JP5016921B2

JP5016921B2 - 面光源装置用導光体および面光源装置

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Publication number: JP5016921B2
Application number: JP2006524131A
Authority: JP
Inventors: 真大川; 康渡辺; 義人野崎; 義明村山; 浩紀松本; 厚志佐伯
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-07-12
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Description

本発明は、エッジライト方式の面光源装置並びにそれに用いる導光体に関するものであり、特に、輝度むらの視認性の低減を企図した面光源装置及びそれに用いる導光体に関するものである。本発明の面光源装置は、例えば、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として使用される液晶表示装置のバックライトに、或いは、携帯電話機などの携帯型電子機器のディスプレイパネルや各種機器のインジケータとして使用される比較的小型の液晶表示装置のバックライトに、或いは、駅や公共施設などにおける案内表示板や看板として使用される液晶表示装置のバックライトに、或いは、高速道路や一般道路における交通標識等の標示装置として使用される液晶表示装置のバックライトに、好適である。

液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。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。従来、エッジライト方式のバックライトとしては、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ものが広く利用されている。

このようなバックライトでは、一次光源から発せられ導光体を経て出射する光の伝搬形態に起因して、発光面の輝度分布に不均一が生ずる（輝度均斉度が低下する）ことがある。この輝度均斉度低下の１つの形態として、一次光源に近接する領域の輝度がその他の領域より高くなることが挙げられる。

このような輝度均斉度低下を防止するための手法として、例えば実公昭４０−２６０８３号公報（特許文献１）、実開昭６０−６０７８８号公報（特許文献２）及び実開昭６２−１５４４２２号公報（特許文献３）には、導光体の光出射面の一次光源に近い位置に光吸収性を有する膜或いは光透過抑制のための光線調整膜を配置することが開示されている。この手法は、一次光源に近い領域において導光体光出射面から出射する光の強度が一次光源から遠い領域において出射する光の強度より大きいことへの対処として、単に一次光源との距離の小さい光出射面領域からの光出射を制限しようとするものである。

ところで、近年、液晶表示装置では、その外形寸法に対する表示画面寸法の比率をできるだけ大きくして、表示効率を高めることが要請されている。従って、面光源装置においても、その外形寸法に対する発光面寸法の比率をできるだけ大きくし、即ち発光面の周囲に枠状に存在する構造部分（「額縁」と呼ばれることがある）の寸法をできるだけ小さくすることが要求されている。

一方、面光源装置では、その薄型化も要請されており、この要請に応ずるために導光体の薄型化が必要である。導光体が薄型化（例えば厚さ０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度）するに従い、上記輝度均斉度の低下の特殊な形態として、導光体の光入射端面に近接した（例えば２ｍｍ程度）光出射面位置に対応して光入射端面と平行に周囲より明るい筋状の明部（輝線）が観察されることがある。即ち、一次光源から発せられた光が導光体の光入射端面と光出射面との境界をなす導光体稜線において二次的な光源として機能することによる影響が面光源装置の発光面の輝度に現れるようになる。この影響は、主として光入射端面に近い領域に顕著に現れる。この現象は額縁幅が大きい場合には実際上は特に問題とならないが、上記のような小額縁幅の面光源装置では特にこの影響による輝度むらが視認されやすいという問題となる。この輝線による輝度均斉度低下の防止に、上記特許文献１〜３のような手法を採用すると、輝線のみならずその周囲全体の輝度が低下しやすいという問題が生ずる。

一方、以上のような輝線の発生に伴って隣接輝線間に、光入射端面と平行に周囲より暗い筋状の暗部（暗線）が観察されることがある。特開平８−２２７０７４号公報（特許文献４）には、このような暗線の発生を防止するための手法として、光入射端面から遠ざかるにしたがって光吸収率が徐々に低下する光吸収パターンを有する光吸収層を形成することが開示されている。

上記特許文献４の手法では、光吸収パターンとしてドット状パターン等のパターンを採用しているが、この場合、部分的に光を吸収しない領域が存在し、この領域での遮光が不十分となるので、輝線が観察されてしまうなどの問題がある。

以上のように、発光面の輝度むらの視認され易さの１つの形態として、光入射端面に近接する領域において、輝度の高い部分（輝線または輝帯）と輝度の低い部分（暗線または暗帯）とが特定の間隔で発生し、光入射端面とほぼ平行に延びる複数の明暗ラインとして視認されることが挙げられる。

このような光入射端面の近傍での輝度むらを防止するための手法として、例えば特開平１０−１５３７７８号公報（特許文献５）には、光出射面の光入射端面近傍の領域に隣接領域に比して光散乱性の高い帯状の光拡散領域を設けることが開示されている。また、同様な目的を達成すべく、例えば特開２００２−２１６５３０号公報（特許文献６）には、光出射面の光入射端面近傍の領域の表面の平均傾斜角を光出射面の他の領域より大きくすることが開示されている。

上記特許文献５及び特許文献６の手法によれば、光出射面の光入射端面近傍の領域の光散乱性または光拡散性を強くして、この領域での出射光量を増加させることで、暗帯を目立たなくし輝度むらの低減を図っている。

輝度均斉度低下の別の形態として、導光体の光入射端面に隣接する２つの端面の近傍では、光出射面の他の領域に比べて輝度が低くなることが挙げられる。この形態は、特に上記２つの端面と光入射端面とが交わる導光体隅部に近接する光出射面の領域において、顕著である。

