JP4505755B2 - 拡散板及び面光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、拡散板及び面光源装置に関し、特に液晶表示パネル等のバックライトとして用いられる面光源装置と、当該面光源装置に用いられる拡散板に関する。

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。

図１は従来の面光源装置１の構造を示す分解斜視図、図２はその断面図である。この面光源装置１は、光を閉じ込めるための導光板２、発光部３、反射板４から構成されている。導光板２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の屈折率の高い透明樹脂によって成形されており、その裏面には凹凸加工や拡散反射インクのドット印刷等によって拡散パターン５が形成されている。発光部３は、回路基板６の前面に発光ダイオード（ＬＥＤ）７を複数個実装したものであって、導光板２の側面（光入射側面８）に対向している。反射板４は、反射率の高い例えば白色樹脂シートによって形成されており、両面テープ９によって導光板２の下面に貼り付けられている。

しかして、この面光源装置１にあっては、図２に示すように、発光部３から出射され光入射側面８から導光板２の内部に導かれた光ｐは、導光板２の表面と裏面との間で全反射を繰り返すことにより、導光板２内に閉じ込められて発光部３から遠くなる方向へと伝搬していく。このようにして導光板２内を伝搬している光ｐは、導光板２の裏面へ入射して拡散パターン５で拡散反射されるが、このとき導光板２の表面（光出射面１０）へ向けて全反射の臨界角よりも小さな角度で反射された光ｐは、光出射面１０から導光板２の外部へ出射する。一方、導光板２下面の拡散パターン５が存在しない箇所を通過して導光板２の裏面から出た光ｐは、反射板４によって反射されて導光板２内部に戻り、再び導光板２内に閉じ込められる。よって、反射板４により導光板２裏面からの光量損失を防止される。

このようにして導光板２の光出射面１０から出射される光は、屈折率の大きな媒質から屈折率の小さな媒質へと出射するので、図３に示すように光出射面１０すれすれに出射される。以下、入射側面８の幅方向に沿ってｘ軸を定め、入射側面８に垂直な方向にｙ軸を定め、光出射面１０に垂直な方向にｚ軸を定めるものとすると、光出射面１０から出射される光は、ほぼｙ軸方向に延びた細長い指向性プロファイルの光となる。この状態では、光出射面１０に垂直な方向（ｚ軸方向）から見たとき、面光源装置１の光出射面１０が暗く見える。そのため、一般には、図３に示すように、光出射面１０の上に拡散度合いの比較的大きな拡散板１１を配設し、光出射面１０から出射された光を拡散板１１で拡散させることにより、光の指向性プロファイルのピーク方向を光出射面１０に垂直なｚ軸方向に向けている。

あるいは、図３の場合よりも強い指向性を必要とする場合には、図４に示すように、プリズムシート１３を用いる。すなわち、導光板２の光出射面１０の上にプリズムシート１３を配設し、プリズムシート１３の裏表にそれぞれ拡散板１２、１４を配設する。この場合は、光出射面１０から出射された光は、拡散板１２で拡散されて光の指向性の方向を垂直方向に近づけられた後、プリズムシート１３によって垂直な方向に向けられ、さらに拡散板１４で拡散されて光出射面１０に垂直な方向へ出射される。ここで、拡散板１２の働きは、プリズムシート１３を通過した光がｚ軸方向を向くような角度で、プリズムシート１３に光を入射させることにある。また、プリズムシート１３を通過した光では、図４に示すように、斜め方向でほとんど光の出ない角度（光強度が最小となっている角度α）があり、この方向では液晶表示パネルの画像がほとんど見えなくなるので、光を拡散板１４で拡散させることによって当該方向αにも光が分配されるようにし、ｚ軸方向を中心とする広い範囲にわたって画像を見ることができるようにしている。さらに、拡散板１２、１４及びプリズムシート１３は、導光板２の下面に形成されている拡散パターン５が正面から見えないようにする機能も有している。

