JP5320495B2 - 面光源 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等のバックライトとして用いる面光源に係り、特に、一般的に使用される線光源だけでなく、低電圧、低電流で駆動でき、高輝度で応答性に優れているＬＥＤ（発光ダイオード）などの点光源が使用でき、比較的広い画面を照らしても、画面の明るさにムラが発生せず、全体的に明るい面光源に関する。

近年、液晶表示装置が多方面に用いられるようになって、それぞれの用途に応じて多様な性能が求められている。特に、携帯電話、ＯＡ機器、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー等では、軽量化、薄型化、小型化、大画面化、高精彩化、省電力化の要求が強くなっている。

これらの要求に応ずるために、光源として低電圧、低電流で駆動でき、高輝度で応答性に優れているＬＥＤを使用することが考えられる。しかしながら、一般に流通しているＬＥＤは点光源であるため、広い液晶画面等を均一に照らすことが困難であり、携帯電話の表示部等の小さな画面用のバックライトとしてだけ使用されることが多い（例えば、特許文献１）。

一方、点光源であるＬＥＤを使用して、比較的広い導光板に均一に光を行き渡らせる方法についても研究が進んでいる。明るさを均一化する試みとしては、導光板の出光面に角度が異なるプリズム構造が設けられたバックライトモジュールが開示され（例えば、特許文献２）、また、複数の円弧形状プリズムが配列され、その円弧形状プリズムは隣接するプリズムと接触角が異なる照明装置が開示されている（例えば、特許文献３）。
また、液晶表示装置のバックライト用の面光源ではないが、導光板とＬＥＤと集光体を備え、集光体の、導光板の基端部側の側端面に対向する側面には、前記導光板の厚み方向に延在するプリズム群からなるフレネルレンズが設けられている面状表面装置が開示されている（例えば、特許文献４）。

特開２００２−６２５２６号公報 特開２００７−１５７６９９号公報 特開２００７−２０６３６６号公報 特開２００７−７３４６９号公報

上記のような面光源において、ＬＥＤなどの光源を導光板の入光面の付近に配置すると、光源から発せられる光のうち、導光板の内部で全反射されない程度の深い角度で発射された光が導光板の出光面から直接出射されてしまい（以後、この光のことを「漏れ光」と称することがある）、その部分だけが非常に明るくなってしまう。そこで、従来はそのような明るくなる部分を金属板などで隠したり、あるいは、光源を導光板の入光面から若干離して配置していた。
しかしながら、表示装置の小型化が要求される現在において、面光源の一部を金属板で隠したり、光源と導光板の間に距離をとったりすると、その分だけ表示装置が大きくなってしまうので好ましくない。
本発明はかかる実情に鑑み、従来技術の問題点を解消し、装置を全体として小型化できる面光源を提供することを目的とする。さらには、光源として、一般的に使用される蛍光灯などの線光源だけでなく、低電圧、低電流で駆動でき、高輝度で応答性に優れているＬＥＤ等の点光源を使用しつつ、ノートパソコン等の比較的大きな画面用のバックライトとして用いる場合であっても画面の明るさにムラが生じない面光源を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたもので、本発明の請求項１は、ＬＥＤからなる点光源と、全体視が略平板状であり基端面側から入射した光を裏面及び／又は遠端面で反射して出光面から出射する導光板とからなる面光源であって、
基端面の近傍に集光機能を有する集光構造が設けられており、導光板の出光面と基端面がなす角の角度が９５〜１５５°であり、ＬＥＤからなる点光源は基端面の上方に配置されており、
集光機能を有する集光構造が三角柱状マイクロプリズムを並列した２枚のプリズムシートであり、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向は互いに直交しているとともに、その１のプリズムシートの三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が略一致しており、
基端面と出光面の交線と平行な軸をＸ軸とし、出光面の法線と平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸としたときに、
ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させることにより、ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度が２８．９〜８６．５°になるように構成されていることを特徴とする面光源を内容とする。

