JP5200437B2 - 面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置に関し、更に詳しくは、単位プリズムを有する光学シートにおいて、その単位プリズムの頂部が面光源装置の構成部材に押し当たって生じる白点の発生を抑えた面光源用光学シート、その光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置に関する。

近年の液晶表示装置等においては、低消費電力化、薄型及び軽量化の必要に応じて、液晶表示装置等を背面から照明するための面光源装置も薄型及び軽量化が要求されると共に、光源からの光を有効に利用して光源での低消費電力化が図られている。こうした液晶表示装置等に用いる面光源装置としては、エッジライト型の面光源装置と、直下型の面光源装置が知られている。

エッジライト型の面光源装置は、通常、透明なアクリル樹脂等の板状の導光体の一端面から光源光を入射し、その導光体の一方の面である出光面から液晶パネル等の背面に光を出射するようにしている。この面光源装置においては、導光体の出光面と反対側の面に光を反射する反射板や反射膜を設けて光利用効率を向上させている。一方、直下型の面光源装置は、光源を挟んだ態様で液晶パネルと反射板を配置してなるものであり、通常、光源光を反射板によって液晶パネルの背面に光を反射させて光利用効率を向上させている。

上記のエッジライト型や直下型の面光源装置において、導光体の出光面には、単位プリズムを複数配列してなるプリズム部を有する光学シートが配置されている。光学シートとしては、例えば特許文献１，２に示すように、略三角断面又は略半円状断面であってその頂部に稜線（稜線部ともいう。）を有する単位プリズムをその稜線部と直交する方向に多数配列してなるプリズム部を有するものが提案されている。面光源装置は、単位プリズムの稜線部が拡散シート等のシート部材や導光体に押し当たる態様で構成されている。
特開平６−１１８２４６号公報 特開平７−２３４３０５号公報

しかしながら、前記の態様で構成された面光源装置において、単位プリズムの稜線部がシート部材や導光体に押し当たると、その稜線部の先端とシート部材や導光体との間に接触部分が生じ、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となる。この光学密着部では、光源の光が単位プリズムで屈折せずにそのまま素通りするため、周囲よりも輝度が増加する。通常、かかる光学密着部は稜線の全長にわたることはなく、部分的に断続した点状に発生するので、素通りした光は表示装置の表示面に白点（白模様）等の表示ムラを生じさせる。こうした表示ムラは、その程度によっては観察者にとって目立つものとなり、表示装置の表示性能を低下させるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、表示装置の表示面に白点（白模様）等の表示ムラを低減させて表示性能の低下を防ぐことができる面光源用光学シートを提供することにある。また、本発明の他の目的は、その面光源用光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る面光源用光学シートは、透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に設けられ、略三角断面で頂部に稜線を有する単位プリズムを該稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部と、を有する面光源用光学シートであって、前記単位プリズムのうち２列〜８列に１つの単位プリズムの頂部が、他の頂部よりも０．４〜１０μｍの範囲で高く形成されており、且つ前記単位プリズムの頂部が平坦で、該平坦幅Ｗが、１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であることを特徴とする。

この発明によれば、単位プリズムのうち２列〜８列に１つの単位プリズムの頂部を他の頂部よりも高く形成したので、単位プリズムの頂部が例えばシート部材や導光体に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点（白模様）等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の１／２〜１／８となる。その結果、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。なお、単位プリズムの頂部を他の頂部よりも０．４〜１０μｍの範囲で高くすれば、２列〜８列に１つ設けた高い頂部は、一定周期で設けられたものであってもよいし、不規則に設けられたものであってもよく、いずれにしても白点の発生密度が従来の１／２〜１／８となって表示ムラが目立たなくなる。

また、単位プリズムの頂部は前記の接触部分となって白点の原因となるが、この発明によれば、単位プリズムの頂部が平坦であって、その平坦幅Ｗを上記の範囲としたので、その範囲は通常用いられる光源の波長４００ｎｍ〜８３０ｎｍよりも小さい値になる。その結果、光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、白点の原因となる接触部分を素通りする光線は実質的に無くなるため、白点をより目立たなくすることができる。

上記課題を解決するための本発明の第１態様に係る面光源装置は、透光性材料からなり、少なくとも１つの端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射する導光体と、前記導光体の少なくとも前記１つの端面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体の光放出面に設けられ、該光放出面から出射する光を透過する光学シートと、を有する面光源装置であって、前記光学シートが、上記本発明に係る面光源用光学シートであることを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明の第２態様に係る面光源装置は、上記本発明に係る面光源用光学シートと、前記光学シートの背面側から光を照射する光源と、前記光源の前記光学シートと反対側に配置され、前記光源からの光を前記光学シート方向に反射する反射体と、を有することを特徴とする。

