JP3442247B2 - 面光源素子用導光体および面光源素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノートパソコン、
液晶テレビ等に使用される液晶表示装置、駅や公共施設
等における案内標示板や大型看板、高速道路や一般道路
における交通案内板や交通標識等の標示装置に使用され
る面光源素子およびそれに使用される導光体に関するも
のであり、さらに詳しくは、輝度が高く、光出射面内で
の均一な輝度分布が得られる面光源素子用導光体および
面光源素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置、看板、交通案内板
等に使用されている背面光源装置としては、ハウジング
内に蛍光灯等の線状光源を複数本設置した直下方式、板
状の導光体の側端面に線状光源を配置したエッジライト
方式がある。直下方式の背面光源装置では、光源部の軽
量化や薄型化を図ることが困難であるとともに、光源と
して使用する蛍光灯等が標示板から透けて見えるシース
ルー現象が起こりやすいという問題点を有していた。軽
量で薄型の背面光源装置としてエッジライト方式のもの
が多用されてきている。

【０００３】このようなエッジライト方式の背面光源装
置は、通常、アクリル樹脂板等の板状透明材料を導光体
とし、その側端面に面して配置された光源からの光を側
端面（光入射面）から導光体中に入射させ、入射した光
を導光体の表面（光出射面）あるいは裏面に形成した光
散乱部等の光出射機能を設けることにより、光出射面か
ら面状に出射させる面光源素子である。しかし、導光体
の表面あるいは裏面に光出射機能を均一に形成したもの
では、光源から離れるに従って出射光の輝度が低下し
て、光出射面内における輝度が不均一となり、良好な表
示画面が得られないものであった。このような傾向は、
面光源素子の大型化に伴って顕著となり、１０インチ以
上の面光源素子においては実用に耐えうるものではなか
った。特に、ノートパソコンや液晶テレビ等に使用され
る液晶表示装置においては、その画面内での輝度分布は
非常に高い均一性が要求されるものである。

【０００４】このような面光源素子の輝度の不均一とい
う課題を解決するために、種々の提案がなされている。
例えば、特開平１−２４５２２号公報には、導光体の光
出射面に対向する裏面に光入射面から離れるに従って光
拡散物質を密に塗布または付着させた光出射機能を設け
た面光源素子が提案されている。また、特開平１−１０
７４０６号公報には、表面に光散乱物質からなる細かい
斑点を種々のパターンで形成した複数の透明板を積層し
て導光体としたものが提案されている。このような面光
源素子においては、光散乱物質として酸化チタンや硫酸
バリウム等の白色顔料を使用しているため、光散乱物質
に当たった光が散乱する際に光吸収等の光のロスが生
じ、所望方向の出射光の輝度の低下を招くため好ましく
ないものであった。

