JPH10289604A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】側方に配置した光源部からの光を表面から出射
する面光源装置として、その表面から出射する光のほと
んどを、周囲に放散させることなく正面方向を含む所望
の角度範囲の方向に出射して、その範囲の輝度を充分に
高くすることができるとともに、その輝度分布もほぼ均
一にすることができるものを提供する。 【解決手段】表面が階段状面となっており端面から光を
取り込んでその光を階段状面の各立上がり面２ａから出
射する導光板１の表面に、内部を複数の導光領域Ａに区
画し、裏面に前記導光板１の各立上がり面２ａから出射
する光を取り込んでその光を導光領域Ａに向けて屈折さ
せる複数のプリズム部８を形成し、表面に導光領域Ａを
導かれた光を集光方向に屈折させて出射する複数の集光
レンズ部９を形成するとともに、各導光領域Ａの両側
に、前記導光領域Ａを導かれる光のうちの集光レンズ部
９の外側に向かう光を屈折させて前記集光レンズ部９に
導く導光面１０を形成した導光部材６を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、側方に配置した
光源部からの光を表面から出射する面光源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置のバックライト等に用いら
れる面光源装置として、光源部を側方に配置し、この光
源部からの光を表面から出射するものがあり、この種の
面光源装置は、一般にサイドランプ型と呼ばれている。

【０００３】このサイドランプ型の面光源装置として
は、従来、平板状の導光板を用い、この導光板の端面に
対向させて、直管状の蛍光ランプや、複数のＬＥＤ（発
光ダイオード）を整列させたＬＥＤアレイ等からなる光
源部を配置したものが知られている。

【０００４】この面光源装置は、その正面、つまり導光
板の表面を、液晶表示パネル等の被照明体の入射面に対
向させて使用されるものであり、前記光源部からの光は
導光板にその端面から取り込まれ、この導光板内を導か
れてその表面に出射する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の面
光源装置は、導光板内を導かれてきた光が導光板の表面
から様々な方向に向かって出射するため、導光板表面に
対する角度が極く小さい方向に出射して周囲に放散する
無駄な出射光が多く、したがって、正面方向およびその
付近の方向に出射する光量が不足して高い正面輝度（正
面方向から観察したときの輝度）が得られないし、また
出射光の輝度分布も不均一であるという問題をもってい
る。

【０００６】この発明は、側方に配置した光源部からの
光を表面から出射する面光源装置として、その表面から
出射する光のほとんどを、周囲に放散させることなく正
面方向を含む所望の角度範囲の方向に出射して、その範
囲の輝度を充分に高くすることができるとともに、その
輝度分布もほぼ均一にすることができるものを提供する
ことを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の面光源装置
は、表面が階段状面となっており端面から光を取り込ん
でその光を前記階段状面の各立上がり面から出射する導
光板と、前記導光板の光取り込み端面に対向させて配置
された光源部と、前記導光板の表面に配置され、その階
段状面の各立上がり面から出射する光を導いて表面方向
に出射する導光部材とを備え、前記導光部材は、内部を
前記導光板の階段状面の段ピッチに対応するピッチで複
数の導光領域に区画する複数の導光面と、裏面に前記各
導光領域にそれぞれ対応させて前記導光板の階段状面の
各立上がり面から出射する光を取り込んでその光を対応
する導光領域に向けて屈折させる複数のプリズム部と、
表面に前記各導光領域にそれぞれ対応させて前記導光領
域を導かれた光を集光方向に向けてて出射する複数の集
光レンズ部とが形成され前記プリズム部で屈折されて前
記導光領域に導かれた光のうち、その導光領域に対応す
る集光レンズ部の外側に向かう光を前記導光面により屈
折させて前記集光レンズ部に導く透明板からなっている
ことを特徴とするものである。

【０００８】この面光源装置は、導光板の光取り込み端
面に対向させて配置した光源部からの光を前記導光板と
その表面に配置した導光部材とにより導いて表面方向に
出射するものであり、前記光源部からの光は、前記導光
板にその端面から取り込まれて導光板内を導かれ、階段
状面となっている導光板表面の各立上がり面から出射し
て、前記導光部材の裏面の各プリズム部にそれぞれ取り
込まれる。そして、前記各プリズム部に取り込まれた光
は、これらのプリズム部で屈折されて導光部材の各導光
領域を導かれ、その表面の各集光レンズ部により集光方
向に屈折されて出射する。

