JP2009063905A - 光学シートとそれを用いるバックライトユニットおよびディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】部材を一体化するときは、バイメタル効果で環境信頼性が劣化する。本構成を用いた一体型光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置において、バイメタル効果を減少させることで、挙動を安定化することにより高表示品位化、低価格化をはかったディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】一体型光学シート３９は、光拡散板１と、レンズシート４とがそれらの厚さ方向に接合されて構成された一体型光学シートである。レンズシート４は、板状の光透過性基材４Ａと、光透過性基材４Ａが光拡散板１に対向する面と反対の面に設けられ光の方向を制御するレンズアレイ部４Ｂとを有している。光透過性基材４Ａとレンズアレイ部４Ｂは、無延伸法で製造され、言い換えると、無延伸材料で形成されている。光拡散板１とレンズシート４とを線膨張係数がほぼ同等のものを使用している。
【選択図】図１

Description

本発明は、直下型液晶バックライト用光拡散板に関する。詳しくは液晶バックライト用部材として用いた際に、光源ランプのランプイメージ効果に優れた光拡散板に関するものである。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。

このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側（観察者側）に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。

この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管（ＣＣＦＴ）等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆる、エッジライト方式）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば、図７に示すものが一般に知られている。

これは、上部に偏光板７１，７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に、略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材からなる導光板７９が設置されており、該導光板の上面（光射出側）に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。

さらに、この導光板７９の下面に、導光板７９に導入された光を効率よく上記液晶パネル７２方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる（図示せず）と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム（反射層）７７が設けられている。

また、上記導光板７９には、側端部に光源ランプ７６が取り付けられており、さらに、光源ランプ７６の光を効率よく導光板７９中に入射させるべく、光源ランプ７６の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター８１が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ_２）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板７９内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。

さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図８に示すように、拡散フィルム７８と液晶パネル７２との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）７４，７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム７４，７５は導光板７９の光射出面から射出され、拡散フィルム７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。

一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置が用いられている。

直下型方式の液晶表示装置としては、図９に例示する装置が一般的に知られている。これにおいては、上部に偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源５１から射出され、拡散フィルム８２のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。光源５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源５１の背面には、リフレター５２が配置されている。

直下型方式に用いられている拡散板は、表示装置の構成上線状光源の光を散乱させ、なおかつ光源が透けて見えないことが求められるため、光散乱粒子が配合されており、近年の直下型方式の急増に合わせて様々な開発が行われてきた。その開発の多くは高透過、高拡散を目的とし。光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を制御するものである。

しかしながら、図９に例示する装置でも、視野角の制御は、拡散フィルム８２の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。

そのため一つの解決方法として、図１１に示すように従来より拡散フィルム７０の上に図１０に示す米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）を配置し、さらにその上に光拡散フィルム８４を配置する方法が採用されている。ここでＢＥＦとは、透明部材７０上に断面三角形状の単位プリズム７２が一方向に周期的に配列されたフィルムである。
このプリズムは光の波長に比較して大きいサイズピッチである。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。

ディスプレイの使用時（観察時）に、ＢＥＦは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここでいう「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。
プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能であり、水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように、２枚のシートを重ねて組み合わせて用いられる。

ＢＥＦの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
ＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献１乃至３に例示されるように多数のものが知られている。
上記のようなＢＥＦを輝度制御部材として用いた光学シートでは、屈折作用によって、光源からの光が、最終的には、図１１に矢印Ｘで示すように、制御された角度でフィルムより出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。

しかしながら、同時に視聴者の視覚方向に進むことなく、図１１に矢印Ｙで示すように、横方向に無駄に出射する、想定外の光線が存在する。このため、図１２に点線Ｂで示すように、ＢＥＦを用いた光学シートから出射される光強度分布は、視聴者の視覚方向、すなわち視覚方向Ｆに対する角度が０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高められるものの、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークが生じ、即ち、横方向から無駄に出射される光（サイドローブ）が増えてしまうという問題がある。