【０００５】また、特開平１−２４４４９０号公報や特
開平１−２５２９３３号公報には、導光体の光出射面上
に出射光分布の逆数に見合う光反射パターンを有する出
射光調整部材や光拡散板を配置した面光源素子が提案さ
れている。しかし、このような面光源素子においても、
出射光調整部材や光拡散板で反射した光の再利用ができ
ないために光のロスが生じ、所望方向の出射光の輝度の
低下を招くものであった。さらに、特開平２−８４６１
８号公報には、導光体の光出射面およびその裏面の少な
くとも一方の面を梨地面とし、光出射面上にプリズムシ
ートを載置した面光源素子が提案されている。しかし、
このような面光源素子は、非常に高い輝度が得られるも
のの、光出射面における均一性の点で未だ満足できるも
のではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、出射光の輝度の
均一化とともに光のロスを低減して輝度を高める面光源
素子については、特開平３−３４５８９３号公報に提案
されているように、導光体の光出射面を梨地面とし、そ
の裏面に粗面部分と平滑部分を粗面部分の割合が光源か
ら離れるに従って増加するように形成するとともに、光
出射面上にプリズムシートを載置した面光源素子が提案
されている。しかしながら、このような面光源素子で
は、出射光の輝度の均一化と光のロスの低減を図れるも
のの、導光体の裏面に形成した粗面部分と平滑部分とで
形成されるパターンが観察され、画像の観察に支障をき
たすものであった。また、導光体の表面に均一光出射機
能を施すことは、導光体の生産性の観点からも好ましい
ものではない。そこで、本発明は、高い輝度を有すると
ともに、斑点パターン等の均一化処理を施すことなく光
出射面内での輝度の高い均一性が得られる導光体および
面光源素子を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決させるための手段】すなわち、本発明の面
光源素子用導光体は、板状透明体の少なくとも一つの側
端面を光入射面とし、これと略直交する光出射面とを有
し、光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面に
光出射機能を具備しており、導光体の光出射面からの出
射光の最大光強度を示すピークが法線に対して６５度以
上の角度にあり、出射光の最大光強度を示すピークの方
向と最大光強度の５０％の光強度となる方向がなす角度
が２０度以下であることを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の面光源素子は、光源と、該
光源に対向する少なくとも一つの光入射面およびこれと
略直交する光出射面を有する導光体と、導光体の光出射
面に載置された光変角シートとからなり、該導光体の光
出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面に光出射
機能を具備しており、導光体の光出射面からの出射光の
最大光強度を示すピークが法線に対して６５度以上の角
度にあり、出射光の最大光強度を示すピークの方向と最
大光強度の５０％の光強度となる方向がなす角度が２０
度以下であり、該出射光が前記光変角シートにより所望
の方向に変角されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の面光源素子は、図１に示
したように、細長い光源２と、この光源２に対向する少
なくとも一つの光入射面およびこれと略直交する光出射
面を有する導光体１と、導光体１の光出射面に載置され
た光変角シート３とから構成される。このような面光源
素子において、光源２から導光体１中に入射した光は、
臨界角を超える分布の光が導光体１の面で全反射を繰り
返して導光体１中を伝搬する。導光体１の表面に凹凸を
形成した場合には、凹凸部分に到達した光のうち凹凸に
対して臨界角以下の光は屈折して導光体１の外へ出射
し、臨界角以を超える光は全反射して導光体１を伝搬す
る。これは、光の進行方向が、スネルの法則に従って媒
体の屈折率と入射した面の法線に対する光の入射角によ
って決定されることによる。

【００１０】図２に、表面に凹凸を有する導光体１での
光の屈折および反射を模式的に示した。臨界角以内の入
射角ｉで凹凸部の斜面に入射した光Ａは、スネルの法則
によりｎｓｉｎｉ＝ｓｉｎｉ’（ｎは導光体の屈折率）
の関係を満足する出射角ｉ’で導光体１外に出射する。
一方、臨界角を超える入射角ｋで入射した光Ｂは、角度
ｋ’（ｋ’＝ｋ）で反射して導光体１内を伝搬する。一
旦、斜面部分に入射して反射した光は、次に凹凸部分に
入射する際に入射角が変化するため、導光体１外へ出射
する光が再び生じることになる。本発明者等は、面光源
素子において、ある点での光の出射強度（Ｉ）と光入射
面端での出射光強度（Ｉ₀ ）との関係は、出射率
（α）、光入射面端からの距離（Ｌ’）および導光体１
の厚さ（ｔ）によって、実験的に次の（１）式で表され
ることを見出した。

【００１１】

【数１】 Ｉ＝Ｉ₀（１−α／１００）^L'/t ・・・ （１） （１）式から、導光体１の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）が決
定すれば、出射率（α）によって光出射面内での輝度の
均一性が決定されることがわかる。なお、厚さｔｍｍの
導光体１の出射率（α）は、導光体１の光入射面端から
２０ｍｍ間隔で輝度の測定を行い、光入射面端からの距
離（Ｌ’）と導光体１の厚さ（ｔ）との比（Ｌ’／ｔ）
と輝度の対数のグラフから、その勾配（Ｋ）を求めて、
次の（２）式によって求められる。

【００１２】

【数２】α＝（１−１０^K）×１００ ・・・ （２） 本発明においては、輝度分布の均一性の尺度として、次
の（３）式で示されるバラツキ度（Ｒ％）を用いて、面
光源素子における輝度分布の均一性についての評価およ
び検討を行った。バラツキ度（Ｒ％）は、導光体１のほ
ぼ中央部（光源２の長手方向に関する中央部）において
光入射面端から２０ｍｍ離れた点から対向する端部まで
の範囲内を２０ｍｍ間隔で輝度測定を行い、測定輝度の
最大値（Ｉ_max ）、測定輝度の最小値（Ｉ_min ）、測定
輝度の平均値（Ｉ_av）を求め、次の（３）式によって求
める。