上記第１及び第２態様の発明によれば、上記本発明に係る光学シートを面光源用光学シートとして用いたので、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい面光源装置を提供できる。

上記課題を解決するための本発明の表示装置は、平面状の透光性表示体と、該透光性表示体の背面に配置され、前記透光性表示体を背面から光照射する上記本発明に係る面光源装置と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、表示装置の光源として上記本発明に係る面光源装置を用いたので、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい液晶表示装置を提供できる。

本発明の面光源用光学シートによれば、単位プリズムの頂部が例えば面光源装置を構成するシート部材や導光体に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点（白模様）等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の１／２〜１／８となるので、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。さらに、２列〜８列に１つ設けた高い頂部は、一定周期で設けられたものであってもよいし、不規則に設けられたものであってもよく、いずれにしても白点の発生密度が従来の１／２〜１／８となって表示ムラが目立たなくなる。

また、本発明の面光源用光学シートによれば、単位プリズムの頂部の平坦幅Ｗの範囲は通常用いられる光源の波長４００ｎｍ〜８３０ｎｍよりも短波長であるので、光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、白点の原因となる接触部分を素通りする光線は実質的に無くなるため、白点をより目立たなくすることができる。

したがって、本発明によれば、表示装置の表示面に白点（白模様）等の表示ムラを生じさせることがなく、安定で良好な表示性能を与える面光源用光学シートを提供できるので、特に最近の高品位の液晶表示装置用の面光源用光学シートとして好ましく用いることができる。また、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい面光源装置及びその面光源装置を備えた表示装置を提供できる。

以下、本発明の面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置について、図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

［面光源用光学シート］
先ず、面光源用光学シート（以下、単に「光学シート」ともいう。）について説明する。図１は、本発明の光学シートの一例を示す模式的な斜視図である。本発明の光学シート１０は、図１に示すように、透光性基材１２と、その透光性基材１２の一方の面Ｓ１に設けられた多数の単位プリズム１４からなるプリズム部１６とを有している。このプリズム部１６は、略三角断面で、頂部５に稜線を有する単位プリズム１４を、その稜線と直交する方向に多数配列してなるものである。

（透光性基材）
透光性基材１２は、光学シート１０の主要な構成部材であり、後で詳述するプリズム部１６の基材として作用すると共に、光源からの光の多くをプリズム部１６側に透過するように作用する。透光性基材１２は、光透過性の基材であればよく、特に基材単体での透過率が８５％以上のものが好ましく用いられる。なお、ここでいう透過率とは、株式会社村上色彩技術研究所製の光線透過率計（型式：ＨＭ−１５０）により測定した値である。透光性基材１２の厚さは特に限定されないが、通常、ロール巻き可能な５０〜５００μｍの範囲内である。

透光性基材１２としては、樹脂、或いはガラスが用いられる。樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂等で構成された透明性基材を好ましく挙げることができる。また、ガラスからなる透光性基材１２としては、例えば、ソーダ硝子、硼珪酸硝子等が用いられる。

樹脂材料からなる透光性基材１２は、単層の押出しにより、又は後述の光拡散層１８とともに共押出しにより作製されることが好ましい。なお、透光性基材１２はそれ以外の方法で作製されたものであってもよい。押出しで作製された透光性基材１２又はその他の方法で作製された透光性基材１２は、通常、延伸処理される。この延伸処理は、二軸延伸処理でも一軸延伸処理でもよいが、通常、二軸延伸処理が好ましく適用される。

（プリズム部）
プリズム部１６は、透光性基材１２の一方の面Ｓ１に設けられ、図１に示すように、略三角断面で頂部５に稜線を有する単位プリズム１４を、その稜線と直交方向に且つその稜線が平行になるように、多数配列してなるプリズム群である。その単位プリズム１４の周期は、透光性表示体用の面光源装置に要求される性能を満たすために、通常、１２．５μｍ〜２００μｍの範囲で選択される。図２は、本発明の光学シートを構成する単位プリズムの実施形態を示す断面図であり、図３は、図２に示すプリズム部の頂部近傍の拡大断面図である。

