JP2012113890A - 導光体、面光源装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面光源装置の輝度及び輝度均斉度の向上または輝度むらの低減を可能となすように光出射面からの光出射を制御することが容易で、成形用型部材の作製が容易なエッジライト方式面光源装置用導光体を提供する。
【解決手段】光反射面及び光出射面４３の少なくとも一方は、光入射端面４１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レンズ列４３ｂを備える。光出射面４３に付設された複数の凸状構造４５のそれぞれは、光入射端面４１に垂直の方向に関する両端部４５１，４５２と、両端部の間に位置し両端部より高さの大きな山頂部４５３と、両端部の間にて山頂部を通って延びる稜線部４５４とを有し、且つ、光入射端面４１に垂直の方向と直交する断面の形状の稜線部４５４を含む部分は高さのより小さい位置の断面形状と重複するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、エッジライト方式の面光源装置、該面光源装置に用いられる導光体、及びエッジライト方式の面光源装置を用いて構成される画像表示装置に関するものである。

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面光源装置が多用されている。エッジライト方式の面光源装置においては、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或いは発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点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。

近年、ノートパソコンやＰＣ用のモニター、ＴＶ、立体画像表示装置、または２画面表示装置等の複数画面表示装置においてマルチメディア視聴用途の機会が増加し、その需要も高まっている。そこで液晶表示装置に対する高解像度化、低消費電力化が求められている。さらに、モニターの軽量化、薄型化の需要が高まっている。従って、面光源装置に対して輝度性能の向上、薄型化が求められている。

従来、ノートパソコン等に用いられる面光源装置としては、平板状の導光体の上に、導光体側とは反対側の面にプリズム列が形成された２枚のプリズムシートを、それぞれのプリズムシートのプリズム列が略直交するように配置した面光源装置が用いられてきた。しかしながら、このような面光源装置では、用いる光学シートの点数が多いことや、シート間での光の損失などから、上述のような要求にこたえることは難しかった。

部材点数を削減し、さらに輝度性能を向上させることを目的として、例えば特開２０００−１０６０２２号公報（特許文献１）では、導光体の粗面化した光出射面の反対側の面である光反射面に光入射端面を横切る方向に集光効率の高い断面形状を有した縦プリズム列を形成し、これに加えて、多数のプリズム列を配列したプリズムシートを、そのプリズム列が導光体の光出射面と対向するように該導光体光出射面上に配置し、これにより光学シートの数を削減しつつも、面光源装置の消費電力を抑えるとともに、出射光の分布を狭くする事で輝度性能を向上する技術が開示されている。

一方、面光源装置においては、一次光源から出射されて導光体内に導入された光のうち光出射面から大気中に出射される光量の割合（照射効率）が低くなるという問題がある。これは、導光体の光出射面で内面反射される光量が多い場合である。そこで、プリズムシート及び拡散シートを介して出射される光の集光効率を向上させることを目的として、例えば特開２００６−４９０１８号公報（特許文献２）では、光源からの光を導光体の光入射端面から導光体内に導入し、その光を導光体の光反射面に形成された凸部で全反射させて導光体の光出射面方向に向ける方式の導光体において、凸部の光源側に向いた主反射面を平面とし、且つその平面の法線を光反射面と平行な平面上に投影したときの法線の投影線が光源の光軸に対して所定の角度を有するように凸部を形成し、導光板の側面から入射して光出射面から出射した光を上方に配置したプリズムシート及び拡散板を介して所定の方向に効率良く集中させるようにした、簡単な手法で製造可能な導光板を実現する技術が開示されている。

また、例えば特開平８−５４５１７号公報（特許文献３）には、面光源装置における光利用効率を向上させるために、導光板の光出射主面に複数の突起を形成することが開示されている。ここでは、各突起において光入射端面から最も遠い斜面は全反射条件を破るような面として形成されている。

また、例えば特開平９−１５９８３１号公報（特許文献４）には、導光板の上下の少なくとも一面に５０〜６０度の傾斜角度を有する反射面にて構成された微小な角錐状のドットを多数形成することにより、バックライトの出光輝度を高めることが提案されている。

また、例えば特開平９−２２２５１６号公報（特許文献５）には、導光板の出光側平面に円柱形状の突起部を複数形成することにより、バックライトの照明効率を高めることが提案されている。

また、例えば特開２００７−６６８８０号公報（特許文献６）には、面光源装置における輝度ムラを生じにくくするために、導光板の光出射面と反対側の背面に円弧状の光偏向パターンを複数形成することが開示されている。

特開２０００−１０６０２２号公報 特開２００６−４９０１８号公報 特開平８−５４５１７号公報 特開平９−１５９８３１号公報 特開平９−２２２５１６号公報 特開２００７−６６８８０号公報

以上のような従来の面光源装置用導光体では、光出射面またはその反対側の光反射面に凹凸構造を形成することで光出射面からの光出射を制御する光学的作用を得ている。

ところで、一般に、導光体は、形状転写面を持つ型部材を用いた樹脂成形により製造される。上記従来の面光源装置用導光体の光出射面または光反射面に形成される光出射制御用の凹凸構造は、当該導光体を成形するための型部材の形状転写面の作製が非常に難しいという難点がある。

