JPH1031113A

JPH1031113A - 面光源素子用導光体および面光源素子

Info

Publication number: JPH1031113A
Application number: JP8186389A
Authority: JP
Inventors: Yasuko Hayashi; 泰子林; Masaharu Oda; 雅春小田; Kazukiyo Chiba; 一清千葉
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】高い輝度を有するとともに、斑点パターン等
の均一化処理を施すことなく光出射面内での均一な輝度
分布が得られる面光源素子用導光体を提供する。【解決手段】透明基板の少なくとも１つの側端面を光
入射面とし、この光入射面と略直交する１つの面を光出
射面とする導光体において、光出射面およびその裏面の
少なくとも一方の面が微細凹凸を有する粗面から構成さ
れ、該粗面の平均傾斜角が０．５〜７．５゜で、平均傾
斜角が２０゜以上の領域が２％以下である面光源素子用
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等の表示装置、高速道
路や一般道路における種々の案内標識や交通標識等の交
通表示装置等の表示装置を構成する面光源素子、および
面光源素子に使用される導光体に関するものであり、さ
らに詳しくは、高い輝度を有するとともに、斑点パター
ン等の均一化処理を施すことなく光出射面内での均一な
輝度分布が得られる面光源素子用導光体および面光源素
子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー液晶表示装置は、ノートパ
ソコンや、液晶テレビあるいはビデオ一体型液晶テレビ
等として種々の分野で広く使用されてきている。この液
晶表示装置は、基本的にバックライト部と液晶表示素子
部とから構成されている。バックライト部としては、液
晶表示素子の直下に光源を設けた直下方式や導光体の側
面に光源を設けたエッジライト方式があり、液晶表示装
置のコンパクト化からエッジライト方式が多用されてき
ている。このエッジライト方式は、板状の導光体の側面
部に光源を配置して、導光体の表面全体を発光させる方
式のバックライトであり、いわゆる面光源素子と呼ばれ
るものである。

【０００３】このような面光源素子では、アクリル樹脂
板等の板状透明材料を導光体とし、その一端に配置され
た光源からの光を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
成した光散乱部等の光出射機能を設けることにより、光
出射面から面状に出射させるものである。しかし、導光
体の表面あるいは裏面に光出射機能を均一に形成したも
のでは、光源から離れるに従って出射光の輝度が低下し
て、光出射面内における輝度が不均一となり、良好な表
示画面が得られないものであった。このような傾向は、
液晶表示素子の大型化に伴って顕著となり、１０インチ
以上の大型液晶表示装置においては実用に耐えうるもの
ではなかった。特に、最近の液晶画面の大型化に伴い、
ノートパソコンや液晶テレビ等に使用される液晶表示装
置においては、その画面内での輝度分布は非常に高い均
一性が要求されるものである。

【０００４】また、案内標示板や大型看板等の表示装
置、高速道路や一般道路での案内標識や交通標識等の交
通表示装置においては、夜間の視認性、判読性を高める
ために、内部照明方式と外部照明方式の２つの照明方式
が採用されていた。内部照明方式では、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、写真等を形成して表示板とし、この表示板の
内側にバックライトとなる光源を配置し、この光源によ
り表示板を照らすようにしたものであり、光源としては
直管形または環形の蛍光灯が一般的に使用されている。
また、外部照明方式では、表示内容を形成した表示板の
前面側の上方、下方、側方等に光源を配置し、この光源
により表示板の全面を照らすようにしたもので、光源と
しては直管形の蛍光灯が一般的に使用されている。

【０００５】このような表示装置においては、表示板の
全面上の輝度分布、すなわち輝度の最大値／最小値の値
が非常に大きくなり、このような方式では輝度分布の小
さい均一な明るさを有する表示装置を得ることは困難で
あった。この傾向は、外部照明方式において特に著しい
ものであった。また、内部照明方式においては、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という問題点をも有していた。
そこで、これら表示装置においても、板状の導光体の側
面部に光源を配置して導光体の表面全体を発光させるエ
ッジライト方式のバックライトの採用が試みられてい
る。しかし、このような表示装置では、大型の面光源素
子が必要であり、上記液晶表示装置と同様に光出射面内
での輝度の十分な均一性が達成できないという問題点を
有している。

【０００６】このような面光源素子の輝度の不均一性と
いう課題を解決するために、種々の提案がなされてい
る。例えば、特開平１−２４５２２号公報には、導光体
の光出射面に対向する裏面に光入射面から離れるに従っ
て光拡散物質を密に塗布または付着させた光出射機能を
設けた面光源素子が提案されている。また、特開平１−
１０７４０６号公報には、表面に光散乱物質からなる細
かい斑点を種々のパターンで形成した複数の透明板を積
層して導光体としたのもが提案されている。このような
面光源素子においては、光散乱物質として酸化チタンや
硫酸バリウム等の白色顔料を使用しているため、光散乱
物質に当たった光が散乱する際に光吸収等の光のロスが
生じ、出射光の輝度の低下を招くため好ましくないもの
であった。

