(57)【要約】【課題】光利用効率を向上させて、装置の薄型化、低コスト化、省電力化を図る。【解決手段】その側端面の一部が光を入射する入射面３ａとされた導光板３と、入射面３ａに沿って配列され、入射面３ａに向けて光を出射する複数の点光源２ａを有する光源２とを備える面光源装置１である。光源２から出射される光の導光板３の厚み方向（Ｚ方向）への発散を制限するように、該光を入射面３ａに導く反射面４ａ，５ａを有する反射部材４，５を設け、光源２を構成する各点光源２ａの導光板３の厚み方向における半値角をθとして、θ≦３５°に設定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その側端面の一部が光を入射する入射面とされた導光板と、前記入射面に沿って配列され、該入射面に向けて光を出射する複数の点光源を有する光源とを備える面光源装置であって、
前記光源から出射される光の前記導光板の厚み方向への発散を制限するように、該光を前記入射面に導く反射面を有する反射部材を設け、
前記光源を構成する各点光源の前記導光板の厚み方向における配光特性の半値角をθとして、
θ≦３５°に設定したことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記光源を構成する各点光源の配列方向における配光特性の半値角をφとして、
φ／θ＞１に設定した請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記光源を構成する各点光源の配列方向における半値角をφ、該点光源の配列ピッチをｐ、該点光源の幅をａ、該点光源と前記入射面との距離をｄとして、
φ＞ｔａｎ−１（（ａ＋ｐ）／２ｄ）の関係を満たす請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記導光板の前記入射面の厚みが、前記光源を構成する各点光源の高さよりも小さい請求項１〜３のいずれか一項に記載の面光源装置。
【請求項５】
液晶パネルと、請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置とを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被照明体を照明する面光源装置、および該面光源装置を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるバックライトとして、光源からの光を導光板の側端面から導入して、導光板の出射面から出射させるサイドライド型のバックライトが知られている。サイドライト型のバックライトは、直下型のバックライトと比較して薄型に構成できるという利点を有している。
【０００３】
このようなサイドライト型のバックライトにおいては、装置のさらなる薄型化の要請に応えるため、フィルム導光板のような、より薄い導光板の採用が検討されている。一方、光源についても同様に小型化（薄型化）が図られてはいるものの、フィルム導光板のような薄さには対応できないのが現状である。
【０００４】
このような要請に応える技術としては、特許文献１に記載されているような技術が知られている。この特許文献１に記載の技術では、光源の配光を導光板の厚み方向が狭く、該厚み方向に直交する方向（導光板の光入射面に沿う方向）が広くなるような楕円配光となるように調整して、導光板の光入射面に導くようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４３６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、光源の配光を調整しないものと比較して、光利用効率を高くすることが可能ではあるが、未だ十分と言うことはできず、改善の余地がある。なお、光利用効率とは、本願明細書においては、光源から出射される全光束を１００％としたときの導光板内に入射された全光束の割合を言うものとする。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光利用効率を向上させることができる面光源装置、およびこれを備える液晶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】
【０００８】
本願発明者らは、鋭意研究した結果、光源から出射された光の発散を制限して導光板の側端面に導く反射部材を設けるとともに、これとの関係で、光源の配光特性を最適化することによって、光利用効率を向上できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の観点に係る面光源装置は、その側端面の一部が光を入射する入射面とされた導光板と、前記入射面に沿って配列され、該入射面に向けて光を出射する複数の点光源を有する光源とを備える面光源装置であって、前記光源から出射される光の前記導光板の厚み方向への発散を制限するように、該光を前記入射面に導く反射面を有する反射部材を設け、前記光源を構成する各点光源の前記導光板の厚み方向における配光特性の半値角をθとして、θ≦３５°に設定して構成される。なお、本願明細書においては、半値角とは、半値全角を意味するものとする。
