JPH09281310A - プリズムシート及びこれを用いた面状照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニュートンリング発生を十分に抑制でき、傷
を目立ちにくくすることができ、且つ入射光の正面方向
への集光効果を良好に維持し得るプリズムシートを提供
する。 【解決手段】 基体層１２の上面側にプリズム列形成層
１４が付されており、下面側に支持層１８により直径５
〜５０μｍのガラスビーズ１６多数を支持してなる光拡
散層が付されている。プリズム列形成層１４の上面は頂
角θが９０°の二等辺三角単位プリズム１４ａを複数配
列してなるプリズム列に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリズムシートの
技術及び該プリズムシートを用いた面状照明の技術に属
し、特に、液晶表示装置等に使用される背面照明装置に
関連して、その正面輝度を向上させるために使用される
プリズムシートに関し、該プリズムシートと背面照明装
置の他の隣接構成部材との間や上記プリズムシートと液
晶ユニットの隣接構成部材との間や複数のプリズムシー
トを重ねて使用する場合のプリズムシート間において発
生する干渉縞（ニュートンリング）の発生防止技術及び
プリズムシートその他の背面照明装置構成部材の欠陥を
目立たなくする技術に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー液晶表示装置を備えた携帯
用のノート型パソコンやカラー液晶パネル（カラー液晶
表示装置）を使った携帯用の液晶テレビジョン受信機あ
るいはビデオ一体型液晶テレビジョン受信機などのバッ
テリーによる駆動を前提とした製品において、液晶表示
装置の消費電力の大きいことが製品のバッテリーによる
駆動時間を延ばすための障害になっている。なかでも、
液晶表示装置に使われている背面照明装置（バックライ
ト）の消費電力の割合は大きく、これを低く抑えること
がバッテリーによる製品の駆動時間を延ばし該製品の実
用価値を高める上で重要な目標とされている。

【０００３】この目標を達成しようとする場合、消費電
力を低く抑えるためにバックライトの輝度を低下させた
のでは、表示装置の画面が暗くなって好ましくない。そ
こで、輝度を犠牲にすることなく消費電力を抑えるため
に、バックライトの光学的な効率を改善する手段とし
て、図５に示す様なものが知られている。図５におい
て、５は液晶ユニットであり、その下方にバックライト
ユニットが配置されている。該バックライトユニット
は、上面に単位プリズムを多数配列してプリズム列を形
成したプリズムシート１を光拡散シート４を介して導光
体３上に設置し、該導光体の側面に対向して光源２を配
置したものである。光源２から発せられた光は、導光体
３へと側面から入射し、該導光体の上面から出射し、光
拡散シート４を通過することにより拡散され、プリズム
シート１に下面から入射し、該プリズムシートのプリズ
ム列形成面（上面）から出射し、液晶ユニット５を背面
（下面）から照明する。液晶表示装置の観察者は液晶ユ
ニット５の正面（上面）の上方に位置する。

【０００４】このようなプリズムシートは、図５の例で
は１枚で使用されているが、特公平１−３７８０１号公
報には、２枚のプリズムシートを単位プリズム方向が或
る角度を持つ様に重ね合わせて使用し、輝度の向上を図
ろうとした例が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の特公
平１−３７８０１号公報に記載されている様にプリズム
シートを２枚重ねで使用する場合には、２枚のプリズム
シートの少なくとも１枚が何らかの原因で曲がっていた
り反っていたりする場合や、それらの間に異物が介在す
ることでプリズムシートが曲率を持った場合には、これ
らプリズムシートを通過した光が光路差を持つ様にな
り、ニュートンリングが発生し、あたかも液晶表示自体
に欠陥が生じたように見えることが指摘されている。

【０００６】このようなニュートンリングは、プリズム
シートと導光体表面との間や、プリズムシートと液晶ユ
ニットを構成するガラス面との間でも発生することが指
摘されている。

【０００７】また、以上の様な用途にプリズムシートを
使用する場合、プリズムシート自体の傷による歩留まり
低下の問題がある。当初、以上の様な用途のプリズムシ
ートとしては、熱可塑性透明プラスチック板の片面にプ
レス成形によってプリズム列を形成したものが使用され
ていたが、現在においては、微細な形状を正確に転写す
るため、透明樹脂シートの片面に付与した紫外線硬化型
樹脂にプリズム列を形成したものが主流と成りつつあ
る。一般に、このような透明樹脂シート及び紫外線硬化
型樹脂は傷が付きやすく、製造時やバックライトへの組
立時の取扱い不注意等により、容易に傷が付く。このよ
うな傷を通って光が出射する場合には、出射光が鋭く屈
折し、傷が周囲より著しく輝く欠陥点として認識され液
晶ユニットを通しても観察者に確認される欠陥となるた
め、バックライト自体の歩留まりを低下させる要因とな
っている。

