光拡散部材、導光板、及び面光源装置
【課題】輝度むらを軽減可能な光学部材を提供する。
【解決手段】互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有する光学部材であって、稜線と直交する直交方向における凹凸構造の表面プロファイル曲線が、極小点と極大点とを交互に繰り返し、直交方向における、隣接する２つの極大点間の距離である第一のピッチが０．５〜２００μｍの範囲内で略一定の値であり、隣接する２つの極小点の示す高さの平均値と、隣接する２つの極小点の間の極大点の示す高さの値との差である溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値が０．０５以上１以下であり、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものが全体の１０％以下である、光学部材。
【解決手段】互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有する光学部材であって、稜線と直交する直交方向における凹凸構造の表面プロファイル曲線が、極小点と極大点とを交互に繰り返し、直交方向における、隣接する２つの極大点間の距離である第一のピッチが０．５〜２００μｍの範囲内で略一定の値であり、隣接する２つの極小点の示す高さの平均値と、隣接する２つの極小点の間の極大点の示す高さの値との差である溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値が０．０５以上１以下であり、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものが全体の１０％以下である、光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学技術に関し、光拡散部材、導光板、及びエッジライト方式の面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用の面光源装置には、大別して直下方式のものとエッジライト方式のものとがあるが、薄型化に適したエッジライト方式の面光源装置が多く用いられている。このようなエッジライト方式の面光源装置は、一般的には、光源からの光を液晶表示パネル側に出射させる導光板と、その側部に配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）やＣＣＦＬ（冷陰極管）等の光源と、導光板から出射した光を液晶表示パネルの方向に向けるプリズムシート（入光面に対して平行な稜線を有するプリズム構造を表面に有する）等の光学シートから構成される。上記導光板は、一般に、出光面、出光面と対向する対向面、出光面と対向面に挟まれた少なくとも１つの側面である入光面を有し、その側面（入光面）から入射する光を板内部で繰り返し反射させて導光し、導光した光を対向面に設けた凹凸や光反射性インク等の光出射機構によって、出光面から液晶表示パネル側に出射させる。
【０００３】
ところで、このような導光板を複数の点光源と組み合わせて用いた場合、出光面の中心部（点光源からある程度離れた場所）では均一な輝度が得られるものの、点光源に近い入光面近傍においては、隣接する点光源の間に正対する部分は暗い一方、点光源に正対する部分は極端に明るくなるホットスポットと呼ばれる現象が発生し、出光面内に輝度ムラが生じてしまうという欠点がある（図２４参照）。
【０００４】
そのため、光源として複数の点光源を用いた面光源装置においては、実質的に、導光板の入光面近傍の出光面は利用できないという問題がある。
【０００５】
そこで、このような輝度ムラを防止する導光板として、特許文献１には、入光面に、対称性を有した三角形状を貫欠した台形状の凹凸構造を設けた導光板が、特許文献２には、入光面に、開口部が略四角形で底部に円弧状の角部を有する窪みを設けた導光板がそれぞれ開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、点光源の中心より遠ざかるに従って深さが順次低減するように形成された溝を入光面に有する導光板が開示されている。また、特許文献４には、入光面に異方性拡散板を配置した導光板が開示されている。
【０００７】
なお、導光板ではないが、直下方式の面光源装置に使用される光拡散板として、特許文献５には、光源の中心より遠ざかるに従って大きさが徐々に小さくなる凹凸が入光面に形成された光拡散板の記載があり、特許文献６には、線状光源の中心より遠ざかるに従って入光面とプリズムの斜面とのなす角度が大きくなるプリズムが出光面に形成された光拡散板の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６９０３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３４６号公報
【特許文献３】特開平１０−２９３２０２号公報
【特許文献４】特開２０１０−８６６７１号公報
【特許文献５】特開平６−２７３７６３号公報
【特許文献６】国際公開第２００７／０５５１１５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した特許文献１〜４に記載されている先行技術は、点光源から入射した光を導光板の幅方向（入光面の長辺方向）に拡散させる異方性の凹凸構造を入光面に設けることによって、ホットスポットが出現する領域を狭くした導光板である。例えば、特許文献４の実施例に記載のルミニット社製のレンズ拡散板を入光面に設置した場合、ホットスポットが発生する領域は、図２５に示すように、図２４に示すレンズ拡散板を設けない例と比べて縮小すると考えられる。しかしながら、近年の省エネ及び低コスト化の観点から、ＬＥＤ光源を用いたエッジライト液晶表示装置においては、隣接する点光源間の間隔をさらに大きく設定することが求められており、前述の先行技術では対応できない場合があることを、本発明者らは見出した。
【００１０】
すなわち、光拡散性の高い規則的なレンチキュラーレンズ形状を入光面に有する導光板を使用した場合は、光拡散角度分布が高角度領域で高く、低角度領域で低いため、点光源間を広くすると点光源間に正対する部分は両側からの拡散光により明るい一方で、点光源に正対する部分が飛び飛びに暗くなる所謂フリップオーバーと呼ばれる現象が発生する（図２６参照）。すなわち、レンチキュラーレンズにより、光直進性が不足する。
【００１１】
これに対して、アスペクト比の異なる凹凸形状を入光面の点光源に対向した位置に形成することで光拡散性と光直進性とを両立させた導光板（例えば特許文献３に記載のもの）も提案されている。しかしながら、点光源と導光板との相対位置のわずかなずれによって出光面の輝度均一性が大きく崩れるため、実際の使用には導光板と点光源との相対位置の精密な調整が必要になるという課題がある。
【００１２】
このような導光板と点光源との相対位置の精密な調整が不要、かつ光拡散性と光直進性とを両立させる手法として、ピッチの微細な異方性のスペックルパターン形状に代表される、ピッチと、アスペクト比と、が不規則な多数の微細凹凸形状を入光面に有する導光板（例えば特許文献４に記載のもの）を使用することも考えられる。しかしながら、本発明者らは、入光面に異方性のスペックルパターンを設けた場合、点光源間を広くしてもフリップオーバーは発生しにくいものの、ホットスポットを解消する能力が上記の光拡散性の高い規則的なレンチキュラーレンズ形状ほどは高くないことを見出した。すなわち、本発明者らは、点光源の間隔をさらに広くするためには、光拡散性が不足する場合があることを見出した。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、点光源と導光板との相対位置の変化による出光面の輝度均一性の変化がなく、かつ、光直進性と、光拡散性と、を両立させることで、隣接する点光源間の間隔が広い状態であっても輝度ムラを軽減することができる、光学部材、導光板、及び面光源ユニット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】
【００１４】
本発明者らは、上述の光拡散性の高いレンチキュラーレンズ形状が示す光拡散角度分布（図２６参照）と、光拡散性及び光直進性を併せ持つ異方性スペックルパターン形状が示す光拡散角度分布（図２５参照）とから、光拡散性を低下させずに光直進性を持たせるための好ましい光拡散角度分布となる凹凸形状を考察した。そして、特定の凹凸形状によって上述の好ましい光拡散角度分布が実現できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明の態様は、（ａ）互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有する光学部材であって、（ｂ）稜線と直交する直交方向における凹凸構造の表面プロファイル曲線が、極小値をとる極小点と、極大値をとる極大点と、を交互に繰り返し、直交方向における、隣接する２つの極大点間の距離である第一のピッチが０．５〜２００μｍの範囲内で略一定の値であり、（ｃ）隣接する２つの極小点の示す高さの値の平均値と、隣接する２つの極小点の間に位置する極大点の示す高さの値と、の差である溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値が０．０５以上１以下であり、（ｄ）隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものが全体の１０％以下である、光学部材であることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表面プロファイル曲面の例を示す図である。
【図２】表面プロファイル曲線を示す概念図である。
【図３】本実施形態に係る光学部材の概略斜視図である。
【図４】本実施形態に係る光学部材の有する凹凸形状の断面形状の一例である。
【図５】本実施形態に係る光学部材の概略断面図である。
【図６】本実施形態に係る光学部材の概略断面図である。
【図７】本実施形態に係る光学部材の概略斜視図である。
【図８】本実施形態に係る光学部材の概略斜視図である。
【図９】等ピッチで高さの等しいレンチキュラーレンズ構造、及びランダム構造の凸部に斜めから入射した光の経路を示す概念図である。
【図１０】干渉露光により干渉縞を発生させる方法を示す概念図である。
【図１１】本実施形態に係る導光板の斜視概略図である。
【図１２】本実施形態に係る面光源装置の正面概略図である。
【図１３】本実施形態に係る面光源装置に利用できる点光源（ＬＥＤ）の斜視概略図である。
【図１４】本実施形態に係る面光源装置に用いる光学要素の構成例を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る面光源装置に用いる光学要素の構成例を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る面光源装置に用いる光学要素の構成例を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図１８】本実施形態に係る導光板を用いた液晶表示パネルの正面概略図である。
【図１９】本実施形態に係る面光源装置を用いたテレビ受信装置の構成を示す図である。
【図２０】実施例及び比較例の評価方向を示す図である。
【図２１】実施例及び比較例の評価領域を示す図である。
【図２２】実施例における光学部材１の直交方向における凹凸構造の断面形状の写真である。
【図２３】実施例における光学部材２の直交方向における凹凸構造の断面形状の写真である。
【図２４】従来技術に係る、光拡散性が低い場合に発生するホットスポット現象を示す概念図である。
【図２５】従来技術に係る、入光面に設けた光拡散性を有する層によりホットスポット現象を抑制する原理を示す概念図である。
【図２６】従来技術に係る、入光面に設けた光拡散性が高く光直進性が低い層により発生するフリップオーバー現象を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
最初に、光学部材が表面に有する凹凸構造の表面プロファイルについて、図１及び図２を用いて説明する。
【００１７】
ＸＹＺ直交座標において、ＸＹ平面に平行に光学部材の表面を配置したときに、点（ｘ，ｙ）に位置する凹凸構造の表面の高さをＺ座標で表した曲面ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）を、「表面プロファイル曲面」とよぶ。図１のＡは等方性の光拡散性を示す凹凸構造の表面プロファイル曲面の一例であり、図１のＢは異方性の光拡散性を示す凹凸構造の表面プロファイル曲面の一例である。
【００１８】
異方性の光拡散性を示す凹凸構造を構成する凸部は、特に凹凸構造が溝構造の場合には「溝間部」とよび、対応する凹部を「溝部」とよぶ。ＸＹ平面上で、当該凸部の底面を含む面積が最小の長方形における長辺方向、又は溝間部の稜線（プロファイル曲面の極大点が線状に連続したものをいう。）に平行な方向を「稜線方向」とよび、稜線方向と直交する方向を「直交方向」とよぶ。
【００１９】
上述の表面プロファイル曲面と、Ｚ軸に平行な平面との交線を「表面プロファイル曲線」とよぶ。図２に概念図として示した直交方向の表面プロファイル曲線は、高さが極大値をとる極大点と、高さが極小値をとる極小点と、を繰り返し複数有する。異なる極大点に対する極大値は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、異なる極小点に対する極小値は同じであってもよいし、異なっていてもよい。後に詳しく説明する図４のｄ，ｅに示すように、同じ値の極大値又は極小値が一定区間連続する場合は、当該区間の中心点がそれぞれ極大点又は極小点であるものとする。
【００２０】
表面プロファイル曲線において、隣接する２つの極大点の間の距離、又は隣接する２つの極小点の間の距離を「ピッチ」と呼ぶ。また、隣接する２つの極小点がとる高さの値の平均値と、当該２つの極小点の間に位置する極大点が取る高さの値との差を「溝間部の高さ」と呼ぶ。さらに、隣接する２つの極大点がとる高さの値の平均値と、当該２つの極大点の間に位置する極小点が取る高さの値との差を「溝部の深さ」と呼ぶ。
【００２１】
表面プロファイル曲線が有するピッチ、又は溝間部の高さ、もしくは溝部の深さが、光学部材から表面プロファイル曲線を切り出す方向によって異なる値をとる場合、凹凸構造は異方性を有するといい、同じ値をとる場合、凹凸構造は等方性を有するという。凹凸構造が異方性を有する場合、当該凹凸構造が与える光拡散性も異方性を有する。
【００２２】
以下、本実施形態（以下において、「本実施形態」という。）について、添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２３】
（光学部材の凹凸構造）
図３は本実施の形態に係る光学部材（「本実施形態の光学部材」という。）の一例の概略斜視図である。
【００２４】
