JP5579876B2 - 光学複合シート - Google Patents

Description

本発明は、低屈折率層の屈折率を適切に低くすることができる光学複合シートに関する。

携帯電話やＰＣ（Personal Computer）に代表される小型電子機器や、据え置き型のテレビ等に液晶ディスプレイが用いられている。このような小型電子機器やテレビ等に用いられる液晶ディスプレイには、一般的にバックライト方式が採用されており、液晶ディスプレイの背面から光が照射される。このバックライトには、主にエッジライト型（サイドライト型ともいう）と直下型とがある。

エッジライト型のバックライトは、導光シート、及び、光源を主な構成として備える。導光シートは、光を伝播可能に構成され、液晶部と対向する一方の主面が出射面とされ、この出射面と略垂直な一側面が入射面とされる。光源は、入射面に対向して配置される。そして、光源から出射する光は、導光シートの入射面から導光シート内に入射して、導光シート内を反射しながら伝播し、出射面に対してＮＡ（Numerical Aperture：開口数）の比較的高い光が出射面から出射する。

例えば、下記特許文献１には、このような導光シート（導光板）が記載されている。下記特許文献１に記載の導光シートは、出射面が平面状で無反射処理がなされ、出射面側と反対側の面にプリズムが形成され、出射面側のシートと出射面側と反対側のシートとが粘着剤により貼り合せられた構成とされている。それぞれのシートと粘着剤は、それぞれ透明であり、出射面側のシートの屈折率が１．４９０とされ、出射面側と反対側のシートの屈折率が１．５８５とされ、粘着剤の屈折率が１．４８１とされる。このような導光シートに側面から光を入射すると、面方向に沿って光が伝播して、伝播する光の一部がプリズム面で反射し、プリズム面で反射した光が出射面から出射するとされる。

特開２００３−４９５０号公報

しかし、特許文献１に記載の導光シートにおいては、低屈折率層としての粘着剤の屈折率が然程低くなく、低屈折率層の界面で光が反射しにくいため、出射面と反対側の面まで伝播した光の一部が、出射面と反対側の面から出射し易い傾向がある。従って、このような導光シートにおいては、光が適切に導光シートを伝播せず、光の入射面と遠い場所での輝度が低くなるという問題がある。

そこで、本発明は、低屈折率層の屈折率を適切に低くすることができる光学複合シートを提供することを目的とする。

本発明者らは、特許文献１に記載の導光シートにおいて、粘着剤を構成する樹脂にフッ素を含有させれば、粘着剤の屈折率を低くできると考えた。しかし、樹脂にフッ素を含有させると、樹脂の粘着性が低くなることが知られているため、粘着剤として、フッ素含有の樹脂を採用することは困難である。そこで、本発明者らは、更に鋭意検討を進め、本発明をするに至った。

すなわち、本発明の光学複合シートは、第１光学層及び第２光学層と、前記第１光学層と前記第２光学層との間に積層される低屈折率層と、を備え、前記低屈折率層は、多数の中空粒子を含み、前記第１光学層及び前記第２光学層よりも屈折率が低いことを特徴とするものである。

このような光学複合シートによれば、低屈折率層は、多数の中空粒子を含むため、中空粒子内の空間により、全体として、屈折率を下げることができる。このような光学複合シートの面方向に沿って第１光学層に光が入射すると、光は、主に第１光学層を伝播する。従って、第１光学層を伝播する光は、第１光学層と低屈折率層との境界において反射して、光が低屈折率層に入射することを低減することができる。このため、このような光学複合シートによれば、適切に光を伝播することができる。また、光学複合シートの面方向に垂直に光が入射する場合、この光を低屈折率層で適切に屈折することができる。

また、前記低屈折率層は、それぞれの前記中空粒子を結合するための結合剤を有さず、互いに隣り合う中空粒子同士は、互いに接触していることが好ましい。

このような光学複合シートにおいては、低屈折率層が結合剤を有さず、中空粒子同士が直接接触しているため、中空粒子間に空間ができる部分が生じて、この空間により、更に低屈折率層の屈折率を下げることができる。また、一般的に結合剤は、屈折率が高い傾向があるため、屈折率の高い材料を低屈折率層に用いないことにより、更に適切に低屈折率層の屈折率を下げることができる。

