(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状導光部と板状導光部とを有し、前記柱状導光部は端面から入射した光を長手方向に沿う側面（出射面）から出射するように構成され、前記板状導光部は前記柱状導光部が出射した光を側面（入射側面）で受光し、板面から出射するように構成された面状発光体であって、
前記柱状導光部の前記出射面に、光の出射方向に凸となる凸面部が設けられ、
前記凸面部は、前記柱状導光部の長手方向に延びる稜線を有するプリズム形状に形成され、前記稜線の位置が前記柱状導光部の厚み中央とずれていることを特徴とする面状発光体。
【請求項２】
前記プリズム形状が２条以上平行して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状発光体。
【請求項３】
前記プリズム形状が凸プリズム形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面状発光体。
【請求項４】
前記凸プリズム形状の底辺を挟む仰角は、２°〜４５°の範囲内とされたことを特徴とする請求項３に記載の面状発光体。
【請求項５】
前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる４分割筒形凸レンズ部と、前記稜線を共有する片側傾斜面のプリズム部とからなる１以上の複合型凸面形状に成形されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面状発光体。
【請求項６】
前記４分割筒形凸レンズ部の曲率半径は、当該複合型凸面形状の条幅の０．２倍〜０．８倍の範囲内とされ、前記プリズム部の仰角は、２５°〜７０°の範囲内とされたことを特徴とする請求項５に記載の面状発光体。
【請求項７】
前記柱状導光部は、前記出射面と対向する側面に、前記端面から入射した光を前記帯状光束の出射方向に反射する複数のプリズム状傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の面状発光体。
【請求項８】
前記板状導光部は、板面の垂線方向に光透過性であり、かつ前記入射側面で受光した帯状光束の光を一方の板面から面状光束として出射する反射手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載の面状発光体。
【請求項９】
前記反射手段は、光が面状光束として出射する前記板面（発光面）と対向する板面に形成され、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる複数のプリズム状傾斜面からなることを特徴とする請求項８に記載の面状発光体。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の面状発光体と液晶表示ユニットとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状発光体および液晶表示装置に係り、特に、液晶表示装置の照明に用いるとき優れた画像輝度と視認性が得られる面状発光体、およびこの面状発光体を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機や携帯用表示端末機などに多く用いられる反射型液晶表示装置は、一般に表示画面の照明を外光に依存しているので、外光が不足する環境下では表示画像の視認性が極端に低下するという問題があった。この問題を解決するために、反射型の液晶表示ユニットの表示面上にフロントライトと呼ばれる面状発光体を装備して補助光源として用いる液晶表示装置が提案されている。この面状発光体を備えた液晶表示装置は、昼間の屋外や明るい室内など外光が十分に得られる環境では外光により表示画面を照明し、暗い環境下では前記面状発光体を発光させて表示画面全体を照明している。
【０００３】
従来から用いられている前記液晶表示装置の一例を図１５および図１６（ａ）（ｂ）に示す。図１５は前記液晶表示装置の斜視図であり、図１６（ａ）は前記液晶表示装置の一部を表示面側から見た平面図、図１６（ｂ）はその線Ｘ−Ｘで切った断面図である。
この液晶表示装置１００は、面状発光体１０１と液晶表示ユニット５０とからなっている。面状発光体１０１は概略、光源１０と柱状導光部１２０と板状導光部３０とからなっている。光源１０は冷陰極管またはＬＥＤなどの発光素子からなり、柱状導光部１２０および板状導光部３０は透明なアクリル樹脂などを射出成形して形成されている。液晶表示ユニット５０は板面の垂線方向に透光性の液晶表示板５１と反射層５２とからなっている。
【０００４】
