(57)【要約】【課題】  ＬＥＤ等の点光源を用いた場合でも高輝度な面光源素子を提供する。【解決手段】  出射光制御板５の凸部７の内面における反射面７ａの断面形状の一部を円弧状としているため、この凸部７は導光体２の側面に互いに離間して配置された２つ以上の点光源１の異なる方向からの光に対しても同じ反射機能を有することができるから、高輝度が得られる。また、出射光制御板５の凸部頂部を導光体２の出射面２ｂに密着させることにより、出射光制御板５と導光体２間の隙間がなくなり面光源素子を小型化できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に２つ以上の点光源が互いに離間して配置されて、各光源からの光が入射される導光体と、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、光反射機能を有する複数の凸部を形成した出射光制御板とを備えた面光源素子であって、
前記出射光制御板の凸部の内面に反射面を有し、該凸部を出射光制御板の表面と平行な面で切断したときの反射面の断面形状の一部が円弧状であり、該凸部の頂部が前記導光体出射面に密着してなることを特徴とする面光源素子。
【請求項２】
前記導光体は、少なくとも１側面に２つ以上の点光源が配置されたものである請求項１記載の面光源素子。
【請求項３】
前記導光体は、それぞれ側面のコーナー部に２つ以上の点光源が配置されたものである請求項１記載の面光源素子。
【請求項４】
前記出射光制御板の凸部間隔が出射光制御板内の少なくとも一部でランダムであることを特徴とする請求項１記載の面光源素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の面光源素子の発光面上に透過型もしくは半透過型液晶パネル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、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯機器に用いら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】
携帯機器に使用される表示装置は、面状に光を発する面光源素子（バックライト）と情報を与える透過型または半透過型の表示パネルとで構成され、該表示パネルが与えた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、蛍光管のような光源と導光体とを組み合わせたものが用いられる。
【０００３】
小型携帯機器の表示装置では近年、薄型、小型化、軽量化、低消費電力化のために光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）に代表される点光源が用いられる場合が多い。この場合、低消費電力化のためにＬＥＤ個数を少なくする一方で、高輝度化の実現を図るという相反する要求がある。また、従来から、導光体内の散乱反射を利用して光を出射させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、導光板伝播光を導光板裏面に設けた反射パターンにより出射光角度を制御する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−４３７１６号公報
【特許文献２】特許第３１５１８３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、出射光の輝度角度分布が広がってしまい低い輝度しか得られない。このため高輝度化を図る際には線状プリズムを多数配列したプリズムシートなどに代表される出射角度を制御する集光部材を用いる必要がある。しかしながら、これらの部品を用いることは、高コスト化や面光源素子の厚みが増すといった問題が生じる。また、特許文献２には、複数の光源に対する反射パターンの各種の配置が記載されているが、例えば導光体端面に平行なパターンの配置（図６）では、パターンに対して斜め方向に入射する光に対しては光を制御できない。また、例えば２個の光源を中心としたそれぞれ同心円状のパターンの配置（図２７）では、同心円の中心に位置する光源とは異なる光源に対しては光を制御できない。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ＬＥＤ等の複数の点光源を用いた場合でも高輝度な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】
【０００６】
上記課題を解決する面光源素子は、側面に２つ以上の点光源が互いに離間して配置され、各点光源からの光が入射される導光体と、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、光反射機能を有する複数の凸部を形成した出射光制御板とを備えた面光源素子であって、前記出射光制御板の凸部の内面に反射面を有し、該凸部を出射光制御板の表面と平行な面で切断したときの反射面の断面形状の一部が円弧状であり、該凸部の頂部が前記導光体の出射面に密着してなることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、出射光制御板の凸部の内面における反射面の断面形状の一部を円弧状としているため、この凸部は導光体の側面に互いに離間して配置された２つ以上の点光源の異なる方向からの光に対しても同じ反射機能を有することができるから、高輝度が得られる。また、従来の導光体に凸部を設けるのと異なり、出射光制御板に凸部を設けることにより、全反射を用いて光を取り出すことになるため、光の利用効率に優れるという効果がある。さらに、出射光制御板の凸部頂部を導光体の出射面に密着させることにより、出射光制御板と導光体間の隙間がなくなり面光源素子を小型化できる。
【０００８】
好ましくは、前記導光体は、少なくとも１側面に２つ以上の点光源が配置され、または、それぞれ側面のコーナー部に２つ以上の点光源が配置されたものである。したがって、より輝度を高くすることができる。
