JP4045721B2 - サイドライト面光源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は導光板の側面に光源を有し、液晶表示装置のバックライト光源として有用であるばかりでなく、非常誘導灯や広告表示板の光源として有用である、いわゆるサイドライト面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は従来例である面光源装置の構成を説明するための分解斜視図である。光源１１０とリフレクタ１２０を導光板１３０の側方に配し、導光板１３０の出射面１３２側に拡散シート１６０、一定方向に多数のプリズムＰが並設されているプリズムシート１４０、拡散シート１７０、そして反出射面１３８側に反射シート１５０をそれぞれ配置した構成であり、これらの部材はフレーム１８０によって保持されている。光源１１０は蛍光灯が広く用いられている。導光板１３０はアクリル等の樹脂材が用いられ、形状は平板状やくさび形の物が多い。また、導光板１３０の側面１３３にはフレーム１８０との位置合わせのための凸部１３４を設けている。導光板１３０には、光を出射面１３２から均一に出射する手段として、反出射面１３８に白色ドット印刷を行い、ドットの径を変化させることによって均一化する方法が広く用いられている。リフレクタ１２０には銀箔のついた金属板、銀箔のついたＰＥＴシート等が用いられる。反射シート１５０は一般に白色シートが用いられる。プリズムシート１４０には頂角が９０度程度のプリズムＰが広く用いられている。拡散シート１６０、１７０は一般にＰＥＴシートにビーズを塗布した物やＰＣシートにエンボス加工を施した物が使用される。フレーム１８０には、白色または黒色のポリカーボネート等の樹脂材が用いられている。また、フレーム１８０には凸部１３４に対応する凹部１８１を設けており、凸部１３４と凹部１８１をはめあわせることにより、導光板１３０の位置決めおよび保持がなされている。
【０００３】
従来例の各部材の作用は次の通りである。光源１１０から発せられた光は直接、またはリフレクタ１２０を介して、導光板１３０に入光面１３１から入射する。導光板１３０に入射した光は導光板１３０内を全反射を繰り返しながら、伝搬する。その際、光を均一に出射する手段により伝搬光の一部の光は拡散され、出射面１３２の放線となす角が臨界角より小さくなることにより、出射面１３２から出射する。また、伝搬光の一部の光は反出射面１３８から出射されるが、この光は反射シート１５０により反射され、再び導光板１３０内に戻り、その後、出射面１３２から出射される。導光板１３０から出射された光は、拡散シート１６０で拡散された後、プリズムシート１４０に入射する。プリズムシート１４０は反射、屈折を利用することにより、配光特性を調整し、出射する。拡散シート１７０はプリズムシートから出射される光の配光角をなだらかにするために配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では側面に設けた凸部１３４の影響により、明暗むらを生じ、表示品位の低下を招く。すなわち、図２２に示すように導光板１３０内を伝搬する光は側面１３３に到達すると、導光板１３０の内側へと反射されるが、凸部１３４の領域では導光板１３０内を伝搬する光が、より広がった後、凸部１３４を構成する面に到達し、反射する。このため、凸部１３４近傍の出射面１３２に、到達する光量が少ない領域が生じ、ほぼ凸部１３４の幅に対応して暗部Ａが視認される。また、凸部１３４と側面１３３の接続部近傍では、光が特定の方向に強く反射される。入光面１３１に近い側の接続部近傍Ｂでは図示のような曲面形状であるため凸部１３４の方向へ強く反射され、入光面１３１より遠い側の接続部近傍Ｃでは図示のような曲面形状であるため導光板１３０の内側へ強く反射される。このため、その領域Ｃは周辺部と比較して明るく、輝線Ｄとなり、入光面１３１より遠い側の接続部近傍Ｃで、より顕著に出射面１３２内に現れる。さらに、明暗むらは、出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設けた導光板において、より顕著に現れる。すなわち、図２３(ａ)（ｂ）に示すように出射面１３２または反出射面１３８が鏡面または拡散面の場合は、側面１３３または凸部１３４で反射した光の多くが、導光板１３０内を伝搬する光となるが、図２４(ａ)（ｂ）に示すように出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設けている場合は、側面１３３または凸部１３４で反射した光の多くが、プリズムで反射され、近傍の出射面１３２より出射するため、明暗むらが、より顕著になるのである。このため、出射面１３２または反出射面１３８が鏡面または拡散面の場合は、光出射面１３２または反出射面１３８に設けた光を均一にする手段の調整、反射シート１５０の輝線Ｄに対応する部分に光吸収部材を設けること等により、凸部１３４に起因する明暗むらを軽減することが可能であるが、出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設けた導光板１３０では、以上で述べた対策では明暗むらを解決することが困難であり、凸部１３４の無い構造にならざるを得なかった。
【０００５】
この発明はこれらの明暗むらを解決するためになされたものであり、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の構成によるサイドライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めする凸部が設けられ、前記凸部の前記出射面にほぼ直交する面に光拡散領域を設けたものである。
【０００８】
また、この発明の第２の構成によるサイドライト面光源装置は、前記光拡散領域の表面粗さは、算術平均粗さが０．１μ m 以上１．０μ m 以下であるものである。
【００１０】
また、この発明の第３の構成によるサイドライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面の中央部には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めする凸部が設けられ、前記凸部は光拡散領域を具備し、かつ前記凸部の前記出射面にほぼ直交する面のうち、前記入光面に近い側の面が、前記入光面から遠ざかるにつれて突出するよう傾斜面を有するものである。
また、この発明の第４の構成によるサイドライト面光源装置は、前記凸部の傾斜面と、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面とのなす角が約１３５度以上のものである。
【００１１】
また、この発明の第５の構成によるサイドライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、前記導光板には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面にほぼ直交する側面上に凸部を設けており、前記凸部のうち少なくとも一つは、前記凸部と前記側面の接続部のうち、前記入光面より遠い側の接続部に光吸収領域を設けているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。光源１０とリフレクタ２０を導光板３０の側方に配し、導光板３０の出射面３２側にプリズムシート４０、反出射面３８側に反射シート５０を配置した構成であり、フレーム６０によって保持されている。光源１０としては円柱状の蛍光灯が広く用いられ、リフレクタ２０には銀箔または白色シートを表面層とする金属板、銀箔を貼られたPETシート、または白色シート等が用いられる。反射シート５０には銀箔やアルミ箔を貼られたシート、または白色シート等が用いられる。リフレクタ２０および反射シート５０には、反射率が７０％以上、より望ましくは９０％以上のものが適している。導光板３０は楔形状であり、出射面３２は、出射光の分布を調整するために面内において平均粗さの異なる粗面としており、反出射面３８には入光面３１に対して垂直な方向に伸びる頂角が１００度程度のプリズム列Ｐを設けている。導光板３０はアクリル等の透明樹脂、透明樹脂中に光を散乱させる微粒子を混ぜた樹脂等が用いられ、光源１０から遠ざかるにつれて厚さが徐々に薄くなるように構成されている。プリズムシート４０は入光面３１に対して水平方向に伸びる頂角が６５度程度のプリズム列Ｐを設けている。フレーム６０には、白色または黒色のポリカーボネート等の樹脂材が広く用いられている。導光板３０は側面３３に凸部３４を一体形成している。凸部３４は全表面を粗面化することにより、光拡散領域としている。フレーム６０には凸部３４に対応する凹部６１を設けており、凸部３４と凹部６１をはめあわせることにより、導光板３０の位置決めおよび保持がなされている。
