(57)【要約】  面光源装置は、点光源２３と、点光源２３の光を光入射端面３１から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板２４とを備える。導光板２４は、導光板本体２９と、導光板本体２９の端部に設けられた光導入部３０とからなる。光導入部３０の端面に位置する光入射端面３１と対向する位置には点光源２３を配置する。光導入部３０のうち導光板本体２９と隣接する領域に沿って指向性変換部３３を設けている。指向性変換部３３はＶ溝状をした指向性変換パターン３７を円弧状に配列することによって構成されている。光導入部３０のうち、指向性変換部３３を設けていない領域は導光板本体２９と同じ厚みを有しており、当該領域の表面は導光板本体２９の表面と同じ平面内に位置するように構成されている。
2010004745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透光性材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記光導入部に入射した光の前記導光基板の厚み方向における指向性広がりを狭めることによって、前記光入射端面から前記光導入部に入射した光を前記導光板内に閉じ込めるものであって、前記光導入部の光出射側の面またはその反対面に形成され、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透光性材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記点光源に近い側から前記点光源より遠ざかる方向へ向けて延びた複数のパターンによって構成されていて、前記光導入部のうち前記光出射面と平行な領域に形成され、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項３】
前記指向性変換部は、Ｖ溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項４】
隣接する前記指向性変換パターンによって形成される山部の稜線に垂直な断面における当該山部の頂角が、１０７°以上１５４°以下であることを特徴とする、請求項３に記載の面光源装置
【請求項５】
前記指向性変換部は、点光源もしくは点光源近傍のある位置を中心として放射状に配列された複数の指向性変換パターンによって構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記導光板の光出射面に垂直な方向から見たとき、
前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の一方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が３２°以下であり、かつ、
前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の他方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が３２°以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記点光源が前記導光板の端縁に沿って複数個配置された面光源装置において、
前記導光板の光出射面に垂直な方向から見て、いずれか任意の点光源の中心を通り前記導光板の端縁に垂直な方向にＸ軸を定め、前記導光板の端縁に沿ってＹ軸を定めたとき、当該点光源に対応する指向性変換部は、
Ｘ＞０
Ｘ≦｛−２Ｙ＋（２Ｐ−Ｗ）｝／（２tanα）
Ｘ≦｛２Ｙ＋（２Ｐ−Ｗ）｝／（２tanα）
（ただし、Ｐ：前記点光源間の距離
Ｗ：前記点光源の光出射窓の幅
α：導光板の屈折率をｎgとするとき、α＝arcsin（１／ｎg）で表される角度）
の３式を同時に満たす領域の内部に位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記光導入部は、当該光導入部の表面から前記導光板本体の表面にかけて傾斜した傾斜面を前記指向性変換部とし、前記傾斜面を前記導光板の光出射面側の面またはその反対面における前記光導入部の前記導光板本体に隣接する領域に形成され、
前記光導入部のうち前記傾斜面が形成された領域以外の領域の厚みが、前記導光板本体の厚みよりも薄いことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記導光板の光出射面側の面もしくはその反対側の面のうち少なくとも一方の面を、前記導光板よりも屈折率の小さな低屈折率層で密着させるように覆ったことを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項１０】
前記導光板の光出射手段は、前記光入射端面側に少なくとも１つの平面を有するパターンによって、前記導光板の光出射面と反対側の面に形成され、
前記光出射手段は、前記平面が前記導光板の光出射面と平行な面となす角度の平均傾斜角θx*が３５°以上７０°以下であり、かつ、各光出射手段の前記平面が前記導光板の光出射面と平行な面となす傾斜角度がθx*±１０°の範囲にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項１１】
請求項１または２に記載した面光源装置と、液晶表示パネルと、少なくとも前記面光源装置の前記導光板本体と前記液晶表示パネルとの間に介在して前記導光板本体を前記液晶表示パネルに密着させる少なくとも１層の接続層とからなる液晶表示装置において、
前記各接続層のいずれかの屈折率が、前記導光板本体の屈折率よりも低いことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面光源装置及び液晶表示装置に関し、具体的には、導光板の薄型化を図ることのできる面光源装置と、当該面光源装置を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などに用いられているバックライトを薄型化するためには、光拡散シートなどの付加的なシートを省略するとともに、導光板自体の厚みを薄くすることが必要である。【０００３】
しかし、導光板の厚みを薄くすると、導光板がシートのように薄くなるので、導光板が反り易くなる。そして、導光板が反り易くなると、バックライトの組立が困難になるとともに、導光板の反った箇所から光が漏れる恐れがある。そのため、薄くなった導光板の反りを防ぐ方法としては、導光板と液晶表示パネルとの間に空気層を挟み込むことなく、導光板を接着剤等によって液晶表示パネルの裏面に貼り付ける方法がある。【０００４】
液晶表示パネルの裏面に導光板を接着した液晶表示装置としては、例えば特許文献１（特開平５−８８１７４号公報）の比較例１（特許文献１の図３）に記載されたものがある。この液晶表示装置１１では、図１に示すように、導光板１２として、両面が平滑なアクリル板（屈折率１.４９）を用い、導光板１２よりも屈折率の高い接続層１３（屈折率１.５１の２液硬化型シリコーン）を用いて導光板１２を散乱型の液晶表示パネル１４の裏面に空気層を挟みこまないように貼り合わせている。また、導光板１２の両端面に対向する位置には、それぞれ冷陰極管からなる光源１５を設置している。【０００５】
この液晶表示装置１１では、図２（ａ）に示すように、光源１５から出射して導光板１２内に入った光Ｌは、導光板１２から接続層１３へ透過し、さらに液晶表示パネル１４へ入射して散乱状態（白濁状態）にある画素で散乱することによって前方へ出射され、当該画素を発光させる。【０００６】
しかしながら、このような液晶表示装置では、接続層１３の屈折率が導光板１２の屈折率よりも高いので、図２（ａ）において破線で示す光Ｌのように接続層１３と導光板１２の界面で光が全反射しない。そのため、導光板１２に入射した光Ｌは導光板１２内を導光することができず、光源１５の近傍で液晶表示パネル１４から出射されてしまう。この結果、図２（ｂ）に輝度分布を示すように、光源１５に近いところでは発光輝度が高くて明るいが、光源１５から遠いところ（すなわち、光源１５どうしの中央部分）では発光輝度が低くて暗くなる。【０００７】
上記のような発光輝度の不均一を解消するため、特許文献１に記載された第一実施例（特許文献１の図１）では、図３に示すように、導光板１２の表面に導光板１２よりも屈折率の低い薄膜１６を部分的に形成すると共に、光源１５に近いところでは薄膜１６の面積率を大きく、光源１５から遠いところでは薄膜１６の面積率を小さくしている。また、薄膜１６を形成された導光板１２は、導光板１２よりも高屈折率の接続層１３を介して液晶表示パネル１４の裏面に貼り付けられている。ここで、導光板１２は屈折率が１.４９のアクリル板によって形成され、薄膜１６としては屈折率が１.４１の２液硬化型シリコーンを用い、接続層１３としては屈折率が１.５１の２液硬化型シリコーンを用いている。【０００８】
特許文献１の第一実施例では、導光板１２の表面に薄膜１６を形成しているので、導光板１２内の光は導光板１２と薄膜１６との界面で全反射することによって導光板１２内を導光する。しかも、光源１５に近いところでは薄膜１６の面積率が大きいために、薄膜１６間を通過して液晶表示パネル１４から出射される光の比率が小さく、到達する光量の少ない光源１５から遠いところでは薄膜１６の面積率が小さいために薄膜１６間を通過して液晶表示パネル１４から出射される光の比率が大きくなり、その結果液晶表示装置の表示面全体で発光輝度の均一化が図れる。【０００９】
また、特許文献１に記載された第二実施例（特許文献１の図２）では、図４に示すように、導光板１２の表面にプリズム状をした凹凸１７を部分的に形成すると共に、光源１５に近いところでは凹凸１７の粗面化の度合いを低くし、光源１５から遠いところでは凹凸１７の粗面化の度合いを高くしている。また、凹凸１７を形成された導光板１２は、導光板１２よりも低屈折率の接続層１３を介して液晶表示パネル１４の裏面に貼り付けられている。ここで、導光板１２は屈折率が１.４９のアクリル板によって形成され、接続層１３としては屈折率が１.４１の２液硬化型シリコーンを用いている。【００１０】
特許文献１の第二実施例では、接続層１３の屈折率が導光板１２の屈折率よりも低いので、導光板１２内の光は、導光板１２表面の平滑な領域では全反射することによって導光板１２内に閉じ込められ、導光板１２内を導光する。一方、凹凸１７に入射した光は凹凸１７で散乱されることによって接続層１３内へ透過し、さらに液晶表示パネル１４の散乱状態にある画素で散乱されて発光する。しかも、光源１５に近いところでは凹凸１７の粗面化の度合いが低いために、凹凸１７で散乱されて液晶表示パネル１４から出射される光の比率が小さく、到達する光量の少ない光源１５から遠いところでは凹凸１７の粗面化の度合いが高いために凹凸１７で散乱されて液晶表示パネル１４から出射される光の比率が大きくなり、その結果液晶表示装置の表示面全体で発光輝度の均一化が図られる。【００１１】
特許文献１の第一実施例において、導光板１２に垂直な平面内での光の指向特性を図５（ａ）に示す。導光板１２に入射する直前の光の広がり（指向特性）は、±９０°であるが、導光板１２の屈折率がｎg＝１.４９であるので、導光板１２に入射した直後の光の広がりは、
±arcsin（１／１.４９）＝±４２.２°
となる。一方、導光板１２と薄膜１６の界面における全反射の臨界角は、
arcsin（１.４１／１.４９）＝７１.１°
となる。この臨界角７１.１°は水平方向から測ると１８.９°となる。【００１２】
よって、導光板１２内に入った±４２.２°の広がりの光のうち水平方向から測って１８.９°〜４２.２°の範囲の光と−１８.９°〜−４２.２°の範囲の光（図５（ｂ）において斜線を施した範囲の光）は薄膜１６に入射したとき、薄膜１６で反射されることなく薄膜１６を透過する。こうして図５（ｂ）において破線を施した範囲の光は、光源１５の近傍で薄膜１６を透過してしまって導光板１２内を導光されないので、光源１５から遠くまで十分な光量を導光することができず、発光輝度を十分に均一化させることができなかった。【００１３】
