JP2014075309A - 導光板及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】本発明は、高い輝度を得つつ、輝度むらおよびホットスポットを低減した導光板を提供する。
【解決手段】本発明の導光板は、第１主面５０ａに形成された、導光板５内の光を第２主面５０ｂ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５４と、第２主面５０ｂに形成された、導光体５内を伝播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５５とを備える。隣り合う第２光学要素５５の間には、平坦部５６が形成される。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、光路制御に用いられる導光板、および当該導光板を用いたバックライトユニット、並びに当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（Liquid Crystal Display；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ため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。バックライト用の光源としては、冷陰極管がよく知られている。液晶表示装置の輝度、輝度の視野角分布、輝度の空間分布は、このバックライトの性能が大きく影響する。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用いられている。一方、エッジライト方式のバックライトは、光源の配置位置が限定されるため、大型の液晶表示装置には向いておらず、主としてノート型パソコン、液晶モニタ、携帯情報端末等の小型の液晶表示装置に用いられている。

しかし、最近では、バックライト用の光源として、冷陰極管に代わって発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）が採用され始めたことにより、薄型化の容易なエッジライト方式のバックライトが、２０インチ以上の中型又は大型の液晶表示装置にも用いられつつある。

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ある板の側面に光源が配置されており、光源から側面に入射された光を側面と略直交する上面又は下面の全体から射出させる方式である。従って、エッジライト方式は、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るという性質がある。また、光源は導光板の側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表示画面の輝度を向上させることも難しくなる。

表示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において、導光板の射出面およ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提案されている。特許文献１や特許文献２では、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。

特許第４２７３９３０号公報 特開２００２−９８９６０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７（ａ）に示すように、導光板５の光入射面５８側の端部付近で光の明部２０２と暗部２０１の明暗発生部（ホットスポット）２００が生じてしまい、表示品位が低下する。このため、その明暗発生部２００が視認されないように端部付近を覆う必要があり、そのため端部付近の幅に応じたバックライトユニットの枠を設置しなければならないという問題がある。

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、高い正面輝度を得ながら、輝度むらおよびホットスポットを軽減させることが可能な導光板、並びにそれを用いたバックライトユニットおよ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に係る光透過性のある導光板は、第１主面、第１主面と対向する第２主面、および第１主面と第２主面とを接続する４つの側面を有し、第１主面に形成された、導光板内の光を第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光学要素と、第２主面に形成された、導光体内を伝播する光の光路を規制する光閉じ込めレンズである第２光学要素とを備え、隣り合う第２光学要素の間に平坦部を有することを特徴とする。

第１光学要素は、側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、つまり光立ち上げパターンであることが好ましい。また、第２光学要素５５は、面方向に光を拡散／集光可能な凹凸（レンズ状）パターンであることが好ましい。

また、平坦部の幅Ｗｆと前記第２光学要素の幅Ｗｌとの比が、１／２９９≦Ｗｆ／Ｗｌ≦４／１１を満足することが好ましい。
さらに、この平坦部には、導光板内を伝播している光の向きを出射面方向へ変える光拡散要素が設けられていてもよく、この場合には光拡散要素の幅Ｗｄと隣り合う光拡散要素の間隔Ｐｄとの比が、Ｗｄ／Ｐｄ≦１／２を満足することが好ましい。

本発明の導光板は、バックライトユニットに用いてもよいし、このバックライトユニットを搭載して表示装置を構成してもよい。

本発明の導光板によれば、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、隣り合う第２光学要素の間に平坦部を有して、第２光学要素と平坦部との幅を適当な比率とする。あるいは、隣り合う第２光学要素の間の平坦部に光拡散要素を有し、光拡散要素の幅と隣り合う光拡散要素の間隔とを適当な比率とする。
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における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。

