JP2013206577A - 導光板およびこれを用いたバックライトユニット並びに表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度を向上し、輝度むらとホットスポットを低減した導光板を提供する。
【解決手段】導光板５は、第１主面に光立ち上げパターンの第１光学要素５４を有し、第２主面に光閉じ込めレンズの第２光学要素５５を有し、第２光学要素５５の内側、あるいは第２光学要素５５の内側と、第２光学要素５５の下層の第２光学要素５５の高さと同等の距離の位置までに、気泡５６を適当な大きさと適当な量で含有することから、光の出射方向を調整して効率の良い光利用による輝度の向上を実現し、輝度むらによる表示品質の低下を抑制し、導光板５の光入射面側の端部付近でのホットスポットを低減して、表示品位を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光路制御に用いられる導光板、該導光板を用いたバックライトユニット、該バックライトユニットを組み込んだ表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要なバックライトを内蔵しているタイプが普及している。液晶表示装置の輝度や輝度の視野角分布、空間分布は、このバックライトの性能の影響を大きく受けている。従って、バックライトの輝度を高め、輝度空間分布を均一にすることは、液晶表示装置の輝度を高め、輝度空間分布を均一にすることに直結する。

液晶表示装置に使用されるバックライトとしては、主に直下方式とエッジライト方式とが挙げられる。直下方式のバックライトは、光源を多数配置することが可能であるため、主として２０インチ以上の大型の液晶表示装置に適用されている。一方、エッジライト方式は光源の配置位置が限定されるため、大型の表示装置には適用できず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等の小型の表示装置に適用されている。

しかし、最近では、バックライト用の光源として冷陰極管に替わってＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ 発光ダイオード）が採用され始めたことにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式のバックライトが、２０インチ以上の中型または大型の液晶表示装置に採用され始めている。

一般的に、エッジライト方式は、導光板と呼ばれる透光性の板の端面に光源が配置され、それとは略直交する面全体から光を射出させる。従って、液晶表示装置が大型になるにつれて表示画面全体を均一に輝度むらなく明るくすることが難しくなっている。また、光源は導光板の端面にのみ配置されるため、光源の設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれて輝度を向上させることも難しくなる。

画面全体を均一に明るくする方法として、特許文献１や特許文献２に示すように、導光板の射出面及びそれと対向する面にレンズ形状の光学構造物を設ける方法が開示されている。この光学構造物として連続するプリズム形状やレンチキュラー形状の構造物が開示されている。

また、光源からの光を収束、または均一化する機能を有する光学シートにおいて、光のむらを抑制しながら半値角を調節する方法として、特許文献３のように連続するプリズム形状やレンチキュラー形状構造物に拡散剤や気泡を含有させる方法がある。

特許文献３に開示された光学シートは、光源からの光が入射する入射面とその裏面に光学素子が形成されてなる光学シートであり、例えば基材シートの上に、連続するプリズム形状やレンチキュラー形状構造物を形成した光学シートで、例えば直下型の光源からの光を、光源のむらを抑制するために、強拡散性能を有する拡散板によって拡散し、その出射した光を集光して輝度を高める光学シートである。すなわち、光源からの光を拡散板や導光板で拡散あるいは均一化し、その出射光を収束、または均一化する光学シートである。

また特許文献３では、半値角を広げるために、光学シートの光学素子に非常に数多くの拡散剤を含有させており、拡散剤による光拡散によって光学素子の光収束機能を低下させるため、輝度低下が起こるという問題がある。また、拡散剤を使用した場合には、拡散剤の光吸収により、光の透過率が低下するため、輝度低下が起こるという問題がある。

特開２００５−１３５８４３号公報 特開２００２−９８９６０号公報 特開２００９−６９４０４号公報

ところで、光源としてＬＥＤに代表される点光源を使用した場合、図６（a）のように、導光板の光入射面側の端部付近で光の明部２０２と暗部２０１の明暗(ホットスポット)が生じてしまい、表示品位が低下するため、その明暗部分が視認されないように覆いをする必要があり、そのためバックライト・ユニットに枠を設置しなければならない。この枠が大きいことによりディスプレイの視認面積が小さくなってしまうという問題がある。

そこで本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、輝度むらをなくし、高い正面輝度を得ながら、ホットスポットを軽減させる導光板、並びにそれを用いたバックライト・ユニット及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、光透過性の導光板であって、前記導光板は、第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する４つの側端面を有し、前記第１主面には、前記導光板内の光を前記第２主面側へと偏向する複数の光偏向要素の単位形状である第１光学要素が形成され、前記第２主面には、前記側端面の延在方向と直交する方向に延在し、前記導光体内部を導光する光の光路を規制する光閉じ込めレンズである第２光学要素が形成され、前記光閉じ込めレンズ内に３次元微小領域からなる光拡散要素を有することを特徴とする導光板である。
また、導光板の光閉じ込めレンズの全体積に対する前記３次元微小領域の体積率が０．０００４%以上から０．０３２%以下であってもよい。
また、３次元微小領域の最長距離が１μｍ以上から４０μｍ以下であってもよい。
本発明の一実施形態は、上述に記載された導光板を用いたバックライトユニットである。
本発明の一実施形態は、上述に記載されたバックライトユニットを用いた表示装置である。

本発明の導光板は、第１主面に光立ち上げパターンの第１光学要素を有し、第２主面に光閉じ込めレンズの第２光学要素を有し、第２光学要素の内側、あるいは第２光学要素の内側と、第２光学要素の下層の第２光学要素の高さと同等の距離の位置までに、適当な大きさと量の気泡を含有するものである。
これにより、光の出射方向を調整して効率の良い光利用による輝度の向上を実現し、輝度むらによる表示品質の低下を抑制し、導光板の光入射面側の端部付近でのホットスポットを低減して、表示品位を向上させるとともにバックライトユニットの枠を小さくすることが可能となる。

