(57)【要約】    【課題】製造が容易であり、電力消費が少なく、発熱による問題を低減できる面光源装置を提供する。    【解決手段】本発明に係る面光源装置３４０は、一つ以上の光源２２０と、管断面が楕円又は長方形状に形成され、その上部内面又は下部内面３４４に第１方向（Ｌ２）に延びる複数のプリズム形状が配設されるとともに、下部内面３４２に第２方向（Ｌ１）に延びる複数のプリズム形状が配設される光導波管と、を含んで構成され、光源２２０で発生した光を光導波管の内部で伝送し、光導波管の外面を介して平面光を提供する。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から印加される電気信号に応じてイメージを表示する液晶パネルと、
平面光を提供する面光源装置を有し、前記液晶パネルを背面から照明するバックライトユニットと、を備える液晶表示装置において、
前記面光源装置は、
一つ以上の光源と、
管断面が楕円又は長方形状に形成され、前記液晶パネル側に位置する外面又は内面に第１方向に延びる複数のプリズム形状が配設されるとともに、前記液晶パネルとは反対側に位置する内面に第２方向に延びる複数のプリズム形状が配設される光導波管と、を含んで構成され、
前記光源で発生した光を前記光導波管の内部で伝送し、前記光導波管の外面を介して平面光を提供することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１方向と前記第２方向とが直角をなすことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
平面光を提供する面光源装置を有し、液晶パネルを背面から照明するバックライトユニットにおいて、
前記面光源装置は、
一つ以上の光源と、
管断面が楕円又は長方形状に形成され、前記液晶パネル側に位置する外面又は内面に第１方向に延びる複数のプリズム形状が配設されるとともに、前記液晶パネルとは反対側に位置する内面に第２方向に延びる複数のプリズム形状が配設される光導波管と、を含んで構成され、
前記光源で発生した光を前記光導波管の内部で伝送し、前記光導波管の外面を介して平面光を提供することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項４】
前記液晶パネルと前記面光源装置との間に配置される一つ以上の光学シートを更に含んで構成されることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記第１方向と前記第２方向とが直角をなすことを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記光源が発光ダイオードであって、
前記光導波管の軸方向の両端部又はいずれか一方の端部に配設され、前記発光ダイオードが実装された回路基板を収納して支持するハウジングを更に含んで構成されることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記光導波管から前記液晶パネルとは反対側に出射された光を反射して、前記光導波管内に再入力させる反射シートを更に含んで構成されることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記光源は冷陰極蛍光ランプ又は外部電極蛍光ランプであって、
前記光導波管の内部又は前記光導波管の軸方向の両端部若しくはいずれか一方の端部に配設されることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項９】
透光性樹脂からなる母材と、該母材に分散された複数の拡散粒子とを含み、
前記光導波管から出射される光を入力し、拡散させる拡散層を更に含んで構成されることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記拡散粒子は、透光性樹脂からなるビーズであることを特徴とする請求項９記載のバックライトユニット。
【請求項１１】
前記光導波管の内部に配置され、前記液晶パネル側に光を反射する反射体を更に含んで構成されることを特徴とする請求項９記載のバックライトユニット。
【請求項１２】
前記光導波管の外部に配置され、前記液晶パネル側に光を反射する反射体を更に含んで構成されることを特徴とする請求項９記載のバックライトユニット。
【請求項１３】
前記光導波管は長方形断面を有し、
前記液晶パネルに対して直角に配置される二つの内面にも所定方向に延びる複数のプリズム形状が配設されることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項１４】
前記光源が前記光導波管の軸方向の両端部又はいずれか一方の端部に配置され、
前記光導波管の前記液晶パネルとは反対側に位置する内面には、前記軸方向と直交する方向に延びる複数のプリズム形状が平行に配設され、かつ、前記光源から離れるほど前記プリズム形状が大きくなることを特徴とする請求項３記載のバックライトユニット。
【請求項１５】
一つ以上の光源と、
