(57)【要約】【課題】一次光源の光利用効率に優れた高輝度特性を損なうことなく、視野角特性および画像品位に優れた光源装置を提供する。【解決手段】一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、該光拡散素子は平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜１３度である光源装置。【選択図】　図１
2004006245.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入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、
該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光のピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、
該光拡散素子は平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜１３度であることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光拡散素子のヘイズ値が８〜８２％であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が０．８〜１２度であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、
該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、
該光拡散素子のヘイズ値が８〜８２％であることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
前記光拡散素子は平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜１３度であることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が０．８〜１２度であることを特徴とする請求項４または５に記載の光源装置。
【請求項７】
一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、
該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、
該光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が０．８〜１２度であることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
前記光拡散素子は平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜１３度であることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記光拡散素子のヘイズ値が８〜８２％であることを特徴とする請求項７または８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記導光体の展開長が８ｃｍ以下であり、前記光拡散素子は平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜６度であることを特徴とする請求項１、請求項５、請求項８のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１１】
前記導光体の展開長が８ｃｍ以下であり、前記光拡散素子のヘイズ値が８〜６０％であることを特徴とする請求項２、請求項４、請求項９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
前記導光体の展開長が８ｃｍ以下であり、前記光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が０．８〜５度であることを特徴とする請求項３、請求項６、請求項７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１３】
前記導光体の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下であり、前記光拡散素子は平行光を入射した時の光出射光光度分布の半値全幅が３〜１１度であることを特徴とする請求項１、請求項５、請求項８のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記導光体の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下であり、前記光拡散素子のヘイズ値が３０〜８０％であることを特徴とする請求項２、請求項４、請求項９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
前記導光体の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下であり、前記光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が３〜９．５度であることを特徴とする請求項３、請求項６、請求項７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１６】
一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、
該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、
前記光偏向素子からの出射光輝度分布の半値全幅が１９〜２６度であり、前記光拡散素子の平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜８度であることを特徴とする光源装置。
【請求項１７】
前記光拡散素子のヘイズ値が８〜７０％であることを特徴とする請求項１６に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が０．８〜７度であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の光源装置。
【請求項１９】
一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する互いに対向配置してなる２つの光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有し、展開長が８ｃｍを超え２８ｃｍ以下である導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、
該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、
該光拡散素子は平行光を入射したとき光出射光光度分布の半値全幅が０．７〜１３度であることを特徴とする光源装置。
【請求項２０】
前記光拡散素子の入射面の平均傾斜角が出射面の平均傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２１】
前記光拡散素子の入射面および出射面は凹凸構造であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２２】
一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、該光拡散素子は平行光を入射したときの出射光光度分布の半値全幅が異方性を有していることを特徴とする光源装置。
【請求項２３】
該光拡散素子は平行光を入射したときの出射光光度分布の最大半値全幅が１〜１３度であることを特徴とする請求項２２に記載の光源装置。
【請求項２４】
該光拡散素子は平行光を入射したときの出射光光度分布の最大半値全幅が最小半値全幅の１．１倍以上であることを特徴とする請求項２２または２４に記載の光源装置。
【請求項２５】
前記光拡散素子のヘイズ値が８〜８２％であることを特徴とする請求項２２〜２３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２６】
前記光拡散素子の少なくとも一方の面の平均傾斜角が異方性を有することを特徴とする請求項２２〜２４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２７】
前記光拡散素子の少なくとも一方の面の最大平均傾斜角が０．８〜１５度であることを特徴とする請求項２６に記載の光源装置。
【請求項２８】
前記導光体の展開長が８ｃｍ以下であり、前記光拡散素子は平行光を入射したときの出射光光度分布の最大半値全幅が１〜６度であることを特徴とする請求項２２〜２７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２９】
前記導光体の展開長が８ｃｍ以下であり、前記光拡散素子のヘイズ値が８〜６０％であることを特徴とする請求項２８〜２８のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３０】
前記導光体の展開長が８ｃｍ以下であり、前記光拡散素子の少なくとも一方の面の最大平均傾斜角が０．８〜５度であることを特徴とする請求項２２〜２９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３１】
前記導光体の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下であり、前記光拡散素子は平行光を入射したときの出射光の最大半値全幅が３〜１３度であることを特徴とする請求項２２〜２７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３２】
前記導光体の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下であり、前記光拡散素子のヘイズ値が３０〜８０％であることを特徴とする請求項２２〜２７、請求項３１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３３】
前記導光体の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下であり、前記光拡散素子の少なくとも一方の面の最大平均傾斜角が３〜１５度であることを特徴とする請求項２２〜２７、請求項３１、請求項３２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３４】
