JP2005259361A

JP2005259361A - 面光源装置

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Publication number: JP2005259361A
Application number: JP2004065294A
Authority: JP
Inventors: Akio Konishi; 章雄小西; Tomoyoshi Arai; 智義新井; Hiroyuki Nishi; 博之西; Makoto Ijiri; 誠井尻
Original assignee: Goyo Paper Working Co Ltd
Current assignee: Goyo Paper Working Co Ltd
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP4394977B2

Abstract

【課題】高輝度で均整度の高い、液晶表示装置に用いられる面光源装置を提供する。
【解決手段】光源１と、該光源１に対向する入射面２ａ、及び入射面２ａに略垂直に位置する反射面２ｃと出射面２ｄで構成された面光源装置において、入射面２ａに対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が出射面２ｄ又は反射面２ｃに形成され、更に、入射面２ａに対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が、前記レンズ列（Ａ）とは反対の面に形成され、前記非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が入射面２ａに略垂直に位置する反射面２ｃ又は出射面２ｄに対して光源の側に０．１〜５度の角度の傾斜面を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、側端部に配置された光源より入射した光を面状に出射するエッジライト方式の面光源装置に関し、詳しくは、液晶表示装置の表示面を照射するために配置される高輝度で均整度の高い照明装置に関する。本発明の面光源装置は、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源を用いる面光源装置として適している。

液晶テレビ、コンピューター、ワードプロセッサーや携帯電話、その他の情報機器類の表示装置として液晶表示装置が多用されている。液晶表示装置は、基本的にバックライト部と液晶表示素子部とから構成されている。バックライト部としては、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式のものが多用されている。このエッジライト方式は、板状の導光体の側面部に光源を配置して、導光体の表面全体を発光させる方式のバックライトである。

バックライトは、導光体の側面部に近接した光源より入射した光を導光体と空気の屈折率差を使い導光体内で全反射を繰り返しながら光源側から反光源側に伝播させる。導光体内を伝播する光を面状に取り出すには二つの方法があり、その一つは導光体の反出射面側に印刷された高反射粒子を含むインクによるドットによって反射、屈折させて出射面より出射せしめる方法である。この方法では、出射面より出射した光は拡散板や集光用のプリズムシートを使用してドット模様を消したり集光したりし均質な光にするとともに、所望の方向の光として液晶表示装置を照明するものである。しかしながら、この方法では高反射インクの印刷ドットによる反射した光は散乱光となるため不必要な方向に光が拡散して光の利用効率が低下し易いという問題を含んでいる。更に、所望の光に配光させる為のレンズシートが必要になる。

他の方法は、導光体の反出射面側に入射光を反射せしめるプリズム形状の凹凸面を設け反射、屈折による光を出射面側より出射する方法である。

消費電力の低減を実現できる導光体の技術として、拡散による方法からプリズム形状を主体とした屈折による方法が光の利用効率が高まるとの観点から、不等辺三角形のプリズム（特許文献１参照）、導光体の臨界角のプリズム角（特許文献２参照）、円弧状の溝（特許文献３参照）等の提案がなされている。更に、入射部付近で光が多く出射するのを防ぐ方法として、入射部から遠ざかるに従いプリズム周期を短くする方法（上記特許文献１参照）などの工夫が凝らされている。しかし、これらは、いずれも均一な面状の明るさを得ようとすると光の利用効率が低下し易いという問題がある。

プリズム形状を主体とする屈折による方法で液晶表示面の輝度を高め低消費電力化を達成しようとして、多数のプリズム列を配列したプリズムシートをそのプリズム面が導光体側になるように導光体の出射面上に配置した方法（特許文献４参照）が提案されている。しかし、この方法では正面輝度は高まりやすいが、後述する点状光源での光の均一性に問題がある。

