JP2010262827A - 面光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度を低下することなく、導光体の段差部からの漏れ光による光源近傍の輝度ムラを防ぐことができる面光源装置、および、その面光源装置を用いた液晶表示装置を目的とする。
【解決手段】本発明の面光源装置は、発光ダイオード列からなる一次光源と、光源に対向する少なくとも１つの光入射面、および、光入射面と略直交する光出射面を有する導光体と、導光体の光出射面にレンズ層が対向して配置されたレンズシートとを有する。導光体の光入射面の厚みは光出射面より厚く、かつ光入射面と光出射面の間に段差を有する構造であり、レンズシートは第１面及び第２面を持つシート状透光性基材の第１面にレンズ列が形成されたレンズ層を有し、第２面に光拡散層が形成されている構造である。シート状透光性基材の厚みが７５μｍ以下である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、面光源装置および液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、バックライト部（面光源装置）と液晶表示面（液晶パネル）とから構成されている。面光源装置には、液晶表示面の直下に光源を配置した直下方式のものや、導光体の側面に光源を配置したエッジライト方式のものがある。液晶表示装置の軽量・薄型が重視されるノート型パソコンや携帯電話などの用途には、エッジライト方式のものが多く使用されている。
エッジライト方式の面光源装置を用いた液晶表示装置においては、光源から導光体の側面に光を入射して、導光体の面を発光させて液晶表示面へ出射し、面発光させる。このような液晶表示装置においては、光源から得られる光をより効率的に利用するために、面光源からの光を特定の方向に集中して出射するためのレンズシートが用いられている。

このようなレンズシートは、一方の面にプリズム列等のレンズ列が形成されており、該レンズ列により、光を一定方向に揃えている。そして、レンズ列と反対側の面に設けられた光拡散層により、液晶表示装置の用途に応じた視野角範囲内に光を拡散させることが行われている。

一方、近年は携帯性が重視されるノート型パソコンにおいて光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されることが増えている。これはＬＥＤを使用することで、冷陰極管に比べて消費電力の低減や、輝度の向上、さらに導光体の厚みを薄くできるなどの利点があるためである。ただし、ＬＥＤなどの光源の厚みには薄さの下限があるため、光入射面の厚みに比べて光出射面の厚みを薄くし、光入射面と光出射面との間に厚みが漸減する段差部を有する導光体を用いることで、バックライト部のさらなる軽量・薄型化を図ることが増加している（例えば特許文献１）。

一方、上記のように光入射面と光出射面との間に段差部を有する導光体を用いることで、特許文献１に開示されているように、導光体の段差部分周辺からの漏れ光が発生し、ＬＥＤ光源近傍にのみ輝線が不均一に発生し、これが輝度のムラとなって液晶表示装置の品位が低下する問題がある。

特開２００７−２７００２号公報

前記の光源近傍の輝度ムラについて図１を参考に説明する。図１は一次光源として点状の光源２０を複数個配列したものを用い、光入射面と光出射面との間に段差部を有する導光体を用いた面光源装置の斜視図である。導光体１０の光入射面に近接して、かつ互いに間隔を置いて光源２０が配置されている。また導光体１０は段差部１３を有しており、この段差部１３に近接してレンズシート３０が設置されている。前記輝度ムラは光源列に対して垂直方向に、光源から光の筋が伸びるように発生する。

このようなムラを防ぐために、従来はレンズシートの光出射面側に設けられた光拡散層において、光拡散層を構成する透光性樹脂と光拡散材の間の屈折率差を設け、光拡散層内部に屈折率の異なる界面を形成することで、レンズシート３０内を導光する光線が光拡散層を通過するときに、光拡散層の表面（すなわち空気との界面）に到達し反射する前に、光線を散乱することにより、輝度ムラが発生することを防止していた。

しかしながら、従来の技術では、光拡散材と透光性樹脂の屈折率差が大きく本来液晶表示装置の発光に使用されるべき光線の一部が、意図しない不必要な方向に散乱するために輝度の低下を引起こす問題があった。そこで本発明では輝度低下を起こすことなく、上記輝度ムラを防ぐことができる面光源装置、および、液晶表示装置を提供することを目的とする。

図２は、図１に示されたような面光源装置の部分断面図である。導光体１０の光入射面１１と光出射面１２の間には段差部１３が設けられており、レンズシート３０は、レンズ層３２が導光体光出射面１２に対向するように、レンズシート端部３１を導光体段差部１３に近接して配置される。さらに導光体１０の光出射面１２の裏側の面に接して反射シート４０が配置され、光源２０の照射面以外を覆うように光源用反射シート２１が配置されている。

