WO2011135627A1 - 面状光源装置およびこれを用いた表示装置 - Google Patents

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WO2011135627A1
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light
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境誠司
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三菱電機株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
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    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a planar light source device that irradiates with a point light source and a display device using the planar light source device.
  • a hole is formed in the light guide plate, and an LED is disposed in the center of the hole. With this configuration, light from the LED can be efficiently incident on the light guide plate, and the luminance of the display unit can be improved.
  • the light from the point light source is reflected from the side surface of the light guide plate, and in addition to the light not being spread evenly, uneven brightness occurs, and the light is emitted from the light guide plate.
  • the light is reflected by the reflector, there is a problem that the light use efficiency is low.
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a planar light source device having high in-plane luminance uniformity and high light utilization efficiency, and a display device using the same.
  • a planar light source device includes a point light source, a housing having an opening, and a light guide plate that is disposed in the housing and has a rectangular plate shape in plan view.
  • a hole that opens to the opposite exit surface formed at a position where the point light source is disposed, and at least a part of each surface of the pair of second side surfaces has a ridge line in a direction perpendicular to the exit surface
  • the prism is formed such that the cross section in the direction parallel to the emission surface is formed into a repetitive concave and convex shape with a saw shape.
  • the light incident on the light guide plate can be refracted in the direction away from the point light source, so that the light from the point light source can be efficiently made uniform on the light guide plate. And uneven brightness can be prevented.
  • 1 is an exploded perspective view of a planar light source device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a front view of the planar light source device which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • 1 is a cross-sectional view of a main part of a planar light source device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a light source light distribution diagram of the planar light source device according to Embodiment 1 of the present invention. It is sectional drawing of the planar light source device which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • 1 is an exploded perspective view of a planar light source device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a front view of the planar light source device which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • planar light source device which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a front view of the planar light source device which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a front view of the planar light source device which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • Embodiment 1 A configuration of a display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, what uses the same code
  • the planar light source device 100 includes a light guide plate 13 that guides light into a planar shape and emits the light from an emission surface.
  • the light guide plate 13 is disposed.
  • Light is emitted in the direction having the opening 11 and that direction is defined as the emission direction.
  • FIG. 1 is a disassembled view of each component
  • FIG. 2 is an overall view seen from the exit surface side that is the exit direction.
  • the point light source 16 is disposed in a storage portion formed on the bottom surface of the housing 15 that faces the surface of the housing 10 having the opening 11.
  • a diffusion plate (not shown) for diffusing light and the optical sheet 12 are disposed on the light exit surface side of the light guide plate 13.
  • a reflection sheet 14 (first and second) that reflects light is reflected on the opposite emission side of the light guide plate 13 from the emission side, the pair of first side surfaces 13 a, and the pair of second side surfaces 13 b. Reflective sheet).
  • Reflective sheet 14 is a material in which barium sulfate or titanium oxide is mixed with PP or PET, a material in which fine bubbles are formed in a resin, a material in which silver is deposited on a metal plate, or a paint containing titanium oxide on a metal plate. Use the selected materials.
  • the reflectance of the reflection sheet 14 is 90% or more in order to suppress reflection loss on the reflection surface.
  • the reflectance can be improved by overlapping the plurality of reflection sheets 14, and the luminance on the exit surface of the planar light source device 100 can be improved.
  • the reflectivity by making the inside of the housing 10 white, for example, to further improve the reflectivity inside, reduce light loss, and improve the light utilization efficiency.
  • the optical sheet 12 disposed on the light guide plate 13 has a structure in which a lens sheet 12b is sandwiched between diffusion sheets 12a.
  • a plurality of lens sheets 12b in which the directions of the prisms are optimally combined are used.
  • two or more diffusion sheets 12a may be used.
  • one lens may be used or may not be used.
  • the optical sheet 12 may be combined with a protective sheet or a polarizing reflection sheet. Note that the configuration of the optical sheet 12 can be appropriately considered in view of the required luminance, light distribution characteristics, and the like.
  • the point light source 16 uses a point light source 16 such as a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) or a laser diode (hereinafter referred to as LD).
  • LEDs are mounted on the LED substrate 17.
  • the LED include a semiconductor light emitting element that emits a single color such as blue, and a pseudo white LED made of a phosphor that absorbs a part of blue light emitted from the semiconductor light emitting element and emits yellow light.
  • a pseudo white LED is used.
  • the LED substrate 17 used in the first embodiment holds a light source and is formed with a circuit pattern for supplying power to the light source. Further, by mounting on the LED substrate 17 which is a metal core (hereinafter referred to as MC) substrate, heat generated from the light source can be efficiently transmitted to the surroundings. By mounting the light source on a thin FPC (Flexible Printing Circuit), heat from the light source can be more efficiently transmitted to the surroundings, and the external size of the planar light source device 100 can be reduced.
  • MC metal core
  • a display element (not shown) is disposed on the planar light source device 100 having such a configuration.
  • a liquid crystal display panel using the birefringence of liquid crystal a display panel on which characters and pictures are printed on a transparent plate, and the like are used.
  • a liquid crystal display panel is used as the display element.
  • a liquid crystal display panel has a color filter substrate on which a color filter, a light shielding layer, a counter electrode, and the like are formed on a substrate, a thin transistor (hereinafter referred to as a TFT) serving as a switching element, a pixel electrode, and the like on the substrate. Between the color filter substrate and the TFT substrate, a spacer for keeping the distance between the substrates, a sealing material for sticking the color filter substrate and the TFT substrate, and a TFT substrate.
  • the liquid crystal is sandwiched, and includes an inlet sealing material for injecting liquid crystal, an alignment film for aligning the liquid crystal, and a polarizing plate (not shown).
  • the liquid crystal display panel changes the light distribution of the liquid crystal layer by turning on or off the voltage by the switching element (not shown), modulates the light incident on the liquid crystal display panel in accordance with the video signal, and produces red (R), green ( G) or blue (B).
  • the light guide plate 13 is a flat plate having a rectangular shape in plan view.
  • the light guide plate 13 is a first surface close to the point light source 16 and perpendicular to the emission surface, the opposite emission surface facing the emission surface, and the emission surface and the opposite emission surface. It is formed by a side surface 13a, a pair of second side surfaces 13b perpendicular to the first side surface 13a and facing each other, and another first side surface 13a facing and forming a pair with the first side surface 13a.