一方、従来、エッジライト用の光源は、該入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状又は棒状の光源を配置し、発せられた光を導光体に導いて来た。しかし、近年、携帯電話機や携帯情報端末や携帯ゲーム機などの携帯用電子機器類の比較的小さな画面の液晶表示装置には、小型化と共に消費電力の低減が期待できるＬＥＤが使用されることが多くなってきた。また、表示画面の明るさと消費電力の低減を両立させる要望が益々強くなっている。

線状光源を低消費電力の点光源に移行するために複数のＬＥＤを導光体の光入射面に沿って一元配列する方法（特許文献５参照）が提案されているが、光の利用効率を高めようと拡散効果を小さくするとＬＥＤ間の光の均一性が損なわれ、一方、均一性を得ようとすると利用効率が低下するという問題がある。
ＬＥＤの利用効率と均一性を高めるために、前述のプリズム形状を主体として屈折や反射により導光体から出射する方法でプリズム形状を設けたレンズを粗面にした装置（特許文献６参照）が提案されているが、粗面化工程が必要で、製造工程が煩雑となるばかりでなく、拡散光となり効率低下とコストアップとならざるをえない。
特許第２９２５５３０号公報特許第３０１２４６２号公報特開２０００−９８３８３号公報特開平１０−２６８１３８公報特開平７−２７０６２４号公報特開２００３−１１４４３２５号公報

本発明はかかる実情に鑑み、低消費電力の点状光源でも、また従来の線状光源でも使用可能であり、極力光の散乱や拡散状態を避け、輝度の高い均一な面光源装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の請求項１は、光源と、該光源に対向する入射面及び入射面に略垂直に位置する反射面と出射面で構成される面光源装置において、入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が出射面又は反射面に形成され、更に、入射面に対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）とは反対の面に形成され、前記非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が入射面に略垂直に位置する反射面又は出射面に対して光源の側に０．１〜５度の角度の傾斜面を有することを特徴とする面光源装置を内容とする。

本発明の請求項２は、前記光源が点状光源であることを特徴とする請求項１記載の面光源装置を内容とする。

本発明の請求項３は、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）の形状が、入射面と平行な方向での断面形状において、凸部の最大高さ及び／又は凹部の最大低さＨと１単位のレンズの幅Ｗの比Ｈ／Ｗが１／２〜１／１０の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２記載の面光源装置を内容とする。

本発明の請求項４は、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）の形状が、入射面から離れるに従い凸部又は凹部の断面形状が大きくなることを特徴とする請求項３に記載の面光源装置を内容とする。

本発明の請求項５は、前記入射面に対し略平行に延びる非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が、非対称レンズ列又はプリズム列（Ｂ１）と入射面に略垂直な反射面又は出射面に平行な平担部の列（Ｂ２）で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置を内容とする。

本発明の請求項６は、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）及び前記入射面に対し略平行方向に延びる非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）の少なくとも何れかがシート状で作製され、少なくとも一つの平面を有する導光体に貼り合わされたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面光源装置を内容とする。

本発明の面光源装置は、光源と、該光源に対向する入射面及び入射面に略垂直に位置する反射面と出射面で構成された面光源装置において、入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が出射面又は反射面に形成され、更に、入射面に対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）とは反対の面に形成され、前記非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が入射面に略垂直に位置する反射面又は出射面に対して光源の側に０．１〜５度の角度の傾斜面を有することにより、光源から発せられた光を効率良く導光体の出射面全体に均一に出射することができ、特に液晶表示装置に有用である。

特に、光源として低消費電力のＬＥＤの点状光源を採用した場合に好都合であり、携帯電話、携帯情報端末機器、携帯ゲーム機などにおいて、軽量、薄型、低消費電力を達成することができる。
更に、精密な加工を要するレンズ部分やプリズム部分を導光体の本体部分とは別に量産し、これらを導光体本体部分に合体してなる導光体も製造が容易であり適している。

面光源装置は、通常、導光体の側面部に近接して配置される冷陰極管や発光ダイオードなどの光源を備え、該光源の背面は反射板等で囲われ、該導光体の側端面より入光される構成からなる。

