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JP3928395B2 - 面光源装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面光源装置に関し、特に、液晶表示装置等の画像表示装置においてバックライトとして用いられる面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の面光源装置１の構造を示す分解斜視図であり、図２はその断面図である。この面光源装置１は、発光部２、導光板３、反射板４、プリズムシート５から構成されている。発光部２は、回路基板６上に発光ダイオード等のいわゆる点光源７を複数個実装したものであり、導光板３の端面（光入射端面８）に沿って対向配置されている。導光板３は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂によって成形されており、導光板３の下面（光出射面９と反対側の面）には、凹凸加工や拡散反射インク等のドット印刷等によって拡散パターン１０が形成されている。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１１によって反射板４の両端部が導光板３の下面に貼り付けられている。プリズムシート５は、断面三角形状のプリズムパターン１２を互いに平行に配置されたものであって、導光板３の光出射面９の上に置かれている。
【０００３】
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２から出射された光ｆ１は、導光板３の光入射端面８から導光板３の内部に導入される。導光板３内に閉じ込められた光ｆ１は、導光板３の上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板３内部を進行していく。このとき、拡散パターン１０に入射し拡散パターン１０により拡散反射された光ｆ１が、導光板３の光出射面９に全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射すると、その光ｆ１は図２に示すように光出射面９から導光板３の外部へ出射される。導光板３の光出射面９から斜めに出射された光は、プリズムシート５を通過し、プリズムシート５によって面光源装置１に垂直な方向へ曲げられる。また、導光板３の下面の拡散パターン１０が存在しない箇所を通過して導光板３の下面から出た光ｆ１は、反射板４で反射されることによって再び導光板３内に戻り、導光板３の下面からの光量損失が防止される。
【０００４】
図３は上記面光源装置１におけるプリズムシート５の作用を説明するための概略図である。導光板３の光出射面９からは、拡散パターン１０で拡散反射された光のうち、全反射の臨界角よりも小さな入射角で光出射面９に入射した光だけが出射され、しかも、拡散パターン１０の拡散度合いはあまり大きくないので、光出射面９からは、比較的狭い指向角をもって、光出射面９に垂直な方向から傾いた方向へ光ｆ１が出射される。いま、図３に示すように、プリズムパターン１２を導光板３と反対側に向けてプリズムシート５が導光板３の上面に対向している場合を考えると、プリズムシート５の下面に斜めに入射した光は、プリズムパターン１２の屈折作用によってプリズムシート５にほぼ垂直な方向へ屈折させられる。この結果、プリズムシート５を通過した光は、プリズムシート５にほぼ垂直な方向へ出射される。図５は、プリズムシート５に垂直な方向を基準としたプリズムシート５からの出射角度と輝度（比率）との関係を示すグラフであって、図５の実線カーブＣ１は、図３のようにプリズムパターン１２を導光板３と反対側に向けて配置した場合の出射角度と輝度との関係を示している。
【０００５】
また、図４に示すように、頂角６０°のプリズムパターン１２を導光板３側に向けてプリズムシート５が導光板３の上面に対向させられている場合も、プリズムシート５下面のプリズムパターン１２に斜めに入射した光は、プリズムパターン１２の屈折作用によってプリズムシート５にほぼ垂直な方向へ屈折させられる。このようにプリズムパターン１２を導光板３側に向けて配置した場合の、出射角度と輝度との関係は、図５の破線カーブＣ２のようになる。
【０００６】
