JP2007163615A - 面発光装置、輝度均一化方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分割された光源イメージ間距離を容易に制御することができる面発光装置、輝度均一化方法及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る面発光装置１０は、光源イメージ分割シートとしてのプリズムシート１６上の線状突起１６ａの稜線方向と線状光源１２の延在方向とが互いに交差するように配置することで、プリズムシート１６で分割される光源イメージの像間隔を最適化させ、面内輝度分布の均一化向上を図る。光源イメージの像間隔は、プリズムシート１６上の線状突起１６ａの稜線方向と線状光源１２の延在方向とのなす角で調整される。従って、当該角度を調整するだけで、要求される輝度特性に応じた最適な光源イメージ間距離を実現することができ、輝度均一化をより簡単に実現することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶表示装置における直下型バックライト装置に用いて好適な面発光装置、輝度均一化方法及び液晶表示装置に関する。

従来より、ワードプロセッサやラップトップ型のパーソナルコンピュータ等の表示装置として、薄型で見やすいバックライト（面発光装置）を備えた液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置用のバックライトとしては、軽量化・小型化の要請から、透明板体（導光板）の側端部に蛍光管のような線状光源を配置し、この導光板の上に光拡散性のシート等を介して液晶表示パネルを設置したエッジライト形式のバックライトが主流となっていた。

しかし、近時の表示装置の大型化に伴い、上述のエッジライト形式のバックライトでは輝度が不十分となることが多いことから、液晶パネルの直下に線状光源と光拡散性シートを配置した形式の直下型バックライトが用いられるようになっている。

図１４は従来の直下型バックライト装置の概略構成を示す斜視図である。図１４において、このバックライト装置１は、蛍光管などの線状光源２と、反射板３と、光拡散性シートとして拡散板４及び拡散シート５を有している。線状光源２の下方には反射板３が配置され、また、線状光源２の上方には拡散板４が配置されており、拡散板４の上方には拡散シート５が配置されている。これら拡散板４及び拡散シート５はバックライト装置の出光面を形成している。

このようなバックライト装置１においては、線状光源２から放射された光束は拡散板４及び拡散シート５から出光する。しかしながら、このバックライト装置１の照射光束の輝度は、図１５Ａに示すように光源２の真上位置で高く、光源２同士の中間部の上方位置では低くなる。

このため、図１５Ｂに示すように、光源２と拡散シート５との間にプリズムシート６を設けることによって光源イメージ（輝線）を分割する手法が知られている（下記特許文献１〜３参照）。なお、図１５Ｂの例では、図１５Ａの拡散板４に代えて、光源イメージ分割シートとしてプリズムシート６を設置した例を示している。このプリズムシート６は、表面又は裏面に等ピッチで連続的に形成された断面三角形状の複数の線状突起（プリズム）６ａを有しており、従前より輝度向上フィルムとして一般的に用いられている光学フィルムである。

プリズムシート６は線状突起６ａの稜線方向が線状光源２の延在方向と平行となるように配置される。これにより、図１５Ｂに示すように拡散シート５から出光される照射光束の光源イメージを、図１５Ａに示したようにプリズムシートがない場合に比べて２倍に増やし輝度分布の均一化を図るようにしている。

特開平５−３３３３３３号公報 特開平６−２５０１７８号公報 特開平１０−２８３８１８号公報

上述したプリズムシート６を用いて光源イメージを分割する手法は、輝度均一化を効果的に行うために主要な２つの光源イメージを短い間隔で分割する必要がある。このためプリズムシート６と光源２との間の距離、プリズムシート６の屈折率、プリズムシート６の線状突起６ａの底角の関係を考慮する必要があり、設計が煩雑となり、調整も困難であるという問題がある。

ここで、図１６Ａは、プリズムシート６と光源２との関係を示す光路図である。光源２からプリズムシート６の法線方向に出射する光Ｌ１は、プリズムシート６の線状突起６ａの傾斜面（プリズム面）で全反射し、光源２側に戻されてリサイクルされる。また、プリズムシート６にある角度をもって入射する光Ｌ２は、線状突起６ａで正面方向（法線方向）に立ち上げられて出射し、光源イメージＬＡを出現させる。更により大きな角度をもってプリズムシート６に入射する光Ｌ３は、プリズムシート６の下面で反射されて光源２側に戻される。従って、１つの光源２に対してプリズムシート６の正面側に出現する光源イメージＬＡは２つに分割されることになる。

