WO2005045313A1

WO2005045313A1 - 面光源装置及び当該装置を用いた機器

Info

Publication number: WO2005045313A1
Application number: PCT/JP2004/016266
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Ueno; Katsuyuki Manabe; Masayuki Shinohara
Original assignee: Omron Corporation
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2005-05-19
Also published as: EP1684009A1; JP2005142128A; CN1878984A; KR20060066133A; US20080002432A1; KR100823802B1; CN1878984B; EP1684009A4; US7507011B2; KR20080019069A; JP4431952B2

Abstract

　拡散用のパターンの側面に成形ダレが生じても不規則な方向へ光が散乱されにくくする。　導光板に垂直な方向から見た状態では、導光板の下面に設けられた各拡散パターン３６には、ほぼ一定方向から光が入射する。各拡散パターン３６の発光部に面している斜面である反射面４６ａは台形状に形成されており、光源部から見たとき、拡散パターン３６の成形ダレの生じ易い側面４６ｂは、反射面４６ａの陰に隠れ、側面４６ｂには光が入射しにくくなっている。

Description

面光源装置及び当該装置を用レ、た機器

技術分野

[0001] 本発明は、面光源装置に関し、特に画像表示装置のノックライトやフロントライト、照明器具等として用いられる面光源装置に関する。また、本発明は、当該面光源装置を用いた機器に関する。

背景技術

[0002] 面光源装置は、透過型液晶表示パネルのノックライト等として使用されている。液晶表示パネルは、各画素毎の光を透過させたり遮断したりすることによって画像を生成するものであるが、液晶表示パネル自体は自ら発光する機能を持たな、ので、バックライト用の面光源装置を必要とする。

[0003] 図 1はバックライト用に用いられて、る従来の面光源装置を示す概略平面図である。この面光源装置 21は、数個（好ましくは、 1個）の LED (発光ダイオード)チップ等の発光素子を 1箇所に集めて微小化した発光部 23 (このような発光部を点光源と呼ぶ。 )を有する。この面光源装置 21にあっては、ポリカーボネイト樹脂等の屈折率の高い透明樹脂からなる導光板 22の側面 (光入射面 22a)に対向させて点光源状の発光部 23を配置している。導光板 22の下面には、発光部 23を中心とする同心円状をした円弧の上に多数の拡散パターン 24が離散的に配列されている。各拡散パターン 24 は、図 2及び図 3 (a)に示すように、導光板 22の下面に三角溝状に凹設されたものであって、発光部 23を中心とする仮想の同心円の円周方向に沿って延びており、各拡散パターン 24の反射面 25に立てた法線は、平面視で発光部 23と当該拡散パターン 24とを結ぶ方向（この方向軸方向とする。）と平行となっている。また、拡散パターン 24は、発光部 23から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。

[0004] 図 2に示すように、この面光源装置 21にあっては、発光部 23を発光させると、発光部 23から出射された光 Lは光入射面 22aから導光板 22内に入り、導光板 22の上面と下面とで全反射を繰り返しながら発光部 23から遠、側へ伝搬して!/、く。導光板 22 内を伝搬しながら、導光板 22の下面で拡散パターン 24の反射面 25により拡散反射された光 Lは、導光板 22上面の光出射面 22bに全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射すると、光出射面 22bから出射される。

[0005] このような面光源装置 21では、拡散パターン 24により拡散反射される光 Lは、 r軸方向を含み光出射面 22bに垂直な平面内では拡散されるが、当該平面から外れる方向には拡散されず、光出射面 22bに垂直な方向から見ると拡散パターン 24で反射された後も直進する。このため、発光部 23を中心とする任意の方位に出射される光量は拡散パターン 24で拡散されても変化せず、導光板 22内で各方位へ伝わる光量は、発光部 23から各方位へ出射される光量によって決まる。従って、このような面光源装置 21によれば、発光部 23から導光板 22内の各方位へ、その方向が導光板 2 2を通過する距離に応じた光量の光 Lを入射させることにより、光出射面 22b全体を均一に光らせることができる。よって、これを透過型の液晶表示パネルと組み合わせることにより、広い方向力もの視認性に優れた液晶表示装置を製作することができ、し力も、液晶表示装置の消費電力の節減にも寄与することができる。

[0006] 上記のような面光源装置 21に用いられて、る拡散パターン 24は、図 3 (a)に示すように三角柱状に設計されており、反射面 25の両側端に位置する側面 26は導光板 22 の裏面に垂直となるように設計されている。しかし、実際には、導光板 22を射出成形等により成形する際における成形ダレのため、拡散パターン 24の両側面 26がなだらかに傾斜している。

[0007] このように拡散パターン 24の両側面 26が傾斜して、ると、発光部 23から拡散パターン 24に入射した光 Lの一部が拡散パターン 24の側面 26で反射され、図 3 (b)に示すように、側面 26で反射された光 Lは、不規則な方向へ散乱されて光 Lの指向性が広くなり、導光板 22内を伝搬する光の制御性を損ねていた。また、側面 26で反射された光 Lは、不規則な方向へ散乱されてロス光 Lsとなるので、光出射面 22bの輝度を低下させる原因となっていた。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明の目的とするところは、拡散用のパターンの側面に成形ダレが生じた場合でも、拡散用のパターンによって不規則な方向へ光が散乱されに《することにある。課題を解決するための手段

[0009] 本発明の第 1の面光源装置は、光源と、当該光源から導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向力光が入射するように構成されており、前記光入射方向から見て前記パターンの両側面のほぼ全体が、前記光入射側に位置する前記パターンの斜面により遮蔽されて、ることを特徴として、る。

[0010] 本発明の第 1の面光源装置においては、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向力光が入射するように構成されており、光入射方向から見て前記パターンの両側面のほぼ全体力光入射側に位置する前記パターンの斜面により遮蔽されている。最も典型的な場合でいえば、前記光出射面と垂直な方向から見た導光経路は、前記導光板内の各点において、各点毎に定まった一定方向を向いており、光出射面と垂直な方向から見ると、光源側から各パターンに入射した光はパターンで反射した後も進行方向を曲げることなく進む。そして、光源側力も見てパターンの両側面のほぼ全体がパターンの光源側斜面により遮蔽されている。従って、本発明の第 1の面光源装置においては、パターンの側面にはほとんど光が当たらない。よって、導光板のパターンの側面に成形ダレが生じても、成形ダレの生じたパターン側面にはせいぜいわずかな光が入射するに過ぎず、ノターン側面により不規則な方向へ光が散乱されにくくなる。よって、本発明の第ェの面光源装置によれば、パターン側面による散乱で導光板内における光の制御性が損なわれにくぐまた、光出射面の輝度を向上させることができる。

[0011] 本発明の第 2の面光源装置は、光源と、当該光源から導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向力光が入射するように構成されており、前記パターンの前記光入射側に位置する斜面における、前記光入射側と反対側に位置する部分の幅が前記光入射側に位置する部分の幅よりも短くなつていることを特徴としている。

[0012] 本発明の第 2の面光源装置においては、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向力光が入射するように構成されており、光入射側に位置する前記パターンの斜面における、光入射側と反対側に位置する部分の幅が光入射側に位置する部分の幅よりも短くなつて、る。最も典型的な場合でいえば、前記光出射面と垂直な方向から見た導光経路は、前記導光板内の各点において、各点毎に定まった一定方向を向いており、光出射面と垂直な方向から見ると、光源側力各パターンに入射した光はパターンで反射した後も進行方向を曲げることなく進む。そして、導光板のパターンの光源側の斜面における光源から遠い部分の幅が光源に近い部分の幅よりも短くなつているので、光源側から見るとパターンの両側面がパターンの光源側斜面の陰になる。従って、パターンの側面にはほとんど光が当たらなくなる。よって、導光板のパターンの側面に成形ダレが生じても、成形ダレの生じたパターン側面にはせいぜいわずかな光が入射するに過ぎず、ノターン側面により不規則な方向へ光が散乱されに《なる。よって、本発明の面光源装置によれば、パターン側面による散乱で導光板内における光の制御性が損なわれにくぐまた、光出射面の輝度を向上させることができる。

[0013] 本発明の第 1及び第 2の面光源装置の実施態様においては、前記光源が点光源であり、前記導光板の観察側にはプリズムシートが配設されており、前記導光板内を導光して前記パターンで偏向された光が、導光板の光出射面に立てた法線に対して斜めの方向へ向けて光出射面から出射された後、前記プリズムシートで偏向されるように構成されている。ここで、点光源とは、 LEDチップや小型ランプ等の微小な発光素子を用いたものであるが、発光素子は 1個である必要はなぐ複数の発光素子 (例えば、赤、緑、青などの複数個の LEDチップを一体に封止したもの）からなるものでもよぐまた発光素子を封止した複数の光源を近接させて配置したものでもよい。この実施態様では、導光板の光出射面から斜めに出射した光をプリズムシートで偏向させて任意の方向（例えば、光出射面に垂直な方向）へ出射させることができる。 [0014] なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り組み合わせることができる発明の効果

[0015] 本発明によれば、導光板に形成されている拡散パターンの側面に成形ダレが生じても導光板ひいては面光源装置の特性に影響を与えに《なる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]図 1は、点光源状の発光部を有する従来の面光源装置の構成を示す概略平面図である。

[図 2]図 2は、図 1に示した面光源装置における拡散パターンの働きを説明する図である。

[図 3]図 3 (a)は理想的な拡散パターンに光が入射したときの光の反射方向を示す斜視図であり、図 3 (b)は成形ダレの生じた拡散パターンに光が入射したときの光の反射方向を示す斜視図である。

[図 4]図 4は、本発明の実施例 1による面光源装置の構造を示す分解斜視図である。

[図 5]図 5は、実施例 1による面光源装置の概略断面図である。

[図 6]図 6は、実施例 1による面光源装置にお!ヽて導光板に形成されて！ヽる拡散バターンの配列を表わした図である。

[図 7]図 7 (a)は実施例 1における 1個の拡散パターンの斜視図であり、図 7 (b)はその平面図、図 7 (c)はその正面図である。

[図 8]図 8 (a)は実施例 1の面光源装置に用いられている拡散プリズムシートの凹凸拡散板を示す一部破断した平面図、図 8 (b)は凹凸拡散板を構成する繰り返しパターンの平面図、図 8 (c)は繰り返しパターンを構成する凸部の拡大斜視図である。

