JP2014229576A - 導光板、導光板を備えたバックライトユニットおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押出成形方式により製造される、泡かみによる輝度、輝度分布性能の低下を防ぐことが可能な導光板を低コストで提供する。
【解決手段】導光板５０は、光入射面５６と、光入射面５６から入射した光を出射する光出射面５２と、光出射面５２と対向し光入射面５６から入射した光を光出射面５２に偏向する光偏向面５５とを備えている。光偏向面５５に、押出成形搬送方向と平行する第１の方向Ｘに延在する泡かみ防止レンズ１９０が第２の方向Ｙに多数並べられて構成された第１の凹凸パターンＰ１が設けられている。光偏向面５５に、光立ち上げレンズ１８１が互いに間隔をおいて多数配置されて構成された第２の凹凸パターンＰ２が設けられている。泡かみ防止レンズ１９０と光偏向面５５とがなす接線角α（°）が1.5°≦α≦20°を満たしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光路制御に用いられる導光板、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。

表示装置において、バックライト方式が提案されている。バックライト方式は、図柄を変更するパネル（液晶パネルなど）の背面側（観察者側とは反対側）に光源を配置し、パネル背面からの光でパネルを照明する方式である。

バックライト方式にて用いるバックライトユニットでは、導光板の直下に光源を配置する「直下型方式」、導光板の側端面に光源を配置する「エッジライト方式」などが提案されている。

また、液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力であることが市場ニーズとして強く要請されている。エッジライト方式は、光源を導光板の側端面に配置するため、薄型化、軽量化が容易である。また、消費電力削減のために光源の個数を減らしても、直下型方式のように光源間の暗部が発生しないため、市場のニーズに合致する。そのため、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットは、エッジライト方式が主流となっている。

エッジライト方式では、光出射面と対向する反射面に、ドット状の光拡散材含有インクが塗布された光立ち上げ用の反射パターンが形成された導光板が用いられる場合がある。
この場合、導光板の光出射面を均一に発光させるため、光源から離れた領域の輝度を大きくすることが行われている。光源から離れた領域の輝度を向上する方法として、例えば、光源に近い領域に塗布されるドットの径を小さくする方法（例えば、特許文献１参照）や、密度を下げるなどの方法がある。このように、光源からの距離に応じて反射パターンを変化させることによって、光源に近い領域の光の拡散量を小さくし、光源から離れた領域の光の拡散量を大きくすることができ、光出射面の発光を均一にすることができる。このようなドットの塗布は、スクリーン印刷などによって行われている。

しかしながら、印刷によるドット状の反射パターンを形成する場合、ドット径が約０．１ｍｍ以下になると、連続印刷により目詰まりが生じやすくなり、量産するとパターンがかすれる。したがって、ドットの径による輝度の調整には限界があるという問題がある（例えば、特許文献２参照）。

上述のように、バックライトユニットでは、印刷によるドット状の反射パターンでは、輝度調整に限界があるため、射出成形や押出成形を用いた、光学的機能を有するドットなどのような独立形状を付与した単一材料からなる導光板を用いることが考えられる（例えば、特許文献３参照）。この方法によれば、導光板の成形と同時に光学的機能を有する形状も形成されるため工程数が減り、低コスト化が実現できる。

射出成形法では導光板を作製する場合、溶融した熱可塑性樹脂を高い圧力で射出成形用金型に注入する。冷え固まる前の溶融状態で金型全体に樹脂を広げる必要があるため、樹脂注入口の大きな厚みの厚い導光板成形用金型を用いた厚板導光板作製には適しているものの、現在主流になりつつある、ノートパソコンやスマートデバイスなどの薄型表示装置用の導光板作製では金型の樹脂注入口が小さいため、冷え固まる前に金型全体に樹脂を広げることが難しく、所望の形状を形成した導光板を得るのに適していない。
一方、厚みの薄い導光板作製に適した製造方法としては、円筒状のシリンダー状金型を用いたＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌでの押出成形法が知られている。

特開平５−３２３１２４号公報 特開２０１１−６５９７０号公報 特開２０００−８９０３３号公報

上述の押出成形法では、低コストで容易に同じ導光板を連続で作製が可能であるが、光学的機能を有するドットなどのような独立形状を付与する際に、独立形状ゆえに成形時に金型のドット形状部と導光板の材料である溶融樹脂との間で泡をかみ込み易く、所望の輝度、輝度分布などの光学性能を有する導光板を得るのが難しい。

