(57)【要約】【課題】エッジライト方式の面光源装置を用いた画像表示装置において、輝度性能の低下を抑えつつ白点などの光学欠陥の発生を防止し、高輝度かつ高品位な画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、導光体と、プリズムシートと、一次光源と、表示パネルとを備える。導光体の光反射面４４は、複数のレンズ列４４ａを備えている。複数のレンズ列４４ａ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ている。光反射面４４には、点在する複数の凸状構造４５が付設されている。複数の凸状構造４５のそれぞれは、光反射面４４から突出する高さが２μｍ以上である。光反射面４４において、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に、他の凸状構造４５が２つ以上存在する。【選択図】図３
2011100724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
表示パネルとを備える画像表示装置であって、
前記導光体が、前記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し、
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、
前記光反射面には、点在する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、前記光反射面から突出する高さが２μｍ以上であり、
前記光反射面の有効表示領域内において、任意の前記凸状構造を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に、他の前記凸状構造が２つ以上存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記複数のレンズ列は前記光反射面に備えられており、前記凸状構造は前記レンズ列の頂部に付設されていることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数のレンズ列は前記光出射面に形成されており、前記光反射面は鏡面或いは平均傾斜角４度以内の凹凸面からなることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記複数のレンズ列は前記光反射面及び前記光出射面の双方に形成されており、前記凸状構造は前記光反射面に形成された前記レンズ列の頂部に付設されていることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記導光体が、１つの光入射端面を有し、
前記凸状構造は、前記光出射面の法線方向を含み且つ前記レンズ列の延在方向に沿った断面の形状において、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の領域とを有し、前記第２の領域は、平均傾斜角が７度以下であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記凸状構造が、下記（Ａ）〜（Ｄ）の変化：
（Ａ）前記レンズ列の延在方向の平均間隔が、前記光入射端面から遠ざかるに従って短くなる変化；
（Ｂ）前記レンズ列の延在方向の長さが、前記光入射端面から遠ざかるに従って長くなる変化；
（Ｃ）高さが、前記光入射端面から遠ざかるに従って高くなる変化；
（Ｄ）前記第２の領域の平均傾斜角が、前記光入射端面から遠ざかるに従って大きくなる変化；
の少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記導光体が、互いに反対側に位置する２つの光入射端面を有し、
前記一次光源が、前記２つの光入射端面の一方に隣接して配置された第１の一次光源と、前記２つの光入射端面の他方に隣接して配置された第２の一次光源とからなることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記凸状構造は、前記光出射面の法線方向を含み且つ前記レンズ列の延在方向に沿った断面の形状において、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の領域とを有し、前記第２の領域は、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に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記凸状構造が、下記（Ａ’）〜（Ｄ’）の変化：
（Ａ’）前記レンズ列の延在方向の平均間隔が、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短くなる変化；
（Ｂ’）前記レンズ列の延在方向の長さが、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長くなる変化；
（Ｃ’）高さが、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くなる変化；
（Ｄ’）前記第２の領域の平均傾斜角が、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大きくなる変化；
の少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、
前記第１の一次光源の点灯に同期させて第１の画像を前記透過型表示パネルの第１の表示画面領域に表示させ、前記第２の一次光源の点灯に同期させて第２の画像を前記透過型表示パネルの第２の表示画面領域に表示させる同期駆動手段をさらに備えることを特徴とする複数画面表示可能な画像表示装置。
【請求項１１】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、
前記第１の一次光源の点灯に同期させて第１の視野像を前記透過型表示パネルに表示させる第１視野像表示と、前記第２の一次光源の点灯に同期させて第２の視野像を前記透過型表示パネルに表示させる第２視野像表示とを、交互に行わせる同期駆動手段をさらに備えることを特徴とする立体画像表示可能な画像表示装置。
【請求項１２】
前記導光体は、前記レンズ列の延在方向及び前記光出射面の法線方向の双方に直交する方向を中心として湾曲していることを特徴とする、請求項１１に記載の立体画像表示可能な画像表示装置。
【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を用いた画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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２枚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。
【０００５】
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、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導光体の光出射面上に配置し、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。
【０００６】
一方、この種の面光源装置においては、光反射面に隣接して配置される反射シートが光反射面に貼り付きやすい。そのような状態で温度の高い環境に放置された場合には、反射シートと導光体との材質の違いによる熱膨張（伸び縮み）の差により、反射シートが変形し歪んでしまうことがあり、これに起因して、面光源装置において種々の模様や輝度ムラが発生することが問題となる。そこで、面光源装置において、以上のような光反射面への反射シートの貼り付きを防止し、均一な発光輝度を得ることを目的として、例えば特開２００５−２０３１８２号公報（特許文献２）では、導光体内を伝播した光が出射される光出射面と、光出射面より出射する光を光出射面の法線方向より所定の方向に指向させて出射させるために前記導光体に形成されたパターン領域と、光出射面と対向する光反射面に光入射端面から光入射端面に対向する反対側端面に向かう縦軸に対して平行する方向に形成された複数のプリズムと、プリズムの稜線に複数個設けられた微細な凸部または凹部からなる反射シート密着防止部とで構成され、前記凸部または凹部は導光板の出射特性に影響を与えないように形成されていることを特徴とする、または前記凸状部における前記反射シート密着防止部の凸部または凹部は、直径が５μｍから３０μｍ、高さが−５μｍから＋５μｍであることを特徴とする、または前記反射シート密着防止部の凸部または凹部は、１平方ミリメートル当たり５個から１平方ミリメートル当たり５０個の範囲で設けられていることを特徴とする技術が開示されている。
