(57)【要約】  【課題】  複数の光源を用いても正面方向に効率的に光を集めて正面輝度を向上させることが可能な面光源装置を提供する。  【解決手段】  点光源１及び２と、点光源１及び２から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板３と、導光板３の内部を進行する光を反射によって導光板３の上面から当該上面の法線方向で外部へ出射させる複数のプリズム４と、を備え、点光源１及び２が導光板３の厚み方向に並べて配置され、プリズム４の反射面が点光源１及び２を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されることを特徴とする面光源装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個の点光源と、
前記点光源から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、
前記導光板内部を進行する光を複数の箇所において非散乱性反射によって前記導光板の光出射面から所定の方向で外部へ出射させる光取り出し手段と、を備え、
前記点光源全てが前記導光板の厚み方向に並べて配置され、
前記光取り出し手段の各反射面が、前記点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
少なくとも２個の点光源と、
前記点光源から発せられた光を反射する反射手段と、
前記反射手段により反射された光を内部で進行させる導光板と、
前記導光板内部を進行する光を複数の箇所において非散乱性反射によって前記導光板の光出射面から所定の方向で外部へ出射させる光取り出し手段と、を備え、
前記点光源各々の前記反射手段による虚像の位置が導光板の法線方向から見て略一致し、
前記光取り出し手段の各反射面が、前記点光源各々の前記反射手段による虚像の位置を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されることを特徴とする面光源装置。
【請求項３】
少なくとも２個の紫外光源と、
前記紫外光源から発せられた紫外光によって励起され可視光を放射し、可視光を発する点光源となる波長変換体と、
前記波長変換体から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、
前記導光板内部を進行する光を複数の箇所において非散乱性反射によって前記導光板の光出射面から所定の方向で外部へ出射させる光取り出し手段と、を備え、
前記光取り出し手段の各反射面が、前記波長変換体を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されることを特徴とする面光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の面光源装置をバックライトとして備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とするモバイル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置などに用いられる面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや携帯電話等に幅広く利用されている液晶表示装置は、液晶材が自己発光しないために、通常光源装置を具備している。特にモバイル機器に搭載される液晶表示装置の場合は、薄型軽量化を図るために、発光ダイオード（ＬＥＤ）や蛍光管等の光源と、薄型の導光板と、前記光源から出射し全反射を繰り返しながら導光板内部を導光する光を液晶表示パネル側に出射させる光取り出し手段と、を備えた面光源装置が一般的に用いられる。光取り出し手段としては、拡散反射インクのドット印刷による拡散パターンやプリズム等の凹凸形状が用いられることが多い。
【０００３】
従来の代表的な面光源装置の斜視図を図１１に示す。図１１に示す従来の面光源装置は、光源として使用する複数のＬＥＤ３０と、アクリル等の透明材料からなる導光板３１と、導光板３１の光出射面３１ａに対向する面に拡散反射インクのドット印刷によって形成された拡散パターン３２と、導光板３１の拡散パターン３２が形成された面３１ｂ側に配置された反射板３３と、によって構成されている。
【０００４】
