(57)【要約】【課題】ＥＬ素子の発光面より大きな面積の発光面を有する新規な面状光源装置を提供する。【解決手段】面状光源装置11は、透明基板12の光入射面12ａ上に有機ＥＬ素子13が設けられた第１の面状光源14と、第１の面状光源14を挟んでその両側に配置され第２の面状光源15とを備えている。第２の面状光源15は、透明基板12の端面において光学的に連続する導光板20を備えている。透明基板12と、導光板20とは一体に形成されており、１枚のガラス板の中央部が透明基板12を構成しその両側が導光板20を構成している。第２の面状光源15は有機ＥＬ素子以外の光源としてＬＥＤ21を備え、ＬＥＤ21は導光板20の端面と対向するように配置されている。導光板20内には光入射面20ａから入射した光を散乱させる界面を備えた光散乱部22が複数設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の光入射面上にＥＬ素子が設けられた第１の面状光源と、ＥＬ素子以外の光源が使用された第２の面状光源とを備え、発光面全体の面積が前記ＥＬ素子の発光面の面積より大きいことを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
前記第２の面状光源は、前記透明基板の端面に設けられた導光板を備え、前記ＥＬ素子以外の光源は前記導光板の端面と対向するように配置されている請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項３】
前記ＥＬ素子以外の光源は発光ダイオードである請求項１又は請求項２に記載の面状光源装置。
【請求項４】
前記第１の面状光源を挟んでその両側に前記第２の面状光源が配置されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の面状光源装置。
【請求項５】
前記透明基板と、前記第２の面状光源の導光板とが一体に形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の面状光源装置。
【請求項６】
前記第１の面状光源及び第２の面状光源は白色発光を行う請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の面状光源装置。
【請求項７】
前記ＥＬ素子は有機ＥＬ素子である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の面状光源装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の面状光源装置をバックライトとして備えている液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光源装置及び液晶表示装置に係り、詳しくは透明基板上に設けられたＥＬ素子を備えるとともに、ＥＬ素子の発光面の面積より大きな発光面を備えた面状光源装置及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、透明基板上にＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）を備えた照明装置（ＥＬパネル）が提案されており、このＥＬパネルを、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いた技術も提案されている。
【０００３】
例えば、有機ＥＬパネルの発光面の面積は、透明基板上に設けられた有機ＥＬ素子の発光部（有機ＥＬ層）の面積と同じである。
また、液晶表示装置のバックライトとして良好に使用される光源装置とし、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、第１の発光色を放射する第１の光源を有する第１の光源部と、有機ＥＬ材料からなる発光層を備え、第２の発光色を放射する第２の光源部とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、特許文献１に記載された光源装置５０は、青色ＬＥＤからなる光源５１ａ，５１ｂ、該光源５１ａ，５１ｂが対向して配置された棒状導光体５２、該棒状導光体５２が一端面側に配置された楔形導光板５３を備えた上部光源部（第１の光源部）５４を備えている。上部光源部５４の背面側（光出射面と反対側）には、上部光源部５４の背面に向けて黄色光Ｒｙを発光する有機ＥＬ素子からなる発光部を備えた下部光源５５（第２の光源部）が配置されている。そして、上部光源部５４からの青色光Ｒｂと、下部光源５５からの黄色光Ｒｙとを楔形導光板５３の内部で混色して白色光Ｒｗを放射する。
【特許文献１】特開２００２−１００２２９号公報（明細書の段落［００１６］，［００１８］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ素子として大面積のものが要求されているが、有機ＥＬ素子は非常に薄く、有機ＥＬ層の厚さは数十〜数百ｎｍ程度であるため、有機ＥＬ層を広い面積に均一に成膜するのは難しく、歩留まりが悪くなる。
【０００６】
特許文献１には、有機ＥＬ素子とＬＥＤとを光源とする光源装置が提案されているが、その目的は、液晶表示装置のバックライトとして白色発光ＬＥＤを使用した場合に出射光量が少ないことを改善することである。そして、発光ダイオードの発光色と、有機ＥＬの発光色とを混色（合成）して、白色発光を得るため、有機ＥＬ素子とＬＥＤとを光源としている。しかし、光源装置５０の発光面積は有機ＥＬ素子の発光面積に対応しており、有機ＥＬ素子の発光面積より大きな発光面積を有する光源装置に関しては何ら記載されておらず、それを示唆する記載もない。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、第１の目的はＥＬ素子の発光面より大きな面積の発光面を有する新規な面状光源装置を提供することにある。また、第２の目的は、前記面状光源装置を備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、透明基板の光入射面上にＥＬ素子が設けられた第１の面状光源と、ＥＬ素子以外の光源が使用された第２の面状光源とを備え、発光面全体の面積が前記ＥＬ素子の発光面の面積より大きい。
