(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メジャー面によって提供される出射面と、別のメジャー面によって提供される背面と、マイナー面によって提供される側端面とを備え、前記側端面を通して光入力を行い、前記出射面から光出力を行なうようにした導光板、並びに、前記光入力のために光供給を行う少なくとも１つの一次光源を含む面光源装置であって；
前記導光板の前記背面には、多数のマイクロレフレクタが入力光の進行方向転換のために設けられており、
各マイクロレフレクタは、前記背面の一般面から突出するように形成されているとともに、第１の斜面と、第２の斜面と、前記第１の斜面並びに前記第２の斜面に対して両横腹に相当する側面とを含むブロック形状を有し、
前記第１の斜面は、前記導光板の延在平面に関して前記第２の斜面よりも緩い傾斜を有し、
前記入力光を、前記第１の斜面による内部反射とそれに後続する前記第２の斜面による内部反射とからなる１対の内部反射によって前記出射面に向かうメインルートと、前記第１の斜面を経由せず前記第２の斜面を経由するサブルートとに振り分けて内部出力光を生成し、前記内部出力光を前記出射面から出射させるようになっており、且つ、
各マイクロレフレクタの配向は、前記第１の斜面の中心から前記第２の斜面の中心に向かう主軸方向が、主たる光の到来方向にほぼ整列するように、前記背面上の位置に応じて変化している、前記面光源装置。
【請求項２】
前記光入力が互いに異なる複数の方向からなされ、前記多数のマイクロレフレクタは、前記複数の方向からなされる光入力に対応してグループ分けされており、
各グループに属するマイクロレフレクタは、前記グループ分けに対応した分担で内部出力光の生成を行なうように配向されている、請求項１に記載された面光源装置。
【請求項３】
前記１次光源が点状光源であり、それによって前記入力光が放射状に進行し、前記多数のマイクロレフレクタは、前記放射状に進行する入力光を前記第１の斜面で受け入れるような配向分布を有している、請求項１または請求項２に記載された面光源装置。
【請求項４】
前記背面に沿って反射部材が配置されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載された面光源装置。
【請求項５】
前記反射部材が乱反射性を有している、請求項４に記載された面光源装置。
【請求項６】
液晶パネルを照明する面光源装置を備えた液晶ディスプレイであって；
前記面光源装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載された面光源装置である、前記液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記液晶パネルが前記面光源装置によって前面から照明される、請求項６に記載された液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記液晶パネルが前記面光源装置によって背面から照明される、請求項６に記載された液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記背面に沿って反射部材が配置されている、請求項８に記載された液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記反射部材が乱反射性を有している、請求項９に記載された液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、側方から入力された光を内部で方向転換し、出射面から出射するための導光板を用いた面光源装置に関し、更に、そのような面光源装置を液晶表示パネルのライティングに採用した液晶ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
導光板の側端面から光を導入し、導光板の２つのメジャー面（端面に比して大面積の面）の内の一方を出射面として用いる型の面光源装置は、例えば液晶ディスプレイのバックライティングやフロントライティングなどに広く使用されている。この種の面光源装置における基本的な性能は使用する導光板に左右されるところが大きい。
【０００３】
導光板の基本的な役割は、側端面から導光板の内部に導入された光の進行方向（導光板の出射面にほぼ平行）を転換して出射面から出射させることにある。良く知られているように、導光板に単純な透明板をそのまま用いたのでは方向転換が殆ど行なわれず、十分な輝度が得られない。そこで、出射面からの出射を促進する手段が必要になる。
【０００４】
導光板の出射を促進する手段は、（１）導光板（散乱導光板）内部の散乱パワー、（２）光拡散性の出射面（一方のメジャー面）、（３）光拡散性の背面、（４）屈折性の凹凸形状を有する出射面、（５）屈折性の凹凸形状を有する背面のいずれか１つまたはそれらの組合せの手法に支えられている。
【０００５】
（１）の手法は高効率で均一な出射光が得られ易い。しかし、出射面からの優先的な出射方向が正面方向から大きく傾いている（通常、出射面に立てた法線に対して６０度〜７５度程度の傾斜）。従って、正面方向への方向修正を行なう素子（プリズムシート）が必要になる。光拡散シートを使用しても、正面方向の光がある程度増加するが、広範囲に光拡散が生じてエネルギ効率が低下する。
