WO2022190602A1 - 照明装置 - Google Patents

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WO2022190602A1
WO2022190602A1 PCT/JP2022/000194 JP2022000194W WO2022190602A1 WO 2022190602 A1 WO2022190602 A1 WO 2022190602A1 JP 2022000194 W JP2022000194 W JP 2022000194W WO 2022190602 A1 WO2022190602 A1 WO 2022190602A1
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WO
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guide plate
light guide
light
prism
sheet
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PCT/JP2022/000194
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French (fr)
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真文 岡田
誠 長谷川
延幸 鈴木
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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Publication date
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Definitions

  • the present invention relates to a thin lighting device with a small light distribution angle.
  • Patent Document 1 describes a configuration in which a lens or a reflector for changing the light distribution angle of emitted light is arranged above a direct light source, and a refracting means for changing the direction of light is arranged thereon. It is described that a lens, a prism, a liquid lens, a liquid crystal lens, or the like is used as these refracting means.
  • Patent Document 2 describes a configuration in which a liquid crystal lens is used in various optical devices as means for shaping emitted light or as means for changing the direction of emitted light.
  • a lighting device for example, when it is intended to be used as a spotlight, light with high directivity, that is, a lighting device with a small light distribution angle is required.
  • a lighting device has used a configuration in which a parabolic mirror is used to form parallel light.
  • a light source requires depth, and it is difficult to reduce the size or thickness of the light source itself.
  • a thin lighting device when using a thin lighting device, it is difficult to reduce the light distribution angle.
  • a thin lighting device there is a method in which LEDs as light sources are arranged on the side surfaces of a light guide plate and a prism sheet is arranged on the main surface of the light guide plate to control the direction of light.
  • this method has the problem that the illumination light glare associated with the total reflection of the light in the prism.
  • foreign matter if foreign matter is present on the main surface or the like of the light guide plate, there is a problem that the foreign matter is conspicuous as a defect.
  • An object of the present invention is to realize a lighting device that is thin, has a small light distribution angle, is free from glare, and has less conspicuous defects in emitted light.
  • the present invention solves the above problems, and the main specific means are as follows.
  • a lighting device comprising a light guide plate, a plurality of LEDs, a prism sheet arranged on the upper surface side of the light guide plate, and a reflective sheet arranged on the lower surface side of the light guide plate, wherein the plurality of LEDs
  • the first prism array of the prism sheet is formed on the side surface corresponding to the first side of the light guide plate and arranged in the first direction along the first side, and the first prism array of the prism sheet is formed on the surface facing the light guide plate,
  • the prisms of the first prism array extend in the first direction, are arranged in a second direction perpendicular to the first direction, and are between the upper surface of the light guide plate and the prism sheet.
  • a diffusion sheet is present, the haze value of the diffusion sheet is 30% to 65% when measured according to JIS K7361, and the vertical angle of the prisms of the first prism array is 55 degrees to 66 degrees.
  • a lighting device characterized by:
  • the angle formed by the direction of the principal ray of light emitted from the prism sheet and the direction of the normal to the prism sheet is the direction of the principal ray of light emitted from the top surface of the light guide plate.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a lighting device of Comparative Example 1.
  • FIG. FIG. 2 is a detailed view of part A in FIG. 1; 2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of a prism sheet;
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view in which a prism sheet is arranged on the light guide plate;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the behavior of light incident on a prism sheet;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in which a diffusion sheet is arranged on a prism sheet; 9 is a graph showing an example of light distribution angle characteristics of the configuration of FIG. 8; FIG. 4 is a cross-sectional view in which a diffusion sheet is arranged between a light guide plate and a prism sheet; 11 is a graph showing an example of the light distribution angle characteristics according to FIG. 10; 1 is a cross-sectional view showing a configuration according to Example 1 of the present invention; FIG. FIG. 13 is a graph showing an example of light distribution angle characteristics by the configuration of FIG. 12; FIG. 4 is a cross-sectional view showing the direction of light emitted from a light guide plate; FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the direction of light emitted from the diffusion sheet according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the direction of light emitted from the prism sheet according to Embodiment 1.
  • FIG. 17 is a graph showing an example of light distribution angle characteristics according to the configuration of FIG. 16;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the direction of light emitted from the diffusion sheet according to Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the direction of light emitted from a prism sheet according to Embodiment 2;
  • FIG. 20 is a graph showing an example of light distribution angle characteristics according to the configuration of FIG. 19;
  • FIG. 19 is a graph showing an example of light distribution angle characteristics according to the configuration of FIG. 19;
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the haze value of the diffusion sheet and the apex angle of the prisms of the prism sheet according to the present invention.
  • 1 is an exploded perspective view of a lighting device of Example 1.
  • FIG. FIG. 11 is an exploded perspective view of a lighting device of Comparative Example 2;
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the lighting device of Example 2;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing emitted light from a light guide plate in Example 2;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing emitted light from a diffusion sheet according to a first example in Example 2;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing emitted light from a diffusion sheet according to a second example in Example 2;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the basic configuration of a thin lighting device.
  • the configuration of FIG. 1 may be referred to as Comparative Example 1.
  • the configuration of FIG. 1 is a so-called sidelight type illumination device in which the LEDs 40 are arranged on the side surface of the light guide plate 10, and the illumination device can be made thinner.
  • LEDs 40 are arranged at regular intervals on the side surface of the light guide plate 10 .
  • the LEDs 40 are mounted on an LED substrate 41 .
  • a reflective sheet 20 is arranged on the lower surface of the light guide plate 10 .
  • the reflective sheet 20 reflects light directed downward from the light guide plate 10 and directs the light upward, which is the exit surface side.
  • ESR Enhanced Specular Reflector
  • the thickness is, for example, about 70 ⁇ m.
