JP2009237475A - 光学シートとそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
固定要素と支持要素の剥離防止と空気層のつぶれ防止とをすることができ、光の利用効率に優れ、輝度ムラを抑制できる光学シート、及びそれを備え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である。
【解決手段】
光制御シートの光入射面側には支持要素があり、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを固定要素を介して一体化されてなる光学シートであって、前記支持要素と前記固定要素との剥離強度α［ｇｆ／ｉｎｃｈ］が３０≦αを満たしかつ、前記支持要素の前記光制御シートの前記光入射面に対する、面積比率βが、５０％より大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、画素単位での透過／非透過のレンズシート及びディスプレイ用光学シート、あるいは透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、背面側から照射するバックライトユニット、ディスプレイ装置に関する。

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（反観察者側）に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照射する方式、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システムが搭載された液晶表示装置としては、例えば図５に示すような構成のものが一般的に知られている。

これは、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が配設されており、当該導光板の上面（光射出面）に拡散フィルム（拡散層）７８が配設されている。

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の方向に均一となるように散乱して反射させ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（ＴｉＯ２ ）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混物を、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６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。

しかしながら、図５に例示した装置では、視野角の制御は、拡散フィルム７８の拡散性のみに委ねられているが、その制御は難しく、ディスプレイを正面から見たとき、中心部は明るいが、周辺部は暗くなることは避けられない。特に、ディスプレイを横から見た時の正面に対しての輝度の低下が大きいことで様々な問題があった。
さらに、図６は上述の拡散フィルムとさらにプリズムフィルムを用いる装置で、横方向と縦方向の視野を広げるために、プリズムフィルムを２枚使用しているが、プリズムフィルムの入射光が吸収されるから正面輝度が低下してしまう。また、部材点数が増加するためコストが上昇する原因にもなっていた。

一方、大型の液晶ＴＶなどのディスプレイには多くの直下型方式が採用されている。

直下型方式の液晶表示装置としては、図７に例示する装置が一般的に知られている。この場合、装置の最上部に偏光板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、リフレクター５２が配置されている。

しかしながら、図７に例示する装置でも、視野範囲の制御は、拡散フィルム８２の拡散性のみに委ねられているが、その制御は難しく、ディスプレイを正面から見たとき、ディスプレイの中心部は明るいが、周辺部は暗くなることは避けられない。
特に、ディスプレイを横から見た時の正面に対しての輝度の低下が大きいことで様々な問題があった。さらに、拡散フィルムとプリズムフィルムを用いる装置で、横方向と縦方向の視野を広げるために、プリズムフィルムを２枚使用しているが、プリズムフィルムの入射光が吸収されるから正面輝度が低下してしまう。また、部材点数が増加するためコストが上昇する原因にもなっていた。

また光源５１同士の間隔を広げ光源５１への数を削減し、低コスト化を図る試みもあるが、その場合ディスプレイ上に光源による輝度ムラが生じやすく、結果として、消費電力の増加を招く原因となっていた。

ところで、上述のようなディスプレイでは、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、ディスプレイ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。

しかしながら、上述したような従来の装置では、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難く、ユーザからは、低価格，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バックライトユニットの開発が待ち望まれている。

上述の状況を鑑みて本出願人は、例えば、特許文献１のように、液晶パネルと、この液晶パネルに背面側から光を照射する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層が設けられ、該レンズ層焦点面近傍に開口をもつ遮光部を有することを特徴とする液晶表示装置を提案している。

上記の特許文献１には、図８から図１０に示されるように、液晶パネルとバックライトユニットの間に遮光部を有するレンズシートを配置してなる構成が開示されているが、図８から図１０のいずれも、レンズシートは液晶パネル側にレンズ部を構成する凹凸形状を有している。

上述のレンズシートを介在させたことによる作用効果は、導光板から射出する光が有する拡散性をレンズ作用により変調して、液晶パネル側にレンズ部を構成する凹凸形状を有している。

上述のレンズシートを介在させたことによる作用効果は、導光板から射出する光が有する拡散性をレンズ作用により変調して、液晶パネル側に方向をそろえて射出させることが可能となる点にある。

