(57)【要約】【課題】表裏に凹凸を有していても薄く形成することができる構造を有する導光板を提供する。【解決手段】入光面（２２ａ）に配置される光源（２６）の光を導き面光源を得る導光板（２１）であって、光透過性を有するシート状の基部（２２）を有し、基部の表裏それぞれには、凸となる部位が形成されており、一方の面に形成される凸となる部位（２４、１２２）は基部と同じ材料である溶融押出樹脂からなり、他方の面に形成される凸となる部位（２３）は電離放射線硬化樹脂からなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面に配置される光源の光を導き面光源を得る導光板であって、
光透過性を有するシート状の基部を有し、
前記基部の表裏それぞれには、凸となる部位が形成されており、
一方の面に形成される前記凸となる部位は前記基部と同じ材料である溶融押出樹脂からなり、他方の面に形成される前記凸となる部位は電離放射線硬化樹脂からなる、導光板。
【請求項２】
前記他方の面に形成される前記凸となる部位は、導光方向に直交する方向に該凸の稜線が延びる単位裏面プリズムであり、前記単位裏面プリズムが導光方向に複数配列される、請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記一方の面に形成される前記凸となる部位は、前記入光面を延長するように設けられた光導入部である、請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項４】
前記一方の面に形成される前記凸となる部位は、導光方向に該凸の稜線が延びる単位光学要素であり、前記単位光学要素が前記導光方向に直交する方向に複数配列される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導光板と、
前記導光板の前記入光面に配置される光源と、を備える面光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の面光源装置と、
前記面光源装置の出光側に配置される液晶パネルと、を備える、映像源ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の映像源ユニットと、
前記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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を導いて面状光源を提供するための導光板、該導光板を具備する面光源装置、映像源ユニット、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ、携帯端末等に代表される液晶表示装置は、映像情報を含む液晶パネルと、液晶パネルに光を供給するために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）と、を備える映像源ユニットを具備しており、これにより液晶パネルに形成された映像情報を観察者に視認可能に提供する。
【０００３】
このような面光源装置は光源から入射した光を導光方向に導いて面状に広げて出光する導光板を有して構成される。ここで、導光板の種類の１つに、特許文献１、２に開示されているような、エッジライト式用の導光板がある。この導光板に対しては、光源が導光板の側端部（エッジ）に配置されており、これによれば面光源装置を薄く形成できる利点がある。
【０００４】
このようなエッジライト式の面光源装置に用いられる導光板については、光源から出光した光は、その方向が観察者側に向いていないので、導光板で光源から出射された光の向きを観察者側に向かうように変える必要がある。その際には、光源から出射された光を面状に広げることも同時に行わなければならない。そのため、導光板にはその表裏に凹凸が設けられていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７７４０６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７１７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、エッジライト式の面光源装置はその構造上薄く形成することが可能である。しかしながら、近年における更なる薄型化の要望がある。これに対して導光板を薄くする試みがあり、溶融押出法、フィルム賦形法、スリーブ法等の手法用いた研究がされている。しかしながら、いずれの方法でも適切な形状を維持して両面に凹凸を有する導光板を薄く作製することに限界があった。
【０００７】
そこで本発明は上記問題に鑑み、表裏に凹凸を有していても薄く形成することができる構造を有する導光板を提供することを課題とする。また、これを用いた面光源装置、映像源ユニット、及び液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、入光面（２２ａ）に配置される光源（２６）の光を導き面光源を得る導光板（２１）であって、光透過性を有するシート状の基部（２２）を有し、基部の表裏それぞれには、凸となる部位が形成されており、一方の面に形成される凸となる部位（２４、１２２）は基部と同じ材料である溶融押出樹脂からなり、他方の面に形成される凸となる部位（２３）は電離放射線硬化樹脂からなる、導光板である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導光板（２１）において、他方の面に形成される凸となる部位（２３）は、導光方向に直交する方向に該凸の稜線が延びる単位裏面プリズム（２３ａ）であり、単位裏面プリズムが導光方向に複数配列される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の導光板（２１）において、一方の面に形成される凸となる部位は、入光面を延長するように設けられた光導入部（１２２）である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光板（２１）において、一方の面に形成される凸となる部位（２４）は、導光方向に該凸の稜線が延びる単位光学要素（２４ａ）であり、単位光学要素が導光方向に直交する方向に複数配列される。