(57)【要約】      （修正有）【課題】面光源装置の小型化に不利になったり、導光板の発光面全体の輝度が低下したりする恐れもなく、光源用ランプを収納する溝の角部に沿って現れる高輝度部分（輝線）などに由来する輝度均一性の低下を確実に防止した面光源装置を提供。【解決手段】一面が発光面１２とされ、発光面と反対側の面が反射面１４とされ、線状または棒状の光源２１を収納する溝上部に拡散反射手段または半透過反射手段として拡散反射面または半透過反射面１３を配した導光板１１を備え、溝内の中央部に光源２１が配置され、光源２１からの光を溝の開口部で反射するようにランプリフレクタ３１が設けられ、光源からの光を溝の側面１５から直接入射するか、拡散反射面または半透過反射面１３およびランプリフレクタ３１で拡散反射させて溝の側面１５から入射し、導光板１１入射した光を拡散反射面または半透過反射面１３で反射させて発光面12側を発光させるようにした面光源装置。【選択図】図１
2008135251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置される複数の線状または棒状の光源と、発光面とは反対側の面に複数の溝を有し、該溝内に前記光源を収納する導光板と、前記光源の直下に前記光源からの光を反射面で反射するランプリフレクタと、を有する面光源装置において、前記ランプリフレクタの反射面が、前記溝の側面の少なくとも２点に接することで前記導光板の前記溝と前記光源とを覆い、かつ、前記ランプリフレクタの反射面の少なくとも一部が溝の内部に位置する溝内反射面であることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の面光源装置において、前記溝内反射面が前記光源と前記溝の側面との間に位置することを特徴とする面光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の面光源装置において、前記導光板の前記発光面側に設けられる光拡散手段と、前記導光板の前記光拡散手段と反対の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段または拡散反射手段と、を有することを特徴とする面光源装置。
【請求項４】
請求項１に記載の面光源装置において、前記発光面上に複数の凸部を有した出射光制御板の前記凸部が前記発光面に密着するように配置されており、前記光源側から前記凸部の頂部に臨界角以上の角度で入射した光線を前記凸部によって出射光制御板側に取出すことを特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用バックライト、広告などの看板用バックライト、照明器具などに使用される面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用や看板用のバックライト、照明器具などの用途では、エッジライト方式または直下方式の光源配置方式が通常用いられる。一般に、直下方式は高輝度が容易に達成できるが、光源が発光面の背面に位置するため装置の薄型化や輝度の面内均一性を高めることが困難である。一方、エッジライト方式は特許文献１に開示されるように、一面が発光面とされ他面が反射面とされた導光板の端面外方に光源用ランプが設けられ、光源用ランプの外周を取り囲むようにランプリフレクタが設けられ、ランプリフレクタの両端部が導光板外端部上に両面接着テープを介して接着され、光源用ランプの光を前記ランプリフレクタで反射させて導光板の端面から入射し、導光板に入射した光を反射面で反射させて発光面側を発光させるようになっているのが一般的である。
【０００３】
しかし従来の場合、ランプリフレクタは光源用ランプの光を反射して導光板に入射させていくが、一部の光を導光板の入射部付近で発光面側に放出してしまう。このため、発光面側から見ると発光面の光源用ランプ側端部に高輝度部分（輝線）が現れるという問題があった。この技術的課題を解決するため、特許文献２では、前記ランプリフレクタの反射面側に導光板の端面と光源用ランプとの間に向けて湾曲状に突出する湾曲反射部を設ける技術が提案されている。
【０００４】
一方、従来のエッジライト方式や、直下方式と異なり、前記エッジライト方式と直下方式を組み合わせた方式（以下、「ハイブリッド方式」という）が特許文献３に開示されているように提案されている。ハイブリッド方式とは、並列に配置される複数の線状または棒状の光源と、複数の溝を有し、該溝内に前記光源を収納する導光板と、前記光源の直下に光を反射するランプリフレクタを有することで、光源の光を導光させると同時に該光源を発光面下に配置する方式のことである。この方式では、薄型化した装置でも直下方式と同様、光源の数を増やすことで大画面化及び高輝度化を実現でき、かつ、導光板により輝度の面内分布の均一性をも維持できる。