引用文献１の第二実施例でも、接続層１３の屈折率が第一実施例の薄膜１６と同じく１.４１であるので、導光板１２内に入った±４２.２°の広がりの光のうち水平方向から測って１８.９°〜４２.２°の範囲の光と−１８.９°〜−４２.２°の範囲の光は導光板１２の平滑な領域で反射されることなく接続層１３を透過する。こうして第二実施例の場合でも図５（ｂ）において破線を施した範囲の光は、光源１５の近傍で接続層１３を透過してしまって導光板１２内を導光されないので、光源１５から遠くまで十分な光量を導光することができず、発光輝度を十分に均一化させることができなかった。【００１４】
なお、本明細書においては、光の指向特性や指向性広がりを表す場合には、慣用的に用いられている記法を用いることがある。たとえば、上記のように光の広がりを−４２.２°〜＋４２.２°（つまり、光の広がりをχとするとき、−４２.２≦χ≦＋４２.２）と記載する代わりに、簡略に±４２.２°と記載することがある。【００１５】
【特許文献１】特開平５−８８１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは導光板に入射した光の、導光板の厚み方向における指向性広がりを狭くして導光板内を導光させることのできる面光源装置と、その面光源装置を用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明にかかる第１の面光源装置は、点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、前記導光板は、透光性材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、前記指向性変換部は、前記光導入部に入射した光の前記導光基板の厚み方向における指向性広がりを狭めることによって、前記光入射端面から前記光導入部に入射した光を前記導光板内に閉じ込めるものであって、前記光導入部の光出射側の面またはその反対面に形成され、前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴としている。なお、光導入部と導光板本体とが一体として構成されているとは、光導入部と導光板本体がひとつにつながっていて、光導入部と導光板本体の間に空気層が存在しないことであり、かりに光導入部と導光板本体が別々に分離されていても接着剤でくっついていれば、「一体として構成されている」状態である。また、導光基板は、指向性変換部や光出射手段を設けるための母材であって、導光基板というときには、指向性変換部や光出射手段を形成していないものを想定している。【００１８】
本発明の第１の面光源装置にあっては、光導入部内に入射した光を、指向性変換部によってその導光板厚み方向における指向性広がりを狭くした後に、導光板本体へ送り込むことができる。よって、導光板本体内においては、光出射手段で反射することなく導光板本体外へ漏れる光を少なくすることができる。特に、導光板本体の光出射面に導光板本体よりも屈折率の低い層が設けられている場合でも、光出射手段で反射することなく導光板本体と低屈折率の層の界面から漏れる光を少なくできる。その結果、点光源から離れた位置まで光を導光させることができ、面光源装置の発光輝度を均一化することができる。【００１９】
本発明にかかる第２の面光源装置は、点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、前記導光板は、透光性材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、前記指向性変換部は、前記点光源に近い側から前記点光源より遠ざかる方向へ向けて延びた複数のパターンによって構成されていて、前記光導入部のうち前記光出射面と平行な領域に形成され、前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴としている。なお、第２の面光源装置でも、光導入部と導光板本体とが一体として構成されているとは、光導入部と導光板本体がひとつにつながっていて、光導入部と導光板本体の間に空気層が存在しないことであり、かりに光導入部と導光板本体が別々に分離されていても接着剤でくっついていれば、「一体として構成されている」状態である。また、導光基板は、指向性変換部や光出射手段を設けるための母材であって、導光基板というときには、指向性変換部や光出射手段を形成していないものを想定している。【００２０】
本発明の第２の面光源装置にあっては、光導入部内に入射して点光源の位置を中心として広がる光を、指向性変換部のパターンで反射させることによって指向特性を変化させ、導光板厚み方向における指向性広がりを狭くした後に、導光板本体へ送り込むことができる。よって、導光板本体内においては、光出射手段で反射することなく導光板本体外へ漏れる光を少なくすることができる。特に、導光板本体の光出射面に導光板本体よりも屈折率の低い層が設けられている場合でも、光出射手段で反射することなく導光板本体と低屈折率の層の界面から漏れる光を少なくできる。その結果、点光源から離れた位置まで光を導光させることができ、面光源装置の発光輝度を均一化することができる。【００２１】
本発明の第１または第２の面光源装置のある実施態様では、前記指向性変換部がＶ溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されている。かかる実施態様においては、Ｖ溝状をした指向性変換パターンで光導入部内の光を反射させることにより、指向特性を傾けることができ、それによって光導入部内の光の導光板厚み方向における指向性広がりを狭くすることができる。【００２２】
さらに上記実施態様においては、隣接する前記指向性変換パターンによって形成される山部の稜線に垂直な断面における当該山部の頂角が、１０７°以上１５４°以下となっていることが好ましい。前記山部の頂角を１０７°以上１５４°以下とすることにより、導光板の指向性変換効率と導光効率を良好にすることができるからである。【００２３】
本発明の第１または第２の面光源装置の別な実施態様では、前記指向性変換部が、点光源もしくは点光源近傍のある位置を中心として放射状に配列された複数の指向性変換パターンによって構成されている。点光源から出射して光出射手段に達する光は、導光板の光出射面に平行な面内での指向性広がりが狭いという特徴がある。この実施態様においては、指向性変換パターンを点光源もしくは点光源近傍のある位置を中心として放射状に配列しており、光の進む方向と指向性変換パターンの面がほぼ平行になるので、厚み方向に広がる指向性変換が起こりにくくなるため指向性変換パターンによって漏れる光が少なくなる。【００２４】
本発明の第１または第２の面光源装置のさらに別な実施態様では、前記導光板の光出射面に垂直な方向から見たとき、前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の一方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が３２°以下であり、かつ、前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の他方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が３２°以下となっている。かかる実施態様によれば、導光板の指向性変換効率と導光効率を良好にすることができる。【００２５】
本発明の第１または第２の面光源装置のさらに別な実施態様は、前記点光源が前記導光板の端縁に沿って複数個配置されたものであって、前記導光板の光出射面に垂直な方向から見て、いずれか任意の点光源の中心を通り前記導光板の端縁に垂直な方向にＸ軸を定め、前記導光板の端縁に沿ってＹ軸を定めたとき、当該点光源に対応する指向性変換部が、
Ｘ＞０
Ｘ≦｛−２Ｙ＋（２Ｐ−Ｗ）｝／（２tanα）
Ｘ≦｛２Ｙ＋（２Ｐ−Ｗ）｝／（２tanα）
（ただし、Ｐ：前記点光源間の距離、Ｗ：前記点光源の光出射窓の幅、α：導光板の屈折率をｎgとするとき、α＝arcsin（１／ｎg）で表される角度）の３式を同時に満たす領域の内部に位置していることを特徴としている。かかる実施態様によれば、複数の点光源が導光板の端縁に沿って配置され、各点光源の前方にそれぞれの指向性変換部が設けられた面光源装置において、それぞれの指向性変換部に、対応しない他の点光源からの光が入射して反射又は透過するのを避けることができ、指向性変換部や光導入部からの光の漏れを低減することができる。【００２６】
本発明の第１の面光源装置のさらに別な実施態様では、前記光導入部は、当該光導入部の表面から前記導光板本体の表面にかけて傾斜した傾斜面を前記指向性変換部とし、前記傾斜面を前記導光板の光出射面側の面またはその反対面における前記光導入部の前記導光板本体に隣接する領域に形成され、前記光導入部のうち前記傾斜面が形成された領域以外の領域の厚みが、前記導光板本体の厚みよりも薄いことを特徴としている。【００２７】
かかる実施態様にあっては、光導入部側で厚みが薄くなるようにして光導入部の縁に傾斜面を形成しているので、光導入部内に入った光を当該傾斜面で反射させることにより導光板厚み方向における指向性広がりを狭くすることができ、指向性広がりを狭くした光を導光板本体へ送り込むことができる。よって、導光板本体内においては、光出射手段で反射することなく導光板本体外へ漏れる光を少なくすることができる。特に、導光板本体の光出射面に導光板本体よりも屈折率の低い層が設けられている場合でも、光出射手段で反射することなく導光板本体と低屈折率の層の界面から漏れる光を少なくできる。その結果、点光源から離れた位置まで光を導光させることができ、面光源装置の発光輝度を均一化することができる。【００２８】
本発明の第１または第２の面光源装置のさらに別な実施態様においては、前記導光板の光出射面側の面もしくはその反対側の面のうち少なくとも一方の面を、前記導光板よりも屈折率の小さな低屈折率層で密着させるように覆ったことを特徴としている。かかる実施態様のように、導光板の表面が低屈折率層で覆われている場合には、指向性変換部がなければ、導光板内に入射した点光源の光は低屈折率層を透過し拡散し、液晶表示画面の面内輝度むらを悪化させ易くなる。これに対し、この実施態様では、光導入部に指向性変換部を設けているので、導光板に入射した光の指向性を狭くすることができ、指向性変換部がなければ低屈折率層に抜けていた光の漏れを低減し、液晶表示画面の面内輝度むらを改善することができる。【００２９】
本発明の第１または第２の面光源装置のさらに別な実施態様においては、前記導光板の光出射手段は、前記光入射端面側に少なくとも１つの平面を有するパターンによって、前記導光板の光出射面と反対側の面に形成され、前記光出射手段は、前記平面が前記導光板の光出射面と平行な面となす角度の平均傾斜角θx*が３５°以上７０°以下であり、かつ、各光出射手段の前記平面が前記導光板の光出射面と平行な面となす傾斜角度がθx*±１０°の範囲にあることを特徴としている。かかる実施態様によれば、導光板の光出射面から出射される光の指向性広がりを±１０°から±２０°程度にすることができ、液晶表示画面の視認性を良好にすることができる。また、平均傾斜角θx*を３５°以上７０°以下の範囲で調整することにより、光出射面から出る光のピーク方向を調整することができる。【００３０】
本発明にかかる液晶表示装置は、本発明の第１または第２の面光源装置と、液晶表示パネルと、少なくとも前記面光源装置の前記導光板本体と前記液晶表示パネルとの間に介在して前記導光板本体を前記液晶表示パネルに密着させる少なくとも１層の接続層とからなる液晶表示装置において、前記各接続層のいずれかの屈折率が、前記導光板本体の屈折率よりも低くなっていることを特徴としている。【００３１】
