(57)【要約】  液晶表示素子（８）の光入射側に、接合材（８６）によりプリズムシート（４）の出光面（４２）が接合されている。プリズムシート（４）の入光面（４１）はプリズム列形成面とされている。プリズム列形成面（４１）は、複数のプリズム列を互いに略平行に延在するように配列することで形成されている。プリズム列形成面（４１）は、互いに隣接するプリズム列の間にこのプリズム列に沿って延在する粗面化部を有している。粗面化部の表面はプリズム列のプリズム面より粗面化度が大きい。一次光源（１）から発せられる光が光入射端面（３１）を介して導光体（３）に導入される。導光体（３）内を導光される光は光出射面（３３）から出射して、プリズムシート（４）の入光面（４１）に入光する。
2007129609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面光源装置と組み合わせて使用される液晶表示素子であって、
該液晶表示素子の前記面光源装置から発せられる光が入射する側にプリズムシートの第１面が接合されており、該プリズムシートの前記第１面と反対側の第２面がプリズム列形成面とされており、該プリズム列形成面は複数のプリズム列を互いに略平行に延在するように配列することで形成されており、
前記プリズム列形成面は、互いに隣接する前記プリズム列の間に該プリズム列に沿って延在する粗面化部を有しており、該粗面化部の表面は前記プリズム列のプリズム面より粗面化度が大きい、ことを特徴とするプリズムシート付き液晶表示素子。
【請求項２】
前記粗面化部は、前記プリズム列の配列ピッチの０．０４倍〜０．５倍の幅をもつことを特徴とする、請求項１に記載のプリズムシート付き液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶表示素子の前記面光源装置から発せられる光が入射する側に接合材により前記プリズムシートの第１面が接合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付き液晶表示素子。
【請求項４】
前記接合材は接着剤または自己吸着性樹脂であることを特徴とする、請求項３に記載のプリズムシート付き液晶表示素子。
【請求項５】
前記プリズム列は同心円状に配列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付き液晶表示素子。
【請求項６】
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、請求項１に記載のプリズムシート付き液晶表示素子とを含んでなり、
前記導光体は前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と前記導光された光が出射する光出射面とを備えており、前記一次光源は前記導光体の光入射端面に隣接して配置されており、前記プリズムシート付き液晶表示素子は前記プリズムシートのプリズム列形成面が前記導光体の光出射面に対向するようにして配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト（面光源装置）と組み合わせて使用される液晶表示素子に関するものである。更に、本発明は、液晶表示素子とバックライトとを組み合わせてなる液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、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のものが多用されている。従来、エッジライト方式のバックライトとしては、矩形板状の導光体の少なくとも１つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体の光入射端面から導光体内部へと導入し、該導光体の２つの主面のうちの一方である光出射面から出射させるものが広く利用されている。【０００３】
このようなバックライトでは、導光体の光出射面から斜め方向に出射する光を、導光体の光入射端面及び光出射面の双方と直交する面内において、導光体光出射面法線の方へと偏向させるために、光偏向素子が使用される。光偏向素子は、典型的にはプリズムシートである。このプリズムシートは、一方の面が平面とされ、他方の面がプリズム列形成面とされている。プリズム列形成面は、多数のプリズム列を所定ピッチで互いに平行に配列してなるものである。【０００４】
近年の高精細画像表示の要請に応えるための液晶表示装置のための面光源装置に要求される特性としては、輝度が高いことに加えて、所要の光学機能を発揮すべく導光体の主として光出射面またはその反対側の裏面に形成したマット構造やレンズ列配列構造等の表面構造が視認されにくいことが挙げられる。【０００５】
高輝度化のために、面光源装置のプリズムシートのプリズム列形成面を導光体に対向するようにして配置すること（即ち、プリズム列形成面を、導光体光出射面からの光が入射する入光面とすること）ができる。しかし、プリズムシートとして、入光面と反対側の出光面が平滑平面である一般的なものを使用すると、導光体の上記表面構造が視認されることがある。そこで、特開平６−３２４２０５号公報（特許文献１）及び特開平７−１５１９０９号公報（特許文献２）に記載されているように、プリズムシートのプリズム列形成面と反対側の面に、微細な凹凸形状を付与する技術を適用して、高輝度を維持しつつ導光体の表面構造を視認しにくくすることが考えられる。
【特許文献１】特開平６−３２４２０５号公報
【特許文献２】特開平７−１５１９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、面光源装置においては、一次光源として高輝度の光源が使用されるにつれて、プリズムシートに起因する輝度むらが視認されやすいという問題がある。即ち、プリズムシート製造のための金型に切削すじやメッキ不良などによる欠陥があると、それに基づくプリズムシートの形態不良に起因して輝度むらが視認されることがある。また、プリズムシート製造後にプリズム列形成面の保護のために粘着保護シートが貼付されるが、面光源装置作製に際してこの粘着保護シートを剥離した後にプリズム列頂部などに保護シートの粘着剤が付着残留すると、この付着残留粘着剤に起因して輝度むらが視認されたりする。【０００７】
以上のような導光体の表面構造の視認やプリズムシートに起因する輝度むらの視認などの光学的な欠陥を、光拡散シートを使用することなく隠蔽することが望ましい。【０００８】
そこで、本発明は、以上のような技術的課題に鑑み、コスト増加を殆ど招くことなく輝度低下を抑制しながら光学的欠陥隠蔽を実現し得る液晶表示装置及びそれに用いる液晶表示素子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】
【０００９】
本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、
面光源装置と組み合わせて使用される液晶表示素子であって、
該液晶表示素子の前記面光源装置から発せられる光が入射する側にプリズムシートの第１面が接合されており、該プリズムシートの前記第１面と反対側の第２面がプリズム列形成面とされており、該プリズム列形成面は複数のプリズム列を互いに略平行に延在するように配列することで形成されており、
前記プリズム列形成面は、互いに隣接する前記プリズム列の間に該プリズム列に沿って延在する粗面化部を有しており、該粗面化部の表面は前記プリズム列のプリズム面より粗面化度が大きい、ことを特徴とするプリズムシート付き液晶表示素子、
が提供される。【００１０】
本発明の一態様においては、前記粗面化部は、前記プリズム列の配列ピッチの０．０４倍〜０．５倍の幅をもつ。【００１１】