【０００７】
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）が少なくなるという問題がある。これは、導光体の光出射面で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３）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。
【０００８】
一方、観察に際し眼鏡装着を必要とする従来の立体画像表示は、観察者が眼鏡を装着しなければならず、観察者にとって眼鏡装着が不快感や煩わしさの原因となるという問題がある。また、光の指向性を切り替えることで観察に際し眼鏡装着を不要とした従来の立体画像表示は、高価な切り替えシャッタ素子が必要となり高コストになっていた。また導光板により直接指向性を制御する立体画像表示では、指向性の制御が難しく、左右のクロストークが発生しやすかったり、バックライト自体を２組用いるなど、複雑な構成になりコストが高くなるという問題がある。そこで、携帯情報端末に適した同一画面で同時に異なる画像表示が可能な表示装置を得ることを目的として、例えば特開２００７−１７９０５９号公報（特許文献４）では、導光体とその異なる２つの光入射端面にそれぞれ配置された光源と、導光板の光出射面側に配置され、導光体と向かい合う面には導光体の光入射面と平行な方向へ伸びる三角形状プリズム列、上記面と対向する面には上記三角形状プリズム列と平行に伸びる円筒状レンズ列を有する両面プリズムシートと、この両面プリズムシートの出射面側に配置された透過型表示パネルと、光源に同期させて視差像を透過型表示パネルに表示させる同期駆動手段とを備え、光源からの光がそれぞれ上下異なる方向に透過型表示パネルから出射され、上下異なる画像の表示を可能にしている技術が開示されている。
【０００９】
また、観察に際し眼鏡装着を不要とした従来の立体画像表示は、表示パネルの垂直画素ライン毎に左右の視差像を表示する必要があるため、画像の各行の画素が右用と左用とのいずれかに分担され、立体画像表示装置の画像の画素数が半分になってしまうという問題がある。そこで、眼鏡を利用することなく、表示パネルの画素数と同数の画素数を有する立体画像の表示を実現する立体表示装置を提供することを目的として、例えば特許第３５８５７８１号公報（特許文献５）では、第１辺における厚さが前記第１辺に対向する第２辺における厚さよりも厚く形成された第１楔型導光体及び第２楔型導光体を備え、前記第１楔型導光体の前記第１辺と前記第２導光体の前記第２辺を重ねあわせてなる導光体と、前記第１楔型導光体の第１辺に設けられた第１光源と、前記第２楔型導光体の第１辺に設けられた第２光源と、前記導光体上に設置され、前記導光体より出射する前記第１光源及び前記第２光源の光を、それぞれ第１、第２の視差に対応する角度に変換するプリズムフィルムと、前記プリズムフィルム上の透過型表示パネルと、前記第１光源及び前記第２光源に同期させて第１、第２の視差画像を前記表示パネルに表示させる同期駆動手段とを具備し、前記第１の視差画像の前記表示パネルへの表示に同期して、前記第１の光源を点灯し、前記第２の視差画像の前記表示パネルへの表示に同期して、前記第２の光源を点灯することにより、第１、第２の視差画像を時分割で前記表示パネルに表示することを特徴とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１０６０２２号公報
【特許文献２】特開２００５−２０３１８２号公報
【特許文献３】特開２００６−４９０１８号公報
【特許文献４】特開２００７−１７９０５９号公報
【特許文献５】特許第３５８５７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のような、プリズム列が略直交するように２枚のプリズムシートを配置する面光源装置においては、導光体から拡散出射された光を屈折させることで面光源装置からの光の出射方向を調整している。このように拡散光を屈折させることにより指向性を制御することに加え、光学シートの使用点数が多いために、従来の面光源装置においては、傷等の欠陥が視認されにくかった。一方で、特許文献１に記載されているような面光源装置においては、非常に指向性の高い光を導光体から出射させ、導光体からの出射光をプリズムシートのプリズム列で全反射させることにより、面光源装置からの光の出射方向を制御し、高い輝度性能を実現している。このような面光源装置においては、輝度性能を向上させることはできるものの、非常に精密な形状の制御が必要となり、面光源装置を押圧・振動させることにより、導光体と他部材との擦れが発生した場合に、導光体に発生した傷や、導光体の縦プリズム列の先端部の潰れが、白点（局所的に明るい部分が発生する問題）やスティッキング（部材同士が光学密着することにより、光学性能が部分的に変化する問題）として視認されやすい、という欠点があった。このような欠点は、特に導光体と、導光体に隣接して配置される光反射素子との間で顕著に起こる傾向があった。また、近年のモバイル機器等の薄型化により、液晶表示装置内部において、導光体が反射板やモバイル機器の筺体に押し付けられることが多くなり、白点やスティッキングが発生しやすくなっている。
【００１２】
上述のような欠点の視認性を低下させるために、拡散シート等を配置すると、白点を目立たなくすることができるが、輝度性能が低下してしまうという問題点があった。また、導光体に隣接して配置される光反射素子の表面に、導光体に傷をつけにくいような特別の加工を施すことも検討されているが、このような加工を施すことによる光反射素子のコストアップが問題となる。
【００１３】
一方で、特許文献２に記載されているような面光源装置においては、光反射面へのシート材の貼り付きを防止し、均一な発光輝度を得ることができるものの、凸部または凹部の密度を低くすると密着防止効果が薄れること、密度を増加すると出射特性に影響を与えるとともに、導光板を通して凸部または凹部のパターンが見えるという欠点を持つ。
【００１４】
一方で、特許文献３に記載されているような面光源装置においては、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はできるものの、凸部の光源側に向いた面と光反射面とのなす角度は１０〜４５°の範囲内にあり、そのときの法線の投影線と前記光源の光軸とのなす角度は３０〜７５°の範囲内にあることを特徴とすることが例示されているが、この角度では導光板の光出射面から出射する光を、光入射端面と平行な方向に伸び、該導光板の光出射面に対向する側に三角形状プリズム列を有するプリズムシートで効率良く集光することができないという欠点がある。
【００１５】
一方で、特許文献４に記載されているような面光源装置においては、具体的な導光板の形状に付いては記載されていないが、明細書内の図から出射光がピーク７０度で６０度から８０度付近に分布するものとされており、導光板の光出射面或いは光反射面に光取り出し機構を設けるものとされている。光取り出し機構としては、マット加工が一般的である。また光源からの距離に関係なく輝度を均一にするためにマットの粗さを光源から遠ざかるに従って増加させなくてはならない。するとピーク角度が変化したり、分布が広くなったりするため、いくらプリズムシートを用いても光の出射方向やその分布の制御ができないという欠点がある。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、エッジライト方式の面光源装置を用いた画像表示装置において、輝度性能の低下を抑えつつ白点などの光学欠陥の発生を防止し、高輝度かつ高品位な画像表示装置を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明が解決しようとする課題は、エッジライト方式の面光源装置を用いた画像表示装置において白点などの光学欠陥の発生や反射シートとの密着を防止しつつ、集光と画面輝度の均一化を同時に成し遂げた、高輝度かつ高品位な画像表示装置を安価に提供することを可能にする導光体を用いることにより立体画像表示装置及び２画面表示装置等の複数画面表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明等は、上記の課題に関連して、特に導光体と光反射素子との接触面積を減らすことにより、導光体のレンズ列の先端の潰れや傷等による白点やスティッキングの発生が防止できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１９】
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、
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、
表示パネルとを備える画像表示装置であって、
