JP2010186679A - 面光源装置および面光源装置用光学部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、点光源または線光源による光を均一かつ輝度ロスが少ない面光源装置に関するものである。また、液晶表示装置や照明器具などのバックライトに好適に利用できる面光源装置用光学部材を高生産性かつ安価に得るための製造方法を提供する。
【解決手段】 光源と、透光性基材に不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターンを形成させたパターン光拡散層と、マイクロレンズ層とを順次配置したことを特徴とする面光源装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、点光源または線光源からの不均一な光を、輝度ロスを抑制しつつ、かつ均斉化する面光源装置に関するものである。また、液晶表示装置や照明器具等のバックライトに好適に利用できる面光源装置用光学部材を高い生産性で、かつ安価に得るための製造方法に関する。

通常、液晶表示装置や照明器具等のバックライトに用いる面光源装置は、冷陰極管等の光源と、光源からの光を拡散して均斉化する輝度均斉化手段を有している。
輝度均斉化手段としては、例えば、無機顔料や有機粒子等の拡散子を樹脂板中に分散し、樹脂板に入射した光を拡散して均斉化を図るという技術（特許文献１および２）やドット印刷で拡散板上にグラデーションパターンを作成し、光源からの位置によって透過する光量を調整して均斉化を図るという技術（特許文献３）等が挙げられる。

特許文献１および２には、全面に均一に拡散子を分散させた拡散体について記載されている。これらの拡散体は、単独で用いた場合には拡散効果は不十分で、光源の真上の輝度が高くなるのは避けられない。一方、特許文献３に記載されたパターン印刷を施した拡散体は、透過する光量を光源からの位置によって調整できるため、光源直上と光源間の明暗差が大きい場合にも効果的に光源からの光を拡散して均斉化できるという利点がある。

さらに、パターン印刷による拡散体のもう一つの利点は、必要なところにだけ拡散子を配置することができる点である。樹脂全体に拡散子を分散した拡散体に対して、拡散子を減量できるので、熱拡散による光のロスが小さくでき、結果として輝度低下を抑制できる。

また、液晶表示用の面光源装置等のように表示画面を伴う場合には、輝度均斉化手段だけではなく、光源からの光を表示画像正面方向に取り出す技術が重要になる。このような技術としては、面光源装置の正面以外の方向の光を、表示画像正面方向へ集光させる機能を持つ、プリズムシートやレンチキュラーシート、凸状の単レンズを平面状に並べたマイクロレンズシート等の光学レンズシートを用いることが広く行なわれている。

このような光学レンズシートの製造方法としては、例えば、成形金型や雌ロール型を用いて、基材にレンズ形状を転写する方法が挙げられる（特許文献４）。
しかしながら、この方法では、成形金型や雌ロール型に直接レンズ形状に伴った加工を施す必要があるため製造コストが高くなる。また、光学レンズシートを大面積化する場合には、成形金型や雌ロール型も大型化する必要があり、製造コストの上昇は避けられないという問題があった。

一方、製造コストを抑えた光学レンズシートの製造方法として、インクジェット印刷（特許文献５）やスクリーン印刷（特許文献６）を用いた製造方法が開示されている。これらの方法は、成形金型や雌ロール型を使用しないため、製造コストを比較的低く抑えることができるが、より生産性が高く、製造コストを抑えた製造方法が望まれている。

特開平６−１１１６１２号公報 特開２００６−３０８３９号公報 特開２００４−１７０６９８号公報 特開２００１−０３０２７３号公報 特開２０００−１０８２１６号公報 特開２０００−１５５３８０号公報

このように、液晶表示用の面光源装置としては、元の光源から発生した光を有効に利用し、光の熱拡散としてのロスや表示画像正面方向外へのロスを最小限にして、面内の均斉化を図る技術が求められており、これに応じて、輝度均斉化機能を有するパターン印刷を施した拡散体や集光機能を有する集光シートが複数枚積層されて使用されているのが現状であるが、様々な工程を経て製造された複数の部材を使用するため当然製造コストは高くなる。

かかる事情を鑑み、本発明は、特定の透光性基材上に光源からの不均一な光を均斉化して出射する輝度均斉化手段と光源からの光を画像表示正面方向へ集光する集光手段を組み合わせて配置することで光学部材に高機能性を付与している。
また、このような２つの手段を同一、かつ生産性の高い製造方法にて形成させることによって製造工程および生産ラインを簡素化して製造コストを抑制している。さらに、このような、特定の輝度均斉化手段と集光手段を併せ持つ光学部材を、高精度印刷が可能で、かつ印刷速度から高生産性が期待できるオフセット印刷機を用いて一工程で製造することのよって、生産の高効率化や製造コスト抑制を達成し、高品質の光学部材を安価に提供することを目的としている。

