JP2016181394A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出光面の光源側における漏れ光が抑制された面光源装置を提供する。
【解決手段】面光源装置２０は光を射出する発光面２１を有し、出光面３１と、出光面３１に対向して配置された裏面３２と、出光面３１および裏面３２の間に位置する側面と、を有し、裏面３２は、第１方向ｄ_１に配列された複数の傾斜面３７を含み、側面のうち第１方向ｄ_１における一側に位置する部分が入光面３３をなす、導光板３０と、入光面３３に対向して配置された光源２４と、を備え、各傾斜面３７は、第１方向ｄ_１における一側から他側に向かうにつれて出光面３１に接近するように、導光板３０の法線方向ｎｄおよび第１方向ｄ_１に対して傾斜し、導光板３０の出光面３１または裏面３２の一部分に対面するようにして、発光面２１に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エッジライト型の面光源装置に関する。

面状に発光する発光面を有した面光源装置が、例えば液晶表示装置に組み込まれ液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトとして、広く普及している。液晶表示装置用の面光源装置は、大別すると、光学部材の直下に光源を配置する直下型と、光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型（サイドライト型とも呼ぶ）と、に分類される。エッジライト型の面光源装置は、直下型の面光源装置と比較して、薄型化が可能となる点において優れている。

特許文献１に開示されたエッジライト型の面光源装置は、透光性の高いアクリル樹脂等で形成された樹脂基板と、樹脂基板の側端面に対面して配置された光源ランプと、樹脂基板の表面に対面して配置された拡散板と、酸化チタン等の光拡散反射物質を含み樹脂基板の裏面に配置された散乱パターンと、を有している。この面光源装置では、光源ランプから発光する発光光線は、樹脂基板にその側端面から入射する。樹脂基板に入射した発光光線は、樹脂基板の表面または裏面と空気層との界面で全反射を繰り返しながら、樹脂基板内を光源ランプ側から光源ランプの反対側へ向かう。そして、この発光光線が樹脂基板の裏面に配置された散乱パターンに入射すると、発光光線は、散乱パターンに含まれる光拡散反射物質で樹脂基板の表面側に反射、拡散され、樹脂基板の表面から拡散板へ向かって出射する。

特開平９−１７８９５２号公報

一方、本件発明者らは、導光板として、出光面と、出光面に対向して配置された裏面と、出光面および裏面の間に位置する側面と、を有し、裏面は、第１方向に配列された複数の傾斜面を含み、側面のうち第１方向における一側に位置する部分が入光面をなし、各傾斜面は、第１方向における一側から他側に向かうにつれて出光面に接近するように、導光板の法線方向および第１方向に対して傾斜している導光板、を用いることを検討している。この導光板を用いた面光源装置では、光源から導光板の入光面に入射した光は、導光板の出光面または裏面と隣接層（例えば空気層）との界面で全反射を繰り返しながら、導光板内を第１方向における一側（入光面側）から他側へ向かう。このとき、裏面の傾斜面で反射した光は、出光面に入射する際の入射角度が小さくなる。傾斜面で反射することにより、出光面に入射する際の入射角度が全反射臨界角度未満になると、この光は導光板の出光面から出射するようになる。そして、出射した光は、導光板に向けて突出した複数の線状プリズムを有する光学シートにより、導光板の出光面への法線方向へ向かうように、その進行方向が曲げられる。この面光源装置においては、特許文献１に開示された、樹脂基板の表面から拡散光を出射するタイプの面光源装置に比べて、高い正面輝度が得られるメリットがある。

本件発明者らが、この導光板を用いた面光源装置について研究を進めたところ、この面光源装置において、出光面の光源側で漏れ光が視認される不具合が存在することが知見された。この不具合の原因について、本件発明者らが鋭意検討を進めたところ、導光板を収容する筐体や、導光板を筐体に固定する粘着テープ等の固定部材で乱反射した光が散乱光となって出光面の光源側で出射していることが知見された。

特許文献１に開示された、樹脂基板の表面から拡散光を出射するタイプの面光源装置では、樹脂基板の表面から拡散光を出射するため、樹脂基板のいずれかの箇所で意図しない散乱光が生じても、その散乱光は観察者から視認されづらく、上記のような不具合はそもそも認識されていなかった。すなわち、この出光面の光源側で漏れ光が視認されるという不具合は、面光源装置の導光板として、出光面と、出光面に対向して配置された裏面と、出光面および裏面の間に位置する側面と、を有し、裏面は、第１方向に配列された複数の傾斜面を含み、側面のうち第１方向における一側に位置する部分が入光面をなし、各傾斜面は、第１方向における一側から他側に向かうにつれて出光面に接近するように、導光板の法線方向および第１方向に対して傾斜している導光板、を用いた際に生じ得る、特有の課題であるといえる。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、出光面の光源側における漏れ光が抑制された面光源装置を提供することを目的とする。