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、押出成形時の泡のかみ込みを低減し、光学性能に優れた導光板を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、光源から射出される光を入射する光入射面と、前記光入射面と直交すると共に前記光入射面から入射した光を出射する光出射面と、前記光入射面と直交すると共に前記光出射面と対向し前記光入射面から入射した光を前記光出射面に偏向する光偏向面とを備え、押出成形によって製造される導光板であって、前記光偏向面に、押出成形搬送方向と平行し、且つ、前記光入射面と直交する第１の方向に延在し、且つ、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第１の単位凹凸形状が前記第１の方向と直交する第２の方向に多数並べられて構成された第１の凹凸パターンを設け、前記光偏向面に、ドット状で、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第２の単位凹凸形状が互いに間隔をおいて多数配置されて構成された第２の凹凸パターンを設け、前記第１の単位凹凸形状と前記光偏向面とがなす接線角α（°）が1.5°≦α≦20°を満たし、前記第２の凹凸パターンは、前記第２の方向に沿った前記光源からの距離が離れるに従い、前記第２の単位凹凸形状の密度が高くなるように構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の導光板において、前記第１の単位凹凸形状の断面形状は、曲面又は非球面形状であることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の導光板において、前記第２の単位凹凸形状の高さ又は深さは、前記第１の単位凹凸形状の高さ又は深さよりも大きいことを特徴とする。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項記載の導光板において、前記光出射面に、前記第１の方向に延在し、且つ、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第３の単位凹凸形状が前記第２の方向に多数並べられて構成された第３の凹凸パターンを設け、前記第３の単位凹凸形状と前記光出射面とがなす接線角β（°）が1.5°≦α≦20°を満たすことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る発明は、請求項４に記載の導光板において、前記第３の単位凹凸形状の断面形状は、曲面又は非球面形状であることを特徴とする。

本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の導光板を備えるバックライトユニットである。
本発明の請求項７に係る発明は、請求項６に記載のバックライトユニットを備える表示装置である。

本発明によれば、輝度、輝度分布などの光学性能に優れた導光板、バックライトユニットおよび表示装置を提供することができる。

（Ａ）は本発明に係る導光板の構成を示す上面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は下面図である。 図１に示す導光板の構成を示す断面図である。 図１に示す導光板を備えた表示装置の構成を示す概略図である。 本発明に係る導光板についての評価結果を示す図である。 本発明に係る導光板についての評価結果を示す図である。

以下、本発明に係る導光板について説明を行う。

図３に示すように、導光板５０は、略矩形平板状の部材であって、導光板５０の観察者側Sが光出射面５２（第二主面）であり、光出射面５２とは反対側の面が光偏向面５５（第一主面）である。導光板５０は、光入射面（側端面）５６に光源１７６を配置することにより、光入射面５６から入射された光を面方向に拡散するエッジライト型の導光板５０として用いられるものである。

導光板５０は、押出成形法によって、製造することが好ましい。凹凸パターンが彫刻された金型ロールを用いることにより、光偏向面５５と光出射面５２との表面にインラインで、凹凸パターン５４および凹凸パターン１８１を付与することができる。このため、連続的に導光板５０を製造することが出来る。

