JP2000067626A - 面光源装置及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光度及びその均一性を低下させることなく容
易に大面積化することが可能な薄型の面光源装置を提供
する。 【解決手段】 ２つの板状導光体１２Ａ，１２Ｂの光入
射端面１２Ａ１，１２Ｂ１の双方に隣接してこれら光入
射端面に沿って延在するように線状光源１４が配置され
ている。２つの導光体１２Ａ，１２Ｂは線状光源１４か
らそれぞれ光入射端面１２Ａ１，１２Ｂ１を経て入射す
る光を同一の側の光出射面１２Ａ３，１２Ｂ３から出射
させる光出射機構を有している。２つの導光体１２Ａ，
１２Ｂ及び線状光源１４に隣接して光出射面１２Ａ３，
１２Ｂ３の側にこれら光出射表面からの出射光の進行方
向を変化させるプリズムシート１６が配置されている。
以上のようにして構成される面光源装置のプリズムシー
ト１６に隣接して画像担持体１８を配置することで、画
像表示装置が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明及び画像表示
の技術分野に属するものであり、特に面光源装置と該面
光源装置により画像担持体を透過照明することで画像を
表示する画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
案内表示や広告表示などの各種表示のために使用される
画像表示装置として、室内やトンネルなどの構造物内あ
るいは夜間における視認性を向上させ表示効果を高める
ため、画像担持体を背面側から照明するようにしたもの
が利用されている。画像担持体は、例えばフィルム画像
のような静止画像担持体や液晶パネルのような動画像担
持体である。

【０００３】このような背面照明のために使用される光
源としては、表示画像の全体にわたってできるだけ均一
に照明光を照射し、しかも画像担持体と照明光源との全
体的構成をできるだけ薄型化するために、板状導光体の
端面に沿って線状光源を配置し該導光体の一表面から照
明光を出射させるようにした、いわゆるエッジライト型
の面光源装置が利用されている。このようなエッジライ
ト型の面光源装置は、ノート型パソコン（パーソナルコ
ンピュータ）の表示画面を構成するのに使用されている
液晶表示装置（液晶ディスプレイ）においても利用され
ており、例えば実開平３−６９１８４号公報や特公平７
−２７１３６号公報や特公平７−２７１３７号公報等に
記載されている。

【０００４】以上のような面光源装置において、線状光
源から発せられ導光体内へと入射した光は、表面及び該
表面とほぼ平行に或は傾斜して形成された裏面による繰
り返し反射を受けて、導光体内を入射端面と対向する端
面の方へと伝達される。この伝達の途中で、導光体に形
成された光出射機能により、一部の光が導光体の光出射
面から出射する。この出射光或はそれを拡散シート等に
通した光はかなり広い角度分布を有していたり、観察方
向と異なる方向に指向性を有していたりする。このた
め、必要な方向に光を集中させたり、必要な方向に指向
性を変更させて光を出射させるために、プリズムシート
などが使用される。このプリズムシートは、実開平３−
６９１８４号公報に開示されているように、プリズム面
を導光体と反対の側に向けて配置されることが多く、ま
た、プリズムシートは、プリズム稜線の方向が互いに直
交するような配置で重ね合わせて使用することができ
る。更には、特公平７−２７１３６号公報や特公平７−
２７１３７号公報に開示されているように、プリズム面
を導光体側に向けて配置されたものも提案されている。

【０００５】ところで、近年では、次第に表示画面の大
型化が求められるようになってきており、この要求を満
たすために、面光源装置としても大面積のものが要求さ
れている。このように大面積化した場合でも、全面にわ
たってできるだけ高い光度で照明光を発生させることが
要求される。また、全面にわたってできるだけ光度の均
一な照明光を発生させることが要求される。

【０００６】そこで、本発明は、薄型化に有利なエッジ
ライト型の面光源装置において、光度を低下させること
なく容易に大面積化することが可能な面光源装置を提供
することを目的とするものである。

【０００７】更に、本発明は、薄型化に有利なエッジラ
イト型の面光源装置において、光度の均一性を低下させ
ることなく容易に大面積化することが可能な面光源装置
を提供することを目的とするものである。

【０００８】また、本発明は、薄型で大面積化が可能で
明るい表示が可能な画像表示装置を提供することを目的
とするものである。

【０００９】更に、本発明は、薄型で大面積化が可能で
明るさの均一性の良好な表示が可能な画像表示装置を提
供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、２つの板状導光体の光
入射端面の双方に隣接して該光入射端面に沿って延在す
るように線状光源が配置されており、前記２つの導光体
は前記線状光源からそれぞれ光入射端面を経て入射する
光を同一の側の光出射面から出射させる光出射機構を有
しており、前記２つの導光体及び前記線状光源に隣接し
て前記光出射面の側に該光出射面からの出射光の進行方
向を変化させる光進行方向転換素子が配置されているこ
とを特徴とする面光源装置、が提供される。