加えて、特定箇所に開口を形成したことにより、液晶パネルの画素に入射する光量を選択的に多くすることが可能となり、バックライトの利用効率が向上することと、前記開口の形状を制御することで表示光の視野領域も制御することが可能となることである。

また近年、製造の効率化やディスプレイ装置の薄型化に伴い、特許文献２のような光学機能部材と光拡散部材とが固定要素によって接合されたシンプルな構造の光学シートが開発されている。

しかし、輝度制御部材と拡散層とを一体化する上で、隣り合う支持要素の間に形成される空気層を変形させずに保持することが難点となっている。そこで、空気層を有する反射層を、輝度制御部材と拡散層との間のスペーサーとして用い、該反射層間の空気層を形成することが考えられる。これにより、固定要素を介して、拡散層と輝度制御部材とを貼り合わせることで、空気層の形状を変形させずに保持することができる。
特開２０００−２８４２６８号公報 特開２００６−１０６１９７号公報

しかしながら、上述のような構成の場合、以下のような問題点がある。
すなわち、固定材料による拡散層と輝度制御部材との貼り合わせには、空気層を潰さない程度に固定材料を薄膜化する必要がある。しかし、固定材料を薄膜化することで、拡散層の表面凹凸が空気層内に浮き出て、固定要素の密着性が低下し、固定要素が剥がれてしまうという問題がある。
また、拡散層と輝度制御部材との十分な密着性を確保するために、固定材料として柔軟な接着剤又は粘着剤を使用すると、接着剤又は粘着剤の流動性が高いので反射層により押し出されてしまい、結果として空気層が埋まってしまう。
その結果、空気層のつぶれた箇所が点在するため、輝度ムラが発生するという不具合がある。

そこで、本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、固定要素と支持要素の剥離防止と空気層のつぶれ防止とをすることができ、光の利用効率に優れ、輝度ムラを抑制できる光学シートとそれを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、第１の発明は、一方の面を光入射面とし前記光入射面の裏面を光出射面とし、前記光入射面から入射した光を拡散させる拡散層と、入射した光を出射面から出射する際に当該光の出射方向、範囲、色、輝度分布の何れか１つを少なくとも制御する光制御シートとを備え、前記光制御シートの光入射面側には支持要素があり、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを固定要素を介して一体化されてなる光学シートであって、前記支持要素と前記固定要素との剥離強度α［ｇｆ／ｉｎｃｈ］が３０≦αを満たすことを特徴とする。
この構成によれば、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になる。

第２の発明は、前記支持要素の前記光制御シートの前記光入射面に対する、面積比率βが、５０％より大きいことを特徴とする。
この構成によれば、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になる。

第３の発明は、前記支持要素の表面が遮蔽表面であることを特徴とする。この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる。

第４の発明は、前記固定要素は粘着剤であることを特徴とする。
この構成によれば、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になる。

第５の発明は、前記固定要素の構成材料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂材料のうち少なくとも何れかからなり、前記固定要素の厚みｔが５μｍ≦ｔ≦５０μｍに設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、固定要素の厚みｔを５μｍ≦ｔに設定することで、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になり、また固定要素の厚みｔをｔ≦５０μｍに設定することで、空気層となる開口部のつぶれ防止が可能になる。これにより、開口部の形状を確保することができるため、光源から射出される光が所望の屈折効果を得ることができる。

第６の発明は、前記固定要素は、粒径が３０μｍ以下の光拡散微粒子を１０％以上３０％以下の重量割合で含有することを特徴とする。
この構成によれば、固定要素中の光拡散微粒子の重量割合を１０％以上に設定することで、開口部のつぶれを抑制することができ、光拡散微粒子の重量割合を３０％以下に設定することで固定要素の密着性を維持することができる。

第７の発明は、光源と、請求項１乃至６の何れか１項に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするバックライトユニットである。
この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる光学シートを備えているため、高性能なバックライトユニットを提供することができる。

