WO2016194798A1 - 面光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

面光源装置および液晶表示装置 Download PDF

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WO2016194798A1
WO2016194798A1 PCT/JP2016/065685 JP2016065685W WO2016194798A1 WO 2016194798 A1 WO2016194798 A1 WO 2016194798A1 JP 2016065685 W JP2016065685 W JP 2016065685W WO 2016194798 A1 WO2016194798 A1 WO 2016194798A1
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WO
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light
light source
distribution control
control element
source device
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PCT/JP2016/065685
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English (en)
French (fr)
Inventor
菜美 沖本
紗希 前田
栄二 新倉
智彦 澤中
正明 竹島
真哉 杉野
浩二 志水
健史 山本
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction

Definitions

  • the present invention relates to a surface light source device that emits planar light using a plurality of light sources, and a liquid crystal display device that displays an image on a liquid crystal panel by illuminating the liquid crystal panel from the back surface using the surface light source device. It is.
  • the liquid crystal panel included in the liquid crystal display device does not emit light by itself.
  • the liquid crystal display device includes a backlight device (surface light source device) on the back side of the liquid crystal panel as a light source for illuminating the liquid crystal panel.
  • this backlight device As a configuration of this backlight device, a direct type backlight device in which a plurality of light emitting diodes (Light Emitting Diodes: hereinafter referred to as LEDs) are arranged is known.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • the surface light source device according to the present invention emits planar light with a highly uniform luminance distribution. For this reason, the surface light source device according to the present invention can be used in other than the backlight of the liquid crystal display device.
  • the surface light source device according to the present invention can also be used as a lighting device used in room lighting or the like.
  • the surface light source device according to the present invention can be used for, for example, an announcement display device that illuminates a photograph or the like from the back side.
  • LEDs are intensively arranged in the vicinity of the center in the short side direction of the backlight unit along the long side direction of the backlight unit. And the light ray from LED is reflected using the reflective sheet
  • Patent Document 1 a reflective sheet is used to improve the uniformity of the planar light. For this reason, when the screen of the liquid crystal display device is enlarged, a support for supporting the reflection sheet is required, and it becomes difficult to stably manufacture the curved shape of the reflection sheet.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a surface light source device that improves the uniformity of planar light with a simple configuration even when a light source is arranged in a partial region. With the goal.
  • the surface light source device includes a light source that emits light and a light distribution control element that distributes the light emitted from the light source, and the light distribution control element includes a first light axis that passes through the optical axis of the light distribution control element. And a second light emitting surface that is disposed at an end of the first light emitting surface and extends toward the light source in the direction of the optical axis, and the second light emitting surface has a concave shape The area is provided.
  • the uniformity of the planar light can be improved with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device 100 (including a surface light source device 200) according to Embodiment 1 of the present invention. It is the figure which showed the behavior at the time of the light ray radiate
  • FIG. 1 It is the figure which showed the behavior at the time of the light ray radiate
  • FIG. 1 shows the structure of the light distribution control element 6a of the modification 1 of the surface light source device 200 which concerns on Embodiment 1 which concerns on this invention. It is a figure which shows the structure of the light distribution control element 6a of the modification 2 of the surface light source device 200 which concerns on Embodiment 1 which concerns on this invention. It is a block diagram which shows schematically the structure of the liquid crystal display device 101 (including the surface light source device 201) which concerns on Embodiment 2 which concerns on this invention. It is the figure which showed the behavior at the time of the light ray radiate
  • FIG. 1 shows the structure of the light distribution control element 6a of the modification 1 of the surface light source device 200 which concerns on Embodiment 1 which concerns on this invention. It is a figure which shows the structure of the light distribution control element 6a of the modification 2 of the surface light source device 200 which concerns
  • FIG. 8a shows the structure of the light distribution control element 8a of the modification 4 of the surface light source device 201 which concerns on Embodiment 2 which concerns on this invention. It is a figure which shows the structure of the light distribution control element 8a of the modification 5 of the surface light source device 201 which concerns on Embodiment 2 which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device 100 (including a surface light source device 200) according to the first embodiment.
  • the long side direction of the liquid crystal panel is horizontally arranged. Therefore, in the following embodiments, the y-axis direction is assumed to be horizontal and the x-axis direction is assumed to be vertical.
  • the short side direction of the liquid crystal panel (liquid crystal display element) 1 is defined as the x-axis direction (left-right direction in FIG. 1).
  • the long side direction of the liquid crystal panel 1 is taken as the y-axis direction (perpendicular to the paper on which FIG. 1 is drawn).
  • a direction perpendicular to the xy plane that is a plane including the x-axis and the y-axis is defined as a z-axis direction (vertical direction in FIG. 1).
  • the left side is the positive direction of the y axis (+ y axis direction), and the right side is the negative direction of the y axis ( ⁇ y axis direction).
  • “View from the display surface side” means to look at the ⁇ z axis direction side from the + z axis direction side.
  • the upper side of the liquid crystal display device is the x-axis positive direction (+ x-axis direction), and the lower side is the x-axis negative direction ( ⁇ x-axis direction).
  • the direction in which the liquid crystal display device displays an image is the positive z-axis direction (+ z-axis direction), and the opposite direction is the negative z-axis direction ( ⁇ z-axis direction).
  • the + z-axis direction side is called the display surface side.
  • the z-axis direction side is referred to as the back side.
  • the liquid crystal display device 100 includes a transmissive liquid crystal panel 1 and a surface light source device 200.
  • the liquid crystal display device 100 can include optical sheets 2 and 3.
  • the surface light source device 200 includes a light distribution control element 6 and a light source 7. Further, the surface light source device 200 can include the diffusing plate 4 or the reflecting member 5.
  • the surface light source device 200 irradiates light on the back surface (the surface on the ⁇ z-axis direction side) of the liquid crystal panel 1 through the optical sheet 3 and the optical sheet 2.
  • These components 1, 2, 3, 200 are arranged in order from the + z-axis direction to the ⁇ z-axis direction.
  • the liquid crystal panel 1 converts light into image light.
  • Image light refers to light having image information.
  • the display surface 1a of the liquid crystal panel 1 is, for example, a surface parallel to the xy plane.
  • the display surface 1a is a surface on the + z-axis direction side of the liquid crystal panel 1.
  • the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 1 has a planar structure spreading in a direction parallel to the xy plane.
  • the display surface 1a of the liquid crystal panel 1 is usually rectangular. That is, two adjacent sides of the display surface 1a are orthogonal.
  • the shape of the display surface may be another shape.
  • the short side of the display surface 1a is parallel to the x axis.
  • the long side of the display surface 1a is parallel to the y axis.
  • the optical sheet 2 suppresses optical influences such as fine illumination unevenness.
  • the optical sheet 3 has a function of directing light emitted from the diffusion plate 4 in the normal direction (+ z-axis direction) of the display surface 1a of the liquid crystal panel 1.
  • the diffusion plate 4 diffuses the transmitted light. “Diffusion” means spreading. That is, light is scattered. The diffuser plate 4 scatters the transmitted light.
  • the diffusion plate 4 has, for example, a thin plate shape. Further, the diffusion plate 4 may be in the form of a sheet, for example. Alternatively, it may be a film formed on the substrate.
  • the substrate means, for example, a transparent plate that forms a diffusion film.
  • the diffusion plate 4 is disposed on the + z axis side of the reflecting member 5.
  • the diffusing plate 4 is disposed so as to cover the opening 53 of the reflecting member 5. That is, the diffusing plate 4 is disposed on the light emitting surface of the surface light source device 200.
  • the light beam reaches the diffusion plate 4 is described.
  • the diffusion plate 4 is disposed in the opening 53 of the reflecting member 5.
  • the light beam reaches the diffusion plate 4 can be rephrased as “the light beam reaches the opening 53”.
  • the opening 53 or the diffusion plate 4 functions as a light emitting surface of the surface light source device 200. Therefore, “the light beam reaches the diffusion plate 4” can be rephrased as “the light beam reaches the light emitting surface of the surface light source device 200”.
  • the diffusion plate 4 and the opening 53 of the reflecting member 5 are shown as an example of the light emission surface of the surface light source device 200.
  • the reflection member 5 is a member that reflects light.
  • the reflecting member 5 includes five surfaces, that is, a bottom surface 51 and four side surfaces 52 that are parallel to the xy plane.
  • the reflection member 5 includes a bottom surface 51 and a side surface 52.
  • the reflecting member 5 includes one bottom surface 51 and four side surfaces 52. That is, the reflecting member 5 has five surfaces.
  • the reflecting member 5 has a box shape.
  • the bottom surface 51 is, for example, a surface parallel to the xy plane. Further, the bottom surface 51 has, for example, a rectangular shape.
  • the side surface 52 is connected to each side of the bottom surface 51.
  • the side surface 52 is inclined so that the light emitting region expands in the + z-axis direction.
  • the light emitting region is, for example, a region on a plane parallel to the xy plane. That is, the reflecting surface of the side surface 52 faces the + z-axis direction.
  • the reflecting surface of the side surface 52 is a surface inside the reflecting member 5.
  • the two side surfaces 52 connected to the side parallel to the y direction of the bottom surface 51 are inclined so that the distance between them increases toward the + z-axis direction. is doing. That is, the side surface 52 on the ⁇ x-axis direction side rotates counterclockwise with respect to the yz plane as viewed from the ⁇ y-axis direction, centering on the connection portion with the bottom surface 51. Further, the side surface 52 on the + x-axis direction side rotates clockwise with respect to the yz plane around the connection portion with the bottom surface 51 when viewed from the ⁇ y-axis direction.
  • the two side surfaces 52 connected to the sides parallel to the x direction of the bottom surface 51 are also inclined so that the distance between them increases toward the + z-axis direction. That is, the side surface 52 on the ⁇ y-axis direction side rotates to the near side ( ⁇ y-axis direction side) with respect to the zx plane as viewed from the ⁇ y-axis direction, with the connection portion with the bottom surface 51 as the center. ing. Further, the side surface 52 on the + y-axis direction side rotates to the back side (+ y-axis direction side) with respect to the zx plane as viewed from the ⁇ y-axis direction, with the connection portion with the bottom surface 51 as the center. .
  • the inside of the reflecting member 5 is a reflecting surface. That is, the inner surface of the bottom surface 51 is a reflecting surface.
  • the inner surface of the side surface 52 is a reflecting surface.
  • the reflection surface of the reflection member 5 may be a diffuse reflection surface, for example. The light reflected by the diffuse reflection surface is diffused. That is, the light reflected by the diffuse reflection surface is scattered.
  • the reflecting member 5 may be, for example, a light reflecting sheet based on a resin such as polyethylene terephthalate or a light reflecting sheet obtained by depositing metal on the surface of the substrate.
  • An opening 53 is formed in the + z-axis direction facing the bottom surface 51 of the reflecting member 5.
  • the opening 53 is formed by the side surface 52.
  • the reflecting member 5 and the diffusion plate 4 constitute a hollow box shape.
  • the diffusion plate 4 corresponds to a lid of the reflection member 5 having a box shape.
  • This hollow box has a reflecting surface and a diffusing surface that transmits light.
  • the light distribution control element 6 is an optical element that changes the light distribution of the light emitted from the light source 7.
  • Light distribution refers to the light intensity distribution with respect to the space of the light source. That is, the spatial distribution of light emitted from the light source.
  • Luminance indicates the intensity of light emitted from a light emitter, and is obtained by dividing a light beam passing through a minute solid angle in a certain direction by the minute solid angle. In other words, “luminosity” is a physical quantity that represents how much light is emitted from the light source.
  • the light distribution control element 6 is arranged on the + z axis direction side of the light source 7 so as to surround the light source 7.
  • the light distribution control element 6 is disposed so as to surround the light source 7.
  • the light distribution control element 6 is disposed so as to cover the light source 7.
  • the light distribution control element 6 is disposed on the + z axis direction side of the light source 7.
  • the light distribution control element 6 is, for example, a rod-shaped optical element extending in the y-axis direction.
  • the light distribution control element 6 is, for example, a cylindrical lens.
  • the light distribution control element 6 is, for example, a toroidal lens.
  • Cylindrical lenses are lenses that wait for a cylindrical refractive surface. That is, the cylindrical lens has a curvature in one direction (first direction) and does not have a curvature in a direction (second direction) perpendicular to the direction (first direction).
  • first direction first direction
  • second direction second direction
  • first direction first direction
  • first direction second direction
  • first direction first direction
  • second direction second direction
  • first direction first direction
  • first direction second direction
  • the cylindrical lens When light is incident on the cylindrical lens, light is condensed or diverged in only one direction.
  • parallel light is incident on a convex cylindrical lens, the light is collected in a linear shape. This condensed line is called a focal line.
  • “having curvature” means having power.
  • power is also called refractive power.
  • the first direction is the x-axis direction.
  • the second direction is the y-axis direction.
  • the toroidal lens is a lens having different powers in one direction (first direction) and a direction (second direction) perpendicular to the direction (first direction). That is, the power in the second direction is smaller than the power in the first direction.
  • the light distribution control element 6 is made of a transparent material such as acrylic resin (PMMA).
  • FIG. 2 and 3 are diagrams illustrating the behavior when the light beam L emitted from the light source 7 passes through the light distribution control element 6.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating how the light beam L 1 travels in the vicinity of the optical axis C of the light beams emitted from the light source 7.
  • Figure 3 is a view angle with respect to the optical axis C showed the advance how wide beam L 2 of the light ray emitted from the light source 7.
  • 2 and 3 are shown in a cross-sectional shape in the zx plane. However, in order to make it easier to see the light beam, the cross-section hatching is omitted.
  • the light beam L includes the light beam L 1 and the light beam L 2 .
  • the optical axis C is the optical axis of the light distribution control element 6.
  • the optical axis Cs is the optical axis of the light source 7.
  • the optical axis C of the light distribution control element 6 is parallel to the z-axis.
  • the optical axis Cs of the light source 7 is parallel to the z axis.
  • the optical axis C overlaps the optical axis Cs.
  • the light beam L 1 is emitted from the light emitting surface 7 a of the light source 7.
  • light rays L 2 angle with respect to the optical axis C is wide, for example, after entering from the incident surface 61, directly, a ray reaching the light emitting surface 62b.
  • the light beam L 2 is emitted from the light emitting surface 7 b of the light source 7.
