(57)【要約】【課題】  出射光制御板と導光体との密着性、密着力を向上させた面光源素子およびそれを利用した薄型の表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光源２と、リフレクタ８と、そのリフレクタ８で反射された前記光源２からの光が、少なくとも一つの端面を入射面１として入射される導光体３と、その導光体３の出射面からの光を出射面６の正面方向に向かわせるための、少なくとも一部に曲面を有する複数の凸部７が前記導光体３と対向する面５に設けられ、前記凸部７の頂部が前記導光体３の出射面に密着されてなる出射光制御板４とを備え、その出射光制御板４の出射面６を発光面とする面光源素子において、前記凸部７の頂部が平坦面９を有し、その平坦面９の面積Ｓ１が前記凸部７の出射面の面積Ｓ２の１／１００以上、１／２以下であることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
リフレクタと、
そのリフレクタで反射された前記光源からの光が、少なくとも一つの端面を入射面として入射される導光体と、
その導光体の出射面からの光を出射面の正面方向に向かわせるための、少なくとも一部に曲面を有する複数の凸部が前記導光体と対向する面に設けられ、前記凸部の頂部が前記導光体の出射面に密着されてなる出射光制御板とを備え、その出射光制御板の出射面を発光面とする面光源素子において、
前記凸部の頂部が平坦面を有し、その平坦面の面積が前記凸部の出射面の面積の１／１００以上、１／２以下であることを特徴とする面光源素子。
【請求項２】
請求項１に記載の面光源素子の発光面上に透過型表示素子を設けてなる表示装置。
【請求項３】
前記透過型表示素子が液晶表示素子である請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の面光源素子の発光面上に印刷フィルムを設けてなる表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の面光源素子の発光面上に散乱機能を有する成形体を設けてなる表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ、コンピュータ用モニタ、ビデオカメラ、テレビ受信機、カーナビゲーションシステム、広告用看板などに利用される面光源素子およびこれを用いた直視型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、広告用看板などに代表される透過型表示装置は、面状に光を発する面光源素子（バックライト）と画像情報を与える表示パネルとで構成され、その表示パネルが与えた画像情報により光の透過率がコントロールされることによって文字および映像が表示される。バックライトとしては、ハロゲンランプ、反射板、レンズなどが組み合わされて出射光の輝度の分布が制御されるもの、蛍光管が導光体の端面に設けられ、蛍光管からの光が端面と垂直な面から出射されるもの、蛍光管が導光体の内部に設けられたもの（直下型）などが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。ハロゲンランプを利用したバックライトは、高輝度を必要とする液晶プロジェクタに主に用いられる。一方、導光体を利用したバックライトは薄型化が可能であるため、直視型の液晶ＴＶ、パーソナルコンピュータのディスプレイなどに用いられることが多い。また直下型のバックライトは構造が単純なため大型の広告用看板などに用いられることが多い。
【特許文献１】特開２００２−４２５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液晶ＴＶ、ノートパソコンなどに用いられるバックライトでは、薄型であることが要求されている。薄型化を実現することは、少なくとも一部に曲面を有する複数の凸部が導光体と対向する面に設けられた出射光制御板を導光体と密着させることによって可能であるが、この出射光制御版の凸部の頂部はＲ形状をしていて平坦でないため、密着に適していない。また、接着層または粘着層を用いた密着の場合、頂部のＲ形状を接着層または粘着層に埋めることによって、密着性および密着力を向上することが可能であるが、接着層または粘着層の厚み、固さを制御することが困難であり、生産性を低下させコストアップの原因となる。