導光板５０に用いる材料は、光源１７６から発する光に対し、押出成形が可能な光透過性を有する材料であればよい。また、黄色変化を考慮して、光源光に対して反応性のない熱可塑性樹脂であればよい。導光板５０を構成する樹脂は、複層であっても構わないが、異種の材料であると界面での屈折率差による光量ロス生じるため、同種の材料であることが好ましい。導光板５０に用いる材料としては、例えば、光源１７６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）などを含む材料が挙げられる。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、導光板５０の層に用いる主たる材料として好ましい。ここで、主たる材料とは、導光板５０全体の重量における重量比が９０％以上を占める材料のことをいう。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る導光板５０を光出射面５２側から見た図、断面、光偏向面５５から見た図である。導光板５０の光偏向面５５には、押出成形搬送方向に平行且つ、光源１７６に面した光入射面５６と直交する方向に延在して配置される泡かみ防止レンズ１９０によって構成される第１の凹凸パターンと、導光板５０の光源１７６側の光入射面５６から離れるにつれて密度が高くなるように（占有面積が大きくなるように）単位ドットを配置してなる光立ち上げレンズ１８１によって構成される第２の凹凸パターンとで構成される。泡かみ防止レンズ１９０は、押出成形搬送方向に平行に配置されることにより、光立ち上げレンズ１８１で生じた泡を搬送方向に押し出し、導光板における泡かみ発生を抑制することができる。また、泡かみ防止レンズ１９０が光源１７６に面した光入射面５６と直交する方向に配置することにより、入射光の光路制御が容易となる。導光板５０の光出射面５２は泡かみ防止レンズ１９０と平行な方向に延在して集光レンズ２００から構成される。集光レンズ２００に関しても押出成形時の泡かみと光路制御のため、泡かみ防止レンズ１９０と平行の方向に配置される。

より詳細に説明すると、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、導光板５０は、光源１７６から射出される光を入射する光入射面５６と、光入射面５６と直交すると共に光入射面５６から入射した光を出射する光出射面５２と、光入射面５６と直交すると共に光出射面５２と対向し光入射面５６から入射した光を光出射面５２に偏向する光偏向面５５とを備えている。
光偏向面５５に、押出成形搬送方向と平行し、且つ、光入射面５６と直交する第１の方向Ｘに延在し、且つ、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第１の単位凹凸形状としての泡かみ防止レンズ１９０が第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに多数並べられて構成された第１の凹凸パターンＰ１が設けられている。
光偏向面５５に、ドット状で、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第２の単位凹凸形状としての光立ち上げレンズ１８１が互いに間隔をおいて多数配置されて構成された第２の凹凸パターンＰ２が設けられている。
図１（Ｃ）に示すように、第２の凹凸パターンＰ２は、第２の方向Ｙに沿った光源１７６（図３）からの距離が離れるに従い、光立ち上げレンズ１８１（第２の単位凹凸形状）の密度が高くなるように、（第２の単位凹凸形状の占有面積が大きくなるように）構成されている。
また、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光出射面５２に、第１の方向Ｘに延在し、且つ、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第３の単位凹凸形状としての集光レンズ２００が第２の方向Ｙに多数並べられて構成された第３の凹凸パターンＰ３が設けられている。

図２は、導光板５０の断面図である。
泡かみ防止レンズ１９０（第１の単位凹凸形状）と光偏向面５５とがなす接線角α（°）が1.5°≦α≦20°を満たしている。
泡かみ防止レンズ１９０は、光偏向面５５との接線角α（°）が1.5°≦αとすることで、押出成形時の泡かみを防止することが可能となり、混入する泡による不規則な光散乱効果を抑制し、同一光偏向面５５に存在する光立ち上げレンズ１８１にて所望の輝度分布を示すことができる。また、α＞20°となると、泡かみ防止レンズ１９０間での光の反射量が増加し、導光板５０内部において、光閉じ込め効果が生じてしまい、光源１７６から離れた位置での画面両端部まで光が届かず、輝度分布が低下してしまうため、α≦20°が好ましい。また、光源１７６近傍での光立ち上げレンズ１８１の配置密度は低いため、観察者側から光立ち上げレンズ１８１の影が視認され画質を低下させやすいが、泡かみ防止レンズ１９０のレンズ効果により影の隠蔽性を向上させることができる。

泡かみ防止レンズ１９０の光入射面５６と平行する方向における断面形状は、プリズムレンズ形状のような平面を有するレンズの場合においてもレンズ面の反射により光閉じ込め効果が発生し、輝度低下が生じてしまうため、レンチキュラーレンズ形状のようなレンズ面での反射が少ない球面又は非球面形状とすることが望ましい。また、断面形状を球面又は非球面形状とすることで耐擦性も向上させることが可能である。尚、泡かみ防止レンズ１９０及び光立ち上げレンズ１８１は凸形状又は凹形状でも良いが、一方のレンズが凸形状ならもう一方のレンズも同じ凸形状である方がシリンダー状金型を作製する上では好ましい。

