JP5439051B2 - 面光源装置及びそれに用いる導光体 - Google Patents

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、導光体の薄型化に伴い、導光体光出射面ひいては面光源装置の発光面において、一次光源からの距離に応じて出射光の色が変化するカラーシフトの発生を抑制することを企図したものである。本発明の導光体を用いて構成される面光源装置は、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、好適である。

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（または矩形シート状）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を介して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。

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制御機能構造が形成される。この光出射制御機能構造としては、たとえば、適度に荒らされた粗面のような微細凹凸構造が用いられる。また、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延び且つ互いに平行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。

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。一方、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。

携帯電話機や携帯用ゲーム機などの携帯用電子機器あるいは各種電気機器また電子機器のインジケータなどの比較的小さな画面寸法の液晶表示装置については、とくに小型化とともに消費電力の低減が要望されている。そこで、消費電力低減のために、バックライトの一次光源として、点状光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。ＬＥＤを一次光源として用いたバックライトとしては、例えば特開平７−２７０６２４号公報［特許文献１］に記載されているように、線状の一次光源を用いるものと同様な機能を発揮させるために、複数のＬＥＤを導光体の光入射端面に沿って一次元に配列している。このような点状一次光源の使用は、近年では、小型の液晶表示装置のみならず、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビ等の表示部その他の比較的大きな液晶表示装置においてもなされている。

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、導光体の薄型化が進められている。例えば、１３．３Ｗ寸法の面光源装置において、導光体として厚さ０．５ｍｍ程度のものが使用されている。このような薄型の導光体の場合には、光入射端面に入射して導光体内へと導入された光は、光入射端面から離れる方向に単位距離進む際に導光体の２つの主面である光出射面及び裏面での内面反射を繰り返し受ける回数が多くなる。従って、光出射面からの光出射に際して、光入射端面に近い位置において出射する光量が多くなりがちで、光出射面全体での出射光の分布むら（輝度むら）が発生しやすくなる。

この輝度むら発生の防止の観点からは、導光体において、光入射端面に近い位置では光の出射率を低減し且つ光入射端面から離れるに従って光の出射率を高めるように、微小凹凸構造の平均傾斜角を光入射端面から離れるに従って次第に大きくする所謂グラデーションパターンのものにすることが考えられる。しかるに、このようなグラデーションパターンでは、場合によっては、光入射端面と反対側の反対端面に近い位置において、微小凹凸構造の平均傾斜角が大きくなりすぎて、ギラツキが視認されるようになることがある。

また、導光体が薄型化するに従い、一次光源からの距離に応じて導光体光出射面からの出射光の色が変化するカラーシフトが発生しやすくなることが分かった。このカラーシフトは、光入射端面の近くでは短波長光が優先的に散乱されて出射し、光入射端面から遠くにおいては短波長光が相対的に減少しているので長波長光の散乱及び出射が相対的に多くなることに基づき、発生する。これにより、光出射面からの出射光は、光入射端面の近くでは青みがかった色になり、光入射端面から遠くでは赤みがかった色になる。面光源装置用導光体におけるカラーシフトについては、例えば特開２００８−２３５２６４号公報［特許文献２］に記載がある。

特開平７−２７０６２４号公報 特開２００８−２３５２６４号公報

ところで、導光体の光出射面に形成される光出射制御機能構造としての微細凹凸構造は、導光体成形の際に使用される成形用型部材の形状転写面に対応微細凹凸構造を形成しておき、これを転写賦形することにより形成できる。このような成形用型部材の形状転写面の対応微細凹凸構造は、ブラスト粒子を吹き付けるブラスト処理により形成することができる。ブラスト処理に使用されるブラスト粒子としては、大略球形状のガラスビーズが代表的である。

このようなブラスト処理を用いて作製された成形用型部材による転写賦形で得られた導光体においても、薄型化するに従いカラーシフトが発生しやすくなることがある。

ブラスト処理の条件項目としては、ブラスト粒子の粒子径（分布）及び吹き付け量、吹き付け圧力、並びに吹き付け距離等が挙げられる。これらの条件を変化させることで、形状転写面の対応微細凹凸構造の特性を変化させることができる。

