光学部材、光学部材の製造方法、光学シート、面光源装置、透過型表示装置
【課題】光源からの熱に起因する変形による表示不良等を大幅に低減できる光学シートを提供可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置を提供することである。
【解決手段】光学部材１５０は、幅方向の中央から、流れ方向を長辺方向とし、幅方向を短辺方向とする矩形状であって短辺３０ｍｍ、長辺１５０ｍｍの大きさである切片を裁断し、長辺方向の一方の端部を、水平面上において短辺が鉛直方向となるようにして鉛直方向に延在する基準面に固定し、他方の端部を自由状態とし、基準面と他方の端部の基準面側の面との距離を反り量Ｈ１（ｍｍ）とし、切片を８０℃で３０分間の加熱処理を行った後のこの距離を反り量Ｈ２（ｍｍ）とし、基材部１５３の厚みをｔ（ｍｍ）とし、光学部材１５０を形成する樹脂の弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９という関係を満たすものとした。
【解決手段】光学部材１５０は、幅方向の中央から、流れ方向を長辺方向とし、幅方向を短辺方向とする矩形状であって短辺３０ｍｍ、長辺１５０ｍｍの大きさである切片を裁断し、長辺方向の一方の端部を、水平面上において短辺が鉛直方向となるようにして鉛直方向に延在する基準面に固定し、他方の端部を自由状態とし、基準面と他方の端部の基準面側の面との距離を反り量Ｈ１（ｍｍ）とし、切片を８０℃で３０分間の加熱処理を行った後のこの距離を反り量Ｈ２（ｍｍ）とし、基材部１５３の厚みをｔ（ｍｍ）とし、光学部材１５０を形成する樹脂の弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９という関係を満たすものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の大きさに裁断することにより光学シートを作製可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶テレビ等の透過型表示装置において、液晶パネル等を背面から照明する面光源装置として、各種方式の面光源装置が提案され実用化されている。面光源装置は、主として、面光源ではない光源を面光源に変換する方式により、エッジライト型と直下型とに分類される。
近年、透過型表示装置の普及は目覚しく、その画質向上や大画面化・薄型化、軽量化に伴い、様々な開発が成されている。これに伴い、面光源装置等に用いられる各種光学シートは、エッジライト型や直下型を問わず、視野角を広げる等、所望の光学特性を得るために、様々な工夫がなされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透過型表示装置は、筐体内に様々な光学シートや光源を備えている。そのため、光源から発せられた熱が発散され難いため、長時間の使用等を行った場合に、光源からの熱によって光学シートに、シワやよれ、撓み等の変形が生じる場合がある。
このような変形により光学シートが液晶パネルを圧迫することによって、表示不良や液晶パネルの破損等が生じるという問題があった。特に、近年では、透過型表示装置の薄型化や軽量化等に伴い、光学シートが薄くなり、光源の熱に起因した変形がより生じやすくなっている。
【０００５】
本発明の課題は、光源からの熱に起因する変形による表示不良等を大幅に低減できる光学シートを提供可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、少なくとも一方の面に単位光学形状（１５１）が複数配列され、所定の形状に裁断することにより光学シート（１５）となるウェブ状の光学部材であって、この光学部材の幅方向の中央から、流れ方向を長辺方向とし、幅方向を短辺方向とする矩形状であって短辺３０ｍｍ、長辺１５０ｍｍの大きさである切片（１５０Ａ）を裁断し、その長辺方向の一方の端部を、水平面上において、短辺が鉛直方向となるようにして前記水平面に直交して鉛直方向に延在する基準面（Ｍ）に固定し、他方の端部を自由状態とした場合において、前記基準面と前記他方の端部の前記基準面側の面との距離を反り量Ｈ１（ｍｍ）とし、前記切片を８０℃で３０分間の加熱処理を行った後の該距離を反り量Ｈ２（ｍｍ）とし、前記光学部材において、その厚み方向において前記単位光学形状が形成されていない領域である基材部（１５３）の厚みをｔ（ｍｍ）とし、この光学部材を形成する樹脂の弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材（１５０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学部材において、前記反り量Ｈ１及び前記反り量Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１を反り発現値とし、前記光学部材の幅方向の中央における前記切片（１５０Ａ）の前記反り発現値をＳ１、前記幅方向の両端部から切り出された同様の切片（１５０Ｂ）の前記反り発現値をＳ２とするとき、０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材（１５０）である。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学部材の製造方法であって、熱可塑性樹脂を所定の幅のシート状に押し出す押出工程と、押し出されたシート状の部材（Ｒ）を、少なくとも一方が前記単位光学形状（１５１）を賦形可能な成形型である１対のロール（５３，５４）の間を通して加圧し、前記単位光学形状を賦形する賦形工程と、前記賦形工程の後に、前記１対のロールのうち一方のロール（５４）の周方向に沿わせて冷却し、前記シート状の部材の流れ方向に対して、前記一方のロールの周方向に沿った湾曲形状を形成する湾曲形成工程と、前記一方のロールから前記シート状の部材を剥離して冷却ロール（５３，５４）に移動させ、所定の温度で冷却しながら前記湾曲形状を矯正して流れ方向において略平坦化する矯正工程と、を備えること、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の光学部材の製造方法において、前記湾曲形成工程において、前記一方のロール（５４）は、その表面温度をＴａ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点をＴｇ（℃）とするとき、Ｔｇ−４０≦Ｔａ≦Ｔｇ＋１０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の光学部材の製造方法において、前記矯正工程において、前記冷却ロール（５３）の表面温度をＴｂ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂（Ｒ）のガラス転移点をＴｇ（℃）とし、前記湾曲形成工程における前記一方のロール（５４）の表面温度をＴａ（℃）とするとき、Ｔａ−４０≦Ｔｂ≦Ｔｇ−２０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の光学部材の製造方法において、前記矯正工程において、前記シート状の部材（Ｒ）は、前記冷却ロール（５３）より流れ方向下流に配置される第２冷却ロール（５４）によってさらに冷却及び湾曲形状が平坦化され、前記第２冷却ロールの表面温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｂ≦Ｔｃ≦Ｔｇ−２０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項７の発明は、請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載の光学部材の製造方法において、前記賦形工程における前記１対のロール（５３，５４）のうち、湾曲形状を形成する前記一方のロール（５４）における線速度をＶａとし、前記シート状の部材（Ｒ）を前記冷却ロール（５３，５４）よりも下流で所定の速度で引き取る引取りロールにおける線速度をＶｂとするとき、０．９８≦Ｖｂ／Ｖａ≦１．１０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
【０００８】
請求項８の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学部材（１５０）を所定の大きさに裁断して形成される光学シート（１５）である。
請求項９の発明は、光を発する光源部（１２）と、前記光源部からの光を導光する導光板（１３）と、前記導光板の出光面側に配置される請求項８に記載の光学シート（１５）と、を備え、前記光学シートは、前記加熱処理によって凸面となる面を前記導光板側として配置されていること、を特徴とする面光源装置（１０）である。
請求項１０は、請求項９に記載の面光源装置（１０）と、前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部（１１）と、を備える透過型表示装置（１）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光源からの熱に起因する変形による表示不良等を大幅に低減できる光学シートを容易にかつ安価に提供可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の光学シート１５を示す図である。
【図２】実施形態の単位レンズ１５１の別の形状を示す図である。
【図３】実施形態の光学シート１５を製造する押出成型装置の一部を示す図である。
【図４】光学シート１５を備える面光源装置１０及び表示装置１の例を示す図である。
【図５】光源部１２の熱に起因する光学シートの問題点を説明する図である。
【図６】光学部材１５０の熱による反り量を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１２】
（実施形態）
図１は、実施形態の光学シート１５を示す図である。
図１（ａ）は、光学シート１５の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す直線Ａ１−Ａ２に沿って光学シートの厚み方向（シート面に直交する方向）に平行に切断した断面の一部を拡大して示した図である。
光学シート１５は、液晶表示装置に用いられる直下型やエッジライト型の面光源装置に用いられるシート状の部材である。
ここで、本明細書中及び特許請求の範囲において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート状の部材全体として見たときにおける、シート状の部材の平面方向となる面を示すものとして用いている。例えば、光学シート１５のシート面は、光学シート１５全体として見たときにおける、光学シート１５の平面方向となる面である。
【００１３】
この光学シート１５は、シート面に直交する方向から見て略矩形形状であり、その形状を拘束しない状態で略平板状である。光学シート１５は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、単位レンズ１５１が複数配列された光学形状部１５２と、光学形状部１５２を形成するベースとなる基材部１５３とを備えている。
光学形状部１５２は、単位レンズ１５１が複数配列されて形成され、光学シート１５の一方の面に設けられている。