【００１０】
本発明の第１の観点に係る面光源装置において、前記光源を構成する各点光源の配列方向における配光特性の半値角をφとして、φ／θ＞１に設定することができる。
【００１１】
本発明の第１の観点に係る面光源装置において、前記光源を構成する各点光源の配列方向における半値角をφ、該点光源の配列ピッチをｐ、該点光源の幅（該配列方向における寸法）をａ、該点光源と前記入射面との距離をｄとして、
φ＞ｔａｎ−１（（ａ＋ｐ）／２ｄ）の関係を満たすようにすることができる。
【００１２】
本発明の第１の観点に係る面光源装置は、前記導光板の厚みが、前記光源を構成する各点光源の厚み（該導光板の厚み方向に対応する寸法）よりも、小さい場合に、特に好適に用いることができる。
【００１３】
本発明の第２の観点に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、前記本発明の第１の観点に係る面光源装置とを備えて構成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の観点に係る面光源装置によれば、従来よりも光利用効率を向上させることができ、装置の薄型化、低コスト化、省電力化を図ることができる。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る液晶表示装置によれば、本発明の第１の観点に係る面光源装置を備えているので、装置の薄型化、低コスト化、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の面光源装置の平面図である。
【図２】本発明の実施形態の面光源装置の要部を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態の面光源装置の要部を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例における反射部材の反射面を正反射面とした場合のシミュレーション結果としての半値全角と光利用効率との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例における反射部材の反射面を拡散反射面とした場合のシミュレーション結果としての半値全角と光利用効率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る面光源装置について、図面を参照して説明する。なお、以下では、後述する平面視矩形状の導光板の厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する面内において、該矩形状の導光板の１辺に沿う方向をＸ方向、該Ｘ方向に直交する方向をＹ方向としたＸＹＺ正規直交座標系を用いて説明する。
【００１８】
この面光源装置は、液晶表示装置の液晶パネルを被照明体として照明するバックライトに用いて特に好適なものである。但し、被照明体としては、そのような液晶パネルに限られず、店頭等に配置される看板の照明として、ショーウィンドウ等の照明として、その他のあらゆる照明として、用いることもできる。以下では、液晶表示装置のバックライトとして用いられる場合を例に説明する。
【００１９】
この実施形態の面光源装置１は、図１〜図３に示されているように、光源２と、光源２からの光を導く矩形板状のフィルムからなる導光板（フィルム導光板）３とを備えている。
【００２０】
光源２としては、この実施形態では、複数の点光源としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）２ａを所定の配列ピッチでＹ方向に沿って配列してなるものを用いている。この実施形態では、各ＬＥＤ２ａは、その長手方向が入射面３ａの長手方向（Ｙ方向）に沿うように配置された細長い矩形状の基板２ｂに実装されている。ＬＥＤ２ａとしては、青黄色系擬似白色発光ダイオードや３色（ＲＧＢ）方式の白色発光ダイオード等を用いることができる。但し、点光源としては、このようなＬＥＤ２ａに限られず、例えば、半導体レーザー等を用いてもよい。
【００２１】
各ＬＥＤ２ａは、その軸線（出射する光の主光線の方向）が概略＋Ｘ方向を指向するように配置されている。ＬＥＤ２ａとしては、砲弾型ＬＥＤを用いることができ、その発光部の幅（Ｙ方向の寸法）をａ、ＬＥＤ２ａの発光部の高さ（Ｚ方向の寸法）をｂとして、例えばａ＝ｂ＝３ｍｍに設定されたものを用いることができる。但し、ＬＥＤ２ａの幅ａおよび高さｂは一致している必要はなく、後述するＬＥＤ２ａに付与する配光特性に応じて、その断面を楕円形または長円形等に設定する場合には、互いに異なる寸法のものを用いることができる。
【００２２】
一般的なハイドーム型のＬＥＤは配光がランバーシアンであり、半値角（半値全角）が１２０°程度の比較的に大きい発散光を出射するが、この実施形態で用いるＬＥＤ２ａとしては、少なくともＺ方向における半値角θが、３５°以下に設定されたものを用いる。この半値角θは、３０°以下に設定することがより好ましく、１５°以下に設定することがさらに好ましく、可能な限り、平行光に近い光（以下、単に平行光という）であることが最も好ましい。Ｙ方向の半値角φについては、Ｚ方向の半値角θと同じでもよいが、それよりも大きいものを用いることが好ましい。各ＬＥＤ２ａの数または配列ピッチは、導光板３のＹ方向の寸法、ＬＥＤ２ａの最大発光量、バックライトの要求輝度、Ｙ方向の半値角φ等との関係において適宜な数または値が選定される。