本発明の液晶表示装置にあっては、導光板本体を接続層を介して液晶表示パネルに密着させているので、導光板の厚みを薄くしても導光板が反りにくい。従って、組立性を損ねることなく、また反った導光板から光が漏れる問題を解消しつつ面光源装置を薄型化することができる。さらに、接続層は導光板本体よりも低屈折率であるので、導光板本体と接続層の界面で光を全反射させることで、光源から遠くまで光を導光させることができる。しかも、本発明の面光源装置を用いているので、光導入部に入射した光の指向性広がりを狭くした上で導光板本体へ光を送り込むことができ、導光板本体と接続層との界面から光が漏れにくくなり、光の利用効率が向上する。そして、導光板本体と接続層の界面から光が漏れにくくなるので、より多くの量の光が光源から遠くまで達することができるようになり、液晶表示パネルを均一に照明できるようになる。【００３２】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、特許文献１に開示されている比較例１の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の液晶表示装置の導光板内に入射した光の挙動を示す図、図２（ｂ）は光源からの距離によって液晶表示装置の輝度が変化する様子を説明する図である。
【図３】図３は、特許文献１に記載された第一実施例の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図４】図４は、特許文献１に記載された第二実施例の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図５】図５は、図３に示した液晶表示装置における導光板内の光の指向性を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態１による液晶表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図７】図７は、実施形態１の液晶表示装置に用いられている面光源装置の概略平面図である。
【図８】図８は、同上の面光源装置に用いられている導光板の斜視図である。
【図９】図９は、同上の導光板の一部破断した概略断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、光導入部を拡大して示す平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の光導入部を円周方向Ａ１−Ａ２に沿って切った断面図である。
【図１１】図１１は、指向性変換部の働きと光の挙動を説明するための図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は指向性変換部に入射する前の光の指向性を示す図、図１２（ｃ）、（ｄ）は指向性変換部を通過した後の光の指向性を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は、指向性変換効率を説明するための図である。
【図１４】図１４（ａ）は光導入部に入射した直後の光の指向性を示す図、図１４（ｂ）は指向性変換部を通過した後の光の指向性を示す図である。
【図１５】図１５は、指向性変換パターンで形成される山部の頂角φと指向性変換効率、導光効率、変換効率×導光効率との関係を表した図である。
【図１６】図１６は、見込み角θ１と指向性変換効率、導光効率、変換効率×導光効率との関係を表した図である。
【図１７】図１７は、見込み角θ１、θ２を説明するための図である。
【図１８】図１８は、指向性変換パターンの外周縁の半径ｒ２の上限値を説明するための概略図である。
【図１９】図１９は、導光板の光出射面から垂直に出射する光の指向特性を示す図である。
【図２０】図２０は、導光板の光出射面からその垂線に対して３０°の方向へ出射する光の指向特性を示す図である。
【図２１】図２１は、偏向パターンの平均傾斜角の定義を説明するための図である。
【図２２】図２２（ａ）、（ｂ）は、偏向パターンの平均傾斜角を説明する図である。
【図２３】図２３は、偏向パターンの平均傾斜角と傾斜角のばらつきを説明する図である。
【図２４】図２４は、導光板から出射された光の光度の指向性半値全幅と偏向パターンの平均傾斜角との関係を示す図である。
【図２５】図２５は、導光板から出射された光の光度の指向特性を示す図である。
【図２６】図２６は、導光板から出射された光の光度の指向特性を示す図である。
【図２７】図２７は、偏向パターンにおいて生じる丸味を帯びた角を示す図である。
【図２８】図２８は、実施形態１の変形例１による導光板を示す斜視図である。
【図２９】図２９は、実施形態１の変形例１による導光板の概略断面図である。
【図３０】図３０は、実施形態１の変形例２による導光板を示す斜視図である。
【図３１】図３１は、実施形態１の変形例２による導光板の概略断面図である。
【図３２】図３２は、指向性変換部の異なる例を示す概略断面図である。
【図３３】図３３（ａ）は、実施形態１の変形例３による指向性変換部の形状を示す平面図、図３３（ｂ）はその稜線を通る断面の概略断面図である。
【図３４】図３４（ａ）は実施形態１の変形例４による面光源装置を示す斜視図、図３４（ｂ）はその一部を拡大した斜視図である。
【図３５】図３５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３４（ｂ）のＤ１〜Ｄ３のそれぞれの位置における指向性変換パターンの形状を示す図である。
【図３６】図３６は、実施形態１の変形例５による面光源装置を示す斜視図である。
【図３７】図３７は、複数の点光源を並べて構成されている場合において、導光板内で各点光源から出射した光が届く範囲を示す概略図である。
【図３８】図３８（ａ）は、指向性変換部の試行錯誤的な配置を示す図、図３８（ｂ）は、指向性変換部の好ましい配置を示す図である。
【図３９】図３９（ａ）は、指向性変換部の試行錯誤的な配置を示す図、図３９（ｂ）は、指向性変換部の好ましい配置を示す図である。
【図４０】図４０は、本発明の実施形態２による液晶表示装置を示す断面図である。
【図４１】図４１は、実施形態２の液晶表示装置に用いられている導光板の斜視図である。
【図４２】図４２（ａ）は導光板内に入射した直後の光の指向性を示す図、図４２（ｂ）は指向性変換部を通過した後の光の指向性を示す図である。
【図４３】図４３は、実施形態２の変形例１に用いる導光板の構造を示す斜視図である。
【図４４】図４４（ａ）は、本発明の実施形態３を説明する概略図、図４４（ｂ）は、実施形態３の異なる形態を説明する概略図、図４４（ｃ）は、実施形態３のさらに異なる形態を説明する概略図である。
【図４５】図４５（ａ）は、実施形態３のさらに異なる形態を説明する概略図、図４５（ｂ）は、実施形態３のさらに異なる形態を説明する概略図である。
【図４６】図４６は、実施形態３のさらに異なる形態を説明する概略図である。
【図４７】図４７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態４における積層型導光板の構造を示す概略断面図である。
【図４８】図４８は、実施形態４の変形例１における積層型導光板の構造を示す概略断面図である。
【図４９】図４９は、実施形態４の変形例２における積層型導光板の構造を示す概略断面図である。
【図５０】図５０は、実施形態４の変形例３における積層型導光板の構造を示す概略断面図である。
【図５１】図５１は、実施形態４の変形例４における積層型導光板の構造を示す概略断面図である。
【図５２】図５２は、本発明の実施形態５による液晶表示装置を示す断面図である。
【図５３】図５３（ａ）、（ｃ）は実施形態５の面光源装置の指向性を示す図、図５３（ｂ）、（ｄ）は比較例の指向性を示す図である。
【図５４】図５４は、本発明の実施形態６による液晶表示装置を示す断面図である。
【図５５】図５５は、実施形態６の変形例による液晶表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２１      液晶表示装置
２２      面光源装置
２３      点光源
２４      導光板
２８      光出射窓
２９      導光板本体
３０      光導入部
３１      光入射端面
３２      光出射面
３３      指向性変換部
３４      偏向パターン
３５      接続層
３６      液晶表示パネル
３７      指向性変換パターン
３８ａ      稜線
３８ｂ      谷線
５２      指向性変換部
５３      薄板部
５４      柱状部材
５５      拡散材
５６      印刷層
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。【００３６】
（第１の実施形態）
図６は本発明の実施形態１による液晶表示装置２１の一部を示す概略断面図である。図７は当該液晶表示装置２１に用いられている面光源装置２２の概略平面図である。【００３７】
面光源装置２２は、点光源２３と導光板２４とからなる。点光源２３は、１個又は近接した複数個のＬＥＤを内蔵したものであって、白色発光するものである。点光源２３は、例えば図６に示すように、１個又は複数個のＬＥＤ２５を透明封止樹脂２６内に封止し、さらに当該透明封止樹脂２６の正面を除く各面を白色樹脂２７で覆ったものである。透明封止樹脂２６の正面が、白色樹脂２７から露出していて光出射窓２８となっている。そして、ＬＥＤ２５から出射した光は、直接に光出射窓２８から出射され、あるいは透明封止樹脂２６と白色樹脂２７との界面で反射された後に光出射窓２８から出射される。【００３８】
点光源２３は図６に示したようなものに限らない。ここでいう点光源２３は、厳密な意味での点光源ではなく、冷陰極管が線状光源と呼ばれるのに対して点光源と称するものである。すなわち、点光源とは、導光板２４の幅に比べて小さな光源ということであり、点光源２３も有限の幅を持つが、冷陰極管のように１０ｍｍ以上の長さもしくは幅を持つようなものではない。【００３９】
例えば、別な点光源２３としては、サイドビュー型のＬＥＤなどがある。サイドビュー型のＬＥＤでは、１パッケージ内に１つ以上のＬＥＤチップが入っており、複数個のＬＥＤチップが同時に封止されていてもよい。複数個のＬＥＤチップが同時に封止されたものでは、出射窓の幅が５ｍｍ程度になるものがあるが、導光板の発光領域の幅が２インチ程度であるのと比べれば十分に小さいので、点光源とみなすことができる。また、光ファイバを用いて導いた光を導光板に導入するようにしてもよい。その場合には、光ファイバの光出射端面を点光源とみなすことができる。【００４０】
導光板２４は、導光板本体２９の端部に光導入部３０を設けたものであって、導光板本体２９と光導入部３０とは一体として構成されている。また、導光板２４は、透光性材料からなる導光基板に光導入部３０と偏向パターン３４を設けたものである。導光基板としては、光導入部３０の光出射側の面と導光板本体２９の光出射側の面とは平坦に連続しており、光導入部３０の光出射側の反対面と導光板本体２９の光出射側の反対面も平坦に連続している。導光板２４（導光基板）は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、シクロオレフィン系材料、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの高屈折率の透明樹脂によって成形されている。以下においては、導光板２４はポリカーボネイト樹脂製であるとして説明する。光導入部３０の端面（光入射端面３１）の厚みＴは、点光源２３の光出射窓２８の高さＨと等しいか、それよりも厚くなっている。そのため、点光源２３から出射された光を光入射端面３１から光導入部３０内に効率よく入射させることができ、面光源装置２２の光利用効率が高くなる。【００４１】
光導入部３０（導光基板）においては、導光板本体２９の光出射面３２と同じ側の面に、指向性変換部３３が形成されている。また、指向性変換部３３は、光導入部３０内において、導光板本体２９と隣接する領域に沿って帯状に形成されている。言い換えると、導光板２４の光出射面３２に垂直な方向から見て、指向性変換部３３の点光源２３から遠い側に位置する縁から光入射端面３１までの領域を光導入部３０と呼び、それ以外の領域（指向性変換部３３の点光源２３から遠い側に位置する縁から導光板２４の光入射端面３１と反対側の端面までの領域）を導光板本体２９と呼ぶ。【００４２】
