JP2003167104A

JP2003167104A - 光学シート及びその製造方法及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003167104A
Application number: JP2001367036A
Authority: JP
Inventors: 哲也 ▲浜▼田; Tetsuya Hamada; Junji Tomita; 順二富田; Toshihiro Suzuki; 敏弘鈴木; Takeshi Goto; 猛後藤; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Keiji Hayashi; 啓二林; Mari Sugawara; 真理菅原
Original assignee: Fujitsu Display Technologies Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP3942879B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学シート及びその製造方法及び液晶表示装
置に関し、配向制御性が高く、かつ、急激な光量変化の
発生しにくい光学シートを提供することを目的とする。【解決手段】間隔をあけて配置され且つ散乱性を有す
る複数の突起３２を備え、各突起３２は基部３２ａと先
端部３２ｂとを有し、隣接する２つの突起３２の間には
谷３４が形成され、突起３２と谷３４の底部との間の境
界部４０は、突起３２の先端面と該先端面に隣接する側
面との間の境界部３８よりも大きな曲率の曲線で形成さ
れ、突起３２の先端部は、透明樹脂と該透明樹脂に対し
て重量比Ｎ１％で混合された拡散材とを含む樹脂材料か
らなり、突起３２の基部３２ａは、透明樹脂材料及び透
明樹脂と該透明樹脂に対して重量比Ｎ２％（Ｎ１＞Ｎ
２）で混合された拡散材とを含む樹脂材料の一つからな
る構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば液晶表示装置
のバックライトで使用されるのに適した光学シート及び
その製造方法、及び光学シートを有する液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は液晶パネルとバックライ
トとを含む。バックライトとして、サイドライト式バッ
クライトと直下ライト式バックライトとがある。サイド
ライト式バックライトは、導光板と、導光板のサイドに
配置された光源とを含み、薄型の液晶表示装置を実現す
ることができるという利点がある。直下ライト式バック
ライトは、液晶表示装置に向かって光を照射する光源を
含み、高輝度の液晶表示装置を実現できるという利点が
ある。ただし、直下ライト式バックライトは、薄型で低
消費電力の液晶表示装置を実現することは難しく、ま
た、輝度むらがでやすい問題があるため、最近ではサイ
ドライト式バックライトが多く使用されている。

【０００３】光学シートがバックライトと液晶パネルと
の間に配置される。バックライトから出射された光は液
晶パネルに対して斜めに進む光の成分を多く含むため、
光学シートはバックライトから液晶パネルに対して垂直
に進む光の成分を多く含むように光の輝度分布を調整す
る。光学シートは、大別して出射角度範囲を制限する配
光制限シートと、散乱シートとを含む。

【０００４】図２０（Ａ）は散乱シート１を示し、図２
０（Ｂ）は配光制限シートの例としてプリズムシート２
を示す図である。散乱シート１は表面に微小な凹凸をス
タンプしたり、内部にビーズ等の拡散材を混入させたり
して、入射光を散乱させ、入射光の指向性を弱める機能
をもつ。プリズムシート２は多数のプリズムを形成した
透明なシートである。プリズムシート２はプリズムシー
ト２の法線に対して大きな角度でプリズムシート２へ入
射した光線をプリズムシート２の法線に対して小さな角
度でプリズムシート２から出射させる。従って、プリズ
ムシート２の先にある液晶パネルの観視者は液晶パネル
を正面からよく見ることができる。

【０００５】しかし、所定の角度範囲外の光、例えばプ
リズムシート２の法線に沿ってプリズムシート２へ入射
した光線は、プリズムで反射されてバックライト側へ戻
るため、使用される光量が低下する。このように、プリ
ズムシート２は、斜め方向の角度で入射する光線を正面
方向及び正面に近い方向の角度で出射するようにするの
には有効であるが、出射角度範囲以外の光線の量は急激
に低下するので、単独で使用されること少なく、従来
は、プリズムシート２と散乱シート１とを組み合わせ
て、法線方向の角度で出射する光線が最も多く、そし
て、法線方向から角度が大きくなるにつれて出射する光
線が漸減するようにブロードな輝度分布をもつようにし
ている。

【０００６】また、株式会社明拓システムのエッジライ
ト（特開平５−１８１１３４号公報）がある。この公報
は光透過性のインキの中に乱反射物質を封入したカプセ
ル状のビーズを混入し、所定のパターンの乱反射面を有
するエッジライトパネルの構成を開示している。ここで
は、所定のパターンが有する乱反射作用により、導光板
の中を進んでいる光を液晶パネル側へ取り出している。
この構成では、導光板から効率よく光を取り出す作用は
あるものの、配光特性を制御する作用はない。従って、
このエッジライトは、散乱シートや配光制限シートと積
層して使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
学シートは複数のシートを積層してなるものであった。
このため、シート自体のコストに加え、組立工数、シー
ト間へのゴミの混入による歩留りの低下がある。また、
プリズムシートは、微細なレンズを精度よく作る必要が
あることから、プリズムシートの製造コストが高い。ま
た、プリズムシート自体には光吸収性はないが、導光板
方向に戻された光線は、反射ミラーや、光源や、筐体フ
レーム等により吸収され、光の利用効率が低下する。

【０００８】導光板の上又は下に微小なプリズム面を形
成することにより配光を制御し、配光シートを削減する
試みもある。しかし、上記配光制限シートの場合と同じ
く、プリズムを精度よく作りこむ必要があり、精度とコ
ストの両立が難しく、限られた分野で使用されるのみで
あった。

【０００９】従って、形状マージンが大きく、配光制御
性が高く、かつ、急激な光量変化の発生しにくい光学シ
ートが求められた。この要求を満足するため、本願の先
願である特願平２００１−０１２３３３号は、所定の拡
散作用を有する散乱材又は拡散材を含む微細な突起を所
定の間隔で配置してなる光学シートを提案した。この光
学シートは、シート面に対して斜め方向に入射する光を
法線方向に進む光に変換し、配光性及び集光性を向上す
ることができた。