  • the light guide plate 13 has a plate shape as described above, and is made of a transparent acrylic resin, polycarbonate resin, glass, or the like. Further, a light scattering portion for guiding the light to the exit surface by disturbing the light propagation direction is formed on the opposite exit surface of the light guide plate 13 (not shown). This light scattering portion functions as a means for reflecting light toward the inside of the light guide plate 13. As a means for reflecting, there are a method of printing dot printing on the anti-emission surface, a method of roughening the anti-emission surface to form a textured surface, a method of forming a minute spherical surface or irregularities, and the like.
  • the light guide plate 13 has a hole 13c at a position where the point light source 16 is disposed.
  • the hole 13 c includes the point light source 16 and penetrates between the opposite exit surface and the exit surface which are the bottom surface of the light guide plate 13.
  • the cross-sectional shape of the hole 13c can be selected from arbitrary shapes, such as a circle, a square, or a hexagon, it is desirable that the inner peripheral surface of the hole 13c is a mirror surface without unevenness.
  • the light utilization efficiency is further improved because the light emitted from directly above the point light source 16 is reflected. That is, by roughening the exit surface of the light guide plate 13 to form a textured surface, it is possible to obtain the same effect as when a means for reflecting on the opposite exit surface of the light guide plate 13 is provided. That is, the light that has reached the exit surface of the light guide plate 13 is scattered in the light propagation direction by the unevenness formed by the roughening of the exit surface.
  • the hole 13c when the hole 13c is not penetrated between the opposite emission surfaces of the light guide plate 13 and is stopped inside the light guide plate 13 from the opposite emission surface of the light guide plate 13, the hole 13c is directly above the point light source 16.
  • a reflecting plate (not shown) on the exit surface side of the hole 13c positioned, light that directly reaches the opening 11 of the housing 10 from the point light source 16 is applied to the reflecting portion provided on the exit surface of the light guide plate 13. This is preferable because light can be shielded by a reflector having a smaller area.
  • the light guide plate 13 has a rectangular shape as an example of a rectangular shape in plan view.
  • the present invention is not limited to this, and the plate is formed as the light guide plate 13 moves away from the point light source 16.
  • a wedge shape with a reduced thickness may be used (not shown).
  • the exit surface or the opposite exit surface of the light guide plate 13 may be subjected to mirror surface treatment, roughening treatment, dot pattern printing, colored printing, or the like.
  • the display quality on the exit surface of the light guide plate 13 can be further improved.
  • the light from the point light source 16 is made incident on the inner surface of the hole 13 c to the light guide plate 13.
  • the point light source 16 can be accommodated by being provided as the second concave portion 51 on the light exit surface side of the light guide plate 13.
  • the second concave portion 51 is formed with a convex shape that protrudes toward the non-emitting surface side.
  • the upper direction of the drawing is the light emission direction, but the light guide plate 13 has a conical shape with two apex angles different from each other at a position facing the second recess 51 on the emission surface side.
  • a recess 50 is formed. Even when a light source (such as completely diffused light) that does not have a special light distribution as shown in FIG. 5 is used, light from the light source can be efficiently incident on the light guide plate 13 and the planar luminance is further increased. be able to.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of a main part of the second side surface 13b formed on the light guide plate 13.
  • the light guide plate 13 is shown in the portion located on the right side of the figure, and the region corresponding to the air layer is shown in the portion located on the left side.
  • a saw-like uneven shape is formed on the second side surface 13b of the light guide plate 13 which is the boundary between these regions.
  • the light emission direction is the same as the direction in FIG.
  • the concavo-convex shape formed on the second side surface 13b is configured by a prism having a ridge line parallel to the direction connecting the exit surface and the opposite exit surface of the light guide plate 13. This prism is composed of a plurality of triangles having the same cross section.
  • the apex angle with respect to the second side surface 13b is the angle c (vertical angle portion of the saw-shaped ridge line), and the point is from the saw-shaped valley.
  • the angle from the saw-shaped light source 16 toward the top of the saw-shaped side on the first side surface 13 a is the base angle a, and the angle from the saw-shaped valley to the top of the saw-shaped side of the first side surface 13 a near the point-shaped light source 16.
  • the base connecting the saw-shaped valley is side A
  • the side forming base angle a is side B
  • the side forming base angle b is the side. C.
  • Each of the aforementioned angles is formed so that the size of the base angle a ⁇ the base angle b, and preferably the base angle a is about 45 degrees.
  • the base angle b is preferably a right angle, it is better to set the base angle b to about 80 degrees in view of formability and peelability when the light guide plate 13 is manufactured.
  • the pitch of the concavo-convex shape on the side A is preferably set to 0.1 mm or more and 0.5 mm or less in order to prevent the moldability and peeling property of the light guide plate 13 and the size of the light guide plate 13 from increasing.
  • the prism configured with the uneven shape is described for the prism shape when formed on the entire surface of the second side surface 13 b of the light guide plate 13.
  • the portion can also have a prism shape.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the light guide plate 13 and shows a case where a prism is formed on a part of the second side surface (prism 13d in FIG. 6).
  • the light from the point light source 16 is emitted from the second side surface 13b, and the reflection sheet 14 provided on the second side surface 13b. Due to the light reflected and incident again into the light guide plate 13 from the second side surface 13b, the brightness of the portion of the exit surface becomes high. For this reason, it is better to form the prism 13d in this portion because the surface luminance distribution on the exit surface can be made uniform.
  • the angle which makes with the point light source 16 in the 2nd side surface 13b exhibits the prism 13d from 90 degree
  • planar light source device 100 Next, the operation of the planar light source device 100 will be described below.
  • the planar light source device 100 diffuses the light emitted from the point light source 16 through the light guide plate 13 to form a uniform light distribution on the exit surface of the light guide plate 13, and from the opening 11 provided in the housing 10. By irradiating, an image or the like is displayed using a display element (not shown) disposed thereon.
  • a display element not shown
  • the light emitted from the point light source 16 enters the light guide plate 13 from the inner surface of the hole 13 c of the light guide plate 13 and propagates through the light guide plate 13.
  • the light that has propagated through the light guide plate 13 and has reached the second side surface 13b is totally reflected by the side B of the prism, is emitted from the side C from the light guide plate 13 to the air layer, and the light is directed toward the center of the light guide plate 13. Refract.
  • the light emitted from the side C enters the light guide plate 13 again from the side B of the adjacent triangle. When incident, the light is refracted toward the center of the light guide plate 13.
  • Light incident on the light guide plate 13 propagates in the light guide plate 13 while repeating total reflection at the boundary between the light guide plate 13 and the air layer around the light guide plate 13.
  • dot printing not shown
  • the light propagation direction changes. Due to this change in propagation, the light does not satisfy the critical angle at the boundary between the light guide plate 13 and the air layer around the light guide plate 13 and is emitted from the exit surface of the light guide plate 13.