前述したように、額縁の寸法を小さくする要請があり、導光体の光入射端面に沿って配置される線状または棒状一次光源の寸法の低減が必要となる。この寸法の低減は、一方においては一次光源の幅の低減即ちスリム化により達成され、他方においては一次光源の長さの低減即ち対向する導光体光入射端面より短くすることにより達成される。

しかるに、一次光源の長さの低減を実現しようとすると、次のような新たな問題が発生する。即ち、一次光源の少なくとも一方の端部にはソケットが付されており、この端部は現実には発光しない非発光部となる。このため、上記寸法低減の結果として非発光部が光入射端面と対向する位置に存在することになり、この非発光部に対応する導光体の隅部の光出射面から出射する光量が少なくなり、この部分の輝度が低下して輝度むらが発生する。

このような問題の解決を目指して、例えば特開２００２−１６９０３３号公報（特許文献７）には、導光板の出光面において相対的に輝度が低くなる領域例えば入光側両隅部や側縁部に微小な角状シボを重ねて設けることが開示されている。また、例えば特開２００２−２５８０５７号公報（特許文献８）には、導光体の光出射面において相対的に輝度が低くなる角部近傍の平均傾斜角を他の部分の平均傾斜角より大きくすることが開示されている。
実公昭４０−２６０８３号公報実開昭６０−６０７８８号公報実開昭６２−１５４４２２号公報特開平８−２２７０７４号公報特開平１０−１５３７７８号公報特開２００２−２１６５３０号公報特開２００２−１６９０３３号公報特開２００２−２５８０５７号公報

本発明は、上記特許文献５〜特許文献８とは異なる手法により、輝度むら、特に導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍領域での輝度むら、または額縁寸法縮小化に伴う光入射端面近傍の導光体隅部に近接する光出射面領域での輝度むら、が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。

本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、
一次光源と組み合わせて面光源装置を構成するのに使用され、前記一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光された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しており、
前記光出射面および裏面の少なくとも一方には前記光入射端面を横切る方向に延在する複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列のそれぞれは、その延在方向に関する少なくとも一部の領域で、断面形状において頂部が分割された複数の分割頂部を有す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、前記分割頂部のそれぞれは凸曲線を含む断面形状を持つ。本発明の一態様においては、前記頂部の分割の程度を示す分割比率が前記延在方向に関して変化する分割比率変化領域が存在する。本発明の一態様においては、前記分割比率変化領域において、前記分割比率は前記延在方向に関し連続的に単調変化する。本発明の一態様においては、前記分割比率変化領域が複数設けられている。本発明の一態様においては、前記分割比率は前記延在方向に関し連続している。本発明の一態様においては、前記分割比率変化領域と前記分割比率が一定の領域との境界の位置は、前記プリズム列の配列方向に関して連続して位置する４以上の前記プリズム列同士の間では全て同一になることがないように、前記プリズム列の配列方向に関して変化している。本発明の一態様においては、前記プリズム列が形成されている前記光出射面または裏面の前記プリズム列の配列方向に関する中央の領域とその両側の領域とでは、前記延在方向に関する前記分割比率の分布の形態が異なる。

更に、本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、
一次光源と組み合わせて面光源装置を構成するのに使用され、前記一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光された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しており、
前記光出射面および裏面の少なくとも一方には前記光入射端面を横切る方向に延在する複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は、その配列方向に関する少なくとも一部の領域で、配列ピッチが変化してい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、前記プリズム列の配列ピッチが変化する領域が複数箇所存在する。本発明の一態様においては、前記プリズム列の配列ピッチが一定の領域と前記プリズム列の配列ピッチが端部に向かって連続的に増加又は減少する領域とが設けられる。本発明の一態様においては、前記プリズム列の配列ピッチが変化している領域において、該配列ピッチの変化率が変化している。本発明の一態様においては、前記プリズム列は、その延在方向に関して当該プリズム列の配列ピッチの変化率が異なる。本発明の一態様においては、前記プリズム列の延在方向において前記配列ピッチが中央部より端部に向かって連続的に増加又は減少する領域を１箇所以上有する。

また、本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、上記の面光源装置用導光体と、当該導光体の光入射端面に対向して配置された一次光源と、前記導光体の光出射面上に配置された光偏向素子とを有することを特徴とする面光源装置、が提供される。

本発明の一態様においては、前記光偏向素子は、前記導光体の光出射面に対向して位置する入光面に、前記導光体の光入射端面に沿って延び且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列を備えており、該プリズム列のそれぞれは前記導光体の光出射面からの光が入射する第１のプリズム面と入射した光が内面反射される第２のプリズム面とを有する。

以上のような本発明によれば、面光源装置用導光体の光出射面および裏面の少なくとも一方に光入射端面を横切る方向に延在する複数のプリズム列のそれぞれを、
（１）その延在方向に関する少なくとも一部の領域で、断面形状において頂部が分割された複数の分割頂部を有するようにすることにより、或いは、
（２）その配列方向に関する少なくとも一部の領域で、配列ピッチが変化しているようにすることにより、
輝度むら、特に導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍領域での輝度むら、または額縁寸法縮小化に伴う光入射端面近傍の導光体隅部に近接する光出射面領域での輝度むら、が視認されにくい面光源装置及びそれに用いる導光体が、容易に提供される。

本発明による面光源装置の実施形態を示す模式的斜視図である。図１の面光源装置の部分断面図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図である。図３の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図である。図５の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’の断面図である。図７の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図７の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’の断面図である。図１０の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’の断面図である。図１２の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す部分平面図である。本発明による導光体の実施形態を示す部分平面図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図である。図１６の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図である。図１８の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’の断面図である。図２０の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図２０の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図２０の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図２０の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による導光体の実施形態を示す平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’及びＣ−Ｃ’の断面図である。図２５の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図２５の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図２５の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。図２５の導光体の各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。本発明による面光源装置における光偏向素子による光偏向の様子を模式的に示す図である。

