(57)【要約】【課題】  拡散用のパターンの側面に成形ダレが生じても不規則な方向へ光が散乱されにくくする。【解決手段】  導光板に垂直な方向から見た状態では、導光板の下面に設けられた各拡散パターン３６には、ほぼ一定方向から光が入射する。各拡散パターン３６の発光部に面している斜面である反射面４６ａは台形状に形成されており、光源部から見たとき、拡散パターン３６の成形ダレの生じ易い側面４６ｂは、反射面４６ａの陰に隠れ、側面４６ｂには光が入射しにくくなっている。【選択図】      図７
2005142128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、当該光源から導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、
各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されており、
前記光源側から見て前記パターンの両側面のほぼ全体が前記パターンの光源側の斜面により遮蔽されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
光源と、当該光源から導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対
側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、
各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されており、
前記パターンの光源側の斜面における光源から遠い部分の幅が光源に近い部分の幅よりも短くなっていることを特徴とする面光源装置。
【請求項３】
前記光源が点光源であり、
前記導光板の観察側にはプリズムシートが配設されており、
前記導光板内を導光して前記パターンで偏向された光が、導光板の光出射面に立てた法線に対して斜めの方向へ向けて光出射面から出射された後、前記プリズムシートで偏向されるように構成したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の面光源装置。
【請求項４】
画像表示パネルと、前記画像表示パネルの観察側又はその反対側に配置された、請求項１、２又は３に記載の面光源装置とを備えた画像表示装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３に記載の面光源装置を備えた携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置に関する。特に、画像表示装置のバックライトやフロントライト、照明器具等として用いられる面光源装置に関する。また、当該面光源装置を用いた機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
面光源装置は、透過型液晶表示パネルのバックライト等として使用されている。液晶表示パネルは、各画素毎の光を透過させたり遮断したりすることによって画像を生成するものであるが、液晶表示パネル自体は自ら発光する機能を持たないので、バックライト用の面光源装置を必要とする。
【０００３】
図１はバックライト用に用いられている従来の面光源装置を示す概略平面図である。この面光源装置２１は、数個（好ましくは、１個）のＬＥＤチップ等の発光素子を１箇所に集めて点光源化した発光部２３を有する。この面光源装置２１にあっては、ポリカーボネイト樹脂等の屈折率の高い透明樹脂からなる導光板２２の側面（光入射面２２ａ）に対向させて点光源状の発光部２３を配置している。導光板２２の下面には、発光部２３を中心とする同心円状をした円弧の上に多数の拡散パターン２４が配列されている。各拡散パターン２４は、図２及び図３（ａ）に示すように、導光板２２の下面に三角溝状に凹設されたものであって、発光部２３を中心とする仮想の同心円の円周方向に沿って延びており、各拡散パターン２４の反射面２５に立てた法線は、平面視で発光部２３と当該拡散パターン２４とを結ぶ方向（この方向をｒ軸方向とする。）と平行となっている。また、拡散パターン２４は、発光部２３から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。
【０００４】
図２に示すように、この面光源装置２１にあっては、発光部２３を発光させると、発光部２３から出射された光Ｌは光入射面２２ａから導光板２２内に入り、導光板２２の上面と下面とで全反射を繰り返しながら発光部２３から遠い側へ伝搬していく。導光板２２内を伝搬しながら、導光板２２の下面で拡散パターン２４の反射面２５により拡散反射された光Ｌは、導光板２２上面の光出射面２２ｂに全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射すると、光出射面２２ｂから出射される。
【０００５】
このような面光源装置２１では、拡散パターン２４により拡散反射される光Ｌは、ｒ軸方向を含み光出射面２２ｂに垂直な平面内では拡散されるが、当該平面から外れる方向には拡散されず、光出射面２２ｂに垂直な方向から見ると拡散パターン２４で反射された後も直進する。このため、発光部２３を中心とする任意の方位に出射される光量は拡散パターン２４で拡散されても変化せず、導光板２２内で各方位へ伝わる光量は発光部２３から各方位へ出射される光量によって決まっている。従って、このような面光源装置２１によれば、発光部２３から導光板２２内の各方位へ、その方向が導光板２２を通過する距離に応じた光量の光を入射させることにより、光出射面２２ｂ全体を均一に光らせることができ、これを透過型の液晶表示パネルと組み合わせることにより、広い方向からの視認性に優れた液晶表示装置を製作することができ、しかも、液晶表示装置の消費電力の節減にも寄与することができる。
【０００６】
上記のような面光源装置２１に用いられている拡散パターン２４は、図３（ａ）に示すように三角柱状に設計されており、反射面２５の両側端に位置する側面２６は導光板２２の裏面に垂直となるように設計されているが、実際には、導光板２２を射出成形等により成形する際における成形ダレのため、拡散パターン２４の両側面２６がなだらかに傾斜している。
【０００７】
このように拡散パターン２４の両側面２６が傾斜していると、発光部２３から拡散パターン２４に入射した光Ｌの一部が拡散パターン２４の側面２６で反射され、図３（ｂ）に示すように、側面２６で反射された光は、不規則な方向へ散乱されて光の指向性が広くなり、導光板２２内を伝搬する光の制御性を損ねる。また、側面２６で反射された光Ｌは、不規則な方向へ散乱されてロス光Ｌｓとなるので、光出射面２２ｂの輝度を低下させる原因となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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り、その目的とするところは、拡散用のパターンの側面に成形ダレが生じても不規則な方向へ光が散乱されにくくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の面光源装置は、光源と、当該光源から導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されており、前記光源側から見て前記パターンの両側面のほぼ全体が前記パターンの光源側の斜面により遮蔽されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の面光源装置においては、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されている。最も典型的な場合でいえば、前記光出射面と垂直な方向から見た導光経路は、前記導光板内の各点において、各点毎に定まった一定方向を向いており、光出射面と垂直な方向から見ると、光源側から各パターンに入射した光はパターンで反射した後も進行方向を曲げることなく進む。そして、光源側から見てパターンの両側面のほぼ全体がパターンの光源側斜面により遮蔽されているので、パターンの側面にはほとんど光が当たらない。よって、導光板のパターンの側面に成形ダレが生じても、成形ダレの生じたパターン側面にはせいぜいわずかな光が入射するに過ぎず、パターン側面により不規則な方向へ光が散乱されにくくなる。よって、本発明の第１の面光源装置によれば、パターン側面のによる散乱で導光板内における光の制御性が損なわれにくく、また、光出射面の輝度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第２の面光源装置は、光源と、当該光源から導入された光を光出射面のほぼ全体に広げて光出射面から出射させる導光板とを備え、当該導光板の光出射面と反対側の面には導光板内を導光する光を反射させるための複数のパターンが形成された面光源装置において、各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されており、前記パターンの光源側の斜面における光源から遠い部分の幅が光源に近い部分の幅よりも短くなっていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の面光源装置においては、  各パターンは、前記光出射面と垂直な方向から見て、各パターン毎に定まったほぼ一定の方向から光が入射するように構成されている。最も典型的な場合でいえば、前記光出射面と垂直な方向から見た導光経路は、前記導光板内の各点において、各点毎に定まった一定方向を向いており、光出射面と垂直な方向から見ると、光源側から各パターンに入射した光はパターンで反射した後も進行方向を曲げることなく進む。そして、導光板のパターンの光源側の斜面における光源から遠い部分の幅が光源に近い部分の幅よりも短くなっているので、光源側から見るとパターンの両側面がパターンの光源側斜面の陰になるので、パターンの側面にはほとんど光が当たらなくなる。よって、導光板のパターンの側面に成形ダレが生じても、成形ダレの生じたパターン側面にはせいぜいわずかな光が入射するに過ぎず、パターン側面により不規則な方向へ光が散乱されにくくなる。よって、本発明の面光源装置によれば、パターン側面のによる散乱で導光板内における光の制御性が損なわれにくく、また、光出射面の輝度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第１及び第２の面光源装置の実施態様においては、前記光源が点光源であり、前記導光板の観察側にはプリズムシートが配設されており、前記導光板内を導光して前記パターンで偏向された光が、導光板の光出射面に立てた法線に対して斜めの方向へ向けて光出射面から出射された後、前記プリズムシートで偏向されるように構成されている。ここで、点光源とは、ＬＥＤチップや小型ランプ等の微小な発光素子を用いたものであるが、発光素子は１個である必要はなく、複数の発光素子（例えば、赤、緑、青などの複数個のＬＥＤチップを一体に封止したもの）からなるものでもよく、また発光素子を封止した複数の光源を近接させて配置したものでもよい。この実施態様では、導光板の光出射面から斜めに出射した光をプリズムシートで偏向させて任意の方向（例えば、光出射面に垂直な方向）へ出射させることができる。
