(57)【要約】【課題】  光源として点状光源素子を用いても均一な照明光が得られ、照度が高く、導光板内の無効領域を低減して装置の小型化と軽量化とが実現でき、しかも導光板の出射面に拡散手段を設けた導光方式にも適用できる面状光源及びこれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  光源部１０は、導光板１の入射面１ａに沿って配列された複数の点状光源素子２を有する。導光板１は、入射面１ａから導入した光を対向する主面間で全反射させながら全面に伝播させるとともに、内部に設けられた光路変更部材によって光路を変更させることにより、出射面１ｂから面状の光を出射する。点状光源素子２と導光板１の入射面１ａとの距離ｄを、点状光源素子２の配列間隔ｐで除した値であるｄ／ｐは、０．２以上１未満である。【選択図】  図１
2006134661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の点状光源素子を有する光源部と、
前記光源部と対向する入射面から光を導入し、導入した光を対向する主面間で全反射させながら全面に伝播させるとともに、内部に設けられた光路変更部材によって光路を変更させることにより、前記出射面から面状の光を出射する導光板とを備え、
前記点状光源素子と前記導光板の入射面との距離ｄを当該点状光源素子の配列間隔ｐで除した値であるｄ／ｐは、０．２以上１未満であることを特徴とする、面状光源。
【請求項２】
複数の前記点状光源素子は、等間隔で配列されていることを特徴とする、請求項１に記載の面状光源。
【請求項３】
複数の前記点状光源素子は、少なくとも一部において不等な間隔で配列されており、前記配列間隔ｐは、隣接する点状光源素子間において最大の配列間隔であることを特徴とする、請求項１に記載の面状光源。
【請求項４】
前記導光板の主面のいずれか一方には、前記入射面と垂直な方向を長手方向として前記入射面と平行な方向に周期構造を有する構造体を含むことを特徴とする、請求項１に記載の面状光源。
【請求項５】
前記点状光源素子は、発光ダイオードあることを特徴とする請求項１に記載の面状光源。
【請求項６】
一対のガラス基板間に液晶が封入された液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に配置されたバックライトとを備え、
前記バックライトは、
複数の点状光源素子を有する光源部と、
前記光源部と対向する入射面から光を導入し、導入した光を対向する主面間で全反射させながら全面に伝播させるとともに、内部に設けられた光路変更部材によって光路を変更させることにより、前記出射面から面状の光を出射する導光板とを備え、
前記点状光源素子と前記導光板の入射面との距離ｄを当該点状光源素子の配列間隔ｐで除した値であるｄ／ｐが０．２以上１未満となるように設定された面状光源であることを特徴とする、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光源およびこれを用いた液晶表示装置に関し、より特定的には、光源部からの入射光を導光板の内部に導入して、導光板の主面から面状の光を放出する面状光源およびこれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータのモニター、テレビ受像機、および携帯電話等には、画像表示が可能な液晶表示装置（液晶ディスプレイ）が用いられている。液晶表示装置は、薄型かつ軽量であり、しかも、近年の製造技術の進展によって価格の低減や高画質化が図られていることから、急速に普及している。
【０００３】
液晶表示装置は、それ自体は非自発光であるため、液晶パネルの背面側にバックライトと呼ばれる光源を備えた透過型液晶表示装置が一般的に用いられている。透過型液晶表示装置では、光源からの照明光を液晶パネルによって空間変調することにより画像を形成する。バックライトには、様々な種類のものがあるが、導光板の側部から光を導入し、均一な面光源に変換させるエッジライト型のバックライトは、薄型化や小型化に適しているため広く用いられている。エッジライト型のバックライトの光源には、一般に、線状光源である冷陰極管（以下、ＣＣＦＬと称す）が用いられていたが、近年、発光効率の高い発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）の開発に伴って、ＬＥＤの利用要求が高まっている。