本発明の一実施形態に係る導光板の概略を示す斜視図 本発明の一実施形態に係る他の導光板の概略を示す斜視図 図１Ａに示す導光板のＤ方向矢視図 図１Ｂに示す導光板のＤ方向矢視図 図１Ａに示す導光板（光拡散要素あり）のＤ方向矢視図 図１Ｂに示す導光板（光拡散要素あり）のＤ方向矢視図 第２光学要素および平坦部の一例を説明する図 第２光学要素および光拡散要素を有する平坦部の一例を説明する図 本発明の導光板の製作に用いられるシート押出成形装置の一例を示す概略図 本発明の導光板を用いたランプハウス、バックライトユニット、および表示装置の一例を示す要部断面図 導光板を用いたランプハウスのシミュレーションモデル 本発明の導光板と従来の導光板とで発生するホットスポットを説明する図 ホットスポット評価における測定位置の一例を説明する図 正面輝度および面内輝度むら評価における測定位置の一例を説明する図 直進性評価における測定位置の一例を説明する図 導光板を用いて実測により性能評価した結果を示す一覧表 導光板を用いて実測により性能評価した結果を示す一覧表 導光板モデルを用いてシミュレーションにより性能評価した結果を示す一覧表 導光板モデルを用いてシミュレーションにより性能評価した結果を示す一覧表

以下、本発明の導光板について説明をする。
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る導光板５の概略を示す図である。図２Ａは、図１Ａに示す導光板５のＤ方向矢視図である。図１Ａおよび図２Ａに示す本発明の導光板５は、第１主面５０ａ、第１主面５０ａと対向する第２主面５０ｂ、および第１主面５０ａと第２主面５０ｂとを接続する４つの側面５０ｃを有する、透光性のある略直方体の板５０である。第１主面５０ａには、導光板５内の光を第２主面５０ｂ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５４が形成される。第２主面５０ｂには、導光板５内を伝播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５５が、隣り合う第２光学要素間に平坦面５６を有する状態で形成される。

第１主面５０ａの光偏向要素である第１光学要素５４は、側面５０ｃから入射された光を第２主面５０ｂに出射させる凹凸パターン、つまり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５０ａ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（図１Ａを参照）。例えば、第１主面５０ａ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５０ｂの光閉じ込めレンズである第２光学要素５５は、面方向に光を拡散／集光可能な凹凸（レンズ状）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できる。例えば、第２主面５０ｂ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複数平行配列したパターンや、三角プリズム形状を複数平行配列したパターン等を用いてもよい。
隣り合う第２光学要素５５間の平坦部５６は、光学的に影響のない平坦性を有することが好ましく、凹凸の高さ差が１μｍ以下がよい。例えば、１μｍ〜２μｍの凹凸があると、伝播した光の拡散の波長依存性が顕著となり、導光板５を出射した光の色むらが出るため好ましくない。なお、平坦部５６は、導光板５に光を入射する光源に近い箇所、例えば光源から１０ｍｍの位置までに存在すればよい。

第２光学要素５５の幅Ｗｌと平坦部５６の幅Ｗｆとは、図３Ａに示すように、幅Ｗｆと幅Ｗｌとの比が１／２９９≦Ｗｆ／Ｗｌ≦４／１１であることが好ましく、かつ、幅Ｗｆの大きさは０．５μｍ〜３０μｍであることが好ましい。Ｗｆ／Ｗｌが１／２９９より小さいとホットスポットの低減効果が得られず、Ｗｆ／Ｗｌが４／１１より大きいと直進性が低下するため、好ましくない。

また、平坦部５６には、図２Ｃおよび図３Ｂに示すように、光拡散要素５７を形成することが好ましい。この場合、導光板５の光拡散要素５７の幅Ｗｄと光拡散要素５７の間隔Ｐｄとの比が、Ｗｄ／Ｐｄ≦１／２であることが好ましい。Ｗｄ／Ｐｄが１／２より大きいと輝度分布が悪化し、中心輝度が下がり、輝度むらが大きく、光閉じ込めレンズの効果が得られない。また、光拡散要素５７は、導光板５内を伝播している光の向きを出射面方向へ変えるものであればよく、凸形状および凹形状のいずれでもよい。

本発明の導光板５は、図１Ａに示したように１層の板５０以外にも、２層以上の多層構成であってもよい。この場合、各層の材料は同種であっても異種であってもよい。図１Ｂは、導光板５が、第１主面５０ａ側に設けられる第１層５１／主層５２／第２主面５０ｂ側に設けられる第２層５３の３層で構成される例を示している。図２Ｂは、図１Ｂに示す導光板５のＤ方向矢視図である。