本実施形態の光学部材は、互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有している。複数の溝間部の稜線は、例えば、互いに平行に配列した直線であってもよく、略同一ピッチに配列した曲線であってもよい。あるいは、稜線は、平均ピッチの半分以下の振幅で隣接する稜線とのピッチを変動させていてもよい。
【００２５】
稜線方向と直交する方向における凹凸構造の表面プロファイル曲線は、極小値をとる極小点と、極大値をとる極大点と、を交互に繰り返す。稜線方向と直交する方向における隣接する２つの極大点間の距離で定義される第一のピッチは、０．５〜２００μｍの範囲内で略一定である。隣接する２つの極小点の示す高さの値の平均値と、隣接する２つの極小点の間に位置する極大点の示す高さの値と、の差で定義される溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値（（最大値―最小値）／（最大値＋最小値））は、０．０５以上１以下である。また、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の最大値と最小値の和で割った値は、０．１５を超えるものが全体の１０％以下である。
【００２６】
ここで、「第一のピッチが略一定である」とは、第一のピッチの局所的平均値（稜線方向に直交する方向における表面プロファイル曲線上の連続する１０個の極大点間の９個のピッチの測定値を大きさの順に並べ、最大値と最小値を除いた７点の平均値で定義する。）を凹凸構造の任意の１１箇所について測定したときに、１１箇所のそれぞれの局所的平均値の総てが、１１箇所の局所的平均値の平均値±５％の範囲に入ることと定義する。
【００２７】
なお、光学部材は複数の表面を有し、凹凸構造が形成されている面内において、凹凸構造を有する部分と、平坦な部分と、が混在していてもよい。具体的には、当該光学部材が後述する導光板であり、当該面が入光面である場合に、点光源の配置されない端部を平坦とする例があげられる。
【００２８】
この凹凸構造の表面プロファイル曲線において、各々の溝間部に対応する部分の形状は、上述した溝間部の高さに関する要件を満たす限りにおいて、例えば図４に示すように、レンチキュラーレンズ形状（図４ｂ）であってもよく、プリズム形状（図４ａ，ｄ）であってもよく、曲線を組み合わせた形状（図４ｃ，ｈ）でもよく、その他曲線と直線を組み合わせた形状（図４ｅ，ｆ，ｇ）であってもよい。
【００２９】
凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図５に示すように、溝間部の高さが直交方向に単調に減少又は増加してもよい。
【００３０】
また、凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図６に示すように、溝間部の高さが、直交方向において、連続して第一の所定の値をとった後、連続して当該第一の所定の値と異なる第二の所定の値をとる部分を有してもよい。ここで、溝間部の高さが中央値±５％の範囲内で複数連続した場合を、溝間部の高さが所定の値で複数連続したといい、その中央値を所定の値とする「凹凸構造群」とよぶ。一つの凹凸構造群において、所定の高さで複数連続する溝間部の数としては、隣接する溝間部の高さが略一定であることが拡散性を向上させることから、１０以上であることが好ましく、より好ましくは２０以上である。また、稜線方向に直交する方向における一つの凹凸構造群の距離は、点光源の発光面積に依存しない光拡散性を発現するために５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。ここで、凹凸構造群が３以上連続した部分があってもよい。その場合は、隣り合う凹凸構造群同士が、互いに異なる値の溝間部の高さを有していればよく、隣接していない凹凸構造群同士は同一の値の溝間部の高さを有してもよい。
【００３１】
また、上述したピッチに関する要件を満たす限りにおいて、図７に示すように、略一定の第一のピッチよりもピッチの大きな部分が局所的に存在してもよい。このようなピッチの大きな部分を必要に応じて持たせることで、より光直進性を向上させることができる。ただし、光拡散性を維持するためにピッチの大きな部分のピッチは５００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２００μｍ以下である。
【００３２】
また、凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図８に示すように、稜線方向に直交する方向において、溝間部の高さが、第一のピッチ平均値より大きい第二のピッチで増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有してもよい。ここで第二のピッチとは、直交方向において、ある極大値の高さを有する溝間部から、略同じ高さを有する溝間部までの距離を指す。
【００３３】
また、凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図８に示すように、溝間部の高さが、第一のピッチの平均値より大きい第三のピッチで稜線と平行な稜線方向に増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有してもよい。ここで第三のピッチとは、溝間部の高さの稜線方向における極大値を与える点から隣接する極大値を与える点、あるいは溝間部の高さの稜線方向における極小値を与える点から隣接する極小値を与える点までの距離を指す。
【００３４】
溝間部の高さは、少なくとも最大値と、最小値と、の２つの値を有する。最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値（（最大値―最小値）／（最大値＋最小値））は、０．０５以上１以下であり、好ましくは０．１０以上１以下であり、さらに好ましくは０．２５以上１以下である。これにより、第一のピッチが略一定である一方で、溝間部の高さが最小値と最大値とを有することになる。そのため、直交方向にアスペクト比（溝間部の高さを第一のピッチで割った値で定義する。）の異なる凸部を有することになり、直交方向を含む平面を通過する光に、光直進性と、光拡散性と、を付与することができる。
【００３５】
また、本実施の形態に係る光学部材において、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の最大値と最小値の和で割った値は、０．１５を超えるものが全体の１０％以下であり、好ましくは０．１０を超えるものが全体の１０％以下であり、より好ましくは０．０５を超えるものが全体の１０％以下である。これにより、後述するように、空気層から凹凸構造に入射できる光の角度及び入射位置を限定することができる。
【００３６】
即ち、点光源がランバーシャンタイプのＬＥＤである場合、発光面から発する光の角度分布の半値幅は例えば１２０°であり、凹凸構造に斜め方向から入射する光も含んでいる。凹凸構造が、図９（ａ）のようにレンチキュラーレンズ形状の場合は、ピッチと材料の屈折率に応じて形状を最適化することで、凸部内部での多重反射（凹凸構造の凸部に入射した光が入射した凸部の斜面の向かいの斜面で再度反射される現象）により高角度で入射した光が低角度で出射されることを防ぎ、高い光拡散性を持たせることができる。しかしながら、この場合には、光直進性を犠牲にすることになり、点光源の間隔を離した場合にはフリップオーバーを十分に抑制できない。
【００３７】
一方、凹凸構造が、図９（ｂ）のようにランダム形状、例えばスペックルパターンの場合は、複数のアスペクト比を有するために、光直進性も有する。しかしながら、隣接する凸部の高さが低い場合に凸部内部での多重反射が発生し、一部の光が低角度に出射されてしまうため光拡散性が上記の最適化されたレンチキュラーレンズ形状には及ばず、点光源の間隔を離した場合にはホットスポットを十分に抑制できない。
【００３８】
これに対して、本実施形態に係る光拡散部材が有する凹凸構造は、凸部が複数のアスペクト比を有していながら、隣接する溝間部の形状がランダムではなく規定されていることにより多重反射を防ぐことができるので、点光源の間隔を離した場合においても、光拡散性と、光直進性と、を両立させることができる。
【００３９】
溝間部の高さは、光拡散効果を奏するために０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。また、溝間部の高さは、凹凸構造の破損を防ぐという観点から１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０μｍ以下であり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。また、凹凸構造の群を有する場合の、隣り合う凹凸構造群間の高さの値の差は、拡散性の差を出すために１０％以上であることが好ましい。隣り合う溝間部の高さが大きく異なる場合、構造が破損する可能性が高くなるため、当該所定の値の差は７０％以下であることが好ましく、より好ましくは５０％以下、さらに好ましくは３０％以下である。
【００４０】
図８で説明した第一のピッチは、０．５〜２００μｍの範囲である。第一のピッチが０．５μｍ以上であれば、可視光（波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの電磁波）の光拡散効果にすぐれるので好ましい。より好ましくは０．７８μｍ以上である。また、第一のピッチが２００μｍ以下であれば、代表的な点光源であるＬＥＤの幅より十分に小さく、点光源と凹凸構造とを精密に位置あわせする必要がない。より好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
【００４１】
第二のピッチは、点光源の発光面積に依存しない光拡散性を発現するために、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下が最も好ましい。また、隣り合う溝間部の高さの差が小さい方が光拡散性を向上することができるため、第二のピッチは１００μｍ以上が好ましく、３００μｍ以上がより好ましく、５００μｍ以上が最も好ましい。また、第二のピッチは、第二のピッチに対して発光面積の大きな光源の光を均一に拡散させるという観点から、凹凸構造が形成されている領域において略一定であることが好ましい。
【００４２】
第三のピッチが小さいとき、稜線方向の凹凸構造のアスペクト比が高くなり、稜線方向に微小な拡散性を賦与することができる。この微小な拡散性を制御すること、すなわち第三のピッチの大きさを制御することにより、例えば面光源装置を構成する導光板の入光面に利用したときの入光面近傍における輝度分布などの、光学性能の微調整が可能となる。ただし、稜線方向に大きすぎる光拡散性を有さないために０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４３】
また、本実施形態の光学部材を、直交方向を長辺とし稜線方向を短辺とするに短冊状に切って利用する場合、長距離にわたって直交方向に拡散性の等しい凹凸形状が形成されないように、第二のピッチが第三のピッチよりも小さいことが好ましい。また、光学性能を均一にする観点から、第三のピッチは凹凸構造が形成されている領域において略一定であることが好ましい。
【００４４】
本実施形態の光学部材は、上述の凹凸構造であって、第一のピッチの平均値、第二のピッチの平均値、第三のピッチの平均値のうち、少なくとも１つの平均値が、他の平均値と異なる複数の凹凸構造を、表面の一部又は全部に有しているものであってもよい。このように１つの基材上に光学性能の異なる、すなわち第一、第二及び第三のピッチの平均値の少なくとも１つが異なる複数の凹凸構造を設けることで、位置によって光拡散特性の異なる光学部材を製造することが可能となる。
【００４５】
（光学部材）
光学部材は、上述の凹凸構造を少なくとも片方の主面の一部に有するフィルム状部材とすることができる。フィルム状部材は基材フィルムに凹凸構造が一体となって形成されてもよいし、光透過性の基材からなる基材フィルム層、及び凹凸構造を有する樹脂層の少なくとも２層から構成されてもよい。また、凹凸構造とは反対側の主面に粘着材からなる接着層を有していてもよい。加工性の観点から基材層と拡散層の少なくとも２層で構成されていることが好ましい。
【００４６】
また、光学部材は、上述の凹凸構造を少なくとも一面の一部に有する板状部材とすることができる。板状部材は、板状基材に凹凸構造が一体となって形成されてもよいし、光透過性の板状基材からなる透明基板と、凹凸構造を有する樹脂層と、の少なくとも２層から構成されてもよい。また、透明基板の一面に、上述のフィルム状部材を接着することで構成することもできる。
【００４７】
基材としては、光透過性を有するフィルム又は板等を用いることができる。基材及び／又は凹凸構造を有する樹脂層の材質としては有機材料、無機材料、又は有機材料と無機材料からなる複合材料を用いることができる。
【００４８】
ここで、有機高分子材料等の有機材料は、切断等の加工性に優れるため好ましい素材である。有機高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、セルロース、トリアセチルセルロース、セルロースアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロロビニル、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリ（メタ）アクリレート、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエーテル−ポリアミドブロックコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、シクロオレフィンポリマー、及び硬化させた紫外線硬化樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
フィルム状基材の材料としては、特にポリエステルフィルムが好ましい。また、板状基材の材料としては、特にポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、及びメチルメタクリレート−スチレン系共重合体が、透明性の観点から好ましく、後述する導光板に好適に利用できる。凹凸構造を有する樹脂層の材料としては、凹凸構造の賦形が容易であることから、液状の紫外線硬化樹脂を光硬化させたものが好ましい。
【００５０】
また、これらの有機材料には、必要に応じて、有機や無機の染料や顔料、艶消し剤、熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、消泡剤、整色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、不純物の捕捉剤、増粘剤、表面調整剤及び離型剤等の添加剤を本実施形態の目的を損なわない範囲で含有していてもよい。