この場合、光源２からプリズムシート６までの距離の違いにより、分割される光源イメージＬＡ間の距離が変わる。例えば、図１６Ａに示すように光源２からプリズムシート６までの距離がＳ１の場合に光源イメージＬＡ間の距離がＴ１であるのに対し、図１６Ｂに示すように光源２から同一構成のプリズムシート６までの距離がＳ１より短いＳ２の場合には光源イメージ間の距離Ｔ２もＴ１より短くなる。すなわち、光源２からプリズムシート６までの距離が短くなるほど、光源イメージＬＡ間の距離は短くなる。

同様に、図１７Ａ，Ｂに示すように、光源２からプリズムシート６までの距離を一定にしても、プリズムシート６の線状突起（プリズム）６ａの底角θ（θ１＞θ２）の違いにより、分割された光源イメージＬＡ間の距離は変化する。すなわち、底角θが小さくなるほど、光源イメージ間の距離は短くなる。

更に、図１８Ａ，Ｂに示すように、光源２からプリズムシート６までの距離及びプリズムシート６の線状突起６ａの底角を一定にしても、プリズムシート６全体の形状が同一でも屈折率の違いにより、分割された光源イメージＬＡ間の距離は変化する。すなわち、プリズムシート６の屈折率が小さくなるほど、光源イメージＬＡ間の距離は短くなる。

上述のように、プリズムシート６を用いて分割された光源イメージＬＡ間距離を制御する場合、光源２からプリズムシート６までの距離、プリズムシート６の線状突起６ａの底角（すなわち線状突起６ａの形状）、プリズムシート６の屈折率をそれぞれ最適値に合わせる必要があり、設計が非常に煩雑になるという問題があった。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、分割された光源イメージ間距離を容易に制御することができる面発光装置、輝度均一化方法及び液晶表示装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明では、光源イメージ分割シート上の線状突起の稜線方向と線状光源の延在方向とが互いに交差するように配置することで、光源イメージ分割シートで分割される光源イメージの像間隔を最適化させ、面内輝度分布の均一化向上を図っている。

すなわち、本発明の面発光装置は、出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、拡散性シートと反射板との間に配置された線状光源と、拡散性シートと線状光源との間に配置された光源イメージ分割シートとを備え、光源イメージ分割シートは、その表面及び／又は裏面に線状突起を有するとともに、上記線状突起の稜線方向が線状光源の延在方向と交差するように配置されている。

また、出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、拡散性シートと反射板との間に線状に配置された線状光源と、拡散性シートと線状光源との間に配置され表面及び／又は裏面に線状突起を有する光源イメージ分割シートとを備えた面発光装置の輝度均一化方法であって、線状光源の延在方向に対して光源イメージ分割シートの線状突起の稜線方向が交差する角度を調整することで、出光面から出射する光束の輝度分布を制御することを特徴とする。

本発明においては、光源イメージの像間隔は、光源イメージ分割シート上の線状突起の稜線方向と線状光源の延在方向とのなす角で調整される。従って、当該角度を調整するだけで、要求される輝度特性に応じた最適な光源イメージ間距離を実現することができ、輝度均一化をより簡単に実現することが可能となる。なお勿論、上述した光源イメージ分割シートの角度調整だけでなく、光源間の距離や線状突起の形状、屈折率等も併せて調整するようにしてもよい。

拡散性シートは、比較的厚手の拡散板やフィルム状の拡散シート等を含む広い概念であり、光源から出射した光を一定の角度にわたって拡散する機能を有するフィルム一般のものをいう。拡散板及び拡散シートは単独で用いられてもよいし組み合わせて使用されてもよい。

光源イメージ分割シートは、例えば、断面三角形状の線状突起を有するプリズムシートで構成することができる。三角形状の底角あるいは頂角、ピッチ、高さ等は問われない。線状突起はシート表面側に形成されていてもよいし裏面側に形成されていてもよく、表裏両面に形成されていてもよい。光源イメージ分割シートは少なくとも１枚あればよく、仕様に応じて２枚以上組み合わせて使用してもよい。

