JP2010135220A - 面光源素子およびこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向に視野角が限定された面光源素子において、高い光の利用効率を実現する。
【解決手段】光源１と、出射部材２と、光制御部材３とを備え、前記出射部材２は少なくとも導光板４を有しており、前記出射部材２の出射面から出射する光について、正面方向からの傾きをα、αにおける輝度をＩ（α）、Ｉ（α）が最大となる角度をα_１とした場合に、
Ｉ（α_２）＝Ｉ（α_１）／１０
であるα_２が２５〜５５度の範囲内であり、かつ、前記光制御部材３が、Ｘ軸方向の輝度１／２角β_１が０〜１０度となり、Ｙ軸方向の輝度１／２角γ_１が２０〜５０度となるものであることを特徴とする面光源素子およびこの面光源素子を用いた画像表示装置を用いることによって上記の課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、面光源素子及びこれを備える液晶表示装置などの画像表示装置、更に該画像表示装置を表示モジュールとして備えるパーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニタ、ビデオカメラ、テレビ受信機、カーナビゲーションシステムなどの画像表示装置に関する。

例えば、液晶表示装置に代表される透過型の画像表示装置は、面状に光を発する面光源素子（バックライト）とドット状に画素が配置された透過型表示素子とで構成され、該透過型表示素子の各画素で透過率を変化させ、面光源素子からの透過光量を制御することによって文字や映像を表示する。これらに用いられる面光源素子では、エッジライト方式と直下方式がある。エッジライト方式は、導光板の端面に配置した光源からの光を、導光板によって端面と直交する主面から正面方向に取り出す方式であり、直下方式は、複数の光源を装置の背面に並べ、拡散板に光を入射し、拡散板で光を均一化して入射面と対向する出射面に光を取り出す方式である。

携帯電話やモバイルパソコンに用いられる画像表示装置では、装置の薄さが要求される為、光源を装置の側端に備えることで薄型に対して有利なエッジライト方式が主流である。一方で、テレビやパソコンのモニタでは、画面が大型な為、エッジライト方式だと画面面積に対する周辺部の長さの割合が減少し、十分な輝度を得ることができない。また、導光板が厚くなり、重量が増加する。従って、大型の面光源素子では直下方式が主流となっている。

一般に、画像表示装置は、あらゆる角度から画像が鮮明に視認されるよう、広い視野角をもつことが望ましい。従って、これに用いられる面光源素子も広い視野角が要求される。しかし、使用される環境や用途によっては、限定された視野角が好まれる場合がある。例えば、パーソナルコンピュータ用のモニタや携帯電話の画面では、場合によっては情報の秘匿やプライバシーの問題から使用者以外は表示画像を視認出来ないことが必要とされ、画面の左右方向に限定された視野角が必要となる。また、カーナビゲーションシステム等のモニタをフロントパネルに搭載する場合、安全上車のフロントガラスへの画像の映り込みを防止する為、画面の上下方向に視野角を限定する必要がある。このような場合には、画面の特定方向へは光が行かないよう限定された視野角を有し、また画面の視認性からその方向以外には広い視野角を持った面光源素子が必要である。

このような限定された視野角は、ルーバーフィルムと呼ばれるフィルムを面光源素子に用いることによって得られる（特許文献１参照）。ルーバーフィルムは、面光源素子より上下または左右の特定方向に斜めに出射する光を吸収し、他の角度に出射する光を透過させることによって視野角を限定する。

一方で、近年、面光源素子に関する正面方向の輝度向上の要求は益々高まっており、また省エネルギーの観点から光を効率的に利用する必要がある。しかし、ルーバーフィルムを用いて視野角を限定する場合、一度斜め方向に広がった光を吸収する為、光の利用効率が低下し、高い正面輝度を得ることはる可能であった。

特開２００５−３１５９９６号公報

そこで本発明は、エッジライト方式の面光源素子において、特定方向に視野角を限定して情報の秘匿性や安全性を高め、かつ、光の利用効率が高い面光源素子及び画像表示装置を提供することを目的とする。

