(57)【要約】【課題】光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置において、照度ムラを抑制するとともに、正面輝度および光利用効率を向上することができるようにする。【解決手段】略同一平面上で一方向にストライプ状に延ばされるとともに一方向に直交する方向に互いに離間された複数の線状領域からの拡散光を集光して透過させるプリズムシート１であって、シート状に設けられた光透過性の基材部１ｂと、複数の線状領域である光源２０ａと反対側の基材部１ｂ上に設けられ、一方向に直交する面内で、光源２０ａからの拡散光をそれぞれ、基材部１ｂの法線方向に沿って進む略平行光として集光する複数のプリズム群１ａとを備えるようにする。【選択図】図２
2008311032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一平面上で一方向にストライプ状に延ばされるとともに前記一方向に直交する方向に互いに離間された複数の線状領域からの拡散光を集光して透過させる光学シートであって、
シート状に設けられた光透過性の基材部と、
前記複数の線状領域と反対側の前記基板部上に設けられ、前記一方向に直交する面内で、前記複数の線状領域からの拡散光をそれぞれ、前記基材部の法線方向に沿って進む略平行光として集光する複数のプリズム群とを備える光学シート。
【請求項２】
前記プリズム群は、
前記拡散光の透過方向に頂部を有し、前記一方向に延設された略三角柱状とされた複数のプリズムが互いに平行に配列されてなり、
前記各プリズムは、
前記拡散光を前記略平行光とする屈折面を、前記頂部を形成する２つの屈折面の少なくともいずれかとして備えることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記各プリズムにおける２つの屈折面は、
一方の屈折面が、前記線状領域の１つから入射する光を前記基材部の法線方向に略平行に屈折させ、
他方の屈折面が、前記線状領域の１つと隣り合う他の線状領域から入射する光を前記基材部の法線方向に略平行に屈折させることを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記複数の線状領域は、前記基材部の前記プリズム群と反対側のシート面側に設けられた光反射層の開口部によって形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学シート。
【請求項５】
前記光反射層の前記基材部と反対側の面に、前記線状領域に入射する拡散光を形成する光拡散層が積層して設けられたことを特徴とする請求項４に記載の光学シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートと、
該光学シートに対して前記プリズム群と反対側から光を入射させる複数の光源とを備えるバックライトユニット。
【請求項７】
前記複数の光源が線状光源からなり、
該線状光源は、前記線状領域内で、該線状領域の略中心位置に配置されたことを特徴とする請求項６に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
請求項６または７に記載のバックライトユニットと、
該バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とからなるディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置に関する。例えば、液晶テレビ等の照明に用いるのに好適な光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるディスプレイ装置は、画像信号に応じて各画素のＯＮ／ＯＦＦが制御される液晶表示素子の背面側に、バックライトユニットを配置し、このバックライトユニットからの光を表示光として利用している。
バックライトユニットは種々の構成が知られているが、液晶表示素子の背面側に、複数の冷陰極管を平行に配列して、さらにその背面を反射板で囲った直下型のバックライトユニットがよく用いられている。このような直下型のバックライトユニットでは、光源の光強度分布が一様でないため、照度ムラが発生し易く、集光した光を光拡散板などによって拡散させたり、透過光量を制限したりすることで、照度ムラを低減している。
このようなバックライトユニットの一例として、例えば、特許文献１には、規則的に配置した複数の光源と、反射板と、光源および反射板からの光が透過する際に出射方向を制御する光制御部材（光学シート）と、光拡散シートとを少なくとも備える直下方式の照明装置であって、光源が略線状であり、光入射側から光出射側に向かって反射板、光源、光制御部材、光拡散シートがこの順に配置され、光制御部材の光源からの光が入射する面または光が主に出射する面の少なくとも１面に光源の長手方向と略平行な帯状の凹凸形状が周期的に形成され、光拡散シートの光出射面に複数の凸部が形成されているものが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２５３０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、光制御部材に楕円形断面などの傾斜角度が変化する凹凸形状を設けることで、入射角度に応じた輝度ムラを抑えようとしている。
このような構成では、入射光の入射角に応じて、光源の直上に浅い入射角で入射する光と光源から離れた位置に大きな入射角で入射する光との透過光量のバランスを制御できるが、個々の凸部が、種々の入射角の光を正面方向に透過するように種々の傾きを備える構成としている。そのため、ある程度は輝度ムラを低減することができるものの、一定の入射角の光に対する集光性能は相対的に低下している。実際には、光源から凸部に直接入射する光は、個々の凸部に対して略一定の入射角となるので、傾斜角の角度範囲が広くなるほど、集光性能が悪化することになり、輝度ムラをさらに低減しようとすれば、正面輝度が落ち、光利用効率が低下してしまうという問題がある。そのため、低消費電力を求められるノートパソコンなどの電池駆動機器などにはさらなる光利用効率の向上が求められている。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、照度ムラを抑制するとともに、正面輝度および光利用効率を向上することができる光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、略同一平面上で一方向にストライプ状に延ばされるとともに前記一方向に直交する方向に互いに離間された複数の線状領域からの拡散光を集光して透過させる光学シートであって、シート状に設けられた光透過性の基材部と、前記複数の線状領域と反対側の前記基板部上に設けられ、前記一方向に直交する面内で、前記複数の線状領域からの拡散光をそれぞれ、前記基材部の法線方向に沿って進む略平行光として集光する複数のプリズム群とを備える構成とする。