前記導光体が、前記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し、
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、
前記光反射面には、点在する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、前記光反射面から突出する高さが２μｍ以上であり、
前記光反射面の有効表示領域内において、任意の前記凸状構造を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に、他の前記凸状構造が２つ以上存在することを特徴とする画像表示装置、
が提供される。
【００２０】
このような凸状構造を設けることにより、導光体の光反射面と光反射素子等の部材との接触面積を減少させて、スティッキングの発生、及びそれに基づく白点等の光学欠陥の発生を防止することができる。
【００２１】
本発明の一態様においては、前記複数のレンズ列は前記光反射面に備えられており、前記凸状構造は前記レンズ列の頂部に付設されている。この場合、とくに、導光体のレンズ列の先端潰れの発生を防止することができ、レンズ列の先端全体が傷つき筋状の光学欠陥が発生するのを防止することができる。
【００２２】
本発明の一態様においては、前記複数のレンズ列は前記光出射面に形成されており、前記光反射面は鏡面或いは平均傾斜角４度以内の凹凸面からなる。この場合、とくに、導光体のレンズ列により導光体出射光を拡散させる機能があるため、導光体の光反射面の光学欠陥を見難くすることができる。
【００２３】
本発明の一態様においては、前記複数のレンズ列は前記光反射面及び前記光出射面の双方に形成されており、前記凸状構造は前記光反射面に形成された前記レンズ列の頂部に付設されている。この場合、とくに、導光体の光反射面と光反射素子等の部材との接触面積を減少させて、スティッキングの発生、及びそれに基づく白点等の光学欠陥の発生を防止することができると共に、導光体のレンズ列の先端潰れの発生を防止することができ、レンズ列の先端全体が傷つき筋状の光学欠陥が発生するのを防止することができる。
【００２４】
本発明の一態様においては、前記導光体が、１つの光入射端面を有し、前記凸状構造は、前記光出射面の法線方向を含み且つ前記レンズ列の延在方向に沿った断面の形状において、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の領域とを有し、前記第２の領域は、平均傾斜角が７度以下である。この場合、とくに、凸状構造によって導光体の光の出射特性が大きく変化するようなことがないので、光学欠陥の発生を防止しつつ均一に明るい画像表示装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の一態様においては、前記凸状構造は、前記光出射面の法線方向を含み且つ前記レンズ列の延在方向に沿った断面の形状において、前記第１の領域の傾斜角が４２．２度以上である。この場合、とくに、導光体と光反射素子等の部材との接触点に、導光体内部を伝搬する光が当たらず、光反射素子等の部材との接触点に傷が付いても白点として視認されないので、より効果的に光学欠陥の発生を防止することができる。
【００２６】
本発明の一態様においては、
前記凸状構造が、下記（Ａ）〜（Ｄ）の変化：
（Ａ）前記レンズ列の延在方向の平均間隔が、前記光入射端面から遠ざかるに従って短くなる変化；
（Ｂ）前記レンズ列の延在方向の長さが、前記光入射端面から遠ざかるに従って長くなる変化；
（Ｃ）高さが、前記光入射端面から遠ざかるに従って高くなる変化；
（Ｄ）前記第２の領域の平均傾斜角が、前記光入射端面から遠ざかるに従って大きくなる変化；
の少なくとも１つを有する。この場合、とくに、光反射素子等の部材の周期構造との干渉模様などの発生が抑制される。
【００２７】
本発明の一態様においては、前記導光体が、互いに反対側に位置する２つの光入射端面を有し、前記一次光源が、前記２つの光入射端面の一方に隣接して配置された第１の一次光源と、前記２つの光入射端面の他方に隣接して配置された第２の一次光源とからなる。
【００２８】
本発明の一態様においては、前記凸状構造は、前記光出射面の法線方向を含み且つ前記レンズ列の延在方向に沿った断面の形状において、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の領域とを有し、前記第２の領域は、平均傾斜角が７度以下である。この場合、とくに、凸状構造によって導光体の光の出射特性が大きく変化するようなことがないので、光学欠陥の発生を防止しつつ均一に明るい画像表示装置を提供することができる。
【００２９】
本発明の一態様においては、前記凸状構造は、前記光出射面の法線方向を含み且つ前記レンズ列の延在方向に沿った断面の形状において、前記第１の領域の傾斜角が４２．２度以上である。この場合、とくに、導光体と光反射素子等の部材との接触点に、導光体内部を伝搬する光が当たらず、光反射素子等の部材との接触点に傷が付いても白点として視認されないので、より効果的に光学欠陥の発生を防止することができる。
【００３０】
本発明の一態様においては、
前記凸状構造が、下記（Ａ’）〜（Ｄ’）の変化：
（Ａ’）前記レンズ列の延在方向の平均間隔が、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短くなる変化；
（Ｂ’）前記レンズ列の延在方向の長さが、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長くなる変化；
（Ｃ’）高さが、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くなる変化；
（Ｄ’）前記第２の領域の平均傾斜角が、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大きくなる変化；
の少なくとも１つを有する。この場合、とくに、光反射素子等の部材の周期構造との干渉模様などの発生が抑制される。
【００３１】
本発明の一態様においては、前記画像表示装置は、前記第１の一次光源の点灯に同期させて第１の画像を前記透過型表示パネルの第１の表示画面領域に表示させ、前記第２の一次光源の点灯に同期させて第２の画像を前記透過型表示パネルの第２の表示画面領域に表示させる同期駆動手段をさらに備える。
【００３２】
本発明の一態様においては、前記画像表示装置は、前記第１の一次光源の点灯に同期させて第１の視野像を前記透過型表示パネルに表示させる第１視野像表示と、前記第２の一次光源の点灯に同期させて第２の視野像を前記透過型表示パネルに表示させる第２視野像表示とを、交互に行わせる同期駆動手段をさらに備える。
【００３３】
本発明の一態様においては、前記導光体は、前記レンズ列の延在方向及び前記光出射面の法線方向の双方に直交する方向を中心として湾曲している。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の画像表示装置によれば、導光体の光反射面と光反射素子等の部材との接触面積を減少させて、スティッキングの発生、及びそれに基づく白点等の光学欠陥の発生を防止することができる。これにより、薄型で高輝度で輝度均斉度が高く高品位な面光源装置を用いた画像表示装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に用いら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。
【図２】本発明に用いられる面光源装置の一実施形態を示すものであり、一次光源近傍部分の模式的分解斜視図である。
【図３】本発明に用いられる導光体の一実施形態を示す模式的斜視図である。
【図４】本発明に用いられる導光体の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図５】本発明に用いられる導光体の一実施形態における光反射面を示す模式図である。
【図６】本発明に用いられる導光体の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図７】本発明に用いられる面光源装置の一実施形態を示す模式的部分断面図であり、とくに、凸状構造による光反射の様子を示す図である。
【図８】本発明によ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、とくに、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。
【図９】本発明に用いら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。