この形状転写面の対応微細凹凸構造の特性を適宜設定すべく上記ブラスト処理の条件を適切なものとすることで、薄型導光体において上記輝度むら及びギラツキの発生を防止しながら上記カラーシフトの発生を防止することが、極めて望ましい。しかも、そのようなブラスト処理の条件は、作業性の良好なものであることが望ましい。

以上のような事情に鑑みて、本発明は、導光体が薄型化しても、輝度むら及びギラツキの発生が抑制され且つカラーシフトの発生が抑制された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、及び導光される光が出射する光出射面を有するエッジライト方式面光源装置用の導光体であって、
前記光出射面は、中心粒径２０μｍ〜４５μｍの球形ブラスト粒子を用いたブラスト処理により成形用型部材に形成された粗面形状転写面を透光性材料の表面に転写することで得られた粗面からな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、前記面光源装置用導光体は厚みが０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲内にある。本発明の一態様においては、前記面光源装置用導光体は厚みに対する前記光入射端面からその反対側の反対端面までの距離の比率が２００〜２５００の範囲内にある。本発明の一態様においては、前記粗面は平均傾斜角が１°〜３°の範囲内にある。本発明の一態様においては、前記粗面は平均傾斜角が前記光入射端面から遠ざかるに従って次第に大きくなっている。本発明の一態様においては、前記光出射面の反対側の裏面には、該裏面と前記光入射端面との境界を横切る方向に延び且つ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。

また、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
上記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、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記一次光源は点状光源である。

以上のような本発明によれば、特定のブラスト粒子を用いたブラスト処理により成形用型部材に形成された粗面形状転写面を透光性材料の表面に転写することで得られた粗面からなる光出射面を用いるので、導光体が薄型化しても、輝度むら及びギラツキの発生が抑制され且つカラーシフトの発生が抑制された面光源装置及びそれに用いる導光体を、良好な作業性をもって製造することができる。

本発明による面光源装置の一実施形態を示す模式的部分透視斜視図である。 図１の面光源装置の模式的部分分解斜視図である。 光偏向素子による光偏向の様子を示す模式図である。 成形用型部材の作製工程を説明するための模式図である。 成形用型部材の作製に使用されるブラスト粒子の粒径分布と光学特性との関係を示す図である。

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部分透視斜視図であり、図２はその模式的部分分解斜視図である。図１に示されているように、本実施形態の面光源装置は、Ｙ方向に適宜の距離を隔てて配置された点状の一次光源としての複数のＬＥＤ２と、該ＬＥＤから発せられる光を導光する板状またはシート状の導光体４と、光偏向素子６と、光反射素子８とを備えている。また、複数のＬＥＤ２の配列体は、リフレクタ（反射器）１０を伴っている。但し、図２では、リフレクタ１０は図示を省略されている。複数のＬＥＤ２は、それらから発せられる光の最大強度光の方向（例えばＸ方向）が互いに平行となるように配置するのが好ましい。

導光体４は、ＸＹ面と平行に配置され、全体として矩形板状または矩形シート状をなしている。導光体４は、４つの側端面を有しており、そのうちのＹＺ面と略平行な１対の側端面のうちの一方が光入射端面４１とされ、該光入射端面と対向するようにＬＥＤ２が隣接配置されている。導光体４のＹＺ面と略平行な１対の側端面のうちの他方の側端面は、光入射端面と反対側の反対端面４２とされている。導光体４の光入射端面４１に略直交する２つの主面は、いずれもＺ方向と略直交するように配置されており、一方の主面である上面が光出射面４３とされている。該光出射面４３は、光出射制御機能構造としての微細凹凸構造を有する粗面からなる。このような粗面（マット面）の詳細については後述するが、光出射面４３からは、光出射面４３の法線方向（Ｚ方向）及び光入射端面４１と直交するＸ方向の双方を含むＸＺ面内の分布において指向性のある光を出射させる。この出射光分布のピークの方向が光出射面となす角度は例えば１０°〜４０°であり、出射光分布の半値全幅は例えば１０°〜４０°である。