単位レンズ１５１は、長軸がシート面に直交する略楕円柱形状の一部形状であり、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面形状は、図１（ｂ）に示すように、略楕円形状の一部形状である。
【００１４】
図２は、実施形態の単位レンズ１５１の別の形状を示す図である。
単位レンズ１５１は、図２（ａ）に示すように、その断面形状が略二等辺三角形形状である三角柱形状（単位プリズム形状）としてもよいし、図２（ｂ）に示すように、基材部１５３側は略三角柱形状であるが、頂点近傍が曲面によって形成される柱形状としてもよい。また、単位レンズ１５１は、これに限らず、略円柱形状の一部形状としてもよいし、複数の曲面から構成される形状としてもよい。
なお、以下の本実施形態の説明では、一例として、図１（ｂ）に示す略楕円柱形状の一部形状である単位レンズ１５１を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１に戻り、単位レンズ１５１は、その配列ピッチがＰであり、レンズ高さ（シート面に直交する方向における頂点１５１ｔから単位レンズ１５１間の谷底となる点１５１ｖとの寸法）がｈであり、レンズ幅（配列方向における点１５１ｖ間の寸法）がＷである。
本実施形態では、配列ピッチＰと、レンズ幅Ｗは等しい（Ｐ＝Ｗ）が、これに限らず、例えば、単位レンズ１５１間に所定の間隙を配置し、Ｐ＞Ｗとしてもよい。
この光学シート１５は、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン共重合体）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等の熱可塑性樹脂を押出成型することにより形成される。
また、光学シート１５は、所望する光学性能に合わせて、光を拡散する作用を有する拡散材や、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の添加剤を含有する形態としてもよい。
この光学シート１５は、その総厚が２００〜６００μｍの範囲内である。
【００１６】
（光学部材及び光学シートの製造方法）
本実施形態の光学シート１５の製造方法の一例を説明する。
図３は、実施形態の光学シート１５を製造する押出成型装置の一部を示す図である。
押出成型装置５０は、図３に示すように、押出機５１、ダイ５２、第１ロール５３、第２ロール５４、第３ロール５５、第４ロール５６、引き取りロール５７（５７Ａ，５７Ｂ）、不図示の切断部等を有する。
押出機５１は、不図示のホッパーから供給された熱可塑性樹脂を加熱、溶融する部分であり、光学シート１５の材料となる樹脂材料を、そのガラス転移点Ｔｇより高い温度まで加熱又は溶融する。ダイ５２は、押出機５１から供給された樹脂材料を所望するシート幅まで広げて吐出する開口部である。例えば、樹脂材料ＲがＰＣ樹脂である場合、ＰＣ樹脂のガラス転移点Ｔｇが約１４０℃であり、ダイ５２から吐出された時点での樹脂材料Ｒの温度は約３００℃である。
第１ロール５３、第２ロール５４は、略円柱形状であり、その中心軸を回転軸として回転駆動可能となっている。また、第１ロール５３，第２ロール５４はいずれも不図示の温度調節部を備えており、それぞれ賦形等に適した所定の温度となるように調整されている。
【００１７】
第１ロール５３は、外周面が金属製やゴム製等であり、その表面は平滑面である。
第２ロール５４は、その外周面に光学シート１５に単位レンズ１５１の形状を賦形するための凹状の型が複数配列された賦形ロール（ロール状成形型）である。
本実施形態の第２ロール５４は、単位レンズ１５１を賦形する凹状の型の配列方向が、第２ロール５４の中心軸Ｏに平行な方向となっている。
【００１８】
第１ロール５３，第２ロール５４は、これらのロールの間隙に加圧されながらシート状に吐出された樹脂材料Ｒが通ることによって、シート状の部材である樹脂材料Ｒの一方の面に単位レンズ１５１の形状（図１（ｂ）参照）を賦形する一対のロールである。
また、第１ロール５３及び第２ロール５４の間を通ったシート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４の外周面に接した状態で移動し、所定の温度で冷却されて少なくともその表面が硬化し、流れ方向において、第２ロール５４の周方向に沿った湾曲形状が形成される。この第２ロール５４の外周面における線速度はＶａである（即ち、第２ロール５４の外周面において、シート状の樹脂材料Ｒは、線速度Ｖａで搬送されている）。
【００１９】
また、この第２ロール５４は、上述のように単位レンズ１５１の形状を賦形するため、及び、シート状の樹脂材料Ｒに湾曲形成を形成するために、その外周面（即ち、樹脂材料Ｒが接する面）の表面温度Ｔａ（℃）が、樹脂材料Ｒのガラス転移点Ｔｇ（℃）に対して、Ｔｇ−４０≦Ｔａ≦Ｔｇ＋１０という関係を満たすように設定されている。この範囲を満たすことにより、適当な湾曲形状をシート状の樹脂材料Ｒに形成することができ、かつ、単位レンズ１５１の形状不良等を大幅に低減し、賦形率を高め良好な形状を賦形することができる。
例えば、樹脂材料ＲがＰＣ樹脂である場合、第２ロール５４の表面温度Ｔａは、約１１０℃とすることが好ましい。
【００２０】
第３ロール５５及び第４ロール５６は、略円柱形状であり、その中心軸を回転軸として回転駆動可能となっている。この第３ロール５５，第４ロール５６は、不図示の温度調節部等を備えた温調ロールであり、単位レンズ１５１の形状が賦形されたシート状の樹脂材料Ｒを所定の温度で冷却する機能を有する冷却ロール、第２冷却ロールである。
第３ロール５５は、その外周面（即ち、シート状の樹脂材料Ｒが接する面）の表面温度Ｔｂ（℃）が、Ｔｂ≦Ｔｇ−２０となるように設定されている。また、第４ロール５６の外周面（即ち、樹脂材料Ｒを接する面）の表面温度Ｔｃは、Ｔｂ≦Ｔｃを満たすように設定されている。
第３ロール５５及び第４ロール５６の表面温度Ｔｂ，Ｔｃを上記のように設定することにより、第２ロール５４によって形成されたシート状の樹脂材料Ｒの流れ方向の湾曲形状を矯正し、略平板形状とすることができる。
【００２１】
また、第３ロール５５の表面温度Ｔｂ（℃）は、Ｔｂ≦Ｔｇ−２０を満たし、かつ、Ｔｂ≧Ｔａ−４０を満たすことが好ましい。これは、Ｔｂ＜Ｔａ−４０となると、第２ロール５４への密着が生じて第２ロール５４からの離型性が低下し、シート状の樹脂材料Ｒに離型痕が生じ、外観が損なわれるためである。従って、第３ロール５５の表面温度Ｔｂ（℃）は、Ｔａ−４０≦Ｔｂ≦Ｔｇ−２０を満たすことが好ましい。
第４ロール５６の表面温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｃ≧Ｔｂを満たし、かつ、Ｔｃ≦Ｔｇ−２０を満たすことが好ましい。これは、Ｔｃ＞Ｔｇ−２０となると、第４ロール５６から剥離する際に、第４ロール５６への密着が生じ、シート状の樹脂材料Ｒに離型痕が生じ、外観が損なわれるためである。従って、第４ロール５６の表面温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｂ≦Ｔｃ≦Ｔｇ−２０を満たすことが好ましい。
例えば、樹脂材料ＲがＰＣ樹脂である場合、ＰＣ樹脂のガラス転移点Ｔｇが約１４０℃であるので、第３ロール５５の表面温度Ｔｂが約１００℃、第４ロール５６の表面温度Ｔｃが約１００℃とすることが好ましい。
なお、第３ロール５５のみを備え、第４ロール５６を備えない形態としてもよい。
【００２２】
引き取りロール５７（５７Ａ，５７Ｂ）は、シート状の樹脂材料Ｒを所定の速度で流れ方向に引き取る一対のロールである。この引き取りロール５７における線速度は、Ｖｂである。ここで、引き取りロール５７における線速度Ｖｂと、第２ロール５４における線速度Ｖａとは、０．９８≦Ｖｂ／Ｖａ≦１．１０を満たすことが好ましい。
Ｖｂ／Ｖａ＜０．９８となる場合、第４ロール５６と引き取りロール５７との間でシート状の樹脂材料Ｒが撓む可能性があり、好ましくない。また、Ｖｂ／Ｖａ＞１．１０となる場合、シート状の樹脂材料Ｒに必要以上の流れ方向へのテンションがかかり、シート状の樹脂材料Ｒに歪み（内部歪）が発生し、次工程（断裁・型抜き工程等）のおける加工精度や加工条件等に影響を与え、安定した光学部材１５０の製造が行えなくなるため好ましくない。
【００２３】
押出機５１によってガラス転移点を越える温度にまで加熱され、所定の流動性を有した樹脂材料Ｒは、ダイ５２から所定の幅のシート状に吐出される（押出工程）。
吐出された樹脂材料Ｒは、所定の速度で第１ロール５３と第２ロール５４との間隙部分に進み、第１ロール５３によって第２ロール５４の外周面に複数配列して形成された凹状の型に圧着される。シート状の樹脂材料Ｒは、第１ロール５３と第２ロール５４との間で挟まれて加圧されることにより、シート状の樹脂材料Ｒの一方の面に単位レンズ１５１の形状が賦形される（賦形工程）。また、シート状の樹脂材料１５Ｒの他方の面は、第１ロール５３の外周面と接触しており、略平面状に形成される。
【００２４】
第１ロール５３と第２ロール５４との間隙を通過後、シート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４に外接したまま移動し、徐々に冷却され、流れ方向において、第２ロール５４の周方向に沿った湾曲形状が賦形される（湾曲形成工程）。
【００２５】
次に、シート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４と第３ロール５５との間隙で第３ロール５５へ移動し、第３ロール５５の回転によって、シート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４から剥離する。ここで、シート状の樹脂材料Ｒは、第３ロール５５の外周面に沿って移動することにより、所定の温度で、前述の第２ロール５４で形成された湾曲形状が矯正され、略平坦状となる（矯正工程）。
さらに、第３ロール５５から第４ロール５６へと移動し、その外周面に接することにより、さらにその湾曲形状が略平板形状に矯正される。
次に、第４ロール５６から剥離したシート状の樹脂材料Ｒは、徐々に冷却されて硬化し、ウェブ状の光学部材１５０となる。
次いで、光学部材１５０は、第４ロール５６から引き取りロール５７へ移動し、さらに不図示の他の調整ロール等へ移動し、さらには、不図示の切断部等によって所望する大きさや形状に裁断され、光学シート１５が形成される。なお、裁断加工の前に、一旦光学部材１５０をロール状に巻き取って、保管及び養生、搬送する等の工程を有していてもよい。
【００２６】
光学部材１５０は、湾曲形成工程において光学形状部１５２側の面が凹面側とるように湾曲形状が形成されるが、完成した部材としては、その形状を拘束しない状態で、平板状又は略平板状（略平板とみなせる状態）であり、流れ方向（ＭＤ方向、長手方向）において湾曲形状を有していない状態とみなすことができる。
光学部材１５０から裁断されて形成された光学シート１５も同様に、その形状を拘束しない状態で、平板状又は略平板状（略平板とみなせる状態）であり、湾曲形状を有していない状態とみなすことができる。また、光学シート１５は、光学形状部１５２側（凹面側）をＬＣＤパネル１１側として、後述の図４に示すように、面光源装置１０に配置される。
【００２７】
図４は、光学シート１５を備える面光源装置１０及び表示装置１の例を示す図である。