【０００７】また、特開平１−２４４４９０号公報や特
開平１−２５２９３３号公報には、導光体の光出射面上
に出射光分布の逆数に見合う光反射パターンを有する出
射光調整部材や光拡散板を配置した面光源素子が提案さ
れている。しかし、このような面光源素子においても、
出射光調整部材や光拡散板で反射した光の再利用ができ
ないために光のロスが生じ、出射光の輝度の低下を招く
ものであった。さらに、特開平２−１７号公報や特開平
２−８４６１８号公報には、導光体の光出射面およびそ
の裏面の少なくとも一方の面に多数のレンズ単位を形成
したり、梨地面とするとともに、光出射面上にプリズム
シートを載置した面光源素子が提案されている。しか
し、このような面光源素子は、非常に高い輝度が得られ
るものの、光出射面における均一性の点では未だ満足で
きるものではなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一方、出射光の輝度の
均一化とともに光のロスを低減して輝度を高める面光源
素子については、特開平６−１８８７９号公報に提案さ
れているように、導光体の光出射面に多数のレンズ単位
を形成したり、梨地面とするとともに、その裏面に粗面
部分と平滑部分を粗面部分の割合が光源から離れるに従
って増加するように形成するとともに、光出射面上にプ
リズムシートを載置した面光源素子が提案されている。
しかしながら、このような面光源素子では、出射光の輝
度の均一化と光のロスの低減を図れるものの、液晶表示
装置等の表示装置として使用する場合に、液晶表示素子
や表示板を通して導光体の裏面に形成した粗面部分と平
滑部分とで形成されるパターンが観察され、画像の観察
に支障をきたすものであった。また、導光体の表面に均
一光出射機能を施すことは、導光体の生産性の観点から
も好ましいものではない。そこで、本発明は、高い輝度
を有するとともに、斑点パターン等の均一化処理を施す
ことなく光出射面内での輝度の高い均一性が得られる面
光源素子用導光体および面光源素子を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の面光
源素子用導光体は、透明基板の少なくとも１つの側端面
を光入射面とし、この光入射面と略直交する１つの面を
光出射面とする導光体において、光出射面およびその裏
面の少なくとも一方の面が微細凹凸を有する粗面から構
成され、該粗面の平均傾斜角が０．５〜７．５゜で、平
均傾斜角が２０゜以上の領域が２％以下であることを特
徴とするものである。また、本発明の面光源素子は、光
源と、該光源に対向する少なくとも１つの側端面を光入
射面とし、この光入射面と略直交する１つの面を光出射
面とする導光体からなり、導光体の光出射面およびその
裏面の少なくとも一方の面が微細凹凸を有する粗面から
構成され、該粗面の平均傾斜角が０．５〜７．５゜で、
平均傾斜角が２０゜以上の領域が２％以下であることを
特徴とするものである。このような本発明の面光源素子
およびその導光体は、導光体表面の平均傾斜角を特定の
範囲にすることにより、導光体からの出射率を低くし、
面光源素子の光出射面内での輝度の均一化を図るととも
に、平均傾斜角が２０゜以上の領域を２％以下とするこ
とにより、導光体からの出射光が一方向に集中して出射
させるようにして、面光源素子の輝度を高めることがで
きるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の面光源素子用導光体は、
少なくとも１つの側端面を光入射面とし、この光入射面
と略直交する１つの面を光出射面とする透明基板から構
成される。このような導光体において、導光体中に入射
した光は、臨界角以内の分布の光が導光体の面で反射を
繰り返して導光体中を伝搬する。導光体の表面に粗面部
分を形成した場合には、粗面部分に到達した光のうち粗
面に対して臨界角を超える光は屈折して導光体の外へ出
射し、臨界角以内の光は反射して導光体を伝搬する。こ
れは、光の進行方向が、スネルの法則に従って媒体の屈
折率と入射した面の法線に対する光の入射角によって決
定されることによる。

