on the light exit side. Therefore, the light incident side surface of the light diffusion layer 40 is a smooth surface, and the interface between the base layer 32 and the light diffusion layer 40 is configured as a smooth surface.
  • the base layer 32 does not contain particles or the like. Therefore, the base layer 32 in the present embodiment is not given a light diffusion function.
  • the light control layer 35 is disposed on the most light-emitting side of the optical sheet 30.
  • the light control layer 35 further includes a sheet-like support portion 36 disposed on the light diffusion layer 40.
  • the support part 36 functions as a part for supporting the unit shape element 38 described above.
  • the space between the support portion 36 and the unit shape element 38 is indicated by a broken line.
  • the support portion 36 and the unit shape element 38 may be integrally formed.
  • the support portion 36 and the unit shape element 38 may be formed separately from the same material.
  • the light incident side surface of the light control layer 35 that is, the light incident side surface of the support portion 36 is formed as a rough surface having irregularities.
  • the light control layer 35 (supporting part 36) is in close contact with the light diffusion layer 40 on the entire surface on the light incident side. Therefore, the light emission side surface of the light diffusion layer 40 is a rough surface having irregularities, and the interface between the light control layer 35 and the light diffusion layer 40 is configured as a rough surface.
  • the optical sheet 30 can exhibit an excellent optical function due to the uneven interface between the light control layer 35 and the light diffusion layer 40.
  • the unit-shaped elements 38 are arranged side by side on the light output side surface of the support portion 36 without gaps, and protrude to the light output side. Therefore, as shown in FIG. 1, the unit shape element 38 of the light control layer 35 comes into contact with the smooth surface 13 a of the lower polarizing plate 13 of the transmissive display unit 15.
  • the unit shape elements 38 extend linearly in a direction intersecting with the arrangement direction of the unit shape elements 38 (in FIG. 1, a direction orthogonal to the paper surface). In the present embodiment, the unit shape element 38 extends linearly. Further, the longitudinal direction of the unit shape elements 38 (the direction extending linearly) is orthogonal to the arrangement direction of the unit shape elements 38 on the sheet surface of the optical sheet 30.
  • the arrangement direction of the unit shape elements 38 is orthogonal to the longitudinal direction of the light source 22, and the longitudinal direction of the unit shape elements 38 is It is parallel to the longitudinal direction of the light source 22.
  • each unit shape element 38 is a triangular shape protruding to the light output side. That is, each unit shape element 38 is formed as a unit prism formed of a so-called triangular prism.
  • the cross-sectional shape of the unit shape element 38 in the main cut surface is an isosceles triangle shape, and the apex angle located between the equilateral sides
  • Each unit-shaped element 38 is configured so that is projected to the light exit side.
  • the “triangular shape” in this specification is not only a triangular shape in a strict sense, but also a substantially triangular shape including limitations in manufacturing technology, errors in molding, and the like, and optical functions substantially the same as the triangular shape. Including a substantially triangular shape that can be expected. As a specific example, the triangular shape includes a shape in which the vertex of the triangle is rounded.
  • the term “prism” is used in a broad sense including not only a so-called narrowly-defined prism but also a unit shape element (unit optical element) called a lens.
  • each unit shape element 38 has a ridgeline La formed by connecting the top portions 39 that are the most separated from the support portion 36 in the main cutting plane.
  • the cross-sectional shape at the main cutting surface of each unit shape element 38 is constant along the longitudinal direction of the unit shape element 38. Therefore, the ridgeline La of each unit shape element 38 extends in parallel with the sheet surface of the optical sheet 30 and also extends in parallel with the longitudinal direction of the unit shape element 38.
  • the plurality of unit shape elements 38 are all configured similarly. Accordingly, the ridge lines La of the plurality of unit shape elements 38 are all located in one plane parallel to the sheet surface of the optical sheet 30, and when the optical sheet 30 is incorporated into the display device 10, the transmissive display unit. 15 comes into contact with the light incident side surface 13a.
  • particles or the like are not contained in the light control layer 35, more specifically, in the support portion 36 and the unit shape element 38. Therefore, the light diffusion function is not given to the inside of the light control layer 35 in the present embodiment.
  • the width W of the bottom surface of the unit shape element 38 along the arrangement direction of the unit shape elements 38 on the light emission side surface of the support portion 36 (see FIG. 3).
  • the protrusion height H (see FIG. 3) of the unit-shaped element 38 from the light exit side surface of the support portion 36 along the normal direction nd to the sheet surface of the optical sheet 30 can be 1.445 ⁇ m to 173 ⁇ m. .
  • the apex angle ⁇ a (located between the equilateral sides and protruding to the light output side) 3) is preferably 60 ° or more and 120 ° or less, and more preferably 90 °.
  • the light diffusion layer 40 disposed between the base layer 32 and the light control layer 35 will be described.
  • the light incident side surface of the light diffusion layer 40 facing the base layer 32 is formed as a smooth surface, and the light emission side surface of the light diffusion layer 40 facing the light control layer 35 has irregularities. It is formed as a rough surface.
  • the light diffusion layer 40 includes a binder resin portion 42 and light diffusing particles 45 dispersed in the binder resin portion 42.
  • the light diffusing particles 45 act to change the path direction of the light traveling in the light diffusing layer 40 by reflection or refraction.
  • Such a light diffusing function of the light diffusing particles 45 can be achieved, for example, by configuring the light diffusing particles 45 from a material having a refractive index different from that of the material forming the binder resin portion 42, or for light.
  • the light diffusing particles 45 can be applied by forming them from a material that can exert a reflecting action.
  • the light diffusing particles 45 are effective when there is a refractive index difference of 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, between the refractive index of the light diffusing particles 45 and the refractive index of the binder resin portion 42.
  • a light diffusion function is effective when there is a refractive index difference of 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, between the refractive index of the light diffusing particles 45 and the refractive index of the binder resin portion 42.
  • the binder resin part 42 may be made of the same material as the material forming the base layer 32 or may be made of a material different from the material forming the base layer 32.
  • the binder resin portion 42 may be made of the same material as the material forming the light control layer 35 (support portion 36), or the material forming the light control layer 35 (support portion 36). You may make it consist of different materials.
  • the binder resin part 42 and the material forming the light control layer 35 (support part 36) have different refractive indexes, the interface between the light diffusion layer 40 and the light control layer 35 is formed on the rough surface, thereby forming the interface. It becomes possible to diffuse light.
  • the optical sheet 30 exhibits an excellent optical function due to the uneven interface between the light control layer 35 and the light diffusion layer 40.
  • an aggregate (aggregate, composite particle, secondary composite) 47 formed by aggregating at least two single particles 46 of the light diffusing particles 45 is present.
  • the number of single particles constituting one aggregate (composite particle) can be appropriately selected depending on desired light diffusion characteristics, but is usually about 2 to 1000.
  • the number of single particles constituting one aggregate (composite particle) may be all the same in the light diffusion layer 40, or may have a distribution such as a normal distribution.
  • FIG. 5 schematically shows various states of the particles in the binder resin part, which can be generally observed with an electron microscope. Among these, the state shown in FIG. 5B or FIG.
  • 5C is the state of the light diffusing particles 45 in the binder resin portion 42 of the light diffusion layer 40. In the state shown in FIG. 5B, some of the light diffusing particles 45 remain as single particles 46, and the rest of the light diffusing particles 45 exist as aggregates 47. Further, in the state shown in FIG. 5C, all of the light diffusing particles are present in the binder resin portion as secondary aggregated aggregates.
  • the degree of progress of aggregation of the light diffusing particles 45 can be adjusted by appropriately changing the production conditions of the light diffusing layer 40.
  • the light diffusion layer 40 is formed so that the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30 is 20 or more and 70 or less, preferably 35 or more and 70 or less. ing. In addition, in the present embodiment, the light diffusion layer 40 is formed so that the internal transmittance of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30 is 70 or more and 350 or less, preferably 70 or more and 230 or less. Has been.
  • the light diffusion layer 40 In the binder resin portion 42, only an aggregate (aggregate, composite particle, secondary complex) 47 formed by aggregating the single particles 46 of the light diffusing particles 45, or the aggregate 47 and the single unit thereof. Both particles 46 are included in a form and amount that is particularly suitable for achieving the effects of the present invention.
  • the details of the principle and mechanism are not yet elucidated, but when the particles dispersed in the light diffusion layer form such an aggregate 47, conventionally known and general-purpose single particles 46.
  • the light (light beam or light flux) constituting the stripe pattern in question is, as will be described later, the coherence and intensity of extraneous light that is estimated to cause the stripe pattern. It is believed that diffusion in a manner that effectively attenuates periodic modulation can be caused.
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 inside the optical sheet 30 represents the degree of light diffusion by the light diffusion layer 40 in a state of being incorporated inside the optical sheet 30. More specifically, the diffusion of light at the interface between the light diffusion layer 40 and the layer adjacent to the light incident side of the light diffusion layer 40, the diffusion of light inside the light diffusion layer 40, the light diffusion layer 40 and the light It represents the degree of light diffusion by the light diffusion layer 40 in consideration of light diffusion at the interface with the layer adjacent to the light output side of the diffusion layer 40. As an index representing the degree of diffusion, a haze value measured in accordance with JIS K 7105 is used.
  • the diffusion of light at the interface between the light diffusion layer 40 and the layer adjacent to the light incident side of the light diffusion layer 40, the diffusion of light inside the light diffusion layer 40, and the light diffusion layer 40 and the light diffusion layer 40 The degree of the sum of the diffusion of light at the interface with the layer adjacent to the light-emitting side is expressed using a haze value measured in accordance with JIS K 7105.
  • the unit shape element 38 of the light control layer 35 also has a function to change the traveling direction of light. Therefore, a sample capable of eliminating light diffusion due to the unit shape element 38 of the light control layer 35 is prepared, and the haze value of this sample is measured in accordance with JIS K 7105, whereby the internal diffusion degree of the light control layer 40 is measured. Can be specified.
  • the unevenness on the light output side of the optical sheet 30 formed by the unit shape element 38 of the light control layer 35 is changed to the light control layer 35 (unit shape).
  • Sample A made by planarizing (filling) with material 47a having the same refractive index as the material forming element 38) can be used.
  • the material 47 a having the same refractive index as the material forming the light control layer 35 (unit shape element 38) is used as the light.
  • a sample B produced by coating the diffusion layer 40 can be used as the light exit side surfaces of Sample A and Sample B are both parallel to the sheet surface of the optical sheet 30.
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 can be specified by a method other than the method described above. Specifically, first, a sample capable of exhibiting the degree of light diffusion by the unit shape element 38 of the light control layer 35 is prepared. Next, the haze value of the optical sheet 30 and the haze value of the sample that can exhibit the degree of light diffusion by the unit shape element 38 of the light control layer 35 are measured according to JIS K 7105. Then, a value obtained by subtracting the haze value of the sample from the haze value of the optical sheet 30 represents the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30.
  • light output having a unit shape element (unit optical element) having the same configuration as the unit shape element 38 of the light control layer 35 As a sample that can exhibit the degree of diffusion of light by the unit shape element 38 of the light control layer 35, light output having a unit shape element (unit optical element) having the same configuration as the unit shape element 38 of the light control layer 35.
  • a sample can be used which is formed of only a material having a side surface and a smooth light incident side surface and having the same refractive index as the material forming the light control layer 35 (unit shape element 38).
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30A shown in FIG. 7 differs from the optical sheet 30 in the present embodiment described above only in that the base layer 32 has a light incident side surface formed as a rough surface. Therefore, the degree of light diffusion at the interface between the light diffusion layer 40 and the layer adjacent to the light entrance side of the light diffusion layer 40, the degree of light diffusion inside the light diffusion layer 40, and the light diffusion layer 40 and light The degree of light diffusion at the interface between the diffusion layer 40 and the layer adjacent to the light output side is the same between the optical sheet 30A shown in FIG. 7 and the optical sheet 30 of the present embodiment described above. . Therefore, the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30A shown in FIG.
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30A shown in FIG. 7 is the same as the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30 in the present embodiment described above.
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 inside the optical sheet 30 can be specified as follows. First, a sample for measuring haze is formed.
  • the sample includes a central layer having the same configuration as the light diffusion layer 40, a first adjacent layer disposed so as to be adjacent to the central layer from one side of the central layer, and a central layer from the other side of the central layer. And a second adjacent layer arranged so as to be adjacent to each other.
  • the first adjacent layer is a single layer made of the same material as the material of the base material (base) that forms a layer adjacent to the light diffusion layer 40 from the light incident side in the optical sheet 30, and the side facing the center layer
  • the surface on the opposite side can be a smooth surface extending along the sheet surface of the sample.
  • the second adjacent layer is a single layer made of the same material as the material of the base material (base) forming the layer adjacent to the light diffusion layer 40 from the light output side in the optical sheet 30, and is the side facing the center layer.
  • the surface on the opposite side can be a smooth surface extending along the sheet surface of the sample.
  • the haze value of the sample measured according to JIS K 7105 is the internal diffusion degree of the light diffusion layer inside the optical sheet 30.
  • the optical sheet 30B includes a light diffusion layer 60, a light incident side layer 62 adjacent to the light diffusion layer 60 from the light incident side, and a light output side layer 64 adjacent to the light diffusion layer 60 from the light output side. ing.
  • the light exit side layer 64 contains the binder resin portion 65 and the light diffusing particles dispersed in the binder resin portion 65.
  • the sample C includes a central layer 70, a first adjacent layer 72 adjacent to the central layer 70 from one side, and a second adjacent layer 74 adjacent to the central layer 70 from the other side. .
  • the center layer 70 has the same configuration as the light diffusion layer 60 of the optical sheet 30B.
  • the first adjacent layer 72 is formed from the material forming the light incident side layer 62.
  • the first adjacent layer 72 has a smooth surface extending in parallel with the sheet surface of the sample C on the side opposite to the side facing the center layer 70.
  • the second adjacent layer 74 is formed of a material forming the light output side layer 64, that is, a binder resin portion.
  • the second adjacent layer 74 has a smooth surface extending in parallel with the sheet surface of the sample C on the side opposite to the side facing the center layer 70.
  • the internal transmittance of the light diffusing layer 40 inside the optical sheet 30 represents the degree of the ratio of light transmitted through the light diffusing layer 40 in the state incorporated in the optical sheet 30. More specifically, the interface between the light diffusion layer 40 and the layer adjacent to the light incident side of the light diffusion layer 40, the inside of the light diffusion layer 40, and the light output side of the light diffusion layer 40 and the light diffusion layer 40 are adjacent to each other. The degree of the ratio of the light which permeate
  • an image sharpness value measured using four types of optical combs is used in accordance with JIS K 7105.
  • the value of the image clarity measured using an optical comb in accordance with JIS K 7105 for the degree of the ratio of the light transmitted through the light diffusion layer 40 in the state incorporated in the optical sheet 30. Is defined as the internal image clarity of the light diffusion layer 40.
  • the internal transmittance of the light diffusing layer 40 inside the optical sheet 30 is the case where the internal image clarity of the light diffusing layer 40 when using an optical comb of 0.125 mm and the optical comb of 0.5 mm are used.
  • the sample whose image definition is measured in accordance with JIS K 7105 can have the same configuration as the sample used when measuring the above-described internal diffusivity.
  • the sample used when measuring the internal diffusion degree described above is the interface between the light diffusion layer 40 and the layer adjacent to the light incident side of the light diffusion layer 40 with respect to the light incident on the optical sheet 30, the light diffusion layer 40.
  • the same light diffusing action as the light diffusing action exerted at the interface between the light diffusing layer 40 and the layer adjacent to the light emitting side of the light diffusing layer 40 can be exerted on the incident light. Therefore, the internal image definition of the light diffusion layer 40 can be determined by measuring the image definition of each sample using each optical comb in accordance with JIS K 7105. Then, the internal transmittance of the light diffusion layer 40 inside the optical sheet 30 can be obtained by adding the obtained four internal image definition.
  • a film that will form the base layer 32 is prepared.
  • This film preferably has excellent translucency.
  • a film made of a polyester resin such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, or a polyolefin resin such as polypropylene or polycycloolefin can be used.
  • a biaxially stretched film is used as the base layer 32.
  • the thickness of the film constituting the base layer 32 is usually in the range of 20 to 200 ⁇ m.
  • a fluid resin that forms the binder resin portion 42 of the light diffusion layer 40 is coated on the film together with a solvent.
  • a coating method various methods such as sun pin coating and die coating can be used.
  • light diffusing particles 45 are mixed in the fluid resin coated on the film.
  • a thermosetting resin such as a two-component curing urethane resin system, an epoxy resin system, or the like composed of a polyol compound and an isocyanate compound
  • a thermoplastic resin such as vinyl chloride-vinyl acetate copolymer and acrylic resin can be used.
  • a solvent is mixed to dissolve or disperse the resin.
  • the solvent include ketone solvents such as methyl ethyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, alcohol solvents such as ethyl alcohol, and water. be able to.
  • silica sicon dioxide
  • alumina aluminum oxide having an average particle diameter of about 0.5 to 100 ⁇ m.
  • Particles made of a transparent substance such as an acrylic resin or a polycarbonate resin can be used.
  • a shape of the single particle a sphere, a spheroid, a polyhedron, a truncated polyhedron, a scale shape, a needle shape, or the like can be adopted. If necessary, in order to adjust the dispersibility in the binder resin, the cohesiveness of the single particles, and the strength of the coating film (light diffusion layer 40), the surface of the single particles 46 is coated with a silane coupling agent.
  • a layer may be formed, a treatment for imparting a functional group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, a hydroxyl group or an isocyanate group, or a surface treatment such as a corona discharge treatment.
  • a functional group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, a hydroxyl group or an isocyanate group
  • a surface treatment such as a corona discharge treatment.
  • the resin liquid (paint) applied on the film is solidified by solvent drying, curing by chemical reaction, or the like.
  • the degree of aggregation of the light diffusing particles 45 in the resin can be controlled by adjusting the drying speed and the curing speed.
  • the internal diffusion degree and internal transmittance of the light diffusion layer 40 inside the optical sheet 30 described above can also be adjusted.
  • the resin is heated in order to evaporate the solvent and / or promote the curing reaction of the resin made of the thermosetting resin.
  • the degree of aggregation of the light diffusing particles 45 can be controlled by adjusting the heating temperature. Specifically, the drying speed and the curing speed are adjusted in consideration of the affinity between the resin that forms the binder resin portion 42 and the light diffusing particles 45. For example, when the affinity between the resin that forms the binder resin portion 42 and the light diffusing particles 45 is low, the light diffusing particles 45 tend to aggregate in the resin that forms the binder resin portion 42. Become. In this case, aggregation can be suppressed by increasing the drying rate and the curing rate, while aggregation can be promoted by decreasing the drying rate and the curing rate.
  • the surface opposite to the side facing the film (base layer 32) can be a rough surface having a desired degree of unevenness. Furthermore, as will be described later, by adjusting the manufacturing conditions of the light control layer 35 produced after the light diffusion layer 40, the shape of the unevenness on the rough surface on the light output side of the light diffusion layer 40 can be adjusted. . Then, due to the uneven shape on the light-emitting side rough surface of the light diffusion layer 40, the optical sheet 30 exhibits a desired useful optical function.
  • a resin having fluidity is applied on the light diffusion layer 40 and shaped, whereby the light control layer 35 can be formed on the light diffusion layer 40.
  • the material that forms the light control layer 35 include an ultraviolet (UV) curable resin composed of a monomer, a prepolymer, or a mixed system of acrylate, methacrylate, epoxy, or the like.
  • UV ultraviolet
  • EB electron beam
  • the optical sheet 30 can be produced as described above.
  • the light control layer 35 it is preferable to form the light control layer 35 using an ionizing radiation curable resin in which the curing time of the resin is short as described above.
  • the binder resin portion 42 of the light diffusion layer 40 adjacent to the light control layer 35 is preferably formed of a material that can cope with rapid polymerization shrinkage of the ionizing radiation curable resin forming the light control layer 35.
  • a thermosetting resin is suitable as a material forming the binder resin portion 42 of the light diffusion layer 40 adjacent to the light control layer 35.
  • the binder resin part 42 When the binder resin part 42 is formed using a thermosetting resin, after the ionizing radiation curable resin forming the light control layer 35 is cured, the binder resin part 42 can be held and cured in a heated state. According to such a method, the material forming the binder resin portion 42 of the light diffusion layer 40 adjacent to the light control layer 35 is deformed during the polymerization shrinkage of the material forming the light control layer 35, thereby cracking the optical sheet 30. It is possible to prevent deformation such as warping and warping. On the other hand, a certain degree of rigidity can be imparted to the optical sheet 30 by curing the binder resin portion 42 after the polymerization shrinkage of the material forming the light control layer 35.
  • the optical sheet 30 is actually produced by curing the ionizing radiation curable resin to form the light control layer 35, and then thermally curing the binder resin portion 42 from the thermosetting resin.
  • the optical sheet 30 had a desired strength with little or no deformation such as warpage.
  • the light control unit 35 was frequently cracked.
  • the light control layer 35 is thin, for example, in the case of a linear array of triangular prisms as shown in FIG. 2, cracks or cracks are formed along the valley line in the valley portion. It occurred intensively.
  • the light diffusing layer 40 usually has a linear expansion coefficient of the material forming the light control layer 35.
  • the ratio of the coefficient of linear expansion of the material forming the binder resin portion 42 is 100% or more.
  • the linear expansion coefficient of the material forming the light control layer 35 when heated between 20 ° C. and 80 ° C. obtained by the following specific method, Preventing the occurrence of cracking when the ratio of the linear expansion coefficient of the material constituting the binder resin portion 42 of the light diffusion layer 40 is 1500% or less, more preferably 1200% or less. I was able to.
  • the “linear (thermal) expansion coefficient” is defined in JIS K-7197. Moreover, in this case, while setting the temperature of the test piece before a heating at the time of measuring a linear expansion coefficient to 20 degreeC, the temperature of the test piece after a heating was set to 80 degreeC. The temperature before heating of the test piece was set to 20 ° C. because the optical sheet was close to the room temperature at which the optical sheet was normally used, and the thermosetting resin and ionization used for the optical sheet for general display devices. This is because in the region where the radiation curable resin is 20 ° C. or lower, thermal expansion does not occur to the extent that it can affect cracking. In addition, the heating temperature of the test piece is set to 80 ° C.
  • the linear expansion coefficient is a value measured for a strip-like test piece in accordance with JIS K-7197. Specifically, the width of the measurement region of the test piece can be about 5 mm, the length can be about 10 mm, and the thickness can be about 150 ⁇ m.
  • the glass transition temperature of the light-diffusion layer 40 is higher than 80 degreeC mentioned above.