【０００９】
この発明では、ＥＬ素子を発光源とする第１の面状光源の発光面積より広い部分が第２の面状光源の発光によりカバーされ、全体としてＥＬ素子の発光面の面積より広い面積を照射することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２の面状光源は、前記透明基板の端面に設けられた導光板を備え、前記ＥＬ素子以外の光源は前記導光板の端面と対向するように配置されている。この発明では、第２の面状光源の光源を導光板の光出射面と反対側の面に対応して配置する構成に比較して面状光源装置の厚さを薄くできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ＥＬ素子以外の光源は発光ダイオードである。この発明では、ＥＬ素子以外の光源として直流駆動である発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用される。冷陰極管を使用した場合には、冷陰極管が交流駆動のためにインバータ等が必要となる。従って、インバータが不要な発光ダイオードの方が好ましい。また、低電圧で光源を発光させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の面状光源を挟んでその両側に前記第２の面状光源が配置されている。この発明では、第１の面状光源の周囲全体に第２の面状光源が配置される構成に比較して製造が容易になるとともに、光出射面全体から出射光を均一に出射させるのが容易になる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記透明基板と、前記第２の面状光源の導光板とが一体に形成されている。この発明では、透明基板と導光板とが別体に形成された構成に比較して構造が簡単になるとともに、透明基板と導光板との境を光が導波する際に変化が無く、透明基板と導光板との境界部分での出射光の状態の不均一さが低くなる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の面状光源及び第２の面状光源は白色発光を行う。この発明の面状光源装置を液晶表示装置のバックライトとして使用する場合、カラーフィルタを使用したフルカラー表示に対応できる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記ＥＬ素子は有機ＥＬ素子である。この発明では、無機ＥＬ素子を使用する場合に比較して低電圧で光源を発光させることができる。
【００１６】
第２の目的を達成するため、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の面状光源装置をバックライトとして備えている。この発明では、従来の有機ＥＬ素子を使用した面状光源装置をバックライトとした液晶表示装置に比較して、大面積の表示画面にできる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜請求項７に記載の発明によれば、ＥＬ素子の発光面より大きな面積の発光面を有する新規な面状光源装置を提供することができる。請求項８に記載の発明によれば、従来の有機ＥＬ素子を使用した面状光源装置をバックライトとした液晶表示装置に比較して、大面積の表示画面にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を液晶表示装置のバックライトに使用される面状光源装置に具体化した第１の実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１は面状光源装置の模式断面図、図２は面状光源装置の模式平面図である。
【００１９】
図１に示すように、面状光源装置１１は、透明基板１２の光入射面１２ａ上にＥＬ素子としての有機ＥＬ素子１３が設けられた第１の面状光源１４と、第１の面状光源１４を挟んでその両側に配置され第２の面状光源１５とを備えている。
【００２０】
有機ＥＬ素子１３は、光入射面１２ａ上に、第１電極１６、有機ＥＬ層１７、第２電極１８が順に配置されている。有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層１７が外気と接しないように、保護膜１９で被覆されている。保護膜１９は、少なくとも水分（水蒸気）及び酸素の透過を抑制する機能を有する材料で形成され、この実施の形態では窒化ケイ素で形成されている。有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層１７の発光が透明基板１２側から取り出される（出射される）、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を構成する。即ち、透明基板１２は光入射面１２ａと反対側の面が光出射面１２ｂとなる。
【００２１】
第１電極１６は、透明導電材で形成され、この実施形態では透明導電材としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が使用されている。有機ＥＬ層１７には公知の構成のものが使用され、例えば、第１電極１６側から順に、正孔注入層、発光層及び電子注入層の３層あるいは正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層の４層で構成されている。有機ＥＬ層１７は白色発光を行うように構成されている。
【００２２】
第２電極１８は金属（例えば、アルミニウム）で形成され、光反射性を有する。また、この実施形態では第１電極１６が陽極を構成し、第２電極１８が陰極を構成する。
第２の面状光源１５は、透明基板１２の端面に設けられた導光板２０を備えている。この実施形態では透明基板１２と、導光板２０とが一体に形成されており、１枚のガラス板の中央部が透明基板１２を構成しその両側が導光板２０を構成している。図２に示すように、この実施形態では、透明基板１２、有機ＥＬ素子１３及び導光板２０は矩形状に形成されている。
