LED照明において、光の分布が均一でないことによりグレアが発生し、光中の紫外線や青色光成分が視覚疲労や目の損傷を引き起こしやすい。現在は主に光源の調整が行われているが、ナノスケール光波長調整のための表面構造加工はコストが高い。そのため、熱プレス成型技術を用いてマイクロメートルスケールの複合マイクロレンズアレイ導光板を開発し、健康照明における複合マイクロレンズのスケール効果を検討した。まず、マイクロプリズム表面の小型マイクロレンズの深さと幅の比率と反射電場分布の関係を分析し、次に導光板の微細構造パラメータが拡散反射率、鏡面反射率、透過率に与える影響を研究した。最後に、市販のシルクスクリーン印刷マイクロドットやマイクロプリズムアレイなどの構造導光板と比較し、複合マイクロレンズのマイクロメートルスケールが照度、均一性などの微光学特性に与える影響を調査した。分析の結果、小型マイクロレンズの深さと幅の比率が0.6〜1の範囲内のとき、紫外線および青色光の反射面の反射電場変動係数が小さく、拡散反射が大きいことが示された。実験結果では、熱プレス技術により高さ5〜30μmのマイクロレンズと高さ10〜80μmのマイクロプリズムを備えた複合マイクロレンズアレイ導光板を4秒以内に成型加工できることが示された。照度均一度は小型マイクロレンズの深さと幅の比率の増加に伴い増加し、照度はマイクロプリズムおよびシルクスクリーン印刷マイクロドット配列と比較してそれぞれ45％および83％向上した。マイクロプリズムと比較して、紫外線および青色光の拡散反射率はそれぞれ8％および18％増加し、鏡面反射率は80〜83％低下した。複合マイクロレンズの深さと幅の比率を制御することで、照明のグレアを軽減し、紫外線および青色光を抑制できる。

複合マイクロレンズアレイ; 熱プレス微成型; 微光学性能; 健康照明