ＬＥＤ３０から出射して光入射面３１ｃから導光板３１の内部に導かれた光は、全反射を繰り返しながら導光板３１内部を進行する。そして、導光板３１内部の光は拡散パターン３２に当たると拡散パターン３２により散乱し、その散乱光が全反射の臨界角よりも小さな角度で光出射面３１ａに入射すると光出射面３１ａから外部へ出射する。導光板３１の下面３１ｂの拡散パターン３２が存在しない箇所を透過した光は、反射板３３によって反射されて再び導光板３１内部へ戻る。
【０００５】
拡散パターン３２は光強度の面内の均一性を得るために、図１１に図示したようにＬＥＤ３０から離れるにつれて、そのドット密度が高くなるように印刷されている。図１１に示す従来の面光源装置は、面内で均一に発光する薄型の面光源装置であるため、多くの液晶表示装置の光源装置として用いられている。
【０００６】
モバイル機器に搭載される液晶表示装置は、一般にユーザーによって正面方向から視認されることが多い。したがって、モバイル機器に搭載される液晶表示装置においては、表示特性の中でも正面輝度が重視される。しかし、図１１に示す従来の面光源装置は、光取り出し手段として散乱体である拡散パターン３２を使用しているために、液晶表示パネル側の広い範囲に光が出射し、原理的に高い正面輝度を得ることは難しかった。
【０００７】
また、ＬＥＤの数を増やすことにより正面輝度を高くする方法もあるが、かかる方法を採ることは消費電力の増大を意味し、限られた容量のバッテリーで動作するモバイル機器に搭載される液晶表示装置の光源装置には向かなかった。
【０００８】
このような問題点を解決することができる面光源装置が、特許文献１と非特許文献１に記載されている。この面光源装置は、面光源装置の正面方向を中心とした非常に狭い範囲に出射光を集めることによって正面輝度を高くしている。以下、特許文献１と非特許文献１とに記載されている面光源装置を「正面輝度が高い従来の面光源装置」と呼ぶ。
【０００９】
正面輝度が高い従来の面光源装置の斜視図を図１２に示し、正面輝度が高い従来の面光源装置の上面図を図１３に示し、図１２のＤ−Ｄ断面図を図１４に示す。
【００１０】
正面輝度が高い従来の面光源装置は、光源であるＬＥＤ３４と、アクリル等の透明材料からなる導光板３５と、導光板３５の光出射面３５ａに対向する面３５ｂに形成された三角溝状のプリズム３６と、によって構成されている。
【００１１】
ＬＥＤ３４から出射して光入射面３５ｃから導光板３５の内部に導かれた光は、全反射を繰り返しながら導光板３５内部を進行する。そして、導光板３５内部の光はプリズム３６の反射面に当たるとプリズム３６により反射し、その反射光が光出射面３５ａから外部へ出射する。
【００１２】
プリズム３６の反射面は、図１３に示すようにＬＥＤ３４を中心とした円の半径方向であるＹ方向に対して直交するＸ方向に延びるように形成されている。言い換えれば、プリズム３６は、Ｘ方向に延びる溝によって構成されている。プリズム３６の反射面の傾斜角度は、導光板３５の内部を導光する光が、光出射面３５ａの法線方向に効率よく出射するように規定されている。なお、隣接する各プリズム３６同士の間隔は、光強度の面内の均一性を得るために、図１２〜図１４で図示したようにＬＥＤ３４から離れるにつれて各プリズム３６の間隔が短くなるように設計されている。
【００１３】
ここで、正面輝度が高い従来の面光源装置の出射面３５ａにおける光学特性の測定結果を図１５に示す。図１５は正面輝度が高い従来の面光源装置が具備する導光板３５の出射面３５ａの中心部において測定した輝度-視野角度分布を示したものである。特性曲線３７はＬＥＤ３４を中心とした円の半径方向であるＹ方向における測定の結果であり、特性曲線３８はＹ方向に対して直交するＸ方向における測定の結果である。
【００１４】
特性曲線３８から分かるようにＸ方向における輝度の半値幅は約±３゜である。また、特性曲線３７から分かるようにＹ方向における輝度の半値幅は約±１５゜である。図１１に示す従来の面光源装置について同様の測定を行うと、輝度の半値幅は±３０゜以上であるため、正面輝度が高い従来の面光源装置では、出射光が光出射面３５ａの法線方向に効率的に集められていることが分かる。正面輝度が高い従来の面光源装置では、出射光が光出射面３５ａの法線方向に効率的に集められているため、正面輝度が飛躍的に向上している。
【特許文献１】特許第３１５１８３０号公報