【０００８】上記ニュートンリング発生の一般的なメカ
ニズムを説明する。ニュートンリングは、図６に示す様
に、曲率半径Ｒの球面を有する平滑な光学的曲面６と平
滑な光学的平面７とを隣接させた場合、曲面６と平面７
との間に間隔の次第に変化する空気層８が形成されるこ
とに基づき、図７のような同心円状のリング（ニュート
ンリング）９として観察されるものである。

【０００９】従って、プリズムシートのプリズム列が形
成されていない面を平滑な面とせずに微細な凹凸を形成
すれば、ニュートンリングの発生を防止できる。このた
めに、プリズム列が形成されていない面を、サンドペー
パー等の研磨材で荒らすことも考えられるが、このよう
な方法では、プリズム列への入射光を著しく散乱させる
ことになり、プリズムシート本来の機能である入射光の
正面方向への集光効果を低下させるため、問題解決の有
効な手段とはならない。

【００１０】一方、プリズムシートの傷を防止する一般
的な方法としては、プリズム列形成面及びその裏面に、
バックライト組立時まで保護シートを貼っておき、傷付
きを防止する方法が最も広く使用されているが、結果的
に捨てられる保護シートのコストは、バックライトの価
格上昇要因となるし、何よりも保護シートを貼り付ける
前の工程で付いた傷については対処できない。

【００１１】そこで、本発明は、以上の様な従来の技術
の有する問題点を解決し、プリズムシートどうし或はプ
リズムシートと他の部材とを隣接させてもニュートンリ
ング発生を十分に抑制でき、且つ入射光の正面方向への
集光効果を良好に維持し得るプリズムシートを提供する
ことを目的とするものである。

【００１２】更に、本発明は、プリズムシートに付いた
傷を目立ちにくくすることを目的とするものである。

【００１３】また、本発明は、そのようなプリズムシー
トを用いた面状照明装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１４】更に、本発明は、そのような面状照明装置
においてプリズムシート以外の部材に付いた傷を目立ち
にくくすることを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、第１面及び第２面の２つの主
表面を有する板状の透光性基材の第１面側にプリズム列
が形成されており、上記基材の第２面側に多数の透光性
ビーズを含む光拡散層が形成されていることを特徴とす
る、プリズムシート、が提供される。

【００１６】本発明の一態様においては、上記基材は基
体層と該基体層の上記第１面側に付されたプリズム列形
成層とを含んでおり、該プリズム列形成層の上記第１面
側の表面に上記プリズム列が形成されている。

【００１７】本発明の一態様においては、上記光拡散層
は上記ビーズをビーズ支持層により上記基材の上記第２
面側の表面に付着せしめたものからなり、上記光拡散層
は上記ビーズの形状に応じた凹凸状表面を有している。

【００１８】本発明の一態様においては、上記基材は基
体層と該基体層の上記第２面側に付された上記光拡散層
とを含んでおり、該光拡散層中に上記ビーズが分散せし
められている。

【００１９】本発明の一態様においては、上記プリズム
列は上記第１面に沿って形成された単位プリズムの繰り
返しからなる。

【００２０】本発明の一態様においては、上記単位プリ
ズムは二等辺三角プリズムである。

【００２１】本発明の一態様においては、上記単位プリ
ズムの頂角は６０°〜１３０°の範囲内である。

【００２２】本発明の一態様においては、上記基体層は
平行平板状をなしている。

【００２３】本発明の一態様においては、上記基体層と
上記プリズム列形成層とが一体化されている。

【００２４】本発明の一態様においては、上記基材は合
成樹脂からなる。

【００２５】本発明の一態様においては、上記ビーズは
ガラスからなる。

【００２６】本発明の一態様においては、上記ビーズは
直径５μｍ〜３０μｍの範囲内である。

【００２７】本発明の一態様においては、上記ビーズの
屈折率は上記基材を構成する他の部材の屈折率より大き
い。

【００２８】また、本発明によれば、上記目的を達成す
るものとして、以上の様なプリズムシートに対し上記第
２面から光源からの光を入射させ上記第１面から光を出
射させる様にしてなることを特徴とする、面状照明装
置、が提供される。

【００２９】本発明の一態様においては、上記光源から
の光を上記プリズムシートの上記第２面側に配置された
光拡散体を通した後に上記プリズムシートに対し光を入
射させる様にしてなる。

【００３０】本発明の一態様においては、上記プリズム
シートの上記第２面側に配置され上記プリズムシート側
の第１表面と該第１表面と反対側の第２表面とを有する
導光体に対し上記第１表面及び上記第２表面を横切る側
面のうちの１つから上記光源からの光を入射させ、該導
光体内を導光せしめられた光を上記第１表面から出射さ
せて上記プリズムシートの方へと向かわせる様にしてな
る。

【００３１】本発明の一態様においては、上記光拡散体
は上記導光体の第１表面と上記プリズムシートとの間に
位置している。

【００３２】本発明の一態様においては、上記光源から
の光の入射せしめられる上記プリズムシートに追加して
更にプリズムシートを少なくとも１枚重ねて使用し、全
てのプリズムシートを隣接するものどうしの第１面と第
２面とが対向する様に配列してなる。