【００１３】

【数３】 Ｒ％＝｛（Ｉ_max−Ｉ_min）／Ｉ_av｝×１００ ・・・ （３） その結果、出射率（α）とバラツキ度（Ｒ％）とは、導
光体１の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）に依存して特定の関係
にあることが見出され、出射率（α）が大きくなるとバ
ラツキ度（Ｒ％）はそれに伴って増加し、出射率（α）
が一定であれば導光体１の長さ（Ｌ）と厚さ（ｔ）の比
（Ｌ／ｔ）が大きくなるに従ってバラツキ度（Ｒ％）も
大きくなる。すなわち、一定の大きさの導光体１におい
ては、導光体１の光出射面内での輝度分布の均一性（バ
ラツキ度）は、導光体１からの出射率（α）に依存する
ものであり、出射率（α）を制御することによって輝度
分布の均一性を図ることができることを見出した。

【００１４】一方、本発明者等は、導光体１として、そ
の光出射面から出射する出射光が図３に示したような特
定の指向性を有しているような導光体１を用いることに
よって、導光体１からの出射率（α）が低くなり、光出
射面での輝度分布の均一性を図ることができるというこ
とを見出した。すなわち、このような輝度分布の均一性
は、導光体１の光出射面からの出射光が、その最大光強
度を示すピークが光出射面の法線に対して６５度以上の
角度（ａ）であるような指向性を持って出射するような
導光体１とすることによって達成できる。これは、出射
光の最大光強度を示すピークが光出射面の法線に対して
６５度未満であると、導光体１からの出射率（α）が大
きくなり、光出射面での輝度分布の均一性を図ることが
できなくなるためであり、好ましくは７０度以上であ
る。

【００１５】また、前記のような輝度分布の均一性は、
図３に示したように、導光体１の光出射面からの出射光
が、その出射光分布において最大光強度を示すピークの
方向と最大光強度の５０％の光強度となる方向がなす角
度（ｂ）が２０度以下であるような出射特性を持って出
射するような導光体１とすることによっても達成でき
る。これは、出射光の最大光強度を示すピークの方向と
最大光強度の５０％となる方向とがなす角度（ｂ）が２
０度を超えると、導光体１からの出射率（α）が大きく
なり、光出射面での輝度分布の均一性を図ることができ
なくなるためである。

【００１６】さらに、面光源素子においては、できるだ
け高い輝度が要求されるため、面光源素子からの出射光
が観察方向に集中していることが好ましい。このために
は、図３に示したように、導光体１からの出射光の最大
光強度を示すピークの方向と最大光強度の１０％の強度
を示す方向のなす角度（ｃ）を５０度以下とすることが
好ましい。これは、この角度（ｃ）が５０度を超える
と、光変角シートを使用しても観察方向以外の方向に出
射する光が多くなり、観察方向に十分に高い輝度が得ら
れない傾向にあるためである。

【００１７】本発明において、導光体１としては、ガラ
スや合成樹脂等の透明板状体を使用することができる。
合成樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の高透明性の種々
の合成樹脂を用いることができ、この樹脂を押出成形、
射出成形等の通常の成形方法で板状体に成形することに
よって導光体を製造することができる。特に、メタクリ
ル樹脂が、その光線透過率の高さ、耐熱性、力学的特
性、成形加工性にも優れており、導光体用材料として最
適である。このようなメタクリル樹脂とは、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％以上であることが好ましい。また、導光
体１中には、光拡散剤や微粒子等を混入してもよい。

【００１８】光出射面から出射する出射光が特定の指向
性を有するような導光体１を得る方法としては、特に限
定されるものではないが、例えば、導光体１の光出射面
あるいはその裏面の少なくとも一方に特定の光出射機能
を形成することによって得ることができる。このような
光出射機能としては、微小な凹凸を有する粗面とした
り、柱状のプリズム列、レンチキュラーレンズ列、多角
形状列等のレンズ列を多数平行に形成したレンズ面とし
たり、マイクロレンズ状、多角錐状、円錐状等の光学素
子を多数配列したレンズ面とする等の機構が挙げられ
る。中でも、微小な特定形状の凹凸を有する粗面とした
り、柱状のプリズム列やレンチキュラーレンズ列を多数
平行に形成したレンズ面としたものが好ましい。

【００１９】導光体１の表面に特定形状の微小な凹凸を
形成する方法としては、例えば、種々の砥粒を用いてブ
ラスト処理を施した粗面を、フッ酸等を用いて化学エッ
チングした型、ガラスビーズ等の微粒子を吹き付けて粗
面化した型等を用いて、加熱プレス等によって粗面を転
写する方法、印刷法等によって透明な凹凸物質を塗布あ
るいは付着する方法、導光体１をブラスト法やエッチン
グ法等によって直接加工する方法等が挙げられる。

