面発光装置
【課題】 光源からの光を効果的に用いるとともに高輝度を維持しつつ面状発光部の薄厚化を実現可能な面発光装置を得る。
【解決手段】 光源と導光体とを備えた特定の面発光装置を得る。導光体は、光源からの光を導入する光導入面を備える光導入部と、一方面側に光拡散面を有する面状発光部と、光導入部と面状発光部の間に介在して光導入部からの光を受け取るとともに該光を面状発光部に伝送する光伝送部とが一体となっており、光導入部は、その厚さが光導入面側から光伝送部側に向かって薄くなる部分を有する。
【解決手段】 光源と導光体とを備えた特定の面発光装置を得る。導光体は、光源からの光を導入する光導入面を備える光導入部と、一方面側に光拡散面を有する面状発光部と、光導入部と面状発光部の間に介在して光導入部からの光を受け取るとともに該光を面状発光部に伝送する光伝送部とが一体となっており、光導入部は、その厚さが光導入面側から光伝送部側に向かって薄くなる部分を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光装置は、様々な物品に組み込まれて様々な用途で使用される。例えば、面発光装置は、液晶表示装置の液晶表示パネルに組み付けられて、液晶表示パネルのバックライトとしての用途で使用される。このような面発光装置には、薄型化の要請が強くなってきている。
【０００３】
例えば、携帯機器に搭載される液晶表示装置についてみると、携帯機器の薄型軽量化の要請に伴って液晶表示装置の薄型化が要請され、液晶表示パネルの薄型化も要請されるようになり、特に、液晶表示パネルの薄型化の要請に応えるためにバックライトの薄型化も強く要請されている。
【０００４】
このような薄型化の要請に応えるバックライトとして、いわゆるサイドライト型のバックライトが提案されている。サイドライト型のバックライト１１０は、図１３に示すとおり、光拡散面１０１を有して面状発光部１０２を構成する導光板１０３と、導光板１０３の側縁近傍位置に隣接して配置される光源１０４とからなり、導光板１０３には、光源１０４からの光を導光板１０３の側縁部から導入し、導入された光を光拡散面１０１に向けて反射させる反射面１０５が備えられる。このとき光源１０４には、高輝度であることが通常求められ、発光ダイオードや冷陰極管等が発光体に用いられることが多い。そして、光源１０４の高輝度化には大きな発光面積を確保して光量を確保することが必要となるため、光源１０４の厚みが必然的に大きくなる。上記したようなサイドライト型のバックライトでは、光源１０４が導光板１０３に隣接しているため、光源１０４自体に厚みがあると、液晶表示パネル１１１にバックライト１１０を取り付ける液晶表示装置１１２について、光源１０４を収納可能な程度に厚みが確保される必要がある。こうしたことから、従来のサイドライト型のバックライト１１０では、液晶表示装置１１２の厚みを十分に薄くすることが困難であるとされてきた。
【０００５】
そこで、面表示装置における面状発光部を構成する導光板と、光源とを離間して配置させる技術が提案されている（特許文献１，２等）。
【０００６】
特許文献１には、表示装置が開示されている。この表示装置は、導光板から離れた位置にある光源からの光を、光伝送板を通して導光板に導くように構成されている。この表示装置は、導光板近傍での感電やショートによる表示装置の故障を回避し、さらには表示装置のメンテナンス性を向上させるためのものである。
【０００７】
特許文献２には、面状照明装置が開示されている。この面状照明装置は、光を拡散させる面状部を有する導光板から離れた位置にレーザー光源を配置するとともに、レーザー光源からの光を伝送する光ファイバーを導光板の面状部とは逆面側に配置しており、光ファイバーから光を取り出す構造体を光ファイバーと導光板の間に設けているものである。面状照明装置では、光ファイバーにて導光板まで伝送されたレーザー光が構造体より取り出され、取り出されたレーザー光が導光板の面状部から出射して、導光板が面発光する。
【０００８】
特許文献１，２に記載された発明では、光源が導光板から離れて配置されるので、液晶表示パネルなどの対象物において、導光板を取り付ける部分の厚みが光源の厚みに依存して厚くなってしまう虞が、抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２７５９１４号公報
【特許文献２】特開２００９−４９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、面状発光部の厚みを薄くすると、光伝送板から光が導光板に十分に伝播されなくなり、光源からの光を効率的に使用できなくなる虞がある。特許文献２では、光が導光板に効果的に取り込まれるようにするため、光を伝送する光ファイバーが導光板の面状部とは逆面側に配置される。そして、面状発光部は、光ファイバーと構造体と導光板を重ね合わせた構造をなすことになるため、面状発光部を薄厚にすることは困難であるばかりか、面状発光部の厚みが、従来のサイドライト型のバックライトよりもかえって厚くなる虞すら生じてしまう。このように、特許文献１，２に記載された技術では、光源からの光を効率的に利用しながら面状発光部を薄型化することができない。
【００１１】
本発明は、光源からの光を効率的に用いるとともに高輝度を維持しつつ面状発光部の薄厚化を実現可能な面発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、（１）光源と導光体とを備え、
導光体は、光源からの光を導入する光導入面を備える光導入部と、一方面側に光拡散面を有する面状発光部と、光導入部と面状発光部の間に介在して光導入部からの光を受け取るとともに該光を面状発光部に伝送する光伝送部とが一体となっており、
光導入部は、その厚さが光導入面側から光伝送部側に向かって薄くなる部分を有する、ことを特徴とする面発光装置、
（２）光源からの光が光導入面から光拡散面まで導光体内部を伝播することを特徴とする、上記（１）に記載の面発光装置、
（３）導光体は、光伝送部が光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方に接合する接合部を有している、ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の面発光装置、
（４）導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなる、上記（１）から（３）のいずれかに記載の面発光装置、
（５）導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなり、且つ、光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方と光伝送部との間に接着剤層を有しており、
接着剤層を構成する接着剤の屈折率をＮａ、樹脂材料の屈折率をＮｂとした場合に、Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下である、上記（１）から（４）のいずれかに記載の面発光装置、
（６）光導入部は、光導入面側端面位置の厚みに対する、光導入面とは逆側端面位置の厚みの比率が０．０１以上０．５以下である、上記（１）から５のいずれかに記載の面発光装置、
（７）面状発光部は、光伝送部から伝送された光を反射して光拡散面に向かわせる反射構造を、光拡散面を有する面と逆面側に備える、上記（１）から（６）のいずれかに記載の面発光装置、
（８）面状発光部は、光拡散面から拡散された光を面状発光部の正面方向に集光する集光構造を光拡散面側に設けてなる、上記（１）から（７）のいずれかに記載の面発光装置、
（９）面状発光部は、可撓性を有するフィルム材からなる、上記（１）から（８）のいずれかに記載の面発光装置、
（１０）光伝送部は、可撓性を有するフィルム材からなる、上記（１）から（９）のいずれかに記載の面発光装置、
（１１）面状発光部を複数備える、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の面発光装置、
（１２）液晶表示装置またはサインボードのバックライトとして用いられる、上記（１）から（１１）のいずれかに記載の面発光装置、
（１３）環境照明装置として用いられる、上記（１）から（１１）のいずれかに記載の面発光装置、を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源からの光を効果的に用いるとともに高輝度を維持しつつ面状発光部の薄厚化を実現可能な面発光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）本発明の面発光装置の一実施例を模式的に示す平面模式図である。（Ｂ）本発明の面発光装置の一実施例を模式的に示す側面模式図である。（Ｃ）本発明の面発光装置の導光体を模式的に示す正面模式図である
【図２】（Ａ）本発明の面発光装置の他の実施例を模式的に示す平面模式図である。（Ｂ）本発明の面発光装置の導光体についての他の実施例を模式的に示す平面模式図である。
【図３】（Ａ）本発明の面発光装置において導光体に反射構造を設けた構造を模式的に示す部分側面模式図である。（Ｂ）図３（Ａ）における領域Ｘの部分拡大図である。
【図４】（Ａ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｂ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｃ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｄ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｅ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。
【図５】本発明の面発光装置において導光体に偏向構造を設けた構造を模式的に示す部分断面図である。
【図６】（Ａ）本発明の面発光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図である。（Ｂ）本発明の面発光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図である。（Ｃ）本発明の面発光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図７】本発明の面発光装置の他の一実施例における導光体を模式的に示す平面模式図である。
【図８】本発明の面発光装置の他の一実施例を模式的に示す側面模式図である。
【図９】本発明の面発光装置を搭載した携帯機器の例を示す斜視模式図である。
【図１０】本発明の面発光装置を搭載したサインボードの例を示す斜視模式図である。
【図１１】本発明の面発光装置を搭載した独立型照明装置の例を示す斜視模式図である。
【図１２】（Ａ）本発明の面発光装置を搭載した照明装置の例を示す斜視模式図である。（Ｂ）図１２（Ａ）における領域Ｙの一実施例を示す部分拡大図である
【図１３】従来のサイドライト型のバックライトを取り付けた液晶表示装置を示す概略側面図である。
【図１４】実施例５に使用した光源の構成を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［面発光装置１の構成］
本発明の面発光装置１は、図１（Ａ）から（Ｃ）に示すように、光源２と導光体３を備える。
【００１６】
（光源２）
光源２は、導光体３を構成する光導入部４の光導入面７に隣接して配置される。光源２は、一般的な照明装置の光源として使用可能なものであれば、特に限定されない。光源２としては、例えば、冷陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）など、各種の発光体が適用可能である。光源２を構成する発光体は、省エネルギー性、色純度の高さの点からは、発光ダイオード、レーザーダイオードが好ましく用いられる。光源２は、さらにこれらの発光体を、単数用いて構成されてよいし、複数個用いて構成されてもよい。また、光源２が発光体を複数個用いて構成される場合、光源２は、単一種の発光体で構成されてもよいし、複数種の発光体を組み合わせて構成されてもよい。光源２を構成する発光体の数や組み合わせは、後述の面状発光部５の条件、例えば面状発光部５の光拡散面８の面積、面状発光部５に要請される輝度、色度等に応じて適宜選択される。
【００１７】
光源２の厚みは、面発光装置１の用途に応じて適宜選択可能であるが、一般に１００μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあることが多い。具体的に、光源２が液晶表示装置のバックライト用の光源である場合には、面状発光部５に対する高輝度の要請に応じて光源２の発光面の面積を確保する必要があり、さらに光導入面７に向かい合う光源２の端面から光が発せられる必要があることから、光源２の厚み（図１においてＵ）がある程度確保される必要があり、具体的には、光源２の厚みは１．５ｍｍから２．５ｍｍ程度であることが多く、なかでも２ｍｍ程度であることが多い。
【００１８】
（導光体３）
導光体３は、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とを一体にしてなる構造を有して形成されている。
【００１９】
本明細書において、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とから一体的に形成されるとは、物理的に光導入部４と光伝送部６と面状発光部５とが連結固定されていることを示している。したがって、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とから一体的に形成される場合には、光伝送部６が光導入部４と面状発光部５に接合して接合部を形成して一体的に形成されている場合、光伝送部６を光導入部４と面状発光部５に接合せずに光導入部４と光伝送部５と面状発光部６とが一体をなしている場合のいずれの場合も含まれる。
【００２０】
導光体３において、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が一体的に形成されて、光が光導入面７から光伝送部６を通って光拡散面８に達するように構成されておれば、光導入部４と面状発光部５に対する光伝送部６の接合位置は特に限定されるものではない。ただし、光伝送部６よりも面状発光部５が幅広である場合、平面視上、面状発光部５が、光伝送部６から伝播される光の拡がり角（°）未満で拡がるような面をなして構成されていることが好ましく、その点では、図１や図２（Ａ）に示すように面状発光部５の側辺に光伝送部６を接合しているよりも、図２（Ｂ）に示すように面状発光部５の角位置に光伝送部６を接合していることが好ましい。この場合、光伝送部６から面状発光部５に伝播する光が面状発光部５の全面に効率的にいきわたるようになる。
【００２１】
（光導入部４）
光導入部４は、光源２からの光を導入する光導入面７を備える。光導入部４は、その厚さが光導入面７側から光伝送部６側に向かって薄くなる部分を有して構成されており、図１の例では光導入面７から光伝送部６に向かって漸次薄厚になるように形成されている。
【００２２】
光導入部４は、光導入面７側端面位置（Ｘ１）の厚み（Ｗ１）に対する、光導入面７側端面とは逆側端面の位置（Ｘ２）での厚み（Ｗ２）の比率（厚み比）（Ｗ２／Ｗ１）が、０．０１以上０．５以下であるように形成されることが好ましい。厚み比が０．０１未満であると、導入光の漏れ光量を抑えつつ光導入面７から光伝送部６に向かって漸次薄厚にするために、光導入部４の設計上、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の距離（Ｄ）を著しく長くする必要が生じてしまい、光導入部４を通る光の光路長が長くなるうえ、光導入部４を実装することが困難になる虞もある。厚み比が０．５を超えると、光導入部４で導入光の光束を十分に絞ることができず、光伝送部６の厚みを確保する必要を生じ、光導入部４のみならず光伝送部６を実装することが困難になる虞もある。
【００２３】
光導入部４は、導入光の漏れ光量を抑える効果を確保する点で、Ｄ／Ｗ１の値が１以上５０以下であることが好ましい。
【００２４】
光導入部４は、適宜のパターンで光導入面７から光伝送部６に向かって薄厚になるように設定することが可能であり、例えば、光導入面７から光伝送部６に向かって光導入部４の厚みが一定の割合で薄厚になるように形成されてもよいし、光導入部４の厚みの変化量が光伝送部６に向かって徐々に小さくなるように形成されていてもよく、光導入部４の厚みの変化量が、光導入面７から、光伝送部６に向かった所定の位置まで一旦大きくなり、さらに所定の位置から光伝送部６に向かって徐々に小さくなるようにシグモイドカーブを描くように形成されていてもよい。
【００２５】
光導入部４は、その厚みが光導入面７から光伝送部６に向かって徐々に薄くなるように構成されていることで、光導入面４に導入された光が光導入部４内で全反射を繰り返しながら光導入面４の位置の厚みよりも薄厚な光伝送部６へと向かうようにすることができるようになり、光源２から導入された光束が光導入部４から外部へ漏れてしまうことを抑制しつつ光束を徐々に光導入部４の厚み方向に絞り込むことができる。
【００２６】
光導入部４は、光導入面から光伝送部６に向かって、漸次、光導入部４の幅を狭めた構成がさらに備えられてもよい（図２（Ａ））。この場合、光源２から導入された光束は、光伝送部６に向かうにつれて徐々に光導入部４の幅方向（光の伝播方向に対して垂直な方向）について絞り込まれる。また、光導入部４が光導入面７から光伝送部６に向かって先細な形状に形成されることとなり、光導入部４の先細な端部に接合される光伝送部６についてもその厚みおよび幅を小さくすることができる。また、面発光装置１を液晶表示装置等の対象物に取り付ける際に、さらに可撓性を有するフィルム材などの部材で光伝送部６を形成しておれば、光伝送部６の取り回しの自由度を大きくすることができる。
【００２７】
光導入部４の光導入面７側のサイズと形状は、光源２に用いられるＬＥＤなどの発光体の数やサイズに応じて適宜設定される。光導入部４の光導入面７は、光源２を構成する発光体の発光面と符合するもしくは発光面よりも大きいように形成されることが、発光体から出射された光の利用効率の点から好ましい。光導入部４と光伝送部６との境界位置側における光導入部４のサイズと形状は、光伝送部６のサイズや形状に対応して適宜設定されており、好ましくは光伝送部６のサイズや形状に符合するように設定される。
【００２８】
なお、図１の例では、光導入部４が全体的に漸次薄厚となるように構成されているが、これに限定されず、光導入部４は、漸次薄厚となるように構成されている部分の前後に、厚みの均一な部分を延設形成されていてもよい。この場合にも、光導入部４は、光源２から導入された光束が光導入面７から光伝送部６に向かって徐々に絞り込まれる。
