JPH1152380A - サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】例えば入射面より遠ざかるに従って板状部材の
板厚が薄くなるように形成されたサイドライト型面光源
装置に適用して、照明光の利用効率を向上して高品位の
照明光を出射する。 【解決手段】板状部材１２の出射面１２Ｃ又は出射面１
２Ｃと対向する裏面に凸部を繰り返し形成し、出射面１
２Ｃ又は裏面における位置に応じてこの凸部を滑らかに
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイドライト型面
光源装置及び液晶表示装置に関し、例えば入射面より遠
ざかるに従って板状部材の板厚が薄くなるように形成さ
れたサイドライト型面光源装置に適用するものである。
本発明は、板状部材の出射面又は出射面と対向する裏面
に凸部を繰り返し形成し、出射面又は裏面における位置
に応じてこの凸部を滑らかに形成することにより、照明
光の利用効率を向上して高品位の照明光を出射する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶表示装置においては、
サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明
し、これにより全体形状を薄型化するようになされてい
る。

【０００３】すなわちサイドライト型面光源装置は、棒
状光源でなる一次光源を板状部材（すなわち導光板でな
る）の側方に配置し、この一次光源より出射される照明
光を導光板の端面より導光板内に入射する。さらにサイ
ドライト型面光源装置は、この照明光を屈曲して、導光
板の平面より液晶表示パネルに向けて出射し、これによ
り全体形状を薄型化できるようになされている。

【０００４】このようなサイドライト型面光源装置は、
ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、
一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄
く形成した形式のものとがあり、後者は、前者に比して
効率良く照明光を出射することができる。

【０００５】図１２は、この後者のサイドライト型面光
源装置１の一例を示す分解斜視図であり、図１３は、図
１２をＡ−Ａ線で切り取って示す断面図である。このサ
イドライト型面光源装置１は、導光板でなる光散乱導光
板２の側方に一次光源３を配置し、反射シート４、光散
乱導光板２、光制御部材でなるプリズムシート５を順次
積層して形成される。

【０００６】一次光源３は、冷陰極管でなる蛍光ランプ
７の周囲を、リフレクタ８で囲って形成され、リフレク
タ８の開口側より光散乱導光板２の端面（以下入射面と
呼ぶ）２Ａに照明光を入射する。ここでリフレクタ８
は、入射光を正反射又は乱反射する例えばシート材によ
り形成される。

【０００７】反射シート４は、金属箔等でなるシート状
の正反射部材、又は白色ＰＥＴフィルム等でなるシート
状の乱反射部材により形成され、光散乱導光板２より漏
れ出す照明光を反射して光散乱導光板２に入射し、これ
により照明光の利用効率を向上する。

【０００８】光散乱導光板２は、断面楔型形状の光散乱
導光板で、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる
透光性の微粒子が一様に分散混入されて形成される。こ
れにより光散乱導光板２は、一次光源３側端面でなる入
射面２Ａより照明光Ｌを入射し、透光性の微粒子により
照明光Ｌを散乱させながら、また乱反射部材による反射
シート４を適用した場合は、この反射シート４により一
部乱反射させながら、反射シート４側平面（以下裏面と
呼ぶ）２Ｂとプリズムシート５側平面（以下出射面と呼
ぶ）２Ｃとの間を繰り返し反射させながら照明光Ｌを伝
播する。

【０００９】この伝播の際に、照明光Ｌは、裏面２Ｂで
反射する毎に出射面２Ｃに対する入射角が低下し、出射
面２Ｃに対して臨界角以下の成分が出射面２Ｃより出射
される。この出射面２Ｃより出射される照明光Ｌは、光
散乱導光板２の内部において透光性の微粒子により散乱
され、また反射シート４により乱反射して伝播すること
等により、散乱光により出射される。しかしながらこの
照明光Ｌは、出射面２Ｃに対して伝播方向に傾いて形成
された裏面２Ｂを反射して伝播し、臨界角以下の成分が
出射されることにより、主たる出射方向が楔型形状の先
端方向に傾いて形成される。すなわち光散乱導光板２か
らの出射光Ｌが指向性を有するようになり、これにより
サイドライト型面光源装置１は、指向出射性を有するよ
うになる。

【００１０】プリズムシート５は、この光散乱導光板２
の指向性を補正するために配置される。すなわちプリズ
ムシート５は、ポリカーボネート等の透光性のシート材
で形成され、片面にプリズム面が形成される。このプリ
ズム面は、一方向にほぼ平行に延長する断面三角形形状
の突起が繰り返されて形成される。