【００３３】本発明の一態様においては、上記プリズム
シートを合計で２枚使用し、これらプリズムシートを上
記プリズム列の第１面内方向が互いに略直交する様に配
列してなる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００３５】図１は本発明によるプリズムシートの第１
の実施形態を示す概略斜視図である。

【００３６】図１において、１２は基体層である。該基
体層１２としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート樹脂等の透明合成樹脂からなる
フィルムが使用できる。あるいは、基体層１２として
は、紫外線を通過する柔軟な硝子板を用いることもでき
る。基体層１２は、表面が平滑であることが望ましく、
少なくとも片面にはプリズム列を形成する活性エネルギ
ー線硬化型樹脂例えば紫外線硬化型樹脂との密着性を向
上させるコート層を有するのが好ましい。このようなコ
ート層としては、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ブ
チラール系プライマー、ウレタン系プライマー、フェノ
キシ系プライマー、コロイダルシリカを含有する樹脂液
が例示される。コート層は、表面をオゾン処理や水素炎
処理等の処理を施したものであってもよい。

【００３７】基体層１２の厚さＴ₁ は、例えば０．１〜
０．５ｍｍである。

【００３８】基体層１２の上面側には、プリズム列形成
層１４が付されている。該プリズム列形成層１４として
は、活性エネルギー線硬化型樹脂例えば紫外線硬化型樹
脂から成るものを用いることができる。この樹脂の組成
は、例えば、主成分として以下の（Ａ）成分、（Ｂ）成
分及び（Ｃ）成分を含む。

【００３９】（Ａ）成分［ラジカル重合が可能なモノマ
ーあるいはオリゴマーの少なくとも１種］：この（Ａ）
成分は、製造したプリズムの光学的性能を決定するもの
であり、所望のプリズムの性能に応じて適宜選択するの
が好ましい。（Ａ）成分は、ラジカル重合が可能なモノ
マーあるいはオリゴマーを単独で或は２種以上を組み合
わせて用いるが、通常２種以上を用いるのが好ましく、
プリズムシートに要求される機械的強度、耐衝撃性、耐
熱性、表面硬度、耐薬品性及び染色性を付与することが
できる。また、ラジカル重合性官能基として、アクリロ
イル基又はメタクリロイル基を有する化合物を組成物の
６０重量％以上用いることで、活性エネルギー線照射に
より部分共重合して瞬時に不流動化するため、成形した
プリズム列形成層内の対流による光学歪みが少なくなり
好ましい。

【００４０】（Ａ）成分の具体例としては、脂肪族、脂
環族、芳香族系のモノ又はポリアルコールとアクリル酸
又はメタクリル酸との縮合反応で得られるエステル型
（メタ）アクリレート（ａ−１）や、分子内に２個以上
のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物とヒ
ドロキシル基又はチオール基を含有する（メタ）アクリ
レートとのウレタン化反応で得られるウレタンポリ（メ
タ）アクリレート（ａ−２）や、分子内に少なくとも２
個のエポキシ基を有する化合物とアクリル酸又はメタク
リル酸とのグリシジル基開環反応で得られるエポキシポ
リ（メタ）アクリレート（ａ−３）や、飽和又は不飽和
多価カルボン酸、多価アルコール及び（メタ）アクリル
酸との縮合反応で得られるポリエステル（メタ）アクリ
レート（ａ−４）等の（メタ）アクリロイル官能性モノ
マー若しくはオリゴマーや、スチレン、クロロスチレ
ン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ジビニルベン
ゼン等のビニル化合物（ａ−５）や、ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレート、ジ
アリルビフェニレート等の（メタ）アリル化合物（ａ−
６）が挙げられる。これらの単量体は１種を単独で用い
ても良いし、２種以上を混合して用いても良い。