【００１１】図１に、凹凸形状を有する導光体表面での
光の屈折および反射を模式的に示した。臨界角を超える
入射角ｉで凹凸部の斜面に入射した光Ａは、スネルの法
則によりｎｓｉｎｉ＝ｓｉｎｉ’（ｎは導光体の屈折
率）の関係を満足する出射角ｉ’で導光体外に出射す
る。一方、臨界角内である入射角ｋで入射した光Ｂは、
角度ｋ’（ｋ’＝ｋ）で反射して導光体内を伝搬する。
一旦、凹凸部分に入射して反射した光は、次に凹凸部分
に入射する際に入射角が鋭くなるため、臨界角を超えや
すくなり導光体外へ出射しやすくなる。

【００１２】本発明者等は、面光源素子用導光体におい
て、ある点での光の出射強度（Ｉ）と光入射面端での出
射光強度（Ｉ₀）との関係は、出射率（α）、光出射面
端からの距離（Ｌ’）および導光体の厚さ（ｔ）によっ
て、実験的に次の（１）式で表されることを見出した。

【００１３】

【数１】Ｉ＝Ｉ₀（１−α）^L'/20t ・・・（１）（１）式から、導光体の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）が決定
すれば、出射率（α）によって光出射面内での輝度の均
一性が決定されることがわかる。なお、厚さｔｍｍの導
光体の出射率（α）は、導光体の光入射面端から２０ｍ
ｍ間隔で輝度の測定を行い、光入射面端からの距離
（ｌ）と輝度の対数のグラフから、その勾配（Ｋ（ｍｍ
^-1））を求めて、次の（２）式によって求められる。

【００１４】

【数２】 α＝（１−１０^20K）×１００・・・（２）本発明においては、輝度の均一性の尺度として、次の
（３）式で示されるバラツキ度（Ｒ％）を用いて、面光
源素子用導光体における輝度の均一性についての評価お
よび検討を行った。バラツキ度（Ｒ％）は、導光体のほ
ぼ中央部において光入射面端から５ｍｍ離れた点から対
向する端部までの範囲内を２０ｍｍ間隔で輝度測定を行
い、測定輝度の最大値（Ｉ_max）、測定輝度の最小値
（Ｉ_min）、測定輝度の平均値（Ｉ_av）を求め、次の
（３）式によって求める。

【００１５】

【数３】Ｒ％＝｛（Ｉ_max−Ｉ_min）／Ｉ_av｝×１００・・・（３）その結果、出射率（α）とバラツキ度（Ｒ％）とは、導
光体の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）に依存して特定の関係に
あることが見出され、出射率（α）が大きくなるとバラ
ツキ度（Ｒ％）はそれに伴って増加し、出射率（α）が
一定であれば導光体の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）の比（Ｌ
／ｔ）が大きくなるに従ってバラツキ度（Ｒ％）も大き
くなる。すなわち、一定の大きさの導光体においては、
導光体の光出射面内での輝度の均一性（バラツキ度）
は、導光体からの出射率（α）に依存するものであり、
出射率（α）を制御することによって輝度の均一性を図
ることができることがわかる。

【００１６】一方、本発明者等は、導光体の表面を微細
凹凸からなる粗面で構成した場合に、微細な凹凸形状を
近似的に１つの勾配を有する斜面であると考えると、粗
面を構成する凹凸の勾配に依存して、導光体から出射す
る光の出射方向や出射率が変化することを見出した。こ
こで、この勾配としてＩＳＯ４２８７／１−１９８７で
規定される平均傾斜角（θａ）を用いることができる。
すなわち、平均傾斜角（θａ）が大きくなると、導光体
からの出射光は出射角が小さくなり法線方向に近づいた
出射光となる。また、平均傾斜角（θａ）が大きくなる
と、それに伴って導光体からの出射率も高くなる。この
ことから、面光源素子の光出射面内での輝度の均一性
は、導光体からの出射率を低くすることによって高める
ことができ、平均傾斜角（θａ）を小さくすれば均一化
が図れることを見出した。導光体における輝度の均一性
は、その用途によって異なるが、案内標示板、大型看
板、案内標識や交通標識等の大型の表示装置において
は、そのバラツキ度（Ｒ％）が２５０％以下、好ましく
は２００％以下である。また、ノートパソコンや液晶テ
レビ等の液晶表示装置において使用される面光源素子と
しては、非常に高い均一性が要求され、そのバラツキ度
（Ｒ％）が２５％以下、好ましくは２０％以下である。

【００１７】本発明においては、このような面光源素子
用導光体の光出射面内における輝度の均一化を図るため
に、導光体の光出射面およびその裏面の少なくとも一方
の面を、平均傾斜角（θａ）が０．５〜７．５゜である
粗面により構成することによって、導光体からの出射率
を低下させたものである。これは、粗面の平均傾斜角
（θａ）が０．５゜未満であると、光出射面からの出射
光の出射角（光出射面の法線に対する角度）が大きくな
り、プリズムシート等の変角部材を使用しても十分に法
線方向へ出射光を向けることができなくなるためであ
る。逆に、粗面の平均傾斜角（θａ）が７．５゜を超え
ると、液晶表示装置の面光源素子として輝度の均一性が
損なわれるためである。好ましくは、粗面の平均傾斜角
（θａ）が１〜６゜の範囲であり、さらに好ましくは２
〜５゜の範囲である。