【０００９】この場合、前記導光板にその端面から取り
込まれた光は、この導光板の表裏面で屈折しながら導光
板内を導かれてその階段状面の各立上がり面からある程
度の広がりをもって出射し、その光が前記導光部材の裏
面の各プリズム部に取り込まれて、このプリズム部への
入射角に応じた屈折角で屈折されて導光領域に導かれる
ため、前記導光部材の各導光領域を表面方向に向かって
進む光はある程度の広がりをもった光である。

【００１０】そのため、前記導光領域を表面方向に導か
れる光のうち、ある広がり範囲内の光は、導光領域を直
進してその導光領域に対応する集光レンズ部に向かって
進み、それよりも広がり範囲の大きい光は前記集光レン
ズ部の外側に向かって進むが、この集光レンズ部の外側
に向う光は導光領域の両側の導光面で反射或は屈折され
て前記集光レンズ部に導かれるため、前記プリズム部か
ら取り込んだ光のほとんどをロスすることなく集光レン
ズ部に導くことができる。

【００１１】そして、前記集光レンズ部に入射した光
は、この集光レンズ部により集光方向に屈折されて出射
するが、前記導光領域を直進して集光レンズ部に入射し
た光、つまり集光レンズ部のレンズ光軸に沿った方向を
中心とする広がり方向に沿って前記集光レンズ部に入射
した光は、そのほとんどがほぼ正面方向（集光レンズ部
のレンズ光軸に沿った方向）に出射し、また前記導光面
で反射或は屈折して前記集光レンズ部に入射した光、つ
まり前記レンズ光軸に沿った方向を中心とする広がり方
向とは異なる方向から集光レンズ部に入射した光は、そ
のほとんどが正面方向に対してある程度の角度範囲の方
向に向かって出射する。

【００１２】また、前記集光レンズ部に入射する光は、
導光領域を直進してきた光も、前記導光面で反射或は屈
折されて集光レンズ部に導かれた光も、ある広がりをも
った光であり、その光が集光レンズ部への入射角に応じ
て屈折されて出射するため、前記正面方向および正面方
向に対してある程度傾いた角度範囲の方向に出射する光
の輝度分布もほぼ均一である。

【００１３】そして、前記集光レンズからの光の出射角
範囲は、この集光レンズ部のレンズ面の曲率を選ぶこと
によって任意に設定できるため、この面光源装置によれ
ば、その表面から出射する光のほとんどを、周囲に放散
させることなく正面方向を含む所望の角度範囲の方向に
出射して、その範囲の輝度を充分に高くすることができ
るとともに、その輝度分布もほぼ均一にすることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の面光源装置は、表面が
階段状面となっており、端面から光を取り込んでその光
を前記階段状面の各立上がり面から出射する導光板の表
面に、内部を複数の導光領域に区画し、裏面に前記導光
板の階段状面の各立上がり面から出射する光を取り込ん
でその光を対応する導光領域に向けて屈折させる複数の
プリズム部を形成し、表面に前記導光領域を導かれた光
を集光方向に屈折させて出射する複数の集光レンズ部を
形成するとともに、前記各導光領域の両側に、前記プリ
ズム部で屈折されて前記導光領域に導かれた光のうち、
その導光領域に対応する集光レンズ部の外側に向かう光
を屈折させて前記集光レンズ部に導く導光面を形成した
透明板からなる導光部材を配置することにより、前記導
光板の光取り込み端面に対向させて配置した光源部から
の光を前記導光板と導光部材とによって導いて表面方向
に出射するようにして、正面方向を含む所望の角度範囲
の方向に高輝度の光を出射させるとともに、その輝度分
布もほぼ均一にしたものである。

【００１５】この発明の面光源装置において、前記導光
部材の各導光領域の両側の導光面は、例えば、前記透明
板内の前記各導光領域の境界部に、光の屈折率が前記透
明板の屈折率よりも小さい物質からなる低屈折率層を設
けることによって形成でき、その場合は、前記低屈折率
層と前記透明板との界面が前記導光面となる。このよう
に前記透明板内の各領域の境界部に低屈折率層を設けて
前記導光面を形成する場合は、前記低屈折率層は空気層
でよい。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を液晶表示装置のバックライ
トに用いる面光源装置に適用した一実施例を図１〜図３
を参照して説明する。図１は面光源装置のハッチングを
省略した断面図である。

