(57)【要約】【課題】  マイクロプリズムアレイを用いて高輝度化を実現するとともに、線状光源の発光領域の長さが導光体の側面の長さよりも短くても、面内均一な明るさを有する面光源素子、およびこれを用いた画像表示装置を提供する。【解決手段】  線状光源２の非発光部２ｂに対向する導光体３の側面３ｂ端部に光反射部材５が形成されているので、導光体３の側面の長さよりも線状光源２の発光部２ａの長さが短い場合でも、導光体３内の側面３ｂ端部近傍で光反射部材５による反射が生じて、線状光源２の非発光部２ｂによる導光体３の出射面３ａの暗部が解消され、面内均一な明るさの面光源素子１が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状光源と、線状光源が側面に沿って配設され、線状光源からの光が側面から入射されて面状に光を出射する板状の導光体と、導光体の出射面側に設けられて、複数の凸部が該出射面と対向する面に形成され、かつ前記凸部の頂部が該出射面と密着して形成されて、導光体から出射する光を該出射面の正面方向に向かわせる出射光制御板とを備え、
前記線状光源の非発光部に対向する導光体の側面端部の少なくとも１つに光反射部材が形成されていることを特徴とする面光源素子。
【請求項２】
請求項１において、前記光反射部材の長さが、前記線状光源の非発光部長さの１／２以上３／２以下であることを特徴とする面光源素子。
【請求項３】
請求項１または２において、前記光反射部材が鏡面反射部材であることを特徴とする面光源素子。
【請求項４】
請求項１または２において、前記光反射部材が散乱反射部材であることを特徴とする面光源素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の面光源素子上に透過型表示素子を設けてなる画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶モニタ、液晶テレビに用いられる面光源素子およびこれを用いた直視型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、広告用看板等の透過型表示装置は、面状に光を発する面光源素子（バックライト）と画像情報を与える表示パネルとで構成され、該表示パネルが与えた画像情報により光の透過率がコントロールされることによって文字および映像が表示される。バックライトとしては、ハロゲンランプ、反射板、レンズ等が組み合わされて出射光の輝度の分布が制御されるもの、蛍光管が導光体の端面に設けられ、蛍光管からの光が端面と垂直な面から出射されるもの、蛍光管が導光体の内部に設けられたもの（直下型）などが挙げられる。ハロゲンランプを利用したバックライトは、高輝度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いられる。一方、導光体を利用したバックライトは薄型化が可能であるため、直視型の液晶ＴＶ、パーソナルコンピュータのディスプレイなどに用いられることが多い。
【０００３】
液晶ＴＶ、ノートパソコンなどに用いられるバックライトでは、消費電力を軽減すること、および高輝度であることが要求されている。高輝度化を実現することは、冷陰極管などの光源を増やすことで可能であるが、この方法は消費電力の増加につながるため実用的ではない。そこで、光源、導光体およびマイクロプリズムアレイを用いた面光源素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この面光源素子は、導光体からの光の取り出しにマイクロプリズムアレイでの全反射を利用しており、光の損失が少なく、高輝度化を実現できる。
【特許文献１】米国特許第５，３９６，３５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されている面光源素子は、図６に示すように、導光体の側面の長さよりも線状光源の発光部の長さが短い場合には、導光体の側面端部に線状光源の非発光部が存在するので、導光体の側面端部から光が入射しないため、導光体の出射面から観察した場合に、コーナー部に暗線が発生したり、コーナー部の輝度が低下する問題がある。その一方、導光体の側面の長さよりも線状光源の発光領域の長さを長くした場合には、導光体の側面から突出する線状光源の長さも長くなってしまい小型化が図れない。
【０００５】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、マイクロプリズムアレイを用いて高輝度化を実現するとともに、線状光源の発光領域の長さが導光体の側面の長さよりも短くても、面内均一な明るさを有する面光源素子、およびこれを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明にかかる面光源素子は、線状光源と、線状光源が側面に沿って配設され、線状光源からの光が側面から入射されて面状に光を出射する板状の導光体と、導光体の出射面側に設けられて、複数の凸部が該出射面と対向する面に形成され、かつ前記凸部の頂部が該出射面と密着して形成されて、導光体から出射する光を該出射面の正面方向に向かわせる出射光制御板とを備え、前記線状光源の非発光部に対向する導光体の側面端部の少なくとも１つに光反射部材が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、出射光制御板に複数の凸部（マイクロプリズムアレイ）を設けて高輝度化を実現するとともに、線状光源の非発光部に対向する導光体の側面端部に光反射部材が形成されているので、導光体の側面の長さよりも線状光源の発光部の長さが短い場合でも、導光体内の側面端部近傍で光反射部材による反射が生じて、線状光源の非発光部による導光体の出射面の暗部が解消され、面内均一な明るさの面光源素子が得られる。
【０００８】
