JP6128761B2 - 面光源装置および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光板を備えた面光源装置、および面光源装置を備えた液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置に代表される非発光表示装置には、表示装置を照明するためのバックライトユニット（面光源装置）が裏面に設けられている。

非発光表示装置に備えられる面光源装置としては、例えば、側面（入射面）に対向配置された光源と、光源からの入射光を表面（出射面）へ出射する導光板と、導光板の裏面（反出射面）へ出射された光を再び導光板内に戻すため導光板の反出射面側に設けられた反射板とを備えるものが知られている。

また、導光板の出射面側に、出射面から出射された光を視野角内に集光して輝度を向上させるレンズシートや、輝度を均一化させる拡散板を必要に応じて設けるバックライトユニットも知られている。

近年では、更なる薄型化および長寿命化を図るべく、蛍光ランプに代わる光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が多く採用されつつある。現在では、ＬＥＤ光源を導光板の側面に沿って一列に配列した、エッジライト方式の面光源装置が主流となっている。

たとえば特許文献１では、導光板の反出射面に形成したＶ溝で光を反射させ、側面に配列したＬＥＤ光源の光を伝播させるバックライト装置が提案されている。

特開２００２−８４２３号公報

ＬＥＤを光源とする面光源装置では、離散的に光源が配列されていることや、一般的なＬＥＤ光源の放射光が指向特性を有していることにより、局所的に明るくなるホットスポット（Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ）が発生する等、表示画面の明るさが不均一になる輝度ムラが生じやすい。

ＬＥＤ光源の発光効率は年々向上しているため、１つの面光源装置に使用されるＬＥＤ光源の個数は減少する傾向にある。このため、配列したＬＥＤ光源間の間隔が広がり、ＬＥＤ光源間に形成される暗部がより顕著になってきている。よって、上記の輝度ムラはより生じやすくなってきている。

特許文献１に示された構成においては、導光板の反出射面において、光源から入射した光の進行方向に対して斜め方向に形成された断面が略Ｖ字状の溝が備えられている。光源から入射した光の一部はこの略Ｖ字状の溝に反射されて拡散し、ＬＥＤ光源間の暗部に到達し、または直接導光板の出射面に到達して、輝度ムラを生じにくくさせる。

また、ＬＥＤ光源が配置された側面近辺では、反出射面の略Ｖ字状の溝は蛇行するように形成される。さらに反出射面の略Ｖ字状の溝は、ＬＥＤ光源が配置された側面から離れるに従って、その溝が深く形成される。溝の蛇行の振幅は、ＬＥＤ光源が配置された側面から離れるに従って緩やかに（狭く）なるように形成される。

このように形成されることで、導光板の出射面から出射される光の空間分布（出射面内の輝度均一性の指標）を調整することができる。

特許文献１に示された構成においては、導光板の出射面から出射される光には、略Ｖ字状の溝で全反射して導光板の出射面に直接到達した光と、略Ｖ字状の溝を透過し、反出射面側に配置された反射板での反射を介して導光板の出射面に到達した光とが混在している。

ここで、反出射面に形成された略Ｖ字状の溝に反射され導光板の出射面に直接到達した光の向きは、当該溝が形成される方向に依存することとなる。結果として、導光板の出射面から出射される光の向きも、略Ｖ字状の溝が形成される方向に依存することになる。ＬＥＤ光源が配置された側面近辺では略Ｖ字状の溝は蛇行して形成されているため、導光板の出射面から出射される光の向きも蛇行する。

導光板の出射面から出射される光の輝度分布については、導光板の反出射面に形成された略Ｖ字状の溝によって調整されるが、調整された分布であっても出射された光が上記の溝が形成される方向に依存した指向性を有することにより、導光板の出射面を見る方向によっては輝度ムラが生じてしまう。

