JP3913870B2 - 光学シート、光学シート積層体、面光源装置、及び、透過型表示装置 - Google Patents
光学シート、光学シート積層体、面光源装置、及び、透過型表示装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、透過型の液晶表示装置、広告板等の透光性表示体を背面から照明する際に用いるバックライト面光源に用いて好適なプリズムシート又は光拡散シートからなる光学シート、光学シート積層体及びこの光学シート又は光学シート積層体を用いた面光源装置、透過型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の液晶表示装置においては、低消費電力化、薄型及び軽量化の必要に応じて、該液晶表示装置を背面から照明するための面光源装置も当然薄型軽量化が要求されると共に、低消費電力化のために光源からの光を有効に利用して、光源での低消費電力化が図られている。
【０００３】
このような要請に基づいて、例えば特開昭６０−７０６０１号公報、特開平２−８４６１８号公報、実開平３−６９１８４号公報、特開平７−１９１３１９号公報等に開示されるように、面光源からの光を特定の方向（多くの場合、出光面の法線方向）に集光するようにしたものがある。
【０００４】
透過型液晶表示装置等に用いる面光源装置としては、エッジライト型及び直下型がある。
【０００５】
エッジライト型面光源装置は、特開平３−５７２５号公報に開示されるように、通常、透明なアクリル樹脂等の板状の導光体の一側端面から光源光を入射し、該導光体の一方の表面である出光面からの光を導き、ここから、液晶パネル等の背面に光を出射するようにしている。
【０００６】
この場合、光利用効率を向上させるために、前記導光体の出光面と反対側の面に光反射板あるいは光反射膜を設け、又、出射光を均一化させるために、例えば、実開平５−７３６０２号公報等に開示されるように、導光体の出光面側に光拡散作用のある拡散シートを設けることが多い。
【０００７】
又、直下型の面光源装置は、例えば実開平２−３３００１号公報等に開示されるように、通常、光源光を反射板によって液晶パネル等の背面に反射し、その出光面側に拡散シートを配置して、光源形状が人間の目により識別できないように出光を拡散させている。
【０００８】
更に、前記のようなエッジライト型あるいは直下型の面光源装置においては、前述の如く、面光源からの光を特定の方向に集中して出光させるために、透光性基材の表面側に単位プリズムを複数配列したプリズムシート（プリズムフィルム）を配置したものがある。
【０００９】
このプリズムシートの使用形態は、単位プリズム又はレンズが形成された側（プリズム面）の、光源側に対するセット方向、複数のプリズムシートの組合せ等を種々提案されている。
【００１０】
いずれにしても、上記のようなプリズムシートは、プリズム面と反対側の面（裏面）が平滑面とされている場合が多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなプリズムシートは、導光体、拡散シート、他のプリズムシート等を組合せた場合、面光源からの光による明暗の繰り返し模様が観察されて、これが、例えば液晶表示装置に用いた場合に、各画素から形成される画像を乱してしまうという問題点があった。
【００１２】
これに対して、例えば特開平７−１５１９０９号公報に開示されるように、上記明暗の繰り返し模様は、例えば２枚のプリズムシートを用いた場合、一方のプリズムシートのプリズム面と他方のプリズムシートの平滑面との間に、外部光源により発生する干渉縞であるとして、これを解消する方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、本発明者が確認したところ、外部光源からの光が侵入しないようにした暗室でも、面光源装置に明暗の繰り返し模様が観察された。
【００１４】
即ち、本発明者は、外部光源光によらず、面光源光によって干渉縞が発生し、且つ、この干渉縞が、プリズムシートの平滑面と導光板平滑面、拡散板平滑面又は他のプリズムシートの平滑面との間で発生することを確認した。
【００１５】
これに対して、上記特開平７−１５１９０９号公報に開示されるように、プリズムシートの平滑面に特定条件を満たす微小凹凸を形成する方法も考えられるが、この場合、面光源からの光を特定の方向、例えば出光面の法線方向に集光して輝度を向上させるというプリズムシート本来の機能が低下してしまうという問題点がある。
【００１６】
これに対して、本発明者等は、特願平９−１０４５５４号により、出光面側の輝度低下を伴うことなく、干渉縞の発生を抑制できるようにしたプリズムシート、面光源装置及び透過型表示装置を提案した。
【００１７】
即ち、透光性基材の表面に単位プリズムを複数配列し、裏面を透光性材料からなるコーティング層により覆ったプリズムシートの、前記コーティング層の透光性基材と反対側の表面に、該表面からの突出高さが１〜７μｍである多数の微小丘状突起を設けることにより、干渉縞の発生を抑制するものである。
【００１８】
この発明によれば、プリズムシートの出光面側の輝度低下を抑制しつつ、干渉縞の発生を抑制できるものの、微小丘状突起が接触した他のプリズムシートにおけるプリズム、導光板表面等を傷付けてしまい、この疵によって全体としての均一な面状発光状態が得られなくなってしまうという問題点があった。
【００１９】
特に、微小丘状突起によって、他のプリズムシートのプリズム部が損傷される場合、該プリズム部の頂角が８０〜１００°であって尖っているために、取り扱い時に、微小丘状突起からの力が先端に集中的に作用して傷付き易いという問題点があった。
【００２０】
更に、光放出側については、従来の上記のようなプリズムシートは、光放出面であるプリズム面側に光拡散シートを積層して、プリズムシートの欠点（傷、汚れ、等）を隠すようにすると共に、指向性のある出光特性を若干穏やかにしたものが多かった。
【００２１】
上記のような光拡散シートを積層されたプリズムシートは、光拡散シートと接触したプリズム（又はレンズ）部分が、光拡散シート表面の凹凸で傷つけられてしまい、この疵によって全体としての均一な面状発光状態が得られなくなってしまうという問題点があった。
【００２２】
これに対して、前述のプリズムシートにおける入光面と同様に、光拡散シートのプリズムシート側を平滑面とすることも考えられるが、例えば特開平７−３３３４０９号公報、前述の特開平７−１５１９０９号公報、等に開示されるように、前記光拡散シートの平滑面と、導光板平滑面、プリズムシートの平滑面、との間で干渉縞やモアレ模様が発生するという問題点があり実用化には至っていない。
【００２３】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、出光面側の輝度低下及び干渉縞の発生を抑制すると共に、接触する他のプリズムシート等を損傷しないようにした光学シート、光学シート積層体、これらを利用した面光源装置及び透過型表示装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、プリズム面を有する光学シートの、プリズム面と反対側の面を導光板平滑面等と隣接して配置したときに発生する干渉縞が、内部光源（面光源）からの光によるものであり、且つ、この干渉縞を抑制すべく、光学シートの裏面に微小丘状突起を形成した際、大きく突出した微小丘状突起の先端によって他の光学シートのプリズム部等が損傷され易いという知見に基づくものであり、請求項１記載のように、透光性基材の表面に透光性基材の表面に単位プリズム又は単位レンズを複数配列し、裏面を透光性材料からなるコーティング層により覆った光学シートにおいて、前記コーティング層を、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズを含んで構成することにより、上記目的を達成するものである。
【００２５】
又、他の発明は、プリズムシートに光拡散シートを積層した場合、光拡散シート表面の凹凸の凸部でその部分と接触したプリズム（又はレンズ）部が、傷をつけられてしまうという知見に基づくものであり、請求項１記載のように、透光性基材の表面に光拡散層を有し、裏面を透光性材料からなるコーティング層に覆った光学シートにおいて、前記コーティング層を、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズを含んで構成することにより、上記目的を達成するものである。
【００２６】
請求項３のように、前記光拡散層を透光性球状ビーズを含んで構成され、この光拡散層内の透光性球状ビーズの平均粒径を、前記コーティング層に含まれる球状ビーズの平均粒径よりも大きくするようにしてもよい。
【００２７】
請求項４のように、前記コーティング層に含まれる球状ビーズを粒径が１〜１０μｍの透光性ビーズから構成するようにしてもよい。
【００２８】
本発明は、請求項５のように、請求項１又は４の単位プリズム又は単位レンズを含む光学シートを複数積層してなり、積層された光学シートにおける前記コーティング層が、隣接して積層された光学シートにおける単位プリズム又は単位レンズに接触されていることを特徴とする光学シート積層体により上記目的を達成するものである。
【００２９】
本発明は、請求項６のように、請求項２乃至４のいずれか光拡散層を含む光学シートと、透光性基材の表面に単位プリズム又は単位レンズを複数配列したプリズムシートを複数積層してなり、積層された光学シートにおける前記コーティング層が、隣接して積層されたプリズムシートにおける単位プリズム又は単位レンズに接触されていることを特徴とするする光学シート積層体により上記目的を達成するものである。
【００３０】
又、面光源装置に係る発明は、請求項７のように、透光性材料からなる板状体であって、少なくとも前記一側端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射するようにされた導光体と、この導光体の少なくとも一側面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体における前記光放出面側に設けられ、該光放出面から出射される光が前記コーティング層側から入射される、請求項１乃至６のいずれかの光学シートと、を有してなる面光源装置により、上記目的を達成するものである。
【００３１】
又、面光源装置の他の発明は、請求項８のように、光拡散シートと、この光拡散シートに光を照射する光源と、この光源の前記光拡散シートと反対側に配置され、光源からの光を前記光拡散シート方向へ反射する反射器と、前記光拡散シートから出射される光が前記コーティング層から入射されるように配置された請求項１乃至４のいずれかの光学シートと、を有してなる面光源装置により、上記目的を達成するものである。
【００３２】
更に、本発明は、光拡散シートと、この光拡散シートに光を照射する光源と、この光源の前記光拡散シートと反対側に配置され、光源からの光を前記光拡散シート方向へ反射する反射器と、前記光拡散シートから出射される光が前記コーティング層から入射されるように配置された請求項６の光学シート積層体と、を有してなる面光源装置により、上記目的を達成するものである。
【００３３】
又、本発明は、請求項１０のように、平面状の透光性表示体と、この透光性表示体の背面に配置され、出射光より該透光性表示体を背面から照射する、請求項７、８又は９の面光源装置と、を備えた透過型表示体により、上記目的を達成するものである。
【００３４】
本発明によれば、プリズムを含む光学シートにおけるプリズム面と反対側の裏面、又は、表面に光拡散層を有する光学シートにおける裏面を覆うコーティング層に、球状ビーズを含ませているので、該裏面とこれと隣接する導光板の平滑面、拡散板平滑面、他のプリズムシート等の平滑面等との間にわずかな隙間を形成し球状ビーズでの光拡散作用によって前記裏面と導光板平滑面等との距離が直進光と反射光との間で干渉を生じないようにし、干渉縞又はニュートンリングの発生を防止する。又、コーティング層に含まれる球状ビーズは、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下であるので、光学シートの裏面からの突出量のばらつきが少なく、他のプリズムシート等の光学シートに対して均一に接触するので、大きく突出した球状ビーズによって生じる集中荷重により他の光学シートのプリズム等が損傷されることが防止される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１及び図２に示されるように、本発明に係る光学シート１０は、透明基材シート１２の一方の面（図１、図２において上面）に三角柱形状の単位プリズム１４を、その稜線１４Ａが平行になるように隣接して一次元方向に多数配列してプリズム面１６を形成し、このプリズム面１６と反対側の裏面側にはコーティング層１８が設けられ、更に、このコーティング層１８には、透光性材料からなる粒径が１〜１０μｍであって、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズが含まれている。