本発明は、以下の構成を包含する。
[１] 光源と、透光性基材の少なくとも一方の面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターンを形成させたパターン光拡散層と、マイクロレンズ層を順次配置した面光源装置である。
[２] 光源と、透光性基材の片面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン光拡散層を設け、前記透光性基材のパターン光拡散層と同一面または反対面に、光を集光させる機能を有する複数の凸状レンズ層を設けた面光源装置である。

[３] 微小な凸状レンズが多数並べられたシート状の樹脂性マイクロレンズの製造方法において、透光性基材の片面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン光拡散層をオフセット印刷により設ける工程と、
前記透光性基材のパターン光拡散層と同一の面または反対の面の全面もしくは任意の部分に、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する下刷り層をオフセット印刷により設ける工程と、
前記下刷り層上の全面または任意の部分に、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する上刷り層を、下刷り層と略重なる部分に、はじきを生じるように、表面張力により凸状の形状を保持しながら、オフセット印刷またはコーティングにより設ける工程と、
活性エネルギー線を照射し、硬化させる工程とからなる複数の凸状レンズを有する面光源装置用光学部材の製造方法である。

さらには、以下の構成をも包含する。
[４] 透光性基材に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン光拡散層と光を集光させる機能を有するマイクロレンズ層を順次配置したことを特徴とする面光源装置用光学部材。
[５] 透光性基材の片面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン光拡散層を設け、前記透光性基材のパターン光拡散層と同一面または反対面に、光を集光させる機能を有する複数の凸状レンズ層を設けたことを特徴とする面光源装置用光学部材。

本発明の面光源装置は、輝度ロスが極めて少なく、かつ光源からの不均一な光を充分に均斉化できる。また、本発明の光学部材の製造方法を用いれば、極めて安価な製造コストで高品位な光学部材を提供できる。

本発明に係る面光源装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る印刷による凸状レンズを施したシートの拡大断面図である。 本発明に係る光学部材の一実施形態を示す拡大断面図である。 本発明に係るパターン光拡散層を施したシートの拡大断面図である。 本発明に係る印刷による凸状レンズを施したシートの斜視図である。 本発明に係る凸状レンズの形成方法を示した図である。 本発明の光学部材の製造方法に係る、オフセット印刷機での１パスでの製造一例である。

＜面光源装置１＞
本発明は、光源と、透光性基材の少なくとも一方の面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターンを形成させたパターン光拡散層と、マイクロレンズ層とを順次配置した面光源装置である。
具体的な構成としては、（1）透光性基材が拡散板４であり、光出射側に白色インキからなるパターン２１ａを形成し、その上にマイクロレンズシート３１を積層させた構成と、（2）透光性基材が拡散板４であり、光入射側に白色インキからなるパターン２１ａを形成し、その上にマイクロレンズシート３１を積層させた構成と、（3）透光性基材が拡散板４であり、その上に不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン２１ａを形成させたパターン光拡散層２１を有し、さらにマイクロレンズシート３１を積層させた構成と、（4）透光性基材が拡散板４であり、その上に別の透光性基材に凸状レンズ３１ｃを形成し、該基材の反対面に白色インキからなるパターン２１ｃを形成させた構成と、を包含する。
尚、マイクロレンズ層は、凸状レンズを有していればよい。

図１は、本発明の面光源装置の一例を示す断面図である。なお、図１では、図示の便宜上厚みを強調している。但し、本発明は、本実施形態に限定されるものではない。
図１に示すように、面光源装置１は、矩形状の開口部を有するハウジング２と、ハウジング２に収容されるｎ本（図１では８本）の線状光源３と、ハウジング２の開口部を塞ぐように線状光源３の光出射側に設けられたシート状基材として光拡散板４と、光拡散板４上に順次設けられたパターン光拡散層２１とマイクロレンズ層３１を形成した光学部材３０と、ハウジング２の内側の底面に設けられた反射板５とを具備する。

[光源]
本発明における光源３は、上記実施形態では、冷陰極管の線状光源３を並列に等間隔に配置しているが、これにより本発明における光源の種類、形態、配置方法、個数などを限定するものではない。よって、例えば、熱陰極管を用いたり、Ｕ字型やＭ字型などの屈曲した蛍光管を単独もしくは複数個並べて用いたり、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源を単独もしくは複数個並べて用いてもよい。線状光源を用いる場合には、互いの光源間隔は不均等でも良い。不均等とする場合は、例えば、中央部の輝度を高くするために、中央部の間隔を狭く、両端部の間隔を広くすることができる。