導光板本体２９（導光基板）の光出射面３２とその反対側の面（裏面）とは平行に形成されている。導光板本体２９（導光基板）の裏面には、光を反射させて光出射面３２からほぼ垂直に出射させるための複数（多数）の偏向パターン３４（光出射手段）が設けられている。偏向パターン３４は、光を出射させるものであれば何でもよく、凹凸形状、スクリーン印刷によるパターン、導光板２４内に拡散材を設けたものなど、用途に応じて選択できる。また、偏向パターン３４の配置も同心円配置、千鳥配置、ランダム配置、規則的な配置など公知技術を組み合わせることができる。一例として、偏向パターン３４は、図７に示すように、点光源２３又は点光源２３の近傍のある１点を中心として同心円状に配列されており、しかも、円周方向においては円弧状に端から端まで連続するのでなく、短い偏向パターン３４が円周方向に並んでいる。偏向パターン３４は、点光源２３の近傍では分布密度が小さく、点光源２３から遠くなるに従って分布密度が大きくなるように形成されており、それによって面光源装置２２の発光輝度を均一化している。また、一つ一つの偏向パターン３４は、導光板本体２９の裏面をＶ溝状に窪ませた凹部、あるいは導光板本体２９の裏面を三角プリズム状に突出させた凸部であって、その凹部の溝方向あるいは凸部の稜線方向がその偏向パターン位置と同心円の中心とを結ぶ線分に対してほぼ直交するように配置されている。しかして、図６に示す光Ｌｂのように、導光板本体２９内を導光する光が偏向パターン３４に入射して偏向パターン３４の斜面で全反射されると、偏向パターン３４で反射された光は光出射面３２からほぼ垂直な方向へ出射される。【００４３】
液晶表示装置２１は、導光板本体２９の光出射面３２に液晶表示パネル３６を重ねて構成されており、光出射面３２と液晶表示パネル３６の裏面との間に接続層３５を挟み込むことによって、光出射面３２と液晶表示パネル３６の裏面とを空気が入り込むことのないよう密着させている。なお、接続層３５は、光出射面３２と液晶表示パネル３６の裏面との間ばかりでなく、光導入部３０以外の領域において導光板本体２９の端面や裏面側にはみ出ていても差し支えない。【００４４】
接続層３５の屈折率は、導光板２４よりも小さい。すなわち、導光板２４の屈折率をｎg、接続層３５の屈折率をｎ1とすると、これらの屈折率ｎg、ｎ1の間には、
ｎg＞ｎ1＞１
の関係がある。ここで、ｎ1＞１としたのは、接続層３５から空気層を除外するためである。例えば、導光板２４の屈折率ｎg＝１.５９、接続層３５の屈折率ｎ1＝１.４である。接続層３５としては接着剤を用いることができ、例えば導光板２４よりも低屈折率の２液硬化型シリコーンや紫外線硬化樹脂などを用いることができる。なお、接続層３５としては、接着性のないものでもよく、例えば空気よりも高屈折率で、かつ、導光板２４の屈折率よりも低屈折率のガスを導光板２４と液晶表示パネル３６との間に介在させてもよい。【００４５】
この面光源装置２２においては、点光源２３から導光板２４内に入射した光の挙動は、大別すると２つに分けることができる。一つの光は図６に示す光Ｌaのように導光板２４内において光の進む方向が水平面（以下、光出射面３２と平行な面を水平面と呼ぶ。）に対して比較的小さな角度をなす光であって、この光Ｌaは指向性変換部３３に当たることなく直接導光板本体２９の光出射面３２又は裏面に当たって全反射され、その導光途中で偏向パターン３４に当たったものは光出射面３２からほぼ垂直に出射される。【００４６】
他方の光は図６に示す光Ｌbのように導光板２４内において光の進む方向が水平面に対して比較的大きな角度をなす光である。この光Ｌbは指向性変換部３３がなければ、図６に破線で示した光のように導光板２４と空気との界面で全反射することによって導光され、導光板本体２９と接続層３５との界面に達したときに接続層３５を透過して漏れてしまう光である。しかし、この実施形態では、光導入部３０に指向性変換部３３を設けているので、この光Ｌbは指向性変換部３３に当たって導光方向を曲げられる。すなわち、光Ｌbは指向性変換部３３で反射されることによって水平面となす角度が小さくなるように導光方向を曲げられるので、導光板本体２９と空気との界面や導光板本体２９と接続層３５との界面で全反射し、導光板本体２９内に閉じ込められて点光源２３から遠くまで導光され、偏向パターン３４に当たると光出射面３２からほぼ垂直に出射される。【００４７】
次に、指向性変換部３３の構造を説明する。図８は導光板２４の斜視図、図９は導光板２４の一部破断した概略断面図である。また、図１０（ａ）は光導入部３０を拡大して示す平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の光導入部３０を円周方向Ａ１−Ａ２に沿って切った断面図である。【００４８】
指向性変換部３３は、光出射面３２に垂直な方向から見ると円弧状をした帯状領域となっており、Ｖ溝状をした同一形状の指向性変換パターン３７を円周方向に沿って放射状に並べて構成されている。光導入部３０のうち指向性変換部３３で囲まれた領域は光出射面３２と面一となっており（指向性変換部３３で囲まれた平坦な領域を光導入部３０の平坦面３９と呼ぶ。）、指向性変換部３３は光出射面３２及び平坦面３９から突出するように形成されている。指向性変換パターン３７の谷線３８ｂは導光板２４の光出射面３２及び平坦面３９を含む平面内にあって水平方向に延びている。また、指向性変換パターン３７の稜線３８ａは点光源２３から遠い側で最も高く、点光源２３に近い側で最も低くなるように直線的に傾斜している。隣接する指向性変換パターン３７間に形成される山部の両端面はいずれも光出射面３２及び平坦面３９に垂直な面となっている。【００４９】
各指向性変換パターン３７の稜線３８ａを三次元的に延長した先は、ある１点もしくはある１点の近傍領域に集まっている。この実施形態の場合では、図９及び図１０（ａ）に示すように、各指向性変換パターン３７の稜線３８ａを延長した先は、平坦面３９上において光導入部３０の端面（光入射端面３１）の中央部に位置する１点もしくはその近傍の１点もしくはそれらの１点の近傍領域に集まっている。この実施形態では、光導入部３０の端面の中央部に位置する１点Ｓに集まっているものとする。同様に、各指向性変換パターン３７の谷線３８ｂを三次元的に延長した先も、ある１点もしくはある１点の近傍領域に集まっている。【００５０】
なお、この導光板２４の数値例を挙げると次のとおりである。光導入部３０の端面の厚みＴと導光板本体２９の厚みはいずれも０.３７ｍｍである（いずれの厚みも、指向性変換パターンや偏向パターンを考慮しない、導光基板における厚みを指す。）。また、図１０（ａ）に示すように、光出射面３２に垂直な方向から見たとき、各指向性変換パターン３７の稜線３８ａ及び谷線３８ｂの点光源２３に近い側の端を通る包絡線（指向性変換部３３の内周縁）は円弧となっている。同様に、各指向性変換パターン３７の稜線３８ａ及び谷線３８ｂの点光源２３から遠い側の端を通る包絡線（指向性変換部３３の外周縁）も円弧となっている。この指向性変換部３３の内周縁の半径ｒ１は２.５ｍｍとなっており、指向性変換部３３の外周縁の半径ｒ２は３.８ｍｍとなっている。指向性変換部３３の内周縁から外周縁までの距離ｒ２−ｒ１（指向性変換パターン３７の長さ）は、後述のように、変換したい指向性の光が指向性変換部３３に当たるように決められる。したがって、導光板２４の厚みＴが変化すれば、半径ｒ１、ｒ２の値も変わる。光出射面３２に垂直な方向から見たとき、指向性変換部３３の内周縁における指向性変換パターン３７のピッチＰ１は、０.３０ｍｍとなっており、指向性変換部３３の外周縁における指向性変換パターン３７のピッチＰ２は、０.４６ｍｍとなっている。また、指向性変換パターン３７の稜線３８ａの傾斜角度（勾配）ξは約１°であるが、稜線３８ａの傾斜角度ξの値はピッチＰ１、Ｐ２の値によって変化する。【００５１】
次に、指向性変換部３３の働きを説明する。図１１、図１２は指向性変換部３３の働きと光の挙動を説明するための図である。いま、光入射端面３１及び光出射面３２に垂直な平面（ＺＸ面）を考え、光入射端面３１に垂直な方向をＸ軸方向、光出射面３２に垂直な方向をＺ軸方向、光入射端面３１及び光出射面３２に平行な方向をＹ軸方向と定める。光入射端面３１から導光板２４内に入射する光は半球状の指向特性を有するから、ＺＸ面内では±９０°の指向性広がりを有している。導光板２４の屈折率はｎgであるから、±９０°の広がりを有する光が光入射端面３１から光導入部３０に入射すると、図１１に示すように、光導入部３０内における指向性広がりは、
±α＝±arcsin（１／ｎg）      …（数式１）
となる。いま、ｎg＝１.５９とすると、指向性広がりは±α＝±３９.０°となる。【００５２】
また、ｎg＝１.５９とすると、平坦面３９又はその裏面と空気層との界面における全反射の臨界角は、同じく３９.０°であるから、これを水平方向（Ｘ軸方向）から測った角度に換算すると、５１.０°となる。すなわち、水平方向から測って５１.０°以上の角度の光と、−５１.０°以下の角度の光は光導入部３０と空気層の界面から漏れる。しかし、光導入部３０に入射した光の指向性広がりは、±３９.０°であるから、光導入部３０に入射した光は空気との界面では漏れることが無く、全反射しながら導光板２４内を導光される。【００５３】
一方、導光板本体２９と接続層３５との界面における全反射の臨界角γは、
γ＝arcsin（ｎ1／ｎg）      …（数式２）
であり、これは水平方向から測った角度βに換算すれば、
β＝９０°−γ＝９０°−arcsin（ｎ1／ｎg）      …（数式３）
となる。いま、ｎg＝１.５９、ｎ1＝１.４とすれば、β＝２８.３°となる。【００５４】
従って、光導入部３０に入射した指向性広がり±α（＝±３９.０°）の光のうち、−β〜＋βの範囲の光は、導光板２４と空気との界面でも導光板２４と接続層３５との界面でも全反射することができ、導光板２４から漏れることなく導光される。これに対し、−α〜−βの範囲の光と＋β〜＋αの範囲の光は、指向性変換部３３がない場合には、空気との界面では全反射されるが、接続層３５との界面では接続層３５へ透過して漏れてしまう。【００５５】
指向性変換部３３は、光を反射する前後で光の指向特性をＸ軸の回りに回転させ、あるいは傾ける働きをする。Ｘ軸方向へ進む点光源２３の光は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すようにＹ方向では狭い指向特性を有している。この光が指向性変換部３３で反射されると、その指向特性は図１２（ｃ）、（ｄ）のように回転する。その結果、ＺＸ面内ので指向性広がりはεに小さくなる。よって、ε≦βとなるように指向性変換部３３の形状及び寸法が定められていれば、指向性変換部３３で反射した光は、接続層３５との界面でも漏れなくなり、遠くまで光を運ぶことが可能になる。【００５６】
なお、図１２（ｂ）、（ｄ）はＺＸ面内から見た光の指向特性であって、このような指向特性はＸＹ面内において斜め方向から点光源２３を見た場合には、見る方向によって上下方向の指向性広がりは異なる。よって、指向性変換部３３も正面方向と斜め方向とでパターンの形状を変化させることができるが、パターン製造の容易さから各方向の指向性変換パターン３７を同じ形状のものとしている。【００５７】
また、光の漏れを完全に無くそうとすれば、理論的には、−α〜−βの範囲の光と＋β〜＋αの範囲の光を全て指向性変換部３３で受ける必要があるが、その他の条件も考慮して、必ずしもこれらの範囲の光をすべて指向性変換部３３で受ける必要はない。【００５８】
次に、±αの指向性広がりを指向性変換部３３で±βよりも小さな指向性広がりに変換するためには、図１１に示すように、−α〜−βの範囲の光と＋β〜＋αの範囲の光が指向性変換部３３に入射するように、指向性変換部３３の領域（つまり、ｒ１、ｒ２の値）を定めればよい。【００５９】
この結果、光導入部３０で指向性広がりが±εに変換された光が導光板本体２９に送られることになり、導光板本体２９内では、偏向パターン３４で反射されるまでは光が接続層３５との界面から漏れなくなるのである。【００６０】
