(57)【要約】【課題】  複屈折性透光性基材を有効に利用して光の利用効率の高いプリズムシートおよび拡散シートを製造することができる方法を提供する。【解決手段】  本願発明は、二軸延伸によって製造された複屈折性透光性基材原反を巻き取り方向に切断して光学軸角度が所定範囲内であるカット原反Ａと、それ以外のカット原反Ｂに分別し、前記カット原反Ａを基材として拡散シートを製造し、前記カット原反Ｂを基材としてプリズムシートを製造することを特徴とするプリズムシート及び拡散シートの製造方法である。【選択図】図１２
2008139692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二軸延伸によって製造された複屈折性透光性基材原反を巻き取り方向に切断して光学軸角度が所定範囲内であるカット原反Ａと、それ以外のカット原反Ｂに分別し、前記カット原反Ａを基材として拡散シートを製造し、前記カット原反Ｂを基材としてプリズムシートを製造することを特徴とするプリズムシート及び拡散シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト方式の面光源装置に用いるプリズムシートおよび拡散シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー液晶表示装置は、ノートパソコンや液晶テレビ、あるいは携帯電話や小型ゲーム機等の表示部として、種々の分野で広く使用されてきている。また、情報処理量の増大化、ニーズの多様化、マルチメディア対応等に伴って、液晶表示装置の大画面化、高精細化が盛んに進められている。
【０００３】
液晶表示装置は、基本的に面光源装置部と液晶表示素子部とから構成されている。面光源装置部としては、液晶表示素子部の直下に光源を配置した直下方式のものや導光体の側端面に対向するように光源を配置したエッジライト方式のものがあり、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式が多用されている。
【０００４】
エッジライト方式の面光源装置では、一次光源から発せられた光は導光体の光入射端面に入射する。導光体内に導入された光は該導光体の２つの主面での全反射を繰り返しながら該主面に沿って導光体内を進行する。導光体内を進行する光の一部は、上記主面の一方である光出射面に形成された凹凸構造により進行方向を変えられて、光出射面から導光体外へと光出射面法線方向に対して斜めの方向に出射する。尚、導光体内を進行する光の他の一部は、上記主面の他方である裏面から出射し、該裏面に対向して配置された反射シートで反射されて、再び導光体内に戻る。光出射面からその法線方向に対して斜めの方向に出射した光は、該光出射面に対向して配置された光偏向素子としてのプリズムシートに入射し、該プリズムシートにより進行方向を導光体光出射面の略法線方向に偏向される。このような偏向機能を発揮すべく、プリズムシートの入光面にて互いに平行に配列されて形成された多数のプリズム列は、導光体の光入射端面の方向に沿って延びている。プリズムシートの光出射面上には光拡散シートを配置してもよい。
【０００５】
液晶表示素子では、液晶層及びそれに対する各画素部ごとの電圧印加のための電極を有する液晶セルの光入射側に第１の偏光板を配置し、上記面光源装置の発光面から発せられた光をして第１の偏光板を透過させることで偏光を作成し、その偏光面を液晶層により各画素部ごとに画素信号に応じて回転させ、液晶セルの光出射側に配置された第２の偏光板を通過させることで、該第２の偏光板からの出射光量による画像表示を行っている。このように、液晶表示素子においては、面光源装置の発光面から出射した光の多くは第１の偏光板により吸収されてしまい、光の利用効率が低い。このため、光の利用効率の向上が望まれている。
【０００６】
光の利用効率向上を図るため、例えば特開２００１−１６６１１６号公報（特許文献１）では液晶表示素子の第１の偏光板の偏光軸と透光性基材を通過した偏光光の偏光軸が略同一となるようプリズムシートの稜線に対して透光性基材の偏光軸を所定の角度回転させたプリズムシートについて開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１６６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明を用いれば、例えばＡ４サイズ程度の複屈折性透光性基材の枚葉片と転写金型の間に樹脂組成物を注入し、該樹脂組成物を活性エネルギー線や熱等で硬化させてプリズムシートを１枚ずつ製造する、いわゆるバッチ式の製造法においては光の利用効率を向上させた液晶表示装置用プリズムシートを製造することは可能になる。バッチ式の場合は複屈折性透光性基材の枚葉片の光学軸をプリズムの稜線に対して自由に回転して配置することが可能となるためである。
【０００８】
しかしながら実際にプリズムシートを安価に大量生産する場合、円筒形転写金型に複屈折性透光性基材をロール状の原反から引き出して巻きつけ、転写型と複屈折性透光性基材の間に樹脂組成物を注入して活性エネルギー線や熱などにより硬化させることで連続的に製造する、いわゆる連続式の製造方法を用いることが好ましい。
【０００９】
また複屈折性透光性基材の光学軸方向はその製造条件によって決まるものであり、また通常では製造条件は光学軸方向を任意に設定できるほどの自由度はないため、連続式ではプリズムの稜線と複屈折性透光性基材の光学軸の角度関係を任意に設定することはできない、すなわち特許文献１記載の発明の実施は事実上不可能である。また、特許文献１記載の条件に適合するような光学軸角度を持つ複屈折透光性基材原反の一部から取り出して連続式で製造する場合、適合しない複屈折性透光性基材原反の残りの部分が有効に利用できないことになる。
【００１０】