また、前記第１光学層と前記低屈折率層との間、及び、前記第２光学層と前記低屈折率層との間の少なくとも一方に中間層を備えることとしても良い。

中間層を有することにより、外部から応力が加わるときに、この中間層が、応力が低屈折率層に伝導することを抑制する。従って、低屈折率層にクラック等が入ることを抑制することができる。

また、前記中空粒子の平均粒子径が、前記第１光学層を伝播する光の波長よりも小さく、１／４波長よりも小さいことが好ましい。

中空粒子の平均粒子径が、光の波長よりも小さいことにより、低屈折率層における光の乱反射を抑制することができ、意図しない方向への光の出射を抑制することができる。

さらに、前記光の波長が、４００ｎｍ〜８００ｎｍであることが好ましい。

さらに、前記中空粒子の前記平均粒子径が５ｎｍ〜３００ｎｍであることが好ましい。

さらに前記中空粒子の前記平均粒子径が３０ｎｍ〜１２０ｎｍであることが好ましい。

このような中空粒子の値であれば、前記平均粒子径が３０ｎｍ以上であるため、中空粒子の空隙率が十分なため屈折率も低くなり、かつ中空粒子の強度も保つことができ、前記平均粒子径が１２０ｎｍ以下のため、光を十分透過し、かつ有機溶媒に分散することができる。

また、前前記低屈折率層の屈折率が１．１７〜１．３７であることが好ましい。

また、前記第１光学層及び前記第２光学層と、前記低屈折率層の比屈折率が０．６９〜０．９２であることが好ましい。

また、本発明の光学複合シートの表面および/または裏面にプリズムまたはレンズが形成されていることが好ましい。

このような光学複合シートによれば、光学複合シートの面方向に沿って、光が伝播する場合、第１光学層の表面が平面である場合に第１光学層の表面で全反射されるべき光の少なくとも一部は、第１光学層にプリズムまたはレンズが形成されることにより、第１光学層から出射することができる。そして、プリズムまたはレンズの設計をコントロールすることにより、第１光学層から出射する光の量をコントロールすることができる。従って、このような光学複合シートを光拡散シートとして用いることにより、出射する光の量が適切にコントロールされた光拡散シートとすることができる。また、光学複合シートの面方向に垂直に光が入射する場合、プリズムまたはレンズの設計をコントロールすることにより、入射する光の屈折方向をコントロールすることができる。

以上のように、本発明によれば、低屈折率層の屈折率を適切に低くすることができる光学複合シートが提供される。

本発明の第１実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。 図１に示す低屈折率層の一部を拡大する図である。 低屈折率層の中空粒子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。

以下、本発明に係る光学複合シートの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態） 図１は、本発明の第１実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の光学複合シート１は、第１光学層１０及び第２光学層２０と、第１光学層１０と第２光学層２０との間に積層される低屈折率層３０と、を主な構成として備える。そして、本実施形態における光学複合シート１においては、第１光学層１０の低屈折率層側と反対側の面１１光の出射面とされ、光学複合シート１の一側面７が光の入射面とされる。なお、光学複合シート１の一側面７とは、第１光学層１０の一側面１７と、低屈折率層３０の一側面（図示しない）と、第２光学層１０の一側面２７とからなる面のことである。

つまり、本実施形態の光学複合シート１は、入射面から入射する光を面方向に沿って伝播し、更に面方向に沿って伝播する光の少なくとも一部を出射面から出射する光拡散シートとしての機能を備える。

第１光学層１０は、光学複合シート１の面方向全体をカバーするように設けられており、第１光学層１０の一側面１７は、入射面の一部とされる。また、第１光学層１０においては、光の出射面とされる一方の面１１側に多数のプリズム１５が形成されており、出射面が凹凸形状のプリズム面とされている。このプリズム１５の形状は、特に限定されるものではないが、それぞれのプリズム１５により、少なくとも一側面１７の長手方向と平行に溝が形成されていることが好ましい。上述のように一側面１７は入射面の一部であるため、入射面から入射する光は、一側面１７の長手方向に垂直に伝播する傾向がある。従って、このように溝が形成されることにより、それぞれのプリズム１５により形成される溝の方向と、光の伝播方向とが略垂直になり、入射面から入射する光を出射面から出射し易くすることができる。