【００２３】
なお、Ｙ方向の半値角θが上記のような好ましい範囲よりも大きい値に設定されたＬＥＤ、または上記のような好ましい範囲内に設定されたＬＥＤを用い、当該ＬＥＤの＋Ｘ方向に隣接して（すなわち、ＬＥＤ２ａと導光板３の入射面３ａとの間に）レンズ等の光学素子を設けることにより、上記のような好ましい範囲の発散光または平行光に変換するようにしてもよい。本願明細書ではＬＥＤに隣接したレンズ等の光学素子まで含めたものを、点光源とする。
【００２４】
導光板３は、ガラスまたは透明樹脂により構成されている。該透明樹脂としては、特に限定されないが、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸エステル− 芳香族ビニル化合物共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂（例えば、ノルボルネン系の樹脂）などを挙げることができる。
【００２５】
これらの中で、脂環式構造を有する樹脂、メタクリル樹脂および（メタ）アクリル酸エステル−芳香族ビニル化合物共重合体樹脂を好適に用いることができ、脂環式構造を有する樹脂を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、射出成形の場合は低い射出圧力で金型のキャビティを充填することができ、またウエルドラインが発生しにくく、押し出し成形の場合、成形時の厚みムラが少なく、成形後の形状付与が容易である。また、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、導光板に反りを生ずることがなく、比重が小さいので導光体を軽量化することができる。また、脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖または側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、５〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
【００２６】
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体またはそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体またはそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体またはその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体またはその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体またはそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体または共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物およびビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。メタクリル樹脂は、透明性に優れ、強靭でひびが入りにくいので、好適に用いることができる。メタクリル樹脂としては、ＪＩＳＫ６７１７に規定されるメタクリル酸メチル重合物を８０％以上含むメタクリル樹脂成形材料を挙げることができる。この規格に規定されるメタクリル樹脂の中で、ビカット軟化点温度９６〜１００℃、メルトフローレート８〜１６の指定分類コード１００−１２０のメタクリル樹脂は、適度な流動性と強度を有するので、好適に用いることができる。
【００２７】
本実施形態において用いる成形材料には、成形時における酸化劣化や熱劣化を防止するために、酸化防止剤を添加することができる。また、成形品の耐光性などを向上させるために、耐光安定剤を添加することができる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組みあわせて用いることができる。これらの中で、フェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０．０１〜２重量部であることが好ましく、０．０２〜１重量部であることがより好ましい。
【００２８】
耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）、ベンゾエート系耐光安定剤などを挙げることができる。これらの耐光安定剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好適に用いることができる。耐光安定剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０．０１〜２重量部であることが好ましく、０．０２〜１重量部であることがより好ましく、０．０５〜０．５重量部であることがさらに好ましい。