Ｘ軸と、Ｘ軸とに直交するＹ軸とに平行なＸ−Ｙ平面の法線の一方を正面方向として、光源と、前記光源からの光を受光するＸ−Ｙ平面に略垂直な端面である入射面と、Ｘ−Ｙ平面に略平行な主面を有する出射部材と、Ｘ−Ｙ平面に平行な主面をもつ光制御部材とを備え、前記出射部材と、前記光制御部材とが、正面方向に向ってこの順で配置された面光源素子であって、
前記出射部材は少なくとも導光板を有しており、
前記出射部材の出射面から出射する光について、正面方向からの傾きをα、αにおける輝度をＩ（α）、Ｉ（α）が最大となる角度をα_１とした場合に、
Ｉ（α_２）＝Ｉ（α_１）／１０
であるα_２が２５〜５５度の範囲内であり、
かつ、前記光制御部材が、該光制御部材の入射面から略平行光を入射した場合に、前記光制御部材の出射面の、正面方向における輝度をＬとし、Ｘ軸方向に平行かつＹ軸に垂直な平面における正面方向となす角度をβ、βにおける輝度をＬ_１（β）、Ｘ軸方向に垂直、かつ、Ｙ軸に平行な平面における正面方向となす角度をγ、γにおける輝度をＬ_２（γ）とした場合に、
Ｌ_１（β_１）＝Ｌ／２
であるβ_１が０〜１０度となり、
Ｌ_２（γ_１）＝Ｌ／２
であるγ_１が２０〜５０度となるものであることを特徴とする面光源素子である。

また、前記光制御部材は、少なくとも一方の主面に複数の凸部を有していてもよく、該複数の凸部は、前記光制御部材の主に光を入射する面に配置されていてもよい。

また、前記出射部材が、導光板の出射面に、前記導光板の出射面からの光を、入射面上の複数の凸部で受光して出射面から略正面方向へ出射する出射光制御部材を備え、
前記凸部が、該凸部の頂部で前記導光板と光学的に密着してなり、該凸部が正面方向を軸として回転対称であって、凸部の底部の幅をＰ、高さをＨ、前記導光板と光学的に密着している領域の幅をＷとしたとき、
Ｈ／Ｐ≧１．０
Ｗ／Ｐ≦０．４
であることを特徴とする上記の面光源素子である。

また、本発明は、上記いずれかの面光源素子の出射面側に透過型表示素子を配置することを特徴とする画像表示装置である。

本発明によれば、視野角を限定した出射面の上に、光制御部材を用いて特定方向のみに光を拡散させる為、光の損失が発生せず、光の利用効率と正面方向の輝度とが高い面光源素子を得ることが可能である。また、本発明の面光源素子上に透過型表示素子を設けることで、正面輝度が高く、明るい、視野角が特定方向に限定された画像表示装置を得ることができる。

本発明の面光源素子は、視野角が上下、若しくは左右の一方向にのみ限定され、情報の秘匿や、安全性に貢献することができ、光の利用効率が高く、正面方向の輝度が高いため、この出射面側に透過型表示素子を設けることにより、好ましい画像表示装置として利用できる。ここで、画像表示装置とは、面光源素子と透過型表示素子を組み合わせた表示モジュール、更には、この表示モジュールを用いたテレビ、パソコンモニターなどの少なくとも画像表示機能を有する機器のことを言う。

本発明の面光源素子の構成を図１に、出射部材２から出射する光の輝度の角度依存性を図２に示す。出射部材２の出射面における角度特性について、正面方向からの傾きをα、αにおける輝度をＩ（α）、Ｉ（α）が最大となる角度をα_１とした場合に、
Ｉ（α_２）＝Ｉ（α_１）／１０
であるα_２を２５〜５５度の範囲内とすることによって、上下と左右の両方向に輝度の角度特性を限定することができる。

また、光制御部材３の主面の、主として光を入射する面から略平行光を入射した際の、拡散光の角度特性を図３に示す。光制御部材３の主として光を出射する面の、正面方向における輝度をＬとし、Ｘ軸方向に平行かつＹ軸に垂直な平面における正面方向となす角度をβ、βにおける輝度をＬ_１（β）とした場合に、
Ｌ_１（β_１）＝Ｌ／２
であるβ_１を０〜１０度とし、Ｘ軸方向に垂直かつＹ軸に平行な平面における正面方向となす角度をγ、γにおける輝度をＬ_２（γ）とした場合に、
Ｌ_２（γ_１）＝Ｌ／２
であるγ_１を２０〜５０度とすることによって、一方向には視野角の限定を保持しつつ、別の方向に視野角を広げることができる。従って、図４に示す通り、一方向には視野角が限定され、また一方向には視認性の良い、明るい面光源素子を得ることが可能である。
ここで、本発明における出射部材２は、光制御部材３より光源１側に設けられる光学素子の総称であり、出光部材２の輝度角度特性が光制御部材３への入射光の角度特性に相当する。