【００２０】本発明の面光源素子は、上記のような導光
体１の一方の端部に蛍光灯等の光源２を配置し、光出射
面と対向する裏面には、反射フィルム等によって反射層
５が形成される。光源２から導光体１へ有効に光を導入
するために、光源および導光体１の光入射面を内側に反
射剤を塗布したケースやフィルムで覆うように構成され
る。また、導光体１としては、板状、くさび状、船型状
等の種々の形状のものが使用できる。

【００２１】本発明の面光源素子においては、通常、導
光体１からの出射光の出射特性は、その最大光強度を示
す方向が光出射面の法線から６５度以上の指向性を持っ
た光となるため、出射光を法線方向等の特定方向へ変角
させるために、導光体１の上に光変角シート３が載置さ
れる。この場合、使用される光変角シート３としては、
拡散シート、少なくとも一方の面に多数のレンズ単位が
平行に形成されたレンズ面を有するレンズシートなどが
挙げられる。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形状のものが使用され、例えば、プ
リズム形状、レンチキュラーレンズ形状、波型形状等が
挙げられる。レンズシートのレンズ単位のピッチは３０
μｍ〜０．５ｍｍ程度とすることが好ましく、プリズム
シートを使用する場合には、そのプリズム頂角は導光体
からの出射光の出射角に応じて適宜選定されるが、一般
的には５０〜１２０゜の範囲とすることが好ましい。ま
た、プリズムシートの向きについても、導光体からの出
射光の出射角に応じて適宜選定され、レンズ面が導光体
側となるように載置してもよいし、逆向きに載置しても
よい。通常、上記のような微小な凹凸を有する粗面や微
小なレンズ列を多数形成したレンズ面から構成される表
面を有する導光体を用いる場合には、頂角が５０〜７０
゜のプリズムシートをプリズム面が導光体側となるよう
に載置することによって、ほぼ導光体の光出射面の法線
方向の出射光とすることができる。

【００２２】本発明の面光源素子においては、光変角シ
ート３は、必要に応じて複数枚を重ね合わせて使用する
ことができる。例えば、２枚のレンズシートを使用する
場合には、２枚のレンズシートが、それぞれのレンズ列
が互いに角度をなしてまたは平行するように積層して使
用することができる。レンズシートは、それぞれのレン
ズ面が上側または下側のいずれの方向となるように載置
することができ、また、双方のレンズシートのレンズ面
が反対方向となるように載置することもできる。本発明
の面光源素子においては、導光体に隣接する一枚目のレ
ンズシートをレンズ面が導光体側となり、そのレンズ列
が光源と平行となるように載置し、さらに２枚目のレン
ズシートをレンズ面が導光体と反対側となり、そのレン
ズ列が１枚目のレンズシートのレンズ列と直交するよう
に載置することが好ましい。この時、レンズシートとし
てプリズムシートを使用する場合には、１枚目のプリズ
ムシートは頂角５０〜７０゜のものを使用し、２枚目の
プリズムシートは頂角が８０〜１００゜のものを使用す
ることが好ましい。

【００２３】本発明のレンズシートは、可視光透過率が
高く、屈折率の比較的高い材料を用いて製造することが
好ましく、例えば、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、活性エネルギー線硬化型樹
脂等が挙げられる。中でも、レンズシートの耐擦傷性、
取扱い性、生産性等の観点から活性エネルギー線硬化型
樹脂が好ましい。また、レンズシートには、必要に応じ
て、酸化防止剤、紫外線吸収剤、黄変防止剤、ブルーイ
ング剤、顔料、拡散剤等の添加剤を添加することもでき
る。レンズシートを製造する方法としては、押出成形、
射出成形等の通常の成形方法が使用できる。活性エネル
ギー線硬化型樹脂を用いてレンズシート３を製造する場
合には、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、ポリオレフィン系樹脂等の透明樹脂から
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によってレンズ部を形成す
る。まず、所定のレンズパターンを形成したレンズ型に
活性エネルギー線硬化型樹脂液を注入し、透明基材を重
ね合わせる。次いで、透明基材を通して紫外線、電子線
等の活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化
型樹脂液を重合硬化して、レンズ型から剥離してレンズ
シートを得る。