【００１１】プリズムシート５は、導光板２の入射面２
Ａに対して直交する方向に、プリズム面の突起が繰り返
されるような状態で、かつプリズム面が出射面２Ｃと対
向するように配置され、これにより三角形形状の突起の
斜面で、出射光の主たる出射方向を出射面２Ｃの正面方
向に補正する。なおプリズムシートとしては、両面にプ
リズム面を形成した構造のプリズムシートを積層して使
用する場合もある。これによりこのサイドライト型面光
源装置１では、ほぼ均一な板厚により光散乱導光板を形
成した方式のサイドライト型面光源装置に比して、出射
光を正面方向に効率良く出射できるようになされてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなサ
イドライト型面光源装置１において、プリズムシート５
と光散乱導光板２とを一体化すれば、その分一段と照明
光の利用効率を向上して、効率良く照明光を出射できる
と考えられる。

【００１３】ところがこのようにプリズムシート５と光
散乱導光板２とを一体化すると、矢印Ｂにより示すよう
に、入射面近傍より側面に沿って、輝度レベルの低い領
域が観察され、これにより照明光の品位が低下する問題
がある。

【００１４】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、従来に比して照明光の利用効率を向上して、しかも
高品位の照明光を出射することができるサイドライト型
面光源装置を提案しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定の光源から出射された照明光
を板状部材の端面から入射し、この照明光を屈曲して板
状部材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置
に適用する。このサイドライト型面光源装置において、
出射面又は出射面と対向する裏面に、端面と略直交する
方向に延長する１対の斜面を有する凸部を、端面と略平
行な方向に繰り返し形成して、板状部材を形成する。こ
のとき出射面又は裏面における位置に応じて、凸部を滑
らかに形成する。

【００１６】またこれに代えて、同様のサイドライト型
面光源装置に適用して、側面に近づくに従って、この凸
部を滑らかに形成する。

【００１７】またこれに代えて、同様のサイドライト型
面光源装置に適用して、端面に近づくに従って、凸部を
滑らかに形成する。

【００１８】またこのとき、側面に近づくに従って、凸
部を滑らかに形成する。

【００１９】さらにこれらの構成によるサイドライト型
面光源装置により液晶表示パネルを照明する。

【００２０】サイドライト型面光源装置において、出射
面又は出射面と対向する裏面に、端面と略直交する方向
に延長する１対の斜面を有する凸部を、端面と略平行な
方向に繰り返し形成して、板状部材を形成すれば、その
分効率良く照明光を出射することができる。このとき出
射面又は裏面における位置に応じて、凸部を滑らかに形
成すれば、この凸部の滑らかさに応じて、凸部の延長方
向に伝搬する照明光と、凸部より両側に振り分けられる
照明光との比率を制御することができ、結果的に、板状
部材より出射する照明光と内部に反射する照明光との比
率を制御することができ、これにより出射面の各部にお
ける出射光量を制御することができる。

【００２１】これにより側面に近づくに従って、この凸
部を滑らかに形成すれば、板状部材の中央を伝搬する照
明光を側面側に振り分けて、側面側の出射光量を増大す
ることができる。

【００２２】また同様のサイドライト型面光源装置に適
用して、端面に近づくに従って、凸部を滑らかに形成す
れば、照明光が入射する端面側の照明光を楔型先端側、
側面側に振り分けることができる。

【００２３】このとき側面に近づくに従って、凸部を滑
らかに形成すれば、板状部材の内部を伝搬する照明光を
側面側に振り分けることができる。

【００２４】これらによりこれらのサイドライト型面光
源装置により液晶表示パネルを照明して高品位の表示画
像を形成することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００２６】（１）第１の実施の形態 図２は、楔型先端側より見て本発明の実施の形態に係る
サイドライト型面光源装置を示す分解斜視図である。こ
のサイドライト型面光源装置１０は、光散乱導光板１２
の側方に一次光源３を配置し、反射シート１１、光散乱
導光板１２、光制御部材でなるプリズムシート１３を順
次積層して、図示しないフレームに保持して形成され
る。なおこのサイドライト型面光源装置１０において、
図１１のサイドライト型面光源装置１と同一の構成は、
対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。

【００２７】ここでこのサイドライト型面光源装置１０
において、反射シート１１は、照明光に対して高い反射
率を示すように、銀を蒸着した正反射部材でなるシート
材が適用され、これにより光散乱導光板１２の裏面１２
Ｂより漏れ出す照明光を効率良く光散乱導光板１２の内
部に戻し、照明光の利用効率を向上する。

【００２８】光散乱導光板１２は、例えばポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ）からなるマトリックス中に、
これと屈折率の異なる透光性の微粒子を一様に分散混入
して断面楔型形状に形成される。これにより光散乱導光
板１２は、入射面１２Ａより入射した照明光Ｌを透光性
の微粒子により散乱させながら、裏面１２Ｂと出射面１
２Ｃとの間を繰り返し反射して伝播し、このとき一部を
出射面１２Ｃより出射する。

【００２９】さらに光散乱導光板１２は、矢印Ｃにより
部分的に入射面１２Ａ側を拡大して示すように、出射面
２Ｃに微小な凸部が、入射面と平行な方向に、繰り返し
形成される。