本発明の請求項２は、ＬＥＤからなる点光源と、全体視が略平板状であり基端面側から入射した光を裏面及び／又は遠端面で反射して出光面から出射する導光板とからなる面光源であって、
基端面の近傍には鏡面構造が設けられており、導光板の出光面と基端面がなす角の角度が１１５〜１６０°であり、裏面の基端面側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造が設けられており、ＬＥＤからなる点光源は基端面の下方に配置されており、
集光機能を有する集光構造が三角柱状マイクロプリズムを並列した２枚のプリズムシートであり、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向は互いに直交しているとともに、その１のプリズムシートの三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が略一致しており、
基端面と出光面の交線と平行な軸をＸ軸とし、出光面の法線と平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸としたときに、
ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させることにより、ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度が２８．９〜８６．５°になるように構成されていることを特徴とする面光源を内容とする。

本発明の請求項３は、ＬＥＤからなる点光源と、全体視が略平板状であり基端面側から入射した光を裏面及び／又は遠端面で反射して出光面から出射する導光板とからなる面光源であって、
基端面の近傍には鏡面構造が設けられており、導光板の出光面と基端面がなす角の角度が２０〜６５°であり、出光面の基端遠側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造が設けられており、ＬＥＤからなる点光源は基端面の上方に配置されており、
集光機能を有する集光構造が三角柱状マイクロプリズムを並列した２枚のプリズムシートであり、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向は互いに直交しているとともに、その１のプリズムシートの三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が略一致しており、
基端面と出光面の交線と平行な軸をＸ軸とし、出光面の法線と平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸としたときに、
ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させることにより、ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度が２８．９〜８６．５°になるように構成されていることを特徴とする面光源を特徴とする面光源を内容とする。

本発明の請求項４は、ＬＥＤが砲弾型であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の面光源を内容とする。

本発明の面光源の第１によれば、導光板の基端面を出光面に対して所定の角度に傾け、この基端面の近傍に集光構造を設けることにより、上側又は下側から照射された光を基端面で屈折させて導光板内に導入できるため、光源を基端面の上方または下方に配置しても光源と基端面の間に十分な距離を確保することができ、これにより基端面に入射されると漏れ光になるような深い角度で出射される光が基端面に入射されるのを防いで局部的に明るくなるのを防ぐと共に、装置全体の幅を狭くでき小型の表示装置を製造することができる。特に、通常、面光源の上には拡散板や各種光学フィルムが載置されるので、光源を基端面の上方に配置すると、光源を拡散板等の横に配置することにより、表示装置内のスペースを効率よく使うことができ、より一層小型化（特に薄層化）できる。

また、本発明の面光源の第２によれば、導光板の基端面を出光面に対して所定の角度に傾け、この基端面の近傍に鏡面構造を設け、裏面又は出光面の基端面側の端縁近傍に集光構造を設けることにより、上側又は下側から照射された光を基端面で反射させて導光板内に導入するため、光源を基端面の上方または下方に配置しても光源と基端面の間に十分な距離を確保することができ、これにより、上記と同様、漏れ光の発生を防いで局部的に明るくなるのを防ぐと共に、装置全体を小型化できる。なお、光源を基端面の上方に配置すれば、表示装置を一層小型化（特に薄層化）できる点は、第１の発明と同様である。

上記の面光源の第１及び第２において、集光構造として三角柱状マイクロプリズムを並列したプリズムシートを用い、この三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向を略一致させれば、比較的深い角度で入射した光も浅い角度に集光されるので、漏れ光がますます発生しにくくなり、画面の明るさが均一になる。

集光構造として、三角柱状マイクロレンズプリズムを並列したプリズムシートを２枚使用し、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向を互いに直交させると、点光源から斜めの角度で発せられる光を正面方向付近に屈折させるので、光を有効に使用することができ、画面がより明るくなる。

本発明で用いる光源としてはＬＥＤが好適に使用できる。また、このＬＥＤとして、光の指向性が高い砲弾型のＬＥＤを用い、その光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度を２８．９〜８６．５°とすると、ＬＥＤから発せられる光の経路が長くなるため、漏れ光になるような角度が深い光は導光板内に入射されず、より一層画面の明るさを均一化できる。

