JP6381484B2 - 面光源装置及びそれを備える表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、面光源装置及びそれを備える表示装置に関する。

液晶表示装置、主照明装置、または電飾照明装置、広告表示装置もしくは誘導灯などのディスプレイ装置などに好適な照明装置に関して様々な技術が提案されている。これら液晶表示装置などに代表される非発光表示装置においては、背面に、照明のためのバックライトユニットが設けられる。バックライトユニットとしては、例えば、ＬＥＤなどの光源と、光源が対向配置された入射面である側面を有し、当該光源から当該側面から入射された光を出光面から出射する導光板と、導光板裏面側に設けられ裏面から抜けた光を再び導光板内に戻すための反射シートとを備えるエッジライト方式のものが知られている。また、出光面の上方に、出光面から出射される光を視野角内に集光し輝度を向上させるためのレンズシートや、輝度の均一化のための拡散板を備えるものもある。

さて、車載用の液晶表示装置では、太陽に照らされても視認できる高い輝度と、運転席あるいは助手席から視認できる広視野角とが求められている。特に視野角に関しては、左右方向には広い視野角が要求される一方で、上下方向には装置からの光がフロントガラスへ映り込まないような狭い視野角が要求されている。

このような要求に応じたバックライトとして、レンズシートのプリズム面を導光板側に配置し、正面方向に光線方向を揃える方法が知られている（例えば特許文献１）。この光出射機構では、光の進行方向に平行な面内においては出射光の広がりが狭く、光の進行方向に垂直な面内に対して出射光は広がるという特性を持っている。

しかし、このような指向性を引き出すためには、導光板の出光面から出射される光は面の法線に対して大きな角度に揃えて取り出すことが重要となる。つまり、光の臨界角ぎりぎりの角度で導光板から光を出射させる必要がある。このような光の出射を実現するために、光出射機構として導光板の出光面あるいは反出光面を粗面加工した技術（例えば特許文献１）や頂角の大きいプリズム列を配列させた技術（例えば特許文献２）が提案されている。

特開平６−１８８７９号公報 特許第３６８２１２４号公報

上述したように、バックライトでは、左右方向の視野角を広く、上下方向の視野角を狭くすることが要求されているが、その要求に対して十分ではないという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、第１方向の視野角を広く、当該第１方向と垂直な第２方向の視野角を狭くすることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る面光源装置は、光源と、前記光源と対向する入光面と、出光面と、前記出光面と逆側の反出光面とを有する導光板と、前記導光板の前記反出光面側に配置された反射シートと、前記導光板の前記出光面側に配置され、プリズム面が前記出光面と対向するプリズムシートとを備える。前記導光板は、前記導光板の前記出光面に配設された、各プリズムが第１角度の頂角を有する第１プリズム列と、前記導光板の前記入光面に配設された、各プリズムが第２角度の頂角を有する第２プリズム列と、前記反出光面上に配設された凸形状を有する凸構造体、及び、前記反出光面上に配設された凹形状を有する凹構造体の少なくとも一方とを備える。前記光源の主光線軸方向と鋭角をなすとともに前記第２プリズム列のプリズム面に垂直である垂線方向に向かって、前記主光線軸方向を当該鋭角以下の角度で回転させた場合に得られる方向が、予め定められた方向として規定される。前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の突出方向の長さは小さくなり、前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の幅方向の長さは大きくなり、前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の陥没方向の長さは大きくなり、前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の幅方向の長さは小さくなる。

本発明によれば、第２プリズム列が導光板の入光面に配設され、凸構造体及び凹構造体の少なくとも一方が導光板の反出光面に配設されている。これにより、第１方向の視野角を広く、第２方向の視野角を狭くすることができる。