【０００４】
図８は、光源としてＬＥＤを用いたエッジライト型バックライトとして用いられる面状光源の構成を示し、図８（ａ）は、面状光源を側面から見たときの断面図であり、図８（ｂ）は、面状光源の平面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）において、面状光源７０は、導光板１と光源部１０とを備える。光源部１０は、導光板１の側部に配置されており、光源としてのＬＥＤ２、基板３、および反射板４を有する。なお、図８（ｂ）では、反射板４の図示は省略している。
【０００５】
導光板１は、ポリカーボネート樹脂やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂により形成されており、側部に入射面１ａを、対向する主面の一方の側に出射面１ｂを有する。光源部１０は、複数のＬＥＤ２を有し、これらのＬＥＤ２は、入射面１ａに沿って基板３の上に等間隔に実装されている。ＬＥＤ２および基板３は、反射率の高い白色樹脂シート等で構成された反射板４で覆われている。
【０００６】
上記のように構成された面状光源７０では、導光板１の入射面１ａから導入された入射光は、図８（ａ）において矢印で示すように、対向する主面間を全反射を繰り返しながら伝播する。このとき、出射面１ｂと対向する面には、特定の密度分布や大きさを有する拡散反射層や反射用溝等を形成して、反射面１ｃとするのが一般的である。このような構成とすることにより、伝播する光を効率良く出射面１ｂから出射することができる。また、反射面１ｃに設けられる拡散反射層や反射用溝等の形状や密度分布等を適宜設定することにより、液晶表示装置のバックライトとして用いたときに、液晶パネルの全面にわたってほぼ均一な照明光を与えることができる。さらに、光源部１０には、多数のＬＥＤ２を配置して導光板１の入射面１ａに直接光を導入するよう構成されているため、液晶表示装置のバックライトして利用できるだけの発光量を得ることができる。
【０００７】
ただし、点光源であるＬＥＤ２を用いてバックライトを構成すると、入射面近傍に明暗のムラを生じやすく、図８（ｂ）に示すように、導光板１の入射面１ａにおいて、ＬＥＤ２と対向する位置にある入射面１ａは明るくなるものの、隣接するＬＥＤ２間において暗部５が発生する傾向にある。そこで、このような暗部５を解消し、有効照明領域では実使用に問題が生じない程度の照明光の均一性を確保できるように、以下のような各種の方法が提案されている。
【０００８】
すなわち、導光板１の入射面１ａにプリズムアレイ等の拡散要素を形成する方法（例えば、特許文献１）や、導光板１の入射面１ａ付近においてＬＥＤ２に対向する部分に空孔を形成する方法（例えば、特許文献２）等が提案されている。また、導光板１の入射面１ａに沿った方向への光拡散を促進する方法として、導光板１の入射面１ａから一定の距離を、均一化のための空間として使用する方法（例えば特許文献３）等が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９９３１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１４９６３５号公報
【特許文献３】特開平９−３４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のように導光板１に拡散要素や空孔を形成する方法では、導光板１の内部に一定の無効領域が発生することを前提としているため、光源としてＣＣＦＬを用いた液晶表示装置に比べて導光板１が大きく、しかも重くなり、装置の小型化が妨げられるという問題があった。
【００１０】