管断面が楕円又は長方形状に形成され、上部外面又は上部内面に第１方向に延びる複数のプリズム形状が配設されるとともに、下部内面に第２方向に延びる複数のプリズム形状が配設される光導波管と、を含んで構成され、
前記光源で発生した光を前記光導波管の内部で伝送し、前記光導波管の外面を介して平面光を提供することを特徴とする面光源装置。
【請求項１６】
前記第１方向と前記第２方向とが直角をなすことを特徴とする請求項１５記載の面光源装置。
【請求項１７】
前記光源が発光ダイオードであって、
前記光導波管の軸方向の両端部又はいずれか一方の端部に配設され、前記発光ダイオードが実装された回路基板を収納して支持するハウジングを有することを特徴とする請求項１５記載の面光源装置。
【請求項１８】
前記光源は冷陰極蛍光ランプ又は外部電極蛍光ランプであって、
前記光導波管の内部又は前記光導波管の軸方向の両端部若しくはいずれか一方の端部に配設されることを特徴とする請求項１５記載の面光源装置。
【請求項１９】
透光性樹脂からなる母材と、該母材に分散された複数の拡散粒子とを含み、
前記光導波管から出射される光を入力し、拡散させる拡散層を更に含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の面光源装置。
【請求項２０】
前記光導波管は長方形断面を有し、
前記液晶パネルに対して直角に配置される二つの内面にも所定方向に延びる複数のプリズム形状が配設されることを特徴とする請求項１５に記載の面光源装置。
【請求項２１】
前記光源が前記光導波管の軸方向の両端部又はいずれか一方の端部に配置され、
前記光導波管の前記下部内面には、前記軸方向と直交する方向に延びる複数のプリズム形状が平行に配設され、かつ、前記光源から離れるほど前記プリズム形状が大きくなることを特徴とする請求項１５記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面光を提供する面光源装置に関し、さらには、このような面光源装置を備えたバックライトユニット及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（Liquid Crystal Display Device）は、印加電圧による液晶の光透過度の変化を利用して各種装置で発生される種々の電気的な情報を視覚情報に変えて伝達する電子素子である。
【０００３】
液晶表示装置は自ら発光するものではないため、別に光源装置を必要としており、特に、透過型の液晶ディスプレイ装置では光源装置が背面に配置される。このような光源装置をバックライトユニット（Back Light Unit）という。
【０００４】
図１２は、従来の液晶表示装置を示している。
図１２に示すように、液晶表示装置３０は、液晶パネル２０と、この液晶パネル２０の背面に配置されたバックライトユニット１０を含み、液晶パネル２０は、バックライトユニット１０から光が提供されてイメージを表示する。
【０００５】
バックライトユニット１０は、一般に、光源部１２、導光板１４、反射シート１６及び光学シート１８を含んで構成される。
【０００６】
光源部１２は、光源１２ａ及び光源反射板１２ｂを含む。
【０００７】
光源１２ａとしては、冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプなどが用いられる。光源１２ａは、光源反射板１２ｂの内側に収納された状態で、導光板１４の一側面と平行して配置される。
【０００８】
光源反射板１２ｂは、光源１２ａの外周面に沿って配置され、光源１２ａから発生された光を反射して導光板１４に入射させる。
【０００９】
導光板１４の光源部１２に隣接する側面は、光源部１２からの光が入射する光入射面となる。光源部１２で発生した光は、光入射面を介して導光板１４の内部に入力され、導光板１４の上面から出射される。すなわち、導光板１４の上面は、光が出力する光出射面となる。
【００１０】
反射シート１６は、導光板１４の背面（図では下面）側に配置され、導光板１４から出射された光を反射して導光板１４の内部に再入力させることによって光の損失を減らす。
【００１１】
光学シート１８は、導光板１４の前面（図では上面）側に配置され、散光シート１８ａ、プリズムシート１８ｂ及び保護シート１８ｃを含む。これらの光学シート１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、液晶パネル２０の可視面に光が有効に提供されるように光を制御する。
【００１２】
ところで、図１２に示す液晶表示装置３０のように、導光板１４の一側面から入射される光だけを照明に利用する、いわゆる、エッジ−ライト方式のバックライトユニットでは、導光板１４での光損失が比較的大きいため、光源部１２から提供される光を十分に利用できないという問題がある。
【００１３】
また、いくつかの光源を液晶パネルの直下に位置させて構成される直下型バックライトユニットの場合でも、拡散板などの光学プレートにおいて光損失が発生するという同様の問題がある。ここで、光を十分に確保するために、多数の光源を互いに隣接させて配置することも考えられるが、そうすると、光源から発生する熱により熱対流が発生し、その上部に配置される光学シートを変形させて液晶表示装置の表示品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１４】
