JP5486504B2 - 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の一次光源を有するエッジライト方式の面光源素子と、これを用いた画像表示装置に関するものであり、特に、高い画面品位が要求される液晶ディスプレイ装置、照明看板装置等に用いられるエッジライト方式の面光源素子と、これを用いた画像表示装置に関するものである。

画像表示装置に用いられる面光源素子では、直下方式とエッジライト方式の二つの方式がある。
直下方式の面光源素子は、発光面を形成する板状部材の背面に複数の一次光源を配置するものである。この方式は、発光面の背面に光源を配置するため、大型化がしやすいという特徴を備え、液晶表示装置を備えたテレビ受信機の表示部として広く使用されている。一般的に発光面を形成する板状部材は、拡散板、プリズムシート、拡散シートなどと呼ばれる複数の光学シートにより構成されている。

一方、エッジライト方式の面光源素子は、一次光源が導光板の側面にあるため、直下方式の面光源素子に比べて薄型化を図るのに有効であるという特徴を備え、携帯用ノートパソコンやモニター等の表示部として広く使用されている。一次光源から出射した光は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などの透明高分子からなる透明板状の導光板内部を屈曲しつつ伝播して、該導光板に２つある主面のうちの一方である出射面から、液晶パネルに向けて出射される。また、導光板から出射された光をさらに集光させて高輝度化を図るため、拡散シート、プリズムシート、および反射型偏光フィルムと呼ばれる光学シートが使用されている。

該導光板には光利用効率を高めるために、例えば透明板状の導光板に２つある主面のうちの一方である反射面には白色ドットの印刷が施され、面光源装置発光面における観察方向の輝度分布が均一になるように、ドットの大きさ、密度が調整されている。同様にドットサイズが０．１〜０．５ｍｍ、高さが０．０１〜０．０５ｍｍ程度の円盤状で、かつその天面が粗面化されているパターンが導光板の反射面に直接賦型されたものが使用されている。

また、前記印刷方式の導光板に対して、さらに光利用効率を高めたパターンを付与した導光板（特許文献１−３）も提案されている。
例えば、特許文献３には出射面および底面の少なくとも一面に断面が台形状の凹または凸状を有している導光板が記載されている。これにより入射端面より入射した光を底面に取り入れてその反射光を出射面に方向に効率よく反射させている。また、該導光体を用い出射面に形成された台形状の凸条を介して出射面より出射することで、入射端面で垂直な方向で入射された光が正面方向に近い角度で出射できるため、プリズムシートを省略することができる。

特開平１０−２８２３４２号公報 特開２００３−１１４４３２号公報 国際公開公報ＷＯ２００６／０１３９６９Ａ１

近年、テレビ向け画像表示装置は大型化、軽量化、薄型化、低消費電力化が市場から強く要求されているが、それらの要求を満たした上で必要とされる輝度には到達できていない。そのため、市販の輝度向上フィルムであるプリズムシートを特許文献３に記載されたような導光板に組み合わせることが考えられるが、それでも充分な性能は得られていない。

本発明の目的は、面光源素子に一般に使用されているプリズムシートと本発明品の導光板を組み合わせて使用することにより、一次光源から発せられる光量を有効な範囲、有効な観察方向に集中して出射させることにより、面光源素子を大型化または薄型化しても、観察方向を明るく照明することが可能な面光源素子を提供すること、および当該面光源素子を備えた画像表示装置を提供することである。

本願第１の発明は、導光板の側面に一次光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、
当該導光板は出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有し、
前記導光板の底面側には光を反射する反射手段を備え、
前記導光板の出射面側には１枚または複数の光学シートを備え、
Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸として、
前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、
前記反射手段、前記導光板、光学シートは前記Ｘ−Ｙ平面に平行に配置しており、
Ｚ軸方向に前記反射手段、前記導光板、光学シートの順に構成されており、
当該光学シートのうち、少なくとも１枚のプリズムシートを備えており、
前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートの出射面に凸条プリズムを有しており、該凸条プリズムはその長手方向をＸ軸に平行に配置しており、
前記導光板の入射端面はＸ−Ｚ平面に平行であり、前記導光板の出射面にはＹ軸に平行な断面形状が台形状の凸条からなるパターンが複数形成されており、
前記導光板の底面にはＸ軸に平行な断面形状がＶ字状の凹条からなるパターンが複数形成されており、該複数の凹条の入射端面側にＸ軸に平行な斜面を有し、
該斜面の前記導光板の底面に対する斜度Ｒを下記の式を満たす角度の範囲に設定して、
前記入射端面から前記導光板内に入射された光を前記底面の前記斜面で出射面側に反射させて、出射面から出射される光を、Ｚ軸方向を出射角０度としたときにＹ−Ｚ平面において、前記プリズムシートに対する入射角のピークが±２５度〜±４０度の範囲内になるようにして前記プリズムシートに入射させることを特徴とする面光源素子である。
Ｒ≦[π/２−sin^−１〔{sin(θ_ＭＩＮ)}／ｎ_ＬＧＰ〕]／２ （１）
≦｛π/２−sin^−１（０．４２２／ｎ_ＬＧＰ）｝／２ （２）
Ｒ≧θc−sin^−１｛(sinθ_ＭＡＸ)／ｎ_ＬＧＰ｝ （３）
≧sin^−１（１／ｎ_ＬＧＰ）−sin^−１（０.６４３／ｎ_ＬＧＰ） （４）
Ｒ：前記導光板の底面に対する平均斜度(ラジアン)
θ_ＭＩＮ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面近傍方向に出射させるために必要な入射角度の最小値であり、通常０．４３６ラジアンである。（２５度）
θ_ＭＡＸ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面方向に出射する光を増加させるために必要な入射角度の最大値であり、通常０．６９８ラジアンである。（４０度）
n_ＬＧＰ：前記導光板の基材の屈折率
θｃ：前記導光板の基材の全反射臨界角である｛sin^−１（１／ｎ_ＬＧＰ）｝。

