JP4992721B2 - 面発光装置及び液晶表示装置 - Google Patents

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及びこれを備えた液晶表示装置に関する。

従来、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・薄型化の要請から、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１３は従来の直下型バックライト装置１の概略構成を示す斜視図である。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の拡散板４及び拡散シート５とを有している。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向面を形成している。

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１４（Ａ）に示したように光源２の直上位置で高く、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１４（Ｂ）に示したように、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１４（Ｂ）の例では、図１４（Ａ）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１４（Ｂ）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、プリズムシートがない場合（図１４（Ａ））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では、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。

ここで、図１５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、再びプリズムシート６への入射光として利用される。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。

すなわち、従来の光源イメージ分割シート６を用いたバックライト装置１においては、主要な光源イメージを２つにしか分割することができず、輝度の均一化を図るには不十分であった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、主要な光源イメージの分割数を増加させて輝度分布の均一性を高めることができる面発光装置及びこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。

本発明の第１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複数の光源と、拡散性シートと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る。本発明の第１の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを背面側から照明する第１の面発光装置とを備える。第１の面発光装置において、光源イメージ分割シートは、その表面および裏面の少なくとも一方に線状又は錐体状の複数の突起を有するとともに、隣接する突起の間にはシート面に平行な平坦部を有する。ここで、突起は、複数の面を有する多角柱状あるいは多角錐状であり、突起の各面および平坦部を構成する面の、突起の配列方向における長さが等しい。

また、本発明の第２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複数の光源と、拡散性シートと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る。本発明の第２の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを背面側から照明する第２の面発光装置とを備える。第２の面発光装置において、光源イメージ分割シートは、その表面および裏面の少なくとも一方に線状又は錐体状の複数の突起を有するとともに、当該突起の一部にはシート面に平行な平坦部を有する。ここで、突起は、複数の面を有する多角柱状あるいは多角錐状であり、平坦部を含む突起の各面の、突起の配列方向における長さが等しい。

本発明では、光源イメージ分割シート上の隣接する線状又は錐体状の突起の間、又は当該突起の一部に、シート面に平行な平坦部を設けることによって、突起による光源イメージの分割数に加えて、平坦部を透過する光源イメージを出現させることで、光源イメージを増加させて輝度均一性の向上を図っている。従って、当該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。

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各々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上に形成される突起は、例えば、断面三角形状のプリズムで構成することができる。プリズムの底角あるいは頂角、ピッチ、高さ等は問われない。突起はプリズム形状以外に、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。突起は、線状（例えばプリズム状、シリンドリカルレンズ状）及び錐体状（例えば円錐体、角錐体）の何れでもよい。また、突起の一部に形成される平坦部は、例えば突起の頂部に形成されたり突起の斜面部に形成されていてもよい。

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。

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。

本発明の第１および第２の面発光装置ならびに第１および第２の表示装置によれば、光源イメージ分割シート上の隣接する線状又は錐体状の突起の間および当該突起の一部の少なくとも一方に、シート面に平行な平坦部を設けたので、突起による光源イメージの分割数に加えて、平坦部を透過する光源イメージを出現させることができ、光源イメージを増加させて、面発光装置における輝度均一性の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示した面発光装置の（Ａ）側断面図、（Ｂ）プリズムシートの断面図である。 図１に示した面発光装置のプリズムシートと線状光源との関係を示す光路図である。 （Ａ）は図１に示したプリズムシートを介してみた光源イメージの写真であり、（Ｂ）は従来のプリズムシートを介してみた光源イメージの写真である。 図１に示したプリズムシートの他の構成例を示す断面図である。 図１に示したプリズムシートの他の構成例を示す断面図である。 図１に示したプリズムシートの形成方法を説明する断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 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。 本実施例に係る面発光装置のプリズムシートの断面図であり、（Ａ）は実施例２について示し、（Ｂ）は実施例３について示す。 本発明の実施例２および比較例３，４の輝度均一化試験の測定結果である。 本発明の実施例３および比較例３，４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ための図であり、（Ａ）は従来の拡散板を用いた例を示し、（Ｂ）は従来のプリズムシートを用いた例を示す。 従来のプリズムシートと線状光源との関係を示す光路図である。

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。図２（Ａ）は、図１に示した面発光装置１０のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面図であり、図２（Ｂ）は、プリズムシート１６の断面図である。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の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。

