JP2000100231A - 中間光源形成型面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤや電球のような光源を用いて均一発光
能力を備えた面光源装置を提供する。 【解決手段】 光供給器３０のＬＥＤＡＲ１〜ＡＲ３ま
たは電球ＢＢ１〜ＢＢ４から放出された光は、端面２３
から棒状中間光源を形成するための導光ブロック２１内
に導入される。導光ブロック２１内での散乱、反射を伴
った伝播の過程で入射端面２の全幅へ向けてほぼ均等な
光出射が起る。導光プレート１とプリズムシート４は、
照明光出力器を構成する。プリズムシート４の外側面４
Ａからの出力光は、偏光分離板ＬＳを介して液晶パネル
ＰＬを照明する。導光プレート１と導光ブロック２１の
背面には反射体３、２２が設けられる。導光プレート１
と導光ブロック２１の間にプリズムシートを設ける等の
手段により、導光プレートの内部への光導入前に、優先
伝播方向の修正が行なわれることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導光プレートを用
いた中間光源形成型面光源装置に関し、更に詳しく言え
ば、発光ダイオードや電球等の非ロッド形状の光源を光
供給器に採用するに適した中間光源形成型面光源装置に
関する。本発明の面光源装置は、例えば液晶ディスプレ
イのバックライティングに好適に適用される。

【０００２】

【従来の技術】散乱導光体あるいは透明導光体からなる
導光プレートを利用した各種の面光源装置が提案されて
いる。導光プレートの側方から光供給が行なわれる型の
面光源装置はサイドライト型面光源装置とも呼ばれる。
サイドライト型面光源装置は、薄型構造を許容する利点
を有するため、液晶ディスプレイのバックライティング
等に広く適用されている。

【０００３】図１は、従来の最も一般的なサイドライト
型面光源装置をバックライティングに採用した液晶ディ
スプレイの概略構成を描いた部分破断見取図である。図
示の都合上、プリズムシートのプリズム要素の形成ピッ
チ、深さなどは誇張されている。

【０００４】同図を参照すると、符号１は指向出射性の
導光プレートで、楔形断面を有する散乱導光体で構成さ
れている。散乱導光体は、導光機能と内部散乱機能を兼
備した周知の光学材料で、例えばポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）からなるマトリックスと該マトリック
ス中に「異屈折率物質」を一様分散させたものからな
る。「異屈折率物質」とは、マトリックスの屈折率と実
質的に異なる屈折率を有する物質を意味する。

【０００５】導光プレート１の肉厚の端面は入射端面２
とされ、その近傍には反射体Ｒを背面に配した冷陰極管
（蛍光ランプ）Ｌが配置される。導光プレート１の一方
のメジャー面（背面）６に沿って反射体３が配置されて
いる。反射体３は、正反射性の銀箔シートあるいは拡散
反射性の白色シートからなる。

【０００６】照明光は、導光プレート１の他方のメジャ
ー面（出射面）５から取り出される。プリズムシート４
は片面にプリズム面を有し、出射面５に沿って、プリズ
ム面が内向きとなるように配置されている。

【０００７】破断描示された部分を参照すると、プリズ
ムシート４の平滑な外面４Ａが示されている。外面４Ａ
の外側には、偏光分離シートＬＳを介して液晶パネルＬ
Ｐが配置されている。液晶パネルＬＰは、偏光軸が直交
するように配置した２枚の偏光板間に液晶セル、透明電
極等を挟んだ周知の構成を有している。

【０００８】偏光分離シートＬＳは、液晶パネル内の偏
光板とプリズムシート４の間に配置される。この偏光分
離シートＬＳは内の偏光板の偏光軸と同じ方向の偏光成
分に対する透過率が高く、同偏光軸と直交する方向の偏
光成分に対する反射率が高い性質を有している。プリズ
ムシート４の内面が提供するプリズム面は、多数のプリ
ズム要素列を有する。これら多数のプリズム要素列の配
向方向は、導光プレート１の入射端面２とほぼ平行であ
る。

【０００９】冷陰極管Ｌから導光プレート１内に導入さ
れた光は、導光プレート１内で散乱作用と反射作用を受
けながら末端部７に向けて導光される。この過程で、照
明光が徐々に出射面５から出射される。