実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る導光板の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る導光板及びプリズムの作用を説明するための図である。 実施の形態１に係る導光板及びプリズムの作用を説明するための図である。 実施の形態１に係るプリズムの構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る導光板の構成を反出光面から見た図である。 実施の形態１に係る面光源装置の配向分布を示す図である。 関連面光源装置の配向分布を示す図である。 実施の形態１に係る面光源装置及び関連面光源装置における、Ａ−Ａ’方向の輝度プロファイルを示す図である。 実施の形態１に係る面光源装置及び関連面光源装置における、Ｂ−Ｂ’方向の輝度プロファイルを示す図である。 実施の形態２に係る導光板の構成を示す斜視図である。 実施の形態２に係る導光板の構成を反出光面から見た図である。 実施の形態１に係る面光源装置及び実施の形態２に係る面光源装置における、Ａ−Ａ’方向の輝度プロファイルを示す図である。 実施の形態３に係るプリズムの構成を示す斜視図である。 実施の形態４に係る導光板の構成を反出光面から見た図である。 実施の形態４に係るプリズムの配列を示す図である。 実施の形態４に係るプリズムの配列を示す図である。 実施の形態４に係るプリズムの配列を示す図である。 実施の形態４に係るプリズムの配列を示す図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す分解斜視図である。同図に示すように、本実施の形態１の面光源装置は、点状の光源１、導光板２、反射シート３及びプリズムシート４から構成される。通常、プリズムシートでは凸面形状を有する面が光の出光方向（導光板２と逆側）に向けて配置されることが多いが、図１のプリズムシート４では、その凸面形状を光の反出光方向（導光板２側）に向けて配置されている。以下、図１のように配置されたプリズムシート４を逆プリズムシート４と記して説明する。

導光板２は、光源１と対向配置され、光源１から放射された光が入射する光入射面である入光面２１と、導光板２から逆プリズムシート４に向かって光を出射する出光面２２と、出光面２２と逆側の反出光面２３とを、主要構成部として有している。

また、光源１主光線軸の方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に向かうにつれて）、導光板２の出光面２２と反出光面２３との間の長さは小さくなっている。つまり、導光板２のＺ方向の膜厚が、入光面２１から遠ざかるほど小さくなるような楔形状を有している。このように光源１から下流に向かうにつれて導光板２の断面積を小さくしていくことにより、導光板２内に光が残らないようにすることができるので、光を有効に利用することができる。

導光板２は、ここでは屈折率が１．５８のポリカーボネートにより形成されるものとして説明する。しかし導光板２の材質はこれに限るものではなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や環状オレフィンコポリマーなど一般的に導光板に用いられる材料であればよい。

反射シート３は、導光板２の反出光面２３側（＋Ｚ側）に配置されている。反射シート３は、反出光面２３から出射した光を、導光板２に反射する。これによって、出光面２２から出射される光の量を高めることができる。なお、反射シート３は、鏡面を有しており、反出光面２３から出射した光を正反射する機能を有する。

逆プリズムシート４は、導光板２の出光面２２側（−Ｚ側）に配置されている。プリズム面のプリズム列は、主光線軸方向（Ｙ方向）に配列され、光源１の配列方向（Ｘ方向）に延設された、複数の二等辺三角形のプリズム列から構成されており、そのプリズム面は出光面２２と対向している。なおここでは、プリズム列の周期方向と、導光板２内の主要な光の進行方向（伝搬方向）とが一致するように、逆プリズムシート４が形成及び配置されている。プリズムの頂角は、例えば６０°〜７０°とするのがよい。

図２は、導光板２の構成を、反出光面２３側から見た斜視図である。導光板２は、出光面２２に配設された、各プリズムが第１角度の頂角を有する導光板出光面プリズム列（第１プリズム列）を備えている。また、導光板２は、図２では模式的にしか示されていないが、入光面２１に配設された、各プリズムが第２角度の頂角を有する導光板入光面プリズム列（第２プリズム列）を備えている。導光板入光面プリズム列の各プリズムの頂角は、例えば１３０°〜１７０°とするのがよく、導光板出光面プリズム列の各プリズムの頂角は、例えば１４０°〜１８０°とするのがよい。

また、図２に示されるように、導光板２は、反出光面２３上に配設された凸形状を有する凸構造体であるプリズム２３ａを備えている。ここでは、出光面２２からの出射光の輝度均一性が保たれるように、複数のプリズム２３ａが、適当な間隔で反出光面２３上に配列されている。