このため、最近では、面形態に光を直接出射する面光源装置の開発が進んでおり、このような面光源装置として、平板型蛍光ランプ（Flat Fluorescent Lamp:ＦＥＬ)、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はカーボンナノチューブ（Carbon nano tube:ＣＮＴ）を用いたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】米国特許第６，７７１，３３０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５１４，１１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、このような従来の面光源装置は、いずれも製造工程が複雑であり、また、輝度の均一性や消費電力の面で改善すべき点が多い。
【００１６】
従って、製造が容易であり、また、光学特性及び消費電力の面でも良好な面光源装置に対する開発の要求は依然として高い。
【００１７】
そこで、本発明は、従来の装置に比べて、その製造を大幅に容易化できる面光源装置を提供すること目的とする。
【００１８】
また、電力消費が少なく、発熱による問題を低減できる面光源装置を提供することを目的とする。
【００１９】
さらに、表示装置の大型化及び薄型化にも容易に対応できる面光源装置（バックライトユニット）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】
【００２０】
本発明の一態様においては、液晶表示装置が提供される。かかる液晶表示装置は、外部から印加される電気信号に応じてイメージを表示する液晶パネルと、平面光を提供する面光源装置を有し、前記液晶パネルを背面から照明するバックライトユニットと、を備える液晶表示装置において、前記面光源装置は、一つ以上の光源と、管断面が楕円又は長方形状に形成され、前記液晶パネル側に位置する外面又は内面に第１方向に延びる複数のプリズム形状が配設されるとともに、前記液晶パネルとは反対側に位置する内面に第２方向に延びる複数のプリズム形状が配設される光導波管と、を含んで構成され、前記光源で発生した光を前記光導波管の内部で伝送し、前記光導波管の外面を介して平面光を提供することを特徴とする。
【００２１】
本発明の別の態様においては、液晶表示装置のバックライトユニットが提供される。かかるバックライトユニットは、平面光を提供する面光源装置を有し、前記面光源装置は、一つ以上の光源と、管断面が楕円又は長方形状に形成され、前記液晶パネル側に位置する外面又は内面に第１方向に延びる複数のプリズム形状が配設されるとともに、前記液晶パネルとは反対側に位置する内面に第２方向に延びる複数のプリズム形状が配設される光導波管と、を含んで構成され、前記光源で発生した光を前記光導波管の内部で伝送し、前記光導波管の外面を介して平面光を提供することを特徴とする。
【００２２】
本発明のさらに別の態様においては、面光源装置が提供される。かかる面光源装置は、一つ以上の光源と、管断面が楕円又は長方形状に形成され、上部外面又は上部内面に第１方向に延びる複数のプリズム形状が平行に配設されるとともに、下部内面に第２方向に延びる複数のプリズム形状が平行に配設される光導波管と、を含んで構成され、前記光源で発生した光を前記光導波管の内部で伝送し、前記光導波管の外面を介して平面光を提供することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、点光源又は線形光源に光導波管を組合せた比較的簡単な構造で面光源装置を実現することができるため、従来に比べて面光源装置の製造が容易である。
【００２４】
また、光導波管において、対向配置されるプリズム形状（大きさ、方向）を適宜調整することによって、光源で発生した光を光導波管内で特に軸方向に効率的に伝送させつつ、光導波管からその外面を介して液晶パネル方向へと出射する光の輝度を向上させることが可能となる。このため、従来のバックライトユニットに比べて、少ない数の光源で十分な光を確保することができ、消費電力の側面で有利な面光源装置を得ることができるという長所がある。
【００２５】
さらに、光源が光導波管の軸方向の端部又は光導波管の内部に配置されるため、光源から発生する熱は、せいぜい光導波管の内部で対流するだけであることから、光源で発生した熱が光学シートに直接的に伝達されることを最大限抑制できるため、光学シートの熱的変形が緩和されうる長所がある。
【００２６】