この発明によれば、複数のプリズム群によって、略同一平面上で一方向にストライプ状に延ばされるとともに一方向に直交する方向に互いに離間された複数の線状領域からの拡散光を、それぞれ基材部の法線方向に沿って進む略平行光として集光することができるので、一方向に直交する面内において出射光の拡散範囲を狭めることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光学シートにおいて、前記プリズム群は、前記拡散光の透過方向に頂部を有し、前記一方向に延設された略三角柱状とされた複数のプリズムが互いに平行に配列されてなり、前記各プリズムは、前記拡散光を前記略平行光とする屈折面を、前記頂部を形成する２つの屈折面の少なくともいずれかとして備える構成とする。
この発明によれば、略三角柱状のプリズムの２つの屈折面の少なくともいずれかが、拡散光を略平行光にする屈折面とされるので、プリズム群内のプリズムの断面形状が線状領域からの光の入射角に応じて変化するため、各プリズムを透過する光の光強度分布がそれぞれ異なり、それらが重ね合わされることで、光学シートを透過する光の輝度分布が均されて輝度ムラを低減することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の光学シートにおいて、前記各プリズムにおける２つの屈折面は、一方の屈折面が、前記線状領域の１つから入射する光を前記基材部の法線方向に略平行に屈折させ、他方の屈折面が、前記線状領域の１つと隣り合う他の線状領域から入射する光を前記基材部の法線方向に略平行に屈折させる構成とする。
この発明によれば、各プリズムにより、隣り合う２つの線状領域からの拡散光を略平行光にするので、より正面輝度を向上することができるとともに、隣接する線状領域からの光が重ね合わされることで照度ムラをさらに低減することができる。
また、各プリズムの屈折面の一方あるいは他方のみが線状領域からの光を略平行光にする構成と比べて、プリズムの高さを低減することができるので、プリズムの加工が容易となり、光学シートを薄厚に形成することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の光学シートにおいて、前記複数の線状領域は、前記基材部の前記プリズム群と反対側のシート面側に設けられた光反射層の開口部によって形成された構成とする。
この発明によれば、光反射層により、開口部を透過しない光が光源側に反射されるので、この反射光を再利用することが可能となる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の光学シートにおいて、前記光反射層の前記基材部と反対側の面に、前記線状領域に入射する拡散光を形成する光拡散層が積層して設けられた構成とする。
この発明によれば、光拡散層によって、線状領域に入射する拡散光を形成することができるので、拡散光を発生させるための光源の配置自由度が高くなり、光学シートに対するアライメントの手間を省くことができる。また、光源として種々の光源を採用することができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、バックライトユニットにおいて、請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートと、該光学シートに対して前記プリズム群と反対側から入射させる複数の光源とを備える構成とする。
この発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートを用いるので、請求項１〜５のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を備える。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載のバックライトユニットにおいて、前記複数の光源が線状光源からなり、該線状光源は、前記線状領域内で、該線状領域の略中心位置に配置された構成とする。
この発明によれば、線状光源が、線状領域内でこの線状領域の略中心位置に配置されるので、線状光源から直接出射される光を入射させて略平行光とすることができる。そのため、正面輝度を良好にすることができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、ディスプレイ装置において、請求項６または７に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とからなる構成とする。
この発明によれば、請求項１〜７のいずれかに記載の光学シートを用いた請求項５に記載のバックライトユニットを用いるので、請求項１〜６のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置によれば、複数の線状領域ごとに拡散光を略平行光にして出射するプリズム群を備えるので、照度ムラを抑制するとともに、正面輝度および光利用効率を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１５】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る光学シートについて、それを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置とともに説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る光学シートのプリズムの形状を説明する模式説明図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットの模式的な光路説明図である。なお、各図は模式図のため寸法比は誇張され、一部の部材個数は過少に描かれている（以下も同じ）。
【００１６】
本実施形態のディスプレイ装置１００は、図１に示すように、光源部２０、プリズムシート１（光学シート）、および液晶表示部２２がこの順に積層され、液晶表示部２２から、図示上側に向けて、画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面視矩形状の画像を表示するものである。
光源部２０とプリズムシート１とは、バックライトユニット２３を構成している。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側、下方向を単に背面側と称する場合がある。
また、相対的な方向などを参照する場合に、後述する光源２０ａが延ばされた方向（図１の紙面奥行き方向）をＹ軸方向、Ｙ軸方向と直交し、光源２０ａが平行に配列される方向（図１の水平方向）をＸ軸方向、ＸＹ平面に直交し背面側から表示画面側に向かう方向（図１の下から上に向かう方向）をＺ軸方向とするＸＹＺ直角座標系を用いる場合がある。この座標系は各図に共通である。
【００１７】
光源部２０は、本実施形態では、図１に示すように、紙面奥行き方向に延びる線状の発光部がＸ軸方向に配列ピッチｕで離間して配置された複数の光源２０ａ（線状光源）と、これら光源２０ａからの光を散乱反射させるため背面側から覆って表示画面側が開口された反射板２０ｂとで構成される直下型方式を採用している。
