JP2011014442A - 面光源装置及びそれに用いる導光体 - Google Patents

Abstract

【課題】白点の視認されにくい面光源装置及びそれに用いる導光体を提供する。
【解決手段】一次光源１から発せられる光が入射する光入射端面３１、導光される光が出射する光出射面３３、及び光出射面の反対側の裏面３４を有する面光源装置用導光体３。裏面３４には、光入射端面３１を横切る方向に延在するように互いに平行に配列された複数のレンズ列が形成されている。複数のレンズ列は、それぞれの頂部が曲面形状をなしている。複数のレンズ列のそれぞれの高さのうち、最小の高さをＡとし、最大の高さをＢとして、（Ｂ−Ａ）／Ａの値が０．０５以上０．４以下である。最大の高さＢと最小の高さＡとの差（Ｂ−Ａ）の値が０．２５μｍ以上１２μｍ以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、エッジライト方式の面光源装置及びそれを構成するのに用いられる導光体に関するものであり、特に、導光体の光出射面の反対側の裏面に形成した光学機能構造の頂部と導光体裏面に対向して配置される光反射素子との摩擦に基づく光学欠陥の発生を抑制することを企図したものである。

液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式のものが多用されている。エッジライト方式のバックライトにおいては、矩形板状の導光体の少なくとも１つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体の光入射端面から導光体内部へと導入し、該導光体の２つの主面のうちの一方である光出射面から出射させるようにしている。光出射面から出射した光は、光出射面上に配置されるプリズムシートなどの光偏向素子により所要の方向へと偏向される。導光体の２つの主面のうちの他方である裏面からも光は出射し、この光を導光体へと戻すために、裏面に対向して光反射素子としての光反射シートが配置される。

導光体の光出射面には導光体内を導光される光を適宜出射させるための光学機能構造としての光出射機構が形成される。この光出射機構としては、たとえば、適度に荒らされた粗面または多数のレンズ列を配列したレンズ列形成面のような微小凹凸構造が用いられる。

一方、導光体の裏面には、導光体内を導光される光が光出射面から出射する際の出射光の分布を制御または調整するための光学機能構造が設けられる。この光学機能構造として、たとえば、光入射端面に対して大略直交する方向に互いに平行に延びるように配列された複数のレンズ列特にプリズム列を形成することができる。これにより、該プリズム列の延在方向と直交する面内での出射光の分布を調整することができる。

ところで、近年の液晶表示装置等の各種機器の軽量化及び薄型化の要求に基づき、バックライトにおいても薄型化が進められている。このため、液晶表示装置の使用時等において、導光体裏面とそれに対向して配置される光反射シートとの接触の機会が高まる。面光源装置の背面側から加えられる力により光反射シートが導光体裏面のプリズム列の頂部に繰り返し接触すると、摩擦によりプリズム列の頂部が荒らされて光散乱性を持つようになることがある。

ある程度の広さの領域にわたって上記のような状態になると、面光源装置の発光面において白点として視認され易くなり、この場合、表示品位または光源品位が低下することになる。

一方、特開２００７−２７０１３号公報［特許文献１］には、圧力が加わっても導光体裏面のパターンの潰れが発生しにくい面光源装置を提供するために、導光体裏面の拡散パターンを導光方向に垂直な面内における断面がサインカーブ状になるようにし且つ裏面の平坦面より飛び出さないようにすることが開示されている。

また、国際公開第２００７／００７７９９号公報［特許文献２］には、導光体裏面のプリズム列の頂部を曲面に形成することが開示されている。

特開２００７−２７０１３号公報 国際公開第２００７／００７７９９号公報

特許文献１及び特許文献２には、上記白点の発生を防止するという技術思想の開示及び示唆はない。即ち、特許文献１及び特許文献２には、導光体裏面のプリズム列について記載されているが、白点防止のためにプリズム列を如何なる形状及び構造にすべきかについての記載はない。

