JP4239700B2 - 面光源装置及び当該面光源装置を用いた機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面光源装置に関し、特に、液晶表示装置の照明光源として用いたときに、白色点光源の周辺で色づきが見られない面光源装置及び当該面光源装置を用いた機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な構造の面光源装置の分解斜視図及び断面図を図１及び図２に示す。この面光源装置１はバックライトとして用いられるものであって、光を閉じ込めるための導光板２と、発光部３と、反射板４とから構成されている。導光板２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂などの透明で屈折率の大きな樹脂によって形成されており、導光板２の下面には、凹凸加工や拡散反射インクのドット印刷等によって拡散パターン５が形成されている。発光部３は、回路基板６上に複数の発光ダイオード７を実装したものであって、導光板２の側面（光入射面２ａ）に対向している。反射板４は、白色樹脂シートによって形成されており、両面テープ８によって両側部を導光板２の下面に貼り付けられている。
【０００３】
このような面光源装置１にあっては、図２に示すように、発光部３から出射され光入射面２ａから導光板２の内部に導かれた光は、導光板２の上面（光出射面２ｂ）と下面との間で全反射を繰り返しながら進行する。そして、拡散パターン５に入射すると拡散反射され、光出射面２ｂへ向けて全反射の臨界角よりも小さな角度で入射すると、その光は光出射面２ｂから外部へ出射される。また、導光板２の下面の拡散パターン５の存在しない箇所を通過した光は、反射板４によって反射されて再び導光板２内部へ戻るので、導光板２下面からの光量損失を防止される。
【０００４】
しかし、このような構造の面光源装置１は、構造は簡単であるが、その構造上、光の利用効率が悪く、発光ダイオード７から出射された光の２０％程度しか導光板２の光出射面２ｂから出射させることができなかった。
【０００５】
また、図１に示したような構造の面光源装置１では、複数の発光ダイオード７を搭載した発光部３を用いているので、発光部３の小型化が難しく、また面光源装置１の消費電力も低減できない。
【０００６】
一方、発光ダイオードを用いた面光源装置は、その小型軽量性から携帯電話やＰＤＡ等の携帯性の強い商品に用いられているので、携帯性向上の面から電源の長寿命化が強く要求されており、これに使われる面光源装置も低消費電力化が強く望まれている。このため使用する発光ダイオードの個数の減少が進んでいる。
【０００７】
そこで、１個の発光ダイオードを用いた図３のような構造の面光源装置１１が提案されている。この面光源装置１１に用いられている導光板１２は、光源として用いられる長方形状の発光領域１３の周囲に非発光領域１４が設けられている。略長方形状をした導光板１２の短辺の端で、発光領域１３の外（非発光領域１４）には発光ダイオードを用いた１つの点光源１５を納めてある。また、導光板１２の裏面には、点光源１５を中心とする同心円状に多数の偏向パターン１６が形成されている。偏向パターン１６は、図４に示すように、偏向傾斜面１７と背面の再入射面１８とからなる断面直角三角形状に凹設されている。そして、偏向パターン１６の間隔は点光源１５に近い側では比較的広く、点光源１５から離れるに従って間隔が狭くなっており、これによって発光領域１３における表面輝度が一定となるようにしている。このような従来技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００８】
しかして、この面光源装置１１では、点光源１５から出射された光は、図４に示すように、光入射面から導光板１２に入って導光板１２の表面と裏面とで全反射を繰り返しながら導光板１２内部を進む。導光板１２内で偏向パターン１６に当たった光は、図４に示すように、偏向パターン１６の偏向傾斜面１７で反射され、導光板１２の表面に向けて出射され、導光板１２の表面に対して全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射した光だけが導光板１２の表面から外部へ出射される。
【０００９】
しかしながら、このような面光源装置１１にあっては、図５に示すように、点光源１５の近傍領域において光の分光が発生し、表面が虹のように七色に色づいて見える点が特有の問題として指摘されるに至っている。図５では色づいた部分を符号Ｓで示している。面光源装置１１にこのような色づきが現れると、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いたとき、色づきが液晶表示装置の画面にまで透けて見え、画質を低下させる。よって、面光源装置１１における色づきを解決することが望まれている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平２００１−２４３８２２号公報
【００１１】
【発明の開示】
本発明は、上述の従来技術の解決課題に鑑みてなされたものであり、光源の周辺に見られる色づきを防止することを目的としている。
【００１２】
本発明にかかる第１の面光源装置は、光を閉じ込めて面状に広げて光出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる少なくとも１つの点光源とを備え、前記導光板の前記光出射面と反対側の面には凸状又は凹状をした光偏向用の偏向パターンが形成された面光源装置において、前記点光源の近傍領域における人の目の分解能よりも狭い任意の領域に、光の回折特性の異なる複数種類の前記偏向パターンを配置し、当該領域内のいずれかの偏向パターンで回折された前記点光源からの光に含まれる赤色光、緑色光及び青色光を同じ方向に反射させることによって導光板から出射される光を白色化することを特徴としている。
【００１３】
本発明の第１の面光源装置によれば、点光源の近傍領域における人の目の分解能よりも狭い任意の領域に、回折特性の異なる複数種類の偏向パターンを配置し、当該領域内のいずれかの偏向パターンで回折された光に含まれる赤色光、緑色光、青色光を同じ方向に反射させることによって導光板から出射される光を白色化することができるので、これによって面光源装置における色づきを抑えることができる。
【００１４】
本発明にかかる第２の面光源装置は、光を閉じ込めて面状に広げて光出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる少なくとも１つの点光源とを備え、前記導光板の前記光出射面と反対側の面には凸状又は凹状をした光偏向用の偏向パターンが形成された面光源装置において、前記点光源の近傍領域における人の目の分解能よりも狭い任意の領域に、断面形状の異なる複数種類の前記偏向パターンを混在させ、当該領域内のいずれかの偏向パターンで回折された前記点光源からの光に含まれる赤色光、緑色光及び青色光を同じ方向に反射させることによって導光板から出射される光を白色化することを特徴としている。
