JP3543911B2 - サイドライト型面光源装置 - Google Patents
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Description
【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、板状部材の裏面の側面近傍に凸部を繰り返し形成することにより、側面に沿った輝度ムラを低減して高品位の照明光を出射できるようにする。
【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８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９は、図８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、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、光拡散シート６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反射部材であり、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、断面楔型形状の導光板で、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して照明光Ｌを伝搬する。
【０００９】
この伝搬の際に、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、反射シート４により乱反射して伝搬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に対して伝搬方向に傾いて形成された裏面２Ｂを反射して伝搬し、臨界角以下の成分が射出されることにより、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】
さらに光散乱導光板２は、符号Ｂにより拡大して示すように、出射面２Ｃに、プリズム面が形成される。ここでプリズム面は、１対の斜面２Ｅ及び２Ｆによる断面三角形形状の突起が入射面１２Ａに沿って繰り返し形成される。これにより光散乱導光板２は、出射面２Ｃより出射される照明光の光路をこれらの斜面２Ｅ及び２Ｆにより変更し、入射面に沿った方向について、出射面２Ｃより出射される照明光の指向性を補正する。
【００１１】
プリズムシート５は、光散乱導光板２より出射される照明光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、符号Ｃにより拡大して示すように、光散乱導光板２と対向する側にプリズム面が形成される。このプリズム面は、１対の斜面５Ａ及び５Ｂによる断面三角形形状の突起が、入射面２Ａと直交する方向に繰り返されて形成される。
【００１２】
これによりプリズムシート５は、これらの斜面５Ａ及び５Ｂで、楔型先端方向に傾いた照明光の主たる出射方向を出射面２Ｃの正面方向に補正する。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。
【００１３】
このようにして照明光を出射するサイドライト型面光源装置１において、光拡散シート６は、干渉縞の発生を防止するために、照明光を弱く散乱する程度の機能を持つシート状部材により構成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種のサイドライト型面光源装置においては、光散乱導光板２の側面に沿って輝線が発生する。この輝線は、出射面にプリズム面を形成しない場合にも観察されるが、出射面にプリズム面を形成した場合には、特に顕著に観察される。この種の輝線の発生を低減することができれば、この種のサイドライト型面光源装置よりさらに高品位の照明光を出射することができる。
【００１５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、板状部材でなる導光板の側面に沿った輝線を低減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。
【００１６】
【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、所定の光源から射出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の板状部材において、出射面と対向する面の側面近傍にだけ、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する。
【００１７】
また更に、この板状部材の出射面に、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する。
【００１８】
このこれらの場合に、側面より遠ざかるに従って高さが低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成する。
【００１９】
またこれに代えて、又はこれらの加えて、１対の斜面の傾きが側面より遠ざかるに従って低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成する。
【００２０】