そこで、本発明は、以上のような白点の視認されにくい面光源装置及びそれに用いる導光体を提供することを目的とするものである。

本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、導光される光が出射する光出射面、及び該光出射面の反対側の裏面を有する面光源装置用導光体であって、
前記裏面には、前記光入射端面を横切る方向に延在するように互いに平行に配列された複数のレンズ列が形成されており、
前記複数のレンズ列は、それぞれの頂部が曲面形状をなしており、
前記複数のレンズ列のそれぞれの高さのうち、最小の高さをＡとし、最大の高さをＢとして、（Ｂ−Ａ）／Ａの値が０．０５以上０．４以下であることを特徴とする面光源装置用導光体、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記最大の高さＢと前記最小の高さＡとの差（Ｂ−Ａ）の値が０．２５μｍ以上１２μｍ以下である。本発明の一態様においては、前記最大の高さＢを持つレンズ列同士の配列距離をＬＮとして、ＬＮ／Ｂの値が４以上６００以下である。

また、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、導光される光が出射する光出射面、及び該光出射面の反対側の裏面を有する面光源装置用導光体であって、
前記裏面には、前記光入射端面を横切る方向に延在するように互いに平行に配列された複数のレンズ列が形成されており、
前記複数のレンズ列は、それぞれの頂部が曲面形状をなしており、
前記複数のレンズ列のそれぞれの高さのうち、最大の高さをＢとし、該最大の高さＢを持つレンズ列同士の配列距離をＬＮとして、ＬＮ／Ｂの値が４以上６００以下であることを特徴とする面光源装置用導光体、
が提供される。

以上のような本発明の一態様においては、前記レンズ列はプリズム列である。本発明の一態様においては、前記複数のレンズ列の高さは、該レンズ列の配列方向に関して該レンズ列２本毎乃至２０本毎にその高さが周期的に変化している。

更に、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
以上のような面光源装置用導光体と、該導光体の光入射端面に隣接して配置された一次光源と、前記導光体の光出射面に隣接して配置された光偏向素子と、前記導光体の裏面に隣接して配置された光反射素子とを含んでなることを特徴とする面光源装置、
が提供される。

以上のような本発明によれば、レンズ列頂部が曲面形状をなしており、しかもレンズ列の高さにつき（Ｂ−Ａ）／Ａの値が０．０５以上０．４以下であるか、または、レンズ列の高さ及び配列距離につきＬＮ／Ｂの値が４以上６００以下であり、レンズ列の高さが不均一であるので、光反射シートなどの光反射素子が導光体裏面のプリズム列などのレンズ列の頂部に繰り返し接触して、摩擦によりレンズ列頂部が荒らされても、ある程度の広さの領域では一部のレンズ列頂部のみが荒らされ他のレンズ列頂部が荒らされることがない。このため、面光源装置の発光面において白点が視認され難く、表示品位または光源品位の低下が阻止される。

本発明による面光源装置の一実施形態を示す模式的斜視図である。 図１の面光源装置の模式的部分断面図である。 図１の面光源装置の導光体の裏面に形成される、互いに高さの異なる２つのプリズム列を示す模式的断面図である。 図１の面光源装置の導光体の裏面に形成される、互いに高さの異なる２つのプリズム列を示す模式的断面図である。 図１の面光源装置の導光体の模式的部分断面図である。 光偏向素子による光偏向の様子を示す模式図である。 ＰＯＧＯ試験を説明するための模式図である。 ＰＯＧＯ試験における圧縮サイクルを示す図である。

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の一実施形態を示す模式的斜視図であり、図２はその部分断面図である。図示されているように、本実施形態の面光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射端面３１とし、これと略直交する一つの表面を光出射面３３とする導光体３と、この導光体３の光入射端面３１に対向して配置され光源リフレクタ２で覆われた線状の一次光源１と、導光体３の光出射面上に配置された光偏向素子４と、導光体３の光出射面３３とは反対側の裏面３４に対向して配置された光反射素子５とを含んで構成されている。

導光体３は、ＸＹ面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。導光体３は４つの側端面を有しており、そのうちＹＺ面と平行な１対の側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射端面３１とする。光入射端面３１は一次光源１と対向して配置されており、一次光源１から発せられた光は光入射端面３１に入射し導光体３内へと導入される。本発明においては、例えば、光入射端面３１とは反対側の側端面３２等の他の側端面にも一次光源を対向配置してもよい。