また、導光板１の入射面１ａにプリズムやレンチキュラレンズなどの拡散要素を設ける方法は、導光板１の出射面１ｂおよびその裏面が平坦である従来の導光方式ではある程度の効果があるもの、導光板１の出射面１ｂまたはその裏面のいずれかに、入射面１ａと垂直な方向を長手方向とするプリズムを形成した導光方式では、ほとんど効果を発揮しないという問題がある。これは、導光板１に形成されたプリズムの作用によって、プリズム延伸方向と直行する方向への光の伝播方向が抑制されるためと考えられる。また、近年では、導光板１に直接にプリズムを形成する導光方式が主流となりつつある。この導光方式は、プリズムの延伸方向と直交する方向に光を集光して正面輝度を向上する効果があり、導光板１の出射面１ｂに設置されるプリズムシートを１枚削減できるが、導光板１に設けられたプリズムが光ガイドとなって横方向の光の伝播が阻害されるため、十分な照明光の均一性を確保できるものではない。
【００１１】
さらに、導光板１の入射面１ａから一定の距離を均一化のための空間として使用する方法では、ある程度の照明光の均一性は得られるものの、未だ十分と言えるだけの照明光の均一性を確保できるものではない。
【００１２】
それ故に、本発明の目的は、光源として点状光源素子を用いても均一な照明光が得られ、照度が高く、導光板内の無効領域を低減して装置の小型化と軽量化とが実現でき、しかも導光板の出射面に拡散手段を設けた導光方式にも適用できる面状光源及びこれを用いた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、面状光源に向けられており、この面状光源は、複数の点状光源素子を有する光源部と、光源部と対向する入射面から光を導入し、導入した光を対向する主面間で全反射させながら全面に伝播させるとともに、内部に設けられた光路変更部材によって光路を変更させることにより、出射面から面状の光を出射する導光板とを備える。
【００１４】
ここで、本発明の面状光源の特徴は、点状光源素子と導光板の入射面との距離ｄを点状光源素子の配列間隔ｐで除した値であるｄ／ｐは、０．２以上１未満である点にある。このような構成であると、複数の点状光源素子を光源として用いても均一な照明光が得られ、導光板内の無効領域を低減して装置の小型化と軽量化とが実現できる。
【００１５】
本発明において複数の点状光源素子は、等間隔で配列されていてもよく、あるいは、少なくとも一部において不等な間隔で配列されていても良い。後者の場合は、配列間隔ｐは、隣接する点状光源素子間において最大の配列間隔となる。
【００１６】
また、導光板の主面のいずれか一方には、入射面と垂直な方向を長手方向として入射面と平行な方向に周期構造を有する構造体を含むようにしても良い。このような導光方式においても、導光板には十分に均一化された状態の光が入射するため、導光板の内部において光の横伝播が無くても照明光の均一性が損なわれることがなく、好適に使用できる。
【００１７】
点状光源素子は、発光ダイオードあることが好ましい。発光効率の高い発光ダイオードを用いることで、高い照度が得られる。
【００１８】
また、本発明は、液晶表示装置にも向けられている。この液晶表示装置は、一対のガラス基板間に液晶が封入された液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置されたバックライトとを備える。バックライトは、複数の点状光源素子を有する光源部と、光源部と対向する入射面から光を導入し、導入した光を対向する主面間で全反射させながら全面に伝播させるとともに、内部に設けられた光路変更部材によって光路を変更させることにより、出射面から面状の光を出射する導光板とを備える。
【００１９】
ここで、本発明の液晶表示装置の特徴は、点状光源素子と導光板の入射面との距離ｄを点状光源素子の配列間隔ｐで除した値であるｄ／ｐが０．２以上１未満となるように設定された面状光源をバックライトとして用いる点にある。このような構成であると、バックライトを構成する面状光源は、導光板内の無効領域を低減して装置の小型化および軽量化が図れるため、液晶表示装置全体としての小型化および軽量化が実現できる。また、バックライトは、液晶パネルに均一な照明光を与えることができるため、表示特性の良い液晶表示装置が得られる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明の面状光源によれば、光源部と導光板との間隔および光源部を構成する光源の配列ピッチを適切な値とすることで、複数の点状光源素子を光源として用いても、照明光の不均一性を緩和した状態で光を導光板に導くことができ、これにより導光板の入射端近傍の明暗を緩和して、均一で照度の高い発光が可能となる。