（ａ）本発明の導光板の一例を示す要部断面図である。（ｂ）本発明の導光板の一例を示す要部断面図である。 本発明の導光板の一例を示す概略図である。 本発明の表示装置の一例を示す概略図である。 本発明を実施するときに用いられるシート押出成形装置の一例を示すが概略図である。 本発明の表示装置の一例を示す要部断面図である。 （ａ）従来の導光板における、導光の様子を示す模式的な正面図である。（ｂ）本発明の実施形態である導光板の、導光の様子を示す模式的な正面図である。 （ａ）本発明の実施形態における、評価の測定位置を表した図である。（ｂ）本発明の実施形態における、光学評価の測定位置を表した図である。 気泡の直径と明暗輝度比の関係を表した図である。 直進性の評価の位置を模式的に表した図である。 本発明の導光板の第２層と第２光学要素の位置関係を示す概略図である。

以下、本発明の導光板について説明する。
本発明の導光板５は、第１主面と対向する第２主面および、第１主面と第２種面を接続する４つの側端面を有する透光性の導光板である。第１主面には導光板５内の光を第２主面側へと偏向する複数の光偏向要素の単位形状である第１光学要素が形成され、第２主面には、側端面の延在方向と直交する方向に延在し、導光板内部を導光する光の光路を規制する光閉じ込めレンズである第２光学要素が形成され、光閉じ込めレンズ内に、光拡散要素の３次元微小領域を有する。

第１主面の光偏向要素である第１光学要素は側端面から入射された光を第２主面に出射させる凹凸パターン（光立ち上げパターン）であることが好ましい。光立ち上げパターンを第１主面に形成することにより、エッジライト型の導光板として利用することができる。
光立ち上げパターンとしては、光源から離れるにしたがってパターン密度を徐々に増加させるパターンが挙げられる。例えば、第１主面に形成される凹凸パターンとして、グラデーション状のドットパターンやストライプパターンを用いてもよい。

第２主面の光閉じ込めレンズである第２光学要素は面方向に光を拡散／集光可能な凹凸パターンであることが好ましい。面方向に光を拡散／集光することで観察面からみたときの輝度を向上させることが出来る。例えば、第２主面に形成される凹凸パターンとして、凸状シリンドリカル形状を平行配列パターン、三角プリズム形状を平行配列したパターンなどを用いてもよい。

本発明の導光板５は１層であっても、２層以上の多層構成であってもよく、この場合材料は同種であっても異種であってもよい。
本発明の導光板５が2層以上で構成される場合、各層に異なる機能を付与することができる。一例として、表層に、熱に対する流動性が高い樹脂を使用すると、表層に形状を賦形しやすくなる。また、一例として、表層に硬い樹脂を使用すると、成型された導光板の剛性を向上させることができる。

本発明の導光板５の材料は光透過性を有する材料であれば制限はなく、例えばポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル―ブタジエン―スチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖低密度ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル―スチレン樹脂、セルロースアセテート樹脂、エチレン―ビニルアセテート樹脂、アクリル―アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリル―塩素化ポリエチレン樹脂、エチレン―ビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂、メタクリル酸メチル―スチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、脂環構造含有エチレン性不飽和単量体単位を含有する樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、アクリル系ゴム等のゴム状重合体ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の汎用またはエンジニアリングプラスチックの他に、ポリ塩化ビニル系エラストマー、塩素化ポリエチレン、エチレン―アクリル酸エチル樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、アイオノマー樹脂、スチレン・ブタジエンブロックポリマー、エチレン―プロピレンゴム、メチルペンテン樹脂ポリブタジエン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂が挙げられ、これらは１種または２種以上をブレンドして用いてもよい。
例えば、光源が可視光の場合、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、アクリル―スチレン共重合体、スチレン―ブタジエン―アクリロニトリル共重合体、アクリル系樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、などを含む材料を用いてもよい。なお、アクリル系樹脂、特にＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）は可視光に対する光透過性が良好なことから、本発明の導光板５に用いる主たる材料として好ましい。

光拡散要素の３次元微小領域５６の大きさは、最長距離が１μｍ以上５０μｍより小さい方が好ましい。５０μｍ以上であると、バックライト点灯時に輝点が視認され表示欠陥となるため好ましくない。また、１μｍ未満であると、導光した光が拡散する際に波長依存性が顕著となり導光板５を出射した光の色味にムラが出るため、好ましくない。

光拡散要素の３次元微小領域５６は、図１０に示す第２層の第２光学要素５５の内側あるいは、第２光学要素の内側と、第２光学要素の谷部から光学要素の高さｈ１（光学要素の頂点から底辺までの距離）と同じ距離の位置ｈ２までに、すなわち、第２光学要素の内側とその下層の斜線部分に存在することが好ましい。第２層において、上述の位置よりさらに主面側の位置ｈ３に光拡散要素が存在する場合は、第２光学要素に対する光拡散効果が低下するため好ましくない。

光拡散要素の３次元微小領域５６の総体積率は０．０００４％以上０．０８７％以下が好ましい。０．０００４％未満では、光拡散性が低くなり、本発明の性能が発揮できない。また、０．０８７％より多いと輝度分布が悪化し、中心輝度が下がり、輝度ムラが大きく、光閉じ込めレンズの効果が得られない。

光拡散要素の３次元微小領域５６は、導光板５における、図１０に示す、第２層の第２光学要素５５の内側あるいは、第２光学要素の内側と、第２光学要素の谷部から光学要素の高さｈ１と同じ距離の位置ｈ２までに、すなわち第２光学要素の内側とその下層の斜線部分であって、導光板全体に存在してもよい。あるいは、導光板における、図１０に示す、第２層の第２光学要素５５の内側あるいは、第２光学要素の内側と、第２光学要素の谷部から光学要素の高さｈ１と同じ距離の位置ｈ２までに、すなわち、第２光学要素の内側とその下層の斜線部分であって、導光板５の光源のＬＥＤに近い箇所、例えば光源から１０ｍｍの位置までに存在すればよい。