前記の輝度ムラが生じる原因は詳細には解明されていなかったが、本発明者らは、図２に図示されるように導光体の段差部１３から出射した漏れ光がレンズシートの端部３１から入射し、レンズシート３０の内部を導光し、レンズシートの端部からある程度の距離を導光したところで出射し、その部分のみ出射光量が増加するために、輝度ムラとして視認されることを見出した。

本発明においては、複数の点状光源からなる一次光源と、前記一次光源に対向する少なくとも１つの光入射面、および、前記光入射面と略直交し、前記光入射面から入射した光が出射する光出射面を有する導光体と、シート状透光基材の第１の面に複数のレンズ列が略平行に配列されたレンズ層が形成され、前記シート状透光性基材の第２の面に光拡散層が形成されているレンズシートと、を有する面光源装置において、前記導光体は、前記光入射面における前記導光体の厚みが前記光出射面における導光体の厚みより厚く、かつ前記光入射面と前記光出射面との間に、前記導光体の厚みが漸減する段差部を有し、前記レンズシートは、前記導光体の光出射面と、前記レンズシートの前記レンズ層とが対向して配置されており、前記光拡散層の全ヘーズが５％以上６０％以下であり、前記全ヘーズに占める内部ヘーズの比率が５０％以下であり、かつ前記シート状透光性基材の厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする面光源装置が提供される。

このように、シート状透光性基材の厚みを７５μｍ以下とすることにより、レンズシートの端部から入射する光を減少させることができるために、拡散層の内部ヘーズを５０％以下としてシート状透光部材の内部拡散による輝度の低下を抑制しつつ、輝度ムラなどの欠陥が発生することを防止することができる。

また、本発明の別の能様においては、上記レンズシートのレンズ列のピッチが２０μｍ以下とされる。

上記のような構成とすることで、輝度ムラが発生したとしても、輝度ムラを短くすることができるために、例えば面光源装置において輝度ムラの発生する部位を有効領域外とすることができるため、輝度ムラを目立たなくすることができる。

また、本発明の別の能様においては、前記光拡散層は透光性樹脂中に光拡散材を含有してなるものであり、前記透光性樹脂中の前記光拡散材の含有量は１質量％以上２０質量％以下である。また、本発明の別の能様においては、前記光拡散材は、平均粒子径が１μm以上２０μｍ以下であり、前記透光性樹脂との屈折率差が０．００以上０．０６以下である。このような構成とすることで、光拡散層の全ヘーズを５％以上６０％以下とし、全ヘーズに占める内部ヘーズの比率を５０％以下とすることができる。

本発明の面光源装置によれば、輝度を低下させることなく、導光体の段差部の漏れ光に起因する光源近傍の輝度ムラを防ぐことができる。

輝度ムラが発生した状態の面光源装置を示した斜視図である。 面光源装置における輝度ムラの発生について詳細に示した、面光源装置の断面図である。 本発明の実施形態にかかる面光源装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態にかかる面光源装置断面図である。

以下に添付の図を参照しながら、本発明について詳細に説明する。なお、本発明は添付の図や以下の記載に限定されるものでなく、必要に応じて種々の変更が加えられても構わない。

本発明の実施形態の一例について、図３、４を用いて説明する。図３は、本発明のレンズシート３０を用いた面光源装置を示す斜視図である。図４は、図３に示された面光源装置の部分断面図である。

図３に示すとおり、面光源装置は、ＬＥＤなどの点状の光源２０を複数個配列した一次光源と反射シート４０と導光体１０とレンズシート３０とで構成されている。光源２０は、導光体１０の光入射面１１と対向するように配置されている。導光体１０の下側には反射シート４０が配置されている。レンズシート３０は、レンズ層が形成された面が、導光体１０の光出射面１２と対向するように配置されている。
＜導光体＞
導光体１０の光入射面１１の厚みは光源２０と同等程度であるが、導光体の光入射面１１と光出射面１２との間に段差部１３を設けることで光出射面における導光体の厚みは、光入射面における導光体の厚みより薄い。光入射面１１における導光体の厚みは、通常０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であり、光出射面における導光体の厚みは、通常０．１〜１．５ｍｍ程度である。また段差部１３の形状は斜面状、階段状、など様々である。段差部の高さ（すなわち光入射面１１の厚みと光出射面１２における導光体の厚みの差）は通常０．０５〜１ｍｍ程度である。また前記の斜面状、或いは階段状の形状を有する時の段差の幅（すなわち奥行き）は通常０．３〜５．０ｍｍ程度である。