【００４１】（ａ−１）成分として好ましい具体例とし
ては、メチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）ア
クリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の脂肪族モ
ノ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アク
リレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、
ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、イソボルニ
ル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレー
ト等の脂環族モノ（メタ）アクリレート、フェニル（メ
タ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フ
ェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシ−２
−メチルエチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ
−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−
フェニルフェニル（メタ）アクリレート、２−フェニル
フェノキシエチル（メタ）アクリレート、４−フェニル
フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−フェニル
フェニル−２−メチルオキシエチル（メタ）アクリレー
ト、２−ナフチル（メタ）アクリレート、２−ブロモフ
ェニル（メタ）アクリレート、４−ブロモフェニル（メ
タ）アクリレート、２，４−ジブロモフェニル（メタ）
アクリレート、２，４，６−トリブロモフェニル（メ
タ）アクリレート、フェニルチオエチル（メタ）アクリ
レート、フェニルチオエトキシエチル（メタ）アクリレ
ート等の芳香族モノ（メタ）アクリレート、ビス（４−
（メタ）アクリロキシエトキシフェニル）メタン、ビス
（４−（メタ）アクリロキシジエトキシフェニル）メタ
ン、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシエトキシ
フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（メタ）アク
リロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−（メタ）アクリロキシペンタエトキシフェニル）
プロパン、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシプ
ロポキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（メ
タ）アクリロキシジプロポキシフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシエトキシ−
３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−（メタ）−アクリロキシジエトキシ−３，５−ジ
ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（メ
タ）アクリロキシペンタエトキシ−３，５−ジブロモフ
ェニル）プロパン、ビス（４−（メタ）アクリロキシエ
トキシフェニル）スルフォン、ビス（４−（メタ）アク
リロキシジエトキシフェニル）スルフォン、ビス（４−
（メタ）アクリロイルチオフェニル）スルフィド、ビス
（４−（メタ）アクリロキシエチルチオフェニル）スル
フィド等の芳香族骨格のエステルジ（メタ）アクリレー
ト、ビス（４−（メタ）アクリロキシシクロヘキシル）
メタン、ビス（４−（メタ）アクリロキシエトキシシク
ロヘキシル）メタン、ビス（４−（メタ）アクリロキシ
ジエトキシシクロヘキシル）メタン、ビス（４−（メ
タ）アクリロキシシクロヘキシル）プロパン、ビス（４
−（メタ）アクリロキシエトキシシクロヘキシル）プロ
パン、ビス（４−（メタ）アクリロキシジエトキシシク
ロヘキシル）プロパン、ジシクロペンタジ（メタ）アク
リレート等の脂環族骨格のエステルジ（メタ）アクリレ
ート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジ
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレン
グリコール（ｎ＝４〜１５）ジ（メタ）アクリレート、
プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプ
ロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロ
ピレングリコール（ｎ＝４〜１５）ジ（メタ）アクリレ
ート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリブチレングリコール（ｎ＝２〜１５）ジ（メ
タ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）
アクリレート、ヒドロキシヒバリン酸ネオペンチルグリ
コールエステルのジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘ
キサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナ
ンジオールジ（メタ）アクリレート等の脂肪族骨格のエ
ステルジ（メタ）アクリレート、その他トリメチロール
プロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール
テトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパ
ンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトー
ルペンタ（メタ）アクリレート等の多官能性（メタ）ア
クリレートが挙げられる。

【００４２】（ａ−２）成分として好ましい具体例とし
ては、トリス（イソシアナトヘキシル）イソシアヌレー
ト、イソホロンジイソシアネート、ビス（４，４′−イ
ソシアナトシクロヘキシル）メタン、１，３−ビス（イ
ソシアナトメチル）シクロヘキサン、メタキシリレンジ
イソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、
２，６−トリレンジイソシアネート等のポリイソシアネ
ート化合物と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２
−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロ
キシブチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基を
含有する（メタ）アクリレートとの反応生成物であるウ
レタンポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。

【００４３】（ａ−３）成分として好ましい具体例とし
ては、２，２−ビス（４−グリシジルオキシシクロヘキ
シル）プロパン、２，２−ビス（４−グリシジルオキシ
フェニル）プロパン、ビスフェノールＡジグリシジルエ
ーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビス
フェノールＳジグリシジルエーテル、テトラブロモビス
フェノールＡジグリシジルエーテル、テトラブロモビス
フェノールＳジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物
と（メタ）アクリル酸との反応物であるエポキシポリ
（メタ）アクリレートが挙げられる。

【００４４】（ａ−４）成分として好ましい具体例とし
ては、マレイン酸、フマル酸、フタル酸あるいはコハク
酸の少なくとも１種とエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、トリメチロールプロ
パンあるいはペンタエリスリトールの少なくとも１種、
及びメタクリル酸又はアクリル酸との反応物であるポリ
エステルポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。

【００４５】上記した各種（Ａ）成分は１種を単独で用
いてもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよ
い。

【００４６】（Ｂ）成分［活性エネルギー線感応触
媒］：この（Ｂ）成分は、主として波長２００〜４００
ｎｍの紫外線に感応してラジカル源を発生するものがよ
り好ましく、具体例として、ベンゾイン、ベンゾインモ
ノメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、
アセトイン、ベンジル、ベンゾフェノン、ｐ−メトキシ
ベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ベンジル
ジメチルケタール、２，２−ジエトキシアセトフェノ
ン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、メ
チルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオ
キシレート、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニ
ルプロパン−１−オン等のカルボニル化合物、テトラメ
チルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジ
スルフィドなどの硫黄化合物、２，４，６−トリメチル
ベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどのア
シルフォスフィンオキサイド等を挙げることができる。
これらは１種または２種以上の混合系で使用される。こ
れらの中でも、ベンゾフェノン、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、メチルフェニルグリオキシレート、１−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメ
チルケタール、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフ
ェニルフォスフィンオキサイドがより好ましい。