上記のようなＬＥＤを用いた面光源装置では、冷陰極管を用いた面光源装置に比べると、消費電力は大幅に低減する。しかし、ＬＥＤを用いた面光源装置は、その小型軽量性から、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assitance）等の携帯情報端末のように携帯性の強い商品に用いられており、これらの商品は携帯時の利便性を向上させるため電源の長寿命化が強く要請されており、低消費電力化が要求されている。従って、これらの商品に使用される面光源装置（バックライト）でも低消費電力化が強く望まれている。このため、面光源装置に用いられるＬＥＤもより効率的なものが用いられており、発光素子の発光効率の向上に伴って使用される発光素子の数も減少してきている。

しかしながら、複数個のＬＥＤ７を一列に並べて線状光源化した発光部３を有する図１のような面光源装置１では、ＬＥＤ７の数を減らすと発光面（光出射面）が暗くなったり、輝度ムラが大きくなったりするので、ＬＥＤ７の数を減らすにも限界があり、消費電力の低減にも限度があった。

図５は数個（好ましくは、１個）のＬＥＤ等の発光素子を１箇所に集めて点光源化した発光部２３を有する面光源装置２１である。この面光源装置２１にあっては、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル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、導光板２２の下面に断面円弧状に凹設されたものであって、発光部２３を中心とする同心円状をした円弧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。）と直交している。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。

この面光源装置２１にあっても、発光部２３を発光させると、発光部２３から出射された光は光入射面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により拡散反射された光は、導光板２２の上面に全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射すると、導光板２２の上面（光出射面）から出射される。しかし、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は、ｚｒ平面内では拡散されるが、ｘｙ平面では拡散されず、ｚ軸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、広い方向から見易い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。

特開平１１−８４１１１号公報

ノートパソコン等のように複数人で同時に画面を見る可能性がある場合には、広い方向から画面が見えなければならず、出射光の指向性の広い面光源装置が必要となる。しかし、携帯電話に代表されるモバイル機器では、個人使用が前提であり、逆に、電車の中などで隣の人から見えないように指向性を狭くするほうが好ましい。特に、斜め方向には全く光を出射させないような面光源装置が望まれている。

また、斜め方向には全く光を出射させない方が、余分な出射光がなくなり、消費電力をより削減できる。あるいは、発光部の光を正面に集めて正面輝度を高くすることができ、いずれにしても面光源装置の効率（＝輝度／消費電力）を高くすることができる。

しかしながら、第１の従来例のような面光源装置１のように拡散板を用いると、どうしても全方向に光が出射されてしまい、液晶表示装置から出射される光の範囲を狭くすることは困難であった。

また、第２の従来例のような面光源装置２１では、発光部２３から出射された光を導光板２２内の全体に広げながら光の進む方向をそのまま導光板２２に垂直な方向へ変換させて光出射面から出射させているだけであるので、特に光の指向角を狭くする工夫はなされていなかった。

また、第２の従来例のような面光源装置２１にあっては、斜め上方から見たとき、図６に示すように発光部２３を中心とする放射状の輝度ムラ（輝線）Ｒが部分的に見えていた。そのため、液晶表示装置等に用いた場合には、見る方向によっては当該輝度ムラＲに妨げられて画像が見にくくなり、画像表示装置等の品質が低下するという問題があった。

本発明は上記の従来例の解決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、点光源を用いた面光源装置に生じる放射状の輝度ムラを低減させることのできる拡散板を提供することにある。

本発明にかかる第１の拡散板は、発光位置と定める点を中心とする同心円方向で表面形状が変化する一方向に長い複数の凹凸部分を表面に有し、各凹凸部分の短手方向が、前記点に対して同心円方向を向き、前記凹凸部分の長手方向における長さが前記表面の辺の長さに比べて短くて前記凹凸部分が前記点を中心とする放射方向で不連続に形成されていることを特徴としている。

本発明にかかる第１の拡散板にあっては、発光位置と定める点を中心とする同心円方向で表面形状が変化する一方向に長い複数の凹凸部分を表面に有し、各凹凸部分の短手方向が、前記点に対して同心円方向を向き、前記凹凸部分の長手方向における長さが前記表面の辺の長さに比べて短くて前記凹凸部分が前記点を中心とする放射方向で不連続に形成されているので、導光板の光出射面から出射される光の半値全幅の狭い方向が発光位置と定める点（すなわち、点光源の位置）に対して同心円方向を向いている場合には、当該導光板とこの拡散板とを組み合わせることにより、導光板から出射され拡散板を透過した光の方位による指向性（半値全幅）の差が小さくなる。この結果、この拡散板を用いた面光源装置では、放射状の輝度ムラが低減される。また、液晶表示パネルと当該面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置では、正面側においては任意の方向から画面を見やすくなる。

