JP5126363B2 - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
±arcsin(1/1.49)=±42.2°
となる。一方、導光板12と薄膜16の界面における全反射の臨界角は、
arcsin(1.41/1.49)=71.1°
となる。この臨界角71.1°は水平方向から測ると18.9°となる。
X>0
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα)
(ただし、P:前記点光源間の配列ピッチ、W:前記点光源の光出射窓の幅、α:導光板 の屈折率をngとするとき、α=arcsin(1/ng)で表される角度)の3式を同時に満た す領域の内部に位置し、前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出 射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴と している。なお、第7の面光源装置でも、光導入部と導光板本体とが一体として構成され ているとは、光導入部と導光板本体がひとつにつながっていて、光導入部と導光板本体の 間に空気層が存在しないことであり、かりに光導入部と導光板本体が別々に分離されてい ても接着剤でくっついていれば、「一体として構成されている」状態である。また、導光 基板は、指向性変換部や光出射手段を設けるための母材であって、導光基板というときに は、指向性変換部や光出射手段を形成していないものを想定している。
X>0
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα)
の3式を同時に満たす領域の内部に位置しているので、複数の点光源が導光板の光入射端 面に沿って配置され、各点光源の前方にそれぞれの指向性変換部が設けられた面光源装置において、それぞれの指向性変換部に、対応しない他の点光源からの光が入射して反射又は透過するのを避けることができ、指向性変換部や光導入部からの光の漏れを低減することができる。
X>0
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα)
(ただし、P:前記点光源間の配列ピッチ、W:前記点光源の光出射窓の幅、α:導光板 の屈折率をngとするとき、α=arcsin(1/ng)で表される角度)の3式を同時に満た す領域の内部に位置し、前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出 射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴と している。なお、第8の面光源装置でも、光導入部と導光板本体とが一体として構成され ているとは、光導入部と導光板本体がひとつにつながっていて、光導入部と導光板本体の 間に空気層が存在しないことであり、かりに光導入部と導光板本体が別々に分離されてい ても接着剤でくっついていれば、「一体として構成されている」状態である。また、導光 基板は、指向性変換部や光出射手段を設けるための母材であって、導光基板というときに は、指向性変換部や光出射手段を形成していないものを想定している。
X>0
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα)
の3式を同時に満たす領域の内部に位置しているので、複数の点光源が導光板の光入射端 面に沿って配置され、各点光源の前方にそれぞれの指向性変換部が設けられた面光源装置 において、それぞれの指向性変換部に、対応しない他の点光源からの光が入射して反射又 は透過するのを避けることができ、指向性変換部や光導入部からの光の漏れを低減するこ とができる。
図6は本発明の実施形態1による液晶表示装置21の一部を示す概略断面図である。図7は当該液晶表示装置21に用いられている面光源装置22の概略平面図である。
ng>n1>1
の関係がある。ここで、n1>1としたのは、接続層35から空気層を除外するためである。例えば、導光板24の屈折率ng=1.59、接続層35の屈折率n1=1.4である。接続層35としては接着剤を用いることができ、例えば導光板24よりも低屈折率の2液硬化型シリコーンや紫外線硬化樹脂などを用いることができる。なお、接続層35としては、接着性のないものでもよく、例えば空気よりも高屈折率で、かつ、導光板24の屈折率よりも低屈折率のガスを導光板24と液晶表示パネル36との間に介在させてもよい。
±α=±arcsin(1/ng) …(数式1)
となる。いま、ng=1.59とすると、指向性広がりは±α=±39.0°となる。
γ=arcsin(n1/ng) …(数式2)
であり、これは水平方向から測った角度βに換算すれば、
β=90°−γ=90°−arcsin(n1/ng) …(数式3)
となる。いま、ng=1.59、n1=1.4とすれば、β=28.3°となる。
指向性変換効率=(範囲内の光量)÷(全体の光量)
=(全体の光量−範囲外の光量)÷(全体の光量)
導光効率=(導光板本体へ伝わった光量)÷(入射した直後の光量)
指向性変換効率×導光効率>0.85
であることが望ましく、そのためには、図15によれば、頂角φ>92°であればよい。また、さらに望ましくは、
指向性変換効率×導光効率>0.9
であり、そのためには、107°<φ<154°であればよい。