以下、プリズム部について説明する。

図２に示す本発明に係るプリズム部１６は、稜線と直交する方向に多数配列する単位プリズム１４のうち２列〜８列に１つの単位プリズム１４の頂部５が、他の頂部５’よりも高く形成されている。なお、他よりも高く形成する頂部５を９列以上離した場合には、通常用いられる材料（前記例示のもの）と周期（前記１２．５〜２００μｍのもの）のプリズムの範囲において、光学シートが撓むことによって、低く引込んで形成した頂部５’が隣接する他の部材に接触してしまい、本発明の效果を奏さない場合がでてくる。また、その頂部５と他の頂部５’とをどの程度の差Ｈとするかは、高い頂部５のみが他の部材（シート部材や導光板等。以下同じ。）に押し当たり、かつ低い頂部５’は他の部材に押し当たらないか押し当たったとしても、白点を生じる光学密着部とならない程度に接触する程度の差Ｈであることが好ましい。

高い頂部５と他の頂部５’との差Ｈは、具体的には、０．４μｍ〜１０μｍの範囲であることが好ましい。差Ｈをこの範囲内とすることにより、高い頂部５が他の部材に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点（白模様）等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の１／２〜１／８となるので、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。なお、差Ｈが０．４μｍ未満では、光学シートが撓まなくても、エバネッセント波としてプリズム外に滲み出た光の電磁場が隣接する他の光学部材と結合して進入し透過して行くことになり、また、光学シートが少しでも撓んだ場合、高い頂部５が他の部材に押し当たるのと同時に低い頂部５’も他の部材に押し当たって光学密着した接触部分となり、いずれにしても白点（白模様）等の表示ムラが従来同様に生じるおそれがある。一方、差Ｈが１０μｍを超えても接触部分に基づいた表示ムラは発生しないが、白点防止效果は飽和するため、あえてここまで高度差Ｈをつける必然性がなくなる。且つ、元来、周期及び高さが１２．５〜２００μｍ程度の寸法の単位プリズムにおいて、その高さが１０μｍ以上変化することになり、プリズム自体の光学的挙動も設計と異なってくることになるので、むしろ問題が生じることがある。

高い頂部５は、図２（Ａ）に示すように２列周期で設けてもよいし、図２（Ｂ）に示すように４列周期で設けてもよいし、８列周期（図示しない）で設けてもよい。また、２列〜８列に１つ高い頂部５が設けられていれば、高い頂部５の間隔は、例えば２周期毎、５周期毎、８周期毎のように規則的であってもよいし、不規則な間隔で設けられたもの（平均で２〜８列に１つ高い頂部５が存在するもの。）であってもよい。いずれにしても白点の発生密度が従来の１／２〜１／８となって表示ムラが目立たなくなる。

また、高い頂部５とそれ以外の低い頂部（５’，５”）との差Ｈが上記範囲内であれば、低い頂部（５’，５”）の高さは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように一定であってもよいし、図２（Ｃ）に示すように一定でなくてもよい。図２（Ｃ）に示す例では、高い頂部５よりも差Ｈだけ高さが低い頂部５’と、さらにその頂部５’よりも差Ｈ’だけ低い頂部５”とが併存した態様を示している。このとき、低い頂部５’と、さらに低い頂部５”との差Ｈ’は特に限定されず、例えば０．４μｍ〜５μｍ程度であればよい。なお、本発明において、プリズム部１６の頂部５から透光性基材１２の表面までのプリズム部１６の厚さ（高さｈ）は、通常一定であり、２０〜１００μｍ程度の範囲である。

次に、プリズム部の頂部の平坦部について説明する。

図３は、図２に示すプリズム部１６の頂部近傍の拡大図である。一方向に延びる稜線と直交する方向に多数配列する単位プリズム１４において、その単位プリズム１４の頂部５が鋭角ではなく略平坦に形成されている。そして、その平坦な頂部５の平坦幅Ｗが１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲になっている。前記範囲の平坦幅Ｗは、通常用いられる光源の波長４００ｎｍ〜８３０ｎｍよりも小さい値である。

こうした頂部５の平坦幅Ｗは用いられる光源の波長と同等以下の値であるので、その頂部５が他の部材に押し当たって接触部分となった場合、光源から発した光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、接触部分によって生じる白点が目立たなくなる。一方、頂部の平坦幅Ｗが用いられる光源の波長よりも大きな値であると、その頂部５が他の部材に押し当たった接触部分は、本来透過すべきでは無い光線を透過することになるため、白点の原因となって目立ち、表示ムラの原因となることがある。したがって、このプリズム部１６においては、他の部材に押し当たって接触部分となる頂部５については、その平坦幅Ｗを用いられる光源の波長４００ｎｍ〜８３０ｎｍのいずれよりも小さい値とすることによって、表示ムラの原因となる白点を目立たなくすることができる。