発明者等は鋭意検討の結果、プリズムシートを連続式の製造法にて製造する場合において、複屈折性透光性基材原反の中央部から取り出した基材に拡散剤を塗布した拡散シートを製造して、複屈折性透光性基材原反の端部から取り出した基材にプリズムを形成してプリズムシートを製造すれば、複屈折性透光性基材原反から取り出す位置を選択せずに拡散シートとプリズムシートを製造した場合に比べて光の利用効率が高く、さらに複屈折性透光性基材を有効に利用することができることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、二軸延伸によって製造された複屈折性透光性基材原反を巻き取り方向に切断して光学軸角度が所定範囲内であるカット原反Ａと、それ以外のカット原反Ｂに分別し、前記カット原反Ａを基材として拡散シートを製造し、前記カット原反Ｂを基材としてプリズムシートを製造することを特徴とするプリズムシート及び拡散シートの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を実施すれば、複屈折性透光性基材を有効に利用して光の利用効率の高いプリズムシートおよび拡散シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は本発明によるプリズムシート、該プリズムシートを用いた本発明によるエッジライト型面光源装置、及び該面光源装置を用いた本発明による液晶表示装置の一実施形態を示す模式的一部切欠斜視図であり、図２はその模式的部分断面図である。本実施形態においては、面光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射端面３１とし、これと略直交する一つの主面を光出射面３３とする導光体３と、この導光体３の光入射端面３１に対向して配置され光源リフレクタ２で覆われた線状の一次光源１と、導光体３の光出射面上に配置された光偏向素子としてのプリズムシート４と、該プリズムシートの出光面４上に配置された光拡散素子６と、導光体３の光出射面３３とは反対側の主面たる裏面３４に対向して配置された光反射素子５とを含んで構成されている。また、本実施形態においては、液晶表示装置は、面光源装置と、その光拡散素子６の出射面６２上に配置された液晶表示素子８とを含んでなる。
【００１５】
導光体３は、ＸＹ面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。導光体３は４つの側端面を有しており、そのうちＹＺ面と平行な１対の側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射端面３１とする。光入射端面３１は一次光源１と対向して配置されており、一次光源１から発せられた光は光入射端面３１に入射し導光体３内へと導入される。本発明においては、例えば、光入射端面３１とは反対側の側端面３２等の他の側端面にも光源を対向配置してもよい。
【００１６】
導光体３の光入射端面３１に略直交した２つの主面は、それぞれＸＹ面と略平行に位置しており、いずれか一方の面（図では上面）が光出射面３３となる。この光出射面３３に粗面やレンズ列からなる指向性光出射機構を付与することによって、光入射端面３１から入射した光を導光体３中を導光させながら光出射面３３から光入射端面３１および光出射面３３に直交する面（ＸＺ面）内において指向性のある光を出射させる。このＸＺ面内分布における出射光光度分布のピークの方向（ピーク光）が光出射面３３となす角度をφとする。角度φは例えば１０〜４０度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば１０〜４０度である。
【００１７】
導光体３の表面に形成する粗面やレンズ列は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．５〜１５度の範囲のものとすることが、光出射面３３内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは１〜１２度の範囲であり、より好ましくは１．５〜１１度の範囲である。
【００１８】
さらに、導光体３としては、その光出射率が０．５〜５％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは１〜３％の範囲である。光出射率を０．５％以上とすることにより、導光体３から出射する光量が多くなり十分な輝度が得られる傾向にある。また、光出射率を５％以下とすることにより、一次光源１の近傍での多量の光の出射が防止され、光出射面３３内でのＸ方向における出射光の減衰が小さくなり、光出射面３３での輝度の均斉度が向上する傾向にある。このように導光体３の光出射率を０．５〜５％とすることにより、光出射面から出射する光の出射光光度分布（ＸＺ面内）におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し５０〜８０度の範囲にあり、光入射端面と光出射面との双方に垂直なＸＺ面における出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が１０〜４０度であるような指向性の高い出射特性の光を導光体３から出射させることができ、その出射方向をプリズムシート４で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。
【００１９】
本発明において、導光体３からの光出射率は次のように定義される。光出射面３３の光入射端面３１側の端縁での出射光の光強度（Ｉ０）と光入射端面３１側の端縁から距離Ｌの位置での出射光強度（Ｉ）との関係は、導光体３の厚さ（Ｚ方向寸法）をｄとすると、次の式
Ｉ＝Ｉ０（Ａ／１００）［１−（Ａ／１００）］Ｌ／ｄ  
