JP2021089389A - プリズムシート、光学ユニット及び直下型バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ホットスポットの発生を抑制することができるプリズムシートの提供を課題とする。【解決手段】本発明に係るプリズムシートは、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズムを有するプリズム層を備え、上記単位プリズムの平面視形状が、Ｘ軸方向と平行な２辺及びＹ軸方向と平行な２辺を有する正方形状又は長方形状であり、上記単位プリズムが、Ｘ軸方向の中心位置でＹ軸方向に延びる第１稜線と、Ｙ軸方向の中心位置でＸ軸方向に延びる第２稜線とを有し、上記単位プリズムのＸ軸方向及びＹ軸方向の頂角が５０°以上１４５°以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、プリズムシート、光学ユニット及び直下型バックライトユニットに関する。

液晶表示装置等のディスプレイは、表示パネルと、この表示パネルの裏面側に配設され、この表示パネルに向けて光線を照射するバックライトユニットとを備える。

上記バックライトユニットの種類としては、エッジライト型（サイドライト型）、直下型等が存在している。上記直下型バックライトユニットは、１又は複数の光源と、この光源の出光面側に設けられる光拡散板と、この光拡散板の光出射面側に設けられ、互いに平行な三角柱状の複数のプリズムを有するプリズムシートとを備えている。この直下型バックライトユニットは、光拡散板の光出射面側に２枚のプリズムシートが配置されている。２枚のプリズムシートは、プリズムの稜線が平面視で直交するように配置されている（特開平８−６８９９７号公報参照）。

特開平８−６８９９７号公報

上記公報に記載されているような従来の直下型バックライトユニットは、光源の出光面側に配置される光拡散板によって光線を拡散させた後に、各プリズムシートによってプリズムの稜線と垂直な方向に光線を集光する。

しかしながら、この構成によると、平面視で光源と重なり合う部分を中心とする一定の領域の光量が極端に大きくなり、ホットスポット（ディスプレイ画面上において光源付近で輝度が局所的に高くなる現象）が発生するおそれがある。特に、ＬＥＤ光源を用いたバックライトユニットでは、ＬＥＤ光源から照射される光線の指向性が高いため、ホットスポットが発生するおそれが高くなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ホットスポットの発生を抑制することができるプリズムシート、光学ユニット及び直下型バックライトユニットの提供を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るプリズムシートは、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズムを有するプリズム層を備え、上記単位プリズムの平面視形状が、Ｘ軸方向と平行な２辺及びＹ軸方向と平行な２辺を有する正方形状又は長方形状であり、上記単位プリズムが、Ｘ軸方向の中心位置でＹ軸方向に延びる第１稜線と、Ｙ軸方向の中心位置でＸ軸方向に延びる第２稜線とを有し、Ｘ軸方向における上記単位プリズムの両端のＸ座標をｘ_０、ｘ_２とし、上記第１稜線のＸ座標をｘ_１（但し、ｘ_１＝（ｘ_０＋ｘ_２）／２）とし、Ｙ軸方向における上記単位プリズムの両端のＹ座標をｙ_０、ｙ_２とし、上記第２稜線のＹ座標をｙ_１（但し、ｙ_１＝（ｙ_０＋ｙ_２）／２）とし、上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向、α及びβを正の定数とした場合、上記単位プリズムの座標（ｘ、ｙ）における高さＺ（ｘ、ｙ）が、Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）を基準として、下記式（１）〜（４）で表され、上記単位プリズムのＸ軸方向及びＹ軸方向の頂角が５０°以上１４５°以下である。
ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（１）
ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（２）
ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（３）
ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（４）

上記課題を解決するためになされた本発明に係る光学ユニットは、当該プリズムシートと、当該プリズムシートの上記複数の単位プリズムの底面側に空気層を介して配置される基材シートとを備える。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る直下型バックライトユニットは、出光面を有する１又は複数の光源と、上記１又は複数の光源の出光面側に配置される当該プリズムシートとを備える。

本発明に係るプリズムシート、光学ユニット及び直下型バックライトユニットは、ホットスポットの発生を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るプリズムシートを備えるディスプレイを示す模式的断面図である。 図２は、図１のプリズムシートの模式的平面図である。 図３は、図１のプリズムシートの単位プリズムを示す拡大断面斜視図である。 図４は、図３の単位プリズムの正面断面図である。 図５は、図１のプリズムシートとは異なる形態に係るプリズムシートを示す模式的断面図である。 図６は、図１及び図５のプリズムシートとは異なる形態に係るプリズムシートを備えるディスプレイを示す模式的断面図である。 図７は、図６のプリズムシートを光入射面側から見た模式的部分拡大図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る光学ユニットを示す模式的断面図である。 図９は、図８の光学ユニットとは異なる形態に係る光学ユニットを示す模式的断面図である。 図１０は、Ｎｏ．１のプリズムシートにおける平面視でのＬＥＤ光源の中心からの距離と反射ドットパターンの密度との関係を示すグラフである。 図１１は、Ｎｏ．１の輝度分布を表す平面画像である。 図１２は、Ｎｏ．２の輝度分布を表す平面画像である。 図１３は、平面視でＬＥＤ光源と重なり合う部分を中心とする輝度分布を示すグラフである。 図１４は、Ｎｏ．１のプリズムシートの単位プリズムの頂角と正面輝度との関係を示すグラフである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一態様に係るプリズムシートは、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズムを有するプリズム層を備え、上記単位プリズムの平面視形状が、Ｘ軸方向と平行な２辺及びＹ軸方向と平行な２辺を有する正方形状又は長方形状であり、上記単位プリズムが、Ｘ軸方向の中心位置でＹ軸方向に延びる第１稜線と、Ｙ軸方向の中心位置でＸ軸方向に延びる第２稜線とを有し、Ｘ軸方向における上記単位プリズムの両端のＸ座標をｘ_０、ｘ_２とし、上記第１稜線のＸ座標をｘ_１（但し、ｘ_１＝（ｘ_０＋ｘ_２）／２）とし、Ｙ軸方向における上記単位プリズムの両端のＹ座標をｙ_０、ｙ_２とし、上記第２稜線のＹ座標をｙ_１（但し、ｙ_１＝（ｙ_０＋ｙ_２）／２）とし、上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向、α及びβを正の定数とした場合、上記単位プリズムの座標（ｘ、ｙ）における高さＺ（ｘ、ｙ）が、Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）を基準として、下記式（１）〜（４）で表され、上記単位プリズムのＸ軸方向及びＹ軸方向の頂角が５０°以上１４５°以下である。
ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（１）
ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（２）
ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（３）
ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（４）