線状突起はプリズム形状に限定されず、断面円形、楕円形状等の曲面形状であってもよく、レンズ機能が付加されているものでもよい。また、線状突起と線状突起との間にシート面に平行な平坦部を設けたり、線状突起の一部（例えば頂部）に同様な平坦部を設けるなどしてもよい。

光源は、蛍光管のような線状光源に限られず、線状に配列されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような複数の点状光源であっても構わない。この場合も同様にして、点状光源の配列方向に対して光源イメージ分割シート上の線状突起の稜線方向を交差させることで、光源イメージの像間距離を調整することができる。

すなわち、本発明の面発光装置は、出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、拡散性シートと反射板との間に線状に配列された複数の点状光源と、拡散性シートと点状光源との間に配置された光源イメージ分割シートとを備え、光源イメージ分割シートは、その表面又は裏面に線状突起を有するとともに、上記線状突起の稜線方向が点状光源の配列方向と交差するように配置されている。

また、本発明の他の輝度均一化方法は、出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、拡散性シートと反射板との間に線状に配列された複数の点状光源と、拡散性シートと点状光源との間に配置され表面及び／又は裏面に線状突起を有する光源イメージ分割シートとを備え、点状光源の配列方向に対して光源イメージ分割シートの線状突起の稜線方向が交差する角度を調整することで、出光面から出射する光束の輝度分布を制御することを特徴とする。

なお、光源イメージ分割シート上に形成される突起は線状突起に限らない。例えば、当該線状突起をその稜線方向に複数分割したものや、平面視長方形状のフライアイレンズ、三角錐や四角錐等の角錐状突起、平面視楕円形状の錐体状突起など、面内において形状異方性を有する形状の突起が本発明に適用可能である。この場合、当該突起の形成方向（稜線方向、長軸方向、底辺方向等）を、線状光源の延在方向又は線状に複数配列された点状光源の配列方向に対して交差する角度を調整することで、同様な輝度分布制御機能を得ることができる。

更に、上記構成の面発光装置を例えば液晶表示装置用のバックライトとして構成することで、液晶表示パネルによって形成された画像の輝度ムラをなくして画質の向上が図れるようになる。

以上のように、本発明によれば、光源分割シート上の線状突起を、線状光源の延在方向又は点状光源の配列方向に対して交差させることで、光源イメージ間の距離を容易に調整することが可能となり、これにより輝度均一化制御を容易に行えるようになる。

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による面発光装置１０の概略構成を示す斜視図である。この面発光装置１０は、例えば液晶表示装置用の直下型バックライト装置を構成している。

本実施の形態の面発光装置１０は、線状光源１２と、反射板１３と、拡散板又は拡散シートからなる拡散性シート１４と、光源イメージ分割シートとしてのプリズムシート１６と、これらを収容する筐体１１とを備えている。反射板１３と拡散性シート１４とは互いに対向して配置されており、これら反射板１３と拡散性シート１４との間に複数本の線状光源１２が平行に等ピッチで配置されている。

線状光源１２は、従来公知の各種光源、例えば、冷陰極管や熱陰極管等の蛍光管を用いることができる。反射板１３としては、光を反射する性質を有するようなものであれば特に制限されず、アルミニウム、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリカーボネート製のものを用いることができる。具体的には、きもと（株）製反射シートＥ６０Ｌ（商品名）、日本スカイアルミ（株）製クリスタルホワイト（商品名）などが挙げられる。

拡散性シート１４は、面発光装置１０の出光面を形成することで、後述するように、プリズムシート１６で分割された光源イメージを更に拡散させて、当該出光面から出射される照射光束の面内輝度を均一化させる。この面発光装置１０の出光面側には液晶表示パネル（図示略）が配置され、この液晶表示パネルに対して均一な輝度で照明光を照射させることが可能となる。これにより、液晶表示パネルによって形成された画像から光源イメージをなくして画質の向上が図れるようになる。