このため、本発明に係るプリズム部１６は、図２に示すように、２列〜８列に１つの単位プリズム１４の頂部５が他の頂部５’よりも高く形成されているので、その頂部５は他の部材に押し当たって接触部分となり、全単位プリズムが同一高さの場合に比べて１／２〜１／８の白点は生じることになるが、その頂部５の平坦幅が使用している光源光の波長以下になっているため、従来の１／２〜１／８となった白点の発生密度をもさらに防止して目立たなくすることができるのでより効果的である。

こうした本発明に係るプリズム部１６を図４及び図５の態様（頂部が導光体３２と向き合っていない態様）で用いる場合には、図２（Ａ）に示すように、その単位プリズム１４の頂部５、５’（５”）の角度αは９０°又は略９０°（８５°〜１０５°程度）であることが好ましい。さらに、通常、単位プリズム１４，１４間の谷部から延びる斜面と、透光性基材１２の表面Ｓ１と平行な仮想線とで表される底角β，γは、通常、４５°又は略４５°であることが好ましいので、単位プリズム１４は、通常は、頂部９０°又は略９０°の二等辺三角形からなる断面形態になっている。一方、本発明に係るプリズム部１６を図６（Ａ）（Ｂ）の態様（頂部が導光体３２と向き合った態様）で用いる場合には、その単位プリズム１４の頂部５、５’（５”）の角度αは４０°〜７０°の範囲であることが好ましい。さらに、上記同様の底角β，γは、７０°〜５５°の範囲であることが好ましく、単位プリズム１４は、通常は、頂部４０°〜７０°の範囲の二等辺三角形からなる断面形態になっている。なお、配列された単位プリズム１４は稜線と直交する方向に平行に配列され、そのピッチは、通常、例えば１２．５μｍ〜２００μｍ程度で形成されるが、特にその値は限定されない。

次に、プリズム部の構成材料とその形成方法について説明する。

プリズム部１６は、硬化物が上記の樹脂物性を奏するように従来公知の化合物を配合した光学シート用の樹脂組成物で形成されたものである。そうした光学シート用樹脂組成物としては、各種のものを例示でき、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリ（メタ）アクリル酸ブチル等の（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体、又は、（メタ）アクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸ブチル共重合体等の（メタ）アクリル酸エステルの共重合体（なお、ここで、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルペンテン等熱可塑性樹脂、或いは、紫外線又は電子線等の電離放射線で架橋した電離放射線硬化性樹脂等の透明樹脂が用いられる。電離放射線硬化性樹脂としては、多官能のウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステルオリゴマー、エポキシ樹脂オリゴマー等のオリゴマー、或いはメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート等の単官能モノマー、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系多官能モノマー等から選択される１種又は２種以上の化合物が用いられる。電離放射線として、紫外線、又は可視光線等を用いる場合は、光開始剤を添加する。光開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、チオキサントン系、芳香族ヨードニウム塩等の公知の光開始剤が用いられる。

中でも、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、単官能モノマー、多官能モノマー、光開始剤等で構成される電離放射線硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。この電離放射線硬化型樹脂組成物の構成材料の配合割合は特に限定されないが、好ましくは、多官能エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー：５〜５０重量部、多官能ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー：５〜５０重量部、単官能モノマー：１〜６０重量部、多官能モノマー：５〜３０重量部、光開始剤：０．０１〜１０重量部である。多官能モノマー、或は多官能オリゴマーの１分子あたりの官能基数は、２〜８程度のものである。

なお、樹脂組成物として、任意成分として前記の単官能モノマー、多官能モノマー以外の（メタ）アクリロイル基、ビニル基を含有する化合物（モノマー成分）を使用することもできる。また、光開始剤（光重合開始剤）としても、光学シート用の開始剤として一般に使用されているものを使用することができる。また、樹脂組成物には、前記の成分以外に必要に応じて、シリコーン、酸化防止剤、重合禁止剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、溶剤、非反応性アクリル樹脂、非反応性ウレタン樹脂、非反応性ポリエステル樹脂、顔料、染料、光拡散剤等も併用することができる。

