JP2009164100A - バックライト - Google Patents

Abstract

【課題】液晶ディスプレイに対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求に対応した、部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらの小さいプリズムシート組を用いたバックライトを提供する。
【解決手段】少なくともひとつの光源と、導光板と、両面プリズムと片面プリズムからなるプリズムシート組とで構成されるバックライトであって、前記プリズムシート組が、片面プリズムシートのプリズムの配列方向と両面プリズムシートの第一プリズム配列方向とのなす角度が８０°≦ξ≦１００°であり、片面プリズムシートの裏面側を両面プリズムシートの第一プリズム面側に積層し、かつ両面プリズムシートの第二プリズム面を導光板光出射面に向け、かつ第一プリズムの配列方向が導光板の光入射面に対して略平行または略垂直の位置関係にて配置される、バックライト。
【選択図】図１１

Description

本発明は、透過型、半透過型の液晶表示素子、広告板、非常誘導灯など、背面光源としての照明手段として、光源近傍での明るさのむらがなく均一で明るい性能を実現する、バックライトに関する。

近年、カラー液晶表示装置は携帯電話、携帯用ノートパソコン、携帯用液晶テレビ、あるいはビデオ一体型液晶テレビ等として種種の分野で広く利用されている。この液晶表示装置は、基本的にバックライト部と液晶表示素子部から構成されている。バックライト部としては、液晶表示素子の直下に光源を設けた直下方式や導光体の側面に光源を設けたエッジライト方式があり、液晶表示装置のコンパクト化からエッジライト方式が多用されている。このエッジライト方式は、透光性平板の導光体の側面部に光源を配置して、導光体の表面全体から光を出射させる方式のバックライトである。

このような液晶表示装置においてはそのバッテリー駆動時間を伸ばすことが要求されているが、液晶表示装置に使われているバックライトの消費電力の割合が大きく、バッテリー駆動時間を伸ばすための障害になっている。この消費をできる限り低く抑えることがバッテリーの駆動時間を伸ばし、液晶表示装置の実用価値を高める上で重要な課題とされている。しかし、バックライトの消費電力を抑えることによって、バックライトの輝度を低下させたのでは表示品位が犠牲になり好ましくない。そこでバックライトの輝度を犠牲にすることなく、消費電力を抑制するため、バックライトの輝度の効率を高めかつ輝度均一性の高いバックライトの開発が進められている。

図１は従来技術として現在最も普及しているバックライト構成を示す。ＬＥＤ光源１から出射した光は導光体２に光入射面２ａから入射し、導光体２内部を導波する。反射面２ｂに設けられたグルーブやドット等の反射要素で反射された光は導光体２の光出射面２ｃから斜め方向に出射する。輝度の面内分布が均一になるように、反射要素の形状は配置を工夫したものが用いられている。たとえば、光源１に近い側は反射要素の面密度を小さくし光源１からの距離が大きくなるにつれて、面密度を大きくして、均一性を確保している。

しかしながら、光は導光体２から斜め方向に出射されるため、光を有効に利用するためには、光をバックライトの法線方向へ、偏向及び集光させる必要がある。そこで導光体２の上に拡散フィルム３を設け、均一性を向上させるとともに、導光体２からの出射光をバックライトの法線方向へ偏向させる。さらに光を集光させるために、断面が３角形形状で頂角が９０°の上むきプリズム４、５を２枚、配列方向が互いに直交するように重ねて配置することで輝度の効率向上を図っている。

このプリズムを２枚直交して積層する方式は主にプリズム斜面での屈折作用を利用して導光体からの出射光を法線方向へ偏向させる方向制御を行っている。したがって、一部の光は側方に反射、屈折されるため輝度の効率向上には限界がある。一方、下面に全反射する光もあり、この光はバックライトの下面の設置された反射シート６で反射され再利用可能である。再利用された光は、最初に出射された位置とは異なる位置から出射されるため、面内のむら解消や輝度均一性を高める効果があり、この方式は輝度の効率と均一性のバランスが良いため広く採用されている。しかしながら、本方式は拡散フィルム１枚、プリズムフィルム２枚から構成され部材点数が多いために、バックライトの組立て作業が煩雑になり、製造原価が高くなること、バックライトの厚さが大きくなる等の欠点がある。

部材点数を減らす方法として特開平７−１９８９１３号公報では図２に示すようにプリズムの配列方向が互いに異なるプリズムをフィルムの上下面に設けた両面プリズムシート１１を図１に示したバックライト構成で拡散フィルム３の上に直交プリズム４、５に置き換えて用いることが記載されている。図１において前述したように、上向きプリズム２枚を直交して積層させて用いた場合、プリズムシート４及び５間の空気層と２枚目のプリズムシート５の界面でのフレネル反射損が発生する。これに対して特開平７−１９８９１３号公報の図２に示す構成は、プリズムを両面に形成した両面プリズム１１で空気層をなくし、フレネル反射損を防止して輝度向上を狙った発明である。また、この方式は２枚のプリズムの機能を１枚にして、拡散フィルムと組み合わせて用いるため、部材を１枚減らせる利点がある。

しかしながら、図２に示した両面プリズム１１の下向きに配置したプリズムにおいては片面の傾斜は主に全反射として機能する。拡散フィルムからの出射光は指向性が小さいため下向きプリズムでは効率よく所定の方向に光を効率よく方向制御ができない欠点があり、その結果として、上向きプリズムの斜面で側方への反射屈折成分が多くなり、プリズムを２枚直交して重ねる方式より輝度が低下する問題がある。

次に、図３に特許第２７３９７３０号公報のバックライト構成を示す。図１の拡散フィルム３と上向きプリズム２枚（４及び５）を、下向きプリズム２１で置き換えた構成となっている。この下向きプリズム２１は断面が三角形形状のプリズムを有し、このプリズムを導光体２の光出射面２ｃに対向するよう下向き配置し、さらにプリズムの配列方向は導光体２の光入射面２ａと平行にしている。導光体２から斜めに出射した指向性光を、プリズムの一方の斜面で屈折させた光をもう一方の斜面で法線方向へ全反射させ、光を法線方向に方向制御させる方法である。本方法は導光体２からの指向性出射光を直接全反射で法線方向へ出射させるため、正面輝度の効率が原理的に高くなる。また、部品点数を下向きプリズム１枚と少なくできるが、指向性が大きいためむら解消や、均一性確保には不向きであり、実際には下向きプリズム２１の上に拡散フィルムを積層して用いる場合がほとんどである。