【００１４】
なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、導光板に形成されている拡散パターンの側面に成形ダレが生じても導光板ひいては面光源装置の特性に影響を与えにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図４は本発明の実施例１による面光源装置３１の構造を示す分解斜視図であり、図５はその概略断面図である。この面光源装置３１は、主として導光板３２、発光部３３、反射板３４、拡散プリズムシート３５からなる。導光板３２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の透明樹脂によって四角平板状に形成されており、裏面には拡散パターン３６が設けられている。また、導光板３２のコーナー部の一箇所には、平面視でコーナー部を斜めにカットすることによって光入射面３７が形成されている。
【００１８】
光源である発光部３３は、図示しないが、１個ないし数個のＬＥＤを透明なモールド樹脂中に封止し、モールド樹脂の正面以外の面を白色樹脂で覆ったものであり、ＬＥＤから出射された光は、直接に、あるいはモールド樹脂と白色樹脂との界面で反射した後、発光部３３の前面から出射される。この発光部３３は、その前面が導光板３２の光入射面３７と対向する位置に配置されている。
【００１９】
導光板３２に形成されている拡散パターン３６の配列を図６に示す。本発明の実施例１の説明においては、導光板３２の表面（光出射面）に垂直な方向にｚ軸を定め、光入射面３７に隣接する２辺に平行な方向にそれぞれｘ軸及びｙ軸を定めるものとする。また、任意の方向に伝搬する光を考える際や任意の拡散パターン３６における反射を考える場合には、伝搬する光線を含み導光板３２に垂直な面内で導光板３２の表面に平行な方向にｒ軸を定め、あるいは、発光部３３と当該拡散パターン３６とを結ぶ方向を含み導光板３２に垂直な面内で導光板３２の表面に平行な方向にｒ軸を定めるものとする。さらに、ｘ軸とｒ軸とのなす角度をθとする。
【００２０】
導光板３２の下面に形成されている拡散パターン３６は、発光部３３（特に、内部のＬＥＤ）を中心とする同心円状をした円弧の上に配列されており、各拡散パターン３６は導光板３２の裏面を非対称な断面三角形状に凹設することによって直線状に形成されている。この断面三角形状をした拡散パターン３６における、発光部３３に近い側の斜面、すなわち反射面４６ａの傾斜角としては、２０°以内が望ましい。また、各拡散パターン３６は、発光部３３を中心とする円弧の円周方向に沿って直線状に延びており、各拡散パターン３６の反射面に立てた法線の方向は、平面視で（ｚ軸方向から見て）発光部３３と当該拡散パターン３６とを結ぶ方向（ｒ軸方向）と平行となっている。また、拡散パターン３６は、発光部３３から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。ただし、発光部３３の近傍では、拡散パターン３６のパターン密度はほぼ均一になっていても差し支えない。なお、導光板３２の光入射面３７には、発光部３３から導光板３２内に入る光の配向パターンを制御するために、レンズやプリズム等からなる光学素子（ディフューザー）４４が形成されていてもよい。
【００２１】
図７（ａ）は拡散パターン３６の輪郭を示す斜視図、図７（ｂ）はその平面図、図７（ｃ）はその正面図である。拡散パターン３６のうち発光部３３側を向いている斜面、すなわち反射面４６ａの前縁（発光部３３側の縁）は後縁（発光部３３から遠い側の縁）よりも長くなっている。図示例では、拡散パターン３６の反射面４６ａは台形となっており、背面４６ｃは矩形状となっている。従って、この拡散パターン３６を発光部３３側から見たとき、拡散パターン３６の左右の側面４６ｂは反射面４６ａの陰に隠れており、発光部３３側からは見えなくなっている。
【００２２】
図４に示されている反射板３４は、表面にＡｇメッキによる鏡面加工を施されたものであり、導光板２２の裏面全体に対向するように配置されている。
【００２３】
図５に示されている拡散プリズムシート３５は、透明なプラスチックシート３８の表面に透明な凹凸拡散板３９を形成し、プラスチックシート３８の裏面に透明なプリズムシート４０を形成したものである。凹凸拡散板３９及びプリズムシート４０は、プラスチックシート３８の上面に紫外線硬化樹脂を滴下し、スタンパで紫外線硬化樹脂を押圧してスタンパとプラスチックシート３８の間に紫外線硬化型樹脂を押し広げた後、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させること（Photo Polymerization 法）によって形成されている。
【００２４】
図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は上記凹凸拡散板３９の構造を説明するための説明図である。凹凸拡散板３９は、図８（ａ）に示すように繰り返しパターン４１をほぼ隙間無く左右上下に周期的に配列したものである。また、図８（ｂ）に示すように、繰り返しパターン４１は、図８（ｃ）のような頂点が鈍った円錐形状をした凸部４２をほぼ隙間無くランダムに並べたものである。１つの繰り返しパターン４１の縦方向及び横方向の幅Ｈ、Ｗは、モアレ縞を防止するために液晶表示パネルの画素のサイズよりも大きくなっており、いずれも好ましくは１００μｍ以上１ｍｍ以下としている。また、繰り返しパターン４１を構成する凸部４２の寸法は不揃いであって、外径Ｄが５μｍ以上３０μｍ以下（特に、１０μｍ程度のものが好ましい。）のものが望ましい。
【００２５】
この凹凸拡散板３９は、拡散特性が特殊であるため、パターンの凹凸形状を正確に制御しなければならない。その場合、１つの凹凸パターンを周期的に配列するようにすれば、すべての凹凸パターンが同じ形状になるので、すべての凹凸パターンを同じように作製できて正確な凹凸形状ができる。しかし、このような方法では、液晶表示装置の画面にモアレ縞が発生したり、画素が目立ったりし易くなる。逆に、凹凸パターンをランダムに配置しようとすれば、凹凸パターンの形状やサイズを１個１個変化させなければならず、正確な形状を作製するのが困難になる。また、場所によって凹凸拡散板の特性が変化する恐れがある。そのため本発明の凹凸拡散板３９では、ランダムな形状や寸法を有する凸部４２をランダムに配置させて繰り返しパターン４１を構成し、この繰り返しパターン４１を周期的に配列することにより、モアレ縞等の発生を抑制しつつ凹凸拡散板３９のパターン製作を容易にしている。
【００２６】
図９は上記プリズムシート４０の構造を示す裏面側からの斜視図である。プリズムシート４０は、断面が左右非対称な三角形をした円弧状プリズム４３（図９では、円弧状プリズム４３は誇張して大きく描いている。）を同心円状に配列したものであり、各円弧状プリズム４３は発光部３３のＬＥＤの配置される位置を中心として円弧状に形成されている。
【００２７】
なお、凹凸拡散板３９とプリズムシート４０は、実施例１のように一体に形成されている必要はなく、別々に形成されていて、隙間をおいて配設されていてもよい。もっとも、この実施例のようにプラスチックシート３８に一体に形成されている方が、全体としての厚みが薄くなり、コストも安価になる利点がある。
【００２８】
次に、この面光源装置３１における光ｐの挙動を図１０、図１１（ａ）（ｂ）により説明する。図１０は、導光板３２の斜め上方から見たときの光の挙動を示す図、図１１（ａ）は導光板３２の断面（ｚｒ平面）における光の挙動を説明する図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸ部拡大図である。発光部３３から出射された光ｐは、光入射面３７から導光板３２内に入光する。光入射面３７から導光板３２に入射した光ｐは、導光板３２内で放射状に広がって進むが、このとき導光板３２内で広がる光ｐの各方位の光量は各方位における導光板３２の扇形の面積に比例するようにして、光入射面３７に設けられた光学素子４４を設計しておくのが望ましい。具体的にいうと、図１２に示すように、導光板３２の側辺（ｘ軸方向の側辺）からθの任意の方向に位置する広がりΔθの範囲内に出射される光量は、この範囲Δθに含まれる導光板面積（図１２で斜線を施して示した領域の面積）に比例するようにしておくことが望ましく、これによって各方位における面光源装置３１の輝度分布を均一にすることができる。
【００２９】