【０００６】
（２）、（３）の手法は、高効率で出射光を得ることが難しい。また、（１）の手法と同じく、出射面からの出射は斜めに強く起る。光拡散性を強めると、広範囲散乱や光拡散要素（白色インキ等）による吸収等の要因で効率が上昇しない。
【０００７】
（４）の手法は出射面からの光の脱出を容易にするが、積極的な方向転換が施されるものとは言い難い。従って、高効率で出射光を得ることが難しい。特に、導光板の背面から出射面へ向かう光が生成されないことは有利でない。
【０００８】
（５）の手法は、導光板の背面から出射面へ向かう光を積極的に生成するものであり、また、広範囲散乱も生じない。従って、正面方向に近い方向へ向かうような指向性を持った出射光を効率的に生成出来る可能性がある。しかし実際には、従来の技術では出射面からの出射光の進行方向の制御が十分でなかった。
【０００９】
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、上記（５）の手法の適用例を説明する図である。同図において、符号１はアクリル樹脂等の透明材料からなる導光板を表わしており、その一つの側端面が入射端面２を提供している。一次光源Ｌは入射端面２の近傍に配置され、入射端面２に光を供給する。導光板１の２つのメジャー面３、４の内一方が出射面３とされる。他方の面（背面）には、斜面５ａ、５ｂを有する断面形状の凹部５が多数設けられている。
【００１０】
一次光源Ｌから発せられた光は入射端面２を通って導光板１内に導入される。導光板１内を伝播する光（光線Ｇ1 、Ｇ2 で代表）が凹部５に遭遇すると、一方の斜面５ａで内部反射され、出射面３に向けられる。θは内部入射角で、Ｇ1'、Ｇ2'は、光線Ｇ1 、Ｇ2 に対応する出射光である。このように、他方の斜面５ｂに比して入射端面２（一次光源Ｌ）に近い斜面５ａは、方向転換のための内部反射斜面を提供する。このような作用は、エッジライティング効果と呼ばれることもある。
【００１１】
凹部５は、ドット状あるいは線溝状に形成される。また、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示したように、凹部５の形成ピッチｄや深さｈ、あるいは斜面の傾斜φが入射端面２からの距離に応じて変えられている。これにより、出射面３の輝度が入射端面２からの距離に依存して変化することが防止される。
【００１２】
しかし、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示したような従来技術には次のような問題点がある。
１．入射端面２から見て、斜面５ｂの背後に光が届き難い領域が存在する。従って、形成ピッチｄを小さくしても、方向変換効率が上昇せず、また、出射面３の輝度にむらが発生し易い。
【００１３】
２．出射面３へ向かう光を生成するための方向転換を１回反射（斜面５ａ）のみに頼って行なっており、その反射面（斜面５ａ）への入射を促進する手段が同反射面の近くに存在しないので、例えば図１（ａ）におけるＧ1,Ｇ2のように、いわば直接的に同反射面（斜面５ａ）に到達した光しか方向転換出来ない。そのため、方向転換効率を向上させることが難しい。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。即ち、本発明の１つの目的は、側端面（入射端面）から入力された光を出射面から出射させるための導光板を、光の届き難い領域が出来ず、出射方向の制御が容易で、優れた方向転換効率が得られるように改良し、そのような改良された導光板を採用することにより、プリズムシートのような方向修正素子を使用しない配置でも、正面方向の周辺に照明光出力を得ることが出来る面光源装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明のもう１つの目的は、面光源装置に関して、改良された導光板の特性を生かして、光の利用効率を向上させるとともに、マイクロレフレクタの分布に対応した微細な明暗ムラを低減することが出来る配置を併せ提供することにある。
【００１６】
本発明の更にもう１つの目的は、上記面光源装置を液晶ディスプレイのためのバックライティングあるいはフロントライティングに適用し、希望する方向から観察し易い液晶ディスプレイを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、面光源装置で用いられる導光板について、内部反射機能を持つ緩急傾斜対を備えたマイクロレフレクタを導光板の背面に多数形成し、同斜面対による２回の内部反射を光の方向転換の主たる手段として採用することにより、上記技術課題を解決する。
【００２２】
本発明は、先ず、メジャー面によって提供される出射面と、別のメジャー面によって提供される背面と、マイナー面によって提供される側端面とを備え、前記側端面を通して光入力を行い、前記出射面から光出力を行なうようにした導光板、並びに、前記光入力のために光供給を行う少なくとも１つの一次光源を含む面光源装置に適用される。
【００２３】
