JP2004171788A - 面状光源及びこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度むらをさらに抑圧できて、均一な高輝度を得ることができるようにした面状光源を提供する。
【解決手段】導光板３の両端面を入射端面３ａ，３ａ’とし、夫々に光源チップ２，２’を配置して、その位置から導光板３内に光を入射させる。導光板３の下面３ｄには、光源チップ２の出射面を中心とする円弧状のプリズム４を等ピッチで同心状に設け、導光板３の上面３ｂには、光源チップ２’の出射面を中心とする円弧状のプリズム４’を等ピッチで同心状に設ける。プリズム４，４’は夫々、導光板３の端面から端面まで連続したものとなっている。また、これらプリズム４，４’は夫々、光源チップ２，２’からみて導光板３の奥行き方向（即ち、中心点Ｓｏからの距離Ｌの方向）のピッチＰが一定であるが、その深さＤが奥のものほど深くなる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、小型の液晶表示パネルに用いられる照明装置などに係り、特に、液晶表示パネルをその背面側から光照射するバックライトの面状光源とそれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の高速化やＩＴ化に伴い、比較的小型の携帯情報端末が民生向け商品として急速に市場に浸透しつつある。その代表的なものに携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォンがあり、これら携帯情報端末の基幹デバイスとして液晶表示装置が使われる。その中でも、カラー表示可能なＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型液晶、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）型液晶が従来の主流であったモノクロ液晶に急速に置き換わりつつあり、より高精細で小型、省電力、低コストなものが求められている。
【０００３】
液晶表示装置自身は発光性を持たないために、バックライト或いはフロントライトと呼ばれる照明ユニットが付属され、これによって初めて色表示が可能となる。バックライトは透過型或いは半透過型液晶に用いられ、文字通り液晶の背面側から照射することにより、その照明光が液晶内のカラーフィルタを透過し、色表示が可能となる。また、フロントライトは反射型液晶に用いられ、液晶表示装置の前面側から照射することによって、液晶内の反射電極前面に設けられたカラーフィルタを透過し、色表示が可能となる。
【０００４】
これらの照明ユニットは、一般に、導光板と呼ばれる透明プラスチック製の面状発光体を冷陰極蛍光管やＬＥＤ（発光ダイオード）などを用いて照射する構造をなしている。特に、携帯電話やＰＤＡでは、屋外で使うモバイルユースとして低消費電力化も然ることながら、通信時の電気ノイズの問題からＬＥＤが主として使われる傾向にある。このＬＥＤは、液晶カラー表示の色演出性や表示品位を損ねないようにするために、白色のものが使われる。従来、赤色、緑色、青色の、所謂ＲＧＢ３原色のＬＥＤを組み合わせて白色を発光させていたが、最近では、日亜化学工業社製に代表されるＧａＮ系青色ＬＥＤ素子から発する青色光をパッケージに塗布したＹＡＧ系蛍光体に照射させて、１つのチップから白色光を得ることが可能とされる。
【０００５】
一般に、携帯電話では、対角長が２インチ前後の液晶が搭載され、これに対応して、表示パネル用照明ユニットの導光板も略同サイズとなり、これに使われるＬＥＤは２個から、多いものでは、４個となる。また、ＰＤＡには、対角長が３〜４インチサイズの液晶が搭載され、同様に、これに対応して表示パネル用照明ユニットの導光板も略同サイズとなり、使用されるＬＥＤは４個から、多いものでは、６個となる。
【０００６】
液晶表示パネルの高精細化に伴って、照明ユニットから照射される光の透過する部分の面積、即ち、開口率は狭まり、これに対応してバックライト、フロントライトとも年々高輝度化が求められている。このため、照明ユニット側の光利用効率を向上させる目的で、導光板のプリズム形状や光源配置など様々な工夫がなされている。
【０００７】
ＬＥＤから発する光の導光板への入射方法としては、ＬＥＤの発光面を導光板の端面に向けて配置し、直接導光板へ入射する方法が多用されるが、構造がシンプルである反面、導光板内での輝度むらが発生し易いという問題を抱えている。
【０００８】
このような問題を解消するものとして、導光板の下面に形成する拡散パターン素子の配置を考慮して、その上面の光出射面からの出射光量の分布、即ち、輝度分布を均一にするようにした面状光源が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
これは、拡散パターン素子を、底面が長方形状をなして（なお、その長辺に沿う方向を拡散パターン素子の長手方向とする）、この底面に垂直な方向の断面形状が半円をつぶしたような形状、直角三角形や二等辺三角形としたもの、あるいは三角錐状にしたもの（従って、底面は三角形状）であり、かかる拡散パターン素子を所定の配置分布とするものである。その配置分布としては、特許文献１での第１９図に示される拡散パターン素子の密度と光出光面での出光率との関係と、この関係を満たす第２１図に示される点光源からの距離に対する拡散パターン素子の密度との関係から、ＬＥＤなどの点光源に対し、複数の同心円上に配置し（即ち、同じ列の拡散パターン素子の配列方向は、点光源を中心とする同じ円周上となる）、かつこの点光源から遠ざかるほど拡散パターン素子の密度が大きくなるようにする。この場合、各拡散パターン素子は、特許文献１の第１２図に示されるような拡散パターン素子での光の入射角と光出射面での出射率との関係から、その長さ方向が点光源からの放射線に対してほぼ９０゜となるようにし、各拡散パターン素子の面が点光源の方向を向くようにしている。
【００１０】
具体的には、一例として、上記のように、拡散パターン素子の配列方向と密度とが規定されるが、引用文献の第９図に示されるように、狭い範囲で見ると、拡散パターン素子の配列がランダムになっているものである。他の例としては、引用文献の第２３図に示されるように、点光源からの放射線方向に拡散パターン素子を配列するようにするものである。この場合、点光源から遠い拡散パターン素子ほど、その長さが長くなるようにする。
【００１１】
【特許文献１】
