(57)【要約】【課題】  光の利用効率が高く、軽量化された面光源装置を提供し、液晶ディスプレイ等の表示装置において消費電力の低減や薄型化、軽量化に貢献する。【解決手段】  多数のプリズム部１１が一つの面上の方形な領域に並べて形成された方形なプリズムシート１の一辺に沿って棒状光源２が設けられており、各プリズム部１１は、棒状光源２からの光が入射する入射面１３と、入射面１３から入射した光を反射させて出射側に出射させる反射面１４とを有する。棒状光源２は、光が空気中を進んで各プリズム部１１の入射面１３から最初にプリズムシート１内に入射する位置に設けられている。棒状光源２からの光のうちプリズムシート１を見込まない方向に進む光を、反射ミラー３が反射させて反射した光が空気中を進んで各プリズム部１１の入射面１３に最初に入射するようにする。【選択図】  図１
2006048968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形なパターンで光を出射する面光源装置であって、
多数のプリズム部を方形な一つの面上の領域に並べて形成された方形なプリズムシートと、
プリズムシートの一辺に沿って設けられた棒状光源又はプリズムシートの一辺に沿って設けられた複数の点光源とを備えており、
プリズムシートの各プリズム部は、棒状光源又は点光源からの光が入射する入射面と、入射面から入射した光を反射させて出射側に出射させる反射面とを有しており、
棒状光源又は点光源は、光が空気中を進んで各プリズム部の入射面から最初にプリズムシート内に入射する位置に設けられていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記プリズムシートの各プリズム部の頂部の間隔は、前記棒状光源又は点光源に近い側で狭く、前記棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って徐々に広くなっていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】
前記プリズムシートは、前記棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って厚さが増しており、各プリズム部の高さが高くなっていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項４】
前記プリズムシートの各プリズム部のうち、前記棒状光源又は前記点光源に近い側のプリズム部の前記反射面は、光を分散させて反射させる曲面となっていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項５】
前記プリズムシートの出射側には板状の透明な出射パネルが設けられており、前記プリズムシートは、各プリズム部を並べた面が出射パネルに対して非平行になるよう配置されており、各プリズム部は、前記棒状光源又は点光源から近い側で出射パネルに近く、遠い側で出射パネルから遠くなっていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項６】
前記棒状光源又は点光源からの光のうちプリズムシートを見込まない方向に進む光を反射させて反射した光が空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射するようにする反射ミラーが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の面光源装置。
【請求項７】
内部に液晶を封入した液晶パネルと、液晶パネルの背後から光を照射するバックライトとを備えた液晶ディスプレイであって、
液晶パネルの背後には、バックライトからの光を反射させて液晶パネルに指向させるシート状の光学部品である背面シートが設けられており、
背面シートは、一つの面上に並べて設けられた多数のプリズム部から成るものであり、
背面シートの各プリズム部は、バックライトからの光が入射する入射面と、入射面から入射した光を反射させて液晶パネルに指向させる反射面とを有しており、
バックライトは、背面シートの一辺に沿って設けられているとともに、バックライトからの光が空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射する位置に設けられていることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記背面シートの各プリズム部の頂部の間隔は、前記バックライトに近い側で狭く、前記バックライトから遠ざかるに従って徐々に広くなっていることを特徴とする請求項７記載の液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記背面シートは、前記バックライトから遠ざかるに従って厚さが増しており、各プリズム部の高さが高くなっていることを特徴とする請求項７記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記背面シートの各プリズム部のうち、前記バックライトに近い側のプリズム部の前記反射面は、光を分散させて反射させる曲面となっていることを特徴とする請求項７記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記背面シートは、各プリズム部を並べた面が前記液晶パネルに対して非平行になるよう配置されており、各プリズム部は、前記バックライトから近い側で前記液晶パネルに近く、遠い側で前記液晶パネルから遠くなっていることを特徴とする請求項７記載の液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