【００２９】
該成形材料には、必要に応じて、さらに他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤；滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤；染料、顔料などの着色剤；帯電防止剤、光拡散剤などを挙げることができる。
【００３０】
導光板３は矩形状の板状体からなり、Ｘ方向およびＹ方向の寸法は、これが用いられる液晶表示装置の液晶パネルの有効面のサイズに応じて設定される。導光板３の厚み（Ｚ方向の寸法）ｈは、光源２の高さ（Ｚ方向の寸法）ｂよりも小さい値とすることができ、例えば、ｈ＝１．０ｍｍに設定することができる。ここで導光板３の厚さは、製造と取り扱いを容易にできることから、０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、０．１ｍｍ以上であることがより好ましく、薄型化と軽量化を実現できることから、５ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。導光板３としては、その屈折率が、例えば、１．５３３（臨界角４０．７°）のものを用いることができる。
【００３１】
導光板３は、当該導光板３内を伝搬する光を反射する裏面３ｂと、この裏面３ｂに対向し、裏面３ｂで反射されまたは反射されずに導光板３内を伝搬される光を出射する出射面３ｃとを備えている。この実施形態では、裏面３ｂおよび出射面３ｃ（裏面３ｂ、出射面３ｃに凹凸がある場合にはそれぞれの平均面）はＸ−Ｙ平面に実質的に平行な面となっている。
【００３２】
導光板３の裏面３ｂは、この実施形態では、一様な平面からなる反射面となっている。裏面３ｂは導光板３を構成する樹脂板の裏面側表面に反射金属を蒸着し、あるいは白色散乱板（白色反射板）を密着配置して構成することができる。なお、裏面３ｂを、入射面３ａに近い側から遠い側に向かって（＋Ｘ方向に向かって）、出射面３ｃに対する厚み（Ｚ方向の寸法）が次第に小さくなるように、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜した傾斜面としてもよい。
【００３３】
また、裏面３ｂを、導光板３内を伝搬する光を高効率的に出射させるとともに、出射光を均一にする等のため、条列等の凹凸が配置されていてもよい。この場合の条列としては、例えば、裏面３ｂのＹ方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をＸ方向に複数配列してなる条列（プリズム条列）を用いることができる。同様に、裏面３ｂのＸ方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をＹ方向に複数配列してなる条列（プリズム条列）を用いてもよい。また条列の頂角や条を構成する一対の斜面のＸ−Ｙ平面に対する傾斜角、条の配列のピッチ、高さ等が互いに異なるものを用いてもよい。さらに隣接する各条が同一の形状でなくてもよく、条の形状は、その断面が三角形のものに限定されず、その他の多角形または半円弧や楕円弧等の曲線形状であってもよい。これらを混在させたものであってもよい。さらに、条列は、裏面３ｂのＹ方向に渡って一様に形成されたもののみならず、その途中で分断し配列的にまたは離散的に形成されたものであってもよい。また、Ｙ方向に対して僅かに斜交していてもよい。裏面３ｂは、不定形な粗面（ランダムに微小な凹凸を形成した面）にしてもよい。また、点状に形成されたものであってもよく、同一または異なる形状の複数の突起または窪みを配列的にまたは離散的に形成したものであってもよい。この場合の突起または窪みの形状としては、球形、円錐形、多角錐形等を採用することができる。また、白色インクの印刷や金属蒸着等により形状を形成してもよい。
【００３４】
また、表面の傷付きを防ぐ観点から、線状か点状かを問わず、凸構造であることが好ましい。この場合、凸の高さは同観点から１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３５】
導光板３の出射面３ｃは、導光板３内を伝搬される光を出射させる面であり、導光板３内を伝搬する光を高効率的に出射させるとともに、出射光を均一にする等のため、条列等の凹凸が配置されていてもよい。この場合の条列としては、例えば、出射面３ｃのＹ方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をＸ方向に複数配列してなる条列（プリズム条列）を用いることができる。同様に、出射面３ｃのＸ方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をＹ方向に複数配列してなる条列（プリズム条列）を用いてもよい。また条列の頂角や条を構成する一対の斜面のＸ−Ｙ平面に対する傾斜角、条の配列のピッチ、高さ等が互いに異なるものを用いてもよい。さらに隣接する各条が同一の形状でなくてもよく、条の形状は、その断面が三角形のものに限定されず、その他の多角形または半円弧や楕円弧等の曲線形状であってもよい。これらを混在させたものであってもよい。さらに、条列は、出射面３ｃのＹ方向に渡って一様に形成されたもののみならず、その途中で分断し配列的にまたは離散的に形成されたものであってもよい。また、Ｙ方向に対して僅かに斜交していてもよい。出射面３ｃは、不定形な粗面（ランダムに微小な凹凸を形成した面）にしてもよい。また、点状に形成されたものであってもよく、同一または異なる形状の複数の突起または窪みを配列的にまたは離散的に形成したものであってもよい。この場合の突起または窪みの形状としては、球形、円錐形、多角錐形等を採用することができる。また、白色インクの印刷や金属蒸着等により形状を形成してもよい。
