(57)【要約】【課題】集光作用を持ち、光出射面における輝度均斉度を向上させることができ、製造のための成形用型部材の製造が容易な面光源装置用導光体を提供する。【解決手段】一次光源から発せられる光が入射する光入射端面４１と、光が出射する光出射面と、該光出射面の反対側の裏面４４と、を有する板状の面光源装置用導光体４。光出射面及び裏面４４のうちの一方の面は、並設された複数の第１凸状構造列４４ａと並設された複数の第２凸状構造列４４ｂとを含んでなる凸状構造列形成面として形成されている。第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂは、いずれも光入射端面４１と直交する垂直方向に対して傾斜する方向に延びる傾斜方向延在部分を有しており、前記垂直方向に関して対称的に配置されている。前記垂直方向に対する第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂの傾斜方向延在部分の傾斜角度が、光入射端面４１から離れるに従って大きくなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と、光が出射する光出射面と、該光出射面の反対側の裏面と、を有する板状の面光源装置用導光体であって、
前記光出射面及び前記裏面のうちの一方の面は、並設された複数の第１凸状構造列と並設された複数の第２凸状構造列とを含んでなる凸状構造列形成面として形成されており、
前記第１凸状構造列及び前記第２凸状構造列は、いずれも前記光入射端面と直交する垂直方向に対して傾斜する方向に延びる傾斜方向延在部分を有しており、しかも前記垂直方向に関して対称的に配置されており、
前記垂直方向に対する前記第１凸状構造列の傾斜方向延在部分の傾斜角度及び前記垂直方向に対する前記第２凸状構造列の傾斜方向延在部分の傾斜角度の双方が、前記光入射端面から離れるに従って大きくなることを特徴とする面光源装置用導光体。
【請求項２】
前記第１凸状構造列はその延在方向と直交する断面の形状が当該延在方向の位置によらず略一定であり、前記第２凸状構造列はその延在方向と直交する断面の形状が当該延在方向の位置によらず略一定であることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置用導光体。
【請求項３】
前記第１凸状構造列の断面の形状と前記第２凸状構造列の断面の形状とは略同等であることを特徴とする、請求項２に記載の面光源装置用導光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の面光源装置用導光体と、該導光体の光入射端面に隣接して配置された一次光源と、前記導光体の光出射面に隣接して配置された光偏向素子とを含んでなり、
前記光偏向素子は、前記導光体の光出射面に対向する入光面と、その反対側の出光面とを有しており、
前記入光面及び前記出光面の少なくとも一方は、複数のプリズム列を並設してなるプリズム列形成面とされており、該プリズム列形成面のプリズム列は前記導光体の光入射端面と略平行の方向に延びていることを特徴とする面光源装置。
【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、及びそれを構成するのに用いられる導光体に関するものであり、特に、主表面に形成される光学機能構造に特徴を持つ面光源装置用導光体及び該導光体を用いた面光源装置に関するものである。
【０００２】
本発明の導光体を用いて構成される面光源装置は、例えば、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビ等の表示部として使用される液晶表示装置のバックライトとして、好適である。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、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のものが多用されている。エッジライト方式のバックライトにおいては、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、該光入射端面に隣接して直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点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つの主表面のうちの一方である光出射面から出射させるようにしている。導光体の光出射面から出射した光は、光出射面上に配置される光拡散フィルムなどの光拡散素子により拡散されたり、プリズムシートなどの光偏向素子により所要の方向へと偏向され又は集光されたりする。導光体の２つの主表面のうちの他方である裏面からも光は出射し、この光を導光体へと戻すために、裏面に対向して光反射シートなどの光反射素子が配置される。