  • the light distribution control element 6 includes a light incident surface 61 on which the light beams L 1 and L 2 emitted from the light source 7 are incident.
  • the light distribution control element 6 includes a light emitting surface 62 that emits the light beams L 1 and L 2 incident from the light incident surface 61.
  • the light incident surface 61 includes two light incident surfaces 61a and 61b.
  • the light incident surfaces 61a and 61b are inclined with respect to the yz plane.
  • the case where the light distribution control element 6 is a rod-shaped optical element extending in the y-axis direction is described.
  • the light distribution control element 6 is a cylindrical lens
  • the cylindrical lens extends in the y-axis direction.
  • the light distribution control element 6 is focused or diverged on the zx plane.
  • the light incident surfaces 61a and 61b are inclined so that the distance approaches in the + z direction.
  • the light incident surface 61 is located on the optical axis C. In the light incident surface 61, the interval between positions symmetrical with respect to the optical axis C is narrowed toward the light emitting surface 62a. The distance between the light incident surfaces 61a and 61b and the optical axis C is narrowed toward the light emitting surface 62a.
  • the light incident surfaces 61a and 61b When viewed on the zx plane, the light incident surfaces 61a and 61b form an isosceles triangle shape. When viewed on the zx plane, the light incident surfaces 61a and 61b correspond to the equilateral sides of an isosceles triangle. When viewed on the zx plane, the intersection of the light incident surfaces 61a and 61b corresponds to the apex of an isosceles triangle.
  • the light incident surfaces 61a and 61b may be curved surfaces that draw a curve on the zx plane.
  • the portion where the light incident surfaces 61a and 61b intersect is a curved surface.
  • the apex portion 63 may have a planar shape parallel to the xy plane, for example. That is, the apex portion 63 may have a planar shape perpendicular to the optical axis C, for example. In this case, the light incident surface 61 has a trapezoidal shape on the zx plane.
  • the optical axis C passes through the apex portion 63. That is, the optical axis C passes through the end of the light incident surface 61 on the light exit surface 62a side.
  • the light incident surfaces 61a and 61b are symmetrical with respect to the optical axis C on the zx plane, for example.
  • the light incident surfaces 61a and 61b are, for example, plane symmetric with respect to the yz plane.
  • the light incident surfaces 61a and 61b are triangular prism-shaped concave portions.
  • the bottom surface of this triangular prism is a plane parallel to the zx plane.
  • the concave portion has, for example, a groove shape.
  • the recess extends in the y-axis direction. That is, the recess is groove-shaped and extends in the y-axis direction.
  • the light incident surface 61 has a conical shape.
  • the light distribution control element 6 is a rotating body.
  • a “rotary body” is a solid that is formed when a plane figure is rotated once around a straight line on the same plane.
  • the vertex part 63 can take a curved surface shape or a planar shape.
  • the light incident surface 61 has a conical shape or a truncated cone shape.
  • the light source 7 is disposed in a recess formed by the light incident surface 61.
  • the recess is a space covered with the light incident surface 61. That is, the recess is a space on the ⁇ z axis side of the light incident surface 61.
  • the recess is a space on the opposite side of the light incident surface 61 from the exit surface 62a.
  • the concave portion is a space on the back surface side with respect to the light incident surface 61.
  • a plurality of light sources 7 are arranged in the y-axis direction.
  • the light source 7 is arranged side by side in the second direction described above.
  • the second direction is a direction in which the light distribution control element 6 does not have a curvature. That is, the light source 7 is disposed along the recess formed by the light incident surface 61.
  • the light source 7 is arranged side by side in a recess formed by the light incident surface 61.
  • the light exit surface 62 includes two light exit surfaces 62a and 62b.
  • the light emitting surface 62a is disposed on the + z-axis direction side on the light distribution control element 6. That is, the light emitting surface 62a is a surface on the + z-axis direction side of the light distribution control element 6.
  • the optical axis C passes through the light emitting surface 62a. That is, the light emitting surface 62a has an intersection with the optical axis C.
  • the light emitting surface 62a is, for example, a convex surface protruding in the + z-axis direction.
  • the light emission surface 62a is a cylindrical surface. That is, the light emitting surface 62a is a cylindrical surface.
  • Cylindrical surface refers to a surface having a curvature in one direction (first direction) but not having a curvature in a direction perpendicular to the first direction (second direction).
  • the cylindrical surface has a curvature acting as a lens on one axis (axis in the first direction) when the incident surface of the lens is divided into two axes orthogonal to each other, and the other axis (second direction). There is no curvature on the axis.
  • the cylindrical surface is, for example, a cylindrical surface.
  • the light exit surface 62a has a curvature in the x-axis direction and does not have a curvature in the y-axis direction. That is, in the embodiment, the first direction is the x-axis direction. The second direction is the y-axis direction.
  • optical axis is a straight line passing through the center and the focal point, such as a lens or a spherical mirror. In the case of a cylindrical surface, it is determined by a lens shape of a cross-sectional shape having a curvature. In the first embodiment, the optical axis C is defined by the shape of the light emitting surface 62a on the zx plane.
  • the optical axis C can be determined by the light incident surface 61 and the light emitting surface 62a.
  • the light incident surface 61 has, for example, a cylindrical surface.
  • the light emitting surface 62a may be a flat surface.
  • the “axis of the cylindrical surface” is an axis parallel to the y-axis unlike the optical axis C.
  • the light emitting surface 62b is disposed at the end of the light emitting surface 62a and extends in the direction of the optical axis C.
  • the light emitting surface 62b is arranged in the + x-axis direction or the ⁇ x-axis direction.
  • Light emitting surface 62b 1 is disposed in the + x-axis direction.
  • Light emitting surface 62b 2 are arranged in the -x axis direction.
  • the light emitting surface 62b is formed at the end of the light emitting surface 62a in the x-axis direction.
  • Light emitting surface 62b 1 is formed on the end portion of the + x-axis direction of the light exit surface 62a.
  • Light emitting surface 62b 2 are formed on the end of the -x-axis direction of the light exit surface 62a.
  • the light exit surface 62b extends in the ⁇ z direction from the end of the light exit surface 62a. That is, the light emitting surface 62b extends from the end of the light emitting surface 62a toward the light source 7 in the direction of the optical axis C. The light emitting surface 62b extends from the end of the light emitting surface 62a toward the light incident surface 61 in the direction of the optical axis C.
  • the light emitting surface 62b has a concave area.
  • the light emitting surface 62b 1 is a concave with respect to + x-axis direction.
  • Light emitting surface 62b 2 are concave with respect -x axis direction.
  • the concave surface area of the light emitting surface 62b can be a cylindrical surface.
  • the first direction is the z-axis direction.
  • the second direction is the y-axis direction.
  • the first direction is a direction in which the cylindrical surface has a curvature
  • the second direction is a direction in which the cylindrical surface does not have a curvature.
  • the light source 7 emits a light beam L 2 from the side (light emitting surface 7b).
  • Light L 2 emitted from the light emitting surface 7b reaches directly to the light emitting surface 62b.
  • the light beam L 2 having reached directly on the light emitting surface 62b is emitted toward the light emitting surface 62b on the light emitting surface of the surface light source device 200.
  • the light distribution control device 6 is provided with the light emitting surface 62b, the light beam L 2 emitted from the side surface of the light source 7 (light emitting surface 7b), can be effectively utilized. That is, a decrease in light utilization efficiency due to light reflection or the like can be suppressed.
  • Light distribution control device 6 is an optical element which is suitable for a light source 7 for emitting a light beam L 2 from the side (light emitting surface 7b).
  • the light source 7 is a light source using an LED element, for example.
  • the light source 7 includes, for example, an organic electroluminescence light source or a light source that emits light by irradiating excitation light onto a phosphor applied on a flat surface. That is, the light source 7 is, for example, a solid light source. In the embodiment, it is assumed that the light source 7 uses an LED element.
  • the plurality of LED elements are arranged on the bottom surface 51 of the reflecting member 5.
  • the LED elements are arranged side by side in the y-axis direction.
  • the light source 7 is arranged side by side in the axial direction of the cylindrical surface of the light emitting surface 62a.
  • the light source 7 emits light from the surface on the + z axis side and the side surface.
  • the side surface is a surface that connects the surface on the + z-axis side and the surface on the ⁇ z-axis side of the light source 7.
  • the light emitting surface 7 a is a surface on the + z axis side of the light source 7.
  • the light emitting surface 7 b is a side surface of the light source 7.
  • Light-emitting surface 7a emits light L 1.
  • Emitting surface 7b emits light L 2.
  • the light emitting surface 7b is formed around the light emitting surface 7a.
  • Emitting surface 7b relative to direction of emission L 1 (+ z axis direction), and emits a light beam L 2 in a direction perpendicular.
  • the surface on the ⁇ z-axis side of the light source 7 is a surface that supplies power to the light source 7. For this reason, the surface on the ⁇ z-axis side of the light source 7 is in electrical contact with a circuit board or the like. In the embodiment, the ⁇ z-axis side surface of the light source 7 is in contact with the bottom surface 51. For example, when the light source 7 has a rectangular parallelepiped shape, the light source 7 has five light emitting surfaces.
  • the light source 7 has a columnar shape, for example.
  • a “column” is a cylindrical solid surrounded by two parallel planes and a column surface.
  • the column includes a prism or a cylinder.
  • the light source 7 has, for example, a quadrangular prism shape.
  • the light source 7 has, for example, a cylindrical shape.
  • the light emitting surface 7a corresponds to one columnar shape plane.
  • the light emitting surface 7b corresponds to a columnar columnar surface.
  • the column face is also called a side face.
  • the light source 7 is disposed in the recess formed by the light incident surfaces 61a and 61b.
  • a normal line to the light emitting surface 7 a located at the center of the light emitting surface 7 a of the light source 7 is defined as an optical axis Cs of the light source 7. That is, the optical axis Cs of the light source 7 is located at the center of the light emitting surface 7 a of the light source 7.
  • the optical axis Cs is a normal to the light emitting surface 7a.
  • the optical axis Cs is an axis perpendicular to the light emitting surface 7a.
  • the optical axis Cs is an axis perpendicular to the light emitting surface 7 a located at the center of the light emitting surface 7 a of the light source 7. For example, when the light emitting surface 7a is not a plane, it can be considered as an approximate plane.
  • the optical axis Cs may be the center of the light distribution of the light beam L 1 emitted from the light emitting surface 7a. Further, the optical axis Cs, among the light-emitting surface 7a of the light distribution of the light rays L 1 emitted may be the direction of highest intensity.
  • the light distribution is a light intensity distribution with respect to the direction in which the light beam is emitted.
  • the optical axis Cs of the light source 7 coincides with the optical axis C.
  • the optical axis Cs of the light source 7 coincides with the optical axis C of the light distribution control element 6.
  • the light beams L 1 and L 2 that have reached the light incident surface 61 are refracted by the light incident surfaces 61 a and 61 b and enter the light distribution control element 6.
  • the refraction angle of a light beam is larger than the incident angle of the light beam. That is, when the light beam L 1, L 2 is incident on the light distribution control device 6 inside, the refraction angle of the light beam L 1, L 2 is greater than the angle of incidence of the ray L 1, L 2.
  • the light beams L 1 and L 2 reach the light exit surface 62 after traveling inside the light distribution control element 6.
  • a part of the light beam L (light beam L 1 ) that has traveled through the light distribution control element 6 is emitted from the light emitting surface 62a.
  • the light emitting surface 62a is a surface on the + z-axis direction side of the light distribution control element 6.
  • the light emitting surface 62a has, for example, a convex shape.
  • the light exit surface 62a has a convex shape that changes gently.
  • the light emitting surface 62a of the convex By the light emitting surface 62a of the convex, light L 1 is refracted in a direction in which angle increases with respect to the optical axis C. As shown in FIG. 2, the light emitting surface 62a, light L 1 is refracted in a direction angle with respect to the optical axis C is increased.
  • a part of the light beam L (light beam L 2 ) traveling inside the light distribution control element 6 is emitted from the light emitting surface 62b.
  • the light emitting surface 62b is a surface in the + x-axis direction or a surface in the ⁇ x-axis direction of the light distribution control element 6.
  • the light emitting surface 62b has a concave shape. In FIG. 2, the light emitting surface 62b has a gentle concave shape.
  • light L 2 having reached the light exit surface 62b, the direction of refracted by the concave position (position on the light exit surface 62b) are different. Therefore, light rays L 2 emitted from the light emitting surface 62b proceeds spreads the + z direction. That is, the light beam L 2 emitted from the light emitting surface 62 b spreads on the diffusion plate 4.
  • the light beam L 2 emitted from the light emitting surface 62 b reaches the area around the opening 53.
  • Light L 2 emitted from the light exit surface 62b reaches the light exit surface of the surface light source device 200.
  • Light L 2 emitted from the light exit surface 62b reaches the region around the light emitting surface of the surface light source device 200 (the periphery).
  • the light beam L 2 reaches a region (peripheral portion) around the light emitting surface of the surface light source device 200, thereby increasing the light amount in the peripheral portion of the light emitting surface of the surface light source device 200. be able to. And the fall of the brightness
  • the diffusing plate 4 is a light emitting surface of the surface light source device 200.
  • the light distribution control element 6 has a function of changing the light distribution of the light source 7 onto the light emitting surface of the surface light source device 200.
  • the light distribution control element 6 has a function of changing the light distribution of the light source 7 to a light intensity distribution with increased uniformity on the light emission surface of the surface light source device 200.
  • the light distribution control element 6 adjusts the inclination angle A of the light incident surface 61, the curvature of the apex portion 63, the shape of the convex surface of the light emitting surface 62a, the shape of the concave surface of the light emitting surface 62b, and the like. Can be controlled.
  • the inclination angle A is an angle formed between the light incident surfaces 61a and 61b and the optical axis C on the zx plane.
  • Some of the light beams L 1 and L 2 that have reached the diffuser plate 4 are reflected and travel inside the reflecting member 5.
  • the light rays L 1 and L 2 that have traveled inside the reflecting member 5 are reflected by the bottom surface 51 or the side surface 52 of the reflecting member 5 and then reach the diffusion plate 4 again.