光立ち上げレンズ１８１の高さを泡かみ防止レンズ１９０の高さよりも高くすることで、光立ち上げレンズ１８１の光出射面５２への光立ち上げ効果を低下させることはない。

光出射面５２上の集光レンズ２００（第３の単位凹凸形状）においても光閉じ込め効果が生じてしまうため、光出射面５２との接線角β≦20°が好ましい。光立ち上げレンズ１８１の影の隠蔽性を向上するためβ≧1.5°が好ましい。β＜1.5°であると、光立ち上げレンズ１８１の影の隠蔽性が低下する。また、光出射面５２に傷が入ってしまったときには、集光レンズ２００のレンズ効果により傷による光の立ち上がりを散乱させ、輝点として視認できなくなる。

集光レンズ２００の光入射面５６と平行する方向における断面形状に関しても、泡かみ防止レンズ１９０と同様の理由でレンチキュラーレンズ形状のようなレンズ面での反射が少ない球面又は非球面形状とすることが望ましい。集光レンズ２００に関しても、凸形状又は凹形状でも良いが、耐擦性を考慮すると、凸形状であることがより好ましい。

なお、本実施形態では、導光板５０は、単層構成の例を説明したが、複層構成でも良い。

なお、泡かみ防止レンズ１９０（第１の単位凹凸形状）の幅と高さ（深さ）の比率は、１．０×１０^−４以上１．０×１０^−１以下が泡かみ防止性、輝度分布の均一性の向上を図る上で好ましい。
上記比率が上記範囲を下回ると、泡かみ防止性を図る効果が低減する。
上記比率が上記範囲を上回ると、光閉じ込め効果が強くなり、輝度輝度分布の均一性が低減する。
また、光立ち上げレンズ１８１（第２の単位凹凸形状）は、平面視楕円形を呈しており、短軸が押出成形搬送方向（第１の方向）と平行し、長軸が押出成形搬送方向と直交する方向（第２の方向）と平行している。
光立ち上げレンズ１８１（第２の単位凹凸形状）は、短軸径３０μｍ以上１５０μ以下であり、長軸径が３５μｍ以上２００μｍ以下であることが耐擦性、隠蔽性の向上を図る上で好ましい。
上記短軸径あるいは長軸径が上記範囲を下回ると、耐擦性、隠蔽性の向上を図る効果が低減する。
上記短軸径あるいは長軸径が上記範囲を上回ると、表示装置上で光立ち上げレンズが視認しやすくなる理由から隠蔽性の向上を図る効果が低減する。
また、光立ち上げレンズ１８１（第２の単位凹凸形状）の高さ（深さ）は、５μｍ以上５０μｍ以下が、輝度及び輝度分布の均一性の向上を図る上で好ましい。
上記高さ（深さ）が上記範囲を下回ると、金型作製精度の理由から安定してレンズ形状を得るのが難しいため、輝度及び輝度分布の均一性の向上を図る効果が低減する。
上記高さ（深さ）が上記範囲を上回ると、光立ち上げ効果が強まるために輝度分布の均一性の向上を図る効果が低減する。
また、集光レンズ２００（第３の単位凹凸形状）の幅は、５μｍ以上２００μｍ以下であることが輝度、輝度分布の均一性及び表示品質の向上を図る上で好ましい。
上記幅が上記範囲を下回ると、金型作製精度の理由から安定してレンズ形状を得るのが難しいため、輝度及び輝度分布の均一性の向上を図る効果が低減する。
上記幅が上記範囲を上回ると、泡かみ防止レンズとのモアレが発生しやすくなるため、表示品質が低減する。
また、泡かみ防止レンズ１９０（第１の凹凸形状）の高さ（深さ）は、２μｍ以上１００μｍ以下が輝度、輝度分布の均一性の向上を図る上で好ましい。
上記高さ（深さ）が上記範囲を下回ると、金型作製精度の理由から安定してレンズ形状を得るのが難しいため、輝度及び輝度分布の均一性の向上を図る効果が低減する。
上記高さ（深さ）が上記範囲を上回ると、光閉じ込め効果が強まるために輝度及び輝度分布の均一性が低減する。