光拡散要素の３次元微小領域５６は、気泡すなわち、空気で満たされていることが好ましい。光拡散要素が空気であると透過率が高く、光の損失が抑えられる。光拡散要素が微粒子などの光拡散剤であると、材料による光吸収による光量の損失が避けられない。また、導光板５の樹脂との屈折率差も大きく、少量で、光拡散効果が得られる。さらに、光拡散剤を混入すると、コストアップしてしまうが、空気であれば、そのような問題もない。

また、光拡散要素が空気であることにより、導光板成型時において、製品を断裁した残りの端部をリサイクルして再度、導光板成型することができ、光拡散剤の混入によるリサイクル不可による材料ロスを避けることができるためコストダウンが可能となる。

導光板５は押出法、キャスト法、もしくはインジェクション法で作製することができる。これらの作製法を使用した場合、導光板５の厚さが１２μｍ以上５ｍｍ以下で作製することができる。これは厚さが１２μｍ未満では、上述した製造方法による加工に耐えうる剛性が無く、厚さが５ｍｍを越えると加工に耐えうる柔軟性がない。
本発明の導光板５は、バックライトユニットに搭載し使用する場合、光源のサイズや筐体の大きさに合わせて適宜調整されればよく、特に０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下が望ましい。０．３ｍｍ以下の場合、導光板自体の強度が低下し、ディスプレイを点灯して使用する際に生じる熱にシワやうねり、変形などが発生し、これが画面上の明暗差や輝度不均一を引起こすために好ましくない。また、５ｍｍ以上の場合、使用される液晶ディスプレイ自体を厚くすることに繋がり、薄さを強調する液晶ディスプレイ向けの光学部材としては望ましくない。

本発明の導光板５は押出法にて製造することが好ましい。押出法では共押出法により、１層でも多層でも押し出すことができる。また、凹凸パターンが形成された金型ロールを用いることにより、外表層の第１主面側あるいは第２主面側、あるいは両面側共にインラインで凹凸パターンを付与でき、連続的に本発明の導光板５を製造することができる。

金型ロールの作製方法は、金型ロールに対して、各種レンズ形状を有するダイヤモンドバイトを用いて（例えば断面形状が三角形状やレンチキュラーレンズ形状を有するタイヤモンドバイト）、金型ロールを切削し各種レンズ形状に対応する部分を作製する。このような切削方式は、先端形状が非球面形状であるバイトの中心を金型ロールに断続的に押し当て、光学突起部に対応する部分を作製することができる方法である。

また、半球状や楕円球状のレンズ形状に対応する部分を有する金型の成型方法の作製方法は、レーザー方式と切削方式が挙げられる。レーザー方式は、金型ロールに表面にブラック樹脂を均一に塗布し、レーザーを照射後、金型ロール全体を酸溶液につけることでレーザー照射部が腐食され光学突起部に対応する部分を成形する方法である。
また、金型ロールの作製方法としては、レーザー方式や切削方式以外にも、サンドブラストを使用する方法やビーズ分散による成型方法がある。
サンドブラスト方式は金型表面に直接ガラスビーズなどを吹きつけ、金型表面に凹凸をつける方法である。またビーズ分散方式は、ガラスビーズを平面状に密に充填させたシートから逆版を作製する方法である。

金型ロールの作製方法は凹凸形状や凹凸の密度、また金型ロールの材料等により適する成形方法が異なるため、求められる表面状態により適宜選択される。金型ロールの作製方法は一方式をのみを採用する必要はなく、２方式以上を採用し作製しても良い。また上記以外の作製方法により作製しても良い。

図４に、本発明を実施するときに用いられる押出成形装置の一例を示す。
図４に示される押出成形装置は、溶融樹脂をシート状に押し出す押出機としてのＴダイ９１を具備し、また、前記Ｔダイ９１から押し出された溶融樹脂シート９を冷却する第１の冷却ロール９２を具備し、前記第１の冷却ロール９２はＴダイ９１の下方位置に水平配置されている。さらに、図４に示される押出成形装置は第１の冷却ロール９２との間で溶融樹脂シート９を挟圧しながら冷却する第２の冷却ロール９３を具備し、この第２の冷却ロール９３は周面部を第１の冷却ロール９２に近接させて第１の冷却ロール９２と平行に配置されている。冷却ロール９２，９３のロール表面は、一般に、銅メッキ、硬質クロムメッキ、ニッケルメッキ等の金属メッキが施され、ロール表面は鏡面でも良いし、凹凸が施されていても良い。

また、図４に示される押出成形装置は第２の冷却ロール９３との間で溶融樹脂シート１を挟圧しながら冷却する第３の冷却ロール９４を具備し、この第３の冷却ロール９４は周面部を第２冷却ロール９３に近接させて第１の冷却ロール９２および第２の冷却ロール９３と平行に配置されている。さらに、図４に示されるシート押出成形装置は第３の冷却ロール９４との間で溶融樹脂シート９を挟圧しながら冷却する第４の冷却ロール９５を具備し、この第４の冷却ロール９５は周面部を第３の冷却ロール９４に近接させて第１の冷却ロール９２、第２の冷却ロール９３および第３の冷却ロール９４と平行に配置されている。

なお、Ｔダイ９１から押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２〜９５により冷却するときには、冷却ロール９２，９４は図４中時計回りに一定速度で回転し、冷却ロール９３，９５は図１中反時計回りに一定速度で回転する。

図４に示される押出成型装置は第２の冷却ロール９３と第３の冷却ロール９４との間を通過し、さらに第３の冷却ロール９４と第４の冷却ロール９５との間を通過し、上下一対の引取ロール９６を具備し、凹凸パターンが表面に転写された光学シート１０は引取ロール９６の下流側で図示しないシート断裁機によって断裁され、導光板５が得られる。なお、第４の冷却ロール９５と剥離ロール９６との間には、引取ロール９６に案内するガイドロールが設けられている。また光学シート１０の厚みが薄い場合には、樹脂シート用の巻取機（図示せず）によって巻き取るようにしてもよい。