請求項１２記載の発明は、前記請求項７乃至１１いずれかの構成において、前記バックライトからの光のうち前記背面シートを見込まない方向に進む光を反射させて反射した光が空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射するようにする反射ミラーが設けられていることを特徴とする請求項７乃至１１いずれかに記載の液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、一定の領域の面内から光を均一に出射させる面光源装置に関するものであり、またコンピュータや携帯電話等の各種電子機器において表示部用として使用されている液晶ディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一定の領域の面内から光を均一に出射させる面光源装置は、例えば液晶ディスプレイのような表示装置に用いられている。液晶ディスプレイ等の表示装置は、コンピュータや携帯電話等の各種電子機器に盛んに使用されている。このうち、液晶ディスプレイは、周知のように、一対のガラス基板より成る液晶パネルの内部に封入した液晶を電気的に制御して光を透過・遮断を行わせ、画像を表示する。自発光ではないため、パネルの裏側（見る側とは反対側）に光源が設けられており、光源からの光をパネルを通して出射させている。このような自発光ではない表示装置は光源が必要であり、例えば液晶ディスプレイでは液晶パネルの裏側から光照射するバックライトを搭載している。
【０００３】
現在市販されている殆どの液晶ディスプレイでは、棒状の光源をバックライトとして用い、それを面光源に変換して使用している。面光源への変換は板状の導光体によって行われており、棒状光源と導光体とが一つのユニット（面光源装置）を構成している。例えば特開２００３−１５６６２９号公報に開示されているように、方形（長方形又は正方形）な平板状の導光体の一端に沿って棒状光源を配置し、導光体内を通して光を導き、導光体の散乱作用等により導光体の表面から光を出射させている。
【特許文献１】特開２００３−１５６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶ディスプレイに要求される特性には様々なものがあるが、重要なものとしては、薄型で軽量であること、低消費電力で無充電使用可能時間が長いこと、画像が明るいことなどが挙げられる。
ここで、従来の導光体を使用した面光源装置では、導光体中を通して光を導く構成であるため、導光体中での光の損失の問題が避けられず、効率の点で限界がある。損失とは、導光体中の媒質による光の吸収の他、導光体の端面での反射、散乱等により画像表示には使われない分の光の量である。光の利用効率が悪いために、充分な明るさの画像が得られなくなったり、充分に明るくするために高出力の光源を使用すると、消費電力が高くなって無充電使用可能時間が短くなる問題がある。
【０００５】
また、導光体を通して光を導く構成では、少なくとも棒状光源の管径程度の厚さを持った導光体が必要である。また、導光体の媒質中での光の損失を補償しながら充分な明るさを確保するため、一定量の光を入射させるべく導光体の端面を大きくする必要があり、従って、導光体の厚さがある程度必要になる。このようなことから、導光体の部分で重量を軽くできない問題もある。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、光の利用効率が高く、軽量化された面光源装置を提供するものであって、液晶ディスプレイ等の表示装置において消費電力の低減や薄型化、軽量化に貢献できる技術的意義を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、方形なパターンで光を出射する面光源装置であって、
多数のプリズム部を方形な一つの面上の領域に並べて形成された方形なプリズムシートと、
プリズムシートの一辺に沿って設けられた棒状光源又はプリズムシートの一辺に沿って設けられた複数の点光源とを備えており、
プリズムシートの各プリズム部は、棒状光源又は点光源からの光が入射する入射面と、入射面から入射した光を反射させて出射側に出射させる反射面とを有しており、