本発明による面光源装置は、
光を射出する発光面を有する面光源装置であって、
出光面と、前記出光面に対向して配置された裏面と、前記出光面および前記裏面の間に位置する側面と、を有し、前記裏面は、第１方向に配列された複数の傾斜面を含み、前記側面のうち前記第１方向における一側に位置する部分が入光面をなす、導光板と、
前記入光面に対向して配置された光源と、を備え、
各傾斜面は、前記第１方向における一側から他側に向かうにつれて前記出光面に接近するように、前記導光板の法線方向および前記第１方向に対して傾斜し、
前記導光板の前記出光面または前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に、散乱光遮蔽部材が設けられている。

本発明による面光源装置において、前記散乱光遮蔽部材は、光吸収性部材または光反射性部材であってもよい。

本発明による面光源装置において、前記導光板および前記光源を収容する筐体をさらに備え、前記散乱光遮蔽部材は、前記筐体に設けられていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記散乱光遮蔽部材は、前記筐体に接着材または粘着材を介して貼着されていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記出光面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側に位置する拡散領域に、光拡散部材が設けられ、前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記出光面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられ、前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記遮蔽領域の前記第１方向に沿って前記一側に位置する拡散領域に、光拡散部材が設けられていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記光拡散部材は、前記導光板を前記筐体に固定するための固定部材であってもよい。

本発明による表示装置は、上述の面光源装置と、前記面光源装置に対面して配置された表示パネルと、を備える。

本発明によれば、面光源装置の出光面の光源側における漏れ光を抑制することができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、表示装置および面光源装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、図１の面光源装置のＩＩ−ＩＩ線に対応する断面図である。 図３は、面光源装置を図２のＩ−Ｉ線で切断して示す斜視図である。 図４は、面光源装置の導光板、光学シートおよび光源を導光板の裏面側から見て示す斜視図である。 図５は、図１の導光板、光学シートおよび光源を拡大して示す図である。 図６は、面光源装置の散乱光遮蔽部材の配置の一例を示す断面図である。 図７は、面光源装置の散乱光遮蔽部材の配置の他の例を示す断面図である。 図８は、面光源装置の散乱光遮蔽部材の配置のさらに他の例を示す断面図である。 図９は、面光源装置の散乱光遮蔽部材の配置のさらに他の例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

本明細書において、「出光側」とは、光源２４、導光板３０、光学シート４０、液晶表示パネル１５と、表示装置１０の構成要素間を逆戻りすることなく、例えば図示された例では、光源２４、導光板３０、光学シート４０、液晶表示パネル１５の順で進んで、表示装置１０から出射して観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側、例えば図１における紙面の上側）のことであり、「入光側」とは、光源２４、導光板３０、光学シート４０、液晶表示パネル１５と、表示装置１０の構成要素間を逆戻りすることなく進んで、表示装置１０から出射して観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。

また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」、「パネル」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」は、「フィルム」、「板」、「パネル」とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。

図１〜図９は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１は、表示装置および面光源装置の概略構成を示す断面図であり、図２のＩ−Ｉ線に対応する断面図である。図２は、図１の面光源装置のＩＩ−ＩＩ線に対応する断面図である。図３は、面光源装置を図２のＩ−Ｉ線で切断して示す斜視図である。図４は、面光源装置の導光板、光学シートおよび光源を導光板の裏面側から見て示す斜視図である。図５は、図１の導光板、光学シートおよび光源を拡大して示す図である。

図１に示すように、表示装置１０は、液晶表示パネル１５と、液晶表示パネル１５の背面側に配置され液晶表示パネル１５を背面側から面状に照らす面光源装置２０と、を備えている。表示装置１０は、画像を表示する表示面１１を有している。液晶表示パネル１５は、映像を表示することができる表示領域１５Ａと、表示領域１５Ａを取り囲むようにして表示領域１５Ａの外側に配置された非表示領域（額縁領域とも呼ばれる）１５Ｂと、を含んでいる。図示された例では、液晶表示パネル１５の表示領域１５Ａが、表示装置１０の表示面１１を画成している。液晶表示パネル１５は、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、表示面１１（表示領域１５Ａ）に映像を表示するように構成されている。

図示された液晶表示パネル１５は、表示領域１５Ａに、出光側に配置された上偏光板１３と、入光側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶層セル１２と、を有している。偏光板１４，１３は、入射した光を直交する２つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）に振動する直線偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）に振動する直線偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。

液晶層１２には、１つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加の有無によって液晶層１２中の液晶分子の配向方向が変化するようになる。一例として、入光側に配置された下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分は、電界印加された液晶層１２を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない液晶層１２を通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶層１２への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した特定方向に振動する偏光成分が、下偏光板１４の出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

このようにして液晶表示パネル（液晶表示部）１５では、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御し得るようになっている。なお、液晶表示パネル１５の詳細については、種々の公知文献（例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典（内田龍男、内池平樹監修）」２００１年工業調査会発行）に記載されており、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。

次に、面光源装置２０について説明する。面光源装置２０は、面状に光を発光する発光面２１を有し、本実施の形態では、液晶表示パネル１５を背面側から照明する装置として用いられている。