柱状導光部１２０は、細長い角柱状に成形され、その受光端面１２１が光源１０からの光を受光すると、入射した光を長手方向に沿う出射面１２２から帯状光束Ｌ1として出射するように構成されている。この柱状導光部１２０は、その出射面１２２と対向する側面（以下「反射面」という）１２３に、複数のプリズム状傾斜面１２４…が形成されている。このプリズム状傾斜面１２４…は何れもその稜線１２５が板状導光部３０の面に垂直な方向（図１５のＹ軸方向）に延びていて、光源１０から柱状導光部１２０に入射した光のうち、このプリズム状傾斜面１２４…に射突した光の多くは反射して出射面１２２から帯状光束Ｌ1として出射される。このときプリズム状傾斜面１２４…の数や配置、それぞれの傾斜角などを適宜に選択することにより柱状導光部１２０の出射面１２２から出射される帯状光束Ｌ1の輝度と均一性が良好にバランスするよう調整される。
【０００５】
板状導光部３０は板状に成形され、柱状導光部１２０の出射面１２２から出射した帯状光束Ｌ1をその側面（以下「入射側面」という）３１から受光し、板面の一方である発光面３２から面状光束Ｌ2として液晶表示ユニット５０の液晶表示板５１に向けて出射するように構成されている。板状導光部３０の発光面３２と対向する面（以下「対向面」という）３３には、複数のプリズム状傾斜面３４…が形成されている。このプリズム状傾斜面３４…は何れもその稜線３５が柱状導光部１２０の長手方向（Ｚ−Ｚ）に延びていて、入射側面３１から入射した帯状光のうち、このプリズム状傾斜面３４…に射突した光の多くは反射して発光面３２から面状光束Ｌ2として出射される。このときプリズム状傾斜面３４…の数や配置、それぞれの傾斜角などを適宜に選択することにより板状導光部３０の発光面３２から出射される面状光束Ｌ2の輝度と均一性が良好にバランスするよう調整される。
【０００６】
液晶表示ユニット５０の液晶表示板５１は一般に用いられているものであって、液晶分子の駆動によって、表示面に垂直な光の透過／不透過が動的に制御される。
液晶表示板５１に向けて出射された光のうち、液晶分子の配向によって板面の垂線方向に光透過性とされた液晶表示板５１の部分を透過した光は、反射層５２によって反射され、再び液晶表示板５１を垂直方向に透過し、更に板状導光部３０も透過する。これによって液晶表示板５１により形成された画像が板状導光部３０の上方から視認できるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成の液晶表示装置１００は小型の携帯用機器に多く用いられるので、面状発光体１０１による照明に際しては、光源１０のサイズと消費電力を極力低減し、なおかつ充分な画像輝度と視認性の向上とが求められる。しかし、光源１０からの光は一般に拡散性であることに加え、面状発光体１０１は前記のように光の進路が柱状導光部１２０内と面状導光部３０内との２箇所でほぼ直角方向に反射を繰り返し、しかもその反射が入射光の一部しか利用できない前記プリズム状傾斜面に依存しているので導光損失が大きく、出射光に充分な輝度が得られないばかりか、板状導光部３０の対向面３３が光透過性であることから、この対向面３３から外部への光の漏洩や散乱があって、ヘイズやグレアを発生し画像コントラストを低下させ、視認性を悪くする原因になっていた。本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、従ってその目的は、発光面からの出射光に高い輝度が得られると共に対向面から外部への光の漏洩や散乱が抑制され視認性が向上した面状発光体、およびこの面状発光体を用いた液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、柱状導光部と板状導光部とを有し、前記柱状導光部は端面から入射した光を長手方向に沿う側面（出射面）から出射するように構成され、前記板状導光部は前記柱状導光部が出射した光を側面（入射側面）で受光し、板面から出射するように構成された面状発光体であって、前記柱状導光部の前記出射面に、光の出射方向に凸となる凸面部が設けられ、前記凸面部は、前記柱状導光部の長手方向に延びる稜線を有するプリズム形状に形成され、前記稜線の位置が前記柱状導光部の厚み中央とずれていることを特徴とする面状発光体を提供する。
本発明においては、前記プリズム形状が２条以上平行して形成されていることを特徴とする面状発光体とすることができる。
また、本発明においては、前記プリズム形状が凸プリズム形状であることを特徴とする面状発光体とすることができる。
本発明者らは、小型省電力の光源を用い、しかも反射型液晶表示装置のフロントライトとして充分な画像輝度と視認性とが得られる面状発光体を開発すべく鋭意研究の結果、面状発光体の構成要素である柱状導光部の帯状光束を出射する側面（出射面）に、光の出射方向に凸となる凸面部を設けることにより、出射される光の拡散を適度に制御し、板状導光部の板面から光を面状光束として効率よく出射させ得ることを見出し本発明に到達した。すなわち、従来のこの種の柱状導光部においては、出射面が平面であったので、柱状導光部から出射した光が板状導光部内で広い角度に拡散し、面状光束として出射する板面（発光面）以外の面から光が外部に漏洩したり散乱したりして充分な光量が発光面から出射せず、光の利用効率が悪いばかりでなくヘイズやグレアを発生し画像コントラストを低下させ、視認性を悪くする原因になっていた。本発明の面状発光体によれば、板状導光部内部の光の拡散が好適に調整され、発光面以外の面から漏洩したり散乱したりすることによる光の損失や視認性の低下を抑制することができ、発光面からより多くの光を面状光束として出射させることができる。