＜導光板及びプリズムの作用原理＞
次に、図３及び図４を用いて、導光板２及びプリズム２３ａの働きについて説明する。図３には、導光板２と同様に偏った厚みを有する透明な楔形状の導光体６と、導光体６の板厚の厚い方の側面より入射した光１ａの挙動を示す矢印とが示されている。図４には、導光体６と、導光体６の板厚の薄い方の側面より入射した光１ｂの挙動を示す矢印とが示されている。図３及び図４のいずれも、楔形状を形成する２つの面が作る角度をαとし、αを二等分する二等分線が水平方向（図３及び図４の一点鎖線の延在方向）と一致するように導光体６が配置されている。

図３において、板厚の厚い側面に入射した光１ａは、楔形状を形成する２つの面で全反射されながら伝搬するが、当該２つの面に１回ずつ当たるごとに、水平方向に対して２αだけ傾斜が大きくなる。つまり、導光体６入射直後に水平方向と角θをなす方向で導光体６内を進む光１ａが上記２つの面で全反射されるごとに、当該光１ａの水平方向に対する角度が２αだけ増えることになる。そして、最終的には、光１ａの当該２つの面に対する角度が臨界角を超えた時点で、光１ａが導光体６外部へと放射される。

一方、図４において、板厚の薄い側面に入射した光１ｂは、楔形状を形成する２つの面で全反射されながら伝搬するが、当該２つの面に１回ずつ当たるごとに、水平方向に対して２αだけ水平方向に近づくように偏向される。つまり、導光体６入射直後に水平方向と角θをなす方向で導光体６内を進む光１ｂが上記２つの面で全反射されるごとに、当該光１ｂの水平方向に対する角度が２αだけ減ることになる。そして、最終的には、光１ｂと水平方向とがなす角度がα／２よりも小さくなり、光１ｂが、当該２つの面に当たらずに伝搬することになる。

以上をまとめると、図３に示されるように、導光体６の上記２つの面の間隔が狭くなっていく方向に導光体６内を伝搬する光は、何回かの反射を経て、導光体６の面から放射されることになる。一方、図４に示されるように、導光体６の上記２つの面の間隔が広がっていく方向に導光体６内を伝搬する光は、何回かの反射を経て、上記二等分線にほぼ平行な方向、つまり水平方向にほぼ平行な方向に進行（偏向）することになる。

＜プリズム２３ａの構造＞
図５は、導光板２の反出光面２３上に配設された上記プリズム２３ａの構成を示す斜視図である。図５のＸＹＺ軸は、図２のＸＹＺ軸と同じ方向を示している。なお、図５では、図２のプリズム２３ａの長手方向を縮めて図示している。図５のプリズム２３ａは、４つの面（面２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，２３ａ４）を有している。光源１側（−Ｙ側）の面２３ａ１は、反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。

面２３ａ２は、光源１の主光線軸方向（光源１の主光線軸の方向）に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、反出光面２３に近づくように形成されている。すなわち、光源１の主光線軸方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの突出方向（Ｚ方向に対応）の長さは小さくなる。

面２３ａ３及び面２３ａ４は、光源１の主光線軸方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、互いの間隔が広がるように形成されている。すなわち、光源１の主光線軸方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの幅方向（Ｘ方向に対応）の長さは大きくなる。なお、本実施の形態１では、面２３ａ３及び面２３ａ４も、面２３ａ１と同様に反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。

前述の楔形状の導光体６内における光の伝搬の性質より、面２３ａ２は、＋Ｙ方向に進む光に対してＺ方向成分を大きくするように働き、面２３ａ３及び面２３ａ４は、＋Ｙ方向に進む光に対してＸ方向成分を小さくするように働く。つまり、導光板２を伝搬している間に、一部の光は面２３ａ３または面２３ａ４で反射され、主光線軸に垂直な面内（図のＸＺ平面に相当）における光の広がりは徐々に小さくなり、主光線軸方向へ揃えられることになる。このようにして、主光線軸に揃えられた光は、導光板２から逆プリズムシート４を透過しても、その広がり角度を維持したまま、ほぼ正面方向（−Ｚ方向）に出射される。

