照明・バックライトの明るさのむらをなくしたい（導光板・拡散）

導光板で光らせるパネルの、LED に近い側だけが明るい。直下型の照明で、拡散板ごしに LED の粒が並んで見える。薄く・枠を細くしたら、端や角が暗くなった。同じ型番の LED なのに、一部が青っぽい。そもそも、むらをどう測って合否を決めればよいか分からない――照明やバックライト、表示パネルの設計では、こうした「明るさのむら」の困りごとが出てきます。

こうしたむらの多くは、点や線の光源から、面全体を同じ明るさで光らせるための工夫（導光板のドット、拡散、LED の間隔と距離、LED のランク）が、製品の薄さや LED の数に合っていないことが原因です。症状によって効く対策が違うので、まず下のマトリクスで、症状と対策の対応を確かめてください。

課題と解決技術のマトリクス

◎ 第一候補○ 有効△ 条件によって有効

◎は出典で第一の対策（または大きな効果の事例）として説明されているもの、○は有効とされるもの、△は条件によって有効なものです。記号の理由は、下の「課題の診断と解決策」の各カードと「解決技術の詳細」に出典とあわせて書いています。

課題の診断と解決策

症状（A〜E）ごとに、起きている現象、解決に使える技術、選ぶときの注意、相談できる企業をまとめました。

なぜ、照明・バックライトに明るさのむらが出るのか

光源は点や線なのに、欲しいのは面の光

LED は小さな点の光源です。面全体を同じ明るさで光らせるには、光を面に広げるしくみが要ります。代表的なのが、横から光を入れるエッジライト型（導光板方式）と、光る面の真下に LED を並べる直下型です。導光板方式では、側面から入った光がアクリルの中を全反射で進み、下面の反射ドットに当たった光が、全反射しない角度になって表面から出ます（日本大学の研究）。

一般に、導光板の下には反射フィルム、上には拡散シートなどの光学フィルムを重ねます（押野電気製作所の構造図）。エッジライト型は光源の近くが明るく遠いと暗くなりやすく、直下型は光源がある部分とない部分でむらが出やすい、という違いがあります（日本大学の研究）。

直下型のむらは、LED の間隔と拡散板までの距離で決まる

直下型では、拡散板の種類、拡散板と光源の距離、光源の間隔が重要です。日本大学の実験では、拡散板と光源の距離を1cm にしたとき、光源の間隔を2cm・4cm・6cm と広げると、2つの光源の中点の輝度は4,694・600・146cd/m² と急に下がりました。距離を4cm にすると、2,034・1,177・586cd/m² で、間隔を広げたときの下がり方がゆるやかになりました。

同じ研究は、光源と拡散板の距離が1〜2cm の間で輝度が急に下がることも示しています。LED の間を暗くしないには、LED の間隔を詰めるか、拡散板を離すかが基本ですが、LED の数が増えるか、製品が厚くなります。

薄くするほど、むらを消す余裕が減る

ミニ LED の研究では、光学距離を増やして混ぜる距離を稼ぐか、LED を増やして間隔を縮めるかのどちらも、薄型・低コストと対立するとし、いまの解は LED の上の二次光学構造で配光を変えることだとしています。拡散フィルムとプリズムシートの手前で均一性が75％を超えていれば、通過したあとに高い輝度均一性が得られるともしています（SID の論文。ここでの均一性は LED の間の谷とピークの比で、パネルの均一性とは定義が違います）。

エッジライト型でも、LED の間隔（P）に対して、LED の発光面と光る範囲までの最短距離（A）が短い、つまり A/P が小さいと、光る範囲の縁に明暗が出やすくなります（Young Lighting Technology の特許）。枠を細くするほど A が短くなるので、狭額縁の製品ほど入光部のむらに注意が要ります。

LED の個体差と、測り方にもむらが隠れている

同じ型番の LED にも個体差があり、メーカーは光束・色度・順方向電圧などでランク分けしています（Lumileds のデータシート）。LED バックライトの色むらは、発光の強度・波長、個々の LED の配光、構造の設計など複数の要因で生じます（映像情報メディア学会誌）。