また、本願第２の発明は、
上記の面光源素子であって、
前記一次光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されており、前記複数の凹条が前記２つの入射端面に対して、それぞれＸ軸に平行な前記斜面を有することを特徴とする面光源素子である。

また、本願第３の発明は、前記面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、前記プリズムシート、拡散シートの順に設けられたものであることを特徴とする面光源素子である。

また、本願第４の発明は、前記面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、前記プリズムシート、反射型偏光フィルムの順に設けられたものであることを特徴とする面光源素子である。

また、本願第５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源素子の出射面側に透過型表示素子を備えることを特徴とする画像表示装置である。

本願第１の発明は、導光板の出射面の上に配設されている光学シートを透過後、必要とされる正面方向へ光を偏向する機能を有している。特にプリズムシートを用いて面光源素子の正面方向輝度を向上させるためには、プリズムシートへの入射光の入射角を限定する必要があること、すなわち本発明の構成においては、導光板の底面に設けられている凹条の斜面の平均斜度を限定された範囲内に設計することで、最大限本発明の効果が発揮される。

また、本願第２の発明のように、前記一次光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されている場合、１つの入射端面に２本の一次光源がある場合に比べて一次光源から導光板への入射効率が向上し、かつ２つの入射端面から入射できるため同じ輝度性能を有する時は導光板の厚みを減らすことができ、面光源素子の薄型化に繋がる。また、両端に入射端面があるため、片側の入射端面から入射端面と対向する入射端面との中心線までの出射領域について面輝度分布を調整すればよいため、１つの入射端面を有する導光板に比べて面輝度分布の均一化が容易である。

また、本願第１の発明のように、前記導光板の底面に設置された凹条の断面がＶ字状であると、当該導光板内を導光している光の内、Ｖ字状の凹条の入射端面側斜面に直接入射したものは全反射するため、エネルギーを損失することなく、導光板の出射面から出射し、導光板の出射面側に設けられた光学シートを透過後、正面方向に非常に近い角度で出射させることができ、正面方向の輝度を向上できる。

また、本願第３の発明のように、
面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、拡散シートである場合、当該導光板から出射された光は、まず、導光板の上方の拡散シートによって、出射光の角度依存性が緩やかになるためギラツキ感が緩和させて画面品位が向上すると共に、その上方に配設されたプリズムシートの底面から入射して出射面のプリズムにより正面方向に偏向される入射光成分を増加することができるため正面方向の輝度を向上することができる。さらに上方の拡散シートは拡散性能が弱く設定されたものを用いることにより、プリズムシートのプリズム頂角の磨耗や破損を防ぐことができるため画面品位を向上することができる。

また、本願第４の発明のように、
面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光フィルムである場合、導光板から出射された光は、プリズムシートから出射するまでは請求項３と同様の効果を有し、プリズムシートの上方に配設された反射型偏光フィルムは、下方から当該偏光フィルムに入射する光を偏光分離して、液晶表示素子の偏光フィルムを透過しない偏光光を反射させて、下方へ戻すことにより、その偏光光を再利用できるようにする機能を有するため、当該面光源素子の上方に液晶表示素子を配設した場合、より正面方向の輝度を向上することができる。

このように本発明の面光源素子が備える導光板は一次光源からの入射光を、出射面と対向する底面に凹条を所定の位置に配設させることにより、出射面を正面から見たときの輝度を向上することができる。さらに出射面に凸条が配設されている場合は、当該導光板からの出射光を増加出きる他、出射方向を制御できるため、高輝度かつ視野角特性に優れた画像表示装置を提供できる。

本発明の面光源素子の一例を示す斜視図である。 （ａ）本発明における導光板の出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を示す図、（ｂ）本発明における導光板の出射面の上の拡散シートから出射する光の上下方向の角度光度分布を示す図および（ｃ）本発明における導光板の出射面の上のプリズムシートから出射する光の上下方向の角度光度分布を示す図である。 本発明の面光源素子が備える導光板の出射面に凸条として形成された台形状を説明する模式図である。 本発明の面光源素子の一例を示す模式図であって、それぞれ、（ａ）、（ｂ）は面光源素子の中心点を通過するそれぞれＸ−Ｚ断面図と、Ｙ−Ｚ断面図である。 本発明の実施例および比較例における面光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施例および比較例における輝度均一性を評価の測定点を示す図である。 本発明の実施例および比較例における面光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施例および比較例における実験結果を示す表である。 本発明の面光源素子が備える導光板の出射光の代表的な光跡を示す図である。 本発明において、導光板中で底面に設けられた凹条の斜面に光が入射する様子を示した図である。 （ａ）本発明の導光板の底面に設けられた凹条の斜面と底面とのなす角が２５度の場合における導光板、拡散シートおよびプリズムシートの代表的な光跡を示した図である。（ｂ）本発明の導光板の底面に設けられた凹条の斜面と底面とのなす角が４０度の場合における導光板、拡散シートおよびプリズムシートの代表的な光跡を示した図である。

１：導光板
２：凸条
３：凹条
４：一次光源
４ａ：発光ユニット
５：反射シート
５a：拡散シート
５ｂ：プリズムシート
５ｃ：鏡面反射シート
６：出射面
７：底面
８：入射端面（側面）
８ａ：反入射端面（側面）
８ｂ：反射端面（側面）
９：Ｖ字状凹条
１０：面光源素子
１１：光源リフレクター
１２：支持枠
１３：金属フレーム

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の図面では、説明の都合上、各部の縦横の縮尺が任意に変更された模式図により説明されている。

まず、本発明の面光源素子は、透明樹脂などから形成される平板状の透明構造体である導光板、この導光板の一側面に配置された一次光源と導光板の下面に配設された反射シートとから大略構成されている。

導光板は、光線透過率の高い透明樹脂から構成することができる。使用できる透明樹脂としては、例えば、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などを広く採用することができる。

導光板の一面は、出射面とされ、この出射面に対向して底面が配置されている。また、この導光板の少なくとも一側面には一次光源が配設され、この側面は入射端面とされている。