拡散性シート１４は、従来広く用いられている拡散板やフィルム状の拡散シート等、透光性を有し光を拡散させる機能があれば特に制限されない。拡散板としては、例えばアクリルやポリカーボネート製のものが挙げられ、具体的には、日東樹脂（株）製ＤＲ−６０Ｃ（商品名）、三菱レイヨン（株）製ＮＢ０１（商品名）がある。また、拡散シートは、光拡散を補助するために使用されるもので、ＰＥＴ製のものを例示でき、具体的には、ツジデン（株）製Ｄ１１４（商品名）、辻本電機（株）製Ｄ５１１（商品名）、きもと（株）製ライトアップ１００Ｓ（商品名）がある。なお、拡散板及び拡散シートは、少なくとも一方だけあればよく、これらを積層して用いてもよい。

次に、本発明に係る光源イメージ分割シートとしてのプリズムシート１６の詳細について説明する。

図２はプリズムシート１６を光出射面側から見たときの平面図である。プリズムシート１６は、線状光源１２と拡散性シート１４との間に配置されている。本実施の形態では、プリズムシート１６として、断面三角形状の線状突起（プリズム）１６ａを表面に有し、その稜線１６ｂの方向が線状光源１２の延在方向と交差するように配置されている。プリズムシート１６の稜線方向Ｄ１と線状光源１２の延在方向Ｄ２とのなす角αは一定の角度を有しており、光源位置、発光強度、求められる配光分布などの仕様に応じて最適な角度が設定されている。

線状光源１２の延在方向Ｄ２に対して、プリズムシート１６上の線状突起１６ａの稜線方向Ｄ１の交差角α（以下「軸角度」ともいう。）を変化させることにより、プリズムシート１６で２分割された光源イメージの像間隔を調整することができる。図３はその原理説明図であり、Ａは軸角度０°のときを示し、Ｂは軸角度４５°のときを示し、Ｃは軸角度９０°のときを示している。また図４は、軸角度０°、４５°及び９０°の場合における像分割写真を示している。

軸角度０°のときと比べて、軸角度４５°のときの方が、プリズムシート１６上の線状突起１６ａの底角が見かけ上小さくなることで、分割された光源イメージの像間隔が短くなる。なお、軸角度９０°即ち、プリズムシート１６の稜線方向Ｄ１と線状光源１２の延在方向Ｄ２とが直交する場合は、プリズムによる像分割効果は働かず、光源イメージは分割されずに、直下の線状光源１２に対応した光源イメージＬＢが出現する。

軸角度の最適値は、線状光源１２の配列ピッチ、線状光源１２とプリズムシート１６との間の距離、プリズムシート１６上の線状突起１６ａの断面形状、プリズムシート１６の屈折率等に応じて異なり、求められる配光特性や輝度分布等の仕様に応じて適宜調整される。

すなわち本実施の形態によれば、所定の輝線分割特性を有するプリズムシート１６を作製した後、線状光源１２とプリズムシート１６との間の距離の調整に加えて、プリズムシート１６の稜線方向Ｄ１と線状光源１２の延在方向Ｄ２との交差角（軸角度）を調整するだけで、最適な輝度分布特性が得られるようになる。従って、プリズム形状の再設計や屈折率の見直し等をあらためて行う必要がなくなるので、プリズムシート１６の設計自由度が高まるとともに、特性の微調整なども容易に行えるようになる。これにより、面発光装置１０の輝度分布特性を容易に制御でき、輝度均一化の向上を簡単に行えるようになる。また、本実施の形態によれば、厚手の拡散板を用いることなく輝度分布の均一化を図ることができるので、光量ロスが少なくなり輝度の向上を図ることが可能となる。

プリズムシート１６としては、例えば図５に示すような断面形状の線状突起を有するものであれば特に制限されない。図５Ａに示す線状突起１６ａ１は、本実施の形態における線状突起１６ａに相当し、プリズム形状の線状突起が連続的に形成されている。

図５Ｂに示す線状突起１６ａ２は、プリズム面を形成する線状突起の斜面部が、異なる傾斜角の斜面を複数組み合わせて構成された例を示している。また、図５Ｃに示す線状突起１６ａ３は、断面が円形、楕円形等の曲面形状を有し、例えばシリンドリカルレンズ形状を有している。図５Ｄに示す線状突起１６ａ４は、頂部が湾曲した断面略三角形状であり、これら突起間に曲面状の凹部１６ｃを設けて、凸と凹の複合レンズを構成した例である。図５Ｅに示す線状突起１６ａ５は、プリズムの頂部に平坦部１６ｄを形成した例を示し、図５Ｆは、隣接するプリズム１６ａ６の間に平坦部１６ｄを設けた例を示している。

