JP4413186B2 - 面状光源装置及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状光源装置及びこれを用いた表示装置に係る発明であって、特に、点光源を用いる面状光源装置及びこれを用いた表示装置に関するものである。

液晶表示装置や看板、誘導灯などは、表示部そのものが発光する自発光形表示装置ではない。これら非自発光形表示装置では、表示部の背面にバックライトなどの面状光源装置が必要となる。

従来の面状光源装置において、導光板の側面に設けられる光源には、冷陰極管等の線状光源や発光ダイオード等の点光源が用いられていた。しかし、点光源を用いる場合、複数の発光ダイオード等を導光板の側面に一列に配置して光源を形成するため、点光源近傍と隣接する点光源間近傍とで輝度ムラが生じていた。

そこで、特許文献１では、導光板の入光面全体に凹凸を設け、当該凹部に発光ダイオードを勘合させている。さらに、特許文献１では、導光板の入光面の凸部に反射部材を設けている。これにより、特許文献１に記載されている面状光源装置では、開口部から出射される輝度ムラを軽減していた。

特開２００１−１４９２２号公報

しかし、特許文献１を用いた面状光源装置であっても、点光源が離散的に配置されていることにより、点光源近傍での輝度が隣接する点光源間近傍の輝度より若干高くなる。この輝度差により、当該面状光源装置を用いた表示装置では、表示品位が低下していた。

そこで、本発明は、点光源近傍と隣接する点光源間近傍との輝度ムラを低減できる面状光源装置、及び表示品位の高い表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る解決手段は、所定の間隔で配置された複数の点光源と、少なくとも一つの側面に入光した点光源からの光を、側面に対し垂直に位置する出射面から面状の光として出射する導光板と、導光板の反出射面及び光源の近傍に設けられた反射部と、導光板の出射面に対応する位置に開口部を有し、点光源及び導光板、反射部を保持する筐体とを備える面状光源装置であって、隣接する点光源間近傍において、点光源からの光を、導光板の出射面又は反出射面から入光させる入光手段をさらに備え、入光手段は、点光源側から導光板の反出射面の一部に渡る位置に形成された反射部の孔と、当該孔に平行に設けられた第２反射部とを備える。

本発明に記載の面状光源装置は、隣接する点光源間において、点光源からの光を、導光板の出射面又は反出射面から入光させる入光手段を備えるので、点光源近傍と隣接する点光源間近傍との輝度ムラを低減できる面状光源装置を提供する。

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態に係る面状光源装置の分解斜視図を、図２に、本実施の形態に係る面状光源装置の平面図をそれぞれ示す。図１に示す面状光源装置では、複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode，以下、ＬＥＤともいう）１が一列に配列されＬＥＤ基板２に接続されている。また、ＬＥＤ１は、導光板３の短辺側に位置する一方の側面（以下、光源からの光が入光する側面を入光面Ａという）の近傍に配置され、入光面Ａから入光したＬＥＤ１の光は、導光板３の出射面Ｂから出射される。

導光板３の出射面Ｂ側には光学シート類４が設けられ、導光板３の反出射面Ｃ側には反射シート５が設けられる。なお、反射シート５は入光面Ａ側にも設けられており、ＬＥＤ１に対応する部分は取り除かれている。そして、図１に示す面状光源装置では、ＬＥＤ１及びＬＥＤ基板２、導光板３、光学シート類４、反射シート５を表筐体６と裏筐体７とで挟持している。なお、表筐体６には開口部８が設けられており、当該開口部８は導光板３の出射面Ｂと対応している。そのため、面状光源装置は、当該開口部８から面状の光が出射される。図２に示す平面図から分かるように、開口部８は導光板３よりも内側になるように設計されている。

また、図１では、面状光源装置上に液晶表示部９を設けた液晶表示装置を図示しているが、本発明はこれに限られず、液晶表示部９に替えて面状光源装置の光を利用して画像を表示する表示部（例えば、看板や誘導灯等）を用いても良い。なお、本実施の形態では、以下において液晶表示装置に用いる面状光源装置について説明する。

次に、本実施の形態に用いる光源としては、ＬＥＤ１以外にレーザーダイオード（Laser Diode）などの点状光源がある。特に、ＬＥＤ１には、青色等の単色を発光する半導体発光素子や、半導体発光素子から発せられた青色光の一部を吸収し黄色の光を発する蛍光体からなる擬似白色ＬＥＤ等を用いる場合がある。また、ＬＥＤ１には、ＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）、ＢＬＵＥ（青）の素子を備えて、３つの単色光の合成光で白色光を発するＬＥＤを用いる場合がある。なお、本実施の形態では擬似白色ＬＥＤをＬＥＤ１として使用する。