【００５１】
（光学部材の製造方法）
上述の凹凸構造を表面に有する光学部材は、例えば次のようにして作製することができる。
【００５２】
まず、後述する干渉露光法により、凹凸構造を形成した感光性媒体からなるサブマスタ型を作製し、次に、上述のサブマスタ型に電鋳によって金属を被着することにより、この金属に凹凸構造を転写して剥離させ、マスタ型を作製する。さらに、光透過性フィルム又は板からなる基材に、上述のマスタ型を用いて紫外線硬化樹脂による賦形を行うことにより、光透過性基材の表面に凹凸構造を転写することで、目的とする光学部材を作製することができる。
【００５３】
第一のピッチが略一定の互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部ならなる凹凸構造を有するサブマスタ型は、以下の手順で作製される。まず、距離ｄ離れた波長λの２つのコヒーレントな光（例えばレーザー光）を、光源からの距離Ｌの位置で干渉させることで、隣り合う明部の間Ｐがλ・Ｌ／ｄで略一定の干渉縞が形成されることを利用して、この干渉縞により感光性媒体を露光する。干渉露光法に使用可能な光学系の一例を図１０に示す。
【００５４】
さらに、感光性媒体に間隔Ｐ１の干渉縞を露光した後に、わずかに異なる間隔Ｐ２の干渉縞を重ねて二重露光させることで、干渉縞同士のモアレを発生させる。次に、感光性媒体を現像することによって、第一のピッチが略一定（＝Ｐ１、Ｐ２）で、溝間部の高さが単調に増加又は減少する凹凸構造、溝間部の高さが第一のピッチより大きい第二のピッチで直交方向に増加・減少を交互に繰り返す凹凸構造、あるいは溝間部の高さが第一のピッチより大きい第三のピッチで稜線方向に増加・減少を交互に繰り返す凹凸構造を、上記サブマスタ型に形成することができる。第二のピッチは、（干渉縞の間隔Ｐ１）×（干渉縞の間隔Ｐ２）／（干渉縞の間隔の差Ｐ２−Ｐ１）で決定される。また、マスクを用いて、干渉縞のパラメータ（λ、ｄ、Ｌ）を変更して複数回露光を行うことで、面内にピッチが異なる複数の凹凸構造を形成することもできる。
【００５５】
干渉露光法によれば、機械加工では困難なピッチが１０μｍ以下の微細な３次元構造を有するサブマスタ型をも作製することができる。また、１０μｍより大きいピッチであれば、機械加工により樹脂又は金属からなる同様のサブマスタ型を作製することができる。例えば、溝間部の高さが、直交方向に第一の所定の値で複数連続した後、第一の所定の値と異なる第二の所定の値で複数連続する凹凸構造は、機械加工により作製することが好ましい。
【００５６】
（導光板）
次に、図１１に一例を示す、本実施形態に係る導光板２について説明する。本実施形態に係る導光板２は、本実施形態に係る凹凸構造を少なくとも一面の一部に有する板状部材からなる。本実施形態に係る導光板の形状（外形）は、出光面２１、これに対向する対向面２３及びこれらに挟まれた側面である入光面２２を有していれば特に限定はない。また、入光面２２は少なくとも１つあればよく、２つ又はそれ以上あってもよい。導光板２の厚さ（入光面における、出光面と対向面との間の距離）に限定はないが、例えば、２．０〜５．０ｍｍ程度とすることができる。出光面２１と対向面２３とは平行であってもよく、入光面２２から遠ざかるにつれて出光面２１と対向面２３との間隔が狭くなる楔形状であってもよい。
【００５７】
導光板２が入光面を２つ有する場合、導光板２の形状は出光面２１と、出光面２１と対向する反射面２３と、を主面とする平板状の直方体（他の部材への取り付けのために切り欠き部や耳部を有する場合を含む）であることが好ましく、さらに、２つの入光面が対向していることが好ましい。この場合、対向する二つの入光面は長さが同じであるため、点光源の数や種類を同一にし、部品の共通化を図ることができるというメリットがある。
【００５８】
前述した凹凸構造は、導光板２の少なくとも１面に形成されていればよいが、出光面２１における輝度均一性の観点から入光面２２に形成され、入光面２２の長辺方向を稜線の直交方向とすることが好ましい。この場合、導光板２の入光面２２以外の面においては、導光板２の技術分野における公知の構造が設けられていてもよい。そのような構造としては、対向面２３に設けられる凹凸や光反射性インクドット等の光出射機構、出光面２１に設けられるレンチキュラーレンズ構造等の光直進性アシスト機構があげられる。
【００５９】
（面光源装置）
次に、図１２に示す本実施形態に係る面光源装置１１の一例について説明する。本実施形態に係る面光源装置１１は、本実施形態に係る導光板１１１と、導光板１１１の出光面に対向して配置され面光源装置１１が外部に発光する発光エリア１１４を画定するフレームと、導光板１１１の少なくとも１つの入光面１１３の近傍に配置された複数の点光源１１２と、を有する。
【００６０】
点光源１１２に限定はないが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることが好ましい。ＬＥＤの種類に限定はなく、例えば、青色ＬＥＤにより緑色、赤色蛍光体を励起するワンチップタイプの擬似白色ＬＥＤ、赤色／緑色／青色ＬＥＤを組み合わせて白色光を作るマルチチップタイプ、更には近紫外ＬＥＤと赤色／緑色／青色蛍光体を組み合わせたワンチップタイプの擬似白色ＬＥＤ等が挙げられる。
【００６１】
図１３に、本実施形態で使用可能な、横幅１２２を有する発光面１２１を備える、箱型のＬＥＤの一例の概略図を示す。なお、ＬＥＤの外形や発光面のサイズに限定はないが、外形が５．６ｍｍ（幅）×３．０ｍｍ（高さ）×１．０ｍｍ（厚み）程度で、発光面の横幅が５ｍｍ以下のものが一般的に使用されている。
【００６２】
図１２に示す点光源１１２の配置方法に限定はないが、導光板１１１の入光面１１３に沿って（出光面に平行に）一直線上に等間隔（「等間隔」には±１０％の誤差を含むものとする）に配置することが好ましい。この場合、点光源１１２の配列ピッチＰは、輝度ムラ防止の観点から狭くして、点光源１１２がなるべく密に配置されている方がよく、基板上への実装制約の観点ではある程度距離が開いている方がよい。点光源１１２の配列ピッチは、好ましくは５ｍｍ〜２００ｍｍ、より好ましくは１０〜１００ｍｍである。
【００６３】
点光源１１２の発光面と、導光板１１１の入光面１１３と、の距離は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。点光源１１２の発光面と、導光板１１１の入光面１１３と、の距離を離すと、導光板１１１に入射する光の量は、逆２乗の法則により減少し、結果的に出光面から出る光の総量も減少してしまう。したがって、点光源１１２の発光面と、本実施形態に係る導光板１１１の入光面１１３と、の距離は近いことが好ましい。一方、点光源１１２の周辺では熱が発生し、導光板１１１が膨張するため、膨張に耐えうる隙間を残しておく必要もあり得る。
【００６４】
本実施形態に係る面光源装置においては、導光板及び点光源に加え、拡散シートや反射シート等の、所謂エッジライト方式の面光源装置において一般に採用される光学要素をさらに含むことができる。具体的には、拡散シートを導光板の出光面上方に配置したり、反射シートを導光板の反射面下方に配置したりすることができる。さらに、導光板の出光面上方には、拡散シート以外にも、プリズムシートや、レンチキュラーレンズシート、マイクロレンズシートなどの集光シートや、液晶パネルの偏光板での光学損失を回避するための偏光反射シートなどを配置することもできる。具体的な光学要素の構成としては、例えば図１４（ａ）に示すように、導光板上に導光板側から、第１のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と直交）、第２のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と平行）、及び拡散シートを配置する構成がある。あるいは、図１４（ｂ）に示すように、第１及び第２のプリズムシートの順番を上記と入れ替えた構成もある。また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、これらの構成の導光板側に拡散シートを追加した構成もある。さらに、図１６（ａ）に示すように、拡散シート、プリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と平行）、及び偏光反射シートを配置する構成や、図１６（ｂ）に示すように、拡散シート、第１のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と直交）、第２のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と平行）、及び偏光反射シートを配置する構成などもあるが、これらに限定されるものではない。なお、図１４乃至図１６においては、光源を線光源状に記載しているが、これは複数の点光源からなる光源を表している。
【００６５】
反射シートとしては、光を反射させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなどの樹脂を発泡させて内部に微細な空気の粒を入れシート状としたもの、２成分以上の樹脂を混合してシート状としたもの、及び屈折率の異なる樹脂層を積層したシートなどを用いることができる。また、反射シートは、表面に凹凸形状が形成されていてもよい。これらには、必要に応じて、表面に無機微粒子などを添加したものを用いることができる。反射シートは光を高効率で反射させるものであり、面光源装置として光の利用効率を高める場合に好ましく使用できる。また、導光板の側面に配置することで、光の利用効率を向上させることも可能である。
【００６６】
拡散シートとしては、光を拡散させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどに、光を拡散させる効果がある有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。これらの拡散シートは、光を拡散させ、下部光源の光を均一化させる効果がある。また、拡散シートは、表面に凹凸形状が形成されていてもよい。これらには、必要に応じて、有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。また、２成分以上の樹脂を混合し、延伸してシート状とした拡散板も用いることができる。拡散シートは光をよく拡散させるものであり、面光源装置として出射光の輝度の面内均一性を高める場合に好ましく使用され、本実施形態に係る面光源装置にも好ましく使用できる。
【００６７】
マイクロレンズシートとしては、例えばアクリル系樹脂の球状ビーズがポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に塗布されたシートを用いることができる。また、他には紫外線硬化樹脂による微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に転写されたシートを用いることもできる。このようなレンズシートは、光を拡散させ均一化させる効果とともに、拡散された光を集光する機能を有する。
【００６８】
プリズムシートとしては、例えばアレイ状のプリズム配列構造を有する光学シートを用いることができる。プリズムシートは導光板の出光面から出射した光の向きを垂直に変換するため、強い正面輝度向上効果を持つと共に、光源ユニット中での光のリサイクル効果を高め出射光の輝度の面内均一性を高める効果を持ち、本実施形態に係る面光源装置にも好ましく使用できる。レンチキュラーレンズシートも同等の効果を有するが、拡散された光を一方向に集光する機能を有する。
【００６９】
偏光反射シートとしては、たとえば３Ｍ社のＤＢＥＦなどを用いることができる。偏光反射シートは、併せて配置される液晶パネルにおいて使用される偏光成分のみを液晶パネルに供給し、不要な偏光成分は面光源装置側に反射させて、再度液晶パネルにおいて利用可能な偏光成分を生み出す効果を持ち、面光源装置の光の利用効率を高めるために使用されるもので、本実施形態に係る面光源ユニットにも好ましく使用できる。
【００７０】
本実施形態に係る面光源装置は出光面に対向して出向面の外縁部を遮光するフレームを有する。当該フレームにより導光板の固定部分や輝度ムラが残存している部分を、外部に発光する発光エリアから排除することができる。フレームは金属又は硬質プラスチックを必要な形状に加工して作製される。
【００７１】
（表示装置）
次に、図１７に示す本実施形態に係る表示装置の一例について説明する。本実施形態に係る表示装置は、面光源装置の光の透過を調整することによって表示を行う表示エリアを有する表示パネル１３と、表示パネルの背面に配置された前述の面光源装置１１と、を有する。
【００７２】
導光板の入光面近傍では輝度ムラが発生し十分な表示品質を保証できないので、表示パネルの表示エリア（アクティブエリア）は、導光板の入光面よりも内側から始まるように設計されることが好ましい。
【００７３】
すなわち、図１２に示す点光源１１２の発光面と、表示エリア１１４と、の間の水平距離Ｌ（導光板１１１上に表示エリアに相当する領域１１４を投影したときのその領域１１４と光源の発光面との距離）を一定以上確保するように設計されることが好ましい。
【００７４】
具体的には、本実施形態に係る表示装置においては、点光源１１２の発光面と、表示エリア１１４と、の間の水平距離Ｌを、点光源の配列ピッチＰに対して、Ｌ＜Ｐ／１．５（Ｐ／Ｌ＞１．５）としても輝度ムラを抑制することができる。さらに、Ｌ＜Ｐ／２．５（Ｐ／Ｌ＞２．５）としてもよく、Ｌ＜Ｐ／３．０（Ｐ／Ｌ＞３．０）、Ｌ＜Ｐ／４．０（Ｐ／Ｌ＞４．０）とすることもできる。
【００７５】
ＰとＬの関係を上記のように設計することができると、額縁と呼ばれる表示パネルに形成される表示エリアの外枠部が薄い、スタイリッシュな表示装置を実現することができ、また、使用する点光源の数を減らすこともできるので省電力化も図れる。なお、従来の表示装置におけるＰとＬの関係は、せいぜいＰ／Ｌ≦１．４程度である。なお、Ｌの大きさは、上述のとおりＰとの兼ね合いで決まるが、例えば、０．１〜３０ｍｍ、０．１〜２０ｍｍ又は０．１〜１０ｍｍとすることができる。
【００７６】
本実施形態に係る導光板が入光面を２つ有する場合、第一の入光面の近傍に配置された点光源の配列ピッチをＰ１、第二の入光面の近傍に配置された点光源の配列ピッチをＰ２、第一の入光面に配置された点光源の発光面と表示エリアとの間の水平距離をＬ１、第二の入光面に配置された点光源の発光面と表示エリアとの間の水平距離をＬ２としたときに、Ｐ１／Ｌ１：Ｐ２／Ｌ２＝１００：９０〜１００：１１０の範囲内であることが好ましく、Ｐ１／Ｌ１：Ｐ２／Ｌ２＝１００：９５〜１００：１０５の範囲内であることがより好ましい。
【００７７】
また、Ｌ１とＬ２は必ずしも同一にする必要はない。例えば、表示装置の下辺部にはスピーカー等を設ける場合もあるので、スペース確保のために下辺部の方のみＬを小さくするなどということも可能である。
【００７８】
