JPH1039118A - 光線指向性化シートおよびそれを用いた指向性面状光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、特にエッジ式面状光源において高い
指向性が得られ、効率的に光線を利用でき、薄く、均一
な面状光源が得られる光線指向性化シートおよびそれを
用いた指向性面状光源を提供するものである。 【解決手段】本発明の光線指向性化シートは、一方の面
が単位レンズが配列されたマイクロレンズ面であり、も
う一方の面には微小突起の配列が形成され、該微小突起
はマイクロレンズ群側から入射する光線の集光領域を含
んで設けられていることを特徴とするものである。ま
た、本発明の指向性面状光源は、透明な導光板の側面に
配された線状の光源から導光板内に導入した光束を、該
導光板の少なくとも一つの表面から出射させる構造の面
状光源において、前記光線指向化シートの微小突起部分
のみを導光板の表面に光学的に密着させることによって
導光板内部を進行していた光束を該光線指向化シートに
導入し、該光線指向化シートの単位レンズによって出射
方向に指向性を持たせたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、光線指向性化シ
ートおよびそれを用いた指向性面状光源に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】面状光源は、看板、各種照明のほか、液
晶表示装置用のバックライトなどとして多く用いられて
いる。

【０００３】一般の面状光源は、光束出射面の輝度の均
一性を確保するために、ランダムに光束を拡散する種々
の拡散板を用いている。このため、この出射面から出射
される光束は指向性がなく、広い範囲を照射する。

【０００４】一方、面状光源の用途によっては光束の出
射方向を狭い範囲に絞ることが求められる。

【０００５】例えば、液晶表示装置の用途展開の大きな
妨げとなっている視野角依存性を改良する方法として、
各種光拡散シートやマイクロレンズアレイシート（特開
昭５３−２５３９９公報、特開昭５６−６５１７５公
報、特開昭６１−１４８４３０公報、特開平６−２７４
５４公報、など）を液晶表示装置の観察面に装着するこ
とが提案されているが、これらの方法においては、光線
利用効率や、画質（コントラストの低下や、画像のにじ
み）の向上のために広がり角が２０度といった高い指向
性を持つ背面光源が有用である。

【０００６】この目的に対して、光束の進行方向に沿っ
てのびる遮光壁を多数並べた、いわゆるルーバーシート
が知られている。このルーバーシートによれば、例えば
出射面において１２０度以上の広がりを持つ出射光であ
ったものを、求める方向以外に進行する光束を遮光壁に
よって遮断することによって任意の指向性をもつ面状光
源が得られる。

【０００７】また液晶表示装置用のバックライトとして
は、消費電力に対する出射面の輝度を向上させるため、
微小な三角プリズムを多数配列したプリズムシートが用
いられており、これは光束の出射の方向をある程度規制
することによって達成されている。このプリズムシート
によれば、組み合わせる面状光源とプリズムの光学設計
によっては６０度程度の指向性を得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のいずれ
の方法においても効率的に、また面状光源の特徴である
「薄さ」を損なわずに広がり角が２０度以下といった指
向性を持つ光源は得られていなかった。

【０００９】特に液晶表示装置のバックライトとして求
められる、「薄さ」、光線利用効率、面内の均一性を確
保したまま高い指向性を得ることはできなかった。

【００１０】なお、ルーバーシートによれば上述したよ
うに高い指向性を得ることは可能である。しかし、ルー
バーシートはシートの厚み方向にのびる遮光壁をシート
内に作り込む必要があるため、その微細化には限界があ
る。このため、高い指向性を得ようとすれば、 必然的に
「高い」遮光壁、すなわち大きなシート厚みが必要とな
るという欠点がある。さらに、遮光壁の微細化に限界が
あるので、間近で目視される液晶表示装置のバックライ
トとしては遮光壁の配列が見えてしまい、均一性の点で
問題がある。また、ルーバーシートの場合、求める方向
以外に進行する光束を遮光壁によって吸収しているの
で、光線利用効率が低いという欠点がある。

