WO2010058845A1 - 面光源装置及びそれに用いる導光体 - Google Patents

面光源装置及びそれに用いる導光体 Download PDF

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WO2010058845A1
WO2010058845A1 PCT/JP2009/069728 JP2009069728W WO2010058845A1 WO 2010058845 A1 WO2010058845 A1 WO 2010058845A1 JP 2009069728 W JP2009069728 W JP 2009069728W WO 2010058845 A1 WO2010058845 A1 WO 2010058845A1
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light
light source
source device
light guide
lens array
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PCT/JP2009/069728
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淳征 北條
健太郎 林
厚志 佐伯
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三菱レイヨン株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Definitions

  • the present invention relates to an edge light type surface light source device and a light guide used to constitute the light source, and the light guide is, for example, a monitor such as a portable notebook personal computer or a display unit such as a liquid crystal television. It is suitable for a backlight of a liquid crystal display device used as the above.
  • the liquid crystal display device basically includes a backlight and a liquid crystal display element.
  • a backlight an edge light type is often used from the viewpoint of making the liquid crystal display device compact.
  • an edge-light type backlight at least one end surface of a rectangular plate-shaped light guide is used as a light incident end surface, and a linear or rod-shaped primary light source such as a straight tube fluorescent lamp along the light incident end surface
  • the light emitted from the primary light source is introduced from the light incident end surface of the light guide into the light guide, and emitted from the light exit surface that is one of the two main surfaces of the light guide. I try to let them.
  • a light emitting diode (LED) that is a point light source is used as a primary light source of a backlight.
  • LED light emitting diode
  • As a backlight using an LED as a primary light source for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-270624 (Patent Document 1), the same function as that using a linear primary light source is exhibited.
  • a plurality of LEDs are arranged one-dimensionally along the light incident end face of the light guide.
  • such a point primary light source is used not only in a small liquid crystal display device but also in a monitor such as a portable notebook personal computer, a display unit such as a liquid crystal television, and other relatively large liquid crystal display devices. .
  • Patent Document 2 a light guide having a rough light exit surface is used, and a prism sheet in which a large number of prism rows are arranged is guided so that the prism surface is on the light guide side.
  • a method of narrowing the distribution of emitted light has been proposed that is arranged on the light emitting surface of the light body to suppress the power consumption of the backlight and to minimize the luminance.
  • luminance unevenness is easily visible through the prism sheet.
  • Patent Document 3 describes that the surface of the prism array formed by the light guide is roughened or the linear shape of the prism array is deformed. It has been proposed to form a curved lens array.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-171253 (Patent Document 4) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-261644 (Patent Document 5) describe that a part of one surface of the light guide is substantially along the traveling direction of light from the incident end surface.
  • Patent Document 5 A technique for reducing unevenness in brightness by forming a plurality of grooves in a different direction is disclosed.
  • JP 7-270624 A Japanese Patent Publication No. 7-27137 JP 2004-6326 A JP 2006-171253 A Japanese Patent Laid-Open No. 2006-261064
  • Patent Document 4 and Patent Document 5 the groove shape is not optimized, and the luminance unevenness has not been fundamentally eliminated.
  • a surface light source device in which a prism sheet in which a large number of prism rows are arranged is arranged on a light output surface of a light guide (particularly, the prism surface of the prism sheet is guided so as to be on the light guide side).
  • a spot-like high-luminance portion in a high-luminance surface light source device arranged on the light emitting surface of a light body
  • HotSpot spot-like high-luminance portion that appears corresponding to uneven luminance, particularly a point-like light source such as an LED.
  • a plurality of first lenses extending substantially along a direction perpendicular to the boundary between the one surface and the light incident end surface on one of the light emitting surface and the back surface, and arranged substantially parallel to each other A column is formed,
  • the incident side edge the other surface of the light exit surface and the back surface extends substantially along a direction perpendicular to the boundary between the other surface and the light incident end surface, and is substantially parallel to each other.
  • a plurality of arranged second lens rows are formed,
  • the ratio A / T of the dimension A of the incident side edge in the direction perpendicular to the boundary between the other surface and the light incident end surface with respect to the thickness T of the light guide at the incident side edge is 5
  • the second lens array has a dimension in a direction perpendicular to the boundary between the other surface and the light incident end surface that is 50% or more of the dimension A of the incident side edge portion.
  • the lens surfaces constituting the second lens array are roughened and an average inclination angle measured along the extending direction of the second lens array is 0.1. Within the range of -8 degrees.
  • the region where the second lens row is formed is a part of the other surface, and the second lens row is partially formed on the second surface of the other surface. It is located closer to the one surface than the region other than the region where the lens array is formed.
  • the region where the second lens array is formed is a part of the other surface, and the second lens array is entirely formed of the second surface of the other surface. It is located closer to the one surface than the region other than the region where the lens array is formed.
  • the light guide for the surface light source device the primary light source disposed adjacent to the light incident end surface of the light guide, and the light deflection disposed adjacent to the light exit surface of the light guide.
  • a surface light source device comprising an element, An incident-side edge portion of the light guide for the surface light source device is located outside an effective display region corresponding to an effective display region of a display device formed using the surface light source device.
  • the light deflection element has a light incident surface located opposite to the light exit surface of the light guide and a light exit surface on the opposite side.
  • a plurality of prism rows arranged in parallel with each other along the light incident end face are formed.
  • a display device comprising: the above surface light source device; and a display element arranged so that light emitted from the surface light source device arrives, A display device, wherein an incident-side edge portion of the light guide for the surface light source device is located outside an effective display area of the display device; Is provided.
  • the light guide for a surface light source device of the present invention it is possible to eliminate luminance unevenness and manufacture a high-quality surface light source device and further a display device.
  • FIG. 1 is a schematic partially transparent perspective view showing an embodiment of a surface light source device according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic partially exploded perspective view thereof.
  • the surface light source device of the present embodiment includes a plurality of LEDs 2 as point-like primary light sources arranged at an appropriate distance in the Y direction, and light emitted from the LEDs.
  • a plate-shaped light guide 4 for guiding light, a light deflection element 6, and a light reflection element 8 are provided.
  • the plurality of LEDs 2 are preferably arranged so that the directions of the maximum intensity light emitted from them are parallel to each other.
  • the direction of the maximum intensity light of the light emitted from the LED 2 can be, for example, the X direction.
  • the light guide 4 is disposed in parallel with the XY plane and has a rectangular plate shape as a whole.
  • the light guide 4 has four side end surfaces, and one of the pair of side end surfaces substantially parallel to the YZ plane is a light incident end surface 41 and faces the light incident end surface. LEDs 2 are arranged adjacent to each other.
  • the other side end surface of the pair of side end surfaces substantially parallel to the YZ plane of the light guide 4 is an opposite end surface 42 opposite to the light incident end surface.
  • the two principal surfaces that are substantially orthogonal to the light incident end surface 41 of the light guide 4 are both arranged so as to be substantially orthogonal to the Z direction, and the upper surface that is one of the principal surfaces is a light emitting surface 43. .
  • the light emitting surface 43 is provided with a region in which a plurality of second lens rows 43b are formed.
  • the second lens array 43b is a direction in the plane along the light exit surface 43 of the maximum intensity light emitted from the LED 2 and introduced into the light guide 4 (that is, along the light exit surface 43). It extends substantially along the X direction, which is the direction of the directivity of light that enters the light guide light incident end face 41 and is introduced into the light guide 4, and is arranged substantially parallel to each other. . That is, each of the second lens rows 43b arranged substantially parallel to each other extends substantially in the direction perpendicular to the boundary between the light emitting surface 43 and the light incident end surface 41, that is, in the X direction.
  • the “light emitting surface 43” in the “boundary between the light emitting surface 43 and the light incident end surface 41” herein refers to a surface excluding the shapes of the rough surface 43a and the lens array 43b. Specifically, It is parallel to the XY plane. That is, the “boundary between the light emitting surface 43 and the light incident end surface 41” here extends substantially along the Y direction.
  • the second lens array 43b has a cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the second lens array 43b, depending on the arrangement interval of the LEDs 2, an arc shape, a V shape, a V shape of the tip R, a sine curve, A desired shape such as a parabolic shape can be obtained.
  • the second lens array 43b has a function of regularly controlling the direction of light that passes through or reflected by the second lens array 43b, and has a function of evenly diffusing light emitted from the point-like primary light source. Therefore, the cross-sectional shape is preferably an arc shape having a large number of angle components or a V-shape at the tip R.
  • the radius of curvature is, for example, 5 to 200 ⁇ m, preferably 7 to 120 ⁇ m, more preferably 10 to 50 ⁇ m. It is. Further, the arrangement pitch of the second lens array 43b is, for example, 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, and a desired shape may be obtained in combination with the curvature radius.
  • the surface of the second lens array 43b that is, the lens surface constituting the lens array (hereinafter also referred to as “slope” of the lens array) is roughened.
  • the rough surface has a function of randomly diffusing light.
  • the ratio between the effect of the regular direction control function and the effect of the random diffusion function varies depending on the degree of roughening of the lens array slope, but the degree of roughness of the slope is the average inclination angle described later with the slope as the reference plane.
