面光源装置及び画像表示装置
【課題】 薄型化及び輝度ムラの抑制を図る。
【解決手段】 反射部材４の反射面４ａに対向して配置された光源５、５、・・・と、透明材料によって形成され光源を挟んで反射部材の反対側に反射面に対向した状態で配置されると共に光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材６とを設け、光制御部材の反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状８を設け、凹凸形状を対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状を複数配列させて構成し、凹凸形状の対称軸又は対称面を光制御部材と反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させた。
【解決手段】 反射部材４の反射面４ａに対向して配置された光源５、５、・・・と、透明材料によって形成され光源を挟んで反射部材の反対側に反射面に対向した状態で配置されると共に光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材６とを設け、光制御部材の反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状８を設け、凹凸形状を対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状を複数配列させて構成し、凹凸形状の対称軸又は対称面を光制御部材と反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置及び画像表示装置についての技術分野に関する。詳しくは、光源から出射された光を制御する光制御部材に所定の形状を有する凹凸形状を設けて薄型化及び輝度ムラの抑制を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の光源を用いて照明を行う面光源装置がある。面光源装置は、例えば、光源を直接照明として利用し照明機器として使用されたり、光源をバックライト照明として利用しテレビジョン受像器やパーソナルコンピューター等の画像表示装置に使用される。
【０００３】
このような画像表示装置には、例えば、液晶パネルが画像を表示する表示パネルとして用いられた液晶表示装置がある。
【０００４】
液晶表示装置にあっては、液晶パネルが自発光型のディスプレイではないため、液晶パネルに対して背面側から光を照射する光源を有する面光源装置が配置されている。従って、面光源装置は液晶パネルに背面側から光を照射するバックライト装置として用いられる。
【０００５】
バックライト装置として用いられる面光源装置には、導光部材を有し該導光部材の側方に光源が配置され該光源から出射された光を導光部材によって所定の方向へ導いて表示パネルへ向けて照射する所謂サイドエッジ型と称されるタイプと、表示パネルの背面側に光源が配置され該光源から出射された光を表示パネルへ向けて照射する所謂直下型と称されるタイプとが存在する。
【０００６】
テレビジョン受像器として用いられる液晶表示装置や大型の液晶表示装置では、明るい画像を得る必要性から、面光源装置として、主に、直下型のバックライト装置が用いられている。
【０００７】
液晶表示装置に用いられる面光源装置は、一般に、液晶パネルの背面に対向して配置された拡散部材（拡散板又は拡散シート）と該拡散部材の背面側に配置された反射部材とを備えている。
【０００８】
面光源装置においては、例えば、光源として用いられた冷陰極蛍光ランプ等の蛍光ランプが所定の方向に並んだ状態で複数配置され、蛍光ランプと表示パネルの間に拡散部材が配置されている。拡散部材は、蛍光ランプから出射された光を拡散させて表示パネルに光を均一に照射することにより、ユーザーに表示パネルを通して蛍光ランプの外形状が視認されないようにし、蛍光ランプの存在がランプイメージとして認識されないようにする機能を有する。
【０００９】
また、拡散部材は光源から出射された光を液晶パネルに均一に照射し、液晶パネルにおける表示画面の輝度の均一性を確保する機能を有する。
【００１０】
液晶表示装置において、光源から光が出射されると、出射された光は拡散部材によって拡散されて画像が表示されている液晶パネルに背面側から照射される。このとき光源からは拡散部材側のみならず反射部材側へも光が出射されるが、反射部材側へ出射された光は該反射部材によって反射されて拡散部材に入射され、該拡散部材によって拡散されて液晶パネルに照射される。
【００１１】
上記したような液晶表示装置においては、近年、薄型化の要求が高いが、光源と拡散部材の距離を短縮化して薄型化を図ろうとすると、上記したようなランプの存在がランプイメージとして認識されてしまうと言う不具合が生じてしまう。
【００１２】
そこで、光源と拡散部材の間にプリズムアレイと称される光制御部材を配置し、光源の直上に照射された光を光制御部材によって反射させて光源の直上における輝度を低下させることにより、結果として、ランプイメージの認識を防止しつつ薄型化を図るようにした面光源装置がある。
【００１３】
しかしながら、上記した面光源装置にあっては、ランプイメージの認識を防止しつつ薄型化を図ることは可能であるが、光源の直上における輝度が必要以上に低下してしまうと共に光源の直上の周辺部が高輝度となってしまうため、輝度ムラが大きくなってしまうと言う問題がある。
【００１４】
そこで、図９に示すように、プリズムアレイ（光制御部材）ａのプリズムｂ、ｂ、・・・の形状を楕円筒の一部に形成することにより、法線Ｌ方向（プリズムアレイの厚み方向）から入射される光Ａの一部を透過させ、法線Ｌに対して斜め方向から入射される光Ｂの大部分を透過させ、プリズムアレイａから出射される光束量の均一化を図り輝度ムラを抑制するようにした面光源装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１６２８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、特許文献１に記載された従来の面光源装置にあっては、図１０の輝度分布に示すように、光源ｃの直上の位置Ｄ１と光源ｃから離れた位置Ｄ２における光束量の均一化を図ることは可能であるが、光源の直上の周辺部Ｄ３においては、プリズム（楕円筒形状）に対する光の入射角度が小さいため透過率が低いが、光源ｃから稍離隔した位置であるため入射する光束量が少なくなってしまう。従って、光源ｃの直上の周辺部Ｄ３における輝度が、光源の直上の位置Ｄ１における輝度や光源から離れた位置Ｄ２における輝度に対して低くなり、輝度の均一化が阻害されてしまうことになる。
【００１７】
そこで、本発明面光源装置及び画像表示装置は、上記した課題を解決し、薄型化及び輝度ムラの抑制を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
面光源装置は、上記した課題を解決するために、反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたものである。
【００１９】
従って、面光源装置にあっては、光源の直上の周辺部における光の透過率が高くなる。
【００２０】
上記面光源装置においては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の前記所定の角度を２０°以下とすることが望ましい。角度を２０°以下とすることにより、凹凸形状の所定の部分の光の透過率が高くなり過ぎなくなる。