第８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、請求項７記載のバックライトユニットを備える、ことを特徴とする表示装置である。この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できるバックライトユニットを備えているため高性能な表示装置を提供することができる。

本発明によれば、光学シートの剥がれ防止と、空気層のつぶれ防止とを両立することができる。これにより、拡散層で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができ、光学素子に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラのない光学シート提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るバックライトユニット及びディスプイ装置の一例を示す側面図である。
まず本発明の実施の形態に係るバックライトユニットはランプハウス２０ａに収納されたシリンダー形状の複数のランプ２０ｃと、各ランプ２０ｃからの光Ｐを偏光板２４、２５に挟まれた液晶層２２に供給する光学シート２１を備えてなる。なお、図中２０ｂは複数のランプ２０ｃ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２９は、前述のランプハウス２０ａと複数のランプ２０ｃ、光反射板２０ｂからなる光源２０と光学シート２１とさらにその上に、偏光板２４、２５に挟まれた液晶層２２からなる液晶パネル２６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、上述の光学シート２１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を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。

また、図１（ａ）に示すように、本実施形態のディスプレイ装置は、光源２０および、光学シート２１、液晶パネル２６がこの順に積層され、液晶パネル２６から、図示上側に向けて、画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面視矩形状の画像を表示するものである。
光源２０と光学シート２１により、バックライトユニット２３が構成される。
以下では、このような配置に基づいて、図１（ａ）の上方向Ｆを単に表示画面側（光の射出側）、下方向を単に背面側と称する。
図１（ｂ）は図１（ａ）の光学シート２１の拡散層７の裏面にレンズシート２７を配置したものである。
これにより図１（ａ）と比較して、レンズシート２７の集光及び拡散作用が付与され、光源２０のランプイメージを低減することができる。

光源２０は、紙面左右方向に延びるライン状の発光部が紙面奥行き方向に沿って等間隔に配置された複数のランプ２０ｃと、これらランプ２０ｃとランプハウス２０ａを背面側から覆って表示画面側が開口された反射板２０ｂとで構成される直下型方式を採用している。
ランプ２０ｃとしては、例えば、線状光源として冷陰極管を用いたり、以下に挙げるようなＬＥＤ素子５０などを使用した点光源を採用してもよい。
図２は、携帯電話などのモバイル機器に用いられる、青色に発光する青色ＬＥＤ素子５０を、ＬＥＤ用レンズ５３内部に塗工された黄色に発光する蛍光体５１で覆い、擬似白色に発光する方式の白色ＬＥＤ４６である。
この方式では単色のＬＥＤ素子に蛍光体を覆うだけで擬似白色発光が実現できる利点ある。また本発明に用いる光源１は、上述のものに限らず、一つの単色ＬＥＤ素子に少なくとも１種類以上の蛍光体で覆ったものであってもよい。
さらに、光源２０は、ＥＬ、レーザなど光学シート２１の背面側に白色光を出射できればこのような構成には限定されず、周知のいかなる構成の光源を採用してもよい。

光学シート２１は、光源２０から表示画面側に射出される光の一部を集光して、表示画面側に透過させ、他の光を光源２０側に反射して光源２０に再入射させるものであり、背面側から表示画面側に向けて、拡散層７、固定要素６、支持要素５、及び光制御シート１が、この順に積層されてなる。すなわち、支持要素５で形成される空気層５ａの形成領域では、固定要素６、光制御シート１がこの順に積層されている。

ここで、拡散層７は、光源２０からの光を拡散させるものである、また透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された透明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透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０２以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は０．５以下でよい。

また拡散層７は、この拡散層７に入射した光Ｐを散乱させながら透過させる必要がある。このため、拡散層７に含まれる前記透明粒子の平均粒径は０．５〜１０．０μｍであることが望ましい。好ましくは１．０〜５．０μｍである。
または、拡散層７は透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、透明樹脂と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。

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、アクリルニトリルポリスチレン共重合体、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。

