(57)【要約】  レーザ光源と、端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化し、前記導光板の端面に向けて出射する光学素子と、前記導光板に入射した光の前記導光板内における進行方向を偏向させる第１の光偏向部とを備える面状照明装置である。前記第１の光偏向部は、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように、前記導光板に入射した光の前記第１の光偏向部による偏向量の度合いを前記導光板内の位置によって変化させる。
2008013146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、
前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化し、前記導光板の端面に向けて出射する光学素子と、
前記導光板に入射した光の前記導光板内における進行方向を偏向させる第１の光偏向部と
を備え、
前記第１の光偏向部は、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように、前記導光板に入射した光の前記第１の光偏向部による偏向量の度合いを前記導光板内の位置によって変化させていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記導光板は、前記光学素子から出射した略平行光が入射され、
前記第１の光偏向部は、前記導光板内に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により前記略平行光を偏向させる、複数の偏向体であり、
前記複数の偏向体は、前記複数の偏向体による偏向量の度合いが前記導光板内の位置によって変化するように疎密分布されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に配置された複数の反射散乱体であり、
前記複数の反射散乱体は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に形成された複数の凹凸形状部であり、
前記複数の凹凸形状部は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記複数の偏向体は、前記導光板内に分散された複数の散乱体であり、
前記複数の散乱体は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記導光板の第１の主面上に配置され、前記第１の主面から出射される光を透過させる半透過膜、をさらに備え、
前記半透過膜の透過率は、前記導光板の端面近傍で高くなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記光学素子と前記導光板との間に配置され、前記光学素子から出射される略平行光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する光学レンズ、をさらに備え、
前記複数の偏向体は、前記導光板に入射される略平行光に垂直な複数の直線上に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板に放射状に入射されており、
前記複数の偏向体は、前記放射状に入射される略平行光の入射方向に凸部を有する放物線状に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記導光板は、前記導光板の端面に対向し、前記端面から入射された略平行光を前記導光板の端面側に反射すると共に、前記端面側への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、
前記複数の偏向体は、前記導光板の反射面の近傍に高密度分布されることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記導光板は、前記端面上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する第２の光偏向部、を有し、
前記第２の光偏向部は、複数の凹凸形状部であることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記複数の凹凸形状部は、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化することを特徴とする請求項１０に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記複数の凹凸形状部は、前記光学素子から出射した略平行光に対してブリュースター角をなす傾斜面を持つ鋸歯形状を有することを特徴とする請求項１０に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記光学素子と前記導光板との間の光路上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する第３の光偏向部、をさらに備え、
前記第３の光偏向部は、前記導光板の端面に向けて集光するレンズ効果を有することを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記導光板は、前記端面に対向し、前記端面から入射された略平行光を前記導光板の端面側に反射すると共に、前記導光板の端面方向への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、
前記第１の光偏向部は、前記導光板の反射面上に形成され、前記導光板の端面から入射される略平行光を反射、散乱、屈折及び回折を含む光学的現象により前記略平行光の前記端面への入射方向を前記導光板の厚み方向に偏向する、複数の凹凸形状部であることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して傾いた方向から前記導光板に入射されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
前記導光板の端面は、前記導光板の第１の主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１７】
前記導光板の端面は、前記導光板の端面から入射される略平行光の入射方向に対してブリュースター角をなすことを特徴とする請求項１５または１６に記載の面状照明装置。
【請求項１８】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して略平行に入射されることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項１９】
前記複数の凹凸形状は、前記略平行光を全反射させる傾斜面を有することを特徴とする請求項１８に記載の面状照明装置。
【請求項２０】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する請求項１〜１９のいずれか１項に記載の面状照明装置と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてレーザ光を利用した面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置には、冷陰極蛍光管を利用したバックライト照明が広く使用されている。また近年では、より鮮明で、自然な色調を再現するために赤色光、緑色光、青色光の３色の発光ダイオード（ＬＥＤ素子）を用いたバックライト照明も注目されており、精力的に開発が進められている。【０００３】
これらのバックライト照明のうち比較的小型のものには、光源からの光を導光板側面（入射面）から入射させ、導光板の一方の主面（出射面）から光を出射させて照明する、通称エッジライト方式と呼ばれる側方光源型面状照明装置が用いられる。【０００４】
この方式で用いられる導光板は、出射面の反対側の主面を光反射面とし、導光板のどちらかの主面に出射光の均一化を図るための調光パターンが施されている。【０００５】
調光パターンとしては、透明導光板の反射面に印刷等により複数の乱反射領域を設け、光源から遠ざかるにつれ、乱反射領域の密度を上げる、あるいは乱反射領域の散乱度を上げるもの（例えば、特許文献１、２）、導光板の反射面に凹部または凸部を設け、光源から遠ざかるにつれ、その深さまたは高さを順次大きくするもの（例えば、特許文献３）等が知られている。【０００６】
また、大型で高輝度が必要とされるバックライト照明には、陰極蛍光管あるいはＬＥＤ素子を平面状に並べた、直下型照明装置が用いられる。【０００７】
将来的には壁掛けＴＶ等、薄型で大画面の液晶表示装置への要望が強まると考えられるが、直下型照明装置はエッジライト方式と比べ薄型化が困難という課題があり、薄型化が要望される液晶表示装置への採用は困難である。一方、エッジライト方式は、大画面化すると十分な輝度が確保できないという課題はあるものの、光源の高輝度化により適用の余地は残されている。【０００８】
そのため、薄型で大画面の液晶表示装置を実現する方法として、ＬＥＤ素子よりも輝度が高く高出力化に適するレーザ光源を用いたエッジライト方式の面状照明装置の検討が始められている。【０００９】
レーザ光源を用いたエッジライト方式の面状照明装置として、例えば図９Ａ及びＢに示すような構成が考えられる。図９Ａは、レーザ光源を用いた従来の面状照明装置の概略構成を示す平面図、図９Ｂは、その側面図である。【００１０】
図９Ａ及びＢにおいて、高出力のレーザ光源１０から出射した発散光は、シリンドリカルレンズ１１により、少なくとも導光板１２の厚み方向に略平行な光束に形成された後、導光板１２に入射するように構成されている。【００１１】
この構成のように、導光板１２の厚み方向において略平行な光が入射する場合、次のような課題が生じる。【００１２】
導光板１２に略平行で入射されたレーザ光は、導光板１２の入射面付近では、その指向性により、略平行光のまま導光板１２の内部へと伝搬されることになる。このため、反射あるいは散乱により偏向される光量は導光板１２の入射面側が最も少なくなってしまう。一方、従来の導光板１２の調光パターン１２ａの密度は、レーザ光源１０からのレーザ光の入射面側では疎で、レーザ光源１０から遠ざかるに従い、高くなるように構成されている。したがって、従来の導光板１２の調光パターン１２ａをレーザ光源１０に適用した場合、導光板１２の入射面付近において光を反射あるいは散乱により偏向させる効果が一層低くなり、入射面付近では大部分の光束が全反射してしまう。全反射された光束は導光板１２から出射されることなく、導光板１２の内部へと伝搬される。この結果、入射面付近で出射する光量が少なくなり、導光板１２からの出射光に輝度ムラが生じてしまう。
【特許文献１】特開平１−２４１５９０号公報
【特許文献２】特開平６−１３０３６５号公報
【特許文献３】特開平６−２３０３８０号公報
【発明の開示】
【００１３】
本発明の目的は、広い色再現範囲と薄型大画面を実現できるレーザ光源を用いた構成において、大面積にわたり均一な輝度を有する面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置を提供することである。
【００１４】
本発明の一局面に従う面状照明装置は、レーザ光源と、端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化し、前記導光板の端面に向けて出射する光学素子と、前記導光板に入射された略平行光の前記導光板内における進行方向を偏向させる第１の光偏向部とを備え、前記第１の光偏向部は、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように、前記導光板に入射した光の前記第１の光偏向部による偏向量の度合いを前記導光板内の位置によって変化させている。
【００１５】
上記の面状照明装置では、導光板に入射された光の第１の光偏向部による偏向量の度合いを導光板内の位置によって変化させているので、導光板の第１の主面から出射される光量を第１の主面内において均一にすることができる。このため、大面積にわたり均一な輝度を有する面状照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図１Ａは、その平面図、図１Ｂは、その側面図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図２Ａは、その平面図、図２Ｂは、その側面図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図３Ａは、その平面図、図３Ｂは、その側面図である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図４Ａは、その平面図、図４Ｂは、その側面図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図５Ａは、その平面図、図５Ｂは、その側面図である。
【図６】本発明の実施の形態６にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図６Ａは、その平面図、図６Ｂは、その側面図である。
