JP2014175057A - 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】基材５０の第１主面５０ａに入射光を第２主面５０ｂ側へ偏向する第１光学要素光５４を設け、基材５０の第２主面５０ｂに入射光を基材５０内に閉じ込め、かつ入射光を第２主面５０ｂの面方向に拡散／集光する光閉じ込めレンズからなる第２光学要素５５を設ける。そして、各光閉じ込めレンズの頂部には、光閉じ込めレンズの全長に亘り第２主面５０ｂと平行な平坦面５６が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光路制御に用いられる導光板、及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でなる表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）に代表されるフラットパネルディスプレイには、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た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向いておらず、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用いられている。

しかるに、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、低消費電力が図れる、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）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インチ以上の中型または大型の液晶表示装置にも用いられている。

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１１（ａ）に示すように、導光板５の光入射面５７である端部付近に光の明部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、輝度むらをなくし、ホットスポットを軽減させることが可能な導光板及びそれを用いたバックライトユニット並びに表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項の発明は、厚さ方向の一方の面を第１主面とし、厚さ方向の他方の面を第２主面とし、かつ前記第１主面の縁部と前記第２主面の縁部とを接続する端面の少なくとも一部を光入射面とする光透過性の基材を有する導光板であって、前記第１主面に形成され前記光入射面から前記基材内に入射した光を前記第２主面側へ偏向する第１光学要素と、前記第２主面に形成され前記光入射面から入射した光を前記基材内に閉じ込め、かつ該閉じ込められた光を前記第２主面の外方に拡散／集光する第２光学要素とを備え、前記第２光学要素は、前記第２主面に沿い互いに接して一次元方向に平行に配列された一定の高さと一定の幅を有して凸条に延在する複数の光閉じ込めレンズからなり、前記複数の光閉じ込めレンズの延在方向の端部に位置する前記端面が前記光入射面となっており、少なくとも前記光入射面側の前記複数の光閉じ込めレンズの延在方向の端部に、前記延在方向にそった一定の長さで前記各光閉じ込めレンズの前記頂部を切除した平坦面が形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の導光板において、前記基材は、中央層と、前記中央層の厚さ方向の一方の面に積層され前記第１光学要素を有する第１層と、前記中央層の厚さ方向の他方の面に積層され前記第２光学要素を有する第２層とからなり、前記中央層、前記第１層及び前記第２層は屈折率の等しい光透過性材料で成形されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の導光板において、前記光閉じ込めレンズの幅をＷｌとし、前記平坦面の幅をＷｆとしたとき、前記平坦面の幅Ｗｆと前記光閉じ込めレンズの幅Ｗｌとの比が、２５／７６≦Ｗｆ／Ｗｌ≦１５／１９を満足すること特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１または２記載の導光板において、前記第１光学要素は、前記光偏向面に沿い二次元方向に配列された凸状または凹状の複数のマイクロレンズであることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４記載の導光板において、前記マイクロレンズは、前記光入射面から離れるにつれて前記マイクロレンズの二次元方向のピッチが減少するように配列されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４または５記載の導光板において、前記光入射面と直交する方向で、かつ前記第１主面に対し鉛直方向に中心が一致する前記マイクロレンズの中心方向の断面形状のアスペクト比が０．０５以上０．２以下の範囲内であることを特徴とする。

請求項７の発明は、バックライトユニットであって、請求項１乃至６の何れか一項に記載された導光板と、前記導光板の前記光入射面に対向して配置された光源とを備えることを特徴とする。

請求項８の発明は、表示装置であって、請求項７記載のバックライトユニットと、前記バックライトユニットの光出射側に対向配置された画像表示パネルとを備えることを特徴とする。

本発明の導光板によれば、基材の第１主面に入射光を第２主面側へ偏向する第１光学要素を設け、基材の第２主面に光入射面から入射した光を基材内に閉じ込め、かつ該閉じ込められた光を第２主面の外方に拡散／集光する、一定の高さと一定の幅を有して凸条に延在する複数光閉じ込めレンズからなる第２光学要素を設け、そして、少なくとも光入射面側の複数の光閉じ込めレンズの延在方向の端部に、前記延在方向にそった一定の長さで各光閉じ込めレンズの頂部を切除した平坦面を形成する構成にしたので、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、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。