ＬＥＤ１は、図１に示すように所定の間隔でＬＥＤ基板２に実装されている。ＬＥＤ１が実装されたＬＥＤ基板２は、導光板３の入光面Ａに対峙するように配置される。なお、図１では導光板３の１つの側面のみＬＥＤ１及びＬＥＤ基板２を設けているが、本発明はこれに限られず導光板３の２つの側面以上にＬＥＤ１及びＬＥＤ基板２を設けても良い。

また、ＬＥＤ基板２は、ＬＥＤ１を保持するとともに、ＬＥＤ１に電力を供給するための回路パターンが構成されている。さらに、ＬＥＤ基板２にメタルコア（Metal Core）基板を用いることで、実装されるＬＥＤ１から発せられる熱を効率よく周囲に伝えることができる。また、ＬＥＤ基板２に厚さの薄いＦＰＣ（Flexible Printing Circit）を用いＬＥＤ１を実装することで、ＬＥＤ１からの熱をさらに効率よく周囲に伝えることができる。ＦＰＣをＬＥＤ基板２に用いる場合はさらに、面状光源装置の外形サイズを小さくすることができる効果を有する。

次に、導光板３は、透明なアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ガラスなどで構成されている。また、導光板３の反出射面Ｃには、図示していないが、光の伝播方向を乱して出射面Ｂに光を導くための光散乱部が形成されている。この光散乱部は、光を導光板３の内部に向かって反射する手段として機能する。具体的に反射する手段としては、反出射面Ｃにドットパターンを印刷する方法や、反出射面Ｃを粗面にする方法、微小な球面やプリズムなど光の伝播方向を変化させる凹凸を反出射面Ｃに形成する方法等がある。

また、導光板３の反出射面Ｃに光散乱部を設けずに、出射面Ｂに梨地処理を施し表面に凹凸をつける場合でも同様の効果が得られる。すなわち、導光板３の出射面Ｂに凹凸を設けた場合、当該出射面Ｂから出射される光は、出射面Ｂに設けられた凹凸によって光の伝播方向が散乱される。その結果、出射面Ｂから出射される光のうち、いくらかの光が導光板３の内部に向かって反射され、残りの光が出射面Ｂから導光板３の外部に出射される。

従って、仮に導光板３の出射面Ｂのみに梨地処理を施し、その他の面に反射手段を設けなくても良い。出射面Ｂに施した梨地処理は、例えば反出射面Ｃに施したドットパターン印刷等と同様の作用効果を奏し、反射手段として機能する。

次に、導光板３上には、複数の光学シートからなる光学シート類４が配置される。具体的に光学シート類４は、レンズシートを拡散シートで挟み込む構成である。また、面状光源装置の輝度を向上させる場合は、レンズシートの表面に形成されるプリズム方向を考慮して、複数枚のレンズシートを組み合わせても良い。また、拡散シートは、拡散性を向上させるために、２枚以上を組み合わせて用いることも可能である。

さらに、レンズシートの配光特性によっては、光学シート類４にレンズシートを１枚とする構成でも良いし、また使用しない構成でも良い。また、光学シート類４は、保護シート、レンズシート又は偏光反射シートを組み合わせて良い。なお、光学シート類４の使用については、求める輝度や配光特性等を鑑みて最適化することが好ましい。

次に、反射シート５には、ＰＰ（ポリプロピレン）又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に硫酸バリウムもしくは酸化チタンを混ぜ合わせた材料を用いる。また、反射シート５には、樹脂に微細な気泡を形成した材料や、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタン等を含む塗料を塗布した材料等を用いても良い。なお、反射シート５としては、反射率が９０％以上であることが望ましい。そのため、反射シート５を複数枚重ねることで反射率を上げても良い。反射シート５の反射率を上げることで、開口部８での輝度が上昇する。

また、反射シート５の出射面側又は反出射面側に、ドットパターン印刷を施すことで導光板３の出射面Ｂでの輝度特性を改善することができる。さらに、反射シート５に有色の印刷を施すことで、導光板３の光の吸収、又は反射シート５の光の吸収により生じる出射面Ｂでの色変化を相殺することができる。反射シート５の反出射面側に印刷を施すことで出射面Ｂへの影響を鈍化させることができるため、出射面Ｂでの微妙な輝度ムラや色ムラを補正することができる。