プリズムシート１６は、図２（Ａ）に示したように、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、断面三角形状の線状突起（プリズム）１６ａが平坦部１６ｄを挟んでシート表面に連続的に配置されている。以下、これらの線状突起１６ａの配列方向、すなわち線状突起１６ａの稜線方向に直交する方向（図２（Ａ）において左右方向）を、突起配列方向という。この例では、プリズムシート１６をその線状突起１６ａの稜線１６ｂの方向が線状光源１２の延在方向と平行となるように配置されているが、各々の方向を一定の角度（例えば４５°）で交差させるように配置しても構わない。

本実施の形態では、プリズムシート１６において、突起１６ａを形成する各斜面の突起配列方向成分の長さと、平坦部１６ｄを形成する面の突起配列方向における長さとが、等しくなっていることが好ましい。すなわち、図２（Ｂ）に示したように、突起１６ａが形成する２つの斜面Ｓ１，Ｓ２と、平坦部１６ｄが形成する面Ｓ３との３つの面で、突起配列方向における長さＤ１，Ｄ２，Ｄ３が等しくなっている。なお、突起１６ａの各斜面および平坦部１６ｄを形成する面の突起配列方向における長さは、完全に同一であることが好ましいが、その場合と同等の効果を奏するものであれば、完全に同一でなくてもよいものとする。

このようなプリズムシート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７（Ａ）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７（Ｂ）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。

図３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の間にシート面に平行な平坦部１６ｄを設けることで、光源１２からプリズムシート１６の法線方向に入射する光Ｌ１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。また、線状突起１６ａは、光源１２から一定の角度で入射する光を正面方向に立ち上げて光源イメージＬＡを２つに分割する本来の機能を果たす。

従って、平坦部１６ｄ付きのプリズムシート１６を用いることによって、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、全体として主要な光源イメージを３つに分割することが可能となる。よって、本実施の形態によれば、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可能となり、輝度分布の均一性を高めることが可能となる。

また、輝度分布の均一化を図るためには、光源イメージを分割することに加え、分割された各光源イメージの輝度が同等であることが有効である。ここで、一つの光源イメージの輝度は、その光源イメージを出現させる面の突起配列方向の長さに比例する。すなわち、突起配列方向の長さが長い程、各面に対して入射する光量が増大し、その光源イメージの輝度は大きくなる。従って、突起１６ａおよび平坦部１６ｄがつくる３つの面で、突起配列方向における長さを等しくした場合には、各面で立ち上げられてプリズムシート１６の上方に出射する光の光量が均等となり、３つに分割される光源イメージの輝度が等しくなるため、より効果的に均一性を高めることができる。

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る。これにより、輝度の向上を図ることができると共に、装置全体の厚みも薄くすることができる。また、光源間隔を拡げて光源数を減らすことが可能となるため、省電力化やコストダウンに有効である。

図４は（Ａ）従来のプリズムシート６と（Ｂ）本実施の形態のプリズムシート１６を透過する照射光束の光源イメージ写真である。平坦部１６ｄを設けることにより、平坦部がない場合に比べて光源イメージの像間距離を短くすることができる。これにより、光源イメージの最適化が容易となり、輝度の均一化が図りやすくなる。

プリズムシート１６の線状突起１６ａは、例えば図５及び図６の各図に示したような形状を使用することができる。図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は線状突起間に平坦部１６ｄが設けられた例を示し、図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、線状突起の一部、具体的には頂部に平坦部１６ｄを設けた例を示している。但し、図６（Ｃ）では、線状突起間および線状突起の頂部の両方に平坦部１６ｄが設けられている。

図５（Ａ）に示す線状突起１６ａ１は、本実施の形態における線状突起１６ａに相当するプリズム形状の例を示している。また、図５（Ｂ）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。図５（Ｃ）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５（Ｄ）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。

このように、線状突起１６ａどうしの間に平坦部１６ｄが設けられていることにより、プリズムシート１６に線状突起１６ａを成型する際の精度が向上する。通常、プリズムシート１６は、突起形状が彫刻された原盤を用いて、エンボス法等により突起形状を転写することにより形成されるが、突起１６ａどうしの間に全く間隔（平坦な部分）がない場合、原盤としては、先端の尖った凸部を複数有することとなる。このような原盤では、凸部の先端が加工の途中で折れたり歪んだりし易く、所望の突起形状を成型することは容易ではない。従って、線状突起１６ａの底角が４５°以上９０°未満の場合、特に９０°に近くなればなる程、線状突起１６ａどうしの間に平坦部１６ｄが設けられることが有効である。