図１は本発明に係る第１の面光源の概略説明図である。 図２は本発明に係る第１の面光源の変更例を示す概略説明図である。 図３は本発明に係る第２の面光源の概略説明図である。 図４は本発明に係る第２の面光源の変更例を示す概略説明図である。 図５は図１の面光源においてプリズムシートを２枚使用した例を示す概略説明図である。 図６は砲弾型ＬＥＤを傾斜させて設置した例を示す概略説明図である。 図７は実施例における導光板上の方向をを示す概略説明図である。 図８は実施例１〜４におけるＬＥＤの位置を示す概略説明図である。 図９は実施例４〜８におけるＬＥＤの位置及び向きを示す概略説明図である。

本発明における面光源の第１を図１及び図２に基づいて説明すれば、少なくとも１個の光源２と、全体視が略平板状であり基端面３ａ側から入射した光を裏面３ｄ及び／又は遠端面３ｂで反射して出光面３ｃから出射する導光板３とからなる面光源１であって、基端面３ａの近傍に集光機能を有する集光構造４が設けられており、導光板３の出光面３ｃと基端面３ａがなす角αの角度が所定の範囲内（図１では２５〜８５°、図２では９５〜１５５°）であり、光源２は基端面３ａの下方（図１）又は上方（図２）に配置されている。

また、本発明における面光源の第２を図３及び図４に基づいて説明すれば、少なくとも１個の光源２と、全体視が略平板状であり基端面３ａ側から入射した光を裏面３ｄ及び／又は遠端面３ｂで反射して出光面３ｃから出射する導光板３とからなる面光源１である点は上記第１の発明と同様であるが、基端面３ａの近傍には鏡面構造５が設けられており、導光板３の出光面３ｃと基端面３ａがなす角αの角度が所定の範囲内（図３では１１５〜１６０°、図４では２０〜６５°）であり、裏面又は出光面の基端面側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造が設けられており、光源２は基端面の下方（図３）又は上方（図４）に配置されている。

上記のような本発明の面光源１は、通常の面光源と同様、液晶表示装置等のバックライト用などとして使用でき、具体的には、例えば、本発明の面光源１の上方に拡散板、光学シート、液晶など６を載置し、面光源１から出射された光が拡散板、光学シート、液晶など６を透過して映像を表示するように使用する。
なお、本発明において上方、下方とは、製品として使用する際の態様とは関係なく、上方とは導光板３の出光面３ｃ側の方向を意味し、下方とは裏面３ｄ側の方向を意味する。また、以下の説明において、基端面３ａと出光面３ｃの交線をＸ軸とし、Ｘ軸の中点を原点とし、原点を通り出光面３ｃと垂直な線をＹ軸とし、原点を通りＸ軸及びＹ軸と垂直な線をＺ軸とする。また、基端面３ａと裏面３ｄの交線をＸ’軸とする。（図７参照）
さらに、本発明において光学シートとは、光学的機能を備える各種シートの総称であり、代表的なものとして、拡散シート、偏光板（偏光フィルム）、各種レンズシート（レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ（蛇の目レンズ）、プリズムシート等）がある。

本発明の面光源１で使用する光源２としては特に限定されず、冷陰極管、蛍光灯、白熱電球、ＬＥＤ等が例示できるが、低電圧、低電流で駆動でき、高輝度で応答性に優れている点でＬＥＤが好ましい。また、ＬＥＤでも光の指向性に優れた砲弾型のものが特に好ましい。

本発明の面光源１で使用する導光板３は、全体視が略平板状であるが、出光面３ａと裏面３ｄが平行であってもよいし、例えば特許文献２又は特許文献４に示されるような、断面が略楔型（基端面３ａから遠端面３ｂにかけて、だんだん薄くなる形状）であってもよい。
また、その材質についても特に限定されず、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ポリエステル、ポリアリレートのような、通常の導光板として使用されている樹脂が全て好適に使用できる。

本発明は、導光板３を構成する樹脂と空気との屈折率の差及びこれによる全反射を利用し、基端面３ａ側から入射した光を裏面３ｄ及び／又は遠端面３ｂで反射して出光面３ｃから出射するように構成されている。また、出光面３ｃと基端面３ａがなす角αの角度（以下、角度αということがある）を一定範囲内とし、基端面３ａの近傍に後述の集光構造又は鏡面構造を設けることにより、基端面の上方又は下方から出射された光を基端面で屈折又は反射させて光線の向きを変え、これにより光線を導光板３の遠端面３ｂ側に導くように構成されている。