【０００４】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、出射光制御板と導光体との密着性、密着力を向上させた面光源素子を提供することを目的とする。また、本発明は、この面光源素子を利用した薄型の表示装置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】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明の面光源素子は、光源と、リフレクタと、そのリフレクタで反射された前記光源からの光が、少なくとも一つの端面を入射面として入射される導光体と、その導光体の出射面からの光を出射面の正面方向に向かわせるための、少なくとも一部に曲面を有する複数の凸部が前記導光体と対向する面に設けられ、前記凸部の頂部が前記導光体の出射面に密着されてなる出射光制御板とを備え、その出射光制御板の出射面を発光面とする面光源素子において、前記凸部の頂部が平坦面を有し、その平坦面の面積が前記凸部の出射面の面積の１／１００以上、１／２以下であることを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、出射光制御板と導光体を密着させた面光源素子において、出射光制御板と導光体の密着を容易にし、かつ高い密着力を得ることができる。また、この面光源素子と、透過型表示素子、印刷フィルムまたは散乱機能を有する成形体とを組み合わせることで、薄型の表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に本発明の面光源素子の一例の概略構成図を示す。この面光源素子は、左右の端面１側に光源２が設けられた導光体３と、導光体３から出射された光の出射角度の分布を制御する出射光制御板４からなっている。出射光制御板４は導光体３上に配置され、入射面５に入射した光が出射面（面光源素子の発光面）６から出射される。出射光制御板４の入射面５には、導光体３の出射面からの光を出射光制御板４の出射面６の正面方向に向かわせるために、曲面を有する多数の凸部７が形成されており、この凸部７の頂部が有する平坦面９が導光体３の出射面に密着している。これら両者は、図示していない接着層もしくは粘着層を両面に有するフィルムを介して、または導光体３に接着層もしくは粘着層を設けることによって、または導光体３の表面をエキシマＵＶランプなどで改質することによって密着させることができる。この例における凸部７は、１次元パターン、具体的には直線状の畝の列をなし、光源２が配置されている側の導光体の端面１すなわち導光体の入射面１と平行になるように各凸部７が配置されている。光源２の周囲には、導光体の入射面１側と反対方向に進む光を反射し、導光体の入射面１側に進行させるリフレクタ８が設けられている。
【０００８】
光源２から導光体の入射面１へ入射した光は導光体３内を全反射を繰り返し伝播していく。この伝搬する光が導光体３の出射面と出射光制御板４の凸部７先端の平坦面９との密着部から出射光制御板４に取り込まれる。これにより、導光体３内を伝搬する光は密着部から順次、出射光制御板４に取り出され、取り出された光は出射光制御板４の凸部７内で全反射されて出射面（面光源素子の発光面）６から出射される。
【０００９】
本発明者らは各種形状の凸部７を有する出射光制御板４について鋭意検討した結果、各凸部７の導光体側頂部に平坦面９を設け、かつ図２ａ〜図２ｄに示すように各平坦面９の面積Ｓ１を各凸部７の出射面（出射光制御板４の内部にある）の面積Ｓ２の１／１００以上、１／２以下とすることによって導光体３との密着が容易となり、かつ良好な密着性を有することを見出した。なお、図２ａ〜図２ｄにおいて、凸部７は紙面垂直方向に延び、その長さだけ、凸部７の平坦面９も凸部７の出射面も紙面垂直方向に延びるから、両者の面積Ｓ１，Ｓ２は、図示したように、紙面に沿うそれぞれの幅で対比される。本発明における出射光制御板４が有する凸部７の断面形状は、図２ａ〜図２ｄに示したように種々考えられる。平坦面９は、曲面からなる凸部の先端を平坦になるよう切断して得られる形状であるのが望ましく、平坦面９が出射面６と平行であることがさらに望ましい。また、図２ａ〜図２ｄのような凸部７の鉛直断面において平坦面９を示す線と曲面を示す線との接続点が変曲点であってもよい。以下に、本発明の実施例と、本発明との比較例とを示す。
【実施例】
【００１０】
出射光制御板４に設けられた凸部７は、光源２からの距離が遠いほど密に配置されており（この様子は図示されていない）、出射面６での光の分布を均一化している。この実施例および後述の比較例においては、２３０ｍｍ×３０５ｍｍの出射光制御板４を使用した。出射光制御板４の大きさは、使用する光源２、導光体３などの大きさに応じて任意に変えることができる。
【００１１】
凸部７の頂部が平坦面９を有する出射光制御板４において、一つの凸部７の平坦面９の面積Ｓ１が１９００μｍ２、一つの凸部７の出射面の面積Ｓ２が５４００μｍ２である場合に、すなわちＳ１／Ｓ２＝１／２．８４である場合に、密着力は０．８ｋｇｆ/５０ｍｍ、正面輝度は４０００ｃｄ/ｍ２であり、密着力は凸部７の頂部がＲ形状を有する従来の出射光制御板の２．７倍であり、かつ正面輝度は従来の出射光制御板と同等であることが分かった。
