JP2008277025A - 面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、且つ出射する光角度分布の左右対称性が良い面光源用光学シートを提供する。
【解決手段】透光性基材１２と、透光性基材１２の一方の面上に柱状体の単位プリズム１４をその単位プリズム１４の稜線５と直交方向に多数配列してなるレンズ部１６とを有する面光源用光学シート１０であって、単位プリズム１４は、その断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂとで構成された一対の構造単位からなり、第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂは、それぞれ稜線５で交叉する平面斜面１と非平面斜面（２，３，４）とを有し、平面斜面１は、透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する角度が４５°であり、非平面斜面（２，３，４）は、透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する平均角度が４５°であるように構成されている。非平面斜面（２，３，４）は、凸状の湾曲面２又は凸状の多段平面３，４であることが好ましい。
【選択図】図２

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、液晶表示装置や広告板等のように、透光性の表示体を背面から照明するバックライト用の面光源装置に好適に用いられる光学シートにおいて、法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、且つ出射する光角度分布の左右対称性が良い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反射板や光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、単位レンズを複数配列してなる光学シートが配置され、その光学シートとしては、例えば特許文献１，２に示すように、種々の形態からなる単位レンズを有するものが提案されている。

図９は、特許文献１，２で提案されたレンズシートが有する単位レンズの断面形状を示している。図９（Ａ）は、特許文献１に記載のレンズシート１００Ａが有する単位レンズ１０１Ａであり、その単位レンズ１０１Ａは、一方の側の側面１０２Ａの断面形状が凸状に湾曲し、他方側の側面１０３Ａが平面であるように構成されている。また、図９（Ｂ）は、特許文献２の図１９に記載のレンズシート１００Ｂが有する単位レンズ１０１Ｂであり、その単位レンズ１０１Ｂは、一方の側の側面１０２Ｂの断面形状が１／４球面であり、他方側の側面１０３Ｂが平面であるように構成されている。また、図９（Ｃ）は、特許文献２の図１６に記載のレンズシート１００Ｃが有する単位レンズ１０１Ｃであり、その単位レンズ１０１Ｃは、両方の側面１０２Ｃ，１０３Ｃが稜線部の角度が９０°となる平面であるように構成されている。また、図９（Ｄ）は、特許文献２の図１７に記載のレンズシート１００Ｄが有する単位レンズ１０１Ｄであり、その単位レンズ１０１Ｄは、断面形状がシリンドリカルレンズ状の半球面１０２Ｄからなるように構成されている。
特開２０００−３４７０１１号公報 特開平６−１１８２４６号公報

最近、法線輝度が高くサイドローブ輝度が低い視野角特性を持つ液晶表示装置の需要が多くなってきているが、上記特許文献等で提案された従来型のレンズシートではそうした視野角特性に対しては十分なものではなかった。例えば図９（Ａ）のレンズシート１００Ａ及び図９（Ｂ）（Ｄ）のレンズシート１００Ｂ，１００Ｄでは、サイドローブ輝度は低いものの、十分に高い法線輝度を得ることができず、また、図９（Ｃ）のレンズシート１００Ｃでは、法線輝度は高いものの、サイドローブ輝度が高く、いずれのレンズシートも要求される視野角特性を満足させるものではなかった。

また、導光体の両端それぞれに光源を有する２燈エッジライト型の面光源装置を用い、液晶表示装置の法線輝度を向上させることがある。この２燈エッジライト型の面光源装置は、導光体の両端から光を導入するため、導光体の出光面から出射する光の角度分布は左右対称であることが要請される。しかしながら、図９に示す各レンズシートのうち、単位レンズの断面形状が左右非対称である図９（Ａ）（Ｂ）のレンズシート１００Ａ，１００Ｂは、導光体の出光面から出射する光の角度分布が左右非対称であるという難点がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、且つ出射する光角度分布の左右対称性が良い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の面光源用光学シーは、透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に柱状体の単位プリズムを該単位プリズムの稜線と直交方向に多数配列してなるレンズ部とを有する面光源用光学シートであって、前記単位プリズムは、その断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズムと第２単位プリズムとで構成された一対の構造単位からなり、前記第１単位プリズムと前記第２単位プリズムは、それぞれ稜線で交叉する平面斜面と非平面斜面とを有し、前記平面斜面は、前記透光性基材の平坦面に対する角度が４５°であり、前記非平面斜面は、前記透光性基材の平坦面に対する平均角度が４５°であることを特徴とする。

