(57)【要約】【課題】導光板内に入射した光の利用効率を高めることで高輝度を得ることができると共に、他の部材との光学密着を抑えることができる導光板などを提供する。【解決手段】透明な基材を用いた導光板の片面に、第一パターン及び第二パターンが形成されている。第一パターンでは、導光板の光の入射面に対して略平行な方向に沿って延伸して三角溝により構成された複数の第一レンズが、第一レンズ同士の間隔が入射面から離れるに従って徐々に狭くなるように配置され、第一レンズの頂角は、１３０度±１０度の範囲であって、第二パターンでは、第一レンズの延伸方向に対して略垂直な方向に沿って延伸して三角溝により構成された複数の第二レンズが、第二レンズ同士の間隔が一定となるように配置され、第二レンズのアスペクト比は、０．０５〜０．５の範囲である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材を用いた導光板であって、
前記導光板の片面に、第一パターン及び第二パターンが形成され、
前記第一パターンでは、導光板に光が入射する端面である入射面に対して略平行な方向に沿って延伸して三角溝により構成された複数の第一レンズが、前記第一レンズ同士の間隔が前記入射面から離れるに従って徐々に狭くなるように配置され、
前記第一レンズの頂角は、１３０度±１０度の範囲であって、
前記第二パターンでは、前記第一レンズの延伸方向に対して略垂直な方向に沿って延伸して三角溝により構成された複数の第二レンズが、前記第二レンズ同士の間隔が一定となるように配置され、
前記第二レンズのアスペクト比は、０．０５〜０．５の範囲である、ことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記第一レンズのそれぞれは、複数の小レンズが直線状に等間隔に並んで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記第二レンズ同士の間隔は、５００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項４】
前記第二レンズ同士の間隔は、ゼロであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の導光板と、
前記導光板の前記入射面において前記第一レンズと平行に配置された光源と、
前記導光板の、前記第一パターン及び前記第二パターンが形成された面とは反対側の面に配置された光拡散フィルムと、
前記光拡散フィルムの、前記導光板側とは反対側の面に配置されたプリズムフィルムとを少なくとも備えたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項６】
請求項５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の光出射面に配置されて、複数の画像表示素子を備えて構成された画素表示部とを少なくとも備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイなどの照明光路の制御に用いられる導光板、その導光板を備えたバックライトユニット、及びそのバックライトユニットを備えた画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型の液晶テレビ等の画像表示装置（例えば、液晶ディスプレイ装置）においては、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源として配置したサイドライト方式のエッジライトバックライトユニットが採用されている。そして、導光板を用いた前記エッジライトバックライトユニットが搭載された液晶ディスプレイ装置として、図１０に示すものが一般に知られている。
【０００３】
図１０に示すように、液晶ディスプレイ装置３３は、複数の画像表示素子をマトリックス状に配置してなる画素表示部３１と、画像表示部３１の下面側（つまり、図１０に示された、「−ｚ軸」側）に配置されたバックライトユニット２９とを含んでいる。画像表示部３１は、偏光板２１と液晶パネル２３とを含んでおり、液晶パネル２３は偏光板２１に挟まれている。そして、バックライトユニット２９は、画像表示部３１の下面側に配置された光学シート２７と、光学シート２７の下面側に配置されたエッジライト２５とを含んでいる。光学シート２７は、反射偏光シート１９と、反射偏光シート１９の下面側に配置されたプリズムシート１７と、プリズムシート１７の下面側に配置された光拡散シート１６とを含んでいる。エッジライト２５は、略方形板状を呈するＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材から形成された導光板１３と、導光板１３の下面側に配置された光散乱反射パターン１１と、光散乱反射パターン１１の下面側に配置された反射板１２と、導光板１３の一方の側面に配置された光源１４とを含んでいる。光源１４は、線状ランプであるＬＥＤバー１４１と、ＬＥＤバー１４１の背面側（つまり、図１０に示された、「−ｘ軸」側）を覆うようにして配置された高反射率を有するリフレクター１５とを含んでいる。なお、図１０において、光学シート２７にはプリズムシート１７が１枚の