特許第３１５１８３０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の面状光源によると、拡散パターン素子はその長さ方向に有限の長さを持つものであり、これら拡散パターン素子が点光源を中心とする円周状に配列されるとしても、その円周方向（拡散パターン素子の長さ方向）では、拡散パターン素子が不連続に配列されているものであるから、拡散パターン素子が配置されていない拡散パターン素子間の平坦なスペースが存在することになり、このスペースでは、拡散パターン素子とは異なる作用をすることになる。特に、点光源に近い領域では、拡散パターン素子の密度が低いために、かかるスペースの占める割合が大きくなり、しかも、出射面に反射される光量はかかるスペースの部分と拡散パターン素子とで異なるものであるから、出射面を部分的に見ると、輝度分布が不均一であって輝度むらが生ずることになる。
【００１３】
また、上記特許文献１に記載の面状光源では、光源を点光源としていても、有限の発光面を持つものであるから、幅方向ばかりでなく、高さ方向の範囲でも光を出射しているが、各拡散パターン素子の高さを等しくしているため、導光板での点光源から離れた拡散パターン素子ほど、出射面からの反射光に対しては有効であるが、点光源からの光に作用しないものとなる。このため、このような光源からの光には有効なものとなっておらず、この点からも点光源側とその反対側とで輝度分布に違いが生ずることになる。
【００１４】
このため、本発明者は、先に特願２００２ー２０７１３９号で、プリズムを、光源チップ発光面の略中央点を中心として、発光領域で連続した円弧状に配列し、かつ同心円状に形成した面状光源を提案したが、この場合には、光源チップ発光面からの全ての光が同じ状態で反射、偏向されることになり、光を極めて有効に活用できるものの、光源チップ数が１個であることから、得られる光量、即ち、輝度に自ずと限界がある。
【００１５】
また、折り畳式の携帯電話で代表されるように、最近では、両面に透過型液晶を搭載した商品が実用化され、この場合には、夫々の透過型液晶の背面にバックライトを配置しなければならないことから、かかる商品の厚みが非常に厚いものとなってしまう。
【００１６】
本発明の第１の目的は、かかる問題を解消し、連続した円弧状のプリズムを同心円状に配置した構成として、高輝度を達成することができるようにした面状光源及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の第２の目的は、１つの導光板から２つの液晶を照明可能として、効率良く光を利用することができるようにした面状光源及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記第１，第２の目的を達成するために、本発明は、光源チップと導光板とからなり、導光板は光源チップからの光を入射する光入射部と光入射部から入射された光を反射、偏向させるプリズム面とを有する面状光源であって、プリズム面は、導光板に入射された光を反射、偏向して導光板の第１の面から出射させる第１のプリズム面と、導光板に入射された光を反射、偏向して導光板の第２の面から出射させる第２のプリズム面とからなり、第１，第２のプリズム面は夫々、光源チップの発光面の略中央部を中心とする連続し、同心状に配列形成された複数の円弧状のプリズムの面からなり、第１，第２のプリズム面では夫々、複数のプリズムの稜線が同一の仮想平面上にあって、第１のプリズム面の仮想平面と第２のプリズム面の仮想平面との間の傾きが１．５゜以下であって、プリズムの仮想平面からの深さが、光源チップの発光面から遠ざかるほど、深くなるようにしたものである。
【００１９】
そして、光源チップは、第１の光源チップと第２の光源チップとの２個からなり、第１のプリズム面の複数のプリズムは、第１の光源チップの発光面の略中央部を中心に同心状に配列形成され、第２のプリズム面の複数のプリズムは、第２の光源チップの発光面の略中央部を中心に同心状に配列形成されているものである。
【００２０】
また、光源チップを導光板の角部に配置したものである。
【００２１】
さらに、プリズムは夫々等ピッチで形成され、プリズムの稜線を基準として、プリズムの光入射部側の仮想平面に対する第１の傾斜角が、光源チップの発光面から遠ざかるにつれて、大きくなる形状をなし、第１の傾斜角とは反対側の仮想平面に対する第２の傾斜角が一定であるものである。
【００２２】
あるいはまた、プリズムは夫々等ピッチで形成され、プリズム稜線を基準として、プリズムの光入射部側の仮想平面に対する第１の傾斜角が、光源チップの発光面から遠ざかるにつれて、大きくなり、第１の傾斜角とは反対側の仮想平面に対する第２の傾斜角が、光源チップの発光面から遠ざかるにつれて、小さくなり、かつ第１の傾斜角と第２の傾斜角との和が一定となる形状をなしているものである。
【００２３】
さらに、第１，第２のプリズム面の一方側に反射板を設けたものである。
【００２４】
上記第１，第２の目的を達成するために、本発明は、上記の面状光源をバックライトとして用いる液晶表示装置であって、導光板の一方の面から出射される光で液晶パネルを照明するものである。
【００２５】
また、本発明は、上記の面状光源をバックライトとして用いた液晶表示装置であって、導光板の両面に液晶パネルを配置し、導光板の一方の面から出光される光で一方の表示パネルを照明し、導光板の他方の面から出光される光で他方の表示パネルを照明するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図１は本発明による面状光源の第１の実施形態を示すものであって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は背面図、同図（ｄ）は同図（ａ）の対称軸線Ｓに平行な分断線に沿う断面図、同図（ｅ）は同図（ａ）〜（ｄ）の示す面状光源に反射板を配置した構成を示す断面図であり、１はこの第１の実施形態の面状光源、２は光源チップ、２’は副光源チップ、２ａは発光面、２ａ’は副発光面、３は導光板、３ａは入射端面、３ａ’は副入射端面、３ｂは上面、３ｃは仮想平面、３ｃ’は副仮想平面、３ｄは下面、４はプリズム、４’は副プリズム、４ａはプリズム面、４ａ’は副プリズム面、４ｂはプリズム４の稜線、４ｂ’は副プリズム４’の副稜線、４ｃはプリズム４間の谷部、４ｃ’は副プリズム４’間の谷部、５は反射板である。
【００２７】
図１（ａ）〜（ｃ）において、面状光源１は、平面形状が略正方形若しくは略長方形をなす平板状の導光板３とＬＥＤなどに代表される光源チップ２，副光源チップ２’の２つの光源チップとから構成されており、この導光板３の１つの端面を入射端面３ａとし、これに対向する端面を副入射端面３ａ’として、この入射端面３ａの中央部に近接配置されて光源チップ２が、副入射端面３ａ’の中央部に近接配置されて副光源チップ２’が夫々設けられている。光源チップ２の発光面２ａは導光板３の入射端面３ａに対向しており、光源チップ２の発光面２ａから出光される光は、この入射端面３ａから導光板３内に入射され、同様にして、副光源チップ２’の副発光面２ａ’は導光板３の副入射端面３ａ’に対向しており、副光源チップ２’の副発光面２ａ’から出光される光は、この副入射端面３ａ’から導光板３内に入射される。
