JP2015141751A - 面光源装置およびそれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を小型化しつつ、光源および導光ロッドの数を減らしても、発光面の輝度の均斉度を向上することができる面光源装置を提供すること。
【解決手段】面光源装置は、光源と、光源から出射された光を端面から入射させ、入射した光を外周面から出射させる、平行に配置した複数の導光ロッドと、導光ロッドから出射した光を拡散させつつ透過させる拡散板と、を有する。導光ロッドは、導光ロッドの軸に沿って表面に配置され、導光ロッド内を導光した光を散乱、反射または透過させる光制御部を含む。また、導光ロッドの中心から拡散板の延在方向に対する垂線の方向を０°とした場合、導光ロッドから出射される光の強度のピーク角度は、３０〜９０°である。
【選択図】図４

Description

本発明は、面光源装置およびそれを用いた表示装置に関する。

中空構造のエッジライト方式の面光源装置の光源として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という）を使用するものが知られている。このような面光源装置では、ＬＥＤから出射された光の配光を制御するために、ＬＥＤと柱状または管状の導光部材とを組み合わせて使用することがある（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、底面に配置された反射板と、反射板の上に配置された複数の棒状光源と、複数の棒状光源の上に配置された偏光板と、を有するバックライト（面光源装置）が開示されている。棒状光源は、その外周面に複数の光収集点が配置された管体と、管体の両端に配置された光源とを有する。

特許文献１に記載のバックライトでは、光源から出射された光が管体内を進行した後、光収集部から放出される。光収集部から底面に向かって放出された光は、反射板によって偏光板の方向に反射される。一方、光収集部から天面に向かって放出された光は、直接偏光板に到達する。

特開２０１２−０６９４９９号公報

特許文献１に記載のバックライトでは、光収集部が管体の外周面全体に配置されており、管体の外周面全体から均一に光が出射される。その結果、発光面（偏光板の表面）において管体の直上では相対的に輝度が高くなり、管体の間では相対的に輝度が低くなりやすい。この問題を解消するために、特許文献１に記載のバックライトでは、反射板の上に棒状光源を隙間なく配置するとともに、棒状光源と偏光板とを十分に離して配置している。しかしながら、棒状光源を隙間なく配置すると、多くの棒状光源が必要となり、製造コストが増大してしまう。また、棒状光源と偏光板とを十分に離して配置すると、装置が大型化してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、装置を小型化しつつ、光源および導光ロッドの数を減らしても、発光面の輝度の均斉度を向上することができる面光源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、この面光源装置を用いた表示装置を提供することも目的とする。

本発明に係る面光源装置は、光源と、前記光源から出射された光を端面から入射させ、入射した光を外周面から出射させる導光ロッドと、前記導光ロッドから出射した光を拡散させつつ透過させる拡散板と、を有し、前記導光ロッドは、前記導光ロッドの軸に沿って表面に配置され、前記導光ロッド内を導光した光の一部を散乱させつつ内部に反射させるか、光の一部を散乱させつつ外部に透過させるかの少なくとも一方を行う光制御部を含み、前記導光ロッドの軸に直交する断面において、前記導光ロッドの中心から前記拡散板の延在方向に対する垂線の方向を０°とした場合、前記導光ロッドから出射される光の強度のピーク角度は、３０〜９０°である構成を採る。

また、本発明に係る表示装置は、上記の面光源装置と、前記面光源装置の前記拡散板から出射された光を照射される表示部材と、を有する構成を採る。

本発明に係る面光源装置は、装置を小型化しつつ、発光素子および導光ロッドの数を減らしても、発光面の輝度の均斉度を向上することができる。したがって、本発明に係る表示装置は、従来の表示装置に比べて輝度ムラが少ない。