導光板３２内に入射した光ｐは、導光板３２の上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板３２内を発光部３３から遠ざかる方向（ｒ軸方向）へ進んでいく。導光板３２の下面に入射する光ｐは、断面三角形状をした拡散パターン３６の反射面４６ａで反射する度に導光板３２の上面（光出射面４５）への入射角γが小さくなり、光出射面４５に全反射の臨界角よりも小さな入射角γで入射した光ｐは、光出射面４５を透過して光出射面４５に沿って導光板３２の外部へ出射される。いずれの拡散パターン３６も、発光部３３と各拡散パターン３６を結ぶ方向と直交するように配置されているので、導光板３２内を伝搬している光ｐが拡散パターン３６で拡散されても、その光ｐは発光部３３と当該拡散パターン３６とを結ぶ方向を含む光出射面４５に垂直な平面（ｚｒ平面）内では拡散されるが、光出射面４５と平行な平面（ｘｙ平面）内では拡散されることなく直進する。
【００３０】
一方、導光板３２の下面で反射されることなく下面を透過した光ｐは、導光板３２の下面に対向している反射板３４で正反射されて導光板３２内に戻り、再び導光板３２内を伝搬する。
【００３１】
この結果、導光板３２の光出射面４５から出射される光の範囲はかなり制限されることになり、断面三角形状をした拡散パターン３６の傾斜角βが例えば１２°であれば、光出射面４５に垂直なｚｒ平面における光の出射方向φは４５°〜９０°程度になる。
【００３２】
このように導光板３２の光出射面４５から出射される光は、θ方向には広がらず、またφ方向における指向角Δφも制限されるので、かなり狭い指向性を有する光となる。このようにして、光出射面４５に沿って出射される広がりが小さくて指向性の強い光は、拡散プリズムシート３５のプリズムシート４０の傾斜面で反射されることによって光出射面４５に垂直な方向へ曲げられ、ついで拡散プリズムシート３５の凹凸拡散板３９によって拡散させられ、指向性を広げられる。
【００３３】
ここで、導光板３２を成形する際の成形ダレによって拡散パターン３６の左右の側面４６ｂが広がって傾斜面になった場合を考える。図１３（ａ）は成形ダレの生じた拡散パターン３６の輪郭を示す斜視図、図１３（ｂ）はその平面図、図１３（ｃ）はその正面図である。拡散パターン３６の反射面４６ａは台形状をしていて両側面４６ｂが反射面４６ａの陰に隠れており、拡散パターン３６の両側面４６ｂに成形ダレが生じても、その成形ダレの生じた側面４６ｂも図１３に示すように反射面４６ａの陰に隠れている。この面光源装置３１では、図１４（ａ）に示すように、発光部３３から放射状に光が出射され、導光板３２内を伝搬する光は平面視ではｒ軸方向に真っ直ぐに進んでいくので、拡散パターン３６に入射する光は、反射面４６ａにのみ入射して反射され、成形ダレの生じた側面４６ｂには入射せず、側面４６ｂで反射される光の割合は非常に少ない。よって、拡散パターン３６の側面４６ｂに成形ダレが生じても、光の伝搬方向の制御性が損なわれたり、光出射面４５から出射されるべき光がロス光となって面光源装置３１の輝度が低下したりするのを抑制できる。
【００３４】
尚、各拡散パターン３６にランダムな方向から光が入射するような場合には、図１４（ｂ）に示す比較例のように、反射面４６ａが台形をした拡散パターン３６でも側面４６ｂに光が入射するので迷光を低減する効果が得られないが、本発明では、図１４（ａ）に示したように、各拡散パターン３６に入射する光の方向がほぼ一定であるので、側面４６ｂによる迷光を防止することができる。すなわち、このような形状の拡散パターン３６は、平面視で光がほぼ一方向に進むような面光源装置３１において効果を発揮するものである。
【００３５】
図１５に拡散パターン３６の具体例を示す。この拡散パターン３６では、拡散パターン３６の平均の幅がＧ＝１０〜３００μｍ、前後方向の水平長さＢ２＝１６μｍ、拡散パターン３６の前後方向の水平長さＢ１＝１２μｍ、反射面４６ａの傾斜角β＝１２°、平面視における両側面４６ｂの角度ε＝２０°となっている。
【００３６】
側面４６ｂの成形ダレの比率を図１６のように定義する。すなわち、拡散パターン３６の平均の幅をＧ、拡散パターン３６の側面４６ｂの平均位置から成形ダレの端までの距離を左右でそれぞれdＧ１、dＧ２とすると、
成形ダレの比率＝（dＧ１＋dＧ２）／Ｇ
と定義される。
【００３７】
図１５のような拡散パターン３６では、成形ダレの大きさdＧ１、dＧ２はそれぞれ約４μｍ程度であった。図１７に示すようにコーナー部に発光部３３を配置された導光板３２において、その対角方向に沿って測った発光部３３（光源）からの距離に対する拡散パターン３６の平均の幅Ｇの変化を表したものが図１８であり、成形ダレの比率の変化を表したものが図１９である。
【００３８】
図２０（ａ）は反射面４６ａが台形状をした実施例１の拡散パターン３６を用いて面光源装置３１と、反射面が長方形状をした従来例の面光源装置における指向特性を表した図である。図２０（ａ）は、横軸が光出射面４５から出射する光の出射角度ωを表し、縦軸が光出射面から出射された光の相対強度を表しており、太実線が実施例１の面光源装置３１の指向特性を示し、細実線が従来例の指向特性を表している。ここで、図２０（ｂ）に示すように、発光部３３と拡散パターン３６を結ぶ方向（ｒ軸方向）を含み光出射面４５に垂直な平面内における出射角度φとし、当該平面及び光出射面４５に垂直な平面内における出射角度ωとするとき、図２０（ａ）の横軸は円周方向における出射角度ωを表している。
【００３９】
図２０（ａ）に示されているように、従来例では、指向特性曲線の裾の部分が実施例１の指向特性曲線よりも横に広がっているが、これは拡散パターン３６の側面４６ｂで散乱された迷光によるものであると考えらる。即ち、実施例１によれば、このような迷光を抑制することができる。
【００４０】
図２１は長さ５０ｍｍの導光板３２の断面に沿って光出射面４５から出射される光の相対強度の測定結果を表したものであって、横軸は発光部３３（光源）からの距離を表し、縦軸が出射光の相対強度を表している。この測定結果によれば、導光板３２の中央部における出射光強度は約１５％増大しており、光出射面４５全体では、出射光強度は１４％向上している。また、図２１からは、成形ダレの比率の大きな光源近傍での改善の効果の大きなことが分かる。なお、図２１における実施例１の太実線では、光強度の変動が従来例よりも大きくなっているが、これは光出射面４５における光強度が均一になるように拡散パターン３６の配置を設計された従来例を元にして、その拡散パターン３６の形状を平面視で台形状に変更したものを従来例１のサンプルとしたためである。よって、実施例１においても、拡散パターン３６の配置を再設計することにより、光出射面４５における光強度を均一にすることができる。
【００４１】
なお、拡散パターン３６としては、その他にも種々の形状が可能である。例えば、図２２（ａ）に示すように、拡散パターン３６を断面半円状ないし円弧状に形成してもよい。また、図２２（ｂ）に示すように、反射面４６ａが三角形状をした略ピラミッド形の拡散パターン３６で、光出射面４５に垂直な方向から見たときに反射面４６ａに立てた法線が発光部３３と結ぶ方向と平行となるようになっていて、且つ、発光部３３から見て拡散パターン３６の両側面４６ｂが反射面４６ａの陰に隠れるようなものでもよい。あるいは、図２２（ｃ）に示すように、反射面４６ａが略半円形又は半楕円形となった拡散パターン３６で、光出射面４５に垂直な方向から見たときに反射面４６ａに立てた法線が発光部３３と結ぶ方向と平行となるようになっていて、且つ、発光部３３から見て拡散パターン３６の外周面４６ｄが反射面４６ａの陰に隠れるようなものでもよい。しかし、図２２（ａ）のような断面円弧状ないし断面半円状の拡散パターン３６では光出射面４５から出射される光のφ方向の指向角Δφが広がるので好ましくない。同様な理由から、断面三角形状の拡散パターン３６の場合でも、傾斜角βの異なる拡散パターン３６を混在させることも好ましくない。また、拡散パターン３６を用いる代わりに、ホログラム等で拡散させることによって導光板３２内の光を光出射面４５から出射させるようにしてもよい。
【００４２】
つぎに、拡散プリズムシート３５の働きを説明する。まず、比較のため、拡散プリズムシート３５を用いることなく、光出射面に垂直な方向へ光を出射させる場合を考える。拡散プリズムシート３５を用いることなく光を垂直に出射させるためには、導光板の拡散パターンにより光を垂直方向へ出射させなければならない。拡散パターンによって光を垂直に出射させるためには、図２３に示すように、導光板３２Ａに形成される拡散パターン３６Ａの斜面の傾斜角を大きくする必要があり、発光部３３に近い側の斜面の傾斜角βは５０°になり、発光部３３から遠い側の斜面の傾斜角ρは８５°となる。図２４は図２３のような拡散パターン３６Ａを形成された導光板３２Ａを用いた場合の、ｚｒ平面における指向性を示す図であって、横軸はｚｒ平面内でｚ軸から測った角度φを示し、縦軸が光強度を表している。図２４から分かるように、この場合の指向性は発光部３３に近い側（φ＜０）と発光部３３から遠い側（φ＞０）とで非対称となっており、発光部３３から遠い側でかなりブロードになっている。ちなみに、強度がピーク値の半分になる角度φ（半値幅）は、発光部３３に近い側では約−１３°であるのに対し、発光部３３から遠い側では約２６°となっている。なお、ｚｒ平面に垂直でｚ軸に平行な平面内におけるω方向での光強度の半値幅は約５°である（図２７参照）。
【００４３】
図２５は図２４のような指向性を持つ光を表している。図２５に示すように、光出射面４５Ａから出射した光（斜線を施した領域は光の出射される領域を表わしている。以下同様。）は、φ方向ではΔφの範囲に広がっており、ω方向ではΔωの範囲に広がっており（ｚｒ平面に垂直でｚ軸を含む平面ｚθ平面内において、ｚ軸となす角度をωとし、ω方向における光の指向角をΔωとする。）、φ方向の指向角Δφはω方向の指向角Δωに比較してかなり広くなっている。しかも、図２５に示すように、導光板３２Ａ内をｒ１方向に伝搬した後に光出射面４５Ａから出射した光と、導光板３２Ａ内をｒ２方向に伝搬した後に光出射面４５Ａから出射した光とでは、広い指向角Δφの方向が異なっている。そのため、点Ｐの方向から面光源装置を見ると、導光板３２Ａ内をｒ１方向に伝搬していた光は見えるが、ｒ２方向に伝搬していた光は見えず、導光板３２Ａに図２６のような放射状の輝度ムラＲが見えることになる。
【００４４】