当該プリズムシートは、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズムを有するプリズム層を備え、上記単位プリズムが上述の形状を有しているので、ホットスポットの発生を抑制することができる。当該プリズムシートは、例えば直下型バックライトユニットに用いられた場合に、上記複数の単位プリズムによって、一定の角度で入射した光線をＸ軸方向及びＹ軸方向の両方において表示パネル側に立ち上げると共に、光源から当該プリズムシートの法線方向に出射された光線を光源側に反射することができる。これにより、当該プリズムシートは、２枚のプリズムシートによってそれぞれ稜線と垂直な方向に光線を集光する従来の構成よりも、平面視で光源と重なり合う部分を中心とする輝度の半値幅を大きくして輝度の均一化を図りやすい。

当該プリズムシートは、上記プリズム層の上記複数の単位プリズムの底面側に積層される基材層をさらに備えるとよい。このように、上記プリズム層の上記複数の単位プリズムの底面側に積層される基材層をさらに備えることによって、上記単位プリズムで反射した光線の当該プリズムシート内での光路を長くすることができ、ホットスポットの発生をより抑制しやすい。

当該プリズムシートは、上記プリズム層と上記基材層との間に低屈折率層をさらに備えるとよい。このように、上記プリズム層と上記基材層との間に低屈折率層をさらに備えることによって、上記単位プリズムへの光線の入射角度を調節でき、輝度の均一化を促進しホットスポットの発生をより抑制しやすい。

当該プリズムシートは、上記基材層の上記プリズム層が積層される側と反対の面側に配置される反射ドットパターンを有するとよい。このように、上記基材層の上記プリズム層が積層される側と反対の面側に配置される反射ドットパターンを有することによって、光源から当該プリズムシートに出射された光線を上記反射ドットパターンで反射させることができる。これにより、上記反射ドットパターンによって反射した光を平面視で光源から離れた位置で当該プリズムシートに再度入射させることができ、ホットスポットの発生をより抑制することができる。

上記プリズム層及び上記基材層の少なくとも一方が、光拡散剤を分散含有するとよい。このように、上記プリズム層及び上記基材層の少なくとも一方が、光拡散剤を分散含有することによって、面内輝度の均一化を図ることができ、ホットスポットの発生をより抑制することができる。

当該プリズムシートは、直下型バックライトユニットの複数の光源の直上に配置される光拡散板であるとよい。このように、当該プリズムシートは、直下型バックライトユニットの複数の光源の直上に配置される光拡散板であることによって、ホットスポットの発生を抑制しつつ、直下型バックライトユニットの部品点数を少なくして薄型化を促進することができる。

本発明の他の一態様に係る光学ユニットは、当該プリズムシートと、当該プリズムシートの上記複数の単位プリズムの底面側に空気層を介して配置される基材シートとを備えている。

当該光学ユニットは、当該プリズムシートと上記基材シートとが空気層を介して設けられることで、上記空気層によって上記単位プリズムへの光線の入射角度を調節でき、ホットスポットの発生を抑制しやすい。

本発明の他の一態様に係る直下型バックライトユニットは、出光面を有する１又は複数の光源と、上記１又は複数の光源の出光面側に配置される当該プリズムシートとを備えている。

当該直下型バックライトユニットは、当該プリズムシートを備えるので、ホットスポットの発生を抑制することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係るプリズムシート、光学ユニット及び直下型バックライトユニットについて図面を参照しつつ詳説する。

［第一実施形態］
＜ディスプレイ＞
図１のディスプレイＤ１は、液晶表示装置である。図１のディスプレイＤ１は、直下型バックライトユニット１を備える。当該直下型バックライトユニット１は、出光面２ａを有する複数の光源２と、複数の光源２の出光面２ａ側に配置されるプリズムシート３とを備える。プリズムシート３は、それ自体本発明の一実施形態である。また、当該直下型バックライトユニット１は、複数の光源２の出光面２ａと反対側に配置される反射シート４と、複数の光源２、当該プリズムシート３及び反射シート４を収容する方形トレイ状のケーシング（不図示）とを備える。また、ディスプレイＤ１は、直下型バックライトユニット１から出射した光線が入射される表示パネル５を備える。図１のディスプレイＤ１において、表示パネル５は液晶表示パネルである。反射シート４、複数の光源２、当該プリズムシート３及び表示パネル５は、光源２の出光方向にこの順で配置されている。

当該プリズムシート３は、当該直下型バックライトユニット１の複数の光源２の直上に配置されている。つまり、当該プリズムシート３は、他の光学シートを介することなく複数の光源２の出光面２ａと対向するように配置されている。当該直下型バックライトユニット１は、従来の直下型バックライトユニットにおいて複数の光源の直上に配置されている光拡散板及びこの光拡散板の光出射面側に配置されている１又は２枚のプリズムシートを有しない。つまり、当該直下型バックライトユニット１では、当該プリズムシート３が、従来の光拡散板及び１又は２枚のプリズムシートに代えて配置されている。

（光源）
光源２は、例えばＬＥＤ光源である。複数の光源２は、表示パネル５と対向する側（視認者側）に出光面２ａを有する。この出光面２ａは、光線を出射する光出射領域の最表面を構成する。複数の光源２は、この出光面２ａから指向性の高い光線を当該プリズムシート３の法線方向に出射する。当該直下型バックライトユニット１の平面視において、複数の光源２は、格子パターン（例えば正方形格子パターン）等、所定のピッチで等密度で散点的に配置されていることが好ましい。なお、複数の光源が「格子パターン」で配置されるとは、光源が各格子点に配置されることをいう。

（プリズムシート）
当該プリズムシート３は、プリズム層１１と、このプリズム層１１の光入射面側に積層される基材層１２とを備える。プリズム層１１と基材層１２とは互いに密着している。当該プリズムシート３は、プリズム層１１及び基材層１２の２層体である。プリズム層１１の基材層１２と積層される側と反対側の面は、当該プリズムシート３の光出射面３ａを構成している。基材層１２のプリズム層１１と積層される側と反対側の面は、当該プリズムシート３の光入射面３ｂを構成している。当該プリズムシート３は、光線を厚さ方向に透過させる。