のような関係を満足する。ここで、定数Ａが光出射率であり、光出射面３３における光入射端面３１と直交するＸ方向での単位長さ（導光体厚さｄに相当する長さ）当たりの導光体３から光が出射する割合（百分率：％）である。
【００２０】
なお、本発明では、上記のようにして光出射面３３に光出射機構を形成する代わりに或いはこれと併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混入分散することで指向性光出射機構を付与してもよい。
【００２１】
また、指向性光出射機構が付与されていない主面である裏面３４は、導光体３からの出射光の一次光源１と平行な面（ＹＺ面）での指向性を制御するために、光入射端面３１を横切る方向に、より具体的には光入射端面３１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に、延びる多数のプリズム列を配列したプリズム列形成面とされている。この導光体３の裏面３４のプリズム列は、配列ピッチをたとえば１０〜１００μｍの範囲、好ましくは３０〜６０μｍの範囲とすることができる。また、この導光体３の裏面３４のプリズム列は、頂角をたとえば８５〜１１０度の範囲とすることができる。これは、頂角をこの範囲とすることによって導光体３からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、頂角はより好ましくは９０〜１００度の範囲である。
【００２２】
導光体３としては、図１に示したような形状に限定されるものではなく、光入射端面の方が厚いくさび状等の種々の形状のものが使用できる。
【００２３】
導光体３は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが８０重量％以上であるものが好ましい。導光体３の粗面等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニル化合物、（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合物、（メタ）アクリル酸の金属塩等を使用することができる。
【００２４】
プリズムシート４は、導光体３の光出射面３３上に配置されている。プリズムシート４はシート状透光性部材からなり、その２つの主面である第１面４１及び第２面４２は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。一方の主面である第１面４１（導光体３の光出射面３３に対向して位置する主面）が入光面とされており、他方の主面４２が出光面とされている。入光面４１は、複数のプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。出光面４２は、平滑面または凹凸面とされている。
【００２５】
図３に、プリズムシート４の模式的部分拡大断面図を示す。プリズムシート４は、透光性基材４３と該基材の一方の面に付された透光性プリズム列形成部４４とからなる。これらの透光性基材４３及びプリズム列形成部４４が、シート状透光性部材を構成している。プリズム列形成部４４の下面に複数のプリズム列４１１が形成されており、この下面が入光面４１を形成する。また、透光性基材４３の上面が出光面４２を形成する。尚、透光性基材４３の上面に光拡散層を形成してもよい。
【００２６】
透光性基材４３の材料は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線を透過するものが好ましく、このようなものとして、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ジアセチルセルロース及びトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン及びアクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン及びエチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂、ナイロン及び芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等の透明樹脂シートやフィルムが好ましい。透光性基材４３の厚さは、強度や取り扱い性等の作業性などの点から、例えば１０〜５００μｍが好ましく、２０〜４００μｍがより好ましく、３０〜３００μｍが特に好ましい。なお、透光性基材４３には、活性エネルギー線硬化樹脂からなるプリズム列形成部４４と透光性基材４３との密着性を向上させるために、その表面にアンカーコート処理等の密着性向上処理を施したものが好ましい。
【００２７】
以上のような合成樹脂をフィルム状に延伸して透光性基材の原反を作製することができる。その場合、一般には延伸工程により分子が配向し、得られる透光性基材原反は複屈折性を有するものとなる。図１２には、このような複屈折性透光性基材原反３８が示されている。複屈折性透光性基材原反３８は安価に大量生産するため、例えば幅が３ｍから４ｍ程度ある。複屈折性透光性基材原反３８は２軸方向３８Ａに延伸されて、そのあと巻き取り方向３８Ｂに巻き取られてロール状になる。複屈折性透光性基材原反３８は位置により延伸方向３８Ａの縦横の延伸度が異なるため、中央部では巻き取り方向３８Ｂと分子配向方向３８Ｃが平行になるのに対して、端部に近づくにつれて分子配向方向３８Ｃは巻き取り方向３８Ｂに対して角度がずれる。複屈折性透光性基材原反３８の巻き取り方向３８Ｂを０°として、それに垂直な方向をそれぞれ＋９０°、−９０°としたとき、分子配向方向３８Ｃの範囲は延伸の程度により変わるが、同じ複屈折性透光性基材原反３８では例えば−４５°から＋４５°まで連続的に変化している。
【００２８】