この光学シート１５は、表示装置１及び面光源装置１０に用いられる。
表示装置１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１１と、ＬＣＤパネル１１を背面側から照明する面光源装置１０とを備える透過型表示装置である。
面光源装置１０は、光源部１２、導光板１３、反射板１４、拡散シート１６、光学シート１５等を備えるエッジライト型の面光源装置（バックライト）である。
ＬＣＤパネル１１は、映像を表示する液晶透過型表示部である。このＬＣＤパネル１１は、略矩形状の略平板状の部材である。
【００２８】
表示装置１（ＬＣＤパネル１１）の観察画面は、表示装置１の使用状態において、横長の矩形形状となっている。
以下の明細書において、表示装置１及び面光源装置１０の使用状態における観察画面（ＬＣＤパネル１１）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向（画面鉛直方向）とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向（画面水平方向）とする。以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１及び面光源装置１０の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
【００２９】
光源部１２は、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する光を発する部分である。光源部１２は、導光板１３の画面上下方向の一方の端面（入光面）１３ａに面する位置に設けられている。また、光源部１２は、発光源として点光源１２１であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いており、この点光源１２１が、入光面１３ａに沿って画面左右方向に等間隔で複数配列されている。なお、この光源部１２は、他方の面１３ｂ側にも配置した、所謂、２灯式と呼ばれる形態としてもよい。
【００３０】
導光板１３は、光を導光する略板状の部材である。導光板１３は、光源部１２が発する光を入光面１３ａから入射させ、出光面１３ｃと背面１３ｄとで全反射させながら他方の面１３ｂ側へ導光し、適宜出光面１３ｃから光学シート１５側へ出射させる。
導光板１３は、アクリル系樹脂やＰＣ（ポリカーボネート）樹脂製であり、反射板１４側となる背面には、印刷等によりドット（不図示）等が形成されていてもよいし、出光面１３ｃや背面１３ｄにプリズム形状やレンチキュラーレンズ形状が形成されていてもよいし、拡散材等を含有する形態としてもよい。
導光板１３は、図４では、略均等な厚みを有する略平板状である例を示しているが、これに限らず、例えば、画面上下方向において、光源部１２側となる入光面１３ａ側が厚く、他方の面１３ｂ側が薄い板状としてもよい。
【００３１】
反射板１４は、光を反射可能な板状の部材であり、導光板１３より背面側（光学シート１５とは反対側）に配置されている。この反射板１４は、光学シート１５等により反射されて背面側へ向かう光を、反射して再度光学シート１５側へ向ける機能を有している。
【００３２】
拡散シート１６は、図４では、光学シート１５と導光板１３との間に配置されている。拡散シート１６は、無指向性の光拡散作用を有する光拡散シートである。
光学シート１５は、図４に示すように、光学形状部１５２側をＬＣＤパネル１１側とし、基材部１５３側を導光板１３側として、拡散シート１６よりもＬＣＤパネル１１側に配置されている。すなわち、この光学シート１５は、光学形状部１５２側の面、即ち、前述の製造工程における湾曲形成工程において、凹側となる面をＬＣＤパネル１１側として配置されている。
図４では、単位レンズ１５１の配列方向が導光板１３における光の導光方向に直交する例を示しているが、平行方向としてもよいし、所定の角度をなす方向としてもよい。また、単位レンズ１５１の配列方向は、画面左右方向に平行な方向として示したが、画面上下方向に平行な方向としてもよい。
【００３３】
なお、上述の表示装置１及び面光源装置１０は、この光学シート１５が用いられる一例であり、さらに他の光学作用を有する光学シートを備えていてもよいし、拡散シート１６を設けなくてもよいし、用いる各種光学シートの形状や配置等は適宜変更可能である。
また、面光源装置１０は、上述のようなエッジライト型ではなく、直下型のものとしてもよい。
【００３４】
（熱による光学シートの変形）
図５は、光源部１２の熱に起因する光学シートの問題点を説明する図である。
図５（ａ）は、本実施形態の光学シート１５の例を示し、図５（ｂ）は、従来の光学シート２５を示している。なお、図５においては、理解を容易にするために、拡散シート１６や反射板１４、光源部１２等は、省略して示している。
一般的に、面光源装置及び表示装置において、光源部は点灯時に熱を発し、また、表示装置の筐体内に熱がこもりやすい。そのため、導光板に比べて厚みの薄い光学シートは、このような熱による影響を受けやすく、図５（ｂ）に示すように、熱によって光学シートが撓んで、よれやシワや反り等の変形が生じる場合がある。
このような熱によって生じる変形は、輝度ムラの原因となったり、ＬＣＤパネルを圧迫して表示不良を生じたり、ＬＣＤパネルを破損したりするおそれがある。
【００３５】
これに対して、本実施形態の光学シート１５は、上述のように、その製造過程において、ＬＣＤパネル１１側（出光側）となる面が凹面となるような湾曲形状を付与した上で、一旦その湾曲形状を矯正して略平坦状とされた光学部材１５０から裁断され、面光源装置１０及び表示装置１に湾曲形状賦形時の凹面側をＬＣＤパネル１１側となるように配置して用いられている。
従って、光源部１２の熱によって、光学シート１５に変形が生じた場合には、図５（ａ）に示すように、導光板１３側に凸となるような変形を生じようとする力が生じる。このとき、光学シート１５は、導光板１３を圧迫するが、その変形量等は面光源装置１０としての良好な輝度の均一性等を阻害するものではない。
従って、本実施形態によれば、熱によって変形し、ＬＣＤパネル１１を圧迫して表示不良やＬＣＤパネル１１の破損を生じることがなく、また、輝度ムラ等を生じることのない、良好な光学シート１５を提供可能な光学部材１５０を、大幅な設備投資を必要とすることなく、安価でかつ容易に作製することができる。
【００３６】
（光学部材の反り量）
図６は、光学部材１５０の熱による反り量を説明する図である。図６（ａ）は、反り量の測定に用いる切片１５０Ａ，１５０Ｂを説明する図であり、図６（ｂ）は、反り量の測定方法を説明する図である。
図６に示すように、光学部材１５０から測定に用いる切片１５０Ａ，１５０Ｂを裁断する。切片１５０Ａは、光学部材１５０の幅方向中央に位置し、切片１５０Ｂは、幅方向両端部に位置する。また切片１５０Ａ，１５０Ｂは、いずれも、短辺の寸法ａ＝３０ｍｍ、長辺の寸法ｂ＝１５０ｍｍの矩形状（短冊状）であり、短辺が幅方向に平行であり、長辺が流れ方向に平行である。なお、この切片１５０Ａ，１５０Ｂは、流れ方向（ＭＤ方向）の位置が同じものとする。
【００３７】
この切片１５０Ａは、水平面上において、その短辺を鉛直方向に平行とし、長辺方向の一方の端部の基材部１５３側の面が接するように、この水平面に直交し鉛直方向に延在する基準面Ｍに対して配置して固定し、他方の端部を自由端とした場合に、基準面Ｍと他方の端部の基材部１５３の面との基準面Ｍに直交する方向における距離を、反り量Ｈ１（ｍｍ）とする。そして、切片１５０Ａを３０分間８０℃で加熱処理を行った後に、同様に測定を行った場合の反り量をＨ２（ｍｍ）とする。
【００３８】
ここで、切片１５０Ａに関して、基材部１５３の厚さをｔ（ｍｍ）とし、その樹脂材料Ｒの弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、光源部１２熱による光学シート１５の撓みやシワ等の変形を低減し、ＬＣＤパネル１１が圧迫されることによる表示不良やＬＣＤパネルの破損、輝度ムラ等を防止する観点から、
１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９ ・・・（式１）
という関係を満たすことが好ましく、
２．０≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦３．９ ・・・（式２）
という関係を満たすことが、より好ましい。
（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ＞４．９となる場合には、光学シート１５が、面光源装置１０の光源部１２の熱によって生じる撓みや反り等の変形が大きくなり、表示不良等を生じさせ、好ましくない。また、（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ＜１．７となる場合には、撓みやシワ等の変形が生じるため、好ましくない。
【００３９】
また、切片１５０Ａ，１５０Ｂにおいて、加熱処理前、加熱処理後の反り量Ｈ１，Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１を、それぞれ反りの発現値Ｓ１，Ｓ２とするとき、
０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２ ・・・（式３）
という関係を満たすこと、即ち、光学部材１５０の幅方向における反りの発現値が等しい又は略等しく、その差が小さいことが好ましい。
Ｓ２／Ｓ１＜０．９となる場合、光学部材１５０の幅方向の両端部（切片１５０Ｂ）に比べて、幅方向中央（切片１５０Ａ）の熱による変形度合いが大きくなり、光学部材１５０から裁断して光学シート１５とした場合に、その裁断位置等によっては光源部１２の熱によって光学シート１５全体が撓む可能性があり、好ましくない。
また、Ｓ２／Ｓ１＞１．２となる場合、光学部材１５０の幅方向の中央（切片１５０Ａ）に比べて、幅方向両端部（切片１５０Ｂ）の熱による変形度合いが大きくなり、光学部材１５０から裁断して光学シート１５とした場合に、その裁断位置等によっては光源部１２の熱によって光学シート１５全体が撓む可能性があり、好ましくない。
【００４０】
（反り量等の評価）
ここで、反り量Ｈ１，Ｈ２や、基材部１５３の厚み、樹脂の弾性係数等が異なる測定例１〜１２の光学部材１５０及び光学シート１５を作製し、光源からの熱に対する変形等について調べた。
なお、各測定例の光学部材１５０は、その幅が１２００ｍｍであり、各測定例の光学シート１５は、５８５×１０４０ｍｍ（画面サイズ４６インチ相当）の矩形状であり、各測定例の光学部材１５０の幅方向中央の位置から、その長辺方向が光学部材１５０の幅方向に平行となるように裁断したものを用いた。
光学形状部１５２の単位レンズ１５１は、配列ピッチＰ＝６４μｍ、レンズ高さｈ＝３０μｍの略楕円柱形状であり、各測定例の光学部材１５０及び光学シート１５において共通している。また、測定例１〜７，１０，１２の基材部１５３の厚さｔ＝０．３２ｍｍ、測定例８，１１の基材部１５３の厚さｔ＝０．２７ｍｍ、測定例９の基材部１５３の厚さｔ＝０．４７ｍｍである。
さらに、測定例１〜９は、ＰＣ樹脂製であり、その弾性係数Ｙ＝２．３ＧＰａであり、測定例１０，１１は、ＡＳ樹脂製であり、その弾性係数Ｙ＝３．４ＧＰａであり、測定例１２は、ＭＢＳ樹脂製であり、その弾性係数Ｙ＝２．６ＧＰａである。
【００４１】