【００１１】一方、プリズムシートによる方法では、高
い光線利用効率が得られるが、その指向性には限界があ
り、上述したように６０度程度が限界であった。

【００１２】よって、本発明は上記の欠点を解消し、特
にエッジ式面状光源において高い指向性が得られ、効率
的に光線を利用でき、薄く、均一な面状光源が得られる
光線指向化シート、およびそれを用いた指向性面状光源
を提供するものである。

【００１３】特に、上述したような光拡散性シート（拡
散板やマイクロレンズアレイシート）を液晶表示装置に
装着することによって拡大された視野角をもつ液晶表示
装置の、光線利用効率低下、表示コントラストの低下、
画像の滲み等の問題を補償するために有効な指向性面状
光源を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため以下の構成としたものである。

【００１５】すなわち本発明は、一方の面が単位レンズ
が配列されたマイクロレンズ面であり、もう一方の面に
は微小突起の配列が形成され、該微小突起はマイクロレ
ンズ群側から入射する光線の集光領域を含んで設けられ
ている光線指向性化シートを要旨とするものである。

【００１６】また本発明の第２の発明は、透明な導光板
の側面に配された線状の光源から導光板内に導入した光
束を、該導光板の少なくとも一つの表面から出射させる
構造の面状光源において、前記光線指向化シートの微小
突起部分のみを導光板の表面に光学的に密着させること
によって導光板内部を進行していた光束を該光線指向化
シートに導入し、該光線指向化シートの単位レンズによ
って出射方向に指向性を持たせたことを特徴とする指向
性面状光源を要旨とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明でいう光線指向性化シート
とは、シートの一方の面から入射する種々の進行方向の
光線を含む光束が該シートを透過し、もう一方の面に出
射するとき指向性を持たせることのできるシートのこと
をいう。

【００１８】本発明において指向性とは、シートから出
射される光束の進行方向の揃っている程度をいい、ここ
ではその尺度として、最も高い輝度が観察される方向を
中心として、その最大輝度の１／２の輝度が観察される
立体角のはさみ角を指向角として表すものとする。

【００１９】本発明の目的とする指向性は、その指向角
が６０度以下、さらには４０度以下、さらには２０度以
下といった高い指向性をもつものである。

【００２０】本発明の光線指向性化シートは、一方の面
が単位レンズが配列されたマイクロレンズ群で、もう一
方の面には微小突起の配列が形成され、該微小突起はマ
イクロレンズ群側から入射する光線の集光領域を含んで
設けられている光線指向性化シートを要旨とするもので
あり、これを模式的に描くと図１のようになる。

【００２１】本発明に用いられるマイクロレンズ群を構
成する単位レンズは凸レンズであり、光線指向化シート
のマイクロレンズ群形成面の法線方向から単位レンズに
入射した光束は集光され、最も光束密度が密になる集光
点（１次元レンズアレイの場合には「集光線」になる
が、ここでは慣例に従いこれも「集光点」という。）を
通過した後、拡散しながら進行する。

【００２２】各マイクロレンズの集光点距離はマイクロ
レンズ配列周期より小さいことが光線利用効率の点から
好ましい。ここで「集光点距離」とは、光線指向化シー
トが十分な厚みを持っていると仮定したときのマイクロ
レンズ配列面と上記集光点の距離をいう。

【００２３】さらにここで、「マイクロレンズ配列面」
とは、各単位レンズの表面である凹凸面に少なくとも２
点で接しかつ交わらない光線指向化シート内部の平面の
ことをいう。

【００２４】さらに本発明の第２の発明は、前記光線指
向性化シートの微小突起群が形成されている面を導光板
側、マイクロレンズ面を観察面側にして面状光源の光束
出射面に設けた指向性面状光源を要旨とするものであ
る。

【００２５】以下、本発明を、本発明の代表的な用途で
ある液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と言うことがあ
る）用のバックライトにおける利用を用いて説明する。