【００３０】ここでこの微小な凸部は、入射面１２Ａと
直交する方向に延長する１対の斜面１２Ｅ、１２Ｆを接
続して形成される。ここでこの１対の斜面１２Ｅ、１２
Ｆは、出射面に対して等しい傾きに形成され、斜面１２
Ｅ及び１２Ｆの成す角α１が約６０度に選定されるよう
になされている。なおこの頂角α１は、５０度〜１３０
度の範囲で適宜選定して実用に供する特性を得ることが
できるが、好ましくは６０〜１１０度の範囲である。

【００３１】さらに光散乱導光板１２において、これら
微小な凸部は、例えばこのサイドライト型面光源装置１
０が適用される液晶表示パネルの画素周期に比して１／
４以上小さな、５０〔μｍ〕の繰り返しピッチＷ１によ
り形成される。

【００３２】さらに図１に示すように、この光散乱導光
板１２を成形する金型の加工により、これら微小な凸部
は、入射面の近傍においては、側面側に近づくに従って
斜面１２Ｅ、１２Ｆを接続する曲面の半径が拡大して、
順次滑らかになるように形成され、また楔型先端より入
射面に近づくに従って、同様にして順次滑らかになるよ
うに形成される。

【００３３】プリズムシート１３は、光散乱導光板１２
側にプリズム面が形成された片面プリズムシートが適用
される。ここでプリズムシート１３は、透明ＰＥＴをベ
ースにして、その表面にアクリル系の紫外線硬化樹脂を
所定形状で硬化させて形成される。

【００３４】プリズムシート１３は、矢印Ｄ（図２）に
より部分的に側面を拡大して示すように、微小な凸部
が、入射面１２Ａと直交する方向に、繰り返し形成され
てプリズム面が形成される。ここでこの微小な凸部は、
光散乱導光板１２の入射面１２Ａと平行に延長する１対
の斜面１３Ａ、１３Ｂを有し、この実施の形態ではこの
１対の斜面１３Ａ、１３Ｂが直接接続されて、断面三角
形形状に形成されるようになされている。

【００３５】ここで斜面１３Ａは、光散乱導光板１２よ
り楔型先端側に傾いて出射される主たる照明光を小さな
入射角により入射するように、さらにこの入射した照明
光を対を形成する斜面１３Ｂに無駄無く導くように、出
射面１２Ｃの法線に対して小さな傾きβ１により形成さ
れる。これに対して他の斜面１３Ｂは、このようにして
斜面１３Ａより入射した照明光を出射面１２Ｃの正面方
向に全反射するように、斜面１３Ａに比して大きな傾き
β２により形成される。

【００３６】すなわち光散乱導光板１２より出射される
照明光は、鉛直方向より楔型先端方向に７０度程度傾い
た方向を主たる出射方向にして、ほぼ鉛直方向より２０
度〜８５度の範囲で出射される。従ってこの主たる出射
方向の照明光が入射面１２Ａ側の斜面１３Ａより入射し
た後、他の斜面１３Ｂで出射面１２Ｃの正面方向に反射
されるように、プリズムシート１３の屈折率ｎより傾き
β１、β２の関係が設定される。

【００３７】さらにこの関係を前提にして、鉛直方向よ
り２０度〜８５度の範囲で出射される照明光が、この主
たる出射方向の照明光と同一経路により出射されるよう
に、傾きβ１、β２が設定される。なおこの実施の形態
では、それぞれ角度β１及びβ２を５．６度及び３５度
に設定した。

【００３８】さらにプリズムシート１３において、これ
ら微小な凸部は、例えばこのサイドライト型面光源装置
１０が適用される液晶表示パネルの画素周期に比して１
／４以上小さな、５０〔μｍ〕の繰り返しピッチＷ２に
より形成される。

【００３９】以上の構成において、蛍光ランプ７から出
射された照明光Ｌは、直接に、又はリフレクタ８で反射
した後、入射面１２Ａより光散乱導光板１２の内部に入
射し、透光性の微粒子により散乱を受けながら、裏面１
２Ｂと出射面１２Ｃとの間で反射を繰り返して光散乱導
光板１２の内部を伝搬する（図１３における照明光Ｌ参
照）。このときこの照明光Ｌは、裏面１２Ｂで反射する
毎に出射面１２Ｃに対する入射角が低下し、出射面１２
Ｃに対して臨界角以下の成分が出射面１２Ｃより出射さ
れる。また光散乱導光板１２の裏面１２Ｂより漏れだす
照明光が、斜面側に配置された正反射部材でなる反射シ
ート１１により反射されて効率良く光散乱導光板２の内
部に戻され、これにより効率良く出射面１２Ｃより出射
される。

【００４０】このようにして出射面１２Ｃより出射され
る際に、照明光Ｌは、入射面１２Ａより楔型先端に向か
って伝搬する照明光の中から、臨界角以下の成分が出射
されることにより、平面により出射面を構成した場合、
楔型先端に傾いた指向性により、また入射面１２Ａに沿
った方向については、広がった指向性により出射され
る。