図１Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。 図３は、周方向の角度を説明するための図である。 図４Ａ、Ｂは、面光源装置における光路図である。 図５は、周方向の角度と光度との関係を示したグラフである。 図６Ａ、Ｂは、周方向の角度と光度との関係を示したグラフである。 図７は、周方向の角度と光度との関係を示したグラフである。 図８Ａ、Ｂは、面光源装置における測定位置と輝度との関係を示したグラフである。 図９Ａ、Ｂは、面光源装置における測定位置と輝度との関係を示したグラフである。 図１０は、面光源装置における測定位置と輝度との関係を示したグラフである。 図１１Ａ、Ｂは、比較例の面光源装置の構成および輝度の測定結果を示す図である。

以下、本発明に係る面光源装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る面光源装置は、液晶パネルなどの表示部材と組み合わせることで、表示装置として使用されうる。

［面光源装置の構成］
図１Ａ、Ｂおよび図２Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図１Ａは、面光源装置１００の平面図であり、図１Ｂは、面光源装置１００の正面図である。図２Ａは、図１Ｂに示されるＡ−Ａ線の断面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示されるＢ−Ｂ線の断面図である。図３は、周方向の角度θを説明するための図である。図４Ａ、Ｂは、面光源装置における光路図である。

図１Ａ、Ｂおよび図２Ａ、Ｂに示されるように、面光源装置１００は、筐体１１０、反射部材１３０、複数の発光装置１４０および拡散板１５０を有する。

筐体１１０は、その内部に反射部材１３０および複数の発光装置１４０を収容するための、１つの面の少なくとも一部が開放した直方体状の箱である。筐体１１０は、天板１１１と、天板１１１に対向する底板１１２と、天板１１１および底板１１２を繋ぐ４つの側板１１３〜１１６とから構成される。天板１１１には、発光領域となる長方形状の開口部１１７が形成されている（図２Ｂ参照）。この開口部１１７は、拡散板１５０により塞がれる。開口部１１７の大きさは、拡散板１５０に形成される発光領域（発光面）の大きさに相当し、例えば４００ｍｍ×７００ｍｍである。底板１１２と、拡散板１５０とは、平行に配置されている。底板１１２の表面から拡散板１５０までの高さ（空間厚さ）ｈは、特に限定されないが、１０〜２５ｍｍ程度である。なお、本実施の形態では、空間厚さｈは、１５ｍｍである。そして、筐体１１０は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂や、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属などから構成される。

発光装置１４０は、基板１２０、発光素子１４１および導光ロッド１４２を有する（図２Ｂ参照）。複数の発光装置１４０は、それぞれ、発光装置１４０から出射される光の光軸が底板１１２の表面に対して平行になるように配置されている。

基板１２０は、矩形状の平板であり、発光素子１４１および導光ロッド１４２が実装された状態で筐体１１０内に配置される。基板１２０の数は、特に限定されない。本実施の形態では、基板１２０は、複数配置されており、各基板１２０に１つの発光素子１４１および１つの導光ロッド１４２が配置されている。基板１２０が配置される方向は、特に限定されない。基板１２０は、互いに対向する２つの側板１１３、１１５に沿って、所定の間隔でそれぞれ配置されていてもよいし、互いに対向する２つの側板１１４、１１６に沿って、所定の間隔でそれぞれ配置されていてもよい。本実施の形態では、複数の基板１２０は、各側板１１３、１１５に沿って、底板１１２上に等間隔で９枚ずつ配置されている。

発光素子１４１は、面光源装置１００（および発光装置１４０）の光源である。基板１２０上に固定（実装）された発光素子１４１は、その発光面が導光ロッド１４２の端面に対向するように配置されている。発光装置１４０は、１つの発光素子１４１を有していてもよいし、２つの発光素子１４１を有していてもよい。前者の場合、発光素子１４１は、導光ロッド１４２の一方の端面にのみ対向するように配置される。後者の場合、２つの発光素子１４１は、それぞれ導光ロッド１４２の端面に対向するように配置される。本実施の形態では、２つの発光素子１４１が、導光ロッド１４２の両端に配置されている。発光素子１４１は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