ここで、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（ｃｍ／ｃｍ／℃）、７．０×１０^‐５（（ｃｍ／ｃｍ／℃）７．０×１０^‐５（ｃｍ／ｃｍ／℃）及び６〜７．０×１０^‐５（ｃｍ／ｃｍ／℃）である。一方、光学シート１が、例えばＰＥＴを含む場合、ＰＥＴの線膨張係数は２．７×１０^‐５（ｃｍ／ｃｍ／℃）であり、拡散層７の線膨張係数の方が大きい。従って、光学シート１が熱を受け、変形する場合には、拡散層７側に反りが発生する。
しかしながら、本発明の実施の形態では、光学シート２１の線膨張係数が小さいことを考慮し、拡散層７の線膨張係数を、７．０×１０^‐５（ｃｍ／ｃｍ／℃）以下とすることにより上述の変形を防止することが可能である。
なお、光学シート２１を押出しの方法で材料としてポリカーボネートを用いて作成する場合は、線膨張係数が他の透明樹脂とほぼ同等であるためそりは発生しない。

また、透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明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、樹脂からなる透明粒子としては、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、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、テトラフルオロエチレン―ヘキサフルオロブロビレン共重合体、ポリフルオロビニリデン、及びエチレンー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。これら透明粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。

そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して、押出し成型することにより、板状の拡散層７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、拡散層７は薄くこし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２０からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。

さらにまた、拡散層７は表面に微細な凹凸を具備し、この表面の微細な凹凸で光の拡散性を有していても良い。この場合、拡散層７は当該分野でよく知られた押し出し法、キャスト法、または押し出し法とキャスト法を併用した方法で作成される。具体例として、図１に示すように、図１（ａ）は、拡散層７の一方の而に微細な凹凸を作製したものである。ここで、微細な凹凸の種類としては、凸状シリンドリカル形状のもの、レンズ形状のもの、三角プリズム形状が挙げられるが、これらに限らず、拡散層７の光拡散機能が微細の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであれば上記の形状に限らない。
さらにまた、散乱層７の表面に微細な凹凸を形成することは、上述の光拡散機能にとどまらず、空気層５ａを確保することも可能となる。
すなわち、拡散層７の光出射面と光学シート２１の光入射面を接合する際に拡散層７の光出射面に形成された微細な凹凸により空気層５ａを確保することが可能となる。この場合、微細な凹凸として、例えば微細な凹凸の形状はリブやマイクロレンズが挙げられるが、これに限らず、空気層５ａを確保することが出来る凹凸の形状であれば良い。

更に図１（ｃ）は、拡散層７の両面の表面に微粒子層２８を付けたものであり、この微粒子層２８は両面に限らず片面に付けたものでもよい。またこの微粒子層２８については、例えば、ビーズ、スぺ−サー等を含有する透明インキが挙げられるが、微粒子層の厚さ、微粒子の種類、大きさに限定はなく、拡散層７の光拡散機能が微粒子層２８を付与する前と比較して向上するものであればよい。

尚、上述のように拡散層７を透明樹脂に空気を含む微細な空洞で作成する場合、あらかじめ透明樹脂中に含有された発泡剤を発泡させて作成しても良い。また、透明樹脂が相溶しない樹脂を含有し、少なくとも一軸方向に延伸する方法で作成される。

支持要素５は、光制御シート１の光の入射面側に設置され光制御シート１と拡散層７の間に空気層５ａを確保するものである。
ここで反射層は、光制御シート１の背面側において、紙面奥行き方向に延びる断面視矩形状のものであり、紙面左右方向に沿って等間隔に複数配列され、ストライプ状に形成さる。

ここで、支持要素５の表面を遮蔽表面としても良い、この遮蔽とは、光を遮蔽するものであるため、光を反射させるものであっても良いし、カーボンブラックのように光を吸収するものでも良い。
ここで、図１（ａ）では固定要素との表面を光反射層とした場合を示したものである。すなわち、反射層は、光源２０から射出される光Ｐうち、反射層に入射する光を背面側に反射し、この反射光を反射板２０ｂで再反射させるものである。そして、反射板２０ｂで再反射した光を、再度、表示画面側へ射出させることで、光の利用効率を高めることができる。