さらにまた、本発明の面光源装置は使用環境等に応じて規格を容易に変更できるため、これらを連結することで表示装置の大型化及び薄型化に容易に対応できる長所があり、また、プリズム形状やその延びる方向（特に、対向配置されるプリズム形状の延びる方向）を適宜調整することにより、液晶パネル方向（上面側）へと出射する光の輝度を向上させることが出来る長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示している。図１Ａは液晶表示装置の分解斜視図であり、図１Ｂは図１Ａに示す液晶表示装置の断面図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態（第１実施形態）に係る液晶表示装置３００は、液晶パネル２００及びバックライトユニット１００Ａを含んで構成される。
【００３０】
液晶パネル２００は、外部から印加される表示情報を含む電気信号に応じて所定の映像（イメージ）を表示する。本発明を理解し、これを実施するにおいて、液晶パネル２００の正確な構造的特性は重要ではなく、液晶表示装置に通常使用されるいかなる構造の液晶パネルであってもよい。そのため、液晶パネル２００の具体的な構造についての説明は省略する。
【００３１】
バックライトユニット１００Ａは、液晶パネル２００の背面に配置され、液晶パネル２００に光（例えば白色光）を提供する。このバックライトユニット１００Ａは、液晶パネル２００の可視面を照明するのに十分な平面光を提供する面光源装置１１０Ａを含んでいる。また、バックライトユニット１００Ａは、光学シート１８０を含んでいるが、これは選択的なものである。かかる光学シート１８０は、通常、液晶パネル２００と面光源装置１１０Ａと間に配置され、面光源装置１１０Ａから提供される光が液晶パネル２００を照明するのにより適した光とするために使用される。
【００３２】
面光源装置１１０Ａは、光源部１２０、光パイプ（本発明の光導波管に相当する）１４０及び反射シート１６０を含んで構成される。
【００３３】
光源部１２０は、光を発生する複数の光源１２０ａを含む。本実施形態においては、光源１２０ａを発光ダイオードのような点光源としている。この場合、光源１２０ａは、プリント回路基板（ＰＣＢ）１２０ｂ上に所定の配列で実装され、同じくＰＣＢ１２０ｂに形成された配線パターンを介して光源１２０ａと外部の電源が電気的に連結される。
【００３４】
ここで、複数の光源１２０ａは、ＰＣＢ１２０ｂに実装された状態で光パイプ１４０の軸方向の両側（両端部）に配置される。従って、光源１２０ａで発生した光は、光パイプ１４０の軸方向の両端部から光パイプ１４０内に入力される。
【００３５】
また、光源部１２０は、光源１２０ａが実装されたＰＣＢ１２０ｂを収納して支持するためのハウジング１２０ｃを含む。このハウジング１２０ｃは、金属製又はプラスチック製であり、ＰＣＢ１２０ｂが挿入される溝がその内側に形成されている。ハウジング１２０ｃの内壁は、光源１２０ａで発生した光を反射して、光パイプ１４０内へと導くように、光反射性物質でコートされていることが好ましい。
【００３６】
光源部１２０で発生した光は、光パイプ１４０の軸方向の両側（両端）から光パイプ１４０内に入力され、光パイプ１４０の光学シート１８０と対向する面（すなわち、液晶パネル２００側に位置する外面）が光出射面となる。光パイプ１４０内に入力された光は、全反射によって光パイプ１４０の内部を進み、光出射面を介して液晶パネル２００方向へと出射される。なお、光出射面は、光を液晶パネル２００の可視面全体に均一に提供できるように、少なくとも液晶パネル２００の可視面の面積と同じであるか、それ以上となることが好ましい。
【００３７】
本実施形態に係るバックライトユニット１００Ａ（面光源装置１１０Ａ）では、光源部１２０が光パイプ１４０の軸方向の両端部に配置されるが、光パイプ１４０は光伝送能力に優れており、その内部での光損失が非常に少ないため、従来の直下型バックライトユニットと同等又はそれ以上の光効率を得ることができる。また、同じ輝度を得るために、光源（発光ダイオード）の使用個数を従来に比べて低減することができる長所もある。なお、光パイプ１４０の構成等については後述する。
【００３８】
ここで、本実施形態に係るバックライトユニット１００Ａ（面光源装置１１０Ａ）では、光源部１２０を光パイプ１４０の軸方向の両側（両端部）に配置しているが、光源部１２０を光パイプ１４０の軸方向のいずれか一方の端部のみに配置するようにしてもよい。この場合、光源部１２０とは反対側の端部に反射手段を備え、光源１２０ａで発生し光パイプ１４の終端（他端）まで伝送された光を反射して再使用できるようにする。また、光パイプ１４０から放射される光をより均一化するためには、光入射側（光源部１２０）から離れるほど光パイプ１４０の断面積が小さくなるように光パイプ１４０を設計することが好ましい。
【００３９】
図２は、本発明の別の実施形態（第２実施形態）に係る液晶表示装置を示しており、図１Ｂに対応する図（断面図）である。
【００４０】
図２に示すように、第２実施形態に係る液晶表示装置３００は、光源２２０が線形光源で構成されている点が上記第１実施形態と相違する。このような線形光源は、例えば、冷陰極蛍光ランプ又は外部電極蛍光ランプで構成することができる。
【００４１】
図３は、図１Ｂ、２のＡ−Ａ断面図であり、光パイプ１４０の内部構造を示している。
【００４２】