【００１０】この光学シートの作用においては、２つの
隣接する突起の間にある谷から射出された光が突起で散
乱及び反射され、最終的に突起で遮られなかった光が光
学シートから出射する。そこで、２つの隣接する突起の
間にある谷が十分に広い幅を有し、かつ突起がシート面
に対してできるだけ垂直に立っているのが望ましい。突
起の高さは比較的に高い。また、この光学シートでは、
突起は多量の（例えば重量比数１０％の）拡散材を含む
が、突起の基部が、突起の先端部と同量の散乱材又は拡
散材を含むと、光が２つの隣接する突起の間にある谷か
ら意図したように出射できなくなり、所望の効果が得ら
れない。従って、本発明は拡散材をもった突起を含む光
学シートをさらに改善しようとするものである。

【００１１】また、この光学シートは、透明な樹脂にビ
ーズ等の散乱材又は拡散材を混入してなるインキを型に
塗布し、このインキをベースシートに転写して突起を得
ている。しかし、突起は多量の拡散材を含むので、イン
キの粘度が非常に高く、且つ突起の高さは比較的に高い
ので、突起を有する光学シートの製造は難しかった。本
発明は上記した光学シートをさらに効率的に製造しよう
とするものである。

【００１２】本発明の目的は、配光制御性が高く、か
つ、ブロードな集光特性を有する光学シート及びその製
造方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による光学シート
は、間隔をあけて配置され且つ一方の側に向いた散乱性
を有する複数の突起とを備え、隣接する２つの突起の間
には谷が形成され、該突起と該谷の底部との間の境界部
は、該突起の先端面と該先端面に隣接する側面との間の
境界部よりも大きな曲率の曲線で形成されていることを
特徴とするものである。

【００１４】また、本発明による光学シートは、間隔を
あけて配置され且つ一方の側に向いた散乱性を有する複
数の突起とを備え、各突起は基部と先端部とを有し、該
突起の先端部は、透明樹脂と該透明樹脂に対して重量比
Ｎ１％で混合された拡散材とを含む材料樹脂からなり、
該突起の基部は、透明樹脂材料及び透明樹脂と該透明樹
脂に対して重量比Ｎ２％で混合された拡散材とを含む樹
脂材料の一つからなり、この場合、Ｎ１＞Ｎ２であり、
Ｎ２は０を含むことを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明による光学シートは、間隔を
あけて配置され且つ一方の側に向いた散乱性を有する複
数の突起とを備え、隣接する２つの突起の間には谷が形
成され、各突起は基部と先端部とを有し、該突起と該谷
の底部との間の境界部は、該突起の先端面と該先端面に
隣接する側面との間の境界部よりも大きな曲率の曲線で
形成され、該突起の先端部は、透明樹脂と該透明樹脂に
対して重量比Ｎ１％で混合された拡散材とを含む樹脂材
料からなり、該突起の基部は、透明樹脂材料及び透明樹
脂と該透明樹脂に対して重量比Ｎ２％で混合された拡散
材とを含む樹脂材料の一つからなり、この場合、Ｎ１＞
Ｎ２であり、Ｎ２は０を含むことを特徴とするものであ
る。

【００１６】本発明による光学シートの製造方法は、複
数の穴を有するスタンパロールに拡散材が混合された第
１のインキを塗布し、該型の穴はほぼ直角の底をもち且
つ該型の２つの隣接する穴の間の表面壁部分は湾曲して
形成されており、該穴に第１のインキが充填された状態
で該スタンパロールの表面上の及び該穴からはみ出した
第１のインキを取り去り、該穴内の該第１のインキをベ
ースシートに転写する工程からなることを特徴とする。

【００１７】また、本発明による光学シートの製造方法
は、複数の穴を有する型に拡散材が混合された第１のイ
ンキを塗布し、該型の穴に第１のインキが充填された状
態で該型の穴からはみ出した第１のインキを取り去り、
該型に第２のインキを塗布し、該第１のインキ及び該第
２のインキをベースシートに転写する工程からなること
を特徴とする。

【００１８】上記各構成によれば、配光制御性が高く、
かつ、ブロードな集光特性を有する光学シートを得るこ
とができる。

【００１９】また、本発明による液晶表示装置は、液晶
パネルと、バックライトと、該液晶パネルと該バックラ
イトとの間に配置され、一平面上に間隔をあけて配置さ
れ且つ散乱性を有する複数の突起を有する光学シート
と、該液晶パネルと該光学シートとの間に配置された偏
光制御シートとを備えたことを特徴とする。この液晶表
示装置は光の利用効率が高い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について図面
を参照して説明する。

【００２１】図１は本発明の実施例に係わる光学シート
及びバックライトを含む液晶表示装置の一例を示す図で
ある。液晶表示装置１０は、サイドライト式バックライ
ト１２と、液晶パネル１４とを含む。液晶パネル１４は
偏向子を含む。

【００２２】バックライト１２は、導光板１６と、導光
板１６のサイドに配置された光源１８と、導光板１６の
下側（液晶パネル１４から遠い側）に配置される反射板
２０と、導光板１６の上側（液晶パネル１４に近い側）
に配置される光学シート２２とを含む。光源１８は、冷
陰極蛍光管、熱陰極蛍光管、ＥＬ素子、ＬＥＤ素子等の
発光管と、リフレクタとからなる。さらに、導光板１６
の下面には散乱ドットが形成されている。光源１８から
出射した光は導光板１６に入射し、導光板１６内を全反
射して伝播する。一部の光が散乱ドットで散乱して反射
板２０で反射され、導光板１６から出射する。導光板１
６から出射した光は光学シート２２を通って液晶パネル
１４に入射する。