【００１７】この面光源装置は、図１に示すように、導
光板１と、この導光板１の光取り込み端面に対向させて
その側方に配置された光源部３と、前記導光板１の表面
に配置された導光部材６とからなっている。

【００１８】前記導光板１は、アクリル樹脂等の透明樹
脂からなる成形品または切削加工品であり、その裏面は
平坦面とされ、表面は、一端側から他端側に向かって所
定ピッチで段階的に低くなる階段状面とされている。な
お、この階段状面の段ピッチは、液晶表示パネル（図示
せず）の画素ピッチと同じか、あるいは前記画素ピッチ
の整数分の１に設定されている。

【００１９】この導光板１は、前記一端側の端面（高さ
が大きい方の端面）から光を取り込んでその光を前記階
段状面の各段部２の立上がり面２ａから出射するもので
あり、光源部３から出射する実質的な平行光は、導光板
１にその光取り込み端面から取り込まれ、図１に矢線で
示すように、各階段面に平行に進む光は導光板１の立ち
上がり面２ａから直接的に出射し、また各階段面と交差
する方向に進む光は、導光板１の表裏面、つまり階段状
面の各段部２の表面と外気（空気）との界面および導光
板裏面と外気との界面で交互に屈折しながら導光板１内
を導かれて、前記階段状面の各立上がり面２ａから出射
する。

【００２０】なお、この実施例で用いた光源３は、直管
状の蛍光ランプ４からなっており、その背後には、前記
蛍光ランプ４からの放射光を導光板１の光取り込み端面
に向けて反射させ実質的な平行光を得るためのリフレク
タ５が配置されている。

【００２１】また、前記導光板１の表面に配置した導光
部材６は、導光板表面の階段状面の各立上がり面２ａか
らの出射光を導いて表面方向に出射するものであり、こ
の導光部材６は、アクリル樹脂板等の透明板７からなっ
ている。

【００２２】すなわち、この導光部材６は、前記透明板
７の内部を前記導光板１の階段状面の段ピッチに対応す
るピッチで並ぶ複数の横長な導光領域Ａに導光面１０に
より区画されており、この透明板７の裏面に、前記各導
光領域Ａにそれぞれ対応させて、前記導光板１の階段状
面の各立上がり面２ａから出射する光を取り込んでその
光を対応する導光領域Ａに向けて屈折させる複数のプリ
ズム部８し、表面に、前記各導光領域Ａにそれぞれ対応
させて、前記導光領域Ａを導かれた光を集光方向に屈折
させて出射する複数の集光レンズ部９とが形成されてい
る。前記導光面１０は、前記各導光領域Ａの両側の境界
面に配置され、前記プリズム部８で屈折されて前記導光
領域Ａに導かれた光のうち、その導光領域Ａに対応する
集光レンズ部９の外側に向かう光を反射或は屈折させて
前記集光レンズ部９に導く反射及び／又は屈折導光面を
構成している。

【００２３】なお、前記各プリズム部８は、断面が逆三
角形状で、導光部材６の全幅にわたる長さと前記導光領
域Ａの幅ｗとほぼ同じ幅を有する横長プリズム部であ
る。また前記各集光レンズ部９は、導光部材６の全幅に
わたる長さと前記プリズム部８の幅と同じ幅を有する横
長の凸レンズであり、そのレンズ光軸は導光部材６の垂
線に平行な方向にある。

【００２４】この導光部材６の各導光面１０は、上記導
光板１の階段状面の幅方向に平行で、かつ導光部材６の
垂線に沿った面であり、これらの導光面１０は、前記各
プリズム部８の間の谷部のレベルよりも僅かに透明板７
内に入り込んだ位置から、前記各集光レンズ部９の間の
谷部のレベルよりも僅かに透明板７内に入り込んだ位置
にかけて垂直に形成されている。したがって、前記導光
領域Ａの高さｈは、実質的に前記導光面１０の高さと同
じ高さである。

【００２５】また、この実施例では、前記導光領域Ａの
配列ピッチを上記導光板１の階段状面の段ピッチと同じ
にしており、したがって各導光領域Ａの幅ｗは、図示し
ない液晶表示パネルの画素幅とほぼ同じか、あるいは前
記画素幅の整数分の１の幅である。なお、前記導光領域
Ａは、その幅ｗよりも高さｈを大きくした縦長の領域で
あり、その幅ｗと高さｈの比は、少なくとも２倍以上に
選ぶのが望ましい。

