JPWO2007123180A1

JPWO2007123180A1 - 拡散板及び面光源装置

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Publication number: JPWO2007123180A1
Application number: JP2008512149A
Authority: JP
Inventors: 正幸篠原; 靖宏田上; 佳宏上野; 和英廣田; 哲也簑部
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2009-09-03
Also published as: WO2007123173A1; JPWO2007123173A1; TW200745680A; US20090097274A1; CN101421644A; WO2007123180A1

Abstract

導光板３２の上には、プリズムシート３６、凹凸拡散板３７、補正用光学シート３８を重ねる。導光板３２から光出射面４５とほぼ平行な方向へ出射された光は、プリズムシート３６によって光出射面４５にほぼ垂直な方向へ曲げられる。プリズムシート３６を透過したｒ軸方向に長い指向特性の光は、凹凸拡散板３７を透過することによりほぼ円形の指向特性を持つ光に変換される。さらに、凹凸拡散板３７を透過した光は補正用光学シート３８を透過する。補正用光学シート３８は、球面レンズ状、シリンドリカルレンズ状などの拡散パターン５４〜５８を有し、補正用光学シート３８を透過した光は、全体で均一な指向性を有する光に変換され、発光部３３の近傍における輝度ムラや輝線が低減する。

Description

本発明は、拡散板及び面光源装置に関する。特に、液晶表示パネル照明用のバックライト等として用いられる面光源装置と、面光源装置の導光板から放射される光を拡散させるための拡散板に関する。

図１は、導光板１２の上にプリズムシート２０と凹凸拡散板１９を重ねた従来の面光源装置１１を表わし、図２は図１の概略断面図である。また、図３は、図１において１点鎖線で囲んだ領域において面光源装置１１から出射される光の指向特性を表わしている。

この面光源装置１１は、主として導光板１２、発光部１３、反射板１４、凹凸拡散板１９、プリズムシート２０からなる。なお、従来例の説明においては、導光板１２の表面に垂直な方向にｚ軸を定め、導光板１２の発光部１３に対応する辺に平行な方向にｘ軸を定め、ｚ軸及びｘ軸に直交する方向にｙ軸を定めるものとする。

導光板１２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、導光板１２の端面には光入射面１７が形成されている。導光板１２の下面には多数の偏向パターン１６が形成されている。偏向パターン１６は、発光部１３を中心として同心円状に配列されており、各偏向パターン１６は導光板１２の裏面を断面三角形状のＶ溝状に凹設することによって形成されている。

発光部１３は、ＬＥＤ等の小さな発光素子を封止したものである。また、反射板１４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１２の裏面全体に対向するように配置されている。

凹凸拡散板１９は、頂点が鈍った円錐形状をした凸部をほぼ隙間無くランダムに並べたものを単位として、所定ピッチ毎に縦横に繰り返し配列したものである。また、プリズムシート２０は、断面が左右非対称な三角形をした円弧状プリズム２１を同心円状に配列したものであり、各円弧状プリズム２１は発光部１３を中心として円弧状に形成されている。

かかる面光源装置１１においては、図２に示すように、発光部１３から出射された光ｐは、光入射面１７から導光板１２内に入光する。光入射面１７から導光板１２に入射した光ｐは、導光板１２の上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板１２内を放射状に進んでいく。導光板１２の下面に入射する光ｐは、断面三角形状をした偏向パターン１６で全反射する度に導光板１２の上面（光出射面２２）への入射角が小さくなり、光出射面２２に全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射した光ｐは、光出射面２２とほぼ平行な方向へ向けて導光板１２から出射される。そして、光出射面２２とほぼ平行な方向へ出射された光ｐは、プリズムシート２０を透過することによって光出射面２２にほぼ垂直な方向へ曲げられ、ついで凹凸拡散板１９によって拡散されて指向性が広がる。