本発明の第１の実施の形態を示す導光板の概略斜視図である。 図１に示す導光板を矢印Ｄ方向から見た概略側面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す導光板の概略斜視図である。 図２に示す導光板を矢印Ｄ方向から見た概略側面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す導光板の概略斜視図である。 本発明の第４の実施の形態を示す導光板の概略斜視図である。 （ａ）は図６に示す導光板の第２光学要素の頂部形状を示す説明図、（ｂ）は図1、図２及び図３に示す導光板の第２光学要素の頂部形状を示す説明図、（ｃ）は図６に示す導光板における光入射面側の第２光学要素の頂部形状を示す説明図である。 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説明図である。 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の概略断面図である。 本発明の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である。 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である。 （ａ）は本発明にかかる導光板の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、（ｂ）は本発明にかかる導光板の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、（ｃ）は本発明にかかる導光板の直進性評価における測定位置の一例を説明する図である。 本発明の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である。 本発明の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である。 本発明に係る導光板の第１光学要素の形状の一例を図である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に示す導光板について図１及び図２を参照して説明をする。
本実施の形態かかる導光板５は、図１及び図２に示すように、平面視形状が長方形で全体が直方体を呈する一定厚さの光透過性の基材５０を有している。
この基材５０の厚さ方向の一方の面を第１主面５０ａとし、厚さ方向の他方の面を第２主面５０ｂとし、かつ第１主面５０ａの縁部と前記第２主面の縁部とを接続する４つの端面のうちの１つの端面を光入射面５０ｃとしている。そして、第１主面５０ａには、光入射面５０ｃから基材５０内に入射した光を第２主面５０ｂ側へ偏向する凸状のマイクロレンズからなる第１光学要素５４が第１主面５０ａに沿い二次元方向に形成されている。また、第２主面５０ｂには、光入射面５０ｃから入射した光が基材５０内を伝播する光の光路を規制して光を基材５０内に閉じ込め、かつ該入射光を第２主面５０ｂの外方に拡散／集光する第２光学要素５５が形成されている。

第２光学要素５５は、前記第２主面５０ｂに沿い互いに接して一次元方向に平行に配列された、単位形状が凸状シリンドリカル形状を呈する一定の幅と一定の高さを有する凸状に延在する複数の光閉じ込めレンズから構成されている。そして、第２光学要素５５を構成する各光閉じ込めレンズの頂部には、この頂部を光閉じ込めレンズの延在方向の全長に亘り切除することにより、第２主面５０ｂと平行な平坦面５６が形成されている。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に示す導光板５は、図３及び図４に示すように、第１の実施の形態に示す導光板と同様に、平面視形状が長方形で全体が直方体を呈する一定厚さの光透過性の基材５０を有している。
本実施の形態に示す導光板と上記第１の実施の形態に示す導光板と異なる点は、基材５０が、中央層５２と、中央層５２の厚さ方向の一方の面に積層された、第１光学要素５４を有する第１層５１と、中央層５２の厚さ方向の他方の面に積層された、第２光学要素５５を有する第２層５３とから構成されているところにある。そして、中央層５２、第１層５１及び第２層５３には、中央層５２と第１層５１との屈折率差及び中央層５２と第２層５３との屈折率差がほとんど０に近い値、すなわち屈折率が共に等しい光透過性材料で成形されていることが望ましい。
なお、第１光学要素５４及び第２光学要素５５は、上記第１の実施の形態に示す場合と同様に構成されている。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に示す導光板５は、図５に示すように、第１の実施の形態に示す導光板と同様に、平面視形状が長方形で全体が直方体を呈する一定厚さの光透過性の基材５０を有している。
本実施の形態に示す導光板と上記第１の実施の形態に示す導光板と異なる点は、第１主面５０ａに形成される第１光学要素５４が、凹状のマイクロレンズを第１主面５０ａに沿い二次元方向に形成されているところにある。
なお、第２光学要素５５は、上記第１の実施の形態に示す場合と同様に構成されている。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に示す導光板５は、図６に示すように、第１の実施の形態に示す導光板と同様に、平面視形状が長方形で全体が直方体を呈する一定厚さの光透過性の基材５０を有している。
本実施の形態に示す導光板おける第２光学要素５５は、第１の実施の形態に示す導光板と同様に、第２主面５０ｂに沿い互いに接して一次元方向に平行に配列された、単位形状が凸状シリンドリカル形状を呈する一定の幅と一定の高さを有する凸状に延在する複数の光閉じ込めレンズから構成される。そして、上記第１の実施の形態に示す導光板と異なる点は、光入射面５０ｃ側の複数の光閉じ込めレンズの延在方向の端部に、この延在方向にそった一定の長さLで各光閉じ込めレンズの頂部を切除した平坦面５６ａが第２主面５０ｂと平行に形成されているところにある。
この場合の平坦面５６ａの高さは、第２主面５０ｂから弧状頂部を有する光閉じ込めレンズの頂部までの高さより低く形成されている。
なお、第１光学要素５４は、上記第１の実施の形態に示す場合と同様に構成されている。