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、導光板５の剛性を向上させることができる。なお、上述した光拡散要素５７が凸状である場合、光拡散要素５７は導光板５の平坦部５６がある第２層５３と同種の材料であることが好ましい。光拡散要素５７が微粒子等の光拡散剤であると、材料の光吸収による光量の損失が避けられないためである。

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又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種又は２種以上をブレンドして用いてもよい。

例えば、光源から出射される光が可視光の場合、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）等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。

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得る剛性がなく、厚さが５ｍｍを越えると加工に耐え得る柔軟性がない。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、変形等が発生し、これが画面上の明暗差や輝度不均一を引き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、薄さを強みと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。

上記作製手法の中でも、本発明の導光板５は押出法によっ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主面側又は第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成形する。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成形することができる方法である。また、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連続的に押し当てながら横に移動させて、平滑な面を成形することもできる方法である。

また、半球状や楕円球状のレンズ形状に対応する部分の成形方法として、レーザ方式と切削方式とが挙げられる。レーザ方式は、金型ロールに表面にブラック樹脂を均一に塗布し、レーザを照射後、金型ロール全体を酸溶液に浸けることでレーザ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形成方法がある。サンドブラスト方式は、金属表面に直接ガラスビーズ等を吹きつけ、表面に凹凸を付ける方法である。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成形する方法である。

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よい。また上記以外の作製方法により作製してもよい。

図４に、本発明の導光板５を作製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、Ｔダイ９１から押し出された溶融樹脂シート９を冷却する冷却ロール９２、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冷却ロール９３、冷却ロール９３との間で溶融樹脂シート９を挟圧しながら冷却する冷却ロール９４、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冷却ロール９５、および上下一対の引取ロール９６を備える。

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。冷却ロール９３は、周面部を冷却ロール９２に近接させて冷却ロール９２と平行に配置されている。冷却ロール９２および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よいし、凹凸が施されていてもよい。冷却ロール９４は、周面部を冷却ロール９３に近接させて冷却ロール９２および９３と平行に配置されている。また、冷却ロール９５は、周面部を冷却ロール９４に近接させて冷却ロール９２〜９４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および９４は図４中時計回りに一定速度で回転し、冷却ロール９３および９５は図４中反時計回りに一定速度で回転する。

図４に示す押出成型装置において、冷却ロール９２〜９５の間を通過して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、冷却ロール９５と引取ロール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。

図２Ｂに示した３層の導光板５の作製方法の一例について説明する。
図４に示す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および隣り合うレンチキュラーレンズ間に平坦部５６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は２３０℃〜２８０℃程度が好ましい。樹脂層を１層で押し出してもよいが、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５１：主層５２：第２層５３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、毎分０．５ｍ〜毎分３．０ｍの成形速度が好ましい。溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧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、冷却ロール９３の温度は９０℃以上、冷却ロール９４の温度は９０℃以上、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とは、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および隣り合うレンズ形状の間に平坦部が形成された、平面性のある導光板５が得られる。

図２Ｄに示した３層の導光板５の作製方法の一例について説明する。
図４に示す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および隣り合うレンチキュラーレンズ間に平坦部５６かつ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、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℃〜２８０℃程度が好ましい。樹脂層を１層で押し出してもよいが、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５１：主層５２：第２層５３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、毎分０．５ｍ〜毎分３．０ｍの成形速度が好ましい。溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧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、冷却ロール９３の温度は９０℃以上、冷却ロール９４の温度は９０℃以上、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とは、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および隣り合うレンズ形状の間に平坦部と、その平坦部に凸状の光拡散要素が形成された、平面性のある導光板５が得られる。

以下、図５を参照して、本発明の導光板５を用いたバックライトユニット４について説明する。
本発明のバックライトユニット４は、上述した導光板５および導光板５へ光を入射する面光源３２を含むランプハウス３と、各種の光学シート６〜８とを構成に含む。ランプハウス３は、導光板５の側面である光入射面５８に光源３２を配置し、導光板５の第１光学要素５４側にリフレクタ３１を配置しており、光入射面５８から入射した光を光出射面５９から出射する構成である。

光源３２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等の光源である。１つのバックライトユニット４に対し配置する光源３２の個数は、仕様に応じて適宜決めてよく、少なくとも１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く、例えば、列状に配置されたＬＥＤ群や列状に配置された半導体レーザ群を用いてもよい。また、複数の光源を配置する場合、導光板５を囲むように周囲に配置してもよい。例えば、４つの側面を有する導光板５では、１つの側面から最大４つの側面に光源を配置する構成を採用することができる。