プリズム部１６の屈折率は１．５５５以上であることが好ましく、こうした屈折率となるように上記樹脂組成物が調整される。プリズム部１６の屈折率の上限は特に限定されないが、コストの観点からは、１．６００以下であることが好ましい。

プリズム部１６は、上述の光学シート用樹脂組成物を用い、例えば、（１）公知の熱プレス法（特開昭５６−１５７３１０号公報）、（２）紫外線硬化性の熱可塑性樹脂フィルムにロールエンボス版によって単位プリズム１４の形状をエンボス加工した後に紫外線を照射してそのフィルムを硬化させる方法（特開昭６１−１５６２７３号公報）、（３）単位プリズム１４の形状を刻設した回転するロール凹版上に活性エネルギー線硬化型樹脂液を塗布し凹部に充填した後、樹脂液を介してロール凹版上にフィルム状の透光性基材１２を被覆したまま紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射し硬化させ、その後それらをロール凹版から離型して、ロール凹版の単位プリズム１４の形状をフィルム状の透光性基材１２上に形成する方法（特開平３−２２３８８３号、米国特許第４５７６８５０号等）等を挙げることができる。

（その他の層）
光学シート１０には、光拡散機能を付与することができる。光拡散機能の付与としては、例えば図１にその一例を示したように、透光性基材１２の少なくとも一方の面に光拡散層１８を設けたり、いわゆるマット処理を行ったりすることができる。こうした光拡散機能の付与は今までにも多くの提案がなされてきているのでここでは以下の説明にとどめ詳しくは説明しない。

図１に例示した光拡散層１８は、好ましく設けられる任意の層であって、光を拡散させる作用があればよく、一般的な光拡散シートに形成されているものである。例えば光拡散性微粒子が透光性樹脂中に分散した層を適用できる。この光拡散層１８は、透光性基材１２の他方の面Ｓ２に設けられていてもよいし、透光性基材１２の一方の面Ｓ１とプリズム部１６との間（図示しない）に設けられていてもよいし、その両方に設けられていてもよい。

光拡散層１８を構成する透光性樹脂材料としては、上記の透光性基材１２と同様の樹脂材料、例えばアクリル、ポリスチレン、ポリエステル、ビニル重合体等の透明な材料が用いられる。さらにその光拡散層１８中には、光拡散性微粒子が均一に分散されている。光拡散性微粒子としては、一般的に光学シートに用いられる光拡散性の微粒子が用いられ、例えば、ポリメタクリル酸メチル（アクリル）系ビーズ、ポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネート系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ、シリカ系ビーズ等が用いられる。

光拡散層１８は種々の方法で作製できる。例えば、光拡散性微粒子を透光性バインダー樹脂に分散させた塗料を、吹付け塗装、ロールコート等で塗工して形成してもよいし、光拡散性微粒子を分散させた樹脂材料を準備し、その樹脂材料を透光性基材１２の押出材料とともに共押出しして形成してもよい。なお、光拡散層１８の厚さは、通常、１〜２０μｍの範囲である。

また、図示しないが、マット処理は、例えば透光性基材１２の他方の面Ｓ２上に光拡散層１８を設ける代わりに、その面Ｓ２に所定の表面粗さを持たせて光拡散機能を付与したものである。その手段としては、表面をサンドブラスト等により機械的に荒らす方法や、粒子を含む凹凸層を形成すること等を例示できる。

以上の第１及び第２態様に係るプリズム部１６を有する光学シート１０は、１枚構成で用いることもできるが、２方向（上下方向、左右方向）の光拡散角を制御するためには、プリズム部１６を有する２枚の光学シート１０をその稜線が交叉するように積層してもよい。交叉角としては、通常、１５°程度〜９０°（直交）である。この場合プリズム面の向きは、２枚とも同じ向きにするのが光の透過性が高く最も良好であるが、プリズム部１６側が対向して向き合うように、或いはプリズム部側１６が背中合わせに向くように構成してもよい。本発明では、上記のような光学シート１０を用いるので、このように重ね合わせて一方の単位プリズム１４の頂部５が他方の光学シートに押し当たって接触部分が生じた場合であっても、その接触部分に基づいて生じる白点を目立たなくし、又は白点の発生を防ぐことができる。