  • the glass transition temperature Tg1 of the light control layer 35 and the glass transition temperature of the light diffusion layer 40 are set so that the linear expansion coefficient of the light control layer 35 can be changed with the change of the linear expansion coefficient of the light diffusion layer 40.
  • the difference from Tg2 is preferably 40 ° C. or less, particularly preferably 30 ° C. or less.
  • the molecules of the resin material forming the light diffusion layer 40 are strongly bonded.
  • the present inventor has conducted earnest studies, when it is assumed that the molecules of the light diffusion layer 40 are strongly bonded, the above-described range of the linear expansion coefficient is preferable for preventing cracking. It became easy to enter, and cracking of the optical sheet 40 in the heat durability test was also suppressed. It is presumed that the light diffusion layer 40 is cured by strong bonds between molecules.
  • the main material forming the binder resin portion 42 is preferably a material having a urethane bond.
  • the main material forming the binder resin portion 42 has a urethane bond
  • the binder resin portion 42 has a urethane bond as a result of some reaction, for example, by crosslinking the main material having an ester bond with an isocyanate.
  • the binder resin portion 42 has a urethane bond
  • the binder resin part 42 of the light-diffusion layer 40 contains many hydrogen bonds, it is effective in the generation
  • the binder resin portion 42 has many hydrogen bonds.
  • the hydroxyl value of the main material which comprises the binder resin part 42 is 6 or more, generation
  • light emitted from the light source 22 enters the light guide plate 26 and repeats total reflection in the light guide plate 26.
  • the thickness of the light guide plate 26 gradually decreases as the distance from the light source 22 increases. For this reason, light traveling through the light guide plate 26 by repeating total reflection is separated from the light source 22. Further, when total reflection is repeated, the incident angle when entering the surface of the light guide plate 26 gradually decreases. As a result, the light is directed toward the surface of the light guide plate 26 at an angle less than the total reflection critical angle, and as a result, the light is emitted from the light guide plate 26.
  • a white dot pattern 27 is formed on the back surface of the light guide plate 26.
  • the ratio of the area occupied by the white dot pattern 27 on the back surface of the light guide plate 26 gradually increases as the distance from the light source 22 increases.
  • the light traveling in the light guide plate 22 is likely to be diffusely reflected by the white dot pattern as the distance from the light source 22 increases.
  • the light in the light guide plate 22 is diffusely reflected by the white dot pattern, the light travels toward the surface of the light guide plate 26 at an angle less than the total reflection critical angle, and as a result, the light is easily emitted from the light guide plate 26.
  • the amount of light emitted from the light guide plate 26 to the observer side is substantially uniform regardless of the distance to the light source 22. That is, the in-plane distribution of luminance on the viewer side surface of the light guide plate 26 is made uniform to some extent.
  • the light emitted from the light guide plate 26 to the side opposite to the observer side is reflected by the reflecting plate 24 and proceeds toward the observer side.
  • the light emitted from the light guide plate 26 enters the light diffusion sheet 28 and isotropically diffused, and then enters the optical sheet 30.
  • the light incident on the optical sheet 30 is further diffused in the light diffusion layer 40.
  • the light L31, L32, and L33 emitted from the unit shape element 38 of the optical sheet 30 is refracted on the light exit side surface (prism surface) of the unit shape element (unit optical element, unit prism) 38. . Due to this refraction, the traveling direction (outgoing direction) of the light L31, L32, L33 traveling in the direction inclined from the front direction nd is mainly compared with the traveling direction of the light when entering the optical sheet 30. Is bent toward the side where the angle with respect to the normal direction nd to the sheet surface becomes smaller. By such an action, the unit shape element 38 can narrow the traveling direction of the transmitted light to the front direction nd side.
  • the unit shape element 38 has a condensing effect on the transmitted light.
  • FIG. 3 in order to facilitate understanding of the light collecting action, the illustration of the light diffusion layer 40 and the diffusion of the transmitted lights L31, L32, and L33 in the light diffusion layer 40 are omitted.
  • the light emitted from the optical sheet 30 then enters the transmissive display unit 15.
  • the transmissive display unit 15 selectively transmits the light from the surface light source device 20 for each pixel. Thereby, the observer of the transmissive display apparatus 10 can observe an image.
  • the unit shape element 38 of the optical sheet 30 and the optical sheet 30 are adjacent to each other.
  • a striped pattern is visually recognized in a region in contact with another member, and the image quality is deteriorated.
  • the unit-shaped element 38 of the optical sheet 30 may be a smooth light incident side surface 13a of the transmissive display unit 15 (usually a polarizing plate surface, but may be a surface of a retardation plate, a polarizing separation film, a protective film, or the like. ), This defect tends to be prominent.
  • a striped pattern (interference fringe, moire) is generated due to the arrangement pitch of the pixels of the transmissive display unit 15 and the arrangement pitch of the unit shape elements 38 of the optical sheet 30.
  • an effective method for making the striped pattern inconspicuous it is known to set the ratio between the pixel arrangement pitch and the unit shape element 38 arrangement pitch within a predetermined range. It is also known that such a striped pattern can be made inconspicuous by providing a layer having a strong light diffusion function. However, providing a layer having a strong light diffusion function causes problems such as a decrease in the transmittance of the light source light.
  • the stripe pattern generated when the unit shape element of the optical sheet abuts the smooth light incident side surface 13a of the transmissive display unit 15 is a pixel of the transmissive display unit 15.
  • the stripe pattern generated when the unit shape element of the optical sheet abuts the smooth light incident side surface 13a of the transmissive display unit 15 is a pixel of the transmissive display unit 15.
  • the light diffusing layer 40 containing the simple substance 46 of the light diffusing particles 45 and the aggregate (aggregate, composite particle, secondary composite) 47 is used as the inner layer (other than the most incident light side layer and the most exit light side layer).
  • the stripe pattern can be effectively made inconspicuous as supported by the evaluation results in the examples described later.
  • the mechanism for making the striped pattern inconspicuous is not clear, a mechanism that can be considered as one factor will be described below mainly with reference to FIGS. 4 and 16.
  • the present invention is not limited to the following mechanism.
  • the display device 10 emits image light that can be observed by an observer. On the other hand, there is also light incident on the display device 10 from the observer side.
  • Such light includes ambient light (external light) such as sunlight and indoor lamp light.
  • part of the environmental light Lc passes through the transmissive display unit 15 and enters the optical sheet 30 adjacent to the transmissive display unit 15. Since such ambient light Lc is transmitted through the pixel region in the transmissive display unit 15, the ambient light Lc has a strength corresponding to the pixel arrangement pitch along the direction parallel to the sheet surface of the optical sheet 30. become. That is, the ambient light Lc is incident on the optical sheet 30 as light having periodicity.
  • the ambient light Lc passes through (passes through) at this contact point.
  • the absolute amount of the environmental light Lc incident on the optical sheet 30 increases.
  • the ambient light Lc incident on the optical sheet 30 is expected to have a strong periodicity according to the arrangement pitch of the pixels and the arrangement pitch of the unit shape elements 38.
  • the light control layer 135 including the unit shape element (unit prism) 138 is usually formed on the base layer 132 by molding. Therefore, an optical interface is formed between the light control layer 135 and the base layer 132, and the ambient light Lc may also be reflected at this optical interface. In general, since the interface between the light control layer 135 and the base layer 132 is a smooth surface, the reflected light Lr2 at this interface is directed to the viewer while maintaining the periodicity.
  • the reflected lights Lr1 and Lr2 of the environmental light Lc having periodicity are directed to the transmissive display unit 15.
  • the two reflected lights Lr1 and Lr2 that maintain sufficient coherence (coherence) and the reflected light on the surface of the unit-shaped element 138 and the incident side surface 13a of the transmissive display unit are omitted.
  • the four kinds of light reflected by the light constitute interference fringes.
  • it is expected that the striped pattern will be visually recognized due to interference between the periods of the reflected light Lr1 and Lr2 and the period of the pixel pitch of the transmissive display unit 15.
  • the unit-shaped element 38 of the optical sheet 30 when the unit-shaped element 38 of the optical sheet 30 is in contact with the smooth light incident side surface 13a of the transmissive display unit 15, the periodicity of the reflected light Lr1 and Lr2 increases and the amount of reflected light Lr1 and Lr2 also increases. It is estimated that the stripe pattern becomes more noticeable.
  • the light diffusion layer 40 is provided inside the optical sheet 30 (between the light incident side surface and the light output side surface).
  • the light diffusing layer 40 includes at least an aggregate 47 of the single particles 46 of the light diffusing particles 45, and the light emission side surface of the light diffusing layer 40 that forms an interface with the light control layer 35 has light diffusing ability. It is formed as a rough surface. And the light-diffusion layer 40 has a moderate light-diffusion ability and light transmittance.
  • the ambient light Lc that passes through the light control layer 35 and travels toward the light diffusion layer 40 further enters the light diffusion layer 40 and passes through the light diffusion layer 40.
  • the ambient light Lc incident on the light diffusion layer 40 is diffused at the interface between the light control layer 35 and the light diffusion layer 40 and inside the light diffusion layer 40.
  • the periodicity of the ambient light Lc is weakened.
  • Most of such ambient light is incident on the base layer 32, and then is reflected by the light incident side surface of the optical sheet 30 and travels toward the viewer.
  • the light incident side surface of the optical sheet 30 is formed as a smooth surface.
  • the reflection on the light incident side of the optical sheet 30 is substantially specular reflection, but then the reflected light L1 passes through the light diffusion layer 40 again, and inside the light diffusion layer 40, the light control layer 35, and It is diffused again at the interface of the light diffusion layer 40. That is, the reflected light L1 that is expected to occupy a large portion of the ambient light Lc is diffused twice in the light diffusion layer 40, and its periodicity and coherence are greatly weakened.
  • a part of the environmental light Lc traveling through the light diffusion layer 40 is reflected at the interface between the light diffusion layer 40 and the base layer 32 and travels toward the viewer. Reflection at the interface between the light diffusion layer 40 and the base layer 32 is substantially specular reflection, but the reflected light L2 passes through the light diffusion layer 40 again, and inside the light diffusion layer 40, the light control layer 35, and the light. It is diffused again at the interface of the diffusion layer 40. That is, the reflected light L2, which is a part of the environmental light Lc, is diffused twice in the light diffusion layer 40, and its periodicity is greatly weakened.
  • part of the environmental light Lc that passes through the light control layer 35 and travels toward the light diffusion layer 40 includes light L3 that is reflected at the interface between the light control layer 35 and the light diffusion layer 40. It is. Also for such reflected light L3, since the reflection at the interface between the light control layer 35 and the light diffusion layer 40 is diffuse reflection, its periodicity and coherence are weakened.
  • the ambient light Lc that has passed through the transmissive display unit 15 and entered the optical sheet 30 is effectively diffused in the optical sheet 30.
  • the reflected light L1, L2, and L3 incident on the transmissive display unit 15 and the reflected light on the surface of the unit shape element 138 and the reflected light on the light incident side surface 13a of the transmissive display unit are omitted.
  • the four kinds of coherent fringes of light are weakened.
  • the periodicity due to the strength of each reflected light L1, L2, L3 is weakened. Thereby, according to the optical sheet 30 by this Embodiment, it is guessed that a striped pattern can be made inconspicuous effectively.
  • the degree of light diffusion by the light diffusion layer 40 inside the optical sheet 30 is expressed by a haze value.
  • the internal diffusivity of a certain light diffusion layer 40 is 20 or more, more preferably 35 or more, the stripe pattern can be made extremely inconspicuous.
  • the degree of light transmission by the light diffusion layer 40 inside the optical sheet 30 depends on the image definition when an optical comb of 0.125 mm is used.
  • the internal transmittance of the light diffusing layer 40 which is the sum of the value represented by the image clarity when using a comb, is 350 or less, more preferably 230 or less, extremely effectively, The striped pattern could be made inconspicuous.
  • the reflected light Lr2 is not diffused. That is, the reflected light Lr ⁇ b> 2 maintains the periodicity as it is and enters the transmissive display unit 15 toward the viewer side.
  • the reflected light Lr1 is diffused on the incident side surface of the optical sheet 130 having a light diffusion function, but is not reflected twice. Therefore, according to the optical sheet 30 according to the present embodiment, it is possible to extremely effectively prevent the occurrence of a stripe pattern as compared with the optical sheet 13 shown in FIG.
  • the light from the light source that forms the image light is diffused when passing through the light diffusion layer 40, but is not diffused twice like the ambient light Lc. Therefore, it is possible to prevent the light source light from being excessively diffused by the light diffusing function of the light diffusing layer 40, and to effectively improve the front direction luminance by the light collecting function of the light control layer 35.
  • the optical sheet 30 can maintain an appropriate transmittance, and various advantages (for example, improvement of luminance, effective use of energy). Etc. can be enjoyed. That is, according to the present embodiment, the stripe pattern (interference fringe) can be made inconspicuous without greatly degrading the image quality.
  • the internal diffusion degree of the light diffusion layer 40 within the optical sheet 30 is 70 or less, or the internal transmittance of the light diffusion layer 40 within the optical sheet 30 is low. When it is 70 or more, sufficient luminance can be effectively secured.
  • the optical sheet 30 includes the aggregate (aggregate, composite particle, secondary composite) 47 formed by aggregation of the single light diffusing particles 46.
  • a light diffusion layer 40 is included.
  • Such an aggregate 47 has a mode in which the coherence and the periodic modulation of the intensity are effectively weakened with respect to the light (light ray to light flux) constituting the stripe pattern in question as compared with the single particle 46. It is thought to have a diffusion effect. Therefore, according to this light diffusing layer 40, it is possible to effectively prevent the occurrence of defects, specifically, the occurrence of striped patterns, which can occur when the optical sheet 30 is overlaid with other members.
  • the optical sheet 30 is formed by the rough surface as described above. It is possible to effectively suppress problems that may occur when the is superimposed with other members.
  • the rough surface on the light control layer 35 side of the light diffusion layer 40 can impart a further optical function to the optical sheet 30 due to the shape of the convex portion 48 forming the rough surface. It was discovered.
  • the average value of the radius of curvature (the average radius of curvature at the top of the concave portion 48) at the top of the convex portion 48 on the light exiting side surface of the light diffusing layer 40 is defined as a granular body made of light diffusing particles in the light diffusing layer 40. It was found that the optical function of the optical sheet 30 can be effectively adjusted by changing the average value of the average radius (average radius of curvature of the granular material).
  • the granular material composed of the light diffusing particles is an aggregate 47 of the light diffusing particles dispersed in the light diffusing layer 40 as described with reference to FIGS. 5A to 5C.
  • the granular material 45 which consists of the single-piece
  • the radius of the granular body 45 made of the aggregate 47 of light diffusing particles is approximated by the radius of the circumscribed sphere with respect to the aggregate 47.
  • the radius of the granular body 45 composed of the light diffusing particle simple substance 46 which is not a sphere is approximated by the radius of the circumscribed sphere with respect to the light diffusing particle simple substance 46.
  • the cross section of the light diffusion layer 40 of the optical sheet 30 is observed with an optical microscope or an electron microscope, the radius of 3 to 50 (preferably 20 or more) granular bodies 45 is measured, and the average of the measured values is measured.
  • the value can be an average value of the radius R1 of the granular material 45.
  • the cross section of the light diffusing layer 40 of the optical sheet 30 is measured by an optical microscope or an electron microscope.
  • the convex portion 48 here is formed corresponding to any granular body 45 in the light diffusion layer 40 as shown in FIGS. 9 and 10, for example, and the method of the optical sheet 30 is based on the granular body 45. It is located at a position shifted in the line direction nd.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 on the light emission side surface of the light diffusion layer 40 is calculated as follows. It is possible to control the average value of the radius R1. First, when the light control layer 40 made of ionizing radiation curable resin is molded on the light diffusion layer 40 made of the binder resin portion 42 and the light diffusing particles 45 before being positively heated and cured, processing is performed. By adjusting the pressure (nip pressure), the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 can be adjusted.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 tends to be larger than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 is the light diffusion layer 40. It tends to be smaller than the average value of the radius R1 of the granular body 45 inside.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 on the light emitting side surface of the light diffusing layer 40 is determined as the light diffusing particles in the light diffusing layer 40. It can be controlled for an average value of 45 radii R1. When the amount of cure shrinkage is small, the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 tends to be larger than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the degree of curing shrinkage of the ionizing radiation curable resin can be changed by adjusting the composition of the ionizing radiation curable resin. For example, in general, as the number of functional groups (acryloyl group, methacryloyl group, etc.) per molecule of the monomer or prepolymer constituting the ionizing radiation curable resin is increased, the degree of cure shrinkage is increased. I can do it.
  • the convex portion 48 on the light emitting side surface of the light diffusion layer 40 is also obtained.
  • the average value of the curvature radius R2 at the top of the light diffusion layer 40 can be controlled with respect to the average value of the radius R1 of the light diffusing particles 45 in the light diffusion layer 40.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 is smaller than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the luminance in the front direction of the surface light source device 20 could be further improved. That is, when the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 is smaller than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40, the optical sheet 30 can be provided with an excellent light collecting function. it can. However, the light diffusion function of the optical sheet is relatively lowered instead.
  • FIG. 9 the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 is smaller than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the surface light source device 20 when the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 is larger than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40, the surface light source device 20 The in-plane distribution of luminance can be made more uniform, and accordingly, the image of the light source can be made inconspicuous in the direct type surface light source device. Further, when the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 is larger than the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40, the viewing angle of the display device 15 can be increased. It was.
  • the optical sheet 30 can be provided with an excellent light diffusion function. It can. However, instead, the light collecting function of the optical sheet is relatively lowered.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-34287 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-333044 disclose an optical sheet including a light diffusion functional layer therein.
  • a convex formed so as to form the light emission side surface of the light diffusion layer corresponding to any granular material in the light diffusion layer It is not disclosed that the average value of the radius of curvature at the top of the part is different from the average value of the radius of the granular material.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-34287 discloses that a part of the light diffusing particles is exposed from the binder resin, in other words, a convex portion made of the light diffusing particles themselves, and the curvature radius at the top is the light diffusing particles. (See paragraph 0042 of Japanese Patent Laid-Open No. 2007-34287) or flattening the light exit side surface of the light diffusion layer (see paragraph 0019 of Japanese Patent Laid-Open No. 2007-34287). Only), or by providing a convex portion unrelated to the light diffusing particles on the light diffusion layer (see paragraph 0044 of JP 2007-34287 A). On the other hand, since Japanese Patent Laid-Open No.
  • the particle diameter of the particles is approximately equal to the average roughness ⁇ z 2 of the surface microscopic unevenness group 12a”, It is merely disclosed to provide a convex portion made of the diffusible particle itself and having the same radius of curvature at the top as that of the light diffusible particle.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusing layer 40 is as follows.
  • the convex portion forming the rough surface on the light emission side of the light diffusion layer is made of a part of light diffusing particles having the same refractive index as that of the binder resin portion. Compared with, it was possible to improve the brightness in the front direction.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusion layer 40 is the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the surface light source device 20 Is larger than the case where the convex portion forming the rough surface on the light output side of the light diffusion layer is formed of a part of light diffusing particles having the same refractive index as that of the binder resin portion, the surface light source device 20.
  • the in-plane distribution of luminance on the light exit surface can be made more uniform, and accordingly, the image of the light source can be made less noticeable in the direct type surface light source device.
  • the viewing angle of the display device 15 may be increased as compared with the case where the convex portion forming the rough surface on the light output side of the light diffusion layer is made of a part of light diffusing particles having the same refractive index as that of the binder resin portion. did it.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusion layer 40 is the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the luminance in the front direction can be improved as compared with the case where the light exit side surface of the light diffusion layer is flat.
  • the in-plane distribution of luminance can be made more uniform, the image of the light source can be made inconspicuous, and the viewing angle can be enlarged.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusing layer 40 is calculated. It can adjust with respect to the average value of radius R1 of the granular material 45 in the inside. Therefore, a desired useful optical function can be imparted to the optical sheet 30 only by changing the conditions for producing the optical sheet 30 described above. That is, not only the refractive index of the light diffusing particles 45 and the refractive index of the binder resin portion 42 are changed, but also the average of the radii of curvature R2 at the tops of the convex portions 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusing layer 40.
  • the degree of freedom in designing the optical function expressed by the optical sheet 30 is dramatically improved.
  • the average value of the curvature radius R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusion layer 40 is adjusted with respect to the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • an optical function designed separately from the optical action of the light diffusing particles 45 is provided to the optical sheet by providing a separate process such as embossing (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-2007).
  • the desired optical function can be easily imparted to the optical sheet at an extremely low cost.
  • the present invention is not limited to this, and the light incident side surface of the light diffusing layer 40 is formed as a rough surface. May be. Further, in the above-described embodiment, the example in which the light exit side surface of the light diffusion layer 40 is formed as a rough surface has been shown. However, the present invention is not limited thereto, and the light exit side surface of the light diffusion layer 40 may be formed as a smooth surface. Good.
  • the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusion layer 40 is made different from the average value of the radius R1 of the granular material 45 in the light diffusion layer 40.
  • the effect obtained by the above does not require that at least a part of the light diffusing particles 45 is aggregated. That is, even when all the light diffusing particles 45 in the light diffusing layer 40 are present as the single particles 46, the average of the radii of curvature R2 at the tops of the convex portions 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusing layer 40.
  • the same effect as described above can be obtained. That is, all the light diffusing particles in the light diffusing layer 40 exist as single particles, and the average value of the radius of curvature R2 at the top of the convex portion 48 forming the rough surface on the light output side of the light diffusing layer 40 is the light diffusing layer 40. You may make it differ from the average value of radius R1 of the granular material 45 inside.
  • the configuration of the base layer 32 described in the above-described embodiment is merely an example, and the configuration of the base layer 32 can be changed as appropriate.
  • the example in which the light incident side surface of the base layer 32 is formed as a smooth surface has been shown, the present invention is not limited thereto, and the light incident side surface of the base layer 32 may be formed as a rough surface (mat surface).
  • the configuration of the light control layer 35 described in the above embodiment is merely an example, and the configuration of the light control layer 35 can be changed as appropriate.
  • the unit shape element 38 is configured as a prism having a triangular cross section, but the present invention is not limited thereto.
  • the main cutting surface shape of the unit shape element 38 may be a shape obtained by modulating and deforming a triangular shape for the purpose of imparting various characteristics.
  • the main cut surface shape of the unit shape element 38 is any one of the triangles in which one or more sides of the triangle are bent (bent) as shown in FIG.
  • any one of a shape in which one or more sides are curved and protruded (so-called fan shape), a shape in which the vicinity of the apex of the triangle is curved and rounded so that the center of curvature is located on the inner side of the triangle, and a triangle
  • the cross-sectional shape of the unit shape element 38 may have a shape other than a triangular shape, for example, various polygonal shapes such as a quadrangle such as a trapezoid, a pentagon, or a hexagon.