【００４７】（Ｂ）成分の使用割合は、（Ａ）〜（Ｃ）
成分の合計量１００重量部中０．００５〜５重量部、よ
り好ましくは０．０２〜２重量部である。（Ｂ）成分の
量は、０．００５重量部未満では硬化性が不十分となり
がちで、５重量部を越えると深部硬化性が悪くなって着
色を招きがちである。

【００４８】（Ｃ）成分［熱感応触媒］：この（Ｃ）成
分としては、通常の有機過酸化物又はアゾ系化合物が使
用可能である。具体的には、過酸化ベンゾイル、オクタ
ノイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシパー
カーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）
パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソ
ブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサ
ノエート等の有機過酸化物、２，２′−アゾビス（２，
４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイ
ソブチロニトリル、２、２′−アゾビス（４−メトキシ
−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾ
ビス（２−メチルブチロニトリル）等のアゾ系化合物が
挙げられる。

【００４９】（Ｃ）成分の使用割合は、（Ａ）〜（Ｃ）
成分の合計量１００重量部中０．００５〜５重量部、よ
り好ましくは０．０２〜２重量部である。（Ｃ）成分の
量は、０．００５重量部未満では硬化性が不十分となり
がちで、５重量部を越えるとプリズムの機械的強度が低
下したり着色を招いたりしがちである。

【００５０】尚、プリズム列形成層１４の樹脂組成に
は、必要に応じて、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸
収剤、ブルーイング剤、顔料、沈降防止剤、消泡剤、帯
電防止剤、防曇剤等の各種の添加剤が含まれていてもよ
い。

【００５１】プリズム列形成層１４は、基体層１２と接
合される下面が平滑であり、上面に単位プリズム１４ａ
が複数互いに平行に配列されたプリズム列１４ｂが形成
されている。単位プリズム１４ａは二等辺三角プリズム
であり、その頂角θは例えば６０°〜１３０°の範囲内
であることが好ましい。即ち、プリズムシートに対し下
面側から完全な拡散光が入射する場合には、頂角θは９
０°であるのが最適であるが、実際に使用においては入
射光はある程度の方向性を有していることが多く、６０
°〜１３０°の範囲内で適宜選択することにより正面方
向への集光効果を高めることができる。

【００５２】プリズム列形成層１４の厚さＴ₂ は例えば
４〜１００μｍ程度であり、各単位プリズム１４ａの高
さＨは例えば４〜５０μｍ程度であり、単位プリズム１
４ａの配列ピッチＰは例えば２０〜１００μｍ程度であ
る。

【００５３】基体層１２の下面側には、多数の透光性ビ
ーズ１６が支持されている。ビーズ１６の支持のため
に、支持層１８が用いられている。該支持層１８として
は、上記プリズム列形成層１４と同様な樹脂から成るも
のを用いることができる。

【００５４】ビーズ１６としては、例えばガラスからな
るものを用いることができる。ビーズ１６は、無色透明
で表面が滑らかあるのが好ましく、特に化学的に安定な
ガラス質であるのが好ましい。ガラスの化学組成として
は、具体的には酸化ケイ素、三酸化アルミニウム、酸化
ホウ素、三酸化鉄、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸
化マグネシウム、酸化カルシウム、シリコン、合成サフ
ァイヤ、合成フューズドシリカ等が挙げられる。これら
の組成は、単一あるいは複数を混合して用いることがで
きる。

【００５５】ビーズ１６は、例えば、直径２〜１００μ
ｍ好ましくは５〜５０μｍであり、真球度１０μｍ以下
の球形である。ビーズ１６は基体層１２の下面上にてで
きるだけ均一に分布するのが好ましく、その分布密度は
例えば５０〜２００個／ｍｍ ² である。ビーズ分布密度
が小さ過ぎるとビーズ添加の効果が不十分となり、ビー
ズ分布密度が大き過ぎるとプリズムによる集光効果が低
下したり照明装置としての輝度が低下したりすることが
ある。

【００５６】支持層１８は、ビーズ１６と約０．５％以
上の屈折率差を持つのが好ましい。支持層１８は、基体
層１２及びビーズ１６より屈折率が低いことが望まし
い。その場合には支持層１８は反射防止膜としての機能
をもつ。支持層１８の屈折率は好ましくは１．２〜１．
６５である。また、ビーズ１６の屈折率は好ましくは
１．５〜１．８５更に好ましくは１．５〜１．６５であ
る。

【００５７】また、支持層１８の厚さは、ビーズ１６が
その直径の半分以上の部分によりシート表面の凹凸を形
成する程度とすることができる。即ち、ビーズ１６と支
持層１８とにより形成される光拡散層は、ビーズ１６の
形状に応じた凹凸状表面を有している。