【００２３】図２は本発明の実施例に係わる光学シート
及びバックライトを含む液晶表示装置の他の一例を示す
図である。液晶表示装置１０は、直下ライト式バックラ
イト１２ａと、液晶パネル１４とを含む。液晶パネル１
４は偏向子を含む。バックライト１２ａは、液晶パネル
１４の下側に配置される複数の発光管２４と、リフレク
タ２６と、発光管２４と液晶パネル１４との間に配置さ
れる光学シート２２とを含む。

【００２４】図３から図６は図１及び図２の光学シート
２２の例を示す図である。図３から図６において、光学
シート２２は、透明な樹脂からなるベースシート３０
と、ベースシート３０に間隔をあけて配置され且つ散乱
性を有する複数の突起３２とを備える。隣接する２つの
突起３２の間には谷３４が形成される。各突起３２は基
部３２ａと先端部３２ｂとを有する。基部３２ａは谷３
４の底部３４ａに隣接する部分のことを言い、先端部３
２ｂは突起３２の先端面を含むかなり大きな部分のこと
を言うものとする。突起３２の基部３２ａの高さは、後
で説明する基部３２ａの丸みの程度によって決められる
が、例として、突起３２の高さの３０パーセント以内に
する。

【００２５】各突起３２は基本的には透明な樹脂と、こ
の透明な樹脂に混合された多量（例えば重量比１０〜５
０％）の拡散材３６とを含む樹脂材料からなる。透明樹
脂はアクリル系の樹脂や、ＰＣ樹脂など基本的に光吸収
の非常に少ない樹脂を用いる。拡散材３６としてはＴｉ
ｏ₂ やシリカなど、光吸収の非常に少ない材料を用い
る。

【００２６】本発明の一つの特徴は、突起３２の縦断面
形状にある。すなわち、図３、図４、図５において、突
起３２の先端面とこの先端面に隣接する側面との間の境
界部３８はほぼ直角に形成され、実質的に丸みがない、
あるいは小さな曲率の曲線で形成されている。一方、突
起３２と谷３４の底部３４ａとの間の境界部４０（基部
３２ａに相当する）は、丸みがあり、ある程度の大きな
曲率の曲線で形成されている。つまり、境界部４０は、
境界部３８より大きな曲率の曲線で形成されている。

【００２７】図６においては、突起３２の縦断面形状に
おいて、突起３２は背の高い矩形状に形成されている。
突起３２はこのように背の高い矩形状に形成されるのが
望ましいが、多量の拡散材３６を含む突起３２をそのよ
うな形状に形成するのは難しい。図３、図４、図５に示
されるように、突起３２の先端側は矩形状に形成され、
突起３２の基部３２ａの部分は丸みをもつ形状に突起３
２を形成するのが好適である。

【００２８】例えば、突起３２をもつ光学シート２２を
フォトリソグラフィで製造された型を使用して製造する
場合、型に設けた穴に突起３２の材料であるインキを充
填し、型の穴の内部のインキをベースシート３０に転写
する。型の穴が正確に矩形の断面形状に形成されるなら
ば、図６に示した形状の突起３２を形成することができ
る。しかし、一般には、型の穴は正確に矩形の断面形状
に形成されず、型の穴の底が丸みを帯びた形状になりや
すい。その場合、その型を使用して製造された突起３２
の先端部の形状が丸くなる。本願の発明では、突起３２
の基部３２ａの部分を丸みをもつ形状に形成するもので
ある。

【００２９】さらに、上記したように、各突起３２は基
本的には多量の拡散材３６を含む樹脂材料で形成され
る。しかし、本発明の一つの特徴においては、突起３２
の先端部３２ｂは多量の拡散材３６を含むが、突起の基
部３２ａは拡散材３６を含まず、透明樹脂材料のみで構
成される。あるいは、突起の基部３２ａは少量の拡散材
３６を含んでもよい。すなわち、図４、図５、図６にお
いては、突起３２の先端部３２ｂは、透明樹脂と該透明
樹脂に対して重量比Ｎ１％で混合された拡散材とを含む
樹脂材料からなり、突起３２の基部３２ａは、透明樹脂
材料及び透明樹脂と該透明樹脂に対して重量比Ｎ２％で
混合された拡散材とを含む樹脂材料の一つからなり、こ
の場合、Ｎ１＞Ｎ２であり、Ｎ２は０を含む。例とし
て、Ｎ１＝１０〜５０％、Ｎ２＝０．１％以下（Ｔｉｏ
₂ の場合）であるが、これに限るものではない。

【００３０】図４及び図５に示される光学シート２２は
これらの２つの特徴を含んでいる。さらに、図５におい
ては、突起３２とベースシート３０との間に樹脂層４２
が設けられている。この樹脂層４２は、透明樹脂材料及
び透明樹脂と該透明樹脂に対して重量比Ｎ３％で混合さ
れた拡散材とを含む樹脂材料の一つからなり、この場
合、Ｎ１＞Ｎ３であり、Ｎ３は０を含む。透明樹脂はア
クリル系の樹脂や、ＰＣ樹脂など基本的に光吸収の非常
に少ない樹脂を用いる。また、ベースシート３０は、透
明ガラス、ＰＥＴやアクリルシートなどの透明樹脂層、
及び透明樹脂と該透明樹脂に対して重量比Ｎ４％で混合
された拡散材とを含む樹脂層の一つからなり、この場
合、Ｎ１＞Ｎ４であり、Ｎ４は０を含む。Ｎ３及びＮ４
はＮ２に準じて定められる。