また、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定されるため、ピーク幅を適度に拡げるために、図１０に示すプリズムシートとは別部材の光拡散フィルム３００を新たに併用する必要があり、部材数の増加を伴ってしまうという問題がある。

上述のように、この光学シートは、光の利用効率の向上だけでなく、光源のムラの除去、ランプイメージ消し、ディスプレイの視域の確保など様々な機能が求められており、一般的には複数枚の光学シートを重ね合わせることによって構成されている。しかしながら、光学シートの構成枚数が多いと、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、また光学シートの間のゴミの影響を受ける、などの問題がある。

ところで、またこのような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。
特に、最近、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。

しかしながら、上述したように従来の装置では、薄型化、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、薄型化、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できる光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。
特に、ディスプレイ装置の薄型化を図るためには、バックライトユニットを構成する光学部材も薄型化する必要があり、薄型化を図るとそれら光学部材は高温、低温での形状変化（歪）が生じ易く、高表示品位を確保しがたい。
特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報

本発明は、薄型化時に光源と熱がたまりやすくなることで、光学シートの歪が発生しない、バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供し、より薄型化、高表示品位化、低価格化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
すなわち、請求項１の発明は、光拡散板と、レンズシートとがそれらの厚さ方向に接合されて構成された一体型光学シートであって、前記レンズシートは、板状の光透過性基材と、前記光透過性基材が前記光拡散板に対向する面と反対の面に設けられ光の方向を制御するレンズアレイ部とを有し、前記光透過性基材と前記レンズアレイ部は、無延伸法で製造されており、前記光拡散板と前記レンズシートとは線膨張率がほぼ等しいことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記光透過性基材と前記レンズアレイ部は同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シートである。
また、請求項３記載の発明は、前記光透過性基材と前記レンズアレイ部は互いに異なった材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シートである。
また、請求項４記載の発明は、前記光拡散板または前記光透過性基材または前記レンズアレイ部の少なくとも一つに光を拡散させる微粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シートである。
また、請求項５記載の発明は、前記光拡散板と前記光透過性基材とは空気層を挟んで接合されていることを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シートである。
また、請求項６記載の発明は、表示画像を規定する画像表示素子の背面に配置されるディスプレイ用バックライトユニットであって、光源と、請求項１乃至５に何れか１項記載の一体型光学シートを含むことを特徴とするディスプレイ用バックライトユニットである。
また、請求項７記載の発明は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に設けられた請求項６記載のディスプレイ用バックライトユニットとを備えることを特徴とする表示装置である。

上述したように、本発明に係る一体型光学シートは、図１１に示す拡散シート３００を使用しなくても、図１２に実線Ａで示すような光強度分布が得られライトイメージ低減効果を達成することが可能であるため、部材数削減に伴う薄型化、低価格化が可能である。
また、高温、低温での形状変化の小さい信頼性の優れた一体型光学シートが得られ、高表示品位が確保されたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
まず本発明の実施の形態を図３に示し、バックライトユニット４４は、ランプハウス４３内に収納されたシリンダー形状の複数の光源４１と、各光源４１からの光Ｈを、偏光板３１，３３に挟まれた液晶３５からなる液晶パネル３２に供給する一体型光学シート３９を備えてなる。なお、図中４５は、複数の光源４１の背面側に配置された光反射板である。
また、本発明の実施の形態に係るディスプレイ装置Ｌは、前述の光源４１と一体型光学シート３９とさらにその上に液晶パネル３２を含んだ装置である。この場合は、ディスプレイ装置は液晶表示装置を示すが、これに限らず、上述の一体型光学シート３９を含んだ、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等画像を光利用して表示する表示装置であればその種類は問わない。

直下型バックライトユニット４４は、光を散乱や集光させる光拡散板１が使用されており、光源４１側に用いられ、光の利用効率を高めて、光源４１の裏面には、通常反射板や反射フィルムが配置されている。

光源４１は、蛍光灯などの線状光源をいい、液晶ディスプレイ用には、通常冷陰極管が用いられる。

一体型光学シート３９は、光拡散板１と、レンズシート４とがそれらの厚さ方向に接合されて構成された一体型光学シートである。
光拡散板１は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された粒子から構成されている。