【図１０】本発明による複数画面表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図１１】本発明による立体画像表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図１２】実施例における輝度測定位置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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。
【００３７】
図１は本発明に用いら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（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。
【００３８】
（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とされている。
【００３９】
（導光体の光出射面の構成）
図２に示されているように、該光出射面４３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からなる領域および／または複数のレンズ列（第２のレンズ列）４３ｂが形成された領域を有するものとすることができる。即ち、光出射面４３は、粗面４３ａおよび／または第２のレンズ列４３ｂを備えている。第２のレンズ列４３ｂは、一次光源２（ＬＥＤ）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内に導入された最大強度光の指向性の方向）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ことが好ましい。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るように形成されることが好ましい。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。本発明では、このような形態を「レンズ列４３ｂが光入射端面４１に垂直の方向にほぼ沿って延びている」と規定している。
【００４０】
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、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。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、または、先端ＲのＶ字形状が好ましい。
【００４１】
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。
【００４２】
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（レンズ列の「斜面」ともいう）が粗面化されていても良い。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。
【００４３】
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、または全体である。光入射端面に近接する領域は、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。この第２のレンズ列４３ｂが形成される領域は、特に制限されず、光出射面の全体に形成されてもよいが、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、輝度ムラが見えてしまうことがある。また第２のレンズ列４３ｂが形成された帯状領域の幅は、上記の作用効果が十分に得られる大きさ、例えば、導光体の厚みの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、輝度ムラが解消しなくなることがある。第２のレンズ列を光入射端面に近接する領域のみに形成するか、または光出射面の全体に形成するかは、輝度むらの影響がどの程度であるか及びそれが許容範囲内であるかどうか等によって適宜決定することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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（すなわち、Ｘ方向）に関し部分的であっても良い。但し、その幅は、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、入射側端縁部の幅の１／２以上であるのが好ましく、特に幅の全体（すなわち、全幅）であるのが好ましい。
【００４６】
尚、本発明においては、光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが形成されている場合には、光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂを形成しなくともよい。
【００４７】
光出射面４３の第２のレンズ列４３ｂが設けられた以外の領域は、微細凹凸構造を有する粗面４３ａが形成されても良い。粗面４３ａを設けることにより、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。
【００４８】
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）∫０Ｌ｜（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４３ａ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。
【００４９】
（導光体の光反射面の構成）
図３は本発明に用いられる導光体の一実施形態（上記の導光体４）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はその光反射面を示す模式図であり、図６は図４の模式的Ｎ断面図（ＸＺ断面図）である。
【００５０】
図２〜図６を参照しながら、導光体４の光反射面４４の構成を説明する。導光体４の光出射面４３と反対側の主面（すなわち、光反射面４４）には、光出射面４３からの出射光のＬＥＤ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レンズ列（第１のレンズ列）４４ａが形成されている。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。
【００５１】
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、さらにレンズ列の破損や潰れ、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。
【００５２】
また、前記光出射面４３に第２のレンズ列４３ｂが存在する場合、特に光出射面４３の大半の領域なかでも全体に第２のレンズ列４３ｂが存在する場合には、光反射面４４は鏡面或いは平均傾斜角４度以内の凹凸面からなるものであってもよい。光出射面４３が粗面化（粗面４３ａ等）されていない場合には、光反射面４４は平均傾斜角４度以内の凹凸面とされるのが好ましい。
【００５３】
（導光体光反射面の凸状構造）
図３に示されているように、導光体４の光反射面４４に第１のレンズ列４４ａが存在する場合は、第１のレンズ列４４ａの先端部分（最も高い位置の部分：即ち頂部）に、複数の凸状構造４５が点在（散在）するようにして形成される。図４には光入射端面４１と平行な面（図３の点線Ｍに沿った断面）における第１のレンズ列４４ａの断面形状が示されている。凸状構造４５のそれぞれは、第１のレンズ列の先端部分から突出する最大高さ（即ちＺ方向の最大高さ）が２μｍ以上となるように形成される。即ち、凸状構造４５のそれぞれは、光反射面４４から突出する高さが２μｍ以上である。また、複数の凸状構造４５は、光反射面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５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５参照）。このように光反射面４４内において所定の範囲内に所定数が存在するように、第１のレンズ列４４ａの先端部分に凸状構造４５を設けることで、導光体４と光反射素子８との接触面積を減少させることができる。このため、導光体４と光反射素子８との接触により導光体４のレンズ列の全体に渡って傷が付くことを防止することができる。その結果、白点やスティッキングなどの光学欠陥の発生を防止することができる。
【００５４】