【００３７】
又、前記コーティング層１８の表面において、球状ビーズ２０はランダムな２次元分布状態で配置されている。
【００３８】
上記光学シート１０を、そのコーティング層１８側を、他の透光性材料２２の平滑面２２Ａ、例えば導光板の平滑面、拡散シートの平滑面あるいは他のプリズムシートの平滑面と接触して配置すると、従来においては、前述の如く、該導光板等の方向からの面光源光により干渉縞が発生したが、この本発明の光学シート１０においては、図２に示されるように、コーティング層１８の表面から突出している球状ビーズ２０において、導光体等の透光性材料２２における平滑面２２Ａに接触するので、該平滑面２２Ａとコーティング層１８の表面との間には必ず１〜１０μｍ程度の隙間２４が発生する。
【００３９】
このため、透光性材料２２の平滑面２２Ａと反対側（図２において下側）から光が入射してきても、球状ビーズの光拡散作用とあいまって、干渉縞が発生することがない。
【００４０】
又、前述のように、球状ビーズ２０は、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下とされているので、球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さのばらつきが１μｍ以下となる。従って、該球状ビーズ２０が他のプリズムシートにおけるプリズム部先端や、他の透光性材料における平滑面に接触しても、その接触状態が均一であるので、大きく突出した球状ビーズとの接触による集中荷重の発生がなく、プリズムシートのプリズム部等の損傷が防止される。
【００４１】
ここで、前記球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さを１μｍ以上としたのは、この高さを１μｍ未満にすると、前記隙間２４の距離が面光源光（可視光）の波長に接近して色がついてしまうという問題点があり、更に１μｍ未満とすると、球状ビーズ２０の材料としての透光性ビーズ（例えばアクリルビーズ）の量産が困難であり、且つ、この球状ビーズをコーティング層１８を構成するバインダー（後述）に分散することが困難になるという問題点を避けるためである。更に、透光性材料からの光がエバネッセント波として直接コーティング層１８に入り込んでしまい、面内で均一な輝度を保てなくなる問題点を避けるためでもある。
【００４２】
又、球状ビーズ２０の粒径を１０μｍ以下としたのは、隙間２４が１０μｍよりも大きくなると、面光源からの光を特定の方向、例えばプリズム面１６側の出光面の法線方向に集光する作用が大きく低下してしまうことを避けるためである。
【００４３】
なお、球状ビーズ２０をコーティング層１８に設ける場合、該球状ビーズ２０を構成する透光性ビーズ等をバインダーに混合して光学シート１０の裏面に塗布することになり（後述参照）、この場合、球状ビーズ２０の突出高さにばらつきが出るが、この突出高さはＪＩＳＢ０６０１での１０点平均粗さＲｚを言う。
【００４４】
前述のように、前記球状ビーズ２０は、コーティング層１８の表面において２次元的にランダム分布され、周期的に配列されていない。
【００４５】
仮に、球状ビーズ２０が、コーティング層１８において周期的に配列されていて、その周期が単位プリズム１４の配列周期と重なるとモアレ縞が発生してしまう。
【００４６】
又、例えばカラー液晶表示装置のバックライトの出光面側に、上記のような光学シートを設けた場合、球状ビーズ２０が周期的に配列されていると、同様に、液晶表示装置の画素の配列周期と重なり合うことによってモアレ縞が発生する恐れがある。
【００４７】
この発明に係る光学シート１０においては、球状ビーズ２０が２次元的にランダム配置されているので、上記のようなモアレ縞の発生が防止される。
【００４８】
前記光学シート１０を構成する透明基材シート１２、単位プリズム１４、球状ビーズ２０を形成する透明な材料としては、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等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー及び／又はアクリレート系のモノマー等からなる電離放射線硬化性樹脂を、紫外線又は電子線等の電磁放射線で硬化させた樹脂等で透明性のよいものが用いられる。このような樹脂の場合、その屈折率が通常１．４〜１．６程度のものを用いる。又、樹脂以外でも、透明であればガラス、セラミクス等でもよい。
【００４９】
上記のような球状ビーズ２０を含むコーティング層１８は、球状ビーズ２０を透光性バインダーに分散させた塗料を、吹付け塗装、ロールコート等で塗工して、コーティング層１８を形成すると共に、そのコーティング層１８の塗膜表面に球状ビーズ２０の一部又は全部を突出させる。
【００５０】
この場合、球状ビーズ２０を透光性バインダーに分散させた塗料を塗布することによって形成されたコーティング層１８は、図３（Ａ）に示されるように、透光性バインター中に沈んだ状態となっているが、塗膜が乾燥収縮することによって、コーティング層１８の表面に球状ビーズ２０の一部が突出する。
【００５１】
ここで、球状ビーズ２０の材料として、直径が１〜１０μｍのポリメタクリル酸メチル（アクリル）系ビーズ、ポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネイト系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ、シリカ系ビーズ等が用いられる。又、球状ビーズ２０としての直径とは、１μｍ以上の粒子の直径の平均値を言う。
【００５２】
前記コーティング層１８を形成するバインダー樹脂としては、アクリル、ポリスチレン、ポリエステル、ビニル重合体等の透明な材料が用いられるが、球状ビーズ２０を形成する材料の屈折率と、バインダー樹脂の屈折率との比が０．９〜１．１の範囲となることが好ましく、更に、透光性微粒子の濃度はバインダー樹脂分の２〜１５％が好ましい。
【００５３】
上記屈折率の比０．９〜１．１の範囲は、この屈折率の比が上記範囲外となると、コーティング層１８の表面から入射した面光源光を特定の方向、例えば出光面の法線方向に集光して輝度を向上させるという、プリズム面を有する光学シート本来の作用が著しく低下してしまうことから決定される。
【００５４】
更に、前記コーティング層１８の厚さは、球状ビーズ２０の突出高さを除き、１〜２０μｍの範囲にすることが望ましい。
【００５５】
これは、コーティング層１８の厚さが１μｍ未満になると、球状ビーズ２０を透明基材シート１２の裏面に固定することが不可能となり、２０μｍ以上になると光透過率が低下し、前述のような、プリズム面を有する光学シートの本来の輝度向上作用が著しく低下してしまうからである。
【００５６】
上記光学シート１０の製造方法として、単層構成の光学シート（コーティング前の中間シート）は、例えば特開昭５６−１５７３１０号公報に開示されているような熱可塑性樹脂の熱プレス法や、射出成形法、紫外線や熱による硬化性樹脂の注型成形等により製造することができる。
【００５７】
又、上記のような中間シートの他の製造方法としては、例えば特開平５−１６９９０１５号公報に開示されているような、所望のレンズ配列の形状に対して逆形状の凹部（正確には凹凸形状）を有するロール凹版に電離放射線硬化性樹脂液を充填し、これに透光性基材シート１２を重ねて、そのまま紫外線や電子線等の電離放射線を透明基材シート側から照射して、電離放射線硬化性樹脂液を硬化させ、その後、透明基材シートを硬化した樹脂と共にロール凹版から剥離することにより、硬化した電離放射線硬化性樹脂液が、所望の形状のレンズ配列となって透明基材シート上に形成するものがある。なお、前記光学シート１０の総厚は、通常２０〜１０００μｍ程度とする。
【００５８】
上記光学シート１０において、プリズム面１６は複数の三角柱形状の単位プリズム１４を平行に配列して構成されたものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図４（Ａ）に示される半円柱形状の単位プリズム１５Ａを設けた光学シート１０Ａ、図４（Ｂ）に示される断面がサインカーブ状の単位プリズム１５Ｂを設けた光学シート１０Ｂ、図４（Ｃ）に示される、断面において上半部（山部）がサインカーブ状、下半部（谷部）がＶ字形状の単位プリズム１５Ｅを設けた光学シート１０Ｅ、図５（Ａ）に示される断面が台形状の単位プリズム１５Ｃを設けた光学シート１０Ｃのように、柱状の単位プリズムを、その軸線が１次元方向に平行となるように隣接して配列したものであってもよい。
【００５９】
又、単位プリズムの断面は、半円形あるいはサインカーブ状に限定されるものでなく、カーオイド、ランキンの卵形、サイクロイド、リンボリュート直線、三角形以外の多角形としてもよい。
【００６０】
更に、図５（Ｂ）に示されるように、例えば半球状の各々が独立して突起した単位プリズム１５Ｄを２次元方向に配列してなる、いわゆるハエの目レンズ等を備えた光学シート１０Ｄとしてもよい。単位プリズムは角錐状でもよい。
【００６１】
又、本発明の光学シートは図６又は７に示されるように複数枚重ねた積層体として用いて、出射光の指向性を高めるようにしてもよい。
【００６２】
図６の光学シート積層体２６は、２枚の光学シート１０を積層したものであり、上側の光学シート１０におけるコーティング層１８は下面となり、下側の光学シート１０における上面であるプリズム面１６と接触するように配置されている。即ち、下側の光学シート１０における単位プリズム１４の稜線１４Ａが上側のコーティング層１８に接触している。
【００６３】
なお、上下の光学シート１０は、各々の単位プリズム１４の稜線１４Ａが平面視で直交するように配置されている。
【００６４】
図７の積層体２８は、２枚の光学シート１０の表裏を、図６の場合と逆転して、プリズム面１６が共に受光側となるように配置したものである。
【００６５】
以下本発明の実施の形態の第２例を図面を参照して詳細に説明する。この第２例において、前記図１、２の光学シートにおけると同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図８及び図９に示されるように、本発明の実施の形態の第２例に係る光学シート７０は、透明基材シート１２の一方の面（図８、図９において上面）に光拡散層７２を、この光拡散層７２と反対側の裏面側にはコーティング層１８が設けられ、更に、このコーティング層１８には、透光性材料からなる粒径が１〜１０μｍであって、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズが含まれている。
【００６７】
又、前記コーティング層１８の表面において、球状ビーズ２０はランダムな２次元分布状態で配置されている。
【００６８】
上記光学シート７０を、そのコーティング層１８側を、他の透光性材料、例えば図１０に示されるように、三角柱形状の単位プリズム７４を有するプリズムシート７６のプリズム面と接触して配置すると、従来においては、前述の如く、光拡散シートと接触したプリズム（又はレンズ）部分が、光拡散シート表面の凹凸で傷をつけられてしまい、この疵によって全体としての均一な面状発光状態が得られなくなってしまうという問題点があったが、又、前述のように、球状ビーズ２０は、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下とされているので、球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さのばらつきが１μｍ以下となる。従って、該球状ビーズ２０が他のプリズムシートにおけるプリズム部先端や、他の透光性材料における平滑面に接触しても、その接触状態が均一であるので、大きく突出した球状ビーズとの接触による集中荷重の発生がなく、プリズムシートのプリズム部等の損傷が防止される。
【００６９】
前記光学シート７０における光拡散層７２は、光を拡散させる作用があればよく、例えば透光性材料からなる、粒径が１〜３０μｍである透光性球状ビーズを含ませるコーティング層から構成する。
【００７０】
この場合、光拡散シートとして、シートの法線方向に対する輝度向上効果をより増大させるためには、光拡散層７２内の透光性球状ビーズの平均粒径が、前記コーティング層１８内の透光性球状ビーズ２０の平均粒径よりも大きくする必要がある。
【００７１】
ここで、前記光拡散層７２内の透光性球状ビーズの粒度分布の半値幅は、特に限定されないが、この光拡散層７２と接触する他の光学材料が傷付き易いものであるときは、前記コーティング層１８内の透光性球状ビーズ２０の粒度分布の半値幅と同様に１μｍ以下にすることが好ましい。
【００７２】
前記透明基材シート１２、コーティング層１８、球状ビーズ２０の材質、特性等は、前記実施の形態の第１例におけると同一であるので、説明を省略する。
