JP6079602B2

JP6079602B2 - 導光板

Info

Publication number: JP6079602B2
Application number: JP2013257792A
Authority: JP
Inventors: 俊樹岡安; 鈴木　茂; 鈴木　　茂; 義浩矢部
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: JP2015115253A

Description

本発明は、光入射端面と、前記光入射端面と直交する光出射面とを有し、輝度ばらつきがなく、高い正面輝度を得ることが可能な導光板に関する。

液晶用バックライトにおいてコンパクト化の観点からエッジライト方式のものが多く使用されている。また、携帯電話やゲーム機などの携帯用液晶表示装置は消費電力低減のためにバックライトの一次光源として点状光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。
上記のようなＬＥＤを光源として用いるエッジライト方式のバックライトにおいては、矩形板状の導光体の少なくとも１つの端面を光入射端面として用いて、前記光入射端面に沿ってＬＥＤ光源を直線状に配置し、前記ＬＥＤ光源から発せられた光を導光体の光入射端面から導光体内部へと導入し、前記導光体の２つの主面のうちの一方である光出射面から、正面輝度を光出射面内で略均一に整えた光を出射させるようにしている（特許文献１参照）。

また、スマートフォンやタブレットＰＣのような、通常の携帯電話よりディスプレイサイズの大きな携帯液晶表示装置の急速な普及により、画面全体を高輝度に保つために必要な電力は増加しており、省電力のために、ＬＥＤ光源の利用効率の高いバックライトユニットが求められている。特許文献２には、光出射面および光出射面の反対面にレンズ状の形状やマット形状を設けた高輝度導光板について記載されている。

特開２００６−１４００２0号公報特開２００８−２１８４１８号公報

ところで、導光板の機能は、前述のように、ＬＥＤ光源から発せられた光を光入射端面から導入し、光出射面から、正面輝度を光出射面内で略均一に整えた光を出射させることであるが、特許文献１、２に記載の導光板は、高輝度と輝度の面内均一性との両立が必ずしも充分ではなく、輝度の面内均一性が高い導光板は輝度が低く、一方、輝度向上を優先させた導光板は、輝度の面内均一性が劣る、といった課題があった。
そこで、本発明は、優れた高輝度と輝度の面内均一性を両立可能な導光板を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を包含する。
［１］少なくとも１つの光入射端面と、前記光入射端面と直交する光出射面と、前記光出射面と対向する面とを有する導光板であって、
前記光出射面には、前記光出射面の法線方向から見て蛇行している複数の突条１が配列した第１の凹凸パターンを有し、
第１の凹凸パターンは、複数の突条１が前記光入射端面に略平行な方向に配列して成り、
前記光出射面と対向する面には、複数の突条２が配列した第２の凹凸パターンを有し、
第２の凹凸パターンは、複数の突条２が前記光入射端面に略垂直な方向に配列して成る導光板。
［２］前記第１の凹凸パターンは、導光板の内部から光出射面の法線方向に光を照射し、光出射面から出射させた際の光の１／２値角度が、
前記光入射端面に平行となる方向において１０〜４０°となり、且つ、
前記光入射端面に垂直となる方向において５°以下となる
特性を有する［１］に記載の導光板。
［３］前記第１の凹凸パターンは、導光板の内部から光出射面の法線方向に光を照射し、光出射面から出射させた際の光の１／５０値角度が、
前記光入射端面に平行となる方向において１５０°以下となり、且つ、
前記光入射端面に垂直となる方向において１４°以下となる
特性を有する［２］に記載の導光板
［４］［１］〜［３］いずれかに記載の導光板の前記光入射端面に近接して、複数のＬＥＤ光源が、前記前記光出射面と平行となる方向に線状に配列してなる光源ユニット。

本発明の導光板は、高輝度と輝度の面内均一性を有する。

本発明の導光板の一実施形態を示す、拡大斜視図である。本発明の導光板を用いた液晶表示装置の一実施形態を示す、拡大斜視図である。図１の導光板の第１の凹凸パターンを光入射端面と平行な面で切断した際の断面図である。１／２値角度と１／５０値角度を算出するための説明に用いる図である。

以下の説明において、図１などに示すＸＹＺ直交座標系を適宜参照して、本発明の導光板の形状や配置などを説明する。本明細書では、このＸＹＺ直交座標系において、第１の方向はＹ軸方向として、第２の方向はＸ軸方向として、第３の方向はＺ軸方向として定義する。また、第３の方向は、導光板の光出射面または反対面の法線方向と言うこともある。

