(57)【要約】【課題】広視野角および高品位な面光源素子ならびにそれを利用した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、前記出射光制御板４に設けられた凸部７が、前記導光体の入射面１と平行に配置された領域Ａと、前記導光体の入射面１に対し一定の角度で配置された領域Ｂとの組み合わせＣを一定のピッチで繰り返してな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、
前記出射光制御板に設けられた凸部が、前記導光体の入射面と平行に配置された領域と、前記導光体の入射面に対し一定の角度で配置された領域との組み合わせを一定のピッチで繰り返してなることを特徴とする面光源素子。
【請求項２】
前記一定の角度が２０°以上４０°以下である請求項１に記載の面光源素子。
【請求項３】
前記一定のピッチが１００μｍ以上２００μｍ以下である請求項１に記載の面光源素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項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５】
前記透過型表示素子が液晶表示素子である請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一項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７】
請求項１から３のいずれか一項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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、アミューズメント、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。
【０００２】
【従来の技術】
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。また直視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。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４２５２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
液晶ＴＶ、コンピュータ用モニタなどに用いられるバックライトでは、広視野角であることおよび高品位であることが要求されている。広視野角および高品位を同時に実現することは、強い拡散度を有する拡散板などを利用することで可能である。しかし、この時の視野角は利用する拡散板の特性に依存し、強い拡散度を有する拡散板を利用した場合、正面方向の輝度が低下する。また、導光体長辺側端面に光源（冷陰極管）を有するバックライトにおいて、導光体長辺と平行にプリズムパターンを有する光学シートを利用することによって視野角の制御を図る場合、プリズム角度を変化させることによってプリズムパターンと垂直な方向の出射角制御は可能であるが、プリズムパターンと平行な方向への出射光の制御はできない。
【０００５】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、導光体長辺と垂直な方向および平行な方向への出射光の制御を同時に行うことによって広視野角化し、同時に、広視野角化することによって拡散板の機能を併せ持っ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広視野角および高品位を有する表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、前記出射光制御板に設けられた凸部が、前記導光体の入射面と平行に配置された領域と、前記導光体の入射面に対し一定の角度で配置された領域との組み合わせを一定のピッチで繰り返してなることを特徴としている。さらに、前記一定の角度が２０°以上４０°以下であることが望ましく、前記一定のピッチが１００μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましい。また、前記面光源素子と、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、広視野角および高品位を両立した表示装置を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態の面光源素子を示す。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の頂部と導光体３の出射面とが密着している。これら両者は、接着層９または粘着層を介して密着させることができる。この例における凸部７は、図２に示すように蛇行しており、光源２が配置されている導光体の端面１すなわち導光体の入射面１と平行になるように凸部７が配置されている領域Ａと、導光体の入射面１に対して一定の角度をもって凸部７が配置されている領域Ｂとの組み合わせＣを一定のピッチで繰り返してなる。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内を繰り返し全反射しながら伝播していく。この伝播する光が導光体３の出射面と出射光制御板４の凸部７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内を伝播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、前記一定の角度が２０°〜４０°で、前記一定のピッチすなわち繰り返しの単位である領域の組み合わせＣの長さが１００〜２００μｍである場合に、視野角が拡大し、かつ拡散板の機能を併せ持つことを見出した。
【００１０】
凸部７を配置する角度が導光体の入射面１に対して２０°よりも小さくなると、凸部７を導光体の入射面１に平行に配置した場合と同等となり、視野角拡大効果および拡散機能が低下する。一方、凸部７を配置する角度が導光体の入射面１に対して４０°よりも大きくなると、視野角は拡大し、拡散機能も増加するが、正面方向（面光源素子の発光面６から垂直に出射する方向）の輝度が低下する。また、繰り返しの単位である領域の組み合わせＣの長さが１００μｍ未満になると視野角拡大効果および拡散機能は増加するが、正面方向の輝度が低下する。一方、繰り返し単位の長さが２００μｍを超えると、視野角拡大効果および拡散機能が低下する。
【００１１】
本発明の面光源素子に用いる導光板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、押し出し板またはキャスト板から切り出す方法、加熱プレス、射出成形を含む溶融成形法などが好適に用いられる。
【００１２】
また、出射光制御板４の表面形状は、スタンパ、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板上に形成することができる。その透明な基材としては、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コーティングし、この感光性樹脂に対し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。
【００１３】
また、本発明の出射光制御板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を含む接着剤、粘着材、両面テープなどのうち、透明性に優れるものを選択して用いることができる。
【００１４】
前記の通り説明した面光源素子を用い、その発光面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。この透過型表示装置としては、ＳＴＮ、ＴＦＴ、ＭＩＮＩなどの液晶パネルが挙げられる。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。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、広視野角および高品位の面光源素子ならびにそれを用いた表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の面光源素子の概略斜視図である。
【図２】同面光源素子の出射光制御板における凸部の配置を示す図である。
【符号の説明】
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、Ａ…凸部が導光体の入射面と平行に配置された領域、Ｂ…凸部が導光体の入射面に対し一定の角度で配置された領域、Ｃ…領域の組み合わせ（一定のピッチ）。
【図１】
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【図２】
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