【００１３】
光源１０から発せられた光の主な振る舞いについて図２を用いて説明する。なお、図２は、図１に示したサイドライト面光源装置の断面図である。光源１０より発せられた光は、直接またはリフレクタ２０を介し、導光板３０側へ放射される。入光面３１から導光板３０に入射した光７１は図２に示すように、主として出射面３２と反出射面３８の間で全反射を繰り返しながら、反入光面３９方向へ伝搬する。光はその伝搬過程において、出射面３２の法線となす角が、臨界角以下となることにより、出射面３２より出射される。
【００１４】
なお、伝搬光の一部の光（図示せず）は反出射面３８から出射されるが、この光は反射シート５０によって反射され、再び導光板３０内に戻り、その後、出射面３２から出射される。導光板３０から出射した光は、入光面３１に垂直な面内において図２に示すように傾いた光となる。プリズムシート４０は斜め方向から入射した光を入射面と隣り合った面で反射させることにより、配光特性を調整する。
【００１５】
さらに、凸部近傍の明暗むらについて説明する。図３は図１に示したサイドライト面光源装置の導光板３０を出射面３２側から見た平面図である。なお、図中の７０は導光板中を伝搬する光である。凸部３４に到達した光は、主として反射されるが、この際、凸部３４の全表面は光を拡散させる粗面で形成されているため、反射光は拡散光となり、出射面３２から出射する成分の光(すなわち出射面３２ら法線に対し臨界角以下の光)が多くなる。このため、凸部３４近傍の出射面３２から出射する光量が増え、図２２に示した凸部近傍の暗部は軽減される。さらに、図２２に示した凸部３４近傍の輝線は、凸部３４近傍の出射光量が増加するため、その明暗差が軽減し、高品位なサイドライト面光源装置を得ることができる。本実施の形態では光拡散領域を粗面で形成しているため、金型にブラスト加工等を行い、一体成形することにより、ばらつきが少なく、安価に、かつ、大量に生産することが可能である。
【００１６】
なお、本実施の形態では、凸部３４の全表面を光拡散領域としているが、図４に示すように、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面のみを光拡散領域としても良い。この場合、凸部３４に到達した光は、凸部３４を構成する面のうち出射面３２にほぼ平行な面が鏡面であるため、凸部３４を構成する面のうち出射面３２にほぼ平行な面から出射する光量は少なく、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面に到達して散乱した光の多くが出射面３２に到達して出射される。このため、効率よく出射面３２内の輝度むらを軽減できる。なお、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面のみを光拡散領域としても一定の効果は得られるが、この場合は凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面から出射される光が多く、出射面３２内の明暗むらの軽減に寄与する光が少ないため、効率よく出射面３２内の明暗むらを軽減するには、少なくとも凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面の一部に光拡散領域を設けることが望ましい。また、光拡散領域を、塗料を塗布することや、周期性を持つプリズムにより形成してもよく、粗面に限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。側面３３は全面を粗面化することにより光拡散領域を形成している。側面３３は粗面であるため、導光板３０中を伝搬し、側面にて反射される光は拡散光となり、出射面３２から出射する成分の光(すなわち出射面３２の法線に対し臨界角以下の光)が多くなる。このため、側面３３近傍の出射面３２から出射する光量が増える。一方、凸部３４も粗面からなる光拡散領域により形成されているため、凸部３４に到達し、反射される光は拡散光となり、凸部３４近傍の出射面３２から出射する光量が増えている。凸部３４近傍において出射面内に生じる明暗むらは、側面３３および凸部３４で拡散された光が交じり合うため、軽減される。
【００１８】
さらに、側面３３および凸部３４の粗面の算術平均粗さ(Ｒａ：ＪＩＳＢ０６０１−１９９４)と側面３３及び凸部３４近傍の出射面３２から出射する光量には図６に示すような相関関係があり、Ｒａが大きくなるにつれ、出射面３２から出射する光量も多くなる。ここで、凸部３４と側面３３を比較すると、凸部３４領域では側面３３より伝搬光が広がった後、反射される。このため、凸部３４近傍の出射面３２からの出射光量は側面３３近傍の出射面３２からの出射光量に比べ弱くなるが、凸部３４の粗面のＲａを、側面３３の粗面のＲａより大きくすること(例えば、凸部の粗面のＲａを０．１[μm]から１．０[μm]、好ましくは０．３[μm]から０．６[μm]、側面の粗面のＲａを０．０５[μm]から０．５[μm]、好ましくは０．１[μm]から０．３[μm]とする)によって、より明暗むらの少ないサイドライト面光源装置を得ることができる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、凸部３４の全表面を光拡散領域としているが、凸部３４を構成する面のうち、一部だけを光拡散領域としてもよいし、光の拡散程度を凸部３４内で変化させてもよい。
【００２０】
また、本実施の形態では、側面３３全体を光拡散領域としているが、側面のうち、一部だけを光拡散領域としても良いし、光の拡散程度を側面の面内で変化させてもよい。
【００２１】
また、光拡散領域を、塗料を塗布することや、周期性を持つプリズムにより形成してもよく、粗面に限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。出射面３２の凸部３４近傍（図７中にＥで示す領域であり、図２２における領域Ａに対応する）のＲａは領域Ｅ周辺部のＲａより大きくしている。なお、凸部３４および側面３３は粗面化している。
凸部３４を粗面としていることにより、実施の形態１で示したように凸部３４に到達した光は拡散反射し、凸部３４に起因する輝線（図２２における輝線Ｄ）は軽減され、かつ、領域Ｅに到達する光量が増加する。ここで領域ＥのＲａを領域Ｅ周辺部のＲａより大きくしているため、領域Ｅに到達した光がその近傍で出射する割合は周辺部に到達した光がその近傍で出射する割合より高くなり、凸部３４に起因する暗部が軽減され、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることができる。
なお、凸部３４が鏡面より構成される場合においては、凸部３４での反射は正反射となるため領域Ｅに到達する光が少なく、凸部３４近傍の暗部を解消するには領域ＥのＲａを極端に大きくする必要があり、結果として領域Ｅを超えて反入光面３９側へ伝搬する光が減少し、図７における領域Ｆが暗部となり、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることが困難である。
