(57)【要約】【課題】高輝度で輝度ムラが無く、且つＬＥＤ光源の隠蔽性が高いバックライトユニットを実現可能な導光板を提供することである。【解決手段】ＬＥＤ光源６からの光が前記導光板７に入射する入射面と、光が出射される光出射面１３と、前記出射面と対向した面であり、導光板に入射した光のうち光出射面から出射されなかった光を前記光出射面へと導く光反射面１２とを備えてなり、前記光反射面には、複数のマイクロレンズ状凹形状が形成されてなり、前記ＬＥＤ光源側の導光板の端部から対向する導光板の端部までの距離をｘとした時に、前記ＬＥＤ光源側の導光板の端部からの距離が、ａとｘの積ａ×ｘより小さい領域での前記マイクロレンズ状凹形状の深さをｄ１とし、ａ×ｘより大きい領域ではｄ２とするとき、０．７≦ａ≦０．９でｄ１＜ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする導光板。【選択図】図２
2015099737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイのエッジライト型バックライトに使用する導光板であって、
ＬＥＤ光源からの光が前記導光板に入射する光入射面と、光が出射される光出射面と、前記出射面と対向した面であり、導光板に入射した光のうち光出射面から出射されなかった光を前記光出射面へと導く光反射面とを備えてなり、
前記光反射面には、複数のマイクロレンズ状凹形状が形成されてなり、
前記ＬＥＤ光源側の導光板の端部から対向する導光板の端部までの距離をｘとした時に、前記ＬＥＤ光源側の導光板の端部からの距離が、ａとｘの積ａ×ｘより小さい領域での前記マイクロレンズ状凹形状の深さをｄ１とし、ａ×ｘより大きい領域ではｄ２とするとき、０．７≦ａ≦０．９でｄ１＜ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記導光板において、前記マイクロレンズ状凹形状の深さｄ１、ｄ２が、３μｍ≦ｄ２−ｄ１≦５μｍ、且つ１０μｍ≦ｄ２≦２０μｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
光出射面側から前記マイクロレンズ状凹形状の長軸径を見たときの長さをＬとしたときに、ＬがＬＥＤ光源からの距離によらず一定で、１２０μｍ≦Ｌ≦１８０μｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の導光板。
【請求項４】
光出射面側から前記マイクロレンズ状凹形状の短軸径を見たときの長さをＷとしたときに、ＷがＬＥＤ光源からの距離によらず一定で、７０μｍ≦Ｗ≦１００μｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の導光板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の導光板を製造するための導光板の製造方法であって、
前記マイクロレンズ状凹形状とは凹凸反転の金型を製造する工程と、
その金型を使用して導光板の基材を成型加工する工程とを備えており、
前記金型を製造する工程は、深いマイクロレンズ状凹形状を加工するのに使用するダイヤモンドバイトと浅いマイクロレンズ状凹形状を加工するのに使用するダイヤモンドバイトが異なることを特徴とする導光板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の導光板の製造方法で使用することを特徴とする金型。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の導光板を備えたことを特徴とするディスプレイ用バックライトユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴と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、主に照明光路制御に使用される導光板およびこれを備えたディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の大型液晶テレビやフラットディスプレイパネル等においては主に、直下型方式の照明装置と、エッジライト方式の照明装置とが採用されている。直下型方式の照明装置では、光源として複数の冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が、パネルの背面に規則的に配置される。液晶パネル等の画像表示素子と光源との間には、光散乱性の強い拡散板が用いられ、光源としての冷陰極管やＬＥＤが視認されないようにしている。
【０００３】