導光ロッド１４２は、発光素子１４１から出射された光を導光させ、外部に向かって導光した光を出射させる導光部材である。導光ロッド１４２は、その中心軸が発光素子１４１から出射される光の光軸と平行になるように、かつ、反射部材１３０に接しないように配置されている。すなわち、導光ロッド１４２と、反射部材１３０との間には、空気層が配置されている。導光ロッド１４２の中心軸に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。本実施の形態では、導光ロッド１４２の中心軸に直交する方向の断面形状は、円または略円である。また、当該円の直径も特に限定されず、３〜２０ｍｍ程度である。本実施の形態では、円の直径は、８ｍｍである。また、導光ロッド１４２の長さも特に限定されず、発光面の大きさに応じて適宜設定できる。本実施の形態では、導光ロッド１４２の長さは、６９ｃｍである。導光ロッド１４２の材料は、発光素子１４１から出射された光を導光することができる透光性の材料であれば特に限定されない。導光ロッド１４２の材料の例には、アクリル樹脂などが含まれる。

本発明に係る面光源装置１００では、導光ロッド１４２の外周面からの出射光の光量を、導光ロッド１４２の周方向に応じて調整することで、拡散板１５０の外面（発光面）における輝度を均一にすることを実現している。図３は、周方向の角度θを説明するための図である。図３に示されるように、導光ロッド１４２の中心軸（軸）に直交する断面において、導光ロッド１４２の中心から拡散板１５０の延在方向に対する垂線の方向を０°とした場合、本発明に係る面光源装置１００の導光ロッド１４２は、周方向の角度θが５０°以上の方向に、出射される光の強度のピークが存在する。以降の説明において、特に記載がなければ、角度の記載は、「周方向の角度θ」を意味するものとする。光の強度（光度）のピーク角度が３０°未満の場合、発光面において導光ロッド１４２の直上部に明部が生じてしまう。光の強度のピーク角度を３０°以上にするには、所定の位置に光制御部１４３を配置する必要がある。

光制御部１４３は、導光ロッド１４２内を導光した光の一部を散乱させつつ内部に反射させるか、光の一部を散乱させつつ外部に透過させるかの少なくとも一方を行う。光制御部１４３は、中心軸に沿って、導光ロッド１４２の外周面の一部に帯状に配置されている。また、光制御部１４３が配置されていない導光ロッド１４２の外周面は、滑らかな曲面である。光制御部１４３の形状は、特に限定されない。光制御部１４３の形状は、曲面であってもよいし、平面であってもよい、本実施の形態では、光制御部１４３の形状は、曲面である。光制御部１４３が曲面の場合、該当箇所に上記の機能を発揮するような塗料を塗布して光制御部１４３を形成してもよいし、当該箇所を粗面化して光制御部１４３を形成してもよい。一方、光制御部１４３が平面の場合、当該箇所を削って光制御部１４３を形成してもよい。また、光制御部１４３が曲面の場合と同様に、塗料を塗布してもよいし、粗面化してもよい。

光制御部１４３は、外周面において、導光ロッド１４２の中心軸方向の一方の端部から他方の端部まで、同じ幅で形成されていてもよいし、異なる幅で形成されていてもよい。光制御部１４３の幅が一定の場合と、光制御部１４３の幅が変化する場合との両方において、光制御部１４３の最小幅は、導光ロッド１４２の径の５〜５０％程度であることが好ましい。本実施の形態では、光制御部１４３は、一端から他端まで同じ幅に形成されている。光制御部１４３の幅は、特に限定されない。本実施の形態では、光制御部１４３の幅は、０．５〜１．５ｍｍ程度である。

導光ロッド１４２の表面における光制御部１４３の位置は、７５〜１２０°の範囲内にあることが好ましい。ここで、図３に示されるように、「光制御部の位置が周方向の角度θに位置する」とは、導光ロッド１４２の軸に直交する断面において、光制御部１４３の中心が周方向の角度θに位置することを意味する。図４Ａ、Ｂに示されるように、光制御部１４３が所定の角度範囲内に配置されていると、導光ロッド１４２から出射される光の多くが直上から離れた位置へ向かうことが理解できる。すなわち、導光ロッド１４２から出射された光の多くは、導光ロッド１４２の軸に直交する断面において、拡散板１５０および反射部材１３０の間を通るように出射するため、導光ロッド１４２の直上部に明部が生じにくい。