なお、本実施の形態では出射面３２の凸部３４近傍のＲａを周辺部のＲａより大きくすることにより光拡散性の高い領域を設けているが、塗料を塗布することや、周期性を持つプリズムにより形成してもよく、粗面による調整に限定されるものではない。
また、本実施の形態では出射面３２の凸部３４近傍に光拡散性の高い領域を設けているが、反出射面３８の凸部３４近傍に光拡散性の高い領域を設けてもよく、さらには出射面３２と反出射面３８の両面の凸部近傍に光拡散性の高い領域を設けてもよい。
【００２３】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。側面３３に設けられた凸部３４は、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面（すなわち凸部を構成する面３５）が、入光面３１から遠ざかるにつれて、側面３３に対し遠ざかる方向に傾いている。なお、凸部３４および側面３３は粗面化することにより光拡散領域としている。図９は凸部３４近傍を出射面３２側から見た平面図である。凸部３４領域では側面３３より伝搬光が広がった後、反射される。このため、凸部３４近傍の出射面３２からの出射光量は側面３３近傍の出射面３２からの出射光量に比べ弱くなる。しかし、凸部３４を構成する面３５が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾いているため、傾いている面３５から反射される光が図２２に示された暗部Ａ内に到達する。このため、暗部Ａから出射される光量が増し明暗むらは視認されにくくなり、高品位なサイドライト面光源装置を得ることができる。
【００２４】
なお、明暗むらの視認性を、より効果的に低下させるには図９におけるθ１を出来るだけ大きくとる必要がある。導光板３０に広く用いられる樹脂の屈折率は１．４から１．６程度であるから、図１０に示すように、導光板３０内の光はスネルの法則に従い、入光面３１の法線に対し左右への広がり角をθＡ、θＢとして、おおよそ４５度以内の広がりを持つ光となる。よって、θ１を約１３５度以上とすると、凸部３４を構成する面３５によって反射する光が増え、より効果的に凸部３４近傍の暗部Ａへの光の反射が行われ、明暗むらが軽減される。
【００２５】
なお、凸部３４近傍を出射面３２側から見た形状は、図９に示した形状に限定されるものではなく、図１１(a)に示すように他の面も傾いていてもよく、また、(b)に示すように凸部３４を構成する面３５が曲面から形成されていても良い。さらに、凸部３４および側面３３は粗面でなく鏡面で構成してもよい。
【００２６】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材には対応する符号を付し、重複した説明は省略する。凸部３４と側面３３の接続部のうち、入光面３１より遠い側の接続部を、灰色に着色することにより光吸収領域としている。凸部３４と側面３３の接続部近傍では光が特定の方向に反射され、出射面３２内の特定の領域で出射されるため、その領域は周辺部と比較して明るい輝線として視認されてしまう。また、この輝線は入光面３１より遠い側の接続部近傍で、より顕著に現れる。しかし、拡大して示す凸部３４と側面３３の接続部のうち、入光面３１より遠い側の接続部Ｅを着色することにより、この接続部Ｅに到達した光の一部は吸収される。このため、輝線となる領域の光量は低下し、明暗むらを軽減することができる。
【００２７】
なお、着色する色は白色や黒色でもよく、灰色に限定されるものではない。また、光吸収領域は光を吸収する部材を接続部に貼り付けること、あるいは、インサート成形等で光吸収部材を接続部に埋め込むこと等により形成してもよい。また、凸部３４と側面３３の接続部のうち、入光面３１より遠い側の接続部のみではなく、他の接続部にも光吸収領域を設けてもよい。
【００２８】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６によるサイドライト面光源装置を説明するための図であり、（ａ）は分解斜視図を示し、（ｂ）は光源１０と導光板３０および凸部３４の位置関係を示す図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。光源１０の有効発光領域（光が放射される領域）は入光面３１の長さに比べて短かく、入光面３１と側面３３の接続部から光源１０の有効発光領域までの距離をＬ１、入光面３１と側面３３の接続部から凸部３４までの距離をＬ２、導光板３０の屈折率をｎとしたとき、式（１）の関係を満たしている。
Ｌ１≧Ｌ２×Ｔａｎ（Ｓｉｎ-1（１／ｎ））・・・（１）
図１４は凸部３４近傍を出射面側から見た平面図であり、（ａ）は式１の関係を満たしている場合であり、（ｂ）は式１の関係を満たさず、次の式２の関係を満たしている場合である。
Ｌ１≦Ｌ２×Ｔａｎ（Ｓｉｎ-1（１／ｎ））・・・（２）
入光面３１から入射した光はスネルの法則に従い、θ１≦Ｓｉｎ-1（１／ｎ）の範囲で広がりをもつ光となる。よって、図１４の（ｂ）においては入光面３１から耳部３４にかけて明暗の縞が現れるが、図１４の（ａ）においては入光面３１から耳部３４にかけては暗部に統一される。このため、図１４の（ａ）においては、図１４（ｂ）に出現する視認されやすい明暗の縞が軽減され、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることができる。図１４においてＢは暗部を示す。
さらに、図１４の（ａ）において、凸部３４に光拡散領域を設けること、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾けること等により暗部に到達する光を増加させることによる、表示品位の向上が容易となる。
また、図１５に示す導光板３０の平面図のように、図１４の（ａ）における暗部に対応する領域、すなわち凸部３４近傍の出射面３２または反出射面３８に周辺部に比べ光拡散性の高い領域を設けること（図１５においては、凸部３４近傍を周辺部よりＲａの大きな粗面としている）により、暗部から出射する光量を増加でき、明暗むらは軽減し、凸部３４に光拡散領域を設けること、あるいは凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾けることと同等以上の表示品位を得ることができる。
以上のように、導光板３０または凸部３４の形状または表面状態を実施の形態１から実施の形態４に示した形状または表面状態とすることにより、効果的に明暗むらを軽減することができ、特に実施の形態３で示した凸部３４近傍の出射面３２または反出射面３８に周辺部に比べ光拡散性の高い領域を設けることにより、極めて良好な表示品位を得ることができる。
なお、凸部３４と側面３３の接続部のうち入光面３１から遠い側の接続部と入光面３１までの距離をＬ３としたとき、
Ｌ１≧Ｌ３×Ｔａｎ（Ｓｉｎ-1（１／ｎ））・・・(３)
式(３)を満たす位置に凸部３４を形成することにより、接続部へ到達する光は大幅に軽減し、より明暗の縞が軽減される。したがって、式(３)を満たす位置に凸部３４を形成することがより好ましい。なお、上記実施の形態における導光板または凸部の形状または表面状態を、請求項１から請求項９の形状または表面状態としてもよい。
【００２９】
実施の形態７．
図１６はこの発明の実施の形態７によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。凸部３６の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面は、反入光面３９と連続した面となっている。
図１７は凸部３６近傍の拡大図である。凸部３６の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面が、反入光面３９と連続しているため、図２２に示す凸部１３４と側面１３３の接続部Ｃに対応する接続部は存在せず、接続部Ｃより生じる輝線は発生しない。このため視認されやすい明暗の縞は軽減される。
