JP2009158135A - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度ムラの少ない均一な光を出射できる面光源装置を提供する。
【解決手段】複数の光源が互いに間隔をあけて配置され、これら光源の前面側に該光源から放たれた光の向きを変える偏向構造板３が配置されてなる構成とし、前記偏向構造板３は、断面形状が三角形である三角形凸部６が複数個突設されてなる凹凸形状部４が光出射面３ｂに設けられた光透過板からなり、三角形凸部６の左下がり斜面１４として特定範囲の傾斜角度の急傾斜面１６のもの及び特定範囲の傾斜角度の緩傾斜面１７のものが存在し、且つ三角形凸部６の右下がり斜面１５として特定範囲の傾斜角度の急傾斜面１６のもの及び特定範囲の傾斜角度の緩傾斜面１７のものが存在する構成とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、輝度ムラの少ない均一な光を出射できる面光源装置及び輝度ムラの少ない画像を表示できる液晶表示装置に関する。

なお、この明細書及び特許請求の範囲において、「左下がり斜面」とは、光出射面を上にした偏向構造板の断面視において三角形凸部の頂点から左方向に向かって斜め下に傾斜した斜面を意味し、「右下がり斜面」とは、光出射面を上にした偏向構造板の断面視において三角形凸部の頂点から右方向に向かって斜め下に傾斜した斜面を意味する。

液晶表示装置としては、例えば液晶セルの上下両面に一対の偏光板が配置された画像表示部の下面側（背面側）に面光源装置がバックライトとして配置された構成のものが公知である。前記バックライト用の面光源装置としては、ランプボックス内に複数の光源が配置されると共にこれら光源の前面側に光拡散板が配置された構成の面光源装置が知られている（特許文献１参照）。このような面光源装置としては、画像表示部をムラなく均一に照明できるものが求められている。
特開平７−１４１９０８号公報（段落００１２、図１）

ところで、前記面光源装置における隣り合う光源同士の間隔は、光源の配置数を低減できて省電力化できる点で、できるだけ長く設定されるのが好ましく、また光源と光拡散板との間隔は、液晶表示装置をより薄型化できる点で、できるだけ短く設定されることが好ましい。

しかしながら、上記従来の面光源装置では、光源同士の間隔を長く設定したり、あるいは光源と光拡散板との間隔を短く設定すると、複数の光源からの光を光拡散板で十分に拡散させることが困難であり、このために輝度ムラが生じやすいという問題があった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであり、輝度ムラの少ない均一な光を出射できる面光源装置を提供することを目的とする。また、この発明は、輝度ムラの少ない高品質の画像を表示できる液晶表示装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］複数の光源が互いに間隔をあけて配置され、これら光源の前面側に該光源から放たれた光の向きを変える偏向構造板が配置されてなる面光源装置であって、
前記偏向構造板は、断面形状が三角形である三角形凸部が複数個突設されてなる凹凸形状部が光出射面に設けられた光透過板からなり、
前記三角形凸部の左下がり斜面の光入射面に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｘ」としたとき、前記左下がり斜面は、下記式（１）で求められる角度αに対して、
α−３°≦Ｘ≦α＋３°
の関係式が成立する急傾斜面であるものと、下記式（３）で求められる角度βに対して、
β−３°≦Ｘ≦β＋３°
の関係式が成立する緩傾斜面であるものとが存在し、
前記三角形凸部の右下がり斜面の光入射面に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｙ」としたとき、前記右下がり斜面は、下記式（１）で求められる角度αに対して、
α−３°≦Ｙ≦α＋３°
の関係式が成立する急傾斜面であるものと、下記式（３）で求められる角度βに対して、
β−３°≦Ｙ≦β＋３°
の関係式が成立する緩傾斜面であるものとが存在することを特徴とする面光源装置。

（但し、式（１）〜式（４）において、ｎ：三角形凸部の屈折率、Ｌ：隣り合う光源の中心間距離、ｄ：光源の中心と偏向構造板の光入射面との距離、ｔ：偏向構造板の厚さである）。

［２］前記急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｓａ」とし、
前記緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｓｂ」としたとき、
０．９≦Ｓａ／Ｓｂ≦３．０
の関係式が成立することを特徴とする前項１に記載の面光源装置。