【００１１】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、複数の板状導光体と複数の線状光
源とが、隣接する導光体の光入射端面の双方に隣接して
該光入射端面に沿って延在するように線状光源を介在さ
せて、交互に配列されており、前記隣接する導光体は前
記線状光源からそれぞれ光入射端面を経て入射する光を
同一の側の光出射面から出射させる光出射機構を有して
おり、前記導光体及び前記線状光源に隣接して前記光出
射面の側に該光出射面からの出射光の進行方向を変化さ
せる光進行方向転換素子が配置されていることを特徴と
する面光源装置、が提供される。

【００１２】更に、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、以上のような面光源装置と、前記
光進行方向転換素子に隣接して配置された画像担持体と
を含んでなることを特徴とする画像表示装置、が提供さ
れる。

【００１３】以上のような構成を有する本発明によれ
ば、複数の導光体を配列し、その光出射面側に光進行方
向転換素子を配置することにより、隣接する導光体のつ
なぎ目においても双方の導光体の光出射面端部近傍から
互いに逆向きに出射される２方向の出射光を、光進行方
向転換素子によって目的とする方向（たとえば法線方
向）へとほぼ揃えるように方向転換させることができ、
面光源装置の大面積化とともに光度の均一化を図ること
ができる。また、導光体のつなぎ目に配置された線状光
源の上方に光制御部材を配置することによって、つなぎ
目での光度の増加を制御して、より一層の光度の均一化
を図ることができる。更に、多数の導光体を配列して大
面積の面光源装置を構成する際に、隣接する導光体間に
線状光源を配置することによって、光度を低下させるこ
となく大面積化することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明による面光源装置の第１の実
施形態の構成を示す模式的部分斜視図である。図１に
は、この面光源装置を用いて画像表示装置を構成した形
態が示されている。

【００１６】図１において、符号１２Ａは矩形状の第１
の板状導光体を示し、符号１２Ｂは同様な矩形状をなす
第２の板状導光体を示し、符号１４は線状光源を示す。
符号１６は光進行方向転換素子を示し、符号１８は表示
のための画像を担持する画像担持体を示す。

【００１７】導光体１２Ａでは、Ｙ方向に延びている一
端面１２Ａ１を光入射面とし、端面１２Ａ１と略直交す
るＸ−Ｙ面内の一主面たる表面（上面）１２Ａ３を光出
射面としている。この導光体１２Ａは、光入射端面１２
Ａ１と反対側に該光入射端面１２Ａ１と平行にＹ方向に
延びている対向端面１２Ａ２を有しており、表面１２Ａ
３と反対側にはＸ−Ｙ面内の主面たる裏面（下面）１２
Ａ４を有している。裏面１２Ａ４には、光反射部材２２
Ａが付設されている。尚、導光体１２Ａの２つの主面１
２Ａ３，１２Ａ４は互いに平行でなくともよく、例えば
一端面１２Ａ１側から対向端面１２Ａ２の方へと少しづ
つ厚さが減少するようなくさび形であってもよい。

【００１８】線状光源１４は、導光体端面１２Ａ１に隣
接して該端面１２Ａ１に沿ってＹ方向に延びた状態で配
置されている。線状光源１４Ａから発せられた光は、光
入射端面１２Ａ１から導光体１２Ａ内へと入射せしめら
れる。

【００１９】導光体１２Ａ内に入射した光は、光反射部
材２２Ａが付設された裏面１２Ａ４と光出射面１２Ａ３
とにより全反射等の反射を繰り返し受け、対向端面１２
Ａ２の方へと伝達される。この光伝達の途中で、裏面１
２Ａ４から出射する一部の光は、光反射部材２２Ａによ
り反射せしめられ裏面１２Ａ４から導光体１２Ａへと再
入射せしめられる。また、この光伝達の途中で、光出射
面１２Ａ３から一部の光が出射する。

【００２０】この光出射面１２Ａ３からの光出射は、主
として導光体１２Ａに形成されている光出射機構の作用
に基づきなされる。この光出射機構は、光を或る程度斜
め上向きに揃った指向性をもって出射させる。実際に
は、図２に示されているように、光出射面１２Ａ３から
出射する光は、Ｘ−Ｚ面Ｐ内の進行方向に分布を持つ。
分布の最大ピークを示す最大ピーク光度出射光Ｍは光出
射面１２Ａ３の法線Ｎの方向に対して角度θをなしてお
り、この角度θは４５度〜８５度とするのが好ましい。
また、最大ピーク光度値の１／２以上の光度値の光の分
布角度範囲（半値幅角度範囲）φを８０度以下例えば４
０度以下とするのが好ましい。