また、ＬＥＤ光源が配置された側面付近の反出射面において形成された略Ｖ字状の溝に注目すれば、この溝は蛇行して形成されているために１つの溝内の各箇所でＬＥＤ光源からの距離が異なっている。ＬＥＤ光源の主たる光線の中心軸方向に位置する箇所では溝の深さは浅く形成され、ＬＥＤ光源の主たる光線の中心軸方向から外れた箇所では溝の深さは深く形成されることとなる。よって、溝を形成する際の加工難易度も高くなる。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、導光板の出射面から出射される光の輝度ムラを抑制し、かつ、形成が容易な導光板を有する面光源装置、および当該面光源装置を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に関する面光源装置は、出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる点状光源と、前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面とのなす角が略垂直であり、前記導光板の前記側面方向から見た前記溝の、前記溝が延びる方向と直交する断面が矩形形状であり、前記溝の側面の幅ｂと、前記溝の底面の、前記溝が延びる方向と直交する方向における幅ａとの比を調整することによって、前記出射面から出射される光の量を調整可能であることを特徴とする。
また、本発明の他の態様に関する面光源装置は、出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる点状光源と、前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面との成す角が略垂直であり、前記点状光源が、前記導光板の前記反出射面に付随して配置され、前記点状光源に対応する前記導光板の前記出射面の位置に、線対称の円弧状の曲面形状を有し、前記溝が、前記線対称の対称軸に直交する前記点状光源からの主光線軸に対称な対を成し、かつ、前記主光線軸に対して傾斜する方向に形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様に関する液晶表示装置は、上記の面光源装置と、前記面光源装置の前記出射面側に配設された液晶パネルとを備えることを特徴とする。

本発明の上記態様によれば、前記反出射面において形成された溝が、前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面とのなす角が略垂直であることにより、形成が容易な導光板によって、その出射面から出射される光の輝度ムラを抑制することができる。

本発明の実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す図である。 導光板の反出射面に形成された溝における光の挙動を示す図である。 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す断面図である。 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す断面図である。 ＬＥＤ光源の一般的な放射角度分布を示す図である。 入射する光の角度分布を示す面図である。 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す図である。 本発明の実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。 面光源装置の導光板の形状を示す断面図である。 導光板の反出射面に形成された溝における光の挙動を示す図である。

＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本発明の本実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。当該面光源装置は、液晶表示装置の一部として構成されるものである。

図１に示されるように面光源装置は、例えば、ＬＥＤ光源等の複数の点状光源１と、点状光源１からの光を伝播させるための導光板２と、導光板２の裏面（反出射面）側に配置された点状光源１からの光を反射する反射板３と、導光板２の表面（出射面）側に配置された点状光源１からの光を均等に拡散させるための拡散板４と、導光板２の出射面側において拡散板４に重ねて配置された点状光源１からの光を集め方向を変える縦プリズムシート５と、導光板２の出射面側において縦プリズムシート５に重ねて配置された点状光源１からの光を集め方向を変える横プリズムシート６とを備える。

図１においては、反射板３と連続した側面部に点状光源１が埋め込まれているが、このような構成に限られるものではなく、点状光源１と反射板３とがそれぞれ独立に、導光板２に対して配置されていてもよい。

拡散板４は、導光板２の出射面から出射された光を均等に拡散させるが、導光板２の出射面から出射された光が十分に均等に拡散されている場合には、備えられなくともよい。

縦プリズムシート５は、点状光源１の並び方向と直交する方向に三角プリズムの溝が形成されている。横プリズムシート６は、点状光源１の並び方向と平行な方向（すなわち、縦プリズムシート５の溝が形成される方向とは直交する方向）に三角プリズムの溝が形成されている。

図１においては図示されていないが、一般的に導光板２の反出射面あるいは出射面には、スクリーン印刷による反射体や、シボと呼ばれる半球状の凹（あるいは凸）形状が形成されていてもよく、導光板２より出射される光の配光角度を最適な角度とすることができる。導光板２から出射された光は、拡散板４、縦プリズムシート５、横プリズムシート６を透過して、図示しない液晶パネルよりなる表示パネル等を照らす。