なお、図５に示した線状突起１６ａの形状はあくまでも一例であり、上記以外の形状のものも勿論適用可能である。すべての線状突起１６ａは同一の形状である場合に限らず、形状、ピッチ、高さ等の異なる複数種の突起が同一面上に形成されてもよい。また、これら線状突起１６ａは、プリズムシート１６の表面側（拡散性シート１４側）に形成される場合に限らず、プリズムシート１６の裏面側（光源１２側）に形成されたものであってもよく、場合によっては表裏両面に形成されていてもよい。シート表面及び裏面に線状突起１６ａを形成する場合には、各面において形状やピッチ、屈折率等を異ならせたり、突起の稜線方向を相互に異ならせることも可能である。

プリズムシート１６は、透光性を有する樹脂材料で形成することができる。この際、図６Ａに示すように線状突起１６ａとこれを支持する基材１６ｐとを熱可塑性樹脂の一体成型で作製できる。熱可塑性樹脂としてはポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリスチレン系が代表的であるが、透光性の樹脂であれば特に限定されない。また、図６Ｂに示すようにＰＥＴ等の透光性の基材１６ｐ上に、エネルギー線（例えば紫外線）硬化型樹脂で線状突起１６ａを転写形成することも可能である。なお、線状突起１６ａの大きさや間隔は、使用する光源の大きさや配置間隔等に応じて適宜設定される。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態として光源イメージ分割シートとして、図５Ｆに示した形状の線状突起１６ａ（１６ａ６）を有するプリズムシート２６を用いた面発光装置について説明する。なお、このプリズムシート２６以外の他の構成要素については上述の第１の実施の形態と同様である。

上記構成のプリズムシート２６を適用したときの、当該プリズムシート２６を透過する照射光束の光源イメージ写真を図７に示す。図７Ａは、線状光源１２の延在方向に対する線状突起１６ａの稜線方向の軸角度が０°のときを示し、図７Ｂ及び図７Ｃは、軸角度が４５°及び９０°のときをそれぞれ示している。

線状突起１６ａと線状突起１６ａとの間にシート面に平行な平坦部１６ｄ（図５Ｆ）を設けることにより、平坦部がない場合（図４）に比べて光源イメージの像間距離を変えることができる。更に線状突起１６ａの軸角度を調整することで、当該光源イメージの像間距離を変化させることが可能となる。

図８に模式的に示すように、断面三角形状のプリズム状の線状突起１６ａの間に平坦部１６ｄを設けることで、光源１２からプリズムシート２６の法線方向に入射する光を平坦部１６ｄの形成位置で全反射させることなく透過させ、正面側に光源イメージＬＢを出現させることができる。従って、線状突起１６ａで２分割された光源イメージＬＡだけでなく、平坦部１６ｄを透過することで出現する光源イメージＬＢが加わることになり、結果的に主要な光源イメージが３分割されることになる。

図９は、平坦部１６ｄ付きのプリズムシート２６を軸角度４５°で設置したときの輝度分布図である。図中Ｂ１は線状光源のみの輝度分布であり、ピーク間距離は即ち、線状光源の配置間隔に対応している。一方、図中Ｂ２は上記プリズムシート１６を設置したときの輝度分布であり、ピーク輝度は低下するものの、光源一本の輝線が３分割されている。

従って、本実施の形態によれば、上述の第１の実施の形態と同様に、プリズムシート２６上の線状突起１６ａの稜線方向を線状光源１２の延在方向に対して交差させることで、光源イメージの像間距離を任意に調整することが可能であるとともに、隣接する線状突起１６ａの間に平坦部１６ｄを設けることで、光源イメージの分割数を増して像間距離を短くすることができる。これにより、輝度分布制御を高精度に行うことが可能となる。

なお、平坦部１６ｄの形成幅は特に限定されず、要求される輝度分布特性に応じて適宜選定される。本実施の形態では、平坦部１６ｄの形成幅を線状突起１６ａの形成幅の半分以下としている。