さらに、図１８に示す導光板３０の平面図ように凸部３６に光拡散領域を設けること、出射面３２または反出射面３８の凸部３６近傍に周辺部に比べ光拡散性の高い領域を設けること、さらには凸部３６の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾けること等により暗部Ｂに到達する光を増加させることによる、表示品位の向上が容易となる。
以上のように、導光板３０または凸部３６の形状または表面状態を実施の形態１から実施の形態４に示した形状または表面状態とすることにより、効果的に明暗むらを軽減することができ、良好な表示品位を得ることができる。なお、この実施の形態における導光板または凸部の形状または表面状態を請求項１から請求項９に記載の形状または表面状態としてもよい。
【００３０】
他の実施の形態．
実施の形態１から７において、側面３３と凸部３４とは曲面で接続した構造であるが、これに限らず凸部３４の各面が曲面で接続されていてもよい。
【００３１】
また、実施の形態１から７において、凸部３４は側面上に複数個設けられてもよく、かつ、その形状および表面状態は、各凸部において同一である必要はない。
また、実施の形態１から７において、導光板３０の保持、位置決めのため側面３３上に凸部３４を設けているが、導光板３０が図１９に示す形状等で、凹部３７により位置決め、保持がなされている場合においても突出する範囲を凸部と捕らえ同様な効果を得ることができ、保持、位置決めの形状は凸部に限定されるものではない。
【００３２】
また、実施の形態１から７において、導光板３０の形状を楔型としているが、平板形状等でもよく、楔型に限定されるものではない。
【００３３】
また、実施の形態１から７において、凸部３４を構成する面のうち、導光板３０の出射面３２および反出射面３８にほぼ平行な面は、それぞれ出射面３２および反出射面３８と連続してなる面としているが、図２０(ａ)(ｂ)(ｃ)に導光板側面図として示すように、出射面３２および反出射面３８と異なる面で形成されていてもよい。
【００３４】
また、実施の形態１から７において、光源は１灯としているが、これに限定されるものではない。さらに、反入光面３９側や側面３３側にも光源を配置してもよい。
【００３５】
また、実施の形態１から７において、導光板３０の出射面３２を粗面、反出射面３８をプリズム面としているが、出射面３２をプリズム面、反出射面３８を粗面としてもよく、あるいは両面ともにプリズムを形成したり、両面とも粗面や鏡面としてもよく、また、片面のみをプリズム面や粗面としてもよく、出射面３２や反出射面３８を限定するものではない。
【００３６】
また、実施の形態１から７において、プリズムシート４０は導光板３０に近い側の面にプリズム列を設けているが、導光板３０に遠い側の面にプリズム列を設けてもよい。
【００３７】
また、実施の形態１から７において、導光板３０の出射面３２側にプリズムシート４０のみを配置しているが、導光板３０とプリズムシート４０の間、または、プリズムシート４０上にプリズムシートや拡散シート等を配置してもよいし、プリズムシート４０の変わりに拡散シートを配置してもよいし、または何も配置しなくてもよく、導光板上に配置されるシートを限定するものではない。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、凸部近傍に生じる明暗むらが軽減される。
【００３９】
また、この発明によれば、凸部近傍の暗部が軽減される。
【００４０】
また、この発明によれば、接続部近傍から生じる輝線が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】 図１に示したサイドライト面光源装置の断面図である。
【図３】 図１に示したサイドライト面光源装置の導光板を出射面側から見た平面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１において一部の面を光拡散領域とした状態を説明するための導光板の斜視図である
【図５】 この発明の実施の形態２によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における粗面の算術平均粗さを説明するための図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における構成を説明するための分解斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態４における構成を説明するための分解斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態４によるサイドライト面光源装置を説明するため出射面側から見た平面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４によるサイドライト面光源装置の効果を説明するための図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４において他の凸部形状を説明するため出射面側から見た平面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６における構成を説明するための分解斜視図および平面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６における効果を説明するための平面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６における構成を説明するための導光板の平面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７における構成を説明するための分解斜視図および平面図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７における効果を説明するための平面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７における構成を説明するための導光板の平面図である。
【図１９】 この発明における他の実施の形態を説明するための導光板の平面図である。
【図２０】 この発明における他の実施の形態を説明するための側面図である。
【図２１】 従来例である面光源装置の構成を説明するための分解斜視図である。
【図２２】 従来例の明暗むらを説明するため出射面側から見た平面図である。
【図２３】 従来例の明暗むらを説明するための図である。
【図２４】 従来例の明暗むらを説明するための図である。
【符号の説明】
１０，１１０ 光源、２０，１２０ リフレクタ、３０，１３０ 導光板、３１，１３１ 入光面、３２，１３２ 出射面、３３，１３３ 側面、３４，３６，１３４ 凸部、３５ 凸部を構成する面、３７，６１，１８１ 凹部、３８，１３８ 反出射面、３９ 反入光面、４０，１４０ プリズムシート、５０，１５０ 反射シート、６０，１８０ フレーム、７０，７１ 光、１６０，１７０ 拡散シート。
【発明の属する技術分野】
この発明は導光板の側面に光源を有し、液晶表示装置のバックライト光源として有用であるばかりでなく、非常誘導灯や広告表示板の光源として有用である、いわゆるサイドライト面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は従来例である面光源装置の構成を説明するための分解斜視図である。光源１１０とリフレクタ１２０を導光板１３０の側方に配し、導光板１３０の出射面１３２側に拡散シート１６０、一定方向に多数のプリズムＰが並設されているプリズムシート１４０、拡散シート１７０、そして反出射面１３８側に反射シート１５０をそれぞれ配置した構成であり、これらの部材はフレーム１８０によって保持されている。光源１１０は蛍光灯が広く用いられている。導光板１３０はアクリル等の樹脂材が用いられ、形状は平板状やくさび形の物が多い。また、導光板１３０の側面１３３にはフレーム１８０との位置合わせのための凸部１３４を設けている。導光板１３０には、光を出射面１３２から均一に出射する手段として、反出射面１３８に白色ドット印刷を行い、ドットの径を変化させることによって均一化する方法が広く用いられている。リフレクタ１２０には銀箔のついた金属板、銀箔のついたＰＥＴシート等が用いられる。反射シート１５０は一般に白色シートが用いられる。プリズムシート１４０には頂角が９０度程度のプリズムＰが広く用いられている。拡散シート１６０、１７０は一般にＰＥＴシートにビーズを塗布した物やＰＣシートにエンボス加工を施した物が使用される。フレーム１８０には、白色または黒色のポリカーボネート等の樹脂材が用いられている。また、フレーム１８０には凸部１３４に対応する凹部１８１を設けており、凸部１３４と凹部１８１をはめあわせることにより、導光板１３０の位置決めおよび保持がなされている。