  • the light guide plate 10 is arranged on the reflective sheet 20 .
  • the thickness of the light guide plate 10 is about 2 mm.
  • the light guide plate 10 has a role of directing the light from the LED 40 incident from the side surface upward, which is the emission surface. Light directed toward the lower surface of the light guide plate 10 is reflected by the reflective sheet 20 upward where there is an exit surface.
  • the light guide plate 10 has prism arrays formed on its upper and lower surfaces in order to efficiently emit the light incident from the side from the main surface to form a surface light source.
  • the prism arrays formed on the top and bottom surfaces of the light guide plate 10 are very different from the prism arrays formed on the prism sheet 30 .
  • a prism array formed on the upper or lower surface of the light guide plate 10 defines the emission angle of light from the light guide plate 10 .
  • the light guide plate 10 , the LEDs 40 , the reflection sheet 20 , the prism sheet 30 and the like are accommodated within the outer frame 100 .
  • FIG. 2 is a detailed perspective view of the circled area A in FIG. In FIG. 2, the outer frame 100 is omitted.
  • the light guide plate 10 has prism arrays formed on its upper and lower surfaces in order to efficiently emit the light incident from the side surface from the main surface to form a surface light source.
  • the prism arrays formed on the top and bottom surfaces of the light guide plate 10 are very different from the prism arrays formed on the prism sheet 30 .
  • a prism array extending in the y direction is formed on the upper surface of the light guide plate 10 .
  • the protrusions of this prism array extend in the y-direction and are arranged in the x-direction.
  • the height ht of the protrusions is, for example, 0.05 mm, and the pitch px is, for example, 0.1 mm.
  • the apex angle ⁇ t of the prism is, for example, 90 degrees.
  • the prism array on the lower surface of the light guide plate 10 extends in the x direction and is arranged in the y direction.
  • the height hb of the projections of the prism array on the lower surface of the light guide plate 10 is, for example, 0.0043 mm, and the pitch py is, for example, 0.1 mm.
  • the apex angle ⁇ b of the prism is, for example, 170 degrees.
  • the prism arrays formed on the upper and lower surfaces of the light guide plate 10 can also be formed by forming V-grooves on the surface of the light guide plate 10 instead of the protrusions.
  • FIG. 3 is a diagram of the prism sheet 30 when the prism array is formed on the prism sheet 30 by V-grooves.
  • the prism sheet 30 in FIG. 3 is a so-called inverted prism sheet in which the projections of the prism array face downward.
  • the prism array extends in the x-direction and is arranged in the y-direction.
  • Examples of dimensions of the prism sheet 30 are as follows.
  • the thickness tp of the prism sheet 30 is, for example, 0.125 mm
  • the depth Vd of the V groove is, for example, 0.075 mm
  • the apex angle ⁇ p is, for example, 68 degrees
  • the pitch pp is, for example, 0.1 mm.
  • the prism sheet 30 of FIG. 9 generally has the function of concentrating light, which tends to spread in the y direction, in the exit surface direction, ie, in the z direction.
  • the prism sheet 30 has a role of directing the light emitted from the light guide plate 10 at a certain angle with respect to the main surface of the light guide plate 10 in the normal direction of the prism sheet 30 . Therefore, the pitch, height, apex angle, etc. of the prisms 31 formed on the prism sheet 30 are changed according to the emission angle of the light from the light guide plate 10 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing only the light guide plate 10 and the prism sheet 30 in the configuration of FIG.
  • a prism sheet 30 having a prism array formed on its lower surface is arranged on the light guide plate 10 .
  • the prism sheet 30 has a role of directing the light emitted from the light guide plate 10 in a predetermined direction with a predetermined orientation angle in the direction normal to the light guide plate 10 or the prism sheet 30 .
  • prism arrays as described in FIG. 2 are formed on the upper and lower surfaces of the light guide plate 10, they are omitted in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operation of the prism array on the prism sheet 30.
  • FIG. Light is emitted from the light guide plate 10 at a predetermined angle with respect to the main surface of the light guide plate 10 .
  • the action of the prism array differs depending on the angle of light emitted from the light guide plate 10 .
  • the light L1 is emitted in the direction normal to the main surface of the light guide plate 10 . This light is refracted at the first surface 311 of the prism 31 and then emitted from the prism sheet 30 .
  • L2 is the case where the light is emitted at ⁇ 11 with respect to the normal direction of the main surface of the light guide plate 10. This light L2 is refracted at the first surface 311 of the prism 31 and enters, and is totally reflected at the second surface 312. and exit from the prism sheet 30 .
  • L3 is the case where the light is emitted at ⁇ 12 with respect to the normal direction of the main surface of the light guide plate 10. Since this light L3 enters the first surface 311 of the prism 31 substantially perpendicularly, the first surface 311 of the prism , the light is totally reflected at the second surface 312 and emitted from the prism sheet 30 .
  • the light from the light guide plate 10 is emitted at a predetermined angle with respect to the main surface of the light guide plate 10 .
  • This angle is defined by prism arrays formed on the lower and upper surfaces (principal surfaces) of the light guide plate 10 .
  • the direction of the light emitted from the light guide plate 10 is changed by the prism sheet 30 and emitted in the normal direction of the prism sheet 30 or the light guide plate 10 .
  • a light source 45 composed of LEDs arranged in the x direction is arranged along one side of the light guide plate 10 .
  • FIG. 6 is the definition of polar angles.
  • the polar angle is defined as an angle with respect to the normal direction of the light guide plate 10 or the prism sheet 30 .
  • FIG. 7 shows the light distribution angle characteristics in the configuration shown in FIG.
  • the horizontal axis of FIG. 7 is the polar angle (degrees) and is defined in FIG. In FIG. 7, up to a polar angle of 20 degrees, the x-direction and the y-direction have almost the same characteristics. come.