本実施の形態では、図１に示すように反射シート５は、導光板３の反出射面Ｃ側に配置されるとともに、ＬＥＤ１側に導光板３の側面（入光面Ａ）まで延長されている。そして、反射シート５は、ＬＥＤ基板２と平行に配置されている。但し、反射シート５は、ＬＥＤ１の部分を避けて配置されている。また、反射シート５を導光板３の側面に配置することで、導光板３の側面から出射された光を再び導光板３に入光させることができる。そのため、この場合、光を効率よく利用することができ、出射面Ｂでの輝度を向上させることができる。また、図１では示していないが、入光面Ａ以外の側面においても反射シート５を配置することで、側面から出射される光を導光板３に戻すことができ、出射面Ｂでの輝度を向上させることができる。

次に、表筐体６は開口部８を有し、当該開口部８から光を出射させるが、それ以外の部分からはできる限り外部に光が漏れないように構成している。そして、本実施の形態に係る表筐体６の内側（導光板３等を保持する側）は、ＬＥＤ１から発せられた光の一部を導光板３の側面に反射させるリフレクタとしての機能も有している。そのため、表筐体６は、ＰＣ（ポリカーボネート）やＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）に酸化チタンを混ぜた樹脂材料が望ましい。

また、表筐体６は、樹脂材料に酸化チタン等を含む塗料を塗布した材料でも良い。つまり、表筐体６に用いられる材料は、反射率が９０％以上で、光劣化、熱劣化、経年劣化等で反射率や反射特性が変化しない材料が好ましい。さらに、表筐体６に用いられる材料には、アルミニウムやステンレス等の金属材料や金属材料に塗料を塗布した材料を用いることもできる。

次に、裏筐体７は、ＬＥＤ基板２や導光板３，反射シート５等を所望の位置に支持し、ＬＥＤ１から放出される熱を伝導させ周囲に放出する機能を有している。このため、裏筐体７は強度が強く、熱伝導性が高い金属筐体が望ましい。特に、熱伝導性が高いアルミニウム筐体を裏筐体７に用いることで、効率よくＬＥＤ１からの熱を筐体に拡散でき、ＬＥＤ１の温度を下げることができる。

図１に示す面状光源装置では、開口部８上に液晶表示部９が配置されている。つまり、液晶表示部９は、面状光源装置である導光板３の出射面Ｂ上に光学シート類４を介して配置されている。面状光源装置の上部に配置される液晶表示部９は、液晶の複屈折性を応用した表示部である。なお、上述したように、面状光源装置上に配置される表示部には、文字や絵を透明板に印刷した看板等でも良い。

液晶表示部９は、基板上に着色層、遮光層、対向電極等が形成された対向基板と、基板上にスイッチング素子となる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴともいう）、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板とを備えている（図示せず）。そして、液晶表示部９は、対向基板とＴＦＴアレイ基板との間隔を保持するためのスペーサと、対向基板とＴＦＴアレイ基板とを貼り合わせるためのシール材と、対向基板とＴＦＴアレイ基板との間に挟持される液晶と、液晶を注入する注入口の封止材と、液晶を配向させる配向膜と、偏光板とにより構成されている（図示せず）。なお、本発明では、既存の液晶表示部９を用いるため、詳細な説明は省略する。また、表示装置には、液晶表示部９を駆動するための回路基板を備えている（図示せず）。

次に、ＬＥＤ１から発せられた光が、導光板３の出射面Ｂより出射されるまでの光路について説明する。まず、ＬＥＤ１から発せたれた光は、直接又は、表筐体６及び反射シート５で反射して導光板３の入光面Ａに入光する。

入光面Ａより導光板３に入光した光は、導光板３と空気層との境界で全反射を繰り返しながら導光板３内部を伝播する。導光板３の内部を伝播する光は、導光板３の反出射面Ｃに施された図示しないドットパターン印刷で拡散反射される。導光板３の反出射面Ｃで光の伝播方向が変えられることで、導光板３と空気層との境界に対して臨界角を満たない入光角を有する光を導光板３の出射面Ｂから出射させることができる。導光板３の出射面Ｂから出射された光は、光学シート類４を介して開口部８から液晶表示部９へと入光される。

なお、一部の光は、導光板３の出射面Ｂ以外の面から出射されることになるが、導光板３の反出射面Ｃ及び入光面Ａ、側面に配設された反射シート５で反射される。そのため、当該光は、導光板３に再び入光し、導光板３の出射面Ｂから出射されることになる。