【００１８】平均傾斜角（θａ）は、触針式表面粗さ計
にて、導光体表面に形成した粗面の表面粗さを駆動速度
０．０３ｍｍ／秒で測定し、この測定したチャートよ
り、その平均線を差し引いて傾斜を補正し、下記（４）
〜（５）式によって計算して求めることができる。な
お、Ｌは触針で走査した距離、ｘは測定位置、ｆ（ｘ）
は触針の変異を表す。

【００１９】

【数４】 Δａ＝（１／Ｌ）∫₀ ^L｜(ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ・・・（４）

【００２０】

【数５】θａ＝ｔａｎ^-1Δａ・・・（５）また、面光源素子の輝度を高めるためには、面光源素子
から出射する光が観察方向に集中させることが必要であ
り、面光源素子用導光体においても、その出射光が一方
向に集中して出射していることが必要となる。本発明に
おいては、このような一方向に集中した出射光を導光体
から出射させるために、導光体の光出射面およびその裏
面の少なくとも一方の面を構成する粗面を、平均傾斜角
が２０゜以上の領域が２％以下であるような粗面とす
る。これは、平均傾斜角が２０゜以上の領域が２％を超
えると、導光体からの出射光の集中度が低下して、プリ
ズムシート等の変角部材を併用しても観察方向以外の方
向に出射する光の割合が多くなり、面光源素子の輝度を
十分に高めることができないためであり、好ましくは平
均傾斜角が２０゜以上の領域が１％以下の範囲である。
特に、本発明のように、導光体からの出射率を低くした
場合には、導光体中を反射しながら往復する光の割合が
高くなり、導光体から出射する光量自体が低下する傾向
にあるために、出射光の出射方向を一方向に集中させる
ことによって、面光源素子としての輝度を高めることが
必要である。

【００２１】この平均傾斜角（θａ）が２０゜以上の領
域の割合は、触針式表面粗さ計にて、導光体表面に形成
した粗面の表面粗さを駆動速度０．０３ｍｍ／秒で測定
し、得られたチャートを一定の微小間隔（ｘ₀）でｎ個
（ｎ＝Ｌ／ｘ₀）に分割し、各微小領域（測定点ｘ_aと
ｘ_bとの間、間隔＝ｘ₀）での平均傾斜角（θａ）を次
の式（６）によって計算して求め、全微小間隔に対する
平均傾斜角（θａ）が２０゜以上の微小間隔の割合を求
めた。

【００２２】

【数６】 θａ＝ｔａｎ^-1（（ｆ（ｘ_a）−ｆ（ｘ_b））／ｘ₀）・・・（６）本発明の面光源素子用導光体としては、その大きさは特
に限定されるものではないが、本発明の効果をより顕著
に発揮させるためには導光体の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）
との比（Ｌ／ｔ）が１５０以下の導光体として使用する
ことが好ましい。Ｌ／ｔが１５０を超えると、導光体の
粗面を構成する凹凸の平均傾斜角（θａ）を小さくして
も、光出射面内での輝度の均一性が十分に図れない傾向
にあるためであり、さらに好ましくは１３０以下、より
好ましくは８０以下の範囲である。

【００２３】本発明において、導光体としては、ガラス
や合成樹脂等の透明板状体を使用することができる。合
成樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の高透明性の種々の
合成樹脂を用いることができ、この樹脂を押出成形、射
出成形等の通常の成形方法で板状体に成形することによ
って導光体を製造することができる。特に、メタクリル
樹脂が、その光線透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、
成形加工性にも優れており、導光体用材料として最適で
ある。このようなメタクリル樹脂とは、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％以上であることが好ましい。また、導光体中
には、必要に応じて光拡散剤や微粒子等を混入してもよ
い。

【００２４】導光体の表面に、微細凹凸を有する特定の
平均傾斜角（θａ）の粗面を形成する加工方法として
は、平均傾斜角（θａ）が特定の範囲となれば特に限定
されるものではないが、例えば、化学エッチング、バイ
ド切削、レーザー加工等によってレンズパターンを形成
した金型等を用いて、透明基板を加熱プレスしたり、射
出成形によって形成する方法、導光体をエッチング、バ
イト切削、レーザー加工等によって直接加工する方法等
が挙げられる。