そこで、本発明は、面光源装置の光照射効率の向上（即ち輝度向上）、輝度均斉度の向上、または輝度むらの低減を可能となすように光出射面からの光出射を制御することが容易で、しかも成形用型部材の作製が容易なエッジライト方式面光源装置用導光体を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、そのような面光源装置用導光体を用いて構成されるエッジライト方式面光源装置を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、そのようなエッジライト方式面光源装置を用いて構成される画像表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明によれば、上記の課題のうちの少なくとも１つ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、導光される光の一部が出射する光出射面、及び該光出射面の反対側の光反射面を有する、エッジライト方式面光源装置用の導光体であって、
前記光反射面及び前記光出射面の少なくとも一方は複数のレンズ列を備えており、該複数のレンズ列は前記光入射端面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ており、
前記光出射面には複数の凸状構造が付設されており、
前記複数の凸状構造のそれぞれは、前記光入射端面に垂直の方向に関する両端部と、前記両端部の間に位置し前記両端部より高さの大きな山頂部と、前記両端部の間にて前記山頂部を通って延びる稜線部とを有しており、且つ、前記光入射端面に垂直の方向と直交する断面の形状の前記稜線部を含む部分は高さのより小さい位置の断面形状と重複するように構成されていることを特徴とする、エッジライト方式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、
前記光反射面には複数の付加的凸状構造が付設されており、
前記複数の付加的凸状構造のそれぞれは、前記光入射端面に垂直の方向に関する付加的両端部と、前記付加的両端部の間に位置し前記付加的両端部より高さの大きな付加的山頂部と、前記付加的両端部の間にて前記付加的山頂部を通って延びる付加的稜線部とを有しており、且つ、前記光入射端面に垂直の方向と直交する断面の形状の前記付加的稜線部を含む部分は高さのより小さい位置の断面形状と重複するように構成されている。このように、光出射面に形成される凸状構造と同様に特定の形状をもつ複数の付加的凸状構造を付設することにより、更に一層の輝度及びその均斉度の向上または輝度むらの低減を可能となすように光出射面からの光出射を制御することが容易になり、しかも成形用型部材の作製は容易である。

本発明のエッジライト方式面光源装置用導光体によれば、光出射面に特定の形状をもつ複数の凸状構造を付設することにより、面光源装置の輝度及びその均斉度の向上または輝度むらの低減を可能となすように光出射面からの光出射を制御することが容易になり、しかも成形用型部材の作製が容易になる。

本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体を用いて構成される面光源装置の一実施形態を示す模式的斜視図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体を用いて構成される面光源装置の一実施形態を示す模式的分解斜視図であり、特に、一次光源近傍部分を示す図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態の光出射面を示す模式的斜視図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態を示す模式的断面図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態を示す模式的断面図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態における凸状構造を説明するための模式図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態における光出射面を示す模式図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態における凸状構造を説明するための模式的平面図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体のいくつかの実施形態を示す模式的断面図であり、特に、第１のレンズ列の有無、第２のレンズ列の有無、凸状構造の配置、並びに付加的凸状構造の有無及び配置、の組合せの例を示す図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体を用いて構成される面光源装置を用いて構成される画像表示装置の一実施形態を示す模式的部分断面図であり、特に、導光体の光出射面から出た光の光偏向の様子を示す図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体を用いて構成される面光源装置の一実施形態を示す模式的斜視図である。 本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態におけるレンズ列の一例を説明するための模式図である。

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は本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体を用いて構成される面光源装置の一実施形態を示す模式的斜視図であり、図２はその一次光源近傍部分の模式的分解斜視図である。図１及び図２に示されているように、本実施形態の面光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射端面４１とし、これと略直交する一つの表面を光出射面４３とする導光体４と、この導光体４の光入射端面４１に対向し隣接して配置されリフレクタ１０で覆われた一次光源２と、導光体４の光出射面４３に対向し隣接して配置された光偏向素子６と、導光体４の光出射面４３とは反対側の光反射面４４に対向し隣接して配置された光反射素子８とを含んで構成されている。一次光源２としては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）を用いても良く、点状光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）を配列したものを用いても良い。面光源装置の薄型化・省電力化を図る観点からは、ＬＥＤなどの点状光源を複数個配列したものを一次光源２として用いることが好ましく、以下の説明においても一次光源として複数のＬＥＤを配列したものを一次光源として用いた例について説明する。複数のＬＥＤ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。ＬＥＤ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）
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ＬＥＤ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とされ他方の主面である下面が光反射面４４とされている。

（導光体の光反射面及び光出射面におけるレンズ列）
図２に示されているように、光出射面４３からの出射光のＬＥＤ配列方向と平行なＹＺ面内での指向性を制御するために、導光体４の光反射面４４及び光出射面４３の少なくとも一方には、多数のレンズ列が形成されている。図２に示される形態においては、以下に説明するように、光反射面４４に多数のレンズ列（第１のレンズ列）４４ａが形成されており、光出射面４３に多数のレンズ列（第２のレンズ列）４３ｂが形成されているが、本発明はこれに限定されない。

第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂの少なくとも一方は、後述の有効表示領域Ｆ内に存在するのが好ましく、全面に存在してもよい。尚、第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂは、一方が有効表示領域Ｆ内に存在し、他方が有効表示領域外に存在してもよい。更には、第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂは、どちらか一方のみ形成され他方が形成されていなくともよい。

多数の第１のレンズ列４４ａは、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ている。即ち、光反射面４４は、第１のレンズ列４４ａを備えている。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、光反射面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「光反射面４４と光入射端面４１との境界」における「光反射面４４」は、第１のレンズ列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「光反射面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。