以上のような本発明の一態様においては、前記液晶表示素子の前記面光源装置から発せられる光が入射する側に接合材により前記プリズムシートの第１面が接合されている。本発明の一態様においては、前記接合材は接着剤または自己吸着性樹脂である。本発明の一態様においては、前記プリズム列は同心円状に配列されている。【００１２】
更に、本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、上記のプリズムシート付き液晶表示素子とを含んでなり、
前記導光体は前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と前記導光された光が出射する光出射面とを備えており、前記一次光源は前記導光体の光入射端面に隣接して配置されており、前記プリズムシート付き液晶表示素子は前記プリズムシートのプリズム列形成面が前記導光体の光出射面に対向するようにして配置されていることを特徴とする液晶表示装置、
が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
以上のような本発明のプリズムシート付き液晶表示素子及び液晶表示装置によれば、プリズムシートのプリズム列形成面は互いに隣接するプリズム列の間に該プリズム列に沿って延在する粗面化部を有するので、このプリズムシートを接合した液晶表示素子を用いて構成される液晶表示装置において、この粗化面部での光拡散に基づき、プリズムシート製造用金型の欠陥に基づくプリズムシートの形態不良に起因する輝度むらや、粘着保護シートの貼付に基づく該粘着保護シート剥離後のプリズム列における保護シート粘着剤の付着残留に起因する輝度むらを改善する作用即ち光学的欠陥隠蔽の作用が得られ、しかも輝度低下は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるプリズムシート付き液晶表示素子を用いた液晶表示装置の一つの実施形態を示す模式的一部切欠斜視図である。
【図２】図１の液晶表示装置の模式的部分断面図である。
【図３】図１の液晶表示装置の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光偏向の様子を模式的に示す図である。
【図５】プリズムシートの製造のための型部材の作製を説明するための模式的断面図である。
【図６】プリズムシートの製造における合成樹脂シートの賦形を説明するための模式図である。
【図７】プリズムシートの製造において使用されるロール型を示す模式的斜視図である。
【図８】プリズムシートの製造において使用されるロール型を示す模式的分解斜視図である。
【図９】面光源の輝度分布を示す図である。
【図１０】面光源の輝度分布を示す図である。
【図１１】本発明によるプリズムシート付き液晶表示素子を構成するプリズムシートの一つの実施形態の模式的部分拡大断面図である。
【図１２】図１１のプリズムシートの模式的部分拡大底面図である。
【図１３】図１１のプリズムシートの谷部の断面形状を示す模式図である。
【図１４】本発明によるプリズムシート付き液晶表示素子を用いた液晶表示装置の一つの実施形態を示す模式的一部切欠斜視図である。
【図１５】実施例で使用した型部材作製装置の模式図である。
【図１６】実施例で得られた型部材ブランクのプリズム列及び谷部の転写面部分の断面拡大写真である。
【図１７】実施例で得られた型部材のプリズム列及び谷部の転写面部分の断面拡大写真である。
【符号の説明】
【００１５】
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
４１２  粗面化部
４２  出光面
４３  透明基材
４４  プリズム部
５  光反射素子
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  接合材
４１’  型部材
４１１ａ’，４１１ｂ’  第１の領域
４１１ａ”，４１１ｂ”  第１の領域
４１２’  第２の領域
４１２”  第２の領域
ＢＰ  ブラスト粒子
７  型部材（ロール型）
９  透明基材
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
４１２Ａ  谷部
４１３  プリズム列の稜線
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。【００１７】
図１は本発明によるプリズムシート付き液晶表示素子を用いた液晶表示装置の一つの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。本実施形態の液晶表示装置は、エッジライト型面光源装置及びプリズムシート付き液晶表示素子を含んでなる。【００１８】
エッジライト型面光源装置は、図示されているように、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表面を光出射面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３３とは反対側の裏面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。【００１９】
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。【００２０】
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αとする。角度α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。【００２１】
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の向上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。この平均傾斜角θａは、導光体３の厚さ（ｄ）と入射光が伝搬する方向の長さ（Ｌ）との比（Ｌ／ｄ）によって最適範囲が設定されることが好ましい。すなわち、導光体３としてＬ／ｄが２０〜２００程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａを０．５〜７．５度とすることが好ましく、さらに好ましくは１〜５度の範囲であり、より好ましくは１．５〜４度の範囲である。また、導光体３としてＬ／ｄが２０以下程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａを７〜１２度とすることが好ましく、さらに好ましくは８〜１１度の範囲である。【００２２】
導光体３に形成される粗面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の式（１）および式（２）
Δａ＝（１／Ｌ）∫０Ｌ｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ  ・・・  （１）
θａ＝ｔａｎ−１（Δａ）  ・・・  （２）
を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さであり、Δａは平均傾斜角θａの正接である。【００２３】
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、その出射方向を液晶表示素子８に接合されたプリズムシート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を提供することができる。【００２４】
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（３）
Ｉ＝Ｉ０（α／１００）［１−（α／１００）］Ｌ／ｄ  ・・・  （３）