（導光板）
本発明の導光板の一実施形態について図１および図２を用いて説明する。
図１に、本実施形態の導光板を示す。本実施形態の導光板１はＹーＺ平面と平行な光入射端面２、光入射端面と直交しＸ−Ｙ平面と平行な光出射面３および光出射面の反対面４を有する。

図２に本実施形態における導光板を用いた液晶表示装置の一般的なシート構成を示す。本実施形態の導光板１を用いた液晶表示装置は、導光板１の光入射端面に対向し、Ｙ方向に直線状に配列した複数のＬＥＤ光源と、導光板１の反対面と対向する反射板５と、導光板１の光出射面上に設置された拡散シート６と、集光シート７、８および液晶パネル９とからなる。

ＬＥＤ光源から発生する光は導光板１の光入射端面２から入光し、反対面４で一部は反射し、また一部は反対面４から出射し、反射板５にて反射され、再び導光板１に導入され、反対面４および反射面５で反射した前記光が光出射面３から拡散シート６に向けて出射される。導光板１からの出射光は拡散シート６および集光シート７、８を通過し、面内均一性、配光分布等が調整された後に液晶パネル９に導入される。
本実施形態の導光板１は、その光出射面３に第１の凹凸パターン１１を有する。
第１の凹凸パターン１１は、光出射面３に、第１の方向に沿って複数の突条が配列することによって形成される。以下、第１の凹凸パターン１１の突条部の１つを「突条部１１ａ」として、任意の隣り合う突条部１１ａ間の凹部の谷底部分を「凹部１１ｂ」として説明する。

ここで、「突条」とは、出射面上を延伸する細長い突出部のことを意味する。
また、「隣り合う突条部」とは、第１の方向において、任意の突条部１１ａと、そのすぐ横に配置されている突条部１１ａのことを指す。
本実施形態において、第１の凹凸パターン１１を有する面を、法線方向から観察した際、突条部１１ａの稜線は、蛇行している。すなわち、突条部１１ａの各々の稜線は、第２の方向に対して延伸する進行軸を有しているが、この進行軸を中心に左右に蛇行していることが好ましい。
ここで、「突条部１１ａの稜線」とは、突条部１１ａの頂部をつないで続く線のことを意味する。

本発明の１つの態様において、第１の凹凸パターン１１を形成しているそれぞれの突条は、第２の方向において高低差を有していてもよい。ここで、「第２の方向において高低差を有する」とは、導光板１を、第１の方向に沿って切断した断面図（図３）において、突条部１１ａの高さが、第２の方向において変化していることを意味する。突条部１１ａの高さについては、後述する。

本発明の１つの態様において、導光板１を第１の方向に沿って切断した際、第１の凹凸パターン１１の断面図は、図３に示すような形状を有している。すなわち、突条部１１ａの断面形状は、第１の方向において不規則に変化していることが好ましい。
図３に示すように、第１の凹凸パターン１１を形成する複数の突条部１１ａの断面形状はそれぞれ異なっており、同一ではない。本発明の一つの態様において、導光板１を第１の方向に沿って切断した際の、第１の凹凸パターン１１を形成する突条部１１ａの断面形状は、ひだ状、または紡錘形の一部を有する形状、または、一方向に引き伸ばしたドーム状であることが好ましい。

また、導光板１を第１の方向に沿って切断した際、突条部１１ａの断面の大きさ、及び形状の少なくとも１つが、第２の方向に沿って変化していることが好ましい。このような形状が、第１の凹凸パターン１１を構成する突条の稜線の不規則性を生み出し、輝度の面内均一性を高めた導光板が得られる。

複数の突条部１１ａの稜線の間隔は、第１の方向において不規則に変化している。また、隣り合う２つの突条部１１ａの稜線の間隔は、第２の方向において不規則に、かつ連続的に変化していることが好ましい。ただし、第１の方向、及び第２の方向において、突条部１１ａの稜線の間隔が変化しない部分を含んでいてもよい。また、突条部１１ａの稜線は、その途中で任意の他の突条部１１ａの稜線に枝分かれしていてもよく、複数の突条部１１ａの稜線が重なっていてもよい。このような突条部１１ａの稜線の枝分かれ、又は合一が、突条部１１ａの稜線の間隔の不規則性を生み出す要因となっている。
ここで、「隣り合う２つの突条部１１ａの稜線の間隔」とは、第１の方向に沿って隣り合う２つの突条部１１ａの、頂部と頂部の間隔（距離）のことを意味する。

上述した通り、第１の凹凸パターン１１の突条部１１ａの稜線の間隔は一定ではない。本発明の導光板の第１の凹凸パターン１１の１つの態様において、隣り合う２つの突条部１１ａの稜線の間隔を表す「ピッチ」は、最頻ピッチＰとして表すことができる。ここで、「最頻ピッチＰ」とは、隣り合う２つの突条部１１ａの稜線の間隔（稜線間距離）のうち、最も出現頻度が高い稜線間距離のことを意味する。

