JP5636884B2 - 導光板、バックライトユニット、表示装置、及び導光板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源から入射した光を拡散して出射面から均一な照明光を出射する導光板及びその製造方法、この導光板を用いて液晶パネル等を背面側から照明するバックライトユニット及び表示装置に関する。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、導光板を用いない「直下型方式」と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や冷陰極管（ＣＣＦＴ）などの光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆるエッジライト方式）とがある。

直下型方式の液晶表示装置としては、図７に例示する装置が一般的に知られている。図７に示すように、上部に偏光板１７１，１７３に挟まれた液晶パネル１７２が設けられ、その下面側に蛍光管などからなる光源１５１が設けられている。光源１５１から出射された光を、拡散フィルム１８２で拡散させ、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させる。光源１５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源１５１の背面にはリフレクタ１５２が配置されている。

直下型方式の液晶表示装置では、線状光源の光を散乱させ、なおかつ光源が透けて見えないことが求められるため、拡散フィルムには光散乱粒子が配合されている。
近年の直下型方式の急増に合わせて、拡散フィルムについて様々な開発が行われており、その開発の多くは高透過、高拡散を目的とし、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を制御するものである。

しかし、図７に例示する装置でも、視野角の制御は、拡散フィルム１８２の拡散性のみに依存しており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
輝度を増大させるために、図８及び図９に示すように拡散フィルム１８５上に輝度強調フィルム１８６（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ、米国３Ｍ社の登録商標）を配置し、その上に図７に示すような拡散フィルム１８２を配置する方法が採用されている。

ＢＥＦは、透明部材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムである。このプリズムは光の波長に比較してサイズ（ピッチ）が大きい。ＢＥＦは、"軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）"からの光を集光し、この光を観察者に向けて"軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）"に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または"リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）"する。「軸上」とは、観察者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。ＢＥＦは、このように軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。

プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能である。水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、２枚のシートを組み合わせ、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
ＢＥＦの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。

ＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材を採用したディスプレイは、特許文献１乃至３に例示されるように多数の特許文献に開示されている。
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、たとえば図１０に示すものが一般に知られている。
図１０に示すように、上部に偏光板１７１，１７３に挟まれた液晶パネル１７２が設けられ、その背面側に略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリルなどの透明な基材からなる導光板１７９が設置されており、該導光板１７９の上面（光出射側）に拡散フィルム（拡散層）１７８が設けられている。この導光板１７９の下面には、導光板１７９に導入された光を効率よく液晶パネル１７２の方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる（図示せず）と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム（反射層）１７７が設けられている。導光板１７９の側端部には、光源ランプ１７６が取り付けられている。この光源ランプ１７６の光を効率よく導光板１７９内に入射させるために、光源ランプ１７６の背面側を覆うように高反射率のランプリフレクター１８１が設けられている。前記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板１７９内に入射した光に指向性を付与し、光出射面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。

近年では、図１１に示すように、光利用効率をアップして高輝度化を図るために、拡散フィルム１７８と液晶パネル１７２との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）１７４，１７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム１７４，１７５は導光板１７９の光出射面から出射され、拡散フィルム１７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させるものである。

また、液晶表示装置には、薄型、高輝度、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おり、それに伴い液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも軽量、高輝度、低消費電力であることが要求されている。特に、最近、目覚しく発展しているカラー液晶表示装置においては、液晶パネルの透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低いため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。

さらに、最近では映像媒体の多様化に伴い、高画質化が進み、それに映像の臨場感を味わいたいというニーズから、３Ｄ表示が可能な液晶表示装置の需要が増加している。３Ｄ表示を液晶表示装置で行なう場合、専用メガネを必要とする「アクティブシャッター方式」という方式が現在一般的である。この方式は、右目用と左目用の映像を交互に表示し、専用メガネにあるシャッターが開閉することで、映像を右目用と左目用に振り分け立体的に表示させるものである。しかしながら、この方式では、発光時間が通常の半分になり、また専用メガネの偏光板や反射などのロスもあって通常の２Ｄ表示時に比べて輝度が１０分の１に低下することが知られている。そのため、３Ｄ用液晶表示装置には２Ｄ表示の通常の液晶表示装置よりも高輝度化が求められる。高輝度化によりＬＥＤ光源の発熱量も増加し、導光板にかかる熱量も増す傾向にある。