図１に示すごとく、導光体２が平行平面からなる場合には、反射板５より集光される光源１より導光体２の入射面２ａから導光体２に入光される。入光した光は、導光体２に平行な光０１は直進し、導光体２の臨界角より小さい光０２は導光体２の外部に放出される。一方、導光体２の臨界角以上の光０３及び０４は、導光体２の上下面で全反射を繰り返しながら、その方向、角度を変化することなく導光される。

導光体２内に取り込まれた光を散乱光でなく光効率の良い反射屈折で出射面２ｄに取り出すには、例えば図２に示すように、反射面２ｃ側に、入射光線の方向に対し垂直方向に配された不等辺三角形のプリズム列を設ける方法がある。この方法では、図２に示す如く、プリズム列の受光反射面と入射光の直進方向とのなす角（以後、受光角と称する）αを比較的大きく取ると、０３，０４光は反射面２ｃＡで反射して出射面２ｄにほぼ垂直に近い角度で出射する。しかし、図３に示すように、反射面２ｃＡ以外の反射面２ｃＢ面で反射する０５光は方向を変え直進の０１光に近くなる欠点がある。そして、光は光源に近い場所に偏って出射しやすいため、光の均一性を高めるためには光源に近い個所での出射を抑えるだけでなく、全体に出射を抑制しなければ出射の均一性を保つことは難しい。

図３は、図２と同じく、反射面２ｃ側に、入射光線の方向に対し垂直方向に配された不等辺三角形のプリズム列が設けられているが、同図のようにプリズム傾斜角の内の受光角αを小さく取ると、丁度図２の光源の位置を逆に配備したような構成となり、入射光は小さい受光角の傾斜面２ｃＢで反射して０３，０４光は出射面２ｄに対して低い角度ではあるが出射する。そして、直線に近い０５光も反射面２ｃＢで方向を変え何度か反射しているうちに出射することができる。また、光源の近い個所と遠い個所の出射の強度の差は小さく、且つ出射強度を高めても出射の均一性は保ちやすい。その理由は、出射強度を高めようとしてプリズム列の受光角αを大きくすると、図２の如く、光源近傍で多くの光が反射、屈折して出射してしまうのに対して、図３の如く、受光角αを小さくすると初めから受光反射面が大きく取れることができるため、出射強度を高く且つ出射の均一性を充分に保ち得るためである。

出射面に対して低い出射角度の出射光を出射面の垂直方向に高めるために、前記出射面２ｄに凹凸構造や高屈折率粒子の塗工面を用いる方法が多く用いられて来たが、前記したように散乱による光の効率低下は避けられない。この問題に対しては、出射面に、入射面に対して略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列を配すると、光の散乱を抑制しながら出射光を出射面の垂直方向に高めることができることが分かった。

更に、光源が低消費電力のＬＥＤの点状光源に移行するにつれて、点状光源からの光を導光体の入射面の幅方向へ均一に広げるため、特に複数の点状光源の設置による点状光源間の光の強弱を均一にするには、出射面に、入射面に対して略直角方向に延び凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列を配することが極めて有効であることが分かった。特に、曲面が点光源間の光の強弱を均一にする効果が大きいことが分かった。
本発明は上記知見に基づいて完成されたものである。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施態様を説明する。
図４は、本発明による面光源装置の実施態様を示す模式的斜視図である。
同図において、複数の点状の光源１としてＬＥＤが２個、導光体２の入射面２ａに近接して設けられている。
導光体２は、入射面２ａに略垂直に出射面２ｄと反射面２ｃの２面を有している。出射面２ｄには、入射面２ａに対して略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が設定されている。このレンズ列（Ａ）には曲面の稜が互いに隣接していても良く、平坦面を介して飛び飛びに、即ち、断続的に設定されていても良い。更に、曲面の稜線は互いに平行であっても良いが、非平行の形状で光源に近い個所では狭く、遠くなるに従い広くなるように、即ち、曲面の断面形状としては入射面から離れるに従い大きくなるように設定することができる。
尚、本発明において、「入射面２ａに対して略直角方向」とは、直角方向±５度程度を指す。以下においても同様である。