r1=W/(2tanθ1) …(数式4)
となるので、指向性変換効率を0.9以上にするためには、r1≧0.8Wであればよく、指向性変換効率を最大にするためには、距離(半径)r1をほぼ1.24Wとすればよい。
ha≦T/2 …(数式5)
であればよい。
ha=r2×tanξ …(数式6)
で表される。ただし、符号r2は光入射端面31から指向性変換部33の外周縁までの水平距離、ξは指向性変換パターン37の稜線38aの傾斜角度(勾配)である。
r2≦T/(2tanξ) …(数式7)
が得られ、光入射端面31から指向性変換部33の外周縁までの距離(半径)r2の上限値は、T/(2tanξ)となることが分かる。
Σ|θxi×Δxi|/Σ|Δxi| …(数式8)
で表される傾斜角の絶対値の平均量を考える。なお、数式8における各総和は、i=1からi=Nまでの総和とする。この数式8で表される傾斜角の平均量において、Nを十分に大きな値とし、Δx1、Δx2、…を非常に小さくしたとき(数学的には、N→∞、Δx1=Δx2=…=ΔxN→0としたとき)の値を偏向パターン34の平均傾斜角θx*と定義する。なお、傾斜面42と逆側の面については、どのような傾斜角の面で構成されていてもよい。
{50°×(2Λ/5)+40°×(3Λ/5)}/Λ=44°
であるので、平均傾斜角θx*=44゜となる。
図28は変形例1による導光板24を示す斜視図、図29はその一部破断した概略断面図である。この導光板24でも、指向性変換部33は導光板24の表面に突出するように設けられているが、配列した指向性変換パターン37の稜線38aは水平となっている。谷線38bの点光源23に近い側の端は高く飛び出ており、谷線38bの点光源23から遠い側の端は光出射面32と同じ高さとなっていて、直線状に傾斜している。よって、指向性変換部33のV溝は点光源23から離れるに従って直線的に深くなっている。指向性変換部33の内周面及び外周面は、光出射面32と平行な平面に対して垂直面となっている。また、それぞれの谷線38bを点光源23側へ延長した先は、1点Sに集まっている。
図30は変形例2による導光板24を示す斜視図、図31はその一部破断した概略断面図である。この導光板24では、指向性変換部33は導光板24の表面を窪ませるようにして形成されており、配列したV溝状の指向性変換パターン37の稜線38aは水平となっていて、光出射面32と同じ平面内にある。谷線38bの点光源23に近い側の端は深さが浅く、谷線38bの点光源23から遠い側の端は深さが深くなっている。したがって、指向性変換部33のV溝は点光源23から離れるに従って直線的に深くなっており、谷線38bも直線状に傾斜している。また、指向性変換部33の内周面及び外周面は、平坦面39及び光出射面32に対して垂直面となっている。それぞれの谷線38bを点光源23側へ延長した先は、1点Sに集まっている。
図33(a)は変形例3による指向性変換部33の形状を示す平面図、図33(b)はその稜線38aを通る概略断面図である。実施形態1では、指向性変換部33の内周縁及び外周縁は円弧状となっており、指向性変換部33の内周面及び外周面は垂直面となっていた。実施形態1では、外周面が垂直面であるため、指向性変換部33の外周面に全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射したとき、外周面から光が漏れる恐れがある。
図34(a)は変形例4による面光源装置46を示す斜視図、図34(b)はその一部を拡大して示す斜視図である。この面光源装置46では、指向性変換部33を導光板24の表面の一方側端から他方側端に向けて直線状をした帯状の領域に設けている。指向性変換部33は左右対称な形状を有しているが、指向性変換部33を構成する各指向性変換パターン37は点光源23又は点光源23の近傍の1点を中心として放射状に形成されているので、図35(a)、(b)、(c)に示すように指向性変換部33の位置によって指向性変換パターン37は異なる形状を有している。すなわち、図35(a)は図34のD1の部分における指向性変換パターン37の形状の一部を表し、図35(b)は図34のD2の部分における指向性変換パターン37の形状の一部を表し、図35(c)は図34のD3の部分における指向性変換パターン37の形状の一部を表している。その他の点については、実施形態1と同様である。
図36は変形例5による面光源装置47を示す斜視図である。この面光源装置47では、円弧状をした指向性変換部33を持つ光導入部30を、導光板24の端縁に沿って複数並べている。各光導入部30の光入射端面31に対向する位置には、それぞれ点光源23を配置している。この面光源装置47では、複数の点光源23を用いることができるので、面光源装置47の発光輝度を高くすることができる。なお、隣接する指向性変換部33どうしが重なり合う配置となる場合には、各指向性変換部33の重なり合う部分を削除し、指向性変換部33どうしが重なり合わないようにすることが望ましい。
X>0 …(数式9)
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα) …(数式10)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα) …(数式11)