【０００９】
前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる１以上の筒形凸レンズの形状に成形されていることが好ましい。前記筒形凸レンズ形状の曲率半径は、当該形状の弦長の０．５倍〜２．０倍の範囲内とされていることが好ましい。稜線が柱状導光部の長手方向に延びる筒形凸レンズ形状（いわゆるシリンドリカルレンズ）を出射面に形成すれば、この筒形凸レンズ形状の曲率を選択することにより、板状導光部における発光面と、これに対向する板面（対向面）との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを共に向上させることができる。筒形凸レンズ形状は出射面に１条だけ形成されていてもよく、２条以上が平行して形成されていてもよい。
実験の結果、筒形凸レンズ形状の曲率半径は、当該筒形凸レンズ形状の弦長（断面弧の弦の長さ）の０．５倍〜２．０倍の範囲内とすることがより効果的であることがわかった。
【００１０】
前記凸面部は、１以上の球面凸レンズの形状に成形されていてもよい。前記球面凸レンズ形状の曲率半径は、当該形状の弦長の０．５倍〜２．０倍の範囲内とされていることが好ましい。
出射面に球面凸レンズ形状を形成すれば、この球面凸レンズ形状の曲率を選択することにより、板状導光部における発光面と対向面との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを向上させることができる。球面凸レンズ形状は出射面全体を覆うように１個だけ成形されていてもよく、２個以上が配列した形状に成形されていてもよい。
実験の結果、球面凸レンズ形状の曲率半径は、当該球面凸レンズ形状の弦長の０．５倍〜２．０倍の範囲内とすることがより効果的であることがわかった。球面凸レンズ形状の曲率半径は柱状導光部の長手方向と厚み方向とで同じでも異なっていてもよい。
【００１１】
更に前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる１以上の凸プリズムの形状に成形されていてもよい。前記凸プリズム形状の底辺を挟む仰角は、２°〜４５°の範囲内とされていることが好ましい。
稜線が長手方向に延びる凸プリズム形状（断面三角形）を出射面に成形すれば、この凸プリズム形状の仰角を選択することにより、板状導光部における発光面と対向面との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを向上させることができる。凸プリズム形状は出射面に１条だけ形成されていてもよく、２条以上が平行して形成されていてもよい。
実験の結果、凸プリズム形状の底辺を挟む仰角（横断面における底辺と斜辺とが挟む角）は、２°〜４５°の範囲内とすることがより効果的であることがわかった。凸プリズム形状の仰角は底辺を挟む双方が同じでも異なっていてもよい。
【００１２】
更に前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる４分割筒形凸レンズ部と、前記稜線を共有する片側傾斜面のプリズム部とからなる１以上の複合型凸面形状に成形されていてもよい。ここで「４分割筒形凸レンズ部」とは、円柱を軸心に沿って４分割した形状の筒形凸レンズを意味する。前記４分割筒形凸レンズ部の曲率半径は、当該複合型凸面形状の条幅の０．２倍〜０．８倍の範囲内とされ、前記プリズム部の仰角は、２５°〜７０°の範囲内とされていることが好ましい。
この複合型凸面形状の凸面部によって、板状導光部における発光面と対向面との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを向上させることができる。前記複合型凸面形状は出射面に１条だけ形成されていてもよく、２条以上が平行して形成されていてもよい。また４分割筒形凸レンズ部とプリズム部とは、これらの組が１稜線を共有していればよいので、それらの配列順序は特に限定されない。
実験の結果、４分割筒形凸レンズ部の曲率半径を当該複合型凸面形状の条幅の０．２倍〜０．８倍の範囲内とし、前記プリズム部の仰角を２５°〜７０°の範囲内とすることによって面状光束の出射光量と視認性とをより向上できることがわかった。４分割筒形凸レンズ部の曲率半径と凸プリズム部の仰角は、それぞれの条ごとに同じでも異なっていてもよい。
【００１３】
前記柱状導光部は、前記出射面（凸面部）と対向する側面（反射面）に、前記端面から入射した光を前記帯状光束の出射方向に反射する複数のプリズム状傾斜面が形成されていることが好ましい。この複数のプリズム状傾斜面は、稜線が反射面の延びる方向と直角の方向に延びていることが好ましい。
これによって帯状光束の出射光輝度と均一性を向上することができる。