【００５８】以上の基体層１２とプリズム列形成層１４
とビーズ１６とその支持層１８とを含んで透明基材１０
が構成されている。

【００５９】次に、以上の様なプリズムシートの製造方
法について、説明する。

【００６０】まず、プリズム列形成層１４に使用する紫
外線硬化型樹脂を準備する。紫外線硬化型樹脂は屈折率
調整用成分［（Ａ）成分］及び触媒［（Ｂ）成分及び
（Ｃ）成分］等を混合し、予め脱泡しておくとともに、
液中のごみをフィルターで濾過しておく。このように準
備した紫外線硬化型樹脂組成物をプリズム形状を刻印し
た型に注入後、透明基体層を重ね合わせ該透明基体層を
通して紫外線光源より紫外線を照射して重合させた後、
型から剥離する。これにより、予備成形体が得られる。

【００６１】プリズム列を形成するために使用する型と
しては、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属製の型やシリ
コン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、
フッソ樹脂あるいはポリメチルペンテン樹脂等の合成樹
脂から作った型およびＮｉ電鋳法で製作した電鋳型、ま
たは上記材料にメッキを施したものを用いることができ
るが、耐熱性や強度の面から金属製の型を使用すること
が望ましい。型は平面型でもよいが、円筒状のロール型
を用いることもできる。ロール型を用いることにより、
長尺プリズムシートを得ることができる。

【００６２】次に、支持層１８に使用する紫外線硬化型
樹脂組成物を準備し、助剤及び触媒等を混合し、脱泡、
濾過を行った後、十分に撹拌する。このように得られた
紫外線硬化型樹脂組成物を、あらかじめプリズム列１４
ｂが下側になるように柔らかいシートを敷いた台の上に
置いた上記予備成形体上に塗布する。塗布方法として
は、ロールコート法、ドクターブレードコート法、バー
コート法、スプレーコート法、カーテンコート法、フロ
ーコート法、ディップコート法などの一般的な塗布方法
が利用できる。次に、ガラスビーズを適量散布し、不活
性ガス中で空気を遮断した状態で紫外線を照射し、樹脂
組成物を重合硬化させ、プリズムシートを得る。

【００６３】紫外線光源としては、蛍光灯、ケミカルラ
ンプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ
等の通常の紫外線光源が使用できる。

【００６４】図２は本発明によるプリズムシートの第２
の実施形態を示す概略斜視図である。本図において、上
記図１におけると同様の機能を有する部材には同一の符
号が付されている。

【００６５】本実施形態では、多数のビーズ１６は支持
層１８中に分散されて支持されている。この支持層１８
は、組成が上記第１の実施形態のものと同一であるが、
その厚さが異なる。本実施形態では、支持層１８の厚さ
は、例えば５〜２００μｍである。ビーズ１６と支持層
１８とにより形成される光拡散層の下面は、ガラスビー
ズ１６の一部好ましくはその直径の半分未満の高さが突
出することに基づく凹凸形状を有していてもよい。

【００６６】本実施形態のプリズムシートの製造方法
は、予備成形体を得るまでは上記第１の実施形態のもの
と同様である。次に、支持層１８に使用する紫外線硬化
型樹脂組成物を準備し、助剤及び触媒等を混合し、脱
泡、濾過を行った後、ガラスビーズを適量投入し、十分
に撹拌する。このように得られたガラスビーズ含有紫外
線硬化型樹脂組成物を、あらかじめプリズム列１４ｂが
下側になるように柔らかいシートを敷いた台の上に置い
た上記予備成形体上に塗布し、必要に応じて紫外線硬化
型樹脂との離型性の良好な透明剥離基材を重ね合わせ
て、空気を遮断した状態で紫外線を照射し、樹脂組成物
を重合硬化させ、プリズムシートを得る。この場合、光
拡散層の表面の凹凸発生を妨げないようにするには、使
用する透明剥離基材はできるだけ薄いことが好ましい。

【００６７】図３は本発明によるプリズムシートの第３
の実施形態を示す概略斜視図である。本図において、上
記図１及び図２におけると同様の機能を有する部材には
同一の符号が付されている。

【００６８】本実施形態では、基体層とプリズム列形成
層とが一体化されてプリズム列形成基体層２０とされて
いる。該プリズム列形成基体層２０は第２の実施形態に
おけるプリズム列形成層１４と同様の材料からなる。こ
のプリズム列形成基体層２０からなる予備成形体を得る
には、上記第１の実施形態のプリズム列形成層１４を作
成した時に用いた透明基体層の代わりに紫外線硬化型樹
脂との離型性の良好な透明剥離基材（良好な平面を有す
るもの）を用い、紫外線照射により樹脂を硬化させた後
に剥離すればよい。

【００６９】尚、本実施形態では、支持層１８の厚さ
は、ビーズ１６がその直径の半分以下の部分によりシー
ト表面の凹凸を形成する程度としている。即ち、ビーズ
１６と支持層１８とにより形成される光拡散層は、ビー
ズ１６の形状に応じた凹凸状表面を有している。

【００７０】図４は本発明によるプリズムシートを用い
た面状照明装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
本図において、上記図１〜図３におけると同様の機能を
有する部材には同一の符号が付されている。