【非特許文献１】「ＩＤＷ‘０２」，２００２年，ｐ．５０９−５１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、正面輝度が高い従来の面光源装置では、プリズムが描く円の中心に光源を配置しなければならないため、光源は点光源である必要があった。光源が円の中心からずれると、光が光出射面３５ａの法線方向からずれて出射するため、効率的に出射光を光出射面３５ａの法線方向に集めることができない。加えて、出射する光が光出射面３５ａの法線方向からずれる量及び角度は、導光板の光出射面内の場所によって異なるため、正面輝度が不均一になり、見栄えが悪かった。
【００１６】
プリズムが描く円の中心位置から光源がずれた場合について、図１６を参照して説明する。図１６は、正面輝度が高い従来の面光源装置についてＬＥＤを２個並列に配置した場合の上面図を示している。なお、図１６において、図１２〜図１４と同一の部分には同一の符号を付す。
【００１７】
導光板３５の形状やプリズム３６の配置方法等、すなわちＬＥＤの配置以外は図１２〜図１４に示す面光源装置と全く同一の構成である。なお、図１６においてプリズム３６が描く円の中心は、２個のＬＥＤ３４’、３４’’のちょうど中間の位置としている。また、図１６において、プリズム３６については多数の表示を省略し、代表例として導光板３５の中心部に位置するプリズムを一つだけ記載している。
【００１８】
２つのＬＥＤ３４’、３４’’から出射した光が導光板３５内を導光し、中心部のプリズム３６に入射したとすると、光はプリズム３６の長手方向に対して直交する方向からΔθだけずれてプリズム３６に入射するために、プリズム３６で反射した結果、光出射面の法線方向からΔθずれて出射する。これに対して、光源が点光源つまりＬＥＤが一個の場合は、光は必ずプリズム３６の長手方向に対して直交する方向からプリズム３６に入射するために、このような問題は発生せずに、光出射面の法線方向に出射する。
【００１９】
ＬＥＤ３４’、３４’’中心間の距離ｄとΔθとの関係を図１７に示す。なお、図１７は、導光板の中心部に位置するプリズムについての計算結果である。一般的な表面実装型のＬＥＤでは、横幅が３．５ｍｍ程度であるため、実装のマージンを含めると、ＬＥＤ中心間の距離ｄは約５ｍｍ必要である。そうすると、図１７のグラフよりΔθは約４．８゜である。これは、光出射面の法線方向から約４．８゜ずれて光が出射することを意味する。その結果、正面輝度は低下し、ＬＥＤ３４’、３４’’から発せられる光が±４．８゜に分かれて導光板から出射する不自然な輝度特性になる。
【００２０】
また、この出射角のずれ量は、ＬＥＤとプリズムとの距離によっても変化し、ＬＥＤに近いプリズムから出射した光ほど、ずれ量は大きい。
【００２１】
したがって、正面輝度が高い従来の面光源装置では、ＬＥＤを１個しか使用することができず、光を集め正面輝度を高めたとしても限界があった。
【００２２】
なお、ユーザーによって正面から所定の角度だけ傾いた方向で視認される液晶表示装置にバックライトして用いられる面光源装置では、正面輝度の向上ではなく正面から所定の角度傾いた方向の輝度の向上が要求される。
【００２３】
本発明は、上記の問題点に鑑み、複数の光源を用いても正面方向に効率的に光を集めて正面輝度を向上させることが可能な面光源装置並びにこれを備えた液晶表示装置及びモバイル機器を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の問題点に鑑み、複数の光源を用いても正面から所定の角度傾いた方向に効率的に光を集めて正面から所定の角度傾いた方向の輝度を向上させることが可能な面光源装置並びにこれを備えた液晶表示装置及びモバイル機器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】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明に係る面光源装置においては、少なくとも２個の点光源と、前記点光源から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、前記導光板内部を進行する光を複数の箇所において非散乱性反射によって前記導光板の光出射面から所定の方向で外部へ出射させる光取り出し手段と、を備え、前記点光源全てが前記導光板の厚み方向に並べて配置され、前記光取り出し手段の各反射面が、前記点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されている。なお、前記所定の方向は、前記導光板の光出射面の法線方向でも良く、前記導光板の光出射面の法線方向から所定の角度だけ傾いた方向であっても良い。
