JP2014029854A - 導光板、バックライトユニットおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の均一化ならびに輝線見え発生防止を可能にするとともに、低コストで製造可能な導光板を提供する。
【解決手段】輝線見えの生じない個片状パターンと、加工時間が圧倒的に短い線状パターンを有し、個片状パターン部と線状パターン部の間には、個片状パターン部から線状パターン部へ滑らかに変化するよう、間に波状パターン部を設けることを特徴とする導光板。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルなどの表示装置の出光面に対して面状に光を出射する導光板に関するものである。

携帯電話、カーナビゲーションシステム、携帯端末などの中小型表示装置や、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニター、テレビ受像機、広告用看板などの中大型表示装置として広く使用されるようになった液晶表示装置では、液晶表示パネルに対して、面状に光を出射する導光板を利用することが多い。この導光板は、拡散シート、プリズムシート等といった他の光学シートと組み合わせてバックライトユニットを構成する。これら他の光学シートは出射光の高輝度化、面内の均一化の役割を果たしている。

バックライトユニットの構成の一例についての断面図を図２９に例示する。導光板２０２の入光面４近傍に、光源２０３(例えばＬＥＤ)が配置される。光源２０３（ここではＬＥＤ）から入射された光は導光板２０２の内部で導光される。導光板２０２の内部で導光された光２０９は、導光板２０２の一方の面である光反射面２と他方の出光面３との間で全反射を繰り返す。導光板２０２の光反射面２側には、一般に反射シート２０４が設けられるが、導光板２０２の内部で導光されてきた光２０９の大部分は、導光板２０２の光反射面２に形成された微細構造パターン２０８によって光路が変更され、出光面３側から面状の光として出射されるようになっている。出光面側から出射された光２０９は、例えば、出射光の高輝度化や面内の均一化のための拡散シート２０５、プリズムシート２０６を通して、例えば反射偏光フィルム２０７へと送られるようになっている。

近年、上記のような導光板には、さらなる高輝度化、薄型化が求められている。高輝度化、薄型化を実現するためには、光路を変更するために表面に形成された微細構造パターンをさらに微細化する必要がある。従来から導光板の製造方法として用いられているスクリーン印刷法では、パターン形状の微細化に限界があり、さらなる高輝度化、薄型化が困難である。

そこで、導光板の光反射面に微細構造パターン形状を付与する方法が種々提案されている。これら微細構造パターンとしては、入光面に平行な線状のパターンや個片状のパターンが開示されている（特許文献１、特許文献２）。

線状のパターンは、導光板用基材に直接パターン加工する方法や、パターン加工された型を用いて導光板用基材に転写する方法によって製作される。しかし、最近のバックライトユニットの光源として多用されているＬＥＤ等の点光原に対しては、光反射面の入光面近傍部において点光源の正面近傍のみが明るくなる輝度ムラが発生しやすいという問題がある。また、入光面から反入光面までの全体の輝度の均一化を図るためには、平面で見た場合に単位面積に占めるパターンの面積の割合を面内で変化させたり、パターンの形状や深さを変化させたりする必要がある。例えば、光源に近い領域では、光源から遠い領域に比べてパターンの面積の割合を低くする必要がある。線状のパターンの場合では、パターンとパターンの間隔を広げたり、パターンの開口幅やパターンの深さを小さくしたりするなどの調整が必要である。ただし、その際、線状のパターンから出射された光が輝線となって肉眼で視認される問題(輝線見え)が発生しやすい。

一方、個片状のパターンは、パターンの配置や個数を容易に変更できるため、線状のパターンに比べて輝度の均一性向上や、輝線見え発生防止は図りやすい。しかし、パターンの加工に時間を要することがある。

さらに、線状のパターンと個片状のパターンを組み合わせたものとして、入光面近傍で２つのパターンを一定の位置で切り替えている導光板も提案されている(特許文献３)。個片状と線状のパターンを組み合わせることで、入光面近傍での輝度の均一化が図れるとともに、全て個片状のパターンに比べ、パターン加工時間の短縮化が図られることにより、製作の低コスト化を実現することができる。しかし、線状のパターンと個片状のパターンを組み合わせているため、線状のパターンと個片状のパターンの境界部ではパターンの形状が突然変化することにより、輝度ムラが発生することがある。

特開平０６−３１３８８５号公報 特開平０５−２１６０３０号公報 特開２００９−１７６５６２号公報

本発明は上記先行技術の課題に基づいたものであり、本発明の目的とするところは輝度の均一化ならびに輝線見え発生防止を可能にするとともに、低コストで製造可能な導光板を提供することにある。

上記先行技術の課題を解決するために、本発明に係る導光板は側端面である入光面から入った光を出光面から外部へ出射させる導光板において、
前記導光板の光反射面には、前記導光板内部を伝搬する光を前記導光板の出光面側へむけて反射させるための構造体として、以下の（ａ）〜（ｃ）に記載のパターンが形成され、
前記導光板の入光面に近い側から順に、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの順にパターンが配置され、さらに、個片状パターン領域、波状パターン領域、線状パターン領域の順でパターン占有率が漸増するように配置されたことを特徴とする導光板である。
（ａ）一方向の延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが前記延在方向の全長にわたって実質的に一定である線状パターン。
（ｂ）前記線状パターンと同じ延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが延在方向に沿って連続的に変化する部分を有する波状パターン。
（ｃ）互いに所定の間隔を空けて配置された複数の独立パターンの集合体であって、前記波状パターンと同じ延在方向を有する個片状パターン。

パターン密度の低い領域で個片状パターンを配置することで、異なるパターン形状の境界での輝度ムラおよび輝線見えを低減することができるとともに、線状パターンを併用することで導光板あるいは金型の加工時間を短縮し、結果的に加工コストを下げることが可能となる。また、個片状パターン領域と線状パターン領域の間に波状パターン領域を配置することで、出光面から取り出している光量の急激な変化（輝度変化）を抑え輝度を全体で均一にすることが可能となる。