  • the light transmitted through the diffusion plate 4 is diffused by the diffusion plate 4. And the light which permeate
  • the light transmitted through the diffusion plate 4 is emitted toward the back surface 1b of the liquid crystal panel 1.
  • the illumination light passes through the optical sheet 3 and the optical sheet 2 and is irradiated on the back surface 1 b of the liquid crystal panel 1.
  • the back surface 1b is a surface on the ⁇ z-axis direction side of the liquid crystal panel 1.
  • the light distribution control element 6 has been described as a rod-shaped optical element, for example.
  • the light distribution control element 6 is not limited to a rod-shaped optical element. Even if one light distribution control element 6 is attached to one light source 7, the same effect can be obtained. That is, the light distribution control element 6 may have a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis C. That is, the light distribution control element 6 has a shape of a rotating body that is symmetric with respect to the optical axis C.
  • the light distribution control element 6 when the light distribution control element 6 has a rod shape, the light distribution control element 6 can be manufactured by extrusion molding. Usually, in a direct type backlight device, one lens is attached to one LED element (light source 7). However, one rod-shaped light distribution control element 6 may be provided for a plurality of LED elements (light sources 7) arranged in one row.
  • the number of parts of the light distribution control element 6 can be reduced by forming the light distribution control element 6 in a bar shape.
  • a lens light distribution control element 6
  • the light distribution control element 6 for a plurality of LED elements (light sources 7) arranged in a row, a substrate on which the LED elements (light sources 7) are arranged and one light distribution control element. Since 6 is bonded, the bonding work becomes easy. That is, since one light distribution control element 6 is attached to a plurality of LED elements (light source 7) arranged in one row, the light distribution control element 6 can be easily attached.
  • an optical element that needs to be positioned in the xy plane with respect to the LED element (light source 7), such as a lens array in which a plurality of lenses are configured by one optical element, can be considered.
  • the light distribution control element 6 it is not necessary to change the mold of the light distribution control element 6 with respect to an increase or decrease in the number of LED elements (light sources 7). Therefore, the light distribution control element 6 is highly versatile with respect to a change in the specifications of the surface light source device 200. That is, the luminance of the surface light source device 200 can be adjusted only by changing the number of LED elements (light sources 7). For this reason, the optimal number of LED elements (light sources 7) can be arranged.
  • the light distribution control element 6 when the light distribution control element 6 is manufactured by extrusion molding, its length can be freely changed. For this reason, for example, even when the sizes of the liquid crystal display device 100 are different, the same mold can be used.
  • the surface light source device 200 emits the light emitted from the light distribution control element 6 even if the light source 7 is arranged in a partial region. It can be changed toward the surface (diffusion plate 4). That is, the traveling directions of the light beams L 1 and L 2 are changed by the light distribution control element 6 to the direction of the opening 53 (light emitting surface of the surface light source device 200). For this reason, the surface light source device 200 can reduce the dependency on the shape of the reflecting member 5 and realize a surface light source with increased uniformity.
  • the plurality of light sources 7 are arranged in a row.
  • the plurality of light sources 7 are arranged along the long side direction (y-axis direction) in the center portion of the backlight device 200 in the short side direction (x-axis direction) when viewed from the display surface side.
  • the light distribution of the light source 7 can be directed to the light emitting surface (the diffusion plate 4) of the surface light source device 200 with a simple configuration by using the rod-shaped light distribution control element 6. it can.
  • the light distribution control element 6 is a transparent material, a material including a diffusing material may be used.
  • the light beam enters the diffusing material, the light beam is diffused and changes its traveling direction. That is, the light rays are scattered and change the traveling direction. Therefore, the traveling direction of the light beam traveling inside the light distribution control element 6 is changed in a random direction. Then, the light beam whose traveling direction has been changed reaches the light emitting surface 62 of the light distribution control element 6. For this reason, it is possible to irradiate a wide range with the light emitted from the light distribution control element 6.
  • the light incident surface 61 or the light emitting surface 62 of the light distribution control element 6 may be formed using a transparent material.
  • the light incident surface 61 or the light emitting surface 62 may be provided with a minute uneven shape.
  • the traveling direction of the light beam randomly changes depending on the uneven shape provided on the light incident surface 61 or the light emitting surface 62. For this reason, a wide range can be irradiated with the light emitted from the light distribution control element 6.
  • the “bright line” is a high luminance area that can be linearly formed on the light emitting surface of the surface light source device.
  • diffusing light it is possible to reduce unevenness in luminance on the light exit surface of the surface light source device 200 that is generated by arranging a plurality of light sources 7 side by side. That is, the difference between the bright part and the dark part can be reduced.
  • an uneven shape can be given only to the light incident surface 61.
  • an uneven shape can be given only to a partial region of the light emitting surface 62. That is, the uneven shape may be a partial region of the light incident surface 61 or the light emitting surface 62.
  • the uneven shape it is not necessary for the uneven shape to have the same roughness in all regions.
  • the size of the uneven shape of the light incident surface 61 can be made smaller than the size of the uneven shape of the light emitting surface 62.
  • the degree of light diffusion due to the diffusing material or the uneven shape is preferably smaller than the degree of light refraction by the light incident surface 61 and the degree of light refraction by the light exit surface 62. This is because in the light distribution of the light emitted from the light distribution control element 6, the influence of the diffusing material or the uneven shape becomes dominant, and it becomes difficult to adjust the light distribution by design. That is, it becomes difficult to control the light distribution.
  • the light distribution is directed toward the light emitting surface (diffuser plate 4) of the surface light source device 200 by refraction due to the shape of the light distribution control element 6. For this reason, when the factor of light diffusion increases, there is a possibility that only the vicinity of the light source 7 becomes brighter and becomes darker as the distance from the light source 7 increases.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the light distribution control element 6a of the first modification.
  • the light distribution control element 6 was made of a transparent material.
  • the light distribution control element 6 a may have a multilayer structure using a material 64 and a transparent material 65.
  • the portion of the light exit surface 62a of the light distribution control element 6a is formed of a material 64. Further, a portion on the ⁇ z-axis side of a portion formed of the material 64 is formed of a transparent material 65. A portion of the light emission surface 62b of the light distribution control element 6a is formed of a material 65. Further, the portion of the light incident surface 61 of the light distribution control element 6 a is formed of the material 65. That is, the portion on the light incident surface 61 side of the portion formed of the material 64 is formed of the transparent material 65.
  • the light incident from the light incident surface 61 passes through the transparent material 65 portion, then passes through the material 64 portion, and reaches the light emitting surface 62a.
  • the material 64 can be, for example, a material including a diffusing material. Further, the material 64 can be, for example, a transparent material having a refractive index different from that of the transparent material 65.
  • the light distribution control element 6a When producing the light distribution control element 6a by extrusion molding, it can be molded using a plurality of materials.
  • ⁇ Light distribution can be controlled by changing the material in this way.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the light distribution control element 6b of the second modification.
  • a light diffusing element 66 may be disposed on the light emitting surface 62 of the light distribution control element 6.
  • the light diffusing element 66 has a sheet shape.
  • the light diffusing element 66 is disposed on the optical axis C.
  • the light diffusing element 66 is disposed on the light emitting surface 62 a of the light distribution control element 6.
  • the light beam (light beam L 1 ) traveling on the optical axis C of the light distribution control element 6 may travel straight without being refracted by the light incident surface 61 and the light emitting surface 62a. In that case, the portion appears as a bright line on the display surface 1a.
  • the light diffusing element 66 By arranging the light diffusing element 66 on the optical axis C, the bright line can be softened and the uniformity of luminance can be improved.
  • an uneven shape can be formed in a region through which the optical axis C of the light emitting surface 62a passes. That is, the region through which the optical axis C of the light exit surface 62a passes is an uneven surface.
  • the light distribution control element 6a is manufactured by extrusion molding, a groove extending in the y-axis direction can be formed with an uneven shape on the zx plane.
  • a light reflecting element may be arranged on the optical axis C of the light emitting surface 62a of the light distribution control element 6.
  • the light diffusing element 66 shown in FIG. 5 can be changed to a light reflecting element.
  • the light reflecting element 66 will be described with reference to FIG.
  • the number of the light sources 7 is small, and the area between the adjacent light sources 7 may be conspicuous as a dark part.
  • the light reflecting element 66 is disposed on the optical axis C of the light emitting surface 62a to reflect light in the ⁇ z-axis direction. This reflection may be diffuse reflection.
  • the light reflecting element 66 can be arranged at a position in the + z-axis direction of each light source 7. That is, the light reflecting element 66 is disposed in the region on the light emitting surface 62a of each light source 7 in the + z-axis direction.
  • the light reflected by the light reflecting element 66 travels in the y-axis direction.
  • the light reflected by the light reflecting element 66 is reflected on the substrate on which the light distribution control element 6 is attached.
  • the substrate on which the light distribution control element 6 is attached is the bottom surface 51 of the reflecting member 5.
  • substrate (bottom surface 51) radiate
  • This light is reflected in the y-axis direction. As a result, the light spreads between the adjacent light sources 7 so that the dark portion becomes inconspicuous.
  • a simple and versatile light distribution control element 6 can obtain a luminance distribution with increased uniformity with a small number of light sources 7.
  • FIG. FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the liquid crystal display device 101 (including the surface light source device 201) according to the second embodiment.
  • 7, 8, and 9 are diagrams illustrating the behavior when the light emitted from the light source 7 of the surface light source device 201 according to Embodiment 2 passes through the light distribution control element 8.
  • the liquid crystal display device 101 is a transmissive display device as in the first embodiment.
  • the liquid crystal display device 101 includes a light distribution control element 8 instead of the light distribution control element 6 of the liquid crystal display device 100 of the first embodiment.
  • the configuration other than the light distribution control element 8 is the same as that of the liquid crystal display device 100 in the first embodiment.
  • the liquid crystal display device 101 is the same as that of the first embodiment except for the above points.
  • symbol is attached
  • the same components as those of the light distribution control element 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the same components as the light distribution control element 6 are the light incident surfaces 61, 61 a, 61 b, the light emitting surfaces 62, 62 a, 62 b, the apex portion 63, and the optical axis C.
  • the light source 7 is arranged in a partial region of the surface light source devices 200 and 201.
  • the light distribution control elements 6 and 8 convert the light emitted from the light source 7 into planar light.
  • the reflected light at the boundary surface can be considered.
  • the reflected light can be used as illumination light.
  • the liquid crystal display device 101 includes a light distribution control element 8 and a light reflecting surface 81.
  • the light reflecting surface 81 is a reflecting surface for reflecting light rays L 3 reflected by the light exit surface 62a.
  • the light reflecting surface 81 is a surface on the ⁇ z-axis direction side of the light distribution control element 8.
  • the light reflecting surface 81 is formed at a position facing the light emitting surface 62a.
  • the light reflecting surface 81 is formed side by side with the light incident surface 61 in the x-axis direction on the zx plane. On the zx plane, the light reflecting surface 81a and the light reflecting surface 81b are arranged so as to sandwich the light incident surface 61 therebetween.
  • the light incident surface 61 is located on the optical axis C.
  • the light reflecting surface 81a and the light reflecting surface 81b are arranged symmetrically with respect to the optical axis C.
  • the light reflecting surface 81a is formed on the + x axis side of the light incident surface 61 on the zx plane.
  • the light reflecting surface 81 b is formed on the ⁇ x axis side of the light incident surface 61. That is, the light reflecting surface 81a is formed on the + x axis side of the light incident surface 61a.
  • the light reflecting surface 81b is formed on the ⁇ x axis side of the light incident surface 61b.
  • the light reflecting surface 81 has a concave curved surface shape. That is, the light reflecting surface 81 has a convex shape in the + z-axis direction when viewed on the zx plane. The light reflecting surface 81 protrudes in the direction of the light emitting surface 62a when viewed on the zx plane. In the second embodiment, the light reflecting surface 81 has a gentle concave curved surface shape.
  • the light reflecting surface 81 has, for example, a groove shape extending in the y-axis direction.
  • the light reflecting surface 81 has a groove shape extending in the second direction.
  • the second direction is a direction in which the cylindrical surface has no curvature.
  • Light reflecting surface 81a 1 is the surface of the + x-axis side of the light reflecting surface 81a.
  • the light reflecting surface 81a 2 is a surface of the -x-axis side of the light reflecting surface 81a.
  • Light reflecting surface 81b 1 is a surface of the + x-axis side of the light reflection surface 81b.
  • Light reflecting surface 81b 2 is a surface of the -x-axis side of the light reflecting surface 81b.
  • the light reflecting surface 81 can be, for example, a light diffusing surface. In this case, the light beam L 3 reflected by the light reflecting surface 81 is scattered.
  • the light beam L reaching the light incident surface 61 is refracted by the light incident surfaces 61 a and 61 b and enters the light distribution control element 8.
  • the light beam L includes a light beam L 1 , a light beam L 2, and a light beam L 3 .
  • the refraction angle of a light beam is larger than the incident angle of the light beam. That is, when the light beam L 1, L 2 is incident on the internal light distribution control device 8, the refraction angle of the light beam L 1, L 2 is greater than the angle of incidence of the ray L 1, L 2.
  • a light beam L 1 emitted toward the + z-axis direction side of the light source 7 is a light beam emitted from the light emitting surface 7 a of the light source 7 on the + z-axis side.
  • the light rays L 1 and L 2 reach the light exit surface 62 after traveling through the light distribution control element 8.
  • a part of the light beam L (light beam L 1 ) traveling through the light distribution control element 8 is emitted from the light emitting surface 62a.
  • the light emitting surface 62a is a surface on the + z-axis direction side of the light distribution control element 8.
  • the light emitting surface 62a has, for example, a convex shape. In FIG. 7, the light emitting surface 62a has a convex shape that changes gently.
  • the light emitting surface 62a As shown in FIG. 7, the light emitting surface 62a, light L 1 is refracted in a direction in which angle increases with respect to the optical axis C.
  • a part of the light beam L (light beam L 2 ) traveling inside the light distribution control element 8 is emitted from the light emitting surface 62b.
  • the light emitting surface 62b is a surface on the + x-axis direction side or a surface on the ⁇ x-axis direction side of the light distribution control element 8.
  • the light emitting surface 62b has a concave shape. In FIG. 8, the light emitting surface 62b has a gentle concave shape.
  • the light emitting surface 62b As shown in FIG. 8, the light emitting surface 62b, light rays L 2 is refracted in the + z direction.
