(57)【要約】【課題】正面輝度を高く維持して、かつサイドローブ光を抑制することができるプリズムシートを提供する。【解決手段】本発明に係るプリズムシート１は、一方の表面１ａ側に凸状の複数のプリズムレンズ１ｃを有する。プリズムシート１は、凸状の複数のプリズムレンズ１ｃ間の凹部に、粗面部１ｅを有する。粗面部１ｅの表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）は０．０２以上、０．８以下である。粗面部１ｅの高さ（μｍ）は、プリズムレンズ１ｃの高さ（μｍ）の０．２倍以上、０．６倍以下である。【選択図】図１
2012068370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面側に凸状の複数のプリズムレンズを有し、
前記凸状の複数のプリズムレンズ間の凹部に粗面部を有し、
前記粗面部の表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が０．０２以上、０．８以下であり、
前記粗面部の高さ（μｍ）が、前記プリズムレンズの高さ（μｍ）の０．２倍以上、０．６倍以下である、プリズムシート。
【請求項２】
前記プリズムレンズの頂角が７０°以上、１１０°以下である、請求項１に記載のプリズムシート。
【請求項３】
前記粗面部の表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が、前記プリズムレンズの高さ（μｍ）の０．００１倍以上、０．０２倍以下である、請求項１又は２に記載のプリズムシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置又は照明器具などにおいて、光を制御するために用いられるプリズムシートに関し、より詳細には、液晶表示装置のバックライトユニット等に用いられるプリズムシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置又は照明器具では、点状光源又は線状光源等の光源の光出射面側に、光の拡散又は集光などを目的として透明な光学シートが配置されている。この種の光学シートとして、該光学シートの光出射面側に複数のレンズが設けられたレンズシートが広く用いられている。光源から出射された光がレンズシートに入射した後、入射した光の出射方向をレンズの形状によって制御できる。これによって、例えば、液晶表示装置の輝度むらの抑制又は輝度の向上が図られている。
【０００３】
上記レンズシートとして、プリズムシートが広く知られている。該プリズムシートは、例えば、液晶表示装置のバックライトユニットに用いられている。
【０００４】
上記プリズムシートの一例として、下記の特許文献１には、一方の表面側に凸状の複数のプリズムレンズを有し、かつ該プリズムレンズの表面上に透明層を有するプリズムシートが開示されている。特許文献１では、具体的には、上記プリズムレンズ間の凹部に透明層が設けられているプリズムシートと、プリズムレンズの頂点付近に透明層が設けられているプリズムシートとが記載されている。なお、上記プリズムレンズ間の凹部に設けられた透明層の表面は曲面である。
【０００５】
下記の特許文献２には、一方の表面側に凸状の複数のプリズムレンズを有し、該プリズムレンズの全体又は一部に面粗度が１μｍ以下であるシボが施されているプリズムシートが開示されている。特許文献２では、具体的には、プリズムレンズの全体にシボが施されたプリズムシートと、１つのプリズムレンズの２つの斜面の内の１つの斜面にシボが施されたプリズムシートと、プリズムレンズの頂点付近にシボが施されたプリズムシートとが記載されている。
【０００６】
下記の特許文献３には、一方の表面側に凸状の複数のプリズムレンズを有し、該プリズムレンズの頂点付近が粗面であるプリズムシートが開示されている。プリズムレンズの頂点付近を粗面にするために、微小な複数のビーズが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５３６８６号公報
【特許文献２】特開平０６−２５０１８２号公報
【特許文献３】特開２００８−２４２２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バックライトユニットにプリズムシートを用いることにより、特定方向の輝度を上昇させ、光の利用効率を高めることができる。しかしながら、従来のプリズムシートのように、プリズムシートの一方の表面側にプリズムレンズを単に設けただけでは、特定方向以外の方向に逸脱したサイドローブ光が生じるという問題がある。
【０００９】
特許文献１では、サイドローブ光を減らすために、透明層が設けられている、また、特許文献１では、プリズムレンズ間の凹部に透明層が設けられたプリズムシートが記載されている。しかしながら、このようなプリズムシートを得るためには、透明層を設ける工程を行わなければならず、プリズムシートの製造効率が低下する。さらに、透明層を形成するための材料を用意しなければならない。
【００１０】
