JP2002216530A - 面光源装置、面光源装置用導光体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輝度の低下や、全体の輝度の均斉度を損なう
ことなく、光出射面における入光面面近傍の輝度の均一
性が得られる導光体およびその面光源装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも一つの側端面を光入射面と
し、これと略直交する光出射面とを有し、光出射面およ
びその裏面の少なくとも一方の表面の光入射面近傍の平
均傾斜角が他の部分よりも大きい面光源装置用導光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノートパソコン、
液晶テレビ等に使用される液晶表示装置、駅や公共施設
等における案内標示板や大型看板、高速道路や一般道路
における交通案内板や交通標識等の標示装置に使用され
る面光源装置およびそれに使用される導光体およびその
導光体の製造方法に関するものであり、さらに詳しく
は、輝度が高く、光出射面内での均一な輝度分布が得ら
れ、光源からの光の利用効率を損なうことなく、光入射
部近傍における輝度の高低差の発生を抑制することがで
きる面光源装置および面光源装置用導光体および導光体
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置、看板、交通案内板
等に使用されている背面光源装置としては、ハウジング
内に蛍光灯等の線状光源を複数本設置した直下方式、板
状の導光体の側端面に線状光源を配置したエッジライト
方式がある。しかし、直下方式の背面光源装置では、光
源部の軽量化や薄型化を図ることが困難であるととも
に、光源として使用する蛍光灯等が標示板から透けて見
えるシースルー現象が起こりやすいため、軽量で薄型の
背面光源装置としてエッジライト方式のものが多用され
てきている。

【０００３】このようなエッジライト方式の背面光源装
置は、通常、アクリル樹脂板等の板状透明材料を導光体
とし、その側端面に対向して配置された光源からの光を
側端面（光入射面）から導光体中に入射させ、入射した
光を導光体の表面（光出射面）あるいは裏面に形成した
光散乱部や導光体中に光拡散性微粒子を含有させる等の
光出射機能を設けることにより、光出射面から出射させ
る面光源装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
エッジライト方式の面光源装置は、光入射面近傍の光出
射面において出射光量の斑に起因する輝度の高い部分と
輝度の低い部分が、特定の間隔で発生し、明暗ラインが
視認されるという問題を有している。

【０００５】本発明は、輝度の低下や、全体の輝度の均
斉度を損なうことなく、光出射面における光入射面近傍
での出射光量の斑がなく、高い輝度均一性が得られる面
光源装置、それに用いる導光体およびその製造方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な状況に鑑み、導光体の光出射機構について検討を行っ
た結果、光入射面近傍の光出射機能を調節し、輝度の変
化率を小さくすることによって、輝度斑による明暗ライ
ンの発生を抑止できることを見出し、本発明に到達した
ものである。

【０００７】すなわち、本発明の面光源装置用導光体
は、少なくとも一つの側端面を光入射面とし、これと略
直交する光出射面とを有し、光出射面およびその裏面の
少なくとも一方の表面の光入射面近傍の平均傾斜角が他
の部分よりも大きいことを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の面光源装置は、上記のよう
な導光体の光入射面に対向して光源が配置されるととも
に、導光体の光出射面に光変角シートが載置されている
ことを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の面光源装置は、光源と、少
なくとも一つの側端面を光入射面とし、これと略直交す
る光出射面とを有する導光体とを有し、前記導光体の光
出射面の有効発光領域における輝度の変化率が１０％／
ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の面光源装置用導光体の製造
方法は、少なくとも一つの側端面を光入射面とし、これ
と略直交する光出射面とを有する光透過性板状体の光出
射面およびその裏面の少なくとも一方の表面全体を粗面
化した後、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の
表面の光入射面近傍を除いた領域を遮蔽部材で覆った状
態で光入射面近傍を粗面化することを特徴とするもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。図１は、本発明による面光
源装置用導光体の代表的実施形態を示す模式的斜視図で
ある。本実施形態の面光源装置用導光体は、図１に示さ
れているように、光透過性板状体の少なくとも一つの側
端面を光入射面２とし、これと略直交する光出射面とを
有している。さらに、導光体の光出射面およびその裏面
の少なくとも一方の表面に粗面からなる指向性光出射機
構や、プリズム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝
等の多数のレンズ列を光出射面と略平行に並列形成した
レンズ面からなる指向性光出射機構を付与したり、導光
体中に光拡散性微粒子を含有させ指向性光出射機構を付
与することによって、光入射面と直交する面内の分布に
おいて指向性のある光を光出射面から出射させる。この
ような指向性出射光は、面内分布における出射光分布の
ピーク方向の光出射面となす角度が例えば１０〜４０°
であることが好ましく、出射光分布の半値幅は例えば１
０〜４０°であることが好ましい。