目視による変形の外観評価に関しては、各測定例の光学シート１５を、実際に面光源装置１０に備え、光源部１２を６０分間点灯した後の光学シート１５の状態を目視し、その外観を評価した。なお、測定に用いた面光源装置１０とは、前述の図４に示す面光源装置１０と同様の構成のものである。
各測定例の光学シート１５において、撓みやシワ、よれ等の変形が小さく、かつ、反りが生じていた場合にも導光板１３側に凸となる反りである場合には、良好（後述の表１中において○）とし、反りや撓み等の変形が生じているが、使用可能な範囲であるものを可（後述の表１中において△）とし、大きく反りや撓み等が生じており使用に適さないものや、ＬＣＤパネル１１側に相当する方向（出射側、導光板１３側とは反対側）に凸となるような反りが生じている場合には不可（後述の表１中において×）として示した。
【００４２】
また、各測定例の光学シートを用いた面光源装置において、その正面方向における輝度を、暗室環境下において、各測定例の光学シートを用いた面光源装置の出光面から正面方向に６００ｍｍの位置から、輝度計（ＢＭ−９ ＴＯＰＣＯＮ社製）により測定し、測定例９の光学シートの輝度を基準（１００％）として、各測定例の光学シートを用いた面光源装置の相対輝度を算出した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１は、各測定例の光学部材１５０及び光学シート１５について、その反り量や外観評価等を示す表である。
表１に示すように、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たしていない、測定例１では、光源部１２の熱による光学シート１５の変形が大きくなり、面光源装置１０の出光面の画面上下方向上側に、左右方向に沿ってカーテン状の撓みやよれが生じており、使用に適さなかった。
また、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たしていない、測定例７では、光学シート１５にＬＣＤパネル１１側を凸とするような反りが発生し、好ましくなかった。
さらに、Ｈ２／Ｈ１＝１．０であり、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たしていない測定例６においても、光学シート１５とした場合に、上述のようなカーテン状のよれが生じており好ましくなかった。
【００４５】
これに対して、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たす測定例２〜５、測定例８〜１２では、光学シート１５には、光源部１２の熱による撓みやよれ等の変形に関する外観評価は、良好であるか又は使用可能な範囲内であった。
さらに、より好ましい範囲である２．０≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦３．９を満たす測定例３，４，５，９，１２では、光学シート１５の外観評価が良好であり、かつ、相対輝度も高く、面光源装置の光学シートとして良好であった。
【００４６】
上述のように、本実施形態によれば、光学部材１５０が、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９という（式１）の関係を満たしているので、この光学部材１５０から裁断された光学シート１５を、面光源装置１０及び表示装置１に用いた場合にも、熱による撓みや反りによってＬＣＤパネル１１を圧迫して圧迫痕による表示不良や、ＬＣＤパネル１１の破損等を生じさせることがない。
また、本実施形態によれば、上記（式１）の条件に加え、光学部材１５０が、０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２という（式３）を満たしているので、この光学部材１５０から裁断された光学シート１５を、面光源装置１０及び表示装置１に用いた場合に、光源部の熱によって生じる撓みやよれ等の場所による偏りを低減することができ、より良好な光学シート１５とすることができる。
【００４７】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、単位光学形状として、略楕円柱の単位レンズ１５１を備える光学シート１５及び光学部材１５０を示したが、これに限らず、単位光学形状は、前述のように、略三角柱形状や、三角柱形状の稜線部分に円柱形状又は楕円柱形状を組み合わせた形状としてもよいし、それ以外にも、半球状や楕円球状の一部形状としてもよいし、四角錘や台形錘等としてもよい。
【００４８】
（２）本実施形態において、光学シート１５及び光学部材１５０は、一方の面に単位レンズ１５１が複数配列された光学形状部を有する例を示したが、これに限らず、例えば、両面に光学形状部が形成されていてもよい。
なお、両面に光学形状部を形成する場合、単位光学形状が両面とも同じ形状としてもよいし、異なる形状としてもよい。また、両面に光学形状部を形成する場合には、光学部材１５０を裁断して得られる光学シートは、第２ロールによって湾曲形状を付与した側の面を、ＬＣＤパネル１１側として配置されることが、表示不良等を防止することから好ましい。
【００４９】
（３）本実施形態において、第１ロール５３は、略円柱状のロールである例を示したが、これに限らず、例えば、スリーブロールとしてもよい。
【００５０】
（４）本実施形態において、光学シート１５及び光学部材１５０は拡散材を含有しておらず、かつ、単層構造である例を示したが、これに限らず、例えば、スチレンビーズ等の拡散材を含有する形態としてもよいし、樹脂の屈折率や拡散材の有無等が異なる層が積層された多層構造としてもよい。
【００５１】
（５）本実施形態では、第２ロール５４がその外周面に単位レンズ１５１の凹状の型を有する賦形ロールである例を示したが、ＬＣＤパネル１１側の面を略平面状とし、導光板１３側に光学形状を形成した形態として使用する光学シートにおいては、第１ロールを、その外周面に単位レンズ１５１の凹状の型を有する賦形ロールとし、第２ロールは、湾曲形状を付与するためのロールとしてもよい。
【００５２】
（６）本実施形態において、光学シート１５は、面光源装置に用いられる例を示したが、これに限らず、プラズマディスプレイ等の他の表示装置に使用してもよい。
【００５３】
（７）本実施形態において、押出成型装置５０の第２ロール５４には、その外周面に単位レンズ１５１を賦形する凹状の型がロールの中心軸方向に平行に配列されている例を示したが、これに限らず、例えば、単位レンズ１５１を賦形する凹状の型の配列方向が、第２ロール５４の周方向あるいは斜め方向（周方向に対して角度をなす方向）となるように形成されているものとしてもよい。
【００５４】
（８）本実施形態において、光学部材１５０は、幅方向においては湾曲形状を付与しない例を挙げて説明したが、幅方向においても、多少湾曲形状を有していてもよい。
【００５５】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００５６】
１ 表示装置
１０ 面光源装置
１５ 光学シート
１５０ 光学部材
１５１ 単位レンズ
１５２ 光学形状部
１５３ 基材部
５０ 押出成型装置
５１ 押出機
５２ ダイ
５３ 第１ロール
５４ 第２ロール
５５ 第３ロール
５６ 第４ロール
５７（５７Ａ，５７Ｂ） 引き取りロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の大きさに裁断することにより光学シートを作製可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶テレビ等の透過型表示装置において、液晶パネル等を背面から照明する面光源装置として、各種方式の面光源装置が提案され実用化されている。面光源装置は、主として、面光源ではない光源を面光源に変換する方式により、エッジライト型と直下型とに分類される。
近年、透過型表示装置の普及は目覚しく、その画質向上や大画面化・薄型化、軽量化に伴い、様々な開発が成されている。これに伴い、面光源装置等に用いられる各種光学シートは、エッジライト型や直下型を問わず、視野角を広げる等、所望の光学特性を得るために、様々な工夫がなされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透過型表示装置は、筐体内に様々な光学シートや光源を備えている。そのため、光源から発せられた熱が発散され難いため、長時間の使用等を行った場合に、光源からの熱によって光学シートに、シワやよれ、撓み等の変形が生じる場合がある。
このような変形により光学シートが液晶パネルを圧迫することによって、表示不良や液晶パネルの破損等が生じるという問題があった。特に、近年では、透過型表示装置の薄型化や軽量化等に伴い、光学シートが薄くなり、光源の熱に起因した変形がより生じやすくなっている。
【０００５】
本発明の課題は、光源からの熱に起因する変形による表示不良等を大幅に低減できる光学シートを提供可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、少なくとも一方の面に単位光学形状（１５１）が複数配列され、所定の形状に裁断することにより光学シート（１５）となるウェブ状の光学部材であって、この光学部材の幅方向の中央から、流れ方向を長辺方向とし、幅方向を短辺方向とする矩形状であって短辺３０ｍｍ、長辺１５０ｍｍの大きさである切片（１５０Ａ）を裁断し、その長辺方向の一方の端部を、水平面上において、短辺が鉛直方向となるようにして前記水平面に直交して鉛直方向に延在する基準面（Ｍ）に固定し、他方の端部を自由状態とした場合において、前記基準面と前記他方の端部の前記基準面側の面との距離を反り量Ｈ１（ｍｍ）とし、前記切片を８０℃で３０分間の加熱処理を行った後の該距離を反り量Ｈ２（ｍｍ）とし、前記光学部材において、その厚み方向において前記単位光学形状が形成されていない領域である基材部（１５３）の厚みをｔ（ｍｍ）とし、この光学部材を形成する樹脂の弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材（１５０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学部材において、前記反り量Ｈ１及び前記反り量Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１を反り発現値とし、前記光学部材の幅方向の中央における前記切片（１５０Ａ）の前記反り発現値をＳ１、前記幅方向の両端部から切り出された同様の切片（１５０Ｂ）の前記反り発現値をＳ２とするとき、０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材（１５０）である。