特許文献２に記載のように、プリズムレンズの全体又はプリズムレンズの一方の斜面を粗面にした場合には、プリズムシートを用いた液晶表示装置などにおいて、輝度が低くなりやすい。
【００１１】
さらに、特許文献２，３に記載のように、プリズムレンズの頂点付近を粗面にした場合には、サイドローブ光を十分に抑制できないことがある。また、特許文献３では、プリズムレンズの頂点付近の粗面は、プリズムレンズの傷つきを抑制するために設けられているにすぎない。
【００１２】
本発明の目的は、正面輝度を高く維持して、かつサイドローブ光を抑制することができるプリズムシートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の広い局面によれば、一方の表面側に凸状の複数のプリズムレンズを有し、上記凸状の複数のプリズムレンズ間の凹部に粗面部を有し、該粗面部の表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が０．０２以上、０．８以下であり、上記粗面部の高さ（μｍ）が、上記プリズムレンズの高さ（μｍ）の０．２倍以上、０．６倍以下である、プリズムシートが提供される。
【００１４】
本発明に係るプリズムシートのある特定の局面では、上記プリズムレンズの頂角は７０°以上、１１０°以下である。
【００１５】
本発明に係るプリズムシートの他の特定の局面では、上記粗面部の表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が、上記プリズムレンズの高さ（μｍ）の０．００１倍以上、０．０２倍以下である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るプリズムシートは、凸状の複数のプリズムレンズ間の凹部に、表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が０．０２以上、０．８以下である粗面部を有し、上記粗面部の高さ（μｍ）が、上記プリズムレンズの高さ（μｍ）の０．２倍以上、０．６倍以下であるので、正面輝度を高く維持して、サイドローブ光を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るプリズムシートを模式的に示す平面図、斜視図及び正面断面図である。
【図２】図２は、図１に示すプリズムシートの一部分を拡大して示す部分切欠正面断面図である。
【図３】図３は、プリズムシートを得るために用いられる溶融押出装置の概略構成図である。
【図４】図４は、実施例及び比較例におけるプリズムシートの輝度の評価方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１９】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るプリズムシートを模式的に示す図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は斜視図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿う正面断面図である。
【００２０】
図１に示すプリズムシート１は、一方の表面１ａ（第１の表面）に光が出射される光出射面と、他方の表面１ｂ（第２の表面）に光が入射される光入射面とを有する。光入射面は、光出射面と対向している。
【００２１】
プリズムシート１は、光出射面側である一方の表面１ａ側に、凸状のプリズムレンズ１ｃを複数有する。プリズムレンズ１ｃは、略三角柱状であり、横断面が略三角形状である。プリズムレンズ１ｃは、略二等辺三角柱状であることが好ましく、横断面が略二等辺三角形状であることが好ましい。プリズムレンズ１ｃは、横断面と直交する方向、図１（ｃ）では紙面−紙背方向に延びる稜線１ｄを有する。プリズムシート１の一方の表面１ａにおいて、複数のプリズムレンズ１ｃは平行に配列されている。プリズムシート１では、プリズムレンズ１ｃの頂部は丸められている。プリズムレンズ１ｃの頂部は尖っていてもよい。
【００２２】
図２に、プリズムシート１の一部分を拡大して示す。
【００２３】
本実施形態では、凸状の複数のプリズムレンズ１ｃ間の凹部に、粗面部１ｅを有する。すなわち、プリズムレンズ１ｃが設けられた第１の表面１ａにおける谷部に、プリズムシート１は、粗面部１ｅを有する。粗面部１ｅの表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）は０．０２以上、０．８以下である。言い換えれば、粗面部１ｅの表面の算術平均粗さをＲａ（μｍ）としたときに、Ｒａが０．０２以上、０．８以下であり、下記式（１）を満たす。なお、図１（ａ）〜（ｃ）では、粗面部１ｅの粗面の状態が微細であるため、粗面の状態の図示は省略した。
【００２４】
０．０２≦Ｒａ≦０．８    ・・・式（１）
粗面部１ｅの表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）は、より好ましくは０．７以下、更に好ましくは０．５以下、特に好ましくは０．３５以下である。