【００２１】
上記面光源装置においては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の所定の角度を、前記凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定することが可能である。所定の角度を凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定することにより、光の精密な制御が可能となる。
【００２２】
また、上記面光源装置においては、前記光源として、発光ダイオード又は蛍光ランプを用いることが可能である。これらの光源を用いることにより、光源の選択の幅が広がり、光源の特性を利用した自由度の高い光学設計を行うことが可能となる。
【００２３】
さらに面光源装置において、前記光源として蛍光ランプ等の棒状の光源を複数用い、前記複数の光源を所定の方向に並べて配置し、前記光制御部材の前記凹凸形状を前記光源の延びる方向に延びる形状に形成することが可能である。凹凸形状を光源の延びる方向に延びる形状とすることにより、光制御部材による光の制御が容易となる。
【００２４】
上記面光源装置においては、前記光源として発光ダイオード等の点在して配置される点状光源を複数用い、前記光制御部材の前記凹凸形状を略山型の形状が前記平面上に複数設けられて成る形状に形成することが可能である。凹凸形状を略山型の形状に形成することにより、光源として点状光源を用いた場合においても、薄型化及び輝度ムラの抑制が図られる。
【００２５】
また、面光源装置においては、前記光制御部材が前記光源から出射された光に対する耐紫外線機能を有するようにすることが望ましい。光制御部材に耐紫外線機能を付与することにより、紫外線による光制御部材の劣化が防止される。
【００２６】
さらに、面光源装置においては、前記光制御部材を挟んだ前記光源の反対側に、前記光源から出射された光を拡散する拡散部材を配置することが望ましい。拡散部材を配置することにより、光の拡散性が向上する。
【００２７】
加えて、面光源装置においては、前記光制御部材に前記光源から出射された光を散乱する散乱手段を設けることが好ましい。光制御部材に散乱手段を設けることにより、光制御部材から出射される光の指向性の均一化及び面内輝度分布の均一化が図られる。
【００２８】
画像表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示面と反対側に配置され反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたものである。
【００２９】
従って、画像表示装置にあっては、光源の直上の周辺部における光の透過率が高くなる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明面光源装置は、反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたことを特徴とする。
【００３１】
従って、光源の直上の周辺部における輝度及び透過率の向上が図られるため、光源の直上の輝度と該光源の直上の周辺部の輝度とが略均一化され薄型化を確保しつつ輝度ムラを抑制することができる。
【００３２】
請求項２に記載した発明にあっては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の前記所定の角度を２０°以下としたので、凹凸形状の所定の部分の光の透過率が高くなり過ぎず、輝度ムラの一層の抑制を図ることができる。
【００３３】
請求項３に記載した発明にあっては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の所定の角度を、前記凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定したので、光の精密な制御が可能となり、輝度ムラの抑制を図ることができる。
【００３４】
請求項４に記載した発明にあっては、前記光源として、発光ダイオード又は蛍光ランプを用いたので、光源の選択の幅が広がり、光源の特性を利用した自由度の高い光学設計を行うことができる。
【００３５】
請求項５に記載した発明にあっては、前記光源として所定の方向に延びる棒状の光源を複数用い、前記複数の光源を所定の方向に並べて配置し、前記光制御部材の前記凹凸形状を前記光源の延びる方向に延びる形状に形成したので、光制御部材による光の制御の容易化を図ることができる。
【００３６】
請求項６に記載した発明にあっては、前記光源として点在して配置される点状光源を複数用い、前記光制御部材の前記凹凸形状を略山型の形状が前記平面上に複数設けられて成る形状に形成したので、点状光源を用いた場合における薄型化及び輝度ムラの抑制を図ることができる。
【００３７】
請求項７に記載した発明にあっては、前記光制御部材が前記光源から出射された光に対する耐紫外線機能を有するので、紫外線による光制御部材の劣化を防止することができる。
【００３８】
請求項８に記載した発明にあっては、前記光制御部材を挟んだ前記光源の反対側に、前記光源から出射された光を拡散する拡散部材を配置したので、光の拡散性が向上し、輝度ムラの一層の抑制を図ることができる。
【００３９】
請求項９に記載した発明にあっては、前記光制御部材に前記光源から出射された光を散乱する散乱手段を設けたので、光制御部材から出射される光の指向性の均一化及び面内輝度分布の均一化を図ることができる。
【００４０】
本発明画像表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示面と反対側に配置され反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたことを特徴とする。
【００４１】
従って、光源の直上の周辺部における輝度及び透過率の向上が図られるため、光源の直上の輝度と該光源の直上の周辺部の輝度とが略均一化され薄型化を確保しつつ輝度ムラを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明面光源装置及び画像表示装置を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
【００４３】
以下に示した最良の形態は、本発明画像表示装置を、液晶パネルに画像を表示するテレビジョン受像器に適用したものであり、本発明面光源装置を、このテレビジョン受像器に備えられた面光源装置に適用したものである。
【００４４】
尚、本発明の適用範囲は液晶パネルを有するテレビジョン受像器及びこれに備えられた面光源装置に限られることはなく、他の各種のテレビジョン受像器、パーソナルコンピューターに用いられる画像表示装置等やこれらに用いられる各種の面光源装置に広く適用することができる。
【００４５】
画像表示装置（テレビジョン受像器）１は図示しない外筐の内部に所要の各部が配置されて成る（図１及び図２参照）。
【００４６】
外筐は前後に扁平な前方に開口された箱状に形成され、該開口を内側から閉塞する位置に画像を表示する表示パネル（液晶パネル）２が配置されている。表示パネル２は、例えば、透過型のカラー液晶パネルを前後から２枚の偏光板で挟み込むことにより構成され、アクティブマトリックス方式で駆動することによりフルカラー映像を表示する。
【００４７】