光源２０ａは、適宜の線状光源を採用することができるが、本実施形態では、一例として冷陰極管を採用している。
このため、光源２０ａからは、ＺＸ平面内では、光源２０ａの管径の中心Ｑから径方向に向かって放射状の拡散光が出射される。したがって、光源２０ａをＺ軸正方向から見ると、光源２０ａの管径に等しいＸ軸方向幅で、Ｙ軸方向に光源２０ａの有効発光範囲だけ延ばされたＹ軸方向に細長い線状領域から拡散光が放射されているのと実質的に同じである。すなわち、本実施形態では、光源２０ａは、光源２０ａからの拡散光は、拡散光源の前面に光源２０ａの外径と同形状の細長い矩形状のスリットを置いたのと実質的に同一であり、光源２０ａが拡散光を出射する線状領域を構成している例となっている。
【００１８】
プリズムシート１は、光源部２０から表示画面側に出射される光の一部を集光して、表示画面側に透過させるものである。本実施形態では、透明樹脂で形成されたシート状または平板状の基材部１ｂの光源部２０と反対側の面に、光源２０ａと同方向の図示奥行き方向に延在して形成された複数のプリズム群１ａが連接して設けられてなる。
プリズム群１ａは、図２に示すように、Ｘ軸方向の中心位置が、光源２０ａの中心Ｑと略一致されており、光源２０ａの配列ピッチｕと同ピッチで配置されている。
プリズム群１ａの断面形状は図１では模式的に表されており、具体的には、図２に示すように、断面形状がそれぞれ異なる略三角柱状の複数のプリズム１０が、プリズム群１ａ内で、Ｘ軸方向に互いに平行に配列されている。
以下では、プリズム群１ａのＺ軸方向の正面に対向する光源２０ａを、プリズム群１ａに対応する光源２０ａと称する。
【００１９】
ここで、図３、４を参照して、プリズム１０の断面形状について説明する。
各プリズム１０の延在方向に直交する断面（ＺＸ平面）は、基材部１ｂと点Ａで交差し基材部１ｂに対して角度αだけ傾斜された境界面１０Ａと、基材部１ｂと点Ｂで交差し基材部１ｂに対して角度βだけ傾斜された境界面１０Ｂとをプリズムの屈折面として備え、境界面１０Ａ、１０Ｂとが交差する位置にプリズム頂点Ｐが形成されている。すなわち、プリズム頂点Ｐにおけるプリズム１０の頂角∠ＡＰＢは、θｔ＝１８０°−α−βである。
以下では、境界面１０Ａ、１０Ｂの位置関係は、図３に示すように、境界面１０ＡがＸ軸負方向側、境界面１０ＢがＸ軸正方向側にあるものとする。
また、プリズム頂点ＰのＺ軸方向の高さはｈ、プリズム１０の底辺ＡＢの長さはＷである。本実施形態では、長さＷは一定であり、プリズム１０の配列ピッチと一致する。
【００２０】
なお、境界面１０Ａ、１０Ｂが交差するプリズム頂部は、例えば加工上などの理由から、角Ｒ（丸み）が設けられたり、面取りが施されたりした形状とされていてもよく、このような場合には、プリズム頂点Ｐは、境界面１０Ａ、１０Ｂの延長線上に形成される仮想的な交点を意味する。
【００２１】
このようなプリズム１０の断面形状は、境界面１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方が、プリズム１０の属するプリズム群１ａに対応する光源２０ａからの光（例えば、図３の光線Ｌ１）を屈折して、Ｚ軸方向に略沿って出射する（例えば、図３の光線Ｌ２）とともに、境界面１０Ａ、１０Ｂのいずれか他方が、プリズム１０の属するプリズム群１ａに対応する光源２０ａに隣り合って配置された光源２０ａからの光をスネルの法則にしたがって屈折して、Ｚ軸方向に略沿って出射する条件から決定される。
これにより、プリズム群１ａは、ＺＸ平面では、対応する光源２０ａの中心Ｑを焦点位置とする集光レンズの作用を有する。また、プリズム群１ａの一部は、対応する光源２０ａに隣接する光源２０ａの中心を焦点位置とする集光レンズの作用も有する。
【００２２】
例えば、図４に示すように、３つの光源２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが、Ｘ軸方向にこの順に配置され、これに対応して、それぞれのＺ軸方向の正面に、プリズム群１Ａ、１Ｂ、１Ｃが設けられているとき、プリズム群１Ａ、１ＢにおいてＸ軸方向で光源２０Ａ、２０Ｂの間に位置するプリズム１０では、境界面１０Ａが光源２０Ｂからの光をＺ軸方向に略沿って出射し、境界面１０Ｂが光源２０Ａからの光をＺ軸方向に略沿って出射するようにする。
また、プリズム群１Ｂ、１ＣにおいてＸ軸方向で光源２０Ｂ、２０Ｃの間の位置するプリズム１０では、境界面１０Ａが光源２０Ｃからの光をＺ軸方向に略沿って出射し、境界面１０Ｂが光源２０Ｂからの光をＺ軸方向に略沿って出射するようにする。
【００２３】
このような各プリズム１０の断面形状は、例えば以下のようにして決定することができる。
まず、プリズム１０の配列ピッチＷを設定して、各プリズム１０における点Ａ、Ｂの位置を決定し、各光源２０ａの中心Ｑから出射される光線が各プリズム１０のＡＢの中心に入射する角度を算出し、対応する光源２０ａとそれに隣接する光源２０ａからの入射角から境界面１０Ａ、１０Ｂの傾斜角α、βを求める。プリズム頂点Ｐの高さｈは、これら傾斜角と配列ピッチＷの条件から自動的に決定される。
なお、図３では、模式図のため、光線Ｌ１が基材部１ｂおよびプリズム１０に入射する際、直進するように描いているが、境界面１０Ｂに対する光線Ｌ１の入射角は、これらの界面での屈折を考慮して求めることは言うまでもない。
【００２４】
プリズムシート１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、メチルメタクリレート−スチレン共重合（ＭＳ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等の透明樹脂材料を用いて、周知の押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。もしくは紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂を用いて成形することができる。
基材部１ｂ、各プリズム群１ａは、それぞれ、上記材質のうちから、同一あるいは異なる材質を用いて一体成形してもよいし、また、上記材質のいずれかで形成されたフィルム状あるいはシート状の基材部１ｂ上に、上記材質のいずれかからなるプリズム群１ａを、例えばキュアリング成形してもよい。
【００２５】
なお、プリズムシート１と各光源２０ａとのアライメントは、特に図示しないが、光源部２０とプリズムシート１との取付部の機械的な位置決めによって行うことができるようになっている。
【００２６】
液晶表示部２２は、例えば、配向膜、透明電極が形成された２枚の封止基板の間に液晶を封入するなどして構成され、さらに上下を偏光板で挟むことにより、矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶シャッタを構成するものである。
【００２７】
次に、ディスプレイ装置１００の作用について、プリズムシート１の作用を中心に説明する。なお、以下では、簡単のため、特に断らない限りはＺＸ平面内での光路について説明する。ＺＸ平面に交差する光の光路は、当業者には、以下の説明から容易に理解される。