前記光拡散素子の入射面の最大平均傾斜角が出射面の最大平均傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項２２〜３３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３５】
前記光拡散素子の入射面の最大平均傾斜角が最小平均傾斜角の１．１倍以上であることを特徴とする請求項２２〜３４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項３６】
前記光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしていることを特徴とする請求項２２〜３５のいずれかに記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノートパソコン、液晶テレビ、携帯電話、携帯情報端末等において表示部として使用される液晶表示装置等を構成するエッジライト方式の光源装置に関る。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー液晶表示装置は、携帯用ノートパソコンや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、携帯電話、携帯情報端末等の表示部として、種々の分野で広く使用されてきている。また、情報処理量の増大化、ニーズの多様化、マルチメディア対応等に伴って、液晶表示装置の大画面化、高精細化が盛んに進められている。
【０００３】
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。バックライト部としては、液晶表示素子部の直下に光源を配置した直下方式のものや導光体の側端面に対向するように光源を配置したエッジライト方式のものがあり、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式が多用されている。
【０００４】
ところで、近年、比較的小さな画面寸法の表示装置であって観察方向範囲の比較的狭い例えば携帯電話機の表示部として使用される液晶表示装置等では、消費電力の低減の観点から、エッジライト方式のバックライト部として、一次光源から発せられる光量を有効に利用するために、画面から出射する光束の広がり角度をできるだけ小さくして所要の角度範囲に集中して光を出射させるものが利用されてきている。
【０００５】
このように観察方向範囲が限定される表示装置であって、一次光源の光量の利用効率を高め消費電力を低減するために比較的狭い範囲に集中して光出射を行う光源装置として、本出願人は、特開２００２−１４３５１５号公報（特許文献１）において、導光体の光出射面に隣接して両面にプリズム形成面を有するプリズムシートを使用することを提案している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１４３５１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この両面プリズムシートでは、一方の面である入光面及び他方の面である出光面のそれぞれに、互いに平行な複数のプリズム列が形成されており、入光面と出光面とでプリズム列方向を合致させ且つプリズム列どうしを対応位置に配置している。これにより、導光体の光出射面から該光出射面に対して傾斜した方向に出射光のピークを持ち適宜の角度範囲に分布して出射する光を、プリズムシートの入光面の一方のプリズム面から入射させ他方のプリズム面で内面反射させ、更に出光面のプリズムでの屈折作用を受けさせて、比較的狭い所要方向へ光を集中出射させる。
【０００８】
この光源装置によれば、狭い角度範囲の集中出射が可能であるが、光偏向素子として使用されるプリズムシートとして両面に互いに平行な複数のプリズム列を、入光面と出光面とでプリズム列方向を合致させ且つプリズム列どうしを対応位置に配置することが必要であり、この成形が複雑になる。
【０００９】
また、このような狭い角度範囲に集中して出射された光が強いぎらつきを引き起こすため、バックライトの品位に劣るという問題も有していた。さらに、このような視野角の狭い光源装置は、小型のバックライトでは問題はないが、４インチ以上の液晶表示装置用のバックライト、特に１２〜１５インチ程度のノ−トパソコン用液晶表示装置に使用されるバックライトとしては視野角が狭く、視認性に劣るという問題をも有していた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、一次光源の光利用効率に優れた高輝度特性を損なうことなく、視野角特性および画像形成用証明としての品位に優れた光源装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の光源装置は、一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、該光拡散素子は平行光を入射したときの光出射光光度分布の半値全幅が１〜１３度であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の光源装置は、一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、前記光偏向素子からの出射光輝度分布の半値全幅が１９〜２６度であり、前記光拡散素子の平行光を入射したときの光出射光輝度分布の半値全幅が１〜８度であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の光源装置は、一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する互いに対向配置してなる２つの光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有し、展開長が８ｃｍを超え２８ｃｍ以下である導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、該光偏向素子は前記導光体の光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、前記入光面には互いに並列に配列された複数のプリズム列が形成されており、該プリズム列は２つのプリズム面を有しており、少なくとも一方のプリズム面が、前記導光体の光出射面から出射する光の出射光分布でのピーク光が一方の仮想プリズム面から入光し他方の仮想プリズム面で内面全反射されて前記出光面より所望の方向に出射し且つ前記光偏向素子のプリズム列の配列ピッチと同一のピッチで配列され断面が三角形状の複数の仮想プリズム列を想定した時に、前記仮想プリズム列の形状を基準として凸曲面形状をなしており、該光拡散素子は平行光を入射したとき光出射光光度分布の半値全幅が０．７〜６度であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の光源装置は、一次光源と、該一次光源から発せられる光を入射する光入射面及び入射した光を導光して出射する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面に隣接配置される光偏向素子と、前記光偏向素子の出光面上に隣接配置される光拡散素子とを少なくとも備えた光源装置であって、該光拡散素子は平行光を入射したときの出射光光度分布の半値全幅が異方性を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
図１は、本発明による面状の光源装置（面光源装置）の一つの実施形態を示す模式的斜視図である。図１に示されているように、本発明の光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射面３１とし、これと略直交する一つの表面を光出射面３３とする導光体３と、この導光体３の光入射面３１に対向して配置され光源リフレクタ２で覆われた一次光源１と、導光体３の光出射面上に配置された光偏向素子４と、光偏向素子４の出光面４２上に配置された光拡散素子６、導光体３の光出射面３３の裏面３４に対向して配置された光反射素子５とから構成される。
【００１７】
導光体３は、ＸＹ面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。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少なくとも一つの側端面を光入射面３１とする。光入射面３１は光源１と対向して配置されており、光源１から発せられた光は光入射面３１から導光体３内へと入射する。本発明においては、例えば、光入射面３１と対向する側端面３２等の他の側端面にも光源を配置してもよい。
【００１８】
導光体３の光入射面３１に略直交した２つの主面は、それぞれＸＹ面と略平行に位置しており、いずれか一方の面（図では上面）が光出射面３３となる。この光出射面３３またはその裏面３４のうちの少なくとも一方の面に粗面からなる指向性光出射機能部や、プリズム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝等の多数のレンズ列を光入射面３１と略平行に並列形成したレンズ面からなる指向性光出射機能部等を付与することによって、光入射面３１から入射した光を導光体３中を導光させながら光出射面３３から光入射面３１および光出射面３３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が光出射面３３となす角度をαとする。該角度αは例えば１０〜４０度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば１０〜４０度である。
【００１９】
導光体３の表面に形成する粗面やレンズ列は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．５〜１５度の範囲のものとすることが、光出射面３３内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは１〜１２度の範囲であり、より好ましくは１．５〜１１度の範囲である。この平均傾斜角θａは、導光体３の厚さ（ｔ）と入射光が伝搬する方向の長さ（Ｌ）との比（Ｌ／ｔ）によって最適範囲が設定されることが好ましい。すなわち、導光体３としてＬ／ｔが２０〜２００程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａを０．５〜７．５度とすることが好ましく、さらに好ましくは１〜５度の範囲であり、より好ましくは１．５〜４度の範囲である。また、導光体３としてＬ／ｔが２０以下程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θａを７〜１２度とすることが好ましく、さらに好ましくは８〜１１度の範囲である。