上記の特性を有する光制御部材３は、主面に複数の凸部３１を有することが有効である。光制御部材３の少なくとも一方の主面に複数の凸部３１を設けることによって、凸部の表面で光を屈折させ、効率的に一方向のみに光を広げることが可能である。また、表面で光を散乱させる為、光の利用効率が高く、明るい面光源素子を得ることができる。さらに、該凸部３１が前記光制御部材３の、主に光を入射する面に配置されているのがより好ましい。該凸部３１を光制御部材３の、主に光を入射する面に設けることによって、光制御部材３の透過率が向上し、光を効率的に利用することができる。また、一方向のみの拡散性をより向上させることが可能であるために、一方向のみに視認性の高い面光源素子を得ることが可能である。

また本発明は、出射部材２が、導光板４と前記導光板４の出射面からの光を入射面上の複数の凸部５１で受光して出射面から略正面方向へ出射する出射光制御部材５とを備え、前記出射光制御部材５の入射面の凸部５１が、該凸部５１の頂部で前記導光板４と光学的に密着してなる面光源素子である。導光板４と複数の凸部５１で導光板４に光学的に密着した出射光制御部材５とを用いることによって、導光板内の光を制御しつつ取り出すことができ、面光源素子の部品点数を削減することや、更に薄型にすることが可能である。

ここで、出射光制御部材の凸部５１を回転対称とすることによって、どの光源からの光も同じように正面方向に偏向させることが可能であり、面光源素子で均一な輝度の角度分布を得られることから、外観品位を向上させることが可能である。

出射光制御部材の凸部５１の回転中心軸を含む断面図を図５に示す。出射光制御部材の凸部５１の幅をＰ、高さをＨ、導光板と光学的に密着している領域の幅をＷとして、凸部５１のそれぞれの関係を記載している。

導光板４から凸部５１に入射した光が、導光板４と密着していない凸部５１の領域によって全反射され、正面方向に偏向される原理を図６に示す。凸部５１の導光板４と光学的に密着している部分の幅Ｗと、凸部１の幅Ｐの比Ｗ／Ｐが小さく、かつ、凸部の高さＨと、凸部の幅Ｐの比Ｈ／Ｐが大きいと、斜め方向に偏向された光であっても再び凸部内で全反射され、正面方向に偏向される為に、より視野角を限定し、正面方向の輝度も高めることが可能である。従って、
Ｈ／Ｐ≧１．０
Ｗ／Ｐ≦０．４
の場合に、光を効果的に正面方向に偏向させ、光制御部材３の入射面において、光束の角度分布を狭いものとすることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図７に、本発明の実施形態に係る面光源素子の一例の概略断面図を示す。この面光源素子は、導出光部材２の端面に光源１が設けられ、該出光部材２は、導光板４から出射された光の角度を制御しつつ取り出す出射光制御部材５と、出射光制御部材５から出射された光を制御する光制御部材３とからなっている。光源１から導光板４内へ入射した光は、導光板４内を、全反射を繰り返して伝搬していく。この伝搬する光が、出射光制御部材の凸部５１と光学的に密着した部分から出射光制御部材５へと順次取り出されていく。導光板４上に配置された出射光制御部材５の凸部５１に入射した光は、該凸部５１の導光板４と光学的に密着していない部分で全反射され正面方向に偏向させる。出射光制御部材５から出射した光は、光制御部材３によって一方向に対し優先的に拡散される。光源の周囲には、導光板の端面と反対方向に進む光を反射し、導光板４の端面から光を入射する反射部材が設けられていても良い。

本発明の面光源素子に用いる導光板の材料としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、シクロオレフィンポリマー等の透明性に優れた樹脂、又はガラスを所定の形状に加工したものを用いることができる。中でもＰＭＭＡを用いるのが軽量性、透明性の点で好ましく、またＰＣを用いるのが、耐久性の点で好ましい。導光板の加工方法としては、押し出し板若しくはキャスト板から切り出す方法、又は加熱プレス、射出成形等の溶融成形法等が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。