【００２３】
第２の面状光源１５はＥＬ素子以外の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）２１を備えている。ＬＥＤ２１は導光板２０の端面と対向するように配置されている。ＬＥＤ２１は所定間隔、例えば、ほぼ等間隔で複数設けられている。ＬＥＤ２１には白色発光ＬＥＤが使用されている。ＬＥＤ２１は導光板２０の厚さの範囲内に収まる大きさに形成されている。導光板２０はＬＥＤ２１と対向する端面が光入射面２０ａとなり、透明基板１２の光出射面１２ｂと同じ側の面が光出射面２０ｂとなる。従って、面状光源装置１１は発光面全体の面積、即ち光出射面１２ｂ及び光出射面２０ｂの合計面積が有機ＥＬ素子１３の発光面となる。即ち光出射面１２ｂの面積より大きい発光面を得ることができる。
【００２４】
導光板２０内には光入射面２０ａから入射した光を散乱させる界面を備えた光散乱部２２が複数設けられている。ここで、「散乱」とは反射又は屈折を意味する。この実施形態では光散乱部２２は、レーザー光の照射により形成された傷又は屈折率が周囲と異なる部分で構成されている。光散乱部２２の形状は、特に限定されず、導光板２０の厚さや幅等に応じて、光取出効率が高くなる形状を適宜設計すればよい。例えば、図１に示すように、球形状にしたり、断面形状を円にしたりしてもよい。このように、光散乱部２２が外周部（表面）に曲面を備えていると、同一の方向から入射された光を、入射された位置によって様々な方向へ散乱させることができる。
【００２５】
光散乱部２２の配置位置は、特に限定されず、光取出効率が高くなるように適宜設計すればよい。例えば、光散乱部２２を、導光板２０を光出射面２０ｂ側から眺めた際に、ランダムに分布しているように配置してもよい。導光板２０を端面（端部）側から眺めた際に（図１に示すように眺めた際に）、光散乱部２２を、ランダムに分布しているように配置してもよい。また、いずれの方向から眺めた際にもランダムに分布しているように光散乱部２２を設けてもよい。
【００２６】
また、光散乱部２２を、導光板２０の厚さ方向（光出射面２０ｂの法線方向）においてランダムに分布するようにしなくともよく、例えば、光出射面２０ｂに近い側に多く設けたり、光出射面２０ｂと反対側の面に近い側に多く設けたり、中央部に多く設けたりしてもよい。この実施形態では、光散乱部２２は、ランダムに配置されている。
【００２７】
光散乱部２２は、レーザーにより透明材料の内部にマーキングを施す方法（レーザーマーキング方法）の応用により形成されている。例えば、特開２００１−２７６９８５号公報に開示された装置及び方法を採用して光散乱部２２を形成する場合には、レーザーマーキング方法では高出力のレーザーパルスをガラス等の透明な材料の内部に集光すると、その強い光電場による非線形効果によって吸収が起こる。そのため、損傷、屈折率の変化、密度の変化等が焦点近傍でのみ生じ、これによって、材料表面には影響を与えずに内部を加工することができる。つまり、光散乱部２２を形成すべき導光板２０をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能なステージ上に載置して、レンズでレーザー光を透明基板１２の所定深さの位置に集光させる操作と、ステージをＸ，Ｙ，Ｚ方向へ移動させる操作とを繰り返すことにより、光散乱部２２を２０内の所定位置に形成することができる。
【００２８】
レーザー光源としては、例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザーが使用される。レーザー光源としては、パルスレーザーが制御性良好にマーキングを行うことができ、パルス幅が短いものがマーキングの深さ方向を均一に揃えることができるため有利である。このため、サブナノ秒以下のレーザー光源（例えば、１０−１５秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザー）を用いることは有用である。
【００２９】
導光板２０に光散乱部２２を形成する時期は、透明基板１２上に有機ＥＬ素子１３を形成する前であっても後であっても、あるいは有機ＥＬ素子１３の形成工程の途中（例えば、透明基板１２上に第１電極１６を形成した後）であってもよい。
【００３０】
導光板２０は、導光板２０の光出射面２０ｂと反対側の面に光反射部２３を備えている。また、導光板２０は、光入射面２０ａと直交する端面２０ｃに光反射膜２４が形成されている。光反射部２３及び光反射膜２４としてこの実施形態では光反射性を有する金属膜が形成されている。光反射性を有する金属として例えばアルミニウムが使用されている。なお、透明基板１２の端面１２ｃにも光反射膜２４が形成されている。
【００３１】
また、導光板２０の光出射面２０ｂには光散乱部２５が形成されている。光散乱部２５は光出射面１２ｂを粗面化することにより形成されている。粗面化は例えばサンドブラスト処理により行われる。
【００３２】
なお、図１では模式的に各部を示しており、実際は透明基板１２の厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度に対して、第１電極１６、有機ＥＬ層１７及び第２電極１８の厚さは、数十〜１０００ｎｍ程度である。また、保護膜１９の厚さは、第１電極１６、有機ＥＬ層１７及び第２電極１８の厚さ以上に形成されているが、図面では図示の都合上、各部の厚さは実際と異なる比率で図示されている。また、透明基板１２及び導光板２０の大きさも実際と異なる比率で図示されている。また、透明基板１２及び導光板２０のハッチングを省略している。
【００３３】
次に前記のように構成された面状光源装置１１の作用を説明する。面状光源装置１１は、例えば、透過型の液晶表示装置２６の液晶パネル２７（図１に鎖線で図示）の背面（表示面と反対側の面）側に配置されるバックライトとして使用される。面状光源装置１１と液晶パネル２７との間には、拡散シート２８が配置されている。
【００３４】