【００２１】光出射面１２Ａ３から出射することなく対
向端面１２Ａ２に到達した光の一部は、該端面１２Ａ２
により反射され、光入射端面１２Ａ１の方へと進行す
る。そのような光に基づき、図２に示されているよう
に、光出射面１２Ａ３からの出射光分布において、法線
Ｎに関して最大ピーク光度出射光Ｍと反対側に小さなピ
ーク光度の出射光ｍがあらわれる。

【００２２】尚、本発明においては、光入射端面１２Ａ
１，１２Ｂ１に対する線状光源１４の配置と同様にし
て、対向端面１２Ａ２，１２Ｂ２のそれぞれに隣接して
該端面１２Ａ２，１２Ｂ２に沿ってＹ方向に延びた状態
で線状光源を配置することもできる。このように端面１
２Ａ２，１２Ｂ２に隣接して配置された線状光源からの
光は、端面１２Ａ２，１２Ｂ２から導光体１２Ａ，１２
Ｂ内に入射する。

【００２３】導光体１２Ａの光出射機構としては、例え
ば、光出射面１２Ａ３または裏面１２Ａ４に形成された
微細な凹凸を用いることができる。この微細な凹凸とし
ては、平均傾斜角２度〜８度程度のものを用いるのが好
ましい。微細な凹凸をもつ粗面の平均傾斜角（θａ）
は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式表
面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標を
ｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次式 Δａ＝（１／Ｌ）∫₀ ^L｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ θａ＝ｔａｎ^-1（Δａ） を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さで
ある。

【００２４】平均傾斜角θａが小さすぎると、導光体２
からの光の出射率が小さく輝度が低くなりやすい。ま
た、平均傾斜角が大きすぎると、線状光源に近い位置で
大部分の光が出射し、導光体中で線状光源から離れるに
従い光の減衰が著しくなり、光出射面からの出射光も線
状光源から離れるに従って急に減衰し、光出射面内での
輝度の均斉度が低下しやすい。

【００２５】この微細な凹凸は、略等方性であってもよ
いし方向性をもっていてもよい。方向性をもつ場合に
は、微細な凹凸は、例えばＸ−Ｚ断面内の形状が平均傾
斜角２度〜８度程度のＹ方向に並列配置された多数の微
細なプリズム列やレンチキュラーレンズ列等の多数の微
細な凹凸条溝であってもよい。微細な凹凸の凹凸形状の
ピッチは、画像表示装置の観察条件等に応じて画像品質
の劣化がないように定めるのが好ましいが、例えば１μ
ｍ〜２０００μｍ程度とすることができる。

【００２６】また、導光体１２Ａの光出射機構として
は、導光体１２Ａを構成する基礎材料の屈折率と異なる
屈折率をもつ微小な光拡散材を導光体中に分散してなる
ものを用いることができる。この微小光拡散材として
は、例えば、プラスチック等の有機物またはガラス等の
無機物からなる粒径２〜１００μｍ例えば４〜１０μｍ
の透光性粒子を用いることができる。このような光拡散
材は、光出射面１２Ａ３または光反射面１２Ａ４の近傍
における層状領域に分散されていてもよいし、導光体全
体に分散されていてもよい。

【００２７】導光体１２Ａの裏面１２Ａ４に付設される
光反射部材２２Ａとしては、例えば表面に金属蒸着反射
層を有するプラスチックシートを用いることができる。
この光反射部材２２Ａは、正反射機能を有するものや拡
散反射機能を有するものを用いることができる。あるい
は、上記導光体の光出射面１２Ａ３からの光出射を全面
にわたって均一化するために、光反射部材２２Ａとし
て、部分的に反射率の異なるものや部分的に反射面積割
合の異なるパターン反射機能を有するものを用いること
ができる。尚、以上のような反射シートを省略して、導
光体の光反射面１２Ａ４に金属蒸着などにより反射層を
付与することで光反射部材２２Ａとなすことも可能であ
る。

【００２８】以上のようにして、導光体１２Ａの光出射
面１２Ａ３から指向性をもって出射した光は、大略斜め
上方へと進行し、光出射面１２Ａ３に対して上下方向に
距離Ｔだけ隔てて配置された光進行方向転換素子１６に
入射する。この光進行方向転換素子１６は、上記法線Ｎ
の方向に対して最大ピーク角度θで入射する光の進行方
向を所望の方向へと変化させる（進行方向を転換させ
る）作用を有する。本実施形態では、所望方向として上
記法線Ｎの方向を採用している。