本発明の特徴に従えば、導光板の背面には、多数のマイクロレフレクタが入力光の進行方向転換のために設けられる。各マイクロレフレクタは、導光板の背面の一般面から突出するように形成されているとともに、第１の斜面と、第２の斜面と、前記第１の斜面並びに前記第２の斜面に対して両横腹に相当する側面とを含むブロック形状を有している。第１の斜面は、導光板の延在平面に関して第２の斜面よりも緩い傾斜を有している。導光板に入力された光は、第１の斜面による内部反射とそれに後続する第２の斜面による内部反射とからなる１対の内部反射によって出射面に向かうメインルートと、前記第１の斜面を経由せず前記第２の斜面を経由するサブルートとに振り分けて内部出力光を生成し、出射面から出射される。
【００２４】
出射面に向かう内部出力光を生成する第２の斜面の手前（入力側）に緩い傾斜を持つ第１の斜面が設けられているため、そこを経由して多くの光を無理なく第２の斜面に導くことが出来る。この経路をメインルートとする一方、第２の斜面への直接入射（第１の斜面を経由せず）がサブルートとして加わるので、マイクロレフレクタによる方向転換が効率的に行なわれる。
【００２５】
更に、各マイクロレフレクタの配向は、第１の斜面の中心から第２の斜面の中心に向かう主軸方向が、主たる光の到来方向にほぼ整列するように、背面上の位置に応じて変化している。例えば、１次光源が点状光源である場合、放射状に進行する入力光を効率的に受け入れて方向転換を行なうために、多数のマイクロレフレクタは、前記放射状に進行する入力光を前記第１の斜面で受け入れるような配向分布を採用することができる。
【００２６】
なお、第２の斜面への直接入射（サブルート）は全反射条件を満たし難いので、第２の斜面からはある程度の漏光が起る。この漏光は、導光板の背面に沿って反射部材を配置することでその多くを回収出来る。反射により回収された光は、導光板内へ復帰し、種々の個所（出射面上）から出射するチャンスが与えられる。その結果、単に光のロスが防止されるだけでなく、マイクロレフレクタの分布に対応して出射面上に現れ易い微細な明暗ムラが緩和される。導光板の背面に沿って配置される反射部材は、適度の乱反射性を有していることが好ましい。
【００２７】
導光板への光入力は互いに異なる複数の方向からなされても良い。この場合、多数のマイクロレフレクタを、それら複数の方向からなされる光入力に対応してグループ分けし、各グループに属するマイクロレフレクタが、そのグループ分けに対応した分担で内部出力光の生成を行なうように配向されていることが好ましい。
【００２８】
このような諸形態で改良された面光源装置は、液晶パネルが背後から照明されるバックライト型の液晶ディスプレイ、あるいは、液晶パネルが前面（観察面側）から照明されるフロントライト型の液晶ディスプレイのための面光源装置として採用され得る。この場合、面光源装置の特性は、液晶ディスプレイに反映される。従って、本発明に従った液晶ディスプレイは、所定の方向あるいは位置から明るく観察される表示画面を提供する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（１）第１実施形態
図２（ａ）、（ｂ）に本発明の第１実施形態の概略配置を示した。図２（ａ）は導光板を背面側から見た平面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）において左方から見た側面図である。
【００３０】
図２（ａ）、（ｂ）を参照すると、アクリル樹脂、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明材料からなる導光板１０の１つのマイナー面（側端面）が、入射端面１２を提供している。棒状の一次光源（冷陰極管）Ｌ１が入射端面１２に沿って配置され、入射端面１２に光を供給する。導光板１０の２つのメジャー面１３、１４の内、一方が出射面１３とされる。他方の面（背面）１４には、多数のマイクロレフレクタ２０が設けられている。
【００３１】
出射面１３の外側には周知の液晶パネルＰＬが配置され、バックライト型の液晶ディスプレイが構成されている。なお、寸法表示はあくまで例示で、単位はｍｍである。
【００３２】
一次光源Ｌ１から発せられた光は、入射端面１２を通って導光板１０内に導入される。導光板１０内を伝播する光がマイクロレフレクタ２０内に入り込むと、後述する態様で、主として２回の内部反射を経験した後に、出射面１３に向かう光が生成される（メインルート）。マイクロレフレクタ２０は内部伝播光の進行方向を転換する手段として機能するので、「マイクロレフレクタ２０への内部入力光が出射面１３に向かう内部出力光に変換される」と言うことが出来る。各マイクロレフレクタ２０の形状及び作用の詳細は後述する。
図３（ａ）、図３（ｂ）は、本実施形態におけるマイクロレフレクタ２０の配列を説明する図で、図３（ａ）には図２（ａ）の円Ａ付近の配列を抽出描示し、図３（ｂ）には図２（ａ）の円Ｂ付近の配列を抽出描示した。本例では、マイクロレフレクタ２０の幅方向及び奥行き方向の形成ピッチｐ、ｑが、円Ａ付近ではｐ１＝ｑ１＝２３０μｍとなっているのに対し、円Ｂ付近ではｐ２＝ｑ２＝１７０μｍとなっている。
【００３３】