さらに、むらは測り方によって見え方が変わります。9点や13点を測って最小と最大の比を見る方法は従来から使われていますが、点の間にある局所的なむらを見落とすことがあると指摘されています（AU Optronics の特許）。

出典：飲料販売機用照明の LED 化に関する研究｜日本大学生産工学部、Light guiding plate…（US8272774）｜Samsung の特許、Planar light source（US9482809B2）｜Young Lighting Technology の特許、Composite Mini-LED Backlight Packaging Structure…｜SID Symposium Digest、LUXEON M データシート（DS103）｜Lumileds、大型 LED バックライトの色むら主観評価｜映像情報メディア学会誌、Method for measuring brightness uniformity of a panel（US8208018B2）｜AU Optronics の特許、フロントライト（導光板）｜押野電気製作所

解決技術の詳細

導光板のドット設計（印刷・成形）

導光板は、下面のドット（反射ドットや凹凸）で光を取り出します。光源の近くはドットの面積を小さく、離れるほど大きくして、全体を均一に光らせます。ドットの作り方には、白いインクで印刷する印刷方式、スタンパーや射出成形で凹凸をつける成形方式、反射板をドット状の粘着材で貼る方式があります（日本大学の研究）。

ドットの並べ方も大切です。ドットどうしが重なると、輝度の分布に見た目のむらが出るため、重なりを最小にする最適化で配置を決める研究があります（情報処理学会の研究報告）。新栄スクリーンは、印刷方式で LED を短辺の片側6個に減らした導光板（発光領域270×200。単位の記載なし）で、9か所を測った輝度ムラ13.8％の事例を公開しています。早水電機工業は、高透過ガラスにドットを印刷し、ドットの濃度などを制御して平均的な発光やグラデーションにするとしています。

拡散シート・拡散板・拡散材料

拡散シートや拡散板は、光をいろいろな方向に散らして混ぜ、LED の粒やドットの模様を見えにくくします。ただし、拡散のための方式（拡散板の艶消しや拡散フィルム）は明るさを下げ、直下型で拡散板を光源から離すとモジュールが厚くなる、という難しさが特許の従来技術の説明に書かれています（Forward Electronics の特許）。日本大学の実験でも、拡散板の透過率は種類によって12.3〜35.6％と大きく違いました。

拡散の強さは、材料に入れる微粒子の大きさや屈折率でも変えられます。根上工業は、粒子径2〜150μm で屈折率を制御した真球状のアクリル微粒子を、光拡散性を持たせる材料として出しています。新栄スクリーンは、PC・PET・PMMA・ガラスに光拡散印刷をして透過率を調整し、銘板に拡散機能を持たせれば別の拡散シートが要らないとしています。

LED の配置と選定（間隔・距離・ランク）

LED の間隔と、光る面までの距離の比は、むらの出方を大きく左右します。ミニ LED の研究では、LED の上の二次レンズや光学構造で配光を変え、光学距離3mm・LED 間隔8.3mm の構造で均一性75.5％を得た例があります（SID の論文）。オプトデザインの面光源は、LED の上に置く光学部品「フラッタ」で点の光を面の光に変え、アレイ状に並べて同社の実測で均一性90％以上としています。LED のピッチは100mm を超える配列もできるとしています。

エッジライト型では、入光部の形も工夫の対象です。Samsung の特許は、入光部の近くのプリズムパターンがあるとホットスポットが悪化するとして、入光部の近くにプリズムのない領域を設ける構造を示しています。LED の個体差には、色度・光束のランクを指定してそろえます（Lumileds のデータシート）。

光学シミュレーション（光線追跡）

液晶の分野では、多くのメーカーが導光板や光学シートの開発に、照明解析用の光線追跡シミュレーターを使っています（シャープ技報）。ドットの大きさと並び、LED の数と間隔、拡散シートやプリズムシートの組み合わせを、試作の前に計算で比べられます。

インテグラは、照明・光学シミュレーションソフト Lumicept で、面発光装置（液晶バックライトなど）の輝度分布や、プリズムシート・拡散シートによる光の変換を計算でき、2026年4月からは計算を代わりに行う受託も始めています。新栄スクリーンも、輝度ムラの事例を設計・シミュレーションで達成したとしています。