光拡散板１に使用される透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン等を使用することができる。

また、前記透明樹脂中に分散される粒子としては、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。

ここで、光拡散板１は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散される粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と粒子の屈折率は、十分な光拡散特性を得るために異なる必要がある。透明樹脂の屈折率と粒子の屈折率の差は０．０２以上であることが望ましい。

そして、これら透明樹脂中に粒子を分散して、押出し成型することにより、板状の光拡散板を製造することができる。その厚みは、１〜５ｍｍであることが望ましい。
１ｍｍ未満の場合、光拡散板１は薄くコシがないのでたわむという欠点がある。一方５ｍｍを越えると、光源４１からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。

光拡散板１の出射面１０１側とレンズシート４の入射面１０２の間に設けられ、光拡散板１とレンズシート４の空隙２００を保持しながら接着剤または粘着剤等で固定する固定要素３を有している。
固定要素３として、光拡散板１によって散乱した光を透過する複数のリブ、接着剤層または粘着剤層、または光拡散板１によって散乱した光を光拡散板１側に反射する複数の反射表面を有するもしくは反射材を含むリブ、反射材を含有した接着剤層または粘着剤層が挙げられる。しかし固定要素３はこれらの手法によって形成されるものに限定されるものではなく、溶着する方法、固定具を用いる方法、エキシマを照射し常温接合する方法によっても形成される。

ここで固定要素３は、光拡散板１の出射面１０１及びレンズシート４の入射面１０２を全て覆うものではない。
すなわちこれにより、図３の光拡散板１とレンズシート４の間に、空隙２００を備えることができる。このような空隙２００により透過する光を集光してレンズシート４に導くことが可能となる。空隙２００は、例えば、空気や窒素等の気体からなる。

まず、固定要素３として、接着剤層または粘着剤層を用いる場合について述べる。接着剤層または粘着剤層を付ける位置は、光拡散板１とレンズシート４の表示領域外（ディスプレイ装置にレンズシート４が組み込まれた場合に画像表示に使用される以外の領域をいう）を少なくとも部分的に接合する。しかし場合によっては、ディスプレイの画像表示品位（例えば、固定要素３がディスプレイから視認される等）に影響がなければ、接着剤層または粘着剤層が表示領域内にあっても良い。

接着剤層または粘着剤層としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の接着剤層または粘着剤層が挙げられる。いずれの場合も高温のバックライト内で使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が １．０Ｅ＋０４ Ｐａ以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に光拡散板１とレンズシート４がずれる場合があり望ましくない。また安定に空隙２００を確保するために、接着剤層または粘着剤層の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。
また接着剤層または粘着剤層は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。

さらに、表示領域内に接着剤層または粘着剤層を使用する場合、その接着剤層または粘着剤層の使用に伴う光の吸収は１％以内でなければならない。１％を超えると一体型光学シート３９から射出する積算光量が減少し、レンズシート４の形状によらず軸上輝度が低下するなどの影響が出るため好ましくない。

接着剤層または粘着剤層を配置する方法として、コンマコーター等の各種塗工装置、印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方法、または筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。

本発明では、光拡散板１とレンズシート４を固定するため、バイメタル効果が発生し、挙動が不安定になる。光拡散板１には、次のような基板が用いられ、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルスチレン樹脂及びシクロオレフィンポリマーの線膨張係数は、それぞれ６．７×１０^−５（／℃）、７×１０^−５（／℃）、７×１０^−５（／℃）及び６〜７×１０^−５（／℃）である。
一方、レンズシート４が、例えばＰＥＴを含む場合、ＰＥＴの線膨張係数は２．７×１０^−５（／℃）であり、光拡散板１の線膨張係数の方が大きい。従って、一体型光学シート３９が熱を受け、変形する。
そのため、本発明では、レンズシート４を無延伸法である押出し法で成型し、光拡散板１とレンズシート４とを線膨張係数がほぼ同等のものを使用しているので、反りが発生せず、信頼性が良好になる。押し出しフィルムとしては、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルアクリルスチレン等である。
なお、レンズシート４を無延伸法で製造すると、出来上がったレンズシート４自体が延伸されておらず、無延伸の材料で形成されていることになるので、残留応力も極めて少なく、そのため熱による反りなどの変形を小さくする上で極めて有利となる。