【００２８】
ここで、導光板３の入射端面３ａの中心と副入射端面３ａ’の中心とを通り、かつこれら入射端面３ａ，副入射端面３ａ’に垂直な直線を対称軸線Ｓとする。面状光源１は、この対称軸線Ｓに関して、左右対称の構成をなしている。
【００２９】
導光板３の下面３ｄには、図１（ｃ）に実線で示すように、この対称軸線Ｓに沿って複数のプリズム４が同心円状に形成されている（図１（ａ）では、破線で示す）。即ち、これらプリズム４は夫々、光源チップ２の発光面２ａのほぼ中心点（対称軸線Ｓがこれを通る）を中心点Ｓｏとし、この中心点Ｓｏを共通の中心とした円弧状の連続した形状をなしており、これらプリズム４の両側の端部はいずれも導光板３の端面にほぼ達している。従って、両端部が導光板３のほぼ入射端面３ａにある光源チップ２に近いプリズム４は、ほぼ半円状をなしている。
【００３０】
同様にして、導光板３の上面３ｂには、図１（ａ）に実線で示すように、対称軸線Ｓに沿って複数の副プリズム４’が同心円状に形成されている。即ち、これら副プリズム４’は夫々、副光源チップ２’の副発光面２ａ’のほぼ中心点（対称軸線Ｓがこれを通る）を中心点Ｓｏ’（図１（ｃ））とし、この中心点Ｓｏ’を共通の中心とした円弧状の連続した形状をなしており、これら副プリズム４’の両側の端部はいずれも導光板３の端面にほぼ達している。従って、両端部が導光板３のほぼ副入射端面３ａ’にある副光源チップ２’に近い副プリズム４’は、ほぼ半円状をなしている。
【００３１】
図１（ｄ）において、導光板３は、図面上その上側の面を上面３ｂ、下側の面を下面３ｄとしている。下面３ｄには、上記のプリズム４が鋸刃状の断面形状で形成されてプリズム面４ａをなしており、これらプリズム４の頂部をなす稜線（プリズム稜線）４ｂが、図１（ｃ）に実線で示すように、円弧状をなしている。また、上面３ｂには、上記の副プリズム４’が鋸刃状の断面形状で形成されて副プリズム面４ａ’をなしており、これら副プリズム４’の頂部をなす稜線（プリズム稜線）４ｂ’が、図１（ａ）に実線で示すように、円弧状をなしている。導光板３の一方の端面である入射端面３ａに近接して光源チップ２が、他方の端面である副入射端面３ａ’に近接して副光源チップ２’が夫々配置されており、プリズム４が光源チップ２からの光を上面３ｂ側に出光させ、副プリズム４’が副光源チップ２’からの光を下面３ｄ側に出光させるようにしている。
【００３２】
次に、図１（ｄ）をもとに、導光体３のプリズムの形状について説明するが、プリズム４と副プリズム４’とは同一形状をなすものであるから、下面３ｄのプリズム４の形状について説明する。
【００３３】
下面３ｄは、凹凸状のプリズム４が等ピッチでアレイ状に連続して繰り返されるプリズム面４ａをなすものであり、ここでは、かかるプリズム４の断面形状を鋸歯状としているが、頂部が平坦な台形状や半円筒形状であってもよい。かかるプリズム４の頂部をなす稜線４ｂは、光源チップ２を中心とする円弧状をなしている（図１（ａ）での破線、または図１（ｃ）での実線）。
【００３４】
光源チップ２から出射された光は、破線で示すように、入射端面３ａから導光板３内に入射される。導光板３内では、この入射された光が下面３ｄ側のプリズム面４ａと上面３ｂ側の副プリズム面４ａ’とで、その入射角が全反射の臨界角以上である限り、全反射が繰り返され、その入射角が全反射の臨界角よりも小さくなると、導光板３外に出射される。この全反射の臨界角θ゜は、次の式（１）、即ち、
【数１】

で求められ、例えば、導光板３の材質をＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル：ｎ＝１．４９）とすると、疎な媒質の媒体は、ここでは、空気（ｎ’＝１）であるから、全反射の臨界角θは４２．１゜となる。
【００３５】
ここで、下面３ｄ側の各プリズム４の稜線４ｂを結ぶ仮想平面３ｃと上面３ｂ側の各副プリズム４’の副稜線４ｂ’を結ぶ副仮想平面３ｃ’とは、互いに平行とするが、面状光源１を取り付ける機器に応じて傾きをもたせる場合があり、この場合でも、これら仮想平面３ｃと副仮想平面３ｃ’との間で１．５°以下の傾きがあっても、特性に支障がない。また、これらプリズム４，副プリズム４’の中心点Ｓｏ，Ｓｏ’からの距離方向のピッチＰは一定である。
【００３６】
以上のように、各プリズム４が光源チップ２の発光面２ａのほぼ中心点となる中心点Ｓｏを中心とした円弧状をなすことにより、光源チップ２からの全ての光は、その光路に垂直な線上に配置され、かつ発光点から等距離の面で反射、偏向することになる。即ち、中心点Ｓｏから等しい距離では、全ての光が同じ条件のもとで反射、偏向されることになる。
【００３７】
ここで、仮想平面３ｃからプリズム４間の谷部４ｃまでの距離をプリズム４の深さＤとするが、このプリズム４の深さＤは光源チップ２の発光面２ａでの中心点Ｓｏからの距離Ｌに応じて異なり、一例として、中心点Ｓｏから遠ざかるほど（即ち、距離Ｌが大きいほど）順次増大する。
【００３８】
このプリズム４の深さＤとしては、一例として、距離Ｌをパラメータとして、非線形の高次関数に応じて変化するものとし、他の例としては、距離Ｌの取り得る最大距離をＬｍとすると、中心点Ｓｏから（Ｌｍ／３）以下の位置を変曲点とし、例えば、Ｌ＜（Ｌｍ／３）の範囲とＬ≧（Ｌｍ／３）の範囲とで異なる非線形高次関数もしくは線形一次関数で変化し、かつこの変曲点でこれらの範囲の関数が連続するようにすることができる。
【００３９】
図２は後者の具体例を示すものであって、ここでは、変曲点をＬ＝１０ｍｍとし、この変曲点よりも距離Ｌが小さい範囲では、次の式（２）とし、この変曲点以上の距離Ｌの範囲では、次の式（３）としている。
【００４０】
【数２】

とする。
【００４１】
このようにプリズムの深さＤを距離Ｌに応じて変化させるのは、この距離Ｌに応じて出射光の光量の違いを補正するためであり、これを補正するように、上記の非線形高次関数や線形一次関数などの関数を選定するものである。
【００４２】
また、プリズム４の仮想平面３ｃに対する傾斜角は、プリズム稜線４ｂを基準として、中心点Ｓｏ側の傾斜角（以下、内側プリズム角という）θ２とこれとは反対側のプリズム角（以下、外側プリズム角）θ１とがある。いずれにおいても、外側プリズム角θ１は、光源チップ２の発光面２ａからの光を上面３ｂ側に出射し、この上面３ｂに対してその法線方向に反射、偏向させ、上面３ｂから出向させることがより望ましいことから、４０゜から４８゜の範囲内に設定され、さらに望ましくは４２°から４６°の範囲に設定することにより、法線方向の輝度を高めることができる。また、内側プリズム角θ２は、上面３ｂで反射された光を再び上面３ｂの方に反射、偏向させるために、極力平面（０°）に近い角度範囲、例えば、１゜から１０゜の範囲内に設定される。ここで、内側プリズム角θ２は、外側プリズム角θ１，プリズムピッチＰ，プリズム深さＤにより、次の式（４）、から、即ち、