二次元輝度計でのむらの評価

むらの対策は、まず測ることから始まります。点で測る方法では、画面を9分割した各中央を測り、最小÷最大で均一性を示す例があります（ミネベアミツミの仕様書）。研究の例では13点を測り、最小÷最大で85.48％と示しています（Nanomaterials の論文）。

面全体を測るには、二次元の色彩輝度計を使います。アイテスは、液晶ディスプレイや OLED などの発光面を二次元色彩輝度計で測り、測定範囲0.01〜1,000,000cd/m²・有効画素数1376×1024 で、輝度・色度のむらを色分けの表示と断面のグラフで示すとしています。デジカメの画像では分かりにくいむらの場所も、輝度分布で見えるようになります。

出典：飲料販売機用照明の LED 化に関する研究｜日本大学生産工学部、非線形最適化による一様に分布するドットパターンの生成｜情報処理学会研究報告、光拡散板を具えたバックライトモジュール（JP2006173082A）｜Forward Electronics の特許、Composite Mini-LED Backlight Packaging Structure…｜SID Symposium Digest、Light guiding plate…（US8272774）｜Samsung の特許、LUXEON M データシート（DS103）｜Lumileds、シャープ技報 No.12（光線追跡シミュレーション）｜シャープ、2.0 inch Back Light for DSC 仕様書｜ミネベアミツミ、Application of Mini-LEDs with Microlens Arrays and Quantum Dot Film…｜Nanomaterials、導光板｜新栄スクリーン、導光板（印刷方式）｜新栄スクリーン、光拡散印刷｜新栄スクリーン、ガラス導光板｜早水電機工業、ART PEARL｜根上工業、UniBrite｜オプトデザイン、照明・光学シミュレーション・サービス｜インテグラ、液晶ディスプレイの輝度・色度ムラ評価｜アイテス

明るさのむらをなくす技術を持つ企業

各企業が解決できる課題と技術の内容を、企業が公開している情報をもとに紹介します。導光板と拡散印刷の会社、導光板・ライトガイドの成形メーカー、ガラス導光板の会社、光拡散の微粒子のメーカー、面光源の光学部品と光学設計の会社、光学シミュレーションの会社、輝度むらを測る受託評価の会社を挙げました。

株式会社新栄スクリーン｜導光板と拡散印刷から、LED の面発光ユニットまで作る印刷会社

新栄スクリーンは、東京都品川区西五反田に所在地がある、ディスプレイ製品・シルクスクリーン印刷などの設計・製造・販売の会社です（1974年11月設立）。オリジナルインキを使った印刷方式の導光板と、光拡散印刷、LED の面発光ユニットを手がけています。

技術	内容
印刷方式の導光板	当社オリジナルインキを使った印刷方式で、明るく均一な面発光の導光板を作るとしている。大ロットは金型を作って成形し、大・中・小ロットは印刷方式。印刷方式は金型化に比べて初期費用が少なく、小〜中ロットに向くとしている
輝度むらの事例	発光領域 270×200（単位の記載なし）で、LED を短辺の片側だけ6個に減らしたうえで輝度ムラを25％以内にという依頼に対し、有効範囲を9か所に分けて測って輝度ムラ13.8％（同社の表記）を設計・シミュレーションで達成したとしている
拡散印刷と面発光ユニット	PC・PET・PMMA・ガラスに光拡散印刷をし、透過率（拡散の濃さ）を調整できる。銘板に拡散機能を付ければ、別の拡散シートが要らないとしている。光源に合わせて反射板・拡散板を選び、LED 光源の選定と構造設計を含めた面発光ユニットとしても納める

LED の「つぶつぶ」が見えるときの簡単な方法は、LED と拡散シートの距離を大きくすることだとしています。色度・輝度の測定もできるとしています。

• LED の数を減らしても、面を均一に光らせたい
• 小〜中ロットで、導光板の面発光を試したい
• 銘板やパネルに拡散の機能を持たせ、部品を減らしたい

公開されている実績

• 発光領域 270×200・LED 6個で輝度ムラ13.8％の導光板（同社の事例）

出典：会社案内｜新栄スクリーン、導光板｜新栄スクリーン、導光板（印刷方式）｜新栄スクリーン、光拡散印刷｜新栄スクリーン、LED 表示器・面発光ユニット｜新栄スクリーン