次に、図６に示すものは別な構造の面光源装置１３を示す概略断面図である。この面光源装置１３にあっては、発光部から出射され導光板１４内に入射した光ｆ２は、導光板１４の上面と下面との間で全反射を繰り返しながら導光板１４内を伝搬する。導光板１４の下面には、三角プリズム状の反射パターン１５が形成されており、図６に示す光ｆ２のように、導光板１４の下面で２回反射（全反射又は鏡面反射）した光ｆ２は、導光板１４の上面（光出射面１６）から垂直に出射される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
面光源装置を液晶表示パネルのバックライトとして用いたとき、特に、液晶表示パネルの画像を見易い視野角は３０°（±１５°）程度であるとされる。しかし、図１〜３に示したような面光源装置や図４に示したような面光源装置では、プリズムパターン１２から出射される光の指向特性は、図５に示す実線カーブＣ１や破線カーブＣ２のように広く、プリズムパターン１２に垂直な方向以外にも光が飛んでおり、光の損失が大きかった。
【０００８】
例えば、図１〜図３に示したような面光源装置では、図７に示すように、プリズムシート５を通過した光の広がり角を３０°とするためには、導光板３から出射される光の広がり角は２０°くらいにする必要がある。また、図４に示したようにプリズムシート５を配置された面光源装置では、図８に示すように、プリズムシート５を通過した光の広がり角を３０°とするためには、導光板３から出射される光の広がり角も３０°くらいにする必要がある。しかし、実際には、これらの面光源装置においては、その指向特性は図５に示したように広いものであり、特に見易いとされる視野角外へ出射される光は、損失となっていた。
【０００９】
また、図３や図４のように導光板３の上面にプリズムシート５を置いた面光源装置を用い、その上に液晶表示パネルを重ねた液晶表示装置では、プリズムシート５が液晶表示パネルのすぐ下に位置しているので、プリズムシート５の大きさ０.１ｍｍ程度の欠陥が見えてしまう不都合があった。さらに、プリズムシート５が液晶表示パネルの下に位置しているので、液晶表示パネルの画素とプリズムシート５のプリズムパターン１２との間でモアレ縞を生じる恐れが高かった。
【００１０】
また、図６に示したような構造の面光源装置１３では、図９に示すように、導光板１４の下面から漏れた光ｆ２は、導光板１４の下面に敷いた反射板１７で反射させることにより、再び導光板１４内へ戻すことができる。しかし、導光板１４内へ戻った光ｆ２が導光板１４を通過すると、その光ｆ２は導光板１４の上面から斜め方向へ出射され、導光板１４に垂直な方向へ出射されずに損失となっていた。
【００１１】
従って、従来の面光源装置にあっては、発光部から出射された光の利用効率が十分でなく、より高効率の面光源装置が求められている。
【００１２】
【発明の開示】
本発明の目的とするところは、より高効率の面光源装置を提供することにある。
【００１３】
本発明にかかる面光源装置は、光源と、前記光源からの光を閉じ込めて表面から出射させる導光板とを備えた面光源装置において、前記導光板の裏面には、導光板内の光を反射させるための拡散パターンが離散的に形成されており、該拡散パターンで反射された光は、前記導光板の表面から、導光板の表面にほぼ垂直な方向へ向けて出射され、前記導光板の裏面から斜め方向へ出射された光を反射させて導光板の裏面へ垂直に再入射させる光学シートを、前記導光板の裏面に対向させて配設し、前記光学シートの前記導光板に対向する面は平坦であり、前記光学シートの前記導光板に対向する面と反対側の面に凹凸パターンを形成して光反射面となし、前記光学シートで反射されて前記導光板の裏面へ再入射した光は、前記導光板の表面から、導光板の表面にほぼ垂直な方向へ向けて出射され、前記光学シートで反射される反射光の指向性は、前記光学シートに入射した入射光の指向性よりも狭くなっていることを特徴としている。ここで、斜め方向とは、導光板の裏面に垂直な方向から傾いた方向である。
【００１４】
本発明にかかる面光源装置にあっては、導光板の裏面から斜め方向へ出射された光を反射させて導光板の裏面へ垂直に入射させる光学シートを、導光板の裏面に対向させて配設しているので、導光板の裏面から漏れた光を視野角内へ反射させることができ、従来視野角外へ反射されていた光も視野角内へ集めることができ、光の利用効率を高めることができる。
【００１５】
また、この面光源装置にあっては、画像表示パネルの背後に面光源装置を配置する場合、画像表示パネルから最も遠い位置に光学シートが位置するので、光学シートに欠陥があった場合もその欠陥が見えにくくなると共に、画像表示パネルと光学シートとの間でモアレ縞が発生しにくくなる。