[図 9]図 9は、実施例 1の面光源装置に用いられている拡散プリズムシートのプリズムシートを示す裏面側力もの斜視図である。

[図 10]図 10は、実施例 1の面光源装置における光の挙動を説明する概略斜視図である。

[図 11]図 11 (a)は同上の面光源装置における光の挙動を説明する概略断面図、図 1 1 (b)は図 11 (a)の X部拡大図である。 [図 12]図 12は、発光部から Δ Θの範囲内に出射される光量とその範囲 Δ Θ内の導光板面積との関係を説明する図である。

[図 13]図 13 (a)は成形ダレの生じた実施例 1にかかる 1個の拡散パターンの斜視図であり、図 13 (b)はその平面図、図 13 (c)はその正面図である。

[図 14]図 14 (a)は各拡散パターンに入射する光の方向が揃っている場合の様子を示す図、図 14 (b)は各拡散パターンに入射する光の方向が揃って、な、場合の様子を示す図である。

[図 15]図 15 (a)は拡散パターンの拡大平面図、図 15 (b)はその断面図である。

[図 16]図 16は、拡散パターンに生じた成形ダレの比率の定義を説明する図である。

[図 17]図 17は、図 18及び図 19の横軸で用いられている光源力もの距離 Rsの定義を説明する図である。

[図 18]図 18は、光源からの距離 Rsと拡散パターンの平均幅 Gとの関係を表した図である。

[図 19]図 19は、光源からの距離 Rsと拡散パターンの幅に対する成形ダレの比率との関係を表した図である。

[図 20]図 20 (a)は出射角度 ωにおける出射光の相対強度を表した図、図 20 (b)は出射方向の定義を示す図である。

[図 21]図 21は、実施例 1と比較例において、光源力ゝらの距離 Rsと出射光の相対強度との関係を比較して示す図である。

[図 22]図 22 (a)、図 22 (b)及び図 22 (c)は拡散パターンの他の形状を示す斜視図である。

[図 23]図 23は、光出射面力も垂直に光を出射させるための拡散パターンの構造を説明する図である。

[図 24]図 24は、同上の拡散パターンを形成された導光板力出射される光の指向性を示す図である。

[図 25]図 25は、図 23の導光板から出射される光の指向性を表わした斜視図である。

[図 26]図 26は、面光源装置に生じる放射状の輝度ムラ (輝線)を示す図である。

[図 27]図 27は、導光板の上に置かれた図 9のようなプリズムシートを透過した光の ω 方向の指向性と φ方向の指向性を示す図である。

[図 28]図 28は、図 9のようなプリズムシートを用いたときの光の指向性を示す斜視図である。

[図 29]図 29は、線状光源とプリズムシートを用いた面光源装置とその指向性を示す斜視図である。

[図 30]図 30は、図 29に示した面光源装置力も出射される光の指向性を示す斜視図である。

圆 31]図 31は、一般的な拡散板の指向性を示す図である。

[図 32]図 32は、図 31に示した拡散板を図 9のプリズムシートの上に置いた場合の、 ω方向及び φ方向の指向性を示す図である。

[図 33]図 33は、図 8のような凹凸拡散板に平行光を垂直入射させたときの指向性を示す図である。

[図 34]図 34は、図 33に示した凹凸拡散板を図 9のプリズムシートの上に置いた場合の、 ω方向及び φ方向の指向性を示す図である。

[図 35]図 35 (a)は導光板から出射される光の指向性を示す図である。図 35 (b)、図 3 5 (c)及び図 35 (d)は、拡散板の拡散特性を示す図である。図 35(br、図 35(_C;r及び図 35 (d) 'は、それぞれ導光板から出射され図 35 (b)、図 35 (c)及び図 35 (d)の特性を有する拡散板を透過した光の指向性を示す図である。

[図 36]図 36 (a)は、拡散板の拡散特性を示す図である。図 36 (b)及び図 36 (b) Ίま、導光板から出射される光の指向性を示す図である。図 36 (c)は、図 36 (b)のような指向性を有する光が、図 36 (a)の特性を有する拡散板を透過した後の指向性を示す図である。図 36 (c) Ίま、図 36 (b) 'のような指向性を有する光が、図 36 (a)の特性を有する拡散板を透過した後の指向性を示す図である。

圆 37]図 37 (a)は、別な形態の拡散パターンを示す斜視図であり、図 37 (b)はその平面図、図 37 (c)はその側面図である。

[図 38]図 38は、図 37のような拡散パターンを有する導光板から出射される光を示す図である。

[図 39]図 39は、別な形態の導光板を用いた面光源装置の斜視図である。 [図 40]図 40は、本発明の実施例 2による面光源装置の構造を示す分解斜視図である。

[図 41]図 41は実施例に 2による面光源装置に用いられている発光部の平面形状の光の挙動を示す図である。

[図 42]図 42は、背面に正反射板を用いた図 41の発光部から出射される光の指向特性を示す図である。

[図 43]図 43は、図 41の発光部において、背面の正反射板を拡散反射板に替えた場合の、出射光の指向特性を示す図である。

[図 44]図 44は、図 42及び図 43における α方向での光強度（エネルギー）の求め方を説明した図である。

[図 45]図 45は、理想的な指向特性、プリズムシートを用いた場合の指向特性、拡散パターンを用いた場合の X軸方向及び y軸方向力ゝらの指向特性を表した図である。

[図 46]図 46 (a)は導光板の厚み方向（z軸方向）に広がった光の指向特性を示す図、図 46 (b)は導光板の幅方向（X軸方向）に広がった光の指向特性を示す図、図 46 ( c)は導光板の厚み方向及び幅方向（z軸方向、 X軸方向、 )に広がった光の指向特性を示す図である。

[図 47]図 47は、導光板の幅方向に広がった光が拡散パターンの反射面で全反射された時、光の方向の変化する様子を表した図である。

[図 48]図 48 (a)及び図 48 (b)は、導光板の幅方向に広がった光が拡散パターンの反射面で全反射された時、光の方向の変化する別な様子を表した図である。

[図 49]図 49は、拡散パターンの反射面を透過し、背面力導光板内に再入射した光の挙動を示す図である。

[図 50]図 50 (a)は拡散パターンに入射する前の光の方向を示す図である。図 50 (b) は拡散パターンの反射面で全反射される光と反射後の光の方向を示す図である。図 50 (c)は拡散パターンの反射面を透過し、背面から再入射する光と再入射後の光の方向を示す図である。

[図 51]図 51は、導光板内における光の進行方向（y軸方向）から見た時の、光の空間周波数を表した図である。 [図 52]図 52は、面光源装置の光出射面力ゝら出射された光の指向特性を示す図である。

[図 53]図 53は、発光部から導光板に斜めに光が導入される場合の、拡散パターンの設け方を説明する図である。

[図 54]図 54は、導光板中における光の指向特性を検査する方法を説明する図である。

[図 55]図 55は、断面円弧状の拡散パターン (比較例）における反射光の挙動を示す図である。

[図 56]図 56は、鋸刃状をした拡散パターン (比較例）における反射光の挙動を示す図である。

圆 57]図 57 (a)は断面直角三角形状をした拡散パターンの反射面で全反射された光の挙動を示す図、図 57 (b)は前方の拡散パターンを透過し、後方の拡散パターンで反射された光の挙動を示す図である。

[図 58]図 58は、拡散パターンの傾斜角 j8を 45° 、55° 、65° に変えたときの面光源装置からの出射角度 φと光強度との関係を示す図である。

[図 59]図 59は、拡散パターンにおける反射面の傾斜角 13、背面の傾斜角 p、光出射面からの出射角度 φの定義を示す図である。

[図 60]図 60は、図 58に示した出射角度と光強度との関係を説明するための図であつて、図 60 (a)はほぼ水平に入射した光が反射面で反射される様子を示し、図 60 (b) は下方力入射した光が反射面で反射される様子を示している。

[図 61]図 61 (a)は反射型液晶表示パネルの拡散特性を示し、図 61 (b)は導光板の出射光強度角度特性を示す図、図 61 (c)は反射型液晶表示素子からの出射光強度角度特性を示す図である。

[図 62]図 62は、拡散パターンの背面の傾斜角 pが小さい場合に、反射面を透過して背面力再入射した光の挙動を示す図である。

[図 63]図 63は、拡散パターンの背面の傾斜角 pが小さい場合に、反射面を透過した光の挙動を示す図である。

圆 64]図 64 (a)は線状光源から導光板内に導入される光の進む方向を示す概略図、図 64 (b)は間隔を置いて配置された複数の点光源力導光板内に導入される光の進む方向を示す概略図、図 64 (c)は 1力所に集めて配置された複数の点光源力ゝら導光板内に導入される光の進む方向を示す概略図である。

[図 65]図 65は、実施例 2の変形例を説明する概略図である。

[図 66]図 66は、本発明の実施例 3による面光源装置の構造を示す斜視図である。

[図 67]図 67は、 2つの発光部を近接させて導光板の近傍に配置した様子を示す平面図である。

[図 68]図 68は、本発明の実施例 4における拡散パターンの形状を示す図であって、図 68 (a)はその正面図、図 68 (b)は平面図、図 68 (c)は光入射方向力見た図である。

[図 69]図 69は、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 70]図 70は、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 71]図 71は、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