［面光源装置］
図４は、本発明の第１態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。本発明の第１態様に係る面光源装置３０は、いわゆるエッジライト型の面光源装置であり、少なくとも１つの側端面３２Ａから導入された光を一方の面である光放出面３２Ｂから出射する導光体３２と、その導光体３２の少なくとも前記１つの側端面３２Ａから内部に光を入射させる光源３４と、導光体３２の光放出面３２Ｂに例えば接着層３１を介して設けられ、その光放出面３２Ｂから出射する光を透過する上記本発明に係る光学シート１０とを有している。なお、図４においては光源３４が１つの単燈型の面光源装置を示しているが、光源３４が両端面にある２燈型の面光源装置（図示しない）であってもよい。

導光体３２は、透光性材料からなる板状体であって、図４において左側の側端面３２Ａから導入された光を、上側の光放出面３２Ｂから出射するように構成されている。導光体３２は、光学シート１０の材料と同様の透光性材料で形成されるが、通常、アクリル又はポリカーボネート樹脂で形成される。導光体３２の厚さは通常１〜１０ｍｍ程度であり、その厚さは全範囲で一定であってもよいし、図４に示すように、光源３４側の側端面３２Ａの位置で最も厚く、反対方向に徐々に薄くなるテーパ形状であってもよい。こうした導光体３２は、光を広い面（光放出面３２Ｂ）から出射させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されていることが好ましい。

光源３４は、導光体３２の少なくとも１つの側端面３２Ａから内部に光を入射させるものであり、導光体３２の側端面３２Ａに沿って配置されている。光源３４としては、図４に示すような線状の光源に限定されるものでなく、白熱電球、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源を側端面３２Ａに沿ってライン状に配置してもよい。また、小形の平面蛍光ランプを側端面３２Ａに沿って複数個配置するようにしてもよい。

導光体３２の光放出面３２Ｂには、上述した本発明に係る光学シート１０が、例えば光拡散シートを介して設けられる。光学シート１０は、そのプリズム部１６の反対面が導光体３２の光放出面３２Ｂになるように設けられる。なお、光学シート１０の詳細については既に説明したのでここでは省略する。

反射体３６は、図４に示すように、導光体３２の光放出面３２Ｂと反対側の面に設けられるとともに、左側の側端面３２Ａ以外の側端面に設けられ、これらの面から出射する光を反射して導光体３２内に戻すためのものである。反射体３６は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が用いられる。

図５は、本発明の第２態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。本発明の第２態様に係る面光源装置４０は、直下型の面光源装置であって、上記本発明に係る光学シート１０と、光学シート１０のプリズム部１６側の反対面から光を照射する光源３４と、光源３４からみて光学シートの反対側に配置され、光源３４からの光を光学シート１０の方向に反射する凹面状の反射体４４とを有している。なお、光学シート１０の詳細については既に説明したのでここでは省略する。

光源３４からの光は、光学シート１０側の光放出面４２に向かって光学シート１０を透過するものと、反射体４４で反射した後に光放出面４２に向かって光学シート１０を透過するものがある。

反射体４４は、上記第１態様に係る面光源装置と同様、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が用いられる。反射体４４の形状は、光源３４からの光を平行光線として均一に反射できるものであればよく、凹円弧状、放物面柱状、双曲線柱状、楕円柱状等の形状が選択される。

図６は、本発明の第１及び第２態様に係る面光源装置の他の例を示す透視断面図であり、（Ａ）は第１態様に係るエッジライト型の面光源装置の他の一例を示し、（Ｂ）は第２態様に係る直下型の面光源装置の他の一例を示している。図６（Ａ）に示す面光源装置３０’は、上記の図４の面光源装置３０とは光学シート１０を構成するプリズム部１６の向きが異なるものであり、そのプリズム部１６が、光源３４から光学シート１０に向かって光が出射する側、すなわち導光体３２の光放出面３２Ｂ側に設けられている態様であってもよい。また、図６（Ｂ）に示す面光源装置４０’は、上記の図５の面光源装置４０とは光学シート１０を構成するプリズム部１６の向きが異なるものであり、光学シート１０を構成するプリズム部１６が、光源３４から光学シート１０に向かって光が出射する側、すなわち光学シート１０側の光放出面４２側に設けられている態様であってもよい。

図４〜図６に示す面光源装置においては、線状の光源や、一方向にライン状に配置した光源等を用いているが、その光源の延びる方向と、本発明に係る光学シート１０が有する単位プリズムの稜線が延びる方向とは、通常は図４〜図６に示すように平行となるように配置するが、非平行に配置してもよい。非平行の場合とは、光源の延びる方向と単位プリズムの稜線が延びる方向とが直交するように配置した場合や、任意の角度に斜交するように配置した場合等が挙げられる。