この発明によれば、（１）単位プリズムはその断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズムと第２単位プリズムとで構成された一対の構造単位からなるので、この光学シートを、導光体の両端それぞれに光源を有する２燈エッジライト型の面光源用光学シートとして、また、直下型の面光源用光学シートとして用いれば、出射する光角度分布の左右対称性を良好なものとすることができる。また、（２）第１単位プリズムと第２単位プリズムはそれぞれ稜線で交叉する平面斜面と非平面斜面とを有するので、この光学シートを面光源用光学シートとして用いれば、サイドローブ輝度が低い視野角特性を奏することができる。また、（３）平面斜面は透光性基材の平坦面に対する角度が４５°であり、非平面斜面は透光性基材の平坦面に対する平均角度が４５°であるので、稜線の角度が９０°の二等辺三角形プリズムと同等の高い法線輝度を持つ視野角特性を奏することができる。

本発明の面光源用光学シートにおいて、前記非平面斜面は、凸状の湾曲面又は凸状の多段平面であることが好ましい。

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、（１）エッジライト型又は直下型の面光源装置のいずれにおいても、出射する光角度分布の左右対称性を良好なものとすることができ、また、（２）サイドローブ輝度が低い視野角特性を奏することができ、また、（３）高い法線輝度を持つ視野角特性を奏することができる。

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、法線輝度が高くサイドローブ輝度が低い視野角特性を持つ液晶表示装置の需要に応えることができ、特に最近の高品位な液晶表示装置を提供できる。

本発明によれば、法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、且つ出射する光角度分布の左右対称性が良い面光源用光学シート、及びその光学シートを備えた面光源装置、並びにその面光源装置を備えた液晶表示装置を提供することができる。

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の実施形態について、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。また、各図において、断面を示すハッチングは便宜上省略している。

［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、本発明の面光源用光学シートの一例を示す模式的な全体斜視図であり、図２は、本発明の面光源用光学シートが有する単位プリズムの３つの例を示す断面図である。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上に形成されたレンズ部１６とを有している。このレンズ部１６は、柱状体の単位プリズム１４をその単位プリズム１４の稜線と直交方向に多数配列してなるものである。

本発明の光学シート１０の特徴は、レンズ部１６が図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す単位プリズム１４を有していることにある。すなわち、その単位プリズム１４は、図２に示すように、その断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂとで構成された一対の構造単位からなっている。そして、第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂは、それぞれ稜線５で交叉する平面斜面１と非平面斜面（２，３，４）とを有している。さらに、平面斜面１は、透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する角度が４５°であり、非平面斜面（２，３，４）は、透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する平均角度が４５°であるように構成されている。

（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、後で詳述するレンズ部１６の基材として作用すると共に、光源からの光の多くをレンズ部１６側に透過するように作用する。透光性基材１２は、樹脂材料からなる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２０〜５００μｍの範囲内である。

透光性基材１２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、或いはポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等のオリゴマー、又は（メタ）アクリレート系のモノマー等から選択される１種又は２種以上からなる電離放射線硬化性樹脂を紫外線又は電子線等の電離放射線で硬化させた樹脂、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。なお、ここで、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。また、ガラスからなる透光性基材１２としては、ソーダ硝子、硼珪酸硝子等が用いられる。

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。

（レンズ部）
レンズ部１６は、透光性基材１２の一方の面Ｓ１に設けられ、図１及び図２に示すように、柱状体の単位プリズム１４を、その単位プリズム１４の稜線５と直交方向に且つその稜線５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。レンズ部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、レンズ部１６を有する２枚の光学シート１０をその稜線５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）までである。この場合レンズ面の向きは、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、レンズ部１６側が対向して向き合うように、或いはレンズ部側１６が背中合わせに向くように構成してもよい。なお、レンズ部１６のレンズ頂部から平面部までの厚さは、通常、２０〜１０００μｍ程度である。

単位プリズム１４は、図２に示すように、その断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂとで構成された一対の構造単位からなっている。すなわち、第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂは、谷部６又は谷部７を通る法線を挟んで鏡像関係になっており、本発明における「単位プリズム１４」とは、この第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂとを一対の構造単位としている。

そして、本発明においては、第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂが、それぞれ稜線５で交叉する平面斜面１と非平面斜面（２，３，４）とを有し、さらに、その平面斜面１は、透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する角度が４５°であり、非平面斜面（２，３，４）は、透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する平均角度が４５°であるように構成されている。

具体的には、図２（Ａ）に示す単位プリズム１４の平面斜面１は、平面であるが、非平面斜面２は、凸状の湾曲面２である。この湾曲面２は、例えば曲率半径で表せば、１００μｍ〜５００μｍの範囲の湾曲面とすることができる。なお、図２（Ａ）に記載の湾曲面２は、稜線５から４７．５°の角度で立ち上がるように形成した例であるが、これは一例であり、必ずしもこの例に限定されない。