また、第１光学層１０は、光透過性の材料から構成されており、好ましくは、全光線透過率が３０％以上である材料が好ましく、更に、全光線透過率が５０％以上であることが好ましく、更に、全光線透過率が７０％以上であることが好ましい。このように全光線透過率が高いことにより、入射する光の損失をより抑制して出射することができる。このような材料としては、光透過性の材料であれば、特に限定されるわけではないが、シリカ等の無機物、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロースアセテート樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、およびポリウレタン樹脂等の樹脂を挙げることができる。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づき、Ａ光源を用いて測定する。Ａ光源とは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が規定する標準光源の規格の一つであって、タングステン電球が発する光であり、色温度が２８５６ケルビンとされる。

また、第１光学層１０の屈折率は、特に限定されないが、例えば、１．５〜１．７とされる。なお、屈折率はエリプソメーターを用いて波長５８９ｎｍで測定できる。

第２光学層２０は、光学複合シート１における第１光学層１０と反対側において、面方向全体をカバーするように設けられており、第２光学層１０の一側面２７は、入射面の一部とされる。さらに、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１は、光の反射面とされている。第２光学層２０における反射面側には、多数のプリズム２５が形成されており、反射面は凹凸形状のプリズム面とされている。このプリズム２５の形状は、特に限定されるものではないが、それぞれのプリズム２５により、少なくとも一側面１７の長手方向と平行に溝が形成されていることが好ましい。そして、このプリズム２５は、光学複合シート１の反対面側のプリズム１５と面対象の形状でもよく、異なる形状でもよい。

前記プリズム２５は、光を分散・屈折・全反射させることができる形状で、Ｖ字状リニアプリズム、Ｕ字状リニアプリズム、三角錐プリズム、四角錐プリズムが例示できる。

また、第２光学層２０は、第１光学層１０と同様にして、光透過性の材料から構成されており、好ましくは、全光線透過率が３０％以上である材料が好ましく、更に、全光線透過率が５０％以上であることが好ましく、更に、全光線透率が７０％以上であることが好ましい。このように全光線透過率が高いことにより、入射する光の損失をより抑制して出射することができる。このような第２光学層２０の材料としては、第１光学層１０と同様の材料を挙げることができる。

また、第２光学層２０の屈折率は、特に限定されないが、例えば、第１光学層１０と同様とされる。

図２は、図１に示す低屈折率層３０の一部を拡大する図である。図２に示すように、低屈折率層３０は、多数の中空粒子５０からなり、第１光学層１０及び第２光学層２０よりも屈折率が低く構成される。

図３は、中空粒子５０を拡大した図である。図３に示すように中空粒子５０は、シェル５１を備え、シェル５１によって、シェル５１に囲まれた空間５２が形成されている。シェル５１は、第１光学層１０と同様にして、光透過性の材料から構成されている。このような、シェル５１の材料としては、第１光学層１０と同様の樹脂や、シリカやガラス等の無機材料等を挙げることができ、中でシリカが好ましい。このような中空粒子５０としては、日揮触媒化成株式会社製のスルーリア（登録商標）を挙げることができる。なお、中空粒子の形状は、特に限定されないが、球状であっても不定形状であっても良い。

また、中空粒子５０の平均粒子径としては、特に限定されないが、光学複合シート１に入射する光、すなわち、第１光学層１０を伝播する光の波長よりも小さいことが好ましい。中空粒子５０の平均粒子径が、第１光学層１０を伝播する光の波長よりも小さいことにより、低屈折率層３０における光の乱反射を抑制することができ、出射面からの意図しない光の出射を抑制することができる。さらに、中空粒子５０の平均粒子径は、光学複合シート１に入射する光の１／２波長よりも小さいことがより好ましく、１／４よりも小さいことが更に好ましい。例えば、光学複合シート１に４２０ｎｍ〜８００ｎｍの光が入射する場合、中空粒子５０の平均粒子径としては、５ｎｍ〜３００ｎｍ、より好ましくは３０〜１２０ｎｍであればよい。 この中空粒子５０の平均粒子径を測定するには、動的光散乱法で測定すればよい。

また、低屈折率層３０の屈折率を低くする観点から、中空粒子５０の平均空隙率は、より高いことが好ましいが、中空粒子５０の強度を確保する観点から１０％〜６０％であること好ましい。