【００２５】本発明の面光源素子は、図２に示したよう
に、上記のような導光体１の一方の端部に蛍光灯等の光
源２を配置し、光出射面と対向する裏面には、反射フィ
ルム等によって反射層４が形成される。光源２から導光
体１へ有効に光を導入するために、光源２および導光体
１の光入射面を内側に反射剤を塗布したケースやフィル
ムで覆うように構成される。また、導光体１としては、
板状、くさび状、船型状等の種々の形状のものが使用で
きる。

【００２６】本発明の面光源素子においては、通常、導
光体１からの出射光の出射方向は、法線方向からずれた
方向となるため、法線方向から観察を行うような用途に
使用する場合には、導光体１の上にレンズシート３を載
置する等の手段を講じて、出射光を法線方向に変角する
ことが好ましい。この場合、使用されるレンズシート３
としては、少なくとも一方の面に多数のレンズ単位が平
行に形成されたレンズ面を有するものである。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、波型形状等が挙げられる。レンズシート３のレンズ
単位のピッチは２０μｍ〜５ｍｍ程度とすることが好ま
しく、プリズムシートを使用する場合には、そのプリズ
ム頂角は導光体からの出射光の出射角によって適宜選定
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よって適宜選定され、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。特に、導光体の表面を平均傾斜角
（θａ）が０．５〜７．５゜の粗面で構成する場合に
は、光出射面からの出射光が法線に対して比較的大きな
角度で出射するため、面光源素子からの出射光を略法線
方向とするためには、プリズム頂角が５５〜７０゜程度
のプリズム列を形成したプリズムシートを、プリズム面
が導光体の光出射面側となるように載置することが好ま
しい。

【００２７】本発明のレンズシート３は、可視光透過率
が高く、屈折率の比較的高い材料を用いて製造すること
が好ましく、例えば、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。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、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透明樹脂か
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、透明基材を重
ね合わせる。次いで、透明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。

【００２８】本発明の面光源素子においては、上記した
ようなレンズシートの他に、拡散シート、カラーフィル
ター、偏光膜等、光学的に光を変角、集束、拡散させた
り、その光学特性を変化させる種々の光学素子を使用す
ることができる。本発明の面光源素子は、液晶表示素子
を用いたノートパソコンや、液晶テレビあるいはビデオ
一体型液晶テレビ等のカラー液晶表示装置のバックライ
トや、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、写真等を形成した表示板を用いた案内標
示板や大型看板、高速道路や一般道路での案内標識や交
通標識等の表示装置のバックライトとして好適である。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。輝度の測定導光体の冷陰極管にインバーター（ＴＤＫ社製ＣＸＡ−
Ｍ１０Ｌ）を介して直流電源に接続し、ＤＣ１２Ｖを印
加して点灯させた。面光源素子を測定台に載置し、輝度
計（ミノルタ社製ｎｔ−１゜）の中心線に対して面光源
素子が垂直となり、測定円が直径８〜９ｍｍとなるよう
に測定距離を調整した。次いで、冷陰極管のエイジング
を３０分間以上行った後、輝度の測定を行った。測定
は、光源近傍の５ｍｍを除いた部分を２０ｍｍ×２０ｍ
ｍの領域に区分し、輝度計の測定円の中心を各領域の中
心と一致させて各領域の輝度を測定し、これらの平均値
を法線方向の輝度とした。なお、大型の表示装置におい
ては、冷陰極管に変えて３０Ｗの蛍光灯を点灯させて測
定を行った。

【００３０】バラツキ度（Ｒ％）面光源素子の中央部の光源側から他端面に至る各領域で
の輝度の測定値から、前記式（３）に基づいて算出し
た。出射率（α）面光源素子の中央部の光源側から他端面に至る各領域で
の輝度の測定値から、前記式（２）に基づいて算出し
た。

【００３１】平均傾斜角（θａ）ＩＳＯ４２８７／１−１９８７に従って求めた。触針と
してＥ−ＤＴ−Ｓ０４Ａ（１μｍＲ、５５゜円錐、ダイ
ヤモンド）を用いた触針式表面粗さ計（東京精器社製サ
ーフコム５７０Ａ）にて、粗面の表面粗さを駆動速度
０．０３ｍｍ／秒で５００ｍｍ測定した。この測定した
チャートより、その平均線を差し引いて傾斜を補正し、
前記（４）〜（５）式によって計算して求めた。

【００３２】平均傾斜角（θａ）が２０゜以上の領域の
割合平均傾斜角（θａ）と同様にして粗面の表面粗さを測定
し、得られたチャートを１ｍｍ間隔でｎ個に分割し、各
微小領域での平均傾斜角（θａ）を前記式（６）によっ
て計算して求めた。この計算結果から、全微小間隔に対
する平均傾斜角（θａ）が２０゜以上の微小間隔の割合
を求めた。