同様に、多数の第２のレンズ列４３ｂは、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ている。即ち、光出射面４３は、第２のレンズ列４３ｂを備えている。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、第２のレンズ列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１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂは、いずれも、以下に示すような性状を有するものとすることができる。

即ち、第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂは、レンズ列の延びる方向と直交する断面の形状を、ＬＥＤ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、レンチキュラーレンズ形状等の所望の形状にすることができる。この断面形状として、図１２に示されるような、複数の円弧（半径Ｒ１の円弧Ｓ１、半径Ｒ２の円弧Ｓ２、及び半径Ｒ３の円弧Ｓ３［Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３でもよい］）を連ねた波型形状（Ｗａｖｅ形状）を使用することができる。

第１のレンズ列４４ａ及び第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、Ｗａｖｅ形状、または先端ＲのＶ字形状が好ましい。

第１のレンズ列４４ａ及び第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である。

第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂは、レンズ列の延びる方向と直交する断面の形状において、アスペクト比即ちレンズ列の配列ピッチ（Ｐ１：第１のレンズ列４４ａについてのみ図示されている）と高さ（Ｈ１：図示せず）との比（Ｐ１／Ｈ１）、が、例えば１〜２０である。これは、アスペクト比をこの範囲とすることで、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からである。例えば、断面形状が先端ＲのＶ字形状である場合には、アスペクト比は１．５〜４．５とすることができる。また、例えば、断面形状がＷａｖｅ形状である場合には、アスペクト比は８〜１０とすることができる。

第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂは、断面形状が円弧形状、Ｗａｖｅ形状、または先端ＲのＶ字形状である場合、曲率半径が、例えば１０μｍ〜２００μｍである。曲率半径Ｒは、ピッチＰに対する比率（Ｒ／Ｐ）が０．５〜１．５となるようにすることができる。

また、第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂの表面すなわちレンズ列を構成するレンズ面（レンズ列の「斜面」ともいう）は鏡面であってもよいし粗面化されていてもよい。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に関しては、斜面を基準面とした後述の平均傾斜角は、０．１〜１０度が好ましく、０．５〜３度がより好ましい。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。

尚、光反射面４４及び光出射面４３において以上のようなレンズ列が形成されていない領域は、鏡面或いは平均傾斜角４度以内の凹凸面（粗面）とすることができる。

また、光反射面４４及び光出射面４３において以上のようなレンズ列が部分的に形成されている場合には、レンズ列が形成されている領域と形成されていない領域との境界に起因する輝度むらが視認されないように、この境界は有効表示領域Ｆ外にあることが好ましい。

（有効表示領域）
有効表示領域Ｆとは、図１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（表示パネル）を配置して液晶表示装置等の画像表示装置を構成した場合に、面光源装置において実際に画像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、画像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、たとえば導光体光出射面４３内の領域及び導光体光反射面４４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。

（平均傾斜角）
導光体４の光出射面４３または光反射面４４が粗面化される場合には、粗面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の（１）式および（２）式
Δａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌ｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ ・・・ （１）
θａ＝ｔａｎ^−１（Δａ） ・・・ （２）
を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さであり、Δａは平均傾斜角θａの正接である。粗面化は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．１〜１０度の範囲のものとすることが、光出射面４３内での輝度の均斉度の向上を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは０．２〜８度の範囲であり、より好ましくは０．３〜５度の範囲である。

（導光体光出射面に付設される凸状構造）
図３は本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態（上記の導光体４）の光出射面を示す模式的斜視図であり、図４はその模式的Ｍ断面図（ＹＺ断面図）であり、図５は図４の模式的Ｎ断面図（ＸＺ断面図）である。また、図６は本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態における凸状構造を説明するための模式図である。図７は本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体の一実施形態における光出射面を示す模式図である。

図３、図４及び図７に示されているように、導光体４の光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在する場合は、複数の凸状構造４５を、第２のレンズ列４３ｂの先端部分（最も高い位置の部分：即ち頂部）に点在（散在）するように形成することができる。但し、後述のように、第２のレンズ列４３ｂの形成位置及び配列形態は、これに限定されるものではない。

凸状構造４５は、光出射制御機能を有している。この光出射制御機能は、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ものである。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。

凸状構造４５を設けることにより、導光体４を用いて構成される面光源装置の輝度及びその均斉度の向上または輝度むらの低減に寄与することができる。

図５に示されるように、凸状構造４５のそれぞれは、光入射端面４１に垂直のＸ方向に関する両端部４５１，４５２と、該両端部より高さの大きな山頂部４５３と、両端部４５１，４５２の間にて山頂部４５３を通って延びる稜線部４５４とを有する。

また、凸状構造４５のそれぞれは、光入射端面に垂直の方向と直交するＹＺ断面の形状において、次のように構成されている。即ち、図６に示すように、Ｘ方向に関する或る位置ｘにおけるＹＺ断面形状Ｓ（ｘ）における凸状構造４５の高さ（Ｚ方向寸法）をｈとし、Ｘ方向に関する位置ｘとは異なる位置ｘ’におけるＹＺ断面形状Ｓ（ｘ’）における凸状構造４５の高さ（Ｚ方向寸法）をｈ’（ここでｈ’＜ｈ）とする。尚、図６において、凸状構造４５の高さｈ，ｈ’の基準面を含めたものをＹＺ断面形状Ｓ（ｘ），Ｓ（ｘ’）として示しているが、実際の凸状構造４５は高さｈ’，ｈ’の基準面として示されている部分を含まない。ここで、位置ｘの断面形状Ｓ（ｘ）の稜線部４５４を含む部分（即ちＺ方向に関する上側の部分）は、位置ｘより高さの低い位置である位置ｘ’のＹＺ断面形状Ｓ（ｘ’）と重複する。凸状構造４５は、このように構成されている。