特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報

ところで、図１２に示すように、導光板ライトガイド方式のバックライトユニットにおける導光板１７９では、バックライト点灯時の温度変化により光源１７６に最も近い導光板ユニットの入射面１７９ａ付近が熱の影響を最も受け易い。
したがって、長時間に渡ってバックライトを点灯させた場合、端部が発熱により膨張することにより、図１２に示すように、導光板１７９の出射面１７９ｂが凹状となるように反ってしまうという問題があった。

このように導光板ユニットに反りが発生すると、導光板１７９への光源１７６からの入射光量が減り光のロスが生じるとともに、均等に光を出射することができなくなり、輝度及び表示画像に影響が出るという問題があった。
特に、導光板ライトガイド方式では、透過率が非常に高く、無色透明であるためＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）からなる導光板が一般に用いられている。しかしながら、ＰＭＭＡは透過率が非常に高いが、耐熱性が高くはなく、且つ線膨張も大きいため、光源がＬＥＤ方式の場合、光源自体の温度が８０℃を超えることがあり、光源の放熱により光源近傍の入射面が熱せられ導光板に反りが生じ易いという問題がある。

本発明の目的は、光源からの放熱により生じる反りを抑制することである。

課題を解決するために、請求項１に係る発明は、端面に対向して配置された光源から入射された光を出射面にて面発光させる導光板であって、前記光源からの放熱によって発熱して生じる反りを抑制する反り抑制層を含み、前記反り抑制層は、前記出射面及び前記出射面とは反対側の面の少なくとも何れかに位置しており、前記反り抑制層の外方に臨む面には、凹凸パターンの形状をなす凹凸部が前記反り抑制層とは異なる材料により形成されていることを特徴とする導光板である。
また、請求項２に係る発明は、請求項１の記載において、複数層により構成されており、前記複数層のうちで最も厚い層は、光透過性の有る樹脂により形成され、前記反り抑制層は、前記樹脂よりも高い荷重たわみ温度を有する光透過性の有る樹脂により形成されることを特徴とする導光板である。

また、請求項３に係る発明は、請求項２の記載において、前記最も厚い層は、アクリル樹脂により形成され、前記反り抑制層は、アクリル樹脂よりも高い荷重たわみ温度を有する光透過性の有る樹脂により形成されることを特徴とする導光板である。
また、請求項４に係る発明は、請求項２又は３の記載において、前記反り抑制層の厚さを前記最も厚い層の厚さで割った比Ａが０．０３≦Ａ≦０．２であることを特徴とする導光板である。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の記載において、前記反り抑制層は、前記出射面及び前記出射面とは反対側の面の何れか一方に位置していることを特徴とする導光板である。
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の記載において、前記反り抑制層は、前記出射面とは反対側の面に位置しており、前記凹凸部は、印刷方法を用いて形成されたことを特徴とする導光板である。

また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の導光板と、前記導光板の端面に対向して配置される光源と、を備えることを特徴とするバックライトユニットである。
また、請求項８に係る発明は、請求項７の記載において、前記導光板の出射面に対向して配置され、前記出射面から出射された面状の光の輝度分布を調整する光学シートをさらに備えることを特徴とするバックライトユニットである。

