JP2015060173A

JP2015060173A - Prism sheet, surface light source device, image source unit, and liquid crystal display device

Info

Publication number: JP2015060173A
Application number: JP2013195461A
Authority: JP
Inventors: 達明井上; Tatsuaki Inoue; 広樹松下; Hiroki Matsushita; 新實　高宏; Takahiro Niimi; 高宏新實
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prism sheet that is hardly damaged even upon contacting with other members and can suppress optical adhesion and maintain optical characteristics.SOLUTION: A prism sheet (30) changes directions of incident light to exit and comprises a light-transmitting sheet body part (31) and a unit prism part (32) which is disposed on one surface side of the body part and is composed of a plurality of protruding unit prisms (32a) arranged in a direction along the sheet surface. A pitch P (μm) of the unit prism and a tensile modulus of elasticity E (MPa) of the material constituting the unit prism satisfy 15 μm≤P≤60 μm, 10 MPa≤E≤150 MPa, and 1.6(MPa/μm)≤E/P≤3.3(MPa/μm).

Description

本発明は、表示装置の照明として機能する面光源装置に具備されるプリズムシート、これを用いた面光源装置、映像源ユニット、及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a prism sheet provided in a surface light source device that functions as illumination of a display device, a surface light source device using the prism sheet, an image source unit, and a liquid crystal display device.

液晶テレビ等の液晶表示装置は、映像情報を含む液晶パネルに対して、該液晶パネルの背面側に配置された面光源装置（バックライト）を照明として用いることで映像を観察者に視認可能に提供する。 A liquid crystal display device such as a liquid crystal television makes an image visible to an observer by using a surface light source device (backlight) arranged on the back side of the liquid crystal panel as illumination for a liquid crystal panel containing video information. provide.

このような面光源装置として例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。これによれば、面光源装置は、光源、光源を導光方向に導いて面状に広げて出光する導光板（導光体）、及び光を所定の方向に偏向する（光を所定の進行方向に変える。）プリズムシート（レンズシート）を有して構成される。 As such a surface light source device, for example, a technique described in Patent Document 1 is disclosed. According to this, the surface light source device is a light source, a light guide plate (light guide body) that guides the light source in the light guide direction and spreads the light in a planar shape, and deflects the light in a predetermined direction (the light travels in a predetermined direction). It is configured to have a prism sheet (lens sheet).

このうち、プリズムシートは、導光板の出光面側と液晶パネルとの間に配置され、光が液晶パネルを効率よく透過できるように導光板からの光を偏向するものである。そのためにプリズムシートには導光板側、すなわち入光側に複数の単位プリズムが配列してある。 Among these, the prism sheet is disposed between the light exit surface side of the light guide plate and the liquid crystal panel, and deflects light from the light guide plate so that light can efficiently pass through the liquid crystal panel. For this purpose, the prism sheet has a plurality of unit prisms arranged on the light guide plate side, that is, on the light incident side.

単位プリズムは突出した頂点を有しており、当該頂点はプリズムシートが面光源装置として他の部材と組み合わされた際には、当該頂点が他の部材の面に接触するように重ねられる。すると、当該単位プリズムが傷つく虞があった。これに対して特許文献２には、当該頂点を所定の半径で円弧状とすることにより傷つきを防止している。 The unit prism has a protruding vertex, and when the prism sheet is combined with another member as a surface light source device, the vertex is overlapped so that the vertex contacts the surface of the other member. As a result, the unit prism may be damaged. On the other hand, Patent Document 2 prevents damage by making the apex arc with a predetermined radius.

特開２０１０−２２４２５１号公報JP 2010-224251 A 特開平１１−３０５０１１号公報JP-A-11-305011

このような傷つきに対する問題に加えて、単位プリズムが他部材へ接触することによる変形（光学密着）の問題がある。光学密着が起こるとこの変形により光学的特性が変化してしまう。 In addition to the problem with respect to such scratches, there is a problem of deformation (optical contact) due to the unit prism coming into contact with another member. When optical adhesion occurs, the optical characteristics change due to this deformation.

そこで本発明は、他部材と接触した際にも傷つき難いとともに、光学密着を抑えて光学的特性も維持できるプリズムシートを提供することを課題とする。またこのプリズムシートを用いた面光源装置、映像源ユニット、及び液晶表示装置を提供する。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a prism sheet that is less likely to be damaged when it comes into contact with other members, and that can suppress optical adhesion and maintain optical characteristics. Also provided are a surface light source device, an image source unit, and a liquid crystal display device using the prism sheet.

以下、本発明について説明する。なお、ここでは本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. Here, in order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated form.

請求項１に記載の発明は、入射した光の向きを変えて出射するプリズムシート（３０）であって、光透過性を有するシート状の本体部（３１）と、本体部の一方の面側に配置され、複数の凸状の単位プリズム（３２ａ）がシート面に沿った方向に配列された単位プリズム部（３２）と、を備え、単位プリズムのピッチをＰ（μｍ）、単位プリズムを構成する材料の引張弾性率をＥ（ＭＰａ）としたとき、１５μｍ≦Ｐ≦６０μｍ、１０ＭＰａ≦Ｅ≦１５０ＭＰａ、及び、１．６（ＭＰａ／μｍ）≦Ｅ／Ｐ≦３．３（ＭＰａ／μｍ）が成立する、プリズムシートである。 The invention according to claim 1 is a prism sheet (30) that emits light with the direction of incident light changed, and is a sheet-like main body portion (31) having light transparency, and one surface side of the main body portion. And a unit prism section (32) in which a plurality of convex unit prisms (32a) are arranged in a direction along the sheet surface, and the unit prism pitch is P (μm) 15 μm ≦ P ≦ 60 μm, 10 MPa ≦ E ≦ 150 MPa, and 1.6 (MPa / μm) ≦ E / P ≦ 3.3 (MPa / μm), where E (MPa) is the tensile modulus of the material Is a prism sheet.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリズムシート（３０）において、単位プリズム（３２ａ）の凸状の先端における頂角が６１°以上７１°以下である。 According to a second aspect of the present invention, in the prism sheet (30) of the first aspect, the apex angle at the convex tip of the unit prism (32a) is not less than 61 ° and not more than 71 °.

請求項３に記載の発明は、光源（２６）と、光源から出射した光を導光する導光板（２１）と、導光板の出光面側に配置される請求項１又は２に記載のプリズムシート（３０）と、を備える、面光源装置（２０）である。 The invention according to claim 3 is the light source (26), the light guide plate (21) for guiding the light emitted from the light source, and the prism according to claim 1 or 2 disposed on the light exit surface side of the light guide plate. A surface light source device (20) comprising a sheet (30).

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の面光源装置（２０）において、プリズムシート（３０）の単位プリズム（３２ａ）の凸状の先端が導光板（２１）に接している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the surface light source device (20) of the third aspect, the convex tip of the unit prism (32a) of the prism sheet (30) is in contact with the light guide plate (21).

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の面光源装置（２０）と、面光源装置の出光側に配置された液晶パネル（１５）と、を備える映像源ユニット（１０）である。 The invention according to claim 5 is an image source unit (10) comprising the surface light source device (20) according to claim 3 or 4 and a liquid crystal panel (15) arranged on the light output side of the surface light source device. It is.

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の映像源ユニット（１０）と、映像源ユニットを内包する筐体と、を備える液晶表示装置である。 A sixth aspect of the present invention is a liquid crystal display device comprising the video source unit (10) according to the fifth aspect and a housing containing the video source unit.

本発明によれば、プリズムシートに具備される単位プリズムの先端が他部材と接触した際にも傷つき難いとともに、光学密着を抑えて光学的特性も維持できる。 According to the present invention, even when the tip of the unit prism provided in the prism sheet comes into contact with another member, it is difficult to be damaged, and optical characteristics can be maintained by suppressing optical adhesion.