この面光源装置１１にあっては、いずれの偏向パターン１６も、発光部１３と各偏向パターン１６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１２内を伝搬している光ｐが偏向パターン１６で拡散されても、その光ｐは発光部１３と当該偏向パターン１６とを結ぶ方向を含む導光板１２に垂直な平面内では拡散されるが、光出射面２２に垂直な方向から見たとき導光板１２の平面（ｘｙ平面）内では拡散されることなく直進する。この結果、導光板１２の光出射面２２から出射され、プリズムシート２０を透過して光出射面２２に垂直な方向へ曲げられた光の指向特性は、導光板１２に垂直な方向から見たとき、発光部１３を中心とする放射方向で広く、放射方向に直交する方向でかなり狭くなっている。

よって、図３から分かるように、このような面光源装置１１では、対角方向に位置する箇所では、指向特性が斜め方向に長くなっており、そのため図１に太線矢印で示す方向で光強度が大きくなり、斜め上方から見たときに輝度ムラや輝線が生じる。特に、発光部１３の輝度が高くなると、発光部１３の近くで輝度ムラが目立ってくる。

特開２００３−２１５５８４号公報特開２００５−３５２４００号公報

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、面光源装置における指向性を全体で均一化することによって上記のような輝線や輝度ムラをより低減させることのできる拡散板と、当該拡散板を備えた面光源装置を提供することにある。

本発明にかかる拡散板は、点光源を用いた面光源装置から出射した光を透過させるための拡散板であって、入射光の光軸を含む一平面内で入射光を拡散させる凹部又は凸部からなる複数種類の第１拡散形状部と、入射光の光軸の回りに入射光を拡散させる凹部又は凸部からなる第２拡散形状部とを備えていることを特徴としている。

本発明にかかる拡散板によれば、第１の拡散形状部によって光の透過方向を制御することができるので、拡散板を透過した光の軸回りの各方向における指向特性の広狭を調整することができ、拡散板を透過した光の指向特性を調整することができる。また、第２拡散形状部によれば、拡散板の各位置における全体としての光の広がり具合を調整することができる。よって、この拡散板によれば、拡散板の全体で指向特性がほぼ均一になるようにできる。よって、面光源装置に用いた場合に、輝度ムラや輝線（特に、点光源の近傍における輝度ムラや輝線）を低減させることができる。

本発明にかかる拡散板のある実施態様は、前記第１拡散形状部の高さが、それぞれ前記基板上の位置により変化している。かかる実施態様によれば、第１拡散形状部の高さを基板上の位置により変化させることにより、基板の各位置における指向特性をより高い自由度でもって制御することができる。

本発明にかかる拡散板の別な実施態様は、前記第１拡散形状部が、互いに向きが異なる複数種類のシリンドリカルレンズ状をしたパターンであり、前記第２拡散形状部が、球面レンズ状をしたパターンであることを特徴としている。かかる実施態様によれば、シリンドリカルレンズ状のパターンの長手方向に垂直な面内で入射光を拡散させることができ、また球面レンズ状をしたパターンの中心軸の回りで入射光を拡散させることができる。また、かかる拡散板にあっては、第１拡散形状部や第２拡散形状部のパターン形状が単純であるので、拡散板の製造が容易になる。

本発明にかかる拡散板のさらに別な実施態様は、前記第１拡散形状部が、前記点光源に対応する位置を中心とする放射方向に沿って配置され、かつ、長手方向が前記放射方向と平行となるように配置された複数の第１の拡散パターンと、前記点光源に対応する位置を中心とする放射方向に沿って配置され、かつ、長手方向が前記放射方向と直交するように配置された複数の第２の拡散パターンと、前記点光源に対応する位置に対向する辺と長手方向が直交するように配置された複数の第３の拡散パターンと、前記点光源に対応する位置に対向する辺と長手方向が平行となるように配置された複数の第４の拡散パターンとからなることを特徴としている。かかる実施態様によれば、第１〜第４の拡散パターンの拡散特性が互いに異なっており、しかも、第１及び第２の拡散パターンは面光源装置の導光板から出射される光の指向性の広い方向及び狭い方向に一致するので、拡散板を透過した光の指向特性が円形もしくは等方的になるように第１〜第４の拡散パターンを設計する際、拡散パターンの形状を容易に決めることができる。