本発明において、この入射端面は、少なくとも一カ所あればよいが、複数箇所であってもよく、入射端面が一カ所である場合には、入射端面以外の側面には反射端面が形成されているのが好ましい。

入射端面が二カ所の場合の典型例は、互いに相対向する面に一次光源がある例であり、反射端面は両側面に形成される。二カ所の入射端面は、底面に形成された凹条に平行となる条件を満たすことが必要であり、出射面に凸条が形成されている場合はいずれも当該凸条に直交することが必要である。

この入射端面に向けて一次光源が配設される。このような一次光源としてはどのようなものを用いてもよいが、冷陰極管や蛍光管のような線状光源であっても良いし、またＬＥＤ光源などの点状光源が多数配列されて線状となったものであってもよい。

本発明において導光板の底面と接触する側には光を反射する反射手段を備えており、当該反射手段は、導光板の底面から出射した光を、再度導光板に入射させる機能を持つ。反射率は９５％以上のものが光の利用効率が高く望ましい。反射板の材質は、アルミ、銀、ステンレスなどの金属箔や、白色塗装、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが挙げられる。光の利用効率を高める為には材質の反射率が高いものが望ましい。これには銀、発泡ＰＥＴなどが挙げられる。また、輝度均一性を高める為には材質は拡散反射をするものが望ましい。これには発泡ＰＥＴなどが挙げられる。

本発明の面光源素子が備えるプリズムシートの代表例としては、住友スリーエム株式会社製の商品名ＢＥＦIIがあり、ＰＥＴフィルムの上に２Ｐ樹脂にて頂角９０度、高さ０．０２５ｍｍの凸条のプリズムが隙間無く配置されている。また、同じく住友スリーエム株
式会社製の商品名ＢＥＦIIIはＰＥＴフィルムの上に２Ｐ樹脂にて頂角がおよそ９０度、高さがおよそ０．０２５ｍｍの凸条を高さ方向に微小変動させることにより、当該シートに入射した光を散らす効果があるため、画面品位が向上する。

本発明の面光源素子が備える導光板において、導光板の底面には、所定のピッチで形成された凹条が形成されている。これらの凹条は、断面の凹部が一方向に延びて形成される。これらの凹条の断面形状は、三角形、楔状、その他の多角形、波状、又は半楕円状などの所望の形状であってもよいが、凹条の一次光源側斜面の底面に対する平均斜度は略等しいのが好ましい。

そして、前記凹部斜面の前記導光板の底面に対する斜度Ｒ（図９参照）が、下記の式（１）および式（３）を満たすことによって、導光板の出射面の上に配設されている光学シートを透過後、必要とされる正面方向へ光を偏向することができる。

Ｒ≦[π/２−sin^−１〔{sin(θ_ＭＩＮ)}／n_ＬＧＰ〕]／２ （１）
Ｒ≧θc−sin^−１｛(sinθ_ＭＡＸ)／ｎ_ＬＧＰ｝ （３）
ここで、
Ｒ ：前記導光板の底面に対する平均斜度(ラジアン)
θ_ＭＩＮ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面近傍方向に出射させるために必要な入射角度の最小値であり、通常０．４３６ラジアンである。（２５度）
θ_ＭＡＸ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面方向に出射する光を増加させるために必要な入射角度の最大値であり、通常０．６９８ラジアンである。（４０度）
n_ＬＧＰ：前記導光板の基材の屈折率
θｃ：前記導光板の基材の全反射臨界角である｛sin^−１（１／ｎ_ＬＧＰ）｝。
である。

前記導光板の上のプリズムシートが住友スリーエム株式会社製の商品名ＢＥＦIIのように頂角が９０度である場合、正面方向に出射させるために最適な入射角度は、当該シートの出射面側の凸条がＸ軸に平行に配設されているとき、Ｘ軸方向を水平方向、Ｘ軸に直交するＹ軸方向を上下方向とすると、おおむね上下方向に度数表示に換算して３０度近傍である。同様にプリズムシートの出射面側に設けられた凸条のプリズムの頂角が１００度である場合は、おおむね上下方向に度数表示に換算して２５度近傍である。したがって、上記式（１）におけるθ_ＭＩＮは２５度（０．４３６ラジアン）である。そうすると、上記の式（１）は、
Ｒ≦[π/２−sin^−１〔{sin(０．４３６)}／ｎ_ＬＧＰ〕]／２
≦｛π/２−sin^−１（０．４２２／ｎ_ＬＧＰ）｝／２ （２）
となる。

導光板の基材として透明性の高いアクリル樹脂を使用した場合を１例として、前記導光板の底面に設けられた凹条の平均斜度の望ましい範囲について説明する。当該導光板の上のプリズムシートにＢＥＦIIを用いた場合、θ_ＭＩＮは度数表示で３０度、ｎ_ＬＧＰは１．４９であるため、式（２）の右辺は３５．２度となる。導光板の底面に対する平均斜度を３５．２度より大きくすると導光板の出射面から正面方向に近い角度の光が多くなり、導光板の出射面の上方にプリズムシートが配設されている場合、導光板の出射面から正面方向に近い角度で出射された光は導光板側に戻されてしまい、面光源素子の出射光を増加させることが困難となる。

一方、プリズムシートへの入射角が度数表示で４０度より大きくなると、プリズムシートを透過後、正面方向への出射光を増加させることが困難となる。このため、前記導光板の底面に配設されている凹条の斜面にて全反射された光が、前記導光板の出射面から４０度以内により多くの光を出射させるために、前記導光板の底面に対する平均斜度Ｒは、上記式（３）におけるθ_ＭＡＸとして４０度（０．６９８ラジアン）を代入することで求められる。そうすると上記式（３）は、
Ｒ≧θc−sin^−１｛(０．６９８)／ｎ_ＬＧＰ｝
≧sin^−１（１／ｎ_ＬＧＰ）−sin^−１（０.６４３／ｎ_ＬＧＰ） （４）
となる。上記と同様に基材がアクリル樹脂の場合は、屈折率ｎ_ＬＧＰが１．４９であるため、式（４）の右辺は１６．６度になる。導光板の底面に対する平均斜度を１６．６度より小さくするとプリズムシートに対して４０度以上で入射する光の割合が大きくなるため、プリズムによって正面方向に偏向させることが困難になってくる。