【００２５】
このような構成によると、複数の点光源を具備し且つ点光源全てを略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように光取り出し手段の各反射面が形成されているので、複数の点光源から発せられる光がそれぞれ異なる方向で光取り出し手段の各反射面に入射することはなくすべて前記半径方向で光取り出し手段の各反射面に入射し、光出射面から所定の方向で導光板から出射される。これにより、正面輝度或いは正面から所定の角度傾いた方向の輝度を向上させることができ、尚かつ自然な輝度特性を得ることができる。
【００２６】
上記目的を達成するために本発明に係る面光源装置においては、少なくとも２個の点光源と、前記点光源から発せられた光を反射する反射手段と、前記反射手段により反射された光を内部で進行させる導光板と、前記導光板内部を進行する光を複数の箇所において非散乱性反射によって前記導光板の光出射面から所定の方向で外部へ出射させる光取り出し手段と、を備え、前記点光源各々の前記反射手段による虚像の位置が導光板の法線方向から見て略一致し、前記光取り出し手段の各反射面が、前記点光源各々の前記反射手段による虚像の位置を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されている。なお、前記所定の方向は、前記導光板の光出射面の法線方向でも良く、前記導光板の光出射面の法線方向から所定の角度だけ傾いた方向であっても良い。
【００２７】
このような構成によると、複数の点光源を具備し且つ点光源各々の反射手段による虚像全てを略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように光取り出し手段の各反射面が形成されているので、複数の点光源から発せられる光がそれぞれ異なる方向で光取り出し手段の各反射面に入射することはなくすべて前記半径方向で光取り出し手段の各反射面に入射し、光出射面から所定の方向で導光板から出射される。これにより、正面輝度或いは正面から所定の角度傾いた方向の輝度を向上させることができ、尚かつ自然な輝度特性を得ることができる。
【００２８】
上記目的を達成するために本発明に係る面光源装置においては、少なくとも２個の紫外光源と、前記紫外光源から発せられた紫外光によって励起され可視光を放射し、可視光を発する点光源となる波長変換体と、前記波長変換体から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、前記導光板内部を進行する光を複数の箇所において非散乱性反射によって前記導光板の光出射面から所定の方向で外部へ出射させる光取り出し手段と、を備え、前記光取り出し手段の各反射面が、前記波長変換体を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように形成されている。なお、前記所定の方向は、前記導光板の光出射面の法線方向でも良く、前記導光板の光出射面の法線方向から所定の角度だけ傾いた方向であっても良い。
【００２９】
このような構成によると、波長変換体を中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように光取り出し手段の各反射面が形成されているので、波長変換体に複数の紫外光源から紫外光が発せられても波長変換体から発せられる可視光は前記半径方向で光取り出し手段の各反射面に入射し、光出射面から所定の方向で導光板から出射される。これにより、正面輝度或いは正面から所定の角度傾いた方向の輝度を向上させることができ、尚かつ自然な輝度特性を得ることができる。
【００３０】
また、上記目的を達成するために本発明に係る面光源装置は、上記いずれかの構成の面光源装置をバックライトとして備えている。
【００３１】