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学部材の製造方法であって、熱可塑性樹脂を所定の幅のシート状に押し出す押出工程と、押し出されたシート状の部材（Ｒ）を、少なくとも一方が前記単位光学形状（１５１）を賦形可能な成形型である１対のロール（５３，５４）の間を通して加圧し、前記単位光学形状を賦形する賦形工程と、前記賦形工程の後に、前記１対のロールのうち一方のロール（５４）の周方向に沿わせて冷却し、前記シート状の部材の流れ方向に対して、前記一方のロールの周方向に沿った湾曲形状を形成する湾曲形成工程と、前記一方のロールから前記シート状の部材を剥離して冷却ロール（５３，５４）に移動させ、所定の温度で冷却しながら前記湾曲形状を矯正して流れ方向において略平坦化する矯正工程と、を備えること、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の光学部材の製造方法において、前記湾曲形成工程において、前記一方のロール（５４）は、その表面温度をＴａ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点をＴｇ（℃）とするとき、Ｔｇ−４０≦Ｔａ≦Ｔｇ＋１０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の光学部材の製造方法において、前記矯正工程において、前記冷却ロール（５３）の表面温度をＴｂ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂（Ｒ）のガラス転移点をＴｇ（℃）とし、前記湾曲形成工程における前記一方のロール（５４）の表面温度をＴａ（℃）とするとき、Ｔａ−４０≦Ｔｂ≦Ｔｇ−２０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の光学部材の製造方法において、前記矯正工程において、前記シート状の部材（Ｒ）は、前記冷却ロール（５３）より流れ方向下流に配置される第２冷却ロール（５４）によってさらに冷却及び湾曲形状が平坦化され、前記第２冷却ロールの表面温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｂ≦Ｔｃ≦Ｔｇ−２０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
請求項７の発明は、請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載の光学部材の製造方法において、前記賦形工程における前記１対のロール（５３，５４）のうち、湾曲形状を形成する前記一方のロール（５４）における線速度をＶａとし、前記シート状の部材（Ｒ）を前記冷却ロール（５３，５４）よりも下流で所定の速度で引き取る引取りロールにおける線速度をＶｂとするとき、０．９８≦Ｖｂ／Ｖａ≦１．１０という関係を満たすこと、を特徴とする光学部材の製造方法である。
【０００８】
請求項８の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学部材（１５０）を所定の大きさに裁断して形成される光学シート（１５）である。
請求項９の発明は、光を発する光源部（１２）と、前記光源部からの光を導光する導光板（１３）と、前記導光板の出光面側に配置される請求項８に記載の光学シート（１５）と、を備え、前記光学シートは、前記加熱処理によって凸面となる面を前記導光板側として配置されていること、を特徴とする面光源装置（１０）である。
請求項１０は、請求項９に記載の面光源装置（１０）と、前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部（１１）と、を備える透過型表示装置（１）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光源からの熱に起因する変形による表示不良等を大幅に低減できる光学シートを容易にかつ安価に提供可能な光学部材、光学部材の製造方法、及び、光学シート、面光源装置、透過型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の光学シート１５を示す図である。
【図２】実施形態の単位レンズ１５１の別の形状を示す図である。
【図３】実施形態の光学シート１５を製造する押出成型装置の一部を示す図である。
【図４】光学シート１５を備える面光源装置１０及び表示装置１の例を示す図である。
【図５】光源部１２の熱に起因する光学シートの問題点を説明する図である。
【図６】光学部材１５０の熱による反り量を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１２】
（実施形態）
図１は、実施形態の光学シート１５を示す図である。
図１（ａ）は、光学シート１５の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す直線Ａ１−Ａ２に沿って光学シートの厚み方向（シート面に直交する方向）に平行に切断した断面の一部を拡大して示した図である。
光学シート１５は、液晶表示装置に用いられる直下型やエッジライト型の面光源装置に用いられるシート状の部材である。
ここで、本明細書中及び特許請求の範囲において、シート面とは、シート状の部材において、そのシート状の部材全体として見たときにおける、シート状の部材の平面方向となる面を示すものとして用いている。例えば、光学シート１５のシート面は、光学シート１５全体として見たときにおける、光学シート１５の平面方向となる面である。
【００１３】
この光学シート１５は、シート面に直交する方向から見て略矩形形状であり、その形状を拘束しない状態で略平板状である。光学シート１５は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、単位レンズ１５１が複数配列された光学形状部１５２と、光学形状部１５２を形成するベースとなる基材部１５３とを備えている。
光学形状部１５２は、単位レンズ１５１が複数配列されて形成され、光学シート１５の一方の面に設けられている。
単位レンズ１５１は、長軸がシート面に直交する略楕円柱形状の一部形状であり、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面形状は、図１（ｂ）に示すように、略楕円形状の一部形状である。
【００１４】
図２は、実施形態の単位レンズ１５１の別の形状を示す図である。
単位レンズ１５１は、図２（ａ）に示すように、その断面形状が略二等辺三角形形状である三角柱形状（単位プリズム形状）としてもよいし、図２（ｂ）に示すように、基材部１５３側は略三角柱形状であるが、頂点近傍が曲面によって形成される柱形状としてもよい。また、単位レンズ１５１は、これに限らず、略円柱形状の一部形状としてもよいし、複数の曲面から構成される形状としてもよい。
なお、以下の本実施形態の説明では、一例として、図１（ｂ）に示す略楕円柱形状の一部形状である単位レンズ１５１を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１に戻り、単位レンズ１５１は、その配列ピッチがＰであり、レンズ高さ（シート面に直交する方向における頂点１５１ｔから単位レンズ１５１間の谷底となる点１５１ｖとの寸法）がｈであり、レンズ幅（配列方向における点１５１ｖ間の寸法）がＷである。
本実施形態では、配列ピッチＰと、レンズ幅Ｗは等しい（Ｐ＝Ｗ）が、これに限らず、例えば、単位レンズ１５１間に所定の間隙を配置し、Ｐ＞Ｗとしてもよい。
この光学シート１５は、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン共重合体）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等の熱可塑性樹脂を押出成型することにより形成される。
また、光学シート１５は、所望する光学性能に合わせて、光を拡散する作用を有する拡散材や、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の添加剤を含有する形態としてもよい。
この光学シート１５は、その総厚が２００〜６００μｍの範囲内である。
【００１６】
（光学部材及び光学シートの製造方法）
本実施形態の光学シート１５の製造方法の一例を説明する。
図３は、実施形態の光学シート１５を製造する押出成型装置の一部を示す図である。
押出成型装置５０は、図３に示すように、押出機５１、ダイ５２、第１ロール５３、第２ロール５４、第３ロール５５、第４ロール５６、引き取りロール５７（５７Ａ，５７Ｂ）、不図示の切断部等を有する。
押出機５１は、不図示のホッパーから供給された熱可塑性樹脂を加熱、溶融する部分であり、光学シート１５の材料となる樹脂材料を、そのガラス転移点Ｔｇより高い温度まで加熱又は溶融する。ダイ５２は、押出機５１から供給された樹脂材料を所望するシート幅まで広げて吐出する開口部である。例えば、樹脂材料ＲがＰＣ樹脂である場合、ＰＣ樹脂のガラス転移点Ｔｇが約１４０℃であり、ダイ５２から吐出された時点での樹脂材料Ｒの温度は約３００℃である。
第１ロール５３、第２ロール５４は、略円柱形状であり、その中心軸を回転軸として回転駆動可能となっている。また、第１ロール５３，第２ロール５４はいずれも不図示の温度調節部を備えており、それぞれ賦形等に適した所定の温度となるように調整されている。
【００１７】
第１ロール５３は、外周面が金属製やゴム製等であり、その表面は平滑面である。
第２ロール５４は、その外周面に光学シート１５に単位レンズ１５１の形状を賦形するための凹状の型が複数配列された賦形ロール（ロール状成形型）である。
本実施形態の第２ロール５４は、単位レンズ１５１を賦形する凹状の型の配列方向が、第２ロール５４の中心軸Ｏに平行な方向となっている。
【００１８】
第１ロール５３，第２ロール５４は、これらのロールの間隙に加圧されながらシート状に吐出された樹脂材料Ｒが通ることによって、シート状の部材である樹脂材料Ｒの一方の面に単位レンズ１５１の形状（図１（ｂ）参照）を賦形する一対のロールである。
また、第１ロール５３及び第２ロール５４の間を通ったシート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４の外周面に接した状態で移動し、所定の温度で冷却されて少なくともその表面が硬化し、流れ方向において、第２ロール５４の周方向に沿った湾曲形状が形成される。この第２ロール５４の外周面における線速度はＶａである（即ち、第２ロール５４の外周面において、シート状の樹脂材料Ｒは、線速度Ｖａで搬送されている）。
【００１９】
また、この第２ロール５４は、上述のように単位レンズ１５１の形状を賦形するため、及び、シート状の樹脂材料Ｒに湾曲形成を形成するために、その外周面（即ち、樹脂材料Ｒが接する面）の表面温度Ｔａ（℃）が、樹脂材料Ｒのガラス転移点Ｔｇ（℃）に対して、Ｔｇ−４０≦Ｔａ≦Ｔｇ＋１０という関係を満たすように設定されている。この範囲を満たすことにより、適当な湾曲形状をシート状の樹脂材料Ｒに形成することができ、かつ、単位レンズ１５１の形状不良等を大幅に低減し、賦形率を高め良好な形状を賦形することができる。
例えば、樹脂材料ＲがＰＣ樹脂である場合、第２ロール５４の表面温度Ｔａは、約１１０℃とすることが好ましい。
【００２０】
第３ロール５５及び第４ロール５６は、略円柱形状であり、その中心軸を回転軸として回転駆動可能となっている。この第３ロール５５，第４ロール５６は、不図示の温度調節部等を備えた温調ロールであり、単位レンズ１５１の形状が賦形されたシート状の樹脂材料Ｒを所定の温度で冷却する機能を有する冷却ロール、第２冷却ロールである。
第３ロール５５は、その外周面（即ち、シート状の樹脂材料Ｒが接する面）の表面温度Ｔｂ（℃）が、Ｔｂ≦Ｔｇ−２０となるように設定されている。また、第４ロール５６の外周面（即ち、樹脂材料Ｒを接する面）の表面温度Ｔｃは、Ｔｂ≦Ｔｃを満たすように設定されている。