表示パネル２には、例えば、その下側に配置された駆動回路２ａが接続されている。駆動回路２ａは表示パネル２に対する駆動制御を行う回路である。
【００４８】
外筐の内部には面光源装置３が配置されている。面光源装置３は反射部材４、光源５、５、・・・、光制御部材６及び拡散部材７を有している。反射部材４、光源５、５、・・・、光制御部材６及び拡散部材７は順に後方側から配置され、該拡散部材７が表示パネル２に対向して配置されている。
【００４９】
反射部材４は、例えば、白色または銀色に着色された樹脂又は金属によって板状に形成されている。反射部材４は前面が反射面４ａとして形成されている。
【００５０】
反射部材４は、光源５、５、・・・から出射された光を表示パネル２へ向けて反射する機能を有し、光源５、５、・・・から出射された光の利用効率の向上を図るために９０％以上の反射率を有することが望ましい。
【００５１】
光源５、５、・・・は反射部材４の反射面４ａに対向して配置され、光源５、５、・・・としては、例えば、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられている。尚、光源５、５、・・・は冷陰極蛍光ランプに限られることはなく、例えば、熱陰極蛍光ランプ、キセノンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の他の光源を用いることも可能である。
【００５２】
光源５、５、・・・は長い円筒状に形成され、長手方向が、例えば、左右方向となる向きで配置されている。光源５、５、・・・は上下に等間隔に離隔して配置され、長手方向における両端部が図示しないランプソケットにそれぞれ保持されている。
【００５３】
光制御部材６は、例えば、矩形の薄板状に形成され、光源５、５、・・・と拡散部材７の間に配置されている。光制御部材６は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ガラス等の透明材料によって形成されている。
【００５４】
光制御部材６は光源５、５、・・・から出射された光を所定の方向に導いて拡散部材７に入射させ、該拡散部材７から表示パネル２へ向けて照射される光の光束量を均一化する機能を有する。この光束量の均一化とは、拡散部材７の出射面の全面から光束量の均一又は略均一な光が出射されることを言う。
【００５５】
光制御部材６は、画像表示装置１が傾いた状態において撓み量が小さいことが必要であり、十分な剛性を確保するために、例えば、表示パネル２が３２インチサイズの場合に、厚みが１ｍｍ以上とされていることが望ましい。
【００５６】
光制御部材６は耐紫外線機能を有している。光源５、５、・・・から出射される光の成分として紫外線が含まれるため、光制御部材６がこのような耐紫外線機能を有することにより、光制御部材６の劣化を防止することができる。
【００５７】
また、光制御部材６の耐紫外線機能により、画像表示装置１の外部への紫外線の放出を防止することも可能である。
【００５８】
光制御部材６は、拡散部材７に対向する面側に凹凸形状８が設けられ、該凹凸形状８は拡散部材７側を向く平面６ａに凸部９、９、・・・が、例えば、光源５、５、・・・の並び方向（上下方向）に連続して形成されることにより構成されている。
【００５９】
光制御部材６には、後述するように、光源５、５、・・・から出射された光が入射されるが、凹凸形状８は光源５、５、・・・から入射された光の一部を内面反射させることにより、反射部材４側に導く機能を有する。このように凹凸形状８において光を内面反射させることにより、光源５、５、・・・の真正面に出射される光の光束量を減少させることができる。
【００６０】
凸部９、９、・・・は、例えば、断面形状が楕円形状又は外形状が放物線形状に形成されている（図３参照）。尚、凸部９、９、・・・の形状は、楕円形状又は放物線形状に限られることはなく、例えば、外形が複数の直線が連続して略楕円形状又は放物線形状に形成されたものや外形が複数の直線と曲線が連続して略楕円形状又は放物線形状に形成されたものであってもよい。
【００６１】
凸部９、９、・・・は対称面Ｓ、Ｓ、・・・を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、少なくとも一つの対称面Ｓが光制御部材６の反射面４ａに対向する方向、即ち、法線Ｌに対して所定の角度θ傾斜されている。角度θが大きくなると、凸部９、９、・・・の側面９ａ側からの光の透過率が高くなってしまい輝度ムラが生じ易くなってしまうため、角度θの範囲は、例えば、２０°以下とされていることが望ましい。
【００６２】
凸部９、９、・・・は、図３に示すように、ピッチＰに対する高さＨの比が、例えば、約０．７とされている。
【００６３】
尚、凹凸形状８は、角度θが異なる複数の凸部９、９、・・・によって構成されていてもよく、例えば、２種類の角度θが繰り返された凸部９、９（図４参照）を一組のパターンＡとしてパターンＡが連続して形成されていてもよく、また、３種類の角度θが繰り返された凸部９、９、９（図５参照）を一組のパターンＢとしてパターンＢが連続して形成されていてもよく、凸部９、９、・・・の組み合わせは任意である。
【００６４】
また、凹凸形状８は、図６に示すように、角度θが長手方向において漸次異なっていくような蛇行した形状に形成されていてもよい。
【００６５】
拡散部材７は光制御部材６と表示パネル２の間に配置され、光源５、５、・・・からそれぞれ出射された光を拡散する機能を有する。
【００６６】
拡散部材７には、光制御部材６から出射される光の指向性を解消するために十分な拡散性が必要であると共に光の吸収率が低いことが必要である。このような特性を確保するために、拡散部材７は、基材となる材質中に屈折率の異なる透明微粒子が混入されることにより形成されている。基材としては、例えば、ポリスチレンが用いられ、透明微粒子としては、例えば、シリコン又はアクリルが用いられている。
【００６７】
拡散部材７は光制御部材６より厚みが薄くされ、光制御部材６に対して剛性が低くされている。拡散部材７は、例えば、基材としてポリスチレンが用いられた場合には、厚みが０．８ｍｍ以下、望ましくは０．５ｍｍ以下とされている。
【００６８】
このように拡散部材７の厚みを光制御部材６の厚みより薄くして拡散部材７の剛性を光制御部材６の剛性より低くすることにより、例えば、スピーカーの振動等により拡散部材７が撓んで光制御部材６に接触したときの異音の発生を抑制することができる。
【００６９】
尚、拡散部材７の出射面側には所望の光学特性となるように任意の光学部品を配置する等して、光散乱手段を設けることも可能である。例えば、透明なＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の基材上にビーズを散布して固着した手段、透明な基材中に光散乱材を封入した手段等が考えられる。また、正面方向の輝度を向上させるために、プリズムシートや偏光反射シート等も利用可能である。
【００７０】
以上のように構成された画像表示装置１において、光源５、５、・・・から光が出射されると、出射された光は光制御部材６に入射され、該光制御部材６を透過される光と凹凸形状８で内面反射され反射部材４側へ向かう光とに分離される。光制御部材６を透過された光は拡散部材７によって拡散されて表示パネル２へ向かいバックライトとして表示パネル２に照射され、反射部材４側へ向かった光は該反射部材４で反射されて再び光制御部材６に入射され拡散部材７によって拡散されて表示パネル２へ向かいバックライトとして表示パネル２に照射される。