符号の説明

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
３４ａ１，３４ａ２分割頂部
４光偏向素子
４１入光面
４２出光面
５光反射素子
８液晶表示素子

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つの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に粗面またはレンズ列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２０〜２００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１〜５度の範囲であり、より好ましくは１．５〜４度の範囲である。また、導光体３としてＬ／ｔが２０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_０0）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、延びる多数のプリズム列を配列したプリズム列形成面とされている。

本実施形態において、導光体３の裏面３４のプリズム列は、その頂部の断面形状が次のような特徴を有する。

図３に導光体３の平面図及びその断面図（Ａ−Ａ’断面）を示す。図３には光出射面側から透視した裏面３４の様子が示されている。プリズム列３４ａは、その頂部に、断面形状において外方に凸の曲線を含む部分を有しており、この頂部の形態により区別される４つの領域を有する。即ち、プリズム列３４ａは、その延在方向（Ｘ方向）に関し光入射端面３１の側から順に位置する４つの領域ＲＣ１、ＲＶ１、ＲＶ２及びＲＣ２を有する。

尚、これらの領域は各プリズム列３４ａについてのものであるが、裏面３４に配列された全てのプリズム列３４ａについての各領域ＲＣ１，ＲＶ１，ＲＶ２，ＲＣ２同士をそれぞれ総合して得られる４つの領域を裏面３４についての領域とみなすこともできる。

図４に、各領域ＲＣ１，ＲＶ１，ＲＶ２，ＲＣ２におけるプリズム列３４ａの部分の、該プリズム列の延在方向と直交する断面の形状を示す。プリズム列３４ａは、断面形状において頂部（先端部：図４における下端部）が２つに分割されており、この分割により形成された２つの分割頂部３４ａ１，３４ａ２を有する。各分割頂部３４ａ１，３４ａ２は、凸曲線を含む断面形状を持つ。

領域ＲＣ１では、頂部の分割の程度を示す分割比率が１００％で分割幅が１２．５μである。ここで、分割幅は２つの分割頂部の配列ピッチである。領域ＲＣ２では、頂部は分割されておらず分割比率は０％で分割幅は０μである。領域ＲＶ１は分割比率がプリズム列３４ａの延在方向に関して変化する分割比率変化領域であり、ここでは分割比率がプリズム列３４ａの延在方向に沿って１０〜１００％（分割幅１．２５μ〜１２．５μ）の範囲内で変化している。領域ＲＶ２は分割比率変化領域であり、ここでは分割比率がプリズム列３４ａの延在方向に０〜１０％（分割幅０μ〜１．２５μ）の範囲内で変化している。

図４に示されているように、領域ＲＣ２における分割されていない頂部の断面形状、並びに領域ＲＣ１，ＲＶ１，ＲＶ２における分割頂部３４ａ１，３４ａ２のそれぞれの断面形状は、同等な曲率半径（図４では１０μｍ）の円弧からなっている。プリズム列３４ａの断面形状において、頂部（図４では下部）の両側の側面部は直線からなっており、これら直線のなす角度（プリズム頂角）は、頂部分割の有無にかかわらず全領域ＲＣ１，ＲＶ１，ＲＶ２，ＲＣ２において一定（図４では１００°）である。また、プリズム列３４ａの断面形状における底辺（図４における上辺）の長さ即ちプリズム列の幅（プリズム列の配列ピッチに相当）は、全領域ＲＣ１，ＲＶ１，ＲＶ２，ＲＣ２において一定（図４では５０μｍ）である。頂部分割は、分割頂部３４ａ１，３４ａ２の間に境界線（図４では境界点として現れる）を形成するように、領域ＲＣ２から領域ＲＶ２及び領域ＲＶ１を経て領域ＲＣ１へと、プリズム列の高さ（図４では上下方向寸法）を次第に低くし、且つ分割頂部３４ａ１，３４ａ２の配列ピッチを増加させていくことによりなされる。

領域ＲＣ２では、頂部分割はなされておらず、分割頂部３４ａ１，３４ａ２は出現していない。この場合の分割比率は０％である。

領域ＲＣ１では、断面形状において、分割頂部３４ａ１，３４ａ２の間の境界点が、該分割頂部の曲線形状とプリズム列側面部の直線形状との境界点と同一の高さに位置している。この時の分割頂部３４ａ１の頂点と分割頂部３４ａ２の頂点との間の距離（分割頂部の配列ピッチ）は、所定値（図４では１２．５μｍ）である。この場合の頂部分割比率を１００％とする。その理由は、次の通りである。すなわち、プリズム列頂部の分割は、プリズム列側面部の寸法を減少させて輝度の向上性能を多少犠牲にしても、プリズム列頂部の曲面部の寸法を増加させて外観品位を向上させることにある。上記分割比率１００％の時の分割頂部の配列ピッチを超えて更に分割頂部３４ａ１，３４ａ２の配列ピッチを増加させても、これら分割頂部３４ａ１，３４ａ２間の境界点の近傍に各分割頂部３４ａ１，３４ａ２に隣接する断面直線状の平面部が出現するだけで、曲面部寸法の増加には至らない。このため、上記プリズム列頂部の曲面部の寸法の割合を増加させて外観品位を向上させる効果を高めることができない。