【００１２】また、指向性光出射機能部が付与されてい
ない他の主面には、導光体からの出射光の光入射面と平
行な面での指向性を制御するために、光入射面に対して
略垂直の方向に延びる多数のレンズ列を配列形成したレ
ンズ面を形成することが好ましい。例えば、光出射面に
粗面を形成し、裏面に光入射面に対して略垂直方向に延
びる多数のレンズ列を形成したレンズ面を形成してもよ
いし、光出射面にレンズ面を形成し裏面を粗面とするも
のであってもよい。導光体の裏面あるいは光出射面に光
入射面に対して略垂直の方向に延びるレンズ列を形成す
る場合、そのレンズ列としてはプリズム列、レンチキュ
ラーレンズ列、Ｖ字状溝等が挙げられるが、断面の形状
が略三角形状のプリズム列とすることが好ましい。

【００１３】このようなプリズム列としては、その頂角
が７０〜１５０°の範囲であるものが好ましい。これ
は、頂角をこの範囲とすることによって導光体からの出
射光を十分集光さることができ、面光源素子としての輝
度の十分な向上を図ることができるためである。すなわ
ち、プリズム頂角をこの範囲内とすることによって、光
入射面に平行な主出射光を含む面において光度半値幅が
３５〜６５°である集光された出射光を出射させること
ができ、面光源装置としての輝度を向上させることがで
きる。なお、プリズム列を光出射面に形成する場合に
は、頂角は８０〜１００゜の範囲とすることが好まし
く、プリズム列を裏面に形成する場合には、頂角は７０
〜８０゜または１００〜１５０゜の範囲とすることが好
ましい。

【００１４】本発明においては、このような導光体の光
出射面あるいは裏面の少なくとも一方の表面の光入射面
近傍Ａの平均傾斜角が他の部分Ｂの平均傾斜角よりも大
きくなるように、導光体に指向性出射機構を付与するこ
とを特徴とする。このように、光入射面近傍Ａの光出射
率が他の部分Ｂの平均傾斜角よりも大きくすることによ
って、光入射面近傍Ａでの出射光を調整し、面光源装置
としての輝度の変化率を小さくすることができ、光入射
面近傍Ａでの輝度斑による明暗ラインの発生を抑止する
ことができる。

【００１５】なお、他の部分Ｂは、導光体の光出射面の
主要領域であり、この領域では全面における出射光の輝
度の均一化を図ることから、通常は、指向性出射機構を
略均一に形成することが好ましい。しかし、特定領域に
輝度斑が発生する場合には、その領域部分のみの輝度を
調整する目的で指向性出射機構を調整してもよい。

【００１６】また、光入射面近傍Ａは、光入射面縁辺か
らの幅が光入射面の厚さの３〜８倍であることが好まし
い。これは、光入射面近傍で発現する明暗ラインの輝度
斑は光入射面の厚さの影響を受けるものであり、光入射
面近傍Ａの幅が光入射面縁辺から光入射面の厚さの３倍
未満であると、光入射面近傍Ａが輝度斑が発現する領域
よりも狭くなり、輝度斑を抑止する効果を十分発揮する
ことができなくなる傾向にあるためである。また、光入
射面近傍Ａの幅が光入射面縁辺から光入射面の厚さの８
倍を超えると、光入射面近傍Ａが輝度斑が発現する領域
より広いくなり、光出射面全体での輝度の均一性を低下
させる傾向にあるためである。通常の面光源装置用導光
体では、光入射面近傍Ａは光入射面縁辺から３〜３０ｍ
ｍの領域とすることが好ましい。

【００１７】また、本発明においては、光入射面近傍Ａ
の平均傾斜角θａ１は１〜３５°の範囲であることが好
ましく、より好ましくは１〜３０°の範囲であり、さら
に好ましくは１〜２５°の範囲である。これは、光入射
面近傍Ａの平均傾斜角θａ１が１°未満であると、光入
射面近傍Ａで導光体からの出射光の散乱を十分に大きく
することができず、光入射面近傍Ａでの輝度差を低減す
ることができなくなる傾向にあるためである。また、光
入射面近傍Ａの平均傾斜角θa１が３５°を超えると、
光入射面近傍Ａで出射する光量が大きくなりすぎ、光出
射面全体としての輝度の均一性が損なわれる傾向にある
ためである。

【００１８】また、他の部分Ｂの平均傾斜角θａ２は
０．３〜３０°の範囲とすることが、光出射面内での輝
度の均斉度を図る点から好ましく、より好ましくは０．
４〜２８°の範囲であり、さらに好ましくは０．５〜２
３°の範囲である。この平均傾斜角θａ２は、導光体の
厚さ（ｔ）と入射光が伝搬する方向の長さ（Ｌ）との比
（Ｌ／ｔ）によって最適範囲が設定されることが好まし
い。すなわち、導光体としてＬ／ｔが５０〜２５０程度
のものを使用する場合は、平均傾斜角θａ２を０．３〜
１０°の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは
０．４〜８°の範囲であり、より好ましくは０．５〜５
°の範囲である。また、導光体としてＬ／ｔが５０以下
程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａ２を３〜
３０°の範囲とすることが好ましく、より好ましくは４
〜２８°の範囲であり、さらに好ましくは５〜２３°の
範囲である。