ピッチｐ、ｑの数値はあくまで例示であるが、マイクロレフレクタ２０の形成密度は、入射端面１２に比較的近いエリアでは比較的小さく、入射端面１２から比較的遠いエリアでは比較的大きく設定されている。図示は省略したが、背面１４の全体としては、入射端面１２からの距離に応じて形成ピッチが徐々に縮小している。換言すれば、入射端面１２からの距離に応じて形成密度（被覆率）が徐々に増大している。具体的な数値は設計的に定められるが、例えば入射端面１２に近いエリアＡで約１０％、遠いエリアＢでは約３０％とされる。このように被覆率に高低をつけることにより、出射面１３全体に亙り輝度が均一化される。なお、被覆率の定義は、下記の通りである。
被覆率＝Ｓ／（ｐ×ｑ）
ここで、Ｓはマイクロレフレクタを背面１４の一般面で切った断面積、ｐ、ｑは幅方向、奥行き方向の形成ピッチである。なお、「背面１４の一般面」とは、マイクロレフレクタが除去されたと仮定した時に背面１４が乗っている平面のことである。
【００３４】
個々のマイクロレフレクタ２０はほぼ矩形形状を有している。サイズは、目視した時に個別認識困難な程度とされている。また、個々のマイクロレフレクタ２０のサイズは形成ピッチの下限に対応するので、この観点からも、小サイズであることが好ましい。何故ならば、形成ピッチが大きいと、明暗模様として観察され易くなるからである。サイズの一例は、縦横約１００μｍ（ｒ＝ｓ＝約１００μｍ）である。
【００３５】
ここで注意すべきことは、方向転換の機会を均等化するために、光の到来方向（本例では入射端面１２とほぼ垂直）に沿ってマイクロレフレクタ２０が整列することは避けられていることである。即ち、マイクロレフレクタ２０の配列は正確な２次元マトリックスからはずれていることが好ましい。このような配列態様は、マイクロレフレクタ配列をできるだけ目だたなくする上でも有利である。
【００３６】
次に、マイクロレフレクタ２０の方向転換作用について図４〜図６を参照して説明する。この説明は、他の実施形態で採用されている導光板のマイクロレフレクタにも適用される。
図４は、導光板１０内へ導入され、マイクロレフレクタ２０を経て出射面１３から出射される代表的な経路（メインルート）を示したものである。なお、説明の便宜上、マイクロレフレクタ２０のサイズは誇張描示されている。また、直交座標Ｏ−ｘｙｚを、ｘｚ平面が入射端面１２にほぼ平行、ｘｙ平面が出射面１３にほぼ平行となるように設定する。
【００３７】
更にここでは、図２の配置に、導光板１０の出射面１３に沿って光拡散シートＤＦを付加配置し、背面１４に沿って反射部材として反射シートＲＦを付加配置した。液晶表示パネルＰＬの図示は省略した。
【００３８】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図４の配置において、マイクロレフレクタ２０の方向転換の様子を３つの方向（順に＋ｚ軸方向、＋ｘ軸方向、＋ｙ軸方向）から描いた図である。図６（ａ）は、図５（ｂ）と同じく、マイクロレフレクタ２０を＋ｘ軸方向から見た図で、方向転換のための斜面対の傾斜について説明するための図である。図６（ｂ）はマイクロレフレクタの配向を記述する主軸について説明するための図である。
【００３９】
これらの図を参照すると、導光板１０の背面１４の一般面から突出するようにマイクロレフレクタ２０が形成されている。マイクロレフレクタ２０は、４個の面２１、２２、２３、２４を持つブロック形状を有している。面２１、２２は、方向転換に寄与する斜面で、図６に示したように、面２１は背面１４の一般面１４ａに対して角度αで傾斜した第１の斜面を提供し、面２２は背面１４の一般面１４ａに対して角度βで傾斜した第２の斜面を提供する。そして、角度αとβの間には、α＜βの関係がある。なお、図６において、破線１４ｂは第１及び第２の斜面２１、２２の交線と紙面との交点２５を通り、背面１４ａに平行な線である。
面２３、２４は、斜面２１、２２に対して両横腹に相当するマイクロレフレクタ２０の側面で、意図せざる方向への方向転換を防止するために、切り立った面であることが好ましい。
【００４０】
ここで、マイクロレフレクタ２０の配向方向を記述するために、図６（ｂ）に矢印で示したように「主軸方向」を定義する。主軸方向は第１の斜面２１の中心から第２の斜面２２の中心に向かっている。以下の説明では、この主軸方向でマイクロレフレクタ２０の配向方向を代表させる。
【００４１】
このような定義に従えば、本実施形態において、マイクロレフレクタ２０の配向は、主たる光の到来方向（マイクロレフレクタ２０への入力方向）にほぼ整列するように定められている。これにより、第１の斜面２１での内部反射光量がほぼ最大化され、それに応じて、方向転換効率もほぼ最大化される。
【００４２】
本例では、マイクロレフレクタ２０への主たる入力光はＨ１で代表されている。点ａは、入射端面１２への入射点を表わしている。一次光源Ｌ１を採用した配置では、光線Ｈ１は入射端面１２にほぼ垂直である。但し、マイクロレフレクタ２０へ実際に入力されるのは、背面１４の一般面に正確に平行な光ではなく、やや下向きに進行する光（背面１４に接近する光）である。
【００４３】
背面１４の一般面に正確に平行な光や、出射面１３に接近する光はマイクロレフレクタ２０へ入力されずに奥へ進む。即ち、凹部を形成した場合（図１参照）と異なり、マイクロレフレクタ２０は光進行を妨げず、光が届き難い領域を作らない。
【００４４】