【００２０】
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（１）式および（２）式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。
【００２１】
【数１】
2004006245.tif 000003
さらに、導光体３としては、その光出射率が０．５〜５％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは１〜３％の範囲である。これは、光出射率が０．５％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５％より大きくなると光源１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０．５〜５％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５０〜８０度の範囲にあり、光入射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１０〜４０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、高い輝度を有する光源装置を提供することができる。
【００２２】
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の光入射面３１側の端縁での出射光の光強度（Ｉ０）と光入射面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（３）式のような関係を満足する。
【００２３】
【数２】
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ここで、定数αが光出射率であり、光出射面３３における光入射面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（％）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と横軸に（Ｌ／ｔ）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。
【００２４】
また、指向性光出射機能部が付与されていない他の主面には、導光体３からの出射光の光源１と平行な面（ＹＺ面）での指向性を制御するために、光入射面３１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に延びる多数のレンズ列を配列したレンズ面を形成することが好ましい。図１に示した実施形態においては、光出射面３３に粗面を形成し、裏面３４に光入射面３１に対して略垂直方向（Ｘ方向）に延びる多数のレンズ列の配列からなるレンズ面を形成している。本発明においては、図１に示した形態とは逆に、光出射面３３にレンズ面を形成し、裏面３４を粗面とするものであってもよい。
【００２５】
図１に示したように、導光体３の裏面３４あるいは光出射面３３にレンズ列を形成する場合、そのレンズ列としては略Ｘ方向に延びたプリズム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝等が挙げられるが、ＹＺ方向の断面の形状が略三角形状のプリズム列とすることが好ましい。
【００２６】
本発明において、導光体３に形成されるレンズ列としてプリズム列を形成する場合には、その頂角を７０〜１５０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からの出射光を十分集光さることができ、光源装置としての輝度の十分な向上を図ることができるためである。すなわち、プリズム頂角をこの範囲内とすることによって、出射光光度分布におけるピーク光を含みＸＺ面に垂直な面において出射光光度分布の半値全幅が３５〜６５度である集光された出射光を出射させることができ、光源装置としての輝度を向上させることができる。なお、プリズム列を光出射面３３に形成する場合には、頂角は８０〜１００゜の範囲とすることが好ましく、プリズム列を裏面３４に形成する場合には、頂角は７０〜８０゜または１００〜１５０゜の範囲とすることが好ましい。
【００２７】
なお、本発明では、上記のような光出射面３３またはその裏面３４に光出射機能部を形成する代わりにあるいはこれと併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混入分散することで指向性光出射機能を付与したものでもよい。また、導光体３としては、図１に示したような形状に限定されるものではなく、くさび状、船型状等の種々の形状のものが使用できる。
【００２８】
光偏向素子４は、導光体３の光出射面３３上に配置されている。光偏向素子４の２つの主面４１，４２は互いに対向しており、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。主面４１，４２のうちの一方（導光体３の光出射面３３側に位置する主面）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は、多数のＹ方向に延びるプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム形成面とされている。プリズム形成面は、隣接するプリズム列の間に比較的幅の狭い平坦部（例えば、プリズム列ピッチと同程度あるいはそれより小さい幅の平坦部）を設けてもよいが、光の利用効率を高める点からは平坦部を設けることなくプリズム列を連続して形成することが好ましい。
【００２９】
図２は、光偏向素子４の入光面４１のプリズム列の形状の説明図である。入光面４１のプリズム列の形状は、次のようにして設定されている。
【００３０】
即ち、プリズム列配列のピッチをＰとして、先ず、断面三角形状の仮想プリズム列Ｉを設定する。この仮想プリズム列Ｉの２つのプリズム面Ｉ−１，Ｉ−２のなす角度（即ち仮想プリズム頂角）をθとする。この仮想プリズム頂角θは、導光体３の光出射面３３から到来する光のＸＺ面内の出射光光度分布のピーク光（傾斜角α）が仮想プリズム列Ｉに入射して仮想プリズム面Ｉ−２により内面全反射された上で、例えば出光面４２の法線方向へと進行するように設定されている。仮想プリズム頂角θは、例えば、光偏向素子４の出光面４２から出射される光のピーク光を出光面４２の法線方向近傍（例えば、法線方向から±１０度の範囲内）へ向ける場合には、５０〜８０度とすることが好ましく、さらに好ましくは５５〜７５度の範囲であり、より好ましくは６０〜７０度の範囲である。また、仮想プリズム列の一方のプリズム面の傾斜角（出光面４２に対してなす角度）は、導光体３からの出射光を光偏向素子４で効率よくの所望の方向に偏向させることから４５度以上とすることが好ましく、さらに好ましくは４７度以上、より好ましくは５０度以上である。
【００３１】
次に、以上のようにして形状が設定された仮想プリズム列Ｉの形状を基準として、その少なくとも一方のプリズム面が凸曲面形状となるように実際のプリズム列の形状を定める。具体的には、次のようにして実際のプリズム列の形状を定めることが好ましい。導光体３の光出射面３３から出射する光の出射光光度分布（ＸＺ面内）のピーク光（傾斜角α）が一次光源１側の隣接仮想プリズム列の頂部をかすめて仮想プリズムＩに入射する仮想光を設定し、この仮想光が仮想プリズム面Ｉ−１を通過する位置をＫ１とし、仮想プリズム面Ｉ−２に到達する位置をＫ２とする。
【００３２】
通常は、位置Ｋ２よりも出光面４２に近い全面を凸曲面形状とすることが好ましい。一方、仮想プリズム列Ｉにおけるプリズム面Ｉ−２の内面全反射位置Ｋ２よりも入光面４１に近い位置（即ち、出光面４２から遠い位置）では、平面形状としてもよく凸曲面形状としてもよい。いずれの場合も、位置Ｋ２の出光面４２側近傍のプリズム面形状を延長するような形状とすることが好ましく、プリズム列の頂部は仮想プリズム列の頂部と一致しなくてもよい。
【００３３】
プリズム列の形状は、仮想プリズム列Ｉにおけるプリズム面Ｉ−２の内面全反射位置Ｋ２よりも出光面４２に近い位置では、その少なくとも一部または全部にプリズム面の傾斜角が仮想プリズム列Ｉのプリズム面Ｉ−２の傾斜角よりも大きな傾斜角をもつような凸曲面形状とすることが好ましい。
【００３４】
これは、図２に示されている寸法ｚ（プリズム列の頂点と仮想プリズム面Ｉ−２の内面反射位置Ｋ２との間のＺ方向距離）が以下の式（４）：
【数３】
2004006245.tif 000005
で示される値以上のＺ方向位置では、実際のプリズム面が以下の式（５）：
【数４】
2004006245.tif 000006
で表される仮想プリズム列Ｉのプリズム面Ｉ−２より大きな傾斜角を持つようにすることである（なお、式中ｎはプリズム列の屈折率である。）。
【００３５】
入光面４１のプリズム列の形状をこのように設定することで、光偏向素子４から出射する光の輝度分布角度（半値全幅）を小さくすることができる。その理由は次のとおりである。即ち、仮想プリズム列Ｉにおけるプリズム面Ｉ−２の内面全反射位置Ｋ２よりも出光面４２に近い位置に到達する光は、一次光源側の隣接仮想プリズム列の頂部よりも下側からαより大きな傾斜角で入射する光線の集合である。従って、そのピーク光の方向は、αより大きな傾斜の方向であり、その内面全反射光のピーク光の方向は出光面４２の法線方向から内面全反射の仮想プリズム面に沿った方向の方へと傾斜した方向となる。このような光は出光面４２からの出射光の輝度分布を広げる作用をなす。そこで、特定方向へ光量を集中して出射させるために、仮想プリズム列Ｉにおけるプリズム面Ｉ−２の内面全反射位置Ｋ２よりも出光面４２に近い位置で、その少なくとも一部を実際のプリズム列のプリズム面の傾斜角を、対応する仮想プリズム面の傾斜角より大きくすることで、この領域で実際に内面全反射された光の進行方向を仮想プリズム面での反射光よりも出光面４２の法線方向の方へと移動させるように修正することができ、高輝度化、狭視野化を図ることができる。
【００３６】