【０００５】
しかしながら、ハイブリッド方式においてはランプリフレクタによる光の制御が導光板の導光性能に起因する輝度の均一性や光の利用効率に大きく影響する。すなわち、ランプリフレクタの形状が不適切なときには、全反射が起きない成分が発生し、発光面上の望ましくない位置から出光する場合があり、これが輝度均一性を低下させる。例えば、光源を収納する溝の角部において、ランプリフレクタで反射された光が溝の側面以外の場所に向かうと、所望の全反射が起きずに発光面から出射してしまい、溝の角部に沿って高輝度部分（輝線）が現れるという問題がある。そのような面光源装置を液晶表示装置のバックライトとして用いた場合には、液晶表示画面の白抜けになり不具合の原因になる。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２６４９８２号  公報
【特許文献２】特開平６−１７４９３４号  公報
【特許文献３】特開２００２−７５０３６号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ハイブリッド方式の面光源装置において、薄型化に不利になったり、発光面全体の輝度が低下したりする恐れもなく、光源用ランプを収納する溝の角部に沿って現れる高輝度部分（輝線）などに由来する輝度均一性の低下を確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、並列に配置される複数の線状または棒状の光源と、発光面とは反対側の面に複数の溝を有し、該溝内に前記光源を収納する導光板と、前記光源の直下に前記光源からの光を反射面で反射するランプリフレクタと、を有する面光源装置において、前記ランプリフレクタの反射面が、前記溝の側面の少なくとも２点に接することで前記導光板の前記溝と前記光源とを覆い、かつ、前記ランプリフレクタの反射面の少なくとも一部が溝の内部に位置する溝内反射面であることを特徴とする。
【０００９】
溝の側面とは、溝を構成する構造面を意味し、溝の内部とは、溝の側面と該側面の両端部を結ぶ仮想平面とに囲まれた領域を意味し、すなわちランプリフレクタの少なくとも一部が溝の内部に位置することは、ランプリフレクタの少なくとも一部が該仮想面よりも発光面側に位置することを意味する。
【００１０】
また別の本発明は、上記の面光源装置において、前記溝内反射面が前記光源と前記溝の側面との間に位置することを特徴とする。
【００１１】
また別の本発明は、上記の面光源装置において、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段または拡散反射手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
さらに別の本発明は、上記の面光源装置において、前記発光面上に複数の凸部を有した出射光制御板の前記凸部が前記発光面に密着するように配置されており、前記光源側から前記凸部の頂部に臨界角以上の角度で入射した光線を前記凸部によって出射光制御板側に取出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の面光源装置はハイブリッド方式であることで、薄型、高輝度を容易に実現でき、更にランプリフレクタの反射面が光源を収納する溝の側面の少なくとも２点に接することで導光板の溝と光源とを覆っていることから、ランプリフレクタで反射した光は溝内に反射し、更にランプリフレクタの反射面の少なくとも一部が溝内部に位置する溝内反射面であることから、光源を出光した光は導光板内で効率よく全反射する。
【００１４】
また、前記溝内反射面が光源と溝の側面の間に位置するとき、光源からの光がランプリフレクタで効率よく反射し、更に溝の側面から不要な方向に向かう光を抑制できるので更に導光板の効率が高まる。
【００１５】
また、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段または拡散反射手段と、を有することで、光源用ランプから発光した光は、溝の側面に直接入射するか溝上部の半透過反射手段または拡散反射手段、およびランプリフレクタで拡散反射して入射するため、光の利用効率が高められる。前記導光板内に入射した光は、前記光拡散反射手段で拡散反射され、前記拡散反射手段で拡散されることで面内の輝度分布がより均一になる。
【００１６】