以上のように、本発明の面光源装置は既述の光学シート１０を採用しているので、単位プリズム１４の頂部５が導光体３２，４２に押し当たって接触部分となっても、白点等を目立たなくすることができ、表示ムラの低減を図ることができる。

［表示装置］
図７は、本発明の透光性表示装置としての代表例である液晶表示装置の例を示す概略斜視図である。図７に示す液晶表示装置５０は、平面状の透光性表示体である液晶パネル５２と、その液晶パネル５２の背面に配置され、液晶パネル５２を背面から光照射する上記本発明のエッジライト型の面光源装置３０（図４参照）とを備えている。また、図８に示す液晶表示装置６０も同様に、平面状の透光性表示体である液晶パネル６２と、その液晶パネル６２の背面に配置され、液晶パネル６２を背面から光照射する上記本発明に係る直下型の面光源装置４０（図５参照）とを備えている。液晶表示装置５０，６０は、バックライト面光源装置３０，４０を備えた透過型の液晶表示装置であり、液晶画面を形成する各画素を面光源装置３０，４０からの出射光によって裏側から照明するように構成されている。なお、面光源装置としては、図６（Ａ）（Ｂ）に示す態様の面光源装置３０’，４０’を適用してもよい。

この液晶表示装置５０，６０は、本発明に係る面光源装置３０，４０を構成部材として有するが、その面光源装置３０，４０は、白点等を目立たなくして表示ムラの低減を図る光学シート１０を備える。その結果、液晶表示装置５０，６０は、表示ムラを低減して良好な画像を形成することができる。

次に、実施例と比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。

（実施例１）
透光性基材形成用の押出樹脂として屈折率１．５６のポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」で表す。）樹脂を用い、押出後の厚さが１８０μｍとなるように押出装置に投入して押出を行い、その後、得られたシートの長尺方向と幅方向に延伸装置で延伸処理して基材シート７１を作製した。

こうして作製された基材シート７１を、図９に示す製造装置７０に投入してその表面にプリズム部１６を形成する。先ず、上記のようにして得られた基材シート７１の巻取りロール７２を用意した。他方、金属円筒表面に三角形状の単位プリズムの賦形型７６が形成された賦形ロール７３を用意し、これを中心軸の回りに回転させつつ、Ｔダイ型ノズル７４から紫外線硬化型樹脂液８０を賦形ロール面に供給し、単位プリズムの賦形型７６に充填した。次いで、基材シート７１を巻取りロール７２から賦形ロール７３の回転周速度と同期する速度で巻出して、押圧ロール８１で基材シート７１をその賦形ロール７３上に、前記樹脂液８０を間に介して積層密着させ、そのままの状態で紫外線照射装置８２，８２からの紫外線を基材シート７１側から照射し、その賦形型７６内で樹脂液８０を架橋硬化させると同時に基材シート７１と接着させた。次いで、剥離ロール８３を用いて走行する基材シート７１を、それに接着したプリズム部１６と共に剥離し、三角断面からなる単位プリズムが複数配列された図１に示す態様の光学シート１０を得た。

実施例１の単位プリズムの形状は三角断面からなる形状であり、詳しくは、ピッチ５０μｍで、その断面が単位プリズムの頂角αが９０°で底角βとγが４５°の二等辺三角形で、稜線が互いに平行になるように隣接して配列された形状となるように形成した。さらに、図２（Ａ）に示すように、単位プリズム１４のうち４列に１つの単位プリズム１４の頂部５を他の頂部５’よりも３μｍ高くなる厚さ（高さｈ）２８μｍのプリズム部１６を形成した。こうした形態からなるプリズム部１６は、前記の単位プリズムの形態に対応した賦形型を準備することによって得ることができる。なお、各頂部５，５’は、平坦幅Ｗを０．１μｍ（＝１００ｎｍ）の鋭角部とした。

（実施例２）
単位プリズム１４のうち４列に１つの単位プリズム１４の頂部５を他の頂部５’よりも３μｍ高くし、さらに、高い頂部５の平坦幅Ｗを０．２μｍとした厚さ（高さｈ）２６μｍのプリズム部１６を形成した他は、実施例１と同様にして、実施例２の光学シートを作製した。