【００１０】周知の通り、側方から光供給を受けた導光
プレート１の出射面５からの出射光は斜め前方に優先的
に伝播する。この性質は、指向出射性と呼ばれる。プリ
ズムシート４は、周知のプリズム作用により、この斜め
の優先伝播方向を所望方向（通常はほぼ正面方向）に補
正する。

【００１１】このような公知のサイドライト型面光源装
置では、光供給器を提供する冷陰極管Ｌが棒状であるた
め、入射端面２の全幅に亙ってほぼ均等に光供給を行な
うことが容易である。従って、導光プレート１への入力
時点における均一性不足に起因した輝度不均一は出射面
５上に現われ難い。

【００１２】しかし、薄型構造の面光源装置は、細長い
冷陰極管を要求する。一般に採用されている導光プレー
ト１の典型的な厚さは最厚部（入射端面２周辺）で数ｍ
ｍである。また、入射端面２の全幅長は一般に数１０ｍ
ｍもしくはそれ以上である。従って、冷陰極管Ｌの直径
も数ｍｍであり、長さは数１０ｍｍもしくはそれ以上と
なる。このような細長い光源は破損し易い。

【００１３】これを考慮して、冷陰極管のような棒状光
源に代えて、ＬＥＤ（発光ダイオードアレイ）あるいは
電球のような光源を光供給器として採用することが提案
されている。図２はその一例を図１と同様の形式で示し
た見取図であり、図３は図２における導光プレートの出
射面を矢印Ａの方向から見た上面図である。

【００１４】図２、図３に示した構造は、棒状の冷陰極
管Ｌに代えてそれぞれ小さな発光面積を持つ複数の光源
Ｌ１〜Ｌ３を採用した点を除けば、図１に示した例と共
通している。

【００１５】光源Ｌ１〜Ｌ３の各々には、ＬＥＤアレイ
あるいは電球などが用いられる。サイドライト型面光源
装置としての基本的な作用は、図１に示した例と同じで
ある。即ち、各光源Ｌ１〜Ｌ３から導光プレート１内に
導入された光は、導光プレート１内で散乱作用と反射作
用を受けながら末端部７に向けて導光される。この過程
で、照明光が徐々に出射面５から出射される。

【００１６】導光プレート１の出射面５からの斜め前方
に優先的に出射された光は、プリズムシート４で所望方
向（通常はほぼ正面方向）に補正され、偏光分離シート
ＬＳを介して液晶パネルＬＰをバックライティングす
る。

【００１７】ここで問題となるのは、入射端面２の全長
に亙って均等に光供給を行なうことが困難なことであ
る。そのため、図３に示したように、入射端面２の近傍
を中心に、局所的な高輝度領域Ｓ１〜Ｓ３が光源Ｌ１〜
Ｌ３の配置に対応して離散的に発生することが避けられ
ない。このような高輝度領域Ｓ１〜Ｓ３は、「蛍」とも
呼ばれる。

【００１８】この問題に対する１つの解決策は、光源Ｌ
１〜Ｌ３の数あるいは全体のの発光面積を増大させて棒
状光源と等価な発光分布を目指すことである。しかし、
実際にＬＥＤや電球を用いて棒状光源と等価な発光分布
を実現することは困難であり、また、経済的にも有利で
はない。

【００１９】もう１つの解決策は、光源Ｌ１〜Ｌ３を入
射端面２から離して配置することで、光供給の均等化を
図ることである。しかし、この手法は当然光利用効率の
低下を招き、好ましくない。

【００２０】更に、強力な白熱ランプやＬＥＤアレイを
用いたり、高密度配置を採用した場合には、温度上昇に
より、それら素子に近接した導光プレート１、プリズム
シート４、偏光分離シートＬＳ、液晶パネルＬＰ等、薄
板状の諸素子に悪影響を与えるおそれがある。即ち、こ
れら薄板状の素子は熱による変形や特性劣化を起し易
い。このような変形、劣化は輝度むら、表示品質低下を
もたらす。ＬＥＤや電球を入射端面２から離して配置す
れば悪影響は弱められるが、光利用効率が低下する。