【００１６】
また、本発明にかかる面光源装置においては、前記光学シートは、前記導光板に対向する面と反対側の面に凹凸パターンを形成され、該凹凸パターンを形成された面を光反射面とし、凹凸パターンからなる反射面で光を反射させるようにしているので、この凹凸パターンの形状または傾斜角によって光の反射方向を制御することができる。
また、本発明にかかる面光源装置においては、前記光学シートで反射されて前記導光板の裏面へ再入射した光は、前記導光板の表面から、導光板の表面にほぼ垂直な方向へ向けて出射されるので、光学シートによって導光板裏面にほぼ垂直に再入射された光は、導光板の表面から、ほぼ垂直な方向へ向けて出射し、これによって光の利用効率をきわめて高くすることができる。
さらに、本発明にかかる面光源装置では、前記導光板の裏面には、導光板内の光を反射させるための拡散パターンが離散的に形成されており、該拡散パターンで反射された光は、前記導光板の表面から、導光板の表面にほぼ垂直な方向へ向けて出射されるので、光を画像の見やすい方向へ集めることができ、より光の利用効率を高めることができる。
さらに、本発明にかかる面光源装置においては、前記光学シートで反射される反射光の指向性は、前記光学シートに入射した入射光の指向性よりも狭くなっているので、導光板から漏れた光を光学シートで反射させることにより光を指向性を狭くすることができ、光の利用効率をより一層高くすることができる。
【００１７】
本発明の面光源装置にかかる実施態様においては、前記凹凸パターンを形成された面に金属薄膜を形成することによって光反射面としている。この実施態様では、金属薄膜からなる光反射面で光学シートに入射した光を反射させて導光板側へ戻すことができるので、全反射を利用して光を反射させるよりも確実に光を反射させることができる。よって、光学シートの裏面からの光の漏れが無く、光利用効率をより向上させることができる。
【００２１】
本発明の面光源装置にかかる別な実施態様においては、前記導光板の表面に垂直な方向から見たとき、導光板内を伝搬する光は、一方向で指向性が狭くなっていることを特徴としている。この実施態様においては、導光板内を伝搬する光が一方向で指向性が狭くなっているので、導光板の裏面から漏れる光も一方向で指向性が狭くなっており、光学シートによる反射光の制御が容易になる。
【００２２】
本発明の面光源装置にかかるさらに別な実施態様においては、前記光学シートに形成された前記凹凸パターンと前記導光板に形成された前記拡散パターンは、光源（例えば、点状光源）を中心としてそれぞれ同心円状に配置されていてもよい。また、本発明の面光源装置にかかるさらに別な実施態様においては、前記導光板の端面に沿って延びた光源（いわゆる、線状光源）である場合には、前記光学シートに形成された凹凸パターンは、当該光源に対して平行なパターンとなっていることが望ましい。
【００２３】
なお、この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。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１０は本発明の一実施形態による液晶表示装置２１の構造を示す分解斜視図、図１１はその断面図である。この液晶表示装置２１は、透過型の液晶表示パネル２２と、拡散板２３、面光源装置（バックライト）２４からなり、面光源装置２４は、導光板２５、発光部２６、プリズムシート２７から構成されている。発光部２６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等のいわゆる点光源によって構成されている。点光源といっても、発光ダイオード等が１個である必要はなく、複数個の発光ダイオード等が導光板２５の幅に比較して小さな領域に局在していればよい。また、発光部２６は、導光板２５の端面（光入射端面２８）の中央部に対向するように配置されていてもよく、導光板２５の端部に埋め込まれていてもよい。
【００２５】
導光板２５は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂材料によって成形されており、導光板２５の下面には多数の拡散パターン２９が形成されている。拡散パターン２９は、図１２に示すように、発光部２６を中心として同心円状に配置されている。拡散パターン２９は、導光板２５の下面に形成された断面三角形状又は断面略半円状（カマボコ形）をした凹部によって形成されており、各拡散パターン２９は、発光部２６と当該拡散パターン２９の配置されている位置とを結ぶ方向と直交する方向に延びている。