図１は本発明の一実施態様に係る導光板の一例を示したものであり、図１（ａ）は光反射面側から見た平面図、図１（ｂ）は側面図である。 図２は本発明の一実施態様に係る導光板の個片状パターン、波状パターン、線状パターンの延在方向に垂直な断面図の例であり、図２（ａ）では断面が凹型五角形形状、図２（ｂ）では断面が凹型Ｖ字形状、図２（ｃ）では断面が凹型楕円形状、図２（ｄ）では断面が凸型五角形形状、図２（ｅ）では断面が凸型Ｖ字形状、図２（ｆ）では断面が凸型楕円形状の場合を示したものである。 図３は凹型の個片状パターンの一例を示したものであり、図３（ａ）は光反射面側から見た平面図、図３（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図４は凸型の個片状パターンの一例を示したものであり、図４（ａ）は光反射面側から見た平面図、図４（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図５は角丸台形波形状をもつ凹型の個片状パターンの一例を示したものであり、図５（ａ）は光反射面側から見た平面図、図５（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図６は凹型の波状パターンの一例を示したものであり、図６（ａ）は光反射面側から見た平面図、図６（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図７は凹型の波状パターンの別の一例を示したものであり、図７（ａ）は光反射面側から見た平面図、図７（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図８は凹型の波状パターンのさらに別の一例を示したものであり、図８（ａ）は光反射面側から見た平面図、図８（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図９は角丸台形波形状をもつ凹型の波状パターンの一例を示したものであり、図９（ａ）は光反射面側から見た平面図、図９（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図１０は角丸台形波形状をもつ凹型の波状パターンの別の一例を示したものであり、図１０（ａ）は光反射面側から見た平面図、図１０（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図１１は角丸台形波形状をもつ凹型の波状パターンのさらに別の一例を示したものであり、図１１（ａ）は光反射面側から見た平面図、図１１（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図１２は凹型の線状パターンの一例を示したものであり、図１２（ａ）は光反射面側から見た平面図、図１２（ｂ）は延在方向に沿い、かつ、光反射面に垂直な断面図である。なお、破線は光反射面を示したものである。 図１３は輝線見えするパターン幅とパターン間距離の関係を示した図である。 図１４はパターン占有率と入光面からの距離との関係の一例を示した図である。 図１５はパターン平均高さと入光面からの距離との関係の一例を示した図である。 図１６は非パターン部の長さと入光面からの距離との関係の一例を示した図である。 図１７は個片状パターンの非パターン部の位置が入光面と垂直な方向に沿って千鳥状に配置された一例の光反射面側から見た平面図である。 図１８は個片状パターンの非パターン部の位置が入光面と垂直な方向に沿ってランダム状に配置された一例の光反射面側から見た平面図である。 図１９は波状パターンの延在方向におけるパターン底部の位置が入光面と垂直な方向に沿って千鳥状に配置された一例の光反射面側から見た平面図である。 図２０は波状パターンの延在方向におけるパターン底部の位置が入光面と垂直な方向に沿ってランダム状に配置された一例の光反射面側から見た平面図である。 図２１はパターン間距離と入光面からの距離との関係の一例を示した図である。 図２２は本発明の導光板を有するバックライトユニットの一例を示す断面概略図である。 図２３は本発明の導光板を有するバックライトユニットを使用した表示装置の一例を示す断面概略図である。 図２４は熱インプリント装置の一例を示す断面概略図である。 図２５は熱インプリント装置の別の一例を示す断面概略図である。 図２６は射出成形法での導光板製作のフローの一例を示す断面概略図である。 図２７は押出成形装置の一例を示す断面概略図である。 図２８は光インプリント装置の一例を示す断面概略図である。 図２９はバックライトユニットの構成の一例を示す断面概略図である。 図３０は実施例１で製作した導光板について、入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向の距離と、パターン間距離およびパターン占有率の変化を示した図である。 図３１は実施例１〜３、比較例１について、導光板の延在方向中央部における入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向の距離と、起点から１０ｍｍ間隔で測定した輝度（ｃｄ／ｍ^２）の変化を示した図である。 図３２は実施例１と比較例１で製作した導光板について、実施例１の導光板の波状パターン領域に該当する箇所でのパターン占有率の変化を示した図である。

以下、図面を参照しながら、さらに詳しく本発明の導光板について説明する。

本発明の導光板は、側端面である入光面から入った光を出光面から外部へ出射させる導光板において、
前記導光板の出光面と対向する光反射面には、前記導光板内部を伝搬する光を前記導光板の出光面側へ向けて反射させるための構造体として、以下の（ａ）〜（ｃ）に記載のパターンが形成され、
同一平面内で延在方向と垂直な方向に、前記導光板の入光面に近い側から順に、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの順にパターンが配置され、さらに、個片状パターン領域、波状パターン領域、線状パターン領域の順でパターン占有率が漸増するように配置されたことを特徴とする導光板である。
（ａ）一方向の延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが前記延在方向の全長にわたって実質的に一定である線状パターン。
（ｂ）前記線状パターンと同じ延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが延在方向に沿って連続的に変化する部分を有する波状パターン。
（ｃ）互いに所定の間隔を空けて配置された複数の独立パターンの集合体であって、前記波状パターンと同じ延在方向を有する個片状パターン。

本発明の一実施態様に係る導光板の一例を図１に示す。なお、本発明において、パターンとは導光板１の光反射面２に設けられた凹凸の形状を示す構造物のことと定義する。また、延在方向とは、一方向に沿って形成されたパターンの長手方向と定義し、図１においては３１で示した矢印の方向が延在方向となる。パターン高さ２７とはパターンの延在方向３１に垂直な断面において、光反射面２に形成された凹凸の高さあるいは深さである。

ここで、パターンの延在方向３１に垂直な断面の形状の例を図２に示す。図２（ａ）では凹型五角形形状である。図２（ｂ）では凹型Ｖ字形状である。図２（ｃ）では凹型楕円形状である。図２（ｄ）では凸型五角形形状である。図２（ｅ）では凸型Ｖ字形状である。図２（ｆ）では凸型楕円形状である。なお、パターンの延在方向３１に垂直な断面の形状はこれら図２（ａ）〜（ｆ）の形状に限定されるわけではなく、その他の形状であってもよい。また、導光板１内のパターンの形状は凹型、凸型いずれか一方のみとする必要はなく、凹型と凸型の組み合わせ形状でもよい。さらに断面形状も統一する必要は無く、導光板１内でパターンごとに断面形状を変えてもよい。しかし、後述する導光板製作時の容易性を考慮すると、凹型、凸型のいずれか一方の形状で統一しておくことが好ましい。

個片状パターン１１とは、パターンのある光反射面２の延在方向３１に複数のパターンが配置されている状態の各々の独立パターンのことをいう。また、個片状パターン１１において、互いに所定の間隔を空けて配置された複数の個片状パターン１１の集合体とは、延在方向３１において一定の非パターン部３２が介在しつつ複数の個片状パターン１１が並べられている集合体のことをいう。図３は凹型の個片状パターン１１の一例を示したものであり、図３（ａ）は光反射面２側から見た平面図、図３（ｂ）は延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面図である。図４は凸型の個片状パターン１１の一例を示したものであり、図４（ａ）は光反射面２側から見た平面図、図４（ｂ）は延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面図である。個片状パターン１１の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。個片状パターン１１は光反射面２に対し、パターン内で最も高い位置であるパターン頂部４１と、パターン頂部４１と非パターン部３２を結ぶ遷移部４２からなる。なお、光反射面２からパターン頂部４１までの高さを最大高さ４４と定義する。

波状パターン１２とは、延在方向３１に沿ってパターン高さ２７が連続的に変化する部分を有する波状パターンのことである。

図６〜８は凹型の波状パターン１２の例を示したものであり、各図の（ａ）に光反射面２側から見た平面図を、（ｂ）で延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面図を示す。波状パターン１２では、パターン頂部４１と、光反射面２に対し波状パターン１２で最も低い位置であるパターン低部４３が遷移部４２によって接続されている。なお、光反射面２からパターン低部４３までの高さを最小高さ４５と定義する。図６に示した例では光反射面２と平行な直線部を有するパターン頂部４１とパターン底部４３をテーパ状の遷移部４２が接続した形態である。パターン頂部４１およびパターン底部４３が必ずしも直線部を持つ必要はなく、図７に示すようにパターン底部４３が尖っていたり、図８に示すように、パターン頂部４１およびパターン底部４３の両方で尖っていたりしてもよい。なお、波状パターン１２の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図６〜８では凹型の波状パターン１２のみ示したが、本発明は凸型の波状パターン１２にも適用できる。さらに、波状パターン１２はパターン高さ２７が延在方向３１に沿って連続的に変化する部分を有していればよい。すなわち、延在方向３１に沿ってパターン高さ２７が連続的に変化する部分と一定である部分とを有していてもよいし、延在方向３１全長にわたって厚み方向の高さが連続的に変化していてもよい。

線状パターン１３とは最大高さ４４が延在方向３１で常に一定のパターンのことである。図１２は凹型の線状パターン１３の一例を示したものであり、図１２（ａ）は光反射面２側から見た平面図、図１２（ｂ）は延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面図である。なお、凹型の線状パターン１３の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図１２では凹型の線状パターン１３のみ示したが、本発明は凸型の線状パターン１３にも適用できる。