【００１９】さらに、光入射面近傍Ａの平均傾斜角θａ
１と他の部分Ｂの平均傾斜角θａ２との比（θａ１／θ
ａ２）が、１より大きく４以下であることが好ましく、
より好ましくは１．１〜３．５の範囲であり、さらに好
ましくは１．２〜３．３の範囲である。これは、θａ１
／θａ２が１以下であると、θａ１がθａ２よりも小さ
くなり光入射面近傍Ａで導光体からの出射光の散乱を十
分に大きくすることができず、光入射面近傍Ａでの輝度
斑を低減することができなくなる傾向にあるためであ
る。また、θａ１／θａ２が４を超えると、相対的にθ
ａ１とθａ２の差が大きくなり過ぎるため、光出射面全
体としての輝度の均一性が損なわれる傾向にあるためで
ある。

【００２０】光入射面近傍Ａの平均傾斜角θａ１は、導
光体の厚さ（ｔ）と入射光が伝搬する方向の長さ（Ｌ）
との比（Ｌ／ｔ）によって他の部分Ｂの平均傾斜角θａ
２に応じて最適範囲が設定されることが好ましい。すな
わち、導光体としてＬ／ｔが５０〜２５０程度のものを
使用する場合は、光入射面近傍Ａの平均傾斜角θａ１
は、θａ２の１．２〜３．５倍の範囲とすることが好ま
しく、より好ましくは１．３〜３．３倍の範囲である。
また、導光体としてＬ／ｔが５０以下程度のものを使用
する場合は、光入射面近傍Ａの平均傾斜角θａ１は、θ
ａ２の１．１〜２．５倍の範囲とすることが好ましく、
より好ましくは１．２〜２．３倍の範囲である。

【００２１】また、本発明においては、光出射面内での
急激な平均傾斜角の変化は輝度の急激な変化を招き、輝
度変化が容易に視覚されてしまうため、光入射面近傍Ａ
のと他の部分Ｂとの境界部において、平均傾斜角を徐々
に変化させることが光出射面全体での輝度の均一化の観
点から好ましい。

【００２２】なお、本発明において、導光体の表面に形
成される粗面やレンズ面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４
２８７／１−１９８４に従って、触針式表面粗さ計を用
いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をｘとして、得
られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の（１）式および（２）
式を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さ
であり、Δａは平均傾斜角θａの正接である。

【００２３】

【数１】

【数２】 さらに、このような導光体としては、光入射面近傍Ａの
光出射率は０．５〜１５％の範囲であることが好まし
い。これは、光入射面近傍Ａの光出射率が０．５％未満
であると、光入射面近傍Ａで導光体からの出射光の散乱
を十分に大きくすることができず、光入射面近傍Ａでの
輝度斑を低減することができなくなる傾向にあるためで
ある。また、光入射面近傍Ａの光出射率が１５％を超え
ると、光入射面近傍Ａで出射する光量が大きくなりす
ぎ、光出射面全体としての輝度の均一性が損なわれる傾
向にあるためである。また、その他の部分Ｂの光出射率
は０．２〜１０％の範囲にあるものが好ましい。これ
は、光出射率が０．２％より小さくなると導光体から出
射する光量が少なくなり十分な輝度が得られなくなる傾
向にあり、光出射率が１０％より大きくなると光源近傍
で多量の光が出射して、光出射面内での光の進行方向に
おける光の減衰が著しくなり、光出射面での輝度の均斉
度が低下する傾向にあるためである。

【００２４】本発明において、導光体からの光出射率は
次のように定義される。光出射面の光入射面側の端縁で
の出射光の光強度（Ｉ_０）と光入射面側の端縁から距離
Ｌの位置での出射光強度（Ｉ）との関係は、導光体の厚
さ（Ｚ方向寸法）をｔとすると、次の（３）式のような
関係を満足する。

【００２５】

【数３】 ここで、定数αが光出射率であり、光出射面における光
入射面と直交するＸ方向での単位長さ（導光体厚さｔに
相当する長さ）当たりの導光体から光が出射する割合
（％）である。この光出射率αは、縦軸に光出射面から
の出射光の光強度の対数と横軸に（Ｌ／ｔ）をプロット
することで、その勾配から求めることができる。光出射
率αは、指向性光出射機能である粗面やレンズ面の平均
傾斜角θａや光拡散性微粒子の混入割合と密接な関係に
ある。

【００２６】本発明において、導光体の光出射面あるい
はその裏面の光入射面近傍Ａの平均傾斜角θａ１を他の
部分Ｂの平均傾斜角θａ２より大きくする方法として
は、例えば、導光体の粗面化する面全体を粗面化処理し
た後、粗面化した面あるいはその裏面の少なくとも一方
の表面の光入射面近傍Ａを除いた他の部分Ｂを遮蔽部材
で覆った状態で光入射面近傍Ａのみを再び粗面化処理す
る方法が挙げられる。この光入射面近傍Ａの粗面化処理
は複数回繰り返して施すこともできる。また、導光体の
光出射面あるいはその裏面レンズ面を形成する場合に
は、形成するレンズの傾斜角を光入射面近傍Ａを他の部
分Ｂより大きくしたレンズパターンを形成した型を用い
ることによって容易に製造することができる。さらに、
導光体中に光拡散性微粒子を均一に含有させた導光体あ
るいは傾斜角が均一な多数のレンズ列を形成した導光体
を、その光入射面近傍Ａのみを粗面化処理することによ
っても得ることができる。中でも、平均傾斜角の大きな
光入射面近傍Ａと他の部分Ｂとの光出射率、光散乱等の
出射特性の相違による両領域の境界の視認性を低減で
き、面光源装置としての均一性を向上させる観点から、
導光体の粗面化する面全体を粗面化処理した後、光入射
面近傍Ａのみを再び粗面化処理する方法が好ましい。