本発明の１つの態様において、第１の凹凸パターン１１の最頻ピッチＰは、１〜２０μｍであることが好ましく、２〜１８μｍであることがより好ましく、５〜１５μｍであることがさらに好ましい。最頻ピッチＰが前記下限値未満、すなわち、１μｍ未満であると、光の回折等により本来白色光である入射光が光出射面３から出射する際分光してしまうことがあり、また、前記上限値を超えると、すなわち、２０μｍを超えると、凹凸パターンが輝線として視認されることがあり好ましくない。

最頻ピッチＰは以下の式（１）から求められた値である。
最頻ピッチＰ＝１／Ｒ・・・（１）
前記最頻ピッチＰは、例えば特開２０１２−０２２２９２に示される算出方法により算出することができる。

具体的に、最頻ピッチＰは光拡散性シートの電子顕微鏡画像より求めることができる。以下に、電子顕微鏡を用いた最頻ピッチの算出方法について説明する。
まず、導光板１の第１の凹凸パターン１１が形成されている面を、法線方向から電子顕微鏡で観察する。観察条件は、加速電圧１５〜２０ｋＶ、ワーキングディスタンス５〜１５ｍｍ程度で行うことが好ましい。電子顕微鏡観察における観察倍率は、第１の凹凸パターン１１の突条部１１ａの配列数が、２０〜５０列となるように適宜調整することが好ましい。

次に、得られた電子顕微鏡写真を、２次元フーリエ変換してフーリエ変換画像を得る。ここで、得られた電子顕微鏡写真がＪＰＥＧ等の圧縮画像である場合は、ＴＩＦＦ画像等のグレースケール画像に変換してから、２次元フーリエ変換を行うことが好ましい。なお、前記フーリエ変換画像において、中心からの方位は、前記電子顕微鏡写真に存在する周期構造、すなわち、第１の凹凸パターン１１を形成する突条部１１ａが配列する方向を意味し、中心からの距離は、前記電子顕微鏡写真に存在する周期構造の周期の逆数を意味する。
また、前記フーリエ変換画像の濃淡は周期構造の頻度を表し、淡いほど、前記電子顕微鏡写真に含まれる周期構造の中で、対象となる周期構造の頻度が高いことを意味する。

次に、前記フーリエ変換画像の中心部以外で、突条部１１ａのピッチの最大頻度を示す位置Ｄを通るように直線Ｌを引き、直線Ｌ上の突条部１１ａのピッチの頻度を縦軸に、中心からの距離（周期の逆数）を横軸にグラフを作成する。前記グラフにおいて頻度が最大となる距離Ｒの逆数から最頻ピッチＰを求めることができる。

また、第１の凹凸パターン１１は、突条部１１ａのアスペクト比Ａが０．１〜１．０であることが好ましく、０．２〜０．７であることがより好ましく、０．３〜０．６であることが更に好ましい。アスペクト比Ａが前記下限値未満であっても前記上限値を超えても、導光板の輝度向上効果が低下する。

ここで、突条部１１ａのアスペクト比Ａは、突条部１１ａの平均高さＢ／最頻ピッチＰで求められる値である。
突条部１１ａの平均高さＢは次のようにして求める。すなわち、導光板１の光出射面３を、法線方向から電子顕微鏡により観察し、その観察像から第１の方向に沿って切断した断面図（図３参照）を得る。ここで、電子顕微鏡の観察条件は、前述の最頻ピッチＰを求める際に用いた条件と同じであってもよい。

図３に示すように、第１凹凸パターン１１を形成する突条部１１ａの高さは、両隣の２つの凹部１１ｂから、突条部１１ａの頂部までの第３の方向の距離の和の１／２である。すなわち、第１の凹凸パターン１１を形成する突条部１１ａの高さｂ_ｉは、突条部１１ａに対して一方側の凹部１１ｂから計測した突条部１１ａの高さをＬ_ｉ、他方側の凹部１１ｂの底から計測した高さをＲ_ｉとした際に、ｂ_ｉ＝（Ｌ_ｉ＋Ｒ_ｉ）／２となる。このようにして各突条部１１ａの高さｂ_ｉを求める。そして、５０個の突条部１１ａの高さＲ_ｉとＬ_ｉを測定して高さｂ_ｉを算出し、それらの高さを平均して平均高さＢを求める。