図２に示すように、低屈折率層３０においては、このような中空粒子５０同士が、直接接触して、互いに結合している。つまり、低屈折率層３０においては、中空粒子５０同士を結合するための結着剤が、中空粒子５０間に充填されていない。この結合は、中空粒子５０の凝集力により生じると考えられ、特に、中空粒子がシリカから構成され、平均粒子径が、３０ｎｍ〜１２０ｎｍである場合に強く結合すると考えられる。このように、中空粒子５０同士を結合するための結着剤が、中空粒子５０間に充填されず、中空粒子５０同士が、直接接触して、互いに結合しているため、中空粒子５０間には、空間３６が形成されている。

このような構成の低屈折率層３０の屈折率は、第１光学層１０の屈折率及び第２光学層２０の屈折率より小さい限りにおいて特に限定されないが、例えば、１．１７〜１．３７とされ、第１光学層１０及び第２光学層２０との比屈折率が、０．６９〜０．９２とされる。第１光学層１０及び第２光学層２０と、低屈折率層３０との比屈折率が、このような比屈折率であることにより、適切に第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において光を反射することができる。たとえば、第１光学層１０及び第２光学層２０が屈折率１．５８のポリカーボネートで、低屈折率層３０の屈折率が１．１７〜１．３７である場合、第１光学層１０及び第２光学層２０と低屈折率層３０との比屈折率は０．７６６〜０．８６７となる。

このような第１光学層１０、第２光学層２０、低屈折率層３０からなる光学複合シート１は、上述のように光拡散シートとしての機能を有する。具体的には、入射面と対向するように、ＬＥＤ等から成る図示しない光源が配置される。光源から出射する光は、入射面から入射する。そのうち、第１光学層１０に入射する光は、主に第１光学層１０を伝播する。具体的には、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界と、出射面とを反射しながら、第１光学層１０を伝播し、出射面に対して、ＮＡの大きな光が、出射面から出射する。

また、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界に対して、ＮＡの大きな光は、第１光学層１０から低屈折率層３０に入射して、更に、低屈折率層３０から第２光学層２０に入射する。第２光学層２０に入射した光の少なくとも一部は、反射面において反射する。つまり、第２光学層２０の反射面に対してＮＡの小さな光は、反射面で反射し、再び、低屈折率層３０から第１光学層１０に入射する。一方、反射面に対して、ＮＡの大きな光は、反射面を透過して、光学複合シート１から出射する。第１光学層１０に入射した光は、再び、第１光学層１０を伝播する。

上記のような光学複合シート１は、次のように製造することができる。

まず、中空粒子５０が分散された、分散液を準備する。具体的には、中空粒子５０をメチルイソブチルケトンまたはイソプロパノール等の有機溶媒を準備して、有機溶媒に対して、例えば、中空粒子５０を２０重量％で分散させ分散液とする。また、第１光学層１０、及び、第２光学層２０となる樹脂シートをそれぞれ準備する。具体的には、プリズム１５が形成されていない、第１光学層１０となる樹脂シート、及び、プリズム２５が形成されていない、第２光学層２０となる樹脂シートを準備する。

次に、中空粒子５０が分散された分散液を第１光学層１０となる樹脂シート、または、第２光学層２０となる樹脂シートの表面に塗布する。塗布は、スピンコート法、グラビアコート法、コンマダイレクトコート法、コンマリバースコート法、リップコート法およびダイコート法等により行えばよい。そして、塗布した分散液を乾燥することにより、低屈折率層３０を得る。

次に、低屈折率層３０が、第１光学層１０となる樹脂シートと、第２光学層２０となる樹脂シートとの間になるようにして、第１光学層１０となる樹脂シートと、低屈折率層３０と、第２光学層２０となる樹脂シートとを積層する。

次に、積層した第１光学層１０となる樹脂シートと、低屈折率層３０と、第２光学層２０となる樹脂シートとを熱プレスにより一体化する。そして、このときの熱により、第１光学層１０となる樹脂シートにプリズム１５を形成するとともに、第２光学層２０となる樹脂シートにプリズム２５を形成する。こうして、それぞれの樹脂シートが、第１光学層１０及び第２光学層２０となり、図１に示す光学複合シート１を得る。

以上説明したように、本実施形態の光学複合シート１によれば、低屈折率層３０は、多数の中空粒子５０を含むため、中空粒子５０内の空間により、全体として、屈折率を下げることができる。