【００２５】
さらに、本実施形態では、粗面部１ｅの高さｈ（μｍ）が、プリズムレンズ１ｃの高さＨ（μｍ）の０．２倍以上、０．６倍以下である。言い換えれば、粗面部１ｅの高さをｈ（μｍ）とし、プリズムレンズ１ｃの高さをＨ（μｍ）としたときに、ｈが０．２Ｈ以上、０．６Ｈ以下であり、下記式（２）を満たす。なお、粗面部１ｅの高さｈ及びプリズムレンズ１ｃの高さＨは、プリズムシート１の厚み方向における高さである。
【００２６】
０．２Ｈ≦ｈ≦０．６Ｈ    ・・・式（２）
粗面部１ｅの高さｈ（μｍ）は、プリズムレンズ１ｃの高さＨ（μｍ）の０．２５倍以上であることが好ましく、０．５５倍以下であることがより好ましい。
【００２７】
本発明者らは、粗面部１ｅの表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が０．０２以上、０．８以下であり、かつ粗面部１ｅの高さｈ（μｍ）が、プリズムレンズ１ｃの高さＨ（μｍ）の０．２倍以上、０．６倍以下である構成の採用により、正面輝度を高く維持したままで、かつ粗面部１ｅによりサイドローブの発生を抑制できることを見出した。
【００２８】
正面輝度を高く維持して、かつサイドローブ光をより一層抑制する観点からは、粗面部１ｅの表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）は、プリズムレンズ１ｃの高さＨ（μｍ）の０．００１倍以上、０．０２倍以下であることが好ましい。言い換えれば、粗面部１ｅの表面の算術平均粗さをＲａ（μｍ）とし、プリズムレンズ１ｃの高さをＨ（μｍ）としたときに、Ｒａが、０．００１Ｈ以上、０．０２Ｈ以下であり、下記式（３）を満たすことが好ましい。
【００２９】
０．００１Ｈ≦Ｒａ≦０．０２Ｈ    ・・・式（３）
粗面部１ｅの表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）は、プリズムレンズ１ｃの高さＨ（μｍ）の０．００２倍以上であることが好ましい。
【００３０】
プリズムシート１におけるプリズム構造としては、高い光の制御機能を発揮するために、プリズムレンズ１ｃの略三角形の頂角θは７０°以上、１１０°以下であることが好ましい。頂角θは、より好ましくは７５°以上、更に好ましくは８０°以上、より好ましくは１０５°以下である。頂角θが上記下限以上及び上記上限以下であると、プリズムシートの輝度をより一層高めることができる。
【００３１】
隣り合うプリズムレンズ１ｃ，１ｃの頂部間の距離、すなわち溝ピッチΔＷは、１０μｍ以上、３００μｍ以下であることが好ましい。溝ピッチΔＷは、より好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以下である。溝ピッチΔＷが上記下限以上であると、プリズムシートの製造が容易である。溝ピッチΔＷが上記上限以下であると、液晶表示セル又はカラーフィルターの周期とモアレを生じ難く、外観不良が生じ難い。
【００３２】
プリズムシート１の厚み、すなわち一方の表面１ａと他方の表面１ｂとを結ぶ方向の光学シート１の厚みは特に限定されず、例えば平均厚みで５０μｍ以上、５００μｍ以下程度である。連続生産を容易にする観点からは、プリズムシート１の平均厚みは、より好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは４００μｍ以下である。
【００３３】
プリズムシート１の他方の表面１ｂは平坦面である。該平坦面は、鏡面であることが好ましい。プリズムレンズを有さない他方の表面１ｂの構造は特に限定されない。レンズを有さない他方の表面は、平坦面であってもよく、ニュートンリングの抑制などを目的として複数の突起などが設けられていてもよい。さらに、プリズムシートのレンズを有さない他方の面に艶消し加工、エンボス加工又は印刷加工などを施したりして、他方の表面を粗面にしてもよい。
【００３４】
プリズムシートの他方の表面に突起が設けられている場合には、高さが略同一である複数の突起が、規則的又は不規則的（ランダム）に設けられていてもよい。このような突起が設けられている場合には、例えば、プリズムシートを拡散板に接着する際に、該プリズムシートの他方の表面全体でなく、他方の表面の突起部分のみを部分的に拡散板に接着させることができる。このような接着により、拡散板の拡散機能がプリズムシートにより妨げられないため、結果的に正面輝度を高めることができる。上記突起を格子状又は直線状に規則的に配列すると、一方の表面のプリズム構造などのレンズ形状と干渉して、モアレ等が生じることがある。このため、突起は不規則に設けられていることが好ましい。突起を不規則に設けることにより、干渉縞が生じ難くなるので、面光源としての品位を高めることができる。複数の突起の間隔は、１０μｍ以上であることが好ましい。突起の間隔が１０μｍ以上であると、複数の突起があたかも１個の突起であるように誤って視認され難く、複数の突起が肉眼で見え難くなる。
【００３５】