図２は、導光板２の反出射面に形成された溝の形状を示す図である。図１には示されていないが、導光板２の反出射面には、図２のような溝が形成されている。

導光板２の反出射面に形成された溝７ａは、導光板２の側面に付随して配置された各点状光源１の主光線の進行方向を示す軸（主光線軸１００）を中心に左右対称に形成されている。ここで主光線軸１００とは、各点状光源１から導光板２の奥行き方向へ入射される光の主な進行方向を示す軸である。ただし主光線軸１００は、溝７ａが形成される導光板２の反出射面上における配置を定義するための便宜上の軸であり、点状光源１が発する等方的な光の進行方向が、当該軸に限定されるものではない。

溝７ａの形成方向は、各点状光源１の主光線軸１００に対して傾斜しており、各点状光源１の主光線軸１００から離れるにつれて、各点状光源１から離れる方向に曲線状に形成されている。

また溝７ａは、点状光源１が配置された側面から離れるに従って、点状光源１の主光線の進行方向に沿う各溝７ａの間隔が狭くなるように形成されている。

図２に示された溝７ａは個々に分離して示されているが、各曲線が滑らかに繋がって形成されていてもよい。また、溝７ａは主光線軸１００を中心に対称に形成されているが、必ずしもそのように形成されている必要はなく、導光板２の反出射面において点状光源１に対応した所定の配置で形成されていればよい。

また、導光板２の反出射面に形成された溝７ｂ（側面近傍溝）は、点状光源１が配置された側面付近の反出射面に形成される。溝７ｂは、所定の間隔で配置された点状光源１の間に対応するようにそれぞれ配置される。溝７ｂは、各点状光源１間において暗部となる箇所に対応して形成されている。

＜動作＞
次に、本実施形態に関する面光源装置の動作について、図面を参照しつつ以下に説明する。

図３は、導光板２の反出射面に形成された溝７ａおよび溝７ｂにおける光の挙動を示す図である。図３においては、点状光源１から入射された光Ｌ１の軌跡を矢印で示している。

溝７ａおよび溝７ｂは、それぞれの溝形状の長さ方向の端部が滑らかな曲面となっている。

点状光源１から導光板２に入射された光Ｌ１は、溝７ａの側面においてその一部が反射し、溝７ｂへ到達する。さらに、溝７ｂに到達した光の一部が溝７ｂの側面を透過し、図示しない反射板３において反射された後に導光板２の出射面から出射される。

図４は、導光板２の反出射面に形成された溝７（溝７ａおよび溝７ｂに対応）の形状を示す断面図である。なお図４は、導光板２の側面方向から見た図である。

図４においては、溝７の側面７ｙの上部（溝７の深い部分。上部側面）に入射する光Ｌ２と、溝７の側面７ｙの下部（溝７の浅い部分。下部側面）に入射する光Ｌ３とに分けて、それぞれの挙動を詳細に説明する。

側面７ｙの上部側面に入射する光Ｌ２、側面７ｙの下部側面に入射する光Ｌ３共に、フレネル則に従い、反射光と透過光とに分離されて進む。

側面７ｙで反射された光Ｌ２および光Ｌ３は、さらに導光板２の反出射面で反射され、再び点状光源１が配置された導光板２の側面の方向へ伝播される。

一方、側面７ｙの上部側面で透過された光Ｌ２は、一旦大気中（溝７の内部）に出射された後再び導光板２内に他方の側面７ｙから入射され、さらに導光板２の反出射面で反射されて、点状光源１が配置された側面とは反対の導光板２の側面側へ伝播される。

また、側面７ｙの下部側面で透過された光Ｌ３は、大気中（溝７の内部からさらに導光板２の反出射面外側）に出射され、反射板３によって拡散反射される。拡散反射された光Ｌ３のうち、導光板２の反出射面に形成された溝７の底面７ｘから再び導光板２内に入る光のみが、導光板２の出射面から出射される光となる。