【００２６】ここでいうバックライトとは、ＬＣＤを構
成する液晶セルを均一に背面から照射する光源のことを
いい、表示面に対する光源の位置によってエッジ式と直
下式に大別される。エッジ式バックライトとは、基本的
に表示面の側辺部に線光源である蛍光ランプを設置し、
透明性の極めて高い導光板を配置し、該導光板下面（図
２）あるいは上面（図３）で散乱させ、表示面側に光線
を出射させるものである。ここで光線を上面で散乱させ
る方式としては、単一導光板の反射面をヘアライン処理
により乱反射させるものや、導光板の形状を部分的に変
化させたものや、片面の反射面をマット化したもの、反
射面にアルミ蒸着、高反射フィルムを貼り付けたものな
どが知られている。また直下式バックライトとは、表示
面の直下に１本あるいは数本の光源を設置し、表示面側
に拡散板を設置し光線を均一に出射させる方法である。

【００２７】前記いずれの方式のバックライトも、表示
面側に出射した光線は指向性をもっておらず、むしろあ
らゆる方向に均一に出射し、その指向角は一般に９０度
ないし１２０度程度である。

【００２８】本発明の光線指向性化シートは、前記バッ
クライトの中でも特にエッジ式バックライト、すなわち
透明な導光板の側面に蛍光ランプを配したものに対して
優れた指向性を付与することができる。

【００２９】透明な導光板の側面に蛍光ランプを配した
エッジ式バックライトに本発明の光線指向性化シートを
装着した例を図４に示し、この図を用いて本発明の概念
を説明する。

【００３０】導光板４内で反射を繰り返す光線１１１の
うち、微小突起３から本発明の光線指向性化シートに入
射する光線２２２はレンズと空気の界面１０で屈折し、
そこから出射した光線３３３は指向性を持った光線とな
る。

【００３１】本発明の微小突起は単位レンズの集光領域
を含む位置に形成されていることが必要である。ここで
「単位レンズの集光領域」とは、光線指向化シートのマ
イクロレンズ形成面の法線方向から入射した光束が、個
々の単位レンズで集光されて光線指向化シートの突起を
形成する面を通過する領域のことを言う。微小突起が集
光領域を含まないと表示面側に出射する光線の指向性が
得られない。ただし、該微小突起群はシート全面に均一
に形成されている必要はなく、面状光源としたときの輝
度の均一性を得るために配列密度に分布を持たせること
も好ましい。

【００３２】すなわち、蛍光管などの光源に近くなる部
位では粗に配列され、遠くなる部位では密に配列される
などの分布を持たせることによって面内で均一な輝度を
得ることができる。これは、従来よりエッジ式バックラ
イトにおいて、導光板内部を多重反射しながら進行する
光束を観察面側に抽出する拡散反射性インクのドットパ
ターンや、同じ目的で導光板表面に形成される突起や
溝、くぼみなどを密度分布を持たせて配列している考え
方と同じである。

【００３３】この場合、単位レンズはシート面全面に、
また均一に形成されていることは何ら問題なく、したが
って、集光領域に突起を持たない単位レンズあるいは単
位レンズの部分があることは差し支えない。

【００３４】本発明で該微小突起の幅は、単位レンズ幅
の１／３、さらには１／５以下であることが好ましい。
また、光線利用効率の点からは同じく該突起の幅は単位
レンズ幅の１／２０以上であることが好ましい。開口部
の幅が前記範囲を超えると十分な光線の指向性を得るこ
とが困難である。

【００３５】このような小さな突起とするためには、単
位レンズの特性として単位レンズ幅に対して集光領域を
小さなものとする必要がある。このためには、単位レン
ズ配列面と突起形成面の距離、すなわち光線指向化シー
トの厚みを単位レンズの集光点距離に近いものとする、
また単位レンズ形状および屈折率、屈折率波長依存性な
どをコントロールして収差の小さなレンズとすることな
どの光学設計が必要となる。

【００３６】また該微小突起の高さは１〜５０μｍの範
囲であることが好ましい。突起の高さが１μｍ以下では
導光板内で反射を繰り返す光線をうまく光線指向性化シ
ート内に取り込むことができず、また５０μｍを超える
とシート全体の厚みが厚くなりすぎるため好ましくな
い。

