(57)【要約】【課題】２種以上の周期的なパターン（形状）を有する導光板の転写成形方法において、周期的なパターンどうしの成形時における位置ずれが問題になりにくい転写成形方法を提供する。【解決手段】導光板３３の光入射面と対向する箇所には、一定の配列ピッチＰで光源３２が配列されている。導光板３３の上面のうち、光入射面に隣接する領域には、第１の形状１８（指向性変換パターン）が設けられている。第１の形状１８は、光源３２のピッチＰと同じ周期を有している。導光板３３の上面の、第１の形状１８に近接した領域には、第２の形状１９ａ（光出射部）が設けられている。第２の形状１９ａは光源間に集まっており、ピッチＰと同じ周期で配置されている。導光板３３の下面には、第３の形状１９ｂ（光出射部）が設けられている。第３の形状１９ｂは、ピッチＰの整数分の１の周期で幅方向に並んでいる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１成形型と第２成形型を用いて導光板を転写成形するための転写成形方法であって、
前記第１成形型の転写面に設けられている、特定の間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、前記間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とを、前記樹脂材料に転写する転写成形工程を有することを特徴とする導光板の転写成形方法。
【請求項２】
前記第１成形型及び前記第２成形型のうち少なくとも第１成形型が転写面を有し、
前記転写面が、前記樹脂材料の面積よりも小さな面積を有することを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項３】
前記第２成形型の転写面に設けられている、前記間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状、及び／又は周期性を有しない第４の形状を、前記樹脂材料の他方の面に転写する転写成形工程を有することを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項４】
前記転写面に設けた前記第１の形状の周期と前記第２の形状の周期が同じであることを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項５】
前記特定の正の整数ｍが１であることを特徴とする、請求項４に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項６】
対向して配置された第１成形型と第２成形型の間に樹脂材料を供給する樹脂材料供給工程と、
前記第１成形型と前記第２成形型を前記樹脂材料のそれぞれの面に押圧させた状態で、前記両成形型間に前記樹脂材料を挟持する挟持工程と、
をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項７】
第１成形型に対向する位置と第２成形型に対向する位置に樹脂材料を順次に供給する樹脂材料供給工程と、
前記第１成形型に対向する位置に供給された前記樹脂材料に前記第１成形型を押圧させる第１の押圧工程と、
前記第２成形型に対向する位置に供給された前記樹脂材料に前記第２成形型を押圧させる第２の押圧工程と、
をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項８】
前記樹脂材料は、シート状に成形された樹脂シートであることを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項９】
前記樹脂材料は、樹脂シートの表面に付与された樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項１０】
前記特定の間隔Ｐは、導光板に入光する光の強度が変化する周期に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の導光板の転写成形方法。
【請求項１１】
第１成形型と第２成形型を備え、
前記第１成形型に形成された転写面には、特定の間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、前記間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とが設けられていることを特徴とする導光板の成形型構造。
【請求項１２】
前記第２成形型に形成された転写面には、前記間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状、及び／又は周期性を有しない第４の形状が設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の導光板の成形型構造。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載した導光板の成形型構造を備えたことを特徴とする、導光板の転写成形装置。
【請求項１４】
前記第１成形型が第１のローラの外周面に設けられ、前記第２成形型が第２のローラの外周面に設けられていることを特徴とする、請求項１３に記載の導光板の転写成形装置。
【請求項１５】
一端面に光が入射する光入射面を有し、一主面に前記光入射面から入射した光を外部へ出射する光出射面を有する導光板であって、
前記光入射面に平行な断面において表面に表れる形状が特定の間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、前記光入射面に平行な断面において表面に表れる形状が前記間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とが、前記光入射面近傍の上面又は下面のうち一方の面に設けられていることを特徴とする導光板。
【請求項１６】
前記光入射面に平行な断面において表面に表れる形状が前記間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状、及び／又は周期性を有しない第４の形状が、上面又は下面のうち他方の面に設けられていることを特徴とする、請求項１５に記載の導光板。
【請求項１７】
一定の間隔で配置される複数の光源と、
一端面に光が入射する光入射面を有し、一主面に前記光入射面から入射した光を外部へ出射する光出射面を有する導光板と、
を備えた面光源装置であって、
前記光入射面から前記導光板に入射した光の導光板の厚み方向における指向性を導光板の幅方向に向けて傾いた指向性に変換させる形状であって、前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が前記光源の配置間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、
前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が前記光源の配置間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とが、
前記導光場の前記光入射面近傍の上面又は下面のうち一方の面に設けられていることを特徴とする面光源装置。
【請求項１８】
前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が前記光源の配置間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状が、前記導光板の上面又は下面のうち他方の面に設けられていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項１９】
前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が周期性を有しない第４の形状が、前記導光板の上面又は下面のうち他方の面に設けられていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項２０】
前記第１の形状と前記第２の形状は、前記導光板の上面に垂直な方向から見たとき、前記光入射面から測った距離が、
３×Ｐ×√（ｎ２−１）
よりも短い領域内に設けられていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。    
【請求項２１】
前記第１の形状および第２の形状は、それぞれ、前記導光版の上面に垂直な方向から見たとき、前記光源の配置間隔に等しい範囲内において、前記光源の光軸に関して対称な形状となっていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項２２】
前記第１の形状の周期と前記第２の形状の周期が同じであることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項２３】
前記特定の正の整数ｍが１であることを特徴とする、請求項２２に記載の面光源装置。
【請求項２４】
前記導光板の第１の形状及び第２の形状が設けられた側の面には、一定の周期で並んだ第５の形状が形成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項２５】
前記第５の形状は、前記間隔Ｐの整数分の１の周期で並んでいることを特徴とする、請求項２４に記載の面光源装置。
【請求項２６】
前記導光板の第１の形状及び第２の形状が設けられた側の面には、不規則に分布した第５の形状が形成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項２７】
前記導光板は、前記光源と同じ高さ寸法を有する光導入部と、前記光導入部の最大の厚みよりも小さな厚みで、前記光導入部と連続するように設けられている入射した光を外部へ出射する導光板本体とから構成されており、
前記光導入部は、前記導光板本体よりも厚みの大きな部分の表面から前記導光板本体の表面の端に向けて傾斜した傾斜面を、前記導光板の光出射側の面またはその反対面に有することを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項２８】
前記光導入部は、前記傾斜面が前記導光板の光出射側の面に設けられており、
前記第１の形状は前記傾斜面の少なくとも一部に形成され、前記第２の形状は導光板本体に形成されていることを特徴とする、請求項２７に記載の面光源装置。
【請求項２９】
前記第１の形状は、前記複数の光源の並ぶ方向に沿って稜線と谷線を交互に繰り返す溝構造を形成しており、
前記稜線のうちいずれかの稜線と当該稜線に隣接する一方の谷線とを結ぶ斜面と、当該稜線と当該稜線に隣接する他方の谷線とを結ぶ斜面とが、当該稜線を通り前記光出射面に垂直な直線に関して、前記光入射面と平行に切った前記第一の形状の断面が非対称となっており、前記光源中心の両側に異なる形状の前記非対称形状部分が少なくとも一組存在していることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項３０】
前記第２の形状の粗密分布は、前記光入射面に投影したときに複数の光源の中間となる位置に多く分布する周期で形成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項３１】
前記出射面に第５の形状が設けられており、
前記第５の形状は、前記光入射面と平行な前記導光板の側面方向から見たとき、前記第２の形状の少なくとも一部と重なり合っていることを特徴とする、請求項１７に記載の面光源装置。
【請求項３２】
前記第５の形状が、レンチキュラーレンズ形状であることを特徴とする、請求項３１に記載の面光源装置。
【請求項３３】
前記第５の形状が、パターン形状であることを特徴とする、請求項３１に記載の面光源装置。
【請求項３４】
請求項２０に記載の面光源装置と液晶パネルとからなる液晶表示装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の液晶表示装置を有するモバイル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光板の転写成形方法及び導光板並びに面光源装置に関する。具体的には、本発明は、導光板の転写成形方法、当該転写成形方法に用いる成形型の構造及び導光板の転写成形装置に関する。また、本発明は、転写成形方法により製造される導光板、当該導光板を備えた面光源装置、液晶表示装置及びモバイル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の転写成形装置としては、転写板により樹脂フィルムを加熱・加圧して微細な凹凸パターンを転写成形するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような転写成形装置により、上下両面にそれぞれ周期的なパターンを有する導光板を製造しようとした場合には、射出成形装置と比較して特有の問題が生じる。すなわち、転写成形装置では、射出成形装置と異なり、上下両面のパターンがずれやすいという問題がある。
【０００４】
射出成形装置では、金型どうしはタイバーやガイドピンによってガイド及び位置決めされているので、上面の成形パターンと下面の成形パターンがずれる恐れがない。これに対し、転写成形装置では、上下の成形型で樹脂シートを上下から挟んで樹脂シートの上下両面にパターンを付与する。しかし、転写成形に用いる成形型は樹脂シートの面積よりも狭いので、上下の成形型はそれよりも面積の広い樹脂シートを挟み込んで成形することになる。そのため、上下の金型の間にタイバーやガイドピンを立てることができず、成形型どうしの位置がずれやすくなる。また、転写成形装置に用いられる成形型は、厚みが薄くて剛性が低いので、樹脂シートに押圧されたときに位置がずれやすい。
【０００５】
図１は、周期的なパターンを有する導光板１２と、一定ピッチＰ毎に配置された複数個の光源１３とを備えた面光源装置１１の概略図であり、図２（Ａ）は当該面光源装置１１の上面図、図２（Ｂ）は面光源装置１１の下面図である。この導光板１２にあっては、平板状をした導光板本体１５の端部に略くさび状をした光導入部１４を連続的に一体成形している。複数個の光源１３は、導光板１２の光導入部１４の端面、すなわち光入射面１６に対向させて、一定ピッチＰ毎に配列している（図では、２個の光源を示すが、通常はより多数の光源が用いられる）。光導入部１４の上面には、傾斜面１７が形成されており、傾斜面１７にはプリズム状をした第１のパターン１８が設けられている。第１のパターン１８は、光源１３の光軸からの距離に応じて断面形状などが次第に変化している。導光板１２の下面には、第２のパターン１９が形成されている。
【０００６】
第１のパターン１８は、導光板１２に入った光の指向性を変化させることにより傾斜面１７からの光の漏れを小さくするための光学パターンであって、例えば傾斜面１７に沿って延びたＶ溝状のパターンである。第１のパターン１８は、導光板１２の上面に垂直な方向から見て光源１３の光軸に関して対称となっており、光源１３の光軸からの距離に応じて断面形状が変化しているものや、溝角度が変化しているもの、溝の回転角度が変化しているものなどがある。第１のパターン１８は、光源１３の配列ピッチＰと同一ピッチで同一形状を繰り返すように設けられている。