  • the unit shape element 38 may have a shape corresponding to a part of a circle or an ellipse on the main cutting plane.
  • the plurality of unit shape elements 38 are arranged side by side along one direction parallel to the sheet surface of the optical sheet 30, and each unit shape element 38 is orthogonal to the arrangement direction (the one direction).
  • the columnar body is elongated and extends linearly along the other direction parallel to the sheet surface of the optical sheet 30 is shown. That is, in the above-described embodiment, an example in which the arrangement form of the unit shape elements 38 is a so-called linear array (linear array) is shown.
  • the present invention is not limited to this, and the unit shape element 38 such as a hemisphere, a semi-spheroid, a polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid (so-called cube corner is also one form thereof) is used. May be arranged along two different directions parallel to each other to form a fly-eye lens.
  • the unit shape element 38 such as a hemisphere, a semi-spheroid, a polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid (so-called cube corner is also one form thereof) is used. May be arranged along two different directions parallel to each other to form a fly-eye lens.
  • the unit shape element 38 has a shape corresponding to a part of a spherical circle protruding to the light exit side or a part of a spheroid projecting to the light exit side.
  • the cross-sectional shape of the unit shape element 38 corresponds to a part of an ellipse
  • either the long axis or the short axis of the cross-sectional elliptical shape is directed to the sheet surface of the optical sheet 30 from the viewpoint of intensively improving the luminance in the front direction. It is preferable to extend in parallel with the normal direction (that is, the front direction) nd.
  • the arrangement of the unit shape elements 38 is such that a shape obtained by projecting each unit shape element 38 onto the sheet surface of the optical sheet 30, that is, a congruent circle corresponding to the bottom surface of each unit shape element, is closely packed in a plane.
  • the arrangement structure is such that the circles are slightly separated from the arrangement in which the circles are closely packed in a plane.
  • Such an arrangement of the unit shape elements 38 corresponds to a hexagonal close-packed structure in a so-called crystal or an array structure in which the unit shape elements 38 are slightly separated from the hexagonal close-packed structure.
  • the multiple unit shape elements 38 are arranged at a common constant pitch in three different directions d1, d2, and d3 on the sheet surface of the optical sheet 30 inclined with respect to each other at an angle of 60 °. .
  • the first direction d1, the second direction d2, and the third direction d3 are inclined at an angle of 60 ° with respect to each other on the sheet surface of the optical sheet 30.
  • a large number of unit shape elements 38 are arranged so that the arrangement centers 38a of the three closest unit shape elements 38 are respectively located on the vertices of the equilateral triangle. Yes.
  • the modes shown in FIGS. 12 and 13 are examples when the unit shape element 38 forms a fly-eye lens, and various modifications can be made to the illustrated modes.
  • the unit shape elements 38 are arranged in a square arrangement to constitute a fly-eye lens, that is, the fly-eye lenses are constituted by being arranged at regular intervals in two orthogonal directions on the surface of the optical sheet 30. You may make it do.
  • the unit shape elements are arranged at irregular intervals in two different directions on the sheet surface of the optical sheet 30, that is, the unit shape elements are randomly arranged on the sheet surface of the optical sheet 30, You may make it comprise a lens.
  • the example in which the unit shape elements 38 of the optical sheet 30 are all formed with the same configuration is shown, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of types of unit shape elements having different shapes may be included in one optical sheet 30.
  • the optical sheet 30 is shown as an example including the three layers of the base layer 32, the light diffusion layer 40, and the light control layer 35. can do.
  • the optical sheet 30 may be composed of four or more layers.
  • the optical sheet may further include an antistatic layer for preventing dust from adhering to the optical sheet 30 due to static electricity.
  • the antistatic layer does not need to be provided as a single layer.
  • an antireflection layer that forms the most incident side surface of the optical sheet 30 may be formed. The light utilization efficiency can be improved by forming the most incident light side surface of the optical sheet 30 by the antireflection layer.
  • the antireflection layer may be formed as a single layer of a layer (low refractive index layer) having a lower refractive index than a layer adjacent to the light output side (for example, the base layer 32).
  • the antireflection layer includes a plurality of layers in which layers having a low refractive index (low refractive index layer) and layers having a higher refractive index than those having a low refractive index (high refractive index layer) are alternately arranged. These layers may be formed as a plurality of layers in which the most incident light side is a low refractive index layer (low refractive index layer).
  • the antireflection layer is a moss eye type layer having a number of protrusions whose period is gradually reduced toward the light incident side and whose period is smaller than the light wavelength, as described in JP-A-50-70040. It may be formed as.
  • the present invention is not limited to this, and the optical sheet 30 may be manufactured by another manufacturing method.
  • the materials used for the layers 32, 40, and 35 of the optical sheet 30 have been described. However, these materials are merely examples, and can be appropriately changed.
  • the example in which the light emitting unit of the light source 22 of the surface light source device 20 is formed of a cold cathode tube such as a fluorescent lamp that extends linearly has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • the light source 22 it is also possible to use a light emitting unit made up of a dot-like LED (light emitting diode), a planar EL (electroluminescence) or the like.
  • the example in which the optical sheet 30 is applied to the edge light type (side light type) surface light source device 20 has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • the optical sheet 30 described above can also be applied to, for example, a direct type surface light source device, an EL type surface light source device, and the like. In such a case, the optical sheet 30 is also an edge light type surface light source device. The effect similar to the case where it is applied to 20 can be produced.
  • the light control layer 35 of the optical sheet 30 is disposed on the most light-emitting side of the surface light source device 20, and the unit shape element 38 of the light control layer 35 protrudes to the outgoing side.
  • the optical sheet 30 is disposed on the most light-emitting side of the surface light source device 20, but the light control layer 35 is disposed on the surface light source side (light incident side) in the optical sheet 30 (the light control layer 35 is a surface). It is also possible to adopt a form that confronts the light source.
  • the optical sheet 30 and other members for example, the light guide plate of the edge light type surface light source device
  • the present invention is not limited thereto.
  • members that can exert various optical effects on image light, ambient light, and the like may be added.
  • a polarization separation film may be disposed on the most light-emitting side of the surface light source device.
  • DBEF registered trademark manufactured by Sumitomo 3M may be used.
  • the two optical sheets 30a1 and 30a2 may be stacked and incorporated in the surface light source device 20 so that the arrangement directions of the unit shape elements 38 intersect each other.
  • the arrangement directions of the unit shape elements 38 of the two optical sheets 30a1 and 30a2 are orthogonal.
  • the surface light source device 20 is configured as a direct type, and the light source 22 arranged at a position facing the light diffusion sheet 28 includes a plurality of linearly extending parallel lines. It has an arc tube (for example, a cold cathode tube) 22a.
  • the configurations (shape, dimensions, materials, etc.) of the two optical sheets 30a1 and 30a2 may be the same or different from each other.
  • the optical sheet 30a1 disposed on the light incident side is disposed such that the arrangement direction of the unit shape elements 38 intersects the longitudinal direction of the arc tube 22a of the light source 22. More specifically, in the example shown in FIG. 14, the optical sheet 30 a 1 arranged on the light incident side is arranged so that the arrangement direction of the unit shape elements 38 is parallel to the arrangement direction of the arc tubes 22 a of the light source 22.
  • the optical sheet 30a2 that is arranged and arranged on the light output side is arranged so that the arrangement direction of the unit shape elements 38 is orthogonal to the arrangement direction of the arc tubes 22a of the light source 22.
  • FIG. 14 the optical sheet 30a1 disposed on the light incident side is disposed such that the arrangement direction of the unit shape elements 38 intersects the longitudinal direction of the arc tube 22a of the light source 22. More specifically, in the example shown in FIG. 14, the optical sheet 30 a 1 arranged on the light incident side is arranged so that the arrangement direction of the unit shape elements 38 is parallel to the arrangement direction
  • the optical sheet 30 a 2 arranged on the light output side is arranged so that the arrangement direction of the unit shape elements 38 is parallel to the longitudinal direction of the arc tube 22 a of the light source 22. . More specifically, in the example shown in FIG. 15, the optical sheet 30 a 2 arranged on the light output side is arranged so that the arrangement direction of the unit shape elements 38 is parallel to the arrangement direction of the arc tubes 22 a of the light source 22.
  • the optical sheet 30a1 arranged on the light incident side is arranged so that the arrangement direction of the unit shape elements 38 is orthogonal to the arrangement direction of the arc tubes 22a of the light source 22.
  • the light diffusion layer 40 is not provided according to the embodiment shown in FIGS.
  • a large viewing angle could be secured while maintaining the frontal luminance.
  • the luminance in the front direction is higher than that of the surface light source device in which the polarization separation film is incorporated together with the two optical sheets not provided with the light diffusion layer 40. It was possible to ensure a viewing angle of the same level or more while suppressing the decrease to a level where visual discrimination was difficult. That is, according to the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, it is possible to reduce the thickness and cost by eliminating the polarization separation film from the conventional surface light source device while maintaining the optical characteristics.
  • the unit shape elements of the optical sheets 30a1 and 30a2 The viewing angle tends to be different depending on the relationship between the arrangement direction of 38 and the arrangement direction of the arc tube 22a. Such direction dependency increases the constraint condition of the surface light source device design and makes optimization design difficult.
  • the unit shape elements 38 of the optical sheets 30a1 and 30a2 are compared with the case where two optical sheets without the light diffusion layer 40 are used.
  • the direction dependency of luminance depending on the arrangement direction and the arrangement direction of the arc tube 22a can be greatly reduced. That is, according to the embodiment shown in FIG. 14 and FIG.
  • the degree of freedom in design when incorporating the two optical sheets 30a1 and 30a2 into the surface light source device 20 is increased, and the arrangement direction of the unit shape elements of each optical sheet is What is necessary is just to determine in order to optimize other required characteristics, such as a front brightness
  • the two optical sheets 30a1 and 30a2 can effectively exhibit the light condensing function, which is the original purpose, while sufficiently taking moiré countermeasures.
  • Samples A1 to A15 having the same configuration as that of the optical sheet described in the above embodiment were produced by the optical sheet manufacturing method described in the above embodiment.
  • a light control layer was formed from a UV curable resin mainly composed of a urethane acrylate prepolymer.
  • the shape of the unit shape element was variously changed within the range adopted in a commercially available display (liquid crystal display device). Specifically, the width W of the unit shape element (see FIG. 3) is 25 to 75 ⁇ m, the height H of the unit shape element (see FIG. 3) is 12.5 to 37.5 ⁇ m, and the apex angle of the unit shape element The angle ⁇ a (see FIG. 3) was set to 85 to 110 °.
  • a base layer was formed from a colorless and transparent biaxially stretched polyethylene terephthalate having a thickness of 100 ⁇ m.
  • the light incident side surfaces of Samples A1 to A15 were smooth surfaces.
  • the light diffusion layer manufacturing method was changed for each sample. Specifically, various volume ratios between the resin constituting the binder resin portion and the light diffusing particles were changed. Moreover, the drying conditions and curing conditions of the binder resin part at the time of manufacture were variously changed. Furthermore, the coating amount of the resin forming the binder resin portion was variously changed.
  • the haze value of the entire optical sheet was measured according to JIS K 7105. Further, for samples A1 to A15, the internal diffusion degree and internal transmittance of the light diffusion layer inside the optical sheet were measured. These measurement results are shown in Table 1.
  • the measurement sample B (see FIG. 6) described in the above embodiment is prepared, and the haze value and the image definition of the measurement sample B conform to JIS K 7105. And determined by measuring.
  • samples B1 to B7 having the same configuration as that shown in FIG. 16 were produced.
  • the structure of the unit shape element of the light control layer was the same as the structure of the unit shape element of the sample having the same numerical part of the sample number among the samples A1 to A7.
  • the light incident side surface of the base layer was formed as a rough surface. The roughness of the rough surface was changed for each sample.
  • the liquid crystal display device shown in FIG. 1 was produced. Samples A1 to A15 and Samples B1 to B7 were used as the optical sheets of the display device, respectively. As the constituent elements other than the optical sheet constituting the display device, constituent elements (equipment) incorporated in a commercially available display (liquid crystal display device) were used.
  • each optical sheet was configured the same except that the material of the binder resin portion of the light diffusion layer and the material of the light control layer were different. Specifically, it was produced as follows.
  • the unit shape element of the light control layer is substantially triangular on the main cut surface of the optical sheet.
  • the cross-sectional triangle shape is substantially an isosceles triangle shape that is line-symmetrical about an axis of symmetry parallel to the normal direction of the optical sheet.
  • the apex angle of the cross-sectional triangle shape was 90 °.
  • the height of the triangular cross section was 25 ⁇ m.
  • the arrangement pitch of the unit prisms was set to 50 ⁇ m.
  • optical sheets according to Samples 1 to 8 were produced by the following production method.
  • thermosetting resin material that forms the binder resin portion was coated on the PET substrate together with the light diffusing particles.
  • the solvent is dried and removed from the thermosetting resin material by heating the thermosetting resin material on the PET substrate in a drying zone at 120 ° C. for 30 seconds, and the light diffusing particles, the resin binder part, A light diffusing layer consisting of was formed on the base layer.
  • the light diffusing particles acrylic resin particles manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. having an average particle diameter of 5 ⁇ m were used.
  • the thickness of the binder resin part after drying was set to 7 ⁇ m.
  • a rough surface was formed on the surface of the binder resin portion opposite to the base layer (that is, the surface on the light output side).
  • a UV curable resin material was applied on the light diffusion layer. Thereafter, the UV curable resin material was cured by irradiating UV light to form a light control unit.
  • the following resin materials a1 and a2 and resin materials b1 to b6 are combined in the combinations shown in Table 2.
  • An optical sheet according to Samples 1 to 8 was produced.
  • Table 3 shows the glass transition temperature and the hydroxyl value of the materials constituting the main components of the thermosetting resin materials b1 to b6 used for each optical sheet.
  • Polyester urethane resin (Product name: UR-4800, manufactured by Toyobo) 60 parts by weight ⁇ Acrylic resin particles (average particle size 5 ⁇ m) 35 parts by weight made by Soken Chemical Co., Ltd. ⁇ Isocyanate compound (curing agent) (Product name: XEL curing agent, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) 5 parts by weight
  • Polyester resin (Product name: Byron 885, manufactured by Toyobo) 60 parts by weight ⁇ Acrylic resin particles (average particle size 5 ⁇ m) 35 parts by weight made by Soken Chemical Co., Ltd. ⁇ Isocyanate compound (curing agent) (Product name: XEL curing agent, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) 5 parts by weight
  • Polyester resin (Product name: Byron 200, manufactured by Toyobo) 60 parts by weight ⁇ Acrylic resin particles (average particle size 5 ⁇ m) 35 parts by weight made by Soken Chemical Co., Ltd. ⁇ Isocyanate compound (curing agent) (Product name: XEL curing agent, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) 5 parts by weight
  • Polyester resin (Product name: Byron GK880, manufactured by Toyobo) 60 parts by weight ⁇ Acrylic resin particles (average particle size 5 ⁇ m) 35 parts by weight made by Soken Chemical Co., Ltd. ⁇ Isocyanate compound (curing agent) (Product name: XEL curing agent, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) 5 parts by weight
  • Polyester resin (Product name: Byron 226, manufactured by Toyobo) 60 parts by weight ⁇ Acrylic resin particles (average particle size 5 ⁇ m) 35 parts by weight made by Soken Chemical Co., Ltd. ⁇ Isocyanate compound (curing agent) (Product name: XEL curing agent, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) 5 parts by weight
  • Polyester resin (Product name: Byron 630, manufactured by Toyobo) 60 parts by weight ⁇ Acrylic resin particles (average particle size 5 ⁇ m) 35 parts by weight made by Soken Chemical Co., Ltd. ⁇ Isocyanate compound (curing agent) (Product name: XEL curing agent, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) 5 parts by weight
  • condition 3 after the light control layer was cured, the optical sheet was stored in an atmosphere at 30 ° C. for 3 days and a heat durability test was performed.
  • condition 4 after the light control layer was cured, the optical sheet was stored in an atmosphere at 30 ° C. for 7 days and a heat durability test was performed.
  • the glass transition temperature Tg of the resin materials a1 and a2 forming the light control layer of each optical sheet and the resin materials b1 to b6 forming the binder resin portion of the light diffusion layer of each optical sheet were investigated.
  • the difference between the glass transition temperature of the resin material forming the light control layer and the glass transition temperature of the resin material forming the binder resin portion is shown in Table 2 as the glass transition temperature difference.
  • the glass transition temperature was measured according to the DSC method. Further, a differential scanning calorimeter (Shimadzu DSC-50) was used for measuring the glass transition temperature.
  • the resin materials a1 and a2 forming the light control layer of each optical sheet and the resin materials forming the binder resin part of the light diffusion layer of each optical sheet (not containing light diffusing agent particles) b1 to b6 An elongated strip-shaped test piece having a constant value was prepared. Using the prepared test pieces, the elongation ratio E of each resin material a1, a2, b1 to b6 was examined. This elongation rate E is a value obtained by multiplying a so-called linear expansion coefficient by a temperature difference before and after heating.
  • the temperature of the test piece before heating was set to 20 ° C., and the temperature of the test piece was raised to 100 ° C.
  • the temperature increase rate (heating rate) of the atmosphere in which the test piece was placed was 5 ° C. per minute.
  • the width of the measurement area of the test piece was 5 mm, the length was about 10 mm, and the thickness was about 150 ⁇ m.
  • Table 2 shows the measurement results of the elongation percentage E (%) when the heating temperature is 80 ° C.
  • the change of elongation rate E (%) with heating temperature is shown in FIG. 19 and FIG.
  • FIG. 19 shows the measurement results of the elongation rate E for the resin materials a1 and b1 to 3 used for the optical sheets according to Samples 1 to 3.
  • FIG. 20 shows the elongation E for the resin materials a2, b2 to b6 used in the optical sheets according to samples 4 to 8.
  • Example A1 An optical sheet having the same configuration as the optical sheet described in the above embodiment was manufactured. Specifically, a base layer was formed from a colorless and transparent biaxially stretched polyethylene terephthalate having a thickness of 100 ⁇ m. On the base layer, a thermosetting resin in which light diffusing particles were dispersed was applied to form a light diffusing layer. The average particle size of the light diffusing particles was 5 ⁇ m. Moreover, UR4800 was used as a thermosetting resin that forms the binder resin portion. Further, a UV curable resin mainly composed of a urethane acrylate prepolymer was applied onto the light diffusion layer and cured to form a light control layer.
  • the unit shape element of the light control layer is substantially triangular on the main cut surface of the optical sheet.
  • the cross-sectional triangle shape is substantially an isosceles triangle shape that is line-symmetrical about an axis of symmetry parallel to the normal direction of the optical sheet.
  • the apex angle of the cross-sectional triangle shape was 90 °.
  • the height of the triangular cross section was 25 ⁇ m.
  • the arrangement pitch of the unit prisms was set to 50 ⁇ m.
  • the internal diffusivity and internal transmittance of the light diffusion layer inside the optical sheet were measured.
  • the internal diffusivity was 45% and the internal permeability was 88%.
  • the measurement sample B (see FIG. 6) described in the above embodiment is prepared, and the haze value and the image definition of the measurement sample B conform to JIS K 7105. And determined by measuring.
  • a surface light source device having the same configuration as that of the surface light source device shown in FIG. 14 was produced using two optical sheets according to such an example. That is, in the surface light source device according to Example A1, the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side optical sheet is parallel to the arrangement direction of the light emitting arc tubes, and the arrangement of the unit shape elements of the light emission side optical sheet It was made to be orthogonal to the direction.
  • the components (equipment) incorporated in the display (liquid crystal display device) marketed were used for components other than the optical sheet which comprises a surface light source device.
  • Example A2 The surface light source device according to Example A2 is the same as the surface light source device according to Example A1 except that a polarization separation sheet (DBEF) manufactured by Sumitomo 3M Co. is provided on the light output side of the light output side optical sheet. Configured.
  • DBEF polarization separation sheet manufactured by Sumitomo 3M Co.
  • Example B1 Using the same components as those used for the surface light source device according to Example A1, a surface light source device according to Example B1 having the same configuration as the surface light source device shown in FIG. 15 was produced. That is, in the surface light source device according to Example B1, the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side optical sheet is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting arc tubes of the light source, and the arrangement direction of the unit shape elements of the light emission side optical sheet It was made to become parallel. Then, the surface light source device according to Example B1 is different from Example A1 except that the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side and light emission side optical sheets is different from the arrangement direction of the arc tube of the light source. The surface light source device has the same configuration.
  • Example B2 The surface light source device according to Example B2 is the same as the surface light source device according to Example B1 except that a polarization separation sheet (DBEF) manufactured by Sumitomo 3M Co. is provided on the light output side of the light output side optical sheet. Configured.
  • DBEF polarization separation sheet manufactured by Sumitomo 3M Co.
  • an optical sheet for a surface light source device according to Comparative Example 1 As an optical sheet for the surface light source device according to Comparative Example 1, an optical sheet different from the optical sheet incorporated in the surface light source device according to Example A1 was produced only in that the light diffusion layer was omitted. That is, an optical sheet for a surface light source device according to Comparative Example 1 was produced as follows. First, a base layer was formed from colorless and transparent biaxially stretched polyethylene terephthalate having a thickness of 100 ⁇ m. A UV curable resin mainly composed of a urethane acrylate prepolymer was applied directly on the base layer and cured to form a light control layer on the base layer. The light control unit of the obtained optical sheet had the same shape and the same dimensions as the light control unit of the optical sheet incorporated in the surface light source device according to Example A1.
  • a surface light source device according to Comparative Example A1 having the same configuration as the surface light source device shown in FIG. 14 was produced. That is, in the surface light source device according to Comparative Example A1, the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side optical sheet is parallel to the arrangement direction of the light emitting tube of the light source, and the arrangement of the unit shape elements of the light emission side optical sheet It was made to be orthogonal to the direction.
  • the components (equipment) incorporated in the display (liquid crystal display device) marketed were used for components other than the optical sheet which comprises a surface light source device.
  • the surface light source device according to Comparative Example A1 is different from the surface light source device according to Example A1 only in that the used optical sheet does not include a light diffusion layer.
  • the surface light source device according to Comparative Example A2 is the same as the surface light source device according to Comparative Example A1 except that a polarization separation sheet (DBEF) manufactured by Sumitomo 3M Co. is provided on the light output side of the light output side optical sheet. Configured. As a result, the surface light source device according to Comparative Example A2 is different from the surface light source device according to Example A2 only in that the used optical sheet does not include a light diffusion layer.
  • DBEF polarization separation sheet manufactured by Sumitomo 3M Co.