【数３】

で求めることができる。
【００４３】
一例として、外側プリズム角θ１は、光源チップ２の発光面２ａからの光を上面３ｂ側に反射、偏向させるために、中心点Ｓｏからの距離Ｌに関係なく一定とするが、内側プリズム角θ２は、プリズム４の深さＤが中心点Ｓｏからの距離Ｌが大きくなるに従って深さを増すため、これに伴って同様に角度を増すようにする。また、他の例としては、θ１＋θ２＝一定とし、中心点Ｓｏからの距離Ｌが大きくなるに従ってプリズム４の深さＤを増加させ、これに伴って内側プリズム角θ２を増加させ、外側プリズム角θ１を減少させるようにする。このようにすることにより、導光板３の成形用プリズム駒の加工の際、プリズム４の先端を中心に切削バイトを回転させることによって、プリズムの深さの可変加工を容易にするものである。
【００４４】
以上の光源チップ２に対する下面３ｄのプリズム面４ａに関することは、副光源チップ２’に対する上面３ｂの副プリズム面４ａ’に対しても同様である。但し、この副プリズム面４ａ’は、プリズム面４ａを中心軸線Ｓ（図１（ａ））を中心に、かつ上面３ｂや下面３ｄに垂直な法線を中心に夫々１８０゜回転した関係にあるから、副プリズム４’の副稜線４ｂ’に関する外側プリズム角θ１，内側プリズム角θ２は夫々、副光源チップ２’側、副光源チップ２’とは反対側となる。
【００４５】
そこで、副プリズム４’に対して上記の式（２）〜（４）を適用する場合には、Ｌは中心点Ｓｏ’（図１（ｃ））からの距離であり、プリズムの深さＤは副仮想平面３ｃ’から副プリズム４’間の谷部４ｃ’までの距離であり、プリズムピッチＰは副プリズム４’の副稜線４ｂ’間の距離である。
【００４６】
かかる構成の面状光源１では、図１（ｄ）において、破線で示すように、入射端面３ａから入射された光源チップ２からの光は、導光板３内でプリズム面４ａや副プリズム面４ａ’にその全反射の臨界角以上で入射される限り、これらプリズム面４ａと副プリズム面４ａ’との間で反射が繰り返されて伝播し、その伝播中にプリズム面４ａで入射角がその全反射の臨界角よりも小さくなって反射された光が副プリズム面４ａ’、即ち、上面３ｂからその法線方向に出射される。ここでは、プリズム４の外側プリズム角θ１により、上面３ｂの法線方向に出射される。
【００４７】
また、副光源チップ２’からの光も、同様にして、導光板３内をプリズム面４ａと副プリズム面４ａ’との間で反射が繰り返されて光源チップ２からの光とは反対方向に伝播し、その伝播中に副プリズム面４ａ’で入射角がその全反射の臨界角よりも小さくなって反射された光がプリズム面４ａ、即ち、下面３ｄからその法線方向に出射される。ここでは、副プリズム４の外側プリズム角θ１’により、下面３ｄの法線方向に出射される。
【００４８】
図１（ｅ）は、第１の実施形態において、図１（ｄ）に示す面状光源１の下面３ｄ側に反射板５を配置したものである。
【００４９】
同図において、導光板３の下面３ｄ側に反射板５が設けられており、副光源チップ２’から出射されて導光板３内の副プリズム面４ａ’で反射され、導光板３の下面３ｄから出光された光が反射板５で反射され、導光板３内を通ってその上面３ｂから出光される。かかる面状光源１を液晶パネルの背面に配置し、即ち、導光板３の上面３ｂ側に液晶パネルを配置することにより、この面状光源１を、液晶パネルをその背面から照明するバックライトとして、使用した場合、２つの光源チップ２，２’からの光で液晶パネルを照明することになるから、液晶パネルでの輝度は、１個の光源チップを用いた場合のほぼ２倍となる。つまり、高輝度が要求される液晶パネル用のバックライトとして好適なものとなる。
【００５０】
ここで、反射板５としては、反射率が９０％以上のアルミニウムや銀などを蒸着したシートが使用されるが、例えば、住友スリーエム社製の商品名ＥＳＲなどの誘電体多層膜で構成された反射率９８％以上のものであれば、さらに好適である。特に、反射の際、拡散性のない正反射のものが望ましい。
【００５１】
なお、導光板３において、入射端面３ａ，副入射面３ａ’、さらには、その両側の端面に、例えば、面粗さＲｔ５〜５０μｍの凹凸シボ加工を施すことにより、これら端面で反射される光はこのシボ面によって拡散され、これら端面で光が導光板３内に均一な光量で反射されることになり、面状光源１としての光の利用率を高め、均一な輝度分布でかつ高い輝度が得られることになる。なお、ここでの面粗さの定義はＪＩＳ−Ｂ０６０１規格に基づくものである。かかる面粗さの測定機としては、位相差法であるＷＹＫＯ社製ＴＯＰＯ−２Ｄ・３Ｄ、非点収差法である東京精密社製Ｓｕｆｃｏｍ９２０Ａ、原子間力顕微鏡であるＤｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ 社製Ｎａｎｏ Ｓｃｏｐｅ、触針式であるＴｅｎｃｏｒ社製Ｐ１２ＥＸなどを用いることができ、ここでは、一例として、Ｔｅｎｃｏｒ社製Ｐ１２ＥＸを用いた。
【００５２】
以上のように、この第１の実施形態では、各プリズム４を同心円状に配列して円弧状とすることにより、中心点Ｓｏから等距離の位置では、光源チップ２の発光面２ａからの全ての光が同じ状態で反射、偏向されることになり、かつこれらプリズム４の深さＤをこの中心点Ｓｏからの距離Ｌに応じて異ならせることにより、上面３ｂでのこの距離Ｌに応じた出射光の光量の違いを補正することができて、導光板３の上面３ｂ全面から均一な光量で光を出光させることができる。この結果、面状光源１として、全面にわたって均一な輝度分布が得られることになる。
【００５３】
また、この第１の実施形態では、導光板３の両端面に夫々近接して光源チップを配置し、かつこの導光板３の上面，下面に夫々プリズムを形成することにより、従来の面状光源の２倍の光量を得ることが可能となる。そして、この導光板３の背面（下面）側に反射板を配置することにより、液晶パネル用のバックライトとして極めて高輝度が実現できる。同心円プリズムを用いたバックライトでは、その構造上、光源チップの使用数は１個と限られており、これに対し、この第１の実施形態では、同心円プリズムの発光効率の良さに加えて倍の明るさを持ち、高輝度，高発光効率の液晶用バックライトを提供することができる。
【００５４】
なお、図１では、導光板３の平面形状を長方形とし、その短い方の端面の１つを入射端面３ａ，３ａ’として、これに光源チップ２，２’を配置するようにしたが、長い方の端面を入射端面３ａ，３ａ’とし、これらに夫々光源チップ２，２’を近接配置するようにしてもよい。
【００５５】
図３は図１における導光板３の入射端面３ａでの光源チップ２との対向部分を示すものであって、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は斜視図、同図（ｃ）は同図（ａ）の拡大図である。これらの図面において、３ｅはくぼみ部、６は光入射部、７はＶ字プリズム、７ａはその稜線、７ｂはＶ字プリズム７間の平面部であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。