凸状構造４５のそれぞれの光入射端面に垂直の方向と直交するＹＺ断面の形状としては、たとえばＶ字形状が例示される。更に、凸状構造４５のＹＺ断面において、稜線部４５４を含む部分は、円弧状などの弧状の領域を有するものとすることができる。このようなＹＺ断面形状としては、たとえば先端ＲのＶ字形状が例示される。このような形状とすることで、凸状構造４５の先端部が潰れることを防止することができる。

また、凸状構造４５のそれぞれの光入射端面に垂直の方向及び光出射面法線の方向の双方を含むＸＺ断面の形状としては、たとえば、三角波形状及びのこぎり波（ランプ波）形状が例示される。更に、凸状構造４５のＸＺ断面の形状としては、稜線部４５４の高さ（Ｚ方向寸法）の変化が漸増乃至漸減するようなもの、即ち稜線部４５４が滑らかな曲線（部分的に高さ変化のない部分に対応する直線を含んでもよい）をなしているものとすることができる。このようなＸＺ断面の形状としては、たとえば、サインカーブ形状及び楕円弧形状が例示される。

このような凸状構造４５の付設された導光体光出射面４３を転写形成するのに使用される型部材を作製するに際して、図６に示されるような断面形状をもつダイヤモンドバイトなどの切削工具を用いた切削加工を利用することができる。即ち、切削加工に際して、所望の断面形状を持つ切削工具の切り込み深さの増減を繰り返すことで、所望位置に所望寸法の凸状構造を転写形成するための転写面構造を形成することができる。これにより、成形用型部材の製造が容易になり、ひいては凸状構造４５の付設された導光体光出射面４３を有する導光体の製造が容易になる。

また、複数の凸状構造４５は、光出射面４３の有効表示領域内において（即ちＸＹ面内において）任意の凸状構造４５を中心として、当該凸状構造４５の突出する高さの１００倍の半径を有する円（図７のＲ’参照）の範囲内に、中心となる凸状構造４５を除いて２つ以上の凸状構造４５が配置される（図７参照）のが好ましい。このように光出射面４３内において所定の範囲内に所定数以上が存在するように凸状構造４５を設けることで、良好な光出射制御機能を得ることができる。

凸状構造４５は、一次光源２から発せられる光の波長と同程度の大きさだと色分散が起きやすくなり、あまりにも大きいと肉眼で構造が認識できてしまう。このため、光入射端面に平行な面の断面形状において、凸状構造４５の幅（Ｙ方向寸法）が３μｍ以上７５μｍ以下、好ましくは４μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは７μｍ以上３０μｍ以下に設定されることが好ましい。

図５には、第２のレンズ列４３ｂの延びる方向に沿った面における、第２のレンズ列４３ｂおよび凸状構造４５の断面形状が示されている。この断面における凸状構造４５の形状は適宜選択可能であるが、好ましい形態の例としては、第２のレンズ列４３ｂの延在方向であるＸ方向に沿って光入射端面４１から遠ざかるに従って高さが増加する第１の領域４５ａと、その後光入射端面から遠ざかるに従って徐々に高さが減少する第２の領域４５ｂとからなる構成が例示される。頂部４５３は、第１の領域４５ａと第２の領域４５ｂとの境界に位置する。第２の領域４５ｂにおいて高さが急激に変化すると、導光体４の光入射端面４１近傍と反対端面４２とで輝度のバランスを取ることが困難となり、均一に明るい面光源装置を提供することが困難になることがある。従って、第２の領域４５ｂの平均傾斜角は０．５度以上７度以下とされることが好ましい。また、第２の領域４５ｂは、高さの変化しない平坦領域を含んでいてもよい。この平坦領域は、例えば第１の領域４５ａと隣接する部分に設けられる。第２の領域４５ｂが平坦領域を含む場合には、第２の領域４５ｂの平均傾斜角は平坦領域をも含めた平均傾斜角を指すものとする。凸状構造４５は、一次光源２から発せられる光の波長と同程度の大きさだと色分散が起き、あまりにも大きいと肉眼で構造が認識できてしまう。従って、凸状構造４５の第２のレンズ列の延在方向に沿った長さは２０μｍから２５０μｍの間に収まるのが好ましい。

また、複数の凸状構造４５は、第２のレンズ列４３ｂに沿って等間隔に設けられていてもよく、ランダムに配置されていてもよいが、周期的に凸状構造４５を設けることによる他の光学部材との干渉模様等の発生を防止する観点からは、ランダムに配置されることが好ましい。但し、そのようなおそれが少ない場合には、凸状構造４５周期的に配列してもよい。また、凸状構造４５の配列間隔（配列ピッチ）だけでなく、凸状構造４５の大きさ（第２のレンズ列４３ｂの延在方向の長さ寸法及び第２のレンズ列４３ｂの延在方向と直交する方向の幅寸法）そのものがランダムに変動しても良く、配列間隔および大きさの両方がランダムに変動しても構わない。さらに、複数の凸状構造４５は高さ（山頂部４５３の高さ）がランダムに変動しても構わない。