【００３１】図７は光学シート２２の突起３２の配列の
例を示す図であり、（Ａ）は光学シート２２の平面図で
あり、（Ｂ）は（Ａ）の線VII −VII に沿った断面図で
ある。図７においては、突起３２は千鳥状のパターンで
配列され、突起３２の先端面は正方形である。谷３４は
２対の突起３２によってぴったりと囲まれている。この
場合、千鳥状のパターンの縦横の比率は任意であるが、
例えば、垂直方向と水平方向で配向特性を変えたい場合
には、縦横の比率を変えるとよい。縦ピッチが横ピッチ
よりも細かい場合、縦方向の配向範囲を狭くすることが
できる。

【００３２】図８（Ａ）は光学シート２２の突起３２の
配列の例を示す図である。突起３２は長いストライプ状
に形成され、互いに平行に並んでいる。谷３４は２つの
突起３２の間に形成される。この場合、突起が延びてい
る方向には配光作用が働かない。従って、一方向のみに
配光作用をもたせたいときに有効な構造である。

【００３３】図８（Ｂ）は光学シート２２の突起３２の
配列の例を示す図である。突起３２は縦横に交差するス
トライプ状に延びる。この場合、突起３２の散乱性を大
きくし、光が実質的に突起３２の側面において散乱反射
するようにするのが好ましい。

【００３４】図９は光学シート２２の作用を説明する図
である。図１０はバックライトの導光板を出射する光及
び光学シートを出射する光の配光特性を示す図である。
図９において、光源１８（図１）から出射した光は導光
板１６に入射し、導光板１６内を伝播する。一部の光が
散乱ドットで散乱して反射板２０で反射され、導光板１
６から出射する。導光板１６から出射した光は光学シー
ト２２を通って液晶パネル１４に入射する。

【００３５】光学シート２２においては、光がベースシ
ート３０に入射する。ベースシート３０が透明な場合に
は、光はベースシート３０をそのまま透過する。ベース
シート３０に拡散材が混合されている場合には、光は拡
散材で散乱作用を受けながらベースシート３０を透過す
る。図１０においては、配光特性は、導光板１６の法線
に対する角度と輝度との関係で示されている。図１０の
曲線Ａに示されるように、バックライトの出射光は大き
な角度で出射する光の成分が多い散乱光である。ベース
シート３０及び光学シート２２の突起３２の基部３２ａ
が少しの拡散材を含む場合には、バックライトの出射光
は幾らか散乱作用を受け、図１０の曲線Ｂに示されるよ
うに、配光特性は平坦化される。図１０の曲線Ｃは、光
学シート２２から出射する光の配光特性を示している。

【００３６】光はベースシート３０から突起３２及び谷
３４に向かって進む。ベースシート３０から谷３４へ出
射する光の一部は、隣接する突起３２に接触することな
く所定の角度範囲α内を液晶パネル１４に向って進む。
ベースシート３０から谷３４へ出射する光の他の一部
は、角度範囲αよりも大きな角度で進み、突起３２の側
面に入射する。突起３２の側面に入射した光は突起３２
の内部及び側面の拡散材３６に衝突して散乱される。

【００３７】拡散材３６で散乱された光は多くの方向の
光の成分として突起３２の側面から出射する。突起３２
の側面から出射する光の一部は隣接する突起３２に接触
することなく光学シート２２の法線方向に対して比較的
に小さな角度で液晶パネル１４に向かう。一方、突起３
２の側面から出射した光の他の一部は、法線方向に対し
て比較的に大きな角度で進み、他の突起３２に入射して
さらに散乱される。このようにして、散乱と出射を繰り
返しながら、出射光は次第に指向性を与えられ、法線方
向に対して比較的に小さな角度をなす光の成分が液晶パ
ネル１４に向かうようになる。よって、図１０の曲線Ｃ
に示されるように、法線方向に対して比較的に小さな角
度で出射する光量が多くなり、そして、法線方向に対す
る角度が大きくなるにつれて光量が漸減するようにブロ
ードな輝度分布を得ることができる。

【００３８】突起３２の先端部３２ｂにおいては、多量
の拡散材３６が含まれ、後方散乱が生じるほどの散乱作
用がある。そして、突起３２が高いので、突起３２を伝
播して、突起３２の先端面から出射する光の量は比較的
に少ない。従って、本発明において、液晶パネル１４の
法線方向に対して比較的に小さな角度をなして出射する
光の量は、主としてベースシート３０から谷３４へ直接
に出射する光の量に依存する。このためには、谷３４の
底部３４ａの幅Ｐがある程度大きいことが望ましい。こ
のように光が直接に出射する幅Ｐを開口幅と言う。しか
し、この光学シート２２の特性は、拡散材３６の種類及
び混合量、並びに突起３２の高さ及びピッチによって決
まるので、開口幅Ｐを簡単に大きくすることはできな
い。

【００３９】図３から図５に示したように、突起３２の
基部３２ａの部分が丸みをもつ形状の突起３２の場合に
は、開口幅は図３にＱで示すように小さくなる。

【００４０】これに対して、図４及び図５に示したよう
に、突起３２の基部３２ａが拡散材３６がないか又は少
量の拡散材３６しか混合されていない場合には、突起３
２の基部３２ａにおける散乱作用は突起３２の先端部３
２ｂにおける散乱作用ほど大きくない。従って、突起３
２の基部３２ａにおいては、散乱が生じてもなお、多く
の光はベースシート３０から液晶パネル１４に向かう方
向に進む。つまり、突起３２の基部３２ａの側面から出
射した光は、ベースシート３０から谷３４へ直接に出射
する光と同様に、液晶パネル１４の法線方向に対して比
較的に小さな角度をなして出射する光の成分を多く含
む。従って、この場合には、図４に示されるように、あ
たかも開口幅が突起３２の基部３２ａの上部で定められ
るＲになったのと同様の効果が生じる。従って、谷３４
が丸みをおびた形状であっても、突起３２は概ね垂直に
存在しているように作用する。