【００４１】これに対してこの実施の形態では、入射面
と平行に、繰り返し形成される凸部の斜面１２Ｅ、１２
Ｆにより（図１）、入射面１２Ａと平行な面内におい
て、外側に広がるように出射される照明光が内側を向く
ように指向性が補正されて出射される。これにより従来
構成のプリズムシート６（図１２）を用いなくても、入
射面１２Ａと平行な面内において出射光の指向性を出射
面１２Ｃの正面方向に補正することができる。

【００４２】なおここで図３に示す特性は、図１２につ
いて上述した従来構成のサイドライト型面光源装置にお
ける特性であり、輝度レベルのピークが３５７８〔ｃｄ
／ｍ² 〕であった。これに対して図４に示す特性は、図
２について上述した構成において、出射面の全面に渡っ
てプリズム状の凸部を形成し、この凸部の斜面１２Ｅ及
び１２Ｆを単に直接接続した場合である（すなわち滑ら
かな接続ではなく、極めて小さな曲率半径により斜面１
２Ｅ及び１２Ｆを接続した場合である）。

【００４３】ところがこのように斜面１２Ｅ及び１２Ｆ
を単に直接接続して光散乱導光板の出射面に凸部を形成
したのでは、輝度レベルの最大値と最小値との差分が大
きくなり、これにより入射面近傍より側面に沿って、輝
度レベルの低い領域が観察される。なおこの図４におい
て、輝度レベルの最大値及び最小値は、それぞれ４９８
０〔ｃｄ／ｍ² 〕及び２６５４〔ｃｄ／ｍ² 〕であっ
た。

【００４４】これは光散乱導光板の出射面にプリズム面
を形成したことにより、入射面１２Ａより入射して光散
乱導光板２の内部を伝搬する照明光が、両側面側に伝搬
し難くなった為と考えられる。すなわち従来構成のサイ
ドライト型面光源装置（出射面にプリズム面を形成して
いないもの）においては、中央部分から側面側に充分な
光量により照明光が振り分けられていたのに対し、単に
光散乱導光板の出射面にプリズム面を形成すると、斜面
１２Ｅ、１２Ｆと、裏面１２Ｂとの間で照明光が繰り返
し反射されて、斜面１２Ｅ、１２Ｆの延長する方向に伝
搬する照明光の光量が増大する。従って、その分側面側
に振り分けられる光量が低減し、中央部分と側面近傍と
で輝度レベルに大きな差が発生する。

【００４５】これに対してこの実施の形態のように、斜
面１２Ｅ、１２Ｆを曲面で接続すれば、この曲面の大き
さで決まる凸部の滑らかさにより、斜面１２Ｅ、１２Ｆ
の延長方向に伝搬する照明光を、両側に振り分けること
ができる。従って図４の特性に対応して入射面の近傍に
おいては、側面側に近づくに従って順次滑らかになるよ
うに凸部を形成すれば、側面側に近づけば近づく程、照
明光を両側に振り分けて、この側面側の出射光量を均一
化することができる。すなわち側面側の出射光量を増大
することができる。

【００４６】また楔型先端より入射面に近づくに従っ
て、順次滑らかになるように凸部を形成すれば、同様に
して楔型先端側の出射光量が増大することになる。図５
は、図３及び図４との対比によりこの実施の形態に係る
サイドライト型面光源装置の特性を示すもので、出射光
量が均一化されて、照明光が高品位に出射されているこ
とがわかる。なおこの図５において、輝度レベルの最大
値及び最小値は、それぞれ４６７７〔ｃｄ／ｍ² 〕及び
３１３３〔ｃｄ／ｍ² 〕であった。

【００４７】このようにして出射面１２Ｃより出射され
た照明光Ｌは、続くプリズムシート１３を透過して、こ
のプリズムシート１３の前面に配置された液晶パネル等
を照明する。このとき照明光は、入射面１２Ａと平行に
延長する１対の斜面１３Ａ、１３Ｂによる凸部が、プリ
ズムシート１３に入射面と直交する方向に繰り返し形成
されていることにより、楔型先端に向かって出射面１２
Ｃより出射した後、この１対の斜面１３Ａ、１３Ｂのう
ちの、入射面１２Ａ側を向く斜面１３Ａを介してプリズ
ムシート１３に入射し、他方の斜面１３Ｂに導かれる。
ここで照明光は、斜面１３Ｂにより全反射され、入射面
１２Ａと直交する面内において、出射光の指向性が出射
面１２Ｃの正面方向に補正される。

【００４８】このようにしてプリズムシート１３に入射
する照明光においては、積極的にプリズムシート１３の
内部に導かれ、出射面１２Ｃの正面方向に出射される。
これによりその分照明光の利用効率が向上される。