また、複屈折性透光性基材原反３８を巻き取り方向３８Ｂに分割したカット原反３８Ｄを作成し、そのカット原反３８Ｄを使用してプリズムシートと拡散シートを製造する。そのためカット原反３８Ｄの分子配向角度３８Ｃは巻き取り方向３８Ｂにほぼ平行なものと＋９０°側又は−９０°側に傾いているものが、一定の割合で製造される。
【００２９】
プリズム列形成部４４の上面は、平坦面とされており、上記透光性基材４３の下面と接合されている。プリズム列形成部４４の下面即ち入光面４１は、プリズム列形成面とされており、Ｙ方向に延在する複数のプリズム列４１１が互いに平行に配列されている。プリズム列形成部４４の厚さは例えば１０〜５００μｍである。プリズム列４１１の配列ピッチＰは例えば１０μｍ〜５００μｍである。
【００３０】
各プリズム列４１１は、２つのプリズム面４１１ａ，４１１ｂからなる。これらのプリズム面は、光学的に十分に平滑な面（鏡面）とされているのが、プリズムシートによる所望の光学特性を維持する点から、好ましい。プリズム列４１１の頂角θは４０〜７５゜程度の範囲であり、好ましくは４５〜７０゜の範囲である。
【００３１】
プリズム列形成部４４は、例えば活性エネルギー線硬化樹脂からなり、面光源装置の輝度を向上させる等の点から、高い屈折率を有するものが好ましく、具体的には、その屈折率が１．５５以上、さらに好ましくは１．６以上である。プリズム列形成部４４を形成する活性エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化させたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、（メタ）アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。このような硬化樹脂に使用される活性エネルギー線硬化性組成物としては、取扱い性や硬化性等の点で、多価アクリレートおよび／または多価メタクリレート（以下、多価（メタ）アクリレートと記載）、モノアクリレートおよび／またはモノメタクリレート（以下、モノ（メタ）アクリレートと記載）、および活性エネルギー線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。代表的な多価（メタ）アクリレートとしては、ポリオールポリ（メタ）アクリレート、ポリエステルポリ（メタ）アクリレート、エポキシポリ（メタ）アクリレート、ウレタンポリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上の混合物として使用される。また、モノ（メタ）アクリレートとしては、モノアルコールのモノ（メタ）アクリル酸エステル、ポリオールのモノ（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。
【００３２】
図４には、プリズムシート４によるＸＺ面内での光偏向の様子が模式的に示されている。この図では、ＸＺ面内での導光体３からのピーク光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向の一例が示されている。導光体３の光出射面３３から角度φで斜めに出射されるピーク光の大部分は、プリズム列４１１の第１のプリズム面４１１ａへ入射し第２のプリズム面４１１ｂによりほぼ内面全反射されてほぼ出光面４２の法線の方向に進行し、出光面から出射する。また、ＹＺ面内では、上記のような導光体裏面３４のプリズム列の作用もあって、広範囲の領域において出光面４２の法線の方向の輝度の十分な向上を図ることができる。
【００３３】
尚、プリズムシート４のプリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂの形状は、単一平面に限られず、例えば断面凸多角形状または凸曲面形状とすることができ、これにより、一層の高輝度化や狭視野化を図ることができる。
【００３４】
プリズムシート４においては、所望のプリズム列形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置の使用時におけるプリズム列頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に頂部平坦部あるいは頂部曲面部を形成してもよい。この場合、頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は、３μｍ以下とすることが、面光源装置としての輝度の低下やスティキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は２μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。
【００３５】
以上のようなプリズム列の形成は、プリズム列４１１を有するプリズム列形成面からなる入光面４１を転写形成する形状転写面を有する型部材を用いて、合成樹脂シートの表面に対する賦形を行うことで、実現することができる。
【００３６】
図５は、切り出しにより所望の寸法及び形状のプリズムシートを得るためのプリズムシート原反の作製を説明するための模式図である。尚、以下において、プリズムシート原反の構成部分の名称及び符号については、ほぼプリズムシート４の構成部分の名称及び符号をもって説明する。
【００３７】
図５中、符号７は、入光面４１を転写形成する形状転写面を円筒状外周面に形成してなる型部材（ロール型）である。このロール型７は、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属からなるものとすることができる。図６は、ロール型７の模式的斜視図である。円筒状ロール１６の外周面には形状転写面１８が形成されている。図７は、ロール型７の変形例を示す模式的分解斜視図である。この変形例においては、円筒状ロール１６の外周面に薄板状の型部材１５を巻き付けて固定している。この薄板状型部材１５は、外側の面に形状転写面が形成されている。