具体的には、導光板３を構成する樹脂の屈折率や集光構造４の性能にもよるが、基端面３ａの近傍に集光機能を有する集光構造４を設け、光源２を基端面３ａの下方に配置した場合は（図１参照）、角度αを２５〜８５°、好ましくは３５〜７５°、より好ましくは４５〜６５°とする。角度αが２ 5°未満であると、基端面３ａにおける屈折が不十分であり出光面３ｃで全反射されないので、入射された光の一部が漏れ光となり、基端面３ａ付近が局部的に明るくなってしまう。また角度αが８５°を超えると基端面３ａに入射される光が少なくなってしまうため、出光面３ｃから出射される光の強度が弱くなる。
なお、光源２を基端面３ａの上方に配置した場合は（図２参照）、角度αを９５〜１５５°、好ましくは１０５〜１４５°、より好ましくは１１５〜１３５°とする。角度αが１５５°を超えると、基端面３ａにおける屈折が不十分であり出光面３ｃで全反射されないので、入射された光が漏れ光となり、基端面３ａ付近が局部低に明るくなってしまう。角度αが９５°未満であると、基端面３ａに入射される光が少なくなってしまうため、出光面３ｃから出射される光の強度が弱くなる。
また、基端面３ａの上方で出光面３ｃの端縁（図１の様に光源を下に配置する場合）、又は基端面３ａの下方で裏面３ｄの端縁（図２の様に光源を上に配置する場合）に鏡面構造５を設けると、基端面３ａにおける屈折が十分でなく、一度導光体３から出射された光をこの鏡面構造５で反射させて導光板３内に再導入させることができるため、画面が全体的に明るくなる。

また、基端面３ａの近傍に鏡面構造５を設けると共に、裏面３ｄの基端面３ａ側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造４を設け、光源２を基端面の下方に配置した場合は（図３参照）、角度αを１１５〜１６０°、好ましくは１２５〜１５０°、より好ましくは１３０〜１４０°とする。角度αが１１５°未満であると、基端面３ａで反射した光が出光面３ｃで全反射されないので、入射された光が漏れ光となり、基端面３ａ付近が局部的に明るくなってしまう。また角度αが１６０°を超えると基端面３ａで反射した光の角度が深すぎて裏面３ｄで全反射されず、遠端面３ｂ側には導入されないので、出光面３ｃから出射される光の強度が弱くなる。
なお、光源２を基端面３ａの上方に配置した場合は（図４参照）、角度αを２０〜６５°、好ましくは３０〜５５°、より好ましくは４０〜５０°とする。角度αが２０°未満であると、基端面３ａで反射した光が出光面３ｃで全反射されないので、入射された光が漏れ光となってしまい、基端面３ａ付近が局部的に明るくなってしまう。また角度αが６５°を超えると基端面３ａで反射した光の角度が深すぎて裏面３ｄで全反射されず、遠端面３ｂ側には導入されないので、出光面３ｃから出射される光の強度が弱くなる。

光源２として光の指向性が高い砲弾型のＬＥＤを採用した場合、図６に示したように、このＬＥＤを基端面３ａの法線に対して傾けると、ＬＥＤから出射された光が広範囲に広がると共に、砲弾型ＬＥＤと基端面３ａの光の経路が長くなるのでこの砲弾型ＬＥＤから僅かに出射される角度が深い光は基端面３ａには入射されなくなり、漏れ光の発生が一層抑えられる。
ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角βの角度（以下、角度βということがある）は特に限定されないが、２８．９〜８６．５°が好ましく、２８．９〜７９．５°がより好ましい。角度βが８６．５°を超えると、光が出射面３ｃから出射される前に導光板３の側面（図示せず）で何度も反射して減衰する傾向があるばかりでなく、さらに基端面３ａで光を屈折させる方式の場合はＬＥＤから放射された光が集光構造４の表面で反射されやすくなり、画面が暗くなる傾向がある。また２８．９°未満であると光が一箇所に集まりやすくなり、画面の明るさがやや不均一になることがある。
角度βは、砲弾型ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させて形成するのが好ましく、この場合、面光源１全体の大きさ、厚さを増大させることなく自由な角度を形成させることができる。更にこの方法だと、ＬＥＤから放射された光はＸ軸に対して平行方向に広がりやすく、画面全体の均一性を向上させやすい。
この場合に砲弾型ＬＥＤの適当な回転角（以下、角度γということがある。図９参照）は、砲弾型ＬＥＤの交軸方向が出光面３ｃと平行な面に直交する角度（ＬＥＤを基端面３ａの下方に配置するときは真上方向、上方に配置するときは真下方向）を０°として、左右に１５〜８０°である。