また、上記目的を達成するために本発明に係るモバイル機器は、上記構成の液晶表示装置を備えている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によると、複数の光源を用いても正面方向に効率的に光を集めて正面輝度を向上させることが可能な面光源装置並びにこれを備えた液晶表示装置及びモバイル機器を実現することができる。また、本発明によると、複数の光源を用いても正面から所定の角度傾いた方向に効率的に光を集めて正面から所定の角度傾いた方向の輝度を向上させることが可能な面光源装置並びにこれを備えた液晶表示装置及びモバイル機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、以下で参照する図１〜図６及び図８〜図１０では、簡略のためにプリズムの個数を少なく記載しているが、実際の導光板にはもっと多数のプリズムが形成されている。
【００３４】
まず、本発明の第一実施形態について説明する。本発明の第一実施形態に係る面光源装置の斜視図を図１に示し、本発明の第一実施形態に係る面光源装置の上面図を図２に示し、図１のＡ−Ａ断面図を図３に示す。
【００３５】
本発明の第一実施形態に係る面光源装置は、発光面が揃えられて導光板３の厚み方向に並列に並べて配置された光源１及び２と、その光源１及び２から発せられる光を内部に閉じ込めて導光させる導光板３と、その導光板３の光出射面３ａに対向する面３ｂに形成されたプリズム４と、によって構成されている。
【００３６】
本実施形態では、光源１及び２に導光板３の幅寸法と比較して十分に幅の狭いＬＥＤを用いる。これにより、光源１及び２は導光板３にとって点光源となる。２個のＬＥＤの導光板厚み方向の位置がずれないように、接着剤を用いて光源１であるＬＥＤの底面と光源２であるＬＥＤの上面を貼り合わせる。こうして得られたＬＥＤの連結体を、発光面が導光板３の光入射面３ｃに密着するように配置する。
【００３７】
導光板３はアクリル等の透明な材料からなる。本実施形態では、導光板３を射出成形によって作成する。導光板３は、略長方形状の平板であり、一角に光入射面３ｃが形成される。また、２個のＬＥＤから発せられる光を効率的に内部に取り込めるように光出射面３ａ周辺部分の厚みを厚くし、薄型軽量化を図るために他の部分の厚みを薄くしている。さらに、導光板３の厚みが異なる部分をつなげる領域は、導光を妨げないように緩やかな曲線を描く形状としている。なお、特に薄型軽量化を図る必要がない場合は、導光板３全体を均一の厚さで作成しても良い。
【００３８】
本実施形態では、プリズムの形状をあらかじめ射出成形用金型に作成しておき、導光板３の射出成形と同時にプリズム４も作成している。なお、プリズムを透明なシート上に形成し、プリズムが形成されていない導光板に接着剤を介して前記透明シートを貼りあわせる形態であっても良い。
【００３９】
プリズム４の反射面は、図１及び図２に示すように、光源１及び２である２個のＬＥＤを中心とした円の半径方向であるＹ方向に対して直交するＸ方向に延びるように形成されている。言い換えれば、プリズム４は、Ｘ方向に延びる溝によって構成されている。そして、導光板３の内部を全反射しながら導光する光が光出射面３ａの法線方向に効率よく出射するように、プリズム４の反射面の傾斜角度を規定している。なお、光強度の面内の均一性を得るために、図１〜図３に図示したように光源１及び２である２個のＬＥＤから離れるにつれて、隣接する各プリズム４同士の間隔が短くなるように設計している。
【００４０】
このような構成の面光源装置では、光源１及び２である２個のＬＥＤから出射して光入射面３ｃから導光板３の内部に導かれた光は、全反射を繰り返しながら導光板３内部を進行する。そして、導光板３内部の光はプリズム４の反射面に当たるとプリズム４により反射し、その反射光が光出射面３ａから外部へ出射する。
【００４１】
本発明の第一実施形態に係る面光源装置によると、２個の光源を具備し且つ光源１及び２である２個のＬＥＤを中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように各プリズムの反射面が形成されているので、２個の光源から発せられる光が互いに異なる方向で各プリズムの反射面に入射することはなく互いに前記半径方向で各プリズムの反射面に入射し、光出射面の法線方向で導光板から出射される。これにより、図１２〜図１４に示した正面輝度が高い従来の面光源装置と比較して約２倍の正面輝度を得ることができ、尚かつ自然な輝度特性を得ることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、２個の光源を用いたが、原理的にはもっと多くの光源を使用することもでき、配置した光源の個数倍だけ正面輝度が向上する。
