(57)【要約】【課題】ガラス製の導光板とレンチキュラーレンズを備える光学部材において、出射面からの出光効率が高い光学部材および該光学部材を用いた耐熱性および剛性に優れるとともに出光効率が高い面状発光装置およびそれを用いたディスプレイ装置の提供。【解決手段】出光面である第１の主面と前記第１の主面に対向する反射面である第２の主面と入光端面とを有するガラス板と、前記ガラス板の前記第１の主面上に配置された粘着層と、前記粘着層上に配置されたレンチキュラー層とを備え、波長５９４ｎｍにおける前記ガラス板の屈折率をｎ１、前記粘着層の屈折率をｎ２、前記レンチキュラー層の屈折率をｎ３としたときに、下記式（１）を満たすことを特徴とする光学部材。【数１】2019106287.tif 000008【選択図】図１
2019106287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出光面である第１の主面と前記第１の主面に対向する反射面である第２の主面と入光端面とを有するガラス板と、前記ガラス板の前記第１の主面上に配置された粘着層と、前記粘着層上に配置されたレンチキュラー層とを備え、
波長５９４ｎｍにおける前記ガラス板の屈折率をｎ１、前記粘着層の屈折率をｎ２、前記レンチキュラー層の屈折率をｎ３としたときに、下記式（１）を満たすことを特徴とする光学部材。
【数１】
2019106287.tif 000007
【請求項２】
前記レンチキュラー層は、前記粘着層側の主面の表面粗さＲａ［ｎｍ］が２０［ｎｍ］以下である請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記粘着層の平均厚さが６μｍ以上６０μｍ以下である請求項１または２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記粘着層の厚み偏差が粘着層の平均厚さの２０％以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項５】
さらに、前記ガラス板の第２の主面上に散乱機能層を備え、波長５９４ｎｍにおける前記散乱機能層の屈折率をｎ４としたときに、下記式（３）を満たす請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部材。
ｎ４−ｎ１  ≧  ｎ２−ｎ１    （３）
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学部材と、前記ガラス板の前記入光端面に近接して配置された光源とを備える、面状発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の面状発光装置を有するディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材、面状発光装置およびディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機、ＰＤＡ、液晶テレビ等に液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置のバックライトは面状の発光装置であり、直下型とエッジライト型のものがある。エッジライト型は液晶表示装置の表示面に対して直交方向となる側面に光源が配置されるため、液晶表示装置の大画面化、薄型化に適している。
【０００３】
エッジライト方式のバックライトを用いた液晶表示装置では、さらにローカルディミング（ｌｏｃａｌ  ｄｉｍｍｉｎｇ）技術を組み合わせることにより、ダイナミックコントラストを上げることができる。さらに導光板の出射面にレンチキュラーレンズを備えることで、光源であるＬＥＤからの光の指向性を向上させ、ローカルディミングを実施した際のディスプレイ性能を向上できるとされている（特許文献１）。
【０００４】
導光板としては樹脂材料製の導光板が広く使用され、例えば、特許文献２には、樹脂材料製の導光板の表面にプリズム列を多数形成したプリズムシートを設置する方法として、導光板本体とは異なる屈折率の樹脂材料を用いる技術が記載されている。
【０００５】
一方、エッジライト方式のバックライトの導光板としては、樹脂材料製の導光板に比べて耐熱性が高く、熱膨張が少ない材料として、ガラス材料製の導光板を使用することが行われている。例えば、特許文献３には、ガラス製の導光板に樹脂製のレンチキュラーレンズを備えた光学部材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２７９６６号公報
【特許文献２】特開平０９−１６６７１３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１７／０８６３２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ガラス製の導光板に樹脂製のレンチキュラーレンズを備えた構成とすると、屈折率が異なる界面での反射による光のロスが生じて、出射面からの出光効率が低下する課題があった。
【０００８】
本発明は、ガラス製の導光板とレンチキュラーレンズを備える光学部材において、出射面からの出光効率が高い光学部材、および該光学部材を用いた耐熱性および剛性に優れるとともに出光効率が高い面状発光装置およびそれを用いたディスプレイ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学部材は、出光面である第１の主面と前記第１の主面に対向する反射面である第２の主面と入光端面とを有するガラス板と、前記ガラス板の前記第１の主面上に配置された粘着層と、前記粘着層上に配置されたレンチキュラー層とを備え、波長５９４ｎｍにおける前記ガラス板の屈折率をｎ１、前記粘着層の屈折率をｎ２、前記レンチキュラー層の屈折率をｎ３としたときに、下記式（１）を満たすことを特徴とする。
【００１０】
【数１】
2019106287.tif 000003
【００１１】
また、本発明は、上記本発明の光学部材と、前記ガラス板の前記入光端面に近接して配置された光源とを備える、面状発光装置を提供する。
さらに、本発明は、上記本発明の面状発光装置を有するディスプレイ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガラス製の導光板とレンチキュラーレンズを備える光学部材において、出射面からの出光効率が高い光学部材、および該光学部材を用いた耐熱性および剛性に優れるとともに出光効率が高い面状発光装置およびそれを用いたディスプレイ装置の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る光学部材の一例のレンチキュラー層側から見た全体平面図である。
【図２】図１に示す光学部材のＡ−Ａ線における概略断面図である。
【図３】図１に示す光学部材のＢ−Ｂ線における概略断面図である。
【図４】図３に示す光学部材断面のレンチキュラー層側の拡大図である。
【図５】実施形態に係る光学部材の別の一例のガラス板の反射面側から見た全体平面図である。
【図６】図５に示す光学部材のＡ−Ａ線における概略断面図である。
【図７】図５に示す光学部材のＢ−Ｂ線における概略断面図である。
【図８】図５に示す光学部材を用いた本発明の面状発光装置の一例の全体平面図である。
【図９】図８に示す面状発光装置のＡ−Ａ線における概略断面図である。
【図１０】実施例における輝度の測定位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態を、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、変更または変形できる。
【００１５】
本明細書において、レンチキュラー層とは、直線状に延在する複数個の集光構造体を、直線方向を略同一方向に合わせて、並列配置した構成を有する層である。集光構造体とは、レンズやプリズム等の集光特性を有する構造体である。
【００１６】
本明細書において屈折率は、特に断りのない限り、波長５９４ｎｍにおける屈折率をいう。数値範囲を表す「〜」では、上下限を含む。本明細書において、「同形、同寸」は、幾何学的な厳密な意味での同一形状、同一大きさだけを意味するものではなく、目視したとき実質的に同一形状、同一大きさと認められるものを意味する。目視したとき実質的に同一の場合を「略同一」という。他の場合も「略」は、これと同様の意味に用いられる。
【００１７】
［光学部材］
図１は実施形態に係る光学部材の一例のレンチキュラー層側から見た全体平面図である。図２は図１に示す光学部材のＡ−Ａ線における概略断面図である。図３は図１に示す光学部材のＢ−Ｂ線における概略断面図である。図４は、図３に示す光学部材断面のレンチキュラー層側の拡大図である。
【００１８】
図１、図２および図３に示す光学部材１０Ａは、出光面である第１の主面１ａと第１の主面１ａに対向する反射面である第２の主面１ｂと入光端面１ｃとを有するガラス板１と、ガラス板１の第１の主面１ａ上に配置された粘着層２と、粘着層２上に配置されたレンチキュラー層３とを備える。
【００１９】