【００１２】
〔比較例１〕
凸部の頂部が平坦面を有する出射光制御板において、一つの凸部の平坦面の面積Ｓ１が５０μｍ２、一つの凸部の出射面の面積Ｓ２が５４００μｍ２である場合に、すなわちＳ１／Ｓ２＝１／１０８である場合に、密着力は０．１ｋｇｆ/５０ｍｍ、正面輝度は２０００ｃｄ/ｍ２であり、密着力は従来の出射光制御板の１／３であり、正面輝度は従来の出射光制御板の１／２であることが分かった。
【００１３】
〔比較例２〕
凸部の頂部が平坦面を有する出射光制御板において、一つの凸部の平坦面の面積Ｓ１が２８００μｍ２、一つの凸部の出射面の面積Ｓ２が５４００μｍ２である場合に、すなわちＳ１／Ｓ２＝１／１．９３である場合に、密着力は１．２ｋｇｆ/５０ｍｍ、正面輝度は２０００ｃｄ/ｍ２であり、密着力は従来の出射光制御板の４倍であるが、正面輝度は従来の出射光制御板の１／２であることが分かった。従来の出射光制御板、本発明の実施例の出射光制御板、および本発明との比較例の出射光制御板における、密着力と正面輝度について表１にまとめる。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
本発明の面光源素子に用いる導光体３としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂などの透明性に優れた樹脂またはガラスを所定の形状に加工したものを用いることができる。なかでもアクリル樹脂を用いるのが軽量性、透明性の点で好ましい。加工方法としては、押出し板またはキャスト板から切り出す方法、加熱プレス、射出成形などの溶融成形法などが好適に用いられる。
【００１６】
また、出射光制御板４の表面形状は、スタンパまたは雌金型などを用いて、熱プレス法、紫外線硬化による２Ｐ法、熱硬化によるキャスト法、射出成形法などによって、透明な基材または散乱機能を有する基材上に形成することができる。その基材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂などの樹脂またはガラスが用いられる。出射光制御板４の作製に用いるスタンパは、例えばガラス基板上にネガ型またはポジ型の感光性樹脂を単層または積層コーティングし、この感光性樹脂をフォトマスクを介して露光し、現像後、電鋳を行うことにより作製することができ、切削によって作製することもできる。出射光制御板４は板状である必要はなく、フィルム状であってもよい。
【００１７】
また、本発明の出射光制御板４が備える凸部７は、図１で示した１次元的配置のレンチキュラーレンズのようなパターンばかりでなく、２次元的配置のレンズアレイタイプでもよい。出射光制御板４の出射面６にマイクロレンズアレイが設けられていてもよい。出射光制御板４と導光体３の貼付けには、紫外線硬化型接着剤、ホットメルト接着剤などの接着剤や粘着材、これら接着剤、粘着材を両面に有する透明基材の使用、または導光体３へのエキシマＵＶ照射による導光体表面改質などのうち、密着性、透明性に優れるものを選択して用いることができる。
【００１８】
前記の通り説明した面光源素子を用い、その出射面６に透過型の表示素子を設けることで、直視型の表示装置を構成することができる。この透過型表示素子としては、ＳＴＮ、ＴＦＴ、ＭＩＮＩなどの液晶パネル（液晶表示素子）が挙げられる。また、透過型の表示素子の代わりに、透明または乳半フィルム上に印刷を施した印刷フィルム、散乱機能を有する着色プラスチックの成形品などを用いて、広告看板、情報掲示板などの表示装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の面光源素子の一例の概略斜視図である。
【図２ａ】同面光源素子の出射光制御板の凸部の断面形状の一例を表す図である。
【図２ｂ】同面光源素子の出射光制御板の凸部の断面形状の別の例を表す図である。
【図２ｃ】同面光源素子の出射光制御板の凸部の断面形状のさらに別の例を表す図である。
【図２ｄ】同面光源素子の出射光制御板の凸部の断面形状さらに別の例を表す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  導光体の入射面
２  光源
３  導光体
４  出射光制御板
５  出射光制御板の入射面（導光体と対向する面）
６  出射光制御板の出射面（面光源素子の発光面）
７  凸部
８  リフレクタ
９  凸部の頂部が有する平坦面
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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