の3式を同時に満たす領域内に納まっている必要がある。ここで、Pは複数の点光源23の配列ピッチ、Wは点光源23の光出射窓28の幅、α=arcsin(1/ng)であって、ngは導光板24の屈折率である。
J1((2P−W)/(2tanα)、0)
J2((P−W)/(2tanα)、−P/2)
J3((P−W)/(2tanα)、P/2)
である。たとえば、P=6.5mm、ng=1.59、W=2mmのときには、これらの座標は、J1(6.8、0)、J2(2.78、−3.25)、J3(2.78、3.25)となる。
指向性変換部33の外周縁の半径r2は、r2>r1などの他の条件を満たす限り、上記数式12の値よりも小さくすることは可能であるので、sin2α≦(P−W)/(2P−W)の場合には、指向性変換部33の外周縁の半径r2は、上記数式12で示した値を上限値とする。よって、半径r2は、つぎの数式13を満たしていればよい。
r2={P−(W/2)}cosα …(数式14)
となる。よって、sin2α≧(P−W)/(2P−W)の場合には、指向性変換部33の外周縁の半径r2は、つぎの数式15で示す条件を満たしていればよい。
r2≦{P−(W/2)}cosα …(数式15)
図40は本発明の実施形態2による液晶表示装置51を示す断面図である。また、図41はその導光板24の斜視図である。実施形態2の液晶表示装置51に用いられている導光板24では、滑らかな傾斜面からなる指向性変換部52と、導光板本体29の厚みよりも薄い薄板部53によって光導入部30が形成されている。指向性変換部52は、光導入部30の導光板本体29と隣接する領域に沿って円弧状に形成されており、導光板本体29の表面から薄板部53の表面に向けて下り傾斜した円錐状の傾斜面となっている。また、薄板部53の端面が光入射端面31となっていて、ここに点光源23が対向している。
図43は実施形態2の変形例1に用いる導光板24の構造を示す斜視図である。実施形態2では、指向性変換部52を円弧状に形成していたが、変形例1では、滑らかな傾斜面からなる指向性変換部52を直線状に形成している。このような導光板24を用いても指向性変換部52で反射した光の厚み方向の指向性を狭くすることができる。なお、指向性変換部52は、薄板部53を置かず、光入射端面31から直ちに開始していても差し支えない。
第3の実施形態では、接続層35の種々の構成を説明する。なお、第3の実施形態では、指向性変換部33の構造は特定の構造に限定されないので、指向性変換部33の説明及び図示は省略する。
本発明の実施形態4による面光源装置では、導光板24の光出射側の表面及びその反対側の表面のうちいずれか一方の面あるいはその両面に導光板24よりも低屈折率の樹脂からなる低屈折率層を形成し、導光板部分を複数層からなる積層型導光板としたものである。
図48は実施形態4の変形例1による積層型導光板57bを示す概略断面図である。この変形例では、低屈折率層58aに光拡散処理を施さず、低屈折率層58aの上面に拡散層60aを積層している。拡散層60aは、空気層を介することなく低屈折率層58aの上面に密着している。拡散層60aは透過する光を拡散させるものであって、たとえば株式会社ツジデンのD11(ヘイズ74.5%)を用い、スピンコート法などによって低屈折率層58aの上面に成膜すればよい。このような構造の積層型導光板57bであっても、実施形態4の積層型導光板57aと同様な効果を得ることができる。なお、指向性変換部33は導光板24の上面と低屈折率層58aとの界面に設けられていてもよく、導光板24の下面と低屈折率層58bとの界面に設けられていてもよい(下記の変形例2〜4についても同様)。
図49は実施形態4の変形例2による積層型導光板57cを示す概略断面図である。この変形例では、光拡散処理を施されていない低屈折率層58aの上面に拡散層60aを積層し、さらに拡散層60aの上面に集光層60bを積層している。拡散層60aは空気層を介することなく低屈折率層58aの上面に密着しており、集光層60bも空気層を介することなく拡散層60aの上面に密着している。拡散層60aとしては、たとえば株式会社ツジデンのD11(ヘイズ74.5%)などを用いることができる。また、集光層60bは透過した光の指向性を狭めるものであって、たとえば住友3M社製のBEF(頂角90°のプリズムシート)などを用いることができる。
図50は実施形態4の変形例3による積層型導光板57dを示す概略断面図である。この変形例では、光拡散処理を施されていない低屈折率層58aの上面に集光層60bを積層し、さらに集光層60bの上面に拡散層60aを積層している。集光層60bは空気層を介することなく低屈折率層58aの上面に密着しており、拡散層60aも空気層を介することなく集光層60bの上面に密着している。拡散層60aとしては、たとえば株式会社ツジデンのD11(ヘイズ74.5%)などを用いることができる。また、集光層60bとしては、たとえば住友3M社製のBEF(頂角90°のプリズムシート)などを用いることができる。
図51は実施形態4の変形例4による積層型導光板57eを示す概略断面図である。この変形例では、導光板24の光出射側と反対側の面に形成された低屈折率層58bの下面に反射層60cを積層している。反射層60cは空気層を介することなく低屈折率層58bの下面に密着している。反射層60cとしては、AgやAuなどの金属蒸着膜、白色や銀色の印刷層、あるいは金属光沢を有する印刷層などを用いることができる。なお、導光板24の上面の光出射側の層構造については、実施形態4あるいはその変形例1〜3のいずれであっても差し支えない。
