(57)【要約】【課題】  導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍の領域での輝度むらが視認されにくく、光入射端面近傍での斜め方向の特異的光出射が少ない面光源装置を提供する。【解決手段】  一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、前記光入射端面と略垂直であり導光される光が出射する略矩形の光出射面、を有する一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、光入射端面は、前記長手方向における平均傾斜角Ｒθａ１は、０．６度以上３度以下であり、前記長手方向における前記平均傾斜角Ｒθａ１と、厚み方向における平均傾斜角Ｒθａ２との比（Ｒθａ１／Ｒθａ２）が０．２以上０．７以下である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、前記光入射端面と略垂直であり導光される光が出射する光出射面を有しており、
前記入射端面は、前記光出射面と略垂直である厚さ方向と、前記厚み方向に垂直な長手方向とにおいて、前記長手方向における平均傾斜角Ｒθａ１は、０．６度以上３度以下であり、前記長手方向における前記平均傾斜角θａ１と、前記厚み方向における平均傾斜角Ｒθａ２との比（Ｒθａ１／Ｒθａ２）が０．２以上０．７以下であることを特徴とする面光源装置用導光体。
【請求項２】
前記光入射端面は、前記長手方向における算術平均粗さＲａ１が０．０３μｍ以上０．１μｍ以下であり、前記長手方向における算術平均粗さＲａ１と、前記厚み方向における算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ１／Ｒａ２）が０．１５以上０．４５以下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。
【請求項３】
前記光入射端面は、前記長手方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１が１００μｍ以下であり、前記算術平均粗さＲａ１と、前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）が０．０００５以上０．００２５以下であることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置用導光体。
【請求項４】
前記光入射端面は、前記厚み方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ２と、前記算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）に対する、前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１と前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）の比、即ち（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）／（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）が、０．１５以上０．６以下であることを特徴とする、請求項３に記載の面光源装置用導光体。
【請求項５】
前記光入射端面は、前記長手方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１が１００μｍ以下であり、前記平均傾斜角Ｒθａ１と、前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒθａ１／Ｒｓｍ1）が０．０１以上０．０７以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体。
【請求項６】
前記光入射端面は、前記厚み方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ２と前記算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）に対する、前記算術平均粗さＲａ１と前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）の比、即ち（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）／（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）が、０．１５以上１．６以下であることを特徴とする、請求項５に記載の面光源装置用導光体。
【請求項７】
前記光入射端面は、前記厚み方向において、表面粗さ形状測定機による計測に基づき得られる傾斜角の度数分布における傾斜角１６°以上の成分の存在割合が１％以下であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の面光源装置用導光体と、前記面光源装置用導光体の光入射端面に対向して配置された前記一次光源と、前記導光体の光出射面上に前記導光体の光出射面から出射する光が入光する入光面及びその反対側の出光面を有する光偏向素子と、を備えていることを特徴とする面光源装置。
【請求項９】