[反射板]
反射板５の材質としては、例えば、金属板、樹脂や金属等の基材の表面に銀やアルミニウム等の金属が蒸着された金属蒸着板、白色のプラスチックフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等）等が挙げられる。

[透光性基材]
透光性基材は、入射光を拡散可能で、その光拡散性が面方向に均一な透明樹脂製の板である。例えば、光拡散板４が挙げられる。本発明の面光源装置における光拡散板４は、必ずしも必須な構成成分ではないが、光学部材３０の厚みが薄く単独で安定した固定が困難である場合は、光学部材３０の支持体としての役割も兼ねて使用することが好ましい。
よって、光拡散板４は厚さが８００μｍ以上であることが好ましい。光拡散板４の厚さが８００μｍ未満であると、光学部材３０の支持体としての機能が不充分である。また、原料コストや部材重量が増加する点で不利なため、厚みは２０００μｍ以下であることが好ましい。
光拡散板４は、ＪＩＳ−Ｋ７３６１に従って測定された全光線透過率が４０％以上であることが好ましい。光拡散板４の全光線透過率が４０％以上であれば、必要とされる輝度レベルを確保することができる。
光拡散板４の具体例としては、例えば、光散乱性微粒子を含有する厚さが８００μｍ以上の透明樹脂製の板、表面に光拡散用の凹凸が形成された厚さ８００μｍ以上の透明樹脂製の板などが挙げられる。
光拡散板４を構成する透明樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、メチルメタクリレートとスチレンの共重合体などの透明樹脂が挙げられる。中でもメチルメタクリレート−スチレン共重合体やポリスチレン、ポリカーボネートが好適に使用される。
光散乱性微粒子としては、例えば、アクリル系、スチレン−アクリル系、ポリウレタン系、ポリエチレン系等の有機フィラーや、シリコーンビーズ、中空粒子、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ微粒子等の無機フィラーなどが挙げられる。
さらにまた、光拡散板４として、面方向に均一に気泡が形成された発泡体や、表面に凹凸が賦形されて光拡散性を有するものも用いてもよい。

＜マイクロレンズシート３１および光学部材３０＞
本実施形態として一例を挙げて例示し、マイクロレンズシート３１の断面図を図２に示す。
また、マイクロレンズシート３１に白色インキからなるパターンを形成させた光学部材３０の断面図を図３に示す。ここで、マイクロレンズシートとは、透光性基材上に凸状レンズを形成させたシートを示す。
図３は、透光性基材１０と、前記透光性基材１０上に、光源からの不均一な光を均斉化して出射する輝度均斉化手段２０（パターン光拡散層２１）と光を画像表示正面方向へ集光する集光手段（印刷による凸状レンズ３１ｃ）を有する。

[透光性基材]
本発明の透光性基材１０の材質としては、シート基材４を構成する透明樹脂と同様のものが例示できるが、中でもポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルムが好適に使用できる。
透光性基材１０は光拡散性を有さない単なる透明シートであってもよいし、本発明の効果を損なわない程度であれば、光散乱性微粒子を含有して光拡散性を有する半透明シートであってもよい。光散乱性微粒子としては、例えば、アクリル系、スチレン−アクリル系、ポリウレタン系、ポリエチレン系等の有機フィラーや、シリコーンビーズ、中空粒子、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ微粒子等の無機フィラーなどが挙げられる。半透明化の手法としては、光拡散板の材料として例示した光拡散性微粒子や発泡性材料を内添、あるいは塗工してもよく、例えば、特開２００５−５４１７６号公報等に開示される発泡シートを利用しても良い。

透光性基材１０の厚さは特に限定されるものではないが、５０μｍ以上であれば、印刷に耐えうる充分な強度を有する。特に１００μｍ以上であれば、面光源装置内に配置させた場合でも、しわやたわみが発生し難くなるためより好ましい。一方、原料コストや部材重量が増加する点で不利なため、厚みは２０００μｍ以下が望ましい。また、通常の枚葉オフセット印刷機使用の面からは１０００μｍ以下がさらに好ましく、充分な可撓性を有し、印刷容易性の面からは５００μｍ以下が最も好ましい。

透光性基材１０の厚みが８００μｍ以上あり、本発明の光学部材のみで支持体としての充分な強度を有する時は、透光性基材としての光拡散板４は必ずしも必須ではない。この場合、ハウジング２の開口部を塞ぐように、直接、光学部材３０を配置してもよい。