上記のように構成された各実施の形態において、第１主面５０ａの光偏向要素である第１光学要素５４は、光入射面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。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マイクロレンズパターンやストライプパターンを用いてもよい。図１には、第１主面５０ａに形成される凹凸パターンとして、凸状のマイクロレンズパターンを示している。なお、図５には、凹状のマイクロレンズパターンを示した。

第１光学要素５４の凹凸パターンの配列形状は、二次元方向に配列された形状のマイクロレンズパターンであることが最も好ましい。また、第１光学要素５４が二次元方向に配列された形状のマイクロレンズパターンである場合、一次元方向に延在するパターンと比較して、第１光学要素５４によって立ち上げられた光の明暗の間隔が狭くなり、観察者側から視認されることを防ぐ、つまり隠蔽することができる。
また、第１光学要素５４の凹凸パターンの配列が一次元方向に延在するパターンと二次元方向に配列形状を有するパターンとでは、第１主面５０ａに占める割合が同じであるときに、二次元方向に配列形状を有するパターンの方が、より分散して配置することができ、隣り合う第１光学要素５４の間隔を狭くすることができる。すなわち、第１光学要素５４によって立ち上げられた光の明暗の間隔が狭くなり、観察者側から視認されにくくすることができる。

さらに、第１光学要素５４がマイクロレンズ形状であり、光入射面５０ｃに直交する方向で、第１主面５０ａに対し鉛直方向に中心が一致するマイクロレンズの中心方向の断面形状のアスペクト比が０．０５以上０．２以下の範囲内であることが最も好ましい。マイクロレンズ形状のアスペクト比が変わると立ち上げられた光の分布が変化する。アスペクト比が０．０５より小さいと、立ち上げられた光が斜めになり、導光板５の第２主面５０ｂから射出されない光が増大し、光の効率が下がってしまうという問題がある。また、アスペクト比が０．２よりも大きいと第２主面５０ｂ側に立ち上げられる光だけでなく、第１主面５０ａ側に抜けてしまう光が発生してしまうため、導光板５の第２主面５０ｂから出射される光の効率が下がってしまうという問題がある。

本実施の形態において、第１光学要素５４を構成する凹凸パターンとしてのマイクロレンズの形状としては、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、凸状の円弧曲面を有する凸状マイクロレンズ５４ａでも良いし、図１５（ｃ）、（ｄ）に示すように、四角錐状を呈する凸状マイクロレンズ５４ａでも良い。また、図１５（ｅ）〜（ｆ）に示すように、曲面と平面とを混在させて凸状を呈するように形成された凸状マイクロレンズ５４ａでも良い。また、上記凸状のマイクロレンズと同様の形状を有する凹状マイクロレンズでも良い。

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、その面方向に光を拡散／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レンズを複数平行配列したパターンや、三角プリズムレンズを複数平行配列したパターン等を用いてもよい。

第２光学要素５５の平坦面５６は、第２光学要素５５を構成する凸状シリンドリカルレンズの形状に対し、その側面形状が第２主面５０ｂから平坦面５６に行くに従い幅方向の断面積が減少する弧状の形状を維持し、かつその頂部が平坦面になるように、凸状シリンドリカルレンズの弧状頂部をレンズの高さ方向に一定量取り除いた形状にすることにより、すなわち、図７（ｂ）または／あるいは図７（ｃ）のように平坦面５６の幅を変化させることが好ましい。このとき、第２光学要素５５の第２主面５０ｂから平坦面５６までの高さＨが変化してもよい。なお、図７（ａ）は、図６に示した第２光学要素５５を構成する凸状シリンドリカルレンズの頂部が平坦面状にカットされない箇所の頂部形状を表している。
上記凸状シリンドリカルレンズの弧状の形状と頂部の平坦面５６が接する境界の形状は、図７（ｂ）、（ｃ）に示したような角状の形状でも良いし、丸みを帯びた緩やかな弧状でも良い。