  • a surface light source device according to Comparative Example B1 having the same configuration as the surface light source device shown in FIG. 15 was produced. That is, in the surface light source device according to Comparative Example B1, the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side optical sheet is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting arc tube of the light source, and the arrangement direction of the unit shape elements of the light emission side optical sheet It was made to become parallel. Then, the surface light source device according to Comparative Example B1 is different from Example A1 except that the arrangement direction of the unit shape elements of the light incident side and light emission side optical sheets is different from the arrangement direction of the arc tube of the light source. The surface light source device has the same configuration. As a result, the surface light source device according to Comparative Example B1 is different from the surface light source device according to Example B1 only in that the used optical sheet does not include the light diffusion layer.
  • the surface light source device according to Comparative Example B2 is the same as the surface light source device according to Comparative Example B1 except that a polarization separation sheet (DBEF) manufactured by Sumitomo 3M Co. is provided on the light output side of the light output side optical sheet. Configured. As a result, the surface light source device according to Comparative Example B2 is different from the surface light source device according to Example B2 only in that the used optical sheet does not include a light diffusion layer.
  • DBEF polarization separation sheet manufactured by Sumitomo 3M Co.
  • the luminance was measured from each direction.
  • BM-7 manufactured by Minolta was used as a luminance meter.
  • the measurement results are shown in FIGS.
  • the angular distribution of luminance in each direction is shown as the ratio of the luminance to the luminance in the front direction of each surface light source device.
  • the luminance distribution in the direction connecting 0 and 180 in the circular graph is the luminance measured in each measurement direction in the horizontal plane (a plane parallel to both the longitudinal direction of the arc tube and the normal direction of the display surface).
  • the luminance distribution in the direction connecting 90 and 270 in the circular graph is a vertical plane (a plane parallel to both the arrangement direction of the arc tube and the normal direction of the display surface).
  • luminance measured in each measurement direction is shown.
  • the center of the circular graph represents the luminance measured in the front direction, and as the distance from the center of the circular graph in the radial direction increases, the larger the measurement angle (the angle that the direction in which the luminance is measured is relative to the front direction) ) Shows the brightness value (ratio to the front direction) measured.
  • the half-value angle column shows the measurement angle (horizontal half-value angle) in the horizontal plane where the measured luminance value is half the front direction luminance.
  • the configuration column includes the arrangement direction of the light emitting tubes 22a of the light source, the arrangement direction of the unit shape elements of the optical sheet 30a1 arranged on the light incident side, and the optical sheet arranged on the light emission side.
  • the arrangement direction of the unit shape elements 30a2 and the presence / absence of the polarization separation film 29 are schematically shown.
  • Example A1 and Comparative Example A1 are compared, and when Example B1 and Comparative Example B1 are compared, both are the surface light source devices according to Examples.
  • the angular distribution of luminance could be changed smoothly.
  • the second peak was formed in the measurement angle region away from the front direction.
  • Comparative Example A1 and Comparative Example B1 the angular distribution of luminance in the horizontal direction and the angular distribution of luminance in the vertical direction were significantly different. Further, the contour line pattern representing the magnitude of the luminance related to the comparative example A1 became similar to the contour line pattern representing the magnitude of the luminance related to the comparative example B1 when rotated by 90 °. That is, the angular distribution of luminance in the horizontal direction of Comparative Example A1 is similar to the angular distribution of luminance in the vertical direction of Comparative Example A2, and the angular distribution of luminance in the vertical direction of Comparative Example A1 is similar to that of Comparative Example A2. It was similar to the angular distribution of luminance in the horizontal direction.
  • Example A1 the angular distribution of luminance in the horizontal direction and the angular distribution of luminance in the vertical direction were almost similar.
  • Example B1 the angular distribution of luminance in the horizontal direction and the angular distribution of luminance in the vertical direction were almost similar. That is, in the surface light source devices according to Example A1 and Example B1, the direction dependency of luminance was sufficiently weakened without using a polarization separation film.
  • the half-value angle value measured for the surface light source device according to the example was larger than the half-value angle value measured for the corresponding surface light source device according to the comparative example. That is, according to the surface light source device according to the example, a wide viewing angle can be secured.
  • the half-value angle of the surface light source devices according to Examples A1 and B1 in which the polarization separation film is not provided are approximately equal to or greater than the half-value angles of the surface light source devices according to Comparative Examples A2 and B2 in which the polarization separation film is provided. It became.

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Abstract

 他の部材と重ね合わせた際の不具合を抑制することができる光学シートを提供する。光学シート(10)は、シート状の基部層(32)と、基部層のシート面と平行な方向に並べられた複数の単位形状要素(38)を有する光制御層(35)と、基部層と光制御層との間に配置された光拡散層(40)と、を有する。光拡散層は、バインダー樹脂部(42)と、バインダー樹脂部(42)中に分散された粒子(45)と、を有する。バインダー樹脂部(42)中には、単体の粒子(46)と、単体粒子(46)が凝集してなる凝集体(47)と、が含まれている。

Description

光学シート、面光源装置および透過型表示装置
 本発明は、光の進行方向を変化させる光学シートに関する。また、本発明は、このように有用な光学シートを有する面光源装置および透過型表示装置に関する。
 例えば、USP5,771,328やJP8-304608Aに開示されているように、液晶表示装置等の透過型表示装置に用いられる面光源装置には、光源と、光源からの光の進行方向を変化させるための多数の光学シート(光学フィルム)が組み込まれている。
 通常、多数の光学シートの中には、光源からの光を拡散させて光源の像等を隠す(目立たなくさせる)機能(光拡散機能)を有した光学シートや、光の出射方向と正面方向との間の角度(出射角度)が小さくなるように当該光の進行方向を変化させ、正面方向輝度を向上させる機能(集光機能)を有した光学シート等が、含まれる。
 とりわけ、集光機能を有した光学シートとして、線状に延びる単位プリズム(単位形状要素、単位光学要素)をその長手方向に直交する方向に配列(いわゆるリニア配列)してなる光学シートが、広く用いられている。この光学シートの単位プリズムは、その長手方向に直交する断面において、典型的には、三角形形状、楕円形状または円形状の断面形状を有している。したがって、単位レンズは、その長手方向に沿って延びる稜線を有するようになる。
 ところで、単位プリズムを有する光学シートが、他の部材、例えば他の光学シートや、液晶表示パネル等の透過型表示部の入光側面に接触する場合、種々の不具合が生じ得る。具体例として、光学シートの単位プリズムが他の部材に接触している領域に、縞状の模様が発生し得る。縞状の模様としては、いわゆる「ニュートンリング」のような環状の模様や、虹状に彩色されて見える虹ムラ、液体が染み込んでいるかのように観察される染み模様(浸潤、Wet Out等とも呼稱される)等が挙げられる。従来は、光学シートのプリズム面と液晶表示パネルとの間に、光拡散シートを挿入し、斯かる縞状模様、染み模様等を不可視化していた。
 一方、昨今においては、表示装置の薄型化や、製造コストの削減等を目的として、面光源装置(表示装置)に組み込まれる光学シートの枚数の削減が強く要望されている。この結果、プリズムを具備する光学シートと液晶表示パネルとの間の光拡散シートを省略し、上述した光学シートの単位プリズムが透過型表示部の平滑な入光側面と隣接するようにして、表示装置が構成されることもある。このような表示装置においては、透過型表示部と単位プリズムを有する光学シートとの間に光拡散シートが配置されている従来汎用の表示装置と比較して、上述した縞状の模様が顕著に目立ちやすくなる傾向がある。
 すなわち、光拡散シートを追加することなく単位形状要素を有する光学シート自体の構成によって縞状の模様の発生を防止することが、表示装置の薄型化や製造コストの削減等の要請から強く望まれている。
 この目的を達成するため、USP5,771,328においては、一部の単位プリズム(単位形状要素)の高さが、他の単位プリズムの高さよりも高くなっている光学シートが開示されている。USP5,771,328の光学シートによれば、高さが高くなっている単位プリズムのみを介し、光学シートが隣接する他の部材と接触するようになる。USP5,771,328においては、このようにして光学シートと他の部材との接触領域を小面積化し、且つ、大多数の単位プリズムと表示部との間隔を離し、接触による不具合を目立たなくさせるようになっている。しかしながら、USP5,771,328に開示された光学シートでは、該光学シートに撓み乃至変形を生じた場合、隣接する他部材との接触領域が大面積化して、縞状の模様を十分に目立たなくさせることができない場合もある。また、USP5,771,328に開示された光学シートの製造はプリズム形状が複雑であるが故に困難であり、結果として、製造コストを低減することも難しい。
 また、JP8-304608Aに開示された光学シートでは、各単位プリズム(単位形状要素)の高さが稜線方向に沿って連続的に緩やかにうねっている。したがって、この光学シートは、単位プリズムの高さが高くなっている領域のみを介し、隣接する他の部材と接触するようになる。JP8-304608Aの光学シートでは、このようにして光学シートと他の部材との接触領域を小面積化し、且つ、稜線部の大部分の領域に於いて各単位プリズムと表示部との間隔を離し、接触による不具合を目立たなくさせるようになっている。しかしながら、JP8-304608Aのような光学シートにおいて、単位レンズの高さを急峻に変化させることは技術的に困難である。したがって、JP8-304608Aの光学シートにおける単位プリズムの高さの変化は極めて緩やかとなり、JP8-304608Aの光学シートと隣接する他の部材との接触領域を十分に小さくすることができない。また、例えば吸湿や熱膨張等に起因して光学シートが変形して光学シートと隣接する他の部材との接触圧力が増加した場合には、JP8-304608Aの光学シートと隣接する他の部材との接触領域も大面積化してしまう。結果として、JP8-304608Aに開示された光学シートでも、縞状の模様を十分に目立たなくさせることができない場合がある。また、JP8-304608Aに開示された光学シートの製造は困難であり、結果として、製造コストを低減することも難しい。
 本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、単位形状要素を含む光学シートであって、他の部材と隣接して重ね合わせた際の縞状模様、染み模様等の不具合を抑制することができる光学シートを、技術的に容易に低価格で提供することを目的とする。また、本発明は、このような光学シートを有する面光源装置および透過型表示装置を提供することを第1の目的とする。
 本件発明者らは、この第1の目的が、以下において詳述するように、内部に光拡散層を有する光学シートによって達成され得ることを見いだした。そしてさらに、本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果として、光学シートの内部の光拡散層の構成に起因して、優れた光学的機能を当該光学シートに付与し得ることを見いだした。この点から、本発明は、優れた光学的機能を付与された光学シート、及び、この光学シートを有する面光源装置および透過型表示装置を提供することを、第2の目的とする。
 ところで、近年、表示装置の薄型化にともなって表示装置の大型化も急速に進行してきた。大型化された表示装置を観察者が観察する場合、表示装置に映し出される映像を観察する方向が表示面の法線方向に対してなす角度(以下においては、単に「観察角度」とも表現する)は、表示面内の映像が映し出されている位置に応じて大きく変化してしまう。また、大型化された表示装置は公共スペース等に配置されることもあり、このような表示装置には、広い視野角が求められる。以上のことから、輝度の角度分布を起伏無く滑らかに変化させること、および、広い視野角をもたらすことが重要となってきている。このような状況から、本発明による光学シート、面光源装置および透過型表示装置によって、正面方向輝度を大幅に低下させることなく、輝度の角度分布を滑らかに変化させることができるとともに、広い視野角を確保することができれば、非常に都合が良い。
 本発明による第1の光学シートは、シート状の基部層と、前記基部層のシート面と平行な方向に並べられた複数の単位形状要素を有する光制御層と、前記基部層と前記光制御層との間に配置された光拡散層と、を備え、前記光拡散層は、バインダー樹脂部と、前記バインダー樹脂部中に分散された粒子と、を有し、前記バインダー樹脂部中には、単体粒子が凝集してなる凝集体が含まれていることを特徴とする。このような本発明による第1の光学シートによれば、光学シートの単位形状要素が他の部材と接触した際に生じる不具合の発生を効果的に抑制することができる。
 本発明による第1の光学シートにおいて、前記光拡散層の前記光制御層側の面が、凸部を有した粗面として形成され、前記光拡散層の前記バインダー樹脂部の屈折率は、前記光制御層の側から当該光拡散層に隣接する層の屈折率とは異なり、前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記凝集体または前記粒子の単体からなり前記光拡散層中に存在する粒状体の半径の平均値とは異なるようにしてもよい。
 本発明による第2の光学シートは、シート状の基部層と、前記基部層のシート面と平行な方向に並べられた複数の単位形状要素を有する光制御層と、前記基部層と前記光制御層との間に配置された光拡散層と、を備え、前記光拡散層は、バインダー樹脂部と、前記バインダー樹脂部中に分散された粒子と、を有し、前記光拡散層の前記光制御層側の面が、凸部を有した粗面として形成され、
 前記光拡散層の前記バインダー樹脂部の屈折率は、前記光制御層の側から当該光拡散層に隣接する層の屈折率とは異なり、前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記粒子の単体が凝集した凝集体または前記粒子の単体からなり前記光拡散層中に存在する粒状体の半径の平均値とは異なることを特徴とする。このような本発明による第2の光学シートによれば、光学シートに優れた光学的機能を付与することができる。
 本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記光拡散層中の前記粒状体の半径の平均値よりも小さくてもよい。あるいは、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記光拡散層中の前記粒状体の半径の平均値よりも大きくてもよい。
 また、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記光学シートの内部における前記光拡散層による光の拡散の程度をヘイズ値により表した値である光拡散層の内部拡散度が、20以上であることが好ましく、35以上であることがさらに好ましい。
 さらに、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記光学シートの内部における前記光拡散層を透過する光の割合の程度を、0.125mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、0.5mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、1.0mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、2.0mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、の和である光拡散層の内部透過度が、350以下であることが好ましく、230以下であることがさらに好ましい。
 さらに、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記光拡散層は、前記基部層および前記光制御層の間に、前記基部層および前記光制御層の両方に隣接するようにして配置され、前記光制御層は最出光側に配置されていてもよい。
 さらに、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記光拡散層の前記光制御層側の面が粗面であるようにしてもよい。
 さらに、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、20℃から80℃まで加熱した場合における前記光制御層をなす材料の線膨張率に対する、20℃から80℃まで加熱した場合における前記光制御層の前記バインダー樹脂部をなす材料の線膨張率の比が、1500%以下となっていてもよい。
 さらに、本発明による第1または第2の光学シートにおいて、前記光制御層をなす材料のガラス転移温度と、前記光制御層の前記バインダー樹脂部をなす材料のガラス転移温度と、の差が30℃以下であってもよい。
 本発明による第1の面光源装置は、光源と、前記光源からの光を受ける上述した本発明による第1および第2の光学シートのいずれかと、を備えることを特徴とする。
 本発明による第1の面光源装置において、前記光制御層の前記単位形状要素によって形成される面が、発光面を構成するようにして、前記光学シートが配置されていてもよい。
 本発明による第2の面光源装置は、複数の発光管を有する光源と、上述した本発明による第1および第2の光学シートのいずれかであって、光源に対面する位置に配置された入光側の光学シートと、上述した本発明による第1および第2の光学シートのいずれかであって、前記入光側光学シートの出光側に配置された出光側の光学シートと、を備え、前記入光側光学シートの前記光制御層の前記単位形状要素は、その配列方向と交差する方向に線状に延び、前記出光側光学シートの前記光制御層の前記単位形状要素は、その配列方向と交差する方向に線状に延び、前記入光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向が、前記出光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向と交差していることを特徴とする。