１つの形態にかかる映像源ユニットを説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining the image source unit concerning one form. 映像源ユニットの１つの断面（図１のＩＩ−ＩＩに沿った断面）を示す分解図である。It is an exploded view which shows one cross section (cross section along II-II of FIG. 1) of a video source unit. 映像源ユニットの他の断面（図１のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面）を示す分解図である。It is an exploded view which shows the other cross section (cross section along III-III of FIG. 1) of an image source unit. 導光板の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of light guide plate. プリズムシートの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of prism sheet. 実施例に用いた単位プリズムの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the unit prism used for the Example. 傷つきの評価方法を説明する図である。It is a figure explaining the evaluation method of a damage. 光学密着について評価方法を説明する図である。It is a figure explaining the evaluation method about optical contact. 実施例における単位プリズムピッチと引張弾性率との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the unit prism pitch and tensile elasticity modulus in an Example.

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。また、以下に示す各図では、理解しやすさのため部材の大きさや形状を誇張して記載することがあり、見易さのため、繰り返しとなる符号は省略することがある。 The above-described operation and gain of the present invention will be clarified from embodiments for carrying out the invention described below. Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these forms. Moreover, in each figure shown below, the magnitude | size and shape of a member may be exaggerated and described for easy understanding, and the code | symbol which becomes repeated may be abbreviate | omitted for easiness to see.

図１は１つの形態を説明する図で液晶表示装置に含まれる映像源ユニット１０を概念的に表した分解斜視図である。
液晶表示装置は、映像源ユニット１０を有しており、映像源ユニット１０に含まれる面光源装置２０から出射された白色の光源光が液晶パネル１５を透過して映像情報を得てから観察者側に提供される。液晶表示装置は不図示の筐体を備え、ここに映像源ユニット１０が内蔵される。筐体は液晶表示装置の外殻を形成し、液晶表示装置を構成する部材の大部分をその内側に収める部材である。また筐体は映像源ユニット１０を支持可能に開口を有しており、該開口に映像源ユニット１０が嵌め込まれて取り付けられている。その他、液晶表示装置には液晶表示装置として機能するための各種公知の構成部材が備えられている。 FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing an image source unit 10 included in a liquid crystal display device, for explaining one embodiment.
The liquid crystal display device has an image source unit 10, and the white light source light emitted from the surface light source device 20 included in the image source unit 10 passes through the liquid crystal panel 15 to obtain image information, and then an observer is obtained. Provided on the side. The liquid crystal display device includes a housing (not shown) in which the video source unit 10 is built. The casing is a member that forms an outer shell of the liquid crystal display device and accommodates most of the members constituting the liquid crystal display device inside. The housing has an opening so as to support the image source unit 10, and the image source unit 10 is fitted and attached to the opening. In addition, the liquid crystal display device includes various known constituent members for functioning as a liquid crystal display device.

映像源ユニット１０は、液晶パネル１５、面光源装置２０、及び機能性シート４１を備えている。ここで図１では紙面上方が観察者側となる。 The video source unit 10 includes a liquid crystal panel 15, a surface light source device 20, and a functional sheet 41. Here, in FIG. 1, the upper side of the drawing is the observer side.

液晶パネル１５は、観察者側に配置された上偏光板１３、面光源装置２０側に配置された下偏光板１４、及び、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶セル１２を有している。上偏光板１３、下偏光板１４は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波及びＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。 The liquid crystal panel 15 includes an upper polarizing plate 13 disposed on the viewer side, a lower polarizing plate 14 disposed on the surface light source device 20 side, and a liquid crystal disposed between the upper polarizing plate 13 and the lower polarizing plate 14. It has a cell 12. The upper polarizing plate 13 and the lower polarizing plate 14 decompose the incident light into two orthogonal polarization components (P wave and S wave), and a polarization component in one direction (direction parallel to the transmission axis) (for example, P And has a function of absorbing a polarization component (for example, S wave) in the other direction (direction parallel to the absorption axis) orthogonal to the one direction.

液晶セル１２は、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶セル１２の配向は変化するようになる。面光源装置２０側（すなわち入光側）に配置された下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分（例えばＰ波）は、電界印加された液晶セル１２を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない液晶セル１２を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶セル１２への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分（Ｐ波）が、下偏光板１４の出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、又は、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。 In the liquid crystal cell 12, an electric field can be applied to each region where one pixel is formed. The orientation of the liquid crystal cell 12 to which an electric field is applied changes. A polarization component (for example, P wave) in a specific direction that has passed through the lower polarizing plate 14 disposed on the surface light source device 20 side (that is, the light incident side) changes its polarization direction when passing through the liquid crystal cell 12 to which an electric field is applied. While rotating 90 °, the polarization direction is maintained when passing through the liquid crystal cell 12 to which no electric field is applied. Therefore, depending on whether or not an electric field is applied to the liquid crystal cell 12, the polarization component (P wave) in a specific direction that has passed through the lower polarizing plate 14 is further transmitted through the upper polarizing plate 13 disposed on the light output side of the lower polarizing plate 14. It is possible to control whether it is absorbed or blocked by the upper polarizing plate 13.

このようにして液晶パネル１５では、面光源装置２０からの光の透過又は遮断を画素毎に制御し、映像を表現することができるように構成されている。液晶パネルにはその形式に様々なものがあるが、特に限定されることなく用いることができる。 In this way, the liquid crystal panel 15 is configured to be able to express an image by controlling transmission or blocking of light from the surface light source device 20 for each pixel. There are various types of liquid crystal panels, but they can be used without any particular limitation.

次に面光源装置２０について説明する。図２には、図１にＩＩ−ＩＩで示した線に沿った面光源装置２０の厚さ方向（図１の紙面上下方向）断面図、図３には図１にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿った面光源装置２０の厚さ方向（図１の紙面上下方向）断面図を表した。
面光源装置２０は、液晶パネル１５を挟んで観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル１５に面状の光を出射する照明装置である。図１乃至図３からわかるように、本形態では面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板２１、光源２６、プリズムシート３０、及び反射シート４０を有している。 Next, the surface light source device 20 will be described. 2 is a cross-sectional view of the surface light source device 20 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1) along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is indicated by III-III in FIG. A sectional view of the surface light source device 20 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1) along the line is shown.
The surface light source device 20 is an illuminating device that is disposed on the side opposite to the observer side with the liquid crystal panel 15 interposed therebetween and emits planar light to the liquid crystal panel 15. As can be seen from FIGS. 1 to 3, in this embodiment, the surface light source device 20 is configured as an edge light type surface light source device, and includes a light guide plate 21, a light source 26, a prism sheet 30, and a reflection sheet 40. .

導光板２１は、図１乃至図３からわかるように、基部２２、裏面プリズム部２３、及び単位光学要素部２４を有している。導光板２１は透光性を有する材料により形成された全体として板状の部材であり、一方の板面側に単位光学要素部２４が配置されて出光面が形成されている。他方の板面側は裏面とされ、裏面プリズム部２３が形成されている。すなわち後で説明するように導光板２１にはその表裏面のそれぞれに凹凸形状を備えている。 As can be seen from FIGS. 1 to 3, the light guide plate 21 includes a base portion 22, a back prism portion 23, and a unit optical element portion 24. The light guide plate 21 is a plate-like member as a whole formed of a light-transmitting material, and a unit optical element portion 24 is disposed on one plate surface side to form a light exit surface. The other plate surface side is a back surface, and a back surface prism portion 23 is formed. That is, as will be described later, the light guide plate 21 is provided with an uneven shape on each of its front and back surfaces.

基部２２、裏面プリズム部２３、及び単位光学要素部２４をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）等を挙げることができる。 Various materials can be used as the material forming the base portion 22, the back prism portion 23, and the unit optical element portion 24. However, a material that is widely used as a material for an optical sheet to be incorporated in a display device, has excellent mechanical characteristics, optical characteristics, stability, workability, and the like and can be used at a low cost can be used. For example, a polymer resin having an alicyclic structure, a methacrylic resin, a polycarbonate, a polystyrene, an acrylonitrile-styrene copolymer, a methyl methacrylate-styrene copolymer, an ABS resin, a polyethersulfone, or a thermoplastic resin, Examples thereof include epoxy acrylate and urethane acrylate-based reactive resins (ionizing radiation curable resins and the like).

基部２２は、裏面プリズム部２３及び単位光学要素部２４のベースとなる部位で、所定の厚さを有する板状である。 The base portion 22 is a portion serving as a base for the back prism portion 23 and the unit optical element portion 24 and has a plate shape having a predetermined thickness.

