(57)【要約】【課題】小型化と照明の均一化が可能な面状照明装置を提供する。【解決手段】導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に複数個設けられた白色光を発するＬＥＤ１と導光板２との間に、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に、異なる屈折率分布を有する光拡散手段４が配設されている。光拡散手段４は、前記導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に異なる屈折率を有する複数枚の透明な樹脂フィルムがＬＥＤ１から出射される光が透過可能なように、接着剤により互いに接着されて積層されている。ＬＥＤ１から出射される光が光拡散手段４により拡散されて導光板２の一端面２Ｃに入射され、ＬＥＤ１から出射される光が均一化される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を出射面から被照明体側に導くように構成された導光板の一端面側に前記光源を配置した面状照明装置において、前記光源と該光源から出射される光が前記導光板に入射される前記一端面との間に、前記導光板の出射面と水平な方向に屈折率分布を有する光制御手段を設けたことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記光制御手段は、前記導光板の出射面と水平な方向に屈折率が繰り返して変化するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記光制御手段の入射面と出射面が平面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記光制御手段は、該光制御手段の入射面と出射面が、前記光源の出射面と前記導光板の一端面とに前記光源から出射される光が透過可能な接着剤により互いに接着されていることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記光制御手段は、複数枚の透明なガラスを積層して形成し、該積層された複数枚のガラスは、前記光源から出射される光が透過可能な接着剤により互いに接着されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記光制御手段は、前記光源が配置される箇所を中心として前記導光板の出射面と水平な方向に屈折率分布が非対称に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記光制御手段に配設される前記光源は、屈折率の最も大きい箇所に配設されていることを特徴とする請求項２記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記光制御手段に配設される前記光源は、屈折率の最も小さい箇所に配設されていることを特徴とする請求項２記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に用いられる面状照明装置に関し、特に点光源から出射された光を液晶表示画面に照射するのに好適な面状照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の補助照明装置として、板状導光板の側面に光源を配置した、所謂サイドライト型の面状照明装置が多用されている。導光板の側面に配置される光源として、導光板の横幅とほぼ一致した長さを有する蛍光管等の直線状の光源を用いることにより、導光板全体を均一に明るくすることができる。
【０００３】
しかし、携帯電話のように低消費電力化が要求される機器では、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる必要がある。光源として点光源であるＬＥＤを用いた場合には、導光板全面に亘る輝度の均一性が問題になる。かかる問題点を以下のようにして解決したものがある（例えば特許文献１参照。）。即ち、▲１▼ＬＥＤが配置された導光板の入射面にＬＥＤから出射した光を導光板の横幅方向に広げるためのプリズムを設ける。▲２▼導光板の裏面にドット状のシボ加工等の光散乱手段を施し、側面から導光板に入射した光を出射面から出射させる。この外に、更に均一性を改善するために、導光板と液晶との間に拡散板を設ける場合もある。
【０００４】