本発明にかかる拡散板のさらに別な実施態様は、前記第１の拡散パターンが、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが低くなり、前記第２の拡散パターンが、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが高くなり、前記第３の拡散パターンが、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが低くなり、前記第４の拡散パターンが、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが低くなり、前記第２拡散形状部が、前記基板の全体において均等な高さを有していることを特徴としている。かかる実施態様によれば、点光源の近傍において拡散板を透過した光の指向特性を円形もしくは等方的に変換させることができ、光源の近傍における輝度ムラや輝線をより効果的に低減させることができる。

本発明にかかる拡散板のさらに別な実施態様は、前記基板の他方の面に、プリズム状のパターンを形成したことを特徴としている。かかる実施態様によれば、プリズム状のパターンによって入射光の方向を変えてから前記第１形状部や第２形状部によって光の指向特性を整えることができる。よって、面光源装置に用いる場合には、別途プリズムシートが必要無くなり、組立手間が軽減されると共にコストを安価にすることができる。

本発明にかかる面光源装置は、点光源と、前記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を備えたものである。かかる面光源装置によれば、基板を透過する光の指向特性を基板の全体で均一化することができ、特に点光源の近傍における輝度ムラや輝線を低減させることができる。

なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。

図１は、導光板の上にプリズムシートと凹凸拡散板を重ねた従来の面光源装置を示す斜視図である。図２は、図１に示した従来例の概略断面図である。図３は、図１において１点鎖線で囲んだ領域において面光源装置から出射される光の指向特性を表わした図である。図４は、本発明の実施形態１による面光源装置を示す斜視図である。図５は、本発明の実施形態１による面光源装置を示す分解斜視図である。図６は、実施形態１の面光源装置において、導光板の下面に形成されている偏向パターンの配列を示す図である。図７は、実施形態１の面光源装置に用いられているプリズムシートを裏面側から見た斜視図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施形態１の面光源装置に用いられている凹凸拡散板の第１凹凸パターンと第２凹凸パターンを示す図、図８（ｃ）は凹凸拡散板の合成パターンを示す図である。図９（ａ）は同上の第１凹凸パターンの光学的作用を説明する斜視図、図９（ｂ）は同上の第２凹凸パターンの光学的作用を説明する斜視図である。図１０（ａ）は第１凹凸パターン４２の拡大図、図１０（ｂ）は第２凹凸パターン４３の拡大図である。図１１は凹凸拡散板の合成パターンの一部を示す拡大図である。図１２は、第１の拡散パターンを示す斜視図である。図１３は、第１の拡散パターンの働きを説明する図である。図１４は、第２の拡散パターンを示す斜視図である。図１５は、第２の拡散パターンの働きを説明する図である。図１６は、第３の拡散パターンとその働きを示す平面図である。図１７は、第１〜第３の拡散パターンによって得られる指向特性を示す図である。図１８は、第４の拡散パターンとその働きを示す平面図である。図１９は、第５の拡散パターンとその働きを示す平面図である。図２０は、第４及び第５の拡散パターンによって得られる指向特性を示す図である。図２１は、第１の拡散パターンの高さの分布を示す図である。図２２は、第２の拡散パターンの高さの分布を示す図である。図２３は、第３の拡散パターンの高さの分布を示す図である。図２４は、第４の拡散パターンの高さの分布を示す図である。図２５は、第５の拡散パターンの高さの分布を示す図である。図２６は、図４において１点鎖線で囲んだ領域において面光源装置から出射される光の指向特性を表わした図である。

符号の説明

３１面光源装置
３２導光板
３３発光部
３４反射板
３５拡散板
３６プリズムシート
３７凹凸拡散板
３８補正用光学シート
３９偏向パターン
４０光入射面
４１円弧状プリズム
４２第１凹凸パターン
４３第２凹凸パターン
４４合成パターン
４５光出射面
５４〜５８拡散パターン

