(57)【要約】【課題】点状光源からの出射光を適切に分散させることにより面光源化して表示視認性を高める。【解決手段】光路制御板３の内側面３Ａに、光軸Ａが直角をなすようにＬＥＤを配置し、光軸Ａが通る部分の両側に、突起状の透過・反射部１０１〜１０８と溝状の屈折用湾曲部２０１〜２０８を交互に配置して、ＬＥＤからの出射光を透過・反射部と屈折用湾曲部で分散させて光路制御板３の外側面３Ｂで出射光が方向分散するように光路変更させて、光路制御板３の外側面３Ｂを仮想発光面とした。【選択図】図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点状光源と、該点状光源の光出射面に対向するように配置された光路制御板と、を備えた面光源装置であって、
前記光路制御板における前記点状光源と対向する内側面に、
前記点状光源からの出射光を透過させる透過面及び該透過面から透過された光を反射させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる反射面とで突起状に形成された透過・反射部と、
前記点状光源からの出射光を屈折させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる屈折用湾曲部と、
が前記点状光源の光軸から離れる方向に沿って交互に配置され、
前記点状光源からの出射光が、前記透過・反射部若しくは前記屈折用湾曲部を経て、該外側面で外方へ向けて略均一に方向分散するように光路変更されることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記透過・反射部及び前記屈折用湾曲部は、互いに平行をなして同一方向に延伸するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】
点状光源と、該点状光源の光出射面に内側面が対向し、外側面が表示面となる光路制御板と、を備えた表示装置であって、
前記光路制御板の板面に複数の画素領域が画成され、前記点状光源がそれぞれの前記画素領域の内側面に対向するように配置され、
前記画素領域の内側面に、該内側面の中央より両側へ向けて、
前記点状光源からの出射光を透過させる透過面及び該透過面から透過された光を反射させて前記画素領域の外側面に向けて光路変更させる反射面とで突起状に形成された透過・反射部と、
前記点状光源からの出射光を屈折させて前記画素領域の外側面に向けて光路変更させる屈折用湾曲部と、
が交互に配置され、
前記点状光源からの出射光が、前記透過・反射部若しくは前記屈折用湾曲部を経て、該外側面で外方へ向けて略均一に方向分散するように光路変更されることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記全画素領域の前記透過・反射部及び前記屈折用湾曲部の延伸方向が同一であり、前記光路制御板の外側面に、前記透過・反射部及び前記屈折用湾曲部で光路変更された前記点状光源からの出射光を、前記延伸方向のいずれか一方側へ傾けるように光路変更する突起状の指向性付与部が、前記延伸方向と直交する方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
それぞれの前記画素領域の内側面には、互いに異なる色光を出射する複数の点状光源が対向するように配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載された表示装置。
【請求項６】
点状光源の光出射面に対向するように配置される光路制御板であって、
前記点状光源と対向する内側面に、
前記点状光源からの出射光を透過させる透過面及び該透過面から透過された光を反射させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる反射面とで突起状に形成された透過・反射部と、
前記点状光源からの出射光を屈折させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる屈折用湾曲部と、
が前記点状光源の光軸から離れる方向に沿って交互に配置され、