同様に、解決すべき課題をほぼ同じくする照明装置がある（例えば特許文献２参照。）。かかる照明装置は、プリズムからなる光学部材を点光源と導光板との間に配置して、前記点光源からの照明光を入射角に応じて屈折させることにより、前記照明光の出射方向及び光強度分布を変換して導光板へ入射させる構成としたものである。
【０００５】
その他には、図１０に示すサイドライト型面光源装置がある（特許文献３参照。）。かかるサイドライト型面光源装置は、点光源１から出射した照明光を板状部材２の端面から入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置である。前記板状部材２は、少なくとも前記端面の前記点光源に対向する領域に、前記出射面より前記出射面と対向する面に延長する複数の溝２Ｄを有する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２９３２０２号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６０４２７号公報
【特許文献３】
特開平１０−１９９３１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＬＥＤのような点光源を用いた表示装置では以下のような問題点がある。即ち、点光源から出射された光を導光板の横幅方向に広げるために、例えば図１０に示すようなプリズム、あるいは突起や凹みからなる光路変更手段を、導光板の入射面に形成する必要がある。かかる光路変更手段は、そのピッチ間隔を狭くしなければならず、微細加工を必要として、製品のコストを増加する。また、点光源から出射された光を導光板の横幅方向に広げることは可能であっても、その一旦広げた光の進路を再度変更して平行光にするなど、任意に光の進行方向を制御することができない。
【０００８】
また、前記導光板２は、該導光板２の上に配置される図示していない液晶表示装置の表示領域より大きく、図９に示すように形成されている。即ち、導光板２の光導入部は、点光源から入射する光の均一性が悪く、携帯電話などの小型機器では通常２〜４ｍｍ程度が使用できない、所謂デッドエリア２Ａとなる。かかるデッドエリア２Ａは、光が外部に漏れないように遮蔽される。従って、液晶表示装置の表示領域に対応する導光板２の領域を２Ｂとすると、ＬＥＤ１が設けられている部分までのデッドエリア２Ａが無駄となり、この部分が機器の小型化を阻害している。
【０００９】
また、図１０から明らかなように、光路変更手段と点光源（ＬＥＤ１）との間に空隙が発生し、かかる空隙で光が反射され、ＬＥＤ１から出射される光が無駄になる。そのために、表示装置の明るさを増そうとすると点光源の消費電力が増加し、機器の低電力化の障害になる。
【００１０】
本発明は、かかる問題を解決して、点光源を用いて画面全体を均一に、あるいは高輝度に照明するのに好適な光制御手段を備える面状照明装置を提供することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために請求項１記載の面状照明装置は、光源からの出射光を出射面から被照明体側に導くように構成された導光板の一端面側に前記光源を配置した面状照明装置において、前記光源と該光源から出射される光が前記導光板に入射される前記一端面との間に、前記導光板の出射面と水平な方向に屈折率分布を有する光制御手段を設けたことを特徴とする。請求項１記載の光制御手段によれば、点光源を用いて画面全体を均一に、あるいは高輝度に照明するのに好適な面状照明装置を得ることができる。
【００１２】
請求項２記載の面状照明装置は、請求項１記載の面状照明装置において、前記光制御手段は、前記導光板の出射面と水平な方向に屈折率が繰り返して変化するように形成されていることを特徴とする。請求項２記載の光制御手段によれば、導光板に入射する光の分布と進行方向を任意に制御することが可能となることから、形状が大きい導光板であっても画面全体を均一に、あるいは高輝度に照明するのに好適な面状照明装置を得ることができる。
【００１３】
請求項３記載の面状照明装置は、請求項１又は２に記載の面状照明装置において、前記光制御手段の入射面と出射面が平面であることを特徴とする。請求項３記載の面状照明装置によれば、光制御手段の作製が容易になるとともに、点光源の出射面と導光板の入射面も平面であることから、光制御手段を配設しても隙間が生じることがなく、コンパクトな面状照明装置を得ることができる。