  • a part of the light beam L (light beam L 1 ) traveling inside the light distribution control element 8 is reflected in the ⁇ z direction by the light emitting surface 62a.
  • Rays L 3 is a ray of light L 1 is reflected by the light exit surface 62a. That is, light rays L 3 reflected by the light exit surface 62a proceeds to the -z axis direction.
  • Rays L 3 is reflected by the same angle (reflection angle) the incident angle with respect to the light exit surface 62a (the angle of incidence). That is, the incident angle of the reflected light beam is equal to the reflection angle (the law of reflection).
  • the incident angle and the reflection angle are defined as an angle between the traveling direction of each light ray and the perpendicular of the boundary surface.
  • the boundary surface is the light emitting surface 62a.
  • Rays L 3 reflected by the light exit surface 62a is reflected in the -z direction at an angle equal to the angle of incident with respect to the light-emitting surface 62a. Then, the light beam L 3 reflected by the light emitting surface 62 a reaches the light reflecting surface 81.
  • a part of the light beam L 3 that has traveled inside the light distribution control element 6 after being reflected by the light emitting surface 62 a is reflected by the light reflecting surface 81 in the + z direction.
  • the light ray L 3 that has reached the light reflecting surface 81 is reflected while spreading in the + z direction on the light reflecting surface 81.
  • the light beam L 3 that has reached the light reflecting surface 81 is reflected by the light reflecting surface 81 in the + z direction.
  • the light beam L 3 reflected by the light reflecting surface 81 travels in the + z direction.
  • the light beam L 3 reflected by the light reflecting surface 81 is emitted from the light emitting surface 62b.
  • the light beam L 3 reflected by the light reflecting surface 81 is combined with the light beam L 2 . That is, light rays L 3 is superimposed with the light beam L 2, emitted from the light emitting surface 62b. Rays L 3 is superimposed with the light beam L 2, emitted from the light emitting surface 62b. And the light quantity of the light radiate
  • Light rays L 2 and L 3 emitted from the light emitting surface 62 b reach the peripheral portion of the light emitting surface of the surface light source device 201. That is, the light reflection surface 81 can increase the amount of light at the peripheral portion of the light emitting surface of the surface light source device 201. And the fall of the brightness
  • the light beams L 2 and L 3 reach the peripheral area (peripheral portion) of the light output surface of the surface light source device 201, so that the periphery of the light output surface of the surface light source device 201 is The amount of light in the part can be increased.
  • Light reflecting surface 81 in the case of the light diffusing surface, a portion of the light beam L 3 reaching the light reflecting surface 81, the light reflecting surface 81, is reflected diffused in the + z-direction. That is, the light beam L 3 reflected by the light reflecting surface 81 becomes diffuse light. The light beam L 3 reflected by the light reflecting surface 81 travels in the + z direction.
  • Rays L 3 reflected by the light exit surface 62a after being reflected by the light reflecting surface 81a 1 or the light reflecting surface 81b 2, respectively emitted from the light emitting surface 62b.
  • Rays L 3 reflected by the light exit surface 62a after being reflected by the light reflecting surface 81a 1, is emitted from the light emitting surface 62b 1.
  • Rays L 3 reflected by the light exit surface 62a after being reflected by the light reflection surface 81b 2, it is emitted from the light emitting surface 62b 2.
  • the light beam L emitted from the light source 7 by refraction at the light incident surface 61, refraction at the light emission surface 62a, reflection at the light emission surface 62a, reflection at the light reflection surface 81 or refraction at the light emission surface 62b is Then, the surface light source device 201 proceeds in the direction of irradiating the planar light.
  • the direction in which the surface light source device 201 emits planar light is the direction of the opening 53.
  • the direction in which the surface light source device 201 emits planar light is the + z-axis direction.
  • the opening 53 is a light emission surface of the surface light source device 201.
  • the diffusion plate 4 is disposed in the opening 53.
  • the diffusion plate 4 is a light emission surface of the surface light source device 201.
  • the light beam L emitted from the light source 7 spreads on the diffusion plate 4.
  • the light beam L emitted from the light distribution control element 8 spreads on the diffusion plate 4.
  • the light distribution control element 8 has a function of changing the light distribution of the light source 7 onto the light emitting surface of the surface light source device 201.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a light distribution control element 8a according to the fourth modification.
  • Modification 4 is an example in which the contents of Modification 1 of Embodiment 1 are applied to the light distribution control element 8.
  • the light distribution control element 8 was made of a transparent material. However, for example, as shown in FIG. 10, the light distribution control element 8 a may have a multilayer structure using the material 64 and the transparent material 65.
  • the portion of the light exit surface 62a of the light distribution control element 8a is formed of a material 64. Further, a portion on the ⁇ z-axis side of a portion formed of the material 64 is formed of a transparent material 65. A portion of the light emission surface 62b of the light distribution control element 8a is formed of a material 65. Further, the portion of the light incident surface 61 of the light distribution control element 8 a is formed of the material 65. That is, the portion on the light incident surface 61 side of the portion formed of the material 64 is formed of the transparent material 65.
  • the light incident from the light incident surface 61 passes through the transparent material 65 portion, then passes through the material 64 portion, and reaches the light emitting surface 62a.
  • the material 64 can be, for example, a material including a diffusing material. Further, the material 64 can be, for example, a transparent material having a refractive index different from that of the transparent material 65.
  • the light distribution control element 8a When producing the light distribution control element 8a by extrusion molding, it can be molded using a plurality of materials.
  • ⁇ Light distribution can be controlled by changing the material in this way.
  • Arbitrary materials can be arranged at arbitrary positions according to the light distribution.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a light distribution control element 8b according to Modification 5.
  • Modification 5 is an example in which the contents of Modification 2 of Embodiment 1 are applied to the light distribution control element 8.
  • a light diffusing element 66 may be disposed on the light emitting surface 62 of the light distribution control element 8.
  • the light diffusing element 66 has a sheet shape.
  • the light diffusing element 66 is disposed on the optical axis C.
  • the light diffusing element 66 is disposed on the light emitting surface 62 a of the light distribution control element 8.