本実施形態における第１凹凸パターン１１は、導光板１を法線方向から観察して、突条部１１ａの稜線が蛇行している。本明細書では、第１の凹凸パターン１１の突条部１１ａの稜線の蛇行の程度を配向度Ｃという。この配向度Ｃの値が大きいほど、突条部１１ａの稜線が蛇行していることを意味する。ここで、「配向度Ｃ」は、突条部１１ａの稜線の第２の方向に対する蛇行の程度である。すなわち、「配向度Ｃの値が大きい」とは、突条部１１ａの稜線が、前述の進行軸を中心に左右に大きな振り幅で蛇行した状態にあることを意味する。

第１の凹凸パターン１１の配向度Ｃは０．２以上であることが好ましく、０．２５以上であることがより好ましく、０．３０以上であることが更に好ましい。配向度Ｃが前記下限値未満、すなわち、０．２未満であると、輝度の面内均一性が損なわれることがある。

また、第１の凹凸パターン１１の配向度Ｃは０．５０以下であることが好ましく、０．４５以下であることがより好ましく、０．４０以下であることがさらに好ましい。配向度Ｃが前記上限値以下、すなわち、０．５０以下であれば、後述するように、導光板１に第１の凹凸パターン１１を形成するための元型となる凹凸パターン形成シートを容易に製造できる。すなわち、第１の凹凸パターン１１の配向度Ｃは、０．２０〜０．５０であることが好ましく、０．３０〜０．４０であることがより好ましい。

配向度Ｃは、以下の方法により求められる。
まず、最頻ピッチＰを求める際に得たフーリエ変換像を利用し、突条部１１ａのピッチの最大頻度Ｄが、Ｘ軸上を通るように、フーリエ変換像の中心部を軸として回転させたフーリエ変換像を作成する。ここで、「Ｘ軸」とは、フーリエ変換像の中心部を通り、画像に対して水平な線のことを指す。次いで、最大頻度Ｄを通り、第１の方向に平行な補助線Ｍを引き、補助線Ｍ上の周期の頻度を縦軸に、最大頻度Ｄからの距離を横軸にとってグラフを作成する。前記グラフから、得られたピークの半減値Ｗ（補助線Ｍ上の周期の頻度の値が、最大頻度Ｄの半分になる位置でのピークの幅）を求める。得られた値を以下の式（２）に当てはめて、配向度Ｃを求める。
配向度Ｃ＝Ｗ／Ｒ・・・（２）

本実施形態における第１の凹凸パターン１１は、突条部１１ａの頂部および凹部１１ｂが丸みを帯びており、突条部１１ａと凹部１１ｂを含む波状の凹凸は、正弦波状になっている。ここで、「正弦波状」とは、第１の凹凸パターン１１を第１の方向に沿って切断した断面図において、第１の凹凸パターン１１の突条部１１ａの断面形状の接線の傾きと、凹部１１ｂの断面形状の接線の傾きが、連続的に変化することを意味する。
第１の凹凸パターン１１の突条部１１ａと凹部１１ｂを含む波状の凹凸が正弦波状であると、輝度の面内均一性に優れた導光板が得られるため好ましい。

また、本発明の１つの態様において、導光板１の内部からＺ方向（光出射面の法線方向）に向けて光を照射し、光出射面３から出射させた際の光のＹ方向における１／２値角度は、１０°〜４０°であることが好ましい。また、Ｙ方向における１／２値角度が、１５〜３５°であることがより好ましく、２０〜３０°であることが更に好ましい。Ｙ方向における１／２値角度が１０〜４０°であれば、輝度向上効果があり好ましい。

また、本発明の１つの態様において、導光板１の内部からＺ方向（光出射面の法線方向）に向けて光を照射し、光出射面３から出射させた際の光のＸ方向における１／２値角度は、５°以下であることが好ましい。また、Ｘ方向における１／２値角度が、３°以下であることがより好ましく、２°以下であることが更に好ましい。Ｘ方向における１／２値角度が５°以下であれば、輝度向上効果があり好ましい。

また、本発明の１つの様態において、導光板１の内部からＺ方向（光出射面の法線方向）に向けて光を照射し、光出射面３から出射させた際の光のＹ方向における１／５０値角度は、１５０°以下であることが好ましい。また、Ｙ方向における１／５０値角度が、１３５°であることがより好ましく、１２０°であることが更に好ましい。Ｙ方向における１／５０値角度が１５０°以下であれば、輝度向上効果があり好ましい。

また、本発明の１つの様態において、導光板１の内部からＺ方向（光出射面の法線方向）に向けて光を照射し、光出射面３から出射させた際の光のＸ方向における１／５０値角度は、１８°以下であることが好ましい。また、Ｘ方向における１／５０値角度が、１５°であることがより好ましく、１２°であることが更に好ましい。Ｘ方向における１／５０値角度が１８°以下であれば、輝度向上効果があり好ましい。
ここで、「光の１／２値角度」および「光の１／５０値角度」は、以下の方法により求めることができる。