なお、図５には、光源１側（−Ｙ側）のプリズム２３ａのＸ方向の幅Ｗ１、光源１と逆側（＋Ｙ側）のプリズム２３ａのＸ方向の幅Ｗ２、プリズム２３ａの主光線軸方向（Ｙ方向）の長さＬ、プリズム２３ａの高さ（突出方向の長さ）Ｈが示されている。ここで、Ｌ＝１０を基準とした場合、プリズム２３ａの形状としては、０＜Ｗ１＜Ｗ２≦１、かつ、０＜Ｈ≦１とすることが望ましい。Ｌの大きさは、例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、できるだけ加工個数を少なく、かつモアレなどの輝度むらを発生させない大きさを選択すればよい。

＜導光板入光面プリズム列の作用＞
図６は、導光板２の反出光面２３側から見た、導光板２の入光面２１近傍の構成を示す拡大図である。

上述したように、入光面２１には、導光板入光面プリズム列が形成されている。図６では、導光板入光面プリズム列のプリズム面２１１，２１２に垂直である垂直方向が、実線矢印で示されている。以下、主光線軸方向（＋Ｙ方向）と鋭角をなす当該垂直方向２１３を「入光面垂直方向」と記す。

入光面垂直方向２１３としては、プリズムの凹部に対して左側のプリズム面２１１に対する入光面垂直方向２１３と、プリズムの凹部に対して右側のプリズム面２１２に対する入光面垂直方向２１３という２種類の方向が存在する。

図６には、導光板２内に入射した直後の光の最大広がり角が破線矢印で示されている。プリズム面から入射した直後の光の片側の広がりを角θ_ｉｎとすると、各プリズム面２１１，２１２から入射した直後の光の最大広がり角は２θ_ｉｎである。

入光面２１に設けたプリズムの底角をβとし、入光面垂直方向２１３を基準にして時計回りの角度をプラス、反時計回りの角度をマイナスに取ると、左側のプリズム面２１１から入射した直後の光の広がり角はθ_ｉｎ＋βから−θ_ｉｎ＋βまでの範囲となり、右側のプリズム面２１２から入射した直後の光の広がり角はθ_ｉｎ−βから−θ_ｉｎ−βまでの範囲となる。

したがって、入光面２１に導光板入光面プリズム列を設けることにより、入光面２１に入射した直後の光の広がり角は、θ_ｉｎ＋βから−θ_ｉｎ−βまでの範囲となり、プリズムがない場合に比べて広がり角が２β程度大きくなる。

このように導光板入光面プリズム列によって進行方向がＸ方向に広がった光は、反出光面２３のプリズム２３ａなどで反射される。Ｘ方向に広がった光は、上述したように、図５に示す面２３ａ２，２３ａ３によって、主光線軸方向にある程度偏向されるが、出光面２２から出射される光は、導光板入光面プリズム列によってＸ方向に広げられた影響が反映されることになる。

＜関連する面光源装置との比較＞
以上のような構造を持つ導光板を備える本実施の形態１に係る面光源装置から出射される光の広がり角度を、それと関連する面光源装置（以下「関連面光源装置」と記す）と比較して説明する。

比較に用いるモデルとして、光源１に、日亜化学ＮＳＳＷ１５７（３ｍｍ×１．５ｍｍ×０．５２ｍｍ）の点光源を用い、導光板２に、点光源の配列に沿った方向に幅２００ｍｍ、光の主光線軸方向に奥行き１１５ｍｍ、入光面２１から離れるにつれて厚さ１．５ｍｍから０．５ｍｍへと厚さが薄くなる導光板を用いた。

本実施の形態１に係る面光源装置の導光板２では、導光板出光面プリズム列のプリズムの頂角を１７０°とし、導光板入光面プリズム列のプリズムの頂角を１４０°（β＝２０°）とした。また、反出光面２３側のプリズム２３ａの形状は、Ｗ１＝０．３、Ｗ２＝０．８、Ｈ＝０．２とした。

