(57)【要約】      （修正有）【課題】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薄型面光源素子用部材の製造方法、並びに薄型面光源素子を用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】（ａ）１つ以上の光出射手段と導光体とが一体化された面光源素子用部材と、導光体の側面に光を入射するための光源とからなる面光源素子において、光出射手段は、頂部が同一平面内にあり光反射機能を有する複数の凸部を、導光体と対向する面に形成した出射光制御板であり、導光体は、フィルムであり、導光体は出射光制御板よりも面積が大きい薄型面光源素子（ｂ）面光源素子を、導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムとの積層、積層体の所定位置での切断・ハーフカット、およびハーフカット位置に基づく出射光制御板用フィルムの一部除去を行なうことにより製造する方法（ｃ）かかる薄型面光源素子を用いて形成される液晶表示装置であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つ以上の光出射手段と導光体とが一体化された面光源素子用部材と、前記導光体の側面に光を入射するために配置された少なくとも１つ以上の光源と、からなる面光源素子において、
前記光出射手段は、前記導光体と対向する面に、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部を有する、厚みが０.２５ｍｍ以下の出射光制御板であり、
前記導光体は、可視光波長で透明な、厚みが面内で均一で、かつ、０.２５ｍｍ以下のフィルムからなり、
前記導光体が、前記出射光制御板よりも面積が大きい薄型面光源素子。
【請求項２】
請求項１において、前記面光源素子用部材の光源側端部には、出射光制御板が存在しない、薄型面光源素子。
【請求項３】
請求項１において、光出射手段が1つである、薄型面光源素子。
【請求項４】
請求項１において、出射光制御板および／または導光体の厚みが、０.１５ｍｍ以下である、薄型面光源素子。
【請求項５】
請求項１において、出射光制御板および／または導光体の厚みが、０.１０ｍｍ以下である、薄型面光源素子。
【請求項６】
請求項１において、前記面光源素子用部材の厚みが、０.５ｍｍ以下である、薄型面光源素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄型面光源素子を用いて形成された液晶表示装置。
【請求項８】
（ａ）厚みが面内で均一でかつ０.２５ｍｍ以下の、可視光波長で透明な導光体用フィルムに、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部が片面に形成された、厚みが０.２５ｍｍ以下の出射光制御板用フィルムの凸部面を積層して、前記導光体用フィルムと前記出射光制御板用フィルムとの積層体を形成し、
（ｂ）前記積層体の所定位置で前記積層体を切断し、ついで、
（ｃ）前記積層体の所定位置で前記積層体の出射光制御板用フィルムに切れ目を入れるハーフカットを行い、前記ハーフカットの位置に基づいて、前記積層体から前記出射光制御板用フィルムの一部の除去を行うことからなる、
出射光制御板よりも面積が大きい導光体を有する薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項９】
（ａ）厚みが面内で均一でかつ０.２５ｍｍ以下の、可視光波長で透明な導光体用フィルムに、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部が片面に形成された、厚みが０.２５ｍｍ以下の出射光制御板用フィルムの凸部面を積層して前記導光体用フィルムと前記出射光制御板用フィルムとの積層体を形成し、
（ｂ）前記積層体の所定位置で、前記積層体の出射光制御板用フィルムに切れ目を入れるハーフカットを行い、
（ｃ）前記ハーフカットの位置に基づいて、前記積層体から前記出射光制御板用フィルムの一部の除去および前記積層体の所定位置における切断を行うことからなる、
出射光制御板よりも面積が大きい導光体を有する薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９において、前記導光体用フィルムの片面に粘・接着剤を塗布し、前記粘・接着剤が塗布された面に、前記出射光制御板用フィルムの凸部面を積層する、薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項８または９において、前記出射光制御板用フィルムの凸部面および／または前記導光体用フィルムの積層面を、エネルギー線照射により表面処理した後、前記表面処理を行った面を介して、粘・接着剤を適用することなく、前記導光体用フィルムと前記出射光制御板凸部面とを積層する、薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記エネルギー線は、４ｅＶ以上のエネルギーを有する、薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項８または９において、前記ハーフカットの位置に基づいて、面光源素子用部材における出射光制御板用フィルムの光源側の端部が除去される、薄型光源素子用部材の製造方法。
【請求項１４】