また、請求項９に係る発明は、請求項７又は８に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からの光が入射されるように前記バックライトユニットが背面に配置され、表示画像を規定する画像表示素子と、を備えることを特徴とする表示装置である。
また、請求項１０に係る発明は、請求項９の記載において、前記画像表示素子は、画素単位での透過又は非透過に応じて表示画像を規定することを特徴とする表示装置である。
また、請求項１１に係る発明は、端面に対向して配置された光源から入射された光を出射面にて面発光させる導光板の製造方法であって、前記導光板の基材となる主層の前記出射面及び前記出射面とは反対側の面の少なくとも何れか一方に、前記光源からの放熱によって発熱して生じる反りを抑制する反り抑制層を形成する工程と、前記反り抑制層の外方に臨む面に、凹凸パターンの形状をなす凹凸部を前記反り抑制層とは異なる材料で形成する工程と、を有することを特徴とする導光板の製造方法である。
また、請求項１２に係る発明は、請求項１１の記載において、前記反り抑制層を形成する工程では、前記主層と前記反り抑制層とを共押出しして形成することを特徴とする導光板の製造方法である。

本発明によれば、反り抑制層を含むことにより、光源からの放熱により生じる反りを抑制することができる。

本実施形態のディスプレイ装置の構成を示す側面図である。 導光板の形状を示す側面図である。 第２の実施形態における導光板の形状を示す側面図である。 第３の実施形態における導光板の形状を示す側面図である。 実施例及び比較例の条件を示す図である。 実施例及び比較例の評価結果を示す図である。 従来の液晶表示装置の構成例を示す側面図である。 輝度強調フィルムを説明する図である。 輝度強調フィルムを説明する他の図である。 従来の液晶表示装置の他の構成例を示す側面図である。 従来の液晶表示装置の他の構成例を示す側面図である。 従来の液晶表示装置における課題を説明する図である。

（第１の実施形態）
（構成）
図１は、第１の実施形態となるディスプレイ装置１の構成を示す。
図１に示すように、ディスプレイ装置１は、バックライトユニット１０と、画像表示素子としての液晶パネル（液晶表示素子）７０とを有する。

バックライトユニット１０は、導光板ライトガイド方式のディスプレイ用バックライトユニットである。このバックライトユニット１０では、ランプハウス２０、第１光学シート４０、第２光学シート５０、及び第３光学シート６０が、その順番で液晶パネル７０に向かって配置されている。
ランプハウス２０は、導光板３０、光源２１、及びリフレクタ２２を有する。

導光板３０は、側面から入射された光を、側面に対して垂直面となる出射面全体から出射するように構成されている。
図２は、導光板３０を示す側面図である。
図２に示すように、導光板３０は、主層３１、反り抑制層３２、及び凹凸パターン部３３を有する。

主層３１は、光透過性（透明性）を有する樹脂材料により形成されている。主層３１の側面は、その側面に対向して配置されている光源２１からの光が入射される入射面３１ａとなる。主層３１は、入射面３１ａから入射された光を、該入射面３１ａに対して垂直面となる出射面３１ｂから出射する。以下の説明では、図１又は図２における上方向を出射側（出射面側）、下方向を背面側、主層３１の側方を入射側と称する。

反り抑制層３２は、主層３１の背面３１ｃ上に設けられている。そして、反り抑制層３２の背面上には、微細な凹凸パターンからなる凹凸パターン部３３が設けられている。なお、反り抑制層３２は、主層３１の背面側の片面だけに配置されていること、または主層８１の出射側及び背面側の両面に配置されていることのどちらかであることが好ましい。
反り抑制層３２は、主層３１と同様に、光透過性（透明性）を有する樹脂材料により形成されている。しかし、主層３１と反り抑制層３２とは、異なる樹脂材料により形成されている。すなわち、導光板３０は、異なる樹脂材料からなる複数の層構造になっている。

ここで、光透過性を考慮すると、最も厚い層（主層）３１を形成する材料は、アクリル系樹脂が良く、特にＰＭＭＡが好ましい。また、反り抑制層３２を形成する材料は、主層３１のアクリル系樹脂よりも荷重たわみ温度が高い透明樹脂である。例えば、反り抑制層３２の形成材料としては、ポリエチレンナフタレ−トなどのポリエステル系樹脂、高密度ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート，ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレ−ト、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトンなどのエンジニアリング樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリルニトリルポリスチレン共重合体，ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂などが挙げられる。

なお、主層３１の形成材料は、アクリル系樹脂に限定されるものではないし、さらに、反り抑制層３２の形成材料は、主層３１を形成する樹脂よりも荷重たわみ温度が高い透明樹脂であれば、以上のような材料に限定されるものではない。
凹凸パターン部３３については、光源２１から離れるに従い、すなわち、主層３１の入射面３１ａから離れるに従い、パターンの大きさ（例えば突起の大きさや突起間のピッチ）が変化する。また、凹凸パターン部３３のパターン形状は、ドットパターン、プリズムまたはレンチキュラーレンズのような延在するパターンであっても良く、出射面３１ｂにおける配光分布などに応じて任意に変更することができる。また、凹凸パターン部３３の形成方法としては、スクリーン印刷やインクジェット方式のような印刷方式、または紫外線硬化樹脂による成形によって付与しても良い。また、反り抑制層３２と凹凸パターン部３３とは別体として形成されても、一体として形成されても良い。

なお、導光板３０の深さ寸法は、光源２１からの光をロスすることなく入射面３１ａで受けるために、光源２１の深さ寸法同等以上が好ましい。
また、導光板３０の形成には様々な方式があるが、押出方式、射出方式などに限るものではない。
図１に示すように、光源２１は、導光板３０の側面（入射面３１ａ）に対向して複数配置されている。具体的には、光源２１は、点状光源群であり、図１の紙面に対して垂直方向に単位点状光源（ＬＥＤ）が複数配置されて構成されている。

このような光源２１としては、例えば列状に配置されたＬＥＤ群や半導体レーザー群の他、通常の蛍光管や冷陰極管、熱陰極管、外部電極管などが挙げられる。しかし、列状に配列された輝度、省エネルギー性を考慮して、光源２１をＬＥＤ群とすることが好ましい。 また、光源２１は、ランプハウス２０において１箇所、すなわち、導光板３０の４つの側面のうちの少なくとも一面に対向して配置されてあれば良い。

リフレクタ２２は、光反射性を有しており、導光板３０の背面側に配置されている。すなわち、リフレクタ２２は、導光板３０の反り抑制層３２又は凹凸パターン部３３に対向して配置されている。
リフレクタ２２は、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、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、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。

光源２１から出射されて導光板３０の下側（背面側）に向かう光は、このリフレクタ２２において反射されてから導光板３０の背面（凹凸パターン部３３）から入射されるようになる。
第１乃至第３光学シート４０，５０，６０は、導光板３０の出射側に配置されている。第１乃至第３光学シート４０，５０，６０は、導光板３０から出射された光を透過させて液晶パネル７０に入射させる。例えば、これら複数の光学シート４０，５０，６０の組み合わせにより、所望の輝度と所望の視野角の光が得られるようになっている。

すなわち、第１光学シート４０は、導光板３０から出射された光を透過させつつ、その光を均一に広げるように構成されている。具体的には、第１光学シート４０は、光透過性基材４１の出射面全体にわたって一体に複数のレンズ部（光学素子）４２が配列されて構成されている。ここでいうレンズ部４２は、具体的には、断面略半球形状のマイクロレンズである。

また、第２光学シート５０は、集光機能を有するように構成されている。具体的には、第２光学シート５０は、光透過性基材５１の出射面全体にわたって一体に複数のレンズ部（光学素子）５２が配列されて構成されている。ここでいうレンズ部５２は、具体的には、断面三角形状のプリズムである。
第３光学シート６０は、偏光機能を有するように構成されている。この第３光学シート６０を透過した光は、液晶パネル７０に向けて出射される。