ここで、パターン占有率の漸増とは、入光面４から遠ざかる方向に５ｍｍ間隔で測定した光反射面２の単位面積（１ｃｍ^２）に占めるパターンを光反射面２に垂直に投影した面積の割合が増えていくことと定義する。図１４にパターン占有率の好適な変化の一例として、入光面４から遠ざかるに従い、パターン占有率の増分の割合が次第に増大していく場合を示す。なお、パターン占有率が増大していく形態は上記に限定されるわけではなく、他の形態でもよい。

導光板１のパターンを全て線状パターン１３で構成した場合、光源６に近づくに従い、光反射面２内で延在方向３１に垂直な方向の隣り合うパターン同士のパターン間距離３４を広げていくと出光面３では均一な輝度を得られる。しかし、パターン間距離３４を広げると１本１本のパターンの輝線が視認されやすくなる。発明者の実験的な検討では、厚さ３ｍｍの導光板１の場合、図１３に示すパターン幅２８とパターン間距離３４の関係を表すグラフにおいて、５１で示す領域ではパターンの輝線が視認されやすかった。図１３に示すとおり、輝線見えを発生させないためにはパターン幅２８が６μｍではパターン間距離３４は約２８０μｍ以下とすることが好ましく、パターン幅２８が１８μｍではパターン間距離３４は約２４０μｍ以下とすることが好ましい。

もし、点光源に近い領域を線状パターン１３のみで構成した場合、全体の輝度の均一化を図るためにパターン間距離３４を広くする必要があり、結果として輝線見えが発生しやすい。そこで、点光源に近い領域では、個片状パターン１１を散在させて配置することで輝線見えを抑制することができる。ところが、導光板を個片状パターン１１と線状パターン１３のみで構成した場合、境界部でパターンの延在方向３１に平行な断面の形状が個片状パターン１１と線状パターン１３の境界部で急激に変化するため出光面３での光量にわずかな変化が生じ、これが輝線ムラとして視認されることがあった。そこで、個片状パターン領域７と線状パターン領域９の間に波状パターン領域８を介在させることで個片状パターン１１と波状パターン１２の境界部、ならびに波状パターン１２と線状パターン１３の境界部での出光面３から取り出される光量をなだらかに変化させ、結果的に輝線見えの発生を防止することができる。さらに、入光面４から遠ざかるに従いパターン占有率を漸増させることで、導光板１内での導光距離が長くなり、光の強度が相対的に弱まった部位ではより高密度で光路変換できることになり、結果的に、光路変換後に出光面３における輝度分布の均一化に寄与できることになる。なお、図１は入光面４が１つの場合を例示しているが、入光面４が導光板１の両側に、あるいは３面以上存在する場合には、それら入光面４からの距離が大きくなる導光板１の中央部にいくにしたがってパターン占有率が漸増されるように配置されることが好ましい。このように入光面４から遠ざかるに従いパターン占有率を漸増させることで、導光板１内での導光距離が長くなり、光の強度が相対的に弱まった点光源６から離れた部位ではより高密度で光路変換できることになり、結果的に、光路変換後に出光面３における輝度分布の均一化に寄与できることになる。

このように、点光源６に近い入光面４近傍においては個片状パターン１１、入光面４から遠い箇所においては線状パターン１３を配置し、個片状パターン１１と線状パターン１３の間に波状パターン１２を介在させ、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３を入光面４近傍からパターン占有率が漸増するように配置することで、導光板１の出光面３における輝線見えの発生を防止させることと出光面３の全体の輝度分布を均一化させることが可能となる。

個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３のそれぞれのパターン高さ２７、パターン幅２８の好ましい範囲はともに１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは５μｍ〜５０μｍである。また、パターン間距離３４の好ましい範囲は１μｍ〜５００μｍであり、より好ましくは５μｍ〜５０μｍである。パターン高さ２７、パターン幅２８は１μｍ未満では輝度向上の効果が得られないことがあり、一方１００μｍより大きい範囲では輝度ムラや輝線見えが発生することがある。また、光反射面２および出光面３の平坦部の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１（２００１）にて定義される算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下のものが好ましい。Ｒａが０．２μｍを超えると、出光面３の平坦部で全反射するはずの光の一部が出射する場合があるためである。

また、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３において、光反射面２内で延在方向３１に垂直な方向とパターンがなすパターン斜面角度２９の好ましい範囲は４０°〜６０°であり、より好ましくは４５°〜５５°である。パターン斜面角度２９が４０°未満、あるいは６０°より大きい範囲では、出光面３側において視野領域での輝度が低下することがある。また、個片状パターン１１、波状パターン１２において、非パターン部３２またはパターン底部４３とパターン遷移部４２がなすパターン遷移角度４７の好ましい範囲は３０°以下であり、より好ましくは２０°以下である。パターン遷移角度４７を３０°以下、より好ましくは２０°以下とすることで、後述するパターンの加工特性上、加工速度を大幅に上げることができる。また、加工するためのバイトの逃げ角を小さくすることができるため、加工途中でのバイトの欠けによるパターン加工不良の問題発生を抑制することができる。さらに、パターン頂部４１およびパターン底部４３と遷移部４２では、出光面３での出射角度が異なるため、視野領域で角度により輝度の変化が生じるが、パターン遷移角度４７を３０°以下、より好ましくは２０°以下とすることで、輝度の変化の差を抑えることができ、視野角特性上好ましくなる。

個片状パターン１１において、該パターンの延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面の形状が角丸台形波形状であることが好ましい。

角丸台形波形状をもつ個片状パターンの例を図５に示す。図５（ａ）は光反射面２側から見た平面図、図５（ｂ）は延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面図である。角丸台形波形状とは、パターン頂部４１と遷移部４２および遷移部４２と非パターン部３２の遷移部境界４６が円弧形状になっている形状のことをいう。遷移部境界４６を除く遷移部４２は直線であってもよいし、パターン頂部４１と非パターン部３２の間が円弧で直接つながっていてもよい。また、遷移部境界４６は全ての同一の半径の円弧である必要はなく、異なっていてもよい。さらに、遷移部境界４６の円弧は単一の値を有する半径から構成される必要は無く、複数の半径の円弧が連続的に変化しながら接続されている形状でもよい。全ての遷移部境界４６を円弧にしなくてもよい。なお、角丸台形波形状をもつ個片状パターン１１の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図５では角丸台形波形状をもつ凹型の個片状パターン１１のみ示したが、角丸台形波形状をもつ凸型の個片状パターン１１であってもよい。

個片状パターン１１において、遷移部４２の端部を円弧形状とした角丸台形波形状とすることで、輝度特性をほとんど変えることなく、大幅に加工速度を上げることができる。さらに、パターン頂部４１と遷移部４２のみでは出光面３での出射角度が異なるため、視野領域で角度により輝度の変化が大きくなることがあるが、遷移部境界４６を円弧にすることでパターン頂部４１と遷移部４２の出射角の中間にも光が出射されるので、視野領域で滑らかな輝度変化を示し、視野角特性上好ましくなる。

ここで、円弧の半径は１μｍ以上が好ましく、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。円弧の半径が１μｍ未満では加工速度の向上へ大きく寄与しない場合があり、また、視野領域で滑らかな輝度変化を得るという視野角特性上の効果が大きく出ない場合がある。

波状パターン１２において、該パターンの延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面の形状が角丸台形波形状であることが好ましい。