【００７３】
この前記光学シート７０は、図１０に示されるように、三角柱形状の単位プリズム７４を有するプリズムシート７６と積層されるものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の形状のプリズムシート、例えば図４〜図５に示されるような単位プリズムを備えたプリズムシートであってもよい。
【００７４】
又、前記プリズムシートは、図６、図７に示されるように、複数枚重ねた積層体として、出射光の指向性を高めるようにしてもよい。この場合、上下のプリズムシートにおいて、各々の単位プリズムの稜線が平面視で直交するように配置するとよい。
【００７５】
又、この光学シート７０は、プリズムシートに積層して用いる場合のみならず、他の、表面が傷付き易い光学材料に積層して用いる場合にも、当然適用されるものである。
【００７６】
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態の例に係る面光源装置３０について説明する。
【００７７】
この面光源装置３０は、前記図１に示される光学シート１０を光放出面側に設けたものであり、透光性材料からなる板状体であって、図１１において左側の側端面３２Ａから導入された光を、上側の光放出面３２Ｂから出射するようにされた導光体３２と、この導光体３２の前記側端面３２Ａに沿って、これと平行に配置され、該側端面３２Ａから前記導光体３２内に光を入射させる線状の光源３４と、前記導光体３２における、光放出面３２Ｂと反対側の面、左側の側端面３２Ａ以外の側端面を覆うようにして配置され、これらの面から出射する光を反射して、導光体３２内に戻すための光反射板３６とを備えて構成されている。
【００７８】
前記光学シート１０のコーティング層１８は、前記導光体３２の光放出面３２Ｂに接触した状態で配置されている。なお、通常、前記導光体３２は、光放出面３２Ｂを窓とした収納筐体（図示省略）内に収納されている。
【００７９】
前記導光体３２は、その材料として、前記光学シート１０の材料と同様の透光性材料から選択されるが、通常は、アクリル又はポリカーボネート樹脂が用いられる。又、導光体３２の厚さは、通常１〜１０ｍｍ程度であり、前記線状光源３４側の側端面３２Ａの位置で最も厚く、ここから反対方向に徐々に薄くなるテーパ形状とされている。
【００８０】
この導光体３２は、光を広い面（光放出面３２Ｂ）から出射させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されている。前記線状の光源３４は、蛍光灯が、光放出面３２Ｂにおける均一の輝度を得る上で好ましい。
【００８１】
又、この面光源装置３０において、導光体３２内に光を入射させる光源としては、線状光源に限定されるものでなく、白熱電球、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源をライン状に配置してもよい。又、小形の平面蛍光ランプを側端面３２Ａに沿って複数個配置するようにしてもよい。
【００８２】
図１１に示される面光源装置３０においては、導光体３２の光放出面３２Ｂに、光学シート１０がそのコーティング層１８から突出した球状ビーズ２０を介して接触するので、前述の如く、コーティング層１８表面と光放出面３２Ｂとの間の位置で干渉縞が発生することが防止される。従って、透過型液晶表示装置等の面光源として、良好な発光面を形成することができる。又、球状ビーズ２０が導光体３２の光放出面３２Ｂを損傷することが非常に少ない。
【００８３】
なお、例えば導光体３２を、その厚さが均一な板状として、前記側端面３２Ａと反対側の側端面側にも線状光源を設け、ここからも光を導くようにしてもよい。このようにすると、プリズム面１６が更に高輝度となると共に、該プリズム面１６における輝度分布の均一性を向上させることができる。
【００８４】
次に、図１２を参照して、直下型の面光源装置４０について説明する。
【００８５】
この面光源装置４０は、前記図１に示される光学シート１０の裏面側のコーティング層１８に沿って、光拡散シート４２を配置すると共に、光源３４からの光を、凹面上の光反射板４４により反射させ、及び直接に、前記光拡散シート４２から光学シート１０に光を放出するようにされたものである。
【００８６】
この面光源装置４０においても、前述の面光源装置３０と同様に、光学シート１０のコーティング層１８表面と光拡散シート４２との距離が、球状ビーズ２０によって１〜１０μｍに規制されるので、両者間での干渉縞が発生することがない。又、球状ビーズ２０が光拡散シート４２を損傷することが非常に少ない。
【００８７】
前記光反射板３６、４４は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、あるいは白色の発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が用いられる。
【００８８】
又、直接型の面光源装置４０における光反射板４４の形状は、線状の光源３４からの光を平行光線として均一に反射できるものであればよく、凹円弧状、放物面柱状、双曲線柱状、楕円柱状等の形状が選択される。
【００８９】
上記面光源装置３０は、導光体３２の光放出面３２Ｂに、光学シート１０のコーティング層１８が直接配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図１３に示される面光源装置３０Ａのように、光学シート１０と光放出面３２Ｂとの間に光拡散シート４６を配置するようにしてもよい。
【００９０】
又、上記光学シート１０は、いずれもコーティング層１８が光入射側に向けて配置されているが、これは、例えば図１４、図１５に示される面光源装置３０Ｂ、４０Ａのように、単位プリズム１４側を導光体３２の光放出面３２Ｂ又は光反射板４４側に向けて配置するようにしてもよい。
【００９１】
又、上記面光源装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、４０Ａは、いずれも１枚の光学シート１０を用いるものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図１６〜図１９に示されるように、２枚あるいは３枚以上の光学シートを重ねて用いるようにしてもよい。このように、複数枚の光学シートを重ねて用いた場合でも、前述の如く、球状ビーズ２０の、光学シート裏面からの突出高さのばらつきが小さいので、集中荷重によって他の光学シートの単位プリズムを損傷したりすることがない。
【００９２】
図１６の面光源装置５０Ａは、前記図１１に示される面光源装置３０における、導光体３２の光放出面３２Ｂと光学シート１０との間に、該第２の光学シート５２を配置したものである。
【００９３】
この第２の光学シート５２は、基本的には、前記光学シート１０と同一構成であるが、コーティング層側に球状ビーズが設けられることがなく、従来と同様の平滑面とされている。
【００９４】
又、この第２の光学シート５２における単位プリズム５４の稜線５４Ａは、前記光学シート１０における単位プリズム１４の稜線１４Ａと直交する方向に配置されている。
【００９５】
この面光源装置５０Ａの場合、第２の光学シート５２のプリズム面と反対側の平滑面位置で、導光体３２の光放出面３２Ｂとの間で干渉縞が発生するが、これは、その上側を光学シート１０で覆うことによって、外側からは干渉縞を観測することができなかった。
【００９６】
図１７に示される面光源装置５０Ｂは、図１６構成を直下型としたものであり、同図１６及び図１２におけると同一部分に同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【００９７】
又、上記のようなプリズムシートを２枚重ねとした面光源装置５０Ａ、５０Ｂは、第２のプリズムシート５２がいずれも光出射面側に単位プリズム５４を向けて配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図１８、図１９に示される面光源装置５０Ｃ、５０Ｄのように、第２の光学シート５２の単位プリズム５４を導光体３２あるいは光拡散シート４６側に向けて配置するようにしてもよい。
【００９８】
これら図１８、図１９においては、前記図１６、図１７と同一部分には同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【００９９】
次に、図２０に示される、本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置６０について説明する。
【０１００】
この液晶表示装置６０は、前記図１１、図１３、図１４、図１６又は図１８に示されるような面光源装置５０の出光面側に、液晶パネル６２を配置したものである。
【０１０１】
この液晶表示装置は、透過型であり、液晶画面を形成する各画素を前記面光源装置５０からの出射光によって裏側から照明される。
【０１０２】
この液晶表示装置６０においては、前述の如く、面光源装置５０からの照明光中に干渉縞がないので、良好な画像を形成することができる。又、光学シート１０のコーティング層１８表面と、これと対向する導光体３２、光拡散シート、他の光学シートの平滑面との距離が前述の如く１０μｍ以下であるので、光学シート１０の例えば法線方向への集光性能が低下されることがなく、良好な輝度を得ることができる。
【０１０３】
次に、図２１を参照して、本発明の実施の形態の例に係る面光源装置８０について説明する。
【０１０４】
この面光源装置８０は、前記図８に示される光学シート７０を、そのコーティング層１８側をプリズムシート７６のプリズム面と接触させた状態で、光放出面側に設けたものであり、図１１の面光源装置３０と同様の透光性材料からなる板状体であって、図２１において左側の側端面３２Ａから導入された光を、上側の光放出面３２Ｂから出射するようにされた導光体３２と、この導光体３２の前記側端面３２Ａに沿って、これと平行に配置され、該側端面３２Ａから前記導光体３２内に光を入射させる線状の光源３４と、前記導光体３２における、光放出面３２Ｂと反対側の面、左側の側端面３２Ａ以外の側端面を覆うようにして配置され、これらの面から出射する光を反射して、導光体３２内に戻すための光反射板３６とを備えて構成されている。なお、通常、前記導光体３２は、光放出面３２Ｂを窓とした収納筐体（図示省略）内に収納されている。
【０１０５】
この面光源装置８０においては、前述のように、コーティング層１８の球状ビーズ２０が、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下とされているので、球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さのばらつきが１μｍ以下となる。従って、該球状ビーズ２０がプリズムシート７６におけるプリズム部先端に接触しても、その接触状態が均一であるので、大きく突出した球状ビーズとの接触による集中荷重の発生がなく、プリズムシート７６のプリズム部の損傷が防止される。
【０１０６】
又、図２１において、プリズムシート７６がない状態、即ち、前記光学シート７０のコーティング層１８が、前記導光体３２の光放出面３２Ｂに接触した状態で配置されている場合も同様に導光体３２の損傷が防止される。
【０１０７】
前記導光体３２の材料、形状、光散乱機能、光源に付いては前記図１１の場合と同様である。
【０１０８】
次に、図２２を参照して、直下型の面光源装置８２について説明する。
【０１０９】
この面光源装置８２は、前記図８に示される光学シート７０の裏面側のコーティング層１８に沿って、プリズムシート７６を配置すると共に、光源３４からの光を、凹面上の光反射板４４により反射させ、及び直接に、他の光拡散シート４２からプリズムシート７６に光を放出するようにされたものである。
【０１１０】
この面光源装置８２においても、光学シート７０のコーティング層１８の、球状ビーズ２０によってプリズム面が損傷されることが非常に少ない。
【０１１１】
又、上記プリズムシート７６は、いずれもプリズム面が光出射側に向けて配置されているが、これは、例えば図２３、図２４に示される面光源装置８０Ａ、８２Ａのように、単位プリズム７４側を導光体３２の光放出面３２Ｂ又は光反射板４４側に向けて配置するようにしてもよい。
【０１１２】
又、上記面光源装置８０、８０Ａ、８２、８２Ａは、いずれも１枚のプリズムシートを用いるものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図２５〜図２８に示されるように、２枚あるいは３枚以上のプリズムシートを重ねて用いるようにしてもよい。このように、複数枚のプリズムシートを重ねて用いた場合でも、前述の如く、球状ビーズ２０の、プリズムシート裏面からの突出高さのばらつきが小さいので、集中荷重によって他のプリズムシートの単位プリズムを損傷したりすることがない。
【０１１３】