【００２６】
しかして、発光部２６から出射された光は、光入射端面２８から導光板２５に入って導光板２５内に閉じ込められ、導光板２５の上面及び下面で全反射を繰り返しながら導光板２５内部を進む。導光板２５内で拡散パターン２９に当たった光ｆ３は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、拡散パターン２９の界面で反射されて導光板２５表面の光出射面３０に向けて出射され、光出射面３０に対して全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射することにより光出射面３０からほぼ垂直に外部へ出射される。あるいは、図１３（ａ）に示す光ｆ３のように、導光板２５の下面で連続して２回全反射されることによって導光板２５表面の光出射面３０に向けて出射され、光出射面３０からほぼ垂直な方向へ出射される。
【００２７】
個々の拡散パターン２９は、発光部２６を中心とする円周方向には一様であるので、図１４（ａ）に示すように、導光板２５内に入射した光が拡散パターン２９に当たっても平面視では光の進行方向は変化せず、発光部２６を中心とする円周方向では、光の拡散作用は無い。そのため、円周方向における光の均一性は、円周方向における発光部２６の光量分布、あるいは光入射端面２８から導光板２５内部に入った光の光量分布のみによって決まる。この結果、このような面光源装置２４では、円周方向における光の指向特性が狭くなっているので、図１４（ｂ）に示すように、導光板２５の光出射面３０から出射した光の指向性は導光板２５の幅方向できわめて狭く、長さ方向で広くなっている。このように導光板２５に垂直な方向から見たときに、指向性が一方向（拡散パターン２９の円周方向）で狭くなっているので、より多くの光を垂直に出射させることができる。この狭い方向の指向角は、液晶表示装置２１の画面の見易さからは、±１５°〜±２０°（全体として、３０°〜４０°）が好ましい。
【００２８】
発光部２６から出射して導光板２５内に入射して光は、導光板２５に垂直な方向から見て放射状に広がっているので、発光部２６の近くでは光強度が大きく、発光部２６から離れるに従って光強度が小さくなっている。そのため、発光部２６に近い領域では拡散パターン２９のパターン密度を小さくし、発光部２６から遠くにある領域では拡散パターン２９のパターン密度を大きくして光が光出射面３０から出射され易くしてあり、それによって導光板２５の光出射面３０から出射される光の分布を均一化して輝度ムラが生じにくくしている。
【００２９】
また、プリズムシート２７の下面（導光板２５と対向する面と反対側の面）には、図１０及び図１１に示すように断面三角形をしたプリズム状の凹凸パターン３１が形成されている。凹凸パターン３１は、発光部２６を中心とする円周状に形成されており、各凹凸パターン３１は一定のピッチで同心円状に形成されている。プリズムシート２７の下面全体には、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ等を蒸着させた金属蒸着膜によって反射面３２が形成されている。
【００３０】
図１５（ａ）（ｂ）はプリズムシート２７の樹脂成形部分３３（反射面３２を形成する前のプリズムシート）の一例を示す一部破断した拡大断面図及びその裏面図である。このプリズムシート２７では、３０μｍの周期（ピッチ）で、深さ８.８μｍの凹凸パターン３１が同心円状に、かつ離散的に形成されており、凹凸パターン３１の傾斜角が１８°、隣接する斜面間のなす角度が９０°（つまり、凹凸パターン３１が断面直角三角形状である。）となっている。なお、この数値は一例として挙げたものであって、これらの数値に限定されるものではない。
【００３１】
上記のように凹凸パターン３１を離散的に形成されたプリズムシート２７は、液晶表示パネル２２の１画素内に、１つ以上の凹凸パターン３１が対応していることが望ましい。液晶表示パネル２２の１画素に１つ以上の凹凸パターン３１が対応することにより、各画素間における輝度のバラツキを小さくすることができる。また、凹凸パターン３１の周期は、導光板２５の拡散パターン２９と干渉してモアレ縞が発生しないようにするため、拡散パターン２９の周期（あるいは、拡散パターン２９のもっとも小さな周期）の整数倍にならないようにするのがよい。なお、図１５（ｂ）では、凹凸パターン３１が円周方向で分割されたプリズムシート２７を示したが、凹凸パターン３１は円周方向で連続していてもよい。