なお、反射層の材質は、例えば金属粒子、または二酸化チタン、炭酸カルシウム等の高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキを塗布形成、または転写形成したもの、金属箔をラミネート形成したもの、金属材料を蒸着したもの等を採用することができる。
なお、反射層の断面形状は、図１（ａ）に示されるような矩形断面には限定されない。例えば、背面側に縮幅する台形断面や、これら矩形断面、台形断面の背面側の角部を丸めた断面形状などを採用することができる。

隣り合う反射層の間には、開口された空隙が形成され、この空隙を空気層５ａとしている。この空気層５ａは、固定要素６の表示画面側の表面と光制御シート１の背面側の界面との間で、光制御シート１における複数の光制御部のそれぞれに対する光の入射範囲を規制するものである。空気層５ａは、固定要素６より屈折率が低く構成されており、一度拡散層７で拡散した光が、固定要素６と空気層５ａとの間で界面屈折することで、空気層５ａを通過して光制御シート１に対して大きな入射角で入射する光を、中央に再度集めることができる。

光制御シート１は、空気層５ａを通って表示画面側に透過する拡散光を集光するため、複数の光学素子、例えばレンズを、それぞれ異なる空気層５ａに対向させて等間隔でアレイ状に配列したものである。

図１（ａ）の光制御シート１は、表示画面側に凸に形成された光制御部１ａが図中紙面奥行き方向に延ばされた凸シリンドリカルレンズを単位レンズとする、凸シリンドリカルレンズアレイからなる。すなわち、レンチキュラーレンズとして構成されている。
なお、レンズ面の形状は、必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、球面、楕円面などを採用してもよい。また、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としてもよい。
光制御部１ａは、例えばＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー、アクリルニトリルポリスチレン共重合体等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。もしくは紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂を用いて成形することができる。

また、固定要素６は、支持要素５が設けられた光制御シート１に対して拡散層７を積層一体化するためのものであり、拡散層７と支持要素５とが固定要素６を介して貼りあわされている。
固定要素６の構成材料としては、光透過性の粘着剤等が挙げられる。本実施形態の粘着剤の主原料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系等の高分子材料のうち少なくとも何れかからなり、これら高分子材料中に粘着付与剤、粘着調整剤等の添加剤を含んでいるものが好ましい。また、粘着剤には、球形または無定形の形状で、かつ有機または無機の微粒子からなる光拡散性微粒子が含まれている。

固定要素６に用いられる粘着剤の具体的な製造方法としては、まず光拡散微粒子を分散させた有機溶剤中に主原料の高分子材料、様々な添加剤を混合撹拌することで、光拡散微粒子を粘着剤中に分散させ、分散液を製造する。さらに、この分散液に架橋剤を混合し、基材に塗布・乾燥を行うことによって粘着剤が得られる。この時用いる基材は、安価なＰＥＴ等の基材に離型処理を施したフィルムを使用しても良い。また、基材への塗布方式、乾燥方式としては特に制限はない。

ところで、粘着剤による拡散層７と固定要素６との貼り合わせには、固定要素６における空気層５ａを潰さない程度に粘着剤を薄膜化する必要がある。しかし、粘着剤を薄膜化することで、拡散層７の表面凹凸が空気層５ａ内に浮き出て、固定要素６の密着性が低下し、固定要素６が剥がれてしまうという問題がある。また、拡散層７と固定要素６との十分な密着性を確保するために、柔軟な接着剤及び粘着剤を使用すると、流動性が高いので空気層５ａに接着剤または粘着剤が侵入し、空気層５ａが埋まってしまい空気層５ａつぶれが発生するといった問題がある。

そこで、本願の発明者は、上述した固定要素６に用いる粘着剤の厚みと固定要素６に含まれる光拡散微粒子の粒度、添加量等を適正な値に設定することで、固定要素６の剥がれの防止と、空気層５ａのつぶれの防止とを両立できることを見出した。