一方、エッジライト方式の照明装置は、複数の冷陰極管やＬＥＤが、導光板と呼ばれる透光性の板の端面に配置される。一般的に、導光板の出射面（画像表示素子と対向する面）の逆側の面（光偏向面）には、該導光板の端面から入射する入射光を効率良く出射面へと導く光偏向要素が形成される。現在、光偏向面に形成される光偏向要素としては白色のインキがドット状に印刷されたものが一般的（例えば特許文献１）である。しかし、白色ドットに入射した光はほぼ無指向に拡散反射されるため、導光板の出射面側への光取出し効率は低い。白色インキによる光吸収も無視することはできない。
【０００４】
そこで最近では、マイクロレンズをインクジェット法によって導光板の光偏向面へと形成する方法や、レーザーアブレーション法によって光偏向要素を形成する方法などが提案されている。白色インキと違い、導光板の樹脂と空気との屈折率差による反射、屈折、透過を利用しているため、光吸収はほとんど生じない。そのため、白色インキに比べて光取出し効率の高い導光板を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、インクジェット法やレーザーアブレーション法による光偏向要素の形成は、白色インキの印刷と同様、導光板を平板成形した後に別工程で形成されるため、作製工程数が減る訳ではない。むしろ、白色インキの印刷工程よりもタクトタイムが長く、また、設備のイニシャルコストが高いなど、高コストとなる問題がある。
【０００６】
そこで、導光板を出射成形法や押出成形法により成形し、光偏向要素を押出時にダイレクトに賦形する方法も提案されている（例えば特許文献２）。導光板の成形と同時に光偏向要素も形成されるため工程数が減り、低コスト化が実現できる。
【０００７】
しかしながら、出射成形法で導光板を作製する場合、サイズが大きくなるほど出射成形機には高い圧力が必要となるため、携帯電話やノートパソコンなどの比較的小型な表示装置用の導光板製作には適しているものの、テレビ等の大型な表示装置への適用は難しい。一方で押出成形法は、大型の導光板製作に適した製造方法ではあるが、円筒状の金型ロールを用いたＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌでの成形が基本であるため、以下に示すような課題がある。
【０００８】
導光板の光偏向面に形成される光偏向要素は、二次元的な疎密配置とする必要がある。図６は液晶ディスプレイなどの視聴時と同様に鉛直方向に沿って導光板を立てた状態において、導光板７の上下２辺に、１つまたは複数の光源６を配し、光源６の光軸方向（すなわち上下方向）に光偏向要素を疎密パターニングした際の面内輝度分布を示している。端
面からの入射光７Ｌが導光板７内で扇状に広がり、複数の光源の重なりの影響や、光源６が配されない左右の側端面での反射や漏れ光などの影響により、面内左右に三角形の輝度が低い輝度ムラ領域Ｄが生じる。
【０００９】
特許文献３には、一次元方向に光偏向要素を疎密パターニングした例として、一方向に延在するプリズム溝を有した導光板が示されている。このような一次元方向のみに疎密パターニングされた導光板は、上述した輝度が低い輝度ムラ領域Ｄが生じるため好ましくない。
【００１０】
このような面内の輝度ムラを低減するには、疎密パターニングを上下方向の一次元だけでなく、面内に二次元的に疎密パターニングする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１−２４１５９０号公報
【特許文献２】特開２０００−８９０３３号公報
【特許文献３】特開２００６−１５５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の問題点に鑑み、本発明の課題は、高輝度で輝度ムラが無く、且つＬＥＤ光源の隠蔽性が高いバックライトユニットを実現可能な導光板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、ディスプレイのエッジライト型バックライトに使用する導光板であって、
ＬＥＤ光源からの光が前記導光板に入射する光入射面と、光が出射される光出射面と、前記出射面と対向した面であり、導光板に入射した光のうち光出射面から出射されなかった光を前記光出射面へと導く光反射面とを備えてなり、
前記光反射面には、複数のマイクロレンズ状凹形状が形成されてなり、
前記ＬＥＤ光源側の導光板の端部から対向する導光板の端部までの距離をｘとした時に、前記ＬＥＤ光源側の導光板の端部からの距離が、ａとｘの積ａ×ｘより小さい領域での前記マイクロレンズ状凹形状の深さをｄ１とし、ａ×ｘより大きい領域ではｄ２とするとき、０．７≦ａ≦０．９でｄ１＜ｄ２なる関係を満たすことを特徴とする導光板である。 