【００２７】また、光入射面近傍Ａを再度粗面化する際
に、使用される遮蔽部材を導光体の表面から離して設置
することで、光入射面近傍Ａと他の部分Ｂとの境界部を
任意の範囲で粗面化の度合いを徐々に変化させ、平均傾
斜角を徐々に変化させることができ、光入射面近傍Ａと
他の部分Ｂとの光出射率、光散乱等の出射特性の相違に
よる両領域の境界の視認性を低減でき、面光源装置とし
ての均一性を向上させることができるため好ましい。こ
の場合、遮蔽部材と導光体の表面の距離は、５〜１５０
ｍｍの範囲で調整することが好ましい。これは、遮蔽部
材と導光体３の表面の距離が５ｍｍ未満であると、光入
射面近傍Ａと他の部分Ｂとの境界の視認性を低減させる
ことができなくなる傾向にあり、逆に１５０ｍｍを超え
ると遮光部材を使用する効果が損なわれる傾向にあるた
めである。

【００２８】導光体の表面を粗面化処理する方法として
は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスビ
ーズ、アルミナ粒子等の微粒子を吹き付けて粗面化した
型、フッ酸等を用いた化学エッチングによって粗面を形
成した型を作製後、直接または電鋳などによるレプリカ
品を金型として使用し、射出成形、押出し成形または加
熱プレス等によって粗面を転写する方法等が挙げられ
る。また、印刷法等によって凹凸物質を塗布あるいは付
着する方法、導光体をブラスト法やエッチング法等によ
って直接加工する方法等も使用することができる。

【００２９】本発明における導光体としては、ガラスや
合成樹脂等の光透過率の高い板状体を使用することがで
きる。合成樹脂としては、メタクリル系樹脂、アクリル
系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、環状ポリ
エレフィン樹脂等の高透明性の種々の合成樹脂を用いる
ことができる。特に、メタクリル系樹脂が、光透過率の
高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており最
適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタク
リル酸メチルを主構成単位とする樹脂であり、メタクリ
ル酸メチル単位が８０重量％以上であるものが好まし
い。

【００３０】導光体の表面に形成する粗面やプリズム列
などの表面構造を形成するに際しては、光透過性合成樹
脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレス
することで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成
形や射出成形等によって本体の成形と同時に形状付与し
てもよい。また、ポリエステル系樹脂、メタアクリル系
樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化
ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる
光透過性フィルムあるいはシート等の基材上に、活性エ
ネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またはレンズ列
配列構造を表面に形成したシートを接着、融着等の方法
によって導光体に接合一体化させてもよい。活性エネル
ギー線硬化型樹脂としては、多管能（メタ）アクリル化
合物、ビニル化合物、（メタ）アクリル酸エステル類、
アリル化合物、（メタ）アクリル酸の金属塩等を使用す
ることができる。

【００３１】なお、本発明では、導光体の光出射面また
はその裏面に指向性光出射機能を持たせる代わりにある
いはこれと併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混
入分散し指向性光出射機能を付与したものでもよいが、
光出射面またはその裏面の少なくとも一方の表面を粗面
あるいはレンズ面とする方法が好ましい。これは、導光
体内部に光拡散性微粒子を含有させる方法では、光拡散
性微粒子の混入割合を部分的に任意に変化させることが
非常に困難であるが、導光体の光出射面またはその裏面
の少なくとも一方の表面を粗面あるいはレンズ面とする
方法では、部分的に任意に粗面化の度合いを制御するこ
とが容易であるとともに、平均傾斜角の大きな光入射面
近傍Ａと他の部分Ｂとの光出射率、光散乱等の出射特性
の相違による両領域の境界の視認性を低減でき、面光源
装置としての均一性を向上させることができるためであ
る。また、本発明において、導光体としては、図１に示
したようなくさび状の形状に限定されるものではなく、
厚さの均一な板状、船型状等の種々の形状のものが使用
できる。

【００３２】次に、上記のような導光体を用いた本発明
の面光源装置について、図２を参照して説明する。図２
は、本発明による面光源装置の代表的実施形態を示す模
式的斜視図である。

【００３３】本発明の面光源装置は、少なくとも一つの
側端面を光入射面２とし、これと略直交する一つの表面
を光出射面とする導光体１と、この導光体１の光入射面
２に対向して配置され光源リフレクター４で覆われた光
源３と、導光体１の光出射面上に配置された光変角シー
ト６と、導光体１の光出射面の裏面に配置された光反射
素子５とから構成される。