以上のような凸曲面形状は、仮想プリズム列Ｉにおけるプリズム面Ｉ−２の内面全反射位置Ｋ２よりも出光面４２に近い位置全体に形成して、内面全反射位置Ｋ２よりも出光面４２から遠い位置では仮想プリズム列のプリズム面Ｉ−２のままの形状とすることもでき、内面全反射位置Ｋ２よりも出光面４２から遠い位置も含めてプリズム面全体を凸曲面形状とすることもできる。このような凸曲面形状としては、仮想プリズム列と少なくとも底部を共通にした曲率半径ｒの凸円柱面形状を例示することができる。
【００３７】
ここで、ピッチＰで規格化した曲率半径ｒの値（ｒ／Ｐ）としては、２〜８０の範囲とすることが好ましく、より好ましくは７〜３０の範囲であり、さらに好ましくは８〜２０の範囲である。これは、ｒ／Ｐをこの範囲とすることによって光偏向素子４の出光面４２から出射する出射光輝度分布（ＸＺ面内）の半値全幅を十分に狭くでき、光源装置としての輝度を十分に高くすることができるためである。例えば、プリズム列のピッチが４０〜６０μｍである場合には、曲率半径ｒは、２５０〜３０００μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは３５０〜１０００μｍの範囲であり、さらに好ましくは４００〜７００μｍの範囲である。
【００３８】
また、光偏向素子４の各プリズム列の凸曲面形状としては、仮想プリズム列のプリズム面と凸曲面形状のプリズム面の最大距離ｄと前記プリズム列の配列ピッチＰとの比（ｄ／Ｐ）が０．０５〜５％の範囲となるような比較的緩やかな曲面形状とすることが好ましく、より好ましくは０．１〜３％の範囲であり、さらに好ましくは０．２〜２％の範囲である。これは、ｄ／Ｐが５％を超えると光偏向素子４による集光効果が損なわれ光の発散が起こる傾向にあり、光偏向素子４の出光面４２から出射する出射光輝度分布（ＸＺ面内）の半値全幅を十分に狭くできなくなる傾向にあるためである。逆に、ｄ／Ｐが０．０５％未満であると光偏向素子４による集光効果が不十分となる傾向にあり、光偏向素子４の出光面４２から出射する出射光輝度分布（ＸＺ面内）の半値全幅を十分に狭くできなくなる傾向にあるためである。
【００３９】
なお、本発明においては、光偏向素子４の各プリズム列の凸曲面形状は、上記のような曲率半径ｒの断面円弧状のものに限らず、上記のようなｄ／Ｐの範囲内であれば非球面状の凸曲面形状であってもよい。
【００４０】
本発明において、上記のような凸曲面形状のプリズム面は、少なくとも一次光源１から遠い側の面に形成することが好ましい。これによれば、導光体３の端面３２にも一次光源１を配置する場合の光偏向素子４から出射する光の輝度分布を十分に小さくすることができる。凸曲面形状のプリズム面は、例えば、導光体３を伝搬する光が光入射面３１と反対側の端面３２で反射して戻ってくる割合が比較的高い場合には、一次光源１に近い側のプリズム面も凸曲面形状とすることがより好ましい。特に、一次光源１に近い側のプリズム面を出光面４２の法線方向に関して仮想プリズム面Ｉ−２に対応する実際のプリズム面と対称的な形状にするのが好ましい。一方、導光体３を伝搬する光が光入射面３１と反対側の端面３２で反射して戻ってくる割合が比較的低い場合には、一次光源１に近い側のプリズム面を平面としてもよい。また、導光体３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目的でプリズム列の頂部を尖鋭にすること（頂部先端のエッジを明確に形成すること）が必要な場合には、一次光源１に近い側のプリズム面を平面とすることが、双方のプリズム面を凸曲面とした場合に比べて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ることに基づきプリズム列頂部を尖鋭に形成することが容易になることから好ましい。
【００４１】
本発明の光偏向素子においては、所望のプリズム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、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。
【００４２】
このように、導光体３の光出射面３３上に上記のような光偏向素子４を、そのプリズム列形成面が入光面側となるように載置することによって、導光体３の光出射面３３から出射する指向性出射光のＸＺ面内での出射光光度分布をより狭くすることができ、光源装置としての高輝度化、狭視野化を図ることができる。このような光偏向素子４からの出射光のＸＺ面内での出射光輝度分布の半値全幅は、５〜２６度の範囲であることが好ましく、より好ましくは１０〜２０度の範囲であり、さらに好ましくは１２〜１８度の範囲である。これは、この出射光輝度分布（ＸＺ面内）の半値全幅を５度以上とすることによって極端な狭視野化による画像等の見づらさをなくすことができ、２６度以下とすることによって高輝度化と狭視野化を図ることができるためである。
【００４３】
本発明における光偏向素子４の狭視野化は、導光体３の光出射面３３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の広がりの程度（半値全幅）に影響されるため、光偏向素子４の出光面４２からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ａの導光体３の光出射面３３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂに対する割合も、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂによって変わる。例えば、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂが２６度未満の場合には、半値全幅Ａが半値全幅Ｂの３０〜９５％の範囲であることが好ましく、より好ましくは３０〜８０％の範囲であり、さらに好ましくは３０〜７０％の範囲である。また、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂが２６度以上の場合には、半値全幅Ａが半値全幅Ｂの３０〜８０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは３０〜７０％の範囲であり、さらに好ましくは３０〜６０％の範囲である。特に、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂが２６〜３６度の場合には、半値全幅Ａが半値全幅Ｂの３０〜８０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは３０〜７０％の範囲であり、さらに好ましくは３０〜６０％の範囲である。さらに、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂが３６度を超える場合には、半値全幅Ａが半値全幅Ｂの３０〜７０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは３０〜６０％の範囲であり、さらに好ましくは３０〜５０％の範囲である。
【００４４】
このように、本発明においては、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が大きいものほど狭視野化の効果は大きくなるため、狭視野化の効率という点では出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂが２６度以上である導光体３との組み合わせで光偏向素子４を使用することが好ましく、より好ましくは半値全幅Ｂが３６度を超える導光体３である。また、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が小さい場合には狭視野化の効果は小さくなるが、導光体３からの出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅が小さいものほど高輝度化を図ることができるため、高輝度化という点では出射光光度分布（ＸＺ面内）の半値全幅Ｂが２６度未満である導光体３との組み合わせで光偏向素子４を使用することが好ましい。
【００４５】
さらに、本発明においては、このように光偏向素子４によって狭視野化され高輝度化された光源装置において、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、光偏向素子４の出光面上に光拡散素子６を隣接配置する。また、本発明においては、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。
【００４６】
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が、個別に光拡散素子６を配置することが好ましい。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。
【００４７】
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、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の出射光光度分布の半値全幅とは、図３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を透過拡散した出射光の光度光度分布におけるピ−ク値に対する半値での広がり角の全幅の角度（ΔθＨ）をいう。
【００４８】
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。
【００４９】
本発明の光源装置においては、その発光面（光拡散素子６の出射面）の法線方向から観察した場合の表示エリア（即ち光源装置と組み合わせて使用される液晶表示素子等の表示素子の有効表示エリアに対応する有効発光領域）内における輝度が均一であることも要求される。この輝度の均一性は光源の表示エリアの大きさにも依存し、例えば、ノートパソコンやモニター等の表示エリアが大きい大型の光源装置では、比較的広い視野角特性が要求される場合があり、発光面からの出射する出射光輝度分布（ＸＺ面内）をより広くすることが要求される。一方、携帯電話や携帯情報端末等の表示エリアが小さい小型の光源装置では、高輝度や表示品位向上が優先される場合があり、発光面からの出射する出射光輝度分布（ＸＺ面内）は比較的狭くてもよい。このため、光拡散素子６としては、光源装置の表示エリアの大きさに応じて適切な光拡散特性を有するものを使用することが好ましい。
【００５０】