【００３７】該微小突起は、光学的に透明なものである
ことが好ましいが、光拡散性のものとすることも好まし
い。

【００３８】微小突起を光拡散性のものとするために
は、該微小突起を形成する材料として透明樹脂に屈折率
の異なる有機または無機粒子を添加する方法や、屈折率
の異なる２以上の樹脂を混合して用いる等の手段があ
る。なお、「光拡散性」を得るためには一般に表面を粗
面化することも行われているが、本発明の微小突起の場
合には光線利用効率が低下するので好ましくない。

【００３９】本発明において該微小な突起の形状として
は特に限定されるものではないが、代表的な断面形状を
挙げるなら図１のような矩形断面状のもの、図５に示し
たような台形断面状のもの、図６に示したような半円あ
るいは半楕円断面状のもの、図７に示したような三角形
あるいは逆さＴ字断面状のものなどがある。

【００４０】以上の構成とすることによって、本発明の
光線指向化シートは、突起から導入された光束をマイク
ロレンズを通して指向性の強い出射光を得ることができ
るようになる。

【００４１】本発明において、各マイクロレンズの大き
さ及び形状は以下の通りである。

【００４２】マイクロレンズの形状として、大きく分け
て２種類ある。一つは、レンチキュラーレンズのように
円弧などの曲線を平行移動させた軌跡で示される曲面を
一方向に配列した１次元レンズアレイシートであり、二
つ目は矩型、三角形、六角形などの低面をもつドーム状
の曲面を縦横に配列した２次元レンズアレイシートであ
る。

【００４３】1 次元レンズアレイシートの場合は、シー
ト面内の一方向の指向性が付与された光束を得ることが
でき、2 次元レンズアレイシートの場合はシート面内の
種々の方向について指向性が付与された光束を得ること
ができる。

【００４４】なお、1 次元レンズアレイシートの場合、
各マイクロレンズはシリンドリカルレンズになり厳密に
言えば一つの点に集光されず線状に集光されるので「集
光点」を結ばないが、ここでは慣例に従い集光される
「線」を集光点をいう。

【００４５】本発明において、各マイクロレンズの配列
ピッチは３００μｍ以下であることが、面状光源とした
ときの均一性の点から好ましい。

【００４６】さらには２００μｍ以下、さらには１００
μｍ以下であることが、液晶表示装置のバックライトと
して用いるときなど間近で目視したときにもレンズ配列
が認識されなくなるので好ましい。

【００４７】該集光点および微小突起の幅等を調整する
方法としては、単位レンズを構成する材料の屈折率を
調整する、単位レンズの曲面形状を調整する、レン
ズと微小突起との距離を調整するなどの方法があるが、
およびの方法、特にの方法が好ましく適用され
る。単位レンズ配列面と微小突起群形成面の距離を調整
する方法としては、レンズを構成する材料の膜厚を調節
することにより可能であるが、特に単位レンズ配列周期
が２０μｍ以下といった微小なレンズであるときには、
マイクロレンズ群と微小突起群配列とをそれぞれ平板状
の透明基板上の両面に形成することによって、該距離を
透明基板厚み、特にプラスチックフィルムの厚みにより
調整する方法が最も簡単でかつ精度が高いことから好ま
しく適用される。もちろんこの場合、レンズを構成する
材料の調整と透明基板の厚みの調整の２つを組み合わせ
ても良い。

【００４８】次に本発明の光線指向性化シートを構成す
る材料および製法について説明する。

【００４９】まずマイクロレンズを構成する材料として
は、少なくとも可視光に透明な物質であれば特に限定さ
れるものではなく、ガラス、各種プラスチック材料など
が挙げられるが、加工性などの点からプラスチック材料
が好ましく使用される。該プラスチック材料としてはポ
リエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂およ
びこれらの混合物などが挙げられるが、これらに限定さ
れるものではなく、粘度などの取り扱い性、屈折率など
の光学特性などを考慮して適宜選択する。また、マイク
ロレンズが非常に微細である場合、紫外線硬化性樹脂も
好ましく用いられる。