また、導光板４と出射光制御部材５とを光学的に密着させるには、導光板４と出射光制御部材５との間に固定層を設けても良い。固定層としては、接着剤、粘着材、粘接着材、光硬化性樹脂などが挙げられるが、取り扱い性や生産性の面から光硬化性の粘接着材が好適に用いられる。粘着材には、例えばゴム系やアクリル系、ビニルアルキルエーテル系やシリコーン系、ポリスチレン系やポリウレタン系、ポリエーテル系やポリアミド系、スチレン系等の適宜なポリマーをベースポリマーとするものが挙げられる。中でも、アクリル酸ないしメタクリル酸のアルキルエステルを主体とするポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着材が透明性や耐候性、耐熱性の点で優れる為、好適に用いられる。また、接着剤はそれに例えば、シリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸化ノンモン等の導電性のある無機系粒子や、架橋または未架橋ポリマー等の有機系粒子等の適宜な透明粒子を１種または２種以上含有させて光拡散型のものとすることもできる。

固定層を設ける場合は、前記出射光制御部材の凸部５１の先端が埋まる場合がある。この場合には、図８に示すように、固定層の表面を導光板４の出射面とし、固定層に埋まった幅をＷとすれば良い。また導光板４の屈折率をｎ_１、前記凸部５１の屈折率をｎ_２、固定層の屈折率ｎ_３とした場合には、
ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ_２
であることが好ましい。屈折率が上の関係を満たすことによって、導光板４内を伝搬する光を効率よく凸部５１に取り込むことが可能であり、より光の利用効率を高めることが可能である。

更に、導光板４の表面改質や、出射光制御部材の凸部５１を形成する材料に自己粘着性を持たせることで、導光板４と出射光制御部材５とを固定層を介さずに光学的に密着させても良い。この場合、凸部の先端に幅Ｗの平坦部を設けることが好適である。この平坦部が密着することによって、光学的に密着部の幅を高い精度で得ることが可能である。

また、出射光制御部材５の表面形状は、スタンパまたは雌金型などを用いて、熱プレス法、紫外線硬化による２Ｐ（Photo Polymerization）法、熱硬化によるキャスト法、射出成形等によって透明な基材上に形成することができる。透明な基材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の樹脂又はガラスが用いられる。本発明においては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いた透明な基材上に光硬化性樹脂で形状を転写することが好適に用いられる。

基材に転写する際に用いる光硬化性樹脂は、作製した出射光制御部材５の光学性能を決定するものであり、所望の性能に応じて適宜選択することが好ましい。光硬化性樹脂の成分としては、ラジカル重合が可能なモノマー或いはオリゴマーを単独、又は２種以上組み合わせて用いるが、通常２種以上を用いるのが好ましく、出射光制御部材５に要求される機械的強度、耐衝撃性、耐熱性、表面硬度等を付与することができる。成分の具体例としては、脂肪族、脂環族、芳香族系のモノマー、又はポリアルコールとアクリル酸、又はメタクリル酸との縮合反応得られるエステル型（メタ）アクリレートや、分子内に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物とヒドロキシル基又はチオール基を含有する（メタ）アクリレートとのウレタン化反応で得られるウレタンポリ（メタ）アクリレートや分子内に少なくとも２個のエポキシ基を有する化合物と、アクリル酸又はメタクリル酸とのグリシジル基開環反応で得られるエポキシポリ（メタ）アクリレートや、飽和又は不飽和多価カルボン酸、多価アルコール及び（メタ）アクリル酸との縮合反応で得られるポリエステル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリロイル官能性モノマー若しくはオリゴマーや、スチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジビニルベンゼン等のビニル化合物や、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレート、ジアリルビフェニレート等の（メタ）アリル化合物が挙げられる。これら単量体は、１種を単独で用いても良いし、２種以上を混合しても良い。

出射光制御部材５の作製に用いるスタンパは、例えばガラス基板上にネガ型或いはポジ型の感光性樹脂をコーティングし、この感光性樹脂を、フォトマスクを介して露光するか、又はレーザー描画装置により露光し、現像後、電鋳を行うことにより作製することが出来、又切削によって作製することもできる。