ここで、底面に形成された凹条は、一次光源から離れるに従って凹条の高さが漸次高くなっていてもよい。また、一次光源から離れるに従って形状が漸次異なるように構成してもよい。このような形状が漸次異なる構成とは、例えば、断面が台形状の凹条を備える場合、台形状の上底及び下底の長さが底面に対して台形状の凹条の斜面がなす角を略一定に保った状態のまま漸次異なる場合を包含する。これらの構成によって面内の輝度の均一性を一層高めることができる。

すなわち、視野角特性に優れる点でＲの範囲としては、好ましくは２０度以上３２．５度以下の範囲内(１１５度≦頂角≦１４０度)、さらに高輝度でかつ視野角特性に優れる点でより好ましくは２２．５度以上３０度以下の範囲内（１２０度≦頂角≦１３５度）で設定される。高さは０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内で設定され、モアレ低減の点で好ましくは０．００２ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲内、さらに一次光源近傍の面輝度を均一化するために、より好ましくは０．００２ｍｍ〜０．０２ｍｍの範囲内で設定される。

また底面に備える凹条の断面の形状は一定であるとき光学設計を容易にすることから望ましい。

また底面に備える凹条の断面の斜辺が直線状である場合、凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度は底面と斜面のなす断面の内角であって通常鋭角である底角の平均値となる。

いずれの場合にも、導光板の底面の凹条と反射シートを利用して反射、屈折、散乱した光が、出射面から所望する強度で出射されるように底面の構造を制御するためのものであり、これらの調整は互いに組み合わされてまたは他の調整手段と併用されて行われる。

特に本発明の面光源素子が備える導光板において、底面に備える凹条の断面がＶ字状である場合、Ｖ字状の凹条は入射端面に平行に配列しており、Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を前記範囲にすると、当該導光板の出射面の上にプリズムシートに加えて拡散シートを載せた場合、正面方向の輝度をより高くすることができる。

以下に導光板の底面に断面がＶ字状の凹条が形成されている場合を一例として、導光板の出射面の上方に配設された、拡散シート及びプリズムシートを透過後、正面方向の輝度が向上する原理を記載する。

導光板の１つの入射端面がＸ軸に平行に設置され、Ｘ軸方向を水平方向に、Ｙ軸方向を上下方向とする。
導光板の入射端面から入射した光は、導光板の底面に配置されているＶ字状の凹条にて所定の方向に反射されて出射面から出射したり、Ｖ字状の凹条を透過して一旦導光板の底面から出て、下部に配設されている反射シートで拡散され、再度導光板に入射して出射面から出射したりするが、導光板の上の光学シートを透過後、正面方向に出射する光は前者のＶ字状の凹条にて所定の方向に反射されたものが主たるものである。

導光板の出射面と底面において、Ｘ−Ｙ平面に平行な面で全反射しながら伝播している光の内、図１０（ａ）に示すように導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の斜面に上（入射角αが正）からＶ字状の凹条に入射する場合と、図１０（ｂ）に示すように下（入射角αが負）からＶ字状の凹条に入射する場合とがある。
当該面光源素子が備えるプリズムシートを透過後に正面方向に向けるには、導光板の出射面からおおむね２５度から３０度方向に多く出射するのが望ましく、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲内である当該導光板の底面に対する斜度にした場合、導光板の出射面からおおむね２５度から３０度方向に多く出射するケースは上（入射角αが正）からＶ字状の凹条の斜面に入射する。

一方、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲外である当該導光板の底面に対する斜度にした場合、導光板の出射面からおおむね２５度から３０度方向に多く出射するケースは下（入射角αが負）からＶ字状の凹条に入射する。
図１０に示すようにＶ字状の凹条の斜面に入射する領域ＷをＶ字状の凹条の高さＨで規格化すると式（５）となる。
Ｗ／Ｈ＝sin(Ｒ＋α)／sin(Ｒ) （５）
Ｗ／Ｈが大きい方がより多くの光を導光板の出射面から所望するθ方向に出射できる。上記式（５）よりαが正、すなわち、上からのＶ字状の凹条の斜面に入射する方が、Ｗ／Ｈが大きくなり、より多くの光を所望するθ方向に出射できることがわかる。

前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲内である当該導光板の底面に対する斜度を２５度にした場合と、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲外である当該導光板の底面に対する斜度を４０度にした場合において、導光板の出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を図２（ａ）に示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、正面方向への出射が抑制され、３０度以上の高出射角に多く光が出射されている。一方、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にすると、正面方向への出射が非常に多くなっている。

また、導光板の出射面の上方に拡散シートを１枚載せた場合において、出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を図２（ｂ）に示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、正面方向への出射は抑制されたまま、上下方向３０度をピークとして多く光が出射されているのに対して、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合、正面方向にピークを持ち、上下方向３０度方向の出射光は低くなっている。

さらに、前記拡散シートの上に、プリズムシートを載せた場合について、出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を図２（ｃ）に示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合比べて、正面方向への出射が高くなっている。図１１（ａ）は前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、導光板内を伝播する光の内、前記Ｖ字状の凹条の斜面にて全反射して、導光板の出射面から出射し、拡散シートおよびプリズムシートを透過する主たる光跡を示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、導光板の出射面および拡散シートを透過した後も、上下方向３０度をピークに出射するため、プリズムシートを透過後、正面方向に出射できる。一方、図１１（ｂ）は前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合における主たる光跡を示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合、導光板の出射面および拡散シートを透過した後、上下方向０度をピークに出射するため、プリズムシートにより導光板方向に戻されるため、正面方向への出射が低くなる。

従って、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲内にすると、導光板の出射面の上に設置されている拡散シートを透過した後、正面方向への出射は抑制されたまま、上下方向３０度をピークとして多く光が出射されるため、プリズムシートを透過後、効率よく正面方向へ光が偏向されて、輝度の向上が達成される。