一方、関連面光源装置の導光板では、導光板出光面プリズム列のプリズムの頂角を１７０°とし、導光板入光面プリズム列のプリズムの頂角を１８０°とし、反出光面側には半球状のシボパターンを配設した。

図７は、本実施の形態１に係る面光源装置から出射される配光分布を示す図であり、図８は、関連面光源装置から出射される配光分布を示す図である。配光分布図は、輝度が高い領域から低い領域に向かうにつれて白色から灰色を経て黒色となるように色分けしている。

図７及び図８の四角い点線は、要求される光の配光角度範囲、具体的には上下方向（図１などのＹ方向に対応）において−１０°から＋２０°までの範囲のうち、左右方向（図１などのＸ方向に対応）において−５０°から＋５０°までの範囲を表わす。この範囲においては輝度が所望の値を超えることが要求されている。図７及び図８のいずれにおいても、概ね、正面の輝度が高く、上下方向（Ｙ方向）の幅が狭く、左右方向（Ｘ方向）の幅が広い配光分布が図示されている。

図９は、図７及び図８の点線で示すＡ−Ａ’方向（上下方向＋２０°に沿った左右方向）の輝度プロファイルを示す図である。本実施の形態１に係る面光源装置（太線）は、関連面光源装置（細線）に比べて、輝度が高い値でフラットになる角度範囲が広く、例えば±５０°の範囲をカバーできていることがわかる。

図１０は、図７及び図８の配光分布図のＢ−Ｂ’方向（左右方向０°に沿った上下方向）の輝度プロファイルである。本実施の形態１に係る面光源装置（太線）の輝度は、関連面光源装置（細線）とほぼ同じ範囲まで広がっているが、関連面光源装置（細線）の輝度よりも正面付近（図１０の０°付近）において高くなっていることがわかる。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る面光源装置及びそれを備える表示装置によれば、導光板２の入光面２１に導光板入光面プリズム列が配設されている。これにより、導光板２に入射された直後の光の広がり角を大きくすることができるので、導光板２の出射光の左右方向の広がりを広げることができる。また、プリズム２３ａの作用により、導光板２の出射光の上下方向の広がりを狭くすることができる。以上の結果として、左右方向の視野角を広く、上下方向の視野角を狭くすることができる。なお、本実施の形態１に係る面光源装置をその面内で９０°回転すれば、上下方向の視野角を広く、左右方向の視野角を狭くすることができる。

また、本実施の形態１では、光源１の主光線軸の方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、導光板２の出光面２２と反出光面２３との間の長さは小さくなっている。このような構成によれば、入射光を有効に利用することができる。また、光がプリズム２３ａ以外に当たった場合であっても当該光を小さな角度で偏向することができるので、導光板２から出射する光の出射角を、臨界角を少し超える程度の角度にすることができる。この結果、導光板２の出射光の上下方向の広がりを狭くする効果を高めることができる。なお、以上では、導光板に、図３のような楔形状の導光板２を適用した構成について説明したが、必ずしもこれに限ったものではない。例えば、導光板に、平板形状の導光板（光源１の主光線軸の方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、導光板２の出光面２２と反出光面２３との間の長さが同じ導光板）を適用した構成であっても、左右方向の視野角を広く、上下方向の視野角を狭くする効果をある程度得ることはできる。

＜実施の形態２＞
図１１は、本発明の実施の形態２に係る面光源装置が備える導光板２の構成を、反出光面２３側から見た斜視図である。以下、本実施の形態２に係る面光源装置のうち、実施の形態１と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

図１１の導光板２は、実施の形態１と同じく、入光面２１及び出光面２２に導光板入光面プリズム列及び導光板出光面プリズム列がそれぞれ配設されている。

反出光面２３上に配設された凸形状のプリズム２３ａは、実施の形態１と異なり、光源１の主光線軸方向（Ｙ方向）に対して傾斜して配設されており、出射光の輝度均一性を保つように適当な間隔で配列されている。