また、光制御部１４３の数は、特に限定されない。光制御部１４３は、１つであってもよいし、２つであってもよい。具体的には、光制御部１４３が１つの場合、導光ロッド１４２の直上部から時計回りに周方向の角度θの位置に配置されていてもよいし、導光ロッド１４２の直上部から反時計回りに周方向の角度θの位置に配置されていてもよい。本実施の形態では、光制御部１４３は、導光ロッド１４２の直上部から時計回りおよび反時計回りに周方向の角度θにそれぞれ配置されている。光制御部１４３を１つ形成した導光ロッド１４２を面光源装置１００に使用する場合には、どちらか一方の側板に寄せて配置することで均斉度を向上させることができる。

反射部材１３０は、発光装置１４０（導光ロッド１４２）から出射された光を拡散板１５０に向けて拡散反射させるための矩形状の平板である。反射部材１３０は、底板１１２上に配置されている。なお、底板１１２が光を反射する機能を有していてもよい。この場合、底板１１２の発光装置１４０（導光ロッド１４２）に対向する面が反射面に形成されている。

拡散板１５０は、導光ロッド１４２から出射した光を拡散させつつ透過させる。拡散板１５０は、筐体１１０の開口部１１７を覆うように配置されている。拡散板１５０の構成は、上記の機能を発揮することができれば特に限定されない。拡散板１５０の構成の例には、拡散シートの上に２種類の輝度上昇フィルムを配置した構成、輝度上昇フィルムの上にさらに拡散シートを配置した構成および拡散シートのみの構成などが含まれる。

（効果）
以上のように、本発明に係る面光源装置１００は、導光ロッド１４２の軸に直交する断面において、導光ロッド１４２の直上を０°とした場合、導光ロッド１４２から出射される光の強度のピーク角度が３０°以上である。よって、導光ロッド１４２から出射される光の多くは、拡散板１５０および反射部材１３０の間を通るように出射する。これにより、面光源装置１００において、導光ロッド１４２の直上部に明部が生じることがなく、拡散板１５０上における輝度ムラが少ない。

また、導光ロッド１４２から出射される光の多くは、拡散板１５０および反射部材１３０の間を通るように出射するため、導光ロッド１４２間を明るくすることができる。よって、発光素子１４１および導光ロッド１４２の数を少なくすることができる。また、反射部材１３０および拡散板１５０の間隔を小さくすることができるため、装置を小型化できる。

なお、特に図示しないが、導光ロッド１４２の軸に直交する断面において、隣接する２つの導光ロッド１４２間において、導光ロッド１４２から離れるにつれて、拡散板１５０に近づくように配置された反射部材をさらに有してもよい。この場合、拡散板１５０および反射部材１３０の間隔は、導光ロッド１４２から離れるにつれて狭まる。これにより、面光源装置１００における輝度ムラを少なくすることができる。

また、前述した実施の形態では、複数の基板１２０を有する発光装置１４０を示したが、基板は１つであってもよい。この場合、基板の大きさは、たとえば底板１１２と同程度である。また、基板１２０に複数の導光ロッド１４２が配置される。

また、前述した実施の形態では、複数の基板１２０を有する発光装置１４０を示したが、基板は１つであってもよい。この場合、基板の大きさは、たとえば側板１１３、１１５（または側板１１４、１１６）と同程度である。また、複数の発光素子１４１が実装された基板１２０に複数の導光ロッド１４２が直接または固定部材を介して取り付けられ、発光素子１４１、導光ロッド１４２および基板１２０が発光装置１４０として一体化された状態で筐体１１０内に配置されてもよい。