【０００７】
第２のパターン１９は、光導入部１４から導光板本体１５へ導光された光を反射させて導光板本体１５の上面（光出射面）から外部へ出射させるためのパターンである。第２のパターン１９は、光強度の強い光源前方では比較的小さな密度で分布しており、光強度の弱い光源間では比較的大きな密度で分布しており、それによって輝度ムラを低減している。この第２のパターン１９も、導光板１２の上面に垂直な方向から見て光源１３の光軸に関して対称に配置されており、また導光板１２の上面に垂直な方向から見て光源１３の配列ピッチＰと同じ間隔で幅方向において同じ配置を繰り返している。
【０００８】
このような導光板１２を転写成形する場合、上面の成形パターンと下面の成形パターンとが幅方向にずれることがある。図３（Ａ）と図３（Ｂ）は、互いに幅方向にずれた第１のパターン１８と第２のパターン１９を表している。図３（Ａ）に示すように、導光板３３の上面に成形された第１のパターン１８を基準にして光源１３を配置すると、導光板１２の下面では第２のパターン１９の対称軸（光軸に一致させるべき軸）が図３（Ｂ）のように光源１３の光軸からずれることになる。そのため、光源前方の光強度の強い光が第２のパターン１９の密度の高い箇所へ導光され、この部分では高い輝度で発光する。一方、光強度の弱い光源間の領域では第２のパターン１９の密度の低い箇所へ導光され、この部分では輝度が低下する。その結果、導光板１２の光出射面に輝度ムラが発生するという問題が生じる。
【０００９】
反対に、導光板１２の下面の第２のパターン１９に合わせて光源１３を配置した場合には、上面の第１のパターン１８が光源１３の光軸からずれるので、傾斜面１７からの光の漏れが大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−３１０２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的とするところは、２種以上の周期的なパターン（形状）を有する導光板の転写成形方法において、周期的なパターンどうしの成形時における位置ずれが問題になりにくい転写成形方法を提供することにある。また、成形時における周期的なパターンどうしの位置ずれが生じにくい導光板及び面光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る導光板の転写成形方法は、第１成形型と第２成形型を用いて導光板を転写成形するための転写成形方法であって、
前記第１成形型の転写面に設けられている、特定の間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、前記間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とを、前記樹脂材料に転写する転写成形工程を有することを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る導光板の転写成形方法にあっては、特定の間隔Ｐと周期の等しい第１の形状と、比較的大きな周期を有する第２の形状を同じ成形型、すなわち第１成形型で転写成形するようにしたので、第１成形型と第２成形型の相対的な位置がずれても、導光板に転写成形される第１の形状と第２の形状の間には位置ずれが発生しない。よって、導光板の上下面のパターンの位置ずれにより、導光板に輝度ムラを発生させにくく、また導光途中における光漏れによる光の損失も大きくなりにくい。
【００１４】
導光板の転写成形では、一般的に、前記第１成形型及び前記第２成形型のうち少なくとも第１成形型が転写面を有し、前記転写面が、前記樹脂材料の面積よりも小さな面積を有している。そのため、第１成形型と第２成形型の位置がずれやすい。したがって、本発明に係る導光板の転写成形方法は、このような導光板の転写成形において極めて好ましい結果が得られる。
【００１５】
本発明に係る導光板の転写成形方法のある実施態様は、前記第２成形型の転写面に設けられている、前記間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状、及び／又は周期性を有しない第４の形状を、前記樹脂材料の他方の面に転写する転写成形工程を有することを特徴としている。かかる実施態様では、第２成形型には、第１成形型のように比較的大きな周期のパターン（形状）を設けておらず、比較的小さな周期で配列された第３の形状及び／又は周期性を有しない第４の形状を設けているので、第１成形型と第２成形型の相対的な位置がずれても、導光板に輝度ムラや光漏れによる輝度の低下などの問題を起こしにくい。
【００１６】
本発明に係る導光板の転写成形方法においては、前記転写面に設けた前記第１の形状の周期と前記第２の形状の周期が同じであってもよい。また、前記特定の正の整数ｍが１であってもよい。いずれも、第２の形状の周期が特定の間隔Ｐと等しい場合である。
【００１７】
本発明に係る導光板の転写成形方法の別な実施態様は、
対向して配置された第１成形型と第２成形型の間に樹脂材料を供給する樹脂材料供給工程と、
前記第１成形型と前記第２成形型を前記樹脂材料のそれぞれの面に押圧させた状態で、前記両成形型間に前記樹脂材料を挟持する挟持工程と、
をさらに有することを特徴としている。これは第１成形型と第２成形型の間に樹脂材料を挟持して転写成形する方法である。
【００１８】
本発明に係る導光板の転写成形方法のさらに別な実施態様は、
第１成形型に対向する位置と第２成形型に対向する位置に樹脂材料を順次に供給する樹脂材料供給工程と、
前記第１成形型に対向する位置に供給された前記樹脂材料に前記第１成形型を押圧させる第１の押圧工程と、
前記第２成形型に対向する位置に供給された前記樹脂材料に前記第２成形型を押圧させる第２の押圧工程と、
をさらに有することを特徴としている。これは第１成形型と第２成形型を樹脂材料に押圧させて樹脂材料の両面に順次転写成形する方法である。
【００１９】
本発明に係る導光板の転写成形方法は、シート状の樹脂材料（樹脂シート）に第１の形状と第２の形状を直接に転写成形するものでもよい。また、樹脂シートの表面に付与された樹脂に第１の形状と第２の形状を転写成形するものであってもよい。
【００２０】
なお、前記特定の間隔Ｐは、例えば導光板に入光する光の強度が変化する周期に等しい。
【００２１】
本発明に係る導光板の成形型構造は、
第１成形型と第２成形型を備え、
前記第１成形型に形成された転写面には、特定の間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、前記間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とが設けられていることを特徴としている。
【００２２】
本発明に係る導光板の成形型構造にあっては、特定の間隔Ｐと周期の等しい第１の形状と、比較的大きな周期を有する第２の形状を同じ成形型、すなわち第１成形型で転写成形するようにしたので、第１成形型と第２成形型の相対的な位置がずれても、導光板に転写成形される第１の形状と第２の形状の間には位置ずれが発生しない。よって、導光板の上下面のパターンの位置ずれにより、導光板に輝度ムラを発生させにくく、また導光途中における光漏れによる輝度の低下も起こりにくい。
【００２３】
本発明に係る導光板の成形型構造のある実施態様は、前記第２成形型に形成された転写面には、前記間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状、及び／又は周期性を有しない第４の形状が設けられていることを特徴としている。かかる実施態様では、第２成形型には、第１成形型のように比較的大きな周期のパターン（形状）を設けておらず、比較的小さな周期で配列された第３の形状及び／又は周期性を有しない第４の形状を設けているので、第１成形型と第２成形型の相対的な位置がずれても、導光板に輝度ムラや光漏れによる輝度の低下などの問題を起こしにくい。
【００２４】
本発明に係る導光板の転写成形装置は、本発明に係る導光板の成形型構造を備えたことを特徴としている。本発明に係る導光板の転写成形装置にあっては、本願に係る導光板の成形金型構造を用いているので、第１成形型と第２成形型の相対的な位置がずれても、導光板に転写成形される第１の形状と第２の形状の間には位置ずれが発生しない。よって、導光板の上下面のパターンの位置ずれにより、導光板に輝度ムラを発生させにくく、また導光途中における光漏れによる輝度の低下も起こりにくい。
【００２５】
本発明に係る導光板の転写成形装置は、プレート状をした第１成形型及び第２成形型を用いたものに限らず、前記第１成形型が第１のローラの外周面に設けられ、前記第２成形型が第２のローラの外周面に設けられたものであってもよい。
【００２６】
本発明に係る導光板は、一端面に光が入射する光入射面を有し、一主面に前記光入射面から入射した光を外部へ出射する光出射面を有する導光板であって、
前記光入射面に平行な断面において表面に表れる形状が特定の間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、前記光入射面に平行な断面において表面に表れる形状が前記間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とが、前記光入射面近傍の上面又は下面のうち一方の面に設けられていることを特徴としている。
【００２７】
本発明に係る導光板にあっては、特定の間隔Ｐと周期の等しい第１の形状と、比較的大きな周期を有する第２の形状を導光板の同じ面に設けているので、導光板の上面に成形されたパターン（形状）と下面に成形されたパターン（形状）の相対的な位置がずれても、第１の形状と第２の形状の間には位置ずれが発生しない。よって、導光板の上下面のパターンの位置ずれにより、導光板に輝度ムラを発生させにくく、また導光途中における光漏れによる光の損失も大きくなりにくい。
【００２８】
本発明に係る導光板のある実施態様は、前記光入射面に平行な断面において表面に表れる形状が前記間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状、及び／又は周期性を有しない第４の形状が、上面又は下面のうち他方の面に設けられていることを特徴としている。かかる実施態様では、導光板の第１及び第２の形状が設けられた面に対して反対面には比較的大きな周期のパターン（形状）を設けておらず、比較的小さな周期で配列された第３の形状及び／又は周期性を有しない第４の形状を設けているので、導光板の上下面に形成されたパターン（形状）の相対的な位置がずれても、導光板に輝度ムラや光漏れによる輝度の低下などの問題を起こしにくい。
【００２９】
本発明に係る面光源装置は、
一定の間隔で配置される複数の光源と、
一端面に光が入射する光入射面を有し、一主面に前記光入射面から入射した光を外部へ出射する光出射面を有する導光板と、
を備えた面光源装置であって、
前記光入射面から前記導光板に入射した光の導光板の厚み方向における指向性を導光板の幅方向に向けて傾いた指向性に変換させる形状であって、前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が前記光源の配置間隔Ｐを１周期として変化する第１の形状と、
前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が前記光源の配置間隔ＰのＮａ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎａは、特定の正の整数ｍに対してＮａ≦ｍとなる正の整数）で変化する第２の形状とが、
前記導光場の前記光入射面近傍の上面又は下面のうち一方の面に設けられていることを特徴としている。
【００３０】
本発明に係る面光源装置にあっては、光源の配置間隔Ｐと周期の等しい第１の形状と、比較的大きな周期を有する第２の形状を導光板の同じ面に設けているので、導光板の上面に成形されたパターン（形状）と下面に成形されたパターン（形状）の相対的な位置がずれても、第１の形状と第２の形状の間には位置ずれが発生しない。よって、導光板の上下面のパターンの位置ずれにより、面光源装置に輝度ムラを発生させにくく、また導光途中における光漏れによる光の損失も大きくなりにくい。
【００３１】
本発明に係る面光源装置のある実施態様は、前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が前記光源の配置間隔ＰのＮｂ分の１となる１又は２以上の周期（ただし、Ｎｂは、特定の正の整数ｍに対してＮｂ≧ｍ＋１となる正の整数）で変化する第３の形状が、前記導光板の上面又は下面のうち他方の面に設けられていることを特徴としている。かかる実施態様では、導光板の第１及び第２の形状が設けられた面に対して反対面には比較的大きな周期のパターン（形状）を設けておらず、比較的小さな周期で配列された第３の形状を設けているので、導光板の上下面に形成されたパターン（形状）の相対的な位置がずれても、面光源装置に輝度ムラや光漏れによる輝度の低下などの問題を起こしにくい。
【００３２】
本発明に係る面光源装置の別な実施態様は、前記導光板の前記光入射面に平行な断面において前記導光板の表面に表れる形状が周期性を有しない第４の形状が、前記導光板の上面又は下面のうち他方の面に設けられていることを特徴としている。かかる実施態様では、導光板の第１及び第２の形状が設けられた面に対して反対面には周期性のない第４の形状を設けているので、導光板の上下面に形成されたパターン（形状）の相対的な位置がずれても、面光源装置に輝度ムラや光漏れによる輝度の低下などの問題を起こしにくい。
【００３３】
本発明に係る面光源装置のさらに別な実施態様は、前記第１の形状と前記第２の形状が、前記導光板の上面に垂直な方向から見たとき、前記光入射面から測った距離が、
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よりも短い領域内に設けられていることを特徴としている。輝度ムラを目立たなくするためには、導光板の光入射面と平行な方向に沿って測定した光強度の最大値Ｓmaxと最小値Ｓminの比Ｓmax／Ｓminが１.０２以下であることが望ましく、そのために第１の形状と第２の形状をこの領域内に設けるようにすればよい。
【００３４】
本発明に係る面光源装置のさらに別な実施態様は、前記第１の形状および第２の形状が、それぞれ、前記導光版の上面に垂直な方向から見たとき、前記光源の配置間隔に等しい範囲内において、前記光源の光軸に関して対称な形状となっていることが望まし。かかる実施態様によれば光源の光軸を挟んでその両側で輝度が不均一になるのを防ぐことができる。
【００３５】
本発明に係る面光源装置においては、前記転写面に設けた前記第１の形状の周期と前記第２の形状の周期が同じであってもよい。また、前記特定の正の整数ｍが１であってもよい。いずれも、第２の形状の周期が特定の間隔Ｐと等しい場合である。