前記点状光源からの出射光を、前記透過・反射部若しくは前記屈折用湾曲部を経て、該外側面で外方へ向けて略均一に方向分散するように光路変更させることを特徴とする光路制御板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点状光源を発光源として用いる面光源装置、表示装置及び光路制御板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置としては、基板上に、点状光源としての複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）をマトリクス状に配置したものをケーシング内に収納し、発光ダイオードの発光面に近接して、下面が平坦で、かつ上面に上下方向の収束性が左右方向の収束性よりも高く設定された収束レンズ構造をもつレンズを配置させた集合型発光ダイオード表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平６−１０４４８９号（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された表示装置にあっては、発光ダイオードから出射された光を収束させるため、表示光がぎらついたり、画素間がぼやけて表示されるという問題点があった。このような従来の表示装置では、発光ダイオードから出射された光の指向性を収束するようにしただけであるため視野角が狭いものであった。このため、このような表示装置を大画面用として用いた場合は、表示面に対して斜め方向からの表示視認性が低いものであった。
【０００４】
そこで、本発明は、点状光源からの出射光を適切に分散させることにより面光源化すると共に、出射方向の制御を行うことにより表示視認性を高めた面光源装置、表示装置及び光路制御板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、点状光源と、該点状光源の光出射面に対向するように配置された光路制御板と、を備えた面光源装置に関するものである。この発明に係る面光源装置は、前記光路制御板における前記点状光源と対向する内側面に、前記点状光源からの出射光を透過させる透過面及び該透過面から透過された光を反射させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる反射面とで突起状に形成された透過・反射部と、前記点状光源からの出射光を屈折させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる屈折用湾曲部と、が前記点状光源の光軸から離れる方向に沿って交互に配置され、前記点状光源からの出射光が、前記透過・反射部若しくは前記屈折用湾曲部を経て、該外側面で外方へ向けて略均一に方向分散するように光路変更されることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の面光源装置に関するものである。この発明に係る面光源装置は、前記透過・反射部及び前記屈折用湾曲部が、互いに平行をなして同一方向に延伸するように形成されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、点状光源と、該点状光源の光出射面に内側面が対向し、外側面が表示面となる光路制御板と、を備えた表示装置に関するものである。この発明に係る表示装置は、前記光路制御板の板面に複数の画素領域が画成され、前記点状光源がそれぞれの前記画素領域の内側面に対向するように配置され、前記画素領域の内側面に、該内側面の中央より両側へ向けて、前記点状光源からの出射光を透過させる透過面及び該透過面から透過された光を反射させて前記画素領域の外側面に向けて光路変更させる反射面とで突起状に形成された透過・反射部と、前記点状光源からの出射光を屈折させて前記画素領域の外側面に向けて光路変更させる屈折用湾曲部と、が交互に配置され、前記点状光源からの出射光が、前記透過・反射部若しくは前記屈折用湾曲部を経て、該外側面で外方へ向けて略均一に方向分散するように光路変更されることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の表示装置に関するものである。