また、前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状である場合においても、Ｖ字状と同じ原理により暗線が解消できる。

本発明においては、導光板の出射面に、所定のピッチで形成された凸条が形成されていてもよい。この凸条とは、以下に述べる台形状の凸条を含み、従来の面光源素子で用いられている凸条と実質的に同一乃至は均等なものであってもよい。

これらの凸条は、断面の凸部が一方向に延びて形成される。これらの凸条の断面形状は、三角形、楔状、その他の多角形、波状、又は半楕円状などの所望の形状であってもよい。

本発明の面光源素子が備える導光板において、出射面に備える凸条は、断面が台形状の凸条であると、視認方向である正面輝度はより高くなり、かつ視野角特性が広くなる点でより好ましい形態である。
例えば、図３に示す導光板１の表面では、その一表面１ａには、符号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを各頂点とする断面が台形状の凸条２と符号Ａ'、Ｂ'、Ｃ'及びＤ'を各頂点とする断面が台形状の凸条２'とが離間して配設されている。

なお、本発明の面光源素子が備える導光板に係る台形状とは、図面に示すように、厳密な意味での台形状に限定されない。後述する説明により明らかなように、Ｘ−Ｙ平面に平行な高さの異なる平面である上底と下底とを山形に連結する斜面を挟んで連続していれば、例えば、上底又は下底と斜面の連結部が曲面状であってもよい。このような曲面状の連結部を有する台形状は比較的成形が容易なため生産上有利なだけでなく、連結部の破損が起こり難いので好ましい。また上底、下底の少なくとも一部がＸ−Ｙ平面に対して傾きを有していても良く、例えば上底及び又は下底がＸ軸方向を長手方向とする緩やかな波状であることや、微細な凹凸を有することで出光の均一性を高めることが出来る。該傾きの平均はＸ−Ｙ平面に対して角度を有さないことが好ましい。また傾きが１０度以下の部分が全体の５０％以上を占めることが望ましい。
また複数の上底、下底はそれぞれ互いに同じＸ−Ｙ平面内にあることで、効率良く光を導くことが出来るだけでなく、導光板の重心が安定する、押し出し成形などでの工業的に有利な連続生産が容易になる、などの効果がある。

次に、このような台形状の機能について、図３を用いて説明する。「上底」、「下底」の用語を用いるが、これは上下方向を意味するのではなく、説明のためである。台形状の平行な対辺のうち、短い辺を「上底」、長い辺を「下底」として説明している。まず、この図３において、直線ＡＤの長さ（凸条２の下底の幅）をＷ１、直線ＢＣの長さ（凸条２の上底２ａの幅）をＷ２、直線ＡＤ'の長さ（凹条３の上底３ａの幅）をＷ３、凸条２の高さ（又は凹条３の深さ）をＨ、直線ＡＤと直線ＡＢ（傾斜面２ｂ）との成す角度をａ１、直線ＡＤと直線ＤＣ（傾斜面２ｃ）との成す角度をａ２、及び直線ＤＤ'の長さをピッチＰとする。ピッチＰは、凸条２の下底の幅（直線ＡＤの長さ）Ｗ１と凹条３の上底３ａの幅Ｗ３の和に等しく、また、凸条２の上底２ａの幅（直線ＢＣの長さ）Ｗ２と凹条３の下底の幅（直線ＢＣ'の長さ）の和に等しい。

本発明の面光源素子が備える導光板の出射面においては、凸条２の断面形状を台形状にして凸条２に適宜の幅Ｗ２を設けることにより、入射端面から入射した伝播光を導光板の中央へと導く役目を担っている。

また、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面において、凹条３の断面形状を台形状にして凹条３に所望の幅Ｗ３を設けることにより、前述のＷ２と同様に入射端面から入射した光を導光板内部をＹ軸方向に沿って導く役目を担っている。この幅Ｗ２が狭すぎて傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が大きくなりすぎると、Ｘ軸方向に伝播している光が当該傾斜面から出射してしまうため、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。また、この幅Ｗ３が狭すぎて傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が大きくなりすぎても、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。また、これに対して、幅Ｗ２及び又は幅Ｗ３を傾斜面２ｂ、２ｃに対して相対的に広く設定しすぎると、傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が相対的に少なくなり、Ｙ軸方向の伝播光の内、当該傾斜面にて全反射した光の中には、新たにＶ溝斜面にて全反射し、出射面から上下方向におおむね２５度から３０度へ出射する光が新たに生成されるが、この寄与が低下するため、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。

本発明の面光源素子が備える導光板の出射面において凸条２又は凹条３の形状及び大きさ並びにピッチＰは、導光板１の大きさ、面光源素子の表示性能及び仕様等との関係を考慮して決定される。これにより、導光板の出射面から出射される光の輝度を適度に保ち、かつ、適切な視野角を得ることができる。

このような凸条２（又は凹条３）の一般的な高さＨは、０．００１〜０．１ｍの範囲内から選択され、より好ましい高さＨは０．００５〜０．０５ｍｍ、最も好ましい高さＨは０．０１〜０．０３ｍｍの範囲内から選択される。また、一般的な傾斜角ａ１及び傾斜角ａ２は、それぞれ１５〜７０度の範囲内から選択され、より好ましい傾斜角ａ１及び傾斜角ａ２はそれぞれ１５〜６０度の範囲内から選択される。特に視野角特性を重視する場合は１５〜３５度、輝度特性を重視する場合は３５〜６０度が最も好ましい範囲内として選択される。また、一般的な下底の幅Ｗ１は０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、より好ましくは０．０１５〜０．２７ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．０１５〜０．１８ｍｍの範囲内から選択される。また、上底の幅Ｗ２は０．００１〜０．５ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい幅Ｗ２は０．００１〜０．１ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．００５〜０．０５ｍｍの範囲内から選択される。また、一般的な幅Ｗ３は０．０００１〜０．５ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい幅Ｗ３は０．０００１〜０．３ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．００１〜０．１５ｍｍの範囲内から選択される。