なお、第１光学シート４０または第２光学シート５０は、マイクロレンズまたはプリズムが複数配置されて構成されているが、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でもよいし、マトリックス状に配置されたマイクロレンズであってもよい。
また、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、第１及び第２光学シート４０，５０のレンズ部４２，５２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体等を用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成される。この場合、第１光学シート４０では、透光性基材４１とレンズ部４２とを、それぞれ別の材料の別の基材から作製してもよいし、第２光学シート５０では、透光性基材５１とレンズ部５２とが一体となった同一の材料からなる一つの基材から構成してもよい。また、第１光学シート４０の透光性基材４１の入射面は、段差を設けて形成されてもよい。さらに、第１光学シート４０のレンズ部４２は、透光性基材４１上にＵＶや放射線硬化樹脂（ＵＶや放射線で硬化する材料を含む樹脂であれば特に種類は限定しない）を用いて形成されるとしてもよい。

液晶パネル７０は、画素単位での透過／非透過、又は透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置されて構成されている。具体的には、液晶パネル２０は、２枚の偏光板７１，７２で液晶層７３を挟んで構成されている。
このような構成により、液晶パネル７０では、第３光学シート６０からの出射光Ｌａが、偏光板７１を透過して液晶層７３に到達する。そして、液晶層７３を透過した光は、偏光板７２を透過して、Ｓに射出され観察者に視認される。このとき、具体的には、液晶パネル７０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、画像表示が行われる。
なお、導光板３０と液晶パネル７０との間には、前述以外の他の光学シートを配設しても良い。

（作用、効果等）
次にディスプレイ装置１の作用、効果等について、導光板３０の作用、効果等を中心に説明する。
光源２１から出射された光は、直接的に、またはリフレクタ２２で反射された後に導光板３０に入射する。このとき、リフレクタ２２で反射されて導光板３０に入射される光は、導光板３０においてリフレクタ２２に対向して配置されている凹凸パターン部３３が介在していることで均一化されたものとなる。
そして、導光板３０に入射した光は、該導光板３０内を通過して出射面３１ｂから出射される。このとき、導光板３０に入射した光は、直接的に、または反り抑制層３２の背面に設けられている凹凸パターン部３３での反射を繰り返すなどして、主層３１の出射面３１ｂから出射される。これにより、導光板３０は、出射面３１ｂの全面から光を出射する、すなわち面発光するようになる。よって、導光板３０を通過した光は、均一にされて、第１光学シート４０に向かって出射され、該光学シート８１の背面の全面に照明される。

そして、第１光学シート４０に入射された光は、該第１光学シート４０を透過して、光透過性基材４１及びレンズ部４２によって所定角度内に拡散されて第２光学シート５０に向けて出射される。
第２光学シート５０に入射された光は、該第２光学シート５０を透過して、レンズ部５２によって所定角度内に集光されて第３光学シート６０に向けて出射される。そして、出射された光は、偏光機能を有する第３光学シート６０を透過し、液晶パネル７０に入射される。

液晶パネル７０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、画像表示が行われる。
このようなディスプレイ装置１の導光板３０では、光源２１の点灯時の温度変化（発熱による放熱）により、該光源２１の近傍の部位が熱膨張の影響を最も受け易い。よって、導光板３０は、光源２１が近傍して対向配置されている入射面３１ａが該光源２１の熱の影響を受けることになる。

これに対して、本実施形態では、導光板３０は、主層３１よりも熱変形温度（具体的には荷重たわみ温度）が高い反り抑制層３２により、光源２１からの放熱による発熱によって生じる変形を抑制でき、該導光板３０全体に反りが発生することを抑制できる。すなわち、反り抑制層３２は、光源２１からの放熱によって発熱して生じる反りを抑制する層になっている。

また、導光板３０は、光源２１から出射された光（光の一部）が導光板３０とリフレクタ２２との間で反射を繰り返すため、出射面３１ｂよりも背面側の方が熱の影響を受けるようになる。
これに対して、本実施形態では、導光板３０は、反り抑制層３２を背面側に設けていることで、効果的に、光源２１からの放熱による変形を抑制でき、該導光板３０全体に反りが発生することを抑制できる。