携帯機器ディスプレイでは最近光源としてＬＥＤが使用される場合がほとんどである。図４にバックライトを点灯させ、正面から観察した写真を示す。ＬＥＤ１を光源として使用した場合、バックライトの入光部近傍ではＬＥＤの指向特性に起因する暗部３１と明部３２が明確に分かれる入光むら３３が発生する。機器の薄型化、小型化の要求により、バックライトおける表示エリア３４の面積割合が増大する傾向にあり、入光むらを極小化することも重要な課題である。

特許２７３９７３０号公報の下向きプリズム方式は導光板からの出射光を反射で戻すことなく直接（１回）で法線方向へ出射させるために入光むらが視認できる領域が大きくなる欠点がある。また、入光むら改善を目的に下向きプリズムの上に拡散フィルムを積層させても、入光むらの改善効果は小さい。したがって、非表示エリアが大きい仕様のバックライトに限定して使用されているのが現状である。
特開平７−１９８９１３号公報 特許第２７３９７３０号公報

本発明はこのような状況に鑑み、液晶ディスプレイに対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求に対応した、部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらの小さいプリズムシート組を用いたバックライトを提供することを目的とする。

本発明者は、導光板出射特性の角度分布測定、入光むらの測定、入光部近傍の目視観察および導光板の入光部近傍の形状設計並びに出射光角度分布シミュレーションを行いながら、両面プリズムシートと片面プリズムシートの形状及び配置方向を詳細に検討し、これらを組み合わせて用いることにより、輝度効率と入光むら特性のバランスが良く、部材を１枚低減できるプリズムシート組を用いたバックライトが得られることを見出し、本発明に到達した。

本発明に係るバックライトは、前記課題を解決するために、少なくともひとつの光源と、導光板と、両面プリズムと片面プリズムからなるプリズムシート組とで構成されるバックライトであって、前記プリズムシート組は、片面プリズムシートのプリズムの配列方向と両面プリズムシートの第一プリズム配列方向とのなす角度ξが８０°≦ξ≦１００°であり、片面プリズムシートの裏面側を両面プリズムシートの第一プリズム面側に積層し、かつ両面プリズムシートの第二プリズム面を導光板光出射面に向け、かつ第一プリズムの配列方向が導光板の光入射面に対して略平行または略垂直の位置関係にて配置されることを特徴とする。

本バックライトにあって、両面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、角度θ１及びθ２が５°≦θ１≦２０°、４０°≦θ２≦５５°の単位プリズムを１次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、裏面側には断面形状が略三角形で、角度Φ１及びΦ２が２５°≦Φ１≦３５°、２５°≦Φ２≦３５°の単位プリズムを１次元配列した第二プリズムを有し、第二プリズムの配列方向と表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度が３５°≦γ≦５５°である両面プリズムシートであり、かつ片面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、角度ψ１及びψ２が５°≦ψ１≦５５°、４０°≦ψ２≦５５°の単位プリズムが配列してなる片面プリズムシートである。

また、本発明のバックライトは、導光板の少なくともひとつが、少なくともひとつの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面とを有し、光入射面近傍において、天頂角をθとし、方位角をφとしたときに、光出射面から出射される光の光度分布が最大となる天頂角の角度がθｍａｘ＝４５±１５°であり、同じく光の光度分布が最大となる方位角の角度がφｍａｘ≒９０°であり、かつそれらの半値全角がΔθ＝７０±１０°、Δφ＝１３０±２０°である。

また、本発明のバックライトは、導光板の少なくともひとつが、少なくともひとつの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面を有し、光入射面から表示エリアまでの最小距離をＬＬとした場合、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面の（ＬＬ−１．５）ｍｍ以下の光入射面近傍に、他の領域の光の出射方向と異なる方向へ出射させる形状が形成されている。さらに、本発明のバックライトは、導光板の少なくともひとつが、少なくともひとつの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面を有し、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面の光入射面近傍に、光の方向を変えるために、光入射面に平行方向に稜線を有するグルーブが形成され、グルーブの傾斜角度αがα=２５±１０°であるグルーブを一種類または複数種類組合わせて形成されている。

本発明により、例えば液晶ディスプレイなどの表示装置に対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求に対応した、部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらの小さいプリズムシート組を用いたバックライトを提供することが可能となった。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は、透過型、半透過型の液晶表示素子、広告板、非常誘導灯など、背面光源としての照明手段として使用することのできるバックライトである。もちろん、液晶ディスプレイにも適するバックライトである。本発明のバックライトは、少なくともひとつの光源を有し、さらに下記（Ａ）に示す導光板と（Ｂ）に示すプリズムシート組とで構成されるバックライトであることが好ましい。

まず、導光板（Ａ）について説明する。この導光板は、少なくともひとつの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面とを有する。この導光板は、少なくともひとつの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面を有し、光入射面から表示エリアまでの最小距離をＬＬとした場合、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面の（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下の光入射面近傍に、他の領域の光の出射方向と異なる方向へ出射させる形状が形成されている。また、この導光板では、光入射面近傍において光出射面から出射される光の光度分布に特徴がある。図５、図６（ａ）、図６（ｂ）に定義するように光出射面から出射される光の光度分布が最大となる天頂角θの角度がθｍａｘ＝４５±１５°であり、同じく光の光度分布が最大となる方位角の角度がφｍａｘ≒９０°である。また、この導光板の出射光の天頂角θの最大角度θｍａｘ、並びに方位角φの最大角度φｍａｘについての半値全角Δθ及びΔφは、Δθ＝７０±１０°、Δφ＝１３０±２０°である。天頂角θ及びその最大角度θｍａｘ、並びに方位角φ及びその最大角度φｍａｘについては詳細を後述する。また、この導光板は、少なくともひとつの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面を有し、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面の光入射面近傍に、前記光の光度分布を得るための光の方向（出射光の天頂角θ、方位角φ）の調整を可能とする、光入射面に平行方向に稜線を有するグルーブが形成される。光入射面近傍に形成されるグルーブの傾斜角度αは、図７（ａ）または図７（ｂ）で定義されるαがα＝２５±１０°である。導光板は、このような傾斜角度を有するグルーブを一種類または複数種類組合わせて光入射面近傍に形成している。この光入射面近傍に形成されるグルーブの傾斜角度αについても詳細を後述する。

また、本発明のバックライトに使用される（Ｂ）プリズムシート組は、以下に示す（Ｉ）両面プリズムと片面プリズム（ＩＩ）から構成されるプリズムシート組であることが好ましい。