【００２９】
光導入部４は、光を所定方向に伝播可能な材料から構成され、具体的に後述の面状発光部５を構成する導光シート９と同様の透明樹脂から構成できる。光導入部４は、公知の成形方法を適宜用いて、透明樹脂を所定形状に成形することで得ることができる。
【００３０】
（面状発光部５）
面状発光部５は、一方面側に光拡散面８を有してなる。このとき光拡散面８は、面状発光部５の一方面全面に形成されていても、部分的に形成されていてもよい。面状発光部５は、シート状に形成されており、また、その平面視上の輪郭形状については特に限定されず、円形、矩形、多角形状など適宜設定される。
【００３１】
面状発光部５は、その厚みを特に限定されないが、光拡散面８に均一な輝度分布を得ることが可能な範囲で、可能な限りその厚みを薄く形成され、すなわちフィルム状に形成されていることが好ましい。面状発光部５の厚みは、３ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３２】
面状発光部５は、導光性を有する導光シート９から形成される。導光シート９は、樹脂材料から形成できる。樹脂材料としては、４００ｎｍから７００ｎｍにおける可視光領域における透過率が高いものが好ましく用いられ、導光シートについて可視光領域における透過率は、導光性により優れる点で、９０％／μｍ以上であることが好ましく、９５％／μｍ以上であることがより好ましい。ここに、透過率は、測定対象物に入射した光の量（入射光量）とその測定対象物を通り抜けた光の量（透過光量）の比（透過光量／入射光量）を測定対象物の単位厚みあたりの値で表示した数値（％／μｍ）を示す。透過率は、例えば、大塚電子製のＲＥＴＳ−１２５０ＡＶ等を用いて具体的に測定可能である。
【００３３】
面状発光部５を構成する導光シート９は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ノルボルネン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂などの透明樹脂をシート状に成形することで得られる。このとき、透明樹脂の成形方法としては、公知の成形方法を選択可能であり、具体的に、溶融押し出し法、溶融延伸法、溶剤キャスト法、フュージョン法、ロール熱延伸法、一軸延伸法、二軸延伸法などの方法を用いることができる。
【００３４】
面状発光部５は、可撓性有無を特に限定されないが、可撓性を有するフィルム材を導光シート９として用いて形成されていることが好ましい。面状発光部５を構成する導光シート９が、可撓性を有するフィルム材から形成されていていると、面発光装置１を取り付けようとする対象物の面が曲面形状を有する場合に、その曲面形状に沿うように面状発光部５を取り付けることができる。この場合、導光シート９の厚みは、面状発光部５に要請される可撓性の程度に応じて適宜選択される。
【００３５】
（反射構造１０）
面状発光部５は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、光伝送部６から伝送された光を反射して光拡散面８に向かわせる反射構造１０を、光拡散面８の逆面（以下、単に、裏面という）側に備えていてもよい。
【００３６】
反射構造１０は、面状発光部５の裏面の凹状窪み１０ａであり、面状発光部５の裏面に多数形成される。個々の凹状窪み１０ａは、断面円形状、断面Ｖ形状、断面Ｕ字型など、その形状を特に限定されず、不定形でもよい。また、凹状窪み１０ａは、面状発光部５の裏面に所定の密度、所定の配置パターンで形成される。このように、凹状窪み１０ａの形状、凹状窪み１０ａの密度、配置パターンは、適宜選択可能ではあるが、面状発光部５の光拡散面８全領域にわたり略均一な発光強度が得られるように設定されていることが好ましい。具体的に、図３（Ａ）の例に示すように、面状発光部５の裏面に形成されている多数の凹状窪み１０ａの形状について、光伝送部６までの距離が近い位置にある凹状窪み１０ａほどその深さが浅くなり、光伝送部６までの距離が遠い位置にある凹状窪み１０ａほどその深さが深くなるように形成されていることが好ましい。また、凹状窪み１０ａの密度と配置パターンについてみると、面状発光部５の裏面において光伝送部６までの距離が近い領域ほど、凹状窪み１０ａの形成が疎になり（密度が低く）、光伝送部６までの距離が遠い領域ほど、凹状窪み１０ａの形成が密になる（密度が高い）という配置パターンで、凹状窪みが形成されていることが好ましい。
【００３７】
面状発光部５の裏面に反射構造１０が設けられることで、光導入部４から光伝送部６内を伝播して面状発光部５に取り込まれた光が反射構造１０に当たり、さらに光拡散面８側に向かって反射することとなり、光拡散面８から効率的に反射光が出射されることとなる。
【００３８】
反射構造１０には、金属面１２ａが形成されていることが、反射構造１０による光の反射効率を高めて光の利用効率を向上することができて好ましい（図３（Ｂ））。具体的に、面状発光部５の裏面における少なくとも凹状窪み１０ａの窪み面上に金属薄膜１２が形成されていることが好ましい。金属薄膜１２の形成方法は、金属蒸着など周知の方法を適宜選択可能である。金属薄膜１２を構成する金属材料としては、アルミニウムなど光の反射効率の高い金属光沢を有する金属が選択される。この場合、面状発光部５を構成する導光シート９と金属薄膜１２との界面側に位置する金属薄膜１２の金属面１２ａにて、光が効果的に反射することになる。
【００３９】
（反射構造１０の形成方法）
反射構造１０をなす凹状窪み１０ａは、面状発光部５の裏面に微細な傷を入れることにより構成することができる。微細な傷を入れる方法としては、微粒子を高圧エアーで面状発光部５の裏面に吹き付けるサンドブラストにより、面状発光部５の裏面を荒らす方法などを適用することができる。
【００４０】
凹状窪み１０ａは、多数の突起を設けた金属ロールなどの凹凸ロールを用いた方法にて形成してもよい。この方法は、次のように実施される。凹状窪み１０ａの形状、配置パターンに応じて、凹凸ロールのロール面に、突起を、所定形状、所定の配置パターンで予め形成しておく。次に、面状発光部５を形成するためのシート材を、面状発光部５の裏面側となる面を凹凸ロール面に対面させるように配置しつつ、シート材を凹凸ロールに通じる。これにより、面状発光部５の裏面側に凹状窪み１０ａが形成される。この場合、用いられるシート材は、導光シート単体から形成された導光シートの原反でもよいし、導光シートの一方面に更に樹脂膜を積層した積層材であってもよい。この積層材は、導光シートに紫外線硬化性樹脂材料を塗工して塗工膜を形成しその塗工膜に紫外線を照射して硬化させて硬化膜を形成しておくことで形成可能である。シート材が積層材である場合、硬化膜面に金属ロールなどの凹凸ロールの突起をおしあてるようにして積層材を凹凸ロールに通じることで、硬化膜面上に凹状窪みを形成することができる。なお、このとき、硬化膜と導光シートの屈折率を合わせるように構成することが、硬化膜と導光シートとの界面位置での反射を抑制できて好ましい。
【００４１】
（集光構造１１）
面状発光部５は、光拡散面８から拡散された光を面状発光部５の所定方向に集光する集光構造１１を光拡散面８側に設けていてもよい（図４（Ａ）から（Ｅ））。
【００４２】
集光構造１１は、レンズであり、面発光装置１の面状発光部５の光拡散面８側表面に多数設けられる。レンズの厚みについては、集光効果が弱くなりすぎない程度に厚みを確保しさらに面状発光部５の厚みが厚すぎないようにする観点から、７μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。集光構造１１は、横並びに隣り合わせて配列配置されるパターンなど所定のパターンで多数配置されて、全体としてレンズアレイを形成している。
【００４３】
集光構造１１は、図４に示すような、断面三角形状や断面半円形状（いわゆる蒲鉾型）のシリンドリカルレンズ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ））、ドーム形状のレンズ１１ｄ（図４（Ｄ））、四角錐形状のレンズ１１ｅ（図４（Ｅ））、など適宜選択可能である。断面三角形状のシリンドリカルレンズ１１ａ、１１ｂについては、その断面の三角形の形状を特に限定されず、頂角を突端とする断面二等辺三角形状のシリンドリカルレンズ１１ａや、突端を頂角とする二等辺三角形以外の断面三角形となるようなシリンドリカルレンズ１１ｂなど適宜選択可能である。
【００４４】
集光構造１１は、四角錐形状のレンズ１１ｅであることが好ましく、拡散光を効果的に所定方向に集光することができ、面状発光部５の所定方向についての輝度を向上させることができる。集光構造１１が、特に、正四角錐体状のレンズ１１ｅであると、拡散光を効果的に正面方向に集光することができる。
【００４５】
集光構造１１が断面二等辺三角形状のシリンドリカルレンズ１１ａである場合、頂角α１、底位置の角度（左底角β１、右底角γ１）は適宜設定可能であるが、より効果的な集光を実現するために、頂角α１が３０°以上１５０°以下であり、左底角β１、右底角γ１が、それぞれ７５°以上１５°以下であることが好ましい。ただし、β１＝γ１である。また、シリンドリカルレンズ１１ａの幅は、１０μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。シリンドリカルレンズ１１ａの幅は、集光構造１１の平面視上、左底角β１に対応する角位置と右底角γ１に対応する角位置との間の距離を示す。
【００４６】
集光構造１１が、その断面の形状が突端を頂角する二等辺三角形以外の断面三角形状となるようなシリンドリカルレンズ１１ｂである場合、突端位置の角度α２、底位置の角度（左底角β２、右底角γ２）は適宜設定可能であるが、より効果的な集光を実現するために、突端位置の角度αが４５°以上８０°以下であり、左底角β２、右底角γ２が、それぞれ４５°以上１０°以下、９０°以上４５°以下であることが好ましい。ただし、β２、γ２の値は互いに異なる。シリンドリカルレンズ１１ｂとしては、その断面の形状が断面不等辺三角形状となるものや、α２＝β２あるいはα２＝γ２であるような三角形状のものが挙げられる。また、シリンドリカルレンズ１１ｂの幅は、１０μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。シリンドリカルレンズ１１ｂの幅は、集光構造１１の平面視上、左底角β２に対応する角位置と右底角γ２に対応する角位置との間の距離を示す。この場合、面発光装置１は、α２、β２、γ２の値に応じて、光拡散面８からの拡散光を、シリンドリカルレンズ１１ｂの幅方向の拡散について、効果的に特定の方向に集光することができ、面状発光部５の輝度を特定の方向に対して向上させることができることとなり、特定の方向に対する光の指向性が向上する。
【００４７】
（集光構造１１の形成方法）
集光構造１１を面状発光部５の光拡散面８に形成する方法は、次に示すような形成方法１，２などを挙げることができる。
【００４８】
（形成方法１）
フィルム材にレンズアレイを形成したレンズフィルム材を準備する。次に、面状発光部５をなす導光シート９の光拡散面８側に、レンズフィルム材を、光学接着剤などを用いて貼り付ける。これにより、面状発光部５に集光構造１１を設けることができる。なお、レンズフィルム材に使用するフィルム材は、面状発光部５をなす導光シート９を構成する透明樹脂と同様の樹脂を用いて形成することができる。また、光学接着剤としては、エポキシ化合物など従前より公知のものを適宜選択可能である。
【００４９】
（形成方法２）
集光構造１１をなすレンズの形状に対応して所定の形状に形成された金型を準備する。面状発光部５の光拡散面８を含む所定領域に紫外線硬化樹脂を塗布して塗布膜を形成するとともに塗布膜面に、先に準備した金型を押し当ててレンズ形状を塗布膜に付型しながら、面状発光部５の裏面側から紫外線を照射する。このとき、塗布膜は、レンズ形状を付与された状態で硬化する。これにより、面状発光部５に集光構造１１を設けることができる。なお、紫外線硬化樹脂としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの多官能アクリレートを用いることができる。
【００５０】
なお、面状発光部５に集光構造１１を設ける方法としては、上記形成方法１，２のほかにも、例えば、次のような方法が用いられてもよい。面状発光部５をなす導光シート９の表面をレンズ形状に応じて適宜切削加工してもよい。また、透明樹脂を用いて導光シート９を調製する際に、導光シート９の面のうち光拡散面８とされる方の面に、形成方法２で使用した金型を押し当ててレンズ形状に応じた形状を付与してもよい。またさらに導光シート９を調整したのち、事後的に金型を押し当てて賦型しても良い。いずれについても、面状発光部５に集光構造１１を設けることができる。
【００５１】
（偏向構造１３）
面状発光部５は、光拡散面８から拡散される光を所定方向に偏向する偏向構造１３を光拡散面８側に設けていてもよい。偏向構造１３としては、ホログラムを形成した層構造を挙げることができる。所定の方向に光を偏向させるような回折パターンを記録したホログラム層を、面状発光部５の光拡散面８側に積層することで、偏向構造を光拡散面側に設けることができる。ホログラム層としては、例えば、体積ホログラムを記録した層を挙げることができる。偏向構造１３を光拡散面８側に設けることで、特定の方向に対して面状発光部５の輝度を向上させることができることとなり、特定の方向に対する光の指向性が向上する。
【００５２】
（光伝送部６）
光伝送部６は、光導入部４と面状発光部５の間に介在している。光伝送部６は、光導入部４からの光を受け取るとともにその光を面状発光部５に伝送するものであり、光を所定方向に伝播可能に構成された光伝送部形成体１４から構成される。
【００５３】
光伝送部６を構成する光伝送部形成体１４は、面状発光部５の用途に使用される導光シート９を構成する樹脂材料と同様の透明樹脂を適宜使用して形成することができる。光伝送部６は、こうした透明樹脂をシート状、フィルム状、棒状など所定の形状に成形することで得られる。このとき、光伝送部形成体１４の成形方法としては、導光シート９の形成と同様の方法を適宜選択可能である。なお、光伝送部６が、図１に示すように、シート状やフィルム状に形成される場合、その幅は、適宜選択できるが、面状発光部５の幅より狭いのが通常である。
【００５４】
光伝送部６は、可撓性有無を限定されるものではないが、可撓性を有するフィルム材を光伝送部形成体１４として用いて形成されていることが好ましい。光伝送部６をなす光伝送部形成体１４が、可撓性を有するフィルム材から形成されていていると、面発光装置１を対象物に取り付けるにあたり、光伝送部６を取り回しやすくなり、光伝送部６の両端に連結されている面状発光部５と光導入部４について、対象物に対する面状発光部５と光導入部４の取り付け位置の自由度を向上させることができる。
【００５５】
（導光体３の製造）
導光体３は、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の一体化構造を形成して調製される。このとき、導光体３は、光導入部４と光伝送部６と面状発光部５とを同種の樹脂材料にて構成されていることが好ましい。光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が同種の樹脂材料で構成されていれば、これら各部の屈折率を同一にすることができ、光が光導入部４から光伝送部６に伝播する過程、および、光が光伝送部６から面状発光部５に伝播する過程で、反射による光量のロスを小さくすることができ、いわゆる光の界面反射を抑制することができる。
【００５６】
導光体３の製造方法としては、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の一体化構造を形成する方法であれば、特に限定されない。すなわち、面発光装置１は、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４からなり、最終的にこれらが一体化された構造をとっておれば、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４は製造過程においてそれぞれ別体に構成されて事後的に接合されて製造されてよいし（製造方法１）、一体をなすシート材から面状発光部５、光伝送部６、光導入部４となる部分を形成して製造されてもよい（製造方法２）。
【００５７】
（製造方法１について）
導光体３を構成する光導入部４と面状発光部５と光伝送部６は、次のように別々に調製される。
【００５８】
面状発光部５は、導光シート９の原反に、必要に応じて反射構造１０と集光構造１１の何れか、もしくは双方を設け、事後的に所定寸法に裁断することで調製することができる。また、光伝送部６は、面状発光部５と同様に、光伝送部形成体１４の原反を所定形状に裁断することで調製することができる。さらに、光導入部４については、光導入部４を構成する材料を用い、その形状に応じた型を形成した金型を用いて金型成型することで成型体として調製することができる。そのほかにも、光導入部４を構成する材料を用い、押し出し成型・切削成型など適宜成型方法を適用して所定形状に成型することで、光導入部４を成型体として調製することができる。
【００５９】
次に、光導入部４と面状発光部５の間に光伝送部６を配置し、光源２からの光が光導入面７から光拡散面８まで導光体３内部を伝播するように、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とを一体化する。これにより導光体３を得ることができる。このとき、光伝送部６は、光の伝播方向一方端側を光導入部４に物理的に接合固定されて接合部を形成しており、他方端側を面状発光部５に物理的に接合固定されて接合部を形成している。光導入部４は、光導入面７を光伝送部６との接合位置に対して逆側に向け、光導入面７から取り込まれる光が光伝送部６に向けて進むように配置される。
【００６０】
光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の接合方法としては、公知の接合方法を適宜選択可能であり、熱溶融や、接着剤による接着などを用いることができる。熱溶融は、従前より公知のヒートシール機などを用いて実施可能できる。接着について、使用される接着剤としては、エポキシ化合物など従前より公知の光学接着剤を適宜使用することができる。
【００６１】