【００２９】光進行方向転換素子１６としては、図３に
示すように、下面側にＹ方向に延びた多数のプリズム列
が並列して形成されているプリズムシートを用いること
ができる。このプリズムシートとしては、プリズム頂角
αが５０度〜８０度のものを使用することができる。こ
のプリズムシートのプリズム列の配列のピッチは、例え
ば１０μｍ〜１０００μｍとすることができる。例え
ば、屈折率１．５２の材質でプリズム頂角６３度のプリ
ズムシートを構成した場合には、上記法線Ｎの方向に対
して角度６５で入射する光の進行方向を法線Ｎの方向へ
と変化させることができる。これは、法線Ｎの方向に対
して斜めにプリズムシート４の各プリズム列の一方面か
ら入射した光が、各プリズム列の他方面で全反射作用に
よって内面反射され、法線Ｎの方向に向かってその進行
方向を変更せしめられるからである。

【００３０】以上、線状光源１４から第１導光体１２Ａ
及び該第１導光体１２Ａに対応する光進行方向転換素子
１６の部分を経て光が出射する様子に関して説明した
が、線状光源１４から第２導光体１２Ｂ及び該第２導光
体１２Ｂに対応する光進行方向転換素子１６の部分を経
て光が出射する様子も同様である。即ち、第２導光体１
２Ｂは第１導光体１２Ａと実質上同等の構成を有してお
り、図１において、第２導光体１２Ｂの第１導光体１２
Ａと対応する部材には符号部分Ａに代えて符号部分Ｂを
用いた符号で示している。符号１２Ｂは第２の導光体で
あり、符号１２Ｂ１はＹ方向に延びている光入射端面で
あり、符号１２Ｂ２は該端面１２Ｂ１と平行にＹ方向に
延びている対向端面であり、符号１２Ｂ３は端面１２Ｂ
１と直交するＸ−Ｙ面内の一主面たる光出射面であり、
符号１２Ｂ４は光出射面１２Ｂ３と反対側のＸ−Ｙ面内
の主面たる裏面（光反射面）である。符号２２Ｂは光反
射部材２２Ａと同様な光反射部材である。光反射部材
は、第１導光体１２Ａと第２導光体１２Ｂの双方の裏面
を同時に覆うように、２２Ａと２２Ｂとを連続させ一体
化したものであってもよい。第２導光体１２Ｂと第１導
光体１２Ａとは、Ｘ方向に距離Ｄだけ隔てて線状光源１
４に関し対称的に配置されている。

【００３１】従って、導光体１２Ｂの光出射面１２Ｂ３
から出射した光は、大略斜め上方へと進行し、光出射面
１２Ｂ３に対して上下方向に距離Ｔだけ隔てて配置され
た光進行方向転換素子１６に入射する。そして、法線Ｎ
の方向に対して最大ピーク角度θで光進行方向転換素子
１６に入射する光の進行方向は、該光進行方向転換素子
１６により法線Ｎの方向へと変化させられる（進行方向
を転換させられる）。

【００３２】ここで、光進行方向転換素子１６から出射
する光の全面にわたる均一性を一層高めるためには、第
２導光体１２Ｂと第１導光体１２Ａとの間の距離Ｄと、
光進行方向転換素子１６と光出射面１２Ａ３，１２Ｂ３
との間の距離Ｔと、最大ピーク光度出射光Ｍが光出射面
法線Ｎに対してなす角度θとが、以下の式（１） Ｄ／（４ｔａｎθ）≦Ｔ≦Ｄ／ｔａｎθ ・・・・ （１） の関係を満たすことが好ましい。これは、ＴがＤ／（４
ｔａｎθ）より小さくなると第２導光体１２Ｂと第１導
光体１２Ａとのつなぎ目が目立ちやすくなる傾向にあ
り、ＴがＤ／ｔａｎθより大きくなると面光源装置の厚
さが厚くなりすぎるからである。以下の式（２） Ｄ／（２ｔａｎθ）≦Ｔ≦Ｄ／ｔａｎθ ・・・・ （２） の関係を満たすことが、更に好ましい。