次に本実施の形態２に係る凸形状のプリズム２３ａの構造について説明する。図１２は本実施の形態２に係る導光板２の反出光面２３側から見た、導光板２の入光面２１近傍の構成を示す拡大図である。図１２に示すように、本実施の形態２では、プリズム２３ａは、光源１の主光線軸方向の代わりに、入光面垂直方向２１３に沿って配設されている。

つまり、入光面垂直方向２１３に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの突出方向の長さは小さくなっている。また、入光面垂直方向２１３に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの幅方向の長さは大きくなっている。なお、本実施の形態２では、プリズム２３ａは、その中心線が入光面垂直方向２１３とほぼ一致するように配設されており、入光面垂直方向２１３に対して左右対称となっている。

上述したように、面２３ａ２により反射された光は、最終的には導光板２の出光面２２から出射される。また、面２３ａ３，２３ａ４により反射された光は、最終的には入光面垂直方向２１３に沿うように偏向される。つまり、導光板２に入射された光は、その進行方向がプリズム２３ａの中心線に沿うように面２３ａ３，２３ａ４によって調整されながら、面２３ａ２によって出光面２２から出射される。

図１３は、本実施の形態２に係る面光源装置について、図９と同様に上下方向（Ｙ方向）＋２０°に沿った左右方向（Ｘ方向）の輝度プロファイルを示す図である。ここでは、本実施の形態２に係る面光源装置（図１３の太線）と、実施の形態１に係る面光源装置（図１３の細線）とに関して、当該輝度プロファイルを比較した。なお、図１３では縦軸を実施の形態１に係る面光源装置の角度０°に対する輝度で規格化している。また、比較に用いるモデルとして、本実施の形態２に係る面光源装置の導光板２では、導光板出光面プリズム列のプリズムの頂角を１７０°とし、導光板入光面プリズム列のプリズムの頂角を１４０°（β＝２０°）とした。反出光面２３側のプリズム２３ａの形状は、Ｗ１＝０．３、Ｗ２＝１．０、Ｈ＝０．２とし、実施の形態２は、実施の形態１よりもプリズム２３ａのＷ２／Ｗ１の寸法比を大きくした。

＜実施の形態２のまとめ＞
本実施の形態２に係る面光源装置では、光は導光板２から出射するまでに、プリズム２３ａにより入光面垂直方向２１３に沿って偏向される。これにより、左右方向に広がりが強められた光を導光板２から出射することができる。

＜変形例１＞
光源１の主光線軸方向と鋭角をなすとともに導光板入光面プリズム列のプリズム面に垂直である入光面垂直方向２１３に向かって、光源１の主光線軸方向を０°よりも大きく当該鋭角以下までの任意の角度（０°も含む）で回転させた場合に得られる方向を、基準方向（予め定められた方向）として規定する。この場合に、プリズム２３ａは、この基準方向に沿って配設されるように構成してもよい。つまり、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの突出方向の長さが小さくなり、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの幅方向の長さが大きくなるように構成してもよい。

基準方向が入光面垂直方向２１３と同じである場合には、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。基準方向が光源１の主光線軸方向と入光面垂直方向２１３との間にある場合には、実施の形態２よりも出射光の左右方向の視野角を広げることはできない可能性はあるが、実施の形態１よりも広げることができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１では導光板２の反出光面２３上に凸形状のプリズム２３ａが配設された。しかしながら、以下で説明する本発明の実施の形態３に係る面光源装置のように、凹形状のプリズムが配設されても、上述と同様の効果を得ることができる。

図１４は、本実施の形態３に係る導光板２の反出光面２３上に配設された、凹形状の凹構造体であるプリズム２３ｂの構成を示す斜視図である。以下、本実施の形態３に係る面光源装置のうち、上述と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

また、基準方向は、光源１の主光線軸方向であるものとして以下説明する。ただし、基準方向は、これに限ったものではなく、上述したように入光面垂直方向２１３に向かって、光源１の主光線軸方向を鋭角以下の角度で回転させた場合に得られる方向であればよい。