また、粘着剤に含まれる光拡散微粒子は、固定要素６が所望の屈折率を有するように調整され、その粒度は固定要素６の厚さよりも十分に小さければ特に制限はない。ただし、粘着剤と混合した際、その粒径は３０μｍ以下であることが好ましい。光拡微粒子の粒径が３０μｍを超える場合、固定要素６の皮膜強度が低下し、空気層５ａのつぶれを抑制できない。

また、固定要素６の厚さｔは、５μｍ≦ｔ≦５０μｍであることが好ましい。
固定要素６の厚さｔが５μｍより小さい場合は良好な密着性が得られない、また厚さｔが５０μｍより大きいと固定要素６から射出された光は、大きく拡散されてしまい、光制御シート１に対して正面方向から入射する光（光制御シート１による所望の光の屈折作用が得られる光）が減少し、正面方向に対して斜め方向から光制御シート１に入射する光（迷光）が多く発生してしまい、結果としてディスプレイ装置２９の正面輝度が下がるためである。

さらに、光拡散微粒子は固定要素６に重量割合ｃが１０％≦ｃ≦３０％で混合されていることが好ましい。これは、固定要素６中の光拡散微粒子の重量割合ｃが、３０％より高いと密着力を維持できなくなり１０％より低いと空気層５ａのつぶれを抑制できないからである。

次に、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定されるものではない。
ここで、本願の発明者は、上述した本実施形態における光学シート２１と同様の構成からなり、支持要素５の光制御シートの光入射面に対する、面積比率βが異なるサンプルシート（ポリスチレン樹脂１０ｃｍ×３０ｃｍ×２ｍｍ）を作成し、これらサンプルシートを用いて環境試験、圧痕戻り試験、剥離強度試験を行った。そして、試験後における空気層のつぶれ・拡散層や反射層の剥がれの状態を評価した。

本環境試験の評価方法は、上述したサンプルシートを温度９０℃、湿度０％の環境下に２４時間さらし、その後のサンプルシートの変化を目視で確認した。
図３はサンプルシート（光学シート）の平面図であり、環境試験の評価基準を説明する説明図である。なお、図３中の鎖線Ｇは、サンプルシートにおける４隅の４×４ｍｍ^２の範囲を示している。
空気層のつぶれ「◎」は、サンプルシートの面上において、空気層のつぶれが全くない状態、「○」は、サンプルシートにおける４隅の空気層が若干つぶれているが、中鎖線Ｇの範囲に収まっている状態、「×」は、空気層のつぶれがサンプルシートにおける鎖線Ｇの範囲を超えている状態、もしくは光制御部（本実施例ではレンズ部とした）のレンズの配列方向に沿った形状で空気層のつぶれが観測された場合として評価した。
また、剥がれ「◎」は、拡散層と反射層とが全く剥がれのない状態、「○」は、サンプルシートにおける４隅で拡散層や反射層が若干剥がれているが、図２中鎖線Ｇの範囲に収まっている状態、「×」は、拡散層や反射層の剥がれがサンプルシートにおける鎖線Ｇの範囲を超えている状態として評価した。以上の評価に基づいて、空気層のつぶれと、拡散層や反射層の剥がれとの両者の評価が「○」以上の評価であった場合、良品の光学シートであると判定する。

圧痕４験の評価方法は、高さ１０ｍｍ、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの直方体ゴム板をレンズシート側に、高さ３ｍｍ、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍの直方体シリコンゴム板を拡散層側に置き、レンズ面側から１６０ｇｆ／ｍｍ^２荷重にて油圧プレス機で１分間押圧を加えた後に復元を目視評価した。
５分経過後の状態と比較し、完全にもとの状態に戻ったものを○と評価し、５分経過後でも空気層のつぶれがはっきりと目視で確認されたものを×と評価した。

剥離試験の評価方法は、図４（１）に示すように、レンズ部と水平にカッターで１インチ幅の切れ込みを入れ、図４（２）に示すように、１インチに切ったレンズシートの端部にＰＥＴフィルムを貼り付ける。続いて、図４（３）に示すように、ＰＥＴフィルムの端部を持ち上げ、角度１８０°、引っ張り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで１００ｍｍ以上引っ張り試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ社製）により剥離を行い、その平均値を計測し評価する。