また、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面の好ましい態様においては、導光板１の出射面が幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とがピッチＰとの関係で、特定の比率を保って形成されている台形状のパターンを有することにより特徴付けられる。すなわち、本発明の面光源素子が備える導光板１の出射面では、これらの凸条２に形成された上底の幅Ｗ２に対する凹条３に形成された上底の幅Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ２は、０．０１〜２００の範囲内が好ましく、より好ましくは０．０２〜１００の範囲内、最も好ましくは０．１〜１０の範囲内にある。また、（Ｗ２＋Ｗ３）に対する（Ｐ−Ｗ２−Ｗ３）の比は、０．０４〜４００の範囲内が好ましく、より好ましくは０．２〜２００の範囲内、最も好ましくは０．３〜１５０の範囲内である。

本発明の面光源素子が備える導光板の出射面においては、Ｗ２に対するＷ３の比をこれらの範囲内に保つことにより、導光板１の出射面から出射される光の輝度を適度に保ち、かつ、適切な視野角を得るための条件設定が容易となる。ここで、Ｗ２に対するＷ３の比が０．１〜１０の範囲であると、導光板の出射面の上に配設された光学シートを透過後、正面方向の輝度の向上が図れる。

また、（Ｗ２＋Ｗ３）に対する（Ｐ−Ｗ２−Ｗ３）の比が、０．３〜１５０の範囲であると、導光板の出射面の上に配設された光学シートを透過後、鉛直方向の輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を確保することができる。

次に、このような導光板１を用いた面光源素子の一例について、図１及び図４を参照しつつ説明する。
これらの面光源素子１０は、アクリル樹脂などの透明樹脂などから形成される平板状の透明構造体である導光板１、この導光板１の一側面に配置された発光ユニット４ａ及び導光板１の下面に配設された反射シート５とから大略構成されている。この導光板１の上面には、光を出射する出射面６が形成され、この出射面６に対向して底面７が形成されている。

図１は本発明に係る面光源素子の一例の斜視図である。ここで、図１の面光源素子１０では、導光板１の一側面に、発光ユニット４ａが配設され、この側面は入射端面８とされている。１つの入射端面に配置される複数の発光ユニット４ａは一次光源４としてまとめられる。また、この入射端面８に交差する両側面は反射端面８ｂとされ、入射端面８に対向する面は反入射端面８ａとされている。

また、図４の面光源素子は、導光板の対向する二つの側面に一次光源を配設した本発明の面光源素子の例で大型の液晶画像表示装置を表示させるためのものである。図４（ａ）、（ｂ）は面光源素子の中心点を通過するそれぞれＸ−Ｚ断面図と、Ｙ−Ｚ断面図である。

出射面６と底面７との両側面に、光源リフレクター１１内に発光ユニット４ａが配設されている。発光ユニット４ａから導光板１内へ入射させる光量を十分に確保するために厚みの厚い導光板１が用いられる。これにより、これらの発光ユニット４ａが配設された両側面は入射端面８とされ、この入射端面８に交差する両側面は反射端面８ｂとされている。また、図４の面光源素子では、出射面６の上方に拡散シート５ａが配設されている。さらに拡散シート５ａの上方には輝度向上機能を有する住友スリーエム製のプリズムシート５ｂを配設している。導光板の上に拡散シートを配設することで、面光源素子の出射光を適度に均一化し画面品位を高めることができる。そして、プリズムシートによって正面方向へ光を偏向させて、正面方向の輝度を高めることができる。

上記図１及び図４のいずれの面光源素子においても、出射面６には、断面が台形状の凸条２とこの凸条２の台形状とは上下が逆転した台形状の凹条３とが交互に配列されている。これらの凸条２及び凹条３は、上述の図３により説明した表面１ａと実質的に同一であるので詳細な説明は省略する。これにより、この出射面６には、入射端面８と直交する断面が台形状の凸条および凹条が複数配置される。一方、底面７には、断面がＶ字状の凹条９が入射端面８に平行に配列している。このＶ字状の凹条９のピッチを漸次調整することにより、出射面から出射される光の光量分布を調整できる。

つぎに、このように構成された面光源素子１０について説明する。
発光ユニット４ａの光は導光板１の入射端面８から導光板１内に入射し、出射面６及び底面７間で全反射を繰り返しつつ縦方向に伝播していく。そして、この光の一部は底面７に形成されたＶ字状の凹条９及び反射シート５により出射面６に向けて導かれ、出射面６に形成された断面が台形状のプリズム（凸条２及び凹条３）により集光され、所望する視野角内に出射される。

このように、出射面６に断面が台形状のプリズムを形成することにより、出射面６にＶ溝のプリズムを形成する場合に比べて視野角が拡大する。

また、本発明の画像表示装置は、面光源素子の正面方向に透過型の表示装置を配置することによって構成され、高輝度で、輝度均一性が高いことから明るく、暗線による画像品位を低下させることなく高品位な画像を表示できる。ここで本発明の画像表示装置とは、面光源素子と表示素子を組み合わせた表示モジュール、更には、この表示モジュールを用いた少なくとも画像表示機能を有する機器であり、パソコンモニターやテレビ等を含む。

以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。なお、図８に以下の実施例および比較例の一覧を示す。

＜実施例１＞
出射面側のスタンパ（以下スタンパ１）はステンレス鋼製の鏡面スタンパを使用した。一方、高さ０．００７ｍｍで頂角が１３０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ２）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１３０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
これらのスタンパ１及びスタンパ２を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面にはＶ字状の凹条が高さ０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２５度であり、Ｖ字状の凹条のピッチは入射端面側０．４３０ｍｍから中央部０．１９６ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。

発光ユニットとしてサンケン電気株式会社製の型番ＳＥＰ０ＨＡ６００５のマルチチップＬＥＤモジュール（発光素子１０個、外寸１３．７ｍｍ、発光長１１．４ｍｍ）を用い、当該発光ユニットを直線上に等間隔（１３．９ｍｍ）で６５個配置させて、一次光源を形成し、当該導光板は底面のＶ字状の凹条がＸ軸に平行になるように配置させ、Ｘ軸に平行となる２つの端面にのみ一次光源を配置させた。この発光ユニットは対向する２つの入射端面に配置されるため、計２×６５＝１３０個用いた。