図52は本発明の実施形態5による液晶表示装置61を示す概略断面図である。この液晶表示装置61では、面光源装置22の導光板本体29と液晶表示パネル36との間に接続層35を用いていない。すなわち、導光板本体29と液晶表示パネル36とは空気層を挟んで対向している。本発明の液晶表示装置は接続層を介して導光板本体29を液晶表示パネル36の裏面に密着させる場合に有用であるが、以下に説明するように、接続層35を用いない場合でも有用である。
図54は本発明の実施形態6による液晶表示装置71を示す概略断面図である。この実施形態においては、指向性変換部の無い光導入部30の上面に、導光板24よりも屈折率の小さな低屈折率層72を設けている。図示例では接続層35と同じものを光導入部30の上面にも塗布して低屈折率層72としているが、接続層35と低屈折率層72とは屈折率の異なるものであってもよい。さらに、低屈折率層72の上面には黒色フィルム、黒色塗料などの光吸収層73(導光阻止手段)を設けている。
図55は実施形態6の変形例であって、光吸収層73に代えて低屈折率層72の上面に拡散シートやプリズムシートなどの光散乱層75を設けている。そして、光散乱層75に達した光は、導光板24内に再入射しないよう外部へ散乱させている。
22 面光源装置
23 点光源
24 導光板
28 光出射窓
29 導光板本体
30 光導入部
31 光入射端面
32 光出射面
33 指向性変換部
34 偏向パターン
35 接続層
36 液晶表示パネル
37 指向性変換パターン
38a 稜線
38b 谷線
52 指向性変換部
53 薄板部
54 柱状部材
55 拡散材
56 印刷層
Claims (12)
- 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部に入射した光の前記導光基板の厚み方向における指向性広がりを狭めることによって、前記光入射端面から前記光導入部に入射した光を前記導光板内に閉じ込めるものであって、前記光導入部の光出射側の面またはその反対面に形成され、
隣接する前記指向性変換パターンによって形成される山部の稜線に垂直な断面における当該山部の頂角が、107°以上154°以下であり、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記点光源に近い側から前記点光源より遠ざかる方向へ向けて延びた、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部のうち前記光出射面と平行な領域に形成され、
隣接する前記指向性変換パターンによって形成される山部の稜線に垂直な断面における当該山部の頂角が、107°以上154°以下であり、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記点光源もしくは前記点光源近傍のある位置を中心として放射状に配列された、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部に入射した光の前記導光基板の厚み方向における指向性広がりを狭めることによって、前記光入射端面から前記光導入部に入射した光を前記導光板内に閉じ込めるものであって、前記光導入部の光出射側の面またはその反対面に形成され、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記点光源もしくは前記点光源近傍のある位置を中心として前記点光源に近い側から前記点光源より遠ざかる方向へ向けて放射状に延びた、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部のうち前記光出射面と平行な領域に形成され、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部に入射した光の前記導光基板の厚み方向における指向性広がりを狭めることによって、前記光入射端面から前記光導入部に入射した光を前記導光板内に閉じ込めるものであって、前記光導入部の光出射側の面またはその反対面に形成され、
前記導光板の光出射面に垂直な方向から見たとき、前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の一方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が32°以下であり、かつ、前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の他方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が32°以下であり、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記点光源に近い側から前記点光源より遠ざかる方向へ向けて延びた、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部のうち前記光出射面と平行な領域に形成され、