凸状構造４５の突出する高さが２μｍよりも小さいと、第１のレンズ列４４ａの先端部分が光反射素子８と接触してしまうことを防止することが難しく、白点やスティッキングなどの発生を防止できない恐れがある。また、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の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数が２よりも少ないと、凸状構造４５により光反射素子８と第１のレンズ列４４ａの先端部との接触を防止することが難しく、白点やスティッキングなどの光学欠陥の発生を防止できない恐れがある。他の凸状構造４５の数の下限値は、接触防止効果を充分に確保する観点から、３以上が好ましく、５以上がより好ましく、７以上が特に好ましい。また、他の凸状構造４５の数の上限値は、特に制限されないが、数が多くなる程に凸状構造４５と光反射素子８との接触面積が増大し、その結果白点やスティッキングなどの光学欠陥の発生を防止できない恐れがあることから、３００以下が好ましく、２００以下がより好ましく、１００以下が特に好ましい。
【００５５】
また、凸状構造４５の光入射端面に平行な面での断面形状は、先端が曲線から構成される三角形状または円弧形状とされることが好ましい。このような形状とすることで、凸状構造４５の先端部が潰れてしまうことを防止することができる。ＹＺ断面内での凸状構造４５の先端の曲率半径Ｒが１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは２μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは４μｍ以上２０μｍ以下に設定されることが好ましい。先端の曲率半径Ｒが小さすぎると先端まで転写しきらずに成形安定性に欠けやすくなり、先端の曲率半径Ｒが大きすぎると白点やスティッキングなどの光学欠陥の発生を防止する効果が低下しやすくなる。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。
【００５６】
図６には、第１のレンズ列４４ａの延びる方向（図４の線Ｎ）に沿った面における、第１のレンズ列４４ａおよび凸状構造４５の断面形状が示されている。凸状構造４５の形状は適宜選択可能であるが、第１のレンズ列４４ａの延在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。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１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。
【００５７】
また、凸状構造４５は、第１のレンズ列４４ａ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を設けることにより他の光学部材との干渉模様等が発生しやすくなるので、これを防止する観点から、ランダムに配置されることが好ましい。また、凸状構造４５の間隔だけでなく、凸状構造４５の大きさ（第１のレンズ列の延在方向の長さ寸法及び第１のレンズ列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、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は高さがランダムに変動しても構わない。なお、凸状構造４５の高さがランダムに変動する場合にも、任意の凸状構造４５を中心として、当該凸状構造４５の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に、高さが２μｍ以上の他の凸状構造４５（中心となる凸状構造４５を除いたもの）が２以上配置されるようにする。
【００５８】
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を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。
【００５９】
また、第１のレンズ列４４ａの延在方向に沿った凸状構造４５の長さや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。
【００６０】
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。
【００６１】
凸状構造４５の高さの振動（変動）の振幅は、大きい方が白点やスティッキングの発生低減には有効である。しかし、振幅が大きくなるにつれて、加工は不安定になりやすく、バリやスジ、加工面の荒れなどの外観欠陥を発生し易くなる傾向にある。このように、振幅は加工上は小さい方が好ましいが、凸状構造４５の高さの変化量が１０％未満であると、スティッキングや白点の低減効果が小さくなる傾向にある。また、凸状構造４５の高さの変化量が８０％を超えると、外観欠陥が発生しやすく、面光源装置のギラツキも発生しやすい傾向にある。従って、凸状構造４５の高さの変動は、凸状構造４５の平均高さの５０％を超えて８０％以下の範囲を含み、１０〜８０％の範囲内においてランダムに変動することが好ましい。
【００６２】
図７は、凸状構造４５による光反射の様子を示す図である。
【００６３】
図７に示されたように、凸状構造４５の第１の領域４５ａは、第１のレンズ列４４ａの延在方向に沿った断面形状において、急峻な角度を有するように構成されてもよい。一次光源２より発せられ、導光体４の内部に導入された光は、光出射面４３および光反射面４４で反射されながら、導光体内部を伝搬される。光出射面４３に、特定の角度以下で当たる光は、光出射面４３により反射されて導光体４内部をさらに伝搬し、特定の角度以上で当たる光が光出射面４３より出射する。
【００６４】
ここで、図７を参照しながら、次の（３）式
α＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）  ・・・  （３）
にて定義される臨界角αで光出射面４３に入射して反射され、第１の領域４５ａと第１のレンズ列４４ａの先端との交点である点Ａを通過する光線８０について、説明する。ここで、ｎは導光体４の屈折率である。光線８０は、点Ｄにおいて第２の領域４５ｂに当たる。ここで、凸状構造４５の最も突出した点Ｃは、点Ｄよりも光入射端面４１に近い側に位置する。導光体内部を反射伝搬する光には、臨界角を破るような角度の光線は存在しないため、点Ａを通過する光線のうち、光出射面４３に対して最も大きな角度にて反射される光が光線８０となる。従って、点Ｃを、点Ｄよりも光入射端面に近い側に設けることで、点Ｃには導光体４内部を伝搬する光が当たらない。
【００６５】
このように構成した導光体４は、導光体４の下側に配置される光反射素子８や面光源装置の筺体（図示されず）とは、点Ｃにおいて接触する。この時に、導光体４が他の部材と接触することにより点Ｃにおいて傷ついたとしても、上述のように点Ｃには導光体４内部を伝搬する光が当たらないために、従来の導光体のように傷が白点欠陥として認識されることが防止される。より具体的には、屈折率が１．４６のアクリル材を導光体４として用いる場合、屈折率が１である空気との界面の臨界角αはａｒｃｓｉｎ（１／１．４６）に基づき、４２．２度となることから、第１の領域４５ａの傾斜角度を４２．２度以上とすることにより、より効果的に白点などの光学欠陥の発生を防止することができる。
【００６６】
凸状構造４５は、下記（Ａ）〜（Ｄ）の変化：
（Ａ）第１のレンズ列４４ａ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１のレンズ列４４ａ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、好ましい。これにより、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。
【００６７】
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。
【００６８】
導光体４の厚さは、例えば０．３〜１０ｍｍである。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
このような処理としては、目的とする所要の表面形状が粗面４３ａのような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。
【００７２】
また、上記処理としては、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。
【００７３】
また、上記処理としては、目的とする所要の表面形状が第１のレンズ列４４ａの先端部分に設けられる凸状構造４５のような凸状構造である場合には、レーザ加工、ダイヤモンドバイト等の切削工具を用いた切削加工などの種々の方法を用いることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
光偏向素子６の厚さは、例えば３０〜３５０μｍである。
【００７８】