【００３４】光変角シート６は、導光体１の光出射面上
に配置される。光変角シート６の２つの主面は互いに対
向しており、それぞれ全体として導光体１の光出射面と
略平行に位置する。主面のうちの一方（導光体の光出射
面側に位置する主面）が入光面とされており、他方が出
光面とされている。光変角シート６は、導光体１からの
指向性出射光を目的の方向に変角させる機能を果たすも
のであり、拡散シート、少なくとも一方の面に多数のレ
ンズ単位が並列して形成されたレンズ面を有するレンズ
シート等を使用することができるが、本発明のように指
向性の高い光を出射する導光体１の場合には、レンズシ
ートを使用することが特に好ましい。

【００３５】レンズシートに形成されるレンズ形状は、
目的に応じて種々の形状のものが使用され、例えば、プ
リズム形状、レンチキュラーレンズ形状、フライアイレ
ンズ形状、波型形状等が挙げられが、中でも断面略三角
形状の多数のプリズム列が配列されたプリズムシートが
特に好ましい。プリズムシートを使用する場合には、各
プリズム列のプリズム頂角は導光体からの出射光の出射
角に応じて適宜選定されるが、一般的には５０〜１２０
゜の範囲とすることが好ましい。また、プリズムシート
の向きについても、導光体からの出射光の出射角に応じ
て適宜選定され、レンズ面が導光体側となるように載置
してもよいし、逆向きに載置してもよい。

【００３６】本発明においては、図２に示したように、
導光体の光出射面側にプリズム面が位置するようにプリ
ズムシートを載置する場合に適しており、この場合、プ
リズムシートの入光面に形成されたプリズム列のプリズ
ム頂角は５０〜８０°の範囲とすることが好ましく、こ
の角度範囲内であれば導光体３からの指向性のある出射
光を全反射作用により目的の方向に効率よく方向を変更
させることができる。プリズム頂角は、より好ましくは
５５°〜７５°の範囲であり、さらに好ましくは６０°
〜７０°の範囲である。入光面に形成されるプリズム列
は、導光体１からの出射光を目的の方向（例えば面光源
装置法線方向）に変換する光進行方向変換機構を達成で
きるものであれば断面三角形状のプリズム列に限定され
るものではなく、例えばプリズム列の頂部や谷部を曲線
としたもの、プリズム面を曲面としたもの等を用いるこ
とも可能である。

【００３７】光変角シート６として使用されるレンズシ
ートは、前述の導光体と同様の光透過率が高い材料を用
いて製造することが好ましく、例えば、メタアクリル系
樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化
ビニル系樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げら
れる。中でも、レンズシートの耐擦傷性、取扱い性、生
産性等の観点から前述したような活性エネルギー線硬化
型樹脂が好ましい。また、レンズシートには、必要に応
じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、黄変防止剤、ブルー
イング剤、顔料、拡散剤等の添加剤を添加することもで
きる。

【００３８】レンズシートを製造する方法としては、押
出成形、射出成形等の通常の成形方法が使用できる。活
性エネルギー線硬化型樹脂を用いてレンズシートを製造
する場合には、ポリエステル系樹脂、メタアクリル系樹
脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビ
ニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂、ポリオレフ
ィン系樹脂等の樹脂からなる光透過性フィルムあるいは
シート等の基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂によ
ってレンズ部を形成する。まず、所定のレンズパターン
を形成したレンズ型に活性エネルギー線硬化型樹脂液を
注入し、基材を重ね合わせる。次いで、基材を通して紫
外線、電子線等の活性エネルギー線を照射し、活性エネ
ルギー線硬化型樹脂液を重合硬化して、レンズ型から剥
離してレンズシートを得る。活性エネルギー線硬化型樹
脂としては、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニル化
合物、（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合物、
（メタ）アクリル酸の金属塩等を使用することができ
る。

【００３９】光源３は、導光体１の光入射面２と同方向
に延在する線状の光源であり、例えば蛍光ランプや冷陰
極管を用いることができる。光源３としては、図２に示
した線状光源の他、ＬＥＤ等の点光源、単体または複数
のＬＥＤから構成されるラインライト等を使用すること
もでき、光ファイバーや、光ファイバーから構成される
ラインライトを用いて別途設置された光源から光を伝送
することもできる。

【００４０】光源リフレクタ４は光源２の光をロスを少
なく導光体１へ導くものである。材質としては、例えば
表面に金属蒸着反射層有するプラスチックフィルムを用
いることができる。光源リフレクタ４は、光反射素子５
の端縁部外面から光源３の外面を経て光変角シート６の
出光面端縁部へと巻きつけられる。他方、光源リフレク
タ４は、光変角シート６を避けて、光反射素子５の端縁
部外面から光源３の外面を経て導光体１の光出射面端縁
部へと巻きつけることも可能である。このような光源リ
フレクタ４と同様な反射部材を、導光体１の光入射面以
外の側端面に取り付けてもよい。

【００４１】また、光反射素子５としては、例えば表面
に金属蒸着反射層を有するプラスチック反射シートを用
いることができる。光反射素子５としては、反射シート
に代えて、導光体１の裏面に金属蒸着等により形成され
た光反射層等とすることもできる。