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導光板（２１）と、導光板の入光面（２２ａ）に配置される光源（２６）と、を備える面光源装置（２０）である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５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る液晶パネル（１５）と、を備える、映像源ユニット（１０）である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、表裏に凹凸を有していても薄く形成することができる構造を有する導光板を提供できる。またこれを用いれば、薄い面光源装置、薄い映像源ユニット、及び薄い液晶表示装置を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一の形態を説明する図であり、映像源ユニットの分解斜視図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】導光板の斜視図である。
【図５】導光板の一部を拡大した図である。
【図６】導光板の一部を拡大した他の図である。
【図７】導光板を作製する過程の１つの場面を説明する図である。
【図８】導光板を作製する過程の他の１つの場面を説明する図である。
【図９】プリズムシートの一部を拡大した図である。
【図１０】第二の形態を説明する図で、導光板の斜視図である。
【図１１】図１０の断面の一部を表した図である。
【図１２】第二の形態の導光板の作用を説明する図である。
【図１３】図１３（ａ）は１つの変形例を説明する図、図１３（ｂ）は他の変形例を説明する図である。
【図１４】第三の形態を説明する図で、導光板の斜視図である。
【図１５】図１５（ａ）は第四の形態を説明する導光板の斜視図、図１５（ｂ）は第四の形態の他の例を説明する導光板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は第一の形態を説明する図であり、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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おり、この画素が所定のピッチで無数に配列されている。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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〜図３よりわかるように、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。
【００２５】
図４には導光板２１の斜視図を示した。導光板２１は、図１〜図４よりわかるように、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（シート状）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。すなわち導光板２１にはその表裏面のそれぞれに凸を形成する部材が配置されている。
【００２６】
基部２２、裏面プリズム部２３、及び単位光学要素部２４をなす材料は次の通りである。
本形態では基部２２と単位光学要素部２４とが一体に形成され、これが溶融押出樹脂で構成されている。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、ポリカーボネート樹脂、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、ポリオレフィン系樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。溶融押出樹脂は色の変化が少なく高い透明性を維持できる利点がある。
一方、裏面プリズム部２４は、電離放射線硬化樹脂により形成されている。電離放射線硬化樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等のアクリル系紫外線硬化型樹脂等が挙げられる。
【００２７】
すなわち、本発明では、表裏それぞれに凸を形成する部材のうち一方は基部と一体に形成され溶融押出樹脂により構成されている。そして凹凸のうち他方は電離放射線硬化樹脂により形成されている。これにより適切な形状を有しつつ、導光板の表裏の凸の頂部間の厚さを薄く成型することが可能となる。具体的な成型手順については後で説明する。本形態では基部２２と単位光学要素部２４とを一体として溶融押出樹脂で形成し、裏面プリズム部２３を電離放射線硬化樹脂とした例を説明した。これに限らず、基部２２と裏面プリズム部２３を一体として溶融押出樹脂で形成し、単位光学要素部２４を電離放射線硬化樹脂としてもよい。
【００２８】
以下、導光板２１の各構成について説明する。
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。また、光源２６が配置される端面は入光面２２ａとされている。
【００２９】
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）に形成される凸形状である。図５には図２のうち導光板２１の一部を拡大して示した。図１〜図５よりわかるように、本形態では裏面プリズム部２３では、矩形（台形）断面を有する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、その稜線が図１、図３、図４からわかるように一方（導光方向に直交する方向）に延びる柱状であり、複数の単位裏面プリズム２３ａは当該延びる方向に直交する方向（導光方向）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は断面が矩形であるがこれに限定されることはなく、三角形、その他の多角形、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。
【００３０】
本発明によれば、図５に示した単位裏面プリズム２３ａの厚さＨ１は、０．４μｍ以上４４μｍ以下程度にまで薄くすることができる。好ましくは２０μｍ以下である。