【００３８】
図５に示されているように、ロール型７には、その外周面即ち形状転写面に沿って透光性基材原反９が供給されており、ロール型７と透光性基材原反９との間に活性エネルギー線硬化性組成物１０が樹脂タンク１２からノズル１３を経て連続的に供給される。
【００３９】
透光性基材原反９の外側には、供給された活性エネルギー線硬化性組成物１０の厚さを均一にさせるためのニップロール２８が設置されている。ニップロール２８としては、金属製ロール、ゴム製ロール等が使用される。また、活性エネルギー線硬化性組成物１０の厚さを均一にさせるためには、ニップロール２８の真円度、表面粗さ等について高い精度で加工されたものが好ましく、ゴム製ロールの場合にはゴム硬度が６０度以上の高い硬度のものが好ましい。このニップロール２８は、活性エネルギー線硬化性組成物１０の厚さを正確に調整することが必要であり、圧力機構１１によって操作されるようになっている。この圧力機構１１としては、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、各種ネジ機構等が使用できるが、機構の簡便さ等の観点から空気圧シリンダーが好ましい。空気圧は、圧力調整弁等によって制御される。
【００４０】
ロール型７と透光性基材原反９との間に供給される活性エネルギー線硬化性組成物１０は、得られるプリズム部の厚さを一定にするために一定の粘度に保持することが好ましい。粘度範囲は、一般的には、２０〜３０００ｍＰａ・Ｓの範囲の粘度とすることが好ましく、さらに好ましくは１００〜１０００ｍＰａ・Ｓの範囲である。活性エネルギー線硬化性組成物１０の粘度を２０ｍＰａ・Ｓ以上とすることにより、プリズム部の厚さを一定にするためにニップ圧を極めて低く設定したり成形スピードを極端に速くしたりする必要がなくなる。ニップ圧を極めて低くすると、圧力機構１１の安定作動ができなくなる傾向にあり、プリズム部の厚さが一定しなくなる。また、成形スピードを極端に速くすると、活性エネルギー線の照射量が不足し活性エネルギー線硬化性組成物の硬化が不十分となる傾向にある。一方、活性エネルギー線硬化性組成物１０の粘度を３０００ｍＰａ・Ｓ以下とすることにより、ロール型の形状転写面構造の細部まで十分に硬化性組成物１０を行き渡らせることができ、レンズ形状の精確な転写が困難となったり気泡の混入による欠陥が発生しやすくなったり成形速度の極端な低下による生産性の悪化をもたらしたりすることがなくなる。このため、活性エネルギー線硬化性組成物１０の粘度を一定に保持させるためには、硬化性組成物１０の温度制御が行えるように、樹脂タンク１２の外部や内部にシーズヒーター、温水ジャケット等の熱源設備を設置しておくことが好ましい。
【００４１】
活性エネルギー線硬化性組成物１０をロール型７と透光性基材原反９との間に供給した後、活性エネルギー線硬化性組成物１０がロール型７と透光性基材原反９との間に挟まれた状態で、活性エネルギー線照射装置１４から活性エネルギー線を透光性基材原反９を通して照射して、活性エネルギー線硬化性組成物１０を重合硬化し、ロール型７に形成された形状転写面の転写を行う。活性エネルギー線照射装置１４としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等が使用される。活性エネルギー線の照射量としては、２００〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．１〜５０Ｊ／ｃｍ2 となる程度とすることが好ましい。また、活性エネルギー線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。次いで、透光性基材原反９と活性エネルギー線硬化樹脂で形成されたプリズム列形成部（４４）とからなるプリズムシート原反をロール型７から離型する。
【００４２】
図１に戻って、一次光源１はＹ方向に延在する線状の光源であり、該一次光源１としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。この場合、一次光源１は、図１に示したように、導光体３の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。
【００４３】
光源リフレクタ２は一次光源１の光をロスを少なく導光体３へ導くものである。その材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、光源リフレクタ２は、プリズムシート４を避けて、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て導光体３の光出射面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ２は、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経てプリズムシート４の出光面端縁部または光拡散素子６の出射面端縁部へと巻きつけることも可能である。このような光源リフレクタ２と同様な反射部材を、導光体３の光入射端面３１以外の側端面に付することも可能である。
【００４４】
光反射素子５としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。本発明においては、光反射素子５として反射シートに代えて、導光体３の裏面３４に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。
【００４５】
光拡散素子６は、輝度の低下をできる限り少なくし、視野範囲を目的に応じて適度に制御するために、配置される。また、光拡散素子６を配置することによって、品位低下の原因となるぎらつきや輝度斑等を抑止し品位向上を図ることもできる。