本発明にかかる第２の拡散板は、発光位置と定める点を中心として同心円状に区画された複数の輪帯状の領域と、それぞれの前記領域内において前記点を中心とする同心円方向で表面形状が変化し、かつ、一定の周期で同心円方向に配列された複数の凹凸部分からなる凹凸パターンとを表面に有し、隣接する前記輪帯状の領域どうしでは前記凹凸パターンの周期が異なることを特徴としている。

本発明にかかる第２の拡散板にあっては、発光位置と定める点を中心として同心円状に区画された複数の輪帯状の領域を有し、それぞれの輪帯状の領域内に形成された凹凸部分は発光位置と定めた点を中心とする同心円方向で表面形状が変化しているので、導光板の光出射面から出射される光の半値全幅の狭い方向が所定の１点（例えば点光源の位置）に対して同心円方向を向いている場合には、当該導光板とこの拡散板とを組み合わせることにより、導光板から出射され拡散板を透過した光の方位による指向性（半値全幅）の差が小さくなる。この結果、この拡散板を用いた面光源装置では、放射状の輝度ムラが低減される。また、液晶表示パネルと当該面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置では、正面側においては任意の方向から画面を見やすくなる。
さらに、隣接する前記輪帯状の領域どうしでは凹凸パターンの周期が異なっているので、凹凸パターンによって小さなモアレ縞を発生させることができ、それによって各領域間で大きな周期のモアレ縞が生じるのを防ぐことができる。
また、本発明にかかる第２の拡散板においては、前記凹凸パターンの断面形状が断面波状、三角波状、台形、シリンドリカルレンズ状であってもよい。

本発明にかかる面光源装置は、点光源と、前記点光源から導入した光を面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、前記導光板の光出射面に対向させて配置された本発明にかかる拡散板とからなることを特徴としている。かかる面光源装置によれば、導光板から出射され拡散板を透過した光の方位による指向性（半値全幅）の差を小さくすることが可能になるので、放射状の輝度ムラを低減することが可能になる。また、液晶表示パネルと当該面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置では、正面側においては任意の方向から画面を見やすくできる。

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。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図７は本発明の第１の実施形態による面光源装置３１の構造を示す分解斜視図であり、図８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、裏面には光拡散パターン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。

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。

導光板３２に形成されている光拡散パターン３６の配列を図９に示す。本発明の実施形態の説明においては、導光板３２の表面に垂直な方向に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光拡散パターン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と当該光拡散パターン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。

導光板３２の下面に形成されている光拡散パターン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、各光拡散パターン３６は導光板２２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光拡散パターン３６における、発光部３３に近い側の斜面の傾斜角としては、２０°以内が望ましい。また、各光拡散パターン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広がっており、各光拡散パターン３６の反射面は、平面視で（ｚ軸方向から見て）発光部３３と当該光拡散パターン３６とを結ぶ方向（ｒ軸方向）と直交している。また、光拡散パターン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２３の近傍では、拡散パターン２４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２２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４４が形成されていてもよい。

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。

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。

図１０（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１０（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１０（ｂ）に示すように、繰り返しパターン４１は、図１０（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。

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。

図１１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１１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。

なお、凹凸拡散板３９とプリズムシート４０は、この実施形態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、この実施形態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。

次に、この面光源装置３１における光ｐの挙動を図１２、図１３（ａ）（ｂ）により説明する。図１２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１３（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１３（ｂ）は図１３（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１４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１４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。

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光拡散パターン３６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。いずれの光拡散パターン３６も、発光部３３と各光拡散パターン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が光拡散パターン３６で拡散されても、その光ｐは発光部３３と当該光拡散パターン３６とを結ぶ方向を含む導光板３２に垂直な平面（ｚｒ平面）内では拡散されるが、導光板３２の平面（ｘｙ平面）内では拡散されることなく直進する。