請求項８または９において、導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムの積層を行う積層工程と、前記ハーフカットおよび切断を行う工程とを、連続的または非連続的に行う薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項８または９において、ハーフカットによる切れ目が、連続線または破線である薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１６】
請求項８または９において、切断およびハーフカットによる切れ目が、積層後の出射光制御板用フィルムの横方向および／または縦方向に入れられる、薄型面光源素子用部材の製造方法。
【請求項１７】
請求項９において、前記積層体の切断後に、前記出射光制御板用フィルムの一部の除去を行なう、薄型面光源素子用部材の製造方法。
【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前記薄型面光源素子用部材の製造方法に関する。また、前記薄型面光源素子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、前記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、導光体から光を出射するために散乱反射を利用する方式があるものの、これは出射光の角度分布が広がり過ぎるために正面方向には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場合には、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】
これに対して、導光体を薄型化することにより面光源素子を製造する方法がいくつか提案されている。特許文献２では導光体、反射層および拡散層からなる面光源素子が例示されており、前記導光体の厚みは０.０５ｍｍから０．９ｍｍが適当とされている。この発明は、薄い導光シートを用いる、バックライトの薄型化を提案しているが、導光体、反射層および拡散層の３層を必要とするため薄型化には限界があり、かつ、面光源素子から光が発せられる原理についての検討がなされていないため、均一な発光を得がたい問題がある。
【０００５】
また、特許文献３では面光源素子の剛性を確保するために使用していた金属フレームを省き、面光源素子を樹脂フィルムで挟持することにより剛性を付与することで薄型化を達成可能とされているが、この場合にも、面光源素子は、特許文献２と同様に、導光シート、拡散パターンおよび正反射シートの３層から構成されているため、特許文献２と同様の問題がある。
【０００６】
更に、特許文献４では薄型で柔軟な導光体の裏面に、微小な凹凸パターンや拡散反射インクの印刷パターンなどからなる拡散パターンが設けられ、更に正反射シートが貼り付けられている。この発明によれば拡散パターンおよび正反射シートの設けられた部分でのみ発光させることができ、ポリカーボネートやポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどのシートを導光体として用いることで、柔軟な面光源素子を得ることができる。前記方法であれば面光源素子の発光は確認できるものの、出射光には指向性が無いため正面方向への出射光の明るさは低いという課題を有している。また、指向性を付与するためにプリズムシートなどを併用することも考えられるが、その場合、部材数が多くなる上、厚みも増加することから好ましくない。
【特許文献１】特開２００１−４３７１６号公報
【特許文献２】特開平６−１８６５５８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４２８２１号公報
【特許文献４】特開２０００−２５８６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の第１の課題は、従来に比べ薄く、フレキシブルであり、かつ、均一に発光可能であることを特徴とする薄型面光源素子を得ることであり、本発明の第２の課題は、前記薄型面光源素子を構成する主要部材である、薄型面光源素子用部材の製造方法を得ることであり、更に、本発明の第３の課題は、前記薄型面光源素子を用いた液晶表示装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の本発明の第１の課題は、少なくとも１つ以上の光出射手段と導光体とが一体化された面光源素子用部材と、前記導光体の側面に光を入射するために配置された少なくとも１つ以上の光源と、からなる面光源素子において、
前記光出射手段は、前記導光体と対向する面に、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部を有する、厚みが０.２５ｍｍ以下の出射光制御板であり、
前記導光体は、可視光波長で透明な、厚みが面内で均一で、かつ、０.２５ｍｍ以下のフィルムからなり、
前記導光体が、前記出射光制御板よりも面積が大きい薄型面光源素子により解決される。
【０００９】
上記本発明の第２の課題は、
（１）（ａ）厚みが面内で均一でかつ０.２５ｍｍ以下の、可視光波長で透明な導光体用フィルムに、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部が片面に形成された、厚みが０.２５ｍｍ以下の出射光制御板用フィルムの凸部面を積層して、前記導光体用フィルムと前記出射光制御板用フィルムとの積層体を形成し、
（ｂ）前記積層体の所定位置で前記積層体を切断し、ついで、
（ｃ）前記積層体の所定位置で前記積層体の出射光制御板用フィルムに切れ目を入れるハーフカットを行い、前記ハーフカットの位置に基づいて、前記積層体から前記出射光制御板用フィルムの一部の除去を行うことからなる、