導光体４の光出射面４３とは反対側の主面（裏面）４４には、光出射面４３からの出射光のＬＥＤ２の配列方向と平行なＹＺ面内での指向性を制御するために、光入射端面４１を横切る方向例えば光入射端面４１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に互いに平行に延びる多数のレンズ列４４ａが形成されている。即ち、裏面４４には、該裏面と光入射端面４１との境界（この境界はＹ方向に延びている）を横切る方向に延び且つ互いに平行に配列された複数のレンズ列４４ａが形成されている。該レンズ列４４ａとしては、プリズム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝等を用いることができるが、ＹＺ断面の形状が略三角形状のプリズム列を用いるのが好ましい。このプリズム列の頂角は、７０°〜８０°または１００°〜１５０°の範囲とすることが好ましい。これは、プリズム頂角をこの範囲とすることで、光出射面４３からの出射光を十分に集光させることができ、面光源装置としての輝度の一層の向上を図ることができるからである。即ち、プリズム頂角をこの範囲とすることで、出射光分布におけるピーク光を含みＸＺ面に垂直な面において出射光分布の半値全幅が３０°〜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。また、レンズ列４４ａの配列ピッチＰ１は、例えば１０μｍ〜１００μｍ、好ましくは１０μｍ〜８０μｍ、より好ましくは２０μｍ〜７０μｍである。なお、導光体出射光のＹＺ面内での指向性を高めることがそれほど要求されない場合には、導光体裏面４４にレンズ列４４ａを形成しなくともよい。

導光体４の厚さは、例えば０．２〜１０ｍｍ、中でも０．２〜５ｍｍ、特に０．２〜１ｍｍである。導光体４は、厚みに対する光入射端面４１から反対端面４２までの距離の比率が、例えば２００〜２５００の範囲内にある。本発明によれば、このような薄型の導光体において発生しがちなカラーシフトを、輝度むら及びギラツキの発生を抑制しつつ、抑制することができる。

光偏向素子６は、導光体４の光出射面４３上に配置されている。光偏向素子６の２つの主面は、それぞれ全体としてＸＹ面と略平行に位置する。２つの主面のうちの一方（導光体の光出射面４３と対向する主面）は入光面６１とされており、他方が出光面６２とされている。出光面６２は、導光体４の光出射面４３と平行な平坦面または粗面とされている。入光面６１は、多数のプリズム列６１ａ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。

入光面６１のプリズム列６１ａは、ＬＥＤ２の配列方向と略平行のＹ方向に延び、互いに平行に形成されている。プリズム列６１ａの配列ピッチＰ２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、プリズム列６１ａ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においては、所望の形状のプリズム列を精確に作製し、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列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、面光源装置としての輝度の低下やスティッキング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。

光偏向素子６の厚さは、例えば３０〜３５０μｍである。

図３に、光偏向素子６による光偏向の様子を示す。この図は、ＸＺ面内での導光体４からのピーク出射光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向を示すものである。導光体４の光出射面４３から斜めに出射される光は、プリズム列６１ａの第１面へ入射し第２面により全反射されて、導光体４からの出射光の指向性をほぼ維持したまま出光面６２の略法線の方向に出射する。これにより、ＸＺ面内では、出光面６２の法線の方向において高い輝度を得ることができる。

光偏向素子６は、導光体４からの出射光を目的の方向に偏向（変角）させる機能を果たすものであり、上記の様な指向性の高い光を出射する導光体４と組み合わせる場合には、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を使用することが好ましい。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る。中でも断面略三角形状の多数のプリズム列が並列に配置されたプリズムシートが特に好ましい。

導光体４及び光偏向素子６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、環状ポリオレフィン樹脂が例示できる。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４及び光偏光素子６の粗面の表面構造やプリズム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レンズ列配列構造を表面に形成してもよいし、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。

光反射素子８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、導光体裏面４４に隣接配置された光反射素子８として、反射シートに代えて、導光体４の裏面４４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。尚、導光体４の光入射端面として利用される端面以外の端面にも反射部材を付することが好ましい。

ＬＥＤ２から発せられる光を少ないロスで導光体４の光入射端面４１へと導くために、リフレクタ１０が設けられている。該リフレクタ１０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、リフレクタ１０は、光反射素子８の端縁部外面からＬＥＤ２の外側を経て光偏光素子６の出光面端縁部へと巻き付けられている。別法として、光源リフレクタ１０は、光偏光素子６を避けて、光反射素子８の端縁部外面からＬＥＤ２の外側を経て導光体４の光出射面端縁部へと巻き付けることも可能である。