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記導光板において、前記マイクロレンズ状凹形状の深さｄ１、ｄ２が、３μｍ≦ｄ２−ｄ１≦５μｍ、且つ１０μｍ≦ｄ２≦２０μｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の導光板である。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、光出射面側から前記マイクロレンズ状凹形状の長軸径を見たときの長さをＬとしたときに、ＬがＬＥＤ光源からの距離によらず一定で、１２０μｍ≦Ｌ≦１８０μｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の導光板である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、光出射面側から前記マイクロレンズ状凹形状の短軸径を見たときの長さをＷとしたときに、ＷがＬＥＤ光源からの距離によらず一定で、７０μｍ≦Ｗ≦１００μｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の導光板である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の導光板を製造するための
導光板の製造方法であって、
前記マイクロレンズ状凹形状とは凹凸反転の金型を製造する工程と、
その金型を使用して導光板の基材を成型加工する工程とを備えており、
前記金型を製造する工程は、深いマイクロレンズ状凹形状を加工するのに使用するダイヤモンドバイトと浅いマイクロレンズ状凹形状を加工するのに使用するダイヤモンドバイトが異なることを特徴とする導光板の製造方法である。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の導光板の製造方法で使用することを特徴とする金型である。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の導光板を備えたことを特徴とするディスプレイ用バックライトユニットである。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴とするディスプレイ装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明における導光板により、画面全体で高輝度かつ輝度ムラの少ない導光性能を有し、また、光出射面側から見たとき、ＬＥＤ光源の配置ピッチに比べ小さいサイズの半球状のマイクロレンズ状凹形状を自由度の高い二次元方向の疎密配置することが可能となり、ＬＥＤ光源の明暗差を低減する高い隠蔽性能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。
【図２】本発明の導光板の一例を示す概略説明図であり、（ａ）はその俯瞰図、（ｂ）は光源側の側面から見た側面図、（ｃ）は下面から見た平面図である。
【図３】押出機の構成例を示す説明図である。
【図４】本発明の導光板における光出射面側の形状例を示す俯瞰図であり、（ａ）はストライプ状の三角プリズムと、半球状のレンズとを配置したレンズ３３の形状の一例、（ｂ）はストライプ状の三角プリズムのみを一方向に配置したレンズ３３の形状の一例、（ｃ）レンチキュラーレンズのみを一方向に配置したレンズ３３の形状の一例、（ｄ）はストライプ状の三角プリズムを一方向に配置し、それと同じ平面上で直交する方向にストライプ状の三角プリズムを配置したレンズ３３の形状の一例、を示すものである。
【図５】本発明の実施例における導光板７の輝度ムラ評価測定位置を示す説明図。
【図６】従来技術による導光板７の課題である輝度ムラの例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ディスプレイのバックライトに用いる導光板は、光学性能によってディスプレイの外観、すなわち商品価値に大きな影響を与える。一般的には輝度が高いものが望まれる一方で、画面全体に輝度ムラがなく、かつ、ＬＥＤ光源の明暗差を低減するような隠蔽性能も必要とされる。
【００２４】
これらを実現するため、本発明は導光板７の光出射面１３の裏面である光反射面１２に、半球状のマイクロレンズ状凹形状を形成することを特徴としており（図２参照）、その深さをｄとしたときに、２種の異なる深さｄ１、ｄ２を持ち、ＬＥＤ光源６側の導光板７の端部からその対向する端部までの距離をｘとしたときに、前記半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さd はａ×ｘ（ａとｘの積）未満ではｄ１、ａ×ｘ以上ではｄ２とし、０．７≦ａ≦０．９、ｄ１＜ｄ２で３≦ｄ２−ｄ１≦５μｍ、かつ１０≦ｄ２≦２０μｍであることを特徴としている。ここで、ａ×ｘは、ＬＥＤ光源６が配置された側の導光板７の端部から半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さがｄ１からｄ２に変化する境界までの距離を指す。