面状光源装置１１は電源投入されると、第１電極１６及び第２電極１８間に電圧が印加され、有機ＥＬ層１７が発光する。また、ＬＥＤ２１にも電圧が印加されてＬＥＤ２１も発光する。有機ＥＬ層１７から発した光のうち、第１電極１６を経て透明基板１２に入射し、光出射面１２ｂから液晶パネル２７に向かって出射された光が面状光源装置１１の照明光として有効に作用する。ＬＥＤ２１から出射した光は導光板２０に入射し、入射した光は導光板２０の光出射面２０ｂから液晶パネル２７に向かって出射される。透明基板１２及び導光板２０の光出射面１２ｂ，２０ｂから出射された光は、拡散シート２８を経て液晶パネル２７に入射される。そして、液晶表示装置２６の使用者は液晶パネル２７の表示をその出射光により視認する。従って、面状光源装置１１は、有機ＥＬ素子１３の発光面としての光出射面１２ｂの面積より大きな面積の発光面を有し、光出射面１２ｂの面積より広い範囲を照射することができる。
【００３５】
導光板２０における作用を詳しく説明すると、ＬＥＤ２１から出射した光の大部分は光入射面２０ａから導光板２０に入射される。導光板２０に入射された光は導光板２０内を導波する。そして、導光板２０の内部に光散乱部２２が存在するため、導光板２０内を導波する（進む）光が光散乱部２２に当たると、光は屈折又は散乱されその進行方向が変更される。光散乱部２２で進行方向が変更された光の一部は、光出射面２０ｂに対する入射角が臨界角より小さな角度となるように、即ち光出射面２０ｂから出射する方向にその進路が変更される。そして、光出射面２０ｂから液晶パネル２７に向かって出射される。光散乱部２２で光出射面２０ｂと反対側の面に向かうように進路が変更された光は、光反射部２３で反射されて光出射面２０ｂ側に向かって進み、光出射面２０ｂから出射される。
【００３６】
導光板２０内を導波中に光散乱部２２に当たらずに光出射面２０ｂに対する入射角が臨界角より大きな角度で進んだ光は、光出射面２０ｂで全反射して、再び導光板２０内を導波する。再び導光板２０内を導波するそれらの光の一部は、その導波中に光散乱部２２に当たって、前述したように光散乱部２２及び光反射部２３の作用により光出射面２０ｂから出射される。従って、ＬＥＤ２１から導光板２０に入射した光が効率よく導光板２０の光出射面２０ｂから出射されて面状光源装置１１の照射光となる。
【００３７】
なお、導光板２０内を導波中に光散乱部２２に当たらずに、透明基板１２に達した光は、透明基板１２内を導波して他方の導光板２０内を光入射面２０ａに向かって導波する。そして、その間に光散乱部２２に当たって前述したように光散乱部２２及び光反射部２３の作用により光出射面１２ｂから出射される。
【００３８】
また、この実施形態では、導光板２０の光出射面２０ｂに粗面化された光散乱部２５が設けられているため、光出射面２０ｂが粗面化されていない状態では全反射する入射角で光出射面２０ｂに入射する光の一部が全反射せず、光出射面２０ｂから出射される。
【００３９】
また、有機ＥＬ素子１３から透明基板１２内に入射された光のうち、光出射面１２ｂに対して当該面における臨界角よりも大きな角度で進む光は、光出射面１２ｂから出射されない。有機ＥＬ素子１３から発せられる光はあらゆる方向に向かって放射されるため、有機ＥＬ素子１３から透明基板１２に入射する光の入射角も様々となる。従って、有機ＥＬ素子１３から出射されて透明基板１２に入射した光のうち一部しか、有機ＥＬ素子１３と対応する部分の光出射面１２ｂから面状光源装置１１の外部へ出射されない。従って、透明基板１２の光出射面１２ｂが有機ＥＬ素子１３と対応する部分だけである従来の構成では、透明基板１２に入射した光の多くが面状光源装置１１の照射光として有効に利用されない。
【００４０】
しかし、この実施形態では、光出射面１２ｂから出射されない光は、透明基板１２から導光板２０内へ進んで導光板２０内を導波する。そして、導光板２０の内部に光散乱部２２が存在するため、導光板２０内を導波する間に、光散乱部２２に当たると、前記と同様に光散乱部２２及び光反射部２３の作用により光出射面２０ｂから出射される。従って、有機ＥＬ素子１３から透明基板１２に入射した光のうち、従来有効に利用されていなかった光が効率よく導光板２０の光出射面２０ｂから出射されて面状光源装置１１の照射光となる。
【００４１】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）  透明基板１２の光入射面１２ａ上に有機ＥＬ素子１３が設けられた第１の面状光源１４と、有機ＥＬ素子１３以外の光源（ＬＥＤ２１）が使用された第２の面状光源１５とを備え、発光面全体の面積が有機ＥＬ素子１３の発光面の面積より大きい。従って、有機ＥＬ素子１３を発光源とする第１の面状光源１４の発光面積より広い部分が第２の面状光源１５の発光によりカバーされ、全体として有機ＥＬ素子１３の発光面の面積より広い面積を照射することができる。
【００４２】
（２）  第２の面状光源１５は、透明基板１２の端面において光学的に連続する導光板２０を備え、有機ＥＬ素子１３以外の光源（ＬＥＤ２１）は導光板２０の端面と対向するように配置されている。従って、第２の面状光源１５の光源（ＬＥＤ２１）を導光板２０の光出射面１２ｂと反対側の面に対応して配置する構成に比較して面状光源装置１１の厚さを薄くできる。有機ＥＬ素子１３の厚さは透明基板１２及び導光板２０の厚さに比べて無視できる厚さのため、第２の面状光源１５の光源として導光板２０の厚さの範囲内に収まる大きさのものを使用することで、面状光源装置１１の厚さを透明基板１２の厚さに形成することができる。
【００４３】
（３）  第２の面状光源１５の光源は発光ダイオード（ＬＥＤ２１）であるため、有機ＥＬ素子１３と同様に直流駆動であるのに対して、光源として冷陰極管を使用した場合は、冷陰極管が交流駆動のためにインバータ等が必要となる。従って、インバータが不要な発光ダイオード（ＬＥＤ２１）の方が好ましい。また、低電圧で光源を発光させることができる。
【００４４】