【００４３】
また、本実施形態のように導光板の法線方向から見て複数の光源が完全に一致することが望ましいが、複数の光源が多少ずれて配置されていても構わない。導光板の法線方向から見たずれ量は、出射光の半値幅を考慮して、±１．５ｍｍ以内であることが好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では、導光板３の内部を導光する光が光出射面３ａの法線方向に出射するようにプリズム４の反射面の角度を規定したが、本発明はこれに限定されることは無く、光出射面３ａの法線方向から所定の角度だけ傾いて光が出射するように設計してもよい。
【００４５】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態に係る面光源装置の斜視図を図４に示し、本発明の第二実施形態に係る面光源装置の上面図を図５に示し、図４のＢ−Ｂ断面図を図６に示す。また、本発明の第二実施形態に係る面光源装置が具備する光源の虚像位置を図７に示す。
【００４６】
本発明の第二実施形態に係る面光源装置は、導光板１３の一角上部に並べて配置された光源１１及び１２と、その光源１１及び１２から発せられる光を内部に閉じ込めて導光させる導光板１３と、その導光板１３の光出射面１３ａに対向する面１３ｂに形成されたプリズム１４と、によって構成されている。
【００４７】
導光板１３はアクリル等の透明な材料からなる。本実施形態では、導光板１３を射出成形によって作成する。導光板１３は、略長方形状の平板であり、一角に短辺側面１３ｆとのなす角が１１２．５゜である側面１３ｄ及び長辺側面１３ｇとのなす角が１１２．５゜である側面１３ｅが形成されている。そして、側面１３ｄ及び１３ｅを反射面にする。側面１３ｄ及び１３ｅを反射面にする方法としては、例えば側面１３ｄ及び１３ｅに金属薄膜を蒸着する方法が挙げられる。
【００４８】
本実施形態では、プリズムの形状をあらかじめ射出成形用金型に作成しておき、導光板１３の射出成形と同時にプリズム１４も作成している。なお、プリズムを透明なシート上に形成し、プリズムが形成されていない導光板に接着剤を介して前記透明シートを貼りあわせる形態であっても良い。
【００４９】
本実施形態では、光源１１及び１２に導光板１３の幅寸法と比較して十分に幅の狭いＬＥＤを用いる。これにより、光源１１及び１２は導光板１３にとって点光源となる。反射面である側面１３ｄによる光源１１の虚像１１’（図７を参照）の位置と反射面である側面１３ｅによる光源１２の虚像１２’（図７を参照）の位置とが導光板１３の法線方向から見てほぼ一致するように、導光板１３の光出射面１３ａ上に接着剤を介して光源１１であるＬＥＤ及び光源１２であるＬＥＤを固定する。
【００５０】
プリズム１４の反射面は、図５及び図７に示すように、光源１１の虚像１１’及び光源１２の虚像１２’を中心とした円の半径方向であるＹ方向に対して直交するＸ方向に延びるように形成されている。言い換えれば、プリズム１４は、Ｘ方向に延びる溝によって構成されている。そして、導光板１３の内部を全反射しながら導光する光が光出射面１３ａの法線方向に効率よく出射するように、プリズム１４の反射面の傾斜角度を規定している。なお、光強度の面内の均一性を得るために、図４〜図６に図示したように光源１１及び１２である２個のＬＥＤから離れるにつれて、隣接する各プリズム１４同士の間隔が短くなるように設計している。
【００５１】
本発明の第二実施形態に係る面光源装置によると、２個の光源を具備し且つ光源１１の虚像及び光源１２の虚像を中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように各プリズムの反射面が形成されているので、２個の光源から発せられる光が互いに異なる方向で各プリズムの反射面に入射することはなく互いに前記半径方向で各プリズムの反射面に入射し、光出射面の法線方向で導光板から出射される。これにより、図１１〜図１３に示した正面輝度が高い従来の面光源装置と比較して約２倍の正面輝度を得ることができ、尚かつ自然な輝度特性を得ることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、２個の光源を用いたが、原理的にはもっと多くの光源を使用することもでき、配置した光源の個数倍だけ正面輝度が向上する。