表示パネルは、液晶表示パネルであることが好ましい。液晶表示パネルとしては従来使用されているものを使用することができるが、その構成の一例の概略を図１８に示すと共に、以下に説明する。
【００７９】
図１８は液晶表示パネル１３の一例の正面概略図である。点線１３１の内側が表示エリア１３２であり、表示エリア１３２の外側には、光漏れ防止のブラックマトリックス１３３が設けられ、その裏側にパネル配線（図示せず）等が存在する。図１８において、１３４、１３５は、それぞれ、ソースライン（後述、図示せず）に電圧を印加するためのドライバＩＣであるソースチップ、ゲートライン（後述、図示せず）に電圧を印加するためのドライバＩＣであるゲートチップである。
【００８０】
透過型の液晶表示パネルでは、一般に、透明基板上にマトリクス状に配置された多数の画素電極が、透明基板上に配置されたアクティブマトリクス素子によって駆動される。透明基板上にアクティブマトリクス素子及び画素電極が設けられたアクティブマトリクス基板には、液晶層が積層状態で設けられており、この液晶層を挟んでアクティブマトリクス基板と対向するように対向基板が配置されている。対向基板は、対向電極が設けられた透明基板であり、この対向電極が液晶層における表示領域に対向している。
【００８１】
アクティブマトリクス基板に設けられたアクティブマトリクス素子には、各画素電極にそれぞれ接続されたアクティブ素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が設けられている。また、アクティブマトリクス素子には、行方向に沿って相互に平行に配置された複数のゲートラインと、各ゲートラインと直交する列方向に沿って相互に平行に配置された複数のソースラインと、が設けられており、各ゲートラインと各ソースラインとの交差部近傍に各ＴＦＴのそれぞれが配置されている。そして、各ＴＦＴは、近接する交差部をそれぞれ形成するゲートライン及びソースラインのそれぞれに接続されている。
【００８２】
各ＴＦＴは、それぞれが接続されたゲートラインから供給されるゲート信号によってオンして、それぞれが接続されたソースラインから供給されるソース信号を、それぞれに接続された画素電極に供給するように構成されている。
【００８３】
このような液晶表示パネルにおいては、通常、１フレーム毎に、アクティブマトリクス基板において行方向に沿って配置された各ゲートラインに対して、列方向に沿った順番に線順次にゲート信号（水平同期信号）が供給されるようになっており、列方向に隣接するゲートラインに対して連続してゲート信号が供給される。
【００８４】
（テレビ受信装置）
図１９に示すように、本実施形態に係る表示装置１４１を、スピーカー１４２１の設けられた前キャビネット１４２；テレビチューナー回路基板１４３、電源回路基板１４４、制御回路基板１４５等の各種回路基板；裏キャビネット１４６及びスタンド１４７等と組み合せることにより、例えばテレビ受信装置を製造することができる。
【実施例】
【００８５】
次に、本実施形態の実施例について説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。まず、実施例及び比較例の評価方法について説明する。
【００８６】
１．評価系
評価系
導光板の入光面にそって５個のランバーシャンタイプのＬＥＤを、ＬＥＤの発光面が該入光面と平行になり、かつ配列ピッチＰが２４ｍｍとなるように略均等に配置し（ＬＥＤの発光面と、導光板の入光面と、の距離０．５ｍｍ）、導光板の出光面側に光学シート（後述）を積層して面光源装置を作製した。ＬＥＤの外形は幅５．０ｍｍ×高さ３．０ｍｍである。
【００８７】
（輝度ムラ評価）
ＬＥＤを点灯し、導光板の出光面上に積層した光学シートを出光面の法線方向から３０度斜め方向から目視にて観察し（図２０参照）、入光面近傍の輝度ムラを判定した。
なお、輝度ムラは、図２１に示すように、ＬＥＤの発光面と、表示エリアと、の間の水平距離Ｌが６．０ｍｍ以上の領域で、ＬＥＤ正面を領域１、２つのＬＥＤからの距離が等しい点を含む領域を領域３、領域１と領域３の間を領域２として３つの領域に分け、これら３領域の相対的な明るさを３段階で評価し、明るいものから３、２、１とポイントをつけた。最高輝度と最低輝度との差が０ポイントのものはムラが視認できないとして○、１ポイントのものはムラの視認が困難として△、２ポイントのものはムラが容易に視認できるとして×とした。なお、輝度のポイントは各サンプル内での相対値であり、サンプル間の輝度の相対値を示すものではない。
【００８８】
２．実施例及び比較例の導光板の作製方法
実施例及び比較例の導光板は、導光板の入光面に、接着層を介して、フィルム状部材からなる光学部材を貼りあわせることで作成した。
【００８９】
具体的には樹脂フィルムからなる基材層上に凹凸構造を有する樹脂層を設けた光学部材に、凹凸構造とは反対側の面に、剥離紙の上に積層されたアクリル系粘着剤フィルム（パナック株式会社製ＰＤ−Ｓ１、粘着剤フィルム厚さ：２５μｍ）をラミネートして、接着層付多層フィルムを作製した。次いで、接着層付多層フィルムを３ｍｍの幅で直交方向にスリットしたのち、剥離紙を剥離して接着層側を導光板の入光面中央部に積層してローラーを用いて貼りあわせることで、表面に凹凸構造を有する実施例及び比較例の導光板を作製した。
【００９０】
＜光学部材＞
以下の凹凸構造を有する光学部材は、次のように作製した。
まず、樹脂フィルムからなる基材層（以下「ベースフィルム」ともいう。）上に、紫外線硬化性樹脂層を積層し、これに干渉露光又は機械加工によって形成した凹凸構造を有するマスタ型を用いて賦型を施し、その後紫外線照射により紫外線硬化樹脂層を硬化させて、光学部材を作製した。
【００９１】
第一のピッチと溝間部の高さは、キーエンス社製形状測定レーザーマイクロスコープＶＫ−９５１０を用いて測定した。また、第二のピッチ及び第三のピッチは一般的なノギスによって測定した。
【００９２】
・光学部材１
図２２に、光学部材１が有する凹凸構造の高アスペクト比部分と、低アスペクト比部分と、の断面形状を示す。光学部材１は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、第一のピッチ５．６μｍで設けられた複数の溝間部を有していた。また、直交方向において、複数の溝間部は、第二のピッチ３ｍｍで、２．４μｍから５．２μｍの範囲で高さの単調増加と単調減少とを繰り返していた。隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値との平均値で割った値が０．３を超えるものは、全体の０％であった。稜線方向において、稜線は、第三のピッチ１０ｃｍで、２．４μｍから５．２μｍの範囲で高さが変化していた。
【００９３】
第二のピッチ１周期分において、溝間部の高さの極大値と極小値の中央の領域で最も隣接する溝間部の高さの変化が大きいため、この領域にある連続した凹凸構造を１０１個抽出し、端と端の溝間部の高さの差を１００で割った値を、隣接する２つの溝間部の高さの差の最大値としたとき、この値は０．０６０μｍであった。そのため、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の０％あると判定した。
【００９４】
・光学部材２
図２３に、光学部材２が有する凹凸構造の高アスペクト比部分と、低アスペクト比部分と、の断面形状を示す。光学部材２は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、第一のピッチ５．６μｍで設けられた複数の溝間部を有していた。また、直交方向において、複数の溝間部は、第二のピッチ１ｍｍで、０．８μｍから２．４μｍの範囲で高さの単調増加と単調減少とを繰り返していた。隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値との平均値で割った値が０．３を超えるものは、全体の０％であった。稜線方向において、稜線は、第三のピッチ４ｍｍで、０．８μｍから２．４μｍの範囲で高さが変化していた。
【００９５】
第二のピッチ１周期分において、溝間部の高さの極大値と極小値の中央の領域で最も隣接する溝間部の高さの変化が大きいため、この領域にある連続した凹凸構造を１０１個抽出し、端と端の溝間部の高さの差を１００で割った値を、隣接する２つの溝間部の高さの差の最大値としたとき、この値は０．０２２μｍであった。そのため、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の０％あると判定した。
【００９６】
・光学部材３
光学部材３は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、スペックルパターン露光により作製した平均ピッチが約５．４μｍ、溝間部の高さが１．９μｍから１０．４８μｍの範囲であり、その平均値は約３．６μｍで、溝形状の凹凸構造がランダムに配置された異方拡散フィルムであった。なお、任意の領域にある連続した１０１個分の凹凸構造の、隣接する２つの溝間部の高さの差を求めたところ、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の３８．５％あった。
【００９７】
・光学部材４
光学部材４は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、ピッチが６１．５μｍで略一定であり、高さが３０．８μｍで略一定であるレンチキュラー形状の凹凸構造を有するフィルムであった。なお、任意の領域にある連続した１０１個分の凹凸構造の、隣接する２つの溝間部の高さの差を求めたところ、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の０％あった。
【００９８】
３．使用した部材の説明
次に、実施例及び比較例に使用した各種部材について説明する。
Ａ．光学シート
以下の光学シートを導光板と併用した。
（ア）拡散シート・・・三菱ＲＥＡＬ ＬＣＤ３２ＭＬ１０内蔵品
（イ）プリズムシート・・・三菱ＲＥＡＬ ＬＣＤ３２ＭＬ１０内蔵品
（ウ）プリズムシート・・・三菱ＲＥＡＬ ＬＣＤ３２ＭＬ１０内蔵品
これらの光学シートを測定時に導光板の出光面上に積層して用いた。
実施例及び比較例では、導光板の出光面上に導光板側から上記プリズムシート（ＬＥＤの配列方向に対してプリズム列が直交）、プリズムシート（ＬＥＤの配列方向に対してプリズム列が平行）、拡散シートの順に１枚ずつ積層した（図１４（ａ）の構成）。
【００９９】
Ｂ．導光板基材
実施例及び比較例においては、導光板基材として、ＰＭＭＡからなる厚さ３ｍｍの平板であり、対向面には、入光面からある程度以上はなれた領域においては出光面上の光強度が均一になるように、白色インクの印刷によるドットパターンを施したものを使用した。
【０１００】
結果を以下の表に示す。光学部材１，２、３、４においては、導光板の入光面に、接着層付き多層フィルムを、稜線と直交する方向が入光面の長軸方向と一致するように貼り付けた。なお比較例３は導光板の入光面に光学部材を用いない、すなわち入光面が平坦な場合の評価結果である。
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、液晶表示装置のような表示デバイスの光拡散シート、導光板、及び面光源装置に有効である。
【符号の説明】
【０１０２】
２ 導光板
１１ 面光源装置
１３ 液晶表示パネル
１４ テレビ受信装置
２１ 出光面
２２ 入光面
２３ 対向面
１１１ 導光板
１１２ 点光源
１１３ 入光面
１１４ 表示エリアに相当する領域
１２１ 発光面
１２２ 発光面の横幅
１３２ 表示エリア
１３３ ブラックマトリックス
１３４ ソースチップ
１３５ ゲートチップ
１４１ 表示装置
１４２ 前キャビネット
１４３ テレビチューナー回路基板
１４４ 電源回路基板
１４５ 制御回路基板
１４６ 裏キャビネット
１４７ スタンド
１４２１ スピーカー
Ｌ 光源の発光面と表示エリアとの間の水平距離
Ｐ 点光源の配列ピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学技術に関し、光拡散部材、導光板、及びエッジライト方式の面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用の面光源装置には、大別して直下方式のものとエッジライト方式のものとがあるが、薄型化に適したエッジライト方式の面光源装置が多く用いられている。このようなエッジライト方式の面光源装置は、一般的には、光源からの光を液晶表示パネル側に出射させる導光板と、その側部に配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）やＣＣＦＬ（冷陰極管）等の光源と、導光板から出射した光を液晶表示パネルの方向に向けるプリズムシート（入光面に対して平行な稜線を有するプリズム構造を表面に有する）等の光学シートから構成される。上記導光板は、一般に、出光面、出光面と対向する対向面、出光面と対向面に挟まれた少なくとも１つの側面である入光面を有し、その側面（入光面）から入射する光を板内部で繰り返し反射させて導光し、導光した光を対向面に設けた凹凸や光反射性インク等の光出射機構によって、出光面から液晶表示パネル側に出射させる。
【０００３】
ところで、このような導光板を複数の点光源と組み合わせて用いた場合、出光面の中心部（点光源からある程度離れた場所）では均一な輝度が得られるものの、点光源に近い入光面近傍においては、隣接する点光源の間に正対する部分は暗い一方、点光源に正対する部分は極端に明るくなるホットスポットと呼ばれる現象が発生し、出光面内に輝度ムラが生じてしまうという欠点がある（図２４参照）。
【０００４】
そのため、光源として複数の点光源を用いた面光源装置においては、実質的に、導光板の入光面近傍の出光面は利用できないという問題がある。
【０００５】
そこで、このような輝度ムラを防止する導光板として、特許文献１には、入光面に、対称性を有した三角形状を貫欠した台形状の凹凸構造を設けた導光板が、特許文献２には、入光面に、開口部が略四角形で底部に円弧状の角部を有する窪みを設けた導光板がそれぞれ開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、点光源の中心より遠ざかるに従って深さが順次低減するように形成された溝を入光面に有する導光板が開示されている。また、特許文献４には、入光面に異方性拡散板を配置した導光板が開示されている。
【０００７】
なお、導光板ではないが、直下方式の面光源装置に使用される光拡散板として、特許文献５には、光源の中心より遠ざかるに従って大きさが徐々に小さくなる凹凸が入光面に形成された光拡散板の記載があり、特許文献６には、線状光源の中心より遠ざかるに従って入光面とプリズムの斜面とのなす角度が大きくなるプリズムが出光面に形成された光拡散板の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６９０３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５３４６号公報