【００２１】図４は、光源の発熱の問題の１つの公知の
解決法に従った配置を図３と同様の形式で説明する図で
ある。同図に示したように、光供給器Ｌ４からの光は導
光ファイバ束Ｆを介して導光プレート１の入射端面２に
導く配置が採用される。光供給器Ｌ４が例えば強力な白
熱ランプあるいはＬＥＤアレイであっても、熱線の多く
は入射端面２に到達せず、可視光成分が優先的に入射端
面２に到達する。

【００２２】しかし、導光ファイバ束Ｆの出力がいくつ
かの支束Ｆ１、Ｆ２・・・Ｆ９に分離配置されるため、
やはり、局所的な高輝度領域（蛍）ＳＳ１、ＳＳ２・・
・９ＳＳ３が発生する。出力の支束を入射端面２全長を
カバー出来るように高密配置することは実際上困難で、
経済的に不利である。また、出力端を入射端面２から離
して配置すれば蛍の出現は抑制されるが、光利用効率が
低下する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の１つの
目的は、例えばＬＥＤや電球のような、導光プレートの
端面（入射端面）の全長にわたる均等な光供給を行なう
ことが困難な一般形状を持つ光源を光供給器に採用して
も、導光プレートの出射面上でいわゆる蛍のような局所
的高輝度領域が発生しない面光源装置を提供することに
ある。また、本発明のもう１つの目的は、光供給器から
の放熱量が大きくとも、悪影響が導光プレート１、プリ
ズムシート４、液晶パネルＬＰ等に及び難い面光源装置
を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、導光プレート
を照明光出力器に用いた面光源装置に、光供給器から光
供給を受けて棒状中間光源を形成する中間光源形成器を
設けることで、上記課題を克服した。棒状中間光源は導
光プレートの入射端面に沿って形成され、光供給は棒状
中間光源の端部から行なわれる。

【００２５】典型的な実施形態においては、光供給器で
使用される発光素子は発光ダイオードあるいは電球であ
る。発光ダイオードあるいは電球は複数使用されて良
い。発光ダイオードは、好ましくは、１組または複数組
のアレイの形態で配置される。導光プレートは光散乱導
光体からなることが好ましい。また、照明光を出射する
出射面に対して傾斜した背面を有していることが好まし
い。

【００２６】中間光源形成器による棒状光源の形成は、
導光ブロックによって実行されて良い。導光ブロックは
光散乱導光体からなることが好ましい。また、導光ブロ
ックは、導光プレートへ向かう光を中間出力する中間出
射面に対して傾斜した背面を有していることが好まし
い。

【００２７】中間光源形成器は、優先伝播方向を修正し
てから前記導光プレートへ光供給を行なうことが好まし
い。

【００２８】中間光源形成器の出力光が導光プレートの
内部へ導入される前に、優先伝播方向の修正が行なわれ
ることが好ましい。この配置は、中間光源形成器と導光
プレートの光結合効率を高める。また、中間光源形成器
に光を導くための導光ファイバ束を設けても良い。これ
は、光供給器の放熱量が大きい場合に特に好適な配置で
ある。

【００２９】中間光源形成器の導光ブロックは、両端に
１次入射端面を有し、光供給器が１次入射端面の各々に
光供給を行なうようにしても良い。この配置は、面光源
装置の発光面積の増大を容易にする。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施形
態について説明する。各実施形態を説明するための諸図
において、図示の都合上、諸要素の寸法は誇張されてい
る。導光ブロック、導光プレートの構成材料は散乱導光
体であるとして説明する。散乱導光体のマトリックスに
は、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が用
いられ、異屈折率物質には例えばシリコン樹脂の微粒子
が用いられる。

【００３１】各実施形態において、導光ブロック、導光
プレートの材料として、例えばアクリル樹脂のような透
明導光体が採用されても良い。但し、その場合には、導
光ブロック、導光プレートの背面には、白色インキ印
刷、マット処理等によって光拡散機能が与えられる。な
お、諸実施形態における面光源装置の液晶ディスプレイ
への適用は例示的なものであり、本発明を限定する趣旨
のものではない。

【００３２】更に、各実施形態で導光ブロックの形状は
角柱状であるが、他の形状の断面を持った棒状ブロック
を採用しても良い。例えば円形断面、楕円形などを有す
る棒状ブロックが採用されても良い。