【００４９】さらにこのとき、光散乱導光板１２より楔
型先端側に傾いて出射される主たる照明光を小さな入射
角により入射し、この入射した照明光を対を形成する斜
面１３Ｂに無駄無く導くように、斜面１３Ａが小さな傾
きβ１に設定され、斜面１３Ａより入射した照明光を出
射面１２Ｃの正面方向に全反射するように、斜面１３Ｂ
が大きな傾きβ２に設定されていることにより、照明光
は、多重反射の程度が低減されてプリズムシート１３を
効率良く透過し、これによっても出射光量が増大する。

【００５０】また光散乱導光板１２の出射面１２Ｃに多
数の凸部が形成されていることにより、光散乱導光板１
２に対するプリズムシートの貼り付きも有効に回避され
る。

【００５１】このようにして指向性を補正するにつき、
光散乱導光板１２の出射面１２Ｃ及びプリズムシート１
３のプリズム面においては、多数の凸部が繰り返し形成
されていることにより、微視的に見て、この凸部の繰り
返し方向に、輝度レベルの微小な脈動が発生する。この
脈動に対して、液晶表示パネルの画素ピッチが近接して
いると、いわゆるモアレが発生し、表示画像の品位を著
しく劣化させる。すなわちこの場合サイドライト型面光
源装置より見れば、出射光の品位が低下することにな
る。

【００５２】これに対してこの実施の形態においては、
液晶表示パネルの画素周期に比して１／４以上小さな、
５０〔μｍ〕の繰り返しピッチＷ１及びＷ２によりそれ
ぞれ凸部が繰り返されていることにより、画素ピッチに
対して充分に離間した繰り返しピッチに輝度レベルの脈
動を低減することができ、その分モアレの発生を有効に
回避することができる。

【００５３】さらにこの実施の形態では、光散乱導光板
１２において、凸部を形成する１対の斜面１２Ｅ、１２
Ｆが出射面に対して等しい傾きに形成され、かつ斜面１
２Ｅ及び１２Ｆの成す角α１が約６０度に選定されてい
ることにより、その分照明光の利用効率が向上される。

【００５４】以上の構成によれば、光散乱導光板の出射
面にプリズム面を形成し、入射面の近傍においては側面
側に近づくに従って順次滑らかになるように、また楔型
先端より入射面に近づくに従って順次滑らかになるよう
に、このプリズム面を微小な凸部により形成したことに
より、中央部分の照明光を両側面側、楔型先端側に振り
分けることができ、これにより照明光の利用効率を向上
して、均一な輝度分布により高品位の照明光を出射する
ことができる。

【００５５】（２）第２の実施の形態 図６は、図２との対比により本発明の第２の実施の形態
に係るサイドライト型面光源装置を示す分解斜視図であ
る。このサイドライト型面光源装置２０は、導光板２２
の側方に一次光源３を配置し、反射シート１１、導光板
２２、光拡散シート２４、プリズムシート２３を順次積
層して形成される。なおこのサイドライト型面光源装置
２０において、図２のサイドライト型面光源装置１０と
同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説
明は省略する。

【００５６】ここで導光板２２は、透明部材でなる例え
ばアクリル（ＰＭＭＡ樹脂）を射出成形した板状部材で
なり、断面楔型形状に形成される。導光板２２は、裏面
に光拡散性のインクが付着され、これにより裏面２２Ｂ
に光拡散面が形成される。これにより導光板２２は、裏
面２２Ｂで照明光を散乱させながら、裏面２２Ｂと出射
面２２Ｃとの間を繰り返し反射して照明光を伝搬し、こ
の裏面２２Ｂ及び出射面２２Ｃにおける反射の際に、臨
界角以下の成分を裏面２２Ｂ及び出射面２２Ｃより出射
する。

【００５７】さらに導光板２２は、第１の実施の形態と
同様に、出射面２２Ｃに微小な凸部が繰り返し形成され
る。これら微小な凸部は、導光板２２を成形する金型の
加工により、入射面の近傍においては側面側に近づくに
従って順次滑らかになるように、また楔型先端より入射
面に近づくに従って、順次滑らかになるように形成され
る。これにより導光板２２は、均一な輝度分布により照
明光を効率良く出射できるようになされている。

【００５８】光拡散シート２４は、この導光板２２の出
射光を緩やかに拡散して出射する。

【００５９】プリズムシート２３は、導光板２２側とは
逆側の面にプリズム面が形成された片面プリズムシート
が適用される。ここでプリズムシート２３は、透明ＰＥ
Ｔをベースにして、その表面にアクリル系の紫外線硬化
樹脂を所定形状で硬化させて形成される。プリズムシー
ト２３は、入射面と直交する方向に、微小な凸部が繰り
返し形成され、これによりプリズム面が形成される。こ
こでこの微小な凸部は、導光板２２の入射面と平行に延
長する１対の斜面２３Ａ、２３Ｂを有し、この実施の形
態ではこの１対の斜面２３Ａ、２３Ｂが直接接続され
て、断面三角形形状に形成されるようになされている。