＜光学部材３０の製造方法＞
本発明の光学部材の製造方法について詳細に説明する。
（１） 輝度均斉化手段２０ [パターン光拡散層２１]
本発明の光学部材３０に施された輝度均斉化手段２０について説明する。
輝度均斉化手段２０とは、透光性基材１０上に形成された多数の白色インキの網点２１ａからなるパターン光拡散層２１を指す。図４に、透光性基材の片面に、印刷階調値を網点面積率によって調整したパターン光拡散層２１を備えるシートの断面図を示すが、図示の便宜上、網点２１ａの大きさを強調し、網点２１ａの数は全体的に実際より少なく記載している。白色インクからなる網点２１ａは光のロスが少なく、本発明の主旨である光の効率的な利用が可能であるため使用される。

以下パターン光拡散層２１の作成方法について詳細に記述する。
白色インキとしては、例えば、蒸発乾燥型インキ、酸化重合型インキ、加熱硬化型インキ、２液反応型インキ、紫外線硬化型インキなどが挙げられる。これらの中でも、透光性基材が樹脂フィルムである場合でも印刷可能なことから、紫外線硬化型インキが好ましい。
白色インキにおける白色顔料としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、タルク、クレー、塩基性炭酸鉛、チタン酸ストロンチウム、硫酸バリウム等が単独または混合系で使用できる。これら白色顔料の中でも、酸化チタンが好ましい。酸化チタンは隠蔽性が高く、また、屈折率が大きいため、光拡散性が高く、また、比重が小さいため、分散安定性が高く、しかも、化学的安定性、物理的安定性にも優れる。
酸化チタンは、アナターゼ型結晶、ルチル型結晶のいずれであってもよいが、熱安定性の点から、ルチル型が好ましい。
さらに、酸化チタンは平均一次粒子径が２２０〜２７０ｎｍであることが好ましい。こ
こで、平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡により撮影した画像を画像解析することにより求めた値である。酸化チタンの平均一次粒子径が２２０ｎｍ以上であれば、充分な光遮蔽性を確保できるため、輝度をより均斉化でき、２７０ｎｍ以下であれば、色むらを防止できる。
白色顔料が酸化チタンである場合、白色インキ組の酸化チタンの含有量は、白色インキの全体を１００質量％とした際の１０〜８０質量％であることが好ましい。酸化チタンの含有量が１０質量％以上であれば、光遮蔽性をより高くでき、８０質量％以下であれば、印刷性が高くなる。

また、白色インキには、色むらをより防止できることから、白色顔料の他に、青色、群青色、藍色、紫色等の青色系の着色剤が含まれることが好ましい。青色系着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン（青色）、インディゴ（藍色）、モリブデン化合物（紫色）などが挙げられる。これらの中でも、熱安定性が高い点では、銅フタロシアニンが好ましい。
青色系着色剤の含有量は、白色インキの固形分の全体を１００質量％とした際の０．５質量％以下であることが好ましく、０．１５〜０．２５質量％であることがより好ましい。青色系着色剤の含有量が０．５質量％を超えると、青みが強すぎて、透過光が白色にならなくなり、０．１５質量％未満であると、青色系着色剤を含有させる効果が充分に発揮されないことがある。
また、白色インキ組成物には、透光性基材に含まれる光散乱性微粒子と同様の光散乱性微粒子が含まれてもよい。

白色インキにおける白色顔料と光散乱性微粒子の合計の含有量は、白色インキ中の樹脂成分を１００質量部とした際の１０〜８０質量部であることが好ましく、２０〜６０質量部であることがより好ましい。白色インキ組成物における白色顔料と光散乱性微粒子の合計の含有量が１０質量部以上であれば、輝度をより均斉化でき、８０質量部以下であれば、容易に印刷できる。

パターン光拡散層２１における白色インキの網点２１ａは、オフセット印刷によって形成されたものである。 オフセット印刷としては、水ありオフセット印刷、水なしオフセット印刷のいずれであってもよいが、印刷性の点からは、水ありオフセット印刷が好ましい。

網点２１ａの印刷パターンは、光源から到達する光を均斉化して出射できるように網点面積率が調整された印刷パターンにされている。ここで、網点面積率とは、単位面積あたりの網点２１ａの面積（単位％）のことである。
網点面積率は、ＡＭスクリーン、ＦＭスクリーンのいずれかの印刷パターンによって調整すればよいが、印刷の再現性が高いことから、ＡＭスクリーンが好ましい。
網点２１ａの形状としては、スクエアドット、ラウンドドット、トライアングルドット、チェーンドット、ハニカムドット等が挙げられる。