【００３３】以上のようにして、光進行方向転換素子１
６から、ほぼ法線Ｎの方向を中心とする分布をもって、
上方へと照明光が照射される。そして、以上のような面
光源装置から照射される照明光を、光透過型の（光透過
率差を利用した）画像を担持する画像担持体１８へと入
射させている。該画像担持体１８としては、例えば透過
型液晶セルを用いることができる。液晶パネルは、多数
の表示画素を有しており、背面側（下面側）及び正面側
（上面側）に１対の偏光板を備えており、電気的画像情
報信号に基づいて各画素を適時オン−オフすることで、
オンされた画素部分では背面側から到来する光を通過さ
せることができ、オフされた画素部分では背面側から到
来する光を遮断することができる。これにより、所望の
静止画や動画を表示することができる。画像担持体１８
としては、その他、例えば、プラスチックシートに所望
の光透過率分布パターンの画像を形成したものを用いる
こともできる。画像担持体１８を通過した光は、画像情
報による変調を受けた画像光として、大略上方へと進行
する。

【００３４】以上のようにして、本実施形態によれば、
１つの線状光源１４から発せられる光を両側の導光体１
２Ａ，１２Ｂを介して面状光源として出射させているの
で、一層大きな面積の面光源装置が得られる。また、２
つの導光体１２Ａ，１２Ｂに対して１つの線状光源１４
と１つの光進行方向転換素子１６とを用いているので、
部品点数の増加が抑制される。

【００３５】以上、主としてＸ−Ｚ断面内における光の
振舞に関して説明したが、本発明においては、Ｙ−Ｚ断
面内における光の進行方向を制御する手段を設けること
ができる。

【００３６】このような手段として、たとえば、導光体
１２Ａ，１２Ｂの光出射面１２Ａ３，１２Ｂ３または裏
面１２Ａ４，１２Ｂ４にＹ−Ｚ断面形状が円弧形状その
他の弧形状となる表面を有するレンチキュラーレンズ列
（柱状レンズ）又はＹ−Ｚ断面形状が三角形状のＶ字形
状その他の折れ線形状となる表面を有するプリズム列
（柱状プリズム）を形成することができる。この略Ｘ方
向に延びたレンズ列（プリズム列を含む）での屈折及び
／または反射の作用により、Ｙ−Ｚ断面内の指向性を制
御することができ、即ちレンズ列の形状を適宜設定する
ことで線状光源１４と平行な方向の出射光分布を所望な
ものとすることができる。

【００３７】このようなレンズ列として断面形状が円弧
形状のレンチキュラーレンズ列を用いる場合には、該レ
ンチキュラーレンズ列の曲率半径は例えば１０〜５００
μｍである。また、レンズ列として断面形状が三角形状
のプリズム列を用いる場合には、該プリズム列の頂角は
例えば４０〜１４０°である。

【００３８】尚、各レンズ列の表面形状をＸＺ面に関し
て非対称なものとなした場合には、Ｚ方向に対して傾い
た方向への指向性が高められる。

【００３９】また、Ｙ−Ｚ断面内における光の進行方向
を制御する手段として、上記光進行方向転換素子１６の
上側または下側に、Ｙ−Ｚ断面形状が円弧形状その他の
弧形状の繰り返しからなる表面を有するレンチキュラー
レンズシート又はＹ−Ｚ断面形状が三角形状のＶ字形状
その他の折れ線形状の繰り返しからなる表面を有するプ
リズムシートを使用することができる。

【００４０】図４は、以上の様な本発明による面光源装
置で使用される光進行方向転換素子の他の例を示す模式
図である。この光進行方向転換素子１６’は、頂角βの
多数のプリズム列が形成されているプリズムシートから
なり、プリズム列形成面が導光体と反対側に位置し且つ
プリズム列の延在方向が線状光源と平行になるように配
列される。頂角βは、例えば８０〜１１０°である。

【００４１】図５は、以上の様な本発明による面光源装
置で使用される光進行方向転換素子の他の例を示す模式
図である。この光進行方向転換素子１６”は、図４で示
されるのと同様なプリズムシート１６ａ，１６ｂを重畳
配置してなるものである。プリズムシート１６ａはプリ
ズム列形成面が導光体と反対側に位置し且つプリズム列
の延在方向が線状光源と略平行になるように配列され
（図４の光進行方向転換素子１６’と同様）、プリズム
シート１６ｂはプリズム列形成面が導光体と反対側に位
置し且つプリズム列の延在方向がプリズムシート１６ａ
のプリズム列の延在方向と直交するようにしてプリズム
シート１６ａの上側に配列される。プリズムシート１６
ｂは、Ｙ−Ｚ断面内における光の進行方向を制御する手
段として機能する。