光源２０ａは、本実施形態では冷陰極管を用いているので、図２、４に示すように、光源２０ａから出射された光は、表示画面側に向かってプリズムシート１に直接入射する光と、背面側に向かって、反射板２０ｂに反射してからプリズムシート１に入射する光とがある。
光源２０ａからプリズムシート１に直接入射する光は、図４に示すように、光源２０Ｂからの光は、プリズム群１Ｂと、プリズム群１Ａ、１Ｃの一部に入射して、それぞれが入射するプリズム１０の境界面１０Ａまたは１０Ｂによって、Ｚ軸方向に沿う略平行光となるように集光され、表示画面側に出射される。
一方、プリズム群１Ｂには、光源２０Ｂに隣接して配列された光源２０Ａ、２０Ｃからも直接入射する光があり、これらもＺ軸方向に沿う略平行光とされる。
このようにして、各光源２０ａから直接プリズムシート１に入射して、プリズム１０を透過する光は、Ｚ軸方向に略沿って集光される。そのため、照度ムラが低減される。
また、本実施形態では、各プリズム１０の境界面１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方がプリズム群１ａに対応する光源２０ａからの光を略平行光とし、いずれか他方がプリズム群１ａに対応する光源２０ａに隣接する光源２０ａからの光を略平行光とすることで、照度が低下しやすい高入射角の光が、隣接する光源２０ａ同士で重ね合わされて出射されることによって、隣接する光源２０ａ同士で重ね合わされない場合に比べて、照度ムラがより低減される。
【００２８】
一方、光源２０ａから、背面側に出射される光、あるいは、光源２０ａから表示画面側に出射されて、背面側に反射された光は、反射板２０ｂによって、散乱反射され、表示画面側に向かい、プリズムシート１に再入射する。これらの光は、種々の経路をたどるため、主として、プリズムシート１から出射される拡散光成分を形成する。
さらに、光源２０ａから直接プリズムシート１に向かう光のうち、ＺＸ平面に交差する方向に進む光も、プリズムシート１からＹＺ平面あるいはＺＸ平面における拡散光成分を形成する。
【００２９】
このようにして、光源部２０から表示画面側に向かう光は、光源配置に起因する照度ムラが低減された状態で、Ｚ軸方向を中心としてある程度の放射角範囲に分布する光とされ、プリズムシート１から液晶表示部２２に向けて出射される。
プリズムシート１を透過した放射光は、液晶表示部２２に入射し、液晶表示部２２では、画像信号に基づいて不図示の駆動部によって制御された各画素領域の偏光状態に応じて、所定の画素領域からの光が表示光として透過され、画像表示が行われる。
このとき、プリズムシート１を透過した光は、光源イメージによる照度ムラが抑制されるとともに、ある程度の放射角範囲に分布するものの、プリズム１０の集光作用によって正面輝度が良好となっているので、一定の視野角範囲に、画質の良好な画像を表示することができる。
【００３０】
次に、具体例に基づいて、プリズムシート１の作用を説明する。
図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光学シートによる照度分布のシミュレーション結果の一例を示す照度分布図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に用いた光学シートにおいてプリズム群を削除した場合の照度分布のシミュレーション結果の一例を示す照度分布図である。Ｘ、Ｙは、いずれも光源２０ａの配列ピッチで無次元化した上記のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置を示す。また、グレースケールの区分けを示す数値は、同一の基準照度に対する照度を表す相対値である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る光学シート、および比較例に係る光学シートの輝度分布を示すグラフである。横軸は放射角（°）、縦軸は相対光強度を示す。
【００３１】
図５（ａ）に示す照度分布は、３本の光源２０ａを、Ｘ軸方向にピッチｕで配列し（図示矢印Ｌｐの位置）、プリズム１０の配列ピッチＷを、Ｗ＝０．１・ｕとしたときの、Ｚ軸方向の照度分布のシミュレーション結果の一例である。
図５（ａ）から明らかなように、高輝度部が矢印Ｌｐ以外に分散されることが分かる。
これに対して、図５（ｂ）に、同様の条件で光源２０ａを配置し、プリズムシート１からプリズム１０をすべて削除した場合の照度分布を示す。この場合、光源２０ａからの光は集光されないため、Ｚ軸方向の照度分布に寄与するのは、各光源２０ａからＺ軸方向に出射される光のみとなり、図示のような各光源２０ａの配置位置に対応して、３本の高輝度部分を有する照度分布となる。
ここで、図５（ａ）においても、縞状のムラが現れているが、これは、本例のプリズム１０の配列ピッチＷが光源２０ａの配列ピッチに対して粗いためである。したがって、プリズム１０の配列ピッチをより細かくするか、後述する第３変形例のようにプリズムシート１の表示画面側に光拡散板を配置することで、さらに照度ムラを低減することができる。
また、プリズム１０の配列ピッチを細かく設定することによって、液晶表示部２２の画素ピッチとの関係で発生するモアレを低減することもできる。さらに、プリズム頂点Ｐの高さｈも低減されるので、薄厚化でき、プリズムの溝深さが浅くなって製造が容易となり、低コスト化が可能である。
なお、市販のディスプレイ装置における光源の配列ピッチは様々であるが、２０ｍｍ前後の場合が多く、プリズムシート１ではこのような配列ピッチに問題なく対応することができる。
【００３２】
次に、本実施形態のプリズムシート１における輝度分布について説明する。
図６に、プリズムシート１、および比較例として従来知られている一定の二等辺三角形断面の三角柱状のプリズムを配列したプリズムシートの輝度分布の測定結果を示す。ここで、曲線２００Ｘは、プリズムシート１のＸ軸方向（ＺＸ断面内）の輝度分布を示し、曲線２００Ｙは、同じくＹ軸方向（ＹＺ断面内）の輝度分布を示す。また、曲線２０１Ｘは、比較例のプリズムシートのＸ軸方向（ＺＸ断面内）の輝度分布を示し、曲線２０１Ｙは、同じくＹ軸方向（ＹＺ断面内）の輝度分布を示す。
ここで、放射角０°は、Ｚ軸方向の輝度を示す。また相対光強度は、比較例のプリズムシートのピーク強度を１としている。
【００３３】
輝度分布を測定によって比較する場合、照度分布のムラが大きいと正確な比較が行えない。そのため、本測定例では、プリズムシート１のプリズム１０の配列ピッチＷとして、光源の配列ピッチｕに対して１／１０００程度のＷ＝０．０２ｍｍとし、さらに照度ムラの影響を除去するため、光源２０ａとプリズムシート１との間に光拡散シートを配置して測定を行った。プリズムシート１の焦点距離ｆは、ｆ＝１５ｍｍ、基材部１ｂの背面側のシート面と光源２０ａの中心との距離は、５ｍｍである。
また、比較例のプリズムシートのプリズム断面の二等辺三角形は、プリズム頂角が９０°、プリズムの配列ピッチは、プリズム１０に合わせて０．０２ｍｍとし、光源２０ａとプリズムシートとの間に上記と共通の光拡散シートを配置した。また、比較例のプリズムシートと光源２０ａとのＺ軸方向の位置関係は、その基材の背面側のシート面の位置が、プリズムシート１の基材部１ｂの背面側のシート面の位置に一致するように配置した。