導光体３の光入射端面３１に略直交した２つの主面は、それぞれＸＹ面と略平行に位置しており、いずれか一方の面（図では上面）が光出射面３３となる。この光出射面３３に粗面または多数のレンズ列を配列したレンズ列形成面のような微小凹凸構造からなる指向性光出射機構を付与することによって、光入射端面３１から入射した光を導光体３中を導光させながら光出射面３３から、光入射端面３１および光出射面３３に直交する面（ＸＺ面）内において指向性のある光を、出射させる。このＸＺ面内分布における出射光光度分布のピークの方向（ピーク光）が光出射面３３となす角度をαとする。角度αは例えば１０〜４０度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば１０〜４０度である。

導光体３の表面に形成する粗面やレンズ列は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．５〜１５度の範囲のものとすることが、光出射面３３内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは１〜１２度の範囲であり、より好ましくは１．５〜１１度の範囲である。この平均傾斜角θａは、導光体３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３としてＬ／ｔが１００〜２０００程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａを０．５〜７．５度とすることが好ましく、さらに好ましくは０．７〜５度の範囲である。また、導光体３としてＬ／ｔが１００以下程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａを７〜１２度とすることが好ましく、さらに好ましくは８〜１１度の範囲である。

導光体３に形成される粗面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４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）から次の式（１）および式（２）
Δａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌ｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ ・・・ （１）
θａ＝ｔａｎ^−１（Δａ） ・・・ （２）
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。

さらに、導光体３としては、その光出射率が０．５〜５％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは１〜３％の範囲である。これは、光出射率が０．５％より小さくなると導光体３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５％より大きくなると一次光源１の近傍で多量の光が出射して、光出射面３３内でのＸ方向における出射光の減衰が著しくなり、光出射面３３での輝度の均斉度が低下する傾向にあるためである。このように導光体３の光出射率を０．５〜５％とすることにより、光出射面から出射する光の出射光光度分布（ＸＺ面内）におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し５０〜８０度の範囲にあり、光入射端面と光出射面との双方に垂直なＸＺ面における出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が１０〜４０度であるような指向性の高い出射特性の光を導光体３から出射させることができ、その出射方向を光偏向素子４で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。

本発明において、導光体３からの光出射率は次のように定義される。光出射面３３の光入射端面３１側の端縁での出射光の光強度（Ｉ_０）と光入射端面３１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３の厚さ（Ｚ方向寸法）をｔとすると、次の式（３）
Ｉ＝Ｉ_０（α／１００）［１−（α／１００）］^Ｌ／ｔ ・・・ （３）
のような関係を満足する。ここで、定数αが光出射率であり、光出射面３３における光入射端面３１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３から光が出射する割合（百分率：％）である。この光出射率αは、縦軸に光出射面３３からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に（Ｌ／ｔ）をとり、これらの関係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。

なお、本発明では、上記のようにして光出射面３３に光出射機構を形成する代わりに或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することで指向性光出射機構を付与してもよい。

また、指向性光出射機構が付与されていない主面である裏面３４は、導光体３からの出射光の一次光源１と平行な面（ＹＺ面）での指向性を制御するために、光入射端面３１を横切る方向に、より具体的には光入射端面３１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に、延びる多数のレンズ列を平行に配列したレンズ列形成面とされている。本実施形態では、レンズ列としてプリズム列３４ａを用いており、従って、レンズ列形成面はプリズム列形成面である。

プリズム列３４ａの２つの側面部（プリズム面）のなす角度をたとえば８０〜１５０度の範囲とすることができる。これは、この角度をこの範囲とすることによって導光体３からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置の輝度の向上を図ることができるためであり、より好ましくは９０〜１４０度の範囲である。

複数のプリズム列３４ａは、高さが不均一である。即ち、複数のプリズム列３４ａの高さは、最小の高さＡから最大の高さＢまでの範囲内の値をとる。

図３に、互いに高さの異なる２つのプリズム列３４ａの模式的断面図を示す。２つのプリズム面のなす角度、並びにプリズム列頂部の形状及び曲率半径Ｒは、２つのプリズム列につき同一である。第１のプリズム列は、高さがＨ１であり、ピッチがＰ１である。第２のプリズム列は、高さがＨ２であり、ピッチがＰ２である。