先ず、（Ｉ）両面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、図８で定義される角度θ１及びθ２が５°≦θ１≦２０°、４０°≦θ２≦５５°の単位プリズムを１次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、裏面側には断面形状が略三角形で、図９で定義される角度Φ１及びΦ２が２５°≦Φ１≦３５°、２５°≦Φ２≦３５°の単位プリズムを１次元配列した第二プリズムを有し、第二プリズムの配列方向と表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度γが３５°≦γ≦５５°である両面プリズムシートである。

また、（ＩＩ）片面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、図１０で定義される角度ψ１及びψ２が５°≦ψ１≦５５°、４０°≦ψ２≦５５°の単位プリズムが配列してなる片面プリズムシートで構成される。

本プリズムシート組は、片面プリズムシートのプリズムの配列方向と両面プリズムシートの第一プリズム配列方向とのなす角度ξが８０°≦ξ≦１００°であり、片面プリズムシートの裏面側を両面プリズムシートの第一プリズム面側に積層し、かつ両面プリズムシートの第二プリズム面を導光板光出射面に向け、かつ第一プリズムの配列方向が導光板の光入射面に対して略平行または略垂直の位置関係にて配置されることを特徴とするプリズムシート組である。

図１１は、本発明の第１の実施の形態である、バックライトの構成を説明するための側面図である。図１１にあって、バックライトは、光を出射する少なくとも一つの光源１と、光源１から入射面２ａを介して入射してきた入射光を導波して出射面２ｃから出射光として出射する導光板２と、導光板２の出射面２ｃから斜め方向に出射された出射光の方向を導光板２の出射面２ｃ又は両面プリズム４１の法線方向へと変えるように制御する両面プリズム４１と、両面プリズム４１のさらに上に片面プリズム５１とを備える。また、バックライトは、導光板２の出射面２ｃの裏面である反射面２ｂの下に反射シート６を有する。反射シート６は、導光板２にて下面に全反射された光を再利用可能とするために導光板２方向へ反射する。

図１１にあって、両面プリズム４１は、導光板２の上に、第二のプリズム４３が導光板２に対向するように、また第一のプリズム４２が両面プリズム４１の光出射側となるように配置される。片面プリズム５１は、両面プリズム４１の上に、プリズム５２が上、プリズムを形成していない裏面が下となるように配置される。

本発明の両面プリズムシート４１の斜視図を図１２に、その断面を図８に示す。透明基材の表面に断面形状が略三角形の第一プリズム４２が形成され、裏面に断面形状が略三角形の第二プリズム４３が形成された両面プリズムである。第一プリズム４２、第二プリズム４３の頂角はそれぞれ、図８のθ１、θ２、及び図９のΦ１、Φ２にて定義している。

図８によれば第一プリズム４２の単位プリズムの頂角は頂点からの垂直線によって分割されたθ１とθ２の和として表されており、５°≦θ１≦２０°、４０°≦θ２≦５５°である。第一プリズム４２は、この単位プリズムを１次元方向に配列してなる。

また、図９によれば第二プリズム４３の単位プリズムの頂角は頂点からの垂直線によって分割されたφ１とφ２の和として表されており、２５°≦Φ１≦３５°、２５°≦Φ２≦３５°である。第二プリズム４３は、この単位プリズムを１次元方向に配列してなる。

また、両面プリズム４１の第一プリズム４２と第二プリズム４３との配列は、図１３〜図１５に示すように、第一プリズムの配列方向６１と第二プリズムの配列方向６２とのなす角γで定義している。第一プリズムの配列方向６１と第二プリズムの配列方向６２とのなす角γは、３５°≦γ≦５５°である。

また、本発明の片面プリズムシート５１の断面図を図１０に示す。図１０によれば片面プリズムシート５１のプリズム５２の頂角は、頂点からの垂直線によって分割されたψ１とψ２の和として表されており、角度ψ１及びψ２が５°≦ψ１≦５５°、４０°≦ψ２≦５５°の単位プリズムを配列してなる。

両面プリズムシート４１と片面プリズムシート５１に形成された各プリズムの配列方向の位置関係を図１３〜図１６に示した。両面プリズムシート４１の第一プリズム４２のプリズム配列方向６１が導光体の入射面２ａに略平行に配置した場合を図１３、図１４に、略直角に配置した場合が図１５、図１６の位置関係となる。第一プリズム４２の配列方向に対して、第二プリズム４３の配列方向が２通りある。両面プリズムシート内の第一、第二プリズムの配列方向がなす角をγ、両面プリズムシートの第一プリズムと、その上に配置する片面プリズムシートのプリズムとの配列方向がなす角をξで定義した。また、各プリズムの頂角とバックライトとの位置関係は図１３〜図１６に示したとおりである。

図１８には光線の方向を示すために図を示した。この図ではＬＥＤ光源１、導光板２に対して、光出射点を原点Ｏとした直交座標ＸＹＺと光線をＬ１とＬ１の天頂角をα、方位角をβで定義した。すなわち光線方向はα、βで表示でき、例えば、Ｘ方向はα=９０°、β=０°、Ｙ方向はα=９０°、β=９０°、Ｚ方向はα=０°で表せる。

図１８での光線方向の定義にて、本発明の面光源素子１、両面プリズムシート４１、およびプリズムシート組での光線の動き図１３で示した位置の場合について図１１を用いて説明する。ただし、ここでは導光板２からの出射光の最大となる角度がα=７０°、β=９０°とし、強度が最大となる主光線方向の動きについて考える。ＬＥＤ光源１を光は出射し、光入射面２ａから導光板２に入射し、導波する。導波した光の内、反射面２ｂに形成された反射要素で反射した光は、光出射面２ｃから斜め方向α=約７０度、β=９０度に出射する。この光は両面プリズムシート４１の第二プリズム４３の角度Φ１で定義される斜面で屈折され、角度Φ２で定義だれる斜面Φ２で全反射される。このとき、両面プリズムシート内部では、α=約２７度、β=約１３５度方向の光線となる。さらにこの光線は第一プリズムの角度θ２で定義された斜面にて屈折されα=約２８度、β=約１８０度で出射される。次に片面プリズムに入射した光はプリズムの形成していない裏面にて屈折され、さらに、プリズム５２の角度ψ２で定義される斜面にて定義される斜面にて屈折され、α=約０度、即ち正面方向へ出射する。

ここで両面プリズムシート４１の第一プリズム４２及び第二プリズム４３の角度範囲は２５°≦Φ１≦３５°、２５°≦Φ２≦３５°であることが好ましい。角度が２５度未満あるいは３５度より大きいと、所定の角度から、光線がそれるため、結果として、片面プリズム透過後の正面輝度が低下する。また、プリズムのピッチについては特に制限はないが、プリズムシートの品質や生産性の観点から２０μｍから６０μｍ程度が望ましい。第二プリズムの頂点には、面光源素子組立ての際に導光体の表面に傷をつけないよう、輝度が低下しない範囲でＲをつけても良い。このＲの範囲は３μｍ以下が望ましい。