光拡散要素の３次元微小領域５６が気泡であり、 図１０における、本発明の導光板５の第２光学要素の位置ｈ１に、すなわち、第２光学要素の内側に気泡が存在するような、本発明の導光板５の作製方法の一例について説明する。
図４に示される押出成型装置の冷却ロール９２にロールの円周方向と直交する向きにレンチキュラーレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置し、冷却ロール１３に円周方向と平行する向きに疎部から密部にグラデーションとなるマイクロレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置する。樹脂の温度を高温にして流動性を高くするため、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２３０℃から２６０℃程度が好ましい。樹脂層を１層で押し出しても良いが、樹脂層を３層で押し出し、表裏の2層を薄く、すなわち第１層/主層/第２層の厚み比が１／３８／１〜３／１４／３までが好ましい。光学シート１０の厚さが２．０ｍｍの場合、Ｔダイ９１の吐出量を調整しながら、０．５ｍ／ｍｉｎ以上から３．０ｍ／ｍｉｎ以下の成形速度が好ましい。溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧１２ｋｇｆ／ｃｍ以上の圧力で押すのが好ましい。冷却ロール９２の温度は85℃以上で、冷却ロール９３の温度は９０℃以上で、冷却ロール９４の温度は９０℃以上で、また冷却ロール９５の温度は85℃以上が好ましい。光学シート１０のそりが少なく、平面性が高くなるように、４本の冷却ロールの回転速度は、冷却ロール９３の速度に対して、冷却ロール９２は溶融樹脂シート９の表裏が同じ速度で通過するように調節し、冷却ロール９４と冷却ロール９５は、溶融樹脂シート９が冷却固化しながら通過するように、溶融樹脂シート９を引き取るように調節を行う。このとき、引き取る速度が速すぎると溶融樹脂シート９に応力がかかるのでそりが発生してしまう。また、引き取る速度が遅すぎると溶融樹脂シート９が冷却ロール９３側に引き取られてしまい光学シート１０が得られない。
上述のような条件で、導光板５を作製すると、冷却ロールのレンズ形状の凹凸によって、溶融樹脂シート９に冷却ロール９２側の凹凸レンズ形状で空気を噛み込み、レンズ形状内に気泡を含有しながら、平面性のある導光板５が得られる。

光拡散要素の３次元微小領域５６が気泡であり、 図１０における、本発明の導光板５の第２光学要素の内側と第２光学要素の谷部から光学要素の高さｈ１と同じ距離の位置ｈ２までに、すなわち、第２光学要素の内側とその下層の斜線部分に気泡が存在するような、本発明の導光板５の作製方法の一例について説明する。
図４に示される押出成型装置の冷却ロール９２にロールの円周方向と直交する向きにレンチキュラーレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置し、冷却ロール１３に円周方向と平行する向きに疎部から密部にグラデーションとなるマイクロレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置する。樹脂の温度を高温にして流動性を高くするため、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２３０℃から２６０℃程度が好ましい。樹脂層を１層で押し出しても良いが、樹脂層を３層で押し出し、表裏の2層を薄く、すなわち第１層/主層/第２層の厚さ比が１／３８／１〜３／１４／３までが好ましい。光学シート１０の厚さが２．０ｍｍの場合、Ｔダイ９１の吐出量を調整しながら、０．３ｍ／ｍｉｎ以上から１．０ｍ／min以下の成形速度が好ましい。溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧１２ｋｇｆ／ｃｍ以上の圧力で押すのが好ましい。冷却ロール９２の温度は９０℃以上で、冷却ロール９３の温度は９０℃以上で、冷却ロール９４の温度は９５℃以上で、また冷却ロール９５の温度は９０℃以上が好ましい。光学シート１０のそりが少なく、平面性が高くなるように、４本の冷却ロールの回転速度は、冷却ロール９３の速度に対して、冷却ロール９２は溶融樹脂シート９の表裏が同じ速度で通過するように調節し、冷却ロール９４と冷却ロール９５は、溶融樹脂シート９が冷却固化しながら通過するように、溶融樹脂シート９を引き取るように調節を行う。このとき、引き取る速度が速すぎると溶融樹脂シート９に応力がかかり、結果そりの発生を引き起こしてしまう。また、引き取る速度が遅すぎると溶融樹脂シート９が冷却ロール９３側に引き取られてしまい、光学シート１０が得られない。
上述のような条件で、導光板５を作製すると、冷却ロールのレンズ形状の凹凸によって、溶融樹脂シート９に冷却ロール９２側の凹凸レンズ形状で空気を噛み込み、レンズ形状内に気泡を含有した、平面性のある導光板５が得られる。また、成型の速度が遅く、冷却ロール９２の温度が高いと、樹脂の温度が高いために流動性が高く、レンズ形状内に含有された気泡が樹脂の中を移動しやすくなり、レンズ形状内から広がっていくため、結果、図１０の第２光学要素の内側とその下層の斜線部分に気泡を含有することができる。

図１および図２に、本発明の導光板５の一例について概略図で示す。
図１および図２は、第１主面と第２主面を有する本発明の導光板５である。第２主面には第２光学要素の凹凸パターン５５として、平行に配列されたレンズ上パターンが形成されている。また、第１主面には第１光学要素の凹凸パターン５４として、光源から離れるほどパターンが密になるドットパターンが形成されている。また、第１主面の第１光学要素の凹凸パターン内部には光拡散要素５６として気泡が含有されている。導光板５は、側端部に光源を配置することによりエッジライト型の導光板として利用できる。

以下、本発明のバックライトユニットについて説明する。
本発明のバックライトユニットは、上述に記載の導光板と、前記導光板の光を入射する面光源とを備えた構成である。

光源は、用途および仕様により、所望する特性の光を発する適宜公知の光源を用いてよい。例えば、蛍光管、冷陰極管、熱陰極管、外部電極管、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬなどの光源を用いてもよい。

一つのバックライトユニットに対し配置する光源の個数は、仕様に応じて適宜決めてよく、少なくとも一つ以上備えていればよい。特に、ＬＥＤ光源のような点光源の場合、複数の光源を配置することが好ましい。例えば、列状に配置されたＬＥＤ群、列状に配置された半導体レーザー群、を用いてもよい。また、複数の光源を配置する場合、導光板を囲むように周囲に配置してもよい。例えば、四辺形の導光板の場合、１）１辺に光源を配置する構成、２）２辺に光源を配置する構成、３）３辺に光源を配置する構成、４）４辺に光源を配置する構成、のいずれであってもよい。