次に本発明の実施例について説明する。
実施例１は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β：６２％である。
実施例２は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β：５９％である。
実施例３は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β：５８％である。
実施例４は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β：５７％である。
実施例５は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β：５０％である。
以上の条件で各種測定を行った結果、表１に示すような結果が得られた。表１に示すように、実施例１（βが６２％）では、環境試験、圧痕戻り試験、剥離強度試験、全てにおいて良好な結果をえることが確認された。しかしながら、実施例５（βが５０％）では、どれも悪い結果となった。

このように、上述の実施の形態によれば、固定要素６の剥がれ防止と、空気層５ａのつぶれ防止とを両立することができ、空気層５ａの形状のばらつきを防ぐことができる。これにより、拡散層７で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができ、光制御シート１に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制することができる。
また、固定要素６の厚さｔは、５μｍ≦ｔ≦５０μｍにすることで、固定要素６の剥がれ防止と、空気層５ａのつぶれ防止とを両立することができ、空気層５ａの形状のばらつきを防ぐことができる。これにより、拡散層７で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができる。

さらに、光学シート２１を高温下にさらした際でも、固定要素６の密着性を維持して、拡散層７や反射層の剥がれを防止することができる。そのため、高品質な光学シート２１を提供することができる。
また、光拡散微粒子の粒径を３０μｍ以下にすることで、固定要素６の被膜強度を確保した上で、空気層５ａのつぶれや、拡散層７や反射層の剥がれを防止することができる。
また、固定要素６中の光拡散微粒子を１０％以上３０％以下の重量割合で含有することで、空気層５ａのつぶれを防止、固定要素６の密着性を維持することができる。
このように、空気層５ａのつぶれ防止と、固定要素６の剥がれ防止とを両立し、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる光学シート２１を備えているため、高性能なバックライトユニット２３およびディスプレイ装置を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

（ａ）本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。（ｂ）本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。（ｃ）本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。 従来技術による点光源の構成例を示す図である。 本発明の実施形態における環境試験に用いたサンプルシートの平面図であり、環境試験の評価基準を示す図である。 （１）本発明の実施形態における剥離強度試験の評価方法を示す図である。（２）本発明の実施形態における剥離強度試験の評価方法を示す図である。（３） 本発明の実施形態における剥離強度試験の評価方法を示す図である。 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。

符号の説明

１…光制御シート １ａ…光制御部 ５…支持要素 ５ａ…空気層 ６…固定要素 ７…拡散層 ２０…光源 ２０ａ…ランプハウス ２０ｂ…光反射板 ２０ｃ…ランプ ２１…光学シート ２２…液晶層 ２３…バックライトユニット ２４、２５…偏光板 ２６…液晶パネル ２７…レンズシート ２８…微粒子層 ２９…ディスプレイ装置

Claims (8)

1. 一方の面を光入射面とし、前記光入射面の裏面を光出射面とし、前記光入射面から入射した光を拡散させる拡散層と、入射した光を出射面から出射する際に当該光の出射方向、範囲、色、輝度分布の何れか１つを少なくとも制御する光制御シートとを備え、前記光制御シートの前記光入射面側には支持要素があり、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを固定要素を介して一体化されてなる光学シートであって、前記支持要素と前記固定要素との剥離強度α［ｇｆ／ｉｎｃｈ］が３０≦αを満たすことを特徴とする光学シート。
2. 前記支持要素の前記光制御シートの前記光入射面に対する、面積比率βが５０％より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記支持要素の表面が遮蔽表面であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
4. 前記固定要素は粘着剤又は接着剤であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
5. 前記固定要素は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂材料のうち少なくとも何れかからなり、前記固定要素の厚みｔが５μｍ≦ｔ≦５０μｍに設定されていることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
6. 前記固定要素は、粒径が３０μｍ以下の光拡散微粒子を１０％以上３０％以下の重量割合で含有することを特徴とする請求項１記載の光学シート。
7. 光源と、請求項１乃至６の何れか１項に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするバックライトユニット。
8. 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、請求項７記載の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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