サイドライト型面光源装置の板状部材において、出射面と対向する面の側面近傍に、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すれば、この凸部の斜面により、側面のエッジから出射される照明光のうち、出射面に対して小さな入射角の成分を種々の方向に散乱させることができる。これにより出射面の凸部により指向性を補正して強調される側面に沿った輝線を目立たなくすることができる。
【００２１】
このときこの板状部材の出射面に、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すれば、照明光の指向性を補正することができる。
【００２２】
これらの場合に、側面より遠ざかるに従って高さが低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成すれば、このように凸部を形成した領域と、他の領域との境界を目立たなくすることができる。
【００２３】
またこれに代えて、又はこれらの加えて、１対の斜面の傾きが側面より遠ざかるに従って低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成しても、同様に、このように凸部を形成した領域と、他の領域との境界を目立たなくすることができる。
【００２４】
【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。
【００２５】
（１）第１の実施の形態
図１は、光散乱導光板を裏面より見て示す平面図と、入射側より見て示す側面図である。この実施の形態に係るサイドライト型面光源装置においては、図８及び図９について上述した構成において、光散乱導光板２に代えてこの光散乱導光板１２が適用される。
【００２６】
この光散乱導光板１２は、断面楔型形状の導光板でなり、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１２は、一次光源３側端面でなる入射面１２Ａより照明光Ｌを入射し、透光性の微粒子により散乱させながら、裏面１２Ｂと出射面１２Ｃとの間を繰り返し反射して照明光Ｌを伝搬する。
【００２７】
さらに光散乱導光板１２は、出射面１２Ｃに、１対の斜面１２Ｅ及び１２Ｆによる断面三角形形状の凸部が入射面１２Ａに沿って繰り返し形成され、これにより出射面１２Ｃにプリズム面が形成され、このプリズム面により入射面１２Ａに沿った方向について、出射面１２Ｃより出射される照明光の指向性を補正する。
【００２８】
さらに光散乱導光板１２は、裏面１２Ｂの側面近傍の所定範囲ＡＲ１に、１対の斜面１２Ｇ及び１２Ｈによる断面三角形形状の凸部が入射面１２Ａに沿って繰り返し形成される。ここで凸部は、裏面１２Ｂを平坦に形成した場合に、側面の上下エッジＥＵ及びＥＬから出射した照明光が臨界角以下の角度により裏面１２Ｂに入射する範囲より大きな領域に形成される。さらにこれら凸部は、側面より一定の高さで形成され、その後側面より遠ざかるに従って徐々に高さが低下するように形成される。また凸部は、斜面１２Ｇ及び１２Ｈの成す角度が１００度により、また繰り返しピッチが約５０〔μｍ〕により形成される。
【００２９】
以上の構成において、蛍光ランプ７から射出された照明光Ｌは（図８及び図９参照）、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１２Ｂ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。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１２Ｃに対して臨界角以下の成分が出射面１２Ｃより出射される。
【００３０】
さらにこのとき照明光は、光散乱導光板１２の出射面１２Ｃに形成された凸部の斜面１２Ｅ及び１２Ｆにより、入射面１２Ａに沿った方向の指向性が補正され、続くプリズムシート５によりこれと直交する方向の指向性が補正される。また光散乱導光板１２の裏面１２Ｂより漏れだす照明光が、裏面１２Ｂ側に配置された反射シート４により反射されて効率良く光散乱導光板１２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。
【００３１】
このようにして光散乱導光板１２の内部を伝搬する照明光のうち一部は、側面を介してこの光散乱導光板１２を保持するフレームを照らし出し、さらにこのフレームを照らし出した照明光等が、光散乱導光板１２の側面上下エッジを明るく照らし出す。このサイドライト型面光源装置においては、この明るく照らし出された側面上下エッジが出射面より観察されて側面に沿った輝線が観察されることになる。またこの側面上エッジを明るく照らし出した照明光が、出射面と裏面とを繰り返し反射して光散乱導光板の内部を伝搬することにより、この輝線が複数観察されることになる。
【００３２】
図２に示すように、このように側面の上エッジＥＵより光散乱導光板１２の内部を伝搬する照明光は、出射面を平坦に形成した場合には臨界角以上の入射角θにより出射面にて全反射されていた成分までも、出射面１２Ｃにプリズム面を形成するとこの出射面１２Ｃから出射されることになり、その分だけ、より顕著な輝線が観察されると考えられる。
【００３３】