好ましくは、前記光反射部材の長さが、前記線状光源の非発光部長さの１／２以上３／２以下である。この場合には、光反射部材によって導光体内でより有効な反射が生じるので、より面内均一な明るさの面光源素子が得られる。また、光反射部材には鏡面反射部材または散乱反射部材が好ましく用いられる。
【０００９】
好ましくは、前記した面光源素子と透過型表示素子を組合わせることで、外観上優れた画像表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる面光源素子を示す斜視図である。この面光源素子１は、例えば一対の線状光源２と、これら線状光源２が対向する側面３ｂに沿ってそれぞれ配設され、線状光源２からの光が側面３ｂから入射されて面状に光を出射する板状の導光体３と、導光体３の出射された光の出射角度の分布を制御する出射光制御板４と、線状光源２を覆うリフレクタ８とを備えている。
【００１１】
線状光源２は例えば蛍光管からなり、リフレクタ８で後方および側方を覆うことにより、光の利用効率が高められる。導光体３は例えばアクリル樹脂製の扁平な直方体からなる。出射光制御板４は、導光体３の出射面３ａ側に設けられて、複数の凸部（マイクロプリズムアレイ）７が該出射面３ａと対向する面に形成され、かつ凸部７の頂部が該出射面３ａと光学的に密着して形成されて、導光体３から出射する光を該出射面３ａの正面方向に向かわせる。
【００１２】
図２に示すように、線状光源２から導光体３に入射し、導光体３内を伝搬してきた光は出射光制御板４の凸部７と導光体３の密着部９から凸部７内に進行し、凸部７の反射面で反射して出射光制御板４の出射面６から垂直に近い角度で出射される。出射光制御板４に複数の凸部（マイクロプリズムアレイ）７を設けているので、光の損失が少なく、高輝度化を実現することができる。
【００１３】
図３に示すように、線状光源２は、発光部２ａと非発光部２ｂとを有する。本発明では、線状光源２の非発光部２ｂに対向する導光体３の側面３ｂ端部に、光反射部材５が形成されている。この例では、導光体３の４つの側面３ｂ端部すべてに光反射部材５が形成されているが、導光体３の形状や線状光源２の種類によっては３つ以下の側面３ｂ端部に形成してもよい。光反射部材５は例えば鏡面反射テープを必要寸法に裁断し貼り合せてなる。
【００１４】
この光反射部材５が導光体３の側面３ｂ端部に形成されていることで、当該側面３ｂに対向する側面３ｂから伝搬してきた光が光反射部材５で反射される。これにより、導光体３内の側面３ｂ端部近傍のコーナー部３ｃ周辺にも多数の光線の軌跡が生じるので、従来発生していたコーナー部３ｃ周辺の暗線やコーナー部３ｃの輝度低下を低減することができる。
【００１５】
このように、線状光源２の非発光部２ｂに対向する導光体３の側面３ｂ端部に光反射部材５が形成されているので、導光体３の側面３ｂの長さよりも線状光源２の発光部２ａの長さが短い場合でも、導光体３内の側面３ｂ端部近傍で光反射部材５による反射が生じて、線状光源２の非発光部２ｂによる導光体３の出射面３ａの暗部が解消され、面内均一な明るさの面光源素子１が得られる。
【００１６】
光反射部材５の具体的な長さ寸法について図４を用いて説明する。導光体３の側面３ｂ端部に対向する線状光源２の非発光部２ｂの長さ寸法をＡとし、光反射部材５の長さ寸法をＢとする。このとき、光反射部材５の必要寸法はＡ／２≦Ｂ≦３Ａ／２である。この長さ寸法ＢがＡ／２未満になると光の反射量が低減してしまうため、必要とする特性が得られない。また３Ａ／２を超えると線状光源２からの入射光が遮断されるため適当でない。より好ましくは３Ａ／４≦Ｂ≦Ａである。
【００１７】
本発明に用いる光反射部材５は、上記した鏡面反射部材ではなく、散乱反射部材でもよい。この場合、散乱反射シートを必要寸法に切出して貼り付ける。
【００１８】
また、光反射部材５はシート等を貼り付けるばかりでなく、アルミ等の高反射部材を真空蒸着させたものでもよい。
【００１９】
線状光源２としては、冷陰極管や熱陰極管のような蛍光管などのほかに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用いてもよい。ＬＥＤを使用する場合、棒状の導光部材を用いてＬＥＤの点光源を線状光源に変換する。
【００２０】
導光体３に用いる樹脂としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等の透明性に優れるものが挙げられる。また、出射光制御板５の凸部形状は該凸部形状のネガ型となる金型を用いて、熱プレス法、紫外線硬化による２Ｐ法、出射成形法や押出成形法などによって成形することができる。該金型は、金属板を切削加工して作製しても良いし、凸部形状を光造形法、レーザー直接描画もしくはレジストリフロー法で作製した後、該凸部形状を用いて電鋳処理などを行い金型としてもよい。
【００２１】
図５のように、上記した面光源素子１を用い、その発光面上に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１２等の透過型光変調装置を設けることにより、直視型の画像表示装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる面光源素子を示す斜視図である。
【図２】出射光制御板の凸部における光線の軌跡を示す側面図である。
【図３】光反射部材の機能を示す平面図である。
【図４】光反射部材の寸法を説明する平面図である。
【図５】図１の面光源素子を用いた画像表示装置を示す側面図である。
【図６】従来の面光源素子における暗線の発生状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：面光源素子
２：線状光源
３：導光体
３ａ：出射面
４：出射光制御板
５：光反射部材
６：出射面
７：凸部
９：液晶ディスプレイ（ＬＣＤ） 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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