【００４２】以上のような構成による本発明の面光源装
置では、面光源装置の光出射面の有効発光領域（導光体
１の光出射面の額縁部を除いた実際に光が出射される領
域）において、輝度の変化率が１０％／ｍｍ以下である
ことを特徴とする。これは、光出射面における光入射面
近傍Ａに発現する明暗ラインである輝度斑は、互いに近
接する点間の輝度変化が大きいことに起因するものであ
り、この輝度の変化率を１ｍｍあたり１０％以下とする
ことによって、光出射面における光入射面近傍Ａの輝度
斑による明暗ラインの視認性が抑制されるためである。
このような輝度の変化率は、好ましくは８％／ｍｍ以下
の範囲であり、より好ましくは５％／ｍｍ以下の範囲で
ある。

【００４３】本発明においては、面光源装置の発光面全
体での輝度の変化率が上記のような範囲にあればよい
が、特に、発光面の光入射面近傍Ａにおける輝度の変化
率が上記のような範囲にあり、他の部分Ｂにおける輝度
の変化率が５％／ｍｍ以下の範囲とすることが好まし
く、より好ましくは４％／ｍｍ以下の範囲であり、さら
に好ましくは３％／ｍｍ以下の範囲である。

【００４４】本発明において、面光源装置の輝度の変化
率ΔＬ（％／ｍｍ）は、光入射部近傍Ａの輝度分布測定
で得られた画像から、光入射面側から対面側までを１ｍ
ｍピッチのグレースケール値をとり、次の（４）式によ
って算出したものである。式中、Ｌｉは測定点ｉの輝
度、Ｌｊは測定点ｉに隣接する測定点ｊの輝度、ｄは測
定点間の距離を示す。

【００４５】

【数４】 以上のような本発明の面光源装置の発光面（光変角シー
ト６の出光面）上に、液晶表示素子を配置することによ
り、ノートパソコン、液晶テレビ、携帯情報端末、携帯
電話等に使用される液晶表示装置として使用することが
できる。また、面光源装置の光出射面側に、メタクリル
板等の半透明のプラスッチク板に切抜きや印刷等によっ
て文字、図形、写真等を形成した標示板を載置すること
によって、駅や公共施設等における案内標示板や大型看
板、交通標識等の標示装置として使用することができ
る。

【００４６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００４７】平均傾斜角 触針式表面粗さ計（東京精器社製サーフコム５７０Ａ
型）にて、触針として１μｍＲ、５５゜円錐ダイヤモン
ド針（０１０−２５２８）を用いて、駆動速度０．０３
ｍｍ／秒で測定した。抽出曲線の平均線から、その平均
線を差し引いて傾斜の補正を行った後、前記（１）式お
よび（２）式に従ってその曲線を微分した曲線の中心線
平均値を求めた。

【００４８】光入射部近傍の輝度分布測定 ＣＣＤカメラ（ソニー社製ＸＣ−００３型）を用い、面
光源装置における発光面側中央部について、図３に示し
たように有効発光領域における光入射面側の端縁から対
面側の端縁にわたる４０ｍｍ幅、中央から左右に３０ｍ
ｍずつの範囲７の画像を入力し、入力した画像を８ｂｉ
ｔグレースケールとし、これを輝度値に変換した。発光
部端からの距離と輝度値と関係を表すのグラフを作成し
た。

【００４９】中央列の輝度分布測定 輝度計（ＴＯＰＣＯＭ社製ＢＭ−７）を用い、面光源装
置の有効発光領域における光入射面側から対面側までの
法線輝度を測定した。このとき、光入射面と平行方向に
ついては、図４に示す通り略中央列８について測定を行
った。有効発光領域における光入射側からの距離と法線
輝度値との関係を表すグラフを作成した。

【００５０】実施例１ 鏡面仕上げをした有効面積２９０ｍｍ×２１６ｍｍ、厚
さ３ｍｍのステンレス板の表面を、粒径５３μｍ以下の
ガラスビーズ（不二製作所社製ＦＧＢ−４００）を用い
て、ステンレス板から吹付けノズルまでの距離を５０ｃ
ｍとして、吹付け圧力３．５ｋｇｆ／ｃｍ^２で全面にブ
ラスト処理を行った。次いで、ブラスト処理を施したス
テンレス板の一つの長辺端面近傍の幅１５ｍｍ以外の部
分を覆うようにアクリル樹脂製遮蔽板を、ステンレス板
の表面から１５０ｍｍ離して配置し、このステンレス板
の光入射面近傍に対応する位置にステンレス板から吹付
けノズルまでの距離を３０ｃｍとして、吹付け圧力３．
５ｋｇｆ／ｃｍ^２で幅１５ｍｍの帯状にブラスト処理を
行った。

【００５１】一方、鏡面仕上げをした有効面積２９０ｍ
ｍ×２１６ｍｍ、厚さ３ｍｍのステンレス板の表面に、
頂角６５°の二等辺三角形断面を有するピッチ５０μｍ
のプリズム列を連設したプリズムパターンを切削加工し
た。