出射光制御部材５の好適な厚さは、０．０５ｍｍ〜３ｍｍで、特に、０．１ｍｍから０．５ｍｍのフィルム状であることで装置の薄型化、軽量化、密着性低下につながる応力の低減等の効果が得られ好ましい。０．０５ｍｍを下回ると導光板との固定時の皺や物理的強度の低下から好ましくない。一方、３ｍｍを超えると装置が重量化する為好ましくない。

出射光制御部材５の光出射面には、表面凹凸を直接転写しても良いし、光透過性微粒子を混合させた拡散材液を塗工することによって拡散層を設けても良い。拡散層により視野角特性が滑らかになり、良好な品位を得ることができる。

単位凸部１の大きさであるＰは、１０μｍ以上、３００μｍ以下であることが望ましい。更に望ましくは、１５μｍ以上、２００μｍ以下である。１０μｍより小さいと回折現象により着色が発生し、画面の品位を低下させる。また３００μｍより大きいと凸部自身が視認される為、画面の品位を低下させる。

光制御部材３の形態としては、光制御部材３の主面に凸３１を形成する、内部に光を散乱させる微粒子を分散させる、光制御部材３の主面に周期的な屈折率分布を持たせる等が挙げられる。光制御部材３の主面に凸部３１を持たせる場合の一例を図９に示す。前記凸部３１を形成する場合には、例えば楕円のような、凸部の形状をＸ軸に垂直な断面とＹ軸に垂直な断面とで異なる形状にすることによって、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる拡散性を得ることが可能である。また、ランダムな幅、間隔を有して形成された一方向の溝であっても良い。前記凸部３１は、切削加工やリソグラフィーによって作製した金型から転写によって形成することが可能である。光制御部材３の内部に光を散乱させる微粒子を分散させる場合は、図１０に示す通り、楕円状の微粒子を一方向に配向させて分散させることによって、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる拡散性を得ることができる。この場合、例えば楕円状の微粒子を分散させた後に延伸することによって、一方向へ微粒子を配向させることができる。また、光制御部材３に屈折率分布を設ける場合は、例えば図１１に示す通り１次元方向に分布させることによってＸ軸方向とＹ軸方向とで異なる光の拡散性を得ることが可能である。この場合、屈折率の異なる樹脂を多層押出し等で分布させることで得ることが可能である。

光制御部材３に用いる材料としては、光学部材に一般的に用いられる材料であれば好適に用いることができ、例えば、ＰＥＴ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の樹脂又はガラスが挙げられる。また、光制御部材３に凸部３１を設ける場合、その形状は、スタンパまたは雌金型等を用いて、熱プレス法、紫外線硬化による２Ｐ法、熱硬化によるキャスト法、射出成形、押出し成形等によって形成することができる。２Ｐ法によって凸部２を形成する場合、基材に転写する際に用いる光硬化性樹脂は、作製した光制御部材３の光学性能を決定するものであり、所望の性能に応じて適宜選択することができる。

光制御部材３の好適な厚さは、０．０５ｍｍ〜３ｍｍで、特に、０．１ｍｍから０．５ｍｍのフィルム状であることで装置の薄型化、軽量化、密着性低下につながる応力の低減等の効果が得られ好ましい。０．０５ｍｍを下回ると物理的強度の低下から皺や弛みが発生し好ましくない。一方、３ｍｍを超えると装置が重くなるため好ましくない。

また、出射部材２と光制御部材３とは透明な接着剤で接着され、または一体化されていても良い。出射部材２と光制御部材３とを接着する場合で、かつ、光制御部材の凸部３１を光制御部材３の主に光を入射する面に設ける場合、接着部の屈折率ｎ_４、該光制御部材の凸部３１の屈折率ｎ_５を、
ｎ_４＜ｎ_５
とすることによって、光を効率的に拡散させることができ、好ましい。

また、本発明に用いる光源１としては、冷陰極管、熱陰極管等の線状光源、ＬＥＤ等の点状光源が挙げられる。線状光源の場合には、導光板４の片方の端面又は対向する両端面に１本又は複数本配置しても良い。線状光源の本数が多くなると、導光板４への入射光量が増加し、高輝度化を図ることができる。また点状光源の場合には、１個又は複数個用いても良い。この場合、点状光源を配置する導光板側面の中心に対して点状光源を対称に配置することが好ましい。この配置により面内の分布を対称にすることができ、外観品位を向上させることが可能である。点状光源を複数個用いる場合、点状光源の間隔は均等になるように配置することが望ましい。これにより点状光源の近傍と点状光源間の均一性を高めることができる。