  • the light distribution angle characteristic indicates how much light is collimated, and the degree of collimation is evaluated by the half width of the light distribution angle characteristic. That is, it can be said that the smaller the half width, the better the light is collimated.
  • the portion indicated by the dotted line represents the half-value width, and the half-value width of the light distribution angle characteristic is substantially the same in the x direction and the y direction, which is about 26 degrees.
  • the light emitted from the light source device has a distribution as shown in FIG. 7.
  • the intensity of light is high when the polar angle is zero.
  • the ray in the direction in which the emitted light is the strongest is called the principal ray. That is, in FIG. 7 , the direction of the principal ray is the normal direction of the principal surface of the prism sheet 30 or the light guide plate 10 .
  • the direction of the principal ray of light emitted from the illumination device or components of the illumination device, such as the light guide plate 10 and the prism sheet 30, is not limited to the case where the polar angle is zero. be done.
  • the configuration in FIG. 4 has the following problems. That is, as described with reference to FIG. 5 and the like, when light is directed in the normal direction of the prism sheet 30 by using the total reflection function in the prism array of the prism sheet 30, the glare of the irradiated light or the appearance of bright lines in the vicinity of the light source. problems such as generation In other words, non-uniformity of the irradiation light tends to be conspicuous. Another problem with the configuration of FIG. 4 is that if foreign matter is present on the light guide plate 10 or the prism sheet 30, this influence appears as a defect on the irradiation surface.
  • the diffusion sheet 50 has a function of diffusing the incident light, and thus suppresses glare of the irradiated light. In addition, it is possible to reduce the influence of foreign matter on the prism sheet 30 or the light guide plate 10 on the irradiation light.
  • FIG. 9 shows the light distribution angle characteristics in the configuration of FIG.
  • the light distribution angle characteristics shown in FIG. 9 are substantially uniform in both the x direction and the y direction, and the distribution is smooth like a normal distribution.
  • the configuration shown in FIG. 8 cannot obtain sufficient collimated light.
  • the half width in the light distribution angle characteristic is 38 degrees, which is significantly larger than that in FIG. That is, it is difficult to obtain a sharp spot with the configuration of FIG.
  • FIG. 10 shows a configuration for solving this problem, in which a diffusion sheet 50 is arranged on the light guide plate 10 and a prism sheet 30 is arranged thereon.
  • the configuration of the prism array of the prism sheet 30, that is, the pitch, apex angle, etc. of the prisms 31 are the same as those of the prism sheet in FIG.
  • the apex angle of the prism in FIG. 8 is ⁇ 1.
  • the specifications of the diffusion sheet 50 ie, the thickness, haze value, etc., are also the same as those of the diffusion sheet in FIG.
  • the diffusion sheet has a thickness of, for example, 0.1 mm.
  • FIG. 11 shows the light distribution angle characteristics in the configuration of FIG.
  • the light distribution angle characteristics in the y direction are extremely poor, and it is difficult to use this light as collimated light.
  • the reason for this is that the light emitted from the light guide plate 10 has a predetermined angle with respect to the normal line direction of the main surface of the light guide plate 10, and the prism array formed on the prism sheet 30 is guided by the prism sheet 30. This is because, when directly arranged on the upper surface of the light plate 10, the light is set to be directed in the normal direction of the prism sheet 30 with an appropriate light distribution angle.
  • the diffusion sheet 50 between the light guide plate 10 and the prism sheet 30, the direction of the emitted light transmitted through the diffusion sheet 50 is substantially changed. This is probably because a mismatch occurred between the light from the prism sheet and the prism array formed on the prism sheet. The inventors found that this mismatch can be eliminated by changing the apex angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 .
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a combination of the light guide plate 10, prism sheet 30, and diffusion sheet 50 according to the present invention.
  • 12 is a configuration in which diffusion sheet 50 is arranged between light guide plate 10 and prism sheet 30, as in the configuration of FIG. 12 differs from FIG. 10 in that the apex angles of the prisms of the prism sheet 30 are reduced.
  • the vertical angle ⁇ 1 of the prism in FIG. 10 is 68 degrees, while the vertical angle ⁇ 2 of the prism sheet in FIG. 12 is 56 degrees.
  • the specifications of the light guide plate 10 and diffusion sheet 50 in FIG. 12 are the same as in FIG.
  • FIG. 13 shows the light distribution angle characteristics in the configuration of FIG. As shown in FIG. 13, the light distribution angle characteristics are greatly improved. In particular, the light distribution angle characteristics in the y direction are dramatically improved.
  • the light distribution angle characteristics in FIG. 13 are close to the light distribution angle characteristics shown in FIG. 7 when the diffusion sheet 50 is not used. That is, the half width is the same in both the x and y directions and is 26 degrees, which is the same as in FIG.
  • the diffusion sheet 50 exists, glare of emitted light and bright lines near the light source are reduced.
  • the influence of the diffusion sheet 50 can reduce the influence on the irradiation light.
  • FIG. 14 shows the direction of light emitted from the light guide plate 10.
  • FIG. 14 the principal ray from light guide plate 10 , indicated by an arrow, is inclined by ⁇ 1 with respect to the normal line direction of the principal surface of light guide plate 10 .
  • the emitted light from the light guide plate 10 has a distribution.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view when the diffusion sheet 50 is arranged on the light guide plate 10.
  • FIG. The haze value of diffusion sheet 50 in FIG. 15 is relatively small, 30%.
  • the haze value (%) can be defined by scattering transmittance/total light transmittance, and the measurement method should comply with JIS K7361.