【００１４】
前記板状導光部は、板面の垂線方向に光透過性であり、かつ前記入射側面で受光した帯状光束の光を一方の板面から面状光束として出射する反射手段が設けられていることが好ましい。前記反射手段は、前記発光面と対向する板面（対向面）に形成され、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる複数のプリズム状傾斜面からなることが好ましい。
これによって本発明の面状発光体は面状光束を１方向（発光面側）に指向して出射できるようになり、かつ光が前記面状発光体を垂直に透過できるようになり、本発明の面状発光体を反射型液晶表示装置のフロントライトとして使用できるようになる。
【００１５】
本発明は更に、前記の何れかの面状発光体と液晶表示ユニットとを備えた液晶表示装置を提供する。
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の面状発光体を液晶表示面の照明に用いるので小型省電力の光源を用いながら明るく視認性の高い画面が得られる。
前記の面状発光体と液晶表示ユニットとの組合わせ順序は特に限定されない。例えば板状導光部が板面の垂線方向に光透過性であり、かつ入射側面から入射した帯状光束が面状光束として一方の発光面から出射されるタイプの面状発光体を上層に配置し、その下に反射型液晶表示ユニットを表示面が前記発光面と対向するように配置すれば、本発明の面状発光体をフロントライトとする反射型液晶表示装置が得られる。また反射層を持たない透光性の液晶表示板を上層に配置し、その下に、板状導光部の対向面を光反射性とした本発明の面状発光体を、その発光面が液晶表示板の裏面と対向するように配置すれば、前記面状発光体をバックライトとする反射型液晶表示装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本実施の形態において参照される各図面は、本発明の思想を説明するためのものであり、各部の形状寸法は実際のものと異なる。
【００１７】
（参考例１）
図１は、本発明の参考例１の面状発光体を示す平面図である。
この面状発光体１は概略、二つの光源部１０，１０と、この光源部１０，１０に挟まれた角柱状の柱状導光部２０と、柱状導光部２０の一側面（凸面部２２）に一側面（入射側面）３１を対向させて延びる方形の板状導光部３０とからなっている。図１においてこの面状発光体１は中央線（Ｘ−Ｘ）に関して左右対称に構成されている。
光源部１０，１０は発光素子１１としてＬＥＤを内蔵するランプハウスからなり、それぞれ、一方に設けられた照射窓から柱状導光部２０のそれぞれの端面（以下「受光端面」という）２１に向けて光を照射するように配置されている。柱状導光部２０および板状導光部３０はいずれも透明なアクリル樹脂から成形されている。
【００１８】
図２は、柱状導光部２０の端部近辺を示す斜視図である。図１および図２において、柱状導光部２０は概略、細長い角柱状に成形されている。柱状導光部２０の長手方向（Ｚ−Ｚ方向）に延びる４側面のうち、板状導光部３０の入射側面３１と対向して配置された側面（出射面）が凸面部２２とされ、この凸面部２２と対向する側面が反射面２３とされている。
反射面２３には複数のプリズム状傾斜面２４…が形成されている。このプリズム状傾斜面２４…は、何れもその稜線２５が柱状導光部２０の厚みＴ方向に延びていて、受光端面２１から柱状導光部２０に入射した光を凸面部２２側に均一に反射する形状に成形されている。図示しないが凸面部２２を除く柱状導光部２０の３方の側面は全て反射膜により覆われている。
【００１９】
凸面部２２は、受光端面２１から入射した光をＺ−Ｚ方向に伸びる帯状光束として板状導光部３０に向けて出射する出射面である。この凸面部２２は板状導光部３０方向に凸となる筒形凸レンズ（シリンドリカルレンズ）の形状に成形されている。この筒形凸レンズ形状は、稜線（図２のＺ−Ｚで示す）の方向が柱状導光部２０の長手方向に延びていて、その曲率半径ｒは、この筒形凸レンズ形状の弦長Ｃ（本実施形態の場合は柱状導光部２０の厚みＴに等しい）の０．５倍〜２．０倍の範囲内とされている。ここで弦長Ｃとは筒形凸レンズ形状の断面弧の弦の長さであり、柱状導光部の厚みＴとは、凸面部２２と反射面２３とを挟んで相対する２側面の離間距離である。この凸面部２２の筒形凸レンズ形状が本実施形態の特徴となっている。
【００２０】
図３は図１の線Ｘ−Ｘで切った断面図であり、本参考例の面状発光体１と液晶表示ユニット５０とを組合わせて構成した本発明の液晶表示装置の一例を示している。
図１および図３において、板状導光部３０は概略方形の平板状に成形されてなり、その一方の側面が入射側面３１として柱状導光部２０の凸面部２２に対向して配置され、板状導光部３０の受光面とされている。
【００２１】