ここで、本形態では裏面プリズム２３ａに電離放射線硬化樹脂を用いている。電離放射線硬化樹脂は色味を有していることがあり、ここを通過する光が当該色味の影響で変化することが懸念される。しかしながら本形態では、電離放射線硬化樹脂を用いる単位裏面プリズム２３ａの厚さが上記のように薄くされているので、ここを通過する光の色の変化は問題とならないほどに小さく抑えることができる。
単位裏面プリズム２３ａの形態は、単位裏面プリズムとしての機能を発揮することができるように設定することが可能である。例えば、単位裏面プリズム２３ａのうち、全反射面として機能する面の基部２２に対する成す角αは０．５度以上５度以下とすることができる。また、単位裏面プリズム２３ａのピッチＰ１は５０μｍ以上５００μｍ以下としてもよい。
【００３１】
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３に表されるように本形態では断面略五角形を有しており、単位光学要素２４ａはこの断面を維持して稜線が一方（導光方向）に延びる柱状である。この稜線が延びる方向は、単位光学要素２４ａが配列される方向（導光方向に直交する方向）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。すなわち本形態では、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。
【００３２】
図６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１つの辺を有し、他の４つの辺が基部２２から突出する凸部となる略五角形形状を有している。
【００３３】
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、左右対称である。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、これに限定されることなく、三角形、四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。
【００３４】
なお、本件明細書における形状（例えば五角形形状）とは、厳密な意味での形状（例えば厳密な五角形形状）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（例えば略五角形形状）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。
【００３５】
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Ｗ１（図６参照）は２０μｍ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ｎｄに沿った単位光学要素２４ａの高さＨ２（図６参照）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の断面形状が五角形形状からなる場合には、頂角θ６（図６参照）を９０°以上１５０°以下とすることができる。
【００３６】
そして、図５にＨ３で示した単位光学要素部２４ａと基部２２との厚さの合計を２００μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。上記したように裏面プリズム部の厚さＨ１が０．４μｍ以上４４μｍ以下であるとすれば、導光板２１の出光面と裏面との厚さを５４４μｍ以下とすることが可能である。
【００３７】
以上のような構成を備える導光板２１は次のように作製することができる。図７、図８に説明するための図を表した。
図７は基部２２と単位光学要素部２４とが一体に形成された中間部材６１を作製する工程を説明する図である。これはいわゆるスリーブ法による溶融押出加工である。
ここでは、単位光学要素部２４の形状を転写することができる凹凸を外周部に有するロール金型５０を準備する。ロール金型５０はその周方向に延びる溝が形成され、回転軸が延びる方向に当該溝が配列されて上記凹凸とされている。
一方、ロール金型５０に対して所定の間隔を有して２つのスリーブ駆動用ロール５１、５２が配置される。そしてこの２つのスリーブ駆動用ロール５１、５２に対してスリーブ５３が巻き掛けられている。スリーブ５３の表面は平滑である。
また、ロール金型５０を挟んでスリーブ駆動用ロール５１の反対側には、ロール金型５０に対して所定の間隔を有して離型ロール５４が配置される。
このような各種ロールが配置された装置に対して、図７に示したように、スリーブ５３とロール金型５０との間に、溶融した溶融押出樹脂６０を供給ノズル５５から供給する。そして、各ロールを回転させることにより溶融押出樹脂６０をスリーブ５３とロール金型５０との間に送る。これにより溶融した溶融押出樹脂６０がロール金型５０の凹凸に充填される。そして、その間に冷却する等の適切な硬化方法により溶融押出樹脂６０を硬化させて、離型ロール５４により順次離型する。離型された中間部材６１は、基部２２に単位光学要素部２４が一体形成されたものである。中間部材６１は巻き取られて巻き取り体６２を得る。
【００３８】
図８は中間部材６１のうち単位光学要素部２４が配置された側とは反対の平滑面に裏面プリズム部２３を形成し、導光板２１の層構成を有する連続したシート８１を作製する工程を説明する図である。
ここでは、裏面プリズム部２３の形状を転写することができる凹凸を外周部に有するロール金型７０を準備する。ロール金型７０はその回転軸が延びる方向に延在する溝が形成され、周方向に当該溝が配列されて上記凹凸とされている。
一方、ロール金型７０に対して所定の間隔を有してニップロール７１が配置される。
また、ロール金型７０を挟んでニップロール７１の反対側には、ロール金型７０に対して所定の間隔を有して離型ロール７２が配置される。
このような各種ロールが配置された装置に対して、図８に示したように、ニップロール７１とロール金型７０との間に巻き取り体６２から順次巻き出した中間部材６１を送る。このとき、ニップロール７１側が単位光学要素部２４となる向きとされる。そして、中間部材６１とロール金型７０との間に、硬化前の電離放射線硬化樹脂８０を供給ノズル７３から供給する。各ロールを回転させることにより電離放射線硬化樹脂８０を中間部材６１とロール金型７０との間に送る。これにより硬化前の電離放射線硬化樹脂８０がロール金型７０の凹凸に充填される。そして、その間に電離放射線照射装置７４により光を照射して電離放射線硬化樹脂８０を硬化させて、離型ロール７２により順次離型する。離型されたシート８１は、基部２２の一方の面に単位光学要素部２４が一体形成され、他方の面に裏面プリズム部２３が形成されたものである。シート８１は、次の工程において順次必要な大きさに打ち抜かれ、これが導光板２１となる。