（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態による面発光装置３０の概略構成を示す斜視図である。なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施の形態の面発光装置３０は、点状光源３２と、反射板１３と、拡散板又は拡散シートからなる拡散性シート１４と、光源イメージ分割シートとしてのプリズムシート１６と、これらを収容する筐体１１とを備えている。反射板１３と拡散性シート１４とは互いに対向して配置されており、これら反射板１３と拡散性シート１４との間に線状に配列された複数の点状光源３２が、各々複数列に点在配置されている。

点状光源３２は、ＬＥＤや有機ＥＬ等からなり、ＲＧＢ（赤、緑及び青）の各色の点状光源が所定の順序で一方向に線状に配列されている。なお、各点状光源３２を白色ＬＥＤで構成することも勿論可能である。

図１１は、プリズムシート１６を光出射面側から見たときの平面図である。プリズムシート１６は、点状光源３２と拡散性シート１４との間に配置されている。本実施の形態では、プリズムシート１６として、断面三角形状の線状突起（プリズム）１６ａを表面に有し、その稜線１６ｂの方向が点状光源３２の配列方向と交差するように配置されている。プリズムシート１６の稜線方向Ｄ１と点状光源３２の配列方向Ｄ３とのなす角βは一定の角度を有しており、光源位置、発光強度、求められる配光分布などの仕様に応じて最適な角度が設定されている。

以上のように構成される本実施の形態においても、上述の第１の実施の形態と同様に、点状光源３２の配列方向Ｄ３に対して、プリズムシート１６上の線状突起１６ａの稜線方向Ｄ１の交差角βを変化させることにより、プリズムシート１６で２分割された光源イメージの像間隔を調整することができる。これにより、面発光装置３０の輝度分布特性を容易に制御でき、輝度均一化の向上を簡単に行えるようになる。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
上述の第１の実施の形態で説明した面発光装置を用いて、下記の条件で輝度の均一性を試験した。得られた結果を図１２に示す。
・拡散性シート１４：拡散シートＤ１１４（ツジデン（株）製）
・線状光源１２，反射板１３：液晶テレビＫＤＬ−Ｓ１９Ａ１０（ソニー（株）製）
・プリズムシート１６の線状突起１６ａ：底辺５０μｍ、頂角９０°のプリズム
・線状突起１６ａの稜線方向Ｄ１と線状光源１２の延在方向Ｄ２とのなす角α：４５°
・線状光源１２からプリズムシート１６までの距離：１０ｍｍ
・輝度計：ＲＩＳＡ−ＣＯＬＯＲ（有限会社ハイランド製）

プリズムシート１６は以下の方法で作製した。
熱プレス用の金属製エンボスを原盤として、横断面形状の頂角９０°、底辺５０μｍ、高さ２５μｍである直角二等辺三角形が間隔５０μｍで規則的に連続して彫刻されたものを用いた。熱可塑性樹脂として、２００μｍポリカーボネート樹脂シート（三菱エンジニアリングプラスチック（株）製ＦＥ２０００）を１８０℃、１０分間、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ²）のプレス条件でサンプルを得た。

（比較例１）
実施例１で使用したプリズムシート１６の稜線方向Ｄ１を線状光源１２の延在方向Ｄ２に対して平行（α＝０°）に配置して同様の輝度の均一性試験を行った。その結果を図１２に示す。

（比較例２）
実施例１で使用したプリズムシート１６の稜線方向Ｄ１を線状光源１２の延在方向Ｄ２に対して垂直（α＝９０°）に配置して同様の輝度の均一性試験を行った。その結果を図１２に示す。

図１２の結果より、本発明を用いた実施例１では輝度ムラがなく輝度均一性に優れた良好な面発光装置が得られている。一方、比較例１，２では光源イメージが最適化されず、輝度ムラが大きく、輝度の均一性が得られなかった。

（実施例２）
上述の第２の実施の形態で説明した面発光装置を用いて、下記の条件で輝度の均一性を試験した。得られた結果を図１３に示す。
・拡散性シート１４：拡散シートＤ１１４（ツジデン（株）製）
・線状光源１２，反射板１３：液晶テレビＫＤＬ−Ｓ１９Ａ１０（ソニー（株）製）
・プリズムシート２６：平坦部１６ｄ：形成幅１５μｍ
線状突起１６ａ：底辺５０μｍ、頂角９０°のプリズム
・線状突起１６ａの稜線方向Ｄ１と線状光源１２の延在方向Ｄ２とのなす角α：４５°
・線状光源１２からプリズムシート１６までの距離：１０ｍｍ
・輝度計：ＲＩＳＡ−ＣＯＬＯＲ（有限会社ハイランド製）