図２（Ｂ）に示す単位プリズム１４の平面斜面１も平面であるが、非平面斜面３は、凸状の多段平面３である。この多段平面３は、例えば図示のように、３つの平面３ａ，３ｂ，３ｃで構成することができる。それぞれの角度は特に限定されないが、図２（Ｂ）に示す例は、法線又はその法線に直交する平坦面Ｓ１に対して、４７．５°の角度となるように形成した例である。

図２（Ｃ）に示す単位プリズム１４は、図２（Ｂ）と同様、平面斜面１が平面で、非平面斜面４が凸状の多段平面４である。この多段平面４は、例えば図示のように、２つの平面４ａ，４ｂで構成することができる。それぞれの角度は特に限定されないが、図２（Ｃ）に示す例は、法線又はその法線に直交する平坦面Ｓ１に対して、４７°の角度となるように形成した例である。

こうした図２の例によれば、（１）単位プリズム１４はその断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂとで構成された一対の構造単位からなるので、この光学シート１０を、図３に示す導光体３２の両端３２Ａ，３２Ａそれぞれに光源３４，３４を有する２燈エッジライト型の面光源用光学シートとして、また、図４に示す直下型の面光源用光学シートとして用いれば、図９（Ａ）（Ｂ）に示す従来型の光学シートとは異なり、出射する光角度分布の左右対称性を良好なものとすることができる。また、（２）第１単位プリズム１５Ａと第２単位プリズム１５Ｂはそれぞれ稜線５で交叉する平面斜面１と非平面斜面（２，３，４）とを有するので、この光学シート１０を面光源用光学シートとして用いれば、図９（Ｃ）に示す稜線角度が９０°の二等辺三角形プリズムを有する光学シートとは異なり、サイドローブ輝度が低い視野角特性を奏することができる。また、（３）平面斜面１は透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する角度が４５°であり、非平面斜面（２，３，４）は透光性基材１２の平坦面Ｓ１に対する平均角度が４５°であるので、図９（Ｃ）に示す稜線角度が９０°の二等辺三角形プリズムを有する光学シートと同等の高い法線輝度を持つ視野角特性を奏することができる。

なお、本願でいう平均角度とは、光学シート１０の法線又はその法線に直交する平坦面Ｓ１と、稜線５と谷部６，７とを結ぶ直線との角度で表される。したがって、平均角度４５°とは、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す非平面斜面（２，３，４）が凸状の湾曲面２や多段平面３，４であっても、その稜線５と谷部６，７とを結ぶ直線と平坦面Ｓ１との角度が４５°であれば、平均角度４５°となる。

レンズ部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、不飽和ポリエステル等の（メタ）アクリレート系オリゴマー、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。

レンズ部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。レンズ部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。

レンズ部１６は、上述の樹脂組成物を用い、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電離放射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電離放射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、必要に応じて、他の機能を有するその他の層を積層乃至載置して組合せて使用してもよい。その他の層としては、光拡散層、偏光分離層、着色フィルタ層、帯電防止層等が挙げられる。中でも組合せるその他の層として代表的な層は光拡散層である。光拡散層により、本発明の光学シートに光拡散機能を付与することができる。光拡散層としては、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を塗工して設けたり、いわゆるマット処理を行って形成し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とレンズ部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、表面を機械的に荒らす方法や、エンボス加工法等を例示できる。

［面光源装置］
図３は、本発明の光学シートを備える面光源装置の一例を示す斜視図である。図３の面光源装置３０は、いわゆる２燈エッジライト型の面光源装置であり、両端面３２Ａ，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の両端面３２Ａ，３２Ａから内部に光を入射させる光源３４，３４と、導光体３２の光放出面３２Ｂに例えば空隙層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３においては光源３４が２つの２燈型の面光源装置を示しているが、光源３４が１つの１燈型の面光源装置であってもよい。

導光体３２は、透光性材料からなる板状体であって、図３において両側の端面３２Ａ，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、例えば図３に示すように全範囲で一定であってもよいし、例えば１燈型（図示しない）の場合のように光源側の端面の位置で最も厚く、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の両端面３２Ａ，３２Ａ又は片端面３２Ａから内部に光を入射させるものであり、導光体３２の端面３２Ａに沿って配置されている。光源３４としては、図３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、例えば接着層３１を介して設けられる。光学シート１０は、そのレンズ部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。

光反射板３６は、図３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、光を反射して導光体３２内に戻すためのものである。光反射板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４は、本発明の光学シートを備える他の面光源装置の一例を示す斜視図である。この面光源装置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のレンズ部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。