レンズシート４について説明する。
図１は、レンズシート４および光拡散板１の断面図である。
レンズシート４は、板状の光透過性基材４Ａと、光透過性基材４Ａが光拡散板１に対向する面と反対の面に設けられ光の方向を制御するレンズアレイ部４Ｂとを有している。
レンズアレイ部４Ｂは、例えば、多数の凸シリンドリカル形状の単位レンズが並列して形成されている。
光透過性基材４Ａとレンズアレイ部４Ｂは、無延伸法で製造され、言い換えると、無延伸材料で形成されている。
光透過性基材４Ａとレンズアレイ部４Ｂは同一の材料で形成されていてもよく、あるいは、光透過性基材とレンズアレイ部は互いに異なった材料で形成されていてもよい。
光透過性基材４Ａとレンズアレイ部４Ｂとを同一の材料で形成する場合には、例えば、熱可塑性樹脂を溶融し、レンズシート４の形状に切削した金型ロールに通し、さらに押圧することでレンズシート４を作製する。すなわち、無延伸法である押出し法による成形で作製される。
また、光透過性基材４Ａとレンズアレイ部４Ｂを互いに異なった材料で形成する場合には、例えば、無延伸材料であるPET等の樹脂からなる光透過性基材４Ａの上に、UV硬化性樹脂をレンズ形状に塗布し、塗布されたUV硬化性樹脂にUVを照射しレンズアレイ部４Ｂを形成することによりレンズシート４が作製される。
なお、光透過性基材４Ａやレンズアレイ部４Ｂの少なくとも一方に光を拡散させる微粒子７を混合するなど任意である。
このレンズシート４は、レンズアレイ部４Ｂが出射面１０３を構成している。

上述のレンズシート４は、図３より、光源４１から光拡散板１及び空隙（空気層）２００を伝達してきた光を入射する入射面１０２から入射し、さらにその光を出射面１０３から光学利得が１以上で出射するものである。

ここで光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を１として、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。
また、完全拡散とは、吸収が０で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が１以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。

図２は光学シュミレーション（ＲａｙＴｒａｃｉｎｇシミュレーション）によるレンズの説明図である。図２（ａ）は通常の単位レンズシートの一つの単位レンズから正面方向（０度）に出る光線を示す。これよりレンズの全面から光線が出ることが分かる。
図２（ｂ）に示しているのは図２（ａ）と同じ単位レンズシートの単位レンズの正面方向ではなく垂直斜め方向近辺（６０度〜９０度）に出る光を示す。これより図２（ｂ）の斜め方向の光はレンズの頂点付近３０２からしか出ないことが分かる。
すなわち、レンズシートから出る全体の輝度分布において光のロスになるサイドローブと呼ばれる部分はレンズシートの各単位レンズの頂点付近から出射される光である。

本発明の構成は、信頼性が高く、高温や低温においても挙動が安定である。バックライトの輝度向上に用いる用途以外にも、ＬＣＤ、ＥＬやＰＤＰなどディスプレイの視野角コントロールフィルムや、コントラスト向上フィルム、太陽電池用の光制御フィルム、投射スクリーンなどに用いることができる。

図４は光源４１側に導光板４７を用いた構成を示し、図５は光源としてＥＬ光源４７を用いた構成を示している。
本発明の構成は、光源が、冷陰極蛍光ランプの場合はもちろん、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているＬＥＤ、ＥＬ（図５）、半導体レーザー等を用いたディスプレイ装置にも用いることができる。

ここで、ディスプレイ装置の光源としてＬＥＤを用いる場合、図６（ａ）に示すように、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射するものや、図６（ｂ）に示すように拡散板等を用いた赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射することができるものにも使用できる。