【００６０】これによりプリズムシート２３は、導光板
２２における凸部の繰り返し方向と直交する方向に、同
様の凸部が繰り返し形成され、この凸部により、導光板
２２から楔型先端方向に傾いて出射される照明光Ｌの指
向性を出射面２２Ｃの正面方向に補正する。

【００６１】さらにこの実施の形態においてプリズムシ
ート２３は、１対の斜面２３Ａ、２３Ｂが出射面に対し
て等しい傾きに形成され、斜面２３Ａ及び２３Ｂの成す
角α２が約９０度に選定されるようになされている。な
おこの頂角α２は、３０度〜１３０度の範囲で適宜選定
して実用に供する特性を得ることができるが、好ましく
は６０〜１１０度、より好ましくは８０〜１００度の範
囲である。

【００６２】さらにプリズムシート２３において、これ
ら微小な凸部は、例えばこのサイドライト型面光源装置
２０が適用される液晶表示パネルの画素周期に比して１
／４以上小さな、５０〔μｍ〕の繰り返しピッチＷ２に
より形成される。

【００６３】図６に示す構成において、導光板２２に入
射した照明光は、裏面２２Ｂに形成された光拡散面によ
り拡散を受けながら、裏面２２Ｂと出射面２２Ｃとの間
で反射を繰り返して導光板２２の内部を伝搬し、出射面
２２Ｃに対して臨界角以下の成分が出射面１２Ｃより出
射される。

【００６４】このとき照明光Ｌは、出射面２２Ｃに形成
された凸部より指向性が補正されて導光板２２より出射
されることにより、効率良く出射される。かくするにつ
き図７及び図８に示すように、この場合でも図４の場合
と同様に単に導光板の出射面にプリズム面を形成したの
では、出射光の均一性が極めて劣化する。なお図７は、
導光板の出射面にプリズム面を形成していない導光板上
に、光拡散シート及びプリズムシートを積層した従来構
成のサイドライト型面光源装置における特性である。な
おプリズムシートは、プリズム面が上向きであり、凸部
の繰り返し方向が入射面と直交する方向である。この場
合、輝度レベルの最大値及び最小値は、それぞれ２７０
２〔ｃｄ／ｍ² 〕及び２３９３〔ｃｄ／ｍ² 〕であっ
た。また図８は、図６に示す構成において、導光板の出
射面に形成したプリズム状の凸部について、この凸部を
構成する斜面２２Ｅ及び２２Ｆを全面に渡って単に直接
接続した場合であり（すなわち滑らかな接続ではなく、
極めて小さな曲率半径により斜面２２Ｅ及び２２Ｆを接
続した場合である）、輝度レベルの最大値及び最小値
は、それぞれ３３１０〔ｃｄ／ｍ² 〕及び１６９０〔ｃ
ｄ／ｍ² 〕であった。

【００６５】これに対してこの実施の形態では、入射面
の近傍においては側面側に近づくに従って順次滑らかに
なるように、また楔型先端より入射面に近づくに従っ
て、順次滑らかになるように、微小な凸部が繰り返し形
成されていることにより、この凸部の曲面により照明光
が振り分けられ、出射光が均一な輝度分布により出射さ
れる。すなわち図９は、この実施の形態に係るサイドラ
イト型面光源装置の特性を示し、輝度レベルの最大値及
び最小値は、それぞれ３１８２〔ｃｄ／ｍ² 〕及び１８
４７〔ｃｄ／ｍ² 〕であった。

【００６６】このようにして均一な輝度分布により出射
された照明光は、光拡散シート２４により緩やかに散乱
を受け、プリズムシート２３に入射し、ここで指向性が
出射面２２Ｃの正面方向に補正される。

【００６７】図６の構成によれば、透明な板状部材によ
る導光板の出射面にプリズム面を形成し、入射面の近傍
においては側面側に近づくに従って順次滑らかになるよ
うに、また楔型先端より入射面に近づくに従って順次滑
らかになるように、このプリズム面を微小な凸部により
形成したことにより、第１の実施の形態と同様の効果を
得ることができる。

【００６８】（３）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、凸部を形成する曲面
を変化させて凸部を滑らかに形成する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、斜面の傾きを変化させて
（すなわち斜面自体を曲面形状として）凸部を滑らかに
してもよい。

【００６９】また上述の実施の形態においては、入射面
の近傍においては側面側に近づくに従って順次滑らかに
なるように、また楔型先端より入射面に近づくに従って
順次滑らかになるように、凸部を形成する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、出射面における位置
に応じて凸部を滑らかに形成して、輝度分布を調整する
場合に広く適用することができる。

【００７０】すなわち導光板、光散乱導光板の長さ（光
源より遠ざかる方向の長さ）が短い場合は、単に側面側
に近づくに従って順次滑らかになるように凸部を形成し
て出射光量を均一化することができる。また導光板、光
散乱導光板の幅（例えば線状光源の長手方向に平行な方
向の長さ）が短い場合、さらには光源の長さに余裕があ
る場合、単に楔型先端より入射面に近づくに従って順次
滑らかになるように凸部を形成して出射光量を均一化す
ることができる。また図４の出射光量分布に対応して、
図１０に示すように、側面に沿って凸部を滑らかに形成
し、また楔型先端側の隅部において、凸部を滑らかに形
成して、さらに一段と出射光量を均一化することもでき
る。