また、前記発光面上に複数の凸部を有した出射光制御板を配していることで、前記凸部によって出射光制御板側に取出すことができるため、面内の輝度分布をさらに高められ、光取出し効率も高められる。さらには、凸部の角度制御で出射角制御を行うことも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るランプリフレクタ及び面光源装置の一部断面を示す概略断面図、図２は、導光板１、前記導光板１の溝に収納された線状及び棒状光源２、ランプリフレクタ３をもつ面光源装置の概略斜視図、図３は、図１に加えて発光面上に出射光制御板を配置した面光源装置の一部断面を示す概略断面図である。図１より、面光源装置は、一面が発光面１２とされ、発光面と反対側の面が反射面１４とされ、線状または棒状の光源２１を収納する溝上部に半透過反射手段または拡散反射手段として半透過反射面または拡散反射面１３とされた導光板１１を備え、溝内の中央部に光源２１が配置され、光源２１からの光を反射面で反射するようにランプリフレクタ３１が設けられ、光源からの光を溝の側面１５から直接入射するか、拡散反射面または半透過反射面１３およびランプリフレクタ３１で反射させて溝の側面１５から入射し、導光板１１に入射した光を拡散反射面または半透過反射面１３で反射させて発光面１２側を発光させるようにしたものであり、前記ランプリフレクタ３１の反射面が、前記溝の側面の少なくとも２点に接することで前記導光板１１の前記溝と前記光源２１とを覆い、かつ、前記ランプリフレクタ３１の反射面の少なくとも一部が溝の内部に位置する溝内反射面となっている。
【００１８】
導光板１１は、可視光に対して透明な板状部材によって構成され、その裏面側には光源２１を収納する溝を複数有する。導光板の発光面１２は平坦部であるか、またはプリズム状のパターンが賦型されていてもよい。導光板１１の材料としては、透明性を有するものであればよく、例えばポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートとポリスチレンの共重合体、ノルボルネン系樹脂等の脂環式ポリオレフィン等を挙げることができるが、ポリメチルメタクリレートが好適に用いられる。溝上部に配置される拡散反射面または半透過反射面１３としては、発光面１２側で正反射、光源２１側で反射する材料であればなんでもよく、アルミニウム、銀、鉄などが挙げられるが、本実施例においてはアルミニウムを用いた。反射面を設ける方法としては、接着剤を用いての貼り合わせ、塗料による塗布、蒸着、スパッタリングなどが挙げられる。
【００１９】
また半透過反射面の場合では上に向かう光の一部を透過し、残りを反射して導光板１１の側面１５へ向かわせる機能と、光源から光源直上部へ出射する強い光を遮断し光源直上部に輝線が発生することを抑制して輝度の面内均一性を向上する機能を有する。半透過反射面の透過率は光源の光強度を考慮し、反射率よりも低く設定するとよい。なお、透過光は透過する際に散乱されることが輝度の面内均一性を向上する上でより望ましい。また、さらに光の利用効率を高めるため半透過反射面１３は光の吸収ができるだけ少ない材料を用いることも望ましい。例えば、透明基材中に空気、あるいは屈折率の異なる微細な透明体や白色顔料等を混入することで半透過反射手段の機能を実現したものや、透明支持基板上に白色顔料をコートしたもの、あるいは直接導光板の光源直上部に白色顔料を塗布、或いは印刷したものを用いることが考えられる。なお、白色顔料を塗布、あるいは印刷する場合は、輝度の面内均一性を高めるために光源の直上部では白色顔料を厚く、あるいは濃度を高く、あるいは隙間なく塗布もしくは印刷し、光源から離れるに従い白色顔料の厚さ、濃度、あるいは被覆面積を連続的に低くすることも有用である。
【００２０】
半透過反射面の例としては、反射率の高い発泡ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称することが有る。）などが挙げられる。反射面１４は、光源からの光が全反射するように平坦部であるか、導光板１１内を導光する光の反射角度を変えて発光面１２から光を外部に出射させる機能、例えば白色顔料インクなどの光拡散反射手段をパターニングしたもの、あるいは傾斜面を有する多数の微細な凹凸面や段差からなる光拡散手段を形成したものなどが用いられる。光源２１は、小型、高発光効率、低発熱といった条件を満たすものを用いるとよく、例えば冷陰極管や熱陰極管などの蛍光ランプ、あるいはＬＥＤ（Light  Emitting  Diodes）を複数個配列したもの、あるいはＬＥＤと棒状の導光手段を用いて線状の光出射部を構成したものを使用することができる。
【実施例】
【００２１】