［３］前記三角形凸部の左下がり斜面における急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｅ」とし、
前記三角形凸部の右下がり斜面における急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｆ」としたとき、
０．９≦Ｅ／Ｆ≦１．１
の関係式が成立すると共に、
前記三角形凸部の左下がり斜面における緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｇ」とし、
前記三角形凸部の右下がり斜面における緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｈ」としたとき、
０．９≦Ｇ／Ｈ≦１．１
の関係式が成立することを特徴とする前項１または２に記載の面光源装置。

［４］前記三角形凸部の左下がり斜面の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さが１０〜５００μｍであり、前記三角形凸部の右下がり斜面の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さが１０〜５００μｍである前項１〜３のいずれか１項に記載の面光源装置。

［５］前記偏向構造板は光拡散剤粒子を含有し、前記偏向構造板の光入射面が平滑面に形成されている前項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置。

［６］前記偏向構造板の光入射面がマット面に形成されている前項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置。

［７］液晶パネルの背面側に前項１〜６のいずれか１項に記載の面光源装置が配置されたことを特徴とする液晶表示装置。

［１］の発明では、偏向構造板の光出射面に設けられた三角形凸部の左下がり斜面の光入射面に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｘ」としたとき、左下がり斜面としてα−３°≦Ｘ≦α＋３°の関係式が成立する急傾斜面のもの及びβ−３°≦Ｘ≦β＋３°の関係式が成立する緩傾斜面のものが存在し、且つ前記三角形凸部の右下がり斜面の光入射面に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｙ」としたとき、右下がり斜面としてα−３°≦Ｙ≦α＋３°の関係式が成立する急傾斜面のもの及びβ−３°≦Ｙ≦β＋３°の関係式が成立する緩傾斜面のものが存在する構成であるから、略正面方向の輝度を高めることができるし、輝度ムラの少ない均一な光を出射することができる。また、線状の輝度ムラも実質的に認められないものとなる。更に、凹凸形状部の形状が三角形凸部であるので、成形加工が容易である。

本発明では、左下がり斜面として前記特定範囲の傾斜角度の急傾斜面のもの及び前記特定範囲の傾斜角度の緩傾斜面のものが存在し、且つ右下がり斜面として前記特定範囲の傾斜角度の急傾斜面のもの及び前記特定範囲の傾斜角度の緩傾斜面のものが存在するので、例えば隣り合う光源間に４本の光源像（ランプイメージ）が得られる。即ち、４種類の傾斜面（左下がり急傾斜面・右下がり急傾斜面・左下がり緩傾斜面・右下がり緩傾斜面）が各光源像に対応している。しかして、本発明では、輝度ムラの少ない均一な光を出射できるようにするために、これら４本の光源像の配置（分布）が略均等（略均等間隔）になるように設計することを目指したものである。このように隣り合う光源間に４本の光源像が完全に均等間隔になるようにαとβを規定したものであり、このような完全に均等間隔になる構成に加えてほぼ均等間隔であるものも包含するべく、前記傾斜角度Ｘ及びＹのそれぞれについて、α±３°の範囲、β±３°の範囲まで請求の範囲を広げて規定したものである。

［２］の発明では、前記急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｓａ」とし、前記緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｓｂ」としたとき、０．９≦Ｓａ／Ｓｂ≦３．０の関係式が成立する構成が採用されている。急傾斜面と緩傾斜面とでは、急傾斜面の方が、出射光を光源からより離れた位置で光源像を結ぶという比較的光量が不足するところの役割を担っているので、緩傾斜面と同等又はこれより多い光量がこの急傾斜面に入射するのが望ましいと考えられるところ、この［２］の発明では、緩傾斜面と同等又はこれより多い光量を急傾斜面に入射させるべく、０．９≦Ｓａ／Ｓｂ≦３．０の関係式を満足する構成が採用されているので、各光源像の輝度をより均等化することができ、これによりさらに輝度ムラの少ない均一光を出射させることができる。

［３］の発明では、前記特定範囲の傾斜角度の急傾斜面が左下がり斜面と右下がり斜面とでおおよそ同等割合形成されていると共に、前記特定範囲の傾斜角度の緩傾斜面が左下がり斜面と右下がり斜面とでおおよそ同等割合形成されているので、輝度ムラを十分に抑制することができる。