図６（Ａ）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ており、図６（Ｂ）は、断面曲面形状の線状突起１６ａ６の頂部に平坦部１６ｄを形成した例を示している。また、図６（Ｃ）は、頂部に平坦部１６ｄ１を有するプリズム１６ａ７の間に更に平坦部１６ｄ２を設けた例を示している。また、図６（Ｄ）は、互いに底角の異なる２種類の断面台形状の線状突起１６ａ８，１６ａ９を設けた例を示している。線状突起１６ａ８，１６ａ９は、それぞれ断面が台形状であるため、その上底面（頂部）が平坦部１６ｄとなっている。また、図６（Ｅ）は、断面台形状を有する線状突起１６ａ１０と、断面が対称５角形となる線状突起１６ａ１１とを設けた例を示している。線状突起１６ａ１０の上底面（頂部）が平坦部１６ｄとなっている。

このように、線状突起１６ａの頂部に平坦部１６ｄが設けられていることにより、プリズムシート１６に線状突起１６ａを成型する際の精度が向上する。通常、プリズムシート１６は、突起形状が彫刻された原盤に樹脂等を充填して固め、この形状を転写することにより形成されるが、線状突起１６ａの頂部が尖った形状を有している場合、原盤としては、底の部分が狭小な凹部を有することとなる。このような原盤では、原盤の凹部の最も底の部分まで、樹脂が充填しきれないことがあり、所望の突起形状を成型することは容易ではない。従って、線状突起１６ａの頂部を形成する斜面が、シートの面内方向に対する角度が４５°以上９０°未満の場合、特に９０°に近くなればなる程、線状突起１６ａの頂部に平坦部１６ｄが設けられることが有効である。

中でも、図６（Ｃ）に示した断面形状は、線状突起１６ａどうしの間と、線状突起１６ａの頂部との両方に平坦部１６ｄ１，１６ｄ２が設けられているため、原盤の凸部の形状を精度よく保持すると共に、原盤の凹部には隙間なく樹脂が充填されるため、プリズムシート１６における突起形状の転写性が効果的に向上する。

また、図６（Ｄ）および図６（Ｅ）は、周期的に、互いに異なる形状のプリズムどうしが交互に配列したものであるが、一つの周期Ｐにおいて、線状突起１６ａの各面および平坦部１６ｄにより構成される面は、図６（Ｄ）で計５つ、図６（Ｅ）で計７つとなる。これらの場合、プリズムシート１６の上方に出現する光源イメージの数は、図６（Ｄ）で５つ、図６（Ｅ）で７つとなる。また、図５（Ｂ）は、５角形状を有する互いに同一の形状を有する線状突起１６ａが、平坦部１６ｄを介して、連続的に配列したものであるが、線状突起１６ａの４つの斜面および平坦部１６ｄにより構成される面は計５つである。このため、光源イメージの数は５つとなる。従って、光源イメージの分割数は、線状突起１６ａの形状や組み合わせにより決定され、上述した例に限定される訳ではない。

さらに、図６（Ａ）、図６（Ｄ）および図６（Ｅ）では、突起１６ａの各斜面、および平坦部１６ｄによって構成される面の、突起配列方向成分の長さが、等しくなっている。これにより、各面から出射される光の光量が等しくなり、より効果的に均一性を確保することができる。

ここで、図６（Ｄ）では、一つの周期Ｐ内に、複数の平坦部（１６ｄ１，１６ｄ２）を有している。このような場合、周期Ｐにおいて、平坦部１６ｄ１と平坦部１６ｄ２とを一つの平坦面とみなし、平坦部１６ｄ１，１６ｄ２の突起配列方向における各長さの合計が、突起１６ａの各斜面の突起配列方向成分の長さと等しくなるようにする。従って、平坦部１６ｄ１と平坦部１６ｄ２どうしの長さが互いに等しくなくても、その合計の長さが他の斜面の長さと等しくなるように設定されていればよい。