プリズム２３ｂは、プリズム２３ａと同様に、４つの面（面２３ｂ１，２３ｂ２，２３ｂ３，２３ｂ４）を有している。光源１と逆側（＋Ｙ側）の面２３ｂ１は、反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。

面２３ｂ２は、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、反出光面２３から遠ざかるように形成されている。すなわち、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ｂの陥没方向（Ｚ方向に対応）の長さは大きくなる。

面２３ｂ３及び面２３ｂ４は、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、互いの間隔が狭まるように形成されている。すなわち、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ｂの幅方向（Ｘ方向に対応）の長さは小さくなる。なお、本実施の形態３では、面２３ｂ３及び面２３ｂ４も、面２３ｂ１と同様に反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。

＜実施の形態３のまとめ＞
以上のような本実施の形態３に係る面光源装置においても、実施の形態１及び実施の形態２と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１及び実施の形態２に係る凸形状のプリズム２３ａと、本実施の形態３に係る凹形状のプリズム２３ｂとの両方を備える面光源装置であっても、上記と同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態４＞
実施の形態２では導光板２のプリズム２３ａは、反出光面２３側から見て、基準方向である入光面垂直方向２１３に対し左右対称であった。しかしながら、以下で説明する本発明の実施の形態４に係る面光源装置のように、プリズム２３ａ（プリズム２３ｂ）は、上述のＷ１、Ｗ２、Ｈの選択範囲内であれば、反出光面２３側から見て、基準方向に対し左右非対称であってもよい。

図１５は、本実施の形態４に係る導光板２の反出光面２３側から見た、導光板２の入光面２１近傍の構成を示す拡大図である。以下、本実施の形態４に係る面光源装置のうち、上述と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

プリズム面２１１の入光面垂直方向２１３に沿ったプリズム２３ａの配列のうち、入光面２１に最も近いプリズム２３ａａでは、当該入光面垂直方向２１３に対して左側部分が右側部分よりも大きい形状をしている。一方、当該配列のうち、プリズム２３ａａから一つ下流側のプリズム２３ａｂでは、当該入光面垂直方向２１３に対して右側部分が左側部分よりも大きい形状をしている。

また、プリズム面２１２の入光面垂直方向２１３に沿ったプリズム２３ａの配列のうち、入光面２１に最も近いプリズム２３ａｃでは、当該入光面垂直方向２１３に対して右側部分が左側部分よりも大きい形状をしている。一方、当該配列のうち、プリズム２３ａｃから一つ下流側のプリズム２３ａｄでは、当該入光面垂直方向２１３に対して左側部分が右側部分よりも大きい形状をしている。

図１５のように、左側部分が大きいプリズム２３ａと、右側部分が大きいプリズム２３ａとが、上流から下流に向けて交互に配置された構成によれば、これらの平均的な配光を持った光を得ることができる。また、プリズム２３ａの配列をある程度不揃いにすることにより、表示上のモアレ模様を視認されにくくすることができる。

なお、図１５の例では、２種類のプリズム２３ａ（左側部分が大きいプリズム２３ａ、及び、右側部分が大きいプリズム２３ａ）を図示したが、３種類以上のプリズム２３ａを偏りなく配列させてもよい。

ここで、複数のプリズム２３ａを密に配列させる場合、図１６のように、正方配列としてもよいが、プリズム２３ａの大きさやプリズム２３ａの配置間隔によっては上述のモアレ模様が視認されやすくなる場合がある。

そこで、複数のプリズム２３ａの配列のうち隣り合う二列が、反出光面２３側から見て、当該二列の中心線に対し左右非対称であってもよい。例えば、図１７のように左右方向に４列に並べられたプリズム２３ａのうち、左から第１列目及び第３列目のプリズム２３ａに対して、左から第２列目及び第４列目のプリズム２３ａをずらして配置してもよい。このように構成した場合には、図１５の構成と同様に、平均的な配光を持った光を得ることができるとともに、表示上のモアレ模様を視認されにくくすることができる。また例えば、図１８のように、それぞれが基準方向に対し左右非対称の形状を有するプリズム２３ａに、図１７のような配置を適用した構成によれば、表示上のモアレ模様をさらに視認されにくくすることができる。