  • This average inclination angle can be measured in the extending direction of the second lens array 43b) is preferably 0.1 to 8 degrees, and more preferably 0.5 to 3 degrees.
  • the average inclination angle is 0.1 degrees or more, a diffusion effect by a rough surface is obtained, and when the average inclination angle is 8 degrees or less, a regular direction control effect of the lens array is obtained.
  • the average inclination angle is 0.5 degrees or more, a diffusion effect due to the rough surface is sufficiently obtained, and when the average inclination angle is 3 degrees or less, the regular direction control effect of the lens array is sufficiently obtained.
  • the region where the second lens array 43b is formed on the light emitting surface 43 is a region close to the light incident end surface.
  • This region can be a band-like region extending along the edge of the light emitting surface 43 adjacent to the light incident end surface 41.
  • This area is outside the effective display area F described later, that is, the edge of the light emitting surface 43 adjacent to the light incident end face 41 (in other words, the boundary between the light emitting face 43 and the light incident end face 41).
  • the effective display area F are preferably in a portion (incident side edge).
  • the “incident side edge” refers not only to the portion for the light exit surface 43 as described above, but also to the portion for the light guide 4.
  • the width and width of the band-like region in which the second lens array 43b is formed (that is, the dimension in the direction [X direction] perpendicular to the boundary between the light emitting surface 43 and the light incident end surface 41) sufficiently obtains the above-described effects. It is preferable that the size of the light guide 4 is, for example, twice or more the thickness of the light guide 4. If the region where the second lens array 43b is formed is too small, the above-described effects are not sufficiently obtained, and luminance unevenness may not be eliminated.
  • the width A of the incident side edge portion (that is, the dimension in the direction [X direction] perpendicular to the boundary between the light emitting surface 43 and the light incident end surface 41) A is the light guide 4 at the incident side edge portion.
  • the ratio A / T to the thickness T is preferably 5 or more.
  • the thickness T of the light guide 4 at the incident side edge is determined by the top and back surfaces of the second lens row 43b of the light exit surface 43 (the first lens row 44a described later is the incident side edge). In this case, the distance (the dimension in the Z direction) between the first lens array 44a and the top of the first lens array 44a.
  • this ratio A / T is too small, the above-mentioned effects cannot be obtained sufficiently, and luminance unevenness may not be eliminated.
  • the ratio A / T is set to be 5 or more, it is possible to satisfactorily eliminate luminance unevenness based on the appearance of a hot spot [HotSpot] that appears corresponding to a point light source such as the LED 2.
  • the effective display area F is a surface when a display device 11 such as a transmissive liquid crystal display element is arranged on a light emitting surface of a surface light source device to constitute a display device such as a liquid crystal display device.
  • a display device 11 such as a transmissive liquid crystal display element
  • the light source device it is a region where light used for illumination for effective display of the display device is actually emitted (that is, a region of the surface light source device corresponding to an effective display region of the display device).
  • This effective display area F can be said to be the area of the light guide 4, for example, especially the area within the light exit surface 43.
  • This effective display area F is often an area that is 1-5 mm diagonally smaller than the light emitting area of the surface light source device.
  • the distance from the edge adjacent to the light incident end surface 41 of the light guide 4 to the effective display area F is the same as that of the surface light source device. Although it depends on the shape and size, it is generally about 2 to 10 mm.
  • the region where the second lens array 43b is formed on the light exit surface 43 may be partial with respect to the width direction of the incident side edge portion.
  • the width (dimension in the X direction) B is 1 ⁇ 2 or more (that is, 50% or more) of the width A of the incident side edge portion in order to further enhance the function and effect of the second lens array 43b. Is preferable, and the whole is particularly preferable.
  • the region corresponding to the effective display region F of the light emitting surface 43 is preferably a rough surface 43a having a fine uneven structure as a light emitting control function structure. From the area formed by the rough surface 43a, light having directivity in the distribution in the XZ plane including both the normal direction (Z direction) of the light emitting surface 43 and the X direction orthogonal to the light incident end surface 41 is emitted.
  • the angle between the direction of the peak of the emitted light distribution and the light emitting surface is, for example, 10 ° to 40 °, and the full width at half maximum of the emitted light distribution is, for example, 10 ° to 40 °.
  • dx (1) ⁇ a tan ⁇ 1 ( ⁇ a) (2) Can be obtained using Here, L is the measurement length, and ⁇ a is the tangent of the average inclination angle ⁇ a.
  • a direction across the light incident end face 41 for example, a direction substantially perpendicular to the light incident end face 41 (that is, a direction of directivity of light incident on the light guide 4 in a plane along the light emitting face 43)
  • a large number of first lens rows 44a extending in parallel with each other along the direction) are formed.
  • each of the first lens rows 44 a arranged substantially parallel to each other extends substantially in the direction perpendicular to the boundary between the back surface 44 and the light incident end surface 41, that is, in the X direction.
  • the “back surface 44” in the “boundary between the back surface 44 and the light incident end surface 41” herein refers to a shape excluding the shape of the lens array 44a, and is specifically parallel to the XY plane. That is, the “boundary between the back surface 44 and the light incident end surface 41” here extends substantially along the Y direction.
  • the first lens array 44a it is preferable to use a prism array or a lenticular lens array having an R-shaped tip.
  • the aspect ratio of the first lens array that is, the ratio between the arrangement pitch (P1) and the height (H1) of the first lens array 44a.
  • P1 / H1) is 7 to 200, preferably 8 to 150, more preferably 10 to 100, and the first lens array 44a having a circular sectional shape or a curved tip is preferably used.
  • the aspect ratio of the first lens array 44a within this range, the emitted light from the light exit surface 43 can be sufficiently condensed, and further, the damage of the lens array 44a and the light reflecting element 8 can be reduced. This is because the generation of white spots due to the rubbing can be prevented. That is, by setting the shape of the first lens array 44a within this range, the full width at half maximum of the outgoing light distribution is 30 ° to 65 ° on the plane perpendicular to the XZ plane including the peak light direction in the outgoing light distribution. The emitted outgoing light can be emitted, and the luminance of the surface light source device can be improved.
  • the arrangement pitch P1 of the first lens array 44a is, for example, 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the cross-sectional shape of the tip of the first lens array 44a is preferably an arc shape with a radius of curvature R of 25 to 300 ⁇ m, but is not particularly limited to an arc shape, and may be a shape that can approximate it. .
  • the cross-sectional shape of the first lens array 44a may be a curved shape at portions other than the tip portion, and may be a wave shape represented by, for example, a sine curve.
  • the cross-sectional shape of the first lens array 44a may be a combination of a plurality of arc shapes, more specifically, a plurality of arc shapes so as to be inscribed in an arc shape having a radius of curvature R of 25 to 300 ⁇ m.
  • the shape which combined these may be sufficient.
  • the arc shape located at the top of one lens row 44a may be a shape that slightly protrudes from an arc shape having a radius of curvature R of 25 to 300 ⁇ m. In the present application, such a shape is also included in an arc shape having a curvature radius R of 25 to 300 ⁇ m.
  • a plurality of fine concavo-convex structures may be formed on at least a part of the surface of the first lens array 44 a on the back surface of the light guide 4.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional shape of the first lens array 44a.
  • Each of the fine concavo-convex structures has a concavo-convex shape in which the maximum aspect ratio, that is, the ratio of the long side to the height (depth) is 7 to 200 in the cross-sectional shape in the plane perpendicular to the light emitting surface. Is done.
  • the light emitting surface 43 has a planar shape by providing a large number of fine concavo-convex structures having such shapes on the surface of the first lens array 44a, the normal direction (Z direction) of the light emitting surface 43 and It is possible to emit light having directivity in the distribution in the XZ plane including both the X direction orthogonal to the light incident end face 41.
  • the fine concavo-convex structure is provided over the entire back surface, but it is not necessarily provided over the entire surface. Depending on the use of the light guide, etc., the fine concavo-convex structure may be provided in a preferable range. good.
  • the light guide 4 As the light emitting function structure of the light guide 4, light diffusing fine particles are formed inside the light guide 4 in combination with the fine uneven structure formed on the light emitting surface 43 and / or the back surface 44 as described above. What was formed by mixing and dispersing can be used. Further, the light guide 4 has a uniform thickness as shown in FIGS. 1 and 2 (such as a rough surface of the light emitting surface 43, a fine uneven shape and a lens array, and a lens array on the back surface 44). In addition to a plate-like one with a thickness neglected, various cross-sectional shapes such as a wedge-like one that gradually decreases in thickness from the light incident end face 41 toward the opposite end face 42 in the X direction. Can be used. Furthermore, the structure of the light emitting surface 43 and the structure of the back surface 44 may be reversed.
  • the thickness of the light guide 4 is, for example, 0.3 to 10 mm.
  • the light deflection element 6 is disposed on the light emitting surface 43 of the light guide 4.
  • the two main surfaces of the light deflection element 6 are each positioned substantially parallel to the XY plane as a whole.
  • One of the two main surfaces (the main surface facing the light emitting surface 43 of the light guide) is a light incident surface 61, and the other is a light emitting surface 62.