  • FIG. 4 shows a light distribution of the point light source 16 according to the first embodiment.
  • the upper direction (the direction of the arrow) in the figure corresponds to the light emission direction, and shows the distribution when the point light source 16 is arranged at the center of the semicircle.
  • the point light source 16 has a maximum altitude when the angle of light emitted from the point light source 16 is ⁇ 80 ° with the clockwise direction from the vertical direction to the center axis being positive.
  • the angle at which the luminous intensity is the maximum at the incident angle of the light incident on the inner surface of the hole 13c of the light guide plate 13 is an incident angle of 10 °.
  • a casing 10 having an opening 11 and a flat plate shape that is disposed in the casing 10 and has a plate shape and is rectangular in plan view.
  • a light guide plate 13 formed.
  • the light guide plate 13 includes an exit surface facing the opening 11, a counter exit surface facing the exit surface, a pair of first side surfaces 13a facing each other, and a pair of second side surfaces 13b facing each other. And a hole 13c that is open on the opposite side of the emission surface and in the vicinity of one of the first side surfaces 13a.
  • the planar light source device 100 includes at least the first side surface 13 a of the light guide plate 13 in the point light source 16 disposed in the hole 13 c and the housing 10. And a reflection sheet 14 as a first reflection sheet, which is disposed so as to face the counter-exit surface. At least a part of each surface of the pair of the second side surfaces 13b has a ridge line in a direction perpendicular to the emission surface, and a cross section in a direction parallel to the emission surface is formed in a repetitive uneven shape having a saw shape. It is a prism.
  • the light reaching the prism provided on the second side surface 13 b from the point light source 16 approaches the center direction of the light guide plate 13. It can be refracted in the direction. For this reason, since the light emitted from the second side surface 13b of the light guide plate 13 and reflected by the reflection sheet 14 close to the second side surface 13b is greatly reduced, the light reflection loss is reduced and the light utilization efficiency is reduced. Will improve.
  • the incident angle of light refracted and reflected by the prism of the second side surface 13b with respect to the angle X incident on the second side surface 13b shown in FIG. Y increases.
  • the second side surface 13 b can suppress the light emitted during dot printing formed on the non-emission surface of the light guide plate 13.
  • the light is refracted in the direction away from the point light source 16, so that it approaches the ideal light propagation direction and the light utilization efficiency is further improved.
  • the light incident on the second side surface 13b of the light guide plate 13 is not only the direct light from the point light source 16, but also from the point light source 16 to the hole of the light guide plate 13.
  • the light incident from the inner surface of 13c and directed toward the first side surface 13a (the light in the case of FIG. 3) is also totally reflected at the boundary of the first side surface 13a and enters the second side surface 13b. For this reason, the light utilization efficiency can be further improved. It should be noted that the same effect can be expected on the side surface (the other second side surface 13b) facing the second side surface 13b described in FIG.
  • the point light source 16 is arranged by penetrating the hole 13c between the bottom surface, which is the opposite exit surface of the light guide plate 13, and the exit surface. A space can be formed, and the light from the point light source 16 can be efficiently incident on the light guide plate 13 to increase the light propagation efficiency.
  • the light guide plate 13 at the position facing the hole 13c is provided with the first conical recess 50, and the hole 13c serves as the second recess 51.
  • the light guide plate 13 in the middle the light directly reaching the opening 11 of the housing 10 from the point light source 16 is shielded by a reflector having a smaller area than the reflective portion provided on the exit surface of the light guide plate 13. it can.
  • the prism shape of the second side surface 13b has the base angle a as the first angle and the base angle b as the second angle.
  • the base angle a is made smaller than the base angle b, it is possible to reduce the luminance unevenness by setting the propagation direction of the light reflected by the prism away from the point light source 16 and making it the ideal light propagation direction. it can.
  • the base angle b which is the second angle, is approximately 80 degrees, so that the light reflected by the second side surface 13b of the light guide plate 13 is reduced.
  • the propagation direction can be set to a desirable direction, and luminance unevenness can be reduced by setting the propagation direction to an ideal light.
  • the base angle a which is the first angle is 50 ° or less
  • the light reflected by the second side surface 13b of the light guide plate 13 is reduced.
  • the propagation direction can be set to a desirable direction, and luminance unevenness can be reduced by setting the propagation direction to an ideal light.
  • a part of the second side surface 13b for example, the angle between the second side surface 13b and the point light source 16 is in a range from 90 degrees to 45 degrees.
  • the light emitted from the point light source 16 can be reduced by the light emitted from the second side surface 13b. Since it is totally reflected by the side surface 13b, the luminance is further improved.
  • the reflection sheet 14 as a 2nd reflection sheet arrange
  • the emitted light can be reflected, and the light utilization efficiency is improved.
  • the planar light source device 100 includes the light emitting diode that can emit any one of red, green, blue, and white as the point light source 16, so that it corresponds to the emitted light. Display is possible.
  • the display device by further providing a display panel on the opening 11, an image with reduced luminance unevenness can be displayed.
  • FIG. 7 is a front view of the planar light source device 100 according to the second embodiment
  • FIG. 8 is a detailed view of a prism on the second side surface 13b of the light guide plate 13 in the planar light source device 100. Except for the operational effects peculiar to the planar light source device 100 according to the second embodiment described below, the same operational effects as the planar light source device 100 according to the first embodiment are exhibited.
  • the angle toward the point where the light traveling from the point light source 16 toward the second side surface 13b reflects the side B in the cross section of FIG. 7 is defined as an angle ⁇ as illustrated.
  • the angle ⁇ is an angle formed between a line perpendicular to the second side surface 13b and a line connecting the point light source 16 to the reflection point.
  • the base angle a of the prism defined in the first embodiment is related to the base angle a ⁇ angle ⁇ angle ⁇ , where n is the refractive index of the light guide plate 13. It is formed to satisfy.
  • the angle ⁇ is defined as angle ⁇ > sin ⁇ 1 (1 / n), and can be expressed as base angle a + angle ⁇ > sin ⁇ 1 (1 / n).
  • the base angle a In the prism region, the base angle a is up to 0 °, and the second side surface 13b is a mirror surface after the base angle a is 0 °.
  • the base angle b is preferably 80 ° as in the first embodiment, but can be changed in view of the moldability and peelability when the light guide plate 13 is molded.
  • the planar light source device 100 forms a uniform light distribution using the light guide plate 13 and displays an image or the like using a display element, and in particular, the second side surface 13b.