み記載されているが、例えばプリズムシート１７が２枚用いられる場合もある。
【０００４】
以下、上記バックライトユニット２９の機能について簡単に説明する。まず、光源１４から導光板１３に入射した入射光は、導光板１３内で反射を繰り返しつつ進行する。入射光は、導光板１３の裏面１３ｂに配置された光散乱反射パターン１１や反射板１２或いは導光板１３の側面で反射する。その結果、導光板１３の表面１３ａから光学シート２７が配置された方向に向かって光が出射する。導光板１３から出射した光は、光拡散シート１６内で拡散された後、プリズムシート１７を通過し、反射偏光シート１９に入射する。そして、反射偏光シート１９に入射した光は、反射偏光シート１９で偏光となって画像表示部３１全面を照明する。こうして、画像表示部３１に表示された画像は、図１０に示された観察者側方向Ｆから視認される。このような技術としては、例えば特許文献１〜３に記載されたものがある。
【０００５】
ところで、エッジライト２５の輝度分布を調整する方法として、図１０に示すように、導光板１３の裏面１３ｂに、光の入射面（つまり、光源１４が配置された側面）から離れるに従って高密度で光散乱反射パターン１１を付着する方法がある。このように、一次元方向に密度を変化させて光散乱反射パターン１１を導光板１３に配置することで、導光板１３に入射した光を、液晶パネル２３側に向かって均一に散乱することができる場合がある。従来は、この光散乱反射パターン１１を印刷によって形成する場合があった。そして、この印刷には、インキとして白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を用いる場合があった。
【０００６】
しかしながら、この光散乱反射パターン１１を白色印刷によって形成した場合、印刷に用いられる白色インキは、程度が少ないながらも光を吸収する特性がある。そのため、導光板１３をバックライトユニット２９の一部として用いた場合には、入射光の利用効率が低減し、高輝度が得難いという問題があった。また、白色印刷により形成された光散乱反射パターン１１は、入射光を散乱反射させるため、反射分布の制御が困難となる場合がある。このため、広視野に出射光が広がり、液晶ディスプレイ装置３３の観察者側方向Ｆにおける輝度（つまり、正面輝度）を高めることが困難となるという問題があった。
【０００７】
ところで、導光板の光射出パターン（入射した光を射出面に導くためのパターン）として、白色印刷による光散乱反射パターン以外に、光を屈折させる微細形状のパターンも挙げられる。この際、光吸収が生じることなく、光の射出制御を高めることができるので、導光板の光利用効率を上げることが出来、結果的にディスプレイの正面輝度を上げることができる。
【０００８】
導光板の光射出パターンは、裏面につけることが多い。その理由は、ディスプレイ上はパターンのドットが見えないようにする必要があり、導光板上の拡散フィルムの効果を高めるため、できるだけ距離をとった方がよいからである。また、光射出パターンには、凸ドット及び凹ドットを用いることができるが、光の利用効率を考えると、凸ドットより凹ドットが優れている。その理由は、凹ドットを利用することにより、導光板から正面方向に向ける光の量が増加し、光の制御がし易いためである。逆に、凸ドットを利用する場合は、導光板から裏面方向に向ける光の量が増加し、導光板の裏面にある反射板において光が拡散反射され、導光板において正面に向ける光の制御が少なくなる。
【０００９】
しかし、導光板の裏面の光射出パターンとして、凹ドットを利用する場合は、裏面に平らな部分が多くなり、導光板の下にある反射板との隙間（空気層）がなくなるときに、光学密着がおこる可能性が高まるという問題がある。光学密着が起きると、その部分だけに光漏れが生じ、部分的に明るさが変化する。その結果、ディスプレイ上に輝度ムラとして現れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１９８９１１号公報
【特許文献２】特開平７−２３０００１号公報
【特許文献３】特開２００５−２４１９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、導光板内に入射した光の利用効率を高めることで高輝度を得ることができると共に、他の部材との光学密着を抑えることができる導光板、その導光板を備えたバックライトユニット及びそのバックライトユニットを備えた画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、透明な基材を用いた導光板であって、導光板の片面に、第一パターン及び第二パターンが形成され、第一パターンでは、導光板に光が入射する端面である入射面に対して略平行な方向に沿って延伸して三角溝により構成された複数の第一レンズが、第一レンズ同士の間隔が入射面から離れるに従って徐々に狭くなるように配置され、第一レンズの頂角は、１３０度±１０度の範囲であって、第二パターンでは、第一レンズの延伸方向に対して略垂直な方向に沿って延伸して三角溝により構成された複数の第二レンズが、第二レンズ同士の間隔が一定となるように配置され、第二レンズのアスペクト比は、０．０５〜０．５の範囲である。
【００１３】