なお、図２３のような比較例の導光板３２Ａの上に拡散板を置いても、放射状の輝度ムラが消えることはなかった。また、このような導光板３２Ａでは、φ＝±１０°の範囲内に含まれる光量は全体の約３０％となっており、放射状の輝度ムラを和らげるために、この導光板３２Ａ上に拡散板をおくと、急激に光出射効率が低下した。
【００４５】
これに対し、導光板３２の上にプリズムシート４０を置く場合には、拡散パターン３６によって光を垂直方向へ出射させる必要はなく、光出射面４５に沿って出射された光をプリズムシート４０によって垂直な方向へ曲げることになる。図２７は導光板３２の上に置かれたプリズムシート４０を透過した光のω方向の指向性とφ方向の指向性とを示す図であって、いずれも対称なプロファイルを示している。図２７から分かるように光強度がピーク値の半分となる角度（半値幅）は、ω方向では約５°であるのに対し、φ方向では約１５°となっており、プリズムシートを用いない比較例と比べてφ方向の光の指向角Δφが狭くなっている。
【００４６】
このように、発光部３３を中心とする円弧状プリズム４３からなるプリズムシート４０を用いると、図２８に示すように、プリズムシート４０を通過した光の指向性は、ω方向では変化がないが、φ方向では光が集められて、φ方向の指向性が狭くなる。よって、ω方向の指向角Δωとφ方向の指向角Δφとの差Δφ−Δωが小さくなり、放射状の輝度ムラが低減されることになる。
【００４７】
しかし、実際には、プリズムシート４０のみでは、ω方向の指向性とφ方向の指向性との差を十分に小さくすることができず（ω方向の半値全幅が１０°、φ方向の半値全幅が３０°であるから、半値全幅で２０°の差がある。）、放射状の輝度ムラが低減されたとはいっても、まだ輝度ムラが強く見えている。また、ω方向における光の広がり（半値幅）は５°程度と狭く、ω方向でもっと光を広げてやらないと、一般的な用途には使用できない。
【００４８】
図２９に示すように、冷陰極管や線状光源を用いた面光源装置においては、導光板３２Ｂ表面に沿って光を出射させ、これをプリズムシート４０Ｂで垂直方向へ偏向させる方式のものが提案されている（例えば、特開平１１−８４１１１号公報等）。この場合、プリズムシート４０Ｂのプリズム４３Ｂが伸びている方向は線状光源３３Ｂと平行であり、図３０に示すように、プリズム４３Ｂと平行なｘ軸方向における指向角Δφｘは、プリズム４３Ｂと直交するｙ軸方向における指向角Δφｙに比べてかなり広くなっており、指向角の異方性が大きかった。しかし、このような面光源装置３１Ｂでは、指向角の異方性の方向が光出射面４５Ｂ上の位置によって変化しないので、放射状の輝度ムラは発生していなかった。  
【００４９】
これに対し、本発明の面光源装置３１では、点光源状の発光部３３から放射状に出射された光を、導光板３２の下面に同心円状に形成された拡散パターン３６で拡散反射させることによって光出射面４５から出射させるので、光出射面４５上の位置によって出射光の指向性異方性が異なり、放射状の輝度ムラが発生する。すなわち、放射状の輝度ムラは、点光源状の発光部３３と同心円状の拡散パターン３６を有する面光源装置に特有の課題であり、本発明はかかる輝度ムラを改善しようとするものである。
【００５０】
また、図２９に示した面光源装置３１Ｂでは、プリズムシート４０Ｂのプリズム長さ方向（ｘ軸方向）で光の指向性が広くなっているのに対し、本発明の面光源装置３１では、プリズムシート４０のプリズム長さ方向（θ方向）で光の指向性が狭くなっており、面光源装置３１Ｂとは全く逆になっている。つまり、本発明の方式では、光の指向性をプリズム長さ方向で広げ、これと垂直な方向で狭くする必要があるが、こうすると、図２９の面光源装置３１Ｂでは余計に指向角の異方性が大きくなり、プリズム長さ方向では余分な光が増加し、これに垂直な方向では必要な視野角がとれないという全く逆の結果となる。このように本発明は独自の方式の面光源装置に発生する問題を解決しようとするものである。
【００５１】
つぎに、本発明の面光源装置３１に用いられている凹凸拡散板３９の作用効果について説明する。比較のため、まず凹凸拡散板として、通常用いられている一般的な拡散板を用いた場合を説明する。一般的な拡散板としては、平行光を垂直入射させたときの指向性が図３１のようなもの（半値全幅が１０°のもの）を用いた。この一般的な拡散板をプリズムシート４０の上に置いた場合には、ω方向及びφ方向の指向性は、図３２に示すようになった。ここでωとは、ｚθ平面においてｚ軸となす角度をいい、φとはｚｒ平面においてｚ軸となす角度をいうものとする。ω方向及びφ方向の半値全幅Δω、ΔφはそれぞれΔω＝２０°Δφ＝３３°であって、その差は、Δφ−Δω＝１３°となり、プリズムシート４０のみの場合と比較して半値全幅の差が３８％低減している。このため放射状の輝度ムラはある程度低減しているが、これでもまだ輝度ムラがよく見えている。また、実際に有効な方向に出射される光を考えると、半値全幅Δω＝２０°内に約２３％の光が含まれている。つまり、７７％もの光が無駄になっている。また、垂直方向からω＝２.５°離れると、輝度が２０％近く低下しており、左右の目で輝度が異なるように見えて見にくいという問題がある。
【００５２】
これに対し、図８に示したような凹凸拡散板３９に平行光を垂直入射させたときの指向性は図３３のようになる。この凹凸拡散板３９をプリズムシート４０の上に置いた場合には、ω方向及びφ方向の指向性は、図３４に示すようになる。すなわち、ω方向及びφ方向の半値全角Δω、ΔφはそれぞれΔω＝２０°Δφ＝２９°となり、その差は、Δφ−Δω＝９°となり、プリズムシート４０のみの場合と比較して半値全幅の差が５８％低減している。このため放射状の輝度ムラをかなり減少させることができる。また、もっとも狭い方向における半値全幅Δω＝２０°内に含まれる光量は全光量の約３０％となっており、無駄な光が７０％まで減少する。このため垂直方向の輝度は、一般的な拡散板に比べて２０％程度向上しており、また、垂直方向からω＝５°離れた場所での輝度低下率が１０％を切っており、輝度ムラによる見にくさはほぼ解消されている。
【００５３】
この理由を説明する。導光板３２から出射される光は、図３５（ａ）に示すように少しなだらかなプロファイルを示している。これに対し、凹凸拡散板の拡散特性（垂直入射光に対する指向性）が図３５（ｂ）に示すように、導光板出射光と同じようになだらかなプロファイルを有している場合、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光はより一層なだらかとなり、そのプロファイルは図３５（ｂ）´のようになる（ちょうど、自己相関で中心が鋭くなる現象に似ている。）。このような指向性では、ω方向である程度光を広げようとすると、非常に強い拡散が必要となり、φ方向にも広がってしまい、Δφ−Δωはそれほど小さくならない。また、斜め方向の無駄な光も増加することになる。
【００５４】
これに対し、図３５（ｃ）に示すように凹凸拡散板の拡散特性が矩形に近い場合には、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光のプロファイルは、図２６（ｃ）´に示すように矩形に近くなる。このような比較的小さな拡散でΔωが大きく広がるのに対し、Δφはそれほど広がらないため、Δφ−Δωが小さくなる。たとえば、導光板のω方向における指向角Δω（図３６（ｂ）に示す。）より十分大きく、かつ、導光板のφ方向における指向角Δφ（図３６（ｂ）´に示す。）より十分小さい図３６（ａ）のような拡散特性を有する拡散板を導光板の上に置いた場合、ω方向において凹凸拡散板を透過した光の指向角Δωは、図３６（ｃ）に示すように、導光板から出射される光の指向角よりも広い拡散特性を有する拡散板の指向性に依存する。これに対し、φ方向では導光板から出射されている光の指向性は、図３６（ｂ）´のようにもともと広がっているので、凹凸拡散板を透過した光の指向性は、図３６（ｃ）´に示すように中心と端の部分が少しなだらかになるだけで半値幅は変わらない。そのため、導光板から出射される光の指向角がω方向では狭く、φ方向では広いような場合には、拡散の小さな拡散板を用いることでΔφ−Δωを小さくする効果がある。
【００５５】
さらには、図３５（ｄ）に示すように、導光板に垂直な方向を挟んで両側にピークを持つような拡散特性の場合には、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光のプロファイルは、図３５（ｄ）´に示すようにさらに矩形に近くなり、必要な角度内に入る光の割合が増える。
【００５６】
なお、出射光の指向性をθ方向ないしω方向で広げるためには、図３７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す拡散パターン３６Ｃのように、θ方向に沿って湾曲させる方法も考えられる。なお、ここでθ軸はｚｒ平面に垂直な方向にとっている。しかし、このような方法では、図３８に示すように、拡散パターン３６Ｃに当たって偏向する光ｐのうち、図３８に破線で示す光ｐのように拡散パターン３６Ｃに当たる角度が大きいものは一度で出射されるが、図３８に実線で示す光ｐのように、最初に拡散パターン３６Ｃに当たる角度が小さいものでは複数回拡散パターン３６Ｃで反射された後に導光板３２Ｃから出射されるので、θ方向での広がりが大きくなり、発光部３３Ｃから離れるほど出射される光ｐのθ方向における広がりが大きくなってしまうという問題がある。本発明の面光源装置３１では、拡散パターン３６は直線状をしているので、このような問題がない。
【００５７】
また、図３７（ａ）（ｂ）（ｃ）のような拡散パターン３６Ｃであると、導光板３２Ｃに垂直な方向から見た時、１回目に拡散パターン３６Ｃに当たった後、光の進行方向が曲がるので、均一な輝度となるように設計することが困難になる。よって、拡散パターン３６Ｃによるθ方向での偏向角をあまり大きくすることはできず、この偏向角を大きくすると、本発明で考えているように光を放射状にまっすぐ広げて同心円状のパターンで出射させる方式とは異なったものとなり、光を拡散させて広げる通常の方式になってしまう。ｚｒ平面内における偏向角とｘｙ平面内における偏向角とは、平均して４：１（望ましくは、１０：１）程度あったほうがよいが、上記のような理由により図３７（ａ）（ｂ）（ｃ）のような拡散パターン３６Ｃでは、このような偏向角を実現することは困難である。
