(57)【要約】      （修正有）【課題】  本発明は、従来に比べ薄いことを特徴とする薄型面光源素子およびその製造方法、並びにそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部が支持体上に設けられた出射光制御板を光重合成形法で作製し、支持体のみを剥離除去した後に、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、該出射光制御板とを該凸部の頂部を介して接着することにより薄型面光源素子を得ることができる。本発明の薄型面光源素子によれば、従来の面光源素子よりも一層の薄型化を達成できるだけでなく、光利用効率を向上でき、また材料選択の自由度を増やし、更にはコスト削減を可能にすることができる。【選択図】  図３
2006323185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部を有する出射光制御板とが、該出射光制御板の該凸部の頂部を介して接着される薄型面光源素子において、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部が支持体上に設けられた出射光制御板を光重合成形法で作製し、支持体のみを剥離除去した後に、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、該出射光制御板とを該凸部の頂部を介して接着することを特徴とする薄型面光源素子の製造方法。
【請求項２】
側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部を有する出射光制御板とが、該出射光制御板の該凸部の頂部を介して接着される薄型面光源素子において、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部が支持体上に設けられた出射光制御板を光重合成形法で作製し、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、該出射光制御板とを該凸部の頂部を介して接着した後に、該支持体のみを剥離除去することを特徴とする薄型面光源素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の薄型面光源素子の製造方法で製造される薄型面光源素子。
【請求項４】
請求項３記載の薄型面光源素子の発光面側に液晶表示パネルを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ、ビデオカメラ、カーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニタ、テレビ受像機、広告用看板などに利用される薄型面光源素子およびその製造方法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＤＡ、ビデオカメラなどの小型表示装置やカーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニタ、テレビ受像機、広告用看板などの中大型表示装置として広く使用されるようになった液晶ディスプレイは、面状に光を発する面光源素子（バックライト）と映像情報を与える透過型または半透過型の液晶表示パネルとで構成され、該液晶表示パネルが与えた映像情報により光の透過率がコントロールされることによって文字および映像が表示される。
【０００３】
面光源素子に関する従来の技術として、導光体からの出射に散乱反射を利用するものがあるものの、これは出射光の輝度角度分布が広がり低い輝度しか得られない（特許文献１参照）。このため高輝度化を図る際には線状プリズムを多数配列したプリズムシートなどで代表される出射角度をコントロールする集光部材を用いる必要がある。しかしながら、これらの部品を用いることは、高コスト化や面光源素子の厚みが増すといった問題が生じる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４３７１６号公報
【特許文献２】特開平１１−１４４５１５号公報
【特許文献３】特開２０００−２４９８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、従来に比べ薄いことを特徴とする薄型面光源素子およびその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明によれば、面光源素子の光利用効率を向上でき、支持体の材料選択の自由度が増し、更にはコスト削減をも可能とする。更に、薄型面光源素子を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明は、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部を有する出射光制御板とが、該出射光制御板の該凸部の頂部を介して接着される薄型面光源素子の製造方法であって、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部が支持体上に設けられた出射光制御板を光重合成形法で作製し、支持体のみを剥離除去した後に、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、該出射光制御板とを該凸部の頂部を介して接着することを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部を有する出射光制御板とが、該出射光制御板の該凸部の頂部を介して接着される薄型面光源素子の製造方法であって、活性エネルギー線硬化型樹脂で形成される複数の凸部が支持体上に設けられた出射光制御板を光重合成形法で作製し、側面に１つ以上の光源が設けられた導光体と、該出射光制御板とを該凸部の頂部を介して接着した後に、該支持体のみを剥離除去することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上記の薄型面光源素子の製造方法によって得られる薄型面光源素子である。