図１において、光学部材１０Ａが有するガラス板１は、平面形状が矩形であり、すなわち、第１の主面１ａと第２の主面１ｂが矩形であり、その短辺がＹ軸方向に平行に位置し、長辺がＸ軸方向に平行に位置する。光学部材１０Ａにおいて、レンチキュラー層３は、平面形状がガラス板１の平面形状と同形の基材３２上に、短辺に平行して直線状に延在する複数のシリンドリカルレンズ３１が、シリンドリカル面３ａを基材３２と反対側に向けて、長辺方向に並列に配置された構成を有する。レンチキュラー層３は短辺方向がＹ軸方向となるように、すなわち、シリンドリカルレンズ３１の直線状に延在する方向がＹ軸方向となるように、ガラス板１の第１の主面１ａ上に、粘着層２を介して接着されている。
【００２０】
なお、ガラス板１の長辺方向がＹ軸方向になるように配置してもよく、この場合はシリンドリカルレンズ３１の直線状に延在する方向が長辺方向となるようにレンチキュラー層３を配置する。
【００２１】
レンチキュラー層３においては、シリンドリカルレンズ３１が集光構造体に相当する。シリンドリカルレンズとは、少なくとも片面がシリンドリカル面、すなわち一方向には曲率を持つがそれと直交する方向には曲率を持たない面を有するレンズであり、その垂直断面はたとえば半円弧を有する。レンチキュラー層が有する集光構造体は、シリンドリカルレンズに限定されない。集光構造体の直線状に延在する方向と直交する方向を含む面での断面形状としては、例えば、シリンドリカルレンズの場合の半円状の他、プリズム形状、プリズム形状の先端が丸い形状等が挙げられる。プリズム形状の先端の開き角は６０〜１２０°のものが利用できる。
【００２２】
なお、レンチキュラー層３が有するシリンドリカルレンズ３１は、光学部材１０Ａのようにガラス板１のいずれかの辺に略平行に直線状に延在してもよいし、必要に応じて特定の辺に対して所定の角度をもつような方向に直線状に延在することも可能である。また、レンチキュラー層３は、基材３２上にシリンドリカルレンズ３１を有する構成として説明したが、シリンドリカルレンズ３１のみで構成されてもよい。レンチキュラー層３が、基材３２を有する場合、通常、シリンドリカルレンズ３１と基材３２とは一体に成形されている。
【００２３】
光学部材１０Ａにおいて、ガラス板１は、第１の主面１ａと第２の主面１ｂに直交するように配置されて両主面を連結する４つの端面を有する。図２に示すように、ガラス板１の入光端面は主面の一方の長辺に沿った端面１ｃである。後述のとおり、光学部材を光源と組み合わせて面状発光装置として使用する際には、入光端面に対向して光源が配置される。本発明の光学部材において、入光端面は、主面に直交せずに傾斜を有するように設けられてもよい。
【００２４】
また、入光端面は、例えば、光学部材１０Ａにおける、ガラス板１の場合、主面の両方の長辺に沿った互いに対向する２面であってもよい。光学部材１０Ａは、通常、レンチキュラー層３が有するシリンドリカルレンズ３１の直線状に延在する方向（Ｙ軸方向）に直交する断面と、ガラス板１の入光端面が平行の関係となるように設計される。一方、入光端面をガラス板の短辺側とする場合、光学部材１０Ａは、レンチキュラー層３が有するシリンドリカルレンズ３１の直線状に延在する方向（Ｘ軸方向）に直交する断面と、ガラス板１の入光端面とが平行の関係となるように設計される。
【００２５】
光学部材１０Ａにおいて、ガラス板１の入光端面１ｃから入射した光は、光学部材１０Ａの内部を、シリンドリカル面３ａとガラス板１の第２の主面１ｂの間で全反射を繰り返しながら、入光端面１ｃと対向する端面１ｄに向かってＹ軸方向に導光する。それと同時に、光は少なくともその一部をシリンドリカル面３ａから光学部材１０Ａの外部に出射する。
より詳細には、ガラス板１の第１の主面すなわち出光面１ａ側から出射した光の少なくとも一部は、粘着層２、およびレンチキュラー層３を透過して光学部材１０Ａの外部に出射するようにしている。これにより、光学部材１０Ａは、レンチキュラー層３のシリンドリカル面３ａ側のほぼ全面から発光できる。光学部材１０Ａにおいては、レンチキュラー層３のシリンドリカル面３ａが出光面である。なお、光学部材１０Ａからの出光はＺ軸方向に直進性をもってなされることが好ましい。
【００２６】
実施形態の光学部材１０Ａにおいて、ガラス板１の屈折率をｎ１、粘着層２の屈折率をｎ２、レンチキュラー層３の屈折率をｎ３としたときに、式（１）を満たす。
【００２７】
【数２】
2019106287.tif 000004
【００２８】
式（１）は、ｎ１、ｎ２およびｎ３の関係を示し、（１）を満たすことで、ガラス板１と粘着層２、粘着層２とレンチキュラー層３のそれぞれ界面での反射による光のロスを低減でき、光学部材１０Ａの出光面からの出光効率が高められる。
【００２９】
式（１）は、ｎ３とｎ１との差に対する、ｎ１、ｎ３の相乗平均とｎ２との差の比が取るべき範囲を示す。ｎ１、ｎ３の相乗平均とｎ２との差が小さくなることで、上記２つの界面における反射を抑えて光のロスを低減できる。さらに、発明者らによる鋭意検討の結果、この値が、ｎ３とｎ１との差に対して０以上１／２以下の範囲で制御されれば、上記２つの界面における反射が十分に小さく、反射による光のロスを十分に低減できることを見出した。
【００３０】
光学部材１０Ａは、ｎ１、ｎ２およびｎ３の関係において、さらに以下の式（２）のを満たすことが好ましい。
ｎ３−ｎ２  ＜  ｎ２−ｎ１    （２）
【００３１】
ｎ１、ｎ２およびｎ３が式（２）の関係式を満たすことで、光学部材１０Ａのガラス板１の第１の主面１ａを出る光は、ガラス板１と粘着層２、粘着層２とレンチキュラー層３との界面をそれぞれ透過しやすくなる。その結果、光学部材１０Ａの出光面からの出射しやすさと、導光成分の光学部材１０Ａの内部を導光しやすさとのバランスがとれて、光学部材１０Ａからの出射光の面内均一性を高めることができる。
【００３２】
屈折率差（ｎ２−ｎ１）と屈折率差（ｎ３−ｎ２）との差は、０.００１以上であればよい。屈折率差（ｎ２−ｎ１）と屈折率差（ｎ３−ｎ２）の差は、０．１以下が好ましく、０．０９以下がより好ましく、０．０８以下がさらに好ましく、０．０７５以下がもっとも好ましい。 
【００３３】
さらに、レンチキュラー層３の粘着層２側の主面（以下、「裏面」ともいう）３ｂの表面粗さＲａ［ｎｍ］は２０［ｎｍ］以下が好ましい。
【００３４】
ここで、表面粗さＲａ［ｎｍ］は、レンチキュラー層３の裏面のレーザー顕微鏡下での観察や、接触式変位センサ（例えばブルカー社製、Ｄｅｋｔａｋ触診式プロファイリングシステム）での測定によって、裏面に対応する輪郭の線プロファイルを求め、得られた線プロファイルからＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１年）に規定される算術平均高さを求める方法で算出できる。
【００３５】
レンチキュラー層３の裏面３ｂの表面粗さＲａを２０ｎｍ以下にすることで、レンチキュラー層３と粘着層２の界面での光の散乱を抑制できる。それにより、光学部材１０Ａにおいて、ガラス板１の第１の主面１ａに直交するＺ軸方向に高い直進性を有する出光が可能となり高い出光効率が達成できる。レンチキュラー層３の裏面３ｂの表面粗さＲａは１６ｎｍ以下が好ましく、１３ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましく、８ｎｍ以下が特に好ましい。
【００３６】
以下、光学部材１０Ａの各構成要素を説明する。
（ガラス板）
ガラス板１は、粘着層２、レンチキュラー層３と屈折率の関係が上記式（１）を満たすとともに、導光機能を有する。ガラス板１は、粘着層２、レンチキュラー層３と屈折率の関係がさらに上記式（２）を満たすことが好ましい。ガラス板１の屈折率は具体的には、１．４５以上が好ましく、１．４６以上がより好ましい。ガラス板１の屈折率は、入光時の反射損失を低減する観点から１．７５以下が好ましく、１．６１以下がより好ましく、１．５９以下がさらに好ましく、１．５７以下が特に好ましく１．５５以下がもっとも好ましい。ガラス板１の屈折率が上記範囲にあることで、上記式（１）、式（２）を満たしやすい。
【００３７】
ガラス板１の厚さは、導光板のたわみ、変形を防ぐ観点から、０．７ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、１．１ｍｍ以上がさらに好ましく、１．５ｍｍ以上が特に好ましい。ガラス板１の厚さは、重量が重くなることを防ぐこと、表示素子全体の厚みを抑える観点から３．０ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以下がより好ましく、２．１ｍｍ以下がさらに好ましく、１．９ｍｍ以下が特に好ましい。
【００３８】
ガラス板１の厚さの偏差は、輝度ムラを防ぐ観点から、０．１ｍｍ以下が好ましく、０．０５ｍｍ以下がより好ましい。厚さの偏差は、ガラス板１の第１の主面１ａを上にした状態で定盤の上にガラス板１を平置きし、接触式変位センサ（例えばＫＥＹＥＮＣＥ社製、高精度接触式デジタルセンサＧＴ２）をガラス板１上で水平移動させることで変位分布を計測し、その最大値と最小値の差分を算出することで得られる。
【００３９】
光学部材１０Ａにおいてガラス板１の平面形状は矩形であるがこれに限定されない。必要に応じて、多角形や円形、楕円形としてもよい。光学部材１０Ａを液晶表示装置用の面状発光装置に用いる場合、ガラス板１は、通常、矩形である。ガラス板１の大きさは用途によるが、概ね、主面と平行な面における光が入射する端面から反対側の端面までの距離が４０ｃｍ以上１００ｃｍ以下の大きさが挙げられる。
【００４０】