角丸台形波形状をもつ波状パターンの例を図９〜１１に示す。各図の（ａ）は光反射面２側から見た平面図、（ｂ）は延在方向３１に沿い、かつ、光反射面２に垂直な断面図である。波状パターン１２において、角丸台形波形状とは、パターン頂部４１と遷移部４２および遷移部４２とパターン低部４３の遷移部境界４６が円弧形状になっている形状のことをいう。また、遷移部境界４６は直線であってもよいし、パターン頂部４１とパターン低部４３の間が円弧で直接つながっていてもよい。さらに、遷移部境界４６は全て同一半径の円弧である必要はなく、異なっていてもよい。また、遷移部境界４６の円弧は単一の値を有する半径から構成される必要は無く、複数の半径の円弧が連続的に変化しながら接続されている形状でもよい。全ての遷移部境界４６を円弧にしなくてもよい。なお、角丸台形波形状をもつ波状パターン１２の形状はこれらに限られるわけではなく、他の形状であってもよい。また、図９〜１１では角丸台形波形状をもつ凹型の波状パターン１２のみ示したが、角丸台形波形状をもつ凸型の波状パターン１２であってもよい。波状パターン１２において、遷移部４２の端部を円弧形状とした角丸台形波形状とすることで、個片状パターン１１の場合と同様に輝度特性をほとんど変えることなく、大幅に加工速度を上げることができるとともに視野角特性上も好ましくなる。

ここで、加工速度の向上および視野角特性上の効果の観点から円弧の半径は１μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。

本発明においては、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３の少なくとも１種類のパターン高さ２７の導光板１の延在方向３１の平均値が、入光面４から遠ざかるに従い、漸増することが好ましい。入光面４から遠ざかるに従い、導光板１の延在方向３１の高さの厚み方向の平均高さが漸増するとは、延在方向３１における非パターン部３２を含むパターン両端間の全区間のパターン高さ２７の平均値が入光面４から遠ざかるに従い、高くなるということである。

図１５にパターン平均高さの好適な変化の一例として、入光面４から遠ざかるに従い、パターン平均高さの増分の割合が次第に増加していく場合を示す。なお、パターン平均高さの増大の形態は上記に限定されるわけではなく、他の形態でもよい。

入光面４から遠ざかるに従い、導光板１の中を伝搬してきた光は光源に近い領域から順次パターンに当たり出光面３から出射していくため、入光面４から遠ざかるに従い光の強度が相対的に減少する。しかし、入光面４から遠ざかるに従い、順次パターン高さ２７の平均値を漸増させることで光源からの光がパターンに当たりやすくなり、出光面３から出射される確率が高くなるため、結果的に、出光面３における輝度分布の均一化に寄与できることになる。

本発明においては、個片状パターン１１における、延在方向３１に隣り合う個片状パターン１１同士の間隔が、入光面４から遠ざかるに従い漸減し、個片状パターン１１のうち、波状パターン１２に最も近い位置における個片状パターン１１の延在方向３１に隣り合う各個片状パターン１１同士の間隔が、１０μｍ以下であることが好ましい。

個片状パターン１１同士の間隔とは、図１の延在方向３１の非パターン部３２の長さのことである。図１６に非パターン部３２の長さの好適な変化の一例として、入光面４から遠ざかるに従い、非パターン部３２の減分の割合が次第に増加していく場合を示す。なお、非パターン部３２の減少の形態はこれらに限定されるわけではなく、他の形態でもよい。入光面４から遠ざかるに従い、非パターン部３２の長さを漸減させることで光を取り出しやすいため、入光面４から離れた部位で光の強度が相対的に弱まっていても、輝度を均一に保ちやすい。

また、非パターン部３２の長さを１０μｍ以下とすることで、個片状パターン１１と波状パターン１２の境界部での急激なパターン形状の変化による出光面３からの輝度変化が抑制されるため、視認されるような輝度ムラが発生しなくなり、結果的に個片状パターン１１と波状パターン１２の境界部での輝度の均一化を達成することが可能となる。

本発明においては、波状パターン１２における、延在方向３１における最小高さ４５が入光面４から遠ざかるに従い漸増し、波状パターン１２のうち、線状パターン１３に最も近い位置における波状パターン１２の延在方向３１における最小高さ４５と線状パターン１３の最大高さ４４との差が１μｍ以下であることが好ましい。

波状パターン１２と線状パターン１３の境界部の波状パターン１２の最小高さ４５と線状パターン１３の最大高さ４４との差を１μｍ以下とすることで、波状パターン１２と線状パターン１３の境界部での急激なパターン形状の変化による出光面３からの輝度変化が抑制されるため、視認されるような輝度ムラが発生しにくくなり、結果として波状パターン１２から線状パターン１３へ輝度分布が大きく変化することなく移行することが可能となる。

本発明においては、個片状パターン１１および波状パターン１２の延在方向３１における最小高さの位置が入光面４と垂直な方向に沿って千鳥状、あるいは、ランダム状に配置されていることが好ましい。図１７は個片状パターン１１の非パターン部３２の位置が入光面４と垂直な方向に沿って千鳥状に配置された一例の光反射面２側から見た平面図である。図１８は個片状パターン１１の非パターン部３２の位置が入光面４と垂直な方向に沿ってランダム状に配置された一例の光反射面２側から見た平面図である。図１９は波状パターン１２の延在方向３１におけるパターン底部４３の位置が入光面４と垂直な方向に沿って千鳥状に配置された一例の光反射面２側から見た平面図である。図２０は波状パターン１２の延在方向３１におけるパターン底部４３の位置が入光面４と垂直な方向に沿ってランダム状に配置された一例の光反射面２側から見た平面図である。

千鳥状に配置されているとは交互に並んでいる状態のことであり、ランダム状に配置されているとは、延在方向３１には規則性を持っているが、入光面４と垂直な方向には不規則に分散配置されている状態のことをいう。

非パターン部３２やパターン底部４３の位置が入光面４と垂直な方向に沿って千鳥状、あるいは、ランダム状に配置されていることで、個片状パターン１１や波状パターン１２の延在方向３１において輝度が低い箇所が、入光面４と垂直な方向に連続することがなくなり、輝線見えの発生を防止させ、輝度分布を均一化させることに寄与する。なお、個片状パターン１１および波状パターン１２ともに千鳥状配置とランダム状配置の混合配置としてもよい。

本発明においては、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３において、入光面４と垂直な方向のパターン間距離３４が、入光面４から遠ざかるに従い連続的に漸減し、パターン間距離３４の変化の傾きが、各パターンの切り替わり位置において隣接する各パターン同士で実質的に一致することが好ましい。切り替わり位置とは個片状パターン１１と波状パターン１２、波状パターン１２と線状パターン１３の境界部のことである。図２１にパターン間距離３４の好適な変化の一例として、入光面４から遠ざかるに従い、パターン間距離３４の減分の割合が次第に増加していく場合を示す。なお、減少の形態はこれらに限定されるわけではなく、他の減少の形態でもよい。

入光面４から徐々にパターン間距離３４を漸減させて出光面３へ光路変換しやすくすることにより、導光板１全体で高輝度を維持しやすくなる。さらに、個片状パターン１１と波状パターン１２の切り替わり位置、および波状パターン１２と線状パターン１３の切り替わり位置でのパターン間距離３４の変化の傾きを一致させることで切り替わり位置での輝線見えが視認されにくく輝度の均一性を保つことが可能となる。

本発明のバックライトユニットによれば、本発明の導光板１を組み込んでいるので、出光面３から輝度が均一化され輝線見えが発生しにくい。本発明の導光板１を有するバックライトユニットの一例の断面図を図２２に示す。バックライトユニット７１では光源７３から出て、入光面４から導光板１の内部に入り、導光板１の内部で導光される光７８は個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３によって光路変換され出光面３側から面状の光として出射される。出光面３側から出射された光７８は拡散シート７５、プリズムシート７６、反射偏光フィルム７７を経て高輝度化されるのみならず、更に輝度分布が均一化される。なお、バックライトユニット７１の構造はこの限りではない。