プリズムシート２６は以下の方法で作製した。
熱プレス用の金属製エンボスを原盤として、横断面形状の頂角９０°、底辺５０μｍ、高さ２５μｍである直角二等辺三角形と幅１５μｍの平坦部との組み合わせを間隔６５μｍで規則的に連続して彫刻されたものを用いた。熱可塑性樹脂として、２００μｍポリカーボネート樹脂シート（三菱エンジニアリングプラスチック（株）製ＦＥ２０００）を１８０℃、１０分間、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ²）のプレス条件でサンプルを得た。

（比較例３）
実施例２で使用したプリズムシート２６の稜線方向Ｄ１を線状光源１２の延在方向Ｄ２に対して平行（α＝０°）に配置して同様の輝度の均一性試験を行った。その結果を図１３に示す。

（比較例４）
実施例２で使用したプリズムシート２６の稜線方向Ｄ１を線状光源１２の延在方向Ｄ２に対して垂直（α＝９０°）に配置して同様の輝度の均一性試験を行った。その結果を図１３に示す。

図１２の結果より、本発明を用いた実施例１では輝度ムラがなく輝度均一性に優れた良好な面発光装置が得られている。一方、比較例１，２では光源イメージが最適化されず、輝度ムラが大きく輝度の均一性が得られなかった。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施の形態では、光源イメージ分割シートを構成する突起１６ａを線状に構成したが、これに代えて、当該突起の形状を例えば三角錐や四角錐等の面内において形状異方性をもつ角錐体で構成してもよい。この場合も、当該錐体構造の突起の形成方向が線状光源の延在方向又は点状光源の配列方向と交差する角度を調整することで、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、上述した構成のプリズムシート１６，２６において、線状突起１６ａが形成されていないシート裏面側にシボ加工等の粗面化加工を施すことで、当該シートの取り扱い時における裏面側の傷つき等を原因とする光学特性の劣化を緩和することができる。

また、以上の実施の形態では、面発光装置１０として、光源イメージ分割シートとしてのプリズムシート１６，２６をそれぞれ１枚用いたが、これに限定されず、２枚以上重ねて用いてもよい。この場合、各プリズムシートの稜線方向を異ならせることでモアレ（干渉縞）の発生を抑えることができる。

また、本発明に係る面発光装置は、液晶表示装置用のバックライト装置として用いる場合に限られない。また、拡散性シートとして、ドットパターンが設けられた拡散板を用いることで、適切な組み合わせにより、得られる面発光装置の薄型化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態による面発光装置１０の概略構成を示す斜視図である。 面発光装置１０をプリズムシート１６の光出射面側から見たときの平面図である。 プリズムシート１６の稜線方向と線状光源１２の延在方向とを各々変えたときの光源イメージを説明するプリズムシート１６の平面図及び側面図である。 プリズムシート１６の稜線方向と線状光源１２の延在方向とを各々変えたときの光源イメージ写真である。 プリズムシート１６の構成の変形例を示す側面図である。 プリズムシート１６の構造の説明図である。 本発明の第２の実施の形態において説明する、プリズムシート２６の稜線方向と線状光源１２の延在方向とを各々変えたときの光源イメージ写真である。 プリズムシート２６による光源イメージ分割原理を説明する側面図である。 線状光源１２の輝度分布とプリズムシート２６を用いたときの輝度分布とを比較して示す図である。 本発明の第３の実施の形態による面発光装置３０の概略構成を示す斜視図である。 面発光装置３０をプリズムシート１６の光出射面側から見たときの平面図である。 本発明の実施例１において説明する面発光装置の輝度均一化試験の測定結果である。 本発明の実施例２において説明する面発光装置の輝度均一化試験の測定結果である。 従来の面発光装置１の概略構成を示す斜視図である。 従来の面発光装置の構成及び輝度分布を説明する側面図であり、Ａは光源２の上に拡散板４及び拡散シート５を配置した例を示し、Ｂは光源２の上に光源イメージ分割シートとしてのプリズムシート６及び拡散シート５を配置した例を示している。 プリズムシート６を通る光の光路図であり、光源−プリズムシート間距離の長短による光源イメージ間距離の変化の様子を示している。 プリズムシート６を通る光の光路図であり、プリズム形状の相違による光源イメージ間距離の変化の様子を示している。 プリズムシート６を通る光の光路図であり、プリズムシートの屈折率の大小による光源イメージ間距離の変化の様子を示している。