図２５の面光源装置８４Ａは、前記図２１に示される面光源装置８０における、導光体３２の光放出面３２Ｂと光学シート７０との間に、該第２の光学シート８６を配置したものである。
【０１１４】
この第２の光学シート８６は、基本的には、前記光学シート７０と同一構成であるが、図４、図５に示されるような各種単位プリズムの構成でもよい。
【０１１５】
又、この第２の光学シート８６における単位プリズム８８の稜線８８Ａは、前記光学シート７０における単位プリズム７４の稜線７４Ａと直交する方向に配置されている。
【０１１６】
図２６に示される面光源装置８４Ｂは、図２５の構成を直下型としたものであり、同図２５及び図２２におけると同一部分に同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０１１７】
又、上記のような光学シートを２枚重ねとした面光源装置８４Ａ、８４Ｂは、第２の光学シート８６がいずれも光出射面側に単位プリズム８８を向けて配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図２７、図２８に示される面光源装置８４Ｃ、８４Ｄのように、第２の光学シート８６の単位プリズム８８を導光体３２あるいは光拡散シート側に向けて配置するようにしてもよい。
【０１１８】
これら図２７、図２８においては、前記図２５、図２６と同一部分には同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０１１９】
次に、図２９に示される、本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置９０について説明する。
【０１２０】
この液晶表示装置９０は、前記図２１、図２３、図２５又は図２７に示されるような面光源装置８４の出光面側に、液晶パネル９２を配置したものである。
【０１２１】
この液晶表示装置は、透過型であり、液晶画面を形成する各画素を前記面光源装置８４からの出射光によって裏側から照明される。
【０１２２】
この液晶表示装置９０においては、前述の如く、面光源装置８４からの照明光中に干渉縞がないので、良好な画像を形成することができる。
【０１２３】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１２４】
光学シート１０は、透明な２軸延伸ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）上に、透明な接着層を約１μｍになるように塗布し、この上に単位プリズムのパターンを形成させるエポキシアクリレートのプレポリマーを主成分とする紫外線硬化樹脂を塗布して、樹脂塗膜を硬化（固化）後に型を離形することにより、ピッチ３０μｍで、単位プリズム形状断面が頂角８５°の二等辺三角形で、稜線１４Ａが互いに平行になるように、隣接して配列されたものを用いる。この、単位プリズム１４が形成された透明基材シート１２の、プリズム面１６と反対側面（裏面）に、次のような要領で球状ビーズ２０を配設した。
【０１２５】
球状ビーズ２０の材料としての透光性ビーズは、平均粒径５μｍの架橋アクリル樹脂（ｎ＝１．４９）、バインダーとしてはポリエステル樹脂（ｎ＝１．５５）からなる塗料を塗布する。
【０１２６】
具体的には、上記透光性ビースを上記バインダー樹脂分の８％入れたインキを、ＭＥＴ：トルエン＝１：１の溶剤で希釈し、その粘度をザーンカップ粘度計＃３で２７秒とした。
【０１２７】
このインキを、単位プリズム１４が形成された透明基材シート１２の裏面にスリットリバースコーティング法により塗布し、その後溶剤を乾燥させて塗膜を固化させた。
【０１２８】
この乾燥した塗膜には、ＪＩＳＢ０６０１での１０点平均粗さＲｚ＝３μｍの球状ビーズ２０が、平均間隔ｄ＝３０μｍで２次元的にランダムな配列で形成されていた。
【０１２９】
このようにして形成された光学シート１０を暗室で、例えば導光体３２の光放出面に接触させた状態で、暗室内で観察したところ、干渉縞を観察することがなかった。
【０１３０】
透光性ビーズの平均粒径を種々に変更して、上記と同様な光学シート１０を形成して、これを、前記図１１〜図１９に示されるような面光源装置に組み込んで暗室で観察したところ、次の表１のようになった。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
その結果、表１における比較例１及び２の場合にのみ干渉縞を観察した。
【０１３３】
又、表１の実施例１の光学シート１枚と、表面側が頂角９０°の２等辺三角形柱状の単位プリズムで裏面平滑の光学シートとを、図１６のように組み込んだところ、表２のような結果になった。
【０１３４】
【表２】
【０１３５】
又、図３０に示されるように、本発明の粒径分布の球状ビーズ２０をコーティングした光学シートと、これと粒径分布のばらつきが大きい球状ビーズ２０Ａをコーティングした光学シートを、該球状ビーズ２０側を、例えばプリズム面に接触させ、１０ｇの分胴を乗せて引きずった実験結果では、粒径分布のばらつきが大きい程、発生した傷も多かった。特に粒径分布の半値幅が１μｍ以下のとき、プリズム面の傷が非常に少なかった。
【０１３６】
光拡散シートである光学シート７０の光拡散層７２は、球状ビーズの材料としての透光性ビーズを、平均粒径５μｍの架橋アクリル樹脂（ｎ＝１．４９）、バインダーとしてはポリエステル樹脂（ｎ＝１．５５）からなる塗料を塗布して形成した。
【０１３７】
この透明基材シート１２の光拡散層７２と反対側面（裏面）に、次のような要領で球状ビーズ２０を含むコーティング層１８を、前述の実施例と同様に配設した。
【０１３８】
このようにして形成された光学シート７０を暗室で、例えば導光体３２の光放出面に接触させた状態で、暗室内で観察したところ、干渉縞を観察することがなかった。
【０１３９】
プリズムシート７６は、透明な２軸延伸ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）上に、透明な接着層を約１μｍになるように塗布し、この上に単位プリズムのパターンを形成させるエポキシアクリレートのプレポリマーを主成分とする紫外線硬化樹脂を塗布して、樹脂塗膜を硬化（固化）後に型を離形することにより、ピッチ３０μｍで、単位プリズム形状断面が頂角８５°の二等辺三角形で、稜線１４Ａが互いに平行になるように、隣接して配列されたものを用いる。
【０１４０】
透光性ビーズの平均粒径を種々に変更して、上記と同様な光拡散シートである光学シートを形成して、これを、前記図２１〜図２８に示されるような面光源装置に組み込んで暗室で観察したところ、前記表１と同じ結果になった。
【０１４１】
又、表１の実施例１に相当する光拡散シートであるの光学シート１枚と、表面側が頂角９０°の２等辺三角形柱状の単位プリズムのプリズムシートとを、図２１のように組み込んだところ、光学シートの傷等の欠陥が隠され、且つ、光の出光分布がより滑らかになった。
【０１４２】
又、図３０に示されるように、本発明の粒径分布の球状ビーズ２０をコーティングした光拡散シートである光学シートと、これと粒径分布のばらつきが大きい球状ビーズ２０Ａをコーティングした光学シートを、該球状ビーズ２０側を、例えばプリズム面に接触させ、１０ｇの分胴を乗せて引きずった実験結果では、粒径分布のばらつきが大きい程、発生した傷も多かった。特に粒径分布の半値幅が１μｍ以下のとき、プリズム面の傷が非常に少なかった。特に、光学シートのプリズム頂角が１００°以下で尖っている場合は、前述したビーズの粒径のばらつきによる影響が大きかった。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、光学シートに発生する、外部光によらない干渉縞を解消することができると共に、この光学シートを用いた面光源装置及び透過型表示体において、干渉縞が観察されない良質な画像を得ることができると共に、光学シートによって、接触する光学部材の板傷を大幅に低減できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例に係るプリズム面を有する光学シートの一部を拡大して示す斜視図
【図２】同光学シートの一部を更に拡大して示す断面図
【図３】同光学シートにおいてコーティング層形成過程を示す断面図
【図４】光学シートの実施の形態の第２例及び第３例を示す斜視図
【図５】同実施の形態の第４例及び第５例を示す斜視図
【図６】光学シート積層体の実施の形態の第１例を示す斜視図
【図７】同実施の形態の第２例を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態の例に係る光拡散シートとしての光学シートの一部を拡大して示す断面図
【図９】同光学シートにおいてコーティング層形成過程を示す断面図
【図１０】同光学シートを用いた光学シート積層体の実施の形態の第１例を示す斜視図
【図１１】本発明の実施の形態の例に係るプリズム面を有する光学シートを用いた面光源装置の要部を示す斜視図
【図１２】面光源装置の実施の形態の第２例を示す斜視図
【図１３】同面光源装置の実施の形態の第３例を示す略示断面図
【図１４】同実施の形態の第４例を示す略示断面図
【図１５】同実施の形態の第５例を示す略示断面図
【図１６】同実施の形態の第６例の要部を示す斜視図
【図１７】同実施の形態の第７例の要部を示す斜視図
【図１８】同実施の形態の第８例の要部を示す斜視図
【図１９】同実施の形態の第９例の要部を示す斜視図
【図２０】本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置を示す略示側面図
【図２１】本発明の光拡散シートである光学シートを用いた実施の形態の例に係る面光源装置の要部を示す斜視図
【図２２】面光源装置の実施の形態の第２例を示す斜視図
【図２３】同面光源装置の実施の形態の第３例を示す略示断面図
【図２４】同実施の形態の第４例を示す略示断面図
【図２５】同実施の形態の第５例の要部を示す斜視図
【図２６】同実施の形態の第６例の要部を示す斜視図
【図２７】同実施の形態の第７例の要部を示す斜視図
【図２８】同実施の形態の第８例の要部を示す斜視図
【図２９】本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置を示す略示側面図
【図３０】本発明の球状ビーズをコーティングした光学シートと、粒径分布のばらつきが大きい球状ビーズをコーティングした光学シートとを比較して示す拡大断面図
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、７０…光学シート
１２…透明基材シート
１４、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ…単位プリズム
１４Ａ、５４Ａ、７４Ａ…綾線
１６…プリズム面
１８…コーティング層
２０…球状ビーズ
２２…透光性材料
２２Ａ…平滑面
２４…隙間
２６、２８…光学シート積層体
３０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、４０Ａ、
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、８０、８０Ａ、８２、
８２Ａ、８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ…面光源装置
３２…導光体
３２Ａ…側端面
３２Ｂ…光放出面
３４…線状光源
３６、４４…光反射板
４２、４６…光拡散シート
５２…第２の光学シート
５４、７４…単位プリズム
６０、９０…液晶表示装置
７２…光拡散層
７６…プリズムシート
８６…第２の光学シート
【発明の属する技術分野】
この発明は、透過型の液晶表示装置、広告板等の透光性表示体を背面から照明する際に用いるバックライト面光源に用いて好適なプリズムシート又は光拡散シートからなる光学シート、光学シート積層体及びこの光学シート又は光学シート積層体を用いた面光源装置、透過型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の液晶表示装置においては、低消費電力化、薄型及び軽量化の必要に応じて、該液晶表示装置を背面から照明するための面光源装置も当然薄型軽量化が要求されると共に、低消費電力化のために光源からの光を有効に利用して、光源での低消費電力化が図られている。
【０００３】
このような要請に基づいて、例えば特開昭６０−７０６０１号公報、特開平２−８４６１８号公報、実開平３−６９１８４号公報、特開平７−１９１３１９号公報等に開示されるように、面光源からの光を特定の方向（多くの場合、出光面の法線方向）に集光するようにしたものがある。
【０００４】
透過型液晶表示装置等に用いる面光源装置としては、エッジライト型及び直下型がある。
【０００５】
エッジライト型面光源装置は、特開平３−５７２５号公報に開示されるように、通常、透明なアクリル樹脂等の板状の導光体の一側端面から光源光を入射し、該導光体の一方の表面である出光面からの光を導き、ここから、液晶パネル等の背面に光を出射するようにしている。