また、本発明の別の態様は、第一レンズのそれぞれは、複数の小レンズが直線状に等間隔に並んで構成されている。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、導光板の密着防止パターン（第二パターン）では、プリズム（第二レンズ）のそれぞれは、複数の小プリズムが直線状に等間隔に並んで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の態様として、第一レンズの頂角は１３０度±５度の範囲であっても良い。また、本発明の他の態様として、第二レンズ同士の間隔が５００μｍ以下であってもよい。また、本発明の他の態様として、第二レンズ同士の間隔は、ゼロであってもよい。
【００１６】
また、本発明の別の態様は、上記態様の導光板と、導光板の入射面において第一レンズと平行に配置された光源と、導光板の、第一パターン及び第二パターンが形成された面とは反対側の面に配置された光拡散フィルムと、光拡散フィルムの、導光板側とは反対側の面に配置されたプリズムフィルムとを少なくとも備えたことを特徴とするバックライトユニットである。
【００１７】
また、本発明の別の態様は、上記態様のバックライトユニットと、バックライトユニットの光出射面に配置されて、複数の画像表示素子を備えて構成された画素表示部とを少なくとも備えることを特徴とする画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成によれば、導光板内に入射された光の利用効率を高めることができ、高輝度を得ることができる。さらに、ディスプレイ側に導く光を均一にでき、他の部材との密着を防止できることにより、輝度ムラと光学密着による欠陥がないディスプレイを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るバックライトユニットが搭載された液晶ディスプレイ装置の断面図
【図２】第１実施形態に係る導光板の斜視図
【図３】第１実施形態に係る導光板の光射出パターンの溝状レンズの断面図
【図４】第１実施形態に係る導光板の密着防止パターンの溝状レンズの断面図
【図５】第１実施形態に係る光射出パターンと密着防止パターンを示す導光板の平面図
【図６ａ】第１実施形態に係る光射出パターンと密着防止パターンを示す透視図
【図６ｂ】第１実施形態に係る光射出パターンと密着防止パターンを示す透視図
【図７】第２実施形態に係る光射出パターンと密着防止パターンを示す導光板の平面図
【図８】第３実施形態に係る導光板を示す斜視図
【図９】第１実施形態に係るバックライトユニットを示す断面図
【図１０】従来技術に係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ディスプレイ装置を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る液晶ディスプレイ装置３３を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る液晶ディスプレイ装置３３の構造は、図１０に示した従来の液晶ディスプレイ装置３３の構造と概ね同じであるが、図１０と異なり導光板１３に光射出パターン７及び密着防止パターン８が形成されている。そこで、以下では、主として光射出パターン７と密着防止パターン８について図２〜５を参照して説明し、その他の部分（例えば、光学シート２７等）についての詳細な説明を省略する。
【００２１】
図２は、光射出パターン７と密着防止パターン８が形成された導光板１３と、導光板１３の一方の側面に配置された光源１４とを示す斜視図である。図２では、導光板１３のパターンを分かりやすくするため、光源１４と導光板１３を離して記載している。図３は、光射出パターン７を構成する溝状レンズ７３を拡大した断面図である。図４は、密着防止パターン８を構成する溝状レンズ８３を拡大した断面図である。そして、図５は、導光板１３と光源１４とを示す導光板１３の平面図である。なお、図５の円で囲われた部分は、溝状レンズ７３（第一レンズ）と溝状レンズ８３（第二レンズ）の一部を拡大している。
【００２２】
図２の導光板１３は、その表面（上面）が、導光板１３に入射した入射光を射出させる光射出面を構成し、その裏面（下面）が、入射光を光射出面に導く光反射面となっている。図２又は図５に示すように、四角形の導光板１３の裏面（板状基材の一方の面）には、複数の溝状レンズ７３が延伸方向（つまり、図２に示した「ｙ軸」方向）を揃えて形成され、さらに、複数の溝状レンズ８３が溝状レンズ７３の延伸方向に垂直な方向（つまり、図２に表した「ｘ軸」方向）に、その延伸方向を揃えて形成されている。つまり、導光板１３の背面には、複数の溝状レンズ７３の全てがｙ軸方向に沿って延び、複数の溝状レンズ８３の全てがｘ軸方向に沿って延びている。複数の溝状レンズ７３は互いに平行に配置され、複数の溝状レンズ８３は互いに平行に配置されている。そして、複数の溝状レンズ７３によって光射出パターン７が構成され、複数の溝状レンズ８３によって密着防止パターン８が構成されている。光射出パターン７は、入射した光を射出面に導くためのパターンである。密着防止パターン８は、導光板１３が他の部材（例えば反射板１２）と密着することを防ぐためのパターンである。以下、夫々のパターンについて説明する。
【００２３】