まず、一方の面に、導光板１の第１の凹凸パターン１１と同様の凹凸パターンを有し、もう一方の面は平滑である１／２値角度および１／５０値角度測定用シートを作製する。前記１／２値角度および１／５０値角度測定用シートは、後述するような、導光板１に第１の凹凸パターン１１を形成するための元型となる凹凸パターン形成シートから、例えば特開２０１２−０２２２９２に記載されるような凹凸パターンの転写技術を用いて、導光板１の第１の凹凸パターンと実質同一の凹凸パターンを基材上に形成することで得られる。

次いで、ゴニオメーター（型式：ＧＥＮＥＳＩＡＧｏｎｉｏ／ＦＦＰ、ジェネシア社製）を用いて透過散乱光を測定することにより、照度曲線を得る。具体的には、前記１／２値角度および１／５０値角度測定用シートから垂直に出射する光（この光の出光角度を０°とする。）の照度を１とした際の相対照度を、Ｙ方向またはＸ方向に沿って出光角度−９０°から９０°までの相対照度を１°間隔で測定して、照度曲線を得る。ここで、照度曲線とは、図４に示すような、横軸を出光角度とし、縦軸を相対照度として、プロットとした曲線である。
そして、得られた照度曲線から光の１／２値角度および１／５０値角度（図４中のそれぞれＷ_１およびＷ_２）を求める。

本実施形態の導光板１は、その反対面４に第２の凹凸パターン１２を有する。
第２の凹凸パターン１２は、反対面４に、第２の方向に沿って複数の溝または突条が配列することによって形成される。
本実施形態において、第２の凹凸パターン１２を有する面を、法線方向から観察した際、それぞれの溝または突条の稜線は、互いに平行であり、入射端面と直交する一方の端面からもう一方の端面まで連続しているか、または分散していることが好ましい。

本発明の１つの態様において、導光板１を第２の方向に沿って切断した際、第２の凹凸パターン１２の断面図は、三角形であり、任意の断面において同一断面形状となっていることが好ましい。

第２の凹凸パターン１２の溝または突条の稜線の間隔は一定であってもいいし、一定でなくてもよい。前記稜線の間隔は５〜２００μｍであることが好ましい。
稜線の間隔が前記下限値を超えると、すなわち、５μｍ未満であると、後述する第２の凹凸パターン１２の元型を切削等で作製する際、長時間を要するため好ましくなく、また、前記上限値を超えると、すなわち、２００μｍを超えると、光を出射面３から出射させられる割合が十分ではなくなる場合や、輝線として視認される場合があり、好ましくない。

以上説明した導光板１では、光出射面３に形成された第１の凹凸パターン１１により、輝度向上効果および輝度の面内均斉化効果、とくにＹ方向の輝度均斉化効果による入射端面２付近のＬＥＤホットスポットの軽減効果が得られ、反対面４に形成された第２の凹凸パターン１２により、光入射端面２から入射した光を効率よく反射させて光出射面３より出射されることができる。

（導光板の製造方法）
次に、導光板１の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の導光板１の製造方法は、積層フィルム形成工程と加熱収縮工程と第２の凹凸パターン用元型形成工程と第１および第２の凹凸パターンの転写工程とを有する。

［積層フィルム形成工程］
本実施形態における積層フィルム形成工程は、加熱収縮性樹脂フィルムの片面に、表面が平滑で２種の樹脂からなる硬質層（以下、「表面平滑硬質層」という。）を少なくとも１層積層させて積層フィルムを得る工程である。ここで、表面平滑硬質層とは、ＪＩＳＢ０６０１に記載の方法により測定される中心線平均粗さが０．１μｍ以下の層であって、加熱収縮性樹脂フィルムを収縮させる温度条件下で軟化しない層である。また、軟化しないとは、表面平滑層のヤング率が１００ＭＰａ以上であることを意味する。