【００２５】
ここで、半球状とは、通常は球を半分に割ってできた形状を意味するが、ここでは必ずしも完全な半球である必要はなく、球の一部、非球面の一部、楕円体の一部であっても良い。
【００２６】
また、前記半球状のマイクロレンズ状凹形状を光出射面１３側から見たとき、ＬＥＤ光源６からの距離によらず長軸径及び短軸径はそれぞれ同一で、つまり光出射面１３側から見たとき深さによらず全ての半球状のマイクロレンズ状凹形状は同一形状で敷設されていることを特徴としている。
【００２７】
また、本発明は導光板の樹脂と空気との屈折率差による反射、屈折、透過を利用しているため、光吸収はほとんど生じない光偏向要素を形成することにより輝度を高めた構成となり、さらに前記半球状のマイクロレンズ状凹形状は光出射面１３側から見たとき同一形状でＬＥＤ光源から遠い側においてはその深さはｄ２で、ＬＥＤ光源６から近い側において深さがｄ１となるよう、ＬＥＤ光源６が配置された側の導光板の端部から半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さがｄ１からｄ２に変化する境界までの距離ａ×ｘを境界にして、その前後で、深さのみ異なる２種類の半球状のマイクロレンズ状凹形状を敷設することにより、画面全体で高輝度かつ輝度ムラの少ない導光性能を有し、かつ、光出射面１３側から見たときＬＥＤ光源６からの距離によらず長軸径及び短軸径が全て同一形状で敷設することにより、ＬＥＤ光源６の配置ピッチに比べ小さいサイズの半球状のマイクロレンズ状凹形状は、自由度の高い二次元方向の疎密配置が可能となり、ＬＥＤ光源６の明暗差を低減するような隠蔽性能を具備した導光板及びこれを備えたディスプレイを実現することが可能となる。
【００２８】
以下、本発明における導光板の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、本発明に係る導光板を成形するための金型を用意する。型材としては円筒状の金型ロールを用いれば連続シート状の成型が可能であり、平板状の金型とすればプレス法やインジェクション法などによる板やシートの形成が可能となる。平型とした場合には枚葉となるものの、板材への形状転写が容易であり、小ロット多品種への対応に向いている。金型ロールの下地素材は、耐久性やハンドリングを加味し、鉄やＳＵＳ、アルミなどを下地とし、形状を形成する表面層として銅や真鍮をメッキするのが一般的である。
【００３０】
型の表面層の素材は転写成型できれば特に限定されるものではないが、光学用途に用いる場合にはある程度の平滑性が必要なことから、銅や真鍮を用いるのが好適である。高精度な精密切削機に金型ロールをセットし、ダイヤモンドバイトを使用し、所望の位置、深さ、切込となるように形状を加工する。導光板を成型する際に使用する金型は導光板の凹凸反転形状である。形状を加工した金型ロールは、耐擦性を考慮し、銅や真鍮の表面にＣｒメッキやＮｉメッキを施しても良い。
【００３１】
金型ロールの凹凸形状を反転した導光板は押し出し法もしくはキャスト法、もしくはインジェクション法で製造することが可能である。
【００３２】
導光板を作製するための基材としては可視光領域で高い透過率を持つ透明な基材であれば良く、当該分野でよく知られたアクリルが主材として使用される。
【００３３】
導光板の基材の中には分散した透明粒子を含有していてもよく、主材の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものを使用する。主材の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０１以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない
。また、その屈折率差は０．５以下で十分である。
【００３４】
前記透明粒子の平均粒径は、ＳＥＭ像から得た個々の粒子の長軸径ａと短軸径ｂから二軸平均径（算術）（ａ＋ｂ）／２を使用して算出した平均粒径が、０．５〜３０．０μｍであることが望ましい。透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体；メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、２種以上を混合して使用してもよい。または、板状の部材は主となる材質中に気体を含む微細な空洞を有した構造をしており、主となる材質と気体の屈折率差で拡散性能を得ても良い。導光板の基材は単層構造でも複層構造でもよく、透明層を含んでいても良い。