さて、本実施形態では、導光体４の光出射面４３の微細凹凸構造を有する粗面は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが、Ｘ方向に関して、光入射端面４１から遠ざかるに従って次第に大きくなっている（即ち、グラデーションパターンとされている）。また、この粗面の平均傾斜角は、例えば０．５°〜７．５°の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．７°〜５°、さらに好ましくは１°〜３°の範囲内にある。

光出射面４３の平均傾斜角θａの分布を以上のようにすることが、一次光源としてＬＥＤ２を用いたエッジライト方式の面光源装置において上記指向性光出射に基づく輝度向上及び光出射面４３内での輝度均斉度の向上（即ち輝度むらの低減）を図る点から好ましい。即ち、一次光源としてＬＥＤを使用する場合には、とくに、光出射面からの光出射を全面に亘ってできるだけ均一化するために、平均傾斜角θａの分布を上記のようなグラデーションを有するものとすることが、重要である。

導光体４の光出射面４３に形成される光出射制御機能構造としての微細凹凸構造を有す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（１）式および（２）式
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。

以上のようなＬＥＤ２、導光体４、光偏向素子６および光反射素子８からなる面光源装置の発光面（光偏光素子６の出光面６２）上に、液晶表示素子を配置することにより液晶表示装置が構成される。図１において、符号Ｆは、面光源装置と組み合わせて使用される液晶表示素子の有効表示領域に対応する当該面光源装置の発光面の有効発光領域を示す。

本実施形態では、リフレクタ１０は、有効発光領域Ｆ以外の領域の光偏向素子６、導光体４及び光反射素子８の積層体の端面部並びにＬＥＤ２を覆うように配置されている。これにより、積層体の端面部から出射する光及びＬＥＤ２のケースから漏れ出す光をＸＹ面内において良好に拡散させて反射させ導光体４へと再入射させることができ、導光体光出射面４３の広い領域へと所要の強度の光を導くことができ、輝度の均斉度の向上に寄与することができる。

液晶表示装置は、図１における上方から液晶表示素子を通して観察者により観察される。十分にコリメートされた狭い分布の光を面光源装置から液晶表示素子に入射させることができるため、液晶表示素子での階調反転等がなく明るさの均一性の良好な画像表示が得られるとともに、所望の方向に集中した光照射が得られ、この方向の照明に対する一次光源の発光光量の利用効率を高めることができる。

なお、光偏向素子６の出光面６２上に、光拡散素子を隣接配置することができる。この光拡散素子により、画像表示の品位低下の原因となるギラツキや輝度むらなどを一層抑止し、画像表示の品質を向上させることができる。光拡散素子は、光拡散材を混入したシート状のものとすることができ、光偏向素子６の出光面６２側にて該光偏向素子６に接合などにより一体化させてもよいし、光偏向素子６上に載置してもよい。光偏向素子６上に載置する場合には、光偏向素子６とのスティッキング防止のために、光拡散素子の光偏向素子６と対向する側の面（光入射側の面）に凹凸構造を付与することが好ましい。更に、光拡散素子の光出射側の面にも、その上に配置される液晶表示素子との間でのスティッキング防止のために、凹凸構造を付与することが好ましい。この凹凸構造は、平均傾斜角が好ましくは０．７°以上、更に好ましくは１．０°以上、より好ましくは１．５°以上となるような構造とすることができる。

次に、以上のような面光源装置用導光体の製造方法の実施形態を説明する。

本実施形態では、光出射面４３を形成するための形状転写面を有する成形用型部材を用いて透光性樹脂を成形することを含んで上記の面光源装置用導光体４を製造する。成形用型部材を作製するに際して、型素材をブラスト処理により粗面化して上記形状転写面を形成する。

図４は、成形用型部材の作製工程を説明するための模式図である。成形用型部材４’は、導光体４の光出射面４３を形成するための形状転写面４３’を有する。導光体光出射面４３の光入射端面４１との境界及び反対端面４２との境界に対応する形状転写面４３’の端縁を、それぞれ符号４１’及び４２’で示す。

本実施形態では、型素材のブラスト処理において、特定のブラスト粒子を用いる。この特定のブラスト粒子は、形状が球形のものであって、中心粒径が２０μｍ〜４５μｍのものである。ここで、球形とは、完全な球形状のものに限定されず、短径に対する長径の比率が１．５以下、好ましくは１．３以下のものであれば、該当するものとする。また、このような球形の粒子の数は、粒子全体に占める割合が、９０％以上、好ましくは９５％以上、更に好ましくは９８％以上であることが望ましい。中心粒径は、粒子の短径の分布において最も数の多い粒径値を指す。