  • the light exit surface 62 is a flat or rough surface parallel to the light exit surface 43 of the light guide 4.
  • the light incident surface 61 is a prism row forming surface in which a large number of prism rows 61a are arranged in parallel to each other.
  • the prism rows 61a of the light incident surface 61 extend in the Y direction substantially parallel to the arrangement direction of the LEDs 2 and are formed in parallel to each other (that is, the light incident surface 61 is mutually aligned along the light guide light incident end surface 41).
  • a plurality of prism rows 61a arranged in parallel are formed).
  • the arrangement pitch P3 of the prism rows 61a is preferably in the range of 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably in the range of 10 ⁇ m to 80 ⁇ m, and still more preferably in the range of 20 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • the apex angle of the prism row 61a is preferably in the range of 30 ° to 80 °, more preferably in the range of 40 ° to 70 °.
  • a prism array having a desired shape is accurately manufactured to obtain stable optical performance and to suppress wear and deformation of the top of the prism array during assembly work or use as a light source device.
  • the top flat portion or the top curved surface portion may be formed at the top of the prism row.
  • the width of the top flat part or the top curved surface part is preferably 3 ⁇ m or less from the viewpoint of suppressing the reduction in brightness as a surface light source device and the occurrence of uneven brightness patterns due to sticking, and more preferably the top part.
  • the width of the flat part or the top curved part is 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the thickness of the light deflection element 6 is, for example, 30 to 350 ⁇ m.
  • FIG. 3 shows a state of light deflection by the light deflection element 6.
  • This figure shows the traveling direction of the peak outgoing light (light corresponding to the peak of the outgoing light distribution) from the light guide 4 in the XZ plane.
  • the light emitted obliquely from the region consisting of the rough surface 43a of the light emitting surface 43 of the light guide body 4 is incident on the first surface of the prism row 61a and is totally reflected by the second surface, and is emitted from the light guide body 4.
  • the emitted light is emitted in the direction of the normal line of the light exit surface 62 while maintaining the directivity of the emitted light.
  • high luminance can be obtained in the direction of the normal line of the light exit surface 62.
  • the light deflection element 6 functions to deflect (change angle) the light emitted from the light guide 4 in a target direction, and is combined with the light guide 4 that emits light having high directivity as described above.
  • a lens sheet having a lens surface in which a large number of lens units are formed in parallel on at least one surface Various lens shapes are used depending on the purpose, and examples thereof include a prism shape, a lenticular lens shape, a fly-eye lens shape, and a wave shape.
  • a prism sheet in which a large number of prism rows having a substantially triangular cross section are arranged in parallel is particularly preferable.
  • at least one of the two prism surfaces constituting the prism row has a cross section consisting of a plurality of straight lines, one or more curves, or a combination of one or more straight lines and one or more curves. It may be a thing.
  • the light guide 4 and the light deflection element 6 can be made of a synthetic resin having a high light transmittance.
  • synthetic resins include methacrylic resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins, vinyl chloride resins, and cyclic polyolefin resins.
  • methacrylic resins are optimal because of their high light transmittance, heat resistance, mechanical properties, and molding processability.
  • a methacrylic resin is a resin mainly composed of methyl methacrylate, and preferably has a methyl methacrylate content of 80% by weight or more.
  • the transparent synthetic resin plate is formed by hot pressing using a mold member having a desired surface structure.
  • the shape may be imparted simultaneously with molding by screen printing, extrusion molding, injection molding, or the like.
  • the structural surface can also be formed using heat or a photocurable resin.
  • a transparent substrate such as a polyester film, acrylic resin, polycarbonate resin, vinyl chloride resin, polymethacrylamide resin, or other transparent substrate or rough surface structure made of an active energy ray curable resin.
  • a lens array arrangement structure may be formed on the surface, or such a sheet may be bonded and integrated on a separate transparent base material by a method such as adhesion or fusion.
  • active energy ray-curable resin polyfunctional (meth) acrylic compounds, vinyl compounds, (meth) acrylic acid esters, allyl compounds, (meth) acrylic acid metal salts, and the like can be used.
  • the light reflecting element 8 for example, a plastic sheet having a metal vapor deposition reflecting layer on the surface can be used.
  • a reflector 10 is provided to guide the light emitted from the LED 2 to the light incident end face 41 of the light guide 4 with a small loss.
  • the plastic film which has a metal vapor deposition reflective layer on the surface can be used, for example.
  • the reflector 10 is wound from the outer surface of the edge of the light reflecting element 8 to the edge of the light emitting surface of the light polarizing element 6 through the outside of the LED 2.
  • the light source reflector 10 can be wound around the light output surface edge of the light guide 4 from the outer surface of the LED 2 through the outside of the LED 2, avoiding the light polarizing element 6. is there.
  • a plurality of point-like primary light sources such as LEDs are used.
  • the plurality of point light sources are preferably arranged so that the directions of the maximum intensity light emitted from them are parallel to each other.
  • the light is transmitted on the light emitting surface (the light exit surface 62 of the light polarizing element 6) of the surface light source device including the LED 2, the light guide 4, the light deflecting element 6, and the light reflecting element 8 as described above.
  • a display device such as a liquid crystal display device is configured by disposing a display element 11 such as a liquid crystal display device.
  • the symbol F indicates the effective display area of the surface light source device corresponding to the effective display area of the display element 11 used in combination with the surface light source device.
  • the reflector 10 is disposed so as to cover the end surface portion of the laminated body of the light deflecting element 6, the light guide 4 and the light reflecting element 8 in the region other than the effective display region F, and the LED 2.
  • the light emitted from the end surface portion of the laminated body and the light leaking from the case of the LED 2 can be diffused and reflected well in the XY plane and re-entered to the light guide 4, and the light guide light is emitted.
  • Light having a required intensity can be guided to a wide area of the surface 43, which can contribute to an improvement in luminance uniformity.
  • a display device such as a liquid crystal display device is observed by an observer through a display element 11 such as a liquid crystal display element from above in FIGS.
  • a sufficiently collimated light with a narrow distribution can be made incident on the liquid crystal display element from the surface light source device, so that an image display with good brightness and hue uniformity can be obtained without gradation inversion on the liquid crystal display element.
  • light irradiation concentrated in a desired direction can be obtained, and the use efficiency of the light emission amount of the primary light source for illumination in this direction can be enhanced.
  • a light diffusing element can be adjacently disposed on the light exit surface 62 of the light deflection element 6. With this light diffusing element, it is possible to suppress glare, brightness spots, and the like that cause degradation in image display quality, and to improve image display quality.
  • the light diffusing element may be a sheet-like material mixed with a light diffusing material, and may be integrated with the light deflecting element 6 by bonding or the like on the light exit surface 62 side of the light deflecting element 6. It may be placed on the deflection element 6. When placed on the light deflection element 6, in order to prevent sticking with the light deflection element 6, a concavo-convex structure is formed on the surface of the light diffusion element facing the light deflection element 6 (surface on the light incident side).
  • This concavo-convex structure can have a ten-point average roughness of preferably 0.7 ° or more, more preferably 1.0 ° or more, and more preferably 1.5 ° or more.
  • the light guide for the surface light source device described above includes forming a translucent resin using a molding die member having a shape transfer surface for forming the light emitting surface 43 and the back surface 44, respectively. 4 is manufactured.
  • the shape transfer surface is formed by roughening a required region of the mold material by blasting. The distance between the blast nozzle and the mold material is preferably maintained constant from the viewpoint of ease of blasting.
  • the blast particles spherical particles such as glass beads and polygonal particles such as alumina particles can be used.
  • the light guide as described above is manufactured by molding a translucent resin (composition) using the molding die member produced as described above.
  • FIG. 6 is a schematic partially exploded perspective view showing another embodiment of the surface light source device according to the present invention.
  • the same reference numerals are given to the same parts as in FIG.
  • This embodiment is different from the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4 only in the position in the Z direction of the second lens array 43b formed on the light emitting surface 43 of the light guide 4. That is, in the embodiment of FIGS. 1 to 4, the lens surface including the top of the second lens row 43b, that is, the inclined surface is a region other than the region where the second lens row 43b of the light emitting surface 43 is formed (that is, rough). (Region consisting of the surface 43a). On the other hand, in the embodiment of FIG. 6, the entire lens surface including the top of the second lens row 43 b, that is, the inclined surface is below the region formed by the rough surface 43 a of the light emitting surface 43 (that is, near the back surface 44). Located).
  • the distance between the portion of the surface of the second lens array 43b closest to the rough surface 43a and the rough surface 43a is, for example, 0.1 to It can be (H2 + 10) ⁇ m, preferably 0.5 to (H2 + 3) ⁇ m.
  • this distance that is, the difference in the Z-direction position (that is, the difference in height) between the top portion of the second lens array 43b and the rough surface 43a of the light emitting surface 43 is, for example, 1 to 30 ⁇ m. can do.