なお、いずれのプリズムシートも、基材部の材質は、屈折率１．５のＰＥＴ、プリズムの材質は、屈折率１．５１の紫外線硬化型樹脂からなる。
【００３４】
Ｘ軸方向の輝度分布は、プリズムシート１を用いた場合では、図６の曲線２００Ｘに示すように、放射角０°を対称軸とし、放射角約−９０°〜約＋９０°の間で相対光強度のピーク値が約１．１の釣り鐘状の滑らかな変化する分布を示している。放射角約−３０°（＋３０°）から約−９０°（＋９０°）に向かう変化は、相対光強度が約０．９から０まで、略直線的に減少している。相対光強度の大きさは、放射角約−１０°〜約＋１０°の間で、約１．１となっており、放射角約−３０°〜約＋３０°の範囲では、０．９以上となっている。
また、比較例のプリズムシートを用いた場合では、図６の曲線２０１Ｘに示すように、放射角０°を対称軸とし、放射角約−６０°〜約＋６０°の間で相対光強度のピーク値が１の釣り鐘状の滑らかな変化する分布を示している。より詳しく言えば、放射角約−４５°〜約＋４５°の間で略円弧状の山形であり、放射角約−４５°（＋４５°）から約−６０°（＋６０°）に向かう変化は、相対光強度約０．６から約０まで、急峻に減少している。相対光強度は、放射角０°の近傍で１であり、放射角約−３０°から＋３０°の範囲では、０．９以上となっている。
【００３５】
このような輝度分布から、Ｘ軸方向では、プリズムシート１は、比較例のプリズムシートに比べて、正面輝度の絶対値が高くなっており、放射角約−３０°〜約＋３０°の範囲で、より高輝度となっている。また、より広い放射角の範囲において輝度変化がより緩やかとなる。このため、より明るい表示光を得ることができ、放射角による急峻な輝度変化がないため、広い視野角の範囲で良好な画像を表示することができる。
【００３６】
Ｙ軸方向の輝度分布は、プリズムシート１を用いた場合では、図６の曲線２００Ｙに示すように、放射角０°を対称軸とし、放射角約−９０°（＋９０°）から約−２５°（＋２５°）に向かって相対光強度が０から約０．４まで漸増し、放射角約−２５°（＋２５°）から放射角０°に向かって相対光強度が約０．４からピーク強度約１．０８まで急峻に増大するような釣り鐘状の分布を示している。約−３０°（＋３０°）から約−９０°（＋９０°）の範囲では、略直線的に変化している。
また、比較例のプリズムシートを用いた場合では、図６の曲線２０１Ｙに示すように、放射角０°を対称軸とし、放射角−９０°（＋９０°）〜約−４５°（＋４５°）の間では、相対光強度が約０．２５以下のこぶ状の分布を示し、放射角約−４５°〜約＋４５°の間では、相対光強度が約０．０５から１までの範囲に変化する釣り鐘状の分布となる三山状の分布を有する。
【００３７】
このような輝度分布から、Ｙ軸方向では、プリズムシート１は、比較例のプリズムシートに比べて、正面輝度の絶対値が高くなり、比較的狭い範囲の放射角範囲に放射光が集中する。このため、Ｙ軸方向により狭い視野角を形成することができる。このような視野角の分布により、例えば、目線の高さが略一定している鑑賞形態等では、Ｙ軸方向を鉛直方向、Ｘ軸方向を水平方向とすることで、良好な視野角のバランスを実現することができる。
これに対して、比較例のプリズムシートでは、Ｙ軸方向に広い視野角が形成できるものの、±４５°近辺の放射角で輝度が著しく低下する輝度ムラがある。そのため見る方向による輝度変化が大きくなり、良好な画像を表示することができない。また、Ｙ軸方向の放射角が広がることにより、正面輝度が低下してしまう。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態のプリズムシート１によれば、光源部２０から直接入射する光を集光して略平行光としてＺ軸方向に出射できるので、正面輝度が向上するとともに照度ムラが低減される。また、集光することで、表示光として有効利用できる光量を増やすことができるので光利用効率を向上することができる。
また、従来の同一断面のプリズムを配置したプリズムシートに比べて輝度ムラの少ない光を出射することができる。
【００３９】
次に、本実施形態の光学シートの第１変形例について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【００４０】
本変形例のバックライトユニット２３Ａは、図７に示すように、上記第１の実施形態のプリズムシート１に代えて、光学シート２１Ａを備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４１】
光学シート２１Ａは、上記第１の実施形態のプリズムシート１の背面側に、各光源２０ａからの光のプリズムシート１に対する線状領域として、適宜幅のストライプ状の開口６（開口部）を形成するため図示Ｙ軸方向に延びるストライプ状に設けられた複数の光反射層１ｃを備えるものである。
光反射層１ｃは、光反射性を有する適宜の材質を用いることができる。例えば、金属粒子、または、例えば二酸化チタンなどの高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキを塗布形成、または転写形成したもの、金属箔をラミネート形成したもの、金属材料を蒸着したものなどを採用することができる。
図７では、一例として、本変形例の光反射層１ｃは、基材部１ｂの背面側のシート面に接合層１ｄを形成し、線状領域以外の部分に金属箔からなる光反射層１ｃを貼り付け、もしくは転写形成した場合の構成を示している。
接合層１ｄは、光透過性の粘着剤、接着剤をコーティング、印刷したり、粘着シートを貼り付けたりして設けることができる。また、感光性材料からなる粘着剤や接着剤を用いてもよく、この場合、例えば、プリズム群１ａ側から接合層１ｄに感度を有する光を照射して、集光範囲のみ固化させることで、プリズム群１ａに対応した線状領域を容易かつ正確に形成することができる。
【００４２】
本変形例の光学シート２１Ａによれば、プリズムシート１の背面側に、隣り合う２つの光反射層１ｃによって、線状領域としての開口６が形成されるので、図７に示すように、例えば、光源２０ａから背面側に出射され反射板２０ｂで反射されて表示面側に向かう光を背面側に反射することができる。そのため、光反射層１ｃがない場合に、光反射層１ｃが設けられた位置からプリズムシート１に入射し、拡散光成分となり、光量損失となる可能性のある光を光源部２０に戻して再利用することが可能となる。
したがって、光源部２０の光利用効率を向上することができる。
【００４３】
次に、本実施形態の光学シートの第２変形例について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【００４４】
本変形例のバックライトユニット２３Ｂは、図８に示すように、上記第１の実施形態のプリズムシート１に代えて、光学シート２１Ｂを備える。ただし、図８に示すように、上記第１の実施形態とは異なり、光源部２０の各光源２０ａは、光学シート２１Ｂに対して上記第１の実施形態のように、Ｘ軸方向およびＺ軸方向にアライメントさせておく必要はなく、光学シート２１Ｂの背面側を照明できる配置とすればよい。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４５】