網点２１ａの平均厚さは０．５〜５μｍであることが好ましい。網点２１ａ点の平均厚さが０．５μｍ以上であれば、光遮蔽性を充分に確保できるため、輝度をより均斉化でき、５μｍ以下であれば、網点２１ａの広がりによる網点２１ａ同士の結合を防止できるため、印刷パターンの精度が高くなり、輝度をより均斉化できる。
また、網点２１ａの剥離を防止する点では、網点２１ａの最大厚さが８μｍ以下であることが好ましい。

網点２１ａがＡＭスクリーンで印刷されている場合には、網点２１ａの線数が１インチ（２．５４ｃｍ）あたり６０〜４００線であることが好ましい。網点２１ａの線数が１インチあたり６０線以上であれば、輝度をより均斉化でき、４００線以下であれば、印刷版を容易に作製できる。
また、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に従って測定される網点２１ａの表面粗さＲａが０．５〜１．５μｍであることが好ましい。網点２１ａの表面粗さＲａが０．５μｍ以上であれば、網点２１ａ自体に光拡散性が生じるため、輝度をより均斉化でき、１．５μｍ以下にすれば、印刷の生産性低下を抑制できる。
網点２１ａの印刷にオフセット印刷を適用する本発明では、容易に上記範囲の網点２１ａの線数および表面粗さＲａを得ることができる。

（２） 印刷による複数の凸状レンズ
次に、光学部材３０に施された凸状レンズ３１ｃについて説明する。
本発明の凸状レンズ３１ｃとは、透光性基材１０表面に対して凸の形状で固着され、かつレンズ効果を持つものを示す。
図２および図５に、透光性基材の片面に、印刷による凸状レンズ３１ｃを備えるシートの断面図および斜視図を示すが、図示の便宜上、凸状レンズ３１ｃの大きさを強調し、凸状レンズ３１ｃの数は全体的に実際より少なく記載している。該凸状レンズ３１ｃは、前述した方法で作成したパターン光拡散層２１を備えた透光性基材１０のどちらか一方の面に、再度オフセット印刷によって形成される。

本発明の凸状レンズ３１ｃの形成方法について、一例として図６に示す。
前記凸状レンズ３１ｃは、
（Ａ）透光性基材上の全面または任意の部分にオフセット印刷により活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する下刷り層３１ａを設ける工程
（Ｂ）前記下刷り層３１ａの表面にオフセット印刷またはコーティングにより活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する下刷り層３１ｂを全面または任意の部分に設ける工程
（Ｃ）活性エネルギー線照射工程
を経て、透光性基材上１０に固着、形成されるものであり、該下刷り層３１ａと該上刷り層３１ｂの重なり部分ではじきを生じさせ、上刷り層が表面張力により凸状の形態を有する時に、活性エネルギー線を照射し、硬化させることによって得られる。ここで、はじきとは、表面張力の低い表面上に積層された相対的に表面張力の高い液体が、凸状に隆起する現象を示す。

工程（Ａ）では、透光性基材上の全面または任意の部分にオフセット印刷により下刷り層３１ａが設けられ、下刷り層３１ａは、凸状レンズ３１ｃを形成する上刷り層３１ｂをはじくように設けられることが特徴である。
このような下刷り層３１ａを設けるためには、ポリエチレンワックスやシリコーン系またはフッ素系添加剤を主剤である活性エネルギー線硬化型樹脂に対して、０〜１０質量％の範囲で混合する。市販されているシリコーン系添加剤を含有する活性エネルギー線硬化型インキを使用すれば、インキ中のシリコーンが表面に局在化して表面張力の低い層を形成し、積層される相対的に表面張力の高い上刷り層３１ｂをはじく層が得られる。また、オフセット印刷機で良く用いられる活性エネルギー線硬化型の下刷り用透明ニス等も利用できる。

活性エネルギー線硬化型樹脂としては、例えば、活性エネルギー線硬化型アクリル系樹脂、活性エネルギー線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることができる。活性エネルギー線硬化型樹脂は、光重合性のプレポリマー、オリゴマー及びモノマーのうち少なくとも１種と光重合性開始剤及びその他添加剤等を含んだものが挙げられる。

活性エネルギー線硬化型アクリル系樹脂では、光重合性のプレポリマー及びオリゴマーとして、例えばエポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。

光重合性のモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルへキシルアクリレート、２−エチルへキシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、カルビトトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボリニルアクリレート、ジンクロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアクリレート類の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが挙げられる。これらの光重合性モノマーは１種類で用いても、２種類以上組み合わせて使用しても良い。
活性エネルギー線硬化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明性が高いため好ましく用いられる。