つぎに、最適な指向性変換部３３の決め方について説明する。まず、初めに指向性変換効率と導光効率の概念について説明しておく。指向性変換効率とは、導光板本体２９へ伝わった光の指向性のうち、目標となる指向性の範囲にどれだけの光量が入っているか、ということを表す。
指向性変換効率＝（範囲内の光量）÷（全体の光量）
＝（全体の光量−範囲外の光量）÷（全体の光量）【００６１】
図１３（ａ）、（ｂ）は図１２（ａ）、（ｃ）のようにＺＹ平面での指向性を表すものであり、具体的にいうと、図１３（ａ）において２本の実線で挟まれた領域Ｋは、導光板本体２９の光出射面３２に接続層３５が密着している場合に目標となる指向性の範囲を表すものであって、屈折率が１.５９の導光板本体２９の上に屈折率が１.４の接続層３５を設けた場合を想定している。また、図１３（ｂ）において円で示した領域Ｑの内部が導光板本体２９へ伝わった光の指向特性を表すものとする。この場合、領域Ｑのうち領域Ｋの外にある領域ｑ１、ｑ２が目標となる範囲外の光量であり、領域Ｑのうち領域Ｋ内にある領域ｑ３が目標となる範囲の光量であるから、指向性変換効率は、ｑ３／（ｑ１＋ｑ２＋ｑ３）となる。【００６２】
したがって、指向性変換効率は、導光板本体２９へ伝わった光の、導光板本体２９と接続層３５との界面における漏れにくさの程度を表すものである。指向性変換効率が大きいと導光板本体２９と接続層３５との界面で光が漏れにくくて光が導光板本体２９を伝搬しやすくなる。反対に、指向性変換効率が小さいと、導光板本体２９に入った光が接続層３５との界面で漏れやすくなり、導光板本体２９のうち光導入部３０に近い領域が明るく光る不具合が顕著になる。【００６３】
また、導光効率とは、導光板２４に入射した直後の光の光量に対する導光板本体２９へ伝わった光量の割合を表す。
導光効率＝（導光板本体へ伝わった光量）÷（入射した直後の光量）【００６４】
すなわち、導光効率は、光導入部３０における光の漏れにくさの程度を表すものである。導光効率が小さいということは、指向性変換部３３などによる光の漏れが大きいことを示し、導光板本体２９の発光面全体の輝度が低くなることを表す。反対に、導光効率が大きいということは、指向性変換部３３などによる光の漏れが小さいことを示し、導光板本体２９の発光面全体の輝度を高くできる。【００６５】
図１４（ａ）、（ｂ）は図１２（ａ）、（ｃ）のようにＺＹ平面での指向性を表すものであり、図１４（ａ）に示す指向特性Ｇ１は、図１２（ａ）、（ｃ）のようにＺＹ平面での指向性を表すものであり、光導入部３０に入射した直後の光の指向性を表している。また、図１４（ｂ）に示す指向性Ｇ２は、指向性変換部３３を通過した後の指向性を表している。入射直後の光の指向性Ｇ１のままでは、目標範囲Ｋ内に収まっていないが、指向性変換部３３を設けることによって、範囲外の光が斜め方向へ移動することで指向性Ｇ２のようにほぼ目標範囲内の光だけになる。このときの指向特性をＺＸ面内の断面で表したものが図１２（ｄ）である。【００６６】
図１５は、指向性変換パターン３７で形成される山部の頂角φと指向性変換効率、導光効率、変換効率×導光効率の関係を表す。この関係は、ｒ１＝２.５ｍｍ、ｒ２＝３.８ｍｍとした場合のものであるが、これ以外の場合でも同様な傾向を示す。山部の頂角φとは、正確には、隣接する指向性変換パターン３７間に形成される山部の、稜線３８ａに垂直な断面における頂角（山部の両側斜面のなす最大挟角）である。従って、図１０（ｂ）に示している頂角φは、説明のためのものであって厳密には正しくない。【００６７】
図１５によれば、頂角φ＝１２０°のときに、指向性変換部３３による指向性の変換効率が最も高くなる。頂角φが１２０°よりも小さくなると、指向性変換効率が低下すると同時に、指向性変換部３３において光漏れが発生し、導光板本体２９へ伝わる光の光量が減少するために導光効率も低下する。頂角φが１２０°よりも大きくなると、指向性変換効率は低下するが、光漏れが減少するために導光効率は向上する。【００６８】
以上のことから、最適な頂角φは、指向性変換効率と導光効率の両方を考慮して決定する必要があり、そのため指向性変換効率×導光効率によって評価することが望ましい。この指向性変換効率×導光効率の値は、
指向性変換効率×導光効率＞０.８５
であることが望ましく、そのためには、図１５によれば、頂角φ＞９２°であればよい。また、さらに望ましくは、
指向性変換効率×導光効率＞０.９
であり、そのためには、１０７°＜φ＜１５４°であればよい。【００６９】
また、指向性変換効率×導光効率の値も、頂角φ＝１２０°のときに最大値となる。【００７０】
図１６は、見込み角θ１と指向性変換効率、導光効率、指向性変換効率×導光効率の関係を表す。図１６は、頂角φ＝１２０°として計算により求めたものである。ここで見込み角θ１とは、図１７に示すように、指向性変換部３３の内周縁の中央から点光源２３の光出射窓２８の一方の端へ延ばした線分と、指向性変換部３３の内周縁の中央から光出射窓２８の中央へ延ばした線分とのなす角度である。図１６の関係は、指向性変換部３３の内周縁の中央から点光源２３の光出射窓２８の他方の端へ延ばした線分と、指向性変換部３３の内周縁の中央から光出射窓２８の中央へ延ばした線分とのなす角度θ２についても当てはまるものである。【００７１】
図１６によれば、指向性変換効率×導光効率＞０.８５とするためには、θ１＜４３°とすればよい。また、指向性変換効率×導光効率＞０.９にするためには、θ１≦３２°とすればよい。また、θ１＝２２°のときには、指向性変換効率×導光効率の値は最大値となる。よって、見込み角θ１、θ２は、θ１≦３２°、θ２≦３２°となるようにすることが望ましく、特にθ１＝θ２＝２２°とすれば、指向性変換効率と導光効率を良好にするのに特に望ましい。【００７２】
見込み角θ１、θ２の望ましい値あるいは望ましい最大値が上記のようにして決まるので、光出射窓２８の幅に応じて光入射端面３１から指向性変換部３３の内周縁までの距離ｒ１も望ましい値あるいは望ましい下限値が決まる。たとえば、指向性変換部３３の内周縁が光出射窓２８の中央を中心とする半円で、光出射窓２８の幅がＷであるとすれば、
ｒ１＝Ｗ／（２tanθ１）      …（数式４）
となるので、指向性変換効率を０.９以上にするためには、ｒ１≧０.８Ｗであればよく、指向性変換効率を最大にするためには、距離（半径）ｒ１をほぼ１.２４Ｗとすればよい。【００７３】
ただし、見込み角θ１、θ２の値が小さくなり過ぎると、指向性変換部３３の内周縁までの距離ｒ１が大きくなり、発光エリアである導光板本体２９までの距離が長くなるので、そのような場合には適宜調整すればよい。【００７４】
なお、指向性変換部３３の内周縁の任意の点から点光源２３の光出射窓２８のいずれかの端に延ばした方向と、当該任意の点から光出射窓２８の中央に延ばした方向とのなす角度は、内周縁の中央でほぼ最大値に近くなる。従って、θ１≦３２°、θ２≦３２°という条件は、導光板２４の光出射面３２に垂直な方向から見たとき、指向性変換部３３の内周縁の任意の点から光出射窓２８の一方の端に延ばした方向と、当該任意の点から光出射窓２８の中央に延ばした方向とのなす角度が３２°以下であり、かつ、指向性変換部３３の内周縁の任意の点から点光源２３の光出射窓２８の他方の端に延ばした方向と、当該任意の点から光出射窓２８の中央に延ばした方向とのなす角度が３２°以下であるというように言い換えることができる。【００７５】
また、光入射端面３１から指向性変換部３３の外周縁までの距離ｒ２の上限値は、以下のようにして決めることができる。図１８は、光導入部３０の概略断面図である。図１８のように光導入部３０の上面に飛び出た構造の指向性変換パターン３７の場合には、その最大高さｈaがＴ／２（ただし、Ｔは光導入部３０の厚みである。）よりも大きくなると、導光板２４の厚み方向で指向性変換部３３が厚くなり過ぎて面光源装置の薄型化の要求を満たさなくなる。また、光導入部３０の上面で窪んだ構造の指向性変換パターン３７（図３０〜図３２を参照）の場合には、その高さ（深さ）ｈaがＴ／２よりも大きくなると、その部分で導光板２４の厚みが薄くなり過ぎ、導光板２４の強度を保てなくなる。したがって、指向性変換パターン３７の最大高さｈaは、光導入部３０の厚みＴの１／２以下であることが望ましく、
ｈa≦Ｔ／２      …（数式５）
であればよい。【００７６】
また、図１８に示す光導入部３０では、各指向性変換パターン３７の稜線３８ａや谷線３８ｂを延長した先は、ある１点Ｓ、たとえば平坦面３９上において光導入部３０の端面（光入射端面３１）の中央部に位置する１点（点Ｓ）に集まっている。この場合には、指向性変換パターン３７の最大高さ、すなわち外周縁における高さ（厚み）ｈaは、
ｈa＝ｒ２×tanξ      …（数式６）
で表される。ただし、符号ｒ２は光入射端面３１から指向性変換部３３の外周縁までの水平距離、ξは指向性変換パターン３７の稜線３８ａの傾斜角度（勾配）である。【００７７】
よって、数式５と数式６から、
ｒ２≦Ｔ／（２tanξ）      …（数式７）
が得られ、光入射端面３１から指向性変換部３３の外周縁までの距離（半径）ｒ２の上限値は、Ｔ／（２tanξ）となることが分かる。【００７８】
つぎに、偏向パターン３４の傾斜角について説明する。その前にまず、導光板２４の光出射面３２から出射される光の指向性の広がり（光度がピーク値の１／２以上となる範囲）が±２０°以内であることが要求されることとその理由を説明する。【００７９】
携帯電話等の携帯機器では、ディスプレイ（液晶表示画面）を１人で見ることが多いので、画面に広い視野角を必要としない。実験によれば、画面に垂直な方向から測って±１０°以内にしか光が出射していない場合には、歩きながら携帯機器の画面を見る状況では、歩行に伴って画面を見る方向が揺れるために画面がちらついて画像や文字を見にくかった。これに対し、光の出射される方向が画面に垂直な方向から測って±２０°程度であれば、歩きながら携帯機器の画面を見る場合でも画像や文字が見やすくなることを確認できた。この結果から、画面に垂直な方向から測って±２０°の範囲よりも外側へ出射される光はロスとなり、ディスプレイの正面方向からの視認性を低下させることが分かる。言い換えると、面光源装置の光利用効率を良好にし、液晶表示装置の正面視認性を向上させるためには、面光源装置から出射される光の指向性を±１０°程度よりも広く、かつ、±２０°程度よりも狭くできればよいといえる。【００８０】
しかし、導光板から出射される光の指向性は、拡散板を用いることによって容易に広げることができるのに対し、逆に指向性を狭くすることは難しい。プリズムシートを用いることにより、出射される光の方向を揃えることはできるが、いったん出射方向が広がった光はプリズムシートを用いても出射方向を狭い範囲に揃えることは難しく、また面光源装置の厚みを薄くするためにもプリズムシートを使用しないことが望ましい。【００８１】
よって、光利用効率と視認性に優れた面光源装置を製作するためには、図１９に示すように、プリズムシートを用いることなく、導光板２４自体から出射される光のうち、光出射面に立てた法線から測って±２０°以内に出射される光の割合が高ければ高い程よく、少なくとも光出射面から出る全光量の１／２以上、望ましくは２／３以上の割合の光が当該角度領域内に出射されるようにするのが好ましい。また、面光源装置の用途によっては、導光板２４から出射される光の指向性のピーク値方向が、画面に垂直な方向から点光源側へ傾いた角度となることが好ましいことがある。この場合にも指向性広がりが±２０°程度（つまり、半値全幅が４０°程度）よりも狭くなっていることが望ましい。例えば車載用のモニターでは、図２０に示すように、画面に垂直な方向から３０度ずれた角度に指向性のピーク値をもつことが求められており、この場合にも指向性広がりが±２０°よりも狭いことが望まれる。【００８２】
プリズムシートを用いることなく導光板から出射される光の指向性広がりを±２０°程度もしくはそれよりも狭くする方法としては、導光板の偏向パターンの形状を制御する方法が考えられる。そこで、まずいろいろな形状の偏向パターンの特性を記述するための特徴量として、偏向パターンの平均傾斜角の概念を説明する。【００８３】