また、光源を配置するにあたり、光源の深さ寸法は、導光板の深さ寸法と同程度であることが好ましい。光源の深さ寸法と導光板の深さ寸法と同程度にすることにより、エッジライト型の導光板として導光板の側端面に光源を配置したとき、光源からの光をロスすることなく導光板内に導光することができる。

また、上述のバックライトユニットにおいて、更に、前記導光板の出射面上に配置される光学シートを備えていてもよい。適宜公知の光学シートと組み合わせることにより、所望の表示性能を有する表示装置を提供することが出来る。また、光学シートは、所望の輝度と視野角を得られるように複数種類組み合わせても良い。

例えば、光学シートとして、断面が三角形状の単位プリズムが一方向に一定のピッチで配列されたシートを用いてもよい。単位プリズムは入射する光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）であることより、軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）からの光を集光し、この光を視聴者に向けて軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）またはリサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）することが出来る。

また、例えば、凸シリンドリカルレンズが並列されたレンチキュラーレンズ、マトリックス状に配置されたマイクロレンズ、などが形成された光学シートを用いてもよい。このとき、レンズ形状は必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、球面、楕円面などを採用してもよい。また、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としてもよい。

また、上述のバックライトユニットにおいて、導光板の下層側の下部にリフレクタを配置してもよい。光反射性を有するリフレクタを配置することにより下層側へ抜けた光を上層側へ反射することができ、光取り出し効率を向上させることが出来る。リフレクタとして、例えば、（１）ＰＥＴやＰＰ等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、（２）透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、（３）アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、（４）表面に十分な反射性を有する金属薄板、などを用いてもよい。

以下、本発明の表示装置について説明を行う。
本発明の表示装置は、上述のバックライトユニットと、バックライトユニットから出射される光が背面側から入射されるように配置された画像表示素子と、を備える。

画像表示素子は、複数の画素が配列され、各画素を切り替えることにより所望する画像を表示画像として表示することが出来る。画像表示素子としては、例えば、液晶表示素子、カラーフィルタを備えた液晶表示素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、フィルムなどを用いてよい。用いる画像表示素子により、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、液晶表示装置などとなる。

図３に、本発明の表示装置１の一例を示す。
図３は、観察面方向Ｓから見て順に、液晶表示素子２／バックライトユニット４が配置された表示装置１を示す。
液晶表示素子２は液晶素子２２を偏光板２１で挟持した構成である。
バックライトユニット４は、ランプハウス３に光学シートを配置した構成である。
図３では、光学シートは３種配置されており、観察面方向Ｓから見て、偏光機能を有する偏光光学シート８／光を均一に広げるようにプリズム状パターン７１が平行に配列された集光光学シート７／集光機能を有するように透明基材６１上にレンズパターン６２を成形した拡散光学シート６、がこの順で配置されている。

ランプハウス３は、本発明の導光板５の両端の側端部である光入射面５７に光源３２を配置し、導光板５の第２光学要素５４側にリフレクタ３１を配置し、光出射面５８から光を出射する構成である。

導光板５は、第２層５３／主層５２／第１層５１がこの順で積層され、第２層５５の外表面には第２主面の第２光学要素の凹凸パターン５４、第１層５３の外表面には第１主面の第１光学要素の凹凸パターン５４が形成されている。

図３において、光源３２から出射された光は、直接的に、またはリフレクタ３１での反射を介した後に導光板５に入射する。導光板５に入射した光は、導光板５の内部を通過して直接的に、または第２光学要素の凹凸パターン５４において反射した後に出射面５８から出射する。導光板５から出射した光は拡散光学シート６、集光光学シート７、偏光光学シート８を通過し、液晶表示素子２では、画像信号に基づいて不図示の駆動部によって制御された各画素領域の偏光状態に応じて、所定の画素領域からの光が表示光として透過され、観察面方向Ｓから観察したとき画像表示が行われる。

以下、実施例について説明する。
第１主面を有する第１層／主層／第２主面を有する第２層の３層から成る構成で、出射面側の第２主面の第２光学要素として幅１５０μｍ、高さ５０μｍのレンチキュラーレンズ形状を全面に配置し、出射面側と反対側の第１主面の第１光学要素として直径１００μｍ、高さ２０μｍのマイクロレンズ形状を光源からの距離に対して面積率を変化させて配置した導光板５を作製した。

導光板５は押出成型装置を用いて、共押出法にて作製した。図４に示す押出成形装置として、スクリュー直径６５ｍｍの押出機と、冷却ロールとして表面にクロムメッキの施された４本の金属ロール９２、９３、９４および９５を用いた。そして、図４に示す押出成形装置の冷却ロール９２に第２光学要素の形状を賦形する溝（パターン）が形成されており、また、冷却ロール９３に第１光学要素の形状を賦形する溝（パターン）が形成されている。冷却ロール９４および９５は鏡面ロールになっている。
Ｔダイ９１から溶融したアクリル樹脂を、第１冷却ロール９２と第２冷却ロール９３の間に押し出し、冷却ロールで挟圧しながらアクリル樹脂が冷却されて硬化する前に、冷却ロールの形状を溶融樹脂シートに成型した。導光板の厚さはすべて２．０ｍｍである。

第２光学要素の形状を賦形する冷却ロールは、金型ロールに切削方式によりレンチキュラーレンズ形状に対応する溝を形成した。精密切削機に金型ロールをセットし、先端にレンチキュラーレンズ形状を有するダイヤモンドバイトで切り込むことにより、下地表面にレンチキュラーレンズ形状を有する導光板を成形するための金型ロールを作製した。また、第１光学要素のマイクロレンズ形状を賦形する冷却ロールは、金型ロールに切削方式によりマイクロレンズ形状に対応する形状を形成した。精密切削機に金型ロールをセットし、非球面形状であるバイトの中心を金型ロールに断続的に押し当て、マイクロレンズ形状に対応する部分を作製した。