裏面プリズム部２３は、基部２２の裏面側（単位光学要素部２４が配置される側とは反対側の板面）に形成される凹凸形状であり、図１乃至図３からわかるように、三角柱状の複数の単位裏面プリズム２３ａが配列されている。単位裏面プリズム２３ａは、凸部の稜線が図１、図３の紙面左右方向に延びる柱状であり、複数の単位裏面プリズム２３ａは当該稜線が延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。本形態の単位裏面プリズム２３ａは断面が三角形であるがこれに限定されることはなく、多角形、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状であってもよい。 The back surface prism portion 23 has an uneven shape formed on the back surface side of the base portion 22 (the plate surface opposite to the side on which the unit optical element portion 24 is disposed). As can be seen from FIGS. A plurality of columnar unit rear surface prisms 23a are arranged. The unit back surface prism 23a has a columnar shape in which the ridge line of the convex portion extends in the left-right direction in FIG. 1 and FIG. 3, and the plurality of unit back surface prisms 23a are arranged side by side at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the direction in which the ridge line extends. ing. The unit back prism 23a of this embodiment has a triangular cross section, but is not limited to this, and may be any shape such as a polygon, a hemisphere, a part of a sphere, or a lens shape.

単位光学要素部２４は、基部２２のうち裏面プリズム部２３とは反対側（観察者側の面）に形成される凹凸形状であり、複数の凸部である単位光学要素２４ａが配列されている。単位光学要素２４ａは導光板２１を面光源装置２０に用いた場合に出光面として機能する部位である。
単位光学要素２４ａは、図１、図３に表されるように断面略三角形を有し、該断面を維持してその稜線が一方に延びる柱状の要素である。単位光学要素２４ａの稜線が延在する方向は、単位光学要素２４ａが配列される方向及び単位裏面プリズム２３ａの稜線が延びる方向に対して直交する方向である。すなわち単位光学要素２４ａはその稜線が単位裏面プリズム２３ａの稜線と平面視で直交するように構成されている。 The unit optical element portion 24 has a concavo-convex shape formed on the base 22 on the side opposite to the back prism portion 23 (the surface on the viewer side), and unit optical elements 24a that are a plurality of convex portions are arranged. . The unit optical element 24 a is a part that functions as a light exit surface when the light guide plate 21 is used in the surface light source device 20.
The unit optical element 24a is a columnar element having a substantially triangular cross section as shown in FIG. 1 and FIG. The direction in which the ridge line of the unit optical element 24a extends is a direction orthogonal to the direction in which the unit optical element 24a is arranged and the direction in which the ridge line of the unit back surface prism 23a extends. That is, the unit optical element 24a is configured such that its ridge line is orthogonal to the ridge line of the unit back surface prism 23a in plan view.

図４には図３のうち導光板２１の一部を拡大した図を示した。単位光学要素２４ａは、基部２２の一方の面上に底辺を有し、基部２２から突出する凸部となる略三角形形状を有している。本形態の単位光学要素２４ａでは、当該断面における底辺に対向する頂点が曲線状とされている。 FIG. 4 shows an enlarged view of a part of the light guide plate 21 in FIG. The unit optical element 24 a has a substantially triangular shape that has a base on one surface of the base portion 22 and is a convex portion protruding from the base portion 22. In the unit optical element 24a of this embodiment, the apex that faces the bottom of the cross section is curved.

また、本形態では、単位光学要素２４ａは図３、図４に現れる断面（単位光学要素２４ａが配列される方向に沿った断面）において、二等辺三角形である。これによれば、正面方向輝度を効果的に上昇させること、及び、単位光学要素２４ａの配列方向に沿った面内での輝度の角度分布に対称性を付与することができる。
ただし、本形態の断面は二等辺三角形であるが必ずしもこれに限定されることなく、他の形状の三角形（例えば不等辺三角形）又は四角形、五角形をはじめとする多角形、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状であってもよい。 Further, in this embodiment, the unit optical element 24a is an isosceles triangle in the cross section appearing in FIGS. 3 and 4 (cross section along the direction in which the unit optical elements 24a are arranged). According to this, it is possible to effectively increase the luminance in the front direction and to impart symmetry to the angular distribution of the luminance in the plane along the arrangement direction of the unit optical elements 24a.
However, although the cross section of this embodiment is an isosceles triangle, it is not necessarily limited to this, and other shapes such as a triangle (for example, an unequal triangle), a quadrilateral, a polygon such as a pentagon, a hemisphere, or a sphere. The shape may be any shape such as a part or a lens shape.

なお、本件明細書における形状（例えば三角形形状）とは、厳密な意味での形状（例えば厳密な三角形形状）のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む形状（例えば略三角形形状）を含む。また同様に、本件明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。 In addition, the shape (for example, triangular shape) in this specification is not only a shape in a strict sense (for example, a strict triangular shape), but also a shape (for example, a substantially triangular shape) including limitations in manufacturing technology, molding errors, and the like. )including. Similarly, terms used in the present specification to specify other shapes and geometric conditions, for example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “ellipse”, “circle”, etc. are bound to the strict meaning. Therefore, it should be interpreted including an error to the extent that a similar optical function can be expected.

以上のような構成を有する導光板２１の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位光学要素２４ａの具体例として、導光板２１の板面に沿った幅Ｗ_ａ（図４参照）は１５μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、導光板２１の板面への法線方向ｎ_ｄに沿った単位光学要素２４ａの高さＨ_ａ（図４参照）を４μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。また、単位光学要素２４ａの断面形状が三角形形状からなる場合には、頂角θ_４（図４参照）を９０°以上１５０°以下とすることができる。
一方、基部２２の厚さは、０．２０ｍｍ以上６ｍｍ以下とすることができる。 The dimensions of the light guide plate 21 having the above configuration can be set as follows as an example. First, as a specific example of the unit optical element 24a, the width W _a (see FIG. 4) along the plate surface of the light guide plate 21 can be 15 μm or more and 500 μm or less, and the normal direction to the plate surface of the light guide plate 21 the height of the unit optical elements 24a along the n _d _{H a} (see FIG. 4) can be 4μm over 250μm or less. Moreover, when the cross-sectional shape of the unit optical element 24a is a triangular shape, the apex angle θ ₄ (see FIG. 4) can be set to 90 ° or more and 150 ° or less.
On the other hand, the thickness of the base 22 can be 0.20 mm or more and 6 mm or less.

以上のような構成を備える導光板２１は、押し出し成型により、又は、基部２２上に単位裏面プリズム２３ａ、及び／又は単位光学要素２４ａを賦型することにより、製造することができる。なお、押し出し成型で製造された導光板２１においては、基部２２に、裏面プリズム部２３、及び単位光学要素部２４の少なくとも一方が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板２１を製造する場合、裏面プリズム部２３、単位光学要素部２４が、基部２２と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。 The light guide plate 21 having the above-described configuration can be manufactured by extrusion molding or by forming the unit back surface prism 23 a and / or the unit optical element 24 a on the base 22. In the light guide plate 21 manufactured by extrusion molding, at least one of the back prism portion 23 and the unit optical element portion 24 can be integrally formed on the base portion 22. Moreover, when manufacturing the light-guide plate 21 by shaping | molding, the back surface prism part 23 and the unit optical element part 24 may be the same resin material as the base 22, or a different material.

図１乃至図３に戻って、光源２６について説明する。光源２６は、導光板２１の基部２２の２組の側面のうち、単位光学要素２４ａの稜線が延びる方向である長手方向両端となる一組の側面の一方又は両方に配置される（図１乃至図３は一方の例である。）。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、又は白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本形態では光源２６は複数のＬＥＤを具備してなり、不図示の制御装置により各ＬＥＤの出力、すなわち、各ＬＥＤの点灯及び消灯、及び／又は、各ＬＥＤの点灯時の明るさを、他のＬＥＤの出力から独立して調節し得るように構成されている。 Returning to FIGS. 1 to 3, the light source 26 will be described. The light source 26 is disposed on one or both of a pair of side surfaces which are both ends in the longitudinal direction, which is a direction in which the ridge line of the unit optical element 24a extends, among the two sets of side surfaces of the base portion 22 of the light guide plate 21 (FIGS. FIG. 3 shows one example.) The type of the light source is not particularly limited, but may be configured in various forms such as a fluorescent lamp such as a linear cold cathode tube, a point LED (light emitting diode), or an incandescent lamp. In this embodiment, the light source 26 includes a plurality of LEDs, and a control device (not shown) outputs the output of each LED, that is, turns on and off each LED, and / or the brightness when each LED is turned on. It can be adjusted independently from the output of the LED.