以下、本発明に係る導光板を備えたバックライトユニットについて説明を行う。

図３は、導光板５０を備えたバックライトユニット２の構成を示す概略図である。バックライトユニット２は、ランプハウス６と、偏光光学シート３１と、集光光学シート３３と、拡散光学シート３５とを備える。ランプハウス６は、導光板５０と、導光板５０の光入射面である光入射面５６に設けられた光源１７６と、導光板５０の光偏向面５５の下方に設けられたリフレクタ６０とを備え、光出射面５２から光を出射する。

光源１７６には、用途および仕様により、所望する特性の光を発する公知の光源を適宜用いることができる。光源１７６としては、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などの光源を用いることができる。

バックライトユニット２に対し、配置する光源１７６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、光源１７６が、ＬＥＤ光源のような点光源の場合、複数の光源１７６を配置することが好ましい。光源１７６として、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ることができる。また、複数の光源１７６を配置する場合、泡かみレンズ１９０及び集光レンズ２００の延在する方向に直交する導光板５０の側端面に配置していれば良く、
例えば、
１）導光板５０の１つの側端面（図３の光入射面５６）に対向するように光源１７６を配置する構成
２）導光板５０の２つの側端面（図３の光入射面５６および側端面５７）に対向するように光源１７６を配置する構成
のいずれであってもよい。

また、光源１７６を配置するにあたり、光源１７６の厚みは、導光板５０の厚みと同程度であることが好ましい。光源１７６の厚みを、導光板の厚み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５０の光入射面５６に光源１７６を配置したとき、光源１７６からの光をロスすることなく、導光板５０内に導光することが出来る。

バックライトユニット２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３１と、光を均一に広げるようにプリズム状パターン４３が平行に配列された集光光学シート３３と、集光機能を有するように透明基材４１上にレンズパターン４３ａを成形した拡散光学シート３５とが、この順で配置されている。しかしながら、光学シートの組み合わせ、種類、積載順序、数は限定されるものではない。また、光学シートはバックライトユニット２の必須の構成ではなく、バックライトユニット２とは別体で光学シートを設けてもよい。また、バックライトユニット２に光学シートを設けなかった場合、バックライトユニット２は、ランプハウス６そのものとなる。

尚、バックライトユニット２において、導光板５０の光出射面５２の上方に配置される光学シートは、公知の光学シートを、表示性能の観点から適宜組み合わせることができる。
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よい。

光学シートとして、例えば、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、光学シートとして、例えば、凸状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たものを採用してもよい。

リフレクタ６０として、例えば、ＰＥＴやＰＰなど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、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、アルミなどの金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、表面に十分な反射性を有する金属薄板、などを用いることができる。
反射性を有するリフレクタ６０を配置することにより、光偏向面５５側から抜け出てしまった光を光出射面５２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。しかしながら、図３では、導光板５０の光偏向面５５の下方に、光反射性を有するリフレクタ６０を配置した構成となっているが、リフレクタ６０は、バックライトユニット２およびランプハウス６の必須の構成ではない。

以下、本発明の表示装置について説明を行う。
表示装置１は、観察面方向Ｓから見て順に、液晶装置３と、バックライトユニット２とを備える。液晶装置３は、２枚の偏光板９の間に画像表示素子１０が挟持されて構成されている。

画像表示素子１０には、複数の画素が配列されている。画像表示素子１０に、配列されている各画素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。画像表示素子１０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ることができる。画像表示素子１０として用いる画像表示素子により、表示装置１は、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において、光源１７６から出射された光の一部は直接、導光板５０の光入射面５６より入射し、また、他の光はリフレクタ６０で反射されて、導光板５０に入射する。
導光板５０に入射した光は、導光板５０の内部を通過して直接的に、または、光偏向面５５上の泡かみ防止レンズ１９０及び光立ち上げレンズ１８１によって反射されて、光出射面５２上の集光レンズ２００から出射する。導光板５０から出射した光は、拡散光学シート３５と、集光光学シート３３と、偏光光学シート３１とを通過する。偏光光学シート３１を通過した光は、液晶装置３で、画像信号に基づいて、駆動部（図示せず）によって制御された各画素領域の偏光状態に応じた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。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。しかしながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。