【００２６】さらに、この導光部材６では、前記透明板
７内の前記各導光領域Ａの境界部に、光の屈折率が前記
透明板７の屈折率よりも小さい物質からなる低屈折率層
１１を設け、この低屈折率層１１と前記透明板７との界
面を前記導光面１０としている。

【００２７】前記低屈折率層１１は、前記透明板７より
も屈折率が充分小さい物質の層であればよいが、この実
施例では、前記低屈折率層１１を、最も屈折率が小さい
空気層としている。

【００２８】前記導光部材６は、次のような製造方法で
製造することができる。すなわち、図２は前記導光部材
６の構成を示す分解断面図であり、前記導光部材６は、
第１の透明板７ａと第２の透明板７ｂとを組合わせて構
成される。

【００２９】前記第１の透明板７ａは、一方の面に上記
プリズム部８を密に並べて配列形成し、他方の面に１つ
おきのプリズム部８にそれぞれ対応させて透明板全幅に
わたる縦長の凸部を形成したものであり、第２の透明板
７ｂは、一方の面に上記集光レンズ部９を密に並べて配
列形成し、他方の面に前記第１の透明板７ａの各凸部の
間のプリズム部８に対応する集光レンズ部９にそれぞれ
対応させて前記第１の透明板７ａの凸部と同じ形状の縦
長凸部を形成したものである。なお、この第１および第
２の透明板７ａ，７ｂは、いずれもアクリル樹脂等の透
明樹脂からなる成形品または切削加工品である。

【００３０】これらの透明板７ａ，７ｂの凸部はそれぞ
れ、前記導光領域Ａの幅ｗおよび高さｈと同じ幅および
高さを有する縦長矩形状の断面をもった凸部であり、こ
れらの凸部の間の空間の幅ｗ′は、前記凸部の幅ｗより
も極く僅かに広く設定されている。

【００３１】そして、前記導光部材６は、前記第１の透
明板７ａと第２の透明板７ｂとを、一方の透明板の各凸
部を他方の透明板の凸部間の各空間に挿入して、それぞ
れの凸部の側面間の間隔ｄが全て均等になるようにして
組合わせ、各凸部の端面と各空間の底面とを透明な接着
剤（図示せず）で接着して製造する。

【００３２】このように第１の透明板７ａと第２の透明
板７ｂとを組み合わせると、各透明板７ａ，７ｂの各凸
部がそれぞれ導光領域Ａとなり、これらの凸部の側面間
の隙間が空気層（低屈折率層）１１となるとともに、こ
の空気層１１の両側面と前記凸部（透明板）との界面が
それぞれ、隣り合う一方の導光領域Ａの一側の導光面１
０と、他方の導光領域Ａの他側の導光面１０となり、ま
た裏面と表面に、各導光領域にそれぞれ対応する複数の
プリズム部８と複数の集光レンズ部９が配列した導光部
材６が得られる。

【００３３】なお、前記接着剤としては、できるだけ第
１および第２の透明板７ａ，７ｂの屈折率に近い屈折率
を有するものを用いるのが望ましく、前記透明板７ａ，
７ｂと接着剤層との屈折率が同じか、あるいは極く近い
屈折率であれば、前記凸部の端面と空間の底面との界面
での光の屈折がほとんど無い、良好な導光特性の導光部
材６を得ることができる。

【００３４】上記導光部材６は、図１に示したように、
その裏面の各プリズム部８の頂部を上記導光板１の階段
状面の各段部２の表面に当接させるとともに、これらの
プリズム部８の一側面を前記導光板１の階段状面の各立
上がり面２ａに近接対向させて導光板１の表面に配置さ
れている。

【００３５】この面光源装置は、導光板１の光取り込み
端面に対向させて配置した光源部３からの光を前記導光
板１とその表面に配置した導光部材６とにより導いて表
面方向に出射するものであり、前記光源部３からの光
は、図１に矢線で示したように導光板１にその端面から
取り込まれて導光板１内を導かれ、階段状面となってい
る導光板表面の各立上がり面２ａから出射して、前記導
光部材６の裏面の各プリズム部８にそれぞれ取り込まれ
る。

【００３６】そして、前記各プリズム部８に取り込まれ
た光は、これらのプリズム部８で屈折されて導光部材６
の各導光領域Ａを導かれ、その表面の各集光レンズ部９
により集光方向に屈折されて出射する。