 本発明による第2の面光源装置において、前記入光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向が、前記発光管の配列方向と直交し、前記出光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向が、前記発光管の配列方向と平行になっていてもよい。
 本発明による透過型表示装置は、透過型表示部と、前記透過型表示部に対向して配置された上述した本発明による第1および第2の面光源装置のいずれかと、を備えることを特徴とする。
 本発明による透過型表示装置において、前記透過型表示部は、前記面光源装置と向き合う入光側面としての平滑面を有し、前記面光源装置の光学シートは、前記光制御層の前記単位形状要素が前記透過型表示部の前記平滑面に接触するようにして、配置されていてもよい。
図1は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、透過型表示装置および面光源装置の概略構成を示す断面図である。 図2は、図1の面光源装置に組み込まれた光学シートを示す斜視図である。 図3は、図2の光学シートの主切断面における断面図であって、光学シートの光制御層における作用を説明するための図である。 図4は、図2の光学シートの主切断面における断面図であって、光学シートの光拡散層における作用を説明するための図である。 図5Aは、電子顕微鏡にて一般的に観察することができる、バインダー樹脂部中における光拡散性粒子の種々の状態を示す模式図である。 図5Bは、電子顕微鏡にて一般的に観察することができる、バインダー樹脂部中における光拡散性粒子の種々の状態を示す模式図である。 図5Cは、電子顕微鏡にて一般的に観察することができる、バインダー樹脂部中における光拡散性粒子の種々の状態を示す模式図である。 図6は、内部拡散度を特定するためのサンプルを説明するための図である。 図7は、内部拡散度を特定するためのサンプルを説明するための図である。 図8は、内部拡散度を特定するためのサンプルを説明するための図である。 図9は、光学シートの主切断面における断面図であって、光拡散層の出光側面の一例を説明するための図である。 図10は、光学シートの主切断面における断面図であって、光拡散層の出光側面の他の例を説明するための図である。 図11は、図3に対応する断面図であって、単位形状要素の変形例を説明するための図である。 図12は、図2に対応する図であって、光学シートの一変形例を示す斜視図である。 図13は、図12の光学シートを示す上面図である。 図14は、図1に対応する図であって、過型表示装置および面光源装置の一変形例の概略構成を示す断面図である。 図15は、図14に対応する図であって、過型表示装置および面光源装置の他の変形例の概略構成を示す断面図である。 図16は、図4に対応する図であって、縞模様の発生するメカニズムを説明するための図である。 図17は、縞模様の有無と内部拡散度との関係、および、縞模様の有無と内部透過度との関係を示すグラフである。 図18は、光学シート全体のヘイズ値と内部拡散度との関係、および、光学シート全体のヘイズ値と縞模様の有無との関係を示すグラフである。 図19は、伸び率の測定結果の一例を示すグラフである。 図20は、伸び率の測定結果の他の例を示すグラフである。 図21は、表示装置の表示面における輝度の分布の測定結果の一例を示す図である。 図22は、表示装置の表示面における輝度の分布の測定結果の他の例を示す図である。
 以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1乃至図8は本発明による一実施の形態を説明するための図である。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
 まず、図1および図2を主に参照して、本実施の形態における表示装置、面光源装置および光学シートの構成について説明する。なお、図1は透過型表示装置および面光源装置の一実施形態の概略構成を示す断面図であり、図2は光学シートの斜視図である。
 図1に示すように、透過型表示装置10は、透過型表示部15と、透過型表示部15の背面側に配置され透過型表示部15を背面側から面状に照らす面光源装置20と、を備えている。透過型表示部15は、各種形態のものを使用することが出来る、例えば、液晶表示パネル(LCDパネル)から構成され、この場合、透過型表示装置10は液晶表示装置として機能する。ここでLCDパネルとは、出光側に配置された上偏光板11と、入光側に配置された下偏光板13と、上偏光板11と下偏光板13との間に配置された液晶セル12と、を有している。
 このうち、液晶セル12は、ガラス等からなる一対の支持板と、支持板間に配置された液晶と、液晶分子の配向を一つの画素を形成する領域毎に電場によって制御する電極と、を有する部材である。支持板間の液晶は、一つの画素を形成する領域毎にその配向を変化させられ得るようになっている。この結果、液晶表示パネル15は、面光源装置20からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成するようになる。
 図1に示すように、透過型表示部15の入光側面は、下偏光板13の入光側面によって構成される。そして、本実施の形態において、面光源装置20に直面する下偏光板13の入光側面13aは、平滑な面として形成されている。また、本実施の形態においては、図1に示すように、透過型表示部15の下偏光板13と、面光源装置20の最出光側に位置する光学シート30と、の間に、光を拡散させる部材が介在し無い構成となっている。
 なお、本明細書で用いる「平滑(平滑な面)」とは、光学的な意味合いでの平滑を意味するものである。すなわち、或る程度の割合の可視光が、対象となる面(例えば下偏光板13の入光側面13a)においてスネルの法則を満たしながら屈折するようになる程度を意味している。したがって、例えば、対象となる面の十点平均粗さRz(JISB0601)が最短の可視光波長(0.380μm)以下となっていれば、十分、平滑に該当する。
 同様に、本明細書で用いる「粗面」とは、光学的な意味合いでの粗面を意味するものである。すなわち、或る程度の割合の可視光を散乱させるようになる程度の表面粗さを有した面を意味している。したがって、例えば、対象となる面の十点平均粗さRz(JISB0601)が最短の可視光波長(0.780μm)以上となっていれば、十分、粗面に該当する。
 次に、面光源装置20について説明する。図1に示すように、面光源装置20は、光源22と、光源22からの光の進行方向を偏向して当該光を透過させる光学シート30と、を有している。本実施の形態において、光学シート30は、面光源装置20の最出光側に配置され、発光面(出光側面)21を構成する。したがって、上述しように、面光源装置20の光学シート30と、透過型表示部15の最入光側に位置する下偏光板13と、の間に、光を拡散させる部材が介在し無い構成となっている。
 また、図1に示す例においては、光学シート30の入光側に、光を拡散させる光拡散シート28が配置され、さらに、光拡散シート28の入光側に、導光板26が配置されている。光源22は、導光板26の側方を線状に延びている。すなわち、図1に示す例において、面光源装置20は、いわゆるエッジライト(サイドライト)型の装置として構成されている。ただし、後述するように、エッジライト型の面光源装置20に限られることなく、直下型の面光源装置を用いるようにしてもよい。
 なお、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源22から光学シート30等を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側(観察者側、図1~図4等における紙面の上側)のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源22から光学シート30等を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。また、本件において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
 図1に示すように、導光板26は略くさび形状に形成され、導光板26の厚みは光源22から離間するにつれて薄くなっていく。導光板26の裏面には、光源22から離間するにつれて面積がしだいに大きくなっていく白色のドットパターン27が形成されている。さらに、導光体26の裏側には、導光板26から漏れた光を透過型表示部15の側に反射する反射板24が配置されている。光源22は、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯から構成され得る。反射板24の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料からなっている。
 光拡散シート28は、入射光を拡散させ、好ましくは入射光を等方拡散させ、光源22の構成に応じた輝度ムラを緩和し、輝度の面内分布を均一化させるためのシート状部材である。また、白色ドットパターン27が視認されることを防止するようにもなっている。このような光拡散シート28として、基部と、基部内に分散され光拡散機能を有した光拡散性粒子と、を含むシートが用いられ得る。一例として、反射率の高い材料から光拡散性粒子を構成することにより、あるいは、基部をなす材料とは異なる屈折率を有する材料から光拡散性粒子を構成することにより、光拡散シート28に、光拡散機能を付与することができる。また、図1に示すように、導光板26との密着を防止するため、光拡散シート28の入光側面は粗面として形成されていることが好ましい。同様に、光学シート30とのとの密着を防止するため、光拡散シート28の出光側面は粗面として形成されていることが好ましい。
 次に、光学シート30について説明する。図2に示すように、光学シート30は、シート状の基部層32と、光学シート30のシート面と平行な方向に並べて配置された多数の単位形状要素(単位光学要素、或いは単位プリズム乃至単位レンズとも呼称される)38を含む光制御層35と、基部層32および光制御層35の間に配置された光拡散層40と、を有している。本実施の形態においては、光拡散層40は、基部層32および光制御層35の間に、基部層32および光制御層35の両方に隣接するようにして配置されている。そして、本実施形態においては、この三つの層32,35,40のみから、本実施の形態における光学シート30が構成されている。光学シート30は、単位形状要素38が透過光に対して及ぼす作用によって、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向(法線方向)ndの輝度を集中的に向上させる機能(集光機能)を有している。
 なお、本明細書において「シート面(フィルム面、板面)」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。例えば、単位形状要素38が多数配列された光制御層35の場合、各単位形状要素の頂部の包絡面がシート面となり得る。そして、本実施の形態においては、光学シート30のシート面、光学シート30に含まれる各層32,35,40のシート面、光拡散シート28のシート面、面光源装置20の発光面21、および、透過型表示装置10の表示面は、互いに平行となっている。さらに、本願において「正面方向」とは、光学シート30のシート面に対する法線の方向nd(例えば図3参照)であり、また、面光源装置20の発光面21の法線方向等にも一致する。
 基部層32は、光学シート30の最入光側に配置されている。光学シート30の最入光側面をなす基部層32の入光側面は、本実施形態において、平滑な面として構成されている。また、基部層32の出光側面も、平滑な面として形成されている。すなわち、基部層32は、入光側面と出光側面とが平行となっているシート状の部材から構成されている。また、基部層32は、その出光側の全面において、光拡散層40と密着している。したがって、光拡散層40の入光側面が平滑な面となっているとともに、基部層32と光拡散層40との界面は平滑な面として構成されている。また、本実施の形態において、基部層32の内部には粒子等は含有されていない。したがって、本実施の形態における基部層32には、光拡散機能は付与されていない。
 一方、光制御層35は、光学シート30の最出光側に配置されている。本実施形態においては、図2に示すように、光制御層35は、光拡散層40上に配置されたシート状の支持部36をさらに有している。支持部36は、上述した、単位形状要素38を支持する部位として機能する。図2では支持部36と単位形状要素38との間を破線で表示しているが、後述するように支持部36と単位形状要素38とが一体的に形成されるようにしてもよいし、同一材料により支持部36および単位形状要素38が別々に形成されるようにしてもよい。
 光制御層35の入光側面、すなわち、支持部36の入光側面は、本実施形態に於いて、凹凸を有する粗面として形成されている。また、光制御層35(支持部36)は、その入光側の全面において、光拡散層40と密着している。したがって、光拡散層40の出光側面が凹凸を有する粗面となっているとともに、光制御層35と光拡散層40との界面は粗面として構成されている。後述するように、光制御層35と光拡散層40との間の凹凸状の界面によって、光学シート30が優れた光学的機能を発現することができる。
 図2に示すように、単位形状要素38は、支持部36の出光側面上に隙間なく並べて配置され、出光側に突出している。したがって、図1に示すように、光制御層35の単位形状要素38は、透過型表示部15の下偏光板13の平滑面13aに当接するようになる。また、単位形状要素38は、単位形状要素38の配列方向と交差する方向(図1に於いては紙面と直交方向)に線状に延びている。本実施の形態においては、単位形状要素38は直線状に延びている。また、単位形状要素38の長手方向(直線状に延びている方向)は、光学シート30のシート面上において、単位形状要素38の配列方向に直交している。また、本実施の形態において、光学シート30のシート面の法線方向ndから観察した場合に、単位形状要素38の配列方向が光源22の長手方向と直交し、単位形状要素38の長手方向が光源22の長手方向と平行となっている。
 図3および図4は、光学シート30のシート面の法線方向ndおよび単位形状要素38の配列方向の両方に平行な断面(主切断面とも呼ぶ)において、光学シート30を示している。なお、図3および図4に示された断面は、図2のX-X線に沿った断面にも対応している。図3および図4に示すように、本実施の形態において、各単位形状要素38の断面形状は、出光側に突出する三角形形状となっている。すなわち、各単位形状要素38はいわゆる三角柱から成る単位プリズムとして形成されている。とりわけ、本実施の形態においては、正面方向輝度を集中的に向上させるという観点から、主切断面における単位形状要素38の断面形状が二等辺三角形形状であるとともに、等辺の間に位置する頂角が出光側に突出するように、各単位形状要素38が構成されている。
 なお、本件明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状や、三角形形状と概ね同一の光学的機能を期待することが可能な略三角形形状などを含む。一具体例として、三角形形状は、三角形の頂点が丸味をおびている形状等を含む。
 また、本明細書において、「プリズム」という用語は、いわゆる狭義のプリズムだけでなく、レンズと呼ばれるような単位形状要素(単位光学要素)をも包含する広義の意味で用いられる。
 図2に示すように、各単位形状要素38は、主切断面において支持部36から最も離間した頂部39を繋ぎ合わせてなる稜線Laを有する。本実施の形態において、各単位形状要素38の主切断面における断面形状は、単位形状要素38の長手方向に沿って一定となっている。したがって、各単位形状要素38の稜線Laは、光学シート30のシート面と平行に延びるとともに、単位形状要素38の長手方向とも平行に延びている。また、複数の単位形状要素38は全て同様に構成されている。したがって、複数の単位形状要素38の稜線Laは、すべて、光学シート30のシート面に平行な一つの平面内に位置し、光学シート30が表示装置10に組み込まれた際に、透過型表示部15の入光側面13aに接触するようになる。
 また、本実施の形態において、光制御層35の内部、より具体的には、支持部36の内部および単位形状要素38の内部には、粒子等が含有されていない。したがって、本実施の形態における光制御層35の内部には、光拡散機能は付与されていない。
 以上のような構成からなる単位形状要素38の具体例として、支持部36の出光側面上での単位形状要素38の配列方向に沿った、単位形状要素38の底面の幅W(図3参照)を5μm~200μmとすることができる。また、光学シート30のシート面への法線方向ndに沿った支持部36の出光側面からの単位形状要素38の突出高さH(図3参照)を1.445μm~173μmとすることができる。さらに、単位形状要素38の断面形状が二等辺三角形状である場合には、正面方向輝度を集中的に向上させる観点から、等辺の間に位置するとともに出光側に突出する頂角の角度θa(図3参照)が、60°以上120°以下となっていることが好ましく、90°であればさらに好ましい。
 次に、基部層32と光制御層35との間に配置された光拡散層40について説明する。上述したように、基部層32に対面する光拡散層40の入光側面は、平滑な面として形成されており、光制御層35に対面する光拡散層40の出光側面は、凹凸を有した粗面として形成されている。
 光拡散層40は、バインダー樹脂部42と、バインダー樹脂部42中に分散された光拡散性粒子45と、を有している。光拡散性粒子45は、光拡散層40内を進む光に対し、反射または屈折によって、当該光の進路方向を変化させる作用を及ぼすようになっている。このような光拡散性粒子45の光拡散機能は、例えば、バインダー樹脂部42をなす材料とは異なる屈折率を有した材料から光拡散性粒子45を構成することにより、あるいは、光に対して反射作用を及ぼし得る材料から光拡散性粒子45を構成することにより、付与することができる。なお、光拡散性粒子45の屈折率とバインダー樹脂部42の屈折率との間に、0.1以上、より好ましくは0.2以上の屈折率差が存在すると、光拡散性粒子45が有効な光拡散機能を発現するようになる。
 バインダー樹脂部42は、基部層32をなす材料と同一の材料から構成されるようにしてもよいし、基部層32をなす材料とは異なる材料から構成されるようにしてもよい。同様に、バインダー樹脂部42は、光制御層35(支持部36)をなす材料と同一の材料から構成されるようにしてもよいし、光制御層35(支持部36)をなす材料とは異なる材料から構成されるようにしてもよい。バインダー樹脂部42と、光制御層35(支持部36)をなす材料とが異なる屈折率を有する場合、光拡散層40と光制御層35との界面を粗面に形成することによって、当該界面によっても光を拡散させることが可能となる。とりわけ、バインダー樹脂部42の屈折率とバインダー樹脂部42に隣接する制御層35(支持部36)の屈折率との間に、0.1以上、より好ましくは0.2以上の屈折率差が存在すると、光制御層35と光拡散層40との間の凹凸状の界面によって、光学シート30が優れた光学的機能を発現するようになる。
 ところで、光拡散層40のバインダー樹脂部42中には、少なくとも、光拡散性粒子45の単体粒子46が2個以上凝集してなる凝集体(凝集物、複合粒子、二次複合体)47が含まれている。1つの凝集体(複合粒子)を構成する単体粒子の数は、所望の光拡散特性により適宜選択され得るが、通常、2~1000程度である。1つの凝集体(複合粒子)を構成する単体粒子の数は、光拡散層40内に於いて、全て同一数に揃っていても良いし、正規分布等の分布を持っていても良い。図5には、電子顕微鏡にて一般的に観察することができる、バインダー樹脂部中における粒子の種々の状態を、模式的に示している。このうち、図5B或いは図5Cに示された状態が、光拡散層40のバインダー樹脂部42中における光拡散性粒子45の状態である。図5Bに示された状態において、光拡散性粒子45の一部は、単体の粒子46として残留し、光拡散性粒子45の残りは、凝集体47として存在している。また、図5Cに示された状態では、光拡散性粒子は、すべて、二次凝集した凝集体としてバインダー樹脂部中に存在している。
 一方、図5Aに示された状態では、光拡散性粒子は、すべて、単体の粒子としてバインダー樹脂部中に存在している。
 なお、後述するように、光拡散性粒子45の凝集の進行の程度は、光拡散層40の作製条件を適宜変更することにより、調節することができる。
 また、本実施の形態においては、光学シート30内における光拡散層40の内部拡散度が20以上70以下となるように、好ましくは35以上70以下となるように、光拡散層40が形成されている。加えて、本実施の形態においては、光学シート30内における光拡散層40の内部透過度が70以上350以下となるように、好ましくは70以上230以下となるように、光拡散層40が形成されている。本件発明者らが確認したところ、光拡散層40の内部拡散度がこのような範囲となる場合、あるいは、光拡散層40の内部透過度がこのような範囲となる場合、光拡散層40のバインダー樹脂部42中には、光拡散性粒子45の単体粒子46が凝集してなる凝集体(凝集物、複合粒子、二次複合体)47のみが、あるいは、該凝集体47及び其の単体粒子46の両方が本発明の効果を奏する上で特に適正な形態及び量で、含まれるようになる。
 そして、其の原理、機構の詳細については、現在、未解明ではあるが、光拡散層中に分散される粒子が斯かる凝集体47を形成している場合、従来公知、汎用の単体粒子46から成る場合と比較して、問題となっている縞模様を構成する光(光線乃至光束)に対し、後述の如く、縞模様の原因になると推定される入射外光の可干渉性及び強度の周期的変調を効果的に弱める態様の拡散を引き起こし得ると考えられる。
 ここで、「光学シート30の内部における光拡散層40の内部拡散度」および「光学シート30の内部における光拡散層40の内部透過度」について説明する。このうち、まず光拡散層40の内部拡散度について説明し、その後に光拡散層40の内部透過度について説明する。
 光学シート30の内部における光拡散層40の内部拡散度とは、光学シート30の内部に組み込まれた状態における光拡散層40による光の拡散の程度を表したものである。より具体的には、光拡散層40と光拡散層40の入光側に隣接する層との界面における光の拡散と、光拡散層40の内部における光の拡散と、光拡散層40と光拡散層40の出光側に隣接する層との界面における光の拡散と、を考慮した、光拡散層40による光の拡散の程度を表している。拡散の程度を表す指標としては、JIS K 7105に準拠して測定されるヘイズ値を用いている。つまり、光拡散層40と光拡散層40の入光側に隣接する層との界面における光の拡散と、光拡散層40の内部における光の拡散と、光拡散層40と光拡散層40の出光側に隣接する層との界面における光の拡散と、の総和の程度を、JIS K 7105に準拠して測定されるヘイズ値を用いて表したものである。
 次に、本実施の形態における光学シート30において、光拡散層40の内部拡散度を測定する方法について説明する。本実施の形態における光学シート30においては、光制御層35の単位形状要素38も、光の進行方向を変化させるように機能を有している。したがって、光制御層35の単位形状要素38による光の拡散を排除し得るサンプルを作製し、このサンプルのヘイズ値をJIS K 7105に準拠して測定することにより、光制御層40の内部拡散度を特定することができる。
 具体的には、図6に示すように、ヘイズ値測定用のサンプルとして、光制御層35の単位形状要素38によって形成された光学シート30の出光側の凹凸を、光制御層35(単位形状要素38)をなす材料と同一の屈折率を有する材料47aによって平坦化する(埋める)ことによって作製されたサンプルAを、用いることができる。あるいは、ヘイズ値測定用のサンプルとして、光拡散層40上に光制御層35を形成する代わりに、光制御層35(単位形状要素38)をなす材料と同一の屈折率を有する材料47aで光拡散層40を被覆することによって作製されたサンプルBを用いることができる。なお、サンプルAおよびサンプルBの出光側面は、いずれも、光学シート30のシート面と平行になっている。
 また、本実施の形態における光学シート30においては、光拡散層40の内部拡散度を、上述した方法以外の方法によって特定することもできる。具体的には、まず、光制御層35の単位形状要素38による光の拡散の程度を呈示し得るサンプルを作製する。次に、光学シート30のヘイズ値と、光制御層35の単位形状要素38による光の拡散の程度を呈示し得るサンプルのヘイズ値と、をJIS K 7105に準拠して測定する。そして、光学シート30のヘイズ値からサンプルのヘイズ値を引いた値が、光学シート30内における光拡散層40の内部拡散度を表すようになる。なお、光制御層35の単位形状要素38による光の拡散の程度を呈示し得るサンプルとして、光制御層35の単位形状要素38と同一の構成の単位形状要素(単位光学要素)を有した出光側面を有するとともに平滑な入光側面を有し、光制御層35(単位形状要素38)をなす材料と同一の屈折率を有する材料のみから形成されサンプルを用いることができる。
 次に、図7に示された光学シート30Aにおける光拡散層40の内部拡散度について検討する。図7に示された光学シート30Aは、基部層32が粗面として形成された入光側面を有する点のみにおいて、上述した本実施の形態における光学シート30と異なっている。したがって、光拡散層40と光拡散層40の入光側に隣接する層との界面における光の拡散の程度、光拡散層40の内部における光の拡散の程度、並びに、光拡散層40と光拡散層40の出光側に隣接する層との界面における光の拡散の程度は、それぞれ、図7に示された光学シート30Aと上述した本実施の形態の光学シート30との間で同一となる。したがって、図7に示された光学シート30Aにおける光拡散層40の内部拡散度は、図6に示されたサンプルAやサンプルB等を用いて特定することができる。そして、図7に示された光学シート30Aにおける光拡散層40の内部拡散度は、上述した本実施の形態における光学シート30における光拡散層40の内部拡散度と同一となる。
 以上のことから理解され得るように、光学シート30の内部における光拡散層40の内部拡散度は、次のようにして特定することができる。まず、ヘイズを測定するためのサンプルを形成する。このサンプルは、光拡散層40と同一構成の中心層と、中心層の一方の側から中心層に隣接するようにして配置された第1隣接層と、中心層の他方の側から中心層に隣接するようにして配置された第2隣接層と、を有している。第1隣接層は、光学シート30において光拡散層40に入光側から隣接する層をなす基材(基部)の材料と同一の材料からなる単一層であって、中心層に対面する側とは反対の側の表面がサンプルのシート面に沿って延びる平滑な面となっているようにすることができる。また、第2隣接層は、光学シート30において光拡散層40に出光側から隣接する層をなす基材(基部)の材料と同一の材料からなる単一層であって、中心層に対面する側とは反対の側の表面がサンプルのシート面に沿って延びる平滑な面となっているようにすることができる。そして、JIS K 7105に準拠して測定した当該サンプルのヘイズ値が、光学シート30の内部における光拡散層の内部拡散度となる。
 例えば、図8に示す光学シート30Bにおける光拡散層40の内部拡散度を特定する場合には、次のようなサンプルCを作製し、作製されたサンプルのヘイズ値を測定すればよい。なお、光学シート30Bは、光拡散層60と、光拡散層60に入光側から隣接する入光側層62と、光拡散層60に出光側から隣接する出光側層64と、を有している。そして、出光側層64は、バインダー樹脂部65と、バインダー樹脂部65中の分散された光拡散性粒子を含有している。一方、サンプルCは、中心層70と、中心層70に一方の側から隣接する第1隣接層72と、中心層70に他方の側から隣接する第2隣接層74と、を有している。中心層70は、光学シート30Bの光拡散層60と同一の構成を有している。第1隣接層72は、入光側層62をなす材料から形成されている。第1隣接層72は、中心層70に対面する側とは反対の側に、サンプルCのシート面と平行に延びる平滑な表面を有している。また、第2隣接層74は、出光側層64をなす材料、すなわち、バインダー樹脂部から形成されている。第2隣接層74は、中心層70に対面する側とは反対の側に、サンプルCのシート面と平行に延びる平滑な表面を有している。