両面プリズムシート４１の第一プリズム４２の角度範囲は５°≦θ１≦２０°、４０°≦θ２≦５５°であることが好ましい。θ２が４０度未満、または５５度より大きいと所定の角度から光線がそれ、最終的に正面輝度が低下する。正面輝度を高めるには４５°≦θ２≦５０°がさらに好ましい。θ１で定義される斜面には光線が入射しないほうが輝度が高められるため、θ２はできるだけ小さいほうが良いが、プリズムの品質や生産性を考慮すると５度以上２０度以下が望ましい。また、プリズムのピッチについては特に制限はないが、プリズムシートの品質や生産性の観点から２０μｍから６０μｍが望ましい。

第一プリズム４２の配列方向については、入光面に対して略平行か略垂直に設定するのが望ましい。平行、垂直から大きくずれると、光学設計が複雑になること、第二プリズムの角度および片面プリズム角度を最適値に設計しても、正面輝度が低下すること、量産において、斜めにカットする必要が生じ材料歩留等悪化するためである。

第一プリズム４２と第二プリズム４３の配列方向のなす角は、好ましくは３５°≦γ≦５５°、より好ましくは４０°≦γ≦５０°にする。この範囲外では第二プリズム４３を透過した光の方向が目標である所定の角度から大きくそれる結果として正面輝度が低下するからである。

片面プリズムシート５１の角度範囲は５°≦θ１≦５５°、４０°≦θ２≦５５°であることが好ましい。この範囲外だと光線が正面から側法に屈折され正面輝度が低下するためである。特に正面輝度特性を重視した場合は５°≦θ１≦２０°、４０°≦θ２≦５５°が望ましい。一方、ある程度の輝度を確保し、視野角を広げたい場合は２０°＜θ１≦５５°、４０°≦θ２≦５５°が望ましい。さらに片面プリズムシートのプリズムθ２で定義される斜面は一部光を下方向へ全反射させる機能があり、入光むらを低減する働きを有する。このプリズムのピッチについては特に制限はなく、プリズムシートの品質や生産性の観点から２０μｍから６０μｍが望ましい。

片面プリズムシート５１の裏面はプリズムを形成していない平面であるが、両面プリズムシート４１との密着防止や視野角調整のために、微小突起等を設けることも可能である。片面プリズムシート５１のプリズム配列と両面プリズムシート４１の第一プリズム４２のなす角度は８０°≦ξ≦１００°にする必要がある。この範囲外では正面輝度が低下する。

以上に説明したように、図１１にあって、バックライトは少なくとも透光性平板からなる導光板２と、該導光板２の側単面の双方又は一方に隣接して設けられた光源ユニット１と前記導光板裏面に対向して設けられた反射板６と、前記導光板２表面の光出射面２ｃ上に、両面プリズムシート４１の第二プリズム４３面を該導光板２光出射面２ｃに向け、かつ第一プリズム４２の配列方向が該導光板２の光入射面２ａに対して略平行または略垂直の位置関係にて片面プリズムシート５１を積層したもので、それらの位置関係と各々のプリズム配列方向は図１３〜図１６に示したとおりであり、かつ角度の範囲は上述したとおりである。

本発明の両面プリズムシート４１および片面プリズムシート５１は、可視光透過率が高く、屈折率の比較的高い材料を用いて製造することが好ましく、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、プリズムシートの耐擦傷性、取り扱い性、生産性等の観点から活性エネルギー線硬化型が好ましい。また、プリズムシートには、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、拡散剤等の添加剤を添加することもできる。

プリズムシートを製造する方法としては、押出成形、射出成形等の通常の成形方法が使用できる。活性エネルギー線硬化型樹脂を用いてプリズムシートを製造する場合には、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の透明樹脂からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂によってプリズム部を形成する。まず、所定のプリズムパターンを形成したプリズム型に活性エネルギー線硬化型樹脂液を注入し、透明基材に重ね合わせる。次いで、透明基材を通して紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化樹脂液を重合硬化して、プリズム型から剥離してプリズムシートを得る。

本発明のバックライトに使用される導光板２は少なくともひとつの側端面を光入射面２ａとし、これと略直交する光出射面２ｃを有し、光入射面２ａから表示エリアまでの最小距離をＬＬとした場合、光出射面２ｃおよびその裏面２ｂの少なくとも一方の表面の（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下の光入射面近傍２ｄに、他の領域の光の出射方向と異なる方向へ出射させる形状が形成されている。この導光板では確実に入光むらを改善できる。図４にＬＬの定義を示した。実際、バックライトではＬＥＤ１を含めたＬＬの距離までは黒色の遮光テープで覆われるのが一般的である。したがって、ＬＬ以上まで表示領域の出射特性と異なる反射特性を有する形状を設けると、明らかに、異なる形状の境界が視認され、かつ明るさの違いも明確になり問題である。また、ＬＬ以下ではあるが（ＬＬ−１．５）ｍｍより大きいと、確実に入光むらを低減させることが難しい。なぜなら、光入射面近傍２ｄの反射機能を有する形状及び出射特性は表示エリアの反射機能を有する形状、出射特性と異なるため、境界領域での明るさを全方向に対して完全に同じにすることは不可能であり、結果として明るさの差が境界を越えて視認されるためである。表示エリアに対応する領域と異なる形状を形成する距離（面積）を変えて導光板を試作し、バックライトに組み込み、非表示エリアを遮光テープにてマスクして点灯評価を行った結果、（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下の領域に別形状を設ければ、形状の違いによる明るさの差に起因するむらが観察されないことがわかった。したがって、確実に入光むらを改善するには、入光部近傍２ｄの出射特性を別領域の特性と変えるために反射機能を有する形状を設ける領域は（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下であることが重要である。

この領域の下限については、あまりに小さいと入光むら改善効果が小さくなるため、（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下でできる限り（ＬＬ−１.５）ｍｍに近いほど望ましい。また、前述の距離は、導光板の厚さや入光部近傍の出射特性にも依存するが、導光板の厚さが１ｍｍ以下であれば、（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下の条件は有効である。