【００５０】マイクロレンズ群を成形する方法として
は、金型による製造、フォトリソグラフィー法およびそ
の応用による製造などが挙げられるが、生産性等の点か
ら金型による製造が最も好ましい。このとき使用される
マイクロレンズ形成用材料として紫外線硬化型樹脂、熱
硬化型樹脂、熱可塑性樹脂など適宜選んで使用できる
が、短時間での硬化が可能で、設備面でも簡便である紫
外線硬化型樹脂を用いる方法が最も好ましい。

【００５１】マイクロレンズ群が２００μｍ以下の配列
ピッチであるときは、それらのレンズの集光点距離も２
００μｍ程度ないし数十μｍになることが多い。

【００５２】このようなマイクロレンズ群を用いるとき
は、各マイクロレンズと裏面に形成される微小突起群の
距離を各マイクロレンズの集光点距離付近にあわせるこ
とが必要なので、プラスチックフィルムをベースとし、
片面にマイクロレンズ群を形成し、他方の面に微小突起
群を形成する方法が好ましく用いられる。

【００５３】さらにこの場合、ベースとなるプラスチッ
クフィルムとしては強度やハンドリング性の点から２軸
延伸フィルム、中でもポリエステルフィルムが好ましく
用いられる。

【００５４】またベースフィルムとして可視光に対して
可能な限り透明で、濁りのないものが好ましいことは言
うまでもない。

【００５５】また、微小突起群を形成する材料としては
特に限定されるものではないが、各種樹脂、例えばアク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ
樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、ノボラッ
ク樹脂などを使用することができる。

【００５６】該微小突起群をマイクロレンズが形成され
た面の反対側の面に均一に成形する方法としては、各々
の位置が完全に適合した金型を用いる方法があるが、精
密に、具体的にはマイクロレンズの集光点と微小突起の
位置を正確に合わせる方法としては以下の方法を適用す
ることができる。

【００５７】すなわちプラスチックフィルム等の透明基
板上に所望の配列ピッチのマイクロレンズアレイを金型
等により成形し、該マイクロレンズが形成された面の反
対側の面に硬化エネルギー線により硬化する樹脂組成物
（以下、単に「光硬化性樹脂」という）を塗布または積
層し、マイクロレンズ側から比較的平行度の高い硬化エ
ネルギー線を照射し、該マイクロレンズの集光点付近に
相当する位置の光硬化性樹脂を硬化せしめ、未硬化部分
を適切な現像液により溶解除去することにより成形する
方法である。この場合透明基板の厚みは、マイクロレン
ズの集光点距離により調整されるが、該集光点は透明基
板内部に存在するのではなく、透明基板の若干外側にあ
ることが微小突起を均一に成形するために好ましい。こ
の理論を図８により具体的に説明する。マイクロレンズ
１側から照射する硬化エネルギー線９は該マイクロレン
ズ１を通ることにより屈折、集光して集光点１１に集ま
る。該集光点１１は光硬化性樹脂３’内部にあることに
より、光硬化性樹脂を均一にかつ高い硬化性で硬化せし
めることができる。

【００５８】本発明で好ましく使用される光硬化型樹脂
とは、少なくとも１個以上の官能基を含有するモノマー
および／またはプレポリマーを主成分とするものである
が、用いる硬化エネルギー線が紫外線である場合には、
該主成分の他に硬化エネルギー線を照射することにより
イオンまたはラジカルを発生する物質、いわゆる光重合
開始剤を添加することが必要である。ここでいう主成分
とは、塗料全成分中に５０％以上、好ましくは６０％含
有する物質をいう。

【００５９】ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボ
キシル基、水酸基などの反応性の原因となる原子団また
は結合様式をいうが、本発明は硬化エネルギー線を照射
して樹脂組成物を硬化せしめるという点から、アクリロ
イル基などのビニル基を有するものが硬化性などの点か
ら好ましく使用される。