【特許文献３】特開平１０−２９３２０２号公報
【特許文献４】特開２０１０−８６６７１号公報
【特許文献５】特開平６−２７３７６３号公報
【特許文献６】国際公開第２００７／０５５１１５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した特許文献１〜４に記載されている先行技術は、点光源から入射した光を導光板の幅方向（入光面の長辺方向）に拡散させる異方性の凹凸構造を入光面に設けることによって、ホットスポットが出現する領域を狭くした導光板である。例えば、特許文献４の実施例に記載のルミニット社製のレンズ拡散板を入光面に設置した場合、ホットスポットが発生する領域は、図２５に示すように、図２４に示すレンズ拡散板を設けない例と比べて縮小すると考えられる。しかしながら、近年の省エネ及び低コスト化の観点から、ＬＥＤ光源を用いたエッジライト液晶表示装置においては、隣接する点光源間の間隔をさらに大きく設定することが求められており、前述の先行技術では対応できない場合があることを、本発明者らは見出した。
【００１０】
すなわち、光拡散性の高い規則的なレンチキュラーレンズ形状を入光面に有する導光板を使用した場合は、光拡散角度分布が高角度領域で高く、低角度領域で低いため、点光源間を広くすると点光源間に正対する部分は両側からの拡散光により明るい一方で、点光源に正対する部分が飛び飛びに暗くなる所謂フリップオーバーと呼ばれる現象が発生する（図２６参照）。すなわち、レンチキュラーレンズにより、光直進性が不足する。
【００１１】
これに対して、アスペクト比の異なる凹凸形状を入光面の点光源に対向した位置に形成することで光拡散性と光直進性とを両立させた導光板（例えば特許文献３に記載のもの）も提案されている。しかしながら、点光源と導光板との相対位置のわずかなずれによって出光面の輝度均一性が大きく崩れるため、実際の使用には導光板と点光源との相対位置の精密な調整が必要になるという課題がある。
【００１２】
このような導光板と点光源との相対位置の精密な調整が不要、かつ光拡散性と光直進性とを両立させる手法として、ピッチの微細な異方性のスペックルパターン形状に代表される、ピッチと、アスペクト比と、が不規則な多数の微細凹凸形状を入光面に有する導光板（例えば特許文献４に記載のもの）を使用することも考えられる。しかしながら、本発明者らは、入光面に異方性のスペックルパターンを設けた場合、点光源間を広くしてもフリップオーバーは発生しにくいものの、ホットスポットを解消する能力が上記の光拡散性の高い規則的なレンチキュラーレンズ形状ほどは高くないことを見出した。すなわち、本発明者らは、点光源の間隔をさらに広くするためには、光拡散性が不足する場合があることを見出した。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、点光源と導光板との相対位置の変化による出光面の輝度均一性の変化がなく、かつ、光直進性と、光拡散性と、を両立させることで、隣接する点光源間の間隔が広い状態であっても輝度ムラを軽減することができる、光学部材、導光板、及び面光源ユニット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】
【００１４】
本発明者らは、上述の光拡散性の高いレンチキュラーレンズ形状が示す光拡散角度分布（図２６参照）と、光拡散性及び光直進性を併せ持つ異方性スペックルパターン形状が示す光拡散角度分布（図２５参照）とから、光拡散性を低下させずに光直進性を持たせるための好ましい光拡散角度分布となる凹凸形状を考察した。そして、特定の凹凸形状によって上述の好ましい光拡散角度分布が実現できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明の態様は、（ａ）互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有する光学部材であって、（ｂ）稜線と直交する直交方向における凹凸構造の表面プロファイル曲線が、極小値をとる極小点と、極大値をとる極大点と、を交互に繰り返し、直交方向における、隣接する２つの極大点間の距離である第一のピッチが０．５〜２００μｍの範囲内で略一定の値であり、（ｃ）隣接する２つの極小点の示す高さの値の平均値と、隣接する２つの極小点の間に位置する極大点の示す高さの値と、の差である溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値が０．０５以上１以下であり、（ｄ）隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものが全体の１０％以下である、光学部材であることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表面プロファイル曲面の例を示す図である。
【図２】表面プロファイル曲線を示す概念図である。
【図３】本実施形態に係る光学部材の概略斜視図である。
【図４】本実施形態に係る光学部材の有する凹凸形状の断面形状の一例である。
【図５】本実施形態に係る光学部材の概略断面図である。
【図６】本実施形態に係る光学部材の概略断面図である。
【図７】本実施形態に係る光学部材の概略斜視図である。
【図８】本実施形態に係る光学部材の概略斜視図である。
【図９】等ピッチで高さの等しいレンチキュラーレンズ構造、及びランダム構造の凸部に斜めから入射した光の経路を示す概念図である。
【図１０】干渉露光により干渉縞を発生させる方法を示す概念図である。
【図１１】本実施形態に係る導光板の斜視概略図である。
【図１２】本実施形態に係る面光源装置の正面概略図である。
【図１３】本実施形態に係る面光源装置に利用できる点光源（ＬＥＤ）の斜視概略図である。
【図１４】本実施形態に係る面光源装置に用いる光学要素の構成例を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る面光源装置に用いる光学要素の構成例を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る面光源装置に用いる光学要素の構成例を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図１８】本実施形態に係る導光板を用いた液晶表示パネルの正面概略図である。
【図１９】本実施形態に係る面光源装置を用いたテレビ受信装置の構成を示す図である。
【図２０】実施例及び比較例の評価方向を示す図である。
【図２１】実施例及び比較例の評価領域を示す図である。
【図２２】実施例における光学部材１の直交方向における凹凸構造の断面形状の写真である。
【図２３】実施例における光学部材２の直交方向における凹凸構造の断面形状の写真である。
【図２４】従来技術に係る、光拡散性が低い場合に発生するホットスポット現象を示す概念図である。
【図２５】従来技術に係る、入光面に設けた光拡散性を有する層によりホットスポット現象を抑制する原理を示す概念図である。
【図２６】従来技術に係る、入光面に設けた光拡散性が高く光直進性が低い層により発生するフリップオーバー現象を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
最初に、光学部材が表面に有する凹凸構造の表面プロファイルについて、図１及び図２を用いて説明する。
【００１７】
ＸＹＺ直交座標において、ＸＹ平面に平行に光学部材の表面を配置したときに、点（ｘ，ｙ）に位置する凹凸構造の表面の高さをＺ座標で表した曲面ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）を、「表面プロファイル曲面」とよぶ。図１のＡは等方性の光拡散性を示す凹凸構造の表面プロファイル曲面の一例であり、図１のＢは異方性の光拡散性を示す凹凸構造の表面プロファイル曲面の一例である。
【００１８】
異方性の光拡散性を示す凹凸構造を構成する凸部は、特に凹凸構造が溝構造の場合には「溝間部」とよび、対応する凹部を「溝部」とよぶ。ＸＹ平面上で、当該凸部の底面を含む面積が最小の長方形における長辺方向、又は溝間部の稜線（プロファイル曲面の極大点が線状に連続したものをいう。）に平行な方向を「稜線方向」とよび、稜線方向と直交する方向を「直交方向」とよぶ。
【００１９】
上述の表面プロファイル曲面と、Ｚ軸に平行な平面との交線を「表面プロファイル曲線」とよぶ。図２に概念図として示した直交方向の表面プロファイル曲線は、高さが極大値をとる極大点と、高さが極小値をとる極小点と、を繰り返し複数有する。異なる極大点に対する極大値は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、異なる極小点に対する極小値は同じであってもよいし、異なっていてもよい。後に詳しく説明する図４のｄ，ｅに示すように、同じ値の極大値又は極小値が一定区間連続する場合は、当該区間の中心点がそれぞれ極大点又は極小点であるものとする。
【００２０】
表面プロファイル曲線において、隣接する２つの極大点の間の距離、又は隣接する２つの極小点の間の距離を「ピッチ」と呼ぶ。また、隣接する２つの極小点がとる高さの値の平均値と、当該２つの極小点の間に位置する極大点が取る高さの値との差を「溝間部の高さ」と呼ぶ。さらに、隣接する２つの極大点がとる高さの値の平均値と、当該２つの極大点の間に位置する極小点が取る高さの値との差を「溝部の深さ」と呼ぶ。
【００２１】
表面プロファイル曲線が有するピッチ、又は溝間部の高さ、もしくは溝部の深さが、光学部材から表面プロファイル曲線を切り出す方向によって異なる値をとる場合、凹凸構造は異方性を有するといい、同じ値をとる場合、凹凸構造は等方性を有するという。凹凸構造が異方性を有する場合、当該凹凸構造が与える光拡散性も異方性を有する。
【００２２】
以下、本実施形態（以下において、「本実施形態」という。）について、添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２３】
（光学部材の凹凸構造）
図３は本実施の形態に係る光学部材（「本実施形態の光学部材」という。）の一例の概略斜視図である。
【００２４】
本実施形態の光学部材は、互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有している。複数の溝間部の稜線は、例えば、互いに平行に配列した直線であってもよく、略同一ピッチに配列した曲線であってもよい。あるいは、稜線は、平均ピッチの半分以下の振幅で隣接する稜線とのピッチを変動させていてもよい。
【００２５】
稜線方向と直交する方向における凹凸構造の表面プロファイル曲線は、極小値をとる極小点と、極大値をとる極大点と、を交互に繰り返す。稜線方向と直交する方向における隣接する２つの極大点間の距離で定義される第一のピッチは、０．５〜２００μｍの範囲内で略一定である。隣接する２つの極小点の示す高さの値の平均値と、隣接する２つの極小点の間に位置する極大点の示す高さの値と、の差で定義される溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値（（最大値―最小値）／（最大値＋最小値））は、０．０５以上１以下である。また、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の最大値と最小値の和で割った値は、０．１５を超えるものが全体の１０％以下である。
【００２６】
ここで、「第一のピッチが略一定である」とは、第一のピッチの局所的平均値（稜線方向に直交する方向における表面プロファイル曲線上の連続する１０個の極大点間の９個のピッチの測定値を大きさの順に並べ、最大値と最小値を除いた７点の平均値で定義する。）を凹凸構造の任意の１１箇所について測定したときに、１１箇所のそれぞれの局所的平均値の総てが、１１箇所の局所的平均値の平均値±５％の範囲に入ることと定義する。
【００２７】
なお、光学部材は複数の表面を有し、凹凸構造が形成されている面内において、凹凸構造を有する部分と、平坦な部分と、が混在していてもよい。具体的には、当該光学部材が後述する導光板であり、当該面が入光面である場合に、点光源の配置されない端部を平坦とする例があげられる。
【００２８】
この凹凸構造の表面プロファイル曲線において、各々の溝間部に対応する部分の形状は、上述した溝間部の高さに関する要件を満たす限りにおいて、例えば図４に示すように、レンチキュラーレンズ形状（図４ｂ）であってもよく、プリズム形状（図４ａ，ｄ）であってもよく、曲線を組み合わせた形状（図４ｃ，ｈ）でもよく、その他曲線と直線を組み合わせた形状（図４ｅ，ｆ，ｇ）であってもよい。
【００２９】
凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図５に示すように、溝間部の高さが直交方向に単調に減少又は増加してもよい。
【００３０】
また、凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図６に示すように、溝間部の高さが、直交方向において、連続して第一の所定の値をとった後、連続して当該第一の所定の値と異なる第二の所定の値をとる部分を有してもよい。ここで、溝間部の高さが中央値±５％の範囲内で複数連続した場合を、溝間部の高さが所定の値で複数連続したといい、その中央値を所定の値とする「凹凸構造群」とよぶ。一つの凹凸構造群において、所定の高さで複数連続する溝間部の数としては、隣接する溝間部の高さが略一定であることが拡散性を向上させることから、１０以上であることが好ましく、より好ましくは２０以上である。また、稜線方向に直交する方向における一つの凹凸構造群の距離は、点光源の発光面積に依存しない光拡散性を発現するために５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。ここで、凹凸構造群が３以上連続した部分があってもよい。その場合は、隣り合う凹凸構造群同士が、互いに異なる値の溝間部の高さを有していればよく、隣接していない凹凸構造群同士は同一の値の溝間部の高さを有してもよい。
【００３１】
また、上述したピッチに関する要件を満たす限りにおいて、図７に示すように、略一定の第一のピッチよりもピッチの大きな部分が局所的に存在してもよい。このようなピッチの大きな部分を必要に応じて持たせることで、より光直進性を向上させることができる。ただし、光拡散性を維持するためにピッチの大きな部分のピッチは５００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２００μｍ以下である。
【００３２】
また、凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図８に示すように、稜線方向に直交する方向において、溝間部の高さが、第一のピッチ平均値より大きい第二のピッチで増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有してもよい。ここで第二のピッチとは、直交方向において、ある極大値の高さを有する溝間部から、略同じ高さを有する溝間部までの距離を指す。