  • the Z-direction reference surface inclination direction of the boundary region between the region where the second lens array 43 b is formed and the region including the rough surface 43 a is: It is the opposite of that of the embodiment of FIGS. That is, in the embodiment of FIGS. 1 to 4, the surface of the boundary region faces between the Z direction (light emitting surface normal direction) and the region formed by the rough surface 43 a, whereas in FIG. In the present embodiment, the surface of the boundary region is directed between the Z direction (light emitting surface normal direction) and the region where the second lens array 43b is formed. For this reason. Compared with the embodiments of FIGS. 1 to 4, the present embodiment has less leakage of the light guide from the boundary region, and can significantly reduce the occurrence of luminance unevenness derived from the boundary region.
  • the surface light source device light guide 4 of the present embodiment also includes molding a translucent resin using a molding die member having a shape transfer surface for forming the light emitting surface 43 and the back surface 44, respectively. Can be manufactured.
  • it is easy to form the shape transfer portion of the second lens array 43b, particularly when producing a molding die member. That is, in the molding die member, the entire shape transfer portion of the second lens array 43b is located higher than the shape transfer portion of the rough surface 43a. It can be easily formed by the reciprocating movement of the cutting blade using a cutting device such as the above.
  • the Z-direction position of the second lens array 43b formed on the light emitting surface 43 of the light guide 4 is the same as that of the embodiment of FIGS. 1 to 4 and that of the embodiment of FIG. The case where it exists between is included. That is, the embodiment in which the second lens array 43b is located nearer to the back surface 44 than the area formed by the rough surface 43a, which is an area other than the area where the second lens array is formed, is also included in the present invention. included.
  • the boundary region between the region where the second lens array 43 b is formed and the region formed by the rough surface 43 a is based on the above Z-direction reference.
  • a part thereof is the same as that of the embodiment of FIGS. 1 to 4, but the other part is the same as that of the embodiment of FIG.
  • the leakage of the light guide from the boundary region is less than in the embodiments of FIGS. 1 to 4, and the occurrence of luminance unevenness derived from the boundary region can be reduced.
  • a second lens array 43b as shown in FIG. 2 is transferred and formed on the processed surface of a NiP plating block having an effective area of 195 mm (X direction dimension) ⁇ 307 mm (Y direction dimension) and 30 mm thickness with a mirror-finished processed surface. Cutting was performed so as to form a transfer region for this purpose.
  • the second lens array 43b has an arc shape with a width of 50 ⁇ m (Y direction dimension), a height of 11 ⁇ m (Z direction dimension), and a curvature radius of 34 ⁇ m in a plane orthogonal to the extending direction of the second lens array 43b.
  • the transfer area of the block has a corresponding inverted shape.
  • the cutting length (dimension in the X direction) was 5 mm within the effective area so that the cutting portion would not enter the effective display area F of the light guide 4.
  • glass beads J220 manufactured by Potters Barotini Co., Ltd.
  • the first transfer surface forming mold was blasted so as to obtain a gradation.
  • the blasting conditions were as follows. Glass beads are sprayed at a rate of 40 g / min from a height of 320 mm to a side farther from the side closer to the light incident end face at a pitch of 2.5 mm in a plurality of times, and the speed and pressure for each band are respectively set. By changing from 20 m / min to 4 m / min and from 0.2 MPa to 0.4 MPa, a gradation with an average inclination angle ⁇ a was formed.
  • a first lens array 44a as shown in FIG. 2 is formed on the processed surface of another NiP plating block having a mirror-finished effective area of 195 mm (dimension in the X direction) ⁇ 307 mm (dimension in the Y direction) and a thickness of 10 mm. Cutting was performed so that a transfer surface for transfer formation was formed.
  • the first lens array 44a has a substantially arc shape with a width of 50 ⁇ m (Y direction dimension), a height of 5 ⁇ m (Z direction dimension), and a curvature radius of 65 ⁇ m in a plane orthogonal to the extending direction of the first lens array 44a. .
  • the transfer area of the block has a corresponding inverted shape.
  • the processed surface of the obtained block was blasted with glass beads (J400 manufactured by Potters Barotini) to obtain a second transfer surface forming mold.
  • the glass bead is applied in an amount of 60 g / min from a height of 520 mm to a strip shape at a pitch of 1 mm from the side closer to the light incident end face to a speed of 5 m / min and a pressure of 0.11 MPa. And sprayed several times.
  • the first and second transfer surface forming molds were incorporated into an injection molding apparatus and injection molding was performed.
  • an acrylic resin manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., Acripet TF-8
  • FIG. 5 shows a schematic view of the obtained molded product, that is, the light guide 4.
  • LEDs manufactured by Toyoda Gosei Co., Ltd., E1S62-YWOS7-
  • E1S62-YWOS7- are arranged at equal intervals along the long side so as to face the long side end surface (light incident end surface 41) having a thickness of 0.8 mm. 07) and the light source reflector 10 are further arranged.
  • a light scattering reflection sheet (E6SP manufactured by Toray Industries, Inc.) is disposed as the light reflecting element 8 so as to face the back surface 44 of the light guide, and the apex angle as the light deflecting element 6 so as to face the light emitting surface 43.
  • a prism sheet (M168YK, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) having a thickness of 155 ⁇ m in which a large number of lens rows with a pitch of 50 ⁇ m are formed in parallel at 65 ° is arranged so that the lens row formation surface faces the light emitting surface 43.
  • the outer edge of the effective display area F is located at a position of 5.2 mm from the outer periphery of the light guide due to the relationship with the effective display area of the combined transmissive liquid crystal display element. Accordingly, the ratio A / T of the width (X-direction dimension) A (5.2 mm) of the incident side edge portion to the thickness T (0.811 mm) of the light guide 4 at the incident side edge portion is 6 .41. Further, the width of the band-like region where the second lens array 43b is formed, that is, the X-direction dimension B (5 mm) of the second lens array 43b is 96% of the width A (5.2 mm) of the incident side edge portion. It is.
  • the processed surface of the plate having a thickness of 3.05 mm, a thickness of 3 mm for forming the transfer region for transferring the rough surface 43a, and a boundary region width of 0.7 mm for these portions
  • cutting was performed so that a transfer region for transferring and forming the second lens array 43b as shown in FIG. 6 was formed.
  • the second lens array 43b has a width of 70 ⁇ m (dimension in the Y direction), a height of 24 ⁇ m (dimension in the Z direction), an apex angle of 80 degrees, and a radius of curvature of the tip in a plane orthogonal to the extending direction of the second lens array 43b.
  • the V shape of the tip R was 34 ⁇ m.
  • the tip of the second lens array 43b is arranged at a position 5 ⁇ m lower than the area formed by the rough surface 43a.
  • the transfer area of the block has a corresponding inverted shape.
  • the cutting length (dimension in the X direction) was 3 mm within the effective area, so that the cutting portion did not enter the effective display area F of the light guide 4.
  • glass beads J220 manufactured by Potters Barotini
  • the conditions for blasting were as follows. Glass beads are sprayed at a rate of 40 g / min from a height of 320 mm to a side farther from the side closer to the light incident end face at a pitch of 2.5 mm in a plurality of times, and the speed and pressure for each band are respectively set. By changing from 20 m / min to 3 m / min and from 0.2 MPa to 0.4 MPa, a gradation with an average inclination angle ⁇ a was formed.
  • a first lens array as shown in FIG. 6 is formed on a processed surface of a NiP plating block having an effective area of 175.5 mm (X direction dimension) ⁇ 285.5 mm (Y direction dimension) and a thickness of 30 mm. Cutting was performed so that a transfer surface for transferring 44a was formed.
  • the first lens array 44a has a substantially arc shape with a width of 50 ⁇ m (Y direction dimension), a height of 5 ⁇ m (Z direction dimension), and a curvature radius of 65 ⁇ m in a plane orthogonal to the extending direction of the first lens array 44a. .
  • the transfer area of the block has a corresponding inverted shape.
  • glass beads J400 manufactured by Potters Barotini
  • Example 1 glass beads (J400 manufactured by Potters Barotini) were blasted on the processed surface of the obtained block in the same manner as in Example 1 to obtain a second transfer surface forming mold.
  • the first and second transfer surface forming molds were assembled in an injection molding apparatus in the same manner as in Example 1 to perform injection molding.
  • the light exit surface 43 of the obtained light guide has a rough surface 43a having a gradation of 0.8 to 2.9 degrees from the side closer to the light incident end surface to the side closer to the light incident end surface ⁇ a, and the first rough surface 43a.
  • the second lens array 43b has a partially roughened surface, has a V-shaped cross-section at the tip R with a width of 70 ⁇ m, a height of 24 ⁇ m, an apex angle of 80 degrees, and a radius of curvature of the tip of 34 ⁇ m. It extended 3 mm vertically from the incident end face.
  • a first lens array 44a having a substantially arc cross-sectional shape with a partially roughened surface having a width of 50 ⁇ m, a height of 5 ⁇ m, and a curvature radius of 65 ⁇ m is formed over the entire surface. It had been.
  • LEDs (E1S62-YWOS7, manufactured by Toyoda Gosei Co., Ltd.) are arranged at equal intervals along the long side so as to face the long side end surface (light incident end surface 41) having a thickness of 0.7 mm. 07) and the light source reflector 10 are further arranged. Further, a light scattering reflection sheet (E6SP manufactured by Toray Industries, Inc.) is disposed as the light reflecting element 8 so as to face the back surface 44 of the light guide, and the apex angle as the light deflecting element 6 so as to face the light emitting surface 43.