また裏面を何ら処理しない場合において、側面近傍を詳細に検討すると、図３に示すように、側面より臨界角で決まる所定範囲ＡＲ３において他の領域ＡＲ４より出射光量が増大し、これによっても出射光の品位が低下していることが分かった。この側面近傍ＡＲ３における出射光量の増大は、明るく照らし出されたフレームが出射面より観察されることにより発生し、この光量の増大も出射面１２Ｃにプリズム面を形成すると顕著になることが分かった。なおこれら図２及び図３、以下の図４及び図５においては、図面における理解を容易にするため、臨界角を実際の角度より大きな角度により示した。
【００３４】
これに対してこの実施の形態では、図４に示すように、裏面１２Ｂの側面近傍に出射面と同様の凸部が形成されていることにより、何ら裏面１２Ｂを処理しない場合に、裏面１２Ｂ又は反射シート４により反射されて出射面１２Ｃより出射されていた成分が、裏面１２Ｂを透過して反射シート４により反射されることになる。さらにこの裏面１２Ｂを透過する際に、これらの照明光は、その光路が折り曲げられることになる。これら上エッジＥＵより到来する照明光の幾つかについて光路を検討したところ、裏面１２Ｂ側の斜面１２Ｇ、１２Ｈに対する入射角に応じて、これら照明光は、側面側等、種々の方向に拡散されることが分かった。これにより明るく照らし出された上エッジＥＵが出射面１２Ｃより観察し難くなり、輝線が低減される。実験した結果によれば、上エッジＥＵによる輝線は、殆ど観察することができない程度に低減することができた。
【００３５】
これと同様の原理により図５に示すように、明るく照らし出されたフレームも出射面より目立たなくすることができ、これにより出射光の品位を向上することができる。
【００３６】
なお下エッジＥＬより直接出射面１２Ｃに到来する照明光、フレームを明るく照らし出した照明光のうちの裏面１２Ｂで反射することなく直接出射面１２Ｃに到来する照明光については、裏面１２Ｂに形成した斜面１２Ｇ及び１２Ｈによっては低減することが困難で、これらは輝線、出射光量の増大として観察されることになる。しかしながら裏面１２Ｂを何ら処理しない場合には、これらの照明光のうち出射面１２Ｃで反射された成分が光散乱導光板１２の内部を伝搬して輝線の繰り返しを発生するのに対し、この実施の形態では、上述と同様の原理により斜面１２Ｇ及び１２Ｈによってこの繰り返しが有効に回避される。
【００３７】
これによりこの実施の形態では、輝線の発生、出射光量の増大が、側面近傍の極めて限られた領域に制限される。
【００３８】
さらにこの実施の形態では、このような裏面１２Ｂの凸部が、側面近傍の領域ＡＲ１についてだけ形成され、側面より遠ざかるに従って凸部の高さが徐々に低下していることにより、必要の範囲についてだけ裏面１２Ｂに凸部を形成し、凸部が形成されていない部分との境界が出射面より観察できないようになされる。
【００３９】
以上の構成によれば、光散乱導光板１２の側面近傍に、側面に沿った１対の斜面による凸部を繰り返し形成することにより、光散乱導光板１２の出射面に凸部を形成して入射面に沿った方向の指向性を補正しても、側面に沿った方向の輝線を低減し、これにより側面に沿った輝度ムラを低減して高品位の照明光を出射することができる。
【００４０】
さらにこのとき裏面の凸部の高さを徐々に低下させたことにより、このように凸部を形成した領域と他の領域との境界を目立たなくして、発光面の品位を向上させることができる。
【００４１】
（２）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、凸部の高さを徐々に低減する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図６に示すように、斜面の傾きを徐々に低減して境界を目立たなくしてもよい。
【００４２】
また上述の実施の形態においては、１対の斜面１２Ｇ及び１２Ｈを直接接続して断面三角形形状の突起を裏面１２Ｂ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、１対の斜面を円弧により接続して突起を形成する場合、さらには図７に示すように１対の斜面を連続的に変化させて断面円弧形状により突起を形成する場合等に広く適用することができる。
【００４３】
また上述の実施の形態においては、角度１００度により１対の斜面１２Ｇ及び１２Ｈ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、この角度は光散乱導光板の板厚等に応じて適宜選定することができる。
【００４４】
さらに上述の実施の形態においては、斜面１２Ｇ及び１２Ｈによる凸部を繰り返しピッチ５０〔μｍ〕により形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の繰り返しピッチにより突起を形成する場合に広く適用することができる。
【００４５】
さらに上述の実施の形態においては、プリズムシート５の出射面側に光拡散シート６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、必要に応じてこれらの配置を変更する場合、さらには光拡散シートを省略する場合にも広く適用することができる。
【００４６】
また上述の実施の形態においては、プリズムシートを出射面に配置して指向性を補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このようなフレキシビリティーを有する樹脂材料によるプリズムシートに代えて、フレキシビリティーのないシート状又は板状の光制御部材でなるいわゆるプリズム体を使用してもよい。