またバックライトユニットにおいては、ますます薄型化が進んでおり、それに従い光源と光学シートの距離も短くなっているが、本発明の構成を使用すれば直下型や図４に示すサイドエッジ型のバックライトユニットにおいても、光源ランプ同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
さらにディスプレイ装置もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い一体型光学シート３９のサイズも大きくなっていくが、本発明の構成は薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置にも十分に使用できる。
（実施例）

（実施例１）
光透過性基材４Ａとレンズアレイ部４Ｂの材料として、屈折率１．５９の熱可塑性ポリカーボネート樹脂を使用し、屈折率１．４９、粒径２μｍのスチレン粒子を０、４０重量％添加したものを、押出し法によって無延伸のレンズシート４を作製した。レンズアレイ部４Ｂはピッチ１４０μｍの凸シリンドリカル形状である。すなわち、凸シリンドリカル形状に切削した第１金型ロールを押出し機に近接して配置し、熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融、上記押出し機により成型し、当該シートが冷却、硬化する前に上記第１金型ロールによってレンズアレイ部４Ｂを形成して、レンズシート４を得た。なおレンズ形状に関しては、上記凸シリンドリカル形状に限らず、プリズム形状等でも良い。
この押出し法により得られたレンズシート４は、線膨張係数は、６．７×１０^−５（ｃｍ^２／℃）であり、厚さは０．４ｍｍである。
なお、光学的には、粒子を添加することにより、粒子を添加しなかったものと比較すると射光輝度分布形状は変化し、サイドローブが低減され、最大傾斜角が緩やかになり、視野角が広くなった。

光拡散板１の材料として、メチルアクリレート樹脂１００重量部に拡散材として平均粒径６μｍシリコンと４μｍシリコン系ビーズをそれぞれ４重量部添加した。積層押出機によって上記積層シートを押出し、光拡散板１を作製した。このときの押出機のダイ温度は２５０℃でロール温度（２ロール）を９０℃に設定し、樹脂の押出量を調整して、光拡散板１を作製した。
この光拡散板１の線膨張係数は、７×１０^−５（ｃｍ^２／℃）であり、厚さは１．５ｍｍと２ｍｍである。

このようにして製作された７００×９００ｍｍサイズのレンズシート４と光拡散板１を、厚さ１０μｍの粘着シートを用いて、一体化した。なお、一体化の方法としては、粘着材でも良いし、接着剤でも良く、固定位置は、リブ形状固や、端４辺でも良い。すなわち、固定方法や固定部材は何を用いても良い。信頼性の確認として、この一体型光学シートをディスプレイに設置をして、それぞれ高温下、低温下、高温高湿下に２４時間おいた後に反り形状を確認した。

（実施例２）
レンズシート４に添加する拡散剤の影響を確認するために、レンズシート４に、実施例１とは異なる拡散材を添加し、実施例１と同様に押出し法により無延伸材料を作製した。拡散材は平均粒径３μｍのシリコンビーズと、平均粒径６μｍのシリコンビーズである。その信頼性評価を行った。

（実施例３）
光拡散板の表面上に賦形を加えたものの影響を確認する為に、光拡散板表面に、光拡散板と同一材料でプリズムやレンチキュラー形状をしたレンズを付加したものを押出し法により作製し、その信頼性評価を行った。なお、付加するレンズ形状に関しては、上記に示したプリズムやレンチキュラー形状以外でも構わない。

（比較例）
光透過性基材４Ａの材料として２軸延伸ＰＥＴを用いた。凸状シリンドリカル形状に切削した金型ロール上にアクリル系ＵＶ硬化性樹脂を塗布し、ＵＶを照射することにより、ＰＥＴ上にレンズアレイ部４Ｂを形成した。このＰＥＴの線膨張係数は２．７×１０^−５（ｃｍ^２／℃）であり、厚さは０．０７５ｍｍと０．１８８ｍｍである。
これを実施例１で用いた厚さ２ｍｍの光拡散板と一体化し、その信頼性評価を行った。