【００３５】
図４は本発明の導光板の光出射面の形状例である。本発明における導光板の特性は光出射面の形状には寄らず、図４に示した形状以外を用いることも可能である。図４（ａ）は同じ高さのストライプ状の三角プリズムを一方向に配置した凹凸形状に略半球形のマイクロレンズをランダムに混在して配置した凹凸形状３３−１の例、（ｂ）は同じ高さの三角プリズムのみを一方向に配置した凹凸形状３３−２の例、（ｃ）はレンチキュラーレンズのみを一方向に配置した凹凸形状３３−３の例、（ｄ）は同じ高さのストライプ状の三角プリズムを一方向に配置した凹凸形状とそれに直交する方向に前者とは高さが異なる同じ高さのストライプ状の三角プリズムを配置した凹凸形状３３−４の例、である。
【００３６】
光学シートや拡散板は導光板と同様の主となる材質を使用することができ、同様に前述した透明粒子を含有して構成されていてもよく、また、表面に反射パターンや幾何学構造が付与されていても良い。本発明の導光板とあわせて使用する光学部材は、当業界でよく知られた反射型偏光分離シート、拡散板、光学シートなどを適宜使用することができる。
【００３７】
図１は本発明の導光板を使用したバックライト構成例の断面を示している。以降、図１における上側を上、下側を下とし、上側に相対している面を表面、下側に相対している面を裏面、と表現する。図１はエッジライト型のバックライト構成例を示している。光源６からの光は、導光板７に入射する。その後、導光板７の光出射面から拡散板８、光学シート２０、反射型偏光分離シート２８を透過する。最終的に光は反射型偏光分離シート２８の光出射面から光Ｋとして出射される。光Ｋは偏光板９、１０にはさまれた液晶層１１に到達する。ここを透過した光Ｋは観察者から見た透過光Ｆとなって出射し、観察者に視認される。なお、この構成例にあげたもののみではなく、適宜光学シートを増減しても良い。
【００３８】
図２（ａ）に本発明の導光板の俯瞰図の例を示す。図２（ｂ)に半球状のマイクロレンズ状凹形状１７、１８を導光板７の側面から見たその深さ方向の断面形状の例を、図２（ｃ）に光出射面側から見た長軸径Ｌ及び短軸径Ｗを示す断面形状の例を、それぞれ示す。なお、図２（ｂ）の簡略化のため表面に具備されているレンズ３３（図２（ａ）参照）については省略している。
【００３９】
また、光源６は、図２（ａ）において、導光板７の一辺のみの配置とした例を示している。図２（ｂ）に示すように本発明における半球状のマイクロレンズ状凹形状は、導光板の光源側の端部から光源から最も離れた対向する端部までの距離をｘとしたとき、半球状
のマイクロレンズ状凹形状１７、１８の深さは、光源から近い側のａ×ｘ未満ではｄ１(半球状のマイクロレンズ状凹形状１７)、光源から遠い側のａ×ｘ（導光板の光源側の端部からマイクロレンズ状凹形状１８の領域が始まる位置までの距離）以上ではｄ２ (半球状のマイクロレンズ状凹形状１８)で０．７≦ｄ１、ｄ２≦０．９かつｄ１＜ｄ２である。
【００４０】
また、図２（ｃ）に示すようにその長軸径Ｌ及び短軸径Ｗは、光源６からの位置によらず全ての半球状のマイクロレンズ状凹形状で同じである。半球状のマイクロレンズ状凹形状のパターニング配置は、導光板の光出射面側から見て上下左右の二次元方向に光源６から近い側から遠い側にかけて疎から密へと、光源６から遠くになるに従い半球状のマイクロレンズ状凹形状の数が増加するように１つずつ決定していく。
【００４１】
レンズ効果による光出射方向に出射する光量の取出し効率（輝度）は、半球状のマイクロレンズ状凹形状の内壁面の傾斜した側面部及び深さによって決まる。本発明の半球状のマイクロレンズ状凹形状は光源６からの距離により２種の異なる深さｄ１、ｄ２を持つ一方で、光出射面側から見たときは光源６の距離によらず、つまり深さが変わっても長軸径Ｌ及び短軸径Ｗは全ての半球状のマイクロレンズ状凹形状で同じであることを特徴としている。深さｄ２の半球状のマイクロレンズ状凹形状は、深さｄ１のものと長軸径Ｌ及び短軸径Ｗが同じなので、より切り立った鋭角な側面部を有しており、かつ深さが深い。そのためより強いレンズ効果を発揮し、光量の取出し効率（輝度）は増加することとなる。
【００４２】
図２（ｂ）に半球状のマイクロレンズ状凹形状を導光板の側面から見た場合、光源６から近い側に敷設されているマイクロレンズ状凹形状１７の深さｄ１と遠い側に敷設されているマイクロレンズ状凹形状１８の深さｄ２は３≦ｄ２−ｄ１≦５μｍで、かつ１０≦ｄ２≦２０μｍであることが望ましい。
【００４３】