のような関係を満足する。ここで、定数α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。この光出射率αは、縦軸に光出射面２３からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に（Ｌ／ｄ）をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。【００３０】
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、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。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。【００３１】
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。【００３２】
一方、液晶表示素子８としては、特に限定されることはなく、周知の透過型液晶表示素子を使用することができる。この透過型液晶表示素子としては、例えば、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を介在させ、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を印加することで、画像表示を行うものが例示される。更には、カラー表示のためのカラーフィルターや、偏光子及び検光子としての１対の偏光板や、その他の公知の適宜の機能部材を含んでいてもよい。【００３３】
液晶表示素子８は、導光体３の光出射面３３の上方に配置されている。本実施形態においては、液晶表示素子８の面光源装置から発せられる光が入射する側（図では下側）に光偏向素子としてのプリズムシート４の出光面（第１面）４２が接合されている。この接合は、接合材８６によりなされている。接合材８６としては、透光性を有するものであれば特に限定されないが、例えば接着剤または自己吸着性樹脂が好ましいものとして例示される。接着剤としては、ＵＶ硬化型の接着剤や、一般的に感圧接着剤として知られているものが挙げられ、耐熱、電気絶縁性、耐化学薬品性に優れるシリコーン粘着剤（主成分はポリジメチルシロキサン）、透明性や耐候性に優れるアクリル系粘着剤（例えば主成分がポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸オクチル）、比較的低温で熱可塑性を有する樹脂を用いたホットメルトタイプ接着剤（例えばエチレン／酢酸ビニル共重合体を主成分としたもの）等が有効である。また、自己吸着性樹脂は、脱着可能接合材であり、自ら平滑面へ張り付く特性を有する軟質樹脂である。自己吸着性樹脂としては、例えばガラス転移温度の低い材料を用いた軟質シリコン樹脂（ゴム）、軟質アクリル架橋性樹脂、軟質ポリエチレン樹脂などが例示できる。接合材として自己吸着性樹脂を用いた場合、脱着が可能であり組み立て時における貼付け修正が容易である。プリズムシート４の出光面４２と反対側の入光面（第２面）４１は、複数のプリズム列を互いに略平行に延在するように配列することで形成されたプリズム列形成面とされている。これにより、プリズムシート４付の液晶表示素子８が形成されている。【００３４】
尚、プリズムシート４は、光学機能的には、一次光源１及び導光体３と共に、導光体光出射面法線の方向に沿って光を出光させる面光源を構成する。しかし、本発明ではプリズムシート４が液晶表示素子８に接合一体化されてプリズムシート付き液晶表示素子を形成することから、本明細書では、便宜上、以上のような面光源を構成する部材からプリズムシートを除外したものを面光源装置と称している。【００３５】
以下、プリズムシート４に関し、詳細に説明する。【００３６】
プリズムシート４は、導光体３の光出射面３３の上方に配置されている。プリズムシート４の２つの主面４１，４２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。主面４１，４２のうちの一方（導光体３の光出射面３３側に位置する主面）は入光面４１とされており、他方が出光面４２とされている。出光面４２は、導光体３の光出射面３３と平行な平坦面とされている。入光面４１は、多数のＹ方向に延在するプリズム列４１１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。【００３７】
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、透明基材４３とプリズム部４４とからなるものとすることができる。この場合、透明基材４３の上面が出光面４２を形成し、プリズム部４４の下面が入光面４１を形成する。【００３８】
透明基材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、柔軟な硝子板等を使用することもできるが、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の透明樹脂シートやフィルムが好ましい。特に、プリズム部４４の屈折率よりも屈折率が低く、表面反射率の低いポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレートとポリフッ化ビニリデン系樹脂との混合物、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂からなるものが好ましい。透明基材４３の厚さは、例えば５０μｍ〜５００μｍ程度である。なお、透明基材４３には、活性エネルギー線硬化樹脂からなるプリズム部４４と透明基材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。【００３９】
プリズム部４４の上面は、平坦面とされており、上記透明基材４３の下面と接合されている。プリズム部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、且つ互いに隣接するプリズム列同士の間に該プリズム列に沿ってＹ方向に延在する粗面化部４１２が配列されてなる。プリズム部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。【００４０】
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）とされていてもよいし、或いは粗面化部４１２の表面より小さな粗面化度の粗面とされていてもよい。本発明においては、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、プリズム面は鏡面とすることが好ましい。この場合、プリズム面の粗面化部近傍領域は粗面化されていてもよい。尚、粗面化度は、粗面化の程度を示すものであり、たとえば中心線平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚにより表すことができる。プリズム列４１１の頂角θは４０〜１５０゜の範囲内とすることが好ましい。一般的に、液晶表示装置のバックライトでは、プリズムシートをプリズム列形成面が液晶パネル側となるように配置する場合には、プリズム列の頂角θは８０〜１００゜程度の範囲であり、好ましくは８５〜９５゜の範囲である。一方、上記実施形態のようにプリズムシート４をプリズム列形成面が導光体３側となるように配置する場合には、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。本願においては、後述するように断面形状が不規則な面も粗面という。【００４１】