【００４２】尚、光進行方向転換素子としては、シート
状、フィルム状または板状の光拡散部材を使用すること
も可能であり、更にこの光拡散部材を以上のようなプリ
ズムシート１６，１６’，１６”と組合せて使用するこ
ともできる。特に、図４や図５に示されているようなプ
リズム列形成面が導光体と反対側に位置するようにプリ
ズムシート１６’，１６”を配置して使用する場合に
は、導光体の光出射面上に光拡散部材を配置して、その
上にプリズムシート１６’，１６”を配置することが好
ましい。

【００４３】図６は本発明による面光源装置の第２の実
施形態の構成を示す模式図である。本図において、図１
におけると同様の機能を有する部材には同一の符号が付
されている。

【００４４】本実施形態は、導光体１２Ａの対向端面１
２Ａ２及び導光体１２Ｂの対向端面１２Ｂ２に、それぞ
れ光反射部材２４Ａ，２４Ｂが付設されており、線状光
源１４の上方に光制御部材２６が配置されていること
が、上記図１に示す第１の実施形態と異なる。光反射部
材２４Ａ，２４Ｂとしては、上記光反射部材２２Ａ，２
２Ｂと同様のものを使用することができる。また、光制
御部材２６は、線状光源１４から直接的に光進行方向転
換素子１６へと入射する光の量及び／または方向を制御
して光度の均一化を図るための手段であり、例えばＮＤ
フィルターや光拡散シートや上面及び・／または下面に
レンチキュラーレンズやプリズムが形成されたレンチキ
ュラーレンズシートやプリズムシートなどを用いること
ができる。

【００４５】本実施形態では、導光体１２Ａ，１２Ｂの
対向端面１２Ａ２，１２Ｂ２にそれぞれ光反射部材２４
Ａ，２４Ｂが付設されているので、対向端面１２Ａ２，
１２Ｂ２により反射され光入射端面１２Ａ１，１２Ｂ１
の方へと進行する光の量が図１に示される第１の実施形
態の場合より多くなる。従って、図３に示されている光
出射面１２Ａ３（１２Ｂ３も同様）からの出射光分布に
おいて、法線Ｎに関して最大ピーク光度出射光Ｍと反対
側にあらわれる小ピーク出射光ｍの光度は増大する。こ
のため、光制御部材２６が存在しない場合には、特に線
状光源１４の直上及びその近傍において光進行方向転換
素子１６へと入射する光の量が多くなりがちである。そ
こで、光制御部材２６を配置することで、線状光源１４
の直上及びその近傍における光進行方向転換素子１６へ
の入射光が適正なものとなるように制御して、線状光源
１４のいわゆるシースルー現象を抑制している。

【００４６】このように、線状光源１４の直上及びその
近傍において光出射面１２Ａ３，１２Ｂ３から光進行方
向転換素子１６へと入射する光の量が多くなる場合に
は、光制御部材２６は単なる遮光部材あるいは光反射部
材であってもよい。

【００４７】尚、上記の図１に示される実施形態では、
導光体端面１２Ａ１，１２Ｂ１のそれぞれについての線
状光源１４の配置と同様にして、対向端面１２Ａ２，１
２Ｂ２に隣接して該端面１２Ａ２，１２Ｂ２に沿ってＹ
方向に延びた状態で、線状光源を配置することもでき
る。このように導光体１２Ａ，１２Ｂの両端面に線状光
源を配置した場合には、隣接する導光体１２Ａ，１２Ｂ
に挟まれた線状光源１４の直上及びその近傍において光
出射面から光進行方向転換素子１６へと入射する光の量
が非常に多くなるため、遮光部材または光反射部材から
なる光制御部材を線状光源１４の上方に配置することが
好ましい。尚、本発明においては、光制御部材として遮
光部材あるいは光反射部材を使用した場合にも、両側の
導光体の光出射面端部近傍から逆向きに出射される２方
向の出射光を光進行方向転換素子によって目的とする方
向（たとえば法線方向）へとほぼ揃えるように方向転換
させることができるため、光制御部材の上方においても
光度の減少を起こすことなく光度の均一化を図ることが
できる。また、光進行方向転換素子と導光体の光出射面
との間の距離を前記式（２）を満足する範囲とすること
が好ましい。

【００４８】図７は本発明による面光源装置の第３の実
施形態の構成を示す模式図である。本図において、図１
及び図６におけると同様の機能を有する部材には同一の
符号が付されている。