【００３６】
また、表面の傷付きを防ぐ観点から、線状か点状かを問わず、凸構造であることが好ましい。この場合、凸の高さは同観点から１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３７】
本実施形態の導光板３の製造において、その表面に前記特定形状の突起形状を形成する方法に特に制限はない。例えば、プリズム条列を形成する場合、平板状の導光板表面に形成することができ、あるいは、導光板の成形と同時にプリズム条列を形成することもできる。平板状の導光板の表面にプリズム条列を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、所望の形状の線状プリズムを形成できる工具を用いた切削加工によることができ、あるいは、光硬化樹脂を塗布し、所望の形状の型を転写した状態で硬化させることもできる。導光板を押出成形で作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列形状を有する異形ダイを用いて異形押出することができ、あるいは、押出後にエンボス加工によりプリズム条列を形成することもできる。導光板をキャスティングにより作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列の形状を形成できるキャスティング型を用いることができる。導光板を射出成形により作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列の形状を形成できる金型を用いることができる。光硬化樹脂への型形状転写、異形ダイによる押出し加工、エンボス加工、キャスティング、もしくは射出成形により、プリズム条列を形成する場合に使用する型は、所望の線状プリズムを形成できる工具を用いた型の金属部材への切削加工、もしくは所望の形状が形成された部材上への電鋳加工により得ることができる。
【００３８】
導光板３の出射面３ｃ側には、この面光源装置１による照明光（出射面３ｃから出射される光）が一様で均一となるように、空気層を挟んで光拡散シートを、また、輝度を高められるようにプリズムシート等の光学シートが配置されることが好ましい。光学シートとしては、透明樹脂、透明樹脂に光拡散剤その他の添加剤を添加した板状体、板状体の一方または両方の面に複数の突起や条列等のパターンを形成したもの等を用いることができる。
【００３９】
光源２から出射される光の導光板３の厚み方向（Ｚ方向）への発散を制限するように、該光を導光板３の入射面３ａに導く反射部材として、反射面（第１反射面）４ａを有する反射板（第１反射部材）４および反射面（第２反射面）５ａを有する反射板（第２反射部材）５が設けられている。この実施形態では、一対の反射板４，５は反射面４ａ，５ａが互いに対向するように、導光板３の厚み方向（Ｚ方向）に離間して、Ｘ−Ｙ平面に関して八の字状となるように互いに対称に配置されている。
【００４０】
図２において、上側の反射板４は、その右端縁（＋Ｘ方向側の端縁）が導光板３の入射面３ａの上辺（＋Ｚ方向側の辺）に、その反射板４の左端縁（−Ｘ方向側の端縁）がＬＥＤ２ａが実装された基板２ｂの上辺（＋Ｚ方向側の辺）にそれぞれ接続または近傍に位置するように配置することができる。同様に、下側の反射板５は、その右端縁（＋Ｘ方向側の端縁）が導光板３の入射面３ａの下辺（−Ｚ方向側の辺）に、その左端縁（−Ｘ方向側の端縁）がＬＥＤ２ａが実装された基板２ｂの下辺（−Ｚ方向側の辺）に接続または近傍に位置するように配置することができる。
【００４１】
ところで、樹脂からなる導光板３は吸湿により寸法変化（伸びや反り）を生じ、特に導光板３の寸法が大きい場合（例えば、４０インチ）には、当該寸法変化により光源２ａと入射面３ａとの相対位置関係が変化し、光利用効率が低下する。そこで、導光板３の吸水率は、０．２５％以下に設定することが好ましく、０．１％以下がより好ましく、０．０５％以下がさらに好ましい。この実施形態では、吸水率０．０１％に設定している。なお、本願明細書中における記吸水率は、ＪＩＳ  Ｋ７２０９  Ａ法に準拠して、厚さ３ｍｍで、直径５０ｍｍの円板形または一辺５０ｍｍの正方形の試験片を５０℃で２４時間乾燥したのちデシケ一ター中で放冷し、２３℃の水に２４時間浸漬したときの重量増から求めることができる。
【００４２】