［４］の発明では、三角形凸部の頂点による凸条線が目視で観察されないものとなし得る。

［５］の発明では、偏向構造板は光拡散剤粒子を含有し、偏向構造板の光入射面が平滑面に形成されているから、略正面方向の輝度をさらに向上できると共に、輝度ムラもより十分に抑制できる。

［６］の発明では、偏向構造板の光入射面がマット面に形成されているから、略正面方向の輝度をさらに向上できると共に、輝度ムラもより十分に抑制できる。

［７］の発明では、輝度ムラの少ない高輝度で高品質の画像表示を実現できる液晶表示装置が提供される。

この発明に係る液晶表示装置の一実施形態を図１に示す。図１において、（３０）は液晶表示装置、（１１）は液晶セル、（１２）（１３）は偏光板、（１）は面光源装置（バックライト）である。前記液晶セル（１１）の上下両側にそれぞれ偏光板（１２）（１３）が配置され、これら構成部材（１１）（１２）（１３）によって画像表示部としての液晶パネル（２０）が構成されている。

前記面光源装置（１）は、前記液晶パネル（２０）の下側の偏光板（１３）の下面側（背面側）に配置されている。この面光源装置（１）は、平面視矩形状で上面側（前面側）が開放された薄箱型形状のランプボックス（５）と、該ランプボックス（５）内に相互に離間して配置された複数の線状光源（２）と、これら複数の線状光源（２）の上方側（前面側）に配置された偏向構造板（３）とを備えている。前記偏向構造板（３）は、前記ランプボックス（５）に対してその開放面を塞ぐように載置されて固定されている。また、前記ランプボックス（５）の内面には光反射層（図示しない）が設けられている。

前記偏向構造板（３）は、図２、３に示すように、断面形状が三角形である三角形凸部（６）が複数個突設されてなる凹凸形状部（４）が一方の面（光出射面）（３ｂ）に設けられた光透過板からなる。前記偏向構造板（３）の他方の面（光入射面）（３ａ）は、平滑面に形成されている。この偏向構造板（３）は、光入射面（３ａ）に入射した光の向きを変えて光出射面（３ｂ）から出射せしめる機能を有する。

前記偏向構造板（３）における前記凹凸形状部（４）が形成された光出射面（３ｂ）が前面側に位置するように（液晶パネル側になるように）配置されている（図１参照）。即ち、前記偏向構造板（３）における凹凸形状部（４）が形成されていない面（光入射面）（３ａ）が背面側に位置するように（光源側になるように）配置されている（図１参照）。

また、本実施形態では、前記三角形凸部（６）は、前記偏向構造板（３）の表面に平行な一方向に沿って延ばされた断面形状が三角形の凸条部（７）で形成され、これら複数の凸条部（７）の長さ方向が互いに略平行状になるように配置されている（図２参照）。

また、本実施形態では、前記光源（２）として線状光源が用いられており、この線状光源（２）の長さ方向と前記偏向構造板（３）の凸条部（７）の長さ方向とが略一致するように配置されている。

しかして、本発明では、前記三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）の光入射面（３ａ）に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｘ」としたとき、前記左下がり斜面（１４）は、下記式（１）で求められる角度αに対して、
α−３°≦Ｘ≦α＋３°
の関係式が成立する急傾斜面（１６）であるものと、下記式（３）で求められる角度βに対して、
β−３°≦Ｘ≦β＋３°
の関係式が成立する緩傾斜面（１７）であるものとが存在すると共に、
前記三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）の光入射面（３ａ）に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｙ」としたとき、前記右下がり斜面（１５）は、下記式（１）で求められる角度αに対して、
α−３°≦Ｙ≦α＋３°
の関係式が成立する急傾斜面（１６）であるものと、下記式（３）で求められる角度βに対して、
β−３°≦Ｙ≦β＋３°
の関係式が成立する緩傾斜面（１７）であるものとが存在する構成が採用されている。

（但し、式（１）〜式（４）において、ｎは三角形凸部の屈折率、Ｌは隣り合う光源の中心間距離、ｄは光源の中心と偏向構造板の光入射面との距離、ｔは偏向構造板の厚さである）。