実施例１〜３および比較例の信頼性評価を行った結果を図１３に示した。
比較例においては、レンズシート４に延伸ＰＥＴを使用しているために、光拡散板との線膨張係数が大きく異なり、バイメタル効果により反り形状が大きく変形した。すなわち、高温下では光源側凸に、低温下では液晶側凸に反りが付いた。今後、光源と光学シートの距離が短くなっていくに従い、画像の視認性に影響が出てくる可能性がある。
これに対し、本発明における実施例１〜３では、レンズシート４に無延伸ＰＣを使用しているために光拡散板との線膨張係数がほぼ同等であり、この効果により、信頼性試験後でも反り形状がほぼフラットで良好に保たれており、薄型化が図れるものである。なお、特にＰＣに限らず、無延伸材料で光拡散板との線膨張係数がほぼ同等に保たれていれば材料は他のものでも良い。
また、実施例２，３から、同一材料で形成されていれば、レンズシート中の拡散材の種類やレンズアレイ部の形状、あるいは光拡散板表面へのレンズ等の賦形は、反り挙動には大きく影響しなく、任意の表面形状賦形や拡散剤の選択により輝度配向分布を変化させることができ、高表示品位化、薄型化が図れるものである。

本発明の実施の形態を示す説明図である。 （ａ）従来技術によるシリンドリカルレンズの光学シュミレーション結果を示す説明図である。（ｂ）従来技術によるシリンドリカルレンズの光学シュミレーション結果を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 （ａ）本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。（ｂ）本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術によるＢＥＦの斜視図を示す説明図である。 従来技術による液晶表示用光学シートの構成例を示す説明図である。 ＢＥＦを用いた光学シートから出射される光強度分布を示す説明図である。 実施例１〜３および比較例の信頼性評価を行った結果を示す図である。

符号の説明

Ｈ、Ｋ光、Ｔ…レンズ支持部厚さ、α…レンズアレイの単位レンズの凹凸の谷部からの垂線と単位レンズの接線がなす角度、β…レンズシートの出射面に形成された単位レンズと光入射面に形成された凹凸構造のなす角、Ｌ…視認面（ディスプレイ表示面）１…光拡散部材、２…微粒子層、３…固定要素、４…レンズシート、５…レンズ部、７…第１拡散材、８…第２拡散材、３１、３３、７１、７３…偏光板、３２、７２…液晶パネル、３５…液晶層、３９…光学シート、４１、５１、７６…光源、４３…ランプハウス、４５…光反射板、４７、７９…導光板、４９…ＥＬ光源、５１、５３…ＬＥＤ光源、７０、７８、８２、８４…拡散フィルム、７４、７５…プリズム、７７…反射フィルム、１００…光拡散材の光入射面、１０１…光拡散材の光出射面、１０２…レンズシートの光入射面、１０３…レンズシートの光出射面、２００…空隙、３００…拡散シート、３０２…単位レンズの頂点付近。

Claims (7)

1. 光拡散板と、レンズシートとがそれらの厚さ方向に接合されて構成された一体型光学シートであって、
   前記レンズシートは、板状の光透過性基材と、前記光透過性基材が前記光拡散板に対向する面と反対の面に設けられ光の方向を制御するレンズアレイ部とを有し、
   前記光透過性基材と前記レンズアレイ部は、無延伸法で製造されており、
   前記光拡散板と前記レンズシートとは線膨張率がほぼ等しい、
   ことを特徴とする一体型光学シート。
2. 前記光透過性基材と前記レンズアレイ部は同一の材料で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シート。
3. 前記光透過性基材と前記レンズアレイ部は互いに異なった材料で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シート。
4. 前記光拡散板または前記光透過性基材または前記レンズアレイ部の少なくとも一つに光を拡散させる微粒子を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シート。
5. 前記光拡散板と前記光透過性基材とは空気層を挟んで接合されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学シート。
6. 表示画像を規定する画像表示素子の背面に配置されるディスプレイ用バックライトユニットであって、
   光源と、請求項１乃至５に何れか１項記載の一体型光学シートを含む、
   ことを特徴とするディスプレイ用バックライトユニット。
7. 画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
   前記画像表示素子の背面に設けられた請求項６記載のディスプレイ用バックライトユニットとを備える、
   ことを特徴とする表示装置。

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