この発明に係る表示装置は、前記全画素領域の前記透過・反射部及び前記屈折用湾曲部の延伸方向が同一であり、前記光路制御板の外側面に、前記透過・反射部及び前記屈折用湾曲部で光路変更された前記点状光源からの出射光を、前記延伸方向のいずれか一方側へ傾けるように光路変更する突起状の指向性付与部が、前記延伸方向と直交する方向に沿って形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載された表示装置に関するものである。この発明に係る表示装置は、それぞれの前記画素領域の内側面には、互いに異なる色光を出射する複数の点状光源が対向するように配置されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項６記載の発明は、点状光源の光出射面に対向するように配置される光路制御板に関するものである。この発明に係る光路制御板は、前記点状光源と対向する内側面に、前記点状光源からの出射光を透過させる透過面及び該透過面から透過された光を反射させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる反射面とで突起状に形成された透過・反射部と、前記点状光源からの出射光を屈折させて前記光路制御板の外側面に向けて光路変更させる屈折用湾曲部と、が前記点状光源の光軸から離れる方向に沿って交互に配置され、前記点状光源からの出射光を、前記透過・反射部若しくは前記屈折用湾曲部を経て、該外側面で外方へ向けて略均一に方向分散するように光路変更させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光面の輝度の均一化が図れる面光源装置及び光路制御板を実現することができる。また、本発明によれば、点状光源から出射された光を均一な面光源状の画素として大画面表示画像の視認性を高め、しかも表示画像の見やすい方向を制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る面光源装置及び表示装置の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［面光源装置の概略構成］
図１〜図７は、本実施の形態に係る面光源装置を示している。なお、図１は面光源装置の概略を示す側面図、図２は光路制御板の要部を示す断面図、図３は光路制御板の内側面を示す背面図、図４は光路制御板における透過・反射部を通過する光の経路を示す断面説明図、図５は光路制御板における屈折用湾曲部を通過する光の経路を示す断面説明図、図６は１本の突起でなる透過・反射部と２本の突起でなる透過・反射部との間の屈折用湾曲部に入射する光の光路と、２本の突起でなる透過・反射部に入射する光の光路とを示す説明図、図７は光路制御板を通過する光の経路を示す説明図である。
【００１３】
本実施の形態に係る面光源装置１は、点状光源としてのＬＥＤ２と、透明性を有する例えば樹脂材料でなる矩形状の光路制御板３とから概略構成されている。ＬＥＤ２は、所定の指向角を有しており、光軸Ａが光路制御板３の内側面（ＬＥＤ２と対向する光入射面）３Ａの中央に直角をなすように配置されている。
【００１４】
（光路制御板の構成）
図２に示すように、光路制御板３は、内側面３Ａにおいて、ＬＥＤ２の光軸Ａが通る中央より幅方向Ｗの両外側へ向けて、順次、透過・反射部と、屈折用湾曲部とが交互に形成されている。なお、透過・反射部は、１本の突起でなるものと、２本以上の突起が隣接して形成されたものを含んでいる。この透過・反射部の説明に当たり、個々の部分には１００番台の１０１、１０２等の符号を用いるものとする。また、屈折用湾曲部の説明においても、個々の部分には２００番台の２０１、２０２等の符号を用いる。
【００１５】