【００７１】
このとき、図７に示すように、凸部９の対称軸（対称面）Ｓが法線Ｌに対して傾斜されているため、例えば、真後ろから光制御部材６に入射された光は、一部の光を除いて、凸部９において内面反射され法線Ｌに対して傾斜した状態で反射面４ａに向かう。このように光制御部材６にあっては、凸部９の対称軸（対称面）Ｓが法線Ｌに対して傾斜されているため、凸部９において内面反射された光が法線Ｌに対して傾斜した状態で反射面４ａに向かい、光源５の周辺の部分にも光を戻すことが可能となり、光源５の直上の周辺部における輝度の向上を図ることができる。
【００７２】
また、光制御部材６にあっては、凸部９の対称面Ｓが法線Ｌに対して傾斜されているため、何れかの凸部９が光制御部材６における光源５の直上の部分を向き、光源５の直上の周辺部における透過率を向上させることができる。
【００７３】
従って、面光源装置３にあっては、光源５の直上の輝度と該光源５の直上の周辺部の輝度とが略均一化され輝度ムラを抑制することができる。
【００７４】
尚、面光源装置３においては、光制御部材６の表面又は内部に光散乱手段を設けるようにしてもよい。光散乱手段としては、例えば、酸化チタンや硫酸バリウム等の所定の屈折率を有する材料を封入する手段、微小な気泡を封入する手段、散乱性のフィルム等の挿入により散乱層を形成する手段、表面面をサンドブラスト等によって粗面化させる手段等がある。光制御部材６に光散乱手段を設けることにより、光制御部材６から出射される光の指向性の均一化及び面内輝度分布の均一化を図ることが可能となる。
【００７５】
上記には、凸部９、９、・・・を同一形状に形成した場合を例として示したが、凸部９、９、・・・に２種類以上の異なる形状が存在していてもよい。凸部９、９、・・・を異なる形状とした場合には、同一形状の場合に比し、加工の困難性は増加するが、光の拡散性が高まるため好適である。
【００７６】
また、凸部９、９、・・・は隣接して形成されていてもよく、また、凸部９、９、・・・間に隙間が存在し離隔して形成されていてもよい。この隙間は、光制御部材６の面内において一律の大きさでなくてもよく、光源５、５、・・・からの距離やその他の要因により位置によって異なる大きさにすることも可能である。
【００７７】
さらに、凸部９、９、・・・の法線に対して傾斜する角度θも光制御部材６の面内において一律の大きさである必要はなく、位置によって異なる大きさにすることも可能である。例えば、光源５、５、・・・の近傍においてはθが５°未満となるようにし、光源５、５、・・・から離れるに従い角度θを大きくするようにしてもよい。このように角度θを光制御部材６の位置によって異なる大きさにすることにより、光の精密な制御が可能となり、輝度ムラの抑制を図ることができる。
【００７８】
上記には、光源５、５、・・・として冷陰極蛍光ランプを用いた例を示したが、光源５、５、・・・として、例えば、点光源である発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いることが可能である。
【００７９】
光源５、５、・・・として発光ダイオードを用いた場合には２次元方向において光の制御が必要であるため、図８に示すように、光制御部材６Ａとして、山型の凸部９Ａ、９Ａ、・・・が点在する凹凸形状８Ａを有するものを用いることが望ましい。
【００８０】
光制御部材６Ａにおいても、光制御部材６と同様に、角度θ、凸部９Ａ、９Ａ、・・・間の間隔、凸部９Ａ、９Ａ、・・・の形成位置等の各条件は任意である。但し、凸部９Ａは対称軸（回転対称軸）Ｓを有し、この回転対称軸Ｓが法線Ｌに対して角度θ傾斜していることが必要である。
【００８１】
上記した発明を実施するための最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図２乃至図８と共に本発明を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、画像表示装置を示す分解斜視図である。
【図２】画像表示装置を示す断面図である。
【図３】光制御部材の形状を示す概念図である。
【図４】光制御部材の別の例を示す概念図である。
【図５】光制御部材のまた別の例を示す概念図である。
【図６】光制御部材のさらにまた別の例を示す拡大斜視図である。
【図７】光源から光制御部材に対して出射された光が内面反射されたときの経路を示す図である。
【図８】点状光源が用いられた場合の光制御部材の形状例を示す斜視図である。
【図９】従来の面光源装置における光路の一例を示す図である。
【図１０】従来の面光源装置における問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…画像表示装置、２…表示パネル、３…面光源装置、４…反射部材、４ａ…反射面、５…光源、６…光制御部材、６ａ…平面、８…凹凸形状、６Ａ…光制御部材、８Ａ…凹凸形状
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置及び画像表示装置についての技術分野に関する。詳しくは、光源から出射された光を制御する光制御部材に所定の形状を有する凹凸形状を設けて薄型化及び輝度ムラの抑制を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の光源を用いて照明を行う面光源装置がある。面光源装置は、例えば、光源を直接照明として利用し照明機器として使用されたり、光源をバックライト照明として利用しテレビジョン受像器やパーソナルコンピューター等の画像表示装置に使用される。
【０００３】
このような画像表示装置には、例えば、液晶パネルが画像を表示する表示パネルとして用いられた液晶表示装置がある。
【０００４】
液晶表示装置にあっては、液晶パネルが自発光型のディスプレイではないため、液晶パネルに対して背面側から光を照射する光源を有する面光源装置が配置されている。従って、面光源装置は液晶パネルに背面側から光を照射するバックライト装置として用いられる。
【０００５】
バックライト装置として用いられる面光源装置には、導光部材を有し該導光部材の側方に光源が配置され該光源から出射された光を導光部材によって所定の方向へ導いて表示パネルへ向けて照射する所謂サイドエッジ型と称されるタイプと、表示パネルの背面側に光源が配置され該光源から出射された光を表示パネルへ向けて照射する所謂直下型と称されるタイプとが存在する。
【０００６】
テレビジョン受像器として用いられる液晶表示装置や大型の液晶表示装置では、明るい画像を得る必要性から、面光源装置として、主に、直下型のバックライト装置が用いられている。
【０００７】
液晶表示装置に用いられる面光源装置は、一般に、液晶パネルの背面に対向して配置された拡散部材（拡散板又は拡散シート）と該拡散部材の背面側に配置された反射部材とを備えている。
【０００８】
面光源装置においては、例えば、光源として用いられた冷陰極蛍光ランプ等の蛍光ランプが所定の方向に並んだ状態で複数配置され、蛍光ランプと表示パネルの間に拡散部材が配置されている。拡散部材は、蛍光ランプから出射された光を拡散させて表示パネルに光を均一に照射することにより、ユーザーに表示パネルを通して蛍光ランプの外形状が視認されないようにし、蛍光ランプの存在がランプイメージとして認識されないようにする機能を有する。
【０００９】
また、拡散部材は光源から出射された光を液晶パネルに均一に照射し、液晶パネルにおける表示画面の輝度の均一性を確保する機能を有する。