【００４７】
さらに上述の実施の形態においては、断面楔型形状の板状部材でなる光散乱導光板を用いたサイドライト型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、透明部材による導光板を用いたサイドライト型面光源装置、平板形状の板状部材による導光板を用いた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。
【００４８】
また上述の実施の形態においては、出射面にプリズム面を形成した導光板を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、出射面が平坦な面又はマット面とされている導光板を用いる場合にも広く適用することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、裏面の側面近傍に凸部を繰り返し形成することにより、側面に沿った輝度ムラを低減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を示す平面図及び側面図である。
【図２】輝線の発生原理の説明に供する断面図である。
【図３】側面の移り込みの説明に供する断面図である。
【図４】図１の光散乱導光板における輝線の低減原理の説明に供する断面図である。
【図５】図１の光散乱導光板における側面の移り込み低減の説明に供する断面図である。
【図６】他の実施の形態に係る光散乱導光板を示す断面図である。
【図７】図６の他の実施の形態に係る光散乱導光板を示す断面図である。
【図８】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９】図８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 サイドライト型面光源装置
２、１２ 導光板
２Ａ、１２Ａ 入射面
２Ｂ、１２Ｂ 裏面
２Ｃ、１２Ｃ 出射面
４ 反射シート
５ プリズムシート
２Ｅ、２Ｆ、５Ａ、５Ｂ、１２Ｅ〜１２Ｈ 斜面
【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、板状部材の裏面の側面近傍に凸部を繰り返し形成することにより、側面に沿った輝度ムラを低減して高品位の照明光を出射できるようにする。
【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８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９は、図８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、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、光拡散シート６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反射部材であり、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、断面楔型形状の導光板で、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して照明光Ｌを伝搬する。
【０００９】
この伝搬の際に、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、反射シート４により乱反射して伝搬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に対して伝搬方向に傾いて形成された裏面２Ｂを反射して伝搬し、臨界角以下の成分が射出されることにより、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】
さらに光散乱導光板２は、符号Ｂにより拡大して示すように、出射面２Ｃに、プリズム面が形成される。ここでプリズム面は、１対の斜面２Ｅ及び２Ｆによる断面三角形形状の突起が入射面１２Ａに沿って繰り返し形成される。これにより光散乱導光板２は、出射面２Ｃより出射される照明光の光路をこれらの斜面２Ｅ及び２Ｆにより変更し、入射面に沿った方向について、出射面２Ｃより出射される照明光の指向性を補正する。
【００１１】
プリズムシート５は、光散乱導光板２より出射される照明光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、符号Ｃにより拡大して示すように、光散乱導光板２と対向する側にプリズム面が形成される。このプリズム面は、１対の斜面５Ａ及び５Ｂによる断面三角形形状の突起が、入射面２Ａと直交する方向に繰り返されて形成される。
【００１２】
これによりプリズムシート５は、これらの斜面５Ａ及び５Ｂで、楔型先端方向に傾いた照明光の主たる出射方向を出射面２Ｃの正面方向に補正する。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。
【００１３】