凸状構造４５の高さがランダムに変動する構造を形成する場合、形状を転写する金型（後述の成形用型部材に該当）を製造する際に、ダイヤモンド旋盤装置にピエゾ圧電素子を組み込んだ振動装置を設置し、周期性の無いノイズ信号を振動装置に入力し、ダイヤモンドバイトをランダムに振動させながら金型素材を切削加工することにより、ランダムにパターンの深さが変化した形状を持つ金型部材（成形用型部材）を得ることができる。ダイヤモンドバイトの振動方向は、Ｚ方向に対応する方向のみとしてもよく、Ｚ方向に対応する方向およびＹ方向に対応する方向の双方としてもよい。

また、第２のレンズ列４３ｂの延在方向に沿った凸状構造４５の長さや配列間隔がランダムに変動する構造を形成する場合、ダイヤモンドバイトの送り速度をランダムに変動させながら金型を加工してもよい。

周期性のないノイズ信号を発生させる方法としては公知の方法によるが、例えば所望のフィルターで帯域をカットしたノイズ信号やＳＩＮ波などの基本波形にノイズ成分を入れて変調させた波形、周期性がないように組んだ擬似ランダム波形など、それらを振動装置に入れて駆動することにより、ダイヤモンドバイト等の動作をランダムにすることができる。

以上のように、成形用型部材の凸状構造転写部を形成するに際して、切削加工を用いることができるので、該成形用型部材の製造が容易になり、ひいては凸状構造４５を有する導光体４の製造が容易になり且つ再現性が高くなる。

複数の凸状構造４５は、下記（Ａ）〜（Ｄ）の変化：
（Ａ）第２のレンズ列４３ｂの延在方向の平均間隔が、光入射端面４１から遠ざかるに従って短くなるような変化；
（Ｂ）第２のレンズ列４３ｂの延在方向の長さが、光入射端面４１から遠ざかるに従って長くなるような変化；
（Ｃ）高さが、光入射端面４１から遠ざかるに従って高くなるような変化；
（Ｄ）第２の領域４５ｂの平均傾斜角が、光入射端面４１から遠ざかるに従って大きくなるような変化；
の少なくとも１つを有することが出来る。これにより、光出射面４３の輝度むらを低減することができ、また、他の光学部材の周期構造との干渉模様などの発生が抑制される。

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／または光反射面４４に形成したレンズ列や凸状構造や粗面と併用して、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光反射面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。さらに、導光体４の光出射面４３の有効表示領域Ｆを鏡面とし、光反射面４４の第１のレンズ列４４ａの表面を粗面としても構わない。この場合、第１のレンズ列４４ａの表面は、第１のレンズ列４４ａの斜面を基準面として、平均傾斜角θａが０．１〜１０度の範囲のものとすることが、光出射面４３内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは０．２〜８度の範囲であり、より好ましくは０．３〜５度の範囲である。

導光体４の厚さは、例えば０．３〜１０ｍｍである。

（導光体光反射面に付設される付加的凸状構造）
以上のように、光出射面４３に付設される凸状構造４５に加えて、付加的に、光反射面４４にも同様な形態の凸状構造（付加的凸状構造と称する）を付設することができる。付加的凸状構造を転写形成するための金型部材も、上記凸状構造４５を転写形成するための金型部材と同様に切削加工により製造することができる。

付加的凸状構造を形成することにより、面光源装置の輝度向上または輝度むらの低減が一層容易になる。

（連続する凸状構造または付加的凸状構造）
複数の凸状構造４５は、特に光入射端面４１に垂直のＸ方向に関して連続して形成されていてもよい。この場合、光入射端面４１に垂直のＸ方向に関する両端部４５１，４５２の高さは零ではないこともあり得る。図８に、連続して形成された凸状構造４５の模式的平面図を示す。付加的凸状構造についても、同様に連続して形成することができる。

（第１のレンズ列、第２のレンズ列、凸状構造及び付加的凸状構造の配置に関する変形形態）
図９は、以上のような凸状構造（付加的凸状構造を含む）と、第１のレンズ列及び第２のレンズ列との、配置に関する変形形態例を示す模式図である。これらの図はＹＺ断面を示すものであり、図９（ａ）に示されるように、導光体４の光出射面４３が上側に位置し、導光体４の光反射面４４が下側に位置する。光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在するか否か、光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在するか否か、凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第２のレンズ列４３ｂの境界部のいずれに位置するか（複数に位置することあり）、付加的凸状構造（符号４５で示される）の有無、更には付加的凸状構造４５が第１のレンズ列４４ａの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第１のレンズ列４４ａの境界部のいずれに位置するか（複数に位置することあり）、の組合せにより、種々の形態が可能である。尚、図９（ｂ）〜（ｊ）では、一部の部材の符号を省略している。

図９（ａ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在し、
光出射面４３に第２のレンズ列が存在せず、
凸状構造４５が光出射面４３の適宜の場所に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｂ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列が存在せず、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの先端部に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｃ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列が存在せず、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が互いに隣接する２つの第２のレンズ列４３ｂの境界部に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｄ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列が存在せず、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの斜面に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｅ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在し、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの先端部に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｆ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在し、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が互いに隣接する２つの第２のレンズ列４３ｂの境界部に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｇ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在し、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの斜面に位置し、
付加的凸状構造は存在しない。