【００３３】［第１実施形態／第２実施形態］図５、図
６は本発明の第１実施形態の要部構成を説明する図で、
図５は部分破断見取図、図６は、プリズムシート他の付
加素子を除いた上面図である。本実施形態の構造は、導
光プレートへの光供給機構を除けば、図１、図２に示し
た例と共通している。

【００３４】楔形断面を有する散乱導光体で構成された
導光プレート１は、光導入のための入射端面２（図６参
照）と、照明光出力のための出射面５と、出射面５に対
して傾斜した背面６を持つ。出射面５と背面６は、導光
プレートのメジャー面（相対的に大面積の面）によって
提供される。背面６に沿って反射体３が配置されてい
る。反射体３は、例えば正反射性の銀箔シートあるいは
拡散反射性の白色シートからなる。

【００３５】出射面５に沿ってプリズムシート４が、プ
リズム面が内向きとなるように配置されている。破断描
示された部分を参照すると、プリズムシート４の平滑な
外面４Ａが示されている。外面４Ａの外には、偏光分離
シートＬＳを介して液晶パネルＬＰが配置されている。
偏光分離シートＬＳ及び液晶パネルＬＰは被照明対象で
あり、導光プレート１及び付加素子（ここではプリズム
シート４）が照明光出力器を構成している。

【００３６】プリズムシート４の内向きのプリズム面
は、多数のプリズム要素列を有する。これら多数のプリ
ズム要素列の配向方向は、導光プレート１の入射端面２
とほぼ平行である。プリズムシート４に代えて、他タイ
プのプリズムシートが配置されても良い。例えば、両面
がプリズム面を提供するプリズムシート（いわゆる両面
プリズムシート）が採用されても良い。２枚以上のプリ
ズムシートが配置されても良い。更に、プリズムシート
が配置されない場合もある。

【００３７】本発明の特徴は、導光プレート１を含む照
明光出力器をへの光供給機構に反映されている。光供給
機構は、中間光源形成器２０と光供給器３０を備えてい
る。中間光源形成器２０は、光供給器３０から光供給を
受けて棒状中間光源を形成する。

【００３８】本例における中間光源形成器２０は、短冊
状の導光ブロック２１とその背面に沿って配置された反
射体２２を備える。導光ブロック２１は、導光プレート
１と同じく、散乱導光体からなる。その内部に与えられ
た散乱能は、均等に発光する棒状中間光源が得られるよ
うに調整されることが好ましい。調整は例えば散乱子
（シリコン樹脂微粒子）の含有量の増減により達成され
る。導光ブロック２１への光入射は一方の端面２３を通
して行なわれる。また、導光プレート１への光出射は、
棒状乃至短冊形状の側面に相当する出射面２４を通して
行なわれる。

【００３９】光供給器３０は、発光面積が小さい素子を
採用している。図６中には２つの例を正面図で併記し
た。例１は３組のＬＥＤアレイＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３
を発光源としている。例２は４個の電球ＢＢ１〜ＢＢ４
を発光源としている。電球ＢＢ１〜ＢＢ４は典型的には
フィラメント発光体を持つ白熱電球であるが、他種の光
源（例えば球状放電灯）が採用されても良い。光供給器
３０は棒状の導光ブロック２１の端面２３に向けて光放
出を行なうものであるから、広い発光面積は要求されな
い。

【００４０】また、端面２３上における光強度の均一性
は高いことが好ましいが、高度の均一性は要求されな
い。端面２３上における強度の不均一は、出射面２４か
らの出射強度の均一性に大きな影響は及ぼし難い。その
一つの理由は、出射面２４は棒状の中間光源の側面に相
当するからである。もう一つの理由は、導光ブロック２
１が持つ光拡散機能により、光路が拡散され、不均一性
がぼかされるからである。光の挙動の概略は次の通りで
ある。光供給器３０の各発光源（ＡＲ１〜ＡＲ３または
ＢＢ１〜ＢＢ４）から放出された光は、端面２３から導
光ブロック２１内に導入される。導光ブロック２１内に
導入された光は、導光ブロック２１内で散乱作用と反射
作用を受けながら末端部２５に向けて導光される。