  • E6SP manufactured by Toray Industries, Inc.
  • a prism sheet (M268YWC3, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) having a thickness of 188 ⁇ m in which a large number of lens arrays with a pitch of 29 ⁇ m at 68 ° are formed in parallel is arranged so that the lens array formation surface faces the light exit surface 43, and FIG. A surface light source device as shown in FIG.
  • the outer edge of the effective display area F is located at a position 6 mm from the outer periphery of the light guide because of the relationship with the effective display area of the combined transmissive liquid crystal display element. Therefore, the ratio A / T of the width (X-direction dimension) A (6 mm) of the incident side edge portion to the thickness T (0.795 mm) of the light guide 4 at the incident side edge portion is 7.55. It is. In addition, the width of the band-like region where the second lens array 43b is formed, that is, the X-direction dimension B (3 mm) of the second lens array 43b is 50% of the width A (6 mm) of the incident side edge. .
  • Table 1 shows the thickness T [mm] of the light guide 4 at the incident side edge, the width A [mm] of the incident side edge, and the X-direction dimension B [mm] of the second lens array 43b. Accordingly, A / T and B / A [%] are as shown in Table 1, and the size [inch type] is as shown in Table 1. A light source device was produced.

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Abstract

　一次光源２から発せられる光を導光し、且つ光入射端面４１、光出射面４３及びその反対側の裏面４４を有する板状の導光体４。裏面４４に、裏面４４と光入射端面４１との境界に垂直の方向に沿って延び、且つ互いに平行に配列された複数の第１のレンズ列４４ａが形成されている。光出射面４３の、光入射端面４１に近接する領域に、光出射面４３と光入射端面４１との境界に垂直の方向に沿って延び、且つ互いに略平行に配列された複数の第２のレンズ列４３ｂが形成されており、上記領域における導光体４の厚さＴに対する、光出射面４３と光入射端面４１との境界に垂直の方向の上記領域の寸法Ａの比Ａ／Ｔが５以上であり、かつ第２のレンズ列４３ｂを構成するレンズ面が粗面化されている。

Description

面光源装置及びそれに用いる導光体
　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、該導光体は、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。
　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。
　特公平７－２７１３７号公報（特許文献２）では、光出射面が粗面の導光体を用い、多数のプリズム列を配列したプリズムシートを、そのプリズム面が導光体側となるように導光体の光出射面上に配置し、バックライトの消費電力を抑えるとともに、輝度も極力犠牲にしないために出射光の分布を狭くする方法が提案されている。しかし、このようなバックライトでは、低消費電力で高い輝度が得られるものの、輝度むらがプリズムシートを通して視認されやすいものであった。
　このような輝度むらの解消を目的として、特開２００４－６３２６号公報（特許文献３）には、導光体の形成するプリズム列の表面を粗面化したり、プリズム列の直線的形状を変形させたレンズ列を形成することが提案されている。
　また特開２００６－１７１２５３号公報（特許文献４）や特開２００６－２６１０６４号公報（特許文献５）には、導光体の片方の面の一部に入射端面から光の進行方向にほぼ沿った方向に複数の溝を形成することで輝度むらを少なくする技術が開示されている。
特開平７－２７０６２４号公報 特公平７－２７１３７号公報 特開２００４－６３２６号公報 特開２００６－１７１２５３号公報 特開２００６－２６１０６４号公報
　しかし、特許文献３に開示されているような導光体を用いた面光源装置においても、面光源装置の大きさ、配置するＬＥＤ等の点状光源の個数や点状光源の配置間隔によっては、各点状光源から出射した光同士が重なる部分で輝度が高くなることによる点状光源前方部分での暗部の発生が見られる場合がある。
　また特許文献４や特許文献５においては、溝形状の最適化がなされておらず、輝度むらの根本的な解消には至っていない。特に、これらの特許文献では、多数のプリズム列を配列したプリズムシートを導光体の光出射面上に配置してなる面光源装置（特にプリズムシートのプリズム面が導光体側となるように導光体の光出射面上に配置してなる高輝度の面光源装置）において、輝度むら特にＬＥＤ等の点状光源に対応して出現するスポット状の高輝度部分（ホットスポット［ＨｏｔＳｐｏｔ］）の出現に基づく輝度むらを解消することの示唆はない。
　本発明の１つの目的は、以上のような面光源装置の点状の一次光源の使用等に伴う、一次光源から導光体内への導入光の分布不均一に起因する面光源装置の輝度むらを解消して、高品位の面光源装置の実現を可能にする面光源装置用導光体を提供することにある。本発明の他の目的は、以上のような面光源装置用導光体を用いる面光源装置、更には該面光源装置を用いる表示装置を提供することにある。
　本発明によれば、上記の課題のうちの何れかを解決するものとして、
　一次光源から発せられる光を導光し、且つ前記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板状の導光体であって、前記光入射端面に近接して、前記導光体を用いた面光源装置を用いて形成される表示装置の有効な表示領域に対応する有効表示領域の外となる入射側端縁部が形成される面光源装置用導光体において、
　前記光出射面及び裏面のうちの一方の面に、該一方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向にほぼ沿って延び、且つ互いに略平行に配列された複数の第１のレンズ列が形成されており、
　前記入射側端縁部において、前記光出射面及び裏面のうちの他方の面には、前記他方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向にほぼ沿って延び、且つ互いに略平行に配列された複数の第２のレンズ列が形成されており、
　前記入射側端縁部における前記導光体の厚さＴに対する、前記他方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向の前記入射側端縁部の寸法Ａの比Ａ／Ｔが５以上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、前記第２のレンズ列は、前記他方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向の寸法が前記入射側端縁部の寸法Ａの５０％以上である。
　本発明の一態様においては、前記第２のレンズ列を構成するレンズ面は、粗面化されており且つ前記第２のレンズ列の延びる方向に沿って測定される平均傾斜角が０．１～８度の範囲内にある。
　本発明の一態様においては、前記第２のレンズ列が形成された領域は前記他方の面の一部であり、前記第２のレンズ列は、部分的に、前記他方の面の前記第２のレンズ列が形成された領域以外の領域より、前記一方の面の近くに位置する。
　本発明の一態様においては、前記第２のレンズ列が形成された領域は前記他方の面の一部であり、前記第２のレンズ列は、全体が、前記他方の面の前記第２のレンズ列が形成された領域以外の領域より、前記一方の面の近くに位置する。
　また、本発明によれば、上記の課題のうちの何れかを解決するものとして、
　上記の面光源装置用導光体と、該導光体の前記光入射端面に隣接して配置された前記一次光源と、前記導光体の前記光出射面に隣接して配置された光偏向素子とを含んでなる面光源装置であって、
　前記面光源装置用導光体の入射側端縁部は、前記面光源装置を用いて形成される表示装置の有効な表示領域に対応する有効表示領域の外に位置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とその反対側の出光面とを有しており、前記入光面には前記光入射端面に沿って互いに平行に配列された複数のプリズム列が形成されている。
　更に、本発明によれば、上記の課題のうちの何れかを解決するものとして、
　上記の面光源装置と、該面光源装置から出光する光が到来するように配置された表示素子とを含んでなる表示装置であって、
　前記面光源装置用導光体の入射側端縁部は、前記表示装置の有効な表示領域の外に位置することを特徴とする表示装置、
が提供される。
　本発明の面光源装置用導光体によれば、輝度むらを解消して、高品位の面光源装置さらには表示装置を製造することが可能になる。
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。 図１の面光源装置における光偏向素子による光偏向の様子を示す模式図である。 図１の面光源装置における第１のレンズ列の断面図である。 実施例において作製された面光源装置用導光体の模式的斜視図である。 本発明による面光源装置の他の実施形態を示す模式的部分分解斜視図である。
　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。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が互いに平行となるように配置するのが好ましい。ＬＥＤ２から発せられる光の最大強度光の方向は、たとえばＸ方向とすることができる。