【００４１】図１１は光学シート２２の製造装置５０の
一例を示す図である。（Ａ）は製造装置を示し、（Ｂ）
はスタンパロールの表面の型を示し、（Ｃ）は製造され
た光学シートを示す。製造装置５０は、スタンパロール
５２を含む。スタンパロール５２の表面には複数の穴を
形成した型５２ａが設けられている。（Ｂ）はスタンパ
ロール５２の表面の型５２ａを示し、この型５２ａの穴
５４はほぼ直角の底をもち且つ型５２ａの２つの隣接す
る穴５４の間の表面壁部分５６は丸く形成されている。
型５２ａは、フォトリソグラフィと、Ｎｉ電鋳とによっ
て製造された金型をロール化したものである。

【００４２】第１のインキ（突起３２を形成するための
拡散材を混合した樹脂と有機溶剤の混合物）を塗布する
ためのインキ塗布装置５８と、インキ塗り込みロール６
０と、スキージ６２と、ＵＶ照射装置６４とが、スタン
パロール５２のまわりに配置される。ＵＶ照射装置６４
は、容器に収容されたＵＶランプ６４ａと、容器の一部
を構成するリフレクタ６４ｂと、ＵＶ照射口６４ｃとを
有する。さらに、ベースシート３０を供給するためのベ
ースシートロール６６を支持する支持手段と、製造され
た光学シート２２の巻き取りロール６８を支持する支持
手段と、シート搬送ガイドロール７０とが設けられる。

【００４３】インキ塗布装置５８は第１のインキを穴５
４を含むスタンパロール５２の表面に塗布し、インキ塗
り込みロール６０は第１のインキをスタンパロール５２
の表面の穴５４にきれいに塗り込む。スキージ６２はス
タンパロール５２の表面にあふれた不要なインキをかき
とる。スタンパロール５２の表面の穴５４の第１のイン
キはベースシート３０に転写され、ＵＶ照射装置６４は
第１のインキを硬化させる（この場合、ＵＶ硬化樹脂が
使用される）。こうして、（Ｃ）に示す光学シート２２
が製造される。この光学シート２２は、図３に示したも
のと同様であり、先端部分が急峻で、谷部分が丸みがあ
る凸凹形状になる。

【００４４】図１２は光学シート２２の製造装置５０の
他の一例を示す図である。（Ａ）は製造装置を示し、
（Ｂ）はスタンパロールの表面の型を示し、（Ｃ）は製
造された光学シートを示し、（Ｄ）は製造された光学シ
ートの他の例を示す。図１１の例と同様に、製造装置５
０は、スタンパロール５２と、第１のインキを塗布する
ための第１のインキ塗布装置５８と、インキ塗り込みロ
ール６０と、第１のスキージ６２と、ＵＶ照射装置６４
とを含む。さらに、この例では、第１のスキージ６２の
後に、第２のインキを塗布するための第２のインキ塗布
装置７２と、第２のスキージ７４とが設けられる。

【００４５】第１のインキ塗布装置５８は第１のインキ
を穴５４を含むスタンパロール５２の表面に塗布し、イ
ンキ塗り込みロール６０は第１のインキをスタンパロー
ル５２の表面の穴５４にきれいに塗り込む。第１のスキ
ージ６２はスタンパロール５２の表面にあふれた不要な
インキをかきとる。そこで、第２のインキ塗布装置７２
が第２のインキをスタンパロール５２の表面に塗布し、
第２のスキージ７４がスタンパロール５２の表面にあふ
れた不要なインキをかきとる。スタンパロール５２の表
面及びその穴５４の第１及び第２のインキはベースシー
ト３０に転写され、ＵＶ照射装置６４は第１及び第２の
インキを硬化させる。こうして、（Ｃ）又は（Ｄ）に示
す光学シート２２が製造される。この光学シート２２
は、先端部分が急峻で、谷部分が丸みがある凸凹形状に
なる。第２のインキは、透明樹脂か、又は透明樹脂に少
量の拡散材を混合したものを用いる。

【００４６】図１１の例では、型５２ａの表面（表面壁
部分５６）すれすれに第１のインキをかきとった状態
で、穴５４内の第１のインキをベースシート３０に転写
すると、第１のインキがベースシート３０に十分に密着
できなかったり、接触しない状態が生じる可能性があっ
た。図１２例では、第２のインキ塗布装置７２と、第２
のスキージ７４とを設けて、第２のインキを塗布するこ
とにより、第２のインキが型５２ａの表面（表面壁部分
５６）とベースシート３０との隙間を埋め、接着剤とし
て作用し、確実で十分な密着性をもたせることができ
る。

【００４７】図１２（Ｃ）は、第１のスキージ６２で型
５２ａの表面すれすれに第１のインキをスキージングし
た後に、第２のインキを塗布した場合を示し、第２のイ
ンキからなる樹脂層４３が突起３２とベースシート３０
との間に形成されている。

【００４８】図１２（Ｄ）は、第１のスキージ６２で型
５２ａの表面をより強くスキージングし、穴５４内の第
１のインキを若干取り去った後に、第２のインキを塗布
した場合を示す。この場合、穴５４内において、第１の
インキの表面は型５２ａの表面（表面壁部分５６）より
も低い位置になっている。従って、第２のインキは突起
３２とベースシート３０との間に形成された樹脂層４と
なるとともに、第２のインキの一部は穴５４内の第１の
インキの上の空間内に入りこむ。この場合、図４又は図
５に示されるように、突起３２の基部３２ａが拡散材３
６の無い又は少量の拡散材３６が混合された透明樹脂で
形成されることになる。なお、穴５４からはみ出した第
１のインキを取り去る際に、穴の５４深さの０〜３０％
まで第１のインキをかきとるのが好ましい。