光学シート２１Ｂは、上記第１の実施形態のプリズムシート１の背面側に、ストライプ状の開口７（開口部）を形成するため、図示Ｙ軸方向に延びるストライプ状に設けられた複数の光反射層１ｅと、これら光反射層１ｅの背面側に積層配置された光拡散板５を備えるものである。
光反射層１ｅは、上記第１変形例の光反射層１ｃと同様の材質、製造方法によって設けることができる。図８では一例として、上記第１変形例と同様、接合層１ｄを介して基材部１ｂに接合した場合の構成を示している。
ただし、本変形例の各開口７は、各プリズム群１ａの焦点位置にＹ軸に沿う開口の中心軸をアライメントした状態で、焦点位置の近傍に設けられており、光拡散板５で拡散されてプリズムシート１に入射する拡散光の線状領域を構成している。そして開口７のＸ軸方向の配列ピッチは、プリズム群１ａの配列ピッチｕと同ピッチに設けられている。
また、各開口７は、接合層１ｄあるいは基材部１ｂと、光拡散板５との間に、空気層を形成する開口であってもよいし、例えば、接合層１ｄなどの透明媒質で満たされた光学的な開口であってもよい。空気層を有する場合は、空気層から接合層１ｄあるいは基材部１ｂに入射する際の屈折効果が大きくなるため、より集光効率を向上することができる。空気層を有しない光学的な開口の場合には、例えば外力などにより空気層がつぶれて輝度ムラが発生するといったおそれがないので、光反射層１ｃを薄層に構成することが可能となる。
【００４６】
光拡散板５は、光源部２０から出射された光を拡散させ、光反射層１ｅによって形成される線状領域から拡散光を入射させるものである。
この光拡散板５は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された透明粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものとされる。透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率の差は、０．０２以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、屈折率差は、０．５以下であることが好ましい。
なお、光拡散板５は、光拡散板５に入射した光を散乱させつつ、表示画面側に透過させる必要がある。このため、光拡散板５に含まれる透明粒子の平均粒径は、０．５μｍ〜１０．０μｍであることが望ましく、より好ましくは１．０μｍ〜５．０μｍである。
【００４７】
光拡散板５の透明樹脂としては、例えば、ＰＣ樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メチルスチレン樹脂及びフルオレン樹脂等を使用することができる。
また、光拡散板５の透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体や、メラミン−ホルマリン縮合物の粒子や、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフルオロビニリデン（ＰＶＤＦ）、及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の含フッ素ポリマー粒子や、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。
そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して、押し出し成形することにより、板状の光拡散板５を製造することができる。光拡散板５の厚さは、１ｍｍ〜５ｍｍであることが望ましい。１ｍｍ未満の場合、光拡散板５は薄くこしがないのでたわみやすくなってしまう。一方、５ｍｍを越えると、光源部２０からの光の透過率が悪くなってしまう。
本実施形態では、一例として、透明樹脂として、屈折率１．５７のＭＳ樹脂、透明粒子として、屈折率１．５０のＭＳ樹脂フィラーを採用し、厚さは３．０ｍｍとしている。
【００４８】
本変形例の光学シート２１Ｂによれば、背面側から入射する光が、光拡散板５によって拡散され、開口７の位置から拡散して、基材部１ｂに入射する。そして、開口７の近傍に焦点位置が設定されたプリズム群１ａによって、略平行光として、プリズムシート１から出射される。
一方、透過光以外の光は、光反射層１ｅによって、背面側に反射し、光源部２０に戻して再利用することが可能となる。したがって、光源部２０の光利用効率を向上することができる。
また、開口７によって、拡散光の線状領域を構成するため、上記第１の実施形態のようにＸ軸方向の幅が光源２０ａの形状や配置位置によって制約されることがないので、製造が容易となる。また、線状領域の配列ピッチを細かく設定することが可能となり、照度ムラの低減が容易となる。例えば、線状領域の配列ピッチｕを０．１ｍｍ〜０．２ｍｍのような配列ピッチに容易に設定することができる。この場合、プリズム１０の配列ピッチＷは、Ｗ≦０．１・ｕとして、良好な照度分布を得ることができる。
【００４９】
次に、本実施形態の光学シートの第３変形例について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態の第３および第４変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【００５０】
本変形例のバックライトユニット２３Ｃは、図９に示すように、上記第１の実施形態のプリズムシート１に代えて、光学シート２１Ｃを備える。
光学シート２１Ｃは、上記第１の実施形態のプリズムシート１と、プリズムシート１の表示画面側に積層配置された光拡散シート２（光学制御シート）とからなる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５１】
光拡散シート２は、プリズムシート１から出射された光を拡散させることで、光透過性を制御するものである。
この光拡散シート２は、上記第２変形例の光拡散板５と同様な材質、製造方法で構成することができる。
本実施形態では、一例として、透明樹脂として、屈折率１．５７のＭＳ樹脂、透明粒子として、屈折率１．５０のＭＳ樹脂フィラーを採用し、厚さは３．０ｍｍとしている。
また、光拡散シート２は、図示のように、プリズムシート１と離間して配置してもよいし、互いに当接して積層一体化してもよい。
離間して配置する場合には、プリズムシート１に積層一体化する場合に比べて、少ない拡散度合いでも良好な拡散性能を得ることができるので光利用効率を向上することができる。
また、プリズムシート１に積層一体化する場合には、離間する場合に比べて、拡散度合いを高める必要があるものの、取り扱いが容易となり、バックライトユニット２３Ｃを組み立てる手間も低減されるので、製造効率を向上することができる。
【００５２】
このような構成によれば、プリズムシート１から出射された光を拡散させ、プリズムシート１出射後の照度ムラを低減するとともに、表示光に適宜の視野角を付与することができる。