ガラス板１内部を光が導光する光学特性を得るために、ガラス板１は、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラスなどの多成分系の酸化物ガラスからなる、可視光域（３８０〜７８０ｎｍ）の光線の平均内部透過率が高いガラス板が好ましい。
【００４１】
具体的には、ガラス板１は、５０ｍｍ長における波長３８０〜７８０ｎｍの光の平均内部透過率が８５％以上であることが好ましく、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、さらにより好ましくは９８％以上、特に好ましくは９８．５％以上、最も好ましくは９９％以上である。
【００４２】
バックライトの光源として、青色ＬＥＤを用いる構成の場合、青色領域（４５０〜５００ｎｍ）の光線の平均内部透過率が高いガラス板が好ましい。この場合、ガラス板１は、５０ｍｍ長における波長４５０〜５００ｎｍの光の平均内部透過率が８５％以上であることが好ましく、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、さらにより好ましくは９８％以上、特に好ましくは９８．５％以上、最も好ましくは９９％以上である。
【００４３】
平均内部透過率は次の手順で測定する。まず、対象となるガラス板の略中央部分から、ガラス板の第１の主面に垂直な方向で割断することにより、縦５１ｍｍ×横５１ｍｍの寸法のサンプルを採取する。
【００４４】
次に、このサンプルを、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ１．８ｍｍの直方体となるように研削した後、全ての面（２つの主面および４つの端面）の算術平均粗さＲａがいずれも５ｎｍ以下となるように研磨する。研磨には、コロイダルシリカまたは酸化セリウムの遊離砥粒を用いる。このようにして得られたサンプルＡは、隣り合う面のなす角が全て９０度である。なお、ガラス板の厚さが１．８ｍｍ未満の場合には、高さ方向の研削は不要である。
【００４５】
次に、このサンプルＡにおいて、相互に対向する端面をそれぞれ第１、第２の端面とすると、第１の端面の法線方向への入射光がサンプルＡを透過して第２の端面から出射するときの測定波長範囲における透過率、すなわち５０ｍｍ長での、測定波長範囲における透過率ＴＡを測定する。透過率ＴＡの測定においては、５０ｍｍ長での測定が可能な分光測定装置（例えば、ＵＨ４１５０：日立ハイテクノロジーズ社製）を使用し、スリット等によって、入射光のビーム幅を板厚よりも狭くして測定する。
【００４６】
次に、Ｖブロック法によって、サンプルＡの、ｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｅ線（５４６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）の各波長における屈折率を、精密屈折計により室温で測定する。
【００４７】
上記屈折率の値にフィットするようにＳｅｌｌｍｅｉｅｒの分散式［下記の（Ｉ）式］の各係数Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を最小二乗法によって決定することにより、サンプルＡの屈折率ｎＡを得る：ｎＡ＝［１＋｛Ｂ１λ２／（λ２−Ｃ１）｝＋｛Ｂ２λ２／（λ２−Ｃ２）｝＋｛Ｂ３λ２／（λ２−Ｃ３）｝］０．５          （Ｉ）
なお、（Ｉ）式において、λは波長である。
【００４８】
サンプルＡの上記第１および第２の端面における反射率ＲＡを、下記の理論式［（ＩＩ）式］によって求める：ＲＡ＝（１−ｎＡ）２／（１＋ｎＡ）２    （ＩＩ）
【００４９】
次に、下記の（ＩＩＩ）式を用いて、サンプルＡの５０ｍｍ長での透過率ＴＡから、反射の影響を除外することにより、サンプルＡにおける、第１の端面から法線方向の５０ｍｍ長での内部透過率Ｔｉｎを得る：Ｔｉｎ＝［−（１−ＲＡ）２＋｛（１−ＲＡ）４＋４ＴＡ２ＲＡ２｝０．５］／（２ＴＡＲＡ２）  （ＩＩＩ）
【００５０】
各波長で得られた内部透過率Ｔｉｎを測定波長域にわたって平均化することにより、ガラス板の平均内部透過率Ｔａｖｅが算定される。
【００５１】
平均内部透過率が高く、屈折率を所望の範囲で精密に制御したガラス板を得るために、ガラス板１を構成するガラスの組成として好ましい組成の例を以下に示す。以下、ガラスの組成に係る各成分の含有量の単位「％」は、特に断りのない限り、酸化物基準の質量百分率表示である。また、ある成分を実質的に含有しないとは、該成分を積極的には含有させないが、不可避不純物による混入を許容することを意味する。
【００５２】
＜組成１＞
本発明に係るガラスの組成１は、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜８５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜１０％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯを０〜２０％、ＳｒＯを０〜１５％、ＢａＯを０〜１５％、Ｎａ２Ｏを２〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、Ｂ２Ｏ３を０〜２０％含有する。
【００５３】
ＳｉＯ２はガラスの主成分である。ＳｉＯ２の含有量は、ガラスの耐候性、失透特性を保つため、６０％以上であることが好ましく、より好ましくは６２％以上、さらに好ましくは６３％以上である。一方、溶解を容易にし、泡品質を良好なものとする観点から、ＳｉＯ２の含有量は８５％以下であることが好ましく、より好ましくは８０％以下、さらに好ましくは７２％以下、特に好ましくは６８％以下である。
【００５４】
Ａｌ２Ｏ３の含有量が多くなると、溶解時の粘性が増加し、泡がぬけにくくなるおそれがある。したがって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０％以下が好ましく、より好ましくは９％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは６％以下である。
【００５５】
また、Ａｌ２Ｏ３を含有する場合、Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．５％以上が好ましく、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上、特に好ましくは２．５％以上である。Ａｌ２Ｏ３はガラス中の非架橋酸素を減少させる効果をもつため、ガラスの耐候性の向上に寄与する。
【００５６】
ＭｇＯは、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用がある。また、比重を低減させ、ガラス物品に疵がつきにくいようにする作用があるため含有させてもよい。ＭｇＯを含有する場合、その含有量は好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは２％以上である。
【００５７】
一方で、ＭｇＯを含有するとガラスの熱膨張係数が増加し、失透特性が悪化するおそれがある。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは３％以下である。
【００５８】
ＣａＯは、ガラス原料の溶融を促進し、また粘性、熱膨張等を調整する成分であり、かかる効果を得るために、含有させてもよい。ＣａＯを含有する場合、その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは３％以上、さらに好ましくは５％以上である。また、ガラスの失透特性を悪化させないためには、好ましくは２０％以下、より好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１２％以下である。
【００５９】
組成１はＳｒＯおよびＢａＯを含んでいてもよい。これらの成分はＭｇＯやＣａＯと同様に、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張、粘性等を調整するのに有用な成分である。また、ガラスの屈折率を高くするためにも有用な成分である。
【００６０】
ＳｒＯは、熱膨張係数の増大およびガラスの高温粘度を下げる効果がある。かかる効果を得るために、ＳｒＯを含有できる。ＳｒＯを含有する場合、その含有量は好ましくは１％以上であり、より好ましくは２％以上である。ただし、ガラスの熱膨張係数を低く抑え、耐候性を悪化させないため、ＳｒＯの含有量は、好ましくは１５％以下、より好ましくは１２％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは５％以下である。
【００６１】
ＢａＯは、ＳｒＯ同様に熱膨張係数の増大およびガラスの高温粘度を下げる効果がある。上記の効果を得るためにＢａＯを含有できる。ＢａＯを含有する場合、その含有量は好ましくは２％以上であり、より好ましくは４％以上であり、さらに好ましくは６％以上である。ただし、ガラスの熱膨張係数を低く抑え、耐候性を悪化させないため、ＢａＯの含有量は、好ましくは１５％以下、より好ましくは１２％以下、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは８％以下である。