板状導光部３０の板面の一方は液晶表示ユニット５０の表示面５３と対向するように配置され、発光面３２とされている。発光面３２と対向する外側の板面は対向面３３とされている。対向面３３には複数のプリズム状傾斜面３４…が形成されている。このプリズム状傾斜面３４…は、何れもその稜線３５が柱状導光部２０の長手方向（Ｚ−Ｚ）と平行になるように成形され、かつ柱状導光部２０から板状導光部３０に入射した光を発光面３２の方向に均一に反射する形状に成形されている。
【００２２】
図３に示した液晶表示ユニット５０は液晶表示板５１とその下側に配された反射層５２とからなっている。液晶表示板５１は液晶層５４と、図示しないが液晶層を駆動する電極と、この電極に断続的に電位を印加する駆動回路と、偏光膜や必要ならカラーフィルタなどの光制御板とを有し、液晶層５４の液晶分子の配向により透光／遮光のスイッチングが行われるようになっている。液晶表示板５１の構成や駆動方式は特に限定されるものではない。
反射層５２は、一例を図４に示すように、有機膜５５の表面に内面が球面の一部をなす多数の凹部５６ａ…が重なり合うように連続して形成されており、この有機膜５５上に反射膜５７が成膜されてなっている。液晶表示板５１と反射層５２とは、液晶表示板５１の表示面５３が板状導光部３０の発光面３２と対向するように積層されることで、反射型液晶表示ユニットを構成している。
【００２３】
次に図１〜図３を用い、本参考例の面状発光体１の作用について説明する。まず概略の光の経路を説明すると、光源部１０，１０から放射されたＬＥＤ光は柱状導光部２０のそれぞれの受光端面２１，２１から入射し、柱状導光部２０内に導入される。柱状導光部２０内に導入された光は反射面２３に成形された複数のプリズム状傾斜面２４…によって大部分の光は凸面部２２の方向に反射され、凸面部２２から、この細長い面全体が光る帯状光束として出射し、入射側面３１から板状導光部３０内に導入される。板状導光部３０内に導入された光は、対向面３３に成形された複数のプリズム状傾斜面３４…によって大部分の光は発光面３２の方向に反射され、発光面３２から、面全体が光る面状光束として液晶表示ユニット５０の表示面５３を照射する。
【００２４】
液晶表示ユニットの表示面５３を照射した光の内、液晶分子の配向によって遮光されることなく液晶層５４を透過した光は反射層５２に達し、この反射層５２によって反射され、再び液晶層５４を透過する。板状導光部３０は、板面に対してほぼ垂直に入射する液晶表示ユニットからの反射光Ｌ3を透過することができるので、反射光Ｌ3は板状導光部３０を透過して対向面３３から外部に出射され液晶層５４が形成する画像として視認されるようになる。
板状導光部３０は、入射側面３１以外の側面や上下の板面が、外光や光源光の余分な反射や散乱に起因するヘイズやグレアを防止し画像コントラストを高めるために反射防止膜が施されていてもよい。
【００２５】
前記参考例の面状発光体１において、柱状導光部２０の凸面部２２の効果を調べるため、凸面部２２における筒形凸レンズ形状の曲率半径ｒを種々変化させた試作品を作成し、板状導光部３０の発光面３２から面状光束として出射する光の輝度と、対向面３３から漏洩してヘイズやグレアの原因となる有害光の輝度とを測定した。
輝度の測定は、発光面３２において、図５に示すように、板面の垂線から１°の視野で輝度を測定し、その平均値を測定点における輝度とした。
比較例として柱状導光部の出射面が平坦な従来型の面状発光体について同様に発光面と対向面から出射する光の輝度を測定した。
結果を図６に示す。図６において、横軸は、曲率半径ｒをその弦長Ｃ（この場合は厚みＴに等しい）で割った値ｒ／Ｃであり、縦軸は、各ｒ／Ｃ値を有する試作品について発光面からの出射光輝度と対向面からの出射光輝度とを、比較例におけるそれぞれの出射光輝度を１００として輝度比で示した値である。
【００２６】
図６の結果から、柱状導光部２０の出射面を筒形凸レンズ形状に成形した本参考例の面状発光体は、出射面が平坦な従来型の面状発光体より、発光面３２から出射される光の輝度が明らかに向上しており、かつヘイズやグレアの原因となる対向面３３からの漏洩光が明らかに減少していることがわかる。特に０．５ｒ／Ｃ〜２．０ｒ／Ｃの範囲内で大きい効果が得られている。
【００２７】
（実施形態１）
実施形態１の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。
従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。図７は、この実施形態における柱状導光部２０の一方の受光端面付近を示す斜視図である。図７において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２６とされ、この凸面部２６と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、図示しない光源部から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００２８】