半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さの差ｄ２−ｄ１が３μｍより浅いと、ｄ１に比べｄ２が深いことが及ぼすレンズ効果による光出射方向に出射する光量の取出し効率（輝度）増加の効果が得られず、５μｍより深いと光源６から遠い側の半球状のマイクロレンズ１８の製造が困難となる。３≦ｄ２−ｄ１≦５μｍ で１０≦ｄ２≦２０μｍとしたとき、ｄ１及びｄ２を含めた半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さの範囲は５≦ｄ１、ｄ２≦２０μｍとなる。浅過ぎても深過ぎても半球状のマイクロレンズ状凹形状の製造は困難となる。導光板の光源６側の端部から対向する端部までの距離をｘとしたとき、０．７≦ａ×ｘ≦０．９であることが望ましい。ａは、導光板の光源６側の端部からマイクロレンズ状凹形状の深さがｄ１からｄ２に変わる境界までの距離が、導光板の光源側の端部から光源から最も離れた対向する端部までの距離に占める割合を表す値であって、０＜ａ＜１である。このａとｘとの積がａ×ｘ＜０．７なる条件で深さｄ２を持つ半球状のマイクロレンズ状凹形状を敷設してしまうと、意図していない位置、つまり光源６から比較的近い位置で光量の取出し効率（輝度）が増加してしまい、画面全体で見た場合、輝度ムラが発生してしまうため、本発明における導光性能を損なうことがある。一方、０．９＜ａ×ｘなる条件では、比較的遠い位置での光量の取出し効率（輝度）増加の効果が弱く、本発明における導光性能が得られないことがある。
【００４４】
深さｄ１の半球状のマイクロレンズ状凹形状１７の光出射面側から見たときの長軸径をＬ１、短軸の長さをＷ１とし、深さｄ２の半球状のマイクロレンズ状凹形状１８の長軸径をＬ２、短軸径をＷ２とする。
【００４５】
半球状のマイクロレンズ状凹形状の短軸径Ｗ１は精密切削機にセットするダイヤモンドバイトの先端形状及び半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さにより決まる。
【００４６】
同一のダイヤモンドバイトを用い、深さｄ１及びｄ２を加工してしまうと、深さｄ２の半球状のマイクロレンズ状凹形状１８は深さが深い分、Ｗ１＜Ｗ２と大きくなってしまう。従って深さｄ２の半球状のマイクロレンズ状凹形状１８を加工する場合、ダイヤモンドバイトは同一の短軸径Ｗ１＝Ｗ２となるよう刃幅の狭いものを使用し加工する必要がある。
【００４７】
本発明における半球状のマイクロレンズ状凹形状の長軸径Ｌ及び短軸径Ｗを深さによらずそれぞれを同じ長さにするには、金型ロール上に深さのみ異なる２種類の半球状のマイクロレンズ状凹形状を彫刻の際に半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さｄ１＜ｄ２、長軸径Ｌ１＝Ｌ２、短軸径Ｗ１＝Ｗ２となるよう調整が必要となる。
【００４８】
この調整が不十分であると本発明における導光性能を得ることができなくなる。深さｄ及び長軸径Ｌは精密切削機の機械加工条件によって決めることができ、短軸径Ｗは前述した通り深さｄ１の半球状のマイクロレンズ状凹形状用のダイヤモンドバイト、深さｄ２の半球状のマイクロレンズ状凹形状用のダイヤモンドバイト、をそれぞれ準備する必要があり、後者の方が深さが深い分、刃幅を狭くしたものを準備する必要がある。なお、前記同一の長さとは長軸径Ｌ及び短軸径Ｗ、いずれも±３％以内とする。それぞれの長さが３％より短くなると光源から遠い側の半球状のマイクロレンズ状凹形状の最密配置での隙間部分の面積が大きくなりすぎてしまい、本発明において必要な光量の取出し効率（輝度）の増加の効果が得られない。また、それぞれの長さが３％より長くなると半球状のマイクロレンズ状凹形状同士が重なってしまい点欠陥として視認されてしまう。
【００４９】
本発明における半球状のマイクロレンズ状凹形状の長軸径Ｌは１２０〜１８０μｍ、短軸径Ｗは７０〜１００μｍが好適である。これらより、大きさが小さいと半球状のマイクロレンズ状凹形状の製造は困難であり、大きいとマイクロレンズ状凹形状そのものが点欠陥のように見えてしまうし、光源の明暗差を低減する隠蔽性能を得る事ができなくなってしまう。
【００５０】
導光板のサイズによってはＬＥＤ光源が一辺ではなく、左右二辺や上下二辺に配置する場合がある。この場合も、半球状のマイクロレンズ状凹形状の配置を所望の配置で敷設することにより本発明の性能を得ることができる。ＬＥＤ光源の数が二辺でも二次元方向に疎密パターニングする配置はＬＥＤ光源が一辺の時と同様である。つまりＬＥＤ光源が二辺の場合、面内中心付近がＬＥＤ光源から最も遠い位置とすることにより、面内中心付近に近づくにつれ疎から密に配置し、さらに逆側にある他方のＬＥＤ光源との距離が近づくにつれ、密から疎に配置なるよう配置パターニングにすることにより本発明の導光性能を得ることができる。
【００５１】
