(57)【要約】【課題】  発光面の輝度分布におけるサイドローブが低減され所要の方向の輝度が高く、品位を向上させることが可能なタンデム型の面光源装置を提供する。【解決手段】  一次光源１と光入射端面３１及び平均傾斜角が４度以上２０度以下の粗面からなる光出射面３３及びその反対側の裏面３４を有する導光体３とを有する複数の面発光ユニットＵ２が、互いに平行に配列されている。光偏向素子４は、入光面４１とその反対側の出光面４２とを有しており、入光面４１には光入射端面３１及び光出射面３３の双方と略平行の方向に延び且つ互いに平行に配置された複数のプリズム列４１ａが形成されている。プリズム列４１ａにおいて、光出射面３３から出射する光が入射する第１のプリズム面４１ａ１は光出射面の法線方向とのなす角が０度以上２０度以下の平面であり、第２のプリズム面４１ａ２は断面が外方に凸の非単一直線形状をなす非単一平面からなる。【選択図】  図２
2006134748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次光源と該一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面及びその反対側の裏面を有する導光体とを有する複数の面発光ユニットが、前記光入射端面同士が同一の向きになり且つ前記複数の面発光ユニットの光出射面によりほぼ連続した全体出射面が形成されるようにして互いに平行に配列されており、
前記全体出射面に隣接して光偏向素子が配置されており、該光偏向素子は前記全体出射面に対向して位置する入光面とその反対側の出光面とを有しており、前記入光面は前記導光体の光入射端面及び光出射面の双方と略平行の方向に延び且つ互いに平行に配置された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列のそれぞれは前記導光体の光出射面から出射する光が入射する第１のプリズム面とその反対側の第２のプリズム面とを有するタンデム型面光源装置であって、
前記導光体の光出射面または裏面の少なくとも一部の領域は平均傾斜角が４度以上２０度以下の粗面からなり、且つ前記光偏向素子のプリズム列の第１のプリズム面は前記光出射面の法線方向とのなす角が０度以上２０度以下の平面であり、前記光偏向素子のプリズム列の第２のプリズム面は断面が外方に凸の非単一直線形状をなす非単一平面からなることを特徴とするタンデム型面光源装置。
【請求項２】
前記導光体の光出射面の少なくとも一部の領域は前記粗面からなり、且つ前記導光体の裏面に、前記光入射端面及び光出射面の双方に平行な方向と略直交する方向に延在する複数の縦レンズ列が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のタンデム型面光源装置。
【請求項３】
前記導光体の光出射面の少なくとも一部の領域は前記粗面からなり、且つ前記導光体の光出射面の少なくとも一部に多数の微小突起からなるドットパターンが形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のタンデム型面光源装置。
【請求項４】
前記光偏向素子上に光拡散素子または集光素子が配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のタンデム型面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト方式の面光源装置に関するものであり、特に、一次光源と導光体とを有するエッジライト方式の面発光ユニットを複数配列することで大面積であっても高い輝度の面発光が可能なタンデム型と呼ばれる面光源装置に関するものである。
【０００２】
本発明のタンデム型面光源装置は、例えば大型の液晶表示装置のバックライトに好適である。
【背景技術】
【０００３】
近年、液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。液晶表示装置は、基本的にバックライト部と液晶表示素子部とから構成されている。液晶表示装置の薄型化及びコンパクト化が要望されていることから、この要望を満たすべく、バックライト部としては薄型化の可能なエッジライト方式のものが多用されている。従来、エッジライト方式のバックライトとしては、矩形板状の導光体の少なくとも１つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体の光入射端面に入射させて導光体内部へと導入し、該導光体の２つの主面のうちの一方である光出射面から出射させるものが広く利用されている。
【０００４】
近年、液晶表示装置の表示画面の大型化及び高輝度化が要求されており、この要求を満たすべく、タンデム型と呼ばれる面光源装置が提案されている。タンデム型面光源装置については、例えば特開平１１−２８８６１１号公報（特許文献１）に記載がある。この特許文献１に記載されているように、タンデム型面光源装置は、一次光源と該一次光源から発せられる光を導光し且つ一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有する導光体とを有する導光ブロックを複数用いている。この導光ブロックは、導光体の光入射端面同士が同一の向きになり且つ導光体の光出射面同士によりほぼ連続した全体出射面が形成されるように、密接して互いに平行に配列されている。また、複数の導光ブロックを配列したものの上（即ち全体出射面上）にはプリズムシートが配置されている。プリズムシートは、内側（即ち全体出射面に対向する側）に導光体の光入射端面とほぼ平行に延びた複数のプリズム列を備えており、これにより全体出射面から出射される光の方向を導光体の光入射端面及び光出射面の双方と直交する断面内で全体出射面の法線方向に修正している。また、プリズムシートはその外側に導光体の光入射端面とほぼ垂直に延びた複数のプリズム列を備えており、これにより全体出射面から出射される光の方向を導光体光入射端面と平行な断面内で全体出射面の法線方向に修正している。
【特許文献１】特開平１１−２８８６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、タンデム型の面光源装置においては、導光体の光出射面に沿い且つ光入射端面とほぼ直交する方向の寸法（即ち、光入射端面に入射した光が導光体内を導光せしめられる方向の寸法：各導光ブロックの幅）は、輝度向上のために、例えば１００ｍｍ以下に縮減される傾向にある。このような比較的短い導光方向長さ（即ち導光長）の導光ブロックを有するタンデム型面光源装置においては、導光体に入射した光を光出射面及びその反対側の裏面による繰り返し内面反射の少ない回数で光出射面から出射させることが要求される。
【０００６】
このため、光出射面から出射する光の角度分布は、導光長の長いものに比べて、そのピークの方向が導光体光出射面に対してより大きな角度をなすようになる。このような全体出射面からの出射光をプリズムシートにより全体出射面法線方向へと方向修正しようとしても、プリズムシートの内側に形成されたプリズム列の一方のプリズム面に入射した光の一部は他方のプリズム面による内面反射を受けるが他の一部は他方のプリズム面による内面反射を受けることなしに該プリズムシートから出射する。このため、発光面を構成するプリズムシート外側面から出射する光の輝度分布において、法線方向に対してかなり傾いた方向にサイドローブが生ずるという難点がある。このサイドローブは、面光源装置を液晶表示装置のバックライトとして使用した場合には、表示画像の品位を低下させる原因となる。また、サイドローブが存在するために、所要の法線方向及びその近傍方向の輝度の向上が難しくなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、発光面の輝度分布におけるサイドローブが低減され所要の方向範囲の輝度が高く、表示装置のバックライトとして使用した場合に該表示装置による表示画像の品位を向上させることが可能なタンデム型の面光源装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記の技術的課題を解決するものとして、
一次光源と該一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面及びその反対側の裏面を有する導光体とを有する複数の面発光ユニットが、前記光入射端面同士が同一の向きになり且つ前記複数の面発光ユニットの光出射面によりほぼ連続した全体出射面が形成されるようにして互いに平行に配列されており、
前記全体出射面に隣接して光偏向素子が配置されており、該光偏向素子は前記全体出射面に対向して位置する入光面とその反対側の出光面とを有しており、前記入光面は前記導光体の光入射端面及び光出射面の双方と略平行の方向に延び且つ互いに平行に配置された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列のそれぞれは前記導光体の光出射面から出射する光が入射する第１のプリズム面とその反対側の第２のプリズム面とを有するタンデム型面光源装置であって、
前記導光体の光出射面または裏面の少なくとも一部の領域は平均傾斜角が４度以上２０度以下の粗面からなり、且つ前記光偏向素子のプリズム列の第１のプリズム面は前記光出射面の法線方向とのなす角が０度以上２０度以下の平面であり、前記光偏向素子のプリズム列の第２のプリズム面は断面が外方に凸の非単一直線形状をなす非単一平面からなることを特徴とするタンデム型面光源装置、
が提供される。
【０００９】