【００５６】
まず、図３（ａ）において、導光板３の入射端面３ａの中央部に、対称軸線Ｓに関して対称となるように、くぼみ部３ｅを備えた光入射部６が形成されており、この光入射部６のくぼみ部３ｅに発光面２ａが対向するようにして、光源チップ２が設けられている。そして、図３（ｂ）に示すように、このくぼみ部３ｅ内には、導光板３の厚さ方向に上面３ｂから仮想平面３ｃ（図１（ｄ））にわたって連続した稜線７ａを持つＶ字型のプリズム、即ち、Ｖ字プリズム７が複数形成されている。
【００５７】
図３（ｃ）を用いてさらに詳細に説明すると、光入射部６には、深さｄのくぼみ部３ｅが形成されており、このくぼみ部３ｅの奥面に複数のＶ字プリズム７が形成されている。これらＶ字プリズム７は、このくぼみ部３ｅの奥面からＶ字状に突出した形状をなしており、これらＶ字プリズム７間は入射端面３ａに平行な平面部７ｂをなしている。
【００５８】
このくぼみ部３ｅの幅（Ｖ字プリズム７の配列方向の長さ）は、光源チップ２の発光面２ａの幅よりも若干大きく設定されており、この発光面２ａがくぼみ部３ｅ内に配列されている全てのＶ字プリズム７と対向している。
【００５９】
光源チップ２の発光面２ａから出射した光は、光入射部６のくぼみ部３ｅから導光板３に入射されるが、このくぼみ部３ｅ内のＶ字プリズム７により、拡散されて入射される。これにより、このくぼみ部３ｅから導光板３に入射した光は、このくぼみ部３ｅから導光板３の幅方向（入射端面３ａに平行な方向）に広がるようにして入射されることになり、Ｖ字プリズム７を持つかかるくぼみ部３ｅが、設けられない場合に比べ、光量が均一となるようにして導光板３全体にわたり光が入射されることになる。また、光入射部６にくぼみ部３ｅを設けたことにより、発光面２ａから斜め方向に出光される光もこのくぼみ部３ｅの壁面から導光板３に入射されるようになり、これにより、導光板３の入射端面３ａの端部まで光が入射されることになって、導光板３の全面にわたってさらに輝度分布が均一なものとなる。このくぼみ部３ｅの深さｄとしては、０．０５〜０．５ｍｍの範囲で設定され、そのくぼみ量が０．０５ｍｍ未満であれば、Ｖ字プリズム７の中心近傍に光が集中し、前記した導光板３全体にわたり光が入射されることなく、入射端面３ａ部では左右の隅部が暗いものとなってしまう。また、上記くぼみ量が０．５ｍｍを超えれば、無駄なスペースとなって、発光エリアに対して光源チップを含む寸法が大きくなってしまう。
【００６０】
次に、Ｖ字プリズム７の形状としては頂角αが８０゜±１０゜、ピッチＰｖが０．０５〜０．５ｍｍ、Ｖ字プリズム７間の平坦部６ｂの幅ＷがピッチＰｖの１０〜５０％の範囲で設定される。これらはフレネルの式に基づいて頂角α、ピッチＰｖ、平坦部６ｂの幅Ｗの組み合わせで夫々最適化しており、１つでもその範囲を外れると、Ｖ字プリズム７の中心近傍に光が集中し、入射端面３ａ部で左右の隅部が暗いものとなってしまい、導光板３の輝度分布が不均一なものになってしまう。
【００６１】
なお、Ｖ字プリズム７の表面に表面粗さＲｔ５〜５０μｍの範囲の凹凸シボ加工を施すことにより、光源チップ２からの光をさらに効率的に拡散させて導光板３に入射することができる。
【００６２】
また、以上は光源チップ２側の入射端面３ａに関するものであったが、これに対向する副光源チップ２’側の副入射端面３ａ’側も、入射端面３ａと同一構造をなすものである。
【００６３】
図４は本発明による面状光源の第２の実施形態を示すものであって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は背面図、同図（ｄ）は同図（ａ）の対称軸線Ｓに平行な分断線に沿う断面図、同図（ｅ）は同図（ａ）〜（ｄ）の示す面状光源に反射板を配置した構成を示す断面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６４】
図４（ａ）〜（ｃ）において、導光板３の１つの端面を入射端面３ａとし、この入射端面３ａ側に光源チップ２と副光源チップ２’とが、それらの発光面２ａ，２ａ’が夫々この入射面３ａに近接するようにして、配置されている。そして、導光板３の下面３ｄに複数のプリズム４が、上面３ｂに複数の副プリズム４’が夫々設けられているが、これらプリズム４は、図１（ｃ）に示すように、光源チップ２の発光面２ａのほぼ中心点Ｓｏを共通の中心とした円弧状の連続したプリズムをなし、また、これら副プリズム４’も、図１（ａ）に示すように、副光源チップ２’の副発光面２ａ’のほぼ中心点Ｓｏ’を共通の中心とした円弧状の連続したプリズムをなしている。
【００６５】
これらプリズム４と副プリズム４’とは、同一ピッチで同一方向の円弧状をなしており、かつこれらの断面形状は、図４（ｄ）に示すように、上記の式（２）〜（４）で表わされて同一であるが、プリズム４と副プリズム４’との稜線は互いに１／２ピッチずれている。そして、これらプリズム４と副プリズム４’との内側プリズム角θ２，外側プリズム角θ１の夫々の稜線に対する方向は同一である。また、導光板３の入射端面３ａでの光源チップ２，副光源チップ２’での取付構造は、第１の実施形態と同様、図３に示す構造をなすものである。また、導光板３の入射端面３ａに対向する端面３ｆ全体を第１の実施形態で説明したシボ加工面とすることができ、これにより、導光板３内を伝播してきた光を効果的に拡散させて反射させることができる。
【００６６】
光源チップ２，副光源チップ２’からの光は導光板３に入射され、第１の実施形態と同様に、この導光板３内でプリズム４と副プリズム４’とに反射されながら伝播し、外側プリズム角θ１をなす傾斜面で反射，偏向されて上面３ｂ，下面３ｄからその法線方向に出射される。
【００６７】
図４（ｅ）は、第２の実施形態において、図４（ｄ）に示す面状光源１の下面３ｄ側に反射板５を配置したものである。
【００６８】
同図において、導光板３の下面３ｄ側に図１（ｅ）に示したのと同様の反射板５が設けられており、導光板３の下面３ｄから出光された光が反射板５で反射され、導光板３内を通ってその上面３ｂから出光される。
【００６９】
かかる面状光源１を液晶パネルの背面に配置し、即ち、導光板３の上面３ｂ側に液晶パネルを配置することにより、この面状光源１を、液晶パネルをその背面から照明するバックライトとして、使用した場合、２つの光源チップ２，２’からの光で液晶パネルを照明することになるから、液晶パネルでの輝度は、１個の光源チップを用いた場合のほぼ２倍となる。つまり、高輝度が要求される液晶パネル用のバックライトとして好適なものとなる。従って、図１に示した第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