従ってＬＥＤ光源の配置によらず半球状のマイクロレンズ状凹形状を、ＬＥＤ光源から遠い側を深くなるよう敷設することにより、画面全体で高輝度かつ輝度ムラの少ない導光性能を有し、また、光出射面側から見たときＬＥＤ光源の距離によらず長軸径及び短軸径は全て同じ形状で敷設することにより、ＬＥＤ光源の配置ピッチに比べ小さいサイズの半球状のマイクロレンズ状凹形状は自由度の高い二次元方向の疎密配置が可能となり、ＬＥＤ光源の明暗差を低減するような隠蔽性能を得ることが出来る。
【実施例】
【００５２】
(導光板の製造方法)
両面賦形導光板において裏面側用の金型ロールとして比較例３、２、１及び実施例１用のそれぞれの金型ロールに半球状のマイクロレンズ状凹形状の加工を行った。導光板サイズは１３．３ｉｎｃｈ用（縦：１７５ｍｍ×横：３００ｍｍ）でＬＥＤ光源は、画面の正面から見て左側横一辺のバックライトユニットである。このとき導光板の光源側の端部か
ら対向する端部までの距離はｘ＝３００ｍｍとなる。
【００５３】
本発明の導光板は、半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さｄは、ａ×ｘ未満ではｄ１、ａ×ｘ以上ではｄ２とし、０．７≦ａ≦０．９、ｄ１＜ｄ２で３μｍ≦ｄ２−ｄ１≦５μｍ、かつ１０μｍ≦ｄ２≦２０μｍを満たすように作製する。
【００５４】
本実施例ではａ＝０．８、深さｄ２＝２０μｍ、ｄ１＝１５μｍとした。従って導光板のＬＥＤ光源側の端部から対向する端部に向けて測った距離で、２４０ｍｍ未満までは深さｄ１＝１５μｍ、２４０〜３００ｍｍまでは深さｄ２＝２０μｍの半球状のマイクロレンズ状凹形状を敷設する。
【００５５】
また、半球状のマイクロレンズ状凹形状の光出射面側から見たときの長軸径Ｌは１２０μｍ、短軸径Ｗは７０μｍとした。この時、深さｄ１の半球状のマイクロレンズ状凹形状を加工するダイヤモンドバイトは先端Ｒ形状が７５μｍとなり、これに対し深さｄ２のものを加工するダイヤモンドバイトは先端Ｒ形状６０．６μｍのものを準備する必要がある。この２本のダイヤモンドバイトを使用することにより、各々の深さで短軸長さＷ７０μｍとなる半球状マイクロレンズを得ることが出来る。
【００５６】
比較例１の金型ロールとして、深さｄ１のみからなる半球状のマイクロレンズ状凹形状(深さ：１５μｍ 長軸長さ：１２０μｍ 短軸長さ：７０μｍ)の加工を先端Ｒ形状７５μｍのダイヤモンドバイトを用い行った。
【００５７】
比較例２の金型ロールとして深さｄ２のみからなる半球状のマイクロレンズ状凹形状(深さ：２０μｍ 長軸長さ：１２０μｍ 短軸長さ：７０μｍ)の加工を先端Ｒ形状６０．６μｍのダイヤモンドバイトを用い行った。
【００５８】
比較例３の金型ロールとして深さｄ１とｄ２の加工境界をａ＝０．６とする半球状のマイクロレンズ凹形状(横方向距離：１８０ｍｍ未満では深さ：１５μｍ 長軸長さ：１２０μｍ短軸長さ：７０μｍ、横方向距離：１８０〜３００ｍｍでは深さ：２０μｍ 長軸長さ：１２０μｍ 短軸長さ：７０μｍ)の加工を先端Ｒ形状７０及び６０．６μｍのダイヤモンドバイトを用い行った。
【００５９】
実施例１の金型ロールとして、深さｄ１とｄ２の加工境界を０．８ｘとする半球状のマイクロレンズ状凹形状(横方向距離：２４０ｍｍ未満では深さ：１５μｍ 長軸径：１２０μｍ 短軸径：７０μｍ、横方向距離：２４０〜３００ｍｍでは深さ：２０μｍ 長軸径：１２０μｍ短軸径：７０μｍ)の加工を先端Ｒ形状７０及び６０．６μｍのダイヤモンドバイトを用い行った。半球状のマイクロレンズ状凹形状の配置は二次元方向の疎密パターニングで、いずれの金型においても同配置になるよう加工を行った。導光板の表面用の金型ロールとして図４（ｃ）に示すような金型ロール幅方向と垂直になるようにレンチキュラーレンズが彫刻されているものを準備した。導光板の表面用の金型ロールの彫刻は前記形状に限定されるものではない。
【００６０】
本発明の導光板は、裏面用及び表面用の所望の形状が加工された金型ロールを用い押出し法により作製した。図３は本発明の導光板を作製するための押出機５０（製造装置）の構成を示す図である。図３に示すように、押出機５０には、前記裏面用金型ロール５１と表面用金型ロール５２が装着されており、押出し法により導光板を作製するように構成されている。すなわち、押出機５０では、ダイ５３内において光透過性の有る熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、冷却固化する前に、裏面用金型ロール５１と表面用金型ロール５２とで挟持して押出すことで、本発明のような両面が賦形された導光板が得られた。熱可塑性ポリカーボネート材料には帝人化成(株)のＭ１２０１を使用した。各裏面
用金型ロールを都度、装着して、比較例４〜３及び実施例１の導光板を作製した。
【００６１】