  • FIG. 8 shows the light guide plate 13 on the right side, the air layer on the left side, the shape of the second side surface 13b corresponding to the boundary, and the path of the light emitted from the point light source 16 as in FIG. is there.
  • the light emitted from the light emitting part of the point light source 16 enters the light guide plate 13 from the inner surface of the hole 13 c of the light guide plate 13.
  • the light that reaches the second side surface 13b either directly or totally reflected by the incident light and reaches the second side surface 13b is incident on the side B of the triangle formed with the second side surface 13b at an incident angle ⁇ .
  • the prism shape is formed so that the base angle a, which is the first angle, is reduced, so that the incident angle of light on the side B is the second side surface 13b. Since it becomes uniform regardless of the position of the reflection point, it is possible to efficiently reflect light and to improve the incident efficiency of light.
  • the refractive index of the light guide plate 13 is n, and the angle ⁇ described above is in the relationship with the base angle a that is the first angle.
  • the incident angle of the light to the side B is uniform regardless of the position of the reflection point of the second side surface 13 b. Therefore, light can be reflected efficiently, and light incident efficiency is improved.
  • one point light source 16 is disposed on the light guide plate 13
  • a plurality of point light sources 16 may be disposed. Not too long.
  • the point light sources 16 are arranged substantially parallel to the first side surface 13a and arranged on a substantially straight line.
  • an odd number of point light sources 16 are arranged, as shown in FIG. 9, among the point light sources 16 arranged substantially on a straight line, the light source is guided from the light emission center of the point light source 16 arranged at or near the center.
  • the angle from the side B forming the uneven shape provided on the second side surface 13b of the optical plate 13 to the point of reflection is defined as ⁇ .
  • ⁇ The angle from the side B forming the uneven shape provided on the second side surface 13b of the optical plate 13 to the point of reflection.
  • the display device further includes a display panel on the opening 11, whereby an image with reduced luminance unevenness can be displayed.

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Abstract

要約 課題　面状光源装置においては、点状光源からの光が導光板側面で反射し、光が均等に広がらずに輝度ムラが生じる事に加え、導光板から出射して反射板で反射するため光の利用効率が低いという問題があった。 解決手段　この発明にかかる面状光源装置１００によれば、点状光源１６と、平面視矩形の平板状をなす導光板１３を備え、前記導光板は、前記開口部に臨む出射面と、互いに対峙する第２の側面１３ｂの対と、一方の前記第１の側面１３ａ近傍であって、点状光源１６を配置する位置に形成した反出射面に開口する孔１３ｃと、を有し、出射面１ａと垂直な方向に稜線を有し、第２の側面の対の各面の少なくとも一部に出射面１ａと平行な方向の断面がのこぎり形状の繰り返し凹凸状に形成されたプリズムであることにより、点状光源からの光を効率よく導光板に均一化することができ、輝度ムラを防ぐことができる。

Description

面状光源装置およびこれを用いた表示装置
　本発明は、点状光源によって照射する面状光源装置およびこれを用いた表示装置に関する。
　従来の面状光源装置は、特許文献１に示すように、導光板には孔部が形成され、孔部中央にはＬＥＤが配設されている。この構成により、ＬＥＤからの光を効率的に導光板に入射することができ、表示部の輝度を向上させることができる。
特開２００２－１０９９４２号公報
　しかしながら、前記特許文献１に示されたバックライトユニットおよび表示装置では点状光源からの光が導光板側面で反射し、光が均等に広がらずに輝度ムラが生じる事に加え、導光板から出射して反射板で反射するため光の利用効率が低いという問題点を有していた。
　本発明は、上記問題点を解決し、面内輝度均一性が高く、光利用効率が高い面状光源装置およびこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