【０００９】
更に本発明の液晶表示装置は、該薄型面光源素子の発光面側に液晶表示パネルを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来の面光源素子よりも一層の光源ユニットの薄型化を達成でき、光利用効率を向上でき、また材料選択の自由度を増やし、更にはコスト削減を可能にする薄型面光源素子およびその製造方法を提供することができる。また、それを用いた液晶表示装置を提供することができる。該液晶表示装置は従来品よりも薄型化を可能とするためモバイル用途などに最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１に本発明の薄型面光源素子の一例の概略図を示す。この薄型面光源素子１０は特許文献２，３に示されているものとほぼ同様の構成であり、導光体１１の側面に蛍光管やＬＥＤからなる光源１２が設けられており、また該導光体と対向する面には凸部１３を含む出射光制御板１４が、該凸部１３の頂部を介して接着部１５で接着されている。
【００１２】
図１の薄型面光源素子１０の発光原理を簡単に以下に説明する。光源１２から導光体１１に入射された光は、該導光体１１内を全反射しながら伝搬していく。該導光体１１と該凸部１３の頂部との接着部１５に伝搬光が達した場合、凸部１３と導光体１１の屈折率差が小さければ、該接着部１５から該出射光制御板１４側に光が取出される。該面光源素子１０は散乱反射を利用せずに全反射のみを利用する発光原理であるため、光利用効率が高いという特長を有する。また、従来の面光源素子では線状プリズムを多数配列したプリズムシートなどで代表される出射角度をコントロールする集光部材を使用しなければならなかったため、その分の厚み増加を避けることはできなかった。これに対して本発明の薄型面光源素子１０は、凸部１３の形状により出射角度を制御することができる。接着部１５で取出された光は面光源素子の法線方向から傾いているため、該凸部１３の斜面に入射され、全反射ないし屈折されると考えられる。ここで、該斜面においては空気と活性エネルギー線硬化型樹脂の界面が存在するため、比較的大きな屈折率差を有する。したがって、該斜面に入射された光は全反射条件を満たすことになり、薄型面光源素子から観察者側に発光される。このとき該斜面の傾きを最適化することにより出射光の出射角度をコントロールできるため、プリズムシートなどの集光部材を必要としないことも本発明の薄型面光源素子の特長である。
【００１３】
図１には凸部１３として一次元のシリンドリカルレンズのような形状が示されているが、二次元のマイクロレンズ（フライアイレンズ）のような形状であっても構わない。この場合、薄型面光源素子からの出射光を観察者側により集光することができる。なお、凸部の形状は上記に限定されず、いかなる形状であっても良い。また、凸部のサイズは特に限定されないが、観察者が凸部を視認できなくするために、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００１４】
出射光制御板における凸部の配置については特に限定されないが、薄型面光源素子の均整度を重視する場合、光源に近い領域を疎に、光源から遠い領域を密に配置し、配置密度をなめらかに変調させることが好ましい。
【００１５】
特許文献２，３では出射光制御板の製造方法として、熱プレス成形法、射出成形法、押出成形法、活性エネルギー線硬化型樹脂を用いた光重合成形法などが例示されている。しかし、熱プレス成形法や射出成形法では出射光制御板を連続的に成形することはできないため製造コストを削減することは困難と考えられる。それに対して、熱可塑性樹脂を用いた押出成形法は出射光制御板の連続成形が可能であるためコスト削減には効果的であるものの、凸部形状を精密に形成しかつ出射光制御板を薄く製造することは非常に難しい。一方、光重合成形法では低粘度の活性エネルギー線硬化型樹脂を用いるために、出射光制御板を精密かつ薄く製造することが可能である。
【００１６】
本発明における活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、Ｘ線、電子線、粒子線などが挙げられるが、線源の扱いやすさ等の点から、紫外線を用いるのが好ましい。
【００１７】
図２に光重合成形法の一例の工程図を示す。支持体２１上に活性エネルギー線硬化型樹脂塗布装置２５を用いて活性エネルギー線硬化型樹脂２２を所定厚み塗布した後、出射光制御板の凸部に対してネガ形状となる凹部を有する金型２３と該支持体２１を密着させる。該金型２３と該支持体２１が密着した状態で、活性エネルギー線照射装置２６で活性エネルギー線を照射することにより、活性エネルギー線硬化型樹脂２２は固化され、該金型２３から該支持体２１を剥離することにより、支持体２１上に凸部の形成された出射光制御板２４が得られる。該出射光制御板２４は巻き取られロール状にすることができる。
【００１８】