図９（ｈ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在し、
光出射面４３に第２のレンズ列が存在せず、
凸状構造４５が光出射面４３の適宜の場所に位置し、
付加的凸状構造４５が第１のレンズ列４４ａの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第１のレンズ列４４ａの境界部に位置している。

図９（ｉ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列が存在せず、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第２のレンズ列４３ｂの境界部に位置し、
付加的凸状構造４５が光反射面４４の適宜の場所に位置している。

図９（ｊ）の形態では、
光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在し、
光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在し、
凸状構造４５が第２のレンズ列４３ｂの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第２のレンズ列４３ｂの境界部に位置し、
付加的凸状構造４５が第１のレンズ列４４ａの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第１のレンズ列４４ａの境界部に位置している。

以上の図９（ｈ）〜（ｊ）の形態のように、凸状構造４５は第２のレンズ列４３ｂの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第２のレンズ列４３ｂの境界部のうちの２つ以上に位置してもよく、付加的凸状構造４５は第１のレンズ列４４ａの先端部及び斜面並びに互いに隣接する２つの第１のレンズ列４４ａの境界部のうちの２つ以上に位置してもよい。

（導光体の製造方法）
本実施形態では、光出射面４３及び光反射面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（組成物）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は、型素材の所要領域（全体であってもよい）に対して、目的とする所要の表面形状を持つ転写面領域が得られるような適宜の処理を行う。

このような処理としては、目的とする所要の表面形状が第１のレンズ列４４ａまたは第２のレンズ列４３ｂのようなレンズ列である場合には、ダイヤモンドバイト等の切削工具を用いた切削加工を用いることができる。

また、上記処理としては、目的とする所要の表面形状が凸状構造（付加的凸状構造を含む）４５である場合には、上記のようなダイヤモンドバイト等の切削工具を用いた切削加工を用いることができる。

また、上記処理としては、目的とする所要の表面形状が粗面である場合には、ブラスト処理を用いることができる。このブラスト処理においては、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、ガラスビーズやセラミック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。

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６５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６５は、ＬＥＤ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６５が形成されている）。プリズム列６５の配列ピッチＰ２は、１０μｍ〜１００μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜７０μｍの範囲である。また、プリズム列６５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１０に、光偏向素子６による光偏向の様子を示す。この図は、導光体４を用いて構成される面光源装置を用いて構成される画像表示装置の一実施形態を示す模式的部分断面図であり、特に、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の特に有効表示領域Ｆから斜めに出射される光は、プリズム列６５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として光反射素子に代えて、導光体４の光反射面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。

ＬＥＤ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ＬＥＤ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、リフレクタ１０は、光偏向素子６を避けて、光反射素子８の端縁部外面からＬＥＤ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２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。

以上のような一次光源２、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（光偏向素子６の出光面６２）上に、図１０に示されるように、透過型液晶表示素子等の表示素子（表示パネル）１１を配置することにより液晶表示装置等の画像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ＬＥＤ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ＬＥＤ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。

液晶表示装置等の画像表示装置は、図１における上方から液晶表示素子等の表示素子を通して観察者により観察される。十分にコリメートされた狭い分布の光を面光源装置から液晶表示素子に入射させることができるため、液晶表示素子での階調反転等がなく明るさ、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、図１０に示されるように、光偏向素子６の出光面６２上に、光拡散素子７を隣接配置することができる。この光拡散素子７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７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７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。

図１１は、本発明によるエッジライト方式面光源装置用導光体を用いて構成される面光源装置の他の実施形態を示す模式的斜視図である。図１１において、図１〜図１０におけるものと同等の機能を有する部材または部分には、同一の符号が付されている。

本実施形態では、導光体４の４つの側端面のうちのＹＺ面と略平行な１対の側端面（即ち互いに反対側にある側端面）の双方が光入射端面４１とされ、これら２つの光入射端面４１のそれぞれと対向するようにＬＥＤが隣接配置されており、これら両側のＬＥＤはリフレクタで覆われている。即ち、本実施形態は、互いに反対側に位置する２つの端面のそれぞれが前記光入射端面とされる両端入射タイプの導光体を使用し、図１他に関し説明した実施形態において反対端面４２側も光入射端面４１側と同様な構成にしたものに相当する。

本実施形態の両端入射タイプの導光体は、以下に示す点において、図１他に関し説明した実施形態のものと相違する。これらの相違点は、主として付加的凸状構造を含む凸状構造４５の構成に関わるものである。

第１の相違点としては、凸状構造の第１の領域は、光出射面４３の法線方向を含み且つ第２のレンズ列４３ｂまたは第１のレンズ列４４ａの延在方向に沿った断面の形状において、導光体４の中央に向かって各光入射端面４１から遠ざかるに従って高さが増加する領域として規定される。同様に、凸状構造の第２の領域は、光出射面４３の法線方向を含み且つ第２のレンズ列４３ｂまたは第１のレンズ列４４ａの延在方向に沿った断面の形状において、導光体４の中央に向かって各光入射端面４１から遠ざかるに従って高さが減少する又は変わらない領域として規定される。

第２の相違点としては、
凸状構造は、下記（Ａ’）〜（Ｄ’）の変化：
（Ａ’）レンズ列の延在方向の平均間隔が、導光体４の中央に向かって各光入射端面４１から遠ざかるに従って短くなるような変化；
（Ｂ’）レンズ列の延在方向の長さが、導光体４の中央に向かって各光入射端面４１から遠ざかるに従って長くなるような変化；
（Ｃ’）高さが、導光体４の中央に向かって各光入射端面４１から遠ざかるに従って高くなるような変化；
（Ｄ’）第２の領域の平均傾斜角が、導光体４の中央に向かって各光入射端面４１から遠ざかるに従って大きくなるような変化；
の少なくとも１つを有することができる。