次にプリズムシート３０について説明する。図１乃至図３からわかるように、プリズムシート３０は、シート状に形成された本体部３１と、本体部３１の面のうち、導光板２１に対向する面、すなわち入光側面に設けられた単位プリズム部３２と、本体部３１の面のうち、単位プリズム部３２とは反対側の面、すなわち出光側面に設けられた光拡散層３３と、を備えている。 Next, the prism sheet 30 will be described. As can be seen from FIG. 1 to FIG. 3, the prism sheet 30 is provided on the surface facing the light guide plate 21, that is, on the light incident side surface, out of the surface of the main body 31 and the main body 31. The unit prism part 32 and the light diffusion layer 33 provided on the surface of the main body part 31 opposite to the unit prism part 32, that is, the light exit side surface are provided.

このプリズムシート３０は、後述するように、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向（法線方向）の輝度を集中的に向上させる機能（集光機能）を有している。この集光機能は、主として、プリズムシート３０のうち、単位プリズム部３２によって発揮される。集光の度合いは、用途や目的によって異なり、単位プリズム３２ａの形状を調整することにより、変化させることができる。また、プリズムシート３０は液晶パネル１５との間における干渉縞発生の防止、及びキズ等の不具合を隠す機能を有している。この機能は主として光拡散層３３によって発揮される。 As will be described later, the prism sheet 30 changes the traveling direction of the light incident from the light incident side and emits the light from the light output side, thereby intensively improving the luminance in the front direction (normal direction) (condensing light). Function). This condensing function is mainly exhibited by the unit prism portion 32 of the prism sheet 30. The degree of condensing varies depending on the application and purpose, and can be changed by adjusting the shape of the unit prism 32a. In addition, the prism sheet 30 has a function of preventing interference fringes between the liquid crystal panel 15 and hiding defects such as scratches. This function is mainly exhibited by the light diffusion layer 33.

図１乃至図３に示すように、本体部３１は、単位プリズム部３２及び光拡散層３３を支持する機能を有する平板状のシート状部材である。本体部３１をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。 As shown in FIGS. 1 to 3, the main body 31 is a flat sheet-like member having a function of supporting the unit prism portion 32 and the light diffusion layer 33. Various materials can be used as the material forming the main body 31. However, it is widely used as a material for an optical sheet incorporated in a display device, and has excellent mechanical properties, optical properties, stability, workability, and the like, and can be obtained at low cost, such as acrylic, styrene, polycarbonate, Transparent resins mainly composed of one or more of polyethylene terephthalate, acrylonitrile and the like, and epoxy acrylate and urethane acrylate-based reactive resins (ionizing radiation curable resins and the like) can be suitably used.

単位プリズム部３２は、図１乃至図３によく表れているように、凸状の複数の単位プリズム３２ａが本体部３１の入光側面に沿って並べられるように配列されている。より具体的には、単位プリズム３２ａは、当該並べられる方向に直交する方向に、図２に示した所定の断面形状を維持して稜線が延びるように形成された柱状の部材である。その稜線が延びる方向は、単位プリズム３２ａが並べられる方向に直交する他、上記した導光板２１の単位光学要素２４ａの稜線が延びる方向に対して９０度ずれた方向である。従って、単位プリズム３２ａの稜線が延びる方向と単位光学要素２４ａの稜線が延びる方向とは表示装置を正面から見た場合に直交することが望ましい。ただし、両者の配列ピッチ等の関係で干渉（モアレ）が起こる場合、これを防止させるために直交を避けることもできる。これを考慮すれば光学特性を乱さないように９０度±１０度とすることができる。 The unit prism portion 32 is arranged so that a plurality of convex unit prisms 32 a are arranged along the light incident side surface of the main body portion 31 as well shown in FIGS. 1 to 3. More specifically, the unit prism 32a is a columnar member formed so that the ridgeline extends in a direction orthogonal to the arrangement direction while maintaining the predetermined cross-sectional shape shown in FIG. The direction in which the ridge line extends is perpendicular to the direction in which the unit prisms 32a are arranged, and is a direction shifted by 90 degrees with respect to the direction in which the ridge line of the unit optical element 24a of the light guide plate 21 extends. Therefore, it is desirable that the direction in which the ridge line of the unit prism 32a extends and the direction in which the ridge line of the unit optical element 24a extend are orthogonal when the display device is viewed from the front. However, when interference (moire) occurs due to the relationship between the arrangement pitches of the two, orthogonality can be avoided to prevent this. In consideration of this, the angle can be set to 90 ° ± 10 ° so as not to disturb the optical characteristics.

また、単位プリズム３２ａの稜線が延びる方向である長手方向は、正面から観察した場合に、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸と交差している。好ましくは、プリズムシート３０の単位プリズム３２ａの長手方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して、表示装置の表示面と平行な面（プリズムシート３０の本体部３１のシート面と平行な面）上で４５°より大きく１３５°より小さい角度で交差している。なお、ここでいう角度は、単位プリズム３２ａの長手方向と下偏光板１４の透過軸とによってなされる角度のうちの、小さい方の角度、すなわち、１８０°以下の角度のことを意味している。とりわけ、ＩＰＳ液晶の場合においては、プリズムシート３０の単位プリズム３２ａの長手方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して平行とされ、プリズムシート３０の単位プリズム３２ａが並べられる方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸と直交していることが好ましい。ただし適用される液晶の種類（例えばＶＡ液晶）によってはこれが４５度程度であることが好ましい。すなわち、用いられる液晶の種類やその適用の仕方によって適宜変更することができる。 The longitudinal direction, which is the direction in which the ridge line of the unit prism 32a extends, intersects the transmission axis of the lower polarizing plate 14 of the liquid crystal panel 15 when observed from the front. Preferably, the longitudinal direction of the unit prism 32a of the prism sheet 30 is a surface parallel to the display surface of the display device with respect to the transmission axis of the lower polarizing plate 14 of the liquid crystal panel 15 (the sheet surface of the main body 31 of the prism sheet 30). Intersecting at an angle greater than 45 ° and less than 135 °. The angle here means the smaller one of the angles formed by the longitudinal direction of the unit prism 32a and the transmission axis of the lower polarizing plate 14, that is, an angle of 180 ° or less. . In particular, in the case of IPS liquid crystal, the longitudinal direction of the unit prism 32a of the prism sheet 30 is parallel to the transmission axis of the lower polarizing plate 14 of the liquid crystal panel 15, and the direction in which the unit prisms 32a of the prism sheet 30 are arranged. Is preferably orthogonal to the transmission axis of the lower polarizing plate 14 of the liquid crystal panel 15. However, depending on the type of liquid crystal to be applied (for example, VA liquid crystal), this is preferably about 45 degrees. That is, it can be changed as appropriate depending on the type of liquid crystal used and how it is applied.

次に単位プリズム３２ａの配列方向の断面形状について説明する。図５は、図２のうち、プリズムシート３０の一部を拡大した図である。ここでｎ_ｄは本体部３１のシート面の法線方向を表わしている。 Next, the sectional shape of the unit prisms 32a in the arrangement direction will be described. FIG. 5 is an enlarged view of a part of the prism sheet 30 in FIG. Where n _d denotes the normal direction of the seat surface of the main body portion 31.

図５からわかるように、本形態では、単位プリズム３２ａは、本体部３１の導光板２１側に突出した凸状であり、二等辺三角形の断面を有している。すなわち、本体部３１のシート面と平行な方向の単位プリズム３２ａの幅は、本体部３１の法線方向ｎ_ｄに沿って本体部３１から離れるにつれて小さくなりその先端には頂部が形成される。そして当該頂部はプリズムシート３０が面光源装置２０として組み上げられたときに導光板２１の単位光学要素２４ａの表面に接触する。 As can be seen from FIG. 5, in this embodiment, the unit prism 32 a is a convex shape protruding toward the light guide plate 21 side of the main body portion 31 and has an isosceles triangular cross section. In other words, the width of the unit prism 32a in the direction parallel to the sheet surface of the main body 31 decreases with increasing distance from the main body 31 along the normal direction _nd of the main body 31, and a top is formed at the tip. The top portion contacts the surface of the unit optical element 24 a of the light guide plate 21 when the prism sheet 30 is assembled as the surface light source device 20.