領域ＲＶ１，ＲＶ２では、分割頂部３４ａ１，３４ａ２の配列ピッチは、上記分割比率１００％の時の分割頂部の配列ピッチ以下である。

分割比率１００％の時の分割頂部３４ａ１，３４ａ２の配列ピッチに対する分割頂部３４ａ１，３４ａ２の配列ピッチの百分率をもって分割比率とする。

断面形状における頂部分割比率は、プリズム列３４ａの延在方向に関し連続的に単調変化している。即ち、領域ＲＶ１において、領域ＲＣ１との境界では分割比率は１００％であり、領域ＲＶ２との境界では分割比率は１０％であり、これらの間において分割比率は連続的に単調変化している。ここで、単調変化とは、単調増加または単調減少のことを指す。従って、分割比率は、図示されているように領域ＲＶ１の全体にわたって一定の変化率で直線的に変化している。

また、領域ＲＶ２において、領域ＲＶ１との境界では分割比率は１０％であり、領域ＲＣ２との境界では分割比率は０％であり、これらの間において分割比率は連続的に単調変化している。この領域ＲＶ２は、特に領域同士の境界部分における輝度不連続の視認性の低減についてより強化した領域である。この領域ＲＶ２では、比較的大きい距離（１００ｍｍ）をとって分割比率を１０％から０％まで変化させており、プリズム列３４ａの延在方向に関する分割比率の変化率が領域ＲＶ１より十分小さい。従って、領域ＲＶ２は、分割箇所の存在を隠蔽する作用をなし、分割箇所隠蔽領域と称される。

以上のように、分割比率変化領域ＲＶ１，ＲＶ２及び分割比率一定領域ＲＣ１，ＲＣ２の全てに亘って、分割比率はプリズム列３４ａの延在方向に関し連続している。

尚、本実施形態の変形例として、領域ＲＣ１を省略したものが挙げられる。また、領域ＲＶ１を分割比率の変化率（プリズム列３４ａの延在方向に関する変化率）が互いに異なる複数の領域に細分割してもよい。即ち、例えば、領域ＲＶ２との境界側から領域ＲＣ１との境界側に向かって、各細分割領域についての［分割頂部の配列ピッチの最大値と最小値との差（μｍ）／プリズム列延在方向の当該細分割領域の寸法（ｍｍ）］の比率が、０．０８→０．１５→０．２→０．２５７の順に変化するように、上記領域ＲＶ１の細分割領域を設定することができる。

図３及び図４には、導光体３における各部の寸法が例示されている。ここでは、プリズム列３４ａの配列ピッチとして５０μｍが例示されているが、プリズム列３４ａの配列ピッチは、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。

また、ここでは、プリズム列３４ａの２つの側面部のなす角度として１００°が例示されているが、本発明では、プリズム列３４ａの２つの側面部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。

特にモバイル用ディスプレイへの適用に際しては、プリズム列３４ａの頂部の断面形状は、衝撃によるプリズム列頂部の欠損等の危険性や輝度性能そのものに大きな影響を与える。プリズム列頂部の曲率半径Ｒを小さく設定することにより、プリズム効果を高め、輝度を向上させることができる。しかし、その反面、光入射面近傍での輝線を強め、モバイル用途では携帯時の衝撃によりプリズム列頂部の損傷が懸念される。一方、プリズム列頂部の曲率半径Ｒを大きく設定すると、前述の懸念事項が回避される反面、輝度性能そのものを低下させることになる。本実施形態では曲率半径１０μｍの完全円弧の断面形状を例示しているが、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、２〜５０μｍの範囲、好ましくは５〜３０μｍの範囲とすることができる。また、完全円弧以外に、非円弧形状などを用いることも有用である。

尚、分割頂部３４ａ１，３４ａ２は、基本的には互いに同等の高さに配置されるが、合成樹脂成形用型部材の作製における切削加工の都合上から、一方の分割頂部の高さを他方の分割頂部の高さと異なる（例えば１μｍの差）ものとしてもよい。

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、頂部分割がないものとした時の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って、形成することができる。

第２の型部材の切削加工に使用されるダイヤモンドバイトとしては、加工の安定性及び加工面の仕上がり精度の点から単結晶ダイヤモンドによるものが用いられる。この切削加工では、ダイヤモンドバイトの形状がそのまま転写されるため、バイト形状の安定性はもっとも重要な性能の一つとなる。また、ダイヤモンドチップのバイトシャンク部への正確な取り付けも重要である。このため、ダイヤモンドチップは、超硬製の台に一旦固定され、台ごとＳ４５Ｃ製のシャンクと呼ばれる固定台にねじにて固定される。このネジ固定する方式にてシャンクとダイヤモンドチップとの角度調整が可能となるため、加工機に取り付ける際の角度補正量を低減することができる。

第２の型部材のバイト切削加工される部位に使用される材料としては、バイト材質のダイヤモンドに対する被削性を考慮して、銅あるいは銅系合金もしくはアルミニウム合金などの非鉄金属を用いることができる。しかし、透光性合成樹脂の射出成形に使用される型部材としては、高い射出圧に耐えうるような形状安定性も要求されるため、形状安定性と被削性とに優れる無電解ニッケルめっきを例えば１００μｍの厚みで処理したものを用いることができる。また、型部材の母材としては、ステンレス系の合金に焼き入れ処理を行ったものを用いることができる。

分割頂部３４ａ１，３４ａ２に対応する転写面形状の形成は、最終の仕上げ切り込みもしくはその前段階よりバイトの軌跡をＮＣ制御することにより可能となる。分割比率変化領域ＲＶ１，ＲＶ２に対応する個所にて、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。ＮＣ制御において、バイトの軌跡の設定は直線補間及びＲ補間のいずれの方式でも可能であり、プログラムの作成の簡便さからは直線補間方式を採用するのが好ましい。