図３に示すように、光パイプ１４０は、透明媒体、例えば、空気で内部が満たされ、その管断面が楕円又は長方形の中空の「光導波管」である。光パイプ１４０は、その軸方向のいずれか一方の端部又は両端部から入力された光をその軸方向に沿って伝送するのに好適な構造を持つ。
【００４３】
本実施形態において、光パイプ１４０の内面１４０ｂには、所定方向に延びる複数のプリズム形状が微細なピッチで平行に配設されている。
【００４４】
ここで、内面１４０ｂには、光パイプ１４０の下部内面、上部内面には、それぞれ軸方向、軸方向に直交する方向に延びるプリズム形状が配設されている。但し、図２〜４においては、上部内面又は下部内面のプリズム形状の側面が現れるので、上部内面又は下部内面が直線で表現されている。
【００４５】
光パイプ１４０の外面１４０ａは滑らかな面になっており、その少なくとも一部は光パイプ１４０に入力された光が液晶パネル２００の方向に出射する光出射面となる。
【００４６】
なお、外面１４０ａと内面１４０ｂとの距離（すなわち、光パイプ１４０の肉厚）は、使用環境等に応じて設定されるが、光損失を考慮すれば、５０〜３００μｍの値であることが好ましい。
【００４７】
光パイプ１４０は、光透過率が良好で、機械的性質（特に耐衝撃性）、耐熱性及び電気的安定性を有する熱可塑性樹脂物質で形成される。特に制限されないが、ポリエチレンテレフタルレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）であるのが好ましく、より好ましくは、ポリメチルメタクリレートである。
【００４８】
図１〜３に示すように、本実施形態に係る面光源装置１１０Ａは、光パイプ１４０の下部（すなわち、液晶パネル２００とは反対側）に配置された反射シート１６０を含んでいる。この反射シート１６０は、光パイプ１４０の底面を介して液晶パネル２００とは反対側に放出される光を反射して、光パイプ１４０に再入射させることによって光の利用効率を向上させる。
【００４９】
反射シート１６０は、ＳＵＳ、Ｂｒａｓｓ、アルミニウム、ＰＥＴなどからなるシート上に銀（Ａｇ）を塗布して製造され、これに長時間の吸熱による変形を防ぐためにチタニウムをコートしてもよい。また、ＰＥＴのような合成樹脂からなるシートに光を散乱させるための気泡を分散させてもよい。
【００５０】
液晶パネル２００と面光源装置１１０Ａとの間に光学シート１８０を配置させるようにしてもよい。かかる光学シートは、例えば、散光シート１８０ａ、プリズムシート１８０ｂ及び保護シート１８０ｃを含む。
【００５１】
光パイプ１４０の光出射面（すなわち、液晶パネル２００側に位置する外面）から出射した光は、散光シート１８０ａを通過する。散光シート１８０ａは、入射する光を散乱させて輝度を均一にし、視野角を広げる。
【００５２】
散光シート１８０ａを通過した光は輝度が急激に落ちるので、これを補償するためにプリズムシート１８０ｂが使用される。プリズムシート１８０ｂは、散光シート１８０ａから出射された光を屈折し、低い角度で入射される光を正面側に集中させるため、有効視野角範囲で輝度が上昇する。
【００５３】
保護シート１８０ｃは、プリズムシート１８０ｂ上に配置され、プリズムシート１８０ｂの汚れを防止し、また、プリズムシート１８０ｂによって縮小された視野角を所定の範囲内で再拡大させる機能を有する。
【００５４】
但し、以上は一例であり、バックライトユニットに通常使用される光学シートであればよく、その構造や材質は問わない。
【００５５】
図４は、本発明のさらに別の実施形態に係る液晶表示装置の一部分を示しており、図３に対応する図である。
【００５６】
図４に示すように、この実施形態では、複数の線形光源１３０が光パイプ１４０の内側にその軸方向に沿って挿入され、互いに隣接した状態で配置されている。線形光源１３０は、例えば、冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプなどで構成される。
【００５７】
ここで、線形光源１３０は光パイプ１４０の内側に挿入されているので、該線形光源１３０から発生する熱は光パイプ１４０の内部で対流することになる。これにより、線形光源１３０で発生した熱が光学シートに伝えられることを最大限抑制でき、光学シートの熱変形が緩和される。
【００５８】
図５は、同じ規格（寸法）で製作された複数の光パイプ１４０が互いに密着配置されて面光源装置１１０Ａが構成される実施形態を示している。この場合、各光パイプ１４０は同じ規格を持つため、単にこれらを密着するように配置するだけでも（特別な固定手段を用いなくても）光学的連結が可能である。
【００５９】
このようにすると、表示装置の大型化に容易に対応することができる。即ち、液晶表示装置（図示せず）の大きさに応じて光パイプ１４０を縦横に配列し、その両側（両端）に光源部（図１Ｂの１２０又は図２の２２０）を配置するか、または線形光源（図４の１３０）を光パイプ１４０の内側に挿入配置する方式により簡単に大面積の面光源装置を具現することができる。
【００６０】