図１〜図５に示すように、面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、筐体２２と、筐体２２内に配置された導光板３０と、導光板３０の一方の側（図１においては左側）の側方に配置された光源２４と、導光板３０の出光面３１に対面するようにして配置された光学シート（プリズムシート）４０と、導光板３０の出光面３１または裏面３２の光源２４側に対面して設けられた散乱光遮蔽部材２７と、を有している。図示された例では、光学シート４０が、液晶表示パネル１５に直面して配置されている。そして、光学シート４０の出光面４１によって、面光源装置２０の発光面２１が画成されている。なお、光学シート（プリズムシート）４０上に、拡散フィルム、偏光選択フィルム等の他の光学シートを配置することもできる。

筐体２２は、光源２４および導光板３０を収容する部材である。筐体２２は、光源２４、導光板３０および光学シート４０を所定の相対位置に保持する機能を有する。また、筐体２２は、外光を遮蔽する機能も有している。図１〜図３に示されているように、筐体２２は、導光板３０の出光面３１に対面する正面部２２ａと、導光板３０の裏面３２に対面する背面部２２ｂと、正面部２２ａと背面部２２ｂとを接続する複数の側面部２２ｃと、を有する。図示された例では、正面部２２ａと背面部２２ｂとは平行をなし、側面部２２ｃは４つの側面を含む枠状の形状をなし、側面部２２ｃの対向する２組の側面は、それぞれ平行をなしている。すなわち、筐体２２は、全体として直方体状の部材として構成されている。このような筐体２２は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス、チタン等で形成することができる。

筐体２２の正面部２２ａは、導光板３０の出光面３１から出射された光が表示パネル１５へ向けて通過する開口部２２１を有する。したがって、筐体２２の正面部２２ａは、開口部２２１の周囲を囲むように枠状（額縁状）に形成されている。図１および図３に示された例では、正面部２２ａの開口部２２１内に光学シート４０が配置されている。とりわけ図示された例では、正面部２２ａの外面すなわち表示パネル１５に対面する面と、光学シート４０の出光面４１とは、面一となっている。また、これに限られず、光学シート４０は、筐体２２の開口部２２１よりも大きく形成されて、光学シート４０の周縁部の少なくとも一部が筐体２２の正面部２２ａと対面するようにして、正面部２２ａの入光側または出光側に配置されてもよい。

なお、筐体２２の正面部２２ａ、側面部２２ｃおよび背面部２２ｂは一体に形成される必要はなく、例えば、正面部２２ａが、側面部２２ｃおよび背面部２２ｂとは別体に形成され、正面部２２ａが側面部２２ｃに着脱自在となっていてもよい。または正面部２２ａおよび側面部２２ｃが、背面部２２ｂとは別体に形成され、正面部２２ａおよび側面部２２ｃが背面部２２ｂに着脱自在となっていてもよい。このような筐体２２によれば、筐体２２内への光源２４および導光板３０の収容作業が容易になる。

また、筐体に枠部材（モールド枠）を取り付け、この枠部材に、光源２４や導光板３０を配置するようにしてもよい。このような枠部材としては、エポキシ系樹脂等の樹脂材料や、アルミニウム等の金属材料からなるものが好適に使用できる。このような枠部材を用いることにより、筐体２２、光源２４、導光板３０および光学シート４０間の相互の位置合わせを正確かつ容易に行うことができるとともに、筐体２２内で光源２４および導光板３０が移動することを防止することができる。

図２に示されているように、導光板３０の出光面３１は、液晶表示装置１０の表示面１１および面光源装置２０の発光面２１と同様に、平面視形状が四角形形状に形成されている。この結果、導光板３０は、全体的に、一対の主面（出光面３１および裏面３２）を有する相対的に厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状の部材として構成されており、一対の主面間に画成される側面は４つの面を含んでいる。

導光板３０は、液晶表示パネル１５側の一方の主面によって構成された出光面３１と、出光面３１に対向するもう一方の主面からなる裏面３２と、出光面３１および裏面３２の間を延びる側面と、を有している。側面のうちの第１方向ｄ_１に対向する２つの面のうちの一方の側面が、入光面３３をなしている。図１に示すように、入光面３３に対面して光源２４が設けられている。入光面３３から導光板３０内に入射した光は、第１方向（導光方向）ｄ_１に沿って入光面３３に対向する反対面３４に向け、概ね第１方向ｄ_１に沿って導光板３０内を導光されるようになる。図１、図３および図４に示すように、光学シート４０は、導光板３０の出光面３１に対面するようにして配置されている。

光源２４は、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯や、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態において、光源２４は、入光面３３の長手方向に沿って、並べて配置された多数の点状発光体２５、具体的には、多数のＬＥＤによって、構成されている。

なお、図示は省略するが、本実施の形態では、導光板３０の裏面３２に対面するようにして反射シートが配置されている。反射シートは、導光板３０の裏面３２から漏れ出した光を反射して、再び導光板３０内に入射させるための部材である。反射シートは、白色の散乱反射シート、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート、等から構成され得る。反射シートでの反射は、鏡面反射（正反射）でもよく、拡散反射でもよい。反射シートは、例えば筐体２２の内面に接着剤や粘着剤を介して貼着され得る。