次に、導光板を作製し、評価を行った。

＜導光板の作製＞
押出ダイに熱可塑性樹脂材料を入れ、材料を高温で溶融させ、光偏向面用シリンダー状金型（押出成形搬送方向と平行方向に配置されたレンチキュラーレンズ形状の泡かみ防止レンズ１９０と搬送方向で密度が変化するドット形状の光立ち上げレンズ１８１に対応する形状が彫刻された金型）と出射面用シリンダー状金型（押出成形搬送方向と平行方向に配置されたレンチキュラーレンズ形状の集光レンズ２００に対応する形状が彫刻された金型）にて狭圧することにより、光偏向面５５および光出射面５２に凹凸パターンを賦形し、押出成形により導光板５０を製造した。金型に彫刻する形状を変更することにより、以下の比較例及び実施例に示す導光板を得た。
以下、用いた材料および導光板の仕様について示す。

（導光板の材料）
熱可塑性樹脂材料：ＰＭＭＡ樹脂（製品名：三菱レイヨン製アクリペット（登録商標）ＶＨ０００）、総厚み：0.55ｍｍ。

＜比較例＞
泡かみ防止レンズ１９０を付与せずに、光立ち上げレンズ１８１として押出成形搬送方向の径（短軸径）が70μm、搬送方向と直交する方向の径（長軸径）が90μm、深さ10μmの楕円形ドットのみを彫刻した光偏向面用シリンダー状金型と、形状を彫刻せず鏡面の出射面用シリンダー状金型を用いて、導光板を作製した。

（泡かみ評価）
上述の方法で作製した導光板を、13.3インチサイズ画面サイズ（300mm×175mm）内の目視可能な泡かみの有無を確認し、泡かみが確認された導光板を×評価とし、泡かみが確認されなかったものを○評価とした。

（輝度・輝度分布評価）
上述の方法で作製した導光板５０を、光源１７６が導光板の光入射面５６に位置するようにバックライト内に配置し、観察面側から輝度及び輝度分布を測定・評価した。このとき、LED光源が１つの光入射面５６に対向するように配置された13.3インチノートPC UX31A ZENBOOK（ASUS製）のバックライトユニットに用いられていた導光板を交換して測定・評価を行った。また、輝度測定には、超低輝度分光放射計：ＳＲ−ＵＬ２（トプコン製）、輝度分布測定には、ProMetric 1200（RADIANT IMAGING製）を用いた。輝度評価は、測定した中心輝度が設計値通りであった場合に○評価、設計値通りでなく低下した場合に×評価とした。輝度分布評価は光源１７６と反対側に位置する導光板５０の側端面５７側の光出射面の画面両端での暗部の有無で評価し、暗部が視認された場合を×評価、視認されなかった場合を○評価とした。

＜実施例１〜４＞
比較例と同様に光偏向面側のシリンダー状金型上に深さ2μmのレンチキュラーレンズ形状の泡かみレンズ防止を接線角αを変えて彫刻し、押出成形により図４に示す接線角αを有する導光板を作製し、泡かみ及び輝度・輝度分布の測定・評価を行った。

実施例１〜４、比較例で作製した導光板の泡かみ、輝度・輝度分布評価結果を図４に示す。

図４により、比較例のように、光偏向面５５上に泡かみ防止レンズ１９０がない場合、導光板５０内に泡かみが生じていた。また実施例１の接線角α＝1.0°においても泡かみが生じていた。輝度に関しても、光源１７６からの光が泡によって散乱され輝点となって視認され、設計通りの性能を示すことができず、輝度分布に関しても生じた輝点により光源１７６と反対側の光入射面周辺で光量不足が生じ画面に暗部が発生してしまった。実施例２〜４の接線角α≧1.5°においては、導光板５０内に泡かみが視認されなかった。押出成形搬送方向と平行に泡かみ防止レンズ１９０が配置されていることにより、溶融樹脂がドット形状に入り込むときに生じる泡かみが抑制されることが確認された。輝度に関しては、α≧1.5°で設計通りであったが、輝度分布に関しては、実施例４にあるように、α＞20°においては泡かみ防止レンズ１９０の光閉じ込め効果が強くなり、光源１７６と反対側の側端面５７の画面両端に暗部が生じてしまった。

＜実施例５〜８＞
実施例３と同様の光偏向面５５側のシリンダー状金型を使用し、光出射面５２側のシリンダー金型上に深さ3.5μmのレンチキュラーレンズ形状の集光レンズ２００の接線角βを変えて彫刻し、実施例３と同様にして押出成形により図５に示す接線角βを有する導光板５０を作製した。