入射面２ａに対して略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）の断面形状は、円弧状、楕円状、放物線状、又は３角プリズムの頂角部分が曲線化した曲線等の形状から選ぶことができる。この時、入射面２ａに対して直角方向から見て左右非対称形でも良いが、対称形の方が光の出射が左右対称になりやすいので好ましい。

更に、前記レンズ列（Ａ）の断面形状は、凸部の構造を有する場合には最大高さＨ、凹部の構造を有する場合は最大低さＨと、１単位のレンズ幅Ｗとの比Ｈ／Ｗが光の出射方向及び出射の分布に影響し、この比Ｈ／Ｗは１／２〜１／１０の範囲にあることが好ましい。Ｈ／Ｗが１／２より大きくなるか、１／１０より小さくなると点状光源がビーム状となり導光体の入射面の幅に広がり難い。

入射面２ａに対して略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が形成された反対の面には、入射面２ａに対して略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が配される。
尚、本発明において、「入射面２ａに対して略平行方向」とは、平行方向±５度程度を指す。以下においても同様である。

前記非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）の断面形状は、図４中の円内拡大図に示すように、入射面２ａに略垂直に位置する反射面２ｃ又は出射面２ｄを底辺として光源側へ０．１〜５度の角度（受光角）αを有する傾斜面Ｓ１を必須とし、他の一面は任意の角βを有する傾斜面Ｓ２から構成されたプリズム列（Ｂ）を基本として配置される。
尚、前記光源側へ０．１〜５度の角度を有する傾斜面Ｓ１と他の任意の角を有する傾斜面Ｓ２とからなる頂上角又は谷部の角は、０．１〜５度の角度を有する傾斜面が実質的に保たれる限り、頂部又は谷部が丸くなり曲率等を示すレンズ列でも構わない。

前記非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が光源側へ０．１〜５度の角度αを有する傾斜面Ｓ１によって、光源より入射した光が屈折又は反射して方向を変化させながら遂時導光体２の出射面２ｄより均一性の高い光を出射することができる。

光源側へ０．１〜５度の角度αを有する傾斜面Ｓ１を有するレンズ列又はプリズム列（Ｂ）は、長稜又は谷部の稜が互いに隣接してもよく、また入射面２ａと略垂直な出射面２ｄ又は反射面２ｃと略平行な平坦面を介して断続的に配されても良い。このレンズ列又はプリズム列の配される周期は任意であるが、通常２０〜３００μｍの範囲である。更に、配される周期を光源よりの距離によって変化させても良い。

導光体２は、反射面２ｃと出射面２ｄが互いに平行な平行平板でも良く、入射面２ａから遠ざかるに従って薄くなる楔形でも良い。入射面２ａは反射面２ｃ又は出射面２ｄと垂直に配される例が多いが、入射光の方向を調整するために傾ける場合もある。

入射面２ａは効率良く入射するために鏡面が多いが、点状光源を用いる場合には点状光源をを設置する個所を窪ませたり、突起を置いて光線を広げることも可能である。更に入射面２ａに拡散手段を設けることも可能である。

導光体は透明な物質で構成される。透明な合成樹脂が精密な形状を付与し量産するのに好適である。この物質は任意であるが、面光源装置としての使用に耐えなければならないので、耐久性のある合成樹脂の中から選ばれる。このような合成樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、アクリル系ＵＶ硬化性樹脂等が挙げられる。