【００１０】
液晶表示装置において、光源から光が出射されると、出射された光は拡散部材によって拡散されて画像が表示されている液晶パネルに背面側から照射される。このとき光源からは拡散部材側のみならず反射部材側へも光が出射されるが、反射部材側へ出射された光は該反射部材によって反射されて拡散部材に入射され、該拡散部材によって拡散されて液晶パネルに照射される。
【００１１】
上記したような液晶表示装置においては、近年、薄型化の要求が高いが、光源と拡散部材の距離を短縮化して薄型化を図ろうとすると、上記したようなランプの存在がランプイメージとして認識されてしまうと言う不具合が生じてしまう。
【００１２】
そこで、光源と拡散部材の間にプリズムアレイと称される光制御部材を配置し、光源の直上に照射された光を光制御部材によって反射させて光源の直上における輝度を低下させることにより、結果として、ランプイメージの認識を防止しつつ薄型化を図るようにした面光源装置がある。
【００１３】
しかしながら、上記した面光源装置にあっては、ランプイメージの認識を防止しつつ薄型化を図ることは可能であるが、光源の直上における輝度が必要以上に低下してしまうと共に光源の直上の周辺部が高輝度となってしまうため、輝度ムラが大きくなってしまうと言う問題がある。
【００１４】
そこで、図９に示すように、プリズムアレイ（光制御部材）ａのプリズムｂ、ｂ、・・・の形状を楕円筒の一部に形成することにより、法線Ｌ方向（プリズムアレイの厚み方向）から入射される光Ａの一部を透過させ、法線Ｌに対して斜め方向から入射される光Ｂの大部分を透過させ、プリズムアレイａから出射される光束量の均一化を図り輝度ムラを抑制するようにした面光源装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１６２８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、特許文献１に記載された従来の面光源装置にあっては、図１０の輝度分布に示すように、光源ｃの直上の位置Ｄ１と光源ｃから離れた位置Ｄ２における光束量の均一化を図ることは可能であるが、光源の直上の周辺部Ｄ３においては、プリズム（楕円筒形状）に対する光の入射角度が小さいため透過率が低いが、光源ｃから稍離隔した位置であるため入射する光束量が少なくなってしまう。従って、光源ｃの直上の周辺部Ｄ３における輝度が、光源の直上の位置Ｄ１における輝度や光源から離れた位置Ｄ２における輝度に対して低くなり、輝度の均一化が阻害されてしまうことになる。
【００１７】
そこで、本発明面光源装置及び画像表示装置は、上記した課題を解決し、薄型化及び輝度ムラの抑制を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
面光源装置は、上記した課題を解決するために、反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたものである。
【００１９】
従って、面光源装置にあっては、光源の直上の周辺部における光の透過率が高くなる。
【００２０】
上記面光源装置においては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の前記所定の角度を２０°以下とすることが望ましい。角度を２０°以下とすることにより、凹凸形状の所定の部分の光の透過率が高くなり過ぎなくなる。
【００２１】
上記面光源装置においては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の所定の角度を、前記凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定することが可能である。所定の角度を凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定することにより、光の精密な制御が可能となる。
【００２２】
また、上記面光源装置においては、前記光源として、発光ダイオード又は蛍光ランプを用いることが可能である。これらの光源を用いることにより、光源の選択の幅が広がり、光源の特性を利用した自由度の高い光学設計を行うことが可能となる。
【００２３】
さらに面光源装置において、前記光源として蛍光ランプ等の棒状の光源を複数用い、前記複数の光源を所定の方向に並べて配置し、前記光制御部材の前記凹凸形状を前記光源の延びる方向に延びる形状に形成することが可能である。凹凸形状を光源の延びる方向に延びる形状とすることにより、光制御部材による光の制御が容易となる。
【００２４】
上記面光源装置においては、前記光源として発光ダイオード等の点在して配置される点状光源を複数用い、前記光制御部材の前記凹凸形状を略山型の形状が前記平面上に複数設けられて成る形状に形成することが可能である。凹凸形状を略山型の形状に形成することにより、光源として点状光源を用いた場合においても、薄型化及び輝度ムラの抑制が図られる。
【００２５】
また、面光源装置においては、前記光制御部材が前記光源から出射された光に対する耐紫外線機能を有するようにすることが望ましい。光制御部材に耐紫外線機能を付与することにより、紫外線による光制御部材の劣化が防止される。
【００２６】
さらに、面光源装置においては、前記光制御部材を挟んだ前記光源の反対側に、前記光源から出射された光を拡散する拡散部材を配置することが望ましい。拡散部材を配置することにより、光の拡散性が向上する。
【００２７】
加えて、面光源装置においては、前記光制御部材に前記光源から出射された光を散乱する散乱手段を設けることが好ましい。光制御部材に散乱手段を設けることにより、光制御部材から出射される光の指向性の均一化及び面内輝度分布の均一化が図られる。
【００２８】
画像表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示面と反対側に配置され反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたものである。
【００２９】
従って、画像表示装置にあっては、光源の直上の周辺部における光の透過率が高くなる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明面光源装置は、反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたことを特徴とする。
【００３１】
従って、光源の直上の周辺部における輝度及び透過率の向上が図られるため、光源の直上の輝度と該光源の直上の周辺部の輝度とが略均一化され薄型化を確保しつつ輝度ムラを抑制することができる。
【００３２】
請求項２に記載した発明にあっては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の前記所定の角度を２０°以下としたので、凹凸形状の所定の部分の光の透過率が高くなり過ぎず、輝度ムラの一層の抑制を図ることができる。
【００３３】
請求項３に記載した発明にあっては、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の所定の角度を、前記凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定したので、光の精密な制御が可能となり、輝度ムラの抑制を図ることができる。
【００３４】