図２１は、ある偏向パターン３４の長さ方向と垂直な断面（特に、点光源と当該偏向パターンとを結ぶ線分を含み、光出射面に垂直な平面における断面形状）を示す拡大図である。図２１の偏向パターン３４においては、屈曲した傾斜面４２が光を全反射させるための面となっている。ただし、臨界反射角を超えて傾斜面４２に入射する光は、傾斜面４２の外へ漏れてしまう。この偏向パターン３４の断面を水平方向（導光板２４の裏面と平行な方向）に沿ってΔｘ１、Δｘ２、…、ΔｘＮの微小区間に分割し、各微小区間における傾斜面４２の傾斜角をそれぞれθx１、θx２、…、θxＮとしたとき、
Σ｜θxi×Δｘi｜／Σ｜Δｘi｜      …（数式８）
で表される傾斜角の絶対値の平均量を考える。なお、数式８における各総和は、ｉ＝１からｉ＝Ｎまでの総和とする。この数式８で表される傾斜角の平均量において、Ｎを十分に大きな値とし、Δｘ１、Δｘ２、…を非常に小さくしたとき（数学的には、Ｎ→∞、Δｘ１＝Δｘ２＝…＝ΔｘＮ→０としたとき）の値を偏向パターン３４の平均傾斜角θx*と定義する。なお、傾斜面４２と逆側の面については、どのような傾斜角の面で構成されていてもよい。【００８４】
具体例を挙げて平均傾斜角θx*を説明する。図２２（ａ）は傾斜角５０゜の傾斜面４２を有する偏向パターン３４を示している。この場合には、平均傾斜角もθx*＝５０゜となる。【００８５】
また、図２２（ｂ）は傾斜角５０゜と傾斜角４０°の領域を持つ偏向パターン３４を示している。この偏向パターン３４では、傾斜角５０°の領域の水平方向に投影した長さを２Λ／５、傾斜角４０°の領域の水平方向に投影した長さを３Λ／５であるとする。Λは、傾斜面４２の水平方向に投影した長さである。この場合には、
｛５０°×（２Λ／５）＋４０°×（３Λ／５）｝／Λ＝４４°
であるので、平均傾斜角θx*＝４４゜となる。【００８６】
なお、平坦面では、平均傾斜角θx*は０゜である。【００８７】
光出射面から出射される光がどの角度方向に指向性のピークを持つかということは、導光板２４の屈折率と偏向パターン３４の平均傾斜角θx*によって決められる。たとえば、光出射面に垂直な方向（０°方向）に指向性のピークを持たせたい場合には、導光板２４の屈折率が１.５３であれば、偏向パターン３４の平均傾斜角θx*を５０°とすればよい。【００８８】
また、光出射面から出射される光の指向性広がりは、傾斜面４２の傾斜角のばらつき具合によって決まる。つまり、指向性広がりを±１０°よりも広く±２０°よりも狭くするためには、偏向パターン３４の傾斜角をθx*±１０°の範囲にばらつかせればよい。たとえば、光出射面に垂直な方向（０°方向）に指向性のピークを持たせ、指向性広がりを±１０°と±２０°の中間に設定したい場合には、導光板２４の屈折率が１.５３であれば、偏向パターン３４の平均傾斜角θx*を５０°とし、偏向パターン３４の傾斜角が５０°±１０°の範囲にあるようにすればよい。【００８９】
具体的には、図２３に示すように水平方向の長さがΛで傾斜角が４０°の偏向パターン３４と、水平方向の長さが同じくΛで傾斜角が６０°の偏向パターン３４とを同数もしくは同じ頻度で設ければ、平均傾斜角θx*＝５０°となり、各偏向パターン３４の傾斜角はθx*±１０°となる。この場合には、屈折率１.５３の導光板２４であれば、光出射面に垂直な方向（０°方向）に指向性のピークを持ち、指向性広がりが±１４°程度になる。【００９０】
図２４は、傾斜角のばらつきをθx*±１０°としたときの、偏向パターン３４の平均傾斜角θx*の値と光出射面から出る光の半値全幅との関係を表した図である。前記のように導光板２４の光出射面３２から出射される光の指向性は、その半値全幅が４０°（指向性広がりが±２０°）よりも狭いことが望ましいので、図２４によれば、偏向パターン３４の平均傾斜角θx*は３５°以上であることが求められる。また、図示していないが、偏向パターン３４の平均傾斜角θx*が３５°未満の場合は、半値全幅が４０°よりも広がるため好ましくない。【００９１】
また、図２５は、偏向パターン３４の平均傾斜角θx*を５５°、６０°、７０°とした場合の指向特性を示す図（傾斜角のばらつきはθx*±１０°）であって、横軸は光出射面３２から出射される光の出射角度を表し、縦軸はその光度を表している。図２５によれば、平均傾斜角θx*が７０°であると、指向特性のピーク値方向が光出射面に垂直な方向（Ｚ軸方向）から５０°ずれることになる。しかし、ピーク値方向が５０°以上ずれたものが要求されるような用途は考えられないので、図２４及び図２５によれば平均傾斜角θx*は３５°〜７０°の範囲であることが求められる。【００９２】
以上の検討結果をまとめると、導光板２４の偏向パターン３４については、その長さ方向に垂直な断面が三角形状のものが好ましい。ただし、この偏向パターン３４は、光入射端面側に向いている面の１つが平面であれば多角形であってもよい。偏向パターン３４の平均傾斜角θx*は光出射面から出射される光のピーク方向や導光板２４の屈折率などに応じて決められる。例えば、導光板２４の屈折率が１.５〜１.６の範囲であれば、導光板２４の光出射面に垂直な方向に指向特性のピークをもつようにするためには各偏向パターン３４の傾斜角度を５０°±１０°以内の範囲とし、全体の平均傾斜角θx*は約５０°となるようにすればよい。なお、指向性変換パターン３７を形成する位置は導光板２４の光出射面側でもよくその反対側の面でもよい。【００９３】
具体例を挙げると、導光板２４の屈折率が１.５９の場合、導光板２４に入射した直後の光の指向性広がりは、±３９°であるが、指向性変換パターン３７を通過した光の導光板２４内の指向性広がりは、ほぼ±２８°である。この指向性広がりの光が偏向パターン３４で反射されて光出射面から出射すると、出射した光の指向特性は、図２６に示すように光度の指向性広がりが±２０°(半値全幅４０°）以内の範囲に収まるようになり、指向特性を狭められた光が導光板２４の光出射面から出射されるようになる。このため、導光板２４の出射面側にプリズムシートなどを必要としないので、バックライトの薄型化が可能になる。【００９４】
なお、導光板２４に偏向パターン３４を成形する際には、多角形状をした偏向パターン３４の頂点や導光板裏面との境界部分に丸味を帯びることがある。これらの部分に丸味が生じると、図２７に示すように、その部分で光が偏向パターン３４から漏れてしまうため、輝度の均一性を低下させてしまう。したがって、これら丸味を帯びた部分の曲率半径Ｒ１、Ｒ２はできるだけ小さいほうが好ましい。しかし、これらの部分を小さくしても、樹脂のロットばらつき等のちょっとした成形条件によって個体間のばらつきや場所によるばらつきが生じて好ましくないので、これらのばらつきを抑えるためには、はじめから成形金型に少しの曲率を付けておく方が好ましい。すなわち、成形限界からは曲率半径Ｒ１、Ｒ２を０.２５μｍ以上とし、また輝度均一性の低下を抑えるためには、曲率半径Ｒ１、Ｒ２を少なくとも偏向パターン３４の高さｈｇの１／３以下が好ましく、さらには１／５以下とすることが望ましい。【００９５】
（第１の実施形態の変形例１）
図２８は変形例１による導光板２４を示す斜視図、図２９はその一部破断した概略断面図である。この導光板２４でも、指向性変換部３３は導光板２４の表面に突出するように設けられているが、配列した指向性変換パターン３７の稜線３８ａは水平となっている。谷線３８ｂの点光源２３に近い側の端は高く飛び出ており、谷線３８ｂの点光源２３から遠い側の端は光出射面３２と同じ高さとなっていて、直線状に傾斜している。よって、指向性変換部３３のＶ溝は点光源２３から離れるに従って直線的に深くなっている。指向性変換部３３の内周面及び外周面は、光出射面３２と平行な平面に対して垂直面となっている。また、それぞれの谷線３８ｂを点光源２３側へ延長した先は、１点Ｓに集まっている。【００９６】
（第１の実施形態の変形例２）
図３０は変形例２による導光板２４を示す斜視図、図３１はその一部破断した概略断面図である。この導光板２４では、指向性変換部３３は導光板２４の表面を窪ませるようにして形成されており、配列したＶ溝状の指向性変換パターン３７の稜線３８ａは水平となっていて、光出射面３２と同じ平面内にある。谷線３８ｂの点光源２３に近い側の端は深さが浅く、谷線３８ｂの点光源２３から遠い側の端は深さが深くなっている。したがって、指向性変換部３３のＶ溝は点光源２３から離れるに従って直線的に深くなっており、谷線３８ｂも直線状に傾斜している。また、指向性変換部３３の内周面及び外周面は、平坦面３９及び光出射面３２に対して垂直面となっている。それぞれの谷線３８ｂを点光源２３側へ延長した先は、１点Ｓに集まっている。【００９７】
また、図３２に示すように、凹構造の指向性変換部３３の内周面４０を斜めに傾斜させておいてもよい。凹構造の指向性変換部３３の内周面４０が垂直面となっていると、この内周面から外部へ光が漏れるおそれがあるが、図３２のように内周面４０を傾斜させることによって、ここからの光の漏れを抑制することができる。しかし、指向性変換部３３の内周面を傾斜させて谷線３８ｂの端を内側へ伸ばすと、点光源２３との距離が短くなるので、一部の光が傾斜面から漏れ易くなる。従って、両者のバランスを考慮しながら傾斜面の設計を行う必要がある。【００９８】
（第１の実施形態の変形例３）
図３３（ａ）は変形例３による指向性変換部３３の形状を示す平面図、図３３（ｂ）はその稜線３８ａを通る概略断面図である。実施形態１では、指向性変換部３３の内周縁及び外周縁は円弧状となっており、指向性変換部３３の内周面及び外周面は垂直面となっていた。実施形態１では、外周面が垂直面であるため、指向性変換部３３の外周面に全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射したとき、外周面から光が漏れる恐れがある。【００９９】
これに対し、変形例３では指向性変換部３３の内周縁は円弧状となっているが、指向性変換部３３の外周縁は凹凸を有していてギザギザとなっている。すなわち、稜線３８ａの点光源２３から遠い側の端までの距離ｒ２が、谷線３８ｂの点光源２３から遠い側の端までの距離ｒ２よりも長くなっている。そして、指向性変換部３３の外周面は、光出射面３２に垂直な方向から傾いた傾斜面４１となっている。そのため、指向性変換部３３の傾斜面４１から光が漏れにくくなり、光漏れ防止の効果を得ることができる。【０１００】
但し、指向性変換部３３の外周面に傾斜面４１を設けると、稜線３８ａが長くなって指向性変換部３３の面積が大きくなるので、省スペース設計の観点からはあまり好ましくない。したがって、稜線３８ａの外側の端の出をできるだけ小さくして傾斜面４１間の稜線３８ａを曲線にして省スペース化を図ることも有効である。【０１０１】
なお、指向性変換部３３の外周面だけでなく、指向性変換部３３の内周面も傾斜面によって形成してもよい。しかし、指向性変換部３３の内周面は点光源２３から見て陰になる部分であるから、内周面が垂直面であっても、傾斜面であってもあまり違いがない。よって、指向性変換部３３の内周面は必要に応じて傾斜面にすればよい。また、指向性変換部３３の内周面が垂直面であると、指向性変換部３３の内周面と平坦面３９との間のコーナー部分が異常発光する恐れがあるので、この部分に緩やかなアールを施すことも望ましい。【０１０２】
（第１の実施形態の変形例４）
図３４（ａ）は変形例４による面光源装置４６を示す斜視図、図３４（ｂ）はその一部を拡大して示す斜視図である。この面光源装置４６では、指向性変換部３３を導光板２４の表面の一方側端から他方側端に向けて直線状をした帯状の領域に設けている。指向性変換部３３は左右対称な形状を有しているが、指向性変換部３３を構成する各指向性変換パターン３７は点光源２３又は点光源２３の近傍の１点を中心として放射状に形成されているので、図３５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように指向性変換部３３の位置によって指向性変換パターン３７は異なる形状を有している。すなわち、図３５（ａ）は図３４のＤ１の部分における指向性変換パターン３７の形状の一部を表し、図３５（ｂ）は図３４のＤ２の部分における指向性変換パターン３７の形状の一部を表し、図３５（ｃ）は図３４のＤ３の部分における指向性変換パターン３７の形状の一部を表している。その他の点については、実施形態１と同様である。【０１０３】