　導光体４は、ＸＹ面と平行に配置され、全体として矩形板状をなしている。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には、複数の第２のレンズ列４３ｂが形成された領域が設けられる。第２のレンズ列４３ｂは、ＬＥＤ２から発せられ導光体４へと導入された光の最大強度光の、光出射面４３に沿った面内での方向（すなわち、光出射面４３に沿った面内での、導光体光入射端面４１に入射し導光体４内に導入された光の指向性の方向）であるＸ方向にほぼ沿って延び、且つ互いに略平行に配列されている。即ち、互いに略平行に配列された第２のレンズ列４３ｂのそれぞれは、光出射面４３と光入射端面４１との境界に垂直の方向即ちＸ方向にほぼ沿って延びている。尚、ここでいう「光出射面４３と光入射端面４１との境界」における「光出射面４３」は、粗面４３ａ及びレンズ列４３ｂの形状を除外したものを指すものとし、具体的にはＸＹ面と平行である。すなわち、ここでいう「光出射面４３と光入射端面４１との境界」は、大略Ｙ方向に沿って延びている。
　第２のレンズ列４３ｂは、第２のレンズ列４３ｂの延びる方向と直交する断面の形状を、ＬＥＤ２の配置間隔に応じて、円弧形状、Ｖ字形状、先端ＲのＶ字形状、サインカーブ、放物線形状等の所望の形状にすることができる。第２のレンズ列４３ｂは、そこを通過または反射する光線を規則的に方向制御する機能があり、点状の一次光源から出射された光を満遍なく拡散させる機能がある。そのため、断面形状は多数の角度成分を持つ円弧形状、または、先端ＲのＶ字形状が好ましい。
　前記断面内において、第２のレンズ列４３ｂの形状として円弧形状または先端ＲのＶ字形状を用いた場合、その曲率半径は、例えば５～２００μｍ、好ましくは７～１２０μｍ、より好ましくは１０～５０μｍである。また、第２のレンズ列４３ｂの配列ピッチは、例えば１０μｍ～２００μｍ、好ましくは１０μｍ～１５０μｍ、より好ましくは２０μｍ～１００μｍであり、前記曲率半径と組み合わせて、所望の形状が得られればよい。
　また、いずれの形状の場合でも、第２のレンズ列４３ｂの表面すなわち該レンズ列を構成するレンズ面（以下、レンズ列の「斜面」ともいう）が粗面化されていることが好ましい。粗面は光をランダムに拡散させる機能がある。レンズ列の斜面を粗面化することで、両者の機能がミックスされ、より効果的に輝度むらの解消を実現することが可能となる。レンズ列斜面の粗面化度合いにより規則的方向制御機能による効果とランダム拡散機能による効果との割合が変化するが、斜面の粗面化の度合いは、斜面を基準面とした後述の平均傾斜角（この平均傾斜角は、第２のレンズ列４３ｂの延びる方向に測定することができる）は、０．１～８度が好ましく、０．５～３度がより好ましい。平均傾斜角が０．１度以上であると粗面による拡散効果が得られ、平均傾斜角が８度以下であるとレンズ列の規則的方向制御効果が得られる。特に、平均傾斜角が０．５度以上であると粗面による拡散効果が充分に得られ、平均傾斜角が３度以下であるとレンズ列の規則的方向制御効果が充分に得られる。
　光出射面４３において第２のレンズ列４３ｂが形成される領域は、光入射端面に近接する領域である。この領域は、光入射端面４１に隣接する光出射面４３の端縁に沿って延びる帯状の領域とすることができる。この領域は、後述の有効表示領域Ｆの外にあること、すなわち光入射端面４１に隣接する光出射面４３の端縁（換言すれば上記の光出射面４３と光入射端面４１との境界）と有効表示領域Ｆとに挟まれた部分（入射側端縁部）にあることが好ましい。第２のレンズ列４３ｂが有効表示領域Ｆ内へとはみ出て形成されると、第２のレンズ列４３ｂが形成されている領域とそうでない領域との境界線が有効表示領域Ｆ内に出てしまい、輝度むらが見えてしまうことがある。尚、「入射側端縁部」は、以上のように光出射面４３についての部分を指すのみならず、導光体４についての部分をも指すものとする。
　第２のレンズ列４３ｂが形成された帯状領域の幅（すなわち、光出射面４３と光入射端面４１との境界に垂直の方向［Ｘ方向］の寸法）は、上記の作用効果が十分に得られる大きさ、たとえば、導光体４の厚さの２倍以上であることが好ましい。第２のレンズ列４３ｂが形成される領域が小さすぎると、上記の作用効果が充分に得られずに、輝度むらが解消しなくなることがある。
　また、上記入射側端縁部の幅（すなわち、光出射面４３と光入射端面４１との境界に垂直の方向［Ｘ方向］の寸法）Ａは、該入射側端縁部における導光体４の厚さＴに対する比Ａ／Ｔが５以上となるようなものであることが好ましい。ここで、入射側端縁部における導光体４の厚さＴは、光出射面４３の第２のレンズ列４３ｂの頂部と裏面（後述の第１のレンズ列４４ａが上記入射側端縁部に形成されている場合には第１のレンズ列４４ａの頂部）との間の距離（Ｚ方向寸法）を指すものとする。この比Ａ／Ｔが小さすぎると、上記の作用効果が充分に得られずに、輝度むらが解消しなくなることがある。比Ａ／Ｔを５以上とすることで、特に、ＬＥＤ２等の点状光源に対応して出現するホットスポット［ＨｏｔＳｐｏｔ］の出現に基づく輝度むらを良好に解消することができる。
　有効表示領域Ｆとは、図３に示されるように面光源装置の発光面上に透過型液晶表示素子等の表示素子１１を配置して液晶表示装置等の表示装置を構成した場合に、面光源装置において実際に表示装置の有効表示のための照明に利用される光が発せられる領域（すなわち、表示装置の有効な表示領域に対応する面光源装置の領域）のことである。この有効表示領域Ｆは、たとえば導光体４の領域について、特に光出射面４３内の領域についてもいうことができる。この有効表示領域Ｆは、面光源装置の発光領域に対して対角で１～５ｍｍほど小さい領域となることが多い。また、導光体光出射面４３において、導光体４の光入射端面４１に隣接する端縁から有効表示領域Ｆまでの距離（上記入射側端縁部の幅Ａ）は、面光源装置の形状及びサイズにもよるが、一般的に２～１０ｍｍ程度である。
　光出射面４３において第２のレンズ列４３ｂが形成される領域は、上記入射側端縁部の幅方向に関し部分的であっても良い。但し、その幅（Ｘ方向の寸法）Ｂは、上記の第２のレンズ列４３ｂの作用効果を一層高めるためには、入射側端縁部の幅Ａの１／２以上（すなわち５０％以上）であるのが好ましく、特に全体であるのが好ましい。
　光出射面４３の有効表示領域Ｆに相当する領域は、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４３ａとされることが好ましい。粗面４３ａからなる領域からは、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４３ａ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。
　導光体４の光出射面４３と反対側の主面（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（すなわち、光出射面４３に沿った面内での導光体４に入射した光の指向性の方向であるＸ方向）にほぼ沿って互いに平行に延びる多数の第１のレンズ列４４ａが形成されている。即ち、互いに略平行に配列された第１のレンズ列４４ａのそれぞれは、裏面４４と光入射端面４１との境界に垂直の方向即ちＸ方向にほぼ沿って延びている。尚、ここでいう「裏面４４と光入射端面４１との境界」における「裏面４４」は、レンズ列４４ａの形状を除外したものを指すものとし、具体的にはＸＹ面と平行である。すなわち、ここでいう「裏面４４と光入射端面４１との境界」は、大略Ｙ方向に沿って延びている。
　第１のレンズ列４４ａとしては、先端がＲ形状のプリズム列またはレンチキュラーレンズ列を用いるのが好ましい。本発明においては、レンズ列４４ａの延びる方向と直交する断面の形状において、第１のレンズ列のアスペクト比、即ち第１のレンズ列４４ａの配列ピッチ（Ｐ１）と高さ（Ｈ１）との比（Ｐ１／Ｈ１）、が７～２００、好ましくは８～１５０、より好ましくは１０～１００であり、断面形状が円弧であるか或いは先端が曲線である第１のレンズ列４４ａが好ましく用いられる。これは、第１のレンズ列４４ａのアスペクト比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、さらにレンズ列４４ａの破損や光反射素子８との擦れに起因する白点の発生を防止することができるからである。即ち、第１のレンズ列４４ａの形状をこの範囲内とすることで、出射光分布におけるピーク光方向を含み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。第１のレンズ列４４ａの配列ピッチＰ１は、例えば１０μｍ～２００μｍ、好ましくは１０μｍ～１５０μｍ、より好ましくは２０μｍ～１００μｍである。また、第１のレンズ列４４ａの先端部の断面形状は、曲率半径Ｒが２５～３００μｍの円弧形状であることが好ましいが、特に円弧形状に限定されず、それに近似できる形状であってもよい。また、第１のレンズ列４４ａの断面形状は、先端部以外の部分も曲線形状とされてもよく、例えばサインカーブなどにより表わされる波形状であってもよい。また、第１のレンズ列４４ａの断面形状は、複数の円弧形状の組み合わせからなってもよく、より具体的には、曲率半径Ｒが２５～３００μｍの円弧形状に内接するように複数の円弧形状を組み合わせた形状であっても良い。なお、複数の円弧形状を組み合わせてそれぞれの第１のレンズ列４４ａを構成する場合、全ての円弧形状が完全に曲率半径Ｒが２５～３００μｍの円弧形状に内接している必要は無く、例えば第１のレンズ列４４ａの頂部に位置する円弧形状が、曲率半径Ｒが２５～３００μｍの円弧形状から僅かに突出するような形状であっても良い。本願においてはこのような形状についても、曲率半径Ｒが２５～３００μｍの円弧形状に含むものとする。
　導光体４の裏面の第１のレンズ列４４ａの表面の少なくとも一部に、微細な凹凸構造が複数形成されてもよい。図４には第１のレンズ列４４ａの断面形状が示されている。この微細な凹凸構造のそれぞれは、光出射面に垂直な面における断面形状において、最大アスペクト比、即ち長辺と高さ（深さ）との比、が７～２００となるような凹凸形状とされる。このような形状の微細な凹凸構造を第１のレンズ列４４ａの表面に多数設けることにより、光出射面４３を平面形状とした場合においても、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とができる。好ましくは、微細な凹凸構造は裏面の全体に渡って設けられるが、必ずしも全面に渡って設けられる必要はなく、導光体の用途等に応じて、好ましい範囲に微細な凹凸構造を設けても良い。
　なお、導光体４の光出射機能構造としては、上記の様な光出射面４３及び／または裏面４４に形成した微細凹凸構造と併用して、導光体４の内部に光拡散性微粒子を混入分散することで形成したものを用いることができる。また、導光体４としては、図１及び図２に示される様な全体として一様な厚さ（光出射面４３の粗面の微細凹凸形状及びレンズ列形状並びに裏面４４のレンズ列形状等を無視した場合の厚さ）の板状のものの他に、Ｘ方向に関して光入射端面４１から反対端面４２の方へと次第に厚さが小さくなる様なくさび状のもの等の、種々の断面形状のものを使用することができる。更に、上記の光出射面４３の構造と裏面４４の構造とを逆にしても良い。