図４に、互いに高さの異なる２つのプリズム列３４ａの他の模式的断面図を示す。２つのプリズム面のなす角度及びピッチＰは、２つのプリズム列につき同一である。第１のプリズム列は、高さがＨ１であり、プリズム列頂部の曲率半径がＲ１である。第２のプリズム列は、高さがＨ２であり、プリズム列頂部の曲率半径がＲ２である。

レンズ列たとえばプリズム列について「ピッチ」とは、プリズム列配列方向の各プリズム列の底部の寸法をいうものとする。互いに隣接する同等のプリズム列同士が重なることなく且つ隙間をおかずに密接して配列される場合には、「ピッチ」は配列ピッチ（即ち後述の配列距離）と同等の値になる。

プリズム列３４ａのピッチＰは、たとえば５〜３００μｍの範囲、好ましくは１０〜１５０μｍの範囲とすることができる。

以上のような高さＨ１のプリズム列３４ａを最大高さＢ（＝Ｈ１）を持つプリズム列として使用し、以上のような高さＨ２のプリズム列３４ａを最小高さＡ（＝Ｈ２）を持つプリズム列として使用することができる。

尚、第１及び第２のプリズム列の間で２つのプリズム面のなす角度を互いに異ならせることで、上記図３の形態と上記図４の形態との中間の形態となしてもよい。

図５に、導光体３の模式的部分断面図を示す。ここでは、特に、以上のようなプリズム列３４ａの配列形態が誇張して表されており、最大高さＢ（＝Ｈ１）を持つプリズム列が符号Ｂ’で示され、最小高さＡ（＝Ｈ２）を持つプリズム列が符号Ａ’で示されている。ここでは２種類のプリズム列からなるプリズム列形成面が示されているが、最大高さＢと最小高さＡとの間の高さを持つ少なくとも１種類のプリズム列が混在していてもよい。

プリズム列の高さは、図５に示されるような仮想共通底面ＩＰからの高さをいうものとする。図５では、互いに隣接するプリズム列同士が重なることなく且つ隙間をおかずに密接して配列されている。これとは異なり互いに隣接するプリズム列同士が部分的に重なる場合には、プリズム底部同士が共通になりこの部分のプリズム面は消失する。この場合も、各プリズム列の高さは、仮想共通底面ＩＰからの高さをいう。

本発明においては、（Ｂ−Ａ）／Ａの値は０．０５以上０．４以下であることが好ましい。即ち、この値が範囲の下限値より小さい場合には、大部分のプリズム列３４ａの頂部が光反射シート５と容易に接触できるようになり、白点が視認しやすくなる。一方、上記の値が範囲の上限値より大きい場合には、最小高さＡを持つプリズム列Ａ’またはそれに近い高さのプリズム列での光学特性と最大高さＢを持つプリズム列Ｂ’またはそれに近い高さのプリズム列での光学特性との差異が、上記値が好ましい範囲の場合と比較して大きくなってしまい、光学特性が劣化し即ちＹＺ面内での出射光分布の適正化が困難になる。同様の理由から、（Ｂ−Ａ）の値は、たとえば０．２５μｍ以上１２μｍ以下であることが好ましい。

プリズム列形成面とされた裏面３４において、プリズム列３４ａの高さは、プリズム列の配列方向（図ではＹ方向）に関して、プリズム列２本毎乃至２０本毎の範囲内、より好ましくは３本毎乃至１０本毎に周期的に変化していることが好ましい。この周期的変化は、たとえば、最大高さＢのプリズム列Ｂ’に着目して、その周期性をみることが好ましい。これは、最大高さＢのプリズム列Ｂ’が最も光反射シートと接触し易く、この箇所を中心として白点が生じ易いからである。換言すれば、発生した白点の視認性の程度は、最大高さＢのプリズム列Ｂ’の分布状態に最も影響される。図５の場合には、プリズム列の高さは、プリズム列の配列方向（図ではＹ方向）に関して、プリズム列４本毎に周期的に変化している。このことを、最大高さＢのプリズム列Ｂ’の配列の周期性が１／４である、という。隣に位置する２つの最大高さＢのレンズ列Ｂ’同士の配列距離ＬＮは例えば１２０μｍ以上１００００μｍ以下である。