光射出パターン７について説明する。図２に示すように、溝状レンズ７３の延伸方向と直交する方向（つまり、図中に示した「ｘ軸」方向）における、溝状レンズ７３の断面（横断面）は三角である。溝状レンズ７３は、三角溝（Ｖ字の溝）により構成されている。さらに、全ての溝状レンズ７３は、同じ断面形状である。そして、図２及び図５に示すように、溝状レンズ７３の配置間隔（図２のｘ軸方向において隣り合う溝状レンズ７３の間隔）は、ＬＥＤバー１４１から離れるに従って（つまり、図２に示した「ｘ軸」方向に向かうに従って）徐々に狭くなっている。そして、この溝状レンズ７３は、側面１３４から側面１３５に至るまで、直線状の連続したレンズとなっている。各溝状レンズ７３の断面形状は、溝状レンズ７３の延伸方向に亘って一様である。また、各溝状レンズ７３は、ＬＥＤバー１４１に対して平行に延びている。
【００２４】
個々の溝状レンズ７３の断面は三角である。そのため、図３に示すように、溝状レンズ７３は、プリズム斜面７１とプリズム斜面７２の２つの斜面を備える。ここで、断面視で、導光板１３に含まれる平面部分１３２（導光板１３の背面において図２のｘｙ平面に平行な部分）とプリズム斜面７１とで形成される角度をプリズム斜面角度α1と定義する。同様に、平面部分１３２とプリズム斜面７２とで形成される角度をプリズム斜面角度α２と定義する。また、プリズム斜面７１とプリズム斜面７２に挟まれる角度をプリズム頂角（第一レンズの頂角）と定義する。このプリズム頂角は、１３０度±１０度の範囲に設定されている。
【００２５】
続いて、密着防止パターン８について説明する。図２に示すように、溝状レンズ８３の延伸方向と直交する方向（つまり、図中に示した「ｙ軸」方向）における、溝状レンズ８３の断面（横断面）は三角である。溝状レンズ８３は、三角溝（Ｖ字の溝）により構成されている。さらに、全ての溝状レンズ８３は、同じ断面形状である。そして、図２及び図５に示すように、溝状レンズ８３の配置間隔（図２のｙ軸方向において隣り合う溝状レンズ８３の間隔）は、一定である。そして、この溝状レンズ８３は、側面１３７（入射面）から側面１３８に至るまで直線状の連続したレンズとなっている。各溝状レンズ８３の断面形状は、溝状レンズ８３の延伸方向に亘って一様である。また、各溝状レンズ８３は、ＬＥＤバー１４１に対して垂直に延びている。
【００２６】
個々の溝状レンズ８３の断面は三角である。そのため、図４に示すように、溝状レンズ８３はプリズム斜面８１とプリズム斜面８２の２つの斜面を備える。ここで、断面視で、導光板１３に含まれる平面部分１３２とプリズム斜面８１とで形成される角度をプリズム斜面角度β1と定義する。同様に、平面部分１３２とプリズム斜面８２とで形成される角度をプリズム斜面角度β２と定義する。また、プリズム斜面８１とプリズム斜面８２に挟まれる角度をプリズム頂角（第二レンズの頂角）と定義する。
【００２７】
上記構造により、光源１４を用いて導光板１３内に光を入射した場合、溝状レンズ７３に含まれるプリズム斜面７１で光の一部が反射されて、導光板１３内の光の進行角度が変更される。そして、この反射された光は、臨界角度の条件を満たさないため、導光板１３の表面１３ａ側に出射する。なお、プリズム斜面７１を透過した光については、その一部は導光板１３の裏面１３ｂ側に配置された反射板１２（図１を参照）で拡散反射される。その結果、プリズム斜面７１を透過した光は、プリズム斜面７２に入射して導光板１３内で再度屈折し、光の進行角度が変更される。こうして、導光板１３内に入射した光を効率良く導光板１３の表面１３ａ（光射出面）から出射できる。なお、導光板１３内を進行する光の方向は、密着防止パターン８を構成する溝状レンズ８３の延伸方向に対して平行である。そのため、溝状レンズ８３は、光を光射出面に導く機能が殆どない。
【００２８】
上述したように、導光板の裏面の光射出パターン７として、凹形状のパターンを利用する場合は、裏面に平らな部分が多くなり、導光板の下にある反射板との隙間（空気層）がなくなるときに、光学密着がおこる可能性が高まるという問題がある。光学密着が起きると、その部分だけに光漏れが生じ、部分的に明るさが変化する。その結果、ディスプレイ上に輝度ムラとして現れる。ここで、光学密着の問題を解決するために、導光板の裏面の平らな部分に粗面処理を施すことが考えられる。しかし、この場合は、導光板において粗面処理を施した領域から光漏れが起こり、導光板から制御できずに射出する光が増え、結果的に、導光板の性能（効率）が落ちてしまう。光学密着を解決が出来かつ導光性能に影響がないパターンが求められている。
【００２９】
そこで、上記の光学密着の問題を解決できる一つの提案として、本実施形態では、導光板１３の光射出パターン７（第一パターン）のレンズアレイパターンの延伸方向に対して垂直な方向に延びるプリズムパターン（第二パターン）を、密着防止パターン８として導光板１３の片面に設けている。このプリズムパターンは、一方向に沿って延伸すると共に互いが平行に配置された複数のプリズム（溝状レンズ８３）を備えている。このプリズムパターンでは、プリズム同士の配置間隔が一定であり、各プリズムのアスペクト比（幅に対する高さの比率）が０．０５〜０．５の範囲である。
【００３０】