【００４６】
光拡散素子６のプリズムシート４に対向する入射面６１には、プリズムシート４とのスティッキングを防止するため、凹凸構造を付与することが好ましい。同様に、光拡散素子６の出射面６２とその上に配置される液晶表示素子８との間でのスティッキングの防止を考慮して、光拡散素子６の出射面６２にも凹凸構造を付与することが好ましい。この凹凸構造は、スティッキング防止の目的のみで付与する場合には、平均傾斜角が０．７度以上となるような構造とすることが好ましく、さらに好ましくは１度以上であり、より好ましくは１．５度以上である。
【００４７】
光拡散素子６の光拡散性は、光拡散素子６中に光拡散剤例えば、シリコーンビーズ、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレ−ト、フッ素化メタクリレ−ト等の単独重合体あるいは共重合体等を混入したり、光拡散素子６の少なくとも一方の表面に凹凸構造を付与することによって付与することができる。表面に形成する凹凸構造は、光拡散素子６の一方の表面に形成する場合と両方の表面に形成する場合とでは、その程度が異なる。光拡散素子６の一方の表面に凹凸構造を形成する場合には、その平均傾斜角を０．８〜１２度の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜７度であり、より好ましくは４〜６．５度である。光拡散素子６の両方の表面に凹凸構造を形成する場合には、一方の表面に形成する凹凸構造の平均傾斜角を０．８〜６度の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは２〜４度であり、より好ましくは２．５〜４度である。この場合、光拡散素子６の全光線透過率の低下を抑止するためには、光拡散素子６の入射面側の平均傾斜角を出射面側の平均傾斜角よりも大きくすることが好ましい。
【００４８】
また、光拡散素子６のヘイズ値としては８〜８２％の範囲とすることが、輝度特性向上と視認性改良の観点から好ましく、さらに好ましくは３０〜７０％の範囲であり、より好ましくは４０〜６５％の範囲である。
【００４９】
一方、透過型液晶表示素子８においては、互いに平行に配列されたガラスシートや合成樹脂シートなどからなる２つの透光性基板８１，８２の間に液晶８３が介在しており、基板８２の下面に形成した透明電極８５と基板８１の上面に形成した画素電極８４のうちの所要のものとの間に画像信号に応じて電圧が印加される。これにより液晶セルが構成される。
【００５０】
図８は、液晶表示素子８と面光源装置との位置関係を説明するための模式的一部切欠部分平面図である。図８に示されているように、各画素電極８４に対応して画素部８８が形成されており、該画素部８８はＸ−Ｙマトリックス状に配置されており、Ｘ方向画素部列８８Ｂ及びＹ方向画素部列８８Ａが形成されている。
【００５１】
更に、図１及び図２に示されているように、液晶セルの下側即ち面光源装置の発光面からの光が入射する側には偏光子として機能する偏光板８６が配置されており、液晶セルの上側には検光子として機能する偏光板８７が配置されている。これらの偏光板８６，８７は、偏光透過軸方向（ＸＹ面内における偏光成分の透過率が最大の方向）が互いに直交するように配列されている。図８には、偏光板８６の偏光透過軸方向が矢印８６Ａで示されている。ここでは、一例として、偏光透過軸方向８６ＡがＸ方向及びＹ方向の双方に対して４５°の角度をなすものが示されている。これにより、面光源装置の発光面からの光は、偏光板８６により直線偏光に変換され、画像信号に応じた電圧印加により液晶８３の状態が適宜変化した液晶セルの各画素部８８により画像信号に応じた変調（偏光面の回転）を受ける。従って、偏光板８７を通過する光量は、画像信号に対応したものとなり、これにより画像表示がなされる。また、一般的に偏光透過軸方向８６ＡがＸ方向及びＹ方向の双方に対して＋４５°か−４５°のいずれかである。
【００５２】
液晶表示素子８は、その他、カラー表示のためのカラーフィルターや、その他の公知の適宜の機能部材を含んでいてもよい。
【００５３】
以上のようにして、一次光源１、光源リフレクタ２、導光体３、プリズムシート４、光反射素子５及び光拡散素子６を含んでなる面光源装置の発光面（光拡散素子６の出射面６２）上に透過型液晶表示素子８を配置することにより、本発明の面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、上方から観察者により観察される。
【００５４】
面光源装置から発せられる光量の安定化の観点から本実施形態では、拡散シートの製造に使用する複屈折性透光性基材は以下に説明するような特定の光学軸角度を持つ部分とし、プリズムシートの製造に使用する複屈折性透光性基材は残りの部分とする。
【００５５】
即ち、図８及び図９に示されるように、ＸＹ面内において、Ｙ軸の負の向きを角度０°とし、Ｘ軸の正の向きを角度９０°とし、Ｙ軸の正の向きを角度１８０°として、Ｚ軸周りの回転方向を設定した場合、拡散シートの光学軸角度を−δから＋δ（正負はＺ軸周り回転の向きを示し、図８及び図９における反時計回り即ち左回りの向きを「＋」で示し、図８及び図９における時計回り即ち右回りの向きを「−」で示す）の範囲内になるような複屈折性透光性基材原反から切り出されたカット原反を拡散シートの製造に使用し、その他のカット原反をプリズムシートの製造に使用する。その理由は、次の通りである。
【００５６】
上記のように、導光体光出射面３３から光出射面法線方向に対して斜め方向に出射する光は、偏光特性を持つ。この偏光特性をもった出射光がプリズムシート４に入射する際には、各プリズム列４１１の透過面４１１ａを通過し反射面４１１ｂにより全反射され、導光体光出射面法線の方向に偏向される。その際に、基本的に光の偏光特性は維持される。この偏向光の偏光特性は、導光体光入射端面３１と平行な方向の成分より導光体光入射端面３１と直交する方向の成分が大きなものとなる。