【００４９】図１２の変形例として、型５２ａの穴５４
及び表面壁部分５６の形状は、丸みの大きい谷３４を製
造するのに適したものに限らず、図６に示した丸みのな
い谷３４を製造するのに適したものとすることもでき
る。

【００５０】図１３は光学シート２２の製造装置５０の
他の一例を示す図である。（Ａ）は製造装置を示し、
（Ｂ）はスタンパロールの表面の型を示し、（Ｃ）は製
造された光学シートを示す。図１２の例と同様に、製造
装置５０は、スタンパロール５２と、第１のインキを塗
布するための第１のインキ塗布装置５８と、インキ塗り
込みロール６０と、第１のスキージ６２と、第２のイン
キを塗布するための第２のインキ塗布装置７２と、第２
のスキージ７４と、第１のＵＶ照射装置６４とを含む。
さらに、この例では、第１のスキージ６２と第２のイン
キ塗布装置７２との間に、第２のＵＶ照射装置７６と、
インキ除去装置７８とが設けられる。

【００５１】第１のインキ塗布装置５８は第１のインキ
を穴５４を含むスタンパロール５２の表面に塗布し、イ
ンキ塗り込みロール６０は第１のインキをスタンパロー
ル５２の表面の穴５４にきれいに塗り込む。第１のスキ
ージ６２はスタンパロール５２の表面にあふれた不要な
インキをかきとる。そこで、第２のＵＶ照射装置７６が
第１のインキを硬化させ、インキ除去装置７８がスタン
パロール５２の表面及びその穴５４の第１のインキの一
部を除去する。それから、第２のインキ塗布装置７２が
第２のインキをスタンパロール５２の表面に塗布し、第
２のスキージ７４がスタンパロール５２の表面にあふれ
た不要なインキをかきとる。スタンパロール５２の表面
及びその穴５４の第１及び第２のインキはベースシート
３０に転写され、第１のＵＶ照射装置６４は第１及び第
２のインキを硬化させる。こうして、（Ｃ）に示す光学
シート２２が製造される。この光学シート２２は、先端
部分が急峻で、谷部分が丸みがある凸凹形状になる。第
２のインキは、透明樹脂か、又は透明樹脂に少量の拡散
材を混合したものを用いる。

【００５２】図１２（Ｄ）の例では、第１のスキージ６
２で型５２ａの表面を強くスキージングし、穴５４内の
第１のインキを若干取り去っている。しかし、液体状態
のインキをスキージングによって穴５４からかきだすの
は難しいことがある。そこで、図１３では、そこで、第
２のＵＶ照射装置７６によって第１のインキを硬化させ
た後で、インキ除去装置７８によって穴５４の第１のイ
ンキの一部を除去すると、第１のインキの一部を容易に
除去することができた。インキ除去装置７８は型を傷つ
けない堅さのへら又は面で型をこするように構成され
る。このとき、インキに用いる樹脂に対して溶解度の弱
い溶剤を型につけて型をこすってインキを除去してもよ
い。これにより、インキ除去が容易になる。

【００５３】図１４及び図１５は突起３２を形成する樹
脂の例を説明する図である。図１４は透明樹脂層４３の
無い場合、図１５は透明樹脂層４３のある場合をそれぞ
れ示す。突起３２がＵＶ硬化性樹脂で構成される例にお
いては、拡散材入り樹脂のＵＶ照射によって硬化すると
きの収縮率が、大きい樹脂を用いた場合、型５２ａと突
起３２との間に隙間が生じて、離型が良好に行える。ま
た、図１５において、拡散材入り樹脂のＵＶ硬化時の収
縮率が、もう１つの樹脂層４３の透明樹脂のＵＶ硬化時
の収縮率よりも大きく、透明樹脂の方は収縮率が非常に
小さいものを使うと、型５２ａと突起３２との間に隙間
が生じて、離型しやすくなり、また、拡散材入り樹脂か
らなる突起３２が載っている透明樹脂層４３はほとんど
収縮しないため、ベースシート３０が収縮してそこに載
っている突起３２が引っ張られて型５２ａに押しつけら
れることがなく、このために離型しやすくなる。以上は
ＵＶ硬化性樹脂で説明したが、これに限るものではな
く、熱硬化性樹脂であってもよく、その場合も、熱硬化
時の収縮率を上記と同じように考えればよい。なお、熱
硬化性樹脂を使用する場合には、図１１から図１３にお
いて、ＵＶ照射装置６４，７６の代わりに加熱装置を使
用する。

【００５４】図１６は本発明の他の実施例の液晶表示装
置を示す図である。液晶表示装置１０は、サイドライト
式バックライト１２と、液晶パネル１４とを含む。液晶
パネル１４は偏光子を含み、バックライト１２は、導光
板１６と、光源１８と、反射板２０と、光学シート２２
とを含む。この光学シート２２はベースシート（図示せ
ず）に間隔をあけて配置され且つ散乱性を有する複数の
突起３２を備えたものである。ただし、複数の突起３２
が一定の周期で製造できれば、ベースシートは必要では
ない。

【００５５】さらに、偏光制御フィルム８０と、１／４
波長板８２とが光学シート２２と液晶パネル１４との間
に配置され、ミラー層８４が光学シート２２の上に配置
されている。偏光制御フィルム８０は、右回り偏光を透
過させ、且つ左回り偏光を反射させるものか、あるい
は、左回り偏光を透過させ、且つ右回り偏光を反射させ
るものである。ミラー層８４はそれぞれ光学シート２２
の突起３２の先端面の上に配置されたミラー８４ａを有
する。