以下、本発明の一実施形態（実施形態１）を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものでないのは勿論である。

図４は本発明の実施形態１による面光源装置３１を示す斜視図である。図５は当該面光源装置３１の分解斜視図である。この実施形態では、導光板３２の上面に重ねられた拡散板３５は、プリズムシート３６、凹凸拡散板３７、補正用光学シート３８によって構成されている。このプリズムシート３６、凹凸拡散板３７、補正用光学シート３８は、一枚の拡散板３５に各シートのパターンを重ね合わせるように構成したものでもよく、別々に構成されていてもよい。なお、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、導光板３２の発光部３３に対応する辺に平行な方向にｘ軸を定め、ｚ軸及びｘ軸に直交する方向にｙ軸を定めるものとする。また、発光部３３の中央を中心とする動径方向をｒ軸方向とし、発光部３３の中央を中心とする円周の接線方向をθ方向とする。

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、裏面には複数乃至多数の偏向パターン３９が設けられている。導光板３２に形成されている偏向パターン３９の配列を図６に示す。

導光板３２の下面に形成されている偏向パターン３９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、各偏向パターン３９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偏向パターン３９における、発光部３３に近い側の斜面（反射面）の傾斜角としては、２０°以内が望ましい。また、各偏向パターン３９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伸びており、各偏向パターン３９の反射面は、平面視で（ｚ軸方向から見て）発光部３３と当該偏向パターン３９とを結ぶ方向（ｒ軸方向）と直交している。また、偏向パターン３９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、偏向パターン３９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４０のうち発光部３３と対向する箇所には、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が形成されていてもよい。

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。なお、この実施形態では、発光部３３は、導光板３２の光入射面４０の中央部と対向する位置に配置されているが、導光板３２のコーナー部に配置されていてもよい。但し、その場合には、導光板３２の偏向パターン３９や、拡散プリズムシートの各パターンの配置もそれに応じて変化させる必要がある。

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３２の裏面全体に対向するように配置されている。

拡散板３５は、透明基板（プラスチックシート）の裏面に透明なプリズムシート３６を形成し、当該透明基板の表面に透明な凹凸拡散板３７と補正用光学シート３８が重畳した合成パターンを形成したものである。プリズムシート３６は、透明基板の裏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透明基板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（２Ｐ法：Photo Polymerization 法）によって形成されている。同様に、凹凸拡散板３７と補正用光学シート３８の合成パターンも、２Ｐ法によって形成されている。

なお、プリズムシート３６、凹凸拡散板３７、補正用光学シート３８は実際には、一体に形成されているが、理解を容易にするため、別々に説明する。もっとも、プリズムシート３６、凹凸拡散板３７、補正用光学シート３８の一部又はすべては、互いに別体となるようにしてもよい。

図７は上記プリズムシート３６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３６は、断面が左右非対称な三角形をした円弧状プリズム４１（図７では、円弧状プリズム４１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４１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。

従来例において説明したように（図２参照）、発光部３３から出射して導光板３２内に入射した光は、導光板３２の表面と裏面との間で全反射を繰り返すことによって導光板３２内を導光する。導光板３２内を導光する光が偏向パターン３９で全反射されると、全反射した光は導光板３２の光出射面４５に向かい、全反射の臨界角よりも小さな入射角で光出射面４５に入射した光は光出射面４５を透過してほぼ光出射面４５に平行な方向へ向けて出射される。こうして、光出射面４５と平行な方向へ向けて出射された光は、プリズムシート３６を透過することによって光の方向を曲げられ、光出射面４５にほぼ垂直な方向へ出射される。