なお、導光板１３のサイズ及び厚みに関して、試作の関係で、光射出パターン７（第一パターン）及び密着防止パターン８（第二パターン）の大きさ（幅或いは高さ）には制限がある。回折現象を利用しないパターンの場合は、上記の第一パターンと第二パターンの大きさ（断面寸法）は、小型ディスプレイでは数ミクロンから数１０ミクロン、大型ディスプレイでは数１０ミクロンから数１００ミクロン程度となる。このパターンの大きさの範囲で、上記のアスペクト比の範囲に、各溝状レンズ８３の形状を設定すると、光学密着の問題に対して大きな効果が得られる。
【００３１】
ここで、溝状レンズ８３のアスペクト比が０．０５以下の場合は、導光板と導光板の下にある反射板との光学密着を完全に防ぐことが出来ない。一方、溝状レンズ８３のアスペクト比が０．０５以上の場合は、光学密着の防止効果が得られ、アスペクト比が大きくなるに連れて、光学密着の防止効果が上々に高まっていく。ただし、アスペクト比が０．５以上を超えると、導光板の上下面に導光される光の角度が大きく変化するため、光が導光板から意図せず射出（もれる）してしまうことになり好ましくない。
【００３２】
図５は、図２に示した第１実施形態に係る導光板１３と光源１４とを示す平面図である。図５の円で囲われた部分は、溝状レンズ７３と溝状レンズ８３の一部を拡大している。図５の上記の密着防止パターン８では、全ての溝状レンズ８３の形状（幅）が同じであり、溝状レンズ８３の配置間隔（溝状レンズ８３の延伸方向に垂直な方向に隣り合う溝状レンズ８３同士の間隔）は一定である。つまり、図５のｙ軸方向に、溝状レンズ８３は等間隔に配置されている。密着防止パターン８では、溝状レンズ８３の配置間隔をゼロより大きくしたり、溝状レンズ８３の配置間隔を変化させたり（パターンのピッチを変えたり）してもよい。図６ａでは、溝状レンズ８３の配置間隔をゼロにしている。図６ａでは、溝状レンズ８３が、溝状レンズ７３により区切られて断続している。この点は図６ｂも同じである。この場合は、導光板１３の背面には、ｘｙ平面に平行な平面部分がなくなる。また、図６ｂでは、溝状レンズ８３の配置間隔をゼロとはせずに、導光板１３の背面において、隣接する溝状レンズ８３の間に、ｘｙ平面に平行な平面部分１３２を設けている。この場合（溝状レンズ８３の配置間隔をゼロにしない場合）、導光板１３の背面に平面部分１３２があるため、導光板１３の下にある反射板１２との光学密着が起こる可能性がある。なお、光学密着が起こっても、そのサイズが小さく輝度ムラとして認識されない限り、問題とはならない。また、ディスプレイの場合、導光板１３の上に拡散フィルムが設ける場合がある。その場合は、各平面部分１３２の幅（図６ｂのｙ軸方向の長さ）は、５００ミクロン以下にするのが望ましいく、３００ミクロン以下にするのがさらに望ましい。
【００３３】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る導光板１３を示す。第１実施形態に係る導光板１３の光射出パターン７と異なる点は、第１実施形態の導光板１３では、光射出パターン７（第１パターン）の溝状レンズ７３（プリズムレンズ）が、導光板１３の側面１３４から側面１３５まで隙間なく連続して延びているに対して、第２実施形態に係る導光板１３では、光射出パターン７のプリズムレンズ７３が、導光板１３の側面１３４から導光板１３の側面１３５まで延びているものの、各プリズムレンズ７３が、断続的に設けられた複数の小レンズ８５により構成されている。各プリズムレンズ７３では、複数の小レンズ８５が直線状に等間隔に並んで構成されている。
【００３４】
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係る導光板１３を示す。導光板１３の裏面に光射出パターン７と密着防止パターン８が形成され、導光板１３の表面に進行性（集光性）パターン６が形成されている。進行性パターン６は、光源から入射する光が進行方向に対して、横方向（ｙ方向）に広がらないような形状に形成されている。進行性パターン６には、プリズム形状、台形形状、球面形状など、様々形状を用いることができる。図８では、進行性パターン６に球面形状のレンズ（レンチキュラー）を用いている。本明細書に記載の密着防止パターン８は、上記進行性パターン６と似た働きがあるが、光射出パターン７の密度が高まるに連れて、進行性の効果が弱まる。
【００３５】
［液晶ディスプレイ装置］
以上のように、各実施形態に係る液晶ディスプレイ装置３３では、導光板１３において光源１４に近い場所では、入射された光量が多いため、溝状レンズ７３の密度が比較的低くなっている。一方、光源１４から離れた場所では光量が少ないため、光源１４に近い場所と比較して、溝状レンズ７３の密度は高くなっている。このように、溝状レンズの密度を一次元方向に粗密にすることで、導光板１３から画像表示部３１の方向に向かって、高輝度で均一に光を出射することができる。また、後述するように、溝状レンズ７３を用いることで、正面輝度を高めることもできる。
【００３６】