　導光体４の厚さは、例えば０．３～１０ｍｍである。
　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（すなわち、入光面６１には導光体光入射端面４１に沿って互いに平行に配列された複数のプリズム列６１ａが形成されている）。プリズム列６１ａの配列ピッチＰ３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の特に粗面４３ａからなる領域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。但し、プリズム列を構成する２つのプリズム面の少なくとも一方は、断面が複数の直線からなるものまたは１つ以上の曲線からなるもの或いは１つ以上の直線と１つ以上の曲線との組合せからなるものであっても良い。
　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、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。
　以上の実施形態では、ＬＥＤなどの点状一次光源を複数用いている。この場合、複数の点状光源は、それらから発せられる光の最大強度光の方向が互いに平行となるように配置するのが好ましい。
　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、図３に示されるようにして透過型液晶表示素子等の表示素子１１を配置することにより液晶表示装置等の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表示素子１１の有効表示の領域に対応する当該面光源装置の上記有効表示領域を示す。
　本実施形態では、リフレクタ１０は、有効表示領域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。
　液晶表示装置等の表示装置は、図１及び図３における上方から液晶表示素子等の表示素子１１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、色相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ぎらつきや輝度斑などを抑止し、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、十点平均粗さが好ましくは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及び裏面４４をそれぞれ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、型素材の所要領域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。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。ブラスト粒子としては、ガラスビーズのような球形状のものやアルミナ粒子のような多角形状のものを使用することができる。
　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。
　図６は本発明による面光源装置の他の実施形態を示す模式的部分分解斜視図である。この図において、図２におけると同様の部分には同一の符号が付されている。
　本実施形態は、図１乃至図４を参照して説明した実施形態とは、導光体４の光出射面４３に形成された第２のレンズ列４３ｂのＺ方向位置のみ、異なる。即ち、図１乃至図４の実施形態では、第２のレンズ列４３ｂの頂部を含むレンズ面すなわち斜面は、光出射面４３の第２のレンズ列４３ｂが形成された領域以外の領域（即ち粗面４３ａからなる領域）より上方に位置している。これに対して、図６の実施形態では、第２のレンズ列４３ｂの頂部を含むレンズ面すなわち斜面の全体が、光出射面４３の粗面４３ａからなる領域より下方に（すなわち裏面４４の近くに）位置する。
　第２のレンズ列４３ｂの高さをＨ２とすると、Ｚ方向に関して、第２のレンズ列４３ｂの表面のうち、粗面４３ａに最も近い部分と粗面４３ａとの距離は、例えば０．１～（Ｈ２＋１０）μｍ、好ましくは、０．５～（Ｈ２＋３）μｍとすることができる。この距離、すなわち第２のレンズ列４３ｂの頂部と光出射面４３の粗面４３ａからなる領域とのＺ方向位置の差（すなわち高さの差）は、具体的には、たとえば１～３０μｍとすることができる。
　本実施形態では、導光体４の光出射面４３において、第２のレンズ列４３ｂの形成された領域と粗面４３ａからなる領域との境界の領域のＺ方向基準の面傾斜の向きは、図１乃至図４の実施形態のものと逆である。すなわち、図１乃至図４の実施形態では上記境界領域の面はＺ方向（光出射面法線方向）と粗面４３ａからなる領域との間を向いており、これに対して、図６の本実施形態では上記境界領域の面はＺ方向（光出射面法線方向）と第２のレンズ列４３ｂの形成された領域との間を向いている。このため。本実施形態は、図１乃至図４の実施形態に比べて、上記境界領域からの導光の漏れは少なく、この境界領域由来の輝度むらの発生を著しく低減することができる。
　本実施形態の面光源装置用導光体４も、光出射面４３及び裏面４４をそれぞれ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製造することができる。本実施形態では、特に、成形用型部材を作製するに際して、第２のレンズ列４３ｂの形状転写部の形成が容易である。すなわち、成形用型部材においては、第２のレンズ列４３ｂの形状転写部の全体が、粗面４３ａの形状転写部より高い位置にあり、従って、第２のレンズ列４３ｂの形状転写部をセーパー等の切削加工装置を用いた切削刃の往復移動により容易に形成することができる。
　尚、本発明は、導光体４の光出射面４３に形成された第２のレンズ列４３ｂのＺ方向位置が、図１乃至図４の実施形態のものと図６の実施形態のものとの間にある場合をも包含する。即ち、第２のレンズ列４３ｂが、部分的に、該第２のレンズ列が形成された領域以外の領域たる粗面４３ａからなる領域より、裏面４４の近くに位置する形態も、本発明に含まれる。
　このような実施形態においては、導光体４の光出射面４３において、第２のレンズ列４３ｂの形成された領域と粗面４３ａからなる領域との境界の領域は、上記のＺ方向基準の面傾斜の向きについては、一部分が図１乃至図４の実施形態のものと同一であるが、他の部分が図６の実施形態のものと同一である。このため、本実施形態においては、図１乃至図４の実施形態に比べて、上記境界領域からの導光の漏れは少なく、この境界領域由来の輝度むらの発生を低減することができる。
　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］
　加工面が鏡面仕上げされた有効面積１９５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×３０７ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３０ｍｍのＮｉＰめっきブロックの加工面に、図２に示すような第２のレンズ列４３ｂを転写形成するための転写領域が形成されるよう切削加工を行った。第２のレンズ列４３ｂは、第２のレンズ列４３ｂの延びる方向と直交する面内において、幅５０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ１１μｍ（Ｚ方向寸法）、曲率半径３４μｍの円弧形状とした。ブロックの転写領域は、これに対応する反転形状を有する。切削加工長さ（Ｘ方向寸法）は有効面積内において５ｍｍとし、導光体４の有効表示領域Ｆに切削加工部分が入らないようにした。
　次に、得られたブロックの加工面に、ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）を、平均傾斜角θａが光入射端面に近い側から遠い側へと０．９度から３．０度のグラデーションとなるよう、ブラストし、第１の転写面形成金型とした。ブラスト処理の条件は以下の通りとした。ガラスビーズは、４０ｇ／分の量を、３２０ｍｍの高さから、光入射端面に近い側から遠い側へと２．５ｍｍピッチで帯状に複数回にわたって噴射し、それぞれの帯につき速度及び圧力をそれぞれ２０ｍ／分から４ｍ／分及び０．２ＭＰａから０．４ＭＰａに変化させることで、平均傾斜角θａのグラデーションを形成した。
　加工面が鏡面仕上げされた有効面積１９５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×３０７ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ１０ｍｍの別のＮｉＰめっきブロックの加工面に、図２に示すような第１のレンズ列４４ａを転写形成するための転写面が形成されるよう切削加工を行った。第１のレンズ列４４ａは、第１のレンズ列４４ａの延びる方向と直交する面内において、幅５０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ５μｍ（Ｚ方向寸法）、曲率半径６５μｍの略円弧形状とした。ブロックの転写領域は、これに対応する反転形状を有する。
　次に、得られたブロックの加工面に、ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ４００）をブラスト処理し、第２の転写面形成金型とした。なお、ブラスト処理においては、ガラスビーズは、６０ｇ／分の量を、５２０ｍｍの高さから、光入射端面に近い側から遠い側へと１ｍｍピッチで帯状に、速度５ｍ／分及び圧力０．１１ＭＰａで複数回にわたって噴射した。
　前記第１および第２の転写面形成金型を射出成形装置に組み込み、射出成形を行った。成形材料としてはアクリル樹脂（三菱レイヨン社製、アクリペットＴＦ－８）を用いた。得られた成形品すなわち導光体４の概略図を図５に示す。
　導光体の厚さ０．８ｍｍ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５４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８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６として頂角６５°でピッチ５０μｍのレンズ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Ｍ１６８ＹＫ）を、そのレンズ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。
　この面光源装置は、組み合わされる透過型液晶表示素子の有効な表示領域との関係上、有効表示領域Ｆの外縁が導光体外周縁から５．２ｍｍの位置にある。従って、入射側端縁部の導光体４の厚さＴ（０．８１１ｍｍ）に対する、当該入射側端縁部の幅（Ｘ方向寸法）Ａ（５．２ｍｍ）の比Ａ／Ｔは、６．４１である。また、第２のレンズ列４３ｂが形成される帯状領域の幅すなわち第２のレンズ列４３ｂのＸ方向寸法Ｂ（５ｍｍ）は、上記入射側端縁部の幅Ａ（５．２ｍｍ）の９６％である。