光重合性開始剤としては、活性エネルギー線の照射により、開裂してラジカルを発生する、例えば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、α，α−ジクロ−４−フェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニルー１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物を挙げることができる。これらの光重合性開始剤は１種類で用いても、２種類以上組み合わせて使用しても良い。光重合性開始剤は上記重合性化合物１００質量％に対して、２〜２０質量％の範囲が好ましい。

次に、工程（Ｂ）では工程（Ａ）で設けられた下刷り層３１ａの表面に、オフセット印刷またはコーティングにより下刷り層３１ａよりも相対的に表面張力の高い活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する上刷り層３１ｂを設ける。下塗り層に重ねられた上刷り層３１ｂは、表面張力の差からはじきを生じ、凸状の構造が下塗り層の上に形成される。

レンズ効果を有する凸状レンズの形、大きさ、高さなどを決定する要素としては、下刷り層３１ａおよび上刷り層３１ｂに使用される活性エネルギー線硬化型樹脂の表面張力だけでなく粘度や硬化時の収縮率なども挙げられる。これらを調節するために、光重合促進剤、重合禁止剤、架橋剤、接着性向上剤、粘度調整剤、消泡剤なども適宜配合することができる。

上刷り層３１ｂに用いられる活性エネルギー線硬化型樹脂には、下刷り層３１ａ上ではじきを生じるものであれば良く、下刷り層３１ａで使用するような活性エネルギー線硬化型樹脂と同様なものの中から適宜選択される。市販の活性エネルギー線硬化型クリヤーニスを用いれば、透明性や密着性、粘度や皮膜強度等の調整が手軽であるため好ましい。

上刷り層３１ｂは、オフセット印刷機で印刷されて設けられても良いし、オフセット印刷機の最終ユニットに設置されたコータユニットでコーティングされて設けられても良い。

上記コータユニットとしては、ロールを使用してコーティング液をコータ版胴に転写した後、基材上に転写するロールコータ方式や、チャンバーから凹状模様の入ったロールにコーティング液を流し込み、ブレードで掻き取ったものをコータ版胴、さらには基材へと転写するチャンバーコータ方式などが挙げられるが、転写した層の均一性や盛り量を増やせることなどの点からチャンバーコータ方式が好ましい。

工程（Ｃ）では、未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する下刷り層３１ａおよび上刷り層３１ｂのはじきにより形成された複数の凸状の構造に活性エネルギー線が照射され、硬化されて、透光性基材上に複数の凸状レンズ３１ｃが固着、形成される。

本発明の凸状レンズ３１ｃは、下刷り層３１ａと上刷り層３１ｂのはじきによって形成されるものであれば、下刷り層３１ａ上に上刷り層３１ｂがはじかれて、凸状構造が設けられたものでも良いし、任意の下刷り層パターンを使用して、下刷り層３１ａが施されていない部分に、下刷り層ではじかれた上刷り層用の活性エネルギー線硬化型樹脂を含む薬液が集められ、表面張力によって凸状構造が設けられたものでも良い。前者の場合は、単レンズがランダムに並んだような、複数の凸状構造となり、後者の場合は、下刷り層の印刷パターンやレンズを構成する上刷り層用の薬液の粘度、又は塗布量などを調整することによって形や大きさを任意に変更した凸状構造を得ることができる。例えば、下刷り層を複数の平行な直線でパターニングした場合には、シリンドリカルレンズが並んだレンチキュラーレンズが得られる。

このようにして形成された凸状レンズ３１ｃは、透光性基材表面からの高さが５〜５０μｍの範囲である。凸状レンズ３１ｃ構造の高さが５μｍ以下であれば、レンズとしての集光機能を確保できず、５０μｍ以上は印刷で形成させることが困難である。

例示した実施形態においては下刷り層３１ａが活性エネルギー線により硬化される前に上刷り層３１ｂが続いて積層されるが、これに限ることではなく、上刷り層３１ｂをはじき凸状の構造を形成させることができれば、下刷り層３１ａを予め活性エネルギー線により硬化して、その上に上刷り層３１ｂを積層させてもかまわない。この場合、下刷り層の硬化状態により上刷り層３１ｂのはじき具合が変わり、得られるレンズの大きさやピッチなどが変わるので、適宜調整して用いる。

以上のようにして、透光性基材にパターン光拡散層２１と印刷による凸状レンズ３１ｃを持つ光学部材３０が完成する。
本発明のパターン光拡散層２１と印刷による凸状レンズ３１ｃは、それぞれ単独の工程で形成させることもできるが、チャンバーコータ搭載のオフセット印刷機を用いれば、一工程で形成させることが可能であり、製造コストを下げることができるので好ましい。