粗面化部４１２は、その幅Ｗがプリズム列４１１の配列ピッチＰの０．０４倍〜０．５倍であるのが好ましく、０．０８倍〜０．３倍であるのが更に好ましく、０．１倍〜０．２倍であるのが特に好ましい。これは、粗面化部４１２の幅Ｗが配列ピッチＰの０．０４倍〜０．５倍の範囲内であれば、粗面化部４１２での光拡散に基づく所望の観察方向範囲への光量集中作用及び良好な輝度むら改善作用が得られ、しかもプリズム列４１１による導光体光出射面法線の方への光偏向作用の低下を少なくできるからである。粗面化部４１２の表面の粗面化度は、中心線平均粗さＲａで０．３〜２μｍとするのが好ましく、０．４〜１．７μｍとするのがより好ましく、十点平均粗さＲｚで１〜３μｍとするのが好ましく、１．３〜２．７μｍとすることがより好ましい。これらの粗さ値は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に従い、粗面化部４１２の中央（即ち谷底部）において該粗面化部の延在方向に沿う１００μｍの表面形状に基づき測定して得たものである。【００４２】
プリズム列４１１の２つのプリズム面４１１ａ，４１１ｂは、粗面化部４１２の表面より小さな粗面化度の粗面とされていてもよい。プリズム面４１１ａ，４１１ｂの粗面化度は、中心線平均粗さＲａで０．３μｍ未満とするのが好ましく、０．１μｍ以下とするのがより好ましく、十点平均粗さＲｚで１μｍ未満とするのが好ましく、０．５μｍ以下とすることがより好ましい。これらの粗さ値は、プリズム面４１１ａ，４１１ｂの延在方向に沿う単位長さ（１００μｍ）の表面形状に基づき得たものである。プリズム面４１１ａ，４１１ｂの粗面化度を粗面化部４１２の表面より小さなものとすることで、プリズム面４１１ａ，４１１ｂでの光拡散を少なくして、プリズム列４１１による導光体光出射面法線の方への光偏向作用の低下を少なくすることができる。【００４３】
上記の粗面化部４１２の表面またはプリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂの表面形状の測定は、たとえば超深度形状測定顕微鏡（例えばキーエンス社製のＶＫ−８５００［商品名］）を用いて行うことができる。【００４４】
粗面化部４１２の微細構造に基づく形状を除いた（または微細構造に基づく形状を平均化して滑らかな線で結んだ）ＸＺ断面の全体形状は、図示されるように外方即ち下方に向かって凹の曲線状をなす。或いは、粗面化部４１２のＸＺ断面の全体形状は、ＸＹ面と平行な平面状であってもよい。【００４５】
尚、本発明において、粗面化部とプリズム面とは粗面化度の程度によって区別され、粗面化度の程度の大きい部分を粗面化部といい、鏡面または粗面化度の程度の小さい部分をプリズム面という。【００４６】
プリズム部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、多官能アクリレートおよび／または多官能メタクリレート（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。代表的な多官能（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。【００４７】
以上、プリズムシート４が透明基材４３とプリズム部４４とからなるものとして説明したが、本発明においては、プリズムシート４は単一の材料からなるものであってもよい。この場合、プリズムシート４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。【００４８】
図４に、プリズムシート４によるＸＺ面内での光偏向の様子を模式的に示す。この図は、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）の進行方向の一例を示すものである。導光体３の光出射面３３から角度α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の法線の方向に出射する。また、ピーク光の一部分は、プリズム列４１１の第１のプリズム面４１１ａへ入射し粗面化部４１２により拡散されて出光面４２から出射する。この光拡散はＹＺ面内においてもなされる。また、ピーク光以外の光の一部は、粗面化部４１２に直接入射して拡散される。このような粗面化部４１２での光拡散に基づき、所望の観察方向範囲への光量集中作用及び良好な輝度むら改善作用が得られる。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。【００４９】
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。【００５０】
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、液晶表示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。【００５１】
以上のようなプリズムシート４は、プリズム列４１１及び粗面化部４１２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、製造することができる。この型部材の作製に関して、図５を参照しながら説明する。【００５２】
先ず、図５（ａ）に示されるようにして、上記プリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂに対応する形状の第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”と粗面化部４１２にほぼ対応する形状の第２の領域４１２”とからなる形状転写面を持つ型部材４１’を作製する。ここで、第２の領域４１２”の形状につき「粗面化部４１２にほぼ対応する」形状とは、後述のブラスト処理により粗面化部４１２に対応する形状が得られるような形状のことを指す。たとえば、第２の領域４１２”の形状は、第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”の形状（たとえば平面）をそのまま延長することで形成される形状とすることができる。【００５３】
次いで、型部材４１’の形状転写面に対してブラスト処理を行うことで、第２の領域４１２”を、粗面化すると共に粗面化部４１２に対応する形状となす。このようなブラスト処理は、ブラスト粒子が型部材４１’の第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”には実質上吹き付けられず且つ第２の領域４１２”にのみ吹き付けられるようにして行われる。具体的には、たとえば、型部材４１’の凹部の奥には入り込まないような大きさ（粒径）のブラスト粒子を用いて、ブラスト処理を実施する。ブラスト粒子の吹き付けを図５（ｂ）に示される断面に関して上方から行う場合には、プリズム列の頂角θとピッチＰとに応じて、適切な粒径範囲内のブラスト粒子ＢＰを使用すればよい。例えば、プリズム頂角θが４０〜７５度の場合には、粒径がピッチＰの０．３倍以上のものを使用することが好ましい。ブラスト粒子ＢＰの粒径が大きすぎると粗面化度が小さくなるので、粒径は最大でもピッチＰの５倍程度であるのが好ましい。ブラスト粒子ＢＰの粒径は、より好ましくはピッチＰの１倍〜４倍であり、更に好ましくはピッチＰの２倍〜３倍である。ブラスト圧力は、使用するブラスト粒子の材質及び粒径や、型部材４１’の材質などに応じて適宜設定することができるが、たとえば０．０１〜１ＭＰａを挙げることができる。以上のようなブラスト処理を適宜の時間行うことで、図５（ｂ）に示されるような、プリズム列に対応する形状の第１の領域４１１ａ’，４１１ｂ’と粗面化部に対応する形状の第２の領域４１２’とからなる形状転写面を持つ型部材４１’が得られる。【００５４】