【００５７】
図１０に、導光体３からの出射光がプリズム列４１１による偏向を受けてプリズム列形成部４４を出る際の当該偏向光の偏光特性の一例を示す。この図は、偏向光についての、上記図８及び図９で規定した角度に関する、各偏光成分の光量を相対輝度で示したものである。偏光角度９０°の偏光成分が最も輝度が大きく、これを最大偏光成分とする。偏光角度０°（１８０°）の偏光成分が最も輝度が小さく、これを最小偏光成分とする。最大偏光成分と最小偏光成分との光量の差は、たとえば５％〜４０％である。
【００５８】
プリズム列形成部４４を出た偏向光が複屈折性透光性基材４３を通過するとき、リタデーションが発生し偏光特性が変化する。透光性基材４３の分子配向方向は進相軸および遅相軸のいずれかと一致する。たとえば透光性基材４３がＰＥＴからなる場合には、該透光性基材４３の分子配向方向は進相軸と一致する。進相軸と遅相軸とは直交する。進相軸及び遅相軸は、光学軸もしくは単に光軸と呼ばれることがある。リタデーションの起こり方は、透光性基材４３の光学軸の方向（分子配向方向またはそれに直交する方向）４３Ａとプリズム列形成部４４への偏光特性を持った入射光の最大偏光成分方向とのなす角により、変わる。また拡散シートが複屈折性透光基材４３からなる場合には、さらにリタデーションが発生し偏光特性が変化する。
【００５９】
図１１に、上記の図１０のような偏光特性を持った偏向光についての、光学軸方向４３Ａを持つプリズムシート透光性基材４３に光学軸方向６３Ａを持つ拡散シートを乗せて、透過軸角度が−４５°の液晶パネルを搭載した時の輝度と拡散シートの光学軸方向６３Ａとの変化の一例を示す。
【００６０】
プリズムシートの光学軸方向４３Ａに対して拡散シートの光学軸方向６３Ａが変化すると輝度は変化する。輝度の高い、つまり光の利用効率の良い光学軸角度は、図１１で示した例ではプリズムシートの光学軸角度４３Ａと拡散シートの光学軸角度６３Ａがともに負の値、例えば−３０°とすることで実現される。また透過軸角度が＋４５°の液晶パネルを搭載すると図１１の正負が逆転し、プリズムシートの光学軸角度４３Ａと拡散シートの光学軸角度６３Ａがともに正の値とすることで光の利用効率が良くなる。しかし、プリズムシートの光学軸角度４３Ａと拡散シートの光学軸角度６３Aが０°に近い値である場合、いずれの透過軸角度を持つ液晶パネルを搭載しても光の利用効率は低いままである。
【００６１】
そこで、複屈折性透光性基材原反の中央部から取り出されたカット原反Ａを全て拡散シートにする。拡散シートはプリズムシートと異なり基材の光学的異方性がいかなるものでも使用でき、任意の光学軸角度になるように切り抜いて製作することができる。そこで複屈折性透光性基材原反の端部から切り出されたカット原反Ｂと同じ光学軸角度を持つように切り抜くことで、光の利用効率が高くなる拡散シートを製作することが出来て、複屈折性透光性基材原反の全てを効率良く使用できる。このような光の利用効率が良い拡散シートの製造に使用するカット原反Ａの複屈折性透光性基材の光学軸角度は−１５°〜＋１５°が好ましく、さらに好ましくは−１０°〜＋１０°、より好ましくは−５°〜＋５°である。
【００６２】
このため、本実施形態の光学軸方向に従って拡散シートとプリズムシートを製造するために複屈折性透光性基材原反から取り出したカット原反を選択して使用することで、複屈折透光基材を有効に利用しながら光の利用効率の良い液晶表示装置を製造することができる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例を示す。
【００６４】
本実施例及び比較例において、プリズムシートの複屈折性透光性基材の光学軸方向の測定は、次のようにして行った。２枚の偏光板を、偏光透過軸方向が互いに直交するように平行に重ねる。次に、重ねた２枚の偏光板の間に測定対象の透光性基材を挿入し、一方の偏光板の側から白色光を入射させ、透光性基材を回転させながら他方の偏光板側から出射する透過光が最も暗くなるポイント（消光点）をさがす。透光性基材が消光点にあるとき、２枚の偏光板の偏光透過軸方向が透光性基材の光学軸方向となる（光学軸は２本あり、互いに直交している）。
【００６５】
さて、複屈折性透光性基材原反ＡとしてＰＥＴフィルムを巻き取り方向に６分割したカット原反であるＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６を用意した。このカット原反の光学軸角度を測定したところ、Ｂ１が20.5°、Ｂ２が10.5°、Ｂ３が1.5°、Ｂ４が−8.2°、Ｂ５が−15°、Ｂ６が−25.0°であった。一方の面に活性エネルギー線硬化樹脂でプリズム列形成部を付与してプリズム列の賦形を行い、プリズムシートＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を作製した。また同じカット原反Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６に拡散剤を塗布して拡散シートＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を製作した。この拡散シートＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６のヘイズ値はいずれも６２％だった。これらプリズムシートと拡散シートを用いて面光源装置を製作した。表１に示したのは、製作した面光源装置の名称とプリズムシート及び拡散シートの組み合わせである。表１に面光源装置の製作に使用したプリズムシート及び拡散シートの組み合わせを示す。