【００５８】
また、導光板３２内の光を光出射面４５から出射させる方法としては、図３９に示すように、発光部３３から遠い側で薄くなったくさび型の導光板３２を用いてもよい。平面視四角形の導光板３２では発光させる導光板面積がθ方向によって異なり（図１０参照）、また発光部３３からの出射される光量も方位（角度θ）によって異なっているので、導光板３２をくさび形状にすると共に拡散パターン３６を用いることによって輝度を均一化させている。
【実施例２】
【００５９】
つぎに、理想的な指向特性に近い特性を有する本発明の実施例２を説明する。まず、図４０は実施例２によるバックライト型の面光源装置５１の構造を示す分解斜視図である。この面光源装置５１は、透明な導光板５２と、導光板５２の光入射面５２ａと対向配置された発光部５３とから構成されている。導光板５２は、屈折率の高い透明樹脂（例えば、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等）によって矩形平板状に成形されたものであって、その下面には複数の拡散パターン５４が互いに平行に形成されている。
【００６０】
拡散パターン５４は、導光板５２の下面を凹没させることによって形成されており、断面がほぼ直角三角形状をしていて、その発光部側の斜面が反射面５４ａとなり、背面（再入射面）５４ｃがほぼ垂直な面で構成されている。この拡散パターン５４は、互いに間隔を置いて光入射面５２ａと平行に配列されており、光入射面５２ａから遠くなるにつれて拡散パターン５４間の間隔が短くなっている。
【００６１】
この断面三角形状をした拡散パターン５４における、発光部５３側を向いている斜面、すなわち反射面４６ａの傾斜角としては、５０°程度が望ましい。また、各拡散パターン５４の反射面５４ａに立てた法線の方向は、平面視で（ｚ軸方向から見て）発光部５３と当該拡散パターン５４とを結ぶ方向（ｙ軸方向）と平行となっている。また、拡散パターン５４は、発光部５３から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。
【００６２】
拡散パターン５４の反射面４６ａの前縁（発光部５３側の縁）は後縁（発光部５３から遠い側の縁）よりも長くなっている。すなわち、実施例１の拡散パターン３６と同様（図７参照）、拡散パターン５４の反射面５４ａは台形となっており、背面４６ｃは矩形状となっている。従って、この拡散パターン５４を発光部５３側から見たとき、拡散パターン５４の左右の側面５４ｂは反射面５４ａの陰に隠れており、発光部５３側からは見えなくなっている。
【００６３】
発光部５３は、屈折率の高い透明樹脂によって形成されたくさび状の導光体（以下、くさび状導光体という）５５と、くさび状導光体５５の側端面に対向させて配置された小さな光源（以下、点光源という）５６と、くさび状導光体５５の背面に配置された正反射板５７と、くさび状導光体５５の前面に配置されたプリズムシート５８とからなっている。ここで、点光源５６は１個もしくは複数個のＬＥＤを透明樹脂内に封止したものであり、透明樹脂は前面を除いて白色樹脂によって覆われ、発光ダイオードから出射された光は、直接あるいは白色樹脂の内面で反射された後、前方へ効率良く出射される。
【００６４】
点光源５６から出射された光（ランバート光）は、くさび状導光体５５の側端面からくさび状導光体５５内に入射する。くさび状導光体５５内に入射した光は、図４１に示すように、くさび状導光体５５の前面（光出射面）５５ａ及び背面で反射を繰り返すことによってくさび状導光体５５の内部を進行し、くさび状導光体５５の背面で反射する度に前面５５ａへの入射角が小さくなり、くさび状導光体５５の前面５５ａへの入射角が全反射の臨界角よりも小さくなったところでくさび状導光体５５の前面５５ａから外部へ出射される。また、図４１で破線により示すように、くさび状導光体５５の背面から外部へ出射した光は、正反射板５７により反射されて再度くさび状導光体５５内に戻り、くさび状導光体５５の前面５５ａから出射される。このようにしてくさび状導光体５５の前面５５ａから出射される光は、くさび状導光体５５の前面５５ａとほぼ平行な方向（略ｘ軸の負方向）に揃えられる。
【００６５】
くさび状導光体５５の前面５５ａに配置されたプリズムシート５８も屈折率の高い透明樹脂（例えば、屈折率１.５９の透明樹脂）によって形成されており、プリズムシート５８の前面には複数のプリズム５８ａが配列されている。各プリズム５８ａは、頂角４０°の断面三角形状をしており、上下方向（導光板５２の厚み方向）に均一に伸びている。しかして、上記のようにしてくさび状導光体５５の前面５５ａから出射された光は、プリズム５８ａを透過して屈折されることにより、プリズムシート５８とほぼ垂直な方向へ偏向された後、光入射面５２ａから導光板５２内へほぼ垂直に入射させられる。よって、この発光部５３によれば、点光源５６から出射された光をプリズムシート５８のほぼ全長に広げて出射させることができ、点光源５６をいわゆる線状光源に変換することができる。
【００６６】
なお、プリズムシート５８におけるプリズム断面の頂点の丸み等の成形誤差やフレネル反射により、プリズムシート５８を透過した光の一部は迷光となることがある。よって、点光源５６から出射された光のうち少なくとも半分以上を、プリズムシート５８によって偏向させ、所望の角度（この実施形態では、光入射面５２ａと垂直な方向）で導光板５２に入射させようとすれば、くさび状導光体５５の前面５５ａから当該前面５５ａとほぼ平行に出射される光の比率は、点光源５６からの全出射光に対して２／３以上あることが望ましい。
【００６７】
比較のため、正反射板５７に代え、くさび状導光体５５の背面に拡散反射板を用いた場合を考えると、くさび状導光体５５の前面５５ａから当該前面５５ａに沿って出射される光は、点光源５６から出射される全光量の半分以下となる。その理由は、図４１に破線で示した光のように、くさび状導光体５５の背面から漏れた光は拡散反射板に当たってほぼランバート分布で反射されるため、くさび状導光体５５の前面５５ａに沿って（ほぼｘ軸の負方向へ）出射される光がほとんどなくなるからである。
【００６８】
この実施形態のような構造の発光部５３によれば、点光源を線状光源に変換できることは述べたが、さらにその線状光源から出射される光の方向をほぼ均一に揃えることができる。図４２は、拡散作用がなく入射角と出射角とが等しくなる正反射板をくさび状導光体５５の背面に配置した形態において、くさび状導光体５５からの出射光がその前面５５ａ（ｘ軸の負方向）となす角度α（図４１参照）と、その方向における光の強度との関係を測定した結果を示している。図４３はくさび状導光体５５の背面の正反射板を拡散反射板に取り替えた場合において、くさび状導光体５５からの出射光がその前面５５ａ（ｘ軸の負方向）となす角度α（図４１参照）と、その方向における光の強度との関係を測定した結果を示す。この測定には、長さ３０ｍｍ、厚み１ｍｍ、点光源５６が対向する側面の幅が２ｍｍで、屈折率１.５３のくさび状導光体５５と、長さ約３０ｍｍの正反射板又は拡散反射板を用いた。また、プリズムシート５８は除いた状態で測定した。
【００６９】
なお、図４２及び図４３に示すグラフで、α方向における光強度（エネルギー）とは、くさび状導光体５５の前面５５ａに垂直な平面（図４４のｘｙ平面）上でα方向に出射された光の強度の角度分布ではなく、前面５５ａからの出射光をすべて当該平面上に投影し、そのときにα方向の単位角度（dα＝１）内に含まれる光の強度を表したものである。
【００７０】
図４２から分かるように、正反射板を用いた場合にはも、約３０°弱の方向で光強度が最大となり、０°〜４０°の範囲に全光量の９８％の光が集中している。これをプリズムシート５８で偏向して導光板５２も入射させる際に、プリズムシート５８の作製誤差によるロスが１０％程度生じたとしても、８０％以上の光が上方（ｚ軸方向）から見て±１３°の範囲に揃えられる。これに対し、図４３に示されているように、通常使用されるような拡散性の強い反射板を用いた場合には、０°〜４０°の範囲に５２％しか光が集中しない。その上に、プリズムシート５８によるロスが加わると、導光板５２の内部で指向性を狭くすることはできない。
【００７１】
従って、このような発光部５３によれば、ＬＥＤ等を用いた点光源５６とくさび状導光体５５を用いて線状光源のように長い領域わたって発光させることができ、しかも点光源から出射されたランバート光をほぼ均一に揃えて指向性の狭い光として出射させることができる。
【００７２】
こうして、光入射面５２ａから導光板５２内に入射した光は、導光板５２の上面（光出射面５２ｂ）と下面との間で全反射を繰り返しながら導光板５２内を発光部５３に近い側から遠い側へと進んでいく。そして、導光板５２の底面に設けられた三角形状の拡散パターン５４に入射すると、その一部は拡散パターン５４で反射されて光出射面５２ｂから出射される。このような三角形状の拡散パターン５４はｘ軸方向に長くなっているので、この拡散パターン５４で反射されてもｘ軸方向における光の指向性は変化しない。従って、発光部５３により揃えられたｘ軸方向に指向性の狭い光は、拡散パターン５４で反射されてｚ軸方向へ出射した後も、ｘ軸方向における指向性は狭い状態に保たれる。一方、導光板５２内を伝搬する光はｚ軸方向には広がっているが、この拡がりは拡散パターン５４によりｚ軸方向へ反射されると、ｙ軸方向の拡がりとなる。しかし、このｙ軸方向の拡がりは、拡散パターンによって反射される光の角度を制限することによって狭くすることができ、光出射面５２ｂから出射された後の光のｙ軸方向の指向性を導光板５２の内部におけるｚ軸方向の指向性よりも狭くすることができる。典型的な例では、導光板５２の光出射面５２ｂから出た光をｘ軸方向から見た場合の指向性は、ほぼｚ軸方向を中心として全幅で約５５°の範囲に納まり、ｙ軸方向から見た場合の指向性は、ｚ軸方向を中心として全幅で約２５°の範囲に納まる。
【００７３】