前記光偏向素子は前記入光面に前記導光体の光入射端面に沿って延び且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列を備えており、該プリズム列のそれぞれは前記導光体の光出射面からの光が入射する第１のプリズム面と入射した光が内面反射される第２のプリズム面とを有することを特徴とする、請求項８に記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト方式の面光源装置並びにそれに用いる導光体及びその製造方法に関するものであり、特に、輝度むらの視認性の低減を企図した面光源装置及びそれに用いる導光体に関するものである。本発明の面光源装置は、例えば、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビやビデオ一体型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、或いは、携帯電話機などの携帯型電子機器のディスプレイパネルや各種機器のインジケータとして使用される比較的小型の液晶表示装置のバックライトに、或いは、駅や公共施設などにおける案内表示板や看板として使用される液晶表示装置のバックライトに、或いは、高速道路や一般道路における交通標識等の標示装置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。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。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。従来、エッジライト方式のバックライトとしては、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ものが広く利用されている。
【０００３】
ところで、近年、液晶表示装置では、その外形寸法に対する表示画面寸法の比率をできるだけ大きくして、表示効率を高めることが要請されている。従って、面光源装置においても、その外形寸法に対する発光面寸法の比率をできるだけ大きくし、即ち発光面の周囲に枠状に存在する構造部分（「額縁」と呼ばれることがある）の寸法をできるだけ小さくすることが要求されている。
【０００４】
一方、面光源装置では、その薄型化も要請されており、この要請に応ずるために導光体の薄型化が必要である。エッジライト方式の面光源装置では、一次光源から導光体の光入射端面に入射した光は、その一部が光出射面または裏面に対して全反射臨界角以上の入射角で入射して内面全反射により導光され、他の一部が光出射面に全反射臨界角より小さい角度で入射し、その一部が光出射面から出射する。導光体が薄型化（例えば厚さ０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度）するに従い、一次光源から発せられた光が導光体の光出射面の光入射端面近傍領域で出射する場合に、光入射端面からの距離に関して周期的に高輝度部分（輝線または輝帯）と低輝度部分（暗線または暗帯）とが現れる。この現象は額縁幅が大きい場合には実際上は特に問題とならないが、上記のような小額縁幅の面光源装置では特にこの影響による輝度むらが視認されやすいという問題となる。
【０００５】
このような光入射端面の近傍での輝度むら発生は、光入射端面の表面性状とも関連している。そこで、以上のような輝度むら発生を防止するための手法として、例えば特開平９−１６００３５号公報［特許第３２５３００１号公報］（特許文献１）には、光入射端面の光出射面と平行な方向の算術平均粗さＲａを０．０５〜０．３μｍとすることが開示されている。また、例えば特開２００１−８３５１２号公報（特許文献２）には、光入射端面の算術平均粗さＲａを０．０５〜０．３μｍとし、しかも導光体厚み方向の粗さの程度より光出射面と平行な方向の粗さの程度を粗くすることが開示されている。また、例えば特開２００２−３２４４２４号公報（特許文献３）には、光入射端面の最大高さＲｙを３〜５μｍ、平均粗さＲａを０．３以上０．６以下とし、そのために光入射端面を例えば梨地面からなるものとすることが開示されている。更に、例えば特開２０００−３０６４１０号公報（特許文献４）には、光入射端面に光出射面と平行な方向に沿って形成された頂角１６０〜１７５度のプリズムを形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１６００３５号公報［特許第３２５３００１号公報］
【特許文献２】特開２００１−８３５１２号公報
【特許文献３】特開２００２−３２４４２４号公報
【特許文献４】特開２０００−３０６４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜特許文献４の手法によれば、光入射端面の表面性状を特定のものとすることで、光入射端面近傍での輝度むらが低減される。
【０００８】
しかしながら、小額縁幅の面光源装置における導光体薄型化に伴う問題は、上記のもの以外にも存在する。即ち、一次光源から発せられた光が導光体の光入射端面と光出射面との境界をなす導光体稜線において二次的な光源として機能することによる影響として、光入射端面近傍にて面光源装置の発光面からその法線方向に対し傾いた斜め方向に特異的に強い光出射が行われて、液晶表示装置のバックライトとして使用した場合に、表示画像の品位を低下させることがある。
【０００９】
上記特許文献１〜４の手法では、このような事象を十分に抑制することができない。
【００１０】
本発明は、導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍領域での輝度むらが視認されにくく、光入射端面近傍での斜め方向の特異的光出射が少ない面光源装置及びそれに用いる導光体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、
請求項１に係わる発明においては、一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面、前記光入射端面と略垂直であり導光される光が出射する略矩形の光出射面を有しており、前記入射端面は前記光出射面と略垂直である厚さ方向と、前記厚み方向に垂直な長手方向とに広がりを有しており前記光入射端面は、前記長手方向における平均傾斜角Ｒθａ１は、０．６度以上３度以下であり、前記長手方向における前記平均傾斜角θａ１と、前記厚み方向における平均傾斜角Ｒθａ２との比（Ｒθａ１／Ｒθａ２）が０．２以上０．７以下であるようにする。