反射板４，５（反射面４ａ，５ａ）の互いのなす角度は、９０°以下であることが好ましく、４０°以下であることがより好ましい。この実施形態では、反射板４，５（反射面４ａ，５ａ）のＸ−Ｙ平面に対する角度を、それぞれ１５°に設定することにより、互いのなす角度を３０°に設定している。但し、反射板４，５（反射面４ａ，５ａ）のそれぞれのＸ−Ｙ平面に対する角度は、互いに異なっていてもよい。
【００４３】
各反射板４，５の反射面４ａ，５ａは、その全面において正反射面（鏡面）となっている。反射板４，５は、例えば、銀板（銀シート）の一方の面（反射面４ａ，５ａとなるべき面）を鏡面仕上げすることにより製造することができる。反射面４ａ，５ａの反射率は、９６％以上であることが好ましい。反射面４ａ，５ａの全面を正反射面とすることにより、全面を拡散反射面とした場合と比較して、光利用効率を向上することができる。
【００４４】
但し、反射面４ａ，５ａの光源２側の一部４ｂ，５ｂのみを、光を拡散反射（ランバート散乱）させる性質を有する材質からなる拡散反射面とすることができる。このような光を拡散反射させる材料としては、硫酸バリウムを例示することができる。この場合、反射板４，５の正反射面となるべき部分を鏡面仕上げし、その余の部分（拡散反射面となるべき部分４ｂ，５ｂ）に、このような光を拡散反射させる材料をコーティングすることにより製造することができる。
【００４５】
また、反射面４ａ，５ａの光源２側の一部４ｂ，５ｂのみを、光を拡散反射させる凹凸構造からなる拡散反射面とすることもできる。この場合、反射板４，５は、反射面４ａ，５ａの正反射面となるべき部分を鏡面仕上げし、その余の部分（拡散反射面となるべき部分４ｂ、５ｂ）に、このような光を拡散反射させる凹凸構造を付与することにより製造することができる。
【００４６】
凹凸構造としては、その断面が三角形状の条を複数配列してなる条列を例示することができる。この場合、条列を構成する各条は、反射板４，５の板面において、その長手方向が概略Ｙ方向となるように配置される。各条の断面形状は、三角形状に限られず、多角形、円弧形状、その他の曲線形状であってもよい。なお、このような凹凸構造からなる拡散反射面は、条列ではなく、複数の突起を配列的にまたは離散的に形成したものであってもよい。この場合の突起の形状としては、球形、円錐形、多角錐形等を採用することができる。凹凸構造からなる拡散反射面は、不定形な粗面（ランダムに微小な凹凸を形成した面）であってもよい。
【００４７】
反射面４ａ，５ａの導光板３側の一部を構成する正反射面と、その余の部分（光源２側の一部４ｂ，５ｂ）を構成する拡散反射面との割合としては、反射面４ａ，５ａの全領域のうち、２／３程度を正反射面、残りの１／３程度を拡散反射面とすることができる。
【００４８】
このように反射面４ａ，５ａの導光板３側の一部を正反射面とし、その余の部分（光源２側の一部４ｂ，５ｂ）を拡散反射面としたのは、光源２から出射された上述した配光の光は、その多くは反射面４ａ，５ａにおいて適宜な角度で、例えば１〜２回程度反射されることにより、入射面３ａから導光板３内へ導かれるが、その一部（例えば、３回程度以上反射された光）は光源２側に戻ってしまい、損失になると考えられる。従って、反射面４ａ，５ａの光源２側の一部を拡散反射面とすることにより、このような光源２側に戻ってしまう光を拡散反射させることで、戻り光の一部を導光板３側にさらに戻すことが可能となり、光利用効率を向上させることができる。
【００４９】
各ＬＥＤ２ａのＹ方向の配光とＺ方向の配光とは、ＬＥＤ２ａのＹ方向の半値角をφ（図３参照）、ＬＥＤ２ａのＺ方向の半値角をθ（図２参照）として、
φ／θ＞１
の関係を満たすことが好ましく、より好ましくはφ／θ≧２、さらに好ましくはφ／θ≧３の関係を満たすことが好ましい。光利用効率を向上する観点からは、ＬＥＤ２ａのＺ方向の半値角θを小さくすることが好ましいのは上述した通りであるが、Ｙ方向の半値角φをも小さくすると、導光板３の出射面３ｃにおいて、いわゆる目玉（局所的に明るい部分）等が発生し、輝度ムラを生じる場合があるためである。φ／θの上限は、不必要に配光させない範囲となるが、例えば１００以下とすることができる。
【００５０】
また、各ＬＥＤ２ａのＹ方向の配光は、図３に示されているように、ＬＥＤ２ａのＹ方向の配列ピッチをｐ、ＬＥＤ２ａの幅（Ｙ方向の寸法）をａ、ＬＥＤ２ａと導光板３の入射面３ａとの距離（Ｘ方向の離間寸法）をｄとして、
φ＞ｔａｎ−１（（ａ＋ｐ）／２ｄ）
の関係を満たすことが好ましい。このような関係に設定することにより、隣接するＬＥＤ２ａから出射される各光がＹ方向において互いに重複するので、導光板３の出射面３ｃにおける輝度ムラを抑制できるからである。なお、配列ピッチｐの最小値はＬＥＤ２ａの幅ａとの関係で互いに干渉しない程度の寸法に制限される。
【００５１】
上述したように構成した面光源装置１により、被照明体としての液晶パネルの全領域を照明する面光源装置を構成することができる。また、上述したように構成した面光源装置１を、１つのユニットとして、複数のユニットを適宜に配列することにより、被照明体としての液晶パネルの全領域を照明する面光源装置を構成することもできる。
【００５２】