第２光学要素の平坦面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、凹凸の表面粗さが、ＪＩＳＢ０６０１（１９８２年）に準拠して十点平均粗さＲｚとして測定された場合に、１．０μｍ以下であることが望ましい。例えば、凹凸の表面粗さRzが１．０μｍより大きく、２．０μｍ以下であると、導光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、平坦面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。図６では、第２光学要素５５の平坦面５６ａを光源に近い領域（Ｌ）にのみ形成した本発明の導光板を示している。また、図６にあっては、第２光学要素の一端部が頂部に平坦面を備えており、その他の領域では平坦面を備えない構造となっている。

第２光学要素５５の幅Ｗｌと平坦面の幅Ｗとは、図７に示すように、幅Ｗｆと幅Ｗ１との比が２５／７６≦Ｗｆ／Ｗｌ≦１５／１９であることが好ましく、かつ幅Ｗｆの大きさは５０μｍから１２０μｍが好ましい。Ｗｆ／Ｗｌが２５／７６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１５／１９より大きいと直進性が低下するため、好ましくない。

本発明の導光板５は、図１、図５及び図６に示したように１層構造の基材５０以外にも、図２に示したように２層以上の多層構造であってもよい。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２及び図３に示す導光板５の基材５０は、第１層５１、中央層５２、第２層５３がこの順に積層された３層で構成されるものである。この場合、各層の屈折率が共に等しい光透過性材料で成形されていることが望ましい。

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、第１層５１及び第２層５３に熱に対する流動性が高い樹脂を使用すると、第１層５１及び第２層５３に形状を賦形しやすくなる。また、一例として、中央層５２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。

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。これらの製造法を使用した場合、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。
本発明における導光板５の厚さは、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、特に導光板５の厚さは０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下が望ましい。導光板５の厚さが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、導光板５の厚さが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。

上記製造手法の中でも、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形成する。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形成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、平滑な面を形成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を有する金型の作製方法は、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などを吹きつけ、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。

次に、本発明かかる導光板５の製造に用いられる押出成形装置について、図８を参照して説明する。
押出成形装置は、図８に示すように、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と、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と、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と、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と、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と、上下一対の引取ロール９６とを備える。

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に近接されて冷却ロール９２と平行に配置されている。冷却ロール９２及び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良いし、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及び９４は図８中時計回りに一定速度で回転し、冷却ロール９３及び９５は図８中反時計回りに一定速度で回転する。

図８に示す押出成型装置において、冷却ロール９３〜９５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３及び図４に示した３層構造の導光板５を製造方法について説明する。
図８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及び頂部に平坦面を形成するため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するための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の温度は２００℃以上が好ましい。樹脂層を３層で押し出し、光学シート１０の厚さに合わせて、Ｔダイ９１の吐出量及び成形速度を調整する。溶融樹脂シート９の表裏にレンズパターンが賦形できるように、冷却ロール９２と冷却ロール９３とによって十分な線圧の圧力で押すのが好ましい。冷却ロール９２、９３、９４、９５は温度調整を行う。冷却ロールの温度は、押し出された光学シート１０とロール表面とが完全に密着するために十分な温度で、且つ光学シート１０がロールに貼り付いて剥がれにくくならない温度にする。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、また、溶融樹脂シート９を引き取るように調節を行う。

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レンズ形状の頂部に平坦面が形成された、平面性のある導光板５が得られる。

以下、図９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及び導光板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５７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５７から入射した光を光出射面５８から出射する構成になっている。

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５を囲むように周囲に配置してもよい。例えば、４つの端面を有する導光板５では、１つの端面から最大４つの端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内に入射することができる。

また、バックライトユニット４において、更に、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など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の第１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、第１層側へ抜けた光を第２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９を参照して、本発明の導光板５を用いた表示装置１について説明する。
本発明かかる表示装置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で挟持した構成になっている。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、または第２光学要素５５の凹凸パターンで反射した後に光出射面５８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。