（４）  第１の面状光源１４を挟んでその両側に第２の面状光源１５が配置されている。従って、第１の面状光源１４の周囲全体に第２の面状光源１５が配置される構成に比較して製造が容易になるとともに、光出射面全体から出射光を均一に出射させるのが容易になる。
【００４５】
（５）  透明基板１２と、第２の面状光源１５の導光板２０とが一体に形成されている。従って、透明基板１２と導光板２０とが別体に形成された構成に比較して構造が簡単になるとともに、透明基板１２と導光板２０との境を光が導波する際に変化が無く、透明基板１２と導光板２０との境界部分での出射光の状態の不均一さが低くなる。
【００４６】
（６）  導光板２０は、導光板２０内に光散乱部２２を有し、光出射面２０ｂと反対側の面に光反射部２３を備えている。従って、光散乱部２２で光出射面２０ｂと反対側の面に向かうように進路が変更された光が光反射部２３で反射され、光反射部２３で反射された光の少なくとも一部が光出射面２０ｂから出射されるようになる。その結果、光散乱部２２のみを設けた場合に比較して光出射面２０ｂから出射される光量を増加させることができる。また、光出射面２０ｂと反対側の面が光吸収面あるいは光透過面の場合に比較して光出射面から出射される光量が多くなる。
【００４７】
（７）  光散乱部２２及び光反射部２３は、透明基板１２に有機ＥＬ素子１３から入射されて、光出射面１２ｂから出射されずに導光板２０を導波する光に対しても同様な作用をなす。従って、有機ＥＬ素子１３から透明基板１２に入射されても従来は出射光として利用できなかった光を導光板２０の光出射面２０ｂから効率よく出射させることができる。その結果、有機ＥＬ素子１３から透明基板１２に入射されて光出射面１２ｂから出射されなかった光が照射光として利用されなかった従来装置と比較して、同じ電力使用量であれば輝度を高めることができ、同じ輝度であれば電力消費量を少なくできる。
【００４８】
（８）  光散乱部２２は、導光板２０内にレーザー光を照射することにより、レーザーの焦点部分に選択的に加工を施すことができるレーザーマーキング方法の応用により形成されている。従って、導光板２０の表面を傷つけることなく、導光板２０の内部の所定位置に光散乱部２２を形成することができ、光散乱部２２の形状や配置の制約も少なく設計及び加工の自由度が大きい。
【００４９】
（９）  光散乱部２２は、レーザーマーキング方法の応用により形成されているため、光散乱部２２の加工時期が有機ＥＬ素子１３の形成後においても可能となり、有機ＥＬ素子１３の形成後に光散乱部２２の加工を行うことで、有機ＥＬ素子１３の不良品に光散乱部２２の加工が施される無駄をなくすことができる。
【００５０】
（１０）  導光板２０の光出射面２０ｂに粗面化された光散乱部２５が形成されている。従って、光出射面２０ｂが平面の場合には全反射して光出射面２０ｂから出射できない角度で光出射面２０ｂに入射する光の少なくとも一部が光出射面２０ｂから出射されるようになり、光出射面２０ｂが平面の場合に比較して光出射面２０ｂから出射される光量が多くなる。
【００５１】
（１１）  導光板２０の端面２０ｃ及び透明基板１２の端面１２ｃに光反射膜２４が形成されているため、導光板２０及び透明基板１２を導波して端面２０ｃ，１２ｃに達した光が光反射膜２４で反射されて再び導光板２０を導波する機会が増える。従って、端面２０ｃ，１２ｃに光反射膜２４が存在しない場合に比較して、光出射面２０ｂから出射される光量が増える。
【００５２】
（１２）  有機ＥＬ素子１３を構成する両電極１６，１８のうち、有機ＥＬ層１７に対して透明基板１２と反対側に光反射性を有する第２電極１８が配置されている。従って、第２電極１８が光反射性を有さない場合に比較して、光出射面１２ｂから出射される光量を多くすることができる。
【００５３】
（１３）  液晶表示装置２６はバックライトとして前記構成の面状光源装置１１を備えている。従って、従来の有機ＥＬ素子を使用した面状光源装置に比較して、大面積の表示画面にすることができる。
【００５４】
（１４）  面状光源装置１１と液晶表示装置２６との間に拡散シート２８が設けられている。従って、導光板２０の光出射面２０ｂから出射された光が拡散シート２８を通過して液晶パネル２７に入射する際には、輝度ムラを肉眼で判別できない状態にすることができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図３〜図５に従って説明する。この実施形態では、導光板２０に光散乱部２２を設けない点と、単なる平坦な反射面である光反射部２３に代えて、プリズム状の光反射部２９を設けた点と、光出射面２０ｂにプリズム状の凸部３０が複数設けられている点とが第１の実施形態と異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、図３は面状光源装置の模式断面図、図４は面状光源装置の模式平面図、図５は採光面の作用を示す模式図である。
【００５６】
図５に示すように、光反射部２９は、導光板２０内を光入射面２０ａ側から透明基板１２に向かって導波する（進む）光を、光出射面２０ｂから出射する方向に反射させる採光面３１ａを構成する溝３１が複数形成されている。この第２の実施形態では溝３１は複数平行に形成されている。導光板２０の光出射面２０ｂ側を上側とした場合、溝３１は光入射面１２ａと平行（図５の紙面と垂直方向）に延びるように形成され、光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって上昇傾斜する採光面３１ａと、光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって下降傾斜する導波面（傾斜面）３１ｂとが交互に連なるように設けられている。即ち、各溝３１は導光板２０の光入射面２０ａ及び光出射面２０ｂと直交する平面による断面形状が鋸歯状となるように隣接して形成されている。なお、図５は図３において透明基板１２の左側に位置する導光板２０に形成された光反射部２９の場合、即ち光入射面２０ａが図５の左方に存在する場合を示し、右側に位置する導光板２０に形成された光反射部２９では採光面３１ａ及び導波面３１ｂの傾斜方向が図５と逆になる。
【００５７】