本発明入光部近傍の出射特性については、入光むらが改善できれば制限するものではないが、以下に確実な方法を記載する。

本発明のバックライトに使用される導光板２の出射光の光度角度分布を図１７（ａ）、図１７（ｂ）に示す。ここでθは図１８に示すように導光板２の光出射面２ｃに垂直方向を０°とした天頂角であり、φは導光板２の光入射面２ａに平行な方向を０°とした方位角である。導光板２の入光部近傍２ｄの光出射面２ｃから出射される光の光度角度分布において光度が最大となる角度がθｍａｘ=４５±１５°、φｍａｘ≒９０°であり、かつ角度分布の広がりに対応する半値全角がΔθ=７０±１０°、Δφ=１３０±２０°であれば、入光むらは改善できる。

ここで、θｍａｘが前記範囲外の場合、入光むらの改善効果は小さい。またΔθ＜６０°またはΔφ＜１１０°の場合出射光の広がりが小さく、入光むら改善効果は小さい。Δθ＞８０°またはΔφ＞１５０°の場合、出射光の角度分布は広がりすぎのため、輝度が低くなり、表示エリア部の輝度と同程度の輝度にするためには、結果として入光部近傍で光を多く出射させる必要がある。即ち表示エリアで使用される光量が減り、低輝度になるため望ましくない。また、φｍａｘ≒９０°については導光板の一般的な特性である。

本発明のバックライトに使用される導光板２は入光部近傍２ｄの出射特性が上記の範囲であれば、これを実現するための、手段について特に制限はない。また、入光部近傍２ｄとは、側端面に設けた光入射面２ａの近傍であり、光入射面２ａから表示エリアまでの領域である。

上記角度分布の実現方法については、導光板２の入光部近傍２ｄの光出射面２ｃまたはその裏面２ｂの少なくともどちらか一方に、グルーブや球面レンズ、レンチキュラーレンズ等を配置させ、光線追跡によるシミュレーションによって光度角度分布を計算し、計算結果が上記範囲に入るまで、形状を変化させて形状を決定すれば良い。したがって、入光むら改善のために導光板の入光部近傍に導入する形状には制限はない。

また、本発明のバックライトに使用される導光板２は少なくともひとつの側端面を光入射面２ａとし、これと略直交する光出射面２ｃを有し、光出射面２ｃおよびその裏面２ｂの少なくとも一方の表面の光入射面近傍２ｄに、光の方向を変えるために、光入射面２ａに平行方向に稜線を有するグルーブが形成され、図７（ａ）または図７（ｂ）で定義されるグルーブの傾斜角度αがα=２５±１０°であるグルーブを一種類または複数種類組合わせて形成されているものであることが好ましい。

前記形状はダイヤモンドターニング等により容易に金型を加工できるため上記角度分布を有する導光板２を容易に製作可能である。図７（ａ）,図７（ｂ）に示したαで定義される面に対向する斜面の傾斜角度βについては特に制限はないが型加工の容易さを考慮すると７５°以下が望ましい。

本発明のバックライトに使用される、導光板２は方式には特に制限はなく、例えば、導光板２の光出射面２ｃおよびその裏面２ｂの少なくとも一方の表面に微細な凹凸やプリズムを形成したり、白色拡散性塗料等を塗布または印刷したり、導光体の中に光拡散材を分散させたりする方法が挙げられる。

本発明において導光板２としては、ガラスや合成樹脂等の透明板状態を使用することができる。合成樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の高透明性の種種の樹脂を用いることができ、この樹脂を押出成形、射出成形等の通常の成形方法で板状体に成形することによって導光体を製造することができる。

入光部近傍２ｄに形成するグルーブと平面との割合は特に制限はない。グルーブの割合が大きすぎると、入光部近傍２ｄで光を多量に消費し表示エリアでの輝度が低くなる。一方、グルーブの割合が小さすぎると入光むら改善効果は小さくなる。したがって、バックライトにおける、導光板２の光入射面２ａから表示領域までの距離及び輝度の仕様から決定すべきものである。

また、導光板２の入光部近傍２ｄ以外の領域での光の方向を変えて導光板２から光を出射させるための反射要素の形状について制限はない。光源１についてはＬＥＤやＣＣＦＬ他、特に制限はないが、点光源であるＬＥＤを一定間隔に並べて使用される場合に、入光むら改善効果は著しい。反射シート６についても特に制限はないが、銀シート等、正反射機能の反射シートを使用する方が輝度の点有利である。また、バックライトの視野角を調整する目的でプリズムシート組の上に拡散フィルムを配置する等、本バックライトは必要に応じて、拡散フィルムを使用しても良い。

上述したような、本発明の両面、片面プリズムシート組を使用すること、また導光板の光入射面から（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下の入光部近傍に他領域と異なる出射特性を有する反射機能形状を設けた導光板を使用することによって、部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらが小さいバックライトを実現できる。したがって本発明のバックライトを液晶ディスプレイに搭載することにより、液晶ディスプレイに対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求を満足することができる。

本発明のバックライトは、第１の実施の形態として図１１に示した構成にのみ限定されるわけではない。以下に、本発明の第２の実施の形態について図１９を参照して説明する。図１９は、第２の実施の形態である、バックライトの構成を説明するための側面図である。図１９にあって、第２の実施の形態は、図１１に示した構成の第１の実施の形態における、導光板２と両面プリズムシート４１との間に拡散フィルム３を挿入した構成である。なお、このバックライトでは、導光板２の光出射面２ｃに対する裏面２ｂの入射部近傍２ｄに光の方向を変えるために、光入射面２ａに平行方向に稜線を有するグルーブを形成している。このグルーブは傾斜角度αがα＝２５±１０°であるグルーブを一種類または複数種類組合わせて形成されてなる。

次に、この第２の実施の形態のバックライトを想到するに至ったプロセスについて以下に説明する。

ステップＳ１で、まず、図１９に示した構成において、導光板２とプリズムシート組４１及び５１との間にヘイズ値の異なる拡散フィルム３を挿入し、入光むらを測定する。ヘイズ値は、フィルムに可視光を照射したときの全透過光に対する拡散透過光の割合である。通常は、ヘイズ値の小さいほどフィルムの透明性に優れている。

次に、ステップＳ２でステップＳ１の入光むらの測定結果に基づいて入光むらに改善効果のあるヘイズ値を有する拡散フィルム３を選定し、拡散フィルム３透過後の輝度角度分布を測定する。

次に、ステップＳ３にて、ステップＳ２で測定した拡散フィルム３透過後の輝度角度分布を光度の角度分布に変換する。

次に、ステップＳ４で、ステップＳ３にて変換して得た光度角度分布のうち明らかに入光むら改善に効果がないか、または、不必要な方向へ出射される光の角度成分を除き残りの部分を、入光むらを改善する入光部近傍の目標角度分布と設定した。