また、光源３２を配置するにあたり、光源の深さ寸法は、導光板５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５の深さ寸法とを同程度にすることにより、エッジライト型として導光板５の側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５内に導光することができる。

また、バックライトユニット４において、導光板５の出射面上に配置される光学シート６〜８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できる。例えば、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である。これらの光学シート６〜８は、所望の輝度と視野角を得られるようにいずれか単独又は複数種類組み合わせて使用してもよい。

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光学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）又はリサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）することができる。

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が形成された光学シートや、マトリックス状に配置されたマイクロレンズが形成された光学シート等を用いてもよい。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、楕円面等を採用してもよい。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４において、導光板５の下層側の下部にリフレクタ３１を配置してもよい。光反射性を有するリフレクタ３１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できる。リフレクタ３１として、例えば（１）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（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等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等を用いてもよい。

以下、図５を参照して、本発明の導光板５を用いた表示装置１について説明を行う。
本発明の表示装置１は、上述したバックライトユニット４と、バックライトユニット４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２とを備える。

画像表示素子２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できるものであり、液晶素子２２を偏光板２１で挟持した構成である。画像表示素子２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、フィルム等を用いてよい。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、液晶表示装置等となる。

表示装置１において、光源３２から出射された光は、直接的に又はリフレクタ３１での反射を介した後に導光板５に入射される。導光板５に入射された光は、導光板５の内部を通過して直接的に又は第２光学要素５５の凹凸パターンで反射した後に光出射面５９から出射される。導光板５から出射された光は、拡散光学シート６、集光光学シート７、偏光光学シート８を通過して、画像表示素子２へ到達する。画像表示素子２では、不図示の駆動部によって画像信号に基づい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。

１．実施例
以下、具体的な実施例について説明する。
図１Ｂに示したような第１層５１／主層５２／第２層５３の３層からなる構成で、出射面側の第２層５３の第２光学要素５５としてレンチキュラーレンズ形状を配置し、出射面側と反対側の第１層５１の第１光学要素５４として直径１００μｍかつ高さ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、図４に示す押出成型装置を用いて、共押出法にて作製した。押出成形装置として、スクリュー直径６５ｍｍの押出機と、４本の冷却ロール９２〜９５として表面にクロムメッキが施された金型ロールを用いた。そして、冷却ロール９２に第２光学要素５５の形状を賦形する溝（パターン）が形成されており、冷却ロール９３に第１光学要素５４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、冷却ロール９２と冷却ロール９３との間に押し出し、この２つの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、冷却ロールの溝形状を溶融樹脂シートに成型した。導光板５の厚さは２．０ｍｍである。導光板５の３層は、第１層５１の厚み０．１５ｍｍ、主層５２の厚み１．７ｍｍ、および第２層５３の厚み０．１５ｍｍである。

導光板材料は、第１層５１および第２層５３のアクリル樹脂に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５２のアクリル樹脂に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。

第２光学要素５５のレンチキュラーレンズ形状を賦形する冷却ロール９２は、切削方式により鏡面出しを行った金型ロールに、レンチキュラーレンズ形状に対応する溝を形成することで実現した。レンチキュラーレンズ形状に対応する溝は、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金型ロールの表面を切り込むことにより形成した。同形状のダイヤモンドバイトを用い１５０μｍピッチで切り込む深さを調節することで、同アスペクト比のレンチキュラーレンズ形状に対応する溝を有しながら、この溝と溝との間に平坦部を形成した。
第１光学要素５４のマイクロレンズ形状を賦形する冷却ロール９３は、切削方式によりマイクロレンズ形状に対応する部分を形成することで実現した。マイクロレンズ形状に対応する部分は、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の表面に断続的に押し当てることにより形成した。

＜実施例１〜７＞
冷却ロール９２には、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に対応する溝／平坦部がそれぞれ、１４９μｍ／１μｍ〔実施例１〕、１４５μｍ／５μｍ〔実施例２〕、１４０μｍ／１０μｍ〔実施例３〕、１３０μｍ／２０μｍ〔実施例４〕、１２０μｍ／３０μｍ〔実施例５〕、１１０μｍ／４０μｍ〔実施例６〕、１４９．５μｍ／０．５μｍ〔実施例７〕である金型ロールを設置した。また、レンチキュラーレンズ形状に対応する溝の幅と高さは、幅／高さの比がおよそ「３」となるようにした。冷却ロール９３には、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。