31 面光源装置

32 導光板

33 発光部

35 拡散プリズムシート

36 拡散パターン

39 凹凸拡散板

40 プリズムシート

45 光出射面

46a 拡散パターンの反射面

46b 拡散パターンの側面

46c 拡散パターンの背面

51 面光源装置 52 導光板

52b 光出射面

53 発光部

54 拡散パターン

54a 拡散パターンの反射面

54b 拡散パターンの側面

54c 拡散パターンの背面

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の好ましい実施例を図面に従って詳細に説明する。

実施例 1

[0019] 図 4は本発明の実施例 1による面光源装置 31の構造を示す分解斜視図であり、図 5はその概略断面図である。この面光源装置 31は、主として導光板 32、発光部 33、反射板 34、拡散プリズムシート 35からなる。導光板 32は、ポリカーボネイト樹脂ゃメタクリル榭脂等の透明榭脂によって四角平板状に形成されており、裏面には拡散パターン 36が設けられている。また、導光板 32のコーナー部の一箇所には、平面視でコーナー部を斜めにカットすることによって光入射面 37が形成されている。

[0020] 光源である発光部 33は、図示しないが、 1個ないし数個の LEDを透明なモールド榭脂中に封止し、モールド榭脂の正面以外の面を白色樹脂で覆ったものであり、 LE Dから出射された光は、直接に、あるいはモールド榭脂と白色樹脂との界面で反射した後、発光部 33の前面から出射される。この発光部 33は、その前面が導光板 32の光入射面 37と対向する位置に配置されている。

[0021] 導光板 32に形成されている拡散パターン 36の配列を図 6に示す。本発明の実施例 1の説明においては、導光板 32の表面 (光出射面）に垂直な方向に z軸を定め、光入射面 37に隣接する 2辺に平行な方向にそれぞれ X軸及び y軸を定めるものとする。また、任意の方向に伝搬する光を考える際や任意の拡散パターン 36における反射を考える場合には、伝搬する光線を含み導光板 32に垂直な面内で導光板 32の表面に平行な方向に r軸を定め、あるいは、発光部 33と当該拡散パターン 36とを結ぶ方向を含み導光板 32に垂直な面内で導光板 32の表面に平行な方向に r軸を定めるものとする。さら〖こ、 X軸と r軸とのなす角度を Θとする。

[0022] 導光板 32の下面に形成されている拡散パターン 36は、発光部 33 (特に、内部の L ED)を中心とする同心円状をした円弧の上に離散的に配列されており、各拡散バターン 36は導光板 32の裏面を非対称な断面三角形状に凹設することによって直線状に形成されている。この断面三角形状をした拡散パターン 36における、発光部 33に近い側の斜面、すなわち反射面 46aの傾斜角（図 11 (b)に示す傾斜角 β )としては、 20° 以内が望ましい。また、各拡散パターン 36は、発光部 33を中心とする円弧の円周方向に沿って直線状に延びており、各拡散パターン 36の反射面に立てた法線の方向は、平面視で (即ち、 ζ軸方向から見て)発光部 33と当該拡散パターン 36とを結ぶ方向 (r軸方向）と平行となっている。また、拡散パターン 36は、発光部 33から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。ただし、発光部 33の近傍では、拡散パターン 36のパターン密度はほぼ均一になっていても差し支えない。なお、導光板 32の光入射面 37には、発光部 33から導光板 32内に入る光の光量の配向パターンを制御するために、レンズやプリズム等力もなる光学素子 (ディフューザ一） 44が形成されて、てもよ、。

[0023] 図 7 (a)は拡散パターン 36の輪郭を示す斜視図、図 7 (b)はその平面図、図 7 (c)はその正面図である。拡散パターン 36のうち発光部 33側を向いている斜面、すなわち反射面 46aの前縁 (発光部 33側の縁）は後縁 (発光部 33から遠い側の縁)よりも長くなっている。図示例では、拡散パターン 36の反射面 46aは台形となっており、背面 4 6cは矩形状となっている。従って、この拡散パターン 36を発光部 33側力も見たとき、拡散パターン 36の左右の側面 46bは反射面 46aの陰に隠れており、発光部 33側からは見えなくなっている。

[0024] 図 4に示されている反射板 34は、表面に Agメツキによる鏡面力卩ェを施されたものであり、導光板 32の裏面全体に対向するように配置されてヽる。

[0025] 図 5に示されている拡散プリズムシート 35は、透明なプラスチックシート 38の表面に透明な凹凸拡散板 39を形成し、プラスチックシート 38の裏面に透明なプリズムシート 40を形成したものである。凹凸拡散板 39及びプリズムシート 40は、プラスチックシート 38の上面に紫外線硬化榭脂を滴下し、スタンパで紫外線硬化榭脂を押圧してスタンパとプラスチックシート 38の間に紫外線硬化型榭脂を押し広げた後、紫外線硬化型榭脂に紫外線を照射して硬化させること (Photo Polymerization法）によって形成されている。

[0026] 図 8 (a) (b) (c)は上記凹凸拡散板 39の構造を説明するための説明図である。凹凸拡散板 39は、図 8 (a)に示すように繰り返しパターン 41をほぼ隙間無く左右上下に周期的に配列したものである。また、図 8 (b)に示すように、繰り返しパターン 41は、図 8 (c)のような頂点が鈍った円錐形状をした凸部 42をほぼ隙間無くランダムに並べたものである。 1つの繰り返しパターン 41の縦方向及び横方向の幅 H、 Wは、モアレ縞を防止するために液晶表示パネルの画素のサイズよりも大きくなつており、いずれも好ましくは 100 m以上 lmm以下としている。また、繰り返しパターン 41を構成する凸部 42の寸法は不揃いであって、外径 Dが 5 m以上 30 m以下（特に、 lO ^ m 程度のものが好ましい。）のものが望ましい。

[0027] この凹凸拡散板 39は、拡散特性が特殊であるため、パターンの凹凸形状を正確に制御しなければならない。その場合、 1つの凹凸パターンを周期的に配列するようにすれば、すべての凹凸パターンが同じ形状になるので、すべての凹凸パターンを同じょうに作製できて正確な凹凸形状ができる。しかし、このような方法では、液晶表示装置の画面にモアレ縞が発生したり、画素が目立ったりし易くなる。逆に、凹凸バターンをランダムに配置しょうとすれば、凹凸パターンの形状やサイズを 1個 1個変化させなければならず、正確な形状を作製するのが困難になる。また、場所によって凹凸拡散板の特性が変化する恐れがある。そのため本発明の凹凸拡散板 39では、ランダムな形状や寸法を有する凸部 42をランダムに配置させて繰り返しパターン 41を構成し、この繰り返しパターン 41を周期的に配列することにより、モアレ縞等の発生を抑制しつつ凹凸拡散板 39のパターン製作を容易にしている。

[0028] 図 9は上記プリズムシート 40の構造を示す裏面側からの斜視図である。プリズムシート 40は、断面が左右非対称な三角形をした円弧状プリズム 43 (図 9では、円弧状プリズム 43は誇張して大きく描いている。）を同心円状に配列したものであり、各円弧状プリズム 43は発光部 33の LEDの配置される位置を中心として円弧状に形成されている。 [0029] なお、凹凸拡散板 39とプリズムシート 40は、実施例 1のように一体に形成されている必要はなぐ別々に形成されていて、隙間をおいて配設されていてもよい。もっとも、この実施例のようにプラスチックシート 38に一体に形成されている方力全体としての厚みが薄くなり、コストも安価になる利点がある。

[0030] 次に、この面光源装置 31における光 Lの挙動を図 10、図 11 (a) (b)により説明する。図 10は、導光板 32の斜め上方力見たときの光 Lの挙動を示す図、図 11 (a)は導光板 32の断面 (zr平面）における光 Lの挙動を説明する図、図 11 (b)は図 11 (a)の X 部拡大図である。発光部 33から出射された光 Lは、光入射面 37から導光板 32内に入光する。光入射面 37から導光板 32に入射した光 Lは、導光板 32内で放射状に広力て進む力このとき導光板 32内で広がる光 Lの各方位の光量は各方位における導光板 32の扇形の面積に比例するようにして、光入射面 37に設けられた光学素子 4 4を設計しておくのが望ましい。具体的にいうと、図 12に示すように、導光板 32の側辺（X軸方向の側辺）から Θの任意の方向に位置する広がり Δ Θの範囲内に出射される光量は、この範囲 Δ Θに含まれる導光板面積（図 12で斜線を施して示した領域の面積）に比例するようにしておくことが望ましぐこれによつて各方位における面光源装置 31の輝度分布を均一にすることができる。

[0031] 導光板 32内に入射した光 Lは、導光板 32の上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板 32内を発光部 33から遠ざ力る方向（r軸方向）へ進んでいく。導光板 32の下面に入射する光 Lは、断面三角形状をした拡散パターン 36の反射面 46aで反射する度に導光板 32の上面 (光出射面 45)への入射角 γが小さくなり、光出射面 45に全反射の臨界角よりも小さな入射角 γで入射した光 Lは、光出射面 45を透過して光出射面 45に沿って導光板 32の外部へ出射される。いずれの拡散パターン 36も、発光部 33と各拡散パターン 36を結ぶ方向と直交するように配置されているので、導光板 32内を伝搬している光 Lが拡散パターン 36で拡散されても、その光 Lは発光部 33 と当該拡散パターン 36とを結ぶ方向を含む光出射面 45に垂直な平面 (zr平面）内では拡散されるが、光出射面 45と平行な平面 (xy平面）内では拡散されることなく直進する。

[0032] 一方、導光板 32の下面で反射されることなく下面を透過した光 Lは、導光板 32の下面に対向している反射板 34で正反射されて導光板 32内に戻り、再び導光板 32内を伝搬する。

[0033] この結果、導光板 32の光出射面 45から出射される光 Lの範囲はかなり制限されることになり、断面三角形状をした拡散パターン 36の傾斜角 βが例えば 12° であれば、光出射面 45に垂直な zr平面における光の出射角度 φは 45° — 90° 程度になる

[0034] このように導光板 32の光出射面 45から出射される光は、 Θ方向には広がらず、また φ方向における指向角 Δ φも制限されるので、力なり狭い指向性を有する光となる。このようにして、光出射面 45に沿って出射される広がりが小さくて指向性の強い光は、拡散プリズムシート 35のプリズムシート 40の傾斜面で反射されることによって光出射面 45に垂直な方向へ曲げられ、ついで拡散プリズムシート 35の凹凸拡散板 39 によって拡散させられ、指向性を広げられる。