前記導光板の光出射面に垂直な方向から見たとき、前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の一方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が32°以下であり、かつ、前記指向性変換部の前記点光源に近い側の縁の任意の点から前記点光源の光出射窓の他方の端に延ばした方向と、当該任意の点から当該光出射窓の中央に延ばした方向とのなす角度が32°以下であり、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記点光源は、前記導光板の光入射端面に沿って複数個配置され、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部に入射した光の前記導光基板の厚み方向における指向性広がりを狭めることによって、前記光入射端面から前記光導入部に入射した光を前記導光板内に閉じ込めるものであって、前記光導入部の光出射側の面またはその反対面に形成され、
前記導光板の光出射面に垂直な方向から見て、いずれか任意の点光源の中心を通り前記光入射端面に垂直な方向にX軸を定め、前記光入射端面に沿ってY軸を定めたとき、当該点光源に対応する指向性変換部は、
X>0
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα)
(ただし、P:前記点光源間の配列ピッチ
W:前記点光源の光出射窓の幅
α:導光板の屈折率をngとするとき、α=arcsin(1/ng)で表される角度)
の3式を同時に満たす領域の内部に位置し、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 点光源と、前記点光源と対向する位置に設けられていて前記点光源の光を光入射端面から導入して光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた面光源装置であって、
前記点光源は、前記導光板の光入射端面に沿って複数個配置され、
前記導光板は、透明材料からなる導光基板に指向性変換部と光出射手段を設けたものであり、
前記導光基板は、前記点光源と対向する位置に設けられた光導入部と、前記光導入部から導光された光を外部へ出射する前記光出射面を備えた導光板本体とを一体として構成され、
前記導光板本体は、前記導光基板において前記光導入部の最小の厚みと同じ厚みか又はそれよりも大きな厚みを有し、
前記光導入部は、前記導光基板の光出射側の面又はその反対側の面において、前記光導入部のうち前記導光板本体と同じ厚みの部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて水平に連続し、あるいは前記光導入部のうち前記導光板本体よりも厚みの小さな部分から前記導光板本体の光導入部側端縁に向けて傾斜面によって連続し、
前記指向性変換部は、前記点光源に近い側から前記点光源より遠ざかる方向へ向けて延びた、V溝状をした複数の指向性変換パターンによって構成されていて、前記光導入部のうち前記光出射面と平行な領域に形成され、
前記導光板の光出射面に垂直な方向から見て、いずれか任意の点光源の中心を通り前記光入射端面に垂直な方向にX軸を定め、前記光入射端面に沿ってY軸を定めたとき、当該点光源に対応する指向性変換部は、
X>0
X≦{−2Y+(2P−W)}/(2tanα)
X≦{2Y+(2P−W)}/(2tanα)
(ただし、P:前記点光源間の配列ピッチ
W:前記点光源の光出射窓の幅
α:導光板の屈折率をngとするとき、α=arcsin(1/ng)で表される角度)
の3式を同時に満たす領域の内部に位置し、
前記光出射手段は、前記導光板本体内に閉じ込めた光を前記光出射面から外部へ出射させるものであって、前記導光板本体に形成されていることを特徴とする面光源装置。 - 前記光導入部は、当該光導入部の表面から前記導光板本体の表面にかけて傾斜した傾斜面を前記指向性変換部とし、前記傾斜面を前記導光板の光出射面側の面またはその反対面における前記光導入部の前記導光板本体に隣接する領域に形成され、
前記光導入部のうち前記傾斜面が形成された領域以外の領域の厚みが、前記導光板本体の厚みよりも薄いことを特徴とする、請求項1、3、5又は7のうちいずれか1項に記載の面光源装置。 - 前記導光板の光出射面側の面もしくはその反対側の面のうち少なくとも一方の面を、前記導光板よりも屈折率の小さな低屈折率層で密着させるように覆ったことを特徴とする、請求項1から8のうちいずれか1項に記載の面光源装置。
- 前記光出射手段は、前記光入射端面側を向いた少なくとも1つの平面を有する偏向パターンによって、前記導光板の光出射面と反対側の面に形成され、
前記偏向パターンは、前記光入射端面側を向いた前記平面が前記導光板の光出射面と平行な面となす角度の平均傾斜角θx*が35°以上70°以下であり、かつ、各偏光パターンの前記光入射端面側を向いた前記平面が前記導光板の光出射面と平行な面となす傾斜角度がθx*±10°の範囲にあることを特徴とする、請求項1から8のうちいずれか1項に記載の面光源装置。 - 請求項1から8のうちいずれか1項に記載した面光源装置と、液晶表示パネルと、少なくとも前記面光源装置の前記導光板本体と前記液晶表示パネルとの間に介在して前記導光板本体を前記液晶表示パネルに密着させる少なくとも1層の接続層とからなる液晶表示装置において、
前記各接続層のいずれかの屈折率が、前記導光板本体の屈折率よりも低いことを特徴とする液晶表示装置。
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