反射板３で拡散反射されて側面７ｙから再び導光板２内に入った光は、導光板２の側面側へ伝播される。

ここで、溝７の側面７ｙを透過して反射板３で拡散反射される光は、再び導光板２内に戻る際に溝７の底面７ｘまたは側面７ｙに入射することになるため、底面７ｘと側面７ｙとの占有比率によって、導光板２内に戻った光のその後の伝播方向が影響を受けることになる。

溝７の幅すなわち底面７ｘの横幅を幅ａ、溝の深さすなわち側面７ｙの縦幅を幅ｂとすると、側面７ｙで反射する光の比率を大きくしたい場合、または、導光板２内に戻った光を導光板２の側面側へ伝播させる比率を大きくしたい場合にはｂ／ａ比を大きくし、導光板２内に戻った光を導光板２の出射面へ出射させる比率を大きくしたい場合にはｂ／ａ比を小さくすればよいことが分かる。

すなわち、各溝においてｂ／ａ比を調整することにより、導光板２の出射面から出射させる光の量を調整することができる。例えば図３において示された溝７ａではｂ／ａ比を大きくし、溝７ｂではｂ／ａ比を小さくすることもできる。また、点状光源１から離れるに従ってｂ／ａ比を小さくすることもできる。なお、溝７ｂにおいて導光板２の出射面から出射させる光の比率を大きくする場合には、溝７ｂ同士の形成間隔も小さくすることが望ましい。

また、図４においては溝７の断面は矩形形状として示されているが、側面７ｙで反射した光が直接導光板２の出射面から出ない程度に側面７ｙが導光板２の反出射面に対して傾斜していてもよい。すなわち、側面７ｙと導光板２の反出射面との間の角は略垂直であればよい。より具体的には、側面７ｙと導光板２の反出射面との間の角をαとすると、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等の屈折率１．５程度の材料を導光板２に用いる場合であれば、αを８０〜９０°の範囲で調整することが可能である。

具体的には、以下のように説明できる。

図５は、導光板２の反出射面に形成された溝７（溝７ａおよび溝７ｂに対応）の形状を示す断面図である。なお図５は、導光板２の側面方向から見た図である。

溝７の側面７ｙが導光板２の反出射面に対してなす角を角度αとし、導光板２の側面より最大入射角度θ_ｃで光が入射した場合について考える。この最大入射角度θ_ｃは、導光板２の側面に対してほぼ９０°の入射角度で入射した光の、導光板２の屈折率に対応した角度である。導光板２の屈折率が１．５である場合、最大入射角度θ_ｃは約４２°となり、ポリカーボネート（屈折率１．５９）のような高い屈折率を有する材料であれば、最大入射角度θ_ｃは約４０°となる。

入射した光は導光板２の反出射面で全反射した後、側面７ｙに角度βで入射する。この時、β＝９０−α＋θ_ｃとなる。側面７ｙに入射した光が、この側面７ｙを透過する場合の最大入射角度は、β＝θ_ｃであり、即ち、α＝９０である。

溝７で全反射する光を無くそうと思えば、溝７の側面７ｙは導光板２の反出射面に垂直でなければならない。

しかし、実際に導光板２を加工する場合を考慮すると（射出成形後の型抜きを容易にするために）角度αは９０°より小さい角度とすることが一般的である。角度αの角度範囲としては８５〜９０°であればよい。

このように溝７の側面７ｙにテーパーがついた場合の全反射光量を推測するためには、元々の点状光源の放射角度分布を考慮しなければならない。一般に点状光源としてのＬＥＤ光源の放射角度分布は図６に示されるようなガウス分布をしている。ここで図６は、ＬＥＤ光源の一般的な放射角度分布を示す図であり、横軸は放射角度（°）、縦軸は相対光量を示している。