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。

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光拡散パターン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。

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を透過す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。

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、導光板の光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。光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１５に示すように、光拡散パターン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１６は図１５のような光拡散パターン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１６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、光源に近い側では約−１３°であるのに対し、光源から遠い側では約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光強度の半値幅は約５°である（図１８参照）。

図１７は図１６のような指向性を持つ光を表している。図１７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１７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６のような放射状の輝度ムラＲが見えることになる。

なお、図１５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。

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、光拡散パターン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１８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１８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。

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１９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。

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。

図２０に示すように、冷陰極管や図１の発光部３のような線状光源３３Ｂを用いた面光源装置３１Ｂ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２１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。

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光拡散パターン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と同心円状の光拡散パターン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。

また、図２０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２０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。

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２２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２３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。

これに対し、図１０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２４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２５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。

この理由を説明する。導光板３２から出射される光は、図２６（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２６（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２６（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。

これに対し、図２６（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２７（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２７（ｂ）´に示す。）より十分小さい図２７（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２７（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２７（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２７（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。

さらには、図２６（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２６（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。

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２８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す光拡散パターン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２９に示すように、光拡散パターン３６Ｃに当たって偏向する光ｐのうち、図２９に破線で示す光ｐのように光拡散パターン３６Ｃに当たる角度が大きいものは一度で出射されるが、図２９に実線で示す光ｐのように、最初に光拡散パターン３６Ｃに当たる角度が小さいものでは複数回光拡散パターン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、光拡散パターン３６は直線状をしているので、このような問題がない。

また、図２８（ａ）（ｂ）（ｃ）のような光拡散パターン３６Ｃであると、導光板３２Ｃに垂直な方向から見た時、１回目に光拡散パターン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、光拡散パターン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２８（ａ）（ｂ）（ｃ）のような光拡散パターン３６Ｃでは、このような偏向角を実現することは困難である。

本発明の上記実施形態では、光拡散パターン３６は、断面三角形状をしていたが、光拡散パターン３６の断面形状は、図３０に示すように、断面円弧状ないし断面半円状をしていても差し支えない。しかし、断面円弧状ないし断面半円状の光拡散パターン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、断面三角形状の光拡散パターン３６の場合でも、傾斜角βの異なる光拡散パターン３６を混在させることも好ましくない。また、光拡散パターン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。

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３１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。しかし、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１４参照）、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のみでは光出射面４５を均一に光らせることは不可能である。導光板３２をくさび形状にするだけで均一に発光させようとすれば、導光板３２の平面形状が複雑な形状にならざるを得ない。よって、導光板３２をくさび形状にする場合でも、光拡散パターン３６と組み合わせる必要がある。

（第２の実施形態）
図３２は本発明の別な実施形態による面光源装置５１の構造を示す斜視図である。また、図３３（ａ）はこの面光源装置５１に用いられている拡散プリズムシート５２の凹凸拡散板５３を示す平面図、図３３（ｂ）は図３３（ａ）のＹ部拡大図、図３３（ｃ）は図３３（ｂ）のＺ−Ｚ線断面図である。この面光源装置５１においては、導光板３２、発光部３３及び反射板３４の構造は第１の実施形態で説明したものと同じである。

拡散プリズムシート５２は、表面に凹凸拡散板５３を形成され、裏面にプリズムシート４０を形成されたものであり、プリズムシート４０は第１の実施形態で説明したもの（図１１参照）と同じものである。凹凸拡散板５３は、プリズムシート４０を透過した光をω方向にのみ拡散させるようにしている。すなわち、図３３（ａ）に示すように、凹凸拡散板５３は、発光部３３を中心とする幅Λｒの同心円状をした輪帯状の領域５４ａ、５４ｂ、…に区分されており、各領域５４ａ、５４ｂ、…内には、図３３（ｂ）（ｃ）に示すように、その幅Λｒよりも十分に小さい周期Λθでθ方向に沿って正弦波状の凹凸パターン５５が形成され、隣接する領域５４ａ、５４ｂ、…どうしでは周期Λθを少し異ならせている。例えば、領域５４ａ、５４ｂ、…の幅をΛｒ＝１００μｍとし、凹凸パターン５５のパターン周期については、Λθ＝９μｍとΛθ＝１０μｍとに交互に変化させている。これは隣接する領域５４ａ、５４ｂ、…間で凹凸パターン５５による目に見える大きな周期のモアレ縞を予防させるため、故意に小さなモアレ縞を発生させるためである。もちろん、モアレ縞を抑制するため、領域５４ａ、５４ｂ、…の幅Λｒや凹凸パターン５５の周期Λθをランダムに変化させてもよい。