棒状光源又は点光源は、光が空気中を進んで各プリズム部の入射面から最初にプリズムシート内に入射する位置に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記プリズムシートの各プリズム部の頂部の間隔は、前記棒状光源又は点光源に近い側で狭く、前記棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って徐々に広くなっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記プリズムシートは、前記棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って厚さが増しており、各プリズム部の高さが高くなっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記プリズムシートの各プリズム部のうち、前記棒状光源又は前記点光源に近い側のプリズム部の前記反射面は、光を分散させて反射させる曲面となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記プリズムシートの出射側には板状の透明な出射パネルが設けられており、前記プリズムシートは、各プリズム部を並べた面が出射パネルに対して非平行になるよう配置されており、各プリズム部は、前記棒状光源又は点光源から近い側で出射パネルに近く、遠い側で出射パネル４から遠くなっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記棒状光源又は点光源からの光のうちプリズムシートを見込まない方向に進む光を反射させて反射した光が空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射するようにする反射ミラーが設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、内部に液晶を封入した液晶パネルと、液晶パネルの背後から光を照射するバックライトとを備えた液晶ディスプレイであって、
液晶パネルの背後には、バックライトからの光を反射させて液晶パネルに指向させるシート状の光学部品である背面シートが設けられており、
背面シートは、一つの面上に並べて設けられた多数のプリズム部から成るものであり、
背面シートの各プリズム部は、バックライトからの光が入射する入射面と、入射面から入射した光を反射させて液晶パネルに指向させる反射面とを有しており、
バックライトは、背面シートの一辺に沿って設けられているとともに、バックライトからの光が空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射する位置に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、前記請求項７の構成において、前記背面シートの各プリズム部の頂部の間隔は、前記バックライトに近い側で狭く、前記バックライトから遠ざかるに従って徐々に広くなっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項９記載の発明は、前記請求項７の構成において、前記背面シートは、前記バックライトから遠ざかるに従って厚さが増しており、各プリズム部の高さが高くなっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、前記請求項７の構成において、前記背面シートの各プリズム部のうち、前記バックライトに近い側のプリズム部の前記反射面は、光を分散させて反射させる曲面となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、前記請求項７の構成において、前記背面シートは、各プリズム部を並べた面が前記液晶パネルに対して非平行になるよう配置されており、各プリズム部は、前記バックライトから近い側で前記液晶パネルに近く、遠い側で前記液晶パネルから遠くなっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１２記載の発明は、前記請求項７乃至１１いずれかの構成において、前記バックライトからの光のうち前記背面シートを見込まない方向に進む光を反射させて空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射するようにする反射ミラーが設けられているという構成を有する。
【発明の効果】
【０００７】
以下に説明する通り、本願の請求項１記載の面光源装置によれば、棒状光源又は点光源からの光は、空気中を進んで各プリズム部の入射面から最初にプリズムシート内に入射して反射面で反射して出射するので、光は実質的にプリズムシートの厚さ分のみの距離を進んで出射する。従って、端面入射タイプの従来の導光体を使用したものに比べると、媒質中での光の損失は激減している。このため、光の利用効率は極めて高い。また、端面入射ではないため、一定の光量を確保するためにプリズムシートを厚くする必要はなく、全体の薄型化、軽量化に貢献できる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、プリズムシートの各プリズム部の頂部の間隔は、棒状光源又は点光源に近い側で狭く、棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って徐々に広くなっているので、棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って漸減する照度を補償して各プリズム部から出射される光束の量を均一にすることができる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、プリズムシートは、棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