【００７１】また上述の実施の形態においては、光散乱
導光板、導光板を成形する金型の加工により、出射面に
おける位置に応じて凸部を滑らかに形成する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、成形加工における
成形条件の設定により形状の転写特性を制御して出射面
における位置に応じて凸部を滑らかに形成することもで
きる。

【００７２】さらに上述の実施の形態においては、光散
乱導光板、導光板の出射面にプリズム面を形成する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、裏面にプリ
ズム面を形成する場合、出射面及び裏面にプリズム面を
形成する場合にも広く適用することができる。

【００７３】すなわち図１１は、サイドライト型面光源
装置を示す分解斜視図であり、このサイドライト型面光
源装置３０においては、光散乱導光板３２の裏面３２Ｂ
に光制御面としてのプリズム面が形成される。なおこの
図１１に示すサイドライト型面光源装置３０において、
図２について上述したサイドライト型面光源装置１０と
同一の構成は、対応する符号を付して示し重複した説明
は省略する。

【００７４】ここで矢印Ｃにより示すように、この裏面
３２Ｂのプリズム面は、上述した出射面に形成するプリ
ズム面と同様に、１対の斜面３２Ｅ、３２Ｆによる凸部
が入射面に沿って繰り返し形成され、これらの凸部の頂
点が図１について上述したと同様に、入射面３２Ａに近
づくに従って、又側面に近づくに従って滑らかに形成さ
れる。

【００７５】またプリズムシート３３は、矢印Ｄにより
拡大して示すように、第１の実施形態と同様に光散乱導
光板３２に対向する面に光制御面としてプリズム面が形
成される。なお光散乱導光板３２の裏面に形成する一対
の斜面３２Ｅ、３２Ｆの傾き、凸部の繰り返しピッチＷ
ｌ、プリズムシート３３における各微小凸部を構成する
一対の斜面３３Ａ、３３Ｂの傾き、この微小凸部の繰り
返しピッチＷ２は、それぞれ上述した第１の実施の形態
のものと同様な考え方に基づいて設定すればよい。

【００７６】このように光散乱導光板３２の裏面３２Ｂ
にプリズム面を形成する構成のものは、出射面にプリズ
ム面を形成するものとはぼ同様の利点を有するが、光散
乱導光板３２のプリズム面とプリズムシート３３のプリ
ズム面同士が対向しないので、面光源装置を組み立てる
際に光散乱導光板３２及びプリズムシート３３のプリズ
ム面を傷つけにくくなり、この点で更に有利である。な
お、この実施の形態においては、光散乱導光板３２の出
射面３２Ｃを平滑な面としているが、光散乱導光板３２
に代えて透明な板状部材からなる導光板を使用し、この
導光板の裏面にプリズム面を、出射面に粗面、マット面
等を形成するように構成してもよい。

【００７７】また上述の第１及び第２の実施の形態にお
いては、それぞれプリズム面が導光板の出射面と対向す
るように、あるいは出射面とは逆側を向くような状態で
プリズムシートを配置する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、上述した各実施の形態において、そ
れぞれこれらとは逆向きにプリズムシートを配置する場
合にも広く適用することができる。

【００７８】さらに上述の第１の実施の形態において
は、プリズムシートにおいて、傾きの異なる１対の斜面
によりプリズム面を形成する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、等しい傾きによる１対の斜面によ
りプリズム面を形成する場合にも広く適用することがで
きる。

【００７９】またこれとは逆に、第２の実施の形態にお
いては、プリズムシートにおいて等しい傾きによる１対
の斜面によりプリズム面を形成する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、傾きの異なる１対の斜面に
よりプリズム面を形成する場合にも広く適用することが
できる。

【００８０】さらに上述の第２の実施の形態において
は、反射シート、導光板、光拡散シート、プリズムシー
トを積層する場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、光拡散シートをプリズムシートの上面に配置する
場合、さらには省略する場合にも広く適用することがで
きる。

【００８１】また上述の実施の形態においては、銀を蒸
着したシート材でなる正反射部材により反射シートを形
成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
種々の正反射部材、さらには白色ＰＥＴ等の乱反射部材
により反射シートを形成する場合にも広く適用すること
ができる。

【００８２】さらに上述の第２の実施の形態において
は、インクの印刷により光拡散面を形成する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、マット面処理によ
り導光板の出射面又は裏面を一様な粗面に形成して光拡
散面を形成する場合、さらにはサンドペーパーによるブ
ラスト処理、化学エッチング処理によりこれらの面に光
拡散面を形成する場合等、広く適用することができる。