以下、実施例によって、より具体的に本発明の効果を説明する。

実施例では、図７に示すような構成の面光源素子の正面輝度と、輝度の角度特性を測定し、効果を確認した。導光板４として、寸法が６７ｍｍ×５３ｍｍで厚み０．６ｍｍの平板状ＰＭＭＡを用い、出射面及びその対向する面は平坦面とした。出射光制御部材５としては、基材として厚み０．１ｍｍのＰＭＭＡフィルムを用い、Ｈ／Ｐが１．２、Ｗ／Ｐが０．３の凸部５１を、スタンパに光硬化性樹脂を塗布したものを紫外線硬化することで基材に転写して作製した。導光板４の屈折率は１．４９であり、硬化後の光硬化性樹脂の屈折率は１．５３であった。硬化後、該出射光制御部材５を導光板４の出射面に固定層６を介して貼り合わせた。導光板４の端面側に光源１としてＬＥＤ７個を、発光中心間の距離を９．５ｍｍとして配置した。光制御部材３としては、Ｌｕｍｉｎｉｔ社製Ｌｉｇｈｔ Ｓｈａｐｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｒ（ＬＳＤ）を用い、出射光制御部材５の出射面側に配置した。ここで光制御部材３のβ_１およびγ_１はそれぞれ３度および３２度であった。

光制御部材３を備える場合と備えない場合のそれぞれについて、面光源素子の中央部を発光面に対して４００ｍｍの距離から輝度計（株式会社トプコン製ＢＭ−７）を用いて、輝度計の測定視野０．２度で、発光面の法線からの角度を変えながら、上下方向と左右方向について輝度角度特性を測定した。光制御部材３を備えない場合の測定結果から、出射光制御部材５の表面における輝度角度分布は、α_２が３２度であった。

比較例１として、図１２に示すような構成で測定を行った。導光板４として、寸法が６７ｍｍ×５３ｍｍで厚み０．６ｍｍの導光板４に、拡散シート７、プリズムシート８、拡散シート７、ルーバーフィルム９（株式会社アスデック製 プライバシーフィルター）を備えた面光源素子である。この場合、一度広がった光がルーバーフィルム９で吸収されてしまう為に、光の利用効率が低く、左右方向にも視野角が限定された面光源素子となる。

比較例２として、出射光制御部材５として厚み０．６ｍｍの平板状ＰＭＭＡを用い、Ｈ／Ｐが０．７、Ｗ／Ｐが０．３の凸部５１を有するものを用いた他は、実施例と同様にして測定を行った。この場合、出射光制御部材５の出射面において、輝度角度分布がα_２で最大７５度と広がってしまっているために、上下の斜め方向にも明るく、情報の秘匿性や安全性を得ることができない。

面光源素子の輝度角度特性について、実施例の測定結果を図１３に、比較例１および２の測定結果をそれぞれ図１４および１５に示す。実施例では、光を吸収させることなく視野角を一方向にのみ限定している為、光の利用効率が高く、左右方向に十分広い視野角を持ち、かつ、明るい面光源素子が得られていることがわかる。

本発明の面光源素子の、概略図である。 本発明の面光源素子において、出射部材の出射面の輝度角度特性を示す図である。 光制御部材に略平行光を入射した場合の視野角特性を示す図である。 本発明の面光源素子の視野角特性を示す図である。 本発明の説明に用いる、出射光制御部材の凸部の断面を示す図である。 本発明の出射光制御部材の凸部によって、導光板中の光が正面方向に出光される原理を示す図である。 本発明の面光源素子の一部断面を示す概略断面図である。 出射光制御部材の凸部と導光板との間に固定層を用いた場合の概略断面図である。 光制御部材の一例を示す図である。 光制御部材の他の一例を示す図である。 光制御部材の他の一例を示す図である。 比較例の面光源素子の一部断面を示す概略断面図である。 本発明の実施例の面光源素子における、視野角特性の測定結果である。 比較例１に係るの面光源素子における、視野角特性の測定結果である。 比較例２に係るの面光源素子における、視野角特性の測定結果である。