【図７】本発明の実施の形態７にかかる面状照明装置に用いられる導光板を説明するための模式図であり、図７Ａは、その導光板の概略構成を示す側面図、図７Ｂは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の入射角を示す図、図７Ｃは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の他の入射角を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態８にかかる面状照明装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】図９Ａは、レーザ光源を用いた従来の面状照明装置の概略構成を示す平面図、図９Ｂは、その側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。【００１８】
（実施の形態１）
図１Ａ及びＢは、本発明の実施の形態１にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図１Ａは、その平面図、図１Ｂは、その側面図である。【００１９】
図１Ａ及びＢにおいて、本実施の形態にかかる面状照明装置は、赤色光、緑色光、青色光の３原色を発光する３つのレーザ光源からの光を合成し出射する光源部１と、光源部１からの光を略平行光にするコリメートレンズ２と、光源部１からの光を偏向走査する回転多面鏡３と、回転多面鏡３の反射面が焦点となるように配置されたシリンドリカルレンズ４と、シリンドリカルレンズ４からの出射光を一方の端面（入射面）５ａから入射し、一方の主面（出射面）５ｂから出射する導光板５と、を備えている。本実施の形態では、光源部１からの光を導光板５に対して走査する手段として回転多面鏡３を用いているが、回転多面鏡３に代えて、回折素子や、導光棒、散乱体といった周知技術により、光源部１からの光を導光板５に対して回折させたり、散乱、発散されるようにしても良い。【００２０】
本実施の形態の導光板５の反射面５ｃには、導光板５に入射した光を反射によって偏向し、出射面５ｂに向かわせる入射面５ａに平行なライン状に形成された複数の突起部６が設けられている。突起部６は、反射面５ｃの全面に渡って形成され、図１Ａ及びＢに示すように、入射面５ａ付近に多く形成されている。なお、図１Ａにおいては、図面の簡略化のため、突起部６は点線で示されている。突起部６は、導光板５に入射される、光源部１からのレーザ光の進行方向を、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる偏向体の一例である。ここでは、上述したように、レーザ光の進行方向は突起部６による反射によって変化させられる。また、突起部６は、通常、導光板５の反射面５ｃにレーザ加工等によって形成される溝、あるいは、導光板５の成型と同時に一体成型される溝であるが、勿論これらに限られるものではない。偏向体は、導光板５の内部に熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる散乱粒子を含有させたり、導光板５の内部に気泡等を発生させることによっても実現できる。また、突起部６は入射面５ａ付近に多く形成されるとしたが、入射面５ａ付近で突起部６の大きさ、つまり溝の深さを深くしても良い。もちろん、溝の深さに限らず、偏向体の３次元的な形状が大きければ良い。さらに、偏向体の３次元的な形状の大きさに代えて、偏向体の散乱度合いまたは回折効率が入射面５ａ付近で大きくなるように分布させても良い。そうすることにより、入射面５ａ付近におけるレーザ光の散乱度合いを増やすことができる。【００２１】
本実施の形態にかかる面状照明装置において、光源部１から出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多面鏡３で偏向走査され、シリンドリカルレンズ４により導光板５への入射角が一定となるように再び偏向され、導光板５に導かれる。すなわち、シリンドリカルレンズ４からの光は導光板５の厚み方向に略平行に入射される。入射面５ａから入射した光は、導光板５の反射面５ｃに設けられた突起部６により反射、偏向され、導光板５の臨界角以下となると出射面５ｂから出射する。【００２２】
ここで、図９Ａ及びＢの導光板１２のように、入射面から遠くなるにつれ突起部等の偏向体の密度が高くなる構成であると、入射面付近で反射、偏向される光量は小さく、略平行光束で入射した光の大部分が導光板１２内部で全反射を繰り返して導光板１２の内部へ伝搬されてしまう。このため、導光板１２の入射面付近においては光が出射しないため暗くなる。【００２３】
一方、本実施の形態の導光板５は、突起部６が入射面５ａ付近に高密度に配置されているため、入射面５ａ付近の出射面５ｂから出射される光の輝度を向上させ、導光板５全体の輝度を均一化することが出来る。【００２４】
また、本実施の形態によれば、偏光の揃ったレーザ光源を持つ光源部１からの光を同一の入射角で導光板５へ入射するように構成し、かつ、入射面５ａに平行なライン状の突起部６により反射する角度が乱れないように構成しているため、消光比の高い、導光板からの出射光が得られ、液晶表示パネルの偏光板での透過率が向上する。【００２５】
以上のように本実施の形態にかかる面状照明装置によれば、発光効率が高く、色純度が良いレーザ光源を用いることにより、薄型大画面、かつ、色の再現性が良好な高画質の液晶表示装置を実現することが可能であり、さらに、レーザ光を略平行光で入射させる構成にあわせて導光板の調光パターンを構成することにより、大面積にわたり均一な輝度にすることが可能である。さらに、この調光パターンにより導光板に入射するレーザ光の偏光を維持し、偏光の揃った光を導光板から出射するので、液晶表示パネルでの透過率の向上も可能であり、消費電力の低い液晶表示装置を実現できる。【００２６】
本実施の形態では、偏向体を導光板５の反射面５ｃに設けた突起部６としたが、突起部６に代えて、反射面５ｃに設けられた溝等による凹凸形状、あるいは、反射面５ｃに印刷等により設けられた散乱体であっても良い。また、反射面５ｃに設けられた突起部６等に代えて、出射面５ｂに設けられた凹凸形状、導光板５の内部に設けられた散乱体であっても同様な効果が得られる。【００２７】
本実施の形態では、シリンドリカルレンズ４を用いて導光板５への入射角を揃え、ライン状に配置された突起部６で反射させることにより、導光板５からの出射光の偏光を揃えているが、シリンドリカルレンズ４を用いないで、導光板５に回転多面鏡３からの反射光を直接、導光板５に入射させるようにしても良い。この場合、導光板５には放射状に光が入射されることになるが、突起部６を放射状の光に合わせて放物線状に配置することにより、出射面５ｂから出射される光の偏光を揃えることができる。【００２８】
本実施の形態では、突起部６を入射面５ａ付近に高密度に配置することとしているが、導光板５が比較的大きく、導光板５の入射面５ａから他方の端面までの透過率が悪い場合には、入射面５ａ付近と他方の端面側で突起部６の密度を上げて配置する必要がある。【００２９】
本実施の形態では、レーザ光源を用いる場合の課題であるスペックル対策及びレーザ光の広がり方向（レーザ光の進行方向と直交する方向）の均一化を考慮して、回転多面鏡３でレーザ光を走査する構成としたが、シリンドリカルレンズ等を用いて出射面５ｂと平行方向に光束を広げて導光板５に入射させる構成としても良い。【００３０】
本実施の形態では、光源部１は１つであるが、複数であってもよく、レーザ光が入射する、導光板５の入射面も複数であってもよい。【００３１】
本実施の形態では、シリンドリカルレンズ４を用いて導光板５への入射角を揃えているが、導光板５の入射面５ａにシリンドリカルレンズ効果を有するフレネルレンズ形状が形成されていてもよい。この場合、シリンドリカルレンズ４が不要となり、面状照明装置自体の小型化が図られる。【００３２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記の実施の形態１では、回転多面鏡により偏向走査された光をシリンドリカルレンズにより入射角を揃えた後に導光板に入射させている。一方、本実施の形態では、回転多面鏡による反射光を直接、導光板に入射させる。本実施の形態によれば、シリンドリカルレンズが不要となり、面状照明装置自体の小型化を図ることができる。図２Ａ及びＢは、本発明の実施の形態２にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図２Ａは、その平面図、図２Ｂは、その側面図である。【００３３】
本実施の形態にかかる面状照明装置においては、図２Ａ及びＢに示すように、コリメートレンズ２からの光を、導光板５内の往路、すなわち入射面５ａから他方の端面５ｄまでの経路において、回転多面鏡３により偏向走査する。そして、その偏向走査された光の導光板５への伝搬進行方向が揃うように、その偏向走査された光を他方の端面５ｄにより反射させる。回転多面鏡３から導光板５に入射された光は、導光板５内を入射面５ａから他方の端面５ｄに向かう往路においては突起部６により反射されることなく他方の端面５ｄまで伝搬され、他方の端面５ｄにより折返し反射されて、導光板５内の復路において、反射面５ｃに導かれることになる。【００３４】
本実施の形態にかかる導光板５の端面５ｄは、回転多面鏡３により偏向走査された光を、導光板５の厚み方向と直交する方向に集光あるいは発散させるレンズ機能を有し、そのレンズ機能により入射光の伝搬方向を一致させつつ、反射面５ｃ側に反射させる。【００３５】
本実施の形態によれば、導光板５の厚み等の寸法を小さくすること無く、面状照明装置自体の小型化が実現される。【００３６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。上記の実施の形態１及び２では、突起部等の偏向体の配置構成により、導光板の出射面からの光の輝度ムラを抑えるものであった。一方、本実施の形態では、突起部等の偏向体の配置構成に代えて、導光板の出射面から出射される光の透過率を出射面内で変化させることにより、出射面から出射される光の輝度ムラを抑えるものである。図３Ａ及びＢは、本発明の実施の形態３にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図３Ａは、その平面図、図３Ｂは、その側面図である。【００３７】
本実施の形態にかかる面状照明装置においては、図３Ａ及びＢに示すように、上記の実施の形態１及び２とは異なり、突起部６は反射面５ｃ内で均一に配置されている。一方、出射面５ｂ上には、例えば高屈折率材料と低屈折率材料の多層化によって形成された半透過膜５ｅが配置されている。半透過膜５ｅは、出射面５ｂ内の位置によって、その透過率が異なる透過率分布を有している。半透過膜５ｅの透過率分布は、入射面５ａ付近の出射面５ｂ上の透過率が高く、他方の端面側に進むに従い、低くなるように設定されている。【００３８】
本実施の形態では、突起部６を反射面５ｃ内で均一に配置したが、上記の実施の形態１と同様、突起部６を入射面５ａ付近に高密度に配置しても構わない。そうすることにより、入射面５ａ付近の出射面５ｂから出射される光の輝度を一層向上させ、導光板５全体の輝度の均一度合いを高めることができる。【００３９】
本実施の形態によれば、上記の実施の形態１及び２と同様、導光板５の全面に渡って均一な輝度を実現できる。【００４０】
なお、本実施の形態の半透過膜は、波長ごとに透過率分布が変わるように構成しても良い。このように構成すれば、色毎に輝度を調整できるので色ムラを低減できる。【００４１】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。上記の実施の形態１及び２では、偏向体である突起部を導光板内に配置し、その分布を変化させることにより、導光板の出射面からの出射光の輝度ムラを抑えるものであった。一方、本実施の形態では、偏向体の分布を変化させることに代えて、導光板の入射面自体に偏向体を設けることにより、上記実施の形態１及び２と同様の効果を実現するものである。図４Ａ及びＢは、本発明の実施の形態４にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図４Ａは、その平面図、図４Ｂは、その側面図である。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは導光板７のみであり、その他の要素は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。なお、図４Ａ及びＢでは、図面の簡略化のため、導光板内に均一に分布する突起部等の偏向体の配置は省略されている。【００４２】
本実施の形態の導光板７の入射面７ａには、図４Ｂに示すように、導光板７の厚み方向に、導光板７に入射される光を回折、屈折、あるいは散乱する凹凸形状が設けられている。この凹凸形状は、導光板７に入射される、光源部１からのレーザ光の進行方向を、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる偏向体の一例である。【００４３】
本実施の形態にかかる面状照明装置において、光源部１から出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多面鏡３で偏向走査され、シリンドリカルレンズ４により導光板７への入射角が一定となるように再び偏向され、導光板７の入射面７ａに導かれる。導光板７に入射した光は、入射面７ａを通過する際において入射面７ａの凹凸形状により導光板７の厚み方向に拡散されて、導光板７内に導入される。導光板７に入射された光は、導光板７の一方の主面（出射面）７ｂ及び他方の主面との間で反射を繰り返しながら、偏向体で偏向されて出射面７ｂから徐々に出射される。【００４４】
このとき、導光板７に入射した光は、導光板７の厚み方向に拡散した光となるため、入射面７ａ付近でも十分な光量が偏向され、入射面７ａ付近の出射面７ｂから出射される光の輝度が向上する。このため、導光板７の厚み方向に平行な光束が入射した場合と比べると、入射面７ａ付近でも十分な輝度が得られ、導光板７全体の輝度を均一化することが出来る。【００４５】