実施形態１の凸面部２６は、光の出射方向に凸となる２条の筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂの形状に成形されている。この筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂは、いずれも稜線（Ｚ−Ｚ）が柱状導光部２０の長手方向に延びている。筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂの曲率半径は同じでも異なっていてもよい。またそれぞれの弦長Ｃも同じでも異なっていてもよい。本実施形態の場合、筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂの弦長Ｃはそれぞれ柱状導光部２０の厚みをＴとするときＴ／２とされている。また曲率半径は、弦長Ｃの０．５倍〜２．０倍の範囲内とされている。
【００２９】
実施形態１の面状発光体は、参考例１の場合と同様に反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００３０】
（参考例２）
参考例２の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図８は、この参考例における柱状導光部２０の一方の受光端面付近を示す斜視図である。図８において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２７とされ、この凸面部２７と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、図示しない光源部から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００３１】
参考例２の凸面部２７は、光の出射方向に凸となる複数の球面凸レンズが隣接して配列した形状に成形されている。それぞれの球面凸レンズ形状は、曲率半径が弦長Ｃの０．５倍〜２．０倍の範囲内とされている。
【００３２】
参考例２の柱状導光部は、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
この実施形態では凸面部２７を多数の球面凸レンズを配列した形状に成形したが、１個の球面凸レンズが出射面全体を覆うように成形してもよい。また球面凸レンズ形状の曲率半径は柱状導光部の長手方向（Ｚ−Ｚ）と厚み方向（Ｔ）とで同じでも異なっていてもよい。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態２の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図９は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図９において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２８とされ、この凸面部２８と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、光源部１０から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００３４】
実施形態２の凸面部２８は、光の出射方向に凸となる凸プリズムの形状に成形されている。この凸プリズムの稜線（Ｚ−Ｚ）は柱状導光部の長手方向に延びている。凸プリズム形状の底辺を挟む双方の仰角θ，θは異なっており、２°〜４５°の範囲内とされている。
【００３５】
実施形態２の柱状導光部は、参考例１の場合と同様に反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００３６】
前記実施形態の面状発光体１において、柱状導光部２０の凸面部２８の形状の効果を調べるため、凸プリズム形状の仰角θを種々変化させた試作品を作成し、参考例１の場合と同様に板状導光部３０の発光面３２から面状光束として出射する光の輝度と、対向面３３から漏洩してヘイズやグレアの原因となる有害光の輝度とを測定した。試作品の底辺を挟む双方の仰角θ，θは何れも等しくした。輝度の測定は、発光面３２において、図５に示すように、板面の垂線から１°の視野で輝度を測定し、その平均値を測定点における輝度とした。比較例として柱状導光部の出射面が平坦な従来型の面状発光体について同様に発光面と対向面から出射する光の輝度を測定した。測定結果を図１０に示す。図１０は、横軸が仰角θであり、縦軸は、各仰角値を有する試作品について発光面からの出射光輝度と対向面からの出射光輝度とを、比較例におけるそれぞれの面からの出射光輝度を基準（１００）としたときの比で示した値である。
【００３７】
図１０の結果から、柱状導光部２０の出射面を凸プリズム形状に成形した面状発光体は、出射面が平坦な従来型の面状発光体より、発光面３２から出射される光の輝度が明らかに向上しており、かつヘイズやグレアの原因となる対向面３３からの漏洩光が明らかに減少していることがわかる。特に仰角θが２°〜４５°の範囲内で対向面からの漏洩光が大幅に減少し、視認性の改善に大きい効果が得られた。