前記各プロセスにおいて、前記ステップＳ２の輝度角度分布測定の位置は、通常、導光板中央部である。なぜなら、入光部近傍の角度分布は高角度側での輝度測定の際の実面積が大きくなり、正確な測定が困難なためである。また、前記ステップＳ３において、輝度角度分布を光度角度分布に変換しているのは、輝度の定義に基づくと高角度側では、輝度の角度分布が大きくなり、輝度分布は高角度側に寄ったものとなり、入光むらを改善する角度分布の適正範囲を正確に決定しにくくなるためである。

ステップＳ１〜ステップＳ４を通して決定された入光部近傍の出射光角度分布を実現させる具体的な方法として、本発明のバックライトに使用する図１９に示す、導光板２の入光部近傍２ｄのグルーブ形状が、図７（ａ）または図７（ｂ）で定義されるように、グルーブ傾斜角度αがα＝２５±１０°であることが好ましい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
図１９に示すように、光源１、導光板２、反射シート６および２枚のプリズムシート組４１、５１からなる２.１インチサイズの面光源装置を組み立てて光学特性を測定した。光源として、ＬＥＤ（日亜化学製ＮＳＣＷ２１５）を３灯使用した。反射シートについては市販の銀シート（株式会社麗光製ルイルミラー６０Ｗ１０）を用いた。導光体（３０.８×３９.２×ｔ０.６）ついては下面に反射要素としてグルーブを上面にホログラムディフューザで構成されたものを射出成形により製作した。グルーブ形状と配置については光線追跡シミュレーションにより導光板からの出射光の輝度が位置分布が均一になるように設計した結果、グルーブ角度が１.７°〜２°の連続グルーブとなった。光入射面には稜線が厚さ方向で頂角が１００°、１４０°の２種類のプリズム（それらプリズムと平面との比が９:８:７）を形成した。作製した導光板の輝度が最大となる角度はθｍａｘ＝６８°であった。本導光板は本発明の入光部近傍に入光むらを改善する手法を含まない導光板である。導光体材料として、市販のポリカーボネート成型材料（出光興産株式会社製ＬＣ１５００）を使用した。拡散シートについては市販品（株式会社きもと製ライトアップ）を３種類使用した。

プリズムシート成形用の型については両面用第一プリズム型としてθ１=１５°、θ２=４８°ピッチ３０μｍ、第二プリズム型としてΦ１=２９°、Φ２=２９°、ピッチ３０μｍ、片面プリズム型としてψ１=４５°、ψ２=４５°、ピッチ４６μｍをそれぞれ準備した。第二プリズム型の表面にアクリル系の紫外線硬化型樹脂を塗布し、その上に市販の易接着ＰＥＴ（東洋紡績株式会社製コスモシャインＡ４３００）を重ね、ゴムロールにて樹脂が均一になるよう引き伸ばした。易接着ＰＥＴの上からメタルハライドランプにより紫外線を約１５００ｍＪ照射した後、型から引き剥がして第二プリズムをＰＥＴ片面に作製した。次に第１プリズム型に紫外線硬化樹脂を塗布し、第二プリズムの配列方向と第一プリズム型のプリズム配列方向とのなす角γが４５度になるよう、第二プリズム面を上にしてＰＥを重ねゴムロールにて樹脂が均一となるよう引き伸ばし、第二プリズム面側から紫外線を照射（１５００ｍＪ）し、引き剥がしてＰＥＴ両面プリズムを形成した。片面プリズムについても同様方法にて成形した。これらのプリズムフィルムを所定の大きさに切り出しプリズムシートとした。

導光体の上に両面プリズムシートの第一プリズムの配列方向が導光体の光に入射面に平行となるように積層した。その上に片面プリズムの配列方向と両面プリズムシートの配列方向とのなす角度ξが９０°となるように積層し光学特性評価用のバックライトとした。

点灯評価としてＬＥＤ１個あたり１５ｍＡの電流を印加し、輝度測定装置（有限会社ハイランド製ＲＩＳＡ）にて、バックライトの中央部正面輝度を測定した。バックライトの入光部むらの定義と測定法を、図２０を用いて説明する。図２０はバックライトを点灯させた状態で真上からバックライトの入光部近傍を撮影した写真である。図２０の左側にＬＥＤ１が３個観察される。入光付近でＬＥＤに平行方向（Ｘ方向）の幅３０.８ｍｍを１００分割、ＬＥＤ１に垂直方向（Ｙ方向）の長さ９ｍｍを３０分割したメッシュ７１をきり、各部分の正面輝度を測定した。ＬＥＤ１からある一定距離Ｙに対してＸ方向１００点の輝度データの最小と最大の比（最小値／最大値）を距離Ｙでの均斉度と定義し、均斉度が０.６以上となる最小の距離Ｙを入光むらと定義した。測定は上述の輝度測定装置で直径０.１ｍｍの位置分解能で測定し、入光むらを求めた。またバックライト中央部の輝度角度分布は液晶パネル視野角測定装置（ＥＬＤＩＭ社製 Ｅｚ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）にて測定し、各方向における相対光度を算出した。

表１にヘイズの異なる拡散フィルムを挿入した場合の入光むら、正面輝度値を示す。参考までに拡散フィルムがない場合と拡散フィルムのヘイズを記載した。ヘイズの最も高い拡散フィルムＣを用いた場合に入光むらが最も小さくなる。しかしながら、中央部の正面輝度は小さくなるため、入光部近傍の導光板出射光のみ拡散フィルムＣを挿入した場合の拡散フィルム透過後の光度角度分布と同じにすれば輝度低下させずに入光むらが改善できると考えた。

図２１（ａ）、図２１（ｂ）に拡散フィルム透過後の光度角度分布を示す。この分布はθｍａｘが約４５°、Δθが約７５°、φｍａｘが約９０°、Δφが約１４５°である。即ち、導光板からの出射光の光度角度分布をこの分布に近づければ入光むらを改善できる。また、図２１（ａ）、図２１（ｂ）から分布にかなりの裾引きが見られるが、この部分は明らかに光の利用効率を悪化させる部分であると考えられる。したがって、入光むらを改善する導光板の入光部近傍の出射光の光度角度分布は光の利用効率を考慮しθｍａｘ=４５±１５°、φｍａｘ≒９０°、Δθ=７０±１０°、Δφ=１３０±２０°程度で裾引きのない分布が良いと判断した。