本実施の形態においては、入射面７ａにおいて入射光を導光板７の厚み方向にのみ拡散させているため、入射面７ａを通過した際の入射光の偏光が維持され、消光比の高い出射光が得られ、液晶表示パネルの偏光板での透過率が向上する。【００４６】
以上のように本実施の形態においても、大面積にわたり均一な輝度にすることが可能である。また、液晶表示パネルでの透過率の向上も可能であり、消費電力の低い液晶表示装置を実現できる。【００４７】
本実施の形態の入射面７ａの凹凸形状は、導光板７の厚み方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ効果を有する面であっても良い。また、入射面７ａの凹凸形状を、一方の傾斜角がブリュースター角となる鋸歯状とし、入射偏光をＰ偏光とすることにより、入射面７ａでの効率の向上が可能である。【００４８】
また、本実施の形態では、導光板７の入射面７ａに凹凸形状を設けているが、入射面７ａの直前にプリズムアレイあるいは回折格子を置いても良い。この場合、プリズムアレイあるいは回折格子のピッチは、等ピッチであっても、不等ピッチでもよい。また、入射面７ａの直前に導光板７の厚み方向に曲率を有するシリンドリカルレンズを置き、入射面７ａ付近で集光するようにしてもよい。この場合であっても、入射面７ａ付近で集光された光は導光板７内で拡散されるので、導光板７の入射面７ａに凹凸形状を設けた場合と同様の効果を得ることができる。【００４９】
本実施の形態において、上記の実施の形態１の突起部６の分布の変化を用いていないが、突起部６による調光パターンを併用することにより、さらに均一性を向上させることが可能である。【００５０】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。上記の実施の形態４では、回転多面鏡により偏向走査された光をシリンドリカルレンズにより入射角を揃えた後に導光板に入射させている。一方、本実施の形態では、回転多面鏡による反射光を直接、導光板に入射させる。本実施の形態によれば、シリンドリカルレンズが不要となり、面状照明装置自体の小型化を図ることができる。図５Ａ及びＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図５Ａは、その平面図、図５Ｂは、その側面図である。【００５１】
本実施の形態にかかる面状照明装置においては、図５Ａ及びＢに示すように、コリメートレンズ２からの光を、導光板７内の往路、すなわち入射面７ａから他方の端面７ｃまでの経路において、回転多面鏡３により偏向走査する。そして、その偏向走査された光の導光板７への伝搬方向が揃うように、その偏向走査された光を他方の端面７ｃにより反射させる。この反射の際、反射光は端面７ｃの凹凸形状により導光板７内に向かって拡散され、再び導光板７内に導入される。導光板７に入射された光は、導光板７の一方の主面（出射面）７ｂ及び他方の主面との間で反射を繰り返しながら、偏向体で偏向されて出射面７ｂから徐々に出射されることになる。【００５２】
本実施の形態にかかる導光板７の端面７ｃは、回転多面鏡３により偏向走査された光を導光板７の厚み方向と直交する方向に集光あるいは発散させるレンズ機能を有し、そのレンズ機能により入射光の伝搬方向を一致させて反射する。さらに、導光板７の厚み方向に、導光板７に入射される光を反射する凹凸形状が設けられている。この凹凸形状は、導光板７に入射される、光源部１からのレーザ光の進行方向を、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる偏向体の一例である。【００５３】
本実施の形態によれば、導光板７の厚み等の寸法を小さくすること無く、面状照明装置自体の小型化が実現される。【００５４】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本実施の形態は、上記の実施の形態１において、導光板の入射面を入射光の光軸に対してブリュースター角をなすように傾けたものである。図６Ａ及びＢは、本発明の実施の形態６にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図６Ａは、その平面図、図６Ｂは、その側面図である。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、導光板８のみであり、その他の要素は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。【００５５】
本実施の形態の導光板８の入射面８ａは、図６Ａ及びＢに示すように、導光板８の出射面８ｂに対して傾斜しており、その傾斜は、入射するレーザ光の光軸に対してブリュースター角をなすように構成されている。【００５６】
本実施の形態の導光板８の反射面８ｃには、実施の形態１と同様に、導光板８に入射した光を反射によって偏向し、出射面８ｂに向かわせる入射面８ａに平行なライン状に形成された複数の突起部９が設けられている。突起部９は、反射面８ｃの全面に渡って形成され、図６Ｂに示すように、入射面８ａ付近に多く形成されている。【００５７】
本実施の形態の光源部１は、Ｐ偏光のレーザ光を出力可能なレーザ光源を有している。本実施の形態においては、光源部１から出力されたＰ偏光のレーザ光を導光板８の入射面８ａにブリュースター角で入射させることにより、入射面８ａにおけるレーザ光の反射を低減させる。【００５８】
以上のように本実施の形態にかかる面状照明装置によれば、光源部１から出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多面鏡3で偏向走査され、シリンドリカルレンズ4により導光板８への入射角が一定となるように再び偏向され、導光板８の入射面８ａにブリュースター角で入射する。このとき、Ｐ偏光で入射するように構成されているため、入射面８ａでほとんど反射することなく導光板８に入射し、導光板８の反射面８ｃに設けられた突起部９により反射、偏向し出射面８ｂから出射する。【００５９】
このとき、導光板８には略平行光が入射するが、出射面８ｂに対して斜めに入射し、かつ、入射面８ａ付近に出射面８ｂに向けて反射させる突起部９が多く配置されているため、入射面８ａ付近の輝度は確保できる。加えて、入射面８ａ付近以外では、突起部９をバランスよく配置することに導光板８全体での輝度の均一化が図れる。【００６０】
以上のように本実施の形態では、大面積にわたり均一な輝度が得られるという効果に加え、導光板８の入射面８ａでの効率が向上する。【００６１】
なお、本実施の形態では、導光板８の入射面８ａを傾けたが、導光板８に入射する光の入射角度を傾けても同様の効果が得られる。【００６２】
さらに、導光板８の入射面８ａと入射光の入射角度の両方傾けることにより、入射面８ａの面積を維持したまま、導光板８の薄型化、軽量化が可能となる。【００６３】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。上記の実施の形態１〜６では、光源部から出力されるレーザ光をコリメートレンズにより発散光から平行光に変換し、導光板の厚み方向に略平行なレーザ光を導光板に入射させている。本実施の形態では、この略平行なレーザ光の入射による導光板における光利用効率の向上について具体的に説明する。図７Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態７にかかる面状照明装置に用いられる導光板を説明するための模式図であり、図７Ａは、その導光板の概略構成を示す側面図、図７Ｂは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の入射角を示す図、図７Ｃは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の他の入射角を示す図である。【００６４】
本実施の形態の導光板１５は、図７Ａに示すように、一方の端面である入射面１５ａと、一方の主面である出射面１５ｂと、他方の主面である反射面１５ｃと、反射面１５ｃ上に形成された突起部１６と、を備えている。導光板１５の厚み方向に略平行、すなわち、導光板１５の出射面１５ｂに略平行なレーザ光１７は、入射面１５ａから導光板１５に入射され、入射面１５ａから入射した光は、導光板１５の反射面１５ｃに設けられた突起部１６による反射によって出射面１５ｂに向けて偏向され、導光板１５の臨界角以下となると出射面１５ｂから出射する。【００６５】
本実施の形態の突起部１６は、図７Ａに示すように、導光板１５の反射面１５ｃに形成された溝であり、その反射面１６ａは、導光板１５の出射面１５ｂと所定の角度θ１をなすように形成されている。突起部１６が導光板１５に形成された溝であることから、突起部１６の反射面１６ａは導光板１５と同一の臨界角を有している。したがって、レーザ光１７が反射面１６ａに臨界角以下で入射されれば反射面１６ａを透過し（図７Ｃの場合）、臨界角以上で入射されれば反射面１６ａを透過せず、全反射される（図７Ｂの場合）。【００６６】
図７Ｂ及びＣに示すように、レーザ光１７は突起部１６の反射面１６ａに、反射面１６ａの法線方向（図中の一点鎖線）と所定の角度（入射角）θ２をなして入射される。以下、導光板１５の材質をアクリル樹脂で構成した場合を例にして説明する。【００６７】
導光板１５がアクリルの場合、アクリルの屈折率は約１．４９、臨界角は約４２°である。したがって、レーザ光１７を突起部１６の反射面１６ａに臨界角以上で入射させることにより反射面１６ａにおける全反射が実現される。このため、本実施の形態では、反射面１６ａと導光板１５の出射面１５ｂとがなす角度θ１を略４５°に設定する。そうすることにより、導光板１５の出射面１５ｂに略平行となるように導光板１５に入射されるレーザ光１７は、図７Ｂに示すように、突起部１６の反射面１６ａに臨界角以上の入射角度θ２で入射されることになる。導光板１５に入射されるレーザ光１７と出射面１５ｂとがなす角度は、±３°以下であることが好ましい。この場合、レーザ光１７のすべての光束を突起部１６の反射面１６ａにより全反射で偏向させ、出射面１５ｂから出射させることができ、導光板１５の光利用効率を一層向上させることができる。【００６８】
さらに、本実施の形態によれば、導光板１５からほぼ垂直に光が出射するため、輝度を正面に集める視野角調整用のプリズムシートが不要になる。このとき、視野角を広げるための拡散シートが必要だが、プリズムシートのように導光板１５との間で多重反射させなくてもよいため、拡散シートのみのほうが効率的にも有利である。【００６９】
本実施の形態において、導光板１５の反射面１５ｃに傾斜をつけると、入射面１５ａの反対側の端面から漏れる光を低減できるので、光利用効率の点において効果的である。【００７０】
また、本実施の形態において、突起部１６の反射面１６ａと出射面１５ｂとがなす角度を４０°程度とすれば、導光板１５に入射されるレーザ光１７と出射面１５ｂとがなす角度が±８°程度ばらついても高い光利用効率を得ることができる。【００７１】
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８について説明する。上記の実施の形態１〜７の光源部は、１つの光源部に赤色光、緑色光、青色光の３原色を発光する３つのレーザ光源を搭載し、３つのレーザ光源からの光を導光板の同一の入射面に入射させるものであった。一方、本実施の形態では、複数の光源部を用意し、各光源部から異なる色のレーザ光を導光板の異なる入射面に入射させるものである。図８は、本発明の実施の形態８にかかる面状照明装置の概略構成を示す平面図である。【００７２】
本実施の形態にかかる面状照明装置は、図８に示すように、赤色光及び緑色光を発光する２つのレーザ光源からの光を合成し出射する光源部１ａと、光源部１ａからの光を略平行光にするコリメートレンズ２ａと、光源部１ａからの光を偏向走査する回転多面鏡３ａと、回転多面鏡３ａの反射面が焦点となるように配置されたシリンドリカルレンズ４ａと、シリンドリカルレンズ４ａからの出射光を一方の入射面１４ａから入射し、出射面から出射する導光板１４と、青色光を発光するレーザ光源からの光を出射する光源部１ｂと、光源部１ｂからの光を略平行光にするコリメートレンズ２ｂと、光源部１ｂからの光を偏向走査する回転多面鏡３ｂと、回転多面鏡３ｂの反射面が焦点となるように配置されたシリンドリカルレンズ４ｂと、を備えている。そして、シリンドリカルレンズ４ｂからの出射光は導光板１４の他方の入射面１４ｂから入射される。もちろん、本実施の形態は、光源部１ａが赤色光及び緑色光を出射し、光源部１ｂが青色光を出射するものに限定されるものではなく、その他の組み合わせであっても構わない。【００７３】
本実施の形態の導光板１４の反射面には、例えば、導光板１４の入射面１４ａ及び入射面１４ｂから入射した各光の両方を散乱によって偏向し、出射面に向かわせる反射散乱体が反射面の全面に渡って均一に形成され、導光板の出射面には、波長選択性の半透過膜が形成されている。【００７４】
この波長選択性の半透過膜は、例えば青色光のみに対して上記の実施の形態３と同様に透過率の分布を持つように構成され、この透過率分布は、入射面１４ｂ付近の透過率が高く、他方の端面側に進むに従い低くなるように設定されている。【００７５】
一方、導光板１４の入射面１４ａには例えば、上記の実施の形態４と同様に、導光板１４の厚み方向に、導光板１４に入射される光を回折、屈折、あるいは散乱する凹凸形状が設けられている。このため、入射面１４ａから入射されるレーザ光と入射面１４ｂから入射されるレーザ光の各々の特性に応じて別途独立に、出射面から出射される光の輝度の調節をすることができる。したがって、本実施の形態によれば、各色のレーザ光が導光板１４から出射される際の輝度の均一化を一層高めることができる。【００７６】