採光面３１ａは、導光板２０を透明基板１２に向かって導波して採光面３１ａに到達した光を、光出射面２０ｂとほぼ直交する方向に全反射させる角度に形成されている。図５に示すように、溝３１は、採光面３１ａが光出射面２０ｂと平行な平面Ｐ１と成す角度θ１が例えば３５°〜５０°、好ましくは４０°〜４５°の範囲の所定の角度に、導波面３１ｂが平面Ｐ１と成す角度θ２が例えば０．３°〜２．５°の範囲の所定の角度に形成されている。溝３１は実際にはそのピッチが１ｍｍ以下で多数形成されているが、図示の都合上、図３及び図４では溝３１の図示を省略している。
【００５８】
光出射面２０ｂに複数設けられたプリズム状の凸部３０は、図４に示すように、光入射面２０ａと直交する方向に延びるように互いに平行に設けられている。なお、図４では凸部３０の稜線のみを図示している。凸部３０は断面ほぼ三角形状に形成され、隣接する凸部３０の頂部の距離（ピッチ）が一定に形成されている。凸部３０は、ピッチが１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍの範囲の所定の大きさに形成されている。この明細書において、ＬＥＤ２１及び凸部３０の大きさの比は、図示の都合上実際とは異なっており、ＬＥＤ２１の数も実際とは異なっている。
【００５９】
この実施形態の面状光源装置１１では、光入射面２０ａから導光板２０に入射した光は、導光板２０内を透明基板１２に向かって導波して、採光面３１ａに到達した光は、図５に示すように、平面Ｐ１に対して垂直に近い角度で光出射面２０ｂの方向に全反射し、光出射面２０ｂから出射する。導光板２０内を透明基板１２に向かって導波する光が全て採光面３１ａに向かって直進するとは限らず、採光面３１ａに到達する光には、導波面３１ｂや光出射面２０ｂで全反射しながら導光板２０内を導波した後、採光面３１ａに到達する光もある。導波面３１ｂが光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって下降傾斜するように形成されている。そのため、直接採光面３１ａに向かって導波する以外の光を導波を繰り返すうちに、平面Ｐ１と平行な方向に近づけ、結果として採光面３１ａで効率良く、平面Ｐ１に対して垂直に近い角度で光出射面２０ｂの方向に全反射させることができる。
【００６０】
従って、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（５），（１１）〜（１４）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（１５）  光反射部２９は、導光板２０内を透明基板１２に向かって進む光を光出射面２０ｂから出射する方向に反射させる採光面３１ａを構成する溝３１が複数平行に形成されている。従って、導光板２０内に光散乱部２２を設けなくても、導光板２０内を透明基板１２に向かって導波する光を効率よく光出射面２０ｂから出射させることができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を図６に従って説明する。この実施形態では、第１の面状光源１４の両側に第２の面状光源１５が配置される構成ではなく、第１の面状光源１４を囲むように第２の面状光源１５が配置されている点が第１の実施形態と大きく異なっている。その他の構成は基本的に第１の実施形態と同様に構成されている。第１の実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、図６は面状光源装置の模式平面図である。
【００６２】
図６に示すように、矩形状の透明基板１２を囲むようにその周囲に導光板２０が連続して四角枠状に形成されている。ＬＥＤ２１は導光板２０の各光入射面２０ａと対応する位置にほぼ等間隔で複数設けられている。導光板２０の光出射面２０ｂには粗面化された光散乱部２５が形成され、光出射面２０ｂと反対側の面には図示しないが、第１の実施形態と同様、光反射部２３が形成されている。導光板２０内には光散乱部２２がランダムに形成されている。
【００６３】
この実施形態においても、ＬＥＤ２１から導光板２０に入射した光が導光板２０内を導波する間に光散乱部２２に当たると、前記第１の実施形態と同様に光は屈折又は散乱され、その一部は、光出射面２０ｂに対する入射角が臨界角より小さな角度となるようにその進路が変更される。そして、光出射面２０ｂから液晶パネル２７に向かって出射される。光散乱部２２で光出射面２０ｂと反対側の面に向かうように進路が変更された光は、光反射部２３で反射されて光出射面２０ｂ側に向かって進み、光出射面２０ｂから出射される。
【００６４】
従って、この実施形態では第１の実施形態の（１）〜（３），（５）〜（１０），（１２）〜（１４）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（１６）  第１の面状光源１４を囲むように第２の面状光源１５が配置されているため、面状光源装置１１の発光面の面積を第１の実施形態の場合より大きくできる。
【００６５】
（第４の実施形態）
次に第４の実施形態を図７に従って説明する。この実施形態では、導光板２０は厚さが一定の平板ではなく、マクロ的に見た厚さが光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって薄くなるように形成されている点が前記第２の実施形態と異なり、その他の構成は基本的に第２の実施形態と同様に構成されている。第２の実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、図７は面状光源装置の模式断面図である。
【００６６】
即ち、導光板２０の光出射面２０ｂには図示しないが、第２の実施形態と同様プリズム状の凸部３０が形成され、光出射面１２ｂと反対側の面には光反射部２９が形成されている。また、光散乱部２２は設けられていない。なお、溝３１の図示を省略している。
【００６７】