また本形態では、単位プリズム３２ａの外輪郭は、本体部３１の法線方向ｎ_ｄと平行な軸を対称軸として、線対称となっており、断面が二等辺三角形である。これにより、プリズムシート３０の出光面における輝度は、単位プリズム３２ａの配列方向に平行な面において、正面方向を中心として対称的な輝度の角度分布を有するようになる。 In this embodiment also, the outer contour of the unit prism 32a is an axis parallel to the normal direction n _d of the main body portion 31 as a symmetrical axis, has a line-symmetric cross-section is an isosceles triangle. As a result, the luminance on the light exit surface of the prism sheet 30 has a symmetrical angular distribution of luminance about the front direction on the surface parallel to the arrangement direction of the unit prisms 32a.

ここで、単位プリズム３２ａの寸法は、単位プリズム３２ａの凸状である先端における頂角θ_５（図５参照）は８０°以下であることが好ましい。これにより導光板２１の出光面に対向して配置されるという単位プリズム３２ａの配置形態において、より適切な集光特性を得ることができる。より好ましい頂角θ_５は６１°以上７１°以下、すなわち６６°±５°の範囲である。また、底辺幅ＷはピッチＰと同じである。さらに隣り合う単位プリズム３２ａ間のピッチＰは１５μｍ以上６０μｍ以下とする。ピッチＰに関する他の規定については、後で説明する。 Here, as for the dimension of the unit prism 32a, the apex angle θ ₅ (see FIG. 5) at the tip of the unit prism 32a is preferably 80 ° or less. Thereby, in the arrangement form of the unit prisms 32a arranged to face the light output surface of the light guide plate 21, more appropriate light collecting characteristics can be obtained. A more preferable apex angle θ ₅ is in the range of 61 ° to 71 °, that is, 66 ° ± 5 °. The base width W is the same as the pitch P. Further, the pitch P between adjacent unit prisms 32a is set to 15 μm or more and 60 μm or less. Other rules regarding the pitch P will be described later.

本形態では上記のように断面形状が三角形である単位プリズムについて説明したが、これに限定されるものでなく、当該三角形の頂点部が短い上底となる台形であってもよい。また斜面の一方又は他方の形状が折れ線状や曲線であってもよい。従って断面の形状が四角形や五角形等の多角形となってもよい。このときの頂角も最も導光板に近い頂点において上記θ_５と同様に考えることができる。 In the present embodiment, the unit prism having a triangular cross-sectional shape as described above has been described. However, the present invention is not limited to this, and a trapezoid in which the apex of the triangle is a short upper base may be used. The shape of one or the other of the slopes may be a polygonal line or a curve. Therefore, the cross-sectional shape may be a polygon such as a quadrangle or a pentagon. The apex angle at this time can also be considered in the same manner as θ _{5 at the} apex closest to the light guide plate.

単位プリズム３２ａをなす材料としては、種々の材料を使用することができるが、透光性を有するとともにその引張弾性率Ｅ（ヤング率）が１０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の範囲とされている。
さらに、上記したピッチＰ（μｍ）に対して、Ｅ／Ｐで表される値が、１．６（ＭＰａ／μｍ）以上、３．３（ＭＰａ／μｍ）以下となるように規定される。 As the material forming the unit prism 32a, various materials can be used. The material is translucent and its tensile elastic modulus E (Young's modulus) is in the range of 10 MPa to 150 MPa.
Furthermore, it is specified that the value represented by E / P is 1.6 (MPa / μm) or more and 3.3 (MPa / μm) or less with respect to the pitch P (μm) described above.

以上のように、単位プリズム３２ａのピッチＰを１５μｍ以上６０μｍ以下、単位プリズム３２ａを構成する材料の引張弾性率Ｅを１０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、及びＥ／Ｐで表される値を１．６（ＭＰａ／μｍ）以上３．３（ＭＰａ／μｍ）以下とすることにより、単位プリズム３２ａの先端部における光学密着の防止及び該単位プリズムの傷つきの防止を両立させることができる。 As described above, the pitch P of the unit prisms 32a is 15 μm or more and 60 μm or less, the tensile modulus E of the material constituting the unit prisms 32a is 10 MPa or more and 150 MPa or less, and the value represented by E / P is 1.6 (MPa). / Μm) and 3.3 (MPa / μm) or less, it is possible to achieve both prevention of optical adhesion at the tip of the unit prism 32a and prevention of damage to the unit prism.

単位プリズム３２ａを配列して単位プリズム部３２を構成する際、必要な光学的機能を満たすための形状が決められ、そのときに単位プリズム３２ａのピッチＰも１５μｍ以上６０μｍ以下の範囲で決められる。これに対して光学密着の防止及び傷つきの防止を両立する必要があるが、本発明によれば上記のように規定されているので計算により適用する材料の引張弾性率Ｅを求めることができる。そしてこの結果に基づいて材料を選定することが可能である。
このように本発明によれば、上記規定した範囲内であれば単位プリズム３２ａのピッチと適用材料を自由に組み合わせることができるので、設計の自由度を高めることもできる。また、予め範囲が定められているので、トライアンドエラーによる試作を繰り返す手間も減り、効率よくプリズムシートの設計が可能となる。 When the unit prisms 32a are arranged to form the unit prism portion 32, a shape for satisfying a necessary optical function is determined, and the pitch P of the unit prisms 32a is also determined in the range of 15 μm to 60 μm. On the other hand, it is necessary to achieve both prevention of optical adhesion and prevention of damage, but according to the present invention, since it is defined as described above, the tensile elastic modulus E of the material to be applied can be obtained by calculation. The material can be selected based on the result.
As described above, according to the present invention, since the pitch of the unit prisms 32a and the applicable material can be freely combined within the above-defined range, the degree of freedom in design can be increased. In addition, since the range is determined in advance, it is possible to reduce the time and trouble of repeating trial manufacture by trial and error, and the prism sheet can be efficiently designed.

具体的に単位プリズム３２ａにはこの条件を満たす限りにおいて、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）等が挙げられる。 Specifically, as long as this condition is satisfied, the unit prism 32a is widely used as a material for an optical sheet incorporated in a display device, and has excellent mechanical characteristics, optical characteristics, stability, workability, and the like, and is inexpensive. Available materials can be used. Examples thereof include transparent resins mainly composed of one or more of acrylic, styrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, acrylonitrile and the like, epoxy acrylate and urethane acrylate-based reactive resins (ionizing radiation curable resins, etc.), and the like. .

光拡散層３３は、透光性樹脂層３４中に、該透光性樹脂層３４とは屈折率の異なる多数の光拡散粒子３５を含有させてなる層であり、透光性樹脂層３４の表面から光拡散粒子３５の一部が突出している。これにより光拡散層３３は、その表面が凹凸面に形成されている。 The light diffusing layer 33 is a layer formed by containing a large number of light diffusing particles 35 having a refractive index different from that of the light transmitting resin layer 34 in the light transmitting resin layer 34. A part of the light diffusion particle 35 protrudes from the surface. Thereby, the surface of the light diffusion layer 33 is formed in an uneven surface.

透光性樹脂層３４に用いられる樹脂としては、光拡散粒子３５の分散ができるとともに、該光拡散粒子３５を保持可能である光透過性の樹脂であれば特に制限なく適用可能である。このような樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂（電離放射線硬化樹脂）等が挙げられる。 The resin used for the light transmissive resin layer 34 is not particularly limited as long as it is a light transmissive resin that can disperse the light diffusing particles 35 and can hold the light diffusing particles 35. Examples of such resins include thermoplastic resins such as polyamide resins, polyurethane resins, polyester resins, and acrylic resins, thermosetting resins, and active energy ray curable resins (ionizing radiation curable resins). .

一方、光拡散粒子３５としては、アクリル−スチレン共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ベンゾグアナミン、及びメラミン等の架橋有機微粒子、シリコーン等の樹脂微粒子、並びにシリカ、アルミナ及びガラス等の無機系微粒子等を用いることができる。 On the other hand, as the light diffusion particle 35, crosslinked organic fine particles such as acrylic-styrene copolymer, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyurethane, benzoguanamine, and melamine, resin fine particles such as silicone, and inorganic type such as silica, alumina, and glass. Fine particles can be used.