（実施例２）
実施例１にて測定した光出射角度分布を目標に導光板の入光部近傍について図７（ａ）に示したグルーブの角度αを変えて図２２に示した構成で光線追跡シミュレーションを実施し、入光部近傍の光度角度分布を求めた結果を図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示す。α=１９°（Ａ）単独の場合Δθが実施例１の場合と比較して小さい。α=３０°（Ｂ）の場合Δθは大きくなるが、θｍａｘ＝１５°までずれる。α=１９°（Ａ）のグルーブとα=３０°（Ｂ）グルーブを１:１、２:１、３:１の割合で組み合わせると実施例１の角度分布に近づく。Ａ:Ｂ=２:１の場合θｍａｘ=４５°、Δθ=６８°、φｍａｘ、Δφ=９０°=１３１°であり、実施例１で決定した角度分布を満足する。

（実施例３）
実施例２でシミュレーションにより決定したＡグルーブとＢグルーブの比が２:１のグルーブを入光部近傍に有する導光板を製作した。入光部近傍以外の反射グルーブ形状と配置については光線追跡シミュレーションにより、導光板からの出射光の輝度の位置分布が均一になるように設計した。具体的には反射グルーブ面と同じ面に図２４に示すグルーブを光入射面から２ｍｍの範囲に設けた。図２５に示すプリズムシート組を使用し図１３の配置で図１１に示した構成のバックライトの正面輝度と入光むらを測定した。これは入光部近傍のグルーブが導光板の光出面の裏面の場合に相当する。結果は表２の実施例３の行に示したとおり輝度４１８０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは４.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例４）
実施例３に記載した導光板のグルーブ面を光出射面となるように裏返して、図１１の構成のバックライトの正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例４の行に示したとおり輝度４３２０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.２ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例５）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例５の行に示したとおり輝度３８１０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例６）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが垂直となる図１５の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例６の行に示したとおり輝度３７９０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例７）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝３５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例７の行に示したとおり輝度３５７０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.０ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例８）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝５５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例８の行に示したとおり輝度３６１０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.０ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例９）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=２０°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例９の行に示したとおり輝度３６６０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１０）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１０°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１０の行に示したとおり輝度３８７０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.６ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１１）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４０°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１１の行に示したとおり輝度３５３０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１２）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=５５°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１２の行に示したとおり輝度３５７０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.６ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１３）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２５°、Φ２=２５°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１３の行に示したとおり輝度３５９０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１４）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=３５°、Φ２=３５°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１４の行に示したとおり輝度３５３０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.０ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１５）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１５の行に示したとおり輝度４２９０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１６）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=５°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１６の行に示したとおり輝度４５７０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.６ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１７）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=２０°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１７の行に示したとおり輝度４０４０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１８）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=４０°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１８の行に示したとおり輝度３６１０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.６ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例１９）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=５５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例１９の行に示したとおり輝度３５８０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例２０）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=１００°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例２０の行に示したとおり輝度３５７０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例２１）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=８０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。結果は表２の実施例２１の行に示したとおり輝度３６６０ｃｄ／ｍ^２で比較例１の３５１０ｃｄ／ｍ^２と比較して向上し、入光むらは３.３ｍｍで比較例２の５.７ｍｍと比較して入光むらの改善されることが実証された。

（実施例２２）
実施例１に記載した方法で、図２４に示すグルーブを光入射面からそれぞれ１.７ｍｍ、２.０ｍｍ、２.５ｍｍ、３.０ｍｍの範囲に設けた導光板を製作した。図２４に示すグルーブの数はそれぞれ１８本、１８本、２７本、３３本である。図２５に示したプリズムシート組を使用し、導光板をグルーブ面が光出射面となる向きで図１１に示す構成のバックライトを組立てた。入光むらの測定と外観評価を実施した。本バックライトのＬＥＤ（導光板の光入射面）から表示エリアまでの距離ＬＬ＝３.５ｍｍの領域に黒色のテープでマスクをして外観を観察した。図２６、図２７に外観写真を示す。図２７では黒色テープとの境界領域で他の領域と比較して明るくなっている。この場合を外観評価としては×とした（図２６は○）。評価結果を表３の実施例２２の行に示した。入光むらは全ての場合で比較例２と比較して改善が見られるが、外観は２ｍｍ以下の場合に良好であった。したがって、入光むら改善のためのグルーブを設ける範囲は（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下が良いことが実証された。

（比較例１）
プリズム断面形状が二等辺三角形で頂角が９０°ピッチ５０μｍの片面プリズムシートを実施例１に記載した方法で製作した。図１に示した構成のとおり、導光体の上に樹脂中にビーズを分散した市販の拡散シート（株式会社きもと製ライトアップ５０ＬＳＥ）を、その上に製作したプリズムの配列方向が導光体の入光面に平行になるよう、プリズムを上向きにして積層した。さらに、同じプリズムシートをプリズムの配列方向が導光体の入光面に垂直になるよう、すなわち一枚目のプリズムの配列と直交させ、かつプリズムを上向きになるように積層させて評価用バックライトとした。本構成は現在最も普及している、上向きプリズムを２枚、そのプリズム配列方向を直交させて配置する方式である。実施例１と同じ方法で正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１の行に示した。比較例１と本発明の範囲内である実施例３から実施例２０の測定結果を比較すると実施例すべてにおいて比較例１より正面輝度が高い。

（比較例２）
プリズム断面形状が二等辺三角形で頂角が６３°ピッチ３０μｍの片面プリズムシートを実施例１に記載した方法で製作した。図３に示した構成のとおり、導光体の上に、プリズム面を下向きにして、かつプリズムの配列方向が導光体の入光面に平行になるよう積層した。さらに、その上に市販の拡散フィルム（株式会社きもと製ライトアップ５０ＴＬ２）を積層し評価用バックライトとした。本構成は従来技術で下向き１枚プリズム方式である。実施例１と同じ方法で正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例２の行に示した。比較例２と本発明の範囲内である実施例３から実施例２０の測定結果を比較すると実施例すべてにおいて比較例１より入光むらが小さい。すなわち、本発明の範囲にある実施例３から実施例２０は正面輝度が高く、入光むら小さい、バランスの良い性能を提供できることが実証された。

（比較例３）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置から２０°傾けたバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例３の行に示した。

（比較例４）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝３０°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例４の行に示した。

（比較例５）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝６０°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例５の行に示した。

（比較例６）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=２５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例６の行に示した。

（比較例７）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=３５°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例７の行に示した。

（比較例８）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=６０°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例８の行に示した。

（比較例９）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２０°、Φ２=２０°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例９の行に示した。

（比較例１０）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=４０°、Φ２=４０°の両面プリズムおよび角度ψ１=４５°、ψ２=４５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１０の行に示した。

（比較例１１）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=５５°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１１の行に示した。

（比較例１２）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=３５°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１２の行に示した。