【００３３】実施例１ガラス板の表面をサンドブラスト処置を行った後にフッ
酸処理を行うことにより化学エッチングした後、電鋳に
よりレプリカ型を取って得た電鋳型を用いて、厚さ４ｍ
ｍ、１６５ｍｍ×２１０ｍｍの透明アクリル樹脂板の一
方の表面に熱転写によって粗面を転写し導光体とした。
得られた導光体の平均傾斜角度（θａ）は２．９゜であ
った。また、平均傾斜角度（θａ）が２０゜以上の領域
の割合は０％であった。得られた導光体の２１０ｍｍの
一つの端面および１６５ｍｍの二方の端面に銀蒸着した
ＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化した光
出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテ
ープ止めして反射面を形成した。導光体の残りの２１０
ｍｍの一つの端面に直管型の蛍光灯（松下電器産業社製
ＫＣ２３０Ｔ４Ｅ、４ｍｍφ×２３０ｍｍ）を設置し、
導光体の光出射面上にＰＥＴフィルムに屈折率１．５３
のアクリル系紫外線硬化樹脂で、頂角６３゜、ピッチ５
０μｍのプリズム列を平行に多数形成したプリズムシー
トを、プリズム面が導光体の光出射面側に向くように載
置して面光源素子とした。得られた面光源素子の得られ
た面光源素子の法線輝度、バラツキ度（Ｒ％）を求めて
表１に示した。一方、厚さ３ｍｍ、９０ｍｍ×３００ｍ
ｍの透明アクリル樹脂板を用いて、同様の手順で導光体
を作製した。得られた導光体の３００ｍｍの二つの端面
に銀蒸着したＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付け、
粗面化した光出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴ
フィルムをテープ止めして反射面を形成した。導光体の
９０ｍｍの一つの端面に直管型の蛍光灯（松下電器産業
社製ＫＣ１３０Ｔ４Ｅ、４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を設置
した。この面光源素子を用いて、導光体の出射率を求め
て表１に示した。

【００３４】実施例２ガラス板の表面をガラスビーズを用いてブラスト処置を
行った後、電鋳によりレプリカ型を取って得た電鋳型を
用いて、厚さ３ｍｍ、１６５ｍｍ×２１０ｍｍの透明ア
クリル樹脂板の一方の表面に熱転写によって粗面を転写
し導光体とした。得られた導光体の平均傾斜角度（θ
ａ）は２．７゜で、平均傾斜角度（θａ）が２０゜以上
の領域の割合は０．５％であった。実施例１と同様にし
て面光源素子を組み立て、得られた面光源素子の法線輝
度およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示した。一
方、厚さ３ｍｍ、９０ｍｍ×３００ｍｍの透明アクリル
樹脂板を用いて、同様の手順で導光体を作製した。得ら
れた導光体の３００ｍｍの二つの端面に銀蒸着したＰＥ
Ｔフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射
面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ
止めして反射面を形成した。導光体の９０ｍｍの一つの
端面に直管型の蛍光灯（松下電器産業社製ＫＣ１３０Ｔ
４Ｅ、４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を設置した。この面光源
素子を用いて、導光体の出射率を求めて表１に示した。

【００３５】実施例３ガラス板の表面をガラスビーズを用いてブラスト処置を
行った後、電鋳によりレプリカ型を取って得た電鋳型を
用いて、厚さ４ｍｍ、１６５ｍｍ×２１０ｍｍの透明ア
クリル樹脂板の一方の表面に熱転写によって粗面を転写
し導光体とした。得られた導光体の平均傾斜角度（θ
ａ）は２．７゜で、平均傾斜角度（θａ）が２０゜以上
の領域の割合は０．５％であった。実施例１と同様にし
て面光源素子を組み立て、得られた面光源素子の法線輝
度およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示した。一
方、厚さ３ｍｍ、９０ｍｍ×３００ｍｍの透明アクリル
樹脂板を用いて、同様の手順で導光体を作製した。得ら
れた導光体の３００ｍｍの二つの端面に銀蒸着したＰＥ
Ｔフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射
面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ
止めして反射面を形成した。導光体の９０ｍｍの一つの
端面に直管型の蛍光灯（松下電器産業社製ＫＣ１３０Ｔ
４Ｅ、４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を設置した。この面光源
素子を用いて、導光体の出射率を求めて表１に示した。