また、本実施形態（第１実施形態）では、偏向構造板（３）は、前記急傾斜面（１６）と前記緩傾斜面（１７）とが光出射面（３ｂ）に不規則に配置されてなる構成が採用されている（図３参照）。

上記構成に係る面光源装置（１）では、４種類の傾斜面（左下がり急傾斜面・右下がり急傾斜面・左下がり緩傾斜面・右下がり緩傾斜面）に対応して、隣り合う光源（２）間に４本の光源像（ランプイメージ）（４０）が得られるのであるが（図１２参照）、本発明では、輝度ムラの少ない均一な光を出射できるようにするために、これら４本の光源像の配置（分布）が略均等（略均等間隔）になるように設計している、即ち隣り合う光源（２）間に４本の光源像（４０）が完全に均等間隔になるようにαとβを規定したものである。そして、このような完全に均等間隔になる構成に加えて概略均等間隔であるものも包含するべく、前記傾斜角度（鋭角）Ｘ及びＹのそれぞれについて、α±３°の範囲、β±３°の範囲まで範囲を広げて規定したものである。従って、上記面光源装置（１）では、略正面方向の輝度を高めつつ、輝度ムラの少ない均一な光を液晶パネル（２０）に向けて出射させることができる。

また、上記面光源装置（１）は、凹凸形状部（４）の形状が三角形凸部（６）であるので、生産が比較的容易であって生産性に優れている。

また、上記面光源装置（１）によれば、後述する実施例からも明らかなように、隣り合う光源（２）（２）の中心間距離（Ｌ）が１０〜７０ｍｍの範囲であり、且つ前記光源（２）の中心と偏向構造板（３）の光入射面（３ａ）との距離（ｄ）が２〜３０ｍｍの範囲であるような構成においても、輝度ムラの少ない均一な光を出射することができる。従って、本発明の面光源装置（１）は、従来の面光源装置と比較して、光源の配置数を低減できるので省電力化できると共に、光源（２）と偏向構造板（３）との間隔を短く設計できるのでより薄型化することも十分に可能である。

この発明において、前記偏向構造板（３）としては、前記急傾斜面（１６）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値Ｓａと、前記緩傾斜面（１７）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値Ｓｂとの間に、
０．９≦Ｓａ／Ｓｂ≦３．０
の関係式が成立する構成を採用するのが好ましい。この場合には、各光源像の輝度をより均等化することができ、これによりさらに輝度ムラの少ない均一光を出射させることができる。

また、前記三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）における急傾斜面（１６）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値Ｅと、前記三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）における急傾斜面（１６）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値Ｆとの間に、
０．９≦Ｅ／Ｆ≦１．１
の関係式が成立すると共に、
前記三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）における緩傾斜面（１７）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値Ｇと、前記三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）における緩傾斜面（１７）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値Ｈとの間に、
０．９≦Ｇ／Ｈ≦１．１
の関係式が成立する構成が採用されるのが好ましい。この場合には、前記急傾斜面（１６）が左下がり斜面（１４）と右下がり斜面（１５）とでおおよそ同等割合形成されていると共に、前記緩傾斜面（１７）が左下がり斜面（１４）と右下がり斜面（１５）とでおおよそ同等割合形成されているので、輝度ムラを十分に抑制することができる。

また、前記三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）の傾斜方向の長さを光入射面（３ａ）に投影した投影長さ（Ｕａ）及び前記三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）の傾斜方向の長さを光入射面（３ａ）に投影した投影長さ（Ｕｂ）は、１０〜５００μｍであるのが好ましい。このような範囲に設定することで、三角形凸部（６）の頂点による凸条線が目視で観察されないものなる。

次に、前記偏向構造板（３）の他の具体的構成例について順に説明する。即ち、前記偏向構造板（３）としては、図４〜１１に示す構造を採用しても良い。

（第２実施形態）
図４に示す第２実施形態の偏向構造板（３）では、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）が前記緩傾斜面（１７）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記緩傾斜面（１７）で形成されてなる二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）とが片面（光出射面）に交互配置されてなる構成が採用されている。また、Ｓａ＝Ｓｂが成立するように構成されている。