【００１５】
偏向パターンの断面形状を異ならせる方法としては、偏向パターンの寸法を変化させるようにすればよい。例えば、偏向パターンの断面形状の高さや幅を変化させてもよく、拡大、縮小させてもよい。また、偏向パターンが断面略三角形状をしている場合には、偏向パターンの光入射側の面の傾斜角度を変化させることによって偏向パターンの断面形状を異ならせてもよい。なお、断面形状の異なる偏向パターンはランダムに配置されていてもよく、規則的に配置されていてもよい。また、偏向パターンの断面形状もランダムに変化していてもよく、複数種類（好ましくは、３種類以上）に変化していてもよい。
【００１６】
本発明の第２の面光源装置によれば、点光源の近傍領域における人の目の分解能よりも狭い任意の領域に、断面形状の異なる複数種類の偏向パターンを混在させ、当該領域内のいずれかの偏向パターンで回折された前記点光源からの光に含まれる赤色光、緑色光及び青色光を同じ方向に反射させることによって導光板から出射される光を白色化しているので、赤色光、緑色光、青色光が混ざり合うことによって導光板から出射される回折光を白色化することができ、面光源装置の色づきを抑えることができる。
【００１７】
また、本発明の第２の面光源装置の実施態様によれば、前記偏向パターン形成領域の全体において、偏向パターンの断面形状の平均（例えば、偏向パターンの高さの平均、傾斜角度の平均など）がほぼ均一となっているので、偏向パターン形成領域の全体で面光源装置の輝度を均一化することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の面光源装置の別な実施態様によれば、断面形状の異なる複数種類の前記偏向パターンを前記点光源の近傍領域に配置し、前記点光源から離間した領域に均一な断面形状の偏向パターンを配置し、前記点光源の近傍領域と前記点光源から離間した領域との間に互いに断面形状の異なる複数種類の偏向パターンを配置すると共に前記点光源の近傍領域から前記点光源と離間した領域に向けて種類の異なる偏向パターンどうしの断面形状の差が次第に小さくなるようにしてもよい。この実施態様によれば、急に偏向パターンの断面形状が変化するのを避けることができ、その境界ラインが目立つのを防止することができる。
【００２３】
本発明の面光源装置は、液晶表示パネルその他の画像表示パネルと組み合わせることによって画像表示装置として用いることができ、それによって画面に色づきの生じない画像表示装置を得ることができる。また、この画像表示装置は、携帯電話や携帯情報端末等の携帯用機器のディスプレイとして用いることができる。
【００２４】
なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図６は本発明の第１の実施形態による面光源装置４１の構成を示す分解斜視図、図７はその断面図である。この面光源装置４１は、バックライトとして用いられるものであって、点光源４２、導光板４３、及び反射シート４４によって構成されており、点光源４２は導光板４３の隅部に埋め込まれ、反射シート４４は導光板４３の裏面に対向させるように配置されている。
【００２６】
導光板４３は、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂、メタクリル樹脂等の屈折率の高い透明樹脂やガラスによって略矩形平板状に成形されている。図８は、この導光板４３の裏面図である。導光板４３の裏面においては、実質的な面光源となる長方形状の面発光領域４５の周囲に非発光領域４６が形成されており、長方形状をした導光板４３の短辺の端で、面発光領域４５の外部（非発光領域４６）には点光源４２を嵌め込むための孔４７が開口されている。点光源４２は、発光ダイオードチップを樹脂モールドしたものであって、点光源４２に電力を供給するためのフィルム配線基板（ＦＰＣ）５１に実装され、導光板４３の孔４７に挿入されている。
【００２７】
図９は上記点光源４２の構造を示す断面図である。この点光源４２は、発光ダイオードチップ４８を透明樹脂４９内に封止し、その前面以外の面を白色樹脂５０で覆ったものである。この点光源４２は、フィルム配線基板５１上に実装され、半田５２によって固定されている。さらに、フィルム配線基板５１は、ガラスエポキシ樹脂からなる補強板５３に固定される。導光板４３の隅部には、上記のように点光源４２を納めるための孔４７が上下に貫通しており、この近傍において導光板４３の下面には位置決めピン５４が突出させられている。一方、フィルム配線基板５１と補強板５３には、位置決めピン５４を通すための通孔５５、５６があけられている。
【００２８】
しかして、この位置決めピン５４の基部周囲において導光板４３の下面に紫外線硬化型接着剤（熱硬化型の接着剤でもよい）５７を塗布しておき、位置決めピン５４をフィルム配線基板５１と補強板５３の通孔５５、５６に通し、ＣＣＤカメラ等で導光板４３の厚み方向中心と点光源４２の発光中心との位置決めを行った後、紫外線を照射することによって紫外線硬化型接着剤５７を硬化させて導光板４３と点光源４２とを接着し、さらに位置決めピン５４を補強板５３に熱かしめする。
【００２９】
このとき図９に示されているように、導光板４３の孔４７の内面（点光源４２の背面側でも、正面側でも、その両方でもよい。）に設けられた突起５８によって点光源４２の中心の位置決めを行ってもよい。また、図示しないが、導光板４３と点光源４２を上下反転させた状態で、導光板４３の上面と点光源４２の上面とを位置決めするための段差のついた治具を用いて導光板４３の中心と点光源４２の中心とを位置決めするようにしてもよい。
【００３０】
なお、フィルム配線基板５１の代わりにガラスエポキシ配線基板やリードフレームを用いてもよい。また、２個以上の発光ダイオードチップを用いる場合には、複数個の発光ダイオードチップを１箇所に集めることで点光源化してもよい。また、点光源４２は、発光ダイオードチップを直接導光板４３内にインサート成形することによって形成してもよく、導光板４３の外部（導光板４３の外周面に対向する位置）に配置されていてもよい。なお、点光源とは、内部の発光体の大きさが９ｍｍ以下のものをいう。特に、複数の発光体（一体に封止されていても、別々に封止されていてもよい。）を有する場合には、一端の発光体から他端の発光体までの距離が９ｍｍ以下のものをいう。
【００３１】
導光板４３裏面の面発光領域４５には、図１０に示すように、複数もしくは多数の三角プリズム状をした偏向パターン５９が、点光源４２を中心として同心円状に凹設されている。そして、各偏向パターン５９の間隔は点光源４２に近い側では比較的広く、点光源４２から離れるに従って次第に間隔が短くなっており、これによって導光板４３の表面（以下、光出射面６０という）及び裏面（以下、パターン面６１という。）における輝度が均一になるようにしている。また、それぞれの偏向パターン５９は、面発光領域４５の全体にわたって、あるいはその一部領域で、大きさ（パターンの断面サイズ）がランダムにばらついており、各断面形状は互いに相似形となっている。以下、この偏向パターン５９について詳述する。