光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が接着剤による接着によって接合される場合、光導入部４と面状発光部５に対して接着剤層１５を介して光伝送部６が接合されることとなる（図７）。さらに、このとき、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が同一の樹脂材料から構成される場合にあっては、接着剤層１５を構成する接着剤の屈折率をＮａ、樹脂材料の屈折率をＮｂとした場合に、Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下であることが好ましく、０．９０以上１．１０以下であることがより好ましく、０．９５以上１．０５以下であることがさらに好ましく、理想的には１である。Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下であると、光導入部４や面状発光部５や光伝送部６と、接着剤層１５との間の屈折率差による界面反射による伝播光量のロスが抑制される。
【００６２】
ここに、本明細書において、屈折率は、アッベ屈折計を使用し、波長５８９．３ｎｍの単色光（ナトリウムＤ線）により測定された値を示す。
【００６３】
なお、製造方法１について、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６のそれぞれを別体に構成する場合について説明したが、これに限定されず、光導入部４と光伝送部６、あるいは面状発光部５と光伝送部６について、それぞれ一体的に成形されてもよい。この場合、上記したような公知の接合方法を適宜用いて、光導入部４と面状発光部５のいずれか一方に対して光伝送部６を接続させることになる。
【００６４】
（製造方法２について）
光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の材料として使用可能な透明樹脂を用いて一定の厚みを有する原反シート材２６を調製する。
【００６５】
次に、図６（Ａ）に示すように原反シート材２６を加熱ローラー２７で延伸して、面状発光部５、および光伝送部６の厚みに対応する厚みのシート部（第１シート部２６ａ、第２シート部２６ｂ）を構成した後、徐々に加熱ローラー２７の押し込み量を漸次減らすことで、漸次、厚みが異なるように構成されたシート部（第３シート部２６ｃ）を形成して延伸体を得る（図６（Ｂ））。そして、延伸体を適宜形状に裁断することで、第１シート部２６ａ、第２シート部２６ｂ、第３シート部２６ｃをそれぞれ、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４となし、導光体３を構成することができる（図６（Ｃ））。
【００６６】
なお、第１シート部について、面状発光部５となる際に光拡散面８とされる方の面（光拡散面予定面）側に、集光構造１１を形成してよい。これは、加熱ローラー２７の周面のうち第１シート部の光拡散面予定面に対面する領域に、集光構造１１の形状に応じた形状に型付してなる賦形ローラーを用いることで、実現できる。この賦形ローラーで原反シート材２６を延伸することで、第１シート部の一方面に集光構造１１に対応する形状を付型することができる。
【００６７】
製造方法２では、原反シート材２６を加熱ローラー２７で延伸した後に、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４の形状に応じた裁断加工が実施されているが、これに限定されず、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４の形状に応じて裁断加工した後に、原反シート材２６を加熱ローラー２７で延伸してもよい。
【００６８】
また、第１シート部について、面状発光部５となる際に光拡散面８とされる方とは逆面（光拡散面予定面の逆面）側に、反射構造１０を形成してよい。これは、加熱ローラー１７の周面のうち第１シート部の光拡散面予定面の逆面に対面する領域に、反射構造１０の形状に応じた型を付してなる賦形ローラーを作成し、その賦形ローラーで原反シート材１６を延伸することで、実現できる。
【００６９】
このような賦形ローラーを用いることで、一回の延伸工程の実施により、原反シート材１６の延伸と同時に、集光構造１１や反射構造１０を付型することができる。
【００７０】
［面発光装置１の製造］
面発光装置１は、光源２を導光体３の光導入面７に隣接配置することで得ることができる。この場合、面発光装置１は、光源２と光導入部４との間に空気層が介在して配置されていてもよい。ただし、光源２と光導入部４とが空気層を介して突き合わせて配置されていると、光導入部４と空気との界面で発生する光の界面反射により、光源２から生じる光の利用効率が低下する虞がある。そこで、面発光装置１は、光源２と導光体３とが光学接着剤で接着されて一体化されることが好ましい。この場合、光学接着剤は、公知のものを適宜選択されて使用されてよいが、その屈折率が光導入部４を構成する材料の屈折率に揃えられたものであることが好ましい。光学接着剤の屈折率と光導入部４を構成する材料の屈折率とが揃っていると、界面反射の虞を低減することができる。
【００７１】
［面発光装置１における光の伝播］
面発光装置１では、光源２から出た光は光導入面７から光拡散面８まで導光体３内部を伝播する。ここに、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が一体的に形成されるので、光導入面４から光拡散面８まで光路において、その光路全てで空気界面を介することなく連続的に導光体３内部を伝播することとなる。このため、光導入面４を通過した後に光が空気界面で反射する状況が生じることが抑制され、界面反射による光量ロスが抑えられ、光の利用効率を高めることができる。
【００７２】
［面発光装置１の他の形態］
上記に説明した面発光装置１では、導光体３に面状発光部５が１つ形成されている場合について説明したが、面発光装置１はこれに限定されず、面状発光部５を導光体３に複数備えるものであってもよい。
【００７３】
すなわち、面発光装置１は、例えば、図８に示すように、面状発光部５を複数備える（面状発光部５ａ、５ｂ）とともに、面状発光部５ごとに光導入部４と面状発光部５の間に光伝送部６が介在して（図８において光伝送部６ａ、６ｂ）、光導入部４内を伝播する光が個々の光伝送部６ａ、６ｂで受け取られるように光導入部４と光伝送部６と面状発光部５が一体的に形成されて導光体３をなしているものであってもよい。
【００７４】
この場合、導光体３には、光導入部４と光伝送部６の接続部分にて、光路の分岐構造が形成されている。面発光装置１では、光導入部４内を伝播する光束が分岐構造によって分かれて個々の光伝送部６で受け取られる。
【００７５】
したがって面発光装置１は複数の面状発光部５を備えて構成される場合、１つの光源２からの光を複数の面状発光部５（面状発光部５ａ、５ｂ）に導光することが可能となる。このとき光源２の設置部位が一箇所で済むことから、光源２の冷却を一箇所で集中して行えばよくなり、光源２の冷却効率を高めることが可能となる。また１つの光源２について点灯のＯＮ・ＯＦＦ制御を行えばよいから点灯制御のための電気回路も簡略化でき、面発光装置１は省エネルギーの観点からも有用である。
【００７６】
［面発光装置１の使用］
面発光装置１の使用については、次のように、面発光装置１を様々なものに取り付けて用いることができる。
【００７７】
（液晶表示装置のバックライト）
面発光装置１は、液晶パネルの液晶画面とは逆面側（裏面側）に取り付けられて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、面発光装置１は、携帯機器１６の表示部１７に搭載される液晶表示装置におけるバックライトとして好ましく用いられる（図９）。この場合、面発光装置１が面状発光部５と光導入部４とが離れて形成されるので、面状発光部５を携帯機器１６の表示部１７の液晶パネル１７ａの裏面側に配置し、光導入部４と光源２を携帯機器１６の本体１８に配置することができる。面状発光部５は薄厚に形成されるので、従来よりも液晶パネル１７ａの薄厚化の要請に応えた携帯機器１６が提供できるようになる。なお、携帯機器１６の本体１８は、ある程度厚みのある部分にあたるため、光導入部４と光源２が配置されていても、それによって携帯機器１６の全厚みが徒に増加してしまうおそれは小さい。
【００７８】
また、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の一体化構造が形成されているため、光導入部４から面状発光部６に至る光の伝播経路中で光量ロスが少なく、また、強度的にも優れる。さらに、面発光装置１は面状発光部５に集光構造１０を一体的に形成することが可能なものであるので、これまで別体の光学部材として準備されて面状発光部５上に重ね合わされていたレンズフィルム材の機能を、面状発光部５に統合一体化することができ、液晶パネル１７ａの全厚みを一層低減できる。
【００７９】
（サインボードのバックライト）
面発光装置１は、自発光型のサインボードのバックライトとして用いることができる。例えば、サインボードに表示したい内容を、光透過性の着色剤を用いて無色透明フィルムに描き込み表示用フィルムを作製し、これの裏面側に面発光装置１の面状発光部５を配することによって、表示用フィルムに描かれた内容を照らし出し、サインボードとして機能させることができる。また、図１０のサインボード１９の例に示すように、複数の表示内容を順次描き込んだ表示用フィルム２０をロール状に丸めて巻き取り装置２１のローラー２１ａに取り付けてセットしておき、表示用フィルム２０の裏面側にバックライトとして面発光装置１を配置して、表示用フィルム２０の裏面側から面発光装置１で照らしながら、ローラー２１ａの回転で順次表示用フィルム２０を送り出すことにより、表示用フィルム２０に記載された内容の連続的な表示が可能となる。なお、ローラー２１ａの回転方向、表示用フィルム２０の移動方向は、図１０中、矢印Ｆ１、Ｆ２で示す。
【００８０】
サインボードは高所に設置される場合が多いが、面発光装置１では、光導入部４と光源２を面状発光部５に対して離間することができるので、面状発光部５を高所に設置しておけば、光伝送部６を低所まで延長して光導入部４と光源２を低所に設置することができる。サインボードのうち高所に設置される部分の重量を軽減できる。
【００８１】
（一般の独立型照明装置）
面発光装置１は、また、電気スタンドのような汎用の独立型照明装置２２として使用されてよい。独立型照明装置２２は、周囲を照らす照明本体２３と、照明本体２３を支える支柱２４と、支柱２４を固定する台座２５とから構成される。照明本体２３に面状発光部５を配置し、支柱２４内を通して台座２５まで光伝送部６を延設し、光源２と光導入部４を台座２５に配置することで、面発光装置１を独立型照明装置２２として使用することができる。独立型照明装置２２によれば、面状発光部５がほとんど発熱しないため、照明本体が熱をもちにくく、使用者が照明本体２３に接近して照明熱によって火傷してしまう危険性が抑制される。
【００８２】
（環境照明装置）
面発光装置１は、街路灯、トンネル灯などの環境照明装置として用いることができる。環境照明装置は、建物外で使用されて人または物を照らす照明装置を示すものとする。
【００８３】
（屋内照明装置）
面発光装置１は、電車などの車内灯、建物の天井や内壁面などに面状発光部５を取り付けて屋内照明として用いることができる。例えば、天井に光拡散面８を表側に向けつつ面状発光部５を貼り付け、光導入部４と光源２を配置した光源ボックスを床面に設置し、面状発光部５から天井裏を介して壁面裏を伝って床面の光源ボックスまで光伝送部６を延設し、光導入部４に光伝送部６の延設端を接続することが考えられる。このように構成した場合、光源２の寿命に伴う交換作業がすばやく安全に実施可能であり、重量が嵩む光源２を天井部分に設置する必要が無くなるため、天井の強度を低く設定することが可能であり、建物の建設コストを下げ、設計の自由度を高めることができる。
【００８４】
（特殊用途）
また、面発光装置１は、足元灯などの特別な位置に設置する照明として使用することが可能である。面発光装置１は、面状発光部５に特定の方向に光を仕向ける集光構造を設けることができるものであるから、足元灯として使用される場合にあっては、面発光装置１は足元位置から少し離れた位置に配置されていたとしても、足元位置に向けて光を集中的に仕向けることが可能となる。
【００８５】
また、面発光装置１は、面状発光部５を、可撓性を有するフィルム材で形成することができるものであることから、環境照明装置、屋内照明装置として使用される場合や、特殊用途に使用される場合のいずれについてみても、面状発光部５を取り付ける部分が曲面状であっても容易に面発光装置１の取り付けが可能である。さらに、面状発光部５を取り付ける部分が単調な曲面でなく複雑に波打った面など特殊な面である場合にも面状発光部５をその面に取り付けることができ、従来の照明では取り付けにくかったような場所にも容易に取り付けて使用することが可能となる。
【００８６】
また、面発光装置１は、面状発光部５に集光構造１１を設けることができ、所定の方向への輝度を高めるレンズを集光構造１１とすることができる。このため、面発光装置１を組み合わせて特に照らしたい領域を狙って照らすような照明装置を設計することができる。
【００８７】
例えば、図１２（Ａ）のように、照明装置５０が、トンネル灯である場合についてみると、おおよそトンネル５１内の特に照らしたい領域を狙って照らすようにトンネル灯を設計することができる。照明装置５０は、面発光装置１ａ、１ｂ、１ｃの組み合わせで構成される。面発光装置１（１ａ）はトンネル５１内の天井部付近に設置され、正面方向の輝度を高める集光構造１１を多数設けたレンズアレイ３１を導光シート９の面（光拡散面側の面）に形成しており、面発光装置１（１ｂ）についてはトンネル５１内の側壁部に設置され、下方向の輝度（斜め方向の輝度）を高める集光構造１１を多数設けたレンズアレイ３１を導光シート９の面に形成しており、面発光装置１（１ｃ）については、トンネル５１内の天井部と側壁部をつなぐ曲面部付近に設置され、側壁から天井に向かうにしたがって斜め方向の輝度よりも正面方向の輝度を高めるように集光構造１１を多数設けたレンズアレイ３１を導光シート９の面に形成している。導光シート９の面上に形成されるレンズアレイ３１の一例については、図１２（Ｂ）に示す。このとき、照明装置５０は、面状発光部５により、特に照らしたい領域（図１２の領域Ｎ）を狙って照らすようになる（図１２中、光の照射方向を矢印で示す）。なお、図１２では、便宜上、光伝送部６と光導入部４、光源２の記載を省略している。
【００８８】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００８９】
実施例１．
（導光体の調製）
（導光シートと光伝送部形成体）
導光シートの原反および光伝送部形成体の原反としてノルボルネン樹脂（ＪＳＲ製「アートン」）（屈折率１．５１）からなる透明フィルム（厚み１００μｍ）を準備し、これを面状発光部と光伝送部の形状に対応した金型で打ち抜き、面状発光部と光伝送部とされる予定の部材を調製した。これらの部材は、それぞれ図１（Ａ）の面状発光部５、光伝送部６に対応する輪郭形状に形成された。面状発光部５とされる予定の部材は、厚みが０．１ｍｍで、幅が４ｃｍ、長さが７ｃｍの矩形状に形成された導光シートである。光伝送部６とされる予定の部材については、厚みが０．１ｍｍで、幅が２ｃｍ、長さが７ｃｍの矩形状に形成された光伝送部形成体である。なお、屈折率は、アッベ屈折計（アタゴ株式会社製「ＮＡＲ−１Ｔ」）を使用し、ナトリウムＤ線により測定された値である。以下、記載される各屈折率は、すべてこれと同様に測定された値を示す。
【００９０】
導光シートの一方面には、予め、サンドブラスト装置（不二製作所製「ＳＧＫ４」）でサンドブラスト処理を施し、その表面に反射構造をなす多数の凹状窪みを形成した。サンドブラスト処理で、微粒子の吹き付けノズルのピッチを調整することにより、光伝送部との接合部となる位置（接合予定位置）から導光シート内を伝播する光が均一に導光シート内に広がり光拡散面に向けて反射するように、接合予定位置から遠ざかるにつれて、ブラスト度合いが大きくなり、凹状窪みの形成密度が大きくなるようにした。
【００９１】
その後、導光シートのサンドブラスト面に、アルミニウムからなる金属面を０．２μｍの厚さに製膜した。金属面の形成はスパッタリング法により行われた。このとき、凹状窪みは、金属面を形成したものとなる。こうして、面状発光部となる部材として、導光シートに反射構造を設けた部材（反射構造付導光シート）を調製した。
【００９２】
反射構造付導光シートに対して光伝送部形成体を接合した。接合は、反射構造付導光シートと光伝送部形成体との熱溶融圧着により行われた。反射構造付導光シートの側端面に光伝送部形成体の端面を突き合せて、突き合された部分に熱が加えられた。このとき、反射構造付導光シートと光伝送部形成体とが相互に熱融着して一体化された。これにより、導光体の一部分をなす構造体が得られた。
【００９３】
（光導入部となる成型体）
光導入部を構成する材料として、導光シートの原反と同一のノルボルネン樹脂を準備した。その一方で、光導入部に対応する形状の金型を作製した。これらの材料と金型を用い、射出成型法により成型体を得た。成型体は、光導入部の光導入面となることを予定された面（光導入面予定面）側の厚みが０．５ｍｍ、光導入面予定面とは逆側端面の厚みが０．１ｍｍとなるように光導入面側から逆端側に向かって一定の割合で厚みが減少するような形状に構成された。また、成型体は、幅方向の長さが、２ｃｍに形成された。光導入面予定面と逆側端面との間の長さが、１．０ｃｍに形成された。
【００９４】
最後に、成型体の光導入面予定面とは逆側端面側に、反射構造付導光シートと光伝送部形成体とが一体化された構造体の光伝送部形成体の先端を突き合せて熱溶融圧着により一体化された。これにより、成型体、光伝送部形成体、反射構造付導光シートの各部分が、それぞれ光導入部、光伝送部、面状発光部となり、導光体が調製された。
【００９５】
（光源の調製）
市販の携帯電話（ソフトバンク社製８３２Ｐ）に実装されている白色ＬＥＤ光源を取り出し、これを光源とした。
【００９６】
（面発光装置の調製）
光導入部の光導入面に隣り合わせて光源を配置した。このとき、光源の発光面を光導入面に向けた。さらに光源の発光面と光導入部の光導入面の間を埋めるようにアクリル系の光学接着剤（ＮＴＴ−ＡＴ社製「ＡＴ６３９０」）を流しこみ、光学接着剤に紫外線（３６０ｎｍ、強度１０ｍＷ／ｃｍ２）（屈折率１．５１）を５分照射し、光源を光導入部に接着して一体化し、面発光装置を得た。
【００９７】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。また、面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光が認められた。発光光分布は、ＥＬＤＩＭ社製のＥＺコントラスト１６０Ｒを用いて実施された。
【００９８】
実施例２．
導光体として次のように調製されたものを用いたほかは、実施例１と同様にして面発光装置を調製した。