って厚さが増しており、各プリズム部の高さが高くなっているので、棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って漸減する照度を補償して各プリズム部から出射される光束の量を均一にすることができる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、プリズムシートの各プリズム部のうち、棒状光源又は前記点光源に近い側のプリズム部の反射面は、光を分散させて反射させる曲面となっているので、棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って漸減する照度と相殺されて、各プリズム部から出射される光束の量が均一になる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、前記プリズムシートの出射側には板状の透明な出射パネルが設けられており、前記プリズムシートは、各プリズム部を並べた面が出射パネルに対して非平行になるよう配置されており、各プリズム部は、前記棒状光源又は点光源から近い側で出射パネルに近く、遠い側で出射パネルから遠くなっているので、棒状光源又は点光源から遠ざかるに従って漸減する照度を補償して各プリズム部から出射される光束の量を均一にすることができる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、前記棒状光源又は点光源からの光のうちプリズムシートを見込まない方向に進む光を反射させて反射した光が空気中を進んで前記各プリズム部の入射面に最初に入射するようにする反射ミラーが設けられているので、光の利用効率がさらに高められている。
また、請求項７乃至１２記載の発明によれば、上記請求項１乃至６の面光源装置の各効果と同様の効果を奏する液晶ディスプレイが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、実施形態に係る面光源装置の断面概略図である。図１に示す面光源装置は、方形なパターンで光を出射する面光源装置である。この面光源装置は、多数のプリズム部１１を方形な一つの面上の領域に並べて形成された方形なプリズムシート１と、プリズムシート１の一辺に沿って設けられた棒状光源２とを備えている。尚、プリズムシート１が並べられた面は、この実施形態では平面（又は平坦面）であるが、曲面の場合もある。即ち、横から見ると、円弧状又は放物線状である面上の領域に多数のプリズム部１１が並べられることもある。その場合でも、その曲面である面の平面視（上から見た場合）は方形である。
【０００９】
棒状光源２としては、熱陰極又は冷陰極の蛍光灯等の放電ランプが典型的には使用される。この他、ハロゲンランプ等のフィラメントランプが使用されることもあり得る。尚、棒状光源２に変えて、複数の点光源を一辺に沿って等間隔に配置してもよく、この場合は、発光ダイオード等が使用されることもあり得る。
【００１０】
各プリズム部１１の断面形状は、図１に拡大して示すように、三角形とその底辺の部分にある厚さの部分を付加した形状である。説明の都合上、断面形状のうち、各プリズム部１１相互に同一面上に位置する面１２を「主面」とする。他の面のうちの一方１３は、棒状光源２からの光が入射する入射面であり、もう一方１４は入射面から入射した光が反射する反射面である。また、説明の都合上、各プリズム部１１の断面形状において、三角形の部分１５を「三角部」と呼び、底辺の厚みの部分１６の「ベース部」と呼ぶ。
【００１１】
尚、各プリズム部１１は、棒状光源２が設けられた一辺の方向に長いものであり、互いに平行である。図１の実施形態では、各プリズム部１１は全て同じ形状寸法である。
このようなプリズムシート１は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ、ＭＡ等）やポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等の透明な光学樹脂より成るものであり、板材を金型で挟んで加熱加圧する成型法により製作される。
【００１２】
図１に示す面光源装置の大きな特徴点は、従来のような端面入射の構成ではなく、棒状光源２から光が空気中を進んで各プリズム部１１の入射面１３から最初にプリズムシート１内に入射するようになっている点である。以下、この点について詳説する。説明の都合上、プリズムシート１が延びる面を挟んで一方の側を前側、反対側を後ろ側とする。
図１に示すように、主面１２はプリズムシート１の前側の面であり、入射面１３及び反射面１４は後ろ側の面となっている。即ち、入射面１３及び反射面１４から成る断面三角形の凸条が後ろ側に形成された形状となっている。棒状光源２からの光は、後ろ側から入射してプリズムシート１内で屈折して前側に抜けていくようになっている。
【００１３】
より詳しく説明すると、棒状光源２は、図１に示すように、やや後ろ側に寄った位置に設けられている。即ち、棒状光源２の中心軸は、主面１２よりも少し後ろ側に寄った位置となっている。棒状光源２からの光は空気中を進み、主に、端面からではなく、各プリズム部１１の入射面１３から最初にプリズムシート１に入射する。「主に」とは、プリズムシート１に最初に入射する全光束のうち、端面から入射する光束が５０％未満で各プリズム部１１から入射する光束が５０％を越えていることを意味する。