（第３実施形態）
図５に示す第３実施形態の偏向構造板（３）では、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記緩傾斜面（１７）で形成されてなる二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）が前記緩傾斜面（１７）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）とが片面（光出射面）に交互配置されてなる構成が採用されている。また、Ｓａ＝Ｓｂが成立するように構成されている。

（第４実施形態）
図６に示す第４実施形態の偏向構造板（３）では、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）が前記緩傾斜面（１７）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記緩傾斜面（１７）で形成されてなる二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）とが片面（光出射面）に不規則に配置されてなる構成が採用されている。但し、Ｓａ＝Ｓｂが成立するように構成されている。

（第５実施形態）
図７に示す第５実施形態の偏向構造板（３）では、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）が前記緩傾斜面（１７）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記緩傾斜面（１７）で形成されてなる二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）とが片面（光出射面）に不規則に配置されてなる構成が採用されている。第２三角形凸部（６Ｂ）のＵａ＞第１三角形凸部（６Ａ）のＵａ、第２三角形凸部（６Ｂ）のＵｂ＞第１三角形凸部（６Ａ）のＵｂの関係が成立した構成である。但し、Ｓａ＝Ｓｂが成立するように構成されている。

（第６実施形態）
図８に示す第６実施形態の偏向構造板（３）では、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）が前記緩傾斜面（１７）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記緩傾斜面（１７）で形成されてなる二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）とが片面（光出射面）に不規則に配置されてなる構成が採用されている。一部の第１三角形凸部（６Ａ）に関して、第１三角形凸部（６Ａ）のＵａ＞第２三角形凸部（６Ｂ）のＵａ、第１三角形凸部（６Ａ）のＵｂ＞第２三角形凸部（６Ｂ）のＵｂの関係が成立した構成である。但し、Ｓａ＝Ｓｂが成立するように構成されている。

（第７実施形態）
図９に示す第７実施形態の偏向構造板（３）では、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記緩傾斜面（１７）で形成されてなる二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）が前記急傾斜面（１６）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）と、左下がり斜面（１４）が前記緩傾斜面（１７）で形成されると共に右下がり斜面（１５）が前記急傾斜面（１６）で形成されてなる二等辺三角形形状の第３三角形凸部（６Ｃ）とが片面（光出射面）に左側からこの順に配置されてなる構成が採用されている。第１三角形凸部（６Ａ）のＵａ＝第２三角形凸部（６Ｂ）のＵａ＝第３三角形凸部（６Ｃ）のＵａ＝第１三角形凸部（６Ａ）のＵｂ＝第２三角形凸部（６Ｂ）のＵｂ＝第３三角形凸部（６Ｃ）の関係が成立した構成である。但し、Ｓａ／Ｓｂ＝２が成立するように構成されている。

（第８実施形態）
図１０に示す第８実施形態の偏向構造板（３）では、急傾斜面（１６）と緩傾斜面（１７）とが片面（光出射面）にランダムに（不規則に）配置されてなる構成が採用されている。また、他の傾斜面のＵｂと異なるＵｂを有した右下がりの急傾斜面（１６）が存在した構成である。

（第９実施形態）
図１１に示す第９実施形態の偏向構造板（３）では、急傾斜面（１６）と緩傾斜面（１７）とが片面（光出射面）にランダムに（不規則に）配置されてなる構成が採用されている。また、他の傾斜面のＵａと異なるＵａを有した左下がりの急傾斜面（１６）が存在し、他の傾斜面のＵｂと異なるＵｂを有した右下がりの急傾斜面（１６）が存在した構成である。

この発明において、前記偏向構造板（３）の厚さ（ｔ）は、特に限定されるものではないが、０．１〜１０．０ｍｍの範囲に設定されるのが好ましい。このような厚さ範囲に設定することで、輝度ムラを十分に抑制しつつより一層薄型化を図ることができる。中でも、前記偏向構造板（３）の厚さ（ｔ）は０．２〜５．０ｍｍに設定されるのがより好ましい。

前記偏向構造板（３）の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば押出法、プレス法、切削法、射出成形法、活性エネルギー硬化性樹脂組成物を用いる方法等が挙げられる。前記押出法やプレス法で製造する場合には、例えば、断面三角形状のプリズムパターンが彫刻された版を用いて偏向構造板の表面に前記プリズムパターンを転写することによって偏向構造板（３）を製造することができる。