【００４１】散乱作用は内部に与えられた散乱能に基づ
いている。反射作用は、出射面２４（内面）、背面２５
及び反射体２２に基づいている。この過程で、出射面２
４から徐々に光出射が起る。末端部２６に向かって厚さ
が減ずるように背面２５が出射面２４に対して傾斜して
いることは、出射面２４からの均一出射を容易にする。

【００４２】中間光源形成器２０は、このようにして先
細りの棒状中間光源を形成し、側方に配置された導光プ
レート１の入射端面２に向けて中間出力光を供給する。
この中間出力光は、入射端面２の全幅（コーナ２Ａ、２
Ｂ間）に亙ってほぼ均等な強度を持っている。なお、コ
ーナ２Ａ、２Ｂ近傍の輝度不足を防止するために、導光
ブロック２１の長さを図示したものよりもやや長く設計
しても良い。

【００４３】一つの観点から見れば、中間光源形成器２
０は図１における棒状光源Ｌの代わりをするものであ
る。即ち、非棒状光源（ＡＲ１〜ＡＲ３またはＢＢ１〜
ＢＢ４）が棒状光源に変換されている。従って、中間光
源形成器２０を光源形態変換器とみなすことも出来る。

【００４４】中間出力光が入射端面２から導光プレート
１内に導入されて以降の光の挙動は、従来例（図１参
照）とほぼ同じである。即ち、導光プレート１内に導入
された光は、導光プレート１内で散乱作用と反射作用を
受けながら末端部７に向けて導光される。この過程で、
照明光が徐々に出射面５から出射される。

【００４５】出射面５からの出射光は斜め前方に優先的
に伝播し、プリズムシート４に入射する。プリズムシー
ト４は、周知のプリズム作用により、優先伝播方向を所
望方向（通常はほぼ正面方向）に補正する。このように
本実施形態によれば、ＬＥＤ、電球のような発光面積や
発光形状の制約が大きい光源に由来する光を、導光プレ
ート１のサイズ（出射面５の面積）に対応した断面積を
持つ均一照明光束に変換することが出来る。

【００４６】本実施形態で期待出来るもう一つの利点
は、光供給器３０で発生する熱が導光プレート１、プリ
ズムシート４、偏光分離シートＬＳ、液晶パネルＬＰ等
に直接的に伝わり難いことである。何故ならば、光供給
器３０の発光源であるＬＥＤアレイＡＲ１〜ＡＲ３ある
いは電球ＢＢ１〜ＢＢ４を入射端面２に沿って近接配置
する必要がないからである。導光ブロック２１は放熱の
影響を受けるが、照明光の品質に対する直接的な影響は
一般に軽微である。

【００４７】但し、強力なＬＥＤアレイＡＲ１〜ＡＲ３
あるいは電球ＢＢ１〜ＢＢ４を使用する場合には、導光
ファイバ束を利用することが好ましい。図７は、第１実
施形態を部分修正して、導光ファイバ束を設けた配置を
説明する部分上面図で、これを第２実施形態とする。

【００４８】第２実施形態では、導光ファイバ束４０
は、端面２３と光供給器３０の間に設けられる。これに
より、主として可視光成分が端面２３に伝えられ、熱輻
射成分の多くは端面２３に到達しない。そのため、導光
ブロック２１が受ける放熱の影響が防止される。導光プ
レート１が受ける放熱の影響が導光ファイバ束４０の採
用で更に軽減されることは言うまでもない。

【００４９】［第３実施形態／第４実施形態／第５実施
形態］第３実施形態〜第５実施形態は、いずれも中間光
源形成器の出力光が導光プレートの内部へ導入される前
に優先伝播方向の修正を行なう点に特徴がある。そこ
で、説明はこの点を中心に行なう。先ず図８は、本発明
の第３実施形態の要部構成を図６と同様の形式で示した
ものである。

【００５０】図６と同様、プリズムシート他の付加素子
は省かれているが、それらの配置及び機能は第１実施形
態と共通であるから、説明は省略する。また、導光プレ
ート１も、第１実施形態及び第２実施形態で採用された
ものと同じ構造と機能を有するもので良いので繰り返し
説明は省略する。

【００５１】中間光源形成器２０及び光供給器３０につ
いても、第１実施形態と同様であるが、中間光源形成器
２０と導光プレート１の間にプリズムシート５０が配置
されている。