【００２４】本発明の面光源素子においては、上記した
ようなレンズシートの他に、拡散シート、カラーフィル
ター、偏光膜等、光学的に光を変角、集束、拡散させた
り、その光学特性を変化させる種々の光学素子を使用す
ることができる。このようにして構成された面光源素子
の光出射面側には、液晶表示素子を載置することによっ
て、ノートパソコン、液晶テレビ等に使用される液晶表
示装置として使用することができる。また、面光源素子
の光出射面側に、メタクリル板等の半透明のプラスッチ
ク板に切抜きや印刷等によって文字、図形、写真等を形
成した標示板４を載置することによって、駅や公共施設
等における案内標示板や大型看板、交通標識等の標示装
置ろして使用することができる。本発明において、光源
２としては、一般的な直管型の蛍光灯が使用できるが、
光源２の交換作業が困難な場合等には、複数の光ファイ
バーから構成されるラインライトを用いて別途設置され
た光源から光を伝送することもできる。

【００２５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。導光体からの出射光角度分布の測定 導光体の冷陰極管にインバーター（ＴＤＫ社製ＣＸＡ−
Ｍ１０Ｌ）を介して直流電源に接続し、ＤＣ１２Ｖを印
加して点灯させた。導光体を測定台に載置し、その中央
で冷陰極管軸と平行な回転軸で回転するように調節し
た。次いで、３ｍｍφのピンホールを有する黒色の紙
を、ピンホールが導光体の中央に位置するように導光体
上に固定し、輝度計（ミノルタ社製ｎｔ−１゜）を用い
て測定円が８〜９ｍｍφとなるように距離を調整した。
冷陰極管のエイジング時間が３０分以上経過後に、回転
軸を８５゜〜−８５゜まで１゜間隔で回転させ、輝度計
にて出射光の輝度を測定した。

【００２６】この測定結果から、図３示したように、最
大光強度を示すピークの法線に対する角度（ａ）、最大
光強度を示すピーク方向と最大光強度の５０％の強度を
示す方向のなす角度（ｂ）、最大光強度を示すピーク方
向と最大光強度の１０％の強度を示す方向のなす角度
（ｃ）を求めた。

【００２７】面光源素子の法線輝度の測定（小型面光源
素子） 導光体の冷陰極管にインバーター（ＴＤＫ社製ＣＸＡ−
Ｍ１０Ｌ）を介して直流電源に接続し、ＤＣ１２Ｖを印
加して点灯させた。面光源素子を測定台に載置し、その
中央で冷陰極管軸と平行な回転軸で回転するように調節
した。次いで、３ｍｍφのピンホールを有する黒色の紙
を、ピンホールが導光体の中央に位置するように導光体
上に固定し、輝度計（ミノルタ社製ｎｔ−１゜）を用い
て測定円が８〜９ｍｍφとなるように距離を調整した。
冷陰極管のエイジング時間が３０分以上経過後に、回転
軸を０゜として輝度計にて出射光の輝度を測定した。測
定は、導光体の冷陰極管近傍の５ｍｍを除外して、他の
部分を２０ｍｍ角の正方形に区分し、各正方形の中心で
の輝度を測定した後、各測定値を平均して法線輝度とし
た。

【００２８】面光源素子の法線輝度の測定（大型面光源
素子） 光源として３０Ｗの蛍光灯を用いた以外は、小型面光源
素子の場合と同様にして測定を行った。出射率（α） 導光体の光入射面端から２０ｍｍ間隔で輝度の測定を行
い、光入射面端からの距離（Ｌ’）と導光体の厚さ
（ｔ）との比（Ｌ’／ｔ）と輝度の対数のグラフから、
その勾配（Ｋ）を求めて、前記（２）式によって求め
た。バラツキ度（Ｒ％） 導光体の光入射面と平行な方向のほぼ中央部において光
入射面端から５ｍｍ離れた点から対向する端部までの範
囲内を２０ｍｍ間隔で輝度測定を行い、測定輝度の最大
値（Ｉ_max ）、測定輝度の最小値（Ｉ_min ）、測定輝度
の平均値（Ｉ_av）を求め、前記（３）式によって求め
た。