【００６２】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏといったアルカリ金属酸化物は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張または粘性等を調整するのに有用な成分である。これらの成分の合計の含有量は、好ましくは２％以上、さらに好ましくは５％以上、特に好ましくは１０％以上である。また、熱膨張係数を低く抑え、失透特性を良好にするためには、好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２０％以下である。
【００６３】
Ｎａ２Ｏの含有量は、２％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは８％以上、特に好ましくは１０％以上である。ただし、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つため、Ｎａ２Ｏの含有量は、２０％以下とするのが好ましく、より好ましくは１５％以下である。
【００６４】
Ｋ２Ｏは耐候性に寄与する成分だが、ガラスの失透特性を維持するために、Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下であり、含まなくてもよい。
【００６５】
Ｌｉ２Ｏはガラスの屈折率や溶解性を制御するために用いることができる任意成分であるが、原料コストを低く抑えるために、その含有量は好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１％以下である。
【００６６】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス原料の溶融を促進し、機械的特性や耐候性を向上させ、ガラスの屈折率を低くするためにも有用な成分であるため含有してもよく、含有する場合、その含有量は好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、ソーダライムシリケート系のガラスにおいては、揮発による脈理（ｒｅａｍ）の生成、炉壁の浸食等の不都合を生じさせないために２０％以下であることが好ましく、より好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。
【００６７】
＜組成２＞
本発明に係るガラスの組成２は、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を４５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を１０％超３０％以下、Ｂ２Ｏ３を０〜１５％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜６％、ＳｒＯを０〜５％、ＢａＯを０〜５％、Ｎａ２Ｏを２〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜１０％含有する。
【００６８】
ＳｉＯ２の含有量は４５％以上であることが好ましく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上、特に好ましくは６０％以上である。また、８０％以下であることが好ましく、より好ましくは７５％以下、さらに好ましくは７０％以下である。
【００６９】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０％超が好ましく、より好ましくは１１％以上、さらに好ましくは１２％以上、特に好ましくは１３％以上である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が７％超であることにより、ガラスの耐候性を向上できる。また、３０％以下が好ましく、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２０％以下、特に好ましくは１５％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０％以下であることにより、溶解時の粘性の増加によって泡がぬけにくくなるのを抑制できる。
【００７０】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス原料の溶融を促進し、機械的特性や耐候性を向上させ、ガラスの屈折率を低くするためにも有用な成分であるため含有してもよく、含有する場合、その含有量は好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、ソーダライムシリケート系のガラスにおいては、揮発による脈理（ｒｅａｍ）の生成、炉壁の浸食等の不都合を生じさせないために１５％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは７％以下、特に好ましくは４％以下であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。
【００７１】
ＭｇＯを含有する場合、その含有量は好ましくは１％以上であり、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。また、好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下、特に好ましくは５％以下である。
【００７２】
ＣａＯを含有する場合、その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。また、ガラスの失透特性を悪化させないためには、好ましくは６％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは４％以下である。
【００７３】
ＳｒＯを含有する場合、その含有量は好ましくは１％以上であり、より好ましくは２％以上である。また、好ましくは５％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下である。
【００７４】
ＢａＯを含有する場合、その含有量は好ましくは１％以上であり、より好ましくは２％以上である。また、好ましくは５％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下である。
【００７５】
Ｎａ２Ｏの含有量は、２％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは８％以上、特に好ましくは１０％以上である。また、２０％以下とするのが好ましく、より好ましくは１５％以下である。
【００７６】
Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下であり、含まなくてもよい。
【００７７】
ガラスの耐熱性および表面硬度の向上のために、任意成分としてＺｒＯ２を含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有する場合、その含有量は好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上、さらに好ましくは０．５％以上である。ただし、失透特性の維持、低密度の維持の点から、ＺｒＯ２の含有量は好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下、特に好ましくは２％以下であり、実質的に含有しないことが特に好ましい。
【００７８】
＜組成３＞
本発明に係るガラスの組成３は、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を４５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１０〜３０％、Ｂ２Ｏ３を０〜１５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを合計で０％以上、２％未満含有する。
【００７９】
ＳｉＯ２の含有量は４５％以上であることが好ましく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上である。また、７０％以下であることが好ましく、より好ましくは６５％以下、さらに好ましくは６０％以下である。
【００８０】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０％以上が好ましく、より好ましくは１２％以上、さらに好ましくは１４％以上、特に好ましくは１６％以上である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％以上であることにより、ガラスの耐候性を向上できる。また、３０％以下が好ましく、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２３％以下、特に好ましくは２０％以下である。
【００８１】
Ｂ２Ｏ３を含有する場合、その含有量は好ましくは０．５％以上、より好ましくは３％以上、さらに好ましくは５％以上である。また、１５％以下であることが好ましく、より好ましくは１３％以下、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは７％以下である。