以下、本発明にかかる導光板の具体的な実施例について説明する。
図３及び図４に示したように、第１層５１、中央層５２、第２層５３の３層構造で、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、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８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を構成する３層構造の基材５０のうち、第１層５１の厚みが０．１５ｍｍ、中央層の厚みが１．７ｍｍ、および第２層５３の厚みが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で頂部に平坦面を有する形状を賦形する冷却ロール９２は、切削方式により粗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で頂部に平坦面を有する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で頂部に平坦面を有する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で頂部に平坦面を有する形状であ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。
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、切削方式により鏡面出しを行った金型ロールに、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１〜４）
冷却ロール９２には、ロールの円周方向と平行する向きに底部幅１５２μｍのレンチキュラーレンズ形状で頂部に平坦面を有する形状に対応する溝の平坦面の幅/レンズ高さがそれぞれ、５０μｍ/４６．７μｍ〔実施例１〕、５９μｍ/４５.０μｍ〔実施例２〕、８０μｍ/４０.０μｍ〔実施例３〕、１２０μｍ/２３.０μｍ〔実施例４〕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弧の形状は一定にした。
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は２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を１．０ｍ／ｍｉｎ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で頂部に平坦面を有する形状が成形された、平面性のある導光板５を得た。

（比較例１〜３）
冷却ロール９２には、ロールの円周方向と平行する向きに底部幅１５２μｍのレンチキュラーレンズ形状で頂部に平坦面を有する形状に対応する溝の平坦面の幅/レンズ高さがそれぞれ、１７μｍ/５０．５μｍ〔比較例１〕、２４μｍ/５０．０μｍ〔比較例２〕１３０μｍ/１７．４μｍ〔比較例３〕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弧の形状は、実施例１から４と同じにした。
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は２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を１．０ｍ／ｍｉｎ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で頂部に平坦面を有する形状が成形された、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、ロールの円周方向と平行する向きに底部幅１５２μｍのレンチキュラーレンズ形状に対応する溝の高さが５０μｍ（平坦面なし）である金型ロールを設置した。
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は２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を１．０ｍ／ｍｉｎ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を得た。

（比較例５）
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は２６０℃にし、Ｔダイ９１の吐出量を１．０ｍ／ｍｉｎ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を得た。

上述した各条件（実施例１〜４、比較例１〜５）に基づいて作製した９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。

（隠蔽性評価）
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、マイクロレンズの一つ一つが識別されるかどうかを、目視で確認した。一つ一つが識別されないということは、隠蔽性が高いということである。目視確認できる場合は欠陥となるため、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。
結果：平坦面の幅が１２０μｍ以下であると目視で確認されず良好であったが、１３０μｍ以上であるか、第２光学要素がないと、第１光学要素が目視確認され不良であった。

以上の結果を考察する。第1光学要素のマイクロレンズから立ち上がった光が、第２光学要素のレンチキュラーレンズにより、観察側に方向に変えて出射するため、観察側からは広がった大きさのマイクロレンズの光として視認される。そこで、さらに隣り合うマイクロレンズから立ち上がった、広がった大きさのマイクロレンズの光が出射面に並ぶため、光の明暗差が少なくなり、観察側からは一つ一つのマイクロレンズは視認されにくくなる。
一方で、第２光学要素がなく平坦である場合や第２光学要素の頂部の平坦面が多い場合は、第1光学要素のマイクロレンズから立ち上がった光は、出射の向きがほとんど変わらず、マイクロレンズと同等の大きさの光が出射面に並ぶため、光の明暗差が大きくなり、観察側からは一つ一つのマイクレンズの光として視認されやすくなる。すなわち、平坦面がある一定量以下であると、第２光学要素のレンチキュラーレンズによる、第１光学要素のマイクロレンズの隠蔽性の効果が得られる。

（ホットスポット評価）
隠蔽性評価と同様に、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。
結果：平坦面の幅が５０μｍ以上であると、光源から８ｍｍおよび６ｍｍの位置いずれも、明暗が確認されず良好であった。しかしながら、平坦面の幅が２４μｍ以下であるか、平坦面がないと、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。

以上の結果を考察する。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、第２光学要素の頂部の平坦面では、光の直進性が低下するため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面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、第２光学要素の頂部に平坦面があると、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った。しかしながら、第２光学要素の頂部の平坦面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、第２光学要素の頂部の平坦面がある幅以上あることで、図１１（ａ）に示すような状態から図１１（ｂ）に示すような状態になり、明暗箇所がより光源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１２（ｂ）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、第２光学要素の頂部に平坦面がない導光板の値に対する比で表した。第２光学要素の頂部に平坦面がな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。
結果：平坦面が１２０μｍ以下である導光板は、平坦面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。平坦面が１３０μｍであるか、第２光学要素がない導光板は、平坦面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。
結果：いずれの面内輝度むらも、１．２５以下であり良好であった。

＜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。結果を図１４の一覧表にそれぞれ示す。

（シミュレーションモデル）
Optical Research Associates社製照明設計解析ソフトウェアLight Toolsを用いて、図１０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。