【０００３】
従来例の各部材の作用は次の通りである。光源１１０から発せられた光は直接、またはリフレクタ１２０を介して、導光板１３０に入光面１３１から入射する。導光板１３０に入射した光は導光板１３０内を全反射を繰り返しながら、伝搬する。その際、光を均一に出射する手段により伝搬光の一部の光は拡散され、出射面１３２の放線となす角が臨界角より小さくなることにより、出射面１３２から出射する。また、伝搬光の一部の光は反出射面１３８から出射されるが、この光は反射シート１５０により反射され、再び導光板１３０内に戻り、その後、出射面１３２から出射される。導光板１３０から出射された光は、拡散シート１６０で拡散された後、プリズムシート１４０に入射する。プリズムシート１４０は反射、屈折を利用することにより、配光特性を調整し、出射する。拡散シート１７０はプリズムシートから出射される光の配光角をなだらかにするために配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では側面に設けた凸部１３４の影響により、明暗むらを生じ、表示品位の低下を招く。すなわち、図２２に示すように導光板１３０内を伝搬する光は側面１３３に到達すると、導光板１３０の内側へと反射されるが、凸部１３４の領域では導光板１３０内を伝搬する光が、より広がった後、凸部１３４を構成する面に到達し、反射する。このため、凸部１３４近傍の出射面１３２に、到達する光量が少ない領域が生じ、ほぼ凸部１３４の幅に対応して暗部Ａが視認される。また、凸部１３４と側面１３３の接続部近傍では、光が特定の方向に強く反射される。入光面１３１に近い側の接続部近傍Ｂでは図示のような曲面形状であるため凸部１３４の方向へ強く反射され、入光面１３１より遠い側の接続部近傍Ｃでは図示のような曲面形状であるため導光板１３０の内側へ強く反射される。このため、その領域Ｃは周辺部と比較して明るく、輝線Ｄとなり、入光面１３１より遠い側の接続部近傍Ｃで、より顕著に出射面１３２内に現れる。さらに、明暗むらは、出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設けた導光板において、より顕著に現れる。すなわち、図２３(ａ)（ｂ）に示すように出射面１３２または反出射面１３８が鏡面または拡散面の場合は、側面１３３または凸部１３４で反射した光の多くが、導光板１３０内を伝搬する光となるが、図２４(ａ)（ｂ）に示すように出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設けている場合は、側面１３３または凸部１３４で反射した光の多くが、プリズムで反射され、近傍の出射面１３２より出射するため、明暗むらが、より顕著になるのである。このため、出射面１３２または反出射面１３８が鏡面または拡散面の場合は、光出射面１３２または反出射面１３８に設けた光を均一にする手段の調整、反射シート１５０の輝線Ｄに対応する部分に光吸収部材を設けること等により、凸部１３４に起因する明暗むらを軽減することが可能であるが、出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設けた導光板１３０では、以上で述べた対策では明暗むらを解決することが困難であり、凸部１３４の無い構造にならざるを得なかった。
【０００５】
この発明はこれらの明暗むらを解決するためになされたものであり、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の構成によるサイドライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めする凸部が設けられ、前記凸部の前記出射面にほぼ直交する面に光拡散領域を設けたものである。
【０００８】
また、この発明の第２の構成によるサイドライト面光源装置は、前記光拡散領域の表面粗さは、算術平均粗さが０．１μ m 以上１．０μ m 以下であるものである。
【００１０】
また、この発明の第３の構成によるサイドライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面の中央部には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めする凸部が設けられ、前記凸部は光拡散領域を具備し、かつ前記凸部の前記出射面にほぼ直交する面のうち、前記入光面に近い側の面が、前記入光面から遠ざかるにつれて突出するよう傾斜面を有するものである。
また、この発明の第４の構成によるサイドライト面光源装置は、前記凸部の傾斜面と、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面とのなす角が約１３５度以上のものである。
【００１１】
また、この発明の第５の構成によるサイドライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、前記導光板には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面にほぼ直交する側面上に凸部を設けており、前記凸部のうち少なくとも一つは、前記凸部と前記側面の接続部のうち、前記入光面より遠い側の接続部に光吸収領域を設けているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。光源１０とリフレクタ２０を導光板３０の側方に配し、導光板３０の出射面３２側にプリズムシート４０、反出射面３８側に反射シート５０を配置した構成であり、フレーム６０によって保持されている。光源１０としては円柱状の蛍光灯が広く用いられ、リフレクタ２０には銀箔または白色シートを表面層とする金属板、銀箔を貼られたPETシート、または白色シート等が用いられる。反射シート５０には銀箔やアルミ箔を貼られたシート、または白色シート等が用いられる。リフレクタ２０および反射シート５０には、反射率が７０％以上、より望ましくは９０％以上のものが適している。導光板３０は楔形状であり、出射面３２は、出射光の分布を調整するために面内において平均粗さの異なる粗面としており、反出射面３８には入光面３１に対して垂直な方向に伸びる頂角が１００度程度のプリズム列Ｐを設けている。導光板３０はアクリル等の透明樹脂、透明樹脂中に光を散乱させる微粒子を混ぜた樹脂等が用いられ、光源１０から遠ざかるにつれて厚さが徐々に薄くなるように構成されている。プリズムシート４０は入光面３１に対して水平方向に伸びる頂角が６５度程度のプリズム列Ｐを設けている。フレーム６０には、白色または黒色のポリカーボネート等の樹脂材が広く用いられている。導光板３０は側面３３に凸部３４を一体形成している。凸部３４は全表面を粗面化することにより、光拡散領域としている。フレーム６０には凸部３４に対応する凹部６１を設けており、凸部３４と凹部６１をはめあわせることにより、導光板３０の位置決めおよび保持がなされている。
【００１３】
光源１０から発せられた光の主な振る舞いについて図２を用いて説明する。なお、図２は、図１に示したサイドライト面光源装置の断面図である。光源１０より発せられた光は、直接またはリフレクタ２０を介し、導光板３０側へ放射される。入光面３１から導光板３０に入射した光７１は図２に示すように、主として出射面３２と反出射面３８の間で全反射を繰り返しながら、反入光面３９方向へ伝搬する。光はその伝搬過程において、出射面３２の法線となす角が、臨界角以下となることにより、出射面３２より出射される。