当該プリズムシート３は、１枚のシート体である。当該プリズムシート３は、当該直下型バックライトユニット１の複数の光源２の直上に配置される光拡散板である。より詳しくは、当該プリズムシート３は、複数の光源２から出射される光線を面内方向に拡散する機能と、この光線を表示パネル５側に立ち上げる機能とを共に有する光拡散板である。これにより、当該プリズムシート３は、ディスプレイＤ１におけるホットスポットの発生を抑制しつつ、当該直下型バックライトユニット１の部品点数を少なくして当該直下型バックライトユニット１の薄型化を促進することができる。

当該プリズムシート３の平均厚さＴの下限としては、１００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましく、３５０μｍがさらに好ましい。一方、上記平均厚さＴの上限としては、７００μｍが好ましく、６００μｍがより好ましく、５００μｍがさらに好ましい。上記平均厚さＴが上記下限に満たないと、光拡散性が不十分となり、ホットスポットの発生を十分に抑制することができないおそれがある。逆に、上記平均厚さＴが上記上限を超えると、当該プリズムシート３が厚くなり過ぎて、当該直下型バックライトユニット１の薄型化を十分に促進することができないおそれがある。なお、「プリズムシートの平均厚さ」とは、基材層の光入射面と後述する単位プリズムの頂点との厚さの平均値をいい、任意の１０点の厚さの平均値によって測定される値をいう。

〔プリズム層〕
図１〜図４に示すように、プリズム層１１は、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズム１３を有する。図２に示すように、単位プリズム１３の平面視形状は、Ｘ軸方向と平行な２辺及びＹ軸方向と平行な２辺を有する正方形状又は長方形状である。また、単位プリズム１３の底面は平面である。単位プリズム１３の平面視形状としては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方で光線の出射角度を均等に制御しやすい正方形状が好ましい。

図２〜図４に示すように、単位プリズム１３は、Ｘ軸方向の中心位置でＹ軸方向に延びる第１稜線１３ａと、Ｙ軸方向の中心位置でＸ軸方向に延びる第２稜線１３ｂとを有する。

図３に示すように、Ｘ軸方向における単位プリズム１３の両端のＸ座標をｘ_０、ｘ_２とし、第１稜線１３ａのＸ座標をｘ_１（但し、ｘ_１＝（ｘ_０＋ｘ_２）／２）とし、Ｙ軸方向における単位プリズム１３の両端のＹ座標をｙ_０、ｙ_２とし、第２稜線１３ｂのＹ座標をｙ_１（但し、ｙ_１＝（ｙ_０＋ｙ_２）／２）とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向、α及びβを正の定数とした場合、単位プリズム１３の座標（ｘ、ｙ）における高さＺ（ｘ、ｙ）は、Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）を基準として、下記式（１）〜（４）で表される。
ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（１）
ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（２）
ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（３）
ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（４）

つまり、単位プリズム１３の光出射面３ａは、Ｚ（ｘ、ｙ）が上記式（１）で表される第１領域Ｒ１と、Ｚ（ｘ、ｙ）が上記式（２）で表される第２領域Ｒ２と、Ｚ（ｘ、ｙ）が上記式（３）で表される第３領域Ｒ３と、Ｚ（ｘ、ｙ）が上記式（４）で表される第４領域Ｒ４とからなる。第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４は、それぞれ平面である。

単位プリズム１３は１つの頂点を有する凸状である。単位プリズム１３の頂点は光出射面３ａ側（視認者側）に突出している。単位プリズム１３は、プリズム層１１における繰り返し形状の最小単位であり、プリズム層１１の全面に隙間なく配置されている。プリズム層１１における複数の単位プリズム１３の形状は同じである。第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４は、それぞれ単位プリズム１３の頂点を頂点とし、単位プリズム１３の平面視における角部を底点とする矩形状である。単位プリズム１３は、隣接する２つの領域（第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２、第２領域Ｒ２と第４領域Ｒ４、第４領域Ｒ４と第３領域Ｒ３、第３領域Ｒ３と第１領域Ｒ１）の下方にそれぞれ他の単位プリズム１３と接続される三角形状の接続領域Ｒ５を有する。単位プリズム１３は、接続領域Ｒ５を有することで、隣接する単位プリズム１３同士を直接接続することができる。すなわち、従来の凸状プリズムでは、隣接するプリズム同士は単位プリズムの底面側に配置される基材層によって間接的に接続されていたが、当該プリズムシート３は単位プリズム１３同士を直接接続することができる。これにより、プリズム層の薄膜化を図ることができる。また、この構成によると、接続領域Ｒ５を介して隣接する単位プリズム１３同士の間で光線を入出射できるので、光線の拡散機能を高めやすい。

単位プリズム１３は、第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４の４つの傾斜面を有している。第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４は、それぞれ所定の角度で入射される光線を当該プリズムシート３の法線方向に集光する。これにより、当該プリズムシート３は、１枚のプリズムシートによってＸ軸方向及びＹ軸方向の両方における光線の立ち上げ機能を有する。一方、第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４は、光源２から上記法線方向に強い指向性をもって出射された光線を光源２側に反射させる。これにより、当該プリズムシート３は、平面視で光源２と重なり合う部分の輝度が極端に高くなるのを抑え、ホットスポットの発生を抑制できる。

第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４は、頂点を挟んで隣接する２辺の長さが等しく、かつ底点を挟んで隣接する２辺の長さが等しいことが好ましい。第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４は、同一形状であることが好ましい。この構成によると、当該プリズムシート３は、当該直下型バックライトユニット１における光線の出射方向を制御しやすく、ひいてはホットスポットの発生を抑制しやすい。

図４に示すように、単位プリズム１３のＸ軸方向の頂角θの下限としては、５０°であり、６０°が好ましく、８０°がより好ましい。一方、上記頂角θの上限としては、１４５°であり、１２０°が好ましく、１００°がより好ましい。また、上記頂角θとしては、９０°が最も好ましい。上記頂角θが上記範囲外であると、当該直下型バックライトユニット１の正面輝度が不十分となるおそれがある。

単位プリズム１３のＹ軸方向の頂角の下限としては、５０°であり、６０°が好ましく、８０°がより好ましい。一方、上記頂角の上限としては、１４５°であり、１２０°が好ましく、１００°がより好ましい。また、上記頂角としては、９０°が最も好ましい。上記頂角が上記範囲外であると、当該直下型バックライトユニット１の正面輝度が不十分となるおそれがある。