また、導光ロッド１４２は、基板１２０に固定されていてもよいし、筐体１１０の側壁１１３、１１５（または側板１１４、１１６）、底板１１２に固定されていてもよい。

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

１．周方向の角度θと、光の光度との関係
図５は、周方向の角度θと、導光ロッド１４２から出射される光の光度との関係を示している。図５の横軸は、周方向の角度θ（°）を示している。また、縦軸は、導光ロッド１４２から出射される光の光度（ｃｄ）を示している。使用した面光源装置のパラメータは、発光装置：１個、反射部材１３０および導光ロッド１４２の間隔：１ｍｍ、導光ロッド１４２の直径Ｄ：８ｍｍ、光制御部１４３の幅：１．５ｍｍ、底板１１２および拡散板１５０の間隔ｈ：１５ｍｍ、測定位置：導光ロッド１４２の中央部の周囲とした。また、本測定では、±６０°、±７５°、±９０°、±１０５°、±１２０°の位置に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４３を使用した。図５において、太い実線Ｌ１は、±６０°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。太い破線Ｌ２は、±７５°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い実線Ｌ３は、±９０°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い破線Ｌ４は、±１０５°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。一点鎖線Ｌ５は、±１２０°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。

図５に示されるように、±６０°に光制御部１４２が配置された導光ロッド１４２では、光の強度のピークが、±０°（Ｐ１）であり、±３０°未満であった。一方、±７５°、±９０°、±１０５°、±１２０°に光制御部１４２が配置された導光ロッド１４２では、光の強度のピーク（Ｐ２〜Ｐ５）が±３０〜９０°の範囲内であった。これは、−９０°〜＋９０°の範囲内が測定可能範囲であることによるものであり、導光ロッド１４２の全周方向を測定可能であるとすれば、図４Ａ、Ｂに示す光路図より反射板１３０側への出射光にもピークが生じていることは容易に推察できる。ここで、「光の強度のピーク」とは、周囲の角度領域と比べて特異的に強いピークを意味する。したがって、光制御部１４３が±７５°、±９０°のように±０°付近で最大強度を示していた場合であっても、なだらかな変化であって特異的な強度でないため、これはピークとして扱わない。

２．出射される光の周方向の角度θと、光の光度との関係における光制御部１４３の幅の影響
図６および図７は、出射される光の周方向の角度θと、出射された光の光度との関係を示したグラフである。図６Ａは、±７５°に光制御部１４３が配置された場合において、出射される光の周方向の角度θと、出射された光の光度との関係を示したグラフである。図６Ｂは、±９０°に光制御部１４３が配置された場合において、出射される光の周方向の角度θと、出射された光の光度との関係を示したグラフである。図７は、±１０５°に光制御部１４３が配置された場合において、出射される光の周方向の角度θと、出射された光の光度との関係を示したグラフである。

図６Ａ、Ｂおよび図７における横軸は、出射される光の周方向の角度θを示している。また、縦軸は、導光ロッド１４２から出射された光の光度を示している。使用した面光源装置のパラメータは、発光装置１４０：１個、反射部材１３０および導光ロッド１４２の間隔：１ｍｍ、導光ロッドの直径Ｄ：８ｍｍ、底板１１２および拡散板１５０の間隔：１５ｍｍ、測定位置：導光ロッド１４２の中央部分とした。また、本測定では、０．５、１．０、１．５ｍｍの幅の光制御部１４３を有する導光ロッド１４３を使用した。また、比較として反射部材１３０を有さない面光源装置についても同様の測定を行った。

図６ＡのＬ６、Ｌ７およびＬ８は、反射部材１３０を有する本発明に係る面光源装置１００を使用した結果であり、図６ＡのＬ９、Ｌ１０およびＬ１１は、反射面を有さない比較例の面光源装置を使用した結果である。図６Ａの太い実線Ｌ６は、光制御部１４３の幅が０．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。太い破線Ｌ７は、光制御部１４３の幅が１．０ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。太い一点鎖線Ｌ８は、光制御部１４３の幅が１．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い実線Ｌ９は、光制御部１４３の幅が０．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い破線Ｌ１０は、光制御部１４３の幅が１．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い一点鎖線Ｌ１１は、光制御部１４３の幅が１．５の導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。なお、太い一点鎖線Ｌ８は、図５に示される太い破線Ｌ２と同じである。