以上説明したように、本発明の実施の形態１〜８にかかる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置によれば、色純度が高く、発光効率の高いレーザ光源を用いることにより、広い色再現性と薄型大画面および低消費電力が実現できる。同時に、大面積にわたり均一な輝度にすることが可能であり、高画質化という大きな効果が得られる。【００７７】
上記の各実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明にかかる面状照明装置は、レーザ光源と、端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化し、前記導光板の端面に向けて出射する光学素子と、前記導光板に入射した光の前記導光板内における進行方向を偏向させる第１の光偏向部とを備え、前記第１の光偏向部は、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように、前記導光板に入射した光の前記第１の光偏向部による偏向量の度合いを前記導光板内の位置によって変化させている。【００７８】
上記の面状照明装置では、導光板に入射された光の第１の光偏向部による偏向量の度合いを導光板内の位置によって変化させているので、導光板の第１の主面から出射される光量を第１の主面内において均一にすることができる。このため、大面積にわたり均一な輝度を有する面状照明装置を実現することができる。【００７９】
前記導光板は、前記光学素子から出射した略平行光が入射され、前記第１の光偏向部は、前記導光板内に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により前記略平行光を偏向させる、複数の偏向体であり、前記複数の偏向体は、前記複数の偏向体による偏向量の度合いが前記導光板内の位置によって変化するように疎密分布されることが好ましい。【００８０】
この場合、複数の偏向体の疎密分布によって略平行光が偏向される度合いを変化させることができるので、導光板内における略平行光の偏向量の度合いを精度よく変化させることができる。【００８１】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に配置された複数の反射散乱体であり、前記複数の反射散乱体は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることが好ましい。【００８２】
この場合、複数の反射散乱体を第１の主面または第２の主面に配置することにより、容易に略平行光が偏向される頻度を変化させることができる。【００８３】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に形成された複数の凹凸形状部であり、前記複数の凹凸形状部は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることが好ましい。【００８４】
この場合、複数の凹凸形状部を第１の主面または第２の主面に形成することにより、容易に略平行光が偏向される頻度を変化させることができる。【００８５】
前記複数の偏向体は、前記導光板内に分散された複数の散乱体であり、前記複数の散乱体は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることが好ましい。【００８６】
この場合、複数の散乱体を導光板内に分散させることにより、容易に略平行光が偏向される頻度を変化させることができる。【００８７】
前記導光板の第１の主面上に配置され、前記第１の主面から出射される光を透過させる半透過膜、をさらに備え、前記半透過膜の透過率は、前記導光板の端面近傍で高くなることが好ましい。【００８８】
この場合、半透過膜の透過率が導光板の端面近傍で高くなり、導光板の端面近傍から出射される光量をより向上させることができるので、第１の主面内での輝度分布をより均一化することができる。【００８９】
前記光学素子と前記導光板との間に配置され、前記光学素子から出射される略平行光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する光学レンズ、をさらに備え、前記複数の偏向体は、前記導光板に入射される略平行光に垂直な複数の直線上に配置されていることが好ましい。【００９０】
この場合、光学レンズから導光板に入射される光は、その偏光が維持されて第１の主面から出射されることになる。このため、第１の主面から出射された光が液晶表示パネルに照射される場合、液晶表示パネルにおける透過率の向上が図られる。【００９１】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板に放射状に入射されており、前記複数の偏向体は、前記放射状に入射される略平行光の入射方向に凸部を有する放物線状に配置されていることが好ましい。【００９２】
この場合、複数の偏向体により導光板に入射される略平行光の偏光を揃えることができ、第１の主面から出射された光が液晶表示パネルに照射される場合、光学系の小型化を図りつつ、液晶表示パネルにおける透過率を向上させることができる。【００９３】
前記導光板は、前記導光板の端面に対向し、前記端面から入射された略平行光を前記導光板の端面側に反射すると共に、前記端面側への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、前記複数の偏向体は、前記導光板の反射面の近傍に高密度分布されることが好ましい。【００９４】
この場合、導光板内で導光板に入射される光の偏光を揃えることができる。このため、導光板の入射光学系の小型化を図ることができる。【００９５】
前記導光板は、前記端面上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する第２の光偏向部、を有し、前記第２の光偏向部は、複数の凹凸形状部であることが好ましい。【００９６】
この場合、複数の凹凸形状を導光板の端面に形成することにより、導光板に入射される光を効率よく、その偏向度合い変化させることができる。【００９７】
前記複数の凹凸形状部は、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化することが好ましい。【００９８】
この場合、導光板の端面付近における第１の主面方向に向かう光量を効率よく増やすことができる。【００９９】
前記複数の凹凸形状部は、前記光学素子から出射した略平行光に対してブリュースター角をなす傾斜面を持つ鋸歯形状を有することが好ましい。【０１００】
この場合、導光板への入射光を反射させることなく、効率よく導光板内に入射させることができ、光利用効率が向上する。【０１０１】
前記光学素子と前記導光板との間の光路上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する第３の光偏向部、をさらに備え、前記第３の光偏向部は、前記導光板の端面に向けて集光するレンズ効果を有することが好ましい。【０１０２】
この場合、導光板の端面付近において光が拡散するので、導光板の端面付近第１の主面方向に向かう光量を効率よく増やすことができる。【０１０３】
前記導光板は、前記端面に対向し、前記端面から入射された略平行光を前記導光板の端面側に反射すると共に、前記導光板の端面方向への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、前記第１の光偏向部は、前記導光板の反射面上に形成され、前記導光板の端面から入射される略平行光を反射、散乱、屈折及び回折を含む光学的現象により前記略平行光の前記端面への入射方向を前記導光板の厚み方向に偏向する、複数の凹凸形状部であることが好ましい。【０１０４】
この場合、導光板内で導光板に入射される光の偏光を揃えることができる。このため、導光板の入射光学系の小型化を図ることができる。【０１０５】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して傾いた方向から前記導光板に入射されることが好ましい。【０１０６】
この場合、導光板への入射光の反射を抑え、効率よく導光板内に入射させることができる。【０１０７】
前記導光板の端面は、前記導光板の第１の主面に対して傾斜していることが好ましい。【０１０８】
この場合、導光板への入射光の反射を抑え、効率よく導光板内に入射させることができる。【０１０９】
前記導光板の端面は、前記導光板の端面から入射される略平行光の入射方向に対してブリュースター角をなすことが好ましい。【０１１０】
この場合、導光板への入射光を反射させることなく、効率よく導光板内に入射させることができ、光利用効率がより向上する。【０１１１】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して略平行に入射されることが好ましい。【０１１２】
この場合、導光板に入射される光を効率よく第１の主面から出射させることができる。【０１１３】
前記複数の凹凸形状は、前記略平行光を全反射させる傾斜面を有することが好ましい。【０１１４】
この場合、複数の凹凸形状を透過する光を減らすことができるので、光利用効率をより向上させることができる。【０１１５】
本発明にかかる液晶表装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する上記の面状照明装置とを備える。【０１１６】
上記の液晶表示装置では、面状照明装置から均一な輝度を有する照射光を液晶表示パネルに照射することができるので、高画質で大面積の画像を表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明にかかる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置によれば、薄型に適したエッジライト方式において、導光板の構成をレーザ光源を用いた場合に対応させることにより、面内で均一な輝度を有する面状照明装置を実現でき、これを用いて高画質で薄型大画面の液晶表示装置を実現できるので、ディスプレー分野において有用である。
【図１】
2008013146.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年2月22日(2008.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
入射端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、
前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化することにより前記導光板の厚み方向に略平行化されたまま進行する光束である略平行光を形成し、当該略平行光を前記導光板の入射端面に向けて出射する光学素子と、
前記光学素子から出射される略平行光の進行方向を前記導光板の厚み方向に偏向または拡散する光拡散部と
を備え、
前記光拡散部の偏向量または拡散度合いは、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように設定されることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記導光板は、入射光の前記導光板における進行方向を偏向する光偏向部と有し、
前記光偏向部は、前記導光板内に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により前記入射光を偏向させる、複数の偏向体であり、
前記光拡散部は、前記複数の偏向体を前記導光板の入射端面の近傍に高密度分布させることにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に配置された複数の反射散乱体であることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に形成された複数の凹凸形状部であることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記複数の偏向体は、前記導光板内に分散された複数の散乱体であることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記導光板の第１の主面上に配置され、前記第１の主面から出射される光を透過させる半透過膜、をさらに備え、
前記半透過膜の透過率は、前記導光板の入射端面近傍で高くなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記光学素子と前記導光板との間に配置され、前記光学素子から出射される略平行光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する光学レンズ、をさらに備え、
前記複数の偏向体は、前記導光板に入射される略平行光に垂直な複数の直線上に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板に放射状に入射されており、
前記複数の偏向体は、前記放射状に入射される略平行光の入射方向に凸部を有する放物線状に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記導光板は、前記導光板の入射端面に対向し、前記入射端面から入射された略平行光を前記導光板の入射端面側に反射すると共に、前記入射端面側への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、