本発明の一態様においては、前記プリズム列の第２のプリズム面の非単一平面は、断面が外方に凸の曲線形状をなす凸曲面である。本発明の一態様においては、前記プリズム列の第２のプリズム面の非単一平面は、断面が外方に凸の折れ線形状をなす複数の平面の組み合わせからなる凸面である。本発明の一態様においては、前記プリズム列の第２のプリズム面の非単一平面は、プリズム列頂部側の平面とこれに連なり且つ断面が外方に凸の曲線形状をなす凸曲面とからなる凸面である。本発明の一態様においては、前記プリズム列の第２のプリズム面は、プリズム列頂部とプリズム列谷部とを結ぶ平面が前記光出射面の法線方向と３０度以上５５度以下の角度をなす。本発明の一態様においては、前記導光体の前記光出射面に沿った方向であって光入射端面及び光出射面の双方と直交する方向の前記導光体の寸法は、１０ｍｍ〜１００ｍｍである。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記導光体の光出射面の少なくとも一部の領域は前記粗面からなり、且つ前記導光体の裏面に、前記光入射端面及び光出射面の双方に平行な方向と略直交する方向に延在する複数の縦レンズ列が配置されている。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記縦レンズ列は縦プリズム列である。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記導光体の光出射面の少なくとも一部の領域は前記粗面からなり、且つ前記導光体の光出射面の少なくとも一部に多数の微小突起からなるドットパターンが形成されている。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記光偏向素子上に光拡散素子または集光素子が配置されている。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記光拡散素子は異方性光拡散素子である。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明のタンデム型面光源装置によれば、導光体の光出射面または裏面の少なくとも一部の領域を平均傾斜角が４度以上２０度以下の粗面からなるものとし、且つ光偏向素子のプリズム列の第１のプリズム面を光出射面法線方向とのなす角が０度以上２０度以下の平面とし且つ第２のプリズム面を断面が外方に凸の非単一直線形状をなす非単一平面からなるものとしたことで、発光面の輝度分布におけるサイドローブが低減され所要の方向たとえば導光体の光出射面法線の方向及びその近傍方向の輝度が高く、表示装置のバックライトとして使用した場合に該表示装置による表示画像の品位を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるタンデム型面光源装置の一つの実施形態を示す模式図であり、（Ａ）はその平面図を示し、（Ｂ）はその断面図を示す。また、図２は、本実施形態の部分拡大断面図である。
【００１８】
図１に示されているように、本実施形態のタンデム型面光源装置は、複数の面発光ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４を備えており、その上に光偏向素子４が配置されている。尚、図１（Ａ）では、光偏向素子４の図示が省略されている。
【００１９】
図２に示されているように、面発光ユニットＵ２は、導光体３と一次光源１とを有する。導光体３は、一つの側端面を光入射端面３１とし、これと略直交する一つの表面を光出射面３３とし且つ該光出射面と反対側の表面を裏面３４としている。導光体３の光入射端面３１に対向して、光源リフレクタ２で覆われた線状の一次光源１が配置されている。導光体３は、全体として矩形板状をなしており、光入射端面３１に略直交した２つの主面がそれぞれＸＹ面と略平行な光出射面３３及び裏面３４とされている。導光体３は４つの側端面を有しており、そのうちＹＺ面と平行な１対の側端面のうちの一方が光入射端面３１とされている。光入射端面３１はＹ方向に延在する一次光源１と対向しており、一次光源１から発せられた光は光入射端面３１に入射し導光体３内へと導入される。導光体３の裏面３４に対向して、光反射素子５が配置されている。この光反射素子５は、光源リフレクタ２に連なってこれと一体的に形成されたものでもよい。
【００２０】
図２に示されているように、導光体３は光入射端面側が厚く且つそれと反対側が薄いクサビ形状をなしている。また、導光体３の光出射面３３側であって光入射端面３１側の部分には、所定幅及び所定深さの切欠段部３５が形成されている。この切欠段部３５は、隣接する面発光ユニットＵ１の導光体の光入射端面と反対側の先端部分Ｅを受け入れて当該位置に保持する機能を有する。尚、導光体３に付された光反射素子５は当該導光体の先端部分の側端面にまで延びており、光源リフレクタ２は当該導光体の切欠段部３５の底面上にまで延びている。
【００２１】
他の面発光ユニットＵ１，Ｕ３，Ｕ４も上記面発光ユニットＵ２と同等であり、但し、面発光ユニットＵ１の導光体３には切欠段部が形成されていない。互いに隣接する面発光ユニット同士は、以上のような一方の面発光ユニットの導光体の切欠段部３５に他方の導光体の先端部分Ｅを載置することで、結合されている。かくして、複数の面発光ユニットＵ１〜Ｕ４の全体により、光入射端面３１同士が同一の向き（図２では左向き）になり且つ光出射面３３同士によりＸ方向に関してほぼ連続した全体出射面３３０が形成されている。全体出射面３３０はＸＹ面とほぼ平行な一平面上にある。
【００２２】
全体出射面３３０に隣接して光偏向素子４が配置されている。光偏向素子４の２つの主面は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。これら主面のうちの一方（導光体３の光出射面３３に対向して位置する主面）は入光面４１とされており、他方が出光面４２とされている。出光面４２は、導光体３の光出射面３３と平行な平坦面とされている。入光面４１には、複数のプリズム列４１ａが形成されている。プリズム列４１ａは、導光体３の光入射端面３１及び光出射面３３の双方と略平行のＹ方向に延びており、且つ互いに平行に配置されている。各プリズム列４１ａは、導光体３の光出射面３３からの出射光が入射する第１のプリズム面（図２における左側のプリズム面）４１ａ１とその反対側の第２のプリズム面（図２における右側のプリズム面）４１ａ２とを有する。
【００２３】
図３は、導光体３の形状を示す模式図である。導光体３の幅に対応するＸ方向の寸法Ｌ１は、例えば１０ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍ、更に好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍである。また、導光体３の切欠段部３５の幅に対応するＸ方向の寸法Ｌ２は、例えば２ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍ、更に好ましくは４ｍｍ〜８ｍｍである。寸法Ｌ１を１００ｍｍ以下とすることで、面発光ユニットの発光面積を小さくして、一次光源１から発せられ導光体内に導入された光を高い光度で光出射面から出射させることができ、かくして全体出射面３３０の輝度を十分に高めることができる。一方、寸法Ｌ１を１０ｍｍ以上とすることで、面発光ユニットの発光面積が過度に小さくならないようにし、一次光源１から発せられ導光体内に導入された光を良好に光出射面から出射させることができる。
【００２４】
導光体３の最大厚さに対応するＺ方向の寸法Ｔ１は、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２．５ｍｍ〜８ｍｍ、更に好ましくは３ｍｍ〜６ｍｍである。導光体の最小厚さに対応するＺ方向の寸法Ｔ２は、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．７ｍｍ〜３ｍｍ、更に好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍである。導光体３の切欠段部３５の高さに対応するＺ方向の寸法Ｔ３は、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．８ｍｍ〜３ｍｍ、更に好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍである。寸法Ｔ１を１０ｍｍ以下とし、寸法Ｔ２を５ｍｍ以下とすることで、面発光ユニットを薄型化することができる。一方、寸法Ｔ１を２ｍｍ以上とし、寸法Ｔ２を０．５ｍｍ以上とすることで、導光体を所要の機械的強度に維持することができる。
【００２５】
尚、導光体３のＹ方向の寸法は、図示されていないが、一次光源１の長さに対応して適宜設定することができ、例えば２００ｍｍ〜４００ｍｍである。クサビ形状導光体３のクサビ角φは、例えば０．５°〜５°、好ましくは、１°〜３°、更に好ましくは２°〜３°である。クサビ角φを０．５°〜５°の範囲内とすることで、導光長が比較的短くても光出射面から効率よく光出射させることができる。
【００２６】
光出射面３３及び裏面３４のうちの一方の主面に粗面からなる指向性光出射機能構造を付与することによって、光入射端面３１に入射した光を導光体３中にて導光させながら光出射面３３から光入射端面３１および光出射面３３の双方に直交する面（ＸＺ面）内において指向性のある光を出射させる。このＸＺ面内分布における出射光光度分布のピークの方向（ピーク光）が光出射面３３となす角度をａとする。該角度ａは例えば１５〜４０度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば２０〜４０度である。
【００２７】
導光体３の一方の主面（本実施形態では光出射面３３）に形成される粗面は、上記のように短い導光長で効率よく光出射面から光出射させるためには、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが４〜２０度の範囲のものとすることが好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは６〜１５度の範囲であり、より好ましくは８〜１２度の範囲である。粗面の平均傾斜角θａを４〜２０度の範囲内とすることで、光出射面３３から出射するピーク光が光出射面３３となす角度ａ及び出射光光度分布の半値全幅をそれぞれ上記の適切な範囲内とすることができると共に、短い導光距離であっても光利用効率を高めることができる。
【００２８】
導光体３に形成される粗面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の式（１）および式（２）
Δａ＝（１／Ｌ）∫０Ｌ｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ  ・・・  （１）
θａ＝ｔａｎ−１（Δａ）  ・・・  （２）
を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さであり、Δａは平均傾斜角θａの正接である。
【００２９】
導光体３の主面に形成される粗面は、更に、中心線平均粗さＲａが０．１〜５μｍ、十点平均粗さＲｚが１〜３０μｍであることが好ましい。更に好ましくは、中心線平均粗さＲａが０．５〜３μｍ、十点平均粗さＲｚが５〜２０μｍである。中心線平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚをそれぞれ上記の範囲内とすることで、光出射面３３から出射するピーク光が光出射面３３となす角度ａ及び出射光光度分布の半値全幅をそれぞれ上記の適切な範囲内とすることが容易になる。