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。

光反射板４４は、図３に示した面光源装置３０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。光反射板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５は、本発明の光学シートを備える面光源装置のさらに他の例を示す透視断面図であり、（Ａ）は図３に示すエッジライト型の面光源装置の他の一例を示し、（Ｂ）は図４に示す直下型の面光源装置の他の一例を示している。図５（Ａ）に示す面光源装置３０’は、上記の図３の面光源装置３０とは光学シート１０を構成するレンズ部１６の向きが異なるものであり、そのレンズ部１６が、光源３４，３４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５（Ｂ）に示す面光源装置４０’は、上記の図４の面光源装置４０とは光学シート１０を構成するレンズ部１６の向きが異なるものであり、光学シート１０を構成するレンズ部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。

こうした面光源装置は本発明の光学シート１０を採用しているので、特に法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、しかも左右対称性の良好な高品位の液晶表示装置用の面光源装置として好ましく用いることができる。

［表示装置］
図６は、図３で示したエッジライト型の面光源装置を備えた液晶表示装置の一例を示す概略斜視図である。図６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エッジライト型の面光源装置３０とを備えている。この液晶表示装置５０は、いわゆるバックライト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４や図５に示す態様の面光源装置を適用してもよい。

この液晶表示装置５０は、本発明に係る光学シート１０を備えた面光源装置３０を構成部材として有するので、特に法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、しかも左右対称性の良好な高品位の液晶表示装置となる。

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）
単位プリズム１４の賦形型が形成された金型に、硬化後の屈折率が１．５７になるアクリレート系プレポリマーを主成分とするＵＶ硬化型樹脂組成物を滴下した後、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、商品名：Ａ４３００、厚さ：１２５μｍ、東洋紡績株式会社製）を重ね、ラミネーターでＰＥＴ全面をＵＶ硬化型樹脂に圧迫した。その後、７８０ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線照射を行って多数の単位プリズム１４を有するレンズ部１６を硬化させてＰＥＴと一体化させ、次いで、金型から剥離して、実施例１の光学シートを得た。このとき、単位プリズム１４が図２（Ａ）中に表示した角度を持つ形状となるように加工した賦形型を準備した。なお、この単位プリズム１５Ａ，１５Ｂは、それぞれのピッチ５０μｍで高さが２５μｍになるように形成した。

（実施例２）
実施例１で用いた賦形型に代えて、単位プリズム１４が図２（Ｂ）中に表示した角度を持つ形状となるように加工した賦形型を用いた他は、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）
実施例１で用いた賦形型に代えて、単位プリズム１４が図２（Ｃ）中に表示した角度を持つ形状となるように加工した賦形型を用いた他は、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。

（比較例１）
実施例１で用いた賦形型に代えて、単位プリズム１４が図９（Ａ）中に表示した角度を持つ形状となるように加工した賦形型を用いた他は、実施例１と同様にして比較例１の光学シートを作製した。

（比較例２）
実施例１で用いた賦形型に代えて、単位プリズム１４が図９（Ｃ）中に表示した角度を持つ形状となるように加工した賦形型を用いた他は、実施例１と同様にして比較例２の光学シートを作製した。

（測定及び評価）
実施例１、比較例１，２の光学シートについて、法線輝度、サイドローブ輝度、及び光角度分布の左右対称性を光拡散特性から評価した。光拡散特性は、各光学シートをエッジライト型の面光源装置（韓国 Samsung （三星）社製、液晶モニター SyncMaster 940BF １９インチ型から面光源装置のみを取り出したものを使用）に装着し、測定装置（フランス国 ELDIM社製、型式：ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔ）にて測定した。同様にして、光線出射角度毎に輝度を測定する装置である微小偏角輝度計（トプコン製、型式：ＢＭ−７）を用いて、入射光角度０°から±８０°に変化させたときの水平拡散特性を測定し、垂直画角（γＶ）については、光学シート１０の垂直方向の拡散特性（図７）を測定し、水平画角（αＶ）については、光学シート１０の水平方向の拡散特性（図８）を測定した。なお、ここで、水平、垂直の定義としては、先ず、鉛直線が発光面内に含まれる向きに面光源装置を設置した上で、測定（視線）方向を鉛直方向に移動させて計る場合を垂直方向と言うこととし、測定（視線）方向を水平方向に移動させて計る場合を水平方向と言うこととする。

法線輝度は、上記測定時において、視野角１°の測定条件で測定したときの値で評価した。このとき、実施例１〜３及び比較例１の各光学シートで測定された輝度の値をもとにして、比較例２の光学シートの法線輝度を１００％とし、実施例１〜３及び比較例１の光学シートの法線輝度を相対値としてグラフに描いた。