（実施例１から３）
導光板構成は３層（第１層 厚み０．１５ｍｍ／主層 厚さ１．７ｍｍ／第２層 厚み０．１５ｍｍ）構成である。
導光板材料は第１層及び第２層のアクリル樹脂にはＰＭＭＡ樹脂（製品名 三菱レイヨン製アクリペット（登録商標）ＴＦ９）を用い、主層のアクリル樹脂にはＰＭＭＡ樹脂（製品名 三菱レイヨン製アクリペット（登録商標）ＶＨ０００）を用いた。

押出成型装置の冷却ロール９２にロールの円周方向と直交する向きにレンチキュラーレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置し、冷却ロール１３に円周方向と平行する向きに疎部から密部にグラデーションとなるマイクロレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置した。
Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度は２６０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイ９１の吐出量を調整しながら、０．８ｍ／ｍｉｎ、１．５ｍ／ｍｉｎおよび２．５ｍ／ｍｉｎ成形速度にし、溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧２０ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層にはレンズ形状内に気泡を含有したレンチキュラー形状を有し、また、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。

なお、溶融樹脂の温度、冷却ロールの押圧と温度、および成型速度の条件に対して、冷却ロールのレンズ形状の凹凸によって、溶融樹脂シート９に冷却ロール９２側の凹凸レンズ形状で空気を噛み込み、レンズ形状内に気泡を含有し且つ、調整することができることを見出した。

（実施例４）
Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度は２６０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイ９１の吐出量を調整しながら、２ｍ／ｍｉｎ成形速度にし、溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層にはレンズ形状内に気泡を含有したレンチキュラー形状を有し、また、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。

（比較例１）
Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度は２４０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイ９１の吐出量を調整しながら、１．５ｍ／ｍｉｎ成形速度にし、溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧１０ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層にはレンズ形状内に気泡を含有したレンチキュラー形状を有し、また、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。

（比較例２及び比較例３）
Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度は２３０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイ９１の吐出量を調整しながら、２．０ｍ／ｍｉｎ成形速度にし、溶融樹脂シー９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧８ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層にはレンズ形状内に気泡を含有したレンチキュラー形状を有し、また、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。

（比較例４）
Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度は２６０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイ９１の吐出量を調整しながら、４．０ｍ／ｍｉｎ成形速度にし、溶融樹脂シート１０を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧２０ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層にはレンズ形状内に気泡を含有したレンチキュラー形状を有し、また、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。

（比較例５）
押出成型装置の冷却ロール９２にロールの円周方向と平行する向きにレンチキュラーレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置し、冷却ロール９３に円周方向と直交する向きに疎部から密部にグラデーションとなるマイクロレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置した。
Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度は２６０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイの吐出量を調整しながら、１．０ｍ／ｍｉｎの成形速度にし、溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール９２と第２の冷却ロール９３によって線圧２０ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層にはレンチキュラー形状を有し、また、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。
また、前記導光板のレンチキュラー形状のレンズには気泡が無かった。

（比較例６）
押出成型装置の冷却ロール９２に鏡面の金型ロールを設置し、冷却ロール９３に円周方向と直交する向きに疎部から密部にグラデーションとなるマイクロレンズ形状の凹凸を形成した金型ロールを設置した。
Ｔダイ９１出口のアクリル樹脂温度は２６０℃にし、樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるようにＴダイ９１の吐出量を調整しながら、１．０ｍ／ｍｉｎの成形速度にし、溶融樹脂シート９を第１の冷却ロール１２と第２の冷却ロール１３によって線圧２０ｋｇｆ／ｃｍの圧力で押しながら、片面に形状（パターン）を賦形し、第１層にはマイクロレンズ形状を有し、第２層には表面が平滑な面を有し、４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、平面性のある導光板を得た。

上述のようにして作製した導光板について、評価を行った。評価結果を表１に示した。

（光拡散要素 寸法評価）
液晶テレビ（ＬＧ製ＦＬＡＴＲＯＮ Ｅ２３６０Ｖ−ＰＮ）の液晶パネルを外し、光出射面が上方に向くようにテレビを静置し、作製した導光板をテレビ内に設置し、光源のＬＥＤを点灯した状態でキーエンス製レーザー/マイクロスコープ顕微鏡を用いて観察した。観察箇所は図７(a)に示すように、導光板における、光源のＬＥＤに近く入射面と平行する、光源から８ｍｍ付近の１００箇所で、１箇所あたりレンズ１ライン（およそ１５０μｍ×２００μｍ）であり、輝点となる光拡散要素の大きさと数を測定した。光拡散要素は、ほぼ真球に近い形状に観察され、一番長手となる距離を大きさとし、光拡散要素の体積は大きさから換算した。観察された輝点の大きさでランク分けし、（１）１０μｍ未満（２）１０μｍ以上〜４０μｍ未満（３）４０μｍ、以上の３ランクで輝点の数のメインサイズ（観測数の８割数が入るサイズ）を算出した。また、２０箇所の測定で一番大きな光拡散要素のおよその大きさについても算出した。光拡散要素の体積と数から体積を概算し、レンズの形状から算出した体積に対する割合、体積率を算出した。
また、代表的な数箇所の輝点の箇所を別途、微小に断面を削り出し、さらに顕微鏡観察を行い、空隙であることを確認し、輝点が気泡によるものと確認した。

（輝点評価）
寸法評価と同様に、液晶テレビに導光板を設置し、光源のＬＥＤを点灯した状態で輝点となる箇所を目視で確認した。目視確認できる輝点は欠陥となるため、確認されない場合は合格（○）、確認される場合は不合格（×）である。
気泡の長手距離が、４５μｍ以下であると、目視で確認されず、良好であったが、５０μｍ以上であると目視確認され不良であった。