【００９９】
（導光体の調製）
原反シート材のとして厚さ０．５ｍｍの熱可塑性樹脂からなる矩形のシート（幅１０ｃｍ×長さ２０ｃｍ）を準備した。熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂（三菱レイヨン社製「アクリライトＬＮ８６５」）（メタクリル酸メチルのポリマー）（屈折率１．４９）を用いた。この原反シート材を用い、第１シート部と第２シート部の仕上がり膜厚が１００μｍとなるように、原反シート材の途中（第２シート部と第３シート部の境界位置（第３シート部の基端位置））まで、原反シート材を一対の加熱ローラーの間に通じて延伸処理を施した。延伸処理後の原反シート材の長手方向一方端から３ｃｍ内側を起端として他方端側に１４ｃｍ内側の位置までの部分を第１シート部、第２シート部とし、１４ｃｍから１６ｃｍまでの部分を第３シート部と設定した。加熱ローラーによる延伸処理には、熱ローラー延伸処理装置（井元製作所製ＩＭＣ−１１８Ｃ型）が用いられた。第２シート部と第３シート部の境界位置から第３シート部の端縁（延伸端縁）に向かって漸次第３シート部の厚みを増加させ、最終的に延伸端縁部分の厚みが０．５ｍｍとなるようにローラー間の間隙を徐々に大きくして、延伸体を得た。
【０１００】
延伸体の片面側全面と、他方面側の第２シート部，第３シート部の全部分に保護フィルムとして４０μｍ厚のＰＥＴフィルムを貼り合わせ、実施例１と同様にして片面の第１シート部の一方面にサンドブラスト処理を施し、第１シート面の一方面の表面に凹状窪みを多数形成し、さらに凹状窪みの形成面に金属面を形成した。金属面は、実施例１と同様に、凹状窪みの形成面にアルミニウムをスパッタリングすることにより形成された。
【０１０１】
引き続き、延伸体の第１シート部、第２シート部、第３シート部が、それぞれ面状発光部、光伝送部、光導入部をなすよう金型で打ち抜き、導光体が調製された。導光体は、図１（Ａ）に示す形状となるような輪郭形状に形成された。面状発光部５に対応する部分は、厚みが０．１ｍｍで、短辺が４ｃｍ、長辺が７ｃｍの矩形状、光伝送部６に対応する部分は、厚みが０．１ｍｍで、短辺が２ｃｍ、長辺が７ｃｍの矩形状であった。また、光導入部４に対応する部分は、光導入面予定面側の厚みが０．５ｍｍ、光導入面予定面とは逆側端面の厚みが０．１ｍｍ、幅方向の長さが、２ｃｍ、光導入面予定面と逆側端面との間の長さが、２ｃｍに形成された。
【０１０２】
実施例３．
反射構造付導光シートに換えて、次に示すように調製された反射構造及び集光構造付導光シートを用いたほかは、実施例１と同様にして面状発光装置を調製した。
【０１０３】
（反射構造及び集光構造付導光シート）
実施例１と同様にして反射構造付導光シートを調製した。さらに、導光シートの非サンドブラスト面側（サンドブラスト処理される面とは逆面側）に、紫外線硬化型樹脂のモノマー（新中村化学社製 ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＡ））を含有する塗工組成物を塗工し、塗膜を得た。ローラー面に四角錐状の凹凸に対応した形状の型を有する凹凸ローラーを用い、凹凸ローラーで塗膜に向けて連続的に型押しを行い、紫外線を照射することにより、導光シートの非サンドブラスト面側に集光構造が形成された。この集光構造は、四角錐形状のレンズであり、導光シートの非サンドブラスト面側に多数連続的に形成されてレンズアレイをなす。この四角錐形状のレンズは、底辺が９０μｍの正方形で、その頂角が９０°であった。こうして、反射構造及び集光構造付導光シートが調製された。ただし、四角錐形状のレンズの頂角は、レンズの突端から基端に向かう４つの斜辺のうち対向する一対の斜辺を通る平面でレンズを切断した際における切断面の三角形の頂角を示すものとする。
【０１０４】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１０５】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光に加え、四角錐状のレンズ構造により正面輝度が高まった発光プロファイルが得られた。
【０１０６】
実施例４．
導光体として次のように調製されたものを用いたほかは、実施例２と同様にして面発光装置を調製した。
【０１０７】
（導光体の調製）
実施例２において熱延伸処理に用いた一対の加熱ローラーに変えて、一対の賦型ローラーを準備した。この賦型ローラーは加熱機能付である。この賦型ローラーの一方には、ローラー表面のうち第１シート部の一方面側に対面する領域に、四角錐状の形状を連続的に形成するパターンに対応した凹凸を形成し、賦型ローラーの他方には、第１シート部の他方面側に対面する領域に、断面三角形状の凹状窪みを多数形成するパターンに対応した凹凸を形成している。この賦型ローラーを用い、原反シート材を一対の賦型ローラーの間に通じたほかは実施例２と同様にして、延伸処理が施された。この延伸処理により、原反シート材の延伸体が形成されるとともに、延伸体の第１シート部の一方面側に多数の四角錘状の構造が形成され、他方面側に三角形状の凹状窪みが形成される。さらに、実施例２と同様に、凹状窪みの形成面にアルミニウムをスパッタリングすることにより金属面を形成した。
【０１０８】
このとき、延伸体の第１シート部、第２シート部、第３シート部が、それぞれ面状発光部、光伝送部、光導入部をなし、導光体が調製された。
【０１０９】
実施例５．
（導光体の調製）
光導入部となる成型体を、光導入面予定面の厚みを３ｍｍとするように成型した他は、実施例１と同様にして導光体を調製した。
【０１１０】
（光源の調製）
光源として、赤色光源と緑色光源と青紫色光源の３種の組み合わせを準備した。赤色光源としては、レーザー光源ＭＬＸＨ；６４０ｎｍ、緑色光源としては、レーザー光源ＭＬＸ−Ｄ１３−５３２；５３２ｎｍ、青紫色光源としては、レーザー光源ＭＬＸ；４４５ｎｍ、（全てキコー技研社製）が準備された。赤色光源と緑色光源と青紫色光源の３種の組み合わせにより、白色光を発光する光源が構成される。
【０１１１】
光源には、図１４に示すような光源装置３２を用いた。光源装置３２は、内部に赤、緑、青紫色の各色の光源をなすレーザー光源３３を設けたハウジング３４を備える。各赤、緑、青紫色のレーザー光源３３は、それぞれの光軸を調整しつつセッティングされている。ハウジング３４には、波長選択性ミラー３５からなるビームコンバイナーと、光線束を横断する断面について点状（断面円形）の光線を線状に拡散させるシリンドリカルレンズ３６が備えられている。各色のレーザー光源３３から出た光はビームコンバイナーでまとめられて白色化され、シリンドリカルレンズ３６を通ったのち、縦２．８ｍｍ×横１８．０ｍｍの大きさで開口形成された光取り出し部３７から取り出される。光取出部３７には防塵のためのガラス材が取り付けられている。そして、光源は、光取出口３７を光導入面と付き合わせ、実施例１と同様に光学接着剤で接合することで取り付けられた。なお、図１４中、Ｌは光線を示す。
【０１１２】
実施例６．
まず、実施例１と同様にして導光体を調製した。次に、光源として次のように調製されたものを準備した。
【０１１３】
（光源の調製）
光源として、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）（Ｏｐｔｗｅｌｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ製 ＳＳ６７−４Ｕ００１）とミラー（反射率９７％）との組み合わせを準備した。
【０１１４】
（面発光装置の調製）
光導入部の光導入面に隣り合わせてミラーを配置した。ミラー面は光導入面に対して傾斜するように配置さており、ＶＣＳＥＬから照射されたレーザー光がミラーで反射しその反射光が光導入面に導入されるように、ＶＣＳＥＬとミラーの配置が調整された。なお、ＶＣＳＥＬとミラー、光導入面は実施例１と同様に光学接着剤により接合されている。
こうして、面状発光装置を調製した。
【０１１５】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１１６】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光が確認された。
【０１１７】
実施例７．
導光体として次のように調製されたものを用いたほかは、実施例１と同様にして面発光装置を調製した。
【０１１８】
（導光体の調製）
実施例１と同様にして反射構造付導光シートと光伝送部形成体とが相互に熱融着して一体化された構造体を得た。ただし、実施例７では、この構造体を２つ調製した。
【０１１９】
実施例１と同様にして光導入部となる成型体を調整し、反射構造付導光シートと光伝送部形成体の一体化された構造体２つを、それぞれこの成型体に対して、それぞれ実施例１と同様の熱溶融圧着し、これらを一体化させた。これにより、導光体が得られた。
【０１２０】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて２つの面状発光部からのいずれの発光についてもＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。同一光源から発生した光が二つの面状発光部の発光に使用されることが確認される。
【０１２１】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、２つの面状発光部のいずれについても均一な面発光が確認された。
【０１２２】
実施例８．
反射構造付導光シートに換えて、次に示す反射構造及び集光構造付導光シートを用いたほかは、実施例１と同様にして面状発光装置を調製した。
【０１２３】
（反射構造及び集光構造付導光シート）
まず実施例１と同様にして反射構造付導光シートを調製した。さらに、導光シートの非サンドブラスト面側に、次のように調製されたレンズフィルム材を光学接着剤（住友３Ｍ製のＯＣＡテープ：型番８１７１Ｊ）で貼り付け、反射構造及び集光構造付導光シートを得た。
【０１２４】
（レンズフィルム材の調製）
フィルム材として、ノルボルネン樹脂（ＪＳＲ社製、商品名：アートン）からなるシートを用いた。このシートに、シリンドリカルレンズの形状に応じた凹凸を形成した金型を押し当てて、シート面にシリンドリカルレンズの形状を付型した。これにより、フィルム材の一方面に断面不等辺三角形状のシリンドリカルレンズを多数配列してなるレンズアレイを付型したレンズフィルム材が準備された。なお、シリンドリカルレンズの突端位置の角度α、底位置の角度（左底角β、右底角γ）はそれぞれ１００°、２０°、６０°、シリンドリカルレンズの幅とした。
【０１２５】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１２６】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光に加え、シリンドリカルレンズにより、面状発光部の平面視上、シリンドリカルレンズの突端から右底角に向かう部分の領域よりも突端から左底角に向かう部分の領域のほうが、輝度が高められている発光プロファイルが得られた。
【０１２７】
実施例９．
反射構造付導光シートに換えて、次に示す反射構造及び偏向構造付導光シートを用いたほかは、実施例１と同様にして面状発光装置を調製した。
【０１２８】
（反射構造及び偏向構造付導光シート）
まず実施例１と同様にして反射構造付導光シートを調製した。さらに、導光シートの非サンドブラスト面側に、次のようにホログラム層を偏向構造として形成したフィルム材（ホログラムシート）を光学接着剤（住友３Ｍ製のＯＣＡテープ：型番８１７１Ｊ）で貼りつけることで、反射構造及び偏向構造付導光シートを得た。
【０１２９】
（ホログラムシート）
ホログラムシートとして、次に示すように、感光性材料からなりホログラムを記録可能な体積ホログラム記録材層を有するフィルム材を準備し、このフィルム材の体積ホログラム記録材層に透過型体積ホログラムを記録して体積ホログラム層となすことによって、作製された。
【０１３０】
５０μｍの厚さを有するフィルム基材としてのルミラーＴ６０（東レ社製の未処理ＰＥＴフィルムの商品名）上に、次に示す組成の感光性材料を、乾燥後の厚さが１３μｍとなるように塗布して塗布膜を得て、その後、塗布膜を乾燥して体積ホログラム記録材層となし、ルミラーＴ６０からなるフィルム基材面上に体積ホログラム記録材層を形成してなるホログラム記録用フィルム材を作製した。
【０１３１】
＜感光性材料の組成＞
・ポリメチルメタクリレート系樹脂（分子量２００，０００）…７０質量部
・下記一般式においてＲ５＝Ｈ、Ｒ６＝ｐ−ビフェニルメチリレン基、ｍ＝ｎ＝１で示される化合物…１５０質量部
・３，９−ジエチル−３’−カルボキシメチル−２，２’−チアカルボシアニン、ヨウ素塩…０．６質量部
・ジフェニルヨードニウム−トリフルオロメタンスルホネート…６質量部
・１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル…８０質量部
・溶媒（ｎ−ブタノール：メチルイソブチルケトン＝１：１）…３９０質量部
【０１３２】
【化１】
【０１３３】
上記（化１）に示す一般式中、Ｒ５は水素原子又はメチル基、Ｒ６はｐ−ビフェニリルメチリレン基又はフルオレニリデン基、Ａはエチレン基又はプロピレン基を示し、ｍ、ｎは各々１以上であり、ｍ＋ｎは２．０〜８．０の範囲の数である。
【０１３４】
ホログラム記録用フィルム材に対し、体積ホログラム記録材層へのホログラムの記録には波長５１４ｎｍのレーザー光を用いた。また、記録にあたり、粗さ１０００番、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍのすりガラスを透過型拡散板として用いた。すなわち、この透過型拡散板を、体積ホログラム記録材層に対向するようにして４３０ｍｍ離間して配置しておき、参照光と物体光を体積ホログラム記録材層に入射する際に、透過型拡散板を通った散乱光を物体光として入射することで体積ホログラムを体積ホログラム記録材層に記録してこれを体積ホログラム層となし、ホログラムシートを得た。
【０１３５】
ホログラムシートは、３０°入射光に対して、０°回折であり、中心部にて±３０°の拡散角を有していた。なお、この実施例９ではホログラムシートに対して拡散性を持たせているが、拡散性が認められないホログラムシートを偏向構造から排除するものではない。拡散性が認められないホログラムシートは、ホログラムの記録を際に、すりガラスを用いず、物体光、参照光の双方を平行光とすることにより実現できる。
【０１３６】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１３７】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光に加え、偏向構造により発光面の法線から３０°の方向の輝度が高められた発光プロファイルが得られた。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 面発光装置
２ 光源
３ 導光体
４ 光導入部
５ 光伝送部
６ 面状発光部
７ 光導入面
８ 光拡散面
９ 導光シート
１０ 反射構造
１１ 集光構造
１２ 金属薄膜
１２ａ 金属面
１３ 偏向構造
１４ 光伝送部形成体
１５ 接着剤層
１６ 携帯機器
１７ａ 携帯機器の液晶パネル
１８ 携帯機器の本体
１９ サインボード
２０ 表示用フィルム
２１ 巻き取り装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光装置は、様々な物品に組み込まれて様々な用途で使用される。例えば、面発光装置は、液晶表示装置の液晶表示パネルに組み付けられて、液晶表示パネルのバックライトとしての用途で使用される。このような面発光装置には、薄型化の要請が強くなってきている。
【０００３】
例えば、携帯機器に搭載される液晶表示装置についてみると、携帯機器の薄型軽量化の要請に伴って液晶表示装置の薄型化が要請され、液晶表示パネルの薄型化も要請されるようになり、特に、液晶表示パネルの薄型化の要請に応えるためにバックライトの薄型化も強く要請されている。
【０００４】
このような薄型化の要請に応えるバックライトとして、いわゆるサイドライト型のバックライトが提案されている。サイドライト型のバックライト１１０は、図１３に示すとおり、光拡散面１０１を有して面状発光部１０２を構成する導光板１０３と、導光板１０３の側縁近傍位置に隣接して配置される光源１０４とからなり、導光板１０３には、光源１０４からの光を導光板１０３の側縁部から導入し、導入された光を光拡散面１０１に向けて反射させる反射面１０５が備えられる。このとき光源１０４には、高輝度であることが通常求められ、発光ダイオードや冷陰極管等が発光体に用いられることが多い。そして、光源１０４の高輝度化には大きな発光面積を確保して光量を確保することが必要となるため、光源１０４の厚みが必然的に大きくなる。上記したようなサイドライト型のバックライトでは、光源１０４が導光板１０３に隣接しているため、光源１０４自体に厚みがあると、液晶表示パネル１１１にバックライト１１０を取り付ける液晶表示装置１１２について、光源１０４を収納可能な程度に厚みが確保される必要がある。こうしたことから、従来のサイドライト型のバックライト１１０では、液晶表示装置１１２の厚みを十分に薄くすることが困難であるとされてきた。
【０００５】
そこで、面表示装置における面状発光部を構成する導光板と、光源とを離間して配置させる技術が提案されている（特許文献１，２等）。
【０００６】
特許文献１には、表示装置が開示されている。この表示装置は、導光板から離れた位置にある光源からの光を、光伝送板を通して導光板に導くように構成されている。この表示装置は、導光板近傍での感電やショートによる表示装置の故障を回避し、さらには表示装置のメンテナンス性を向上させるためのものである。
【０００７】
特許文献２には、面状照明装置が開示されている。この面状照明装置は、光を拡散させる面状部を有する導光板から離れた位置にレーザー光源を配置するとともに、レーザー光源からの光を伝送する光ファイバーを導光板の面状部とは逆面側に配置しており、光ファイバーから光を取り出す構造体を光ファイバーと導光板の間に設けているものである。面状照明装置では、光ファイバーにて導光板まで伝送されたレーザー光が構造体より取り出され、取り出されたレーザー光が導光板の面状部から出射して、導光板が面発光する。
【０００８】
特許文献１，２に記載された発明では、光源が導光板から離れて配置されるので、液晶表示パネルなどの対象物において、導光板を取り付ける部分の厚みが光源の厚みに依存して厚くなってしまう虞が、抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２７５９１４号公報