【００１４】
請求項４記載の面状照明装置は、請求項３に記載の面状照明装置において、前記光制御手段は、該光制御手段の入射面と出射面が、前記光源の出射面と前記導光板の一端面とに前記光源から出射される光が透過可能な接着剤により互いに接着されていることを特徴とする。請求項４記載の面状照明装置によれば、光源から出射される光が前記光制御手段と導光板で反射されないので光を有効に利用でき、光源に供給される電力が無駄にならない。また、本構成の面状照明装置においては、接着面同士が平面であることから、空隙を接着剤で充填しても光の進路に影響を及ぼすことなく光の反射を抑制することができる。
【００１５】
請求項５記載の面状照明装置は、請求項１から４の何れかに記載の面状照明装置において、前記光制御手段は、複数枚の透明なガラスを積層して形成し、該積層された複数枚のガラスは、前記光源から出射される光が透過可能な接着剤により互いに接着されていることを特徴とする。請求項５記載の面状照明装置によれば、前記光制御手段内を通過する光が積層されたガラス間で反射されないので光を有効に利用できるとともに、光の拡散、収束が滑らかになり、輝度及び、その均一性が向上する。
【００１６】
請求項６記載の面状照明装置は、請求項１から５の何れかに記載の面状照明装置において、前記光制御手段は、前記光源が配置される箇所を中心として前記導光板の出射面と水平な方向に屈折率分布が非対称に形成されていることを特徴とする。請求項６記載の面状照明装置によれば、多彩な光源の配置と面状照明装置としての要求性能に応じることができる。
【００１７】
請求項７記載の面状照明装置は、請求項２記載の面状照明装置において、前記光制御手段に配設される前記光源は、屈折率の最も大きい箇所に配設されていることを特徴とする。請求項７記載の光制御手段によれば、前記光源から出射された発散光を平行光化させることができることから、指向性の優れた輝度の大きい面状照明装置を得ることができる。
【００１８】
請求項８記載の面状照明装置は、請求項２記載の面状照明装置において、前記光制御手段に配設される前記光源は、屈折率の最も小さい箇所に配設されていることを特徴とする。請求項８記載の光制御手段によれば、前記光源から出射された光が水平方向に拡散してから収束されるので、導光板の出射面における輝度と均一性が向上した面状照明装置を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図３により本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、前記機器の小型化と照明の均一化という課題を解決するために、図１の斜視図に示すように、発行ダイオード（ＬＥＤ）１と導光板２との間に、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に、屈折率分布を有する光制御手段４が複数個、分離して配設されている。該光制御手段４は、図９を用いて前述したように、デッドエリア２Ａに配設されている。なお、以下では、個々の光制御手段４を基本光制御手段ＦＴという場合がある。
【００２０】
また、ＬＥＤ１は、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に前記光制御手段４に対応してそれぞれ設けられている。なお、以下の説明で導光板２は、入射した光の進行方向に対して一様な厚さを有するものとして説明するが、これ以外に楔型形状であってもよく、また、出射面２Ｂ及び該出射面２Ｂに対する面２Ｄには光散乱及び拡散手段が形成される。かかる光散乱及び拡散手段は、例えば特開平９−６３３３２号公報に開示されている面状光源装置と同様にして実現でき、詳細な説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、光制御手段４は、前記導光板２の一端面の高さＨと略等しい高さを有すると共に、前記導光板２の出射面２Ｂと水平な方向（図１のＸ方向）に屈折率分布を有する。そして前記光制御手段４は、後述するように、複数枚の透明な樹脂フィルムが光学接着剤（以下では単に、接着剤と称す）によって互いに積層されている。その入射面と出射面は、ＬＥＤ１の出射面及び導光板２の一端面２Ｃと、それぞれ接着剤５によって接着されている（図３（ｂ）参照）。該接着剤５、透明な樹脂フィルムを接着する接着剤及び積層された複数枚の樹脂フィルムは、前記ＬＥＤ１から出射される光が透過可能な後述するような材料である。