なお、用いる光拡散粒子は１種類である必要はなく２種類以上を混合して用いてもよい。また、光拡散粒子３５の形状は、球形であってもよいし不定形であってもよい。さらに粒度分布が単分散、多分散のいずれでも良く、好適な条件を適宜選択すればよい。 The light diffusing particles to be used need not be one kind, and two or more kinds may be mixed and used. Further, the shape of the light diffusing particles 35 may be spherical or indefinite. Furthermore, the particle size distribution may be either monodispersed or polydispersed, and suitable conditions may be selected as appropriate.

以上のような構成を具備するプリズムシート３０は、例えば本体部３１となる基材上に先に光拡散層３３を設け、次いで単位プリズム部３２を形成して製造される。
光拡散層３３は、本体部３１となる基材の一方の面に、光拡散粒子３５を分散させた硬化前の透光性樹脂を塗布し、これを硬化することにより形成することができる。
次に本体部３１となる基材の他方の面に単位プリズム部３２を賦型すればプリズムシート３０となる。 The prism sheet 30 having the above-described configuration is manufactured by, for example, providing a light diffusion layer 33 on a base material to be a main body portion 31 and then forming a unit prism portion 32.
The light diffusion layer 33 can be formed by applying a non-curing translucent resin in which the light diffusion particles 35 are dispersed to one surface of the base material to be the main body portion 31 and curing the resin.
Next, if the unit prism portion 32 is formed on the other surface of the base material to be the main body portion 31, the prism sheet 30 is obtained.

なお、ここで説明したプリズムシート３０では、光拡散層３３が設けられた例を説明したが必ずしも光拡散層を設ける必要はない。 In the prism sheet 30 described here, the example in which the light diffusion layer 33 is provided has been described, but the light diffusion layer is not necessarily provided.

図１乃至図３に戻って、面光源装置２０の反射シート４０について説明する。反射シート４０は、導光板２１の裏面から出射した光を反射して、再び導光板２１内に光を入射させるための部材である。反射シート４０は、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを好ましく適用することができる。これにより、光の利用性を向上させることが可能となり、エネルギー利用効率をよくすることができる。 Returning to FIGS. 1 to 3, the reflection sheet 40 of the surface light source device 20 will be described. The reflection sheet 40 is a member that reflects light emitted from the back surface of the light guide plate 21 and makes the light enter the light guide plate 21 again. The reflection sheet 40 is a sheet that is capable of so-called specular reflection, such as a sheet made of a material having a high reflectivity such as a metal, or a sheet that includes a thin film (for example, a metal thin film) made of a material having a high reflectivity as a surface layer. It can be preferably applied. Thereby, it becomes possible to improve the usability of light and to improve energy utilization efficiency.

図１に戻って機能性シート４１について説明する。機能性シート４１は通常の液晶表示装置に用いられる各種の機能を有するシートである。これには例えば色調を補正するシート、防眩機能を有するシート、反射を防止するシート、ハードコートシート等を挙げることができる。 Returning to FIG. 1, the functional sheet 41 will be described. The functional sheet 41 is a sheet having various functions used in a normal liquid crystal display device. Examples thereof include a sheet for correcting color tone, a sheet having an antiglare function, a sheet for preventing reflection, and a hard coat sheet.

その他映像源ユニットには必要に応じて公知のシートが配置されてもよい。これには例えば面光源装置と液晶パネルとの間に配置される、ＤＢＥＦやＡＰＣＦ等の反射型の偏光シートを挙げることができる。 In addition, a known sheet may be disposed in the video source unit as necessary. For example, a reflective polarizing sheet such as DBEF or APCF disposed between the surface light source device and the liquid crystal panel can be used.

次に、以上のような構成を備える表示装置の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただしこの光路例は概念的に表したものであり、反射や屈折の程度等を厳密に示したものではない。 Next, the operation of the display device having the above configuration will be described with an example of the optical path. However, this optical path example is conceptually shown and does not strictly indicate the degree of reflection or refraction.

まず、図２に示すように、光源２６で発光された光は、導光板２１の側面の入光面を介して導光板２１内に入射する。図２には、例として、光源２６から導光板２１に入射した光Ｌ_２１、Ｌ_２２の光路例が示されている。 First, as shown in FIG. 2, the light emitted from the light source 26 enters the light guide plate 21 through the light incident surface on the side surface of the light guide plate 21. FIG. 2 shows an example of an optical path of light L ₂₁ and L ₂₂ incident on the light guide plate 21 from the light source 26 as an example.

図２に示すように、導光板２１に入射した光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、導光板２１の単位光学要素部２４の面及びその反対側の裏面プリズム部２３の面において、空気との屈折率差により全反射する。又は図示していないが裏面から出光した光は反射シート４０による反射して導光板２１に戻る。このような反射を繰り返し、光は単位光学要素２４ａの稜線が延びる方向（導光方向）へ進んでいく。 As shown in FIG. 2, the light L ₂₁ and L ₂₂ incident on the light guide plate 21 has a refractive index with air on the surface of the unit optical element portion 24 of the light guide plate 21 and the surface of the back prism portion 23 on the opposite side. Total reflection due to the difference. Alternatively, although not shown, the light emitted from the back surface is reflected by the reflection sheet 40 and returns to the light guide plate 21. Such reflection is repeated, and the light travels in the direction in which the ridgeline of the unit optical element 24a extends (light guide direction).

ただし、導光板２１の基部２２のうち裏面側には裏面プリズム部２３が形成されている。このため、図２に示すように、導光板２１内を進む光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、裏面プリズム部２３により順次向きがかえられ、全反射臨界角未満の入射角度で単位光学要素部２４に入射することもある。この場合、当該光は、導光板２１の単位光学要素部２４の面から出射し得る。単位光学要素部２４から出射した光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、導光板２１の出光側に配置されたプリズムシート３０へと向かう。
これにより導光板２１内を進む光は、少しずつ、出光面から出射するようになり、導光板２１の単位光学要素部２４から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。 However, a back prism portion 23 is formed on the back side of the base portion 22 of the light guide plate 21. For this reason, as shown in FIG. 2, the light L ₂₁ and L ₂₂ traveling in the light guide plate 21 is sequentially changed in direction by the back prism portion 23, and enters the unit optical element portion 24 at an incident angle less than the total reflection critical angle. It may be incident. In this case, the light can be emitted from the surface of the unit optical element portion 24 of the light guide plate 21. Lights L ₂₁ and L ₂₂ emitted from the unit optical element unit 24 travel to the prism sheet 30 disposed on the light output side of the light guide plate 21.
As a result, the light traveling in the light guide plate 21 is gradually emitted from the light exit surface, and the light quantity distribution along the light guide direction of the light emitted from the unit optical element portion 24 of the light guide plate 21 is made uniform. Can do.

ここで、図示する導光板２１の単位光学要素部２４は、複数の単位光学要素２４ａによって構成され、各単位光学要素２４ａの断面形状は、三角形、三角形、の頂角を面取りしてなる形状、又はその他多角形となっている。いずれの形状であっても、単位光学要素２４ａは、導光板２１の導光方向に対して傾斜面を有して構成されている。従って、図４に示したように、単位光学要素２４ａを介して導光板２１から出射する光Ｌ_４１は導光板２１から出射するときに屈折する。この屈折は、単位光学要素２４ａの配列方向において、シート面法線ｎ_ｄに近づく（法線ｎ_ｄとのなす角が小さくなる）屈折である。このような作用により、単位光学要素部２４は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分について、透過光の進行方向を正面方向側に絞り込むことができる。すなわち、単位光学要素部２４は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。 Here, the unit optical element portion 24 of the illustrated light guide plate 21 is constituted by a plurality of unit optical elements 24a, and the cross-sectional shape of each unit optical element 24a is a shape formed by chamfering the apex angle of a triangle, a triangle, Or other polygons. Regardless of the shape, the unit optical element 24 a is configured to have an inclined surface with respect to the light guide direction of the light guide plate 21. Therefore, as shown in FIG. 4, the light L ₄₁ emitted from the light guide plate 21 via the unit optical element 24 a is refracted when emitted from the light guide plate 21. This refraction, in the arrangement direction of the unit optical elements 24a, closer to the seat surface normal n _d (the angle between the normal line n _d decreases) the refractive. By such an action, the unit optical element unit 24 can narrow the traveling direction of the transmitted light to the front direction side with respect to the light component along the direction orthogonal to the light guide direction. That is, the unit optical element section 24 exerts a condensing action on the light component along the direction orthogonal to the light guide direction.