出射光制御板よりも面積が大きい導光体を有する薄型面光源素子用部材の製造方法、または、
（２）（ａ）厚みが面内で均一でかつ０.２５ｍｍ以下の、可視光波長で透明な導光体用フィルムに、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部が片面に形成された、厚みが０.２５ｍｍ以下の出射光制御板用フィルムの凸部面を積層して前記導光体用フィルムと前記出射光制御板用フィルムとの積層体を形成し、
（ｂ）前記積層体の所定位置で、前記積層体の出射光制御板用フィルムに切れ目を入れるハーフカットを行い、
（ｃ）前記ハーフカットの位置に基づいて、前記積層体から前記出射光制御板用フィルムの一部の除去および前記積層体の所定位置における切断を行うことからなる、出射光制御板よりも面積が大きい導光体を有する薄型面光源素子用部材の製造方法、により解決される。
【００１０】
上記本発明の第３の課題は、前記本発明の第１の課題の解決により得られる薄型面光源素子、または前記本発明の第２の課題解決により得られる薄型面光源素子用部材に光源を配置した薄型面光源素子を用いて形成される液晶表示装置により解決される。
【００１１】
前記本発明第１の課題を解決する前記薄型面光源素子において、前記面光源素子用部材の光源側端部には、出射光制御板が存在しないことが好ましく、また、光出射手段が１つであることが好ましい。
【００１２】
前記薄型面光源素子において、出射光制御板および／または導光体の厚みは、０.１５ｍｍ以下が好ましく、０.１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１３】
前記薄型面光源素子において、前記面光源素子用部材の厚みが、０.５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
前記本発明の第２の課題を解決する面光源素子用部材の製造方法において、（１）前記導光体用フィルムの片面に粘・接着剤を塗布し、前記粘・接着剤が塗布された面に、前記出射光制御板用フィルムの凸部面を積層するか、または、（２）前記出射光制御板用フィルムの凸部面および／または前記導光体用フィルムの積層面を、エネルギー線照射により表面処理した後、前記表面処理を行った面を介して、粘・接着剤を適用することなく、前記導光体用フィルムと前記出射光制御板凸部面とを積層することが好ましい。エネルギー線照射の場合には、エネルギー線は、４ｅＶ以上のエネルギーを有することが好ましい。
【００１５】
本発明の面光源素子用部材の製造方法において、前記ハーフカットの位置に基づいて、出射光制御板用フィルムの光源側の端部が除去されることが好ましい。
【００１６】
本発明の面光源素子用部材の製造方法において、導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムの積層工程と、前記ハーフカットおよび切断を行う工程とは、連続的または非連続的に行われる。なお、ハーフカットによる切れ目は、連続線でも、破線でもよい。
【００１７】
本発明の面光源素子用部材の製造方法において、切断およびハーフカットによる切れ目は、積層後の出射光制御板用フィルムの横方向および／または縦方向に入れられるのが好ましい。
【００１８】
本発明の面光源素子用部材の製造法において、切断の前にハーフカットを行う場合には、前記出射光制御板用フィルムの一部の除去後に、前記積層体の切断を行ってもよく、また、前記積層体の切断後に、前記出射光制御板用フィルムの一部の除去を行っても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来に比べ光利用効率が高く、薄くフレキシブルであることを特徴とする薄型面光源素子およびその製造方法が提供される。本発明の薄型面光源素子が薄型・軽量であるという特徴を活かし、モバイル用途などに最適な液晶表示装置を提供することができる。また、プラスチック基板を用いた液晶表示パネルと併用することにより、薄型・軽量であるだけでなく、フレキシブルな液晶表示装置を実現することも可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、薄型面光源素子の主要部材である、導光体と出射光制御板とが一体化された薄型面光源素子用部材を、フィルムのラミネートおよびハーフカット技術の適用により、効率的に製造することができる。特に、本発明においては、導光体および出射光制御板として、巻取り、巻き出し可能な長尺フィルムを用いることができるので、薄型面光源素子用部材を連続的に生産することができるので、経済性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（薄型面光源素子の構成）
本発明の薄型面光源素子は、少なくとも１つ以上の光出射手段と導光体が一体化された面光源素子用部材と、前記導光体の側面に光を入射するために配置された少なくとも１つ以上の光源とからなる。本発明によれば、下記に説明するように、前記面光源素子用部材の厚みを、０．５ｍｍ以下にすることができるので、薄型面光源素子を得ることができる。
【００２２】
（薄型面光源素子用部材の構成）