【００６０】このようなアクリロイル基を有するモノマ
ーは、公知のものから適宜選んで使用でき特に限定され
るものではないが、代表例を挙げるなら２−エチルヘキ
シルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒド
ロフリールおよびその誘導体のアクリレートなどの単官
能のもの、ジシクロペンテニルアクリレート、１，３−
ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオー
ルジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエ
チレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン
酸エステルネオペンチルグリコールおよびその誘導体の
ジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレ
ート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレートな
どの２官能のもの、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリストールトリアクリレート、ジペン
タエリストールヘキサアクリレートなどの３官能以上の
ものがある。

【００６１】上記モノマーの中でも３官能以下のもの
が、硬化後の膜硬度はＨＢ以下となるものが多く可撓性
が優れている、架橋密度が小さく低体積収縮率のものが
多く、耐カール性が優れているなどという点から好まし
く使用される。

【００６２】本発明では上記モノマーの他に、プレポリ
マーを前記モノマーと併用して使用する場合が多い。本
発明で使用されるプレポリマーもモノマー同様特に限定
されるものではないが、ポリエステルアクリレート、エ
ポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなどで代表
されるものであり、低体積収縮、可撓性などの理由から
３官能以下、好ましくは２官能または３官能のものが使
用される。

【００６３】本発明でいう硬化エネルギー線とは可視光
線、紫外線、電子線などがあるが、樹脂の汎用性、作業
性、設備面の点から紫外線が最も好ましく適用される。

【００６４】硬化エネルギー線が紫外線の場合、上記モ
ノマー、プレポリマーの他に、紫外線を照射することに
よりイオンまたはラジカルを発生する物質、すなわち光
重合開始剤の添加が必要となる。

【００６５】本発明で使用される光重合開始剤は特に限
定されるものではないが、代表例を挙げるならアセトフ
ェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン系、ベン
ジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエーテル系、ベンジ
ルジメチルケタール系、ベンゾインベンゾエート系、α
−アシロキシムエステル系等のカルボニル化合物、テト
ラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類
等の硫黄化合物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジ
フェニルフォスフィンオキシド等の燐化合物等が挙げら
れ、これら単独あるいは２種以上混合して使用される。

【００６６】本発明において上記光重合開始剤の添加量
は、モノマーおよび／またはプレポリマー成分１００重
量部に対して、０．１〜２０重量部、さらには０．５〜
１５重量部であることが好ましい。光重合開始剤が前記
範囲未満では硬化性が低くなり、また前記範囲を超える
と硬化後ブリードアウトするという問題が起こるため好
ましくない。

【００６７】また本発明においては樹脂組成物の硬化
前、硬化中さらには硬化後の樹脂あるいは硬化膜の物
性、特性を制御する目的で各種添加剤を使用してもよ
い。

【００６８】ここで硬化前の特性、物性を制御する物質
としては、塗料安定化剤（ゲル化防止、硬化防止）、増
粘剤（塗工性向上）などがある。

【００６９】また硬化中の特性を制御する物質として
は、光重合促進剤、吸光剤（両者とも硬化挙動の調整）
などがある。

【００７０】さらに硬化後の膜特性を制御する物質とし
て、可塑剤（可撓性の向上）、紫外線吸収剤（耐光性付
与）などがある。

【００７１】本発明の光線指向化シートは、さらに用途
や求める特性に応じてマイクロレンズ群表面や光線遮断
膜形成面に反射防止、帯電防止、ハードコート、粘着加
工、その他の基材との貼り合わせ等の各種処理を施すこ
ともできる。

【００７２】本発明の第２の発明である指向性指向性面
状光源は、透明な導光板の側面に配された線状の光源か
ら導光板内に導入した光束を、該導光板の少なくとも一
つの表面から出射させる構造の面状光源において、上述
した光線指向化シートの微小突起部分のみを導光板の表
面に光学的に密着させることによって導光板内部を進行
していた光束を該光線指向化シートに導入し、該光線指
向化シートの単位レンズによって出射方向に指向性を持
たせたものである。