【００５２】２つのステンレス板の型を用いて射出成形
を行い、一辺２９０ｍｍ、他辺２１６ｍｍの長方形で、
厚さが２．０〜０．７ｍｍのくさび形状であり、一方の
面に粗面、他方の面にプリズムパターンが転写された透
明アクリル樹脂板を作製し導光体とした。さらに、導光
体の長さ２９０ｍｍ（長辺）に対応する一方の側端面
（光入射面）に対し、粒径５３μｍ以下のガラスビーズ
（不二製作所社製ＦＧＢ−４００）を用いて、導光体か
ら吹付けノズルまでの距離を３０ｃｍとして、吹付け圧
力３．５ｋｇｆ／ｃｍ^２でブラスト処理を行った。得ら
れた導光板の光入射面近傍の平均傾斜角は２．２°、そ
の他の部分の平均傾斜角は、１．０°であった。

【００５３】導光体のブラスト処理を行った長辺側端面
に対向するようにして、長手方向に沿って冷陰極管を配
置し、光源リフレクタで覆った。この導光体のプリズム
面には光散乱反射シート（東レ社製Ｅ６０）を配置し、
粗面が形成された光出射面側には頂角６５°のピッチ５
０μｍのプリズム列が多数形成されたプリズムシート
（三菱レイヨン社製Ｍ１６５）を、そのプリズム形成面
が光出射面側となるように配置し、図２に示したような
面光源装置を作製した。

【００５４】得られた面光源装置の光入射面近傍の輝度
分布測定を行い、その結果を図４に示した。また、光入
射面近傍の輝度の変化率は図５に示したように最大３％
／mmであり、面光源装置の光出射面側を観察したとこ
ろ、光入射面近傍における明暗ラインは視認されず、明
るさの均一性が良好であった。さらに、面光源装置の光
出射面側における輝度分布を測定したところ、図６に示
したように全体の輝度の均一性も良好であった。

【００５５】実施例２ ステンレス板の光入射面近傍に対応する位置に対するブ
ラスト処理の吹付け圧力を４．０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした
以外は、実施例１と同様にして導光体を得た。得られた
導光板の光入射面近傍の平均傾斜角は２．７°であっ
た。得られた導光体を用いて、実施例１と同様にして面
光源装置を作製した。

【００５６】得られた面光源装置の光入射面近傍の輝度
分布測定を行い、その結果を図４に示した。また、光入
射面近傍の輝度の変化率は図５に示したように最大５％
／ｍｍであり、面光源装置の光出射面側を観察したとこ
ろ、光入射面近傍における明暗ラインは視認されず、明
るさの均一性が良好であった。さらに、面光源装置の光
出射面側における輝度分布を測定したところ、図６に示
したように全体の輝度の均一性は良好であったが、光入
射面近傍の輝度がやや高いものであった。

【００５７】実施例３ ステンレス板の光入射面近傍に対応する位置に対するブ
ラスト処理の吹付け圧力を３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした
以外は、実施例１と同様にして導光体を得た。得られた
導光板の光出射面の平均傾斜角は１．６°であった。得
られた導光体を用いて、実施例１と同様にして面光源装
置を作製した。

【００５８】得られた面光源装置の光入射面近傍の輝度
分布測定を行い、その結果を図４に示した。また、光入
射面近傍の輝度の変化率は図５に示したように最大６％
／ｍｍであり、面光源装置の光出射面側を観察したとこ
ろ、光入射面近傍に若干輝度斑が見られた。さらに、面
光源装置の光出射面側における輝度分布を測定したとこ
ろ、図６に示したように全体の輝度の均一性は良好であ
った。

【００５９】比較例１ 鏡面仕上げをしたステンレス板の表面を、粒径５３μｍ
以下のガラスビーズ（不二製作所社製ＦＧＢ−４００）
を用いて、ステンレス板から吹付けノズルまでの距離を
５０ｃｍとして、吹付け圧力３．５ｋｇｆ／ｃｍ^２で全
面にブラスト処理を行ったステンレス板の型と、実施例
１と同様のプリズムパターンを施した型を用い、導光体
の長さ２９０ｍｍ（長辺）に対応する一方の側端面に対
するブラスト処理を施さなかった以外は、実施例１と同
様にして導光体を作製した。得られた導光体を用いて、
実施例１と同様にして面光源装置を作製した。

【００６０】得られた面光源装置の光入射面近傍の輝度
分布測定を行い、その結果を図４／ｍｍに示した。ま
た、光入射面近傍の輝度の変化率は図５に示したように
最大４１％であり、面光源装置の光出射面側を観察した
ところ、光入射面近傍の輝度斑が大きく明暗ラインが見
られた。さらに、面光源装置の光出射面側における輝度
分布を測定したところ、図６に示したように光入射面近
傍の輝度が低いものであった。

【００６１】比較例２ 比較例１と同様にして製造したステンレス板の型と実施
例１と同様のプリズムパターンを施した型を用いて実施
例１と同様にして導光体を作製した。得られた導光体を
用いて、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。