以下、光路制御板３の内側面３Ａの詳細な構造について説明する。上述した透過・反射部と屈折用湾曲部とは、図３に示すように、幅方向Ｗと直角をなす長さ方向Ｌに延伸して互いに平行をなすように形成されている。光路制御板３の内側面３Ａにおける中心線Ｃの幅方向Ｗ両側の領域は、平面的に見て中心線Ｃを基準にして対称な形状に形成されている。具体的には、中心線Ｃから幅方向Ｗの一方の外側に向けて、順次、第１透過・反射部１０１、第１屈折用湾曲部２０１、第２透過・反射部１０２、第２屈折用湾曲部２０２、…のように、透過・反射部と屈折用湾曲部とが交互に配置されている。また、光路制御板３の内側面３Ａにおける、中心線Ｃから幅方向Ｗの他方の外側へ向けても同様の順序で配置されている。
【００１６】
先ず、第１透過・反射部１０１は、ＬＥＤ２側へ向けて突出する断面Ｖ字状の突起形状であり、長さ方向Ｌに沿って形成されている。この第１透過・反射部１０１は、中心線Ｃ側に位置する湾曲した傾斜面である透過面１０１Ａと、この透過面１０１Ａよりも中心線Ｃから離れる方向に位置する反射面１０１Ｂとで構成されている。図４に示すように、透過面１０１Ａは、ＬＥＤ２から出射された光ｂ１を反射面１０１Ｂへ向けて屈折させる機能を有し、反射面１０１Ｂは透過面１０１Ａで屈折された光を光路制御板３の外側面３Ｂへ向けて反射する機能を有する。中心線Ｃを挟むように形成された一対の第１透過・反射部１０１同士の境界部に入射したＬＥＤ２からの光ｂ０は、幅方向Ｗの屈折作用を受けることなく、光路制御板３の外側面３Ｂ側へ進むようになっている。なお、図４においては説明の便宜から第１透過・反射部１０１へ入射する光ｂ１を１本のビームで示すが、透過面１０１Ａの全面に光入射があることは云うまでもない。
【００１７】
この第１透過・反射部１０１の幅方向Ｗの外側には、光路制御板３の外側面３Ｂ側へ向けて湾曲するような曲面でなる凹溝状の第１屈折用湾曲部２０１が長さ方向Ｌに沿って形成されている。図５に示すように、この第１屈折用湾曲部２０１は、ＬＥＤ２から出射された光ｂ２を屈折させて光路制御板３の外側面３Ｂ側へ導く機能を有している。なお、図５においては説明の便宜から第１屈折用湾曲部２０１へ入射する光ｂ２を５本のビームで示す。このように第１屈折用湾曲部２０１では、図５に示すように、屈折された光が外側面３Ｂへ向けて分散するように湾曲面の曲率が設定されている。
【００１８】
第１屈折用湾曲部２０１の幅方向Ｗの外側には、第２透過・反射部１０２が突起状に形成されている。この第２透過・反射部１０２は、第１屈折用湾曲部２０１と連続する透過面１０２Ａと、反射面１０２Ｂとで構成されている。透過面１０２Ａと反射面１０２Ｂのそれぞれの機能は、上述の第１透過・反射部１０１の透過面１０１Ａと反射面１０１Ｂの機能と略同様である。ここで、第２透過・反射部１０２に入射するＬＥＤ２からの光は、光軸Ａに対して僅かな角度をなしている。このため、第２透過・反射部１０２は、幅方向Ｗの外側に向けて隣接する第２屈折用湾曲部２０２へ入射する光を遮って第２屈折用湾曲部２０２へ影が出来ないように設定されている。即ち、ＬＥＤ２（例えば、その発光中心）と第２透過・反射部１０２をなす突起の先端とを通り外側面３Ｂ側に延長する仮想線を想定したときに、この仮想線よりも中心線Ｃ側の位置に第２透過・反射部１０２が入り込まないようにして、第２透過・反射部１０２によりＬＥＤ２からの光が遮られて影となる部分が、第２透過・反射部１０２の上に生じないようにしている。一方、この反射面１０２Ｂの光路制御板３の外側面３Ｂ側に位置する端縁は、透過面１０２Ａで屈折された光を受け止める面積を稼ぐために、第２屈折用湾曲部２０２の中心線Ｃ側の端縁よりも、光路制御板３の外側面３Ｂ側に位置するように設定されている。このため、図２、図４及び図５に示すように、第２透過・反射部１０２と第２屈折用湾曲部２０２との間には、断面略Ｖ字状の溝４が形成されている。なお、この溝４の中心線Ｃ側の側壁は、反射面１０２Ｂの一部をなしている。
【００１９】
上述した第２屈折用湾曲部２０２の幅方向Ｗの外側には第３透過・反射部１０３が形成され、その幅方向Ｗの外側には溝５を介して第３屈折用湾曲部２０３が形成されている。このように、光路制御板３の幅方向Ｗの外側へ向けて、透過・反射部と屈折用湾曲部とが交互に形成されている。なお、第３透過・反射部１０３に隣接する溝５と、第４透過・反射部１０４に隣接する溝６において、その中心線Ｃ側の側壁は、上述の溝４と同様に、それぞれ反射面１０３Ｂ、１０４Ｂの一部をなしている。