【００１２】
請求項２に係わる発明においては、前記光入射端面は、前記長手方向における算術平均粗さＲａ１が０．０３μｍ以上０．１μｍ以下であり、前記長手方向における算術平均粗さＲａ１と、前記厚み方向における算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ１／Ｒａ２）が０．１５以上０．４５以下であるようにする。
【００１３】
請求項３に係わる発明においては、前記光入射端面は、前記長手方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１が１００μｍ以下であり、前記算術平均粗さＲａ１と、前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）が０．０００５以上０．００２５以下であるようにする。
【００１４】
請求項４に係わる発明においては、前記光入射端面は、前記厚み方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ２と、前記算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）に対する、前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１と前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）、即ち（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）／（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）が、０．１５以上０．６０以下であるようにする。
【００１５】
請求項５に係わる発明においては、前記光入射端面は、前記長手方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１が１００μｍ以下であり、前記平均傾斜角Ｒθａ１と、前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒθａ１／Ｒｓｍ1）が０．０１以上０．０７以下であるようにする。
【００１６】
請求項６に係わる発明においては、前記光入射端面は、前記厚み方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ２と前記算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）に対する、前記算術平均粗さＲａ１と前記曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）、即ち（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）／（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）が０．１５以上１．６以下であるようにする。
【００１７】
請求項７に係わる発明においては、  前記光入射端面は、前記厚み方向において、表面粗さ形状測定機による計測に基づき得られる傾斜角の度数分布における傾斜角１６°以上の成分の存在割合が１％以下であるようにする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような本発明によれば、導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍領域での輝度むらが視認されにくくなり、且つ光入射端面近傍での斜め方向の特異的光出射を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による面光源装置の一つの実施形態を示す模式的斜視図である。
【図２】図１の面光源装置の部分断面図である。
【図３】導光体の部分断面図である。
【図４】光偏向素子における光偏向の様子を示す模式図である。
【図５】導光体光出射面の特に光入射端面の近傍の領域からの光出射の様子を示す模式図である。
【図６】光偏向素子出光面の特に導光体光入射端面の近傍の領域からの光出射の様子を示す模式図である。
【図７】入射面からの距離毎に輝度を測定したグラフである
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は本発明による面光源装置の一つの実施形態を示す模式的斜視図であり、図２はその部分断面図である。図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３１とし、これと略直交する一つの表面を光出射面３３とする導光体３と、この導光体３の光入射端面３１に対向して配置され光源リフレクタ２で覆われた線状の一次光源１と、導光体３の光出射面上に配置された光偏向素子４と、導光体３の光出射面３３とは反対側の裏面３４に対向して配置された光反射素子５とを含んで構成されている。
【００２２】
導光体３は、ＸＹ面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。導光体３は４つの側端面を有しており、そのうちＹＺ面と平行な１対の側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射端面３１とする。光入射端面３１は一次光源１と対向して配置されており、一次光源１から発せられた光は光入射端面３１から導光体３内へと入射する。本発明においては、例えば、光入射端面３１とは反対側の側端面３２等の他の側端面にも光源を対向配置してもよい。