また、導光板の無効領域を低減できるため、装置の小型化と軽量化とが実現できる。したがって、本発明の面状光源をバックライトとして用いた液晶表示装置は、表示特性が良く、小型で軽量なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る面状光源について説明する。図１は、本実施形態に係る面状光源の構成を示し、図１（ａ）は、面状光源を側面からみたときの断面図であり、図１（ｂ）は、面状光源の平面図である。図１（ａ）および（ｂ）において、面状光源１５は、光源部１０と導光板１とを備える。
【００２２】
光源部１０は、点状光源素子であるＬＥＤ２、基板３、および反射板４を有する。ＬＥＤ２は、複数用いられており、後述するように導光板１の入射面１ａに沿って配列間隔ｐを持って基板３の上に実装されている。反射板４は、反射率の高い白色樹脂シート等で構成されており、ＬＥＤ２からの光を効率的に導光板１に導くために、ＬＥＤ２および基板３を囲むように構成されている。なお、図１（ｂ）では、反射板４の図示は省略している。このような構成を有する光源部１０は、導光板１の側面側に配置されている。
【００２３】
導光板１は、ポリカーボネート樹脂やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂により形成される。導光板１は、一方の側面に光の入射面１ａを有し、内部には光路変更部材（図示せず）を有する。そして、図１（ａ）において矢印で示すように、入射面１ａから入射した光を出射面１ｂと反射面１ｃとの間で全反射させながら導光板１内部の全面に伝播すると共に、光路変更部材によって光路変更させることにより、伝播させた光を出射面１ｂから出射させて面状の発光をする。光路変更部材としては、例えば、主面に形成された所定のパターンを有する溝部や凹凸等の散乱パターンや、拡散シート拡散材等が挙げられる。また、導光板１の入射面１ａはＬＥＤ２が実装された基板３と対向する位置にあり、各ＬＥＤ２と導光板１の入射面１ａとの距離は全て一定の間隔ｄとなっている。
【００２４】
本実施形態に係る特徴部分は、ＬＥＤ２と導光板１のとの距離ｄおよびＬＥＤ２の配列間隔ｐを適切な値に設定した点にある。以下、ＬＥＤ２と導光板１との距離ｄを「光源−導光板間距離ｄ」と称し、ＬＥＤ２の配列間隔ｐを「光源ピッチｐ」と称す。ここで、光源ピッチｐについて、より具体的に説明する。図２は、ＬＥＤ２を基板３に実装した状態を示す平面図である。複数のＬＥＤ２は、全て等間隔で配列されていても良く、あるいは、少なくとも一部において等間隔でない状態で配列されていても良い。後者の場合には、光源ピッチｐは、最大の配列間隔となる。具体例を挙げて説明すると、図２（ａ）に示すように、全てのＬＥＤ２が等間隔で配列された状態であれば、隣接するＬＥＤ２間の距離は全て一定であるため、光源ピッチｐはｐ１となる。また、図２（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ２において異なった間隔（ｐ２およびｐ３）で配列された状態のときには、光源ピッチｐは、最大の配列間隔であるｐ２となる。また、図２（ｃ）に示すように、ＬＥＤ２が複数列に配列された状態のときには、光源ピッチｐは、各行の間隔ｐ４および各列の間隔ｐ５を考慮して、最大の配列間隔であるｐ４が光源ピッチとなる。
【００２５】
本実施形態においては、上記のように定義された光源−導光板間距離ｄおよび光源ピッチｐを、次のような値に設定する。すなわち、光源−導光板間距離ｄを光源ピッチｐで除した値であるｄ／ｐを、０．２以上１未満に設定する。換言すると、光源−導光板間距離ｄを、光源ピッチｐの０．２倍以上１倍未満の範囲に設定する。光源−導光板間距離ｄと光源ピッチｐとの間にこのような関係が成り立つことで、発光効率の高いＬＥＤ２を複数用いて光源としても、光源からの光を、不均一性を緩和した状態で導光板１に光を導入できる。これにより導光板１の入射面１ａの近傍における明暗を緩和することができ、高い照度で均一な照明光が実現できる。また、あらかじめ光を均一化した上で導光板１に導入することで、上記従来例のように導光板１の内部で光の均一化を図る場合に較べて、より小さい空間で同等の効果を得ることができ、装置の小型化および軽量化が実現できる。