なお、各実施形態では、導光板１３と種々の光学シート２７とを組み合わせることが可能である（図９）。例えば、一方向拡散機能を持つもの（例えば、レンチキュラー、プリズムシート）であれば、本発明に係る導光板１３の溝状レンズ７３の延伸方向と、上記プリズムシートに含まれるプリズムの延伸方向とを直角に配置することが望ましい。二次元拡散機能を持つもの（例えば、ピラミッド、クロスレンチシート、マイクロレンズ）であれば、配置する方向は限定されることはなく組み合わせることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、光学シート２７に用いる透明樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができる。例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、導光板１３に用いる透明樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができる。例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂を用いることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、画像表示部３１に用いる画素表示素子は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の画素表示素子と比べて、高い画像品質を得ることができると共に、製造コストを低減することができる。
【００４０】
［光学密着の防止効果の比較方法］
以下、密着防止パターン８により得られる光学密着の防止効果を比較するため、２通りのフィルム構成で、調査、評価を行った。まず、図９に示すように、導光板１３の上側に光学シート２７（光拡散シート１６のみ、又は光拡散シート１６及びプリズムシート１７の両方）を固定して、導光板１３の下側に白色の反射板１２を固定した光学部材セットを準備する。そして、光学部材セットの上又は下から、面積が１ｃｍ２程度の先端が軟らかい（ゴム）棒で５Kg／ｃｍ２程度の圧力をかけた状態を、光学部材セットの上面から観察する。この観察により、導光板１３と反射フィルムの密着により、光漏れが生じているか否かを評価する。なお、光学部材セットを上から観察するときに、正面から観察するだけでなく、正面から６０度程度斜め方向からも観察する。なお、観察距離は、光学部材セットの上面から３０ｃｍ程度にする。
【００４１】
［光学密着によりムラの比較結果］
本実施形態に係るバックライトユニットの光学密着により現れるムラを調べるために、以下で示す実施例１〜４及び比較例１〜３をサンプルとして準備した。
【００４２】
＜実施例１＞
導光板１３の光射出パターン７の形状として、１０ｃｍ角の銅板に先端１３０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を行い、導光板１３の密着防止パターン８の形状として、先端１６０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を、光射出パターン７に対して垂直方向に行い、この銅板から、シリコン樹脂で型を作製した。そして、アクリル樹脂でシリコンの型から、一次元で疎密がないプリズムパターンシートを作製した。
【００４３】
このプリズムパターンシートを導光板１３として、光射出パターン７は、単位レンズ幅が１００μｍ、プリズム頂点角度が１３０度（図３に示すα１、α２の角度は２５度）、プリズム高さが２３μｍ、溝状レンズ７３の配置間隔（疎密方向のプリズムピッチ）が５ｍｍであった。導光板１３の厚みは３ｍｍであった。また、密着防止パターン８は、単位レンズ幅が１１０μｍ、プリズム頂点角度が１６０度（図４に示すβ１、β２の角度は１０度）、プリズム高さが１０μｍ、溝状レンズ８３の配置間隔（光学密着防止のプリズムピッチ）が１１０μｍであった。
【００４４】
導光板１３と組み合わせる光学シート２７として、ＰＥＴ基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシート１７と光拡散シート１６とを使用した。プリズムシート１７のレンズピッチを５０μｍ、頂角を９０°とした。導光板１３の裏面に、白色のＰＥＴシートを配置した。なお、本実施例では、光拡散シート１６として、マイクロレンズタイプのものを用いた。
【００４５】
＜実施例２＞
導光板１３の光射出パターン７の形状として、１０ｃｍ角の銅板に先端１３０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を行い、導光板１３の密着防止パターン８の形状として、先端１６０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を、光射出パターン７に対して垂直方向に行い、この銅板から、シリコン樹脂で型を作製した。そして、アクリル樹脂でシリコンの型から、一次元で疎密がないプリズムパターンシートを作製した。
【００４６】
このプリズムパターンシートを導光板として、光射出パターン７は、単位レンズ幅が１００μｍ、プリズム頂点角度が１３０度（図３に示すα１、α２の角度は２５度）、プリズム高さが２３μｍ、溝状レンズ７３の配置間隔（疎密方向のプリズムピッチ）が５ｍｍであった。導光板１３の厚みは３ｍｍであった。また、密着防止パターン８は、単位レンズ幅が１１０μｍ、プリズム頂点角度が１６０度（図４に示すβ１、β２の角度は１０度）、プリズム高さが１０μｍ、溝状レンズ８３の配置間隔（光学密着防止のプリズムピッチ）が１ｍｍであった。
【００４７】