導光体１０は透光性の高い合成樹脂から構成されている。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性の観点から、メタクリル樹脂を用いることが好ましい。メタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂が好ましく、メタクリル酸メチルが８０質量％以上であるものがより好ましい。
＜レンズシート＞
本発明の面光源装置に用いられるレンズシートの一例を図４を用いて説明する。

図４は、レンズシート３０を含む本発明の面光源装置の断面図である。レンズシート３０は、シート状透光性基材３３の一方の面に、透光性樹脂３５と光拡散材３６からなる光拡散層３４が設けられている。また、シート透光性基材３３の他方の面には、頂角θでピッチＰのプリズム列が形成されたレンズ層３２が設けられている。導光体１０からαの角度をもって出射した光線が、前記プリズム列によって全反射され、面光源装置の法線方向に出射する。
＜光拡散層＞
光拡散層３４は、表面ヘーズをＨ１とし、内部ヘーズをＨ２として、全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）が５％以上６０％以下であることが好ましい。５％未満であるとシート状透光性基材３２の端部からの入射光を効率よく拡散することができずに輝度ムラを防止することが難しくなる傾向にある。一方６０％を超えると、面光源装置を使用した液晶表示装置の輝度が低くなる傾向にある。全ヘーズのより好ましい値は１０％以上５５％以下であり、特に好ましくは１５％以上５０％以下である。なお、上記ヘーズは、ヘーズメーター（例えば村上色彩技術研究所製、商品名：ＨＭ−１５０）を用い、光拡散層３４が受光側に向くように取り付けて、ＪＩＳ−Ｋ７１３６に準じて規定する値である。

また、全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）に占める内部ヘーズＨ２の比率は、５０％以下であることが好ましい。内部ヘーズＨ２の比率が、５０％を超えるの場合には、輝度ムラの発生は抑制されるものの、意図しない方向への不必要な散乱が発生し、面光源装置の輝度や輝度の半値角が低下する傾向がある。このため光拡散層３２における内部ヘーズＨ２の比率を５０％以下とすることで輝度低下を防止することができる。

光拡散層３４の構造としては、内部ヘーズＨ２の比率が５０％以下であれば特に制限がないが、透光性樹脂３５と光拡散材３６を含む塗料をシート状透光性基材３３上に塗布することにより形成することができる。また２種以上の樹脂成分を含有し相分離の作用により凹凸形状を形成する塗料も用いることができる。

さらに、光拡散層３４を形成する別の方法としては、表面に凹凸形状を有する金型を、紫外線硬化樹脂を用いて透明基材３３上に転写硬化して得られる光拡散層や、表面に凹凸形状を有する金型に加熱して軟化させた透明基材３３を押し付けることで、凹凸形状を熱転写した光拡散層を用いることができる。

光拡散層として、透光性樹脂３５と光拡散材３６を含む塗料をシート状透光性基材３２上に塗布することにより形成する方法について以下に説明する。

透光性樹脂３５は、光拡散材３６の分散が可能で、透光性が高く、所望する耐熱性・耐擦傷性・弾性等を有するものであれば特に限定なく使用できる。このような透光性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂（電離放射線硬化樹脂）等が挙げられ、これらのうちからシート状透光性基材３３や光拡散材３６との密着性等を考慮して適宜選択するのが好ましく、中でも透過率の高いアクリル系樹脂の使用が特に好ましい。アクリル系樹脂としては、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、アクリル酸等の重合体が好ましい。特に、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを単量体単位として含むアクリルポリオールをトルエンやメチルエチルケトン等の溶剤に溶解し、イソシアネートの二官能性の単量体及びイソシアヌレート等のオリゴマー化したイソシアネート化合物またはメラミン等の架橋剤と混合して塗工し、硬化させて得られるアクリル樹脂が、強度、シート状透光性基材への密着性の点で好ましい。また、耐熱性の観点から、ガラス転移点が６０℃以上であるものが好ましい。

なお、透光性樹脂３５には、レベリング剤、チクソトロピー剤、スリップ剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等を添加、含有させることが出来る。中でも、レベリング剤を含有させることによって、光拡散材３６の凝集を抑制することが出来ると共に光拡散材３６による凹凸を容易に形成することが出来る。またスリップ剤を添加することで液晶パネル表面との摩擦時の損傷を防ぐことができる。スリップ剤としては、シリコン系、フッ素系、パラフィン系、及びその混合物などの市販製品が特に制限なく使用できるが、例えばビックケミー・ジャパン株式会社製ＢＹＫシリーズが挙げられる。