図８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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
以上のようなＬＥＤ、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、透過型液晶表示素子等の表示素子（表示パネル）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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
なお、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。
【００８８】
以上の実施形態では、光反射面４４及び光出射面４３にそれぞれ第１のレンズ列４４ａ及び第２のレンズ列４３ｂが備えられている。しかし、本発明においては、以上の実施形態の変形形態として、レンズ列が光反射面４４にのみ備えられたもの、或いは、レンズ列が光出射面４３にのみ備えられたもの、が例示される。後者の変形形態では、凸状構造４５が光反射面４４から突出する高さは、光反射面４４が粗面などの凹凸面である場合には、その凸部頂部からの高さであるものとする。
【００８９】
図９は、本発明に用いら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９において、図１〜図８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。
【００９０】
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。
【００９１】
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、主として凸状構造４５の構成に関わるものである。
【００９２】
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。ここで、第２の領域の平均傾斜角は７度以下であるのが好ましい。また、第１の領域の傾斜角が４２．２度以上であるのが好ましい。
【００９３】
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。
【００９４】
本実施形態の両端入射タイプの導光体を用いて、図８に示されるものと同様な画像表示装置を構成することができる。そのような画像表示装置は、両端入射タイプの導光体を用いた上記の面光源装置と、該面光源装置により照明される表示パネルとを備える。
【００９５】
とくに、両端入射タイプの導光体を用いて構成される画像表示装置としては、以下に示すような複数画面表示装置及び立体画像表示装置が例示される。
【００９６】
（複数画面表示装置）
図１０に、複数画面表示装置の一実施形態の概略構成図を示す。図１０には、上記の両端入射タイプの導光体を用いて構成される面光源装置の第１の一次光源２１及び第２の一次光源２２が示されている。
【００９７】
面光源装置は、両端入射タイプの導光体と、該導光体の光出射面に隣接して配置され、導光体の光出射面に対向する入光面に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、上記第１の一次光源２１及び上記第２の一次光源２２を含んでなる。第１の一次光源２１及び上記第２の一次光源２２は、それぞれが対向する両端入射タイプの導光体の光入射端面に隣接して配置された複数のＬＥＤからなるものとすることができる。
【００９８】
面光源装置のプリズムシートの入光面と反対側の出光面に隣接して透過型液晶表示パネル７’が配置されている。透過型液晶表示パネル７’の表示画面は、第１の一次光源２１に近い側の半分が第１の表示画面領域７１’とされており、第２の一次光源２２に近い側の半分が第２の表示画面領域７２’とされている。
【００９９】
複数画面表示装置は、同期駆動手段１００を備える。該同期駆動手段１００には、外部から２画面画像信号が入力される。同期駆動手段１００は、第１の一次光源２１の点灯に同期させて第１の画像Ｉ−１を透過型液晶表示パネル７’の第１の表示画面領域７１’に表示させる。同期駆動手段１００は、また、第２の一次光源２２の点灯に同期させて第２の画像Ｉ−２を透過型表示パネル７’の第２の表示画面領域７２’に表示させる。これにより、２画面表示が可能である。
【０１００】
（立体画像表示装置）
図１１に、立体画像表示装置の一実施形態の概略構成図を示す。図１１には、上記の両端入射タイプの導光体を用いて構成される面光源装置の第１の一次光源２１及び第２の一次光源２２が示されている。
【０１０１】
面光源装置は、両端入射タイプの導光体と、該導光体の光出射面に隣接して配置され、導光体の光出射面に対向する入光面に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、上記第１の一次光源２１及び上記第２の一次光源２２を含んでなる。第１の一次光源２１及び上記第２の一次光源２２は、それぞれが対向する両端入射タイプの導光体の光入射端面に隣接して配置された複数のＬＥＤからなるものとすることができる。
【０１０２】
面光源装置のプリズムシートの入光面と反対側の出光面に隣接して透過型液晶表示パネル７’が配置されている。
【０１０３】
立体画像表示装置は、同期駆動手段１００を備える。該同期駆動手段１００には、外部から立体画像信号が入力される。同期駆動手段１００は、第１の一次光源２１の点灯に同期させて第１の視野像としての左眼視野像Ｉ−Ｌを透過型液晶表示パネル７’の表示画面に表示させる［この表示を第１視野像表示という］。同期駆動手段１００は、また、第２の一次光源２２の点灯に同期させて第２の視野像としての右眼視野像Ｉ−Ｒを透過型表示パネル７’の表示画面に表示させる［この表示を第２視野像表示という］。同期駆動手段１００は、以上のような第１視野像表示と第２視野像表示とを交互に行わせる。これにより、立体画像表示が可能である。即ち、この場合、第１の一次光源２１から導光体に導入され導光体から出射する光がプリズムシートを経た後の出射光分布の指向性と、第２の一次光源２２から導光体に導入され導光体から出射する光がプリズムシートを経た後の出射光分布の指向性とが、ほぼ人の両眼の視差に相当する角度だけ異なることになるように、導光体及びプリズムシートの光学特性を設定しておくことで、第１及び第２の視野像をそれぞれの眼に選択的に入射させる眼鏡を装着しなくても、立体視が可能となる。
【０１０４】
本実施形態では、導光体は、レンズ列の延在方向及び光出射面法線方向の双方に直交する方向（光出射面と光入射端面との境界線の方向：図１１における上下方向）を中心として湾曲したものとすることができる。この場合、プリズムシート及び表示パネルも同様に湾曲させる。このような湾曲導光体を使用する形態には、例えば電子看板［Digital Signage］として使用する場合に、意匠性の向上や設置場所に合わせた設計に対応出来ること等の利点がある。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例及び比較例によって本発明を説明する。
【０１０６】
なお、実施例及び比較例で得られた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。
【０１０７】
＜白点＞
画像表示装置の一次光源を点灯させて、出射面側から押圧試験実施部周辺に該当する部分を目視により判断した。判定は、
○：導光体や光反射素子の傷などを起因とする異常発光による輝度ムラ（外観不良）が視認できない；
×：導光体や光反射素子の傷などを起因とする異常発光による輝度ムラ（外観不良）が視認できる；
とした。
【０１０８】
＜スティッキング＞
画像表示装置の一次光源を点灯させて、出射面側から有効表示領域内を目視により判断した。判定は、
○：導光体と光反射素子の光学密着による光学不良が視認できない；
×：導光体と光反射素子の光学密着による光学不良が視認できる；
とした。
【０１０９】
＜輝度＞
画像表示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、測定は図１２に示すような千鳥模様配置の１３点の位置（図において○印で示す）で行い［図１２中の数字「１０」は寸法１０ｍｍを示す］、その平均値を下記の５段階に分類した。
【０１１０】
（導光体が１つの光入射端面を有する場合）：実施例１〜８、比較例１〜２
◎：４３０ｃｄ／ｍ２以上；
○＋：４００ｃｄ／ｍ２以上４３０ｃｄ／ｍ２未満；
○：３５０ｃｄ／ｍ２以上４００ｃｄ／ｍ２未満；
△：２５０ｃｄ／ｍ２以上３５０ｃｄ／ｍ２未満；
×：２５０ｃｄ／ｍ２未満；
（導光体が２つの光入射端面を有する場合）：実施例９〜１０、比較例３
◎：５７０ｃｄ／ｍ２以上；
○＋：５３０ｃｄ／ｍ２以上５７０ｃｄ／ｍ２未満；
○：４６０ｃｄ／ｍ２以上５３０ｃｄ／ｍ２未満；
△：３３０ｃｄ／ｍ２以上４６０ｃｄ／ｍ２未満；