このような光源装置の表示エリアの大きさに応じた光拡散素子６の光拡散特性について、説明する。なお、光源装置の表示エリアの大きさは、その展開長を基準として説明する。ここで、光源装置の展開長（導光体３の展開長）とは、図４に示したように、線状の冷陰極光源が一次光源１として導光体３の光入射面に配置された場合、導光体３に入射した光が導光する方向、すなわち光入射面と垂直な方向における表示エリアの最長距離Ｌをいう。また、図５に示したように、導光体３のコ−ナにＬＥＤ等の点光源が一次光源１として配置された場合、光点源から最も遠い有効表示エリアと点光源を結ぶ直線上の表示エリアの距離Ｌをいう。
【００５１】
（１）導光体３の展開長が８ｃｍ以下の場合
このような光源装置は、一次光源１として線状の冷陰極管（一灯型）やＬＥＤ等が使用され、携帯電話、携帯情報端末、デジタルカメラ等の表示エリアが小さい表示装置に使用されるため、視野角をさほど大きくする必要はなく、品位低下の原因となるぎらつきや輝度斑等を抑える程度の光拡散性を光拡散素子６により付与し、光利用効率を高め高輝度を維持するとともに、消費電力を低く抑えることが必要となる。このため、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が１〜６度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜５度、より好ましくは２〜５度の範囲である。また、ヘイズ値としては、８〜６０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは８〜５０％、より好ましくは２０〜５０％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０．８〜５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは０．８〜４度、より好ましくは２〜４度の範囲である。
【００５２】
（２）導光体３の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下の場合（一次光源１として一灯型の冷陰極管を使用）
このような光源装置は、ノートパソコン、デスクトップ型パソコンのモニター、比較的小型の液晶テレビ等の表示装置に使用されるため、比較的広い視野角が必要であり、液晶表示装置の高解像度化に伴い品位の高い高輝度が必要となる。このため、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が３〜１１度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４〜１０度、より好ましくは４〜９度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜８０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜７３％、より好ましくは４５〜７０％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３〜９．５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜８．５度、より好ましくは４．５〜７度の範囲である。
【００５３】
導光体３の展開長が８ｃｍを超え１８ｃｍ以下の場合には、比較的小型のノートパソコンの表示装置に使用されるため、必要な視野角はやや狭いものである。このため、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が３〜８度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４〜８度、より好ましくは４〜７度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜７０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜６５％、より好ましくは４５〜６０％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３〜７度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜６．５度、より好ましくは４．５〜６度の範囲である。
【００５４】
導光体３の展開長が１８ｃｍを超え２２ｃｍ以下の場合には、比較的大形のノートパソコンの表示装置に使用されるため、比較的広い視野角が必要であるとともに、表示エリア内での輝度の均一性を達成することが必要である。このため、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が４〜１０度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５〜９度、より好ましくは５〜８．５度の範囲である。また、ヘイズ値としては、４０〜７５％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５０〜７０％、より好ましくは５０〜６５％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３．５〜８度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４〜７度、より好ましくは４．５〜６．５度の範囲である。
【００５５】
導光体３の展開長が２２ｃｍを超え２３ｃｍ以下の場合は、比較的大型のノートパソコン等の表示装置に使用される。一灯型の冷陰極管を一次光源１として使用するノートパソコンとしては表示エリアが大きいものであり、導光体３の展開長が２２ｃｍ以下のものと比較すると、光利用効率をより高くし輝度を向上させることが必要となる。このように輝度をより高くしようとすると、例えば、光源装置の導光体３の裏面に配置される反射シートとして、指向性反射性の低い発泡ＰＥＴ反射フィルムに代えて指向性反射特性に優れる銀反射シ−トやアルミ反射シ−ト等の金属反射シートを使用する必要がある。しかし、金属反射シ−トを使用した場合には、金属反射特有のぎらつき、入射面近傍に現れる暗線輝線、入射面両端部近傍に現れる暗部等の欠陥が強く発現され、光源装置としての品位が損なわれる傾向にある。このような品位低下を抑止するためには、出射光光度分布の半値全幅が９度を超えるような光拡散性の高い光拡散素子６を使用することが必要となってくるが、このうような光拡散素子６を使用した場合には光拡散性が大きくなりすぎるとともに、全光線透過率の大幅な低下を招くため、十分に高い輝度が得られないという問題点を有する。このため、このような品位低下を導光体３や光偏向素子４にて抑止し、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が５〜１１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６〜１０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、５０〜８０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５５〜７３％、より好ましくは５５〜７０％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４．５〜９．５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５〜８．５度、より好ましくは５〜７度の範囲である。
【００５６】
（３）導光体３の展開長が８ｃｍを超え２８ｃｍ以下の場合（一次光源１として多灯型の冷陰極管を使用）
このような光源装置は、デスクトップ型パソコンのモニター、液晶テレビ等の表示装置に使用されるため、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。このため、一次光源１としては導光体３の対向する２つの端面にそれぞれ１個以上の冷陰極管を配置した多灯型のものが使用される。このような光源装置では、一灯型の一次光源１を用いたものとは品位に関する視認性が異なり、後述するような出射光輝度分布（ＸＺ面内）の非対称性はその特性を失い、光源装置の中央部付近の出射光輝度分布（ＸＺ面内）は、図６に示したように、光拡散素子６を使用しない場合でも対称性が向上する。さらに、光源に近い両端部近傍での出射光輝度分布（ＸＺ面内）は、それぞれ最も近いところから導光される光の影響をうけ、若干非対称性を帯びた出射光輝度分布（ＸＺ面内）となる。すなわち、図６の左側の端部近傍では、光源側の出射光輝度分布（ＸＺ面内）が急峻で、中央側の出射光輝度分布（ＸＺ面内）は滑らかなテイリング傾向を有しているため、左端部近傍での光の出射方向はやや中央部へ向いている成分が多くなっている。一方、図６の右側の端部近傍では、これと反対の出射光輝度分布（ＸＺ面内）を有しており、光の出射方向はやや中央部へ向いている成分が多くなっている。このため、中央部から両端部近傍を観察したときの視認性に優れた出射光特性が得られ、端部まで高品位な、高い輝度を有する光源装置となる。
【００５７】
このため、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、出射光光度分布の半値全幅が０．７〜１３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１〜１１度、より好ましくは２〜９度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜８２％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３５〜７５％、より好ましくは４０〜７０％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０．８〜１２度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜８．５度、より好ましくは１．５〜７度の範囲である。また、導光体３の展開長が２２ｃｍを超え２８ｃｍ以下である場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が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７〜１１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。さらに、導光体３の展開長が８ｃｍを超え２２ｃｍ以下である場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が０．７〜６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１〜５度、より好ましくは２〜４度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜６０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３５〜５５％、より好ましくは４０〜５０％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０．８〜６度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜５度、より好ましくは１．５〜４．５度の範囲である。