前記偏向構造板（３）としては、光透過性を有する材料で作製された板であれば特に限定されずどのようなものでも使用できる。例えば、ガラス板、光学ガラス板、透光性樹脂板等が挙げられる。前記透光性樹脂板としては、例えば、アクリル系樹脂板、ポリカーボネート板、ポリスチレン板、環状ポリオレフィン板、ＭＳ樹脂板（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂板）、ＡＢＳ樹脂板、ＡＳ樹脂板（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂板）等が挙げられる。中でも、屈折率１．４５〜１．６０の光透過板が好適に用いられる。

前記偏向構造板（３）は、前記特徴を備えた凹凸形状部（４）を光出射面（３ｂ）に設けることによって光の向きを変える偏向機能を付与せしめたものであるが、必要に応じて板自体に光拡散性を付与するようにしても良い。即ち、例えば、アクリル系樹脂等の透光性樹脂に、光拡散粒子であるポリスチレン粒子、シリコーン粒子等の樹脂粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子等の無機粒子等を含有せしめた組成物を成形してなる偏向構造板であっても良いし、アクリル系樹脂に屈折率異方性を有する粒子を配向含有せしめてなる偏向構造板であっても良い。

また、前記光源（２）としては、特に限定されるものではないが、例えば蛍光管、ハロゲンランプ、タングステンランプ等の線状光源の他、発光ダイオード等の点状光源などが挙げられる。

なお、上記実施形態（図３〜１１）では、前記偏向構造板（３）の三角形凸部（６）は、その表面に平行な一方向に沿って延ばされた凸条部（７）で形成されている（１次元タイプ）（図２参照）が、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば前記偏向構造板（３）の三角形凸部（６）は、その表面に平行な異なる二方向（例えば互いに直交する二方向）に沿って延ばされた凸条部（７）で形成されていても良い（即ち２次元タイプであっても良い）。

また、上記実施形態（図３〜１１）では、隣り合う三角形凸部（６）は連続するように構成されているが、特にこのような連続した構成に限定されるものではなく、この発明の効果を阻害しない範囲であれば、隣り合う三角形凸部（６）の間に平坦面が存在するように構成されていても良い。

なお、この発明の効果を阻害しない範囲であれば、前記凹凸形状部（４）は、前記特徴を備えた三角形凸部（６）以外の他の三角形凸部を含んでなる構成であっても良い。

この発明に係る面光源装置（１）及び液晶表示装置（３０）は、上記実施形態のものに特に限定されるものではなく、請求の範囲内であれば、その精神を逸脱するものでない限りいかなる設計的変更をも許容するものである。

次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。

＜実施例１＞
ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂：屈折率１．５７）を押出機で板状に押出した後、所定形状を付与するためのパターン付きモールドを用いて熱プレスすることによって、図４に示す構成を備えた偏向構造板（３）を製作した。即ち、左下がり斜面（１４）の光入射面（３ａ）に対する傾斜角度（鋭角）Ｘが６６．９２度（即ち急傾斜面１６）で、右下がり斜面（１５）の光入射面（３ａ）に対する傾斜角度（鋭角）Ｙが６６．９２度（即ち急傾斜面１６）である二等辺三角形形状の第１三角形凸部（６Ａ）と、左下がり斜面（１４）の光入射面（３ａ）に対する傾斜角度（鋭角）Ｘが３８．２９度（即ち緩傾斜面１７）で、右下がり斜面（１５）の光入射面（３ａ）に対する傾斜角度（鋭角）Ｙが３８．２９度（即ち緩傾斜面１７）である二等辺三角形形状の第２三角形凸部（６Ｂ）とが片面（光出射面）に交互配置されてなる厚さ（ｔ）２ｍｍの偏向構造板（３）を製造した（図４参照）。

なお、この偏向構造板（３）は、前記急傾斜面（１６）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値を「Ｓａ」とし、前記緩傾斜面（１７）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値を「Ｓｂ」としたとき、Ｓａ／Ｓｂ＝１の関係式が成立する構成である（図４参照）。