光拡散材３６としては、無機系粒子として、ガラス、シリカ、タルク、硫酸バリウム等が挙げられる。有機系粒子としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミンなどの架橋有機微粒子やシリコーン樹脂微粒子、アクリルゴム、ブタジエン、スチレン−ブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）等のゴム粒子、シリコーンゴム等が挙げられる。また、光拡散材３６は、市販のものであっても、懸濁重合、乳化重合により得たものであっても良い。例えば、メチルメタクリレート、オクチルメタクリレート等のメタクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、プロピオン酸ビニル、アルキルフマレート等のエチレン性不飽和化合物等を懸濁重合あるいは乳化重合して得られる、アクリル系架橋粒子を挙げることができる。

上記アクリル系架橋粒子の一例としては、架橋剤を２０〜５０質量％含有するポリメタクリル酸メチル架橋粒子が挙げられる。市販品としては積水化成品工業株式会社製テクポリマーＳＳＸ−シリーズなどが挙げられる。

また、柔軟なゴム粒子は、特に液晶パネル表面が平滑面である場合に、液晶パネル表面の損傷防止に有効である。例えば、信越化学工業株式会社製シリコーン複合パウダーＫＭＰ−６００シリーズ、積水化成品工業株式会社製テクポリマーＢＭＸシリーズ、ＡＲＸシリーズが挙げられる。

光拡散材３６の形状は、球形、不定形、おわん状、回転楕円体、針状など形状を問わず適宜選択して使用することができる。

光拡散材３６の構成としては、内部ヘーズＨ２の比率を５０％以下であれば特に制限がないが、透光性樹脂３５の屈折率Ｎ１との間に下記式で表される屈折率差（絶対値）Δｎが０．００以上０．０６以下、好ましくは０．００以上０．０４以下となる屈折率Ｎ２を有するものことが好ましい。Δｎが０．０６を超えると、光拡散材３６と透光性樹脂３５の界面での散乱が強くなり、前記の内部ヘーズＨ２の比率が５０％を超える傾向にあるためである。

Δｎ＝｜Ｎ１−Ｎ２｜ ・・・（１）
光拡散材は、前記光拡散層において１質量％以上２０質量％以下の範囲で含有されることが好ましい。より好ましくは２質量％以上１５質量％以下であり、さらに好ましくは４質量％以上１０質量％以下である。光拡散材の含有量が１質量％未満であると光拡散層の全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）が５％未満となり輝度ムラを防止することが難しくなる傾向があり、２０質量％を超えると全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）が６０％を超えて面光源装置の輝度が低くなる傾向がある。

光拡散材としては、平均粒子径が１μｍ以上２０μｍ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは平均粒径が１．５μｍ以上１５μｍ以下であり、さらに好ましくは平均粒径が２μｍ以上１０μｍ以下の光拡散材が用いられる。平均粒子径が１μｍ未満であると光拡散層の隠蔽性が低下し、さらに透過光が着色してしまう傾向がある。一方、平均粒子径が２０μｍを超えると、ぎらつき現象が著しく悪化する傾向がある。

光拡散層３４の厚さは特に限定されず、例えば１〜２０μｍの範囲で決定することが好ましい。１μｍ未満であると製造が困難になる傾向があり、２０μｍを超えると輝度ムラが悪化する傾向がある。
＜シート状透光性基材＞
本発明においては、シート状透光性基材３３はシート状のものであり、厚みが１００μｍ以下のものが使用される。シート状透光性基材３３がこの範囲の厚みを有することにより、レンズシートの光拡散層の全ヘーズを低くして輝度の低下を抑制しつつ、段差部の漏れ光に起因する輝度ムラを防止することができる。これは、１００μｍより厚いシート状透光性基材を用いた場合に比べてレンズシートの端部３１から入射する漏れ光の量が少なく、また入射した漏れ光も、レンズシート内部での導光において、レンズシートの厚みが薄いためにレンズシート内部での反射回数が多くなり、光源に近い場所でレンズシートの外へ出射されるために輝度ムラを目立ち難くするためである。シート状透光性基材３３の厚みは、より好ましくは８５μｍ以下、さらに好ましくは７５μｍ以下である。

一方、シート状透光性基材３３の厚みの下限であるが、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上である。１０μｍより薄いと、レンズシートの強度が低下し取扱い性が悪化する傾向がある。

シート状透光性基材３３の材質は特に限定されないが、活性エネルギー線を透過するものが好ましい、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ジアセチルセルロース及びトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン及びアクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン及びエチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂、ナイロン及び芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂等の樹脂からなるフィルム、シート、板等を使用することができる。また、帯電防止、反射防止、基材同士の密着性防止等の他の処理を施すこともできる。