液晶表示装置は、液晶層を挟んで、配向膜、透明電極、ガラス板、カラーフィルタ、偏光板等を適宜に積層配置してなる液晶パネルの裏面側に、上述した面光源装置１が所定の位置関係で配置されるように、それぞれを筐体等に固定して構成される。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明の実施例について説明する。図１〜図３に示した面光源装置１について、ソフトウエアによる光学シミュレータを用いて、光学モデルを作成し、適宜に諸元を設定・変更しつつ、光利用効率（％）または導光板３の出射面３ｃから出射される光の強度分布を算出する。光学シミュレータとしては、照明設計解析ソフトウエアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（開発元：ＯＲＡ社）を用いた。
【００５４】
面光源装置１の性能は、算出された光利用効率の高低で評価する。また、算出された光の強度分布に基づいて、出射面３ｃにおける輝度ムラを評価する。輝度ムラは、算出された光の強度分布から、実際に目視した場合に、いわゆる目玉（局所的に明るい部分）が発生すると予想される場合を不良「×」、目玉が発生しないと予想される場合を良好「○」、これらの中間程度である場合をやや良好「△」として評価する。
【００５５】
以下では、反射板４の反射面４ａと反射板５の反射面５ａとのなす角度は３０°（各反射面４ａ，５ａのＸ−Ｙ平面に対する角度はそれぞれ１５°）とし、導光板３の材質としては、ノルボルネン樹脂（ＺＥＯＮＯＲ１０６０Ｒ（商品名、日本ゼオン社製））、屈折率１．５３３、臨界角４０．７度）を用いるものとした。
【００５６】
（実施例１−１）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ０°（すなわち平行光）とした。反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って正反射面（反射率９６％）としたものを用いた。ＬＥＤ高さ（ＬＥＤ２ａのＺ方向の寸法）ｂは３ｍｍ、基板２ｂの高さは５．０ｍｍ、導光板厚み（導光板３のＺ方向の寸法）ｈは１ｍｍとした。ＬＥＤ２ａと導光板３の入射面３ａとの間隔（Ｘ方向の離間寸法）ｄは、７．４ｍｍとした。ＬＥＤ２ａの配列方向のピッチを７．５ｍｍとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、９７％であった。
【００５７】
（実施例１−２）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ１５°とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、７７％であった。
【００５８】
（実施例１−３）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ３０°とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、６８％であった。
【００５９】
（実施例１−４）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ１５°とした。反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って正反射面（反射率９６％）としたものを用いた。ＬＥＤ高さ（ＬＥＤ２ａのＺ方向の寸法）ｂは１ｍｍ、基板２ｂの高さは１．７ｍｍ、導光板厚み（導光板３のＺ方向の寸法）ｈは０．２ｍｍとした。ＬＥＤ２ａと導光板３の入射面３ａとの間隔（Ｘ方向の離間寸法）ｄは、７．４ｍｍとした。ＬＥＤ２ａの配列方向のピッチを７．５ｍｍとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、６１％であった。
【００６０】
（比較例１−１）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ４５°とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、５９％であった。
【００６１】
（比較例１−２）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ６０°とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、５８％であった。
【００６２】
（比較例１−３）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ９０°とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、５５％であった。
【００６３】
（比較例１−４）
ＬＥＤ２ａの配光（Ｚ方向の半値角θおよびＹ方向の半値角φ）をそれぞれ１２０°（ランバーシアン）とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表１に示す通り、５３％であった。
【００６４】
（結論１）
上記実施例１−１〜実施例１−３，比較例１−１〜比較例１−４の結果について、横軸に半値全角（°）を、縦軸に光利用効率（％）をとったグラフを図４に示す。同図から、半値角が１２０°から小さくなるに従って、光利用効率は比較的に小さい傾斜で上昇し、３５°付近を変曲点として、３５°からさらに小さくなるに従って、比較的に大きい傾斜で上昇していることがわかる。従って、半値角を３５°以下の値に設定することにより、高い光利用効率を実現することができる。