本発明の面光源素子用部材において、厚みがそれぞれ０.２５ｍｍ以下、好ましくは、０.１５ｍｍ以下、さらに好ましくは、０.１０ｍｍ以下の光出射手段および導光体が一体に形成されている。前記光出射手段と前記導光体の厚みが０.２５ｍｍ以下であればフレキシブルな薄型面光源素子用部材を実現することができる。本発明の薄型面光源素子を実現するためには、光出射手段として、複数の凸部を有する出射光制御板を採用し、出射光制御板の凸部の頂部を介して、出射光制御板と導光体とが一体化された薄型面光源素子用部材を構成することが必要である。導光体の裏面に拡散材を添加した塗料のドット印刷方式、導光体表面および／もしくは裏面に凹凸や溝を形成するパターン形成方式、導光体に拡散材を添加する散乱導光体方式などにより得られる光出射手段を具備する面光源素子用部材においては、反射シートや拡散シート、プリズムシートといった光学シートを少なくとも１枚以上使用しなければならず、一体化された薄型面光源素子用部材を得ることは困難であるので、本発明においては用いられない。
【００２３】
(発光原理の説明)
本発明の薄型面光源素子１０の概略構成を図１に示し、発光原理を以下に簡単に説明する。本発明においては、光出射手段として、頂部が同一平面にあり、光反射機能を有する複数の凸部を有する出射光制御板を用いることが特徴である。出射光制御板を具備する面光源素子の発光原理については、特許文献５、６および７を参照することができる。
【特許文献５】米国特許第５，３９６，３５０号公報
【特許文献６】特開２００５−３８７４９号公報
【特許文献７】特開２００５−３８７５０号公報
【００２４】
光源１２から導光体１１に入射された光は、前記導光体１１内を全反射しながら伝搬していく。前記導光体１１と凸部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、前記接着部１５から前記出射光制御板１４側に光が取出される。前記面光源素子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。
【００２５】
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の形状に応じて出射角度を制御することができる。つまり、接着部１５で取出された光は薄型面光源素子の法線方向から傾いているため、前記凸部１３の斜面に入射され、全反射乃至屈折されることとなる。ここで、前記斜面においては空気と凸部を形成する樹脂材料の界面が存在しており、比較的大きな屈折率差を有する。したがって、前記斜面に入射された光は全反射条件を満たすことになり、薄型面光源素子の法線方向に光は反射し観察者側に発光される。このとき前記斜面の傾きを最適化することにより出射光の指向性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が不必要であることも本発明の薄型面光源素子の特長である。
【００２６】
（導光体に対する出射光制御板の大きさ）
本発明においては、出射光制御板１４の大きさは導光体１１よりも小さくなければならない。出射光制御板１４の大きさが導光体１１よりも大きい場合、光利用効率が低くなり、更に薄型面光源素子から迷光が確認される可能性がある。つまり、光源１２からの光が導光体１１に到達する前に出射光制御板に入射してしまうため、前記出射光制御板１４の中を光が伝搬し、想定していない方向に光が取り出される可能性があるからである。したがって、本発明の薄型面光源素子のように、出射光制御板１４の大きさを導光体１１よりも小さくしなければならない。特に、面光源素子用部材の光源側の端部には、出射光制御板は存在しないことが好ましい。
【００２７】
（出射光制御板の凸部の形状）
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良く、更に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構わない。また、凸部のサイズは特に限定されないが、凸部を不可視化するためには１００μｍ以下であることが好ましく、更には５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００２８】
（出射光制御板の凸部の配置）
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、薄型面光源素子における面内の光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。このようにすることで、薄型面光源素子の面内均一な発光を実現することができる。
【００２９】
（出射光制御板の面構成）
本発明の出射光制御板において、凸部が形成される主面（以下、入射側の主面と呼ぶことがある。）に対して反対側の主面（以下、出射側の主面と呼ぶことがある。）は平坦であっても、微細な凹凸が形成されていても良い。出射側の主面が平坦である場合、薄型面光源素子の出射光の角度分布は、入射側の主面に形成される凸部形状に依存する。一方、出射側の主面に微細な凹凸が形成される場合、薄型面光源素子の出射光の角度分布は、入射側の主面に形成される凸部形状および出射側の主面に形成される微細な凹凸に依存する。つまり、入射側の主面に形成される凸部形状を制御することにより出射光に指向性を付与し、出射側の主面に形成される微細な凹凸の形状を制御することにより、出射光に所望の視野角を与えることが可能となる。なお、「出射光の指向性」とは面光源素子の出射光のピーク輝度が前記面光源素子の法線方向から傾いていることを表し（ただし、０度の傾きも含む）、「出射光の視野角」とは面光源素子の出射光のピーク輝度に対する半値幅を表す。
【００３０】
（出射光制御板の厚み）