また、光学複合シート１を上述の様な一側面７から光が入射して、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が出射する光拡散シートとして用いる場合、第１光学層１０に光が入射すると、光は、主に第１光学層１０を伝播する。そして、低屈折率層３０は、多数の中空粒子５０を含むため、中空粒子５０内の空間により、全体として、屈折率を下げることができる。従って、第１光学層１０を伝播する光は、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において反射して、光が低屈折率層３０に入射することを低減することができる。従って、このような光学複合シート１によれば、適切に光を伝播することができる。

また、上記実施形態においては、中空粒子５０同士が、直接接触して、互いに結合することで、中空粒子５０間に空間３６が形成されているため、この空間３６により、更に低屈折率層３０の屈折率を下げることができる。また、一般的に結合剤は、屈折率が高い傾向があるため、上記実施形態の光学複合シート１のように屈折率の高い材料を低屈折率層３０に用いないことにより、更に適切に低屈折率層３０の屈折率を下げることができる。

また、上記実施形態の光学複合シート１を光拡散シートとして用いる場合、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側にプリズム１５が形成されているため、第１光学層１０の表面が平面である場合に第１光学層１０の表面で全反射されるべき光の少なくとも一部は、第１光学層１０から出射することができる。そして、プリズム１５の設計をコントロールすることにより、第１光学層１０から出射する光の量をコントロールすることができる。従って、このような光学複合シート１を光拡散シートとして用いることにより、出射する光の量が適切にコントロールされた光拡散シートとすることができる。

なお、上記実施形態の光学複合シート１を光拡散シートとして用いる場合、第１光学層１０と低屈折率層３０を如何に最適に設計しても、低屈折率層３０に対してＮＡの大きな光は、第１光学層１０から低屈折率層３０を介して第２光学層２０に伝播する。しかし、上記実施形態においては、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側にプリズム２５が形成されているため、第２光学層２０に形成されるプリズム２５をコントロールすることにより、第２光学層２０に伝播する光が第２光学層２０の反射面で反射する量や第２光学層２０の反射面から出射する量を適切にコントロールすることができる。

更に上記実施形態においては、光学複合シート１を光拡散シートとして用いる場合について説明したが、光学複合シート１は、光拡散シートに限定されるわけではなく、その用途は特に限定されない。例えば、光学複合シート１は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学複合シートとされても良い。この場合、プリズム１５、２５により、入射光の光学複合シート１内における方向をコントロールでき、更にプリズム２５により、出射光の方向をコントロールすることができる。あるいは、光学複合シート１は、プリズム１５及びプリズム２５の設計をコントロールすることにより、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１で光を全反射する全反射シートとされても良い。また、プリズム１５、２５の設計を最適化することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることもできる。

（第２実施形態） 次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図４は、本発明の第２実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。

図４に示すように、本実施形態の光学複合シート２は、第２光学層２０と低屈折率層３０との間に中間層４０を備える点において、第１実施形態の光学複合シート１と異なる。なお、本実施形態における光学複合シート２の一側面７とは、第１光学層１０の一側面１７と、低屈折率層３０の一側面（図示しない）と、中間層４０の一側面（図示しない）と、第２光学層１０の一側面２７とで形成される面のことである。

中間層４０は、光透過性の材料から成り、第２光学層２０と低屈折率層３０との間全体に設けられている。中間層４０が設けられることにより、外部から衝撃や応力が加わるときに、この衝撃や応力が低屈折率層３０に伝導することを抑制することができる。

中間層４０は、軟質な材料から成ることが好ましい。このように中間層４０が軟質な（貯蔵弾性率が小さい）材料から成る場合、中間層４０の室温（２１℃）における貯蔵弾性率は、５×１０＾６Ｐａ〜５×１０＾７Ｐａの範囲が好ましく、１×１０＾７Ｐａ〜３×１０＾７Ｐａの範囲がより好ましく、１．６×１０＾７Ｐａ〜１．８×１０＾７Ｐａの範囲がさらに好ましい。

中間層４０の貯蔵弾性率が５×１０＾６Ｐａ以上５×１０＾７Ｐａ以下であることにより、第２光学層２０と低屈折率層３０とを中間層４０介して密着させ易くすることができる。