【００２３】
導光体３の光入射端面３１に略直交した２つの主面は、それぞれＸＹ面と略平行に位置しており、いずれか一方の面（図では上面）が光出射面３３となる。この光出射面３３またはその裏面３４のうちの少なくとも一方の面に粗面からなる指向性光出射機構を付与することによって、光入射端面３１から入射した光を導光体３中を導光させながら光出射面３３から光入射端面３１および光出射面３３に直交する面（ＸＺ面）内において指向性のある光を出射させる。このＸＺ面内分布における出射光光度分布のピークの方向（ピーク光）が光出射面３３となす角度をαとする。角度αは例えば１０〜４０度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば１０〜４０度である。
【００２４】
導光体３の主面に形成され指向性光出射機構を構成する粗面やレンズ列は、平均傾斜角Ｒθａ’が０．５〜１５度の範囲のものとすることが、光出射面内での輝度の均斉度の向上をはかる点から好ましい。平均傾斜角Ｒθａ’は、更に好ましくは１〜１２度の範囲であり、より好ましくは１．５〜１１度の範囲である。尚、平均傾斜角の測定方法については、後述する。
【００２５】
また、指向性光出射機構が付与されていない他の主面は、導光体３からの出射光の一次光源１と平行な面（ＹＺ面）での指向性を制御するために、光入射端面３１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に延びる多数のレンズ列を配列したレンズ列形成面とすることが好ましい。図１に示した実施形態においては、光出射面３３に粗面を形成し、裏面３４に光入射端面３１に対して略垂直方向（Ｘ方向）に延びる多数のレンズ列の配列からなるレンズ列形成面を形成している。本発明においては、図１に示した形態とは逆に、光出射面３３にレンズ列形成面を形成し、裏面３４を粗面とするものであってもよい。
【００２６】
図１に示したように、導光体３の裏面３４あるいは光出射面３３にＹＺ面での指向性を制御するためのレンズ列形成面を形成する場合、そのレンズ列としては略Ｘ方向に延びたプリズム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝等が挙げられるが、ＹＺ断面の形状が略三角形状のプリズム列とすることが好ましい。
【００２７】
本発明において、導光体３の裏面３４にレンズ列形成面としてプリズム列形成面を形成する場合には、その頂角を８５〜１１０度の範囲とすることが好ましい。これは、頂角をこの範囲とすることによって導光体３からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、より好ましくは９０〜１００度の範囲である。
【００２８】
本発明の導光体においては、所望のプリズム列形状を精確に作製し、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平坦部あるいは曲面部を形成してもよい。
【００２９】
なお、本発明では、上記のような光出射面３３またはその裏面３４に形成される光出射機構と併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混入分散することによる指向性光出射機構を付加してもよい。
【００３０】
本発明の導光体は、図２に示されるように、光入射端面３１と、光入射端面３１と略直交する光出射面３３とを有する。なお、ここでは方向を明確に示すために光入射面３１と、光出射面３３とが直交している、と記載しているが、厳密に直交している必要はなく、概ね±２°以内が好ましい。光入射端面３１は、前記光出射面と略垂直方向である厚さ方向（即ちＺ方向）と、厚み方向に略垂直な長手方向（即ちＹ方向）とに広がりを有している。光入射端面３１は、導光体３の長手方向の平均傾斜角Ｒθａ１が０．６°以上３°以下であり、厚さ方向の平均傾斜角Ｒθａ２は、平均傾斜角Ｒθａ１よりも大きく、より具体的には、長手方向における平均傾斜角Ｒθａ１と、厚み方向における平均傾斜角Ｒθａ２との比（Ｒθａ１／Ｒθａ２）が０．２以上０．７以下となるように設定される。光入射端面３１の長手方向（Ｙ方向）の平均傾斜角Ｒθａ１をこの範囲内とし、厚さ方向（Ｚ方向）の平均傾斜角Ｒθａ２をＲθａ１に対して最適化することで、ＸＺ面内での光の広がりが適正に調節され、特に導光体光出射面３３の光入射端面近傍の領域からの光出射（光量及び出射角分布）が適正になり、導光体薄型化などに伴う光入射端面近傍領域での輝度むらが視認されにくくなる。平均傾斜角Ｒθa１が０．６°未満であると導光体光入射端面の近傍の領域からの出射光量のバランスが崩れ近傍の明帯化が顕著になり明帯化の後の暗帯が目立つようになる。他方、平均傾斜角Ｒθａが３°を越えると導光体光入射端面の長手方向への光の分散が多くなり入射端面の輝線が目立ち直ぐに暗帯となる恐れがある。更に、平均傾斜角Ｒθａ２が上記の範囲に設定されていないと、光入射端面近傍での斜め方向の特異的光出射を低減することができない恐れがあり、また入射端面近傍で輝度むらが発生する恐れがある。光入射端面３１の導光体３の長手方向の平均傾斜角Ｒθａ１は、好ましくは０，８°以上２．５°以下である。
【００３１】
平均傾斜角は、株式会社東京精密社製のサーフコム１４００Ｄ−ＬＣＤを用いてＪＩＳ−‘０１に従って計測した傾斜角から得ることができる。即ち、平均傾斜角は、粗さ形状測定子  を用いて導光体３の光入射端面の任意の部位において粗さ曲線の平均傾斜角Ｒθa、を読み取り、この抽出曲線から基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分を微分して傾き曲線を得、その曲線の各点の絶対値を求めた時、この多数の絶対値を算術平均することにより得ることができる。例えば、光入射端面３１の長手方向の平均傾斜角を測定する場合、入射端面の厚み方向の両端から１００μｍを除く領域にて、厚さ方向に５０μｍピッチで長手方向１．６ｍｍ長の測定長で測定を行い、これらの傾斜角の絶対値を平均すればよい。また、厚さ方向の平均傾斜角を測定する場合、厚み方向の両端から５０μｍを除く領域にて、長手方向に５０μｍピッチで厚み方向１．６ｍｍの測定長で測定を行い、これらの傾斜角の絶対値を平均すればよい。