また、官能試験を行い、法線輝度、サイドローブ輝度、左右対称性を評価した結果を表１に示す。なお、法線輝度は、従来これら特性が良好とされている比較例２（図９（Ｃ）の形状）を基準とし、目視判定で面光源装置の法線方向において、同等以上の明るさに見えるものを○、より暗い明るさに見えるものを×とした。サイドローブ輝度は、従来これら特性が良好とされている比較例１（図９（Ａ）の形状）を基準とし、目視判定で面光源装置のサイドローブが最大化する角度（垂直方向では法線方向から６５°、水平方向では法線方向から７０°の方向）において、より暗い明るさに見えるものを○、同等以上の明るさに見えるものを×とした。左右対称性は、従来これら特性が良好とされている比較例２（図９（Ｃ）の形状）を基準とし、目視判定で面光源装置を水平方向及び垂直方向において法線方向を基準にして−９０°〜＋９０°の範囲で見て、左右（垂直方向の場合は上下を左右と見なす）、即ち−９０°〜０°の領域と０°〜＋９０°の領域の明るさの差が同等以下に見えるものを○、より大きく見えるものを×とした。試験者は５名とし各人の○×の多数決を以って評価の○×とした。さらに、総合評価は、以上３つの評価項目のうち○の評価の総数が、１項目以下を×、２項目を△、３項目を○とした。

（結果）
表１の結果より、本発明に係る実施例１〜３の光学シートは、法線輝度、サイドローブ輝度、及び光角度分布の左右対称性のいずれにおいても良好な結果が得られた。一方、比較例１，２の従来型の光学シートは、法線輝度、サイドローブ輝度、及び光角度分布の左右対称性のいずれかが劣るものとなっていた。したがって、本発明に係る光学シートは、法線輝度が高く、サイドローブ輝度が低く、しかも左右対称性の良好な高品位の液晶表示装置用の面光源装置に好ましく用いることができる。

本発明の光学シートの一例を示す模式的な全体斜視図である。 本発明の光学シートが有する単位プリズムの３つの例を示す断面図である。 本発明の光学シートを備える面光源装置の一例を示す斜視図である。 本発明の光学シートを備える他の面光源装置の一例を示す斜視図である。 本発明の光学シートを備える面光源装置のさらに他の例を示す透視断面図であり、（Ａ）は図３に示す面光源装置の他の一例を示し、（Ｂ）は図４に示す面光源装置の他の一例を示す。 図３で示した面光源装置を備えた液晶表示装置の一例を示す概略斜視図である。 実施例と比較例の光学シートを用いたエッジライト型の面光源装置における、垂直方向の輝度分布を示すグラフである。 実施例と比較例の光学シートを用いたエッジライト型の面光源装置における、水平方向の輝度分布を示すグラフである。 特許文献１，２で提案されたレンズシートが有する単位レンズの断面形状を示している。

符号の説明

１…平面斜面
２…凸状の湾曲面（非平面斜面）
３…凸状の多段平面（非平面斜面）
３ａ，３ｂ，３ｃ…平面
４…凸状の多段平面（非平面斜面）
４ａ，４ｂ…平面
５…稜線
６，７…谷部
１０…光学シート
１２…透明基材
１４…単位プリズム
１６…レンズ部
１８…光拡散層
３０，３０’，４０，４０’…面光源装置
３１…空隙層
３２…導光体
３２Ａ…端面
３２Ｂ…光放出面
３４…光源
３６，４４…光反射板
５０…液晶表示装置
５２…液晶パネル
Ｓ１…透明基材の一方の面（平坦面）
Ｓ２…透明基材の他方の面

Claims (5)

1. 透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に柱状体の単位プリズムを該単位プリズムの稜線と直交方向に多数配列してなるレンズ部とを有する面光源用光学シートであって、
   前記単位プリズムは、その断面形状が互いに鏡像関係にある第１単位プリズムと第２単位プリズムとで構成された一対の構造単位からなり、
   前記第１単位プリズムと前記第２単位プリズムは、それぞれ稜線で交叉する平面斜面と非平面斜面とを有し、
   前記平面斜面は、前記透光性基材の平坦面に対する角度が４５°であり、前記非平面斜面は、前記透光性基材の平坦面に対する平均角度が４５°であることを特徴とする面光源用光学シート。
2. 前記非平面斜面は、凸状の湾曲面又は凸状の多段平面である、請求項１に記載の面光源用光学シート。
3. 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又は２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。
4. 請求項１又は２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。
5. 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３又は４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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