単位プリズム１３のＸ軸方向の頂角θとＹ軸方向の頂角とは等しいことが好ましい。これにより、当該プリズムシート３は、当該直下型バックライトユニット１における光線の出射方向を制御しやすく、ひいてはホットスポットの発生を抑制しやすい。

単位プリズム１３のＸ軸方向及びＹ軸方向の幅Ｗの下限としては、３０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。一方、上記幅Ｗの上限としては、１００μｍが好ましく、７０μｍがより好ましい。上記幅Ｗが上記下限に満たないと、単位プリズム１３を形成し難くなるおそれがある。逆に、上記幅Ｗが上記上限を超えると、光線の出射角度等を緻密に制御できなくなるおそれや、プリズム層１１の薄膜化を促進し難くなるおそれがある。

単位プリズム１３の高さ（Ｚ軸方向長さ）Ｔ１の下限としては、３０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。一方、上記高さＴ１の上限としては、１００μｍが好ましく、７０μｍがより好ましい。上記高さＴ１が上記下限に満たないと、単位プリズム１３を形成し難くなるおそれがある。逆に、上記高さＴ１が上記上限を超えると、光線の出射角度等を緻密に制御できなくなるおそれや、プリズム層１１の薄膜化を促進し難くなるおそれがある。

プリズム層１１は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成されている。プリズム層１１は、基材層１２と同様の形成材料を用いて基材層１２と一体成形されてもよく、また基材層１２と別個に形成されてもよい。なお、「主成分」とは、質量換算で最も含有割合の大きい成分をいい、例えば含有割合が５０質量％以上の成分をいう。

プリズム層１１を基材層１２とは別個に形成する場合、プリズム層１１の主成分としては、例えば活性エネルギー線硬化型樹脂が挙げられる。上記活性エネルギー線硬化型樹脂としては、紫外線を照射することによって架橋、硬化する紫外線硬化型樹脂や、電子線を照射することによって架橋、硬化する電子線硬化型樹脂等が挙げられ、重合性モノマー及び重合性オリゴマーの中から適宜選択して用いることが可能である。上記活性エネルギー線硬化型樹脂としては、例えばアクリル系、ウレタン系又はアクリルウレタン系紫外線硬化型樹脂が挙げられる。

〔基材層〕
基材層１２は、例えば薄板状である。基材層１２は、プリズム層１１の複数の単位プリズム１３の底面側（光入射面側）に積層される。当該プリズムシート３は、基材層１２を有することで、単位プリズム１３の第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４で反射した光線の当該プリズムシート３内での光路を長くすることができ、第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４で反射した光線を平面視で光源２と離れた位置まで伝播させることができる。その結果、当該プリズムシート３は、ホットスポットの発生をより抑制することができる。

基材層１２は、当該プリズムシート３の光入射側の最表層を構成する。基材層１２は、樹脂マトリックス１２ａと、この樹脂マトリックス１２ａに分散含有される光拡散剤１２ｂとを有する。当該プリズムシート３は、基材層１２が光拡散剤１２ｂを分散含有することで、光線を光拡散剤１２ｂによって拡散させることで面内輝度の均一化を図ることができ、ホットスポットの発生をより抑制することができる。

樹脂マトリックス１２ａは、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分とする。上記合成樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等が挙げられる。

光拡散剤１２ｂとしては、光を拡散させることができるものであれば特に限定されず、例えば無機フィラー及び有機フィラーが挙げられる。上記無機フィラーを構成する無機物としては、例えばシリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート及びこれらの混合物が挙げられる。上記有機フィラーを構成する有機物としては、例えばアクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、シリコーン樹脂等が挙げられる。

基材層１２における光拡散剤１２ｂの含有量の下限としては、０．１質量％が好ましく、２質量％がより好ましい。一方、上記含有量の上限としては、１０質量％が好ましく、６質量％がより好ましい。上記含有量が上記下限に満たないと、光拡散性が不十分となり、ホットスポットの発生を十分に抑制し難くなるおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、当該直下型バックライトユニット１の輝度が低下するおそれがある。

基材層１２の平均厚さＴ２の下限としては、７０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましく、２００μｍがさらに好ましい。一方、上記平均厚さＴ２の上限としては、６００μｍが好ましく、４００μｍがより好ましい。上記平均厚さＴ２が上記下限に満たないと、単位プリズム１３の第１領域Ｒ１〜第４領域Ｒ４で反射した光線の当該プリズムシート３内での光路を十分に長くすることができず、ホットスポットの発生を十分に抑制することができないおそれがある。逆に、上記平均厚さＴ２が上記上限を超えると、当該プリズムシート３の薄膜化を促進することができないおそれがある。なお、「平均厚さ」とは、任意の１０点の厚さの平均値を意味する。

（プリズムシートの製造方法）
当該プリズムシート３の製造方法としては、プリズム層１１及び基材層１２を一体成形する方法と、プリズム層１１及び基材層１２を別個に形成する方法とが挙げられる。

プリズム層１１及び基材層１２を一体成形する方法としては、
（ａ）プリズム層１１の反転形状を有する金型及び基材層１２の反転形状を有する金型のキャビティ内に溶融樹脂を注入する射出成形法、
（ｂ）シート化された樹脂を再加熱して上記同様の一対の金型間に挟んでプレスして形状を転写する熱プレス法、
（ｃ）プリズム層１１の反転形状を周囲に有するロール型と、基材層１２の反転形状を周囲に有するロール型とのニップに溶融状態の樹脂を通し、上記形状を転写する押出シート成形法
等が挙げられる。

一方、プリズム層１１及び基材層１２を別個に形成する方法としては、
（ｄ）上記射出成形法、熱プレス法、押出シート成形法等によって基材層１２を形成した後、この基材層１２に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布し、プリズム層１１の反転形状を有するシート型、金型又はロール型に押さえつけて未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂に形状を転写し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法、
（ｅ）プリズム層１１の反転形状を有する金型又はロール型に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を充填塗布し、基材層１２で押さえつけて均し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法
等が挙げられる。

（反射シート）
反射シート４は、合成樹脂を主成分とする樹脂層を有する。反射シート４は、ポリエステル等の基材樹脂にフィラーを分散含有させた白色樹脂層として構成されてもよく、ポリエステル等から形成される樹脂層の上面に、アルミニウム、銀等の金属を蒸着させることで正反射性が高められた鏡面シートとして構成されてもよい。