 以上が、光拡散層40の内部拡散度についての説明であり、次に、光拡散層40の内部透過度について説明する。
 光学シート30の内部における光拡散層40の内部透過度は、光学シート30の内部に組み込まれた状態における光拡散層40を透過する光の割合の程度を表したものである。より具体的には、光拡散層40と光拡散層40の入光側に隣接する層との界面と、光拡散層40の内部と、光拡散層40と光拡散層40の出光側に隣接する層との界面と、を透過する光の割合の程度を表している。言い換えると、光拡散層40と光拡散層40の入光側に隣接する層との界面における光の拡散と、光拡散層40の内部における光の拡散と、光拡散層40と光拡散層40の出光側に隣接する層との界面における光の拡散と、を考慮した上で、光拡散層40を透過する光の割合の程度を評価している。
 透過する光の割合の程度を表す指標としては、JIS K 7105に準拠し、四種類の光学櫛を用いて測定される像鮮明度の値を利用している。具体的には、光学シート30の内部に組み込まれた状態における光拡散層40を透過する光の割合の程度について、JIS K 7105に準拠して、光学櫛を用いて測定した像鮮明度の値を、光拡散層40の内部像鮮明度とする。そして、光学シート30の内部における光拡散層40の内部透過度は、0.125mmの光学櫛を用いた場合における光拡散層40の内部像鮮明度と、0.5mmの光学櫛を用いた場合における光拡散層40の内部像鮮明度と、1.0mmの光学櫛を用いた場合における光拡散層40の内部像鮮明度と、2.0mmの光学櫛を用いた場合における光拡散層40の内部像鮮明度と、の和としている。
 なお、JIS K 7105に準拠して像鮮明度を測定されるサンプルは、上述した内部拡散度を測定する際に用いたサンプルと同一構成とすることができる。上述した内部拡散度を測定する際に用いたサンプルは、光学シート30に入射した光に対して光拡散層40と光拡散層40の入光側に隣接する層との界面、光拡散層40の内部、並びに、光拡散層40と光拡散層40の出光側に隣接する層との界面において及ぼされる光拡散作用と、同一の光拡散作用を入射光に対して及ぼし得る。したがって、このサンプルについて、JIS K 7105に準拠し、各光学櫛を用いて像鮮明度を測定することにより、光拡散層40の各内部像鮮明度を求めることができる。そして、求められた四つの内部像鮮明度を足し合わせることにより、光学シート30の内部における光拡散層40の内部透過度を求めることができる。
 次に、以上のような構成からなる光学シート30の製造方法の一例について説明する。
 まず、基部層32を構成するようになるフィルムを用意する。このフィルムは、優れた透光性を有することが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、或いは、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン等のポリオレフィン樹脂からなるフィルムを用いることができる。通常は、2軸延伸したフィルムを基部層32として用いる。基部層32をなすフィルムの厚みは、通常20~200μmの範囲である。
 次に、光拡散層40のバインダー樹脂部42を構成するようになる流動性を有した樹脂を溶剤とともにフィルム上にコーティングする。コーティング方法としては、スンピンコートやダイコート等の種々の方法を用いることができる。また、フィルム上にコーティングされる流動性を有した樹脂には、光拡散性粒子45が混入されている。なお、バインダー樹脂部42をなすようになる流動性を有した樹脂としては、一例として、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とから成る2液硬化ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系等の熱硬化性樹脂、或いは、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、樹脂自体が塗布に十分なだけの流動性が無い樹脂の場合にはこれを溶解又は分散させる為に溶剤を混合する。該溶剤として、例えば、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエン等の芳香族炭化水素溶剤、ヘキサン等の脂肪族炭化水素溶剤、エチルアルコール等のアルコール系溶剤、水を用いることができる。また、光拡散性粒子45(凝集体47のみ或いは凝集体47と単体粒子46との混合体)としては、平均粒径が0.5~100μm程度であるシリカ(二酸化珪素)、アルミナ(酸化アルミニウム)、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明物質製の粒子を用いることができる。単体粒子の形状は、球、回転楕円体、多面体、截頭多面体、鱗片形状、針状形状等を採用することができる。必要に応じて、バインダー樹脂への分散性、単体粒子の凝集性、及び、塗膜(光拡散層40)の強度を調整する為に、該単体粒子46の表面に、シランカップリンズ剤の被覆層を形成したり、アクリロイル基、メタクリロイル基、水酸基、イソシアネート基等の官能基を付与する処理、或いは、コロナ放電処理等の表面処理を施してもよい。
 その後、フィルム上に塗布された樹脂液(塗料)を、溶剤乾燥や、化学反応等による硬化等によって固化させる。この際、乾燥速度および硬化速度を調節することにより、樹脂中における光拡散性粒子45の凝集の程度を制御することもできる。また、上述した光学シート30の内部における光拡散層40の内部拡散度および内部透過度を調節することもできる。
 この工程では、溶剤を蒸発させるため及び/又は熱硬化性樹脂からなる樹脂の硬化反応を促進させるために、樹脂を加熱することになる。そして、この加熱温度を調節することにより、光拡散性粒子45の凝集の程度を制御することもできる。具体的には、バインダー樹脂部42なすようになる樹脂と、光拡散性粒子45と、の間の親和性を考慮して、乾燥速度および硬化速度を調節することになる。例えば、バインダー樹脂部42なすようになる樹脂と光拡散性粒子45との間の親和性が低い場合、バインダー樹脂部42をなす樹脂中において、光拡散性粒子45は凝集しようとする傾向が強くなる。この場合、乾燥速度および硬化速度を速くすることによって凝集を抑制することができ、その一方で、乾燥速度および硬化速度を遅くすることによって凝集を促進することができる。
 以上のようにして作製された光拡散層40においては、光拡散性粒子45とバインダー樹脂部42との重量比や、光拡散性粒子45の平均粒径等を適宜調整しておくことにより、フィルム(基部層32)に対面する側とは反対の側の表面を、所望の程度の凹凸を有する粗面とすることができる。さらに、後述するように、光拡散層40の後に作製される光制御層35の製造条件を調節することによっても、光拡散層40の出光側の粗面における凹凸の形状を調節することができる。そして、この光拡散層40の出光側粗面における凹凸の形状に起因して、光学機能を光学シート30が所望の有用な光学的機能を発現するようになる。
 次に、光拡散層40上に流動性を有する樹脂を塗布して賦型し、これにより、光拡散層40上に光制御層35を形成することができる。光制御層35をなすようになる材料としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、エポキシ系等の単量体(モノマー)、プレポリマー、或いは、これらの混合系から成る紫外線(UV)硬化性樹脂、或いは、電子線(EB)硬化性樹脂を用いることができる。
 以上のようにして、光学シート30を作製することができる。
 ところで、光学シートの生産性を考慮すると、上述したように樹脂の硬化時間が短時間となる電離放射線硬化型樹脂を用いて光制御層35を形成することが好ましい。また、光制御層35に隣接する光拡散層40のバインダー樹脂部42は、光制御層35をなす電離放射線硬化型樹脂の急激な重合収縮に対応し得る材料から形成されることが好ましい。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、光制御層35に隣接する光拡散層40のバインダー樹脂部42をなす材料として、熱硬化型樹脂が適していることを見出した。熱硬化型樹脂を用いてバインダー樹脂部42を形成した場合、光制御層35をなす電離放射線硬化型樹脂を硬化させた後に、バインダー樹脂部42を加熱状態に保持して硬化させることができる。このような方法によれば、光制御層35をなす材料の重合収縮時に、光制御層35に隣接する光拡散層40のバインダー樹脂部42をなす材料が変形することにより、光学シート30に割れや反り等の変形が発生してしまうことを防止することができる。その一方で、光制御層35をなす材料の重合収縮後に、バインダー樹脂部42を硬化させることで、光学シート30に或る程度の剛性を付与することができる。
 電離放射線硬化型樹脂を硬化させて光制御層35を形成し、その後、熱硬化型樹脂からバインダー樹脂部42を加熱硬化させて形成することによって、光学シート30を実際に作製したところ、作製された光学シート30は、反り等の変形も僅か又は変形が生じておらず、且つ、所望の強度を有していた。しかしながらその一方で、この光学シート30に対して、加熱耐久試験を実施したところ、光制御部35に割れが頻繁に生じてしまった。特に、光制御層35の厚みの薄い部分、たとえば、図2の如くの3角柱プリズムの線状配列の場合には、其の谷部分に、該谷部の線に沿って割れ乃至龜裂が集中的に発生した。
 これに対して、本件発明者らは種々の実験を行い、加熱耐久試験での割れの発生を防止するためには以下のことが有効であることを見出した。なお、後述の実施例では、種々の条件を変更して行った実験結果の一部を開示している。
 まず、加熱耐久試験で割れが発生する主要因として、光制御層35の膨張率と、光拡散層40の膨張率と、の相違が考えられた。光制御層35が電離放射線硬化型樹脂からなるとともに光拡散層40のバインダー樹脂部42が熱硬化型樹脂からなる場合、通常、光制御層35をなす材料の線膨張率に対する、光拡散層40のバインダー樹脂部42をなす材料の線膨張率の比は、100%以上となる。そして、本発明者らの実験によれば、下記特定の方法にて得られる、20℃から80℃の間に亙って加熱した場合の、光制御層35をなす材料の線膨張率に対する、光拡散層40のバインダー樹脂部42をなす材料の線膨張率の比が1500%以下となっている場合に、より好ましくは、1200%以下になっている場合に、割れの発生を防止することができた。
 なお、「線(熱)膨張率」とは、JIS K-7197に規定されたものである。また、本件では、線膨張率を測定する際の加熱前の試験片の温度を20℃に設定するとともに、加熱後の試験片の温度を80℃に設定した。試験片の加熱前の温度を20℃としたのは、当該光学シートが通常使用される室温に近いこと、並びに、一般的な表示装置用の光学シートに用いられている熱硬化型樹脂および電離放射線硬化型樹脂が20℃以下の領域では、割れに影響を及ぼし得る程度に熱膨張しないこと、からである。また、試験片の加熱温度を80℃としたのは、一般的な表示装置が通常曝されると予想される最高温度よりも高いこと、並びに、一般的な表示装置用の光学シートに対する加熱耐久試験の最高温度が80℃であること、からである。また、本件において、線膨張率は、JIS K-7197に準拠して、細長ストリップ状の試験片について測定された値とする。具体的には、試験片の測定領域の幅を約5mmとし、長さを約10mmとし、厚みを約150μmとすることができる。
 また、一般的に、樹脂はガラス転移を示すものが多く、樹脂の線膨張率はガラス転移温度近傍において大きく変化する。とりわけ、熱硬化型樹脂は、ガラス転移温度近傍で、その線膨張率を大きく上昇させるようになる。このため光拡散層40のガラス転移温度は、上述した80℃よりも高いことが好ましい。また、光拡散層40の線膨張率の変動にともなって、光制御層35の線膨張率も変動し得るように、光制御層35のガラス転移温度Tg1と、光拡散層40のガラス転移温度Tg2と、の差が40℃以下、特に30℃以下であることが好ましい。この場合、すなわち、次式を満たす場合、光学シート30をいったん80℃まで加熱する加熱耐久試験において、光学シート30の割れの発生を効果的に防止することができた。
     |Tg1-Tg2|≦30℃ 
 さらに、光拡散層40をなす樹脂材料の分子間が強く結合されていることが好ましい。本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、光拡散層40の分子間が強く結合されていると想定される場合には、上述した線膨張率の比が、割れを防止する上で好ましい上記範囲内に入りやすくなり、また、加熱耐久試験での光学シート40の割れも抑制された。分子間での強い結合により、光拡散層40が硬化したものと推定される。
 具体的には、光拡散層40のバインダー樹脂部42がウレタン結合を多く有していると想定される場合、光学シート30をいったん80℃まで加熱する加熱耐久試験での、光学シート30の割れの発生を効果的に防止することができた。とりわけ、バインダー樹脂部42をなす主材料がウレタン結合を有した材料であることが好ましい。バインダー樹脂部42をなす主材料がウレタン結合を有する場合には、バインダー樹脂部42が何らかの反応の結果としてウレタン結合を有するようになる場合、例えばエステル結合を有する主材料をイソシアネートによって架橋することによってウレタン結合をバインダー樹脂部42が有するようになる場合と比較して、光学シート30をいったん80℃まで加熱する加熱耐久試験での、光学シート30の割れの発生を効果的に防止することができた。
 また、光拡散層40のバインダー樹脂部42が水素結合を多く含むようになると想定される場合、光学シート30をいったん80℃まで加熱する加熱耐久試験での、光学シート30の割れの発生を効果的に防止することができた。一般的に、バインダー樹脂部42をなす主材料の水酸基価が大きい場合、バインダー樹脂部42が多くの水素結合を有するようになると想定される。そして、バインダー樹脂部42をなす主材料の水酸基価が6以上である場合に、光学シート30をいったん80℃まで加熱する加熱耐久試験での、光学シート30の割れの発生を効果的に防止することができた。
 次に、以上のような光学シート30、面光源装置20および透過型表示装置10の作用について説明する。
 まず、透過型表示装置10および面光源装置20の全体的な作用について説明する。
 図1に於いて、光源22で発光された光は、導光板26に入射して、導光板26内で全反射を繰り返して進む。上述したように、導光板26の厚みは、光源22から離間するにつれてしだいに薄くなっていく。このため、全反射を繰り返して導光板26内を進む光は、光源22から離間していく。また、全反射を繰り返していくと、導光板26の表面に入射する際の入射角度がしだいに小さくなっていく。この結果、そのうち、全反射臨界角度未満の角度で導光板26の表面に向かい、この結果、導光板26から出射するようになる。
 また、導光板26の裏面には、白色ドットパターン27が形成されている。導光板26内を進む光が、白色ドットパターン27へ入射すると拡散される。この白色ドットパターン27が導光板26の裏面において占める面積の割合は、光源22から離間するにつれてしだいに大きくなっていく。この結果、導光板22内を進む光は、光源22から離間するにつれて、白色ドットパターンによって拡散反射されやすくなる。導光板22内の光が、白色ドットパターンによって拡散反射されると、全反射臨界角度未満の角度で導光板26の表面に向かい、この結果、導光板26から出射しやすくなる。
 以上のことから、導光板26から観察者側へ出射する光の量は、光源22までの距離によらず、略均一となる。すなわち、導光板26の観察者側の面における輝度の面内分布は、ある程度均一化されるようになる。
 なお、導光板26から観察者側とは反対の側に出射した光は、反射板24によって反射され、観察者側へ向けて進むようになる。
 導光板26から出射した光は、光拡散シート28に入射して等方拡散された後、光学シート30に入射する。光学シート30に入射した光は、さらに、光拡散層40において拡散される。
 その後、図3に示すように、光学シート30の単位形状要素38から出射する光L31,L32,L33は、単位形状要素(単位光学要素、単位プリズム)38の出光側面(プリズム面)において屈折する。この屈折により、正面方向ndから傾斜した方向に進む光L31,L32,L33の進行方向(出射方向)は、主として、光学シート30へ入射する際における光の進行方向と比較して、光学シート30のシート面への法線方向ndに対する角度が小さくなる側へ曲げられる。このような作用により、単位形状要素38は、透過光の進行方向を正面方向nd側に絞り込むことができる。すなわち、単位形状要素38は、透過光に対して集光作用を及ぼすようになる。なお、図3においては、この集光作用の理解を容易にするため、光拡散層40の図示および光拡散層40における透過光L31,L32,L33の拡散を省略している。
 光学シート30を出光した光は、その後、透過型表示部15に入射する。透過型表示部15は、面光源装置20からの光を画素毎に選択的に透過させる。これにより、透過型表示装置10の観察者が、映像を観察することができるようになる。
 ところで、この光学シート30が他の部材と重ね合わされて面光源装置20および透過型表示装置10を構成する場合、上述したように、光学シート30の単位形状要素38と、光学シート30に隣接する他の部材とが接触する領域に、縞模様が視認されるようになり、画質を劣化させてしまうことになる。とりわけ、光学シート30の単位形状要素38が、透過型表示部15の平滑な入光側面13a(通常偏光板表面であるが、位相差板、偏光分離膜、保護膜等の表面の場合も有る)に当接する場合に、この不具合は顕著となる傾向がある。
 一般的に、透過型表示部15の画素の配列ピッチと、光学シート30の単位形状要素38の配列ピッチと、に起因した縞模様(干渉縞、モアレ)が生じてしまうことが考えられる。この縞模様を目立たなくさせる有効な方法として、画素の配列ピッチと、単位形状要素38の配列ピッチと、の比率を所定の範囲内に設定することが知られている。また、強い光拡散機能を有した層を設けることによっても、このような縞模様を目立たなくさせ得ることが知られている。ただし、強い光拡散機能を有した層を設けると、光源光の透過率を低下させる等の不具合を引き起こしてしまう。
 ところが、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、光学シートの単位形状要素が透過型表示部15の平滑な入光側面13aに当接する場合に生じる縞模様は、透過型表示部15の画素の配列ピッチと、光学シートの単位形状要素の配列ピッチと、を調節することだけでは、目立たなくさせることができなかった。また、光学シートの入光側面を粗面化したが、縞模様を有効に目立たなくさせることはできなかった(後述の「実施例」の欄を参照)。それどころか、図1に示す構成の光学シートにおいて縞模様を目立たなくさせる程度にまで光学シートの入光側面を粗化していくと、光源光の透過率が著しく低下し、画質を大幅に劣化させることになった。
 その一方で、光拡散性粒子45の単体46および凝集体(凝集物、複合粒子、二次複合体)47を含有する光拡散層40を内部層(最入光側層および最出光側層以外の層)として有する光学シート30によれば、後述する実施例での評価結果にも支持されているように、縞模様を効果的に目立たなくさせることができる。縞模様を目立たなくさせるメカニズムは明らかではないが、以下に、主に図4および図16を参照しながら、その一要因と考えられ得るメカニズムについて説明する。ただし、本件発明は以下のメカニズムに限定されるものではない。
 表示装置10からは、観察者によって観察されるようになる映像光が出射する。その一方で、観察者側から表示装置10へ入射する光も存在する。このような光には、太陽光や室内の電灯光等の環境光(外光)が含まれる。図4および図16に示すように、環境光Lcの一部は、透過型表示部15を透過し、透過型表示部15に隣接する光学シート30へ入射する。このような環境光Lcは、透過型表示部15内の画素領域を透過していることから、光学シート30のシート面に平行な方向に沿って、画素の配列ピッチに応じた強弱を持つようになる。すなわち、環境光Lcは、周期性の強弱を持った光として、光学シート30へ入射する。
 とりわけ、光学シート30の単位形状要素38が透過型表示部15の入光側面に当接している場合には、この接触箇所において環境光Lcが素抜けてしまう(素通りしてしまう)。この結果、光学シート30内へ入射する環境光Lcの絶対量が増加するものと推定される。この場合、光学シート30に入射した環境光Lcは、画素の配列ピッチおよび単位形状要素38の配列ピッチに応じた強い周期性を持つものと予想される。
 図16に示すように、光学シート130へ入射した環境光Lcの多くは、光学シート130内における反射によって、その進行方向を反転させられて観察者側へ進むようになる。具体的には、光学シート130の入光側面130aと大気との界面において、環境光Lcの多くが、その周期性を維持したまま、反射すると予想される。ただし、図16に示すように、光学シート130の入光側面130aが凹凸面として形成されている場合には、入光側面130aにおける光拡散機能により、反射光Lr1の周期性は若干弱められる。
 また、図16に示すように、通常、単位形状要素(単位プリズム)138を含む光制御層135は基部層132上に賦型によって形成される。したがって、光制御層135と基部層132との間に光学的な界面が形成され、この光学的な界面においても、環境光Lcが反射する可能性がある。そして、通常、光制御層135と基部層132との間の界面は平滑面であることから、この界面での反射光Lr2は、周期性をそのままに維持して、観察者側へ向かう。
 このようにして、周期性を有した環境光Lcの反射光Lr1,Lr2が、透過型表示部15へ向かう。この結果、先ず、十分な可干渉性(コヒーレンス)を維持した両反射光Lr1,Lr2、並びに、図示は省略したが、単位形状要素138表面での反射光および透過型表示部の入光側面13aでの反射光の4種の光が、干渉縞を構成する。これに加えて、反射光Lr1,Lr2の強弱の周期と、透過型表示部15の画素ピッチの周期と、の干渉により、縞模様が視認されるようになるものと予想される。とりわけ、光学シート30の単位形状要素38が透過型表示部15の平滑な入光側面13aに接触する場合には、反射光Lr1,Lr2の周期性が強くなるとともに反射光Lr1,Lr2の光量も増加し、縞模様がより目立つようになると推察される。
 一方、上述してきた本実施の形態における光学シート30においては、光学シート30の内部(入光側面と出光側面との間)に光拡散層40が設けられている。光拡散層40は、光拡散性粒子45の単体粒子46の凝集体47を、少なくとも、含むとともに、光制御層35との界面を形成する光拡散層40の出光側面は、光拡散能を有した粗面として形成されている。そして、光拡散層40は、適度な光拡散能および光透過能を有するようになっている。
 図4に示すように、光制御層35を透過して光拡散層40に向かう環境光Lcの多くは、さらに光拡散層40に入射して、光拡散層40を透過するようになる。光拡散層40に入射した環境光Lcは、光制御層35および光拡散層40の界面と、光拡散層40の内部と、において拡散させられる。この結果、環境光Lcの周期性が弱められる。このような環境光の多くは、基部層32に入射し、その後、光学シート30の入光側面で反射して、観察者側へ向かうようになる。本実施の形態において、光学シート30の入光側面は、平滑な面として形成されている。したがって、光学シート30の入光側面での反射は概ね鏡面反射となるが、その後、反射光L1は、再び光拡散層40を通過して、光拡散層40の内部と、光制御層35および光拡散層40の界面と、において再び拡散させられる。すなわち、環境光Lcの多くの部分を占めると予想される反射光L1は、光拡散層40において二度拡散させられ、その周期性及び可干渉性を大幅に弱められることになる。
 図4に示すように、光拡散層40を進む環境光Lcの一部は、光拡散層40と基部層32との界面において反射して、観察者側へ向かうようになる。光拡散層40と基部層32との界面における反射は概ね鏡面反射となるが、反射光L2は、再び光拡散層40を通過して、光拡散層40の内部と、光制御層35および光拡散層40の界面と、において再び拡散させられる。すなわち、環境光Lcの一部からなる反射光L2は、光拡散層40において二度拡散させられ、その周期性を大幅に弱められることになる。
 さらに、図4に示すように、光制御層35を透過して光拡散層40に向かう環境光Lcの一部には、光制御層35および光拡散層40の界面で反射する光L3も含まれる。このような反射光L3についても、光制御層35および光拡散層40の界面での反射が拡散反射となるため、その周期性及び可干渉性は弱められている。
 以上のように、透過型表示部15を通過して光学シート30に入射した環境光Lcは、光学シート30内において効果的に拡散される。この結果、透過型表示部15へ再び入射する反射光L1,L2,L3、並びに、図示は略すが、単位形状要素138表面の反射光および透過型表示部の入光側面13aでの反射光の4種の光の可干渉縞は弱まる。且つ、各反射光L1,L2,L3の強弱による周期性は、弱くなっているものと推測される。これにより、本実施の形態による光学シート30によれば、縞模様を効果的に目立たなくさせることができるものと推察される。
 本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、後述する実施例における評価結果で示されているように、光学シート30の内部における光拡散層40による光の拡散の程度をヘイズ値により表した値である光拡散層40の内部拡散度が20以上である場合、より好ましくは35以上である場合に、極めて効果的に、縞模様を目立たなくさせることができた。
 また、後述する実施例における評価結果で示されているように、光学シート30の内部における光拡散層40による光の透過の程度を、0.125mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、0.5mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、1.0mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、2.0mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、の和である光拡散層40の内部透過度が、350以下である場合、より好ましくは230以下である場合に、極めて効果的に、縞模様を目立たなくさせることができた。
 なお、上述した図16に示す光学シート130においては、反射光Lr2は、拡散されることはない。すなわち、反射光Lr2は、周期性をそのままに維持し、観察者側へ向けて透過型表示部15へ入射する。また、反射光Lr1は、光拡散機能を有した光学シート130の入射側面で拡散されるが、二回反射されることはない。したがって、本実施の形態による光学シート30によれば、図16に示された光学シート13と比較して、縞模様の発生を極めて効果的に防止することができる。