また、本発明のバックライトユニット７１を有する表示装置によれば、本発明の導光板１を有しているので、表示面において輝度が均一化され輝線見えが発生しない。バックライトユニットを有する表示装置の一例として図２３に液晶表示装置の断面図を示す。出光面３から出射された光７８はバックライトユニットから出た後、液晶パネル８２を通る。液晶パネル８２は、例えばアレイ基板８５と対向基板８６の間に液晶材料を封入した後、アレイ基板８５と対向基板８６のそれぞれの外表面に、偏光板８３、偏光板８４を貼り合わせることで構成される。アレイ基板８５には表示画素に対応した画素電極とスイッチング素子や、前記画素電極や前記スイッチング素子に信号を供給するための信号線が配置されている。一方、対向基板８６には、透明電極材料により対向電極が形成されており、またカラーフィルタ層が各画素に対応するように形成されている。液晶パネル８２は、図示しない外部回路基板からの駆動信号に基づき前記スイッチング素子が駆動されることで、出光面３から出射された光７８を通す画素を選択し画像として表示される。なお、液晶パネル８２の構造はこの限りではない。

表示装置８１を搭載した機器の使用例としては、携帯電話、カーナビゲーションシステム、携帯端末、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニター、テレビ受像機、広告用看板などが挙げられるが、この限りではない。また、表示装置は液晶パネル８２に限られるわけではなく、その他のものであってもよい。

なお、光源７３として図１では点光源６を用いた例を示したが、光源は点光源６である必要はなく、例えば冷陰極管などのように入光面２に平行に配置された線状光源であってもよい。線状光源の場合、必要であれば個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３の配置を適宜変更することで、光源７３が点光源６である場合と同様に輝度の均一化ならびに輝線見え発生防止の効果を得ることができる。

本発明に係る導光板１の材質として、種々の材料の使用が可能であるが、特に優れた導光性能、光反射面２での光路変換性能、出光面３での優れた輝度特性を得るために、例えばアクリル系樹脂の一種であるポリメタクリル酸メチルあるいはポリカーボネートを主体とする樹脂から形成されていることが好ましい。樹脂はこれらに限らず、その他の熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよく、後述する射出成形法、押出成形法、熱インプリント法など導光板の個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３の形成に加熱工程を伴う場合にも、それぞれの導光板１の成形方法に適合する樹脂を自由に選択すればよい。なお、導光板１内での光透過性特性を向上させるために使用する樹脂は透明性が高いものが好ましい。

ポリメタクリル酸メチル以外あるいはポリカーボネート以外の導光板の材質には、熱可塑性樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂などを挙げることができる。またオレフィン系樹脂として脂環式オレフィン共重合樹脂を、さらに、その他の樹脂として、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニルなども挙げることができる。さらに、これらを成分とする共重合体や、これら樹脂の混合物も用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、これらより選択される１種類もしくは２種類以上の混合物も用いることができる。

また、導光板用基材に直接個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３の形状を形成して導光板１とする場合には導光板１の材質としてガラスを使用してもよい。ただし、その場合は透明度の高いガラスであることが好ましい。

本発明に適用する導光板用基材は上述の樹脂やガラスの単体からなるシートであっても構わないし、複数の樹脂層からなる積層体であってもよい。この場合、単体からなるシートと比べて、易滑性や耐摩擦性などの表面特性や、機械的強度、耐熱性を付与することができる。このように複数の樹脂層からなる積層体とした場合はシート全体が前述の要件を満たすことが好ましいが、シート全体としては前記要件を満たしていなくても、少なくとも前述の要件を満たす層が表層に形成されていれば容易に表面を形成することができる。

次に、導光板１の製作方法を説明する。製作方法としては、導光板用基材にバイト等切削工具を用いた直接加工、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状を加工した金型を用いたインプリント法、射出成形法、押出成形法などが挙げられる。

最初に、凹型パターンを有する導光板用基材の直接切削加工方法、およびインプリント法、射出成形法、押出成形法を用いて導光板を製作するための凹型の断面形状を有する金型の製作方法について説明する。

まず、導光板用基材もしくは金型材料の賦形面側に、所望の断面凹形状と同じ形状を持つ加工バイトを用いて、３次元加工が可能な超精密加工機にて切削加工することにより断面凹形状を賦形面に付与することができる。超精密加工機としては、プレーナー（シェーパー）方式、フライカット方式、エンドミル方式、旋盤加工方式といった様々な方式のものが知られている。本発明では、なかでも、最も高精度とされる、上記の導光板用基材材料もしくは後述する金型材料の賦形面側に沿って加工バイトあるいは導光板用基材もしくは金型材料を真っ直ぐに移動させて断面凹形状を賦形するプレーナー（シェーパー）方式、および加工バイトを回転駆動させ、回転軸方向と直行する方向にバイトあるいは導光板用基材もしくは金型材料を移動させて断面凹形状を賦形するフライカット方式が好適である。プレーナー（シェーパー）方式では、導光板用基材もしくは金型材料に沿ってバイトを真っ直ぐに移動させて断面凹形状を賦形するため、連続した効率のよい加工が可能である。また、フライカット方式では、バリやカエリ等が比較的少ない加工が出来るため、目的に応じて両者を使い分けることが好ましい。

加工バイトの材質としては、炭素工具鋼、超硬合金、セラミックス、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素等が挙げられるが、その結晶の硬さおよび高熱伝導性からｎｍレベルの高精度な断面凹形状を長距離にわたって得られるダイヤモンドがより好ましい。また、より好ましくは単結晶ダイヤモンドを用いることにより、切削表面の表面粗さが非常に小さく加工でき、所望の光学特性が得られやすいので、本技術で使用される分野では非常に好ましく単結晶ダイヤモンドが用いられる。

導光板用基材に直接切削加工する場合の導光板用基材としては加工バイトにとって切削性が良いことならびに加工中に発生する熱による変形が少なければいずれでもよく、たとえば上記の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などが挙げられるが、この限りではなく、その他に例えばガラスなど透明性が高い物質でもよい。

金型材料としては所望のパターン加工精度、形状転写後の導光板の離型性の他にインプリント法や、射出成形法、押出成形法であれば、導光板成形時の強度があればよく、また、光インプリント法であれば紫外線感光性が得られるものであればよく、例えばステンレス、ニッケル、銅等を含んだ金属材料、シリコーン、ガラス、セラミックス、樹脂、もしくはこれらの表面に離型性を向上させるための有機膜を被覆させたものが好ましく用いられる。金型の微細断面凹形状は、形状を転写する導光板１の表面に付与したいパターン形状に対応して形成されているものである。

つづいて、バイトを用いて個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３もしくは個片状パターン１１に対応する微細凹凸形状、波状パターン１２に対応する微細凹凸形状、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状を製作する方法について説明する。

まず、個片状パターン１１もしくは個片状パターン１１に対応する微細凹凸形状の製作方法としては、光反射面２あるいは光反射面２に対応する加工面に対して平行にかつ延在方向３１となる方向に加工バイト刃を移動させつつ、加工面に対して垂直方向にバイトを、加工面外から加工面内へ下降、停止、加工面内から加工面外へ上昇、停止の順に移動させて加工することで得られる。

波状パターン１２もしくは波状パターン１２に対応する微細凹凸形状の製作方法としては延在方向３１に加工バイト刃を移動させつつ、光反射面２あるいは光反射面２に対応する加工面に対して垂直方向にバイトを、加工面内で下降、停止、上昇、停止の順に移動させて加工することで得られる。

線状パターン１３もしくは線状パターン１３に対応する微細凹凸形状の製作方法としては加工バイト刃を光反射面２あるいは光反射面２に対応する加工面に対して一定の深さのままで加工することで形成することができる。なお、上昇、下降動作がないため、個片状パターン１１もしくは波状パターン１２あるいは、個片状パターン１１もしくは波状パターン１２に対応する微細凹凸形状の製作に比べ高速加工が可能であり、加工時間の短縮を図ることができる。