光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるように、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を毎分１．０ｍの成形速度に調整して、樹脂層を３層で押し出し、押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で挟みながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形する。４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、第１層５１にはマイクロレンズ形状を有し、第２層５３にはレンチキュラー形状と平坦部を有した、平面性のある導光板５を得た。

＜比較例１〜２＞
冷却ロール９２には、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に対応する溝／平坦部がそれぞれ、１００μｍ／５０μｍ〔比較例１〕、１４９．８μｍ／０．２μｍ〔比較例２〕である金型ロールを設置した。また、レンチキュラーレンズ形状に対応する溝の幅と高さは、幅／高さの比がおよそ「３」となるようにした。冷却ロール９３には、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。

光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるように、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を毎分１．０ｍの成形速度に調整して、樹脂層を３層で押し出し、押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で挟みながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形する。４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、第１層５１にはマイクロレンズ形状を有し、第２層５３にはレンチキュラー形状と平坦部を有した、平面性のある導光板５を得た。

＜比較例３＞
冷却ロール９２には、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に対応する溝が１５０μｍ（平坦部無し）である金型ロールを設置した。また、レンチキュラーレンズ形状に対応する溝の幅と高さは、幅／高さの比がおよそ「３」となるようにした。冷却ロール９３には、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。

光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるように、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を毎分１．０ｍの成形速度に調整して、樹脂層を３層で押し出し、押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で挟みながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形する。４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、第１層５１にはマイクロレンズ形状を有し、第２層５３にはレンチキュラー形状を有した、平面性のある導光板５を得た。

＜比較例４＞
冷却ロール９２には、鏡面の金型ロールを設置し、冷却ロール９３には、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。

光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるように、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を毎分１．０ｍの成形速度に調整して、樹脂層を３層で押し出し、押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で挟みながら、片面に形状（パターン）を賦形する。４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、第１層５１にはマイクロレンズ形状を有し、第２層５３には表面が平滑な面を有した、平面性のある導光板５を得た。

上述した各条件（実施例１〜７、比較例１〜４）に基づいて作製した１１種類の導光板５を使用して、バックライト性能に関する評価を行った。その評価結果を図９の一覧表に示す。各評価は、以下のようにして行った。

（輝点評価）
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、光源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（○印）、確認される場合は不合格（×印）である。
結果、平坦部の距離が、４０μｍ以下であると目視で輝点が確認されず良好であったが、５０μｍ以上であると目視で輝点が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、光源を点灯した状態で、導光板、拡散フィルム、拡散フィルム、および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６ｍｍの位置と８ｍｍの位置と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（○印）、確認される場合は不合格（×印）である。
結果、隣り合う第２光学要素間の平坦部の幅が０．５μｍ以上であると、光源から８ｍｍおよび６ｍｍの位置のいずれも明暗が確認されず良好であった。しかしながら、隣り合う第２光学要素間の平坦部の幅が０．２μｍ以下か、隣り合う第２光学要素間に平坦部がないと、光源から８ｍｍおよび６ｍｍの位置のいずれも明暗が確認されて不良であった。

この評価結果を考察する。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、光源付近の明暗の強度が確認される（顕在化する）。一方で、隣り合う第２光学要素間の平坦部では、光の直進性が低下するため、光源付近の明暗の強度が鈍化する。結果、第２光学要素による明暗の強度の顕在化と平坦部による明暗の強度の鈍化のそれぞれの効果を合わせた明暗のコントラストが確認される。このため、隣り合う第２光学要素間に平坦部があると、光の直進性の低下による明暗の強度の鈍化により、確認される明暗のコントラストが低くなるが、隣り合う第２光学要素間の平坦部の幅が小さくなると、光の直進性の低下による明暗の強度の鈍化の効果が小さくなり、確認される明暗のコントラストが高くなってしまう。つまり、隣り合う第２光学要素間の平坦部がある幅以上あることで、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態になり、明暗発生部２００がより光源３２側へ後退して、表示品位の低下を軽減できた。