本発明の面光源１における集光構造４としては、プリズム、レンズ、集光機能がある光学シート等が使用できる。また、これらの集光構造４は導光板３と一体的に形成してもよいし、導光板３と光源２の間に配置してもよく、さらには光源２と一体的に形成してもよい。なお、このなかでは集光機能がある光学シートを導光板３に接触して配置する方法が、必要なスペースが少なく、設置が簡単で、コストも低いため、最も好ましい。

なお、本発明では導光板３の厚さ方向に広がる光は漏れ光の原因になるため屈折又は排除する必要があるが、長さ方向に広がる光は導光板３の側面に通常配置される鏡面構造により反射されて再利用されるので、比較的許容される。従って、本発明においては、集光構造４として三角柱状マイクロプリズムを並列したプリズムシートを用い、この三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面３ａの長さ方向を略一致させることにより、導光板３の厚さ方向に広がる光のみを集光し、基端面３ａの長さ方向に広がる光を放置するのが簡単で好ましい。これにより、比較的深い角度で入射した光も浅い角度に屈折されるので、漏れ光がますます発生しにくくなり、基端面３ａ付近が局部的に明るくなる現象が抑えられる。

但し、導光板３の側面に通常配置される鏡面構造により反射した光はこの反射により減衰する。従って、例えば図５に示したように、集光構造４として、三角柱状マイクロレンズプリズムを並列したプリズムシートを２枚使用し、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向を互いに直交させるのが好ましい。このようにすると、光源２から斜めの角度で発せられる光を正面方向付近に屈折させるので、光が導光板３の側面で反射して減衰する回数が減少し、画面の明るさがより一層均一になる。

本発明の面光源１で使用する鏡面構造５としては、通常の平面鏡の他、基端面３ａに銀鏡により銀原子を析出させた構造等が使用できるが、銀鏡反応により作製した鏡面構造は必要なスペースが少なく、反射率が高いという点で好ましい。

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜４
（基端面３ａに集光構造４を設け、光源２を基端面３ａの下方に置く方式）
基端面３ａ側の厚さが５ｍｍで、縁端面３ｂ側の厚さ２ｍｍ、長さ２８０ｍｍで幅４０ｍｍのアクリル板の裏面にスクリーン印刷によりドットを形成して作製した導光板を用い、その基端面３ａ側を切削研磨し、角度αをそれぞれ２５°、５０°、７５°、８５°とした。基端面３ａには三角柱状マイクロレンズプリズムを並列したプリズムシート（五洋紙工株式会社製、商品名：ＧＴＬ５０００）を、三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が一致するように、また、マイクロプリズム側の面と基端面３ａが対向するように、さらに該プリズムシートと基端面３ａが接触するように配置した。
導光板３の下方には反射率約９６％の白色反射板（東レ株式会社製、商品名：ルミラーＥ−６０Ｌ）を配置し、裏面３ｄと部分的に接着した。接着する部分の面積は基端面３ａから遠端面３ｂに向けて遠ざかるほど広くなるようにし、接着された部分で全反射が崩されて乱反射し、出光面３ｃ全体から均一な光が出光されるように調整した。
基端面３ａの上方で出光面３ｃの端縁、及び遠端面３ｂには銀鏡反応により銀原子を析出させて鏡面構造を形成させた。なお、銀鏡反応は３％硝酸銀溶液３００ｍｌに２５％アンモニア水を少量づつ、液が透明になるまで攪拌しながら加えてＡ液（アンモニア性硝酸銀）とし、一方、２％ホルムアルデヒド水溶液１６５ｍｌをＢ液（還元剤）とし、これらＡ液とＢ液を使って遠端面３ｂに銀原子を析出させることにより行った。
光源２としては、砲弾型のＬＥＤ（日亜化学工業株式会社製、商品名：ＮＳＰＷ５００ＣＳ）を２個用い、これをＸ軸と平行に２ｃｍ間隔で並列した。ＬＥＤの先端の位置は、図８に示した通り、原点からＸ軸方向の左右それぞれに１０ｍｍ、Ｙ軸方向下方に５ｍｍ、Ｚ軸方向にＸ軸からＸ’軸に向かうベクトルのＹ軸方向成分の半分（即ち、Ｘ軸とＸ’軸の中線の真下）となるように配置した。
砲弾型ＬＥＤは上向きに配置したので、基端面３ａの法線とＬＥＤの光軸がなす角βの角度（角度β）はそれぞれ２５°、５０°、７５°、８５°である。