このようなことから、ディスプレイ装置１は、長時間バックライトを点灯させた場合であっても、導光板３０の反りを最低限に抑えることができ、導光板３０の出射面３１ｂから均等に光を出射することを維持できる。これにより、ディスプレイ装置１は、ディスプレイの輝度低下や色味変化を抑制できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、ディスプレイ装置は、第１の実施形態とは異なる構成の導光板を有する。
図３は、第２の実施形態における導光板８０を示す側面図である。
図３に示すように、第２の実施形態における導光板８０は、反り抑制層８２と凹凸パターン部８３とが同種類の材料によって形成されている。
ここで、凹凸パターン部８３の形成方法については、導光板８０の押出時または射出時に金型を用いて付与する賦形方式のいずれの方式でも良い。また、凹凸パターン部８３の形状は、ドットパターン、プリズムまたはレンチキュラーレンズのような延在するパターンであっても良い。また、反り抑制層８２は、主層８１の背面側の片面だけに配置されていること、または主層８１の出射側及び背面側の両面に配置されていることのどちらかであることが好ましい。

このような第２の実施形態では、導光板８０が、主層８１よりも熱変形温度（具体的には荷重たわみ温度）が高い反り抑制層８２を有することにより、光源２１からの放熱による発熱によって生じる変形を抑制でき、該導光板８０全体に反りが発生することを抑制できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、ディスプレイ装置は、第１及び第２の実施形態とは異なる構成の導光板を有する。
図４は、第３の実施形態における導光板９０を示す側面図である。
図４に示すように、第３の実施形態における導光板９０は、出射側及び背面側それぞれに反り抑制層９２，９４及び凹凸パターン部９３，９５を有する。
反り抑制層９２及び凹凸パターン部９３は、主層９１の背面側に設けられている。例えば、凹凸パターン部９３は、前記第１の実施形態における凹凸パターン部３３と同様な形状になっている。例えば、凹凸パターン部９３を、反り抑制層９２と別に形成したり、反り抑制層９２と一体に形成したりしても良い。

また、反り抑制層９４及び凹凸パターン部９５は、出射側に設けられている。例えば、凹凸パターン部９５は、前記第２の実施形態における凹凸パターン部８３と同様な形状になっている。
このような第３の実施形態では、出射側及び背面側それぞれに反り抑制層９２，９４が有ることにより、光源２１からの放熱による発熱によって生じる反りをさらに抑制できる。
また、第３の実施形態では、出射側及び背面側それぞれに反り抑制層９２，９４があることにより、押出成形した場合には、成形時の歪による初期反りも抑制できる。

（実施形態の変形例）
本実施形態では、導光板において、主層の出射側だけに反り抑制層を設けることもできる。よって、本実施形態では、導光板において、主層の出射側及び背面側の少なくとも何れかに反り抑制層を設けるようにすれば良いことになる。
また、本実施形態では、導光板３０，８０，９０内に光拡散層を設けることもできる。これにより、光拡散層を設けることで光を十分均一化することができれば、第１乃至第３の光学シート４０，５０，６０のいずれか、又はそれら全てを設ける必要がなくなる。
また、ディスプレイ装置１は、液晶パネル７０を備える液晶表示装置としているが、少なくともバックライトユニット１０を含んで構成されていれば、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のように、バックライトユニット１０からの光を表示光として画像表示を行う画像表示部の種類は問わない。

また、第３の実施形態では、主層９１の出射側の凹凸パターン部９５は、光拡散・集光機能を有するものであっても良い。
また、第３の実施形態では、凹凸パターン部９３，９５の形状は、ドットパターン、プリズムまたはレンチキュラーレンズのような延在するパターン形状であっても良い。
また、第３の実施形態では、微細凹凸パターンの付与方法（形成方法）は、導光板９０の成形時に金型などを用いて賦形する方法または導光板成作成後にクリーン印刷やインクジェット方式のような印刷方式、または紫外線硬化樹脂による成形によって付与する方法であっても良い。