【００３７】この場合、前記導光板１にその端面から取
り込まれた光は、上述したように導光板１の表裏面で屈
折しながら導光板１内を導かれてその階段状面の各立上
がり面２ａからある程度の広がりをもって出射し、その
光が導光部材６の裏面の各プリズム部８に取り込まれ
て、このプリズム部８への入射角に応じた屈折角で屈折
されて導光領域Ａに導かれるため、導光部材６の各導光
領域Ａを表面方向に向かって進む光はある程度の広がり
をもった光である。

【００３８】すなわち、図３は上記面光源装置における
光の出射経路を示す導光部材６の一部分のハッチングを
省略した拡大断面図であり、導光板１の階段状面の各立
上がり面２ａから出射して導光部材６の裏面の各プリズ
ム部８に取り込まれた光は、図に矢線で示すように前記
プリズム部８への入射位置およびその入射角に応じて方
向に屈折され、ある程度の広がりをもって導光領域Ａを
表面方向に向かって進む。

【００３９】そのため、前記導光領域Ａを表面方向に導
かれる光のうち、ある広がり範囲内の光は、導光領域Ａ
を直進してその導光領域Ａに対応する集光レンズ部９に
向かって進み、それよりも広がり範囲の大きい光は前記
集光レンズ部９の外側に向かって進むが、この集光レン
ズ部９の外側に向う光は導光領域Ａの両側の導光面１０
で反射或は屈折されて前記集光レンズ部９に導かれるた
め、前記プリズム部８から取り込んだ光のほとんどをロ
スすることなく集光レンズ部９に導くことができる。

【００４０】そして、前記集光レンズ部９に入射した光
は、図３のように集光レンズ部９により集光方向に屈折
されて出射するが、前記導光領域Ａを直進して集光レン
ズ部９に入射した光、つまり集光レンズ部９のレンズ光
軸に沿った方向を中心とする広がり方向に沿って前記集
光レンズ部９に入射した光は、そのほとんどがほぼ正面
方向（集光レンズ部９のレンズ光軸に沿った方向）に出
射し、また前記導光面１０で反射或は屈折して前記集光
レンズ部９に入射した光、つまり前記レンズ光軸に沿っ
た方向を中心とする広がり方向とは異なる方向から集光
レンズ部９に入射した光は、そのほとんどが前記正面方
向に対してある程度の角度範囲の方向に向かって出射す
る。

【００４１】したがって、この面光源装置によれば、そ
の表面から出射する光のほとんどを、周囲に放散するこ
となく正面方向および正面方向に対してある程度傾いた
角度範囲の方向に出射して、その範囲の出射光の輝度を
充分に高くすることができる。

【００４２】この面光源装置の光の出射範囲を、前記導
光領域Ａと導光面１０を有しない導光部材を用いた場合
と比べてみると、図４は、裏面と表面に前記導光部材６
と同様なプリズム部８′と集光レンズ部９′を形成した
だけの導光部材６′を上記導光板１の表面に配置したと
きの光の出射経路を示す図である。

【００４３】なお、この導光部材６′は、その裏面のプ
リズム部８′から表面の集光レンズ部９′までの距離
（導光部材の厚さ）を小さくして前記プリズム部８′で
屈折された光の広がり範囲を規制し、前記プリズム部
８′により表面方向に向けて屈折された光を、そのプリ
ズム部８′に対応する集光レンズ部９′から出射させる
ようにしたものである。

【００４４】このような導光部材６′を用いた場合は、
その裏面のプリズム部８′により表面方向に向けて屈折
された光が図４に矢線で示した集光レンズ部９′のレン
ズ光軸に沿った方向を中心とする広がり方向に沿って前
記集光レンズ部９′に入射し、その光のほとんどがほぼ
正面方向に出射するため、光の出射角範囲が狭く、した
がって正面輝度は高いが、斜め方向から観察すると輝度
が極端に低くなる。

【００４５】これに対して、上記実施例の面光源装置で
は、上述したように、導光部材６の裏面のプリズム部８
で屈折されて導光領域Ａを表面方向に導かれる光のう
ち、導光領域Ａを直進して集光レンズ部９に入射した光
がほぼ正面方向に出射し、前記導光領域Ａの両側の導光
面１０で反射或は屈折されて前記集光レンズ部９に入射
した光が前記正面方向に対してある程度の角度範囲の方
向に向かって斜め方向に出射するため、正面輝度だけで
なく、正面方向に対してある程度傾いた角度範囲から観
察したときの輝度も高い。