【００１４】
なお、伝搬光の一部の光（図示せず）は反出射面３８から出射されるが、この光は反射シート５０によって反射され、再び導光板３０内に戻り、その後、出射面３２から出射される。導光板３０から出射した光は、入光面３１に垂直な面内において図２に示すように傾いた光となる。プリズムシート４０は斜め方向から入射した光を入射面と隣り合った面で反射させることにより、配光特性を調整する。
【００１５】
さらに、凸部近傍の明暗むらについて説明する。図３は図１に示したサイドライト面光源装置の導光板３０を出射面３２側から見た平面図である。なお、図中の７０は導光板中を伝搬する光である。凸部３４に到達した光は、主として反射されるが、この際、凸部３４の全表面は光を拡散させる粗面で形成されているため、反射光は拡散光となり、出射面３２から出射する成分の光(すなわち出射面３２ら法線に対し臨界角以下の光)が多くなる。このため、凸部３４近傍の出射面３２から出射する光量が増え、図２２に示した凸部近傍の暗部は軽減される。さらに、図２２に示した凸部３４近傍の輝線は、凸部３４近傍の出射光量が増加するため、その明暗差が軽減し、高品位なサイドライト面光源装置を得ることができる。本実施の形態では光拡散領域を粗面で形成しているため、金型にブラスト加工等を行い、一体成形することにより、ばらつきが少なく、安価に、かつ、大量に生産することが可能である。
【００１６】
なお、本実施の形態では、凸部３４の全表面を光拡散領域としているが、図４に示すように、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面のみを光拡散領域としても良い。この場合、凸部３４に到達した光は、凸部３４を構成する面のうち出射面３２にほぼ平行な面が鏡面であるため、凸部３４を構成する面のうち出射面３２にほぼ平行な面から出射する光量は少なく、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面に到達して散乱した光の多くが出射面３２に到達して出射される。このため、効率よく出射面３２内の輝度むらを軽減できる。なお、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面のみを光拡散領域としても一定の効果は得られるが、この場合は凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面から出射される光が多く、出射面３２内の明暗むらの軽減に寄与する光が少ないため、効率よく出射面３２内の明暗むらを軽減するには、少なくとも凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面の一部に光拡散領域を設けることが望ましい。また、光拡散領域を、塗料を塗布することや、周期性を持つプリズムにより形成してもよく、粗面に限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。側面３３は全面を粗面化することにより光拡散領域を形成している。側面３３は粗面であるため、導光板３０中を伝搬し、側面にて反射される光は拡散光となり、出射面３２から出射する成分の光(すなわち出射面３２の法線に対し臨界角以下の光)が多くなる。このため、側面３３近傍の出射面３２から出射する光量が増える。一方、凸部３４も粗面からなる光拡散領域により形成されているため、凸部３４に到達し、反射される光は拡散光となり、凸部３４近傍の出射面３２から出射する光量が増えている。凸部３４近傍において出射面内に生じる明暗むらは、側面３３および凸部３４で拡散された光が交じり合うため、軽減される。
【００１８】
さらに、側面３３および凸部３４の粗面の算術平均粗さ(Ｒａ：ＪＩＳＢ０６０１−１９９４)と側面３３及び凸部３４近傍の出射面３２から出射する光量には図６に示すような相関関係があり、Ｒａが大きくなるにつれ、出射面３２から出射する光量も多くなる。ここで、凸部３４と側面３３を比較すると、凸部３４領域では側面３３より伝搬光が広がった後、反射される。このため、凸部３４近傍の出射面３２からの出射光量は側面３３近傍の出射面３２からの出射光量に比べ弱くなるが、凸部３４の粗面のＲａを、側面３３の粗面のＲａより大きくすること(例えば、凸部の粗面のＲａを０．１[μm]から１．０[μm]、好ましくは０．３[μm]から０．６[μm]、側面の粗面のＲａを０．０５[μm]から０．５[μm]、好ましくは０．１[μm]から０．３[μm]とする)によって、より明暗むらの少ないサイドライト面光源装置を得ることができる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、凸部３４の全表面を光拡散領域としているが、凸部３４を構成する面のうち、一部だけを光拡散領域としてもよいし、光の拡散程度を凸部３４内で変化させてもよい。
【００２０】
また、本実施の形態では、側面３３全体を光拡散領域としているが、側面のうち、一部だけを光拡散領域としても良いし、光の拡散程度を側面の面内で変化させてもよい。
【００２１】
また、光拡散領域を、塗料を塗布することや、周期性を持つプリズムにより形成してもよく、粗面に限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。出射面３２の凸部３４近傍（図７中にＥで示す領域であり、図２２における領域Ａに対応する）のＲａは領域Ｅ周辺部のＲａより大きくしている。なお、凸部３４および側面３３は粗面化している。
凸部３４を粗面としていることにより、実施の形態１で示したように凸部３４に到達した光は拡散反射し、凸部３４に起因する輝線（図２２における輝線Ｄ）は軽減され、かつ、領域Ｅに到達する光量が増加する。ここで領域ＥのＲａを領域Ｅ周辺部のＲａより大きくしているため、領域Ｅに到達した光がその近傍で出射する割合は周辺部に到達した光がその近傍で出射する割合より高くなり、凸部３４に起因する暗部が軽減され、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることができる。
なお、凸部３４が鏡面より構成される場合においては、凸部３４での反射は正反射となるため領域Ｅに到達する光が少なく、凸部３４近傍の暗部を解消するには領域ＥのＲａを極端に大きくする必要があり、結果として領域Ｅを超えて反入光面３９側へ伝搬する光が減少し、図７における領域Ｆが暗部となり、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることが困難である。
なお、本実施の形態では出射面３２の凸部３４近傍のＲａを周辺部のＲａより大きくすることにより光拡散性の高い領域を設けているが、塗料を塗布することや、周期性を持つプリズムにより形成してもよく、粗面による調整に限定されるものではない。
また、本実施の形態では出射面３２の凸部３４近傍に光拡散性の高い領域を設けているが、反出射面３８の凸部３４近傍に光拡散性の高い領域を設けてもよく、さらには出射面３２と反出射面３８の両面の凸部近傍に光拡散性の高い領域を設けてもよい。
【００２３】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。側面３３に設けられた凸部３４は、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面（すなわち凸部を構成する面３５）が、入光面３１から遠ざかるにつれて、側面３３に対し遠ざかる方向に傾いている。なお、凸部３４および側面３３は粗面化することにより光拡散領域としている。図９は凸部３４近傍を出射面３２側から見た平面図である。凸部３４領域では側面３３より伝搬光が広がった後、反射される。このため、凸部３４近傍の出射面３２からの出射光量は側面３３近傍の出射面３２からの出射光量に比べ弱くなる。しかし、凸部３４を構成する面３５が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾いているため、傾いている面３５から反射される光が図２２に示された暗部Ａ内に到達する。このため、暗部Ａから出射される光量が増し明暗むらは視認されにくくなり、高品位なサイドライト面光源装置を得ることができる。