×：３３０ｃｄ／ｍ２未満。
【０１１１】
＜均斉度＞
画像表示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、測定は図１２に示すような千鳥模様配置の１３点の位置（図において○印で示す）で行い［図１２中の数字「１０」は寸法１０ｍｍを示す］、最小輝度／最大輝度が６０％以上を○と判定し、最小輝度／最大輝度が６０％未満を×と判定した。
【０１１２】
＜ＬＥＤ配置起因の輝度ムラ（Hot Spot）＞
画像表示装置の一次光源を点灯させて、出射面側から有効表示領域内の特に光源近傍の領域を目視により判断した。判定は、
○：ＬＥＤの配置に起因する輝度ムラが視認できない；
△：ＬＥＤの配置に起因する輝度ムラが概ね視認できない；
とした。
【０１１３】
［実施例１］
加工面が鏡面仕上げされた有効部１８９ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２９２ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３０ｍｍのＮｉＰめっきブロック（成形用型素材）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い、第１の転写面形成金型（成形用型部材）を得た。なお、有効部とは、金型内における一定の範囲であって、成形品への形状転写に利用される部分である。第２のレンズ列４３ｂは、第２のレンズ列４３ｂの延在方向と直交する面内において、幅７０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ２２．８μｍ（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）は有効部内において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。
【０１１４】
加工面が鏡面仕上げされた有効部１８９ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２９２ｍｍ（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、図２に示すような第１のレンズ列４４ａおよび凸状構造４５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面内において、幅９０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ９μｍ（Ｚ方向寸法）、曲率半径１１７μｍの略円弧形状とした。切削加工長さ（Ｘ方向寸法）は、１８９ｍｍとした。また、第１のレンズ列４４ａの頂部に対応する部位に、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切削加工を行った。第１のレンズ列４４ａの先端部分に設けられる凸状構造４５は、高さ４μｍ、長さ（Ｘ方向寸法）が１３５μｍ、先端部分の曲率半径Ｒが１６μｍ、幅（Ｙ方向寸法）が２１μｍであり、第１のレンズ列４４ａの延在方向に沿って、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３．３９度となり、第２の領域４５ｂの平均傾斜角が３．３９度となるようにした。また、凸状構造４５の間隔は、第１のレンズ列４４ａの延在方向において１８０μｍとし、第１のレンズ列４４ａの延在方向と直角の方向において９０μｍとした。これにより、隣接する第１のレンズ列４４ａも含め、任意の凸状構造と、該凸状構造に隣接して存在する凸状構造との距離がそれぞれ異なるように形成した。具体的には、光反射面４４において、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数が２６〜３４個となるようにした。ま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。
【０１１５】
尚、切削加工により第１のレンズ列４４ａのための転写構造を形成した後、凸状構造４５のための転写構造を形成する切削加工を行う前に、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、３４ｇ／分の量を、２００ｍｍの高さから、光入射端面に近い側から遠い側へと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が０．７〜２．０度のグラデーションを形成した。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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の模式的部分断面図を図４に示す。
【０１１８】
次に白点を発生させるため１辺が８ｃｍの正方形の穴が空いた台の上に導光体を反射面が上向きになるように配置し、その上に導光体と同サイズの光反射素子（東レ社製Ｅ６ＳＲ）を乗せ、該光反射素子の上から正方形の穴の中央部を２０ｍｍφの圧子（先端ゴム：Ｗ２ｍｍ×Ｄ５ｍｍ×Ｈ２．５ｍｍ）で最大圧力０．０２ｋＮかかるまで押し付ける押圧試験を１０００回行った。
【０１１９】
押圧試験後の導光体及び光反射素子を用いて、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、更にリフレクタ１０を配置した。また、導光体の光出射面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、図１及び図２に示したような面光源装置を作製した。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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７‘を配置し、画像表示装置を作製した。
【０１２２】
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見られず、輝度および均斉度も良好であり、また、白点やスティッキングなどの欠陥は認められなかった。
【０１２３】
［実施例２］
第１のレンズ列４４ａの先端部分に設けられる凸状構造４５の間隔を、第１のレンズ列４４ａの延在方向において、１８０μｍ〜３６０μｍでランダムに変動させた以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。尚、光反射面４４において、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数は１０〜３４個となるようにした。その結果を表１に示す。
【０１２４】
［実施例３］
第１の転写面形成金型に第２のレンズ列４３ｂを転写形成するための転写領域を加工しない以外は、実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１２５】
［実施例４］
第１の転写面形成金型に第２のレンズ列４３ｂを転写形成するための転写領域が実施例１と同じように形成されるよう切削加工を行い、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１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、３４ｇ／分の量を、２００ｍｍの高さから、光入射端面に近い側から遠い側へと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が０．７〜２．０度のグラデーションを形成した。第２の転写面形成金型の平面状転写面の鏡面仕上げ後に、凸状構造４５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。それ以外は、実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１２６】
［実施例５］
第１の転写面形成金型に第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全面に切削加工を行った以外は、実施例４と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１２７】
［実施例６］
第２の転写面形成金型の第１のレンズ列４４ａの先端に設けられる凸状構造４５を、第１の領域４５ａの平均傾斜角が４５度、第２の領域４５ｂの平均傾斜角が１．５度、長さが１５７μｍとした以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１２８】
［実施例７］