【００２０】
ところで、上述したように、透過・反射部は、１本の突起でなるものと、２本の突起が隣接して形成されたものとが存在する。通常、光路制御板３の外側面３Ｂにおいて中心線Ｃから幅方向Ｗの外側へいくに従って、内側面３Ａの透過面と反射面から導かれた光線数及び光線方向のバリエーションが低下する。これを是正して外側面３Ｂでの光線数及び光線方向のバリエーションを確保することにより、光路制御板３の仮想発光面となる外側面３Ｂでの出射光の方向分散の均一化を確保でき、仮想発光輝度の均一化を図ることができる。なお、本実施の形態では、仮想発光面が外側面３Ｂとなるように設定されているが、外側面３Ｂの近傍に仮想発光面が存在するように設定してもよい。
【００２１】
本実施の形態では、例えば図３に示すように、第１透過・反射部１０１から第４透過・反射部１０４までは、一本の突起でなり、第５透過・反射部１０５から幅方向Ｗの外側の透過・反射部は２本の突起（１０５Ｐ１，Ｐ２、１０６Ｐ１，Ｐ２…）で構成されている。
【００２２】
本実施の形態における光路制御板３において、１本の突起でなる透過・反射部を形成する領域は、以下の式から導くことができる。ここで、図６に示すように、１本の突起でなる透過・反射部１０４の幅方向Ｗの外側に隣接する第４屈折用湾曲部２０４に入射する光ｂ７に着目したときに、第４屈折用湾曲部２０４に入射する光ｂ７と光軸Ａとがなす角度をθａ、入射する光ｂ７が第４屈折用湾曲部２０４で外側面３Ｂ側へ向けて屈折された光と光軸Ａとがなすねらい角度をθｂ、第４屈折用湾曲部２０４の中心線Ｃ側の端縁近傍面と光軸Ａとがなす角度をθｃ、第４屈折用湾曲部２０４の光ｂ７が入射する位置（ｘ１、ｙ１）での第４屈折用湾曲部２０４の法線と光ｂ７とのなす角度をθ１、第４屈折用湾曲部２０４で屈折された光と前記法線とがなす角度をθ２とする。
【００２３】
θ２＝π／２−θｃ−θｂ
θｂ＝π／２−θｃ−sin−１（sinθ１／ｎ）
このとき、π／２−θ１＝θｃ−θａ
∴θｂ＝π／２−θｃ−sin−１｛sin（π／２＋θａ−θｃ）／ｎ｝
実際の出射ねらい角をθｂ′としたとき、
θｃ＞θａ
かつθｂ′≦π／２−θｃ−sin−１｛sin（π／２＋θａ−θｃ）／ｎ｝
となる関係を満足する範囲が、１本の突起でなる透過・反射部を適用して形成できる範囲となる。また、上記した関係を満足できない場合は、２本の突起でなる透過・反射部を用いることが必要となる。即ち、図６に示す第５透過・反射部１０５における一つの突起のうち外側に位置する突起に入射する光ｂ８に着目すると、第４屈折用湾曲部２０４に入射する光ｂ７を屈折させた出射光と同じ方向のねらい角とするには、第５透過・反射部１０５の外側に位置する突起に光ｂ８を入射させることで、上記ねらい角を実現することができる。なお、本実施の形態では、１本の突起なる透過・反射部を４つに設定したが、上記式を満足する範囲であれば数が限定されるものではない。また、隣接させる突起は２本に限らず、必要に応じて２本以上の突起を隣接させて任意の透過・反射部における光路制御機能を適宜調整することもできる。
【００２４】
［面光源装置の作用］
次に、本実施の形態に係る面光源装置１の作用について説明する。先ず、ＬＥＤ２を点灯すると、光軸Ａを中心として所定の指向角をなして放射状に、光路制御板３の内側面３Ａに光照射が行われる。
【００２５】
このとき、透過・反射部と屈折用湾曲部とは、それぞれ異なった作用で入射光の光路変更を行う。以下、透過・反射部での光入射と、屈折用湾曲部での光入射との場合に分けて説明する。
【００２６】
（透過・反射部での作用）
図４は、透過・反射部への光入射を抜粋し、その入射した光の光路変更状態を示している。先ず、第１透過・反射部１０１同士の境界に入射した光ｂ０は、光路制御板３内を略直進して外側面３Ｂから出射される。
【００２７】