（隠蔽性評価）
ドットの隠蔽性は、評価に用いたバックライトに搭載されていた光学シート越しに目視にてドットの影が視認できる場合は×評価とし、視認できない場合は○評価とした。

（輝度・輝度分布評価）
上記実施例１〜３同様の測定器を用い、輝度評価に関しては、実施例３の輝度値と比較し、輝度低下がない場合を○評価とし、変化がない場合△評価とし、低下がある場合を×評価とした。輝度分布評価に関しては、実施例３と比較し、画面に暗部が発生する場合を×評価とし、発生しない場合を○評価とした。

実施例３と比較した、実施例５〜８で作製した導光板の隠蔽性、輝度・輝度分布評価結果を図５に示す。

図５より、比較例のように、出射面上に集光レンズがない場合、隠蔽性が低いため光偏向面上のドットが視認され、画質の品位を落してしまうことがわかった。また実施例５の接線角ベータ＝1.0°においては、実施例３と比較し、隠蔽性、輝度、輝度分布に変化がないことがわかった。実施例６〜８のβ≧1.5°で集光レンズの効果により隠蔽性が向上し、且つ輝度が上昇することがわかった。輝度分布に関しては、実施例８にあるように、β＞20°においては集光レンズの光閉じ込め効果が強くなり、光源と反対側の側端面側の光出射面の画面両端に暗部が生じてしまった。

本発明に係る導光板は、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、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、建材などに有用である。

１ 表示装置
２ バックライトユニット
３ 液晶装置
６ ランプハウス
９ 偏光板
１０ 画像表示素子
３１ 偏光光学シート
３３ 集光光学シート
３５ 拡散光学シート
４１ 透明基材
４３ プリズム状パターン
４３ａ レンズパターン
５０ 導光板
５２ 光出射面
１８１ 光立ち上げレンズ（第２の単位凹凸形状）
５５ 光偏向面
５６ 光入射面
６０ リフレクタ
１７６ 光源
１９０ 泡かみ防止レンズ（第１の単位凹凸形状）
２００ 集光レンズ（第３の単位凹凸形状）
Ｐ１ 第１の凹凸パターン
Ｐ２ 第２の凹凸パターン
Ｐ３ 第３の凹凸パターン

Claims (7)

1. 光源から射出される光を入射する光入射面と、
   前記光入射面と直交すると共に前記光入射面から入射した光を出射する光出射面と、
   前記光入射面と直交すると共に前記光出射面と対向し前記光入射面から入射した光を前記光出射面に偏向する光偏向面とを備え、
   押出成形によって製造される導光板であって、
   前記光偏向面に、押出成形搬送方向と平行し、且つ、前記光入射面と直交する第１の方向に延在し、且つ、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第１の単位凹凸形状が前記第１の方向と直交する第２の方向に多数並べられて構成された第１の凹凸パターンを設け、
   前記光偏向面に、ドット状で、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第２の単位凹凸形状が、互いに間隔をおいて多数配置されて構成された第２の凹凸パターンを設け、
   前記第１の単位凹凸形状と前記光偏向面とがなす接線角α（°）が1.5°≦α≦20°を満たし、
   前記第２の凹凸パターンは、前記第２の方向に沿った前記光源からの距離が離れるに従い、前記第２の単位凹凸形状の密度が高くなるように構成されている、
   ことを特徴とする導光板。
2. 前記第１の単位凹凸形状の断面形状は、曲面又は非球面形状である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記第２の単位凹凸形状の高さ又は深さは、前記第１の単位凹凸形状の高さ又は深さよりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の導光板。
4. 前記光出射面に、前記第１の方向に延在し、且つ、断面が凹形状あるいは凸形状をなす第３の単位凹凸形状が前記第２の方向に多数並べられて構成された第３の凹凸パターンを設け、
   前記第３の単位凹凸形状と前記光出射面とがなす接線角β（°）が1.5°≦α≦20°を満たす、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の導光板。
5. 前記第３の単位凹凸形状の断面形状は、曲面又は非球面形状である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の導光板。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載の導光板を備える、バックライトユニット。
7. 請求項６に記載のバックライトユニットを備える、表示装置。

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