【００５６】図１６の液晶表示装置においては、導光板
１６から出射した光は光学シート２２を通って偏光制御
フィルム８０に入射する。偏光制御フィルム８０に入射
した光のうち、右回り偏光（又は左回り偏光）のみが偏
光制御フィルム８０を透過し、１／４波長板８２で直線
偏光になって液晶パネル１４に入射する。また、左回り
偏光（又は右回り偏光）は偏光制御フィルム８０で反射
され、その一部はミラー層８４のミラー８４ａで反射さ
れ、右回り偏光（又は左回り偏光）となって偏光制御フ
ィルム８０に入射し、偏光制御フィルム８０を透過し、
１／４波長板８２で直線偏光になって液晶パネル１４に
入射する。このようにして、液晶パネル１４の偏光子に
よって吸収される光の量が減少し、光の利用率を向上す
ることができる。光学シート２２を透過した光の一部は
ミラー８４ａによって遮断されるが、光学シート２２に
おいては、突起３２の先端面から出射する光の量は少な
いので、問題ない。

【００５７】図１７は本発明の他の実施例の液晶表示装
置を示す図である。図１６の例と同様に、液晶表示装置
１０は、サイドライト式バックライト１２と、液晶パネ
ル１４と、光学シート２２とを含む。さらに、偏光制御
フィルム８０と、１／４波長板８２とが光学シート２２
と液晶パネル１４との間に配置されている。偏光制御フ
ィルム８０は、右回り偏光を透過させ、且つ左回り偏光
を反射させるものか、あるいは、左回り偏光を透過さ
せ、且つ右回り偏光を反射させるものである。

【００５８】図１７の液晶表示装置においては、導光板
１６から出射した光は光学シート２２を通って偏光制御
フィルム８０に入射する。偏光制御フィルム８０に入射
した光のうち、右回り偏光（又は左回り偏光）のみが偏
光制御フィルム８０を透過し、１／４波長板８２で直線
偏光になって液晶パネル１４に入射する。また、左回り
偏光（又は右回り偏光）は偏光制御フィルム８０で反射
され、光学シート２２に入射する。光学シート２２の突
起３２は高い散乱作用をもち、戻った光の一部は右回り
偏光（又は左回り偏光）となって偏光制御フィルム８０
に入射し、偏光制御フィルム８０を透過し、１／４波長
板８２で直線偏光になって液晶パネル１４に入射する。
このようにして、液晶パネル１４の偏光子によって吸収
される光の量が減少し、光の利用率を向上することがで
きる。

【００５９】図１８は本発明の他の実施例の液晶表示装
置を示す図である。図１６の例と同様に、液晶表示装置
１０は、サイドライト式バックライト１２と、液晶パネ
ル１４と、光学シート２２とを含む。さらに、偏光制御
フィルム８６が光学シート２２と液晶パネル１４との間
に配置されている。偏光制御フィルム８６は、Ｓ偏光を
透過させ、且つＰ偏光を反射させるものか、あるいは、
Ｐ偏光を透過させ、且つＳ偏光を反射させるものであ
る。

【００６０】図１８の液晶表示装置においては、導光板
１６から出射した光は光学シート２２を通って偏光制御
フィルム８６に入射する。偏光制御フィルム８０に入射
した光のうち、Ｓ偏光（又はＰ偏光）のみが偏光制御フ
ィルム８６を透過し、液晶パネル１４に入射する。ま
た、Ｐ偏光（又はＳ偏光）は偏光制御フィルム８６で反
射され、光学シート２２に入射する。光学シート２２の
突起３２は高い散乱作用をもち、戻った光の一部はＳ偏
光（又はＰ偏光）となって偏光制御フィルム８６に入射
し、偏光制御フィルム８６を透過し、液晶パネル１４に
入射する。このようにして、液晶パネル１４の偏光子に
よって吸収される光の量が減少し、光の利用率を向上す
ることができる。

【００６１】図１９は光学シート２２及びミラー層８４
を製造する例を示す図である。（Ａ）においては、ミラ
ーシート８４ｂを形成し、（Ｂ）においては、ミラーシ
ート８４ｂに拡散材入り樹脂からなるインキ２２ｂを塗
布し、（Ｃ）において、乾燥後、拡散材入り樹脂とミラ
ーシート８４ｂとが重なった状態で穴あけ加工を行う。
これによって、ミラー層８４のミラー８４ａがそれぞれ
光学シート２２の突起３２の先端面の上に配置された構
造が得られる。この構造は図１６の液晶表示装置で使用
されることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
配光制御性が高く、かつ、ブロードな集光特性を有する
光学シートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる光学シート及びバック
ライトを含む液晶表示装置の一例を示す図である。

【図２】本発明の実施例に係わる光学シート及びバック
ライトを含む液晶表示装置の他の一例を示す図である。

【図３】光学シートの例を示す図である。

【図４】光学シートの例を示す図である。

【図５】光学シートの例を示す図である。

【図６】光学シートの例を示す図である。

【図７】光学シートの突起の配列の例を示す図であり、
（Ａ）は光学シートの平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の
線VII −VII に沿った断面図である。

【図８】光学シートの突起の配列の例を示す図である。

【図９】光学シートの作用を説明する図である。

【図１０】バックライトの導光板を出射する光及び光学
シートを出射する光の配光特性を示す図である。

【図１１】光学シートの製造装置の例を示す図であり、
（Ａ）は製造装置を示し、（Ｂ）はスタンパロールの表
面の型を示し、（Ｃ）は製造された光学シートを示す。

【図１２】光学シートの製造装置の他の一例を示す図で
あり、（Ａ）は製造装置を示し、（Ｂ）はスタンパロー
ルの表面の型を示し、（Ｃ）は製造された光学シートを
示し、（Ｄ）は製造された光学シートの他の例を示す。

【図１３】光学シートの製造装置の他の一例を示す図で
あり、（Ａ）は製造装置を示し、（Ｂ）はスタンパロー
ルの表面の型を示し、（Ｃ）は製造された光学シートを
示す。