また、最大高さＢのレンズ列Ｂ’同士の配列距離ＬＮと最大高さＢとの比ＬＮ／Ｂの値はたとえば４以上６００以下であることが好ましい。

プリズム列３４ａの頂部の断面形状は、曲率半径Ｒの完全円弧形状とすることができるが、これに限定されることはない。プリズム列３４ａの頂部の断面形状における曲線を完全円弧で近似する場合には、完全円弧の曲率半径Ｒは、２〜１５０μｍの範囲、好ましくは５〜７５μｍの範囲とすることができる。また、完全円弧以外に、非円弧形状、サインカーブ形状などを用いることも可能である。このように、導光体３のプリズム列３４ａの少なくとも先端部の断面形状を所定の形状の曲線で構成することにより、導光体３と導光体３に隣接して配置される部材とが接触した際に、プリズム列３４ａの先端が潰れたり、傷がついたりして、光学的な欠陥として視認されることを防止することができる。プリズム列３４ａの先端部の断面形状を円弧で形成する場合、先端の曲率半径Ｒが２μｍを下回ると、プリズム列３４ａの先端部の潰れなどを防止しにくくなる傾向にあり、曲率半径Ｒが１５０μｍよりも大きくなると、プリズム列３４ａにより導光体３に入射した光を所定の方向に集中させて出射させることが困難になる傾向にある。

以上のような導光体３は、光出射面３３を転写形成する第１の転写面を有する第１の型部材及び裏面３４を転写形成する第２の転写面を有する第２の型部材を用いて透光性合成樹脂を成形することで製造することができる。ここで、裏面３４の転写形成のための第２の転写面を形成するに際して、プリズム列３４ａに対応する第２の型部材のプリズム列対応部を、プリズム列断面形状と同一の断面形状のバイトを用いて切削加工を行うことができる。

互いに高さの異なる複数種類のプリズム列３４ａが形成されているプリズム列形成面に対応する転写面形状の形成は、例えば、次のようにして行うことができる。図３のプリズム列の場合には、先端部曲率半径Ｒのバイトを用いて、バイトの切込み深さ及びピッチ方向のずらし量を適宜変化させる。図４のプリズム列の場合には、所要の先端部曲率半径Ｒ１，Ｒ２の２種類のバイトを用い、バイトの切込み深さを適宜設定する。

導光体３としては、図１に示したような形状のものに限定されるものではなく、光入射端面の方が厚いくさび状等の種々の形状のものが使用できる。導光体３の厚さは、例えば０．３〜１０ｍｍである。

光偏向素子４は、導光体３の光出射面３３上に配置されている。光偏向素子４の２つの主面４１，４２は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。主面４１，４２のうちの一方（導光体３の光出射面３３に対向して位置する主面）は入光面４１とされており、他方が出光面４２とされている。出光面４２は、導光体３の光出射面３３と平行な平坦面とされている。入光面４１は、多数のＹ方向に延びるプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。プリズム列形成面は、隣接するプリズム列の間に比較的幅の狭い底部平坦部（例えば、プリズム列のＸ方向寸法と同程度あるいはそれより小さい幅の平坦部）を設けてもよいが、光の利用効率を高める点からは底部平坦部を設けることなくプリズム列をＸ方向に連続して配列することが好ましい。

入光面４１のプリズム列の配列ピッチは、１０μｍ〜１００μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜７０μｍの範囲である。また、このプリズム列の頂角は、３０°〜８０°の範囲とすることが好ましく、より好ましくは４０°〜７０°の範囲である。光偏向素子６の厚さは、例えば３０〜３５０μｍである。

図６に、光偏向素子４による光偏向の様子を模式的に示す。この図は、ＸＺ面内での導光体３からのピーク光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向の一例を示すものである。導光体３の光出射面３３から角度αで斜めに出射されるピーク光は、プリズム列の第１のプリズム面へ入射し第２のプリズム面により内面全反射されてほぼ出光面４２の法線の方向に出射する。また、ＹＺ面内では、上記のような導光体裏面３４のプリズム列３４ａの作用により広範囲の領域において出光面４２の法線方向の輝度の十分な向上を図ることができる。光偏向素子４のプリズム列のプリズム面の形状は、単一平面に限られず、例えば断面凸多角形状または凸曲面形状とすることができ、これにより、高輝度化、狭視野化を図ることができる。