【００８２】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯといったアルカリ土類金属酸化物は、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進するために有用な成分である。そのため、これらの成分の合計の含有量は、好ましくは５％以上、より好ましくは８％以上、さらに好ましくは１２％以上、特に好ましくは１３％以上である。一方、熱膨張係数を低く抑え、失透特性を良好にするために、これらの成分の合計の含有量は、好ましくは３０％以下、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２０％以下、特に好ましくは１８％以下である。
【００８３】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏの合計含有量は、好ましくは０％以上である。また、熱膨張係数を低く抑え、失透特性を良好にするためには、好ましくは２％未満であり、より好ましくは１％以下である。
【００８４】
また、本発明に係るガラスは、清澄剤としてＳＯ３を含有してもよい。ただし、ＳＯ３を含有する場合、アンバー発色を生じ、平均内部透過率が低下する場合がある。したがって、ＳＯ３を含有する場合、その含有量は、０．５％以下が好ましい。より好ましくは０．４％以下、さらに好ましくは０．３％以下、特に好ましくは０．２５％以下である。ただし、清澄剤としての効果を得るために０％超であることが好ましい。
【００８５】
また、本発明に係るガラスは、酸化剤および清澄剤としてＳｂ２Ｏ３およびＡｓ２Ｏ３のうちの一つ以上を含有してもよい。この場合、Ｓｂ２Ｏ３またはＡｓ２Ｏ３の含有量は、０〜０．５％が好ましい。０．２％以下がより好ましく、０．１％以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
【００８６】
ただし、Ａｓ２Ｏ３は、環境面から意図的に含有させないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３は還元雰囲気下において着色し、可視光域の平均内部透過率に影響する性質を有するため、意図的には含有させないことが好ましい。
【００８７】
なお、本発明に係るガラスの組成は、蛍光Ｘ線法により測定できる。また、軽元素であり蛍光Ｘ線法での測定が困難なホウ素Ｂと、１０００質量ｐｐｍ以下の微量元素についてはＩＣＰ発光分光分析法により測定可能である。
【００８８】
ガラス板１は、得られるガラスの組成が所定の組成となるように原料を調製し、通常の方法で溶融成形することで製造できる。成形後、主面および端面について研磨等の表面処理によりそれぞれ所望の形状特性とする。
【００８９】
例えば、ガラス板１の第２の主面１ｂには、ガラス板１の第１の主面１ａ側から光を取り出すための散乱構造が形成される。散乱構造としては、例えば、凹凸形状、複数のレンズを配列した形状が挙げられる。なお、出光面である第１の主面１ａにおける輝度を均一にするために、入光端面１ｃからの距離が離れるにつれて高散乱性に形成することが好ましい。なお、ガラス板１の第２の主面１ｂに散乱構造を形成する代わりに、後述の光学部材１０Ｂのように、ガラス板１の第２の主面１ｂ上にドットパターン等の散乱機能層４を設けてもよい。
【００９０】
（レンチキュラー層）
レンチキュラー層３は、ガラス板１、粘着層２と屈折率の関係が上記式（１）を満たすとともに、光学部材１０Ａにおいてガラス板１から出射した光を集光して出光方向（光学部材１０ＡにおいてはＺ軸方向）への指向性を高める機能を有する。レンチキュラー層３の、ガラス板１、粘着層２との屈折率の関係はさらに、上記式（２）を満たすことが好ましい。
レンチキュラー層３の屈折率は具体的には、１．４４以上であることが好ましく、１．４５以上であることがより好ましく１．４６以上であることが特に好ましい。一方高すぎると光の取り出し効率に影響が生じるため、１．５９以下が好ましく、１．５８以下がより好ましく、１．５７以下がさらに好ましく、１．５６以下が特に好ましい。レンチキュラー層３の屈折率が上記範囲にあることで、上記式（１）、式（２）を満たしやすい。
【００９１】
本発明の光学部材におけるレンチキュラー層について、光学部材１０Ａの光学部材１０Ａが有するレンチキュラー層３、すなわち、集光構造体がシリンドリカルレンズ３１の場合について、図４に示す、シリンドリカルレンズ３１の垂直断面を含む拡大断面図を参照しながら説明する。
【００９２】
レンチキュラー層３は厚さ一定の基材３２上にシリンドリカルレンズ３１が配置された構成であり、全体の厚さＴ１は、基材３２の厚さとシリンドリカルレンズ３１の高さＨの合計である。シリンドリカルレンズ３１の高さＨは、垂直断面に含まれる、複数のシリンドリカルレンズ３１の高さの平均高さである。複数のシリンドリカルレンズ３１における高さの偏差の平均高さに対する百分率は１０％以下が好ましい。
【００９３】
シリンドリカルレンズ３１の高さＨの例として５〜２５０μｍが挙げられる。レンチキュラー層３において、シリンドリカルレンズ３１の垂直断面の幅は、円弧の頂点間距離Ｗと等しく、例えば、高さＨとの関係でＨ／Ｗとして０．０５〜０．５が挙げられる。基材３２の厚さは、シリンドリカルレンズ３１の高さＨの１〜３００％が好ましく、全体の厚さＴ１は、５０〜３００μｍ程度とできる。なお、レンチキュラー層３に関するこれらの数値は例示であって、これに限定されない。レンチキュラー層３の裏面３ｂにおける表面粗さＲａは、上記のとおりである。
【００９４】
レンチキュラー層３の材料としては、屈折率が上記式（１）の関係を満たす材料が用いられる。レンチキュラー層３の材料はさらに、上記式（２）の関係を満たす屈折率を有することが好ましい。成形性に優れる点から樹脂材料が好ましい。樹脂材料の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＭＳ樹脂（メチルメタクリレート・スチレン共重合樹脂）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等が挙げられる。基材３２とシリンドリカルレンズ３１とは、同一の材料で構成されてもよく、異なる材料で構成されてもよい。基材３２とシリンドリカルレンズ３１とが異なる材料で構成される場合、各式に用いる屈折率ｎ３は、基材３２の屈折率である。
【００９５】
基材３２上にシリンドリカルレンズ３１を形成する方法としては、基材３２上にインプリントでシリンドリカルレンズ３１用の樹脂を転写する方法、スクリーン印刷、グラビア印刷、ディスペンサ、インクジェット等でシリンドリカルレンズ３１用の樹脂を線状に塗布する方法、シリンドリカルレンズ３１用の樹脂を基材３２に塗布した後、ストライプ形状を形成しつつ硬化させる方法、樹脂膜を硬化させた後レーザーや砥石でシリンドリカルレンズ形状に加工する方法などが挙げられる。
【００９６】
レンチキュラー層３は、基材３２とシリンドリカルレンズ３１が同一の材料で一体成形することも可能であり、生産効率の点から好ましい。基材３２とシリンドリカルレンズ３１が一体化されたレンチキュラー層３は、例えば、押し出し成形、射出成形、熱プレス成形により製造できる。また、例えば、厚さがＴ１の樹脂基板の一方の主面をレーザーや砥石でシリンドリカルレンズ形状に加工することで、基材３２とシリンドリカルレンズ３１が一体化されたレンチキュラー層３を得てもよい。
【００９７】
レンチキュラー層３の線膨張率は、耐熱信頼性の観点から、１０×１０−５℃−１以下が好ましく、８×１０−５℃−１以下がより好ましい。レンチキュラー層材料が１０×１０−５℃−１以下であれば、温度変化時の材料変形や反り、基板からのはがれが起こりにくくなる。上記のＣＯＰやＰＣ、ＭＳ樹脂は線膨張率が８×１０−５℃−１以下と低いので、レンチキュラー層３の材料として好ましい。なお、線膨張率は、ＪＩＳ  Ｋ７１９７にしたがって、熱機械分析（ＴＭＡ）法で測定できる。
【００９８】
（粘着層）
粘着層２は、ガラス板１、レンチキュラー層３と屈折率の関係が上記式（１）を満たす光学機能層であるとともに、光学部材１０Ａにおいてレンチキュラー層３をガラス板１上に接着性をもって固定する機能を有する。粘着層２の、ガラス板１、レンチキュラー層３との屈折率の関係はさらに、上記式（２）を満たすことが好ましい。粘着層２の屈折率は具体的には、１．４６以上が好ましく、１．４７以上がより好ましく、１．４８以上がさらに好ましく、１．４９以上が特に好ましい。また粘着層２の屈折率は１．５４以下が好ましく、１．５３以下がより好ましく、１．５２以下がさらに好ましい。粘着層２の屈折率が上記範囲にあることで、ガラス板、レンチキュラー層との関係で上記式（１）、式（２）を満たしやすい。
【００９９】
粘着層２の厚さの平均は６μｍ以上６０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。以下、「粘着層の厚さの平均」を「粘着層の厚さ」という。粘着層２の厚さが６μｍ以上であることで、レンチキュラー層３をガラス板１上に十分な接着性をもって固定可能である。粘着層２の厚さが６０μｍ以下であることで、粘着層２の平坦性を十分に確保でき、それによりレンチキュラー層３と粘着層２の界面での光の散乱を抑制できる。結果として、光学部材１０Ａにおいて、ガラス板１の第１の主面１ａに直交するＺ軸方向に高い直進性を有する光出射が可能となり高い出光効率が達成できる。