【００３９】
図１〜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（本形態は一方の例である。）。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。
【００４０】
次にプリズムシート３０について説明する。図１〜図３でわかるように、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。
【００４１】
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。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。
【００４２】
図１〜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（電離放射線硬化樹脂等）が好適に使用され得る。
【００４３】
単位プリズム部３２は、図１〜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。なお、直交することにより干渉縞（モアレ）が発生することが懸念される場合には１度以上１０度以下程度の角度で直交に対してずらしてもよい。
【００４４】
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し、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。
【００４５】
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９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ｎｄは本体部３１のシート面の法線方向を表わしている。
【００４６】
図９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ｎｄ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。
【００４７】
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ｎｄ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。
【００４８】
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θ９（図９参照）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θ９は６１°以上７１°以下、すなわち６６°±５°の範囲である。また、底辺幅Ｗ２は２５μｍ以上５０μｍ以下程度とすることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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（電離放射線硬化樹脂等）等が挙げられる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
以上のような構成を具備するプリズムシート３０は、例えば本体部となる基材上に先に光拡散層を設け、次いで単位プリズム部を形成して製造される。
光拡散層３３は、本体部となる基材の一方の面に、光拡散粒子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。
【００５６】
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。
【００５７】
図１〜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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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の基部２２の入光面２２ａから導光板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Ｌ２１、Ｌ２２の光路例が示されている。
【００６１】
図２に示すように、導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２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。また図示は省略するが裏面から出光した光は反射シート４０により反射して導光板２１内に戻る。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。
【００６２】
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Ｌ２１、Ｌ２２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Ｌ２１、Ｌ２２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。
【００６３】
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、五角形、又はその他多角形等となっている。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６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Ｌ６１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ｎｄに近づく（法線ｎｄ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。
【００６４】
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。
【００６５】