[0035] ここで、導光板 32を成形する際の成形ダレによって拡散パターン 36の左右の側面 46bが広がって傾斜面になった場合を考える。図 13 (a)は成形ダレの生じた拡散パターン 36の輪郭を示す斜視図、図 13 (b)はその平面図、図 13 (c)はその正面図である。拡散パターン 36の反射面 46aは台形状をして、て両側面 46bが反射面 46aの陰に隠れており、拡散パターン 36の両側面 46bに成形ダレが生じても、その成形ダレの生じた側面 46bも図 13に示すように反射面 46aの陰に隠れている。この面光源装置 31では、図 14 (a)に示すように、発光部 33から放射状に光 Lが出射され、導光板 32内を伝搬する光 Lは平面視では r軸方向に真っ直ぐに進んでいくので、拡散パターン 36に入射する光 Lは、反射面 46aにのみ入射して反射され、成形ダレの生じた側面 46bには入射せず、側面 46bで反射される光の割合は非常に少ない。よって、拡散パターン 36の側面 46bに成形ダレが生じても、光 Lの伝搬方向の制御性が損なわれたり、光出射面 45から出射されるべき光がロス光となって面光源装置 31の輝度が低下したりするのを抑制できる。

[0036] 各拡散パターン 36にランダムな方向から光 Lが入射するような場合には、図 14 (b) に示す比較例のように、反射面 46aが台形をした拡散パターン 36でも側面 46bに光 Lが入射するので、側面 46bで反射された光 Lがロス光 Lsとなり、迷光を低減する効果が得られない。これに対し、本発明では、図 14 (a)に示したように、各拡散パターン 36に入射する光 Lの方向がほぼ一定であるので、側面 46bによる迷光を防止することができる。すなわち、このような形状の拡散パターン 36は、平面視で光がほぼ一方向に進むような面光源装置 31にお、て効果を発揮するものである。

[0037] 図 15に拡散パターン 36の具体例を示す。この拡散パターン 36では、拡散パターン 36の平均の幅を G、前後方向の水平長さを B2とすると、 Ο= 10—300 ^ ιη, B2= l 6 /z mとなっている。また、反射面 46aの前後方向の水平長さを Bl、傾斜角を j8とすると、 Β1 = 12 /ζ πι、傾斜角 β = 12° となっている。平面視における両側面 46bの角度を εとすると、 ε = 20° となっている。

[0038] 側面 46bの成形ダレの比率を図 16のように定義する。すなわち、拡散パターン 36 の平均の幅を G、拡散パターン 36の側面 46bの平均位置から成形ダレの端までの距離を左右でそれぞれ dGl、 dG2とすると、

成形ダレの比率 = (dGl + dG2) /G

と定義される。

[0039] 図 15のような拡散パターン 36では、成形ダレの大きさ dGl、 dG2はそれぞれ約 4 μ m程度であった。図 17に示すようにコーナー部に発光部 33を配置された導光板 32 において、その対角方向に沿って測った発光部 33 (光源)からの距離 Rsに対する拡散パターン 36の平均の幅 Gの変化を表したものが図 18であり、成形ダレの比率の変化を表したものが図 19である。

[0040] 図 20 (a)は反射面 46aが台形状をした実施例 1の拡散パターン 36を用いて面光源装置 31と、反射面 25が長方形状をした従来例の面光源装置における指向特性を表した図である。図 20 (a)は、横軸が光出射面 45から出射する光の出射角度 ωを表し、縦軸が光出射面から出射された光の相対強度を表しており、太実線が実施例 1の面光源装置 31の指向特性を示し、破線が従来例の指向特性を表している。ここで、図 20 (b)に示すように、発光部 33と拡散パターン 36を結ぶ方向（r軸方向）を含み光出射面 45に垂直な平面内における出射角度を φとし、当該平面及び光出射面 45に垂直な平面内における出射角度を ωとするとき、図 20 (a)の横軸は円周方向における出射角度 ωを表している。 [0041] 図 20 (a)に示されているように、従来例では、指向特性曲線の裾の部分が実施例 1 の指向特性曲線よりも横に広がっている力これは拡散パターン 24の側面 26で散乱された迷光〖こよるものであると考えられる。即ち、実施例 1によれば、このような迷光を抑帘 Uすることができる。

[0042] 図 21は長さ 50mmの導光板 32の断面に沿って光出射面 45から出射される光の相対強度の測定結果を表したものであって、横軸は発光部 33 (光源)力の距離 Rsを表し、縦軸が出射光の相対強度を表している。この測定結果によれば、導光板 32の中央部における出射光強度は約 15%増大しており、光出射面 45全体では、出射光強度は 14%向上している。また、図 21からは、成形ダレの比率の大きな光源近傍での改善の効果の大きなことが分かる。なお、図 21における実施例 1の太実線では、光強度の変動が従来例よりも大きくなつているが、これは光出射面 22bにおける光強度が均一になるように拡散パターン 24の配置を設計された従来例を元にして、その拡散パターン 24の形状を平面視で台形状に変更したものを従来例 1のサンプルとしたためである。よって、実施例 1においても、拡散パターン 36の配置を再設計することにより、光出射面 45における光強度を均一にすることができる。

[0043] なお、拡散パターン 36としては、その他にも種々の形状が可能である。例えば、図 22 (a)に示すように、拡散パターン 36を断面半円状ないし円弧状に形成してもよい。また、図 22 (b)に示すように、反射面 46aが三角形状をした略ピラミッド形の拡散バターン 36で、光出射面 45に垂直な方向力も見たときに反射面 46aに立てた法線が発光部 33と結ぶ方向と平行となるようになつていて、且つ、発光部 33から見て拡散パターン 36の両側面 46bが反射面 46aの陰に隠れるようなものでもよい。あるいは、図 22 (c)に示すように、反射面 46aが略半円形又は半楕円形となった拡散パターン 36で、光出射面 45に垂直な方向から見たときに反射面 46aに立てた法線が発光部 33と結ぶ方向と平行となるようになつていて、且つ、発光部 33から見て拡散パターン 36 の外周面 46dが反射面 46aの陰に隠れるようなものでもよい。し力し、図 22 (a)のような断面円弧状ないし断面半円状の拡散パターン 36では光出射面 45から出射される光の φ方向の指向角 Δ φが広がるので好ましくない。同様な理由から、断面三角形状の拡散パターン 36の場合でも、傾斜角 13の異なる拡散パターン 36を混在させることも好ましくない。また、拡散パターン 36を用いる代わりに、ホログラム等で拡散させることによって導光板 32内の光を光出射面 45から出射させるようにしてもよい。

[0044] つぎに、拡散プリズムシート 35の働きを説明する。まず、比較のため、拡散プリズムシート 35を用いることなぐ光出射面に垂直な方向へ光を出射させる場合を考える。拡散プリズムシート 35を用いることなく光を垂直に出射させるためには、導光板の拡散パターンにより光を垂直方向へ出射させなければならない。拡散パターンによって光を垂直に出射させるためには、図 23に示すように、導光板 32Aに形成される拡散パターン 36Aの斜面の傾斜角を大きくする必要があり、発光部 33に近い側の斜面の傾斜角 βは 50° になり、発光部 33から遠い側の斜面の傾斜角 ρは 85° となる。図 24は図 23のような拡散パターン 36Αを形成された導光板 32Αを用いた場合の、 zr 平面における指向性を示す図であって、横軸は zr平面内で z軸力測った角度 φを示し、縦軸が光強度を表している。図 24から分かるように、この場合の指向性は発光部 33に近い側（ φく 0)と発光部 33から遠い側（ φ >0)とで非対称となっており、発光部 33から遠い側でかなりブロードになっている。ちなみに、強度がピーク値の半分になる角度 φ (半値幅）は、発光部 33に近い側では約 13° であるのに対し、発光部 33から遠い側では約 26° となっている。なお、 zr平面に垂直で z軸に平行な平面内における ω方向での光強度の半値幅は約 5° である（図 27参照)。

[0045] 図 25は図 24のような指向性を持つ光を表している。図 25に示すように、光出射面 45Αから出射した光 (斜線を施した領域は光の出射される領域を表わしている。以下同様。）は、 φ方向では Δ φの範囲に広がっており、 ω方向では Δ ωの範囲に広がつており（zr平面に垂直で ζ軸を含む平面 ζ Θ平面内において、 z軸となす角度を ωとし、 ω方向における光の指向角を Δ ωとする。）、 φ方向の指向角 Δ φは ω方向の指向角 Δ ωに比較してかなり広くなつている。し力も、図 25に示すように、導光板 32 Α内 1方向に伝搬した後に光出射面 45Αから出射した光と、導光板 32Α内を r2 方向に伝搬した後に光出射面 45Aから出射した光とでは、広い指向角 Δ φの方向が異なっている。そのため、点 Pの方向から面光源装置を見ると、導光板 32A内を rl 方向に伝搬していた光は見える力 r2方向に伝搬していた光は見えず、導光板 32A に図 26のような放射状の輝度ムラ Rが見えることになる。 [0046] なお、図 23のような比較例の導光板 32Aの上に拡散板を置いても、放射状の輝度ムラが消えることはなかった。また、このような導光板 32Aでは、 φ = ± 10° の範囲内に含まれる光量は全体の約 30%となっており、放射状の輝度ムラを和らげるために、この導光板 32Α上に拡散板をおくと、急激に光出射効率が低下した。

[0047] これに対し、導光板 32の上にプリズムシート 40を置く場合には、拡散パターン 36によって光を垂直方向へ出射させる必要はなぐ光出射面 45に沿って出射された光をプリズムシート 40によって垂直な方向へ曲げることになる。図 27は導光板 32の上に置かれたプリズムシート 40を透過した光の ω方向の指向性と φ方向の指向性とを示す図であって、いずれも対称なプロファイルを示している。図 27から分力るように光強度がピーク値の半分となる角度（半値幅）は、 ω方向では約 5° であるのに対し、 φ 方向では約 15° となっており、プリズムシートを用いない比較例と比べて φ方向の光の指向角 Δ φが狭くなつている。