第１透過・反射部１０１の透過面１０１Ａに入射した光ｂ１は、屈折されて反射面１０１Ｂに導かれこの反射面１０１Ｂで所定のねらい角方向へ出射される。同様に、順次、第２〜４透過・反射部１０２〜１０４の透過面１０２Ａ、１０３Ａ、１０４Ａに入射した光ｂ３、ｂ５、ｂ７は、屈折されて順次、反射面１０２Ｂ、１０３Ｂ、１０４Ｂで反射されて所定のねらい角方向へ出射される。なお、これら反射面１０２Ｂ、１０３Ｂ、１０４Ｂから出射された光は、略平行をなすように設定されている。
【００２８】
次に、第５透過・反射部１０５において中心線Ｃ側に位置する突起１０５Ｐ１の透過面１０５Ｐ１Ａに入射した光ｂ９は、反射面１０５Ｐ１Ｂで反射されて、上述した第２〜第４透過・反射部１０２〜１０４の反射面１０２Ｂ〜１０４Ｂで反射される光と略同方向に光路変更される。また、第５透過・反射部１０５において幅方向Ｗ外側に位置する突起１０５Ｐ２の透過面１０５Ｐ２Ａに入射した光ｂ１０は、反射面１０５Ｐ２Ｂで反射されて、外側面３Ｂに対して略直角をなす方向へ光路変更されるように設定されている。このような第５透過・反射部１０５におけるＬＥＤ２からの入射光に対する作用は、第６透過・反射部１０６、第７透過・反射部１０７等の幅方向Ｗの外側に位置する透過・反射部においても同様である。
【００２９】
このように透過・反射部においては、１本の突起でなる第１〜４透過・反射部１０１〜１０４では、ＬＥＤ２から入射した光を外側面３Ｂに対して所定の傾きを持った光に光路変更する作用がある。また、２本の突起でなる第５透過・反射部１０５を含めた幅方向Ｗの外側に位置する透過・反射部では、対をなす突起のそれぞれが独自の方向へ光路変更させる作用がある。なお、図４に示すように、透過・反射部を経た光に関して言えば、光路制御板３の外側面３Ｂでは、中心線Ｃに近い領域では斜め方向の出射光が多く、中心線Ｃから幅方向Ｗの外側へ向かうに従って、光路制御板３に直角をなす方向に近似した方向の出射光が多くなる。なお、光路制御板３の外側面３Ｂに到来した光は、この外側面３Ｂで屈折されて光路変更されるが、出射方向の大幅な変更はないように設定されている。このような光路制御板３における外側面３Ｂでの屈折率は、空気と、光路制御板３を形成する透明樹脂材料の光特性とによって決定される。
【００３０】
（屈折用湾曲部での作用）
次に、図５を用いて屈折用湾曲部での作用を説明する。なお、図５は、屈折用湾曲部への光入射を抜粋し、その入射した光の光路変更状態を示している。
【００３１】
先ず、図５に示すように、ＬＥＤ２から第１屈折用湾曲部２０１に入射する光ｂ２は、この第１屈折用湾曲部２０１で屈折されて分散されて外側面３Ｂへ向かう。第２屈折用湾曲部２０１から第４屈折用湾曲部２０４までの屈折用湾曲部での光の分散角度は、上述した第１屈折用湾曲部２０１と略同程度である。このように、第１〜４屈折用湾曲部２０１〜２０４では、光軸Ａの方向の両側に光が分散するように設定されている。すなわち、これら第１〜４屈折用湾曲部２０１〜２０４を経た光は、外側面３Ｂに向けて直角をなす成分（光線）を含んでいる。図４に示したように、上述した第１〜第４透過・反射部１０１〜１０４では、外側面３Ｂに直角をなす成分（光線）が少なかったが、第１〜４屈折用湾曲部２０１〜２０４を経た光が外側面３Ｂに直角をなす成分（光線）を多く含むため、仮想発光面としての外側面３Ｂを通過する光は、各部分で略均一に方向分散する。
【００３２】
一方、図５に示すように、第５屈折用湾曲部２０５から外側の屈折用湾曲部では、ＬＥＤ２の光軸Ａから比較的大きな角度をなす光が入射するため、屈折作用を受けて光軸Ａより外側へ向けた角度に光が進む。しかし、上述したように、これら第５透過・反射部１０５から外側の透過・反射部では、外側面３Ｂに対して直角をなす成分（光線）が多くなっているため、第５屈折用湾曲部２０５から外側の屈折用湾曲部での光分布と、第５透過・反射部１０５から外側の透過・反射部での光分布とが、合わせられるため、これら外側の屈折用湾曲部や透過・反射部が存在する領域の外側面（仮想発光面）３Ｂを通過する光は、各部分で略均一に方向分散する。
【００３３】
以上、光路制御板３を透過・反射部と屈折用湾曲部とに分けて説明したが、これらを経た光を足し合わせると、すなわち、図４と図５とを合成すると、図７のような状態になる。この図７から分かるように、仮想発光面としての外側面３Ｂでの光の方向分散度合は、略均一となっている。