【０１００】
なお、粘着層２の厚さは、例えば、その断面を光学顕微鏡下で観察することにより測定できる。粘着層２の面内の任意の９箇所での測定値の平均値を、粘着層２の厚さとし、粘着層２の平均厚さともいう。また、各測定点での測定値と平均値との差を、厚さの偏差（以下、厚み偏差ともいう）とする。
【０１０１】
粘着層２は、光学部材１０Ａを面状発光装置に用いた際の出射光の面内の輝度ムラを抑制する観点から、厚み偏差が粘着層の厚さの２０％以下であるのが好ましく、１０％以下がより好ましい。厚み偏差が粘着層の厚さの２０％以下とは、９箇所の測定点全てにおいて厚み偏差が粘着層の厚さの２０％以下であることを意味する。
【０１０２】
粘着層２の線膨張率は、耐熱信頼性の観点から、１０×１０−５℃―１以下が好ましく、８×１０−５℃―１がより好ましい。粘着層材料が１０×１０−５℃―１以下であれば、温度変化時の材料変形や反り、はがれが起こりにくくなる。線膨張率は、レンチキュラー層３と同様にして測定できる。
【０１０３】
粘着層２は粘着剤または接着剤からなる。粘着剤として、好ましい具体例としては、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、スチレン−ブタジエン共重合体系ゴム、ブチルゴム、またはシリコーン樹脂等を主成分とする粘着剤が挙げられる。これら粘着剤には屈折率を調整するために臭素などのハロゲン原子、硫黄原子やリン原子、フルオレン等の芳香環を有する化合物や、ジルコニウムやチタンなど高屈折率無機粒子を含んでいてもよい。なお、芳香環を有する化合物は樹脂の重合単位として粘着剤に含有されてもよい。本発明においては市販されている粘着剤を使用できる。
【０１０４】
これら粘着剤が含有する樹脂は、ガラス板１の第１の主面１ａやレンチキュラー層３の裏面３ｂとの接着性を高めるために、ヒドロキシ基、カルボニル基、アルデヒド基、ハロホルミル基、カーボネートエステル基、カルボキシレート基、カルボキシル基、エステル基、ヒドロペルオキシ基、ペルオキシ基、エーテル基、ヘミケタール基、アセタール基、オルトエステル基、オルトカーボネートエステル基、カルボン酸基、アミド基、アミン基、イミン基、アジド基、アゾ化合物基、シアネート基、ニトレート基、ニトリル基、ニトロ化合物基、ニトロソ化合物基、チオール基、スルホン酸基、およびこれらの組み合わせからなる群から選択された一つもしくは複数の官能基を有してもよい。
【０１０５】
粘着層２は、具体的には、予め調製された粘着剤組成物を、例えば、バーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ロールコート法などのような一般的な塗膜形成方法により、剥離層上に均一な厚さで塗布する。または、レンチキュラー層３の裏面３ｂに、その積層部分の段差を解消するように塗布する。このようにして、表面が平坦となる膜厚の粘着剤組成物塗膜を比較的容易に形成できる。粘着剤組成物は、例えば、粘着剤の主成分である樹脂または反応して該樹脂となる樹脂原料、さらに必要に応じて適宜配合される任意成分を含む粘着剤と溶媒とからなる。粘着剤組成物塗膜は、その後、乾燥、必要に応じて熱や光による硬化処理を経て粘着層２となる。
【０１０６】
なお、粘着層２は、通常、剥離性を有する剥離層上に形成され、レンチキュラー層３の裏面３ｂと貼り合わされ、次いで、剥離層を剥がしてガラス板１に貼り合わせる。粘着層２を、剥離性を有する剥離層上に形成した後に、さらに粘着層２上に別の剥離層を貼り合わせてもよい。この場合、片方の剥離フィルムを剥がしてレンチキュラー層３の裏面３ｂと貼り合わせ、残りの剥離フィルムを剥がしてガラス板１に貼り合わせる方法と、片方の剥離フィルムを剥がしてガラス板１に貼り合わせ、残りの剥離フィルムを剥がしてレンチキュラー層３の裏面３ｂに貼り合わせる方法がある。これらの方法から、適宜選択した方法が用いられる。
【０１０７】
このようにして、レンチキュラー層３とガラス板１を貼り合わせることで光学部材１０Ａが得られるが、粘着層２とレンチキュラー層３との間およびガラス板１と粘着層２との間に気泡が残る場合がある。気泡が残ると、光学部材１０Ａの光学特性に悪影響をおよぼすため、好ましくない。この気泡を効果的に消失させる方法としては、光学部材１０Ａを、常温を超え、かつ常圧を超える雰囲気下で熱処理する方法が挙げられる。
【０１０８】
熱処理の条件としては、特に４０〜９０℃、０．５〜１．５ＭＰａの雰囲気下で２０〜１００分程度保持することが好ましい。温度を６０〜９０℃とすることで、粘着層２と、粘着層２と接するレンチキュラー層３やガラス板１との間の気泡を効果的に消失させることができる。熱処理は、５０〜８０℃、０．６〜１．０ＭＰａの雰囲気下で２０〜８０分程度保持することがより好ましい。
【０１０９】
粘着層が接着剤からなる場合は、ガラス板１に接着剤を塗布し、レンチキュラー層３で貼り合わせた後に、熱硬化させる方法が挙げられる。
【０１１０】
以上、ガラス板１、粘着層２、およびレンチキュラー層３をその順に有する光学部材１０Ａを用いて本発明の光学部材の一例について説明した。本発明の光学部材は、ガラス板１、粘着層２、およびレンチキュラー層３に加えて、ガラス板１の第２の主面上に散乱機能層を備える構成であってもよく、出射光の輝度の面内均一性の観点から散乱機能層を備える構成が好ましい。
【０１１１】
本発明の光学部材が散乱機能層を有する場合、散乱機能層の屈折率をｎ４としたときに、ガラス板および粘着層の屈折率との関係において、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
ｎ４−ｎ１  ≧  ｎ２−ｎ１    （３）
【０１１２】
式（３）を満たすためには、散乱機能層の屈折率ｎ４とガラス板の屈折率ｎ１との関係は、ｎ４＞ｎ１が成り立つ。散乱機能層とガラス板との屈折率差（ｎ４−ｎ１）が粘着層とガラス板との屈折率差（ｎ２−ｎ１）以上であれば、散乱機能層とガラス板との界面での反射率が粘着層とガラス板との界面での反射率よりも大きくなるので、光が出光面側に出やすくなる傾向があり好ましい。屈折率差（ｎ４−ｎ１）と屈折率差（ｎ２−ｎ１）の差は、０．００１以上が好ましく、０．００３以上がより好ましく、０．００５以上がさらに好ましく、０．００８以上が一層好ましく、０．０１以上が特に好ましい。ただし差が大きすぎると光学性能に悪影響が生じるため０．０３以下が好ましく、０．０２７以下がより好ましく、０．０２５以下がさらに好ましく、０．０２３以下が一層好ましく０．０２以下が特に好ましい。
【０１１３】
図５は実施形態に係る光学部材の散乱機能層を備える一例のガラス板の反射面側から見た全体平面図である。図６は図５に示す光学部材のＡ−Ａ線における概略断面図であり、図７は図５に示す光学部材のＢ−Ｂ線における概略断面図である。
【０１１４】
図５、図６および図７に示す光学部材１０Ｂは、出光面である第１の主面１ａと第１の主面１ａに対向する反射面である第２の主面１ｂと入光端面１ｃとを有するガラス板１と、ガラス板１の第１の主面１ａ上に配置された粘着層２と、粘着層２上に配置されたレンチキュラー層３と、ガラス板１の第２の主面１ｂ上に配置された散乱機能層４を備える。
【０１１５】
光学部材１０Ｂにおいて、ガラス板１、粘着層２およびレンチキュラー層３は光学部材１０Ａと同様にできる。なお、ガラス板１については、第２の主面１ｂは散乱構造を有してもよい。
【０１１６】
（散乱機能層）
散乱機能層４は、光学部材１０Ｂにおいて、ガラス板１の入射面１ｃから入射しガラス板１内部をＹ軸方向に導光する光を、出光面１ａに対向する第２の主面１ｂ近傍で部分的に散乱させることで、出光面１ａから光出射させる機能を有するとともに、ガラス板１および粘着層２の屈折率の関係が上記式（３）を満たすことが好ましい。散乱機能層４の屈折率は具体的には、１．４６以上が好ましく、１．４７以上であることがより好ましく、１．４８以上であることがさらに好ましく、１．４９以上であることが一層好ましく１．５０以上であることが特に好ましい。ただし散乱層４の屈折率が高すぎると光取り出し効率に悪影響が生じるため、１．６２以下が好ましく、１．６０以下がより好ましい。散乱機能層４の屈折率が上記範囲にあることで、上記式（３）を満たしやすい。
【０１１７】
散乱機能層４の形成に用いる、光を乱反射する塗料としては、紫外線硬化塗料、赤外線硬化塗料等の有機塗料が挙げられる。これらは、上記屈折率を勘案して適宜選択される。たとえば中空粒子とバインダーとの混合溶液をガラスに塗工した後、紫外線照射により硬化させる方法を適用可能である。散乱機能層４は導光板用樹脂板で広く使われる中実微粒子で形成されてもよい。
【０１１８】
中空粒子による光散乱では、長波長ほど散乱強度が強く、また後方へ強く散乱される傾向がある。このため、散乱機能層４が中空粒子で形成されている場合、吸収係数を適切に設計したガラスに中実粒子を用いる場合に比べ、色ムラがさらに抑制される。ここでいう色ムラとは、出光面から取出される光の色度が、光源からの距離に応じて大きく変動することを言う。
【０１１９】
中空粒子は、例えば外殻と、外殻の内部に形成される空隙とを有する。外殻は、例えば重合体で形成される。中空粒子の外径は、例えば０．４μｍ以上であり、０．５μｍ以上が好ましい。中空粒子の外形は５μｍ以下であり、好ましくは４μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。中空粒子の製造方法の詳細については、国際公開第２００５／０７１０１４号に記載された方法に従うことが望ましい。