請求項４に記載した発明にあっては、前記光源として、発光ダイオード又は蛍光ランプを用いたので、光源の選択の幅が広がり、光源の特性を利用した自由度の高い光学設計を行うことができる。
【００３５】
請求項５に記載した発明にあっては、前記光源として所定の方向に延びる棒状の光源を複数用い、前記複数の光源を所定の方向に並べて配置し、前記光制御部材の前記凹凸形状を前記光源の延びる方向に延びる形状に形成したので、光制御部材による光の制御の容易化を図ることができる。
【００３６】
請求項６に記載した発明にあっては、前記光源として点在して配置される点状光源を複数用い、前記光制御部材の前記凹凸形状を略山型の形状が前記平面上に複数設けられて成る形状に形成したので、点状光源を用いた場合における薄型化及び輝度ムラの抑制を図ることができる。
【００３７】
請求項７に記載した発明にあっては、前記光制御部材が前記光源から出射された光に対する耐紫外線機能を有するので、紫外線による光制御部材の劣化を防止することができる。
【００３８】
請求項８に記載した発明にあっては、前記光制御部材を挟んだ前記光源の反対側に、前記光源から出射された光を拡散する拡散部材を配置したので、光の拡散性が向上し、輝度ムラの一層の抑制を図ることができる。
【００３９】
請求項９に記載した発明にあっては、前記光制御部材に前記光源から出射された光を散乱する散乱手段を設けたので、光制御部材から出射される光の指向性の均一化及び面内輝度分布の均一化を図ることができる。
【００４０】
本発明画像表示装置は、画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示面と反対側に配置され反射部材の反射面に対向して配置された光源と、透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させたことを特徴とする。
【００４１】
従って、光源の直上の周辺部における輝度及び透過率の向上が図られるため、光源の直上の輝度と該光源の直上の周辺部の輝度とが略均一化され薄型化を確保しつつ輝度ムラを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明面光源装置及び画像表示装置を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
【００４３】
以下に示した最良の形態は、本発明画像表示装置を、液晶パネルに画像を表示するテレビジョン受像器に適用したものであり、本発明面光源装置を、このテレビジョン受像器に備えられた面光源装置に適用したものである。
【００４４】
尚、本発明の適用範囲は液晶パネルを有するテレビジョン受像器及びこれに備えられた面光源装置に限られることはなく、他の各種のテレビジョン受像器、パーソナルコンピューターに用いられる画像表示装置等やこれらに用いられる各種の面光源装置に広く適用することができる。
【００４５】
画像表示装置（テレビジョン受像器）１は図示しない外筐の内部に所要の各部が配置されて成る（図１及び図２参照）。
【００４６】
外筐は前後に扁平な前方に開口された箱状に形成され、該開口を内側から閉塞する位置に画像を表示する表示パネル（液晶パネル）２が配置されている。表示パネル２は、例えば、透過型のカラー液晶パネルを前後から２枚の偏光板で挟み込むことにより構成され、アクティブマトリックス方式で駆動することによりフルカラー映像を表示する。
【００４７】
表示パネル２には、例えば、その下側に配置された駆動回路２ａが接続されている。駆動回路２ａは表示パネル２に対する駆動制御を行う回路である。
【００４８】
外筐の内部には面光源装置３が配置されている。面光源装置３は反射部材４、光源５、５、・・・、光制御部材６及び拡散部材７を有している。反射部材４、光源５、５、・・・、光制御部材６及び拡散部材７は順に後方側から配置され、該拡散部材７が表示パネル２に対向して配置されている。
【００４９】
反射部材４は、例えば、白色または銀色に着色された樹脂又は金属によって板状に形成されている。反射部材４は前面が反射面４ａとして形成されている。
【００５０】
反射部材４は、光源５、５、・・・から出射された光を表示パネル２へ向けて反射する機能を有し、光源５、５、・・・から出射された光の利用効率の向上を図るために９０％以上の反射率を有することが望ましい。
【００５１】
光源５、５、・・・は反射部材４の反射面４ａに対向して配置され、光源５、５、・・・としては、例えば、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられている。尚、光源５、５、・・・は冷陰極蛍光ランプに限られることはなく、例えば、熱陰極蛍光ランプ、キセノンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の他の光源を用いることも可能である。
【００５２】
光源５、５、・・・は長い円筒状に形成され、長手方向が、例えば、左右方向となる向きで配置されている。光源５、５、・・・は上下に等間隔に離隔して配置され、長手方向における両端部が図示しないランプソケットにそれぞれ保持されている。
【００５３】
光制御部材６は、例えば、矩形の薄板状に形成され、光源５、５、・・・と拡散部材７の間に配置されている。光制御部材６は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ガラス等の透明材料によって形成されている。
【００５４】
光制御部材６は光源５、５、・・・から出射された光を所定の方向に導いて拡散部材７に入射させ、該拡散部材７から表示パネル２へ向けて照射される光の光束量を均一化する機能を有する。この光束量の均一化とは、拡散部材７の出射面の全面から光束量の均一又は略均一な光が出射されることを言う。
【００５５】
光制御部材６は、画像表示装置１が傾いた状態において撓み量が小さいことが必要であり、十分な剛性を確保するために、例えば、表示パネル２が３２インチサイズの場合に、厚みが１ｍｍ以上とされていることが望ましい。
【００５６】
光制御部材６は耐紫外線機能を有している。光源５、５、・・・から出射される光の成分として紫外線が含まれるため、光制御部材６がこのような耐紫外線機能を有することにより、光制御部材６の劣化を防止することができる。
【００５７】
また、光制御部材６の耐紫外線機能により、画像表示装置１の外部への紫外線の放出を防止することも可能である。
【００５８】
光制御部材６は、拡散部材７に対向する面側に凹凸形状８が設けられ、該凹凸形状８は拡散部材７側を向く平面６ａに凸部９、９、・・・が、例えば、光源５、５、・・・の並び方向（上下方向）に連続して形成されることにより構成されている。
【００５９】
光制御部材６には、後述するように、光源５、５、・・・から出射された光が入射されるが、凹凸形状８は光源５、５、・・・から入射された光の一部を内面反射させることにより、反射部材４側に導く機能を有する。このように凹凸形状８において光を内面反射させることにより、光源５、５、・・・の真正面に出射される光の光束量を減少させることができる。
【００６０】
凸部９、９、・・・は、例えば、断面形状が楕円形状又は外形状が放物線形状に形成されている（図３参照）。尚、凸部９、９、・・・の形状は、楕円形状又は放物線形状に限られることはなく、例えば、外形が複数の直線が連続して略楕円形状又は放物線形状に形成されたものや外形が複数の直線と曲線が連続して略楕円形状又は放物線形状に形成されたものであってもよい。
【００６１】