【００５２】中間光源形成器２０は、短冊状の導光ブロ
ック２１とその背面２５に沿って配置された反射体２２
を備える。導光ブロック２１は散乱導光体からなる。そ
の内部に与えられた散乱能は、均等に発光する棒状中間
光源が得られるように調整されることが好ましい。導光
ブロック２１への光入射は一方の端面２３を通して行な
われる。棒状乃至短冊形状の側面に相当する出射面２４
から光出射が行なわれる。

【００５３】光供給器３０の各発光源（ＡＲ１〜ＡＲ３
またはＢＢ１〜ＢＢ４；図５参照）から放出された光
は、端面２３から導光ブロック２１内に導入される。導
光ブロック２１内に導入された光は、導光ブロック２１
内で散乱作用と反射作用を受けながら末端部２５に向け
て導光される。この過程で、出射面２４から徐々に光出
射が起る。末端部２６に向かって厚さが減ずるように背
面２５が出射面２４に対して傾斜していることは、出射
面２４からの均一出射を容易にする。

【００５４】ここで注意すべきことは、図６中に記した
ように、出射面２４からの光出射は斜め方向に優先的に
起ることである。そのため、図６の例（第１実施形態）
のように、出射面２４の出力光を方向修正なしに入射端
面２へ入射させると、若干の損失が避けられず、それに
応じて中間光源形成器２０と照明光出力器（導光プレー
ト１）の光結合の効率が低下する。

【００５５】本実施形態では、出射面２４と入射端面２
の間にプリズムシート５０を配置することで光結合効率
を向上させる。プリズムシート５０には、優先伝播方向
を入射端面２に対して垂直入射する成分が増大するよう
な特性のものが選ばれる。図示されたプリズムシート５
０は、内側面（出射面２４に近い面）がプリズム面を提
供しているが、他のタイプのプリズムシートが採用され
ても良い。例えば、両面がプリズム面を提供するプリズ
ムシート（両面プリズムシート）が採用されても良い。
２枚以上のプリズムシートが配置されても良い。

【００５６】中間光源形成器２０は、このようにして先
細りの棒状中間光源を形成し、側方に配置された導光プ
レート１の入射端面２に向けて、プリズムシート５０を
介して中間出力光を供給する。この中間出力光は、入射
端面２の全幅（コーナ２Ａ、２Ｂ間）に亙ってほぼ均
等、且つ、垂直に入射する。

【００５７】なお、コーナ２Ａ、２Ｂ近傍の輝度不足を
防止するために、導光ブロック２１及びプリズムシート
５０の長さを図示したものよりもやや長く設計しても良
い。また、強力なＬＥＤアレイＡＲ１〜ＡＲ３あるいは
電球ＢＢ１〜ＢＢ４（図５参照）を使用する場合には、
第２実施形態（図７）のように、導光ファイバ束を光供
給器３０と導光ブロック２１の間に設けた配置を採用し
ても良い。

【００５８】導光プレートの内部への光導入前の優先伝
播方向の修正は、導光プレートの入射端面あるいは導光
ブロックの出射面をプリズム面とすることによっても達
成出来る。図９は前者のケースを説明する図で、これを
第４実施形態とする。

【００５９】図９を参照すると、照明光出力器の導光プ
レート６１として、入射端面６２をプリズム面とした光
散乱導光体が採用されている。

【００６０】前述したように、導光ブロック２１の出射
面２４からの光出射は斜め方向に優先的に起るが、入射
端面６２のプリズム作用によってほぼ正面方向（出射面
２４に対してほぼ垂直な方向）に修正されて、導光プレ
ート６１内に進入する。その後、前述した過程を経て、
出射面６５から照明出力が取り出される。このように、
第４実施形態では、導光プレート６１の入射端面６２が
プリズムシート５０の役割を果たし、中間光源形成器２
０と導光プレート６１の光結合効率が高められる。

【００６１】次に、図１０は後者のケースを説明する図
で、これを第５実施形態とする。図１０を参照すると、
中間光源形成器７０の導光ブロック７１として、出射面
７４をプリズム面とした光散乱導光体が採用されてい
る。