【００２４】
なお、明暗むらの視認性を、より効果的に低下させるには図９におけるθ１を出来るだけ大きくとる必要がある。導光板３０に広く用いられる樹脂の屈折率は１．４から１．６程度であるから、図１０に示すように、導光板３０内の光はスネルの法則に従い、入光面３１の法線に対し左右への広がり角をθＡ、θＢとして、おおよそ４５度以内の広がりを持つ光となる。よって、θ１を約１３５度以上とすると、凸部３４を構成する面３５によって反射する光が増え、より効果的に凸部３４近傍の暗部Ａへの光の反射が行われ、明暗むらが軽減される。
【００２５】
なお、凸部３４近傍を出射面３２側から見た形状は、図９に示した形状に限定されるものではなく、図１１(a)に示すように他の面も傾いていてもよく、また、(b)に示すように凸部３４を構成する面３５が曲面から形成されていても良い。さらに、凸部３４および側面３３は粗面でなく鏡面で構成してもよい。
【００２６】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材には対応する符号を付し、重複した説明は省略する。凸部３４と側面３３の接続部のうち、入光面３１より遠い側の接続部を、灰色に着色することにより光吸収領域としている。凸部３４と側面３３の接続部近傍では光が特定の方向に反射され、出射面３２内の特定の領域で出射されるため、その領域は周辺部と比較して明るい輝線として視認されてしまう。また、この輝線は入光面３１より遠い側の接続部近傍で、より顕著に現れる。しかし、拡大して示す凸部３４と側面３３の接続部のうち、入光面３１より遠い側の接続部Ｅを着色することにより、この接続部Ｅに到達した光の一部は吸収される。このため、輝線となる領域の光量は低下し、明暗むらを軽減することができる。
【００２７】
なお、着色する色は白色や黒色でもよく、灰色に限定されるものではない。また、光吸収領域は光を吸収する部材を接続部に貼り付けること、あるいは、インサート成形等で光吸収部材を接続部に埋め込むこと等により形成してもよい。また、凸部３４と側面３３の接続部のうち、入光面３１より遠い側の接続部のみではなく、他の接続部にも光吸収領域を設けてもよい。
【００２８】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６によるサイドライト面光源装置を説明するための図であり、（ａ）は分解斜視図を示し、（ｂ）は光源１０と導光板３０および凸部３４の位置関係を示す図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。光源１０の有効発光領域（光が放射される領域）は入光面３１の長さに比べて短かく、入光面３１と側面３３の接続部から光源１０の有効発光領域までの距離をＬ１、入光面３１と側面３３の接続部から凸部３４までの距離をＬ２、導光板３０の屈折率をｎとしたとき、式（１）の関係を満たしている。
Ｌ１≧Ｌ２×Ｔａｎ（Ｓｉｎ-1（１／ｎ））・・・（１）
図１４は凸部３４近傍を出射面側から見た平面図であり、（ａ）は式１の関係を満たしている場合であり、（ｂ）は式１の関係を満たさず、次の式２の関係を満たしている場合である。
Ｌ１≦Ｌ２×Ｔａｎ（Ｓｉｎ-1（１／ｎ））・・・（２）
入光面３１から入射した光はスネルの法則に従い、θ１≦Ｓｉｎ-1（１／ｎ）の範囲で広がりをもつ光となる。よって、図１４の（ｂ）においては入光面３１から耳部３４にかけて明暗の縞が現れるが、図１４の（ａ）においては入光面３１から耳部３４にかけては暗部に統一される。このため、図１４の（ａ）においては、図１４（ｂ）に出現する視認されやすい明暗の縞が軽減され、表示品位の高いサイドライト面光源装置を得ることができる。図１４においてＢは暗部を示す。
さらに、図１４の（ａ）において、凸部３４に光拡散領域を設けること、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾けること等により暗部に到達する光を増加させることによる、表示品位の向上が容易となる。
また、図１５に示す導光板３０の平面図のように、図１４の（ａ）における暗部に対応する領域、すなわち凸部３４近傍の出射面３２または反出射面３８に周辺部に比べ光拡散性の高い領域を設けること（図１５においては、凸部３４近傍を周辺部よりＲａの大きな粗面としている）により、暗部から出射する光量を増加でき、明暗むらは軽減し、凸部３４に光拡散領域を設けること、あるいは凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾けることと同等以上の表示品位を得ることができる。
以上のように、導光板３０または凸部３４の形状または表面状態を実施の形態１から実施の形態４に示した形状または表面状態とすることにより、効果的に明暗むらを軽減することができ、特に実施の形態３で示した凸部３４近傍の出射面３２または反出射面３８に周辺部に比べ光拡散性の高い領域を設けることにより、極めて良好な表示品位を得ることができる。
なお、凸部３４と側面３３の接続部のうち入光面３１から遠い側の接続部と入光面３１までの距離をＬ３としたとき、
Ｌ１≧Ｌ３×Ｔａｎ（Ｓｉｎ-1（１／ｎ））・・・(３)
式(３)を満たす位置に凸部３４を形成することにより、接続部へ到達する光は大幅に軽減し、より明暗の縞が軽減される。したがって、式(３)を満たす位置に凸部３４を形成することがより好ましい。なお、上記実施の形態における導光板または凸部の形状または表面状態を、請求項１から請求項９の形状または表面状態としてもよい。
【００２９】
実施の形態７．
図１６はこの発明の実施の形態７によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付し、重複した説明は省略する。凸部３６の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面は、反入光面３９と連続した面となっている。
図１７は凸部３６近傍の拡大図である。凸部３６の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成する面が、反入光面３９と連続しているため、図２２に示す凸部１３４と側面１３３の接続部Ｃに対応する接続部は存在せず、接続部Ｃより生じる輝線は発生しない。このため視認されやすい明暗の縞は軽減される。
さらに、図１８に示す導光板３０の平面図ように凸部３６に光拡散領域を設けること、出射面３２または反出射面３８の凸部３６近傍に周辺部に比べ光拡散性の高い領域を設けること、さらには凸部３６の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１に近い側の面が、入光面３１から遠ざかるにつれて側面３３に対し遠ざかる方向に傾けること等により暗部Ｂに到達する光を増加させることによる、表示品位の向上が容易となる。
以上のように、導光板３０または凸部３６の形状または表面状態を実施の形態１から実施の形態４に示した形状または表面状態とすることにより、効果的に明暗むらを軽減することができ、良好な表示品位を得ることができる。なお、この実施の形態における導光板または凸部の形状または表面状態を請求項１から請求項９に記載の形状または表面状態としてもよい。
【００３０】
他の実施の形態．
実施の形態１から７において、側面３３と凸部３４とは曲面で接続した構造であるが、これに限らず凸部３４の各面が曲面で接続されていてもよい。
【００３１】
また、実施の形態１から７において、凸部３４は側面上に複数個設けられてもよく、かつ、その形状および表面状態は、各凸部において同一である必要はない。