【特許文献２】特開２００９−４９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、面状発光部の厚みを薄くすると、光伝送板から光が導光板に十分に伝播されなくなり、光源からの光を効率的に使用できなくなる虞がある。特許文献２では、光が導光板に効果的に取り込まれるようにするため、光を伝送する光ファイバーが導光板の面状部とは逆面側に配置される。そして、面状発光部は、光ファイバーと構造体と導光板を重ね合わせた構造をなすことになるため、面状発光部を薄厚にすることは困難であるばかりか、面状発光部の厚みが、従来のサイドライト型のバックライトよりもかえって厚くなる虞すら生じてしまう。このように、特許文献１，２に記載された技術では、光源からの光を効率的に利用しながら面状発光部を薄型化することができない。
【００１１】
本発明は、光源からの光を効率的に用いるとともに高輝度を維持しつつ面状発光部の薄厚化を実現可能な面発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、（１）光源と導光体とを備え、
導光体は、光源からの光を導入する光導入面を備える光導入部と、一方面側に光拡散面を有する面状発光部と、光導入部と面状発光部の間に介在して光導入部からの光を受け取るとともに該光を面状発光部に伝送する光伝送部とが一体となっており、
光導入部は、その厚さが光導入面側から光伝送部側に向かって薄くなる部分を有する、ことを特徴とする面発光装置、
（２）光源からの光が光導入面から光拡散面まで導光体内部を伝播することを特徴とする、上記（１）に記載の面発光装置、
（３）導光体は、光伝送部が光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方に接合する接合部を有している、ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の面発光装置、
（４）導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなる、上記（１）から（３）のいずれかに記載の面発光装置、
（５）導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなり、且つ、光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方と光伝送部との間に接着剤層を有しており、
接着剤層を構成する接着剤の屈折率をＮａ、樹脂材料の屈折率をＮｂとした場合に、Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下である、上記（１）から（４）のいずれかに記載の面発光装置、
（６）光導入部は、光導入面側端面位置の厚みに対する、光導入面とは逆側端面位置の厚みの比率が０．０１以上０．５以下である、上記（１）から５のいずれかに記載の面発光装置、
（７）面状発光部は、光伝送部から伝送された光を反射して光拡散面に向かわせる反射構造を、光拡散面を有する面と逆面側に備える、上記（１）から（６）のいずれかに記載の面発光装置、
（８）面状発光部は、光拡散面から拡散された光を面状発光部の正面方向に集光する集光構造を光拡散面側に設けてなる、上記（１）から（７）のいずれかに記載の面発光装置、
（９）面状発光部は、可撓性を有するフィルム材からなる、上記（１）から（８）のいずれかに記載の面発光装置、
（１０）光伝送部は、可撓性を有するフィルム材からなる、上記（１）から（９）のいずれかに記載の面発光装置、
（１１）面状発光部を複数備える、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の面発光装置、
（１２）液晶表示装置またはサインボードのバックライトとして用いられる、上記（１）から（１１）のいずれかに記載の面発光装置、
（１３）環境照明装置として用いられる、上記（１）から（１１）のいずれかに記載の面発光装置、を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源からの光を効果的に用いるとともに高輝度を維持しつつ面状発光部の薄厚化を実現可能な面発光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）本発明の面発光装置の一実施例を模式的に示す平面模式図である。（Ｂ）本発明の面発光装置の一実施例を模式的に示す側面模式図である。（Ｃ）本発明の面発光装置の導光体を模式的に示す正面模式図である
【図２】（Ａ）本発明の面発光装置の他の実施例を模式的に示す平面模式図である。（Ｂ）本発明の面発光装置の導光体についての他の実施例を模式的に示す平面模式図である。
【図３】（Ａ）本発明の面発光装置において導光体に反射構造を設けた構造を模式的に示す部分側面模式図である。（Ｂ）図３（Ａ）における領域Ｘの部分拡大図である。
【図４】（Ａ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｂ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｃ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｄ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。（Ｅ）集光構造の一実施例を示す部分斜視部である。
【図５】本発明の面発光装置において導光体に偏向構造を設けた構造を模式的に示す部分断面図である。
【図６】（Ａ）本発明の面発光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図である。（Ｂ）本発明の面発光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図である。（Ｃ）本発明の面発光装置の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図７】本発明の面発光装置の他の一実施例における導光体を模式的に示す平面模式図である。
【図８】本発明の面発光装置の他の一実施例を模式的に示す側面模式図である。
【図９】本発明の面発光装置を搭載した携帯機器の例を示す斜視模式図である。
【図１０】本発明の面発光装置を搭載したサインボードの例を示す斜視模式図である。
【図１１】本発明の面発光装置を搭載した独立型照明装置の例を示す斜視模式図である。
【図１２】（Ａ）本発明の面発光装置を搭載した照明装置の例を示す斜視模式図である。（Ｂ）図１２（Ａ）における領域Ｙの一実施例を示す部分拡大図である
【図１３】従来のサイドライト型のバックライトを取り付けた液晶表示装置を示す概略側面図である。
【図１４】実施例５に使用した光源の構成を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［面発光装置１の構成］
本発明の面発光装置１は、図１（Ａ）から（Ｃ）に示すように、光源２と導光体３を備える。
【００１６】
（光源２）
光源２は、導光体３を構成する光導入部４の光導入面７に隣接して配置される。光源２は、一般的な照明装置の光源として使用可能なものであれば、特に限定されない。光源２としては、例えば、冷陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）など、各種の発光体が適用可能である。光源２を構成する発光体は、省エネルギー性、色純度の高さの点からは、発光ダイオード、レーザーダイオードが好ましく用いられる。光源２は、さらにこれらの発光体を、単数用いて構成されてよいし、複数個用いて構成されてもよい。また、光源２が発光体を複数個用いて構成される場合、光源２は、単一種の発光体で構成されてもよいし、複数種の発光体を組み合わせて構成されてもよい。光源２を構成する発光体の数や組み合わせは、後述の面状発光部５の条件、例えば面状発光部５の光拡散面８の面積、面状発光部５に要請される輝度、色度等に応じて適宜選択される。
【００１７】
光源２の厚みは、面発光装置１の用途に応じて適宜選択可能であるが、一般に１００μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあることが多い。具体的に、光源２が液晶表示装置のバックライト用の光源である場合には、面状発光部５に対する高輝度の要請に応じて光源２の発光面の面積を確保する必要があり、さらに光導入面７に向かい合う光源２の端面から光が発せられる必要があることから、光源２の厚み（図１においてＵ）がある程度確保される必要があり、具体的には、光源２の厚みは１．５ｍｍから２．５ｍｍ程度であることが多く、なかでも２ｍｍ程度であることが多い。
【００１８】
（導光体３）
導光体３は、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とを一体にしてなる構造を有して形成されている。
【００１９】
本明細書において、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とから一体的に形成されるとは、物理的に光導入部４と光伝送部６と面状発光部５とが連結固定されていることを示している。したがって、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とから一体的に形成される場合には、光伝送部６が光導入部４と面状発光部５に接合して接合部を形成して一体的に形成されている場合、光伝送部６を光導入部４と面状発光部５に接合せずに光導入部４と光伝送部５と面状発光部６とが一体をなしている場合のいずれの場合も含まれる。
【００２０】
導光体３において、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が一体的に形成されて、光が光導入面７から光伝送部６を通って光拡散面８に達するように構成されておれば、光導入部４と面状発光部５に対する光伝送部６の接合位置は特に限定されるものではない。ただし、光伝送部６よりも面状発光部５が幅広である場合、平面視上、面状発光部５が、光伝送部６から伝播される光の拡がり角（°）未満で拡がるような面をなして構成されていることが好ましく、その点では、図１や図２（Ａ）に示すように面状発光部５の側辺に光伝送部６を接合しているよりも、図２（Ｂ）に示すように面状発光部５の角位置に光伝送部６を接合していることが好ましい。この場合、光伝送部６から面状発光部５に伝播する光が面状発光部５の全面に効率的にいきわたるようになる。
【００２１】
（光導入部４）
光導入部４は、光源２からの光を導入する光導入面７を備える。光導入部４は、その厚さが光導入面７側から光伝送部６側に向かって薄くなる部分を有して構成されており、図１の例では光導入面７から光伝送部６に向かって漸次薄厚になるように形成されている。
【００２２】
光導入部４は、光導入面７側端面位置（Ｘ１）の厚み（Ｗ１）に対する、光導入面７側端面とは逆側端面の位置（Ｘ２）での厚み（Ｗ２）の比率（厚み比）（Ｗ２／Ｗ１）が、０．０１以上０．５以下であるように形成されることが好ましい。厚み比が０．０１未満であると、導入光の漏れ光量を抑えつつ光導入面７から光伝送部６に向かって漸次薄厚にするために、光導入部４の設計上、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の距離（Ｄ）を著しく長くする必要が生じてしまい、光導入部４を通る光の光路長が長くなるうえ、光導入部４を実装することが困難になる虞もある。厚み比が０．５を超えると、光導入部４で導入光の光束を十分に絞ることができず、光伝送部６の厚みを確保する必要を生じ、光導入部４のみならず光伝送部６を実装することが困難になる虞もある。
【００２３】
光導入部４は、導入光の漏れ光量を抑える効果を確保する点で、Ｄ／Ｗ１の値が１以上５０以下であることが好ましい。
【００２４】
光導入部４は、適宜のパターンで光導入面７から光伝送部６に向かって薄厚になるように設定することが可能であり、例えば、光導入面７から光伝送部６に向かって光導入部４の厚みが一定の割合で薄厚になるように形成されてもよいし、光導入部４の厚みの変化量が光伝送部６に向かって徐々に小さくなるように形成されていてもよく、光導入部４の厚みの変化量が、光導入面７から、光伝送部６に向かった所定の位置まで一旦大きくなり、さらに所定の位置から光伝送部６に向かって徐々に小さくなるようにシグモイドカーブを描くように形成されていてもよい。
【００２５】
光導入部４は、その厚みが光導入面７から光伝送部６に向かって徐々に薄くなるように構成されていることで、光導入面４に導入された光が光導入部４内で全反射を繰り返しながら光導入面４の位置の厚みよりも薄厚な光伝送部６へと向かうようにすることができるようになり、光源２から導入された光束が光導入部４から外部へ漏れてしまうことを抑制しつつ光束を徐々に光導入部４の厚み方向に絞り込むことができる。
【００２６】
光導入部４は、光導入面から光伝送部６に向かって、漸次、光導入部４の幅を狭めた構成がさらに備えられてもよい（図２（Ａ））。この場合、光源２から導入された光束は、光伝送部６に向かうにつれて徐々に光導入部４の幅方向（光の伝播方向に対して垂直な方向）について絞り込まれる。また、光導入部４が光導入面７から光伝送部６に向かって先細な形状に形成されることとなり、光導入部４の先細な端部に接合される光伝送部６についてもその厚みおよび幅を小さくすることができる。また、面発光装置１を液晶表示装置等の対象物に取り付ける際に、さらに可撓性を有するフィルム材などの部材で光伝送部６を形成しておれば、光伝送部６の取り回しの自由度を大きくすることができる。
【００２７】
光導入部４の光導入面７側のサイズと形状は、光源２に用いられるＬＥＤなどの発光体の数やサイズに応じて適宜設定される。光導入部４の光導入面７は、光源２を構成する発光体の発光面と符合するもしくは発光面よりも大きいように形成されることが、発光体から出射された光の利用効率の点から好ましい。光導入部４と光伝送部６との境界位置側における光導入部４のサイズと形状は、光伝送部６のサイズや形状に対応して適宜設定されており、好ましくは光伝送部６のサイズや形状に符合するように設定される。
【００２８】
なお、図１の例では、光導入部４が全体的に漸次薄厚となるように構成されているが、これに限定されず、光導入部４は、漸次薄厚となるように構成されている部分の前後に、厚みの均一な部分を延設形成されていてもよい。この場合にも、光導入部４は、光源２から導入された光束が光導入面７から光伝送部６に向かって徐々に絞り込まれる。
【００２９】
光導入部４は、光を所定方向に伝播可能な材料から構成され、具体的に後述の面状発光部５を構成する導光シート９と同様の透明樹脂から構成できる。光導入部４は、公知の成形方法を適宜用いて、透明樹脂を所定形状に成形することで得ることができる。
【００３０】
（面状発光部５）
面状発光部５は、一方面側に光拡散面８を有してなる。このとき光拡散面８は、面状発光部５の一方面全面に形成されていても、部分的に形成されていてもよい。面状発光部５は、シート状に形成されており、また、その平面視上の輪郭形状については特に限定されず、円形、矩形、多角形状など適宜設定される。
【００３１】
面状発光部５は、その厚みを特に限定されないが、光拡散面８に均一な輝度分布を得ることが可能な範囲で、可能な限りその厚みを薄く形成され、すなわちフィルム状に形成されていることが好ましい。面状発光部５の厚みは、３ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３２】
面状発光部５は、導光性を有する導光シート９から形成される。導光シート９は、樹脂材料から形成できる。樹脂材料としては、４００ｎｍから７００ｎｍにおける可視光領域における透過率が高いものが好ましく用いられ、導光シートについて可視光領域における透過率は、導光性により優れる点で、９０％／μｍ以上であることが好ましく、９５％／μｍ以上であることがより好ましい。ここに、透過率は、測定対象物に入射した光の量（入射光量）とその測定対象物を通り抜けた光の量（透過光量）の比（透過光量／入射光量）を測定対象物の単位厚みあたりの値で表示した数値（％／μｍ）を示す。透過率は、例えば、大塚電子製のＲＥＴＳ−１２５０ＡＶ等を用いて具体的に測定可能である。
【００３３】
面状発光部５を構成する導光シート９は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ノルボルネン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂などの透明樹脂をシート状に成形することで得られる。このとき、透明樹脂の成形方法としては、公知の成形方法を選択可能であり、具体的に、溶融押し出し法、溶融延伸法、溶剤キャスト法、フュージョン法、ロール熱延伸法、一軸延伸法、二軸延伸法などの方法を用いることができる。
【００３４】
面状発光部５は、可撓性有無を特に限定されないが、可撓性を有するフィルム材を導光シート９として用いて形成されていることが好ましい。面状発光部５を構成する導光シート９が、可撓性を有するフィルム材から形成されていていると、面発光装置１を取り付けようとする対象物の面が曲面形状を有する場合に、その曲面形状に沿うように面状発光部５を取り付けることができる。この場合、導光シート９の厚みは、面状発光部５に要請される可撓性の程度に応じて適宜選択される。
【００３５】
（反射構造１０）
面状発光部５は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、光伝送部６から伝送された光を反射して光拡散面８に向かわせる反射構造１０を、光拡散面８の逆面（以下、単に、裏面という）側に備えていてもよい。
【００３６】
反射構造１０は、面状発光部５の裏面の凹状窪み１０ａであり、面状発光部５の裏面に多数形成される。個々の凹状窪み１０ａは、断面円形状、断面Ｖ形状、断面Ｕ字型など、その形状を特に限定されず、不定形でもよい。また、凹状窪み１０ａは、面状発光部５の裏面に所定の密度、所定の配置パターンで形成される。このように、凹状窪み１０ａの形状、凹状窪み１０ａの密度、配置パターンは、適宜選択可能ではあるが、面状発光部５の光拡散面８全領域にわたり略均一な発光強度が得られるように設定されていることが好ましい。具体的に、図３（Ａ）の例に示すように、面状発光部５の裏面に形成されている多数の凹状窪み１０ａの形状について、光伝送部６までの距離が近い位置にある凹状窪み１０ａほどその深さが浅くなり、光伝送部６までの距離が遠い位置にある凹状窪み１０ａほどその深さが深くなるように形成されていることが好ましい。また、凹状窪み１０ａの密度と配置パターンについてみると、面状発光部５の裏面において光伝送部６までの距離が近い領域ほど、凹状窪み１０ａの形成が疎になり（密度が低く）、光伝送部６までの距離が遠い領域ほど、凹状窪み１０ａの形成が密になる（密度が高い）という配置パターンで、凹状窪みが形成されていることが好ましい。