このようにして照明光を出射するサイドライト型面光源装置１において、光拡散シート６は、干渉縞の発生を防止するために、照明光を弱く散乱する程度の機能を持つシート状部材により構成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種のサイドライト型面光源装置においては、光散乱導光板２の側面に沿って輝線が発生する。この輝線は、出射面にプリズム面を形成しない場合にも観察されるが、出射面にプリズム面を形成した場合には、特に顕著に観察される。この種の輝線の発生を低減することができれば、この種のサイドライト型面光源装置よりさらに高品位の照明光を出射することができる。
【００１５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、板状部材でなる導光板の側面に沿った輝線を低減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。
【００１６】
【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、所定の光源から射出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の板状部材において、出射面と対向する面の側面近傍にだけ、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する。
【００１７】
また更に、この板状部材の出射面に、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する。
【００１８】
このこれらの場合に、側面より遠ざかるに従って高さが低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成する。
【００１９】
またこれに代えて、又はこれらの加えて、１対の斜面の傾きが側面より遠ざかるに従って低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成する。
【００２０】
サイドライト型面光源装置の板状部材において、出射面と対向する面の側面近傍に、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すれば、この凸部の斜面により、側面のエッジから出射される照明光のうち、出射面に対して小さな入射角の成分を種々の方向に散乱させることができる。これにより出射面の凸部により指向性を補正して強調される側面に沿った輝線を目立たなくすることができる。
【００２１】
このときこの板状部材の出射面に、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すれば、照明光の指向性を補正することができる。
【００２２】
これらの場合に、側面より遠ざかるに従って高さが低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成すれば、このように凸部を形成した領域と、他の領域との境界を目立たなくすることができる。
【００２３】
またこれに代えて、又はこれらの加えて、１対の斜面の傾きが側面より遠ざかるに従って低減するように、出射面と対向する面の凸部を形成しても、同様に、このように凸部を形成した領域と、他の領域との境界を目立たなくすることができる。
【００２４】
【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。
【００２５】
（１）第１の実施の形態
図１は、光散乱導光板を裏面より見て示す平面図と、入射側より見て示す側面図である。この実施の形態に係るサイドライト型面光源装置においては、図８及び図９について上述した構成において、光散乱導光板２に代えてこの光散乱導光板１２が適用される。
【００２６】
この光散乱導光板１２は、断面楔型形状の導光板でなり、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１２は、一次光源３側端面でなる入射面１２Ａより照明光Ｌを入射し、透光性の微粒子により散乱させながら、裏面１２Ｂと出射面１２Ｃとの間を繰り返し反射して照明光Ｌを伝搬する。
【００２７】
さらに光散乱導光板１２は、出射面１２Ｃに、１対の斜面１２Ｅ及び１２Ｆによる断面三角形形状の凸部が入射面１２Ａに沿って繰り返し形成され、これにより出射面１２Ｃにプリズム面が形成され、このプリズム面により入射面１２Ａに沿った方向について、出射面１２Ｃより出射される照明光の指向性を補正する。
【００２８】
さらに光散乱導光板１２は、裏面１２Ｂの側面近傍の所定範囲ＡＲ１に、１対の斜面１２Ｇ及び１２Ｈによる断面三角形形状の凸部が入射面１２Ａに沿って繰り返し形成される。ここで凸部は、裏面１２Ｂを平坦に形成した場合に、側面の上下エッジＥＵ及びＥＬから出射した照明光が臨界角以下の角度により裏面１２Ｂに入射する範囲より大きな領域に形成される。さらにこれら凸部は、側面より一定の高さで形成され、その後側面より遠ざかるに従って徐々に高さが低下するように形成される。また凸部は、斜面１２Ｇ及び１２Ｈの成す角度が１００度により、また繰り返しピッチが約５０〔μｍ〕により形成される。
【００２９】
以上の構成において、蛍光ランプ７から射出された照明光Ｌは（図８及び図９参照）、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１２Ｂ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。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１２Ｃに対して臨界角以下の成分が出射面１２Ｃより出射される。