図６は、本発明の一実施形態に係る面光源装置を示している。図６Ａは面光源装置の分解斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す光パイプのプリズム構造を説明するための図である。
【００６１】
図６に示すように、本実施形態に係る面光源装置３４０は、光源２２０及び光パイプを含んで構成される。光パイプは、分解すれば、複数の光導波部３４２、３４４、３４６、３４８で構成される。各光導波部３４２、３４４、３４６、３４８は、少なくとも一面が構造化された表面を有する。
【００６２】
なお、構造化された表面とは、光源２２０から光パイプ内に入力された光を、光パイプの軸方向に伝送させるように形成されていることをいい、以下では、プリズム形状を例に説明する。但し、プリズム形状に限定するものではなく、これと同様に光を伝送できる形状であれば、様々な形態に表面を構造化することができる。
【００６３】
第１光導波部３４２は、光パイプの下部壁を構成し、その一面（ここでは、光パイプの下部内面となる面）に、所定方向（ここでは、光パイプの軸方向に直交する方向）Ｌ１に延びる複数のプリズム形状が配設され、光源から提供された光が入射される面を備える。
【００６４】
第２光導波部３４４は、第１光導波部３４２と対向配置されて光パイプの上部壁を構成し、その一面（ここでは、光パイプの上部内面となる面）に、所定方向（ここでは、光パイプの軸方向）Ｌ２に延びる複数のプリズム形状が配設されている。また、第２光導波部３４４は、その上面（すなわち、光パイプの外面）が液晶パネル２００方向に光を出射する光出射面となる。
【００６５】
ここで、図６Ｂに示すように、第１光導波部３４２のプリズム形状の延びる方向Ｌ１と第２光導波部３４４のプリズム形状の延びる方向）Ｌ２とは所定角度αを形成するように構成される。なお、発明者らの実験によれば、図６に示すように、ほとんどの場合、所定角度αが直角であることが好ましいことが確認されているが、これに限るものではない。すなわち、所定角度αは適用される場面に応じて適宜設定されればよい。また、図では、プリズム形状が同じように見えるが、これも適宜設定されるものである。
【００６６】
光パイプの側壁を構成する第３光導波部３４６、第４光導波部３４８についても同様であり、第３光導波部３４６と第４光導波部３４８とは対向配置され、それぞれの対向面に所定方向に延びる複数のプリズム形状が配設される。そして、第３光導波部３４６のプリズム形状の延びる方向と第４光導波部３４８のプリズム形状の延びる方向とは所定角度βを形成するように構成される。図６では所定角度βが直角となっているが、これに限るものではない。また、α＝βとしてもよいし、α≠βとしてもよい。すなわち、光パイプの対向する内面の一方に第１方向に延びる複数のプリズム形状が配設され、他方に第２方向に延びる複数のプリズム形状が配設される。なお、本実施形態のように管断面が長方形となる光パイプの場合には、４つの内面の全てにプリズム形状が配設されるのが好ましいが、少なくとも対向する２つの面にプリズム形状が配設されていればよい。
【００６７】
上記各光導波部は、射出成形又は押出成形のような一般的なプラスチック成形法を用いて製造することができる。したがって、光パイプも容易に製造することができる。
【００６８】
図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る液晶表示装置を示している。図７Ａは液晶表示装置の断面図、図７Ｂは図７Ａ（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図７Ｃ及び図７Ｄ（は図７ＢのＥ部拡大図である。
【００６９】
図７において、液晶表示装置４００は、液晶パネル２００及びバックライトユニット１００Ｂを含んで構成される。
【００７０】
バックライトユニット１００Ｂは、平面光を提供する面光源装置１１０Ｂを含み、選択に応じて面光源装置１１０Ｂが提供する光を、液晶パネル２００を照明するのに好適な光とするための光学シート１８０をさらに含んでもよい。
【００７１】
面光源装置１１０Ｂは、光源部１２０、光パイプ１４０、光パイプ１４０の外面に配置された拡散層１４２及び光パイプ１４０の内側に配置された反射体１４４を含む。
【００７２】
拡散層１４２は、光パイプ１４０内部に拘束された光を外部に出射させると同時に光を拡散させて均一化する。
【００７３】
図７Ｃ及び図７Ｄに示すように、拡散層１４２は、樹脂系の母材１４２ｂと、母材１４２ｂに分散された複数の拡散粒子１４２ａ、１４２ａ′とを含む。
【００７４】
母材１４２ｂには、透明であり、耐熱性及び機械的特性に優れた材質、例えば、ポリアクリレートやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなアクリル系樹脂を使用することが好ましい。
【００７５】
拡散粒子１４２ａ、１４２ａ′には、母材１４２ｂと同種又は異種の樹脂で構成されたビーズを使用することができる。
【００７６】
ここで、拡散粒子１４２ａ、１４２ａ′の含有率は２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％とすることが好ましく、より好ましくは、３０ｗｔ％である。