この場合、プリズムシート１によって、すでに、光源イメージに起因する照度ムラは抑制されているので、それ以外の照度ムラを解消するような拡散性能を備えればよいため、光源イメージの照度ムラを解消させなければならない場合に比べて、光拡散シート２における光量損失を低減することができる。
【００５３】
次に、本実施形態の光学シートの第４変形例について説明する。
本変形例のバックライトユニット２３Ｄは、上記第１の実施形態のプリズムシート１に代えて、光学シート２１Ｄを備える。
光学シート２１Ｄは、図９に示すように、上記第１の実施形態のプリズムシート１と、プリズムシート１の表示画面側に積層配置された偏光フィルム３（光学制御シート）とからなる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５４】
偏光フィルム３は、プリズムシート１から出射された光の一定の偏光成分のみを透過させることで、光透過性を制御するものである。
このような構成によれば、画像表示に最適な偏光成分を取り出すことができる。
偏光フィルム３は、第１変形例の光拡散シート２と同様に、プリズムシート１と離間して設けてもよいし、プリズムシート１に積層一体化してもよい。積層一体化した場合には製造効率を向上することができる。
【００５５】
次に、本実施形態の光学シートの第５変形例について説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【００５６】
本変形例のバックライトユニット２３Ｅは、図１０に示すように、上記第１の実施形態のプリズムシート１に代えて、光学シート２１Ｅを備える。
光学シート２１Ｅは、上記第１の実施形態のプリズムシート１と、プリズムシート１の表示画面側に積層配置された輝度上昇フィルム４（光学制御シート）とからなる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
輝度上昇フィルム４は、プリズムシート１の基材部１ｂと同様な基材部４ｂと、基材部４ｂの表示画面側に設けられたプリズム部４ａとからなる。
プリズム部４ａは、プリズムシート１から出射された光を集光させることで、光透過性を制御するものである。
プリズム部４ａとしては、一定の三角形断面を有する三角柱状の複数のプリズムを光源２０ａの延在方向に沿って延ばすとともに、延在方向に直交する方向に平行に配列したものを採用することができる。各プリズムの三角形断面は、直角二等辺三角形であることが好ましい。
【００５８】
このような構成によれば、プリズムシート１から出射された光をさらに集光することができるので、正面輝度をさらに向上することができる。
プリズムシート１は、第１変形例の光拡散シート２と同様に、プリズムシート１と離間して設けてもよいし、プリズムシート１に積層一体化してもよい。積層一体化した場合には製造効率を向上することができる。
【００５９】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る光学シートについて、それを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置とともに説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【００６０】
本実施形態のディスプレイ装置１０１は、図１１に示すように、上記第１の実施形態のディスプレイ装置１００のバックライトユニット２３に代えて、バックライトユニット２３Ｆを備えるものである。バックライトユニット２３Ｆは、上記第１の実施形態のバックライトユニット２３のプリズムシート１に代えて、光学シート２１Ｆを備えるものである。
そして、本実施形態の光学シート２１Ｆは、上記第１の実施形態の第２変形例のバックライトユニット２３Ｂにおいて、プリズムシート１に代えて、プリズムシート１のプリズム群１ａをプリズム群１１ａに代えたプリズムシート１２を備えるものである。以下、上記第１の実施形態およびその第２変形例と異なる点を中心に説明する。
【００６１】
プリズム群１１ａは、図１１に示すように、Ｘ軸方向の中心位置が、開口７の中心ｑと略一致されており、プリズム群１ａと同様にピッチｕで配列されている。
プリズム群１１ａは、断面形状がそれぞれ異なる略三角柱状の複数のプリズム１１が、プリズム群１１ａ内で、Ｘ軸方向に互いに平行に配列されている。
以下では、プリズム群１１ａのＺ軸方向の正面に対向する開口７を、プリズム群１１ａに対応する開口７と称する。
【００６２】
各プリズム１１の延在方向に直交する断面（ＺＸ平面）は、図３に示すように、基材部１ｂと点Ａで交差し基材部１ｂに対して角度αだけ傾斜された境界面１１Ａと、基材部１ｂと点Ｂで交差し基材部１ｂに対して角度βだけ傾斜された境界面１１Ｂとをプリズムの屈折面として備え、境界面１１Ａ、１１Ｂとが交差する位置にプリズム頂点Ｐが形成されている。すなわち、プリズム頂点Ｐにおけるプリズム１１の頂角∠ＡＰＢは、θｔ＝１８０°−α−βである。
以下では、境界面１１Ａ、１１Ｂの位置関係は、図３に示すように、境界面１１ＡがＸ軸負方向側、境界面１１ＢがＸ軸正方向側にあるものとする。また、プリズム頂点ＰのＺ軸方向の高さはｈ、プリズム１１の底辺ＡＢの長さはＷである。本実施形態では、長さＷは一定であり、プリズム１１の配列ピッチと一致する。
なお、プリズム頂部が角Ｒや面取りなどが施されたりしてもよく、その場合プリズム頂点Ｐが仮想点になることは、上記第１の実施形態のプリズム１０と同様である。
【００６３】
プリズム１１の断面形状は、プリズム群１１ａのＺ軸方向に対向する開口７から基材部１ｂに入射するＺＸ面内の光を、境界面１１Ａ、１１Ｂのいずれか一方の面をＺ軸方向に沿う略平行光となるように屈折する傾斜面とし、いずれか他方の面を、基材部１ｂに対して略垂直面とする。
すなわち、図１１に示すように、開口７の中心ｑに対してＸ軸負方向側のプリズム１１では、角度αが点ｑからの入射角に応じた鋭角、角度βが略９０°とされ、開口７の中心ｑに対してＸ軸正方向側のプリズム１１では、角度αが略９０°、角度βが点ｑからの入射角に応じた鋭角とされる。この傾斜面の角度は、第１の実施形態と同様にして決定することができる。
ここで、一方の境界面の傾斜を略９０°としているのは、プリズム群１１ａに対応する開口７からの集光効率を向上するためである。これによって、プリズム１１の幅Ｗの全域がプリズム群１１ａに対応する線状領域からの拡散光をＺ軸方向に沿う略平行光に集光するのに用いられ、効率的に集光されるとともに収差が向上される。
【００６４】
このような構成によれば、線状領域である開口７からプリズムシート１２に入射する拡散光は、Ｚ軸方向に対向するプリズム群１１ａによって、Ｚ軸に沿う略平行光とされるので、隣り合う開口７からの光が重ね合わされた略平行光でない点を除いて、上記第１の実施形態の第２変形例と同様の作用効果を奏する。
すなわち、光源部２０から入射する光を集光して略平行光としてＺ軸方向に出射できるので、正面輝度が向上するとともに照度ムラが低減される。また、集光することで、表示光として有効利用できる光量を増やすことができるので光利用効率を向上することができる。