【００４６】また、前記集光レンズ部９に入射する光
は、導光領域Ａを直進してきた光も、前記導光面１０で
反射或は屈折されて集光レンズ部９に導かれた光も、あ
る広がりをもった光であり、その光が集光レンズ部９へ
の入射角に応じて屈折されて出射するため、前記正面方
向および正面方向に対してある程度傾いた角度範囲の方
向に出射する光の輝度分布もほぼ均一である。

【００４７】そして、前記集光レンズ９からの光の出射
角範囲は、この集光レンズ部９のレンズ面の曲率を選ぶ
ことによって任意に設定できるため、この面光源装置に
よれば、正面方向を含む所望の角度範囲の輝度を高くす
るとともに、その輝度分布もほぼ均一にすることができ
る。

【００４８】そのため、上記面光源装置は、液晶表示装
置のバックライトとして好適であり、この面光源装置を
バックライトに用いれば、前記液晶表示装置に、正面輝
度が高く、しかも視野角も広い良好な表示を行なわせる
ことができる。

【００４９】また、上記面光源装置では、前記導光部材
６を構成する透明板７内の各導光領域Ａの境界部に、光
の屈折率が前記透明板７の屈折率よりも小さい物質から
なる低屈折率層１１を設け、この低屈折率層１１と前記
透明板７との界面を、前記導光領域Ａを表面方向に導か
れる光のうちの集光レンズ部９の外側に向かう光を反射
させて前記集光レンズ部９に導く導光面１０としている
ため、前記透明板７内に前記低屈折率層１１を設けるだ
けで、前記導光領域Ａとその両側の導光面１０を同時に
形成することができるし、さらに上記実施例のように前
記低屈折率層１１を空気層とすれば、前記導光部材６を
上述した製造方法で容易に製造することができる。

【００５０】なお、前記導光部材６の導光面１０は、上
記実施例に限らず、例えば各導光領域Ａの境界部に反射
膜を設けて形成してもよく、その場合は、上述した前記
導光部材６の製造方法において各透明板７ａ，７ｂの凸
部の両側面に金属膜を蒸着またはメッキして前記反射膜
を形成してもよいし、また、前記導光部材６を樹脂成形
により形成し、その成形時に前記反射膜をインサートし
てもよい。

【００５１】また、上記実施例では、導光板１の階段状
面の段ピッチと前記導光部材６の導光領域Ａのピッチと
を同じにしたが、前記導光板１の階段状面の段ピッチを
導光部材６の導光領域Ａのピッチの整数分の１に小さく
し、前記階段状面の複数の立上がり面２ａからの出射光
を前記導光部材６の１つのプリズム部８に取り込むよう
にしてもよい。

【００５２】さらに上記実施例では、導光板１として、
その表面を一端側から他端側に向かって低くなる階段状
面とし、前記一端側の端面を光取り込み端面としたもの
を用いたが、導光板は、その中間部から一端側と他端側
とをそれぞれその端部から前記中間部に向かって低くな
る階段状面とし、両端面をそれぞれ光取り込み端面とし
たもの、すなわち、図１に示した形状の導光板１とそれ
と左右対称な形状の導光板とをその先端同士を付き合わ
せた状態で配置した形状のものであってもよく、このよ
うな形状の導光板を用いれば、その両端面にそれぞれ対
向させて光源部３を配置して、より高輝度の光を出射す
ることができる。

【００５３】なお、この場合は、導光板の一端面から取
り込まれた光がその側の階段状面の各立上がり面から出
射し、他端面から取り込まれた光がその側の階段状面の
各立上がり面から出射するため、導光部材６の一半分の
領域の各プリズム部８の光の取り込み方向と、他半分の
領域の各プリズム部８の光の取り込み方向とが逆になる
が、全てのプリズム部８を左右対称な形状とするか、あ
るいは前記一半分の領域の各プリズム部８の形状と他半
分の領域の各プリズム部８の形状とをそれぞれの光取り
込み方向に応じて設計すれば、いずれの領域のプリズム
部８に取り込んだ光もそのプリズム部８に対応する導光
領域Ａに向けて屈折させることができる。