【０００６】
この場合、光利用効率を向上させるために、前記導光体の出光面と反対側の面に光反射板あるいは光反射膜を設け、又、出射光を均一化させるために、例えば、実開平５−７３６０２号公報等に開示されるように、導光体の出光面側に光拡散作用のある拡散シートを設けることが多い。
【０００７】
又、直下型の面光源装置は、例えば実開平２−３３００１号公報等に開示されるように、通常、光源光を反射板によって液晶パネル等の背面に反射し、その出光面側に拡散シートを配置して、光源形状が人間の目により識別できないように出光を拡散させている。
【０００８】
更に、前記のようなエッジライト型あるいは直下型の面光源装置においては、前述の如く、面光源からの光を特定の方向に集中して出光させるために、透光性基材の表面側に単位プリズムを複数配列したプリズムシート（プリズムフィルム）を配置したものがある。
【０００９】
このプリズムシートの使用形態は、単位プリズム又はレンズが形成された側（プリズム面）の、光源側に対するセット方向、複数のプリズムシートの組合せ等を種々提案されている。
【００１０】
いずれにしても、上記のようなプリズムシートは、プリズム面と反対側の面（裏面）が平滑面とされている場合が多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなプリズムシートは、導光体、拡散シート、他のプリズムシート等を組合せた場合、面光源からの光による明暗の繰り返し模様が観察されて、これが、例えば液晶表示装置に用いた場合に、各画素から形成される画像を乱してしまうという問題点があった。
【００１２】
これに対して、例えば特開平７−１５１９０９号公報に開示されるように、上記明暗の繰り返し模様は、例えば２枚のプリズムシートを用いた場合、一方のプリズムシートのプリズム面と他方のプリズムシートの平滑面との間に、外部光源により発生する干渉縞であるとして、これを解消する方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、本発明者が確認したところ、外部光源からの光が侵入しないようにした暗室でも、面光源装置に明暗の繰り返し模様が観察された。
【００１４】
即ち、本発明者は、外部光源光によらず、面光源光によって干渉縞が発生し、且つ、この干渉縞が、プリズムシートの平滑面と導光板平滑面、拡散板平滑面又は他のプリズムシートの平滑面との間で発生することを確認した。
【００１５】
これに対して、上記特開平７−１５１９０９号公報に開示されるように、プリズムシートの平滑面に特定条件を満たす微小凹凸を形成する方法も考えられるが、この場合、面光源からの光を特定の方向、例えば出光面の法線方向に集光して輝度を向上させるというプリズムシート本来の機能が低下してしまうという問題点がある。
【００１６】
これに対して、本発明者等は、特願平９−１０４５５４号により、出光面側の輝度低下を伴うことなく、干渉縞の発生を抑制できるようにしたプリズムシート、面光源装置及び透過型表示装置を提案した。
【００１７】
即ち、透光性基材の表面に単位プリズムを複数配列し、裏面を透光性材料からなるコーティング層により覆ったプリズムシートの、前記コーティング層の透光性基材と反対側の表面に、該表面からの突出高さが１〜７μｍである多数の微小丘状突起を設けることにより、干渉縞の発生を抑制するものである。
【００１８】
この発明によれば、プリズムシートの出光面側の輝度低下を抑制しつつ、干渉縞の発生を抑制できるものの、微小丘状突起が接触した他のプリズムシートにおけるプリズム、導光板表面等を傷付けてしまい、この疵によって全体としての均一な面状発光状態が得られなくなってしまうという問題点があった。
【００１９】
特に、微小丘状突起によって、他のプリズムシートのプリズム部が損傷される場合、該プリズム部の頂角が８０〜１００°であって尖っているために、取り扱い時に、微小丘状突起からの力が先端に集中的に作用して傷付き易いという問題点があった。
【００２０】
更に、光放出側については、従来の上記のようなプリズムシートは、光放出面であるプリズム面側に光拡散シートを積層して、プリズムシートの欠点（傷、汚れ、等）を隠すようにすると共に、指向性のある出光特性を若干穏やかにしたものが多かった。
【００２１】
上記のような光拡散シートを積層されたプリズムシートは、光拡散シートと接触したプリズム（又はレンズ）部分が、光拡散シート表面の凹凸で傷つけられてしまい、この疵によって全体としての均一な面状発光状態が得られなくなってしまうという問題点があった。
【００２２】
これに対して、前述のプリズムシートにおける入光面と同様に、光拡散シートのプリズムシート側を平滑面とすることも考えられるが、例えば特開平７−３３３４０９号公報、前述の特開平７−１５１９０９号公報、等に開示されるように、前記光拡散シートの平滑面と、導光板平滑面、プリズムシートの平滑面、との間で干渉縞やモアレ模様が発生するという問題点があり実用化には至っていない。
【００２３】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、出光面側の輝度低下及び干渉縞の発生を抑制すると共に、接触する他のプリズムシート等を損傷しないようにした光学シート、光学シート積層体、これらを利用した面光源装置及び透過型表示装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、プリズム面を有する光学シートの、プリズム面と反対側の面を導光板平滑面等と隣接して配置したときに発生する干渉縞が、内部光源（面光源）からの光によるものであり、且つ、この干渉縞を抑制すべく、光学シートの裏面に微小丘状突起を形成した際、大きく突出した微小丘状突起の先端によって他の光学シートのプリズム部等が損傷され易いという知見に基づくものであり、請求項１記載のように、透光性基材の表面に透光性基材の表面に単位プリズム又は単位レンズを複数配列し、裏面を透光性材料からなるコーティング層により覆った光学シートにおいて、前記コーティング層を、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズを含んで構成することにより、上記目的を達成するものである。
【００２５】
又、他の発明は、プリズムシートに光拡散シートを積層した場合、光拡散シート表面の凹凸の凸部でその部分と接触したプリズム（又はレンズ）部が、傷をつけられてしまうという知見に基づくものであり、請求項１記載のように、透光性基材の表面に光拡散層を有し、裏面を透光性材料からなるコーティング層に覆った光学シートにおいて、前記コーティング層を、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズを含んで構成することにより、上記目的を達成するものである。
【００２６】
請求項３のように、前記光拡散層を透光性球状ビーズを含んで構成され、この光拡散層内の透光性球状ビーズの平均粒径を、前記コーティング層に含まれる球状ビーズの平均粒径よりも大きくするようにしてもよい。
【００２７】
請求項４のように、前記コーティング層に含まれる球状ビーズを粒径が１〜１０μｍの透光性ビーズから構成するようにしてもよい。
【００２８】
本発明は、請求項５のように、請求項１又は４の単位プリズム又は単位レンズを含む光学シートを複数積層してなり、積層された光学シートにおける前記コーティング層が、隣接して積層された光学シートにおける単位プリズム又は単位レンズに接触されていることを特徴とする光学シート積層体により上記目的を達成するものである。
【００２９】
本発明は、請求項６のように、請求項２乃至４のいずれか光拡散層を含む光学シートと、透光性基材の表面に単位プリズム又は単位レンズを複数配列したプリズムシートを複数積層してなり、積層された光学シートにおける前記コーティング層が、隣接して積層されたプリズムシートにおける単位プリズム又は単位レンズに接触されていることを特徴とするする光学シート積層体により上記目的を達成するものである。
【００３０】
又、面光源装置に係る発明は、請求項７のように、透光性材料からなる板状体であって、少なくとも前記一側端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射するようにされた導光体と、この導光体の少なくとも一側面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体における前記光放出面側に設けられ、該光放出面から出射される光が前記コーティング層側から入射される、請求項１乃至６のいずれかの光学シートと、を有してなる面光源装置により、上記目的を達成するものである。
【００３１】
又、面光源装置の他の発明は、請求項８のように、光拡散シートと、この光拡散シートに光を照射する光源と、この光源の前記光拡散シートと反対側に配置され、光源からの光を前記光拡散シート方向へ反射する反射器と、前記光拡散シートから出射される光が前記コーティング層から入射されるように配置された請求項１乃至４のいずれかの光学シートと、を有してなる面光源装置により、上記目的を達成するものである。
【００３２】
更に、本発明は、光拡散シートと、この光拡散シートに光を照射する光源と、この光源の前記光拡散シートと反対側に配置され、光源からの光を前記光拡散シート方向へ反射する反射器と、前記光拡散シートから出射される光が前記コーティング層から入射されるように配置された請求項６の光学シート積層体と、を有してなる面光源装置により、上記目的を達成するものである。
【００３３】
又、本発明は、請求項１０のように、平面状の透光性表示体と、この透光性表示体の背面に配置され、出射光より該透光性表示体を背面から照射する、請求項７、８又は９の面光源装置と、を備えた透過型表示体により、上記目的を達成するものである。
【００３４】
本発明によれば、プリズムを含む光学シートにおけるプリズム面と反対側の裏面、又は、表面に光拡散層を有する光学シートにおける裏面を覆うコーティング層に、球状ビーズを含ませているので、該裏面とこれと隣接する導光板の平滑面、拡散板平滑面、他のプリズムシート等の平滑面等との間にわずかな隙間を形成し球状ビーズでの光拡散作用によって前記裏面と導光板平滑面等との距離が直進光と反射光との間で干渉を生じないようにし、干渉縞又はニュートンリングの発生を防止する。又、コーティング層に含まれる球状ビーズは、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下であるので、光学シートの裏面からの突出量のばらつきが少なく、他のプリズムシート等の光学シートに対して均一に接触するので、大きく突出した球状ビーズによって生じる集中荷重により他の光学シートのプリズム等が損傷されることが防止される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１及び図２に示されるように、本発明に係る光学シート１０は、透明基材シート１２の一方の面（図１、図２において上面）に三角柱形状の単位プリズム１４を、その稜線１４Ａが平行になるように隣接して一次元方向に多数配列してプリズム面１６を形成し、このプリズム面１６と反対側の裏面側にはコーティング層１８が設けられ、更に、このコーティング層１８には、透光性材料からなる粒径が１〜１０μｍであって、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズが含まれている。
【００３７】
又、前記コーティング層１８の表面において、球状ビーズ２０はランダムな２次元分布状態で配置されている。
【００３８】
上記光学シート１０を、そのコーティング層１８側を、他の透光性材料２２の平滑面２２Ａ、例えば導光板の平滑面、拡散シートの平滑面あるいは他のプリズムシートの平滑面と接触して配置すると、従来においては、前述の如く、該導光板等の方向からの面光源光により干渉縞が発生したが、この本発明の光学シート１０においては、図２に示されるように、コーティング層１８の表面から突出している球状ビーズ２０において、導光体等の透光性材料２２における平滑面２２Ａに接触するので、該平滑面２２Ａとコーティング層１８の表面との間には必ず１〜１０μｍ程度の隙間２４が発生する。
【００３９】
このため、透光性材料２２の平滑面２２Ａと反対側（図２において下側）から光が入射してきても、球状ビーズの光拡散作用とあいまって、干渉縞が発生することがない。
【００４０】
又、前述のように、球状ビーズ２０は、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下とされているので、球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さのばらつきが１μｍ以下となる。従って、該球状ビーズ２０が他のプリズムシートにおけるプリズム部先端や、他の透光性材料における平滑面に接触しても、その接触状態が均一であるので、大きく突出した球状ビーズとの接触による集中荷重の発生がなく、プリズムシートのプリズム部等の損傷が防止される。