凹凸拡散板３７については、特許文献２に詳細に記載されているので、ここでは簡単に説明する。凹凸拡散板３７は、透明基板の上面に第１凹凸形状と第２凹凸形状をスタンパ等によって一度に成形したものであって、第１凹凸形状と第２凹凸形状は合成するようにして重ね合わされている。図８（ａ）及び図８（ｂ）はそれぞれ合成パターンの元になった第１凹凸形状と第２凹凸形状の一部を示す図、図８（ｃ）は第１凹凸形状と第２凹凸形状を合成したパターンに基づいて凹凸拡散板３７の表面に形成されたパターンの一部を示す図である。

第１凹凸形状は複数の第１凹凸パターン４２（凹部又は凸部）によって構成されている。第１凹凸パターン４２は、断面が波形状、半円状、半楕円状、シリンドリカルレンズ状、三角柱状、断面台形状などに形成されており、均一な断面のままで直線状に延びていて線状ないし棒状となっている。また、第１凹凸パターン４２は、長さ方向がｒ軸方向に平行となるようにして放射状に配列されている。図９（ａ）に示すように、下面側から光ｐが垂直に入射したとき、入射光の光軸（最大光度の光線）を含み、かつ、第１凹凸パターン４２の長さ方向に垂直な平面内で入射光を拡散させるというのが、第１凹凸パターン４２の典型的な光学的作用である。

第２凹凸形状は複数の第２凹凸パターン４３（凹部又は凸部）によって構成されている。第２凹凸パターン４３は、球面凹レンズ状、非球面凹レンズ状、円錐状、円錐台状、角錐状、角錐台状などに形成されていてランダムに配列されている。第２凹凸パターン４３は、その大きさもランダムになっていてもよい。さらに、第２凹凸パターン４３は、ランダムに配列された基本パターンを繰り返し周期的に配置することによって全体が構成されていることが望ましい。図９（ｂ）に示すように、下面側から光ｐが垂直に入射したとき、入射光の光軸に平行で、かつ、第２凹凸パターン４３の中心部を通過する直線の回りに入射光を拡散させるというのが第２凹凸パターン４３の典型的な光学的作用である。

凹凸拡散板３７の合成パターン４４は、図８（ａ）のように配列された複数の第１凹凸パターン４２と、図８（ｂ）のように配列された複数の第２凹凸パターン４３とを重ね合わせて合成されている。図１０（ａ）は第１凹凸パターン４２の拡大図、図１０（ｂ）は第２凹凸パターン４３の拡大図、図１１は合成パターン４４の一部の拡大図である。このような凹凸拡散板３７を透過した光には、図１に示したような輝線や輝度ムラが生じる。

補正用光学シート３８は、５種類の拡散パターン、すなわち第１の拡散パターン５４、第２の拡散パターン５５、第３の拡散パターン５７、第４の拡散パターン５８、第５の拡散パターン５６によって構成されている。第１〜第５の拡散パターン５４〜５８は、共通の透明基板の上に重畳して形成されており、補正用光学シート３８は、全体として拡散パターン５４〜５８が合成されたパターンを有している。

図１２は第１の拡散パターン５４を示す斜視図であって、各拡散パターン５４はシリンドリカルレンズ状に形成されている。第１の拡散パターン５４は、発光部３３を中心として放射状に配列されており、各拡散パターン５４はその長手方向が発光部３３を中心とする半径方向（ｒ軸方向）と平行となるように配置されている。従って、導光板３２から出射してプリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、補正用光学シート３８を透過する際、図１３に示すように、第１の拡散パターン５４によってその幅方向へ拡散され、発光部３３を中心とする円周方向で指向特性を広げられる。

また、第１の拡散パターン５４は、発光部３３からある程度離れた領域では、発光部３３からの距離に関係なく同じ形状を有しているが、発光部３３の近傍においては発光部３３に近くなるほど第１の拡散パターン５４の高さが低くなっている。発光部３３の近くでは、第１の拡散パターン５４の高さが低くなっていて第１の拡散パターン５４の表面の曲率が小さくなっているので、発光部３３の近くでは、発光部３３を中心とする円周方向への光の拡散度合いが小さくなっている。第１の拡散パターン５４の高さの分布を図２１に示す。