導光板１３と組み合わせる光学シート２７として、ＰＥＴ基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシート１７と光拡散シート１６とを使用した。プリズムシート１７のレンズピッチを５０μｍ、頂角を９０°とした。導光板の裏面に、白色のＰＥＴシートを配置した。なお、本実施例では、光拡散シート１６として、マイクロレンズタイプのものを用いた。
【００４８】
＜実施例３＞
導光板１３の光射出パターン７の形状として、１０ｃｍ角の銅板に先端１３０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を行い、導光板１３の密着防止パターン８の形状として、先端１６０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を、光射出パターン７に対して垂直方向に行い、この銅板から、シリコン樹脂で型を作製した。そして、アクリル樹脂でシリコンの型から、一次元で疎密がないプリズムパターンシートを作製した。
【００４９】
このプリズムパターンシートを導光板として、光射出パターン７は、単位レンズ幅が１００μｍ、プリズム頂点角度が１３０度（図３に示すα１、α２の角度は２５度）、プリズム高さが２３μｍ、溝状レンズ７３の配置間隔（疎密方向のプリズムピッチ）が５ｍｍあった。導光板１３の厚みは３ｍｍであった。また、密着防止パターン８は、単位レンズ幅が１１０μｍ、プリズム頂点角度が１６０度（図４に示すβ１、β２の角度は１０度）、プリズム高さが１０μｍ、溝状レンズ８３の配置間隔（光学密着防止のプリズムピッチ）が０．２ｍｍであった。
【００５０】
導光板１３と組み合わせる光学シート２７として、ＰＥＴ基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシート１７と光拡散シート１６とを使用した。プリズムシート１７のレンズピッチを５０μｍ、頂角を９０°とした。導光板の裏面に、白色のＰＥＴシートを配置した。なお、本実施例では、光拡散シート１６として、マイクロレンズタイプのものを用いた。
【００５１】
＜実施例４＞
導光板１３の光射出パターン７の形状として、１０ｃｍ角の銅板に先端１３０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を行い、導光板１３の密着防止パターン８の形状として、先端１６０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を、光射出パターン７に対して垂直方向に行い、この銅板から、シリコン樹脂で型を作製した。そして、アクリル樹脂でシリコンの型から、一次元で疎密がないプリズムパターンシートを作製した。
【００５２】
このプリズムパターンシートを導光板として、光射出パターン７は、単位レンズ幅が１００μｍ、プリズム頂点角度が１３０度（図３に示すα１、α２の角度は２５度）、プリズム高さが２３μｍ、溝状レンズ７３の配置間隔（疎密方向のプリズムピッチ）が５ｍｍであった。導光板１３の厚みは３ｍｍであった。また、密着防止パターン８は、単位レンズ幅が１１０μｍ、プリズム頂点角度が１６０度（図４に示すβ１、β２の角度は１０度）、プリズム高さが１０μｍ、溝状レンズ８３の配置間隔（光学密着防止のプリズムピッチ）が０．５ｍｍであった。
【００５３】
導光板１３と組み合わせる光学シート２７として、ＰＥＴ基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシート１７と光拡散シート１６とを使用した。プリズムシート１７のレンズピッチを５０μｍ、頂角を９０°とした。導光板の裏面に、白色のＰＥＴシートを配置した。なお、本実施例では、光拡散シート１６として、マイクロレンズタイプのものを用いた。
【００５４】
＜比較例１＞
導光板の光射出パターンの形状として、１０ｃｍ角の銅板に  先端１３０度プリズム形状のダイヤモンドバイトの切削を行い、この銅板から、シリコン樹脂で型を作製した。そして、アクリル樹脂でシリコンの型から、一次元で疎密がないプリズムパターンシートを作製した。
【００５５】
このプリズムパターンシートを導光板として、光射出パターンは、単位レンズ幅が１００μｍ、プリズム頂点角度が１３０度（α１、α２の角度は２５度）、プリズム高さが２３μｍ、レンズの配置間隔（疎密方向のプリズムピッチ）が５ｍｍであった。導光板の厚みは３ｍｍであった。
【００５６】
導光板と組み合わせる光学シートとして、ＰＥＴ基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシートと光拡散シートとを使用した。プリズムシートのレンズピッチを５０μｍ、頂角を９０°とした。導光板の裏面に、白色のＰＥＴシートを配置した。なお、本実施例では、光拡散シートとして、マイクロレンズタイプのものを用いた。
【００５７】
＜比較例２＞
厚み３ｍｍの印刷導光板の上に、光拡散シートとプリズムシートとを配置した。印刷導光板の裏面に白色のＰＥＴシートを配置した。
【００５８】
＜比較例３＞
導光板の光射出パターンの凸バージョンとして、１０ｃｍ角の銅板に、斜面が６５度の等脚台形形状のダイヤモンドバイトの切削を行って、凸のプリズムパターンが得られるようにし、この銅板から、シリコン樹脂で型を作製した。そして、アクリル樹脂でシリコンの型から、一次元で疎密がない凸プリズムパターンシートを作製した。