凸部９、９、・・・は対称面Ｓ、Ｓ、・・・を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、少なくとも一つの対称面Ｓが光制御部材６の反射面４ａに対向する方向、即ち、法線Ｌに対して所定の角度θ傾斜されている。角度θが大きくなると、凸部９、９、・・・の側面９ａ側からの光の透過率が高くなってしまい輝度ムラが生じ易くなってしまうため、角度θの範囲は、例えば、２０°以下とされていることが望ましい。
【００６２】
凸部９、９、・・・は、図３に示すように、ピッチＰに対する高さＨの比が、例えば、約０．７とされている。
【００６３】
尚、凹凸形状８は、角度θが異なる複数の凸部９、９、・・・によって構成されていてもよく、例えば、２種類の角度θが繰り返された凸部９、９（図４参照）を一組のパターンＡとしてパターンＡが連続して形成されていてもよく、また、３種類の角度θが繰り返された凸部９、９、９（図５参照）を一組のパターンＢとしてパターンＢが連続して形成されていてもよく、凸部９、９、・・・の組み合わせは任意である。
【００６４】
また、凹凸形状８は、図６に示すように、角度θが長手方向において漸次異なっていくような蛇行した形状に形成されていてもよい。
【００６５】
拡散部材７は光制御部材６と表示パネル２の間に配置され、光源５、５、・・・からそれぞれ出射された光を拡散する機能を有する。
【００６６】
拡散部材７には、光制御部材６から出射される光の指向性を解消するために十分な拡散性が必要であると共に光の吸収率が低いことが必要である。このような特性を確保するために、拡散部材７は、基材となる材質中に屈折率の異なる透明微粒子が混入されることにより形成されている。基材としては、例えば、ポリスチレンが用いられ、透明微粒子としては、例えば、シリコン又はアクリルが用いられている。
【００６７】
拡散部材７は光制御部材６より厚みが薄くされ、光制御部材６に対して剛性が低くされている。拡散部材７は、例えば、基材としてポリスチレンが用いられた場合には、厚みが０．８ｍｍ以下、望ましくは０．５ｍｍ以下とされている。
【００６８】
このように拡散部材７の厚みを光制御部材６の厚みより薄くして拡散部材７の剛性を光制御部材６の剛性より低くすることにより、例えば、スピーカーの振動等により拡散部材７が撓んで光制御部材６に接触したときの異音の発生を抑制することができる。
【００６９】
尚、拡散部材７の出射面側には所望の光学特性となるように任意の光学部品を配置する等して、光散乱手段を設けることも可能である。例えば、透明なＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の基材上にビーズを散布して固着した手段、透明な基材中に光散乱材を封入した手段等が考えられる。また、正面方向の輝度を向上させるために、プリズムシートや偏光反射シート等も利用可能である。
【００７０】
以上のように構成された画像表示装置１において、光源５、５、・・・から光が出射されると、出射された光は光制御部材６に入射され、該光制御部材６を透過される光と凹凸形状８で内面反射され反射部材４側へ向かう光とに分離される。光制御部材６を透過された光は拡散部材７によって拡散されて表示パネル２へ向かいバックライトとして表示パネル２に照射され、反射部材４側へ向かった光は該反射部材４で反射されて再び光制御部材６に入射され拡散部材７によって拡散されて表示パネル２へ向かいバックライトとして表示パネル２に照射される。
【００７１】
このとき、図７に示すように、凸部９の対称軸（対称面）Ｓが法線Ｌに対して傾斜されているため、例えば、真後ろから光制御部材６に入射された光は、一部の光を除いて、凸部９において内面反射され法線Ｌに対して傾斜した状態で反射面４ａに向かう。このように光制御部材６にあっては、凸部９の対称軸（対称面）Ｓが法線Ｌに対して傾斜されているため、凸部９において内面反射された光が法線Ｌに対して傾斜した状態で反射面４ａに向かい、光源５の周辺の部分にも光を戻すことが可能となり、光源５の直上の周辺部における輝度の向上を図ることができる。
【００７２】
また、光制御部材６にあっては、凸部９の対称面Ｓが法線Ｌに対して傾斜されているため、何れかの凸部９が光制御部材６における光源５の直上の部分を向き、光源５の直上の周辺部における透過率を向上させることができる。
【００７３】
従って、面光源装置３にあっては、光源５の直上の輝度と該光源５の直上の周辺部の輝度とが略均一化され輝度ムラを抑制することができる。
【００７４】
尚、面光源装置３においては、光制御部材６の表面又は内部に光散乱手段を設けるようにしてもよい。光散乱手段としては、例えば、酸化チタンや硫酸バリウム等の所定の屈折率を有する材料を封入する手段、微小な気泡を封入する手段、散乱性のフィルム等の挿入により散乱層を形成する手段、表面面をサンドブラスト等によって粗面化させる手段等がある。光制御部材６に光散乱手段を設けることにより、光制御部材６から出射される光の指向性の均一化及び面内輝度分布の均一化を図ることが可能となる。
【００７５】
上記には、凸部９、９、・・・を同一形状に形成した場合を例として示したが、凸部９、９、・・・に２種類以上の異なる形状が存在していてもよい。凸部９、９、・・・を異なる形状とした場合には、同一形状の場合に比し、加工の困難性は増加するが、光の拡散性が高まるため好適である。
【００７６】
また、凸部９、９、・・・は隣接して形成されていてもよく、また、凸部９、９、・・・間に隙間が存在し離隔して形成されていてもよい。この隙間は、光制御部材６の面内において一律の大きさでなくてもよく、光源５、５、・・・からの距離やその他の要因により位置によって異なる大きさにすることも可能である。
【００７７】
さらに、凸部９、９、・・・の法線に対して傾斜する角度θも光制御部材６の面内において一律の大きさである必要はなく、位置によって異なる大きさにすることも可能である。例えば、光源５、５、・・・の近傍においてはθが５°未満となるようにし、光源５、５、・・・から離れるに従い角度θを大きくするようにしてもよい。このように角度θを光制御部材６の位置によって異なる大きさにすることにより、光の精密な制御が可能となり、輝度ムラの抑制を図ることができる。
【００７８】
上記には、光源５、５、・・・として冷陰極蛍光ランプを用いた例を示したが、光源５、５、・・・として、例えば、点光源である発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いることが可能である。
【００７９】
光源５、５、・・・として発光ダイオードを用いた場合には２次元方向において光の制御が必要であるため、図８に示すように、光制御部材６Ａとして、山型の凸部９Ａ、９Ａ、・・・が点在する凹凸形状８Ａを有するものを用いることが望ましい。
【００８０】
光制御部材６Ａにおいても、光制御部材６と同様に、角度θ、凸部９Ａ、９Ａ、・・・間の間隔、凸部９Ａ、９Ａ、・・・の形成位置等の各条件は任意である。但し、凸部９Ａは対称軸（回転対称軸）Ｓを有し、この回転対称軸Ｓが法線Ｌに対して角度θ傾斜していることが必要である。
【００８１】
上記した発明を実施するための最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図２乃至図８と共に本発明を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、画像表示装置を示す分解斜視図である。
【図２】画像表示装置を示す断面図である。