加熱収縮性樹脂フィルムとは、８０〜１８０℃の温度で加熱した際、特定の方向に収縮（シュリンク）するフィルムのことを意味する。このようなフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系シュリンクフィルム、ポリスチレン系シュリンクフィルム、ポリオレフィン系シュリンクフィルム、ポリ塩化ビニル系シュリンクフィルム、ポリ塩化ビニリデン系シュリンクフィルムなどを用いることができる。このうち、耐熱性の観点から、ポリエチレンテレフタレート系シュリンクフィルム、又はポリスチレン系シュリンクフィルムを用いることが好ましい。
本実施形態では、加熱収縮性樹脂フィルムとして、１軸延伸フィルムを用いることが好ましい。１軸延伸は、縦延伸、横延伸のいずれであってもよい。
また、加熱収縮性樹脂フィルムは、１．１〜１５倍の延伸倍率で延伸されていることが好ましく、１．３〜１０倍で延伸されていることがより好ましい。
また、加熱収縮性樹脂フィルムとしては、収縮率が好ましくは２０〜９０％、より好ましくは３５〜７５％のフィルムであることが好ましい。本明細書において、収縮率とは、（収縮率［％］）＝｛（収縮前のフィルムの長さ）−（収縮後のフィルムの長さ）｝／（収縮前のフィルムの長さ）×１００である（ただし、「フィルムの長さ」は加熱収縮性樹脂フィルムの収縮方向の長さのことを意味する）。収縮率が前記下限値以上、すなわち２０％以上であれば、光拡散性シート１をより容易に製造できる。一方、収縮率が前記上限値を超える、すなわち、９０％を超える加熱収縮性樹脂フィルムの製造は困難である。
加熱収縮性樹脂フィルムの表面は、平坦であることが好ましい。加熱収縮性樹脂フィルムの表面が平坦であれば、その表面に、表面平滑硬質層を容易に形成できるため好ましい。ここで、「平坦」とは、ＪＩＳＢ０６０１に記載の方法により測定される中心線平均粗さが０．１μｍ以下であることを意味する。

加熱収縮性樹脂フィルムを構成する樹脂（以下、「樹脂Ｌ」と記載する）のガラス転移温度Ｔｇ_１は５０〜２００℃であることが好ましく、６０〜１５０℃であることがより好ましい。ガラス転移温度は示差熱分析等により測定できる。ガラス転移温度Ｔｇ_１が５０〜２００℃であれば、より容易に第１の凹凸パターン１１を形成できる。すなわち、樹脂Ｌのガラス転移温度Ｔｇ_１が、４０〜２００℃であれば、樹脂Ｌから構成される加熱収縮性樹脂フィルムを、８０〜２５０℃程度の温度で加熱収縮させることができるため、より容易に第１の凹凸パターン１１を形成することができるため好ましい。
樹脂Ｌのヤング率は、加熱収縮工程の温度、すなわち、８０〜１８０℃の温度範囲において０．０１〜１００ＭＰａであることが好ましく、０．１〜１０ＭＰａであることがより好ましい。樹脂Ｌのヤング率が前記下限値以上であれば、基材として使用可能な硬さであり、前記上限値以下であれば、表面平滑硬質層が変形する際に同時に追従して変形可能な軟らかさである。
上述のようなガラス転移温度Ｔｇ_１、及びヤング率を有する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリ塩化ビニル系樹脂から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

表面平滑硬質層を構成する樹脂（以下、「樹脂Ｍ」として記載する）としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂などを使用することができる。

第１の凹凸パターン１１を容易に形成できる点では、樹脂Ｍのガラス転移温度Ｔｇ_２と樹脂Ｌのガラス転移温度Ｔｇ_１との差（Ｔｇ_２−Ｔｇ_１）が１０℃以上であることが好ましく、１５℃以上であることがより好ましく、２０℃以上であることが特に好ましい。

樹脂Ｍのガラス転移温度Ｔｇ_２は８０〜２５０℃の範囲内にあることが好ましく、９０〜２００℃の範囲内にあることがより好ましい。Ｔｇ_２が前記下限値以上且つ前記上限値以下であれば、より容易に第１の凹凸パターン１１を形成できる。
樹脂Ｍのヤング率は、加熱収縮工程の温度、すなわち、８０〜１８０℃の温度範囲において０．０１〜３００ＧＰａの範囲内にあることが好ましく、０．１〜１０ＧＰａの範囲内にあることがより好ましい。樹脂Ｍおよび樹脂Ｎのヤング率が０．０１ＧＰａ以上であれば、第１の凹凸パターン１１の形状を維持するのに充分な硬さであり、ヤング率が前記上限値未満であれば、より容易に第１の凹凸パターン１１を形成できる。
本発明の１つの態様において、樹脂Ｍとしては、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、又はスチレン-アクリル共重合体であることが好ましい。また樹脂Ｍは上記樹脂または重合体の混合物であってもよい。

表面平滑硬質層の厚さは、０．０５μｍを超え５．０μｍ以下とすることが好ましく、０．５〜３．０μｍとすることがより好ましい。表面平滑硬質層の厚さを前記範囲にすることにより、最頻ピッチＰが適切な範囲となる。
表面平滑硬質層の厚さは連続的に変化していても構わない。表面平滑硬質層の厚さが連続的に変化している場合には、加熱収縮工程後に形成される第１の凹凸パターン１１の突条部１１ａのピッチおよび高さが連続的に変化するようになる。