本発明の薄型面光源素子における出射光制御板の厚みは０．２５ｍｍ以下である必要がある。ここで、出射光制御板の厚みは、入射側の主面と出射側の主面との厚みで定義され、入射側の主面における凸部の頂部から出射側の主面までの長さに対応する。ただし、出射側の主面に微細な凹凸が形成されている場合は、入射側の主面における凸部の頂部から出射側の主面における微細な凹凸の平均高さまでの長さとする。
【００３１】
（出射光制御板の製造）
出射光制御板を製造する方法としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、環状オレフィンポリマーなどの熱可塑性樹脂を熱プレス成形法、射出成形法、押出成形法等によりシート状に成形する方法とか、活性エネルギー線硬化型樹脂を用いる光重合成形法などが挙げられる。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本発明に用いるには好ましくなく、熱可塑性樹脂を用いた押出成形法や活性エネルギー線硬化型樹脂を用いた光重合成形法が適している。押出成形法では出射光制御板における凸部に対応した凹形状が形成されたロール状の金型を用い、熱可塑性樹脂をシート状に押出した後、前記金型に接触させながら前記熱可塑性樹脂を冷却することにより、長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。また、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透明な支持体上に塗布した後、前述したロール状金型を前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に密着させる。その状態のまま透明支持体上から活性エネルギー線を照射することにより、長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。ただし、出射光制御板の製造方法はこれらの方法に限定されるわけではなく、出射光制御板を連続的に成形できる方法であれば良い。また、長尺フィルム状の出射光制御板は前述したように厚みは０．２５ｍｍ以下であるため、ロール状に巻き取ることが可能である。
【００３２】
（出射光制御板の凸部の形成）
出射光制御板の出射側の主面に微細な凹凸を形成する際には、サンドブラストなどの表面処理を施して良いし、押出成形乃至光重合成形時に微細な凹凸を賦型しても良い。押出成形の場合、微細な凹凸形状が形成されたロール状の金型と出射光制御板における凸部に対応した凹形状が形成されたロール状の金型とを用い、熱可塑性樹脂を挟み込みながら冷却することにより、出射側の主面に微細な凹凸が形成された長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。また光重合成形の場合、入射側の主面に凸部形状が形成された長尺フィルム状の出射光制御板に、出射側の主面に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布した後、前述した微細な凹凸形状が形成されたロール状金型を前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に密着させ、活性エネルギー線を照射することにより、出射側の主面に微細な凹凸の形成された長尺フィルム状の出射光制御板を得ることができる。微細な凹凸は、
長尺フィルムと同一または異なる素材で形成されてよい。
【００３３】
（導光体）
本発明の薄型面光源素子用部材における導光体としては、一般的な面光源素子の導光体として用いられている、可視光波長で透明な材料がいずれも使用可能である。代表例として、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、環状オレフィンポリマーなどが挙げられ、またここに挙げた材料のポリマーブレンドや共重合ポリマーを用いることも可能である。ただし、上記以外の材料でも可視光波長で透明であれば使用することができる。これらの透明材料を表裏面ともに平滑に成形した導光体用フィルムを本発明の薄型面光源素子に使用する。前記導光体用フィルムは厚みを面内均一でかつ０．２５ｍｍ以下とする必要がある。厚みが不均一であったり、表面が平滑でなかったりする場合、導光体中を光が全反射しながら伝播する際に導光体の外へ光が漏れ出る現象が発生し、薄型面光源素子の光利用効率が低下する。また、厚みが０．２５ｍｍよりも厚い場合、導光体用フィルムを巻取り辛くなるために本発明の薄型面光源素子の製造方法の実現が困難となるからである。
【００３４】
（導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムとの積層による、複数の薄型面光源素子用部材が連続的に形成された積層体の製造）
本発明における薄型面光源素子用部材は、導光体と出射光制御板とを一体化されることにより製造される。本発明においては、一体化は、導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムを積層することにより行なうことができる。積層工程の概要を第２図にしめす。ロール状の導光体用フィルム２１を巻出し部２２にセットし、前記導光体用フィルム２１を巻きだしながら、ラミネートロールに搬送する。前記導光体用フィルムを巻きだし、ラミネートロールへと搬送する過程において、前記導光体用フィルム２１の片方の主面にのみ、アクリル系、エポキシ系、酢酸ビニル系、ゴム系等の粘・接着剤２３を、塗布装置２４を用いて所定量塗布する（ここで、本明細書において粘・接着剤とは粘着剤および接着剤の総称を表す）。また、上述した出射光制御板が配設されてなるロール状の長尺フィルム２５を巻出し部２６にセットし、前記出射光制御板の入射側の主面を貼合面とし、搬送速度が前記導光体用フィルム２１と同一となるように制御しながら、前記出射光制御板用の長尺フィルム２５をラミネートロールへと搬送する。前記導光体用フィルム２１と前記出射光制御板用の長尺フィルム２５はラミネートロール２７で貼合されることにより一体化され、表示装置に組み込まれる、複数の薄型面光源素子用部材が連続的に成形されたフィルム２８を得ることができる。前記フィルムは総厚０．５ｍｍ以下でありフレキシブルであるため、巻取り部２９でロール状に巻取ることが可能である。