【００４９】本実施形態は、上記図１に示される実施形
態と類似の面光源ユニットを多数連続的に配列したもの
に相当する。即ち、線状光源１４−１，１４−２，１４
−３，・・・・・と矩形状の導光体１２−１，１２−
２，１２−３，・・・・・とを交互にＹ方向に配列し、
これらの上方に共通の光進行方向転換素子１６を配置す
ることで、面光源ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・・
・からなる面光源装置を構成している。各面光源ユニッ
トＵ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・・・では、図１の実施形態
における各導光体の対向端面に相当する端面にも線状光
源が隣接配置されており、該端面も光入射面として利用
されている。また、隣接する面光源ユニットどうしは線
状光源及び導光体の一部を共有している。

【００５０】図８は本発明による面光源装置の第４の実
施形態の構成を示す模式図である。本図において、図
１、図６及び図７におけると同様の機能を有する部材に
は同一の符号が付されている。

【００５１】本実施形態も、上記図１に示される実施形
態と類似の面光源ユニットを多数連続的に配列したもの
に相当する。即ち、線状光源１４−１，１４−２，１４
−３，・・・・・と矩形状の導光体１２−１，１２−
２，１２−３，・・・・・とを交互にＹ方向に配列し、
これらの上方に共通の光進行方向転換素子１６を配置す
ることで、面光源ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・・
・からなる面光源装置を構成している。但し、本実施形
態では、端部以外に配置される導光体１４−２，１４−
３などのＸ方向寸法は、端部に配置される導光体１２−
１のＸ方向寸法の略２倍である。即ち、端部以外に配置
される導光体１２−２，１２−３は、それぞれ一部が隣
接面光源ユニットの一方を構成し且つ他部が隣接面光源
ユニットの他方を構成している。

【００５２】図７及び図８に示される実施形態では、各
導光体の両端面に線状光源が配置され、隣接する導光体
に挟まれた線状光源の直上及びその近傍において光出射
面から光進行方向転換素子へと入射する光の量が非常に
多くなるため、遮光部材または光反射部材からなる光制
御部材を線状光源の上方に配置することが好ましい。ま
た、光進行方向転換素子と導光体の光出射面との間の距
離を前記式（２）を満足する範囲とすることが好まし
い。

【００５３】尚、光進行方向転換素子１６は、導光体か
ら図１、図２、図６〜図８に図示されるＸ方向に関して
互いに逆向きに到来する２つの光を目的とする方向（例
えば法線Ｎの方向）へとほぼ揃えるように方向転換でき
るものであればよく、例えば上面側にプリズム列が形成
されたシートや、円弧形状その他の弧形状の断面の表面
を有するレンチキュラーレンズ列を下面側または上面側
に設けたレンチキュラーレンズシートや、フライアイレ
ンズシートなどを用いることも可能である。

【００５４】本発明においては、導光体及び光進行方向
転換素子は、光透過率の高い合成樹脂から構成すること
ができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹
脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビ
ニル系樹脂が例示できる。これらの高透明性の合成樹脂
を使用して、押出成形、射出成形等の通常の成形方法を
用いて、導光体及び光進行方向転換素子を製造すること
ができる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、
耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適で
ある。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル
酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチ
ルが８０重量％以上であるものが好ましい。

【００５５】導光体及び光進行方向転換素子の粗面など
の微細な凹凸表面構造やレンチキュラーレンズ列やプリ
ズム列などのレンズ列を配列した表面構造を形成するに
際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型
部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、押
出成形や射出成形等によって導光体や光進行方向転換素
子を製造する際に、同時に形状付与してもよい。また、
熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて、導光体や光進行方
向転換素子を製造する際に、同時に形成してもよい。こ
の場合、導光体や光進行方向転換素子の内部と微細凹凸
構造またはレンチキュラーレンズ列やプリズム列などの
レンズ列配列構造を有する表面部とで、屈折率を異なら
せたものを製造することもできる。さらに、ポリエステ
ル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等から
なる透明フィルムあるいはシート等の透明基材上に、活
性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またはレン
チキュラーレンズ列やプリズム列などのレンズ列配列構
造を表面に形成してもよいし、このようなシートを接
着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体
化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂として
は、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニル化合物、
（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合物、（メ
タ）アクリル酸の金属塩等を使用することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光度及
びその均一性を低下させることなく容易に大面積化する
ことが可能な薄型の面光源装置が提供される。

【００５７】また、本発明によれば、薄型で大面積化が
可能で明るさ及びその均一性の良好な表示が可能な画像
表示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による面光源装置の第１の実施形態の構
成を示す模式的部分斜視図である。