領域５４ａ、５４ｂ、…の境界では周期Λθが変化するため、この付近ではφ方向にも光が少し拡散させられるが、Λｒ＞＞Λθとすることにより、φ方向の拡散を小さくしてほとんどω方向の拡散となるようにすることができる。また、凹凸パターン５５の断面形状は、図３３（ｃ）に示したような断面波状のものに限らず、三角波状や台形、シリンドリカルレンズアレイ状などの断面のものであってもよい。

図３４はこの実施形態で用いられている凹凸拡散板５３に垂直に平行光を入射させたときのω方向及びφ方向における拡散特性を示す図であって、横軸はｚ軸から計った角度（ω、φ）を表わし、縦軸は光強度を表わしている。図３４から分かるように、この凹凸拡散板５３はω方向では大きな拡散性を有しているが（半値全幅Δω＝２０°）、φ方向ではほとんど拡散性を有していない。

図３５はこの凹凸拡散板５３を第１の実施形態で説明したような導光板３２の上に置いたときのω方向及びφ方向における光の指向角を示す図であって、横軸はｚ軸から計った角度（ω、φ）を表わし、縦軸は各方向へ出射される光の強度を表わしている。図３５から分かるように、この場合に凹凸拡散板５３を透過した光は、ω方向では半値全幅がΔω＝２０°くらいになっており、φ方向では半値全幅Δφ＝２６°くらいになっており、その差は
Δφ−Δω＝６°
となっており、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７１％低減している。このため、放射状の輝度ムラはほとんど見えなくなっている。

また、図３５の特性では、半値全幅Δω＝２０°の範囲内に含まれる光量は全光量の４４％となり、無駄な光が５６％に低減される。これによって、面光源装置５１における垂直方向の輝度は通常の拡散板に比較して４５％上昇している。

（第３の実施形態）
図３６は本発明のさらに別な実施形態に用いられている凹凸拡散板のプリズムシート５６のｚｒ平面における断面形状を表わしている。このプリズムシート５６では、そのプリズム断面における斜面のうち、発光部３３から遠い側の斜面（反射面）５８を中途で突出するように折り曲げることによってφ方向における指向性を狭くし、垂直方向の輝度を向上させると共に放射状の輝度ムラを低減させている。

図３７はプリズムシート５６を透過した光のφ方向における指向性を表わした図であって、横軸はｚ軸から図った角度φを表わし、縦軸は光強度を表わしている。これは図３６に示すように発光部３３に近い側の斜面（入射面）５７の傾斜角δ＝７４°、発光部３３から遠い側の斜面５８のうち下部の傾斜角ε＝５６°、その上部の傾斜角ζ＝５９°、プリズム部分の高さＴ２＝３１.２μｍ、発光部３３から遠い側の斜面５８における突出部分よりも上部の斜面の高さＴ１＝１８.７μｍとしたプリズムシート５６によりシミュレーションした結果である。図３７によれば、φ方向における半値幅はΔφ／２＝±１１°となっており、斜面５８の途中を折り曲げていない場合と比較して半値幅が２５％小さくなっている。また、半値全幅Δφｒ＝２０°の範囲に含まれる光量は、全光量の４８％となっており、垂直方向の効率が良好となっている。

この理由は次のように考えられる。第１の実施形態のように、発光部３３から遠い側の斜面（反射面）３８が平面となっている場合には、プリズムシート４０を垂直方向から見たときに光って見えるのは、図３８に示すように、Ｓａの領域のみで他の領域Ｓｂ、Ｓｃは暗くなっている。しかも、斜面３８の領域Ｓｂに当たった光は、図３８に破線で示すように、斜め方向へ偏向されるので、放射状の輝度ムラや垂直方向における輝度低下の原因になる。よって、図３８に示すようなプリズムシート４０の場合には、垂直に光が出射される領域の割合は、
Ｓａ／Ｓo＝３８％ （ただし、Ｓo＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ）
しかなかった。