以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。実施例及び比較例については、要点を表１にまとめて示す。

なお、実施例及び比較例で得られた面光源装置及び画像表示装置については、以下の方法でその性能を評価した。

＜輝度＞
面光源装置の一次光源を点灯させて、輝度計（ＴＯＰＣＯＮ社製ＢＭ−７）を用いて画像表示装置の有効表示領域における法線方向の輝度を測定した。このとき、測定は有効表示領域Ｆの１０ｍｍ内側をＸ方向及びＹ方向それぞれ２０分割した４００点の位置で行い、その平均値を算出した。判定は、比較例１のものと比較して、
◎：１４０％以上高い；
○：１２０％以上１４０％未満；
△：同等以上１２０％未満；
×：同等未満；
とした。

また、有効表示領域Ｆの中央の位置でのＹＺ面内での輝度半値角（水平半値角［°］）を測定した。

＜均斉度＞
上記の輝度測定において、４００点の位置での測定値における最小輝度／最大輝度［％］を算出した。判定は７０％以上を○とした。

［実施例１］
図９（ａ）に示されるような導光体を、以下のようにして、製造した。

加工面が鏡面仕上げされた有効部２８５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×４８０ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３ｍｍのＮｉＰめっきブロック（成形用型素材）の加工面に、凸状構造４５を転写形成するための転写領域が形成されるように、ＹＺ断面形状が先端部分の曲率半径Ｒ１６μｍで頂角１００度の三角形状のダイヤモンドバイトを用いて、切削加工を行った。凸状構造４５は、高さが６μｍ、長さ（Ｘ方向寸法）が１５０μｍ、ＹＺ断面形状が先端部分の曲率半径Ｒ１６μｍで頂角１００度の三角形状であり、幅（Ｙ方向寸法）が２５μｍであり、Ｘ方向に沿って、高さが漸増し、その後高さが漸減する構成とした。具体的には、第１の領域４５ａの平均傾斜角が４．５７度となり、第２の領域４５ｂの平均傾斜角が４．５７度となるようにした。また、凸状構造４５の配列間隔は、Ｘ方向において１７０μｍとし、Ｙ方向において３０μｍとなるようにした。また、光出射面での凸状構造４５の面積占有率が５２％となるようにした。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。

以上のようにして、第１の転写面形成金型（成形用型部材）を得た。

加工面が鏡面仕上げされた有効部２８５ｍｍ（Ｘ方向寸法）×４８０ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３ｍｍの別のＮｉＰめっきブロック（成形用型素材）の加工面に、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の延在方向と直交するＹＺ断面内において、幅５０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ１８．４μｍ（Ｚ方向寸法）、先端部分の曲率半径Ｒが１６μｍで頂角９０度の三角形状とした。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。

以上のようにして、第２の転写面形成金型（成形用型部材）を得た。

前記第１および第２の転写面形成金型を成形装置に組み込み、プレス成形を行って導光体４を得た。成形材料としてはアクリル樹脂（三菱レイヨン社製、Ｌ００１）を用いた。

次に、導光体４の光反射面４４に対向するようにして、導光体４と同サイズの光反射素子（東レ社製Ｅ６ＳＲ）８を配置し、導光体の厚さ３．５ｍｍの光入射端面４１に対向するようにして、該長辺に沿って等間隔で５６個のＬＥＤ（豊田合成社製）を配置し、更にリフレクタ１０を配置した。また、導光体４の光出射面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２９μｍ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Ｍ１６８ＹＴＣ３）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、面光源装置を作製した。

この面光源装置の光出射面に対向するようにして透過型液晶表示素子１１を配置し、画像表示装置を作製した。

得られた画像表示装置の一次光源を点灯させ、発光状態を観察したところ、ＬＥＤの配置に起因するような輝度ムラは概ね視認されず、輝度および均斉度も良好であった。

［実施例２〜８］
実施例１と同様にして、表１に示されるような光出射面及び光反射面を持つ導光体を製造した。ここで、第１及び第２の転写面形成金型における第１のレンズ列及び第２のレンズ列を転写形成するための転写面の形成は、断面形状以外は、実施例１における第２の転写面形成金型における第１のレンズ列を転写形成するための転写面の形成と同様にした。尚、凸状構造の高さは基準面（レンズ列がある場合にはその表面）からの最大高さとした。

実施例２〜８の導光体は、図９に示される導光体のうち、それぞれ、
（実施例２）：図９（ｅ）
（実施例３）：図９（ｂ）
（実施例４）：図９（ｅ）
（実施例５）：図９（ｃ）
（実施例６）：図９（ｆ）
（実施例７）：図９（ｃ）
（実施例８）：図９（ｆ）
であった。

表１において、
・アスペクト比２．７のレンズ列は、幅５０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ１８．４μｍ（Ｚ方向寸法）、先端部分の曲率半径Ｒが１６μｍで頂角９０度の三角形状のものであり；
・アスペクト比９．３のレンズ列は、幅４０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ４μｍ（Ｚ方向寸法）、曲率半径５２μｍの円弧形状に内接する様に、曲率半径３４μｍの円弧形状３個の組み合わせからなる曲線形状（Ｗａｖｅ形状）のものであり；
・アスペクト比３．０のレンズ列は、幅４０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ１３．４μｍ（Ｚ方向寸法）、先端部分の曲率半径がＲ１６μｍで頂角が９０度の三角形状のものである。