【００７１】本実施形態において、上記図２の実施形態
の２枚のプリズムシート３０，３２が、いずれも上面側
にプリズム列形成層１４が位置し下面側に支持層２０が
位置する様にして重ね合わせられている。そして、プリ
ズムシート３０のプリズムの方向（Ｙ方向）とプリズム
シート３２のプリズムの方向（Ｘ方向）とは互いに直交
している。プリズムシート３２の下方には、バックライ
トユニットが配置されている。該バックライトユニット
は、拡散フィルム３４と導光体３６と光源３８とを含ん
でなる。拡散フィルム３４はプリズムシート３２と導光
体３６との間に位置し、該導光体３６はＸ方向に関し厚
さが次第に変化するくさび形状をなしており、その厚い
方のＸ方向端部の端面に隣接してＹ方向に延びた光源３
８が配置されている。４０は液晶ユニットである。

【００７２】光源３８から発せられた光は、導光体３６
へと側面から入射し、該導光体の上面から出射し、光拡
散シート３４を通過することにより拡散され、プリズム
シート３２，３０を通って出射し、液晶ユニット４０を
背面（下面）から照明する。

【００７３】本実施例ではプリズムシート３０，３２の
プリズム方向が互いに直交しているが、これら方向は互
いに５０°〜１３０°特に７０°〜１１０°の範囲内で
あれば良好な機能が発揮される。また、プリズムシート
を１枚のみ用いて（図５に示されるような配置にて）面
状照明装置を構成してもよい。

【００７４】

【実施例】以下、実施例により、本発明を説明する。

【００７５】［実施例１］ 下記の組成 ＊日立化成社製 「ＦＡ−３２１Ｍ」 ５０重量部 ＊日本化薬社製 「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−６０４」 ２０重量部 ＊大阪有機化学社製 「ビスコート＃１９２」 ３０重量部 ＊チバガイギ社製（光硬化触媒）「ダロキュア１１７３」 １．５重量部 からなる紫外線硬化型樹脂液を準備した。

【００７６】また、ＪＩＳ２８０４準拠の黄銅製の概略
Ａ４サイズの板にピッチＰ＝５０μｍ、頂角θ＝９０°
のプリズム形状を刻印した型を準備した。

【００７７】該プリズム型に紫外線硬化型樹脂液を注入
後、概略同サイズの厚さ１２５μｍで微小な傷が目視確
認できるＰＥＴシート（東洋紡社製片面易接着型フィル
ム：屈折率１．６）を重ね合わせ、その後、該シートの
上部３００ｍｍのところに設置した８０Ｗ／ｃｍの照射
強度の６．４ｋＷのウェスタンクォーツ社製紫外線ラン
プにより３０秒間紫外線を照射して樹脂を硬化させ、予
備成形体を得た。

【００７８】かくして得られた予備成形体をプリズム列
が下側になるように柔らかいシートを敷いた台の上に置
き、その上面側に上記組成物５０重量部中に直径３０μ
ｍのガラスビーズ（東芝バロティーニ社製フィラー用ガ
ラスビーズＧＢ７３１Ａ）５０重量部を混入攪拌した組
成物からなる紫外線硬化型樹脂液を塗布し、その上から
ガラス板を重ね合わせた。

【００７９】次に、該ガラス板の上方３００ｍｍのとこ
ろに設置した８０Ｗ／ｃｍの照射強度の６．４ｋＷのウ
ェスタンクォーツ社製紫外線ランプにより３０秒間紫外
線を照射して樹脂を硬化させた後、ガラス板のみを剥離
して、裏面側にガラスビーズ分散支持光拡散層を形成し
た上記第２の実施形態のプリズムシートを得た。ガラス
ビーズ分散支持光拡散層の厚さは約１２０μｍであっ
た。

【００８０】次に、図５に示されるような配置にて、上
記プリズムシート１枚を用いて面状照明装置を作製し
た。その上面側の直上約１ｍの位置にトプコン社製ＢＭ
−７型輝度計を配置し、輝度を測定した。比較のため
に、プリズムシートを使用しない場合のバックライトユ
ニットの輝度を同様にして測定した。その結果、プリズ
ムシートを用いた場合には、用いない場合の約１．５０
倍の輝度が得られた。ちなみに、上記プリズムシートの
裏面側にガラスビーズ分散支持光拡散層を形成しない従
来のプリズムシートを用いた場合のバックライトユニッ
トの輝度はプリズムシートを用いない場合の約１．５２
倍であり、従って、本発明実施例のプリズムシートを用
いて作製された面状照明装置では、従来の装置に比べて
実質上輝度の低下はほとんどないことがわかる。

【００８１】また、本実施例のプリズムシートを用いた
面状照明装置では、ＰＥＴシート自体に目視確認できる
微小な傷が存在していたにもかかわらず、液晶ユニット
を配置して面状照明装置で液晶ユニットを駆動し目視観
察した場合に、製品として欠陥となるレベルでは傷は確
認できなかった。そして、ニュートンリングの発生状況
をみたが、ニュートンリングは全く確認されなかった。