本実施の形態では、図１に示すように導光板３の形状は板状である。しかし、本発明はこれに限られず、導光板３の形状を、ＬＥＤ１から離れるにつれて導光板３の厚みが薄くなる楔形にすることもできる。導光板３を楔形にすることで、入光した光を効率よく伝播させることができ、当該光を出射面Ｂに効率よく導くことができる。また、導光板３を楔形にすることで、側面に配置される反射シート５で反射される光の量を減らすことができるため、反射シート５での反射ロスを減らし、出射面Ｂから出射される光の量を増加させることができる。

次に、本実施の形態に係る面状光源装置における、ＬＥＤ１近傍での光路及び隣接するＬＥＤ１間近傍の光路について説明する。図２に示す面状光源装置のＩ−Ｉ面の断面であるＬＥＤ１近傍の断面図を図３に示す。また、図２に示す面状光源装置のＩＩ−ＩＩ面の断面である隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を図４に示す。

まず、図３に示すＬＥＤ１近傍の構造及び光路について説明する。図３では、導光板３の出射面Ｂの端部が表筐体６の凸部６ａで支持されている。また、凸部６ａはＬＥＤ１側に延長されており、導光板３の位置が衝撃等でＬＥＤ１側に移動しても表筐体６の内部（表筐体６、導光板３、ＬＥＤ１及び反射シート５で囲まれている空間）に導光板３の出射面Ｂが露出することはない。そのため、ＬＥＤ１からの光が、直接導光板３の出射面Ｂに入光することはない。

導光板３の反出射面Ｃ側は、図３に示すように反射シート５をＬＥＤ１側まで延長して配置している。そのため、表筐体６の内部に導光板３の反出射面Ｃが露出することはなく、ＬＥＤ１からの光が、直接導光板３の反出射面Ｃに入光することはない。

これにより、ＬＥＤ１近傍では、導光板３に入光する光は全て導光板３の入光面Ａから入光される。従って、導光板３に入光した光は、上述したように導光板３の出射面Ｂ及び反出射面Ｃで全反射を繰り返し、反出射面Ｃに形成されたドットパターン印刷等で伝播方向が変えられ出射面Ｂより出射される。

次に、図４に示す隣接するＬＥＤ１間近傍の構造及び光路について説明する。まず、図４に示す導光板３の出射面Ｂ側の構造は、図３に示したＬＥＤ１近傍の構成と同じであるため説明を省略する。一方、図４に示す導光板４の反出射面Ｃ側の構造では、ＬＥＤ基板２（ＬＥＤ１側）近傍から反出射面Ｃの一部に渡る孔１０が反射シート５に形成されている。また、ＬＥＤ基板２近傍に位置する裏筐体７と反射シート５の反出射面との間には、空間１１が形成されている。空間１１に位置する裏筐体７には、第２の反射シート１２が貼り付けられている。なお、反射シート５は、ＬＥＤ基板２と平行する位置にも配置されている。

図３に示したＬＥＤ１近傍の構造においても、空間１１及び第２の反射シート１２は設けられているが、本発明はこれに限られず、ＬＥＤ１近傍に空間１１及び第２の反射シート１２を設けない構成であっても良い。

次に、ＬＥＤ１近傍の導光板３の入光面Ａで反射された光や、ＬＥＤ１と導光板３を結ぶ方向に対し垂直な方向に発せられた光は、反射シート５や、表筐体６、導光板３の入光面Ａに反射されて隣接するＬＥＤ１間に到達する。隣接するＬＥＤ１間に到達した光は、反射シート５の孔１０を通って第２の反射シート１２で反射され、再び反射シート５の孔１０を通って導光板３の反出射面Ｃに入光する。反出射面Ｃより入光した光は、導光板３の出射面Ｂから直接出射される。

ＬＥＤ１を光源とする一般的な面状光源装置では、ＬＥＤ１近傍で明るく、隣接するＬＥＤ１間で暗くなる。そこで、本実施の形態に係る面状光源装置では、上述したように隣接するＬＥＤ１間近傍に反射シート５の孔１０と第２の反射シート１２とを設け、ＬＥＤ１からの光が導光板３の反出射面Ｃに直接入光する入光手段を備えている。当該入光手段を備えることにより、本実施の形態に係る面状光源装置は、隣接するＬＥＤ１間近傍でも輝度が高くなり、ＬＥＤ１近傍と隣接するＬＥＤ１間近傍との間で輝度が不均一となることを抑制することができる。

すなわち、本実施の形態に係る面状光源装置では、反射シート５に形成された孔１０及び第２の反射シート１２が、隣接するＬＥＤ１間近傍に、擬似的に輝度が高い部分を作り出している。これにより、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、連続的に輝度を高くして輝度分布の均一性を向上させている。