導光板２０の厚さが光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって薄くなるとは、マクロ的に見た場合であり、光反射部２９が設けられた面は鋸歯状のため、厳密に見れば厚さは、厚くなったり薄くなったりしながら減少する。  
【００６８】
この実施形態においても、光入射面２０ａから導光板２０に入射した光は、導光板２０内を透明基板１２に向かって導波する間に、第２の実施形態と同様に光反射部２９の採光面３１ａ及び導波面３１ｂの作用により光出射面２０ｂから出射される。従って、第２の実施形態と同様な効果を有する他に、次の効果を有する。
【００６９】
（１７）  導光板２０は、光反射部２９が設けられた面がマクロ的に見て、光入射面２０ａから遠ざかる程、光出射面２０ｂ側に近づくように傾斜した状態に形成されているため、光反射部２９と光出射面２０ｂとの距離が一定の場合に比較して、光出射面２０ｂから出射される光量を均等にするのが容易になる。
【００７０】
（１８）  面状光源装置１１には光出射面１２ｂ，２０ｂと反対側が窪んだ形状となるため、窪んだ部分の空間に有機ＥＬ素子１３の両電極１６，１８と電源等を接続する接続配線を収容することができる。
【００７１】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  面状光源装置１１は、透明基板１２の光入射面１２ａ上に有機ＥＬ素子１３が設けられた第１の面状光源１４と、有機ＥＬ素子１３以外の光源が使用された第２の面状光源１５とを備え、発光面全体の面積が有機ＥＬ素子１３の発光面の面積より大きければよい。従って、第１の面状光源１４と第２の面状光源１５の配置関係は第１の面状光源１４を挟んで両側に第２の面状光源１５が配置される構成や、第１の面状光源１４の周囲に第２の面状光源１５が配置される構成に限らない。例えば、図８（ａ）に示すように、第１の面状光源１４の片側に１５が配置された構成や、図８（ｂ）に示すように、矩形状の発光面を有する面状光源装置１１の片隅に第１の面状光源１４が配置され、その他の部分に第２の面状光源１５が配置された構成としてもよい。
【００７２】
○  面状光源装置１１は有機ＥＬ素子１３が１個に限らず複数設けられた構成としてもよい。例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すように、透明基板１２の光入射面１２ａ上に複数（この実施形態では２個）の有機ＥＬ素子１３が設けられ、透明基板１２の両有機ＥＬ素子１３が配置された部分の間に光散乱部２２が設けられた構成としてもよい。この場合、面状光源装置１１の発光面の面積をより大きくすることができる。
【００７３】
○  光散乱部２２は、光入射面２０ａから入射した光を散乱させる界面を備えていればどのような形状でもよく、例えば、導光板２０の厚さ方向に延びるように細長い線状に形成された形状としてもよい。
【００７４】
○  光散乱部２２は、レーザーマーキング方法の応用により形成されたものに限らない。例えば、導光板２０と屈折率の異なるビーズ等を分散させて光散乱部２２を形成してもよい。
【００７５】
○  第４の実施形態のように、複数の溝３１で構成された光反射部２９を備えず、第１の実施形態のように導光板２０に光散乱部２２及び光反射部２３を設けた構成においても、導光板２０の厚さが光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって厚さが薄くなるように形成されてもよい。光散乱部２２及び鏡面状の光反射部２３を設けた構成を採用する場合は、導光板２０は、その厚さがマクロ的に見て光入射面２０ａ側から透明基板１２側に向かって次第に薄くなるほぼ楔状に形成するのが好ましい。
【００７６】
○  光出射面２０ｂと反対側に設けられた光反射部２３は、光散乱手段を備えていてもよい。即ち、光反射部２３は平坦な鏡面に限らず、乱反射する反射面であってもよい。
○  第１の実施形態のように導光板２０内に光散乱部２２を設けた構成において、光出射面２０ｂに設けた光散乱部２５に代えて、プリズム状の凸部３０又はレンズ状の凸部が複数平行に設けられた構成としてもよい。
【００７７】
○  第２の実施形態のように導光板２０の光出射面２０ｂと反対側の面に溝３１を備えた光反射部２９を設けた構成において、光出射面２０ｂに設けたプリズム状の凸部３０やレンズ状の凸部に代えて、粗面化された光散乱部２５が設けられた構成としてもよい。
【００７８】
○  光出射面２０ｂに設けられた光散乱部２５を省略してもよい。
○  透明基板１２や導光板２０の端面１２ｃ，２０ｃに形成された光反射膜２４を省略してもよい。
【００７９】
○  有機ＥＬ素子１３と対応する部分における光出射面１２ｂからの出射光量が足りない場合、光出射面１２ｂの有機ＥＬ素子１３と対応する部分にも、粗面化された光散乱部２５を設けてもよい。
【００８０】
○  導光板２０に設けられた光散乱部２２の分布は、必ずしも光出射面２０ｂ全体から均一に光りが出射する構成に限らず、光量が異なる分布を持つ分布としてもよい。
○  各ＬＥＤ２１として白色発光ＬＥＤを使用する代わりに、赤色発光のＬＥＤ、青発光のＬＥＤ、緑発光のＬＥＤの３種類のＬＥＤを使用して、３種類のＬＥＤの発光の合成（混色）により、光出射面２０ｂから白色光が出射される構成としてもよい。この場合、白色発光ダイオードを使用する場合に比較して、面状光源装置１１がカラーフィルタを使用してフルカラー表示を行う構成の液晶表示装置のバックライトに使用された際、きれいな色でカラー表示を行うことができる。
【００８１】
○  第１の面状光源１４及び第２の面状光源１５が白色光を出射する構成に限らず、単色光を発光する構成や白色光以外の色を発光するように単色光を組み合わせた構成としてもよい。例えば、有機ＥＬ層１７及びＬＥＤ２１が、赤や青や緑や黄色などの単色光を発光する構成としてもよい。
【００８２】
○  透明基板１２及び有機ＥＬ素子１３は、光出射面１２ｂ側から眺めた際の形状が矩形に限定されない。例えば、正方形状、三角形状、五角形以上の多角形状、円形状や円弧形状等であってもよい。
【００８３】