【００７３】光線指向性化シートの突起部分のみを導光
板表面に密着させる方法としては各種粘着剤および／ま
たは接着剤（以下、総称して「接着剤等」という）によ
り貼り付ける方法が適用できる。この場合、あらかじめ
導光板表面の全面に接着剤等を塗布しておき、光線指向
化シートを貼り付ける方法や、光線指向化シートの微小
突起を粘着性および／または接着性のある樹脂で構成し
ておく方法、あるいは光線指向化シートの微小突起部分
のみに接着剤等を塗布して導光板に貼り付ける方法など
が好ましく用いられる。また、ここで導光板表面に接着
剤等を全面に塗布しておく場合には光線指向化シートの
突起高さ以下の厚みで塗布しておくと光線指向化シート
を装着しやすく好ましい。

【００７４】その他の面状光源の構成要件としては、従
来の面状光源に用いられているものを合わせて適用する
ことができる。

【００７５】

【実施例】以下、本発明を実施例に従って詳しく説明す
るが、これに限られるものではない。

【００７６】（１）マイクロレンズ群の形成 (a) ストライプ状に１７５μｍの周期で楕円筒側面形状
の溝が掘られたマイクロレンズ群成型用金型を準備し、
これに屈折率１．５４の紫外線硬化型樹脂（アクリル樹
脂／ウレタン樹脂）を充填した。なおこれにより得られ
るマイクロレンズ群集光点距離はレンズの最凹部からの
距離で示して１４５μｍ（最凹部は屈折率１．６３のポ
リエステルに連続しているものとしたときのポリエステ
ルフィルム中における計算値）である。

【００７７】次に厚み１２５μｍのポリエステルフィル
ム上に前記金型に充填された紫外線硬化型樹脂をのせ紫
外線を照射、硬化後金型を剥離して１７５μｍピッチの
マイクロレンズ群を得た。（実施例１） (b) ストライプ状に５５μｍの周期で楕円筒側面形状の
溝が掘られたマイクロレンズ群の金型を準備し、これに
前項の紫外線硬化型樹脂を充填した。なおこれにより
得られるマイクロレンズ群の集光点距離は同じく４３μ
ｍである。

【００７８】次に厚み３８μｍのポリエステルフィルム
上に前記金型に充填された紫外線硬化型樹脂をのせ紫外
線を照射、硬化後金型を剥離して５０μｍピッチのマイ
クロレンズ群を得た。（実施例２） （２）微小突起の形成 ウレタンアクリレート系オリゴマー（“カヤラッド”Ｕ
Ｘ４１０１：日本化薬株式会社製）４０重量部、アクリ
ル系モノマー（“カヤラッド”ＨＸ２２０：日本化薬株
式会社製）６０重量部、光重合開始剤（“イルガキュア
ー”１８４：チバガイギー社製）１０重量部、光重合促
進剤（“カヤキュアー”ＥＰＡ：日本化薬株式会社製）
５重量部、紫外線吸収剤（“チヌヴィン”ＰＳ：チバガ
イギー社製）２重量部を添加、粉末が溶解するまで攪拌
し、微小突起成形用樹脂を得た。該樹脂を前記マイクロ
レンズアレイが形成された面の反対側の面に４０μｍ厚
みで塗布し、マイクロレンズ形成面側から平行度の高い
紫外線を照射しマイクロレンズ集光点部分を硬化させ、
未硬化部分をメチルイソブチルケトンにて溶解除去する
ことにより微小突起を成形し本発明の光線指向性化シー
トを得た。

【００７９】（３）指向性面状光源の作成 透明な導光板として横２１２ｍｍ×縦１５９ｍｍ、厚み
３ｍｍの透明なアクリル板を用意し、該側面に蛍光ラン
プを配し、該導光板上に前記光線指向性化シートの微小
突起群が形成された面をアクリル接着剤により接着せし
め指向性面状光源を得た。