実施例では、光源２１としてΦ２．６ｍｍの棒状冷陰極蛍光ランプを用いた。ランプリフレクタ３１は、光源２１からの出射光を反射して導光板１１の溝の側面１５から導光板へ入射する光量を増大させる機能を有する。ランプリフレクタ３１としては、高い反射率を有する反射面を、樹脂板あるいは高分子フィルム等の支持基材上に形成したものを用いることができる。反射面は支持基材上にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法、あるいはスパッタリング法等により製膜したもの、あるいは支持基材上に白色顔料をコートしたもの等を用いることができる。また、屈折率の異なる透明媒体を複数層積層することで反射手段として機能するようにしたものを用いてもよい。支持基板としては、形状加工する際、変形し難いものであれば何でもよく、アルミニウム板、ステンレス鋼板、銅板などの金属板を挙げることができるが、ステンレス鋼板が機械的強度の点から好適に用いられる。リフレクタの形状としては、溝の側面の少なくとも２点に接し、かつ反射面の少なくとも一部が溝の内部に位置することができるよう、半円の形状、くの字に折り曲げた形状、リフレクタの端部を鋭角に折り曲げた形状または波打たせた形状などが挙げられる。本実施例では、ランプリフレクタ３１として、支持基材をステンレス板にし、拡散反射層を積層形成した反射シート（製品名ルミラーＥ６ＴＶ、東レ株式会社製）を用いた。形状としては、図１に示すように湾曲反射部３２をもつよう形状加工し、このように加工することで前記湾曲反射部３２が溝の側面に接することで、ランプリフレクタ３１の位置制御が容易になるという利点も得られる。
【００２２】
＜実施例１＞
本実施例では、図１を用いて概要を説明する。導光板１１として、ＰＭＭＡ導光板（製品コモグラスＤＫ３、株式会社クラレ製）を用い、鏡面切削加工により光源２１を収納する溝を形成した。導光板の発光面１２は平坦部とし、溝上部拡散反射面１３としては、アルミニウム塗料を塗布し、その上に酸化チタン塗料を塗布することで２層構成とした。これは酸化チタン塗料を塗布することで拡散反射となり、より溝の側面１５から入光し入射効率が上がるためである。導光板１１の溝に光源２１として冷陰極蛍光ランプを挿入し、蛍光管の下部に湾曲反射部３２を設けたランプリフレクタ３１として、反射シートを貼り付けたステンレス板を用いた。ランプリフレクタ３１の効果を確認するため、冷陰極蛍光ランプを点灯して発光面１２の正面を目視したところ、発光面からの発光は確認されなかった。
【００２３】
＜実施例２＞
本実施例では、図３を用いて概要を説明する。実施例１に加えて、発光面１２に、複数の凸部を有した出射光制御板１６の前記凸部が前記発光面に密着するように配置した。これにより、臨界角以上の角度で入射した光線を前記凸部によって出射光制御板側に取出すことが可能となる。本実施例では、出射光制御板１６として、ミラブライト（株式会社クラレ製）を用いた。ランプリフレクタ３１の効果を確認するため、冷陰極蛍光ランプを点灯して発光面１２の正面を目視したところ、発光面からの強い輝線は確認されず、面内の輝度均一性が得られた。
【００２４】
＜比較例１＞
本比較例では、図４を用いて概要を説明する。実施例２において、ランプリフレクタ３１に湾曲反射部３２を持たないランプリフレクタ３３を配置した。この形状では、ランプリフレクタの反射面が溝の側面には接しておらず、反射面１４と接している。冷陰極蛍光ランプを点灯して発光面１２の正面を目視したところ、溝の上部付近に強い輝線が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のランプリフレクタ及び面光源装置の一部断面を示す概略断面図である。
【図２】本発明のランプリフレクタ及び面光源装置の概略斜視図である。
【図３】本発明のランプリフレクタ及び面光源装置の一部断面を示す概略断面図である。
【図４】本発明のランプリフレクタ及び面光源装置の一部断面を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・導光板、２・・・線状及び棒状光源、３・・・ランプリフレクタ、１１・・・導光板、１２・・・発光面、１３・・・半透過反射面または拡散反射面、１４・・・拡散反射面、１５・・・溝の側面、１６・・・出射光制御板、３１・・・ランプリフレクタ、３２・・・湾曲反射部、３３・・・ランプリフレクタ
【図１】
2008135251.tif 000003
【図２】
2008135251.tif 000004
【図３】
2008135251.tif 000005
【図４】
2008135251.tif 000006