光偏向素子４においては、所望のプリズム形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置としての使用時におけるプリズム頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に頂部平坦部あるいは頂部曲面部を形成してもよい。この場合、頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は、３μｍ以下とすることが、面光源装置の輝度の低下やスティキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は２μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。

一次光源１はＹ方向に延在する線状の光源であり、該一次光源１としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。この場合、一次光源１は、図１に示したように、導光体３の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。一次光源１としては、ＬＥＤなどの点状の光源を使用することも可能である。この場合、ＬＥＤを、単独で、又は複数個配列してなるＬＥＤアレイの形態で、使用することができる。

光源リフレクタ２は一次光源１の光を導光体３へ導く際の光の損失を低減するためのものである。その材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、光源リフレクタ２は、光偏向素子４を避けて、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て導光体３の光出射面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ２は、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て光偏向素子４の出光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２と同様な反射部材を、導光体３の光入射端面３１以外の側端面に付することも可能である。

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シート（光反射シート）を用いることができる。

本発明の導光体３及び光偏向素子４は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、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成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが８０重量％以上であるものが好ましい。導光体３及び光偏向素子４の粗面等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ列等の表面構造を形成するに際しては、透明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成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、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透明フィルムあるいはシート等の透明基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上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。

以上のような一次光源１、光源リフレクタ２、導光体３、光偏向素子４及び光反射素子５を含んでなる面光源装置の発光面（光偏向素子４の出光面４２）上に、図２に示すように透過型の液晶表示素子８を配置することにより、本発明の面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、図２における上方から観察者により観察される。

本実施形態においては、プリズム列頂部が曲面形状をなしており、しかも（Ｂ−Ａ）／Ａの値が０．０５以上０．４以下であり、プリズム列の高さが不均一であるので、光反射シートが導光体裏面のプリズム列の頂部に繰り返し接触して、摩擦によりプリズム列頂部が荒らされても、ある程度の広さの領域では一部のプリズム列頂部のみが荒らされ他のプリズム列頂部が荒らされることがない。また、本実施形態においては、プリズム列頂部が曲面形状をなしており、しかもＬＮ／Ｂの値が４以上６００以下であり、プリズム列の高さが不均一であるので、光反射シートが導光体裏面のプリズム列の頂部に繰り返し接触して、摩擦によりプリズム列頂部が荒らされても、ある程度の広さの領域では一部のプリズム列頂部のみが荒らされ他のプリズム列頂部が荒らされることがない。このため、面光源装置の発光面において白点が視認され難く、表示品位または光源品位の低下が阻止される。

以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。

［実施例１］
鏡面仕上げをした有効面積１２０ｍｍ（Ｘ方向寸法）×１８０ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３ｍｍのステンレススチール板を型素材として用い、ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）をブラスト粒子として用いて、３２ｃｍ離れた位置から０．２ＭＰａの吹き付け圧力でブラスト処理を行った。これにより、光出射面３３を転写形成するための形状転写面を有する第１の型部材を得た。

一方、鏡面仕上げをした有効面積１２０ｍｍ（Ｘ方向寸法）×１８０ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３ｍｍの別の鋼材の表層にＮｉＰメッキ層を施した型素材を用い、その表面に、図３に示すような２種類のプリズム列を形成してなるプリズム列形成面からなる導光体裏面３４を転写形成するための形状転写面を切削加工により形成し、第２の型部材を得た。プリズム列形成面のプリズム列は、頂部先端曲率半径Ｒが６５μｍ、最小高さＡ（＝Ｈ２）が５μｍ［ピッチＰ２が５０μｍ］、最大高さＢ（＝Ｈ１）が６μｍ［ピッチＰ１が５４．６μｍ］であった。最大高さＢのプリズム列Ｂ’の配列の周期性は１／３であった。また、プリズム列の延びる方向は、上記表層にＮｉＰメッキ層を施した型素材の長辺と垂直の方向（Ｘ方向）になるようにした。

上記２つの成型用型部材を用いて、透明アクリル樹脂組成物を射出成形することにより、短辺１２０ｍｍ、長辺１８０ｍｍの長方形で、厚みが０．７ｍｍで、一方の面（光出射面３３）が粗面からなり、他方の面（裏面３４）がプリズム列形成面からなる透明アクリル樹脂製の導光体３を得た。