【００２９】実施例１ 鏡面仕上げをしたステンレス板の表面を、粒径１２５〜
１４９μｍのガラスビーズ（不二製作所社製ＦＧＢ−１
２０）を用いて、ステンレス板から吹付けノズルまでの
距離を１０ｃｍとして、吹付け圧力４Ｋｇ／ｃｍ² でブ
ラスト処理を行った。このステンレス板の型を用いて、
厚さが４ｍｍ、一辺が２１０ｍｍ、他辺が１６５ｍｍの
透明アクリル樹脂板の一方の表面に熱転写によって粗面
を転写し導光体とした。得られた導光体の１６５ｍｍの
二つの端面および他の一方の端面に銀蒸着したＰＥＴフ
ィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射面と
対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止め
して反射面を形成した。導光体の残りの一つの端面に銀
蒸着したＰＥＴフィルムで冷陰極管松下電器社製ＫＣ２
３０Ｔ４Ｅ４ｍｍφ×２３０ｍｍ）を巻き付けて導光体
に固定した。この導光体を用いて、導光体からの出射光
角度分布を測定し、最大光強度を示すピークの法線に対
する角度（ピーク角）、最大光強度を示すピーク方向と
最大光強度の５０％の強度を示す方向のなす角度（ピー
ク−５０％角）、最大光強度を示すピーク方向と最大光
強度の１０％の強度を示す方向のなす角度（ピーク−１
０％角）を求めて表１に示した。

【００３０】得られた導光体の光出射面上にＰＥＴフィ
ルムに屈折率１．５３のアクリル系紫外線硬化樹脂で、
頂角６３゜、ピッチ５０μｍのプリズム列を平行に多数
形成したプリズムシートを、プリズム面が導光体の光出
射面側に向き、プリズム列が光源と直交するように載置
して面光源素子とした。得られた面光源素子の法線輝度
およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示した。一
方、同一のステンレス板の型を用いて、厚さが４ｍｍ、
一辺が９０ｍｍ、他辺が３００ｍｍの透明アクリル樹脂
板の一方の表面に熱転写によって粗面を転写し導光体と
した。得られた導光体の３００ｍｍの二つの端面に銀蒸
着したＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化
した光出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィル
ムをテープ止めして反射面を形成した。導光体の残りの
一つの端面に銀蒸着したＰＥＴフィルムで冷陰極管松下
電器社製ＫＣ１３０Ｔ４Ｅ４ｍｍφ×１３０ｍｍ）を巻
き付けて導光体に固定した。この導光体を用いて、光出
射面からの出射率（α）を求め表１に示した。

【００３１】実施例２ ガラス板の表面を、粒径１２５〜１４９μｍのガラスビ
ーズ（不二製作所社製ＦＧＢ−１２０）を用いて、ガラ
ス板から吹付けノズルまでの距離を１０ｃｍとして、吹
付け圧力４Ｋｇ／ｃｍ² でブラスト処理を行った。その
後、フッ酸処理を行うことによりブラスト面の化学エッ
チングを行い、電鋳によりレプリカ型を取って得た電鋳
型を用いて、厚さが４ｍｍ、一辺が２１０ｍｍ、他辺が
１６５ｍｍの透明アクリル樹脂板の一方の表面に熱転写
によって粗面を転写し導光体とした。得られた導光体に
実施例１と同様にして光源を固定し、導光体からの出射
光角度分布を測定し、ピーク角、ピーク−５０％角、ピ
ーク−１０％角を求めて表１に示した。得られた導光体
を用いて、実施例１と同様にして面光源素子を構成し
た。得られた面光源素子の法線輝度、輝度比（実施例１
の法線輝度に対する比率）およびバラツキ度（Ｒ％）を
求めて表１に示した。一方、同一の電鋳型を用いて、実
施例１と同様にして導光体を得るとともに、光源を固定
し、光出射面からの出射率（α）を求め表１に示した。

【００３２】実施例３ 透明アクリル樹脂板の厚さを３ｍｍとした以外は、実施
例２と同様にして導光体を得た。得られた導光体に実施
例１と同様にして光源を固定し、導光体からの出射光角
度分布を測定し、ピーク角、ピーク−５０％角、ピーク
−１０％角を求めて表１に示した。得られた導光体を用
いて、実施例１と同様にして面光源素子を構成した。得
られた面光源素子の法線輝度、輝度比（実施例１の法線
輝度に対する比率）およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて
表１に示した。一方、透明アクリル樹脂板の厚さを３ｍ
ｍとした以外は、実施例２と同様にして導光体を得ると
ともに、光源を固定し、光出射面からの出射率（α）を
求め表１に示した。