（比較例１３）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=１５°、ψ２=６０°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=９０°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１３の行に示した。

（比較例１４）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=２０°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=１０５°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１４の行に示した。

（比較例１５）
第一プリズムと第二プリズムのなす角γ＝４５°、第一プリズム角度θ１=１５°、θ２=４８°、第二プリズム角度Φ１=２９°、Φ２=２９°の両面プリズムおよび角度ψ１=２０°、ψ２=４８°の片面プリズムを実施例１に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=７５°とし、第一プリズム配列方向と導光体入光面とが平行となる図１３の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表２、比較例１５の行に示した。

本発明の範囲外である比較例３から比較例１５では輝度が従来技術の比較例１より小さくなることが判明した。

本発明にあって、導光板の光入射面から（ＬＬ−１.５）ｍｍ以下の入光部近傍に他領域と異なる出射特性を有する反射機能形状を設けた導光板と、本発明の請求項の範囲内にある形状、配列方向の両面プリズムシートと片面プリズムシートを、請求範囲内にある構成方法で組み合わせて用いることにより、輝度効率と入光むら特性のバランスが良く、部材を１枚低減できるバックライトを提供することができる。

上向きプリズムシートを２枚用いたバックライトの構成を示す概略図である。 先行技術の両面プリズムシートを示す斜視図である。 下向きプリズムシートを１枚用いたバックライトの構成を示す概略図である。 バックライト点灯時の入光むらを示す図である。 光線の方向の定義を示す概略図である 本発明の光度分布を決定するパラメータを定義する図である。 本発明の導光板の入光部近傍グルーブを示す図である。 本発明の両面プリズムシートの第一プリズムの断面図である。 本発明の両面プリズムシートの第二プリズムの断面図である。 本発明の片面プリズムシートのプリズムの断面図である。 本発明のバックライトの構成を示す概略図である。 本発明の両面プリズムシートを示す斜視図である。 本発明のプリズムシート組と導光板の位置関係を示す概略図である。 本発明のプリズムシート組と導光板の位置関係を示す概略図である。 本発明のプリズムシート組と導光板の位置関係を示す概略図である。 本発明のプリズムシート組と導光板の位置関係を示す概略図である。 本発明の光度分布を説明する図である。 光線の方向の定義を示す概略図である。 実施例１のバックライトの構成を示す概略図である。 入光むらの定義をよび測定法を説明するための図である。 実施例１の結果を示す図である。 実施例１のシミュレーションに用いた構成を示す図である。 実施例２の結果を示す図である。 実施例の導光板の入光部近傍を示す概略図である。 実施例３、４のプリズムシート組の概略図である。 外観が良好な場合のバックライトの写真である。 外観がＮＧの場合のバックライトの写真である。

符号の説明

１ ＬＥＤ光源（光源）
２ 導光板（導光体）
２ａ 光入斜面
２ｂ 光反射面
２ｃ 光出射面
２ｄ 入光部近傍
３ 拡散シート（拡散フィルム）
４ 上向きプリズムシート（上向きプリズム）
５ 上向きプリズムシート（上向きプリズム）
６ 反射シート
１１ 両面プリズムシート
２１ 下向きプリズムシート（下向きプリズム）
３１ 暗部
３２ 明部
３３ 入光むら
３４ 表示エリア
４１ 両面プリズムシート（プリズムシート）
４２ 第一プリズム
４３ 第二プリズム
５１ 片面プリズムシート（プリズムシート）
５２ 片面プリズム（プリズム）
６１ 第一プリズム配列方向
６２ 第二プリズム配列方向
６３ 片面プリズム配列方向
７１ メッシュ
Ｌ１ 光線
θ 導光板の光出射面に垂直方向を０°とした天頂角
φ 導光板の光入射面に平行な方向を０°とした方位角

Claims (4)

1. 少なくともひとつの光源と、導光板と、両面プリズムと片面プリズムからなるプリズムシート組とで構成されるバックライトであって、
   前記プリズムシート組は、片面プリズムシートのプリズムの配列方向と両面プリズムシートの第一プリズム配列方向とのなす角度ξが８０°≦ξ≦１００°であり、前記片面プリズムシートの裏面側を前記両面プリズムシートの前記第一プリズム面側に積層し、かつ前記両面プリズムシートの第二プリズム面を前記導光板光出射面に向け、かつ前記第一プリズムの配列方向が前記導光板の光入射面に対して略平行または略垂直の位置関係にて配置されるプリズムシート組であり、
   前記導光板の少なくとも一つは、少なくとも一つの側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面を有し、光入射面から表示エリアまでの最小距離をＬＬとした場合、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面の（ＬＬ−１．５）ｍｍ以下の光入射面近傍に、光を他の領域の光出射方向と異なる方向へ出射させる形状が形成されていることを特徴とする導光板であることを特徴とする、バックライト。
2. 前記両面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、角度θ１及びθ２が５°≦θ１≦２０°、４０°≦θ２≦５５°の単位プリズムを１次元方向に配列してなる前記第一プリズムを有し、裏面側には断面形状が略三角形で、角度Φ１及びΦ２が２５°≦Φ１≦３５°、２５°≦Φ２≦３５°の単位プリズムを１次元配列した前記第二プリズムを有し、前記第二プリズムの配列方向と表面側に配列した前記第一プリズム配列方向とのなす角度γが３５°≦γ≦５５°である両面プリズムシートであり、さらに前記片面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、角度ψ１及びψ２が５°≦ψ１≦５５°、４０°≦ψ２≦５５°の単位プリズムが配列してなる片面プリズムシートである、請求項１に記載のバックライト。
3. 前記導光板の少なくともひとつの側端面を前記光入射面とし、これと略直交する前記光出射面とを有し、光入射面近傍において、天頂角をθとし、方位角をφとしたときに、前記光出射面から出射される光の光度分布が最大となる前記天頂角の角度がθｍａｘ＝４５±１５°であり、同じく前記光の光度分布が最大となる前記方位角の角度がφｍａｘ≒９０°であり、かつそれらの半値全角がΔθ＝７０±１０°、Δφ＝１３０±２０°であることを特徴とする、請求項１または２に記載のバックライト。
4. 前記導光板の少なくともひとつの側端面を前記光入射面とし、これと略直交する前記光出射面を有し、前記光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面の光入射面近傍に、光の方向を変えるために、前記光入射面に平行方向に稜線を有するグルーブが形成され、前記グルーブの傾斜角度αがα＝２５±１０°であるグルーブを一種類または複数種類組合わせて形成されていることを特徴とする、請求項１〜３いずれかに記載のバックライト。