これに対し、この実施形態のプリズムシート５６のように斜面５８が屈曲している場合には、図３９に破線で示すように、斜面５８の領域Ｓｂに当たった光も垂直な方向へ偏向されるので、輝度ムラや垂直方向での輝度低下などの問題が解消される。つまり、プリズムシート５６に垂直な方向から見て光って見える領域をＳａとＳｂに広げることで、放射状の輝度ムラや垂直方向における効率の低下を抑制することができる。このようなプリズムシート５６によれば、光っている領域の割合は、
（Ｓａ＋Ｓｂ）／Ｓo＝６９％ （ただし、Ｓo＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ）
となる。

プリズムシート及び凹凸拡散板を透過した光を面光源装置に垂直な方向から見たとき、光っている領域の面積が５０％（望ましくは、６０％）を超えると、面光源装置としてかなり好ましい特性が得られるので、このようなプリズムシートによれば良好な特性が得られることになる。

また、垂直方向へ出射される光量を増加させるためのプリズムシートの構造としては、これ以外にも種々考えることができる。図４０に示すものは、発光部３３から遠い側の斜面５８を曲面状に湾曲させたプリズムシート５９である。また、図４１に示すプリズムシート６０のように、発光部３３に近い側の斜面５７を凸状に湾曲させることにより、垂直方向で光っている領域の面積を増加させることもできる。

さらには、図４２に示すプリズムシート６１のように、発光部３３から遠い側の斜面５８の傾斜角εを大きくすることにより、斜面５８により発光部３３側へ反射された光を発光部３３に近い側の斜面５７で再度反射させることにより、垂直な方向へ偏向させ、これによって垂直方向で光っている領域の面積を増加させることもできる。例えば、発光部３３から遠い側の斜面５８の傾斜角ε＝５６°、発光部３３に近い側の斜面５７の傾斜角δ＝８５°とした場合には、φ方向における指向特性は図４３に示すようになり、その半値幅Δφ／２は１１.５°となっており、もとの場合と比べて半値幅が約２１％小さくなっている。また、半値全幅Δφ＝２０°の範囲内に含まれる光量は全光量の５１％となり、光の利用効率が向上している。更に、垂直な方向から見たとき光って見える領域の面積比率は８２％となっている。

なお、図示しないが、本実施形態におけるプリズムシートを備えた面光源装置に配置する光源は、点光源に限ることなく、線状光源であってもよい。

点光源を複数個配置した場合や線光源の場合においても（ただし、特開平１１−８４１１１号公報に開示されているように、光源の方向にも光が多く出射される場合は除く。）、わざと片方の指向性を狭くしたい時などには、このプリズムシートは有効である場合があり、第１の実施形態で示したような点光源から出射された光を放射状に広げて光出射面から出射させる導光板に限定するものではない。

（液晶表示装置）
図４４は本発明の面光源装置を用いた液晶表示装置の構造を示す概略断面図である。この液晶表示装置７１は、透過型の液晶表示パネル８０と本発明にかかる面光源装置７２とからなり、面光源装置７２は、拡散プリズムシート７３、導光板７４、反射板７５及び点光源状の発光部７６から構成されている。

しかして、発光部７６から出射された光は、導光板７４内に導入されて導光板７４内の全体に広げられ、導光板７４の光出射面７７からほぼ光出射面７７に沿った方向へ出射される。導光板７４から出射された光は、拡散プリズムシート７３の凹凸拡散板７８を透過することによって面光源装置７２に垂直な方向に偏向され、拡散プリズムシート７３のプリズムシート７９で指向角を広げられた後、液晶表示パネル８０を照明する。

この結果、面光源装置７２には輝度ムラが生じにくくなるので、液晶表示装置７１の画面が見やすくなる。また、指向角を比較的狭い状態に保ったままで、指向角の広い方向と指向角の狭い方向における指向性の差を小さくできるので、液晶表示装置７１は正面からは見やすいが、斜め方向からは見にくくなり、携帯端末等に適した指向性が得られる。さらに、各方向における指向性の差が小さくなるので、任意の方向から画面を見やすくなる。