なお、反射シート５に設けた孔１０の形状は、丸や四角に限られない。また、孔１０の数は、隣接するＬＥＤ１間のそれぞれに対して複数形成しても良い。さらに、孔１０の断面距離（ＬＥＤ１側から導光板３側方向の断面の長さ、図４ではαで示している距離）が、隣接するＬＥＤ１間の中央部で最大なることが好ましい。なお、ＬＥＤ１側から導光板３側への方向に複数の孔１０が存在する場合は、個々の孔１０の断面距離の和を当該部分の孔１０の断面距離とする。

また、隣接するＬＥＤ１間の３分の１及び３分の２に位置する孔１０の断面距離が、最大となるように構成することで、隣接するＬＥＤ１間で擬似的に輝度が高い場所が２ヶ所作り出すことができ、輝度の均一性をさらに向上させることができる。さらに、ＬＥＤ１と導光板３の入光面Ａまでの距離をできるだけ長く採ることで、ＬＥＤ１からの光がより広がり、隣接するＬＥＤ１間により多くの光が到達する。

また、図示しないが、ＬＥＤ基板２に対し平行の位置にある反射シート５から導光板３までの距離が、隣接するＬＥＤ１間の中央部で最短にすることで、隣接するＬＥＤ１間から導光板３への入光量を増加さえることができ、輝度の均一性を向上させることができる。さらに、ＬＥＤ１と導光板３を結ぶ方向と、当該方向に対して垂直な方向とに最大配光を有するＬＥＤを用いても、輝度の均一性を向上させることができる。

また、導光板３の入光面Ａに、出射面Ｂに対し垂直を成す面を持つプリズムを形成することもできる。当該プリズムにより、ＬＥＤ１近傍から導光板３に入光した光が、プリズムの形状により拡散され、隣接するＬＥＤ１間にも広がるので輝度の均一化をさらに向上させることができる。

（実施の形態２）
図５に、本実施の形態に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を示す。一方、本実施の形態に係る面状光源装置のＬＥＤ１近傍の構造については、基本的に実施の形態１と同じである。具体的に、本実施の形態のＬＥＤ１近傍における断面構造は、空間１１及び第２の反射シート１２を設けない以外、図３で示した構造と同じである。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍の構造及び光路については詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態の隣接するＬＥＤ１間近傍の構造及び光路について、図５を用いて説明する。まず、本実施の形態では、導光板３の出射面Ｂと接する表筐体６の凸部６ａがＬＥＤ１近傍と異なり断面方向に幅が小さくなっている。そのため、本実施の形態では、表筐体６の内部で、凸部６ａに覆われず露出している出射面Ｂの一部が存在する。つまり、本実施の形態では、導光板３を保持する表筐体６とＬＥＤ１との間に導光板３の出射面Ｂが露出している部分（露出部１３）を有している。

従って、本実施の形態では、ＬＥＤ１からの光の一部が出射面Ｂの露出部１３より入光する。つまり、本実施の形態では、露出部１３が直接出射面Ｂに光を入光させる入光手段として機能している。出射面Ｂより入光した光は、導光板３の反出射面Ｃより出射し、反射シート５で反射されて再度導光板３に入光する。再度導光板３に入光した光の一部は、直接出射面Ｂから出射する。

本実施の形態では、離散的に配置された隣接するＬＥＤ１間において、直接出射面Ｂに光を入光させる入光手段を設けることで、擬似的に輝度の高い部分を作り出している。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、導光板３の入光面Ａ近傍において連続的に輝度が高くなるようにして輝度分布の均一性を向上させている。

なお、導光板３の入光面Ａから表筐体６の凸部６ａまでの距離をＬとする場合、本実施の形態では、隣接するＬＥＤ１間の中央部で最大になるように距離Ｌを徐々に変化させることにより、輝度分布の均一性をさらに向上させることができる。また、隣接するＬＥＤ１間の３分の１及び３分の２の位置において距離Ｌが最大になるように凸部６ａの形状を変化させても良い。この場合、一つの隣接するＬＥＤ１間に、擬似的に輝度の高い部分が二つになり、輝度の均一性はさらに向上する。

また、本実施の形態では、表筐体６の凸部６ａで出射面Ｂの露出部１３を制御しているが、本発明はこれに限られず、実施の形態１のように反射シート５等を組み合わせて出射面Ｂに直接光を入光させる入光手段を構成することもできる。この場合、表筐体６を特別に成形する不要がなくなり、安価な反射シートのみで入光手段を構成することができる。