加工バイト刃の加工面に対する上昇、下降動作の際は水平方向の移動速度と高さ方向の移動速度を調整することで、高さ方向の変化位置では角丸台形波形状とすることができる。

このような加工方法を用いさらに、導光板１のパターンに高速で加工できる線状パターン１１を併用することで導光板１あるいは金型の加工時間を短縮し、結果的に加工コストを下げることが可能となる。

次に、前記記載の導光板成形用金型を用いて導光板１を製作する方法について説明する。

最初に、インプリント法により導光板１を製造する方法を説明する。インプリントで成形した導光板１は、たとえば、公知の熱可塑性樹脂のフィルム、シート状物、板状物（以下、ベース基材という）などの表面に上記のような凹凸形状を付与することで得られる。ここで、上記のような凹凸形状を付与する方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば熱インプリント法や光インプリント法などが挙げられる。

熱インプリント法とは、微細な断面凹形状を有する金型と樹脂を熱し、樹脂に金型を押し付け、冷却後、離型することで、金型表面に施された断面凹形状を樹脂へ転写させる手法である。本発明の導光板１は、例えば図２４、図２５に示すような装置を用いて製造することが可能である。図２４、図２５は導光板用基材を、片方の面に個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３を形成し光反射面２とし、必要な場合には出光面３に微細構造パターンを成形する装置の例を示している。図２５ではロールtoロールで搬送できるフィルムについて示しているが、搬送部を変更すれば枚葉状のシートにも適用できる。なお、導光板用基材は単層でもよいし、積層でもよい。

図２４に示す例では、表面に個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状が形成され加熱された金型１０４を、間欠的に送られてくる導光板用基材１０２に押し付け、加圧により導光板用基材１０２の表面に所定の微細構造パターンを熱成形する加圧転写工程用のプレスユニット１０５が設けられている。図示しない搬送装置により間欠的に送られてきた導光板用基材１０２の一面がプレスユニット１０５内で金型１０４によって熱成形され、熱成形後に金型１０４に貼り付いていた導光板用基材１０２を離型することにより、光反射面２に個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３形状を有する導光板１を得るようになっている。金型１０４において個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３の延在方向３１は特に限定されない。また、本発明の光反射面２の個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３形状に対応する微細凹凸形状を加圧プレート１０９の外表面に形成してもよい。

図２５に示す例では、導光板用基材の巻取ロール１２１から導光板用基材１２２を引き出し、導光板用基材１２２の一面上に個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３が連続的に熱成形される。導光板用基材１２２は、加熱ロール１２３により、加熱されたエンドレスベルト状の金型１２４上に供給される。金型１２４の外表面には、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状が形成されている。エンドレスベルト状の金型１２４とその上に積層された導光板用基材１２２は、ニップロール１２５によりエンドレスベルト状の金型１２４の微細構造が加工された金型表面１２４ａに押し付けられ、導光板用基材１２２の一面上にエンドレスベルト状の金型１２４の表面形状に対応する微細構造パターンが転写される。その後、導光板用基材１２２は、エンドレスベルト状の金型１２４の表面と密着された状態で冷却ロール１２６の外表面位置まで搬送される。導光板用基材１２２は、冷却ロール１２６によってエンドレスベルト状の金型１２４を介して熱伝導により冷却された後、剥離ロール１２７によってエンドレスベルト状の金型１２４から剥離され、導光板１２８となる。その後導光板１２８は、導光板巻取ロール１２９として巻き取られる。このようなプロセスにより、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３を有する導光板１を連続的に高い生産性をもって製作することが可能になる。

なお、エンドレスベルト状の金型１２４またはニップロール１２５外表面に形成する個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３の延在方向３１に対応する微細凹凸形状の向きは特に限定されない。

本発明の導光板１は射出成形機を用いた射出成形法によって製造することも可能である。射出成形機を用いて導光板１を製作する方法の一例を示す工程図の断面図を図２６（ａ）〜（ｄ）に示しながら説明する。

まず、図２６（ａ）に示すように導光板１の材料となる導光板用樹脂粒子１３１を射出成形機１３２のホッパー１３３から供給し、内部で加熱溶融、混合し、ノズル１３５付近へ順次供給する。導光板用樹脂粒子１３１として複数の樹脂原料粒子を混合する場合はこの工程で均一に混合されるようにする。次に、図２６（ｂ）および（ｃ）に示すように、ノズル１３５付近に蓄えられていた可塑化溶融した成形用材料１３４を、ノズル１３５を通して個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状の加工が施された金型１３６内に充填させる。金型１３６内に充填された可塑化溶融した成形用材料１３４は、一定時間、金型１３６内に保持され、冷却固化させる。このようにして、金型１３６内で一定時間冷却された後、図２６（ｄ）のように金型１３６を開き、成形品である導光板１３７を取り出して成形工程の１サイクルが終了する。なお、この状態では、導光板１３７に湯道１３８など不要な部分も成形されるため、後に切断し、切断箇所は必要に応じて研磨などを行い、導光板１とする。

なお、樹脂の溶融温度、射出温度、成形用材料を金型１３６内に射出する段階の圧力と、金型内に充填し終わった後の段階の圧力等射出成形条件については、使用する樹脂や金型サイズ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。

本発明の導光板１は、導光板用基材の樹脂を加熱溶融状態でダイから押し出して押出樹脂板を製造する押出成形法を用いて製作することもできる。押出成形法の一例を示す概略断面図を図２７に示しながら説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。

まず、導光板用樹脂粒子１４１は押出機１４２のホッパー１４３から投入される。導光板用樹脂粒子１４１は押出機１４２内で加熱溶融され、さらに混練されながらダイ１４４に圧送される。押出機１４２から圧送された導光板用樹脂粒子１４１は、加熱溶融状態のままダイ１４４により、板状に広げられ押し出される。ダイ１４４から押し出された導光板基材１４８は、第１ロール１４５と第２ロール１４６との間に挟み込まれる。ここで第１ロール１４５または第２ロール１４６の一方の表面に個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状が形成されたパターンロールを使用する。

第１ロール１４５と第２ロール１４６との間に挟み込まれた導光板用基材１４８は表面に本発明の個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３を有する導光板１４９となり、この後通常は、導光板１４９は第３ロール１４７、または複数本の冷却ロールに順次巻き掛けられるとともに次第に導光板１４９の温度が低下し固化する。固化後必要な長さで切断すれば導光板１となる。

また、パターンを有するロールにおいて個片状パターン１１、波線状パターン１２、線状パターン１３の延在方向３１はロールの周方向、回転の中心軸方向いずれでもよい。

なお、本発明の導光板１を製作する際の樹脂の溶融温度、押出温度、押出圧力等については、使用する樹脂に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。

この押出成形法において、共押出のプロセスとすることで複数の樹脂層からなる積層構造の導光板用基材から導光板１を製作することもできる。

なお、図２７では個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状を有する型はロール形状であるが、例えばダイ１４４から押し出された導光板用基材１４８をベルト状の金型で押し付けて、片面あるいは両面にパターンを熱成形してもよい。

上記に記載した製造方法が生産性の観点から極めて優れているが、本発明の導光板１の他の製造方法として光インプリント法で製造することも可能である。光インプリント法の概略断面図を図２８に示しながら説明する。

まず、導光板用基材の巻取ロール１５１から引き出された導光板用基材１５２の片方の面上に、ダイ１５３から光硬化性樹脂１５４を塗布する。続いて、個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３に対応する微細凹凸形状を有するロール金型１５５を光硬化性樹脂部分に押し付けるとともに、ロール金型１５５を押し付けた面の反対方向から、紫外光発生装置１５６から照射された紫外光１５７を照射して光硬化性樹脂１５４を硬化させる。その後ロール金型１５５を離型することで、表面に個片状パターン１１、波状パターン１２、線状パターン１３を有する導光板１５８が成形される。導光板１５８は導光板巻取ロール１５９として巻き取られる。なお、図２８では金型はロール形状であったが、例えば平板状であってもよい。また、紫外光を照射する向きについては金型の材質がガラス等のように透明の場合は、ロール金型１５５を押し付けた面の反対方向である必要はない。