図６Ｂでは、反射部材１３０を有する面光源装置のみを使用した。図６Ｂの実線Ｌ１２は、光制御部１４３の幅が０．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。破線Ｌ１３は、光制御部１４３の幅が１．０ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。一点鎖線Ｌ１４は、光制御部１４３の幅が１．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。なお、破線Ｌ１３は、図５に示される太い一点鎖線Ｌ３と同じである。

図７のＬ１５、Ｌ１６およびＬ１７は、反射面を有する面光源装置を使用した結果であり、図７のＬ１８、Ｌ１９およびＬ２０は、反射面を有さない面光源装置を使用した結果である。図７の太い実線Ｌ１５は、光制御部１４３の幅が０．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。太い破線Ｌ１６は、光制御部１４３の幅が１．０ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。太い一点鎖線Ｌ１７は、光制御部１４３の幅が１．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い実線Ｌ１８は、光制御部１４３の幅が０．５ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。細い破線Ｌ１９は、光制御部１４３の幅が１．０ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。細い一点鎖線Ｌ２０は、光制御部１４３の幅が１．０ｍｍの導光ロッド１４２を用いた場合の曲線である。

図６Ａ、Ｂおよび図７に示されるように、導光ロッド１４２における光の光度のピーク角度は、光制御部１４３の幅Ｗに依存しなかった。

３．拡散板１５０上における光の輝度分布
図８〜図１０は、拡散板１５０上の測定位置と、拡散板１５０上の輝度との関係を示したグラフである。図８Ａは、±６０°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。図８Ｂは、±７５°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。図９Ａは、±９０°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。図９Ｂは、±１０５°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。図１０は、±１２０°に光制御部１４３が配置された導光ロッド１４２を用いた場合のグラフである。また、本輝度分布測定では、拡散板１５０の底板１１２からの距離を変化させた場合についても確認を行った。図８〜図１０において、実線は、底板１１２および拡散板１５０の間隔が１５ｍｍ面光源装置を用いた場合の曲線である。破線は、底板１１２および拡散板１５０の間隔が２０ｍｍ面光源装置を用いた場合の曲線である。一点鎖線は、底板１１２および拡散板１５０の間隔が２５ｍｍ面光源装置を用いた場合の曲線である。さらに、面光源装置１００の発光領域（発光面）の大きさについても導光ロッド１４２の軸に直交する方向を５００ｍｍに変更し、拡散板１５０の端部から２５０ｍｍの位置に１個の発光装置１４０を配置した場合について測定を行った。

図８Ａ、Ｂ、図９Ａ、Ｂおよび図１０における横軸は、拡散板１５０上の測定位置を示している。また、縦軸は、拡散板１５０の上面の輝度を示している。使用した面光源装置のパラメータは、発光装置１４０：１個、反射部材１３０および導光ロッド１４２の間隔：１ｍｍ、導光ロッド１４２の直径Ｄ：８ｍｍ、導光ロッド１４２の長さ：６９ｃｍ、測定方向：導光ロッド１４２の軸に直交する方向とした。なお、拡散板１５０の端部から５ｍｍの位置に相当する位置から測定している。

図８Ａ、Ｂ、図９Ａ、Ｂおよび図１０に示されるように、光制御部１４３が７５〜１２０°の範囲内にない導光ロッド１４２を用いた面光源装置では、明部（ピーク部）と暗部（裾部）との差が比較的大きかった。一方、図９Ｂに示されるように、光制御部１４３が７５〜１２０°の範囲内の導光ロッド１４２を用いた面光源装置では、明部（ピーク部）と暗部（裾部）との差が小さく、出射された光が導光ロッド１４２の軸に直交する方向に広がっていることがわかる。また、光制御部１４３が１２０°に形成された導光ロッド１４２を用いた面光源装置では、明部の強度は高いものの、２つの山に分かれているため拡散板１５０の拡散効率や、反射部材１３０から拡散板１５０までの距離等によって均一化されやすいことがわかった。