【００３０】
さらに、導光体３としては、その光出射率が１〜６％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは２〜４％の範囲である。これは、光出射率が１％より小さくなると導光体３から出射する光量が少なくなり十分な輝度が得られなくなる傾向にあり、光出射率が６％より大きくなると一次光源１の近傍で多量の光が出射して、光出射面３３内でのＸ方向における出射光の減衰が著しくなり、光出射面３３での輝度の均斉度が低下する傾向にあるためである。このように導光体３の光出射率を１〜６％とすることにより、光出射面から出射する光の出射光光度分布（ＸＺ面内）におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し５０〜８５度の範囲にあり、光入射端面と光出射面との双方に垂直なＸＺ面における出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が２０〜４０度であるような指向性の高い出射特性の光を導光体３から出射させることができ、その出射方向を光偏向素子４で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有し且つ光偏向素子４の出光面４２からの出射光の輝度分布においてサイドローブのない面光源装置を提供することができる。
【００３１】
本発明において、導光体３からの光出射率は次のように定義される。光出射面３３の光入射端面３１側の端縁での出射光の光強度（Ｉ０）と光入射端面３１側の端縁から距離Ｌの位置での出射光強度（Ｉ）との関係は、導光体３の厚さ（Ｚ方向寸法）をｔとすると、次の式（３）
Ｉ＝Ｉ０（α／１００）［１−（α／１００））］Ｌ／ｔ  ・・・  （３）
のような関係を満足する。ここで、定数αが光出射率であり、該光出射率αは光出射面３３における光入射端面３１と直交するＸ方向での単位長さ（導光体厚さｔに相当する長さ）当たりの導光体３から光が出射する割合（百分率：％）である。この光出射率αは、縦軸に光出射面２３からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に（Ｌ／ｔ）をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。
【００３２】
また、指向性光出射機能構造が付与されていない他の主面（本実施形態では裏面３４）には、導光体３からの出射光の一次光源１と平行な面（ＹＺ面）内での指向性を制御するために、光入射端面３１及び光出射面３３の双方に平行な方向と略直交する方向に延在する複数の縦レンズ列３４ａを配置することが好ましい。
【００３３】
本実施形態とは逆に光出射面３３に複数の縦レンズ列を配置し且つ裏面３４を粗面からなるものとしてもよいが、本実施形態のように光出射面３３を粗面からなるものとし且つ裏面３４に縦レンズ列３４ａを形成する方が、輝度分布の均斉度を高める観点からはより好ましい。
【００３４】
導光体３の裏面３４あるいは光出射面３３に縦レンズ列を形成する場合、その縦レンズ列としては略Ｘ方向に延びた縦プリズム列、縦レンチキュラーレンズ列、縦Ｖ字状溝等が挙げられるが、ＹＺ断面の形状が略三角形状の縦プリズム列とすることが好ましい。
【００３５】
本発明において、導光体３の裏面３４に縦レンズ列として縦プリズム列を形成する場合には、その頂角を８５〜１１０度の範囲とすることが好ましい。これは、頂角をこの範囲とすることによって導光体３からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、より好ましくは９０〜１００度の範囲である。
【００３６】
本発明の導光体においては、所望の縦プリズム列形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置としての使用時におけるプリズム頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、縦プリズム列の頂部に平坦部あるいは曲面部を形成してもよい。
【００３７】
光入射端面３１は、ＸＹ面内及び／又はＸＺ面内での光の広がりを調節するために、粗面化することが好ましい。粗面の形成方法としては、フライス工具等で切削する方法、砥石、サンドペーパー、バフ等で研磨する方法、ブラスト加工、放電加工、電解研磨、化学研磨等による方法が挙げられる。ブラスト加工に使用されるブラスト粒子としては、ガラスビーズのような球形のもの、アルミナビーズのような多角形状のものが挙げられるが、多角形状のものを使用する方が光を広げる効果の大きな粗面を形成できることから好ましい。切削加工や研磨加工の加工方向を調整することにより、異方性の粗面を形成することもできる。ＸＹ面内での光の広がりの調節のためにはＺ方向の加工方向を採用してＺ方向の筋状凹凸形状を形成することができ、ＸＺ面内での光の広がりの調節のためにはＹ方向の加工方向を採用してＹ方向の筋状凹凸形状を形成することができる。この粗面加工は、導光体の光入射端面に直接施すこともできるが、金型の光入射端面に相当する部分を加工して、これを成形時に転写することもできる。
【００３８】
光入射端面３１の粗面化の程度は、導光体厚さ方向で、平均傾斜角θａ’が１〜５度、中心線平均粗さＲａ’が０．０５〜０．５μｍ、十点平均粗さＲｚ’が０．５〜３μｍであることが好ましい。これは、光入射端面３１の粗面化の度合いをこの範囲とすることによって、明帯あるいは暗帯の発生の抑止に有利になるとともに、輝線・暗線をぼかし見え難くすることについても有利になるためである。平均傾斜角θａ’は、更に好ましくは２〜４．５度、特に好ましくは２．５〜３度の範囲である。中心線平均粗さＲａ’は、更に好ましくは０．０７〜０．３μｍ、特に好ましくは０．１〜０．２５μｍの範囲である。十点平均粗さＲｚ’は、更に好ましくは０．７〜２．５μｍ、特に好ましくは１〜２μｍの範囲である。また、光入射端面３１の粗面化の程度は、長手方向で、上記と同様の理由から、平均傾斜角θａ”が１〜３度、中心線平均粗さＲａ”が０．０２〜０．１μｍ、十点平均粗さＲｚ”が０．３〜２μｍであることが好ましい。平均傾斜角θａ”は、更に好ましくは１．３〜２．７度、特に好ましくは１．５〜２．５度の範囲である。中心線平均粗さＲａ”は、更に好ましくは０．０３〜０．０８μｍ、特に好ましくは０．０５〜０．０７μｍの範囲である。十点平均粗さＲｚ”は、更に好ましくは０．４〜１．７μｍ、特に好ましくは０．５〜１．５μｍの範囲である。
【００３９】
図４に、光偏向素子４による光偏向の様子が示されている。この図は、ＸＺ面内での導光体３からの出射光のうちのピーク光の進行方向を示すものである。導光体３の光出射面から該光出射面に対して角度ａをなして出射するピーク光は、プリズム列４１ａの第１のプリズム面４１ａ１に入射し、次いで第２のプリズム面４１ａ２により全反射されて、ほぼ出光面４２の法線の方向（導光体光出射面３３の法線の方向）へと偏向されて、出光面４２から出射せしめられる。第１のプリズム面４１ａ１は、導光体の光出射面法線の方向とのなす角αが０度以上２０度以下の平面である。角αは、好ましくは３度以上１５度以下であり、更に好ましくは５度以上１０度以下である。このように、角αを０度以上２０度以下と比較的小さい値とすることで、比較的大きな角度ａをもって導光体光出射面３３から出射し第１のプリズム面４１ａ１に入射したピーク光を導光体光出射面３３とのなす角度がより小さくなるように屈折させることができる。これにより、第２のプリズム面４１ａ２による内面反射で所望の導光体光出射面法線の方向を中心とする比較的小さな角度範囲内に分布する光とすることができる。
【００４０】
光偏向素子４のプリズム列の第２のプリズム面４１ａ２は、ＸＺ断面が外方に凸の非単一直線形状をなす非単一平面（単一平面以外の面をいう）からなる。図４の実施形態においては、この非単一平面は、断面が外方に凸の曲線形状をなす曲面即ち凸曲面である。凸曲面の形状としては、ＸＺ断面が円弧形状または楕円弧形状または放物線弧形状のものが例示される。第２のプリズム面４１ａ２のプリズム列頂部とプリズム列谷部とを結ぶ平面をＱとした場合、光偏向素子の出光面４２から出射する光をほぼ導光体光出射面法線の方向を中心とする方向に向けるためには、平面Ｑと導光体の光出射面法線の方向とのなす角βは３０度以上５５度以下であるのが好ましい。また、第２のプリズム面４１ａ２を凸曲面から形成する場合、光偏向素子４による集光性をより高めるためには、第２のプリズム面４１ａ２の凸曲面とプリズム列頂部とプリズム列谷部とを結ぶ平面Ｑとの最大距離（ｄ）のプリズム列のピッチ（Ｐ）に対する割合（ｄ／Ｐ）を０．０５〜５％とすることが好ましく、より好ましくは０．１〜３％、さらに好ましくは０．２〜２％、特に好ましくは０．７〜１．５％の範囲である。
【００４１】
図５及び図６は光偏向素子のプリズム列の第２のプリズム面４１ａ２の変形例を示す模式図である。図５の実施形態においては、第２のプリズム面４１ａ２の非単一平面は、断面が外方に凸の折れ線形状をなす複数の平面４０１，４０２，４０３の組み合わせからなる凸面である。この場合も、平面Ｑと凸面との最大距離（ｄ）のプリズム列のピッチ（Ｐ）に対する割合（ｄ／Ｐ）を上記の範囲内とするのが好ましい。
【００４２】
図６の実施形態においては、第２のプリズム面４１ａ２の非単一平面は、プリズム列頂部側の平面４０４とこれに連なり且つ断面が外方に凸の曲線形状をなす凸曲面４０５とからなる凸面である。この場合も、平面Ｑと平面及び凸曲面からなる凸面との最大距離（ｄ）のプリズム列のピッチ（Ｐ）に対する割合（ｄ／Ｐ）を上記の範囲内とするのが好ましい。このように第２のプリズム面４１ａ２のプリズム列頂部近傍を平面で構成することにより、プリズム列形成のための成形用型部材の形状転写面形状のより正確な形成が可能になり、導光体３上に光偏向素子４を載置した際のスティッキング現象の発生を抑止することができる。
【００４３】
更に、第２のプリズム面４１ａ２の非単一平面は、プリズム列頂部側に位置し断面が外方に凸の折れ線形状をなす複数の平面の組み合わせと、これに連なり且つ断面が外方に凸の曲線形状をなす凸曲面とからなるものであってもよい。更に、第２のプリズム面４１ａ２の非単一平面は、断面が外方に凸の曲線形状をなす凸曲面を複数組み合わせてなるものや、これらとプリズム列頂部側に位置する１つの平面或いは断面が外方に凸の折れ線形状をなす複数の平面との組み合わせからなるものであってもよい。
【００４４】