光線Ｈ１の立場で見ると、緩い傾斜の斜面２１は、斜面２２の手前で広い間口で入射を受け入れる案内部の役割を果たす。斜面２１の傾斜は緩いので、光Ｈ１は斜面２１に対して大きな入射角で入射し、殆どが全反射される（点ｂ）。斜面２１で内部反射（全反射）された光は、ほぼ＋ｙ軸方向の光となって直ちに斜面２２に内部入射する（点ｃ）。
【００４５】
この内部入射により、内部出力光ＩＯが生成され、出射面１３から出力されて出力光Ｊ１となる（点ｄ）。但し、本例では出力光Ｊ１は、光拡散シートＤＦに入射し（点ｅ）、そこから出射し（点ｆ）、例えば液晶表示パネルＰＬ（図２参照）へ供給される。光拡散シートＤＦは弱い光拡散によって、マイクロレフレクタ２０が有る位置と無い位置の差に対応した微細な明暗ムラを防止するために、必要に応じて設けられる。
【００４６】
内部出力光ＩＯあるいは出力光（メインルート）Ｊ１の進行方向は、斜面２１、２２の傾斜α、βを調整することで、相当範囲で制御出来る。すべてのマイクロレフレクタについて、光の到来方向からの入力光Ｈ１から生成される内部出力光ＩＯが出射面１３に立てた法線方向にほぼ一致するように反射面２１、２２の方位を調整すれば、出射面１３全体から、ほぼ正面方向へ向かう平行光束に近い出力光（メインルート）が得られる。
【００４７】
一般には、希望する出力光（メインルート）Ｊ１の進行方向に合わせて、傾斜角度α、βの具体的な数値が設計的に定められる。実際的な角度範囲の例を挙げれば、α＝約１５度±１０度、β＝約４５度±５度である。
【００４８】
なお、図５（ｂ）に破線で示したように、マイクロレフレクタ２０への入力光には、斜面２１を経ずに斜面２２に小さな入射角で入射する光Ｈ２（サブルート）も若干含まれる。このような光Ｈ２のかなりの部分は、漏光ＬＫとなり、残りは内部反射光Ｍとなる。内部反射光Ｍもその後、出射面１３から出射するチャンスが与えられる。しかし、その出射方向はメインルートの出射光Ｊ１とは一般に異なる。
【００４９】
漏光ＬＫは、反射部材ＲＦで反射され、少なくともその一部が導光板１０内へ戻され、内部反射光Ｍと同様、出射面１３から出射するチャンスが与えられる。その出射方向はメインルートの出射光Ｊ１とは一般に異なる。反射部材ＲＦに乱反射性があれば、図示したように散乱光ＳＣが生じて、導光板１０内への復帰が容易になる。従って、反射部材ＲＦは、乱反射性を有することが好ましい。
【００５０】
なお、内部反射光Ｍや反射部材ＲＦからの戻り光が出射面１３から脱出する時の位置は、主力光Ｊ１とは異なり、マイクロレフレクタ２０の位置との対応が殆どなくなっていると考えられる。
【００５１】
従って、出力光に主力光Ｊ１以外にこれらの光が含まれることは、マイクロレフレクタ２０が有る位置と無い位置の差に対応した微細な明暗ムラを防止する上でむしろ有利なことであり、これも本発明が発揮し得る利点の１つである。この利点は、特に、乱反射性を有する反射部材ＲＦを配置した場合に大きい。
【００５２】
（２）第２実施形態
第２実施形態の概略配置は、図２（ａ）、（ｂ）に示した第１実施形態の概略配置と類似しているが、採用される導光板が第１実施形態とは異なる。本実施形態では、導光板１０に代えて、図７に示した導光板３０が採用される。導光板３０は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明材料からなり、その１つの側端面が入射端面３２を提供している。
【００５３】
棒状の一次光源（冷陰極管）Ｌ２が入射端面３２に沿って配置され、入射端面３２に光を供給する。ここで注意すべきことは、冷陰極管Ｌ２の発光部の長さが入射端面３２の長さよりやや短いことである。両端は電極部ＥＬ１、ＥＬ２であり、発光しない。このような設計は、両端の電極部ＥＬ１、ＥＬ２が突出することを避けるためにしばしば採用される。
【００５４】
背面３４には多数のマイクロレフレクタ２０が設けられている。その配列と配向は、次のような特徴を有している。
１．被覆率は入射端面３２からの距離に応じて増大する傾向を持つ。これにより、入射端面３２からの距離に依存した輝度変化が出射面に現れることが防止される。
【００５５】
２．電極部ＥＬ１、ＥＬ２に近いコーナエリアＣ、Ｄでは、特に、高密度でマイクロレフレクタ２０が配列されている。この配列は、下記４の特徴と共に、コーナエリアＣ、Ｄに対応する暗部が出射面上に現われるのを防止する。
【００５６】
３．背面３４の大部分において、マイクロレフレクタ２０の配向は入射端面３２にほぼ垂直に、奥行き方向に整列している。即ち、各マイクロレフレクタ２０の斜面２１は、斜面２２よりも入射端面３２に近い位置にある。
【００５７】
４．コーナエリアＣ、Ｄでは、マイクロレフレクタ２０の配向は入射端面３２に対して斜めに傾き、斜面２１が冷陰極管Ｌ２の発光部に向けられている。これは、光の到来方向とマイクロレフレクタ２０の配向を対応させ、方向転換効率を高める。
５．コーナエリアＣ、Ｄを除く両側部３５、３６では、マイクロレフレクタ２０の配向は入射端面３２に対して小角度傾き、斜面２１が冷陰極管Ｌ２の発光部に向けられている。これは、上記４と同様、光の到来方向とマイクロレフレクタ２０の配向を対応させ、方向転換効率を高める。
【００５８】