  • the angle ⁇ 2 of the principal ray of the emitted light indicated by the arrow with respect to the normal direction of the light guide plate 10 or the diffusion sheet 50 becomes smaller. This change in angle increases as the haze value of the diffusion sheet 50 increases. Since the haze value of the diffusion sheet 50 in FIG. 15 is small, the change in the angle of emitted light ( ⁇ 1 ⁇ 2) is also relatively small.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the prism sheet 30 arranged on the diffusion sheet 50 of FIG.
  • the apex angle ⁇ p1 of the prisms of the prism sheet 30 is selected so as to match the angle formed between the principal ray of light emitted from the diffusion sheet 50 and the normal direction of the diffusion sheet 50, as shown in FIG. . That is, as shown in FIG. 16, the apex angle ⁇ p1 of the prism 31 is set so that the light emitted from the prism sheet 30 is in the normal direction of the prism sheet 30 .
  • FIG. 17 shows the light distribution angle characteristics when the specification of FIG. 16, that is, the haze of the diffusion sheet 50 is 30% and the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 is 66 degrees.
  • the light distribution angle characteristic is substantially the same as the light distribution angle characteristic when the diffusion sheet 50 is not present.
  • the half width is also 26 degrees, which is the same as in FIG. In this way, although the diffusion sheet 50 is used to reduce the glare of light spots and bright lines, and to reduce the influence of foreign matter, the light distribution angle characteristic is the same as when the diffusion sheet 50 is not used. can be made to the same extent.
  • FIG. 14 shows the characteristics of the light guide plate 10, as described in the first embodiment.
  • the configuration of FIG. 18 has the same appearance as that of FIG. 15, but the haze value of the diffusion sheet 50 is different.
  • the haze value of the diffusion sheet 50 in FIG. 18 is 64%, which is higher than the haze value in FIG.
  • the direction of the principal ray of light emitted from the light guide plate 10 is greatly changed by the diffusion sheet 30 .
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which the prism sheet 30 is arranged with respect to the configuration of FIG.
  • the apex angle ⁇ 2 of the prisms of the prism sheet 30 is selected so as to match the angle with the normal direction of the light emitted from the diffusion sheet 50 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 19, the apex angle of the prism 31 is set so that the light emitted from the prism sheet 30 is in the normal direction of the prism sheet 30 .
  • the vertical angle ⁇ p2 of the prisms 31 of the prism sheet 30 in FIG. 19 is smaller than the vertical angle ⁇ p1 of the prisms 31 of the prism sheet 30 in FIG. That is, the higher the haze value of the diffusion sheet 50 used, the smaller the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 .
  • FIG. 20 shows the light distribution angle characteristics when the specifications of FIG. 19, that is, the haze of the diffusion sheet 50 is 64% and the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 is 56 degrees.
  • the light distribution angle characteristics are substantially the same as the light distribution angle characteristics shown in FIG. 7 when the diffusion sheet 50 is not present.
  • the half width is also 26 degrees, which is the same as in FIG. In other words, even if the haze value of the diffusion sheet 50 is changed, by properly setting the apex angle of the prisms 31 of the prism sheet 30, the diffusion sheet 50 can be used to prevent glare of light spots and bright lines. Although the influence of foreign matter is reduced, the light distribution angle characteristic can be made approximately the same as when the diffusion sheet 50 is not used.
  • FIG. 21 is a diagram showing the optimum relationship between the haze value of the diffusion sheet 50 and the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 in the configuration of FIG. 16 or FIG. 19 described above.
  • the horizontal axis is the haze value of the diffusion sheet 50 .
  • the vertical axis is the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 .
  • the diffusion sheet 50 if the haze value of the diffusion sheet 50 is less than 30%, the diffusion sheet 50 cannot be expected to have sufficient effects in terms of countermeasures against glare of light spots, bright lines, or foreign matter. The value should be 30% or more.
  • the haze value of the diffusion sheet 50 is set to 30% to 65%. In this range, the apex angle of the prisms 31 of the corresponding prism sheet 30 is 66 degrees to 55 degrees.
  • a more preferable range for achieving both the light distribution angle characteristics and the uniformity of emitted light is that the diffusion sheet 50 has a haze value of 30% to 55%. 66 degrees to 59 degrees. Further, preferably, the diffusion sheet 50 has a haze value of 35% to 50%, and in this case, the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 is 64 degrees to 60 degrees.
  • FIG. 22 is an exploded perspective view of the lighting device in Example 1, corresponding to FIG. 16 or FIG. 21 differs from FIG. 1 in that a diffusion sheet 50 is arranged between the light guide plate 10 and the prism sheet 30.
  • FIG. 21 the relationship between the haze value of the diffusion sheet 50 and the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 is as described in FIG.
  • Other configurations in FIG. 22 are as described in FIG.
  • Example 1 the LEDs 40 are arranged only on one side of the light guide plate 10, as shown in FIG.
  • the present invention can be similarly applied to the case where the LEDs 40 are arranged on two sides of the light guide plate 10 .
  • FIG. 23 is an exploded perspective view of a thin lighting device as Comparative Example 2.
  • FIG. A feature of FIG. 23 is that the LEDs 40 are arranged along two sides of the light guide plate 10 .
  • Other configurations are the same as in FIG.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view of a lighting device according to Example 2.
  • FIG. 24 differs from FIG. 23 in that a diffusion sheet 50 is arranged between the light guide plate 10 and the prism sheet 30.
  • FIG. The haze of the diffusion sheet 50 and the vertical angle of the prisms 31 of the prism sheet 30 have the same relationship as described in FIG. 21 of the first embodiment.
  • the arrows in FIG. 25 indicate directions of principal rays of light emitted from the light guide plate 10 when the LEDs 40 are arranged on two sides of the light guide plate 10 .
  • emitted light exists in two directions, left and right, as compared with FIG. 14 of the first embodiment.
  • the angle ⁇ 1 between the emitted light and the normal to the light guide plate 10 is the same as in FIG.