【００６５】
【表１】
2011138699.tif 000003
【００６６】
（実施例２−１）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、７２％であった。
【００６７】
（実施例２−２）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、実施例１−２と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、６３％であった。
【００６８】
（実施例２−３）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、実施例１−３と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、５７％であった。
【００６９】
（比較例２−１）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、比較例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、５３％であった。
【００７０】
（比較例２−２）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、比較例１−２と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、５２％であった。
【００７１】
（比較例２−３）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、比較例１−３と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、５１％であった。
【００７２】
（比較例２−４）
反射部材として、反射板４，５の反射面４ａ，５ａが全面に渡って拡散反射面としたものを用いた以外は、比較例１−４と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率（％）は、表２に示す通り、５０％であった。
【００７３】
（結論２）
上記実施例２−１〜実施例２−３，比較例２−１〜比較例２−４の結果について、横軸に半値全角（°）を、縦軸に光利用効率（％）をとったグラフを図５に示す。同図から、半値角が１２０°から小さくなるに従って、光利用効率は比較的に小さい傾斜で上昇し、３５°付近を変曲点として、３５°からさらに小さくなるに従って、比較的に大きい傾斜で上昇していることがわかる。従って、半値角を３５°以下の値に設定することにより、高い光利用効率を実現することができる。
【００７４】
なお、図４と図５の比較から、反射部材の反射面４ａ，５ａは、正反射面の方が、拡散反射面よりも光利用効率が高いことがわかる。従って、反射面４ａ，５ａとしては、正反射面を用いることが好ましい。
【００７５】
【表２】
2011138699.tif 000004
【００７６】
（実施例３−１）
ＬＥＤ２ａの配光について、Ｚ方向の半値角θを１５°、Ｙ方向の半値角φを４５°（すなわち、φ／θ＝３）とした以外は、実施例１−１と同じとした。なお、ＬＥＤ２ａの幅（Ｙ方向の寸法）ａは３．０ｍｍ、配列ピッチｐは７．５ｍｍに設定した。シミュレーションの結果、表１に示す通り、輝度ムラは、良好「○」であった。
【００７７】
（実施例３−２）
ＬＥＤ２ａの配光について、Ｚ方向の半値角θを１５°、Ｙ方向の半値角φを３０°（すなわち、φ／θ＝２）とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、表１に示す通り、輝度ムラは、やや良好「△」であった。
【００７８】
（比較例３−１）
ＬＥＤ２ａの配光について、Ｚ方向の半値角θを１５°、Ｙ方向の半値角φを１５°（すなわち、φ／θ＝１）とした以外は、実施例１−１と同じとした。シミュレーションの結果、表１に示す通り、輝度ムラは、不良「×」であった。
【００７９】
（結論３）
上記実施例３−１〜実施例３−２，比較例３−１の結果から、ＬＥＤ２ａのＺ方向の半値角θとＹ方向の半値角φとの比（φ／θ）が１より大きい場合に、輝度ムラが良好と判定され、さらに（φ／θ）が３以上の場合にさらに好ましく、より均一な光を出射できることがわかる。
【００８０】
【表３】
2011138699.tif 000005
【００８１】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００８２】
１…面光源装置
２…光源
２ａ…ＬＥＤ
３…導光板
３ａ…入射面
３ｃ…出射面
４，５…反射板
４ａ，５ａ…反射面
【図１】
2011138699.tif 000006
【図２】
2011138699.tif 000007
【図３】
2011138699.tif 000008
【図４】
2011138699.tif 000009
【図５】
2011138699.tif 000010