  • the light beam (light beam L 1 ) traveling on the optical axis C of the light distribution control element 8 may travel straight without being refracted by the light incident surface 61 and the light emitting surface 62a. In that case, the portion appears as a bright line on the display surface 1a.
  • the light diffusing element 66 By arranging the light diffusing element 66 on the optical axis C, the bright line can be softened and the uniformity of luminance can be improved.
  • an uneven shape can be formed in a region through which the optical axis C of the light emitting surface 62a passes. That is, the region through which the optical axis C of the light exit surface 62a passes is an uneven surface.
  • the light distribution control element 6a is manufactured by extrusion molding, a groove extending in the y-axis direction can be formed with an uneven shape on the zx plane.
  • a light reflecting element may be arranged on the optical axis C of the light emitting surface 62a of the light distribution control element 8.
  • the light diffusing element 66 shown in FIG. 11 can be changed to a light reflecting element.
  • Modification 6 is an example in which the contents of Modification 3 of Embodiment 1 are applied to the light distribution control element 8.
  • the light reflecting element 66 will be described with reference to FIG.
  • the number of the light sources 7 is small, and the area between the adjacent light sources 7 may be conspicuous as a dark part.
  • the light reflecting element 66 is disposed on the optical axis C of the light emitting surface 62a to reflect light in the ⁇ z-axis direction. This reflection may be diffuse reflection.
  • the light reflecting element 66 can be arranged at a position in the + z-axis direction of each light source 7. That is, the light reflecting element 66 is disposed in the region on the light emitting surface 62a of each light source 7 in the + z-axis direction.
  • the light reflected by the light reflecting element 66 travels in the y-axis direction.
  • the light reflected by the light reflecting element 66 is reflected on the substrate on which the light distribution control element 8 is attached.
  • the substrate on which the light distribution control element 8 is attached is the bottom surface 51 of the reflecting member 5.
  • substrate (bottom surface 51) radiate
  • This light is reflected in the y-axis direction. As a result, the light spreads between the adjacent light sources 7 so that the dark portion becomes inconspicuous.
  • a simple and versatile light distribution control element 8 can obtain a luminance distribution with increased uniformity with a small number of light sources 7.
  • a light source that emits light
  • a light distribution control element for distributing light emitted from the light source,
  • the light distribution control element is disposed at a first light emission surface through which an optical axis of the light distribution control element passes and an end of the first light emission surface, and a second light emission extending in the direction of the optical axis.
  • the surface light source device wherein the second light emitting surface includes a concave region.
  • Appendix 2 The surface light source device according to appendix 1, wherein the light distribution control element includes a concavo-convex region on the first light emission surface or the second light emission surface.
  • the light distribution control element includes a light incident surface through which the optical axis passes, The surface light source device according to appendix 1 or 2, wherein the light incident surface is narrower in the direction of the first light exit surface at a position at which the light incident surface is symmetric with respect to the optical axis.
  • Appendix 4 The surface light source device according to appendix 3, wherein the light distribution control element includes an uneven region on the light incident surface.
  • Appendix 5 The surface light source device according to appendix 3 or 4, wherein the optical axis passes through an end of the light incident surface on the first light exit surface side.
  • the first light exit surface is a cylindrical surface;
  • the surface light source device according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the light source is arranged side by side in an axial direction of the cylindrical surface.
  • Appendix 7 The surface light source device according to any one of appendices 1 to 6, wherein the light distribution control element includes a diffusing material.
  • Appendix 9 The surface light source device according to any one of appendices 1 to 8, wherein the light distribution control element includes a light diffusing element or a light reflecting element in a region including the optical axis of the first light emitting surface.
  • a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel that converts planar light emitted from the surface light source device into image light.

Abstract

本発明は、一部の領域に光源を配置した場合でも、簡易な構成で、面状の光の均一性を向上した面光源装置を提供することを目的とする。本発明の面光源装置は、光源（７）及び配光制御素子（６）を備える。光源（７）は、光を出射する。配光制御素子（６）は、光源（７）から出射された光を配光する。配光制御素子（６）は、当該配光制御素子（６）の光軸（Ｃ）が通る第１の光出射面（６２ａ）及び第１の光出射面（６２ａ）の端部に配置されて光軸（Ｃ）の方向において光源（７）側に延びる第２の光出射面（６２ｂ）を含む。第２の光出射面（６２ｂ）は、凹面形状の領域を備える。

Description

面光源装置および液晶表示装置
　本発明は、複数の光源を用いて面状の光を発する面光源装置、およびこの面光源装置を用いて液晶パネルを裏面から照明することで、液晶パネルに映像を表示させる液晶表示装置に関するものである。
　液晶表示装置が備える液晶パネルは、自ら発光しない。このため、液晶表示装置は、液晶パネルを照明する光源として、液晶パネルの裏面側にバックライト装置（面光源装置）を備えている。
　このバックライト装置の構成として、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤという。）を並べた直下型のバックライト装置が知られている。
　近年では、小型の高効率で高出力のＬＥＤが開発されている。そのため、バックライト装置に使用するＬＥＤの数を減らしても、計算上ではこれまでと同様の明るさを得ることができる。
　また、本発明に係る面光源装置は、均一性の高い輝度分布の面状の光を発する。このため、本発明に係る面光源装置は、液晶表示装置のバックライト以外においても利用できる。
　例えば、本発明に係る面光源装置は、部屋の照明等で用いられる照明装置としても利用できる。また、本発明に係る面光源装置は、例えば、写真などを裏面側から照明する公告表示装置などにも利用できる。
　例えば、液晶表示装置のバックライトを例とすると、特許文献１では、バックライトユニットの短辺方向の中央近辺に、バックライトユニットの長辺方向に沿ってＬＥＤを集中的に配置している。そして、凹形状に湾曲した反射シートを用いて、ＬＥＤからの光線を反射している。
特開２０１２－２３０２６４号公報（段落０００５～０００６、図１）
　しかしながら、特許文献１においては、面状の光の均一性を向上させるために、反射シートを用いている。このため、液晶表示装置の画面が大型化すると、反射シートを支持するための支持具などが必要となり、反射シートの湾曲形状を安定させて製造することは困難となる。
　本発明は、上記に鑑みて成されたものであって、一部の領域に光源を配置した場合でも、簡易な構成で、面状の光の均一性を向上した面光源装置を提供することを目的とする。
　面光源装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を配光する配光制御素子とを備え、前記配光制御素子は、当該配光制御素子の光軸が通る第１の光出射面及び前記第１の光出射面の端部に配置されて前記光軸の方向において前記光源側に延びる第２の光出射面を含み、前記第２の光出射面は、凹面形状の領域を備える。
　本発明によれば、面光源装置の一部の領域に光源を配置した場合でも、簡易な構成で、面状の光の均一性を向上することができる。
本発明に係る実施の形態１に係る液晶表示装置１００（面光源装置２００を含む）の構成を概略的に示す構成図である。 本発明に係る実施の形態１に係る面光源装置２００の光源７から出射された光線が、配光制御素子６を透過する際の挙動を示した図である。 本発明に係る実施の形態１に係る面光源装置２００の光源７から出射された光線が、配光制御素子６を透過する際の挙動を示した図である。 本発明に係る実施の形態１に係る面光源装置２００の変形例１の配光制御素子６ａの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態１に係る面光源装置２００の変形例２の配光制御素子６ａの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態２に係る液晶表示装置１０１（面光源装置２０１を含む）の構成を概略的に示す構成図である。 本発明に係る実施の形態２に係る面光源装置２０１の光源７から出射された光線が、配光制御素子８を透過する際の挙動を示した図である。 本発明に係る実施の形態２に係る面光源装置２０１の光源７から出射された光線が、配光制御素子８を透過する際の挙動を示した図である。 本発明に係る実施の形態２に係る面光源装置２０１の光源７から出射された光線が、配光制御素子８を透過する際の挙動を示した図である。 本発明に係る実施の形態２に係る面光源装置２０１の変形例４の配光制御素子８ａの構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態２に係る面光源装置２０１の変形例５の配光制御素子８ａの構成を示す図である。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置１００（面光源装置２００を含む）の構成を概略的に示す構成図である。
　以下の各実施の形態において、説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す。
　通常、液晶表示装置では、液晶パネルの長辺方向を水平にして配置される。そのため、以下の実施の形態において、ｙ軸方向を水平方向し、ｘ軸方向を垂直方向として説明する。
　以下の説明において、液晶パネル（液晶表示素子）１の短辺方向をｘ軸方向（図１において左右方向）とする。液晶パネル１の長辺方向をｙ軸方向（図１が描かれている紙面に垂直方向）とする。ｘ軸及びｙ軸を含む平面であるｘ－ｙ平面に垂直な方向をｚ軸方向（図１における上下方向）とする。
　そして、液晶表示装置の表示面側から見て、左側をｙ軸の正方向（＋ｙ軸方向）とし、右側を、ｙ軸の負方向（－ｙ軸方向）とする。「表示面側から見て」とは、＋ｚ軸方向側から－ｚ軸方向側を見ることである。液晶表示装置の上側をｘ軸の正方向（＋ｘ軸方向）とし、下側をｘ軸の負方向（－ｘ軸方向）とする。また、液晶表示装置が映像を表示する方向をｚ軸の正方向（＋ｚ軸方向）とし、その反対方向を、ｚ軸の負方向（－ｚ軸方向）とする。