【００６２】このプリズム面は、プリズムシート５０
（図８参照）あるいは入射端面６２（図９参照）と同様
のプリズム作用を果たす。即ち、導光ブロック７１の出
射面７４からの出射に際して、正面方向（入射端面２に
対して垂直）に近付くような屈折が起こる。このよう
に、第５実施形態では、導光ブロック７１の出射面７４
がプリズムシート５０の役割を果たし、中間光源形成器
７０と導光プレート１の光結合効率が高められる。

【００６３】［第６実施形態］本実施形態は、照明光出
力器の導光プレート６１のサイズ（コーナ６２Ａ、６２
Ｂ間の長さ）が大きい場合に適している。本実施形態の
要部構成を図６と同様の形式で図１１に示した。

【００６４】本実施形態では、図示したような、２つの
楔を末端同士で連結した形状の導光ブロック８１と第５
実施形態と同型の導光プレート６１が採用されている。
光供給器３１、３２は２個所に分けて配置される。光供
給器３１は導光ブロック８１の一方の端面８３Ａに向け
て光供給を行い、光供給器３２は他方の端面８３Ｂに向
けて光供給を行う。

【００６５】導光ブロック８１の背面に沿って反射体８
２が設けられる。導光ブロック８１と反射体８２は、中
間光源形成器８０を構成している。光供給器３１、３２
の各発光源（ＬＥＤ、電球；図５参照）から放出された
光は、各端面８３Ａ、８３Ｂから導光ブロック８１内に
導入される。導光ブロック８１内に導入された光は、散
乱作用と反射作用を受けながら中央部（最細部）に向け
て導光される。この過程で、出射面８４から徐々に光出
射が起る。

【００６６】一部の光は、中央部を越えて伝播し、その
過程でも出射面８４から若干の出射が起る。出射面８４
から出射は出射面８４に対して傾斜している。本例で
は、大部分の光出射成分は、図中左半分では右側に傾
き、右半分では左側に傾く。これら傾斜した優先伝播方
向を持つ光は、導光プレート６１の入射端面６２に入射
する。入射端面６２は屈折作用により、ほぼ正面方向
（出射面８４に対してほぼ垂直）に伝播方向を修正す
る。これにより、中間光源形成器８０と導光プレート６
１の光結合効率が高められる。

【００６７】なお、優先伝播方向の修正のために、第３
実施形態（プリズムシート５０；図８参照）あるいは第
５実施形態（プリズム出射面７４を持つ導光ブロック７
１）；図１０参照）と同様に手法を採用しても良い。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、輝度の均一性が要求さ
れる面光源装置の光供給器として、例えばＬＥＤや電球
のような発光面積が小さい素子を用いた光源が採用出来
る。また、光供給器からの放熱量が大きくとも、悪影響
が導光プレート及びそれに近接したプリズムシート等の
付加素子に及び難い面光源装置を提供することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の最も一般的なサイドライト型面光源装置
をバックライティングに採用した液晶ディスプレイの概
略構成を描いた部分破断見取図である。