光硬化性樹脂１５４の例としては、分子内に少なくとも一つのラジカル重合性を有する化合物、またはカチオン重合性を有する化合物などが挙げられる。ラジカル重合性を有する化合物とは、活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤の存在下で、活性エネルギー線照射により高分子または架橋反応する化合物である。例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも１個以上含むものであり、１官能であるビニルモノマーの他に他官能ビニルモノマーを含むものが挙げられる。またこれらのオリゴマー、ポリマー、混合物であってもよい。また分子内に少なくとも１つのカチオン重合性を有する化合物としては、オキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物、ビニルエーテル化合物から選ばれる１種類あるいは２種以上の化合物が挙げられる。

凹型のパターンを加工した金型を用いて凸型パターンを有する導光板１を製作することもできる。一方、凹型パターンを有する金型を製作した後、電気鋳造処理して凸型パターンを有する金型を製作し、この金型を使用して例えばインプリント法などで凹型パターンを有する導光板１を成形することができる。

なお、導光板１は上記のインプリント法、射出成形法、押出成形法で成形する際、出光面３内に入光面４に対して垂直な向きにストライプ状に配置されたレンチキュラーやプリズムなどのパターンを形成してもよい。出光面３にこれらのパターンを形成することで輝線見えが抑制され、また急峻な視野角特性も緩和される。

以上、具体例を挙げつつ、本発明にかかる実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。

導光板を製作し、光学評価として３２インチ液晶テレビ（三星電子株式会社製 ＵＮ３２Ｄ６３５０ＲＦ）を分解して取り出したバックライトユニットに導光板を組み込んでバックライトユニットを点灯させて３０分静置した後の出光面側正面の輝度のうち、導光板の延在方向中央部における入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に１０ｍｍ間隔で輝度（ｃｄ／ｍ^２）を測定した。測定には２次元輝度計ＣＡ−２０００（コニカミノルタセンシング（株）製）を用いた。

（実施例１）
個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンが光反射面に対して凹型Ｖ字形状となる形状の導光板を、３次元加工が可能な超精密加工機に先端の角度が８０°のダイヤモンドバイトを適用して、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）の基材の片面に個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンを加工の方向が延在方向となるようにプレーナー方式で切削加工することによって製作した。

用意したＰＭＭＡの基材の寸法は、光学評価で使用するバックライトユニットに適用できるよう、厚さ３ｍｍ、縦４０５ｍｍ、横７１０ｍｍとした。延在方向は横方向となる。

パターン形状の設計について、個片状パターン、波状パターン、線状パターンのパターン幅は全て８μｍ、個片状パターン、波状パターンのパターン斜面角度の設計値は入光面側、反入光面側ともに５０°、パターン遷移角度は９°とした。また、最も入光面に近い位置にある個片状パターンは入光面と垂直な方向に入光面から５ｍｍのところに配置し、最も入光面に近い位置にある個片状パターンと最も反入光面に近い位置にある線状パターンの距離は３９５ｍｍとした。さらに、個片状パターンと波状パターンは、延在方向に０．２ｍｍピッチで周期的に変化するパターン配置とし、入光面と垂直な方向に隣り合う両パターンに対しては千鳥状に配置した。

パターン占有率について、入光面から遠ざかるに従い漸増するように変化させることとし、入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向の距離をｄｍｍ、距離ｄｍｍにおけるパターン占有率をｙと定義した場合に、入光面に最も近い個片状パターンから５ｍｍ間隔でのパターン占有率の値が、ｙ＝８．４×１０^-２４×ｄ^８＋７．９×１０^−１８×ｄ^６＋２．７×１０^−１２×ｄ^４＋３．８×１０^−７×ｄ²＋０．０２を満たすように設計した。この占有率を満たすように、パターン間距離については個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターン間距離が入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に連続的に漸減し、かつ、個片状パターンと波状パターンにおいては入光面から遠ざかるに従い延在方向における平均高さが漸増するような形状とした。なおパターン間距離について、パターン間距離の変化の傾きが個片状パターンと波状パターンの切り替わり位置、および波状パターンと線状パターンの切り替わり位置において実質的に一致させることとした。入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向の距離と、パターン間距離およびパターン占有率の変化を図３０に示す。設計上、個片状パターンと波状パターンの境界は入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に１９５．１ｍｍの位置となり、個片状パターンのうち、波状パターンに最も近い位置における個片状パターンの延在方向に隣り合う各個片状パターン同士の間隔は０．１μｍ未満となる。また、波状パターンと線状パターンの境界は入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に２５０．０ｍｍの位置となり、設計上は波状パターンのうち、線状パターンに最も近い位置における波状パターンの延在方向における最小高さと線状パターンの最大高さとの差は０．１μｍ未満となる。

製作した導光板について表面をデジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス社製 ＶＨＸ−５００）で１，０００倍にして個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンについて、それぞれ任意の１０点を取り出してパターン幅を測定したところ全てのパターンが７．９〜８．１μｍの範囲にあった。さらに、個片状パターンのうち、波状パターンに最も近い位置における個片状パターンの延在方向に隣り合う各個片状パターン同士の間隔について、任意の１０点を取り出して測定したところ全て０．１μｍ未満であった。入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に２０ｍｍ間隔でパターン間の距離を測定した結果、パターン間距離は設計値に対して±２μｍの範囲にあった。

続いて、導光板表面の個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各領域の一部で印象材（株式会社ジーシー製 エクザファインレギュラータイプ）を用いて反転形状を採取し、走査型電子顕微鏡（株式会社キーエンス社製 ＶＥ−７８００）で２，０００倍にして各パターンの延在方向の断面形状を観察した。まず、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの各パターンについて、それぞれ任意の１０点を取り出してパターン幅を測定したところ全てのパターンが７．９〜８．１μｍの範囲にあった。次に、波状パターンのうち、線状パターンに最も近い位置における波状パターンの延在方向の最小高さについて、任意の１０点を取り出して測定したところ４．６〜４．８μｍの範囲にあった。さらに、個片状パターン、波状パターンの遷移部境界形状について任意の１０点の形状を測定したところ、すべて半径０．５μｍ以下の円弧形状であった。

続いて、輝度を測定した結果、７，２０９〜１０，１８５ｃｄ／ｍ^２であった。輝度の変化を図３１に示す。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したが輝度ムラの発生はなかった。

（実施例２）
個片状パターンと波状パターンの遷移部境界が円弧形状の角丸台形波形状となるように加工したことを除けば、実施例１と同一の寸法のＰＭＭＡ基材に同一のパターン配置で導光板を製作した。角丸台形波形状とすることで、個片状パターンと波状パターンの加工速度を上げることができたため、実施例１に対して加工時間を５％短縮することができた。

製作した導光板について実施例１と同様に測定したところ、個片状パターン、波状パターンの遷移部境界の角丸台形波形状の部分を除き、実施例１とほぼ同様の結果であった。個片状パターン、波状パターンの遷移部境界の角丸台形波形状については、実施例１と同様、印象材（株式会社ジーシー製 エクザファインレギュラータイプ）を用いて採取した反転形状の任意の１０点を測定したところ、半径９．８〜１０．２μｍの円弧形状となっていた。

続いて、輝度を測定した結果、７，２５１〜１０，１９７ｃｄ／ｍ^２であった。輝度の変化を図３１に示す。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したが輝度ムラの発生はなかった。