図５は本発明による面状光源の第３の実施形態を示すものであって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は背面図、同図（ｄ）は同図（ａ）の対称軸線Ｓに平行な分断線に沿う断面図、同図（ｅ）は同図（ａ）〜（ｄ）の示す面状光源に反射板を配置した構成を示す断面図であり、図４に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００７１】
同図において、この第３の実施形態は、１つの光源チップ２を使用するものである。しかし、導光板３のプリズム構成は図４に示した導光板３と同様であり、その断面形状は図４（ｄ），（ｅ）に示すものである。
【００７２】
光源チップ２からの光は導光板３に入射され、第２の実施形態と同様に、この導光板３内でプリズム４と副プリズム４’とで反射されながら伝播し、外側プリズム角θ１（図４（ｄ））をなす傾斜面で反射，偏向されて上面３ｂ，下面３ｄからその法線方向に出射される。
【００７３】
この第３の実施形態においても、図４（ｅ）に示すように、下面３ｄ側に反射板５を配置することにより、光源チップ２からの光を効果的に使用することが可能となる。
【００７４】
図６は本発明による面状光源の第４の実施形態を示す平面図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は背面図である。また、８，８’は光入射部であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００７５】
この第４の実施形態は、図６において、導光板３の２つの角部に夫々光入射部８，８’を設けたものである。この光入射部８，８’も図３に示した構成をなしており、図３で説明したようにして、この光入射部８，８’で光源チップ２，２’から導光板３に光が入射される。また、これら光入射部８，８’はそれが設けられた角部に対向する他の角部に対向している。そして、第１の実施形態と同様、この場合、中心線Ｓは外形的に軸対称とはならないが、光入射部８，８’の中央から対向する角部を通り、この光入射部８，８’や光源チップ２，２’の発光面２ａ，２ａ’に垂直な直線であり、この発光面２ａ，２ａ’での中心線Ｓが通る位置の中心点Ｓｏ（図示せず）を中心とした同心状に、複数のプリズム４，４’が設けられている。これらプリズム４，４’も、導光板３の略端部から端部へわたって連続した円弧状をなしている。
【００７６】
また、この第４の実施形態においても、各プリズム４，４’に関し、第１の実施形態と同様、図１（ｄ）を示す構成をなしている。この場合、光源チップ２，２’が導光板３の角部に配置されていることから、光源チップ２，２’から出光される光の平面方向の出射角が９０°であれば、導光板３内を均一に照射することができる。
【００７７】
以上のように、この第４の実施形態も、各プリズム４，４’を同心円状に配列した円弧状とすることにより、中心点Ｓｏ，Ｓｏ’から等距離の位置では、光源チップ２，２’の発光面２ａ，２ａ’からの全ての光が同じ状態で反射、偏向されることになり、かつこれらプリズム４の深さＤを、先の式（２），（３）のように、この中心点Ｓｏ，Ｓｏ’からの距離Ｌに応じて異ならせることにより（但し、この場合の最大距離Ｌｍは、導光板３の対向する角部間の距離である。）、上面３ｂでのこの距離Ｌに応じた出射光の光量の違いを補正することができて、導光板３の全面から均一な光量で光を出光させることができる。この結果、面状光源として、全面にわたって均一な輝度分布が得られることになる。
【００７８】
なお、この第４の実施形態においては、光入射部８’としては、光入射部８以外のこれに対向する角部を含めた他の角部に設けてもよいし、また、図４に示した第２の実施形態の対応して、光入射部８と同じ角部に設けるようにしてもよい。さらには、図５に示した第３の実施形態に対応して、１つだけの光入射部８を設け、１つの光源チップ２を使用するようにしてもよい。
【００７９】
図７は図１に示した面状光源の第１の実施形態を光源として用いた液晶表示装置の第１の実施形態を示す断面図であって、９は液晶モジュール、１０は液晶板、１０ａは透過型液晶板、１１は偏光板であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００８０】
同図において、導光板３の上面３ｂ側には、透過型液晶板１０ａの両面に偏光板１１を設けた液晶板１０が配置され、さらに、導光板３の下面３ｄ側に反射板５が配置されて、液晶モジュール９が構成されている。
【００８１】
かかる構成において、図１で説明したように、光源チップ２，２’から導光板３に入射した光は、プリズム４で反射、偏向されて上面３ｂから出光する。また、副プリズム４’で反射、偏向された光は下面３ｄから導光板３を出光し、反射板５で反射されて再び導光板３に入射し、その上面３ｂから出射する。上面３ｂから出射した光は偏光板１１を介して液晶板７を照明する。このようにして、バックライト型の液晶表示パネルが構成される。
【００８２】
図８は図１に示した面状光源の第１の実施形態を光源として用いた液晶表示装置の第２の実施形態を示す断面図であって、９’は液晶モジュール、１０’は液晶板、１０ａ’は透過型液晶板、１１’は偏光板であり、図７に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００８３】
同図において、この第２の実施形態は、導光板３の上面３ｂ側に液晶板１０を、下面３ｄ側に同じ構成の液晶板１０’を夫々設けたものである。かかる構成によると、図１で説明したように、光源チップ２，２’から導光板３に入射した光は、プリズム４で反射、偏向されて上面３ｂから出射し、この上面３ｂ側に配置されている液晶板１０を照明する。また、副プリズム４’で反射、偏向された光は下面３ｄから導光板３を出射し、下面３ｄ側に配置されている液晶板１０’を照明する。
【００８４】
このようにして、図１に示す面状光源１は２つの液晶板１０，１０’のの共通な光源として用いることができ、両面表示可能なバックライト型の液晶モジュール９’を構成することができる。
【００８５】
なお、図７及び図８に示す液晶モジュール９，９’の実施形態においては、面状光源として、図４〜図６に示す実施形態も用いることはいうまでもない。
【００８６】
ここで、従来のバックライト型の液晶モジュールについて、図９により説明する。
【００８７】
図９（ａ）に示す従来例は、導光板３の下面３ｄにのみ従来の平行に形成されたプリズム４が形成されており、その上面３ｂ側に液晶板１０が、下面３ｄ側に反射板５が夫々配置されている。ここで、光源チップは１つのみ使用されており、この光源チップ２から導光板３に入射された光は、プリズム４と上面３ｂとによって反射されながら導光板３を伝播するとともに、プリズム４で反射、偏向されて上面３ｂから出射され、液晶板１０を照明する。また、プリズム４を透過した光は、導光板３の下面３ｄから出射されて反射板５で反射され、導光板３を通ってその上面３ｂから出射し、液晶板１０を照明する。