図１４は第２の拡散パターン５５を示す斜視図であって、各拡散パターン５５はシリンドリカルレンズ状に形成されている。第２の拡散パターン５５は、発光部３３を中心として放射状に配列されており、各拡散パターン５５はその長手方向が発光部３３を中心とする半径方向と直交するように配置されている。従って、導光板３２から出射してプリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、補正用光学シート３８を透過する際、図１５に示すように、第２の拡散パターン５５によってその幅方向へ拡散され、発光部３３を中心とする半径方向で指向特性を広げられる。

また、第２の拡散パターン５５は、発光部３３の近傍にのみ設けられており、発光部３３に近くなるほど第２の拡散パターン５５の高さが高くなっている。発光部３３に近いほど第２の拡散パターン５５の高さが高くなっていて第２の拡散パターン５５の表面の曲率が大きくなっているので、発光部３３の近くでは、発光部３３を中心とする半径方向へ光が大きく拡散される。第２の拡散パターン５５の高さの分布を図２２に示す。

図１６は第５の拡散パターン５６を示す平面図であって、各拡散パターン５６は球面レンズ状に形成されている。第５の拡散パターン５６は、補正用光学シート３８の全面に均等に配列されている。第５の拡散パターン５６の高さの分布を図２３に示す。従って、導光板３２から出射してプリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、補正用光学シート３８を透過する際、第５の拡散パターン５６によって各方向へ拡散される。

従って、発光部３３から離れた箇所では、プリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、発光部３３を中心とする半径方向に広がった指向特性を有しているが、第１の拡散パターン５４によって円周方向へ広げられるので、補正用光学シート３８を透過した光の指向特性は円形に近くなる。また、発光部３３の近傍では、プリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、発光部３３を中心とする半径方向に大きく広がった指向特性を有しているが、発光部３３の近傍では、第１の拡散パターン５４と第２の拡散パターン５５によって円周方向へ大きく広げられるので、発光部３３の近傍でも、補正用光学シート３８を透過した光の指向特性は円形に近くなる。よって、第１の拡散パターン５４、第２の拡散パターン５５、第５の拡散パターン５６によれば、図１７に示すように、面光源装置３１の全体で円形の指向特性を得ることができる。ただし、発光部３３の近傍における光強度は大きなままである。

図１８は第３の拡散パターン５７を示す平面図であって、各拡散パターン５７はシリンドリカルレンズ状に形成されている。第３の拡散パターン５７は、互いに平行に配列されており、各拡散パターン５７はその長手方向が補正用光学シート３８の発光部３３と対向する辺に垂直な方向（ｙ軸方向）と平行となるように配置されている。従って、導光板３２から出射してプリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、補正用光学シート３８を透過する際、第３の拡散パターン５７によってその幅方向へ拡散され、ｘ軸方向で指向特性を広げられる。

また、第３の拡散パターン５７は、発光部３３からある程度離れた領域では、発光部３３からの距離に関係なく同じ形状を有しているが、発光部３３の近傍においては発光部３３に近くなるほど第３の拡散パターン５７の高さが低くなっている。発光部３３の近くでは、第３の拡散パターン５７の高さが低くなっていて第３の拡散パターン５７の表面の曲率が小さくなっているので、発光部３３の近くではｘ軸方向への光の拡散度合いが小さくなっている。第３の拡散パターン５７の高さの分布を図２４に示す。

図１９は第４の拡散パターン５８を示す平面図であって、各拡散パターン５８はシリンドリカルレンズ状に形成されている。第４の拡散パターン５８は、互いに平行に配列されており、各拡散パターン５８はその長手方向が補正用光学シート３８の発光部３３と対向する辺に平行な方向（ｘ軸方向）と平行となるように配置されている。従って、導光板３２から出射してプリズムシート３６及び凹凸拡散板３７を透過した光は、補正用光学シート３８を透過する際、第４の拡散パターン５８によってその幅方向へ拡散され、ｙ軸方向で指向特性を広げられる。