【００１４】
各プリズムの入射面１３から入射した光は、入射面１３で若干屈折した後、反射面１４で反射し、主面１２に向かう。そして、主面１２を通って前側に出射していく。尚、反射面１４は、光が反射面１４から出射せずに全反射するよう臨界角以上の角度で光が入射する角度とされることが望ましい。
尚、「主に各プリズム部の入射面から最初にプリズムシートに入射する」構成としては、迷光等の異常光を除き棒状光源２から光の１００％（実質的に１００％）が端面ではく入射面１３から最初にプリズムシート１に入射する場合が挙げられ、図１に示す実施形態はこの構成である。この他、棒状光源２からの光の殆ど（例えば９０％以上）が端面でなく入射面１３から入射する場合等もある。
【００１５】
上記のように、本実施形態の面光源装置では、端面入射ではなく背面に形成された各プリズム部１１から光を入射させるタイプなので、光は実質的に（又はほぼ）プリズムシート１の厚さ分のみの距離を進んで前側に出射していく。従って、端面入射タイプの従来の導光体を使用したものに比べると、媒質中での光の損失は激減している。このため、光の利用効率は極めて高い。また、端面入射ではないため、一定の光量を確保するためにプリズムシート１を厚くする必要はなく、全体の薄型化、軽量化に貢献できる。
また、各プリズム部１１の入射面１３や反射面１４の構成（角度、表面状態等）を最適にすることで最適な光学機能（光路変換機能等）を付与することができる。このため、棒状光源２の特性や面発光領域の形状等に合わせた設計の自由度が高い。
【００１６】
本実施形態の面光源装置は、光の利用効率をさらに高めるため、棒状光源２からの光を反射させる反射ミラー３を備えている。反射ミラー３は、棒状光源２を覆う樋状の形状の樋状部３１と、樋状部３１に連続させて設けた平板部３２とから成る。平板部３２は、図１に示すようにプリズムシート１の主面１２と平行であり、プリズムシート１と同じ又はほぼ同じ寸法形状を有する。
【００１７】
また、平板部３２の樋状部３１とは反対側の端部には、端部ミラー３３が設けられている。端部ミラー３３は、反対側に達した光を反射させて戻し、プリズムシート１に入射させるためのものである。図１では端部ミラー３３は平板状のものであるが、屈曲させたものを使用する場合もある。図１に示す実施形態では、プリズムシート１は反射ミラー３の樋状部３１と端部ミラー３３により保持された状態となっている。
【００１８】
図１から明らかなように、反射ミラー３は、棒状光源２光のうち、棒状光源２から見てプリズムシート１を見込まない方向に進む光を反射させて反射した光が空気中を進んで各プリズム部１１の入射面１３に最初に入射するようにするものである。このため、プリズムシート１に入射する全体の光量が増し、光の利用効率がさらに向上する。
【００１９】
次に、さらに好ましい実施形態の面光源装置について説明する。
図２は、さらに望ましい実施形態の面光源装置の断面概略図である。図２では、プリズムシート１の断面形状が部分的に示されている。
図２に示す実施形態では、プリズムシート１の各プリズム部１１の頂部の間隔は、棒状光源２に近い側で狭く、棒状光源２から遠ざかるに従って徐々に広くなっている。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となっている。この点を以下に説明する。
【００２０】
レーザーのようなコヒーレントな光源を使用した場合は別であるが、多くの場合、光は光源から遠ざかるに従って拡散して照度が低下する。従って、図１に示す実施形態の場合、棒状光源２に近い側のプリズム部１１を介して前方に出射する光束の方が、棒状光源２に遠い側のプリズム部１１を介して前方に出射する光束に比べて多くなる傾向がある。このため、出射光の面内分布は、棒状光源２に近い側で密度が高く遠い側に密度が低くなり、明るさにばらつきが生じやすい。
【００２１】
この点を解消するため、本実施形態では、プリズムシート１の各プリズム部１１の頂部の間隔（ピッチ）を、棒状光源２に近い側で狭く、棒状光源２から遠ざかるに従って徐々に広くしている。具体的には、図２に示すように、棒状光源２に近い側のプリズム部１１の頂角は小さく、光源から遠ざかるに従って頂角が大きくなっている（θ１１＜θ１２＜θ１３）。この結果、ピッチは、棒状光源２から遠ざかるに従って徐々に大きくなっている（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３）。
【００２２】
いま、あるプリズム部１１の入射面１３に入射する光束を考えると、そのプリズム部１１の手前側（光源に近い側）のプリズム部１１に遮られずに残った光束がそのプリズム部１１に入射する。ピッチが小さい場合、遮られずに残って入射する光束は少なくなるが、ピッチが広くなるとこの量は多くなる。従って、棒状光源２から遠ざかるに従ってピッチを漸増させれば、棒状光源２から遠ざかるに従って漸減する照度を補償して各プリズム部１１から出射される光束の量を均一にすることができる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
【００２３】