成形加工法は任意であるが、合成樹脂を用いる場合には射出成形、圧縮成形等、更にこれ等を組み合わせた方法が採用される。更に、レンズ列（Ａ）及びレンズ列又はプリズム列（Ｂ）を導光体本体とは別に作成し、これを合体して作成することもできる。その例として、レンズ列又はプリズム列を押出し成形や塗工方法で連続シート状に作成して、これと本体を合体する方法は量産するのに適している。更に、塗工方法では簡易な金型が利用できる点で多品種の導光体の作成には適しており、導光体の本体上にＵＶ硬化性樹脂等を用いて硬化接着する方法が適している。
前記の如く、導光体は一成分の一体型でも良く、多層体でも良い。多層体の場合には屈折率が近い材料の方が好ましい。

面光源装置は、必要に応じ、光源１が導光体２と共にそれらの周囲を反射板５で覆われる。光源１は蛍光管のような線状光源でも良いが、低消費電力の点状光源が使用されることが多くなってきている。点状光源は線状導光体を設置して線状化する方法もあるが、光の利用効率を低下しやすいので、直接設置することが多くなってきている。更に、表示画面の明るさの要望に応じて複数個を設置することも多い。

導光体２は、入射面２ａに対して略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が設けられた面が出射面として表示装置に組み込まれる場合と、それとは逆に、入射面２ａに対して略平行方向に延びる多数の非対称レンズ列又はプリズム列（Ｂ）が設けられた面を出射面として表示装置に組み込まれる場合とがある。前記出射面として組み込まれた反対面は反射面になるので、この反射面に対向して反射板（図示せず）を設置することが好ましい。

反射板は屈折率の異なる粒子を埋め込んだ白色反射板、表面の凹凸構造を利用した拡散反射板、銀やアルミニウム等の金属の薄膜や層を持つ反射板、異なる屈折率を多層積み重ねた多層反射板等を使用することができる。

出射面２ｄには出射した光を液晶パネルの方向に集光するために、通常、プリズムフィルムが設置されることが多い。導光体２からの出射光の方向が出射面２ｄに対して比較的大きい角度、例えば３０度以上の角度が多く含まれる場合には頂角９０度前後の断面３角形のプリズム列が隣接配備されたフィルムをプリズム面が出射側になるように設置することができる。この場合、更に同種のフィルムをプリズム面が出射側になるようプリズム列を互いに直交に近くなるように重ねて設置することも多い。

出射面２ｄに対する出射光の方向が比較的小さい角度、例えば３０度以下の角度が多い場合には、頂角が鋭角の断面３角形のプリズム列が隣接配備したフィルムをプリズム面が入射側になるようプリズム列が導光体の入射面に平行になるように設置することが多い。また、液晶パネルの表示面を均一に品位良く照明するために、最終的に各種の拡散板を導光体上やプリズムフィルム上等の個所に設置することが出来る。

光源が設置された導光体と、反射板、プリズムフィルム、拡散板、要すれば各種の偏光フィルム及び位相差板等の光学部材が組み込まれた面光源装置が液晶表示機器のバックライトとして組み込まれる。液晶表示機器内には液晶パネル、上下面偏光板、及びＲＧＢ３原色カラーパネルが組み込まれて使用される。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

以下の実施例、比較例において、輝度及び均整度、レンズ形状は下記の方法により測定した。
「輝度及び均整度の測定」
ミノルタ（株）製の２次元色分布測定装置ＣＡ−１５００を使用し、導光体面上４００ｍｍの真上の距離から面光源のサイズに応じて測定個所を決めた。具体的には、５０ｍｍ×３５．５ｍｍサイズの場合は、測定面を９分割し分割の中心の輝度を測定した。輝度はｃｄ／ｍ²で表した。また、７０ｍｍ×４５ｍｍサイズの場合は、測定点を２５分割し分割の中心の輝度を測定した。均整度は分割して測定した輝度の最小値を最大値で除した数値を百分率（％）で表した。

「レンズ形状の測定」
（株）キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００を使用し、形状のチャートから角度及び凸部の高さＨ又は凹部の低さＨ及び一単位のレンズ幅Ｗを測定し、Ｈ／Ｗを求めた。