また、第４の拡散パターン５８は、発光部３３からある程度離れた領域では、発光部３３からの距離に関係なく同じ形状を有しているが、発光部３３の近傍においては発光部３３に近くなるほど第４の拡散パターン５８の高さが低くなっている。発光部３３の近くでは、第４の拡散パターン５８の高さが低くなっていて第４の拡散パターン５８の表面の曲率が小さくなっているので、発光部３３の近くではｙ軸方向への光の拡散度合いが小さくなっている。第４の拡散パターン５８の高さの分布を図２５に示す。

従って、面光源装置３１から出射する光は、発光部３３から離れた位置では、図２０に示すように、第３の拡散パターン５７と第４の拡散パターン５８の働きによって大きく拡散され、発光部３３の近傍では、拡散が抑制される。

よって、第１、第２及び第５の拡散パターン５４〜５６による図１７のような特性と、第３及び第４の拡散パターン５７、５８による図２０のような特性とが合わさることにより、面光源装置３１の全体で均一な指向性が得られることになる。

図２６は、図４において１点鎖線で囲んだ領域において面光源装置から出射される光の指向特性を表わしている。図２６によれば、補正用光学シート３８を用いることにより、均一な指向特性の得られることが分かる。そして、このような均一な指向特性を実現することにより、面光源装置３１の輝度ムラや輝線を解消することができる。

なお、上記実施形態１においては、面光源装置３１から出射される光の指向特性は、いずれの位置においてもほぼ等しくなっているが円形にはなっていない。これを円形の指向特性とするためには、補正用光学シート３８の上にさらにＰＣＴ／ＪＰ２００７／５８５１０に開示したような多面体からなる補正用光学シートを重ねればよい。上記実施形態１の補正用光学シート３８によって全体の指向特性を揃えたうえで、多面体からなる前記補正用光学シートで指向特性を円形に整形するようにすれば、設計が容易になると共に指向特性の制御精度を向上させることができる。

Claims

点光源を用いた面光源装置から出射した光を透過させるための拡散板であって、
入射光の光軸を含む一平面内で入射光を拡散させる凹部又は凸部からなる複数種類の第１拡散形状部と、入射光の光軸の回りに入射光を拡散させる凹部又は凸部からなる第２拡散形状部とを備えていることを特徴とする拡散板。
前記第１拡散形状部の高さが、それぞれ前記基板上の位置により変化していることを特徴とする、請求項１に記載の拡散板。
前記第１拡散形状部は、互いに向きが異なる複数種類のシリンドリカルレンズ状をしたパターンであり、前記第２拡散形状部は、球面レンズ状をしたパターンであることを特徴とする、請求項１に記載の拡散板。
前記第１拡散形状部は、前記点光源に対応する位置を中心とする放射方向に沿って配置され、かつ、長手方向が前記放射方向と平行となるように配置された複数の第１の拡散パターンと、前記点光源に対応する位置を中心とする放射方向に沿って配置され、かつ、長手方向が前記放射方向と直交するように配置された複数の第２の拡散パターンと、前記点光源に対応する位置に対向する辺と長手方向が直交するように配置された複数の第３の拡散パターンと、前記点光源に対応する位置に対向する辺と長手方向が平行となるように配置された複数の第４の拡散パターンとからなることを特徴とする、請求項４に記載の拡散板。
前記第１の拡散パターンは、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが低くなり、
前記第２の拡散パターンは、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが高くなり、
前記第３の拡散パターンは、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが低くなり、
前記第４の拡散パターンは、前記点光源に対応する位置の近傍において、前記対応位置に近くなるほど高さが低くなり、
前記第２拡散形状部は、前記基板の全体において均等な高さを有していることを特徴とする請求項５に記載の拡散板。
前記基板のいずれか他方の面に、プリズム状のパターンを形成したことを特徴とする、請求項１に記載の拡散板。
点光源と、
前記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に記載の拡散板と、
を備えた面光源装置。