分割頂部３４ａ１，３４ａ２は、第２の型部材の作製の際の切削加工上の理由から、１μｍ程度の高さの差を形成してもよい。即ち、型部材作製のための切削加工において、分割頂部３４ａ１，３４ａ２に対応する転写面形状を形成する際には、頂部分割されない領域をダイヤモンドバイトが共通領域として２回通過するこことになる。そこで、共通領域をダイヤモンドバイトが２回目に通過する際にも一定の切込みを与える方式、あるいは共通領域をダイヤモンドバイトが２回目に通過する際に０．５〜２μ程度空切りする方式のいずれかを用いることにより、バイトの磨耗に対して配慮することが重要となる。本実施形態においては、領域ＲＣ２に対応する共通領域をダイヤモンドバイトが２回目に通過する際に１μｍの切込みを与えるようにして、切削加工を行うことができる。

導光体３としては、図１に示したような形状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が使用できる。

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。

図３０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。

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を用いることができる。本発明においては、光反射素子５として反射シートに代えて、導光体３の裏面３４に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。

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５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、導光体裏面３４に形成されるプリズム列３４ａは、その延在方向に関する一部の領域において、頂部が２分割された断面形状を持ち、即ち２つの分割頂部３４ａ１，３４ａ２を有する。従って、この領域における頂部分割の程度を示す分割比率を適宜設定することで、プリズム列３４ａによる光の内面反射及び集光の形態を適宜設定することができる。特に、この分割比率の変化率が大きい領域ＲＶ１を設けて形状変化の開始位置が視認されにくくしつつ、分割比率が一定の領域ＲＣ１を光入射端面に近接する領域に設けることにより、光入射端面近傍の輝線及び暗線による輝度むらの発生を低減することができる。

図５に、本発明による面光源装置の他の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図を示す。また、図６に、各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す。これらの図において、上記図１〜図４の実施形態におけると同様の部材または部分には同一の符号が付されている。

本実施形態では、分割比率変化領域ＲＶ１と分割比率一定領域ＲＣ２との間に、分割比率変化領域ＲＶ１の側から順に、分割比率一定領域ＲＣ３、分割比率変化領域ＲＶ２、分割比率一定領域ＲＣ４及び分割比率変化領域ＲＶ３が配置されている。図５及び図６に示されているように、分割比率一定領域ＲＣ４は分割比率一定領域ＲＣ１と同一の断面形状であり、分割比率一定領域ＲＣ３は比率一定領域ＲＣ２と同一の断面形状である。また、図５に示されているように、分割比率変化領域ＲＶ３は分割比率変化領域ＲＶ１と同様に光入射端面側からその反対側の方へと分割比率が１００％から０％へと単調変化するものとされており、逆に分割比率変化領域ＲＶ２は光入射端面側からその反対側の方へと分割比率が０％から１００％へと単調変化するものとされている。更に領域ＲＣ１〜ＲＣ４及び領域ＲＶ１〜ＲＶ３のすべてにわたってプリズム列延在方向に関し分割比率が連続するようにしている。

本実施形態では、分割比率変化領域を複数設けてプリズム列延在方向に関して分割比率を複数回にわたって変化させているので、上記図１〜図４の実施形態と同様の作用効果に加えて、面光源装置の発光面における輝度均斉度の一層の向上が可能となる。

図７に、本発明による面光源装置の更に別の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分の断面図（Ａ−Ａ’断面、Ｂ−Ｂ’断面）を示す。また、図８及び図９に、プリズム列の配列の方向（即ち、プリズム列延在方向と直交する方向）に関して異なる領域での、Ａ−Ａ’位置における断面形状及びＢ−Ｂ’位置における断面形状を示す。

本実施形態では、導光体裏面のプリズム列の配列方向（Ｙ方向）に関する中央の領域Ｍとその両側の２つの領域Ｎとで、プリズム列延在方向に関する分割比率の分布の形態を異ならせている。領域Ｎの幅（Ｙ方向寸法）は、例えば、図７に示されているように２０ｍｍに設定される。この範囲は、図３のようにプリズム列配列方向に関して一定の分割比率分布とした時に導光体の光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部に代表される輝度斑の程度により、５〜５０ｍｍ程度の範囲で設定することができる。領域Ｍにおける分割比率変化領域ＲＶ３，ＲＶ４では、分割比率が１００％から１５％まで又は１５％から１０％まで単調変化するようにしているが、領域Ｎにおける分割比率変化領域ＲＶ１，ＲＶ２では、分割比率が１００％から５％まで又は５％から０％まで単調変化するようにしている。そして、分割比率変化領域ＲＶ２，ＲＶ４に隣接する領域ＲＣ２，ＲＣ４については、領域Ｍに属する領域ＲＣ４では、分割比率を１０％にしているが、領域Ｎに属する領域ＲＣ２では、分割比率を０％にしている。即ち、領域ＲＣ２，ＲＣ４は分割比率一定領域であるが、それらの分割比率値は互いに異なる。

本実施形態では、領域ＲＣ４に属する部分に比べて、領域ＲＣ２に属する部分で分割比率を小さくしているので、上記図１〜図４の実施形態と同様の作用効果に加えて、導光体中央部の領域Ｍと比較して、導光体両端部の領域Ｎの相対的な輝度低下を重点的に抑止することができる。いわゆる輝度性能が一番高くなる非分割頂部を輝度性能の低くなりがちな箇所（Ｎ領域のＲＣ２）に配置し、輝度性能がもともと比較的高くなる領域（Ｍ領域のＲＣ４）では輝度性能を抑えるために適宜の分割比率でプリズム列頂部を分割している。