【０００９】
好ましくは、出射光制御板の凸部間隔が出射光制御板内の少なくとも一部でランダムである。したがって、凸部パターンの周期性が解消されて出射光制御板と液晶パネルとの間で発生するモアレ現象を抑止することができる。
【００１０】
また、本発明の面光源素子の発光面上に液晶パネルを設けることで高輝度な表示装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤ等の点光源を用いた場合に高輝度な面光源を得ることができる。さらにこの面光源素子を利用した表示装置は高い輝度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る面光源素子の概略構成図を示す。この面光源素子は、１側面２ａに例えば２つのＬＥＤのような点光源１が互いに離間して配置されて、各点光源１からの光が入射される例えばアクリル樹脂製の導光体２と、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、光反射機能を有する複数の凸部７が形成された出射光制御板５とからなり、該凸部７の頂部（密着部）７ｂが導光体２の出射面２ｂと密着している。また、図２に示すように凸部７の内面に反射面７ａを有しており、出射光制御板１８の表面と平行な面で反射面７ａを切断した断面形状の一部は円弧状、例えば切断面形状全体が円形（図４）をなしている。
【００１４】
図１の点光源１から導光体２に入射した後、図２に示すように、導光体２内を伝播してきた光は、出射光制御板５の凸部７の密着部７ｂから凸部７内に進行し、凸部７の内面の反射面７ａで反射し導光体２の出射面２ｂに対し垂直に近い角度で出射する。図２は導光体２の断面内での１つの点光源１からの代表的光線の伝搬を示す。
【００１５】
図３に示すように、出射光制御板５の凸部７の内面における反射面７ａの断面形状の一部を円弧状としているため、この凸部７は導光体２の側面に互いに離間して配置された２つ以上の点光源１の異なる方向からの光に対しても同じ反射機能を有することができる。また、出射光制御板５の凸部７の頂部７ｂを導光体２の出射面２ｂに密着させることにより、出射光制御板５と導光体２間の隙間がなくなり面光源素子を小型化できる。
【００１６】
また、出射光制御板５の凸部７の間隔を面内で適宜変調することにより、面内の輝度を均一化することが可能である。
【００１７】
また、図４は導光体２の１側面に３つの点光源１が互いに離間して配置された場合の概略構成図を示す。光源と対向する部分の反射面の断面が半円状でも、いずれの点光源１からの光に対しても同様の機能を果たすことができる。この場合は凸部間隔を円形の場合に対して小さくできるため凸部の個数を増やすことができ、光線の取り出し量を増やすことができる。
【００１８】
なお、この実施形態では、導光体１の１側面に複数の点光源を配置しているが、他の側面にも複数の点光源を配置するようにしてもよい。この場合、出射光制御板５の凸部７における反射面７ａの切断面形状は円形であることが好ましい。
【００１９】
図５は、本発明の第２実施形態に係る面光源素子の概略構成図を示す。この第２実施形態は、第１実施形態と異なり、導光体２は、それぞれ側面のコーナー部２ｃに２つ以上、例えば対角両コーナー部２ｃに点光源１がそれぞれ配置されたものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。第２実施形態では、出射光制御板５の凸部７の内面における反射面７ａの切断面形状は円形であるので、いずれの点光源１からの光に対しても同様の機能を果たすことができる。また、導光体２のコーナー部２ｃに点光源１を設けているので、導光体端面に配置された点光源により側方に突出することなく、小型化が可能となる。
【００２０】
図６に示すように、本発明の面光源素子の発光面側に透過型または半透過型液晶パネル８を設けることにより表示装置が構成される。これにより、高輝度な表示装置を得ることができる。
【００２１】
なお、出射光制御板５の凸部７のパターンに周期性があると、液晶パネル８の画素の周期性によりモアレが生じる。本発明では、凸部７の間隔にランダム性を与えることにより、凸部パターンの周期性が解消されて出射光制御板５と液晶パネルとの間で発生するモアレ現象を抑止することができる。
【００２２】
導光体の成形に用いる樹脂としては、本発明の実施例で使用したアクリル樹脂の外にポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂等の透明性に優れるものが挙げられる。また、出射光制御板の表面形状は、熱プレス法、紫外線硬化による２Ｐ法、熱硬化による２Ｐ法、雌金型を用いた出射成形法等によって形成することができる。出射光制御板はフィルム状である必要はなく、板状であってもよい。
【００２３】
また、点光源としてはＬＥＤばかりでなく、光ファイバーの一端から光を入射しもう一方の端面を発光面として導光体側面に配置した光ファイバーによる点光源を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る面光源素子を示す概略構成図である。
【図２】出射光制御板の凸部の機能を説明する図である。
【図３】出射光制御板の凸部内での光線方向を説明する図である。
【図４】導光体の１側面に３つの点光源を配置した例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る面光源素子を示す概略構成図である。
【図６】本発明の表示装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：点光源
２：導光体
２ｂ：出射面
５：出射光制御板
７：凸部
７ａ：反射面
７ｂ：密着部
【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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