[0048] このように、発光部 33を中心とする円弧状プリズム 43からなるプリズムシート 40を用いると、図 28に示すように、プリズムシート 40を通過した光の指向性は、 ω方向では変化がないが、 φ方向では光が集められて、 φ方向の指向性が狭くなる。よって、 ω 方向の指向角 Δ ωと φ方向の指向角 Δ φとの差 Δ φ Δ ωが小さくなり、放射状の輝度ムラが低減されることになる。

[0049] しかし、実際には、プリズムシート 40のみでは、 ω方向の指向性と φ方向の指向性との差を十分に小さくすることができず（ω方向の半値全幅が 10° 、 φ方向の半値全幅が 30° であるから、半値全幅で 20° の差がある。）、放射状の輝度ムラが低減されたとはいっても、まだ輝度ムラが強く見えている。また、 ω方向における光の広がり（半値幅）は 5° 程度と狭ぐ ω方向でもっと光を広げてやらないと、一般的な用途には使用できない。

[0050] 図 29に示すように、冷陰極管や線状光源を用いた面光源装置においては、導光板 32Β表面に沿って光 Lを出射させ、これをプリズムシート 40Βで垂直方向へ偏向させる方式のものが提案されている（例えば、特開平 11 84111号公報等)。この場合、プリズムシート 40Βのプリズム 43Βが伸びている方向は線状光源 33Βと平行であり、図 30に示すように、プリズム 43Βと平行な X軸方向における指向角 Δ φ χは、プリズム 43Bと直交する y軸方向における指向角 Δ に比べてかなり広くなつており、指向角の異方性が大きかった。しかし、このような面光源装置 31Bでは、指向角の異方性の方向が光出射面 45Β上の位置によって変化しないので、放射状の輝度ムラは発生していな力つた。

[0051] これに対し、本発明の面光源装置 31では、点光源状の発光部 33から放射状に出射された光を、導光板 32の下面に同心円状に形成された拡散パターン 36で拡散反射させることによって光出射面 45から出射させるので、光出射面 45上の位置によつて出射光の指向性異方性が異なり、放射状の輝度ムラが発生する。すなわち、放射状の輝度ムラは、点光源状の発光部 33と同心円状の拡散パターン 36を有する面光源装置に特有の課題であり、本発明は力かる輝度ムラを改善しょうとするものである。

[0052] また、図 29に示した面光源装置 31Bでは、プリズムシート 40Βのプリズム長さ方向（ X軸方向）で光 Lの指向性が広くなつているのに対し、本発明の面光源装置 31では、プリズムシート 40のプリズム長さ方向（ 0方向）で光 Lの指向性が狭くなつており、面光源装置 31Bとは全く逆になつている。つまり、本発明の方式では、光の指向性をプリズム長さ方向で広げ、これと垂直な方向で狭くする必要がある力こうすると、図 29 の面光源装置 31Bでは余計に指向角の異方性が大きくなり、プリズム長さ方向では余分な光が増加し、これに垂直な方向では必要な視野角がとれないという全く逆の結果となる。このように本発明は独自の方式の面光源装置に発生する問題を解決しようとするものである。

[0053] つぎに、本発明の面光源装置 31に用いられている凹凸拡散板 39の作用効果について説明する。比較のため、まず凹凸拡散板として、通常用いられている一般的な拡散板を用いた場合を説明する。一般的な拡散板としては、平行光を垂直入射させたときの指向性が図 31のようなもの（半値全幅が 10° のもの）を用いた。この一般的な拡散板をプリズムシート 40の上に置いた場合には、 ω方向及び φ方向の指向性は、図 32に示すようになった。ここで ωとは、 ζ Θ平面において ζ軸となす角度をいい、 φ とは zr平面にお、て z軸となす角度を、うものとする。 ω方向及び φ方向の半値全幅 Δ ω、 Δ φはそれぞれ Δ ω = 20° Δ = 33° であって、その差は、 Δ φ— Δ ω = 13° となり、プリズムシート 40のみの場合と比較して半値全幅の差が 38%低減している。このため放射状の輝度ムラはある程度低減している力これでもまだ輝度ムラ力く見えている。また、実際に有効な方向に出射される光を考えると、半値全幅 Δ ω = 20° 内に約 23%の光が含まれている。つまり、 77%もの光が無駄になっている。また、垂直方向から ω = 2.5° 離れると、輝度が 20%近く低下しており、左右の目で輝度が異なるように見えて見にく!、と!、う問題がある。

[0054] これに対し、図 8に示したような凹凸拡散板 39に平行光を垂直入射させたときの指向性は図 33のようになる。この凹凸拡散板 39をプリズムシート 40の上に置いた場合には、 ω方向及び φ方向の指向性は、図 34に示すようになる。すなわち、 ω方向及び Φ方向の半値全幅 Δ ω、 Δ φはそれぞれ Δ ω = 20° Δ = 29° となり、その差は、 Δ -Δ ω = 9° となり、プリズムシート 40のみの場合と比較して半値全幅の差が 58%低減している。このため放射状の輝度ムラをかなり減少させることができる。また、もっとも狭い方向における半値全幅 Δ ω = 20° 内に含まれる光量は全光量の約 30%となっており、無駄な光が 70%まで減少する。このため垂直方向の輝度は、一般的な拡散板に比べて 20%程度向上しており、また、垂直方向から ω = 5° 離れた場所での輝度低下率が 10%を切っており、輝度ムラによる見にくさはほぼ解消されている。

[0055] この理由を説明する。導光板 32から出射される光は、図 35 (a)に示すように少しなだらかなプロファイルを示している。これに対し、凹凸拡散板の拡散特性 (垂直入射光に対する指向性)が図 35 (b)に示すように、導光板出射光と同じようになだらかなプロファイルを有している場合、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光はより一層なだらかとなり、そのプロファイルは図 35 (b) 'のようになる（ちょうど、自己相関で中心が鋭くなる現象に似ている。 ) oこのような指向性では、 ω方向である程度光を広げようとすると、非常に強い拡散が必要となり、 φ方向にも広がってしまい、 Δ φ— Δ α^¾ それほど小さくならない。また、斜め方向の無駄な光も増加することになる。

[0056] これに対し、図 35 (c)に示すように凹凸拡散板の拡散特性が矩形に近い場合には、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光のプロファイルは、図 26 (c) Ίこ示すように矩形に近くなる。このような比較的小さな拡散で Δ ωが大きく広がるのに対し、 Δ φはそれほど広がらないため、 Δ φ— Δ ω力、さくなる。たとえば、導光板の ω方向における指向角 Δ ω (図 36 (b)に示す。）より十分大きぐかつ、導光板の φ方向における指向角 Δ φ (図 36 (b) 'に示す。）より十分小さい図 36 (a)のような拡散特性を有する拡散板を導光板の上に置いた場合、 ω方向において凹凸拡散板を透過した光の指向角 Δ ωは、図 36 (c)に示すように、導光板から出射される光の指向角よりも広い拡散特性を有する拡散板の指向性に依存する。これに対し、 φ方向では導光板から出射されて、る光の指向性は、図 36 (b;rのようにもともと広がって、るので、凹凸拡散板を透過した光の指向性は、図 36 (c) Ίこ示すように中心と端の部分が少しなだらかになるだけで半値幅は変わらない。そのため、導光板から出射される光の指向角が ω方向では狭ぐ φ方向では広いような場合には、拡散の小さな拡散板を用いることで Δ -Δ ωを小さくする効果がある。

[0057] さらには、図 35 (d)に示すように、導光板に垂直な方向を挟んで両側にピークを持つような拡散特性の場合には、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光のプロファィルは、図 35 (d) Ίこ示すようにさらに矩形に近くなり、必要な角度内に入る光の割合が増える。

[0058] なお、出射光の指向性を Θ方向ないし ω方向で広げるためには、図 37 (a) (b) (c) に示す拡散パターン 36Cのように、 Θ方向に沿って湾曲させる方法も考えられる。なお、ここで Θ軸は zr平面に垂直な方向にとっている。し力し、このような方法では、図 38に示すように、拡散パターン 36Cに当たって偏向する光 Lのうち、図 38に破線で示す光 Lのように拡散パターン 36Cに当たる角度が大きいものは一度で出射される力図 38に実線で示す光 Lのように、最初に拡散パターン 36Cに当たる角度が小さいものでは複数回拡散パターン 36Cで反射された後に導光板 32Cから出射されるので、 Θ方向での広がりが大きくなり、発光部 33C力も離れるほど出射される光の Θ 方向における広がりが大きくなつてしまうという問題がある。本発明の面光源装置 31 では、拡散パターン 36は直線状をしているので、このような問題がない。

[0059] また、図 37 (a) (b) (c)のような拡散パターン 36Cであると、導光板 32Cに垂直な方向から見た時、 1回目に拡散パターン 36Cに当たった後、光の進行方向が曲がるので、均一な輝度となるように設計することが困難になる。よって、拡散パターン 36Cによる Θ方向での偏向角をあまり大きくすることはできず、この偏向角を大きくすると、本発明で考えているように光を放射状にまっすぐ広げて同心円状のパターンで出射させる方式とは異なったものとなり、光を拡散させて広げる通常の方式になってしまう。 zr平面内における偏向角と xy平面内における偏向角とは、平均して 4 : 1 (望ましくは、 10 : 1)程度あったほうがよいが、上記のような理由により図 37 (a) (b) (c)のような拡散パターン 36Cでは、このような偏向角を実現することは困難である。

[0060] また、導光板 32内の光を光出射面 45から出射させる方法としては、図 39に示すように、発光部 33から遠い側で薄くなつたくさび型の導光板 32を用いてもよい。平面視四角形の導光板 32では発光させる導光板面積が Θ方向によって異なり（図 10参照）、また発光部 33から出射される光量も方位 (角度 Θ )によって異なっているので、導光板 32をくさび形状にすると共に拡散パターン 36を用いることによって輝度を均一化させている。