＜利点＞
当該プリズムシート３は、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズム１３を有するプリズム層１１を備え、単位プリズム１３が上述の形状を有しているので、ホットスポットの発生を抑制することができる。当該プリズムシート３は、直下型バックライトユニット１に用いられた場合に、複数の単位プリズム１３によって、一定の角度で入射した光線をＸ軸方向及びＹ軸方向の両方において表示パネル５側に立ち上げることができる。また、当該プリズムシート３は、光源２から当該プリズムシート３の法線方向に出射された光線を特定の単位プリズム１３によって光源２側に反射させたうえ、平面視で光源２と離れた位置に配置される他の単位プリズム１３によって表示パネル５側に立ち上げて出射させることができる。当該プリズムシート３は、２枚のプリズムシートによってそれぞれ稜線と垂直な方向に光線を集光する従来の構成よりも、平面視で光源と重なり合う部分を中心とする輝度の半値幅を大きくして輝度の均一化を図りやすい。さらに、当該プリズムシート３は、従来バックライトユニットにおいて用いられていたプリズムシートを省略することができるので、当該直下型バックライトユニット１の薄型化を促進することができる。

当該直下型バックライトユニット１は、当該プリズムシート３を備えるので、ホットスポットの発生を抑制することができる。また、当該直下型バックライトユニット１は、従来バックライトユニットにおいて用いられていた光拡散板及びプリズムシートを当該プリズムシート３に置き換えることができるので、全体の薄型化を促進することができる。

［第二実施形態］
＜プリズムシート＞
図５のプリズムシート２３は、１枚のシート体である。当該プリズムシート２３は、図１のプリズムシート３に代えて、図１の直下型バックライトユニット１に用いられる。当該プリズムシート２３は、プリズム層１１と基材層１２との間に低屈折率層２４を備える。当該プリズムシート２３は、基材層１２、低屈折率層２４及びプリズム層１１を光源の出光方向にこの順で有する。当該プリズムシート２３は、プリズム層１１、低屈折率層２４及び基材層１２の３層体である。プリズム層１１と低屈折率層２４とは密着している。低屈折率層２４と基材層１２とは密着している。当該プリズムシート２３は、プリズム層１１と基材層１２との間に低屈折率層２４を有する以外、図１のプリズムシート３と同様の構成とすることができる。そのため、以下では低屈折率層２４についてのみ説明する。

（低屈折率層）
低屈折率層２４は、合成樹脂を主成分とする。低屈折率層２４は、プリズム層１１及び基材層１２よりも屈折率が小さい層であり、基材層１２からプリズム層１１に入射される光線の入射角度を調節する。具体的には、低屈折率層２４は、輝度が高くなるようにプリズム層１１に入射される光線を拡散させ、輝度の均一化を促進する。

低屈折率層２４としては、例えばシリカやフッ化マグネシウム等の低屈折率物質を樹脂中に含有させた層、フッ素樹脂等の低屈折率樹脂の層、スパッタリング等の薄膜形成法によって形成された低屈折率物質からなる薄膜、低屈折率物質として空隙含有微粒子を樹脂中に含有させた層等が挙げられる。

低屈折率層２４の屈折率の下限としては、１．０が好ましい。一方、上記屈折率の上限としては、１．５が好ましく、１．４がより好ましく、１．３５がさらに好ましい。上記屈折率が上記上限を超えると、輝度の均一化を十分に促進し難くなるおそれがある。なお、「屈折率」とは、波長５８９．３ｎｍの光（ナトリウムのＤ線）における屈折率を意味する。

低屈折率層２４の屈折率と、プリズム層１１及び基材層１２の屈折率との屈折率差の下限としては、０．０１が好ましく、０．０５がより好ましく、０．１０がさらに好ましい。上記屈折率差が上記下限に満たないと、輝度の均一化を十分に促進し難くなるおそれがある。なお、低屈折率層２４の屈折率と、プリズム層１１及び基材層１２の屈折率との屈折率差の上限としては、特に限定されないが、例えば０．５とすることができる。

低屈折率層２４の平均厚さＴ３の下限としては、５０ｎｍが好ましく、７０ｎｍがより好ましい。一方、上記平均厚さＴ３の上限としては、２００ｎｍが好ましく、１５０ｎｍがより好ましい。

＜利点＞
当該プリズムシート２３は、プリズム層１１と基材層１２との間に低屈折率層２４を有するので、単位プリズム１３への光線の入射角度を調節でき、ホットスポットの発生をより抑制しやすい。

［第三実施形態］
＜ディスプレイ＞
図６のディスプレイＤ２は、液晶表示装置である。図６のディスプレイＤ２は、直下型バックライトユニット３１を備える。当該直下型バックライトユニット３１は、出光面２ａを有する複数の光源２と、複数の光源２の出光面２ａ側に配置されるプリズムシート３３とを備える。プリズムシート３３は、それ自体本発明の一実施形態である。また、当該直下型バックライトユニット３１は、複数の光源２の出光面２ａと反対側に配置される反射シート４と、複数の光源２、当該プリズムシート３３及び反射シート４を収容する方形トレイ状のケーシング（不図示）とを備える。また、ディスプレイＤ２は、直下型バックライトユニット３１から出射した光線が入射される表示パネル５を備える。ディスプレイＤ２は、図１のプリズムシート３に代えてプリズムシート３３が用いられている以外、図１のディスプレイＤ１と同様の構成とすることができる。

（プリズムシート）
当該プリズムシート３３は、１枚のシート体である。当該プリズムシート３３は、プリズム層１１と、プリズム層１１の複数の単位プリズム１３の底面側に積層される基材層１２と、基材層１２のプリズム層１１が積層される側と反対の面側に配置される反射ドットパターン３４とを有する。当該プリズムシート３３は、反射ドットパターン３４を有する以外、図１のプリズムシート３と同様の構成とすることができる。そのため、以下では反射ドットパターン３４についてのみ説明する。

〔反射ドットパターン〕
反射ドットパターン３４は、基材層１２の光入射面に固着される。反射ドットパターン３４は、基材層１２の光入射面と合わせて当該プリズムシート３３の光入射面３３ｂを構成する。反射ドットパターン３４は、複数の反射ドット３４ａから構成されている。複数の反射ドット３４ａは、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、ディスペンサ印刷等の印刷法によって形成される。上記印刷法としては、複数の反射ドット３４ａを容易かつ高精度に形成可能なスクリーン印刷が好ましい。複数の反射ドット３４ａの形状としては、特に限定されるものではないが、例えば半球状、球欠状等が挙げられる。複数の反射ドット３４ａとしては、例えば反射率や色相等の異なる２種類以上のものが含まれていてもよい。