【００３２】
図１１（ａ）（ｂ）は上記偏向パターン５９の形状を示す平面図及び拡大断面図である。上記偏向パターン５９は長さ方向にほぼ一様な断面を有しており、その長さ方向が点光源４２と結ばれた方向とほぼ垂直になるように配置されている。この実施形態で用いた偏向パターン５９は、図１１（ａ）のように少しうねっている。各偏向パターン５９は、図１１（ｂ）に示すように、点光源側に位置する偏向傾斜面６２と点光源４２から遠い側に位置する再入射面６３とからなり、偏向傾斜面６２と再入射面６３とでほぼ断面三角形状に形成されている。偏向傾斜面６２の傾斜角度γと、再入射面６３の傾斜角度δは、
γ＜δ、
γ＝４５°〜６５°
δ＝８０°〜９０°
とするのが望ましい。特に、パターン面６１の傾斜角度δはほぼ８０°、偏向傾斜面６２の傾斜角度γはほぼ５５°とするのが望ましい。
【００３３】
しかして、点光源４２から出射された光が孔４７の内壁面を透過して導光板４３内に入射すると、導光板４３に入射した光は、導光板４３の表面（光出射面６０）と裏面（パターン面６１）とで全反射を繰り返すことによって導光板４３内を伝搬して導光板４３の面発光領域４５全体に面状に広がる。この伝搬途中で偏向パターン５９の偏向傾斜面６２に下方から入射した光は、図１２（ａ）に示すように、偏向傾斜面６２によって光出射面６０へ向けて全反射され、光出射面６０から出射される。また、例えば、屈折率ｎ＝１.５３の透明樹脂からなる導光板４３を用いた場合、図１２（ａ）に示すように、偏向傾斜面６２の傾斜角度γ＝５５°のとき、導光板４３から出射される光は、光出射面６０に垂直な方向に対して−２０°〜＋３５°の範囲に出射される。これは下方向から偏向パターン５９に当たった光が偏向パターン５９で反射されたもので、上方向から当たった光は、図１２（ｂ）に示すように、背面（再入射面６３）から再び導光板４３中に再入射される。
【００３４】
図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は偏向パターン５９全体の配置の仕方を表し、図１４は半径方向における偏向パターン５９のパターン密度（面積比）の変化を示し、図１５はパターン長さの変化を示し、図１６は単位面積あたりのパターン数の変化を示している。ここで、ｒは点光源４２からの距離を表している。偏向パターン５９は、図１４に示すよう点光源４２からの距離ｒが大きくなるに従って密度が大きくなっている。これは、光出射面６０及びパターン面６１の輝度を均一にするためである。偏向パターン密度を徐々に大きくする方法としては、単位面積あたりの偏向パターン数を徐々に増加させることも可能であるが、この実施形態では、点光源４２からの距離に応じて導光板４３を複数の輪帯状をしたゾーンに分け、各ゾーン内では図１６に示すように単位面積あたりの偏向パターン数は一定とすると共に各ゾーン毎にステップ状に単位面積あたりの偏向パターン数を増加させ、図１５に示すように各ゾーン内で徐々に偏向パターンの長さを変化させるようにしている。また、ゾーンの境界ではパターン長さはいったん短くなる。
【００３５】
図１３（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ図１３（ａ）のイ、ロ、ハの箇所における偏向パターン５９を具体的に表している。図１３（ｂ）は点光源４２に最も近い領域イで、偏向パターン５９の半径方向におけるピッチも円周方向におけるピッチもともに１４０μｍとなっており、内側の偏向パターン５９と外側の偏向パターン５９とが半径方向で重なり合わないようにしている。図１３（ｃ）は中間領域ロであって、偏向パターン５９の半径方向におけるピッチも円周方向におけるピッチもともに７０μｍとなっており、内側の偏向パターン５９と外側の偏向パターン５９とが２列ずつ重なり合っている。図１３（ｄ）は点光源４２から遠い領域ハであって、半径方向におけるピッチが３５μｍ、円周方向におけるピッチが１４０μｍとなっている。なお、図１３（ｂ）（ｃ）（ｄ）では直線状に伸びた偏向パターンを図示したが、図１１に示したようなうねった偏向パターン５９を図１３（ｂ）（ｃ）（ｄ）のように配置してもよい。
【００３６】
また、点光源４２が配置されている端と反対側の導光板長辺はまっすぐに形成されているのに対し、点光源４２に近い側の導光板長辺は１段もしくは複数段斜めにカットされている。同様に、点光源４２の近傍において短辺も一部斜めに形成されている。点光源４２に近い長辺と短辺にそれぞれ斜面部６４、６５を設けておけば、図１７に示すように、点光源４２から出射された光の一部が、長辺の斜面部６４と短辺の斜面部６５で全反射して導光板４３の隅部（図１７で斜線を施した領域）へ光を送ることができる。点光源４２を導光板４３の隅に置いた場合には、他の隅部が暗くなりがちであるが、このような構造によれば斜面部６４、斜面部６５で全反射した光を導光板４３の面発光領域４５の隅部へ送ることにより、光出射面６０及びパターン面６１の輝度分布をより均一にすることができ、また面光源装置４１の効率を上げることができる。
【００３７】
なお、図１８のように導光板４３に固定枠６６を取り付ける場合には、光を反射させるための斜面部６４、６５と固定枠６６とが密着する構造にすると、導光板４３の斜面部６４、６５に傷などが付きやすく、反射特性を損なうおそれがある。これを防止するためには、光反射用の斜面部６４、６５の一部、もしくはその近傍に小さな凸状ポッチ６７を設け、導光板４３を凸状ポッチ６７で固定枠６６に接触させる一方、斜面部６４、６５と固定枠６６との間に隙間ができるようにするとよい。
【００３８】
つぎに、従来例において点光源の近傍で色づきが生じる理由と、上記実施形態において色づきが解消される理由とを説明する。まず、図１９に示すように、導光板１０１に設けられている傾斜角度γの偏向パターン１０２に入射角９０°−α（以下、角度αを入射仰角という。）で入射した平行光のフラウンホーファー回折を考える。図１９に示すように、正反射方向から回折角θだけ傾いた方向へ反射される光を考えると、偏向パターン１０２の両端で反射される光の光路差Δは、
Δ＝ａ・cos（α−θ）−ａ・cosα …(1)
となる。ここで、ａは偏向傾斜面１０３の長さである。光の波長をλとするとき、上記光路差Δが波長λの整数倍のときに回折光の強度が極小となるから、回折光が暗くなる回折方向は、
Δ＝ａ・cos（α−θ）−ａ・cosα＝ｍλ …(2)
（ただし、ｍ＝±１、±２、…）
で表される。よって、回折角θが充分に小さいとすると、上記(2)式からは、
θ＝ｍλ／（ａ・sinα） [暗] …(3)
が得られる。回折光の強度が極大となる方向は、上記(3)式で表されるような回折光強度が最小となる方向の中央にあると考えると、次の(4)式で表される。
【数１】

【００３９】
光が偏向パターン１０２に入射すると、正反射光（０次光）と共に回折光が発生し、０次光の両側に±１次光や±２次光が発生する。±１次光や±２次光は、上記(4)式で決まる方向に現れ、その回折方向θは光の波長に比例し、偏向傾斜面１０３の長さａに反比例する。図２０は、このフラウンホーファー回折の様子を説明した図であって、横軸は回折角θ、縦軸は光の強度を表している。ここで、重要となるのは、±１次光（以下においては、＋１次光と−１次光を合わせて１次光と呼ぶ。）であって、１次光の回折方向は、