【００２２】
前記複数枚の透明な樹脂フィルムは、これ以外にガラスであってもよい。ガラスを用いた場合には、切断面の光学研磨が容易となり、切断面での散乱損失の発生を抑制できる。また、ガラス組成の精密制御により、屈折率の微調整が可能となり、任意の屈折率分布に対応できるという利点がある。
【００２３】
図３（ａ）に示す実施形態では、屈折率がそれぞれ異なる４種類の透明な樹脂フィルムＦ１〜Ｆ４を用いて光制御手段４が形成されている。そして、図にＦＦとＦＢとして示してあるように、前記導光板２の出射面２Ｂと水平なＸ方向の屈折率ｎが当該光制御手段４の中心Ｔから対称に分布されているとともに、その中心が最も小さく、中心から遠ざかるに従ってその屈折率ｎが増加するように構成されている。
【００２４】
図１に示すように、複数個の光制御手段４とＬＥＤ１は、導光板２の一端面２Ｃに沿って所定の間隔で設けられている。かかる間隔は、光制御手段４によって拡散された光が、導光板２の出射面２Ｂから出射されて図示していない液晶表示全面を均一に照明できるように、予め定められた間隔である。例えば、光制御手段４とＬＥＤ１の数を３個、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向（図１のＸ方向）の幅を３０ｍｍとすると、各光制御手段４の幅は１０ｍｍ以下になる。なお、当該ＬＥＤ１の出射面は、通常、略平面状に形成されている。ＬＥＤの出射面が平坦に形成されていることは、後述する光制御手段４との接合を容易にするものである。
【００２５】
ＬＥＤ１は、そのＸ方向における発光中心が前記光制御手段４における屈折率の最も小さい箇所と一致するように配設されている。即ち、図３（ａ）に示すように、最も屈折率の低い透明な２枚の樹脂フィルムＦ１の中心Ｔ、即ち２枚の樹脂フィルムＦ１を接着する、図示省略してある接着剤Ｕ０の位置にＬＥＤ１が配設されている。なお、樹脂フィルムの枚数を奇数枚にして、最も屈折率の低い透明な樹脂フィルムＦ１を中心にした場合には、該樹脂フィルムＦ１が設けられている位置にＬＥＤ１が配設される。第１の実施の形態では、屈折率はＬＥＤ１から離れるにしたがって順次増加し、ＬＥＤ１から出射された光は、図８（ａ）に示すように、順次その拡散角度が増加し、導光板２内で良好な拡散特性をもたらす。その結果、第１の実施形態では、点光源を用いても画面全体を均一に照明することができる。
【００２６】
次に第２の実施形態について図２により説明する。第２の実施形態は、図２の斜視図に示すように、前記光制御手段４が図１に示したように分離されておらず、図５（ｃ）に示すように互いに連続して形成されている。即ち、ＬＥＤ１と導光板２との間に、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向（Ｘ方向）に、屈折率が繰り返して変化するように形成されている屈折率分布を有する光制御手段４が１個配設されることになる。光制御手段４は、図９を用いて前述したようにデッドエリア２Ａに配設されている。また、ＬＥＤ１は、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に、前記連続した複数個の基本光制御手段ＦＴと同数だけ設けられ、ＬＥＤ１は、それぞれ繰り返して変化する前記屈折率の最も小さい箇所にその中心が配設され、図５（ｃ）に示すような連続した複数個の基本光制御手段ＦＴの両端で、その屈折率が最も大きくなる。
【００２７】
図２において導光板２は、入射した光の進行方向に対して一様な厚さを有するものとして説明するが、これ以外に楔型形状であってもよく、光制御手段４が異なるだけで、他は図１と同様である。即ち、図２に示すように、光制御手段４は、前記導光板２の一端面の高さＨと略等しい高さを有すると共に、前記導光板２の出射面２Ｂと水平な方向（図２のＸ方向）に屈折率分布を有する。そして前記光制御手段４は、後述するように、複数枚の透明な樹脂フィルムが接着剤によって互いに接着され、積層されている（図５（ｃ）参照）。その入射面と出射面は、ＬＥＤ１の出射面及び導光板２の一端面２Ｃと、それぞれ接着剤５によって接着され、空気層が介在することによるフレネル反射を抑制している。これは、前述したようにＬＥＤの出射面が平坦であることに加え、光制御手段４の入射面と出射面が平面状であることにより達成できるものである。
【００２８】