ブラスト処理においては、図５（ｃ）に示されているように、ブラスト粒子ＢＰの吹き付けの向きを斜め方向にすることも可能である。この場合には、上記図５（ｂ）の場合に比べて、ブラスト圧の制御の容易な、粒径の小さなブラスト粒子を使用することができる。また、ブラスト粒子の吹き付けの角度を適宜設定することで、粗面化部に対応する形状の第２の領域４１２’の幅を適宜設定することができる。【００５５】
以上の説明では、プリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂが光学的に十分に平滑な面である場合が示されており、型部材４１’の第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”がブラスト処理前において既にプリズム面４１１ａ，４１１ｂに対応する形状に形成されており、この領域はブラスト処理の影響を殆ど受けない。但し、ブラスト粒子には扁平な形状のものが含まれることもあり、ブラスト処理の影響が第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”に及ぶこともある。そのような場合には、第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”がブラスト処理により僅かに粗面化されて第１の領域４１１ａ’，４１１ｂ’とされる。即ち、プリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂは、粗面化部４１２の表面より小さな粗面化度に僅かに粗面化されたものとなる。【００５６】
一方、プリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂを、意図的に粗面化部４１２の表面より小さな粗面化度に粗面化してもよい。この場合、型部材４１’の第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”はブラスト処理前においてプリズム面４１１ａ，４１１ｂにほぼ対応する形状に形成される。ここで、第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”の形状につき「プリズム面４１１ａ，４１１ｂにほぼ対応する」形状とは、ブラスト処理によりプリズム面４１１ａ，４１１ｂに対応する形状が得られるような形状のことを指す。そして、以上の説明のようなブラスト処理（第１のブラスト処理）により第２の領域４１２”を粗面化することに加えて、粒径のより小さなブラスト粒子を吹き付ける第２のブラスト処理を行うことで、第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”を粗面化すると共にプリズム列４１１のプリズム面４１１ａ，４１１ｂに対応する形状となし、且つ第２の領域４１２”を粗面化部４１２に対応する形状となす。この第２のブラスト処理に使用されるブラスト粒子の粒径は、たとえばプリズム列の配列ピッチＰの０．１倍〜０．５倍とすることができる。【００５７】
以上のようにして作製される型部材と、平面状の形状転写面を持つ型部材とを用いて、合成樹脂成形を行うことで、プリズムシートを得ることができる。即ち、以上のようにして作製される型部材を用いて合成樹脂シートの表面の賦形を行うことで、所要のプリズム列形成面を持つプリズムシートを得ることができる。この合成樹脂シートの表面の賦形は、熱プレス、押出成形または射出成形等により行うことができる。【００５８】
図６は、合成樹脂シートの賦形の他の実施形態を示す模式図である。【００５９】
図６中、符号７は、上記型部材４１’と同等な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７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。この形状転写面１８の形成のための上記のようなブラスト処理は、ロール型を回転させながら高い精度且つ良好な生産性をもって行うことができる。図８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、上記型部材４１’と同等なものであり、外側の面に形状転写面が形成されている。この形状転写面の形成のための上記のようなブラスト処理は、平面薄板状の型部材１５に対して行うこともできるが、円筒状ロール１６の外周面に型部材１５を巻き付け固定してロール型とした後に該ロール型を回転させながら行うことで、高い精度をもって行うことができる。【００６０】
図６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明基材９が供給されており、ロール型７と透明基材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。透明基材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。【００６１】
ロール型７と透明基材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。【００６２】
活性エネルギー線硬化性組成物１０をロール型７と透明基材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と透明基材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明基材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、透明基材９（上記透明基材４３）と活性エネルギー線硬化樹脂で形成されたプリズム部（上記プリズム部４４）とからなるプリズムシートをロール型７から離型する。【００６３】
以上のような一次光源１、光源リフレクタ２、導光体３及び光反射素子５を含んでなる面光源装置と、プリズムシート４付きの透過型液晶表示素子８とにより、本発明の液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、図１または図２における上方から観察者により観察される。【００６４】
本実施形態においては、プリズムシート４が上記のような特徴を持つので、液晶表示装置における輝度むらが改善され、しかも輝度低下は少ない。特に、本実施形態では、プリズムシート４において、光偏向機能への寄与の大きいプリズム列４１１の頂部及びその近傍は鏡面または粗面化度の小さな粗面が形成されており、光偏向機能への寄与の小さい隣接プリズム列間部分に粗面化度の大きな粗面化部４１２を形成しているので、所要の光偏向機能を良好に発揮しながら、上記輝度むら等の光学欠陥の隠蔽の機能をも良好に発揮することができる。【００６５】
図１１は本発明によるプリズムシート付き液晶表示素子を構成するプリズムシートの一つの実施形態の模式的部分拡大断面図であり、図１２はその模式的部分拡大底面図である。これらの図において、上記図１〜８におけると同様の機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。【００６６】
これらの図に示されているように、本実施形態のプリズムシートは、プリズム列形成面である入光面４１が複数のプリズム列４１１を互いに平行にＹ方向に延在するように配列することで形成されている点では、上記実施形態のものと同様である。また、プリズム列形成面４１は、互いに隣接するプリズム列４１１の間にてＹ方向に延在する谷部４１２Ａを有している。谷部４１２Ａの幅ＷＡは、上記実施形態の粗面化部４１２の幅Ｗと同様に、プリズム列４１１の配列ピッチＰの０．０４倍〜０．５倍であるのが好ましく、０．０８倍〜０．３倍であるのが更に好ましく、０．１倍〜０．２倍であるのが特に好ましい。図１１及び１２において、プリズム列４１１の稜線は符号４１３で指示されている。【００６７】