【００３５】
図２には図示しないが、粘・接着剤としてＵＶ硬化型接着剤を用いる場合、導光体用フィルム２１と長尺フィルム２５を貼合後に所定量のＵＶを照射することにより、両者を接着することも可能である。また、図２では導光体用フィルム２１に粘・接着剤２３を塗布する工程と前記導光体用フィルム２１と長尺フィルム２５を貼合する工程を１つに示しているが、導光体用フィルム２１に粘・接着剤２３を塗布した後、離型処理が施されているカバーフィルムを貼合して巻取り、次の工程で前記導光体用フィルム２１から前記カバーフィルムを剥離し、長尺フィルム２５を貼合するという２つの工程に分割することも可能である。
【００３６】
本発明の薄型面光源素子用部材の別の製造方法について図３を用いて説明する。ロール状の導光体用フィルム２１を巻出し部２２にセットし、前記導光体用フィルム２１をラミネートロールへと搬送する。また、出射光制御板が配設されてなるロール状の長尺フィルム２５を巻出し部２６にセットし、前記出射光制御板の入射側の主面を貼合面とし、搬送速度が前記導光体用フィルム２１と同一となるよう制御しながら、前記長尺フィルム２５をラミネートロールへと搬送する。フィルムを巻出し部からラミネートロールに搬送する過程において、表面処理装置３１を置き、前記表面処理装置３１で前記導光体用フィルム２１および／または前記長尺フィルム２５の貼合面に表面処理を施す。しかる後、前記導光体用フィルム２１と前記長尺フィルム２５はラミネートロール２７で貼合されることにより両者が一体化され、表示装置に組み込まれる複数の薄型面光源素子用部材が形成されたフィルム２８を得ることができる。積層後のフィルムは総厚０．５ｍｍ以下でありフレキシブルであるため、巻取り部２８でロール状に巻き取ることが可能である。また、本発明の表面処理による貼合方法によれば、粘・接着剤を使用する必要が無いため、面光源素子の一層の薄型化が可能である。
【００３７】
導光体用フィルム２１および／または長尺フィルム２５の表面処理方法については、特許文献８、９に説明されている方法を利用することができる。導光体用フィルムおよび／または出射光制御板用フィルムの表面処理の方法として、積層されるフィルム面に紫外線照射、コロナ放電処理、電子線照射、イオン線照射などを行うことがあげられる。前記表面処理のエネルギーとしては４ｅＶ以上が好ましく、７ｅＶ以上であることがさらに好ましい。表面処理のエネルギーが４ｅＶ以上であれば、Ｃ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合などの分子結合が容易に切断されるので、表面処理効果を得やすく、十分な粘・接着性が発現される。
【特許文献８】特開２００４−２７３２３８号公報
【特許文献９】特開２００４−２６８３８３号公報
【００３８】
本発明の薄型面光源素子の製造方法において表面処理に用いられるエネルギー線としては、紫外線、コロナ放電、電子線、イオン線などが挙げられ、特に紫外線としてはエキシマレーザー、Ａｒ＋レーザー、Ｋｒ＋レーザー、Ｎ２レーザー、Ｄ２ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Ｘｅランプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ、ハロゲンランプ、エキシマランプ、あるいは空気、窒素または他のガス雰囲気のアーク放電、コロナ放電または無声放電による紫外線ランプなどを発生源とするものが挙げられる。中でも、Ｄ２ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Ｘｅランプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ、ハロゲンランプ、エキシマランプなどの紫外線ランプをエネルギー線とするのがエネルギー、強度、照射範囲のバランスの点で好ましい。
【００３９】
（複数の面光源素子用部材が連続的に形成された積層体の切断による単位長さの面光源素子用部材の形成）
以上のようにして製造した複数の面光源素子用部材が形成されたロール状のフィルムは、必要とされる導光体の大きさで単位長さに切断される。切断の方法としては、はさみやカッターナイフによる切断を始め、トムソン刃による打抜きなどの機械的切断、炭酸ガスレーザーによる熱的切断が挙げられるが、これらに限定されるわけではなく、複数の面光源素子用部材ユニットが形成されたフィルムから所望の面光源素子用部材ユニットのみを取り出せる方法であればいずれでも良い。
【００４０】
（積層体から出射光制御板の一部除去のためのハーフカット）