次に、前記第２の実施形態の理解を容易にするために、図５、図６により光制御手段４の作製方法について説明する。はじめに、図５（ａ）に示すように、複数枚の透明な樹脂フィルムＦ１〜Ｆ４を、前記ＬＥＤ１から出射される光が透過可能な接着剤Ｕ０〜Ｕ３を用いて、対称に積層接着することにより、平板状の基本光制御手段ＦＴを形成する。
【００２９】
この場合、図５における一部Ｇの拡大図である図６に示すように、最も屈折率の低い透明な２枚の樹脂フィルムＦ１を、より屈折率の低い接着剤Ｕ０で接着する。そして、その両面には、前記樹脂フィルムＦ１よりも屈折率の高い接着剤Ｕ１により、更に屈折率の高い樹脂フィルムＦ２を接着する。以下同様にして、樹脂フィルムを順次接着することにより、平板状の基本光制御手段ＦＴが完成する。この平板状の基本光制御手段ＦＴの複数を更に積層接着することにより、図５（ｂ）に示した光制御手段切り出し用のブロックを作製する。
【００３０】
この光制御手段切り出し用のブロックを、破線Ｋ及びＷで示される箇所で前記デッドスペース２Ａ以下の大きさ（例えば１〜４ｍｍ）に適宜その出射面と入射面が平行になるように切断することにより、第２の実施形態の光制御手段４が完成する。この際、切断面は、通常のレンズのように球面状に加工する必要はなく、平面状のままでよい。
【００３１】
前記複数枚の透明な樹脂フィルムＦ１〜Ｆ４は、例えば以下のようなものである。即ち、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ゼオノア（日本ゼオン社製品名）、ノルボルネン系耐熱透明樹脂アートン（ＡＲＴＯＮ、ＪＳＲ社製品名）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）である。また、接着剤Ｕ０〜Ｕ３は、例えば、ＮＯＲＬＡＮＤ社製のアクリル系の紫外線硬化接着剤である。かかる樹脂フィルムＦ１〜Ｆ４と接着剤Ｕ０〜Ｕ３を後述するように適宜選択して用いる。
【００３２】
なお、前記複数枚の透明な樹脂フィルムＦ１〜Ｆ４は、ガラスであってもよく、ガラスを用いた場合には、切断面の光学研磨を容易に高精度で行うことが可能であり、切断面での散乱損失の発生を抑制することができる。また、ガラス組成の精密制御により、屈折率の微調整が可能となり、任意の屈折率分布に対応できるという利点がある。又、樹脂フィルムの枚数はこれ以外であってもよく、導光板２の大きさ、ＬＥＤ１の数などにより適宜決定する。
【００３３】
次に、図４により前述した第１の実施形態での光制御手段４の樹脂フィルムの決定方法について以下に説明する。図４（ａ）において縦軸は樹脂フィルムの屈折率ｎ、横軸は光制御手段４の中心からの距離ｒである。また、符号イ〜リに示すパラメータは、屈折率分布定数Ａ１／２であって、符号イからリの屈折率分布定数Ａ１／２は、それぞれ、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９である。
【００３４】
まず、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向（図１のＸ方向）の幅Ｗから光制御手段４とＬＥＤ１の数が大略決定される。例えば、通常の携帯電話用の場合、導光板２の幅と長さは、それぞれ３０ｍｍ、５０ｍｍである。そしてＬＥＤ１の配光特性、強度、導光板２の長さ等を考慮し、各光制御手段４の数を定め、例えば３個とすると、その幅Ｗは１０ｍｍ以下になる。以下、第１の実施形態の説明では、各光制御手段４の幅Ｗを６ｍｍとして説明する。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、屈折率分布定数Ａ１／２の大きさによって光制御手段４内の光が拡散される様子が異なり、屈折率分布定数Ａ１／２が大きいほど（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４）拡散される。屈折率分布定数Ａ１／２は、大きすぎると導光板２に入射する前に水平方向（Ｘ方向）に広がりすぎて光が導光板２に有効に入射されない。一方、小さすぎると導光板２に入射しても水平方向（Ｘ方向）に広がらず、導光板２全体を均一に明るくすることができない。導光板２の幅及び長さを考慮して樹脂フィルムと接着剤の厚さと屈折率を以下のようにして決定する。
【００３６】