反射ドットパターン３４は、複数の光源２から当該プリズムシート３３の法線方向に出射される光線を反射させ、この反射光を平面視で光源２と離れた位置から当該プリズムシート３３に入射させる。

複数の反射ドット３４ａは、光線を反射させるよう例えばバインダー成分に白色顔料又は銀色顔料を含有したインクを用いて形成される。これにより、複数の反射ドット３４ａは、上記バインダー成分が硬化した樹脂マトリックスと、この樹脂マトリックスに含有される上記白色顔料又は銀色顔料とを含む。上記バインダー成分に含有される顔料としては、白色顔料が好ましい。複数の反射ドット３４ａが白色顔料を含むことで、複数の反射ドット３４ａを比較的安価に形成することができると共に、複数の反射ドット３４ａに起因するぎらつきを抑えることができる。なお、複数の反射ドット３４ａは、光線を反射させる機能を有する一方、光線を吸収する機能は有しなくてもよい。

上記バインダー成分としては、例えば加熱又は紫外線照射によって硬化する樹脂が挙げられる。このような樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、アルキッド樹脂、ポリウレタン、アクリルウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を混合して用いることができる。中でも、上記バインダー成分としては、熱収縮や変形のおそれが少なく、所望の形状の反射ドット３４ａを高精度で形成可能なアクリル系紫外線硬化型樹脂が好ましい。

上記白色顔料としては、例えば酸化チタン（チタン白）、酸化亜鉛（亜鉛華）、炭酸鉛（鉛白）、硫酸バリウム、炭酸カルシウム（白亜）等が挙げられる。上記銀色顔料としては、例えばアルミニウム等の金属顔料が挙げられる。

複数の反射ドット３４ａの反射率の下限としては、５０％が好ましく、７０％がより好ましい。一方、複数の反射ドット３４ａの反射率の上限としては、１００％とすることができる。当該プリズムシート３３は、複数の反射ドット３４ａの反射率が上記範囲内であることで、ホットスポットの発生を十分に抑制することができる。また、当該プリズムシート３３は、複数の反射ドット３４ａの反射率を上記範囲内で比較的低くすることで、複数の反射ドット３４ａを安価に形成することができる。なお、「複数の反射ドットの反射率」とは、複数の反射ドットに入射する全光束［ｌｍ］に対するこれらの反射ドットで反射される全光束［ｌｍ］の比をいい、分光光度計によって測定される値をいう。

複数の反射ドット３４ａの径は均一であることが好ましい。複数の反射ドット３４ａの平均径の下限としては、１μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、複数の反射ドット３４ａの平均径の上限としては、１２０μｍが好ましく、６０μｍがより好ましい。上記平均径が上記下限に満たないと、各反射ドット３４ａによる光線の反射効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均径が上記上限を超えると、各反射ドット３４ａによる光線の反射領域が大きくなり過ぎて、当該直下型バックライトユニット３１の輝度を緻密に制御し難くなり、ひいては当該直下型バックライトユニット３１の輝度の均一化を図り難くなるおそれがある。なお、「反射ドットの径」とは、反射ドットの底面（基材層との固着面）における径をいう。また、「平均径」とは、任意の１０個の反射ドットの径の平均値をいう。

図７に示すように、複数の反射ドット３４ａは、第１反射ドット３５ａと、この第１反射ドット３５ａを取り囲むよう設けられる複数の第２反射ドット３５ｂとを含む。反射ドットパターン３４は、例えば第１反射ドット３５ａの径方向外側に向けて複数の第２反射ドット３５ｂの密度が漸減する反射領域３５を有する。換言すると、反射領域３５は、第１反射ドット３５ａ（より詳しくは第１反射ドット３５ａの中心）を中心として環状（本実施形態では円環状）に区画される同一幅の複数の領域において、内側に区画される領域の１又は複数の反射ドット３４ａの密度が外側に区画される領域の１又は複数の反射ドット３４ａの密度よりも大きくなるよう設けられている。本実施形態において反射領域３５は円形である。反射領域３５は、光源２と平面視で重なり合う位置に、第１反射ドット３５ａ及び複数の第２反射ドット３５ｂが連結して形成されたベタ領域を有していてもよい。

反射ドットパターン３４は、複数の反射領域３５を有する。各反射領域３５は、平面視で光源２の出光面２ａを含むようこの光源２と１対１対応で設けられている。具体的には、第１反射ドット３５ａは光源２の出光面２ａと平面視で少なくとも部分的に重なり合っており、より詳しくは第１反射ドット３５ａの中心と光源２の出光面２ａの中心とは平面視で一致している。

複数の第２反射ドット３５ｂは、第１反射ドット３５ａを取り囲むように多重環状に設けられている。また、複数の第２反射ドット３５ｂは、第１反射ドット３５ａを中心として放射状に設けられている。反射領域３５では、内側の環における複数の第２反射ドット３５ｂの密度を外側の環における複数の第２反射ドット３５ｂの密度よりも大きくすることができる。換言すると、内側の環における複数の第２反射ドット３５ｂの平均ピッチを外側の環における複数の第２反射ドット３５ｂの平均ピッチよりも小さくすることができる。但し、複数の第２反射ドット３５ｂの配置は、この構成に限定されない。

各環において隣接する第２反射ドット３５ｂ間のピッチは同じであることが好ましい。このように、各環において隣接する第２反射ドット３５ｂ間のピッチが同じであることによって、部分的な輝度の高低を抑制し、ホットスポットの発生を抑制しやすい。また、複数の反射ドット３４ａの径を均一に形成し、かつこれらの反射ドット３４ａの平均径を上述の範囲内に制御することで、ホットスポットの発生をさらに容易に抑制することができる。

複数の第２反射ドット３５ｂは、第１反射ドット３５ａの中心を通る直線上に連続して配置されていないことが好ましい。つまり、第１反射ドット３５ａの径方向に隣り合う第２反射ドット３５ｂ同士は、第１反射ドット３５ａの径方向に対してずれて配置されていることが好ましい。このように、複数の第２反射ドット３５ｂが、第１反射ドット３５ａの中心を通る直線上に連続して配置されていないことによって、モアレの発生を抑制することができる。