得られた導光体４を用いて、実施例１と同様にして、面光源装置を作製し、画像表示装置を作製した。得られた画像表示装置の一次光源を点灯させ、発光状態を観察したところ、ＬＥＤの配置に起因するような輝度ムラは概ね視認されず、輝度および均斉度も良好であった。

［比較例１］
光出射面に凸状構造４５を形成する代わりに、光出射面を粗面化したこと及びレンズ列の性状を変化させたこと以外は、実施例１と同様に実施した。

本比較例においては、第１の転写面形成金型を得るに際して、ブロックの加工面を、ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ４００）でブラスト処理した。ブラスト処理においては、ガラスビーズは、１９ｇ／分の量を、３２０ｍｍの高さから、１．５ｍｍ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／分及び０．１４ＭＰａにして、平均傾斜角θａが１．１８度の粗面を形成した。

得られた導光体４を用いて、実施例１と同様にして、面光源装置を作製し、画像表示装置を作製した。

得られた画像表示装置の一次光源を点灯させ、発光状態を観察したところ、ＬＥＤの配置に起因するような輝度ムラが視認された。また、輝度値は実施例のものより低かった。

２ 一次光源
４ 導光体
４１ 光入射端面
４２ 反対端面
４３ 光出射面
４３ｂ 第２のレンズ列
４４ 光反射面
４４ａ 第１のレンズ列
４５ 凸状構造
４５ａ 第１の領域
４５ｂ 第２の領域
４５１，４５２ 端部
４５３ 山頂部
４５４ 稜線部
６ 光偏向素子
６１ 入光面
６２ 出光面
６５ プリズム列
７ 光拡散素子
８ 光反射素子
１０ リフレクタ
１１ 透過型液晶表示パネル
Ｆ 有効表示領域

Claims (11)

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、導光される光の一部が出射する光出射面、及び該光出射面の反対側の光反射面を有する、エッジライト方式面光源装置用の導光体であって、
   前記光反射面及び前記光出射面の少なくとも一方は複数のレンズ列を備えており、該複数のレンズ列は前記光入射端面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ており、
   前記光出射面には複数の凸状構造が付設されており、
   前記複数の凸状構造のそれぞれは、前記光入射端面に垂直の方向に関する両端部と、前記両端部の間に位置し前記両端部より高さの大きな山頂部と、前記両端部の間にて前記山頂部を通って延びる稜線部とを有しており、且つ、前記光入射端面に垂直の方向と直交する断面の形状の前記稜線部を含む部分は高さのより小さい位置の断面形状と重複するように構成されていることを特徴とする、エッジライト方式面光源装置用導光体。
2. 前記複数の凸状構造のそれぞれの前記稜線部は滑らかに延びていることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
3. 前記複数の凸状構造の少なくとも２つは、前記光入射端面に垂直の方向に互いに連続するように配列されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
4. 前記光反射面には複数の付加的凸状構造が付設されており、
   前記複数の付加的凸状構造のそれぞれは、前記光入射端面に垂直の方向に関する付加的両端部と、前記付加的両端部の間に位置し前記付加的両端部より高さの大きな付加的山頂部と、前記付加的両端部の間にて前記付加的山頂部を通って延びる付加的稜線部とを有しており、且つ、前記光入射端面に垂直の方向と直交する断面の形状の前記付加的稜線部を含む部分は高さのより小さい位置の断面形状と重複するように構成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
5. 前記複数の付加的凸状構造のそれぞれの前記付加的稜線部は滑らかに延びていることを特徴とする、請求項４に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
6. 前記複数の付加的凸状構造の少なくとも２つは、前記光入射端面に垂直の方向に互いに連続するように配列されていることを特徴とする、請求項４または５に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
7. 前記導光体は１つの前記光入射端面を有し、
   前記複数の凸状構造のそれぞれ又は前記複数の付加的凸状構造のそれぞれは、前記光入射端面から遠ざかるに従って高さが増加する第１の領域と、前記光入射端面から遠ざかるに従って高さが減少する又は変わらない第２の領域とを有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
8. 前記導光体は互いに反対側に位置する２つの前記光入射端面を有し、
   前記複数の凸状構造のそれぞれ又は前記複数の付加的凸状構造のそれぞれは、前記導光体の中央に向かって前記光入射端面から遠ざかるに従って高さが増加する第１の領域と、前記導光体の中央に向かって前記光入射端面から遠ざかるに従って高さが減少する又は変わらない第２の領域とを有することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
9. 前記複数の凸状構造のそれぞれは、前記第２の領域での前記稜線部の平均傾斜角が７度以下であることを特徴とする、請求項７または８に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエッジライト方式面光源装置用導光体と、
    前記導光体の光出射面に隣接して配置され、前記導光体の光出射面に対向する入光面に前記光入射端面と平行な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プリズム列が形成されているプリズムシートと、
    前記導光体の光入射端面に隣接して配置された一次光源と、
    を備えることを特徴とするエッジライト方式面光源装置。
11. 請求項１０に記載のエッジライト方式面光源装置と、該エッジライト方式面光源装置から発せられる光により照明される表示パネルとを備えることを特徴とする画像表示装置。

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