　＋ｚ軸方向側を表示面側という。－ｚ軸方向側を裏面側という。
＜液晶表示装置１００及び面光源装置２００の構成＞
　図１に示されるように、実施の形態１に係る液晶表示装置１００は、透過型の液晶パネル１および面光源装置２００を備えている。また、液晶表示装置１００は、光学シート２，３を備えることができる。
　図１に示されるように、面光源装置２００は、配光制御素子６及び光源７を備えている。また、面光源装置２００は、拡散板４又は反射部材５を備えることができる。
　図１では、面光源装置２００は、光学シート３および光学シート２を通して、液晶パネル１の裏面（－ｚ軸方向側の面）に光を照射している。これらの構成要素１，２，３，２００は、＋ｚ軸方向から－ｚ軸方向に向けて順に配列されている。
　液晶パネル１は、光を画像光に変換する。「画像光」とは、画像情報を有する光のことである。
　液晶パネル１の表示面１ａは、例えば、ｘ－ｙ平面に平行な面である。表示面１ａは、液晶パネル１の＋ｚ軸方向側の面である。液晶パネル１の液晶層は、ｘ－ｙ平面に平行な方向に広がる面状の構造を有している。
　液晶パネル１の表示面１ａは、通常、矩形形状である。つまり、表示面１ａの隣接する２辺は、直交している。ただし、表示面の形状は、他の形状であってもよい。例えば、表示面１ａの短辺は、ｘ軸に平行である。また、表示面１ａの長辺は、ｙ軸に平行である。
　光学シート２は、細かな照明むらなどの光学的な影響を抑制する。
　光学シート３は、拡散板４から放射された光を液晶パネル１の表示面１ａの法線方向（＋ｚ軸方向）に向ける機能を有する。
　拡散板４は、透過する光を拡散させる。「拡散」とは、拡がり散ることである。つまり、光が散乱することである。拡散板４は、透過する光を散乱させる。
　拡散板４は、例えば、薄板形状である。また、拡散板４は、例えば、シート状であってもよい。また、基板上に形成された膜状であってもよい。基板は、例えば、拡散膜を形成する透明な板などを意味する。
　拡散板４は、反射部材５の＋ｚ軸側に配置されている。拡散板４は、反射部材５の開口部５３を覆うように配置される。つまり、拡散板４は、面光源装置２００の光出射面に配置されている。
　なお、以下の説明で、例えば、「光線は拡散板４に到達する」などの説明をしている。上述のように、一例として、拡散板４は反射部材５の開口部５３に配置されている。このため、「光線は拡散板４に到達する」は、「光線は開口部５３に到達する」に言い換えることができる。
　また、開口部５３または拡散板４は、面光源装置２００の光出射面として機能している。このため、「光線は拡散板４に到達する」は、「光線は面光源装置２００の光出射面に到達する」に言い換えることができる。
　つまり、拡散板４および反射部材５の開口部５３は、面光源装置２００の光出射面の一例として示されている。
　反射部材５は、光を反射する部材である。
　反射部材５は、ｘ－ｙ平面に平行な底面５１及び４つ側面５２の５つの面を備えている。反射部材５は、底面５１及び側面５２を備えている。実施の形態１では、反射部材５は、１つの底面５１及び４つ側面５２を備えている。つまり、反射部材５は、５つの面を備えている。反射部材５は、箱形状をしている。
　底面５１は、例えば、ｘ－ｙ平面に平行な面である。また、底面５１は、例えば、矩形状をしている。
　側面５２は、底面５１の各辺に接続されている。側面５２は、＋ｚ軸方向に向けて発光領域が広がるように傾斜している。発光領域は、例えば、ｘ－ｙ平面に平行な面上での領域である。つまり、側面５２の反射面は、＋ｚ軸方向を向いている。側面５２の反射面は、反射部材５の内側の面である。
　底面５１が矩形状の場合には、４つの側面５２のうち、底面５１のｙ方向と平行な辺に接続された２つの側面５２は、＋ｚ軸方向に向けて互いの間隔が広がるように傾斜している。つまり、－ｘ軸方向側の側面５２は、ｙ－ｚ平面に対して、－ｙ軸方向から見て、底面５１との接続部分を中心に、反時計回りに回転している。また、＋ｘ軸方向側の側面５２は、ｙ－ｚ平面に対して、－ｙ軸方向から見て、底面５１との接続部分を中心に、時計回りに回転している。
　また、４つの側面５２のうち、底面５１のｘ方向と平行な辺に接続された２つの側面５２も、＋ｚ軸方向に向けて互いの間隔が広がるように傾斜している。つまり、－ｙ軸方向側の側面５２は、ｚ－ｘ平面に対して、－ｙ軸方向から見て、底面５１との接続部分を中心に、手前側（－ｙ軸方向側）に回転している。また、＋ｙ軸方向側の側面５２は、ｚ－ｘ平面に対して、－ｙ軸方向から見て、底面５１との接続部分を中心に、奥側（＋ｙ軸方向側）に回転している。
　反射部材５の内部は、反射面となっている。つまり、底面５１の内側の面は、反射面である。また、側面５２の内側の面は、反射面である。反射部材５の反射面は、例えば、拡散反射面であってもよい。拡散反射面で反射された光は、拡散される。つまり、拡散反射面で反射された光は、散乱する。
　反射部材５は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シート又は基板の表面に金属を蒸着させた光反射シート等を採用することができる。
　反射部材５の底面５１に対向する＋ｚ軸方向には、開口部５３が形成されている。開口部５３は、側面５２によって形成されている。反射部材５及び拡散板４は、中空の箱形状を構成する。拡散板４は、箱形状をしている反射部材５の蓋に相当する。この中空の箱は、反射面及び光を透過する拡散面を備えている。
　配光制御素子６は、光源７から出射された光の配光を変更する光学素子である。
　「配光」とは、光源の空間に対する光度分布をいう。つまり、光源から出る光の空間的分布である。また、「光度」とは、発光体の放つ光の強さの程度を示すもので、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その微小立体角で割ったものである。つまり、「光度」とは、光源からどのくらい強い光が出ているかを表す物理量である。
　配光制御素子６は、光源７の＋ｚ軸方向側に、光源７を囲うように配置されている。配光制御素子６は、光源７を囲うように配置されている。配光制御素子６は、光源７を覆うように配置されている。配光制御素子６は、光源７の＋ｚ軸方向側に配置されている。
　配光制御素子６は、例えば、ｙ軸方向に延びる棒形状の光学素子である。配光制御素子６は、例えば、シリンドリカルレンズである。また、配光制御素子６は、例えば、トロイダルレンズである。
　シリンドリカルレンズは、円筒形の屈折面を待ったレンズである。つまり、シリンドリカルレンズは、一つの方向（第１の方向）に曲率を有し、その方向（第１の方向）に垂直な方向（第２の方向）に曲率を有さない。シリンドリカルレンズに光を入射させると、一方向だけの集光または発散が行われる。凸形状のシリンドリカルレンズに平行光を入射させると線状に集光する。この集光された線を、焦線という。ここで、「曲率を有する」とは、パワーを有するということである。レンズにおいて、パワーは屈折力ともよばれる。
　実施の形態１では、第１の方向がｘ軸方向である。そして、第２の方向がｙ軸方向である。
　また、トロイダルレンズは、一つの方向（第１の方向）とその方向（第１の方向）に垂直な方向（第２の方向）とで異なるパワーを有するレンズである。つまり、第２の方向のパワーが第１の方向のパワーよりも小さい場合である。
　配光制御素子６は、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などの透明材料が使用される。
　図２及び図３は、光源７から出射された光線Ｌが、配光制御素子６を透過する際の挙動を示した図である。図２は、光源７から出射された光線の内の光軸Ｃ付近の光線Ｌ１の進み方を示した図である。図３は、光源７から出射された光線の内の光軸Ｃに対する角度が広い光線Ｌ２の進み方を示した図である。図２及び図３は、ｚ－ｘ平面の断面形状で示されている。ただし、光線を見やすくするために、断面部分のハッチングを省いている。実施の形態１において、光線Ｌは、光線Ｌ１および光線Ｌ２を含む。
　光軸Ｃは、配光制御素子６の光軸である。光軸Ｃｓは、光源７の光軸である。
　各実施の形態において、配光制御素子６の光軸Ｃは、ｚ軸に平行である。そして、光源７の光軸Ｃｓは、ｚ軸に平行である。ｚ－ｘ平面上で、光軸Ｃは光軸Ｃｓと重なっている。
　光源７から光軸Ｃ付近に出射された光線Ｌ１は、例えば、入射面６１から入射した後に、直接、光出射面６２ａに到達する光線である。光線Ｌ１は、光源７の発光面７ａから出射されている。
　また、光軸Ｃに対する角度が広い光線Ｌ２は、例えば、入射面６１から入射した後に、直接、光出射面６２ｂに到達する光線である。光線Ｌ２は、光源７の発光面７ｂから出射されている。
　配光制御素子６は、光源７から出射された光線Ｌ１，Ｌ２を入射する光入射面６１を備えている。また、配光制御素子６は、光入射面６１から入射した光線Ｌ１，Ｌ２を出射する光出射面６２を備えている。
　光入射面６１は、２つの光入射面６１ａ，６１ｂを備えている。光入射面６１ａ，６１ｂは、ｙ－ｚ平面に対して傾斜した面である。なお、ここでは、配光制御素子６がｙ軸方向に延びる棒形状の光学素子である場合について説明している。
　つまり、以下において、主に、配光制御素子６がシリンドリカルレンズである場合について説明している。シリンドリカルレンズは、ｙ軸方向に延びている。配光制御素子６は、ｚ－ｘ平面上で集光または発散が行われる。
　光入射面６１ａ，６１ｂは、＋ｚ方向に向かって距離が近づくように傾斜している。
　光入射面６１は、光軸Ｃ上に位置している。光入射面６１は、光軸Ｃに対して対称となる位置の間隔が光出射面６２ａの方向に向けて狭くなっている。光入射面６１ａ，６１ｂと光軸Ｃとの間隔は、光出射面６２ａの方向に向けて狭くなっている。
　ｚ－ｘ平面上で見ると、光入射面６１ａ，６１ｂは、二等辺三角形の形状を形成している。ｚ－ｘ平面上で見ると、光入射面６１ａ，６１ｂは、二等辺三角形の等辺に相当する。そして、ｚ－ｘ平面上で見ると、光入射面６１ａ，６１ｂの交わる部分は、二等辺三角形の頂点に相当する。なお、光入射面６１ａ，６１ｂは、ｚ－ｘ平面上で曲線を描く曲面であてもよい。
　図２では、光入射面６１ａ，６１ｂの交わる部分（頂点部６３）は曲面となっている。
　なお、頂点部６３は、例えば、ｘ－ｙ平面に平行な平面形状であってもよい。つまり、頂点部６３は、例えば、光軸Ｃに垂直な平面の形状であってもよい。この場合には、ｚ－ｘ平面上で、光入射面６１は、台形形状となる。
　図２及び図３では、光軸Ｃは、頂点部６３を通っている。つまり、光軸Ｃは、光入射面６１の光出射面６２ａ側の端部を通っている。
　光入射面６１ａ，６１ｂは、例えば、ｚ－ｘ平面上で、光軸Ｃに対して対称である。光入射面６１ａ，６１ｂは、例えば、ｙ－ｚ平面に対して面対称である。
　配光制御素子６において、光入射面６１ａ，６１ｂは、三角柱形状の凹部である。この三角柱の底面は、ｚ－ｘ平面に平行な面である。凹部は、例えば、溝形状である。凹部は、例えば、ｙ軸方向に延びている。つまり、この凹部は、溝形状で、ｙ軸方向に延びている。
　例えば、配光制御素子６が光軸Ｃに対して対称な形状の場合には、光入射面６１は、円錐形状となる。
　つまり、配光制御素子６が回転体の場合である。「回転体」とは、平面図形を、同一平面上の一つの直線のまわりに一回転させたときにできる立体のことである。なお、頂点部６３は、曲面形状又は平面形状などを取りえる。この場合には、光入射面６１は、円錐形状または円錐台形状などとなる。
　光源７は、光入射面６１が形成する凹部に配置されている。凹部は、光入射面６１で覆われた空間である。つまり、凹部は、光入射面６１の－ｚ軸側の空間である。凹部は、光入射面６１に対して、出射面６２ａと反対側の空間である。凹部は、光入射面６１に対して、裏面側の空間である。
　実施の形態では、光源７は、ｙ軸方向に複数配置されている。配光制御素子６がシリンドリカルレンズの場合には、光源７は、上述の第２の方向に並べて配置されている。第２の方向は、配光制御素子６が曲率を有さない方向である。つまり、光源７は、光入射面６１が形成する凹部に沿って配置されている。光源７は、光入射面６１が形成する凹部内に並べて配置されている。
　光出射面６２は、２つの光出射面６２ａ，６２ｂを備えている。
　光出射面６２ａは、配光制御素子６上で＋ｚ軸方向側に配置されている。つまり、光出射面６２ａは、配光制御素子６の＋ｚ軸方向側の面である。光出射面６２ａには、光軸Ｃが通っている。つまり、光出射面６２ａは、光軸Ｃと交点を有する。
　光出射面６２ａは、例えば、＋ｚ軸方向に突出した凸面である。実施の形態１では、光出射面６２ａは、円筒面である。つまり、光出射面６２ａは、シリンドリカル面である。
　「シリンドリカル面」とは、一方向（第１の方向）には曲率を持つが、それと直交する方向（第２の方向）には曲率を持たない面のことである。シリンドリカル面は、レンズの入射面を直交する２つの軸に分けて考えた場合に、１つの軸（第１の方向の軸）にレンズとして作用する曲率があり、他方の軸（第２の方向の軸）には曲率がない。シリンドリカル面は、例えば、円筒面のことである。
　実施の形態では、光出射面６２ａは、ｘ軸方向に曲率を持ち、ｙ軸方向に曲率を持っていない。つまり、実施の形態では、第１の方向はｘ軸方向である。また、第２の方向はｙ軸方向である。
　「光軸」とは、レンズ又は球面鏡などの、中心と焦点とを通る直線である。シリンドリカル面の場合には、曲率を持つ断面形状のレンズ形状で定められる。実施の形態１では、ｚ－ｘ平面上での光出射面６２ａの形状で光軸Ｃを定めている。
　また、光入射面６１と光出射面６２ａとで光軸Ｃを定めることができる。この場合には、光入射面６１は、例えば、シリンドリカル面を有する。また、光入射面６１で配光を制御できる場合には、光出射面６２ａは平面であってもよい。
　なお、実施の形態では、「円筒面の軸」とは、光軸Ｃとは異なり、ｙ軸に平行な軸である。
　光出射面６２ｂは、光出射面６２ａの端部に配置されて光軸Ｃの方向に延びている。
　図２及び図３では、光出射面６２ｂは、＋ｘ軸方向又は－ｘ軸方向に配置されている。光出射面６２ｂ１は、＋ｘ軸方向に配置されている。光出射面６２ｂ２は、－ｘ軸方向に配置されている。
　光出射面６２ｂは、光出射面６２ａのｘ軸方向の端部に形成されている。光出射面６２ｂ１は、光出射面６２ａの＋ｘ軸方向の端部に形成されている。光出射面６２ｂ２は、光出射面６２ａの－ｘ軸方向の端部に形成されている。
　そして、ｚ－ｘ平面において、光出射面６２ｂは、光出射面６２ａの端部から－ｚ方向へ延びている。つまり、光出射面６２ｂは、光出射面６２ａの端部から光軸Ｃの方向において光源７側に延びている。光出射面６２ｂは、光出射面６２ａの端部から光軸Ｃの方向において光入射面６１側に延びている。
　光出射面６２ｂは、凹面形状の領域を備えている。
　図２及び図３では、光出射面６２ｂ１は、＋ｘ軸方向に対して凹面である。光出射面６２ｂ２は、－ｘ軸方向に対して凹面である。
　光出射面６２ｂの凹面形状の領域は、シリンドリカル面とすることができる。この場合に、実施の形態では、第１の方向はｚ軸方向である。また、第２の方向はｙ軸方向である。第１の方向は、シリンドリカル面が曲率を持っている方向であり、第２の方向は、シリンドリカル面が曲率を持っていない方向である。
　また、後述するように、光源７は、側面（発光面７ｂ）から光線Ｌ２を出射する。発光面７ｂから出射された光線Ｌ２は、光出射面６２ｂに直接到達する。そして、光出射面６２ｂに直接到達した光線Ｌ２は、光出射面６２ｂから面光源装置２００の光出射面に向けて出射する。
　このように、配光制御素子６は、光出射面６２ｂを備えることで、光源７の側面（発光面７ｂ）から出射された光線Ｌ２を、有効に利用することができる。つまり、光の反射などによる光利用効率の低下を抑制することができる。配光制御素子６は、側面（発光面７ｂ）から光線Ｌ２を出射する光源７に適した光学素子である。
　光源７は、例えば、ＬＥＤ素子を用いた光源である。
　光源７は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス光源又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる光源なども含む。つまり、光源７は、例えば、固体光源である。なお、実施の形態では、光源７はＬＥＤ素子を用いているとして説明する。
　複数のＬＥＤ素子は、反射部材５の底面５１上に配置されている。ＬＥＤ素子は、例えば、ｙ軸方向に並んで配置されている。光源７は、光出射面６２ａの円筒面の軸方向に並べて配置されている。
　また、光源７は、＋ｚ軸側の面と、側面とから光を発する。ここで、側面は、光源７の＋ｚ軸側の面と－ｚ軸側の面とをつなぐ面である。発光面７ａは、光源７の＋ｚ軸側の面である。発光面７ｂは、光源７の側面である。
　発光面７ａは、光線Ｌ１を出射する。発光面７ｂは、光線Ｌ２を出射する。発光面７ｂは、発光面７ａの周辺に形成されている。発光面７ｂは、光線Ｌ１の出射方向（＋ｚ軸方向）に対して、垂直な方向に光線Ｌ２を出射する。
　光源７の－ｚ軸側の面は、光源７に給電などをする面である。このため、光源７の－ｚ軸側の面は、回路基板などに電気的に接触している。実施の形態では、光源７の－ｚ軸側の面は、底面５１に接触している。例えば、光源７が直方体形状である場合には、光源７は、５面の発光面を有する。
　光源７は、例えば、柱体形状をしている。「柱体」とは、平行な二つの平面と柱面とで囲まれた筒状の立体のことである。柱体は、角柱または円柱などを含む。光源７は、例えば、四角柱形状である。または、光源７は、例えば、円柱形状である。
　発光面７ａは、柱体形状の１つの平面に相当する。また、発光面７ｂは、柱体形状の柱面に相当する。柱面は、側面とも言われる。