上述の樹脂Ｍで構成された表面平滑硬質層を、加熱収縮性樹脂フィルムの表面に積層させる方法としては、樹脂Ｍを含む硬質層形成用塗料を加熱収縮性樹脂フィルムに連続的に塗工し、乾燥する方法が挙げられる。
前記硬質層形成用塗料の調製方法としては、トルエン溶媒により希釈する方法等が挙げられる。また、前記硬質層形成用塗料の固形分濃度（樹脂Ｍの濃度）は、塗料の総質量に対して、1〜１５質量％であることが好ましく、５〜１０質量％であることがより好ましい。
塗料の塗工方法としては、例えば、エアナイフコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティング、メイヤーバーコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング、キャストコーティング、カーテンコーティング、ダイスロットコーティング、ゲートロールコーティング、サイズプレスコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング等が挙げられる。
乾燥方法としては、熱風、赤外線等を用いた加熱乾燥法が挙げられる。
加熱収縮性樹脂フィルムへの樹脂溶液の乾燥塗工量は、１〜１０ｇ／ｍ^２にすることが好ましい。樹脂溶液の乾燥塗工量が１〜１０ｇ／ｍ^２であれば、表面平滑硬質層の厚みを上述の好ましい範囲とすることができ、前記表面平滑硬質層に第１の凹凸パターン１１が形成されやすいため好ましい。

［加熱収縮工程］
加熱収縮工程は、上記積層フィルムを加熱して加熱収縮性樹脂フィルムを収縮させることにより、前記表面平滑硬質層を折り畳むように変形させて、加熱収縮性樹脂フィルムの表面に第１の凹凸パターン１１を形成する工程である。
加熱収縮工程では、３０％以上の収縮率で積層フィルムを収縮させることが好ましい。収縮率が３０％以上であれば、収縮不足の部分、すなわち、第１の凹凸パターン１１が形成されない、または形成されたとしても突条のアスペクト比が十分に大きくない部分を小さくすることができる。一方、収縮率を大きくしすぎると、１／２値角度や１／５０値角度が大きくなりすぎるため、収縮率の上限は６０％が好ましい。

積層フィルムを加熱する方法としては、熱風、蒸気または熱水中に通す方法等が挙げられ、中でも、均一に収縮させることができることから、熱風に通す方法が好ましい。
加熱収縮性樹脂フィルムを熱収縮させる際の加熱温度は、使用する加熱収縮性樹脂フィルムの種類、目的とする第１の凹凸パターン１１の最頻ピッチＰ、アスペクト比Ａおよび配向度Ｃに応じて適宜選択することが好ましい。
また、加熱収縮温度は、加熱収縮性樹脂フィルムを構成する樹脂Ｌのガラス転移温度Ｔｇ_１以上の温度にすることが好ましい。Ｔｇ_１以上の温度で熱収縮させると、第１の凹凸パターン１１を容易に形成できる。

すなわち、本発明の１つの態様において、加熱収縮工程は、前記工程で得られた積層フィルムを、８０〜１８０℃、より好ましくは１２０〜１７０℃の熱風の中を通過させることにより、加熱収縮性樹脂フィルムと表面平滑硬質層を変形させて、第１の凹凸パターン１１が表面平滑硬質層の表面に形成されたシートを得る工程であることが好ましい。積層フィルムを熱風で加熱する時間は、１〜３分間であることが好ましく、１〜２分間であることがより好ましい。また、熱風の風速としては、１〜１０ｍ／ｓであること好ましく、２〜５ｍ／ｓであることがより好ましい。
前記、加熱収縮工程後に、光の１／５０値角度を調整する目的で熱処理を行っても良い。その際は、熱処理温度は２５０℃を超えないことが好ましい。熱処理温度が２５０℃を超えると、樹脂Ｍが溶融し、第１の凹凸パターンが大きく変形する恐れがあるためである。

［凹凸パターン特性の調整］
上記製造方法の条件を調整することによって、第１の凹凸パターン１１の最頻ピッチＰ、突条部１１ａのアスペクト比Ａ、配向度Ｃ、光の１／２値角度および光の１／５０値角度を調整することができる。

最頻ピッチＰを調整するためには、表面平滑硬質層の厚さを変更すればよい。表面平滑硬質層の厚さが厚くなるほど、最頻ピッチＰは、大きくなる傾向がある。
突条部１１ａのアスペクト比Ａを調整するためには、積層フィルムの収縮率を変更すればよい。収縮率が高くなるほど、アスペクト比は大きくなる傾向がある。