（実施例３）
個片状パターン、波状パターンの配置をランダム状に配置した以外は、導光板の設計、製作方法、評価方法ともに実施例２と同じである。

各個片状パターン、波状パターンのランダム状の配置について、実施例２の千鳥状の配置をベースに、ランダム関数を使って発生させたランダム値を使って各個片状パターンおよび波状パターンを延在方向に±５０μｍの範囲でランダムに移動させた。製作した導光板について、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの形状を実施例２と同様の方法で評価した結果、実施例２と同じ結果となった。また、入光面に最も近い個片状パターンを起点に、入光面と垂直かつ入光面から遠ざかる方向に１０ｍｍ間隔でデジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス社製 ＶＨＸ−５００）を用いて、表面形状を観察したところ、実施例２と入光面から距離が同じ箇所における、個片状パターン、波状パターンの延在方向の位置ずれは±５０μｍ以内であった。

続いて、輝度を測定した結果、７，１４８〜１０，１７４ｃｄ／ｍ^２であった。輝度の変化を図３１に示す。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したが輝度ムラの発生はなかった。

（比較例１）
実施例１のパターン配置のうち、波状パターンとなる箇所の全てのパターンを、パターン幅８μｍの線状パターンに変更したものを製作した。実施例１と比較例１のパターン占有率の変化のうち、実施例１における波状パターン領域での比較を図３２に示す。

加工した導光板について実施例１と同様の方法で個片状パターンおよび線状パターンの形状を測定した結果、ともに実施例１の結果と同じであった。

続いて、輝度を測定した結果、６，２７５〜１０，２０１ｃｄ／ｍ^２であった。輝度の変化を図３１に示す。目視確認したところ、入光面から遠ざかるに従い低下傾向にあった輝度が、個片状パターンと線状パターンの境界付近で急上昇したために輝度ムラを視認した。また、反入光面に近い側では実施例１と比べて輝度値が低く、さらに輝度の低下が著しかったために輝度ムラを視認した。さらに、上から液晶パネルを載せて目視確認したところ、個片状パターンと線状パターンの境界付近および反入光面に近い側で輝度ムラを視認した。

以上のような本発明の導光板は、バックライトユニット（特に点光源）の出光面に好適に用いられ、特に直下型バックライトユニットにおいて良好な性能を発現することができるので有用である。

１ 導光板
２ 光反射面
３ 出光面
４ 入光面
５ 反入光面
６ 点光源
７ 個片状パターン領域
８ 波状パターン領域
９ 線状パターン領域
１１ 個片状パターン
１２ 波状パターン
１３ 線状パターン
２１ 五角形形状パターン
２２ Ｖ字形状パターン
２３ 楕円形状パターン
２７ パターン高さ
２８ パターン幅
２９ パターン斜面角度
３１ 延在方向
３２ 非パターン部
３４ パターン間距離
４１ パターン頂部
４２ 遷移部
４３ パターン低部
４４ 最大高さ
４５ 最小高さ
４６ 遷移部境界
４７ パターン遷移角度
５１ パターン輝線見え発生領域
５２ パターン輝線見え未発生領域
６２ パターン占有率の漸増
６４ パターン平均高さの漸増
６６ 非パターン部の長さの漸減
６８ パターン間距離の漸減
７１ バックライトユニット
７２ 筐体
７３ 光源
７４ 反射シート
７５ 拡散シート
７６ プリズムシート
７７ 反射偏光フィルム
７８ 光
８１ 表示装置
８２ 液晶パネル
８３ 偏光板
８４ 偏光板
８５ アレイ基板
８６ 対向基板
１０２ 導光板用基材
１０４ 金型
１０５ プレスユニット
１０９ 加圧プレート
１２１ 導光板用基材の巻取ロール
１２２ 導光板用基材
１２３ 加熱ロール
１２４ エンドレスベルト状の金型
１２４ａ微細構造が加工された金型表面
１２５ ニップロール
１２６ 冷却ロール
１２７ 剥離ロール
１２８ 熱成形された導光板
１２９ 導光板巻取ロール
１３１ 導光板用樹脂粒子
１３２ 射出成形機
１３３ ホッパー
１３４ 可塑化溶融した成形用材料
１３５ ノズル
１３６ 金型
１３７ 射出成形で製造された導光板
１３８ 湯道
１４１ 導光板用樹脂粒子
１４２ 押出機
１４３ ホッパー
１４４ ダイ
１４５ 第１ロール
１４６ 第２ロール
１４７ 第３ロール
１４８ 導光板用基材
１４９ 押出成形で製造された導光板
１５１ 導光板用基材の巻取ロール
１５２ 導光板用基材
１５３ ダイ
１５４ 光硬化性樹脂
１５５ ロール金型
１５６ 紫外光発生装置
１５７ 紫外光
１５８ 導光板
１５９ 導光板巻き取りロール
２０１ バックライトユニット
２０２ 導光板
２０３ 光源
２０４ 反射シート
２０５ 拡散シート
２０６ プリズムシート
２０７ 反射偏光フィルム
２０８ 微細構造パターン
２０９ 光

Claims (10)

1. 側端面である入光面から入った光を出光面から外部へ出射させる導光板において、
   前記導光板の出光面と対向する光反射面には、前記導光板内部を伝搬する光を前記導光板の出光面側へむけて反射させるための構造体として、以下の（ａ）〜（ｃ）に記載のパターンが形成され、
   前記導光板の入光面に近い側から順に、個片状パターン、波状パターン、線状パターンの順にパターンが配置され、さらに、個片状パターン領域、波状パターン領域、線状パターン領域の順でパターン占有率が漸増するように配置されたことを特徴とする導光板。
   （ａ）一方向の延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが前記延在方向の全長にわたって実質的に一定である線状パターン。
   （ｂ）前記線状パターンと同じ延在方向を有し、かつ、前記導光板の厚み方向の高さが延在方向に沿って連続的に変化する部分を有する波状パターン。
   （ｃ）互いに所定の間隔を空けて配置された複数の独立パターンの集合体であって、前記波状パターンと同じ延在方向を有する個片状パターン。
2. 前記個片状パターンにおいて、該パターンの延在方向に沿い、かつ、前記光反射面に垂直な断面の形状が角丸台形波形状であることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記波状パターンにおいて、該パターンの延在方向に沿い、かつ、前記光反射面に垂直な断面の形状が角丸台形波形状であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の導光板。
4. 前記個片状パターン、波状パターンおよび線状パターンからなる群から選ばれる少なくとも一つのパターンの前記導光板の延在方向における平均高さが、前記入光面から遠ざかるに従い、漸増することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導光板。
5. 前記個片状パターンにおける、延在方向に隣り合う個片状パターン同士の間隔が、前記入光面から遠ざかるに従い漸減し、
   前記個片状パターンのうち、前記波状パターンに最も近い位置における前記個片状パターンの延在方向に隣り合う各個片状パターン同士の間隔が、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導光板。
6. 前記波状パターンにおける、延在方向における最小高さが前記入光面から遠ざかるに従い漸増し、前記波状パターンのうち、前記線状パターンに最も近い位置における前記波状パターンの延在方向における最小高さと線状パターンの最大高さとの差が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光板。
7. 前記個片状パターンおよび波状パターンの延在方向における最小高さの位置が前記入光面と垂直な方向に沿って千鳥状、あるいは、ランダム状に配置されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の導光板。
8. 前記個片状パターン、波状パターン、線状パターンにおいて、前記入光面と垂直な方向のパターン間距離が、前記入光面から遠ざかるに従い連続的に漸減し、
   パターン間距離の変化の傾きが、各パターンの切り替わり位置において実質的に一致することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の導光板。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の導光板を有することを特徴とするバックライトユニット。
10. 請求項９に記載のバックライトユニットを有する表示装置。