【００７７】
図７Ｃは、拡散粒子１４２ａの大きさ及び分布を不規則（ランダム）としたものである。このように、様々な大きさの拡散粒子１４２ａが不規則に母材１４２ｂに分布すれば、ヘイズ（haze）効果が増加するため、物理的接触などによって母材１４２ｂに発生したスクラッチなどの不良が液晶パネル２００にそのまま投影されることを防止する効果が大きい。
【００７８】
図７Ｄは、実質的に同じ大きさを有する拡散粒子１４２ａ′を母材１４２ｂ内で略一定に分散させたものである。このように、実質的に同じ大きさの拡散粒子１４２ａ′が一定に母材１４２ｂに分布すれば、ヘイズ（haze）効果は減少するものの、逆に輝度が上昇する効果がある。即ち、拡散粒子１４２ａ′が母材１４２ｂに規則的に分布しているほどヘイズ（haze）効果は減少するが、輝度は増加する。
【００７９】
以上のような構造の拡散層１４２は、従来公知の方法を通して得ることができる。
【００８０】
例えば、拡散層１４２は、液状樹脂に、例えば、ビーズのような拡散粒子を分散させて固形化してフィルムとし、このフィルムを適正温度で加熱した状態で光パイプ１４０の外面に加圧することによって得ることができる。また、ビーズが分散された液状樹脂を光パイプ１４０の外面にコートして得ることも可能である。
【００８１】
また、図７Ａ、図７Ｂに示すように、光パイプ１４０の内側には反射体１４４が配置される。この反射体１４４は、光パイプ１４０の底面から光が出射されることを防止して光利用効率を向上させる。また、反射体１４４は光を反射し、光パイプ１４０の外部に光が放出されるようにする。
【００８２】
反射体１４４は、反射性の高い物質で構成される。例えば、樹脂表面にアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）のような反射性に優れた金属物質をコートして得ることができる。
【００８３】
液晶パネル２００と面光源装置１１０Ｂとの間には、散光シート１８０ａ、プリズムシート１８０ｂ及び保護シート１８０ｃで構成された光学シート１８０が配置される。
【００８４】
ここで、本実施形態では、拡散層１４２が光パイプ１４０の外面を完全に覆うように配置され、反射体１４４が光パイプ１４０の内側に配置された構造からなっている。しかし、これに限るものではなく、拡散層１４２及び反射体１４４の構造は多様に変形できるものである。
以下、拡散層１４２及び反射体１４４の構造のいくつかの変形例を説明する。
【００８５】
図８は、拡散層及び反射体の変形例を示している。ここでは、図７Ｂに示された拡散層１４２及び反射体１４４との構造上の差異点を中心に説明する。
【００８６】
図８Ａでは、拡散層１４２が光パイプ１４０の外面を完全に覆うように配置され、反射体２４４が光パイプ１４０の外側、拡散層１４２の底面に配置されている。
【００８７】
図８Ｂでは、拡散層３４２及び反射体３４４がいずれも光パイプ１４０の外面の所定領域に配置されている。このとき、拡散層３４２は液晶パネル（図示せず）が位置する側（光パイプ１４０の上面）に配置され、反射体３４４は拡散層３４２と対向するように光パイプ１４０の底面に配置されることが重要である。
【００８８】
図８Ｃでは、拡散層４４２が光パイプ４４０の外面を完全に覆うように配置され、反射体４４４が光パイプ４４０の内部に配置されている。但し、ここでは、反射体４４４が配置される光パイプ１４０の内面には、プリズム形状がない。
【００８９】
図９〜１１は、面光源装置の変形例を示している。
【００９０】
図９において、面光源装置６４０は、光源２２０及び光パイプを含んで構成される。光パイプの第１光導波部６４２の内面６４２ａには、複数のプリズム形状が配設される。
【００９１】
また、第２光導波部６４４の外面６４４ａが滑らかな形状で構成され、内面６４４ｂには複数のプリズム形状が配設される。
【００９２】
ここで、第１光導波部６４２のプリズム形状の延びる方向と第２光導波部６４４のプリズム形状の延びる方向とは所定角度（ここでは、直角）を形成するように構成される。これにより、光パイプから液晶パネル２００方向に出射する光の輝度を向上させることができる。
【００９３】
対向配置される第１光導波部６４２と第２光導波部６４４の両側には、第３光導波部３４６ａと第４光導波部３４８ｂとが結合される。
【００９４】
第３光導波部３４６ａ及び第４光導波部３４８ｂの一面（内面）にも複数のプリズム形状が配設され、プリズム形状の延びる方向が所定角度（ここでは、平行）を形成する。
【００９５】
図１０Ａ、図１０Ｂにおいて、面光源装置７４０、７６０は、光源２２０及び光パイプを含んで構成され、光パイプの第１光導波部７４２、７６２の内面７４２ａ、７６２ａには、複数のプリズム形状が配設される。
【００９６】
第２光導波部７４４、７６４の内面７４４ｂ、７６４ｂは滑らかな面で構成され、外面７４４ａ、７６４ａには、複数のプリズム形状が配設される。
【００９７】
ここで、第２光導波部７４４、７６４のプリズム形状の延びる方向は、第１光導波部７４２、７６２のプリズム形状の延びる方向と所定角度（ここでは、直角）を形成する。
【００９８】