【００３４】
上述のように、本実施の形態では、点状光源からの出射光を適切に分散させることにより、仮想面上に恰も点光源が均一に集合したような状態、すなわち仮想面を面光源化することができる。この面光源装置１は、出射する光の方向が様々であるため、視野角が広くなっている。また、外側面３Ｂでの光の分散が均一化されているため、直視照明として使用する際のぎらつきの発生を抑制することができる。
【００３５】
なお、上記した実施の形態では、外側面３Ｂに出射する光が主に所定の方向に進むように光路変更を行う指向性付与部としての複数の突起部を、透過・反射部及び屈折用湾曲部の延伸方向と直角をなすように形成する構成としてもよい。
【００３６】
また、上記した実施の形態では、光路制御板３を矩形状に形成したが、他の形状であっても勿論よい。
【００３７】
［表示装置の構成］
次に、本発明の実施の形態に係る表示装置の構成について図８〜図１２を用いて説明する。なお、図８は本実施の形態に係る表示装置の背面図、図９は図８のＢ−Ｂ断面図、図１０は１画素領域を幅方向Ｗで切断した状態示す断面説明図、図１１は１画素領域を長さ方向Ｌで切断した状態を示す断面説明図、図１２は光路制御板３０の外側面を示す正面図である。
【００３８】
図８及び図９に示すように、本実施の形態の表示装置１０は、矩形状の光路制御板３０と、この光路制御板３０に対向するように配置された複数の点状光源としてのＬＥＤ２０と、から大略構成されている。
【００３９】
光路制御板３０は、図８に示すようにマトリクス状に複数の画素領域３１を有している。各画素領域３１は、上述した面光源装置１の光路制御板３と略同様の構造である。すなわち、図１０に示すように、光路制御板３０の各画素領域３１の内側面３１Ａには、上記光路制御板３と同様の透過・反射部及び屈折用湾曲部が交互に形成されているものであり、詳細な説明は省略する。なお、これら画素領域３１は光路制御板３０に形成されたものであり、１枚の基板に作り込まれている。そして、それぞれの画素領域３１は、透過・反射部及び屈折用湾曲部の延伸方向が同一になるように設定されている。なお、この延伸方向は、図８に示す長さ方向Ｌと同じ方向に設定されている。
【００４０】
また、光路制御板３０のそれぞれの画素領域３１の外側面３１Ｂには、透過・反射部及び屈折用湾曲部の延伸方向と直交する方向（図８に示す幅方向Ｗ）に沿って延伸する突起状の指向性付与部３１Ｓが複数形成されている。この指向性付与部３１Ｓは、図１１に示すように、内側面３１Ａ側で光路変更された光を全反射する反射面３１Ｓａと、この反射面３１Ｓａで反射された光を透過させる透過面３１Ｓｂとを備えて形成されている。なお、この指向性付与部３１Ｓは、光路制御板３０を表示面として、目視する方向へ外側面３Ｂから出射する光を光路変更するものである。例えば、この表示装置１０が大画面表示パネルのように斜め下方から目視する用い方をする場合であれば、図１２に示すように、各画素領域３１の外側面３１Ｂのそれぞれの上半分程度の領域に指向性付与部３１Ｓを形成することにより、斜め下方に向けて表示光を指向させることができる。この結果、表示装置１０は、表示光を下方へ向けて出射散乱させて斜め下方位置から見て視野角の広い画像表示を行うことが可能となる。
【００４１】
上記したＬＥＤ２０は、同色の色光を出射するものでもよいし、例えばＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を出射するＬＥＤ２０を所定の配列で並べたものであってもよい。また、図１３に示すように、１画素領域３１の内側面３１Ａに、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色光を出射するＬＥＤ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを対向するように配置する構成としてもよい。この場合、各画素領域３１の内側面に形成する透過・反射部及び屈折用湾曲部の形状をそれぞれの色光を出射するＬＥＤ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに対応するように、図１０に示した透過・反射部及び屈折用湾曲部の形状に変形を加えればよい。このように、３色のＬＥＤ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを１画素領域３１に備える構成とすれば、１画素領域３１の表示色を加法混色により作成することができる。