前記複数の偏向体は、前記導光板の反射面の近傍に高密度分布されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記光拡散部は、前記入射端面上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する複数の凹凸形状部であることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記複数の凹凸形状部は、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化することを特徴とする請求項１０に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記複数の凹凸形状部は、前記光学素子から出射した略平行光に対してブリュースター角をなす傾斜面を持つ鋸歯形状を有することを特徴とする請求項１０に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記光拡散部は、前記光学素子と前記導光板との間の光路上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する偏向素子であり、
前記偏向素子は、前記導光板の入射端面に向けて集光するレンズ効果を有することを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記導光板は、前記入射端面に対向し、前記入射端面から入射された略平行光を前記導光板の入射端面側に反射すると共に、前記導光板の入射端面方向への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、
前記光拡散部は、前記導光板の反射面上に形成され、前記導光板の入射端面から入射される略平行光を反射、散乱、屈折及び回折を含む光学的現象により前記略平行光の前記入射端面への入射方向を前記導光板の厚み方向に偏向する、複数の凹凸形状部であることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して傾いた方向から前記導光板に入射されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
前記導光板の入射端面は、前記導光板の第１の主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１７】
前記導光板の入射端面は、前記導光板の入射端面から入射される略平行光の入射方向に対してブリュースター角をなすことを特徴とする請求項１５または１６に記載の面状照明装置。
【請求項１８】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して略平行に入射されることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項１９】
前記複数の凹凸形状は、前記略平行光を全反射させる傾斜面を有することを特徴とする請求項１８に記載の面状照明装置。
【請求項２０】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する請求項１〜１９のいずれか１項に記載の面状照明装置と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
入射端面から入射される前記レーザ光を第１の主面から出射する導光板と、
前記レーザ光を前記導光板の厚み方向に略平行化する光学素子と、
前記レーザ光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に拡散させる拡散素子と、
前記光学素子および前記拡散素子を透過した前記レーザ光を前記導光板の厚み方向に拡散させる光偏向手段と、
を備え、
前記レーザ光を、前記光学素子および前記拡散素子により前記導光板の入射端面に沿って整形後、前記光偏向手段は、当該レーザ光を前記導光板の厚み方向に拡散させることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記光偏向手段は、前記導光板の入射端面近傍に配置された前記導光板の厚み方向に曲率を有するシリンドリカルレンズを備え、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記光偏向手段は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に配置された複数の偏向体を備え、
前記複数の偏向体は、反射、散乱、屈折及び回析のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により前記レーザ光を前記導光板の厚み方向に偏向するように構成され、前記導光板の入射端面近傍でその他の部位よりも高密度分布されることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記光偏向手段は、前記導光板の前記入射端面上に形成された複数の凹凸形状部を備え、
前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記光偏向手段は、前記導光板内部の前記入射端面近傍でその他の部位よりも高密度分布された複数の散乱体を備え、
前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記導光板の第１の主面上に配置され、前記第１の主面から出射される光を透過させる半透過膜、をさらに備え、
前記半透過膜の透過率は、前記導光板の端面近傍でその他の部位よりも高くなることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記偏向体は、反射散乱体で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記偏向体は、凹凸形状部で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記拡散素子と前記導光板との間に配置され、前記拡散素子から出射されるレーザ光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する光学レンズ、をさらに備え、
前記複数の偏向体は、前記導光板に入射される略平行光に垂直な複数の直線上に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記拡散素子から出射されるレーザ光は、前記導光板に放射状に入射するように構成され、
前記複数の偏向体は、前記放射状に入射されるレーザ光の入射方向に凸部を有する放射線状に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記複数の凹凸形状部は、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化することを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記複数の凹凸形状部は、前記光学素子から出射した略平行光に対してブリュースター角をなす傾斜面を持つ鋸歯形状を有することを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記レーザ光は、前記導光板の第１の主面に対して傾いた方向から前記導光板に入射されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記導光板の入射端面は、前記導光板の第１の主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記導光板の入射端面は、前記導光板の入射端面から入射されるレーザ光の入射方向に対してブリュースター角をなすことを特徴とする請求項１３または１４に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
入射端面から入射される前記レーザ光を第１の主面から出射する導光板と、
前記レーザ光を前記導光板の厚み方向に略平行化する光学素子と、
前記レーザ光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に拡散させる拡散素子と、
を備え、
前記導光板は、前記導光板の入射端面に対向し、前記入射端面から入射された略平行光を前記導光板の入射端面側に反射すると共に、前記入射端面側への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面と、を有し、
前記導光板の内部において厚み方向に略平行な前記レーザ光を厚み方向に拡散させる光偏向手段を前記反射面の近傍に配置したことを特徴とする面状照明装置。
【請求項１７】
前記光偏向手段は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に配置された複数の偏向体を備え、
前記複数の偏向体は、反射、散乱、屈折及び回析のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により前記レーザ光を前記導光板の厚み方向に偏向するように構成され、前記反射面近傍でその他の部位よりも高密度分布されることを特徴とする請求項１６に記載の面状照明装置。
【請求項１８】
前記光偏向手段は、前記導光板の反射面上に形成され、前記導光板の入射端面から入射される略平行光を前記導光板の厚み方向に偏向する、複数の凹凸形状部であることを特徴とする請求項１６に記載の面状照明装置。
【請求項１９】
前記レーザ光は、前記導光板の第１の主面に対して略平行に入射されることを特徴とする請求項１６に記載の面状照明装置。
【請求項２０】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の面状照明装置と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてレーザ光を利用した面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置には、冷陰極蛍光管を利用したバックライト照明が広く使用されている。また近年では、より鮮明で、自然な色調を再現するために赤色光、緑色光、青色光の３色の発光ダイオード（ＬＥＤ素子）を用いたバックライト照明も注目されており、精力的に開発が進められている。
【０００３】
これらのバックライト照明のうち比較的小型のものには、光源からの光を導光板側面（入射面）から入射させ、導光板の一方の主面（出射面）から光を出射させて照明する、通称エッジライト方式と呼ばれる側方光源型面状照明装置が用いられる。
【０００４】
この方式で用いられる導光板は、出射面の反対側の主面を光反射面とし、導光板のどちらかの主面に出射光の均一化を図るための調光パターンが施されている。
【０００５】
調光パターンとしては、透明導光板の反射面に印刷等により複数の乱反射領域を設け、光源から遠ざかるにつれ、乱反射領域の密度を上げる、あるいは乱反射領域の散乱度を上げるもの（例えば、特許文献１、２）、導光板の反射面に凹部または凸部を設け、光源から遠ざかるにつれ、その深さまたは高さを順次大きくするもの（例えば、特許文献３）等が知られている。
【０００６】
また、大型で高輝度が必要とされるバックライト照明には、陰極蛍光管あるいはＬＥＤ素子を平面状に並べた、直下型照明装置が用いられる。
【０００７】
将来的には壁掛けＴＶ等、薄型で大画面の液晶表示装置への要望が強まると考えられるが、直下型照明装置はエッジライト方式と比べ薄型化が困難という課題があり、薄型化が要望される液晶表示装置への採用は困難である。一方、エッジライト方式は、大画面化すると十分な輝度が確保できないという課題はあるものの、光源の高輝度化により適用の余地は残されている。
【０００８】
そのため、薄型で大画面の液晶表示装置を実現する方法として、ＬＥＤ素子よりも輝度が高く高出力化に適するレーザ光源を用いたエッジライト方式の面状照明装置の検討が始められている。
【０００９】
レーザ光源を用いたエッジライト方式の面状照明装置として、例えば図９Ａ及びＢに示すような構成が考えられる。図９Ａは、レーザ光源を用いた従来の面状照明装置の概略構成を示す平面図、図９Ｂは、その側面図である。
【００１０】
図９Ａ及びＢにおいて、高出力のレーザ光源１０から出射した発散光は、シリンドリカルレンズ１１により、少なくとも導光板１２の厚み方向に略平行な光束に形成された後、導光板１２に入射するように構成されている。
【特許文献１】特開平１−２４１５９０号公報
【特許文献２】特開平６−１３０３６５号公報
【特許文献３】特開平６−２３０３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この構成のように、導光板１２の厚み方向において略平行な光が入射する場合、次のような課題が生じる。
【００１２】
導光板１２に略平行で入射されたレーザ光は、導光板１２の入射面付近では、その指向性により、略平行光のまま導光板１２の内部へと伝搬されることになる。このため、反射あるいは散乱により偏向される光量は導光板１２の入射面側が最も少なくなってしまう。一方、従来の導光板１２の調光パターン１２ａの密度は、レーザ光源１０からのレーザ光の入射面側では疎で、レーザ光源１０から遠ざかるに従い、高くなるように構成されている。したがって、従来の導光板１２の調光パターン１２ａをレーザ光源１０に適用した場合、導光板１２の入射面付近において光を反射あるいは散乱により偏向させる効果が一層低くなり、入射面付近では大部分の光束が全反射してしまう。全反射された光束は導光板１２から出射されることなく、導光板１２の内部へと伝搬される。この結果、入射面付近で出射する光量が少なくなり、導光板１２からの出射光に輝度ムラが生じてしまう。