　上述のように、光源７は、光入射面６１ａ，６１ｂによって形成された凹部に配置されている。
　光源７の発光面７ａの中心に位置する発光面７ａに対する法線を、光源７の光軸Ｃｓとする。つまり、光源７の光軸Ｃｓは、光源７の発光面７ａの中心に位置している。そして、光軸Ｃｓは、発光面７ａに対する法線である。光軸Ｃｓは、発光面７ａに垂直な軸である。光軸Ｃｓは、光源７の発光面７ａの中心に位置する発光面７ａに垂直な軸である。例えば、発光面７ａが平面で無い場合には、近似した平面と考えることができる。
　また、光軸Ｃｓを、発光面７ａから放射される光線Ｌ１の配光分布の中心とすることができる。また、光軸Ｃｓを、発光面７ａから放射される光線Ｌ１の配光分布の内、最も高い光度の方向とすることができる。配光分布は、光線が出射される方向に対する光度の分布である。
　図２及び図３では、光源７の光軸Ｃｓは、光軸Ｃと一致している。実施の形態では、光源７の光軸Ｃｓは、配光制御素子６の光軸Ｃと一致している。
＜光線の挙動＞
　光源７から出射された光線Ｌ１，Ｌ２は、光入射面６１から配光制御素子６の内部に入射する。光入射面６１に達した光線Ｌ１，Ｌ２は、光入射面６１ａ，６１ｂによって屈折して、配光制御素子６内部へ入射する。
　スネルの法則により、光線の屈折角は、光線の入射角よりも大きくなる。つまり、光線Ｌ１，Ｌ２が配光制御素子６内部へ入射する際に、光線Ｌ１，Ｌ２の屈折角は、光線Ｌ１，Ｌ２の入射角よりも大きくなる。
　図２に示すように、光源７よりも＋ｚ軸方向側に出射された光線Ｌ１は、光入射面６１ａ，６１ｂで＋ｚ軸方向側に屈折する。
　また、図３に示すように、光源７の側面（発光面７ｂ）から出射された光線Ｌ２の一部も、光入射面６１ａ，６１ｂで＋ｚ軸方向側に屈折する。
　光線Ｌ１，Ｌ２は配光制御素子６内部を進行した後に、光出射面６２に達する。
　配光制御素子６内部を進行した光線Ｌの一部（光線Ｌ１）は、光出射面６２ａから出射される。
　光出射面６２ａは、配光制御素子６の＋ｚ軸方向側の面である。光出射面６２ａは、例えば、凸面形状である。図２では、光出射面６２ａは、緩やかに変化する凸面形状である。
　この凸面形状の光出射面６２ａによって、光線Ｌ１は光軸Ｃに対して角度が大きくなる方向に屈折する。図２に示すように、光出射面６２ａによって、光線Ｌ１は光軸Ｃに対する角度が大きくなる方向に屈折する。
　配光制御素子６内部を進行した光線Ｌの一部（光線Ｌ２）は、光出射面６２ｂから出射される。
　光出射面６２ｂは、配光制御素子６の＋ｘ軸方向の面又は－ｘ軸方向の面である。光出射面６２ｂは、凹面形状である。図２では、光出射面６２ｂは緩やかな凹面形状である。
　この凹面形状の光出射面６２ｂによって、光線Ｌ２は＋ｚ方向に屈折する。
　さらに、光出射面６２ｂに達した光線Ｌ２は、凹面の位置（光出射面６２ｂ上の位置）によって屈折する方向が異なる。このため、光出射面６２ｂから出射された光線Ｌ２は、＋ｚ方向に広がって進む。つまり、光出射面６２ｂから出射された光線Ｌ２は、拡散板４上に広がる。
　光出射面６２ｂから出射した光線Ｌ２は、開口部５３の周辺の領域に到達する。光出射面６２ｂから出射した光線Ｌ２は、面光源装置２００の光出射面に到達する。光出射面６２ｂから出射した光線Ｌ２は、面光源装置２００の光出射面の周辺の領域（周辺部）に到達する。
　例えば、光線Ｌ１に加えて、光線Ｌ２が面光源装置２００の光出射面の周辺の領域（周辺部）に到達することで、面光源装置２００の光出射面の周辺部の光量を増すことができる。そして、面光源装置２００の光出射面の周辺部の輝度の低下を抑えることができる。
　光入射面６１での屈折と光出射面６２での屈折とによって、光源７から出射された光線Ｌ１，Ｌ２は、拡散板４の方向に進む。そして、光源７から出射された光線Ｌ１，Ｌ２は、拡散板４上に広がる。実施の形態１では、拡散板４は、面光源装置２００の光出射面である。
　つまり、配光制御素子６は、光源７の配光を、面光源装置２００の光出射面上に変更する機能を有する。配光制御素子６は、光源７の配光を、面光源装置２００の光出射面上での均一性を増した光度分布に変更する機能を有する。
　さらに、配光制御素子６は、光入射面６１の傾斜角Ａ、頂点部６３の曲率、光出射面６２ａの凸面の形状又は光出射面６２ｂの凹面の形状などを調整することで光線の広がりを制御できる。傾斜角Ａは、ｚ－ｘ平面上で、光入射面６１ａ，６１ｂと光軸Ｃとのなす角である。
　拡散板４に到達した光線Ｌ１，Ｌ２の一部は、反射して、反射部材５の内部を進行する。反射部材５の内部を進行した光線Ｌ１，Ｌ２は、反射部材５の底面５１又は側面５２で反射された後に、再び拡散板４に到達する。
　拡散板４によって、拡散板４を透過する光は拡散される。そして、拡散板４を透過した光は、均一性を増した面状の照明光となる。
　拡散板４を透過した光は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて放射される。この照明光は、光学シート３及び光学シート２を透過して、液晶パネル１の裏面１ｂに照射される。裏面１ｂは、液晶パネル１の－ｚ軸方向側の面である。
　上述のように、配光制御素子６を、例えば、棒形状の光学素子として説明した。しかし、配光制御素子６は、棒形状の光学素子に限られない。１つの光源７に１つの配光制御素子６を取り付けても同様の効果を得られる。つまり、配光制御素子６は、光軸Ｃに対して回転対称の形状等であっても構わない。つまり、配光制御素子６は、光軸Ｃに対して対称な回転体の形状である。
　しかし、配光制御素子６が棒形状の場合には、配光制御素子６は押出し成形によって製造することができる。通常、直下型のバックライト装置では、１つのＬＥＤ素子（光源７）に１つのレンズが装着されている。しかし、棒状の配光制御素子６は、１列に並べられた複数のＬＥＤ素子（光源７）に対して、１つで良い。
　そのため、配光制御素子６を棒形状とすることで、配光制御素子６の部品点数を減らすことができる。また、個々のＬＥＤ素子（光源７）にレンズ（配光制御素子６）を装着する場合には、ＬＥＤ素子（光源７）を配置した基板と個々の配光制御素子６とを接着する必要がある。つまり、ＬＥＤ素子（光源７）を配置した基板上に、個々の配光制御素子６を取り付ける必要がある。実施の形態では、この基板は、反射部５の底面５１である。
　しかし、本実施の形態１の配光制御素子６では、１列に並べられた複数のＬＥＤ素子（光源７）に対して、ＬＥＤ素子（光源７）を配置した基板と１つの配光制御素子６とを接着するため、接着作業が容易になる。つまり、１列に並べられた複数のＬＥＤ素子（光源７）に対して、１つの配光制御素子６を取り付けるため、配光制御素子６の取り付け作業が容易になる。
　また、例えば、複数のレンズを１つの光学素子で構成するレンズアレイの様に、ＬＥＤ素子（光源７）に対してｘ－ｙ平面において位置決めが必要な光学素子の採用が考えられる。しかし、ＬＥＤ素子（光源７）の数の増減によって、光学素子の金型を変更する必要がある。このため、面光源装置の仕様の変更に対する汎用性が低い。
　本実施の形態１に係る配光制御素子６では、ＬＥＤ素子（光源７）の数の増減に対して、配光制御素子６の金型の変更は不要である。そのため、配光制御素子６は、面光源装置２００の仕様の変更に対する汎用性が高い。つまり、ＬＥＤ素子（光源７）の数を変えるだけで、面光源装置２００の輝度を調整できる。このため、最適なＬＥＤ素子（光源７）の数を配置することができる。
　つまり、配光制御素子６を押出し成形で製造した場合には、その長さは自由に変えられる。このため、例えば、液晶表示装置１００の大きさが異なる場合でも、同じ金型で対応できる。
　以上より、本実施の形態１の面光源装置２００は、一部の領域に光源７を配置しても、配光制御素子６から出射される光の配光を、面光源装置２００の光出射面（拡散板４）に向けて変更できる。つまり、光線Ｌ１，Ｌ２の進行方向は、配光制御素子６によって、開口部５３（面光源装置２００の光出射面）の方向に変更される。このため、面光源装置２００は、反射部材５の形状に対する依存率を低減して、均一性を増した面状光源を実現できる。
　また、光源７の数を減らすために、光源７を一列に並べて配置する構成が考えられる。例えば、複数の光源７は、表示面側から見て、バックライト装置２００の短辺方向（ｘ軸方向）の中央の部分に長辺方向（ｙ軸方向）に沿って配置される。
　複数の光源７を配置した場合でも、棒形状の配光制御素子６を用いることで、簡易な構成によって光源７の配光を面光源装置２００の光出射面（拡散板４）に向けることができる。
　なお、配光制御素子６は透明材料としたが、拡散材を含む材料を採用することもできる。光線が拡散材に入射すると、光線は拡散されて、進行方向を変える。つまり、光線は散乱して、進行方向を変える。そのため、配光制御素子６の内部を進む光線は、ランダムな方向に進行方向が変更される。そして、進行方向を変更された光線は、配光制御素子６の光出射面６２に達する。このため、配光制御素子６から出射された光によって、広い範囲に照射することができる。
　また、透明な材料を用いて、配光制御素子６の光入射面６１又は光出射面６２に凹凸形状を形成することができる。つまり、光入射面６１又は光出射面６２に微小な凹凸形状を付けてもよい。
　光入射面６１又は光出射面６２に設けられた凹凸形状によって、光線の進行方向がランダムに変わる。このため、配光制御素子６から出射された光によって、広い範囲を照射することができる。
　これらのように、光を拡散することで、光の進む方向がランダムとなる。このため、明線を和らげることができる。「明線」とは、面光源装置の光出射面上に、線状にできる輝度の高い領域のことである。
　また、光を拡散することで、複数の光源７を並べて配置することで発生する面光源装置２００の光出射面上の輝度ムラを緩和することができる。つまり、明るい部分と暗い部分との差を緩和することができる。
　また、凹凸形状を光入射面６１及び光出射面６２の全域において施す必要はない。例えば、光入射面６１のみに凹凸形状を付けることができる。また、例えば、光出射面６２の一部の領域のみに凹凸形状を付けることができる。つまり、凹凸形状は、光入射面６１又は光出射面６２の一部の領域であってもよい。
　また、凹凸形状は、全ての領域において同一の粗さにする必要はない。例えば、光入射面６１の凹凸形状の大きさを、光出射面６２の凹凸形状の大きさよりも小さくすることができる。
　ただし、拡散材又は凹凸形状による光の拡散の程度は、光入射面６１による光線の屈折の程度及び光出射面６２による光線の屈折の程度に比べて小さいことが好ましい。なぜなら、配光制御素子６から出射される光の配光において、拡散材又は凹凸形状による影響が支配的となり、設計によって配光を調整することが難しくなるからである。つまり、配光の制御が難しくなる。
　光の配光は、配光制御素子６の形状による屈折によって、面光源装置２００の光出射面（拡散板４）に向けられる。このため、光の拡散の要因が増すと、光源７の近くのみが明るくなり、光源７から離れるにつれて暗くなる可能性がある。
＜変形例１＞
　図４は、変形例１の配光制御素子６ａの構成を示す図である。
　配光制御素子６は透明材料とした。しかし、例えば、図４に示すように、配光制御素子６ａを材料６４及び透明材料６５を用いた多層構造としてもよい。
　配光制御素子６ａの光出射面６２ａの部分は、材料６４で形成されている。また、材料６４で形成された部分の－ｚ軸側の部分は、透明材料６５で形成されている。配光制御素子６ａの光出射面６２ｂの部分は、材料６５で形成されている。また、配光制御素子６ａの光入射面６１の部分は、材料６５で形成されている。つまり、材料６４で形成された部分の光入射面６１側の部分は、透明材料６５で形成されている。
　このため、光入射面６１から入射した光は、透明材料６５の部分を透過した後に、材料６４の部分を透過して、光出射面６２ａに到達する。
　材料６４は、例えば、拡散材を含んだ材料とすることができる。また、材料６４は、例えば、透明材料６５と異なる屈折率の透明材料とすることができる。
　押出し成形で配光制御素子６ａを作製する場合には、複数の材料を用いて成形することができる。
　このように材料を一部変えることで、配光を制御できる。
　なお、図４に示した多層構造に限るものではない。配光に合わせて任意の位置に任意の材料を配置することができる。
＜変形例２＞
　図５は、変形例２の配光制御素子６ｂの構成を示す図である。
　図５に示すように、配光制御素子６の光出射面６２上に光拡散素子６６を配置してもよい。図５では、光拡散素子６６は、シート形状をしている。また、光拡散素子６６は、光軸Ｃ上に配置されている。光拡散素子６６は、配光制御素子６の光出射面６２ａ上に配置されている。
　配光制御素子６の光軸Ｃ上を進行する光線（光線Ｌ１）は、光入射面６１及び光出射面６２ａで屈折せずに直進することがある。その場合には、表示面１ａ上で、その部分は明線になって現れる。光拡散素子６６を光軸Ｃ上に配置することで、この明線を和らげて、輝度の均一性を高めることができる。
　また、光拡散素子６６に代えて、光出射面６２ａの光軸Ｃが通る領域に凹凸形状を形成することができる。つまり、光出射面６２ａの光軸Ｃが通る領域は、凹凸面である。例えば、押出し成形で配光制御素子６ａを作製する場合には、ｚ－ｘ平面上が凹凸形状で、ｙ軸方向に延びる溝を形成することができる。
＜変形例３＞
　また、例えば、配光制御素子６の光出射面６２ａの光軸Ｃ上に光反射素子を配置してもよい。例えば、図５に示す光拡散素子６６を光反射素子に変更することができる。以下において、図５を用いて、光反射素子６６として説明する。
　光源７の数が少なく、隣接する光源７の間の領域が暗い部分として目立つ場合がある。この場合においても、光出射面６２ａの光軸Ｃ上に光反射素子６６を配置して、光を－ｚ軸方向に反射させる。この反射は、拡散反射であってもよい。
　また、光反射素子６６は、各光源７の＋ｚ軸方向の位置に配置することができる。つまり、各光源７の＋ｚ軸方向の光出射面６２ａ上の領域に、光反射素子６６は配置される。
　光反射素子６６で反射された光は、ｙ軸方向に進行する。光反射素子６６で反射された光は、配光制御素子６の取り付けられた基板上で反射する。図１では、配光制御素子６の取り付けられた基板は、反射部材５の底面５１である。そして、基板（底面５１）上で反射された光は、隣接する光反射素子６６の間の光出射面６２ａの領域から出射する。
　この光の反射によって、光はｙ軸方向に広がる。これによって、隣接する光源７の間にも光が広がるため、暗い部分が目立たなくなる。
　これらのような、簡素な構成で、面状の光の均一性を向上させることが可能である。
　以上より、本実施の形態１の面光源装置２００によれば、簡素で汎用性の高い配光制御素子６によって、少ない光源７で、均一性を増した輝度分布を得ることができる。
実施の形態２．
　図６は、実施の形態２に係る液晶表示装置１０１（面光源装置２０１を含む）の構成を概略的に示す構成図である。図７、図８および図９は、実施の形態２に係る面光源装置２０１の光源７から出射された光線が、配光制御素子８を透過する際の挙動を示した図である。
　液晶表示装置１０１は、実施の形態１と同様に、透過型の表示装置である。液晶表示装置１０１は、実施の形態１の液晶表示装置１００の配光制御素子６に代わって、配光制御素子８を備えている。
　実施の形態２では、配光制御素子８以外の構成については、実施の形態１における液晶表示装置１００と同様である。液晶表示装置１０１は、上記の点以外は、実施の形態１と同じである。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　実施の形態１と同様の構成要素は、液晶パネル１、光学シート２，３、拡散板４、反射部材５および光源７である。また、配光制御素子８の構成要素のうち、配光制御素子６と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。配光制御素子６と同様の構成要素は、光入射面６１，６１ａ，６１ｂ、光出射面６２，６２ａ，６２ｂ、頂点部６３および光軸Ｃである。
　実施の形態１または２に示すように、光源７は、面光源装置２００，２０１の一部の領域に配置されている。そして、配光制御素子６，８は、光源７から発せられた光を面状の光に変換している。
　配光制御素子６，８に入射した光が再び空気中へと透過する際に、境界面で反射光が発生する。また、光源７から出射される際の光の発散角が広いほど、この反射光は増加する。
　面状の光の均一性を向上するためには、境界面での反射光を考慮することができる。そして、広い範囲で面状の光の均一性を得るためには、この反射光を照明光として利用することができる。
　本実施の形態２に係る液晶表示装置１０１は、配光制御素子８に、光反射面８１を備えている。
　光反射面８１は、光出射面６２ａで反射された光線Ｌ３を反射する反射面である。光反射面８１は、配光制御素子８の－ｚ軸方向側の面である。
　そのため、光反射面８１は、光出射面６２ａと対向する位置に形成されている。
　また、光反射面８１は、ｚ－ｘ平面上で、光入射面６１とｘ軸方向に並んで形成されている。ｚ－ｘ平面上において、光反射面８１ａと光反射面８１ｂとは、光入射面６１を挟むように配置されている。
　光入射面６１は、光軸Ｃ上に位置している。そして、光反射面８１ａと光反射面８１ｂとは、光軸Ｃに対して対称に配置されている。
　ｚ－ｘ平面上において、光反射面８１ａは、光入射面６１の＋ｘ軸側に形成されている。光反射面８１ｂは、光入射面６１の－ｘ軸側に形成されている。つまり、光反射面８１ａは、光入射面６１ａの＋ｘ軸側に形成されている。光反射面８１ｂは、光入射面６１ｂの－ｘ軸側に形成されている。