実施例５〜８
（実施例１〜４に加え、ＬＥＤを回転させた方式）
砲弾型ＬＥＤを、図９に示した通り、その先端を通りＺ軸と平行な線を中心に反時計回りに傾斜させ、角度γを４５°としたほかは実施例１〜実施例４と同様にして面光源を作成した。なお、この場合、角度βはそれぞれ２５°、５０°、７５°、８５°である。

実施例９〜１２
（基端面３ａに集光構造４を設け、光源２を基端面３ａの上方に置く方式）
角度αを９５°、１０５°、１３０°、１５５°とし、砲弾型ＬＥＤを頂点の位置が基端面３ａのＹ軸方向上方５ｍｍになるよう下向きに配置し、銀鏡構造５を基端面３ａに設けず、基端面３ａの下方で裏面３ｄの端縁に設けたほかは、実施例１〜４と同様にして面光源を作成した。

実施例１３〜１６
（基端面３ａに鏡面構造５を設け、光源２を基端面３ａの下方に置く方式）
角度αを１１５°、１３５°、１４５°、１６０°とし、基端面３ａに銀鏡反応による鏡面構造５を設け、裏面３ｄの基端面３ａ側の端縁近傍に集光構造４として実施例１で使用したものと同じプリズムシートが設けられており、砲弾型ＬＥＤを頂点の位置が基端面３ａのＹ軸方向下方５ｍｍになるよう、上向きに配置したほかは、実施例１〜４と同様にして面光源を作成した。

実施例１７〜２０
（基端面３ａに鏡面構造５を設け、光源２を基端面３ａの上方に置く方式）
角度αを２０°、３５°、４５°、６５°とし、砲弾型ＬＥＤを頂点の位置が基端面３ａのＹ軸方向上方５ｍｍになるよう、上向きに配置したほかは、実施例１３〜１６と同様にして面光源を作成した。

実施例２１、２２
角度γを１５°とした他は実施例５、８と同様にして面光源１を作成した。

実施例２３、２４
角度γを８０°とした他は実施例５、８と同様にして面光源１を作成した。

実施例２５〜２８
角度γを６０°とした他は実施例５〜８と同様にして面光源１を作成した。

比較例１〜４
集光構造４を設けないほかは実施例１〜４と同様にして面光源を作成した。

比較例５〜６
角度αを２０°、８７°としたほかは実施例１と同様にして面光源を作成した。

比較例７〜１０
集光構造４を設けないほかは実施例９〜１２と同様にして面光源を作成した。

比較例１１〜１２
角度αを９３°、１６０°としたほかは実施例９と同様にして面光源を作成した。

比較例１３〜１６
集光構造４を設けないほかは実施例１３〜１６と同様にして面光源を作成した。

比較例１７〜１８
角度αを１１０°、１７０°としたほかは実施例１３と同様にして面光源を作成した。

比較例１９〜２２
集光構造４を設けないほかは実施例１７〜２０と同様にして面光源を作成した。

比較例２３〜２４
角度αを１０°、７０°としたほかは実施例１７と同様にして面光源を作成した。

上記の実施例、比較例について、全体の明るさ、画面全体の明るさの均一性、遠端側の明るさの均一性を目視で判断した。
全体の明るさについては、Ａ：明るい、Ｂ：比較的明るい、Ｃ：暗い、の三段階で評価した。
画面全体の明るさの均一性は、Ａ：均一、Ｂ：比較的均一、Ｃ：ムラが目立つ、の三段階で評価した。
遠端側の明るさの均一性は局部的に明るい部分があるか否かで判断し、○：無い、×：有る、の２段階で評価した。
結果は表１及び表２に示す。