Ｍ領域のプリズム列延在方向に関する分割比率変化の形態からＮ領域のプリズム列延在方向に関する分割比率変化の形態へと移行する際に、急激な分割比率変化や形状変化は外観上の切り替わりとして認識される。そこで、分割比率の変化が急激にならない様に、プリズム列延在方向に関する分割比率の分布の形態が徐々に所定の形態に至るように設定するのが好ましい。このため、本実施形態では、２０ｍｍ幅のＮ領域の中で１０ｍｍ幅の分割比率移行領域を確保している。

図１０に本発明による面光源装置の更に別の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図を示す。また、図１１に、各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す。

本実施形態も導光体裏面のプリズム列の配列方向（Ｙ方向）に関する中央の領域Ｍとその両側の２つの領域Ｎとで、プリズム列延在方向に関する分割比率の分布の形態を異ならせている。領域Ｎの幅（Ｙ方向寸法）は、例えば、図１０に示されているように２０ｍｍとしている。領域Ｍに属する分割比率変化領域ＲＶ２’では、分割比率が５０％から１０％まで単調変化するようにしているが、領域Ｎに属する分割比率変化領域ＲＶ１’では、分割比率が２０％から１０％まで単調変化するようにしている。そして、領域Ｍにおいて分割比率変化領域ＲＶ２’に隣接する領域ＲＣ２では、分割比率を５０％にしているが、領域Ｎにおいて分割比率変化領域ＲＶ１’に隣接する領域ＲＣ１では、分割比率を２０％にしている。また、分割比率変化領域ＲＶ１’，ＲＶ２’に隣接する領域ＲＣＶ１，ＲＣＶ２では、いずれも分割比率を１０％にしている。

本実施形態では、光入射端面の近傍の領域ＲＣ１，ＲＣ２について、領域Ｎに属する領域ＲＣ１の分割比率を領域Ｍに属する領域ＲＣ２の分割比率より小さくしているので、上記図１〜図４の実施形態と同様の作用効果に加えて、導光体の光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部を低減することが可能となり、導光体中央部の領域Ｍと比較して、導光体両端部の領域Ｎの輝度低下を重点的に抑止することができる。また、導光体裏面のプリズム列の頂部の断面形状として曲率半径Ｒが１６μｍの円弧を採用した。このため、上記図１〜図４の実施形態と比較して、中央付近での正面輝度が例えば２％低下するものの、光入射端面の近傍における輝線の低減する効果は向上することが確認された。

図１２は、本発明による面光源装置の更に別の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図を示す。また、図１３に、各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す。

本実施形態も導光体裏面のプリズム列の配列方向（Ｙ方向）に関する中央の領域Ｍとその両側の２つの領域Ｎとで、プリズム列延在方向に関する分割比率の分布の形態を異ならせている。領域Ｎの幅（Ｙ方向寸法）は、例えば、図１２に示されているように２０ｍｍとしている。

本実施形態では、領域Ｍに属する分割比率一定領域ＲＣ２と領域Ｎに属する分割比率一定領域ＲＣ１との境界が、プリズム列の延在方向（Ｙ方向）に対して傾いている。このように領域Ｍと領域Ｎとの境界が一直線から外れた形態となるようにすることで、境界部分での輝度の不連続の視認性を更に一層抑制することができる。さらに境界の視認性を低減したい場合は、図７〜図９の実施形態のようにさらにプリズム列の延在方向に関する分割比率の変化率の小さい領域（図７の領域ＲＶ２，ＲＶ４）を、領域ＲＶ１，ＲＶ２と領域ＲＣＶ１，ＲＣＶ２との間に設けてもよい。

以上のような本実施形態の機能は、上記図５〜図６の実施形態や上記図７〜図９の実施形態や上記図１０〜図１１の実施形態においても、同様に実現することができる。

また、本実施形態では、光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部の低減の効果を高めつつ、全体的な輝度の均整度を向上させるため、プリズム列の両側面のなす角度（プリズム頂角）を１００°とし、プリズム列頂部の断面円弧形状の曲率半径Ｒを１０μｍとし、領域を９ブロックに分け、それぞれに適した分割比率を採用した。特にプリズム列頂部の断面円弧形状の曲率半径Ｒを１０μｍとした場合、光入射端面近傍の輝線の低減効果をさらに向上させるため、プリズム列配列方向に関する中央の領域Ｍに属し且つ光入射端面近傍に位置する領域ＲＣ２において、プリズム列頂部を３分割して、３つの分割頂部３４ａ１，３４ａ２，３４ａ３を形成している。この３分割の場合の分割比率（３分割比率）を８０％（分割幅１０μｍ）とした。尚、中央の分割頂部３４ａ３を形成しなかったものとした場合の分割比率（２分割比率）は１６０％（分割幅２０μｍ）となる。同じ光入射端面近傍であっても両側の領域Ｎに関しては、輝線を低減させつつ光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部の低減も行わせるため、分割比率を１０％に設定した。

また、光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部や導光体両側部が中央部と比較して暗くなる両脇暗部への対策として、両側部付近での分割比率を最小となる１０〜２０％とし、中央部付近での分割比率を３０％以上として均整度の向上を図った。この結果、光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部及び両脇暗部に関して効果が確認された。