以上のようにして、導光板２１から出射する光の出射角度は、導光板２１の単位光学要素２４ａの配列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。 As described above, the emission angle of the light emitted from the light guide plate 21 is narrowed down to a narrow angle range centering on the front direction on a plane parallel to the arrangement direction of the unit optical elements 24a of the light guide plate 21.

導光板２１から出射した光は、その後、プリズムシート３０へ入射する。プリズムシート３０の単位プリズム３２ａは、導光板２１の単位光学要素２４ａと同様に、単位プリズム３２ａの入光面での屈折及び全反射によって透過光に対して集光作用を及ぼす。ただし、プリズムシート３０でその進行方向を変化させられる光は、プリズムシート３０のうち、単位プリズム３２ａの配列方向とは直交する面内の成分であり、導光板２１で集光させられた成分とは異なる。すなわち、図５にＬ_５１で示したように、単位プリズム３２ａに入射した光は、単位プリズム３２ａと空気との屈折率差に基づいてその界面で全反射する。そのとき、単位プリズム３２ａの斜辺はシート面法線ｎ_ｄに対しておおよそθ_５／２傾いているので、界面における反射光は入射光よりも法線ｎ_ｄに近付けられる角度となる。 The light emitted from the light guide plate 21 then enters the prism sheet 30. Similar to the unit optical element 24a of the light guide plate 21, the unit prism 32a of the prism sheet 30 condenses the transmitted light by refraction and total reflection at the light incident surface of the unit prism 32a. However, the light whose traveling direction is changed by the prism sheet 30 is a component in a plane perpendicular to the arrangement direction of the unit prisms 32 a in the prism sheet 30, and the component condensed by the light guide plate 21. Is different. That is, as indicated by _L51 in FIG. 5, the light incident on the unit prism 32a is totally reflected at the interface based on the refractive index difference between the unit prism 32a and air. Then, the hypotenuse of the unit prisms 32a so inclined approximately theta _5/2 relative to the seat surface normal n _d, light reflection at the interface at an angle which is close to the normal n _d than the incident light.

つまり、導光板２１は、導光板２１の単位光学要素２４ａの配列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。その一方で、プリズムシート３０では、単位プリズム３２ａの配列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。したがって、プリズムシート３０での光学的作用によって、導光板２１で上昇された正面方向輝度を損なうことなく、さらに、正面方向輝度を上昇させることができる。 That is, the light guide plate 21 narrows the light traveling direction within a narrow angle range centering on the front direction on a surface parallel to the arrangement direction of the unit optical elements 24a of the light guide plate 21. On the other hand, in the prism sheet 30, on the surface parallel to the arrangement direction of the unit prisms 32a, the light traveling direction is narrowed down to a narrow angle range centering on the front direction. Therefore, the front direction luminance can be further increased by the optical action of the prism sheet 30 without impairing the front direction luminance increased by the light guide plate 21.

このとき、本形態では単位プリズム３２ａが上記の規定に光学密着が抑制されているので、単位プリズム３２ａの変形が小さく抑えられ、上記のような予定した光学特性をより確実に実現させることができる。
また、単位プリズム３２ａの先端の接触による単位プリズム３２ａの傷つきが防止されているので、これによる外観不良や光学的特性の不具合が防止されている。 At this time, in the present embodiment, since the unit prism 32a is optically prevented from adhering to the above definition, the deformation of the unit prism 32a is suppressed to be small, and the planned optical characteristics as described above can be realized more reliably. .
In addition, since the unit prism 32a is prevented from being damaged by the contact of the tip of the unit prism 32a, the appearance defect and the optical characteristic failure due to this are prevented.

単位プリズム３２ａにより全反射した光Ｌ_５１は本体部３１を透過し、光拡散層３３で拡散され、プリズムシート３０から出射される。 The light L ₅₁ totally reflected by the unit prism 32 a passes through the main body 31, is diffused by the light diffusion layer 33, and is emitted from the prism sheet 30.

プリズムシート３０を出射した光は、液晶パネル１５の下偏光板１４に入射する。下偏光板１４は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。下偏光板１４を透過した光は、液晶セル１２における画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１３を透過するようになる。このようにして、液晶パネル１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置の観察者が、映像を観察することができるようになる。 The light emitted from the prism sheet 30 enters the lower polarizing plate 14 of the liquid crystal panel 15. The lower polarizing plate 14 transmits one polarization component of incident light and absorbs the other polarization component. The light transmitted through the lower polarizing plate 14 is selectively transmitted through the upper polarizing plate 13 in accordance with the state of electric field application to each pixel in the liquid crystal cell 12. In this way, the liquid crystal panel 15 selectively transmits light from the surface light source device 20 for each pixel, so that an observer of the liquid crystal display device can observe an image.

本形態では、単位プリズム３２ａの先端が接触する対象として、導光板の凹凸のある単位光学要素部２４を例に説明したが、これに限られることなく、単位プリズム３２ａの先端が他の部材の平滑な面に接触する場合も上記と同様である。 In the present embodiment, the unit optical element portion 24 with the unevenness of the light guide plate has been described as an example of the target to which the tip of the unit prism 32a contacts. However, the present invention is not limited to this, and the tip of the unit prism 32a is the other member. The same applies to the case of contacting a smooth surface.

実施例では引張弾性率及びピッチの組み合わせが異なる単位プリズムを具備する複数のプリズムシート（試験体）を準備して比較をした。以下に条件及び結果を示す。 In the examples, a plurality of prism sheets (test bodies) having unit prisms having different combinations of tensile elastic modulus and pitch were prepared and compared. The conditions and results are shown below.

＜本体部＞
本体部は各試験体で共通としており、厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製Ａ４３００）を用いた。 <Main body>
The main body is common to each test body, and a 125 μm thick PET film (A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was used.

＜単位プリズム部＞
本体部の一方に面に単位プリズム部を形成した。単位プリズムを構成する材料として、樹脂１乃至樹脂３を用いた。各樹脂は次の通りである。ここで引張弾性率の測定はＪＩＳＫ７１６１に準拠している。樹脂１乃至樹脂３は、いずれもポリウレタンアクリルオリゴマー、アクリル酸２エチルヘキシル、フェノキシエチルアクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート、アクリル酸２ヒドロキシエチル、及びヘキサメチレンジイソシアネートを含み、これらの比率を変更することにより下記表１のような引張弾性率の異なる単位プリズムを得た。
また、それぞれの樹脂を用いて、図６に示した５角形断面を有する単位プリズムが配列した単位プリズム部を成型した。ピッチＰは異なる５種類を準備した。各種ピッチＰの単位プリズムは、ピッチＰ方向の大きさを図６に括弧書きで表した比率とし、角度が一定である形状とした。
表１に樹脂の種類とピッチとの組み合わせを表した。 <Unit prism part>
A unit prism portion was formed on one surface of the main body portion. Resin 1 to resin 3 were used as materials constituting the unit prism. Each resin is as follows. Here, the measurement of the tensile elastic modulus is based on JIS K 7161. Resins 1 to 3 all contain polyurethane acrylic oligomer, 2-ethylhexyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, EO-modified bisphenol A diacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, and hexamethylene diisocyanate by changing these ratios Unit prisms having different tensile elastic moduli as shown in Table 1 below were obtained.
Further, using each resin, a unit prism portion in which unit prisms having a pentagonal cross section shown in FIG. 6 were arranged was molded. Five different pitches P were prepared. The unit prisms of various pitches P have a shape in which the size in the pitch P direction is a ratio expressed in parentheses in FIG.
Table 1 shows combinations of resin types and pitches.

以上の試験体１乃至試験体１５に対して傷つき及び光学密着を評価する試験を行った。 Tests for evaluating scratches and optical adhesion were performed on the above test bodies 1 to 15.