【００３７】
面状発光部５の裏面に反射構造１０が設けられることで、光導入部４から光伝送部６内を伝播して面状発光部５に取り込まれた光が反射構造１０に当たり、さらに光拡散面８側に向かって反射することとなり、光拡散面８から効率的に反射光が出射されることとなる。
【００３８】
反射構造１０には、金属面１２ａが形成されていることが、反射構造１０による光の反射効率を高めて光の利用効率を向上することができて好ましい（図３（Ｂ））。具体的に、面状発光部５の裏面における少なくとも凹状窪み１０ａの窪み面上に金属薄膜１２が形成されていることが好ましい。金属薄膜１２の形成方法は、金属蒸着など周知の方法を適宜選択可能である。金属薄膜１２を構成する金属材料としては、アルミニウムなど光の反射効率の高い金属光沢を有する金属が選択される。この場合、面状発光部５を構成する導光シート９と金属薄膜１２との界面側に位置する金属薄膜１２の金属面１２ａにて、光が効果的に反射することになる。
【００３９】
（反射構造１０の形成方法）
反射構造１０をなす凹状窪み１０ａは、面状発光部５の裏面に微細な傷を入れることにより構成することができる。微細な傷を入れる方法としては、微粒子を高圧エアーで面状発光部５の裏面に吹き付けるサンドブラストにより、面状発光部５の裏面を荒らす方法などを適用することができる。
【００４０】
凹状窪み１０ａは、多数の突起を設けた金属ロールなどの凹凸ロールを用いた方法にて形成してもよい。この方法は、次のように実施される。凹状窪み１０ａの形状、配置パターンに応じて、凹凸ロールのロール面に、突起を、所定形状、所定の配置パターンで予め形成しておく。次に、面状発光部５を形成するためのシート材を、面状発光部５の裏面側となる面を凹凸ロール面に対面させるように配置しつつ、シート材を凹凸ロールに通じる。これにより、面状発光部５の裏面側に凹状窪み１０ａが形成される。この場合、用いられるシート材は、導光シート単体から形成された導光シートの原反でもよいし、導光シートの一方面に更に樹脂膜を積層した積層材であってもよい。この積層材は、導光シートに紫外線硬化性樹脂材料を塗工して塗工膜を形成しその塗工膜に紫外線を照射して硬化させて硬化膜を形成しておくことで形成可能である。シート材が積層材である場合、硬化膜面に金属ロールなどの凹凸ロールの突起をおしあてるようにして積層材を凹凸ロールに通じることで、硬化膜面上に凹状窪みを形成することができる。なお、このとき、硬化膜と導光シートの屈折率を合わせるように構成することが、硬化膜と導光シートとの界面位置での反射を抑制できて好ましい。
【００４１】
（集光構造１１）
面状発光部５は、光拡散面８から拡散された光を面状発光部５の所定方向に集光する集光構造１１を光拡散面８側に設けていてもよい（図４（Ａ）から（Ｅ））。
【００４２】
集光構造１１は、レンズであり、面発光装置１の面状発光部５の光拡散面８側表面に多数設けられる。レンズの厚みについては、集光効果が弱くなりすぎない程度に厚みを確保しさらに面状発光部５の厚みが厚すぎないようにする観点から、７μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。集光構造１１は、横並びに隣り合わせて配列配置されるパターンなど所定のパターンで多数配置されて、全体としてレンズアレイを形成している。
【００４３】
集光構造１１は、図４に示すような、断面三角形状や断面半円形状（いわゆる蒲鉾型）のシリンドリカルレンズ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ））、ドーム形状のレンズ１１ｄ（図４（Ｄ））、四角錐形状のレンズ１１ｅ（図４（Ｅ））、など適宜選択可能である。断面三角形状のシリンドリカルレンズ１１ａ、１１ｂについては、その断面の三角形の形状を特に限定されず、頂角を突端とする断面二等辺三角形状のシリンドリカルレンズ１１ａや、突端を頂角とする二等辺三角形以外の断面三角形となるようなシリンドリカルレンズ１１ｂなど適宜選択可能である。
【００４４】
集光構造１１は、四角錐形状のレンズ１１ｅであることが好ましく、拡散光を効果的に所定方向に集光することができ、面状発光部５の所定方向についての輝度を向上させることができる。集光構造１１が、特に、正四角錐体状のレンズ１１ｅであると、拡散光を効果的に正面方向に集光することができる。
【００４５】
集光構造１１が断面二等辺三角形状のシリンドリカルレンズ１１ａである場合、頂角α１、底位置の角度（左底角β１、右底角γ１）は適宜設定可能であるが、より効果的な集光を実現するために、頂角α１が３０°以上１５０°以下であり、左底角β１、右底角γ１が、それぞれ７５°以上１５°以下であることが好ましい。ただし、β１＝γ１である。また、シリンドリカルレンズ１１ａの幅は、１０μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。シリンドリカルレンズ１１ａの幅は、集光構造１１の平面視上、左底角β１に対応する角位置と右底角γ１に対応する角位置との間の距離を示す。
【００４６】
集光構造１１が、その断面の形状が突端を頂角する二等辺三角形以外の断面三角形状となるようなシリンドリカルレンズ１１ｂである場合、突端位置の角度α２、底位置の角度（左底角β２、右底角γ２）は適宜設定可能であるが、より効果的な集光を実現するために、突端位置の角度αが４５°以上８０°以下であり、左底角β２、右底角γ２が、それぞれ４５°以上１０°以下、９０°以上４５°以下であることが好ましい。ただし、β２、γ２の値は互いに異なる。シリンドリカルレンズ１１ｂとしては、その断面の形状が断面不等辺三角形状となるものや、α２＝β２あるいはα２＝γ２であるような三角形状のものが挙げられる。また、シリンドリカルレンズ１１ｂの幅は、１０μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。シリンドリカルレンズ１１ｂの幅は、集光構造１１の平面視上、左底角β２に対応する角位置と右底角γ２に対応する角位置との間の距離を示す。この場合、面発光装置１は、α２、β２、γ２の値に応じて、光拡散面８からの拡散光を、シリンドリカルレンズ１１ｂの幅方向の拡散について、効果的に特定の方向に集光することができ、面状発光部５の輝度を特定の方向に対して向上させることができることとなり、特定の方向に対する光の指向性が向上する。
【００４７】
（集光構造１１の形成方法）
集光構造１１を面状発光部５の光拡散面８に形成する方法は、次に示すような形成方法１，２などを挙げることができる。
【００４８】
（形成方法１）
フィルム材にレンズアレイを形成したレンズフィルム材を準備する。次に、面状発光部５をなす導光シート９の光拡散面８側に、レンズフィルム材を、光学接着剤などを用いて貼り付ける。これにより、面状発光部５に集光構造１１を設けることができる。なお、レンズフィルム材に使用するフィルム材は、面状発光部５をなす導光シート９を構成する透明樹脂と同様の樹脂を用いて形成することができる。また、光学接着剤としては、エポキシ化合物など従前より公知のものを適宜選択可能である。
【００４９】
（形成方法２）
集光構造１１をなすレンズの形状に対応して所定の形状に形成された金型を準備する。面状発光部５の光拡散面８を含む所定領域に紫外線硬化樹脂を塗布して塗布膜を形成するとともに塗布膜面に、先に準備した金型を押し当ててレンズ形状を塗布膜に付型しながら、面状発光部５の裏面側から紫外線を照射する。このとき、塗布膜は、レンズ形状を付与された状態で硬化する。これにより、面状発光部５に集光構造１１を設けることができる。なお、紫外線硬化樹脂としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの多官能アクリレートを用いることができる。
【００５０】
なお、面状発光部５に集光構造１１を設ける方法としては、上記形成方法１，２のほかにも、例えば、次のような方法が用いられてもよい。面状発光部５をなす導光シート９の表面をレンズ形状に応じて適宜切削加工してもよい。また、透明樹脂を用いて導光シート９を調製する際に、導光シート９の面のうち光拡散面８とされる方の面に、形成方法２で使用した金型を押し当ててレンズ形状に応じた形状を付与してもよい。またさらに導光シート９を調整したのち、事後的に金型を押し当てて賦型しても良い。いずれについても、面状発光部５に集光構造１１を設けることができる。
【００５１】
（偏向構造１３）
面状発光部５は、光拡散面８から拡散される光を所定方向に偏向する偏向構造１３を光拡散面８側に設けていてもよい。偏向構造１３としては、ホログラムを形成した層構造を挙げることができる。所定の方向に光を偏向させるような回折パターンを記録したホログラム層を、面状発光部５の光拡散面８側に積層することで、偏向構造を光拡散面側に設けることができる。ホログラム層としては、例えば、体積ホログラムを記録した層を挙げることができる。偏向構造１３を光拡散面８側に設けることで、特定の方向に対して面状発光部５の輝度を向上させることができることとなり、特定の方向に対する光の指向性が向上する。
【００５２】
（光伝送部６）
光伝送部６は、光導入部４と面状発光部５の間に介在している。光伝送部６は、光導入部４からの光を受け取るとともにその光を面状発光部５に伝送するものであり、光を所定方向に伝播可能に構成された光伝送部形成体１４から構成される。
【００５３】
光伝送部６を構成する光伝送部形成体１４は、面状発光部５の用途に使用される導光シート９を構成する樹脂材料と同様の透明樹脂を適宜使用して形成することができる。光伝送部６は、こうした透明樹脂をシート状、フィルム状、棒状など所定の形状に成形することで得られる。このとき、光伝送部形成体１４の成形方法としては、導光シート９の形成と同様の方法を適宜選択可能である。なお、光伝送部６が、図１に示すように、シート状やフィルム状に形成される場合、その幅は、適宜選択できるが、面状発光部５の幅より狭いのが通常である。
【００５４】
光伝送部６は、可撓性有無を限定されるものではないが、可撓性を有するフィルム材を光伝送部形成体１４として用いて形成されていることが好ましい。光伝送部６をなす光伝送部形成体１４が、可撓性を有するフィルム材から形成されていていると、面発光装置１を対象物に取り付けるにあたり、光伝送部６を取り回しやすくなり、光伝送部６の両端に連結されている面状発光部５と光導入部４について、対象物に対する面状発光部５と光導入部４の取り付け位置の自由度を向上させることができる。
【００５５】
（導光体３の製造）
導光体３は、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の一体化構造を形成して調製される。このとき、導光体３は、光導入部４と光伝送部６と面状発光部５とを同種の樹脂材料にて構成されていることが好ましい。光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が同種の樹脂材料で構成されていれば、これら各部の屈折率を同一にすることができ、光が光導入部４から光伝送部６に伝播する過程、および、光が光伝送部６から面状発光部５に伝播する過程で、反射による光量のロスを小さくすることができ、いわゆる光の界面反射を抑制することができる。
【００５６】
導光体３の製造方法としては、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の一体化構造を形成する方法であれば、特に限定されない。すなわち、面発光装置１は、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４からなり、最終的にこれらが一体化された構造をとっておれば、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４は製造過程においてそれぞれ別体に構成されて事後的に接合されて製造されてよいし（製造方法１）、一体をなすシート材から面状発光部５、光伝送部６、光導入部４となる部分を形成して製造されてもよい（製造方法２）。
【００５７】
（製造方法１について）
導光体３を構成する光導入部４と面状発光部５と光伝送部６は、次のように別々に調製される。
【００５８】
面状発光部５は、導光シート９の原反に、必要に応じて反射構造１０と集光構造１１の何れか、もしくは双方を設け、事後的に所定寸法に裁断することで調製することができる。また、光伝送部６は、面状発光部５と同様に、光伝送部形成体１４の原反を所定形状に裁断することで調製することができる。さらに、光導入部４については、光導入部４を構成する材料を用い、その形状に応じた型を形成した金型を用いて金型成型することで成型体として調製することができる。そのほかにも、光導入部４を構成する材料を用い、押し出し成型・切削成型など適宜成型方法を適用して所定形状に成型することで、光導入部４を成型体として調製することができる。
【００５９】
次に、光導入部４と面状発光部５の間に光伝送部６を配置し、光源２からの光が光導入面７から光拡散面８まで導光体３内部を伝播するように、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６とを一体化する。これにより導光体３を得ることができる。このとき、光伝送部６は、光の伝播方向一方端側を光導入部４に物理的に接合固定されて接合部を形成しており、他方端側を面状発光部５に物理的に接合固定されて接合部を形成している。光導入部４は、光導入面７を光伝送部６との接合位置に対して逆側に向け、光導入面７から取り込まれる光が光伝送部６に向けて進むように配置される。
【００６０】
光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の接合方法としては、公知の接合方法を適宜選択可能であり、熱溶融や、接着剤による接着などを用いることができる。熱溶融は、従前より公知のヒートシール機などを用いて実施可能できる。接着について、使用される接着剤としては、エポキシ化合物など従前より公知の光学接着剤を適宜使用することができる。
【００６１】
光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が接着剤による接着によって接合される場合、光導入部４と面状発光部５に対して接着剤層１５を介して光伝送部６が接合されることとなる（図７）。さらに、このとき、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が同一の樹脂材料から構成される場合にあっては、接着剤層１５を構成する接着剤の屈折率をＮａ、樹脂材料の屈折率をＮｂとした場合に、Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下であることが好ましく、０．９０以上１．１０以下であることがより好ましく、０．９５以上１．０５以下であることがさらに好ましく、理想的には１である。Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下であると、光導入部４や面状発光部５や光伝送部６と、接着剤層１５との間の屈折率差による界面反射による伝播光量のロスが抑制される。
【００６２】
ここに、本明細書において、屈折率は、アッベ屈折計を使用し、波長５８９．３ｎｍの単色光（ナトリウムＤ線）により測定された値を示す。
【００６３】
なお、製造方法１について、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６のそれぞれを別体に構成する場合について説明したが、これに限定されず、光導入部４と光伝送部６、あるいは面状発光部５と光伝送部６について、それぞれ一体的に成形されてもよい。この場合、上記したような公知の接合方法を適宜用いて、光導入部４と面状発光部５のいずれか一方に対して光伝送部６を接続させることになる。
【００６４】
（製造方法２について）
光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の材料として使用可能な透明樹脂を用いて一定の厚みを有する原反シート材２６を調製する。
【００６５】
次に、図６（Ａ）に示すように原反シート材２６を加熱ローラー２７で延伸して、面状発光部５、および光伝送部６の厚みに対応する厚みのシート部（第１シート部２６ａ、第２シート部２６ｂ）を構成した後、徐々に加熱ローラー２７の押し込み量を漸次減らすことで、漸次、厚みが異なるように構成されたシート部（第３シート部２６ｃ）を形成して延伸体を得る（図６（Ｂ））。そして、延伸体を適宜形状に裁断することで、第１シート部２６ａ、第２シート部２６ｂ、第３シート部２６ｃをそれぞれ、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４となし、導光体３を構成することができる（図６（Ｃ））。
【００６６】
なお、第１シート部について、面状発光部５となる際に光拡散面８とされる方の面（光拡散面予定面）側に、集光構造１１を形成してよい。これは、加熱ローラー２７の周面のうち第１シート部の光拡散面予定面に対面する領域に、集光構造１１の形状に応じた形状に型付してなる賦形ローラーを用いることで、実現できる。この賦形ローラーで原反シート材２６を延伸することで、第１シート部の一方面に集光構造１１に対応する形状を付型することができる。
【００６７】
製造方法２では、原反シート材２６を加熱ローラー２７で延伸した後に、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４の形状に応じた裁断加工が実施されているが、これに限定されず、面状発光部５、光伝送部６、光導入部４の形状に応じて裁断加工した後に、原反シート材２６を加熱ローラー２７で延伸してもよい。
【００６８】
また、第１シート部について、面状発光部５となる際に光拡散面８とされる方とは逆面（光拡散面予定面の逆面）側に、反射構造１０を形成してよい。これは、加熱ローラー１７の周面のうち第１シート部の光拡散面予定面の逆面に対面する領域に、反射構造１０の形状に応じた型を付してなる賦形ローラーを作成し、その賦形ローラーで原反シート材１６を延伸することで、実現できる。
【００６９】
このような賦形ローラーを用いることで、一回の延伸工程の実施により、原反シート材１６の延伸と同時に、集光構造１１や反射構造１０を付型することができる。
【００７０】
［面発光装置１の製造］
面発光装置１は、光源２を導光体３の光導入面７に隣接配置することで得ることができる。この場合、面発光装置１は、光源２と光導入部４との間に空気層が介在して配置されていてもよい。ただし、光源２と光導入部４とが空気層を介して突き合わせて配置されていると、光導入部４と空気との界面で発生する光の界面反射により、光源２から生じる光の利用効率が低下する虞がある。そこで、面発光装置１は、光源２と導光体３とが光学接着剤で接着されて一体化されることが好ましい。この場合、光学接着剤は、公知のものを適宜選択されて使用されてよいが、その屈折率が光導入部４を構成する材料の屈折率に揃えられたものであることが好ましい。光学接着剤の屈折率と光導入部４を構成する材料の屈折率とが揃っていると、界面反射の虞を低減することができる。