【００３６】
また、本発明に係る面光源装置においては、前記導光板の第１の形状及び第２の形状が設けられた側の面に、一定の周期で並んだ第５の形状を形成してもよい。この第５の形状の周期は、光源の配置間隔Ｐの整数分の１であってもよい。あるいは、前記導光板の第１の形状及び第２の形状が設けられた側の面には、第５の形状が不規則に分布していてもよい。
【００３７】
本発明に係る面光源装置においては、前記導光板として、前記光源と同じ高さ寸法を有する光導入部と、前記光導入部の最大の厚みよりも小さな厚みで、前記光導入部と連続するように設けられている入射した光を外部へ出射する導光板本体とから構成され、前記光導入部が、前記導光板本体よりも厚みの大きな部分の表面から前記導光板本体の表面の端に向けて傾斜した傾斜面を、前記導光板の光出射側の面またはその反対面に有するものを用いることができる。また、その場合において、前記光導入部は、前記傾斜面が前記導光板の光出射側の面に設けられており、前記第１の形状は前記傾斜面の少なくとも一部に形成され、前記第２の形状は導光板本体に形成されていてもよい。
【００３８】
また、本発明に係る面光源装置においては、
前記第１の形状が、前記複数の光源の並ぶ方向に沿って稜線と谷線を交互に繰り返す溝構造を形成しており、
前記稜線のうちいずれかの稜線と当該稜線に隣接する一方の谷線とを結ぶ斜面と、当該稜線と当該稜線に隣接する他方の谷線とを結ぶ斜面とが、当該稜線を通り前記光出射面に垂直な直線に関して、前記光入射面と平行に切った前記第一の形状の断面が非対称となっており、前記光源中心の両側に異なる形状の前記非対称形状部分が少なくとも一組存在していてもよい。
【００３９】
また、本発明に係る面光源装置においては、前記第２の形状の粗密分布は、前記光入射面に投影したときに複数の光源の中間となる位置に多く分布する周期で形成されていることが望ましい。かかる実施態様によれば、光源間の領域で面光源装置の輝度が低下し、暗くなるのを防ぐことができる。
【００４０】
また、本発明に係る面光源装置においては、前記出射面に第５の形状が設けられていて、前記第５の形状が、前記光入射面と平行な前記導光板の側面方向から見たとき、前記第２の形状の少なくとも一部と重なり合っていてもよい。この場合、第５の形状としては、レンチキュラーレンズ形状やパターン形状がある。第５の形状としてのパターン形状としては、例えば配向パターンがある。ここでいう配向パターンとは、導光板の輝度や輝度ムラ改善などの面内品質を改善するために設けられる、断面が凹状又は凸状をした凹凸パターンであり、その形状や配置は光の配向具合に応じて適宜選択することができるものである。
【００４１】
本発明に係る面光源装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。また、本発明に係る面光源装置は、携帯電話やモバイルコンピュータなどのモバイル機器のバックライトとして用いることもできる。
【００４２】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、従来の面光源装置を示す概略側面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す面光源装置の上面図である。図２（Ｂ）は、図１に示す面光源装置の下面図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、導光板の上面側のパターンと下面側のパターンとがずれた面光源装置の上面図及び下面図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明に係る面光源装置の上面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した面光源装置の下面図である。
【図５】図５（Ａ）は、パターンの配置を調整した図４（Ａ）の面光源装置を示す上面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した面光源装置の下面図である。
【図６】図６（Ａ）は、異なるパターンの配置を示す面光源装置の上面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した面光源装置の下面図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、本発明の実施形態１による面光源装置の上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す面光源装置の概略断面図である。
【図９】図９は、図７に示すＷの範囲における指向性変換パターンの断面図であり、併せてその一部を拡大して示す。
【図１０】図１０は、図９に示す指向性変換パターンの作用説明図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、図２の面光源装置の上面図と下面図である。図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）は、本発明の実施形態１の面光源装置の上面図と下面図である。
【図１２】図１２は、光源中心からの距離に応じてパターン素子の断面形状が変化する指向性変換パターンの断面図であり、併せてその一部を拡大して示す。
【図１３】図１３は、パターン斜面に立てた法線の平均角度の求め方を説明する図である。
【図１４】図１４は、頂角を一定に保ちながら光源中心からの距離に応じてパターン素子の断面形状が変化する指向性変換パターンの断面図であり、併せてその一部を拡大して示す。
【図１５】図１５は、導光板の上面において第２のパターンを設ける範囲を説明するための概略図である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、本発明の実施形態１の変形例による面光源装置を示す上面側から見た斜視図及び下面側から見た斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態１の別な変形例による面光源装置を示す斜視図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置を示す上面側から見た斜視図及び下面側から見た斜視図である。
【図１９】図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置を示す上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置を示す上面図である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置を示す上面図及び下面図である。
【図２２】図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、本発明の実施形態２による面光源装置を示す上面側から見た斜視図及び下面側から見た斜視図である。
【図２３】図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、本発明の実施形態３による面光源装置を示す上面側から見た斜視図及び下面側から見た斜視図である。
【図２４】図２４は、図２３（Ａ）の面光源装置における突部に形成された指向性変換パターンを示す斜視図である。
【図２５】図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）は、本発明の実施形態３の変形例による面光源装置を示す上面側から見た斜視図及び下面側から見た斜視図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施形態４による導光板形成装置を示す概略正面図である。
【図２７】図２７は、図２６に示す転写成形装置の概略を示す部分分解斜視図である。
【図２８】図２８（Ａ）は、図２７に示す上型用転写プレートの部分平面図である。図２８（Ｂ）は、図２７に示す下型用転写プレートの部分平面図である。
【図２９】図２９（Ａ）は、図２７に示す成形型部分の部分断面概略図である。図２９（Ｂ）は、その部分拡大図である。
【図３０】図３０（Ａ）は、半製品プレートと第１及び第２切削用工具との関係を示す説明図である。図３０（Ｂ）及び図３０（Ｃ）は、半製品プレートと第１切削用工具との関係を示す説明図である。
【図３１】図３１は、実施形態５による転写成形装置を示す部分分解斜視図である。
【図３２】図３２（Ａ）−図３２（Ｆ）は、図３１に示す転写成形装置における各プレートの動作を示す説明図である。
【図３３】図３３（Ａ）は、樹脂シートの温度変化に伴う樹脂シートの弾性率の変化を示すグラフである。図３３（Ｂ）は、樹脂シートの温度変化に伴うその残留応力の変化を示すグラフである。
【図３４】図３４は、図３１に示す転写成形装置の成形型における温度と加圧力の関係を示すグラフである。
【図３５】図３５（Ａ）−図３５（Ｄ）は、実施形態６による転写成形装置における各プレートの動作を示す説明図である。
【図３６】図３６（Ａ）−図３６（Ｃ）は、実施形態６による転写成形装置における各プレートの動作を示す説明図である。
【図３７】図３７（Ａ）−図３７（Ｄ）は、他の実施形態に係る樹脂シートへの光導入部の形成方法を示す概略説明図である。
【図３８】図３８（Ａ）及び図３８（Ｂ）は、他の実施形態に係る樹脂シートへの光導入部の形成方法を示す概略説明図である。
【図３９】図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）は、他の実施形態に係る樹脂シートへの光導入部の形成方法を示す概略説明図である。
【図４０】図４０（Ａ）−図４０（Ｄ）は、他の実施形態に係る転写プレート及び樹脂シートの部分概略断面図である。
【図４１】図４１は、実施形態７による転写成形装置を示す概略正面図である。
【図４２】図４２（Ａ）及び図４２（Ｂ）は、図４２の転写成形装置により成形されたカット前の樹脂シートを示す平面図及び側面図である。
【図４３】図４３（Ａ）及び図４３（Ｂ）は、異型押出成形機から押し出された樹脂シートの平面図及び断面図である。図４３（Ｃ）及び図４３（Ｄ）は、図４２の転写成形装置により成形されたカット前の樹脂シートを示す平面図及び断面図である。
【図４４】図４４（Ａ）は、実施形態８による転写成形装置を示す概略正面図である。図４４（Ｂ）は、図４４（Ａ）の転写成形装置により成形されたカット前の樹脂シートを示す概略図である。
【図４５】図４５は、本発明の実施形態９による液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図４６】図４６は、本発明の実施形態１０によるモバイル機器を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００４５】
（本発明の原理）
以下、図４、図５、図６を参照して本発明の実施形態１による面光源装置を説明する。図４（Ａ）は、本発明の実施形態１による面光源装置２１の上面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した面光源装置２１の下面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す面光源装置２１は、従来例として図２に示した面光源装置１１を基礎にして、光学パターンの配置を再設計したものである。
【００４６】
複数個の光源を一定ピッチＰごとに並べた図２の面光源装置では、上面側の第１のパターン１８は光源の配列ピッチＰと同じピッチで幅方向に沿って並べられ、下面側の第２のパターン１９はＰ／ｎである１又は２以上のピッチで幅方向に沿って並んでいる。ここで、ｎはｎ≧１となる正の整数であり、導光板にはｎの値が同じパターン群やｎの値が異なるパターン群が混在している。
【００４７】
本発明の面光源装置２１は、この第２のパターン１９のうち、ある正の整数ｍに対してＰ／ｎ≧Ｐ／ｍ（すなわち、ｎ≦ｍ）であるパターンは導光板の上面に形成し、Ｐ／ｎ≦Ｐ／（ｍ＋１）（すなわち、ｎ≧ｍ＋１）であるパターンは導光板の下面に形成したものである。ここで、ｍは任意に定めた正の整数であって、比較的小さな整数（例えば、ｍ＝１）である。ここで、Ｐは光源３２の配列ピッチである。
【００４８】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す面光源装置２１は、従来例として図２に示した面光源装置１１を基礎にして、光学パターンの配置を再設計している。すなわち、図４に示す面光源装置２１では、図２に示された面光源装置１１の導光板１２の下面に設けられた第２のパターン１９のうち、光源の配列ピッチＰと同じピッチ（ｎ＝１）で幅方向に配列している第２のパターン１９を導光板３３の上面の対応する位置に形成して第２の形状１９ａとし、光源３２の配列Ｐよりも小さなピッチ（ｎ≧２）で幅方向に配列している第２のパターン１９を導光板３３の下面にそのまま第３の形状１９ｂとして残している。
【００４９】
また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す面光源装置２２では、図２の面光源装置１１において、光源の配列ピッチＰと同じピッチで配列している第２のパターン１９と、光源３２の配列ピッチＰの１／２倍（ｎ＝２）のピッチで幅方向に配列していた第２のパターン１９の一部を導光板３３の上面の対向する位置に形成して第２の形状１９ａとし、光源３２の配列Ｐの１／２倍以下のピッチ（ｎ≧２）で幅方向に配列されている第２のパターン１９を導光板３３の下面にそのまま残して第３の形状１９ｂとしている。つまり、ピッチが光源１３の配列ピッチＰの１／２倍以下であるものについては、そのまま第３の形状１９ｂとして導光板１２の下面に設けてあり、さらに第２のパターン１９のうち一部のパターンについては、導光板１２の上面にも重複して設けている。結果的には、導光板３３の上面では第２のパターン１９は光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで並んだ第２の形状１９ａとなっており、導光板３３の下面では第２のパターン１９は光源３２の配列Ｐよりも小さなピッチで並んだ第３の形状１９ｂとなっている。
【００５０】
また、第１のパターン１８は、導光板３３の幅方向に沿って変化しており、かつ、導光板３３の幅方向において光源１３の配列ピッチＰと同じピッチで同じ形状を繰り返している。したがって、第１のパターン１８は、そのままで光源１３の配列ピッチＰと同じピッチで並んだ第１の形状となっている。
【００５１】
図４又は図５に示すような面光源装置２１、２２では、導光板３３の成形時に上面側の第１の形状１８（第１のパターン）及び第２の形状１９ａと下面側の第３の形状１９ｂとの間に幅方向のずれが生じたとしても、導光板３３の上面に設けられた第２の形状１９ａと第１の形状１８の間にはずれは生じない。したがって、上面の第１の形状１８及び第２の形状１９ａに合わせて光源３２を配置すれば、第１の形状１８から光漏れが生じにくく、上面側の第２の形状１９ａによる輝度ムラも生じにくい。このとき、下面の第３の形状１９ｂは光源１３の位置に対してずれることになるが、下面側の第３の形状１９ｂのピッチは光源１３の配列Ｐに比べて小さいので、光源１３と第３の形状１９ｂとの位置関係がずれても影響が小さく、輝度ムラも生じにくい。