【図２】ＬＥＤあるいは電球のような光源を光供給器と
して採用した面光源装置の従来例を図１と同様の形式で
示した見取図である。

【図３】図２における導光プレートの出射面を矢印Ａの
方向から見た平面図である。

【図４】導光ファイバ束を用いた面光源装置の従来例を
図３と同様の形式で示した図である。

【図５】本発明の第１実施形態の要部構成を説明する部
分破断見取図である。

【図６】本発明の第１実施形態の要部構成を付加素子を
除去して示した上面図である。

【図７】第１実施形態を部分修正して、導光ファイバ束
を設けた配置を説明する部分上面図である。

【図８】本発明の第３実施形態の要部構成を図６と同様
の形式で示したものである。

【図９】本発明の第４実施形態の要部構成を図６と同様
の形式で示したものである。

【図１０】本発明の第５実施形態の要部構成を図６と同
様の形式で示したものである。

【図１１】本発明の第６実施形態の要部構成を図６と同
様の形式で示したものである。

【符号の説明】

１、６１ 導光プレート ２、６２ 導光プレートの入射端面 ２Ａ、２Ｂ 入射端面のコーナ ３、２２、８２ 反射体 ４、５０ プリズムシート ５、６５ 導光プレートの出射面 ６ 導光プレートの背面 ７ 導光プレートの末端部 ２０、７０ 中間光源形成器 ２１、７１、８１ 導光ブロック ２３、７３、８３Ａ、８３Ｂ 導光ブロックの入射端面 ２４、７４、８４ 導光ブロックの出射面 ２５、７５、８５ 導光ブロックの背面 ２６、７６ 導光ブロックの末端部 ３０、３１、３２ 光供給器 Ｆ、４０ 導光ファイバ束 Ｆ１、Ｆ２・・・Ｆ９ 導光ファイバ束の支束 Ｌ 冷陰極管（蛍光ランプ） Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ４ ＬＥＤアレイ／電球 ＬＰ 液晶パネル ＬＳ 偏光分離シート Ｓ１〜Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２・・・ＳＳ９ 蛍（局所的
高輝度領域）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 毅 東京都品川区平塚２丁目９番29号 日東樹 脂工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 5G435 AA01 BB12 EE27 FF02 FF03 FF05 FF06 FF08 FF11 FF12 GG03 GG23 GG26 HH04 LL08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光供給器と、中間光源形成器と、照明光
   出力器を含む中間光源形成型面光源装置であって、 前記中間光源形成器は、端部から前記光供給器による光
   供給を受けて棒状中間光源を形成し、 前記棒状中間光源から前記照明光出力器に光供給がなさ
   れ、 前記照明光出力器は、入射端面と出射面を備えた導光プ
   レートを含み、 前記棒状中間光源は前記入射端面に沿って形成される、
   前記中間光源形成型面光源装置。
2. 【請求項２】 光供給器と、中間光源形成器と、照明光
   出力器を含む中間光源形成型面光源装置であって、 前記中間光源形成器は、端部から前記光供給器による光
   供給を受けて棒状中間光源を形成し、 前記棒状中間光源から前記照明光出力器に光供給がなさ
   れ、 前記照明光出力器は、入射端面と出射面を備えた導光プ
   レートを含み、 前記光供給器は少なくとも１つの発光ダイオードを備え
   ている前記中間光源形成型面光源装置。
3. 【請求項３】 光供給器と、中間光源形成器と、照明光
   出力器を含む中間光源形成型面光源装置であって、 前記中間光源形成器は、端部から前記光供給器による光
   供給を受けて棒状中間光源を形成し、 前記棒状中間光源から前記照明光出力器に光供給がなさ
   れ、 前記照明光出力器は、入射端面と出射面を備えた導光プ
   レートを含み、 前記光供給器は少なくとも１つの電球を備えている前記
   中間光源形成型面光源装置。
4. 【請求項４】 前記導光プレートは光散乱導光体からな
   る、請求項１、請求項２または請求項３に記載された中
   間光源形成型面光源装置。
5. 【請求項５】 前記導光プレートは、照明光を出射する
   出射面と、該出射面に対して傾斜した背面を有してい
   る、請求項１、請求項２または請求項３に記載された中
   間光源形成型面光源装置。
6. 【請求項６】 前記中間光源形成器は前記棒状光源を形
   成するための導光ブロックを含み、該導光ブロックは光
   散乱導光体からなる、請求項１、請求項２または請求項
   ３に記載された中間光源形成型面光源装置。
7. 【請求項７】 前記中間光源形成器は前記棒状光源を形
   成するための導光ブロックを含み、該導光ブロックは、
   前記導光プレートへ向かう光を中間出力する中間出射面
   と、該中間出射面に対して傾斜した背面を有している、
   請求項１、請求項２または請求項３に記載された中間光
   源形成型面光源装置。
8. 【請求項８】 中間光源形成器の出力光が前記導光プレ
   ートの内部へ導入される前に、優先伝播方向の修正が行
   なわれる、請求項１、請求項２または請求項３に記載さ
   れた中間光源形成型面光源装置。
9. 【請求項９】 前記光供給器は、導光ファイバ束を介し
   て前記中間光源形成器に光供給を行なう、請求項１、請
   求項２または請求項３に記載された中間光源形成型面光
   源装置。
10. 【請求項１０】 前記光供給器は、前記棒状光源にその
    両端から光供給を行なう、請求項１、請求項２または請
    求項３に記載された中間光源形成型面光源装置。