従って、この面光源装置５１によれば、プリズムシート等を用いることなく、光を面光源装置５１に垂直な方向へ出射させることができ、その指向特性を狭くすることができ、理想的な指向特性に近い指向特性を実現することができる。そして、プリズムシートを用いていないので、面光源装置５１を低コストにできると共に、面光源装置５１を薄型化することができる。
【００７４】
これに対し、パターン方向を互いに直交させたプリズムシートを２枚重ねることによって光の指向性を高める方法では、光の指向特性は図４５に破線で示すようなパターンとなる。そして、プリズムシートに入射する前の光の指向性が±３０°であったとしても、２枚重ねのプリズムシートを通過させた後、±２０°の範囲内に半分以上の光を出射させることはできなかった。
【００７５】
また、この面光源装置５１では、発光部５３に近い領域では拡散パターン５４の間隔を広くし、発光部５３から離れるに従って拡散パターン５４の間隔を徐々に短くすることにより、導光板５２の光出射面５２ｂ全体での輝度が均一になるようにしている。
【００７６】
次に、断面三角形状をした拡散パターン５４の働きを詳しく説明する。いま、拡散パターン５４に入射する前の光の指向性として、図４６（ａ）のようにｘ軸方向にのみ狭いもの、図４６（ｂ）のようにｚ軸方向にのみ狭いもの、図４６（ｃ）のようにｘ軸方向及びｚ軸方向に狭いものを考える。このうち、図４６（ｃ）のような場合には、いずれの方向でも図４６（ａ）（ｂ）のように狭い指向性とはならないので除外する。
【００７７】
ついで、図４６（ｂ）のようにｚ軸方向にのみ指向性の狭い光が拡散パターン５４に入射する場合を考える。この場合、図４７に示すように拡散パターン５４に入射する光を全て拡散パターン５４の反射面５４ａで全反射させると、拡散パターン５４で反射された光の指向性は変化しない。特に、ｘ軸方向の指向性が狭くならない。そこで、図４８（ａ）（ｂ）に示すように、拡散パターン５４の反射面５４ａの傾斜角を大きくし、一部の光を拡散パターン５４で反射させ、一部の光を透過させるようにすると、拡散パターン５４の反射面５４ａで全反射された光はｚ軸に対して大きく傾いた方向へ出射されてしまい、また図４９のように拡散パターン５４の反射面５４ａを透過し、背面５４ｃから再入射した光も再入射したときに角度を変えてしまい、ｚ軸方向の指向性が崩れてしまう。従って、図４６（ｂ）のようにｚ軸方向にのみ指向性の狭い光では、ｘ軸方向でも指向性を狭くするのは極めて困難である。
【００７８】
これに対し、図４６（ａ）のようにｘ軸方向にのみ指向性の狭い光では、ｘ軸方向に長い断面三角形状の拡散パターン５４の反射面５４ａに入射したとき、例えば入射前にはｚ軸方向に図５０（ａ）のように比較的大きな拡がりを持っていたとしても、図５０（ｂ）のように一部の光を拡散パターン５４の反射面５４ａで全反射させ、一部の光を図５０（ｃ）のように反射面５４ａを透過させ背面５４ｃから再入射させるようにすれば、拡散パターン５４で反射される光の領域を一部に制限することができるので、拡散パターン５４で全反射されて光出射面５２ｂから出射される光のｙ軸方向の指向性を狭くすることが可能になる。しかも、拡散パターン５４の反射面５４ａの傾斜角を適当な値に設定することにより、拡散パターン５４で反射された光を光出射面５２ｂとほぼ垂直な方向（ｚ軸方向）へ出射させることも容易に行える。一方、拡散パターン５４はｘ軸方向に均一に伸びているので、拡散パターン５４で全反射されてもｘ軸方向で指向性が広くなることもない。また、図５０（ｃ）のように拡散パターン５４の反射面５４ａを透過し背面５４ｃから再入射した光は、ｙｚ平面内で進む角度は変化するが、もともとｚ方向では指向性が狭くないので、ｚ軸方向の指向性が広くなることはない。なお、図５０（ａ）の中央の光Ｌ２は、拡散パターン５４の反射面５４ａに対して全反射の臨界角よりもわずかに大きな角度で、あるいはわずかに小さな角度で入射する光を表している。
【００７９】
図４６（ａ）及び図５０を用いた説明では、ｘ軸方向にまったく光の拡がりがない場合で説明したが、実際には発光部５３から出射される光はｘ軸方向でも多少は広がっている。例えば、導光板５２内を伝搬する光をｙ軸方向から見た時の空間周波数を考えたとき、その光は図５１の斜線領域に集中していると考える。ここで、ｚ軸方向に平行な中心線ｊの上の光はｙｚ平面内を導光している光であり、それと平行なｉ線上の光はそれよりもｘ軸方向へ傾いた光を示している。拡散パターン５４がｘ軸と完全に平行に伸びており、しかも平面視で拡散パターン５４の反射面５４ａと背面５４ｃとが互いに平行に伸びている場合には、拡散パターン５４による反射ないし透過によってｘ軸方向の光の空間周波数は変化しない。このため、ｘｙ平面では導光板５２内での光の進行方向は光が出射されない限り変化せず、ｉ線上の光はｉ線上に、ｊ線上の光はｊ線上に移るだけである。
【００８０】
従って、発光部５３でｘ軸方向の指向性を狭くした後、この光を拡散パターン５４で反射させることによりそのｙ軸方向の指向性を狭くすれば、面光源装置５１からｚ軸方向へ出射された光はｘ軸方向でもｙ軸方向でも指向性が狭くなり、結局、図５２に示すように全方位で指向性の狭い光を出射させることが可能になる。
【００８１】
ところで、導光板５２から出射される光のｘ軸方向における指向性を±２０°以下にするためには、導光板５２内におけるｘ軸方向の指向性は±１３°以下にする必要がある。この±１３°以下という数字は、導光板５２の屈折率を１.５３として計算したものであるが、導光板５２に使用できる透明樹脂は屈折率が１.４〜１.６５程度であり、その範囲内では導光板５２内において必要とされるｘ軸方向の指向角はそれほど変化がない。また、屈折率がさらに変化しても実用上１３°以下という値はそれほど変わらない。従って、発光部５３の設計にあたって、この値を目標とすればよい。
【００８２】
また、光の進行方向の中心（±１３°以下という拡がりの中心）がｙ軸方向と平行である場合には、上記のように拡散パターン５４をｘ軸方向と平行にすればよいが、図５３に示すように、光の進行方向の中心がｙ軸方向に対して傾いている場合には、それを補正するため、拡散パターン５４の伸びている方向もｘ軸方向から傾けて配置し、光の進行方向と拡散パターン５４の伸びている方向とが平面視（ｘｙ平面内）で互いに垂直となるようにしておけばよい。
【００８３】
ただし、このような方式の面光源装置では、導光板５２の内部を進行する光の指向性が非常に狭いため、光の進行方向の中心がｙ軸方向から傾いている場合には、図５３に示すように導光板５２の隅Ｄが暗くなる。よって、このように長方形の発光エリアを持つ導光板では、光の進行方向の中心は光入射面５２ａと垂直な方向、あるいは、少なくとも光入射面５２ａに垂直な方向から±１３°以内にあるのが望ましい。また、拡散パターン５４についても、光の進行方向の中心と拡散パターン５４も完全に垂直でなくても、±１３°の範囲内であれば、面光源装置５１の光出射面５２ｂに垂直な方向が出射光の角度範囲±２０°内に含まれるので問題ない。
【００８４】
なお、導光板５２中における光の指向特性を検査する場合には、図５４に示すように、ｚ軸に平行で光の進行方向にほぼ垂直な平面で導光板５２を切断し、その切断面Ｃ−Ｃから出射される光の角度強度分布を測定すれば、スネルの法則から導光板５２内での角度強度分布を算出することができる。
【００８５】
このような拡散パターン５４でも、発光部５３側から見て両側面５４ｂが反射面５４ａの陰に隠れているので、拡散パターン５４の両側面５４ｂに成形ダレが生じても、成形ダレの生じた両側面５４ｂに光が当たりにくく、側面５４ｂで光が散乱されてロス光となるのを防止することができる。
【００８６】
次に、個々の拡散パターンの形状や設計方法等について説明する。導光板５２中の光の進行方向に対して拡散パターン５４をほぼ垂直に配置する場合、拡散パターン５４は、前記のように断面直角三角形状のパターンが適している。図５５に示すような曲面で形成された拡散パターン５４の場合には、光が反射する位置によって光の偏向方向が異なり、出射光の角度範囲が広がってしまう。従って、このように長さ方向と垂直な断面が曲面で構成されたパターンは望ましくない。また、図５６に示すように鋸刃形状をした拡散パターン５４の場合には、拡散パターン５４を透過した光は光出射面５２ｂに垂直な方向へ出射されず、すべて無駄な方向へ出射される。従って、このような鋸刃状パターンの拡散パターン５４も好ましくない。
【００８７】
これに対し、背面５４ｃが導光板５２下面と垂直になった断面直角三角形状の拡散パターン５４の場合には、図５７（ａ）に示すように反射面５４ａで全反射された光は、すべての光が反射される場合でも指向性を保って反射され、一部が拡散パターン５４を透過する場合には指向性が狭くなる。また、図５７（ｂ）に示すように、拡散パターン５４を透過した光も指向性を損ねることなく背面５４ｃから再入射した後、別な拡散パターン５４で全反射され得る。なお、背面５４ｃは導光板５２の下面に垂直になっていることが望ましいが、成型時の型抜きが難しくなるので、少し傾けている。
【００８８】
ただし、このような断面直角三角形状の拡散パターン５４の場合でも、上面から見て、導光板中の光の方向が揃っていない（ｘ軸方向の拡がりが大きい）場合には、拡散パターン５４に垂直に当たる光の割合が少なくなり、斜めに当たる光が増加する。上面から見て斜めに当たる光は、垂直に当たる光に比べて拡散パターン５４への入射角が大きくなり、反射される割合が増加する。すなわち、拡散パターン５４における再入射の効果（光利用効率を落とすことなく、指向性を狭くする効果）が小さくなる。よって、断面が直角三角形状の拡散パターン５４では、拡散パターン５４の効果を高くするためには、導光板５２中において光の進行方向が揃っていることと、その進行方向に対して直角に拡散パターン５４を配置する必要がある。あるいは、この実施形態の場合で言えば、発光部５３によってｘ軸方向の指向性を狭くしておくことが前提となる。
【００８９】