【００１３】
本発明の目的は、広い色再現範囲と薄型大画面を実現できるレーザ光源を用いた構成において、大面積にわたり均一な輝度を有する面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一局面に従う面状照明装置は、レーザ光源と、端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化し、前記導光板の端面に向けて出射する光学素子と、前記導光板に入射された略平行光の前記導光板内における進行方向を偏向させる第１の光偏向部とを備え、前記第１の光偏向部は、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように、前記導光板に入射した光の前記第１の光偏向部による偏向量の度合いを前記導光板内の位置によって変化させている。
【発明の効果】
【００１５】
上記の面状照明装置では、導光板に入射された光の第１の光偏向部による偏向量の度合いを導光板内の位置によって変化させているので、導光板の第１の主面から出射される光量を第１の主面内において均一にすることができる。このため、大面積にわたり均一な輝度を有する面状照明装置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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００１７】
（実施の形態１）
図１Ａ及びＢは、本発明の実施の形態１にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図１Ａは、その平面図、図１Ｂは、その側面図である。
【００１８】
図１Ａ及びＢにおいて、本実施の形態にかかる面状照明装置は、赤色光、緑色光、青色光の３原色を発光する３つのレーザ光源からの光を合成し出射する光源部１と、光源部１からの光を略平行光にするコリメートレンズ２と、光源部１からの光を偏向走査する回転多面鏡３と、回転多面鏡３の反射面が焦点となるように配置されたシリンドリカルレンズ４と、シリンドリカルレンズ４からの出射光を一方の端面（入射面）５ａから入射し、一方の主面（出射面）５ｂから出射する導光板５と、を備えている。本実施の形態では、光源部１からの光を導光板５に対して走査する手段として回転多面鏡３を用いているが、回転多面鏡３に代えて、回折素子や、導光棒、散乱体といった周知技術により、光源部１からの光を導光板５に対して回折させたり、散乱、発散されるようにしても良い。
【００１９】
本実施の形態の導光板５の反射面５ｃには、導光板５に入射した光を反射によって偏向し、出射面５ｂに向かわせる入射面５ａに平行なライン状に形成された複数の突起部６が設けられている。突起部６は、反射面５ｃの全面に渡って形成され、図１Ａ及びＢに示すように、入射面５ａ付近に多く形成されている。なお、図１Ａにおいては、図面の簡略化のため、突起部６は点線で示されている。突起部６は、導光板５に入射される、光源部１からのレーザ光の進行方向を、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる偏向体の一例である。ここでは、上述したように、レーザ光の進行方向は突起部６による反射によって変化させられる。また、突起部６は、通常、導光板５の反射面５ｃにレーザ加工等によって形成される溝、あるいは、導光板５の成型と同時に一体成型される溝であるが、勿論これらに限られるものではない。偏向体は、導光板５の内部に熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる散乱粒子を含有させたり、導光板５の内部に気泡等を発生させることによっても実現できる。また、突起部６は入射面５ａ付近に多く形成されるとしたが、入射面５ａ付近で突起部６の大きさ、つまり溝の深さを深くしても良い。もちろん、溝の深さに限らず、偏向体の３次元的な形状が大きければ良い。さらに、偏向体の３次元的な形状の大きさに代えて、偏向体の散乱度合いまたは回折効率が入射面５ａ付近で大きくなるように分布させても良い。そうすることにより、入射面５ａ付近におけるレーザ光の散乱度合いを増やすことができる。
【００２０】
本実施の形態にかかる面状照明装置において、光源部１から出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多面鏡３で偏向走査され、シリンドリカルレンズ４により導光板５への入射角が一定となるように再び偏向され、導光板５に導かれる。すなわち、シリンドリカルレンズ４からの光は導光板５の厚み方向に略平行に入射される。入射面５ａから入射した光は、導光板５の反射面５ｃに設けられた突起部６により反射、偏向され、導光板５の臨界角以下となると出射面５ｂから出射する。
【００２１】
ここで、図９Ａ及びＢの導光板１２のように、入射面から遠くなるにつれ突起部等の偏向体の密度が高くなる構成であると、入射面付近で反射、偏向される光量は小さく、略平行光束で入射した光の大部分が導光板１２内部で全反射を繰り返して導光板１２の内部へ伝搬されてしまう。このため、導光板１２の入射面付近においては光が出射しないため暗くなる。
【００２２】
一方、本実施の形態の導光板５は、突起部６が入射面５ａ付近に高密度に配置されているため、入射面５ａ付近の出射面５ｂから出射される光の輝度を向上させ、導光板５全体の輝度を均一化することが出来る。
【００２３】
また、本実施の形態によれば、偏光の揃ったレーザ光源を持つ光源部１からの光を同一の入射角で導光板５へ入射するように構成し、かつ、入射面５ａに平行なライン状の突起部６により反射する角度が乱れないように構成しているため、消光比の高い、導光板からの出射光が得られ、液晶表示パネルの偏光板での透過率が向上する。
【００２４】
以上のように本実施の形態にかかる面状照明装置によれば、発光効率が高く、色純度が良いレーザ光源を用いることにより、薄型大画面、かつ、色の再現性が良好な高画質の液晶表示装置を実現することが可能であり、さらに、レーザ光を略平行光で入射させる構成にあわせて導光板の調光パターンを構成することにより、大面積にわたり均一な輝度にすることが可能である。さらに、この調光パターンにより導光板に入射するレーザ光の偏光を維持し、偏光の揃った光を導光板から出射するので、液晶表示パネルでの透過率の向上も可能であり、消費電力の低い液晶表示装置を実現できる。
【００２５】
本実施の形態では、偏向体を導光板５の反射面５ｃに設けた突起部６としたが、突起部６に代えて、反射面５ｃに設けられた溝等による凹凸形状、あるいは、反射面５ｃに印刷等により設けられた散乱体であっても良い。また、反射面５ｃに設けられた突起部６等に代えて、出射面５ｂに設けられた凹凸形状、導光板５の内部に設けられた散乱体であっても同様な効果が得られる。
【００２６】
本実施の形態では、シリンドリカルレンズ４を用いて導光板５への入射角を揃え、ライン状に配置された突起部６で反射させることにより、導光板５からの出射光の偏光を揃えているが、シリンドリカルレンズ４を用いないで、導光板５に回転多面鏡３からの反射光を直接、導光板５に入射させるようにしても良い。この場合、導光板５には放射状に光が入射されることになるが、突起部６を放射状の光に合わせて放物線状に配置することにより、出射面５ｂから出射される光の偏光を揃えることができる。
【００２７】
本実施の形態では、突起部６を入射面５ａ付近に高密度に配置することとしているが、導光板５が比較的大きく、導光板５の入射面５ａから他方の端面までの透過率が悪い場合には、入射面５ａ付近と他方の端面側で突起部６の密度を上げて配置する必要がある。
【００２８】
本実施の形態では、レーザ光源を用いる場合の課題であるスペックル対策及びレーザ光の広がり方向（レーザ光の進行方向と直交する方向）の均一化を考慮して、回転多面鏡３でレーザ光を走査する構成としたが、シリンドリカルレンズ等を用いて出射面５ｂと平行方向に光束を広げて導光板５に入射させる構成としても良い。
【００２９】
本実施の形態では、光源部１は１つであるが、複数であってもよく、レーザ光が入射する、導光板５の入射面も複数であってもよい。
【００３０】
本実施の形態では、シリンドリカルレンズ４を用いて導光板５への入射角を揃えているが、導光板５の入射面５ａにシリンドリカルレンズ効果を有するフレネルレンズ形状が形成されていてもよい。この場合、シリンドリカルレンズ４が不要となり、面状照明装置自体の小型化が図られる。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記の実施の形態１では、回転多面鏡により偏向走査された光をシリンドリカルレンズにより入射角を揃えた後に導光板に入射させている。一方、本実施の形態では、回転多面鏡による反射光を直接、導光板に入射させる。本実施の形態によれば、シリンドリカルレンズが不要となり、面状照明装置自体の小型化を図ることができる。図２Ａ及びＢは、本発明の実施の形態２にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図２Ａは、その平面図、図２Ｂは、その側面図である。
【００３２】
本実施の形態にかかる面状照明装置においては、図２Ａ及びＢに示すように、コリメートレンズ２からの光を、導光板５内の往路、すなわち入射面５ａから他方の端面５ｄまでの経路において、回転多面鏡３により偏向走査する。そして、その偏向走査された光の導光板５への伝搬進行方向が揃うように、その偏向走査された光を他方の端面５ｄにより反射させる。回転多面鏡３から導光板５に入射された光は、導光板５内を入射面５ａから他方の端面５ｄに向かう往路においては突起部６により反射されることなく他方の端面５ｄまで伝搬され、他方の端面５ｄにより折返し反射されて、導光板５内の復路において、反射面５ｃに導かれることになる。
【００３３】
本実施の形態にかかる導光板５の端面５ｄは、回転多面鏡３により偏向走査された光を、導光板５の厚み方向と直交する方向に集光あるいは発散させるレンズ機能を有し、そのレンズ機能により入射光の伝搬方向を一致させつつ、反射面５ｃ側に反射させる。
【００３４】
本実施の形態によれば、導光板５の厚み等の寸法を小さくすること無く、面状照明装置自体の小型化が実現される。
【００３５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。上記の実施の形態１及び２では、突起部等の偏向体の配置構成により、導光板の出射面からの光の輝度ムラを抑えるものであった。一方、本実施の形態では、突起部等の偏向体の配置構成に代えて、導光板の出射面から出射される光の透過率を出射面内で変化させることにより、出射面から出射される光の輝度ムラを抑えるものである。図３Ａ及びＢは、本発明の実施の形態３にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図３Ａは、その平面図、図３Ｂは、その側面図である。
【００３６】
本実施の形態にかかる面状照明装置においては、図３Ａ及びＢに示すように、上記の実施の形態１及び２とは異なり、突起部６は反射面５ｃ内で均一に配置されている。一方、出射面５ｂ上には、例えば高屈折率材料と低屈折率材料の多層化によって形成された半透過膜５ｅが配置されている。半透過膜５ｅは、出射面５ｂ内の位置によって、その透過率が異なる透過率分布を有している。半透過膜５ｅの透過率分布は、入射面５ａ付近の出射面５ｂ上の透過率が高く、他方の端面側に進むに従い、低くなるように設定されている。
【００３７】
本実施の形態では、突起部６を反射面５ｃ内で均一に配置したが、上記の実施の形態１と同様、突起部６を入射面５ａ付近に高密度に配置しても構わない。そうすることにより、入射面５ａ付近の出射面５ｂから出射される光の輝度を一層向上させ、導光板５全体の輝度の均一度合いを高めることができる。
【００３８】
本実施の形態によれば、上記の実施の形態１及び２と同様、導光板５の全面に渡って均一な輝度を実現できる。
【００３９】
なお、本実施の形態の半透過膜は、波長ごとに透過率分布が変わるように構成しても良い。このように構成すれば、色毎に輝度を調整できるので色ムラを低減できる。
【００４０】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。上記の実施の形態１及び２では、偏向体である突起部を導光板内に配置し、その分布を変化させることにより、導光板の出射面からの出射光の輝度ムラを抑えるものであった。一方、本実施の形態では、偏向体の分布を変化させることに代えて、導光板の入射面自体に偏向体を設けることにより、上記実施の形態１及び２と同様の効果を実現するものである。図４Ａ及びＢは、本発明の実施の形態４にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図４Ａは、その平面図、図４Ｂは、その側面図である。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは導光板７のみであり、その他の要素は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。なお、図４Ａ及びＢでは、図面の簡略化のため、導光板内に均一に分布する突起部等の偏向体の配置は省略されている。
【００４１】