【００３２】
上記測定により得られる長手方向における曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１は、１００μｍ以下の値であって、平均傾斜角Ｒθａ１と比（Ｒθａ１／Ｒｓｍ1）が０．０１以上０．０７以下となるように設定される。また、前記厚み方向における局部山頂平均間隔Ｒｓｍ２および算術平均粗さＲａ２は、局部山頂平均間隔Ｒｓｍ２および算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）に対する、算術平均粗さＲａ１と局部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）、即ち（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）／（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）が、０．１５以上１．６０以下となるように設定される。
【００３３】
また、導光体３の光入射端面３１は、長手方向における算術平均粗さＲａ１が０．０３μｍ以上０．１μｍ以下であり、厚み方向における算術平均粗さＲａ２が、算術平均粗さＲａ１との比（Ｒａ１／Ｒａ２）が０．１５以上０．４５以下とされている。Ｒａ１が０．０３μｍより小さいと、光入射端面３１近傍に輝度むらが発生する恐れがあり、Ｒａ１が０．１μｍよりも大きいと、入射端面３３近傍で特異的に輝度の高い部位が発生する恐れがある。また、長手方向における局部山頂平均間隔Ｒｓｍ１は１００μｍ以下とすることが、輝度むら発生を抑止する観点から好ましく、さらに算術平均粗さＲａ１と、局部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）が０．０００５以上０．００２５以下であることが好ましい。また、前記厚み方向に関して、曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ２と、算術平均粗さＲａ２との比（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）に対する、曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１と曲部山頂平均間隔Ｒｓｍ１との比（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）、即ち（Ｒａ１／Ｒｓｍ1）／（Ｒａ２／Ｒｓｍ２）が、０．１５以上０．６０以下とされることが好ましい。
【００３４】
導光体３の光入射端面３１を、上記の条件を満たす形状とすることで、輝度むらの発生を低減し、均一に明るい面光源装置を提供することができる。
【００３５】
以上のような平均傾斜角Ｒθａや平均傾斜角Ｒａ等と共に、測定点での傾斜角の度数分布もまた、面光源装置の光出射特性に影響を与える。特に、光入射端面近傍での斜め方向の特異的光出射の発生には、上記の計測に基づき得られる傾斜角の度数分布における主として傾斜角１６°以上の成分の存在割合が影響している。この存在割合が５％以下であることが、面光源装置の光入射端面近傍での斜め方向の特異的光出射を低減するためには、好ましい。上記計測に基づき得られる傾斜角の度数分布における傾斜角１６°以上の成分の存在割合は、より好ましくは１％以下である。
【００３６】
以上のような光入射端面３１は、例えばレンズ形状あるいは粗面からなる。粗面の形成方法としては、フライス工具等で切削する方法、砥石、サンドペーパー、バフ等で研磨する方法、ブラスト加工、放電加工、電解研磨、化学研磨等による方法が挙げられる。ブラスト加工に使用されるブラスト粒子としては、ガラスビーズのような球形のもの、アルミナビーズのような多角形状のものが挙げられるが、ガラスビーズの規則性と多角形状のものを併用し使用する方が光をコントロールし効果の大きな粗面を形成できることから好ましい。切削加工や研磨加工の加工方向を調整することにより、異方性の粗面を形成することができる。本発明においては、光入射面を所望の形状とするため、Ｙ方向の加工方向を採用してＹ方向の筋状凹凸形状を形成することが好ましい。この粗面加工は、導光体の光入射端面に直接施すこともできるが、透光性合成樹脂を型部材を用いて導光体に成形する金型装置において型部材の光入射端面転写形成のための面に対応転写形成面を形成しておき、これを成形時に透光性合成樹脂に転写することで施してもよい。
【００３７】
また、光入射端面３１としては、粗面に代えて、導光体の厚さ方向（Ｚ方向）と直交する長手方向（Ｙ方向）に互いに平行に延びた複数のレンズ列を備えたレンズ列形成面からなるものとすることができる。レンズ列としては、プリズム列を使用することができる。このレンズ列は、そのＸＺ断面形状に曲線を含むものであっても構わない。図３に、そのようなレンズ列を形成した光入射端面の断面形状の模式的拡大図を示す。この例では、レンズ面３１ａは、曲率半径Ｒで外方に凸の曲面とされており、頂角φでピッチＰの三角プリズム形状に対して最大距離ｄを有する。このような光入射端面のレンズ列形成面の形成方法としては、フライス工具等で切削する方法が好適である。このレンズ列形成面の加工は、導光体の光入射端面に直接施すこともできるが、透光性合成樹脂を型部材を用いて導光体に成形する金型装置において型部材の光入射端面転写形成のための面に対応転写形成面を形成しておき、これを成形時に透光性合成樹脂に転写することで施してもよい。
【００３８】