実施例１〜５及び比較例１〜２
長辺５０ｍｍ、短辺３５．５ｍｍで短辺側を入射面２ａとし、長辺に沿って入射面２ａの厚み０．８ｍｍとし反入射面２ｂの厚みを０．５７ｍｍとした楔状アクリル板を準備した。
アクリル板の出射面側には、４８μｍピッチで凸部の高さが１７μｍの曲率２４μｍの中心角が約１４６度の円弧状を有するレンズ形状をレンズの稜線が隣接して長辺に平行になるようＵＶ硬化樹脂（十条ケミカル（株）製ＧＡ４１００ＲＬ−Ａ）を用いて作製し上記アクリル板の出射面側に密着させた後ＵＶ照射機に通し硬化接着した。
続いて、反対面の反射面２ｃに、表１に記載のように、受光角αが異なるが、これに対向する他の傾斜面の角度βが４５度と一定で１９０μｍのピッチを有する不等辺プリズムシート６種類を出射面と同様のＵＶ硬化樹脂を用いて作製し上記アクリル板の反射面側に一体化した導光体を作製した。
次に、図５に示す如く、導光体の出射面２ｄ上に５０μｍピッチで６５度の頂角を有する２等辺のプリズムフィルム６を頂稜が入射面２ａに平行になるように配置し、更にレンズ面を導光体２の出射面２ｄに対向させ配置し、導光体２の反射面２ｃに対向した面にＡｇ反射シート７（（株）麗光製７５W ０５）を配した面光源装置を作成した。
尚、比較例１として、不等辺プリズム列を備えていない導光体サンプルも準備した。

続いて、０．８ｍｍ厚のアクリル板の短辺側（入射面側）に、光源１としてＬＥＤ４灯を直列に配線し１５ｍＡの電流条件で点灯し、作製した面光源装置の出射面上で輝度及び均整度を測定した。
表１に測定結果を示す。表１中の輝度の値は９分割の輝度の平均値である。

表１から、受光角αが０．１〜５度である本発明の実施例ではいずれも輝度及び均整度が高く、明るく均一な面光源になっていることが分かる。一方、受光角αが０度の比較例１では均整度は高いが輝度が低いこと、また、受光角αが５．５度と大きい比較例２では均整度が低く、受光角αが０．１〜５度の範囲外では輝度又は均整度が劣ることが分かる。

実施例６〜７及び比較例３〜５
長辺７０ｍｍ、短辺４５ｍｍで短辺側を入射面２ａとし、入射面２ａの厚み０．８ｍｍとし、反入射面側２ｂの厚みを０．５ｍｍとした楔状アクリル板を準備した。
比較例３では、出射面に５０μｍピッチで頂角９０度の２等辺三角形形状のプリズム形状をプリズムの稜線が長辺に平行になるようＵＶ硬化樹脂（十条ケミカル（株）製ＧＡ４１００ＲＬ−Ａ）を用いて作製したプリズム形状をアクリル板に密着させた後ＵＶ照射機に通し硬化接着した。比較例３の９０度の直角三角形の場合は、Ｈ／Ｗは１／２になる。

比較例４では、出射面に比較例３のプリズム形状の三角形状の先端に曲線を付けたレンズ形状を使用した。このレンズ形状の形状を形状測定機で測定すると凸部の高さＨが１７μｍで１単位のレンズの幅Ｗは４８μｍであった。従って、この場合のＨ／Ｗは１／２．８になる。

比較例５では、反射面に実施例３で反射面に使用したのと同じプリズム形状を使用して、出射面にはレンズ列のない平面を使用した。

実施例６では、出射面に比較例４と同じレンズ形状を使用し、反射面に比較例５と同じプリズム形状を使用した。

実施例７では、出射面に使用したレンズ形状を形状測定機で測定すると凸部の高さＨが１１μｍで１単位のレンズの幅Ｗは４８μｍであった。従って、この場合のＨ／Ｗは１／４．４になる。