θ＝３λ／（２ａ・sinα） …(5)
となる。例えば、偏向傾斜面１０３の長さをａ＝４.９μｍ、入射仰角をα＝３０°光の波長をλ＝５５０ｎｍとすると、１次光の回折角θは、(5)式より、
θ＝０.３４rad＝１９.５°
となる。
【００４０】
つぎに、白色光源からの平行光が偏向傾斜面１０３に入射した場合のフラウンホーファー回折を考える。点光源１０４が白色ＬＥＤ等によって構成されていて白色光源となっている場合、その点光源１０４から出射される光には、赤色から紫色までの可視領域の波長の光が含まれている。(4)式に示されているように、偏向傾斜面１０３の長さａが同じであっても、入射する光の波長λが異なると、回折角θも異なる。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の波長λをそれぞれ７００ｎｍ、５５０ｎｍ、４００ｎｍとし、偏向傾斜面１０３の長さをａ＝４.９μｍ、入射仰角をα＝３０°とすると、それぞれの１次回折光の回折角θｒ、θｇ、θｂは、
θｒ＝２４.８°
θｇ＝１９.５°
θｂ＝１４.２°
となる。よって、各波長の光に関するフラウンホーファー回折の様子は図２１のようになる（図では、赤の１次回折光をＲ、緑の一次回折光をＧ、青の１次回折光をＢで表す。）。この結果、図２２に示すように、白色光が偏向パターン１０２に入射した後、波長の異なる光の１次回折光は、それぞれ異なる方向へ回折されることになり、赤色光の１次回折光と青色光の１次回折光との間には、回折角で１０°以上の差が生じる。このようにして生じた光の分散は、導光板１０１の上に拡散板を載せても混色させることができない。
【００４１】
上記のような回折現象に基づいて従来例の色づき現象を考える。図３及び図４に示したような面光源装置１１では、点光源１５の近傍では各偏向パターン１６に入射する光の方向はほぼ平行に揃っているので、各偏向パターン１６の偏向傾斜面１７でフラウンホーファー回折を起こして光の分散が生じる。一方、従来の面光源装置１１では、偏向パターン１６の形状（偏向傾斜面１７の傾斜角度γ）及び大きさ（偏向傾斜面１７の長さａ）は均一であるが、図２３に示すように、点光源１５からの距離によって偏向パターン１６に入射する光の入射仰角αが異なる。その結果、点光源１５からの距離に応じて正反射光（０次回折光）の反射方向が異なると共に(5)式によって回折角θも変化する。
【００４２】
いま、例えば図２３に示すように、点光源１５に近い偏向パターン１６（これを偏向パターン１６ａとする。）と、それよりも少し点光源１５から遠い偏向パターン１６（これを偏向パターン１６ｂとする。）と、さらに点光源１５から遠い偏向パターン１６（これを偏向パターン１６ｃとする。）とを考えると、偏向パターン１６ａで入射仰角αが最も大きく、偏向パターン１６ｃで入射仰角αが最も小さくなっている。よって、同じ波長の光を考えると、回折角θは偏向パターン１６ａよりも偏向パターン１６ｃ側で大きくなる。よって、偏向パターン１６ａ、１６ｂ、１６ｃの回折パターンは、それぞれ図２４（ａ）（ｂ）（ｃ）のようになる。ただし、図２４（ａ）（ｂ）（ｃ）においては、横軸は導光板１２に垂直な方向Ｎを基準として測った回折方向の角度φで表している。図１９から分かるように、この回折方向の角度φと回折角θとの間には、
φ＝θ＋９０°−（α＋γ）
の関係があるから、正反射光（０次回折光）の方向は、φ＝０°の方向から９０°−（α＋γ）だけずれている。
【００４３】
しかして、入射仰角αの最も大きな偏向パターン１６ａの領域では、図２４（ａ）に示すように、ずれが最も小さくなっており、正反射光が斜めに出射されて青色（Ｂ）の回折光が真上に向けて出射されている。また、入射仰角αの大きさが中間の偏向パターン１６ｂの領域では、図２４（ｂ）に示すように、ずれも中間となり、正反射光が斜めに出射されて緑色（Ｇ）の回折光が真上に向けて出射されている。また、入射仰角αの最も小さな偏向パターン１６ｃの領域では、図２４（ｃ）に示すように、ずれが最も大きくなっており、正反射光が斜めに出射されて赤色（Ｇ）の回折光が真上に向けて出射されている。この結果、従来例の面光源装置１１では、図２３に示すように、面光源装置１１を垂直方向から見たとき、例えば偏向パターン１６ａの箇所では青色に色づき、偏向パターン１６ｂの箇所では緑色に色づき、偏向パターン１６ｃの箇所では赤色に色づくというように、場所によって七色に色づいて見えることになるのである。なお、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち垂直方向へ出射されている回折光については、丸印で囲んでいる。
【００４４】
しかし、このような色づき現象は、点光源に特有の現象であり、しかも、点光源に近い領域でのみ起き、点光源から遠い領域では起こらない。例えば、図２５（ａ）に示すように、導光板１０１の厚みと比較して光源１０５の高さが十分に小さくはなく、光源１０５が均一な強度で発光する場合には、偏向パターン１０２に対して様々な角度から光が入射するので、種々の方向から入射した光に回折特性は、互いに少しずつずれた図２５（ｂ）に示すような特性となる。そのため、図２５（ｂ）に示すように、種々の方向から入射した光が回折によって分光されても、垂直な方向から見たときには、種々の波長の回折光どうしが混ざり合い、白色化して結局色づきは見られなくなる。
【００４５】
図２５では、導光板１０１の厚みに対して高さの大きな光源の場合について述べたが、冷陰極管のように導光板の幅に比べて長さが十分に短くない光源を用いた場合も、偏向パターンには様々な方向から光が入射するので、同じように色づきは見られない。
【００４６】
これに対し、従来例の面光源装置１１のように、点光源１５を用いている場合には、点光源１５から直接偏向パターン１６に入射する光と、導光板１２で反射した後で偏向パターン１６に入射する光とでは、図２６（ａ）に示すように入射する方向が大きく異なっているので、それぞれの回折特性も図２６（ｂ）に示すように重なり合わず、波長の異なる回折光どうしが混ざり合わず、そのまま導光板１２から出射されて点光源１５の近傍で色づきが発生する。
【００４７】
一方、点光源１５を用いた面光源装置１１でも、点光源１５から遠い領域では、図２７に示すように、点光源１５から直接偏向パターン１６に入射する光と、導光板１２で反射した後で偏向パターン１６に入射する光とでは、入射する方向の差が小さくなる。そのため、それぞれの回折特性が重なり合って波長の異なる回折光どうしが混ざり合い、点光源１５から遠い領域では色づきが発生しない。
【００４８】