  • FIG. 26 shows a case where a diffusion sheet 50 with a haze value of 29% is arranged on the light guide plate 10.
  • FIG. Due to the diffusion sheet 50 the direction of the principal ray of the emitted light with respect to the normal direction of the main surface of the diffusion sheet 50 becomes ⁇ 2. This angle is the same as ⁇ 2 in FIG. The difference is that in FIG. 26, emitted light exists in two directions, left and right.
  • FIG. 27 shows a case where a diffusion sheet 50 with a haze value of 64% is arranged on the light guide plate 10.
  • FIG. Due to the diffusion sheet 50 the direction of the principal ray of the emitted light with respect to the normal direction of the main surface of the diffusion sheet 50 becomes ⁇ 3. This angle is the same as ⁇ 3 in FIG. 18 of the first embodiment. The difference is that in FIG. 27, emitted light exists in two directions, left and right.
  • the present invention can be applied in the same manner as in the first embodiment when the LEDs 40 as light sources are arranged on both sides of the light guide plate 10 .
  • the extending direction of the prism array of the prism sheet 30 is the direction of one side of the light guide plate 10, for example, the x direction in FIG. 22 or FIG.
  • the present invention can be applied at an angle of 5 degrees or less, which is an angle that does not significantly deteriorate the light distribution angle characteristics.

Abstract

本発明の課題は、この目的のために、本発明は次のような構成をとる。導光板１０と、複数のＬＥＤ４０と、前記導光板１０の上面側にプリズムシート３０を配置し、前記導光板１０の下面側に反射シート２０を配置した照明装置であって、前記複数のＬＥＤ４０は、前記導光板１０の第１の辺に対応する側面に、第１の辺に沿って第１の方向に配列し、前記プリズムシート３０の第１のプリズムアレイは前記導光板１０に対向する面に形成され、前記第１のプリズムアレイのプリズムは、前記第１の方向に延在し、前記第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、前記導光板１０の前記上面と前記プリズムシート３０との間に拡散シート５０が存在し、前記拡散シート５０のヘイズ値は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１で測定したときに、３０％乃至６５％であり、前記第１のプリズムアレイの前記プリズムの頂角は、５５度乃至６６度であることを特徴とする照明装置。

Description

照明装置
　本発明は、薄型で、配光角度が小さい照明装置に関する。
　飛行機や電車の各座席にコリメートされた光を投射する需要がある。このようなコリメート光を小型で薄型の照明装置によって実現したいという需要もある。一方、照明装置から出射する光を整形したい場合、あるいは、出射光の向きを変えたい場合、例えば、照明装置の光の出射面にレンズ、液晶レンズ、その他の屈折手段を配置して出射光の角度を変えることが出来る。このような場合でも、照明装置からの出射光が均一でコリメートされていれば、正確に光の制御をすることが出来る。
　特許文献１には、直下型の光源の上に出射光の配光角を変えるためのレンズあるいは反射板を配置し、その上に光の向きを変えるための屈折手段を配置した構成が記載されている。これらの屈折手段として、レンズ、プリズム、液体レンズ、液晶レンズ等を用いることが記載されている。
　特許文献２には、液晶レンズを、出射光の整形手段、あるいは、出射光の向きを変える手段として、種々の光学装置に用いる構成が記載されている。
特開２０１２－６９４０９ WO２０１２／０９９１２７　Ａ１
　照明装置でも、例えば、スポットライトとして使用したい場合等では、高い指向性を持った光、すなわち、配光角の小さい照明装置が要求される。このような照明装置には、従来は、放物面鏡を用いて平行光を形成する構成が用いられてきた。しかし、このような光源は、奥行きが必要であり光源自体を小型化、あるいは、薄型化することが難しい。
　一方、薄型の照明装置を用いた場合、配光角を小さくすることが困難である。このような薄型の照明装置として、導光板の側面に光源としてのＬＥＤを配置し、導光板の主面にプリズムシートを配置して光の向きを制御する方式がある。しかし、この方式は、プリズムにおいて光を全反射させることに関連して照射光にぎらつきが生ずるという問題ある。また、導光板の主面等に異物が存在すると、これが欠陥として目立ちやすいという問題がある。
　本発明の課題は、薄型で、配光角が小さく、かつ、ぎらつきがなく、出射光に欠陥が目立ちにくい照明装置を実現することである。