拡散パターン５４における反射面５４ａの傾斜角βについて考える。図５８は傾斜角βを４５°、５５°、６５°としたときの出射光強度の角度分布であって、横軸は図５９に示す出射光の出射角度ηを示し、縦軸は出射光強度を表している。図５８において出射角度ηがマイナス側で光度が大きくなっているのは、図６０（ａ）（ｂ）に示すように、出射角度の大きな光の方が反射面５４ａに当たる光が少なくなることによるものである。あるいは、ｙｚ平面で見た時、導光板５２中の光で反射面５４ａとほぼ平行な光は出射光強度がゼロとなり（このような光は存在しないことが多い。）、このような角度から離れれば離れるほど、すなわち出射角度ηが小さくなるほど（マイナス側で大きくなるほど）出射光の強度が大きくなるからである。図５８を見ると、傾斜角β＝５５°の場合には出射角度ηがマイナス側で出射光の角度範囲が少し少ないが、その分強度が大きいため、出射角度ηのマイナス側とプラス側でバランスがとれている。
【００９０】
図６１（ａ）は２５°程度の拡散作用を持つ反射型液晶表示パネルの拡散特性を示し、図６１（ｂ）は傾斜角β＝５５°の拡散パターン５４を有する面光源装置の出射光角度特性を示し、図６１（ｃ）は図６１（ｂ）のような特性を有する面光源装置の光を図６１（ａ）のような特性を有する反射型液晶表示パネルに入射させたときの、反射型液晶表示パネルからの出射光角度特性を表している。ここに示したように、傾斜角β＝５５°の拡散パターン５４を備えた面光源装置から、２５°程度の拡散作用を持つ反射型液晶表示パネルに光を出射させると、出射光は液晶表示パネルの垂直軸方向で最大となり、最適な出射方向が得られる。一方、傾斜角βが４５°〜６５°の範囲外になると、光出射面５２ｂに垂直な方向（ｚ軸方向）に光が出射されなくなり、プリズムシート等が必要になる。従って、拡散パターン５４の反射面５４ａの傾斜角βの大きさは、４５°〜６５°の範囲が好ましい。
【００９１】
次に、拡散パターン５４の背面５４ｃの角度δを考える。図６２のように、背面５４ｃの角度δが小さ過ぎると、拡散パターン５４が鋸刃状になるので、拡散パターン５４の反射面５４ａを透過して背面５４ｃから再入射した光は、後方の拡散パターン５４に当たる前に光出射面５２ｂに入射し、光出射面５２ｂに沿って出射され、ロスとなる。このため背面５４ｃの角度δは大きい方が良く、少なくとも反射面５４ａの傾斜角βよりも大きいほうがよい（β＜δ）。
【００９２】
また、図６３に示すように、背面５４ｃの角度δが小さいと、反射面５４ａを透過した光が導光板５２から漏れ易くなるが、図６３に破線で示すように、背面５４ｃの角度δが９０°に近づくほど、背面５４ｃから再入射される光の割合が増加する。一方、角度δが９０°を超えると導光板５２を成形できなくなる。よって、背面５４ｃの角度δは、目安として８０°〜９０°の範囲にあることが好ましく、さらには、８５〜９０°が望ましい。
【００９３】
なお、図６４（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来の発光部の構成を示している。発光部の構成としては、(i) 図６４（ａ）に示すように、発光ダイオード等の点光源５６を導光板５２等により線状の光源に変換し、それを面状に広げる構成のもの、(ii) 図６４（ｂ）に示すように点光源５６を等間隔に配置して擬似的に線状光源とし、その光を面状に広げるもの、(iii) 図６４（ｃ）に示すように、点光源５６から出射された光を直接面状に広げる構成のもの、の３通りがあった。
【００９４】
導光板５２の上面から見た時の、導光板５２上の各点での指向性を向上させるには、(iii)の構成によれば比較的簡単に実現することができる。しかし、この場合には、図６４のＰ２、Ｐ３の箇所で導光板５２の側面から漏れる光の量が多くなり、効率を上げにくいという問題がある。また、導光板５２の隅Ｐ１では、Ｐ２やＰ３の箇所に比べて必要量が非常に大きいのに対し、実際には、Ｐ１方向へ導かれる光量をＰ２、Ｐ３に比べて増加させることは難しい。そのため、実際にはＰ２、Ｐ３の箇所における光の漏れ量を大きくすることによって、Ｐ１の箇所の輝度にＰ２、Ｐ３の輝度を合わせて輝度の均一化を行わざるを得ず、Ｐ２及びＰ３における光の漏れ量が増加して効率が低下する。
【００９５】
これに対し、(i)、(ii)のような構造では、面内の輝度を均一化することのみに注意を払われており、導光板５２から出射される光の指向性を挙げることについては考慮されていなかった。特に、導光板５２から出射される光の輝度を±１０°〜３０°の範囲で均一にするという点については、(i)、(ii)、(iii)のいずれにも見られず、本発明に独自のものである。
【００９６】
図６５は実施例２の変形例であって、導光板５２の下面を傾斜させることによって発光部５３に近い側で厚みが大きく、発光部５３から遠い側で厚みの薄いくさび状に拡散パターン５４形成し、導光板５２の下面に設けた拡散パターン５４の形状を反射面５４ａがほぼ台形状となるようにしたものである。また、導光板５２の光出射面５２ｂに対向する位置には、ｘ方向に延びた断面三角形状のプリズム５９ａを配列されたプリズムシート５９が配置されている。しかして、発光部５３から導光板５２に導入された光は、導光板５２の上面及び下面で反射されながら導光板５２内を伝搬し、導光板５２の下面（傾斜面）又は拡散パターン５４で反射されて光出射面５２ｂから出射した光は、プリズムシート５９によって垂直な方向へ出射される。
【実施例３】
【００９７】
図６６は本発明の実施例３による面光源装置６１を示す斜視図である。この面光源装置６１では、導光板６２の一辺の中央に対向させて発光部６３を配置してあり、導光板６２の下面には発光部６３を中心とするように同心円状に拡散パターン６４を配列させている。そして、各拡散パターン６４の反射面６４ａは台形状に形成されていて、拡散パターン６４の側面６４ｂには光が入射しにくくなっている。また、導光板６２の光出射面６５に対向する位置には、プリズムシート６６が配置されている。このプリズムシート６６の下面には、円弧状に延びたプリズム６６ａが同心円状に形成されている。
【００９８】
なお、この場合においても、発光部６３は１個である必要はなく、図６７に示すように、近接させて複数個の発光部６３を配置させていてもよい。
【実施例４】
【００９９】
図６８（ａ）及び（ｂ）は、拡散パターン６７の別な形状を示す正面図及び平面図である。図６８（ａ）の正面図は、拡散パターン６７の反射面６７ａの正面、すなわち図６８（ｂ）のｆ矢印の方向から見た図である。この拡散パターン６７でも、反射面６７ａの光源から遠い側の辺の長さ（反射面６７ａの幅）は、反射面６７ａの光源に近い側の辺の長さ（反射面６７ａの幅）よりも短くなっているが、正面から見た状態では、拡散パターン６７の一方の側面６７ｂが露出している。
【０１００】
しかし、この拡散パターン６７では、光ｐは図６８（ｂ）に示すように、拡散パターン６７に対して斜め方向から入射するように構成されており、この光入射方向（光源の方向）から見た状態では、図６８（ｃ）に示すように、拡散パターン６７の側面６７ｂは反射面６７ａの陰に隠れており、拡散パターン６７の側面６７ｂには光が入射しないようになっている。よって、側面６７ｂに成形ダレが生じた場合にも、拡散パターン６７の側面６７ｂによる光ｐの散乱を抑制することができる。
【０１０１】
このように拡散パターンに斜め方向から光を入射させるようにした面光源装置としては、例えば本出願人が出願した特願２００３−１３８０２３、特願２００３−３４７５１４に開示されたフロントライトがある。
【０１０２】
つぎに、本発明の応用例について説明する。
（液晶表示装置）
図６９は本発明にかかる液晶表示装置７１の概略断面図である。この液晶表示装置７１にあっては、液晶表示パネル７２の背面に本発明の面光源装置７３を配置している。液晶表示パネル７２は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子や配線を形成された裏面側基板７４と、透明電極やカラーフィルタを形成された表面側基板７５との間に液晶層７６を挟み込んで封止したものであって、表裏両面には偏光板７７が重ねられている。そして、この液晶表示装置７１にあっては、面光源装置７３を点灯させて裏面側から液晶表示パネル７２を照明し、液晶表示パネル７２の各画素をオン、オフ制御することにより画像を生成する。
【０１０３】
なお、本発明の面光源装置は、フロントライトにも適用することができるので、図示しないが、反射型液晶表示装置に用いることもできる。
【０１０４】
（アプリケーション）
図７０は本発明にかかる液晶表示装置７１を組み込まれた携帯電話８１を示している。この携帯電話８１は、テンキー等を備えたダイアル部８２の上にディスプレイとして液晶表示装置７１が組み込まれており、上面にアンテナ８３が設けられている。
【０１０５】
図７１はディスプレイとして本発明にかかる液晶表示装置７１を組み込まれたＰＤＡ等の携帯情報端末８４を示している。この携帯情報端末８４は、液晶表示装置７１の横にペン入力などを行うための入力部８５が設けられており、上端部には蓋８６が枢着されている。
【０１０６】
このように携帯電話８１や携帯情報端末８４等に本発明の液晶表示装置７１を用いることにより、ロス光を低減させて画面の輝度を向上させ、かつ、輝度を均一化することができ、画面の視認性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の面光源装置は、液晶表示パネル等のバックライトやフロントライトとして、あるいは照明灯などとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】点光源状の発光部を有する従来の面光源装置の構成を示す概略平面図である。
【図２】同上の面光源装置における拡散パターンの働きを説明する図である。
【図３】（ａ）は理想的な拡散パターンに光が入射したときの光の反射方向を示す斜視図、（ｂ）は成形ダレの生じた拡散パターンに光が入射したときの光の反射方向を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例１による面光源装置の構造を示す分解斜視図である。
【図５】同上の面光源装置の概略断面図である。
【図６】同上の面光源装置において導光板に形成されている拡散パターンの配列を表わした図である。