次に、当該実施形態の面光源装置４１における偏向パターン５９の詳細と、それによって色づきを解消できる理由を説明する。図２８は導光板４３の裏面に形成されている偏向パターン５９の一部を示す拡大図である。この面光源装置４１においては、導光板４３の下面の任意の微小領域に、大きさの異なる偏向パターン５９をランダムに、あるいは規則的に配置させている。又は、任意の微小領域で、偏向パターン５９の大きさをランダムに、あるいは規則的に変化させている。例えば、大きさの異なる相似形の偏向パターン５９を複数種類混在させればよい。図２９のように偏向パターン５９が３種類の場合について説明し、偏向パターン５９のうち１番小さなものを偏向パターンを５９ａ、中間の大きさのものを偏向パターン５９ｂ、１番大きなものを偏向パターン５９ｃと表わすことにする。３種の偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃは、断面がほぼ直角三角形状をした相似形となっており、いずれも偏向傾斜面６２の傾斜角度はγ＝５５°となっている。また、偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃの高さは、それぞれｈ１＝３.０μｍ、ｈ２＝４.０μｍ、ｈ３＝５.０μｍとなっている。
【００４９】
これらの偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃは導光板４３下面の任意の微小領域内にランダムに配置されており、しかも、各微小領域における偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃの平均高さが４.０μｍとなる（例えば、高さｈ１、ｈ２、ｈ３の各偏向パターンの数が等しければよい。）ようにしている。よって、導光板４３の偏向パターン５９を設計する際には、この平均高さと等しい高さの１種類の偏向パターン５９を分布させるものとして、点光源４２からの距離に応じて偏向パターン５９のパターン密度の設計を行ない、その後、高さの平均値が設計時に用いた高さと等しくなるようにして各偏向パターン５９の大きさをランダムにばらつかせればよい。このようにして設計することにより、従来同様の光学的な設計を行ない、それを基にしてランダムな偏向パターン５９の設計を行なうことができる。
【００５０】
図３０は、高さがｈ１＝３.０μｍ、偏向傾斜面６２の傾斜角度がγ＝５５°の偏向パターン５９ａと、高さがｈ２＝４.０μｍ、偏向傾斜面６２の傾斜角度がγ＝５５°の偏向パターン５９ｂと、高さがｈ３＝５.０μｍ、偏向傾斜面６２の傾斜角度がγ＝５５°の偏向パターン５９ｃとのそれぞれについて、偏向傾斜面６２の長さａ＝ｈ１／sinγ、ｈ２／sinγ、ｈ３／sinγと、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂの１次回折角度θを(5)式を用いて計算により求めた結果を表している。ただし、入射仰角はα＝４８°とした。正反射光の方向は、垂直方向Ｎに対して９０°−α−γ＝−１３°の方向であるから、図３０から分かるように、偏向パターン５９ａでは青色光（Ｂ）がほぼ垂直方向に出射され、偏向パターン５９ｂでは緑色光（Ｇ）がほぼ垂直方向に出射され、偏向パターン５９ｃでは赤色光（Ｒ）がほぼ垂直方向に出射される。図３１は、この様子を表している。
【００５１】
微小領域（人の目の分解能よりも狭い領域）に最小の偏向パターン５９ａと中間の偏向パターン５９ｂと最大の偏向パターン５９ｃが配置されていると、偏向パターン５９ａによる青色の１次回折光と、偏向パターン５９ｂによる緑色の１次回折光と、偏向パターン５９ｃによる赤色の１次回折光とがほぼ同一方向（即ち、ほぼ垂直な方向）へ出射され、これらの回折光どうしが混色して白色化することになる。つまり、この実施形態では、正反射光の反射方向を変化させることなく、偏向パターン５９のサイズを変更するだけでよく、回折光の回折角θを制御して赤色回折光と緑色回折光と青色回折光の出射方向をほぼ一致させることで白色化させ、点光源４２の近傍における色づきを防止することができる。
【００５２】
また、導光板４３の偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃの作製精度により、各色の回折光の出射方向が１°程度ずれたとしても、導光板４３の表面に拡散シートを置けば、ヘイズの低いものでも２°程度は光が拡散して広がるので、回折光どうしを混色させることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、偏向パターン５９の大きさは３種類として説明したが、より多くの種類の偏向パターン５９を形成すれば、波長の異なる光がより混色し易くなるので、色づき防止の効果がより向上する。
【００５４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、導光板４３の裏面に形成されている偏向パターン５９の構成を除けば、第１の実施形態とほぼ同様であるので、偏向パターン５９の構成を中心として説明する。第２の実施形態においては、偏向傾斜面６２の傾斜角度γの異なる複数種類の偏向パターン５９が導光板４３の裏面にランダムに、あるいは規則的に配置されている。あるいは、偏向パターン５９の偏向傾斜面６２の傾斜角度γをランダムに、あるいは規則的に変化させている。図３２は導光板４３の下面に形成されている複数種類の偏向パターン５９の断面形状を比較して示す拡大図である。この実施形態においては、導光板４３の下面の任意の微小領域に、偏向傾斜面６２の傾斜角度γの異なる複数種類の偏向パターン５９をランダムに配置している。例えば、平均傾斜角度をγ＝５０°として、各偏向パターン５９の偏向傾斜面６２の傾斜角度γを４５°〜５５°の範囲で変化させればよい。
【００５５】
以下においては、図３２のように偏向パターン５９が３種類の場合について説明し、偏向パターン５９のうち傾斜角度γが１番小さなものを偏向パターン５９ｄ、傾斜角度γが中間の大きさのものを偏向パターン５９ｅ、傾斜角度γが１番大きなものを偏向パターン５９ｆと表わすことにする。３種の偏向パターン５９ｄ、５９ｅ、５９ｆは、断面がほぼ直角三角形状をしており、いずれも偏向傾斜面６２の長さａは等しく、再入射面６３の傾斜角度δも等しくなっている。また、偏向パターン５９ｄ、５９ｅ、５９ｆの偏向傾斜面６２の傾斜角度は、それぞれγ１＝４７°、γ２＝５０°、γ３＝５３°となっている。これらの偏向パターン５９ｄ、５９ｅ、５９ｆは導光板４３下面の任意の微小領域内にランダムに配置されている。
【００５６】
これらの偏向パターン５９ｄ、５９ｅ、５９ｆは導光板４３下面の任意の微小領域内にランダムに配置されており、しかも、各微小領域における偏向パターン５９ｄ、５９ｅ、５９ｆの偏向傾斜面６２の平均傾斜角度が５０°となる（例えば、傾斜角度γ１、γ２、γ３の各偏向パターンの数が等しければよい。）ようにしている。よって、導光板４３の偏向パターン５９を設計する際には、この平均傾斜角度と等しい傾斜角度の１種類の偏向パターン５９を分布させるものとして、点光源４２からの距離に応じて偏向パターン５９のパターン密度の設計を行ない、その後、傾斜角度γの平均値が設計時に用いた傾斜角度と等しくなるようにして各偏向パターン５９の傾斜角度γをランダムにばらつかせればよい。このようにして設計することにより、従来同様の光学的な設計を行ない、それを基にしてランダムな偏向パターン５９の設計を行なうことができる。