＜傷つき＞
傷つきは摺動性試験により評価した。図７に摺動性試験について説明する図を示した。摺動性試験では図７（ａ）に示した荷重器具５０を準備する。荷重器具５０は、基板５１の一方の面に重り５２が載置され、他方の面にマットフィルム５３が配置されている。マットフィルム５３は直径２０ｍｍの円形のシートである。この試験では次のマットフィルムを用いた。
・鉛筆高度（ＪＩＳＫ５６００−５−４）：３Ｈ
・表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１（１９８２））：Ｒａ＝０．２１３μｍ、Ｒｚ＝１．９１４μｍ、ＲＭＳ＝０．１１７μｍ <Injured>
The damage was evaluated by a slidability test. FIG. 7 is a diagram for explaining the slidability test. In the slidability test, the load device 50 shown in FIG. 7A is prepared. In the load device 50, a weight 52 is placed on one surface of a substrate 51, and a mat film 53 is disposed on the other surface. The mat film 53 is a circular sheet having a diameter of 20 mm. In this test, the following matte film was used.
・ Pencil height (JIS K 5600-5-4): 3H
Surface roughness (JIS B 0601 (1982)): Ra = 0.213 μm, Rz = 1.914 μm, RMS = 0.117 μm

図７（ｂ）に示したように、試験体が移動台５４の上に固定され、試験体の上に上記荷重器具５０が載置される。このとき試験体は単位プリズムの先端が上に向くとともにその稜線が移動台５４の移動方向に直交するように固定される。一方、荷重器具５０は動かないように固定されている。 As shown in FIG. 7B, the test body is fixed on the movable table 54, and the load device 50 is placed on the test body. At this time, the test body is fixed so that the tip of the unit prism faces upward and the ridge line thereof is orthogonal to the moving direction of the moving table 54. On the other hand, the load device 50 is fixed so as not to move.

図７（ｂ）のように設置した後、移動台５４を図７（ｂ）に直線矢印で表したように移動する。そして移動台を往復１回＋片道１回（すなわち片道を３回）移動させ、そのときの傷を観察する。傷は図１に示した形態の光源及び導光板の出光面側にこの試験体を配置し、光源を点灯して傷が観察されなかったときを可、傷が観察されたときを否とした。少ない荷重から試験を行い、否となる直前の重さを当該試験体の傷つきの重さとして表２に示した。 After the installation as shown in FIG. 7B, the moving table 54 is moved as shown by the straight arrow in FIG. 7B. Then, the moving table is moved once in a reciprocating direction + one way in one way (that is, three times in one way), and the wound at that time is observed. The test piece was placed on the light-emitting surface side of the light source and the light guide plate in the form shown in FIG. 1, and the light source was turned on and no damage was observed. . The test was performed from a small load, and the weight immediately before the negative was shown in Table 2 as the weight of the damaged specimen.

＜光学密着＞
光学密着は図８に示した装置により評価した。すなわち、図１に示した面光源装置と同様の層構成の積層体を形成し、その４辺を枠６０で囲んで一体化した。従ってこの積層体に試験体が含まれている。そしてこの積層体では、各層が密着している。
図８に示したように、台６１の上に接触面が２０ｍｍ×２０ｍｍの直方体のゴム６２を置き、この接触面に積層体の中央を載置した。従って、積層体は中央がゴム６２で支持され、外周部は台６１から浮いている状態となる。そして、当該浮いている端部に釣り合うように２つの重り６３を載置した。２つの重りは単位プリズムが配列される方向の一端と他端に配置されている。これにより積層体の中央の内部において積層方向に押圧力がかかる。 <Optical adhesion>
The optical adhesion was evaluated by the apparatus shown in FIG. That is, a laminated body having the same layer configuration as that of the surface light source device shown in FIG. 1 was formed, and the four sides thereof were surrounded by a frame 60 and integrated. Therefore, the test body is included in this laminate. And in this laminated body, each layer has adhered.
As shown in FIG. 8, a rectangular parallelepiped rubber 62 having a contact surface of 20 mm × 20 mm was placed on a table 61, and the center of the laminate was placed on the contact surface. Therefore, the center of the laminate is supported by the rubber 62 and the outer peripheral portion is in a state of floating from the base 61. Then, two weights 63 were placed so as to balance the floating end. The two weights are arranged at one end and the other end in the direction in which the unit prisms are arranged. Thereby, a pressing force is applied in the stacking direction inside the center of the stack.

評価は試験体を斜め（水平から約３０度）から観察し、目視にて白いムラが発現したものは否、白いムラが発現しなかったものを可とした。そして白いムラが発現した直前の重さを光学密着の重さとして表２に記載した。ここで重さは２つの重りの合計である。 In the evaluation, the specimen was observed obliquely (about 30 degrees from the horizontal), and when the white unevenness was visually observed, it was acceptable, and when the white unevenness did not appear. The weight immediately before the appearance of white unevenness is shown in Table 2 as the weight of optical adhesion. Here, the weight is the sum of the two weights.

＜結果＞
以上の結果を表２に示す。また表２には、引張弾性率Ｅ（ＭＰａ）／ピッチＰ（μｍ）の計算結果も表した。傷つき及び光学密着のいずれも、重りが２００ｇ未満であるにも関わらずその現象が発生した場合を不可とした。
また、図９には、横軸にピッチＰ（μｍ）、縦軸に引張弾性率Ｅ（ＭＰａ）をとり、傷つき及び光学密着とも良好であった試験体に●、そのいずれかで問題があった試験体を■で表した。またその近くには試験体の番号をＮｏを付して表示している。 <Result>
The results are shown in Table 2. Table 2 also shows the calculation results of tensile modulus E (MPa) / pitch P (μm). For both scratches and optical adhesion, the case where the phenomenon occurred although the weight was less than 200 g was made unacceptable.
Further, in FIG. 9, there is a problem in either of the test samples in which the horizontal axis represents the pitch P (μm), the vertical axis represents the tensile elastic modulus E (MPa), and both the scratch and the optical adhesion were good. The test specimen was represented by ■. Moreover, the number of the test body is attached with No in the vicinity.

これら結果からわかるように、上記説明した範囲を満たすことにより傷つき及び光学密着について両者とも良好とすることができる。 As can be seen from these results, both of the scratches and the optical adhesion can be improved by satisfying the range described above.

１０映像源ユニット
１２液晶セル
１３、１４偏光板
１５液晶パネル
２０面光源装置
２１導光板
２２基部
２３裏面プリズム部
２３ａ単位裏面プリズム
２４単位光学要素部
２４ａ単位光学要素
２６光源
３０プリズムシート
３１本体部
３２単位プリズム部
３２ａ単位プリズム
３３光拡散層
３４透光性樹脂層
３５光拡散粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image source unit 12 Liquid crystal cell 13, 14 Polarizing plate 15 Liquid crystal panel 20 Surface light source device 21 Light guide plate 22 Base part 23 Back surface prism part 23a Unit back surface prism 24 Unit optical element part 24a Unit optical element 26 Light source 30 Prism sheet 31 Main body part 32 Unit prism portion 32a Unit prism 33 Light diffusion layer 34 Translucent resin layer 35 Light diffusion particle

Claims

A prism sheet that changes the direction of incident light and emits the light,
A sheet-like main body having optical transparency;
A unit prism portion arranged on one surface side of the main body portion, and a plurality of convex unit prisms arranged in a direction along the sheet surface,
When the pitch of the unit prism is P (μm) and the tensile elastic modulus of the material constituting the unit prism is E (MPa),
15 μm ≦ P ≦ 60 μm,
10 MPa ≦ E ≦ 150 MPa, and
1.6 (MPa / μm) ≦ E / P ≦ 3.3 (MPa / μm)
This is a prism sheet.

2. The prism sheet according to claim 1, wherein an apex angle at the convex tip of the unit prism is 61 ° or greater and 71 ° or less.

A light source;
A light guide plate for guiding light emitted from the light source;
A surface light source device comprising: the prism sheet according to claim 1 or 2 disposed on a light exit surface side of the light guide plate.

The surface light source device according to claim 3, wherein a convex tip of the unit prism of the prism sheet is in contact with the light guide plate.

A surface light source device according to claim 3 or 4,
A liquid crystal panel disposed on the light output side of the surface light source device.

A video source unit according to claim 5;
A liquid crystal display device comprising: a housing containing the video source unit.