【００３６】比較例１ブラスト処置とフッ酸処理の条件を変更した以外は実施
例１と同様にして、厚さ３ｍｍ、１６５ｍｍ×２１０ｍ
ｍの透明アクリル樹脂板の一方の表面に熱転写によって
粗面を転写し導光体とした。得られた導光体の平均傾斜
角度（θａ）は７．９゜で、平均傾斜角度（θａ）が２
０゜以上の領域の割合は３．０％であった。実施例１と
同様にして面光源素子を組み立て、得られた面光源素子
の法線輝度およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示
した。一方、厚さ３ｍｍ、９０ｍｍ×３００ｍｍの透明
アクリル樹脂板を用いて、同様の手順で導光体を作製し
た。得られた導光体の３００ｍｍの二つの端面に銀蒸着
したＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化し
た光出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルム
をテープ止めして反射面を形成した。導光体の９０ｍｍ
の一つの端面に直管型の蛍光灯（松下電器産業社製ＫＣ
１３０Ｔ４Ｅ、４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を設置した。こ
の面光源素子を用いて、導光体の出射率を求めて表１に
示した。

【００３７】比較例２ブラスト処置とフッ酸処理の条件を変更した以外は実施
例１と同様にして、厚さ４ｍｍ、１６５ｍｍ×２１０ｍ
ｍの透明アクリル樹脂板の一方の表面に熱転写によって
粗面を転写し導光体とした。得られた導光体の平均傾斜
角度（θａ）は７．９゜で、平均傾斜角度（θａ）が２
０゜以上の領域の割合は３．０％であった。実施例１と
同様にして面光源素子を組み立て、得られた面光源素子
の法線輝度およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示
した。一方、厚さ３ｍｍ、９０ｍｍ×３００ｍｍの透明
アクリル樹脂板を用いて、同様の手順で導光体を作製し
た。得られた導光体の３００ｍｍの二つの端面に銀蒸着
したＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化し
た光出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルム
をテープ止めして反射面を形成した。導光体の９０ｍｍ
の一つの端面に直管型の蛍光灯（松下電器産業社製ＫＣ
１３０Ｔ４Ｅ、４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を設置した。こ
の面光源素子を用いて、導光体の出射率を求めて表１に
示した。

【００３８】比較例３ブラスト処理の条件を変更した以外は実施例２と同様に
して、厚さ４ｍｍ、１６５ｍｍ×２１０ｍｍの透明アク
リル樹脂板の一方の表面に熱転写によって粗面を転写し
導光体とした。得られた導光体の平均傾斜角度（θａ）
は２．７゜で、平均傾斜角度（θａ）が２０゜以上の領
域の割合は２．１％であった。実施例１と同様にして面
光源素子を組み立て、得られた面光源素子の法線輝度お
よびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示した。一方、
厚さ３ｍｍ、９０ｍｍ×３００ｍｍの透明アクリル樹脂
板を用いて、同様の手順で導光体を作製した。得られた
導光体の３００ｍｍの二つの端面に銀蒸着したＰＥＴフ
ィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射面と
対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止め
して反射面を形成した。導光体の９０ｍｍの一つの端面
に直管型の蛍光灯（松下電器産業社製ＫＣ１３０Ｔ４
Ｅ、４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を設置した。この面光源素
子を用いて、導光体の出射率を求めて表１に示した。

【００３９】実施例４実施例１と同様にして、厚さ１０ｍｍ、６００ｍｍ×１
２５０ｍｍの透明アクリル樹脂板の一方の表面に熱転写
によって粗面を転写し導光体とした。得られた導光体の
平均傾斜角度（θａ）は２．９゜であった。また、平均
傾斜角度（θａ）が２０゜以上の領域の割合は０％であ
った。得られた導光体の１２５０ｍｍの一つの端面およ
び６００ｍｍの二方の端面に銀蒸着したＰＥＴフィルム
を粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射面と対向す
る裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止めして反
射面を形成した。導光体の残りの１２５０ｍｍの一つの
端面に３０Ｗの蛍光灯（松下電器産業社製ＦＳＬ３０Ｔ
６Ｗ）を設置し、導光体の光出射面上にＰＥＴフィルム
に屈折率１．５３のアクリル系紫外線硬化樹脂で、頂角
６３゜、ピッチ５０μｍのプリズム列を平行に多数形成
したプリズムシートを、プリズム面が導光体の光出射面
側に向くように載置して面光源素子とした。得られた面
光源素子の得られた面光源素子の法線輝度、バラツキ度
（Ｒ％）を求めて表１に示した。一方、厚さ１０ｍｍ、
６００ｍｍ×１２５０ｍｍの透明アクリル樹脂板を用い
て、同様の手順で導光体を作製した。得られた導光体の
１２５０ｍｍの二つの端面に銀蒸着したＰＥＴフィルム
を粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射面と対向す
る裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止めして反
射面を形成した。導光体の６００ｍｍの一つの端面に３
０Ｗの蛍光灯（松下電器産業社製ＦＳＬ３０Ｔ６Ｗ）を
設置した。この面光源素子を用いて、導光体の出射率を
求めて表１に示した。