本実施の形態の導光板７の入射面７ａには、図４Ｂに示すように、導光板７の厚み方向に、導光板７に入射される光を回折、屈折、あるいは散乱する凹凸形状が設けられている。この凹凸形状は、導光板７に入射される、光源部１からのレーザ光の進行方向を、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる偏向体の一例である。
【００４２】
本実施の形態にかかる面状照明装置において、光源部１から出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多面鏡３で偏向走査され、シリンドリカルレンズ４により導光板７への入射角が一定となるように再び偏向され、導光板７の入射面７ａに導かれる。導光板７に入射した光は、入射面７ａを通過する際において入射面７ａの凹凸形状により導光板７の厚み方向に拡散されて、導光板７内に導入される。導光板７に入射された光は、導光板７の一方の主面（出射面）７ｂ及び他方の主面との間で反射を繰り返しながら、偏向体で偏向されて出射面７ｂから徐々に出射される。
【００４３】
このとき、導光板７に入射した光は、導光板７の厚み方向に拡散した光となるため、入射面７ａ付近でも十分な光量が偏向され、入射面７ａ付近の出射面７ｂから出射される光の輝度が向上する。このため、導光板７の厚み方向に平行な光束が入射した場合と比べると、入射面７ａ付近でも十分な輝度が得られ、導光板７全体の輝度を均一化することが出来る。
【００４４】
本実施の形態においては、入射面７ａにおいて入射光を導光板７の厚み方向にのみ拡散させているため、入射面７ａを通過した際の入射光の偏光が維持され、消光比の高い出射光が得られ、液晶表示パネルの偏光板での透過率が向上する。
【００４５】
以上のように本実施の形態においても、大面積にわたり均一な輝度にすることが可能である。また、液晶表示パネルでの透過率の向上も可能であり、消費電力の低い液晶表示装置を実現できる。
【００４６】
本実施の形態の入射面７ａの凹凸形状は、導光板７の厚み方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ効果を有する面であっても良い。また、入射面７ａの凹凸形状を、一方の傾斜角がブリュースター角となる鋸歯状とし、入射偏光をＰ偏光とすることにより、入射面７ａでの効率の向上が可能である。
【００４７】
また、本実施の形態では、導光板７の入射面７ａに凹凸形状を設けているが、入射面７ａの直前にプリズムアレイあるいは回折格子を置いても良い。この場合、プリズムアレイあるいは回折格子のピッチは、等ピッチであっても、不等ピッチでもよい。また、入射面７ａの直前に導光板７の厚み方向に曲率を有するシリンドリカルレンズを置き、入射面７ａ付近で集光するようにしてもよい。この場合であっても、入射面７ａ付近で集光された光は導光板７内で拡散されるので、導光板７の入射面７ａに凹凸形状を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
本実施の形態において、上記の実施の形態１の突起部６の分布の変化を用いていないが、突起部６による調光パターンを併用することにより、さらに均一性を向上させることが可能である。
【００４９】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。上記の実施の形態４では、回転多面鏡により偏向走査された光をシリンドリカルレンズにより入射角を揃えた後に導光板に入射させている。一方、本実施の形態では、回転多面鏡による反射光を直接、導光板に入射させる。本実施の形態によれば、シリンドリカルレンズが不要となり、面状照明装置自体の小型化を図ることができる。図５Ａ及びＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図５Ａは、その平面図、図５Ｂは、その側面図である。
【００５０】
本実施の形態にかかる面状照明装置においては、図５Ａ及びＢに示すように、コリメートレンズ２からの光を、導光板７内の往路、すなわち入射面７ａから他方の端面７ｃまでの経路において、回転多面鏡３により偏向走査する。そして、その偏向走査された光の導光板７への伝搬方向が揃うように、その偏向走査された光を他方の端面７ｃにより反射させる。この反射の際、反射光は端面７ｃの凹凸形状により導光板７内に向かって拡散され、再び導光板７内に導入される。導光板７に入射された光は、導光板７の一方の主面（出射面）７ｂ及び他方の主面との間で反射を繰り返しながら、偏向体で偏向されて出射面７ｂから徐々に出射されることになる。
【００５１】
本実施の形態にかかる導光板７の端面７ｃは、回転多面鏡３により偏向走査された光を導光板７の厚み方向と直交する方向に集光あるいは発散させるレンズ機能を有し、そのレンズ機能により入射光の伝搬方向を一致させて反射する。さらに、導光板７の厚み方向に、導光板７に入射される光を反射する凹凸形状が設けられている。この凹凸形状は、導光板７に入射される、光源部１からのレーザ光の進行方向を、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる偏向体の一例である。
【００５２】
本実施の形態によれば、導光板７の厚み等の寸法を小さくすること無く、面状照明装置自体の小型化が実現される。
【００５３】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本実施の形態は、上記の実施の形態１において、導光板の入射面を入射光の光軸に対してブリュースター角をなすように傾けたものである。図６Ａ及びＢは、本発明の実施の形態６にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図６Ａは、その平面図、図６Ｂは、その側面図である。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、導光板８のみであり、その他の要素は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態の導光板８の入射面８ａは、図６Ａ及びＢに示すように、導光板８の出射面８ｂに対して傾斜しており、その傾斜は、入射するレーザ光の光軸に対してブリュースター角をなすように構成されている。
【００５５】
本実施の形態の導光板８の反射面８ｃには、実施の形態１と同様に、導光板８に入射した光を反射によって偏向し、出射面８ｂに向かわせる入射面８ａに平行なライン状に形成された複数の突起部９が設けられている。突起部９は、反射面８ｃの全面に渡って形成され、図６Ｂに示すように、入射面８ａ付近に多く形成されている。
【００５６】
本実施の形態の光源部１は、Ｐ偏光のレーザ光を出力可能なレーザ光源を有している。本実施の形態においては、光源部１から出力されたＰ偏光のレーザ光を導光板８の入射面８ａにブリュースター角で入射させることにより、入射面８ａにおけるレーザ光の反射を低減させる。
【００５７】
以上のように本実施の形態にかかる面状照明装置によれば、光源部１から出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多面鏡3で偏向走査され、シリンドリカルレンズ4により導光板８への入射角が一定となるように再び偏向され、導光板８の入射面８ａにブリュースター角で入射する。このとき、Ｐ偏光で入射するように構成されているため、入射面８ａでほとんど反射することなく導光板８に入射し、導光板８の反射面８ｃに設けられた突起部９により反射、偏向し出射面８ｂから出射する。
【００５８】
このとき、導光板８には略平行光が入射するが、出射面８ｂに対して斜めに入射し、かつ、入射面８ａ付近に出射面８ｂに向けて反射させる突起部９が多く配置されているため、入射面８ａ付近の輝度は確保できる。加えて、入射面８ａ付近以外では、突起部９をバランスよく配置することに導光板８全体での輝度の均一化が図れる。
【００５９】
以上のように本実施の形態では、大面積にわたり均一な輝度が得られるという効果に加え、導光板８の入射面８ａでの効率が向上する。
【００６０】
なお、本実施の形態では、導光板８の入射面８ａを傾けたが、導光板８に入射する光の入射角度を傾けても同様の効果が得られる。
【００６１】
さらに、導光板８の入射面８ａと入射光の入射角度の両方傾けることにより、入射面８ａの面積を維持したまま、導光板８の薄型化、軽量化が可能となる。
【００６２】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。上記の実施の形態１〜６では、光源部から出力されるレーザ光をコリメートレンズにより発散光から平行光に変換し、導光板の厚み方向に略平行なレーザ光を導光板に入射させている。本実施の形態では、この略平行なレーザ光の入射による導光板における光利用効率の向上について具体的に説明する。図７Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態７にかかる面状照明装置に用いられる導光板を説明するための模式図であり、図７Ａは、その導光板の概略構成を示す側面図、図７Ｂは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の入射角を示す図、図７Ｃは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の他の入射角を示す図である。
【００６３】
本実施の形態の導光板１５は、図７Ａに示すように、一方の端面である入射面１５ａと、一方の主面である出射面１５ｂと、他方の主面である反射面１５ｃと、反射面１５ｃ上に形成された突起部１６と、を備えている。導光板１５の厚み方向に略平行、すなわち、導光板１５の出射面１５ｂに略平行なレーザ光１７は、入射面１５ａから導光板１５に入射され、入射面１５ａから入射した光は、導光板１５の反射面１５ｃに設けられた突起部１６による反射によって出射面１５ｂに向けて偏向され、導光板１５の臨界角以下となると出射面１５ｂから出射する。
【００６４】
本実施の形態の突起部１６は、図７Ａに示すように、導光板１５の反射面１５ｃに形成された溝であり、その反射面１６ａは、導光板１５の出射面１５ｂと所定の角度θ１をなすように形成されている。突起部１６が導光板１５に形成された溝であることから、突起部１６の反射面１６ａは導光板１５と同一の臨界角を有している。したがって、レーザ光１７が反射面１６ａに臨界角以下で入射されれば反射面１６ａを透過し（図７Ｃの場合）、臨界角以上で入射されれば反射面１６ａを透過せず、全反射される（図７Ｂの場合）。
【００６５】
図７Ｂ及びＣに示すように、レーザ光１７は突起部１６の反射面１６ａに、反射面１６ａの法線方向（図中の一点鎖線）と所定の角度（入射角）θ２をなして入射される。以下、導光板１５の材質をアクリル樹脂で構成した場合を例にして説明する。
【００６６】
導光板１５がアクリルの場合、アクリルの屈折率は約１．４９、臨界角は約４２°である。したがって、レーザ光１７を突起部１６の反射面１６ａに臨界角以上で入射させることにより反射面１６ａにおける全反射が実現される。このため、本実施の形態では、反射面１６ａと導光板１５の出射面１５ｂとがなす角度θ１を略４５°に設定する。そうすることにより、導光板１５の出射面１５ｂに略平行となるように導光板１５に入射されるレーザ光１７は、図７Ｂに示すように、突起部１６の反射面１６ａに臨界角以上の入射角度θ２で入射されることになる。導光板１５に入射されるレーザ光１７と出射面１５ｂとがなす角度は、±３°以下であることが好ましい。この場合、レーザ光１７のすべての光束を突起部１６の反射面１６ａにより全反射で偏向させ、出射面１５ｂから出射させることができ、導光板１５の光利用効率を一層向上させることができる。
【００６７】
さらに、本実施の形態によれば、導光板１５からほぼ垂直に光が出射するため、輝度を正面に集める視野角調整用のプリズムシートが不要になる。このとき、視野角を広げるための拡散シートが必要だが、プリズムシートのように導光板１５との間で多重反射させなくてもよいため、拡散シートのみのほうが効率的にも有利である。
【００６８】
本実施の形態において、導光板１５の反射面１５ｃに傾斜をつけると、入射面１５ａの反対側の端面から漏れる光を低減できるので、光利用効率の点において効果的である。
【００６９】
また、本実施の形態において、突起部１６の反射面１６ａと出射面１５ｂとがなす角度を４０°程度とすれば、導光板１５に入射されるレーザ光１７と出射面１５ｂとがなす角度が±８°程度ばらついても高い光利用効率を得ることができる。
【００７０】
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８について説明する。上記の実施の形態１〜７の光源部は、１つの光源部に赤色光、緑色光、青色光の３原色を発光する３つのレーザ光源を搭載し、３つのレーザ光源からの光を導光板の同一の入射面に入射させるものであった。一方、本実施の形態では、複数の光源部を用意し、各光源部から異なる色のレーザ光を導光板の異なる入射面に入射させるものである。図８は、本発明の実施の形態８にかかる面状照明装置の概略構成を示す平面図である。
【００７１】
本実施の形態にかかる面状照明装置は、図８に示すように、赤色光及び緑色光を発光する２つのレーザ光源からの光を合成し出射する光源部１ａと、光源部１ａからの光を略平行光にするコリメートレンズ２ａと、光源部１ａからの光を偏向走査する回転多面鏡３ａと、回転多面鏡３ａの反射面が焦点となるように配置されたシリンドリカルレンズ４ａと、シリンドリカルレンズ４ａからの出射光を一方の入射面１４ａから入射し、出射面から出射する導光板１４と、青色光を発光するレーザ光源からの光を出射する光源部１ｂと、光源部１ｂからの光を略平行光にするコリメートレンズ２ｂと、光源部１ｂからの光を偏向走査する回転多面鏡３ｂと、回転多面鏡３ｂの反射面が焦点となるように配置されたシリンドリカルレンズ４ｂと、を備えている。そして、シリンドリカルレンズ４ｂからの出射光は導光板１４の他方の入射面１４ｂから入射される。もちろん、本実施の形態は、光源部１ａが赤色光及び緑色光を出射し、光源部１ｂが青色光を出射するものに限定されるものではなく、その他の組み合わせであっても構わない。