第３ロール５５及び第４ロール５６の表面温度Ｔｂ，Ｔｃを上記のように設定することにより、第２ロール５４によって形成されたシート状の樹脂材料Ｒの流れ方向の湾曲形状を矯正し、略平板形状とすることができる。
【００２１】
また、第３ロール５５の表面温度Ｔｂ（℃）は、Ｔｂ≦Ｔｇ−２０を満たし、かつ、Ｔｂ≧Ｔａ−４０を満たすことが好ましい。これは、Ｔｂ＜Ｔａ−４０となると、第２ロール５４への密着が生じて第２ロール５４からの離型性が低下し、シート状の樹脂材料Ｒに離型痕が生じ、外観が損なわれるためである。従って、第３ロール５５の表面温度Ｔｂ（℃）は、Ｔａ−４０≦Ｔｂ≦Ｔｇ−２０を満たすことが好ましい。
第４ロール５６の表面温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｃ≧Ｔｂを満たし、かつ、Ｔｃ≦Ｔｇ−２０を満たすことが好ましい。これは、Ｔｃ＞Ｔｇ−２０となると、第４ロール５６から剥離する際に、第４ロール５６への密着が生じ、シート状の樹脂材料Ｒに離型痕が生じ、外観が損なわれるためである。従って、第４ロール５６の表面温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｂ≦Ｔｃ≦Ｔｇ−２０を満たすことが好ましい。
例えば、樹脂材料ＲがＰＣ樹脂である場合、ＰＣ樹脂のガラス転移点Ｔｇが約１４０℃であるので、第３ロール５５の表面温度Ｔｂが約１００℃、第４ロール５６の表面温度Ｔｃが約１００℃とすることが好ましい。
なお、第３ロール５５のみを備え、第４ロール５６を備えない形態としてもよい。
【００２２】
引き取りロール５７（５７Ａ，５７Ｂ）は、シート状の樹脂材料Ｒを所定の速度で流れ方向に引き取る一対のロールである。この引き取りロール５７における線速度は、Ｖｂである。ここで、引き取りロール５７における線速度Ｖｂと、第２ロール５４における線速度Ｖａとは、０．９８≦Ｖｂ／Ｖａ≦１．１０を満たすことが好ましい。
Ｖｂ／Ｖａ＜０．９８となる場合、第４ロール５６と引き取りロール５７との間でシート状の樹脂材料Ｒが撓む可能性があり、好ましくない。また、Ｖｂ／Ｖａ＞１．１０となる場合、シート状の樹脂材料Ｒに必要以上の流れ方向へのテンションがかかり、シート状の樹脂材料Ｒに歪み（内部歪）が発生し、次工程（断裁・型抜き工程等）のおける加工精度や加工条件等に影響を与え、安定した光学部材１５０の製造が行えなくなるため好ましくない。
【００２３】
押出機５１によってガラス転移点を越える温度にまで加熱され、所定の流動性を有した樹脂材料Ｒは、ダイ５２から所定の幅のシート状に吐出される（押出工程）。
吐出された樹脂材料Ｒは、所定の速度で第１ロール５３と第２ロール５４との間隙部分に進み、第１ロール５３によって第２ロール５４の外周面に複数配列して形成された凹状の型に圧着される。シート状の樹脂材料Ｒは、第１ロール５３と第２ロール５４との間で挟まれて加圧されることにより、シート状の樹脂材料Ｒの一方の面に単位レンズ１５１の形状が賦形される（賦形工程）。また、シート状の樹脂材料１５Ｒの他方の面は、第１ロール５３の外周面と接触しており、略平面状に形成される。
【００２４】
第１ロール５３と第２ロール５４との間隙を通過後、シート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４に外接したまま移動し、徐々に冷却され、流れ方向において、第２ロール５４の周方向に沿った湾曲形状が賦形される（湾曲形成工程）。
【００２５】
次に、シート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４と第３ロール５５との間隙で第３ロール５５へ移動し、第３ロール５５の回転によって、シート状の樹脂材料Ｒは、第２ロール５４から剥離する。ここで、シート状の樹脂材料Ｒは、第３ロール５５の外周面に沿って移動することにより、所定の温度で、前述の第２ロール５４で形成された湾曲形状が矯正され、略平坦状となる（矯正工程）。
さらに、第３ロール５５から第４ロール５６へと移動し、その外周面に接することにより、さらにその湾曲形状が略平板形状に矯正される。
次に、第４ロール５６から剥離したシート状の樹脂材料Ｒは、徐々に冷却されて硬化し、ウェブ状の光学部材１５０となる。
次いで、光学部材１５０は、第４ロール５６から引き取りロール５７へ移動し、さらに不図示の他の調整ロール等へ移動し、さらには、不図示の切断部等によって所望する大きさや形状に裁断され、光学シート１５が形成される。なお、裁断加工の前に、一旦光学部材１５０をロール状に巻き取って、保管及び養生、搬送する等の工程を有していてもよい。
【００２６】
光学部材１５０は、湾曲形成工程において光学形状部１５２側の面が凹面側とるように湾曲形状が形成されるが、完成した部材としては、その形状を拘束しない状態で、平板状又は略平板状（略平板とみなせる状態）であり、流れ方向（ＭＤ方向、長手方向）において湾曲形状を有していない状態とみなすことができる。
光学部材１５０から裁断されて形成された光学シート１５も同様に、その形状を拘束しない状態で、平板状又は略平板状（略平板とみなせる状態）であり、湾曲形状を有していない状態とみなすことができる。また、光学シート１５は、光学形状部１５２側（凹面側）をＬＣＤパネル１１側として、後述の図４に示すように、面光源装置１０に配置される。
【００２７】
図４は、光学シート１５を備える面光源装置１０及び表示装置１の例を示す図である。
この光学シート１５は、表示装置１及び面光源装置１０に用いられる。
表示装置１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１１と、ＬＣＤパネル１１を背面側から照明する面光源装置１０とを備える透過型表示装置である。
面光源装置１０は、光源部１２、導光板１３、反射板１４、拡散シート１６、光学シート１５等を備えるエッジライト型の面光源装置（バックライト）である。
ＬＣＤパネル１１は、映像を表示する液晶透過型表示部である。このＬＣＤパネル１１は、略矩形状の略平板状の部材である。
【００２８】
表示装置１（ＬＣＤパネル１１）の観察画面は、表示装置１の使用状態において、横長の矩形形状となっている。
以下の明細書において、表示装置１及び面光源装置１０の使用状態における観察画面（ＬＣＤパネル１１）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向（画面鉛直方向）とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向（画面水平方向）とする。以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１及び面光源装置１０の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
【００２９】
光源部１２は、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する光を発する部分である。光源部１２は、導光板１３の画面上下方向の一方の端面（入光面）１３ａに面する位置に設けられている。また、光源部１２は、発光源として点光源１２１であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いており、この点光源１２１が、入光面１３ａに沿って画面左右方向に等間隔で複数配列されている。なお、この光源部１２は、他方の面１３ｂ側にも配置した、所謂、２灯式と呼ばれる形態としてもよい。
【００３０】
導光板１３は、光を導光する略板状の部材である。導光板１３は、光源部１２が発する光を入光面１３ａから入射させ、出光面１３ｃと背面１３ｄとで全反射させながら他方の面１３ｂ側へ導光し、適宜出光面１３ｃから光学シート１５側へ出射させる。
導光板１３は、アクリル系樹脂やＰＣ（ポリカーボネート）樹脂製であり、反射板１４側となる背面には、印刷等によりドット（不図示）等が形成されていてもよいし、出光面１３ｃや背面１３ｄにプリズム形状やレンチキュラーレンズ形状が形成されていてもよいし、拡散材等を含有する形態としてもよい。
導光板１３は、図４では、略均等な厚みを有する略平板状である例を示しているが、これに限らず、例えば、画面上下方向において、光源部１２側となる入光面１３ａ側が厚く、他方の面１３ｂ側が薄い板状としてもよい。
【００３１】
反射板１４は、光を反射可能な板状の部材であり、導光板１３より背面側（光学シート１５とは反対側）に配置されている。この反射板１４は、光学シート１５等により反射されて背面側へ向かう光を、反射して再度光学シート１５側へ向ける機能を有している。
【００３２】
拡散シート１６は、図４では、光学シート１５と導光板１３との間に配置されている。拡散シート１６は、無指向性の光拡散作用を有する光拡散シートである。
光学シート１５は、図４に示すように、光学形状部１５２側をＬＣＤパネル１１側とし、基材部１５３側を導光板１３側として、拡散シート１６よりもＬＣＤパネル１１側に配置されている。すなわち、この光学シート１５は、光学形状部１５２側の面、即ち、前述の製造工程における湾曲形成工程において、凹側となる面をＬＣＤパネル１１側として配置されている。
図４では、単位レンズ１５１の配列方向が導光板１３における光の導光方向に直交する例を示しているが、平行方向としてもよいし、所定の角度をなす方向としてもよい。また、単位レンズ１５１の配列方向は、画面左右方向に平行な方向として示したが、画面上下方向に平行な方向としてもよい。
【００３３】
なお、上述の表示装置１及び面光源装置１０は、この光学シート１５が用いられる一例であり、さらに他の光学作用を有する光学シートを備えていてもよいし、拡散シート１６を設けなくてもよいし、用いる各種光学シートの形状や配置等は適宜変更可能である。
また、面光源装置１０は、上述のようなエッジライト型ではなく、直下型のものとしてもよい。
【００３４】
（熱による光学シートの変形）
図５は、光源部１２の熱に起因する光学シートの問題点を説明する図である。
図５（ａ）は、本実施形態の光学シート１５の例を示し、図５（ｂ）は、従来の光学シート２５を示している。なお、図５においては、理解を容易にするために、拡散シート１６や反射板１４、光源部１２等は、省略して示している。
一般的に、面光源装置及び表示装置において、光源部は点灯時に熱を発し、また、表示装置の筐体内に熱がこもりやすい。そのため、導光板に比べて厚みの薄い光学シートは、このような熱による影響を受けやすく、図５（ｂ）に示すように、熱によって光学シートが撓んで、よれやシワや反り等の変形が生じる場合がある。
このような熱によって生じる変形は、輝度ムラの原因となったり、ＬＣＤパネルを圧迫して表示不良を生じたり、ＬＣＤパネルを破損したりするおそれがある。
【００３５】
これに対して、本実施形態の光学シート１５は、上述のように、その製造過程において、ＬＣＤパネル１１側（出光側）となる面が凹面となるような湾曲形状を付与した上で、一旦その湾曲形状を矯正して略平坦状とされた光学部材１５０から裁断され、面光源装置１０及び表示装置１に湾曲形状賦形時の凹面側をＬＣＤパネル１１側となるように配置して用いられている。
従って、光源部１２の熱によって、光学シート１５に変形が生じた場合には、図５（ａ）に示すように、導光板１３側に凸となるような変形を生じようとする力が生じる。このとき、光学シート１５は、導光板１３を圧迫するが、その変形量等は面光源装置１０としての良好な輝度の均一性等を阻害するものではない。