このような特定のブラスト粒子を用いたブラスト処理により形成した形状転写面４３’を有する成形用型部材４’を用いて導光体を製造することで、輝度むら及びギラツキの発生を抑制しつつ、カラーシフトの発生を抑制することができる。

図５に、成形用型部材の作製に使用されるブラスト粒子の粒径分布と光学特性との関係の概略を示す。使用ブラスト粒子の中心粒径が大きくなるにつれて、ギラツキ現象が発生しやすくなる。使用ブラスト粒子の中心粒径が小さくなるにつれて、散乱が強くなり、光の出射率が大きくなって輝度むらが発生しやすくなり、更にカラーシフトが発生しやすくなる。

例えば、中心粒径が２０μｍ〜４５μｍの範囲内のガラス球形ブラスト粒子（ポッターズバロティーニ社製Ｊ４００）では、輝度むら及びギラツキの発生を抑制しつつ、カラーシフトの発生を抑制することができる。これに対して、中心粒径が４５μｍを超えるガラス球形ブラスト粒子（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）では、輝度むら及びカラーシフトの発生は抑制されるが、ギラツキの発生が目立つものとなる。また、中心粒径が２０μｍ未満のセラミック球形ブラスト粒子（サンゴバン社製Ｂ５０５）では、ギラツキの発生は抑制されるが、輝度むら及びカラーシフトの発生が目立つものとなる。

図４に戻って、ブラスト処理は、光入射端面側の端縁４１’の近傍の転写面領域を形成する工程から、順次Ｘ方向に関して隣接する複数の領域を形成する工程を経て、反対端面側の端縁４２’の近傍の転写面領域を形成する工程へと進む。ブラスト処理は、ブラストノズルからブラスト粒子を吐出圧力ＰＲ及び吐出量ＢＭで吐出させながら、型素材に対して相対的にブラストノズルを速度ＶでＹ方向に第１及び第２の向きに交互に移動させる第１走査と、これら第１の向きの第１走査と第２の向きの第１走査との合間に型素材に対して相対的にブラストノズルをＸ方向に端縁４２’の方へと走査ピッチＢＰで移動させる第２走査とからなる。図４では、型素材に対する相対的ブラストノズル移動の経路が、模式的に矢印で示されている。ブラストノズルと型素材との間の距離は、ブラスト処理の簡便さの観点から、一定に維持されるのが好ましい。

本実施形態では、上記のようなグラデーションを有する平均傾斜角θａの分布を持つ光出射面を転写形成するための形状転写面４３’を得るために、ブラスト処理を次のように実施する。すなわち、Ｘ方向に関してブラスト処理が進むに従い、
（ａ）次第にブラストノズル第２走査ピッチＢＰを低減する、及び／または、
（ｂ）次第にブラストノズル第１走査速度Ｖを低減する、及び／または、
（ｃ）次第にブラストノズルからのブラスト粒子の吐出量ＢＭを増大する、及び／または、
（ｄ）次第にブラストノズルからのブラスト粒子の吐出圧力ＰＲを増大する。

上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、型素材に対するブラスト粒子の衝突の密度を次第に高くすることで、平均傾斜角θａの分布におけるグラデーションを形成するものである。また、上記（ｄ）は、型素材に対するブラスト粒子の衝突のエネルギーを次第に高くすることで、平均傾斜角θａの分布におけるグラデーションを形成するものである。

以上のようにして作製された成形用型部材を用いて透光性樹脂（組成物）を成形することで、上記のような導光体が製造される。

以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。

尚、実施例及び比較例において、平均傾斜角θａの測定は次のようにして行った。即ち、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０．１５ｍｍ／秒で、表面粗さを測定した。測定長は５ｍｍとした。抽出曲線の平均線の傾斜の補正を行った後、更に前記（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ることで平均傾斜角θａの値を得た。

また、実施例及び比較例において、導光体のカラーシフトの測定は、上記特許文献２の段落［００２８］に記載の方法と同様にして、光入射端面４１の近傍（入光側）での色度値ｘ１，ｙ１及び反対端面４２の近傍（反入光側）での色度値ｘ２，ｙ２を求めることで、行った。