更に、光入射端面３１としては、導光体の厚さ方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に互いに平行に延びた複数のレンズ列を備えたレンズ列形成面であって、レンズ列の少なくとも一部を粗面化してなる粗面化レンズ列形成面からなるものとすることができる。この粗面化レンズ列形成面の粗面化は、サンドペーパー、バフ等で研磨する方法、ブラスト加工、電解研磨、化学研磨等による方法が挙げられる。これらの粗面加工は、導光体のレンズ列の形成された光入射端面に直接施すこともできるが、透光性合成樹脂を型部材を用いて導光体に成形する金型装置において型部材の光入射端面転写形成のための面に対応転写形成面を形成しておき、これを成形時に透光性合成樹脂に転写することで施してもよい。
【００３９】
以上のように、面光源装置用導光体の製造方法の１つでは、透光性合成樹脂を型部材を用いて成形することで該型部材の表面の形状転写により導光体に対応する導光素材を得る。これにより導光体の光出射面及び裏面に対応する導光素材の面を光出射面及び裏面と同等に形成する。次いで、導光体の光入射端面に対応する導光素材の面を切削加工することで光入射端面を形成して面光源装置用導光体を得る。また、面光源装置用導光体の製造方法の他の１つでは、透光性合成樹脂を型部材を用いて成形することで該型部材の表面の形状転写により光出射面、裏面及び光入射端面を形成して前記面光源装置用導光体を得る。
【００４０】
導光体３としては、図１に示したような形状に限定されるものではなく、光入射端面の方が厚いくさび状、あるいは裏面がフラット状等の種々の形状のものが使用できる。
【００４１】
光偏向素子４は、導光体３の光出射面３３上に配置されている。光偏向素子４の２つの主面４１，４２は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。主面４１，４２のうちの一方（導光体３の光出射面３３側に位置する主面）は入光面４１とされており、他方が出光面４２とされている。出光面４２は、導光体３の光出射面３３と平行な平坦面、あるいはマット面とされている。入光面４１は、多数のＹ方向に延びるプリズム列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。プリズム列形成面は、隣接するプリズム列の間に比較的幅の狭い底部平坦部（例えば、プリズム列のＸ方向寸法と同程度あるいはそれより小さい幅の平坦部）を設けてもよいが、光の利用効率を高める点からは底部平坦部を設けることなくプリズム列をＸ方向に連続して配列することが好ましい。
【００４２】
図４に、光偏向素子４による光偏向の様子を模式的に示す。この図は、ＸＺ面内での導光体３からのピーク光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向の一例を示すものである。導光体３の光出射面３３から角度αで斜めに出射されるピーク光は、プリズム列の第１のプリズム面へ入射し第２のプリズム面により内面全反射されてほぼ出光面４２の法線の方向に出射する。また、ＹＺ面内では、上記のような導光体裏面３４のプリズム列の作用により広範囲の領域において出光面４２の法線の方向の輝度の十分な向上を図ることができる。
【００４３】
図５に、参考のために、導光体光出射面の特に光入射端面の近傍の領域からの光出射の様子を模式的に示す。また、図６に、参考のために、面光源装置の光偏向素子出光面の特に導光体光入射端面の近傍の領域からの光出射の様子を模式的に示す。図５及び図６に示されているように、導光体光出射面３３の中央部の領域（光入射端面近傍以外の領域）では、図４に示されているように、光入射端面３１から入射した光のピーク光は光出射面３３に対して角度αをなして出射し、光偏向素子４に一方のプリズム面から入射し他方のプリズム面で内面反射されて、出光面法線方向に出射する。これに対して、導光体光出射面３３の光入射端面近傍の領域では、ピーク光は光出射面３３に対して角度βをなして出射し、光偏向素子４に一方のプリズム面から入射し、角度βの大きさに応じて、光偏向素子４の他方のプリズム面での内面反射を受け或いは受けることなく、出光面に対して角度γをなして出射するか光偏向素子４の出光面４２で反射され光は出光しない。
【００４４】
上記角度βは、導光体の光入射端面３１の表面性状による影響を受けやすく、特に、ＸＺ面内での長手方向および厚み方向における平均傾斜角Ｒθａ、局部山頂平均間隔Ｒｓｍ、算術平均粗さＲａ、及び傾斜角度数分布の影響を受ける。
【００４５】
厚み方向における平均傾斜角Ｒθａ２、局部山頂平均間隔ＲＳｍ２、算術平均粗さＲａ２などの各種パラメータが、長手方向における各種パラメータよりも過度に小さいと、角度βが角度αより小さくなり、この領域からの出射光量が少なくなり、このため、この領域の輝度が過度に低下して輝度均斉度が低下しやすい。逆に、厚み方向における平均傾斜角θａ２、局部山頂平均間隔ＲＳｍ2、算術平均粗さＲａ２などの各種パラメータが、長手方向における各種パラメータよりも過度に大きいと、角度βが角度αより大きくなり、この領域からの出射光量が大きくなり、このため、この領域の輝度が過度に増加して輝度均斉度が低下しやすい。角度βが角度αより大きくなると、光偏向素子４に入射した光が内面反射はするが法線方向に出射しない成分も多くなり、またプリズム面の内面反射を受けずに屈折作用のみを受けて出光する成分が現れる。この成分が多くなりすぎると、上記光入射端面近傍領域での斜め方向の特異的光出射が目立つようになる。
【００４６】
また、傾斜角の度数分布における傾斜角１６°以上の成分の存在割合が過度に大きいと、光偏向素子４に入射した光が内面反射はするが法線方向に出射しない成分も多くなり、またプリズム面の内面反射を受けずに屈折作用のみを受けて出光する成分が多くなりすぎ、上記光入射端面近傍領域での斜め方向の特異的光出射が目立つようになる。
【００４７】