第２のプリズム面４１ａ２を平面および凸曲面の少なくとも一方を複数組み合わせて形成する場合には、平面または凸曲面の面数を３つ以上とすることが好ましく、より好ましくは５つ以上、さらに好ましくは６つ以上である。この面数を多くすると、第２のプリズム面４１ａ２の全面にわたってピーク光の方向を細かく調整することができるため、全体としての集中度を高めることができるが、傾斜角の異なる面を細かく形成しなければならず、光偏向素子４のプリズムパターンを形成するための金型切削用のバイトの設計や製造が複雑となるとともに、一定の光学特性を有する光偏向素子４を安定して得ることも難しくなる。このため、第２のプリズム面４１ａ２に形成する面の数は２０以下とすることが好ましく、より好ましくは１２以下である。この第２のプリズム面４１ａ２の平面及び／または凸曲面への分割は均等に行うことが好ましいが、必ずしも均等に分割する必要はなく、所望の出射光輝度分布（ＸＺ面内）に応じて調整することができる。また、異なる傾斜角を有する各面の幅（プリズム列断面における各面部分の長さ）は、プリズム列のピッチに対して４〜４７％の範囲とすることが好ましく、より好ましくは６〜３０％、さらに好ましくは７〜２０％の範囲である。
【００４５】
第２のプリズム面４１ａ２を傾斜角の異なる少なくとも３つの平面より構成し、これら平面の傾斜角が出光面４２に近いほど大きくなり、最も出光面に近い平面と最も出光面から遠い平面との傾斜角の差を１５°以下とすることにより、極めて高い集光効果を発揮させることができ、光源装置として極めて高い輝度を得ることができる。この最も出光面に近い平面と最も出光面から遠い平面との傾斜角の差は、好ましくは０．５〜１０°の範囲であり、より好ましくは１〜７°の範囲である。第２のプリズム面４１ａ２をこのような構造にすることにより、所望の集光性を有する光偏向素子を容易に設計することもできるとともに、一定の光学特性を有する光偏向素子を安定して製造することもできる。なお、この傾斜角の差に関する事項は、第２のプリズム面を複数の凸曲面または凸曲面と平面との組合せで構成する場合においても、同様に当てはまる。
【００４６】
本発明において、平面あるいは凸曲面の場合の傾斜角とは、プリズム列谷部を通るプリズム列形成平面４３に対する傾斜角度をいい、凸曲面の場合には凸曲面の複数の位置における接線のプリズム列形成平面４３に対する傾斜角度を平均したものをいい、凸曲面の断面における両端を結んだ直線（弦）の傾斜角とすることができる。
【００４７】
凸曲面の形状は、そのＸＺ断面の形状が円弧あるいは非円弧となるようにすることができる。さらに、複数の凸曲面によりプリズム面を構成する場合には、各凸曲面の形状が異なることが好ましく、断面円弧形状の凸曲面と断面非円弧形状の凸曲面とを組み合わせることもでき、少なくとも１つの凸曲面を断面非円弧形状とすることが好ましい。複数の凸曲面を断面円弧形状とする場合には、各凸曲面でその曲率を変えたものであってもよい。非円弧形状としては、楕円形状の一部（楕円弧形状）、放物線形状の一部（放物線弧形状）等が挙げられる。
【００４８】
さらに、凸曲面は、その曲率半径（ｒ）とプリズム列のピッチ（Ｐ）との比（ｒ／Ｐ）を２〜５０の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは５〜３０、さらに好ましくは７〜２０、特に好ましくは７．５〜１５の範囲である。このｒ／Ｐが２未満であったり、５０を超えたりすると、十分な集光特性を発揮できなくなり、輝度が低下することがある。
【００４９】
本発明の光偏向素子においては、所望のプリズム列形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置としての使用時におけるプリズム列の頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に平坦部あるいは曲面部を形成してもよい。この場合、プリズム列頂部に形成する平坦部あるいは曲面部の幅は、３μｍ以下とすることが、光源装置としての輝度の低下やスティッキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは２μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。
【００５０】
本発明において、上記のように一次光源１から遠い側のプリズム面である第２のプリズム面４１ａ２を非単一平面とすることにより、導光体３の光入射端面３１に対向するように一次光源１を配置する場合の光偏向素子４から出射する光の出射光輝度分布（ＸＺ面内）における分布の幅を十分に小さくすることができる。
【００５１】
図７は、以上のような本発明実施形態のタンデム型面光源装置におけるＸＺ面内の発光面輝度分布を示すグラフである。図中、Ｍが本発明実施形態のものを示し、これは、導光体の光出射面３３の平均傾斜角が５度であり、光偏向素子の入光面プリズム列において角度αが７．５度で角度βが４０．５度で、第２のプリズム面４１ａ２が断面非円弧形状の凸曲面のもので得られたものである。また、図中、Ｎは比較のために示すものであり、これは、上記本発明実施形態の第２のプリズム面４２ａ１を平面Ｑで置き換えた光偏向素子を使用したことを除き本発明実施形態と同様にして得られたものである。比較例のものが角度５０〜８０度にて大きなサイドローブを示すのに対して、本発明実施形態のものではサイドローブを実質上示さず且つピーク輝度値も比較例に比べて３０％程度大きくなっている。
【００５２】
図８は、本発明によるタンデム型面光源装置の更に他の実施形態における一次光源１及び導光体３の部分平面図である。本実施形態では、導光体の光出射面３３の一部に多数の微小突起からなるドットパターンが形成されている。即ち、光出射面３３は第１領域３３−１と第２領域３３−２とからなる。第１領域３３−１は、光入射端面３１に隣接する領域であり、Ｙ方向に沿って幅（Ｘ方向寸法）Ｗを有する。残りの領域が第２領域３３−２とされている。第２領域３３−２は、上記図１〜図７の実施形態に関し説明したような指向性光出射機能構造としての粗面（マット面）からなる。第１領域３３−１は、多数の微小突起からなるドットパターンが形成された領域である。この領域は、光出射面において光入射端面の近傍（入光部近傍）にて輝線及び暗線が発生するのを抑制するための光出射制御を行う領域である。
【００５３】
図９は第１領域３３−１の模式的部分斜視図であり、図１０は微小突起の平面図であり、図１１は微小突起の側面図である。これらの図に示されているように、各微小突起５０は、高さがＨ’で、底部縦幅（底部の平面形状におけるＸ方向の寸法）がｄ’で、底部横幅（底部の平面形状におけるＹ方向の寸法）がＤ’で、底部面積がＳ’である。尚、図示はされていないが、Ｘ方向における微小突起の断面（ＸＺ断面）の傾斜角に関する指標Ａ’（縦幅方向断面傾斜角）は、前記微小突起の底部縦幅ｄ’と高さＨ’とからＡ’＝Ｔａｎ−１（２Ｈ’／ｄ’）と定義する。また、隣接する微小突起５０の間隔（即ち各微小突起の底部同士の離隔距離：これは、各微小突起について、それと最も近接する他の微小突起との間隔を指すものとする）はＬ’である。
【００５４】
ここで、第１領域に設けられている多数の微小突起５０についての高さＨ’の平均値である平均高さＨは、７〜１３μｍの範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは８〜１３μｍの範囲内であり、特に好ましくは８〜１２μｍの範囲内である。Ｈが上限値を超えて大きくなりすぎると、必要以上に光出射率が大きくなり、第１領域に明帯を引き起こす傾向にある。また、導光体３を射出成形等の転写成形加工により作製する場合には、Ｈが上限値を超えて大きくなりすぎると、成形時の形状転写性が低下しやすくなり、また、転写斑に起因する導光体３からの出射光の輝度斑が発生しやすくなり、かくして輝度分布品位低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体３を光偏向素子４としてのプリズムシートと組み合わせて面光源装置を構成した場合に、アセンブリ後のプリズムシートとの耐摩耗性が低下しやすくなり、導光体３を合成樹脂により作製する場合には樹脂粉が発生しやすくなる傾向にある。一方、Ｈが下限値を下まわって小さくなりすぎると、所望の輝線及び暗線発生抑止効果が得にくくなる傾向にあり、更に第１領域に輝度低下に基づく暗帯が発生しやすくなる傾向にある。
【００５５】
また、多数の微小突起５０についての高さＨ’のばらつきΔＨは、９μｍ以下であるのが好ましく、更に好ましくは８μｍ以下、特に好ましくは７μｍ以下である。ここで、ΔＨとは、図１２に示されているように、高さに対する微小突起個数の分布において平均高さＨを含み８０％の個数が分布する高さ範囲をいうものとする。ΔＨが上限値を越えて大きくなりすぎると、導光体で輝度斑や光出射率のむら等が生じやすくなる傾向にある。
【００５６】
第１領域に設けられている多数の微小突起５０についての横幅Ｄ’の平均値である平均横幅Ｄは、２０〜４０μｍの範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは２５〜３５μｍの範囲内であり、特に好ましくは２５〜３２μｍの範囲内である。Ｄが上限値を超えて大きくなりすぎると、第１領域で光出射率が大きくなって明帯が発生する傾向にある。尚、明帯防止のために所望の光出射率を得ようとすると、微小突起５０の平均分布密度（Ｎ）を低下させることが必要になり、その場合には個々の微小突起５が輝点となって視認されやすく、ぎらつき感を引き起こす傾向にある。一方、Ｄが下限値を下回って小さくなりすぎると、第１領域で出射率が著しく低下して暗帯が発生する傾向にあり、また微小突起５０の寸法が小さくなりすぎるため導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。
【００５７】
また、多数の微小突起５０についての横幅Ｄ’のばらつきΔＤは、１１μｍ以下であるのが好ましく、更に好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは９μｍ以下である。ここで、ΔＤとは、図１３に示されているように、横幅に対する微小突起個数の分布において平均横幅Ｄを含み８０％の個数が分布する横幅範囲をいうものとする。ΔＤが上限値を越えて大きくなりすぎると、導光体で輝度斑や光出射率のむら等が生じやすくなる傾向にある。
【００５８】