面光源装置は実施例１〜６と同様の方法で作成し、同様の方法で点灯して輝度を測定した。
表２に測定結果を示すが、表２中の輝度の値は２５分割の輝度の平均値である。

表２の結果より、実施例６及び７では輝度が高く、且つ均整度が高いことが分かる。一方、比較例３、４では輝度、均整度とも低いことが分かる。また、比較例３ではＬＥＤからの４本のビームの明暗線が目立った。比較例５では４本のビームの明暗線が更に目立ち、輝度を測定し平均輝度を出すのは意味がないと判断し測定不能とした。

実施例８〜９
出射面には実施例６と同じレンズ形状のレンズ幅Ｗが４８μｍ、凸部の高さＨが１７μｍのＨ／Ｗは１／２．８となる２等辺三角形の先端が曲線化した断面形状を入射面に垂直に配備したレンズ列を持ち、反射面には、１００μｍピッチの受光角αが１．６度、他の一面の角βが４５度の断面を持つ不等辺三角形のプリズム列と９０μｍピッチの平坦部が交互に存在する形状を備えた実施例６〜７と同様の長短辺を有する楔型の導光体をアクリル樹脂を用いて射出成形によって製作した。
前記導光体を実施例１〜６と同様の方法で面光源装置を作成し、同様の方法で点灯して輝度を測定した結果を表３に実施例８として示した。また、出射面と反射面を逆に使用して、測定した結果を表３の実施例９として示した。

表３の結果より、出射面に、入射面に対し直角方向に延びる凸部を形成したレンズ形状を使用した実施例８の方が、反射面に同レンズ形状を使用した実施例９より輝度が高いことが分かる。しかしながら、実施例９でも相当の高輝度が得られており、従って、出射面と反射面を入れ替えても良いことが分かる。

導光体が平行平面である場合の光路を示す概略図である。導光体の反射面に大きな受光角αを設けた場合の光路を示す概略図である。導光体の反射面に小さな受光角αを設けた場合の光路を示す概略図である。本発明による面光源装置の一実施態様を示す模式的斜視図である。面光源装置の概略図である。

符号の説明

１光源
２導光体
２ａ入射面
２ｂ反入射面
２ｃ反射面
２ｄ出射面
０１〜０５光路
５反射板
６プリズムフィルム
７反射板（平板）
（Ａ）入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列
（Ｂ）入射面に対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列
Ｓ１光源側へ０．１〜５度の角度αを有する傾斜面
Ｓ２任意の角度βを有する傾斜面

Claims

光源と、該光源に対向する入射面及び入射面に略垂直に位置する反射面と出射面で構成される面光源装置において、入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）が出射面又は反射面に形成され、更に、入射面に対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）とは反対の面に形成され、前記非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が入射面に略垂直に位置する反射面又は出射面に対して光源の側に０．１〜５度の角度の傾斜面を有することを特徴とする面光源装置。
前記光源が点状光源であることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）の形状が、入射面と平行な方向での断面形状において、凸部の最大高さ及び／又は凹部の最大低さＨと１単位のレンズの幅Ｗの比Ｈ／Ｗが１／２〜１／１０の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２記載の面光源装置。
前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）の形状が、入射面から離れるに従い凸部又は凹部の断面形状が大きくなることを特徴とする請求項３に記載の面光源装置。
前記入射面に対し略平行に延びる非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）が、非対称レンズ列又はプリズム列（Ｂ１）と入射面に略垂直な反射面又は出射面に平行な平担部の列（Ｂ２）で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の面光源装置。
前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び／又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列（Ａ）及び前記入射面に対し略平行方向に延びる非対称のレンズ列又はプリズム列（Ｂ）の少なくとも何れかがシート状で作製され、少なくとも一つの平面を有する導光体に貼り合わされたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面光源装置。