６．多数のマイクロレフレクタ２０が直線状に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイクロレフレクタ２０がより目立たなくされる。また、液晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止される。
【００５９】
（３）第３実施形態
第３実施形態の概略配置は、第１、第２実施形態の概略配置と類似しているが、採用される導光板がそれらとは異なる。本実施形態では、図８に示した導光板４０が採用される。導光板４０は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明材料からなり、２つの側端面が入射端面４２ａ、４２ｂを提供している。
【００６０】
棒状の一次光源（冷陰極管）Ｌ３、Ｌ４が入射端面４２ａ、４２ｂに沿って配置され、それぞれ入射端面４２ａ、４２ｂに光を供給する。
【００６１】
背面４４には多数のマイクロレフレクタ２０が設けられている。その配列と配向は、次のような特徴を有している。
１．マイクロレフレクタの被覆率と配向は次のように設計される。先ず一方の一次光源Ｌ３からの光供給のみを仮定して、その光供給に基づく内部出力光の生成を分担するマイクロレフレクタ群について、出射面全体における輝度が均一となるように被覆率と配向の分布（分布１と呼ぶ）を設計する。次に、他方の一次光源Ｌ４からの光供給のみを仮定して、その光供給に基づく内部出力光の生成を分担するマイクロレフレクタ群について、出射面全体における輝度が均一となるように被覆率と配向の分布（分布２と呼ぶ）を設計する。これら分布１と分布２を重ね合わせて本実施形態における被覆率及び配向の分布（分布１＋分布２）とする。
【００６２】
分布１に対応するマイクロレフレクタ２０は第１のグループを形成し、分布２に対応するマイクロレフレクタ２０は第２のグループを形成する。各グループを構成するマイクロレフレクタ２０は、同形状、同寸法で、その数はほぼ同数であることが好ましい。
【００６３】
グループ１による被覆率は、入射端面４２ａからの距離に応じて増大する一方、第２のグループによる被覆率は入射端面４２ｂからの距離に応じて増大する傾向を持つ。従って、全体としては分布１、分布２の勾配が相殺し合う傾向を持つ。図示された例では、ほぼ均一な被覆率のケースが描かれている。
【００６４】
マイクロレフレクタ２０の配向は、入射端面４２にほぼ垂直に整列している。但し、向きについては、グループ１のマイクロレフレクタ２０については緩斜面２１が入射端面４２ａに向けられ、グループ２のマイクロレフレクタ２０については緩斜面２１が入射端面４２ｂに向けられている。
【００６５】
なお、このような光の入力方向に応じたグループ分けの手法は、光の入力方向が３方向以上であっても適用可能である。例えば、導光板への光供給が４つの端面を使って４方向から行なわれる場合、光入力方向は４つあると考え、４つのグループに分けてマイクロレフレクタの被覆律分布と配向分布を設計すれば良い。全体の被覆律分布と配向分布分布は、上記２グループの例で説明したように、各グループに属するマイクロレフレクタの被覆律分布と配向分布の重ね合わせとすれば良い。
【００６６】
２．第２実施形態と同様、多数のマイクロレフレクタ２０が直線状に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイクロレフレクタ２０がより目立たなくされる。また、液晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止される。
【００６７】
（４）第４実施形態
第４実施形態の概略配置は、第１、第２、第３実施形態の概略配置と類似しているが、採用される導光板と一次光源がそれらとは異なる。本実施形態では、図９に示した導光板５０と一次光源Ｌ５が採用される。導光板５０は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明材料からなり、１つの側端面５２の中央部に形成された凹部５２ａが入射端面を提供している。
【００６８】
一次光源Ｌ５は、例えば１個または複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた点状光源である。ここで、「点状光源」とは、入射端面５２の拡がりに比べてはるかに小さな発光面積しか持っていない光源のことである。一次光源Ｌ５は、凹部５２ａを通して導光板への光供給を行なうように配置される。背面５４には多数のマイクロレフレクタ２０が設けられている。その配列と配向は、次のような特徴を有している。
【００６９】
１．被覆率は凹部５２ａからの距離に応じて増大する傾向を持つ。これにより、凹部５２ａ（点状光源Ｌ５）からの距離に依存した輝度変化が出射面に現れることが防止される。
２．背面５４の全体に亙って、マイクロレフレクタ２０の配向は、凹部５２ａ（点状光源の発光位置）から放射状に定められている。各マイクロレフレクタ２０の緩斜面２１は、ほぼ凹部５２ａに向けられている。
【００７０】
３．点状光源Ｌ５の放射特性に正面方向への指向性がある場合、側端面５２の周辺で、マイクロレフレクタ２０の被覆率が高められても良い。特に、コーナエリアＥ、Ｆについては被覆率が高められることが好ましい。
【００７１】