また、シート状透光性基材３３には、レンズ層３２との密着性を向上させるための表面処理部を有しても良い。表面処理としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等からなる易接着性を有するものが挙げられる。また、シート状透光性基材３３の表面を粗面化処理したものであっても良い。さらに、必要に応じて易接着層に帯電防止剤を含有していても良く、レンズシート３０に帯電防止性能を付与することができる。これにより液晶表示装置組立て時の作業性を向上させたり、静電気による異物の吸着を防ぐことができる。
＜レンズ層＞
レンズ層３２の材質としては特に限定されず、例えば活性エネルギー線硬化樹脂からなり、屈折率は１．５０〜１．６程度である。活性エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化させたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。これらは、単独あるいは２種以上の混合物として使用されてもよく、通常、活性エネルギー線による光重合開始剤を含有している。

レンズ層３２に形成されているレンズ列は、図４に示すような略三角柱状のプリズムに限定されず、用途に応じて決定することができる。例えば、レンキュラーレンズ、多角錐や円錐状レンズ等を挙げることができるが、断面の形状が、略三角形となるプリズムが特に好ましい。

レンズ列をプリズムとした場合、プリズムの頂角は特に限定されないが、４０〜７５゜程度の範囲が好ましく、より好ましくは４５〜７０゜の範囲である。

また、レンズ列を配列するピッチは特に限定されないが、輝度ムラの発生を抑制する観点からは、レンズ列の配列ピッチは２０μｍ以下であることが好ましい。これは、ピッチが２０μｍより広いレンズシートに比べ、レンズシートの端部３１より入射しレンズシート内部を導光する光線が、レンズシート内部で一定の距離を導光する間にレンズ列に入射する回数が多くなり、よりレンズシート端部３１から近い場所で屈折、反射などによりレンズシート３０外へ出射し、結果として輝度ムラの長さが短くなるためである。従って、輝度ムラが発生したとしても、その長さを短くできるために、輝度ムラを目立たなくさせることができる。
＜光源および光源用反射シート＞
光源２０はＬＥＤなどの点状光源であれば特に限定されず、所望する面光源装置、液晶表示装置に応じて決定することができる。例えば擬似白色発光ダイオードや、赤色・緑色・青色の発光ダイオードのチップを一つの発光源として白色発光する発光ダイオードを用いることができる。

光源２０を覆う、光源用反射シート２１は光源２０からの光の損失を少なくして、導光体１０に導くことができれば特に限定されず、表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルム、屈折率の異なる複数の樹脂層からなる多層フィルム、光拡散材含有プラスチックフィルム等を用いることができる。
＜反射シート＞
反射シート４０は、導光体１０の光出射面１２の裏面から出射した光を反射して、再び導光体１０に入射させるものであれば特に限定されることはない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、反射シート４０は、顔料を含有するものや微細な空隙を内在する白色のシートであることが好ましい。顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。なお、反射シート４０に替えて、反射シート４０側の導光体１０側の面に金属蒸着等により反射層を形成しても良い。

反射シート４０の厚さは特に限定されず、例えば３０〜３００μｍの範囲で決定することが好ましい。
＜液晶パネル＞
液晶パネルは、特に限定されるものではなく、アクティブマトリックス駆動のＴＦＴ型液晶表示素子、単純マトリックス駆動のＳＴＮ型液晶表示素子のいずれでも使用することができる。また、ＴＦＴ型液晶表示素子では、その素子としてポリシリコン、アモルファスシリコン、メタル・インシュレータ・メタル等の種々のアクティブ素子を用いることができる。
＜製造方法＞
以下にレンズシート３０の製造方法の一例を説明する。

まず、光拡散材３６、透光性樹脂３５、その他添加剤を分散媒に添加混合して塗布液とし、シート状透光性基材３３の一方の面に、前記塗布液を塗布する。前記分散媒としては、光拡散材３６の分散、透光性樹脂３５の溶解が良好であるものを選択することが好ましく、光分散材３６、透光性樹脂３５の種類に応じて決定することができる。例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール、エタノール等が挙げられる。

前記塗布液中の光拡散材３６の含有量は特に限定されないが、２〜４０質量％であることが好ましい。上記範囲内であれば、塗布液の塗布、溶剤の揮発が良好で、作業が容易になるためである。

塗布液の塗布方式は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、ダイコート法、グラビアコート法、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレーコート法等、既存の塗布方法を挙げることができる。