図６に示されるように、放射角度８０〜９０°に含まれる光量は、全光量の１．３％程度である。この１．３％の光のうち、溝７に入射する光の割合は、おおよそ導光板２の厚さと溝７の高さの比に比例すると考えられる。実施形態では、導光板２の厚さ２ｍｍに対し、溝７の高さ０．２ｍｍ、溝７の幅０．１ｍｍとしている。即ち、１０分の１の確率で溝７の側面７ｙに入射することになり、１．３％の１０分の１で０．１３％が、導光板２の出射面から出射されることになる。この過程で取り出される光量は０．６％を超えないので、実用上問題ないものと思われる。

実施形態において、厚さ２ｍｍの導光板２では、導光板２の側面より主光線軸に沿って５ｍｍ〜１０ｍｍ下流に光密度の高い領域が発生するので、この高密度領域に対応する箇所の反出射面に溝７のパターンを形成するのが良い。

このように溝７を形成した場合、溝７に入射する光の角度は、垂直方向で３〜３６°に分布し、水平方向で３０〜１８°に分布している（図７参照）。最小入射角度θ_ｃが１９°の場合には、ＰＭＭＡでは５％の光が溝７で反射することになり、最大入射角度θ_ｃが４５°の場合には、ＰＭＭＡでは１００％の光が溝７で反射することになる。

これ以降は、統計的な光線追跡処理により、導光板２の出射面から出射する光が均一になるように、溝７の幅、長さ、幅ｂ／幅ａの値を適宜調整することとなるが、溝７の幅は０．４ｍｍを超えると、輝線として目視可能となるため好ましくない。

このように、導光板２の反出射面に上記の溝７を形成することにより、導光板２の出射面から出射される光が反射板３を経由する確率を向上させることができる。反射板３で拡散反射された光はその配光角度に指向性がなくなるため、導光板２の出射面から出射される光の輝度分布を均一にすることができる。

＜効果＞
本発明に関する実施形態によれば、面光源装置は、出射面から光を出射させる導光板２と、導光板２に光を入射させる点状光源１と、導光板２の出射面と対向する反出射面側に配置された反射板３とを備える。

導光板２は、反出射面において、点状光源１に対応した所定の配置で形成された溝７を有し、導光板２の側面方向から見た断面において、溝７の側面７ｙと導光板２の反出射面との成す角が略垂直、より望ましくは８０〜９０°である。

このような面光源装置によれば、形成が容易な導光板２によって、その出射面から出射される光の輝度ムラを抑制することができる。

具体的には、溝７に到達した光の一部が導光板２の側面方向に反射されることによって、導光板２の裏面側に配置された反射板３を介して導光板２の出射面から光が出射される。

よって、導光板２の出射面から出射される光が、溝の形成方向に依存した配光角度を有することを抑制し、光の輝度ムラを抑制することができる。

導光板２の反出射面にスクリーン印刷による反射体や、シボが形成されている場合には、反射体やシボにおける光の反射を利用して、導光板２の出射面から光を出射させることができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、点状光源１が、導光板２の側面に付随して配置され、溝７ａが、点状光源１から導光板２の奥行き方向へ向かう主光線軸に対称な対を成し、かつ、主光線軸に対して傾斜する方向に形成されている。

このような構成によれば、溝７ａにおいて反射された光が、点状光源１の主光線軸から外れた領域に形成される暗部へ効率的に伝播されるため、光の輝度ムラが抑制される。

また、本発明に関する実施形態によれば、導光板２の側面方向から見た溝７の断面が矩形形状であり、溝７の底面７ｘの幅ａと溝７の側面７ｙの幅ｂとの比が、調整可能である。

このような構成によれば、各溝７において反射板３を介して導光板２の出射面に出射される光の量を調整することができるため、例えば溝７が形成された場所に応じて光の出射量を調整することができる。よって、光の輝度ムラを抑制することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、溝７が、点状光源１から離れる方向に複数形成されており、幅ｂ／幅ａの値が、点状光源１から離れるに従って小さくなる。