【００５３】
また、導光板の法線方向から見て複数の光源の虚像が完全に一致することが望ましいが、複数の光源が多少ずれて配置されていても構わない。導光板の法線方向から見たずれ量は、出射光の半値幅を考慮して、±１．５ｍｍ以内であることが好ましい。
【００５４】
また、本実施形態では、光源を導光板の上面に配置したが、導光板の内部に封入しても良く、導光板の下面に配置しても良い。
【００５５】
また、本実施形態では、導光板１３の内部を導光する光が光出射面１３ａの法線方向に出射するようにプリズム１４の反射面の角度を規定したが、本発明はこれに限定されることは無く、光出射面１３ａの法線方向から所定の角度だけ傾いて光が出射するように設計してもよい。
【００５６】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。本発明の第三実施形態に係る面光源装置の斜視図を図８に示し、本発明の第三実施形態に係る面光源装置の上面図を図９に示し、図８のＣ−Ｃ断面図を図１０に示す。
【００５７】
本発明の第三実施形態に係る面光源装置は、蛍光体２５に隣接して配置される紫外光源２１及び２２と、紫外光源２１及び２２から発せられる紫外光によって励起され可視光を放射する波長変換体である蛍光体２５と、光入射面２３ｃに蛍光体２５が配置されその蛍光体２５から発せられる可視光を内部に閉じ込めて導光させる導光板２３と、その導光板２３の光出射面２３ａに対向する面２３ｂに形成されたプリズム２４と、によって構成されている。ここで、紫外光源とは、波長が４００ｎｍ以下の光を主に発光する光源をいう。
【００５８】
本実施形態では、赤発光の蛍光体（化成オプトニクス社製P22-RE3）と、緑発光の蛍光体（化成オプトニクス社製LP-G3）と、青発光の蛍光体（化成オプトニクス社製LP-B4）を適量ずつ混合することによって発光色が白色の蛍光体を作成し、その作成した蛍光体を導光板２３の光入射面２３ｃに約３ｍｍの幅となるように塗布することで蛍光体２５を形成する。蛍光体２５の幅を導光板３の幅寸法と比較して十分に狭くすることで、紫外光によって励起されて可視光を発する蛍光体２５は導光板３にとって点光源となる。なお、蛍光体２５から発せられる可視光を効率的に導光板２３の内部に入射させるために、蛍光体２５の導光板２３に接していない面に反射面（例えば金属薄膜）を形成しても良い。
【００５９】
また、本実施形態では、紫外光源２１及び２２に紫外発光型のＬＥＤ（日亜化学社製NSHU550A）を使用する。
【００６０】
導光板２３はアクリル等の透明な材料からなる。本実施形態では、導光板２３を射出成形によって作成する。導光板２３は、略長方形状の平板であり、一角に光入射面２３ｃが形成される。
【００６１】
本実施形態では、プリズムの形状をあらかじめ射出成形用金型に作成しておき、導光板２３の射出成形と同時にプリズム２４も作成している。なお、プリズムを透明なシート上に形成し、プリズムが形成されていない導光板に接着剤を介して前記透明シートを貼りあわせる形態であっても良い。
【００６２】
プリズム２４の反射面は、図８及び図９に示すように、蛍光体２５を中心とした円の半径方向であるＹ方向に対して直交するＸ方向に延びるように形成されている。言い換えれば、プリズム２４は、Ｘ方向に延びる溝によって構成されている。そして、導光板２３の内部を全反射しながら導光する光が光出射面２３ａの法線方向に効率よく出射するように、プリズム２４の反射面の傾斜角度を規定している。なお、光強度の面内の均一性を得るために、図８〜図１０に図示したように蛍光体２５から離れるにつれて、隣接する各プリズム２４同士の間隔が短くなるように設計している。
【００６３】
このような構成の面光源装置では、蛍光体２５から出射して光入射面２３ｃから導光板２３の内部に導かれた光は、全反射を繰り返しながら導光板２３内部を進行する。そして、導光板２３内部の光はプリズム２４の反射面に当たるとプリズム２４により反射し、その反射光が光出射面２３ａから外部へ出射する。
【００６４】