株式会社押野電気製作所｜導光板・ライトガイドを、設計開発から金型・製品生産まで自社で一貫生産するメーカー

押野電気製作所は、1931年に創業した、東京都品川区東大井に本社がある会社です。工場は山梨と鹿児島にあります。導光板（フロントライト）やライトガイドを手がけ、設計開発から金型製造、製品生産までの自社一貫生産をうたっています。

技術	内容
導光板（フロントライト）	電子ペーパー・反射型 LCD・アナログ時計などに表面側から光を当てる照明で、導光板と光源だけで構成でき、バックライトより部品が少ないとしている。厚さは通常1mm 程度で、アクリル板への直接加工は1000×1000mm まで対応する
長尺ライトガイド	700mm を超える、細長いライン状に光る長尺ライトガイドの実績がある
試作とシミュレーション	透明樹脂の切削加工による試作と、シミュレーションを組み合わせて光り方を確かめる。ライトガイドは設計から製造までを一貫してサポートするとしている

• 導光板やライトガイドの光らせ方を、試作で確かめたい
• 細長い・円形・矩形など、形の決まった部品を均一に光らせたい
• 設計から量産の成形まで、まとめて相談したい

出典：沿革・会社概要｜押野電気製作所、フロントライト（導光板）｜押野電気製作所、ライトガイド｜押野電気製作所、試作｜押野電気製作所、長尺ライトガイド｜押野電気製作所

早水電機工業株式会社｜ガラスにドットを印刷して面で光らせる、ガラス導光板の会社

早水電機工業は、神戸市長田区に本社がある総合電気設備工事の会社です（1958年設立）。ガラス導光板と LED の工事も手がけています。

技術	内容
ガラス導光板	高透過ガラスに、特許取得済みのセラミック系の発光インクでドットをシルク印刷し、面で光らせる。ドットの濃度などを制御して、平均的な発光やグラデーションにするとしている
大きさ・厚さ	ガラスの厚さは5・6・8・10・12・15mm。シルク印刷は1版で1,220×4,000mm、2版で1,500×4,000mm まで。強化加工・合わせ加工もできる
製造の流れ	同社の製造工程の図では、仕様に基づくパターン設計、シルク印刷版の作成、高透過ガラスへのドット印刷、穴あけなどの加工、強化・合わせガラス処理、製品検査の順で作る

ガラスの特性上、LED の光は青みがかって見えること、ガラスに含まれる気泡で異常発光することがあることも書いています。

• 建物や展示で、大きなガラス面を光らせたい
• 樹脂でなくガラスの導光板にしたい
• 光り方にグラデーションをつけたい

出典：会社概要｜早水電機工業、ガラス導光板｜早水電機工業

根上工業株式会社｜粒の大きさと屈折率を設計した、光拡散性を持たせる真球状のアクリル微粒子

根上工業は、石川県能美市に本社がある化学メーカーです（1972年設立）。福井工場と東京営業所があります。真球状の架橋アクリル微粒子「ART PEARL」を作っています。

技術	内容
真球状の架橋アクリル微粒子	添加すると、光拡散性・滑り性の向上・アンチブロッキング性などを持たせられるとしている。用途に「ディスプレイ用材料」「塗料」などを挙げている
粒の設計	屈折率の制御、粒子径（2〜150μm）の制御、粒度分布の制御を設計技術としている

導光板や照明の拡散板そのものを作る会社ではなく、光拡散性を持たせる材料の会社です。拡散シートや拡散板の材料を選ぶときの相談先になります。

• 拡散シート・拡散塗料に入れる微粒子を選びたい
• 粒の大きさや屈折率を変えて、拡散の強さを調整したい

出典：会社概要｜根上工業、架橋アクリル微粒子 ART PEARL｜根上工業

株式会社オプトデザイン｜LED の点の光を面の光に変える光学部品と、バックライトの光学設計

オプトデザインは、東京都八王子市南大沢に本社がある、光学機器の設計・開発・試作の会社です（1991年設立）。光学レンズ設計の請負や、LED の面光源の光学部品を手がけています。