第１領域に設けられている多数の微小突起５０についての底部縦幅（ｄ’）の平均値である平均底部縦幅（ｄ）に対する平均高さ（Ｈ）の比率であるアスペクト比（Ｈ／ｄ）は、０．２５〜０．４の範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは０．３〜０．４の範囲内である。特に好ましくは０．３〜０．３７の範囲内である。Ｈ／ｄが上限値を超えて大きくなりすぎると、必要以上に光出射率が大きくなり、第１領域に明帯を引き起こす傾向にある。また、導光体３を射出成形等の転写成形加工により作製する場合には、Ｈ／ｄが上限値を超えて大きくなりすぎると、成形時の形状転写性が低下しやすくなり、また、転写斑に起因する導光体３からの出射光の輝度斑が発生しやすくなり、かくして輝度分布品位低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。一方、Ｈ／ｄが下限値を下まわって小さくなりすぎると、第１領域に必要以上の輝度低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。
【００５９】
第１領域に設けられている多数の微小突起５０についての底部面積（Ｓ’）についての平均値である平均底部面積（Ｓ）は、５００〜１１００μｍ２の範囲内あることが好ましく、更に好ましくは６００〜１０００μｍ２の範囲内であり、特に好ましくは７００〜９００μｍ２の範囲内である。Ｓが上限値を超えて大きくなりすぎると、第１領域で光出射率が大きくなって明帯が発生する傾向にある。尚、明帯防止のために所望の光出射率を得ようとすると、微小突起５０の平均分布密度（Ｎ）を低下させることが必要になり、その場合には個々の微小突起５が輝点となって視認されやすく、ぎらつき感を引き起こす傾向にある。一方、Ｓが下限値を下回って小さくなりすぎると、第１領域で出射率が著しく低下して暗帯が発生する傾向にあり、また微小突起５０の寸法が小さくなりすぎるため導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。
【００６０】
第１領域に設けられている多数の微小突起５０についての平均底部面積（Ｓ）に対する平均高さ（Ｈ）の比率である面積アスペクト比（Ｈ／Ｓ）は、０．０１〜０．０１６／μｍの範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは０．０１２〜０．０１６／μｍの範囲内である。特に好ましくは０．０１２〜０．０１５／μｍの範囲内である。Ｈ／Ｓが上限値を超えて大きくなりすぎると、必要以上に光出射率が大きくなり、第１領域に明帯を引き起こす傾向にある。また、導光体４を射出成形等の転写成形加工により作製する場合には、Ｈ／Ｓが上限値を超えて大きくなりすぎると、成形時の形状転写性が低下しやすくなり、また、転写斑に起因する導光体３からの出射光の輝度斑が発生しやすくなり、かくして輝度分布品位低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。一方、Ｈ／Ｓが下限値を下まわって小さくなりすぎると、第１領域に必要以上の輝度低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。
【００６１】
第１領域に設けられている多数の微小突起５０についての縦幅方向断面傾斜角（Ａ’）の平均値である平均縦幅方向断面傾斜角（Ａ）は、２５〜４０度の範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは３０〜４０度の範囲内である。特に好ましくは３０〜３７度の範囲内である。Ａが上限値を超えて大きくなりすぎると、必要以上に光出射率が大きくなり、第１領域に明帯を引き起こす傾向にある。また、導光体３を射出成形等の転写成形加工により作製する場合には、Ａが上限値を超えて大きくなりすぎると、成形時の形状転写性が低下しやすくなり、また、転写斑に起因する導光体３からの出射光の輝度斑が発生しやすくなり、かくして輝度分布品位低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。一方、Ａが下限値を下まわって小さくなりすぎると、第１領域に必要以上の輝度低下を引き起こしやすくなる傾向にある。また、導光体作製の際に安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。
【００６２】
多数の微小突起５０は、それぞれにつき最も近くに隣接する他の微小突起との平均距離（Ｌ）が１０μｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは１５μｍ以上であり、特に好ましくは２０μｍ以上である。Ｌが下限値を下まわって小さくなりすぎると、導光体３を射出成形等の転写成形加工により作製する場合には、導光体作製のための金型の作製時に互いに隣接する微小突起形状転写パターン（凹形状）同士の融合が生じたりして安定した微小突起形状転写パターン（凹形状）の寸法の金型を作製することが困難になり、金型加工の歩留まりが著しく低下する傾向にある。
【００６３】
多数の微小突起５０は、第１領域での平均分布密度（Ｎ）が３×１０−５〜１１×１０−５／μｍ２の範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは５×１０−５〜１０×１０−５／μｍ２の範囲内であり、特に好ましくは６×１０−５〜９．５×１０−５／μｍ２の範囲内である。Ｎが上限値を超えて大きくなりすぎると、第１領域での光出射率が必要以上に大きくなり、明帯が発生する傾向にある。また、微小突起５０の分布は液晶表示素子（液晶パネル）との間でのモアレを回避するためにランダム化することが好ましく、その場合には微小突起間距離もランダムに分散することになる。この場合、微小突起の分布密度が高いと微小突起間距離が小さくなり、エッチング法等による金型の微小突起形状転写パターン（凹形状）の加工時に転写パターン間融合が生じやすく、それに伴い金型歩留まりが低下する傾向にある。一方、Ｎが下限値を下まわって小さくなりすぎると、第１領域において微小突起５がまばらに存在するようになるため輝点となって視認されやすくなる傾向にある。また、Ｎが下限値を下まわって小さくなりすぎると、第１領域において輝度の著しい低下から暗帯を引き起こしやすくなる傾向にある。
【００６４】
上記多数の微小突起５０の形成されている第１領域３３−１は、輝線及び暗線の発生を効果的に防止する観点からは、光入射端面３１からの距離Ｗ（第１領域の幅）が光入射端面での導光体３の厚さＴの１．３倍以上であることが好ましい。一方、この第１領域の幅Ｗは、導光体作製上の観点から、導光体３の厚さＴの１０倍までであるのが好ましく、更に好ましくは８倍まで、特に好ましくは４倍までである。これは、光入射端面３１近傍で発現する輝線や暗線は光入射端面３１の厚さの影響を受けるものであり、第１領域の幅Ｗが光入射端面３１での導光体の厚さＴの１．３倍未満であると、第１領域の幅Ｗが輝線や暗線が発生する領域よりも狭くなり、輝線や暗線の発生を抑止する効果を十分発揮することができなくなる傾向にあるためである。また、第１領域の幅Ｗが光入射端面３１での導光体３の厚さＴの１０倍を超えると、第１領域の幅Ｗが輝線や暗線が発生する領域より広くなり、光出射面全体での輝度の均一性を低下させる傾向にあるためである。
【００６５】
一方、この第１領域の幅Ｗは、導光体作製上の観点からも上記範囲とすることが好ましい。導光体３は、金型を用いた転写成形加工により作製するのが好ましい。その場合、第２領域３３−２のマット面を転写形成するための金型転写パターン部の作製にはブラスト加工が最も容易で好ましい。一方、上記第１領域３３−１の多数の微小突起を有する面を転写形成するための金型転写パターン部の作製にはウェットエッチングなどのエッチング加工が最も適しており、現実的である。但し、エッチング加工はブラスト加工に比べて条件設定や設計変更が容易とはいえない。このため、輝線及び暗線の防止対策以外についての導光体の細部に至る品位調整・改善（たとえば冷陰極管などの一次光源１の両端部近傍の隅暗部、導光体３の両脇暗部などの改善）に関しては、設計変更が容易なブラストパターンにより調整することが金型加工の容易さの観点から好ましい。かくして、輝線及び暗線の防止対策に著しい効果を奏する多数の微小突起を付与する領域は、出来る限り入光部の近傍にのみとどめ、それ以外の領域はブラスト加工によりマット構造を付与することが、導光体金型製作手段として最も好ましい。
【００６６】
また、本発明の面光源装置においては、出射光の分布をさらに制御したり、面光源装置の品位を向上させるために、光偏向素子４の出光面４２上に光拡散素子を配置する場合がある。しかし、本発明の面光源装置では、このように光拡散素子を配置した上に液晶ユニットを配置すると、個々の微小突起からの局所的な出射光に起因した、発色が観測される場合がある。これは、微小突起間の間隔と液晶表示素子のＲＧＢのカラーフィルターの配列ピッチとの関係に起因して生じるものであり、ＲＧＢのカラーフィルターの配列ピッチに比べて微小突起間隔が大きいと、微小突起からの出射光が局所的に特定のカラーフィルターのみを通過するために発色する。このような問題を解決するために、微小突起を一定の分布密度で形成した領域の少なくとも一部を粗面化して微小突起による離散的な光出射特性を緩和させることが好ましい。この場合、形成する粗面の程度が強すぎると、光出射の寄与が粗面構造による光出射機能に依存しすぎることになり、輝線や暗線を抑止する効果が低下する傾向にあるため、微小突起の光出射機能による光出射の寄与が全光出射量の３０％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上となるような範囲で粗面化を行うことが好ましい。
【００６７】
また、上記のような発色は、微小突起を形成した全ての領域で起こるわけではなく、入射面近傍のある特定領域の範囲ではほとんど発生しないことがわかった。このため、微小突起を形成した領域を粗面化しない場合には、第１領域の幅Ｗをより狭い範囲に設定することが好ましい。このため、第１領域３３−１の幅Ｗは、導光体３の厚さＴの４倍までであるのが好ましく、更に好ましくは３倍まで、特に好ましくは２．５倍まで、最も好ましくは２倍までである。
【００６８】
第１領域３３−１では、多数の微小突起５０は、ほぼ一定の分布密度にて形成されている。但し、本発明においては、図１４に示されているように、第１領域３３−１と第２領域３３−２との間に第３領域３３−３を形成することができる。この第３領域は、図１５に示されているように、第１領域に続いて光入射端面３１からの距離が更に大きい領域にて光入射端面からの距離が大きくなるにつれて微小突起の分布密度ｎが次第に小さくなるように形成されている。この第３領域を設けることで、第１領域と第２領域との間での光学的特性の急激な変化を避けて、輝度均斉度の一層の向上を図ることができる。第３領域は、微小突起に加えてマット面をも形成して、微小突起とマット面との併設構造となしてもよい。この場合、マット面の平均傾斜角を第１領域の方に向かって次第に小さくすることで、第１領域と第２領域との間での光学的特性の急激な変化を避けて、輝度均斉度の更なる向上を図ることができる。