【００８３】さらに上述の第１の実施の形態において
は、透光性の微粒子を混入して光散乱導光板を形成する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光を散
乱させる種々の微粒子を混入して光散乱導光板を形成す
る場合にも広く適用することができる。

【００８４】さらに上述の実施の形態では、一端面より
照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成の
サイドライト型面光源装置にも広く適用することができ
る。

【００８５】また上述の実施の形態では、棒状光源でな
る蛍光ランプにより一次光源を構成する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、発光ダイオード等の点
光源を複数配置して一次光源を形成する場合にも広く適
用することができる。

【００８６】さらに上述の実施の形態では、液晶表示装
置の面光源装置に本発明を適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置
等のサイドライト型面光源装置に広く適用することがで
きる。

【００８７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、板状部材
の出射面又は出射面と対向する裏面に凸部を繰り返し形
成し、出射面又は裏面における位置に応じてこの凸部を
滑らかに形成することにより、照明光の光量分布を調整
することができ、これにより照明光の利用効率を向上し
て高品位の照明光を出射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサイドライト
型面光源装置に適用される光散乱導光板の出射面を示す
平面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るサイドライト
型面光源装置を示す分解斜視図である。

【図３】図２のサイドライト型面光源装置に対応する従
来構成のサイドライト型面光源装置における出射光の光
量分布を示す特性曲線図である。

【図４】出射面の全面に渡って単にプリズム面を形成し
た場合における出射光の光量分布を示す特性曲線図であ
る。

【図５】図１のサイドライト型面光源装置における出射
光の光量分布を示す特性曲線図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るサイドライト
型面光源装置を示す分解斜視図である。

【図７】図６のサイドライト型面光源装置に対応する従
来構成のサイドライト型面光源装置における出射光の光
量分布を示す特性曲線図である。

【図８】出射面の全面に渡って単にプリズム面を形成し
た場合における出射光の光量分布を示す特性曲線図であ
る。

【図９】図６のサイドライト型面光源装置における出射
光の光量分布を示す特性曲線図である。

【図１０】他の実施の形態に係るサイドライト型面光源
装置に適用される光散乱導光板の出射面を示す平面図で
ある。

【図１１】導光板の裏面にプリズム面を形成したサイド
ライト型面光源装置を示す分解斜視図である。

【図１２】従来のサイドライト型面光源装置を示す分解
斜視図である。

【図１３】図１２をＡ−Ａ線により切り取って示す断面
図である。

【符号の説明】

１、１０、２０、３０……サイドライト型面光源装置、
２、１２、２２、３２……光散乱導光板、２２……導光
板、２Ｂ、１２Ｂ、２２Ｂ、３２Ｂ……裏面、２Ｃ、１
２Ｃ、２２Ｃ、３２Ｃ……出射面、５、６、１３、２
３、３３……プリズムシート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の光源から出射された照明光を板状部
   材の端面から入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部
   材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置にお
   いて、 前記板状部材は、 前記出射面又は前記出射面と対向する裏面に、前記端面
   と略直交する方向に延長する１対の斜面を有する凸部
   が、前記端面と略平行な方向に繰り返し形成され、 前記出射面又は裏面における位置に応じて、前記凸部が
   滑らかに形成されたことを特徴とするサイドライト型面
   光源装置。
2. 【請求項２】所定の光源から出射された照明光を板状部
   材の端面から入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部
   材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置にお
   いて、 前記板状部材は、 前記出射面又は前記出射面と対向する裏面に、前記端面
   と略直交する方向に延長する１対の斜面を有する凸部
   が、前記端面と略平行な方向に繰り返し形成され、 側面に近づくに従って、前記凸部が滑らかに形成された
   ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。
3. 【請求項３】所定の光源から出射された照明光を板状部
   材の端面から入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部
   材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置にお
   いて、 前記板状部材は、 前記出射面又は前記出射面と対向する裏面に、前記端面
   と略直交する方向に延長する１対の斜面を有する凸部
   が、前記端面と略平行な方向に繰り返し形成され、 前記端面に近づくに従って、前記凸部が滑らかに形成さ
   れたことを特徴とするサイドライト型面光源装置。
4. 【請求項４】前記板状部材は、 側面に近づくに従って、前記凸部が滑らかに形成された
   ことを特徴とする請求項３に記載のサイドライト型面光
   源装置。
5. 【請求項５】所定の光源から出射された照明光を板状部
   材の端面から入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部
   材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置にお
   いて、 前記板状部材は、 前記出射面と対向する裏面に、前記端面と略直交する方
   向に延長する１対の斜面を有する凸部が、前記端面と略
   平行な方向に繰り返し形成され、 前記端面に近づくに従って、前記凸部が滑らかに形成さ
   れ、 側面に近づくに従って、前記凸部が滑らかに形成された
   ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。
6. 【請求項６】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
   又は請求項５に記載のサイドライト型面光源装置により
   液晶表示パネルを照明することを特徴とする液晶表示装
   置。