【図２】本発明による面光源装置の第１の実施形態にお
ける導光体からの光出射の説明図である。

【図３】本発明による面光源装置で使用される光進行方
向転換素子の例を示す模式図である。

【図４】本発明による面光源装置で使用される光進行方
向転換素子の例を示す模式図である。

【図５】本発明による面光源装置で使用される光進行方
向転換素子の例を示す模式図である。

【図６】本発明による面光源装置の第２の実施形態の構
成を示す模式図である。

【図７】本発明による面光源装置の第３の実施形態の構
成を示す模式図である。

【図８】本発明による面光源装置の第４の実施形態の構
成を示す模式図である。

【符号の説明】

１２Ａ，１２Ｂ 板状導光体 １２Ａ１，１２Ｂ１ 光入射端面 １２Ａ２，１２Ｂ２ 対向端面 １２Ａ３，１２Ｂ３ 光出射面 １２Ａ４，１２Ｂ４ 裏面 １２−１〜１２−４ 板状導光体 １４ 線状光源 １４−１〜１４−４ 線状光源 １６ 光進行方向転換素子 １８ 画像担持体 ２２Ａ，２２Ｂ 光反射部材 ２４Ａ，２４Ｂ 光反射部材 ２６ 光制御部材 Ｍ 最大ピーク光度出射光 ｍ 小ピーク光度出射光 Ｎ 光出射表面法線

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Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの板状導光体の光入射端面の双方に
   隣接して該光入射端面に沿って延在するように線状光源
   が配置されており、前記２つの導光体は前記線状光源か
   らそれぞれ光入射端面を経て入射する光を同一の側の光
   出射面から出射させる光出射機構を有しており、前記２
   つの導光体及び前記線状光源に隣接して前記光出射面の
   側に該光出射面からの出射光の進行方向を変化させる光
   進行方向転換素子が配置されていることを特徴とする面
   光源装置。
2. 【請求項２】 前記導光体の光入射端面と反対側の対向
   端面に光反射部材が付設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。
3. 【請求項３】 前記導光体の光入射端面と反対側の対向
   端面に隣接して該対向端面に沿って延在するように追加
   の線状光源が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。
4. 【請求項４】 複数の板状導光体と複数の線状光源と
   が、隣接する導光体の光入射端面の双方に隣接して該光
   入射端面に沿って延在するように線状光源を介在させ
   て、交互に配列されており、前記隣接する導光体は前記
   線状光源からそれぞれ光入射端面を経て入射する光を同
   一の側の光出射面から出射させる光出射機構を有してお
   り、前記導光体及び前記線状光源に隣接して前記光出射
   面の側に該光出射面からの出射光の進行方向を変化させ
   る光進行方向転換素子が配置されていることを特徴とす
   る面光源装置。
5. 【請求項５】 前記線状光源と前記光進行方向転換素子
   との間には光制御部材が配置されていることを特徴とす
   る、請求項１〜４のいずれかに記載の面光源装置。
6. 【請求項６】 前記光出射機構は、前記線状光源と略直
   交する断面内における光出射面法線方向からの角度に対
   する出射光光度の分布において、最大ピーク値の角度が
   ４５度〜８５度であり、半値幅角度範囲が８０度以下で
   あることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載
   の面光源装置。
7. 【請求項７】 前記光進行方向転換素子は、光拡散部材
   を含んでなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれ
   かに記載の面光源装置。
8. 【請求項８】 前記光進行方向転換素子は、前記導光体
   の側の面に多数のプリズム列が形成されているプリズム
   シートを含んでなることを特徴とする、請求項１〜７の
   いずれかに記載の面光源装置。
9. 【請求項９】 前記プリズムシートのプリズム頂角は５
   ０度〜８０度であることを特徴とする、請求項８に記載
   の面光源装置。
10. 【請求項１０】 前記光進行方向転換素子は、前記導光
    体と反対側の面に多数のプリズム列が形成されているプ
    リズムシートを含んでなることを特徴とする、請求項１
    〜９のいずれかに記載の面光源装置。
11. 【請求項１１】 前記プリズムシートのプリズム頂角は
    ８０度〜１１０度であることを特徴とする、請求項１０
    に記載の面光源装置。
12. 【請求項１２】 前記光進行方向転換素子は、前記光源
    の方向と略同一の方向に延在する多数のプリズム列が形
    成されている第１のプリズムシートと、該第１のプリズ
    ムシートのプリズム列の延在方向と略直交する方向に沿
    って延在する多数のプリズム列が形成されている第２の
    プリズムシートとの重畳配置を含んでなることを特徴と
    する、請求項１〜１１のいずれかに記載の面光源装置。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載の面
    光源装置と、前記光進行方向転換素子に隣接して配置さ
    れた画像担持体とを含んでなることを特徴とする画像表
    示装置。