（実施の形態３）
図６に、本実施の形態に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を示す。一方、本実施の形態に係る面状光源装置のＬＥＤ１近傍の構造については、基本的に実施の形態１と同じである。具体的に、本実施の形態のＬＥＤ１近傍における断面構造は、空間１１及び第２の反射シート１２を設けない以外、図３で示した構造と同じである。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍の構造及び光路については詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態の隣接するＬＥＤ１間近傍の構造及び光路について、図６を用いて説明する。まず、本実施の形態では、導光板３の出射面Ｂと入光面Ａとにより形成される角、及び導光板３の反出射面Ｃと入光面Ａとにより形成される角にＲ形状部１４（円弧状に整形した部分）を有している。

そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１から発せられた光の一部が、隣接するＬＥＤ１間近傍の入光面Ａに形成されたＲ形状部１４から入光する。Ｒ形状部１４から入光した光は、直接入光面Ａより入光した光と入光角度が異なり、出射面Ｂ及び反出射面Ｃに対する角度が導光板３を伝播するための臨界角より鋭角となる。そのため、Ｒ形状部１４から入光した光は、多くが入光面Ａ近傍の出射面Ｂより直接出射される。

つまり、本実施の形態では、隣接するＬＥＤ１間近傍に位置する導光板３の入光面Ａに、入光面Ａに直接入光する光の入光角度と異なる入光角度にする入光手段を備えている。具体的に、本実施の形態での入光手段は、導光板３の出射面Ｂと入光面Ａとにより形成される角、及び導光板３の反出射面Ｃと入光面Ａとにより形成される角にＲ形状部１４を設けている。

以上のように、本実施の形態では、離散的に配置された隣接するＬＥＤ１間において、Ｒ形状部１４を設けることで、擬似的に輝度の高い部分を作り出している。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、導光板３の入光面Ａ近傍において連続的に輝度が高くなるようにして輝度分布の均一性を向上させている。

なお、本実施の形態では、出射面Ｂと入光面Ａとにより形成される角、及び反出射面Ｃと入光面Ａとにより形成される角のそれぞれにＲ形状部１４を形成している。しかし、本発明はこれに限られず、輝度の均一性を向上できれば、いずれか一方の角のみにＲ形状部１４を形成しても良い。また、Ｒ形状部１４の半径は、隣接するＬＥＤ１間の中央部で最大になるように、徐々に大きくすることもできる。さらに、隣接するＬＥＤ１間の３分の１及び３分の２の位置で最大になるようにＲ形状部１４の半径を変化させても良い。この場合、一つの隣接するＬＥＤ１間に、擬似的に輝度の高い部分が二つになり、輝度の均一性はさらに向上する。

（実施の形態４）
図７に、本実施の形態に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を示す。一方、本実施の形態に係る面状光源装置のＬＥＤ１近傍の構造については、基本的に実施の形態１と同じである。具体的に、本実施の形態のＬＥＤ１近傍における断面構造は、空間１１及び第２の反射シート１２を設けない以外、図３で示した構造と同じである。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍の構造及び光路については詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態の隣接するＬＥＤ１間近傍の構造及び光路について、図７を用いて説明する。まず、本実施の形態では、導光板３の出射面Ｂと入光面Ａとで形成される辺、及び反出射面Ｃと入光面Ａとで形成される辺に、導光板３からＬＥＤ基板２方向に延びた突起部１５を有している。

そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１から発せられた光の一部が隣接するＬＥＤ１間の入光面Ａに形成された突起部１５から導光板３に入光する。突起部１５から入光した光は、直接入光面Ａより入光した光と入光角度が異なり、出射面Ｂ及び反出射面Ｃに対する角度が導光板３を伝播するための臨界角より鋭角となる。そのため、突起部１５から入光した光は、多くが入光面Ａ近傍の出射面Ｂより直接出射される。

つまり、本実施の形態では、隣接するＬＥＤ１間近傍に位置する導光板３の入光面Ａに、入光面Ａに直接入光する光の入光角度と異なる入光角度にする入光手段を備えている。具体的に、本実施の形態での入光手段は、導光板３の出射面Ｂと入光面Ａとで形成される辺、及び反出射面Ｃと入光面Ａとで形成される辺に突起部１５を設けている。

以上のように、本実施の形態では、離散的に配置された隣接するＬＥＤ１間において、突起部１５を設けることで、擬似的に輝度の高い部分を作り出している。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、導光板３の入光面Ａ近傍において連続的に輝度が高くなるようにして輝度分布の均一性を向上させている。また、本実施の形態の突起部１５は、実施の形態３のＲ形状部１４より金型が単純であるため金型にかかるコストを低減できる。