　この発明にかかる面状光源装置は、点状光源と、開口部を有する筐体と、筐体内に配置され、平面視矩形の平板状をなす導光板と、を備えており、導光板は、開口部に臨む出射面と、出射面と対峙する反出射面と、互いに対峙する第１の側面の対と、互いに対峙する第２の側面の対と、一方の第１の側面近傍であって、点状光源を配置する位置に形成した反出射面に開口する孔と、を有し、第２の側面の対の各面の少なくとも一部は、出射面と垂直な方向に稜線を有し、出射面と平行な方向の断面がのこぎり形状の繰り返し凹凸状に形成されたプリズムである。
　これらの構成により、導光板に入射した光で第２の側面に達した光を点状光源から離れる方向に屈折されることができるため、点状光源からの光を効率よく導光板に均一化することができ、輝度ムラを防ぐことができる。
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正面図である。 本発明の実施の形態1に係る面状光源装置の要部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の光源配光図である。 本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る面状光源装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る面状光源装置の正面図である。 本発明の実施の形態２に係る面状光源装置の要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る面状光源装置の正面図である。 本発明の実施の形態２に係る面状光源装置の正面図である。
＜Ａ．実施の形態１＞
　本発明にかかる表示装置の構成について図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を用いたものは、実質的に同様の構成を示す。
＜Ａ－１－１．面状光源装置の構成＞
　図１および図２に示すように実施の形態における面状光源装置１００は、光を面状に導き、出射面から出射する導光板１３を備えており、開口部１１を有する筐体１０内に前記導光板１３を配設する。開口部１１を持つ方向へ光を出射し、その方向を出射方向とする。図１は、各構成要素の解体図であり、図２は、出射方向である出射面側から見た全体図である。また、筐体１０の開口部１１を有する面と対向する筐体１５の底面に形成した収納部に、点状光源１６を配置する。
　導光板１３の出射面側には光を拡散する拡散板（図示せず）、光学シート１２を配置する。図１においては、導光板１３の出射面と反対面側の反出射面、一対の第１の側面１３ａ、一対の第２の側面１３ｂには光を反射する反射シート１４（第１および第２の反射シート）を設けている。なお、一対の第２の側面１３ｂに設けられた反射シート（第２の反射シート）は、後述するプリズムを形成することにより、省いてもよい。
　すなわち、本実施の形態に係る面状光源装置１００は、光を出射面から効率よく出射するようにするため、導光板１３の反出射面および側面に第１、第２の反射シートとしての反射シート１４を配置している。反射シート１４は、ＰＰ又はＰＥＴに硫酸バリウム又は酸化チタンを混ぜ合わせた材料や、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタンを含む塗料を塗布した材料を用いる。なお、反射シート１４の反射率は、反射面での反射ロスを抑えるために９０％以上であることが好ましい。また、複数の反射シート１４を重ねることにより反射率を向上させ、面状光源装置１００の
出射面での輝度を向上させることができる。
　また、筐体１０の内部を白色とすることなど反射率を高めることで、より一層内部での反射率がよくなり、光の損失が少なくなり光利用効率が向上することができるために好ましい。
　導光板１３上に配置した前記光学シート１２は、レンズシート１２ｂを拡散シート１２ａで挟み込んだ構造となっている。また、輝度の向上が必要な場合には、プリズムの方向を最適に組み合わせた複数枚のレンズシート１２ｂを用いる。さらに、拡散シート１２ａによる拡散性を向上させる場合には、２枚以上の拡散シート１２ａを用いてもよい。レンズシート１２ｂの配光特性によっては、１枚の使用でもよいし、使用しなくとも良い。さらに、光学シート１２には、保護シートや偏光反射シートを組み合わせても良い。なお、光学シート１２の構成は、求める輝度や配光特性等を鑑みて適宜考慮することができる。
　点状光源１６は、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤと称す）またはレーザーダイオード（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ：以下、ＬＤと称する）などの点状光源１６を用いる。本実施の形態１においては、ＬＥＤ基板１７にＬＥＤを実装している。ＬＥＤには、青色等の単色を発光する半導体発光素子、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などがある。また、ＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）、ＢＬＵＥ（青）の半導体発光素子を揃え、３つの単色光の合成で白色光を発光するＬＥＤがある。本実施の形態においては、擬似白色ＬＥＤを用いている。
　なお、本実施の形態１に用いたＬＥＤ基板１７は光源を保持するとともに、光源に電力を供給するための回路パターンが形成されている。また、メタルコア（ＭｅｔａｌＣｏｒｅ：以下、ＭＣと称する）基板であるＬＥＤ基板１７に実装することで、光源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。光源は厚さが薄いＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｉｎｇＣｉｒｃｕｉｔ）に実装することで、光源からの熱をさらに効率よく周囲に伝えることができるとともに、面状光源装置１００の外形サイズを小さくすることができる。
　このような構成の面状光源装置１００上には表示素子（図示せず）が配置されている。この表示素子には、液晶の複屈折性を応用した液晶表示パネルや、文字や絵が透明板に印刷された表示パネル等が用いられる。本実施の形態では、表示素子として、液晶表示パネルを用いる。
　液晶表示パネルは、基板上にカラーフィルター、遮光層、対向電極等が形成されたカラーフィルター基板と、基板上にスイッチング素子となる薄型トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板とを対向して配置している、両基板の間隔を保持するためのスペーサと、カラーフィルター基板とＴＦＴ基板とを張り合わせるためのシール材と、カラーフィルター基板とＴＦＴ基板との間に狭持される液晶を備え、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）。液晶表示パネルは、スイッチング素子による電圧のオン又はオフによって液晶層の配光を変化させ（図示せず）液晶表示パネルに入射した光を映像信号にあわせて変調し、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）として表示する。
＜Ａ－１－２．導光板の構成＞
　面状光源装置１００の中で、特に導光板１３の構成について、以下説明する。
　導光板１３は、平面視矩形の平板状をなすものであり、出射面、出射面と対峙する反出射面、および出射面と反出射面に垂直で、点状光源１６に近接する第１の側面１３ａと、第１の側面１３ａと垂直をなしそれぞれ対峙する一対の第２の側面１３ｂと、第１の側面１３ａと対峙し対をなすもう一つの第１の側面１３ａより形成される。