また、導光体の出射面上には拡散シート（株式会社ツジデン製：型番Ｄ１２１ＵＺ）を１枚配置し、さらに輝度上昇フィルム（住友スリーエム株式会社製：型番ＢＥＦIII−９０／５０Ｔ−７）をそのプリズムの長辺がＸ軸と平行になるように配置し、さらにその上に拡散シート（恵和株式会社製：型番ＰＢＳ０７２Ｈ）を配置した。
そして、導光体の底面７及び反射端面８ｂには反射シート５（東レ株式会社製：型番Ｅ６ＳＬ）を配設し、これらの部材を金属フレ−ムに収納させた。
そして、この上からポリスチレン製の支持枠にて背面の金属フレームを結合させた。このようにして形成した図５に示すバックライト装置において、安定化電源装置から２４Ｖ、５Ａの電流を印加して輝度性能を測定した。輝度測定は輝度計（株式会社トプコン製：ＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−７）を用い、支持枠１２の開口領域の内寸８８５×４９７ｍｍに対して図６に示す位置の９点を測定した。輝度測定による評価は、９点の平均輝度を用いた。この結果、面内平均輝度は８５１９ｃｄ/ｍ^２であった。

＜実施例２＞
清浄なガラスに東京応化工業株式会社製ネガ型フォトレジスト（ＣＡ３０００）を塗布し、１１０℃のホットプレートにて２分間暖めた後に室温まで冷却した。そのガラス基板と所定の間隔でスリットを設けたフォトマスクを密着させ、−３５度から＋３５度まで一定の速度で回転させ、その間にＵＶ光を１４００ｍJ照射した。フォトマスクを剥離後、その基板を現像した。得られた原盤を常法に従って、表面にニッケル導電化膜を成膜し、このニッケル導電化膜に電鋳用金属としてニッケルを電鋳してニッケル電鋳層を形成した。さらに、ニッケル導電化膜から原盤を剥離して、高さ０．０１ｍｍで頂上部分に幅約０．０１ｍｍの平坦部を持つ、傾斜角が５５度の台形状パターンを賦型した出射面側のスタンパ（以下スタンパ３）を作製した。
高さ０．００７ｍｍで頂角が１３０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ４）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１３０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
これらのスタンパ３及びスタンパ４を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２５度であり、ピッチは入射端面側０．４４６ｍｍから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度測定を実施した。面内平均輝度は９３４８ｃｄ／ｍ^２であった。

＜実施例３＞
高さ０．００７ｍｍで頂角が１２０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ５）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１２０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
これらの実施例２で使用したスタンパ３及びスタンパ５を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面にはＶ字状の凹条が高さ０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは３０度であり、Ｖ字状の凹条のピッチは入射端面側０．４４６ｍｍから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度測定を実施した。面内平均輝度は８９４３ｃｄ／ｍ^２であった。

＜実施例４＞
実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１４０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１４０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１０を作製した。

実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ１０を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２０度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４４６ｍｍからから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は９１７５ｃｄ／ｍ^２であった。

＜実施例５＞
実施例１で作製したスタンパ１と同じ作製工程を経て、高さ０．０１ｍｍで頂上部分に幅約０．０１ｍｍの平坦部を持つ、傾斜角が５５度の台形状パターンを賦型した出射面側のスタンパ（以下スタンパ６）を作製した。
高さ０．００５ｍｍで頂角が１３０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ７）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１３０度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
これらのスタンパ６及びスタンパ７を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは３０度であり、ピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へは０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。

発光ユニットとしてサンケン電気株式会社製の型番ＳＥＰ０ＨＡ６００７のマルチチップＬＥＤモジュール（発光素子２０個、外寸１３．７ｍｍ、発光長１１．４ｍｍ）を用い、当該発光ユニットを直線上に等間隔（１３．９ｍｍ）で７５個配置させて、一次光源を形成し、当該導光板は底面のＶ字状の凹条がＸ軸に平行になるように配置させ、Ｘ軸に平行となる１つの端面にのみ一次光源を配置させた。
また、導光体の出射面上には拡散シート（株式会社ツジデン製：型番Ｄ１２１ＵＺ）を１枚配置し、さらに輝度上昇フィルム（住友スリーエム株式会社製：型番ＢＥＦIII−９０／５０Ｔ−７）をそのプリズムの長辺がＸ軸と平行になるように配置し、さらにその上に拡散シート（恵和株式会社製：型番ＰＢＳ０７２Ｈ）を配置した。
そして、導光体の底面７には反射シート５（東レ株式会社製：型番Ｅ６ＳＬ）を配設し、反入光端面８ａには鏡面反射タイプの反射シート（恵和株式会社製：型番レイラーＮＲ３）を配設し、これらの部材を金属フレ−ムに収納させた。
そして、この上からポリスチレン製の支持枠にて背面の金属フレームを結合させた。

このようにして形成した図７に示すバックライト装置において、安定化電源装置から２４Ｖ、７Ａの電流を印加して輝度性能を測定した。輝度測定は輝度計（株式会社トプコン製：ＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−７）を用い、図６に示す位置の９点を測定した。面内平均輝度は７９６７ｃｄ／ｍ^２であった。

＜実施例６＞
実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１２５度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１２５度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１３を作製した。

実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ１３を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２７．５度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４４６ｍｍからから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は９１５０ｃｄ／ｍ^２であった。

＜実施例７＞
実施例５と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１２５度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１２５度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１４を作製した。

実施例５で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ６とスタンパ１４を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２７．５度である。今回作製したピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へは０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は８１３５ｃｄ／ｍ^２であった。

＜実施例８＞
実施例５と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１４０度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１４０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１５を作製した。

実施例５で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ６とスタンパ１５を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２０度である。今回作製したピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へは０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は８１５４ｃｄ／ｍ^２であった。

＜比較例１＞
この比較例は実施例１に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度Ｒが４０度の場合である。
実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１００度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ８を作製した。