○  導光板２０及び透明基板１２を合わせた形状は、透明基板１２と相似形状に限らない。例えば、導光板２０及び透明基板１２を合わせた形状は四角形であって、透明基板１２及び有機ＥＬ素子１３の形状を円形状や三角形状としたり、導光板２０及び透明基板１２を合わせた形状は円形状で透明基板１２及び有機ＥＬ素子１３の形状を四角形状や三角形状としてもよい。
【００８４】
○  第２の面状光源１５に使用される有機ＥＬ素子以外の光源はＬＥＤに限らない。例えば、冷陰極管を使用してもよい。冷陰極管を使用する場合、冷陰極管を導光板２０の光入射面２０ａに沿って配置するのが好ましい。
【００８５】
○  導光板２０の構成は前記各実施形態の構成に限らず、従来公知の種々の導光板の構成を採用してもよい。例えば、図１０に示すように、面状発光する導光板２０と、導光板２０に沿って配置されるとともに光源をＬＥＤ２１として線状発光する棒状導光体３３とを組み合わせた構成としてもよい。
【００８６】
○  透明基板１２と導光板２０とを一体に形成せず、第１の面状光源１４と第２の面状光源１５とを別々に形成した後、透明基板１２と導光板２０とを接合して面状光源装置１１を形成してもよい。接合部が暗い場合には、透明基板１２及び導光板２０の境界（接合部）に、光散乱部を設けるのが好ましい。
【００８７】
○  第２の面状光源１５に使用される有機ＥＬ素子１３以外の光源は、導光板２０の端面と対応する状態で配置される構成に限らず、例えば、図１１に示すように、導光板２０の光出射面２０ｂと反対側の面と対応するように配置される構成としてもよい。この場合、導光板２０の光入射面２０ａは光出射面２０ｂの反対側の面となる。また、有機ＥＬ素子１３以外の光源として線状光源３２を設けるのが好ましい。
【００８８】
○  面状光源装置１１の光出射面１２ｂ，２０ｂ上に拡散シート（散乱シート）２８が設けられた構成としてもよい。この場合、面状光源装置１１を液晶表示装置２６のバックライトとして使用する際、別部品の拡散シート２８を準備する必要がない。
【００８９】
○  第１電極１６を形成する透明導電材の材質はＩＴＯに限らず、例えば、酸化亜鉛を使用してもよい。
○  第１電極１６を導電性を有する透明な材質ではなく、極薄い金属層で透明に構成してもよい。極薄いとは５０ｎｍ以下を意味し、０．５〜２０ｎｍの範囲が好ましい。
【００９０】
○  透明基板１２側に配設される第１電極１６を陰極とし、第２電極１８を陽極としてもよい。この場合、有機ＥＬ層１７の構成もそれに対応して変更する。例えば、第１電極１６側から電子注入層、発光層及び正孔注入層の３層あるいは電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層及び正孔注入層の５層とする。
【００９１】
○  有機ＥＬ層１７は、発光層のみの単層、または正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と発光層が積層された多層のいずれであってもよい。
【００９２】
○  透明基板１２及び導光板２０としてガラス基板に代えて樹脂製で透明な板を使用してもよく、フレキシブルな透明樹脂基板を使用してもよい。樹脂製の場合はガラス基板より軽くなる。
【００９３】
○  面状光源装置１１はバックライト用に限らず、他の照明装置に使用してもよい。
○  光反射性を有する電極の材質は、アルミニウムに限らず、クロムや他の金属としてもよい。
【００９４】
○  第１の面状光源１４に有機ＥＬ素子１３に代えて無機ＥＬ素子を使用してもよい。
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
（１）  請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の面状光源及び前記第２の面状光源の光出射面を覆う拡散シートが設けられている。
【００９５】
（２）  請求項６に記載の発明において、前記第２の面状光源は光源として、赤色発光のＬＥＤ、青発光のＬＥＤ、緑発光のＬＥＤの３種類のＬＥＤを使用して、３種類のＬＥＤの発光の合成（混色）により、光出射面から白色光が出射される構成となっている。
【００９６】
（３）  請求項４に記載の発明において、前記第２の面状光源の導光板は、マクロ的に見た厚さが透明基板から遠い側の端面側から透明基板側に向かって薄くなるように形成されている。
【００９７】
（４）  請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記第２の面状光源の導光板は、前記導光板の光入射面から入射して該導光板内を光出射面から出射しない方向へ進む光を前記光出射面から出射するように変更させる変向部が設けられている。前記変向部には、光散乱部や光反射部が相当する。    
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１の実施形態の面状光源装置の模式断面図。
【図２】同じく面状光源装置の模式平面図。
【図３】第２の実施形態の面状光源装置の模式断面図。
【図４】同じく面状光源装置の模式平面図。
【図５】採光面の作用を示す模式図。
【図６】第３の実施形態の面状光源装置の模式平面図。
【図７】第４の実施形態の面状光源装置の模式断面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は別の実施形態の面状光源装置の模式平面図。
【図９】（ａ）は別の実施形態の面状光源装置の模式断面図、（ｂ）は模式平面図。
【図１０】別の実施形態の面状光源装置の模式平面図。
【図１１】別の実施形態の面状光源装置の模式断面図。
【図１２】（ａ）は従来光源装置の模式平面図、（ｂ）は模式側面。
【符号の説明】
【００９９】
１１…面状光源装置、１２…透明基板、１２ａ，２０ａ…光入射面、１２ｃ，２０ｃ…端面、１３…ＥＬ素子としての有機ＥＬ素子、１４…第１の面状光源、１５…第２の面状光源、２０…導光板、２１…ＥＬ素子以外の光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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