塗布液の塗布量は所望の厚さの光拡散層３３を得ることができる量であれば良く、例えば、２〜１００ｇ／ｍ^２程度であることが好ましい。

分散媒を揮発させる方法は、レンズシート３０の性能を低下させない範囲であれば特に限定されず、例えば、８０〜１８０℃で加熱処理することにより行うことができる。

次いで、シート状透光性基材３３の、光拡散層３４が形成された面と反対の面に、レンズ層３２を形成させる。レンズ層３２の形成方法は特に限定されず、既存の方法を用いることができる。例えば、公知の熱プレス法や、レンズ列の形状を刻設したロール状の型に、活性エネルギー線硬化樹脂を充填後、樹脂液を介してシート状透光性基材３３で被覆したまま紫外線等を照射して硬化させ、レンズ層３２が設けられたシート状透光性基材３３を連続して製造する方法、レンズ列の形状に対応する金型に樹脂液を流し込み、シート状透光性基材３３に積層することで、レンズ層３２が設けられたシート状透光性基材３３をバッチ方式で製造する方法が挙げられる。

こうして、レンズシート３０を得ることができる。なお、レンズシート３０の製造方法は上記に限られず、例えば、シート状透光性基材３３の一方の面にレンズ層３２を形成した後に、シート状透光性基材３３の他方の面に光拡散層３３を形成しても良い。

以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、実施例に限定されるものではない。

実施例中で用いた評価方法を下記に記載する。
＜全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）＞
ヘーズメーター（村上色彩技術研究所製、商品名：ＨＭ−１５０）を用い、光拡散層が受光側に向くように取り付けて、全ヘーズ（ＪＩＳ−Ｋ７１３６）を測定した。
＜内部ヘーズ（Ｈ２）＞
光拡散層の上に、硬化後の屈折率が１．５２で透明な紫外線硬化型樹脂を延展した後、厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績社製、商品名Ａ４１００）の易接着コートの無い面を紫外線硬化型樹脂の上に重ね合わせ、ゴムロールでしごいて余剰な樹脂を取り除き、ＰＥＴフィルム側から紫外線を照射して硬化させ、その後ＰＥＴフィルムを離型して、硬化後の紫外線硬化型樹脂の厚みが１５μｍで表面が平滑な光拡散層を有するＰＥＴフィルムを作成し、このフィルムのヘーズを全ヘーズと同様に測定した。
＜全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）に占める内部ヘーズ（Ｈ２）の比率＞
上記で測定した内部ヘーズ（Ｈ２）を全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）で除して求めた。
＜輝度・半値角＞
面光源装置の上に液晶パネルを載置しない状態で、面光源装置の中央から法線方向に５０ｃｍ離した位置に輝度計（株式会社トプコン製、商品名：ＢＭ−７）を配置し、光源を点灯させ、有効画面上の中央を輝度測定領域として法線輝度及び半値角を測定した。
＜輝度ムラ＞
面光源装置のレンズシート上において輝度ムラのレンズシート端部からの長さを目視により測定した。なお目視する方向を下記２種類に分けて評価を実施した。
（垂直方向）面光源装置の光源列が配置されている方向に垂直な向きに目線を移動した時に確認できる輝度ムラの最大長さを測定し、下記のように判定した。

１．０ｃｍ未満：○
１．０ｃｍ以上：×
（斜め方向）前記の垂直方向以外にも目線を移動し、確認できる最大の長さの輝度ムラを測定し、下記のように判定した。

１．５ｃｍ未満：○
１．５ｃｍ以上：×
実施例中で使用する化合物を下記のように略記する。

メチルエチルケトン：ＭＥＫ
メチルメタクリレート：ＭＭＡ
エチルアクリレート：ＥＡ
２−ヒドロキシエチルメタクリレート：ＨＥＭＡ
アクリル酸：ＭＡＡ
アゾビスイソブチロニトリル：ＡＩＢＮ
（調製例１）透光性樹脂の製造
重合反応容器の２Ｌのセパラブルフラスコ中にトルエン１０６質量部、ＭＥＫ７１質量部、ＭＭＡ６９質量部、ＥＡ２５質量部、ＨＥＭＡ５質量部、ＭＡＡ１質量部を量り取り、撹拌翼により撹拌を行いながら、窒素によるバブリングを３０分間実施した。その後ラジカル重合開始剤としてＡＩＢＮ０．４５質量部を加えた後に、反応容器を９０℃に昇温し、その状態で５時間保持した。さらにＡＩＢＮ１質量部を加えて反応容器を４時間保持した後、室温まで冷却し反応を完了し、アクリル樹脂Ａの溶液を得た。 アクリル樹脂Ａの分子量は、ＭＷ＝７５，１００であり、水酸基価２１．６ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価２．１ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ６１℃、アクリル樹脂Ａの溶液の加熱残分は３６．０質量％であった。