なお、本実施の形態では、導光板３の出射面Ｂと入光面Ａとで形成される辺、及び反出射面Ｃと入光面Ａとで形成される辺のそれぞれに突起部１５を形成している。しかし、本発明はこれに限られず、輝度の均一性を向上できれば、いずれか一方の辺のみに突起部１５を形成しても良い。また、突起部１５の形状は、輝度の均一性を考慮して最適な形状が選択される。

（実施の形態５）
図８に、本実施の形態に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を示す。図９に、本実施の形態に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の導光板３の正面図及び側面図を示す。

一方、本実施の形態に係る面状光源装置のＬＥＤ１近傍の構造については、基本的に実施の形態１と同じである。具体的に、本実施の形態のＬＥＤ１近傍における断面構造は、空間１１及び第２の反射シート１２を設けない以外、図３で示した構造と同じである。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍の構造及び光路については詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態の隣接するＬＥＤ１間近傍の構造及び光路について、図８及び図９を用いて説明する。まず、本実施の形態では、導光板３の入光面ＡにＶ字形状の溝１６が形成されている。図９に示すように、本実施の形態のＶ字形状の溝１６は、隣接するＬＥＤ１間の中央部で深さ及び幅が最大となる。従って、本実施の形態のＶ字形状の溝１６は、導光板３の正面から見ると菱形となる。

そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１から発せられた光の一部が入光面Ａに形成されたＶ字形状の溝１６から導光板３に入光する。Ｖ字形状の溝１６から入光した光は、直接入光面Ａより入光した光と入光角度が異なり、出射面Ｂ及び反出射面Ｃに対する角度が導光板３を伝播するための臨界角より鋭角となる。そのため、Ｖ字形状の溝１６から入光した光は、多くが入光面Ａ近傍の出射面Ｂより直接出射される。

つまり、本実施の形態では、隣接するＬＥＤ１間近傍に位置する導光板３の入光面Ａに、入光面Ａに直接入光する光の入光角度と異なる入光角度にする入光手段を備えている。具体的に、本実施の形態での入光手段は、導光板３の入光面ＡにＶ字形状の溝１６を設けている。

以上のように、本実施の形態では、離散的に配置された隣接するＬＥＤ１間において、入光面ＡにＶ字形状の溝１６を設けることで、擬似的に輝度の高い部分を作り出している。そのため、本実施の形態では、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、導光板３の入光面Ａ近傍において連続的に輝度が高くなるようにして輝度分布の均一性を向上させている。

なお、Ｖ字形状の溝１６の深さ、幅、角度、頂点の形状等を調整することで、隣接するＬＥＤ１間近傍の輝度を大幅に向上することができる。また、Ｖ字形状の溝１６を成型する金型は単純化することができるので、金型にかかるコストを低減することができる。

また、本実施の形態では、図９に示すようにＶ字形状の溝１６を隣接するＬＥＤ１間の中央の入光面Ａに一つ形成しているが、本発明はこれに限られず、複数のＶ字形状の溝１６を形成することもできる。さらに、複数のＶ字形状の溝１６のそれぞれについて、幅、角度、深さを異なるように形成することも可能である。また、Ｖ字形状の溝１６の位置も出射面Ｂの輝度均一性を鑑みて任意に決定することができる。

（変形例１）
図１０に、変形例１に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を示す。図１１に、変形例１に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の導光板３の正面図及び側面図を示す。なお、変形例１に係る面状光源装置のＬＥＤ１近傍の構造についても、基本的に実施の形態１と同じである。

変形例１では、導光板３の入光面ＡにＶ字形状の凸部１７が形成されている。図１１に示すように、変形例１のＶ字形状の凸部１７は、隣接するＬＥＤ１間の中央部で深さ及び幅が最大となる。従って、本実施の形態のＶ字形状の凸部１７は、導光板３の正面から見ると菱形となる。

以上のように、変形例１では、離散的に配置された隣接するＬＥＤ１間において、入光面ＡにＶ字形状の凸部１７を設けることで、擬似的に輝度の高い部分を作り出している。そのため、変形例１も本実施の形態と同様、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、導光板３の入光面Ａ近傍において連続的に輝度が高くなるようにして輝度分布の均一性を向上させている。

（変形例２）
図１２に、変形例２に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の断面図を示す。図１３に、変形例２に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ１間近傍の導光板３の正面図及び側面図を示す。なお、変形例２に係る面状光源装置のＬＥＤ１近傍の構造についても、基本的に実施の形態１と同じである。