対向配置される第１光導波部７４２、７６２と第２光導波部７４４、７６４の両側には、第３光導波部３４６ｂ、３４６ｃと第４光導波部３４８ｂ、３４８ｃとが結合される。
【００９９】
図１１Ａ、図１１Ｂにおいて、面光源装置８４０、８６０は、光源２２０及び光パイプを含んで構成され、光パイプの第１光導波部８４２、８６２の内面８４２ａ、８６２ａには、複数のプリズム形状が配設される。
【０１００】
第２光導波部８４４、８６４の内面８４４ｂ、８６４ｂは滑らかな面で構成され、外面８４４ａ、８６４ａには、複数のプリズム形状は配設される。
【０１０１】
第２光導波部８４４、８６４のプリズム形状の延びる方向は、第１光導波部８４２、８６２のプリズム形状の延びる方向と所定角度（ここでは、直角）を形成する。
【０１０２】
図１１Ａでは、第１光導波部８４２の内面８４２ａに配設されたプリズム形状は、光パイプの軸方向に直交する方向に延びており、両側から中心に向かうほど、すなわち、光源２２０からはなれるほど、大きくなっている。
【０１０３】
第１光導波部８４２の内面８４２ａのプリズム形状を、図１１Ａに示すように構成すれば、両側からのみ光が入射されたとしても、第２光導波部８４４を介して出射される光の輝度が均一になるように調節することができる。
【０１０４】
図１１Ｂでは、光源２２０は光パイプの軸方向の一方の側にだけ備えられる。この場合、光パイプの第１光導波部８６２の内面８６２ａのプリズム形状は、光パイプの軸方向に直交する方向に延びており、光源２２０から離れるほど、大きくなるように構成される。これにより、第２光導波部８６４を介して出射される光の輝度が均一になるように調節することができる。
【０１０５】
以上で説明した本発明は例示の目的のために開示されたものであり、本発明に対する通常の知識を有した当業者であれば、本発明の思想と範囲内で様々な修正、変更、付加が可能である。従って、このような修正、変更及び付加は本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【図３】図１Ｂ、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る液晶表示装置の部分斜視図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図６Ｂ】光パイプのプリズム形状の構造を説明するための図である。
【図７Ａ】本発明の別の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＢ−Ｂ断面図である。
【図７Ｃ】図７ＢのＥ部拡大図である。
【図７Ｄ】図７ＢのＥ部拡大図である。
【図８Ａ】拡散層及び反射体の変形例を示す図である。
【図８Ｂ】拡散層及び反射体の変形例を示す図である。
【図８Ｃ】拡散層及び反射体の変形例を示す図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図１０Ａ】本発明の別の実施形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の別の実施形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明の別の実施形態に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図１２】従来の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００Ａ  バックライトユニット
１１０Ａ  面光源装置
１２０  光源部
１４０  光パイプ（光導波管）
１６０  反射シート
１８０  光学シート
２００  液晶パネル
２２０  光源
３４０  面光源装置
３４２、３４４、３４６、３４８  光導波部
【図１Ａ】
2008053203.tif 000003
【図１Ｂ】
2008053203.tif 000004
【図２】
2008053203.tif 000005
【図３】
2008053203.tif 000006
【図４】
2008053203.tif 000007
【図５】
2008053203.tif 000008
【図６Ａ】
2008053203.tif 000009
【図６Ｂ】
2008053203.tif 000010
【図７Ａ】
2008053203.tif 000011
【図７Ｂ】
2008053203.tif 000012
【図７Ｃ】
2008053203.tif 000013
【図７Ｄ】
2008053203.tif 000014
【図８Ａ】
2008053203.tif 000015
【図８Ｂ】
2008053203.tif 000016
【図８Ｃ】
2008053203.tif 000017
【図９】
2008053203.tif 000018
【図１０Ａ】
2008053203.tif 000019
【図１０Ｂ】
2008053203.tif 000020
【図１１Ａ】
2008053203.tif 000021
【図１１Ｂ】
2008053203.tif 000022
【図１２】
2008053203.tif 000023