叙上のとおり、本発明に係る面光源は、導光板の基端面を出光面に対して所定の角度に傾け、この基端面の近傍に集光構造を設け、又はこの基端面の近傍に鏡面構造を設けるとともに裏面又は出光面の基端面側の端縁近傍に集光構造を設け、上側又は下側から照射された光を基端面で屈折させて導光板内に導入できるため、特に大画面の液晶表示装置を小型化できる面光源として頗る有用である。

１ 面光源
２ 光源（ＬＥＤ）
３ 導光板
３ａ 基端面
３ｂ 遠端面
３ｃ 出光面
３ｄ 裏面
４ 集光構造
５ 鏡面構造
６ 拡散板、光学シート、液晶など
α 導光板の出光面と基端面がなす角
β ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角
γ Ｚ軸を中心とするＬＥＤの回転角

Claims (4)

1. ＬＥＤからなる点光源と、全体視が略平板状であり基端面側から入射した光を裏面及び／又は遠端面で反射して出光面から出射する導光板とからなる面光源であって、
   基端面の近傍に集光機能を有する集光構造が設けられており、導光板の出光面と基端面がなす角の角度が９５〜１５５°であり、ＬＥＤからなる点光源は基端面の上方に配置されており、
   集光機能を有する集光構造が三角柱状マイクロプリズムを並列した２枚のプリズムシートであり、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向は互いに直交しているとともに、その１のプリズムシートの三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が略一致しており、
   基端面と出光面の交線と平行な軸をＸ軸とし、出光面の法線と平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸としたときに、
   ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させることにより、ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度が２８．９〜８６．５°になるように構成されていることを特徴とする面光源。
2. ＬＥＤからなる点光源と、全体視が略平板状であり基端面側から入射した光を裏面及び／又は遠端面で反射して出光面から出射する導光板とからなる面光源であって、
   基端面の近傍には鏡面構造が設けられており、導光板の出光面と基端面がなす角の角度が１１５〜１６０°であり、裏面の基端面側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造が設けられており、ＬＥＤからなる点光源は基端面の下方に配置されており、
   集光機能を有する集光構造が三角柱状マイクロプリズムを並列した２枚のプリズムシートであり、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向は互いに直交しているとともに、その１のプリズムシートの三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が略一致しており、
   基端面と出光面の交線と平行な軸をＸ軸とし、出光面の法線と平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸としたときに、
   ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させることにより、ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度が２８．９〜８６．５°になるように構成されていることを特徴とする面光源。
3. ＬＥＤからなる点光源と、全体視が略平板状であり基端面側から入射した光を裏面及び／又は遠端面で反射して出光面から出射する導光板とからなる面光源であって、
   基端面の近傍には鏡面構造が設けられており、導光板の出光面と基端面がなす角の角度が２０〜６５°であり、出光面の基端遠側の端縁近傍には集光機能を有する集光構造が設けられており、ＬＥＤからなる点光源は基端面の上方に配置されており、
   集光機能を有する集光構造が三角柱状マイクロプリズムを並列した２枚のプリズムシートであり、それぞれのプリズムシートの三角柱状プリズムの長さ方向は互いに直交しているとともに、その１のプリズムシートの三角柱状マイクロプリズムの長さ方向と基端面の長さ方向が略一致しており、
   基端面と出光面の交線と平行な軸をＸ軸とし、出光面の法線と平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸をＺ軸としたときに、
   ＬＥＤをＸ軸及びＹ軸に平行な面の上で、Ｚ軸と平行な線を中心として回転させることにより、ＬＥＤの光軸方向と基端面の法線方向のなす角の角度が２８．９〜８６．５°になるように構成されていることを特徴とする面光源。
4. ＬＥＤが砲弾型であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の面光源。

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