（正面輝度評価およ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、光源を点灯した状態で、導光板、拡散フィルム、拡散フィルム、および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８Ｂに示す１３箇所にお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、隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板の値に対する比で表した。隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板の輝度より高い値の場合は合格（○印）、低い値の場合は不合格（×印）である。
結果、隣り合う第２光学要素間に平坦部がある導光板は、隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板の輝度と比較して、いずれも同等かそれ以上となり良好であった。第２光学要素がない導光板は、隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板の輝度と比較して、光の出射方向が広がって鉛直方向の強度が下がるため、輝度が低くなり不良であった。

面内輝度むらは、１３箇所の輝度値の最大値／最小値で表しており、１．２５以下の場合は合格（○印）、１．２５より大きい場合は不合格（×印）である。
結果は、いずれの面内輝度むらも、１．２５以下であり良好であった。

＜実施例８〜１１＞
冷却ロール９２には、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に対応する溝／平坦部がそれぞれ１４５μｍ／５μｍであり、平坦部に直径５μｍで深さ２．５μｍのほぼ半球の凹みをロールの円周方向と平行する向きに１０μｍ〔実施例８〕、１００μｍ〔実施例９〕、２５０μｍ〔実施例１０〕、５００μｍ〔実施例１１〕の間隔でそれぞれ形成した金型ロールを設置した。また、レンチキュラーレンズ形状に対応する溝の幅と高さは、幅／高さの比がおよそ「３」となるようにした。冷却ロール９３には、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。

光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるように、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を毎分１．０ｍの成形速度に調整して、樹脂層を３層で押し出し、押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で挟みながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形する。４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、第１層５１にはマイクロレンズ形状を有し、第２層５３にはレンチキュラー形状と平坦部を有した、平面性のある導光板５を得た。

＜比較例５＞
冷却ロール９２には、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に対応する溝／平坦部がそれぞれ１４５μｍ／５μｍであり、平坦部に直径５μｍで深さ２．５μｍのほぼ半球の凹みをロールの円周方向と平行する向きに５μｍの間隔で形成した金型ロールを設置した。また、レンチキュラーレンズ形状に対応する溝の幅と高さは、幅／高さの比がおよそ「３」となるようにした。冷却ロール９３には、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。

光学シート１０の厚さが２．０ｍｍになるように、Ｔダイ９１の出口のアクリル樹脂温度を２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を毎分１．０ｍの成形速度に調整して、樹脂層を３層で押し出し、押し出された溶融樹脂シート９を冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって線圧１５ｋｇｆ／ｃｍの圧力で挟みながら、それぞれ両面に形状（パターン）を賦形する。４個の冷却ロールの温度と回転速度を調整することで、第１層５１にはマイクロレンズ形状を有し、第２層５３にはレンチキュラー形状と平坦部を有した、平面性のある導光板５を得た。

上述した各条件（実施例８〜１１、比較例５）に基づいて作製した５種類の導光板を使用して、バックライト性能に関する評価を行った。その評価結果を図１０の一覧表に示す。各評価は、以下のようにして行った。

（ホットスポット評価）
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、光源を点灯した状態で、導光板、拡散フィルム、拡散フィルム、および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４ｍｍの位置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。光源からの距離は、バックライトにおける一般的な有効範囲でかつ表示上に影響が出ない距離に設定し、ディスプレイ筐体の枠に覆われる位置がより狭くなり、ディスプレイ表示が広い、すなわち狭額縁化を想定した。明暗の確認がされない場合は合格（○印）、確認される場合は不合格（×印）である。
結果、いずれの導光板も、明暗が確認されず、光源から４ｍｍの位置まで表示上問題がなく良好であった。平坦部にマイクロレンズがあると、導光した光の拡散により、輝度の明暗の強度が低下し、明暗箇所がより光源側へ後退して、表示品位の低下を軽減した。つまり、さらなる狭額縁化にも対応可能であることが確認できた。

（正面輝度評価および面内輝度むら評価）
ホットスポット評価と同様にして、導光板の鉛直方向から図８Ｂに示す１３箇所にお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、隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板の値に対する比で表した。隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板の輝度より高い値の場合は合格（○印）、低い値の場合は不合格（×印）である。
結果、いずれの導光板も、輝度が同等又は高い値となり良好であった。