さらに、中間層は、第１光学層１０及び第２光学層２０の少なくとも一方より軟質であることが好ましく、低屈折率層３０を基準として、中間層４０が設けられる側の光学層である第２光学層２０よりも軟質であることが特に好ましい。中間層４０が、第１光学層１０及び第２光学層２０の少なくとも一方より軟質であることにより、光学複合シート１に衝撃が加わる場合に、中間層４０がこの衝撃を吸収して、中空粒子５０の凝集体から成る低屈折率層３０にクラックが入ることを低減することができる。つまり、衝撃に対する耐性が高い光学複合シート１とすることができる。特に中間層４０が設けられる側の光学層である第２光学層２０よりも軟質である場合には、第２光学層２０側からの衝撃を吸収できるため好ましい。

このような中間層４０の材料としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂等を挙げることができる。例えば、第２光学層２０が、ポリカーボネートである場合に、中間層としては、アクリル樹脂であれば良い。

或いは、中間層４０は、第１光学層１０及び第２光学層２０よりも硬質であっても良い。この場合、中間層４０により、光学複合シート１の機械的強度を高くすることができるので、光学複合シート１に応力が加わる場合においても、光学複合シート１が必要以上に撓むことにより、低屈折率層３０にクラックが入ることをより低減することができる。

また、中間層４０の屈折率としては、低屈折率層３０の屈折率以上とされ、更に、中間層４０の屈折率が、第２光学層２０の屈折率と低屈折率層３０の屈折率との間とされることができる。中間層４０の屈折率が、第２光学層２０の屈折率と低屈折率層３０の屈折率との間にされることで、第２光学層２０から低屈折率層３０にかけて、段階的に屈折率が高くなる。従って、光が第２光学層２０から低屈折率層３０に伝播するときに、光が第２光学層２０から中間層４０に伝播し易く、更に、中間層４０から低屈折率層３０に伝播し易い。このため、第１光学層１０から低屈折率層３０を介して、第２光学層２０に伝播した光を第１光学層１０に戻し易くすることができる。

このような光学複合シート２を製造するには、第１実施形態において、光学複合シート１を製造する際、第１光学層１０と第２光学層２０とを低屈折率層３０を介して積層する前において、第２光学層２０となる樹脂シート上に、中間層４０となる樹脂を塗布する。そして、中間層４０が低屈折率層３０側となるようにして、第１光学層１０と第２光学層２０とを積層し、第１実施形態と同様にして、それぞれの樹脂シートを一体化すれば良い。

本実施形態による光学複合シート２によれば、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くすることができる。更に、中間層４０を有することにより、外部から衝撃や応力が加わるときに、この中間層４０が、衝撃や応力が低屈折率層３０に伝導することを抑制する。従って、低屈折率層３０にクラック等が入ることを抑制することができる。

なお、上記本実施形態においては、中間層４０は、第２光学層２０と低屈折率層３０との間に設けられたが、本発明はこれに限らず、第１光学層１０と低屈折率層３０との間のみに設けられても良い。この場合においても、この中間層は、第１光学層１０及び第２光学層２０の少なくとも一方より軟質であることが好ましく、第１光学層１０よりも軟質であることが特に好ましい。或いは、この中間層は、第１光学層１０及び第２光学層２０の少なくとも一方より硬質であることが好ましく、第１光学層１０及び第２光学層２０のそれぞれより硬質であることが特に好ましい。

さらに、中間層が、低屈折率層３０を挟むように第１光学層１０及び第２光学層２０と低屈折率層３０との間にそれぞれ設けられても良い。この場合において、これらの中間層は、第１光学層１０及び第２光学層２０の少なくとも一方より軟質であることが好ましく、中間層が設けられる側の光学層よりも軟質であることが特に好ましい。或いは、これらの中間層は、第１光学層１０及び第２光学層２０の少なくとも一方より硬質であることが好ましく、第１光学層１０及び第２光学層２０のそれぞれより硬質であることが特に好ましい。

本実施形態による光学複合シート２は、第１実施形態と同様に、一側面７から光が入射し、第１光学層１０の低屈折率層と反対側の面１１から光が出射する光拡散シートとすることができる。また、プリズム１５、２５の設計を最適化することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることもできる。さらに、第１実施形態と同様に、光学複合シート１は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学複合シートとされても良い。この場合、プリズム１５、２５により、入射光の光学複合シート１内における方向をコントロールでき、更にプリズム２５により、出射光の方向をコントロールすることができる。あるいは、光学複合シート１は、プリズム１５及びプリズム２５の設計をコントロールすることにより、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１で光を全反射する全反射シートとされても良い。