【００５９】
このプリズムパターンシートを導光板として、光射出パターンは、単位レンズ幅が１００μｍ、プリズム頂点角度が１３０度、プリズム高さが２３μｍ、レンズの配置間隔（疎密方向のプリズムピッチ）が５ｍｍであった。凸プリズムが形成されていない領域の導光板の厚みは、３ｍｍであった。
【００６０】
導光板と組み合わせる光学シートとして、ＰＥＴ基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシートと光拡散シートとを使用した。プリズムシートのレンズピッチを５０μｍ、頂角を９０°とした。導光板の裏面に、白色のＰＥＴシートを配置した。なお、本実施例では、光拡散シートとして、マイクロレンズタイプのものを用いた。
【００６１】
バックライトユニットの輝度ムラの評価にあたっては、正面方向（つまり、図１における観察者側方向Ｆ）からバックライトユニットを眺めた場合と、正面方向に対して±６０度傾斜した位置から眺めた場合の２通りについて、光漏れによる微小面ムラの変化を確認した。なお、表１では、ムラが認識されないものを「○」、僅かだが拡散フィルムが載せてもムラが認識されるものを「△」、密着によりムラが見えるものを「×」と評価した。
【００６２】
【表１】
2014086158.tif 000003
【００６３】
表１は、上記ムラの比較結果を示す。なお、用いるフィルム構成は、光拡散シート１６のみの場合と、光拡散シート１６とプリズムシート１７とを組み合わせた場合の２通りである。
【００６４】
実施例１は、二つの通りの場合において、ディスプレイの表面に光漏れによるピーク（ムラ）が全く確認されなかった。実施例３でも、同じように評価して、光漏れの確認が出来なかった。実施例４では、わずかながら光拡散シート１６のみの場合に、圧力が作用している部分に明るさの変化が見られたものの、光拡散シート１６とプリズムシート１７を組み合わせた場合は、明るさの変化は殆ど見えなかった。実施例２では、光学密着による光漏れが明らかに見られ、特に斜め方向から見た場合に顕著であった。
【００６５】
一方、比較例１は、明らかに、圧力が作用している部分が光学密着を起こして、明るさの違いによるムラが見られた。比較例２では、白印刷ドットの密度が低い部分（ドットの大きさが一番小さい部分で平面が一番広い部分）を使った場合でも、光学密着のムラを確認出来なかった。比較例３では、白色の反射板が平らな場合に、光学密着が起こらなかったが、白色の反射板にしわ或いはたわみがあった場合に、導光板の裏面側の平らな部分との光学密着を確認出来た。
【００６６】
実施例１から４では、導光板の光射出パターン７として、ピッチが最も大きい部分で、評価を行った。上述したように、光射出パターンの密度は、光源付近で低く、光源から離れるに従って徐々に高くなっていく。光射出パターンの密度が低い場合は、導光板の平らな部分が最も広いため、光学密着が起こりやすくなり、ムラの評価に適している。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、フラットパネルディスプレイなどの照明光路の制御に用いられる導光板、その導光板を備えたバックライトユニット及びそのバックライトユニットを備えた画像表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００６８】
６      光進行性パターン
７      光射出パターン
８      密着防止パターン
１３    導光板
１３ａ  導光板の表面
１３ｂ  導光板の裏面
１１    光散乱反射パターン
１２    反射板
１３    導光板
１４    光源
１５    リフレクター
１６    光拡散シート
１７    プリズムシート
１９    反射偏光シート
２１    偏光板
２３    液晶パネル
２５    エッジライト
２７    光学シート
２９    バックライトユニット
３１    画像表示部
３３    液晶ディスプレイ装置
７１    プリズム斜面
７２    プリズム斜面
７３    溝状レンズ
８１    プリズム斜面
８２    プリズム斜面
８３    溝状レンズ
１３２    平面
１３４    側面
１３５    側面
１３７    側面
１３８    側面
１４１    ＬＥＤバー
Ｆ        観察者側方向
α１      プリズム斜面角度
α２      プリズム斜面角度
β１      プリズム斜面角度
β２      プリズム斜面角度
【図１】
2014086158.tif 000004
【図２】
2014086158.tif 000005
【図３】
2014086158.tif 000006
【図４】
2014086158.tif 000007
【図５】
2014086158.tif 000008
【図６ａ】
2014086158.tif 000009
【図６ｂ】
2014086158.tif 000010
【図７】
2014086158.tif 000011
【図８】
2014086158.tif 000012
【図９】
2014086158.tif 000013
【図１０】
2014086158.tif 000014