谷部４１２Ａは、その断面形状が不規則に形成されている。ここで、不規則とは、所定の大きさの領域（ドメイン）内でプリズム列４１１の延在方向（Ｙ方向）及び配列方向（Ｘ方向）の双方に関してプリズム列配列ピッチＰ程度ごとに採られる断面形状のパターンが、任意の２つの領域同士で異なることを意味する。上記領域の所定の大きさは、Ｙ方向及びＸ方向のそれぞれに関して５００μｍとすることができる。プリズム列４１１の配列ピッチＰが１００μｍの場合について説明すれば、図１２に示されているように、Ｘ方向座標ｘ１〜ｘ５のそれぞれに存在する谷部４１２Ａは、Ｘ方向にプリズム列配列ピッチＰごとに連続して配置される。これら５個の連続配置の谷部４１２Ａのそれぞれについて、プリズム列配列ピッチＰを隔てられたＹ方向座標ｙ１〜ｙ５のそれぞれの面で切断した５個の断面形状を採る。即ち、総計で、ＸＹ座標が（ｘ１，ｙ１）から（ｘ５，ｙ５）までについての２５個の断面形状を採る。この２５個の断面形状の組からなるパターンを持つ領域を１ドメインとして、任意の２つのドメインの２５個の断面形状の組からなるパターン同士が同一でないとき、谷部断面形状が不規則であるという。ここで、各ドメインの２５個の断面形状同士に関しては、半数以上（すなわち１３個以上）が他のいずれの断面形状とも異なるのが好ましく、更に好ましくは２５個の全ての断面形状が他のいずれの断面形状とも異なる。【００６８】
ここで、谷部断面形状が異なるとは、上記図４に関し説明したような導光体３からの到来光を反射または屈折させる光学機能において有意差が生ずる程度に異なることを意味する。たとえばバイトを用いて合成樹脂部材を機械的に切削したままの状態のプリズム列において、その延在方向に配列ピッチＰだけ隔てた位置の２つの断面形状を採ったときには、該断面形状同士は実質上同一であり光学機能上の差異は実質上ない。これに対して、谷部断面形状が異なるとは、そのような程度の形状及び光学機能の同一性がない場合を指すものである。図１３に、谷部４１２ＡのＸＺ断面形状を示す。図１３において、（ａ），（ｂ）は互いに異なる谷部断面形状を示す。【００６９】
以上、プリズム列４１１の配列ピッチＰが１００μｍの場合について説明したが、プリズム列４１１の配列ピッチＰが５０μｍの場合には、総計で、ＸＹ座標が（ｘ１，ｙ１）から（ｘ１０，ｙ１０）までについての１００個の断面形状を採る。この１００個の断面形状の組からなるパターンを持つ領域を１ドメインとして、任意の２つのドメインの１００個の断面形状の組からなるパターン同士が同一でないとき、谷部断面形状が不規則であるという。ここで、各ドメインの１００個の断面形状同士に関しては、半数以上（すなわち５０個以上）の断面形状が他のいずれの断面形状とも異なるのが好ましく、更に好ましくは１００個の全ての断面形状が他のいずれの断面形状とも異なる。【００７０】
以上のような不規則な断面形状の谷部４１２Ａは、上記実施形態で説明したようなプリズム列配列ピッチの０．３倍〜５倍の平均粒径を持つブラスト粒子でブラスト処理された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、形成することができる。尚、図１１〜１３に関する説明では、谷部４１２Ａの微細構造については言及していないが、谷部４１２Ａは上記実施形態で説明したような表面粗さの微細構造を有していてもよい。【００７１】
本実施形態のプリズムシートを用いて上記実施形態と同様にしてプリズムシート付き液晶表示素子及びそれを用いた液晶表示装置を構成した場合には、プリズムシートのプリズム列形成面４１が不規則な断面形状の谷部４１２Ａを有することで、導光体からの到来光を不規則に拡散または反射するので、導光体の表面構造を視認しにくくすることができる。特に、本実施形態では、プリズムシート４において、光偏向機能への寄与の大きいプリズム列４１１の頂部及びその近傍は鏡面または粗面化度の小さな粗面が形成されており、光偏向機能への寄与の小さい隣接プリズム列間部分に不規則な断面形状の谷部４１２Ａを形成しているので、所要の光偏向機能を良好に発揮しながら、上記導光体の表面構造の視認等による光学欠陥を隠蔽する機能をも良好に発揮することができる。【００７２】
本実施形態によれば、プリズム列の断面形状は維持しつつ谷部の断面形状のみ不規則なものとするという簡便な手段で、即ち製造面においては型部材に対するブラスト加工を追加するという簡便な手段にて、低コストで、輝度低下少なく且つスペックルを生じさせることなく、導光体等の構造などに起因する輝度むら等の原因となる光学欠陥を隠蔽することができる。【００７３】
図１４は、本発明によるプリズムシート付き液晶表示素子を用いた液晶表示装置の一つの実施形態を示す模式的一部切欠斜視図である。これらの図において、上記図１〜８及び１１〜１３におけると同様の機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。【００７４】
本実施形態では、一次光源１として発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源を使用している。矩形板状の導光体３の１つの隅部が切欠かれて、ここに光入射端面３１が形成されている。一次光源１は、光入射端面に対向するように配置されている。導光体の光出射面３３には、上記実施形態と同様に光出射機構が形成されている。【００７５】
本実施形態では、プリズムシート４の入光面４１に形成されたプリズム列４１１は、導光体３の光入射端面３１の形成された隅部を中心とする同心円状に並列配置されている。このような複数のプリズム列の配列も、本明細書では、互いに略平行であるものとする。【００７６】
本実施形態においては、光出射面３３と平行な面内に関しては、一次光源１から発せられる光は発散光束であり、光入射端面３１に入射して導光体３内に導入された光は、一次光源１を略中心として略放射状に進行し、光出射面３３から出射する際も同様に略放射状に出射する。上記のようにプリズムシート４の入光面のプリズム列４１１が同心円状に配列されているので、入光面４１に入射しプリズムシート４に導入された光は、上記実施形態にて説明したと同様にして、導光体光出射面３３の略法線方向に偏向されて出光面４２から出光する。本実施形態においても、プリズムシート４の入光面４１に形成された複数のプリズム列４１１の隣接するもの同士の間には不規則な形状の谷部４１２Ａが形成されている。【００７７】
本実施形態においてプリズム列４１１の延在方向（円弧の各位置での接線の方向）と直交する断面（一次光源を通る断面）で見たときの光の振る舞いは、上記の実施形態でプリズム列４１１の延在方向と直交する断面（ＸＺ断面）で見たときの光の振る舞いと同様である。従って、プリズム列４１１と谷部４１２Ａとの寸法上の関係は、これらの断面で見たときには、上記実施形態と同様である。【００７８】
以上の実施形態では、接合材８６によるプリズムシート４と液晶表示素子８との接合が対向する面の全体にわたってなされているものとしているが、本発明においては、この接合は、プリズムシート４と液晶表示素子８との対向する面の一部においてなされていてもよい。例えば、周縁部分においてのみ接合材による接着を行ってもよい。更に、本発明においては、プリズムシート４と液晶表示素子８との接合には接合材による接着以外の手法を用いてもよい。このような手法としては、機械的挟圧手段による周縁部分の挟圧保持が例示される。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。【００８０】
［実施例１］