ところで、本明細書において「シート面（フィルム面、板面、パネル面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。そして、本実施の形態においては、導光板３０の板面、光学シート４０のシート面、液晶表示パネル１５のパネル面、表示装置１０の表示面１１、面光源装置２０の発光面２１、および、光学シート４０の出光面４１は、互いに平行となっている。さらに、本明細書において、シート状の部材の法線方向とは、対象となるシート状の部材のシート面への法線方向のことを指す。さらに、本明細書において「正面方向」とは、面光源装置２０の発光面２１への法線方向のことであり、本実施の形態においては、面光源装置２０の発光面２１への法線方向、導光板３０の板面への法線方向、光学シート４０のシート面への法線方向、表示装置１０の表示面１１への法線方向等にも一致する（例えば、図１参照）。

次に、図１〜図５を参照して、導光板３０についてさらに詳述する。図１〜図５に示されているように、導光板３０は、一対の平行な主面（出光面３１、裏面３２）を有する平板状の部材として構成されている。

図１および図３〜図５に示されているように、導光板３０の裏面３２は、凹凸面として形成されている。具体的な構成として、裏面３２は、傾斜面３７と、導光板３０の法線方向ｎｄに延びる段差面３８と、導光板３０の板面方向に延びる接続面３９と、を有している。導光板３０内での導光は、導光板３０の一対の主面３１，３２での全反射作用によっている。その一方で、傾斜面３７は、入光面３３側から反対面３４側へ向かうにつれて出光面３１に接近するよう、導光板３０の法線方向ｎｄおよび板面に対して傾斜している。言い換えると、傾斜面３７は、導光板の法線方向ｎｄおよび導光方向（第１方向）ｄ_１に対して傾斜している。したがって、傾斜面３７で反射した光については、一対の主面３１，３２に入射する際の入射角度は小さくなる。傾斜面３７で反射することにより、一対の主面３１，３２への入射角度が全反射臨界角度未満になると、当該光は、導光板３０から出射するようになる。すなわち、傾斜面３７は、導光板３０から光を取り出すための要素として機能する。

導光方向である第１方向ｄ_１に沿った傾斜面３７の分布を裏面３２内で調節することにより、導光板３０からの出射光量の導光方向（第１方向）ｄ_１に沿った分布を調整することができる。図１、図３〜図５に示された例では、導光方向（第１方向）ｄ_１に沿って入光面３３から反対面３４に接近するにつれて、裏面３２のうちの傾斜面３７が占める割合が高くなっている。このような構成によれば、導光方向（第１方向）ｄ_１に沿って入光面３３から離間した領域での導光板３０からの光の出射が促進され、入光面３３から離間するにつれて出射光量が低下してしまうことを効果的に防止することができる。

このような導光板３０は、例えば、押し出し成型、射出成型等により基材表面に凹凸を形成したり、基材上に凹凸面を賦型することで、作製することができる。導光板３０の材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学部材用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。

次に、図５を主に参照して、光学シート（プリズムシート）４０について説明する。光学シート４０は、透過光の進行方向を変化させる機能を有した部材である。

図５に示されているように、光学シート４０は、板状に形成された本体部４５と、本体部４５の入光側面４７上に形成された複数の単位プリズム５０と、を有している。本体部４５は、一対の平行な主面を有する平板状の部材として構成されている。そして、導光板３０に対面しない側に位置する本体部４５の出光側面４６によって、光学シート４０の出光面４１が構成されている。

次に、本体部４５の入光側面４７上に設けられた単位プリズム５０について説明する。図５に示されているように、複数の単位プリズム５０は、本体部４５の入光側面４７上に並べて配置されている。各単位プリズム５０は、柱状に形成され、その配列方向と交差する方向に延びている。

本実施の形態において、各単位プリズム５０は直線状に延びている。また、各単位プリズム５０は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。さらに、複数の単位プリズム５０は、その長手方向に直交する方向に沿って、本体部４５の入光側面４７上に隙間無く並べられている。したがって、光学シート４０の入光面４２は、本体部４５上に隙間無く配列された単位プリズム５０の表面（プリズム面）５１，５２によって形成されている。

なお、上述してきたように、光学シート４０は、導光板３０に重ねられるようにして配置され、光学シート４０の単位プリズム５０が導光板３０の出光面３１に対面するようになっている。また、図１および図３〜図５に示すように、光学シート４０は、単位プリズム５０の長手方向が導光板３０による導光方向（導光板３０の入光面３３と当該入光面に対向する反対面３４とを結ぶ第１方向）ｄ_１と交差するように、導光板３０に対して位置決めされている。好ましくは、単位プリズム５０の長手方向が導光板３０による導光方向（第１方向）ｄ_１に対して８０°以上１００°以下の角度で交差するとともに、単位プリズム５０の配列方向が導光板３０による導光方向ｄ_１と平行または１０°以下の角度で交差するように、光学シート４０が導光板３０に対して位置決めされている。