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、中央層５２、第２層５３の３層からなる構造で、出射面側の第２層５３の第２光学要素として高さが５２μｍ、底部幅が１５２μｍとなるレンチキュラーレンズ形状を配置した（ケース１）。また、レンチキュラーレンズ形状の頂部に平坦面を配置し、合わせて高さを変化させた（ケース２からケース７）。レンチキュラーレンズ形状は一定にした。さらに、ケース８は第２層５３の第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からケース８）。
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。中央層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、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。８％以下が良好であるため、８％以下の場合は合格（○）、８％より大きい場合は不合格（×）である。
結果：レンチキュラーレンズ形状の頂部の平坦面の幅が５９μｍ以上あるか、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頂部の平坦面の幅が４８ｍ以下であるか、レンチキュラーレンズ形状の頂部の平坦面がないと、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(○)、７５％より小さい場合は不合格（×）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１２（ｃ）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）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光学要素の頂部に平坦面がない導光板と比較して、第２光学要素の頂部に平坦面がある導光板と第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。第２光学要素の頂部に平坦面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（○）であり、３０％より大きい広がりがある場合は不合格（×）とした。
結果：第２光学要素の頂部の平坦面の幅が８０μｍ以下は良好であったが、１２５μｍ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８は、ケース１と比較して、光源から２４０ｍｍの位置で５５３％、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。

以上に示した、実施例１〜４および比較例１〜５の評価結果（図１３参照）と、シミュレーションによるケース１〜８の結果（図１４参照）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。

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の頂部の平坦面を調節することで、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。

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、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…平坦面、５７…光入射面、５８…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…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。

Claims (8)

1. 厚さ方向の一方の面を第１主面とし、厚さ方向の他方の面を第２主面とし、かつ前記第１主面の縁部と前記第２主面の縁部とを接続する端面の少なくとも一部を光入射面とする光透過性の基材を有する導光板であって、
   前記第１主面に形成され前記光入射面から前記基材内に入射した光を前記第２主面側へ偏向する第１光学要素と、
   前記第２主面に形成され前記光入射面から入射した光を前記基材内に閉じ込め、かつ該閉じ込められた光を前記第２主面の外方に拡散／集光する第２光学要素とを備え、
   前記第２光学要素は、前記第２主面に沿い互いに接して一次元方向に平行に配列された一定の高さと一定の幅を有して凸条に延在する複数の光閉じ込めレンズからなり、
   前記複数の光閉じ込めレンズの延在方向の端部に位置する前記端面が前記光入射面となっており、
   少なくとも前記光入射面側の前記複数の光閉じ込めレンズの延在方向の端部に、前記延在方向にそった一定の長さで前記各光閉じ込めレンズの前記頂部を切除した平坦面が形成されている、
   ことを特徴とする導光板。
2. 前記基材は、中央層と、前記中央層の厚さ方向の一方の面に積層され前記第１光学要素を有する第１層と、前記中央層の厚さ方向の他方の面に積層され前記第２光学要素を有する第２層とからなり、前記中央層、前記第１層及び前記第２層は屈折率の等しい光透過性材料で成形されていることを特徴とする請求項１記載の導光板。
3. 前記光閉じ込めレンズの幅をＷｌとし、前記平坦面の幅をＷｆとしたとき、前記平坦面の幅Ｗｆと前記光閉じ込めレンズの幅Ｗｌとの比が、２５／７６≦Ｗｆ／Ｗｌ≦１５／１９を満足すること特徴とする請求項１または２記載の導光板。
4. 前記第１光学要素は、前記第１主面に沿い二次元方向に配列された凸状または凹状の複数のマイクロレンズであることを特徴とする請求項１または２記載の導光板。
5. 前記マイクロレンズは、前記光入射面から離れるにつれて前記マイクロレンズの二次元方向のピッチが減少するように配列されていることを特徴とする請求項４記載の導光板。
6. 前記光入射面と直交する方向で、かつ前記第１主面に対し鉛直方向に中心が一致する前記マイクロレンズの中心方向の断面形状のアスペクト比が０．０５以上０．２以下の範囲内であることを特徴とする請求項４または５記載の導光板。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載された導光板と、前記導光板の前記光入射面に対向して配置された光源とを備える、
   ことを特徴とするバックライトユニット。
8. 請求項７記載のバックライトユニットと、前記バックライトユニットの光出射側に対向配置された画像表示パネルとを備える、
   ことを特徴とする表示装置。

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