技術	内容
LED 面光源 UniBrite（フラッタ）	点光源の LED を面光源に変える光学部品「フラッタ」をアレイ状に並べ、高均一（90％以上を実現／同社の実測）な面照明にするとしている。200インチ以上にも対応できるとしている
LED の間隔を広く	LED のピッチは100mm を超える配列ができ、レンズ・導光板を使わないので構造が簡単で軽いとしている。配光角・波長・色温度の違う LED にも対応する
光学設計の受託	カメラレンズ、バックライト、ヘッドアップディスプレイなどの光学設計を受託し、バックライト設計と光学シート設計のメニューがある

• LED の数を減らして、面を均一に光らせたい
• 薄く軽い面光源にしたい
• バックライトや光学シートの設計を任せたい

出典：会社概要｜オプトデザイン、UniBrite｜オプトデザイン、光学設計｜オプトデザイン

株式会社インテグラ｜バックライトの輝度分布を、ソフトを買わずに計算で確かめる受託シミュレーション

インテグラは、東京都港区南青山に本社がある、光のシミュレーションソフトの会社です（1986年設立）。照明・光学シミュレーションソフト「Lumicept」を作り、2026年4月からは計算を代わりに行う受託サービスも始めています。

技術	内容
照明・光学シミュレーション・サービス	Lumicept を使い、条件の設定から計算の実行までを同社が行う。ソフトの購入や操作の習得が要らないとしている
入れるものと出てくるもの	形状データ（STEP・Revit・FBX・CATIA の形式など）と、光源の情報・各部の光学特性を渡すと、輝度・照度・光度・放射量の結果が得られる
面発光と光学フィルム	Lumicept の対象に、面発光装置（液晶バックライトなど）の輝度分布と、光学フィルム（プリズムシート・拡散シートなど）による光の変換を挙げている

• 試作の前に、バックライトの輝度分布を計算で確かめたい
• シミュレーションのソフトを買わずに、光学の計算を任せたい
• 拡散シート・プリズムシートの効き方を比べたい

出典：会社情報｜インテグラ、照明・光学シミュレーション・サービス｜インテグラ、Lumicept｜インテグラ、サービス開始のお知らせ（2026年4月13日）｜インテグラ

株式会社アイテス｜二次元色彩輝度計で、発光面の輝度・色度のむらを測る受託評価

アイテスは、滋賀県大津市に所在地がある、電子部品・ディスプレイなどの品質評価・分析の受託の会社です（1993年設立）。液晶ディスプレイなどの発光面の輝度・色度のむらを測る評価を受託しています。

技術	内容
二次元色彩輝度計での評価	液晶ディスプレイや OLED などの発光面の輝度・色度のむらを、二次元色彩輝度計で測る。測定項目は三刺激値（X・Y・Z）と色度（x・y）
測れる範囲	測定範囲は0.01〜1,000,000cd/m²、有効画素数1376×1024。発光面の大きさは15〜115インチ程度で、縦置き・平置きなどの治具に対応する
むらの見える化	デジカメの画像では分かりにくいむらを、輝度分布の色分けの表示と断面のグラフで示す。LED 照明などの発光部や、車載製品の表示部の評価もある

• 輝度むら・色むらを数値と画像で示したい
• 試作品のむらの場所と大きさを、第三者に測ってもらいたい
• LED 照明や車載の表示部のむらを評価したい

出典：会社概要｜アイテス、液晶ディスプレイの輝度・色度ムラ評価｜アイテス

選ぶ前に確かめる条件

相談する前に、次のことを整理しておくと話が早く進みます。

• 光らせる面の大きさと、許せる厚さ・枠の幅（光る範囲から LED までの距離）
• エッジライト型か直下型か、LED の数・間隔・配光角
• 目標の明るさ（cd/m²）と、拡散で明るさが下がる余裕があるか
• 均一性の決め方：測る点の数と位置（9点・13点・面全体）と式（最小÷最大・最小÷平均）
• 色のむらも見るか（色度）と、LED の色度・光束のランクの指定
• 導光板・拡散シートの材料（アクリル・PC・ガラスなど）と、使う温度・屋外かどうか
• 数量（試作・小ロット・量産）と、印刷方式か成形方式か

関連する課題

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※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品・設備ではありません。

情報の確認日：2026年10月19日