【００５８】
本発明の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。
【００５９】
本発明の光源装置においては、光偏向素子４の出光面から出射する出射光は図７に示したような非対称的な出射光輝度分布（ＸＺ面内：光拡散素子なし）を有する場合がある。この出射光輝度分布（ＸＺ面内）は、導光体３から出射した出射光光度分布（ＸＺ面内）に由来するものである。このような非対称的な出射光輝度分布（ＸＺ面内）は、例えば、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、２０度以下の指向性の高い出射光が出射される場合に発現する傾向にある。特に、表示エリアの比較的大きな光源装置においては、このような出射光輝度分布（ＸＺ面内）の非対称性を緩和させるためには、光拡散性の比較的強い光拡散素子６を使用することが必要となる（図７にこのような光拡散素子を使用した場合の出射光輝度分布を示した（光拡散素子あり）。）。一方、光拡散素子６として、出射光光度分布の半値全幅が４度以上、ヘイズ値が３５％以上のものを使用した場合には、光拡散素子６から出射する出射光輝度分布（ＸＺ面内）のピーク角度が光偏向素子４からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）のピーク角度に対して、光源と反対側の方向へ１〜３度程度偏角される。このため、光偏角素子からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）のピーク角度が所望の方向（例えば法線方向）にある場合には、光拡散素子６を使用することによって所望の方向での輝度の低下を招くことになる。従って、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２０度以下である場合に上記のような光拡散素子６を使用する際には、図７に示したように、予め、光偏向素子４からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）のピーク角度が所望の方向から光源側に０．５〜３度、さらに好ましくは０．５〜２度、より好ましくは１〜２度傾くように光偏向素子４等を設計しておくことが好ましい。
【００６０】
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の一つの端面に線上の冷陰極管を一次光源１として配置した光源装置においては、狭視野化を図る光偏向素子４では、導光体３の光出射面から出射する出射光をＸＺ面において主として狭視野化を図るものであり、さらに光拡散素子６により狭視野化されたＸＺ面の光を主として拡散させ視野角を広げることを目的としている。しかし、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、光偏角素子により狭視野化されていないＹＺ面の光も同等に拡散されるため、輝度の低下を招くことになる。そこで、図８に示したように、ＹＺ面よりもＸＺ面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面の光を強く拡散し、狭視野化されていないＹＺ面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、輝度の低下をできる限り最小に抑えることができる。
【００６１】
本発明においては、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、上記のようにＸＺ面とＹＺ面での異方性に限定されるものではなく、導光体３の光出射機構、光偏向素子４のレンズ形状や配列、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９に示したように、光拡散素子６の出射面に対する法線軸を含む任意の面（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輝度分布（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面の中で最も大きい半値全幅を最大半値全幅、最も小さい半値全幅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方向の中で最も大きい平均傾斜角を最大平均傾斜角、最も小さい平均傾斜角を最小平均傾斜角とする。
【００６２】
例えば、導光体３の一つの端面に線上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面で狭視野化を主として図り、ＹＺ面では殆ど作用しないため、ＸＺ面で効果的に出射光を拡散し、ＹＺ面では出射光を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、Ｘ方向に最大平均傾斜角を有し、Ｙ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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
また、光拡散素子６としては、光源装置の表示エリアの大きさに応じて適切な光拡散特性を有するものを使用することが好ましい。導光体３の展開長が８ｃｍ以下の場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の最大半値全幅が１〜６度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜５度、より好ましくは２〜５度の範囲である。また、ヘイズ値としては、８〜６０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは８〜５０％、より好ましくは２０〜５０％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、その最大平均傾斜角が０．８〜５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは０．８〜４度、より好ましくは２〜４度の範囲である。
【００６６】
導光体３の展開長が８ｃｍを超え２３ｃｍ以下の場合（一次光源１として一灯型の冷陰極管を使用）には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の最大半値全幅が３〜１３度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４〜１０度、より好ましくは４〜９度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜８０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜７３％、より好ましくは４５〜７０％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、その最大平均傾斜角が３〜１５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜１０度、より好ましくは４．５〜８度の範囲である。
【００６７】
導光体３の展開長が８ｃｍを超え１８ｃｍ以下の場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の最大半値全幅が３〜１０度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４〜１０度、より好ましくは４〜９度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜７０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜６５％、より好ましくは４５〜６０％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、その最大平均傾斜角が３〜９度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３．５〜８度、より好ましくは４．５〜８度の範囲である。
【００６８】
導光体３の展開長が１８ｃｍを超え２２ｃｍ以下の場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の最大半値全幅が４〜１３度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５〜１１度、より好ましくは５〜８．５度の範囲である。また、ヘイズ値としては、４０〜７５％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５０〜７０％、より好ましくは５０〜６５％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、その最大平均傾斜角が３．５〜１５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは４〜９度、より好ましくは４．５〜６．５度の範囲である。
【００６９】
導光体３の展開長が２２ｃｍを超え２３ｃｍ以下の場合は、光拡散素子６としては、出射光光度分布の最大半値全幅が５〜１３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６〜１２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、５０〜８０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５５〜７３％、より好ましくは５５〜７０％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、その最大平均傾斜角が４．５〜１５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５〜１０度、より好ましくは５〜７度の範囲である。