実施例１で使用したスタンパ１とスタンパ８を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。

当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面には断面形状がＶ字状である凹条が導光体の入射端面から配設されるように調整してある。底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４７０ｍｍからから中央部０．１９９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。

当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７８７５ｃｄ／ｍ^２であった。実施例１の導光板と比較して、面内平均輝度で７．６％低下していた。

＜比較例２＞
この比較例は実施例２に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度を４０度にした場合である。実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００度、高さ０．０２０ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．０２０ｍｍで頂角が１００度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ９を作製した。

実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ９を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が導光体の入射端面から配設されるように調整してある。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．０２０ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０度である。今回作製したピッチは、入射端面０．９９４ｍｍからから中央部０．３５８ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度を測定したところ、面内平均輝度は８４５７ｃｄ／ｍ^２であり、実施例２の導光板と比較して、面内平均輝度で９．５％低下していた。

＜比較例３＞
この比較例は実施例２に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度が１５度の場合である。
実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１５０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１５０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１１を作製した。

実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ１１を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは１５度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４４６ｍｍからから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。

当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は８６８６ｃｄ／ｍ^２であり、実施例２と比較して７％低下した。

＜比較例４＞
この比較例は実施例５に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度が４０度の場合である。
実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１００度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１２を作製した。
これらのスタンパ６及びスタンパ１２を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０度であり、ピッチは入射端面側０．８９７ｍｍから中央部０．５１９ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へ０．５９７ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。
当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７４８４ｃｄ／ｍ^２であった。実施例５の導光板と比較して、面内平均輝度で６％低下していた。

＜比較例５＞
この比較例は、ＰＭＭＡ製の平板（板厚４ｍｍ）の底面に印刷ドットを付与して導光板を作製し、実施例１のバックライトに組み込んだ場合である。
導光板の底面には入光端面から遠ざかるほど密になるように粗密を付けた白色印刷ドットを設け（導光板中央部でドット密度大）、輝度分布を所定の分布にした。

当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は８０５４ｃｄ／ｍ^２であった。実施例２の導光板と比較して、面内平均輝度で１３．８％低下していた。また、実施例３の導光体と比較した場合は、面内平均輝度で１０％低下していた。

＜比較例６＞
この比較例は、比較例５と同様、ＰＭＭＡ製の（板厚４ｍｍ）の底面に印刷ドットを付与して導光板を作製し、実施例５のバックライトに組み込んだ場合である。当該印刷導光板の底面には入光端面から遠ざかるほど密になるように粗密を付けた白色印刷ドットを設け、輝度分布を所定の分布にした。
当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７５６８ｃｄ／ｍ^２であった。実施例５の導光板と比較して、面内平均輝度で５％低下していた。

＜比較例７＞
この比較例は実施例５に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度が１５度の場合である。
実施例５と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１５０度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１５０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１６を作製した。
これらのスタンパ６及びスタンパ１６を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。

得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは１５度であり、ピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へ０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。
当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７５７２ｃｄ／ｍ^２であった。実施例５の導光板と比較して、面内平均輝度で５％低下していた。

＜比較例８＞
この比較例は実施例２に用いた導光板の出射面上に設けられた光学シートを拡散シート２枚にした場合である。

実施例１と同様に図５に示すバックライト装置からプリズムシート５ｂを取り除いて、実施例２に用いた導光板の出射面上に拡散シート（株式会社ツジデン製：型番Ｄ１２１ＵＺ）を１枚配置し、さらにその上に拡散シート（恵和株式会社製：型番ＰＢＳ０７２Ｈ）を配置させて、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は７８５２ｃｄ／ｍ^２であり、実施例２と比較して１６％低下した。

Claims (5)

1. 導光板の側面に一次光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、
   当該導光板は出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有し、
   前記導光板の底面側には光を反射する反射手段を備え、
   前記導光板の出射面側には１枚または複数の光学シートを備え、
   Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸として、
   前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、
   前記反射手段、前記導光板、光学シートは前記Ｘ−Ｙ平面に平行に配置しており、
   Ｚ軸方向に前記反射手段、前記導光板、光学シートの順に構成されており、
   当該光学シートのうち、少なくとも１枚のプリズムシートを備えており、
   前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートの出射面に凸条プリズムを有しており、該凸条プリズムはその長手方向をＸ軸に平行に配置しており、
   前記導光板の入射端面はＸ−Ｚ平面に平行であり、前記導光板の出射面にはＹ軸に平行な断面形状が台形状の凸条からなるパターンが複数形成されており、
   前記導光板の底面にはＸ軸に平行な断面形状がＶ字状の凹条からなるパターンが複数形成されており、該複数の凹条の入射端面側にＸ軸に平行な斜面を有し、
   該斜面の前記導光板の底面に対する斜度Ｒを下記の式を満たす角度の範囲に設定して、
   前記入射端面から前記導光板内に入射された光を前記底面の前記斜面で出射面側に反射させて、出射面から出射される光を、Ｚ軸方向を出射角０度としたときにＹ−Ｚ平面において、前記プリズムシートに対する入射角のピークが±２５度〜±４０度の範囲内になるようにして前記プリズムシートに入射させることを特徴とする面光源素子。
   Ｒ≦｛π/２−sin^−１（０．４２２／ｎ_ＬＧＰ）｝／２
   Ｒ≧sin^−１（１／ｎ_ＬＧＰ）−sin^−１（０.６４３／ｎ_ＬＧＰ）
   Ｒ：前記導光板の底面に対する平均斜度(ラジアン)
   ｎ_ＬＧＰ：前記導光板の基材の屈折率
2. 前記一次光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されており、前記複数の凹条が前記２つの入射端面に対して、それぞれＸ軸に平行な前記斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源素子。
3. 前記光学シートが、導光板の出射面の上から、拡散シート、前記プリズムシート、拡散シートの順に設けられたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の面光源素子。
4. 前記光学シートが、導光板の出射面の上から、拡散シート、前記プリズムシート、反射型偏光フィルムの順に設けられたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の面光源素子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源素子の出射面側に透過型表示素子を備えることを特徴とする画像表示装置。

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