【００４１】
ここで、前記球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さを１μｍ以上としたのは、この高さを１μｍ未満にすると、前記隙間２４の距離が面光源光（可視光）の波長に接近して色がついてしまうという問題点があり、更に１μｍ未満とすると、球状ビーズ２０の材料としての透光性ビーズ（例えばアクリルビーズ）の量産が困難であり、且つ、この球状ビーズをコーティング層１８を構成するバインダー（後述）に分散することが困難になるという問題点を避けるためである。更に、透光性材料からの光がエバネッセント波として直接コーティング層１８に入り込んでしまい、面内で均一な輝度を保てなくなる問題点を避けるためでもある。
【００４２】
又、球状ビーズ２０の粒径を１０μｍ以下としたのは、隙間２４が１０μｍよりも大きくなると、面光源からの光を特定の方向、例えばプリズム面１６側の出光面の法線方向に集光する作用が大きく低下してしまうことを避けるためである。
【００４３】
なお、球状ビーズ２０をコーティング層１８に設ける場合、該球状ビーズ２０を構成する透光性ビーズ等をバインダーに混合して光学シート１０の裏面に塗布することになり（後述参照）、この場合、球状ビーズ２０の突出高さにばらつきが出るが、この突出高さはＪＩＳＢ０６０１での１０点平均粗さＲｚを言う。
【００４４】
前述のように、前記球状ビーズ２０は、コーティング層１８の表面において２次元的にランダム分布され、周期的に配列されていない。
【００４５】
仮に、球状ビーズ２０が、コーティング層１８において周期的に配列されていて、その周期が単位プリズム１４の配列周期と重なるとモアレ縞が発生してしまう。
【００４６】
又、例えばカラー液晶表示装置のバックライトの出光面側に、上記のような光学シートを設けた場合、球状ビーズ２０が周期的に配列されていると、同様に、液晶表示装置の画素の配列周期と重なり合うことによってモアレ縞が発生する恐れがある。
【００４７】
この発明に係る光学シート１０においては、球状ビーズ２０が２次元的にランダム配置されているので、上記のようなモアレ縞の発生が防止される。
【００４８】
前記光学シート１０を構成する透明基材シート１２、単位プリズム１４、球状ビーズ２０を形成する透明な材料としては、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等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー及び／又はアクリレート系のモノマー等からなる電離放射線硬化性樹脂を、紫外線又は電子線等の電磁放射線で硬化させた樹脂等で透明性のよいものが用いられる。このような樹脂の場合、その屈折率が通常１．４〜１．６程度のものを用いる。又、樹脂以外でも、透明であればガラス、セラミクス等でもよい。
【００４９】
上記のような球状ビーズ２０を含むコーティング層１８は、球状ビーズ２０を透光性バインダーに分散させた塗料を、吹付け塗装、ロールコート等で塗工して、コーティング層１８を形成すると共に、そのコーティング層１８の塗膜表面に球状ビーズ２０の一部又は全部を突出させる。
【００５０】
この場合、球状ビーズ２０を透光性バインダーに分散させた塗料を塗布することによって形成されたコーティング層１８は、図３（Ａ）に示されるように、透光性バインター中に沈んだ状態となっているが、塗膜が乾燥収縮することによって、コーティング層１８の表面に球状ビーズ２０の一部が突出する。
【００５１】
ここで、球状ビーズ２０の材料として、直径が１〜１０μｍのポリメタクリル酸メチル（アクリル）系ビーズ、ポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネイト系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ、シリカ系ビーズ等が用いられる。又、球状ビーズ２０としての直径とは、１μｍ以上の粒子の直径の平均値を言う。
【００５２】
前記コーティング層１８を形成するバインダー樹脂としては、アクリル、ポリスチレン、ポリエステル、ビニル重合体等の透明な材料が用いられるが、球状ビーズ２０を形成する材料の屈折率と、バインダー樹脂の屈折率との比が０．９〜１．１の範囲となることが好ましく、更に、透光性微粒子の濃度はバインダー樹脂分の２〜１５％が好ましい。
【００５３】
上記屈折率の比０．９〜１．１の範囲は、この屈折率の比が上記範囲外となると、コーティング層１８の表面から入射した面光源光を特定の方向、例えば出光面の法線方向に集光して輝度を向上させるという、プリズム面を有する光学シート本来の作用が著しく低下してしまうことから決定される。
【００５４】
更に、前記コーティング層１８の厚さは、球状ビーズ２０の突出高さを除き、１〜２０μｍの範囲にすることが望ましい。
【００５５】
これは、コーティング層１８の厚さが１μｍ未満になると、球状ビーズ２０を透明基材シート１２の裏面に固定することが不可能となり、２０μｍ以上になると光透過率が低下し、前述のような、プリズム面を有する光学シートの本来の輝度向上作用が著しく低下してしまうからである。
【００５６】
上記光学シート１０の製造方法として、単層構成の光学シート（コーティング前の中間シート）は、例えば特開昭５６−１５７３１０号公報に開示されているような熱可塑性樹脂の熱プレス法や、射出成形法、紫外線や熱による硬化性樹脂の注型成形等により製造することができる。
【００５７】
又、上記のような中間シートの他の製造方法としては、例えば特開平５−１６９９０１５号公報に開示されているような、所望のレンズ配列の形状に対して逆形状の凹部（正確には凹凸形状）を有するロール凹版に電離放射線硬化性樹脂液を充填し、これに透光性基材シート１２を重ねて、そのまま紫外線や電子線等の電離放射線を透明基材シート側から照射して、電離放射線硬化性樹脂液を硬化させ、その後、透明基材シートを硬化した樹脂と共にロール凹版から剥離することにより、硬化した電離放射線硬化性樹脂液が、所望の形状のレンズ配列となって透明基材シート上に形成するものがある。なお、前記光学シート１０の総厚は、通常２０〜１０００μｍ程度とする。
【００５８】
上記光学シート１０において、プリズム面１６は複数の三角柱形状の単位プリズム１４を平行に配列して構成されたものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図４（Ａ）に示される半円柱形状の単位プリズム１５Ａを設けた光学シート１０Ａ、図４（Ｂ）に示される断面がサインカーブ状の単位プリズム１５Ｂを設けた光学シート１０Ｂ、図４（Ｃ）に示される、断面において上半部（山部）がサインカーブ状、下半部（谷部）がＶ字形状の単位プリズム１５Ｅを設けた光学シート１０Ｅ、図５（Ａ）に示される断面が台形状の単位プリズム１５Ｃを設けた光学シート１０Ｃのように、柱状の単位プリズムを、その軸線が１次元方向に平行となるように隣接して配列したものであってもよい。
【００５９】
又、単位プリズムの断面は、半円形あるいはサインカーブ状に限定されるものでなく、カーオイド、ランキンの卵形、サイクロイド、リンボリュート直線、三角形以外の多角形としてもよい。
【００６０】
更に、図５（Ｂ）に示されるように、例えば半球状の各々が独立して突起した単位プリズム１５Ｄを２次元方向に配列してなる、いわゆるハエの目レンズ等を備えた光学シート１０Ｄとしてもよい。単位プリズムは角錐状でもよい。
【００６１】
又、本発明の光学シートは図６又は７に示されるように複数枚重ねた積層体として用いて、出射光の指向性を高めるようにしてもよい。
【００６２】
図６の光学シート積層体２６は、２枚の光学シート１０を積層したものであり、上側の光学シート１０におけるコーティング層１８は下面となり、下側の光学シート１０における上面であるプリズム面１６と接触するように配置されている。即ち、下側の光学シート１０における単位プリズム１４の稜線１４Ａが上側のコーティング層１８に接触している。
【００６３】
なお、上下の光学シート１０は、各々の単位プリズム１４の稜線１４Ａが平面視で直交するように配置されている。
【００６４】
図７の積層体２８は、２枚の光学シート１０の表裏を、図６の場合と逆転して、プリズム面１６が共に受光側となるように配置したものである。
【００６５】
以下本発明の実施の形態の第２例を図面を参照して詳細に説明する。この第２例において、前記図１、２の光学シートにおけると同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図８及び図９に示されるように、本発明の実施の形態の第２例に係る光学シート７０は、透明基材シート１２の一方の面（図８、図９において上面）に光拡散層７２を、この光拡散層７２と反対側の裏面側にはコーティング層１８が設けられ、更に、このコーティング層１８には、透光性材料からなる粒径が１〜１０μｍであって、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズが含まれている。
【００６７】
又、前記コーティング層１８の表面において、球状ビーズ２０はランダムな２次元分布状態で配置されている。
【００６８】
上記光学シート７０を、そのコーティング層１８側を、他の透光性材料、例えば図１０に示されるように、三角柱形状の単位プリズム７４を有するプリズムシート７６のプリズム面と接触して配置すると、従来においては、前述の如く、光拡散シートと接触したプリズム（又はレンズ）部分が、光拡散シート表面の凹凸で傷をつけられてしまい、この疵によって全体としての均一な面状発光状態が得られなくなってしまうという問題点があったが、又、前述のように、球状ビーズ２０は、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下とされているので、球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さのばらつきが１μｍ以下となる。従って、該球状ビーズ２０が他のプリズムシートにおけるプリズム部先端や、他の透光性材料における平滑面に接触しても、その接触状態が均一であるので、大きく突出した球状ビーズとの接触による集中荷重の発生がなく、プリズムシートのプリズム部等の損傷が防止される。
【００６９】
前記光学シート７０における光拡散層７２は、光を拡散させる作用があればよく、例えば透光性材料からなる、粒径が１〜３０μｍである透光性球状ビーズを含ませるコーティング層から構成する。
【００７０】
この場合、光拡散シートとして、シートの法線方向に対する輝度向上効果をより増大させるためには、光拡散層７２内の透光性球状ビーズの平均粒径が、前記コーティング層１８内の透光性球状ビーズ２０の平均粒径よりも大きくする必要がある。
【００７１】
ここで、前記光拡散層７２内の透光性球状ビーズの粒度分布の半値幅は、特に限定されないが、この光拡散層７２と接触する他の光学材料が傷付き易いものであるときは、前記コーティング層１８内の透光性球状ビーズ２０の粒度分布の半値幅と同様に１μｍ以下にすることが好ましい。
【００７２】
前記透明基材シート１２、コーティング層１８、球状ビーズ２０の材質、特性等は、前記実施の形態の第１例におけると同一であるので、説明を省略する。
【００７３】
この前記光学シート７０は、図１０に示されるように、三角柱形状の単位プリズム７４を有するプリズムシート７６と積層されるものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の形状のプリズムシート、例えば図４〜図５に示されるような単位プリズムを備えたプリズムシートであってもよい。
【００７４】
又、前記プリズムシートは、図６、図７に示されるように、複数枚重ねた積層体として、出射光の指向性を高めるようにしてもよい。この場合、上下のプリズムシートにおいて、各々の単位プリズムの稜線が平面視で直交するように配置するとよい。
【００７５】
又、この光学シート７０は、プリズムシートに積層して用いる場合のみならず、他の、表面が傷付き易い光学材料に積層して用いる場合にも、当然適用されるものである。
【００７６】
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態の例に係る面光源装置３０について説明する。
【００７７】
この面光源装置３０は、前記図１に示される光学シート１０を光放出面側に設けたものであり、透光性材料からなる板状体であって、図１１において左側の側端面３２Ａから導入された光を、上側の光放出面３２Ｂから出射するようにされた導光体３２と、この導光体３２の前記側端面３２Ａに沿って、これと平行に配置され、該側端面３２Ａから前記導光体３２内に光を入射させる線状の光源３４と、前記導光体３２における、光放出面３２Ｂと反対側の面、左側の側端面３２Ａ以外の側端面を覆うようにして配置され、これらの面から出射する光を反射して、導光体３２内に戻すための光反射板３６とを備えて構成されている。