また、上記棒状光源２から遠ざかるに従ってピッチを徐々に大きくする構成は、棒状光源２との関係で、各反射面１４を全反射面とするために好適となっている。図１や図２に示すように、棒状光源２をプリズムシート１に対して少し後ろ側に配置し、斜め後ろから光入射させる場合、各プリズム部１１に向かう光の角度（便宜上、主面１２に対する角度とする）は、棒状光源２に近いプリズム部１１において大きく、遠ざかるに従って小さくなる。上記のようにピッチを徐々に大きくしておけば、図２に示すように、各反射面１４が主面１２に対して成す角は、棒状光源２から遠ざかるに従って徐々に小さくなる（θ３１＞θ３２＞θ３３）。従って、各反射面１４を全反射面とすることができる。
【００２４】
尚、図２（１）の構成では頂角を変化させることでピッチを漸増させたが、頂角を一定にしつつピッチを漸増させることもできる。この構成では、各プリズム部１１のうちの三角部１５の高さは同じであるが、三角部１５の底辺の長さをベース部１６の長さより短くし、隣り合う三角部１５が連続しておらず離間するようにする。そして、その離間距離を変化させる。即ち、棒状光源２から遠ざかるに従って離間距離が長くする。この構成によっても、棒状光源２から遠ざかるに従って漸減する照度を補償して各プリズム部１１から出射される光束の量を均一にすることができる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
【００２５】
図３は、さらに望ましい別の実施形態の面光源装置の断面概略図である。この実施形態も、図２に示す実施形態と同様、明るさの面内均一性をさらに向上させるものとなっている。
図３の実施形態のうち、（１）〜（３）の実施形態では、プリズムシート１は、棒状光源２から遠ざかるに従って厚さが増している。その結果、各プリズム部１１の高さが徐々に高くなっている。より具体的に説明すると、各プリズム部１１は、三角部１５の断面形状は同じで高さも同じであるが、ベース部１６の厚さが徐々に大きくなっている。図３（１）は、棒状光源２から最も遠い側の端部におけるプリズムシートの厚さ（以下、再遠部厚さ）が比較的薄いもの、図３（２）は再遠部厚さが樋状部３１の幅程度まで大きいもの、図３（３）は、厚さの増加が曲線的（円弧状、放物線状等）であるものである。
【００２６】
また、図３（４）は、プリズムシート１の構成は図１の実施形態と同じであるが、プリズムシート１自体が斜めに傾けて配置されている実施形態である。即ち、装置全体の面発光領域を成すものとして、出射側に板状の透明な出射パネル４が設けられている。プリズムシート１は、主面１２が出射パネル４に対して非平行になるよう傾けて配置されており、各プリズム部１１は、棒状光源２から近い側で出射パネル４に近く、遠い側で出射パネル４から遠くなっている。尚、反射ミラー３との関係で言うと、各プリズム部１１は、棒状光源２から近い側で出射パネル４に近く、遠い側で出射パネル４から遠くなっている。
【００２７】
これらの実施形態によっても、棒状光源２から遠ざかるに従って漸減する照度を補償して各プリズム部１１から出射される光束の量を均一にすることができる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。
尚、図３（１）の実施形態に比べると図３（２）の実施形態の方がプリズムシート１に入射する全光束が多くなるが、厚さが増しているのでプリズムシート１における光吸収は多くなる。従って、全体の効率がどちらが高いかはプリズムシート１の材質や寸法・形状等による。
【００２８】
図４は、さらに望ましいさらに別の実施形態の主要部の主要部を示した断面概略図であり、プリズムシート１の断面形状を部分的に示す。図４に示す実施形態では、プリズムシート１の各プリズム部１１のうち、棒状光源２に近い側のプリズム部１１の反射面１４は、光を分散させて反射させる曲面となっている。より詳しくは、図４に拡大して示すように、棒状光源２に近い側のプリズム部１１の反射面１４は、凸面鏡と同様の凸面であり、反射した光は広がりながら主面１２から出射するようになっている。即ち、入射する光束Ｌ１は、反射面１３１で反射して分散し、光束Ｌ１’として出射する。入射する光束Ｌ２は、反射面１３２で反射して分散し、光束Ｌ２’として出射する。入射する光束Ｌ３は、反射面１３３で反射して分散し、光束Ｌ３’として出射する。
【００２９】
一方、棒状光源２から遠い側のプリズム部１１では、図１と同様に平面状の反射面１４となっている。従って、棒状光源２に近い側では遠い側に比べて光が分散して出射され、棒状光源２から遠ざかるに従って漸減する照度と相殺されて、各プリズム部１１から出射される光束の量が均一になる。このため、明るさの面内均一性がさらに向上した面光源装置となる。曲面である反射面の曲率は、分散効果を最適化するために適宜設定され、棒状光源２との距離関係に応じて曲率を変化させる場合もある。また、場合によっては、棒状光源２から遠い側のプリズム部１１において反射面１４に集光効果を持たせるために凹レンズ面等の曲面にすることもある。
また、漸減する照度を相殺する構成としては、棒状光源２から近い側のプリズム部１１において、反射面１４（又は入射面１３）を散乱面にしたり、全反射面ではなく光が一部透過するような角度設定にする場合もある。
【００３０】
次に、液晶ディスプレイの発明の実施形態について説明する。