【００３３】
また、凹凸構造の表面プロファイル曲線は、図８に示すように、溝間部の高さが、第一のピッチの平均値より大きい第三のピッチで稜線と平行な稜線方向に増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有してもよい。ここで第三のピッチとは、溝間部の高さの稜線方向における極大値を与える点から隣接する極大値を与える点、あるいは溝間部の高さの稜線方向における極小値を与える点から隣接する極小値を与える点までの距離を指す。
【００３４】
溝間部の高さは、少なくとも最大値と、最小値と、の２つの値を有する。最大値と最小値との差を、最大値と最小値の和で除した値（（最大値―最小値）／（最大値＋最小値））は、０．０５以上１以下であり、好ましくは０．１０以上１以下であり、さらに好ましくは０．２５以上１以下である。これにより、第一のピッチが略一定である一方で、溝間部の高さが最小値と最大値とを有することになる。そのため、直交方向にアスペクト比（溝間部の高さを第一のピッチで割った値で定義する。）の異なる凸部を有することになり、直交方向を含む平面を通過する光に、光直進性と、光拡散性と、を付与することができる。
【００３５】
また、本実施の形態に係る光学部材において、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の最大値と最小値の和で割った値は、０．１５を超えるものが全体の１０％以下であり、好ましくは０．１０を超えるものが全体の１０％以下であり、より好ましくは０．０５を超えるものが全体の１０％以下である。これにより、後述するように、空気層から凹凸構造に入射できる光の角度及び入射位置を限定することができる。
【００３６】
即ち、点光源がランバーシャンタイプのＬＥＤである場合、発光面から発する光の角度分布の半値幅は例えば１２０°であり、凹凸構造に斜め方向から入射する光も含んでいる。凹凸構造が、図９（ａ）のようにレンチキュラーレンズ形状の場合は、ピッチと材料の屈折率に応じて形状を最適化することで、凸部内部での多重反射（凹凸構造の凸部に入射した光が入射した凸部の斜面の向かいの斜面で再度反射される現象）により高角度で入射した光が低角度で出射されることを防ぎ、高い光拡散性を持たせることができる。しかしながら、この場合には、光直進性を犠牲にすることになり、点光源の間隔を離した場合にはフリップオーバーを十分に抑制できない。
【００３７】
一方、凹凸構造が、図９（ｂ）のようにランダム形状、例えばスペックルパターンの場合は、複数のアスペクト比を有するために、光直進性も有する。しかしながら、隣接する凸部の高さが低い場合に凸部内部での多重反射が発生し、一部の光が低角度に出射されてしまうため光拡散性が上記の最適化されたレンチキュラーレンズ形状には及ばず、点光源の間隔を離した場合にはホットスポットを十分に抑制できない。
【００３８】
これに対して、本実施形態に係る光拡散部材が有する凹凸構造は、凸部が複数のアスペクト比を有していながら、隣接する溝間部の形状がランダムではなく規定されていることにより多重反射を防ぐことができるので、点光源の間隔を離した場合においても、光拡散性と、光直進性と、を両立させることができる。
【００３９】
溝間部の高さは、光拡散効果を奏するために０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましい。また、溝間部の高さは、凹凸構造の破損を防ぐという観点から１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０μｍ以下であり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。また、凹凸構造の群を有する場合の、隣り合う凹凸構造群間の高さの値の差は、拡散性の差を出すために１０％以上であることが好ましい。隣り合う溝間部の高さが大きく異なる場合、構造が破損する可能性が高くなるため、当該所定の値の差は７０％以下であることが好ましく、より好ましくは５０％以下、さらに好ましくは３０％以下である。
【００４０】
図８で説明した第一のピッチは、０．５〜２００μｍの範囲である。第一のピッチが０．５μｍ以上であれば、可視光（波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの電磁波）の光拡散効果にすぐれるので好ましい。より好ましくは０．７８μｍ以上である。また、第一のピッチが２００μｍ以下であれば、代表的な点光源であるＬＥＤの幅より十分に小さく、点光源と凹凸構造とを精密に位置あわせする必要がない。より好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
【００４１】
第二のピッチは、点光源の発光面積に依存しない光拡散性を発現するために、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下が最も好ましい。また、隣り合う溝間部の高さの差が小さい方が光拡散性を向上することができるため、第二のピッチは１００μｍ以上が好ましく、３００μｍ以上がより好ましく、５００μｍ以上が最も好ましい。また、第二のピッチは、第二のピッチに対して発光面積の大きな光源の光を均一に拡散させるという観点から、凹凸構造が形成されている領域において略一定であることが好ましい。
【００４２】
第三のピッチが小さいとき、稜線方向の凹凸構造のアスペクト比が高くなり、稜線方向に微小な拡散性を賦与することができる。この微小な拡散性を制御すること、すなわち第三のピッチの大きさを制御することにより、例えば面光源装置を構成する導光板の入光面に利用したときの入光面近傍における輝度分布などの、光学性能の微調整が可能となる。ただし、稜線方向に大きすぎる光拡散性を有さないために０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４３】
また、本実施形態の光学部材を、直交方向を長辺とし稜線方向を短辺とするに短冊状に切って利用する場合、長距離にわたって直交方向に拡散性の等しい凹凸形状が形成されないように、第二のピッチが第三のピッチよりも小さいことが好ましい。また、光学性能を均一にする観点から、第三のピッチは凹凸構造が形成されている領域において略一定であることが好ましい。
【００４４】
本実施形態の光学部材は、上述の凹凸構造であって、第一のピッチの平均値、第二のピッチの平均値、第三のピッチの平均値のうち、少なくとも１つの平均値が、他の平均値と異なる複数の凹凸構造を、表面の一部又は全部に有しているものであってもよい。このように１つの基材上に光学性能の異なる、すなわち第一、第二及び第三のピッチの平均値の少なくとも１つが異なる複数の凹凸構造を設けることで、位置によって光拡散特性の異なる光学部材を製造することが可能となる。
【００４５】
（光学部材）
光学部材は、上述の凹凸構造を少なくとも片方の主面の一部に有するフィルム状部材とすることができる。フィルム状部材は基材フィルムに凹凸構造が一体となって形成されてもよいし、光透過性の基材からなる基材フィルム層、及び凹凸構造を有する樹脂層の少なくとも２層から構成されてもよい。また、凹凸構造とは反対側の主面に粘着材からなる接着層を有していてもよい。加工性の観点から基材層と拡散層の少なくとも２層で構成されていることが好ましい。
【００４６】
また、光学部材は、上述の凹凸構造を少なくとも一面の一部に有する板状部材とすることができる。板状部材は、板状基材に凹凸構造が一体となって形成されてもよいし、光透過性の板状基材からなる透明基板と、凹凸構造を有する樹脂層と、の少なくとも２層から構成されてもよい。また、透明基板の一面に、上述のフィルム状部材を接着することで構成することもできる。
【００４７】
基材としては、光透過性を有するフィルム又は板等を用いることができる。基材及び／又は凹凸構造を有する樹脂層の材質としては有機材料、無機材料、又は有機材料と無機材料からなる複合材料を用いることができる。
【００４８】
ここで、有機高分子材料等の有機材料は、切断等の加工性に優れるため好ましい素材である。有機高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、セルロース、トリアセチルセルロース、セルロースアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロロビニル、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリ（メタ）アクリレート、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、ポリエーテル−ポリアミドブロックコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、シクロオレフィンポリマー、及び硬化させた紫外線硬化樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
フィルム状基材の材料としては、特にポリエステルフィルムが好ましい。また、板状基材の材料としては、特にポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、及びメチルメタクリレート−スチレン系共重合体が、透明性の観点から好ましく、後述する導光板に好適に利用できる。凹凸構造を有する樹脂層の材料としては、凹凸構造の賦形が容易であることから、液状の紫外線硬化樹脂を光硬化させたものが好ましい。
【００５０】
また、これらの有機材料には、必要に応じて、有機や無機の染料や顔料、艶消し剤、熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、消泡剤、整色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、不純物の捕捉剤、増粘剤、表面調整剤及び離型剤等の添加剤を本実施形態の目的を損なわない範囲で含有していてもよい。
【００５１】
（光学部材の製造方法）
上述の凹凸構造を表面に有する光学部材は、例えば次のようにして作製することができる。
【００５２】
まず、後述する干渉露光法により、凹凸構造を形成した感光性媒体からなるサブマスタ型を作製し、次に、上述のサブマスタ型に電鋳によって金属を被着することにより、この金属に凹凸構造を転写して剥離させ、マスタ型を作製する。さらに、光透過性フィルム又は板からなる基材に、上述のマスタ型を用いて紫外線硬化樹脂による賦形を行うことにより、光透過性基材の表面に凹凸構造を転写することで、目的とする光学部材を作製することができる。
【００５３】
第一のピッチが略一定の互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部ならなる凹凸構造を有するサブマスタ型は、以下の手順で作製される。まず、距離ｄ離れた波長λの２つのコヒーレントな光（例えばレーザー光）を、光源からの距離Ｌの位置で干渉させることで、隣り合う明部の間Ｐがλ・Ｌ／ｄで略一定の干渉縞が形成されることを利用して、この干渉縞により感光性媒体を露光する。干渉露光法に使用可能な光学系の一例を図１０に示す。
【００５４】
さらに、感光性媒体に間隔Ｐ１の干渉縞を露光した後に、わずかに異なる間隔Ｐ２の干渉縞を重ねて二重露光させることで、干渉縞同士のモアレを発生させる。次に、感光性媒体を現像することによって、第一のピッチが略一定（＝Ｐ１、Ｐ２）で、溝間部の高さが単調に増加又は減少する凹凸構造、溝間部の高さが第一のピッチより大きい第二のピッチで直交方向に増加・減少を交互に繰り返す凹凸構造、あるいは溝間部の高さが第一のピッチより大きい第三のピッチで稜線方向に増加・減少を交互に繰り返す凹凸構造を、上記サブマスタ型に形成することができる。第二のピッチは、（干渉縞の間隔Ｐ１）×（干渉縞の間隔Ｐ２）／（干渉縞の間隔の差Ｐ２−Ｐ１）で決定される。また、マスクを用いて、干渉縞のパラメータ（λ、ｄ、Ｌ）を変更して複数回露光を行うことで、面内にピッチが異なる複数の凹凸構造を形成することもできる。
【００５５】
干渉露光法によれば、機械加工では困難なピッチが１０μｍ以下の微細な３次元構造を有するサブマスタ型をも作製することができる。また、１０μｍより大きいピッチであれば、機械加工により樹脂又は金属からなる同様のサブマスタ型を作製することができる。例えば、溝間部の高さが、直交方向に第一の所定の値で複数連続した後、第一の所定の値と異なる第二の所定の値で複数連続する凹凸構造は、機械加工により作製することが好ましい。
【００５６】
（導光板）
次に、図１１に一例を示す、本実施形態に係る導光板２について説明する。本実施形態に係る導光板２は、本実施形態に係る凹凸構造を少なくとも一面の一部に有する板状部材からなる。本実施形態に係る導光板の形状（外形）は、出光面２１、これに対向する対向面２３及びこれらに挟まれた側面である入光面２２を有していれば特に限定はない。また、入光面２２は少なくとも１つあればよく、２つ又はそれ以上あってもよい。導光板２の厚さ（入光面における、出光面と対向面との間の距離）に限定はないが、例えば、２．０〜５．０ｍｍ程度とすることができる。出光面２１と対向面２３とは平行であってもよく、入光面２２から遠ざかるにつれて出光面２１と対向面２３との間隔が狭くなる楔形状であってもよい。
【００５７】
導光板２が入光面を２つ有する場合、導光板２の形状は出光面２１と、出光面２１と対向する反射面２３と、を主面とする平板状の直方体（他の部材への取り付けのために切り欠き部や耳部を有する場合を含む）であることが好ましく、さらに、２つの入光面が対向していることが好ましい。この場合、対向する二つの入光面は長さが同じであるため、点光源の数や種類を同一にし、部品の共通化を図ることができるというメリットがある。
【００５８】
前述した凹凸構造は、導光板２の少なくとも１面に形成されていればよいが、出光面２１における輝度均一性の観点から入光面２２に形成され、入光面２２の長辺方向を稜線の直交方向とすることが好ましい。この場合、導光板２の入光面２２以外の面においては、導光板２の技術分野における公知の構造が設けられていてもよい。そのような構造としては、対向面２３に設けられる凹凸や光反射性インクドット等の光出射機構、出光面２１に設けられるレンチキュラーレンズ構造等の光直進性アシスト機構があげられる。
【００５９】
（面光源装置）
次に、図１２に示す本実施形態に係る面光源装置１１の一例について説明する。本実施形態に係る面光源装置１１は、本実施形態に係る導光板１１１と、導光板１１１の出光面に対向して配置され面光源装置１１が外部に発光する発光エリア１１４を画定するフレームと、導光板１１１の少なくとも１つの入光面１１３の近傍に配置された複数の点光源１１２と、を有する。
【００６０】