 また、映像光をなすようになる光源からの光は、光拡散層40を通過する際に拡散されるが、環境光Lcのように二回拡散されることはない。したがって、光拡散層40の光拡散機能によって光源光を過度に拡散させてしまうことを防止し、光制御層35の集光機能によって正面方向輝度を効果的に向上させることができる。加えて、光拡散層40が光源光を過度に拡散させることがないので、光学シート30は適度の透過度を維持することができ、種々の利点(例えば、輝度の向上、エネルギの有効利用)等を享受することができる。すなわち、本実施の形態によれば、画質を大きく劣化させることなく縞模様(干渉縞)を目立たなくさせることができる。
 本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、光学シート30の内部における光拡散層40の内部拡散度が70以下である場合、あるいは、光学シート30の内部における光拡散層40の内部透過度が70以上である場合に、効果的に十分な輝度を確保することができた。
 以上のような本実施の形態によれば、光学シート30の内部に、単体の光拡散性粒子46が凝集してなる凝集体(凝集物、複合粒子、二次複合体)47と、を含む光拡散層40が含まれている。そして、斯かる凝集体47が単体粒子46に比べて、問題の縞模様を構成する光(光線乃至光束)に対し其の可干渉性及び強度の周期的変調を効果的に弱める様な態様の拡散作用を及ぼすと考えられる。故に、この光拡散層40によれば、光学シート30を他の部材との重ね合わせた際に生じ得る不具合、具体的には、縞模様の発生を効果的に防止することができる。
 またさらに、本件発明者らが鋭意検討を重ねた結果、光拡散層40の光学的作用として、以下のことも知見された。光拡散層40の光制御層35側の面が凸部48(図9および図10参照)を有した粗面として形成されている場合、この粗面によって、上述してきたように、光学シート30を他の部材との重ね合わせた際に生じ得る不具合を効果的に抑制することができる。このような機能に加えて、光拡散層40の光制御層35側の粗面が、当該粗面をなす凸部48の形状に起因して、さらなる光学的機能を光学シート30に付与し得ることが、知見された。より詳細には、光拡散層40の出光側面の凸部48の頂部における曲率半径の平均値(凹部48の頂部における平均曲率半径)を、光拡散層40中の光拡散性粒子からなる粒状体の半径の平均値(粒状体の平均曲率半径)に対して変化させることにより、光学シート30の光学機能を効果的に調節することができることが、知見された。
 なお、ここでいう、光拡散性粒子からなる粒状体とは、図5A~図5Cを参照して説明したように、光拡散層40中に分散している、光拡散性粒子の凝集体47または光拡散性粒子の単体46からなる粒状体45のことである。そして、光拡散性粒子の凝集体47からなる粒状体45の半径は、当該凝集体47に対する外接球の半径で近似することとする。また、球体ではない光拡散性粒子単体46からなる粒状体45の半径とは、当該光拡散性粒子単体46に対する外接球の半径によって近似することとする。実際には、光学シート30の光拡散層40の断面を光学顕微鏡または電子顕微鏡によって観察し、3~50個(好ましくは20個以上)の粒状体45の半径を測定し、その測定値の平均値を、粒状体45の半径R1の平均値とすることができる。光学シート30の光拡散層40の出光側面をなす粗面の凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値についても同様に、光学シート30の光拡散層40の断面を光学顕微鏡または電子顕微鏡によって観察し、3~50個(好ましくは20個以上)の凸部について、最出光側となる頂部における曲率半径R2を測定し、その測定値の平均値を、凸部の頂部における曲率半径の平均値とすることができる。なお、ここでいう凸部48は、例えば図9および図10に示すように、光拡散層40中のいずれかの粒状体45に対応して形成され、当該粒状体45から光学シート30の法線方向ndにずれた位置に位置している。
 上述した構成の光学シート30においては、例えば次のようにして、光拡散層40の出光側面の凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の光拡散性粒子45の半径R1の平均値に対して制御することができる。まず、積極的に加熱して硬化させる前のバインダー樹脂部42と光拡散性粒子45とからなる光拡散層40上に、電離放射線硬化型樹脂からなる光制御層40を成型する際における、加工圧力(ニップ圧力)を調節することにより、凸部48の頂部における曲率半径R2の大きさを調節することができる。電離放射線硬化型樹脂を収容した型を基部層32および光拡散層40に向けて高圧力で押圧した場合(成型時の加工圧力が高い場合)、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きくなりやすい。一方、型を基部層32および光拡散層40に向けて低圧力で押圧した場合(成型時の加工圧力が低い場合)、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも小さくなりやすい。
 また、電離放射線硬化型樹脂の硬化収縮の程度を調節することにより、光拡散層40の出光側面の凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の光拡散性粒子45の半径R1の平均値に対して制御することができる。硬化収縮量が小さい場合、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きくなりやすい。一方、硬化収縮量が大きい場合、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも小さくなりやすい。なお、電離放射線硬化型樹脂の硬化収縮の程度は、電離放射線硬化型樹脂の組成を調節することによって変化させることができる。例えば、一般には、電離放射線硬化型樹脂を構成する単量体又はプレポリマーの分子1個当たりの官能基(アクリロイル基、メタクリロイル基等)の数を多くするほど、硬化収縮の程度を大きくすることが出来る。
 さらに、基部層32上に塗工され光拡散層40のバインダー樹脂部42をなすようになる樹脂材料の粘度(流動性)を調節することによっても、光拡散層40の出光側面の凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の光拡散性粒子45の半径R1の平均値に対して制御することができる。基部層32上に塗工され光拡散層42をなすようになる樹脂材料の粘度が低い場合(流動性が高い場合)、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きくなりやすい。一方、基部層32上に塗工され光拡散層42をなすようになる樹脂材料の粘度が高い場合(流動性が低い場合)、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも小さくなりやすい。
 本件発明者らが実験を行ったところ、図9に示すように、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも小さい場合には、面光源装置20の正面方向輝度をより向上させることができた。すなわち、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも小さい場合、光学シート30に優れた集光機能を付与することができる。但し、その代わり、光学シートの光拡散機能の方は相対的に低下する。一方、図10に示すように、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きい場合には、面光源装置20の輝度の面内分布をより均一化させることができ、これにともなって、直下型の面光源装置においては光源の像をより目立たなくさせることができた。また、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きい場合には、表示装置15の視野角を増大させることができた。すなわち、凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きい場合、光学シート30に優れた光拡散機能を付与することができる。但し、その代わり、光学シートの集光機能の方は相対的に低下する。
 ところで、特開2007-34287号公報および特開平8-335044号公報には、光拡散機能層をその内部に含んだ光学シートが開示されている。ただし、特開2007-34287号公報および特開平8-335044号公報のいずれにおいても、光拡散層中のいずれかの粒状体に対応して光拡散層の出光側面をなすように形成された凸部の頂部における曲率半径の平均値を、粒状体の半径の平均値とは異なるようにすることは開示されていない。
 特開2007-34287号公報には、光拡散性粒子の一部をバインダー樹脂から露出させること、言い換えると、光拡散性粒子自体からなる凸部であって、頂部における曲率半径が光拡散性粒子の曲率半径と同一となる凸部を設けること(特開2007-34287号公報の段落0042参照)、あるいは、光拡散層の出光側面を平坦にすること(特開2007-34287号公報の段落0019参照)、あるいは、光拡散層上にエンボス加工によって、すなわち、光拡散性粒子とは無関係の凸部を設けること(特開2007-34287号公報の段落0044参照)のみが、開示されている。一方、特開平8-335044号公報には、その段落0022に「粒子の粒径は、表面の微小凹凸群12aの平均粗さΔzと同程度である」と記載されていることから、光拡散性粒子自体からなる凸部であって、頂部における曲率半径が光拡散性粒子の曲率半径と同一となる凸部を設けることが開示されているに過ぎない。
 本件発明者らが実験を繰り返したところ、図9に示すように、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも小さい場合には、光拡散層の出光側の粗面をなす凸部がバインダー樹脂部と同一の屈折率を有する光拡散性粒子の一部からなる場合と比較して、正面方向輝度を向上させることができた。一方、図10に示すように、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きい場合には、光拡散層の出光側の粗面をなす凸部がバインダー樹脂部と同一の屈折率を有する光拡散性粒子の一部からなる場合と比較して、面光源装置20の出光面上における輝度の面内分布をより均一化させることができ、これにともなって、直下型の面光源装置においては光源の像をより目立たなくさせることができた。また、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値よりも大きい場合には、光拡散層の出光側の粗面をなす凸部がバインダー樹脂部と同一の屈折率を有する光拡散性粒子の一部からなる場合と比較して、表示装置15の視野角を増大させることもできた。
 また、図9および図10に示すように、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値とは異なる場合、光拡散層の出光側面を平坦面にした場合と比較すると、正面方向輝度を向上させることができた。また、同時に、輝度の面内分布をより均一化させ、光源の像を目立たなくさせることができ、さらに、視野角を拡大させることもできた。
 なお、上述したように、光学シート30の製造条件を適宜変更することにより、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値に対し、調節することができる。したがって、上述した光学シート30を作製する際の条件を変更するだけで、所望の有用な光学的機能を光学シート30に付与することができる。すなわち、光拡散性粒子45の屈折率およびバインダー樹脂部42の屈折率を変更するだけでなく、さらに、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値に対して調節する本実施の形態によれば、光学シート30が発現する光学的機能の設計の自由度を飛躍的に向上させることができる。したがって、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値に対して調節する本実施の形態によれば、一例として、エンボス等の別途の工程を設けることによって、光拡散性粒子45の光学的作用と切り離して設計された光学的機能を光学シートに付与する場合(特開2007-34287号公報の段落0044に開示された態様)と比較して、極めて安価で容易に所望の光学的機能を光学シートに付与することが可能となる。
 なお、以上の実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
 例えば、上述した実施の形態において、光拡散層40の入光側面が平滑面として形成された例を示したが、これに限られず、光拡散層40の入光側面は粗面として形成されていてもよい。また、上述した実施の形態において、光拡散層40の出光側面が粗面として形成された例を示したが、これに限られず、光拡散層40の出光側面は平滑面として形成されていてもよい。
 その一方で、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値と異なるようにすることによって得られる作用効果は、光拡散性粒子45の少なくとも一部が凝集していることを必要としない。すなわち、光拡散層40中の光拡散性粒子45がすべて粒子単体46として存在する場合であっても、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値を、光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値に対して、調節することにより、上述した同一の作用効果を得ることができる。すなわち、光拡散層40中の光拡散性粒子がすべて粒子単体として存在するとともに、光拡散層40の出光側の粗面をなす凸部48の頂部における曲率半径R2の平均値が光拡散層40中の粒状体45の半径R1の平均値と異なるようにしてもよい。
 また、上述した実施の形態において説明した基部層32の構成は単なる例示に過ぎず、基部層32の構成を適宜変更することができる。例えば、基部層32の入光側面が平滑面として形成されている例を示したが、これに限られず、基部層32の入光側面は粗面(マット面)として形成されていてもよい。
 さらに、上述した実施の形態において説明した光制御層35の構成は単なる例示に過ぎず、光制御層35の構成を適宜変更することができる。例えば、上述した実施の形態において、単位形状要素38が断面三角形形状のプリズムとして構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、単位形状要素38の主切断面形状が、諸特性付与等の目的で、三角形形状に変調、変形を加えた形状であってもよい。具体例として、光学機能を適宜調整するために単位形状要素38の主切断面形状が、図11に示すように三角形のいずれか一以上の辺が折れ曲がった(屈曲した)形状、三角形のいずれか一以上の辺が湾曲して突出した形状(所謂扇形)、三角形の頂点近傍を其の曲率中心が該三角形の内部側に位置するようにして湾曲させて丸みを帯びさせた形状、三角形のいずれか一以上の辺に微小凹凸を付与した形状であってもよい。また、単位形状要素38の断面形状が、三角形形状以外の形状、例えば、台形等の四角形、五角形、或は、六角形等の種々の多角形形状を有するようにしてもよい。また、単位形状要素38が、主切断面において、円または楕円形状の一部分に相当する形状を有するようにしてもよい。
 また、上述した実施の形態において、複数の単位形状要素38がそれぞれ光学シート30のシート面に平行な一方向に沿って並べて配列され、各単位形状要素38が配列方向(前記一方向)に直交するとともに光学シート30のシート面に平行な他方向に沿って細長く直線状に延びるような柱状体に構成された例を示した。すなわち、上述した実施の形態において、単位形状要素38の配列形態を所謂リニアアレイ(線型配列)とした例を示した。しかしながら、これに限られず、例えば、半球、半回転楕円体、三角錐や四角錘等の多角錐形状(所謂キューブコーナも其の一形態)等の単位形状要素38が、光学シート30のシート面に平行な異なる二つの方向のそれぞれに沿って配列され、フライアイレンズを形成するようにしてもよい。
 図12および図13には、光学シートのシート面に平行な異なる二つの方向に規則的または不規則に並べられた複数の単位形状要素38からなるフライアイレンズ(蠅の目レンズ)に、本発明を適用した一例が示されている。図12に示す例において、単位形状要素38は、出光側に突出する球円の一部分または出光側に突出する回転楕円体の一部分に相当する形状を有している。単位形状要素38の断面形状が楕円の一部分に相当する場合、正面方向輝度を集中的に向上させるという観点から、当該断面楕円形状の長軸または短軸のいずれかが光学シート30のシート面への法線方向(つまり、正面方向)ndと平行に延びていることが好ましい。図示する例において、単位形状要素38の配列は、光学シート30のシート面上へ各単位形状要素38を射影した形状、即ち各単位形状要素の底面に相当する合同な円を最密に平面充填した配列構造、あるいは、円を最密に平面充填した構造から少し各円同士を離した配列構造となっている。このような単位形状要素38の配列は、所謂結晶における六方最密充填構造または六方最密充填構造から少し各単位形状要素38を離間させた配列構造に対応する。言い換えると、多数の単位形状要素38は、60°の角度で互いに対して傾斜した光学シート30のシート面上の異なる三つの方向d1,d2,d3に、共通の一定ピッチで、配列されている。そして、これらの第1方向d1、第2方向d2および第3方向d3は、光学シート30のシート面上において、互いに対して60°の角度をなして傾斜している。さらに言い換えると、光学シート30のシート面上において、最も近接した三つの単位形状要素38の配置中心38aが、正三角形の頂点上にそれぞれ位置するように、多数の単位形状要素38が配列されている。
 ただし、図12および図13に示す態様は、単位形状要素38がフライアイレンズをなす場合の一例であり、図示された態様に対し種々の変形を行うことができる。例えば、単位形状要素38が、正方配列で配置されてフライアイレンズを構成する、すなわち、光学シート30のシート面上の直交する二つの方向に一定の間隔で並べて配置されてフライアイレンズを構成するようにしてもよい。あるいは、光学シート30のシート面上の異なる二つの方向に不規則な間隔で単位形状要素が配置される、すなわち、光学シート30のシート面上に単位形状要素がランダムに配置されて、フライアイレンズを構成するようにしてもよい。
 さらに、上述した実施の形態において、光学シート30の単位形状要素38がすべて同一の構成で形成されている例を示したが、これに限られない。一枚の光学シート30内に異なる形状を有した複数種類の単位形状要素が含まれていてもよい。
 さらに、上述した実施の形態において、光学シート30が、基部層32と、光拡散層40と、光制御層35と、の三つの層からなる例を示したが、これに限られず、適宜変更することができる。例えば、光学シート30が、四以上の層から構成されるようにしてもよい。例えば、光学シートが、静電気による光学シート30への塵埃の付着を防止するための帯電防止層を、さらに含んでいてもよい。ただし、帯電防止層は、単独の層として設けられる必要はなく、例えば、光拡散層40や基部層32に帯電防止機能を付与することも可能である。また、光学シート30の最入光側面をなす反射防止層が、形成されていてもよい。光学シート30の最入光側面が反射防止層によって形成されることにより、光の利用効率を向上させることができる。なお、反射防止層は、出光側に隣接する層(例えば基部層32)よりも屈折率が低い層(低屈折率層)の単層として形成されていてもよい。あるいは、反射防止層が、屈折率の低い層(低屈折率層)と、当該屈折率の低い層と比較して屈折率の高い層(高屈折率層)と、が交互に配置された複数の層であって、最入光側が屈折率の低い層(低屈折率層)となっている複数の層として、形成されていてもよい。さらに、反射防止層が、特開昭50-70040号公報記載の如くの、入光側に向けて次第に断面積が小さくなる周期が光波長以下の突起を多数有するモスアイ(moss eye)型の層として形成されていてもよい。
 さらに、上述した実施の形態において、光学シート30の製造方法の一例を説明したが、これに限られず、光学シート30は別の製造方法によっても製造され得る。
 さらに、上述した実施の形態において、光学シート30の各層32,40,35に用いられる材料について説明したが、これらの材料は単なる例示であり、適宜変更することが可能である。
 さらに、上述した実施の形態において、面光源装置20の光源22の発光部が、線状に延びる蛍光灯等の冷陰極管からなる例を示したが、これに限られない。光源22として、点状のLED(発光ダイオード)や面状のEL(電場発光体)等からなる発光部を用いることも可能である。また、上述した実施の形態において、光学シート30がエッジライト型(サイドライト型)の面光源装置20に適用されている例を示したが、これに限られない。上述した光学シート30を、例えば、直下型の面光源装置やEL型の面光源装置等に適用することも可能であり、このような場合においても、光学シート30はエッジライト型の面光源装置20に適用された場合と略同様の作用効果を奏することができる。
 さらに、上述した実施の形態において、光学シート30の光制御層35が面光源装置20の最出光側に配置され、光制御層35の単位形状要素38が出向側に突出する例を示したが、これに限られない。例えば、光学シート30が面光源装置20の最出光側に配置されるが、光学シート30内において光制御層35が面光源側(入光側)に配置される形態(光制御層35が面光源と対峙する形態)とすることも出来る。このような変形例においても、上述した実施の形態と同様に、光学シート30と、光学シート30に隣接して配置された他の部材(例えば、エッジライト型面光源装置の導光板)と、の接触に起因した不具合を効果的に防止することができる。
 さらに、上述した実施の形態において、面光源装置20が、光源22と、反射板24と、光拡散シート28と、光学シート30と、からなる例を示したが、これに限られない。例えば、種々の出光特性を面光源装置に付与するため、映像光や環境光等に対して種々の光学的作用を及ぼし得る部材を追加してもよい。具体例としては、正面方向輝度を向上させるために、偏光分離フィルムを面光源装置の最出光側に配置してもよい。なお、偏光分離フィルムとしては、例えば、住友3M社製のDBEF(登録商標)を用いることができる。
 さらに、上述した実施の形態において、互いに平行となるように配列された複数の線状に延びる単位形状要素38を有した光学シート30が、一枚だけ、面光源装置20に組み込まれる例を示したが、これに限られない。上述したように、このような光学シート30による集光作用は、単位形状要素の配列方向と平行な面内を進む光に対して主として及ぼされる。したがって、単位形状要素38の配列方向が互いに交差するようにして二枚の光学シート30a1,30a2を重ねて面光源装置20に組み込むようにしてもよい。例えば図14または図15に示す例では、二枚の光学シート30a1,30a2の単位形状要素38の配列方向は直交している。図14および図15に示す変形例において、面光源装置20は直下型として構成され、光拡散シート28に対面する位置に配置された光源22は、互いに平行に並べられた線状に延びる複数の発光管(例えば、冷陰極管)22aを有している。なお、図14および図15に示す例において、二枚の光学シート30a1,30a2の構成(形状、寸法、材料等)は、互いに同一であってもよいし、互いに異なるようにしてもよい。
 図14に示された例において、入光側に配置された光学シート30a1は、単位形状要素38の配列方向が光源22の発光管22aの長手方向と交差するように配置されている。さらに限定的には、図14に示された例において、入光側に配置された光学シート30a1は、単位形状要素38の配列方向が光源22の発光管22aの配列方向と平行となるように配置され、出光側に配置された光学シート30a2は、単位形状要素38の配列方向が光源22の発光管22aの配列方向と直交するように配置されている。一方、図15に示された例においては、出光側に配置された光学シート30a2が、単位形状要素38の配列方向が光源22の発光管22aの長手方向と平行となるように配置されている。さらに限定的には、図15に示された例において、出光側に配置された光学シート30a2は、単位形状要素38の配列方向が光源22の発光管22aの配列方向と平行となるように配置され、入光側に配置された光学シート30a1は、単位形状要素38の配列方向が光源22の発光管22aの配列方向と直交するように配置されている。
 本件発明者らが種々の構成の面光源装置に対し、輝度の角度分布を測定したところ、図14および図15に示す態様によれば、上記光拡散層40が設けられていない(他は図2に示す本発明の光学シートと同構成の)光学シートを二枚用いて構成された面光源装置と比較して、正面方向輝度を維持しながら大きな視野角を確保することができた。とりわけ、図14および図15に示す態様によれば、上記光拡散層40が設けられていない二枚の光学シートとともに偏光分離フィルムが組み込まれた面光源装置と比較しても、正面方向輝度の低下を目視による判別が困難な程度に抑えながら、同程度以上の視野角を確保することが確保することができた。すなわち、図14および図15に示す態様によれば、光学特性を維持しながら、従来の面光源装置から偏光分離フィルムを排除して薄型化および低コスト化を図ることができる。
 また、図14および図15に示す態様の場合、上記光拡散層40が設けられていない光学シートを二枚用いて構成された面光源装置に於いて、各光学シート30a1、30a2の単位形状要素38の配列方向と発光管22aの配列方向との関係如何によって、視野角が異なる傾向にある。このような方向依存性が、面光源装置設計の制約条件を増やし、最適化設計を難しくしている。その一方で、本発明の光学シートを二枚用いる場合は、上記光拡散層40が設けられていない光学シートを二枚用いる場合と比較して、各光学シート30a1、30a2の単位形状要素38の配列方向と発光管22aの配列方向による輝度の方向依存性を大幅に低下させることができた。すなわち、図14および図15に示す態様によれば、二枚の光学シート30a1,30a2を面光源装置20に組み込む際の設計の自由度が増し、各光学シートの単位形状要素の配列方向は、正面輝度、表示画素とのモアレ縞低減等の他の要求特性を最適化する為に決定すれば良い。これにより、例えば、モアレ対策を十分に行いながら、二枚の光学シート30a1,30a2にその本来的な目的である集光機能を効果的に発揮させることができる。
 なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
 以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
<1:模様の確認>
 まず、実験1として以下に説明するようにして、種々の光学シートのサンプルを作製し、得られたサンプルを表示装置に組み込んで、光学シートと光学シートに隣接する部材との接触に起因した不具合が視認されるか否かを調査した。
〔サンプル〕
 上述の実施の形態において説明した光学シートと同一構成のサンプルA1~A15を、上述の実施の形態において説明した光学シートの製造方法により、作製した。
 サンプルA1~A15において、ウレタンアクリレートプレポリマーを主成分とするUV硬化性樹脂から光制御層を形成した。また、サンプルA1~A15において、単位形状要素の形状は、市販されているディスプレイ(液晶表示装置)で採用されている範囲内で種々変更した。具体的には、単位形状要素の幅W(図3参照)を25~75μmとし、単位形状要素の高さH(図3参照)を12.5 ~37.5μmとし、単位形状要素の頂角の角度θa(図3参照)を85~110°とした。
 サンプルA1~A15において、無色透明な厚さ100μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートから基部層を形成した。また、サンプルA1~A15の入光側面は、平滑面とした。