【０００４】
導光体の光出射面または裏面は、導光体からの光出射に関与する光学機能を有する。この光学機能の第１の態様は、導光体内を導光される光の該導光体からの出射それ自体を調整する機能である。この第１の態様の光学機能は、具体的には光出射面または裏面に微細な凹凸構造を形成することで発揮される。この微細凹凸構造を有する面としては、たとえば、特許文献１に記載されるような白色印刷ドット又はシボドット等の点状の微細凹凸構造を多数形成してなるもの、或いは、全面に微細凹凸構造を形成することで適度に荒らされた粗面、または光出射面に沿って延びるレンズ列からなる線状の微細凹凸構造を多数並設したレンズ列形成面が例示される。
【０００５】
また、導光体からの光出射に関与する光学機能の第２の態様としては、光入射端面に沿った面内での出射光光度分布を調整して出射光を集光させる機能が挙げられる。このような第２の態様の光学機能を発揮するための微細凹凸構造を有する面としては、たとえば、特許文献１に記載されるような、光入射端面（入光端面）に対して直角または傾斜する方向に延びた凸条を多数並設した面が例示される。
【０００６】
特許文献１には、導光体（導光板）の両面に凸条を形成し、一方の面の第１の凸条と他方の面の第２の凸条とを互いにねじれたように配列し、これにより導光板と組み合わせて用いられる指向性シートなどの光学シートを省略することが開示されている。また、特許文献１には、以上のような第１及び第２の凸条を、互いに異なる面に設ける代わりに、一方の面のみにおいて互いに交差するように設けることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−６１６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、導光体において、光入射端面に近い側の領域から遠い側の領域にかけて同等な光学機能を持つようにすると、光の出射率が均等になるので、光入射端面に近い側の領域では十分な光量が存在することに基づき出射光量が多くなるけれども、光入射端面から遠い側の領域に到達する光量が低下するため、光入射端面から遠い側の領域では近い側の領域より出射光量が少なくなる。このため、導光体光出射面における輝度均斉度の低下が生じやすくなる。
【０００９】
そこで、輝度均斉度を高めることを目的として、導光体において、光入射端面からの距離に応じて光学機能の程度が変化するようにし、即ち光出射率を変化させて、光入射端面から離れるに従って光出射率が大きくなるような微細凹凸構造を形成することが、なされている。具体的には、たとえば、特許文献１に記載されるような白色印刷ドット又はシボドット等のドット状微細凹凸構造を多数形成してなる微細凹凸構造形成面の場合には、ドット状微細凹凸構造の分布密度を光入射端面から離れるに従って大きくする。また、粗面からなる微細凹凸構造形成面の場合には、粗面の平均傾斜角を光入射端面から離れるに従って大きくする。また、線状の微細凹凸構造を多数形成してなる微細凹凸構造形成面の場合には、線状の微細凹凸構造の傾斜面の傾斜角度を光入射端面から離れるに従って大きくする。
【００１０】
導光体の微細凹凸構造形成面を作製するためには、エッチング、ブラストまたは切削などにより形成した形状転写面を有する成形用型部材を含んでなる成形装置を用いてメタクリル系樹脂などの透光性材料をプレス成形する方法が知られている。しかるに、以上のような光出射率変化をもたらす微細凹凸構造形成面の作製のための成形用型部材を製造する際には、成形用型部材の表面での微細凹凸構造の分布密度、平均傾斜角または傾斜面の傾斜角等を変化させることが必要である。このため、成形用型部材の製造が複雑化するという難点があった。
【００１１】
一方、特許文献１に記載の導光体では、光学機能の上記第２の態様である出射光集光機能を持つ凸条は、光学機能の上記第１の態様である光出射調整機能を持つドット状微細凹凸構造とは別個に形成されている。従って、特許文献１には、光入射端面から離れるに従って光出射率を大きくする機能を凸条に付与することについては示唆されていない。
【００１２】
即ち、従来、上記第１の態様の光学機能と上記第２の態様の光学機能とは、互いに異なる微細凹凸構造により発揮されるものとされていた。この点からも、従来の面光源装置用導光体は、それを製造するための成形用型部材の製造が複雑化するという難点があった。
【００１３】
本発明の目的は、以上のような技術的課題に鑑みて、集光作用を持ち、導光体光出射面における輝度均斉度を向上させることができ、更にそれを製造するための成形用型部材の製造が容易な面光源装置用導光体を提供することにある。本発明の更に別の目的は、以上のような面光源装置用導光体を用いた面光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、上記目的のいずれかを達成するものとして、