［実施例１］
鏡面仕上げをした有効面積１８８ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２９０ｍｍ（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、中心粒径が２０μｍ〜４５μｍの範囲内のガラス球形ブラスト粒子（ポッターズバロティーニ社製Ｊ４００）を用いて、ステンレススチール板からブラストノズルまでの距離を３５ｃｍとして、図４に関し説明した第１走査及び第２走査を行った。

ブラストノズルからのブラスト粒子の吐出圧力ＰＲを０．０９ＭＰａとし、ブラスト粒子の吐出量ＢＭを１２ｇ／ｍｉｎとし、ブラストノズル走査速度Ｖを１６．４ｍ／ｍｉｎとし、走査ピッチＢＰを１．５ｍｍとして、光入射端面側の端縁４１’の近傍の転写面領域を形成した。その後、ブラストノズル走査速度Ｖのみを、次第に低減させ、最終回には１．０ｍ／ｍｉｎとした。

一方、鏡面仕上げをした有効面積１８８ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２９０ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３ｍｍの別のステンレススチール板を型素材として用い、その表面に、図２に示すようなプリズム列形成面からなる導光体裏面４４を転写するための形状転写面を切削加工により形成した。プリズム列形成面のプリズム列は、頂角１００°、頂部先端曲率半径１５μｍ、配列ピッチ５０μｍであった。また、プリズム列の延びる方向は、上記ステンレス板の長辺と垂直の方向（Ｘ方向）になるようにした。

上記２つのステンレススチールからなる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１８８ｍｍ、長辺２９０ｍｍの長方形で、厚みが０．７ｍｍと一定で、一方の面（光出射面４３）が粗面からなり、他方の面（裏面４４）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。

この導光体の光出射面４３のＸ方向位置に関する平均傾斜角θａの分布は、光入射端面４１の近傍の領域で１．２°であり、反対端面４２の近傍の領域で２．４°であった。

得られた導光体につき、カラーシフトを測定した。光入射端面４１の近傍（入光側）での色度値ｘ１，ｙ１及び反対端面４２の近傍（反入光側）での色度値ｘ２，ｙ２、並びにカラーシフトを示す色度変化値Δｘ＝｜ｘ１−ｘ２｜，Δｙ＝｜ｙ１−ｙ２｜を、表１に示す。

導光体の長辺側端面（光入射端面４１）に対向するようにして、該長辺に沿って等間隔で６０個のＬＥＤ（豊田合成社製Ｅ１Ｓ６２−ＹＷＯＳ７−０７）を配置し、更に光源リフレクタ１０を配置した。また、導光体の裏面４４に対向するようにして光反射素子として光散乱反射シート（東レ社製Ｅ６ＳＰ）を配置し、光出射面４３に対向するようにして光偏向素子として頂角６５°でピッチ５０μｍのプリズム列が多数並列に形成された厚さ１５５μｍのプリズムシート（三菱レイヨン社製Ｍ１６８）を、そのプリズム列形成面が光出射面４３に対向するように配置し、図１及び図２に示したような面光源装置を作製した。

上記面光源装置の発光面を観察したところ、輝度むら及びギラツキは視認されず、カラーシフトも視認されなかった。

［比較例１］
ブラスト処理を次のようにしたこと以外は実施例１と同様にして導光体及び面光源装置を作製した。すなわち、ブラスト粒子として、中心粒径が２０μｍ未満のセラミック球形ブラスト粒子（サンゴバン社製Ｂ５０５）を用いて、ステンレススチール板からブラストノズルまでの距離を３５ｃｍとして、図４に関し説明した第１走査及び第２走査を行った。ブラストノズルからのブラスト粒子の吐出圧力ＰＲを０．０９ＭＰａとし、ブラスト粒子の吐出量ＢＭを１２ｇ／ｍｉｎとし、ブラストノズル走査速度Ｖを１６．４ｍ／ｍｉｎとし、走査ピッチＢＰを１．５ｍｍとして、光入射端面側の端縁４１’の近傍の転写面領域を形成した。その後、ブラストノズル走査速度Ｖのみを、次第に低減させ、最終回には１．０ｍ／ｍｉｎとした。