【００７０】
導光体３の展開長が８ｃｍを超え２８ｃｍ以下の場合（一次光源１として多灯型の連陰極管を使用）には、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、出射光光度分布の最大半値全幅が０．７〜１３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１〜１１度、より好ましくは２〜９度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜８２％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３５〜７５％、より好ましくは４０〜７０％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、その最大平均傾斜角が０．８〜１５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜１３度、より好ましくは１．５〜７度の範囲である。また、導光体３の展開長が２２ｃｍを超え２８ｃｍ以下である場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が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７〜１１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４．５〜１５度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５．５〜１３度、より好ましくは６〜７度の範囲である。さらに、導光体３の展開長が８ｃｍを超え２２ｃｍ以下である場合には、光拡散素子６としては、出射光光度分布の半値全幅が０．７〜６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１〜５度、より好ましくは２〜４度の範囲である。また、ヘイズ値としては、３０〜６０％の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは３５〜５５％、より好ましくは４０〜５０％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０．８〜１０度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１〜７度、より好ましくは１．５〜５度の範囲である。
【００７１】
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１０〜１２に示したような凹凸構造が挙げられる。図１０に示した凹凸構造は、一軸上に長く伸びたレンチキュラーレンズ列等のレンズ列を多数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装置として使用される液晶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。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。
【００７２】
図１１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であることが必要な面と光拡散素子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が略直交する確率ができるだけ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であることが必要な面と光拡散素子６の出射面と交差する線と、シリンドリカルレンズ形状体の長手方向が略平行になる確率ができるだけ高くなるよう配列することが好ましい。
【００７３】
図１２に示した凹凸構造はヘアライン構造である。ヘアラインの延びる方向に直交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であることが必要な面と光拡散素子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。
【００７４】
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。すなわち、凹凸構造の無い部分や凹凸構造の長手方向に平行な平均傾斜角を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、原子間力顕微鏡等によって測定することができる。
【００７５】
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。
【００７６】
また、本発明においては、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、粒径が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。
【００７７】
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として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光源を使用することもできる。特に、携帯電話機や携帯情報端末機等の比較的小さな画面寸法の表示装置に使用する場合には、ＬＥＤ等の小さな点光源を使用することが好ましい。また、一次光源１は、図１に示したように、導光体３の一方の側端面に設置する場合だけでなく、必要に応じて対向する他方の側端面にもさらに設置することもできる。
【００７８】
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。材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、光源リフレクタ２は、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て光偏向素子４の出光面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ２は、光偏向素子４を避けて、光反射素子５の端縁部外面から一次光源１の外面を経て導光体３の光出射面端縁部へと巻きつけることも可能である。
【００７９】
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の側端面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。
【００８０】
本発明の導光体３、光偏向素子４および光拡散素子６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及び光偏向素子４の粗面の表面構造やプリズム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上に、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表面に形成してもよいし、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。
【００８１】
以上のような一次光源１、光源リフレクタ２、導光体３、光偏向素子４、光拡散素子６および光反射素子５からなる光源装置の発光面（光拡散素子６の出光面）上に、液晶表示素子を配置することにより、本発明の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、図１における上方から液晶表示素子を通して観察者により観察される。また、本発明においては、十分にコリメートされた狭い輝度分布（ＸＺ面内）の光を光源装置から液晶表示素子に入射させることができるため、液晶表示素子での階調反転等がなく明るさ、色相の均一性の良好な画像表示が得られるとともに、所望の方向に集中した光照射が得られ、この方向の照明に対する一次光源１の発光光量の利用効率を高めることができる。
【００８２】
尚、以上の実施形態は光源装置に関して説明したが、本発明はＹ方向寸法が例えば導光体３の厚さの５倍以下であるＸ方向に細長い棒状の光源装置にも適用できる。その場合、一次光源１としてはＬＥＤ等の略点状のものを使用することができる。
【００８３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
なお、以下の実施例における各物性の測定は下記のようにして行った。
【００８４】
面光源装置の法線輝度、光度半値全幅の測定
光源として冷陰極管を用い、インバータ（ハリソン社製ＨＩＵ−７４２Ａ）にＤＣ１２Ｖを印加して高周波点灯させた。輝度は、面光源装置あるいは導光体の表面を２０ｍｍ四方の正方形に３×５分割し、各正方形の法線方向の輝度値の１５点平均を求めた。導光体の光度半値全幅は、導光体の表面に４ｍｍφのピンホールを有する黒色の紙をピンホールが表面の中央に位置するように固定し、輝度計の測定円が８〜９ｍｍとなるように距離を調整し、冷陰極管の長手方向軸と垂直方向および平行方向でピンホールを中心にゴニオ回転軸が回転するように調節した。それぞれの方向で回転軸を＋８０度〜−８０度まで１度間隔で回転させながら、輝度計で出射光の光度分布（ＸＺ面内）を測定し、ピーク角度、半値全幅（ピーク値の１／２の分布（ＸＺ面内）の広がり角）を求めた。また、面光源装置の輝度半値全幅は、輝度計の視野角度を０．１度にし、面光源装置の中央の面に位置するよう調整し、ゴニオ回転軸が回転するように調節した。それぞれの方向で回転軸を＋８０度〜−８０度まで１度間隔で回転させながら、輝度計で出射光の輝度分布（ＸＺ面内）を測定し、ピーク輝度、半値全幅（ピーク値の１／２の分布（ＸＺ面内）の広がり角）を求めた。
【００８５】
平均傾斜角（θａ）の測定
ＩＳＯ４２８７／１−１９８７に従って、触針として０１０−２５２８（１μｍＲ、５５度円錐、ダイヤモンド）を用いた触針式表面粗さ計（東京精器（株）製サーフコム５７０Ａ）にて、粗面の表面粗さを駆動速度０．０３ｍｍ／秒で測定した。この測定により得られたチャートより、その平均線を差し引いて傾斜を補正し、前記式（１）式および（２）式によって計算して求めた。
【００８６】