（実施例１）
以下のようにして、図２〜図３と同様のレンズシート、面光源装置、液晶表示装置を作製した。

シート状透光性基材として、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製、商品名：コスモシャインＡ４３００）を使用した。

調製例１で得られた屈折率１．４９のアクリル樹脂Ａ、光拡散材として屈折率１．４９で体積平均粒子径５μｍの樹脂微粒子（積水化成品工業株式会社製、テクポリマーＳＳＸ−１０５）、および屈折率１．４９で体積平均粒子径８μｍの樹脂微粒子（積水化成品工業株式会社製、テクポリマーＳＳＸ−１０８）、架橋剤としてデュラネートＴＰＡ−１００（旭化成ケミカルズ株式会社製）、希釈溶媒としてＭＥＫ、トルエンを表１記載の量を容器に計りとり、撹拌翼による撹拌を行うことで、光拡散材が均一に分散した光拡散層形成用の塗工液Ａを作製した。

リバースグラビアコート法を用いて、前記塗工液Ａを前記ＰＥＴフィルム上に溶剤乾燥後の平均厚みが７μｍになるように塗工し、乾燥させた。これにより、ＰＥＴフィルムの片面に光拡散層を有する積層体Ａを得た。

得られた積層体Ａの外観は、スジ等の塗工斑の発生が無く、非常に良好であった。光拡散層について、全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）は３２．０％、全ヘーズ（Ｈ１＋Ｈ２）に占める内部ヘーズ（Ｈ２）の比率は５．９％であった。結果を表２に示す。

一方、厚さ１．０ｍｍ、４００ｍｍ×６９０ｍｍのＪＩＳ黄銅３種の薄板の表面に、プリズム列形成面の形状に対応した形状の形状転写面を形成して、型部材を得た。ここで、目的とするプリズム列形成面の形状は、ピッチＰ＝５０μｍ、頂角６５゜のプリズム列が多数並列して配置されたものである。

次いで、直径２２０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのステンレス製の円筒状ロールを用意し、その外周面に型部材を巻き付けて固定し、ロール状の型（ロール型）を得た。このロール型とゴムロールとの間に積層体Ａをロール型に沿って供給し、ゴムロールに接続した空気圧シリンダーにより、ゴムロールとロール型との間でシート状透光性基材をニップした。

以下の組成の紫外線硬化性組成物を用いて、粘度３００ｍＰａ・Ｓ／２５℃に調整した。

フェノキシエチルアクリレート（ビスコート＃１９２、大阪有機化学工業株式会社製）：５０質量部
ビスフェノールＡ−ジエポキシ−アクリレート（エポキシエステル３０００Ａ、共栄社化学株式会社製）：５０質量部
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（ダロキュア１１７３、日本チバガイギー株式会社製）：１．５質量部
この紫外線硬化性組成物を、ゴムロールによりロール型へとニップされているシート状透光性基材の前記光拡散層の付与された面とは反対側の面に供給した。ロール型を回転させながら、紫外線硬化性組成物がロール型とシート状透光性基材との間に挟まれた状態で、紫外線照射装置から紫外線を照射し、紫外線硬化性組成物を重合硬化させロール型の形状転写面のプリズム列パターンを転写させた。その後、ロール型より離型し、プリズムシートＡを得た。

得られたプリズムシートを、１１．１インチＷ（ワイド）サイズに切り出し、これを光源を側面に配置した１１．１Ｗインチ（ワイド）サイズの導光体の光出射面上に、図３に示されているように、プリズム列形成面が前記樹脂製導光体に面するように載置し、他の側面および裏面を反射シートで覆い、面光源装置を得た。なお前記導光体の光入射面の厚みは０．７５ｍで光出射面における導光体の厚みは０．６０ｍｍであり、すなわち段差部の高さは０．１６３ｍｍである。また段差部は１段の高さが０．００６５ｍｍ、幅０．１ｍｍの段が等間隔に２５段形成された、幅２．５ｍｍの階段状の形状である。

得られた面光源装置について、前記の評価方法に従って、輝度、半値角、輝度ムラの評価を行い、その結果を表２に示す。

（比較例１）
シート状透光性基材として、厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製、商品名：コスモシャインＡ４３００）を使用した以外は、実施例１と同様に積層体Ｂを作製し、次いで実施例１と同様にピッチＰ＝５０μｍの型部材を用いてプリズムシートＢを得た。輝度、半値角、輝度ムラの評価を行い、その結果を表２に示す。