また、同一基材にパターン光拡散層と凸状レンズを備えることは、それぞれ単独で配置した時に生じる表面反射による光のロスを回避することができるため、光源からの光を有効に活用するという点でより一層好ましい。

上記チャンバーコータ搭載のオフセット印刷機は複数の印刷ユニット、用紙反転機、紫外線照射機、及びチャンバーコータを有する印刷機であり、ユニット間を移動でき、任意の場所で紫外線照射できるインターデッキＵＶ装置なども適宜利用できる。このようなオフセット印刷機を用いれば、透光性基材の片面にパターン光拡散層２１と（複数の）凸状レンズ３１ｃを積層させて形成させて光学部材を製造することも、反転機を用いて、透光性基材の一方の面にパターン光拡散層２１、反対面に（複数の）凸状レンズ３１ｃを形成させて光学部材を製造することも可能である。

本発明の光学部材３０の製造法の一例を図７に示す。
チャンバーコータ搭載のオフセット印刷機を用いて、フィーダーＡから送られた透光性基材１０の片面に、印刷ユニットＢにて、光学部材を使用するバックライトの輝度分布むらを、均斉化できるように白色インキの網点面積率を調整したパターン印刷を行ない、紫外線を照射Ｃして硬化させる。続いて、印刷ユニットＤにて、下刷り用透明インキを印刷し、チャンバーコータＥにて上刷り用ニスを塗布したのち、紫外線を照射Ｆして硬化させ、デリバリーＧに透光性基材１０の片面にパターン光拡散層２１と（複数の）凸状レンズ３１ｃを積層させた光学部材３０が得られる。

[光学部材３０の配置について]
本発明の光学部材３０のパターン光拡散層２１は、光源３からの光の光入射面側、光出射面側どちらに配置されても良いが、凸状レンズ３１ｃ面は光出射面側に配置される。光学部材３０のみで支持体としての充分な強度と均斉化機能を有する場合には、光拡散板４を用いず、光源３に対峙するように光学部材３０をハウジング２の開口部を塞ぐように光源３の光出射側に直接配置することもできる。

（オフセット印刷の優位性）
本発明のオフセット印刷による白色インキの網点は薄いため、光源からの光の一部を透過し、さらに網点自体が光拡散性を有することが判明した。また、網点の光拡散性は印刷方法によって異なり、同一の全光線透過率で比較すると、オフセット印刷によって印刷された網点は、他の印刷方法（特にスクリーン印刷）によって印刷された網点に比べて光拡散性が高いことが判明した。これは、オフセット印刷では、ブランケットがインキから離れる際に網点の表面を荒らして、網点の表面で光が屈折しやすくなるためと推測される。このような網点を有する光学部材は、光透過性を低下させずに光拡散性を高くできる。
また、均斉化された光は、該光学部材の光出射面に設けられた印刷による複数の凸状レンズによって屈折し、表示画像正面方向に集光するので、正面からみた面光源装置の輝度は元輝度からの光量のロスが少ない。
さらに、本発明の製造方法によるこのような光学部材は生産性の高いオフセット印刷機を用いて製造され、また一工程で製造することもできるので、高品質の光学部材を安価に提供することが可能となる。

[その他光学部材]
なお、例示した上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の光学部材３０を除く各種光学部材は、積層順も含め適宜組み合わせれば良く、同一素材を複数枚使用しても良い。この場合は、最終的な部材構成において輝度均斉化が達成できるようにパターン光拡散層のパターンを調整すればいい。
上述以外の光学部材としては、光拡散シートや集光シートなどが挙げられる。光拡散シートは、入射光を拡散可能で、その光拡散性が面方向に均一なシートであり、光拡散板４と共に、輝度むら解消の点で有効である。例えば、透光性基材１０上に前述の各種光拡散性微粒子を含む塗料を塗工したり、インキを印刷することにより作成できる。集光シートとしては、一例として表面に断面がプリズム形状を付与することで出射光を効率よく利用する透明樹脂シートが挙げられ、市販品としては、住友スリーエム株式会社製の輝度向上フィルム（ＢＥＦＩＩ、ＢＥＦＩＩＩ、ＲＢＥＦ、ＤＢＥＦ）などが例示できる。
輝度均斉化光拡散体の上に集光効果や光拡散効果のあるフィルムを乗せて使用することもできる。