実施例 2

[0061] つぎに、理想的な指向特性に近い特性を有する本発明の実施例 2を説明する。まず、図 40は実施例 2によるバックライト型の面光源装置 51の構造を示す分解斜視図である。この面光源装置 51は、透明な導光板 52と、導光板 52の光入射面 52aと対向配置された発光部 53とから構成されている。導光板 52は、屈折率の高い透明榭脂 (例えば、ポリカーボネイト榭脂ゃメタクリル榭脂等）によって矩形平板状に成形されたものであって、その下面には複数の拡散パターン 54が互いに平行に形成されている。

[0062] 拡散パターン 54は、導光板 52の下面を凹没させることによって形成されており、断面がほぼ直角三角形状をしていて、その発光部側の斜面が反射面 54aとなり、背面（再入射面） 54cがほぼ垂直な面で構成されている。この拡散パターン 54は、互いに間隔を置いて光入射面 52aと平行に配列されており、光入射面 52aから遠くなるにつれて拡散パターン 54間の間隔が短くなつている。

[0063] この断面三角形状をした拡散パターン 54における、発光部 53側を向いている斜面、すなわち反射面 54aの傾斜角としては、 50° 程度が望ましい。また、各拡散パターン 54の反射面 54aに立てた法線の方向は、平面視で (z軸方向から見て）発光部 53 と当該拡散パターン 54とを結ぶ方向 (y軸方向）と平行となっている。また、拡散バターン 54は、発光部 53から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。

[0064] 拡散パターン 54の反射面 54aの前縁 (発光部 53側の縁）は後縁 (発光部 53から遠い側の縁)よりも長くなつている。すなわち、実施例 1の拡散パターン 36と同様（図 7 参照）、拡散パターン 54の反射面 54aは台形となっており、背面 54cは矩形状となつている。従って、この拡散パターン 54を発光部 53側力も見たとき、拡散パターン 54 の左右の側面 54bは反射面 54aの陰に隠れており、発光部 53側からは見えなくなつている。

[0065] 発光部 53は、屈折率の高い透明榭脂によって形成されたくさび状の導光体 (以下、くさび状導光体という） 55と、くさび状導光体 55の側端面に対向させて配置された小さな光源 (以下、点光源という） 56と、くさび状導光体 55の背面に配置された正反射板 57と、くさび状導光体 55の前面に配置されたプリズムシート 58と力もなつている。ここで、点光源 56は 1個もしくは複数個の LEDを透明榭脂内に封止したものであり、透明榭脂は前面を除いて白色榭脂によって覆われ、 LED力出射された光は、直接あるいは白色樹脂の内面で反射された後、前方へ効率良く出射される。

[0066] 点光源 56から出射された光 L (ランバート光）は、くさび状導光体 55の側端面力もくさび状導光体 55内に入射する。くさび状導光体 55内に入射した光 Lは、図 41に示すように、くさび状導光体 55の前面 (光出射面） 55a及び背面で反射を繰り返すことによってくさび状導光体 55の内部を進行し、くさび状導光体 55の背面で反射する度に前面 55aへの入射角が小さくなり、くさび状導光体 55の前面 55aへの入射角が全反射の臨界角よりも小さくなつたところでくさび状導光体 55の前面 55aから外部へ出射される。また、図 41で破線により示すように、くさび状導光体 55の背面力も外部へ出射した光 Lは、正反射板 57により反射されて再度くさび状導光体 55内に戻り、くさび状導光体 55の前面 55aから出射される。このようにしてくさび状導光体 55の前面 5 5aから出射される光 Lは、くさび状導光体 55の前面 55aとほぼ平行な方向（略 x軸の負方向）に揃えられる。

[0067] くさび状導光体 55の前面 55aに配置されたプリズムシート 58も屈折率の高い透明榭脂 (例えば、屈折率 1.59の透明榭脂）によって形成されており、プリズムシート 58 の前面には複数のプリズム 58aが配列されている。各プリズム 58aは、頂角 40° の断面三角形状をしており、上下方向（導光板 52の厚み方向）に均一に伸びている。しかして、上記のようにしてくさび状導光体 55の前面 55aから出射された光 Lは、プリズム 58aを透過して屈折されることにより、プリズムシート 58とほぼ垂直な方向へ偏向された後、光入射面 52aから導光板 52内へほぼ垂直に入射させられる。よって、この発光部 53によれば、点光源 56から出射された光をプリズムシート 58のほぼ全長に広げて出射させることができ、点光源 56をいわゆる線状光源に変換することができる。

[0068] なお、プリズムシート 58におけるプリズム断面の頂点の丸み等の成形誤差やフレネル反射により、プリズムシート 58を透過した光の一部は迷光となることがある。よって、点光源 56から出射された光のうち少なくとも半分以上を、プリズムシート 58によって偏向させ、所望の角度 (この実施例では、光入射面 52aと垂直な方向）で導光板 52 に入射させようとすれば、くさび状導光体 55の前面 55aから当該前面 55aとほぼ平行に出射される光の比率は、点光源 56からの全出射光に対して 2Z3以上あることが望ましい。

[0069] 比較のため、正反射板 57に代え、くさび状導光体 55の背面に拡散反射板を用いた場合を考えると、くさび状導光体 55の前面 55aから当該前面 55aに沿って出射される光は、点光源 56から出射される全光量の半分以下となる。その理由は、図 41に破線で示した光 Lのように、くさび状導光体 55の背面力漏れた光 Lは拡散反射板に当たってほぼランバート分布で反射されるため、くさび状導光体 55の前面 55aに沿って（ほぼ X軸の負方向へ）出射される光がほとんどなくなるからである。

[0070] この実施例のような構造の発光部 53によれば、点光源を線状光源に変換できることは述べたが、さらにその線状光源から出射される光の方向をほぼ均一に揃えること力 Sできる。図 42は、拡散作用がなく入射角と出射角とが等しくなる正反射板をくさび状導光体 55の背面に配置した形態において、くさび状導光体 55からの出射光がその前面 55a (X軸の負方向）となす角度 α (図 41参照）と、その方向における光の強度との関係を測定した結果を示している。図 43はくさび状導光体 55の背面の正反射板を拡散反射板に取り替えた場合において、くさび状導光体 55からの出射光がその前面 55a (X軸の負方向）となす角度 α (図 41参照）と、その方向における光の強度との関係を測定した結果を示す。この測定には、長さ 30mm、厚み lmm、点光源 56が対向する側面の幅が 2mmで、屈折率 1.53のくさび状導光体 55と、長さ約 30mmの正反射板又は拡散反射板を用いた。また、プリズムシート 58を除いた状態で測定した。

[0071] なお、図 42及び図 43に示すグラフで、 α方向における光強度（エネルギー）とは、くさび状導光体 55の前面 55aに垂直な平面（図 44の xy平面）上で a方向に出射された光の強度の角度分布ではなぐ前面 55aからの出射光をすベて当該平面上に投影し、そのときに α方向の単位角度 (d a = 1)内に含まれる光の強度を表したものである。

[0072] 図 42から分力るように、正反射板を用いた場合には、約 30° 弱の方向で光強度が最大となり、 0° — 40° の範囲に全光量の 98%の光が集中している。これをプリズムシート 58で偏向して導光板 52に入射させる際に、プリズムシート 58の作製誤差によるロスが 10%程度生じたとしても、 80%以上の光が上方（z軸方向）から見て ± 13° の範囲に揃えられる。これに対し、図 43に示されているように、通常使用されるような拡散性の強い反射板を用いた場合には、 0° — 40° の範囲に 52%しか光が集中しない。その上に、プリズムシート 58によるロスが加わると、導光板 52の内部で指向性を狭くすることはできない。

[0073] 従って、このような発光部 53によれば、 LED等を用いた点光源 56とくさび状導光体 55を用いて線状光源のように長、領域わたって発光させることができ、し力も点光源から出射されたランバート光をほぼ均一に揃えて指向性の狭い光として出射させることができる。

[0074] こうして、光入射面 52aから導光板 52内に入射した光は、導光板 52の上面 (光出射面 52b)と下面との間で全反射を繰り返しながら導光板 52内を発光部 53に近い側から遠い側へと進んでいく。そして、導光板 52の底面に設けられた三角形状の拡散パターン 54に入射すると、その一部は拡散パターン 54で反射されて光出射面 52b 力も出射される。このような三角形状の拡散パターン 54は X軸方向に長くなつているので、この拡散パターン 54で反射されても X軸方向における光の指向性は変化しない。従って、発光部 53により揃えられた X軸方向に指向性の狭い光は、拡散パターン 54で反射されて z軸方向へ出射した後も、 X軸方向における指向性は狭!、状態に保たれる。一方、導光板 52内を伝搬する光は z軸方向には広がっているが、この拡がりは拡散パターン 54により z軸方向へ反射されると、 y軸方向の拡がりとなる。しかし、この y軸方向の拡がりは、拡散パターンによって反射される光の角度を制限することによって狭くすることができ、光出射面 52bから出射された後の光の y軸方向の指向性を導光板 52の内部における z軸方向の指向性よりも狭くすることができる。典型的な例では、導光板 52の光出射面 52bから出た光を X軸方向から見た場合の指向性は、ほぼ z軸方向を中心として全幅で約 55° の範囲に納まり、 y軸方向から見た場合の指向性は、 z軸方向を中心として全幅で約 25° の範囲に納まる。

[0075] 従って、この面光源装置 51によれば、プリズムシート等を用いることなぐ光を面光源装置 51に垂直な方向へ出射させることができ、その指向特性を狭くすることができ、理想的な指向特性に近い指向特性を実現することができる。そして、プリズムシートを用いていないので、面光源装置 51を低コストにできると共に、面光源装置 51を薄型ィ匕することができる。

[0076] これに対し、パターン方向を互いに直交させたプリズムシートを 2枚重ねることによつて光の指向性を高める方法では、光の指向特性は図 45に破線で示すようなパターンとなる。そして、プリズムシートに入射する前の光の指向性が ± 30° であったとしても、 2枚重ねのプリズムシートを通過させた後、 ± 20° の範囲内に半分以上の光を出射させることはできな力つた。