【００２６】
なお、光源−導光板間距離ｄを光源ピッチｐで除した値であるｄ／ｐが０．２未満であると、導光板１の入射面１ａの近傍に顕著な明暗が生じてしまう。このような面状光源としては、従来例として説明した図８に示す面状光源７０が相当する。一方、光源−導光板間距離ｄを光源ピッチｐで除した値であるｄ／ｐが１を超えると、入射面１ａの近傍における明暗は解消されるものの、光源部１０と導光板１との間に不要な無効空間を作ることとなり、装置の小型化や軽量化が妨げられる。したがって、本実施形態においては、光源−導光板間距離ｄを光源ピッチｐで除した値であるｄ／ｐが、０．２以上０．８未満であることがより好ましく、０．５〜０．８の範囲であることがさらに好ましい。
【００２７】
以下に、このような効果が得られる理由についてより詳細に説明する。まず、導光板１に導入する前の光の均一化を図る方が、導光板１の内部で光の均一化を図るといも効率が良い理由について説明する。図３は、空気中から導光板１に入射する入射光の軌跡を示す模式図である。図３において、入射光ａ１は、屈折率ｎ１が１である空気中から、屈折率ｎ２が１．５である導光板１に向けて、入射面１ａとほぼ平行に近い状態で入射している。ここで、導光板１に入射した入射光ａ２が、入射面１ａの法線Ｓから取り得るθ２の最大角θｍａｘは、下記（１）式より約４１．８°と求められる。したがって、θ２は、４１．８°未満となる。
【００２８】
【数１】
2006134661.tif 000003
【００２９】
これに対し、空気中から導光板１に向かう入射光ａ１が入射面１ａの法線Ｓから取り得るθ１の最大角θｍａｘは、ほぼ９０°に近く、明らかにθ２よりも大きい。光の均一化の為には、導光板１の入射面１ａに水平方向の光拡散が得られることが有効であることから、上記した例であれば、導光板１の入射面１ａの法線Ｓからの角度が大きな空気中の方が、法線Ｓからの角度が小さい導光板１の内部よりも、光の均一化効率が大きい事を意味する。
【００３０】
本実施形態に係る面状光源１５は、上述のように導光板１に導入する前の光の均一化を図っているので、上記従来例のように導光板１の内部で光の均一化を図る面状光源に較べてより高い光の均一化効率が得られる。これにより、より小さい空間で同等の効果を得ることが可能となり、装置の小型化と軽量化とが実現できる。
【００３１】
また、本実施形態に係る面状光源１５は、導光板１の主面のいずれか一方の面に、入射面１ａと垂直な方向を長手方向として入射面１ａと平行な方向に周期的な構造を有する構造体を含んでいても良い。このような構造体は、入射光を収束させる働きを有するものであり、具体的には、複数のプリズム、より好ましくは微細な複数のプリズムが一定の周期構造で配列されたプリズムアレイやプリズムシート等が挙げられる。このような導光方式を採用することで、面状光源１５の正面輝度をより一層向上させることができる。また、本実施形態に係る面状光源１５は、導光板１に導入前の光の均一化を図っているため、このような導光方式を採用しても拡散部材の延伸方向と直行する方向への光の伝播方向が抑制されて光の均一化効率が妨げられることはない。
【００３２】
なお、従来例で説明した面状光源７０のように、導光板１の内部で光の均一化を図る方法においても、導光板１の入射面１ａにプリズム等の構造体を設けることでθ２はθｍａｘ以上の角度の成分が生じるため、光の均一化効率を高めることは可能である。しかしながら、従来の面状光源７０は、導光板１の出射面１ｂまたは裏面１ｃにプリズムを形成して正面輝度を高める導光方式を採用すると、導光板１内での入射面方向の光伝播が抑制されてしまう。したがって、従来の面状光源７０では、入射面１ａにプリズム等の構造体を設けても、本実施形態の面状光源１５ように光の均一化効率を高めることはできない。
【００３３】