プリズムシートは、光透過性を有する。プリズムシートは、光透過性の材料により形成されている。プリズムシートの光が透過する光の波長領域は特に限定されない。該波長領域は、用途に応じて適宜選択できる。例えば、プリズムシートが液晶表示装置の導光板として用いられる場合、一般には、３８０ｎｍ以上、７００ｎｍ以下程度の可視光領域が、透過光の波長領域として設定される。
【００３６】
プリズムシートの透明性を高める観点からは、プリズムシート１の材料の主体は透明であることが好ましい。プリズムシートの材料１００重量％中、８０重量％以上の材料が透明であることが好ましい。
【００３７】
プリズムシートの材料である上記熱可塑性樹脂は特に限定されない。上記熱可塑性樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート及びポリイミド等が挙げられる。なかでも、ポリカーボネートが好ましい。ポリカーボネートの使用により、光学シートの透明性を高めることができ、更に耐熱性及び耐候性も高めることができる。
【００３８】
プリズムシートの材料として、透光性を阻害しない範囲で、耐候剤、架橋助剤又は補強剤等を適宜用いてもよい。
【００３９】
本発明に係るプリズムシートは、バックライトユニットに好適に用いられる。本発明に係るプリズムシートは、液晶表示装置に好適に用いられる。光学シートは、透写型表示装置又はテレビジョン受像機などの様々な光学装置において、光源からの光の利用効率を高める用途に適宜用いることができる。さらに、光学シートは、照明器具にも用いることができる。
【００４０】
以下、実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００４１】
（実施例１）
図３に示す溶融押出装置１１を用いて、溶融押出法により、プリズムシートを作製した。
【００４２】
ポリカーボネートである透明樹脂（「パンライト  １２２５ＺＥ」、帝人化成社製）を、ダイス１２からシート状に溶融押出しして、成膜した。プリズムレンズ形状を反転した形状に相当する凹部を表面に有し、かつ該凹部間の凸部の頂点が粗面部である賦型ロール１３を用いて、成膜された熱可塑性樹脂Ａを、賦型ロール１３と表面が平坦なタッチロール１４との間で挟圧し、搬送した。これにより、熱可塑性樹脂Ａの表面にプリズムレンズ形状の凸部を形成した。賦型ロール１３に設けられた粗面部により、プリズムシートにおける凸状のプリズムレンズ間の凹部に粗面部を形成した。
【００４３】
その後、冷却ロールにより、冷却し、平均厚みが１５０μｍであるプリズムシートを得た。得られたプリズムシートにおけるプリズムレンズの高さＨ、粗面部の高さｈ、粗面部の表面の算術平均粗さＲａ、並びに横断面が二等辺三角形状であるプリズムレンズの頂角αは下記の表１に示す値であった。なお、表面の算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定した。
【００４４】
（実施例２〜１２）
賦型ロールの種類をかえて、凹部の形状、凸部の形状又は粗面部の状態が異なる賦型ロールを用いたこと以外は実施例１と同様にして、プリズムレンズの高さＨ、粗面部の高さｈ、粗面部の表面の算術平均粗さＲａ、並びにプリズムレンズの頂角αが下記の表１に示す値であるプリズムシートを得た。
【００４５】
（比較例１）
賦型ロールの種類をかえて、凹部間の凸部の頂点に粗面部を有さない賦型ロールを用いたこと以外は実施例１と同様にして、プリズムレンズの高さＨ、並びにプリズムレンズの頂角αが下記の表１に示す値であるプリズムシートを得た。
【００４６】
（比較例２〜５）
賦型ロールの種類をかえて、凹部の形状、凸部の形状又は粗面部の状態が異なる賦型ロールを用いたこと以外は実施例１と同様にして、プリズムレンズの高さＨ、粗面部の高さｈ、粗面部の表面の算術平均粗さＲａ、並びにプリズムレンズの頂角αが下記の表１に示す値であるプリズムシートを得た。
【００４７】
（輝度の評価）
輝度を評価するために、ＧｒｅｅｎＨｏｕｓｅ社製１９インチモニターのバックライトユニット（ＣＣＦＬ長辺２灯式）を用いた。図４に示すように、光源２１を配置し、導光板２２上に拡散シート２３（恵和社製「ＢＳ９１２」）を載せて、その上にプリズムレンズが上方になるように得られたプリズムシート２４を載せた。視野角特性測定装置（ＥＬＤＩＭ社製「ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ８０」を用いて、０°及び８０°における輝度を測定した。
【００４８】
プリズムシートにおけるプリズムレンズの詳細、及び輝度の評価結果を下記の表１に示す。なお、輝度８０°／輝度０°の値が小さいほど、サイドローブ光が少ないことを示す。
【００４９】
【表１】
2012068370.tif 000003
【符号の説明】
【００５０】
１…プリズムシート
１ａ…一方の表面
１ｂ…他方の表面
１ｃ…プリズムレンズ
１ｄ…稜線
１ｅ…粗面部
【図１】
2012068370.tif 000004
【図２】
2012068370.tif 000005
【図３】
2012068370.tif 000006
【図４】
2012068370.tif 000007