変形例２では、導光板３の入光面Ａに梨地形状（シボ形状ともいう）１８を形成している。図１３に示すように、変形例２の梨地形状１８は、隣接するＬＥＤ１間の中央付近で面積が最大となる。従って、本実施の形態の梨地形状１８は、導光板３の正面から見ると矩形の両辺に三角形を付した形状となる。なお、梨地形状１８は、例えば入光面Ａをサンドブラスト化して形成する。

変形例２では、隣接するＬＥＤ１間において、ＬＥＤ１から発せられた光の一部が、出射面Ｂ及び反出射面Ｃに対して垂直となる入光面Ａ以外の梨地形状１８の面から導光板３に入光する。そのため、梨地形状１８の面から入光した光は、直接入光面Ａより入光した光と入光角度が異なり、出射面Ｂ及び反出射面Ｃに対する角度が導光板３を伝播するための臨界角より鋭角となる。従って、梨地形状１８の面から入光した光は、多くが入光面Ａ近傍の出射面Ｂより直接出射される。

以上のように、変形例２では、離散的に配置された隣接するＬＥＤ１間において、入光面Ａに梨地形状１８を設けることで、擬似的に輝度の高い部分を作り出している。そのため、変形例２も本実施の形態と同様、ＬＥＤ１近傍のみ輝度が高くなることを抑制し、導光板３の入光面Ａ近傍において連続的に輝度が高くなるようにして輝度分布の均一性を向上させている。さらに、変形例２では、隣接するＬＥＤ１間での繊細な輝度調整が可能になるため、出射面Ｂでの表示品位をさらに向上させることができる。

以上、実施の形態１乃至実施の形態５で説明した、多様な形状等を個別に組み合わせることにより、さらなる効果が期待できる。

また、本発明に用いられる点光源は、ＬＥＤ１に限定されるものではない。さらに、ＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）、ＢＬＵＥ（青）を混ぜて白色光を生成する光源を各実施の形態に適用できることはいうまでもなく、各色の輝度が導光板３の出射面Ｂで均一化されるように輝度ムラ及び色ムラの発生を抑制して均一な白色光を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る面状光源装置のＬＥＤ近傍の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態４に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態５に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態５に係る面状光源装置の導光板の正面図及び側面図である。 本発明の実施の形態５の変形例１に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態５の変形例１に係る面状光源装置の導光板の正面図及び側面図である。 本発明の実施の形態５の変形例２に係る面状光源装置の隣接するＬＥＤ間近傍の断面図である。 本発明の実施の形態５の変形例２に係る面状光源装置の導光板の正面図及び側面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ、２ ＬＥＤ基板、３ 導光板、４ 光学シート類、５ 反射シート、６ 表筐体、７ 裏筐体、８ 開口部、９ 液晶表示部、１０ 孔、１１ 空間、１２ 第２の反射シート、１３ 露出部、１４ Ｒ形状部、１５ 突起部、１６ Ｖ字形状の溝、１７ Ｖ字形状の凸部、１８ 梨地形状。

Claims (6)

1. 所定の間隔で配置された複数の点光源と、
   少なくとも一つの側面に入光した前記点光源からの光を、前記側面に対し垂直に位置する出射面から面状の光として出射する導光板と、
   前記導光板の反出射面及び前記光源の近傍に設けられた反射部と、
   前記導光板の前記出射面に対応する位置に開口部を有し、前記点光源及び前記導光板、前記反射部を保持する筐体とを備える面状光源装置であって、
   隣接する前記点光源間近傍において、前記点光源からの光を、前記導光板の前記出射面又は前記反出射面から入光させる入光手段をさらに備え、
   前記入光手段は、前記点光源側から前記導光板の前記反出射面の一部に渡る位置に形成された前記反射部の孔と、前記孔に平行に設けられた第２反射部とを備えることを特徴とする面状光源装置。
2. 請求項１に記載の面状光源装置であって、
   前記反射部に形成された前記孔は、隣接する前記点光源間毎に複数形成されることを特徴とする面状光源装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の面状光源装置であって、
   前記反射部に形成された前記孔は、前記点光源側から前記導光板側方向の断面長さが隣接する点光源間の中央部で最大となることを特徴とする面状光源装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の面状光源装置であって、
   前記反射部に形成された前記孔は、前記点光源側から前記導光板側方向の断面長さが隣接する点光源間の１／３及び２／３の位置で最大となることを特徴とする面状光源装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の面状光源装置であって、
   前記点光源は、発光ダイオードであることを特徴とする面状光源装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の面状光源装置と、
   前記面状光源装置の前記開口部上に、当該前記開口部から出射される光により画像を表示する表示部とを備える表示装置。

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