なお、図５及び図６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、例えば、錐体状であってもよい。錐体状の突起を用いる場合には、プリズムシート１６上に、例えばマトリクス状に突起を配置することができる。この際、プリズムシート１６面内における一の方向を突起配列方向として、各面の長さ成分が等しくなるようにすることが好ましい。また、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、高さ等が異なる複数種の突起が同一面上に形成されていてもよい。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。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態による面発光装置２０の概略構成を示す斜視図である。なお、図８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２０は、点状光源２２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２２が、各々複数列に点在配置されている。

プリズムシート１６は上述の第１の実施の形態と同様の構成を有しており、そのプリズム形状の線状突起１６ａの稜線１６ｂの方向が、点状光源２２の配列方向と平行に配置されている。なお、この例に限らず、プリズムシート１６の稜線方向を点状光源２２の配列方向に対して一定の角度（例えば４５°）交差するように配置してもよい。

点状光源２２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。

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、断面三角形状のプリズム状の線状突起１６ａの間にシート面に平行な平坦部１６ｄを設けることで、点状光源２２からプリズムシート１６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を出現させる。また、線状突起１６ａは、点状光源２２から一定の角度で入射する光を正面方向に立ち上げて光源イメージを２つに分割する本来の機能を果たす。

従って、平坦部１６ｄ付きのプリズムシート１６を用いることによって、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が加わることになり、全体として主要な光源イメージを３つに分割することが可能となる。よって、本実施の形態によれば、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可能となり、輝度分布の均一性を高めることが可能となる。

（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９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：平坦部１６ｄ：形成幅１５μｍ
線状突起１６ａ：底辺５０μｍ、頂角９０°のプリズム
・線状光源１２からプリズムシート１６までの距離：７ｍｍ
・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、その表面に、横断面形状の頂角が９０°、底辺が５０μｍ、高さが２５μｍである直角二等辺三角形と幅が１５μｍの平坦部とを交互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、厚みが２００μｍの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のプリズムシート１６を設けずに、同様の輝度の均一性試験を行った。その結果を図９に示す。

（比較例２）
実施例１のプリズムシート１６の代わりに、平坦部が設けられていない従来のプリズムシート６を設置して同様の輝度の均一性試験を行った。その結果を図９に示す。なお、プリズムシート６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、その表面に、横断面形状の頂角が９０°、底辺が５０μｍ、高さが２５μｍである直角二等辺三角形が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、厚みが２００μｍの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。

図９の結果より、本発明を用いた実施例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）
プリズムシート１６の代わりに、次の条件で図１０（Ａ）に示したプリズムシート２６を用いたこと以外は、実施例１と同様にして輝度の均一性を試験し、得られた結果を図１１に示す。なお、このプリズムシート２６の断面形状は、図６（Ｄ）に示した形状に対応している。また、図中、突起の幅等、寸法を示す数字の単位はμｍである。
・拡散性シート１４ ：Ｄ１４１Ｚ（ツジデン（株）製）
・プリズムシート２６：等脚台形の断面形状を有する２種類の突起２６ａ８，２６ａ９
・線状光源１２からプリズムシート１６までの距離：１５．５ｍｍ
・線状光源１２間距離：３３ｍｍ

プリズムシート２６は、以下の方法で作成した。
熱プレス用の金属製エンボスを原盤として、その表面に、横断面形状の底角が６０°、上辺が２０μｍ、下辺が１００μｍの台形（２６ａ８）と、横断面形状の底角が４０°、上辺が２０μｍ、下辺が１００μｍの台形（２６ａ９）とを交互に連続して彫刻されたものを用いた。また、一つの周期Ｐにおいて、突起２６ａ８，２６ａ９を形成する斜面、および平坦部２６ｄ１，２６ｄ２によって構成される平坦面（２６ｄ１＋２６ｄ２）の計５つの面の突起配列方向成分の長さが等しくなっている。具体的には、各長さが４０μｍとなっている。熱可塑性樹脂および熱プレス条件は実施例１と同様とした。

（実施例３）
プリズムシート２６の代わりに、図１０（Ｂ）に示したプリズムシート３６を用いたこと以外は、実施例２と同様にして輝度の均一性を試験し、得られた結果を図１２に示す。なお、このプリズムシート３６の断面形状は、図６（Ｅ）に示した形状に対応している。