また、得られた偏向構造板（３）は、三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）における急傾斜面（１６）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値を「Ｅ」とし、三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）における急傾斜面（１６）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値を「Ｆ」としたとき、Ｅ／Ｆ＝１が成立する構成であり、三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）における緩傾斜面（１７）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値を「Ｇ」とし、三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）における緩傾斜面（１７）を光入射面（３ａ）に投影した投影面積の合計値を「Ｈ」としたとき、Ｇ／Ｈ＝１の関係式が成立する（図４参照）。

また、得られた偏向構造板（３）において、三角形凸部（６）の左下がり斜面（１４）の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さ（Ｕａ）は３０μｍであり、三角形凸部（６）の右下がり斜面（１５）の傾斜方向の長さを光入射面（３ａ）に投影した投影長さ（Ｕｂ）は３０μｍであった（図４参照）。

前記偏向構造板（３）を用いて図１に示す構成の面光源装置（１）を製作した。なお、光源（２）として蛍光管を用いると共に、光源（２）の中心と偏向構造板の光入射面（３ａ）との距離（ｄ）を１０ｍｍに設定し、隣り合う光源（２）（２）の中心間距離（Ｌ）を４０ｍｍに設定した。しかして、本構成において、前記式（１）で求められる角度αは６６．９２°であり、前記式（３）で求められる角度βは３８．２９°である（表１参照）。

＜実施例２〜１３、比較例２〜４＞
各種設計条件を表１に示す値に設定した以外は、実施例１と同様にして面光源装置（１）を得た。

＜比較例１＞
頂角が９０度（２つの底角がいずれも４５度）、三角形凸部の底辺の長さが５０μｍ、三角形凸部のピッチ間隔が５０μｍである直角二等辺三角形の三角形凸部が多数個光出射面に形成された偏向構造板を用いた以外は、実施例１と同様にして面光源装置（１）を得た。

上記のようにして得られた各面光源装置について現出される４本の光源像（４０）の配置（分布）を調べて（図１２参照）、４本の光源像（４０）の間隔（即ち間隔１〜４）をそれぞれ求めた。これらの結果を表１に示す。

表１から明らかなように、この発明の実施例１〜１３の面光源装置は、４本の光源像の配置（分布）が略均等間隔になっており、輝度ムラの少ない均一な光を出射することができる。即ち、急傾斜面の傾斜角度がαの値と同一に設定され、且つ緩傾斜面の傾斜角度がβの値と同一に設定された実施例１、４〜７、９〜１３では、４本の光源像の間隔（間隔１〜４）が完全に均等間隔になっていた。また、急傾斜面の傾斜角度がα±３°の範囲に設定され、かつ緩傾斜面の傾斜角度がβ±３°の範囲に設定された実施例２、３、８では、４本の光源像の間隔（間隔１〜４）は、ほぼ均等間隔になっていた、即ち完全に均等な間隔に対して±２５％以内であった。例えば実施例２では、理想的な完全均等間隔は１０．００ｍｍであるが（実施例１参照）、最も長い間隔（間隔３）が１１．４６ｍｍであり、完全に均等な間隔に対して±２５％以内に収まっていた。

これに対し、光出射面に頂角が９０度（２つの底角４５度）の直角二等辺三角形の三角形凸部が形成された偏向構造板を用いた比較例１では、略均等間隔は到底得られなかった。また、急傾斜面の傾斜角度と緩傾斜面の傾斜角度がこの発明の規定範囲を逸脱した比較例２〜４では、４本の光源像の間隔（間隔１〜４）のいずれかが、完全に均等な間隔に対して±２５％以内に収まっていなかった。例えば比較例２では、理想的な完全均等間隔は１０．００ｍｍであるが（実施例１参照）、最も長い間隔（間隔３）が１４．７６ｍｍであり、完全に均等な間隔に対して±２５％以内に収まっていなかった。また、比較例３では、理想的な完全均等間隔は１０．００ｍｍであるが（実施例１参照）、最も短い間隔（間隔３）が３．６０ｍｍであり、完全に均等な間隔に対して±２５％以内に収まっていなかった。

この発明の面光源装置は、液晶表示装置用のバックライトとして好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。

この発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す模式図である。 図１で用いた偏向構造板を示す斜視図である。 図２の偏向構造板（第１実施形態）の断面図である。 偏向構造板の他の実施形態（第２実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第３実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第４実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第５実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第６実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第７実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第８実施形態）を示す断面図である。 偏向構造板のさらに他の実施形態（第９実施形態）を示す断面図である。 隣り合う光源間における４本の光源像（ランプイメージ）の一例を示す模式的平面図である。