【００５２】
この作用効果の説明からも分かるように、整数ｍ（境界値）が大きいほど、下面側のパターンの光源３２に対する位置ずれの影響は小さくなる。しかし、ｍが大きくなると、導光板３３の上面に設けられるパターンが多くなってパターン設計が困難になる。また、導光板３３の第１の形状１８の外部領域（光出射面）には、レンチキュラーレンズなどが設けられている場合もある。そのため、導光板３３の上面に設ける第２のパターン１９（第２の形状１９ａ）が増えると、レンチキュラーレンズ等の働きが阻害されるおそれがある。よって、整数ｍの値は比較的小さな値（例えば、一桁台前半の値、すなわちｍ≦５）が好ましい。また、パターンのピッチでいえば、０.２ｍｍ程度よりも大きなあるピッチをＰｐとし（つまり、Ｐｐ≧０.２ｍｍ）、Ｐｐ以上のピッチで配列したパターンを導光板３３の上面に設け、そのピッチＰｐよりも小さなピッチで配列したパターンを導光板３３の下面に設けてもよい。
【００５３】
図４及び図５の図示例では、導光板３３の上面には光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで形状が変化する第１の形状１８と第２の形状１９ａだけを形成し、導光板３３の下面には光源３２の配列ピッチＰの１／２以下のピッチ（Ｐ／ｎ：ｎ≧２）で形状が変化する第３の形状１９ｂを設けている。このような形態以外にも、例えば図６に示すように、導光板３３の上面には光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで形状が変化する第１の形状１８と、光源３２の配列ピッチＰの１／２以上のピッチ（すなわち、Ｐ及びＰ／２のピッチ）で配置された第２の形状１９ａを形成し、導光板３３の下面には光源３２の配列ピッチＰの１／３以下のピッチ（Ｐ／ｎ：ｎ≧３）で形状が変化する第３の形状１９ｂを設けてもよい。
【００５４】
〔実施形態１〕
以下においては、１個の光源３２に対応する部分（図４又は図５の境界線Ｂ間の１ピッチ分）だけについて説明するが、以下に述べるいずれの面光源装置も複数個の光源３２を並べて面光源装置２１、２２として用いられるものである。
【００５５】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、本発明の実施形態１による面光源装置３１の上面及び下面を示す斜視図である。図８は、面光源装置３１の光入射面３８に垂直な方向における概略断面図である。図７に示す面光源装置３１は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示した面光源装置２２のうち、１個の光源３２に対応する部分（図４又は図５の境界線Ｂ間の１ピッチ分）だけを表したものである（本来の面光源装置２１、２２の１部分である）。
【００５６】
面光源装置３１は、光源３２（点光源）と導光板３３とからなる。光源３２は、１個又は複数個のＬＥＤを内蔵したものであって白色発光する。図８に示すように、ＬＥＤ４１は透明封止樹脂４２内に封止され、さらに透明封止樹脂４２は正面を除いて白色樹脂４３によって覆われており、白色樹脂４３から露出している透明封止樹脂４２の正面が光出射窓４４（発光面）となっている。この光源３２は、導光板３３の幅に比べて小さなものであり、冷陰極管が線状光源と呼ばれるのに対して点光源と呼ばれることがある。
【００５７】
導光板３３は、薄板状をした導光板本体３４と連続させるようにして、導光板本体３４の端面に光導入部３５を設けたものである。導光板３３は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、シクロオレフィン系材料、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの高屈折率の透明樹脂によって一体成形される。
【００５８】
光導入部３５は、導光板３３のうちで厚みの厚い略くさび状の部分であって、その端面である光入射面３８の一部に対向させて光源３２が配置される。光導入部３５の端面の厚みＴは光出射窓４４の高さＨと等しいか、それよりも厚くなっており、そのため光源３２から出射された光は効率よく光入射面３８から光導入部３５内に入射し、面光源装置３１の光利用効率が高くなる。
【００５９】
光導入部３５の上面（導光板本体３４の光出射面３９と同じ側の面）には、傾斜面３７が形成されている。傾斜面３７は、光入射面３８の近傍の最大厚みの部分から導光板本体３４の端へ向けて傾斜している。傾斜面３７は、導光板３３の一方側端から他方側端まで帯状に延びている。
【００６０】
図７に示すように、傾斜面３７には、第１の形状１８、すなわち指向性変換パターン３６が形成されている。指向性変換パターン３６は、山形又はＶ溝状をした複数のパターン素子を導光板３３の幅方向に沿って配列させたものである。すなわち、指向性変換パターン３６においては、稜線と谷線が交互に並んでいる。この指向性変換パターン３６を光出射面３９に垂直な方向から見たとき、パターン素子、あるいは稜線と谷線は、光入射面３８に垂直な方向と平行に配置されており、導光板３３の幅方向に沿って互いに平行に並んでいる。各パターン素子は、光入射面３８と平行な断面では、左右非対称な形状を有している。また、光源中心の両側の領域には、互いに異なる形状を有する非対称なパターン素子が少なくとも一組存在している。この指向性変換パターン３６は、光導入部３５に入射した光を反射させることにより、光導入部３５に入射した光の導光板厚み方向における指向性広がりを導光板３３の面方向と平行な方向に向けて傾いた指向特性に変換させる働きを有している。
【００６１】
導光板本体３４は、導光板３３の大部分の面積を占めており、図８に示すように、その厚みｔは光導入部３５の最大厚みＴよりも薄くなっており、それによって導光板３３の薄型化が図られる。導光板本体３４は上下両面が平行な平板状をしており、導光板本体３４の厚みはほぼ均一となっている。
【００６２】
導光板本体３４の上面には、第２の形状１９ａ、すなわち光出射部４０ａが設けられている。上面の光出射部４０ａは、光源間の光強度の弱いところで出射光量を増やすことを目的とするものであるので、光源間において、かつ、光入射面３８に比較的近い領域に設けられている。また、この１群の光出射部４０ａは、光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで幅方向に繰り返し配列されている。
【００６３】
導光板本体３４の光出射面３９と反対面（下面）には、第３の形状１９ｂ、すなわち光出射部４０ｂを備えている。導光板本体３４の下面に設けられた光出射部４０ｂは、光入射面３８に垂直な方向においては、光入射面３８からの距離が大きくなるにしたがって次第に短い間隔で配列されている。光入射面３８から一定距離において光入射面３８と平行にならんでいる光出射部４０ｂは、光源３２の配列ピッチＰの１／ｎ倍（ｎはｎ≧２の整数）のピッチで規則的に並んでいる。ただし、ｍの値は光入射面３８の距離によって、異なっている場合もあり、同じである場合もある。この結果、光出射部４０ｂの全体としての数密度は、光入射面３８から遠くなるにしたがって次第に大きくなっている。
【００６４】
図７や図８では光出射部４０ａ、４０ｂとして凸レンズ状のパターンを示しているが、プリズム状のパターンや円錐状のパターンなどでもよい。また、サンドブラスト加工や拡散インクを写真印刷して形成したパターン、回折格子パターン、任意の凹凸パターンなどでもよい。
【００６５】
しかして、この面光源装置３１にあっては、図８に矢印で示すように、光源３２から出射した光は、光入射面３８から光導入部３５内に入射し、光導入部３５の上面又は下面で反射され、あるいは光導入部３５を通過して厚みの薄い導光板本体３４へ導びかれる。導光板本体３４へ導入された光は、導光板本体３４の上面と下面で反射しながら導光板本体３４内を導光し、光出射部４０ｂによって反射または拡散され、あるいは光出射部４０ａで屈折または拡散されて光出射面３９からほぼ均一に出射される。
【００６６】
（実施形態１による指向性変換パターン）
図９は、実施形態１の指向性変換パターン３６の、図７のＷの範囲における断面を示す。すなわち、図９は、光入射面３８と平行に切った指向性変換パターン３６の断面のうち、光源３２の前方に位置し、かつ、光源３２と等しい幅（光源幅Ｗ）を持つ領域（つまり、光源中心Ｃから左右両側へＷ／２の領域）内にある部分を示す。ここで、光源中心Ｃとは、光源３２の発光中心３２ａを通過し、かつ、導光板３３の光入射面３８及び光出射面３９に垂直な平面をいう。また、光源幅Ｗとは、光源３２のパッケージの幅をいうものではなく、発光面（光出射窓４４）の幅をいう。図９では、指向性変換パターン３６は、光源中心Ｃに関して左右対称な形状を有しているが、かならずしも左右対称である必要はない。
【００６７】
本発明の実施形態１による面光源装置においては、指向性変換パターン３６は、光入射面３８と平行な断面における光源幅Ｗの領域では、以下に述べるような構造又は特性を有している。光源幅Ｗの外側の領域においても、光源幅Ｗの領域と同様な構造又は特性を有していてもよいが、光源３２から離れた領域では、供給される光量や光強度が小さいので、光源幅Ｗの外側では特に指向性変換パターン３６の構造は限定されない。
【００６８】
光入射面３８と平行な断面における光源幅Ｗの領域では、指向性変換パターン３６を構成する大部分またはすべてのパターン素子は非対称な形状を有している。すなわち、ある稜線（断面の極大点）と当該稜線に隣接する一方の谷線（断面の極小点）とを結ぶパターン斜面４６ａと、当該稜線と当該稜線に隣接する他方の谷線（断面の極小点）とを結ぶパターン斜面４６ｂが、当該稜線を通り光出射面３９に垂直な直線に関して左右非対称となっている。ただし、一部のパターン素子（たとえば、光源中心Ｃの位置にあるパターン素子）は左右対称であってもよい。ここで、パターン斜面４６ａ、４６ｂとは、隣り合った稜線と谷線との間に位置する指向性変換パターン３６の上面である。図９に示す指向性変換パターン３６では、パターン斜面４６ａ、４６ｂは平面となっているが、後述のように曲面や屈曲面などであってもよい。
【００６９】
また、光源中心Ｃとそこから向かって左側へＷ／２の領域（以下、光源中心Ｃの左側領域という。）においては、導光板３３の内部から外部へ向けて各パターン斜面４６ａ、４６ｂに法線Ｎを立てたとき、法線Ｎが光源中心側へ傾いているパターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２の総和（各パターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２の、幅Ｗ／２の左側領域における合計値）が、法線Ｎが光源中心と反対側へ傾いているパターン斜面４６ａの横幅Ｄ１の総和（各パターン斜面４６ａの横幅Ｄ１の、幅Ｗ／２の左側領域における合計値）よりも大きくなっている（条件１：ΣＤ１＜ΣＤ２）。
【００７０】
同様に、光源中心Ｃとそこから向かって右側へＷ／２の領域（以下、光源中心Ｃの右側領域という。）においては、導光板３３の内部から外部へ向けて各パターン斜面４６ａ、４６ｂに法線Ｎを立てたとき、法線Ｎが光源中心側に向いて傾いているパターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２の総和（各パターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２の、幅Ｗ／２の右側領域における合計値）が、法線Ｎが光源中心と反対側へ傾いているパターン斜面４６ａの横幅Ｄ１の総和（各パターン斜面４６ａの横幅Ｄ１の、幅Ｗ／２の右側領域における合計値）よりも大きくなっている（条件１：ΣＤ１＜ΣＤ２）。
【００７１】
このような形態を実現するためには、隣接する２つのパターン斜面４６ａ、４６ｂ（パターン素子）において、法線Ｎが光源中心側へ傾いているパターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２が、法線Ｎが光源中心と反対側へ傾いているパターン斜面４６ａの横幅Ｄ１よりも大きいか、又は一部において同じであればよい（条件２：Ｄ１≦Ｄ２）。光源幅Ｗの領域にある少なくとも一部のパターン素子が、この条件２を満たしていればよい。できるだけ多くのパターン素子が、この条件２を満たしていることが好ましいが、必ずしもすべてのパターン素子に要求されるものではない。
【００７２】
実施形態１の面光源装置３１においては、光源中心Ｃの左右の領域においてそれぞれ、法線Ｎが光源中心側へ傾いたパターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２の総和が、法線Ｎが光源中心と反対側へ傾いたパターン斜面４６ａの横幅Ｄ１の総和よりも大きくなっている（条件１）。特に、多くのパターン素子において、法線Ｎが光源中心側へ傾いたパターン斜面４６ｂの横幅Ｄ２が、法線Ｎが光源中心と反対側へ傾いたパターン斜面４６ａの横幅Ｄ１よりも大きいか、又は一部のパターン素子で同じになっている（条件２）。この結果、図１０に示すように、発光中心３２ａから斜め方向へ出射した光Ｌ１が垂直に近い角度で入射するパターン斜面４６ａの面積が、パターン素子が左右対称な指向性変換パターンである場合と比較して狭くなり、パターン斜面４６ａから光が漏れにくくなる。さらに、法線Ｎが光源中心Ｃと反対側へ傾いたパターン斜面４６ａの傾斜角が大きくなるので、指向性変換パターンのパターン素子が左右対称である場合と比較して、パターン斜面４６ａに入射する光Ｌ１の入射角が大きくなり、光Ｌ１がパターン斜面４６ａから漏れにくくなる。この結果、実施形態１の面光源装置３１によれば、傾斜面３７からの光の漏れを抑制することができ、光の利用効率が向上する。
【００７３】
導光板３３の上面に設けられた指向性変換パターン３６は、上記のような構造を有しているので、図４や図５の面光源装置２１、２２のように複数の光源３２を配置できるように導光板３３が連設されている場合には、光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで指向性変換パターン３６が並ぶことになる。したがって、導光板３３の上面には光源３２の配列ピッチＰと等しいパターン、すなわち指向性変換パターン３６と光出射部４０ａが設けられており、導光板３３の下面には光源３２の配列ピッチＰよりも小さいピッチ、つまりＰ／ｎ（ｎ≧２）のピッチで光出射部４０ｂが並んでいる。この結果、転写成形時に上面と下面のパターンが幅方向でずれても、上面側のパターンに合わせて光源３２を配置すれば、傾斜面３７からの光漏れや光出射部４０ｂによる輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００７４】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、図２の面光源装置の上面図と下面図である。図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）は、本発明の実施形態１の面光源装置の上面図と下面図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では、第２のパターン１９の分布をシミュレーションにより表現している。図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）では、光出射部４０ａ、４０ｂの分布をシミュレーションにより表現している。これらは実際のパターン配置に近いものであり、第２のパターン１９と光出射部４０ａ、４０ｂの光源１３、３２に近い領域に着目すると、本発明の特徴が明らかである。