プリズムシート３６は、以下の方法で作成した。
熱プレス用の金属製エンボスを原盤として、その表面に、横断面形状の底角が４３°、上辺が２５μｍ、下辺が７５μｍの台形（３６ａ１０）と、横断面形状の底角が５４．３°、水平との角が２５°、底辺が１００μｍの対称５角形（３６ａ１１）とを、交互に連続して彫刻されたものを用いた。また、一つの周期Ｐにおいて、突起３６ａ１０，３６ａ１１を形成する斜面、および突起３６ａ１０頂部の平坦部３６ｄにより構成される平坦面の計７つの面の突起配列方向成分の長さが等しくなっている。具体的には、各長さが２５μｍとなっている。

（比較例３）
プリズムシート２６を備えていないこと以外は、実施例２と同様の条件で輝度の均一性を試験し、得られた結果を図１１および図１２に示す。

（比較例４）
プリズムシート２６の代わりに、平坦部の設けられていない従来のプリズムシート６を備えたこと以外は、実施例２と同様の条件で輝度の均一性を試験し、得られた結果を図１１および図１２に示す。

図１１および図１２の結果より、プリズムシートを用いない比較例３では輝度ムラが大きく、平坦部のない従来のプリズムシートを用いた比較例４でも、比較例３よりは良好なものの、輝度ムラが存在した。これに対して、異なる種類の多角形どうしと平坦部とを組み合わせて設けた実施例２および実施例３ではムラのない良好な輝度分布が得られた。

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、当該突起の形状を円錐体や角錐体（三角錐、四角錐等）の錐体状に構成してもよい。この場合も、当該錐体状の突起の間又はその一部に上述したような平坦部１６ｄを設けることで、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において、線状突起１６ａ及び平坦部１６ｂ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１０，２０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。

Claims (10)

1. 出光面を形成する拡散性シートと、
   前記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複数の光源と、
   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、
   前記光源イメージ分割シートは、その表面および裏面の少なくとも一方に線状又は錐体状の複数の突起を有するとともに、隣接する突起同士の間に、シート面に平行な平坦部を有し、
   前記突起が複数の面を有する多角柱状あるいは多角錐状であり、
   前記突起の各面および前記平坦部を構成する面の、前記突起の配列方向における長さが等しい
   面発光装置。
2. 前記突起は、その頂部に、平坦部を有する
   請求項１記載の面発光装置。
3. 前記突起は、断面三角形のプリズム形状である
   請求項１に記載の面発光装置。
4. 前記突起は、レンズ形状である
   請求項１に記載の面発光装置。
5. 前記光源は線状光源である
   請求項１に記載の面発光装置。
6. 前記光源は点状光源である
   請求項１に記載の面発光装置。
7. 出光面を形成する拡散性シートと、
   前記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複数の光源と、
   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、
   前記光源イメージ分割シートは、その表面および裏面の少なくとも一方に線状又は錐体状の複数の突起を有するとともに、当該突起の一部にはシート面に平行な平坦部を有し、
   前記突起が複数の面を有する多角柱状あるいは多角錐状であり、
   前記平坦部を含む前記突起の各面の、前記突起の配列方向における長さが等しい
   面発光装置。
8. 前記平坦部は前記突起の頂部に形成されている
   請求項７に記載の面発光装置。
9. 液晶表示パネルと、
   前記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、
   前記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複数の光源と、
   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
   を有し、
   前記光源イメージ分割シートは、その表面および裏面の少なくとも一方に線状又は錐体状の複数の突起を有するとともに、隣接する突起同士の間に、シート面に平行な平坦部を有し、
   前記突起が複数の面を有する多角柱状あるいは多角錐状であり、
   前記突起の各面および前記平坦部を構成する面の、前記突起の配列方向における長さが等しい
   液晶表示装置。
10. 液晶表示パネルと、
    前記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、
    前記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複数の光源と、
    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
    を有し、
    前記光源イメージ分割シートは、その表面および裏面の少なくとも一方に線状又は錐体状の複数の突起を有するとともに、当該突起の一部にはシート面に平行な平坦部を有し、
    前記突起が複数の面を有する多角柱状あるいは多角錐状であり、
    前記平坦部を含む前記突起の各面の、前記突起の配列方向における長さが等しい
    液晶表示装置。

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