　導光板１３は、前述のように板状形状であり、透明なアクリル樹脂、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１３の反出射面には、光の伝搬方向を乱して、出射面に光を導くための光散乱部が形成されている（図示せず）。この光散乱部は、光を導光板１３の内部に向かって反射する手段として機能する。反射する手段としては、反出射面にドット印刷を印刷する方法、反出射面を粗面化してシボ面を形成する方法または微小な球面や凹凸を形成する方法などがある。
　導光板１３は、点状光源１６を配置する位置に孔１３ｃを有している。この実施の形態１では、孔１３ｃは、点状光源１６を内包しており、導光板１３の底面である反出射面と出射面との間を貫通している。なお、孔１３ｃの断面形状は、円、四角、または六角形等の任意の形状から選択できるが、孔１３ｃの内周面は凹凸がない鏡面であることが望ましい。
　また、導光板１３の出射面側の少なくとも孔１３ｃの位置に反射部（図示せず）を設けることで、点状光源１６の直上からの出射光を反射するためより光利用効率が向上する。つまり、導光板１３の出射面を粗面化してシボ面を形成することにより、導光板１３の反出射面に反射する手段を設けた場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、導光板１３の出射面に到達した光は、出射面の粗面化により形成された凹凸によって光の伝搬方向が散乱される。その結果、出射面に入射した光の一部は導光板１３の内部に向かって反射されるとともに、それ以外の光は出射面を介して導光板１３の外部に出射される。従って、仮に導光板１３の出射面のみにシボ面を形成し、反出射面に反射する手段を設けない場合であっても、反出射面に設けたドットパターンのような反射機能を有することができる。
　また、孔１３ｃを、導光板１３の反出射面と出射面との間で貫通させず、導光板１３の反出射面からの導光板１３内部でとめる場合には、点状光源１６の直上に位置する孔１３ｃの出射面側に反射板（図示せず）を設けることで、点状光源１６から筐体１０の開口部１１に直接届く光を導光板１３の出射面に設けた反射部に比べて小さい面積の反射板で遮光できるので好ましい。
　本実施の形態１では、導光板１３の形状は平面視矩形の一例として長方形状のものを用いたが、本発明はこれに限られず、導光板１３の形状が点状光源１６から離れるに従い板厚が薄くなるくさび形状であっても良い（図示せず）。導光板１３をくさび形状とすることで、伝搬する光を効率よく出射面に導くことができる。そのため、導光板１３の側面に設けた反射シート１４により、反射される光の量が減少するので、側面の反射シート１４で生じる反射損失を減らすことができ、出射面での出射量が増加することになる。
　さらに、本実施の形態１に係る面状光源装置１００では、導光板１３の出射面又は反出射面に鏡面処理、粗面化処理、ドットパターン印刷や有色印刷等を施しても良い。導光板１３の出射面又は反出射面に粗面化処理を施し、シボ面を形成することで、導光板１３の出射面での表示品位をさらに向上させることができる。
　本実施の形態１では、点状光源１６からの光を導光板１３に孔１３ｃの内面に入射にさせているが、図５に示すように、前述の孔１３ｃを、導光板１３の途中までであり、導光板１３の反出射面側に第２の凹部５１として設け、点状光源１６を収納させることができる。第２の凹部５１には反出射面側に突出する凸形状が形成されている。また図５では、図の上方向が光の出射方向であるが、導光板１３の出射面側には第２の凹部５１に対向する位置に、二つの頂角が異なる円錐形状の第１の凹部５０が形成されている。図５に示すような、特別な配光を有しない光源（完全拡散光など）を用いた場合でも効率よく導光板１３に光源からの光を入射させることができ、面状輝度をより増加させることができる。
＜Ａ－１－３．プリズムの構成＞
　図３に導光板１３に形成した第２の側面１３ｂの要部拡大図を示す。図３では、図の右側に位置する部分に導光板１３、左側に位置する部分に空気層に該当する領域を示している。それらの領域の境界にあたる、導光板１３の第２の側面１３ｂにはのこぎり状の凹凸形状が形成されている。ここで光の出射方向は、図２における方向と同様である。第２の側面１３ｂに形成された凹凸形状は、導光板１３の出射面と反出射面を結ぶ方向に平行な稜線を有するプリズムで構成される。またこのプリズムは、断面が同形状の複数の三角形で構成される。
　プリズムの構成について説明を行う。プリズムを構成する三角形として前述した、出射
面と平行な方向の断面形状において、第２の側面１３ｂに対して頂角を角ｃ（のこぎり形状の稜線の頂角部）、のこぎり形状の谷から点状光源１６から遠い第１の側面１３ａ側ののこぎり形状の頂点へ向かう角度を底角ａ、のこぎり形状の谷から点状光源１６に近い第１の側面１３ａ側ののこぎり形状の頂点へ向かう角度を底角ｂとする。なお、本実施の形態１における出射面と平行な方向の断面形状において、のこぎり形状の谷を結ぶ底辺を辺Ａ、底角ａを形成する辺を辺Ｂ、底角ｂを形成する辺を辺Ｃとする。前述の各角度は、底角ａ＜底角ｂの大きさになるように形成し、好ましくは底角ａが約４５度になるように形
成する。底角ｂは直角が好ましいが、導光板１３製造時の成形性、離剥性から約８０度にするとよりよい。また辺Ａにおける凹凸形状のピッチは導光板１３の成形性、離剥性や導光板１３サイズが大きくなることを防止するため０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下にすることが好ましい。
　本実施の形態１は前記凹凸形状で構成されたプリズムは、導光板１３の第２の側面１３ｂの全面に形成された場合のプリズム形状についての説明であったが、第２の側面１３ｂの一部にプリズム形状を呈することもできる。
　図６は、導光板１３の分解斜視図であり、プリズムを第２の側面の一部に形成（図６のプリズム１３ｄ）した場合の図である。特に第２の側面１３ｂ上で点状光源１６と垂直を成す面の近傍は、点状光源１６からの光が第２の側面１３ｂから出射され、第２の側面１３ｂに設けた反射シート１４で反射され、第２の側面１３ｂから再度導光板１３内に入射する光のために、出射面の当該部分は輝度が高くなる。このため当該部分にプリズム１３ｄを形成すると、出射面の面輝度分布を均一化できるためよりよい。
　また、第２の側面１３ｂで点状光源１６と成す角が９０度から４５度までにプリズム１３ｄを呈することで、点状光源１６からの光を第２の側面１３ｂで出射される光を減らすことができ、また、４５度以下の部分は点状光源１６からの光が第２の側面１３ｂで全反射するため、より輝度が向上する。
＜Ａ－２．動作＞
　次に、面状光源装置１００の動作について、以下説明する。
　面状光源装置１００は、点状光源１６から発した光を、導光板１３を通して拡散させ、導光板１３の出射面において均一な光分布を形成し、筐体１０に設けられた開口部１１から照射することで、その上に配置された表示素子（図示せず）を用いて画像等を表示するものである。その中で以下では特に、導光板１３において、前述の第２の側面１３ｂにプリズムを形成した場合の光の経路について説明する。
　次に図３を用いて、点状光源１６から出射した光の経路について説明する。点状光源１６から出射した光は、導光板１３の孔１３ｃの内側面より導光板１３に入射し、導光板１３内を伝播する。導光板１３内を伝播する光で第２の側面１３ｂに到達した光は、プリズムの辺Ｂで全反射し、辺Ｃより導光板１３から空気層に出射し、光は導光板１３中心方向に屈折する。辺Ｃより出射した光は隣の三角形の辺Ｂより導光板１３へ再び入射する。入射する際に光は導光板１３の中心方向に屈折される。導光板１３内に入射した光は導光板１３と導光板１３の周囲の空気層との境界で全反射を繰り返しながら導光板１３内を伝播する。導光板１３内を伝播する光は導光板１３の反出射面に施されたドット印刷（図示せず）に到達すると、拡散反射されて光の伝播方向が変化する。この伝播の変化によって、光は導光板１３と導光板１３の周囲の空気層との境界で臨界角を満たさなくなり、導光板１３の出射面から出射される。