以下に実施例を具体的に説明する。なお、この実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
透明性が高く、一般的に導光板として用いられているＰＭＭＡ樹脂に対して、透明性が十分に高く且つ荷重たわみ温度が高いＰＣ樹脂を押出機により、共押出しを行い、ＰＭＭＡ樹脂を主層とし、ＰＣ樹脂を反り抑制層とする、厚さ４ｍｍの板を得た。反り抑制層であるＰＣ樹脂層と、主層であるＰＭＭＡ樹脂層との層比率Ａ≒０．１（ＰＣ樹脂層厚さ０．４ｍｍ、ＰＭＭＡ樹脂層厚さ３．６ｍｍ）となるように押出しを実施した。ここで、層比率Ａは、ＰＣ樹脂層の厚さ（反り抑制層厚さ）をＰＭＭＡ樹脂層の厚さ（主層厚さ）で割って得られる値である。

また、主層のＰＭＭＡの無色透明性の維持と反り抑制層による反り抑制とを両立するためには、層比率Ａは、０．０３≦Ａ≦０．２が成り立つことが好ましい。これは、層比率Ａが０．２を超えると、導光板内を光が反射を繰り返しながら進んでいくうちに、ＰＭＭＡの持つ無色透明性が損なわれ、出射させる光が色味を帯びてしまい、画像表示品位が低下してしまうからである。さらに、層比率Ａが０．０３未満になった場合には、反りを抑制する効果が足りず、導光板に反りが生じてしまうからである。

また、導光板のＰＣ樹脂層上にＴｉＯ２白色顔料の光拡散物質を含んだインキをスクリーン印刷することにより、ドットパターン（微細凹凸パターン）を付与した。バックライトの発光面内の輝度を均一にするため、導光板の単位面積に対する被覆の割合が光源から離れるに従って順次大きくなるようにスクリーン版を調整することにより、ドット径を調整した。調整した主層の厚さ、反り抑制層の厚さ、および層比率Ａの結果（条件）を図５に示す。

図１に示すように、液晶ＴＶに導光板ドットパターン（凹凸パターン部）を背面となるよう設置した後、分光放射計ＳＲ−３Ａ（株式会社トプコン製）にて、輝度及び色度測定を実施した。
また、評価に使用した光学シートは、ＴＶに初めから搭載されていた、マイクロレンズシート（第１光学シート４０に相当）、プリズムシート（第２光学シート５０に相当）、反射型変更フィルム（第３光学シート６０に相当）を用いた。

また、光源に関しても同液晶ＴＶに搭載されていた高さ４ｍｍのＬＥＤを使用した。液晶パネル（液晶表示素子）７０を用い、画像表示は最も輝度の高い白色表示で行ない、バックライト点灯後３０分経過した後測定を行なった。
図６は、評価結果を示す。輝度評価に関しては、比較例の層比率Ａ＝０．００（反り抑制層が無い）の導光板の輝度を１００％としたときの輝度比で示し、色味評価に関しては、比較例の正面での色度ｘ、ｙ（ｘ、ｙはＣＩＥ標準表色系の色度）からのズレ量Δｘｙ測定し、目視での色味変化の評価結果を示した。ここで、輝度比は高い方が好ましく、ズレ量Δｘｙは小さい方が好ましい。反りに関して、輝度及び色度測定後、光学シートを取り外し、導光板端部の反り量を測定した。

（実施例２）
層比率Ａ＝０．２に変更して、実施例１と同様の材質、厚み、方法にて図５に示す条件の導光板を作成し、実施例１と同様の評価を実施し、図６に示す結果を得た。
（実施例３、４）
実施例２と同様に、層比率Ａだけを変更して、図５に示す条件の導光板を作成し、実施例１及び２と同様の評価を実施し、図６に示す結果を得た。
（実施例５）
実施例１と同様の材質で、主層の背面側および出射側に反り抑制層であるＰＣ樹脂層を設けて、層比率Ａ＝０．０３となるように共押出し、図５に示す条件の導光板を得た。評価に関しては、実施例１乃至４と同様の評価を実施し、図６に示す結果を得た。