厚さ１．０ｍｍ，４００ｍｍ×６９０ｍｍのＪＩＳ黄銅３種の薄板の表面に、図５（ａ）に関し説明したようなプリズム列形成面の形状にほぼ対応した形状の形状転写面を形成した。ここで、目的とするプリズム列形成面の形状は、図３に示されるように、ピッチＰ＝５０μｍ、頂角θ＝６５゜のプリズム列４１１が多数並列して配置されたものであって、粗面化部４１２の幅Ｗ＝２０μｍのものである。また、図５（ａ）に示される型部材の形状転写面の第２の領域４１２”の形状は、第１の領域４１１ａ”，４１１ｂ”の平面形状を延長したものに対応する形状である。【００８１】
この型部材の形状転写面に対して、中心粒径４５〜７５μｍのガラスビーズからなるブラスト粒子を用いてノズル吐出圧力０．０７ＭＰａで吹き付けることでブラスト処理を行い、図５（ｂ）に関し説明したような第２の領域４１２’の形状を形成した。この第２の領域の粗面化度は、中心線平均粗さＲａが０．５μｍで十点平均粗さＲｚが１．５μｍであった。また、第１の領域の粗面化度は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍで十点平均粗さＲｚが０．５μｍであった。以上のようにして得られた型部材の形状転写面には無電解ニッケルメッキを施した。【００８２】
次いで、型部材を固定するため、図８に示されるような直径２２０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのステンレス製の円筒状ロールを用意し、その外周面上に型部材１５を巻き付け、ネジで固定し、ロール型を得た。【００８３】
図６に示したように、ロール型７に近接するようにゴム硬度８０°のＮＢＲ製ゴムロール２８を配置した。ロール型７とゴムロール２８との間にロール型７より若干幅の広い厚さ１２５μｍのポリエステルフィルム（透明基材）９をロール型７に沿って供給し、ゴムロール２８に接続した空気圧シリンダー１１により、ゴムロール２８とロール型７との間でポリエステルフィルム９をニップした。この時の空気圧シリンダー１１の動作圧は０．１ＭＰａであった。空気圧シリンダー１１には、エアチューブ直径３２ｍｍのＳＭＣ製エアシリンダーを使用した。さらに、ロール型７の下方に紫外線照射装置１４を設置した。紫外線照射装置１４は、１２０Ｗ／ｃｍの紫外線強度を持ち、容量９．６ｋＷのウエスタンクォーツ社製の紫外線照射ランプとコールドミラー型平行光リフレクター及び電源からなる。紫外線硬化性組成物１０は、屈折率調整用成分および触媒等を予め混合しておき、樹脂タンク１２に投入した。樹脂タンク１２は、紫外線硬化性組成物１０に接する部分は全てＳＵＳ３０４からなるものとした。また、紫外線硬化性組成物１０の液温度を制御するための温水ジャケット層を有しており、温調機により４０℃に調整された温水を温水ジャケット層に供給し、樹脂タンク１２内の紫外線硬化性組成物１０の液温を４０℃±１℃に保持にした。さらに、真空ポンプにより樹脂タンク１２内を真空状態にすることにより、投入時に発生した泡を脱泡除去した。【００８４】
紫外線硬化性組成物１０は以下の通りで、粘度は３００ｍＰａ・Ｓ／２５℃に調整した。【００８５】
フェノキシエチルアクリレート（大阪有機化学工業社製ビスコート＃１９２）：５０重量部
ビスフェノールＡ−ジエポキシ−アクリレート（共栄社油脂化学工業社製エポキシエステル３０００Ａ）：５０重量部
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバガイギー社製ダロキュア１１７３）：１．５重量部【００８６】
樹脂タンク１２内を常圧に戻し、タンクを密閉した後、樹脂タンク１２内に０．０２ＭＰａの空気圧をかけ、樹脂タンク１２の下部にあるバルブを開くことにより、紫外線硬化性組成物１０を温度制御された配管を通し、同じく温度制御された供給ノズル１３から、ゴムロール２８によりロール型７へとニップされているポリエステルフィルム９上に供給した。供給ノズル１３は、岩下エンジニアリング社製のＭＮ−１８−Ｇ１３ニードルを取り付けた同社製のＡＶ１０１バルブを使用した。三菱電機製０．２ｋＷギアドモーター（減速比１／２００）で毎分３．５ｍの速度でロール型７を回転させながら、紫外線硬化性組成物１０がロール型７とポリエステルフィルム９との間に挟まれた状態で、紫外線照射装置１４から紫外線を照射し、紫外線硬化性組成物１０を重合硬化させロール型７の形状転写面のプリズム列パターンを転写させた。その後、ロール型７より離型し、プリズムシートを得た。【００８７】
得られたプリズムシートの断面を走査型電子顕微鏡（日本電子社製ＪＳＭ−８４０Ａ、２０００倍）で確認したところ、粗面化部の幅Ｗは２０μｍであり、所望の構成を持つものであることが分かった。このプリズムシートのプリズム列形成面に粘着保護シートを貼付した。【００８８】
さらに、得られたプリズムシートを、粘着保護シートを剥離した後に、冷陰極管を側面に配置したアクリル樹脂製導光体の光出射面上に、プリズム列形成面が下向きとなるように載置し、他の側面および裏面を反射シートで覆い、１４．１インチ液晶表示素子用の面光源を得た。この面光源において、冷陰極管を点灯させて発光面（プリズムシートの出光面）を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。また、この面光源において、冷陰極管を点灯させて発光面の輝度分布（ＸＺ面内の分布及びＹＺ面内の分布）を測定した。その結果を図９及び図１０に示す。ＸＺ面内の分布では、ピーク輝度値が２５３４ｃｄ／ｍ２で、ピーク角度は−３．７度で、半値幅は２１度であった。また、ＹＺ面内の分布では、ピーク輝度値が２３７７ｃｄ／ｍ２で、ピーク角度は−３．０度で、半値幅は４１度であった。【００８９】
更に、ノートパソコン用の１４．１インチ液晶表示素子の光入射側の面に、図１及び図２に示されるようにして、接合材として軟質シリコン樹脂（ゴム）を用いて上記プリズムシートの出光面を接合した。これにより、プリズムシート付き液晶表示素子を形成し、液晶表示装置を得た。冷陰極管を点灯させ且つ液晶表示素子を駆動させて、該液晶表示素子に表示される白画面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。【００９０】
［実施例２］
型部材の形状転写面に対するブラスト処理においてノズル吐出圧力を０．１５ＭＰａとしたことを除いて、実施例１と同様の工程を実行してプリズムシートを得た。ブラスト処理後の型部材の第２の領域の粗面化度は、中心線平均粗さＲａが０．８μｍで十点平均粗さＲｚが２．６μｍであった。また、第１の領域の粗面化度は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍで十点平均粗さＲｚが０．５μｍであった。また、得られたプリズムシートでは、粗面化部の幅は３０μｍであった。このプリズムシートを用いて、実施例１と同様にして面光源を得た。この面光源において、実施例１と同様にして冷陰極管を点灯させて発光面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。また、この面光源において、冷陰極管を点灯させて発光面の輝度分布（ＸＺ面内の分布及びＹＺ面内の分布）を測定した。その結果を図９及び図１０に示す。ＸＺ面内の分布では、ピーク輝度値が２２０７ｃｄ／ｍ２で、ピーク角度は−９．１度で、半値幅は２０．５度であった。また、ＹＺ面内の分布では、ピーク輝度値が１４６６ｃｄ／ｍ２で、ピーク角度は−４度で、半値幅は４２度であった。【００９１】
更に、実施例１と同様にして、液晶表示素子の光入射側の面にプリズムシートの出光面を接合した。これにより、プリズムシート付き液晶表示素子を形成し、液晶表示装置を得た。冷陰極管を点灯させ且つ液晶表示素子を駆動させて、該液晶表示素子に表示される白画面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。【００９２】