　なお、図３に示す点状光源１６からの光が辺Ｂ上で反射する際、点状光源１６から反射点に向かう角度Ｘと、反射した光が辺Ｃを通過し、再び導光板１３内に入る際の角度Ｙの関係に関して、角度Ｙが角度Ｘより大きくなる。このため、光が点状光源１６から離れる方向（もう一方の第１の側面１３ａの方向）に伝播するため、伝播効率を高め、輝度ムラを低減することが可能となる。
　図４に本実施の形態１に係る点状光源１６の配光分布を示す。図の上方向（矢印の方向）が光の出射方向に対応し、半円の中心に点状光源１６が配置された場合の分布を示している。
　図４より、本実施の形態１における点状光源１６は、中心軸に対して鉛直方向から右回りを正として点状光源１６からの出射光の角度が±８０°において高度が最大値な配光分布を有する点状光源１６を用いた場合には、導光板１３の孔１３ｃの内面に入射する光の入射角で光度が最大である角度は入射角１０°となる。
　これにより、点状光源１６からの多くの光は導光板１３の孔１３ｃ内面に略垂直に入射し、内面で表面反射することなく、孔１３ｃの出射面側に設けた反射板に反射する光を少なくすることができるために効率的に入射が行える。
＜Ａ－３．効果＞
　この発明にかかる実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、開口部１１を有する筐体１０と、前記筐体１０内に配置され、板状形状である平面視矩形の平板状をなす導光板１３とを備える。前記導光板１３は、前記開口部１１に臨む出射面と、前記出射面と対峙する反出射面と、互いに対峙する第１の側面１３ａの対と、互いに対峙する第２の側面１３ｂの対と、前記反出射面上であって一方の前記第１の側面１３ａ近傍に開口する孔１３ｃとを有する。また面状光源装置１００は、前記孔１３ｃ内に配置される点状光源１６と、前記筐体１０内において、少なくとも前記導光板１３の前記第１の側面１３ａ
の対、および前記反出射面に対向して配置された、第１の反射シートとしての反射シート１４とをさらに備える。前記第２の側面１３ｂの対の各面の少なくとも一部は、前記出射面と垂直な方向に稜線を有し、前記出射面と平行な方向の断面がのこぎり形状の繰り返し凹凸状に形成されたプリズムである。上述のように、特に導光板１３の第２の側面１３ｂにプリズムを設けることにより、点状光源１６から第２の側面１３ｂに設けられたプリズムに到達した光を導光板１３の中心方向に近づく方向へ屈折させることができる。このため、導光板１３の第２の側面１３ｂから出射して第２の側面１３ｂに近接した反射シート１４で反射される光が大幅に減少するため、光の反射ロスが少なくなり、光利用効率が向上する。
　また、この発明にかかる実施の形態１によれば、図３に図示する第２の側面１３ｂに入射する角度Ｘに対して、第２の側面１３ｂのプリズムで屈折反射される光の入射する角度Ｙが大きくなる。このため、光が点状光源１６から離れる方向に伝播するため、第２の側面１３ｂで導光板１３の反出射面に形成されたドット印刷にあたって出射される光を抑えることができるため、第２の側面１３ｂ近傍の輝度ムラを低減できるだけでなく、点状光源１６から離れる方向に光を屈折するため、理想的な光の伝播方向に近づき、光利用効率がさらに向上する。
　また、この発明にかかる実施の形態１によれば、導光板１３の第２の側面１３ｂに入射する光は点状光源１６からの直接光ばかりでなく、点状光源１６から導光板１３の孔１３ｃの内面より入射した光で第１の側面１３ａに向かった光（図３の場合の光）も第１の側面１３ａの境界で全反射されて第２の側面１３ｂに入射する。このため、光利用効率をさらに向上させることができる。なお、図３で説明した第２の側面１３ｂに対峙する側面（もう一方の第２の側面１３ｂ）でも同様の効果が期待できる。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、孔１３ｃを導光板１３の反出射面である底面と出射面との間を貫通させることで、点状光源１６を配置する空間を形成でき、点状光源１６からの光を効率的に導光板１３に入射させ、光の伝播効率を高めることができる。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、孔１３ｃと対向する位置の導光板１３に、円錐形状の第１の凹部５０を備え、孔１３ｃは第２の凹部５１として導光板１３の途中までに形成することで、点状光源１６から筐体１０の開口部１１に直接届く光を導光板１３の出射面に設けた反射部に比べて小さい面積の反射板で遮光できる。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、第２の側面１３ｂのプリズム形状が、第１の角度としての底角ａと、第２の角度としての底角ｂとを備え、底角ａが底角ｂより小さいことにより、プリズムで反射した光の伝播方向を点状光源１６から離れる方向にし、理想的な光の伝播方向にすることで輝度ムラを低減することができる。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、第２の角度である底角ｂが略８０度であることにより、導光板１３の第２の側面１３ｂで反射する光の伝播方向を望ましい方向にでき、理想的な光の伝播方向にすることで輝度ムラを低減することができる。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、第１の角度である底角ａが５０°以下であることにより、導光板１３の第２の側面１３ｂで反射する光の伝播方向を望ましい方向にでき、理想的な光の伝播方向にすることで輝度ムラを低減することができる。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、第２の側面１３ｂの一部、例えば第２の側面１３ｂで点状光源１６となす角が９０度から４５度までの範囲にプリズムを有することにより、点状光源１６からの光を第２の側面１３ｂで出射される光を減らすことができ、また、４５度以下の部分は点状光源１６からの光が第２の側面１３ｂで全反射するため、より輝度が向上する。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、第２の側面に対向して配置される第２の反射シートとしての反射シート１４をさらに備えることにより、第２の側面から出射する光を反射でき、光の利用効率が向上する。
　また、本実施の形態１によれば、面状光源装置１００において、点状光源１６として赤色、緑色、青色、白色のいずれかを発光できる発光ダイオードを備えることにより、発光される光に応じた表示が可能となる。
　また、本実施の形態１によれば、表示装置において、開口部１１上に表示パネルをさらに備えることにより、輝度ムラの低減された画像等を表示することができる。
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ－１．プリズムの構成＞
　本実施の形態２にかかる、面状光源装置１００の構成について、以下に説明する。ただし、導光板１３の第２の側面１３ｂの形状に関する部分以外は、実施の形態１における場合と同様であるので、説明は省略する。
　図７に実施の形態２にかかる面状光源装置１００の正面図、図８に面状光源装置１００における導光板１３の第２の側面１３ｂのプリズム詳細図を示す。以下に説明する本実施の形態２に係る面状光源装置１００の特有の作用効果以外は、実施の形態１に係る面状光
源装置１００と同様の作用効果を奏する
　実施の形態１ではプリズムの形状はすべて同一としているが、実施の形態２においては、図７に示すようにする。