本発明において、面光源素子用部材の製造は、上記のように、まず導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムとが積層・一体化されるが、出射光制御板よりも導光体の方が大きい面光源素子を得るためには、上記積層フィルムから、出射光制御板用フィルムの一部を除去する必要がある。このため、本発明においては、積層体の出射光制御板に切れ目をいれるハーフカット処理を行い、ハーフカット位置に基づいて、出射光制御板の一部の除去を行う。積層体から除去される出射光制御板部分としては、図１に示されているように、面光源素子用部材の光源側端部が導光体単独になるように除去されるのが好ましい。さらに、光源側端部とは異なる端部において除去が行われる場合もある。なお、本発明において、ハーフカットを行うにあたり、前記導光体に傷を付けずに出射光制御板のみに切れ目を入れることである。導光体に傷が付いてしまうと、導光体の中を伝搬する光が傷の部分に入射して散乱され迷光になるためである。このようなハーフカットを行うためには、炭酸ガスレーザーによる熱的切断やトムソン刃による打ち抜きが好ましい。炭酸ガスレーザーによる切断の場合、レーザーパワーを最適化することにより、出射光制御板のみを良好に切断できるし、トムソン刃による打ち抜きの場合、トムソン刃のクリアランスを調整することで、導光体を傷付けることなく出射光制御板を切断できる。ただし、これらの切断方法に限定されるわけではなく、出射光制御板のみを良好に切断できる方法であれば、いかなる方法を用いても構わない。ハーフカットにより、出射光制御板に入れられる切れ目は、連続線でも破線でも良い。
【００４１】
本発明において、出射光制御板のみに入れられるハーフカットは、積層体の出射光制御板用フィルムの横方向、縦方向のいずれでもよく、また、両方向に入れられても良い。
【００４２】
（積層工程と切断・ハーフカット工程の連続性）
本発明の面光源素子用部材の製造方法において、導光体用フィルムと出射光制御板用長尺フィルムとを積層する工程と、切断・ハーフカットを行う工程とは、図２または図３に示されているように、積層体はいったん巻き取られ、切断・ハーフカットは、積層工程とは分離した別の工程で行ってもよく、また、積層と切断・ハーフカットとを連続して行っても良い。
【００４３】
（切断とハーフカットの順序）
本発明の面光源素子用部材の製造方法において、切断とハーフカットは、どちらを先に行ってもよい。すなわち、所定の位置で積層体を切断し、ついで、切断面を基準にして、所定の長さハーフカットを行っても良い。また、所定の位置で積層体の出射光制御板のみにハーフカットを行い、ついで、所定の位置で、積層体の切断を行っても良い。
【００４４】
（出射光制御板の一部除去）
導光体用フィルムと出射光制御板用フィルムとの積層体が、まず、単位長さに切断され、その後ハーフカットが行われた場合には、切断面とハーフカット線との間にある出射光制御板部分が除去される。また、まず、前記積層体の所定の位置にハーフカットが入れられ、それから切断が行われる場合には、切断前に出射光制御板の一部が除去されてもよく、切断後に、切断面とハーフカット線との間にある出射光制御板部分が除去されてもよい。除去方法としては、真空チャックや静電チャックなどによって吸着剥離して除去する方法、粘接着剤などを用いて除去すべき部分を粘接着して剥離する方法が挙げられる。
【００４５】
（薄型面光源素子の光源）
得られた薄型面光源素子用部材の端面に光源を配置することにより観察者側に光を取り出すことが可能となる。薄型面光源素子に用いる光源として冷陰極管などの線光源や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源が挙げられる。本発明の薄型面光源素子における導光体の厚みが０．２５ｍｍ以下であるために、０．２５ｍｍ以上の厚みを有する上記光源を薄型面光源素子の端面に配置するだけでは、光源から発せられる光を有効に利用することができない。そこで、薄型面光源素子と光源の間に光源からの光を集光するためのライトガイドを使用することも可能である。前記ライトガイドを用いることにより、前記光源の発光部よりも薄い導光体に効率良く光を入射することができる。以上のようにして光源からの光は、薄型面光源素子の出射面側から観察者の方へ出射されることになる。
【００４６】
（液晶表示装置）
上記のようにして得られた本発明の薄型面光源素子の出射面側に、映像情報を与える透過型または半透過型の液晶パネルを設けることにより、本発明に係る液晶表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
（実施例１）
薄型面光源素子に用いる出射光制御板用長尺フィルムを以下の手順で作製した。ガラス基板上にポジ型レジストを０.０２ｍｍの厚みでスピンコートし、任意のパターンが描画されたフォトマスクを介して露光現像を行った。このようにして得られたポジ型レジストの凹凸形状は、薄型面光源素子で必要とされる出射光制御板の凸部形状となるように設計されており、凹凸形状に対してニッケル電鋳を施すことにより出射光制御板の金型を製造できる。なお、該凸部の配列および薄型光源素子の発光エリアは、該フォトマスクに描画された遮光パターンにより調整することができる。本実施例においては、凸部底部の大きさを０.０２ｍｍ、凸部の間隔を０.０３ｍｍ〜０.８ｍｍで偏重、発光エリアを５７ｍｍ×７５ｍｍとした。また、該凸部の断面形状はポジ型レジストの塗布厚みで制御されるため高さ０.０２ｍｍの台形とし、これを中心軸で回転した立体を凸部とした。
【００４８】
上記の通りに得られた金型を３０枚複製し、直径３００ｍｍ、長さ４００ｍｍの円筒の円周面に、該金型の長辺が円筒の円周方向となるように１列１０枚ごとに３列を貼付け、ロール状金型を作製した。
【００４９】