次いで、上記の導光ロッド１４２を複数配置した面光源装置１００における輝度分布を測定した。なお、比較として、直下型の面光源装置も同様に測定した。図１１Ａは、比較例に係る面光源装置の構成を示す図であり、図１１Ｂは、輝度分布の測定結果である。図１１Ｂの実線は、比較例に係る面光源装置の測定結果を示している。また、図１１Ｂの破線は、本発明に係る面光源装置（図２参照）の測定結果を示している。

使用した本発明に係る面光源装置１００のパラメータは、発光装置１４０：９個、反射部材１３０および導光ロッド１４２の間隔：１ｍｍ、導光ロッド１４２の直径Ｄ：８ｍｍ、導光ロッド１４２の長さ：６９ｃｍ、底板１１２および拡散板１５０の間隔：１５ｍｍ、拡散板：第１拡散層と、第１拡散層の上に積層された２層の輝度上昇フィルム層と、輝度上昇フィルム層の上に積層された第２拡散層、測定方向：導光ロッド１４２の軸に直交する方向（面光源装置の中央部分）とした。なお、拡散板１５０（開口部１１７）の端部から５ｍｍの位置に相当する位置から測定している。

図１１Ａに示されるように、測定に使用した比較例の面光源装置１００’の発光装置は、基板１２０に対して垂直方向に光が出射されるように配置した複数の発光素子１４１と、発光素子１４１から出射された光の光軸上に配置され、発光素子１４１から出射された光の配光を制御する複数の拡張レンズ２４１と、を有する。比較例の面光源装置１００’を用いた場合の光の強度（輝度）の測定位置は、発光装置１４０の直上部とした（図１１Ｂの破線参照）。その他のパラメータは、本発明に係る面光源装置１００のパラメータと同じである。

図１１Ｂに示されるように、拡張レンズを有する比較例に係る面光源装置１００’では、中央部分において、光の強度にムラがあった。一方、導光ロッド１４２を使用した本発明に係る面光源装置１００では、拡散板１５０上において、出射される光は、強度にムラが少なかった。よって、本発明の面光源装置１００において、発光面における輝度ムラが小さいことがわかる。

本発明に係る面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや面照明装置などに有用である。

１００、１００’ 面光源装置
１１０ 筐体
１１１ 天板
１１２ 底板
１１３、１１４、１１５、１１６ 側板
１１７ 開口部
１２０ 基板
１３０ 反射部材
１４０ １４０’ 発光装置
１４１ 発光素子
１４２ 導光ロッド
１４３ 光制御部
１５０ 拡散板
２４１ 拡張レンズ

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光を端面から入射させ、入射した光を外周面から出射させる導光ロッドと、
   前記導光ロッドから出射した光を拡散させつつ透過させる拡散板と、を有し、
   前記導光ロッドは、前記導光ロッドの軸に沿って表面に配置され、前記導光ロッド内を導光した光の一部を散乱させつつ内部に反射させるか、光の一部を散乱させつつ外部に透過させるかの少なくとも一方を行う光制御部を含み、
   前記導光ロッドの軸に直交する断面において、前記導光ロッドの中心から前記拡散板の延在方向に対する垂線の方向を０°とした場合、前記導光ロッドから出射される光の強度のピーク角度は、３０〜９０°である、
   面光源装置。
2. 前記光制御部は、前記断面において、前記導光ロッドの中心から前記拡散板に対する垂線の方向を０°とした場合、７５〜１２０°の間に配置されている、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記導光ロッドを挟んで、前記拡散板と対向した位置には、前記導光ロッドから出射した光を前記拡散板に向かって反射させる反射部材がさらに配置されており、
   前記導光ロッドおよび前記反射部材間には、空気層を有する、
   請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
4. 前記拡散板および前記反射部材の間隔は、前記導光ロッドから離れるにつれて狭まる、請求項３に記載の面光源装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置の前記拡散板から出射された光を照射される表示部材と、
   を有する、表示装置。

Images