（評価結果）
図６の評価結果から、層比率Ａ＝０．００の比較例の導光板と比べて、反り抑制層を設けた実施例１乃至５の導光板は、光源からの放熱による反りが抑制されていることがわかる。また、反りが抑制されることにより、光源からの光モレが低減されたことで輝度上昇が見られた。さらに、層比率Ａは、０．０３≦Ａ≦０．２が成り立つことが好ましく、層比率Ａが０．２を超えると、導光板内を光が反射を繰り返しながら進んでいくうちに、ＰＭＭＡの持つ無色透明性が損なわれ、出射させる光が色味を帯びてしまい、Δｘｙの変化が大きくなり、画像表示品位が低下してしまった。層比率Ａが０．０３未満になった場合には、反り抑制効果が足りず、導光板に反りが生じてしまった。

１ ディスプレイ装置、１０ バックライトユニット、３０ 導光板、３１ 主層、３２ 反り抑制層、３３ 凹凸パターン部、７０ 液晶パネル（液晶表示素子）

Claims (12)

1. 端面に対向して配置された光源から入射された光を出射面にて面発光させる導光板であって、
   前記光源からの放熱によって発熱して生じる反りを抑制する反り抑制層を含み、
   前記反り抑制層は、前記出射面及び前記出射面とは反対側の面の少なくとも何れかに位置しており、
   前記反り抑制層の外方に臨む面には、凹凸パターンの形状をなす凹凸部が前記反り抑制層とは異なる材料により形成されていることを特徴とする導光板。
2. 複数層により構成されており、
   前記複数層のうちで最も厚い層は、光透過性の有る樹脂により形成され、
   前記反り抑制層は、前記樹脂よりも高い荷重たわみ温度を有する光透過性の有る樹脂により形成されることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記最も厚い層は、アクリル樹脂により形成され、
   前記反り抑制層は、アクリル樹脂よりも高い荷重たわみ温度を有する光透過性の有る樹脂により形成されることを特徴とする請求項２に記載の導光板。
4. 前記反り抑制層の厚さを前記最も厚い層の厚さで割った比Ａが０．０３≦Ａ≦０．２であることを特徴とする請求項２又は３に記載の導光板。
5. 前記反り抑制層は、前記出射面及び前記出射面とは反対側の面の何れか一方に位置していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の導光板。
6. 前記反り抑制層は、前記出射面とは反対側の面に位置しており、
   前記凹凸部は、印刷方法を用いて形成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の導光板。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の導光板と、
   前記導光板の端面に対向して配置される光源と、
   を備えることを特徴とするバックライトユニット。
8. 前記導光板の出射面に対向して配置され、前記出射面から出射された面状の光の輝度分布を調整する光学シートをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
9. 請求項７又は８に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からの光が入射されるように前記バックライトユニットが背面に配置され、表示画像を規定する画像表示素子と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
10. 前記画像表示素子は、画素単位での透過又は非透過に応じて表示画像を規定することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 端面に対向して配置された光源から入射された光を出射面にて面発光させる導光板の製造方法であって、
    前記導光板の基材となる主層の前記出射面及び前記出射面とは反対側の面の少なくとも何れか一方に、前記光源からの放熱によって発熱して生じる反りを抑制する反り抑制層を形成する工程と、
    前記反り抑制層の外方に臨む面に、凹凸パターンの形状をなす凹凸部を前記反り抑制層とは異なる材料で形成する工程と、を有することを特徴とする導光板の製造方法。
12. 前記反り抑制層を形成する工程では、前記主層と前記反り抑制層とを共押出しして形成することを特徴とする請求項１１に記載の導光板の製造方法。

Images