【００７１】
［面発光装置１における光の伝播］
面発光装置１では、光源２から出た光は光導入面７から光拡散面８まで導光体３内部を伝播する。ここに、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６が一体的に形成されるので、光導入面４から光拡散面８まで光路において、その光路全てで空気界面を介することなく連続的に導光体３内部を伝播することとなる。このため、光導入面４を通過した後に光が空気界面で反射する状況が生じることが抑制され、界面反射による光量ロスが抑えられ、光の利用効率を高めることができる。
【００７２】
［面発光装置１の他の形態］
上記に説明した面発光装置１では、導光体３に面状発光部５が１つ形成されている場合について説明したが、面発光装置１はこれに限定されず、面状発光部５を導光体３に複数備えるものであってもよい。
【００７３】
すなわち、面発光装置１は、例えば、図８に示すように、面状発光部５を複数備える（面状発光部５ａ、５ｂ）とともに、面状発光部５ごとに光導入部４と面状発光部５の間に光伝送部６が介在して（図８において光伝送部６ａ、６ｂ）、光導入部４内を伝播する光が個々の光伝送部６ａ、６ｂで受け取られるように光導入部４と光伝送部６と面状発光部５が一体的に形成されて導光体３をなしているものであってもよい。
【００７４】
この場合、導光体３には、光導入部４と光伝送部６の接続部分にて、光路の分岐構造が形成されている。面発光装置１では、光導入部４内を伝播する光束が分岐構造によって分かれて個々の光伝送部６で受け取られる。
【００７５】
したがって面発光装置１は複数の面状発光部５を備えて構成される場合、１つの光源２からの光を複数の面状発光部５（面状発光部５ａ、５ｂ）に導光することが可能となる。このとき光源２の設置部位が一箇所で済むことから、光源２の冷却を一箇所で集中して行えばよくなり、光源２の冷却効率を高めることが可能となる。また１つの光源２について点灯のＯＮ・ＯＦＦ制御を行えばよいから点灯制御のための電気回路も簡略化でき、面発光装置１は省エネルギーの観点からも有用である。
【００７６】
［面発光装置１の使用］
面発光装置１の使用については、次のように、面発光装置１を様々なものに取り付けて用いることができる。
【００７７】
（液晶表示装置のバックライト）
面発光装置１は、液晶パネルの液晶画面とは逆面側（裏面側）に取り付けられて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、面発光装置１は、携帯機器１６の表示部１７に搭載される液晶表示装置におけるバックライトとして好ましく用いられる（図９）。この場合、面発光装置１が面状発光部５と光導入部４とが離れて形成されるので、面状発光部５を携帯機器１６の表示部１７の液晶パネル１７ａの裏面側に配置し、光導入部４と光源２を携帯機器１６の本体１８に配置することができる。面状発光部５は薄厚に形成されるので、従来よりも液晶パネル１７ａの薄厚化の要請に応えた携帯機器１６が提供できるようになる。なお、携帯機器１６の本体１８は、ある程度厚みのある部分にあたるため、光導入部４と光源２が配置されていても、それによって携帯機器１６の全厚みが徒に増加してしまうおそれは小さい。
【００７８】
また、光導入部４と面状発光部５と光伝送部６の一体化構造が形成されているため、光導入部４から面状発光部６に至る光の伝播経路中で光量ロスが少なく、また、強度的にも優れる。さらに、面発光装置１は面状発光部５に集光構造１０を一体的に形成することが可能なものであるので、これまで別体の光学部材として準備されて面状発光部５上に重ね合わされていたレンズフィルム材の機能を、面状発光部５に統合一体化することができ、液晶パネル１７ａの全厚みを一層低減できる。
【００７９】
（サインボードのバックライト）
面発光装置１は、自発光型のサインボードのバックライトとして用いることができる。例えば、サインボードに表示したい内容を、光透過性の着色剤を用いて無色透明フィルムに描き込み表示用フィルムを作製し、これの裏面側に面発光装置１の面状発光部５を配することによって、表示用フィルムに描かれた内容を照らし出し、サインボードとして機能させることができる。また、図１０のサインボード１９の例に示すように、複数の表示内容を順次描き込んだ表示用フィルム２０をロール状に丸めて巻き取り装置２１のローラー２１ａに取り付けてセットしておき、表示用フィルム２０の裏面側にバックライトとして面発光装置１を配置して、表示用フィルム２０の裏面側から面発光装置１で照らしながら、ローラー２１ａの回転で順次表示用フィルム２０を送り出すことにより、表示用フィルム２０に記載された内容の連続的な表示が可能となる。なお、ローラー２１ａの回転方向、表示用フィルム２０の移動方向は、図１０中、矢印Ｆ１、Ｆ２で示す。
【００８０】
サインボードは高所に設置される場合が多いが、面発光装置１では、光導入部４と光源２を面状発光部５に対して離間することができるので、面状発光部５を高所に設置しておけば、光伝送部６を低所まで延長して光導入部４と光源２を低所に設置することができる。サインボードのうち高所に設置される部分の重量を軽減できる。
【００８１】
（一般の独立型照明装置）
面発光装置１は、また、電気スタンドのような汎用の独立型照明装置２２として使用されてよい。独立型照明装置２２は、周囲を照らす照明本体２３と、照明本体２３を支える支柱２４と、支柱２４を固定する台座２５とから構成される。照明本体２３に面状発光部５を配置し、支柱２４内を通して台座２５まで光伝送部６を延設し、光源２と光導入部４を台座２５に配置することで、面発光装置１を独立型照明装置２２として使用することができる。独立型照明装置２２によれば、面状発光部５がほとんど発熱しないため、照明本体が熱をもちにくく、使用者が照明本体２３に接近して照明熱によって火傷してしまう危険性が抑制される。
【００８２】
（環境照明装置）
面発光装置１は、街路灯、トンネル灯などの環境照明装置として用いることができる。環境照明装置は、建物外で使用されて人または物を照らす照明装置を示すものとする。
【００８３】
（屋内照明装置）
面発光装置１は、電車などの車内灯、建物の天井や内壁面などに面状発光部５を取り付けて屋内照明として用いることができる。例えば、天井に光拡散面８を表側に向けつつ面状発光部５を貼り付け、光導入部４と光源２を配置した光源ボックスを床面に設置し、面状発光部５から天井裏を介して壁面裏を伝って床面の光源ボックスまで光伝送部６を延設し、光導入部４に光伝送部６の延設端を接続することが考えられる。このように構成した場合、光源２の寿命に伴う交換作業がすばやく安全に実施可能であり、重量が嵩む光源２を天井部分に設置する必要が無くなるため、天井の強度を低く設定することが可能であり、建物の建設コストを下げ、設計の自由度を高めることができる。
【００８４】
（特殊用途）
また、面発光装置１は、足元灯などの特別な位置に設置する照明として使用することが可能である。面発光装置１は、面状発光部５に特定の方向に光を仕向ける集光構造を設けることができるものであるから、足元灯として使用される場合にあっては、面発光装置１は足元位置から少し離れた位置に配置されていたとしても、足元位置に向けて光を集中的に仕向けることが可能となる。
【００８５】
また、面発光装置１は、面状発光部５を、可撓性を有するフィルム材で形成することができるものであることから、環境照明装置、屋内照明装置として使用される場合や、特殊用途に使用される場合のいずれについてみても、面状発光部５を取り付ける部分が曲面状であっても容易に面発光装置１の取り付けが可能である。さらに、面状発光部５を取り付ける部分が単調な曲面でなく複雑に波打った面など特殊な面である場合にも面状発光部５をその面に取り付けることができ、従来の照明では取り付けにくかったような場所にも容易に取り付けて使用することが可能となる。
【００８６】
また、面発光装置１は、面状発光部５に集光構造１１を設けることができ、所定の方向への輝度を高めるレンズを集光構造１１とすることができる。このため、面発光装置１を組み合わせて特に照らしたい領域を狙って照らすような照明装置を設計することができる。
【００８７】
例えば、図１２（Ａ）のように、照明装置５０が、トンネル灯である場合についてみると、おおよそトンネル５１内の特に照らしたい領域を狙って照らすようにトンネル灯を設計することができる。照明装置５０は、面発光装置１ａ、１ｂ、１ｃの組み合わせで構成される。面発光装置１（１ａ）はトンネル５１内の天井部付近に設置され、正面方向の輝度を高める集光構造１１を多数設けたレンズアレイ３１を導光シート９の面（光拡散面側の面）に形成しており、面発光装置１（１ｂ）についてはトンネル５１内の側壁部に設置され、下方向の輝度（斜め方向の輝度）を高める集光構造１１を多数設けたレンズアレイ３１を導光シート９の面に形成しており、面発光装置１（１ｃ）については、トンネル５１内の天井部と側壁部をつなぐ曲面部付近に設置され、側壁から天井に向かうにしたがって斜め方向の輝度よりも正面方向の輝度を高めるように集光構造１１を多数設けたレンズアレイ３１を導光シート９の面に形成している。導光シート９の面上に形成されるレンズアレイ３１の一例については、図１２（Ｂ）に示す。このとき、照明装置５０は、面状発光部５により、特に照らしたい領域（図１２の領域Ｎ）を狙って照らすようになる（図１２中、光の照射方向を矢印で示す）。なお、図１２では、便宜上、光伝送部６と光導入部４、光源２の記載を省略している。
【００８８】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００８９】
実施例１．
（導光体の調製）
（導光シートと光伝送部形成体）
導光シートの原反および光伝送部形成体の原反としてノルボルネン樹脂（ＪＳＲ製「アートン」）（屈折率１．５１）からなる透明フィルム（厚み１００μｍ）を準備し、これを面状発光部と光伝送部の形状に対応した金型で打ち抜き、面状発光部と光伝送部とされる予定の部材を調製した。これらの部材は、それぞれ図１（Ａ）の面状発光部５、光伝送部６に対応する輪郭形状に形成された。面状発光部５とされる予定の部材は、厚みが０．１ｍｍで、幅が４ｃｍ、長さが７ｃｍの矩形状に形成された導光シートである。光伝送部６とされる予定の部材については、厚みが０．１ｍｍで、幅が２ｃｍ、長さが７ｃｍの矩形状に形成された光伝送部形成体である。なお、屈折率は、アッベ屈折計（アタゴ株式会社製「ＮＡＲ−１Ｔ」）を使用し、ナトリウムＤ線により測定された値である。以下、記載される各屈折率は、すべてこれと同様に測定された値を示す。
【００９０】
導光シートの一方面には、予め、サンドブラスト装置（不二製作所製「ＳＧＫ４」）でサンドブラスト処理を施し、その表面に反射構造をなす多数の凹状窪みを形成した。サンドブラスト処理で、微粒子の吹き付けノズルのピッチを調整することにより、光伝送部との接合部となる位置（接合予定位置）から導光シート内を伝播する光が均一に導光シート内に広がり光拡散面に向けて反射するように、接合予定位置から遠ざかるにつれて、ブラスト度合いが大きくなり、凹状窪みの形成密度が大きくなるようにした。
【００９１】
その後、導光シートのサンドブラスト面に、アルミニウムからなる金属面を０．２μｍの厚さに製膜した。金属面の形成はスパッタリング法により行われた。このとき、凹状窪みは、金属面を形成したものとなる。こうして、面状発光部となる部材として、導光シートに反射構造を設けた部材（反射構造付導光シート）を調製した。
【００９２】
反射構造付導光シートに対して光伝送部形成体を接合した。接合は、反射構造付導光シートと光伝送部形成体との熱溶融圧着により行われた。反射構造付導光シートの側端面に光伝送部形成体の端面を突き合せて、突き合された部分に熱が加えられた。このとき、反射構造付導光シートと光伝送部形成体とが相互に熱融着して一体化された。これにより、導光体の一部分をなす構造体が得られた。
【００９３】
（光導入部となる成型体）
光導入部を構成する材料として、導光シートの原反と同一のノルボルネン樹脂を準備した。その一方で、光導入部に対応する形状の金型を作製した。これらの材料と金型を用い、射出成型法により成型体を得た。成型体は、光導入部の光導入面となることを予定された面（光導入面予定面）側の厚みが０．５ｍｍ、光導入面予定面とは逆側端面の厚みが０．１ｍｍとなるように光導入面側から逆端側に向かって一定の割合で厚みが減少するような形状に構成された。また、成型体は、幅方向の長さが、２ｃｍに形成された。光導入面予定面と逆側端面との間の長さが、１．０ｃｍに形成された。
【００９４】
最後に、成型体の光導入面予定面とは逆側端面側に、反射構造付導光シートと光伝送部形成体とが一体化された構造体の光伝送部形成体の先端を突き合せて熱溶融圧着により一体化された。これにより、成型体、光伝送部形成体、反射構造付導光シートの各部分が、それぞれ光導入部、光伝送部、面状発光部となり、導光体が調製された。
【００９５】
（光源の調製）
市販の携帯電話（ソフトバンク社製８３２Ｐ）に実装されている白色ＬＥＤ光源を取り出し、これを光源とした。
【００９６】
（面発光装置の調製）
光導入部の光導入面に隣り合わせて光源を配置した。このとき、光源の発光面を光導入面に向けた。さらに光源の発光面と光導入部の光導入面の間を埋めるようにアクリル系の光学接着剤（ＮＴＴ−ＡＴ社製「ＡＴ６３９０」）を流しこみ、光学接着剤に紫外線（３６０ｎｍ、強度１０ｍＷ／ｃｍ２）（屈折率１．５１）を５分照射し、光源を光導入部に接着して一体化し、面発光装置を得た。
【００９７】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。また、面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光が認められた。発光光分布は、ＥＬＤＩＭ社製のＥＺコントラスト１６０Ｒを用いて実施された。
【００９８】
実施例２．
導光体として次のように調製されたものを用いたほかは、実施例１と同様にして面発光装置を調製した。
【００９９】
（導光体の調製）
原反シート材のとして厚さ０．５ｍｍの熱可塑性樹脂からなる矩形のシート（幅１０ｃｍ×長さ２０ｃｍ）を準備した。熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂（三菱レイヨン社製「アクリライトＬＮ８６５」）（メタクリル酸メチルのポリマー）（屈折率１．４９）を用いた。この原反シート材を用い、第１シート部と第２シート部の仕上がり膜厚が１００μｍとなるように、原反シート材の途中（第２シート部と第３シート部の境界位置（第３シート部の基端位置））まで、原反シート材を一対の加熱ローラーの間に通じて延伸処理を施した。延伸処理後の原反シート材の長手方向一方端から３ｃｍ内側を起端として他方端側に１４ｃｍ内側の位置までの部分を第１シート部、第２シート部とし、１４ｃｍから１６ｃｍまでの部分を第３シート部と設定した。加熱ローラーによる延伸処理には、熱ローラー延伸処理装置（井元製作所製ＩＭＣ−１１８Ｃ型）が用いられた。第２シート部と第３シート部の境界位置から第３シート部の端縁（延伸端縁）に向かって漸次第３シート部の厚みを増加させ、最終的に延伸端縁部分の厚みが０．５ｍｍとなるようにローラー間の間隙を徐々に大きくして、延伸体を得た。
【０１００】
延伸体の片面側全面と、他方面側の第２シート部，第３シート部の全部分に保護フィルムとして４０μｍ厚のＰＥＴフィルムを貼り合わせ、実施例１と同様にして片面の第１シート部の一方面にサンドブラスト処理を施し、第１シート面の一方面の表面に凹状窪みを多数形成し、さらに凹状窪みの形成面に金属面を形成した。金属面は、実施例１と同様に、凹状窪みの形成面にアルミニウムをスパッタリングすることにより形成された。
【０１０１】
引き続き、延伸体の第１シート部、第２シート部、第３シート部が、それぞれ面状発光部、光伝送部、光導入部をなすよう金型で打ち抜き、導光体が調製された。導光体は、図１（Ａ）に示す形状となるような輪郭形状に形成された。面状発光部５に対応する部分は、厚みが０．１ｍｍで、短辺が４ｃｍ、長辺が７ｃｍの矩形状、光伝送部６に対応する部分は、厚みが０．１ｍｍで、短辺が２ｃｍ、長辺が７ｃｍの矩形状であった。また、光導入部４に対応する部分は、光導入面予定面側の厚みが０．５ｍｍ、光導入面予定面とは逆側端面の厚みが０．１ｍｍ、幅方向の長さが、２ｃｍ、光導入面予定面と逆側端面との間の長さが、２ｃｍに形成された。
【０１０２】
実施例３．
反射構造付導光シートに換えて、次に示すように調製された反射構造及び集光構造付導光シートを用いたほかは、実施例１と同様にして面状発光装置を調製した。
【０１０３】
（反射構造及び集光構造付導光シート）
実施例１と同様にして反射構造付導光シートを調製した。さらに、導光シートの非サンドブラスト面側（サンドブラスト処理される面とは逆面側）に、紫外線硬化型樹脂のモノマー（新中村化学社製 ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＡ））を含有する塗工組成物を塗工し、塗膜を得た。ローラー面に四角錐状の凹凸に対応した形状の型を有する凹凸ローラーを用い、凹凸ローラーで塗膜に向けて連続的に型押しを行い、紫外線を照射することにより、導光シートの非サンドブラスト面側に集光構造が形成された。この集光構造は、四角錐形状のレンズであり、導光シートの非サンドブラスト面側に多数連続的に形成されてレンズアレイをなす。この四角錐形状のレンズは、底辺が９０μｍの正方形で、その頂角が９０°であった。こうして、反射構造及び集光構造付導光シートが調製された。ただし、四角錐形状のレンズの頂角は、レンズの突端から基端に向かう４つの斜辺のうち対向する一対の斜辺を通る平面でレンズを切断した際における切断面の三角形の頂角を示すものとする。
【０１０４】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１０５】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光に加え、四角錐状のレンズ構造により正面輝度が高まった発光プロファイルが得られた。
【０１０６】
実施例４．
導光体として次のように調製されたものを用いたほかは、実施例２と同様にして面発光装置を調製した。
【０１０７】
（導光体の調製）