 サンプルA1~A15において、光拡散層の製造方法をサンプル毎に変更した。具体的には、バインダー樹脂部をなす樹脂と、光拡散性粒子と、の体積比を種々変更した。また、製造時におけるバインダー樹脂部の乾燥条件および硬化条件を種々変更した。さらに、バインダー樹脂部をなす樹脂の塗工量を種々変更した。
 以上のサンプルA1~A15について、光学シート全体のヘイズ値をJIS K 7105に準拠して測定した。また、サンプルA1~A15について、光学シートの内部における光拡散層の内部拡散度および内部透過度を測定した。これらの測定結果を表1に示す。なお、内部拡散度および内部透過度は、上述の実施の形態で説明した測定用サンプルB(図6参照)を作製し、この測定用サンプルBのヘイズ値および像鮮明度をJIS K 7105に準拠して測定することによって特定した。
 また、図16に示す構成と同一構成を有するサンプルB1~B7を作製した。サンプルB1~B7の各サンプルにおいて、光制御層の単位形状要素の構成は、それぞれ、サンプルA1~A7のうちのサンプル番号の数字部分が同一となるサンプルの単位形状要素の構成と同一にした。サンプルB1~B7の各サンプルにおいて、基部層の入光側面を粗面として形成した。粗面の粗さは、サンプル毎に変更した。
〔評価方法および評価結果〕
 図1に示す液晶表示装置を作製した。表示装置の光学シートとして、サンプルA1~A15およびサンプルB1~B7をそれぞれ使用した。表示装置を構成する光学シート以外の構成要素は、市販されているディスプレイ(液晶表示装置)に組み込まれていた構成要素(装備)を使用した。
(評価1)
 映像を表示している液晶表示装置に対して、種々の投射角度で外光を投射し、縞模様(干渉縞)が視認されるか否かを確認した。サンプルA1~A15を用いた場合における縞模様の確認結果を表1、図17および図18に示す。表1、図17および図18において、いずれかの投射角度で外光を投射した際に、目視観察で縞模様が目立ったサンプルについて×を表示し、外光をいずれの投射角度で投射した場合でも縞模様が視認されなかったサンプルについて◎を表示した。また、いずれかの投射角度で外光を投射した際に注意深く観察することによって縞模様を発見することができたが、当該縞模様が表示装置の通常の使用において問題となる程度ではなかったサンプルについて○を表示した。
 表1および図17に示すように、内部拡散度が20以上であるサンプルを用いた場合、縞模様は目立たなかった。また、内部拡散度が35以上であるサンプルを用いた場合、縞模様を注意深く探しても発見することができなかった。同様に、内部透過度が350以下であるサンプルを用いた場合、縞模様は目立たなかった。また、内部透過度が230以下であるサンプルを用いた場合、縞模様を探しても発見することができなかった。
 また、図18からは、サンプル(光学シート)全体のヘイズ値とサンプル(光学シート)の内部における光拡散層の内部拡散度との間に相関がない場合、サンプル(光学シート)全体のヘイズ値と縞模様の有無との間にも相関がないことを理解することができる。
 一方、サンプルB1~A7を用いた場合には、いずれかの投射角度で外光を投射した際に縞模様が目立ってしまった。
(評価2)
 また、映像を表示している液晶表示装置を正面から観察して、十分な明るさで映像を観察することができるか否かを確認した。各サンプルを用いた場合における明るさの確認結果を表1に示す。表1において、目視観察で評価し、光拡散層が無いサンプルB1~B7を用いた場合の映像の明るさを基準とし、これと比して、映像の明るさが不十分であったサンプルについて×を表示し、映像の明るさが同等以上であり、一般的な使用においても十分な明るさと判断されるレベルであったサンプルについて○を表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<2:割れの評価>
 次に、実験2として以下に説明するようにして、光学シートのサンプル1~8を作製し、得られた各光学シートに対して加熱耐久試験を行った。
〔サンプル〕
 サンプル1~8として、上述した実施の形態の光学シートを作製した。各光学シートは、光拡散層のバインダー樹脂部の材料および光制御層の材料が異なることを除き、同一に構成した。具体的には、以下のように作製した。
 光学シートの主切断面において、光制御層の単位形状要素が実質的に三角形形状となるようにした。断面三角形形状は、実質的に、光学シートの法線方向と平行な対称軸を中心として線対称となっている二等辺三角形状となるようにした。断面三角形形状の頂角の角度を90°とした。断面三角形形状の高さを25μmとした。光学シートのシート面と平行になる単位プリズムの配列方向において、単位プリズムの配列ピッチを50μmとした。
 また、サンプル1~8に係る光学シートは、以下の作製方法によって作製した。
 まず、基部層として厚さ125μmのPET基材を用いた。次に、バインダー樹脂部をなすようになる熱硬化型樹脂材料を、光拡散性粒子とともに、PET基材上に塗工した。塗工後、PET基材上の熱硬化型樹脂材料を120℃の乾燥ゾーンで30秒間加熱することによって、熱硬化型樹脂材料から溶剤を乾燥除去して、光拡散性粒子と樹脂バインダー部とからなる光拡散層を基部層上に形成した。なお、光拡散性粒子として、平均粒径が5μmである綜研化学社製のアクリル樹脂粒子を用いた。また、乾燥後のバインダー樹脂部の厚さが7μmとなるようにした。バインダー樹脂部の基部層とは反対側の面(つまり、出光側となる面)には、粗面が形成されていた。次に、光拡散層上にUV硬化型樹脂材料を塗工した。その後、UV光を照射することによって、UV硬化型樹脂材料を硬化させ、光制御部を形成した。
 なお、光制御層をなすUV硬化型樹脂材料および光拡散層のバインダー樹脂部をなす熱硬化型樹脂材料として、以下に示す樹脂材料a1,a2および樹脂材料b1~b6を表2に示す組み合わせで使用し、サンプル1~8に係る光学シートを作製した。また、表3には、各光学シートに用いられた熱硬化型樹脂材料b1~b6の主成分をなす材料のガラス転移温度および水酸基価数を示している。
 (樹脂材料a1(UV硬化型樹脂材料))
 ・アクリル系樹脂(製品名;HLS-138、ザ・インクテック社製)
                            100重量部
 (樹脂材料a2(UV硬化型樹脂材料))
 ・アクリル系樹脂(製品名;RHID-613、ザ・インクテック社製)
                            100重量部
 (樹脂材料b1(熱硬化型樹脂材料))
 ・ポリエステルウレタン樹脂(製品名;UR-4800、東洋紡社製)
                             60重量部
 ・アクリル樹脂粒子(平均粒径5μm)綜研化学社製    35重量部
 ・イソシアネート化合物(硬化剤)
   (製品名;XEL硬化剤、ザ・インクテック社製)    5重量部
 (樹脂材料b2(熱硬化型樹脂材料))
 ・ポリエステル樹脂(製品名;バイロン885、東洋紡社製)
                             60重量部
 ・アクリル樹脂粒子(平均粒径5μm)綜研化学社製    35重量部
 ・イソシアネート化合物(硬化剤)
   (製品名;XEL硬化剤、ザ・インクテック社製)    5重量部
 (樹脂材料b3(熱硬化型樹脂材料))
 ・ポリエステル樹脂(製品名;バイロン200、東洋紡社製)
                             60重量部
 ・アクリル樹脂粒子(平均粒径5μm)綜研化学社製    35重量部
 ・イソシアネート化合物(硬化剤)
   (製品名;XEL硬化剤、ザ・インクテック社製)    5重量部
 (樹脂材料b4(熱硬化型樹脂材料))
 ・ポリエステル樹脂(製品名;バイロンGK880、東洋紡社製)
                             60重量部
 ・アクリル樹脂粒子(平均粒径5μm)綜研化学社製    35重量部
 ・イソシアネート化合物(硬化剤)
   (製品名;XEL硬化剤、ザ・インクテック社製)    5重量部
 (樹脂材料b5(熱硬化型樹脂材料))
 ・ポリエステル樹脂(製品名;バイロン226、東洋紡社製)
                             60重量部
 ・アクリル樹脂粒子(平均粒径5μm)綜研化学社製    35重量部
 ・イソシアネート化合物(硬化剤)
   (製品名;XEL硬化剤、ザ・インクテック社製)    5重量部
 (樹脂材料b6(熱硬化型樹脂材料))
 ・ポリエステル樹脂(製品名;バイロン630、東洋紡社製)
                             60重量部
 ・アクリル樹脂粒子(平均粒径5μm)綜研化学社製    35重量部
 ・イソシアネート化合物(硬化剤)
   (製品名;XEL硬化剤、ザ・インクテック社製)    5重量部
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
〔評価方法および評価結果〕
 以上のようにして得られた光学シートを、加熱耐久試験として、80℃に加熱された雰囲気中に1000時間保持した。その後、光学シートに割れが発生しているか否かについて目視にて調査を行った。各光学シートに対する割れの有無の調査結果を、表2に示す。なお、各光学シートに対し、光制御層を硬化した後から加熱耐久試験を行うまでの間の条件は、以下の四種類とした。まず、条件1では、光制御層を硬化した後、光学シートに対してすぐに加熱耐久試験を実施した。条件2では、光制御層を硬化した後、光学シートを30℃の雰囲気中に1日間保管して加熱耐久試験を実施した。条件3では、光制御層を硬化した後、光学シートを30℃の雰囲気中に3日間保管して加熱耐久試験を実施した。条件4では、光制御層を硬化した後、光学シートを30℃の雰囲気中に7日間保管して加熱耐久試験を実施した。
 また、各光学シートの光制御層をなす樹脂材料a1およびa2並びに各光学シートの光拡散層のバインダー樹脂部をなす樹脂材料b1~b6について、ガラス転移温度Tgを調査した。各サンプルについて、光制御層をなす樹脂材料のガラス転移温度とバインダー樹脂部をなす樹脂材料のガラス転移温度との差を、ガラス転移温度差として、表2に示す。なお、ガラス転移温度の測定は、DSC法に準拠して行った。また、ガラス転移温度の測定には、示差走査熱量計(島津DSC-50)を用いた。
 さらに、各光学シートの光制御層をなす樹脂材料a1およびa2並びに各光学シートの光拡散層のバインダー樹脂部をなす樹脂材料(光拡散剤粒子は未含有)b1~b6を用いて、断面形状が一定である細長ストリップ状の試験片を作製した。作製された試験片を用いて、各樹脂材料a1,a2,b1~b6の伸び率Eを調査した。この伸び率Eは、いわゆる線膨張率に加熱前後の温度差を掛け合わせた値となる。すなわち、「伸び率E(単位:%)」とは、加熱前の所定温度での試験片の測定領域の長さLSと所定温度に加熱した後における試験片の測定領域の長さLEとの差ΔLの、加熱前の所定温度での試験片の測定領域の長さLSに対する割合(百分率)のことである。したがって、伸び率Eは、次式で表される。
     E(%)=(LE-LS)/LS×100
 加熱前の試験片の温度を20℃に設定し、試験片の温度を100℃まで上昇させていった。試験片が置かれた雰囲気の温度の上昇速度(加熱速度)は、毎分5℃とした。また、試験片の測定領域の幅を5mmとし、長さを約10mmとし、厚みを約150μmとした。表2に、加熱温度を80℃とした場合の伸び率E(%)の測定結果を示す。また、加熱温度にともなった伸び率E(%)の変化を、図19および図20に示す。なお、図19には、サンプル1~3に係る光学シートに用いられた樹脂材料a1,b1~3についての伸び率Eの測定結果を示す。一方、図20には、サンプル4~8に係る光学シートに用いられた樹脂材料a2,b2~b6についての伸び率Eを示す。
<3:輝度特性の評価>
 次に、実験3として以下に説明するようにして、面光源装置を作製し、該面光源装置に於いて輝度特性を評価した。
〔サンプル〕
(実施例A1)
 上述の実施の形態において説明した光学シートと同一構成の光学シートを作製した。具体的には、無色透明な厚さ100μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートから基部層を形成した。基部層上に、光拡散性粒子を分散させた熱硬化性樹脂を塗布し、光拡散層を形成した。光拡散性粒子の平均粒径は5μmであった。また、バインダー樹脂部をなすようになる熱硬化性樹脂として、UR4800を用いた。さらに、ウレタンアクリレートプレポリマーを主成分とするUV硬化性樹脂を光拡散層上に塗布して硬化し、光制御層を形成した。
 光学シートの主切断面において、光制御層の単位形状要素が実質的に三角形形状となるようにした。断面三角形形状は、実質的に、光学シートの法線方向と平行な対称軸を中心として線対称となっている二等辺三角形状となるようにした。断面三角形形状の頂角の角度を90°とした。断面三角形形状の高さを25μmとした。光学シートのシート面と平行になる単位プリズムの配列方向において、単位プリズムの配列ピッチを50μmとした。
 また、光学シートの内部における光拡散層の内部拡散度および内部透過度を測定した。内部拡散度は45%であり、内部透過度は88%であった。なお、内部拡散度および内部透過度は、上述の実施の形態で説明した測定用サンプルB(図6参照)を作製し、この測定用サンプルBのヘイズ値および像鮮明度をJIS K 7105に準拠して測定することによって特定した。
 このような実施例に係る光学シートを二枚用いて、図14に示す面光源装置と同一構成を有した実施例A1に係る面光源装置を作製した。すなわち、実施例A1に係る面光源装置において、入光側の光学シートの単位形状要素の配列方向は、光源の発光管の配列方向と平行であり、出光側の光学シートの単位形状要素の配列方向と直交するようにした。なお、面光源装置を構成する光学シート以外の構成要素は、市販されているディスプレイ(液晶表示装置)に組み込まれていた構成要素(装備)を使用した。
(実施例A2)
 実施例A2に係る面光源装置は、出光側の光学シートの出光側に、住友3M社製の偏光分離シート(DBEF)が設けられていることを除き、実施例A1に係る面光源装置と同一に構成した。
(実施例B1)
 実施例A1に係る面光源装置に用いられた構成要素と同一の構成要素を用いて、図15に示す面光源装置と同一構成を有した実施例B1に係る面光源装置を作製した。すなわち、実施例B1に係る面光源装置において、入光側の光学シートの単位形状要素の配列方向は、光源の発光管の配列方向と直交し、出光側の光学シートの単位形状要素の配列方向と平行になるようにした。そして、入光側および出光側の光学シートの単位形状要素の配列方向が光源の発光管の配列方向に対してなす角度が異なることを除き、実施例B1に係る面光源装置は、実施例A1に係る面光源装置と同一構成を有するようにした。
(実施例B2)
 実施例B2に係る面光源装置は、出光側の光学シートの出光側に、住友3M社製の偏光分離シート(DBEF)が設けられていることを除き、実施例B1に係る面光源装置と同一に構成した。
(比較例A1)
 比較例1に係る面光源装置用の光学シートとして、光拡散層を省いた点においてのみ実施例A1に係る面光源装置に組み込まれた光学シートとは異なる、光学シートを作製した。すなわち、比較例1に係る面光源装置用の光学シートを以下のようにして作製した。まず、無色透明な厚さ100μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートから基部層を形成した。ウレタンアクリレートプレポリマーを主成分とするUV硬化性樹脂を基部層上に直接塗布して硬化し、基部層上に光制御層を形成した。得られた光学シートの光制御部は、実施例A1に係る面光源装置に組み込まれた光学シートの光制御部と同一形状および同一寸法を有するようにした。
 得られた光学シートを二枚用いて、図14に示す面光源装置と同一構成を有した比較例A1に係る面光源装置を作製した。すなわち、比較例A1に係る面光源装置において、入光側の光学シートの単位形状要素の配列方向は、光源の発光管の配列方向と平行であり、出光側の光学シートの単位形状要素の配列方向と直交するようにした。なお、面光源装置を構成する光学シート以外の構成要素は、市販されているディスプレイ(液晶表示装置)に組み込まれていた構成要素(装備)を使用した。結果として、比較例A1に係る面光源装置は、使用した光学シートが光拡散層を含まないことのみにおいて、実施例A1に係る面光源装置と異なるようになった。
(比較例A2)
 比較例A2に係る面光源装置は、出光側の光学シートの出光側に、住友3M社製の偏光分離シート(DBEF)が設けられていることを除き、比較例A1に係る面光源装置と同一に構成した。結果として、比較例A2に係る面光源装置は、使用した光学シートが光拡散層を含まないことのみにおいて、実施例A2に係る面光源装置と異なるようになった。
(比較例B1)
 比較例A1に係る面光源装置に用いられた構成要素と同一の構成要素を用いて、図15に示す面光源装置と同一構成を有した比較例B1に係る面光源装置を作製した。すなわち、比較例B1に係る面光源装置において、入光側の光学シートの単位形状要素の配列方向は、光源の発光管の配列方向と直交し、出光側の光学シートの単位形状要素の配列方向と平行になるようにした。そして、入光側および出光側の光学シートの単位形状要素の配列方向が光源の発光管の配列方向に対してなす角度が異なることを除き、比較例B1に係る面光源装置は、実施例A1に係る面光源装置と同一構成を有するようにした。また結果として、比較例B1に係る面光源装置は、使用した光学シートが光拡散層を含まないことのみにおいて、実施例B1に係る面光源装置と異なるようになった。
(比較例B2)
 比較例B2に係る面光源装置は、出光側の光学シートの出光側に、住友3M社製の偏光分離シート(DBEF)が設けられていることを除き、比較例B1に係る面光源装置と同一に構成した。結果として、比較例B2に係る面光源装置は、使用した光学シートが光拡散層を含まないことのみにおいて、実施例B2に係る面光源装置と異なるようになった。
〔評価方法および評価結果〕
 各面光源装置について、各方向から輝度を測定した。輝度の測定には、ミノルタ製BM-7を輝度計として用いた。測定結果を図21および図22に示す。図21および図22の輝度分布の欄に示された円状のグラフにおいては、各面光源装置の正面方向輝度に対する輝度の割合として各方向における輝度の角度分布が示されている。例えば、円状グラフにおける0と180とを結ぶ方向における輝度の分布は、水平面(発光管の長手方向および表示面の法線方向の両方に平行な面)内の各測定方向において測定された輝度の角度分布を示しており、同様に、円状グラフにおける90と270とを結ぶ方向における輝度の分布は、鉛直面(発光管の配列方向および表示面の法線方向の両方に平行な面)内の各測定方向において測定された輝度の角度分布を示している。また、円状グラフの中心が正面方向で測定された輝度を表し、円状グラフの中心から半径方向へ離間するにしたがって、より大きな測定角度(輝度を測定する向が正面方向に対してなす角度)で測定された輝度の値(正面方向に対する割合)を示している。
 また、図21および図22において、半値角の欄には、輝度の測定値が正面方向輝度の半分の輝度となった水平方向面内の測定角度(水平方向半値角)を示している。
 さらに、図21および図22において、構成の欄には、光源の発光管22aの配列方向、入光側に配置された光学シート30a1の単位形状要素の配列方向、出光側に配置された光学シート30a2の単位形状要素の配列方向、および、偏光分離フィルム29の有無を模式的に表している。
 図21および図22に示すように、実施例A1と比較例A1とを比較した場合、および、実施例B1と比較例B1とを比較した場合、いずれも、実施例に係る面光源装置の方が、輝度の角度分布を滑らかに変化させることができた。とりわけ、比較例A1および比較例B1では、正面方向から離れた測定角度域に、第2のピークが形成されていた。
 また、比較例A1および比較例B1については、水平方向での輝度の角度分布と鉛直方向での輝度の角度分布とは大きく異なっていた。また、比較例A1に関する輝度の大きさを表す等高線のパターンは、90°回転させると、比較例B1に関する輝度の大きさを表す等高線のパターンに類似するようになった。すなわち、比較例A1の水平方向での輝度の角度分布が比較例A2の鉛直方向での輝度の角度分布に類似しており、比較例A1の鉛直方向での輝度の角度分布が比較例A2の水平方向での輝度の角度分布に類似していた。
 一方、実施例A1について、水平方向での輝度の角度分布と鉛直方向での輝度の角度分布とは概ね類似していた。同様に、実施例B1についても、水平方向での輝度の角度分布と鉛直方向での輝度の角度分布とは概ね類似していた。すなわち、実施例A1および実施例B1に係る面光源装置では、偏光分離フィルムを用いなくとも、輝度の方向依存性が十分に弱められていた。
 また、実施例に係る面光源装置について測定された半値角の値は、対応する比較例に係る面光源装置について測定された半値角の値と比較して、大きかった。すなわち、実施例に係る面光源装置によれば、広い視野角を確保することができた。
 なお、偏光分離フィルムを設けた場合、半値角を大きくすることができた。ただし、偏光分離フィルムを設けていない実施例A1およびB1に係る面光源装置の半値角は、概ね、偏光分離フィルムを設けている比較例A2およびB2に係る面光源装置の半値角と同程度以上となった。

Claims (18)

  1.  シート状の基部層と、
     前記基部層のシート面と平行な方向に並べられた複数の単位形状要素を有する光制御層と、
     前記基部層と前記光制御層との間に配置された光拡散層と、を備え、
     前記光拡散層は、バインダー樹脂部と、前記バインダー樹脂部中に分散された粒子と、を有し、
     前記バインダー樹脂部中には、前記粒子の単体が凝集してなる凝集体が含まれている
    ことを特徴とする光学シート。
  2.  前記光学シートの内部における前記光拡散層による光の拡散の程度をヘイズ値により表した値である光拡散層の内部拡散度が、20以上である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  3.  前記光学シートの内部における前記光拡散層を透過する光の割合の程度を、0.125mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、0.5mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、1.0mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、2.0mmの光学櫛を用いた場合の像鮮明度により表した値と、の和である光拡散層の内部透過度が、70以上である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  4.  前記光拡散層は、前記基部層および前記光制御層の間に、前記基部層および前記光制御層の両方に隣接するようにして配置され、
     前記光制御層は最出光側に配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  5.  前記光拡散層の前記光制御層側の面が粗面である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  6.  前記光拡散層の前記光制御層側の面が、凸部を有した粗面として形成され、
     前記光拡散層の前記バインダー樹脂部の屈折率は、前記光制御層の側から当該光拡散層に隣接する層の屈折率とは異なり、
     前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記凝集体または前記粒子の単体からなり前記光拡散層中に存在する粒状体の半径の平均値とは異なる
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  7.  前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記光拡散層中の前記粒状体の半径の平均値よりも小さい
    ことを特徴とする請求項6に記載の光学シート。
  8.  前記凸部の頂部における曲率半径の平均値が、前記光拡散層中の前記粒状体の半径の平均値よりも大きい
    ことを特徴とする請求項6に記載の光学シート。
  9.  20℃から80℃まで加熱した場合における前記光制御層をなす材料の線膨張率に対する、20℃から80℃まで加熱した場合における前記光拡散層の前記バインダー樹脂部をなす材料の線膨張率の比が1500%以下となっている
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  10.  前記光制御層をなす材料のガラス転移温度と、前記光拡散層の前記バインダー樹脂部をなす材料のガラス転移温度と、の差が30℃以下である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。
  11.  光源と、
     前記光源からの光を受ける請求項1に記載の光学シートと、を備える
    ことを特徴とする面光源装置。
  12.  前記光制御層の前記単位形状要素によって形成される面が、発光面を構成するようにして、前記光学シートが配置されている
    ことを特徴とする請求項11に記載の面光源装置。
  13.  複数の発光管を有する光源と、
     請求項1に記載された光学シートであって、光源に対面する位置に配置された入光側の光学シートと、
     請求項1に記載された光学シートであって、前記入光側光学シートの出光側に配置された出光側の光学シートと、を備え、
     前記入光側光学シートの前記光制御層の前記単位形状要素は、その配列方向と交差する方向に線状に延び、
     前記出光側光学シートの前記光制御層の前記単位形状要素は、その配列方向と交差する方向に線状に延び、
     前記入光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向が、前記出光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向と交差している
    ことを特徴とする面光源装置。
  14.  前記入光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向が、前記発光管の配列方向と直交し、
     前記出光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向が、前記入光側光学シートの前記単位形状要素の配列方向と直交している
    ことを特徴とする請求項13に記載の面光源装置。
  15.  透過型表示部と、
     前記透過型表示部に対向して配置された請求項11に記載の面光源装置と、を備える
    ことを特徴とする透過型表示装置。
  16.  前記透過型表示部は、前記面光源装置と向き合う入光側面としての平滑面を有し、
     前記面光源装置の光学シートは、前記光制御層の前記単位形状要素が前記透過型表示部の前記平滑面に接触するようにして、配置されている
    ことを特徴とする請求項15に記載の透過型表示装置。
  17.  透過型表示部と、
     前記透過型表示部に対向して配置された請求項13に記載の面光源装置と、を備える
    ことを特徴とする透過型表示装置。
  18.  前記透過型表示部は、前記面光源装置と向き合う入光側面としての平滑面を有し、
     前記面光源装置の光学シートは、前記光制御層の前記単位形状要素が前記透過型表示部の前記平滑面に接触するようにして、配置されている
    ことを特徴とする請求項17に記載の透過型表示装置。
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