図５は、液晶ディスプレイの発明の実施形態の断面概略図である。図５に示す実施形態の液晶ディスプレイは、内部に液晶を封入した液晶パネル５と、液晶パネル５の背後から光を照射するバックライト６とを備えた液晶ディスプレイである。そして、液晶パネル５の背後には、バックライト６からの光を反射させて液晶パネル５に指向させるシート状の光学部品である背面シート７が設けられている。
【００３１】
液晶パネル５は、一対の透明なガラス基板を貼り合わせて内部に液晶を封入した構造である。ガラス基板の一方には、内面に駆動電極等が設けられており、他方にはカラーフィルタが設けられている。
バックライト６及び背面シート７から成る構成は、前述した面光源装置の各実施形態に相当している。即ち、バックライト６は棒状光源２に相当し、背面シート７はプリズムシート１に相当している。これらの構成は同様にできるので、詳細な説明は省略する。この液晶ディスプレイの実施形態においても、反射ミラー８，９が設けられている。反射ミラー８，９も、前述の実施形態におけるものと同様である。
尚、液晶ディスプレイのようなデジタルな表示装置において注意すべきことは、背面シート７の各プリズム部のピッチと液晶パネル５の各画素のピッチとの関係である。この関係については、モアレ発生を防止するよう配慮すべきであり、一般的は、画素ピッチが各プリズム部のピッチの整数倍から十分外れた関係とする。具体的には、（画素ピッチ）／（プリズム部のピッチ）又は（プリズム部のピッチ）／（画素ピッチ）がｎ＋１／２（ｎは整数）となるようにする。
【００３２】
実施形態に係る液晶ディスプレイによれば、前述した通り、端面入射の導光板を使用せず、背面に形成された各プリズム部１１から光を入射させる背面シート７を使用するので、光の損失は激減し、光の利用効率が極めて高い。このため、画面のより明るい液晶ディスプレイとなる。また、端面入射ではないので、背面シート７を厚くする必要はなく、全体の薄型化、軽量化に貢献できる。
【００３３】
この液晶ディスプレイの実施形態においても、図２、図３又は図４に示す構成を採用することによって、明るさの面内均一性をさらに向上させることが可能であり、明るさの均一な画面を得ることができる。尚、液晶ディスプレイの場合、視野角向上（ある程度横から画面を見てもきれいに明るく画面が見えるようにすること）のため、レンチキュラーレンズ等の光学シートを液晶パネル５の入射側又は出射側に設けることがある。
【００３４】
面光源装置又は液晶ディプスレイの実施形態において、各プリズム部が長尺でないものが採用されることがあり得る。例えば、特開平９−８０６２７号公報に開示されているように、一つのプリズム部の平面断面形状が方形であったり三角形であったりするものが採用されることがある。また、各プリズム部が長尺な場合でも、直線的に延びるものでははく、円弧状のような曲線的に延びるものが採用されることもあり得る。
また、面光源装置の実施形態において、方形なプリズムシート１の対向する一対の辺に沿って棒状光源又は点光源を配置する場合もあるし、四つの辺全てに配置する場合もある。この点は、液晶ディプスレイの実施形態でも同様である。
【実施例】
【００３５】
以下、面光源装置の発明の実施例について説明する。
図１に示すように、各プリズム部１１において、入射面１３が主面１２に対して成す角をθ２、出射面１４が主面に対して成す角をθ３とする。頂角θ１を５０度、θ２を７５度、θ３を５５度とし、ピッチＰを２００μｍとする。プリズムシート１の材質はメタアクリル（ＰＭＭＡ）樹脂とする。Ａ３サイズの面光源装置とする場合、プリズムシート１の大きさもＡ３サイズであり、プリズムシート１の全体の厚さは２ｍｍ程度で、このうちベース部１６の厚さは１．８ｍｍ程度、三角部１５の厚さ（高さ）は０．２ｍｍである。
【００３６】
このような面光源装置を製作し、棒状光源２から光が各プリズム部１１により平均して６７度程度曲げられて前方に出射するようにしたところ、光の利用効率は、光を曲げない場合（平板状の透明な部材に垂直に光を入射させてそのまま透過させた場合）に比べて約８８％であり、高い利用効率であることが確認された。端面入射タイプの従来の面光源装置でＡ３サイズのものの場合、導光体の厚さは５〜８ｍｍであるが、上記実施例でその約１／３になり、大幅に軽量化されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態に係る面光源装置の断面概略図である。
【図２】さらに望ましい実施形態の面光源装置の断面概略図である。
【図３】さらに望ましい別の実施形態の面光源装置の断面概略図である。
【図４】さらに望ましい別の実施形態の面光源装置の主要部を示した断面概略図である。
【図５】液晶ディスプレイの発明の実施形態の断面概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  プリズムシート
２  棒状光源
３  反射ミラー
４  出射パネル
５  液晶パネル
６  バックライト
７  背面シート
８  反射ミラー
【図１】
2006048968.tif 000003
【図２】
2006048968.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006048968.tif 000006
【図５】
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