実施例２において熱延伸処理に用いた一対の加熱ローラーに変えて、一対の賦型ローラーを準備した。この賦型ローラーは加熱機能付である。この賦型ローラーの一方には、ローラー表面のうち第１シート部の一方面側に対面する領域に、四角錐状の形状を連続的に形成するパターンに対応した凹凸を形成し、賦型ローラーの他方には、第１シート部の他方面側に対面する領域に、断面三角形状の凹状窪みを多数形成するパターンに対応した凹凸を形成している。この賦型ローラーを用い、原反シート材を一対の賦型ローラーの間に通じたほかは実施例２と同様にして、延伸処理が施された。この延伸処理により、原反シート材の延伸体が形成されるとともに、延伸体の第１シート部の一方面側に多数の四角錘状の構造が形成され、他方面側に三角形状の凹状窪みが形成される。さらに、実施例２と同様に、凹状窪みの形成面にアルミニウムをスパッタリングすることにより金属面を形成した。
【０１０８】
このとき、延伸体の第１シート部、第２シート部、第３シート部が、それぞれ面状発光部、光伝送部、光導入部をなし、導光体が調製された。
【０１０９】
実施例５．
（導光体の調製）
光導入部となる成型体を、光導入面予定面の厚みを３ｍｍとするように成型した他は、実施例１と同様にして導光体を調製した。
【０１１０】
（光源の調製）
光源として、赤色光源と緑色光源と青紫色光源の３種の組み合わせを準備した。赤色光源としては、レーザー光源ＭＬＸＨ；６４０ｎｍ、緑色光源としては、レーザー光源ＭＬＸ−Ｄ１３−５３２；５３２ｎｍ、青紫色光源としては、レーザー光源ＭＬＸ；４４５ｎｍ、（全てキコー技研社製）が準備された。赤色光源と緑色光源と青紫色光源の３種の組み合わせにより、白色光を発光する光源が構成される。
【０１１１】
光源には、図１４に示すような光源装置３２を用いた。光源装置３２は、内部に赤、緑、青紫色の各色の光源をなすレーザー光源３３を設けたハウジング３４を備える。各赤、緑、青紫色のレーザー光源３３は、それぞれの光軸を調整しつつセッティングされている。ハウジング３４には、波長選択性ミラー３５からなるビームコンバイナーと、光線束を横断する断面について点状（断面円形）の光線を線状に拡散させるシリンドリカルレンズ３６が備えられている。各色のレーザー光源３３から出た光はビームコンバイナーでまとめられて白色化され、シリンドリカルレンズ３６を通ったのち、縦２．８ｍｍ×横１８．０ｍｍの大きさで開口形成された光取り出し部３７から取り出される。光取出部３７には防塵のためのガラス材が取り付けられている。そして、光源は、光取出口３７を光導入面と付き合わせ、実施例１と同様に光学接着剤で接合することで取り付けられた。なお、図１４中、Ｌは光線を示す。
【０１１２】
実施例６．
まず、実施例１と同様にして導光体を調製した。次に、光源として次のように調製されたものを準備した。
【０１１３】
（光源の調製）
光源として、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）（Ｏｐｔｗｅｌｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ製 ＳＳ６７−４Ｕ００１）とミラー（反射率９７％）との組み合わせを準備した。
【０１１４】
（面発光装置の調製）
光導入部の光導入面に隣り合わせてミラーを配置した。ミラー面は光導入面に対して傾斜するように配置さており、ＶＣＳＥＬから照射されたレーザー光がミラーで反射しその反射光が光導入面に導入されるように、ＶＣＳＥＬとミラーの配置が調整された。なお、ＶＣＳＥＬとミラー、光導入面は実施例１と同様に光学接着剤により接合されている。
こうして、面状発光装置を調製した。
【０１１５】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１１６】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光が確認された。
【０１１７】
実施例７．
導光体として次のように調製されたものを用いたほかは、実施例１と同様にして面発光装置を調製した。
【０１１８】
（導光体の調製）
実施例１と同様にして反射構造付導光シートと光伝送部形成体とが相互に熱融着して一体化された構造体を得た。ただし、実施例７では、この構造体を２つ調製した。
【０１１９】
実施例１と同様にして光導入部となる成型体を調整し、反射構造付導光シートと光伝送部形成体の一体化された構造体２つを、それぞれこの成型体に対して、それぞれ実施例１と同様の熱溶融圧着し、これらを一体化させた。これにより、導光体が得られた。
【０１２０】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて２つの面状発光部からのいずれの発光についてもＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。同一光源から発生した光が二つの面状発光部の発光に使用されることが確認される。
【０１２１】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、２つの面状発光部のいずれについても均一な面発光が確認された。
【０１２２】
実施例８．
反射構造付導光シートに換えて、次に示す反射構造及び集光構造付導光シートを用いたほかは、実施例１と同様にして面状発光装置を調製した。
【０１２３】
（反射構造及び集光構造付導光シート）
まず実施例１と同様にして反射構造付導光シートを調製した。さらに、導光シートの非サンドブラスト面側に、次のように調製されたレンズフィルム材を光学接着剤（住友３Ｍ製のＯＣＡテープ：型番８１７１Ｊ）で貼り付け、反射構造及び集光構造付導光シートを得た。
【０１２４】
（レンズフィルム材の調製）
フィルム材として、ノルボルネン樹脂（ＪＳＲ社製、商品名：アートン）からなるシートを用いた。このシートに、シリンドリカルレンズの形状に応じた凹凸を形成した金型を押し当てて、シート面にシリンドリカルレンズの形状を付型した。これにより、フィルム材の一方面に断面不等辺三角形状のシリンドリカルレンズを多数配列してなるレンズアレイを付型したレンズフィルム材が準備された。なお、シリンドリカルレンズの突端位置の角度α、底位置の角度（左底角β、右底角γ）はそれぞれ１００°、２０°、６０°、シリンドリカルレンズの幅とした。
【０１２５】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１２６】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光に加え、シリンドリカルレンズにより、面状発光部の平面視上、シリンドリカルレンズの突端から右底角に向かう部分の領域よりも突端から左底角に向かう部分の領域のほうが、輝度が高められている発光プロファイルが得られた。
【０１２７】
実施例９．
反射構造付導光シートに換えて、次に示す反射構造及び偏向構造付導光シートを用いたほかは、実施例１と同様にして面状発光装置を調製した。
【０１２８】
（反射構造及び偏向構造付導光シート）
まず実施例１と同様にして反射構造付導光シートを調製した。さらに、導光シートの非サンドブラスト面側に、次のようにホログラム層を偏向構造として形成したフィルム材（ホログラムシート）を光学接着剤（住友３Ｍ製のＯＣＡテープ：型番８１７１Ｊ）で貼りつけることで、反射構造及び偏向構造付導光シートを得た。
【０１２９】
（ホログラムシート）
ホログラムシートとして、次に示すように、感光性材料からなりホログラムを記録可能な体積ホログラム記録材層を有するフィルム材を準備し、このフィルム材の体積ホログラム記録材層に透過型体積ホログラムを記録して体積ホログラム層となすことによって、作製された。
【０１３０】
５０μｍの厚さを有するフィルム基材としてのルミラーＴ６０（東レ社製の未処理ＰＥＴフィルムの商品名）上に、次に示す組成の感光性材料を、乾燥後の厚さが１３μｍとなるように塗布して塗布膜を得て、その後、塗布膜を乾燥して体積ホログラム記録材層となし、ルミラーＴ６０からなるフィルム基材面上に体積ホログラム記録材層を形成してなるホログラム記録用フィルム材を作製した。
【０１３１】
＜感光性材料の組成＞
・ポリメチルメタクリレート系樹脂（分子量２００，０００）…７０質量部
・下記一般式においてＲ５＝Ｈ、Ｒ６＝ｐ−ビフェニルメチリレン基、ｍ＝ｎ＝１で示される化合物…１５０質量部
・３，９−ジエチル−３’−カルボキシメチル−２，２’−チアカルボシアニン、ヨウ素塩…０．６質量部
・ジフェニルヨードニウム−トリフルオロメタンスルホネート…６質量部
・１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル…８０質量部
・溶媒（ｎ−ブタノール：メチルイソブチルケトン＝１：１）…３９０質量部
【０１３２】
【化１】
【０１３３】
上記（化１）に示す一般式中、Ｒ５は水素原子又はメチル基、Ｒ６はｐ−ビフェニリルメチリレン基又はフルオレニリデン基、Ａはエチレン基又はプロピレン基を示し、ｍ、ｎは各々１以上であり、ｍ＋ｎは２．０〜８．０の範囲の数である。
【０１３４】
ホログラム記録用フィルム材に対し、体積ホログラム記録材層へのホログラムの記録には波長５１４ｎｍのレーザー光を用いた。また、記録にあたり、粗さ１０００番、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍのすりガラスを透過型拡散板として用いた。すなわち、この透過型拡散板を、体積ホログラム記録材層に対向するようにして４３０ｍｍ離間して配置しておき、参照光と物体光を体積ホログラム記録材層に入射する際に、透過型拡散板を通った散乱光を物体光として入射することで体積ホログラムを体積ホログラム記録材層に記録してこれを体積ホログラム層となし、ホログラムシートを得た。
【０１３５】
ホログラムシートは、３０°入射光に対して、０°回折であり、中心部にて±３０°の拡散角を有していた。なお、この実施例９ではホログラムシートに対して拡散性を持たせているが、拡散性が認められないホログラムシートを偏向構造から排除するものではない。拡散性が認められないホログラムシートは、ホログラムの記録を際に、すりガラスを用いず、物体光、参照光の双方を平行光とすることにより実現できる。
【０１３６】
（面発光装置の評価）
面発光装置を用いて発光確認を行った。光源のＯＮ／ＯＦＦを行ったところ、このＯＮ／ＯＦＦに合わせて面状発光部からの発光がＯＮ／ＯＦＦされていることが確認された。
【０１３７】
（面発光装置の正面輝度）
面発光装置を用いて発光する光の分布（発光光分布）を測定したところ、均一な面発光に加え、偏向構造により発光面の法線から３０°の方向の輝度が高められた発光プロファイルが得られた。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 面発光装置
２ 光源
３ 導光体
４ 光導入部
５ 光伝送部
６ 面状発光部
７ 光導入面
８ 光拡散面
９ 導光シート
１０ 反射構造
１１ 集光構造
１２ 金属薄膜
１２ａ 金属面
１３ 偏向構造
１４ 光伝送部形成体
１５ 接着剤層
１６ 携帯機器
１７ａ 携帯機器の液晶パネル
１８ 携帯機器の本体
１９ サインボード
２０ 表示用フィルム
２１ 巻き取り装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と導光体とを備え、
導光体は、光源からの光を導入する光導入面を備える光導入部と、一方面側に光拡散面を有する面状発光部と、光導入部と面状発光部の間に介在して光導入部からの光を受け取るとともに該光を面状発光部に伝送する光伝送部とが一体となっており、
光導入部は、その厚さが光導入面側から光伝送部側に向かって薄くなる部分を有する、ことを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
光源からの光が光導入面から光拡散面まで導光体内部を伝播することを特徴とする、請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
導光体は、光伝送部が光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方に接合する接合部を有している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の面発光装置。
【請求項４】
導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなる、請求項１から３のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項５】
導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなり、且つ、光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方と光伝送部との間に接着剤層を有しており、
接着剤層を構成する接着剤の屈折率をＮａ、樹脂材料の屈折率をＮｂとした場合に、Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下である、請求項１から４のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項６】
光導入部は、光導入面側端面位置の厚みに対する、光導入面とは逆側端面位置の厚みの比率が０．０１以上０．５以下である、請求項１から５のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項７】
面状発光部は、光伝送部から伝送された光を反射して光拡散面に向かわせる反射構造を、光拡散面を有する面と逆面側に備える、請求項１から６のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項８】
面状発光部は、光拡散面から拡散された光を面状発光部の正面方向に集光する集光構造を光拡散面側に設けてなる、請求項１から７のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項９】
面状発光部は、可撓性を有するフィルム材からなる、請求項１から８のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１０】
光伝送部は、可撓性を有するフィルム材からなる、請求項１から９のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１１】
面状発光部を複数備える、請求項１から１０のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１２】
液晶表示装置またはサインボードのバックライトとして用いられる、請求項１から１１のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１３】
環境照明装置として用いられる、請求項１から１１のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１】
光源と導光体とを備え、
導光体は、光源からの光を導入する光導入面を備える光導入部と、一方面側に光拡散面を有する面状発光部と、光導入部と面状発光部の間に介在して光導入部からの光を受け取るとともに該光を面状発光部に伝送する光伝送部とが一体となっており、
光導入部は、その厚さが光導入面側から光伝送部側に向かって薄くなる部分を有する、ことを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
光源からの光が光導入面から光拡散面まで導光体内部を伝播することを特徴とする、請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
導光体は、光伝送部が光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方に接合する接合部を有している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の面発光装置。
【請求項４】
導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなる、請求項１から３のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項５】
導光体は、光導入部と光伝送部と面状発光部とを同種の樹脂材料にて構成されてなり、且つ、光導入部と面状発光部の少なくともいずれか一方と光伝送部との間に接着剤層を有しており、
接着剤層を構成する接着剤の屈折率をＮａ、樹脂材料の屈折率をＮｂとした場合に、Ｎａ／Ｎｂが０．８５以上１．１５以下である、請求項１から４のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項６】
光導入部は、光導入面側端面位置の厚みに対する、光導入面とは逆側端面位置の厚みの比率が０．０１以上０．５以下である、請求項１から５のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項７】
面状発光部は、光伝送部から伝送された光を反射して光拡散面に向かわせる反射構造を、光拡散面を有する面と逆面側に備える、請求項１から６のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項８】
面状発光部は、光拡散面から拡散された光を面状発光部の正面方向に集光する集光構造を光拡散面側に設けてなる、請求項１から７のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項９】
面状発光部は、可撓性を有するフィルム材からなる、請求項１から８のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１０】
光伝送部は、可撓性を有するフィルム材からなる、請求項１から９のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１１】
面状発光部を複数備える、請求項１から１０のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１２】
液晶表示装置またはサインボードのバックライトとして用いられる、請求項１から１１のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項１３】
環境照明装置として用いられる、請求項１から１１のいずれかに記載の面発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５９６１２（Ｐ２０１２−５９６１２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３１７３（Ｐ２０１０−２０３１７３）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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