なお、反射ドットパターン３４は、複数の反射領域３５以外にも反射ドット３４ａを有していてもよいが、光線を容易かつ確実に制御する観点からは、複数の反射領域３５以外には反射ドット３４ａは形成されないことが好ましい。

＜利点＞
当該プリズムシート３３は、基材層１２のプリズム層１１が積層される側と反対の面側に配置される反射ドットパターン３４を有することによって、光源２から当該プリズムシート３３に出射された光線を反射ドットパターン３４で反射させることができる。これにより、反射ドットパターン３４によって反射した光が平面視で光源２から離れた位置で当該プリズムシート３３に入射することで、ホットスポットの発生をより抑制することができる。

［第四実施形態］
＜光学ユニット＞
図８の光学ユニット４１は、２枚のシート体からなる。当該光学ユニット４１は、図１のプリズムシート３に代えて、図１の直下型バックライトユニット１に用いられる。当該光学ユニット４１は、プリズムシート４３と、基材シート４４とを備える。プリズムシート４３は、図１のプリズムシート３のプリズム層１１からなる。基材シート４４は、図１のプリズムシート３の基材層１２からなる。基材層１２は、プリズムシート４３の複数の単位プリズム１３の底面側に空気層Ｓを介して配置される。なお、当該光学ユニット４１は、プリズムシート４３と基材シート４４との間に空気層Ｓを形成するためのスペーサ（不図示）を有していてもよい。このスペーサとしては、例えばプリズムシート４３の基材シート４４と対向する面及び／又は基材シート４４のプリズムシート４３と対向する面に形成される複数の突起が挙げられる。

＜利点＞
当該光学ユニット４１は、プリズムシート４３と基材シート４４とが空気層Ｓを介して設けられることで、空気層Ｓによって単位プリズム１３への光線の入射角度を調節でき、ホットスポットの発生を抑制しやすい。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば当該プリズムシートは、上記第一実施形態〜第三実施形態の構成において、上記基材層を有していなくてもよい。この場合、当該プリズムシートは、上述のプリズム層のみから構成されていてもよい。

当該プリズムシートは、上記低屈折率層を有する構成において、上記基材層の上記プリズム層が積層される側と反対の面側に反射ドットパターンを有していてもよい。具体的には、当該プリズムシートは、図５の構成において、基材層１２の光入射面に図６の反射ドットパターン３４が形成されていてもよい。

当該プリズムシートは、上記反射ドットパターンに代えて、又は上記反射ドットパターンに加えて遮光ドットパターンを有していてもよい。この遮光ドットパターンは、例えば光線を吸収する複数の遮光ドットから構成される。上記複数の遮光ドットは、例えば上記基材層の光入射面に直接又は上記反射ドットパターンに重ねて積層することができる。

上記基材層は、上記光拡散剤を分散含有しない構成とすることも可能である。また、当該プリズムシートは、上記基材層に代えて、又は上記基材層に加えて上記プリズム層が上記光拡散剤を分散含有していてもよい。

上述のように、当該プリズムシートは、直下型バックライトユニットの複数の光源の直上に配置される光拡散板として好適に用いられる。但し、当該プリズムシートは、例えばエッジライト型バックライトユニットに用いられてもよい。また、当該プリズムシートは、液晶表示装置以外のディスプレイに用いられてもよい。

図９に示すように、当該光学ユニット５１は、基材シート４４のプリズムシート４３と対向する側と反対の面側（光入射面側）に反射ドットパターン４５を有していてもよい。この反射ドットパターン４５としては、図６のプリズムシート３３の反射ドットパターン３４と同様の構成とすることができる。

上記反射ドットパターンを構成する複数の反射ドットの配置は、光源の出光面の形状に応じて設計可能である。例えば光源の出光面が１方向に長い矩形状、楕円状等である場合、上記複数の反射ドットは、この出光面の長手方向に沿うように連続して配設される複数の第１反射ドットと、これらの複数の第１反射ドットを取り囲むよう設けられる複数の第２反射ドットとを含んでいてもよい。また、上記複数の第２反射ドットは、例えば１又は複数の第１反射ドットを中心として渦巻き状に配置されてもよい。

当該直下型バックライトユニットは、１つの光源のみを有するものであってもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例］
（Ｎｏ．１）
１つのＬＥＤ光源の出光面の直上に、出光方向に向けて反射ドットパターン、基材層、低屈折率層及びプリズム層を有するプリズムシートが配置され、上記ＬＥＤ光源の出光面と反対側に反射シートが配置された直下型バックライトユニットの輝度をシミュレーションにより求めた。プリズムシート全体の平均厚さは４００μｍ、基材層の平均厚さは３００μｍ、ＬＥＤ光源の出光面とプリズムシートの光入射面との間隔は１２０μｍ、反射シートの反射面とプリズムシートの光入射面との間隔は２７０μｍとした。反射ドットパターンは、図７に示すように、複数の第２反射ドットが、第１反射ドットを取り囲むように多重環状に、かつ第１反射ドットを中心として放射状に設けられたものとし、第１反射ドットの中心が平面視でＬＥＤ光源の出光面の中心と一致するように配置した。ＬＥＤ光源は、直径３ｍｍの丸型とし、第１反射ドット及び第２反射ドットは、反射率１００％、直径６０μｍとした。また、プリズム層における単位プリズムの頂角はＸ軸方向及びＹ軸方向共に６０°とした。平面視におけるＬＥＤ光源の中心からの距離と反射ドットパターンの密度との関係を図１０に示す。

［比較例］
（Ｎｏ．２）
Ｎｏ．１のプリズムシートに代えて、Ｎｏ．１の基材層からなる光拡散板と、この光拡散板の光出射面側に設けられる第１プリズムシートと、この第１プリズムシートの光出射面側に設けられる第２プリズムシートとを有する直下型バックライトユニットの輝度をシミュレーションにより求めた。第１プリズムシート及び第２プリズムシートは、それぞれ互いに平行な三角柱状の複数の単位プリズムを有するものとした。第１プリズムシートと第２プリズムシートとは、プリズムの稜線が平面視で直交するように配置した。第１プリズムシート及び第２プリズムシートのプリズムの頂角はいずれも９０°とした。光拡散板の光入射面から、第２プリズムシートの光出射面までの距離は６４０μｍ、ＬＥＤ光源の出光面と光拡散板の光入射面との間隔は１２０μｍ、反射シートの反射面と光拡散板の光入射面との間隔は２７０μｍであった。