【００３２】
しかして、拡散パターン２９を透過して、あるいは拡散パターン２９のない平坦な箇所を通過して、導光板２５の裏面から斜めに出射された光は、図１６に示すように、プリズムシート２７内に入り、反射面３２で反射される。プリズムシート２７の下面形状（凹凸パターン３１の角度など）は、こうして反射面３２で反射された光が、プリズムシート２７に垂直な方向へ反射されるように設計されている。よって、プリズムシート２７で反射された光は、導光板２５を通過して導光板２５の光出射面３０から、光出射面３０にほぼ垂直な方向へ向けて出射される。前記のように導光板２５内の光は、発光部２６を中心とする同心円の円周方向には狭い指向性を有しているので、導光板２５の下面から斜めに出射される光も、円周方向では狭い指向性を有しており、このような狭指向性の光がプリズムシート２７の反射面３２で反射されるので、導光板２５の下面からの光の損失を最小限に抑えると共に同様に狭い指向性をもって導光板２５の上面から光を出射させることができる。
【００３３】
また、このプリズムシート２７では、導光板２５の拡散パターン２９に合わせて、発光部２６を中心とする同心円状に凹凸パターン３１を形成されているので、プリズムシート２７で反射される光の量が面内で均一になる。
【００３４】
拡散パターン２９で反射されて導光板２５の上面から出射される光ｆ３は、前記のように導光板２５に対してほぼ垂直な方向へ出射され（図１３）、その指向特性は図１７で表される。ただし、図１７において、横軸は導光板２５を側面から見て導光板２５表面に垂直な方向に対する光線の角度、縦軸は任意単位（a.u.）で表した光強度である。図１７に表されているように、画像を見やすいとされる視野角３０°（±１５°）内には、導光板２５の上面から出射される全光量のうち５５％の光が含まれている。
【００３５】
これに対し、拡散パターン２９を透過して、あるいは拡散パターン２９のない平坦な箇所を通過して、導光板２５の裏面から出射される光は、図１６に示したように、導光板２５の裏面に対して斜めに出射され、その指向特性は図１８で表される。ただし、図１８において、横軸は導光板２５を側面から見て導光板２５裏面に垂直な方向に対する光線の角度θ、縦軸は任意単位（a.u.）で表した光強度である。図１８に表されているように、導光板２５の下面から出射される光の傾きは、約６８°であり、その半値角は２８°と狭くなっている。このため、導光板２５の下面から出射された光がプリズムシート２７に入射する時には、２８°の広がり角の光が９０°に近い入射角で入射し、図１９に示すように、プリズムシート２７に入射した光は、プリズムシート２７の界面（上面）で屈折することによって９°という非常に狭い指向角を持つ光となり、その指向角を保ったまま反射面３２で反射され、プリズムシート２７の上面からは１３°の狭い指向角を持つ光として出射される。
【００３６】
導光板２５の拡散パターン２９で反射された光も、光出射面３０にほぼ垂直な方向へ出射されるが、上記のように、反射光を光出射面３０にほぼ垂直な方向に揃えて出射させる機能（狭指向性）は拡散パターン２９よりもプリズムシート２７の方が優れている。このため、図２０に示すように、導光板２５の裏面に設けられている拡散パターン２９のパターン密度が大きいほど導光板２５から出射される光量（出射光量）は増えるが、光出射面３０から出射される光の拡散度が大きくなり、指向性が広くなる。よって、導光板２５から出射される光の指向性を狭くするためには、拡散パターン２９のパターン密度が４０％以下であることが望ましい。一方、出射光量を保つためには、例えば１０％以上であることが望ましい。従って、導光板２５の拡散パターン２９は、あまり密に分布させることなく、離散的に分布させ、拡散パターン２９間に平坦な部分が生じるようにすることが望ましい。
【００３７】
導光板２５の裏面にプリズムシート２７を置いた本発明にかかる面光源装置２４の明るさと、導光板の裏面に白色散乱シートを置いた比較例１の面光源装置の明るさと、導光板の裏面に鏡面反射シートを置いた比較例２の面光源装置の明るさとを比較したところ、次のような結果が得られた。
プリズムシート（本発明） １７５a.u.
白色散乱シート（比較例１） １００a.u.
鏡面反射シート（比較例２） １０４a.u.