（ホットスポット評価）
輝点評価と同様に、液晶テレビに導光板を設置し、光源のＬＥＤを点灯した状態で、導光板・拡散フィルム・拡散フィルム・９０°プリズムを光出射面と反対側からこの順番に積層した状態で、光源から８ｍｍの位置と６ｍｍの位置それぞれで光出射方向の明暗コントラスト（ホットスポット）を目視評価した。明暗の確認がされない場合は合格（○）、確認される場合は不合格（×）である。
気泡の体積率が０．０３２％までであると、光源から８ｍｍおよび６ｍｍの位置いずれも、明暗が確認されず良好であった。第２光学要素に気泡がないか、気泡の体積率が０．０８７％以上であると、光源から８ｍｍおよび６ｍｍの位置いずれも、明暗が確認され、不良であった。これは、第２光学要素のレンズによる、光閉じ込め効果で、導光する光の直進性が上がり、光源付近の明暗が確認されるが、第２光学要素の気泡の量を調節すると、気泡による光拡散性で、明暗の強度が鈍化し、結果、確認される明暗のコントラストが低くなった。さらに、気泡の量を多くすると、気泡による光拡散性が強くなり、導光する光量が減って、出射する光が増えるため、結果、確認される明暗のコントラストが上がってしまう。これは図６（a）に示すような状態（比較例１から５）から図６（ｂ）に示すような状態（実施例１から実施例４）になり、明暗箇所がより光源側の位置まで軽減した。

（正面輝度評価及び面内輝度むら評価）
ホットスポット評価と同様に、液晶テレビに導光板を設置し、光源のＬＥＤを点灯した状態で、導光板・拡散フィルム・拡散フィルム・９０°プリズムを光出射面と反対側からこの順番に積層した状態で、導光板の鉛直方向から図７（ｂ）に示すように１３点の箇所について、輝度測定を行った。測定装置にはＳＲ−３（株式会社トプコン製）を使用し、暗所にてＴＶと５０ｃｍの距離から測定を行った。
正面輝度は画面の中心位置で、気泡の無い導光板の値に対する比で表した。気泡の無い導光板の輝度より高い値の場合は合格（○）、低い値の場合は不合格（×）である。
気泡の体積率が０．０３２%以下であると、第２光学要素に気泡がない導光板と比較して、輝度が同等以上となり良好であったが、気泡の体積率が０．０８７％以上であると、気泡による光拡散性が強く、導光板において第２光学要素のレンズ形状の中を導光する光が拡散されて出射し、光源のＬＥＤに近い方の輝度が高くなり、その分中心付近の正面輝度が低くなり、結果、中心輝度の輝度が第２光学要素に気泡がない導光板より低くなり、不良であった。
面内輝度むらは１３点の箇所の輝度値の、最大値／最小値で表した。面内輝度むらは１．２５以下の場合は合格（○）、１．２５より大きい場合は不合格（×）である。
気泡の体積率が０．０３２%以下であると、輝度のバラつきが小さく良好であったが、気泡の体積率が０．０８７％以上であると、気泡による光拡散性が強く、導光板において光源のＬＥＤに近い方の輝度が高くなり、その分、光源と距離が離れた位置では輝度が低くなり、結果、導光板の光源側に近い方から光源と反対側までの輝度分布のバランスが悪化し、不良であった。また、気泡の体積率が３．０７％の時は、ＬＥＤ光源側の導光板の輝度が高すぎ、また、ＬＥＤ光源から離れると急激に輝度が低くなり高低差が大きく、同一の測定条件では、最小値が低すぎるためノイズとなってしまい、比率算定できなかった。

＜シミュレーション＞
コンピュータを用いたシミュレーションを行った。結果を表２に示した。

（シミュレーションモデル１）
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社製照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓを用いて、図５に示す照明ユニット１００のモデルを以下のように組み立てシミュレーションを行った。
ＬＥＤ光源から導光板の光源から最も離れた位置までの距離を５２０ｍｍとし、導光板の厚みを２ｍｍとした。導光板は、第１主面を有する第１層／主層／第２主面を有する第２層の３層から成る構成で、出射面側の第２主面の第２光学要素として幅１５０μｍ、高さ５０μｍのレンチキュラーレンズ形状を全面に配置し（ケース１からケース７）、出射面側と反対側の第１主面の第１光学要素として凸状のマイクロレンズ形状を光源からの距離に対して面積率を変化させて配置した（ケース１からケース８）。なお、ケース８は第２主面に第２光学要素の形状がなく、平面とした。
第１層および第２層にはＰＭＭＡ樹脂（屈折率 １．４９０７、厚み ０．１５ｍｍ）を用いた。
主層にはＰＭＭＡ樹脂（屈折率 １．４９１２、厚み １．７ｍｍ）を用いた。
導光板の第２光学要素の出射面側の最表面から、出射面と反対側の方向の５０μｍまでの間の位置に、すなわち、レンズ形状内に光拡散要素を配置した。
光拡散要素は真球形状の気泡とし、直径サイズをケース１ ２μｍ、ケース２ ３μｍ、ケース３ ４．５μｍ、ケース４ ６μｍ、ケース５ １０μｍ、ケース６ ４０μｍ、ケース７ なし、ケース８ なし、とした。
導光板の第１主面と対向する位置には、反射シート３１を配置した。導光板の第２主面と対向する位置には、光学シート１０１として、マイクロレンズシートを配置した。
また、評価項目はホットスポット、輝度むら、直進性の３つを評価した。

（ホットスポット評価）
光源のＬＥＤからの距離８ｍｍにおける、ホットスポット、すなわち明暗強度比を輝度の（（最大−最小）／ 平均値）をパーセント表記した。ＬＥＤからの距離については、現状の一般的な液晶ディスプレイの筐体の枠に覆われ、表示上に影響が出ない距離に設定した。７％以下が良好であるため、７％以下の場合は合格（○）、７％より大きい場合は不合格（×）である。
気泡の体積率が０．０１％までは明暗強度比が７％を以下となり、良好であったが、０．０５％以上であると、７％より高くなり、不良であった。
また、ＬＥＤからの距離が４ｍｍの場合の、気泡のサイズと明暗輝度比のグラフを図８に示す。これから、気泡のサイズが４．５μｍ付近では、明暗輝度比が７％以下となるということが分かる。すなわち、４ｍｍまで光源に近づいても良いことを示している。
このことから、さらなる筐体の狭額縁化にも対応可能であることが確認できた。