（実施例２）
実施例１において、プリズム列形成用の型部材において、ピッチＰ＝１８μｍの型部材を用いた以外は、実施例１と同様に積層体Ａの光拡散層とは逆側の面にレンズ列を形成し、プリズムシートＣを得た。輝度、半値角、輝度ムラの評価を行い、その結果を表２に示す。

（実施例３）
シート状透光性基材として、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製、商品名：コスモシャインＡ４３００）を使用した以外は、実施例２と同様に積層体Ｃを作製し、次いで実施例２と同様にピッチＰ＝１８μｍの型部材を用いてプリズムシートＤを得た。輝度、半値角、輝度ムラの評価を行い、その結果を表２に示す。

（比較例２）
透光性樹脂として屈折率１．５５のポリエステル樹脂溶液（東洋紡績株式会社製、商品名：バイロン２０Ｓ）、光拡散材として屈折率１．４９で体積平均粒子径５μｍの樹脂微粒子（積水化成品工業株式会社製、テクポリマーＳＳＸ−１０５）、および屈折率１．４９で体積平均粒子径８μｍの樹脂微粒子（積水化成品工業株式会社製、テクポリマーＳＳＸ−１０８）、架橋剤としてタケネートＤ−１１０Ｎ（三井化学ポリウレタン株式会社製）、希釈溶媒としてＭＥＫ、トルエンを表１記載の量を容器に計りとり、撹拌翼による撹拌を行うことで、光拡散材が均一に分散した光拡散層形成用の塗工液Ｂを作製した。

シート状透光性基材として、厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製、商品名：コスモシャインＡ４３００）を使用し、実施例１と同様に積層体Ｄを作製し、次いで実施例１と同様にピッチＰ＝５０μｍの型部材を用いてプリズムシートＥを得た。輝度、半値角、輝度ムラの評価を行い、その結果を表２に示す。

表２に示すように、光拡散層の全ヘーズに占める内部ヘーズの比率が５０％以下であり、かつシート状透光性基材の厚みが７５μｍ以下である実施例１〜３では、輝度ムラの長さが問題ない範囲に低減できていた。さらに、輝度は１１５７２ｃｄ／ｍ^２以上を維持し、半値角が１８．４°以上であったことから、液晶表示装置に必要な輝度を維持し、かつ、広い視野角が得られていることが判った。

他方、厚みが１２５μｍのシート状透光性基材を使用した比較例１では、輝度ムラの長さが大きく、面光源装置上に液晶パネルを載せて作製した液晶表示装置の有効画面内にも前記の輝度ムラが視認され、液晶画面の品位が芳しくなかった。

また、全ヘーズに占める内部ヘーズの比率が５０％を超える光拡散層を用いた比較例２では、輝度ムラおよび半値角は問題ないものの輝度が１１３５３ｃｄ／ｍ^２と実施例１〜３に比べ約２００ｃｄ／ｍ^２低下した。

１０ 導光体
１１ 光入射面
１２ 光出射面
１３ 段差部
２０ 光源
２１ 光源用反射シート
３０ レンズシート
３１ 端部
３２ レンズ層
３３ シート状透光性基材
３４ 光拡散層
３５ 透光性樹脂
３６ 光拡散材
４０ 反射シート

Claims (5)

1. 複数の点状光源からなる一次光源と、
   前記一次光源に対向する少なくとも１つの光入射面、および、前記光入射面と略直交し、前記光入射面から入射した光が出射する光出射面を有する導光体と、
   シート状透光基材の第１の面に複数のレンズ列が略平行に配列されたレンズ層が形成され、前記シート状透光性基材の第２の面に光拡散層が形成されているレンズシートと、を有する面光源装置において、
   前記導光体は、前記光入射面における前記導光体の厚みが前記光出射面における導光体の厚みより厚く、かつ前記光入射面と前記光出射面との間に、前記導光体の厚みが漸減する段差部を有し、
   前記レンズシートは、前記導光体の光出射面と、前記レンズシートの前記レンズ層とが対向して配置されており、前記光拡散層の全ヘーズが５％以上６０％以下であり、前記全ヘーズに占める内部ヘーズの比率が５０％以下であり、かつ前記シート状透光性基材の厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする面光源装置。
2. 前記レンズ列のピッチが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置
3. 前記光拡散層は透光性樹脂中に光拡散材を含有してなるものであり、前記透光性樹脂中の前記光拡散材の含有量は１質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の面光源装置。
4. 前記光拡散材は、平均粒子径が１μm以上２０μｍ以下であり、前記透光性樹脂との屈折率差が０．００以上０．０６以下であることを特徴とする、請求項３に記載の面光源装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の面光源装置を備えることを特徴とする液晶表示装置