第２の転写面形成金型の第１のレンズ列４４ａの先端に設けられる凸状構造４５の平均間隔を、第１のレンズ列４４ａの延在方向において、前記光入射端面から遠ざかるに従って３００μｍから１５０μｍへと短くし、得られたブロックの加工面に、ガラスビーズでブラスト処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。尚、光反射面４４において、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数は１４〜４０個となるようにした。その結果を表１に示す。
【０１２９】
［実施例８］
第２の転写面形成金型の第１のレンズ列４４ａの先端に設けられる凸状構造４５の高さを、第１のレンズ列４４ａの延在方向において、前記光入射端面から遠ざかるに従って３．５μｍ〜６．６μｍの範囲で高くし、同様に凸状構造４５の長さ（Ｘ方向寸法）と幅（Ｙ方向寸法）についても前記光入射端面から遠ざかるに従って、それぞれ８８〜１６６μｍ、２０〜２６μｍの範囲で長くした。この時、第１の領域４５ａ及び第２の領域４５ｂの平均傾斜角が４．５７度で一定となるようにした。その結果、凸状構造４５の第１の領域の長さ及び第２の領域の長さは４４μｍから８３μｍにかけて変動した。得られたブロックの加工面に、ガラスビーズでブラスト処理を行わなかった。それ以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１３０】
［比較例１］
第１のレンズ列４４ａの先端に凸状構造４５を設けなかった以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果、画像表示装置の額縁部分周辺に白点やスティッキングなどの欠陥が見られた。
【０１３１】
［比較例２］
第１のレンズ列４４ａの先端に設けられる凸状構造４５の間隔を第１のレンズ列４４ａの延在方向において８１０μｍ、第１のレンズ列４４ａの延在方向と直角の方向において８１０μｍとした以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。尚、光反射面４４において、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数は０個であった。その結果、画像表示装置の額縁部分周辺に白点やスティッキングなどの欠陥が見られた。
【０１３２】
［実施例９］
加工面が鏡面仕上げされた有効部４１４ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２３８ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ４０ｍｍのＮｉＰめっきブロックの加工面に、鏡面切削加工を行い、第１の転写面形成金型とした。
【０１３３】
加工面が鏡面仕上げされた有効部４１４ｍｍ（Ｘ方向寸法）×２３８ｍｍ（Ｙ方向寸法）、厚さ３ｍｍの別のＮｉＰめっきブロックの加工面に、図２に示すようなレンズ列４４ａおよび凸状構造４５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。レンズ列４４ａは、レンズ列４４ａの延在方向と直交する面内において、幅９０μｍ（Ｙ方向寸法）、高さ９μｍ（Ｚ方向寸法）、曲率半径１１７μｍの略円弧形状とした。また、レンズ列４４ａの頂部に対応する部位に、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切削加工を行った。レンズ列４４ａの先端部分に設けられる凸状構造４５は、高さ５μｍ、長さが１３５μｍ、先端部分の曲率半径Ｒが１６μｍ、幅が２３μｍであり、レンズ列４４ａの延在方向に沿って、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４．２７度となり、第２の領域４５ｂの平均傾斜角が４．２７度となるようにした。
【０１３４】
また、凸状構造４５の間隔は、レンズ列４４ａの延在方向において１７０μｍとし、レンズ列４４ａの延在方向と直角の方向において９０μｍとした。これにより、隣接するレンズ列４４ａも含め、任意の凸状構造と、該凸状構造に隣接して存在する凸状構造との距離がそれぞれ異なるように形成し、第２の転写面形成金型とした。具体的には、光反射面４４において、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数が４４〜５４個となるようにした。ま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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
次に白点を発生させるため１辺が８ｃｍの正方形の穴が空いた台の上に導光体の光反射面を上向きに配置し、その上に導光体と同サイズの光反射素子（東レ社製Ｅ６ＳＲ）を乗せ、該光反射素子の上から正方形の中央部を２０ｍｍφの圧子（先端ゴム：Ｗ２ｍｍ×Ｄ５ｍｍ×Ｈ２．５ｍｍ）で最大圧力０．０２ｋＮかかるまで押し付ける押圧試験を１０００回行った。
【０１３７】
押圧試験後の導光体及び光反射素子を用いて、導光体の厚さ０．７ｍｍの両短辺側端面（光入射端面４１）に対向するようにして、該短辺に沿って等間隔で片辺３６個（両辺合計７２個）のＬＥＤ（豊田合成社製、Ｅ１Ｓ６２−ＹＷＯＳ７−０７）を配置し、更にリフレクタ１０を配置した。また、導光体の光出射面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Ｍ１６５ＨＴＣ３）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９に示したような面光源装置を作製した。
【０１３８】
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７‘を配置し、画像表示装置を作製した。
【０１３９】
得られた画像表示装置を点灯させ、発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１４０】
［実施例１０］
レンズ列４４ａの先端部に設けられる凸状構造４５の高さを５．２μｍとし、導光体の中央に向かって光入射端面４１から遠ざかるに従って、凸状構造４５の第１の領域の平均傾斜角を５度から４．５度にかけてグラデーション変動させ、凸状構造４５の第２の領域の平均傾斜角を４度から４．５度にかけてグラデーション変動させ、導光体の中央に向かって光入射端面４１から遠ざかるに従って、凸状構造４５の第１の領域の長さを５９．４μｍから６６．１μｍにかけてグラデーション変動させ、凸状構造４５の第２の領域の長さを７４．４μｍから６６．１μｍにかけてグラデーション変動させて、任意の凸状構造４５を中心として当該凸状構造の高さの１００倍の半径を有する円の範囲内に存在する他の凸状構造４５の数を５０〜６０個とした以外は、実施例９と同様の方法で面光源装置を作成し、得られた面光源装置を点灯させ発光状態を観察した。その結果を表１に示す。
【０１４１】
［比較例３］
第１のレンズ列４４ａの先端に凸状構造４５を設けなかった以外は実施例９と同様の方法で画像表示装置を作製し、発光状態を観察した。その結果、画像表示装置の額縁部分周辺に白点やスティッキングなどの欠陥が見られた。
【０１４２】
以上の実施例及び比較例における導光体の詳細及び画像表示装置の評価結果を、以下の表１にまとめて示す。
【０１４３】
【表１】
2011100724.tif 000003
【符号の説明】
【０１４４】
２      一次光源
２１    第１の一次光源
２２    第２の一次光源
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    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
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
７’    透過型液晶表示パネル
７１’  第１の表示画面領域
７２’  第２の表示画面領域
８      光反射素子
１０    リフレクタ
１００  同期駆動手段
Ｆ      有効表示領域
【図１】
2011100724.tif 000004
【図２】
2011100724.tif 000005
【図３】
2011100724.tif 000006
【図４】
2011100724.tif 000007
【図５】
2011100724.tif 000008
【図６】
2011100724.tif 000009
【図７】
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【図８】
2011100724.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2011100724.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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