従来の面光源装置の構造を示す分解斜視図である。 同上の面光源装置の断面図である。 図１の面光源装置において導光板の光出射面から出射される光の指向性と、拡散板を透過した光の指向性を示す図である。 図１の面光源装置において導光板の光出射面から出射される光の指向性と、拡散板を透過した光の指向性と、プリズムシートを透過した光の指向性と、さらに拡散板を透過した光の指向性を示す図である。 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。 同上の面光源装置において生じる放射状の輝度ムラ（輝線）を示す図である。 本発明の第１の実施形態による面光源装置の構造を示す分解斜視図である。 同上の面光源装置の概略断面図である。 同上の面光源装置において導光板に形成されている光拡散パターンの配列を表わした図である。 （ａ）は図７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７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７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。 （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。 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。 光出射面から垂直に光を出射させるための光拡散パターンの構造を説明する図である。 同上の光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指向性を示す図である。 図１５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。 導光板の上に置かれた図１１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１１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。 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。 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。 一般的な拡散板の指向性を示す図である。 同上の拡散板を図１１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１０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。 同上の凹凸拡散板を図１１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。 （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。 （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。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、別な形態の光拡散パターンを示す斜視図、平面図及び側面図である。 図２８のような光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。 さらに別な形態の光拡散パターンを示す断面図である。 別な形態の導光板を用いた面光源装置の斜視図である。 本発明の第２の実施形態による面光源装置の構造を示す斜視図である。 （ａ）は同上の面光源装置に用いられている凹凸拡散板の平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ部拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＺ−Ｚ線断面図である。 同上の拡散プリズムシートに用いられている凹凸拡散板に垂直に平行光を入射させたときのω方向及びφ方向における拡散特性を示す図である。 図３４のような特性を有する凹凸拡散板を導光板の上に置いたときのω方向及びφ方向における光の指向角を示す図である。 本発明の第３の実施形態に用いられている凹凸拡散板のプリズムシートの断面図である。 同上のプリズムシートを透過した光のφ方向における指向性を表わす図である。 発光部から遠い側の斜面が平面となっているプリズムシートにおける光の挙動を示す図である。 発光部から遠い側の斜面が屈曲している図３６のプリズムシートにおける光の挙動を示す図である。 断面形状の異なるプリズムシートを示す一部破断した断面図である。 断面形状がさらに異なるプリズムシートを示す一部破断した断面図である。 さらに異なる断面形状のプリズムシートを示す一部破断した断面図である。 同上のプリズムシートを透過した光の指向特性を示す図である。 液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

３２ 導光板
３３ 発光部
３４ 反射板
４０ プリズムシート
５１ 面光源装置
５２ 拡散プリズムシート
５３ 凹凸拡散板
５４ａ、５４ｂ、… 輪帯状の領域
５５ 正弦波状の凹凸パターン

Claims (4)

1. 発光位置と定める点を中心とする同心円方向で表面形状が変化する一方向に長い複数の凹凸部分を表面に有し、各凹凸部分の短手方向が、前記点に対して同心円方向を向き、前記凹凸部分の長手方向における長さが前記表面の辺の長さに比べて短くて前記凹凸部分が前記点を中心とする放射方向で不連続に形成されていることを特徴とする拡散板。
2. 発光位置と定める点を中心として同心円状に区画された複数の輪帯状の領域と、それぞれの前記領域内において前記点を中心とする同心円方向で表面形状が変化し、かつ、一定の周期で同心円方向に配列された複数の凹凸部分からなる凹凸パターンとを表面に有し、隣接する前記輪帯状の領域どうしでは前記凹凸パターンの周期が異なることを特徴とする拡散板。
3. 前記凹凸パターンの断面形状が断面波状、三角波状、台形、シリンドリカルレンズ状であることを特徴とする、請求項２に記載の拡散板。
4. 点光源と、
   前記点光源から導入した光を面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、
   前記導光板の光出射面に対向させて配置された請求項１ないし３のいずれか１項に記載の拡散板と、
   からなる面光源装置。

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