　本発明は上記課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。
　（１）導光板と、複数のＬＥＤと、前記導光板の上面側にプリズムシートを配置し、前記導光板の下面側に反射シートを配置した照明装置であって、前記複数のＬＥＤは、前記導光板の第１の辺に対応する側面に、第１の辺に沿って第１の方向に配列し、前記プリズムシートの第１のプリズムアレイは前記導光板に対向する面に形成され、前記第１のプリズムアレイのプリズムは、前記第１の方向に延在し、前記第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、前記導光板の前記上面と前記プリズムシートとの間に拡散シートが存在し、前記拡散シートのヘイズ値は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１で測定したときに、３０％乃至６５％であり、前記第１のプリズムアレイの前記プリズムの頂角は、５５度乃至６６度であることを特徴とする照明装置。
　（２）前記導光板の前記上面から出射する光の主光線の方向は、前記導光板の上面の法線に対して傾いた方向であることを特徴とする（１）に記載の照明装置。
　（３）前記プリズムシートから出射する光の主光線の方向と、前記プリズムシートの法線方向とのなす角度は、前記導光板の上面から出射する光の主光線の方向の、前記導光板の上面の法線とのなす角度よりも小さいことを特徴とする（２）に記載の照明装置。
　（４）前記プリズムシートから出射する光の主光線の方向は、前記プリズムシートの法線方向であることを特徴とする（２）に記載の照明装置。
比較例１の照明装置の分解斜視図である。 図１のＡ部詳細図である。 プリズムシートの平面図及び断面図である。 導光板の上にプリズムシートを配置した断面図である。 プリズムシートに入射した光の挙動を示す断面図である。 極角を定義する図である。 図４の構成の配光角特性の例を示すグラフである。 プリズムシートの上に拡散シートを配置した断面図である。 図８の構成の配光角特性の例を示すグラフである。 導光板とプリズムシートの間に拡散シートを配置した断面図である。 図１０による配光角特性の例を示すグラフである。 本発明の実施例１による構成を示す断面図である。 図１２の構成による配光角特性の例を示すグラフである。 導光板からの出射光の向きを示す断面図である。 実施形態１による拡散シートからの出射光の向きを示す断面図である。 実施形態１によるプリズムシートからの出射光の向きを示す断面図である。 図１６の構成による配光角特性の例を示すグラフである。 実施形態２による拡散シートからの出射光の向きを示す断面図である。 実施形態２によるプリズムシートからの出射光の向きを示す断面図である。 図１９の構成による配光角特性の例を示すグラフである。 本発明による拡散シートのヘイズ値とプリズムシートのプリズムの頂角の関係を示すグラフである。 実施例１の照明装置の分解斜視図である。 比較例２の照明装置の分解斜視図である。 実施例２の照明装置の分解斜視図である。 実施例２における導光板からの出射光を示す断面図である。 実施例２における第１の例による拡散シートからの出射光を示す断面図である。 実施例２における第２の例による拡散シートからの出射光を示す断面図である。
　以下に実施例によって本発明を詳細に説明する。
　図１は、薄型照明装置の基本的な構成を示す分解斜視図である。本明細書では、図１の構成を比較例１と呼ぶこともある。図１の構成は、導光板１０の側面にＬＥＤ４０を配置した、いわゆるサイドライト方式の照明装置であり、照明装置を薄くすることが出来る。
　図１において、導光板１０の側面にＬＥＤ４０が等間隔で配置している。ＬＥＤ４０はＬＥＤ基板４１に搭載されている。導光板１０の下面に反射シート２０が配置している。反射シート２０は、導光板１０から下方に向かう光を反射して出射面側である上側に向ける。反射シート２０は、例えば、３Ｍ製のＥＳＲ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）を用いることが出来る。厚さは例えば７０μｍ程度である。
　図１において、反射シート２０の上に導光板１０が配置している。導光板１０の厚さは２ｍｍ程度である。導光板１０は、側面から入射したＬＥＤ４０からの光を出射面である上方向に向ける役割を有する。導光板１０の下面方向に向かう光は、反射シート２０によって、出射面がある、上方向に反射される。
　導光板１０は、サイドから入射した光を効率よく、主面から出射させて面光源とするために、上面及び下面にプリズムアレイが形成されている。導光板１０の上面及び下面に形成されたプリズムアレイは、プリズムシート３０に形成されたプリズムアレイとは非常に異なっている。
　導光板１０の上面あるいは下面に形成されるプリズムアレイは導光板１０からの光の出射角を規定する。導光板１０、ＬＥＤ４０、反射シート２０、プリズムシート３０等は外枠１００内に収容される。
　図２は、図１の丸で囲った領域Ａの詳細斜視図である。図２では、外枠１００は省略されている。導光板１０は、側面から入射した光を効率よく、主面から出射させて面光源とするために、上面及び下面にプリズムアレイが形成されている。導光板１０の上面及び下面に形成されたプリズムアレイは、プリズムシート３０に形成されたプリズムアレイとは非常に異なっている。
　導光板１０の上面にはｙ方向に延在するプリズムアレイが形成されている。このプリズムアレイの突起はｙ方向に延在し、ｘ方向に配列している。突起の高さｈｔは例えば、０．０５ｍｍ、ピッチｐｘは例えば０．１ｍｍである。プリズムの頂角θｔは、例えば９０度である。
　導光板１０の下面のプリズムアレイはｘ方向に延在し、ｙ方向に配列している。導光板１０の下面のプリズムアレイの突起の高さｈｂは例えば、０．００４３ｍｍ、ピッチｐｙは例えば０．１ｍｍである。プリズムの頂角θｂは、例えば１７０度である。なお、導光板１０の上面及び下面に形成されるプリズムアレイは、突起ではなく、導光板１０の表面にV溝を形成することによって形成することも出来る。
　図３は、プリズムシート３０にプリズムアレイをＶ溝によって形成した場合のプリズムシート３０の図である。図３のプリズムシート３０はプリズムアレイの突起が下側に向いたいわゆる逆プリズムシートである。図３において、プリズムアレイはｘ方向に延在し、ｙ方向に配列している。プリズムシート３０の寸法例は次のとおりである。プリズムシート３０の厚さｔｐは例えば０．１２５ｍｍ、Ｖ溝の深さＶｄは例えば０．０７５ｍｍ、頂角θｐは例えば６８度、ピッチｐｐは、例えば０．１ｍｍである。図９のプリズムシート３０は、一般的には、ｙ方向に広がろうとする光を出射面方向、すなわち、ｚ方向に集める作用をする。