【００５４】また、上記実施例では、導光部材６の表面
の各集光レンズ部９を凸レンズとしたが、この集光レン
ズ部９はフレネルレンズであってもよく、さらに光源部
３は、蛍光ランプ４を用いるものに限らず、例えば複数
のＬＥＤ（発光ダイオード）を整列させたＬＥＤアレイ
等を用いるものでもよい。なお、この発明は、液晶表示
装置のバックライトに用いる面光源装置に限らず、各種
用途の面光源装置に広く適用することができる。

【００５５】

【発明の効果】この発明の面光源装置は、表面が階段状
面となっており、端面から光を取り込んでその光を前記
階段状面の各立上がり面から出射する導光板の表面に、
内部を複数の導光領域に区画する複数の導光面と、裏面
に前記導光板の階段状面の各立上がり面から出射する光
を取り込んでその光を対応する導光領域に向けて屈折さ
せる複数のプリズムと、表面に前記導光領域を導かれた
光を集光方向に屈折させて出射する複数の集光レンズ部
とが形成され前記プリズム部で屈折されて前記導光領域
に導かれた光のうち、その導光領域に対応する集光レン
ズ部の外側に向かう光を前記導光面により反射或は屈折
させて前記集光レンズ部に導く透明板からなる導光部材
を配置することにより、前記導光板の光取り込み端面に
対向させて配置した光源部からの光を前記導光板と導光
部材とによって導いて表面方向に出射するようにしたも
のであるから、その表面から出射する光のほとんどを、
周囲に放散させることなく正面方向を含む所望の角度範
囲の方向に出射して、その範囲の輝度を充分に高くする
ことができるとともに、その輝度分布もほぼ均一にする
ことができる。

【００５６】また、この発明の面光源装置において、前
記導光部材を構成する透明板内の各導光領域の境界部
に、光の屈折率が前記透明板の屈折率よりも小さい物質
からなる低屈折率層を設け、この低屈折率層と前記透明
板との界面を、前記導光領域を表面方向に導かれる光の
うちの集光レンズ部の外側に向かう光を屈折させて前記
集光レンズ部に導く導光面とすれば、前記透明板内に前
記低屈折率層を設けるだけで、前記導光領域とその両側
の導光面を同時に形成することができるし、さらに前記
低屈折率層を空気層とすれば、前記導光部材を容易に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による面光源装置のハッチ
ングを省略した断面図。

【図２】前記面光源装置に用いた導光部材の構成を示す
分解断面図。

【図３】前記面光源装置における光の出射経路を示す導
光部材の一部分のハッチングを省略した拡大断面図。

【図４】導光領域と導光面を有しない導光部材を用いた
場合の光の出射経路を示す図。

【符号の説明】 １…導光板 ２…段部 ２ａ…立上がり面 ３…光源部 ６…導光部材 ７…透明板 Ａ…導光領域 ８…プリズム部 ９…集光レンズ部 １０…導光面 １１…低屈折率層（空気層）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面が階段状面となっており端面から光を
   取り込んでその光を前記階段状面の各立上がり面から出
   射する導光板と、 前記導光板の光取り込み端面に対向させて配置された光
   源部と、 前記導光板の表面に配置され、その階段状面の各立上が
   り面から出射する光を導いて表面方向に出射する導光部
   材とを備え、 前記導光部材は、内部を前記導光板の階段状面の段ピッ
   チに対応するピッチで複数の導光領域に区画する複数の
   導光面と、裏面に前記各導光領域にそれぞれ対応させて
   前記導光板の階段状面の各立上がり面から出射する光を
   取り込んでその光を対応する導光領域に向けて屈折させ
   る複数のプリズム部と、表面に前記各導光領域にそれぞ
   れ対応させて前記導光領域を導かれた光を集光方向に向
   けてて出射させる複数の集光レンズ部とが形成され、前
   記プリズム部で屈折されて前記導光領域に導かれた光の
   うち、その導光領域に対応する集光レンズ部の外側に向
   かう光を前記導光面により前記集光レンズ部に導く透明
   板からなっていることを特徴とする面光源装置。
2. 【請求項２】前記透明板内の前記各導光領域の反射面
   は、前記各導光領域の境界部に形成された、光の屈折率
   が前記透明板の屈折率よりも小さい物質からなる低屈折
   率層と前記透明板との界面からなることを特徴とする請
   求項１に記載の面光源装置。
3. 【請求項３】前記低屈折率層は空気層であることを特徴
   とする請求項２に記載の面光源装置。