【００３０】
さらにこのとき照明光は、光散乱導光板１２の出射面１２Ｃに形成された凸部の斜面１２Ｅ及び１２Ｆにより、入射面１２Ａに沿った方向の指向性が補正され、続くプリズムシート５によりこれと直交する方向の指向性が補正される。また光散乱導光板１２の裏面１２Ｂより漏れだす照明光が、裏面１２Ｂ側に配置された反射シート４により反射されて効率良く光散乱導光板１２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。
【００３１】
このようにして光散乱導光板１２の内部を伝搬する照明光のうち一部は、側面を介してこの光散乱導光板１２を保持するフレームを照らし出し、さらにこのフレームを照らし出した照明光等が、光散乱導光板１２の側面上下エッジを明るく照らし出す。このサイドライト型面光源装置においては、この明るく照らし出された側面上下エッジが出射面より観察されて側面に沿った輝線が観察されることになる。またこの側面上エッジを明るく照らし出した照明光が、出射面と裏面とを繰り返し反射して光散乱導光板の内部を伝搬することにより、この輝線が複数観察されることになる。
【００３２】
図２に示すように、このように側面の上エッジＥＵより光散乱導光板１２の内部を伝搬する照明光は、出射面を平坦に形成した場合には臨界角以上の入射角θにより出射面にて全反射されていた成分までも、出射面１２Ｃにプリズム面を形成するとこの出射面１２Ｃから出射されることになり、その分だけ、より顕著な輝線が観察されると考えられる。
【００３３】
また裏面を何ら処理しない場合において、側面近傍を詳細に検討すると、図３に示すように、側面より臨界角で決まる所定範囲ＡＲ３において他の領域ＡＲ４より出射光量が増大し、これによっても出射光の品位が低下していることが分かった。この側面近傍ＡＲ３における出射光量の増大は、明るく照らし出されたフレームが出射面より観察されることにより発生し、この光量の増大も出射面１２Ｃにプリズム面を形成すると顕著になることが分かった。なおこれら図２及び図３、以下の図４及び図５においては、図面における理解を容易にするため、臨界角を実際の角度より大きな角度により示した。
【００３４】
これに対してこの実施の形態では、図４に示すように、裏面１２Ｂの側面近傍に出射面と同様の凸部が形成されていることにより、何ら裏面１２Ｂを処理しない場合に、裏面１２Ｂ又は反射シート４により反射されて出射面１２Ｃより出射されていた成分が、裏面１２Ｂを透過して反射シート４により反射されることになる。さらにこの裏面１２Ｂを透過する際に、これらの照明光は、その光路が折り曲げられることになる。これら上エッジＥＵより到来する照明光の幾つかについて光路を検討したところ、裏面１２Ｂ側の斜面１２Ｇ、１２Ｈに対する入射角に応じて、これら照明光は、側面側等、種々の方向に拡散されることが分かった。これにより明るく照らし出された上エッジＥＵが出射面１２Ｃより観察し難くなり、輝線が低減される。実験した結果によれば、上エッジＥＵによる輝線は、殆ど観察することができない程度に低減することができた。
【００３５】
これと同様の原理により図５に示すように、明るく照らし出されたフレームも出射面より目立たなくすることができ、これにより出射光の品位を向上することができる。
【００３６】
なお下エッジＥＬより直接出射面１２Ｃに到来する照明光、フレームを明るく照らし出した照明光のうちの裏面１２Ｂで反射することなく直接出射面１２Ｃに到来する照明光については、裏面１２Ｂに形成した斜面１２Ｇ及び１２Ｈによっては低減することが困難で、これらは輝線、出射光量の増大として観察されることになる。しかしながら裏面１２Ｂを何ら処理しない場合には、これらの照明光のうち出射面１２Ｃで反射された成分が光散乱導光板１２の内部を伝搬して輝線の繰り返しを発生するのに対し、この実施の形態では、上述と同様の原理により斜面１２Ｇ及び１２Ｈによってこの繰り返しが有効に回避される。
【００３７】
これによりこの実施の形態では、輝線の発生、出射光量の増大が、側面近傍の極めて限られた領域に制限される。
【００３８】
さらにこの実施の形態では、このような裏面１２Ｂの凸部が、側面近傍の領域ＡＲ１についてだけ形成され、側面より遠ざかるに従って凸部の高さが徐々に低下していることにより、必要の範囲についてだけ裏面１２Ｂに凸部を形成し、凸部が形成されていない部分との境界が出射面より観察できないようになされる。
【００３９】
以上の構成によれば、光散乱導光板１２の側面近傍に、側面に沿った１対の斜面による凸部を繰り返し形成することにより、光散乱導光板１２の出射面に凸部を形成して入射面に沿った方向の指向性を補正しても、側面に沿った方向の輝線を低減し、これにより側面に沿った輝度ムラを低減して高品位の照明光を出射することができる。
【００４０】
さらにこのとき裏面の凸部の高さを徐々に低下させたことにより、このように凸部を形成した領域と他の領域との境界を目立たなくして、発光面の品位を向上させることができる。
【００４１】
（２）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、凸部の高さを徐々に低減する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図６に示すように、斜面の傾きを徐々に低減して境界を目立たなくしてもよい。