【００６９】
第３領域を幅広く形成し過ぎると上述したような発色が発生する場合があるため、微小突起がほぼ一定の分布密度で形成されている第１領域の分布密度の１／２の分布密度となる光入射端面からの位置が前記光入射端面での導光体の厚さの５倍以下の距離にあるように形成することが好ましく、更に好ましくは４倍以下、特に好ましくは３倍以下の距離にあるように形成する。ただし、第１領域とともに粗面化を施す場合は、第３領域での微小突起の分布密度ｎの勾配はより緩やかにすることができる。
【００７０】
以上の説明では、光出射面３３に微小突起及び光出射機能構造としてのマット面が形成されているものとしているが、微小突起及びマット面を裏面に形成し、光出射面に縦プリズム列などの縦レンズ列を形成してもよい。
【００７１】
さらに、本発明においては、光偏向素子４によって狭視野化され高輝度化された面光源装置において、輝度の低下をできる限り招くことなく、視野範囲を目的に応じて適度に制御するために、図１６に示されているように、光偏向素子４の出光面４２上に光拡散素子６を隣接配置することもできる。また、このように光拡散素子６を配置することによって、品位低下の原因となるぎらつきや輝度斑等を抑止し品位向上を図ることもできる。光拡散素子６は、光偏向素子４により偏向された光が入射する入射面６１とその反対側の出射面６２とを有する。
【００７２】
光拡散素子６は、光偏向素子４の出光面側に光偏向素子４と一体化させて形成してもよいし、光拡散素子６を個別に光偏向素子４の出光面側に載置してもよい。個別に光拡散素子６を配置する方が好ましい。個別に光拡散素子６を載置する場合には、光拡散素子６の光偏向素子４に隣接する側の面には、光偏向素子４とのスティッキングを防止するため、凹凸構造を付与することが好ましい。同様に、光拡散素子６の出射面においても、その上に配置される液晶表示素子との間でのスティッキングを考慮する必要があり、光拡散素子６の出射面にも凹凸構造を付与することが好ましい。この凹凸構造は、スティッキング防止の目的のみに付与する場合には、平均傾斜角が０．７度以上となるような構造とすることが好ましく、さらに好ましくは１度以上であり、より好ましくは１．５度以上である。
【００７３】
本発明においては、輝度特性、視認性および品位等のバランスを考慮して光偏向素子４からの出射光を適度に拡散させる光拡散特性を有する光拡散素子６を使用することが好ましい。すなわち、光拡散素子６の光拡散性が低い場合には、視野角を十分に広げることが困難となり視認性を低下させるとともに、品位改善効果が十分でなくなる傾向にあり、逆に光拡散性が高すぎる場合には光偏向素子４による狭視野化の効果が損なわれるとともに、全光線透過率も低くなり輝度が低下する傾向にある。そこで、本発明の光拡散素子６においては、平行光を入射したときの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が１〜１３度の範囲であるものが使用される。光拡散素子６の半値全幅は、好ましくは３〜１１度の範囲、さらに好ましくは４〜８．５度の範囲である。なお、本発明において光拡散素子６の出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅とは、図１７に示すように、光拡散素子６に入射した平行光線が出射時にどの程度拡散して広がるかを示したもので、光拡散素子６を透過し拡散した光の出射光光度分布（ＸＺ面内）におけるピーク値に対する半値での広がり角の全幅の角度（ΔθＨ）をいう。
【００７４】
このような光拡散特性は、光拡散素子６中に光拡散剤を混入したり、光拡散素子６の少なくとも一方の表面に凹凸構造を付与することによって付与することができる。表面に形成する凹凸構造は、光拡散素子６の一方の表面に形成する場合と両方の表面に形成する場合とでは、その程度が異なる。光拡散素子６の一方の表面に凹凸構造を形成する場合には、その平均傾斜角を０．８〜１２度の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜７度であり、より好ましくは４〜６．５度である。光拡散素子６の両方の表面に凹凸構造を形成する場合には、一方の表面に形成する凹凸構造の平均傾斜角を０．８〜６度の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは２〜４度であり、より好ましくは２．５〜４度である。この場合、光拡散素子６の全光線透過率の低下を抑止するためには、光拡散素子６の入射面側の平均傾斜角を出射面側の平均傾斜角よりも大きくすることが好ましい。また、光拡散素子６のヘイズ値としては８〜８２％の範囲とすることが、輝度特性向上と視認性改良の観点から好ましく、さらに好ましくは３０〜７０％の範囲であり、より好ましくは４０〜６５％の範囲である。
【００７５】
本発明の面光源装置は、デスクトップ型パソコンのモニター、液晶テレビ等の比較的サイズが大きい表示装置に好適である。このような表示装置に使用する場合、比較的広い視野角が必要であるとともに高い輝度が必要となる。そこで、光拡散素子６としては、広い視野角を得る光拡散性が必要とされ、出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が６〜１３度の範囲のものを使用することが好ましく、さらに好ましくは６．５〜１１度、より好ましくは７〜９度の範囲である。また、ヘイズ値としては、５０〜８２％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは６０〜７５％、より好ましくは６５〜７０％の範囲である。さらに、光拡散素子６の表面に凹凸構造を形成する場合には、その平均傾斜角が４．５〜１２度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５．５〜８．５度、より好ましくは６〜７度の範囲である。
【００７６】
本発明の面光源装置においては、上記のような光拡散素子６を用いる場合、光偏向素子４からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が１９〜２６度程度の集光性が比較的弱い光偏向素子４を使用するとともに、光拡散性の比較的弱い光拡散素子６を使用した方がＹＺ面での拡散による輝度の低下を抑えられるため、輝度向上の観点からは好ましい場合がある。この場合、光拡散素子６としては、広い視野角を得る光拡散性が必要とされ、出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が１〜８度の範囲のものを使用することが好ましく、さらに好ましくは２〜８度、より好ましくは３〜７度の範囲である。また、ヘイズ値としては、８〜７０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３０〜６５％、より好ましくは４０〜６０％の範囲である。さらに、光拡散素子６の一方の表面に凹凸構造を形成する場合には、その平均傾斜角が０．８〜７度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３〜６．５度、より好ましくは３．５〜６度の範囲である。凹凸構造を両面に形成する場合には、その一方の表面の平均傾斜角が０．８〜４度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜４度、より好ましくは２〜４度の範囲である。
【００７７】
本発明においては、光拡散素子６として光拡散性に異方性を有するもの（異方性光拡散素子たとえば異方性光拡散シート）を使用することが、光拡散素子６の全光線透過率を高め、光偏向素子４からの出射光を効率的に拡散でき、輝度を向上させることができるため好ましい。例えば、導光体３の一つの端面に線状の冷陰極管を一次光源１として配置した面発光ユニットを備えた光源装置において、導光体３の光出射面から出射する出射光を光偏向素子４により主としてＸＺ面において狭視野化を図り、このＸＺ面内で狭視野化された光をさらに光拡散素子６により拡散させ視野角を広げることができる。しかるに、光拡散素子６として等方性拡散性のものを使用した場合には、光偏向素子により狭視野化されていないＹＺ面内についても同等に光が拡散されるため、輝度の低下を招くことになる。そこで、図１８に示したように、ＹＺ面内よりもＸＺ面内での光拡散性が高いような異方拡散性を有する光拡散素子６を使用することにより、光偏向素子４により狭視野化されたＸＺ面での光の拡散を強くし、狭視野化されていないＹＺ面内での光の拡散を弱くすることができ、光偏向素子４からの出射光を効率的に拡散することができ、輝度の低下を最小限に抑えることができる。
【００７８】
このような光拡散素子６の異方拡散性については、どのような異方性を有する光拡散素子６を使用するかは、上記のようなＸＺ面とＹＺ面での異方性のみの要因により決定されるものではなく、導光体３の光出射機能構造の形状、光偏向素子４のプリズム列の形状や配列、面光源装置の用途等に応じて適宜選定することができる。すなわち、図１９に示したように、光拡散素子６の出射面法線及び出射面内の任意の方向（Ｐ−ｎ方向（ｎ＝１，２，・・・））を含む任意の面（ＺＰ−ｎ面（ｎ＝１，２，・・・））を想定し、これらの任意の面における出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅を相違させることによって異方性を付与することができる。なお、ＺＰ−ｎ面の半値全幅の中で最も大きいものを最大半値全幅、最も小さいものを最小半値全幅とする。同様に、光拡散素子６に異方拡散性を付与する凹凸構造の平均傾斜角についても、ＺＰ−ｎ面と光拡散素子６（ＸＹ面）が交差する任意のＰ-ｎ方向における平均傾斜角を相違させることによって平均傾斜角の異方性を付与することができる。このとき、Ｐ−ｎ方向の平均傾斜角の中で最も大きいものを最大平均傾斜角、最も小さいものを最小平均傾斜角とする。
【００７９】
例えば、導光体３のＹＺ面と平行な側端面に対向するように線状の冷陰極管を配置し一次光源１とした場合、光偏向素子４は主としてＸＺ面で狭視野化を図りＹＺ面では殆ど作用しないため、光偏向素子４からの出射光をＸＺ面内で効果的に拡散しＹＺ面内では拡散させないような異方拡散性を有する光拡散素子６を使用することが最適である。従って、光拡散素子６としては、ＸＺ面で最大半値全幅を示し、ＹＺ面で最小半値全幅を示すような異方拡散性を有するものが好ましい。同様に、光拡散素子６に形成する凹凸構造も、Ｙ方向に最大平均傾斜角を有し、Ｘ方向に最小平均傾斜角を有するような構造あるいは配置とすることが好ましい。