【００５７】
図３３は、偏向傾斜面６２の長さがａ＝７.５μｍ、その傾斜角度がγ＝４７°の偏向パターン５９ｄと、偏向傾斜面６２の長さがａ＝７.５μｍ、その傾斜角度がγ＝５０°の偏向パターン５９ｅと、偏向傾斜面６２の長さがａ＝７.５μｍ、その傾斜角度がγ＝５３°の偏向パターン５９ｆとのそれぞれについて、偏向傾斜面６２への入射仰角αと、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂの１次回折角度θを(5)式を用いて計算により求めた結果を表している。偏向パターン５９ｄについては、正反射光の方向は、垂直方向Ｎに対して９０°−α−γ＝２１°の方向であるから、図３３から分かるように、偏向パターン５９ｄでは赤色光（Ｒ）がほぼ垂直方向に出射される。偏向パターン５９ｅについては、正反射光の方向は、垂直方向Ｎに対して９０°−α−γ＝１５°の方向であるから、図３３から分かるように、偏向パターン５９ｅでは緑色光（Ｇ）がほぼ垂直方向に出射される。偏向パターン５９ｆについては、正反射光の方向は、垂直方向Ｎに対して９０°−α−γ＝９°の方向であるから、図３３から分かるように、偏向パターン５９ｆでは青色光（Ｂ）がほぼ垂直方向に出射される。図３４は、この様子を表している。
【００５８】
微小領域に偏向傾斜面６２の傾斜角度が最小の偏向パターン５９ｄと中間の偏向パターン５９ｅと最大の偏向パターン５９ｆが配置されていると、偏向パターン５９ｄによる赤色の１次回折光と、偏向パターン５９ｅによる緑色の１次回折光と、偏向パターン５９ｆによる青色の１次回折光とがほぼ同一方向（即ち、ほぼ垂直な方向）へ出射され、これらの回折光どうしが混色して白色化することになる。つまり、この実施形態では、正反射光の反射方向をあまり変化させることなく、偏向パターン５９の傾斜角度γを変更するだけでよく、回折光の回折角θを制御して赤色回折光と緑色回折光と青色回折光の出射方向をほぼ一致させることで白色化させ、点光源４２の近傍における色づきを防止することができる。
【００５９】
ここでは、偏向傾斜面６２の傾斜角度γが４７°、５０°、５３°の３種類の偏向パターン５９を用いた場合について説明したが、傾斜角度γを５０°±５°の範囲でより多段階にランダムに変化させれば、波長の異なる光がより混色し易くなるので、色づき防止の効果がより向上する。
【００６０】
なお、導光板４３の偏向パターン５９ｄ、５９ｅ、５９ｆの作製精度により、各色の回折光の出射方向が１°程度ずれたとしても、導光板４３の表面に拡散板を置けば、ヘイズの低いものでも２°程度は光が拡散して広がるので、回折光どうしを混色させることができる。
【００６１】
また、この実施形態では、偏向傾斜面６２の長さを一定に保ったままで偏向傾斜面６２の傾斜角度γを変化させたが、これに限るものではない。例えば、偏向パターン５９の高さを一定に保ったまま偏向傾斜面６２の傾斜角度γを変化させるようにしてもよい。
【００６２】
（第１及び第２の実施形態の変形例）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、導光板４３の面発光領域４５全体において、偏向パターン５９の大きさが変化しており、あるいは、偏向傾斜面６２の傾斜角度γが変化している。しかし、第１の実施形態に関連して説明したように、面発光領域４５の色づきが発生するのは、点光源４２の近傍である。従って、必ずしも面発光領域４５全体にわたって偏向パターン５９の大きさを変化させたり、偏向傾斜面６２の傾斜角度γを変化させたりする必要はなく、点光源４２の近傍だけでも充分である。
【００６３】
図３５は導光板４３の点光源４２近傍だけで偏向パターン５９による回折特性を変化させるようにした変形例を示す導光板の概略断面図である。図３５に示した導光板４３では、点光源４２からの距離がＸ１までの領域内では、大きさの異なる偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃをランダムに配置している。また、点光源１５からの距離がＸ２以上の領域には、平均の大きさの偏向パターン５９ｉだけをを配置している。距離Ｘ１、Ｘ２は従来の面光源装置で色づきが起きる領域の範囲を考慮して決定すればよい。
【００６４】
さらに、点光源１５からの距離がＸ１以上、Ｘ２以下の領域では、点光源４２から離れるにしたがって、偏向パターン５９ｇ、５９ｈの大きさのばらつき度合いが次第に小さくなるようにして大きさの異なる偏向パターン５９ｇ、５９ｈが配列されている。すなわち、この領域では、点光源４２から離れるに従って、その箇所で最も大きさの大きな偏向パターン５９ｈとその箇所で最も大きさの小さな偏向パターン５９ｇとの差が次第に小さくなっていく。このＸ１以上Ｘ２以下の領域の、点光源４２に近い側の端における偏向パターン５９ｇ、５９ｈの大きさのばらつきの程度は、Ｘ１以下の領域の偏向パターン５９ａ、５９ｂ、５９ｃの大きさのばらつきの程度と等しくなっており、点光源４２から遠い側の端では偏向パターン５９ｇ、５９ｈの大きさのばらつきはゼロとなっている。
【００６５】
例えば点光源４２からの距離がＸ１＝８ｍｍよりも近い領域では、高さが３μｍの偏向パターン５９ａと、高さが４μｍの偏向パターン５９ｂと、高さが５μｍの偏向パターン５９ｃをランダムに配置してあり、点光源４２からの距離がＸ２＝１６ｍｍよりも遠い領域では、高さが４μｍの偏向パターン５９ｉのみを配置している。また、点光源４２からの距離がＸ１＝８ｍｍより遠く、Ｘ２＝１６ｍｍよりも近い領域では、点光源４２から遠くなるにつれて最大高さの偏向パターン５９ｈの高さが５μｍから４μｍへと次第に小さくなっていき、また、点光源４２から遠くなるにつれて最小高さの偏向パターン５９ｇの高さが３μｍから４μｍへと次第に大きくなっている。さらに、いずれの領域においても、偏向パターン５９の平均高さは４μｍとなっている。
【００６６】
このように、大きさの異なる偏向パターン５９ａ,５９ｂ,５９ｃがランダムに形成された領域と、均一な大きさの偏向パターン５９ｉが形成された領域との間に、ランダム度合いが次第に小さくなるようにして大きさの異なる偏向パターン５９ｇ、５９ｈを配置された領域を設けておけば、偏向パターンの大きさのランダム度合いの大きな領域と偏向パターンの大きさが均一な領域との間の境界が目立ちにくくなり、境界ラインが生じるのを防止することができる。
【００６７】
なお、ここでは、偏向パターン５９の高さがランダムに変化している場合について説明したが、偏向パターン５９の偏向傾斜面６２の傾斜角度γがランダムに変化する場合についても同様である。
【００６８】
（第３の実施形態）
図３６は、本発明の第３の実施形態による面光源装置の一部破断した概略断面図である。この実施形態では、点光源４２からの距離がＸ３までの領域と、Ｘ３以上Ｘ４以下の領域と、Ｘ４以上の領域で、配置する偏向パターンの高さを異ならせている。
【００６９】