【００７５】
なお、指向性変換パターン３６は、平らな平面によって構成されたＶ溝に限らず、湾曲面や屈曲面で構成されていてもよい。また、複数枚の導光板３３を連接した図４、図５のような面光源装置２１、２２では、導光板３３の端における指向性変換パターン３６や光出射部４０ａ、４０ｂの配置が上記のような規則的な配置からずれていてもよい。
【００７６】
（光源中心からの距離に応じてパターン素子が変化する場合）
図９に示した指向性変換パターン３６では、光源中心Ｃの左側領域と右側領域においては、いずれも同じ断面形状のパターン素子を繰り返し配列させているが、各パターン素子の断面形状を光源中心Ｃからの距離に応じて変化させてもよい。図１２は、光源中心Ｃからの距離Ｇによってパターン素子の断面形状が変化している指向性変換パターン３６を表している。特に、図１２に示す指向性変換パターン３６では、隣接するパターン斜面４６ａ、４６ｂの横幅の和（Ｄ１＋Ｄ２）に対する、法線Ｎが光源中心Ｃと反対側へ傾いたパターン斜面４６ａの横幅Ｄ１の比、すなわちＤ１／（Ｄ１＋Ｄ２）が、光源中心Ｃからの距離Ｇが大きくなるに従って減少しているか、又は一部のパターン素子において同じになっている。
【００７７】
このようにパターン素子の断面形状が次第に変化している場合にも、図１３に示すように、各パターン斜面４６ａ、４６ｂの横幅を順にＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、…とすれば、左側領域と右側領域においてそれぞれ、パターン斜面の横幅の総和に関する条件１、すなわち、
Ｄ１＋Ｄ３＋Ｄ５＋… ＜ Ｄ２＋Ｄ４＋Ｄ６＋…
を満たせばよい。そのためには、左側領域と右側領域のそれぞれにおいて、大部分のパターン素子が前記条件２、すなわち、
Ｄ１ ≦ Ｄ２、  Ｄ３ ≦ Ｄ４、  Ｄ５ ≦ Ｄ６、  …
を満たしていれば十分である。
【００７８】
上記のようにパターン素子の断面形状を光源中心Ｃからの距離Ｇに応じて変化させる場合には、図１４に示すように、隣接するパターン斜面４６ａ、４６ｂの間の頂角ωを一定に保ちながら、光源中心Ｃからの距離Ｇが大きくなるに従ってパターン斜面４６ａの比率Ｄ１／（Ｄ１＋Ｄ２）が減少するか、又は一部のパターン素子で同じになるように変化させることが望ましい。
【００７９】
パターン素子の断面形状を光源中心Ｃからの距離Ｇに応じて変化させる態様には、いろいろなものがある。たとえば、光源中心Ｃから離れるに従ってパターン素子の頂角ωが次第に小さくなっていてもよい。また、光源中心Ｃから離れるに従ってパターン素子の頂角ωが次第に大きくなっていてもよい。また、湾曲面を持つパターン素子が配列した指向性変換パターン３６において、光源中心Ｃから離れるに従ってパターン素子の湾曲具合が次第に変化してもよい。
【００８０】
（光源間の光出射部を設ける範囲）
光源３２の周期で光源間に設ける光出射部４０ａは、光源３２の配列をＰ、導光板３３の屈折率をｎとするとき、光入射面３８から
３×Ｐ×√（ｎ２−１）
の距離内に設けることが望ましい。光源３２から出射し、光入射面３８から導光板３３内に入り、導光板３３内を導光する光は、導光板３３の上面に垂直な方向から見ると、両側へθの角度で広がっている。ここで、θは全反射の臨界角であって、導光板３３の屈折率をｎとすれば、
θ＝Arcsin（１／ｎ）
で表される。図１５に示すように、配列ピッチＰで複数の光源３２が並んでいるとき、光入射面３８から図示のＬまでの領域では、隣接する光源３２のいずれか一方の光しか届かない領域が存在する（Ｌよりも遠くの領域では、両光源からの光が届く）。そのためＬまでの領域では輝度ムラが生じやすい。
【００８１】
この距離は、図１５から求められるように、
Ｌ＝Ｐ／tanθ＝Ｐ／tan〔Arcsin（１／ｎ）〕＝Ｐ×√（ｎ２−１）
となる。ここでは、臨界角θを表す上記の式を用いた。よって、光源３２間の輝度の低下を防止するためには、光源３２間の領域において、最低でも光入射面３８からＬまでの距離に光出射部４０ａを設ける必要がある。しかし、実際には、光出射部４０ａを設ける距離はＬでは不十分であり、十分な輝度ムラ防止の効果が得られない。輝度ムラを目立たなくするためには、光入射面３８と平行な方向に沿って測定した光強度の最大値をＳmax、最小値をＳminとすると、実験的及び経験的には、その比Ｓmax／Ｓminが１.０２以下であることが望ましい。そのためには、光出射部４０ａは、光入射面３８から
３×Ｌ＝３×Ｐ×√（ｎ２−１）
の距離にあれば十分である（３×Ｌよりも遠くの領域には光出射部４０ａは必要ない）。もっとも、光入射面３８から２×Ｌよりも遠くでは、光強度の変化は弱いので、実際上は、光源３２間において光入射面３８から２×Ｌまでの領域にだけ光出射部４０ａを設けるようにしても差し支えない。
【００８２】
（実施形態１の変形例）
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、本発明の実施形態１の変形例による面光源装置を示す上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。この変形例では、導光板３３の下面にベースパターンとなる光出射部４０ｂ（第３の形状）を形成している。また、導光板３３の上面には、指向性変換パターン３６（第１の形状）及び光出射部４０ａ（第２の形状）に加えて配向パターン４０ｃ（第５のパターン）を形成している。ベースパターンとは、例えば光源３２の配列ピッチＰによらず共通して用いられるパターンであって、通常の配列ピッチＰに比べて小さなピッチで幅方向に並んでいる（ピッチは、光入射面３８からの距離毎に異なっていてよい）。光出射部４０ａは、光源間で輝度が低下して暗くなるのを防止するためのパターンであって、光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで幅方向に繰り返し並んでいる。配向パターン４０ｃは、光源３２の配列ピッチＰに比べて小さなピッチで幅方向に沿って規則的に並んだパターンであって、光源３２の配置に応じて適宜ピッチや密度を調整することで光出射面３９の輝度を均一にするものである。このような配向パターン４０ｃを付加することによって、面光源装置の輝度ムラを低減して輝度分布の均一性をより一層高めることができる。なお、配向パターン４０ｃ（第５の形状）はランダムに形成されたものであってもよい。
【００８３】
図１７は、本発明の実施形態１の別な変形例による面光源装置を示す斜視図である。この変形例では、光入射面３８に垂直な方向に延びた複数本のレンチキュラーレンズ４８（第５の形状）を光出射面３９に設けている。光出射面３９にレンチキュラーレンズ４８を設けていれば、光出射面３９から出射される光を導光板３３の幅方向に広げることができる。
【００８４】
なお、光出射面３９は鏡面となっていてもよく、出射光を拡散させるように粗面となっていてもよい。
【００８５】
図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置を示す上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。この変形例では、平板状の導光板３３を用いており、導光板３３の光源側端部領域に指向性変換パターン３６を設け、指向性変換パターン３６の近傍に光出射部４０ａを設けている。また、導光板３３の下面に光出射部４０ｂを設けている。
【００８６】
図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置を示す上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。この変形例では、傾斜面３７及び光出射面３９の設けられた導光板３３の上面に、光源３２の配列ピッチＰよりも小さなピッチで幅方向に並んだ光出射部４０ｂを形成している。また、光源３２の配列ピッチＰと同じピッチで繰り返している指向性変換パターン３６と光出射部４０ａは、導光板３３の下面に形成している。
【００８７】
図２０は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置の上面図である。図２０は、図５と同様、複数個の光源３２を配置された面光源装置を表している。図２０の面光源装置が図５の面光源装置と違っているのは、導光板３３の側端においては、光源３２どうしの中間（境界線Ｂ）よりも外側まで導光板３３を延長している点である。導光板３３の側端では、隣の光源３２から入射する光がないので、導光板３３の側端部が暗くなりやすい。そのため導光板３３の側端部を延長して光出射部４０ａを設け、導光板３３の側端部が暗くなるのを防いでいる。
【００８８】
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、本発明の実施形態１のさらに別な変形例による面光源装置の上面図及び下面図である。実施形態１の面光源装置３１では、光出射部４０ａの形状及びサイズを一定とし、光出射部４０ａの密度を調整することで光出射面３９から出射される光の強度を調整している。これに対し、図２１の変形例では、光出射部４０ａのサイズや面積、あるいは光出射部４０ａの深さや曲率などによって調整している。
【００８９】
また、図示しないが、導光板３３の下面には、周期的な光出射部４０ｂとともに、あるいは周期的な光出射部４０ｂに代えて、周期性を有しないパターン（第４の形状）が設けられていてもよい。
【００９０】
なお、実施形態１の上記各変形例は、以下の実施形態２以下についても適用されるものである。また、各変形例どうしを組み合わせることも可能である。
【００９１】
〔実施形態２〕
図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、本発明の実施形態２による面光源装置５０を示す上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。この面光源装置５０では、傾斜面３７に指向性変換パターン３６を放射状に設けている。他の構成については、実施形態１と同様であるので、実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付すことによって説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
【００９２】
かかる実施形態では、導光板３３の上面に垂直な方向から見たとき、指向性変換パターン３６の方向が光源３２からの光の放射方向とほぼ平行となるので、点光源を用いたときに傾斜面３７からの光漏れ防止の効果がより高くなる。
【００９３】
〔実施形態３〕
図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、本発明の実施形態３による面光源装置５１を示す上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。実施形態２の面光源装置５１においては、光導入部３５の上面に、傾斜面３７と重なり合うようにして、円錐台形状のほぼ半分の形状をした突部５２が突出している。図２４に示すように、突部５２の外周面は、突部５２の上面から導光板本体３４の光出射面３９へ向けて傾斜した傾斜面５３となっており、傾斜面５３にはＶ溝構造をした複数の指向性変換パターン３６が形成されている。指向性変換パターン３６は、光出射面３９に垂直な方向から見ると、円弧状をした帯状領域となっており、そこには同じＶ溝構造をした指向性変換パターン３６が放射状に並んでいる。Ｖ溝構造をした指向性変換パターン３６の稜線方向から見たときの山部の頂角（Ｖ溝構造を構成する平面のなす最大挟角）は１２０°であるとき、傾斜面３７からの光漏れを防止する効果が最も高くなる。この実施形態では、突部５２及び指向性変換パターン３６、あるいは指向性変換パターン３６を形成された突部５２が、第１の形状１８となっている。
【００９４】
この実施形態のような立体的な指向性変換パターン３６によれば、傾斜面３７からの光漏れ防止効果が高くなるが、光源３２を一定ピッチで配列する場合には、指向性変換パターン３６も光源３２の配列ピッチＰと同じピッチで形成される。従って、光源間に配置される光出射部４０ａは指向性変換パターン３６と同じ側の面に形成され、光出射部４０ｂは指向性変換パターン３６とは反対側の面に形成される。
【００９５】
（実施形態３の変形例）
図２５は、本発明の実施形態３の変形例を示す斜視図である。この変形例は、傾斜面３７の中央部に突部５２だけを設けたものである。突部５２の外周面に指向性変換パターン３６は設けられていないが、この場合には突部５２が第１の形状１８となる。
【００９６】
〔実施形態４〕
つぎに、上記のような導光板を成形するための導光板形成装置を説明する。図２６は、導光板形成装置の概略図である。この導光板形成装置は、材料供給装置１０１、転写成形装置１０２、フィルム貼着装置１０３、裁断装置１０４、外形加工装置１０５を備える。
【００９７】
材料供給装置１０１は、メインローラ１０６に巻回した樹脂シート１２５を巻き戻し、転写成形装置１０２へと供給する。その途中には複数のローラ１０７が配置され、２つ目のローラ１０７の直後で、樹脂シート１２５に貼着した保護シート１２５ａが剥がされて巻取ローラ１０８に巻き取られる。ここでは、樹脂シート１２５には、ポリカーボネート（融点＝約２４０℃，ガラス転移温度＝約１５０℃）が使用される。
【００９８】
図２７に示すように、転写成形装置１０２は、下型１０９及び上型１１０を備える。下型１０９は、下型用支持プレート１１１の上面に、下型用中間プレート１１２、下型用断熱プレート１１３、下型用転写プレート１１４（第２金型）をこの順で配置したものである。
【００９９】
下型用支持プレート１１１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を平面視矩形状の板状に形成したものである。下型用支持プレート１１１の両側面間には複数の貫通孔が形成され、ヒータ１１５及び熱電対（図示せず）が挿入されている。ヒータ１１５に通電することにより、この下型用支持プレート１１１を加熱し、下型用中間プレート１１２及び下型用断熱プレート１１３を介して下型用転写プレート１１４を昇温できるようになっている。ここでは、ヒータ１１５への通電による下型用支持プレート１１１の加熱温度を約１８０℃に抑えている。