また、実施の形態１から７において、導光板３０の保持、位置決めのため側面３３上に凸部３４を設けているが、導光板３０が図１９に示す形状等で、凹部３７により位置決め、保持がなされている場合においても突出する範囲を凸部と捕らえ同様な効果を得ることができ、保持、位置決めの形状は凸部に限定されるものではない。
【００３２】
また、実施の形態１から７において、導光板３０の形状を楔型としているが、平板形状等でもよく、楔型に限定されるものではない。
【００３３】
また、実施の形態１から７において、凸部３４を構成する面のうち、導光板３０の出射面３２および反出射面３８にほぼ平行な面は、それぞれ出射面３２および反出射面３８と連続してなる面としているが、図２０(ａ)(ｂ)(ｃ)に導光板側面図として示すように、出射面３２および反出射面３８と異なる面で形成されていてもよい。
【００３４】
また、実施の形態１から７において、光源は１灯としているが、これに限定されるものではない。さらに、反入光面３９側や側面３３側にも光源を配置してもよい。
【００３５】
また、実施の形態１から７において、導光板３０の出射面３２を粗面、反出射面３８をプリズム面としているが、出射面３２をプリズム面、反出射面３８を粗面としてもよく、あるいは両面ともにプリズムを形成したり、両面とも粗面や鏡面としてもよく、また、片面のみをプリズム面や粗面としてもよく、出射面３２や反出射面３８を限定するものではない。
【００３６】
また、実施の形態１から７において、プリズムシート４０は導光板３０に近い側の面にプリズム列を設けているが、導光板３０に遠い側の面にプリズム列を設けてもよい。
【００３７】
また、実施の形態１から７において、導光板３０の出射面３２側にプリズムシート４０のみを配置しているが、導光板３０とプリズムシート４０の間、または、プリズムシート４０上にプリズムシートや拡散シート等を配置してもよいし、プリズムシート４０の変わりに拡散シートを配置してもよいし、または何も配置しなくてもよく、導光板上に配置されるシートを限定するものではない。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、凸部近傍に生じる明暗むらが軽減される。
【００３９】
また、この発明によれば、凸部近傍の暗部が軽減される。
【００４０】
また、この発明によれば、接続部近傍から生じる輝線が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】 図１に示したサイドライト面光源装置の断面図である。
【図３】 図１に示したサイドライト面光源装置の導光板を出射面側から見た平面図である。
【図４】 この発明の実施の形態１において一部の面を光拡散領域とした状態を説明するための導光板の斜視図である
【図５】 この発明の実施の形態２によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における粗面の算術平均粗さを説明するための図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における構成を説明するための分解斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態４における構成を説明するための分解斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態４によるサイドライト面光源装置を説明するため出射面側から見た平面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４によるサイドライト面光源装置の効果を説明するための図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４において他の凸部形状を説明するため出射面側から見た平面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５によるサイドライト面光源装置を説明するための分解斜視図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６における構成を説明するための分解斜視図および平面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６における効果を説明するための平面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６における構成を説明するための導光板の平面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７における構成を説明するための分解斜視図および平面図である。
【図１７】 この発明の実施の形態７における効果を説明するための平面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態７における構成を説明するための導光板の平面図である。
【図１９】 この発明における他の実施の形態を説明するための導光板の平面図である。
【図２０】 この発明における他の実施の形態を説明するための側面図である。
【図２１】 従来例である面光源装置の構成を説明するための分解斜視図である。
【図２２】 従来例の明暗むらを説明するため出射面側から見た平面図である。
【図２３】 従来例の明暗むらを説明するための図である。
【図２４】 従来例の明暗むらを説明するための図である。
【符号の説明】
１０，１１０ 光源、２０，１２０ リフレクタ、３０，１３０ 導光板、３１，１３１ 入光面、３２，１３２ 出射面、３３，１３３ 側面、３４，３６，１３４ 凸部、３５ 凸部を構成する面、３７，６１，１８１ 凹部、３８，１３８ 反出射面、３９ 反入光面、４０，１４０ プリズムシート、５０，１５０ 反射シート、６０，１８０ フレーム、７０，７１ 光、１６０，１７０ 拡散シート。
Claims (5)
- 少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、
前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めする凸部が設けられ、
前記凸部の前記出射面にほぼ直交する面に光拡散領域を設けたことを特徴とするサイドライト面光源装置。 - 前記光拡散領域の表面粗さは、算術平均粗さが０．１μ m 以上１．０μ m 以下であることを特徴とする請求項１に記載のサイドライト面光源装置。
- 少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、
前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面の中央部には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めする凸部が設けられ、
前記凸部は光拡散領域を具備し、かつ
前記凸部の前記出射面にほぼ直交する面のうち、前記入光面に近い側の面が、前記入光面から遠ざかるにつれて突出するよう傾斜面を有することを特徴とするサイドライト面光源装置。 - 前記凸部の傾斜面と、前記入光面および前記出射面にほぼ直交する面とのなす角が約１３５度以上であることを特徴とする請求項３記載のサイドライト面光源装置。
- 少なくとも光源と導光板より構成され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライト面光源装置において、
前記導光板には、フレームまたは筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面にほぼ直交する側面上に凸部を設けており、前記凸部のうち少なくとも一つは、前記凸部と前記側面の接続部のうち、前記入光面より遠い側の接続部に光吸収領域を設けたことを特徴とするサイドライト面光源装置。
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