導光板２１から出射した光は、その後、図９にＬ９１で示したように、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９にＬ９１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ｎｄに対してθ９／２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ｎｄに近付けられる角度となる。
【００６６】
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。
【００６７】
単位プリズム３２ａにより全反射した光Ｌ９１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。
【００６８】
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。
【００６９】
図１０は第二の形態を説明する図で、導光板１２１の斜視図である。導光板１２１は、上記導光板２１に対して単位光学要素部２４のうち入光面２２ａ側端部の一部が切り欠かれ、その代わりに光導入部１２２が設けられている。図１１は、図１０にＸＩ−ＸＩで示した線に沿った断面のうち光導入部１２２側に注目して表した図である。すなわち図１１は単位光学要素２４ａの稜線方向（導光方向）に平行で、単位裏面プリズム２３ａが配列される方向の断面である。
【００７０】
図１０、図１１からわかるように、光導入部１２２が配置された部位では、単位光学要素部２４の代わりに当該光導入部１２２が基部２２の一方の面に対する凸を形成している。従って本形態では、基部２２の一方の面については単位光学要素部２４と光導入部１２２との両方により凸が構成されている。
【００７１】
光導入部１２２は、図１１に表れる断面を有して光源２６が配列される方向、又は光源が一方に長い場合にはその長手方向に沿って延びている。従って本形態では光導入部１２２は単位裏面プリズム２３ａと平行に延びている。
光導入部１２２は、図１１に表れる断面において、拡張面１２２ａ及び反射面１２２ｂを有している。拡張面１２２ａは基部２２の入光面２２ａを導光板２１の厚さ方向に延長するように形成された面である。一方反射面１２２ｂは、拡張面１２２ａのうち基部２２とは反対側の端部から単位光学要素部２４側に延びるとともに基部２２に近づくように傾斜して最終的には基部２２に連結する面である。
そして光導入部１２２は拡張面１２２ａの部位で単位光学要素部２４よりも厚く突出しており、反射面１２２ｂにより薄くなりつつ基部２２に接続している。ここで、図１１にＷ３で示した光導入部１２２の導光方向長さは特に限定されることはないが、２ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。
【００７２】
このような光導入部１２２により次のように作用する。図１２に説明のための図を示した。図１２は図１１と同じ視点による図である。光源１２６が単位光学要素部２４と裏面プリズム部２３との間隔よりも厚いとき、光源１２６を図１２のように、入光面２２ａ及び拡張面１２２ａに亘って配置する。
光源１２６から出光した光のうち、入光面２２ａに入射した光Ｌ１２１は上記説明した通り導光板２１内を導光方向に進行して、最終的に出光面（本形態では単位光学要素部２４）から出光する。
一方、光源１２６から出光した光のうち、拡張面１２２ａから入射した光Ｌ１２２は図１２からわかるように、反射面１２２ｂで全反射して基部２２に入射して導光方向に進むことができる。
【００７３】
このように、光導入部１２２を設けることにより、光源１２６が導光板２１の単位光学要素部２４と裏面プリズム部２３との間隔よりも厚いときでも光源１２６の光の損失を抑制して効率よく光を利用することができる。また逆に、光源１２６の厚さによらず、薄い導光板を作製することが可能である。そしてこのような薄い導光板１２１は上記説明した導光板の構造により可能となる。従って、本形態で光導入部１２２は単位光学要素部２４と同様に基部２２に一体に形成されており、溶融押出樹脂により構成されている。
【００７４】
図１３には変形例にかかる導光板１２１’、１２１”を説明する図で図１１と同じ視点による図を示した。図１３（ａ）は１つの変形例、図１３（ｂ）は他の変形例である。
図１３（ａ）に示した導光板１２１’では、反射面１２２’ｂが曲面により形成されている。また図１３（ｂ）に示した導光板１２１”では、反射面１２２”ｂが折れ曲がった複数の面により構成されている。このような導光板でも上記と同様の効果を奏する。
【００７５】
図１４は第三の形態を説明する図で、導光板２２１の斜視図である。導光板２２１は、上記導光板１２１に対して単位光学要素部２４が配置されない例の導光板である。従って、基部２２の表裏に形成される凸は、一方側は光導入部１２２であり、他方側は裏面プリズム部２３である。
【００７６】
図１５は第四の形態を説明する図で、図１５（ａ）が導光板３２１の斜視図、図１５（ｂ）が導光板４２１の斜視図である。
図１５（ａ）の導光板３２１は、上記導光板１２１に対して、基部２２のうち光導入部１２２とは反対側の端部にもう１つの光導入部３２２が配置された例である。この導光板３２１は、導光方向一方及び他方の両方に光源が配置されるための導光板である。
図１５（ｂ）の導光板４２１は、導光板３２１に対して単位光学要素部２４が配置されない例の導光板である。
【符号の説明】
【００７７】
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
１２２  光導入部
【図１】
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【図２】
2015069849.tif 000004
【図３】
2015069849.tif 000005
【図４】
2015069849.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015069849.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015069849.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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