面内輝度むらは、導光板における１３箇所の輝度値の最大値／最小値で表しており、１．２５以下の場合は合格（○印）、１．２５より大きい場合は不合格（×印）である。
結果、隣り合うマイクロレンズ間が１０μｍ以上では、輝度のばらつきが小さく良好であったが、隣り合うマイクロレンズ間が５μｍであると、マイクロレンズによる光拡散性が強いため、導光板において光源に近い位置の輝度が高く、光源から遠い位置では輝度が低くなり、導光板の輝度分布のバランスが悪化して不良であった。

２．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。シミュレーション１の結果を図１１の一覧表に、シミュレーション２の結果を図１２の一覧表にそれぞれ示した。

＜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６に示すランプハウス（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。

光源３２から導光板５の光源より最も離れた位置までの距離を５２０ｍｍとし、導光板５の厚みを２ｍｍとした。導光板５は、第１層５１／主層５２／第２層５３の３層からなる構成で、出射面側の第２層５３の第２光学要素５５として高さ／幅＝１／３となるレンチキュラーレンズ形状および隣り合うレンチキュラーレンズ形状間に平坦部５６を配置した（ケース１〜ケース７）。レンチキュラーレンズ形状と平坦部５６とを合わせた幅は、１５０μｍで一定にした。また、ケース８は、レンチキュラーレンズ形状を全面に配置し、ケース９は、第２層５３に第２光学要素５５の形状がなく、平面とした。一方、出射面側と反対側の第１層５１の第１光学要素５４として、凸状のマイクロレンズ形状を光源３２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〜ケース９）。第１層５１および第２層５３には、ＰＭＭＡ樹脂（屈折率：１．４９０７、厚み：０．１５ｍｍ）を用いた。主層５２には、ＰＭＭＡ樹脂（屈折率：１．４９１２、厚み：１．７ｍｍ）を用いた。導光板５の第１層５１と対向する位置には、リフレクタ３１を配置した。導光板５の第２層５３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、および直進性の３つを評価した。

（ホットスポット評価）
光源からの距離８ｍｍにおけるホットスポットの明暗強度比、すなわち（最大輝度−最小輝度）／輝度平均値をパーセント表記した。光源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。８％以下が良好であるため、８％以下の場合は合格（○印）、８％より大きい場合は不合格（×印）である。
結果、隣り合うレンチキュラーレンズ形状間に平坦部があるか、第２光学要素がないと、明暗強度比が８％を以下となり良好であったが、レンチキュラーレンズ形状のみであると、８％より高くなり不良であった。

（輝度むら評価）
導光板における１３箇所の輝度値の最小／最大を、パーセント表記した。７５％以上が良好であるため、７５％以上の場合は合格（○印）、７５％より小さい場合は不合格（×印）である。
結果、いずれのケースも、７５％以上となり、良好であった。

（直進性評価）
光源のＬＥＤを１個とし、光源から入射した光について、光源から２４０ｍｍ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８Ｃ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、輝度を比較した。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伝播してゆく際、導光板の光源と直交する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、隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板と比較して、隣り合う第２光学要素間に平坦部がある導光板と第２光学要素のない導光板について、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。隣り合う第２光学要素間に平坦部がない導光板と比較して、光の広がりが３０％以下である場合は合格（○印）であり、３０％より大きい広がりがある場合は不合格（×印）とした。
結果、隣り合う第２光学要素間の平坦部の幅が、５０μｍ以下は良好であったが、１００μｍ以上では不良となった。

また、このとき、第２光学要素のないケース９は、ケース８と比較して、光源から２４０ｍｍの位置で５４５％、およそ５．５倍の広がりでｙ１＝１５０ｍｍ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等にも対応でき、光の有効利用に繋がる。