　すなわち、点状光源１６から第２の側面１３ｂへ向かう光が、図７の断面における辺Ｂと反射する点に向かう角度を、図のように角度θと定義する。角度θは、第２の側面１３ｂに垂直な線に対して、点状光源１６から反射点までを結ぶ線との間でなす角である。なお、対峙する第２の側面１３ｂ（図示せず）においても同様に定義される。実施の形態２の係る面状光源装置１００では、実施の形態１において定義したプリズムの底角ａは導光板１３の屈折率をnとした場合、底角ａ≒角度α－角度θとの関係を満たすように形成される。ここで、角度αは、角度α＞ｓｉｎ-1（１／ｎ）と定義されるものであり、底角ａ＋角度θ＞ｓｉｎ-1（１／ｎ）と表すことができる。
　本実施の形態２では、導光板１３の材料として屈折率ｎ＝１．４９のアクリルを用いるとして場合、角度αは４２．１６°より大きくする必要がある。十分な反射特性を得るため角度αは４５±２°とする。なおプリズム領域は底角ａが０°までとし、底角ａが０°以降は第２の側面１３ｂは鏡面とする。底角ｂは実施の形態１と同様８０°が好ましいが、導光板１３の成型時の成形性、離剥性を鑑みて変更することができる。
＜Ｂ－２．動作＞
　次に、面状光源装置１００の動作について、以下説明する。
　実施の形態１と同様、面状光源装置１００は、導光板１３を用いて均一な光分布を形成し、表示素子を用いて画像等を表示するが、その中で特に、第２の側面１３ｂに形成されたプリズムを介する光の経路について説明する。
　図８は、図３と同様に導光板１３を右側、空気層を左側に示し、その境界にあたる第２の側面１３ｂの形状を示し、点状光源１６から出射した光の経路について説明する図である。点状光源１６の発光部から出射された光は導光板１３の孔１３ｃの内面より導光板１３に入射する。入射した光で直接または第１の側面１３ａで全反射して、第２の側面１３ｂに達した光は第２の側面１３ｂの形成された三角形の辺Ｂに入射角度αで入射する。
　本実施の形態２では、導光板１３の材料を屈折率１．４９のアクリルを用いた場合を考え、辺Ｂでは全反射が発生する。全反射した光は辺Ｃより空気層に出射され、点状光源１６側の三角形の辺Ｂに入射する。入射した光は再び導光板１３内を伝播する。これにより辺Ｂへの光の入射角が第２の側面１３ｂの位置によらず均一になるため効率よく光を反射することができ、光の入射効率が向上する。
＜Ｂ－３．効果＞
　本実施の形態２によれば、面状光源装置１００において、点状光源１６から図７の断面における辺Ｂと反射点に向かう角度を、図のように角度θと定義し、点状光源１６から反射点までの距離が大きくなるごとに、第１の角度である底角ａが小さくなるようにプリズムの形状を形成することで、辺Ｂへの光の入射角が第２の側面１３ｂの反射点の位置によらず均一になるため、効率よく光を反射することができ、光の入射効率が向上する。
　また、本実施の形態２によれば、面状光源装置１００において、導光板１３の屈折率をｎとし、前述の角度θを、前記第１の角度である底角ａとの関係において、底角ａ＋角度θ＞ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たすようにプリズムの形状を形成することで、辺Ｂへの光の入射角が第２の側面１３ｂの反射点の位置によらず均一になるため、効率よく光を反射することができ、光の入射効率が向上する。
　なお、上記の通り、本発明において、点状光源１６を導光板１３に１個配置する場合について図面を参照して説明してきたが、点状光源１６を複数個配置しても良いことはいうまでもない。点状光源１６を複数配置する場合は、図９、図１０に示すように、第１の側面１３ａと略平行であって、略一直線上に並べて配置する。また、点状光源１６を奇数個配置する場合、図９に示すように、略一直線上に配置した点状光源１６のうち、中央または中央近傍に配置する点状光源１６の発光中心から、導光板１３の第２の側面１３ｂに設けられた凹凸形状を形成する辺Ｂと反射する点に向かう角度をθと定義する。また、点状光源１６を偶数個配置する場合は、図１０に示すように、第２の側面１３ｂ間の中央または中央近傍に配置した点状光源１６の中で、一方の第２の側面１３ｂに対し、遠い位置に配置される点状光源１６の発光中心から、当該第２の側面１３ｂに設けられた凹凸形状を形成する辺Ｂと反射する点に向かう角度をθと定義する。
　また、本実施の形態２によれば、表示装置において、開口部１１上に表示パネルをさらに備えることにより、輝度ムラの低減された画像等を表示することができる。
１０，１５筐体、１１開口部、１２光学シート、１２ａ拡散シート、１２ｂレンズシート、１３導光板、１３ａ第１の側面、１３ｂ第２の側面、１３ｃ孔、１３ｄプリズム、１４反射シート、１６点状光源、１７ＬＥＤ基板、５０第１の凹部、５１第２の凹部、１００面状光源装置。

Claims (13)

  1. 点状光源と、
    開口部を有する筐体と、
    前記筐体内に配置され、平面視矩形の平板状をなす導光板と、
    を備え、
    前記導光板は、前記開口部に臨む出射面と、前記出射面と対峙する反出射面と、互いに対峙する第１の側面の対と、互いに対峙する第２の側面の対と、一方の前記第１の側面近傍であって、前記点状光源を配置する位置に形成した前記反出射面に開口する孔と、を有し、
    前記第２の側面の対の各面の少なくとも一部は、前記出射面と垂直な方向に稜線を有し、前記出射面と平行な方向の断面がのこぎり形状の繰り返し凹凸状に形成されたプリズムである、面状光源装置。
  2. 前記孔は、前記反出射面から前記出射面へ貫通する、
    請求項１に記載の面状光源装置。
  3. 前記導光板は、前記出射面上の前記孔と対向する位置において、前記導光板に形成された円錐形状の第１の凹部をさらに備え、
    前記孔は、前記反出射面上から前記導光板途中までに形成された第２の凹部である、
    請求項１に記載の面状光源装置。
  4. 前記プリズムは、
    前記のこぎり形状の谷から前記点状光源から遠ざかる方向に隣接する前記のこぎり形状の頂点へ向かう角度を第１の角度とし、
    前記のこぎり形状の谷から前記点状光源に近づく方向に隣接する前記のこぎり形状の頂点へ向かう角度を第２の角度とし、
    前記第１の角度は、前記第２の角度よりは小さい、請求項１に記載の面状光源装置。
  5. 前記第２の角度が略８０°である、
    請求項４に記載の面状光源装置。
  6. 前記第１の角度が５０°以下である、
    請求項４または５に記載の面状光源装置。
  7. 前記導光板は、前記第２の側面の一部に前記プリズムを有する、
    請求項１に記載の面状光源装置。
  8. 前記筐体内において、少なくとも前記導光板の前記第１の側面の対、および前記反出射面に対向して配置された、第１の反射シートと、をさらに備えた請求項1記載の面状光源装置。
  9. 前記筐体内において、前記第２の側面に対向して配置された第２の反射シートをさらに備える、請求項８に記載の面状光源装置。
  10. 前記点状光源は、赤色、緑色、青色、白色のいずれかを発光できる発光ダイオードである、請求項１に記載の面状光源装置。
  11. 前記第１の角度は、前記点状光源に近い前記第１の側面から前記のこぎり形状の谷までの距離が大きくなるごとに小さくなる、請求項４に記載の面状光源装置。
  12. 前記導光板の屈折率をｎとし、
    前記点状光源から前記第２の側面上の一の前記凹凸状へ向かう角度を角度θとするとき、前記一の凹凸状における、前記第１の角度＋前記角度θ＞ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たす、請求項４に記載の面状光源装置。
  13. 請求項１～１１のいずれかに記載の面状光源装置と、前記面状光源装置における前記開口部上に配置される表示パネルと、を備える、表示装置。
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