図５に示されているように、各単位プリズム５０は、単位プリズム５０の配列方向、つまり第１方向ｄ_１に沿って、互いに対向して配置された第１プリズム面５１および第２プリズム面５２を有している。各単位プリズム５０の第１プリズム面５１は、第１方向における一側（図５の紙面における左側）に位置し、第２プリズム面５２は、第１方向における他側（図５の紙面における右側）に位置している。より詳細には、各単位プリズム５０の第１プリズム面５１は、第１方向ｄ_１における光源２４の側に位置して第１方向ｄ_１における一側を向く。各単位プリズム５０の第２プリズム面５２は、第１方向ｄ_１における光源２４から離間する側に位置し、第１方向ｄ_１における他側を向く。後述するように、第１プリズム面５１は、主として、第１方向ｄ_１における一側に配置された光源２４から導光板３０内に進み、その後に導光板３０から出射した光が、光学シート４０へ入射する際の入射面として機能する。一方、第２プリズム面５２は、光学シート４０へ入射した光を反射して、当該光の光路を補正する機能を有する。

光学シート４０の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、以上のような構成からなる単位プリズム５０の具体例として、単位プリズム５０の配列ピッチ（図示された例では、単位プリズム５０の幅Ｗに相当）を１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。ただし、昨今においては、単位プリズム５０の配列の高精細化が急速に進んでおり、単位プリズム５０の配列ピッチを１０μｍ以上４０μｍ以下とすることが好ましい。また、光学シート４０のシート面への法線方向ｎｄに沿った本体部４５からの単位プリズム５０の突出高さＨを５．５μｍ以上１８０μｍ以下とすることができる。

以上のような構成からなる光学シート４０は、基材上に単位プリズム５０を賦型することにより、あるいは、押し出し成型により、作製することができる。光学シート４０の本体部４５および単位プリズム５０をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学部材用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。

電離放射線硬化型樹脂を基材上に硬化させることによって光学シート４０を作製する場合、単位プリズム５０とともに、単位プリズム５０と基材との間に位置するようになるシート状のランド部を、基材上に形成するようにしてもよい。この場合、本体部４５は、基材と電離放射線硬化型樹脂によって形成されたランド部とから構成されるようになる。一方、押し出し成型で作製された光学シート４０においては、本体部４５と、本体部４５の入光側面４７上の複数の単位プリズム５０と、が一体的に形成され得る。

次に、図１、図３および図６を参照して、散乱光遮蔽部材２７について説明する。散乱光遮蔽部材２７は、入射した光を吸収または反射（鏡面反射）して乱反射を抑制する機能を有する。図１、図３および図６には、面光源装置２０の散乱光遮蔽部材２７の配置の一例が示されている。なお、図６〜図９においては、図示の簡略化のため、導光板３０の裏面３２の凹凸面すなわち傾斜面３７および段差面３８の図示を省略している。

図１、図３および図６に示された例では、導光板３０の出光面３１の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１（筐体２２の開口部２２１、光学シート４０の出光面４１）に対して第１方向ｄ_１に沿って一側（光源２４側）から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられている。本実施の形態において、遮蔽領域Ｓａとは、導光板３０の出光面３１または裏面３２の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１（筐体２２の開口部２２１、光学シート４０の出光面４１）に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む領域であって、散乱光遮蔽部材２７が設けられる領域を指す。

図１、図３および図６に示された例では、筐体２２の正面部２２ａの内面すなわち導光板３０の出光面３１に対面する側の面に、散乱光遮蔽部材２７が設けられている。図示された例では、散乱光遮蔽部材２７は、導光板３０の導光方向（第１方向）ｄ_１および導光板３０の法線方向ｎｄ（出光面３１の法線方向）の両方に直交する方向（図１および図６では紙面と垂直な方向）に直線状（帯状）に延びている。また、散乱光遮蔽部材２７は、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。図１、図３および図６に示された例では、散乱光遮蔽部材２７は、第１方向ｄ_１に沿って、導光板３０の第１方向ｄ_１の一側（光源２４側）端部に対面する位置から、筐体２２の正面部２２ａにおける第１方向ｄ_１の他側端部まで延在している。

また、図１、図３および図６に示された例では、散乱光遮蔽部材２７は導光板３０から離間して配置されている。言い換えると、散乱光遮蔽部材２７は導光板３０と接触する箇所を有していない。このような散乱光遮蔽部材２７によれば、散乱光遮蔽部材２７と導光板３０とが接触した箇所で意図しない散乱光が生じることを防止することができる。

このような散乱光遮蔽部材２７としては、導光板３０から出射した光を吸収する層を含む光吸収層（光吸収性部材）、導光板３０から出射した光を反射する層を含む光反射層（光反射性部材）、または、導光板３０から出射した光を吸収する層と導光板３０から出射した光を反射する層をともに含む光反射吸収層（光吸収性部材且つ光反射性部材）を例示することができる。

光吸収層は、導光板３０から出射した光を吸収する機能を有すればよく、例えば黒色等の暗色の層であることが好ましい。この光吸収層は、例えば、暗色粒子を含有する組成物または暗色材料の塗膜の層とすることができる。暗色粒子としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料等が挙げられる。また、光吸収層は、光の反射率が１０％以下の層であることが好ましい。

光反射層は、導光板３０から出射した光を導光板３０側に反射する機能を有すればよく、導光板３０から出射した光を主に鏡面反射（正反射）により導光板３０側に反射し得るものが好ましく用いられる。この光反射層としては、例えば、アルミニウム、銀、白金、クロム、ニッケル、錫等の金属層が例示できる。この金属層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、めっき法等の液相成長法、またはこれらの２以上を組み合わせた方法により形成することができる。