【００８８】
しかし、かかる構成の液晶モジュール９では、光源チップを１個しか使用できないので、光量が充分ではなく、高輝度の液晶モジュールとすることができない。
【００８９】
図９（ｂ）は２つの液晶板１０，１０’を用いた従来の両面型液晶モジュール１２であって、この場合には、液晶板１０，１０’毎に面状光源１，１’が用いられる。これら面状光源１，１’においても、光源チップ２，２’と光源チップを１つずつ用いるしかなく、このため、夫々の液晶板１０，１０’を充分高輝度のものとすることができないし、また、２つの面状光源１，１’を用いることから、両面型液晶モジュール９が全体として厚みがあるものとなる。
【００９０】
次に、以上説明した本発明による面状光源１の製造方法について説明する。
【００９１】
図１０は図１に示した面状光源１における導光板３の成形金型の製造方法の一具体例を示す工程図であり、１３は主プリズム４側の成形用駒、１３’は副プリズム４’側の成形用駒、１３ａ，１３ｂはくぼみ部、１４はダミー駒、１４ａは孔部、１４ｂ，１４ｃは突起部、１５は切削バイト、１６は主プリズム４側のプリズムパターン、１６は副プリズム４’側のプリズムパターン、１７は鍍金層である。なお、副プリズム４’側の成形用駒１３’も、主プリズム４側の成形用駒１３と同様であるので、これらに共通の図面を用い、成形用駒１３’側を括弧（１３’），（１６’）で示している。
【００９２】
図１０（ａ）において、この実施形態では、主プリズム４の成形金型に対しては、成形用駒１３と外形が円形ブロック状のダミー駒１４とを用い、成形用駒１３にプリズムパターンを形成して導光板３の成形金型を製造するものである。成形用駒１３は外形が目的とする導光板３の外形形状と略同形状に加工したものであり、また、ダミー駒１４には、この成形用駒１３ががたつきなくきちんと嵌め込まれる孔部１４ａが設けられている（なお、孔部１４ａの代わりに同様の凹部であってもよいが、以下では、孔部１４ａとして説明する）。この孔部１４ａは、ダミー駒１４のほぼ中心点からほぼ外周にまで達している。成形用駒１３には、導光板３の光源チップ２，副光源チップ２’に対する光入射部６でのくぼみ部３ｅ（図３）に相当するくぼみ部１３ａ，１３ｂが設けられている。ダミー駒１４の孔部１４ａには、このくぼみ部１３ａ，１３ｂに嵌り込む突起部１４ｂ，１４ｃが設けられている。孔部１４ａの深さは成形用駒１３の厚さに等しく、成形用駒１３をこの孔部１４ａに嵌め込んだときには、成形用駒１３の表面とダミー駒１４の表面とが同一平面上にある。
【００９３】
導光板３の成形金型（図示せず）を製造する場合、まず、成形用駒１３をダミー駒１４の孔部１４ａに嵌め込む前に、これら成形用駒１３とダミー駒１４の表面に、Ｎｉ鍍金、Ｎｉ合金鍍金、Ｃｕ鍍金、若しくはＣｕ合金鍍金のいずれかの鍍金層１７を厚さ１００μｍで形成し、成形用駒１３をダミー駒１４の孔部１４ａに嵌め込む。
【００９４】
ここでの鍍金は電気鍍金、無電解鍍金のいずれでもよく、鍍金厚みとしては１００μｍから３００μｍまでが好ましく、鍍金厚みがこれ以下であれば、プリズム加工の際の基準面出しを含めた切削代が少なく、鍍金厚みが３００μｍを越える場合は、鍍金に時間がかかったり、不必要な鍍金を載せることになる。
【００９５】
しかる後、図１０（ｂ）に示すように、ダミー駒１４をその中心点を中心にして回転させ、単結晶ダイヤモンドバイトなどの切削バイト１５を用いて成形用駒１３とダミー駒１４の鍍金層１７に所望とするプリズムパターン１６を形成する。この場合、このプリズムパターン１６は、成形用駒１３の鍍金層１７に図１で説明したようなプリズム４が得られるように、加工されることになる。
【００９６】
この加工が終了すると、図１０（ｃ）に示すように、ダミー駒１４の孔部１４ａから成形用駒１３が取り外される。このように加工されて得られる成形用駒１３が、図１０（ｄ）に示すように、鍍金層１７にプリズム４が形成された導光板３を射出成形するための、成形金型用の駒である。
【００９７】
次に、副プリズム４’の成形金型に対しては、成形用駒１３’と外形が円形ブロック状のダミー駒１４とを用い、この成形用駒１３’についても、図１０（ａ）〜（ｃ）に示した工程を繰り返すことにより、同様にして得ることができる。この場合、副プリズム４’のプリズム形状に対応した副プリズムパターン１６’を成形用駒１３’上に形成することになる。このようにして得られた成形用駒１３，１３’を金型に取り付けることにより、両面にプリズム４，４’が形成された導光板を得ることができる。
【００９８】
このようにして、旋盤加工によってプリズム４，４’のプリズムパターンが容易にかつ高精度に形成された導光板３の成形金型を得ることができる。
【００９９】
ここで、かかる成形金型を用いて射出成形する導光体３に用いられるプラスチック材料、即ち、導光板３の材質としては、特に限定されないが、透過率や成形性の面からＰＭＭＡ（ポリメタクリ酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＣＯＰ（環状オレフィンポリマー）、ＣＯＰとポリエチレンの共重合体であるＣＯＣ（環状オレフィンコポリマー）などが挙げられる。
【０１００】
また、ダミー駒１４としては、図１０（ｅ）に示すように、その外形が略正方形などの多角形ブロック状であってもよい。
【０１０１】
さらに、図４に示した導光板３や図５で示した導光板３の成形用駒も、同様の方法で製造することができるが、ダミー駒１４の孔部１４ａには、導光板３の光入射部のくぼみ部に対応する突起部が設けられることはいうまでもない。
【０１０２】
図１１は図６に示した面状光源１における導光板３の製造方法の一具体例の１工程を示す工程図であって、図１０に対応する部分には同一符号を付けている。
【０１０３】
この具体例も、図１０に示した製造方法と同様であるが、ダミー駒１４の孔部（または、凹部）１４ａを、その１つの角部がダミー駒１４の回転中心に近接するように形成する。この具体例においても、成形用駒１３も、その１つまたは２つの角部が、図６で説明したように、光入射部８，８’をなすように既に加工されており、この角部が孔部１４ａの上記角部に嵌り込むことになる。
【０１０４】
これ以外は、図１０に示した具体例と同様であり、結局、図６に示した導光板３の成形金型を得ることができる。
【０１０５】