従って、本実施形態によれば、熱によって変形し、ＬＣＤパネル１１を圧迫して表示不良やＬＣＤパネル１１の破損を生じることがなく、また、輝度ムラ等を生じることのない、良好な光学シート１５を提供可能な光学部材１５０を、大幅な設備投資を必要とすることなく、安価でかつ容易に作製することができる。
【００３６】
（光学部材の反り量）
図６は、光学部材１５０の熱による反り量を説明する図である。図６（ａ）は、反り量の測定に用いる切片１５０Ａ，１５０Ｂを説明する図であり、図６（ｂ）は、反り量の測定方法を説明する図である。
図６に示すように、光学部材１５０から測定に用いる切片１５０Ａ，１５０Ｂを裁断する。切片１５０Ａは、光学部材１５０の幅方向中央に位置し、切片１５０Ｂは、幅方向両端部に位置する。また切片１５０Ａ，１５０Ｂは、いずれも、短辺の寸法ａ＝３０ｍｍ、長辺の寸法ｂ＝１５０ｍｍの矩形状（短冊状）であり、短辺が幅方向に平行であり、長辺が流れ方向に平行である。なお、この切片１５０Ａ，１５０Ｂは、流れ方向（ＭＤ方向）の位置が同じものとする。
【００３７】
この切片１５０Ａは、水平面上において、その短辺を鉛直方向に平行とし、長辺方向の一方の端部の基材部１５３側の面が接するように、この水平面に直交し鉛直方向に延在する基準面Ｍに対して配置して固定し、他方の端部を自由端とした場合に、基準面Ｍと他方の端部の基材部１５３の面との基準面Ｍに直交する方向における距離を、反り量Ｈ１（ｍｍ）とする。そして、切片１５０Ａを３０分間８０℃で加熱処理を行った後に、同様に測定を行った場合の反り量をＨ２（ｍｍ）とする。
【００３８】
ここで、切片１５０Ａに関して、基材部１５３の厚さをｔ（ｍｍ）とし、その樹脂材料Ｒの弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、光源部１２熱による光学シート１５の撓みやシワ等の変形を低減し、ＬＣＤパネル１１が圧迫されることによる表示不良やＬＣＤパネルの破損、輝度ムラ等を防止する観点から、
１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９ ・・・（式１）
という関係を満たすことが好ましく、
２．０≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦３．９ ・・・（式２）
という関係を満たすことが、より好ましい。
（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ＞４．９となる場合には、光学シート１５が、面光源装置１０の光源部１２の熱によって生じる撓みや反り等の変形が大きくなり、表示不良等を生じさせ、好ましくない。また、（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ＜１．７となる場合には、撓みやシワ等の変形が生じるため、好ましくない。
【００３９】
また、切片１５０Ａ，１５０Ｂにおいて、加熱処理前、加熱処理後の反り量Ｈ１，Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１を、それぞれ反りの発現値Ｓ１，Ｓ２とするとき、
０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２ ・・・（式３）
という関係を満たすこと、即ち、光学部材１５０の幅方向における反りの発現値が等しい又は略等しく、その差が小さいことが好ましい。
Ｓ２／Ｓ１＜０．９となる場合、光学部材１５０の幅方向の両端部（切片１５０Ｂ）に比べて、幅方向中央（切片１５０Ａ）の熱による変形度合いが大きくなり、光学部材１５０から裁断して光学シート１５とした場合に、その裁断位置等によっては光源部１２の熱によって光学シート１５全体が撓む可能性があり、好ましくない。
また、Ｓ２／Ｓ１＞１．２となる場合、光学部材１５０の幅方向の中央（切片１５０Ａ）に比べて、幅方向両端部（切片１５０Ｂ）の熱による変形度合いが大きくなり、光学部材１５０から裁断して光学シート１５とした場合に、その裁断位置等によっては光源部１２の熱によって光学シート１５全体が撓む可能性があり、好ましくない。
【００４０】
（反り量等の評価）
ここで、反り量Ｈ１，Ｈ２や、基材部１５３の厚み、樹脂の弾性係数等が異なる測定例１〜１２の光学部材１５０及び光学シート１５を作製し、光源からの熱に対する変形等について調べた。
なお、各測定例の光学部材１５０は、その幅が１２００ｍｍであり、各測定例の光学シート１５は、５８５×１０４０ｍｍ（画面サイズ４６インチ相当）の矩形状であり、各測定例の光学部材１５０の幅方向中央の位置から、その長辺方向が光学部材１５０の幅方向に平行となるように裁断したものを用いた。
光学形状部１５２の単位レンズ１５１は、配列ピッチＰ＝６４μｍ、レンズ高さｈ＝３０μｍの略楕円柱形状であり、各測定例の光学部材１５０及び光学シート１５において共通している。また、測定例１〜７，１０，１２の基材部１５３の厚さｔ＝０．３２ｍｍ、測定例８，１１の基材部１５３の厚さｔ＝０．２７ｍｍ、測定例９の基材部１５３の厚さｔ＝０．４７ｍｍである。
さらに、測定例１〜９は、ＰＣ樹脂製であり、その弾性係数Ｙ＝２．３ＧＰａであり、測定例１０，１１は、ＡＳ樹脂製であり、その弾性係数Ｙ＝３．４ＧＰａであり、測定例１２は、ＭＢＳ樹脂製であり、その弾性係数Ｙ＝２．６ＧＰａである。
【００４１】
目視による変形の外観評価に関しては、各測定例の光学シート１５を、実際に面光源装置１０に備え、光源部１２を６０分間点灯した後の光学シート１５の状態を目視し、その外観を評価した。なお、測定に用いた面光源装置１０とは、前述の図４に示す面光源装置１０と同様の構成のものである。
各測定例の光学シート１５において、撓みやシワ、よれ等の変形が小さく、かつ、反りが生じていた場合にも導光板１３側に凸となる反りである場合には、良好（後述の表１中において○）とし、反りや撓み等の変形が生じているが、使用可能な範囲であるものを可（後述の表１中において△）とし、大きく反りや撓み等が生じており使用に適さないものや、ＬＣＤパネル１１側に相当する方向（出射側、導光板１３側とは反対側）に凸となるような反りが生じている場合には不可（後述の表１中において×）として示した。
【００４２】
また、各測定例の光学シートを用いた面光源装置において、その正面方向における輝度を、暗室環境下において、各測定例の光学シートを用いた面光源装置の出光面から正面方向に６００ｍｍの位置から、輝度計（ＢＭ−９ ＴＯＰＣＯＮ社製）により測定し、測定例９の光学シートの輝度を基準（１００％）として、各測定例の光学シートを用いた面光源装置の相対輝度を算出した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１は、各測定例の光学部材１５０及び光学シート１５について、その反り量や外観評価等を示す表である。
表１に示すように、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たしていない、測定例１では、光源部１２の熱による光学シート１５の変形が大きくなり、面光源装置１０の出光面の画面上下方向上側に、左右方向に沿ってカーテン状の撓みやよれが生じており、使用に適さなかった。
また、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たしていない、測定例７では、光学シート１５にＬＣＤパネル１１側を凸とするような反りが発生し、好ましくなかった。
さらに、Ｈ２／Ｈ１＝１．０であり、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たしていない測定例６においても、光学シート１５とした場合に、上述のようなカーテン状のよれが生じており好ましくなかった。
【００４５】
これに対して、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９を満たす測定例２〜５、測定例８〜１２では、光学シート１５には、光源部１２の熱による撓みやよれ等の変形に関する外観評価は、良好であるか又は使用可能な範囲内であった。
さらに、より好ましい範囲である２．０≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦３．９を満たす測定例３，４，５，９，１２では、光学シート１５の外観評価が良好であり、かつ、相対輝度も高く、面光源装置の光学シートとして良好であった。
【００４６】
上述のように、本実施形態によれば、光学部材１５０が、１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９という（式１）の関係を満たしているので、この光学部材１５０から裁断された光学シート１５を、面光源装置１０及び表示装置１に用いた場合にも、熱による撓みや反りによってＬＣＤパネル１１を圧迫して圧迫痕による表示不良や、ＬＣＤパネル１１の破損等を生じさせることがない。
また、本実施形態によれば、上記（式１）の条件に加え、光学部材１５０が、０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２という（式３）を満たしているので、この光学部材１５０から裁断された光学シート１５を、面光源装置１０及び表示装置１に用いた場合に、光源部の熱によって生じる撓みやよれ等の場所による偏りを低減することができ、より良好な光学シート１５とすることができる。
【００４７】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、単位光学形状として、略楕円柱の単位レンズ１５１を備える光学シート１５及び光学部材１５０を示したが、これに限らず、単位光学形状は、前述のように、略三角柱形状や、三角柱形状の稜線部分に円柱形状又は楕円柱形状を組み合わせた形状としてもよいし、それ以外にも、半球状や楕円球状の一部形状としてもよいし、四角錘や台形錘等としてもよい。
【００４８】
（２）本実施形態において、光学シート１５及び光学部材１５０は、一方の面に単位レンズ１５１が複数配列された光学形状部を有する例を示したが、これに限らず、例えば、両面に光学形状部が形成されていてもよい。
なお、両面に光学形状部を形成する場合、単位光学形状が両面とも同じ形状としてもよいし、異なる形状としてもよい。また、両面に光学形状部を形成する場合には、光学部材１５０を裁断して得られる光学シートは、第２ロールによって湾曲形状を付与した側の面を、ＬＣＤパネル１１側として配置されることが、表示不良等を防止することから好ましい。
【００４９】
（３）本実施形態において、第１ロール５３は、略円柱状のロールである例を示したが、これに限らず、例えば、スリーブロールとしてもよい。
【００５０】
（４）本実施形態において、光学シート１５及び光学部材１５０は拡散材を含有しておらず、かつ、単層構造である例を示したが、これに限らず、例えば、スチレンビーズ等の拡散材を含有する形態としてもよいし、樹脂の屈折率や拡散材の有無等が異なる層が積層された多層構造としてもよい。
【００５１】
（５）本実施形態では、第２ロール５４がその外周面に単位レンズ１５１の凹状の型を有する賦形ロールである例を示したが、ＬＣＤパネル１１側の面を略平面状とし、導光板１３側に光学形状を形成した形態として使用する光学シートにおいては、第１ロールを、その外周面に単位レンズ１５１の凹状の型を有する賦形ロールとし、第２ロールは、湾曲形状を付与するためのロールとしてもよい。