一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と、光が出射する光出射面と、該光出射面の反対側の裏面と、を有する板状の面光源装置用導光体であって、
前記光出射面及び前記裏面のうちの一方の面は、並設された複数の第１凸状構造列と並設された複数の第２凸状構造列とを含んでなる凸状構造列形成面として形成されており、
前記第１凸状構造列及び前記第２凸状構造列は、いずれも前記光入射端面と直交する垂直方向に対して傾斜する方向に延びる傾斜方向延在部分を有しており、しかも前記垂直方向に関して対称的に配置されており、
前記垂直方向に対する前記第１凸状構造列の傾斜方向延在部分の傾斜角度及び前記垂直方向に対する前記第２凸状構造列の傾斜方向延在部分の傾斜角度の双方が、前記光入射端面から離れるに従って大きくなることを特徴とする面光源装置用導光体、
が提供される。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記第１凸状構造列はその延在方向と直交する断面の形状が当該延在方向の位置によらず略一定であり、前記第２凸状構造列はその延在方向と直交する断面の形状が当該延在方向の位置によらず略一定である。本発明の一態様においては、前記第１凸状構造列の断面の形状と前記第２凸状構造列の断面の形状とは略同等である。
【００１６】
また、本発明によれば、上記目的のいずれかを達成するものとして、
上記の面光源装置用導光体と、該導光体の光入射端面に隣接して配置された一次光源と、前記導光体の光出射面に隣接して配置された光偏向素子とを含んでなり、
前記光偏向素子は、前記導光体の光出射面に対向する入光面と、その反対側の出光面とを有しており、
前記入光面及び前記出光面の少なくとも一方は、複数のプリズム列を並設してなるプリズム列形成面とされており、該プリズム列形成面のプリズム列は前記導光体の光入射端面と略平行の方向に延びていることを特徴とする面光源装置、
が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、面光源装置用導光体の光出射面及び裏面のうちの一方の面を特定の凸状構造列形成面として形成することにより、集光作用を持ち、別途の光出射のための構造を形成することなしに、導光体光出射面における輝度均斉度を向上させることができ、更にそれを製造するための成形用型部材の製造が容易な面光源装置用導光体が提供され、更に、該面光源装置用導光体を用いた面光源装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による面光源装置用導光体を用いた面光源装置の一実施形態を示す模式的部分透視斜視図である。
【図２】図１の面光源装置の導光体の部分断面図である。
【図３】図１の面光源装置の導光体の裏面の凸状構造列を示す模式図である。
【図４】図１の面光源装置の導光体の裏面の凸状構造列を示す模式的部分端面・断面図である。
【図５】図１の面光源装置における光偏向素子による光偏向の様子を示す模式図である。
【図６】実施例で製造した面光源装置における導光体光出射面の光出射パターンを示す図である。
【図７】実施例で製造した面光源装置の光出射パターン及び輝度分布を示す図である。
【図８】実施例で製造した面光源装置における導光体光出射面及び光偏向素子出光面からの出射光光度の角度依存分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は本発明による面光源装置用導光体（以下、単に「導光体」ということがある）を用いた面光源装置の一実施形態を示す模式的部分透視斜視図であり、図２は本実施形態の導光体の部分断面図であり、図３は本実施形態の導光体の凸状構造列を有する裏面を示す模式図である。また、図４は、本実施形態の導光体の凸状構造列を有する裏面の模式的部分端面及び模式的部分断面の図であり、光入射端面と、図３のＡ−Ａ’部分断面、Ｂ−Ｂ’部分断面及びＣ−Ｃ’部分断面とを示すものである。
【００２１】
図示されているように、本実施形態の面光源装置は、Ｙ方向に適宜の距離を隔てて配置された複数の点状の一次光源２と、一次光源２から発せられる光を導光する板状の導光体４と、光偏向素子６と、光反射素子８とを備えている。複数の一次光源２は、いずれも例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、それらから発せられる光の最大強度光の方向が互いに平行となるように配置されるのが好ましい。一次光源２から発せられる光の最大強度光の方向は、たとえばＸ方向とすることができる。
【００２２】