配向度Ｃを調整するためには、加熱収縮性樹脂フィルムの最も大きく収縮する方向と直交する方向の収縮率を調整すればよい。最も大きく収縮する方向と直交する方向の収縮率が高くなるほど、配向度Ｃは、大きくなる傾向がある。

光の１／２値角度を調整するためには積層フィルムの収縮率を変更すればよい。収縮率が高くなるほど、１／２値角度は大きくなる傾向がある。
光の１／５０値角度を調整するためには積層フィルムの収縮後の熱処理温度と熱処理時間を変更すればよい。熱処理時間が長いほど、また熱処理温度が高いほど光の１／５０値角度は小さくなる傾向がある。

［第２の凹凸パターン用元型形成工程］
本実施形態における第２の凹凸パターン用元型形成工程は、導光板に第２の凹凸パターンを形成するための凹凸パターンが表面に形成された元型を作製する工程である。
導光板に第２の凹凸パターンを形成するための元型は、第２の凹凸パターン用のパターンが表面に形成された射出成型用の金型の一部である。第２の凹凸パターン用のパターンは金型の一部にダイヤモンドバイト等で切削加工することにより形成される。

［第１および第２の凹凸パターンの転写工程］
本実施形態における第１および第２の凹凸パターンの転写工程は、射出成型を用いた転写工程により、導光板の光出射面および反対面にそれぞれ第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンを形成する工程である。
まず、前記積層フィルムにニッケル電鋳法を用いることで、表面に積層フィルムの凹凸パターンが転写された射出成型用のニッケルシート（スタンパ）を作製する。
前記ニッケルシートそのものを射出成型機に組み込んでも良いし、ニッケルシート上の凹凸パターンが転写されたニッケル板を射出成型機に組み込んでも良い。

次に前記凹凸パターンが形成された元型を射出成型機に組み込む。
ニッケルシートまたはニッケル板および第２の凹凸パターン用元型を射出成型機に組み込む際には、ニッケルシートまたはニッケル板と第２の凹凸パターン用元型それぞれの凹凸パターンが互いに向き合うように、また前記それぞれの凹凸パターンの稜線方向が直交するように組み込む。
続いて、射出成型を行うことで、光出射面および反対面それぞれに第１の凹凸パターン
および第２の凹凸パターンが形成された導光板が得られる。

なお、第１および第２の凹凸パターンの転写工程では、射出成型工程を用いたが、例えば特開２０１２−０２２２９２に示すような凹凸パターンの各種転写工程を用いても良い。
このような場合には、第２の凹凸パターン形成用の凹凸パターンは金属ロールや平板に切削により形成することができる

本発明の導光体は、高輝度と輝度の面内均一性を両立可能であるためバックライト用の高輝度導光板として好ましく用いることができる。

１導光板
２光入射端面
３光出射面
４反対面
５反射板
６拡散シート
７、８集光シート
９液晶パネル
１１第１の凹凸パターン
１１ａ突条部
１１ｂ凹部
１２第２の凹凸パターン

Claims

少なくとも１つの光入射端面と、前記光入射端面と直交する光出射面と、前記光出射面と対向する面とを有する導光板であって、
前記光出射面には、前記光出射面の法線方向から見て蛇行している複数の突条１が配列した第１の凹凸パターンを有し、
第１の凹凸パターンは、複数の突条１が前記光入射端面に略平行な方向に配列して成り、前記第１の凹凸パターンのアスペクト比が０．１〜０．７であり、且つ、前記第１の凹凸パターンの最頻ピッチが１〜２０μｍであり、
前記光出射面と対向する面には、複数の突条２が配列した第２の凹凸パターンを有し、
第２の凹凸パターンは、複数の突条２が前記光入射端面に略垂直な方向に配列して成り、且つ、前記突条２の稜線の間隔が５〜２００μｍである
ことを特徴とする導光板。
前記第１の凹凸パターンは、導光板の内部から光出射面の法線方向に光を照射し、光出射面から出射させた際の光の１／２値角度が、
前記光入射端面に平行となる方向において１０〜４０°となり、且つ、
前記光入射端面に垂直となる方向において５°となる
特性を有する請求項１に記載の導光板。
前記第１の凹凸パターンは、導光板の内部から光出射面の法線方向に光を照射し、光出射面から出射させた際の光の１／５０値角度が、
前記光入射端面に平行となる方向において１５０°以下となり、且つ、
前記光入射端面に垂直となる方向において１８°以下となる
特性を有する請求項２に記載の導光板。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の導光板を有する液晶表示装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の導光板の前記光入射端面に近接して、複数のＬＥＤ光源が、前記前記光出射面と平行となる方向に線状に配列してなる光源ユニット。