尚、本実施形態における領域Ｍに属する分割比率一定領域ＲＣ２を分割比率変化領域とすることも可能である。この場合、分割比率は分割比率変化領域ＲＶ２との境界部から光入射端面３１に向かって次第に大きくなるようにする。

図１４及び図１５は、図１〜図４の実施形態の変形例を示す。図１４の変形例では、分割比率変化領域ＲＶ１と分割比率一定領域ＲＣ１との境界、及び分割比率変化領域ＲＶ１と分割比率一定領域ＲＣ２との境界を、プリズム列の配列方向（Ｙ方向）に関して連続的に変化させている。この変化の周期は、プリズム列の配列方向に関して連続して位置する４以上のプリズム列３４ａ同士の間では全て同一となることのないようにするのが、境界部分での輝度の不連続の視認性の抑制の観点からは好ましい。図１５の変形例では、プリズム列の配列方向に関して連続して位置する３つのプリズム列３４ａごとに、境界を変化させている。

本発明の別の実施形態においては、導光体３の裏面３４のプリズム列３４ａは、その配列ピッチが次のような特徴を有する。

図１６に本発明による面光源装置の他の実施形態における導光体の平面図を示す。図１６には光出射面側から透視した裏面３４の様子が示されている。裏面３４は、プリズム列３４ａの配列方向に関する両端部にピッチが変化する領域を有しており、このピッチにより区別される３つの領域を有する。即ち、裏面３４は、プリズム列３４ａの配列方向に関し中央部のピッチ変化のない領域Ｐ１とその両側のピッチ変化を有する領域Ｐ２Ｌ，Ｐ２Ｒとを有する。

図１７に、各領域Ｐ１，Ｐ２Ｌ，Ｐ２Ｒにおけるプリズムピッチ及びその変化を示す。中央部のピッチ一定領域Ｐ１では、プリズムピッチは５０μｍで一定である。幅４０ｍｍの右側ピッチ変化領域（ピッチ増加領域）Ｐ２Ｒでは、最内側部（ピッチ一定領域Ｐ１に隣接する部分）において５０．０１μピッチとなっており、右向きに移動するにつれプリズムピッチが増加し、最外側部において１００μピッチとなっている。同様に、幅４０ｍｍの左側ピッチ変化領域（ピッチ増加領域）Ｐ２Ｌでは、最内側部（ピッチ一定領域Ｐ１に隣接する部分）において５０．０１μピッチとなっており、左向きに移動するにつれプリズムピッチが増加し、最外側部において１００μピッチとなっている。

ここでピッチが一定のＰ１領域とピッチが変化するＰ２Ｒ領域またはＰ２Ｌ領域との境界では急激なピッチ変化が起こると外観上の切り替わりが発生し、欠陥として視認される。このため、Ｐ２Ｒ領域またはＰ２Ｌ領域のＰ１領域との接続部の近傍ではピッチの変化率が小さくなるように設定されている。また、裏面３４の両端の近傍の領域ではピッチの増加率を大きくすることにより、この部分での急激に暗くなる部分の発生を防止し、輝度補正の効果を一層良好に発現させるのが好ましい。このようにすることで、境界部分での輝度の不連続の視認性を低減しつつ両端部の暗くなる領域の輝度を補正することが可能となる。

図１６及び図１７には、導光体３における各部の寸法が例示されている。ここでは、プリズム列３４ａの配列ピッチとして、ピッチ一定領域Ｐ１では５０μｍ、ピッチ変化領域Ｐ２Ｒ，Ｐ２Ｌでは５０．０１〜１００μｍが例示されている。本発明では、プリズム列３４ａの配列ピッチを、たとえば、ピッチ一定領域Ｐ１では５〜２００μｍの範囲、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とし、ピッチ変化領域Ｐ２Ｒ，Ｐ２Ｌでは５〜３００μｍの範囲、好ましくは１０〜１５０μｍの範囲とすることができる。また、ここでは、プリズム列３４ａの２つの側面（プリズム面）のなすプリズム頂角として１００°が例示されているが、本発明では、プリズム頂角をたとえば８０〜１５０度の範囲とすることができる。これは、プリズム頂角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。

図１８に、本発明による面光源装置の他の実施形態における導光体の平面図を示す。また、図１９に、図１８におけるプリズム列部分のＢ−Ｂ’断面形状を示す。これらの図において、上記図１〜図４の実施形態または上記図１６及び１７の実施形態におけると同様の部材または部分には同一の符号が付されている。

本実施形態においては、導光体裏面３４に形成されるプリズム列３４ａは、配列ピッチが一定の領域Ｐ１、配列ピッチが変化する領域Ｐ２−１Ｒ，Ｐ２−１Ｌ，Ｐ２−２Ｒ，Ｐ２−２Ｌを有する。領域Ｐ２−１Ｒ，Ｐ２−１Ｌと領域Ｐ２−２Ｒ，Ｐ２−２Ｌとではピッチの変化割合が異なっている。ピッチの変化割合をＸ方向及びＹ方向の双方において適宜設定することで、プリズム列３４ａによる光の内面反射の形態の変化を、プリズム列の配列方向（Ｙ方向）及びプリズム列の延在方向（Ｘ方向）のそれぞれにつき、適宜設定することができる。特に、領域Ｐ２−２Ｒ，Ｐ２−２Ｌでは領域Ｐ２−１Ｒ、Ｐ２−１Ｌよりもピッチの変化率を大きくすることにより、一次光源近傍で且つ両端の導光体隅部領域での暗部による輝度むらが視認されにくくなる。ただし、領域Ｐ２−１Ｒと領域Ｐ２−２Ｒとでレンズ列が連続しなくてはならないため、領域Ｐ２−２Ｒではレンズ列は放射状に延在して配列される。同様に、領域Ｐ２−１Ｌと領域Ｐ２−２Ｌとでレンズ列が連続しなくてはならないため、領域Ｐ２−２Ｌではレンズ列は放射状に延在して配列される。これらの形態は、領域Ｐ１，Ｐ２−１Ｒ，Ｐ２−１Ｌでレンズ列が光入射端面に対して垂直に延在して配列される形態は異なる。これらの形態により、両側の暗部に加え、一次光源近傍の隅部付近の特に輝度斑の大きな領域において輝度補正の効果が高まり、輝度均整度の向上効果がより大きくなる。