＜実施例１＞
（光学部材（Ｉ）の作製）
チャンバーコータを搭載した多色枚葉オフセット印刷機を用いて、ポリエチレンテレフタレートシート（商品名：コスモシャインＡ−４３００、厚さ１００μｍ、東洋紡績社製、以下、ＰＥＴシートという。）の片面に紫外線硬化型白色インキを用いて、水ありオフセット印刷により、ＡＭ１００線／インチ（２．５４ｃｍ）スクエアドットの網点をパターン印刷し、紫外線を照射して硬化させてパターン光拡散層を形成させた。
また、網点によるパターン印刷は、光学部材を用いるバックライトユニットを構成する複数の光源と同じ間隔で、網点面積率が極大値となるパターンとした。すなわち、光量が多くなるにつれて網点面積率が高くなるパターンとした。
前記パターン光拡散層の形成面上に、下刷り用透明インキを全面印刷し、インターデッキＵＶ装置にて紫外線を照射して硬化させた後、続いて、チャンバーコータにて上刷り用ニスを全面に塗布した。下刷り用透明インキ上で上刷り用ニスがはじかれて、凸状の構造が形成されたところに、紫外線を照射して、複数の凸状レンズをＰＥＴ上に固着させることによって、パターン光拡散層として印刷による凸状レンズを具備する光学部材(Ｉ)をオフセット印刷機を用いて１パスで製造した。

＜白色インキ＞
水ありオフセット印刷用白ＵＶインキ（東洋インキ製造株式会社製、ＦＤＯニュー青口Ｔ白ＨＦ１ロ：主成分ルチル型酸化チタン、平均一次粒径２５０ｎｍ）

＜下刷り用透明インキ＞
下刷り用ＯＰニス（ＤＩＣ株式会社製、ダイキュア ハイブライト メジューム ＥＭ）

＜上刷り用ニス＞
ＵＶコーティングニス（ＤＩＣ株式会社製、ダイキュアクリヤー ＹＭ−３２０８ＥＭ）

＜比較例１＞
（光学部材（ＩＩ）の作製）
印刷による凸状レンズ構造を備えないこと以外は、実施例１と同様な方法で、光学部材(ＩＩ)を製造した。

＜面光源評価＞
均斉化の目視評価
実施例１および比較例１の方法で製造した光学部材を図１に示すような構成で面光源装置に組み込み、光源を点灯させた状態で、均斉化の状態を目視にて評価したところ、光源直上と光源間の明暗差が均斉化されて面内で充分な均斉度が得られていた。
輝度評価
面光源装置に配置された光学部材（ＩまたはＩＩ）の表面から１０００ｍｍ離れた位置に、輝度計（トプコンテクノハウス社製、製品名「ＵＡ−１０００」）を設置し、面光源装置中央部を平行に配列された光源の垂直方向に横断する形で輝度測定を行い、輝度値を比較した。

上記評価の結果、パターン光拡散層として印刷と凸状レンズを有する実施例１の光学部材を配置した面光源装置は、輝度が充分に均斉化されており、かつ輝度も比較例１に比べて１５％高い値を示した。
一方、パターン拡散層印刷のみを有する比較例１による光学部材は、輝度は充分に均斉化されているものの、白色インキ網点における光拡散により表示画像正面方向外にロスする光が生じ、実施例１の光学部材に比べて輝度の低下が目立った。

１ 面光源装置
２ ハウジング
３ 光源
４ 光拡散板
５ 反射板
１０ 透光性基材
２０ 輝度均斉化手段
２１ パターン光拡散層
２１ａ 網点
３０ 光学部材
３１ マイクロレンズシート
３１ａ 下刷り層
３１ｂ 上刷り層
３１ｃ 凸状レンズ

Claims (3)

1. 光源と、透光性基材に不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターンを形成させたパターン光拡散層と、マイクロレンズ層とを順次配置したことを特徴とする面光源装置。
2. 光源と、透光性基材の片面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン光拡散層を設け、前記透光性基材のパターン光拡散層と同一面または反対面に、光を集光させる機能を有する複数の凸状レンズ層を設けたことを特徴とする面光源装置。
3. 微小な凸状レンズが多数並べられたシート状の樹脂性マイクロレンズの製造方法において、透光性基材の片面に、不均一な輝度分布を有する入射光を均斉化して出射できるように調整された白色インキからなるパターン光拡散層をオフセット印刷により設ける工程と、
   前記透光性基材のパターン光拡散層と同一の面または反対の面の全面もしくは任意の部分に、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する下刷り層をオフセット印刷により設ける工程と、
   前記下刷り層上の全面または任意の部分に、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する上刷り層を、下刷り層と略重なる部分に、はじきを生じるように、表面張力により凸状の形状を保持しながら、オフセット印刷またはコーティングにより設ける工程と、
   活性エネルギー線を照射し、硬化させる工程とからなることを特徴とする複数の凸状レンズを有する面光源装置用光学部材の製造方法。

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