次に、光源−導光板間距離ｄと光源ピッチｐとを規定した理由について説明する。まず、導光板１の入射面１ａにおける照明状態を算出し、ＬＥＤ２との位置関係との関連を調べた。図４は、導光板１の入射面１ａにおける照明状態を算出するための模式図である。図４において、直線Ｌ１は、ＬＥＤ２が配列された位置を示し、直線Ｌ２は、導光板１の入射面１ａを表す。直線Ｌ１と直線Ｌ２との距離は、ｄで表される。直線Ｌ１上に配置された点Ｋ１〜Ｋ４は、等しい光度を有するＬＥＤ２を模式的に表したものであり、それぞれ一定の間隔ｐで配置されている。点Ｍは、照度状態を検討するための算出地点であり、直線Ｌ２上にある。
【００３４】
なお、実際の光源配列では、４個よりも多数の点状光源を用いるのが一般的であるが、本実施形態に係る面状光源１５では、ｄ／ｐが比較的小さな場合を想定しているため、算出地点Ｍから遠い位置にある光源の影響は小さい。したがって、算出位置Ｍから遠い位置にある光源の影響を無視しても定量的な見通しを得るには十分であることから、ここでは算出位置Ｍの近傍にある４個の光源Ｋ１〜Ｋ４を例に挙げて説明する。また、各点の照度を、第２の光源Ｋ２に対抗するポイント（より厳密にはＫ２を通りＬ１に垂直な直線とＬ２との交点）からの距離ｘの関数として表示する。
【００３５】
算出位置Ｍにおける照度は、各光源Ｋ１〜Ｋ４からの照度Ｓ１〜Ｓ４の和で表され、各照度Ｓ１〜Ｓ４は、算出位置Ｍと各光源Ｋ１〜Ｋ４との距離および算出位置Ｍから各光源Ｋ１〜Ｋ４を望む角度θ１〜θ４に依存する。まず、算出位置Ｍから各光源Ｋ１〜Ｋ４を望む角度θ１〜θ４は、下記（２）〜（５）式で表される。下記（２）〜（５）式において、ｘは、算出位置Ｍと第２の光源Ｋ２に対向する点Ｓとの距離である。点Ｓは、より具体的には、Ｋ２を通り、直線Ｌ１に対して垂直な直線が直線Ｌ２と交差する点である。
【数２】
2006134661.tif 000004
【００３６】
算出位置Ｍにおける各光源Ｋ１〜Ｋ４からの照度Ｓ１〜Ｓ４は、直線Ｌ２に沿った面状での照度を対象にしているので、垂直入射を基準にし、この基準から角度θの傾きを持った照度は、ｃｏｓ（θ）に比例する。また、一般に照度は光源からの距離の２乗に反比例して小さくなるが、図４においては、図１に示すように、反射板１ｃによって一方向の伝播を拘束された状態を前提にしているため、照度Ｓ１〜Ｓ４は、各光源からの距離Ｔ１〜Ｔ４に反比例する。ここで、各光源からの距離Ｔ１〜Ｔ４は、先に定義したｄと角度θによって、Ｔ１＝ｄ／ｃｏｓ（θ１），Ｔ２＝ｄ／ｃｏｓ（θ２），Ｔ３＝ｄ／ｃｏｓ（θ３），Ｔ４＝ｄ／ｃｏｓ（θ４）と表すことができる。従って、距離のファクターに関しても、照度Ｓ１はｃｏｓ（θ１）に、照度Ｓ２はｃｏｓ（θ２）に、照度Ｓ３はｃｏｓ（θ３）に、照度Ｓ４はｃｏｓ（θ４）にそれぞれ比例し、結局照度はｃｏｓ（θ１）〜ｃｏｓ（θ４）の２乗に比例する。これにより、比例乗数をＡとすると、照度Ｓ１〜Ｓ４は下記（６）〜（９）式で表される。
【００３７】
【数３】
2006134661.tif 000005
【００３８】
したがって、上記（２）〜（５）式にｘおよびｐを代入してθ１〜θ４を算出し、得られた値を上記（６）〜（９）式に代入してＳ１〜Ｓ４を算出し、Ｓ１〜Ｓ４の和をとることにより、算出地点Ｍにおける照度が得られる。
【００３９】
図５は、算出地点Ｍにおける、入射位置と相対照度との関係を示すグラフであり、直線Ｌ１と直線Ｌ２との距離ｄを光源ピッチｐで除した値であるｄ／ｐを、０．１、０．２、０．３、０．４、０．６、０．８、および１．０の７個に変化させて、それぞれの状態での照度分布を算出した結果を示す。なお、算出地点Ｍへの光の入射位置は、ｘ／ｐで表され、相対照度は、ｄ／ｐの各設定における最大照度で規格化した照度である。
【００４０】
図５において、各グラフは、光源と算出地点Ｍとが対向しているｘ／ｐ＝０およびｘ／ｐ＝１の地点では、相対照度は最大となり、ｘ／ｐ＝０〜ｘ／ｐ＝１の地点では、ｘ／ｐ＝０．５の地点で相対照度が最小となるような下に凸の曲線を描いている。また、各グラフは、ｄ／ｐの値が小さいほど曲率が大きく、ｄ／ｐの値が大きくなるにつれ緩やかな曲率となり、ｄ／ｐ＝１ではほぼ直線に近づいている。
【００４１】