この結果によれば、本発明の面光源装置２４では、比較例１や比較例２の通常の面光源装置に比べて約１.７５倍明るくなった。
【００３８】
本発明の液晶表示装置２１においては、拡散板２３は必ずしも必要ではないが、面光源装置２４から出射される光の指向性が狭すぎる場合には、面光源装置２４と液晶表示パネル２２の間に拡散板２３を置くことによって指向性を調整することができる。
【００３９】
また、本発明の液晶表示装置２１では、液晶表示パネル２２から最も遠い位置にプリズムシート２７を置いているので、プリズムシート２７に大きさが０.２ｍｍ程度の欠陥があっても見えにくくなり、面光源装置２４を製造する上での歩留まりが向上する。
【００４０】
また、本発明の液晶表示装置２１では、液晶表示パネル２２とプリズムシート２７の間に約１ｍｍの距離が生じるので、液晶表示パネル２２とプリズムシート２７との間でモアレ縞が発生しにくくなる。さらに、プリズムシート２７の凹凸パターン３１を導光板２５と反対側に向けているので、導光板２５の拡散パターン２９とプリズムシート２７の凹凸パターン３１との間には、約０.１ｍｍの距離があり、拡散パターン２９と凹凸パターン３１の干渉によるモアレ縞も生じにくい。
【００４１】
（第２の実施形態）
図２１は本発明の別な実施形態による液晶表示装置４１の構造を示す分解斜視図である。この液晶表示装置４１は、発光部として線状光源４２を用いている。面光源装置２４は、液晶表示パネル２２と拡散板２３の下面側に配設されており、その線状光源４２は、蛍光管４３とリフレクタ４４とからなり、線状光源４２は導光板２５の光入射端面２８のほぼ全長にわたって対向させられている。また、線状光源４２を用いていることに対応して、導光板２５の下面には線状光源４２と平行に配列された拡散パターン２９が形成されている。さらには、導光板２５の拡散パターン２９に対応して、プリズムシート２７の凹凸パターン３１も断面三角形状をしたものが一定ピッチで、線状光源４２と平行に形成されている。このような面光源装置２４でも、狭い視野角内に光を出射させることができ、光の利用効率を高くすることができる。また、第１の実施形態の場合と同様、モアレ縞を防止できると共に、プリズムシート２７の欠陥が見えにくくなる。
【００４２】
さらに、この導光板２５でも、拡散パターン２９のパターン密度は線状光源４２の近くでは小さく、線状光源４２から離れるに従ってパターン密度が次第に大きくなっている。このため、この面光源装置２４でも、光出射面３０の輝度分布を均一にすることができる。
【００４３】
図２２に示す面光源装置も発光部として線状光源４２を用いたものであるが、この線状光源４２では、点状光源４６の光を線状光源４２に変換したものを発光部としている。すなわち、この線状光源４２は、発光ダイオード等の点光源４６と、くさび状をした導光体４５とから構成されており、導光体４５の端面に対向させて点光源４６が配置されている。導光体４５は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の高い樹脂によって成形されており、導光板２５の光入射端面２８と対向している面（以下、前面という。）４７は光入射端面２８と平行になっており、他方の面（以下、背面という。）４８は光入射端面２８に対して傾いており、導光体４５の幅は点光源４６から遠くなるに従って次第に狭くなっている。
【００４４】
しかして、点光源４６から出射された光は、導光体４５の端面から導光体４５内に入り、導光体４５の両面４７、４８で反射を繰り返しながら進み、背面４８で反射することによって前面４７への入射角を減少させられる。前面４７への入射角が全反射の臨界角よりも小さくなると、その光は導光体４５の前面４７から出射される。こうして、導光体４５の前面４７の全体からはほぼ均一に光が出射され、導光板２５の光入射端面２８全体から導光板２５内に光が入射させられる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図２３は本発明のさらに別な実施形態による液晶表示装置５１を示す概略側面図である。この実施形態では、プリズムシート２７の表面（導光板２５と対向する側の面）に凹凸パターン３１を形成すると共にその表面に金属蒸着などによって反射面３２を形成している。プリズムシート２７の表面に反射面３２を設けると、垂直輝度は低くなるが、プリズムシート２７で見やすいとされる視野角は３０°（±１５°）であるので、この視野角内には反射光全体の約７０％の光が入り、面光源装置５２としては、十分に有効である。
【００４６】
また、プリズムシート２７の反射面３２で反射される光の方向が、プリズムシート２７に対して垂直でない場合には、図２４に示す液晶表示装置５３のように、導光板２５に対して垂直に光を反射させるよう、プリズムシート２７を導光板２５に対して傾けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の面光源装置の構造を示す分解斜視図である。
【図２】同上の面光源装置の断面図である。
【図３】同上の面光源装置におけるプリズムシートの作用を説明するための概略図である。
【図４】プリズムパターンの向きが異なる面光源装置におけるプリズムシートの作用を説明するための概略図である。
【図５】プリズムシートに垂直な方向を基準としたプリズムシートからの出射角度と輝度（比率）との関係を示すグラフであって、実線カーブＣ１はプリズムパターンを導光板と反対側に向けて配置した場合の出射角度と輝度との関係を示し、破線カーブＣ２はプリズムパターンを導光板側に向けて配置した場合の出射角度と輝度との関係を示している。