　光反射面８１は、凹曲面形状をしている。つまり、光反射面８１は、ｚ－ｘ平面上で見ると、＋ｚ軸方向に凸形状をしている。光反射面８１は、ｚ－ｘ平面上で見ると、光出射面６２ａの方向に突出している。実施の形態２では、光反射面８１は緩やかな凹曲面形状をしている。
　光反射面８１は、例えば、ｙ軸方向に延びる溝形状である。例えば、光反射面８１は、第２の方向に延びる溝形状である。配光制御素子６がシリンドリカル面を有する場合には、第２の方向は、シリンドリカル面が曲率を有さない方向である。
　光反射面８１ａ１は、光反射面８１ａの＋ｘ軸側の面である。光反射面８１ａ２は、光反射面８１ａの－ｘ軸側の面である。光反射面８１ｂ１は、光反射面８１ｂの＋ｘ軸側の面である。光反射面８１ｂ２は、光反射面８１ｂの－ｘ軸側の面である。
　光反射面８１は、例えば、光拡散面であることができる。この場合には、光反射面８１で反射された光線Ｌ３は散乱する。
＜光線の挙動＞
　光源７から出射された光線Ｌ１，Ｌ２は、光入射面６１から配光制御素子８の内部に入射する。光入射面６１に達した光線Ｌは、光入射面６１ａ，６１ｂによって屈折して、配光制御素子８内部へ入射する。実施の形態２において、光線Ｌは、光線Ｌ１、光線Ｌ２および光線Ｌ３を含む。
　スネルの法則により、光線の屈折角は、光線の入射角よりも大きくなる。つまり、光線Ｌ１，Ｌ２が配光制御素子８内部へ入射する際に、光線Ｌ１，Ｌ２の屈折角は、光線Ｌ１，Ｌ２の入射角よりも大きくなる。
　図７に示すように、光源７よりも＋ｚ軸方向側に出射された光線Ｌ１は、光入射面６１ａ，６１ｂで＋ｚ軸方向側に屈折する。光源７よりも＋ｚ軸方向側に出射された光線Ｌ１は、光源７の＋ｚ軸側の発光面７ａから出射された光線である。
　また、図８に示すように、光源７の側面（発光面７ｂ）から出射された光線Ｌ２の一部も、光入射面６１ａ，６１ｂで＋ｚ軸方向側に屈折する。
　光線Ｌ１，Ｌ２は配光制御素子８内部を進行した後に、光出射面６２に達する。
　フレネルの式により、光線は屈折率の異なる物質の界面に入射すると、一部の光線は界面で反射して、また、他の一部の光線は界面で屈折して透過する。光線が界面に入射する角度が大きくなるほど、界面で反射する光線の比率は増える。さらに、ある角度以上で界面に入射した光線は透過せずに、すべて反射する。
　配光制御素子８内部を進行した光線Ｌの一部（光線Ｌ１）は、光出射面６２ａから出射する。
　光出射面６２ａは、配光制御素子８の＋ｚ軸方向側の面である。光出射面６２ａは、例えば、凸面形状である。図７では、光出射面６２ａは、緩やかに変化する凸面形状である。
　図７に示すように、光出射面６２ａによって、光線Ｌ１は光軸Ｃに対して角度が大きくなる方向に屈折する。
　配光制御素子８内部を進行した光線Ｌの一部（光線Ｌ２）は、光出射面６２ｂから出射される。
　光出射面６２ｂは、配光制御素子８の＋ｘ軸方向側の面又は－ｘ軸方向側の面である。光出射面６２ｂは、凹面形状である。図８では、光出射面６２ｂは緩やかな凹面形状である。
　図８に示すように、光出射面６２ｂによって、光線Ｌ２は＋ｚ方向に屈折する。
　さらに、光出射面６２ｂに達した光線Ｌ２は、凹面の位置によって屈折する方向が異なる。このため、光出射面６２ｂから出射された光線Ｌ２は、＋ｚ方向に広がって進む。つまり、光出射面６２ｂから出射された光は、拡散板４上に広がる。
　図９に示すように、配光制御素子８内部を進行した光線Ｌの一部（光線Ｌ１）は、光出射面６２ａで－ｚ方向に反射される。光線Ｌ３は、光線Ｌ１が光出射面６２ａによって反射された光線である。つまり、光出射面６２ａによって反射された光線Ｌ３は、－ｚ軸方向に進行する。
　光線Ｌ３は、光出射面６２ａに対して入射した角度（入射角）と同等の角度（反射角）で反射される。つまり、反射される光線の入射角と反射角とは等しい（反射の法則）。入射角と反射角とは、それぞれの光線の進行方向と境界面の垂線との間の角度として定義される。ここで、境界面は、光出射面６２ａである。
　光出射面６２ａによって反射された光線Ｌ３は、光出射面６２ａに対して入射した角度と同等の角度で－ｚ方向に反射される。そして、光出射面６２ａで反射された光線Ｌ３は、光反射面８１に到達する。
　光出射面６２ａによって反射された後に、配光制御素子６内部を進行した光線Ｌ３の一部は、光反射面８１によって、＋ｚ方向に反射される。光反射面８１に到達した光線Ｌ３は、光反射面８１で＋ｚ方向に広がりながら反射される。光反射面８１に到達した光線Ｌ３は、光反射面８１で＋ｚ方向に反射される。
　そして、光反射面８１によって反射された光線Ｌ３は、＋ｚ方向に進行する。そして、光反射面８１で反射された光線Ｌ３は、光出射面６２ｂから出射する。
　光反射面８１によって反射された光線Ｌ３は、配光制御素子６内部を進行した後に、光出射面６２ｂから出射する。光反射面８１によって反射された光線Ｌ３は、光線Ｌ２と合成される。つまり、光線Ｌ３は、光線Ｌ２と重ね合わされて、光出射面６２ｂから出射する。光線Ｌ３は、光線Ｌ２と重畳されて、光出射面６２ｂから出射する。そして、光出射面６２ｂから出射される光の光量は増加する。
　光出射面６２ｂから出射される光線Ｌ２，Ｌ３は、面光源装置２０１の光出射面の周辺部に到達する。つまり、光反射面８１によって、面光源装置２０１の光出射面の周辺部の光量を増すことができる。そして、面光源装置２０１の光出射面の周辺部の輝度の低下を抑えることができる。
　また、例えば、光線Ｌ１に加えて、光線Ｌ２，Ｌ３が面光源装置２０１の光出射面の周辺の領域（周辺部）に到達することで、面光源装置２０１の光出射面の周辺部の光量を増すことができる。
　光反射面８１が光拡散面の場合には、光反射面８１に到達した光線Ｌ３の一部は、光反射面８１によって、拡散されて＋ｚ方向に反射される。つまり、光反射面８１によって反射された光線Ｌ３は、拡散光となる。そして、光反射面８１によって反射された光線Ｌ３は、＋ｚ方向に進行する。
　光出射面６２ａで反射された光線Ｌ３は、光反射面８１ａ１または光反射面８１ｂ２で反射された後に、それぞれ光出射面６２ｂから出射する。光出射面６２ａで反射された光線Ｌ３は、光反射面８１ａ１で反射された後に、光出射面６２ｂ１から出射される。光出射面６２ａで反射された光線Ｌ３は、光反射面８１ｂ２で反射された後に、光出射面６２ｂ２から出射される。
　光反射面８１で反射された光線Ｌ３は、光出射面６２ｂによって、＋ｚ軸方向に屈折される。
　光反射面８１と光出射面６２ｂとによって、光線Ｌ３は＋ｚ方向に反射および屈折される。
　光入射面６１での屈折、光出射面６２ａでの屈折、光出射面６２ａでの反射、光反射面８１での反射または光出射面６２ｂでの屈折によって、光源７から出射された光線Ｌは、面光源装置２０１が面状の光を照射する方向に進む。実施の形態２では、面光源装置２０１が面状の光を照射する方向は、開口部５３の方向である。面光源装置２０１が面状の光を照射する方向は、＋ｚ軸方向である。開口部５３は、面光源装置２０１の光出射面である。
　実施の形態２では、開口部５３には、拡散板４が配置されている。拡散板４は、面光源装置２０１の光出射面である。そして、光源７から出射された光線Ｌは、拡散板４上に広がる。配光制御素子８から出射された光線Ｌは、拡散板４上に広がる。
　つまり、配光制御素子８は、光源７の配光を、面光源装置２０１の光出射面上に変更する機能を有する。
＜変形例４＞
　図１０は、変形例４の配光制御素子８ａの構成を示す図である。変形例４は、実施の形態１の変形例１の内容を、配光制御素子８に適用した例である。
　なお、変形例は、実施の形態１からの通し番号とする。
　配光制御素子８は透明材料とした。しかし、例えば、図１０に示すように、配光制御素子８ａを材料６４及び透明材料６５を用いた多層構造としてもよい。
　配光制御素子８ａの光出射面６２ａの部分は、材料６４で形成されている。また、材料６４で形成された部分の－ｚ軸側の部分は、透明材料６５で形成されている。配光制御素子８ａの光出射面６２ｂの部分は、材料６５で形成されている。また、配光制御素子８ａの光入射面６１の部分は、材料６５で形成されている。つまり、材料６４で形成された部分の光入射面６１側の部分は、透明材料６５で形成されている。
　このため、光入射面６１から入射した光は、透明材料６５の部分を透過した後に、材料６４の部分を透過して、光出射面６２ａに到達する。
　材料６４は、例えば、拡散材を含んだ材料とすることができる。また、材料６４は、例えば、透明材料６５と異なる屈折率の透明材料とすることができる。
　押出し成形で配光制御素子８ａを作製する場合には、複数の材料を用いて成形することができる。
　このように材料を一部変えることで、配光を制御できる。
　なお、図１０に示した多層構造に限るものではない。配光に合わせて任意の位置に任意の材料を配置することができる。
＜変形例５＞
　図１１は、変形例５の配光制御素子８ｂの構成を示す図である。変形例５は、実施の形態１の変形例２の内容を、配光制御素子８に適用した例である。
　図１１に示すように、配光制御素子８の光出射面６２上に光拡散素子６６を配置してもよい。図１１では、光拡散素子６６は、シート形状をしている。また、光拡散素子６６は、光軸Ｃ上に配置されている。光拡散素子６６は、配光制御素子８の光出射面６２ａ上に配置されている。
　配光制御素子８の光軸Ｃ上を進行する光線（光線Ｌ１）は、光入射面６１及び光出射面６２ａで屈折せずに直進することがある。その場合には、表示面１ａ上で、その部分は明線になって現れる。光拡散素子６６を光軸Ｃ上に配置することで、この明線を和らげて、輝度の均一性を高めることができる。
　また、光拡散素子６６に代えて、光出射面６２ａの光軸Ｃが通る領域に凹凸形状を形成することができる。つまり、光出射面６２ａの光軸Ｃが通る領域は、凹凸面である。例えば、押出し成形で配光制御素子６ａを作製する場合には、ｚ－ｘ平面上が凹凸形状で、ｙ軸方向に延びる溝を形成することができる。
＜変形例６＞
　また、例えば、配光制御素子８の光出射面６２ａの光軸Ｃ上に光反射素子を配置してもよい。例えば、図１１に示す光拡散素子６６を光反射素子に変更することができる。変形例６は、実施の形態１の変形例３の内容を、配光制御素子８に適用した例である。以下において、図１１を用いて、光反射素子６６として説明する。
　光源７の数が少なく、隣接する光源７の間の領域が暗い部分として目立つ場合がある。この場合においても、光出射面６２ａの光軸Ｃ上に光反射素子６６を配置して、光を－ｚ軸方向に反射させる。この反射は、拡散反射であってもよい。
　また、光反射素子６６は、各光源７の＋ｚ軸方向の位置に配置することができる。つまり、各光源７の＋ｚ軸方向の光出射面６２ａ上の領域に、光反射素子６６は配置される。
　光反射素子６６で反射された光は、ｙ軸方向に進行する。光反射素子６６で反射された光は、配光制御素子８の取り付けられた基板上で反射する。図６では、配光制御素子８の取り付けられた基板は、反射部材５の底面５１である。そして、基板（底面５１）上で反射された光は、隣接する光反射素子６６の間の光出射面６２ａの領域から出射する。
　この光の反射によって、光はｙ軸方向に広がる。これによって、隣接する光源７の間にも光が広がるため、暗い部分が目立たなくなる。
　これらのような、簡素な構成で、面状の光の均一性を向上させることが可能である。
　以上より、本実施の形態２の面光源装置２０１によれば、簡素で汎用性の高い配光制御素子８によって、少ない光源７で、均一性を増した輝度分布を得ることができる。
＜付記＞
　以上の各実施の形態を基にして、以下の内容を付記として記載する。
＜付記１＞
　光を出射する光源と、
　前記光源から出射された光を配光する配光制御素子と
を備え、
　前記配光制御素子は、当該配光制御素子の光軸が通る第１の光出射面及び前記第１の光出射面の端部に配置されて前記光軸の方向に延びる第２の光出射面を含み、
　前記第２の光出射面は、凹面形状の領域を備える面光源装置。
＜付記２＞
　前記配光制御素子は、前記第１の光出射面又は前記第２の光出射面に凹凸形状の領域を備える付記１に記載の面光源装置。
＜付記３＞
　前記配光制御素子は、前記光軸が通る光入射面を備え、
　前記光入射面は、前記光軸に対して対称となる位置の間隔が前記第１の光出射面の方向に向けて狭くなる付記１又は２に記載の面光源装置。
＜付記４＞
　前記配光制御素子は、前記光入射面に凹凸形状の領域を備える付記３に記載の面光源装置。
＜付記５＞
　前記光軸は、前記光入射面の前記第１の光出射面側の端部を通る付記３又は４に記載の面光源装置。
＜付記６＞
　前記第１の光出射面は、円筒面であり、
　前記光源は、前記円筒面の軸方向に並べて配置される付記１から５のいずれか１項に記載の面光源装置。
＜付記７＞
　前記配光制御素子は、拡散材を含む付記１から６のいずれか１項に記載の面光源装置。
＜付記８＞
　前記配光制御素子は、異なる屈折率の材料を含む付記１から７のいずれか１項に記載の面光源装置。
＜付記９＞
　前記配光制御素子は、前記第１の光出射面の前記光軸を含む領域に光拡散素子又は光反射素子を備える付記１から８のいずれか１項に記載の面光源装置。
＜付記１０＞
　付記１から９のいずれか１項に記載の面光源装置と、
　前記面光源装置から出射された面状の光を画像光に変換する液晶パネルと
を備えた液晶表示装置。
　なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含む。このため、請求の範囲に部品間の位置関係または部品の形状を示す記載した場合には、これらの記載は、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含む。
　また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
　１００，１０１　液晶表示装置、　２００，２０１　面光源装置、　１　液晶パネル、　１ａ　表示面、　１ｂ　裏面、　２　光学シート、　３　光学シート、　４　光拡散板、　５　反射部材、　５１　底面、　５２　側面、　５３　開口部、　６，６ａ，６ｂ，８　配光制御素子、　６１，６１ａ，６１ｂ　光入射面、　６２，６２ａ，６２ｂ　光出射面、　６３　頂点部、　６４　材料、　６５　透明材料、　６６　光拡散素子、　７　光源、　７ａ，７ｂ　発光面、　８１　光反射面、　Ａ　傾斜角、　Ｃ，Ｃｓ　光軸、Ｌ１，Ｌ２　光線。

Claims (17)

  1. 　光を出射する光源と、
    　前記光源から出射された光を配光する配光制御素子と
    を備え、
    　前記配光制御素子は、当該配光制御素子の光軸が通る第１の光出射面及び前記第１の光出射面の端部に配置されて前記光軸の方向において前記光源側に延びる第２の光出射面を含み、
    　前記第２の光出射面は、凹面形状の領域を備える面光源装置。
  2. 　前記配光制御素子は、前記光軸が通る光入射面を備え、
    　前記光入射面は、前記光源を覆うように形成されている請求項１に記載の面光源装置。
  3. 　前記光入射面と前記光軸との間隔は、前記光源から前記第１の光出射面の方向に向けて狭くなる請求項２に記載の面光源装置。
  4. 　前記光軸は、前記光入射面の前記第１の光出射面側の端部を通る請求項２又は３に記載の面光源装置。
  5. 　前記第１の光出射面は、第１の方向に曲率を有し、前記第１の方向に垂直な第２の方向に曲率を有さないシリンドリカル面であり、
    　前記光入射面は、前記第２の方向に延びる溝形状である請求項２から４のいずれか１項に記載の面光源装置。
  6. 　前記第１の光出射面は、第１の方向に曲率を有し、前記第１の方向に垂直な第２の方向に曲率を有さないシリンドリカル面である請求項１から４のいずれか１項に記載の面光源装置。
  7. 　複数の前記光源は、前記第２の方向に並べて配置される請求項５または６に記載の面光源装置。
  8. 　前記光は、第１の光線及び第２の光線を含み、
    　前記光源は、前記第１の光線を出射する第１の発光面と、前記第１の発光面の周辺に形成されて、前記第１の光線の出射方向に対して、垂直な方向に前記第２の光線を出射する第２の発光面とを備える請求項１から７のいずれか１項に記載の面光源装置。
  9. 　前記光源から出射された前記第１の光線は、前記第１の光出射面に到達し、前記光源から出射された前記第２の光線は、前記第２の光出射面に到達する請求項８に記載の面光源装置。
  10. 　配光制御素子は、前記第１の光出射面と対向する位置に配置され、前記第１の光線の内、前記第１の光出射面で反射された第３の光線を、前記第２の光出射面に向けて反射する光反射面を備え、
    　前記第３の光線は、前記第２の光出射面に到達する請求項８または９に記載の面光源装置。
  11. 　前記光反射面は、前記第１の光出射面側に凸形状である請求項１０に記載の面光源装置。
  12. 　前記光反射面は、凹凸形状の領域を備える請求項１０または１１に記載の面光源装置。
  13. 　前記配光制御素子は、凹凸形状の領域の面を備える請求項１から１１のいずれか１項に記載の面光源装置。
  14. 　前記配光制御素子は、拡散材を含む請求項１から１３のいずれか１項に記載の面光源装置。
  15. 　前記配光制御素子は、異なる屈折率の材料を含む請求項１から１４のいずれか１項に記載の面光源装置。
  16. 　前記配光制御素子は、前記第１の光出射面の前記光軸を含む領域に光拡散素子又は光反射素子を備える請求項１から１５のいずれか１項に記載の面光源装置。
  17. 　請求項１から１６のいずれか１項に記載の面光源装置と、
    　前記面光源装置から出射された面状の光を画像光に変換する液晶パネルと
    を備えた液晶表示装置。
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