点状光源１から入射される光が各溝７に到達する量が、点状光源１からの距離が長くなるほど少なくなる。上記の構成は、このことを考慮して、各溝７において反射板３を介して導光板２の出射面から出射される光の割合を、点状光源１からの距離が長くなるほど高めることができる。

よって、点状光源１からの距離が遠くなっても溝７において出射される光の量が減少してしまうことを抑制でき、光の輝度ムラを抑制することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、溝７が、点状光源１から離れる方向に複数形成されており、各溝７の間隔が、点状光源１から離れるに従って狭くなる。

このような構成によれば、点状光源１からの距離が長くなるほど、各溝に到達する光の量が少なくなることを考慮して、導光板２の出射面から光を出射させる溝７を形成する間隔を狭くすることで、光の輝度ムラを抑制することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、導光板２の反出射面の、複数の点状光源１の間の導光板２の側面近傍において形成された、側面近傍溝としての溝７ｂをさらに備える。

このような構成によれば、溝７ａおよび溝７ｂのみの容易な構造の導光板２によって、その出射面から出射される光の輝度ムラを抑制することができる。他の反射体を形成せずとも、十分に輝度ムラを抑制することができ、他の反射体を形成するための別途加工工程が不要となる。

＜第２実施形態＞
＜構成＞
図８は、本発明の本実施形態に関する面光源装置の導光板２ａの反出射面に形成された溝形状を示す図である。溝７ａに加えて、点状光源１が配置された導光板２の側面近傍の暗部９が示されている。図２と同様の構成については、同じ符号を付して図示し詳細な説明については省略する。

第１実施形態と同様に、導光板２ａの反出射面に形成された溝７ａは、点状光源１の主光線軸１００を中心に左右対称に形成されている。溝７ａの形成方向は、各点状光源１の主光線軸１００に対して傾斜しており、各点状光源１の主光線軸１００から離れるにつれて、各点状光源１から離れる方向に曲線状に形成されている。

本実施形態では、溝７ａの側面に反射された各点状光源１からの光は、各点状光源１に隣接する暗部９に伝播される。伝播された光は、溝７ａの底面７ｘを介して導光板２ａの出射面から出射されるほか、導光板２ａの反出射面に形成されたシボやスクリーン印刷による反射体等（図示せず）によって反射され、導光板２ａの出射面から出射される。溝７ａにおいては、光の導光板２ａの側面側への伝播を促し、導光板２ａの出射面からの出射はシボやスクリーン印刷による反射体等によって行うことができる。

溝のみで反出射面の構造を形成する場合、溝を形成する位置により、溝の幅、アスペクト比（幅ｂ／幅ａの値）を調整する必要が有り、溝形成の工程が煩雑になる。本実施形態では、溝７の役割を点状光源間の暗部へ光を反射させることのみに限定することにより、溝加工工程を簡易化させることができる。シボやスクリーン印刷により、出射される輝度を調整する工程は従来からある技術であり、これ自体の加工は容易に行うことが可能である。

＜第３実施形態＞
＜構成＞
図９は、本発明の本実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。当該面光源装置は、液晶表示装置の一部として構成されるものである。図１と同様の構成については、同じ符号を付して図示し詳細な説明については省略する。

図９に示されるように面光源装置は、例えば、光を伝播させるための導光板２ｂと、導光板２ｂの反出射面に付随して配置された複数の点状光源１ｂと、導光板２ｂの反出射面側に配置された点状光源１ｂからの光を反射する反射板３と、導光板２ｂの出射面側に配置された点状光源１ｂからの光を均等に拡散させるための拡散板４と、導光板２ｂの出射面側において拡散板４に重ねて配置された点状光源１ｂからの光を集め方向を変える縦プリズムシート５と、導光板２ｂの出射面側において縦プリズムシート５に重ねて配置された点状光源１ｂからの光を集め方向を変える横プリズムシート６とを備える。