【００４２】
このような光路制御板３０は、例えば平坦な透明樹脂基板の一方の表面（内側面）に透過・反射部及び屈折用湾曲部を長さ方向Ｌに沿って切削し、他方の表面（外側面）に幅方向Ｗに沿って指向性付与部３１Ｓを切削加工することにより製造できる。この他、光路制御板３０を製造するには、金型を用いた成形法を適用しても勿論よい。また、光路制御板３０の材料は樹脂に限定されるものではなく、ガラス等の透明材料を用いてもよい。
【００４３】
上述の表示装置１０は、各画素領域３１の内側面に入射したＬＥＤ２０からの光が、透過・反射部及び屈折用湾曲部で適度に分散されて、外側面３１Ｂ近傍に恰も点光源が均一に集合したような面光源状の画素領域３１とすることができる。このため、各画素領域３１から出射する光の角度が様々であるため、光路制御板３０での画像表示の視野角が広くなっている。また、各画素領域３１の外側面３１Ｂでの光の分散が均一化されているため、表示にぎらつきが発生することを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明に係る面光源装置は、室内表示灯、液晶表示パネルのバックライト、各種照明などの用途に用いることができる。また、この発明に係る表示装置は、広い視野角と指向性を制御できるため、大画面表示用パネルなどの用途に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係る面光源装置の概略を示す側面図である。
【図２】実施の形態に係る面光源装置の光路制御板の要部を示す断面図である。
【図３】実施の形態に係る面光源装置の光路制御板の内側面を示す背面図である。
【図４】実施の形態に係る面光源装置の光路制御板における透過・反射部を通過する光の経路を示す断面説明図である。
【図５】実施の形態に係る面光源装置の光路制御板における屈折用湾曲部を通過する光の経路を示す断面説明図である。
【図６】１本の突起でなる透過・反射部と２本の突起でなる透過・反射部との間の屈折用湾曲部に入射する光の光路と、２本の突起でなる透過・反射部に入射する光の光路とを示す説明図である。
【図７】実施の形態に係る面光源装置の光路制御板を通過する光の経路を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る表示装置の背面図である。
【図９】図８Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１０】実施の形態に係る表示装置の１画素領域の光の経路を示す要部断面説明図である。
【図１１】実施の形態に係る表示装置の１画素領域の外側面に形成された指向性付与部における光の経路を示す要部断面説明図である。
【図１２】実施の形態に係る表示装置の光路制御板の正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る表示装置の変形例を示す要部断面説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１……面光源装置、１０……表示装置、２，２０，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ……ＬＥＤ、３，３０……光路制御板、３Ａ，３１Ａ……内側面、３Ｂ，３１Ｂ……外側面、３１Ｓ……指向性付与部、１０１〜１０８……透過・反射部、２０１〜２０８……屈折用湾曲部、Ａ……光軸
【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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