点光源１１２に限定はないが、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることが好ましい。ＬＥＤの種類に限定はなく、例えば、青色ＬＥＤにより緑色、赤色蛍光体を励起するワンチップタイプの擬似白色ＬＥＤ、赤色／緑色／青色ＬＥＤを組み合わせて白色光を作るマルチチップタイプ、更には近紫外ＬＥＤと赤色／緑色／青色蛍光体を組み合わせたワンチップタイプの擬似白色ＬＥＤ等が挙げられる。
【００６１】
図１３に、本実施形態で使用可能な、横幅１２２を有する発光面１２１を備える、箱型のＬＥＤの一例の概略図を示す。なお、ＬＥＤの外形や発光面のサイズに限定はないが、外形が５．６ｍｍ（幅）×３．０ｍｍ（高さ）×１．０ｍｍ（厚み）程度で、発光面の横幅が５ｍｍ以下のものが一般的に使用されている。
【００６２】
図１２に示す点光源１１２の配置方法に限定はないが、導光板１１１の入光面１１３に沿って（出光面に平行に）一直線上に等間隔（「等間隔」には±１０％の誤差を含むものとする）に配置することが好ましい。この場合、点光源１１２の配列ピッチＰは、輝度ムラ防止の観点から狭くして、点光源１１２がなるべく密に配置されている方がよく、基板上への実装制約の観点ではある程度距離が開いている方がよい。点光源１１２の配列ピッチは、好ましくは５ｍｍ〜２００ｍｍ、より好ましくは１０〜１００ｍｍである。
【００６３】
点光源１１２の発光面と、導光板１１１の入光面１１３と、の距離は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。点光源１１２の発光面と、導光板１１１の入光面１１３と、の距離を離すと、導光板１１１に入射する光の量は、逆２乗の法則により減少し、結果的に出光面から出る光の総量も減少してしまう。したがって、点光源１１２の発光面と、本実施形態に係る導光板１１１の入光面１１３と、の距離は近いことが好ましい。一方、点光源１１２の周辺では熱が発生し、導光板１１１が膨張するため、膨張に耐えうる隙間を残しておく必要もあり得る。
【００６４】
本実施形態に係る面光源装置においては、導光板及び点光源に加え、拡散シートや反射シート等の、所謂エッジライト方式の面光源装置において一般に採用される光学要素をさらに含むことができる。具体的には、拡散シートを導光板の出光面上方に配置したり、反射シートを導光板の反射面下方に配置したりすることができる。さらに、導光板の出光面上方には、拡散シート以外にも、プリズムシートや、レンチキュラーレンズシート、マイクロレンズシートなどの集光シートや、液晶パネルの偏光板での光学損失を回避するための偏光反射シートなどを配置することもできる。具体的な光学要素の構成としては、例えば図１４（ａ）に示すように、導光板上に導光板側から、第１のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と直交）、第２のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と平行）、及び拡散シートを配置する構成がある。あるいは、図１４（ｂ）に示すように、第１及び第２のプリズムシートの順番を上記と入れ替えた構成もある。また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、これらの構成の導光板側に拡散シートを追加した構成もある。さらに、図１６（ａ）に示すように、拡散シート、プリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と平行）、及び偏光反射シートを配置する構成や、図１６（ｂ）に示すように、拡散シート、第１のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と直交）、第２のプリズムシート（稜線が点光源に対向する入光面と平行）、及び偏光反射シートを配置する構成などもあるが、これらに限定されるものではない。なお、図１４乃至図１６においては、光源を線光源状に記載しているが、これは複数の点光源からなる光源を表している。
【００６５】
反射シートとしては、光を反射させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなどの樹脂を発泡させて内部に微細な空気の粒を入れシート状としたもの、２成分以上の樹脂を混合してシート状としたもの、及び屈折率の異なる樹脂層を積層したシートなどを用いることができる。また、反射シートは、表面に凹凸形状が形成されていてもよい。これらには、必要に応じて、表面に無機微粒子などを添加したものを用いることができる。反射シートは光を高効率で反射させるものであり、面光源装置として光の利用効率を高める場合に好ましく使用できる。また、導光板の側面に配置することで、光の利用効率を向上させることも可能である。
【００６６】
拡散シートとしては、光を拡散させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどに、光を拡散させる効果がある有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。これらの拡散シートは、光を拡散させ、下部光源の光を均一化させる効果がある。また、拡散シートは、表面に凹凸形状が形成されていてもよい。これらには、必要に応じて、有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。また、２成分以上の樹脂を混合し、延伸してシート状とした拡散板も用いることができる。拡散シートは光をよく拡散させるものであり、面光源装置として出射光の輝度の面内均一性を高める場合に好ましく使用され、本実施形態に係る面光源装置にも好ましく使用できる。
【００６７】
マイクロレンズシートとしては、例えばアクリル系樹脂の球状ビーズがポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に塗布されたシートを用いることができる。また、他には紫外線硬化樹脂による微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に転写されたシートを用いることもできる。このようなレンズシートは、光を拡散させ均一化させる効果とともに、拡散された光を集光する機能を有する。
【００６８】
プリズムシートとしては、例えばアレイ状のプリズム配列構造を有する光学シートを用いることができる。プリズムシートは導光板の出光面から出射した光の向きを垂直に変換するため、強い正面輝度向上効果を持つと共に、光源ユニット中での光のリサイクル効果を高め出射光の輝度の面内均一性を高める効果を持ち、本実施形態に係る面光源装置にも好ましく使用できる。レンチキュラーレンズシートも同等の効果を有するが、拡散された光を一方向に集光する機能を有する。
【００６９】
偏光反射シートとしては、たとえば３Ｍ社のＤＢＥＦなどを用いることができる。偏光反射シートは、併せて配置される液晶パネルにおいて使用される偏光成分のみを液晶パネルに供給し、不要な偏光成分は面光源装置側に反射させて、再度液晶パネルにおいて利用可能な偏光成分を生み出す効果を持ち、面光源装置の光の利用効率を高めるために使用されるもので、本実施形態に係る面光源ユニットにも好ましく使用できる。
【００７０】
本実施形態に係る面光源装置は出光面に対向して出向面の外縁部を遮光するフレームを有する。当該フレームにより導光板の固定部分や輝度ムラが残存している部分を、外部に発光する発光エリアから排除することができる。フレームは金属又は硬質プラスチックを必要な形状に加工して作製される。
【００７１】
（表示装置）
次に、図１７に示す本実施形態に係る表示装置の一例について説明する。本実施形態に係る表示装置は、面光源装置の光の透過を調整することによって表示を行う表示エリアを有する表示パネル１３と、表示パネルの背面に配置された前述の面光源装置１１と、を有する。
【００７２】
導光板の入光面近傍では輝度ムラが発生し十分な表示品質を保証できないので、表示パネルの表示エリア（アクティブエリア）は、導光板の入光面よりも内側から始まるように設計されることが好ましい。
【００７３】
すなわち、図１２に示す点光源１１２の発光面と、表示エリア１１４と、の間の水平距離Ｌ（導光板１１１上に表示エリアに相当する領域１１４を投影したときのその領域１１４と光源の発光面との距離）を一定以上確保するように設計されることが好ましい。
【００７４】
具体的には、本実施形態に係る表示装置においては、点光源１１２の発光面と、表示エリア１１４と、の間の水平距離Ｌを、点光源の配列ピッチＰに対して、Ｌ＜Ｐ／１．５（Ｐ／Ｌ＞１．５）としても輝度ムラを抑制することができる。さらに、Ｌ＜Ｐ／２．５（Ｐ／Ｌ＞２．５）としてもよく、Ｌ＜Ｐ／３．０（Ｐ／Ｌ＞３．０）、Ｌ＜Ｐ／４．０（Ｐ／Ｌ＞４．０）とすることもできる。
【００７５】
ＰとＬの関係を上記のように設計することができると、額縁と呼ばれる表示パネルに形成される表示エリアの外枠部が薄い、スタイリッシュな表示装置を実現することができ、また、使用する点光源の数を減らすこともできるので省電力化も図れる。なお、従来の表示装置におけるＰとＬの関係は、せいぜいＰ／Ｌ≦１．４程度である。なお、Ｌの大きさは、上述のとおりＰとの兼ね合いで決まるが、例えば、０．１〜３０ｍｍ、０．１〜２０ｍｍ又は０．１〜１０ｍｍとすることができる。
【００７６】
本実施形態に係る導光板が入光面を２つ有する場合、第一の入光面の近傍に配置された点光源の配列ピッチをＰ１、第二の入光面の近傍に配置された点光源の配列ピッチをＰ２、第一の入光面に配置された点光源の発光面と表示エリアとの間の水平距離をＬ１、第二の入光面に配置された点光源の発光面と表示エリアとの間の水平距離をＬ２としたときに、Ｐ１／Ｌ１：Ｐ２／Ｌ２＝１００：９０〜１００：１１０の範囲内であることが好ましく、Ｐ１／Ｌ１：Ｐ２／Ｌ２＝１００：９５〜１００：１０５の範囲内であることがより好ましい。
【００７７】
また、Ｌ１とＬ２は必ずしも同一にする必要はない。例えば、表示装置の下辺部にはスピーカー等を設ける場合もあるので、スペース確保のために下辺部の方のみＬを小さくするなどということも可能である。
【００７８】
表示パネルは、液晶表示パネルであることが好ましい。液晶表示パネルとしては従来使用されているものを使用することができるが、その構成の一例の概略を図１８に示すと共に、以下に説明する。
【００７９】
図１８は液晶表示パネル１３の一例の正面概略図である。点線１３１の内側が表示エリア１３２であり、表示エリア１３２の外側には、光漏れ防止のブラックマトリックス１３３が設けられ、その裏側にパネル配線（図示せず）等が存在する。図１８において、１３４、１３５は、それぞれ、ソースライン（後述、図示せず）に電圧を印加するためのドライバＩＣであるソースチップ、ゲートライン（後述、図示せず）に電圧を印加するためのドライバＩＣであるゲートチップである。
【００８０】
透過型の液晶表示パネルでは、一般に、透明基板上にマトリクス状に配置された多数の画素電極が、透明基板上に配置されたアクティブマトリクス素子によって駆動される。透明基板上にアクティブマトリクス素子及び画素電極が設けられたアクティブマトリクス基板には、液晶層が積層状態で設けられており、この液晶層を挟んでアクティブマトリクス基板と対向するように対向基板が配置されている。対向基板は、対向電極が設けられた透明基板であり、この対向電極が液晶層における表示領域に対向している。
【００８１】
アクティブマトリクス基板に設けられたアクティブマトリクス素子には、各画素電極にそれぞれ接続されたアクティブ素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が設けられている。また、アクティブマトリクス素子には、行方向に沿って相互に平行に配置された複数のゲートラインと、各ゲートラインと直交する列方向に沿って相互に平行に配置された複数のソースラインと、が設けられており、各ゲートラインと各ソースラインとの交差部近傍に各ＴＦＴのそれぞれが配置されている。そして、各ＴＦＴは、近接する交差部をそれぞれ形成するゲートライン及びソースラインのそれぞれに接続されている。
【００８２】
各ＴＦＴは、それぞれが接続されたゲートラインから供給されるゲート信号によってオンして、それぞれが接続されたソースラインから供給されるソース信号を、それぞれに接続された画素電極に供給するように構成されている。
【００８３】
このような液晶表示パネルにおいては、通常、１フレーム毎に、アクティブマトリクス基板において行方向に沿って配置された各ゲートラインに対して、列方向に沿った順番に線順次にゲート信号（水平同期信号）が供給されるようになっており、列方向に隣接するゲートラインに対して連続してゲート信号が供給される。
【００８４】
（テレビ受信装置）
図１９に示すように、本実施形態に係る表示装置１４１を、スピーカー１４２１の設けられた前キャビネット１４２；テレビチューナー回路基板１４３、電源回路基板１４４、制御回路基板１４５等の各種回路基板；裏キャビネット１４６及びスタンド１４７等と組み合せることにより、例えばテレビ受信装置を製造することができる。
【実施例】
【００８５】
次に、本実施形態の実施例について説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。まず、実施例及び比較例の評価方法について説明する。
【００８６】
１．評価系
評価系
導光板の入光面にそって５個のランバーシャンタイプのＬＥＤを、ＬＥＤの発光面が該入光面と平行になり、かつ配列ピッチＰが２４ｍｍとなるように略均等に配置し（ＬＥＤの発光面と、導光板の入光面と、の距離０．５ｍｍ）、導光板の出光面側に光学シート（後述）を積層して面光源装置を作製した。ＬＥＤの外形は幅５．０ｍｍ×高さ３．０ｍｍである。
【００８７】
（輝度ムラ評価）
ＬＥＤを点灯し、導光板の出光面上に積層した光学シートを出光面の法線方向から３０度斜め方向から目視にて観察し（図２０参照）、入光面近傍の輝度ムラを判定した。
なお、輝度ムラは、図２１に示すように、ＬＥＤの発光面と、表示エリアと、の間の水平距離Ｌが６．０ｍｍ以上の領域で、ＬＥＤ正面を領域１、２つのＬＥＤからの距離が等しい点を含む領域を領域３、領域１と領域３の間を領域２として３つの領域に分け、これら３領域の相対的な明るさを３段階で評価し、明るいものから３、２、１とポイントをつけた。最高輝度と最低輝度との差が０ポイントのものはムラが視認できないとして○、１ポイントのものはムラの視認が困難として△、２ポイントのものはムラが容易に視認できるとして×とした。なお、輝度のポイントは各サンプル内での相対値であり、サンプル間の輝度の相対値を示すものではない。
【００８８】
２．実施例及び比較例の導光板の作製方法
実施例及び比較例の導光板は、導光板の入光面に、接着層を介して、フィルム状部材からなる光学部材を貼りあわせることで作成した。
【００８９】
具体的には樹脂フィルムからなる基材層上に凹凸構造を有する樹脂層を設けた光学部材に、凹凸構造とは反対側の面に、剥離紙の上に積層されたアクリル系粘着剤フィルム（パナック株式会社製ＰＤ−Ｓ１、粘着剤フィルム厚さ：２５μｍ）をラミネートして、接着層付多層フィルムを作製した。次いで、接着層付多層フィルムを３ｍｍの幅で直交方向にスリットしたのち、剥離紙を剥離して接着層側を導光板の入光面中央部に積層してローラーを用いて貼りあわせることで、表面に凹凸構造を有する実施例及び比較例の導光板を作製した。