導光板２ｂの出射面には、曲面形状２２が形成されている。詳細については後述する。

＜動作＞
本実施形態に関する面光源装置の動作について、図面を参照しつつ以下に説明する。

図１０は、導光板２ｂの出射面に形成された曲面形状２２を示す断面図である。なお図１０は、導光板２ｂの側面方向から見た図である。図１０においては、点状光源１ｂから出射される光の軌道が矢印で示されている。

図１０において、導光板２ｂの反出射面に形成された凹み形状２１には点状光源１ｂの一部が入り込んで配置されている。凹み形状２１は、図１０における紙面奥行き方向に延びて形成されており、図１０における紙面奥行き方向に配列された複数の点状光源１ｂ上を覆うように形成されている。

導光板２ｂの出射面に形成された曲面形状２２は、紙面奥行き方向に延びる軸に対して線対称な円弧形状の曲面である。

点状光源１ｂから出射された光は、導光板２ｂの反出射面における凹み形状２１から導光板２ｂに入射され、その全てが導光板２ｂの出射面に形成された曲面形状２２において全反射して導光板２ｂにおいて伝播される。

点状光源１ｂから等方的に出射された光は、曲面形状２２によって図１０における左右方向に振り分けられることになる。図１０においては、光Ｌ４は図１０における左方向へ、光Ｌ５は図１０における右方向へ、それぞれ振り分けられる。

ここで、例えば、点状光源１ｂから図１０における紙面奥行き方向に傾いて出射された光も、曲面形状２２によって図１０における左右方向のいずれかに振り分けられることになる。よって、図１０における奥行き方向において、点状光源１ｂからの光が到達できない領域が発生する。

図１１は、導光板２ｂの反出射面に形成された溝７ｃにおける光の挙動を示す図である。図１１は導光板２ｂを反出射面側から見た図である。図１１においては、導光板２ｂの反出射面に形成された溝７ｃの形状および点状光源１ｂからの光が到達できない領域である暗部９ｂが示されている。図１１に示された暗部９ｂは、配列された点状光源１ｂの間に存在する。

暗部９ｂに点状光源１ｂからの光と到達させるため、導光板２ｂの反出射面において溝７ｃが形成されている。溝７ｃは、導光板２ｂの反出射面に配置された各点状光源１ｂの主光線の進行方向を示す軸（主光線軸１０１）を中心に左右対称に形成されている。また溝７ｃは、主光線軸１０１に対して傾斜する方向に形成されている。ここで主光線軸１０１は、導光板２ｂの反出射面上において各点状光源１ｂを通る軸であり、曲面形状２２の対称軸に直交する軸である。当該軸は、各点状光源１ｂから出射された光が、曲面形状２２において反射し（図１０参照）再び導光板２ｂの反出射面に到達した場合の、光の主な進行方向を示す軸である。

なお、溝７ｃは主光線軸１０１を中心に対称に形成されているが、必ずしもそのように形成されている必要はなく、導光板２ｂの反出射面において点状光源１ｂに対応して形成されていればよい。

図１１においては、凹み形状２１より入射し、曲面形状２２を介して導光板２ｂの反出射面に到達した光Ｌ６が進行する方向（主光線軸１０１の方向）に、溝７ｃが形成されている。溝７ｃは、溝７ｃの側面で反射した光Ｌ６を暗部９ｂに集光させるような曲線形状である。

図１１では、導光板２ｂの反出射面に形成された溝７ｃが、点状光源１ｂからの光を反射し暗部９ｂに伝播させている。導光板２ｂを伝播する光が導光板２ｂの出射面へ出射される場合には、反出射面に形成されたシボやスクリーン印刷による反射体等（図示せず）が用いられる。ただし、導光板２ｂの反出射面に上記の反射体等を形成せず、溝７ｃのみが形成されている場合であってもよい。