なお、図１０に示した具体例では、予めダミー駒１４と成形用駒１３とを用意し、成形用駒１３はプリズム４を形成するばかりのものとしたが、これのみに限るものではなく、図１０（ｂ）に示すような孔部（または、凹部）１１ａを持たない円板状の母材の表面に上記の鍍金層を形成し、これに、図１０（ｂ）で説明したように、切削バイト１５でプリズムパターン１６を形成し、しかる後、成形用駒１３として示す範囲を切り取り、外形加工することによって図１０（ｄ）に示す導光板３の成形金型を得ることもできる。このことは、図６に示す導光板３の成形金型の製造についても同様である。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の面状光源によると、光源チップの発光面を中心とした同一円周上での光の反射、偏向状態を等しくし、かつこの発光面からの距離に応じてプリズムの深さを大きくして、この距離にかかわらず、この発光面からの光の反射、偏向作用をほぼ等しくしているので、出射面全体にわたっての輝度分布の均一性が大幅に向上する。
【０１０７】
また、導光板の両面にプリズムを形成し、かかるプリズムに対応して光源チップを配置するものであるから、２個の光源チップを同じ導光板に用いることができ、光量を倍増することができて、液晶パネルに対して高輝度のバックライトとして使用することが可能となる。
【０１０８】
さらに、導光板の両面から光を出射できるから、これらの出射光を異なる液晶パネルに照射することができ、両面型の液晶表示装置の２つの液晶パネルの共通のバックライトとして使用することが可能となって、両面型の液晶表示装置の薄型化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による面状光源の第１の実施形態を示す図である。
【図２】図１（ｄ）におけるプリズムの深さＤの距離Ｌに応じた変化の一具体例を示す図である。
【図３】図１における導光板の光入射部の部分を示す図である。
【図４】本発明による面状光源の第２の実施形態を示す図である。
【図５】本発明による面状光源の第３の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明による面状光源の第４の実施形態を示す平面図である。
【図７】図１に示す面状光源を用いた液晶表示装置の第１の実施形態の液晶表示パネルを示す断面図である。
【図８】図４に示す面状光源を用いた液晶表示装置の第２の実施形態の液晶表示パネルを示す断面図である。
【図９】従来の面状光源を用いた液晶パネルの例を示す断面図である。
【図１０】本発明による面状光源の成形金型の製造方法の一具体例を示す工程図である。
【図１１】本発明による面状光源の成形金型の製造方法の他の具体例の１工程を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 面状光源
２，２’ 光源チップ
２ａ，２ａ’ 発光面
３ 導光板
３ａ，３ａ’ 入射端面
３ｂ 上面
３ｃ，３ｃ’ 仮想平面
３ｄ 下面
３ｅ くぼみ部
４，４’ プリズム
４ａ，４ａ’ プリズム面
４ｂ，４ｂ’ 稜線
４ｃ，４ｃ’ 谷部
５ 反射板
６ 光入射部
７ Ｖ字プリズム
７ａ 稜線
７ｂ 平面部
８，８’ 光入射部
９，９’ 液晶モジュール
１０，１０’ 液晶板
１０ａ，１０ａ’ 透過型液晶板
１１，１１’偏光板
１２ 液晶モジュール
１３ 成形駒
１３ａ，１３ｂ くぼみ部
１４ ダミー駒
１４ａ 孔部（凹部）
１４ｂ，１４ｃ 突起部
１５ 切削バイト
１６ プリズムパターン
１７ 鍍金層

Claims (8)

1. 光源チップと導光板とからなり、該導光板は該光源チップからの光を入射する光入射部と該光入射部から入射された該光を反射、偏向させるプリズム面とを有する面状光源であって、
   該プリズム面は、該導光板に入射された光を反射、偏向して該導光板の第１の面から出射させる第１のプリズム面と、該導光板に入射された光を反射、偏向して該導光板の第２の面から出射させる第２のプリズム面とからなり、
   該第１，第２のプリズム面は夫々、該光源チップの発光面の略中央部を中心とする連続し、同心状に配列形成された複数の円弧状のプリズムの面からなり、
   該第１，第２のプリズム面では夫々、該複数のプリズムの稜線が同一の仮想平面上にあって、該第１のプリズム面の仮想平面と該第２のプリズム面の仮想平面との間の傾きが１．５゜以下であって、該プリズムの該仮想平面からの深さが、該光源チップの発光面から遠ざかるほど、深くなることを特徴とする面状光源。
2. 請求項１において、
   前記光源チップは、第１の光源チップと第２の光源チップとの２個からなり、
   前記第１のプリズム面の前記複数のプリズムは、該第１の光源チップの発光面の略中央部を中心に同心状に配列形成され、
   前記第２のプリズム面の前記複数のプリズムは、該第２の光源チップの発光面の略中央部を中心に同心状に配列形成されていることを特徴とする面状光源。
3. 請求項１または２において、
   前記光源チップを前記導光板の角部に配置したことを特徴とする面状光源。
4. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   前記プリズムは夫々等ピッチで形成され、前記プリズムの稜線を基準として、前記プリズムの前記光入射部側の前記仮想平面に対する第１の傾斜角が、前記光源チップの発光面から遠ざかるにつれて、大きくなる形状をなし、該第１の傾斜角とは反対側の前記仮想平面に対する第２の傾斜角が一定であることを特徴とする面状光源。
5. 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
   前記プリズムは夫々等ピッチで形成され、前記プリズム稜線を基準として、前記プリズムの前記光入射部側の前記仮想平面に対する第１の傾斜角が、前記光源チップの発光面から遠ざかるにつれて、大きくなり、該第１の傾斜角とは反対側の前記仮想平面に対する第２の傾斜角が、前記光源チップの発光面から遠ざかるにつれて、小さくなり、かつ該第１の傾斜角と該第２の傾斜角との和が一定となる形状をなしていることを特徴とする面状光源。
6. 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
   前記第１，第２のプリズム面の一方側に反射板を設けたことを特徴とする面状光源。
7. 請求項６に記載の面状光源をバックライトとして用いた液晶表示装置において、
   前記導光板の一方の面から出射される光で液晶パネルを照明することを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項１〜５に記載の面状光源をバックライトとして用いた液晶表示装置において、
   前記導光板の両面に液晶パネルを配置し、
   前記導光板の一方の面から出光される光で一方の該表示パネルを照明し、前記導光板の他方の面から出光される光で他方の該表示パネルを照明することを特徴とする液晶表示装置。

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