点光源４２からの距離がＸ３以下の領域には、高さの高い偏向パターン５９ｊを設けている。また、点光源４２からの距離がＸ４以上の領域には、高さの小さな偏向パターン５９ｌを設けている。この高さの小さな偏向パターン５９ｌは、従来の導光板の全面に形成されていたものと同程度の高さの平均偏向パターンである。例えば、大きな偏向パターン５９ｊの高さは、小さな偏向パターン５９ｌの高さの約２倍〜約５倍となっている。また、高さの大きな偏向パターン５９ｊを設けた領域では、その分、高さの小さな偏向パターン５９ｌを設けた領域におけるパターン密度よりもパターン密度を小さくし、輝度の均一化を図る。
【００７０】
また、点光源４２からの距離がＸ３以上Ｘ４以下の領域には偏向パターン５９ｋが設けられており、偏向パターン５９ｋの高さは、点光源４２から遠くなるにしたがって、大きな偏向パターン５９ｊと等しい高さから、小さな偏向パターン５９ｌに等しい高さまで徐々に変化している。このように、大きな偏向パターン５９ｊが形成されている領域と、小さな偏向パターン５９ｌが形成されている領域との間に、偏向パターン５９ｋの高さが徐々に変化する領域を設けておけば、偏向パターンの高さが急に変化しないので、その境界ラインが目立ちにくくなる。
【００７１】
例えば、点光源４２からの距離がＸ４＝１６ｍｍ以上の領域に設ける偏向パターン５９ｌの高さは、従来同様４μｍとする。また、点光源４２からの距離がＸ３以下の領域に設ける５９ｊの高さは、従来の５倍の２０μｍとする。また、大きな偏向パターン５９ｊを配置する間隔（周期）は、小さな偏向パターン５９ｌの配置間隔の約５倍にし、導光板４３の輝度の均一化を図っている。また、点光源４２からの距離がＸ３以上Ｘ４以下の領域では、偏向パターン５９ｋの高さが２０μｍから４μｍまで徐々に変化しており、その配置間隔も偏向パターン５９ｋの高さの比に比例させている。
【００７２】
このように点光源４２の近傍に、高さが２０μｍの偏向パターン５９ｊを設けると、この領域における１次回折光の回折角度θは、
赤色光Ｒ： ５.０°
緑色光Ｇ： ３.９°
青色光Ｂ： ２.８°
となり（図３０参照）、赤色の１次回折光と青色の１次回折光との間の回折角の差が約２°になる。回折角度の広がりが従来のように約５°程度あると、拡散シートを用いても白色化することは困難であるが、回折角度の広がりが、２°程度であれば、ヘイズの低い拡散シートでも２°程度は光が拡散して広がるので、導光板４３の上に拡散シート６８を置くことにより１次回折光どうしを混色させることができ、面光源装置からから出射される１次回折光を白色化させることができる。
【００７３】
なお、この実施形態では、偏向パターン５９の高さを変化させたが、偏向パターン５９の偏向傾斜面６２の傾斜角度γを変化させるようにしてもよい。
【００７４】
（第４の実施形態）
図３７（ａ）は本発明の第４の実施形態による面光源装置４１の一部破断した概略断面図である。この実施形態は、導光板４３の厚みを非常に薄くし、従来より用いられている導光板の厚みの数分の１の厚みにしたことを特徴としている。具体的にいうと、導光板４３の厚みＴ１を０.１ｍｍ以上０.４ｍｍ以下にしている。導光板４３の厚みＴ１を０.１ｍｍ以下にすると、点光源４２の出射光を導光板４３の端面から導入する効率が低下し、導光板４３の厚みＴ１を０.４ｍｍ以上にすると、点光源４２の近傍で色づきが起こり易くなるので、導光板４３の厚みＴ１は０.１ｍｍ以上０.４ｍｍ以下としている。
【００７５】
望ましい厚みとしては、導光板４３の厚みＴ１を約０.２ｍｍとすればよい。導光板４３の厚みをＴ１＝０.２ｍｍとすれば、点光源４２からＤ１＝４ｍｍの位置にある偏向パターン５９への光の入射角度の間隔は２.９°となる。一方、導光板１２の厚みがＴ２＝０.８５ｍｍの従来の面光源装置では、図３７（ｂ）に示すように、点光源１５からＤ２＝１７ｍｍの位置にある偏向パターン１６への入射角度の間隔が２.９°となる。実験結果からは、このような入射角度の間隔では色づきが発生しないことを確認している。従って、導光板４３の厚みを数分の１に薄くすることにより、点光源４２の付近でも光の色づきを抑えることができる。
【００７６】
（液晶表示装置）
図３８は本発明にかかる液晶表示装置８１の概略断面図である。この液晶表示装置８１にあっては、液晶表示パネル８６の背面に本発明の面光源装置４１を配置している。液晶表示パネル８６は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子や配線を形成された裏面側基板８２と、透明電極やカラーフィルタを形成された表面側基板８３との間に液晶層８４を挟み込んで封止したものであって、表裏両面には偏光板８５が重ねられている。そして、この液晶表示装置８１にあっては、面光源装置４１を点灯させて裏面側から液晶表示パネル８６を照明し、液晶表示パネル８６の各画素をオン、オフ制御することにより画像を生成する。
【００７７】
なお、本発明の面光源装置は、フロントライトにも適用することができるので、図示しないが、反射型液晶表示装置に用いることもできる。
【００７８】
（アプリケーション）
図３９は本発明にかかる液晶表示装置８１を組み込まれた携帯電話９１を示している。この携帯電話９１は、テンキー等を備えたダイアル部９２の上にディスプレイとして液晶表示装置８１が組み込まれており、上面にアンテナ９３が設けられている。
【００７９】
図４０はディスプレイとして本発明にかかる液晶表示装置８１を組み込まれたＰＤＡ等の携帯情報端末９４を示している。この携帯情報端末９４は、液晶表示装置８１の横にペン入力などを行うための入力部９５が設けられており、上端部には蓋９６が枢着されている。
【００８０】
このように携帯電話９１や携帯情報端末９４等に本発明の液晶表示装置８１を用いることにより、画面に色づきが生じにくく、視認性の良好な表示部を持たせることができる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、光源を用いた面光源装置の光出射面における色づき、特に点光源を用いた面光源装置の点光源近傍における色づきを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の面光源装置の分解斜視図である。
【図２】同上の面光源装置の概略断面図である。
【図３】従来の別な面光源装置を示す平面図である。
【図４】同上の面光源装置の概略断面と導光板の一部を拡大して示す図である。
【図５】同上の面光源装置において点光源の近くに生じる色づきを表した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による面光源装置を示す分解斜視図である。
【図７】同上の面光源装置の概略断面図である。
【図８】同上の面光源装置に用いられている導光板の裏面図である。
【図９】面光源装置に用いられている点光源の拡大断面図である。
【図１０】導光板に設けられている偏向パターンの配置を示す概略図である。
【図１１】（ａ）は同上の偏向パターンの平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面の拡大図である。