＜効果＞
本発明に関する実施形態によれば、点状光源１ｂが、導光板２ｂの反出射面に付随して配置され、点状光源１ｂに対応する導光板２ｂの出射面の位置に、線対称の円弧状の曲面形状２２を有し、溝７ｃが、線対称の対称軸に直交する点状光源１ｂからの主光線軸に対称な対を成し、かつ、主光線軸に対して傾斜する方向に形成されている。

このような構成によれば、溝７ｃにおいて反射された光が、点状光源１ｂの主光線軸から外れた領域に形成される暗部９ｂへ効率的に伝播されるため、光の輝度ムラが抑制される。

また、本発明に関する実施形態によれば、点状光源１ｂが、導光板２ｂの反出射面に形成された凹み形状２１内に一部格納されている。

このような構成によれば、点状光源１ｂからの光を効率よく導光板２ｂ内に導くことができ、導光板２ｂの出射面から出射される光の量を高めることができる。

なお本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１，１ｂ 点状光源、２，２ａ，２ｂ 導光板、３ 反射板、４ 拡散板、５ 縦プリズムシート、６ 横プリズムシート、７，７ａ，７ｂ，７ｃ 溝、７ｘ 底面、７ｙ 側面、９，９ｂ 暗部、２１ 凹み形状、２２ 曲面形状、１００，１０１ 主光線軸。

Claims (10)

1. 出射面から光を出射させる導光板と、
   前記導光板に光を入射させる点状光源と、
   前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、
   前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、
   前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面との成す角が略垂直であり、
   前記導光板の前記側面方向から見た前記溝の、前記溝が延びる方向と直交する断面が矩形形状であり、
   前記溝の側面の幅ｂと、前記溝の底面の、前記溝が延びる方向と直交する方向における幅ａとの比を調整することによって、前記出射面から出射される光の量を調整可能であることを特徴とする、
   面光源装置。
2. 前記点状光源が、前記導光板の前記側面に付随して配置され、
   前記溝が、前記点状光源から前記導光板の奥行き方向へ向かう主光線軸に対称な対を成し、かつ、前記主光線軸に対して傾斜する方向に形成されていることを特徴とする、
   請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記点状光源が、前記導光板の前記側面に付随して複数配列され、
   複数の前記点状光源の間の前記導光板の前記側面近傍において、前記反出射面に側面近傍溝をさらに備えることを特徴とする、
   請求項２に記載の面光源装置。
4. 出射面から光を出射させる導光板と、
   前記導光板に光を入射させる点状光源と、
   前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、
   前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、
   前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面との成す角が略垂直であり、
   前記点状光源が、前記導光板の前記反出射面に付随して配置され、
   前記点状光源に対応する前記導光板の前記出射面の位置に、線対称の円弧状の曲面形状を有し、
   前記溝が、前記線対称の対称軸に直交する前記点状光源からの主光線軸に対称な対を成し、かつ、前記主光線軸に対して傾斜する方向に形成されていることを特徴とする、
   面光源装置。
5. 前記点状光源が、前記導光板の前記反出射面に形成された凹み形状内に一部格納されていることを特徴とする、
   請求項４に記載の面光源装置。
6. 前記溝が、前記点状光源から離れる方向に複数形成されており、
   前記幅ｂ／前記幅ａの値が、前記点状光源から離れるに従って小さくなることを特徴とする、
   請求項１に記載の面光源装置。
7. 前記溝が、前記点状光源から離れる方向に複数形成されており、
   各前記溝の間隔が、前記点状光源から離れるに従って狭くなることを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれかに記載の面光源装置。
8. 前記導光板の前記反出射面および前記出射面の少なくとも一方において、複数の半球状の凹あるいは凸形状をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１、２、４〜７のいずれかに記載の面光源装置。
9. 前記導光板の前記反出射面および前記出射面の少なくとも一方において、反射体が印刷されていることを特徴とする、
   請求項１、２、４〜８のいずれかに記載の面光源装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の面光源装置と、
    前記面光源装置の前記出射面側に配設された液晶パネルとを備えることを特徴とする、
    液晶表示装置。

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