光反射吸収層は、例えば、上述の光反射層と光吸収層とを積層することにより得られる。とりわけ、光反射層および光吸収層を導光板３０側からこの順番で積層することによって、これらの光反射層および光吸収層から光反射吸収層を形成するようにしてもよい。このような光反射吸収層によれば、導光板３０から出射した光を光反射層で導光板３０側に反射することができる。また、光反射層を透過する光があっても、光反射層の導光板３０に対面する側とは反対側に設けられた光吸収層で、この光反射層を透過した光を吸収することができる。したがって、導光板３０から出射した光をより効果的に遮蔽することができる。

このような散乱光遮蔽部材２７は、例えば、接着剤または粘着材を介して筐体２２に貼着することができる。この場合、散乱光遮蔽部材２７は、光吸収層、光反射層または光反射吸収層の導光板３０に対面する側とは反対側に接着剤層または粘着材層を形成してテープ状の部材として形成しておき、これを筐体２２に貼着するようにすることができる。このような散乱光遮蔽部材２７を用いれば、簡単な工程で散乱光遮蔽部材２７を配置することができる。

次に、以上のような構成からなる表示装置１０の作用について説明する。

まず、図１に示すように、光源２４をなす発光体２５で発光された光は、入光面３３を介し、導光板３０に入射する。導光板３０へ入射した光Ｌは、導光板３０の出光面３１および裏面３２において、反射、とりわけ、導光板３０をなす材料と、導光板３０と出光面３１または裏面３２を介して隣接する層（例えば空気層）との屈折率差に起因して全反射を繰り返し、導光板３０の入光面３３と反対面３４とを結ぶ第１方向（導光方向）ｄ_１へ進んでいく。

導光板３０の裏面３２は、入光面３３から反対面３４に向かうにつれて、出光面３１に対して接近するように傾斜した傾斜面３７を有している。傾斜面３７は段差面３８および接続面３９を介して連結されている。このうち段差面３８は、導光板３０の板面の法線方向ｎｄに延びている。したがって、導光板３０内を入光面３３の側から反対面３４の側へと進む光の大部分は、裏面３２のうち、段差面３８に入射することなく、傾斜面３７または接続面３９にて反射するようになる。そして、裏面３２のうちの傾斜面３７で反射すると、図１に示された断面における当該光の進行方向は、導光板３０の板面に対する傾斜角度を増大させる。すなわち、裏面３２のうちの傾斜面３７で反射すると、以降における、当該光の出光面３１および裏面３２への入射角度が小さくなる。したがって、導光板３０内を進む光の出光面３１および裏面３２への入射角度は、裏面３２のうちの傾斜面３７での一以上の反射によって、次第に小さくなっていき、全反射臨界角未満となる。このとき、当該光は、導光板３０の出光面３１または裏面３２から、出射し得るようになる。出光面３１から出射した光Ｌは、導光板３０の出光側に配置された光学シート４０へと向かう。一方、裏面３２から出射した光は、導光板３０の裏面３２に対面して配置された反射シートで反射され、再び導光板３０内に入射して導光板３０内を進むことになる。

とりわけ、図示された例においては、導光方向に沿って入射面３３から反対面３４に接近するにつれて、裏面３２のうちの傾斜面３７が占める割合が高くなっている。これにより、出射光量が少なくなってしまう傾向がある入光面３３から離間した領域において、導光板３０の出光面３１からの出射光量を十分に確保し、導光方向に沿った出射光量の均一化を図ることができる。

導光板３０の出光面３１から出射した光Ｌは、その後、光学シート４０へ入射する。上述したように、この光学シート４０は、導光板３０の側へ向けて突出する単位プリズム５０を有している。単位プリズム５０の長手方向は、導光板３０による導光方向（第１方向）ｄ_１および導光板３０の板面の法線方向ｎｄと交差している。とりわけ本実施の形態では、単位プリズム５０の長手方向は、導光板３０による導光方向（第１方向）ｄ_１および導光板３０の板面の法線方向ｎｄの両方に直交している。

この結果、第１方向ｄ_１における一側に配置された光源２４で発光され導光板３０を介して光学シート４０へ向かう光Ｌは、互いに接続された第１プリズム面５１および第２プリズム面５２のうちの、第１方向ｄ_１における光源２４側となる一側に位置する第１プリズム面５１を介して単位プリズム５０へ入射する。図１および図５に示すように、この光Ｌは、その後、第１方向ｄ_１における光源とは反対側の他側に位置する第２プリズム面５２で全反射してその進行方向を変化させるようになる。

そして、単位プリズム５０の第２プリズム面５２での全反射により、図１および図５に示された光学シート４０の主切断面（第１方向（導光板３０の導光方向）ｄ_１と正面方向（導光板３０の板面の法線方向）ｎｄとの両方向に平行な断面）において正面方向ｎｄから傾斜した方向に進む光Ｌは、その進行方向が正面方向ｎｄに対してなす角度が小さくなるように曲げられ、光学シート４０の出光面４１から出射する。このような作用により、単位プリズム５０は、第１方向ｄ_１に沿った光の成分について、透過光の進行方向を正面方向ｎｄ側に絞り込むことができる。すなわち、光学シート４０は、第１方向ｄ_１に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。