また、従来の同一断面のプリズムを配置したプリズムシートに比べて輝度ムラの少ない光を出射することができる。
【００６５】
なお、上記の説明では、光学シートにおける複数のプリズムが、三角柱状の場合、およびプリズムの頂角に丸みや面取りが設けられた略三角柱状の場合の例で説明したが、三角柱状の２つの側面が曲率を有しているような略三角柱状でもよい。例えば、上記第１の実施形態の境界面１０Ａ、１０Ｂや、上記第２の実施形態の境界面１１Ａ、１１Ｂのうちの傾斜面を、例えば楕円面や非球面などで構成してもよく、この場合、それらの曲面形状を適宜設定することによって、輝度分布の形状を調整したり、より集光効率を向上したりすることができる。
【００６６】
また、上記の説明では、複数の光源が、一方向に延びる線状光源の場合の例で説明したが、線状光源は、例えばＬＥＤなどの複数の発光素子を、線状に延ばされた支持体上に適宜ピッチで配置して構成したような光源であってもよい。
また、光源側に光拡散板を備える構成の場合には、その拡散特性に応じて、例えば、点状光源が２次元的に配列されたような線状光源以外の光源も採用することができる。
【００６７】
また、上記の第２の実施形態の説明では、プリズムの２つの境界面のうち、いずれか一方が基材部１ｂに対して略垂直面とする場合の例で説明したが、製作が可能であり、かつ必要な集光効率が得られる場合には、適宜の鋭角または鈍角に設定してもよい。
特に、鋭角に設定する場合には、配列ピッチＷが同一であれば、垂直面または鈍角の傾斜面とする場合に比べてプリズムの頂点Ｐの高さｈを低くすることができるので、薄厚化が可能で、製造も容易となる。
また、第１の実施形態のプリズム１０は、２つの境界面がいずれも鋭角の傾斜面として形成された場合の特殊な場合に相当しており、一方の境界面が略垂直面となっている第２の実施形態のプリズム１１に比べて、確実にプリズムの高さを低減することができる構成となっている。
【００６８】
また、上記の説明では、各プリズムの配列ピッチＷが一定の場合の例で説明したが、プリズム群内で規則的、あるいは段階的に変化させたり、不規則に変化させたりしてもよい。
例えば、配列ピッチＷが一定であると、場合によっては、プリズム頂点Ｐの高さが低くなりすぎたり、高くなりすぎたりして、加工上、形状精度が出しにくくなる可能性があるが、このような場合、配列ピッチＷを変化させることで、形状精度を出しやすい高さにすることができる。
また、配列ピッチＷが規則的であると、液晶表示部２２の画素ピッチなどによっては、モアレが発生する可能性があるが、このような場合、配列ピッチＷを不規則とすることによって、モアレを防止することも可能となる。
【００６９】
また、上記の説明では、ディスプレイ装置として、特にカラー表示の構成について説明しなかったが、例えば、液晶表示部２２とプリズムシート１との間などにカラーフィルタを設けるといった周知の構成を付加すれば、カラー表示を行うディスプレイ装置にも適用できることは言うまでもない。
【００７０】
また、上記の各実施形態、各変形例のすべての構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲で、適宜組み合わせて実施することができる。
例えば、上記第３〜第５変形例のプリズムシート１に代えて、上記第１、第２変形例の光学シート２１Ａ、２１Ｂを用いる変形を施してもよい。
また、上記第２の実施形態のプリズムシート１２を、上記第１の実施形態のプリズムシート１に代えて光学シートとして用いてもよいし、上記第１の実施形態の各変形例のプリズムシート１に代えて用いる変形を施してもよい。
また、例えば、プリズムシート１、輝度上昇フィルム４、光拡散シート２をこの順に備えた構成としてもよい。
また、例えば、プリズムシート１と２枚の輝度上昇フィルム４を備え、輝度上昇フィルム４を互いに９０°交差する方向に配置してよい。この場合、光源２０ａの延在方向に直交する方向の集光性を向上し、正面輝度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光学シートのプリズムの形状を説明する模式説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットの模式的な光路説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光学シートによる照度分布のシミュレーション結果の一例を示す照度分布図、および光学シートのプリズム群を削除した場合の照度分布のシミュレーション結果の一例を示す照度分布図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光学シート、および比較例に係る光学シートの輝度分布を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第３および第４変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第５変形例に係る光学シートを用いたバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るバックライトユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ａ、１２  プリズムシート（光学シート）
１a、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１１ａ  プリズム群
１ｂ  基材部
１ｃ、１ｅ  光反射層
１ｄ  接合層
２  光拡散シート（光学制御シート）
３  偏光フィルム（光学制御シート）
４  輝度上昇フィルム（光学制御シート）
５  光拡散板
６、７  開口（開口部）
１０、１１  プリズム
１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ  境界面（屈折面）
２０  光源部
２０ａ、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  光源（線状光源）
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ  光学シート
２２  液晶表示部
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｆ  バックライトユニット
１００、１０１  ディスプレイ装置
【図１】
2008311032.tif 000003
【図２】
2008311032.tif 000004
【図３】
2008311032.tif 000005
【図４】
2008311032.tif 000006
【図５】
2008311032.tif 000007
【図６】
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【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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