＜シミュレーションモデル２＞
シミュレーションモデル１と同様の方法で、出射面側の第２層５３の第２光学要素５５として幅が１４５μｍで高さが４８．３μｍとなるレンチキュラーレンズ形状および隣り合うレンチキュラーレンズ形状間に幅が５μｍの平坦部５６を配置し、平坦部５６に直径５μｍ、高さ２．５μｍの半球かつ凸状のマイクロレンズ（光拡散要素５７）を配置した。隣り合うマイクロレンズの間隔を、それぞれ１０μｍ〔ケース１０〕、３０μｍ〔ケース１１〕、６０μｍ〔ケース１２〕、１００μｍ〔ケース１３〕、３００μｍ〔ケース１４〕、１０００μｍ〔ケース１５〕、マイクロレンズ無し〔ケース１６〕とした。レンチキュラーレンズ形状と平坦部とを合わせた幅は、１５０μｍで一定にした。また、出射面側と反対側の第１層５１の第１光学要素５４として凸状のマイクロレンズ形状を光源３２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１０〜ケース１６）。

（ホットスポット評価）
光源３２からの距離８ｍｍにおけるホットスポット（図８Ａを参照）の明暗強度比、すなわち（最大輝度−最小輝度）／輝度平均値を、マイクロレンズ無しと比較した。マイクロレンズ無しと同等以下の場合は合格（○印）、マイクロレンズ無しより大きい場合は不合格（×印）である。
結果、いずれのケースも、マイクロレンズ無しより小さくなり、良好であった。マイクロレンズ無しでも、上述（ケース２）したように、ホットスポットは良好であるが、マイクロレンズを配置すると、さらにホットスポットが良好であった。

（輝度むら評価）
導光板における１３点の箇所の輝度値の最小／最大のパーセントを、マイクロレンズ無しと比較した。マイクロレンズ無しと同等以上の場合は合格（○印）、マイクロレンズ無しより小さい場合は不合格（×印）である。
結果、いずれのケースも、マイクロレンズ無しと同等以上であり、良好であった。

（直進性評価）
光源のＬＥＤを１個とし、光源から入射した光について、光源から２４０ｍｍ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８Ｃ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、輝度を比較した。マイクロレンズ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。マイクロレンズ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（○印）、光の広がりが５％より大きい場合は不合格（×印）である。
結果、いずれのケースも、直進性は同等であり、良好であった。すなわち、マイクロレンズのない導光板と同等の直進性が得られた。

以上に示した、実施例１〜７および比較例１〜４の評価結果（図１０）と、ケース１〜９のシミュレーション結果（図１２）とから、実際に作製した導光板とシミュレーションとは同等である、との結果が得られた。
また、実施例８〜１１および比較例５の評価結果（図１１）と、ケース１０〜１６のシミュレーション結果（図１３）とによっても、実際に作成した導光板とシミュレーションとは同等である、との結果が得られた。

以上のように、本発明によれば、導光板の出射面側に設ける光学要素間の平坦部を調節することで、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、導光板の出射面側の光学要素間の平坦部に光拡散要素を付加すると、ホットスポットをさらに低減して、表示品位を向上させることが可能であり、液晶ディスプレイ筐体の狭額縁化にも対応可能であることが分かった。

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、などの用途に適している。

１ 表示装置
２ 画像表示素子
２１ 偏光板
２２ 液晶素子
３、１００ 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
５０ 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 平坦部
５７ 光拡散要素
５８ 光入射面
５９ 光出射面
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
９２〜９５ 冷却ロール
９６ 引取ロール
１０、１０１ 光学シート
２００ 明暗発生部
２０１ 暗部
２０２ 明部

Claims (6)

1. 光透過性のある導光板であって、
   第１主面、当該第１主面と対向する第２主面、および当該第１主面と当該第２主面とを接続する４つの側面を有し、
   前記第１主面に形成された、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光学要素と、
   前記第２主面に形成された、前記導光体内を伝播する光の光路を規制する光閉じ込めレンズである第２光学要素とを備え、
   隣り合う前記第２光学要素の間に平坦部を有することを特徴とする、導光板。
2. 前記平坦部の幅Ｗｆと前記第２光学要素の幅Ｗｌとの比が、
   １／２９９≦Ｗｆ／Ｗｌ≦４／１１
   を満足することを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
3. 前記平坦部に、前記導光板内を伝播している光の向きを出射面方向へ変える光拡散要素が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の導光板。
4. 前記光拡散要素の幅Ｗｄと隣り合う前記光拡散要素の間隔Ｐｄとの比が、
   Ｗｄ／Ｐｄ≦１／２
   を満足することを特徴とする、請求項３に記載の導光板。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載された導光板を用いた、バックライトユニット。
6. 請求項５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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