【図１４】突起を形成する樹脂の例を説明する図であ
る。

【図１５】突起を形成する樹脂の他の例を説明する図で
ある。

【図１６】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図
である。

【図１７】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図
である。

【図１８】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図
である。

【図１９】光学シート及びミラー層を製造する例を示す
図である。

【図２０】図２０は従来の光学シートを示し、（Ａ）は
散乱シートを示し、（Ｂ）はプリズムシートを示す。

【符号の説明】

１０…液晶表示装置１２…バックライト１４…液晶パネル１６…導光板２２…光学シート３０…ベースシート３２…突起３２ａ…基部３２ｂ…先端部３４…谷３６…拡散材３８…境界部４０…境界部５０…製造装置５２…スタンパロール５２ａ…型５４…穴５６…表面壁部分５８…インキ塗布装置６０…インキ塗り込みロール６２…スキージ６４…ＵＶ照射装置６６…ベースシートロール７２…インキ塗布装置７４…スキージ７６…ＵＶ照射装置７８…インキ除去装置８０…偏光制御フィルム８２…１／４波長板８４…ミラー層８６…偏光制御フィルム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｆ // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 103:00 103:00 (72)発明者富田順二神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者鈴木敏弘神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者後藤猛神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者小林哲也神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者林啓二神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者菅原真理神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA04 BA15 BA20 2H091 FA08X FA08Z FA14Z FA21Z FA23Z FA32Z FA42Z FA44Z FA45Z FC12 FD06 LA30 5G435 AA03 AA17 BB12 BB15 EE25 FF05 FF06 FF08 HH01 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隔をあけて配置され且つ一方の側に向
いた散乱性を有する複数の突起とを備え、隣接する２つ
の突起の間には谷が形成され、該突起と該谷の底部との間の境界部は、該突起の先端面
と該先端面に隣接する側面との間の境界部よりも大きな
曲率の曲線で形成されていることを特徴とする光学シー
ト。
【請求項２】該突起の先端面と該先端面に隣接する側
面との間の境界部は実質的に丸みがないことを特徴とす
る請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】間隔をあけて配置され且つ一方の側に向
いた散乱性を有する複数の突起とを備え、各突起は基部
と先端部とを有し、該突起の先端部は、透明樹脂と該透明樹脂に対して重量
比Ｎ１％で混合された拡散材とを含む樹脂材料からな
り、該突起の基部は、透明樹脂材料及び透明樹脂と該透
明樹脂に対して重量比Ｎ２％で混合された拡散材とを含
む樹脂材料の一つからなり、この場合、Ｎ１＞Ｎ２であ
り、Ｎ２は０を含むことを特徴とする光学シート。
【請求項４】間隔をあけて配置され且つ一方の側に向
いた散乱性を有する複数の突起とを備え、隣接する２つ
の突起の間には谷が形成され、各突起は基部と先端部と
を有し、該突起と該谷の底部との間の境界部は、該突起の先端面
と該先端面に隣接する側面との間の境界部よりも大きな
曲率の曲線で形成され、該突起の先端部は、透明樹脂と該透明樹脂に対して重量
比Ｎ１％で混合された拡散材とを含む樹脂材料からな
り、該突起の基部は、透明樹脂材料及び透明樹脂と該透
明樹脂に対して重量比Ｎ２％で混合された拡散材とを含
む樹脂材料の一つからなり、この場合、Ｎ１＞Ｎ２であ
り、Ｎ２は０を含むことを特徴とする光学シート。
【請求項５】該突起はベースシートに設けられ、該ベ
ースシートと該突起との間に樹脂層が設けられ、該樹脂
層は、透明樹脂材料及び透明樹脂と該透明樹脂に対して
重量比Ｎ３％で混合された拡散材とを含む樹脂材料の一
つからなり、この場合、Ｎ１＞Ｎ３であり、Ｎ３は０を
含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載
の光学シート。
【請求項６】ベースシートは、透明ガラス、透明樹脂
層、及び透明樹脂と該透明樹脂に対して重量比Ｎ４％で
混合された拡散材とを含む樹脂層の一つからなり、この
場合、Ｎ１＞Ｎ４であり、Ｎ４は０を含むことを特徴と
する請求項１から５のいずれかに記載の光学シート。
【請求項７】複数の穴を有するスタンパロールに拡散
材が混合された第１のインキを塗布し、該型の穴はほぼ
直角の底をもち且つ該型の２つの隣接する穴の間の表面
壁部分は湾曲して形成されており、該穴に第１のインキが充填された状態で該スタンパロー
ルの表面上の及び該穴からはみ出した第１のインキを取
り去り、該穴内の該第１のインキをベースシートに転写する工程
からなることを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項８】複数の穴を有する型に拡散材が混合され
た第１のインキを塗布し、該型の穴に第１のインキが充填された状態で該型の穴か
らはみ出した第１のインキを取り去り、該型に第２のインキを塗布し、該第１のインキ及び該第２のインキをベースシートに転
写する工程からなることを特徴とする光学シートの製造
方法。
【請求項９】該型の穴からはみ出したインキを取り去
る工程において、該型の穴に充填された第１のインキの
一部までかきとることを特徴とする請求項８に記載の光
学シートの製造方法。
【請求項１０】該第１のインキの硬化収縮率が、該第
２のインキの硬化収縮率よりも大きいことを特徴とする
請求項８に記載の光学シートの製造方法。
【請求項１１】第１のインキを取り去る工程の後で、
該型に第２のインキを塗布する工程の前に、該第１のイ
ンキを硬化させ、硬化させた第１のインキの一部をかき
とる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の光学
シートの製造方法。
【請求項１２】少なくとも液晶パネルと、バックライ
トと、該液晶パネルと該バックライトとの間に配置さ
れ、請求項１から６のいずれかに記載の光学シートとを
備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】該液晶パネルと該光学シートとの間に
配置された偏光制御シートを備えたことを特徴とする請
求項１２に記載の液晶表示装置。