【００３８】
（実施形態３）
実施形態３の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。図１１は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図１１において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２９とされ、この凸面部２９と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、光源部１０から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００３９】
実施形態３の凸面部２９は、光の出射方向に凸となる２条の凸プリズムの形状２９ａ，２９ｂに成形されている。この凸プリズム形状２９ａ，２９ｂの稜線（Ｚ−Ｚ）は何れも柱状導光部の長手方向に延びている。凸プリズム形状２９ａ，２９ｂの各仰角はそれぞれが同じでも異なっていてもよいが、いずれも２°〜４０°の範囲内とされている。
【００４０】
実施形態３の面状発光体は、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４１】
（実施形態４）
実施形態４の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図１２は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図１２において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部４０とされ、この凸面部４０と対向する側面が反射面２３とされている。
【００４２】
実施形態４の凸面部４０は、４分割筒形凸レンズの形状を有するレンズ部４０ａと片側傾斜面の形状を有するプリズム部４０ｂとがそれぞれの峰部で合体して１条の凸面を形成した複合型凸面形状となっている。ここで「４分割筒形凸レンズ部」とは、円柱を軸心に沿って４分割した筒形凸レンズである。レンズ部４０ａとプリズム部４０ｂとが合体して形成される複合型凸面形状の稜線（Ｚ−Ｚ）は柱状導光部２０の長手方向に延びている。試作した柱状導光部６Ａ，６Ｂ，６Ｃの凸面部におけるレンズ部４０ａの底辺上の曲率半径ｒとプリズム部４０ｂの底辺長さＬとを、柱状導光部２０の厚みＴに対する比として図１２に表示した。柱状導光部６Ａ（実施形態），６Ｂ（参考例），６Ｃ（実施形態）は何れも、レンズ部４０ａがプリズム部４０ｂの下側、すなわち板状導光部３０と組合わせたとき発光面３２の側に配置されている。
【００４３】
この面状発光体は、柱状導光部の凸面部の形状が図１２に示す６Ａ，６Ｂ，６Ｃの何れであっても、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４４】
（実施形態５）
実施形態５の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図１３は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図１３において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部４１とされ、この凸面部４１と対向する側面が反射面２３とされている。
【００４５】
実施形態５の凸面部４１は、実施形態４と同様に４分割筒形凸レンズの形状を有するレンズ部４１ａと片側傾斜面の形状を有するプリズム部４１ｂとがそれぞれの峰部で合体して１条の凸面を形成した複合型凸面形状となっている。ただしレンズ部４１ａとプリズム部４１ｂとの上下の配列順序が実施形態４の場合とは逆になっている。すなわちこの実施形態ではレンズ部４１ａがプリズム部４０ｂの上側、すなわち板状導光部３０と組合わせたとき対向面３３の側に配置されている。試作した柱状導光部７Ａ（実施形態），７Ｂ（参考例），７Ｃ（実施形態）の凸面部におけるレンズ部４１ａの底辺上の曲率半径ｒとプリズム部４１ｂの底辺長さＬとを、柱状導光部２０の厚みＴに対する比として図１３に表示した。
【００４６】
この面状発光体は、柱状導光部の凸面部の形状が図１３に示す７Ａ，７Ｂ，７Ｃの何れであっても、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４７】
（実施形態６）
実施形態６の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図１４（ａ）〜図１４（ｄ）はそれぞれ、この実施形態における柱状導光部２０を長手方向に対し垂直に切った断面図である。実施形態６には凸面部４２の形状により８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの４種類の変形がある。図１４（ａ）〜図１４（ｄ）はそれぞれ８Ａ〜８Ｄの変形に対応している。