符号の説明

１：光源、２：出射部材、３：光制御部材、３１：光制御部材の凸部
４：導光板、５：出射光制御部材、５１：出射光制御部材の凸部
６：固定層、７：拡散シート、８：プリズムシート、９：ルーバーフィルム
１０：凸部１に入射して、正面方向に偏向される光

α：出射面１における正面方向からの傾き
α_１：Ｉ（α）が最大になる正面方向からの角度
α_２：Ｉ（α）がＩ_１（α_１）／１０となる正面方向からの角度
β：光制御部材の、Ｘ軸方向に平行かつＹ軸に垂直な平面における正面方向となす角度
β_１：光制御部材に略平行光を入射した場合に、Ｌ_１（β）がＬ／２となる角度
γ：光制御部材の、Ｘ軸方向に垂直かつＹ軸に平行な平面における正面方向となす角度
γ_１：光制御部材に略平行光を入射した場合に、Ｌ_２（γ）がＬ／２となる角度

Ｉ（α）：出射面１における、角度αの輝度
Ｉ（α_１）：Ｉ（α）の最大値
Ｉ（α_２）：角度α_２における輝度（＝Ｉ_１（α_１）／１０）
Ｌ：光制御部材に略平行光を入射した場合に、正面方向における輝度
Ｌ_１（β）：光制御部材に略平行光を入射した場合の角度βにおける輝度
Ｌ_２（γ）：光制御部材に略平行光を入射した場合の角度γにおける輝度

Ｐ：凸部の幅
Ｈ：凸部の高さ
Ｗ：凸部が、導光板と光学的に密着している部分の幅

Claims (5)

1. Ｘ軸と、Ｘ軸とに直交するＹ軸とに平行なＸ−Ｙ平面の法線の一方を正面方向として、
   光源と、
   前記光源からの光を受光するＸ−Ｙ平面に略垂直な端面である入射面と、Ｘ−Ｙ平面に略平行な主面を有する出射部材と、Ｘ−Ｙ平面に平行な主面をもつ光制御部材とを備え、前記出射部材と、前記光制御部材とが、正面方向に向かってこの順で配置された面光源素子であって、
   前記出射部材は少なくとも導光板を有しており、
   前記出射部材の出射面から出射する光について、正面方向からの傾きをα、αにおける輝度をＩ（α）、Ｉ（α）が最大となる角度をα_１とした場合に、
   Ｉ（α_２）＝Ｉ（α_１）／１０
   であるα_２が２５〜５５度の範囲内であり、
   かつ、
   前記光制御部材が、
   該光制御部材の入射面から略平行光を入射した場合に、前記光制御部材の出射面の、正面方向における輝度をＬとし、
   Ｘ軸方向に平行かつＹ軸に垂直な平面における正面方向となす角度をβ、βにおける輝度をＬ_１（β）、Ｘ軸方向に垂直、かつ、Ｙ軸に平行な平面における正面方向となす角度をγ、γにおける輝度をＬ_２（γ）とした場合に、
   Ｌ_１（β_１）＝Ｌ／２
   であるβ_１が０〜１０度となり、
   Ｌ_２（γ_１）＝Ｌ／２
   であるγ_１が２０〜５０度となるものであることを特徴とする面光源素子。
2. 前記光制御部材が、少なくとも一方の主面に複数の凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源素子。
3. 前記光制御部材の主面に設けられる複数の凸部は、前記光制御部材の、主に光を入射する面に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の面光源素子。
4. 前記出射部材が、導光板の出射面に、前記導光板の出射面からの光を、入射面上の複数の凸部で受光して出射面から略正面方向へ出射する出射光制御部材を備え、
   前記凸部が、該凸部の頂部で前記導光板の出射面と光学的に密着してなり、
   該凸部が正面方向を軸とする回転対称であって、
   凸部の底部の幅をＰ、高さをＨ、前記導光板と光学的に密着している領域の幅をＷとしたとき、
   Ｈ／Ｐ≧１．０
   Ｗ／Ｐ≦０．４
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源素子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源素子の出射面側に透過型表示素子を配置することを特徴とする画像表示装置。

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