【００４０】比較例４ブラスト処置とフッ酸処理の条件を変更した以外は実施
例４と同様にして、厚さ１０ｍｍ、６００ｍｍ×１１５
０ｍｍの透明アクリル樹脂板の一方の表面に熱転写によ
って粗面を転写し導光体とした。得られた導光体の平均
傾斜角度（θａ）は７．９゜で、平均傾斜角度（θａ）
が２０゜以上の領域の割合は３．０％であった。実施例
４と同様にして面光源素子を組み立て、得られた面光源
素子の法線輝度およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１
に示した。一方、厚さ１０ｍｍ、６００ｍｍ×１２５０
ｍｍの透明アクリル樹脂板を用いて、同様の手順で導光
体を作製した。得られた導光体の１２５０ｍｍの二つの
端面に銀蒸着したＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付
け、粗面化した光出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰ
ＥＴフィルムをテープ止めして反射面を形成した。導光
体の６０００ｍｍの一つの端面に３０Ｗの蛍光灯（松下
電器産業社製ＦＳＬ３０Ｔ６Ｗ）を設置した。この面光
源素子を用いて、導光体の出射率を求めて表１に示し
た。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１から明らかなように、本発明の実施例
１〜３の面光源素子では、光出射面内での輝度のバラツ
キ度（Ｒ％）が２０％以下と均一性に優れており、法線
輝度も高く、液晶表示装置の面光源素子として十分に実
用可能なものであった。一方、比較例１および２の面光
源素子では、導光体表面の平均傾斜角（θａ）が大き
く、光出射面内での輝度のバラツキ度（Ｒ％）が１００
％を超えるものであり、液晶表示装置の面光源素子とし
て輝度の均一性が十分なものではなかった。また、比較
例３の面光源素子では、平均傾斜角（θａ）が２０゜以
上の領域の割合が高く、同様の平均傾斜角（θａ）を有
する実施例３と比較して、法線輝度が低いものであっ
た。さらに、本発明の実施例４の面光源素子では、光出
射面内での輝度のバラツキ度（Ｒ％）が２００％以下と
均一性に優れており、法線輝度も高いく、案内標示板、
大型看板、案内標識や交通標識等の大型の表示装置の面
光源素子として十分に実用可能なものであった。一方、
比較例４の面光源素子では、光出射面内での輝度のバラ
ツキ度（Ｒ％）が６００％を超えるものであり、輝度の
均一性が十分なものではなかった。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、導光体の光出射面およびそれ
と対向する裏面の少なくとも一方の面を、平均傾斜角が
０．５〜７．５゜で、平均傾斜角が２０゜以上の領域の
割合が２％以下の粗面で構成することによって、高い輝
度を有するとともに、斑点パターン等の均一化処理を施
すことなく光出射面内での均一な輝度分布が得られ、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、案内標示板や大型看板、高速道路や一般道路での案
内標識や交通標識等の表示装置として適した面光源素子
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導光体の粗面における光の光路を示す
概略図である。

【図２】本発明の面光源素子を示す部分斜視図である。

【符号の説明】

１導光体２光源３レンズシート４反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千葉一清神奈川県川崎市多摩区登戸3816番地三菱レイヨン株式会社東京技術・情報センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の少なくとも１つの側端面を光
入射面とし、この光入射面と略直交する１つの面を光出
射面とする導光体において、光出射面およびその裏面の
少なくとも一方の面が微細凹凸を有する粗面から構成さ
れ、該粗面の平均傾斜角が０．５〜７．５゜で、平均傾
斜角が２０゜以上の領域が２％以下であることを特徴と
する面光源素子用導光体。
【請求項２】光源と、該光源に対向する少なくとも１
つの側端面を光入射面とし、この光入射面と略直交する
１つの面を光出射面とする導光体からなり、導光体の光
出射面およびその裏面の少なくとも一方の面が微細凹凸
を有する粗面から構成され、該粗面の平均傾斜角が０．
５〜７．５゜で、平均傾斜角が２０゜以上の領域が２％
以下であることを特徴とする面光源素子。
【請求項３】導光体の光出射面側に、少なくとも一方
の面に多数のプリズム列が平行して形成されたプリズム
シートが配設されていることを特徴とする請求項２記載
の面光源素子。