４．多数のマイクロレフレクタ２０が直線状に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイクロレフレクタ２０がより目立たなくされる。また、液晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止される。
【００７２】
（５）第５実施形態
第５実施形態の概略配置は、上述の諸実施形態、特に第４実施形態の概略配置と類似しているが、採用される導光板と一次光源がそれらとは異なる。本実施形態では、図１０に示した導光板６０と２個の一次光源Ｌ６、Ｌ７が採用される。導光板６０は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂等の透明材料からなり、１つの側端面６２の２個所に形成された凹部６２ａ、６２ｂが入射端面を提供している。
【００７３】
一次光源Ｌ６、Ｌ７は、第４実施形態で用いたと同様の点状光源で、それぞれ凹部６２ａ、６２ｂを通して導光板に光供給を行なうように配置される。背面６４には多数のマイクロレフレクタ２０が設けられている。その配列と配向は、次のような特徴を有している。
【００７４】
１．被覆率と配向は凹部６２ａ、６２ｂとの位置関係を考慮して、輝度変化が出射面に現れないように設計される。
【００７５】
先ず一方の一次光源Ｌ６からの光供給のみを仮定して、出射面全体における輝度が均一となるように被覆率と配向の分布（分布３と呼ぶ）を設計する。この分布３に従うマイクロレフレクタ群が１つのグループ（グループ３と呼ぶ）を形成する。
【００７６】
次に、他方の一次光源Ｌ７からの光供給のみを仮定して、出射面全体における輝度が均一となるように被覆率と配向の分布（分布４と呼ぶ）を設計する。この分布４に従うマイクロレフレクタ群がもう１つのグループ（グループ４と呼ぶ）を形成する。
これら分布３と分布４を重ね合わせて本実施形態における被覆率及び配向の分布（グループ３が従う分布３＋グループ４が従う分布４）とする。
【００７７】
分布３による被覆率は一次光源Ｌ６からの距離に応じて増大する一方、分布４による被覆率は一次光源Ｌ７からの距離に応じて増大する傾向を持つ。従って、全体としては分布３、分布４の勾配は相殺し合う傾向を持つ。図示された例では、ほぼ均一な被覆率のケースが描かれている。
【００７８】
マイクロレフレクタ２０の配向は、グループ３については分布３に従って凹部６２ａから放射状に定められ、グループ４については分布４に従って凹部６２ｂから放射状に定められている。前者（グループ３）の各緩斜面２１は凹部６２ａに向けられ、後者（グループ３）の斜面２１は凹部６２ｂに向けられている。
【００７９】
このように、１つの端面の複数の個所から光供給がなされ、それによってマイクロレフレクタへの主たる光入力方向が複数存在する場合にも、弟３実施形態で述べたと同様のグループ分けが可能である。なお、本実施形態では１つの端面の２個所から光供給が行なわれる例を示したが、３個所以上からの光供給が行なわれる場合であれば、それに応じてグループ数を増やして、グループ毎に被覆率分布と配向分布を設計すれば良い。
【００８０】
２．多数のマイクロレフレクタ２０が直線状に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイクロレフレクタ２０がより目立たなくされる。また、液晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止される。
【００８１】
（６）第６実施形態
本発明の面光源装置は、図１１に示したように、フロントライト型の液晶ディスプレイのフロントライティングにも適用可能である。これを第６実施形態とする。
【００８２】
フロントライティングに用いられる面光源装置の導光板７０は、液晶パネルの前面（観察面側）に配置される。液晶パネルは、散乱フィルム（光拡散シート）１０１、偏光板１０２、第１のガラス基板１０３、カラーフィルタ１０４、液晶セル１０５、  鏡面反射電極１０６、第２のガラス基板１０７から構成されている。カラーフィルタ１０４は３原色領域Ｒ、Ｇ、Ｂを有している。このような液晶パネルの構造及び動作原理は周知であるから詳しい説明は省略する。
【００８３】
導光板７０及び一次光源（図示省略）は、第１実施形態〜第５実施形態のいずれに従っても良い。
【００８４】
フロントライティングに用いられる導光板７０は、出射面７３が液晶パネルに正対するように配置される。符号Ｈ、Ｊ、Ｋで示したように、導光板７０内を伝播する光Ｈがマイクロレフレクタ２０に入力されると、前述した２回内部反射により内部出力光Ｊに変換される。内部出力光Ｊは、出射面７３からほぼ垂直に出射され、液晶パネルに入射する。
【００８５】
内部出力光Ｊは、散乱フィルム（光拡散シート）１０１、偏光板１０２、第１のガラス基板１０３、カラーフィルタ１０４、液晶セル１０５を経て鏡面反射電極１０６で反射される。反射された光は、再度液晶セル１０５、カラーフィルタ１０４、ガラス基板１０３を経て偏光板１０２に至る。偏光板１０２の透過／遮断は、対応画素の鏡面反射電極１０６のＯＮ／ＯＦＦ（偏光状態）に依存して決まる。
【００８６】