【００７８】
前記光学シート１０のコーティング層１８は、前記導光体３２の光放出面３２Ｂに接触した状態で配置されている。なお、通常、前記導光体３２は、光放出面３２Ｂを窓とした収納筐体（図示省略）内に収納されている。
【００７９】
前記導光体３２は、その材料として、前記光学シート１０の材料と同様の透光性材料から選択されるが、通常は、アクリル又はポリカーボネート樹脂が用いられる。又、導光体３２の厚さは、通常１〜１０ｍｍ程度であり、前記線状光源３４側の側端面３２Ａの位置で最も厚く、ここから反対方向に徐々に薄くなるテーパ形状とされている。
【００８０】
この導光体３２は、光を広い面（光放出面３２Ｂ）から出射させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されている。前記線状の光源３４は、蛍光灯が、光放出面３２Ｂにおける均一の輝度を得る上で好ましい。
【００８１】
又、この面光源装置３０において、導光体３２内に光を入射させる光源としては、線状光源に限定されるものでなく、白熱電球、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の点光源をライン状に配置してもよい。又、小形の平面蛍光ランプを側端面３２Ａに沿って複数個配置するようにしてもよい。
【００８２】
図１１に示される面光源装置３０においては、導光体３２の光放出面３２Ｂに、光学シート１０がそのコーティング層１８から突出した球状ビーズ２０を介して接触するので、前述の如く、コーティング層１８表面と光放出面３２Ｂとの間の位置で干渉縞が発生することが防止される。従って、透過型液晶表示装置等の面光源として、良好な発光面を形成することができる。又、球状ビーズ２０が導光体３２の光放出面３２Ｂを損傷することが非常に少ない。
【００８３】
なお、例えば導光体３２を、その厚さが均一な板状として、前記側端面３２Ａと反対側の側端面側にも線状光源を設け、ここからも光を導くようにしてもよい。このようにすると、プリズム面１６が更に高輝度となると共に、該プリズム面１６における輝度分布の均一性を向上させることができる。
【００８４】
次に、図１２を参照して、直下型の面光源装置４０について説明する。
【００８５】
この面光源装置４０は、前記図１に示される光学シート１０の裏面側のコーティング層１８に沿って、光拡散シート４２を配置すると共に、光源３４からの光を、凹面上の光反射板４４により反射させ、及び直接に、前記光拡散シート４２から光学シート１０に光を放出するようにされたものである。
【００８６】
この面光源装置４０においても、前述の面光源装置３０と同様に、光学シート１０のコーティング層１８表面と光拡散シート４２との距離が、球状ビーズ２０によって１〜１０μｍに規制されるので、両者間での干渉縞が発生することがない。又、球状ビーズ２０が光拡散シート４２を損傷することが非常に少ない。
【００８７】
前記光反射板３６、４４は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、あるいは白色の発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が用いられる。
【００８８】
又、直接型の面光源装置４０における光反射板４４の形状は、線状の光源３４からの光を平行光線として均一に反射できるものであればよく、凹円弧状、放物面柱状、双曲線柱状、楕円柱状等の形状が選択される。
【００８９】
上記面光源装置３０は、導光体３２の光放出面３２Ｂに、光学シート１０のコーティング層１８が直接配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図１３に示される面光源装置３０Ａのように、光学シート１０と光放出面３２Ｂとの間に光拡散シート４６を配置するようにしてもよい。
【００９０】
又、上記光学シート１０は、いずれもコーティング層１８が光入射側に向けて配置されているが、これは、例えば図１４、図１５に示される面光源装置３０Ｂ、４０Ａのように、単位プリズム１４側を導光体３２の光放出面３２Ｂ又は光反射板４４側に向けて配置するようにしてもよい。
【００９１】
又、上記面光源装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、４０Ａは、いずれも１枚の光学シート１０を用いるものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図１６〜図１９に示されるように、２枚あるいは３枚以上の光学シートを重ねて用いるようにしてもよい。このように、複数枚の光学シートを重ねて用いた場合でも、前述の如く、球状ビーズ２０の、光学シート裏面からの突出高さのばらつきが小さいので、集中荷重によって他の光学シートの単位プリズムを損傷したりすることがない。
【００９２】
図１６の面光源装置５０Ａは、前記図１１に示される面光源装置３０における、導光体３２の光放出面３２Ｂと光学シート１０との間に、該第２の光学シート５２を配置したものである。
【００９３】
この第２の光学シート５２は、基本的には、前記光学シート１０と同一構成であるが、コーティング層側に球状ビーズが設けられることがなく、従来と同様の平滑面とされている。
【００９４】
又、この第２の光学シート５２における単位プリズム５４の稜線５４Ａは、前記光学シート１０における単位プリズム１４の稜線１４Ａと直交する方向に配置されている。
【００９５】
この面光源装置５０Ａの場合、第２の光学シート５２のプリズム面と反対側の平滑面位置で、導光体３２の光放出面３２Ｂとの間で干渉縞が発生するが、これは、その上側を光学シート１０で覆うことによって、外側からは干渉縞を観測することができなかった。
【００９６】
図１７に示される面光源装置５０Ｂは、図１６構成を直下型としたものであり、同図１６及び図１２におけると同一部分に同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【００９７】
又、上記のようなプリズムシートを２枚重ねとした面光源装置５０Ａ、５０Ｂは、第２のプリズムシート５２がいずれも光出射面側に単位プリズム５４を向けて配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図１８、図１９に示される面光源装置５０Ｃ、５０Ｄのように、第２の光学シート５２の単位プリズム５４を導光体３２あるいは光拡散シート４６側に向けて配置するようにしてもよい。
【００９８】
これら図１８、図１９においては、前記図１６、図１７と同一部分には同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【００９９】
次に、図２０に示される、本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置６０について説明する。
【０１００】
この液晶表示装置６０は、前記図１１、図１３、図１４、図１６又は図１８に示されるような面光源装置５０の出光面側に、液晶パネル６２を配置したものである。
【０１０１】
この液晶表示装置は、透過型であり、液晶画面を形成する各画素を前記面光源装置５０からの出射光によって裏側から照明される。
【０１０２】
この液晶表示装置６０においては、前述の如く、面光源装置５０からの照明光中に干渉縞がないので、良好な画像を形成することができる。又、光学シート１０のコーティング層１８表面と、これと対向する導光体３２、光拡散シート、他の光学シートの平滑面との距離が前述の如く１０μｍ以下であるので、光学シート１０の例えば法線方向への集光性能が低下されることがなく、良好な輝度を得ることができる。
【０１０３】
次に、図２１を参照して、本発明の実施の形態の例に係る面光源装置８０について説明する。
【０１０４】
この面光源装置８０は、前記図８に示される光学シート７０を、そのコーティング層１８側をプリズムシート７６のプリズム面と接触させた状態で、光放出面側に設けたものであり、図１１の面光源装置３０と同様の透光性材料からなる板状体であって、図２１において左側の側端面３２Ａから導入された光を、上側の光放出面３２Ｂから出射するようにされた導光体３２と、この導光体３２の前記側端面３２Ａに沿って、これと平行に配置され、該側端面３２Ａから前記導光体３２内に光を入射させる線状の光源３４と、前記導光体３２における、光放出面３２Ｂと反対側の面、左側の側端面３２Ａ以外の側端面を覆うようにして配置され、これらの面から出射する光を反射して、導光体３２内に戻すための光反射板３６とを備えて構成されている。なお、通常、前記導光体３２は、光放出面３２Ｂを窓とした収納筐体（図示省略）内に収納されている。
【０１０５】
この面光源装置８０においては、前述のように、コーティング層１８の球状ビーズ２０が、その粒径分布の半値幅が１μｍ以下とされているので、球状ビーズ２０の、コーティング層１８表面からの突出高さのばらつきが１μｍ以下となる。従って、該球状ビーズ２０がプリズムシート７６におけるプリズム部先端に接触しても、その接触状態が均一であるので、大きく突出した球状ビーズとの接触による集中荷重の発生がなく、プリズムシート７６のプリズム部の損傷が防止される。
【０１０６】
又、図２１において、プリズムシート７６がない状態、即ち、前記光学シート７０のコーティング層１８が、前記導光体３２の光放出面３２Ｂに接触した状態で配置されている場合も同様に導光体３２の損傷が防止される。
【０１０７】
前記導光体３２の材料、形状、光散乱機能、光源に付いては前記図１１の場合と同様である。
【０１０８】
次に、図２２を参照して、直下型の面光源装置８２について説明する。
【０１０９】
この面光源装置８２は、前記図８に示される光学シート７０の裏面側のコーティング層１８に沿って、プリズムシート７６を配置すると共に、光源３４からの光を、凹面上の光反射板４４により反射させ、及び直接に、他の光拡散シート４２からプリズムシート７６に光を放出するようにされたものである。
【０１１０】
この面光源装置８２においても、光学シート７０のコーティング層１８の、球状ビーズ２０によってプリズム面が損傷されることが非常に少ない。
【０１１１】
又、上記プリズムシート７６は、いずれもプリズム面が光出射側に向けて配置されているが、これは、例えば図２３、図２４に示される面光源装置８０Ａ、８２Ａのように、単位プリズム７４側を導光体３２の光放出面３２Ｂ又は光反射板４４側に向けて配置するようにしてもよい。
【０１１２】
又、上記面光源装置８０、８０Ａ、８２、８２Ａは、いずれも１枚のプリズムシートを用いるものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図２５〜図２８に示されるように、２枚あるいは３枚以上のプリズムシートを重ねて用いるようにしてもよい。このように、複数枚のプリズムシートを重ねて用いた場合でも、前述の如く、球状ビーズ２０の、プリズムシート裏面からの突出高さのばらつきが小さいので、集中荷重によって他のプリズムシートの単位プリズムを損傷したりすることがない。
【０１１３】
図２５の面光源装置８４Ａは、前記図２１に示される面光源装置８０における、導光体３２の光放出面３２Ｂと光学シート７０との間に、該第２の光学シート８６を配置したものである。
【０１１４】
この第２の光学シート８６は、基本的には、前記光学シート７０と同一構成であるが、図４、図５に示されるような各種単位プリズムの構成でもよい。
【０１１５】
又、この第２の光学シート８６における単位プリズム８８の稜線８８Ａは、前記光学シート７０における単位プリズム７４の稜線７４Ａと直交する方向に配置されている。
【０１１６】
図２６に示される面光源装置８４Ｂは、図２５の構成を直下型としたものであり、同図２５及び図２２におけると同一部分に同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０１１７】
又、上記のような光学シートを２枚重ねとした面光源装置８４Ａ、８４Ｂは、第２の光学シート８６がいずれも光出射面側に単位プリズム８８を向けて配置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば図２７、図２８に示される面光源装置８４Ｃ、８４Ｄのように、第２の光学シート８６の単位プリズム８８を導光体３２あるいは光拡散シート側に向けて配置するようにしてもよい。
【０１１８】
これら図２７、図２８においては、前記図２５、図２６と同一部分には同一符号を付することにより、説明を省略するものとする。
【０１１９】
次に、図２９に示される、本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置９０について説明する。
【０１２０】
この液晶表示装置９０は、前記図２１、図２３、図２５又は図２７に示されるような面光源装置８４の出光面側に、液晶パネル９２を配置したものである。