導光体４は、ＸＹ面と平行に配置され、全体として矩形板状をなしている。導光体４は、４つの側端面を有しており、そのうちのＹＺ面と略平行な１対の側端面のうちの一方が光入射端面４１とされ、該光入射端面と対向するように一次光源２が隣接配置されている。導光体４のＹＺ面と略平行な１対の側端面のうちの他方の側端面は、光入射端面と反対側の反対端面４２とされている。導光体４の光入射端面４１に略直交する２つの主面は、いずれもＺ方向と略直交するように配置されており、一方の主面である上面が光出射面４３とされている。該光出射面４３は、鏡面であってもよいし、光学機能の１つである光出射調整の機能を発揮するための構造としての微細凹凸構造を有していてもよい。この微細凹凸構造の形成された面は、粗面からなる。
【００２３】
導光体４の光出射面４３に形成される微細凹凸構造を有する粗面は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．５°以上５°以下の範囲のものとすることが、光出射面３３内での輝度及びその均斉度の更なる向上を図る点から好ましい。
【００２４】
導光体４の光出射面４３の粗面の平均傾斜角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。
【００２５】
図３に示されるように、導光体４の光出射面４３と反対側の主面（裏面）４４には、上記光出射面４３のものとは異なる光学機能を発揮させるための構造である凸状構造列の形成された面（凸状構造列形成面）とされている。凸状構造列として、第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂが、それぞれ複数形成されている。図３においては、第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂについては稜線が破線で示されている。図４には、光入射端面４１の部分図と、図３におけるＡ−Ａ’部分断面図、Ｂ−Ｂ’部分断面図及びＣ−Ｃ’部分断面図とが示されている。
【００２６】
複数の第１凸状構造列４４ａは、互いに平行に延びて形成されている。第１凸状構造列４４ａは、光入射端面４１に垂直の方向すなわち垂直方向（Ｘ方向）に対して傾斜する方向に延びる部分（傾斜方向延在部分）を有している。複数の第２凸状構造列４４ｂは、互いに平行に延びて形成されている。第２凸状構造列４４ｂは、光入射端面４１に垂直の方向（Ｘ方向）に対して傾斜する方向に延びる部分（傾斜方向延在部分）を有している。ここで、第２凸状構造列４４ｂの傾斜方向延在部分が上記垂直方向（Ｘ方向）に対して傾斜する向きと、第１凸状構造列４４ａの傾斜方向延在部分が上記垂直方向（Ｘ方向）に対して傾斜する向きとは、互いに逆である。そして、第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂは、上記垂直方向（Ｘ方向）に関して対称的に配置されている。
【００２７】
第１凸状構造列４４ａは、光入射端面４１に隣接する領域において、光入射端面４１に垂直の方向すなわち垂直方向（Ｘ方向）に延びる部分（垂直方向延在部分）を有していてもよい。同様に、第２凸状構造列４４ｂは、光入射端面４１に隣接する領域において、光入射端面４１に垂直の方向すなわち垂直方向（Ｘ方向）に延びる部分（垂直方向延在部分）を有していてもよい。垂直方向延在部分が存在する場合及び存在しない場合の双方を含めて、光入射端面４１に隣接する領域においては、第１凸状構造列４４ａの延在方向と第２凸状構造列４４ｂの延在方向とのなす角度は、例えば０°〜３０°であり、好ましくは０°〜１５°である。
【００２８】
上記垂直方向に対する第１凸状構造列４４ａの傾斜方向延在部分の傾斜角度及び上記垂直方向に対する第２凸状構造列４４ｂの傾斜方向延在部分の傾斜角度は、いずれも、光入射端面４１から離れるに従って大きくなる。このような第１凸状構造列４４ａの傾斜方向延在部分及び第２凸状構造列４４ｂの傾斜方向延在部分は、ＸＹ面内における形状を曲線形状とすることで、構成することができる。反対端面４２に隣接する領域においては、第１凸状構造列４４ａの延在方向と第２凸状構造列４４ｂの延在方向とのなす角度は、例えば１０°〜４５°であり、好ましくは１０°〜２０°である。
【００２９】
ここで、光入射端面４１からの距離に関して、単位距離増加に対する第１凸状構造列４４ａの傾斜方向延在部分及び第２凸状構造列４４ｂの傾斜方向延在部分の傾斜角度の増加の割合（増加率）は、一定でもよいが、光入射端面４１からの距離が大きくなるほど大きくなるようにしてもよい。かくして、第１凸状構造列４４ａの傾斜方向延在部分及び第２凸状構造列４４ｂの傾斜方向延在部分は、ＸＹ面内における形状が２次以上の高次の曲線形状をなすようにすることができる。
【００３０】
以上のような構成とすることで、光入射端面４１から離れるに従って、次第に光出射率が高められる。かくして、輝度均斉度の向上が可能である。また、以上のような第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂによれば、光出射調整の機能をも発揮することができる。すなわち、第１凸状構造列４４ａ及び第２凸状構造列４４ｂは、光出射調整の機能、ＹＺ面内での集光機能、及び輝度均斉度向上機能を発揮する。