【表１】
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【００６６】
製作した面光源装置を点灯させて輝度測定したところ、いずれも3100ntだった。
【００６７】
また、透過軸角度＋４５°の液晶パネルＦ１と透過軸角度−４５°の液晶パネルＦ２を用意し、これらの面光源装置に搭載して液晶表示装置を作成した。表２に示したのは、液晶表示装置の名称とプリズムシート、拡散シート及び液晶パネルの組み合わせである。表２に液晶表示装置の製作に使用したプリズムシート、拡散シート及び液晶パネルの組み合わせを示す。
【表２】
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【００６８】
各液晶表示装置を点灯して輝度を測定したところ、表３、表４に示す結果となった。表３に液晶表示装置G1、G２、G３、G４、G５、G６を点灯したときの輝度を、表４に液晶表示装置H1、H２、H３、H４、H５、H６を点灯したときの輝度を示す。
【表３】
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【表４】
2008139692.tif 000006
【００６９】
すなわち、カット原反Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ用いた液晶表示装置Ｇ１，Ｇ２は透過軸角度＋45°の液晶パネルＦ１を使用することにより光の利用効率が高くなり、また、カット原反Ｂ５，Ｂ６をそれぞれ用いた液晶表示装置Ｇ５，Ｇ６は透過軸角度−45°の液晶パネルＦ２を使用することにより光の利用効率が高くなった。しかしながら、カット原反Ｂ３，Ｂ４をそれぞれ用いたプリズムシートＣ３，Ｃ４を使用した液晶表示装置Ｇ３，Ｇ４、Ｈ３，Ｈ４ではいずれも光の利用効率は低かった。
【００７０】
そこでカット原反Ｂ３を基材とする拡散シートＤ３を光学軸角度が+22.5°になるように切り抜いた拡散シートＪ１、カット原反Ｂ４を基材とする拡散シートＤ４を光学軸角度が−22.5°になるように切り抜いた拡散シートＪ２を製作して、プリズムシートＣ１と拡散シートＪ１と液晶パネルＦ１を搭載した液晶表示装置Ｋ１とプリズムシートＣ６と拡散シートＪ２と液晶パネルＦ２を搭載した液晶表示装置Ｋ２を製作し、輝度を測定したところＫ１が２１５ｎｔ、Ｋ２が２１３ｎｔだった。したがって、プリズムシートの基材として不適であった原反Ｂ３，Ｂ４を拡散シートの基材として有効利用することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明によるプリズムシート、該プリズムシートを用いた本発明によるエッジライト型面光源装置、及び該面光源装置を用いた本発明による液晶表示装置の一実施形態を示す模式的一部切欠斜視図である。
【図２】図１の模式的部分断面図である。
【図３】プリズムシートの模式的部分拡大断面図である。
【図４】プリズムシートによるＸＺ面内での光偏向の様子を示す模式図である。
【図５】切り出しにより所望の寸法及び形状のプリズムシートを得るためのプリズムシート原反の作製を説明するための模式図である。
【図６】プリズムシート原反の作製に用いられるロール型を示す模式的斜視図である。
【図７】プリズムシート原反の作製に用いられるロール型を示す模式的分解斜視図である。
【図８】液晶表示素子と面光源装置との位置関係を説明するための模式的一部切欠部分平面図である。
【図９】液晶表示素子と面光源装置との位置関係を説明するための模式図である。
【図１０】導光体からの出射光がプリズム列による偏向を受けてプリズム列形成部を出る際の当該偏向光の偏光特性の一例を示す図である。
【図１１】図１０の偏光特性を持った偏向光についての、拡散シート透光性基材の光学軸方向に対する、光学軸角度の異なるプリズムシートを乗せたときの液晶表示装置の輝度の変化の一例を示す図である。
【図１２】複屈折性透光性基材原反の２軸延伸による分子配向方向の様子とカット原反を切り出す方向を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  一次光源
２  光源リフレクタ
３  導光体
３１  光入射端面
３２  側端面
３３  光出射面
３４  裏面
４  プリズムシート
４１  入光面
４１１  プリズム列
４１１ａ，４１１ｂ  プリズム面
４２  出光面
４３  透光性基材
４３Ａ  光学軸方向
４４  プリズム列形成部
５  光反射素子
６  光拡散素子
６１  入射面
６２  出射面
６３A  光学軸方向
７  型部材（ロール型）
８  液晶表示素子
８１，８２  透光性基板
８３  液晶
８４  画素電極
８５  透明電極
８６，８７  偏光板
８６Ａ  偏光透過軸方向
８８  画素部
８８Ａ  Ｙ方向画素部列
８８Ｂ  Ｘ方向画素部列
９  透光性基材原反
１０  活性エネルギー線硬化性組成物
１１  圧力機構
１２  樹脂タンク
１３  ノズル
１４  活性エネルギー線照射装置
１５  薄板状型部材
１６  円筒状ロール
１８  形状転写面
２８  ニップロール
３８  複屈折性透光性基材原反
３８Ａ  ２軸延伸方向
３８Ｂ  巻き取り方向
３８Ｃ  分子配向角度
３８Ｄ  カット原反
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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】
2008139692.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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