【０１２０】
バインダーとしては、可視光に対して高い透過性を有する樹脂が用いられる。そのような樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂および光硬化性樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【０１２１】
バインダーに使用する熱硬化性樹脂としては、公知のものが使用できるが、好ましくは、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂である。これらは単独でも２種以上の混合でもよい。
【０１２２】
バインダーに使用する熱可塑性樹脂としては、公知のものが使用できるが、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂、スチレン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフルオロオレフィン系樹脂であり、より好ましくは、アクリル樹脂、ＭＳ樹脂、スチレン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフルオロオレフィン系樹脂である。これらは単独でも２種以上の混合でもよい。
【０１２３】
バインダーに使用する光硬化性樹脂としては、高分子量の光硬化性樹脂を挙げることができる。高分子量の光硬化性樹脂としては、ポリマー骨格に光重合性基が導入されたものであれば、特に制限なく公知のものが使用できる。このようなポリマー骨格としては、ポリエチレン骨格、ポリウレタン骨格、ポリエステル骨格、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリオキシアルキレン骨格、ポリフェニレン骨格などが挙げられ、好ましくは、ポリエチレン骨格、ポリウレタン骨格である。
【０１２４】
光重合性基としては、例えば、（メタ）アクリロイル基、アルケニル基、シンナモイル基、シンナミリデンアセチル基、ベンザルアセトフェノン基、スチリルピリジン基、α−フェニルマレイミド、フェニルアジド基、スルフォニルアジド基、カルボニルアジド基、ジアゾ基、ｏ−キノンジアジド基、フリルアクリロイル基、クマリン基、ピロン基、アントラセン基、ベンゾフェノン基、ベンゾイン基、スチルベン基、ジチオカルバメート基、キサンテート基、１，２，３−チアジアゾール基、シクロプロペン基アザジオキサビシクロ基などが挙げられ、好ましい光重合性基は（メタ）アクリロイル基およびシンナモイル基であり、特に好ましくは（メタ）アクリロイル基である。これらは単独でも２種以上の混合でもよい。
【０１２５】
バインダーとしての樹脂と中空粒子との比率は、ガラスへの塗工方法や粘度等に応じて適宜調整できる。
【０１２６】
図５、図６および図７に示すとおり、光学部材１０Ｂにおいて、散乱機能層４は、上記散乱機能を発揮させるために、複数のドットから構成されるドットパターンで設けられる。光学部材１０Ｂにおいては、ドットパターンは、ガラス板１の出光面１ａから出射される光の輝度が、面内で、すなわちＹ軸方向で一定となるように設けられている。
【０１２７】
具体的には、入光端面１ｃから距離が離れるにつれて所定の面積内においてドットの占める割合が大きくなるようにドットパターンが形成されている。光学部材１０Ｂでは、入光端面１ｃから距離が離れるにつれて個々のドットの大きさを大きくすることで割合を調整している。なお、ドットの大きさを変えずにドット間の間隔を調整することで、ドットの占める割合を調整してもよい。また、例えば、ガラス板１の入光端面が端面１ｃと端面１ｃに対向する端面１ｄである場合、端面１ｃと端面１ｄの近傍においては、ドットの占める割合が小さく、中央部においてドットの占める割合が大きくなるように形成される。
【０１２８】
散乱機能層４は、例えば、ガラス板１の反射面である第２の主面１ｂ上に光を乱反射する塗料をスクリーン印刷することで形成できる。ドットパターンを形成することにより、隣接するドット間に空気層（図示せず）を形成でき、ガラス板１の反射面１ｂ、特に隣接するドット間に露出する反射面１ｂに屈折率の低い空気を接触させることができる。これにより、全反射条件を満たすものとすることができ、ガラス板１の内部に光を十分に伝播させ、出光面１ａにおける輝度の不均一等を抑制できる。散乱機能層４の厚さは、印刷時のインク粘度を一定の範囲にする必要があるために一定の範囲に限られており、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
【０１２９】
光学部材１０Ｂにおいて、散乱機能層４のドットの形状は円形であるが、ドットの形状はこれに限定されない。ドットの形状としては、例えば、円形、楕円形、方形、三角形、多角形等が挙げられる。ガラス板１の内部を導光する光の導光方向を乱して光出射面に導くことができるものであれば特に制限されない。なお、ドットの形状についても、上記で説明した大きさ等と同様に、必要に応じて反射面１ｂの部分毎に変更できる。
【０１３０】
ドットは通常、ガラス板１の反射面である第２の主面１ｂ上に凸状に配置されるが、第２の主面１ｂを凹状に設けてもよい。このような凹状ドットは、レーザーやブラスト処理、エッチング処理によって設置可能である。
【０１３１】
（その他の層）
本発明の光学部材は、上に説明した、ガラス板、粘着層、レンチキュラー層、散乱機能層以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の層を有してもよい。
【０１３２】
その他の層としては、光学部材に耐擦傷性を付与する目的で、レンチキュラー層の最も空気界面側の表面や散乱機能層の表面に設けられるハードコート層や、粘着層のガラス板との密着性向上の目的で、ガラス板と粘着層との間に設けられるプライマー層や、信頼性向上のためにガスバリア層等が挙げられる。ハードコート層は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等で形成できる。ガスバリア層は、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４等からなり、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等によって形成できる。
【０１３３】
本発明の光学部材は、出射面からの出光効率が高い光学部材であり、これを光源と共に用いて面状発光装置として使用すれば、耐熱性および剛性に優れるとともに出光効率が高い面状発光装置が得られる。
【０１３４】
［面状発光装置］
本発明の面状発光装置は、本発明の光学部材と、光学部材のガラス板が有する入光端面に近接して配置された光源とを備える。図８は図５に示す光学部材１０Ｂを用いた本発明の面状発光装置の一例の全体平面図である。図９は図８に示す面状発光装置のＡ−Ａ線における概略断面図である。なお「近接して配置する」とは、光源（例えばＬＥＤの発光面）と光学部材のガラス板が有する入光端面との距離が０ｍｍ以上３ｍｍ以下程度の範囲内にある状態を指す。ガラス板が有する入光端面と光源との間の距離は２．５ｍｍ以下が好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以下がさらに好ましく、１．０ｍｍ以下が一層好ましく、０．８ｍｍ以下が特に好ましく、０．５ｍｍ以下がもっとも好ましい。
【０１３５】
図８および図９に示される面状発光装置１００は光学部材１０Ｂと、光学部材１０Ｂのガラス板１が有する入光端面１ｃに対向するように光源５が設けられている。光源５は、光源本体５１と、この光源本体５１を搭載する光源基板５２とから構成される。入光効率を向上させる観点から光源５と入光端面１ｃとは近接させて配置する。たとえば光源５の最上部と入光端面１ｃとの距離は、０．５ｍｍ以下である。光源本体５１は光源本体５１の中心から発せられる光がガラス板１の入光端面１ｃと直交するように配置される。
【０１３６】
光源本体としては、冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の線光源、発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下ＬＥＤと称する）等の点光源を用いることができる。点光源には、上記ＬＥＤ以外にレーザーダイオード（Laser Diode）等が用いられる。ＬＥＤには、例えば、青色等の単色を発光する半導体発光素子と、この半導体発光素子から発せられる青色光の一部を吸収して黄色光を発する蛍光体とからなる擬似白色ＬＥＤが用いられる。また、ＬＥＤには、例えば、赤色、緑色、青色の各色を発光する素子を備え、３つの単色光の合成光で白色光を発するものが用いられる。また、青色ＬＥＤを用いて、光学部材１０Ａから出光した後に、蛍光シートや量子ドットシートなどの変調シートによって白色とすることもできる。
【０１３７】
面状発光装置１００は、光源本体５１が点光源、例えば、ＬＥＤである場合を示す。光源５は、点光源としての光源本体５１を複数個有し、複数個の光源本体５１はＸ軸方向に沿って所定の間隔をおいて光源基板５２に搭載される。光源基板５２には、光源本体５１を実装するとともに、光源本体５１に電力を供給するための回路パターンが形成されている。