本発明の第三実施形態に係る面光源装置によると、紫外光によって励起されて可視光を発する蛍光体２５を中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるように各プリズムの反射面が形成されているので、蛍光体２５に２個の紫外光源２１及び２２から紫外光が発せられても蛍光体２５から発せられる可視光は前記半径方向で各プリズムの反射面に入射し、光出射面の法線方向で導光板から出射される。これにより、図１２〜図１４に示した正面輝度が高い従来の面光源装置と比較して約２倍の正面輝度を得ることができ、尚かつ自然な輝度特性を得ることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、２個の紫外光源を用いたが、原理的にはもっと多くの紫外光源を使用することもでき、配置した紫外光源の個数倍だけ正面輝度が向上する。
【００６６】
また、紫外光によって励起されて可視光を放射する波長変換体の発光色は、本実施形態のように白色であることが望ましい。
【００６７】
また、本実施形態では、導光板２３の内部を導光する光が光出射面２３ａの法線方向に出射するようにプリズム２４の反射面の角度を規定したが、本発明はこれに限定されることは無く、光出射面２３ａの法線方向から所定の角度だけ傾いて光が出射するように設計してもよい。
【００６８】
上述した本発明に係る面光源装置は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いると良い。液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを駆動するドライブ回路と、バックライトとによって構成される。ここで、液晶表示パネルの一構成例について説明する。液晶表示パネルは、アクティブマトリクス基板に配向膜を塗布し、これを透明電極、配向膜、及びカラーフィルタ等が配設されている透明絶縁性対向基板と張り合わせ両基板間に液晶を封入したものであり、前記アクティブマトリクス基板は、透明絶縁性基板上に、複数のゲート配線と複数のソース配線を互いに直交するように配設し、その交差部に前記ドライブ回路により制御されるスイッチング素子を形成し、前記ゲート配線と前記ソース配線によって包囲された画素領域を覆う透明電極が形成したものである。
【００６９】
なお、本発明に係る面光源装置をバックライトとして用いる液晶表示装置において、本発明に係る面光源装置と液晶表示パネルとの間に、本発明に係る面光源装置からの出射光の方向を変えるためのプリズムシートを設けても良い。
【００７０】
また、上述した本発明に係る液晶表示装置は、携帯電話装置、ＰＤＡなどのモバイル機器に搭載するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】は、本発明の第一実施形態に係る面光源装置の斜視図である。
【図２】は、本発明の第一実施形態に係る面光源装置の上面図である。
【図３】は、本発明の第一実施形態に係る面光源装置の断面図である。
【図４】は、本発明の第二実施形態に係る面光源装置の斜視図である。
【図５】は、本発明の第二実施形態に係る面光源装置の上面図である。
【図６】は、本発明の第二実施形態に係る面光源装置の断面図である。
【図７】は、本発明の第二実施形態に係る面光源装置が具備する光源の虚像位置を示す図である。
【図８】は、本発明の第三実施形態に係る面光源装置の斜視図である。
【図９】は、本発明の第三実施形態に係る面光源装置の上面図である。
【図１０】は、本発明の第三実施形態に係る面光源装置の断面図である。
【図１１】は、従来の面光源装置の斜視図である。
【図１２】は、正面輝度が高い従来の面光源装置の斜視図である。
【図１３】は、正面輝度が高い従来の面光源装置の上面図である。
【図１４】は、正面輝度が高い従来の面光源装置の断面図である。
【図１５】は、正面輝度が高い従来の面光源装置の出射面における光学特性を示す図である。
【図１６】は、正面輝度が高い従来の面光源装置についてＬＥＤを２個並列に配置した場合の上面図である。
【図１７】は、２つのＬＥＤ中心間の距離とプリズム入射光の入射方向ずれ量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１、２、１１、１２  光源
３、１３、２３  導光板
４、１４、２４  プリズム
２１、２２  紫外光源
２５  蛍光体
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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