【００８２】［実施例２］実施例１と同様にして得たプ
リズムシートを２枚用いて面状照明装置を作製した。即
ち、図４に示されているように、スタンレー社製の冷陰
極管からなる光源３８と三菱レイヨン社製アクリル樹脂
導光体３６と東レ社製拡散フィルム３４とからなるバッ
クライトユニットに、２枚の上記プリズムシート３０，
３２をプリズム方向が互いに９０°の角度をなす様にし
てセットし、面状照明装置を作製した。但し、その際
に、プリズムシート３０，３２間に髪の毛を１本介在さ
せた。

【００８３】比較のために、プリズムシートの裏面側に
ガラスビーズ分散支持光拡散層を形成しない従来のプリ
ズムシートを用いて比較例面状照明装置を作製した。

【００８４】そして、これらの面状照明装置のプリズム
シート上に液晶ユニット４０を配置し、面状照明装置で
の照明下で液晶ユニットを駆動してニュートンリングの
発生状況をみたところ、比較例面状照明装置を用いた場
合にはニュートンリングが確認されたが、本発明面状照
明装置を用いた場合にはニュートンリングはコントラス
トが著しく低く製品として欠陥となるレベルではなかっ
た。

【００８５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、プ
リズム列が形成されているのと反対側に多数の透光性ビ
ーズを含む光拡散層を形成したことにより、該光拡散層
により適度の光拡散がなされ、正面方向への集光効果を
低下させることなく、透過光量を低下させることなく、
プリズムシートどうし或はプリズムシートと他の部材と
の間のニュートンリング発生を防止でき、更にプリズム
シートや他の部材に傷が付いても目立たなくすることが
でき、かくして、プリズムシート及び面状照明装置の製
作許容精度を緩くすることが可能となり、これらの製品
及び該面状照明装置を用いた液晶表示装置などの製品の
歩留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプリズムシートの第１の実施形態
を示す概略斜視図である。

【図２】本発明によるプリズムシートの第２の実施形態
を示す概略斜視図である。

【図３】本発明によるプリズムシートの第３の実施形態
を示す概略斜視図である。

【図４】本発明によるプリズムシートを用いた面状照明
装置の一実施形態を示す概略斜視図である。

【図５】従来のバックライトを用いた液晶表示装置を示
す概略斜視図である。

【図６】ニュートンリング発生の説明図である。

【図７】ニュートンリング発生の説明図である。

【符号の説明】

１０ 透明基材 １２ 基体層 １４ プリズム列形成層 １４ａ 単位プリズム １４ｂ プリズム列 １６ ガラスビーズ １８ ガラスビーズ支持層 ２０ プリズム列形成基体層 ３０，３２ プリズムシート ３４ 光拡散フィルム ３６ 導光体 ３８ 光源 ４０ 液晶ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１面及び第２面の２つの主表面を有す
   る板状の透光性基材の第１面側にプリズム列が形成され
   ており、上記基材の第２面側に多数の透光性ビーズを含
   む光拡散層が形成されていることを特徴とする、プリズ
   ムシート。
2. 【請求項２】 上記基材は基体層と該基体層の上記第１
   面側に付されたプリズム列形成層とを含んでおり、該プ
   リズム列形成層の上記第１面側の表面に上記プリズム列
   が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の
   プリズムシート。
3. 【請求項３】 上記光拡散層は上記ビーズをビーズ支持
   層により上記基材の上記第２面側の表面に付着せしめた
   ものからなり、上記光拡散層は上記ビーズの形状に応じ
   た凹凸状表面を有していることを特徴とする、請求項１
   〜２のいずれかに記載のプリズムシート。
4. 【請求項４】 上記ビーズは直径５μｍ〜３０μｍの範
   囲内であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
   に記載のプリズムシート。
5. 【請求項５】 上記ビーズの屈折率は上記基材を構成す
   る他の部材の屈折率より大きいことを特徴とする、請求
   項１〜４のいずれかに記載のプリズムシート。
6. 【請求項６】 上記請求項１〜５のいずれかに記載のプ
   リズムシートの上記第２面側に配置され上記プリズムシ
   ート側の第１表面と該第１表面と反対側の第２表面とを
   有する導光体に対し上記第１表面及び上記第２表面を横
   切る側面のうちの１つから光源からの光を入射させ、該
   導光体内を導光せしめられた光を上記第１表面から出射
   させて上記プリズムシートの方へと向かわせる様にして
   なることを特徴とする、面状照明装置。
7. 【請求項７】 上記光源からの光の入射せしめられる上
   記プリズムシートに追加して更に上記請求項１〜５のい
   ずれかに記載のプリズムシートを１枚重ねて使用し、こ
   れら２つのプリズムシートを隣接するものどうしの第１
   面と第２面とが対向し且つ上記プリズム列の第１面内方
   向が互いに略直交する様に配列してなることを特徴とす
   る、請求項６に記載の面状照明装置。