面光源装置２０の発光面２１を形成する光学シート４０の出光面４１から出射した一方の偏光成分の光は、その後、液晶表示パネル１５へ入射して下偏光板１４を透過する。下偏光板１４を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１３を透過するようになる。このようにして、液晶表示パネル１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置１０の観察者が、映像を観察することができるようになる。

ところで、上述のように、光源２４から入光面３３を介して導光板３０に入射した光Ｌは、導光板３０の出光面３１または裏面３２において反射し、とりわけ全反射して、導光板３０の入光面３３と反対面３４とを結ぶ第１方向（導光方向）ｄ_１へ進む。このとき、入光面３３から導光板３０へ入射して出光面３１側へ向かう光Ｌのうち、全反射臨界角未満の角度で出光面３１へ入射した光Ｌの一部は、出光面３１で反射することなく、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射する。本実施の形態の散乱光遮蔽部材２７を有していない場合、出光面３１から出射した光Ｌは、筐体２２の正面部２２ａの内面すなわち導光板３０の出光面３１に対面する側の面に入射し、乱反射する。この乱反射した光は散乱光となって出光面３１から導光板３０へ再び入射する。これにより、この散乱光が導光板３０内で迷光となって、出光面３１の光源近傍の意図しない箇所から出射し、光学シート４０および液晶表示パネル１５を透過して、漏れ光として観察者から視認され得る。

一方、図１、図３および図６に示された例では、導光板３０の出光面３１の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１（筐体２２の開口部２２１、光学シート４０の出光面４１）に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられている。入光面３３から導光板３０へ入射して出光面３１側へ向かい、全反射臨界角未満の角度で出光面３１へ入射し、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射した光Ｌは、散乱光遮蔽部材２７へ入射する。この散乱光遮蔽部材２７に入射した光Ｌは、当該散乱光遮蔽部材２７で吸収されるか、または反射（鏡面反射）され、乱反射することが抑制される。したがって、散乱光が出光面３１の光源近傍の意図しない箇所から出射し、光学シート４０および液晶表示パネル１５を透過して、漏れ光として観察者から視認されることを効果的に抑制することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図７を参照して、面光源装置２０の変形例について説明する。図７は、面光源装置２０の散乱光遮蔽部材２７の配置の他の例を示す断面図である。

図７に示した例では、散乱光遮蔽部材２７は、導光板３０の裏面３２の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１（筐体２２の開口部２２１、光学シート４０の出光面４１）に対して第１方向ｄ_１に沿って一側（光源２４側）から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに設けられている。図示された例では、筐体２２の背面部２２ｂの内面すなわち導光板３０の裏面３２に対面する側の面に、散乱光遮蔽部材２７が設けられている。また、図示された例では、散乱光遮蔽部材２７は、第１方向ｄ_１に沿って、導光板３０の第１方向ｄ_１の一側（光源２４側）端部に対面する位置から、面光源装置２０の発光面２１と導光板３０の法線方向（発光面２１の法線方向）ｎｄに重なる位置まで延在している。さらに、散乱光遮蔽部材２７は導光板３０から離間して配置されている。

このような散乱光遮蔽部材２７を有する面光源装置２０によれば、筐体２２の正面部２２ａの内面で乱反射し、導光板３０内を通って裏面３２から出射した光Ｌを、散乱光遮蔽部材２７で遮蔽することができる。したがって、散乱光が出光面３１の光源近傍の意図しない箇所から出射し、光学シート４０および液晶表示パネル１５を透過して、漏れ光として観察者から視認されることを効果的に抑制することができる。

図８を参照して、面光源装置２０の他の変形例について説明する。図８は、面光源装置２０の散乱光遮蔽部材２７の配置のさらに他の例を示す断面図である。

図８に示した例では、導光板３０の裏面３２の一部分に対面するようにして、発光面２１に対して第１方向ｄ_１に沿って一側に位置する拡散領域Ｓｂに、光拡散部材２８が設けられ、導光板３０の出光面３１の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１（筐体２２の開口部２２１、光学シート４０の出光面４１）に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられている。

光拡散部材２８は、入射した光を拡散する部材であり、光の拡散を目的としていない部材も含む。この光拡散部材２８としては、導光板３０を筐体２２に固定するために用いられる両面テープ等の固定部材や、導光板３０の入光面３３から入射して裏面３２へ向かう光を裏面３２で導光板３０内へ反射させるための反射部材等が挙げられる。

導光板３０を筐体２２に固定するための固定部材として、白色等の光拡散性を有する固定部材（両面テープ）を用いた場合、光源２４から入光面３３を介して導光板３０に入射して裏面３２側へ向かった光Ｌは、固定部材（光拡散部材２８）における裏面３２側の面で乱反射し、散乱光となって導光板３０内に戻る。導光板３０へ戻って出光面３１側へ向かう散乱光の一部は、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射する。