【０１２１】
この液晶表示装置は、透過型であり、液晶画面を形成する各画素を前記面光源装置８４からの出射光によって裏側から照明される。
【０１２２】
この液晶表示装置９０においては、前述の如く、面光源装置８４からの照明光中に干渉縞がないので、良好な画像を形成することができる。
【０１２３】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１２４】
光学シート１０は、透明な２軸延伸ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）上に、透明な接着層を約１μｍになるように塗布し、この上に単位プリズムのパターンを形成させるエポキシアクリレートのプレポリマーを主成分とする紫外線硬化樹脂を塗布して、樹脂塗膜を硬化（固化）後に型を離形することにより、ピッチ３０μｍで、単位プリズム形状断面が頂角８５°の二等辺三角形で、稜線１４Ａが互いに平行になるように、隣接して配列されたものを用いる。この、単位プリズム１４が形成された透明基材シート１２の、プリズム面１６と反対側面（裏面）に、次のような要領で球状ビーズ２０を配設した。
【０１２５】
球状ビーズ２０の材料としての透光性ビーズは、平均粒径５μｍの架橋アクリル樹脂（ｎ＝１．４９）、バインダーとしてはポリエステル樹脂（ｎ＝１．５５）からなる塗料を塗布する。
【０１２６】
具体的には、上記透光性ビースを上記バインダー樹脂分の８％入れたインキを、ＭＥＴ：トルエン＝１：１の溶剤で希釈し、その粘度をザーンカップ粘度計＃３で２７秒とした。
【０１２７】
このインキを、単位プリズム１４が形成された透明基材シート１２の裏面にスリットリバースコーティング法により塗布し、その後溶剤を乾燥させて塗膜を固化させた。
【０１２８】
この乾燥した塗膜には、ＪＩＳＢ０６０１での１０点平均粗さＲｚ＝３μｍの球状ビーズ２０が、平均間隔ｄ＝３０μｍで２次元的にランダムな配列で形成されていた。
【０１２９】
このようにして形成された光学シート１０を暗室で、例えば導光体３２の光放出面に接触させた状態で、暗室内で観察したところ、干渉縞を観察することがなかった。
【０１３０】
透光性ビーズの平均粒径を種々に変更して、上記と同様な光学シート１０を形成して、これを、前記図１１〜図１９に示されるような面光源装置に組み込んで暗室で観察したところ、次の表１のようになった。
【０１３１】
【表１】
その結果、表１における比較例１及び２の場合にのみ干渉縞を観察した。
【０１３３】
又、表１の実施例１の光学シート１枚と、表面側が頂角９０°の２等辺三角形柱状の単位プリズムで裏面平滑の光学シートとを、図１６のように組み込んだところ、表２のような結果になった。
【０１３４】
【表２】
又、図３０に示されるように、本発明の粒径分布の球状ビーズ２０をコーティングした光学シートと、これと粒径分布のばらつきが大きい球状ビーズ２０Ａをコーティングした光学シートを、該球状ビーズ２０側を、例えばプリズム面に接触させ、１０ｇの分胴を乗せて引きずった実験結果では、粒径分布のばらつきが大きい程、発生した傷も多かった。特に粒径分布の半値幅が１μｍ以下のとき、プリズム面の傷が非常に少なかった。
【０１３６】
光拡散シートである光学シート７０の光拡散層７２は、球状ビーズの材料としての透光性ビーズを、平均粒径５μｍの架橋アクリル樹脂（ｎ＝１．４９）、バインダーとしてはポリエステル樹脂（ｎ＝１．５５）からなる塗料を塗布して形成した。
【０１３７】
この透明基材シート１２の光拡散層７２と反対側面（裏面）に、次のような要領で球状ビーズ２０を含むコーティング層１８を、前述の実施例と同様に配設した。
【０１３８】
このようにして形成された光学シート７０を暗室で、例えば導光体３２の光放出面に接触させた状態で、暗室内で観察したところ、干渉縞を観察することがなかった。
【０１３９】
プリズムシート７６は、透明な２軸延伸ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）上に、透明な接着層を約１μｍになるように塗布し、この上に単位プリズムのパターンを形成させるエポキシアクリレートのプレポリマーを主成分とする紫外線硬化樹脂を塗布して、樹脂塗膜を硬化（固化）後に型を離形することにより、ピッチ３０μｍで、単位プリズム形状断面が頂角８５°の二等辺三角形で、稜線１４Ａが互いに平行になるように、隣接して配列されたものを用いる。
【０１４０】
透光性ビーズの平均粒径を種々に変更して、上記と同様な光拡散シートである光学シートを形成して、これを、前記図２１〜図２８に示されるような面光源装置に組み込んで暗室で観察したところ、前記表１と同じ結果になった。
【０１４１】
又、表１の実施例１に相当する光拡散シートであるの光学シート１枚と、表面側が頂角９０°の２等辺三角形柱状の単位プリズムのプリズムシートとを、図２１のように組み込んだところ、光学シートの傷等の欠陥が隠され、且つ、光の出光分布がより滑らかになった。
【０１４２】
又、図３０に示されるように、本発明の粒径分布の球状ビーズ２０をコーティングした光拡散シートである光学シートと、これと粒径分布のばらつきが大きい球状ビーズ２０Ａをコーティングした光学シートを、該球状ビーズ２０側を、例えばプリズム面に接触させ、１０ｇの分胴を乗せて引きずった実験結果では、粒径分布のばらつきが大きい程、発生した傷も多かった。特に粒径分布の半値幅が１μｍ以下のとき、プリズム面の傷が非常に少なかった。特に、光学シートのプリズム頂角が１００°以下で尖っている場合は、前述したビーズの粒径のばらつきによる影響が大きかった。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、光学シートに発生する、外部光によらない干渉縞を解消することができると共に、この光学シートを用いた面光源装置及び透過型表示体において、干渉縞が観察されない良質な画像を得ることができると共に、光学シートによって、接触する光学部材の板傷を大幅に低減できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例に係るプリズム面を有する光学シートの一部を拡大して示す斜視図
【図２】同光学シートの一部を更に拡大して示す断面図
【図３】同光学シートにおいてコーティング層形成過程を示す断面図
【図４】光学シートの実施の形態の第２例及び第３例を示す斜視図
【図５】同実施の形態の第４例及び第５例を示す斜視図
【図６】光学シート積層体の実施の形態の第１例を示す斜視図
【図７】同実施の形態の第２例を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態の例に係る光拡散シートとしての光学シートの一部を拡大して示す断面図
【図９】同光学シートにおいてコーティング層形成過程を示す断面図
【図１０】同光学シートを用いた光学シート積層体の実施の形態の第１例を示す斜視図
【図１１】本発明の実施の形態の例に係るプリズム面を有する光学シートを用いた面光源装置の要部を示す斜視図
【図１２】面光源装置の実施の形態の第２例を示す斜視図
【図１３】同面光源装置の実施の形態の第３例を示す略示断面図
【図１４】同実施の形態の第４例を示す略示断面図
【図１５】同実施の形態の第５例を示す略示断面図
【図１６】同実施の形態の第６例の要部を示す斜視図
【図１７】同実施の形態の第７例の要部を示す斜視図
【図１８】同実施の形態の第８例の要部を示す斜視図
【図１９】同実施の形態の第９例の要部を示す斜視図
【図２０】本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置を示す略示側面図
【図２１】本発明の光拡散シートである光学シートを用いた実施の形態の例に係る面光源装置の要部を示す斜視図
【図２２】面光源装置の実施の形態の第２例を示す斜視図
【図２３】同面光源装置の実施の形態の第３例を示す略示断面図
【図２４】同実施の形態の第４例を示す略示断面図
【図２５】同実施の形態の第５例の要部を示す斜視図
【図２６】同実施の形態の第６例の要部を示す斜視図
【図２７】同実施の形態の第７例の要部を示す斜視図
【図２８】同実施の形態の第８例の要部を示す斜視図
【図２９】本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置を示す略示側面図
【図３０】本発明の球状ビーズをコーティングした光学シートと、粒径分布のばらつきが大きい球状ビーズをコーティングした光学シートとを比較して示す拡大断面図
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、７０…光学シート
１２…透明基材シート
１４、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ…単位プリズム
１４Ａ、５４Ａ、７４Ａ…綾線
１６…プリズム面
１８…コーティング層
２０…球状ビーズ
２２…透光性材料
２２Ａ…平滑面
２４…隙間
２６、２８…光学シート積層体
３０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、４０Ａ、
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、８０、８０Ａ、８２、
８２Ａ、８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ…面光源装置
３２…導光体
３２Ａ…側端面
３２Ｂ…光放出面
３４…線状光源
３６、４４…光反射板
４２、４６…光拡散シート
５２…第２の光学シート
５４、７４…単位プリズム
６０、９０…液晶表示装置
７２…光拡散層
７６…プリズムシート
８６…第２の光学シート
Claims (10)
- 透光性基材の表面に単位プリズム又は単位レンズを複数配列し、裏面を透光性材料からなるコーティング層により覆った光学シートにおいて、前記コーティング層を、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズを含んで構成したことを特徴とする光学シート。
- 透光性基材の表面に光拡散層を有し、裏面を透光性材料からなるコーティング層により覆った光学シートにおいて、前記コーティング層を、粒径分布の半値幅が１μｍ以下の球状ビーズを含んで構成したことを特徴とする光学シート。
- 請求項２において、前記光拡散層は透光性球状ビーズを含んで構成され、この光拡散層内の透光性球状ビーズの平均粒径を、前記コーティング層に含まれる球状ビーズの平均粒径よりも大きくしたことを特徴とする光学シート。
- 請求項１、２又は３において、前記コーティング層に含まれる球状ビーズを、粒径が１〜１０μｍの透光性ビーズから構成したことを特徴とする光学シート。
- 請求項１又は４の単位プリズム又は単位レンズを含む光学シートを複数積層してなり、積層された光学シートにおける前記コーティング層が、隣接して積層された光学シートにおける単位プリズム又は単位レンズに接触されていることを特徴とする光学シート積層体。
- 請求項２乃至４のいずれかの光拡散層を含む光学シートと、透光性基材の表面に単位プリズム又は単位レンズを複数配列したプリズムシートを複数積層してなり、積層された光学シートにおける前記コーティング層が、隣接して積層されたプリズムシートにおける単位プリズム又は単位レンズに接触されていることを特徴とする光学シート積層体。
- 透光性材料からなる板状体であって、少なくとも一側端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射するようにされた導光体と、この導光体の少なくとも前記一側端面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体における前記光放出面側に設けられ、該光放出面から出射される光が前記コーティング層側から入射される、請求項１乃至６のいずれかの光学シートと、を有してなる面光源装置。
- 光拡散シートと、この光拡散シートに光を照射する光源と、この光源の前記光拡散シートと反対側に配置され、光源からの光を前記光拡散シート方向へ反射する反射器と、前記光拡散シートから出射される光が前記コーティング層から入射されるように配置された請求項１乃至４のいずれかの光学シートと、を有してなる面光源装置。
- 光拡散シートと、この光拡散シートに光を照射する光源と、この光源の前記光拡散シートと反対側に配置され、光源からの光を前記光拡散シート方向へ反射する反射器と、前記光拡散シートから出射される光が前記コーティング層から入射されるように配置された請求項５又は６の光学シート積層体と、を有してなる面光源装置。
- 平面状の透光性表示体と、この透光性表示体の背面に配置され、出射光により該透光性表示体を背面から照射するようにされた、請求項７、８又は９の面光源装置と、を備えてなる透過型表示装置。
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