【０１００】
下型用中間プレート１１２は、前記下型用支持プレート１１１と同様に、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を平面視矩形状の板状に形成したものである。
【０１０１】
下型用断熱プレート１１３は、ポリイミド等の樹脂材料からなる断熱シート１１３ａを複数枚積層一体化したものである（図２７では、上下方向に分解した状態で図示）。断熱シートの積層枚数の違いにより断熱性能を調整することができる。ここでは、下型用断熱プレート１１３を５枚の断熱シートで構成することにより、下型用支持プレート１１１の加熱温度が約１８０℃であるのに対し、下型用転写プレート１１４での温度が約１５０℃となるようにしている。これにより、下型用支持プレート１１１からの熱影響を受けて樹脂シート１２５が変形することを防止することができる。したがって、樹脂シート１２５の搬送ラインを下型１０９の近傍とし、成形型開放時の距離を大きくする必要がなくなるため、転写成形装置１０２を小型化することができる。また、下型用断熱プレート１１３は、成形型を閉じて樹脂シート１２５を加熱する際、上型１１０からの熱が下型側へと逃げるのを防止する役割をも果たす。さらに、下型用断熱プレート１１３は、樹脂シート１２５を冷却する際、下型用支持プレート１１１まで冷却されるのを防止する役割をも果たす。
【０１０２】
下型用転写プレート１１４は、ニッケルクロム合金を平面視矩形の板状としたものである。下型用転写プレート１１４の上面には、図２８（Ｂ）に示すように、サブミクロンオーダの深さを有する複数の半球面状をした窪み１２６ｂ（成形型の第３の形状）、すなわち光出射部４０ｂを成形するための窪みを有する転写面が形成されている。これにより、転写先である樹脂シート１２５の下面に複数の半球状をした光出射部４０ｂを成形することができる。
【０１０３】
前記下型１０９は、図示しないサーボモータ等の駆動手段によって水平面をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動可能となっている。また、移動量はマイクロメータ１１６によって検出され、その検出結果に基づいて水平面内でのｘ軸方向及びｙ軸方向の位置を微調整可能となっている。なお、下型の移動は手動により行うようにしてもよい。
【０１０４】
上型１１０は、上型用支持プレート１１７の下面に、上型用中間プレート１１８、上型用断熱プレート１１９、及び、上型用転写プレート１２０を保持する保持プレート１２１をこの順で配置したものである。
【０１０５】
上型用支持プレート１１７は、前記下型用支持プレート１１１と同様に、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を平面視矩形状の板状に形成したものである。上型用支持プレート１１７の両側面間には複数の貫通孔が形成され、ヒータ１２２及び熱電対（図示せず）が挿入されている。ヒータ１２２に通電することにより、上型用支持プレート１１７を約２８０℃まで昇温可能となっている。
【０１０６】
上型用中間プレート１１８は、前記上型用支持プレート１１７と同様に、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を平面視矩形状の板状に形成したものである。
【０１０７】
上型用断熱プレート１１９は、前記下型用断熱プレート１１３と同様に、ポリイミド等の樹脂材料からなる複数枚の断熱シート１１９ａを積層したものである。ここでは、上型用断熱プレート１１９を２枚の断熱シートで構成し、上型用転写プレート１２０での温度が約２４０℃となるようにしている。これにより、樹脂シート１２５を上型１１０と下型１０９とで挟持した際、樹脂シート１２５を十分に溶融することができる。
【０１０８】
上型用転写プレート１２０（第１金型）は、前記下型用転写プレート１１４と同様に、ニッケルクロム合金を平面視矩形の板状としたものである。図２８（Ａ）及び図２９（Ａ）に示すように、上型用転写プレート１２０の下面には、幅方向に延びる凹所１２３が形成されている。図２９（Ｂ）に示すように、凹所１２３は、垂直面１２３ａ、底面１２３ｂ、傾斜面１２３ｃ及び両端面（図示せず）で囲まれた空間である。傾斜面１２３ｃは、幅方向に延びている。傾斜面１２３ｃには、図２８（Ａ）に示すように、導光板３３の指向性変換パターン３６を成形するための突条部１２４（成形型の第１の形状）が形成されている。また、上型用転写プレート１２０の下面には、導光板３３の光出射部４０ａを成形するための窪み１２６ａ（成形型の第２の形状）が設けられている。突条部１２４と窪み１２６ａとは、光源３２の配列ピッチＰと等しいピッチで、上型用転写プレート１２０の幅方向に沿って同じパターンが繰り返すように設けられている。
【０１０９】
凹所１２３には、溶融した樹脂シート１２５の一部が流入して光導入部３５の突出部分（光出射面３９よりも上方へ突出している部分）が形成されるようになっている。ここに、樹脂シート１２５とは、フィルム状の非常に薄いものから、本実施形態で使用する０.２〜０.３ｍｍ、あるいはそれ以上の厚みを有するものが含まれる。光導入部３５の突出部分の高さ寸法はサブミリオーダであり、ここでは０.２ｍｍである。傾斜面に形成される突条部１２４の突出寸法（表面粗さ）は、サブミクロンオーダであり、ここでは０.２μｍである。これら突条部１２４や窪み１２６ａなどが形成された領域が転写面である。
【０１１０】
上型用転写プレート１２０の下面には、前記凹所１２３から側面まで連通する複数の溝部１２７が形成されている。各溝部１２７は、凹所１２３が延びる幅方向（ｙ軸方向）に対して直交する方向（ｘ軸方向）に形成するのが好ましい。これにより、溝部１２７の長さを最も短くすることができる。これにより溝部１２７から気泡を効果的に排出することが可能になる。また、各溝部１２７の深さ寸法は、凹所１２３の深さ寸法以上とすればよく、ここでは同一深さに設定されている。また、各溝部１２７の幅寸法は、凹所１２３内に流入した溶融状態の樹脂（樹脂シート１２５）の流出量を必要最小限に抑えつつ、凹所１２３内に気泡が残留しない値に設定されている。なお、実施形態２のような形状の導光板を成形する場合には、各溝部１２７は、導光板３３の突部５２を成形する箇所どうしの中間に位置させる。これは、突部５２を成形する箇所どうしの中間領域で溶融樹脂の流速が最も遅くなり、気泡が残留しやすいことを考慮したものである。これにより、凹所１２３から気泡を効果的に排出することが可能となる。
【０１１１】
このように、凹所１２３から外部に連続する溝部１２７を、凹所１２３に連通するように形成することにより、凹所１２３内の空気を溶融樹脂が流入する際にスムーズに外部へと導くことができる。しかも、凹所１２３内に流入した樹脂の一部が溝部１２７にも流出する。さらに、溝部１２７の深さ寸法が凹所１２３の深さ寸法以上であるので、凹所１２３から溝部１２７に至る領域で空気が残留することもない（溝部１２７の深さ寸法が凹所１２３の深さ寸法よりも小さければ角部が形成され、その角部に空気が残留する恐れがある。）。したがって、凹所１２３内に空気が残留することがなく、光導入部３５にボイドが発生することもない。また、凹所１２３内に空気が残留したとしても僅かであるので、樹脂に焼けが発生することもない。その上、加圧力によって溶融樹脂中にボイドを発生させることなく溶け込ませることができる。
【０１１２】
図２７に示すように、保持プレート１２１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を矩形枠状に形成したもので、中央に開口部１２８が形成されている。保持プレート１２１は、その下面に上型用転写プレート１２０を保持し、この上型用転写プレート１２０を開口部１２８から上方に露出させる。開口部１２８から露出する上型用転写プレート１２０の上面には、軟Ｘ線照射装置１２９によって軟Ｘ線が照射される。これにより、樹脂シート１２５は除電され、静電引力により周囲の埃等が付着することが防止される。保持プレート１２１の両側部にはロッド１３０が連結され、図示しないシリンダ等の駆動手段を駆動することにより上型全体の昇降とは別に昇降可能となっている。
【０１１３】
上型全体の昇降は、上型用支持プレート１１７の上面側に配置したプレス装置１３１によって行われる。プレス装置１３１には、エア供給装置１３２から空気が供給及び排出され、図示しないロッド１３０が昇降することにより上型用支持プレート１１７を介して上型全体を昇降させる。
【０１１４】
前記上型１１０と前記下型１０９の間では、前記材料供給装置１０１によって供給される樹脂シート１２５が搬送される。樹脂シート１２５の搬送経路の途中には、成形型の入口側と出口側に、成形型に近い方から順に、樹脂シート１２５の下面を支持する支持ローラ１３３と、上下から挟持する位置決め用グリッパ１３４とがそれぞれ昇降可能に配置されている。また、搬送経路の下流側には、搬送用グリッパ１３５が配置されている。搬送用グリッパ１３５は、位置決め用グリッパ１３４と同様に樹脂シート１２５を上下から挟持し、図示しない駆動手段によって搬送経路に沿って往復移動する。位置決め用グリッパ１３４を開放した状態で、搬送用グリッパ１３５で樹脂シート１２５を挟持して搬送経路の下流側に移動することにより樹脂シート１２５を搬送することができるようになっている。これら支持ローラ１３３及び各グリッパの動作については後述する。
【０１１５】
また、成形型の上流側上方には給気ダクト１３６が配置され、下流側上方には排気ダクト１３７が配置されている。給気ダクト１３６からは、図示しないコンプレッサ等によって供給された空気が吹き出され、上型１１０と下型１０９の間に位置する樹脂シート１２５に斜め上方から吹き付けられる。排気ダクト１３７は、図示しないコンプレッサ等によって吸気されており、給気ダクト１３６から樹脂シート１２５へと吹き付けられた空気を回収する。給気ダクト１３６から供給される空気は清浄されたものであり、給気ダクト１３６から排気ダクト１３７に掛けて形成される空気流れは、樹脂シート１２５を冷却するだけでなく、いわゆる空気バリアを形成し、樹脂シート１２５の表面に埃等が付着するのを防止する。また、前述の軟Ｘ線の照射によって樹脂シート１２５が除電されているので、静電引力により埃等が付着することもない。
【０１１６】
図２６に示すように、成形型の上流側には、樹脂シート１２５の上下面に接触する粘着ローラ１３８がそれぞれ配置されている。粘着ローラ１３８は回転することにより、樹脂シート１２５を搬送しつつ、その表面に付着した埃等を除去する。
【０１１７】
フィルム貼着装置１０３は、転写成形後の樹脂シート１２５の上下面に保護フィルム１３９を貼着する。保護フィルム１３９により樹脂シート１２５が他の部材に衝突して損傷したり、表面に埃等が付着したりすることが防止される。
【０１１８】
裁断装置１０４は、転写成形された樹脂シート１２５を短冊状に切断するためのものである。裁断装置１０４で切断された樹脂シート１２５は、図示しない打抜装置で周囲４辺を切断されて、半製品プレート１４６となる。半製品プレート１４６では、光導入部３５とその反対側の端面に除去すべき削り代が残されている。
【０１１９】
外形加工装置１０５は、半製品プレート１４６の両端面（光導入部３５とその反対側の側面）を切削するための切削部材１４１を備える。切削部材１４１は、図３０（Ａ）に示すように、第１切削工具１４８ａと第２切削工具１４８ｂとを有する。各切削工具１４８ａ、１４８ｂは、図示しない駆動手段によって回転駆動する。第１切削工具１４８ａは、円柱状で、その外周面には螺旋状の切刃１４９ａが形成された荒仕上げ用である。第２切削工具１４８ｂは、円盤上で、外周の対称な位置２箇所に切欠を形成され、表面に径方向に延びる切刃１４９ｂが形成された鏡面仕上げ用である。なお、切削部材１４１による具体的な切削方法については後述する。
【０１２０】
（実施形態４の成形動作）
次に、前記構成からなる導光板形成装置の動作について説明する。
【０１２１】
（準備工程）
上型１１０を上昇させて成形型を開放し、材料供給装置１０１から供給した樹脂シート１２５の先端部分を搬送用グリッパ１３５に挟持させる。そして、搬送用グリッパ１３５を移動させた後、位置決め用グリッパ１３４で樹脂シート１２５を挟持することにより、この樹脂シート１２５を上型１１０と下型１０９とが対向する領域内に配置する（搬送工程）。
【０１２２】
成形型は予めヒータ１１５に通電することにより加熱しておく。前述の通り、断熱プレートをそれぞれ介在させているので、上型１１０では上型用転写プレート１２０が約２４０℃となり、下型１０９では下型用転写プレート１１４が約１５０℃となる。樹脂シート１２５が近傍に位置する下型１０９では、その上面がガラス転移温度程度に抑えられるので、樹脂シート１２５が熱影響を受けて下方側に撓んで下型用転写プレート１１４に接触する等の不具合を発生させることがない（予熱工程）。
【０１２３】
（転写成形工程）
ここで、支持ローラ１３３及び位置決め用グリッパ１３４を降下させることにより樹脂シート１２５を下型１０９の下型用転写プレート１１４上に載置する。また、プレス装置１３１を駆動して上型１１０を降下させ、上型用転写プレート１２０の転写面を当接させる。このとき、プレス装置１３１によって作用させる圧力は小さく抑え、樹脂シート１２５を成形型間に軽く挟んだ状態とする。これにより、樹脂シート１２５は加熱され、その表層部分に含有される水分が除去される（プレヒート工程）。
【０１２４】
プレヒート工程の開始から予め設定した時間（第１設定時間）が経過すれば、プレス装置１３１による加圧力を増大させる。前述の通り、樹脂シート１２５には、ポリカーボネート（融点＝約２５０℃，ガラス転移温度＝約１５０℃）が使用されている。上型用転写プレート１２０が２４０℃に昇温しているため、樹脂シート１２５は融点を超え、溶融状態となる。下型１０９では、下型用転写プレート１１４の温度が１８０℃であるものの、下型用断熱プレート１１３が配置されているため、下型側から熱が逃げることはない。このため、樹脂シート１２５の成形型に挟持された領域の全体が融点を超えて溶融状態となる（加熱・加圧工程）。
【０１２５】
上型１１０からはプレス装置１３１による加圧力が作用している。これにより、樹脂シート１２５の成形型に挟持された部分での厚みが薄くなり、その一部（上面部）が上型用転写プレート１２０に形成した凹所１２３内へと流入する。凹所１２３内へと溶融樹脂が流入すると、凹所１２３内の空気は溝部１２７を介して外部へと排出される。そして、凹所１２３内が完全に溶融樹脂で満たされ、その一部が溝部１２７へと流出する。溝部１２７の深さは凹所１２３の深さ以上（ここでは、同一）に形成されている。このため、凹所１２３内に空気が残留することはなく、スムーズに外部へと排出される。また、凹所１２３内で空気が圧縮されることがないため、焼け等の問題も発生しない。さらに、たとえ凹所１２３内に微小量の空気が残留したとしても、十分な加圧力が作用しているため、溶融樹脂内にボイドを発生させることなく溶け込ませることができる。
【０１２６】