【００３３】実施例４ 透明アクリル樹脂板として、２１０ｍｍの一端の厚さが
３ｍｍで、他端の厚さが１ｍｍのくさび状のものを用い
た以外は、実施例２と同様にして導光体を得た。得られ
た導光体に実施例１と同様にして光源を固定し、導光体
からの出射光角度分布を測定し、ピーク角、ピーク−５
０％角、ピーク−１０％角を求めて表１に示した。得ら
れた導光体を用いて、実施例１と同様にして面光源素子
を構成した。得られた面光源素子の法線輝度、輝度比
（実施例１の法線輝度に対する比率）およびバラツキ度
（Ｒ％）を求めて表１に示した。一方、得られた導光体
の１６５ｍｍの二つの端面に銀蒸着したＰＥＴフィルム
を粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射面と対向す
る裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止めして反
射面を形成した。導光体の残りの一つの端面に銀蒸着し
たＰＥＴフィルムで冷陰極管松下電器社製ＫＣ２３０Ｔ
４Ｅ４ｍｍφ×２３０ｍｍ）を巻き付けて導光体に固定
した。この導光体を用いて、光出射面からの出射率
（α）を求め表１に示した。

【００３４】比較例１ ブラスト処理のガラスビーズとして粒径７４〜８８μｍ
（不二製作所社製ＦＧＢ−２００）を用いるとともに、
透明アクリル樹脂板の厚さを３ｍｍとした以外は、実施
例１と同様にして導光体を得た。得られた導光体に実施
例１と同様にして光源を固定し、導光体からの出射光角
度分布を測定し、ピーク角、ピーク−５０％角、ピーク
−１０％角を求めて表１に示した。得られた導光体を用
いて、実施例１と同様にして面光源素子を構成した。得
られた面光源素子の法線輝度、輝度比（実施例１の法線
輝度に対する比率）およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて
表１に示した。一方、同一の電鋳型を用いて、実施例１
と同様にして導光体を得るとともに、光源を固定し、光
出射面からの出射率（α）を求め表１に示した。

【００３５】比較例２ 透明アクリル樹脂板の厚さを４ｍｍとした以外は、比較
例１と同様にして導光体を得た。得られた導光体に実施
例１と同様にして光源を固定し、導光体からの出射光角
度分布を測定し、ピーク角、ピーク−５０％角、ピーク
−１０％角を求めて表１に示した。得られた導光体を用
いて、実施例１と同様にして面光源素子を構成した。得
られた面光源素子の法線輝度、輝度比（実施例１の法線
輝度に対する比率）およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて
表１に示した。一方、同一の電鋳型を用いて、透明アク
リル樹脂板の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例１と同
様にして導光体を得るとともに、光源を固定し、光出射
面からの出射率（α）を求め表１に示した。

【００３６】比較例３ ブラスト処理のガラスビーズとして粒径５３〜６３μｍ
（不二製作所社製ＦＧＢ−３００）を用い、吹付け圧力
を５Ｋｇ／ｃｍ² とした以外は、実施例１と同様にして
導光体を得た。得られた導光体に実施例１と同様にして
光源を固定し、導光体からの出射光角度分布を測定し、
ピーク角、ピーク−５０％角、ピーク−１０％角を求め
て表１に示した。得られた導光体を用いて、実施例１と
同様にして面光源素子を構成した。得られた面光源素子
の法線輝度、輝度比（実施例１の法線輝度に対する比
率）およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示した。
一方、同一の電鋳型を用いて、実施例１と同様にして導
光体を得るとともに、光源を固定し、光出射面からの出
射率（α）を求め表１に示した。

【００３７】実施例５ 厚さが１０ｍｍ、一辺が６００ｍｍ、他辺が１２５０ｍ
ｍの透明アクリル樹脂板を用いた以外は、実施例２と同
様にして導光体を得た。得られた導光体の１２５０ｍｍ
の二つの端面および他の一方の端面に銀蒸着したＰＥＴ
フィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化した光出射面
と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止
めして反射面を形成した。導光体の残りの一つの端面に
３０Ｗの蛍光灯（ＦＳＬ３０Ｔ６Ｗ）を設置した。この
導光体を用いて、導光体からの出射光角度分布を測定
し、ピーク角、ピーク−５０％角、ピーク−１０％角を
求めて表１に示した。