【００８０】
このような異方拡散性を有する光拡散素子６においても、輝度特性、視認性および品位等のバランスを考慮して光偏向素子４からの出射光を適度に拡散させる光拡散特性を有する光拡散素子６を使用することが必要である。すなわち、光拡散素子６の光拡散性が低い場合には、視野角を十分に広げることが困難となり視認性を低下させるとともに、品位改善効果が十分でなくなる傾向にあり、逆に光拡散性が高すぎる場合には光偏向素子４による狭視野化の効果が損なわれるとともに、全光線透過率も低くなり輝度が低下する傾向にある。そこで、出射光光度分布（ＸＺ面内）の最大半値全幅が１〜１３度の範囲であるものが使用され、好ましくは３〜１１度の範囲、さらに好ましくは４〜９度の範囲である。また、最小半値全幅に対する最大半値全幅の比（最大半値全幅／最小半値全幅）が１．１〜２０の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは２〜１５の範囲、より好ましくは４〜１０の範囲である。これは、最大半値全幅／最小半値全幅を１．１以上とすることによって光の利用効率を向上させ輝度を高めることができるためであり、２０以下とすることによって強い光拡散性による輝度の低下を抑止することができるためである。
【００８１】
光拡散素子６の一方の表面に凹凸構造を形成する場合には、その最大平均傾斜角を０．８〜１５度の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜１１度であり、より好ましくは４〜９度である。また、最大半値全幅／最小半値全幅と同様の観点から、最小平均傾斜角に対する最大平均傾斜角の比（最大平均傾斜角／最小平均傾斜角）は、１．１〜２０の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは２〜１５の範囲、より好ましくは４〜１０の範囲である。凹凸構造は、光拡散素子６の両方の表面に形成してもよく、この場合、光拡散素子６の全光線透過率の低下を抑止するためには、光拡散素子６の入射面側の平均傾斜角を出射面側の平均傾斜角よりも大きくすることが好ましい。また、光拡散素子６のヘイズ値としては８〜８２％の範囲とすることが、輝度特性向上と視認性改良の観点から好ましく、さらに好ましくは３０〜７０％の範囲であり、より好ましくは４０〜６５％の範囲である。
【００８２】
このような異方拡散性を有する光拡散素子６の拡散性付与構造としては、例えば、図２０〜２２に示したような凹凸構造が挙げられる。図２０に示した凹凸構造は、一軸上に長く延びたレンチキュラーレンズ列等のレンズ列６ａを多数略並列して連設した配列構造である。このようなレンズ列の配列ピッチは表示素子として使用される液晶表示素子のピッチおよび光偏向素子４のプリズム列等のレンズ列の配列ピッチに対してモアレの発生しにくいピッチを選定するか、ランダムな配列ピッチとすることが好ましい。通常、レンズ列の配列ピッチは１〜７０μｍの範囲とすることが好ましく、製造の容易さやモアレの発生を防止する観点から５〜４０μｍがさらに好ましく、より好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。また、レンズ列の長手方向と直交する方向の平均傾斜角は０．８〜1５度の範囲とすることが輝度向上と視認性向上の観点から好ましく、さらに好ましくは３．５〜１１度、より好ましくは４〜９度の範囲である。
【００８３】
図２１に示した凹凸構造は、多数のシリンドリカルレンズ形状体６ｂを離散的に配列した構造である。シリンドリカルレンズ形状体の配列間隔は、一定の規則的なピッチでもよく、ランダムな配列ピッチであってもよい。通常、シリンドリカルレンズ形状体の配列ピッチは、１〜７０μｍの範囲とすることが好ましく、製造の容易さやモアレの発生を防止する観点から５〜４０μｍがさらに好ましく、より好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。また、シリンドリカルレンズ形状体の長手方向と直交する方向の平均傾斜角は０．８〜１５度とすることが輝度向上と視認性向上の観点から好ましく、さらに好ましくは３．５〜１１度、より好ましくは４〜９度の範囲である。このような離散的な配列構造は、光拡散素子６として最大半値全幅を示すことが要求される面と光拡散素子６の出射面との交差する線と、シリンドリカルレンズ形状体の長手方向とが略直交する確率が高くなるように配列することが好ましい。また、光拡散素子６として最小半値全幅を示すことが要求される面と光拡散素子６の出射面との交差する線と、シリンドリカルレンズ形状体の長手方向とが略平行になる確率が高くなるよう配列することが好ましい。
【００８４】
図２２に示した凹凸構造はヘアライン構造である。ヘアライン６ｃの延びる方向に直交する方向の平均傾斜角は０．８〜１５度とすることが輝度向上と視認性向上の観点から好ましく、さらに好ましくは３．５〜１１度、より好ましくは４〜９度の範囲である。ヘアラインの延びる方向は、光拡散素子６として最大半値全幅を示すことが要求される面と光拡散素子６の出射面との交差する線と略直交する方向が好ましい。
【００８５】
このような異方拡散性を付与する凹凸構造が形成された面およびその裏面の少なくとも一方にマット構造を付与することにより、ぎらつきや輝度斑等を抑止することができ品位を向上させることができる。しかし、マット構造の光拡散性が強くなると異方拡散性が損なわれ輝度の低下を招く場合があるため、比較的光拡散性の弱いマット構造を付与することが好ましい。このようなマット構造としては、平均傾斜角度が０．５〜５度の範囲のものが好ましく、さらに好ましくは０．８〜４度、より好ましくは１〜３．５度の範囲である。なお、異方性付与凹凸構造の表面にマット構造を付与した場合のマット構造の平均傾斜角は、凹凸構造に起因する平均傾斜角度を除いたマット構造自体の平均傾斜角をいう。このような平均傾斜角は、凹凸構造の無い部分や凹凸構造の長手方向に平行な方向にて測定することができ、触針粗さ計による計測、光拡散素子６の断面形状を画像解析する方法、原子間力顕微鏡等を用いて測定することができる。
【００８６】
本発明においては、光偏向素子４を用いて導光体３からの出射光を法線方向等の特定な方向に出射させ、この出射光を異方拡散性を有する光拡散素子６を用いて所望の方向に出射させることもできる。この場合、光拡散素子６に異方拡散作用と光偏向角作用の両方の機能を付与することもできる。例えば、凹凸構造としてレンチキュラーレンズ列やシリンドリカルレンズ形状体を用いたものでは、その断面形状を非対称形状にすることで、異方拡散作用と光偏向作用の両機能を付与することができる。
【００８７】
また、本発明においては、面光源装置としての視野角を調整し、品位を向上させる目的で、光偏向素子４や光拡散素子６に光拡散材を含有させることもできる。このような光拡散材としては、光偏向素子４や光拡散素子６を構成する材料と屈折率が異なる透明な微粒子を使用することができ、例えば、シリコーンビーズ、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレ−ト、フッ素化メタクリレ−ト等の単独重合体あるいは共重合体等からなるものが挙げられる。光拡散材としては、光偏向素子４による狭視野効果や光拡散素子６による適度な拡散効果を損なわないように、含有量、粒径、屈折率等を適宜選定する必要がある。例えば、光拡散材の屈折率は、光偏向素子４や光拡散素子６を構成する材料との屈折率差が小さすぎると拡散効果が小さく、大きすぎると過剰な散乱屈折作用が生じるため、屈折率差が０．０１〜０．１の範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは０．０３〜０．０８、より好ましくは０．０３〜０．０５の範囲である。また、拡散材の粒径は、大きすぎると散乱が強くなりぎらつきや輝度の低下を引き起こし、小さすぎると着色が発生するため、平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲とすることが好ましく、さらに好ましくは２〜１５μｍ、より好ましくは２〜１０μｍの範囲である。
【００８８】
本発明においては、上記のような光拡散素子６に代えて、集光素子たとえば集光性フィルムを使用することも可能である。この集光素子は、上記光拡散素子６とは逆に、導光体光出射面３３から出射する光の角度分布を狭める（即ち集光させる）機能を有する。集光素子としては、集光効率を高めるための比較的大きな傾斜角成分を持つ凹凸表面構造を有するものが例示される。この集光素子としては、光拡散素子６の場合と同様に、集光性に異方性を有するものを使用することができる。以下、その実施形態を示す。
【００８９】
図２３は集光素子１８の模式的平面図であり、図２４及び図２５はそれぞれその部分断面図である。集光素子１８は、透光性を有するシート状基材１８ａの一方の表面に多数の微小凸部１８ｂが形成されたものである。
【００９０】
図２３に示されているように、微小凸部１８ｂのＺ方向に見た形状（平面形状）即ちシート状基材１８ａの表面への投影形状は楕円形である。即ち、微小凸部１８ｂはＸＹ面内において形状異方性をもっており、そのＸ方向寸法ｘはたとえば２０〜１００μｍであり、そのＹ方向寸法ｙはたとえば１５〜５０μｍである。また、図２５に示される微小凸部１８ｂのＺ方向寸法ｚは、たとえば８〜２５μｍである。本実施形態では、微小凸部１８ｂの平面形状の中心は微小凸部１８ｂの頂部Ｏに対応しており、該頂部Ｏを通るシート状基材１８ａの法線ＮＬを含む複数の断面のうちの１つであるＸＺ断面（図２４）での微小凸部８ｂの形状が略半楕円形である。また、頂部Ｏを通るシート状基材１８ａの法線ＮＬを含む複数の断面のうちの他の１つであるＹＺ断面（図２５）での微小凸部１８ｂの形状が略半円形である。
【００９１】
従って、微小凸部１８ｂの平面形状の中心を通り且つシート状基材１８ａの法線方向を含む複数の断面においてそれぞれ現れる平均傾斜角のうちの最大値と最小値は、それぞれＹＺ断面内及びＸＺ断面内にて現れる。これら平均傾斜角の最大値及び／または最小値は、例えば２５〜５５度、好ましくは３０〜５０度、更に好ましくは３５〜４５度である。平均傾斜角の最大値と最小値との差は、要求される集光異方性の程度により適宜設定されるが、たとえば５度以上、好ましくは１０度以上、更に好ましくは１５度以上とされる。
【００９２】
微小凸部１８ｂの表面の平均傾斜角θａは、上記のようにして求めることができる。