このため、本発明では、光入射端面近傍領域で中央部と同等またはそれに近い光出射状態を実現すべく、長手方向および厚み方向における、各種パラメータの値を最適化し、さらに平均傾斜角θａの範囲更には傾斜角の度数分布における傾斜角１６°以上の成分の存在割合の１％以下としており、これにより輝度均斉度を維持し且つ光入射端面近傍領域での斜め方向の特異的光出射の発生を抑制している。
【００４８】
光偏向素子４においては、所望のプリズム形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、品位向上の為、出射面平坦部をマット面にしてもよく、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キング現象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。また、プリズム頂部導光体側の段差を付ける事でスティキングを抑制できる。
【００４９】
一次光源１はＹ方向に延在する線状の光源であり、該一次光源１としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。この場合、一次光源１は、図１に示したように、導光体３の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。一次光源１としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点状の光源を使用することもでき、特に複数の点状光源を適宜の間隔をもって配置したものを使用することができる。
【００５０】
光源リフレクタ２は一次光源１の光をロスを少なく導光体３へ導くものである。その材質としては、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、光源リフレクタ２は、光偏向素子４を避けて、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て導光体３の光出射面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ２は、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て光偏向素子４の出光面端縁部へと巻きつけることも可能である。このような光源リフレクタ２と同様な反射部材を、導光体３の光入射端面３１以外の側端面に付することも可能である。
【００５１】
光反射素子５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５として反射シートに代えて、導光体３の裏面３４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。
【００５２】
本発明の導光体３及び光偏向素子４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３及び光偏向素子４の粗面等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ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の表面に、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。
【００５３】
以上のような一次光源１、光源リフレクタ２、導光体３、光偏向素子４及び光反射素子５を含んでなる面光源装置の発光面（光偏向素子５の出光面４２）上に、図２に示すように透過型の液晶表示素子８を配置することにより、本発明の面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、図２における上方から観察者により観察される。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例及び比較例により本発明を説明する。
【００５５】
実施例１：
本実施例では図１〜４の実施形態で説明した導光体及びそれを用いた面光源装置を製造した。
【００５６】
鏡面仕上げをした有効面積３０７ｍｍ×２３２ｍｍ、厚さ３ｍｍのステンレス板の表面全体について、ガラスビ−ズを用いてブラスト処理を行なった。
【００５７】
一方、鏡面仕上げをした有効面積３０７ｍｍ×２３２ｍｍ、厚さ３ｍｍの別のステンレス板の表面に、頂角１００°、頂部先端曲率半径１５μｍ、ピッチ５０μｍのプリズム列を連設したプリズム列形成面を転写形成するための転写面を切削加工により形成した。
【００５８】
以上のようにして得られた２つの型部材を用いて透明アクリル樹脂の射出成形及びゲートカットを行ない、３０７ｍｍ×２３２ｍｍの長方形で、厚さが一方の長辺の側から他方の長辺の側へと２．２ｍｍから０．７ｍｍまで連続的に変化するくさび形状で、一方の主面が粗面化され、他方の主面がプリズム列形成面とされた導光体を得た。
【００５９】
この導光体の長さ３０７ｍｍの辺（長辺）（厚さ２．２ｍｍの側の端面）を、端面仕上げ加工装置を用いて側端面の長手方向に切削加工して、仕上げ切削刃物、粗切削刃物として、いずれも焼結多結晶ダイヤモンドバイトを用い粗面化した。粗切削加工では、一定の送り速度２０００ｍｍ/ｓｅｃにて一定の切り込み量２５μｍに設定して、側端面を切削し、仕上げ切削加工では切り込み量を１５μｍ、５μｍと徐々に減少させ、最後に、切りこみ量を０に設定し、切削速度を約１８００ｍｍ／ｓｅｃに設定して仕上げの切削加工を行った。仕上げ切削刃物はダイヤモンド固定砥粒の平均粒径が１０μmのものを使用した。これにより、光入射端面を形成し、導光体の粗面化主面からなる光出射面と導光体のプリズム列形成面からなる裏面（プリズム列は光入射端面と垂直の方向に延在）とを有する導光体を得た。得られた導光体の光入射端面について、導光体厚み方向に表面粗さを測定した。