　得られた面光源装置を点灯させ、発光状態を観察したところ、有効表示領域Ｆ内ではＬＥＤの配置に起因するような輝度むら（特にホットスポット）は見られず、輝度均斉度も良好であった。
　［比較例１］
　第１の転写面形成金型を作製するに際して、鏡面仕上げをした有効面積１９５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×３０７ｍｍ（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、第２のレンズ列４３ｂを転写形成するための転写領域を形成させずにガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）を用いて、ブラスト処理を行ったこと、以外は実施例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させ、発光状態を観察したところ、有効表示領域Ｆ内においてＬＥＤの配置に起因するような輝度むら（特にホットスポット）がわずかに見られた。
　［実施例２］
　加工面が鏡面仕上げされた有効面積１７５．５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２８５．５ｍｍ（Ｙ方向寸法）のＮｉＰめっき板であって、第２のレンズ列４３ｂを転写形成するための転写領域を形成する部分の厚さが３．０５ｍｍで、粗面４３ａを転写形成するための転写領域を形成する部分の厚さが３ｍｍで、これらの部分の境界領域の幅が０．７ｍｍの板の加工面に、図６に示すような第２のレンズ列４３ｂを転写形成するための転写領域が形成されるよう切削加工を行った。第２のレンズ列４３ｂは、第２のレンズ列４３ｂの延びる方向と直交する面内において、幅７０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ２４μｍ（Ｚ方向寸法）、頂角８０度、先端の曲率半径３４μｍの、先端ＲのＶ字形状とした。また、第２のレンズ列４３ｂの先端部が、粗面４３ａからなる領域より５μｍ低い位置に配置されるようにした。ブロックの転写領域は、これに対応する反転形状を有する。切削加工長さ（Ｘ方向寸法）は有効面積内において３ｍｍとし、導光体４の有効表示領域Ｆに切削加工部分が入らないようにした。
　次に、得られた板の加工面に、実施例１と同様にしてガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）をブラストし、第１の転写面形成金型とした。但し、ブラスト処理の条件は以下の通りとした。ガラスビーズは、４０ｇ／分の量を、３２０ｍｍの高さから、光入射端面に近い側から遠い側へと２．５ｍｍピッチで帯状に複数回にわたって噴射し、それぞれの帯につき速度及び圧力をそれぞれ２０ｍ／分から３ｍ／分及び０．２ＭＰａから０．４ＭＰａに変化させることで、平均傾斜角θａのグラデーションを形成した。
　加工面が鏡面仕上げされた有効面積１７５．５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２８５．５ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３０ｍｍのＮｉＰめっきブロックの加工面に、図６に示すような第１のレンズ列４４ａを転写形成するための転写面が形成されるよう切削加工を行った。第１のレンズ列４４ａは、第１のレンズ列４４ａの延びる方向と直交する面内において、幅５０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ５μｍ（Ｚ方向寸法）、曲率半径６５μｍの略円弧形状とした。ブロックの転写領域は、これに対応する反転形状を有する。
　次に、得られたブロックの加工面にガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ４００）を実施例１と同様にしてブラストし、第２の転写面形成金型とした。
　前記第１および第２の転写面形成金型を実施例１と同様にして射出成形装置に組み込み、射出成形を行った。得られた導光体の光出射面４３には、平均傾斜角θａが光入射端面に近い側から遠い側へと０．８度から２．９度のグラデーションとなった粗面４３ａと、第２のレンズ列４３ｂとが形成されていた。第２のレンズ列４３ｂは、表面が一部粗面化されており、幅７０μｍ、高さ２４μｍ、頂角８０度、先端の曲率半径３４μｍの、先端ＲのＶ字断面形状を持ち、且つ光入射端面から垂直に３ｍｍ延びていた。また、光出射面の裏面４４には、表面が一部粗面化された幅５０μｍ、高さ５μｍ、曲率半径６５μｍの略円弧の断面形状を持つ第１のレンズ列４４ａが全面に渡って形成されていた。
　導光体の厚さ０．７ｍｍ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５４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８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６として頂角６８°でピッチ２９μｍのレンズ列が多数並列に形成された厚さ１８８μｍのプリズムシート（三菱レイヨン社製Ｍ２６８ＹＷＣ３）を、そのレンズ列形成面が光出射面４３に対向するように配置し、図６に示したような面光源装置を作製した。
　この面光源装置は、組み合わされる透過型液晶表示素子の有効な表示領域との関係上、有効表示領域Ｆの外縁が導光体外周縁から６ｍｍの位置にある。従って、入射側端縁部の導光体４の厚さＴ（０．７９５ｍｍ）に対する、当該入射側端縁部の幅（Ｘ方向寸法）Ａ（６ｍｍ）の比Ａ／Ｔは、７．５５である。また、第２のレンズ列４３ｂが形成される帯状領域の幅すなわち第２のレンズ列４３ｂのＸ方向寸法Ｂ（３ｍｍ）は、上記入射側端縁部の幅Ａ（６ｍｍ）の５０％である。
　得られた面光源装置を点灯させ、発光状態を観察したところ、有効表示領域Ｆ内ではＬＥＤの配置に起因するような輝度むら（特にホットスポット）は見られず、輝度均斉度も良好であった。
　［比較例２］及び［実施例３］～［実施例９］
　入射側端縁部の導光体４の厚さＴ［ｍｍ］、当該入射側端縁部の幅Ａ［ｍｍ］及び第２のレンズ列４３ｂのＸ方向寸法Ｂ［ｍｍ］を以下の表１に示すようにし、従ってＡ／Ｔ及びＢ／Ａ［％］を表１に示すようにし、サイズ［インチ型］を表１に示すようにしたこと以外は、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させ、発光状態を観察したところ、有効表示領域Ｆ内でのＬＥＤの配置に起因するような輝度むら（特にホットスポット）に関して、表１に示されるような結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
２　ＬＥＤ
４　導光体
４１　光入射端面
４２　反対端面
４３　光出射面
４３ａ　粗面
４３ｂ　第２のレンズ列
４４　裏面
４４ａ　第１のレンズ列
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
１１　表示素子
Ｆ　有効表示領域

Claims (8)

  1. 　一次光源から発せられる光を導光し、且つ前記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板状の導光体であって、前記光入射端面に近接して、前記導光体を用いた面光源装置を用いて形成される表示装置の有効な表示領域に対応する有効表示領域の外となる入射側端縁部が形成される面光源装置用導光体において、
    　前記光出射面及び裏面のうちの一方の面に、該一方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向にほぼ沿って延び、且つ互いに略平行に配列された複数の第１のレンズ列が形成されており、
    　前記入射側端縁部において、前記光出射面及び裏面のうちの他方の面には、前記他方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向にほぼ沿って延び、且つ互いに略平行に配列された複数の第２のレンズ列が形成されており、
    　前記入射側端縁部における前記導光体の厚さＴに対する、前記他方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向の前記入射側端縁部の寸法Ａの比Ａ／Ｔが５以上であることを特徴とする面光源装置用導光体。
  2. 　前記第２のレンズ列は、前記他方の面と前記光入射端面との境界に垂直の方向の寸法が前記入射側端縁部の寸法Ａの５０％以上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. 　前記第２のレンズ列を構成するレンズ面は、粗面化されており且つ前記第２のレンズ列の延びる方向に沿って測定される平均傾斜角が０．１～８度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。
  4. 　前記第２のレンズ列が形成された領域は前記他方の面の一部であり、
    　前記第２のレンズ列は、部分的に、前記他方の面の前記第２のレンズ列が形成された領域以外の領域より、前記一方の面の近くに位置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。
  5. 　前記第２のレンズ列が形成された領域は前記他方の面の一部であり、
    　前記第２のレンズ列は、全体が、前記他方の面の前記第２のレンズ列が形成された領域以外の領域より、前記一方の面の近くに位置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。
  6. 　請求項１に記載の面光源装置用導光体と、該導光体の前記光入射端面に隣接して配置された前記一次光源と、前記導光体の前記光出射面に隣接して配置された光偏向素子とを含んでなる面光源装置であって、
    　前記面光源装置用導光体の入射側端縁部は、前記面光源装置を用いて形成される表示装置の有効な表示領域に対応する有効表示領域の外に位置することを特徴とする面光源装置。
  7. 　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とその反対側の出光面とを有しており、前記入光面には前記光入射端面に沿って互いに平行に配列された複数のプリズム列が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の面光源装置。
  8. 　請求項６に記載の面光源装置と、該面光源装置から出光する光が到来するように配置された表示素子とを含んでなる表示装置であって、
    　前記面光源装置用導光体の入射側端縁部は、前記表示装置の有効な表示領域の外に位置することを特徴とする表示装置。
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