例えば、実現可能な樹脂フィルムＦ４、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ１の屈折率ｎを、それぞれ１．６０、１．５４、１．４７、１．４２とし、又、前記各接着剤Ｕ３〜Ｕ０の屈折率ｎを、それぞれ１．５８、１．５０、１．４５、１．４０とした場合について説明する。
【００３７】
図４より、前記屈折率分布定数Ａ１／２を満足する樹脂フィルムと接着剤の屈折率ｎと、その厚みｔを以下のようにして決定して行く。即ち、前述したように、最内層にある樹脂フィルムの屈折率ｎを最も小さくする。そして、滑らかな拡散特性を得るように、４種類の樹脂フィルムを使用して光制御手段４の幅Ｗが６．０ｍｍ程度になるように樹脂フィルムと接着剤の屈折率ｎと、その厚みｔを逐次、定めて行く。例えば、屈折率分布として、図４（ａ）の符号リで示す曲線に沿うような光制御手段４とする。
【００３８】
４種類の樹脂フィルムを使用することから、積層される枚数を８枚とすると、光制御手段４の幅Ｗが６．０ｍｍの場合、樹脂１枚の厚みは、平均０．７５ｍｍ程度になる。先ず、中心付近の樹脂フィルムＦ１として、屈折率＝１．４２、その厚みｔ＝０．７５ｍｍを決定する。次の樹脂フィルムは、光制御手段４の中心からの距離Ｗが、０．７５ｍｍ以上となる。図４（ａ）よりＷ＝０．７５ｍｍ以上では、樹脂フィルムの屈折率ｎは、１．４３以上が必要であるので、例えば屈折率ｎが１．４７の樹脂フィルムＦ２が決定される。
【００３９】
又、接着剤は、前述のように定められた樹脂フィルムの屈折率に応じて適宜、決定される。例えば、樹脂フィルムＦ１は屈折率が１．４２以下の接着剤Ｕ０（屈折率＝１．４０）により互いに接着される。また、樹脂フィルムＦ１と樹脂フィルムＦ２とを接着する接着剤は、樹脂フィルムＦ１と樹脂フィルムＦ２の屈折率との間の屈折率、即ちｎ＝１．４２〜１．４７の間の屈折率が必要であるので、例えば屈折率ｎが１．４５の接着剤Ｕ１が選択される。その厚みは樹脂フィルムの接着強度と互いの屈折率を考慮して０．０１ｍｍ程度が好ましい。以下同様にして、樹脂フィルムとその厚さを決定して行く。
【００４０】
光制御手段４の長さＬＧを長くできる場合には、屈折率分布定数Ａ１／２をできる限り小さくすることが望ましい。図４より明らかなように、屈折率分布定数Ａ１／２が小さいほど屈折率の変化幅が小さくなる。しかし、光制御手段４の長さＬＧを大きくすることにより、その範囲内で拡散させることができる。屈折率の変化幅を小さくできるということは、少ない種類の樹脂フィルムを用いて実現できることを意味し、光制御手段４の価格を低減できる。又、図４に示したように屈折率変化が滑らかになる結果、光制御手段４内を通過する光の屈折も滑らかになり、良好な拡散特性をもたらす。
【００４１】
第２の実施形態のように基本光制御手段ＦＴが互いに連続して形成されている場合も同様にしてそれぞれの基本光制御手段ＦＴ（光制御手段４）が決定することができるので説明を省略する。
【００４２】
図７により、本発明における第３の実施形態の面状照明装置を説明する。第３の実施形態の面状照明装置と第２の実施形態の面状照明装置とでは、光源の配設される位置が異なる。即ち、第３の実施形態では、ＬＥＤ１は、それぞれ繰り返して変化する前記屈折率の最も大きい箇所にその中心が配設されている。ＬＥＤ１は、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に、前記連続した複数個の基本光制御手段ＦＴと同数だけ設けられ、図５（ｃ）に示すような連続した複数個の基本光制御手段ＦＴの両端で、その屈折率が最も小さくなる。
【００４３】
なお、前記基本光制御手段ＦＴは、図５（ｃ）に示すような連続した複数個の基本光制御手段ＦＴを用いずに、前記、図１に示した第１の実施形態のように、それぞれ分離していてもよい。かかる場合でも、基本光制御手段ＦＴはその中心の屈折率が最も大きく、その中心から導光板の出射面と水平な方向に離れるに従って屈折率が低下する。図５の一部Ｇの拡大図、図７に示すように、最も屈折率の大きい透明な２枚の樹脂フィルムＦ４を接着している更に屈折率の大きい接着剤Ｕ４の位置、即ち、１つの基本光制御手段ＦＴの中心に配設されている。なお、樹脂フィルムの枚数を奇数枚にして、最も屈折率の大きい透明な樹脂フィルムＦ４を中心にした場合には、該樹脂フィルムＦ４が設けられている位置にＬＥＤ１が配設される。
【００４４】