＜シミュレーション結果＞
直下型バックライトユニットの光出射面（Ｎｏ．１においてはプリズムシートの光出射面、Ｎｏ．２においては第２プリズムシートの光出射面）から５０μｍの間隔を空けて輝度計を設置し、Ｎｏ．１及びＮｏ．２の直下型バックライトユニットの輝度をシミュレーションにより求めた。その結果、Ｎｏ．１の輝度の半値幅は５．１７ｍｍ、Ｎｏ．２の輝度の半値幅は３．３３ｍｍであった。Ｎｏ．１の輝度分布を表す平面画像を図１１に、Ｎｏ．２の輝度分布を示す平面画像を図１２に示す。また、Ｎｏ．１及びＮｏ．２の平面視でＬＥＤ光源と重なり合う部分を中心とする輝度分布を図１３に示す。

図１１及び図１３に示すように、Ｎｏ．１では平面視でＬＥＤ光源と重なり合う部分の輝度と他の部分の輝度との均一化が図られており、ホットスポットの発生が抑制されている。これに対し、図１２及び図１３に示すように、Ｎｏ．２では平面視でＬＥＤ光源と重なり合う部分の輝度が極端に高くなっており、ホットスポットが発生している。

また、Ｎｏ．１では、プリズムシートの平均厚さが４００μｍであるのに対し、Ｎｏ．２では、光拡散板の光入射面から第２プリズムシートの光出射面までの距離が６４０μｍとなっている。このことから、Ｎｏ．１は、Ｎｏ．２に比べて直下型バックライトユニットの薄型化が促進されている。

＜頂角と正面輝度との関係＞
Ｎｏ．１について、プリズムシートの単位プリズムの頂角を変えた場合の正面輝度の変化をシミュレーションによって求めた。このシミュレーション結果を図１４に示す。なお、図１４において、単位プリズムのＸ軸方向及びＹ軸方向の頂角は同じである。

図１４に示すように、単位プリズムの頂角が５０°以上１４５°以下の範囲内である場合に、正面輝度が高められていることが分かる。

以上のように、本発明に係るプリズムシートは、ホットスポットの発生を抑制することができるので、液晶表示装置の直下型バックライトユニットに好適に用いられる。

１、３１ 直下型バックライトユニット
２ 光源
２ａ 出光面
３、２３、３３ プリズムシート
３ａ 光出射面
３ｂ、３３ｂ 光入射面
４ 反射シート
５ 表示パネル
１１ プリズム層
１２ 基材層
１２ａ 樹脂マトリックス
１２ｂ 光拡散剤
１３ 単位プリズム
１３ａ 第１稜線
１３ｂ 第２稜線
２４ 低屈折率層
３４、４５ 反射ドットパターン
３４ａ 反射ドット
３５ 反射領域
３５ａ 第１反射ドット
３５ｂ 第２反射ドット
４１、５１ 光学ユニット
４３ プリズムシート
４４ 基材シート
Ｄ１、Ｄ２ ディスプレイ
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒ３ 第３領域
Ｒ４ 第４領域
Ｒ５ 接続領域
Ｓ 空気層
Ｔ プリズムシートの平均厚さ
Ｔ１ 単位プリズムの高さ
Ｔ２ 基材層の平均厚さ
Ｔ３ 低屈折率層の平均厚さ
Ｗ 単位プリズムの幅
θ 単位プリズムの頂角

Claims (8)

1. 互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に整列する複数の単位プリズムを有するプリズム層を備え、
   上記単位プリズムの平面視形状が、Ｘ軸方向と平行な２辺及びＹ軸方向と平行な２辺を有する正方形状又は長方形状であり、
   上記単位プリズムが、Ｘ軸方向の中心位置でＹ軸方向に延びる第１稜線と、Ｙ軸方向の中心位置でＸ軸方向に延びる第２稜線とを有し、
   Ｘ軸方向における上記単位プリズムの両端のＸ座標をｘ_０、ｘ_２とし、上記第１稜線のＸ座標をｘ_１（但し、ｘ_１＝（ｘ_０＋ｘ_２）／２）とし、
   Ｙ軸方向における上記単位プリズムの両端のＹ座標をｙ_０、ｙ_２とし、上記第２稜線のＹ座標をｙ_１（但し、ｙ_１＝（ｙ_０＋ｙ_２）／２）とし、
   上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向、α及びβを正の定数とした場合、上記単位プリズムの座標（ｘ、ｙ）における高さＺ（ｘ、ｙ）が、Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）を基準として、下記式（１）〜（４）で表され、
   上記単位プリズムのＸ軸方向及びＹ軸方向の頂角が５０°以上１４５°以下であるディスプレイ用プリズムシート。
   ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
   Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
   ＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（１）
   ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_０＜ｙ≦ｙ_１の場合
   Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_０）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
   ＋（ｙ−ｙ_０）×ｔａｎ（β）・・・（２）
   ｘ_０＜ｘ≦ｘ_１かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
   Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_０、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_０）×ｔａｎ（α）
   ＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（３）
   ｘ_１＜ｘ≦ｘ_２かつｙ_１＜ｙ≦ｙ_２の場合
   Ｚ（ｘ、ｙ）＝Ｚ（ｘ_１、ｙ_１）＋（ｘ−ｘ_１）×ｔａｎ（−α）
   ＋（ｙ−ｙ_１）×ｔａｎ（−β）・・・（４）
2. 上記プリズム層の上記複数の単位プリズムの底面側に積層される基材層をさらに備える請求項１に記載のプリズムシート。
3. 上記プリズム層と上記基材層との間に低屈折率層をさらに備える請求項２に記載のプリズムシート。
4. 上記基材層の上記プリズム層が積層される側と反対の面側に配置される反射ドットパターンを有する請求項２又は請求項３に記載のプリズムシート。
5. 上記プリズム層及び上記基材層の少なくとも一方が、光拡散剤を分散含有する請求項２、請求項３又は請求項４に記載のプリズムシート。
6. 直下型バックライトユニットの複数の光源の直上に配置される光拡散板である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプリズムシート。
7. 請求項１に記載のプリズムシートと、
   上記プリズムシートの上記複数の単位プリズムの底面側に空気層を介して配置される基材シートと
   を備える光学ユニット。
8. 出光面を有する１又は複数の光源と、
   上記１又は複数の光源の出光面側に配置される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプリズムシートと
   を備える直下型バックライトユニット。

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