【００４２】
また上述の実施の形態においては、１対の斜面１２Ｇ及び１２Ｈを直接接続して断面三角形形状の突起を裏面１２Ｂ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、１対の斜面を円弧により接続して突起を形成する場合、さらには図７に示すように１対の斜面を連続的に変化させて断面円弧形状により突起を形成する場合等に広く適用することができる。
【００４３】
また上述の実施の形態においては、角度１００度により１対の斜面１２Ｇ及び１２Ｈ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、この角度は光散乱導光板の板厚等に応じて適宜選定することができる。
【００４４】
さらに上述の実施の形態においては、斜面１２Ｇ及び１２Ｈによる凸部を繰り返しピッチ５０〔μｍ〕により形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の繰り返しピッチにより突起を形成する場合に広く適用することができる。
【００４５】
さらに上述の実施の形態においては、プリズムシート５の出射面側に光拡散シート６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、必要に応じてこれらの配置を変更する場合、さらには光拡散シートを省略する場合にも広く適用することができる。
【００４６】
また上述の実施の形態においては、プリズムシートを出射面に配置して指向性を補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このようなフレキシビリティーを有する樹脂材料によるプリズムシートに代えて、フレキシビリティーのないシート状又は板状の光制御部材でなるいわゆるプリズム体を使用してもよい。
【００４７】
さらに上述の実施の形態においては、断面楔型形状の板状部材でなる光散乱導光板を用いたサイドライト型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、透明部材による導光板を用いたサイドライト型面光源装置、平板形状の板状部材による導光板を用いた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。
【００４８】
また上述の実施の形態においては、出射面にプリズム面を形成した導光板を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、出射面が平坦な面又はマット面とされている導光板を用いる場合にも広く適用することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、裏面の側面近傍に凸部を繰り返し形成することにより、側面に沿った輝度ムラを低減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を示す平面図及び側面図である。
【図２】輝線の発生原理の説明に供する断面図である。
【図３】側面の移り込みの説明に供する断面図である。
【図４】図１の光散乱導光板における輝線の低減原理の説明に供する断面図である。
【図５】図１の光散乱導光板における側面の移り込み低減の説明に供する断面図である。
【図６】他の実施の形態に係る光散乱導光板を示す断面図である。
【図７】図６の他の実施の形態に係る光散乱導光板を示す断面図である。
【図８】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９】図８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 サイドライト型面光源装置
２、１２ 導光板
２Ａ、１２Ａ 入射面
２Ｂ、１２Ｂ 裏面
２Ｃ、１２Ｃ 出射面
４ 反射シート
５ プリズムシート
２Ｅ、２Ｆ、５Ａ、５Ｂ、１２Ｅ〜１２Ｈ 斜面
Claims (4)
- 所定の光源から射出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面の側面近傍にだけ、
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た
ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。 - 前記板状部材は、
前記出射面に、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た
ことを特徴とする請求項１に記載のサイドライト型面光源装置。 - 前記出射面と対向する面の凸部は、
前記側面より遠ざかるに従って高さが低減する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサイドライト型面光源装置。 - 前記出射面と対向する面の凸部は、
前記１対の斜面の傾きが前記側面より遠ざかるに従って低減する
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のサイドライト型面光源装置。
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