[0077] また、この面光源装置 51では、発光部 53に近い領域では拡散パターン 54の間隔を広くし、発光部 53から離れるに従って拡散パターン 54の間隔を徐々に短くすることにより、導光板 52の光出射面 52b全体での輝度が均一になるようにしている。

[0078] 次に、断面三角形状をした拡散パターン 54の働きを詳しく説明する。いま、拡散パターン 54に入射する前の光の指向性として、図 46 (a)のように X軸方向にのみ狭!、もの、図 46 (b)のように z軸方向にのみ狭いもの、図 46 (c)のように X軸方向及び z軸方向に狭いものを考える。このうち、図 46 (c)のような場合には、いずれの方向でも図 4 6 (a) (b)のように狭、指向性とはならな!、ので除外する。

[0079] っ、で、図 46 (b)のように z軸方向にのみ指向性の狭、光が拡散パターン 54に入射する場合を考える。この場合、図 47に示すように拡散パターン 54に入射する光を全て拡散パターン 54の反射面 54aで全反射させると、拡散パターン 54で反射された光の指向性は変化しない。特に、 X軸方向の指向性が狭くならない。そこで、 048 (a ) (b)に示すように、拡散パターン 54の反射面 54aの傾斜角を大きくし、一部の光を拡散パターン 54で反射させ、一部の光を透過させるようにすると、拡散パターン 54の反射面 54aで全反射された光は z軸に対して大きく傾いた方向へ出射されてしまい、また図 49のように拡散パターン 54の反射面 54aを透過し、背面 54cから再入射した光も再入射したときに角度を変えてしまい、 z軸方向の指向性が崩れてしまう。従って、図 46 (b)のように z軸方向にのみ指向性の狭い光では、 X軸方向でも指向性を狭くするのは極めて困難である。

[0080] これに対し、図 46 (a)のように x軸方向にのみ指向性の狭、光では、 x軸方向に長い断面三角形状の拡散パターン 54の反射面 54aに入射したとき、例えば入射前には z軸方向に図 50 (a)に示す光 Ll、 L2、 L3のように比較的大きな拡がりを持っていたとしても、図 50 (b)のように一部の光 Ll、 L2を拡散パターン 54の反射面 54aで全反射させ、一部の光 L2、 L3を図 50 (c)のように反射面 54aを透過させ背面 54cから再入射させるようにすれば、拡散パターン 54で反射される光の領域を一部に制限することができるので、拡散パターン 54で全反射されて光出射面 52bから出射される光の y軸方向の指向性を狭くすることが可能になる。し力も、拡散パターン 54の反射面 54aの傾斜角 βを適当な値に設定することにより、拡散パターン 54で反射された光を光出射面 52bとほぼ垂直な方向（z軸方向）へ出射させることも容易に行える。一方、拡散パターン 54は X軸方向に均一に伸びているので、拡散パターン 54で全反射されても X軸方向で指向性が広くなることもない。また、図 50 (c)のように拡散パターン 5 4の反射面 54aを透過し背面 54cから再入射した光は、 yz平面内で進む角度は変化するが、もともと z方向では指向性が狭くないので、 z軸方向の指向性が広くなることはない。なお、図 50 (a)の中央の光 L2は、拡散パターン 54の反射面 54aに対して全反射の臨界角よりもわずかに大きな角度で、あるいはわずかに小さな角度で入射する光を表している。

[0081] 図 46 (a)及び図 50を用いた説明では、 x軸方向にまったく光の拡がりがない場合で説明したが、実際には発光部 53から出射される光は X軸方向でも多少は広がっている。例えば、導光板 52内を伝搬する光^ y軸方向から見た時の空間周波数を考えたとき、その光は図 51の斜線領域に集中していると考える。ここで、 z軸方向に平行な中心線 jの上の光は yz平面内を導光している光であり、それと平行な i線上の光はそれよりも X軸方向へ傾、た光を示して、る。拡散パターン 54が X軸と完全に平行に伸びており、し力も平面視で拡散パターン 54の反射面 54aと背面 54cとが互いに平行に伸びている場合には、拡散パターン 54による反射ないし透過によって X軸方向の光の空間周波数は変化しない。このため、 xy平面では導光板 52内での光の進行方向は光が出射されない限り変化せず、 i線上の光は i線上に、 j線上の光は j線上に移るだけである。

[0082] 従って、発光部 53で X軸方向の指向性を狭くした後、この光を拡散パターン 54で反射させることによりその y軸方向の指向性を狭くすれば、面光源装置 51から z軸方向へ出射された光は X軸方向でも y軸方向でも指向性が狭くなり、結局、図 52に示すように全方位で指向性の狭い光を出射させることが可能になる。なお、図 52において符号 Sは、出射光の指向特性を示している。

[0083] ところで、導光板 52から出射される光の X軸方向における指向性を ± 20° 以下にするためには、導光板 52内における X軸方向の指向性は ± 13° 以下にする必要がある。この ± 13° 以下という数字は、導光板 52の屈折率を 1.53として計算したものであるが、導光板 52に使用できる透明榭脂は屈折率が 1.4一 1.65程度であり、その範囲内では導光板 52内において必要とされる X軸方向の指向角はそれほど変化がない。また、屈折率がさらに変化しても実用上 13° 以下という値はそれほど変わらない。従って、発光部 53の設計にあたって、この値を目標とすればよい。

[0084] また、光の進行方向の中心（± 13° 以下という拡がりの中心）が y軸方向と平行である場合には、上記のように拡散パターン 54を X軸方向と平行にすればよいが、図 5 3に示すように、光の進行方向の中心が y軸方向に対して傾いている場合には、それを補正するため、拡散パターン 54の伸びている方向も X軸方向から傾けて配置し、光の進行方向と拡散パターン 54の伸びて、る方向とが平面視 (xy平面内）で互ヽに垂直となるようにしておけばよい。 [0085] ただし、このような方式の面光源装置では、導光板 52の内部を進行する光の指向性が非常に狭いため、光の進行方向の中心が y軸方向から傾いている場合には、図 53に示すように導光板 52の隅 Eが暗くなる。よって、このように長方形の発光エリアを持つ導光板 52では、光の進行方向の中心は光入射面 52aと垂直な方向、あるいは、少なくとも光入射面 52aに垂直な方向から ± 13° 以内にあるのが望ましい。また、拡散パターン 54についても、光の進行方向の中心と拡散パターン 54も完全に垂直でなくても、 ± 13° の範囲内であれば、面光源装置 51の光出射面 52bに垂直な方向が出射光の角度範囲士 20° 内に含まれるので問題な、。

[0086] なお、導光板 52中における光の指向特性を検査する場合には、図 54に示すように、 z軸に平行で光の進行方向にほぼ垂直な平面で導光板 52を切断し、その切断面 C Cから出射される光の角度強度分布を測定すれば、スネルの法則から導光板 52内での角度強度分布を算出することができる。

[0087] このような拡散パターン 54でも、発光部 53側力も見て両側面 54bが反射面 54aの陰に隠れているので、拡散パターン 54の両側面 54bに成形ダレが生じても、成形ダレの生じた両側面 54bに光が当たりにくぐ側面 54bで光が散乱されてロス光となるのを防止することができる。

[0088] 次に、個々の拡散パターンの形状や設計方法等について説明する。導光板 52中の光の進行方向に対して拡散パターン 54をほぼ垂直に配置する場合、拡散パターン 54は、前記のように断面直角三角形状のパターンが適している。図 55に示すような曲面で形成された拡散パターン 54の場合には、光 Lが反射する位置によって光 L の偏向方向が異なり、出射光の角度範囲が広がってしまう。従って、このように長さ方向と垂直な断面が曲面で構成されたパターンは望ましくない。また、図 56に示すように鋸刃形状をした拡散パターン 54の場合には、拡散パターン 54を透過した光 Lは光出射面 52bに垂直な方向へ出射されず、すべて無駄な方向へ出射される。従って、このような鋸刃状パターンの拡散パターン 54も好ましくない。

[0089] これに対し、背面 54cが導光板 52下面と垂直になった断面直角三角形状の拡散パターン 54の場合には、図 57 (a)に示すように反射面 54aで全反射された光 Lは、すべての光 Lが反射される場合でも指向性を保って反射され、一部が拡散パターン 5 4を透過する場合には指向性が狭くなる。また、図 57 (b)に示すように、拡散パターン 54を透過した光 Lも指向性を損ねることなく背面 54cから再入射した後、別な拡散パターン 54で全反射され得る。なお、背面 54cは導光板 52の下面に垂直になっていることが望ましいが、成型時の型抜きが難しくなるので、少し傾けている。

[0090] ただし、このような断面直角三角形状の拡散パターン 54の場合でも、上面から見て、導光板 52中の光 Lの方向が揃っていない (X軸方向の拡がりが大きい）場合には、拡散パターン 54に垂直に当たる光 Lの割合が少なくなり、斜めに当たる光 Lが増加する。上面から見て斜めに当たる光 Lは、垂直に当たる光 Lに比べて拡散パターン 5 4への入射角が大きくなり、反射される割合が増加する。すなわち、拡散パターン 54 における再入射の効果 (光利用効率を落とすことなぐ指向性を狭くする効果)が小さくなる。よって、断面が直角三角形状の拡散パターン 54では、拡散パターン 54の効果を高くするためには、導光板 52中において光 Lの進行方向が揃っていることと、その進行方向に対して直角に拡散パターン 54を配置する必要がある。あるいは、この実施例の場合で言えば、発光部 53によって X軸方向の指向性を狭くしておくことが前提となる。

[0091] 拡散パターン 54における反射面 54aの傾斜角 βについて考える。図 58は傾斜角

13を 45。、 55° 、65° としたときの出射光強度の角度分布であって、横軸は図 59 に示す出射光の出射角度 φを示し、縦軸は出射光強度を表している。図 58において出射角度 φがマイナス側で光度が大きくなつているのは、図 60 (a) (b)に示すように、出射角度 φの大きな光 Lの方が反射面 54aに当たる光 Lが少なくなることによるものである。あるいは、 yz平面で見た時、導光板 52中の光 Lで反射面 54aとほぼ平行な光 Lは出射光強度がゼロとなり（このような光は存在しないことが多い。）、このような角度から離れれば離れるほど、すなわち出射角度 φが小さくなるほど (マイナス側で大きくなるほど）出射光の強度が大きくなるからである。図 58を見ると、傾斜角 |8 = 55 ° の場合には出射角度 φがマイナス側で出射光の角度範囲が少し少ないが、その分強度が大きいため、出射角度 φのマイナス側とプラス側でバランスがとれている。