これら４種類の柱状導光部は、凸面部４２が何れも共通して、４分割筒形凸レンズの形状を有するレンズ部４２ａと片側傾斜面の形状を有するプリズム部４２ｂとがそれぞれの峰部で合体して１条の凸面を形成し、この複合型凸面形状が２条、柱状導光部２０の長手方向に平行して延びている。それぞれの変形におけるレンズ部４２ａとプリズム部４２ｂとの組合わせ順序は、板状導光部の発光面が下向きになる状態で、対向面の側から以下のようになっている。
８Ａ［レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ−プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ］
８Ｂ［レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ］
８Ｃ［プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ］
８Ｄ［プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ−レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ］
各変形８Ａ〜８Ｄにおいて、レンズ部４１ａの底辺上の曲率半径ｒとプリズム部４１ｂの底辺長さＬとは特に限定されるものではないが、一例として例えばレンズ部４１ａの曲率半径ｒが柱状導光部の厚みＴの０．２５倍、プリズム部４１ｂの底辺長さＬが柱状導光部の厚みＴの０．２５倍とされたものを挙げることができる。
【００４８】
実施形態６の面状発光体は、柱状導光部の凸面部の形状が図１４に示す８Ａ〜８Ｄの何れであっても、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の面状発光体は、柱状導光部の出射面に、光の出射方向に凸となる凸面部が設けられ、凸面部は、柱状導光部の長手方向に延びる稜線を有するプリズム形状に形成され、稜線の位置が前記柱状導光部の厚み中央とずれているものであるので、出射面が平坦な柱状導光部を用いた従来の面状発光体に比べ、板状導光部の発光面から出射される面状光束の輝度が増大し、また対向面からの有害光の漏洩や散乱が抑制される。
本発明の液晶表示装置は、前記の面状発光体と液晶表示ユニットとを備えているので、柱状導光部の出射面が平坦な従来の面状発光体を用いた液晶表示装置に比べ、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考例１の面状発光体を示す平面図である。
【図２】 前記実施形態の柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図３】 前記実施形態の面状発光体と液晶表示ユニットとを組合わせて構成した本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図４】 前記液晶表示装置に用いられる反射層の一例を示す斜視図である。
【図５】 板状導光部の板面から出射される出射光の輝度を測定する方法を示す断面図である。
【図６】 出射光輝度比の測定結果を示すグラフである。
【図７】 実施形態１における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図８】 参考例２における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図９】 実施形態２における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１０】 出射光輝度比の測定結果を示すグラフである。
【図１１】 実施形態３における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１２】 実施形態４における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１３】 実施形態５における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１４】 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ実施形態６における柱状導光部の変形を示す断面図である。
【図１５】 従来から用いられている液晶表示装置の一例を示す斜視図である。
【図１６】 （ａ）は前記従来の液晶表示装置の一部を表示面側から見た平面図、（ｂ）はその線Ｘ−Ｘで切った断面図である。
【符号の説明】
１０…光源部、２０…導光体、２１…受光端面、２２…凸面部、２３…反射面、３０…板状導光部、３１…入射側面、３２…発光面、３３…対向面、５０…液晶表示ユニット、５１…液晶表示板、５２…反射層。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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