【００３１】
ここで、第１〜第２の凸状構造列は、導光体裏面４４において重畳的に形成されるため、特に頂部（稜線）から離れた或る凸条構造列の部分例えば裾部（谷部）は他の凸条構造列に埋没して表面形状が表れないことがある。
【００３２】
第１凸状構造列４４ａは、その延在方向と直交する断面（図４参照）の形状が当該延在方向の位置によらず略一定である。同様に、第２凸状構造列４４ｂは、その延在方向と直交する断面（図４参照）の形状が当該延在方向の位置によらず略一定である。ここで、凸状構造列の断面形状に関して略一定とは、少なくとも頂部（稜線）の近傍の形状において、大略同等であることを意味する。
【００３３】
第１〜第２の凸状構造列の上記断面形状としては、Ｖ字形状、先端ＲのＶ字形状、サインカーブ、放物線形状、円弧等の所望の形状にすることができる。特に、図４に示されるように、少なくとも頂部（稜線）の近傍において大略円弧形状（先端Ｒ）のＶ字形状とすることができる。この円弧形状の曲率半径は、例えば２５〜３００μｍである。第１〜第２の凸状構造列のそれぞれの配列ピッチは、例えば１０μｍ〜１５０μｍ、好ましくは２０μｍ〜１００μｍである。第１〜第２の凸状構造列のそれぞれの高さは、例えば２μｍ〜１５μｍ、好ましくは３μｍ〜１０μｍである。
【００３４】
このような第１〜第２の凸状構造列の形成された凸状構造列形成面である導光体裏面４４は、対応する形状の形状転写面を備えた型部材を用いて、透光性樹脂を射出成形等により成形することで、形成することができる。型部材の作製に際しては、対応する凸状構造列の上記断面形状と同等な断面形状をもつ切削工具例えばダイヤモンドバイトを用いて、型素材の表面を所要のパターン（図３参照）にて互いに平行に切削加工することで、容易に形成することができる。
【００３５】
第１〜第２の凸状構造列として、互いに略同等な断面形状をもつものを採用することで、これら全ての凸状構造列の形状転写面を単一の切削工具で作製することができる。これにより、成形用型部材の製作が更に容易になる。
【００３６】
光出射面４３からは、光出射面４３の法線方向（Ｚ方向）及び光入射端面４１と直交するＸ方向の双方を含むＸＺ面内の分布において指向性のある光を出射させる。この出射光分布のピークの方向が光出射面となす角度は例えば１０°〜４０°であり、出射光分布の半値全幅は例えば１０°〜４０°である。
【００３７】
導光体４の厚さｄは、例えば０．３〜１０ｍｍとくに０．５〜５ｍｍである。
【００３８】
光偏向素子６は、導光体４の光出射面４３上に配置されている。光偏向素子６の２つの主面は、それぞれ全体としてＸＹ面と略平行に位置する。２つの主面のうちの一方（導光体の光出射面４３と対向する主面）は入光面６１とされており、他方が出光面６２とされている。出光面６２は、導光体４の光出射面４３と平行な平坦面または粗面とされている。入光面６１は、多数のプリズム列６１ａが互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。
【００３９】
入光面６１のプリズム列６１ａは、一次光源２の配列方向と略平行のＹ方向に延び、互いに平行に形成されている（すなわち、入光面６１には、導光体光入射端面４１に略平行の方向に延びている、互いに平行に配列された複数のプリズム列６１ａが形成されている）。プリズム列６１ａの配列ピッチは、１０μｍ〜１００μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜７０μｍの範囲である。また、プリズム列６１ａの頂角は、３０°〜８０°の範囲とすることが好ましく、より好ましくは４０°〜７０°の範囲である。
【００４０】
光偏向素子６においては、所望の形状のプリズム列を精確に作製し、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頂部平坦部あるいは頂部曲面部を形成してもよい。この場合、頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は、３μｍ以下とすることが、面光源装置としての輝度の低下やスティッキング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、より好ましくは頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は２μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。
【００４１】
光偏向素子６の厚さは、例えば３０〜３５０μｍである。
【００４２】