【００３８】得られた導光体の光出射面上にＰＥＴフィ
ルムに屈折率１．５３のアクリル系紫外線硬化樹脂で、
頂角６３゜、ピッチ５０μｍのプリズム列を平行に多数
形成したプリズムシートを、プリズム面が導光体の光出
射面側に向き、プリズム列が光源と直交するように載置
して面光源素子とした。得られた面光源素子の法線輝度
およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて表１に示した。一
方、得られた導光体の１２５０ｍｍの二つの端面に銀蒸
着したＰＥＴフィルムを粘着加工して貼り付け、粗面化
した光出射面と対向する裏面に銀蒸着したＰＥＴフィル
ムをテープ止めして反射面を形成した。導光体の残りの
一つの端面に３０Ｗの蛍光灯（ＦＳＬ３０Ｔ６Ｗ）を設
置した。この導光体を用いて、光出射面からの出射率
（α）を求め表１に示した。

【００３９】比較例４ 厚さが１０ｍｍ、一辺が６００ｍｍ、他辺が１２５０ｍ
ｍの透明アクリル樹脂板を用いた以外は、比較例１と同
様にして導光体を得た。得られた導光体に実施例５と同
様にして光源を設置し、導光体からの出射光角度分布を
測定し、ピーク角、ピーク−５０％角、ピーク−１０％
角を求めて表１に示した。得られた導光体を用いて、実
施例７と同様にして面光源素子を構成した。得られた面
光源素子の法線輝度およびバラツキ度（Ｒ％）を求めて
表１に示した。一方、得られた導光体を用いて、実施例
５と同様にして導光体を得るとともに、光源を固定し、
光出射面からの出射率（α）を求め表１に示した。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明は、導光体として、その光出射面
からの出射光の最大光強度を示すピークが法線に対して
６５度以上の角度で出射するような導光体、あるいは、
出射光の最大光強度を示すピークの方向と最大光強度の
５０％の光強度となる方向がなす角度が２０度以下で出
射するような導光体を用いることによって、高い輝度を
有するとともに、光出射面内での均一な輝度分布が得ら
れ、液晶標示装置、案内標示板、看板、交通標識等の種
々の用途に使用される面光源素子用導光体および面光源
素子を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源素子の構成を示す概略図であ
る。

【図２】本発明の導光体の粗面における光の光路を示す
概略図である。

【図３】本発明の導光体からの出射光分布のモデルを示
すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−244490（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／027915（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00 F21V 8/00 G02F 1/1335 - 1/13363 G09F 9/00 G09F 13/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状透明体の少なくとも一つの側端面を
   光入射面とし、これと略直交する光出射面とを有し、光
   出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面に光出射
   機能を具備しており、導光体の光出射面からの出射光の
   最大光強度を示すピークが法線に対して６５度以上の角
   度にあり、出射光の最大光強度を示すピークの方向と最
   大光強度の５０％の光強度となる方向がなす角度が２０
   度以下であることを特徴とする面光源素子用導光体。
2. 【請求項２】 導光体の光出射面からの出射光の最大光
   強度を示すピークの方向と最大光強度の１０％の光強度
   となる方向がなす角度が５０度以下であることを特徴と
   する請求項１記載の面光源素子用導光体。
3. 【請求項３】 導光体の光出射面からの出射光が、その
   出射光分布において法線近傍で極小値を有することを特
   徴とする請求項１または２に記載の面光源素子用導光
   体。
4. 【請求項４】 光源と、該光源に対向する少なくとも一
   つの光入射面およびこれと略直交する光出射面を有する
   導光体と、導光体の光出射面に載置された光変角シート
   とからなり、該導光体の光出射面およびその裏面の少な
   くとも一方の表面に光出射機能を具備しており、導光体
   の光出射面からの出射光の最大光強度を示すピークが法
   線に対して６５度以上の角度にあり、出射光の最大光強
   度を示すピークの方向と最大光強度の５０％の光強度と
   なる方向がなす角度が２０度以下であり、該出射光が前
   記光変角シートにより所望の方向に変角されていること
   を特徴とする面光源素子。
5. 【請求項５】 導光体の光出射面からの出射光の最大光
   強度を示すピークの方向と最大光強度の１０％の光強度
   となる方向がなす角度が５０度以下であることを特徴と
   する請求項４記載の面光源素子。
6. 【請求項６】 導光体の光出射面からの出射光が、その
   出射光分布において法線近傍で極小値を有することを特
   徴とする請求項４または５に記載の面光源素子。