【図１２】（ａ）は偏向パターンの偏向傾斜面の作用説明図、（ｂ）は偏向パターンの再入射面の作用説明図である。
【図１３】（ａ）は偏向パターンを設けられた導光板の平面図、（ｂ）は（ａ）のイ部拡大図、（ｃ）は（ａ）のロ部拡大図、（ｄ）は（ａ）のハ部拡大図である。
【図１４】同上の導光板における、点光源からの距離と偏向パターンのパターン密度との関係を示す図である。
【図１５】同上の導光板における、点光源からの距離と偏向パターンのパターン長さとの関係を示す図である。
【図１６】同上の導光板における、点光源からの距離と偏向パターンのパターン数密度（パターン数／面積）との関係を示す図である。
【図１７】本発明の面光源装置において光出射面の隅部により多くの光を送るための構造とその作用を示す概略図である。
【図１８】固定枠を填められた導光板を示す概略図である。
【図１９】回折角を表す式を導出する過程を説明するための図である。
【図２０】偏向パターンで反射された光の回折特性を、横軸を回折角θとして表した図である。
【図２１】異なる位置にある偏向パターンで反射された光の回折特性を表した図である。
【図２２】偏向パターンで反射された正反射光と赤、緑、青の１次回折光を示す図である。
【図２３】異なる位置にある偏向パターンで反射されたそれぞれの正反射光と赤、緑、青の１次回折光を示す図である。
【図２４】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ、異なる位置にある偏向パターンで反射された光の回折特性を、横軸を回折方向の角度φとして表した図である。
【図２５】（ａ）は高さの大きな光源を備えた比較例の面光源装置を示す一部破断した断面図、（ｂ）はその回折特性を示す図である。
【図２６】（ａ）は従来の面光源装置において、点光源の近傍の偏向パターンに入射する光を示す図、（ｂ）はその回折特性を示す図である。
【図２７】従来の面光源装置において、点光源から遠くに位置する偏向パターンに入射する光を示す図である。
【図２８】本発明の面光源装置に用いられている導光板の裏面側の一部を拡大して示す断面図である。
【図２９】同上の導光板に設けられている３種の偏向パターンを比較して示す図である。
【図３０】同上の偏向パターンによる赤、緑、青の１次回折光の回折角を示すものである。
【図３１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ図２９に示した３種の偏向パターンによって反射された正反射光と赤、緑、青の１次回折光を示す図である。
【図３２】本発明の第２の実施形態による面光源装置において、導光板の裏面に形成されている偏向パターンを比較して示す図である。
【図３３】同上の偏向パターンによる赤、緑、青の１次回折光の回折角を示すものである。
【図３４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ図３２に示した３種の偏向パターンによって反射された正反射光と赤、緑、青の１次回折光を示す図である。
【図３５】第１の実施形態の変形例による面光源装置を示す一部破断した概略断面図である。
【図３６】本発明の第３の実施形態による面光源装置の一部破断した概略断面図である。
【図３７】（ａ）は本発明の第４の実施形態による面光源装置の一部破断した概略断面図、（ｂ）は比較のための従来例を示す一部破断した概略断面図である。
【図３８】本発明にかかる面光源装置を用いた液晶表示装置を示す概略図である。
【図３９】本発明にかかる液晶表示装置を用いた携帯電話の斜視図である。
【図４０】本発明にかかる液晶表示装置を用いた携帯情報端末の斜視図である。
【符号の説明】
４１ 面光源装置
４２ 点光源
４３ 導光板
５９ 偏向パターン
、５９ａ〜５９ｌ 偏向パターン
６０ 光出射面
６１ パターン面
６２ 偏向傾斜面
６３ 再入射面
８１ 液晶表示装置
γ 偏向傾斜面の傾斜角度
δ 再入射面の傾斜角度
ａ 偏向傾斜面の長さ
α 偏向傾斜面に入射する光の入射仰角

Claims (8)

1. 光を閉じ込めて面状に広げて光出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる少なくとも１つの点光源とを備え、前記導光板の前記光出射面と反対側の面には凸状又は凹状をした光偏向用の偏向パターンが形成された面光源装置において、
   前記点光源の近傍領域における人の目の分解能よりも狭い任意の領域に、光の回折特性の異なる複数種類の前記偏向パターンを配置し、当該領域内のいずれかの偏向パターンで回折された前記点光源からの光に含まれる赤色光、緑色光及び青色光を同じ方向に反射させることによって導光板から出射される光を白色化することを特徴とする面光源装置。
2. 光を閉じ込めて面状に広げて光出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる少なくとも１つの点光源とを備え、前記導光板の前記光出射面と反対側の面には凸状又は凹状をした光偏向用の偏向パターンが形成された面光源装置において、
   前記点光源の近傍領域における人の目の分解能よりも狭い任意の領域に、断面形状の異なる複数種類の前記偏向パターンを混在させ、当該領域内のいずれかの偏向パターンで回折された前記点光源からの光に含まれる赤色光、緑色光及び青色光を同じ方向に反射させることによって導光板から出射される光を白色化することを特徴とする面光源装置。
3. 偏向パターンの寸法を異ならせることによって前記偏向パターンの断面形状を異ならせていることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
4. 前記偏向パターンは断面略三角形状をしており、偏向パターンの光入射側の面の傾斜角度を異ならせることによって前記偏向パターンの断面形状を異ならせていることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
5. 前記偏向パターン形成領域の全体において、偏向パターンの断面形状の平均がほぼ均一となっていることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
6. 断面形状の異なる複数種類の前記偏向パターンを前記点光源の近傍領域に配置し、前記点光源から離間した領域に均一な断面形状の偏向パターンを配置し、前記点光源の近傍領域と前記点光源から離間した領域との間に互いに断面形状の異なる複数種類の偏向パターンを配置すると共に前記点光源の近傍領域から前記点光源と離間した領域に向けて種類の異なる偏向パターンどうしの断面形状の差が次第に小さくなるようにしたことを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の面光源装置と、画像表示パネルとを備えた画像表示装置。
8. 請求項７に記載の液晶表示装置をディスプレイとして備えた携帯用機器。

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