ヘイズ値の測定
ヘイズ値は、ＪＩＳ　Ｋ−７１０５のＢ法に従って、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの試料を積分球式反射透過率計（村上色彩技術研究社製ＲＴ−１００型）を用いて得られた全光線透過率（Ｔｔ）、拡散光線透過率（Ｔｄ）から、次の式（６）によって計算して求めた。
【００８７】
【数５】
2004006245.tif 000007
光拡散素子の出射光光度分布の半値全幅の測定
光拡散分布角度は、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの試料を自動変角光度計（村上色彩研究所社製ＧＰ−２００型）を用いて測定し、求めたピーク光度の１／２光度である半値半幅角度の２倍をサンプルの半値全幅角度（α）とした。なお、試料に入射させる光は、光源からの光をコンデンサーレンズによりピンホールに集光し、コリメーターレンズを通して平行光（平行度±０．５度以下）とし、光束絞り（開口径１０．５ｍｍ）を通過し試料の入射面に入射させる。試料を透過した光は、受光レンズ（開口径１１．４ｍｍを通り（試料面が平滑である場合は、受光絞りの位置に集光する）、受光絞りを通過して受光素子に達し、電圧値として出力する。また、試料を回転させ同様の測定を行い、最大半値全幅（Ｍａｘα）と最小半値全幅（Ｍｉｎα）を求めた。
【００８８】
実施例１
アクリル樹脂（三菱レイヨン（株）製アクリペットＶＨ５＃０００）を用い射出成形することによって一方の面がマットである導光体を作製した。該導光体は、２１６ｍｍ×２９０ｍｍ、厚さ２．０ｍｍ−０．７ｍｍのクサビ板状をなしていた。この導光体の鏡面側に、導光体の長さ２１６ｍｍの辺（短辺）と平行になるように、アクリル系紫外線硬化樹脂によってプリズム列のプリズム頂角１３０度、ピッチ５０μｍのプリズム列が並列に連設配列されたプリズム層を形成した。導光体の長さ２９０ｍｍの辺（長辺）に対応する一方の側端面（厚さ２．０ｍｍの側の端面）に対向するようにして、長辺に沿って冷陰極管を光源リフレクター（麗光社製銀反射フィルム）で覆い配置した。さらに、その他の側端面に光拡散反射フィルム（東レ社製Ｅ６０）を貼付し、プリズム列配列（裏面）に反射シートを配置した。以上の構成を枠体に組み込んだ。この導光体は、出射光光度分布（ＸＺ面内）の最大ピークは光出射面法線方向に対して７０度、半値全幅は２２．５度であった。
【００８９】
一方、屈折率１．５０６４のアクリル系紫外線硬化性樹脂を用いて、片方のプリズム面の曲率半径が１０００μｍである凸曲面形状で、他方のプリズム面が平面形状で、ピッチ５０μｍの多数のプリズム列が並列に連設されたプリズム列形成面を厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムの一方の表面に形成したプリズムシートを作製した。この際、仮想プリズム列としては、プリズムシートからの出射光がその出光面の法線方向となるように、ピッチ５０μｍで、頂角６５．４度の断面二等辺三角形のプリズム列を設定した。
【００９０】
得られたプリズムシートを、上記導光体の光出射面側にプリズム列形成面が向き、導光体の光入射面にプリズム列の稜線が平行でありプリズム斜面は直線面が向くように載置した。また、一方の表面が平均傾斜角度３．３７度のマット面で、他方の表面が平均傾斜角度が０．７度のマット面であり、光出射光光度分布の半値全幅が４度の光拡散素子を光偏向素子の出光面上に、平均傾斜角度が３．３７度のマット面が光偏向素子側に向くように載置し、面光源装置を得た。作製された面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９１】
実施例２
プリズム列を構成する光源に近い側のプリズム面を平面とし、光源から遠い側のプリズム面を、プリズム列の高さ１６μｍ以上の面（プリズム列頂部近傍の面）を平面とし、高さ１６μｍ以下の面（プリズム列底部近傍の面）を曲率半径４００μｍである凸曲面形状（平面と凸曲面の境界とプリズム面の底部を結ぶ面のプリズムシート法線に対する傾斜角を３０度とした）とした以外は実施例１と同様にして、ピッチ５０μｍで、頂角６５．４度のプリズム列が一方の表面に形成されたプリズムシートを作製した。このプリズムシートを実施例１で得られた導光体の光出射面側にプリズム列形成面が向き、導光体の光入射面にプリズム稜線が平行になるように載置した。なお、この場合の仮想プリズム面の位置Ｋ２は、プリズム列の高さ２７μｍの位置となる。また、一方の表面が平均傾斜角度７．２７度のマット面で、他方の表面が平均傾斜角度が０．７度のマット面であり、光出射光光度分布の半値全幅が９．４度の光拡散素子を光偏向素子の出光面上に、平均傾斜角度が７．２７度のマット面が光偏向素子側に向くように載置し、面光源装置を得た。作製された面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９２】
実施例３
一方の表面が平均傾斜角度５．０度のマット面で、他方の表面が平均傾斜角度が０．７度のマット面であり、光出射光光度分布の半値全幅が６度の光拡散素子を光偏向素子の出光面上に、平均傾斜角度が５．０度のマット面が光偏向素子側に向くように載置した以外は、実施例２と同様にして面光源装置を得た。作製した面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９３】
実施例４
厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムの一方の表面にピッチ３０μｍの多数のレンチキュラーレンズ列が並列して連設され、レンチキュラーレンズ列の表面を平均傾斜角１度に粗面化した最大平均傾斜角度が１０．４度であり、最大傾斜角度／最小傾斜角度が１０．４であるレンズ配列構造を形成し、他方の表面には平均傾斜角度０．７度のマット面を形成した光出射光光度分布の半値全幅が１１．２度の光拡散素子を、レンチキュラーレンズ列が光偏向素子のプリズム列と平行となり、レンズ配列構造面が光偏向素子側に向くように載置した以外は、実施例２と同様にして面光源装置を得た。作製した面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９４】
実施例５
厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムの一方の表面に最大平均傾斜角度が８．２度のヘアラインを形成し、他方の表面には平均傾斜角度０．７度のマット面を形成した光出射光光度分布の半値全幅が１０．５度の光拡散素子を、ヘアラインの方向を光偏向素子のプリズム列と略平行となり、ヘアライン形成面が光偏向素子側に向くように載置したとした以外は実施例２と同様にして、面光源装置を得た。作製した面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９５】
実施例６
厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムの一方の表面にエッチングにより形成した幅３０μｍ、長さ６０μｍの多数のシリンドリカルレンズが同一方向に離散的に配列した最大平均傾斜角度が６．０度であり、最大傾斜角度／最小傾斜角度が６．０、であるレンズ配列構造を形成し、他方の表面には平均傾斜角度０．７度のマット面を形成した光出射光光度分布の半値全幅が７．０度の光拡散素子を、シリンドリカルレンズの配列方向と光偏向素子のプリズム列が略平行となり、レンズ配列構造面が光偏向素子側に向くように載置したとした以外は実施例２と同様にして、面光源装置を得た。作製した面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９６】
比較例１
プリズムシートとして両方のプリズム面が平面であるものを使用し、光拡散素子を使用しなかった以外は実施例１と同様にして面光源装置を得た。作製した面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９７】
比較例２
光拡散素子を使用しなかった以外は実施例１と同様にして面光源装置を得た。作製した面光源装置のピーク輝度の強度比と冷陰極管に垂直方向の面内での出射光輝度分布（ＸＺ面内）における半値全幅を求め、その結果を表１に示した。
【００９８】
【表１】
2004006245.tif 000008
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、光偏向素子の出光面上に特定の光拡散性を有する光拡散素子を配置することにより、一次光源の光利用効率に優れた高輝度特性を損なうことなく、視野角特性および画像品位に優れた光源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光源装置を示す模式的斜視図である。
【図２】光偏向素子の入光面のプリズム列の形状の説明図である。
【図３】光拡散素子の出射光光度分布の半値全幅の説明図である。
【図４】光源装置の展開長の説明図である。
【図５】光源装置の展開長の説明図である。
【図６】本発明の光源装置の光偏向素子からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）を示す説明図である。
【図７】本発明の光源装置の光偏向素子からの出射光輝度分布（ＸＺ面内）を示すグラフである。
【図８】本発明の光拡散素子の異方拡散性の出射光光度分布を示す説明図である。
【図９】本発明の光偏向素子の異方拡散性の説明図である。
【図１０】本発明の異方拡散性を有する光偏向素子の凹凸構造を示す概略図である。
【図１１】本発明の異方拡散性を有する光偏向素子の凹凸構造を示す概略図である。
【図１２】本発明の異方拡散性を有する光偏向素子の凹凸構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１　　一次光源
２　　光源リフレクタ
３　　導光体
４　　光偏向素子
５　　光反射素子
６　　光拡散素子
３１　　光入射面
３２　　端面
３３　　光出射面
３４　　裏面
４１　　入光面
４２　　出光面
Ｉ　　仮想プリズム列
Ｉ−１，Ｉ−２　　仮想プリズム列のプリズム面
【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】
2004006245.tif 000018
【図１１】
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【図１２】
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