【００８０】（４）特性評価 前記のごとく得られた指向性面状光源の出射する光線の
出射度合いを、表示面の法線方向を０度とし、横方向
（マイクロレンズ群の配列方向）へ２度刻みで±６０度
（合計１２０度）までの出射面の輝度を測定した。評価
結果を表１（２０度刻みでデータを記載）に示す。

【００８１】

【表１】 表１より本発明の実施例の光線指向性化シートを設けた
指向性面状光源は優れた指向性を有し、輝度も高いこと
がわかる。

【００８２】なお表１の中で比較例１従来のＬＣＤ用バ
ックライト（エッジ式）に通常のマイクロプリズムアレ
イ（ピッチ３１μｍ）を装着したもの、比較例２はルー
バーシートを用いたもの、比較例３は何ものせていない
従来のバックライトである。

【００８３】

【発明の効果】導光板に重ね合わせるだけで指向性を付
与することができるシートと、それを用いた指向性面状
光源を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光線指向性化シートの一例を示した
模式図である。

【図２】 エッジ式バックライトの一例を示した模式図
である。

【図３】 エッジ式バックライトの一例を示した模式図
である。

【図４】 本発明の指向性面状光源の一例を示した模式
図である。

【図５】 本発明の光線指向性化シートの一例を示した
模式図である。

【図６】 本発明の光線指向性化シートの一例を示した
模式図である。

【図７】 本発明の光線指向性化シートの一例を示した
模式図である。

【図８】 本発明の光線指向性化シートの作成法の一例
である。

【符号の説明】

１・・・・・・マイクロレンズ群 ２・・・・・・透明基板 ３・・・・・・微小突起 ４・・・・・・導光板 ５・・・・・・拡散板 ６・・・・・・散乱処理面 ７・・・・・・反射板 ８・・・・・・蛍光ランプ ９・・・・・・硬化エネルギー線 １０・・・・・マイクロレンズと空気との界面 １１・・・・・集光点 １１１・・・・導光板内で反射を繰り返す光線 ２２２・・・・微小突起から出射する光線 ３３３・・・・界面１０で屈折し、指向性が付与された
光線

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面が単位レンズが配列されたマイ
   クロレンズ面であり、もう一方の面には微小突起の配列
   が形成され、該微小突起はマイクロレンズ群側から入射
   する光線の集光領域を含んで設けられていることを特徴
   とする光線指向性化シート。
2. 【請求項２】 単位レンズの配列ピッチが３００μｍ以
   下である請求項１に記載の光線指向性化シート。
3. 【請求項３】 前記微小突起の高さが１〜５０μｍの範
   囲内である請求項１または２に記載の光線指向性化シー
   ト。
4. 【請求項４】 前記微小突起の幅が単位レンズ配列ピッ
   チの１／３以下である請求項１〜３いずれかに記載の光
   線指向性化シート。
5. 【請求項５】 前記単位レンズ配列面が透明基板の片面
   に形成され、その裏面に前記微小突起が形成された請求
   項１〜４いずれかに記載の光線指向性化シート。
6. 【請求項６】 前記透明基板がプラスチックフィルムで
   ある請求項５に記載の光線指向性化シート。
7. 【請求項７】 前記プラスチックフィルムがポリエステ
   ルフィルムである請求項６に記載の光線指向性化シー
   ト。
8. 【請求項８】 前記微小突起が光線指向化シート面内に
   おいて配列密度分布を有するものである請求項１ないし
   ７に記載の光線指向化シート。
9. 【請求項９】 透明な導光板の側面に配された線状の光
   源から導光板内に導入した光束を、該導光板の少なくと
   も一つの表面から出射させる構造の面状光源において、
   請求項１ないし８に記載の光線指向化シートの微小突起
   部分のみを導光板の表面に光学的に密着させることによ
   って導光板内部を進行していた光束を該光線指向化シー
   トに導入し、該光線指向化シートの単位レンズによって
   出射方向に指向性を持たせたことを特徴とする指向性面
   状光源。