（第１の実施形態の変形例５）
図３６は変形例５による面光源装置４７を示す斜視図である。この面光源装置４７では、円弧状をした指向性変換部３３を持つ光導入部３０を、導光板２４の端縁に沿って複数並べている。各光導入部３０の光入射端面３１に対向する位置には、それぞれ点光源２３を配置している。この面光源装置４７では、複数の点光源２３を用いることができるので、面光源装置４７の発光輝度を高くすることができる。なお、隣接する指向性変換部３３どうしが重なり合う配置となる場合には、各指向性変換部３３の重なり合う部分を削除し、指向性変換部３３どうしが重なり合わないようにすることが望ましい。【０１０４】
また、このように複数の点光源２３が用いられていて、導光板２４の端縁に沿って複数の指向性変換部３３が並んでいる場合には、光入射端面３１から指向性変換部３３の外周縁までの距離（半径）ｒ２には、前記数式７に加えてさらに制限が生じる。以下、この点について説明する。【０１０５】
図３７は、端面に沿って複数の点光源２３が並んだ光導入部３０を垂直な方向から見た概略図である。図３７においては、導光板２４に垂直な方向から見て、ある点光源２３の中心を通過し、導光板２４の端面に垂直な方向にＸ軸を定め、導光板２４の光入射端面３１に沿ってＹ軸を定めている。導光板２４の屈折率をｎgとすれば、点光源２３の光出射窓２８から出射し光入射端面３１から光導入部３０に入射した光の広がりは±α＝±arcsin（１／ｎg）である。図３７においては、各点光源２３から出射した光の光導入部３０内における指向性広がりの端を通る光線をそれぞれＬｇで表している。ある点光源２３（以下、真ん中の点光源２３という。）を挟む２つの点光源２３の間の領域（図３７の線分Ｅ１とＥ２の間の領域）に着目するとき、図３７に示す領域Ａはいずれの点光源２３からの光も届かない領域、領域Ｂは真ん中の点光源２３からの光だけが届く領域であり、領域Ａ及びＢ以外の領域は真ん中の点光源２３の両側に位置するいずれかの点光源２３の光が届く領域である。【０１０６】
真ん中の点光源２３の前方に配置される指向性変換部３３が真ん中の点光源２３の光だけを反射し、その両側の点光源２３の光を反射しないようにするためには、その指向性変換部３３は領域Ａと領域Ｂを併合した領域内に納まる必要がある。したがって、真ん中の点光源２３の前方では、指向性変換部３３は、
Ｘ＞０                                        …（数式９）
Ｘ≦｛−２Ｙ＋（２Ｐ−Ｗ）｝／（２tanα）      …（数式１０）
Ｘ≦｛２Ｙ＋（２Ｐ−Ｗ）｝／（２tanα）      …（数式１１）
の３式を同時に満たす領域内に納まっている必要がある。ここで、Ｐは複数の点光源２３の配列ピッチ、Ｗは点光源２３の光出射窓２８の幅、α＝arcsin（１／ｎg）であって、ｎgは導光板２４の屈折率である。【０１０７】
なお、領域Ｂの前端Ｊ１及び領域Ａの前端Ｊ２、Ｊ３のＸ座標、Ｙ座標は、それぞれ
Ｊ１（（２Ｐ−Ｗ）／（２tanα）、０）
Ｊ２（（Ｐ−Ｗ）／（２tanα）、−Ｐ／２）
Ｊ３（（Ｐ−Ｗ）／（２tanα）、Ｐ／２）
である。たとえば、Ｐ＝６.５ｍｍ、ｎg＝１.５９、Ｗ＝２ｍｍのときには、これらの座標は、Ｊ１（６.８、０）、Ｊ２（２.７８、−３.２５）、Ｊ３（２.７８、３.２５）となる。【０１０８】
しかし、領域Ａ及びＢ内であっても、図３８（ａ）において破線で示す指向性変換部３３のように領域Ｂの前端Ｊ１の近くに指向性変換部３３を設けると、真ん中の点光源２３から出た光の一部は指向性変換部３３を通ることなく導光板本体２９に達することになる。また、指向性変換部３３の外周縁の高さが高くなり過ぎたり、深くなり過ぎたりする恐れがある。よって、最も大きな指向性変換部３３は、図３８（ａ）において実線で示すように、その外周縁が領域Ａの前端Ｊ２、Ｊ３を通るように定めるのが望ましい。さらに、指向性変換部３３の外周縁がＪ２、Ｊ３を通る場合でも、sin２α≦（Ｐ−Ｗ）／（２Ｐ−Ｗ）［あるいは、ｎg２≧（２Ｐ−Ｗ）／（Ｐ−Ｗ）］の場合には、指向性変換部３３の円弧方向の長さが長くなると、図３８（ａ）において実線で示す指向性変換部３３のように指向性変換部３３の両端部が領域Ａ及びＢの外にはみ出る。【０１０９】
よって、sin２α≦（Ｐ−Ｗ）／（２Ｐ−Ｗ）の場合には、指向性変換部３３は、外周縁が領域Ａの前端Ｊ２、Ｊ３を通過し、かつ、指向性変換部３３が領域Ａ及びＢからはみ出ないようにして、図３８（ｂ）のように各点光源２３の前方にそれぞれ設けるのが望ましい。このとき、光出射窓２８の中央から指向性変換部３３の外周縁までの半径ｒ２は、つぎの数式１２で表すことができる。
2010004745.tif 000003
指向性変換部３３の外周縁の半径ｒ２は、ｒ２＞ｒ１などの他の条件を満たす限り、上記数式１２の値よりも小さくすることは可能であるので、sin２α≦（Ｐ−Ｗ）／（２Ｐ−Ｗ）の場合には、指向性変換部３３の外周縁の半径ｒ２は、上記数式１２で示した値を上限値とする。よって、半径ｒ２は、つぎの数式１３を満たしていればよい。
2010004745.tif 000004
【０１１０】
一方、sin２α≧（Ｐ−Ｗ）／（２Ｐ−Ｗ）［あるいは、ｎg２≦（２Ｐ−Ｗ）／（Ｐ−Ｗ）］の場合には、外周縁が領域Ａの前端Ｊ２、Ｊ３を通過するように指向性変換部３３を設けると、図３９（ａ）に示すように、指向性変換部３３が領域Ａ及びＢの外にはみ出る。よって、この場合には、図３９（ｂ）に示すように、指向性変換部３３の外周縁を指向性広がりの縁Ｌgに接するまで小さくする必要がある。このときの外周縁の半径ｒ２は、
ｒ２＝｛Ｐ−（Ｗ／２）｝cosα      …（数式１４）
となる。よって、sin２α≧（Ｐ−Ｗ）／（２Ｐ−Ｗ）の場合には、指向性変換部３３の外周縁の半径ｒ２は、つぎの数式１５で示す条件を満たしていればよい。
ｒ２≦｛Ｐ−（Ｗ／２）｝cosα      …（数式１５）【０１１１】
（第２の実施形態）
図４０は本発明の実施形態２による液晶表示装置５１を示す断面図である。また、図４１はその導光板２４の斜視図である。実施形態２の液晶表示装置５１に用いられている導光板２４では、滑らかな傾斜面からなる指向性変換部５２と、導光板本体２９の厚みよりも薄い薄板部５３によって光導入部３０が形成されている。指向性変換部５２は、光導入部３０の導光板本体２９と隣接する領域に沿って円弧状に形成されており、導光板本体２９の表面から薄板部５３の表面に向けて下り傾斜した円錐状の傾斜面となっている。また、薄板部５３の端面が光入射端面３１となっていて、ここに点光源２３が対向している。【０１１２】
しかして、光導入部３０内に入射した光が指向性変換部５２で反射されると、図４０に示すように、反射後の光の進む方向が水平面に対してなす角度は、反射前の光が水平面に対してなしていた角度よりも小さくなる。つまり、光は指向性変換部５２で反射することによって水平面に平行に近づくことになり、指向特性は導光板２４の厚み方向で狭くなる。【０１１３】
図４２（ａ）、（ｂ）におけるＫは、表面に接続層３５を形成された導光板本体２９の目標とする特性を表している。すなわち、領域Ｋ内にあれば、光が偏向パターン３４で反射されない限り、導光板本体２９内の光は接続層３５へ透過して漏れることがない。図４２（ａ）に示す指向性Ｇ１は導光板２４内に入った直後における光の指向性を表している。この指向性Ｇ１の光は指向性変換部５２で反射されることにより、導光板２４の厚み方向における指向性の広がりが狭くなる。よって、指向性変換部５２の傾きや長さ等を適正化することにより、指向性変換部５２で反射した光の指向性が図４２（ｂ）に示す指向性Ｇ３のように領域Ｋ内に納まるようにすれば、導光板本体２９と接続層３５の界面から光が漏れないようにすることができ、光を効率よく導光板本体２９内に閉じ込めて導光させることができる。例えば、導光板２４の屈折率がｎg＝１.５９、接続層３５の屈折率がｎ1＝１.４０の場合であれば、指向性変換部５２で反射した光の導光板厚み方向における指向性広がりが±２８°以下となるようにすることで、導光板本体２９内における光の漏れを防ぐことができる。【０１１４】
また、実施形態２の場合にはＶ溝状の指向性変換パターン３７を用いておらず、滑らかな傾斜面で指向性変換部５２を構成しているので、光は厚み方向で指向性を狭められるだけであり、光が横にほとんど広がらない。よって、光出射面３２に垂直な方向から見たとき、導光板２４内の光の進路が直線的になり、光の制御が容易になる。【０１１５】
数値例を挙げると、例えば指向性変換部５２の傾斜角度は５.３°、薄板部５３の厚みは０.３７ｍｍ、導光板本体２９の厚みは０.５２ｍｍとなっている。薄板部５３の水平方向長さは１.６６ｍｍとなっている。【０１１６】
（第２の実施形態の変形例１）
図４３は実施形態２の変形例１に用いる導光板２４の構造を示す斜視図である。実施形態２では、指向性変換部５２を円弧状に形成していたが、変形例１では、滑らかな傾斜面からなる指向性変換部５２を直線状に形成している。このような導光板２４を用いても指向性変換部５２で反射した光の厚み方向の指向性を狭くすることができる。なお、指向性変換部５２は、薄板部５３を置かず、光入射端面３１から直ちに開始していても差し支えない。【０１１７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、接続層３５の種々の構成を説明する。なお、第３の実施形態では、指向性変換部３３の構造は特定の構造に限定されないので、指向性変換部３３の説明及び図示は省略する。【０１１８】
図４４（ａ）に示す形態では、一対の高屈折率層３５ａの間に低屈折率層３５ｂを挟み込んで接続層３５を３層構造としている。高屈折率層３５ａは導光板２４の屈折率ｎgよりも高い屈折率を有しており、低屈折率層３５ｂは導光板２４の屈折率ｎgよりも低い屈折率（＞１）を有している。【０１１９】
図４４（ｂ）に示す形態では、高屈折率層３５ａの上に低屈折率層３５ｂを形成して接続層３５を２層構造としている。【０１２０】
図４４（ｃ）に示す形態では、低屈折率層３５ｂの上に高屈折率層３５ａを形成して接続層３５を２層構造としている。【０１２１】
図４４（ａ）〜（ｃ）のいずれも接続層３５に高屈折率層３５ａを含んでいるが、多層構造として低屈折率層３５ｂが含まれていれば、低屈折率層３５ｂで光が全反射されるので、低屈折率層３５ｂが１層のみの場合と同様な効果を得ることができる。【０１２２】
また、図４５（ａ）に示す実施形態では、導光板２４よりも低屈折率の柱状部材５４を、導光板２４と液晶表示パネル３６の間に間隔をあけて並べて接続層３５を形成したものである。このような形態によれば、柱状部材５４の配置密度を調整することで反射する光と透過させる光の比率を調整することができる。従って、柱状部材５４の配置を調整することで、発光輝度を均一化させることができる。【０１２３】
図４５（ｂ）に示す実施形態では、接続層３５内に微細な拡散材５５を混入している。接続層３５に拡散材５５を混入して分散させると、拡散材５５によって液晶表示装置の正面方向の輝度は低下するが、全体的に指向性を広げることができる。よって、複数人でワンセグを鑑賞する場合など、広い視野角が求められる場合に有効である。接続層３５に拡散材５５を分散させることで、画面のモアレを見えにくくでき、また偏向パターン３４の模様などを目立ちにくくすることができる。【０１２４】
図４６に示す実施形態では、導光板本体２９の光出射面３２からその裏面にかけて接続層３５を設けている。導光板本体２９の表面側では接続層３５の上面に密着させるようにして液晶表示パネル３６を重ねている。導光板本体２９の裏面側では接続層３５の下面に白色や銀色あるいは金属光沢を有する印刷層５６を設けている。この実施形態では、印刷層５６が反射シートの代わりをするので、別途反射シートを必要としなくなる。【０１２５】
なお、これまで説明してきた実施形態及び変形例ではいずれも、指向性変換部３３、５２は導光板２４の表面側（光出射面側）に設けていたが、いずれの実施形態及び変形例の場合でも、指向性変換部３３、５２を導光板２４の裏面側に設けるようにすることができる。【０１２６】
（第４の実施形態）