【００９０】
＜光学部材＞
以下の凹凸構造を有する光学部材は、次のように作製した。
まず、樹脂フィルムからなる基材層（以下「ベースフィルム」ともいう。）上に、紫外線硬化性樹脂層を積層し、これに干渉露光又は機械加工によって形成した凹凸構造を有するマスタ型を用いて賦型を施し、その後紫外線照射により紫外線硬化樹脂層を硬化させて、光学部材を作製した。
【００９１】
第一のピッチと溝間部の高さは、キーエンス社製形状測定レーザーマイクロスコープＶＫ−９５１０を用いて測定した。また、第二のピッチ及び第三のピッチは一般的なノギスによって測定した。
【００９２】
・光学部材１
図２２に、光学部材１が有する凹凸構造の高アスペクト比部分と、低アスペクト比部分と、の断面形状を示す。光学部材１は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、第一のピッチ５．６μｍで設けられた複数の溝間部を有していた。また、直交方向において、複数の溝間部は、第二のピッチ３ｍｍで、２．４μｍから５．２μｍの範囲で高さの単調増加と単調減少とを繰り返していた。隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値との平均値で割った値が０．３を超えるものは、全体の０％であった。稜線方向において、稜線は、第三のピッチ１０ｃｍで、２．４μｍから５．２μｍの範囲で高さが変化していた。
【００９３】
第二のピッチ１周期分において、溝間部の高さの極大値と極小値の中央の領域で最も隣接する溝間部の高さの変化が大きいため、この領域にある連続した凹凸構造を１０１個抽出し、端と端の溝間部の高さの差を１００で割った値を、隣接する２つの溝間部の高さの差の最大値としたとき、この値は０．０６０μｍであった。そのため、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の０％あると判定した。
【００９４】
・光学部材２
図２３に、光学部材２が有する凹凸構造の高アスペクト比部分と、低アスペクト比部分と、の断面形状を示す。光学部材２は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、第一のピッチ５．６μｍで設けられた複数の溝間部を有していた。また、直交方向において、複数の溝間部は、第二のピッチ１ｍｍで、０．８μｍから２．４μｍの範囲で高さの単調増加と単調減少とを繰り返していた。隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値との平均値で割った値が０．３を超えるものは、全体の０％であった。稜線方向において、稜線は、第三のピッチ４ｍｍで、０．８μｍから２．４μｍの範囲で高さが変化していた。
【００９５】
第二のピッチ１周期分において、溝間部の高さの極大値と極小値の中央の領域で最も隣接する溝間部の高さの変化が大きいため、この領域にある連続した凹凸構造を１０１個抽出し、端と端の溝間部の高さの差を１００で割った値を、隣接する２つの溝間部の高さの差の最大値としたとき、この値は０．０２２μｍであった。そのため、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の０％あると判定した。
【００９６】
・光学部材３
光学部材３は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、スペックルパターン露光により作製した平均ピッチが約５．４μｍ、溝間部の高さが１．９μｍから１０．４８μｍの範囲であり、その平均値は約３．６μｍで、溝形状の凹凸構造がランダムに配置された異方拡散フィルムであった。なお、任意の領域にある連続した１０１個分の凹凸構造の、隣接する２つの溝間部の高さの差を求めたところ、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の３８．５％あった。
【００９７】
・光学部材４
光学部材４は、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み１２５μｍの透明ベースフィルム（東洋紡株式会社製 Ａ４３００）上に、ピッチが６１．５μｍで略一定であり、高さが３０．８μｍで略一定であるレンチキュラー形状の凹凸構造を有するフィルムであった。なお、任意の領域にある連続した１０１個分の凹凸構造の、隣接する２つの溝間部の高さの差を求めたところ、隣接する２つの溝間部の高さの差を、溝間部の高さの最大値と最小値の和で割った値が０．１５を超えるものは、全体の０％あった。
【００９８】
３．使用した部材の説明
次に、実施例及び比較例に使用した各種部材について説明する。
Ａ．光学シート
以下の光学シートを導光板と併用した。
（ア）拡散シート・・・三菱ＲＥＡＬ ＬＣＤ３２ＭＬ１０内蔵品
（イ）プリズムシート・・・三菱ＲＥＡＬ ＬＣＤ３２ＭＬ１０内蔵品
（ウ）プリズムシート・・・三菱ＲＥＡＬ ＬＣＤ３２ＭＬ１０内蔵品
これらの光学シートを測定時に導光板の出光面上に積層して用いた。
実施例及び比較例では、導光板の出光面上に導光板側から上記プリズムシート（ＬＥＤの配列方向に対してプリズム列が直交）、プリズムシート（ＬＥＤの配列方向に対してプリズム列が平行）、拡散シートの順に１枚ずつ積層した（図１４（ａ）の構成）。
【００９９】
Ｂ．導光板基材
実施例及び比較例においては、導光板基材として、ＰＭＭＡからなる厚さ３ｍｍの平板であり、対向面には、入光面からある程度以上はなれた領域においては出光面上の光強度が均一になるように、白色インクの印刷によるドットパターンを施したものを使用した。
【０１００】
結果を以下の表に示す。光学部材１，２、３、４においては、導光板の入光面に、接着層付き多層フィルムを、稜線と直交する方向が入光面の長軸方向と一致するように貼り付けた。なお比較例３は導光板の入光面に光学部材を用いない、すなわち入光面が平坦な場合の評価結果である。
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、液晶表示装置のような表示デバイスの光拡散シート、導光板、及び面光源装置に有効である。
【符号の説明】
【０１０２】
２ 導光板
１１ 面光源装置
１３ 液晶表示パネル
１４ テレビ受信装置
２１ 出光面
２２ 入光面
２３ 対向面
１１１ 導光板
１１２ 点光源
１１３ 入光面
１１４ 表示エリアに相当する領域
１２１ 発光面
１２２ 発光面の横幅
１３２ 表示エリア
１３３ ブラックマトリックス
１３４ ソースチップ
１３５ ゲートチップ
１４１ 表示装置
１４２ 前キャビネット
１４３ テレビチューナー回路基板
１４４ 電源回路基板
１４５ 制御回路基板
１４６ 裏キャビネット
１４７ スタンド
１４２１ スピーカー
Ｌ 光源の発光面と表示エリアとの間の水平距離
Ｐ 点光源の配列ピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有する光学部材であって、
前記稜線と直交する直交方向における前記凹凸構造の表面プロファイル曲線が、極小値をとる極小点と、極大値をとる極大点と、を交互に繰り返し、前記直交方向における、隣接する２つの前記極大点間の距離である第一のピッチが０．５〜２００μｍの範囲内で略一定の値であり、
隣接する２つの前記極小点の示す高さの値の平均値と、前記隣接する２つの極小点の間に位置する前記極大点の示す高さの値と、の差である溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、前記最大値と前記最小値の和で除した値が０．０５以上１以下であり、
隣接する２つの前記溝間部の高さの差を、前記溝間部の高さの前記最大値と前記最小値の和で割った値が０．１５を超えるものが全体の１０％以下である、
光学部材。
【請求項２】
前記溝間部の高さが、前記直交方向に単調に増加、又は減少する請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記複数の溝間部の高さが、前記直交方向において、連続して第一の所定の値をとり、さらに連続して前記第一の所定の値と異なる第二の所定の値をとる部分を有する請求項１に記載の光学部材。
【請求項４】
前記溝間部の高さが０．５〜１００μｍの範囲内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記溝間部の高さが、前記第一のピッチの平均値より大きい第二のピッチで前記直交方向に増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有する請求項１に記載の光学部材。
【請求項６】
前記溝間部の高さが０．５〜１００μｍの範囲内であり、前記第二のピッチが１００μｍ〜５ｍｍの範囲内である請求項５に記載の光学部材。
【請求項７】
前記第二のピッチが前記凹凸構造において略一定である請求項５又は６記載の光学部材。
【請求項８】
前記溝間部の高さが、前記第一のピッチの平均値より大きい第三のピッチで前記稜線と平行な稜線方向に増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項９】
前記第二のピッチが前記第三のピッチよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記第一のピッチの平均値、前記第二のピッチの平均値、前記第三のピッチの平均値のうち、少なくとも一つの平均値が、他の平均値と異なる複数の前記凹凸構造を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１１】
前記凹凸構造を少なくとも片方の主面の一部に有するフィルム状部材である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１２】
前記凹凸構造を少なくとも一面の一部に有する板状部材である請求項１〜１０のいずれかに記載の光学部材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学部材からなる導光板。
【請求項１４】
出光面、前記出光面と対向する対向面、及び前記出光面と前記対向面との間に挟まれた少なくとも１つの入光面を有し、前記入光面に、前記入光面の長辺方向を前記直交方向とする前記凹凸構造を有する請求項１３記載の導光板。
【請求項１５】
面光源装置であって、請求項１３又は１４に記載の導光板、前記出光面に対向して配置され当該面光源装置が外部に発光する発光エリアを画定するフレーム、及び前記少なくとも１つの入光面の近傍に配置された複数の点光源を備える面光源装置。
【請求項１】
互いに交差しない稜線を有する複数の溝間部からなる凹凸構造を、表面の一部又は全部に有する光学部材であって、
前記稜線と直交する直交方向における前記凹凸構造の表面プロファイル曲線が、極小値をとる極小点と、極大値をとる極大点と、を交互に繰り返し、前記直交方向における、隣接する２つの前記極大点間の距離である第一のピッチが０．５〜２００μｍの範囲内で略一定の値であり、
隣接する２つの前記極小点の示す高さの値の平均値と、前記隣接する２つの極小点の間に位置する前記極大点の示す高さの値と、の差である溝間部の高さの、当該光学部材上における最大値と最小値との差を、前記最大値と前記最小値の和で除した値が０．０５以上１以下であり、
隣接する２つの前記溝間部の高さの差を、前記溝間部の高さの前記最大値と前記最小値の和で割った値が０．１５を超えるものが全体の１０％以下である、
光学部材。
【請求項２】
前記溝間部の高さが、前記直交方向に単調に増加、又は減少する請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記複数の溝間部の高さが、前記直交方向において、連続して第一の所定の値をとり、さらに連続して前記第一の所定の値と異なる第二の所定の値をとる部分を有する請求項１に記載の光学部材。
【請求項４】
前記溝間部の高さが０．５〜１００μｍの範囲内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記溝間部の高さが、前記第一のピッチの平均値より大きい第二のピッチで前記直交方向に増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有する請求項１に記載の光学部材。
【請求項６】
前記溝間部の高さが０．５〜１００μｍの範囲内であり、前記第二のピッチが１００μｍ〜５ｍｍの範囲内である請求項５に記載の光学部材。
【請求項７】
前記第二のピッチが前記凹凸構造において略一定である請求項５又は６記載の光学部材。
【請求項８】
前記溝間部の高さが、前記第一のピッチの平均値より大きい第三のピッチで前記稜線と平行な稜線方向に増加、及び減少を交互に繰り返す部分を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項９】
前記第二のピッチが前記第三のピッチよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記第一のピッチの平均値、前記第二のピッチの平均値、前記第三のピッチの平均値のうち、少なくとも一つの平均値が、他の平均値と異なる複数の前記凹凸構造を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１１】
前記凹凸構造を少なくとも片方の主面の一部に有するフィルム状部材である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項１２】
前記凹凸構造を少なくとも一面の一部に有する板状部材である請求項１〜１０のいずれかに記載の光学部材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学部材からなる導光板。
【請求項１４】
出光面、前記出光面と対向する対向面、及び前記出光面と前記対向面との間に挟まれた少なくとも１つの入光面を有し、前記入光面に、前記入光面の長辺方向を前記直交方向とする前記凹凸構造を有する請求項１３記載の導光板。
【請求項１５】
面光源装置であって、請求項１３又は１４に記載の導光板、前記出光面に対向して配置され当該面光源装置が外部に発光する発光エリアを画定するフレーム、及び前記少なくとも１つの入光面の近傍に配置された複数の点光源を備える面光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１３−９７８７６（Ｐ２０１３−９７８７６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６７１５（Ｐ２０１１−２３６７１５）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
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