第３の実施の形態では、ＬＥＤ１を屈折率の大きい接着剤Ｕ４の位置に配設することにより、屈折率はＬＥＤ１から離れるにしたがって順次減少し、ＬＥＤ１から出射された光は、図８（ｂ）に示すように、順次その拡散角度が減少し、導光板２内で良好な平行光特性をもたらす。その結果、第３の実施形態では、光が必要以上に拡散せず、画面の輝度を向上したい用途に好適であり、点光源を用いても画面全体を均一に照明するとともに画面の輝度の向上が図れる。
【００４５】
なお、前記第１乃至第３の実施形態における光制御手段４のように、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に屈折率分布を有する第１の光制御手段４と、該光制御手段４と垂直方向、即ち、導光板２の出射面２Ｂと垂直な方向に屈折率分布を有し、その方向に拡散する光を収束させる第２の光制御手段を、ＬＥＤ１と第１の光制御手段４の間に設けてもよい。第２の光制御手段と第１の光制御手段を直列に配置することによって、第２の光制御手段４により、ＬＥＤ１からの出射光を導光板２の出射面２Ｂと垂直な方向に収束させた後、第１の光制御手段４により、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に光を制御することにより、ＬＥＤから出射される光をより有効に利用することができる。
【００４６】
また、光制御手段４の屈折率分布は、光制御手段４の中心を基準にして単調増加又は単調減少のいずれかに限定されるものではなく、その組み合わせであってもよい。具体的には、一旦単調増加した後に単調減少する屈折率分布とすることにより、導光板２の出射面２Ｂと水平な方向に光を広げた後に、平行光とすることができる。また、光制御手段４の屈折率分布は、その中心を基準として必ずしも対称である必要はなく、ＬＥＤ１の配置と面状照明装置としての要求性能を考慮して屈折率分布を非対称にしてもよい。本発明に係る光制御手段４は、所望の屈折率分布を、樹脂フィルムの選択と配列により容易に達成することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本願発明は、ＬＥＤからの出射光を導光板の出射面と水平な方向において任意に制御可能な光制御手段を備えている。該光制御手段は、複数枚の透明な樹脂フィルムを積層して形成しており、ＬＥＤ、光制御手段及び導光板それぞれの入射面と出射面とに特別な加工が必要でなく、製品のコストを低減する。また、前記光制御手段は、デッドエリアに配設され、機器の小型化を図れる。更に、ＬＥＤ、光制御手段及び導光板それぞれの入射面と出射面とは接着剤によって接着され、その間に空隙が発生しない。そのために、かかる空隙で光が反射されることがなく、ＬＥＤ１から出射される光が無駄になることがない。その結果、光を発生する電力が無駄に消費されることがなくなり、面状照明装置の小電力化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図３】積層された複数枚の樹脂フィルムの上面図（図３（ａ））と、該樹脂フィルムの入射面と出射面を接着剤で接着した上面図（図３（ｂ））である。
【図４】本発明における光制御手段の屈折率の変化を示す図（図４（ａ））と、その光線追跡図（図４（ｂ））である。
【図５】本発明における光制御手段の分解説明図（図５（ａ））、製造図（図５（ｂ））、その一部切断図（図５（ｃ））である。
【図６】本発明における光制御手段における第２の実施形態の一部断面図である。
【図７】本発明における光制御手段の第３の実施形態の一部断面図である。
【図８】本発明における光制御手段における第１の実施形態の光線追跡図（図８（ａ））と第３の実施形態の光線追跡図（図８（ｂ））である。
【図９】従来の点光源を用いた面光源装置の説明図である。
【図１０】従来の導光板の一端面に水平方向の光制御手段を有する、点光源を用いた面光源装置の説明図である。
【符号の説明】
１  ＬＥＤ
２  導光板
２Ｂ  導光板の出射面
２Ｃ  導光板の一端面
４  光制御手段
５  接着剤
Ｆ１〜Ｆ４  樹脂フィルム
Ｕ０〜Ｕ４  接着剤
【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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【図９】
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【図１０】
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