図５に、光偏向素子６による光偏向の様子を示す。この図は、ＸＺ面内での導光体４からのピーク出射光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向を示すものである。導光体４の光出射面４３から斜めに出射される光は、プリズム列６１ａの第１面へ入射し第２面により全反射されて、導光体４からの出射光の指向性をほぼ維持したまま出光面６２の略法線の方向に出射する。これにより、ＸＺ面内では、出光面６２の法線の方向において高い輝度を得ることができる。
【００４３】
光偏向素子６は、導光体４からの出射光を目的の方向に偏向（変角）させる機能を果たすものであり、上記の様な指向性の高い光を出射する導光体４と組み合わせる場合には、少なくとも一方の面に多数のレンズ単位が並列して形成されたレンズ面を有するレンズシートを使用することが好ましい。レンズシートに形成されるレンズ形状は、目的に応じて種々のものが使用され、例えば、プリズム形状、レンチキュラーレンズ形状、フライアイレンズ形状、波型形状等が挙げられる。中でも断面略三角形状の多数のプリズム列が並列に配置されたプリズムシートが特に好ましい。但し、プリズム列を構成する２つのプリズム面の少なくとも一方は、断面が複数の直線からなるものまたは１つ以上の曲線からなるもの或いは１つ以上の直線と１つ以上の曲線との組合せからなるものであっても良い。
【００４４】
図１に示される有効表示領域Ｆは、図５に示されるように面光源装置の発光面上に透過型液晶表示素子等の表示素子１１を配置して液晶表示装置等の表示装置を構成した場合に、面光源装置において実際に表示装置の有効表示のための照明に利用される光が発せられる領域（すなわち、表示装置の有効な表示領域に対応する面光源装置の領域）のことである。この有効表示領域Ｆは、たとえば導光体光出射面４３内の領域についてもいうことができる。この有効表示領域Ｆは、面光源装置の発光領域に対して対角で１〜５ｍｍほど小さい領域となることが多い。また、導光体光出射面４３において、導光体４の光入射端面４１に隣接する端縁から有効表示領域Ｆまでの距離は、面光源装置の形状及びサイズにもよるが、一般的に２〜１０ｍｍ程度である。
【００４５】
導光体４及び光偏向素子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、環状ポリオレフィン樹脂が例示できる。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４及び光偏光素子６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。
【００４６】
光反射素子８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８として反射シートに代えて、導光体４の裏面４４に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。尚、導光体４の光入射端面として利用される端面以外の端面にも反射部材を付することが好ましい。
【００４７】
一次光源２から発せられる光を少ないロスで導光体４の光入射端面４１へと導くために、光源リフレクタ１０が設けられている。該光源リフレクタ１０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。図示されているように、光源リフレクタ１０は、光反射素子８の端縁部外面から一次光源２の外側を経て光偏光素子６の出光面端縁部へと巻き付けられている。別法として、光源リフレクタ１０は、光偏光素子６を避けて、光反射素子８の端縁部外面から一次光源２の外側を経て導光体４の光出射面端縁部へと巻き付けることも可能である。
【００４８】
以上の実施形態では、ＬＥＤなどの点状一次光源を複数用いている。この場合、複数の点状光源は、それらから発せられる光の最大強度光の方向が互いに平行となるように配置するのが好ましい。
【００４９】
以上のような一次光源２、導光体４、光偏向素子６および光反射素子８からなる面光源装置の発光面（光偏光素子６の出光面６２）上に、図５に示されるようにして透過型液晶表示素子等の表示素子１１を配置することにより液晶表示装置等の表示装置が構成される。図１において、符号Ｆは、面光源装置と組み合わせて使用される表示素子１１の有効表示の領域に対応する当該面光源装置の上記有効表示領域を示す。
【００５０】
本実施形態では、光源リフレクタ１０は、有効表示領域Ｆ以外の領域の光偏向素子６、導光体４及び光反射素子８の積層体の端面部並びに一次光源２を覆うように配置されている。これにより、積層体の端面部から出射する光及び一次光源２のケースから漏れ出す光をＸＹ面内において良好に拡散させて反射させ導光体４へと再入射させることができ、導光体光出射面４３の広い領域へと所要の強度の光を導くことができ、輝度の均斉度の向上に寄与することができる。
【００５１】
液晶表示装置等の表示装置は、図１及び図５における上方から液晶表示素子等の表示素子１１を通して観察者により観察される。十分にコリメートされた狭い分布の光を面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の発光光量の利用効率を高めることができる。