[0092] 図 61 (a)は 25° 程度の拡散作用を持つ反射型液晶表示パネルの拡散特性を示し、図 61 (b)は傾斜角 13 = 55° の拡散パターン 54を有する面光源装置の出射光角度特性を示し、図 61 (c)は図 61 (b)のような特性を有する面光源装置の光を図 61 (a )のような特性を有する反射型液晶表示パネルに入射させたときの、反射型液晶表示パネルからの出射光角度特性を表している。ここに示したように、傾斜角 |8 = 55° の拡散パターン 54を備えた面光源装置から、 25° 程度の拡散作用を持つ反射型液晶表示パネルに光を出射させると、出射光は液晶表示パネルの垂直軸方向で最大となり、最適な出射方向が得られる。一方、傾斜角 β力 — 65° の範囲外になると、光出射面 52bに垂直な方向（z軸方向）に光が出射されなくなり、プリズムシート等が必要になる。従って、拡散パターン 54の反射面 54aの傾斜角 βの大きさは、 45° 一 65° の範囲が好ましい。

[0093] 次に、拡散パターン 54の背面 54cの角度 pを考える。図 62のように、背面 54cの角度 pが小さ過ぎると、拡散パターン 54が鋸刃状になるので、拡散パターン 54の反射面 54aを透過して背面 54cから再入射した光 Lは、後方の拡散パターン 54に当たる前に光出射面 52bに入射し、光出射面 52bに沿って出射され、ロスとなる。このため背面 54cの角度 pは大きい方が良ぐ少なくとも反射面 54aの傾斜角 βよりも大きいほうがよい（j8 < ）。

[0094] また、図 63に示すように、背面 54cの角度 pが小さいと、反射面 54aを透過した光 Lが導光板 52から漏れ易くなるが、図 63に破線で示すように、背面 54cの角度 pが 9 0° に近づくほど、背面 54cから再入射される光 Lの割合が増加する。一方、角度 p 力 90° を超えると導光板 52を成形できなくなる。よって、背面 54cの角度 pは、目安として 80° — 90° の範囲にあることが好ましぐさらには、 85— 90° が望ましい。

[0095] なお、図 64 (a) (b) (c)は従来の発光部の構成を示して!/、る。発光部の構成としては、（0図 64 (a)に示すように、 LED等の点光源 27を導光体 28等により線状の光源に変換し、点光源 27の光 Lを面状に広げる構成のもの、 GO図 64 (b)に示すように点光源 27を等間隔に配置して擬似的に線状光源とし、その光 Lを面状に広げるもの、 (iii)図 64 (c)に示すように、点光源 27から出射された光 Lを直接面状に広げる構成のもの、の 3通りがあった。

[0096] 導光板 22の上面から見た時の、導光板 22上の各点での指向性を向上させるには、（iii)の構成によれば比較的簡単に実現することができる。しかし、この場合には、図 64 (c)の P2、 P3の箇所で導光板 22の側面力も漏れる光 Lの量が多くなり、効率を上げにくいという問題がある。また、導光板 22の隅 P1では、 P2や P3の箇所に比べて光量の必要量が非常に大きいのに対し、実際には、 P1方向へ導かれる光量を P2、 P3 に比べて増加させることは難しい。そのため、実際には P2、 P3の箇所における光の漏れ量を大きくすることによって、 P1の箇所の輝度に P2、 P3の輝度を合わせて輝度の均一化を行わざるを得ず、 P2及び P3における光の漏れ量が増加して効率が低下する。

[0097] これに対し、（0、 GOのような構造では、面内の輝度を均一化することのみに注意を払われており、導光板 22から出射される光の指向性を挙げることについては考慮されていな力つた。特に、導光板 22から出射される光の輝度を ± 10° — 30° の範囲で均一にするという点については、（0、 G0、（m)のいずれにも見られず、本発明に独自のものである。

[0098] 図 65は実施例 2の変形例であって、導光板 52の下面を傾斜させることによって発光部 53に近、側で厚みが大きぐ発光部 53から遠、側で厚みの薄、くさび状に導光板 52を形成し、導光板 52の下面に設けた拡散パターン 54の形状を反射面 54aがほぼ台形状となるようにしたものである。また、導光板 52の光出射面 52bに対向する位置には、 X方向に延びた断面三角形状のプリズム 59aを配列されたプリズムシート 59が配置されている。しかして、発光部 53から導光板 52に導入された光は、導光板 52の上面及び下面で反射されながら導光板 52内を伝搬し、導光板 52の下面 (傾斜面)又は拡散パターン 54で反射されて光出射面 52bから出射した光は、プリズムシート 59によって垂直な方向へ出射される。

実施例 3

[0099] 図 66は本発明の実施例 3による面光源装置 61を示す斜視図である。この面光源装置 61では、導光板 62の一辺の中央に対向させて発光部 63を配置してあり、導光板 62の下面には発光部 63を中心とするように同心円状に拡散パターン 64を配列させている。そして、各拡散パターン 64の反射面 64aは台形状に形成されていて、拡散パターン 64の側面 64bには光が入射しに《なっている。また、導光板 62の光出射面 65に対向する位置には、プリズムシート 66が配置されている。このプリズムシート 66の下面には、円弧状に延びたプリズム 66aが同心円状に形成されている。

[0100] なお、この場合においても、発光部 63は 1個である必要はなぐ図 67に示すように、近接させて複数個の発光部 63を配置させていてもよい。

実施例 4

[0101] 図 68 (a)及び (b)は、拡散パターンの別な形状を示す正面図及び平面図である。

図 68 (a)の正面図は、拡散パターン 67の反射面 67aの正面、すなわち図 68 (b)の f 矢印の方向から見た図である。この拡散パターン 67でも、反射面 67aの光源力も遠い側の辺の長さ（反射面 67aの幅）は、反射面 67aの光源に近い側の辺の長さ（反射面 67aの幅）よりも短くなつている力正面から見た状態では、拡散パターン 67の一方の側面 67bが露出して!/、る。

[0102] しかし、この拡散パターン 67では、光 Lは図 68 (b)に示すように、拡散パターン 67 に対して斜め方向から入射するように構成されており、この光入射方向（光源の方向 )から見た状態では、図 68 (c)に示すように、拡散パターン 67の側面 67bは反射面 6 7aの陰に隠れており、拡散パターン 67の側面 67bには光 Lが入射しないようになつている。よって、側面 67bに成形ダレが生じた場合にも、拡散パターン 67の側面 67b による光 Lの散乱を抑制することができる。

[0103] このように拡散パターンに斜め方向力光を入射させるようにした面光源装置としては、例えば本出願人が出願した特願 2003— 138023、特願 2003— 347514に開示されたフロントライトがある。

[0104] つぎに、本発明の応用例について説明する。

(液晶表示装置）

図 69は本発明にかかる液晶表示装置 71の概略断面図である。この液晶表示装置 71にあっては、液晶表示パネル 72の背面に本発明の面光源装置 73を配置している。液晶表示パネル 72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 74と、透明電極やカラーフィルタを形成された表面側基板 75との間に液晶層 76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 77が重ねられている。そして、この液晶表示装置 71にあっては、面光源装置 73を点灯させて裏面側力も液晶表示パネル 72を照明し、液晶表示パネル 72の各画素をオン、ォフ制御することにより画像を生成する。

[0105] 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。

[0106] (アプリケーション）

図 70は本発明にかかる液晶表示装置 71を組み込まれた携帯電話 81を示している。この携帯電話 81は、テンキー等を備えたダイアル部 82の上にディスプレイとして液晶表示装置 71が組み込まれており、上面にアンテナ 83が設けられている。

[0107] 図 71はディスプレイとして本発明に力かる液晶表示装置 71を組み込まれた PDA 等の携帯情報端末 84を示している。この携帯情報端末 84は、液晶表示装置 71の横にペン入力などを行うための入力部 85が設けられており、上端部には蓋 86が枢着されている。

[0108] このように携帯電話 81や携帯情報端末 84等に本発明の液晶表示装置 71を用いることにより、ロス光を低減させて画面の輝度を向上させ、かつ、輝度を均一化することができ、画面の視認性が向上する。

産業上の利用可能性

[0109] 本発明の面光源装置は、液晶表示パネル等のバックライトやフロントライトとして、あるいは照明灯などとして用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 光源と、当該光源カゝら導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されており、

前記光入射方向から見て前記パターンの両側面のほぼ全体が、前記光入射側に位置する前記パターンの斜面により遮蔽されていることを特徴とする面光源装置。

[2] 前記光源が点光源であり、

前記導光板の観察側にはプリズムシートが配設されており、

前記導光板内を導光して前記パターンで偏向された光が、導光板の光出射面に立てた法線に対して斜めの方向へ向けて光出射面から出射された後、前記プリズムシートで偏向されるように構成したことを特徴とする、請求項 1に記載の面光源装置。

[3] 光源と、当該光源カゝら導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されており、

前記パターンの前記光入射側に位置する斜面における、前記光入射側と反対側に位置する部分の幅が前記光入射側に位置する部分の幅よりも短くなつていることを特徴とする面光源装置。

[4] 前記光源が点光源であり、

前記導光板内を導光して前記パターンで偏向された光が、導光板の光出射面に立てた法線に対して斜めの方向へ向けて光出射面から出射された後、前記プリズムシートで偏向されるように構成したことを特徴とする、請求項 3に記載の面光源装置。

[5] 画像表示パネルと、前記画像表示パネルの観察側又はその反対側に配置された、請求項 1、 2、 3又は 4に記載の面光源装置とを備えた画像表示装置。 [6] 請求項 1、 2、 3又は 4に記載の面光源装置を備えた携帯情報端末。