【０１３８】
面状発光装置１００では、光源５は、ガラス板１の入光端面１ｃに対向する位置にのみ設けられている。必要に応じて、光源５は、ガラス板１の入光端面１ｃに対向する端面１ｄに対向する位置にさらに設けられてもよい。
【０１３９】
以上の説明において本発明の光学部材およびそれを用いた面状発光装置は、出光面の面内での輝度を均一とする例を中心に説明した。本発明の光学部材およびそれを用いた面状発光装置においては、例えば、光源の配置を変更する、一列に並んだ光源のうち一部分だけを点灯させる、場所によって、光源（ＬＥＤ）の出力を変化させる等により、ローカルディミングに用いることも可能である。
【０１４０】
［ディスプレイ装置］
本発明のディスプレイ装置は本発明の面状発光装置を有する。本発明のディスプレイ装置としては、液晶表示装置が好適である。液晶表示装置は、典型的には、面状発光装置と、該面発光装置の光出射面側に配置された液晶ユニットと、を有する。
【０１４１】
液晶ユニットは、液晶の複屈折性を応用しており、ガラス等の絶縁性基板上に着色層、遮光層、対向電極等が設けられた対向基板と、ガラス等の絶縁性基板上にスイッチング素子となる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と記す）、画素電極等が設けられたＴＦＴアレイ基板とを備えている。また、対向基板とＴＦＴアレイ基板との間隔を保持するためのスペーサ、対向基板とＴＦＴアレイ基板とを貼り合わせるためのシール材、対向基板とＴＦＴアレイ基板との間に挟持させる液晶、液晶を注入する注入口の封止材、液晶を配光させる配向膜、および偏光板等により構成されている。
【実施例】
【０１４２】
ガラス板、粘着層、レンチキュラー層の各構成要素において以下の材料を用いて、図５〜図７に示すのと同様の構成の光学部材１０Ｂを製造し、出光効率を評価した。例１〜７、１６〜２１が実施例であり、例８〜１５が比較例である。なお、以下の材料において、商品名の記載がないものは公知の方法により製造した材料である。
【０１４３】
（構成要素および材料）
なお、各材料の括弧内に屈折率を示す。屈折率は、メトリコン社製のプリズムカプラ屈折率測定器Ｍ２０１０を用いて、１０μｍのバルクモードで、波長５９４ｎｍにおいて測定した。
【０１４４】
ガラス板Ａ；導光板用高透過ガラス（旭硝子社製、商品名；ＸＣＶ（登録商標）、ｎ１＝１．５２５、平均内部透過率；９９％）
ガラス板Ｂ；ボロシリケートガラス（ｎ１＝１．４９２、平均内部透過率；９９％）
ガラス板Ｃ；シリカガラス（ｎ１＝１．４５８、平均内部透過率；９９％）
【０１４５】
レンチキュラー層Ａ；ポリカーボネート樹脂（帝人化成社製、商品名；Ｐａｎｌｉｔｅ  ＡＤ−５５０３、ｎ３＝１．５８４）
レンチキュラー層Ｂ；メタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂（ｎ３＝１．５３３）
レンチキュラー層Ｃ；ＵＶ硬化型エポキシシリコーン樹脂（荒川化学社製、商品名；シリコリースＵＶ  ＰＯＬＹ２０１、ｎ３＝１．４３０）
【０１４６】
粘着層Ａ；ＵＶ硬化型光学接着剤（カネダ社製、商品名；アーデルオプトクレーブＯＰＭ５５、ｎ２＝１．５３１）
粘着層Ｂ；ＵＶ硬化型光学接着剤（ダイキン社製、商品名；オプトダインＵＶ３２００、ｎ２＝１．５１３）
粘着層Ｃ；ＵＶ硬化型光学接着剤（ダイキン社製、商品名；オプトダインＵＶ１１００、ｎ２＝１．４６２）
【０１４７】
［例１〜１５］
（ガラス板Ａ〜Ｃへの散乱機能層４の形成）
ガラス板Ａ〜Ｃについて、ガラス板１の第２の主面１ｂ上に拡散インキをドットパターン状に印刷し、紫外線照射によって硬化させることで、散乱機能層４付きガラス板１を作製した。ガラス板１は、平面視で、略長方形であって、横３００ｍｍ、縦１７０ｍｍ、厚さ２．１ｍｍであった。ガラス板１の４つの端面のうち、入光端面１ｃは鏡面加工し、残りの３面は粗削り加工した。拡散インキとしては、紫外線硬化性の中空粒子を含有するインキ（ＪＳＲ社製、品番：ＳＸ８０３４）を用いた。
【０１４８】
（レンチキュラー層３の作製）
レンチキュラー層３としてのレンチキュラー層ＡおよびＢは、押し出し成形にて、レンチキュラー層Ｃはインプリント法で全て同形、同寸になるように作製した。レンチキュラー層３の厚さＴ１は１００μｍ、シリンドリカルレンズ３１の高さＨは２５μｍ、シリンドリカルレンズ３１の垂直断面の幅Ｗ（＝円弧の頂点間距離Ｗ）は１００μｍ、Ｈ／Ｗ＝０．２５とした。また、レンチキュラー層３の裏面３ｂの表面粗さＲａは、５．０ｎｍとした。
【０１４９】
（光学部材１０Ｂの作製）
次に、粘着層２の形成に用いるＵＶ硬化型光学接着剤を、アプリケータを用いて、レンチキュラー層３の裏面３ｂ上に塗布した。これをガラス板１の第１の主面１ａ上に貼り合わせた後に高圧水銀灯で照射量１０〜１００ｍＪ/ｃｍ２の紫外光を照射した。照射後６０℃、１時間加熱処理を行った。処理後の粘着層Ａ〜Ｃの厚さは、２５μｍであった。このようにして光学部材１０Ｂと同様の構成の光学部材サンプルを得た。ガラス板、粘着層、レンチキュラー層の組み合わせは表１に示すとおりとした。表１中、レンチキュラー層を「レンチ層」と表記した。
【０１５０】
なお、粘着層は、以下のようにしても得られる。ＵＶ硬化型接着剤を、アプリケータを用いて、ガラス板１の第１の主面１ａ上に塗布する。これにレンチキュラー層３をロールプレス機で貼り合わせ、後に高圧水銀灯で照射量１０〜１００ｍＪ/ｃｍ２の紫外光を照射する。照射後６０℃１時間加熱処理を行う。
【０１５１】
作製した各例の光学部材サンプルを、既製の液晶ディスプレイ（ＳＯＮＹ株式会社製、ＫＤ−５５Ｘ８５００Ｂ）から取出したバックライトユニットのアクリル導光板と置き換えた。光学部材サンプルに照射される領域以外のバックライトからは光が出ないように調整した後、暗室内でバックライトユニットの光源を点灯させ、光学部材サンプルの出光面から取出される光の輝度を測定した。輝度［ｃｄ／ｍ２］は、コニカミノルタ社製のＣＡ−２０００により測定し、出光面の９点の平均値とした。
【０１５２】
図１０に出光面Ｓにおける輝度の９点の測定点Ｍを示す。測定点Ｍは、光学部材サンプルを平面視したとき、縦方向の辺を１０等分する線と横方向の辺の１０等分する線（縦横をそれぞれ１０等分する線は図１０中、点線で示される。）との交点の中から、４隅、各辺中央部、重心の計９点を選択したものである。
【０１５３】
結果を各構成要素の屈折率が式（１）、（２）を満足するか否かと合わせて表１に示す。式（１）、（２）については、満足する場合を「○」、満足しない場合を「×」とした。また、輝度の値は例１４の測定結果を１００とした相対値（相対輝度）として示す。
【０１５４】
【表１】
2019106287.tif 000005
【０１５５】
［例１６〜２１］
粘着層Ａ〜Ｃ、レンチキュラー層Ａ〜Ｃ、ガラス板Ａ〜Ｃの組み合わせを表２に示すとおりとして例１〜１５と同様にして光学部材サンプルを得た。ただし、各例において、粘着層の厚さ（平均）および厚さの最大値、最小値を表２に示す値とした。また、最大値の偏差の平均厚さに対する百分率を「最大値偏差」、最小値の偏差の平均厚さに対する百分率を「最小値偏差」として表２に示す。表２中レンチキュラー層を「レンチ層」と表記した。
【０１５６】
作製した各例の光学部材サンプルを用いて、例１〜１５と同様にして輝度［ｃｄ／ｍ２］を測定した。各々の光学部材サンプルにおける９点の輝度データのうち、最小値を最大値で除して、百分率表示にて輝度の面内均一性を求めた。結果をＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙ［％］として、各構成要素の屈折率が式（１）、（２）を満足するか否かと合わせて表２に示す。式（１）、（２）については、満足する場合を「○」、満足しない場合を「×」とした。
【０１５７】
【表２】
2019106287.tif 000006
【０１５８】
表１および表２から、本発明の光学部材は、出射面からの出光効率が高いことがわかる。また、条件によって、輝度の高い面内均一性を示すことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明の光学部材は、ガラス製の導光板とレンチキュラー層を備え、出射面からの出光効率が高く、面状発光装置用として有用である。本発明の面状発光装置は、耐熱性および剛性に優れるとともに出光効率が高く、液晶表示装置用として有用である。
【符号の説明】
【０１６０】
１０Ａ、１０Ｂ…光学部材、１…ガラス板、２…粘着層、３…レンチキュラー層、４…散乱機能層、１００…面状発光装置、５…光源、５１…光源本体、５２…光源基板
【図１】
2019106287.tif 000009
【図２】
2019106287.tif 000010
【図３】
2019106287.tif 000011
【図４】
2019106287.tif 000012
【図５】
2019106287.tif 000013
【図６】
2019106287.tif 000014
【図７】
2019106287.tif 000015
【図８】
2019106287.tif 000016
【図９】
2019106287.tif 000017
【図１０】
2019106287.tif 000018