【図３】光制御部材の形状を示す概念図である。
【図４】光制御部材の別の例を示す概念図である。
【図５】光制御部材のまた別の例を示す概念図である。
【図６】光制御部材のさらにまた別の例を示す拡大斜視図である。
【図７】光源から光制御部材に対して出射された光が内面反射されたときの経路を示す図である。
【図８】点状光源が用いられた場合の光制御部材の形状例を示す斜視図である。
【図９】従来の面光源装置における光路の一例を示す図である。
【図１０】従来の面光源装置における問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…画像表示装置、２…表示パネル、３…面光源装置、４…反射部材、４ａ…反射面、５…光源、６…光制御部材、６ａ…平面、８…凹凸形状、６Ａ…光制御部材、８Ａ…凹凸形状
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射部材の反射面に対向して配置された光源と、
透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、
前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、
前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させた
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の前記所定の角度を２０°以下とした
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の所定の角度を、前記凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記光源として、発光ダイオード又は蛍光ランプを用いた
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記光源として所定の方向に延びる棒状の光源を複数用い、
前記複数の光源を所定の方向に並べて配置し、
前記光制御部材の前記凹凸形状を前記光源の延びる方向に延びる形状に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記光源として点在して配置される点状光源を複数用い、
前記光制御部材の前記凹凸形状を略山型の形状が前記平面上に複数設けられて成る形状に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記光制御部材が前記光源から出射された光に対する耐紫外線機能を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記光制御部材を挟んだ前記光源の反対側に、前記光源から出射された光を拡散する拡散部材を配置した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記光制御部材に前記光源から出射された光を散乱する散乱手段を設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１０】
画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表示面と反対側に配置され反射部材の反射面に対向して配置された光源と、
透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、
前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、
前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させた
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
反射部材の反射面に対向して配置された光源と、
透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、
前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、
前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させた
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の前記所定の角度を２０°以下とした
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面の所定の角度を、前記凹凸形状の形成位置に応じて複数の異なる角度に設定した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記光源として、発光ダイオード又は蛍光ランプを用いた
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記光源として所定の方向に延びる棒状の光源を複数用い、
前記複数の光源を所定の方向に並べて配置し、
前記光制御部材の前記凹凸形状を前記光源の延びる方向に延びる形状に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記光源として点在して配置される点状光源を複数用い、
前記光制御部材の前記凹凸形状を略山型の形状が前記平面上に複数設けられて成る形状に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記光制御部材が前記光源から出射された光に対する耐紫外線機能を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記光制御部材を挟んだ前記光源の反対側に、前記光源から出射された光を拡散する拡散部材を配置した
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記光制御部材に前記光源から出射された光を散乱する散乱手段を設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１０】
画像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表示面と反対側に配置され反射部材の反射面に対向して配置された光源と、
透明材料によって形成され前記光源を挟んで前記反射部材の反対側に前記反射面に対向した状態で配置されると共に前記光源から出射された光を所定の方向へ導く光制御部材とを備え、
前記光制御部材の前記反射面に対向する面と反対側の面に、平面上に形成された凹凸形状が設けられ、
前記凹凸形状は対称軸又は対称面を有する少なくとも１種類の断面形状が複数配列されて成り、
前記凹凸形状の前記対称軸又は前記対称面を前記光制御部材と前記反射部材との並び方向に対して所定の角度傾斜させた
ことを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１７６５１２（Ｐ２００９−１７６５１２Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５７４（Ｐ２００８−１２５７４）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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