また、全てのプリズム２３ａ（全てのプリズム２３ｂ）の基準方向には、一つの方向が適用されてもよく、互いに異なる複数の方向が適用されてもよい。図１９は、主となる基準方向（点線）に対し、それと回転角度が異なる基準方向である副基準方向（一点鎖線）を規定した構成を示す図である。図１８で示した基準方向に対し左右非対称の形状を有するばかりでなく、ハッチングが付された、左列の中央段のプリズム２３ａ及び右列の最上段のプリズム列２３ａのように、副基準方向に従うプリズム２３ａをランダムに配設してもよい。つまり、ハッチングが付されたプリズム２３ａの基準方向と、ハッチングが付されていないプリズム２３ａの副基準方向とが異なってもよい。このように基準方向に対する左右のずれと、基準方向と副基準方向との間の回転方向のずれとを組み合わせることにより、さらにモアレ模様が抑制された面光源装置を実現することができる。

なお以上では、本実施の形態４を凸形状のプリズム２３ａに適用した構成について説明したが、同様に凹形状のプリズム２３ｂに適用した構成でも、同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 光源、２ 導光板、３ 反射シート、４ 逆プリズムシート、２１ 入光面、２２ 出光面、２３ 反出光面、２３ａ，２３ａａ，２３ａｂ，２３ａｃ，２３ａｄ，２３ｂ プリズム、２１１，２１２ プリズム面、２１３ 入光面垂直方向。

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源と対向する入光面と、出光面と、前記出光面と逆側の反出光面とを有する導光板と、
   前記導光板の前記反出光面側に配置された反射シートと、
   前記導光板の前記出光面側に配置され、プリズム面が前記出光面と対向するプリズムシートと
   を備え、
   前記導光板は、
   前記導光板の前記出光面に配設された、各プリズムが第１角度の頂角を有する第１プリズム列と、
   前記導光板の前記入光面に配設された、各プリズムが第２角度の頂角を有する第２プリズム列と、
   前記反出光面上に配設された凸形状を有する凸構造体、及び、前記反出光面上に配設された凹形状を有する凹構造体の少なくとも一方とを備え、
   前記光源の主光線軸方向と鋭角をなすとともに前記第２プリズム列のプリズム面に垂直である垂線方向に向かって、前記主光線軸方向を当該鋭角以下の角度で回転させた場合に得られる方向が、予め定められた方向として規定され、
   前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の突出方向の長さは小さくなり、
   前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の幅方向の長さは大きくなり、
   前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の陥没方向の長さは大きくなり、
   前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の幅方向の長さは小さくなる、面光源装置。
2. 請求項１に記載の面光源装置であって、
   前記予め定められた方向は、
   前記光源の主光線軸の方向または前記垂線方向である、面光源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の面光源装置であって、
   前記凸構造体及び前記凹構造体の少なくとも一方の構造体が、前記反出光面側から見て、前記予め定められた方向に対し左右非対称である、面光源装置。
4. 請求項３に記載の面光源装置であって、
   複数の前記凸構造体及び複数の前記凹構造体の少なくとも一方の複数の構造体が配設され、第１の前記構造体の前記予め定められた方向と、第２の前記構造体の前記予め定められた方向とが異なる、面光源装置。
5. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の面光源装置であって、
   複数の前記凸構造体及び複数の前記凹構造体の少なくとも一方の複数の構造体が、複数列に配列されており、
   前記複数の構造体の配列のうち隣り合う二列が、前記反出光面側から見て、当該二列の中心線に対し左右非対称である、面光源装置。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の面光源装置であって、
   前記光源の主光線軸の方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記導光板の前記出光面と前記反出光面との間の長さは小さくなる、面光源装置。
7. 請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の面光源装置を備える、表示装置。