加熱加圧工程の開始から予め設定した時間（第２設定時間）が経過すれば、上型１１０を上昇させる。但し、シリンダを駆動することにより上型用転写プレート１２０は樹脂シート１２５に当接したままとする。ここで、給気ダクト１３６を介して上型用転写プレート１２０上に空気を供給する。加熱された上型用支持プレート１１７は樹脂シート１２５から遠く離れ、上型用転写プレート１２０には、給気ダクト１３６から空気が吹き付けられる。つまり、上型用転写プレート１２０のみを介して樹脂シート１２５を冷却することができる。したがって、樹脂シート１２５の冷却に、上型用支持プレート１１７からの熱影響を受けることがないため、短時間で効果的に行うことができる。すなわち、樹脂シート１２５に使用するポリカーボネートのガラス転移温度である１５０℃以下まで短時間で冷却することができる。この場合、上型用支持プレート１１７及び上型用中間プレート１１８が冷却されることがないので、エネルギーロスが少なく、次の転写成形工程を短時間でスムーズに開始させることができる（冷却工程）。
【０１２７】
冷却工程の開始から予め設定した時間（第３設定時間）が経過すれば、すなわち、冷却により溶融樹脂が固化して形状が安定すれば、上型用転写プレート１２０を上昇させ、成形部分から離型させる。また、支持ローラ１３３を上昇させ、成形部分を下型用転写プレート１１４からも離型させる。これにより、樹脂シート１２５の上面には、高さがサブミリオーダの、すなわち０.２ｍｍの光導入部３５が形成される。そして、光導入部３５の傾斜面３７には、サブミクロンオーダの、すなわち１４μｍの鋸歯状をした複数の指向性変換パターン３６が形成される。また、導光板３３の光出射面３９には、光出射部４０ａが形成される。一方、樹脂シート１２５の下面には、半円状をした複数の光出射部４０ｂが形成される（離型工程）。
【０１２８】
従来、樹脂シート１２５に転写成形によりサブミクロンオーダの指向性変換パターン３６を形成することはできたが、同時にサブミリオーダの光導入部３５を形成することは不可能であった。前記成形型構造を有する転写成形装置１０２を使用することにより、樹脂シート１２５にサブミクロンオーダの指向性変換パターン３６と、サブミリオーダの光導入部３５を同時に形成することが可能となる。また、前記転写成形では、成形型間に挟持した樹脂シート１２５の全体を溶融させているので、後に硬化して得られた半製品プレート１４６には内部応力が残留しない。したがって、光導入部３５の端面側に複数のＬＥＤを配置し、光を透過させた際に、偏り等を無くして光導入部３５を除く上面全体（光出射面３９）を均等に発光させることができる。
【０１２９】
（フィルム貼着工程）
転写成形装置１０２で転写成形された樹脂シート１２５を、さらに下流側へと搬送し、フィルム貼着装置１０３にて上下面に保護フィルム１３９を貼着する。保護フィルム１３９は、半製品プレート１４６が他の部材に衝突する等により傷が付いたりして損傷するのを防止し、かつ、周囲の埃等が付着して不具合を発生させるのを防止する。保護フィルム１３９は、半製品プレート１４６が後の加工を経て導光板となった後、液晶パネルを組み付ける際に剥がされる。
【０１３０】
（裁断工程）
両面に保護フィルム１３９を貼着された樹脂シート１２５を、さらに下流側へと搬送し、裁断装置１０４にて搬送方向に半製品プレート単位で切断して短冊状とする。半製品プレート１４６は、光導入部３５とその反対側の端面（切削面）に外形加工工程での削り代を有する。このとき、半製品プレート１４６の切削面には、後述する第１切削工具１４８ａによる切削方向側の角部にテーパ面１４６ａを形成する。ここでは、テーパ面１４６ａは、切削面に対して約３°の角度を有し、削り代を切削した後にテーパ部分が残るように形成される。
【０１３１】
（外形加工工程）
裁断工程で得られた半製品プレート１４６を、光導入部３５が交互に反対側に位置するようにして都合８枚積層する。そして、積層状態の半製品プレート１４６の上下面にダミープレート１４７をそれぞれ配置する。
【０１３２】
続いて、第１切削工具１４８ａ、次いで第２切削工具１４８ｂにより、半製品プレート１４６及びダミープレート１４７の一端面を切削する。
【０１３３】
第１切削工具１４８ａは、図３０（Ａ）に示すように、半製品プレート１４６の切削面に対して回転軸が平行になるように配置され、図中時計回り方向に回転しながら外周の切刃１４９ａで半製品プレート１４６の端面を切削する。この場合、半製品プレート１４６は積層され、かつ、ダミープレート１４７によって挟持されている。したがって、切削時にばたつき等が発生せず、スムーズに切削することができる。また、半製品プレート１４６には、第１切削工具１４８ａによる切削方向側の角部にテーパ面１４６ａが形成されている。しかも、このテーパ面１４６ａは、半製品プレート１４６の切削面の削り代を超える範囲である。したがって、半製品プレート１４６の角部に第１切削工具１４８ａによるバリが形成されることはない。
【０１３４】
第２切削工具１４８ｂは、図３０（Ｂ）及び図３０（Ｃ）に示すように、半製品プレート１４６の切削面に対して回転軸が垂直になるように配置され、その表面の切刃１４９ｂで切削面を鏡面仕上げする。切刃１４９ｂは、積層された半製品プレート１４６の切削面を回転しながら切削する。したがって、上下両面にダミープレート１４７が配置されていなければ、両側に位置する半製品プレート１４６の上下縁にバリが発生する恐れがある。しかしながら、そこにはダミープレート１４７が配置されている。このため、たとえバリが形成されたとしても、その位置はダミープレート１４７であり、半製品プレート１４６ではない。
【０１３５】
このようにして完成した導光板３３は、０.２ｍｍ厚の導光板本体３４と、断面略台形状で、０.５ｍｍ厚の光導入部３５とで構成されている。導光板３３の上面と下面にはそれぞれ複数の半球面状をした光出射部４０ａ、４０ｂが形成される。
【０１３６】
なお、前述のように、転写成形する際、成形型間に挟持した樹脂シート１２５の全体を溶融させているので、得られた製品の状態では内部応力が残留せず、組織の状態が均一なものとなる。したがって、このようにして成形した導光板３３によれば、Ｐ偏向の光とＳ偏向の光を光出射面３９の全体から一様に出射することができる。すなわち、導光板３３から出射するＰ偏光とＳ偏光の透過光量差を大幅に小さくできる。
【０１３７】
〔実施形態５〕
つぎに、導光板を成形するための別な転写成形装置を説明する。図３１では、上型用転写プレート１２０を給気ダクト１３６から吹き付ける空気による空冷方式に代えて、冷却プレート１５０を直接接触させて冷却する直接冷却方式を採用している。
【０１３８】
すなわち、冷却プレート１５０は、図示しない水平移動機構により成形型内の転写領域と、成形型外の非転写領域との間で往復移動可能となっている。冷却プレート１５０の上面には、補助断熱プレート１５１が一体化されている。上型用転写プレート１２０は、保持プレート１２１に保持された状態では、下面が樹脂シート１２５の上面に当接可能であり、上面には冷却プレート１５０の下面が当接可能となっている。冷却プレート１５０は水冷式であり、図示しないパイプを介して液体が流動し、その表面温度を一定値（例えば２０℃）に維持するように構成されている。なお、その他の成形型等の構成は、前記実施形態４のものと同様であるので、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【０１３９】
前記冷却プレート１５０を備えた構成では、樹脂シート１２５を加熱・加圧した後の冷却を次のようにして行う。すなわち、転写成形工程では、図３２（Ａ）に示す状態から冷却工程に移行する際、図３２（Ｂ）に示すように、上型用転写プレート１２０は樹脂シート１２５に当接した状態を維持しつつ上型１１０を上昇させた後、図３２（Ｃ）に示すように、上型用転写プレート１２０と上型用中間プレート１１８の間に、側方から冷却プレート１５０を挿入する。
【０１４０】
（第１冷却工程）
図３２（Ｄ）に示すように、上型用転写プレート１２０の上面に冷却プレート１５０の下面を当接させ、冷却プレート１５０及び補助断熱プレート１５１を、上型用転写プレート１２０と上型用中間プレート１１８の間に挟持する。図３４に示すように、このときの加圧力は、樹脂シート１２５から気泡（ボイド）を消失させることができるように高圧（加熱・加圧時よりは低圧）とする（例えば、直径約０．４ｍｍの気泡を直径約０．１ｍｍとすることができるように、ボイルシャルルの法則により加圧力を０．８ＭＰａ以上とする。
【０１４１】
（第２冷却工程）
続いて、樹脂シート１２５の温度が、その融点以下（例えば、２００℃）まで低下してくれば（ここでは、時間で管理し、第１冷却工程の開始から第１設定時間経過した時点）、加圧力を一気に低下させる（例えば、加圧力を０．１ＭＰａとする）。図３３（Ａ）に示すように、樹脂シート１２５の弾性率は温度低下に伴って大きくなり、弾性変形しにくくなり、ガラス転移温度である約１５０℃で固化して流動性を消失する。このため、図３３（Ｂ）に示すように、樹脂シート１２５は約１５０℃まで温度低下した際、成形型によって加圧力を付与されたままの状態であると、残留応力が発生する。実際には、約２００℃からゴム状の弾性体となり残留応力が発生する。そこで、本実施形態では、樹脂シート１２５の温度が約２００℃まで低下すれば、加圧力を低下させることにより残留応力を除去するようにしている。
【０１４２】
（第３冷却工程）
その後、さらに樹脂シート１２５の温度が、そのガラス転移温度以下（例えば、１５０℃）まで低下してくれば（ここでは、時間で管理し、第２冷却工程の開始から第２設定時間経過した時点）、加圧力を再び上昇させる（例えば、加圧力を０.５ＭＰａ以上とする）。樹脂シート１２５を上面側から冷却しているので、その温度分布がばらつくことが避けられない。樹脂シート１２５の上面側が先にガラス転移温度以下まで低下して固化した時点で、下面側がそこまで温度低下していないことがある。この場合、樹脂シート１２５の下面側での熱収縮に固化した上面側が追従せず、下面が中央部で盛り上がった湾曲形状のソリが発生する。しかしながら、再度加圧力を上昇させることにより強制的に収縮応力を打ち消すことができる。
【０１４３】
このように、実施形態４に係る冷却方法を採用すれば、実施形態４の場合の空冷に比べて冷却時間を短縮することができる。具体的には、実施形態４の空冷の場合、１１０秒かかっていた冷却時間を、実施形態５の直接冷却の場合、５５秒に短縮することができた。また、上型１１０及び下型１０９には断熱プレートをそれぞれ配置していることに加えて、冷却プレート１５０の上面には補助断熱プレート１５１が一体化されている。このため、冷却プレート１５０が低温であっても、上型１１０に与える影響を抑えることができ、次の加熱・加圧時までの復帰時間を短縮することができる。
【０１４４】
以上のようにして樹脂シート１２５が冷却されれば、図３２（Ｅ）に示すように、上型１１０を上昇させて冷却プレート１５０を水平移動させて退避させる。そして、図３２（Ｆ）に示すように、上型用転写プレート１２０を上昇させることにより１サイクルが終了する。
【０１４５】
〔実施形態６〕
さらに別な転写成形装置を説明する。この転写成形装置では、図３５及び図３６に示すように、上型用転写プレート１２０の上面側からだけではなくて、下型用転写プレート１１４の下面側からも冷却することにより、樹脂シート１２５を上下から冷却する冷却機構を備えている。
【０１４６】
すなわち、実施形態５では、上面に補助断熱プレート１５１を一体化した冷却プレート１５０を設けただけとしたが、この実施形態６では、これに相当する、上面に補助断熱プレート１５３を一体化した第１冷却プレート１５２に加え、下面に補助断熱プレート１５５を一体化した第２冷却プレート１５４を備える。また、下型用転写プレート１１４を除く下型全体が水平方向の退避位置に移動可能となっている。また、第１冷却プレート１５２及び第２冷却プレート１５４が上下方向に対向した状態で、上面に上型用転写プレート１２０が当接し、下面に下型用転写プレート１１４が当接した状態の樹脂シート１２５の上下に挿入可能となっている。
【０１４７】
前記構成の冷却機構を備えた転写成形装置１０２の作用は次の通りである。すなわち、前記実施形態４及び実施形態５と同様にして、図３５（Ａ）に示すように、プレヒート工程及び転写成形工程が終了すれば、図３５（Ｂ）に示すように、上型用転写プレート１２０を樹脂シート１２５の上面に当接させた状態を維持しつつ、上型１１０を上昇させる。そして、図３５（Ｃ）に示すように、下型用転写プレート１１４を樹脂シート１２５の下面に当接させた状態を維持しつつ、下型１０９の他の部分を水平方向の退避位置へと移動させる。また、上下方向に対向して配置した上型用転写プレート１２０と下型用転写プレート１１４を水平方向に移動させ、上型用転写プレート１２０及び下型用転写プレート１１４を上下面に当接させた樹脂シート１２５の上下に配置する。この状態で、図３５（Ｄ）に示すように、上型１１０を降下させ、上型用転写プレート１２０及び下型用転写プレート１１４を上下面に当接させた樹脂シート１２５を、第１冷却プレート及び第２冷却プレートによって挟持する。そして、加圧することにより樹脂シート１２５の冷却工程を開始する。
【０１４８】
このように、前記冷却工程では、樹脂シート１２５を上下から均等に冷却することができる。したがって、前記実施形態５で行っていたような第１から第３冷却工程によってソリ等の問題に対処する必要がない。つまり、単一の冷却工程で、ソリ等のない半製品プレート１４６を完成することができる。
【０１４９】
その後、冷却工程が終了すれば、図３６（Ａ）に示すように、第１冷却プレート１５２及び第２冷却プレート１５４と、下型１０９の下型用転写プレート１１４を除く部分とを水平移動させて元の位置へと復帰させる。そして、図３６（Ｂ）に示すように、下型１０９上に、上下面に上型用転写プレート１２０及び下型用転写プレート１１４を当接させた状態の樹脂シート１２５が位置すれば、図３６（Ｃ）に示すように、上型用転写プレート１２０を上昇させて１サイクルを終了する。
【０１５０】
〔他の実施形態〕
なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【０１５１】
例えば、前記実施形態では、光導入部３５を、樹脂シート１２５を溶融させ、その溶融樹脂の一部を上型用転写プレート１２０に形成した凹所１２３に流入させることにより形成するようにしたが、光導入部３５は次のように形成してもよい。
【０１５２】
図３７（Ａ）では、樹脂シート１２５のうち、主に非製品部分（導光板となる領域以外）の溶融樹脂を凹所１２３内に流入させることができるようにしている。すなわち、上型用転写プレート１２０に形成した凹所１２３を構成する非製品部分側の側壁部１２０ａは、その高さが他の部分よりも高く形成されている。また、側壁部１２０ａによって形成される内側面１２０ｂは、凹所１２３の底面側から徐々に開口するように傾斜面で構成されている。
【０１５３】