（実施例３）
単位プリズム１４のうち２列に１つの単位プリズム１４の頂部５を他の頂部５’よりも３μｍ高くし、さらに、高い頂部５の平坦幅Ｗを０．３μｍとした厚さ（高さｈ）２８μｍのプリズム部１６を形成した他は、実施例１と同様にして、実施例３の光学シートを作製した。

（実施例４〜９）
高い頂部の割合、高い頂部の高さ、及び高い頂部の平坦幅を表１に示したとおりにした他は、実施例１と同様にして、実施例４〜９の光学シートを作製した。

（比較例１〜５）
高い頂部の割合、高い頂部の高さ、及び高い頂部の平坦幅を表１に示したとおりにした他は、実施例１と同様にして、比較例１〜５の光学シートを作製した。

（評価）
実施例１〜９及び比較例１〜５の各光学シートについて、白点の有無について観察した。観察は、厚さ１．０ｍｍのガラスを準備し、得られた光学シートの単位プリズム１４の頂部５側を前記ガラス上に載せ、光学シートのＰＥＴ基材側から直径１ｃｍで重さ５０ｇの透明円柱を荷重物として載せ、ガラスの下側から光源を照射した。このとき透明円柱による荷重領域に白点が生じるか否かを観察した。白点が目立たない場合を「○」とし、白点が目立つ場合を「×」とし、その中間程度を「△」として、表１にその結果を示した。

表１の結果より、単位プリズムのうち２列〜８列に１つの単位プリズムの頂部が他の頂部よりも０．４μｍ〜１０μｍの範囲で高く形成され、且つ、単位プリズムの頂部が平坦でその平坦幅Ｗが１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲である実施例１〜９は、白点が目立たない良好な結果が得られた。一方、前記に該当しない比較例１〜５は、白点が目立っていた。

本発明の光学シートの一例を示す模式的な斜視図である。 本発明の光学シートを構成する単位プリズムの実施形態を示す断面図である。 図２に示すプリズム部の頂部近傍の拡大断面図である。 本発明の第１態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。 本発明の第２態様に係る面光源装置の他の一例を示す斜視図である。 本発明の第１及び第２態様に係る面光源装置の他の一例を示す透視断面図であり、（Ａ）は図４に示す面光源装置の他の一例を示し、（Ｂ）は図５に示す面光源装置の他の一例を示す。 本発明の表示装置としての液晶表示装置の一例を示す概略斜視図である。 本発明の表示装置としての液晶表示装置の他の一例を示す概略斜視図である。 シート状の透光性基材上にプリズム部を形成するための製造装置の一例を示す模式的な構成図である。

符号の説明

５，５’，５”…頂部
１０…光学シート
１２…透光性基材
１４…単位プリズム
１６…プリズム部
１８…光拡散層
３０，３０’，４０，４０’…面光源装置
３１…接着層
３２…導光体
３２Ａ…側端面
３２Ｂ…光放出面
３４…光源
３６，４４…反射体
５０，６０…液晶表示装置
５２，６２…液晶パネル
Ｓ１…透光性基材の一方の面
Ｓ２…透光性基材の他方の面
Ｈ…高い頂部と他の頂部との差
Ｗ…単位プリズムの頂部の平坦幅

Claims (4)

1. 透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に設けられ、三角断面で頂部に稜線を有し、該頂部が同じ頂角で形成された単位プリズムを該稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部と、を有する面光源用光学シートであって、
   前記単位プリズムのうち２列〜８列に１つの単位プリズムの頂部が、他の頂部よりも０．４μｍ〜１０μｍの範囲で高く形成されており、且つ前記単位プリズムの頂部が平坦であって、該平坦幅Ｗが１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であることを特徴とする面光源用光学シート。
2. 透光性材料からなり、少なくとも１つの端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射する導光体と、前記導光体の少なくとも前記１つの端面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体の光放出面に設けられ、該光放出面から出射する光を透過する光学シートと、を有する面光源装置であって、
   前記光学シートが、請求項１に記載の面光源用光学シートであることを特徴とする面光源装置。
3. 請求項１に記載の面光源用光学シートと、
   前記光学シートの背面側から光を照射する光源と、
   前記光源の前記光学シートと反対側に配置され、前記光源からの光を前記光学シート方向に反射する反射体と、を有することを特徴とする面光源装置。
4. 平面状の透光性表示体と、該透光性表示体の背面に配置され、前記透光性表示体を背面から光照射する請求項２又は３に記載の面光源装置と、を備えることを特徴とする表示装置。

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