光重合成形法で得られた出射光制御板は支持体と活性エネルギー線硬化型樹脂との積層体からなり、この積層体を面光源素子用の出射光制御板として用いることも可能である。しかし、該積層体を出射光制御板として使用すると、支持体の分だけ面光源素子の厚みが増加するという問題がある。更に、活性エネルギー線硬化型樹脂と支持体との屈折率差が大きい場合には、活性エネルギー線硬化型樹脂と支持体の界面での反射の影響により面光源素子から取出される光の量が減少するため光利用効率が低下するという問題もある。また、出射光制御板に支持体を含む場合は、支持体は可視光波長において透明でなければならず、支持体の材料選択の自由度が少なくなるという欠点もある。そこで本発明らは鋭意検討を行い、上記課題を解決する薄型面光源素子の製造方法を提供するために、出射光制御板から支持体を除去することに成功した。
【００１９】
図３に本発明の薄型面光源素子の製造方法の一例の概略図を示す。支持体上に凸部の形成された出射光制御板が得られる工程までは図２と同様であるが、該出射光制御板は支持体２１と活性エネルギー線硬化型樹脂２２とに剥離用ロール３１で剥離され、各々がそれぞれ巻き取られる。前記工程で得られたロール状の支持体は再利用することも可能であるため、本発明はコスト削減にも効果的な方法と言える。表面に凸部形状が付与されたロール状薄型出射光制御板２７は、所定の寸法に切断後、導光体と該薄型出射光制御板２７の凸部の頂部を接着することで薄型面光源素子を得ることができる。上記の薄型面光源素子の製造方法においては、支持体と活性エネルギー線硬化型樹脂の硬化物との密着力をＦ１、金型と活性エネルギー線硬化型樹脂の硬化物との密着力（剥離力）をＦ２とすると、Ｆ１＞Ｆ２の関係を満足することで実現することが可能となる。
【００２０】
次に本発明の別の一例を示す。図２の光重合成形法では、支持体上に凸部の形成された出射光制御板が得られる。該出射光制御板を所定の寸法に切断し、導光体と該出射光制御板の凸部の頂部を接着することで面光源素子を得ることができる。ここで、該面光源素子における光の出射面から支持体を剥離除去することにより、薄型面光源素子とすることができる。上記方法の薄型面光源素子の製造方法においては、支持体と活性エネルギー線硬化型樹脂の硬化物との密着力をＦ１、金型と活性エネルギー線硬化型樹脂の硬化物との密着力（剥離力）をＦ２、活性エネルギー線硬化型樹脂の硬化物と導光体との密着力をＦ３とすると、Ｆ３＞Ｆ１＞Ｆ２の関係を満足することで実現することが可能となる。
【００２１】
支持体および活性エネルギー線硬化型樹脂の組合せを最適化することにより、上述のＦ１＞Ｆ２の条件は満足しうるし、更に導光体と出射光制御板との接着力を向上することで、Ｆ３＞Ｆ１＞Ｆ２の条件も満足させることができる。ここで、導光体と出射光制御板の接着方法については、粘着剤や接着剤を用いる方法や導光体および出射光制御板の表面を表面処理する方法などがある。ただし、接着方法はこれらの方法に限定されるものではなく、適宜最適な方法で接着すれば良い。
【００２２】
光重合成形の際には、活性エネルギー線硬化型樹脂層を凸部の高さよりも厚くし、凸部および平坦層を形成する必要がある。活性エネルギー線硬化型樹脂層を凸部高さと同じ厚みにした場合、支持体を剥離除去した際に出射光制御板としての形状保持ができなくなるためである。また、支持体に用いる材料としては、ポリエチレンテレフタレートなどに代表される透明フィルムなどが挙げられる。しかし、支持体は薄型面光源素子に含まれないことから、活性エネルギー線をある程度透過する材料であれば特に限定されない。また、活性エネルギー線硬化型樹脂が固化する際には熱を発し出射光制御板が変形する恐れもあるため、支持体を厚くすることで変形を抑制できる。更に、支持体表面を平滑もしくはマット調の材料を用いることで、最終的に得られる薄型面光源素子の表面を平滑もしくはマット調にすることができ、拡散材などを使用せずとも、薄型面光源素子の出射光に拡散性を付与することができる。
【００２３】
本発明の薄型面光源素子に用いられる活性エネルギー線硬化型樹脂は特に限定されない。活性エネルギー線を照射することで硬化する材料であれば良く、必要に応じて開始剤を混合することができる。このような材料の代表的なものとしてアクリレートモノマーが挙げられる。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂には、光重合成形時の金型からの離型性を向上するために離型剤を添加することもできる。
【００２４】
本発明の薄型面光源素子を用いた液晶表示装置は従来品よりも非常に薄いことを特徴とし、特にモバイル用途などに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】薄型面光源素子の一例を示す概略構成図である。
【図２】光重合成形法を説明する図である。
【図３】本発明の薄型面光源素子の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：薄型面光源素子
１１：導光体
１２：光源
１３：凸部
１４：出射光制御板
１５：接着部
２１：支持体
２２：活性エネルギー線硬化型樹脂
２３：金型
２４：出射光制御板
２５：活性エネルギー線硬化型樹脂塗布装置
２６：活性エネルギー線照射装置
２７：薄型出射光制御板
３１：剥離用ロール
【図１】
2006323185.tif 000003
【図２】
2006323185.tif 000004
【図３】
2006323185.tif 000005