（第３実施形態） 次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図５は、本発明の第３実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。

図５に示すように、光学複合シート３は、第１光学層１０の低屈折率層３０と反対側の面１１が平面状に形成され、更に、第２光学層２０の低屈折率層３０と反対側の面２１が平面状に形成されている点において、第１実施形態の光学複合シート１と異なる。

このような光学複合シート３によれば、第１実施形態の光学複合シート１と同様に、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くすることができる。更に、光学複合シート３においては、一側面７から光を入射することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることができる。この場合、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くできるため、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において、光を適切に反射することができ、適切に光を伝播することができる。また、光学複合シート３は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学複合シートとされても良い。

（第４実施形態） 次に、本発明の第４実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図６は、本発明の第４実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。

図６に示すように、光学複合シート４は、第１光学層１０の低屈折率層３０と反対側の面１１が平面状に形成され、更に、第２光学層２０の低屈折率層３０と反対側の面２１が平面状に形成されている点において、第２実施形態の光学複合シート１と異なる。

このような光学複合シート３によれば、第２実施形態の光学複合シート２と同様に、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くすることができ、さらに、第２実施形態と同様にして、中間層４０により、応力が低屈折率層３０に係ることを抑制することができる。また、光学複合シート４においては、一側面７から光を入射することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることができる。この場合、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くできるため、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において、光を適切に反射することができ、適切に光を伝播することができる。また、光学複合シート３は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学複合シートとされても良い。

以上、本発明について、第１〜第４実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態においては、低屈折率層３０は、それぞれの中空粒子５０同士を結合させる結合樹脂を有しておらず、それぞれの中空粒子５０同士は、直接結合して、中空粒子５０同士の間に空間３６が形成されていた。しかし、本発明は、これに限らず、中空粒子５０間の全てに結合樹脂が充填されて、空間３６が形成されていなくても良い。

また、上記実施形態における光学複合シート１〜４は、上述の製造方法以外で製造されても良い。
また、第１、第２実施形態においては、光学複合シート１、２として、第１光学層１０及び第２光学層２０の面に、多数のプリズム１５、２５が形成されている例と用いて説明した。しかし、本発明の光学複合シートは、これに限らず、マイクロレンズやレンチキュラーレンズ等のレンズが多数形成される光学複合シートであっても良い。

以上説明したように、本発明によれば、低屈折率層の屈折率を適切低くすることができる光学複合シートが提供される。

１、２、３、４・・・光学複合シート
１０・・・第１光学層
１５・・・プリズム
２０・・・第２光学層
２５・・・プリズム
３０・・・低屈折率層
３６・・・空間
４０・・・中間層
５０・・・中空粒子
５１・・・シェル
５２・・・空間

Claims (9)

1. 第１光学層及び第２光学層と、
   前記第１光学層と前記第２光学層との間に積層される低屈折率層と、
   を備え、
   前記低屈折率層は、多数の中空粒子を含み、前記第１光学層及び前記第２光学層よりも屈折率が低く、
   前記低屈折率層は、それぞれの前記中空粒子を結合するための結合剤を有さず、
   互いに隣り合う中空粒子同士は、互いに接触している
   ことを特徴とする光学複合シート。
2. 前記第１光学層と前記低屈折率層との間、及び、前記第２光学層と前記低屈折率層との間の少なくとも一方に中間層を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の光学複合シート。
3. 前記中空粒子の平均粒子径が、前記第１光学層を伝播する光の波長よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の光学複合シート。
4. 前記光の波長が、４００ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の光学複合シート。
5. 前記中空粒子の前記平均粒子径が５ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学複合シート。
6. 前記中空粒子の前記平均粒子径が３０ｎｍ〜１２０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の光学複合シート。
7. 前記低屈折率層の屈折率が１．１７〜１．３７であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学複合シート。
8. 前記第１光学層及び前記第２光学層と、前記低屈折率層の比屈折率が０．６９〜０．９２であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光学複合シート。
9. 前記光学複合シートの表面および/または裏面にプリズムまたはレンズが形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学複合シート。

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