次に、アクリレート系モノマーおよびアクリレート系オリゴマーに紫外線重合開始剤を添加した紫外線硬化性樹脂（東亜合成株式会社製、商品名ＵＶＸ４３７０）を、幅３40ｍｍ×厚み０.１ｍｍのアートンフィルム（ＪＳＲ株式会社製）（環状オレフィンコポリマー）上にグラビアコーターで０.０５ｍｍの厚みで塗布しながら搬送した。搬送されたアートンフィルムは、該ロール状金型に該紫外線硬化性樹脂を介してラミネートされ、該アートンフィルム上から所定量の紫外線を照射することで、該紫外線硬化剤を硬化した。次いで、該ロール状金型と該アートンフィルムを剥離することで、表面に複数の凸部の形成された発光エリア５７ｍｍ×７５ｍｍの出井光制御板が多数形成された出射光制御板用長尺フィルムを得ることができた。なお、該出射光制御板用長尺フィルムの厚みは０.１５ｍｍであった。
【００５０】
次に導光体用長尺フィルムとして幅３４０ｍｍ×厚み０.１ｍｍのアートンフィルム（上記と同じ）を用い、０.０１ｍｍのアクリレート系紫外線硬化性接着剤（東亞合成株式会社製、商品名ＵＶＸ４３３２）を表面にグラビアコーターで塗布した後、出射光制御板用長尺フィルムとラミネートし、該アクリレート系紫外線硬化型接着剤を紫外線硬化することにより、該出射光制御板用長尺フィルムの凸部の頂部と接着した。上記の手順で作製された面光源素子用部材ユニットの連続配列帯の総厚みは０.２６ｍｍであり、内径６インチのコアに巻き取ることが可能であった。
【００５１】
次に、面光源素子用部材ユニットの連続帯を間欠搬送しながら、真空ステージの所定位置に該連続帯を固定し、６７ｍｍ×７５ｍｍの領域を４辺加工するために、トムソン刃Ａで該連続帯を打ち抜き加工した。この際、発光エリアのうちの３辺の境界部分をトムソン刃Ａと一致させ、他の長辺部分は発光エリアから１０ｍｍ離れた位置にトムソン刃Ａが当たるように精密に位置を制御しなければならない。次いで、該真空ステージの表面からの距離が0.１１ｍｍとなるように１辺のみを加工するためのトムソン刃Ｂのクリアランスを設定し、出射光制御板の長辺の発光エリアの境界部分をハーフカットした。さらに、１０ｍｍ×７５ｍｍの出射光制御板における凸部未形成領域である不要部分のみに粘着テープを貼り合わせた後、剥離することで該不要部分のみを除去し、面光源素子ユニットを得ることができた。
【００５２】
得られた面光源素子部材用ユニットにおける導光体のハーフカットした長辺部分の側面に５つのＬＥＤ(被亜化学工業株式会社製、商品名ＮＡＣＷ００８)を均等間隔で配置することで面光源素子を得ることができた。
【００５３】
該面光源素子の各々のＬＥＤに対して２０ｍＡの電流を印加し、面光源素子を発光させたところ５７ｍｍ×７５ｍｍのエリアが均一に発光することを確認した。
【００５４】
（実施例２）
薄型面光源素子に用いる出射光制御板用長尺フィルムを実施例１と同様の手順で作製した。ただし、実施例２においてはアートンフィルムの替わりに厚み０.１ｍｍのポリメチルメタクリレートフィルム（株式会社カネカ製、商標「サンデユレン」）を用いた。
【００５５】
次に、導光体用長尺フィルムとして幅３４０ｍｍ×厚み０.１ｍｍのポリメチルメタクリレートフィルム（上記と同じ）を用い、該導光体用長尺フィルムと該出射光制御板用長尺フィルムを同時に搬送しながら、貼り合わせ面のそれぞれにエネルギー7.３ｅＶのキセノンランプ（株式会社ウシオユーテック製、商品名ＵＥＲ２００／ＨＭ）を用いてエネルギー照射した。なお、照射強度は１０ｍＷ／ｃｍ２で、該フィルムの搬送速度を０.５ｍｍ/ｍｉｎとした。次いで、該導光体用長尺フィルムと該出射光制御板用長尺フィルムとをラミネートし、該出射光制御板用長尺フィルムの凸部の頂部と接着した。上記の手順で作製された面光源素子用部材ユニットの連続配列帯の総厚みは０.２５ｍｍであり、内径６インチのコアに巻き取ることが可能であった。
【００５６】
最後に、実施例１と同様に打ち抜きおよびハーフカットを行うことで、面光源素子用部材ユニットを得ることができた。ただし、実施例２においてはハーフカット時のトムソン刃Ｂの真空ステージ表面からのクリアランスを０.１ｍｍに設定した。
【００５７】
得られた面光源素子部材用ユニットの導光体においてハーフカットした長辺部分の側面に５つのＬＥＤ（日亜化学工業株式会社製、商品名ＮＡＣＷ００８）を均等の間隔で配置することで面光源素子を得ることができた。
【００５８】
該面光源素子の各々のＬＥＤに対して２０ｍＡの電流を印加し、面光源素子を発光させたところ５７ｍｍ×７５ｍｍのエリアが均一に発光していることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る薄型面光源素子の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の薄型面光源素子用部材の製造方法における積層体を製造する工程を説明する図である。
【図３】本発明の薄型面光源素子用部材の別の製造方法における積層体を製造する工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
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：導光体用フィルム
２２：導光体用フィルムの巻出し部
２３：粘・接着剤
２４：塗布装置
２５：出射光制御板が配設されてなる長尺フィルム
２６：出射光制御板用長尺フィルムの巻出し部
２７：ラミネートロール
２８：薄型面光源素子用部材が複数形成されたフィルム
２９：薄型面光源素子用部材が複数形成されたフィルムの巻取り部
３１：表面処理装置
【図１】
2008197371.tif 000003
【図２】
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【図３】
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