符号の説明

１…面光源装置
２…光源
３…偏向構造板
３ａ…背面（光入射面）
３ｂ…前面（光出射面）
４…凹凸形状部
６…三角形凸部
１４…左下がり斜面
１５…右下がり斜面
１６…急傾斜面
１７…緩傾斜面
２０…液晶パネル
３０…液晶表示装置
Ｘ…左下がり斜面の傾斜角度
Ｙ…右下がり斜面の傾斜角度
Ｓａ…急傾斜面を光入射面に投影した投影面積
Ｓｂ…緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積
Ｅ…左下がり斜面における急傾斜面を光入射面に投影した投影面積
Ｆ…右下がり斜面における急傾斜面を光入射面に投影した投影面積
Ｇ…左下がり斜面における緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積
Ｈ…右下がり斜面における緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積
Ｕａ…左下がり斜面の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さ
Ｕｂ…右下がり斜面の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さ
ｎ…三角形凸部
Ｌ…隣り合う光源の中心間距離
ｄ…光源の中心と偏向構造板の光入射面との距離
ｔ…偏向構造板の厚さ（光入射面と光出射面の距離の最小値（最小間隔））

Claims (7)

1. 複数の光源が互いに間隔をあけて配置され、これら光源の前面側に該光源から放たれた光の向きを変える偏向構造板が配置されてなる面光源装置であって、
   前記偏向構造板は、断面形状が三角形である三角形凸部が複数個突設されてなる凹凸形状部が光出射面に設けられた光透過板からなり、
   前記三角形凸部の左下がり斜面の光入射面に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｘ」としたとき、前記左下がり斜面は、下記式（１）で求められる角度αに対して、
   α−３°≦Ｘ≦α＋３°
   の関係式が成立する急傾斜面であるものと、下記式（３）で求められる角度βに対して、
   β−３°≦Ｘ≦β＋３°
   の関係式が成立する緩傾斜面であるものとが存在し、
   前記三角形凸部の右下がり斜面の光入射面に対する傾斜角度（鋭角）を「Ｙ」としたとき、前記右下がり斜面は、下記式（１）で求められる角度αに対して、
   α−３°≦Ｙ≦α＋３°
   の関係式が成立する急傾斜面であるものと、下記式（３）で求められる角度βに対して、
   β−３°≦Ｙ≦β＋３°
   の関係式が成立する緩傾斜面であるものとが存在することを特徴とする面光源装置。
   

   

   

   

   

   （但し、式（１）〜式（４）において、ｎ：三角形凸部の屈折率、Ｌ：隣り合う光源の中心間距離、ｄ：光源の中心と偏向構造板の光入射面との距離、ｔ：偏向構造板の厚さである）
2. 前記急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｓａ」とし、
   前記緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｓｂ」としたとき、
   ０．９≦Ｓａ／Ｓｂ≦３．０
   の関係式が成立することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記三角形凸部の左下がり斜面における急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｅ」とし、
   前記三角形凸部の右下がり斜面における急傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｆ」としたとき、
   ０．９≦Ｅ／Ｆ≦１．１
   の関係式が成立すると共に、
   前記三角形凸部の左下がり斜面における緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｇ」とし、
   前記三角形凸部の右下がり斜面における緩傾斜面を光入射面に投影した投影面積の合計値を「Ｈ」としたとき、
   ０．９≦Ｇ／Ｈ≦１．１
   の関係式が成立することを特徴とする請求項１または２に記載の面光源装置。
4. 前記三角形凸部の左下がり斜面の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さが１０〜５００μｍであり、前記三角形凸部の右下がり斜面の傾斜方向の長さを光入射面に投影した投影長さが１０〜５００μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源装置。
5. 前記偏向構造板は光拡散剤粒子を含有し、前記偏向構造板の光入射面が平滑面に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置。
6. 前記偏向構造板の光入射面がマット面に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置。
7. 液晶パネルの背面側に請求項１〜６のいずれか１項に記載の面光源装置が配置されたことを特徴とする液晶表示装置。

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