【００９３】
また、微小凸部１８ｂの頂部Ｏと裾部とを通る直線がシート状基材１８ａの表面となす傾斜角は、ＸＺ断面内ではφｘであり（裾部はＳｘ：図２４参照）、ＹＺ断面内ではφｙである（裾部はＳｙ：図２５参照）。本実施形態では、φｘが傾斜角の最小値であり、φｙが傾斜角の最大値である。これら最大値φｘ及び／または最小値φｙは、例えば３５〜６０度の範囲内、好ましくは４０〜５０度の範囲内とされる。このように傾斜角の最大値φｘ及び／または最小値φｙを３５〜６０度の範囲内とすることで、光の進行方向を法線方向に近づける一層良好な集光作用が得られる。傾斜角の最大値と最小値との差は、要求される集光異方性の程度により適宜設定されるが、たとえば５度以上、好ましくは１０度以上、更に好ましくは１５度以上とされる。
【００９４】
多数の微小凸部１８ｂは、その平面形状における短手方向（平均傾斜角の最大値が現れる断面に対応する方向）及び長手方向（平均傾斜角の最小値が現れる断面に対応する方向）がそれぞれ互いに平行になるようにして、シート状基材１８ａの一方の表面において離散的に配置されている。集光素子１８は、平均傾斜角の最小値が現れる断面が線状一次光源１の延在方向と略直交するように配置されている。
【００９５】
シート状基材１８ａの表面において微小凸部１８ｂが占有する面積の割合は、要求される集光性の程度に応じて適宜設定されるが、たとえば４０〜８０％、好ましくは５０〜７０％である。また、シート状基材１８の表面における微小凸部１８ｂの数密度は、たとえば１００〜３０００個／ｍｍ２、好ましくは３００〜２０００個／ｍｍ２、更に好ましくは５００〜１０００個／ｍｍ２である。更に、微小凸部１８ｂは、シート状基材１８ａの表面（法線ＮＬの方向と直交する面）への投影面積がたとえば２００〜４０００μｍ２である。
【００９６】
微小凸部１８ｂの表面の形状は、集光素子１８への入射光の角度分布に対して特定の関係にあるのが好ましい。即ち、微小凸部１８ｂの平均傾斜角の最小値が現れる断面及び最大値が現れる断面のうちの少なくとも一方において、導光体３からの拡散出射光が集光素子１８に入射する際の角度分布の半値半幅角度以下の光成分の進行方向が法線ＮＬの方向（Ｚ方向）に近づくような集光作用を受けるようにする。図２６は、このような集光作用について説明するための模式図である。ここでは、集光素子１８のシート状基材１８ａの下面（入射面）に入射する光の角度分布における半値半幅角度θｈ１で入射する光が微小凸部１８ｂの表面から屈折出射する様子が示されている。屈折出射位置での微小凸部１８ｂの表面の傾斜角をαとして、Ｚ方向に対する屈折出射光のなす角度θ３がＺ方向に対する集光素子１８内の光のなす角θ２より小さいことが、効率の良い集光の条件となる。この条件は、集光素子１８の屈折率をｎとして、α＞ｓｉｎ−１［ｓｉｎ（θｈ１）／ｎ］である。微小凸部１８ｂの表面において、このような条件を満たす領域の割合が全体の２０％以上となるようにすることで、良好な集光作用が得られる。
【００９７】
以上のようにして、光拡散異方性を持つ光拡散素子６または集光異方性を持つ集光素子１８を漏光モジュレータ８及びプリズム列９に対して適切な配置にて組み合わせ使用することで、漏光モジュレータ８及びプリズム列９により制御された光分布を所要断面内で適宜選択的に修正して、最終的に所望の視野角特性が得られるようにすることができる。
【００９８】
本発明においては、以上のような集光異方性を持つ集光素子１８を使用する代わりに、同様な異方集光機能を発揮するために、導光体３の光出射面３３に光入射端面３１とほぼ直交する方向に沿って延在し且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列を形成してもよい。このプリズム列としては、例えば頂角約１００度程度のものをピッチ１０〜１００μｍで配列したものが例示される。
【００９９】
一次光源１はＹ方向に延在する線状の光源であり、該一次光源１としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。なお、本発明においては、一次光源１は線状光源に限定されるものではなく、ＬＥＤ光源、ハロゲンランプ、メタハロランプ等のような点状光源を用いてもよいし、これらの点状光源を複数用い適宜の間隔をもって配置したものを使用することもできる。また、光源リフレクタ２は一次光源１の光をロスを少なく導光体３へ導くものである。その材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。
【０１００】
このような光源リフレクタ２と同様な反射部材を、導光体３の光入射端面３１以外の側端面に付することも可能である。光反射素子５としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。本発明においては、光反射素子５として反射シートに代えて、導光体３の裏面３４等に金属蒸着等により形成された光反射層等とすることも可能である。
【０１０１】
本発明の導光体３、光偏向素子４、光拡散素子６及び集光素子１８は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが８０重量％以上であるものが好ましい。導光体３、光偏向素子４、光拡散素子６及び集光素子１８の粗面又はヘアライン等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニル化合物、（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合物、（メタ）アクリル酸の金属塩等を使用することができる。
【０１０２】
以上のような一次光源１、光源リフレクタ２、導光体３および光反射素子５を含んでなる面発光ユニットを複数、並びに光偏向素子４更には光拡散素子６や集光素子１８からなるタンデム型面光源装置の発光面（光拡散素子６の出射面６２など）上に、液晶表示素子を配置することにより、本発明のタンデム型面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、液晶表示素子を通して観察者により観察される。
【実施例】
【０１０３】
以下、実施例によって本発明を説明する。
【０１０４】
［実施例］
図１に関し説明した面光源装置（面発光ユニットの数は４個）を作製した。各面発光ユニットを構成する導光体３としては、屈折率が１．４９で、図３に示す寸法が次のものを使用した：
Ｔ１＝３．５ｍｍ
Ｔ２＝０．７ｍｍ
Ｌ１＝３０ｍｍ
尚、図示されていないＹ方向寸法は、３５０ｍｍであった。また、導光体光出射面の粗面の平均傾斜角は８度であった。
【０１０５】
光偏向素子プリズム列の第１のプリズム面の角αは８．２度であり、光偏向素子プリズム列の第２のプリズム面はｄ／Ｐ＝０．０２５の外方に凸の非単一平面であった。
【０１０６】
各面発光ユニットの一次光源１を点灯して、発光面の輝度分布を測定したところ、サイドローブは十分に低減されていた。
【０１０７】
［比較例］
光偏向素子プリズム列の第１のプリズム面の角αを３２．７度とし、光偏向素子プリズム列の第２のプリズム面をｄ／Ｐ＝０．０１１の外方に凸の非単一平面としたこと以外は、実施例と同様にして、面光源装置を作製した。
【０１０８】
各面発光ユニットの一次光源１を点灯して、発光面の輝度分布を測定したところ、サイドローブが存在していた。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明によるタンデム型面光源装置の一つの実施形態を示す模式図である。
【図２】図１の実施形態の部分拡大断面図である。
【図３】導光体の形状を示す模式図である。
【図４】光偏向素子による光偏向の様子を示す図である。
【図５】光偏向素子のプリズム列の第２のプリズム面の変形例を示す模式図である。
【図６】光偏向素子のプリズム列の第２のプリズム面の変形例を示す模式図である。
【図７】本発明実施形態のタンデム型面光源装置におけるＸＺ面内の発光面輝度分布を示すグラフである。
【図８】本発明によるタンデム型面光源装置の実施形態における一次光源及び導光体の部分平面図である。
【図９】導光体の光出射面の第１領域の模式的部分斜視図である。
【図１０】微小突起の平面図である。
【図１１】微小突起の側面図である。
【図１２】微小突起の高さに関する個数分布を示す図である。
【図１３】微小突起の横幅に関する個数分布を示す図である。
【図１４】本発明による面光源装置の導光体及び一次光源を示す平面図である。
【図１５】微小突起の分布密度を示す図である。
【図１６】本発明によるタンデム型面光源装置の一つの実施形態を示す模式図である。
【図１７】出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅の説明図である。
【図１８】異方性光拡散素子の出射光光度分布（ＸＺ面内及びＹＺ面内）を示す図である。
【図１９】光拡散素子の異方拡散性の説明図である。
【図２０】異方性光拡散素子の凹凸構造を示す模式図である。
【図２１】異方性光拡散素子の凹凸構造を示す模式図である。
【図２２】異方性光拡散素子の凹凸構造を示す模式図である。
【図２３】集光素子の模式的平面図である。
【図２４】図２３の集光素子の部分断面図である。
【図２５】図２３の集光素子の部分断面図である。
【図２６】集光素子の集光作用について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４  面発光ユニット
１  一次光源
２  光源リフレクタ
３  導光体
３１  光入射端面
３３  光出射面
３３−１  第１領域
３３−２  第２領域
３３−３  第３領域
３３０  全体出射面
３４  裏面
３４ａ  縦レンズ列
３５  切欠段部
Ｅ  導光体先端部分
４  光偏向素子
４１  入光面
４１ａ  プリズム列
４１ａ１  第１のプリズム面
４１ａ２  第２のプリズム面
４２  出光面
Ｑ  プリズム列頂部とプリズム列谷部とを結ぶ平面
４０１，４０２，４０３，４０４  平面
４０５  凸曲面
４３  プリズム列形成平面
５０  微小突起
５  光反射素子
６  光拡散素子
６１  入射面
６２  出射面
６ａ  レンズ列
６ｂ  シリンドリカルレンズ形状体
６ｃ  ヘアライン
１８  集光素子
１８ａ  シート状基材
１８ｂ  微小凸部
Ｏ  頂部
ＮＬ  シート状基材の法線
Ｓｘ，Ｓｙ  裾部
【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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