【図６】別な構造の面光源装置を示す概略断面図である。
【図７】プリズムパターンが導光板と反対側を向いている場合において、プリズムシートに入射する光の視野角とプリズムシートから出射する光の視野角との関係を示す図である。
【図８】プリズムパターンが導光板側を向いている場合において、プリズムシートに入射する光の視野角とプリズムシートから出射する光の視野角との関係を示す図である。
【図９】図６に示した面光源装置において、導光板の下面から漏れた光の挙動を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施形態による液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。
【図１１】同上の液晶表示装置の断面図である。
【図１２】導光板の下面に形成されている拡散パターンを示す図である。
【図１３】導光板内で拡散パターンに当たった光の挙動を説明する図である。
【図１４】（ａ）は導光板の拡散パターンと導光板内を光が進む様子を示す図、（ｂ）は導光板の光出射面から出射される光の指向性を示す図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）はプリズムシートの樹脂成形部分の一例を示す一部破断した拡大断面図及びその裏面図である。
【図１６】導光板の裏面から漏れた光がプリズムシートで反射されて導光板内に再入射する様子を示す図である。
【図１７】導光板の拡散パターンで反射されて導光板の上面から出射される光の指向特性を示す図である。
【図１８】導光板の裏面から出射される光の指向特性を示す図である。
【図１９】導光板の下面から出射されプリズムシートに入射する光と、プリズムシート内の光と、プリズムシートの上面から出射される光の指向角を示す図である。
【図２０】導光板の裏面に設けられている拡散パターンのパターン密度と、導光板から出射される光量（出射光量）及び拡散度の逆数との関係を示す図である。
【図２１】本発明の別な実施形態による液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。
【図２２】発光部として点状光源の光を線状光源に変換したものを用いた液晶表示装置を示す斜視図である。
【図２３】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示装置を示す概略側面図である。
【図２４】プリズムシートを斜めに傾けて配設した液晶表示装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
２１ 液晶表示装置
２２ 液晶表示パネル
２３ 拡散板
２４ 面光源装置
２５ 導光板
２６ 発光部
２７ プリズムシート
２８ 光入射端面
２９ 拡散パターン
３０ 光出射面
３１ 凹凸パターン
３２ 反射面
３３ 樹脂成形部分
４１ 液晶表示装置
４２ 線状光源
４３ 蛍光管
４４ リフレクタ
４５ 導光体
４６ 点光源
４７ 前面
４８ 背面

Claims (5)

  1. 光源と、前記光源からの光を閉じ込めて表面から出射させる導光板とを備えた面光源装置において、
    前記導光板の裏面には、導光板内の光を反射させるための拡散パターンが離散的に形成されており、該拡散パターンで反射された光は、前記導光板の表面から、導光板の表面にほぼ垂直な方向へ向けて出射され、
    前記導光板の裏面から斜め方向へ出射された光を反射させて導光板の裏面へ垂直に再入射させる光学シートを、前記導光板の裏面に対向させて配設し、
    前記光学シートの前記導光板に対向する面は平坦であり、
    前記光学シートの前記導光板に対向する面と反対側の面に凹凸パターンを形成して光反射面となし、
    前記光学シートで反射されて前記導光板の裏面へ再入射した光は、前記導光板の表面から、導光板の表面にほぼ垂直な方向へ向けて出射され、
    前記光学シートで反射される反射光の指向性は、前記光学シートに入射した入射光の指向性よりも狭くなっていることを特徴とする面光源装置。
  2. 前記凹凸パターンを形成された面に金属薄膜を形成することによって光反射面としたことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
  3. 前記導光板の表面に垂直な方向から見たとき、導光板内を伝搬する光は、一方向で指向性が狭くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
  4. 前記光学シートに形成された前記凹凸パターンと前記導光板に形成された前記拡散パターンは、前記光源を中心としてそれぞれ同心円状に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
  5. 前記光源は、前記導光板の端面に沿って延びた光源であって、前記光学シートに形成された凹凸パターンと前記導光板に形成された前記拡散パターンは、当該光源に対して平行なパターンとなっていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
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