【００６２】得られた面光源装置の光入射面近傍の輝度
分布測定を行い、その結果を図４に示した。また、光入
射面近傍の輝度の変化率は図５に示したように最大１７
％／ｍｍであり、面光源装置の光出射面側を観察したと
ころ、光入射面近傍の輝度斑が極めて大きく、顕著な明
暗ラインが見られた。さらに、面光源装置の光出射面側
における輝度分布を測定したところ、図６に示したよう
に全体の輝度の均一性は良好であった。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、光源からの光の利用効率を損
なわず、輝度の低下や、全体の輝度の均斉度を損なうこ
となく、光出射面における入光面面近傍の輝度の均一性
が得られる導光体およびその製造方法を提供することが
できるとともに、このような導光体を用いた優れた面光
源装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源装置用導光体の構成を示す概略
図である。

【図２】本発明の面光源装置の構成を示す概略図であ
る。

【図３】面光源装置の光入射面近傍の輝度分布測定の説
明図である。

【図４】面光源装置の中央部の輝度分布測定の説明図で
ある。

【図５】面光源装置の光入射面近傍の輝度分布を示すグ
ラフである。

【図６】面光源装置の光入射面近傍の輝度の変化率を示
すグラフである。

【図７】面光源装置の中央列の輝度分布を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 導光体 ２ 光入射面 ３ 光源 ４ 光源リフレクタ ５ 反射素子 ６ 光変角シート Ａ 光出射面近傍 Ｂ その他の部分

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの側端面を光入射面と
   し、これと略直交する光出射面とを有し、光出射面およ
   びその裏面の少なくとも一方の表面の光入射面近傍の平
   均傾斜角が他の部分よりも大きいことを特徴とする面光
   源装置用導光体。
2. 【請求項２】 前記光入射面近傍が、光入射面縁辺から
   入射面の厚さの３〜８倍の幅を有する領域であることを
   特徴とする請求項１記載の面光源装置用導光体。
3. 【請求項３】 前記光入射面近傍が、光入射面縁辺から
   ３〜３０ｍｍの領域であることを特徴とする請求項１記
   載の面光源装置用導光体。
4. 【請求項４】 前記光入射面近傍の平均傾斜角が１〜３
   ５°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の面光源装置用導光体。
5. 【請求項５】 前記光入射面近傍の平均傾斜角θａ１と
   前記他の部分の平均傾斜角θａ２の比（θａ１／θａ
   ２）が１より大きく４以下であることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載の面光源装置用導光体。
6. 【請求項６】 前記光入射面近傍と前記他の部分との境
   界部において、平均傾斜角が徐々に変化していることを
   特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の面光源装置
   用導光体。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の導光体
   の光入射面に対向して光源が配置されるとともに、導光
   体の光出射面に光変角シートが載置されていることを特
   徴とする面光源装置。
8. 【請求項８】 前記光変角シートが、その少なくとも一
   方の表面に多数のプリズム列が並列して形成されてなる
   プリズムシートであることを特徴とする請求項７記載の
   面光源装置。
9. 【請求項９】 光源と、板状透明体の少なくとも一つの
   側端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面とを
   有する導光体とを有し、前記導光体の光出射面の有効発
   光領域における輝度の変化率が１０％／ｍｍ以下である
   ことを特徴とする面光源装置。
10. 【請求項１０】 前記導光体の光出射面およびその裏面
    の少なくとも一方の表面に光出射機構を有し、光入射面
    近傍以外の他の部分での光出射機構が略均一に形成され
    ていることを特徴とする請求項９記載の面光源装置。
11. 【請求項１１】 前記光入射面近傍が、光入射面縁辺か
    ら入射面の厚さの３〜８倍の幅を有する領域であること
    を特徴とする請求項１０記載の面光源装置。
12. 【請求項１２】 前記光入射面近傍が、光入射面縁辺か
    ら３〜３０ｍｍの領域であることを特徴とする請求項１
    ０記載の面光源装置。
13. 【請求項１３】 前記導光体の光出射面に光変角シート
    が載置されていることを特徴とする請求項９〜１２のい
    ずれかに記載の面光源装置。
14. 【請求項１４】 前記光変角シートが、その少なくとも
    一方の表面に多数のプリズム列が並列して形成されてな
    るプリズムシートであることを特徴とする請求項１３記
    載の面光源装置。
15. 【請求項１５】 少なくとも一つの側端面を光入射面と
    し、これと略直交する光出射面とを有する光透過性板状
    体の光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面全
    体を粗面化した後、光出射面およびその裏通の少なくと
    も一方の表面の光入射面近傍を除いた領域を遮蔽部材で
    覆った状態で光入射面近傍を粗面化することを特徴とす
    る面光源装置用導光体の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記遮蔽部材を導光体表面から離して
    設置することを特徴とする請求項１５記載の面光源装置
    用導光体の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記遮蔽部材を導光体表面から５〜１
    ５０ｍｍ離して設置することを特徴とする請求項１６記
    載の面光源装置用導光体の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記導光体表面の粗面化が微粒子によ
    るブラスト処理によって施されることを特徴とする請求
    項１５〜１７のいずれかに記載の面光源装置用導光体の
    製造方法。
19. 【請求項１９】 前記導光体表面の粗面化がエッチング
    処理によって施されることを特徴とする請求項１５に記
    載の面光源装置用導光体の製造方法。