これにより、図３７（Ｂ）に示すように、転写成形時に成形型を接近させて加圧すると、図３７（Ｃ）に示すように、溶融した非製品部分の樹脂が、側壁部１２０ａの傾斜面１２０ｂを流動して凹所１２３内へと流入する。続いて、製品部分側の樹脂の一部も対向する他方の側壁部の傾斜面１２０ｃを流動して凹所１２３内へと流入する。この場合、側壁部１２０ａの突出寸法を大きくしているため、非製品部分での溶融樹脂の流入量を十分に大きくすることができる。したがって、破棄する樹脂量を抑制してコストダウンを図ることができる。この結果、図３７（Ｄ）に示すように、凹所１２３内が溶融樹脂で満たされる。これ以降の冷却工程等は、前述の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１５４】
図３８（Ａ）では、樹脂シート１２５を溶融させてその溶融樹脂の一部を凹所１２３に流入させるのではなく、別途、上型用転写プレート１２０に凹所１２３に合わせて追加部材（例えば、樹脂片１２５ｂ）を供給するようにしている。これによれば、図３８（Ｂ）に示すように、光導入部３５を無理なく容易に形成することが可能となる。
【０１５５】
図３９（Ａ）では、樹脂シート１２５の一部に、予め突出部１２５ｃを形成しておくことにより、予め追加部材を一体化したような構成とするようにしている。突出部１２５ｃの厚み寸法としては、光導入部３５の厚み寸法よりも小さく、転写成形前の樹脂シート１２５の厚み寸法よりも大きい値とするのが好ましい。このように、突出部１２５ｃを有する構成によれば、追加部材を供給するための機構が不要となり作業性を向上させることができる。
【０１５６】
また、前記実施形態では、凹所１２３を上型用転写プレート１２０に形成するようにしたが、下型用転写プレート１１４に設けることもできるし、両方に設けることも可能である。
【０１５７】
また、前記実施形態では、上型１１０と下型１０９からなる成形型構造を採用したが、例えば、水平方向に開閉する成形型を採用することも可能である。
【０１５８】
また、前記実施形態では、転写面を、上型用転写プレート１２０及び下型用転写プレート１１４にそれぞれ形成するようにしたが、いずれか一方に形成することもできる。また、これら転写プレートを無くして、転写面を成形型（例えば、中間プレート）に直接形成することもできる。
【０１５９】
また、前記実施形態では、上型用転写プレート１２０の全体を均等に加熱するようにしたが、必ずしも均等に加熱する必要はない。例えば、凹所１２３の近傍を集中的に加熱することができるように構成することもできる。これによれば、凹所１２３内での樹脂の溶融状態を良好なものとして、ヒケ等の発生しない良好な光導入部３５を形成することができる。
【０１６０】
また、前記実施形態では、上型用転写プレート１２０と下型用転写プレート１１４の間に樹脂シート１２５を挟持して加熱・加圧するようにし、この樹脂シート１２５の全体を溶融させるようにしている。このため、前記転写プレート１２０、１１４のうちの少なくともいずれか一方には、周縁部に溶融樹脂の流動を規制する流動規制構造を備えるのが好ましい。
【０１６１】
図４０では、下型用転写プレート１１４の上面周縁部に流動規制構造が形成されている。但し、必ずしも４辺全てを囲むように形成されている必要はなく、要は流動樹脂が周囲に流動していかないのであれば、断続的に設けたり、両側部のみに設けたりすることも可能である。
【０１６２】
図４０（Ａ）は流動規制構造を下型用転写プレート１１４の上面から突出する突条部１１４ａで構成したものである。図４０（Ｂ）は流動規制構造を下型用転写プレート１１４の上面に形成した溝部１１４ｂで構成したものである。図４０（Ｃ）は流動規制構造を下型用転写プレート１１４の上面から突出させた多数の微小突部１１４ｃで構成したものである。図４０（Ｄ）は、流動規制構造を下型用転写プレート１１４の上面に形成した多数の微小凹部１１４ｄで構成したものである。これらの構成は、上型用転写プレート１２０に形成するようにしてもよいし、両転写プレート１１４、１２０に形成するようにしてもよい。また、これらの形態に限定されるものでもなく、溶融樹脂の流動抵抗を高めるものであれば、いずれの形態であっても採用することができる。
【０１６３】
また、前記実施形態では、冷却工程での加圧力を、図３４に示すように決定したが、次のようにしてもよい。
【０１６４】
例えば、第１冷却工程では、直径０.４ｍｍの気泡を直径０.１ｍｍに圧縮するために、ボイルシャルルの法則（ＰＶ／Ｔ＝一定）により加圧力Ｐ１を決定する。
Ｐ０×Ｖ０／Ｔ０＝Ｐ１×Ｖ１／Ｔ１      …(1)
(1)式に以下の値を代入する。
Ｐ０＝１０１３２５Ｐａ（大気圧）
Ｖ０＝３.３５×１０−１１ ｍ３ （直径０.４ｍｍの気泡の体積）
Ｔ０＝２４０℃＝５１３Ｋ
Ｖ１＝５.２３×１０−１３ ｍ３ （直径０.１ｍｍの気泡の体積）
Ｔ１＝１９０℃＝４６３Ｋ
以上により、Ｐ１＝５.８５ＭＰａが得られる。
したがって、加圧力を５.８５ＭＰａ以上とすることにより、直径０.４ｍｍの気泡を直径０.１ｍｍ以下に圧縮することが可能となる。
【０１６５】
また、第２冷却工程では、樹脂シート１２５（ポリカーボネート）の温度が１９０℃まで低下することにより、加圧力を０.０２ＭＰａまで低下させている（加圧力を付与しない０ＭＰａとしてもよい。）。これにより、残留応力を除去している。
【０１６６】
さらに、第３冷却工程では、樹脂シート１２５（ポリカーボネート）がガラス転移温度である１５０℃から成形型から離型可能な１３０℃まで温度低下する際の収縮応力に相当する圧力を加圧力Ｐ２として決定する。すなわち、
Ｐ２ ＝Ｅ×α
Ｅ（弾性係数）＝２.４５ＧＰａ
α（ポリカーボネートの線膨張係数）＝７×１０−５
したがって、Ｐ２＝３.４ＭＰａとなり、この値以上の加圧力（例えば、６.２ＭＰａ）を付与すれば、冷却に伴う樹脂シート１２５の収縮応力による変形を防止することが可能となる。
【０１６７】
また、前記実施形態では、準備工程、転写成形工程、フィルム貼着工程、及び、裁断工程までを並設した一連の装置により連続的に行うようにしたが、それぞれ別々に行うようにしてもよいし、一部連続的に行うようにしても構わない。要するに、これら一連の工程を連続、不連続に拘わらず、順次、実行できればよい。また、転写成形工程内の各工程についても、それぞれ別々に行うようにしてもよいし、一部連続的に行うようにしてもよい。
【０１６８】
また、前記実施形態では、転写面に形成される凹凸の最大高さをサブミクロンオーダ、厚肉部１２６の突出寸法をサブミリオーダとしたが、これらに限らず、例えば、凹凸の最大高さをミクロンオーダ（例えば、２００μｍ）、サブミリオーダ（例えば、１ｍｍ）としてもよい。要するに、凹凸の最大高さに対して厚肉部１２６の突出寸法が大きければよい。特に、厚肉部１２６の突出寸法が凹凸の最大高さの１０倍以上であるのが好ましい。１０倍以上であれば、厚肉部１２６の突出寸法はサブミクロンオーダであってもよい。
【０１６９】
また、前記実施形態では、樹脂シート１２５に連続した帯状のものを使用したが、短冊状の不連続な構成として、１枚（又は２枚以上の複数枚であってもよい）の半製品プレート１４６を転写成形できるようにしてもよい。この場合、上下に回転駆動可能なローラ等を配置する等により、短冊状の樹脂シート１２５であっても搬送可能とすればよい。
【０１７０】
〔実施形態７〕
つぎに、押出成形機を用いた導光板形成装置（転写成形装置）を図４１により説明する。押出成形機１６１は、一般的な押出成形機でよく、樹脂材料（ペレット）を投入するためのホッパ１６２とＴダイ１６３を備えている。ホッパ１６２に投入されてヒータ（図示せず）で加熱溶融された樹脂材料は、スクリュー１６４によって送られ、Ｔダイ１６３から連続的に樹脂シート１２５が押し出される。この段階では、樹脂シート１２５の表裏面は平坦になっている。押し出された樹脂シート１２５は、ローラ１６５とローラ１６６の間を通過し、さらにローラ１６６とローラ１６７の間を通過する。ローラ１６６の外周面には、スタンパ１６８が巻き付けられており、スタンパ１６８には導光板３３に上面側の傾斜面３７や各パターンを付与するための反転したパターンが形成されている。ローラ１６７の外周面には、スタンパ１６９が巻き付けられており、スタンパ１６９には導光板３３に下面側のパターンを付与するための反転したパターンが形成されている。
【０１７１】
しかして、押出成形機１６１から押し出された樹脂シート１２５は、図４２の矢印方向へ送られ、図４２に示すように、ローラ１６５とローラ１６６の間を通過する際に、その上面に光導入部３５の突出部分や傾斜面３７、指向性変換パターン３６、光出射部４０ａ、レンチキュラーレンズ４８などを転写成形される。このとき、光導入部３５の突出部分と隣接する領域には凹部１７０が形成され、凹部１７０から押し出された溶融樹脂が光導入部３５の突出部分へ供給されるようにしている。ついで、樹脂シート１２５は、ローラ１６６とローラ１６７の間を通過する際に、その下面に光出射部４０ｂなどを転写成形される。こうして、上面及び下面にパターンを成形された樹脂シート１２５は、導光板領域の前後左右及び導光板３３間をカッターもしくはブレード１７１によって断裁され、作製された導光板３３はストッカー１７２に積み重ねられる。この断裁工程では、導光板領域の後部は、図４２（Ｂ）のＫ線でカットされ、凹部１７０の部分は切り落とされる。なお、樹脂シート１２５の送り方向は、図４２の矢印とは反対向きになっていても差し支えない。
【０１７２】
（実施形態７の変形例）
図４３は、実施形態７の変形例を示す。図４３（Ａ）及び図４３（Ｂ）は、押出成形機１６１から押し出された樹脂シート１２５の上面図及び断面図である。この変形例では、異型押出成形機を用いており、異型押出成形機のＴダイ１６３から押し出された樹脂シート１２５には２個分の光導入部３５の突出部分が連続的に成形されている。ついで、図４３（Ｃ）及び図４３（Ｄ）に示すように、樹脂シート１２５がローラ１６５とローラ１６６の間を通過する際に、その上面に指向性変換パターン３６、光出射部４０ａ、レンチキュラーレンズ４８などを転写成形し、ローラ１６６とローラ１６７の間を通過する際に、その下面に光出射部４０ｂなどを転写成形する。こうして、上面及び下面にパターンを成形された樹脂シート１２５は、導光板領域の前後左右及び導光板３３間をカッターもしくはブレード１７１によって断裁され、作製された導光板３３はストッカー１７２に積み重ねられる。この断裁工程では、２個分の光導入部３５の中央（Ｋ線）でカットする。
【０１７３】
〔実施形態８〕
図４４（Ａ）は、両面ロール２Ｐ（photo polymarization）法による導光板の転写成形装置を説明するための概略図である。この実施形態では、樹脂シート通路の上方には、樹脂シート１２５と同じ屈折率を有する（例えば、同一樹脂の）紫外線硬化型樹脂１７４を樹脂シート１２５の上面に供給するための供給ノズル１７３と、スタンパロール成形型１７５（転写ロール）と、紫外線照射ランプ１８０とが配置されている。また、樹脂シートの下方には、紫外線照射ランプ１７６と、樹脂シート１２５と同じ屈折率を有する（例えば、同一樹脂の）紫外線硬化型樹脂１７８を樹脂シート１２５の下面に供給するための供給ノズル１７７と、スタンパロール成形型１７９（転写ロール）とが配置されている。
【０１７４】
しかして、樹脂シート１２５が搬送されてくると、供給ノズル１７３から樹脂シート１２５の上面に適量の紫外線硬化型樹脂１７４が供給され、スタンパロール成形型１７５によって紫外線硬化型樹脂１７４が成形され、樹脂シート１２５の上面に光導入部３５の突出部分や傾斜面３７、指向性変換パターン３６、光出射部４０ａなどが形成される。ついで、供給ノズル１７７から樹脂シート１２５の下面に適量の紫外線硬化型樹脂１７８が供給され、スタンパロール成形型１７９によって紫外線硬化型樹脂１７８が成形され、樹脂シート１２５の下面に光出射部４０ｂなどが形成される。こうして、樹脂シート１２５の上面及び下面には、図４４（Ｂ）に示すように、複数列の導光板３３が順次成形される。最後に、各導光板３３はカッター又はブレード１７１によって切り離される。
【０１７５】
なお、これまで説明した導光板の転写成形方法（装置）では、第１成形型と第２成形型の間に樹脂シートを供給して樹脂シートに転写成形を行なっているが、第１成形型と第２成形型の間に溶融した樹脂を送り込んで転写成形を行なってもよい。例えば、図２７に示したような転写成形装置１０２において、下型用転写プレート１１４と上型用転写プレート１２０の間に樹脂シート１２５でなく、溶融した樹脂を送り込み、下型用転写プレート１１４と上型用転写プレート１２０の間に挟み込んで転写成形することが考えられる。また、図４１のような転写成形装置において、Ｔダイ１６３をローラ１６６、ローラ１６７に置き換えてもよい。この場合には、押出成形機１６１のスクリュー１６４により押し出された溶融樹脂が、ローラ１６６に巻き付けられたスタンパ１６８とローラ１６７に巻き付けられたスタンパ１６９の間に挟み込まれて溶融樹脂のままで転写成形される。
【０１７６】
〔実施形態９〕
図４５は、本発明の実施形態９による液晶表示装置１９１を示す概略断面図である。この液晶表示装置１９１では、フレーム１９２内に光源３２と導光板３３からなる本発明の面光源装置１９３を納め、面光源装置１９３の下面に白色樹脂シートなどの反射シート１９４を設けている。また、導光板３３の上面には２枚のプリズムシート１９５を重ね、その上に黒色のリムシート１９６を重ねている。リムシート１９６は、導光板３３の光出射面に対応する箇所で開口されている。リムシート１９６の上には液晶パネル１９７が載置されている。よって、面光源装置１９３は、液晶パネル１９７を裏面から照らすバックライトとなっている。
【０１７７】
〔実施形態１０〕
図４６は、本発明の面光源装置又は液晶表示装置を用いたモバイル機器、すなわちスマートフォン２０１の平面図であって、正面にはタッチパネル付き液晶表示装置２０２を備えている。また、本発明の面光源装置は、スマートフォンなどの携帯電話以外にも、タブレット型コンピュータ、電子辞書、電子ブックリーダなどのモバイル機器にも適用できる。
【符号の説明】
【０１７８】
２１−２３、３１、５０、５１      面光源装置
３２      光源
３３      導光板
３６      指向性変換パターン（第１の形状）
３８      光入射面
３９      光出射面
４０ａ      光出射部（第２の形状）
４０ｂ      光出射部（第３の形状）
４０ｃ      配向パターン（第５の形状）
４８      レンチキュラーレンズ（第５の形状）
１０２      転写成形装置
１０９      下型
１１０      上型
１１４      下型用転写プレート
１２０      上型用転写プレート
１２３      凹所
１２４      突条部
１２６ａ、１２６ｂ      窪み
１６８、１６９      スタンパ
１７３      供給ノズル
１７４      紫外線硬化型樹脂
１７５      スタンパロール成形型
１７７      供給ノズル
１７８      紫外線硬化型樹脂
１７９      スタンパロール成形型
１９１      液晶表示装置
２０１      スマートフォン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図１１】
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