　しかし、本発明においては、プリズムシート３０は、導光板１０から、導光板１０の主面に対してある角度をもって出射した光をプリズムシート３０の法線方向に向ける役割を有している。そのために、プリズムシート３０に形成されているプリズム３１のピッチ、高さ、頂角等を導光板１０からの光の出射角度に応じて変化させている。
　図４は、図１の構成において、導光板１０とプリズムシート３０のみを取り出した断面図である。導光板１０の上にプリズムアレイが下面に形成されたプリズムシート３０が配置している。プリズムシート３０は、導光板１０から所定の方向に所定の配向角をもって出射してきた光を、導光板１０あるいはプリズムシート３０の法線方向に向ける役割を有する。なお、導光板１０の上面及び下面には図２で説明したようなプリズムアレイが形成されているが、図４では省略されている。
　図５はプリズムシート３０におけるプリズムアレイの動作を示す断面図である。導光板１０からは、導光板１０の主面に対して所定の角度をもって、光が出射する。導光板１０からの光の出射角度によって、プリズムアレイの作用が異なる。図５において、光Ｌ１は導光板１０の主面の法線方向に出射した場合である。この光は、プリズム３１の第１面３１１において屈折したのち、プリズムシート３０から出射する。
　Ｌ２は光が導光板１０の主面の法線方向に対してθ１１で出射した場合であり、この光Ｌ２はプリズム３１の第１面３１１において屈折して入射し、第２面３１２において全反射してプリズムシート３０から出射する。
　Ｌ３は光が導光板１０の主面の法線方向に対してθ１２で出射した場合であり、この光Ｌ３はプリズム３１の第１面３１１にほぼ垂直に入射するので、プリズムの第１面３１１ではほとんど屈折せず、第２面３１２において全反射してプリズムシート３０から出射する。
　図５に示すように、導光板１０からの出射光が、導光板１０の主面の法線方向に対して大きな角度で出射するほど、プリズム３１の第２面３１２で全反射する割合が大きくなる。この全反射する光の割合が大きくなるにしたがって、照射光のぎらつきが大きくなる。
　図４において、導光板１０からの光は、導光板１０の主面に対して所定の角度をもって出射する。この角度は、導光板１０の下面及び上面（主面）に形成されたプリズムアレイによって規定される。そして、導光板１０から出射した光は、プリズムシート３０によって方向を変えられ、プリズムシート３０、あるいは、導光板１０の法線方向に出射していく。図６において、導光板１０の１辺に沿ってｘ方向に配列したＬＥＤで構成される光源４５が配置している。
　光は所定の方向に向けられても、分布を有している。これを配光角特性という。図６は極角の定義である。図６において、極角は、導光板１０あるいはプリズムシート３０の法線方向に対する角度で定義される。
　図７は、図４に示す構成における配光角特性である。図７の横軸は極角（度）であり、図６において定義される。図７において、極角が２０度までは、ｘ方向もｙ方向もほぼ同じ特性を有しているが、極角が２０度を超えるとｘ方向とｙ方向とで、配光角特性が異なってくる。
　配光角特性は、光がどの程度コリメートされているかを示すものであるが、このコリメートの度合いは、配光角特性の半値幅で評価される。すなわち、半値幅が小さいほど、光はよくコリメートされているといえる。図７において、点線で示した部分が半値幅を表しており、配光角特性の半値幅は、ｘ方向もｙ方向もほぼ同じで、約２６度である。
　光源装置からの出射光は図７のように分布を有しているが、図７では、極角がゼロの場合に光の強度が大きい。以後、出射光が最も強い方向の光線を主光線という。すなわち、図７では、主光線の向きは、プリズムシート３０あるいは導光板１０の主面の法線方向である。しかし、照明装置あるいは、照明装置の部品である導光板１０、プリズムシート３０等を出射する光の主光線の向きは、極角がゼロの場合のみでなく、必要に応じて種々の角度に設定される。
　ところで、図４の構成は、次のような問題を有している。すなわち、図５等で説明したように、プリズムシート３０のプリズムアレイにおける全反射機能を用いて光をプリズムシート３０の法線方向に向けると、照射光のぎらつき、あるいは、光源近傍における輝線の発生等の問題が生ずる。言い換えると照射光の不均一が目立ちやすい。図４の構成の他の問題は、導光板１０やプリズムシート３０に異物が存在すると、この影響が照射面に欠陥として現れるということである。
　この対策として、図８に示すように、プリズムシート３０の上に拡散シート５０を配置することが考えられる。拡散シート５０は入射した光を拡散する作用をもっているので、照射光のぎらつきを抑制する。また、プリズムシート３０あるいは導光板１０に存在する異物等の、照射光に対する影響を軽減することが出来る。
　しかしながら、プリズムシート３０の上に拡散シート５０を配置すると配光角特性が問題になる。図９は図８の構成における配光角特性である。拡散シート５０を用いたことによって、図９に示す配光角特性は、ｘ方法もｙ方向もほぼ均一となり、分布も正規分布のようななめらかな分布になっている。
　しかし、この図８に示す構成は、十分なコリメート光を得られない。図９に示すように、配光角特性における半値幅は３８度になっており、図７に比べて大幅に大きくなっている。つまり、図８の構成では、シャープなスポットを得ることは難しい。
　図１０はこの問題を対策するための構成であり、導光板１０の上に拡散シート５０を配置し、その上にプリズムシート３０を配置したものである。図１０では、プリズムシート３０のプリズムアレイの構成、すなわち、プリズム３１のピッチ、頂角等は、図８におけるプリズムシートと同じである。なお、図８におけるプリズムの頂角はθ１である。また、拡散シート５０の仕様、すなわち、厚さ、ヘイズ値等も図８における拡散シートと同じである。拡散シートの厚さは例えば、０．１ｍｍである。
　図１１は図１０の構成における配光角特性である。図１１に示すように、図１０の構成では、ｙ方向の配光角特性が極端に悪くなっており、この光は、コリメート光として使用することは困難である。この理由は、導光板１０から出射した光は、導光板１０の主面の法線方向に対して所定の角度をもっており、プリズムシート３０に形成されたプリズムアレイの仕様は、プリズムシート３０が導光板１０の上面に直接配置された場合において、この光に対して、適切な配光角をもって、プリズムシート３０の法線方向に向けるように設定されているからである。