（輝度むら評価）
このモデルにおいて、第１光学要素について様々なレンズと、第２光学要素のレンチキュラーレンズとの組み合わせでシミュレーションを行った結果、輝度をほぼ均一に射出させる、つまり、輝度むらをなくした場合には、輝度は８３００程度まで向上させられることが判明した。導光板に入射した光のうちおおよそ９０％程度が利用できた場合に８３００という値を得ることができた。
つまり、第２光学要素のみのモデルにおいて、ピーク値が８３００を超えてしまうと、輝度むらをなくすことはできなくなってしまう。ピーク値が８３００以下の場合は合格（○）、８３００より大きい場合は不合格（×）である。
気泡の体積率が０．０５％まではピーク値が８３００以下となり良好であったが、３．１％であると、不良であった。

（直進性評価）
光源のＬＥＤを１個とし、光源のＬＥＤから入射した光が光源から１０ｍｍから９０ｍｍの位置における、光源と直行する方向の広がりを評価した。図９に示すように、輝度値が、ピーク強度値の半分値になる位置（中心からの距離）ｙ１で比較した。
第２光学要素が、レンチキュラーレンズ形状である場合、ＬＥＤ光源の光が導光板の中を導光していく際、導光板の光源と直交する横端部からの光漏れが少ないという、光閉じ込め効果がある。そこで、第２光学要素に気泡がない導光板と比較して、上述した光閉じ込め効果が同等であるかどうかを評価した。第２光学要素に気泡がない導光板と比較して光の広がりが５％以下である場合は合格（○）であり、５％より大きい広がりがある場合は不合格（×）とした。
気泡の体積率が１３．２％までは良好であったが、２０％では不良となった。

また、このとき、第２光学要素のないケース８は、ケース７と比較して、光源から９０ｍｍの位置で４５６％、およそ４．５倍の広がりで１００ｍｍ程度となり、直進性がほとんどなく、光が放射状に導光していることが分かった。
このことから、第２光学要素が、レンチキュラーレンズ形状である場合に、非常に光の直進性が良いことが分かり、所定の位置を光らせるなどにも対応でき、光の有効利用に繋がる。

（シミュレーションモデル２及びシミュレーションモデル３）
シミュレーションモデル１と同様の方法で、導光板の第２光学要素の出射面側の最表面から、出射面と反対側の方向の５０μｍから１００μｍまでの位置に、すなわち、図１０に示すｈ１＝ｈ２＝５０μｍで、ｈ２に該当する斜線部の層（レンズ形状の谷部から５０μｍの位置の間）に光拡散要素を配置した。シミュレーションモデル１と同様に評価を行ったところ、同等の結果が得られた。
シミュレーションモデル１と同様の方法で、導光板の第２光学要素の出射面側の最表面から、出射面と反対側の方向の１００μｍから１５０μｍまでの位置に、すなわち、図１０に示すｈ１＝ｈ２＝ｈ３＝５０μｍで、ｈ３に該当する層に光拡散要素を配置した。シミュレーションモデル１と同様に評価を行ったところ、本発明の効果が得られなかった。
つまり、導光板の第２層のうち、図１０に示すｈ１とｈ２の層では、本発明の効果が得られる、つまり第２光学要素の高さ×２倍の位置までは、光拡散要素による本発明の効果が得られることが分かった。

以上に示した、実施例１から４および比較例１から６の評価結果と、シミュレーションによるケース１から８の結果から、実際に作製した導光板とシミュレーションは同等の結果が得られた。

また、以上から本発明の導光板は、出射面側の光学要素に気泡の体積や大きさを適当量調節して含有させることで、光の出射方向を調整して効率の良い光利用による輝度の向上を実現し、輝度むらによる表示品質の低下を抑制し、ホットスポットを低減して、表示品位を向上させることが可能であることが分かった。また、さらに液晶ディスプレイの筐体の狭額縁化にも対応可能であることも示唆された。

本発明の導光板は、光源からの入射光を面方向に拡散する用途に対し広範に利用することができる。例えば、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置、３Ｄ用液晶表示装置、カラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、照明具、建材、などの用途に用いることができる。

１ 表示装置
２ 液晶表示素子
２１ 偏光板
２２ 液晶素子
３ ランプハウス
３１ リフレクタ
３２ 光源
４ バックライトユニット
５ 導光板
５１ 第１層
５２ 主層
５３ 第２層
５４ 第１光学要素
５５ 第２光学要素
５６ 光拡散要素
５７ 入射面
５８ 出射面
６ 拡散光学シート
６１ 透明基材
６２ レンズパターン
７ 集光光学シート
７１ プリズム状パターン
８ 偏光光学シート
９ 溶融樹脂シート
９１ Ｔダイ
９２ 第１冷却ロール
９３ 第２冷却ロール
９４ 第３冷却ロール
９５ 第４冷却ロール
９６ 剥離ロール
１０ 光学シート
１００ ランプハウス
１０１ 光学シート
２００ 明暗発生部
２０１ 暗部
２０２ 明部

Claims (5)

1. 光透過性の導光板であって、前記導光板は、第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する４つの側端面を有し、前記第１主面には、前記導光板内の光を前記第２主面側へと偏向する複数の光偏向要素の単位形状である第１光学要素が形成され、前記第２主面には、前記側端面の延在方向と直交する方向に延在し、前記導光体内部を導光する光の光路を規制する光閉じ込めレンズである第２光学要素が形成され、前記光閉じ込めレンズ内に３次元微小領域からなる光拡散要素を有することを特徴とする導光板。
2. 請求項１に記載の導光板であって、前記３次元微小領域の体積率が０．０００４%以上から０．０３２%以下であることを特徴とする導光板。
3. 前記３次元微小領域の最長径が１μｍ以上から４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の導光板。
4. 請求項１から３のいずれかに記載された導光板を用いたバックライトユニット。
5. 請求項４に記載のバックライトユニットを用いた表示装置。

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