【００５２】
なお、光偏向素子６の出光面６２上に、光拡散素子を隣接配置することができる。この光拡散素子により、画像表示の品位低下の原因となるぎらつきや輝度斑などを抑止し、画像表示の品質を向上させることができる。光拡散素子は、光拡散材を混入したシート状のものとすることができ、光偏向素子６の出光面６２側にて該光偏向素子６に接合などにより一体化させてもよいし、光偏向素子６上に載置してもよい。光偏向素子６上に載置する場合には、光偏向素子６とのスティッキング防止のために、光拡散素子の光偏向素子６と対向する側の面（光入射側の面）に凹凸構造を付与することが好ましい。更に、光拡散素子の光出射側の面にも、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防止のために、凹凸構造を付与することが好ましい。この凹凸構造は、十点平均粗さが好ましくは０．７°以上、更に好ましくは１．０°以上、より好ましくは１．５°以上となるような構造とすることができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
【００５４】
図１〜図５を参照して説明した実施形態に属する２．９５インチサイズの面光源装置を製造した。
【００５５】
導光体は、以下のようなものとした：
材質はメタクリル樹脂とした；
厚さｄは０．５５ｍｍであった；
矩形状の短辺のうちの一方に対応する端面を光入射端面とした；
光入射端面を含む４つの端面及び光出射面は、鏡面からなるものとした；
裏面は、第１〜第３の凸状構造列の形成された凸状構造列形成面からなるものとした；第１の凸状構造列の延在方向と第２の凸状構造列の延在方向とのなす角度は、光入射端面に隣接する領域においては１５°とし、反対端面に隣接する領域においては２０°とした；第１〜第２の凸状構造列は、いずれも延在方向と直交する断面形状が曲率半径１００μｍの円弧形状であり、高さが５μｍであり、配列ピッチが５０μｍであるものとした。
【００５６】
一次光源としての６個のＬＥＤ（１４ｍＡ）を、導光体光入射端面に沿って等間隔に配列した。
【００５７】
光偏向素子として、頂角６８°でピッチ１８μｍのプリズム列が多数並列に形成された厚さ９５μｍのプリズムシート（三菱レイヨン社製Ｍ０６８ＹＳ）を用い、これを、プリズム列が導光体光入射端面と平行に延び且つプリズム列形成面が導光体光出射面に対向するように、配置した。
【００５８】
光反射素子及び光源リフレクタとして、スリーエム社製ＥＳＲを使用した。
【００５９】
光偏向素子を設置することなく、一次光源を点灯したときの、導光体光出射面の光出射パターンを図６に示す。図６において、右側短辺が導光体光入射端面に対応している。また、この時の導光体光出射面の中央位置で測定した出射光光度の角度依存分布を図８のＬに示す。この分布は、導光体光入射端面に対して垂直の方向を含む面内でのものである（導光体光出射面法線方向が角度０°であり、導光体光入射端面の方への傾き角度を負符号を付して示し、導光体反対端面の方への傾き角度を正符号を付して示す）。
【００６０】
光偏向素子を設置して面光源装置を構成し、一次光源を点灯したときの、光偏向素子出光面の光出射パターンを図７に示す。図７の中央の図において、右側短辺が導光体光入射端面に対応している。また、図７の下側のグラフ及び右側のグラフは、それぞれ導光体光入射端面に対して垂直及び水平の方向の中心線上での光偏向素子出光面からの出射光の輝度分布を示す。この時の光偏向素子出光面の中央位置で測定した出射光光度の角度依存分布を図８のＭ及びＮに示す。ここで、分布Ｍは導光体光入射端面に対して垂直の方向を含む面内でのものであり（光偏向素子出光面法線方向が角度０°）、分布Ｎは導光体光入射端面に対して平行な方向を含む面内でのものである（光偏向素子出光面法線方向が角度０°であり、導光体光入射端面の方への傾き角度を負符号を付して示し、導光体反対端面の方への傾き角度を正符号を付して示す）。
【符号の説明】
【００６１】
２  一次光源
４  導光体
４１  光入射端面
４２  反対端面
４３  光出射面
４４  裏面
４４ａ  第１凸状構造列
４４ｂ  第２凸状構造列
６  光偏向素子
６１  入光面
６１ａ  プリズム列
６２  出光面
８  光反射素子
１０  光源リフレクタ
１１  表示素子
Ｆ  有効表示領域
【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８】
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【図６】
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【図７】
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