図２０に、本発明による面光源装置の他の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図を示す。また、図２１に、図２０における領域Ｌのプリズム列の部分の断面形状を示す。また、図２２に、図２０における領域Ｍのプリズム列の部分の断面形状（Ｂ−Ｂ’位置における断面形状）を示す。続いて、図２３に図２０におけるＣ−Ｃ’断面の形状を示し、図２４に図２０におけるＤ−Ｄ’断面の形状を示す。

本実施形態においては、導光体裏面３４に形成されるプリズム列３４ａは、配列ピッチが一定のＬ領域及び配列ピッチが変化するＭ領域を有している。また、プリズム列の延在方向に関してプリズム列の頂部の分割比率が一定の領域ＲＣ１，ＲＣ２と、頂部分割比率が変化する領域ＲＶ１，ＲＶ２とを有している。

上記図１６及び１７の実施形態と同様に、配列ピッチが一定のＬ領域では５０μｍのピッチになっており、配列ピッチが変化するＭ領域では幅４０ｍｍにわたってピッチが５０．０１μｍから１００μｍに変化し、両端部での暗部による輝度むらが視認されにくくなる。

更に、図２１及び２２に記載されている通り、上記図１〜図４の実施形態と同様に、特に一次光源側の幅５ｍｍ＋３５ｍｍにわたってプリズム列頂部の分割を行っているため、光入射端面近傍の輝線低減効果をも有しており、良好な外観品を得ることができる。

図２５に、本発明による面光源装置の他の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図及びＣ−Ｃ’断面図を示す。また、図２６に、図２５における領域Ｌのプリズム列の部分の断面形状及び領域Ｍのプリズム列の部分の断面形状（Ｂ−Ｂ’位置における断面形状）を示す。図２７に、図２５における領域Ｎのプリズム列の部分の断面形状（Ｃ−Ｃ’位置における断面形状）を示す。続いて、図２８に図２５におけるＤ−Ｄ’断面の形状を示し、図２９に図２５におけるＥ−Ｅ’断面の形状を示す。

本実施形態では、図２０〜２４の実施形態と同様にピッチ一定のＬ領域とピッチ変化を有するＭ領域とが形成されており、特に図２６及び２７に示される通り、プリズム列の配列方向に該プリズム列の配列ピッチが変化していることに加え、幅１０ｍｍにわたってプリズム列頂部の分割比率が変化する領域として領域Ｎ（Ｃ−Ｃ’断面）が形成されている。

本実施形態においては、分割比率がプリズム列配列方向に減少していくＮ領域の効果として、導光体の光入射端面側の両隅部近傍に発生する暗部の改善効果を発現させ、より外観品位の向上を可能としている。

更に、本発明においては、図２０〜２４の実施形態及び図２５〜２９の実施形態以外に、具体的には詳述しないが、図３〜１５を用いて説明してきた方法と図１６〜１９を用いて説明してきた方法とを組み合わせることにより、それら単独の場合より大きな効果を得ることが可能となる。

Claims

一次光源と組み合わせて面光源装置を構成するのに使用され、前記一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光された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しており、
前記光出射面および裏面の少なくとも一方には前記光入射端面を横切る方向に延在する複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列のそれぞれは、その延在方向に関する少なくとも一部の領域で、断面形状において頂部が分割された複数の分割頂部を有し、
前記分割頂部のそれぞれは凸曲線を含む断面形状を持つことを特徴とする面光源装置用導光体。
前記頂部の分割の程度を示す分割比率が前記延在方向に関して変化する分割比率変化領域が存在す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。
前記分割比率は前記延在方向に関し連続していることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置用導光体。
前記プリズム列が形成されている前記光出射面または裏面の前記プリズム列の配列方向に関する中央の領域とその両側の領域とでは、前記延在方向に関する前記分割比率の分布の形態が異なることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置用導光体。
一次光源と組み合わせて面光源装置を構成するのに使用され、前記一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光された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しており、
前記光出射面および裏面の少なくとも一方には前記光入射端面を横切る方向に延在する複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は、その配列方向に関する少なくとも一部の領域で、配列ピッチが変化していることを特徴とする面光源装置用導光体。
前記プリズム列の配列ピッチが変化している領域において、該配列ピッチの変化率が変化していることを特徴とする、請求項５に記載の面光源装置用導光体。
請求項１〜６のいずれかに記載の面光源装置用導光体と、当該導光体の光入射端面に対向して配置された一次光源と、前記導光体の光出射面上に配置された光偏向素子とを有することを特徴とする面光源装置。
前記光偏向素子は、前記導光体の光出射面に対向して位置する入光面に、前記導光体の光入射端面に沿って延び且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列を備えており、該プリズム列のそれぞれは前記導光体の光出射面からの光が入射する第１のプリズム面と入射した光が内面反射される第２のプリズム面とを有することを特徴とする、請求項７に記載の面光源装置。