鏡面反射電極１０６が偏光板１０２の透過を許容すれば、散乱フィルム（光拡散シート）１０１、導光板７０を経て背面７４より表示光Ｋとして出射される。なお、背面７４でマイクロレフレクタ２０に遭遇した光は、再帰反射に近い態様で反射され、再度液晶パネルへ向うので無駄に消費されない。
【００８７】
以上説明した諸実施形態、特に第６実施形態で用いられる導光板の出射面は反射防止層で被覆されることが好ましい。図１２は、反射防止層を導光板の出射面に設けた場合の断面を表わしている。反射防止層ＡＲは例えばＭｇＦ2 （屈折率：１．３８）からなり、厚さｔは例えば９９．６μｍである。導光板はポリカボネート（ＰＣ）製（屈折率：１．５８）である。
【００８８】
出射面に内部入射した光は、ＰＣ−ＭｇＦ2 界面及びＭｇＦ2 −空気界面で一部は反射し、一部は透過する。周知のように、反射防止層ＡＲの厚さ、屈折率、波長、入射角度の相互関係を、透過光Ｔが干渉で強め合い、反射光Ｒが干渉で弱め合うように設定されれば、反射防止層として機能する。
【００８９】
図１３には、垂直入射光について、上記諸条件における反射率（１００％−出射率）を、反射防止層なしのケースとともに、波長の関数で示した。同グラフから理解されるように、反射防止層なしのケース（ＮＣＴ）では、反射率はほぼ一定値３．８％である。一方、上記反射防止層が用いられたケース（ＣＴ）では、ほぼ４００μｍ〜７８０μｍの波長領域で、１％〜２％程度の低い反射率が得られる。
【００９０】
従って、このような反射防止層を諸実施形態、特に第６実施形態で用いられる導光板の出射面に設ければ、出射面からの出射が円滑になり、反射光に由来するノイズが低減される。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従えば、導光板の背面に分布させたマイクロレフレクタが、主として２回内部反射に基づいて効率的な方向転換機能を果たす。その際の内部出力光の方向は、緩斜面とそれに隣接する出力側の斜面の方位で調整可能である。
【００９２】
従って、散乱や拡散に頼る方向転換とは異なり、無用な方向への光出射が防止される。また、プリズムシートなしで、正面方向あるいはその周辺方向への出射が達成出来る。更に、液晶ディスプレイのバックライティングなどにおいて、反射部材によって光利用効率の向上と微細な明暗ムラの抑制を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術について説明する図で、（ａ）はエッジライティング効果の原理、（ｂ）及び（ｃ）は、凹部の形成態様を例示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態の概略配置を、（ａ）は導光板の背面側から見た平面図で、（ｂ）は図１（ａ）において左方から見た側面図でそれぞれ表わしたものである。
【図３】第１実施形態におけるマイクロレフレクタ２０の配列について、（ａ）は図２（ａ）の円Ａ付近の配列を抽出描示し、（ｂ）は図２（ａ）の円Ｂ付近の配列を抽出描示したものである。
【図４】導光板への入力光が、マイクロレフレクタによる方向転換を経て出射面から出射されるまでの代表的な経路（メインルート）について説明する図である。
【図５】図４の配置において、マイクロレフレクタ２０の方向転換の様子を３つの方向から描いた図で、（ａ）は＋ｚ軸方向から、（ｂ）は＋ｘ軸方向から、（ｃ）は＋ｙ軸方向からの描示である。
【図６】（ａ）は方向転換のための斜面対の傾斜について説明するための図、（ｂ）はマイクロレフレクタの配向を記述する主軸について説明するための図である。
【図７】第２実施形態におけるマイクロレフレクタ配列を説明する平面図である。
【図８】第４実施形態におけるマイクロレフレクタ配列を説明する平面図である。
【図９】第２実施形態におけるマイクロレフレクタ配列を説明する平面図である。
【図１０】第５実施形態におけるマイクロレフレクタ配列を説明する平面図である。
【図１１】フロントライト型の液晶ディスプレイのフロントライティングに適用した第６実施形態を説明する断面図である。
【図１２】反射防止膜の作用を説明する図である。
【図１３】反射防止膜の特性を例示したグラフである。
【符号の説明】
１、１０、３０、４０、５０、６０、７０  導光板
２、１２、３２、４２ａ、４２ｂ、６２  入射端面
３、１３、７３  出射面（一方のメジャー面）
４、１４、３４、４４、５４、６４、７４  背面（他方のメジャー面）
５  凹部
５ａ、５ｂ  斜面
２０  マイクロレフレクタ
２１  第１の斜面（緩斜面）
２２  第２の斜面
２３、２４  マイクロレフレクタの側面
３５、３６  導光板の側部
５２、６２    導光板の側端面
５２ａ、６２ａ、６２ｂ  凹部（入射面）
１０１  散乱フィルム（光拡散シート）
１０２  偏光板
１０３、１０７  ガラス基板
１０４  カラーフィルタ
１０５  液晶セル
１０６  鏡面反射電極
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ  導光板のコーナエリア
Ｌ、Ｌ１〜Ｌ７  一次光源
ＬＰ  液晶パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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