［実施例３］
ブラスト処理を次のようにしたことを除いて、実施例１と同様の工程を実行してプリズムシートを得た。即ち、型部材の形状転写面に対するブラスト処理において、中心粒径４５〜７５μｍのガラスビーズからなるブラスト粒子を用いてノズル吐出圧力０．０７ＭＰａで吹き付ける第１のブラスト処理を行った後に、中心粒径１０μｍのガラスビーズからなるブラスト粒子を用いてノズル吐出圧力０．１ＭＰａで吹き付ける第２のブラスト処理を行った。ブラスト処理後の型部材の第２の領域の粗面化度は、中心線平均粗さＲａが０．６μｍで十点平均粗さＲｚが１．７μｍであった。また、第１の領域の粗面化度は、中心線平均粗さＲａが０．３μｍで十点平均粗さＲｚが０．８μｍであった。また、得られたプリズムシートでは、粗面化部の幅は２３μｍであった。このプリズムシートを用いて、実施例１と同様にして面光源を得た。この面光源において、実施例１と同様にして冷陰極管を点灯させて発光面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。【００９３】
更に、実施例１と同様にして、液晶表示素子の光入射側の面にプリズムシートの出光面を接合した。これにより、プリズムシート付き液晶表示素子を形成し、液晶表示装置を得た。冷陰極管を点灯させ且つ液晶表示素子を駆動させて、該液晶表示素子に表示される白画面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。【００９４】
［実施例４］
プリズムシートを、日亜化学製白色ＬＥＤ４灯を側面に配置したアクリル樹脂製導光体の光出射面上に、プリズム列形成面が下向きとなるように載置し、他の側面および裏面を反射シートで覆って、２．４インチ液晶表示素子用の面光源を得、２．４インチ液晶表示素子の光入射側の面に、図１及び図２に示されるようにして、接合材として軟質シリコン樹脂（ゴム）を用いて上記プリズムシートの出光面を接合したことを除いて、実施例１と同様にして、プリズムシート付き液晶表示素子を形成し、液晶表示装置を得た。白色ＬＥＤを点灯させ且つ液晶表示素子を駆動させて、該液晶表示素子に表示される白画面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。【００９５】
［比較例１］
型部材の形状転写面に対するブラスト処理を行わなかったことを除いて、実施例１と同様の工程を実行してプリズムシートを得た。尚、得られたプリズムシートのプリズム列の中心線平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚは、プリズム列頂部において中心線平均粗さＲａが０．１６μｍで十点平均粗さＲｚが０．５μｍであり、プリズム面において中心線平均粗さＲａが０．０５μｍで十点平均粗さＲｚが０．３μｍであった。このプリズムシートでは、粗面化部の幅は０μｍであり、即ち粗面化部は存在しなかった。このプリズムシートを用いて、実施例１と同様にして面光源を得た。この面光源において、実施例１と同様にして冷陰極管を点灯させて発光面を観察した。その結果、プリズムシート製造用金型の欠陥に基づくプリズムシートの形態不良や粘着保護シートの貼付に基づく該粘着保護シート剥離後のプリズム列における保護シート粘着剤の付着残留に起因する輝度むらが視認され、光学的隠蔽は十分ではなかった。また、この面光源において、冷陰極管を点灯させて発光面の輝度分布（ＸＺ面内の分布及びＹＺ面内の分布）を測定した。その結果を図９及び図１０に示す。ＸＺ面内の分布では、ピーク輝度値が２６３１ｃｄ／ｍ２で、ピーク角度は−２．５度で、半値幅は２０度であった。また、ＹＺ面内の分布では、ピーク輝度値が２４３６ｃｄ／ｍ２で、ピーク角度は−２度で、半値幅は４０度であった。【００９６】
更に、実施例１と同様にして、液晶表示素子の光入射側の面にプリズムシートの出光面を接合した。これにより、プリズムシート付き液晶表示素子を形成し、液晶表示装置を得た。冷陰極管を点灯させ且つ液晶表示素子を駆動させて、該液晶表示素子に表示される白画面を観察した。その結果、輝度むらが視認され、光学的隠蔽は十分ではなかった。【００９７】
［実施例５］
図１５に示すような装置により、型部材を作製した。【００９８】
即ち、直径Ｆ”が２３０ｍｍ、長さＢが５００ｍｍの円筒状金属ロールの表層に、厚さ０．５ｍｍの銅メッキ（図示せず）を施した後、銅めっき表面を平滑化処理し、銅メッキ部に頂角６８度、配列ピッチ５０μｍのプリズム形状Ｃをバイトによる切削加工により連続的に形成した。その後、型部材の耐食性向上を目的として、無電解ニッケルメッキ皮膜（図示せず）を厚さ１μｍで形成し、プリズム形状が連続的に形成された型部材ブランクＡを作製した。図１６に、この型部材ブランクＡのプリズム列及び谷部の転写面部分の断面拡大写真を示す。プリズム列及び谷部の転写面の形状は隣接する繰り返し単位につき実質上同一であった。【００９９】
この型部材ブランクＡに対して、次のようにしてブラスト加工処理を行った。即ち、ブラストボックス内に設置した型部材ブランクＡを円周方向に連続的また不連続にて回転可能な装置（図示せず）に、型部材ブランクＡを装着した。ブラスト装置として株式会社ニッチュー製エアーブラスト装置ＡＭＤ−１０型を使用し、研掃材として、ポッターズバロティーニ株式会社製ガラスビーズ［商品名Ｊ−１２０］を使用した。先端直径２ｍｍのノズルＤを使用し、吐出圧力を０．１ＭＰａとし、また、ノズルＤの先端と型部材ブランクＡの表面との距離Ｅを４５０ｍｍとした。ブラスト加工時におけるノズルＤの移動は、型部材ブランクＡの有効エリアＢに加え、吐出の開始時と終了時との吹き付けムラの発生を抑制する為に、距離Ｆ及びＦ’を各々１００ｍｍずつ追加して、合計の移動距離を７００ｍｍとした。型部材ブランクＡに形成したプリズム列転写面の切削方向と直交する方向（Ｋ−Ｋ’方向）に、ノズルＤを５ｍ／ｍｉｎの一定速度にて位置をＤ’まで移動しながら、ブラスト処理を実施した。その後、型部材ブランクＡの周方向に該型部材ブランクＡを周長２０ｍｍ（角度約１０度）回転させ、前述と同一の動作にてＫ−Ｋ’方向にブラスト処理を実施した、この操作を繰り返し実施し、型部材ブランクＡの円周方向に関しても全ての部分即ち型部材ブランクＡの全外周面にブラスト処理を実施した。【０１００】
図１７に、以上のようにして得られた型部材のプリズム列及び谷部の転写面部分の断面拡大写真を示す。谷部の転写面（図における下端部）の形状は隣接する繰り返し単位の全てにつき実質上異なるものであった。【０１０１】
以上のようにして得られた型部材を用いて、実施例１と同様にしてプリズムシートを得た。得られたプリズムシートを用いて実施例１と同様にして面光源を得た。この面光源を点灯させて発光面を観察した結果、導光体やプリズムシートの表面構造は視認されず、更に輝度むらも視認されず、光学欠陥の隠蔽に優れたものであった。【０１０２】
更に、実施例１と同様にして、液晶表示素子の光入射側の面にプリズムシートの出光面を接合した。これにより、プリズムシート付き液晶表示素子を形成し、液晶表示装置を得た。冷陰極管を点灯させ且つ液晶表示素子を駆動させて、該液晶表示素子に表示される白画面を観察した。その結果、輝度むらは視認されず、光学的隠蔽に優れたものであった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図４】
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【図１３】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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