符号の説明

１０，３０…面発光装置、１１…筐体、１２…線状光源、１３…反射板、１４…拡散性シート、１６，２６…プリズムシート（光源イメージ分割シート）、１６ａ…線状突起、１６ｂ…稜線、１６ｄ…平坦部、３２…点状光源、Ｄ１…プリズムシート上の線状突起の稜線方向、Ｄ２…線状光源の延在方向、Ｄ３…点状光源の配列方向、ＬＡ，ＬＢ…光源イメージ（像）

Claims (9)

1. 出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、前記拡散性シートと前記反射板との間に配置された線状光源と、前記拡散性シートと前記線状光源との間に配置された光源イメージ分割シートとを備えた面発光装置であって、
   前記光源イメージ分割シートは、その表面及び／又は裏面に線状突起を有するとともに、
   前記線状突起の稜線方向が前記線状光源の延在方向と交差するように配置されている
   ことを特徴とする面発光装置。
2. 前記光源イメージ分割シートは、断面三角形状の線状突起を有するプリズムシートである
   ことを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
3. 前記光源イメージ分割シートは、レンズ形状の線状突起を有するレンズシートである
   ことを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
4. 前記光源イメージ分割シートは、隣接する線状突起の間、又は前記線状突起の一部に、シート面に平行な平坦部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
5. 出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、前記拡散性シートと前記反射板との間に線状に配列された複数の点状光源と、前記拡散性シートと前記点状光源との間に配置された光源イメージ分割シートとを備えた面発光装置であって、
   前記光源イメージ分割シートは、その表面及び／又は裏面に線状突起を有するとともに、
   前記線状突起の稜線方向が前記点状光源の配列方向と交差するように配置されている
   ことを特徴とする面発光装置。
6. 出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、前記拡散性シートと前記反射板との間に線状に配置された線状光源と、前記拡散性シートと前記線状光源との間に配置され表面及び／又は裏面に線状突起を有する光源イメージ分割シートとを備えた面発光装置における輝度均一化方法であって、
   前記線状光源の延在方向に対して前記光源イメージ分割シート上の線状突起の稜線方向が交差する角度を調整することで、前記出光面から出射する光束の輝度分布を制御する
   ことを特徴とする輝度均一化方法。
7. 出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、前記拡散性シートと前記反射板との間に線状に配列された複数の点状光源と、前記拡散性シートと前記点状光源との間に配置され表面及び／又は裏面に線状突起を有する光源イメージ分割シートとを備えた面発光装置における輝度均一化方法であって、
   前記点状光源の配列方向に対して前記光源イメージ分割シート上の線状突起の稜線方向が交差する角度を調整することで、前記出光面から出射する光束の輝度分布を制御する
   ことを特徴とする輝度均一化方法。
8. 出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、前記拡散性シートと前記反射板との間に、線状に配置された線状光源又は線状に配列された複数の点状光源と、前記拡散性シートと前記光源との間に配置され表面及び／又は裏面に、面内方向に形状異方性をもつ突起を有する光源イメージ分割シートとを備えた面発光装置における輝度均一化方法であって、
   前記線状光源の延在方向又は前記点状光源の配列方向に対して、前記光源イメージ分割シート上の突起の形成方向が交差する角度を調整することで、前記出光面から出射する光束の輝度分布を制御する
   ことを特徴とする輝度均一化方法。
9. 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明する面発光装置とを備え、
   前記面発光装置が、出光面を形成する拡散性シートと、この拡散性シートに対向して配置された反射板と、前記拡散性シートと前記反射板との間に、線状に配置された線状光源又は線状に配列された複数の点状光源と、前記拡散性シートと前記光源との間に配置された光源イメージ分割シートとを備えた液晶表示装置において、
   前記光源イメージ分割シートは、その表面及び／又は裏面に線状突起を有するとともに、
   前記線状突起の稜線方向が、前記線状光源の延在方向又は前記点状光源の配列方向と交差するように配置されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。