図６は、図５における計算結果を照度比（最大照度／最小照度）と、光源−導光板間距離ｄを光源ピッチｐで除した値であるｄ／ｐとの関係で示したものである。図６において、ｄ／ｐが０．１のときには、照度比は約１２倍ときわめて大きいが、ｄ／ｐが０．２になると照度比は３．５倍まで急激に低下し、ｄ／ｐが０．３になると照度比は２倍まで低下している。これにより、ｄ／ｐが０．１から増加するにつれて照度比が急激に低下する傾向にあることが明らかである。また、目視での評価を併せて実行したところ、照度比が３．５倍以下となったｄ／ｐが０．２より大きい状態では、導光板１の入射面１ａにおける暗部の解消に顕著な効果が確認され、ｄ／ｐが、０．３より大きい状態では、導光板１の入射面１ａにおける明暗パターンは、ほとんど認識できないレベルになる事が確認された。
【００４２】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。図７において、液晶表示装置６０は、液晶パネル５０およびバックライト５５を備える。バックライト５５は、第１の実施形態で説明した面状光源１５と同様の構成を有する。
【００４３】
液晶パネル５０は、ここでは図示されていないが、一対のガラス基板の間に液晶を封入した液晶セル、偏光板、カラーフィルタ等で構成される。バックライト５５として働く面状光源１５は、導光板１の出射面１ｂが液晶パネル５０の背面側となるように配置される。バックライト５５と液晶パネル５０との間には、プリズムシート、偏光反射フィルム、および拡散フィルムなどの光学シートを挿入することにより、照明光の指向性を強くして正面方向の輝度を高めることができるだけでなく、液晶パネルを透過する偏光成分を増加して輝度を高めることができ、さらには、拡散により微細なムラやモアレなどを軽減できるなどといった効果が期待できる。
【００４４】
上記のように構成された液晶表示装置６０は、上述のようにバックライト５５としての面状光源１５の小型化が図れるので、液晶表示装置６０全体としての小型化が実現できる。また、面状光源１５は、小型化されていても、均一で明るい光を供給できるので、表示特性の良い液晶表示装置６０が実現できる。
【００４５】
なお、上記各実施形態では、点状光源素子としてＬＥＤ２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体レーザ等の点状光源素子も適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の面状光源はこれを用いた液晶表示装置は、導光板に光の均一化のための空間や構造を設けることなく、しかも、複数の点光源を用いながら均一で高輝度な発光が可能であるため、装置の小型化が図れるという特徴を有するので、液晶表示装置のバックライト等に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る面状光源の構成を示す断面図および平面図
【図２】同実施形態に係るＬＥＤの実装状態を示す平面図
【図３】空気層から導光板に入射する光の軌跡を示す図
【図４】導光板の入射面における照明状態を算出するための模式図
【図５】照度分布を算出した結果を示すグラフ
【図６】明暗比（最大照度／最小照度）を算出した結果を示すグラフ
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の側面図
【図８】従来の面状光源の構成を示す断面図および平面図
【符号の説明】
【００４８】
１  導光板
１ａ  入射面
１ｂ  出射面
１ｃ  反射面
２  ＬＥＤ
３  基板
４  反射板
１０  光源部
１５  面状光源
５０  液晶パネル
５５  バックライト
６０  液晶表示装置
【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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【図７】
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【図８】
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