図８に示した例では、導光板３０の出光面３１の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられている、これにより、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射した光Ｌは、散乱光遮蔽部材２７へ入射して遮蔽される。また、図８に示した例では、入光面３３から導光板３０へ入射して裏面３２側へ向かい、裏面３２に対面して設けられた光拡散部材２８で反射して出光面３１側へ向かい、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射した光Ｌも、散乱光遮蔽部材２７へ入射して遮蔽される。したがって、散乱光が出光面３１の光源近傍の意図しない箇所から出射し、光学シート４０および液晶表示パネル１５を透過して、漏れ光として観察者から視認されることを効果的に抑制することができる。

図９を参照して、面光源装置２０のさらに他の変形例について説明する。図９は、面光源装置２０の散乱光遮蔽部材２７の配置のさらに他の例を示す断面図である。

図９に示した例では、導光板３０の裏面３２の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１（筐体２２の開口部２２１、光学シート４０の出光面４１）に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられ、導光板３０の裏面３２の一部分に対面するようにして、遮蔽領域Ｓａの第１方向ｄ_１に沿って一側に位置する拡散領域Ｓｂに、光拡散部材２８が設けられている。とりわけ図示された例では、光拡散部材２８は、散乱光遮蔽部材２７に対して、第１方向ｄ_１の一側（入光面３３側）から隣接するように設けられている。

図９に示した例では、光源２４から入光面３３を介して導光板３０に入射して裏面３２側へ向かった光Ｌは、光拡散部材（固定部材）２８における裏面３２側の面で乱反射し、散乱光となって導光板３０内に戻る。導光板３０へ戻って出光面３１側へ向かう散乱光の一部は、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射する。出光面３１から出射した光Ｌは、筐体２２の正面部２２ａの内面で反射して、再度出光面３１から導光板３０内へ入射し、導光板３０内を通って裏面３２から出射する。また、図示された例では、入光面３３から導光板３０へ入射して出光面３１側へ向かい、出光面３１から筐体２２の正面部２２ａの側へ出射した光Ｌも、筐体２２の正面部２２ａの内面で反射して、再度出光面３１から導光板３０内へ入射し、導光板３０内を通って裏面３２から出射する。図示された例では、導光板３０の裏面３２の一部分に対面するようにして、面光源装置２０の発光面２１に対して第１方向ｄ_１に沿って一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域Ｓａに、散乱光遮蔽部材２７が設けられているので、裏面３２から出射したこれらの光Ｌを、散乱光遮蔽部材２７で遮蔽することができる。したがって、散乱光が出光面３１の光源近傍の意図しない箇所から出射し、光学シート４０および液晶表示パネル１５を透過して、漏れ光として観察者から視認されることを効果的に抑制することができる。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０ 表示装置
１１ 表示面
１５ 表示パネル
２０ 面光源装置
２１ 発光面
２２ 筐体
２２ａ 正面部
２２ｂ 背面部
２２ｃ 側面部
２２１ 開口部
２４ 光源
２５ 点状発光体
２７ 散乱光遮蔽部材
２８ 光拡散部材
３０ 導光板
３１ 出光面
３２ 裏面
３３ 入光面
３４ 反対面
３７ 傾斜面
３８ 段差面
３９ 接続面
４０ 光学シート
４１ 出光面
４２ 入光面
４５ 本体部
４６ 出光側面
４７ 入光側面
５０ 単位プリズム
５１ 第１プリズム面
５２ 第２プリズム面
Ｓａ 遮蔽領域
Ｓｂ 拡散領域

Claims (10)

1. 光を射出する発光面を有する面光源装置であって、
   出光面と、前記出光面に対向して配置された裏面と、前記出光面および前記裏面の間に位置する側面と、を有し、前記裏面は、第１方向に配列された複数の傾斜面を含み、前記側面のうち前記第１方向における一側に位置する部分が入光面をなす、導光板と、
   前記入光面に対向して配置された光源と、を備え、
   各傾斜面は、前記第１方向における一側から他側に向かうにつれて前記出光面に接近するように、前記導光板の法線方向および前記第１方向に対して傾斜し、
   前記導光板の前記出光面または前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に、散乱光遮蔽部材が設けられている、面光源装置。
2. 前記散乱光遮蔽部材は、光吸収性部材または光反射性部材である、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記導光板および前記光源を収容する筐体をさらに備え、
   前記散乱光遮蔽部材は、前記筐体に設けられている、請求項１または２に記載の面光源装置。
4. 前記散乱光遮蔽部材は、前記筐体に接着材または粘着材を介して貼着されている、請求項３に記載の面光源装置。
5. 前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記出光面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の面光源装置。
6. 前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の面光源装置。
7. 前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側に位置する拡散領域に、光拡散部材が設けられ、
   前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記出光面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられている、請求項３または４に記載の面光源装置。
8. 前記散乱光遮蔽部材は、前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記発光面に対して前記第１方向に沿って前記一側から隣接する領域を少なくとも含む遮蔽領域に設けられ、
   前記導光板の前記裏面の一部分に対面するようにして、前記遮蔽領域の前記第１方向に沿って前記一側に位置する拡散領域に、光拡散部材が設けられている、請求項３または４に記載の面光源装置。
9. 前記光拡散部材は、前記導光板を前記筐体に固定するための固定部材である、請求項７または８に記載の面光源装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の面光源装置と、前記面光源装置に対面して配置された表示パネルと、を備える、表示装置。

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