【００６０】
測定には、株式会社東京精密社製のサーフコム１４００Ｄ−ＬＣＤを用いた。先ず、導光体３の光入射端面３１の導光体の長手方向および厚み方向の平均傾斜角Ｒθa中心線平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ、曲部山頂平均間隔Ｒsmを測定し、測定範囲内のＲθa、Ｒａ、Ｒｚ、Ｒsmを読み取った。また、測定データから０．１３μｍピッチで傾斜角を抽出し、傾斜角の存在割合の絶対値を求めた。尚、長手方向の測定は、厚み方向の両端から１００μｍを除く領域にて、厚さ方向に５０μｍピッチで２１箇所、長手方向１．６ｍｍ長の測定長で測定を行い、各パラメータについて平均値を求めた。また、厚み方向の測定は、厚み方向の両端から５０μｍを除く領域にて、長手方向に５０μｍピッチで２１箇所、厚み方向１．６ｍｍの測定長で測定を行い各パラメーターについて、平均値を求めた。その結果を表１に示す。
【００６１】
導光体３の光入射端面３１に対向するようにして、導光体３の長手方向に沿って冷陰極管からなる一次光源１を配置し、光源リフレクタ２（白色反射フィルム）で覆った。その他の側端面に光拡散反射フィルム（白色）を貼付し、導光体３のプリズム列形成面とされた裏面３４に対向するように光散乱反射シートからなる光反射素子５を配置した。以上の構成を枠体に組み込んだ。
【００６２】
一方、屈折率１．５０６４のアクリル系紫外線硬化性樹脂を用いて、片方のプリズム面の曲率半径が４５０μｍである凸曲面形状で、他方のプリズム面が平面形状で、ピッチ５０μｍの多数のプリズム列が並列に連設されたプリズム列を厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムの一方の表面に形成したプリズムシートを作製した。得られたプリズムシートからなる光偏向素子４を、上記導光体３の光出射面（マット面）３３側にプリズム列形成面が向き、導光体３の光入射端面３１にプリズム列の稜線が平行となり、導光体３の光入射端面３１の方に各プリズム列の平面形状プリズム面が向くように載置した。
【００６３】
さらに、光偏向素子４の上に液晶表示素子（ＬＣＤ）を配置した。
【００６４】
以上のようにして得られた面光源装置について、一次光源１を点灯させて発光面を目視により観察したところ、導光体光入射端面３１からＸ方向に１４ｍｍ程度までの領域の輝度は極端な輝度の変動はなく、また、導光体光入射端面３１の近傍での斜め方向の特異的光出射は認められなかった。また、導光体光入射端面３１からＸ方向に１４ｍｍ程度までの領域について、０．３ｍｍピッチで輝度を測定し、入光部端面近傍における出射光のピーク輝度を１とした時の相対値を測定した結果を図７に示す。
【００６５】
実施例２：
導光体の長辺に対応する一方の側端面の粗面化のための切削機による切削加工の際の仕上げの切削速度を１５００ｍｍ／ｓｅｃの速度に変更したこと以外は、実施例１と同様に実施して、面光源装置を得た。
【００６６】
得られた面光源装置について、一次光源１を点灯させて発光面を目視により観察したところ、導光体光入射端面３１からＸ方向に１４ｍｍ程度までの領域の輝度は他の部分とほぼ同一であり、また、導光体光入射端面３１の近傍での斜め方向の特異的光出射は認められなかった。
【００６７】
実施例３：
導光体の長辺に対応する一方の側端面の粗面化のための切削機による切削加工の際の仕上げの切削速度を１２００ｍｍ／ｓｅｃ速度に変更したこと以外は、実施例１と同様に実施して、面光源装置を得た。
【００６８】
得られた面光源装置について、一次光源１を点灯させて発光面を目視により観察したところ、導光体光入射端面３１からＸ方向に１４ｍｍ程度までの領域の輝度は他の部分とほぼ同一であり、また、導光体光入射端面３１の近傍での斜め方向の特異的光出射は殆ど目立たなかった。
【００６９】
比較例１：
導光体の長辺に対応する一方の側端面の粗面化のための切削機による切削加工の際の仕上げ切削刃物はダイヤモンド固定砥粒の平均粒径を１μmのものに変更し、仕上げの切削速度を１５００ｍｍ／ｓｅｃ速度にしたこと以外は、実施例１と同様に実施して、面光源装置を得た。
【００７０】
得られた面光源装置について、一次光源１を点灯させて発光面を目視により観察したところ、導光体光入射端面３１からＸ方向に図７で示されるように１ｍｍの地点より急激に輝度が低下し５ｍｍ地点から１４ｍｍ地点まで低位で輝度が推移しておりこの現象で入射端面の輝線および暗帯ができることが明らかになった。
【００７１】
比較例２：
導光体の長辺に対応する一方の側端面の粗面化のための切削機による切削加工の際の仕上げ切削刃物はダイヤモンド固定砥粒の平均粒径を１μmのものに変更したこと以外は、実施例１と同様に実施して、面光源装置を得た。
【００７２】
得られた面光源装置について、一次光源１を点灯させて発光面を目視により観察したところ、導光体光入射端面３１からＸ方向に図７で示されるように１ｍｍの地点より急激に輝度が低下し５ｍｍ地点から１４ｍｍ地点まで輝度が徐々に上昇するも５ｍｍ地点までに輝線、暗帯が発現することが明らかになった。
【００７３】
【表１】
2010198902.tif 000003
【符号の説明】
【００７４】
１  一次光源
２  光源リフレクタ
３  導光体
３１  光入射端面
３１ａ  プリズム面
３２  側端面
３３  光出射面
３４  裏面
４  光偏向素子
４１  入光面
４２  出光面
５  光反射素子
８  液晶表示素子
【図１】
2010198902.tif 000004
【図２】
2010198902.tif 000005
【図３】
2010198902.tif 000006
【図４】
2010198902.tif 000007
【図５】
2010198902.tif 000008
【図６】
2010198902.tif 000009
【図７】
2010198902.tif 000010