また、従来技術との比較のため導光板の裏面側に白色印刷ドットがパターニングされた導光板を比較例４とし、準備した。すべての導光板は１７５ｍｍ×３００ｍｍに切り取り、評価に使用した。
（導光板の輝度測定）
輝度測定は導光板をディスプレイに組み込み行った。まずディスプレイに白画面を表示し、トプコン製ＳＲ−３Ａで画面の法線方向、５０ｃｍの距離から輝度を測定した。比較例４の最大輝度を１．００とし、比較例３、２、１及び実施例１のそれぞれの最大輝度比を算出した。構成は帝人化成製拡散板６５ＨＬＷと光学シートとした。
【００６２】
輝度ムラの評価として、図５のように光学シート縦・横、４分割及び１２分割し、９点及び前記９点を含めた１７点にて輝度測定を行い、各Ｍｉｎ／Ｍａｘの比を算出した。  
【００６３】
また、隠蔽性の評価は、光源として左一辺配置のＬＥＤ光源を使用し、輝度測定と同様の構成でディスプレイに組み込み、白画面を表示して目視観察した。目視評価は個人差があるため、被験者３名以上で実施した。以上の測定結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2015099737.tif 000003
表１より本発明の実施例１の導光板における最大輝度比は比較例４や３に劣るものの、比較例２、１に比べ高輝度となった。その一方で、輝度ムラの指標となる９点比については比較例４より僅かに劣ったが、１７点比（Ｍｉｎ／Ｍａｘ）の値は比較例４〜３に比べ優れており、かつ、９点比及び１７点比の差も少ないことから画面全体の輝度ムラが低減されていることがわかった。また、ＬＥＤ光源の明暗差を目立たなくする隠蔽性も良好であった。
【００６５】
この結果、本発明である実施例１の導光板は半球状のマイクロレンズ状凹形状を、光源遠い側を深くなるよう敷設することにより、画面全体で高輝度かつ輝度ムラの少ない導光性能を有し、また光出射面側から見たとき光源の距離によらず長軸径及び短軸径は全て同じ形状で敷設することにより、ＬＥＤ光源の配置ピッチに比べ小さいサイズの半球状のマイクロレンズ状凹形状は、自由度の高い二次元方向の疎密配置が可能となり、ＬＥＤ光源の明暗差を低減するような隠蔽性能を得ることが出来た。実施例では最も単純な比較のためバックライトの構成は帝人化成製拡散板６５ＨＬＷと導光板としたが、本発明の導光板は他の光学部材と合わせて用いても、その特性が損なわれることは無い。
【００６６】
本発明の導光板を使用したバックライトユニットは、高輝度かつ輝度ムラの少ない発光面を有し、ＬＥＤ光源の明暗差を低減する高い隠蔽性能を実現することができた。またこのバックライトユニットを備えたディスプレイ装置は、高輝度かつ輝度ムラが低減された画面を有し、且つＬＥＤ光源に対する高い隠蔽性を実現することができた。
【符号の説明】
【００６７】
１    ディスプレイ装置
２    液晶装置
３    バックライトユニット
５    反射板
６    ＬＥＤ光源
７    導光板
７Ｌ  入射光
８    拡散板
９    偏光板
１０  偏光板
１１  液晶層
１２  光反射面
１３  光出射面
１７  マイクロレンズ状凹形状
１８  マイクロレンズ状凹形状
２０  光学シート
２８  反射型偏光分離シート
３１  基材
３３  レンズ
３３−１  同じ高さのストライプ状の三角プリズムを一方向に配置した凹凸形状に略半球形のマイクロレンズをランダムに混在して配置した凹凸形状
３３−２  同じ高さの三角プリズムのみを一方向に配置した凹凸形状
３３−３  レンチキュラーレンズのみを一方向に配置した凹凸形状
３３−４  同じ高さのストライプ状の三角プリズムを一方向に配置した凹凸形状とそれに直交する方向に前者とは高さが異なる同じ高さのストライプ状の三角プリズムを配置した凹凸形状
５０  押出機
５１  導光板裏面用金型ロール
５２  導光板表面用金型ロール
５３  ダイ
ａ  導光板の光源側の端部からマイクロレンズ状凹形状の深さがｄ１からｄ２に変わる境界までの距離が、導光板の光源側の端部から光源から最も離れた対向する端部までの距離に占める割合
ｘ  導光板の光源側の端部から光源から最も離れた対向する端部までの距離
ｄ１  ａ×ｘ未満での半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さ
ｄ２  ａ×ｘ以上での半球状のマイクロレンズ状凹形状の深さ
Ｄ    輝度ムラ領域
Ｆ    観察者側から見た透過光
Ｋ    反射型偏光分離シート２８の光出射面からの光
Ｌ    長軸径
Ｗ    短軸径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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