【図７】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、実施例１における１個の拡散パターンの斜視図、平面図及び正面図である。
【図８】（ａ）は実施例１の面光源装置に用いられている拡散プリズムシートの凹凸拡散板を示す一部破断した平面図、（ｂ）は凹凸拡散板を構成する繰り返しパターンの平面図、（ｃ）は繰り返しパターンを構成する凸部の拡大斜視図である。
【図９】実施例１の面光源装置に用いられている拡散プリズムシートのプリズムシートを示す裏面側からの斜視図である。
【図１０】実施例１の面光源装置における光の挙動を説明する概略斜視図である。
【図１１】（ａ）は同上の面光源装置における光の挙動を説明する概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部拡大図である。
【図１２】発光部からΔθの範囲内に出射される光量とその範囲Δθ内の導光板面積との関係を説明する図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、成形ダレの生じた実施例１にかかる１個の拡散パターンの斜視図、平面図及び正面図である。
【図１４】（ａ）は各拡散パターンに入射する光の方向が揃っている場合の様子を示す図、（ｂ）は各拡散パターンに入射する光の方向が揃っていない場合の様子を示す図である。
【図１５】（ａ）は拡散パターンの拡大平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図１６】成形ダレの生じた拡散パターンの平面図であり、成形ダレの比率の定義を説明する図である。
【図１７】図１８及び図１９の横軸で用いられている光源からの距離の定義を説明する図である。
【図１８】光源からの距離と拡散パターンの平均幅との関係を表した図である。
【図１９】光源からの距離と拡散パターンの幅に対する成形ダレの比率との関係を表した図である。
【図２０】（ａ）は出射方向がφにおける出射光の相対強度を表した図、（ｂ）は出射方向の定義を示す図である。
【図２１】実施例１と比較例において、光源からの距離と出射光の相対強度との関係を比較して示す図である。
【図２２】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は拡散パターンの他の形状を示す斜視図である。
【図２３】光出射面から垂直に光を出射させるための拡散パターンの構造を説明する図である。
【図２４】同上の拡散パターンを形成された導光板から出射される光の指向性を示す図である。
【図２５】図２３の導光板から出射される光の指向性を表わした斜視図である。
【図２６】面光源装置に生じる放射状の輝度ムラ（輝線）を示す図である。
【図２７】導光板の上に置かれた図９のようなプリズムシートを透過した光のω方向の指向性とφ方向の指向性を示す図である。
【図２８】図９のようなプリズムシートを用いたときの光の指向性を示す斜視図である。
【図２９】線状光源とプリズムシートを用いた面光源装置とその指向性を示す斜視図である。
【図３０】同上の面光源装置から出射される光の指向性を示す斜視図である。
【図３１】一般的な拡散板の指向性を示す図である。
【図３２】同上の拡散板を図９のプリズムシートの上に置いた場合の、ω方向及びφ方向の指向性を示す図である。
【図３３】図８のような凹凸拡散板に平行光を垂直入射させたときの指向性を示す図である。
【図３４】同上の凹凸拡散板を図９のプリズムシートの上に置いた場合の、ω方向及びφ方向の指向性を示す図である。
【図３５】（ａ）は導光板から出射される光の指向性を示す図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は拡散板の拡散特性を示す図、（ｂ）´（ｃ）´（ｄ）´はそれぞれ導光板から出射され（ｂ）（ｃ）（ｄ）の特性を有する拡散板を透過した光の指向性を示す図である。
【図３６】（ａ）は拡散板の拡散特性を示す図、（ｂ）（ｂ）´は導光板から出射される光の指向性を示す図、（ｃ）は（ｂ）のような指向性を有する光が（ａ）の特性を有する拡散板を透過した後の指向性を示す図、（ｃ）´は（ｂ）´のような指向性を有する光が（ａ）の特性を有する拡散板を透過した後の指向性を示す図である。
【図３７】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、別な形態の拡散パターンを示す斜視図、平面図及び側面図である。
【図３８】図３７のような拡散パターンを有する導光板から出射される光を示す図である。
【図３９】別な形態の導光板を用いた面光源装置の斜視図である。
【図４０】本発明の実施例２による面光源装置の構造を示す分解斜視図である。
【図４１】同上の面光源装置に用いられている発光部の平面形状の光の挙動を示す図である。
【図４２】背面に正反射板を用いた図４１の発光部から出射される光の指向特性を示す図である。
【図４３】図４１の発光部において、背面の正反射板を拡散反射板に替えた場合の、出射光の指向特性を示す図である。
【図４４】図４２及び図４３におけるα方向での光強度（エネルギー）の求め方を説明した図である。
【図４５】理想的な指向特性、プリズムシートを用いた場合の指向特性、拡散パターンを用いた場合のｘ軸方向及びｙ軸方向からの指向特性を表した図である。
【図４６】（ａ）は導光板の厚み方向（ｚ軸方向）に広がった光の指向特性を示す図、（ｂ）は導光板の幅方向（ｘ軸方向）に広がった光の指向特性を示す図、（ｃ）は導光板の厚み方向及び幅方向（ｚ軸方向、ｘ軸方向、）に広がった光の指向特性を示す図である。
【図４７】導光板の幅方向に広がった光が拡散パターンの反射面で全反射された時、光の方向の変化する様子を表した図である。
【図４８】（ａ）（ｂ）は導光板の幅方向に広がった光が拡散パターンの反射面で全反射された時、光の方向の変化する別な様子を表した図である。
【図４９】拡散パターンの反射面を透過し、背面から導光板内に再入射した光の挙動を示す図である。
【図５０】（ａ）は拡散パターンに入射する前の光の方向を示す図である、（ｂ）は拡散パターンの反射面で全反射される光と反射後の光の方向を示す図、（ｃ）は拡散パターンの反射面を透過し、背面から再入射する光と再入射後の光の方向を示す図である。
【図５１】導光板内における光の進行方向（ｙ軸方向）から見た時の、光の空間周波数を表した図である。
【図５２】面光源装置の光出射面から出射された光の指向特性を示す図である。
【図５３】発光部から導光板に斜めに光が導入される場合の、拡散パターンの設け方を説明する図である。
【図５４】導光板中における光の指向特性を検査する方法を説明する図である。
【図５５】断面円弧状の拡散パターン（比較例）における反射光の挙動を示す図である。
【図５６】鋸刃状をした拡散パターン（比較例）における反射光の挙動を示す図である。
【図５７】（ａ）は断面直角三角形状をした拡散パターンの反射面で全反射された光の挙動を示す図、（ｂ）は前方の拡散パターンを透過し、後方の拡散パターンで反射された光の挙動を示す図である。
【図５８】偏向傾斜角の角度を４５°、５５°、６５°に変えたときの面光源装置からの出射角度と光強度との関係を示す図である。
【図５９】拡散パターンにおける反射面の傾斜角γ、背面の傾斜角δ、光出射面からの出射角度εの定義を示す図である。
【図６０】（ａ）（ｂ）は、図５８に示した出射角度と光強度との関係を説明するための図であって、（ａ）はほぼ水平に入射した光が反射面で反射される様子を示し、（ｂ）は下方から入射した光が反射面で反射される様子を示している。
【図６１】（ａ）は反射型液晶表示パネルの拡散特性を示し、（ｂ）は導光板の出射光強度角度特性を示す図、（ｃ）は反射型液晶表示素子からの出射光強度角度特性を示す図である。
【図６２】拡散パターンの背面の傾斜角が小さい場合に、反射面を透過して背面から再入射した光の挙動を示す図である。
【図６３】拡散パターンの背面の傾斜角が小さい場合に、反射面を透過した光の挙動を示す図である。
【図６４】（ａ）は線状光源から導光板内に導入される光の進む方向を示す概略図、（ｂ）は間隔を置いて配置された複数の点光源から導光板内に導入される光の進む方向を示す概略図、（ｃ）は１カ所に集めて配置された複数の点光源から導光板内に導入される光の進む方向を示す概略図である。
【図６５】実施例２の変形例を説明する概略図である。
【図６６】本発明の実施例３による面光源装置の構造を示す斜視図である。
【図６７】２つの発光部を近接させて導光板の近傍に配置した様子を示す平面図である。
【図６８】本発明の実施例４における拡散パターンの形状を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は光入射方向から見た図である。
【図６９】本発明にかかる面光源装置を用いた液晶表示装置を示す概略図である。
【図７０】本発明にかかる液晶表示装置を用いた携帯電話の斜視図である。
【図７１】本発明にかかる液晶表示装置を用いた携帯情報端末の斜視図である。
【符号の説明】
【０１０９】
３１  面光源装置
３２  導光板
３３  発光部
３５  拡散プリズムシート
３６  拡散パターン
３９  凹凸拡散板
４０  プリズムシート
４５  光出射面
４６ａ  拡散パターンの反射面
４６ｂ  側面
４６ｃ  背面
５１  面光源装置
５２  導光板
５２ｂ  光出射面
５３  発光部
５４  拡散パターン
５４ａ  反射面
５４ｂ  側面
５４ｃ  背面
【図１】
2005142128.tif 000003
【図２】
2005142128.tif 000004
【図３】
2005142128.tif 000005
【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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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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