導光体３を用いて製造される面光源装置の白点視認性を測定するため、導光体３の裏面に対して、次の条件によりＰＯＧＯ試験を行った。即ち、図７に示されるように、導光体３を、光出射面３３を下側にして、８０ｍｍ×１２０ｍｍの載置面を有するアクリル樹脂製の固定台１００上に固定し、導光体３の裏面３４上に８０ｍｍ×１２０ｍｍの光反射シート１０２（帝人社製ＵＸ２２５）を置き、その上から２０ｍｍφの圧子（先端ゴム：Ｗ２ｍｍ×Ｄ５ｍｍ×Ｈ２．５ｍｍ）１０４を用いて、図８に示すような圧縮サイクルを１０００サイクル繰り返した。

その後、導光体３を用いて、図１及び図２に示されるような面光源装置を製造した。その際、光偏向素子４として、プリズムシート（三菱レイヨン社製Ｍ２６８ＹＴＣ３）を用いた。

得られた面光源装置を点灯して発光面を観察し、白点の視認性の程度を目視により判定した。判定は、一見して白点の存在が確認されるものを「有」とし、それ以外のものを「無」とした。判定結果を、以下の表１に示す。

［実施例２及び実施例３］
以下の表１に記載の条件に変更したことを除いて、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。

得られた面光源装置を点灯して発光面を観察し、実施例１と同様にして、白点の視認性の程度を目視により判定した。判定結果を、以下の表１に示す。

［比較例１及び比較例２］
以下の表１に記載の条件に変更したことを除いて、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。

得られた面光源装置を点灯して発光面を観察し、実施例１と同様にして、白点の視認性の程度を目視により判定した。判定結果を、以下の表１に示す。

１ 一次光源
２ 光源リフレクタ
３ 導光体
３１ 光入射端面
３２ 側端面
３３ 光出射面
３４ 裏面
３４ａ プリズム列
Ａ’ 最小高さＡを持つプリズム列
Ｂ’ 最大高さＢを持つプリズム列
４ 光偏向素子
４１ 入光面
４２ 出光面
５ 光反射素子
８ 透過型の液晶表示素子

Claims (7)

1. 一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、導光される光が出射する光出射面、及び該光出射面の反対側の裏面を有する面光源装置用導光体であって、
   前記裏面には、前記光入射端面を横切る方向に延在するように互いに平行に配列された複数のレンズ列が形成されており、
   前記複数のレンズ列は、それぞれの頂部が曲面形状をなしており、
   前記複数のレンズ列のそれぞれの高さのうち、最小の高さをＡとし、最大の高さをＢとして、（Ｂ−Ａ）／Ａの値が０．０５以上０．４以下であることを特徴とする面光源装置用導光体。
2. 前記最大の高さＢと前記最小の高さＡとの差（Ｂ−Ａ）の値が０．２５μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置用導光体。
3. 前記最大の高さＢを持つレンズ列同士の配列距離をＬＮとして、ＬＮ／Ｂの値が４以上６００以下であることを特徴とする、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体。
4. 一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、導光される光が出射する光出射面、及び該光出射面の反対側の裏面を有する面光源装置用導光体であって、
   前記裏面には、前記光入射端面を横切る方向に延在するように互いに平行に配列された複数のレンズ列が形成されており、
   前記複数のレンズ列は、それぞれの頂部が曲面形状をなしており、
   前記複数のレンズ列のそれぞれの高さのうち、最大の高さをＢとし、該最大の高さＢを持つレンズ列同士の配列距離をＬＮとして、ＬＮ／Ｂの値が４以上６００以下であることを特徴とする面光源装置用導光体。
5. 前記レンズ列はプリズム列であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体。
6. 前記複数のレンズ列の高さは、該レンズ列の配列方向に関して該レンズ列２本毎乃至２０本毎にその高さが周期的に変化していることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体と、該導光体の光入射端面に隣接して配置された一次光源と、前記導光体の光出射面に隣接して配置された光偏向素子と、前記導光体の裏面に隣接して配置された光反射素子とを含んでなることを特徴とする面光源装置。

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