【００５２】
（６）本実施形態において、光学シート１５は、面光源装置に用いられる例を示したが、これに限らず、プラズマディスプレイ等の他の表示装置に使用してもよい。
【００５３】
（７）本実施形態において、押出成型装置５０の第２ロール５４には、その外周面に単位レンズ１５１を賦形する凹状の型がロールの中心軸方向に平行に配列されている例を示したが、これに限らず、例えば、単位レンズ１５１を賦形する凹状の型の配列方向が、第２ロール５４の周方向あるいは斜め方向（周方向に対して角度をなす方向）となるように形成されているものとしてもよい。
【００５４】
（８）本実施形態において、光学部材１５０は、幅方向においては湾曲形状を付与しない例を挙げて説明したが、幅方向においても、多少湾曲形状を有していてもよい。
【００５５】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００５６】
１ 表示装置
１０ 面光源装置
１５ 光学シート
１５０ 光学部材
１５１ 単位レンズ
１５２ 光学形状部
１５３ 基材部
５０ 押出成型装置
５１ 押出機
５２ ダイ
５３ 第１ロール
５４ 第２ロール
５５ 第３ロール
５６ 第４ロール
５７（５７Ａ，５７Ｂ） 引き取りロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面に単位光学形状が複数配列され、所定の形状に裁断することにより光学シートとなるウェブ状の光学部材であって、
この光学部材の幅方向の中央から、流れ方向を長辺方向とし、幅方向を短辺方向とする矩形状であって短辺３０ｍｍ、長辺１５０ｍｍの大きさである切片を裁断し、その長辺方向の一方の端部を、水平面上において、短辺が鉛直方向となるようにして前記水平面に直交して鉛直方向に延在する基準面に固定し、他方の端部を自由状態とした場合において、前記基準面と前記他方の端部の前記基準面側の面との距離を反り量Ｈ１（ｍｍ）とし、前記切片を８０℃で３０分間の加熱処理を行った後の該距離を反り量Ｈ２（ｍｍ）とし、前記光学部材において、その厚み方向において前記単位光学形状が形成されていない領域である基材部の厚みをｔ（ｍｍ）とし、この光学部材を形成する樹脂の弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、
１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部材において、
前記反り量Ｈ１及び前記反り量Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１を反り発現値とし、前記光学部材の幅方向の中央における前記切片の前記反り発現値をＳ１、前記幅方向の両端部から切り出された同様の切片の前記反り発現値をＳ２とするとき、
０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学部材の製造方法であって、
熱可塑性樹脂を所定の幅のシート状に押し出す押出工程と、
押し出されたシート状の部材を、少なくとも一方が前記単位光学形状を賦形可能な成形型である１対のロールの間を通して加圧し、前記単位光学形状を賦形する賦形工程と、
前記賦形工程の後に、前記１対のロールのうち一方のロールの周方向に沿わせて冷却し、前記シート状の部材の流れ方向に対して、前記一方のロールの周方向に沿った湾曲形状を形成する湾曲形成工程と、
前記一方のロールから前記シート状の部材を剥離して冷却ロールに移動させ、所定の温度で冷却しながら前記湾曲形状を矯正して流れ方向において略平坦化する矯正工程と、
を備えること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光学部材の製造方法において、
前記湾曲形成工程において、前記一方のロールは、その表面温度をＴａ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点をＴｇ（℃）とするとき、
Ｔｇ−４０≦Ｔａ≦Ｔｇ＋１０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光学部材の製造方法において、
前記矯正工程において、前記冷却ロールの表面温度をＴｂ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点をＴｇ（℃）とし、前記湾曲形成工程における前記一方のロール（５４）の表面温度をＴａ（℃）とするとき、
Ｔａ−４０≦Ｔｂ≦Ｔｇ−２０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光学部材の製造方法において、
前記矯正工程において、前記シート状の部材は、前記冷却ロールよりの流れ方向下流に配置される第２冷却ロールによってさらに冷却及び湾曲形状が平坦化され、
前記第２冷却ロールの表面温度Ｔｃ（℃）は、
Ｔｂ≦Ｔｃ≦Ｔｇ−２０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項７】
請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載の光学部材の製造方法において、
前記賦形工程における前記１対のロールのうち、湾曲形状を形成する前記一方のロールにおける線速度をＶａとし、前記シート状の部材を前記冷却ロールよりも下流で所定の速度で引き取る引取りロールにおける線速度をＶｂとするとき、
０．９８≦Ｖｂ／Ｖａ≦１．１０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の光学部材を所定の大きさに裁断して形成される光学シート。
【請求項９】
光を発する光源部と、
前記光源部からの光を導光する導光板と、
前記導光板の出光面側に配置される請求項８に記載の光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、前記加熱処理によって凸面となる面を前記導光板側として配置されていること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部と、
を備える透過型表示装置。
【請求項１】
少なくとも一方の面に単位光学形状が複数配列され、所定の形状に裁断することにより光学シートとなるウェブ状の光学部材であって、
この光学部材の幅方向の中央から、流れ方向を長辺方向とし、幅方向を短辺方向とする矩形状であって短辺３０ｍｍ、長辺１５０ｍｍの大きさである切片を裁断し、その長辺方向の一方の端部を、水平面上において、短辺が鉛直方向となるようにして前記水平面に直交して鉛直方向に延在する基準面に固定し、他方の端部を自由状態とした場合において、前記基準面と前記他方の端部の前記基準面側の面との距離を反り量Ｈ１（ｍｍ）とし、前記切片を８０℃で３０分間の加熱処理を行った後の該距離を反り量Ｈ２（ｍｍ）とし、前記光学部材において、その厚み方向において前記単位光学形状が形成されていない領域である基材部の厚みをｔ（ｍｍ）とし、この光学部材を形成する樹脂の弾性係数をＹ（ＧＰａ）とするとき、
１．７≦（Ｈ２／Ｈ１）×ｔ×Ｙ≦４．９
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部材において、
前記反り量Ｈ１及び前記反り量Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１を反り発現値とし、前記光学部材の幅方向の中央における前記切片の前記反り発現値をＳ１、前記幅方向の両端部から切り出された同様の切片の前記反り発現値をＳ２とするとき、
０．９≦Ｓ２／Ｓ１≦１．２
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学部材の製造方法であって、
熱可塑性樹脂を所定の幅のシート状に押し出す押出工程と、
押し出されたシート状の部材を、少なくとも一方が前記単位光学形状を賦形可能な成形型である１対のロールの間を通して加圧し、前記単位光学形状を賦形する賦形工程と、
前記賦形工程の後に、前記１対のロールのうち一方のロールの周方向に沿わせて冷却し、前記シート状の部材の流れ方向に対して、前記一方のロールの周方向に沿った湾曲形状を形成する湾曲形成工程と、
前記一方のロールから前記シート状の部材を剥離して冷却ロールに移動させ、所定の温度で冷却しながら前記湾曲形状を矯正して流れ方向において略平坦化する矯正工程と、
を備えること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光学部材の製造方法において、
前記湾曲形成工程において、前記一方のロールは、その表面温度をＴａ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点をＴｇ（℃）とするとき、
Ｔｇ−４０≦Ｔａ≦Ｔｇ＋１０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光学部材の製造方法において、
前記矯正工程において、前記冷却ロールの表面温度をＴｂ（℃）とし、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点をＴｇ（℃）とし、前記湾曲形成工程における前記一方のロール（５４）の表面温度をＴａ（℃）とするとき、
Ｔａ−４０≦Ｔｂ≦Ｔｇ−２０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光学部材の製造方法において、
前記矯正工程において、前記シート状の部材は、前記冷却ロールよりの流れ方向下流に配置される第２冷却ロールによってさらに冷却及び湾曲形状が平坦化され、
前記第２冷却ロールの表面温度Ｔｃ（℃）は、
Ｔｂ≦Ｔｃ≦Ｔｇ−２０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項７】
請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載の光学部材の製造方法において、
前記賦形工程における前記１対のロールのうち、湾曲形状を形成する前記一方のロールにおける線速度をＶａとし、前記シート状の部材を前記冷却ロールよりも下流で所定の速度で引き取る引取りロールにおける線速度をＶｂとするとき、
０．９８≦Ｖｂ／Ｖａ≦１．１０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の光学部材を所定の大きさに裁断して形成される光学シート。
【請求項９】
光を発する光源部と、
前記光源部からの光を導光する導光板と、
前記導光板の出光面側に配置される請求項８に記載の光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、前記加熱処理によって凸面となる面を前記導光板側として配置されていること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部と、
を備える透過型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７６８９８（Ｐ２０１３−７６８９８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７４５４（Ｐ２０１１−２１７４５４）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]