この導光体の光出射面の平均傾斜角θａの分布は、光入射端面の近傍の領域で１．０°であり、反対端面の近傍の領域で２．９°であった。

得られた導光体につき、実施例１と同様にしてカラーシフトを測定した結果を表１に示す。

得られた面光源装置の発光面を観察したところ、ギラツキは視認されなかったが、輝度むらが視認され、カラーシフトも視認された。

［比較例２］
ブラスト処理を次のようにしたこと以外は実施例１と同様にして導光体及び面光源装置を作製した。すなわち、ブラスト粒子として、中心粒径が４５μｍを超えるガラス球形ブラスト粒子（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）を用いて、ステンレススチール板からブラストノズルまでの距離を３５ｃｍとして、図４に関し説明した第１走査及び第２走査を行った。ブラストノズルからのブラスト粒子の吐出圧力ＰＲを０．０９ＭＰａとし、ブラスト粒子の吐出量ＢＭを１２ｇ／ｍｉｎとし、ブラストノズル走査速度Ｖを１６．４ｍ／ｍｉｎとし、走査ピッチＢＰを１．５ｍｍとして、光入射端面側の端縁４１’の近傍の転写面領域を形成した。その後、ブラストノズル走査速度Ｖのみを、次第に低減させ、最終回には１．０ｍ／ｍｉｎとした。

この導光体の光出射面の平均傾斜角θａの分布は、光入射端面の近傍の領域で１．０°であり、反対端面の近傍の領域で２．６°であった。

得られた導光体につき、実施例１と同様にしてカラーシフトを測定した結果を表１に示す。

得られた面光源装置の発光面を観察したところ、輝度むら及びカラーシフトは視認されなかったが、ギラツキが視認された。

２ ＬＥＤ
４ 導光体
４１ 光入射端面
４２ 反対端面
４３ 光出射面
４４ 裏面
４４ａ レンズ列
６ 光偏向素子
６１ 入光面
６１ａ プリズム列
６２ 出光面
８ 光反射素子
１０ リフレクタ
Ｆ 有効発光部
４’ 成形用型部材
４１’，４２’ 端縁
４３’ 形状転写面

Claims (9)

1. 一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、及び導光される光が出射する光出射面を有するエッジライト方式面光源装置用の導光体であって、
   前記光出射面は、中心粒径２０μｍ〜４５μｍの球形ブラスト粒子を用いたブラスト処理により成形用型部材に形成された粗面形状転写面を透光性材料の表面に転写することで得られた粗面からなり、
   前記粗面は、平均傾斜角が０．５°〜７．５°の範囲内にあることを特徴とする面光源装置用導光体。
2. 前記面光源装置用導光体は厚みが０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲内に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. 前記面光源装置用導光体は厚みに対する前記光入射端面からその反対側の反対端面までの距離の比率が２００〜２５００の範囲内にあ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。
4. 前記粗面は平均傾斜角が１°〜３°の範囲内にあることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体。
5. 前記粗面は平均傾斜角が前記光入射端面から遠ざかるに従って次第に大きくなっていることを特徴とする、請求項４に記載の面光源装置用導光体。
6. 前記光出射面の反対側の裏面には、該裏面と前記光入射端面との境界を横切る方向に延び且つ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. 前記ブラスト処理は、成形用型部材における光入射端面側の端縁の近傍の転写面領域を形成する工程から、反対端面側の端縁方向に関して隣接する複数の領域を形成する工程を経て、反対端面側の端縁の近傍の転写面領域を形成する工程へと進むものであって、該ブラスト処理は、ブラストノズルからブラスト粒子を吐出圧力０．０９ＭＰａ及び吐出量１２ｇ／ｍｉｎで吐出させながら、成形用型部材に対して相対的にブラストノズルを光入射端面側の端縁に平行な方向に第１及び第２の向きに交互に移動させる第１走査と、これら第１の向きの第１走査と第２の向きの第１走査との合間に成形用型部材に対して相対的にブラストノズルを反対端面側の端縁の方へと走査ピッチ１．５ｍｍで移動させる第２走査とからなり、また、ブラストノズル走査速度は、１６．４ｍ／ｍｉｎから１．０ｍ／ｍｉｎに次第に低減させることを特徴とする、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。
8. 請求項１乃至７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。
9. 前記一次光源は点状光源であることを特徴とする、請求項８に記載の面光源装置。

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