【００７２】
本実施の形態の導光板１４の反射面には、例えば、導光板１４の入射面１４ａ及び入射面１４ｂから入射した各光の両方を散乱によって偏向し、出射面に向かわせる反射散乱体が反射面の全面に渡って均一に形成され、導光板の出射面には、波長選択性の半透過膜が形成されている。
【００７３】
この波長選択性の半透過膜は、例えば青色光のみに対して上記の実施の形態３と同様に透過率の分布を持つように構成され、この透過率分布は、入射面１４ｂ付近の透過率が高く、他方の端面側に進むに従い低くなるように設定されている。
【００７４】
一方、導光板１４の入射面１４ａには例えば、上記の実施の形態４と同様に、導光板１４の厚み方向に、導光板１４に入射される光を回折、屈折、あるいは散乱する凹凸形状が設けられている。このため、入射面１４ａから入射されるレーザ光と入射面１４ｂから入射されるレーザ光の各々の特性に応じて別途独立に、出射面から出射される光の輝度の調節をすることができる。したがって、本実施の形態によれば、各色のレーザ光が導光板１４から出射される際の輝度の均一化を一層高めることができる。
【００７５】
以上説明したように、本発明の実施の形態１〜８にかかる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置によれば、色純度が高く、発光効率の高いレーザ光源を用いることにより、広い色再現性と薄型大画面および低消費電力が実現できる。同時に、大面積にわたり均一な輝度にすることが可能であり、高画質化という大きな効果が得られる。
【００７６】
上記の各実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明にかかる面状照明装置は、レーザ光源と、端面から入射される光を第１の主面から出射する導光板と、前記レーザ光源から出射される発散光を前記導光板の厚み方向に略平行化し、前記導光板の端面に向けて出射する光学素子と、前記導光板に入射した光の前記導光板内における進行方向を偏向させる第１の光偏向部とを備え、前記第１の光偏向部は、前記第１の主面から出射される光量が前記第１の主面内において均一となるように、前記導光板に入射した光の前記第１の光偏向部による偏向量の度合いを前記導光板内の位置によって変化させている。
【００７７】
上記の面状照明装置では、導光板に入射された光の第１の光偏向部による偏向量の度合いを導光板内の位置によって変化させているので、導光板の第１の主面から出射される光量を第１の主面内において均一にすることができる。このため、大面積にわたり均一な輝度を有する面状照明装置を実現することができる。
【００７８】
前記導光板は、前記光学素子から出射した略平行光が入射され、前記第１の光偏向部は、前記導光板内に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により前記略平行光を偏向させる、複数の偏向体であり、前記複数の偏向体は、前記複数の偏向体による偏向量の度合いが前記導光板内の位置によって変化するように疎密分布されることが好ましい。
【００７９】
この場合、複数の偏向体の疎密分布によって略平行光が偏向される度合いを変化させることができるので、導光板内における略平行光の偏向量の度合いを精度よく変化させることができる。
【００８０】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に配置された複数の反射散乱体であり、前記複数の反射散乱体は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることが好ましい。
【００８１】
この場合、複数の反射散乱体を第１の主面または第２の主面に配置することにより、容易に略平行光が偏向される頻度を変化させることができる。
【００８２】
前記複数の偏向体は、前記導光板の第１の主面または前記第１の主面に対向する第２の主面に形成された複数の凹凸形状部であり、前記複数の凹凸形状部は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることが好ましい。
【００８３】
この場合、複数の凹凸形状部を第１の主面または第２の主面に形成することにより、容易に略平行光が偏向される頻度を変化させることができる。
【００８４】
前記複数の偏向体は、前記導光板内に分散された複数の散乱体であり、前記複数の散乱体は、前記導光板の端面近傍に高密度分布されることが好ましい。
【００８５】
この場合、複数の散乱体を導光板内に分散させることにより、容易に略平行光が偏向される頻度を変化させることができる。
【００８６】
前記導光板の第１の主面上に配置され、前記第１の主面から出射される光を透過させる半透過膜、をさらに備え、前記半透過膜の透過率は、前記導光板の端面近傍で高くなることが好ましい。
【００８７】
この場合、半透過膜の透過率が導光板の端面近傍で高くなり、導光板の端面近傍から出射される光量をより向上させることができるので、第１の主面内での輝度分布をより均一化することができる。
【００８８】
前記光学素子と前記導光板との間に配置され、前記光学素子から出射される略平行光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する光学レンズ、をさらに備え、前記複数の偏向体は、前記導光板に入射される略平行光に垂直な複数の直線上に配置されていることが好ましい。
【００８９】
この場合、光学レンズから導光板に入射される光は、その偏光が維持されて第１の主面から出射されることになる。このため、第１の主面から出射された光が液晶表示パネルに照射される場合、液晶表示パネルにおける透過率の向上が図られる。
【００９０】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板に放射状に入射されており、前記複数の偏向体は、前記放射状に入射される略平行光の入射方向に凸部を有する放物線状に配置されていることが好ましい。
【００９１】
この場合、複数の偏向体により導光板に入射される略平行光の偏光を揃えることができ、第１の主面から出射された光が液晶表示パネルに照射される場合、光学系の小型化を図りつつ、液晶表示パネルにおける透過率を向上させることができる。
【００９２】
前記導光板は、前記導光板の端面に対向し、前記端面から入射された略平行光を前記導光板の端面側に反射すると共に、前記端面側への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、前記複数の偏向体は、前記導光板の反射面の近傍に高密度分布されることが好ましい。
【００９３】
この場合、導光板内で導光板に入射される光の偏光を揃えることができる。このため、導光板の入射光学系の小型化を図ることができる。
【００９４】
前記導光板は、前記端面上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する第２の光偏向部、を有し、前記第２の光偏向部は、複数の凹凸形状部であることが好ましい。
【００９５】
この場合、複数の凹凸形状を導光板の端面に形成することにより、導光板に入射される光を効率よく、その偏向度合い変化させることができる。
【００９６】
前記複数の凹凸形状部は、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化することが好ましい。
【００９７】
この場合、導光板の端面付近における第１の主面方向に向かう光量を効率よく増やすことができる。
【００９８】
前記複数の凹凸形状部は、前記光学素子から出射した略平行光に対してブリュースター角をなす傾斜面を持つ鋸歯形状を有することが好ましい。
【００９９】
この場合、導光板への入射光を反射させることなく、効率よく導光板内に入射させることができ、光利用効率が向上する。
【０１００】
前記光学素子と前記導光板との間の光路上に配置され、反射、散乱、屈折及び回折のうちの少なくとも１つを含む光学的現象により、前記導光板に入射する光を前記導光板の厚み方向に偏向する第３の光偏向部、をさらに備え、前記第３の光偏向部は、前記導光板の端面に向けて集光するレンズ効果を有することが好ましい。
【０１０１】
この場合、導光板の端面付近において光が拡散するので、導光板の端面付近第１の主面方向に向かう光量を効率よく増やすことができる。
【０１０２】
前記導光板は、前記端面に対向し、前記端面から入射された略平行光を前記導光板の端面側に反射すると共に、前記導光板の端面方向への反射光を前記導光板の厚み方向と直交する方向に略平行化する反射面、を有し、前記第１の光偏向部は、前記導光板の反射面上に形成され、前記導光板の端面から入射される略平行光を反射、散乱、屈折及び回折を含む光学的現象により前記略平行光の前記端面への入射方向を前記導光板の厚み方向に偏向する、複数の凹凸形状部であることが好ましい。
【０１０３】
この場合、導光板内で導光板に入射される光の偏光を揃えることができる。このため、導光板の入射光学系の小型化を図ることができる。
【０１０４】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して傾いた方向から前記導光板に入射されることが好ましい。
【０１０５】
この場合、導光板への入射光の反射を抑え、効率よく導光板内に入射させることができる。
【０１０６】
前記導光板の端面は、前記導光板の第１の主面に対して傾斜していることが好ましい。
【０１０７】
この場合、導光板への入射光の反射を抑え、効率よく導光板内に入射させることができる。
【０１０８】
前記導光板の端面は、前記導光板の端面から入射される略平行光の入射方向に対してブリュースター角をなすことが好ましい。
【０１０９】
この場合、導光板への入射光を反射させることなく、効率よく導光板内に入射させることができ、光利用効率がより向上する。
【０１１０】
前記光学素子から出射される略平行光は、前記導光板の第１の主面に対して略平行に入射されることが好ましい。
【０１１１】
この場合、導光板に入射される光を効率よく第１の主面から出射させることができる。
【０１１２】
前記複数の凹凸形状は、前記略平行光を全反射させる傾斜面を有することが好ましい。
【０１１３】
この場合、複数の凹凸形状を透過する光を減らすことができるので、光利用効率をより向上させることができる。
【０１１４】
本発明にかかる液晶表装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する上記の面状照明装置とを備える。
【０１１５】
上記の液晶表示装置では、面状照明装置から均一な輝度を有する照射光を液晶表示パネルに照射することができるので、高画質で大面積の画像を表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明にかかる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置によれば、薄型に適したエッジライト方式において、導光板の構成をレーザ光源を用いた場合に対応させることにより、面内で均一な輝度を有する面状照明装置を実現でき、これを用いて高画質で薄型大画面の液晶表示装置を実現できるので、ディスプレー分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図１Ａは、その平面図、図１Ｂは、その側面図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図２Ａは、その平面図、図２Ｂは、その側面図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図３Ａは、その平面図、図３Ｂは、その側面図である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図４Ａは、その平面図、図４Ｂは、その側面図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図５Ａは、その平面図、図５Ｂは、その側面図である。
【図６】本発明の実施の形態６にかかる面状照明装置の概略構成を示す模式図であり、図６Ａは、その平面図、図６Ｂは、その側面図である。
【図７】本発明の実施の形態７にかかる面状照明装置に用いられる導光板を説明するための模式図であり、図７Ａは、その導光板の概略構成を示す側面図、図７Ｂは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の入射角を示す図、図７Ｃは、その導光板の反射面に形成された突起部及びその突起部に入射されるレーザ光の他の入射角を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態８にかかる面状照明装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】図９Ａは、レーザ光源を用いた従来の面状照明装置の概略構成を示す平面図、図９Ｂは、その側面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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