本発明の実施形態４による面光源装置では、導光板２４の光出射側の表面及びその反対側の表面のうちいずれか一方の面あるいはその両面に導光板２４よりも低屈折率の樹脂からなる低屈折率層を形成し、導光板部分を複数層からなる積層型導光板としたものである。【０１２７】
図４７（ａ）に示す実施形態では、導光板２４は光導入部３０と導光板本体２９からなり、光導入部３０の光出射側の面（上面）に指向性変換部３３を形成され、導光板本体２９の光出射側と反対面（下面）に偏向パターン３４を形成されている。偏向パターン３４は、三角プリズム状の微小パターンによって形成されており、その光入射側の斜面は傾斜角が５０°程度となっている。【０１２８】
この導光板２４の上面には低屈折率層５８ａが積層され、また導光板２４の下面には低屈折率層５８ｂが積層されており、導光板２４及び低屈折率層５８ａ、５８ｂによって積層型導光板５７ａが構成されている。低屈折率層５８ａ、５８ｂと導光板２４の界面は空気層を介することなく密着しており、低屈折率層５８ａ、５８ｂは導光板２４の屈折率よりも屈折率の小さなＵＶ硬化樹脂を用いて形成されている。たとえば、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）製の導光板２４の表面に、導光板２４よりも低屈折率のＵＶ硬化型ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用いて低屈折率層５８ａ、５８ｂを成形している。さらに、光出射側の低屈折率層５８ａには、透過する光を拡散させるための光拡散処理が施されている。光拡散処理としては、たとえば図４７（ａ）に示すように低屈折率層５８ａの表面に設けた微細な多数の凹部または凸部５９でもよく、あるいは、低屈折率層５８ａの樹脂中に分散させた低屈折率層５８ａと屈折率の異なる微粒子であってもよい。光出射側と反対側に位置する低屈折率層５８ｂは特になくてもよく、省略することができる。【０１２９】
なお、指向性変換部３３は、図４７（ａ）に実線で示すように、導光板２４と低屈折率層５８ａとの界面において導光板２４側に設けてあってもよいが、図４７（ａ）に破線で示すように、導光板２４と低屈折率層５８ａとの界面において低屈折率層５８ａ側に設けてあってもよい。また、指向性変換部３３は、図４７（ｂ）において実線で示すように導光板２４の光出射側の反対面と低屈折率層５８ｂとの界面において導光板２４側に設けていてもよく、あるいは図４７（ｂ）において破線で示すように、導光板２４の光出射側の反対面と低屈折率層５８ｂとの界面において低屈折率層５８ｂ側に設けてあってもよい。【０１３０】
導光板２４の屈折率ｎg＝１.５９、低屈折率層５８ａの屈折率ｎｌ＝１.４９とすると、導光板２４に入射した直後の光の指向性広がりは、±３９°である。よって、指向性変換部３３が存在しない導光板２４を用いた場合には、低屈折率層５８ａに入射する光のうち水平方向に対して−２０.４°〜＋２０.４°の角度で進む光は全反射されて導光板２４内を導光するが、−２０.４°以下の角度で進む光や＋２０.４以上の角度で進む光は低屈折率層５８ａを透過して外部へ拡散するので、液晶表示画面の面内輝度むらを悪化させる。これに対し、導光板２４に指向性変換部３３を設けていると、低屈折率層５８ａを抜けて漏れようとする光の指向性を変換し、指向性を狭めたうえで導光板２４に再入射させることができるので、液晶表示画面の面内輝度むらを悪化させることがなく、低屈折率層５８ａ、５８ｂとの積層構造により部品点数を減らし、積層型導光板５７ａの薄型化を実現することができる。【０１３１】
（第４の実施形態の変形例１）
図４８は実施形態４の変形例１による積層型導光板５７ｂを示す概略断面図である。この変形例では、低屈折率層５８ａに光拡散処理を施さず、低屈折率層５８ａの上面に拡散層６０ａを積層している。拡散層６０ａは、空気層を介することなく低屈折率層５８ａの上面に密着している。拡散層６０ａは透過する光を拡散させるものであって、たとえば株式会社ツジデンのＤ１１（ヘイズ７４.５％）を用い、スピンコート法などによって低屈折率層５８ａの上面に成膜すればよい。このような構造の積層型導光板５７ｂであっても、実施形態４の積層型導光板５７ａと同様な効果を得ることができる。なお、指向性変換部３３は導光板２４の上面と低屈折率層５８ａとの界面に設けられていてもよく、導光板２４の下面と低屈折率層５８ｂとの界面に設けられていてもよい（下記の変形例２〜４についても同様）。【０１３２】
（第４の実施形態の変形例２）
図４９は実施形態４の変形例２による積層型導光板５７ｃを示す概略断面図である。この変形例では、光拡散処理を施されていない低屈折率層５８ａの上面に拡散層６０ａを積層し、さらに拡散層６０ａの上面に集光層６０ｂを積層している。拡散層６０ａは空気層を介することなく低屈折率層５８ａの上面に密着しており、集光層６０ｂも空気層を介することなく拡散層６０ａの上面に密着している。拡散層６０ａとしては、たとえば株式会社ツジデンのＤ１１（ヘイズ７４.５％）などを用いることができる。また、集光層６０ｂは透過した光の指向性を狭めるものであって、たとえば住友３Ｍ社製のＢＥＦ（頂角９０°のプリズムシート）などを用いることができる。【０１３３】
（第４の実施形態の変形例３）
図５０は実施形態４の変形例３による積層型導光板５７ｄを示す概略断面図である。この変形例では、光拡散処理を施されていない低屈折率層５８ａの上面に集光層６０ｂを積層し、さらに集光層６０ｂの上面に拡散層６０ａを積層している。集光層６０ｂは空気層を介することなく低屈折率層５８ａの上面に密着しており、拡散層６０ａも空気層を介することなく集光層６０ｂの上面に密着している。拡散層６０ａとしては、たとえば株式会社ツジデンのＤ１１（ヘイズ７４.５％）などを用いることができる。また、集光層６０ｂとしては、たとえば住友３Ｍ社製のＢＥＦ（頂角９０°のプリズムシート）などを用いることができる。【０１３４】
（第４の実施形態の変形例４）
図５１は実施形態４の変形例４による積層型導光板５７ｅを示す概略断面図である。この変形例では、導光板２４の光出射側と反対側の面に形成された低屈折率層５８ｂの下面に反射層６０ｃを積層している。反射層６０ｃは空気層を介することなく低屈折率層５８ｂの下面に密着している。反射層６０ｃとしては、ＡｇやＡｕなどの金属蒸着膜、白色や銀色の印刷層、あるいは金属光沢を有する印刷層などを用いることができる。なお、導光板２４の上面の光出射側の層構造については、実施形態４あるいはその変形例１〜３のいずれであっても差し支えない。【０１３５】
（第５の実施形態）
図５２は本発明の実施形態５による液晶表示装置６１を示す概略断面図である。この液晶表示装置６１では、面光源装置２２の導光板本体２９と液晶表示パネル３６との間に接続層３５を用いていない。すなわち、導光板本体２９と液晶表示パネル３６とは空気層を挟んで対向している。本発明の液晶表示装置は接続層を介して導光板本体２９を液晶表示パネル３６の裏面に密着させる場合に有用であるが、以下に説明するように、接続層３５を用いない場合でも有用である。【０１３６】
図５２に示す面光源装置２２では、指向性変換部３３を導光板２４の裏面側に設けているが、表面側に設けていても差し支えない。その他の構成は実施形態１において説明したものと同じ構成を有している。実施形態１と同じ構造であれば、導光板２４の屈折率をｎg＝１.５９とした場合、光導入部３０に入射した光の指向性広がりは、±３９°であった。そして、この光が指向性変換部３３を通過すると、導光板本体２９に入った光の指向性広がりはほぼ±２８°となっていた。この±２８°の広がりの光が偏向パターン３４（以下では、偏向パターン３４の反射面の角度を５０°としている。ここで、偏向パターン３４の反射面の角度とは、当該反射面が導光板２４の裏面となす角度である。）に入射して偏向パターン３４で反射されると光出射面３２から外部へ出射されるが、−１°よりも小さな方向の光は偏向パターン３４を透過して裏面から漏れる。そのため、偏向パターン３４で反射されて光出射面３２から出射する光の範囲（偏向パターン３４で反射する前の光）は、図５３（ａ）に示すように、Ｘ軸方向を基準として−１°〜＋２８°である。この−１°〜２８°の光が偏向パターン３４で反射され、さらに光出射面３２から外部へ出射すると、出射した光の広がりは、図５３（ｃ）に示すように、Ｚ軸方向を基準とした−１８°〜＋３０°となる。【０１３７】
これに対し、指向性変換部３３が設けられていない場合（比較例）には、光導入部３０に入射した±３９°の広がりの光がそのまま導光板本体２９内に入るので、導光板本体２９内における光の指向性広がりは±３９°となる。そして、−１°以下の方向の光は偏向パターン３４で反射されないので、偏向パターン３４で反射されて光出射面３２から出射する光の範囲（偏向パターン３４で反射する前の光）は、図５３（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向を基準として−１°〜＋３９°である。この−１°〜３９°の光が偏向パターン３４で反射され、さらに光出射面３２から外部へ出射すると、出射した光の広がりは、図５３（ｄ）に示すように、Ｚ軸方向を基準とした−１８°〜＋５０°となる。【０１３８】
図５３（ａ）、（ｃ）に示した指向性変換部３３を設けた場合の指向性広がりと、図５３（ｂ）、（ｄ）に示した指向性変換部３３を設けない場合の指向性広がりとを比較すると、指向性変換部３３を設けることにより、光出射面３２から出射される光の指向性を狭くできることが分かる。しかも、指向性変換部３３を設けていない場合には、図５３（ｄ）から明らかなように、光出射面３２から出射される光の範囲が点光源と反対側へ大きく偏っているのに対し、指向性変換部３３を設けている場合には、図５３（ｃ）から分かるように、光源側へ出射する光の広がりと光源と反対側へ出射する光の広がりとの差が小さくなり、光出射面３２から出射される光の指向性が対称に近くなる。その結果、この液晶表示装置６１では、点光源２３が導光板２４の片側にしかなくても、画像の見える範囲が対称的になって画面の見栄えが向上する。【０１３９】
（第６の実施形態）
図５４は本発明の実施形態６による液晶表示装置７１を示す概略断面図である。この実施形態においては、指向性変換部の無い光導入部３０の上面に、導光板２４よりも屈折率の小さな低屈折率層７２を設けている。図示例では接続層３５と同じものを光導入部３０の上面にも塗布して低屈折率層７２としているが、接続層３５と低屈折率層７２とは屈折率の異なるものであってもよい。さらに、低屈折率層７２の上面には黒色フィルム、黒色塗料などの光吸収層７３（導光阻止手段）を設けている。【０１４０】
しかして、この液晶表示装置７１では、導光板２４と低屈折率層７２の界面を透過して低屈折率層７２内に入った光は、光吸収層７３に当たって吸収される。その結果、導光板本体２９に入る光の指向性が狭くなる。【０１４１】
具体的に説明すると、次の通りである。導光板２４の屈折率をｎg＝１.５９、低屈折率層７２の屈折率をｎ1＝１.４としたとき、光導入部３０に入射した直後の光の指向性広がりは±３９°である。また、光導入部３０と低屈折率層７２との界面においては、水平方向に対して２８°よりも小さな角度の方向へ進む光は全反射され、２８°よりも大きな角度で進む光は低屈折率層７２内へ透過して光吸収層７３で吸収される。よって、−３９°〜＋３９°の範囲の光のうち、−３９°〜−２８°の光と２８°〜３９°の光は低屈折率層７２内に入って光吸収層７３に吸収される。よって、−２８°〜＋２８°の光だけが導光板本体２９へ進む。その結果、導光板本体２９内では光の指向性は±２８°に狭くなる。【０１４２】
（第６の実施形態の変形例）
図５５は実施形態６の変形例であって、光吸収層７３に代えて低屈折率層７２の上面に拡散シートやプリズムシートなどの光散乱層７５を設けている。そして、光散乱層７５に達した光は、導光板２４内に再入射しないよう外部へ散乱させている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【国際調査報告】
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