　すなわち、導光板１０とプリズムシート３０との間に拡散シート５０を配置したことによって、拡散シート５０を透過した出射光の向きが実質的に変化し、その結果、特にｙ方向において、導光板１０からの光と、プリズムシートに形成されたプリズムアレイとでミスマッチを生じたためと考えられる。発明者は、このミスマッチは、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角を変えることによって解消できることを見出した。
　図１２は、本発明による導光板１０、プリズムシート３０、拡散シート５０の組み合わせの断面図である。図１２の構成は、図１０の構成と同様、導光板１０とプリズムシート３０の間に拡散シート５０を配置した構成である。図１２が図１０と異なる点は、プリズムシート３０のプリズムの頂角を小さくした点である。図１０におけるプリズムの頂角θ１は６８度であるのに対し、図１２におけるプリズムシートの頂角θ２は５６度である。図１２における導光板１０及び拡散シート５０の仕様は図１０と同じである。
　図１３は、図１２の構成における配光角特性である。図１３に示すように、配光角特性は大幅に改善されている。特にｙ方向の配光角特性が劇的に改善されている。図１３における配光角特性は、拡散シート５０を使用しない場合の、図７に示す配光角特性に近い値になっている。すなわち、半値幅は、ｘ方向もｙ方向も同じで、２６度であり、図７の場合と同じである。一方、図１２の構成は、拡散シート５０が存在しているので、出射光のぎらつきや光源付近の輝線等は軽減される。また、導光板１０やプリズムシート３０等に異物が存在しても、拡散シート５０の影響によって、照射光への影響を軽減することが出来る。
　図１４乃至図１７は実施形態１の作用を示す図である。図１４は、導光板１０から出射する光の方向を示している。図１４では、矢印で示す、導光板１０からの主光線は、導光板１０の主面の法線方向に対してψ１だけ傾いている。但し、導光板１０からの出射光は分布を有している。
　図１５は、導光板１０の上に拡散シート５０を配置した場合の断面図である。図１５における拡散シート５０のヘイズ値は比較的小さい、３０％である。ヘイズ値（％）は散乱透過率／全光線透過率で定義することが出来るが、測定方法は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１に準拠すればよい。
　拡散シート５０を通過することによって、矢印で示す出射光の主光線の、導光板１０あるいは拡散シート５０の法線方向に対する角度φ２は小さくなる。この角度の変化は、拡散シート５０のヘイズ値が大きいほど大きくなる。図１５における拡散シート５０のヘイズ値は小さいので、出射光の角度の変化（ψ１－ψ２）も比較的小さい。
　図１６は図１５の拡散シート５０の上にプリズムシート３０を配置した状態の断面図である。プリズムシート３０のプリズムの頂角θｐ１は、図１５に示す、拡散シート５０を出射する光の主光線の、拡散シート５０の法線方向とのなす角度とマッチングをとるように、選定している。すなわち、図１６に示すように、プリズム３１の頂角θｐ１を、プリズムシート３０から出射する光がプリズムシート３０の法線方向になるように設定している。
　図１７は、図１６の仕様、すなわち、拡散シート５０のヘイズが３０％、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角が６６度の時の配光角特性である。図１７に示すように、配光角特性は、拡散シート５０が存在しない場合の配光角特性とほぼ同じである。半値幅も２６度であり、図７の場合と同じである。このように、拡散シート５０を用いて、光スポットのぎらつきや輝線を対策し、また、異物の影響を軽減しているにも関わらず、配光角特性は、拡散シート５０を使用しない場合と同程度とすることが出来る。
　図１４、図１８及び図１９は実施形態２を示す図である。図１４は導光板１０の特性であり、実施形態１で説明したとおりである。図１８の構成は、外観は図１５と同じであるが、拡散シート５０のヘイズ値が異なっている。図１８における拡散シート５０のヘイズ値は６４％であり、図１５のヘイズ値よりも大きい。この場合、導光板１０を出射する光の主光線の向きは、拡散シート３０によって、より大きく変化する。図１８における拡散シート５０を出射する光の主光線の向きψ３と、導光板１０を出射する光の主光線の光の向きψ１との差（ψ１－ψ３）は、実施形態１の（ψ１－ψ２）よりも大きい。すなわち、拡散シート５０を出射した光の主光線の向きは、実施形態２の場合のほうが実施例１の場合よりも法線方向に近くなっている。
　図１９は、図１８の構成に対して、プリズムシート３０を配置した状態を示す断面図である。プリズムシート３０のプリズムの頂角θ２は、図１８に示す、拡散シート５０を出射する光の、法線方向との角度とマッチングをとるように、選定している。すなわち、図１９に示すように、プリズム３１の頂角を、プリズムシート３０から出射する光がプリズムシート３０の法線方向になるように設定している。図１９におけるプリズムシート３０のプリズム３１の頂角θｐ２は、図１６におけるプリズムシート３０のプリズム３１の頂角θｐ１よりも小さい。すなわち、使用する拡散シート５０のヘイズ値が大きいほど、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角を小さくすることになる。
　図２０は、図１９の仕様、すなわち、拡散シート５０のヘイズが６４％、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角が５６度の時の配光角特性である。図２０に示すように、配光角特性は、拡散シート５０が存在しない場合の、図７に示す配光角特性とほぼ同じである。半値幅も２６度であり、図７の場合と同じである。つまり、拡散シート５０のヘイズ値を変えても、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角を適正に設定することによって、拡散シート５０を用いて、光スポットのぎらつきや輝線を対策し、また、異物の影響を軽減しているにも関わらず、配光角特性は、拡散シート５０を使用しない場合と同程度とすることが出来る。
　図２１は、以上で説明した図１６あるいは図１９の構成において、拡散シート５０のヘイズ値とプリズムシート３０のプリズム３１の頂角の最適関係を示す図である。図２１において、横軸は拡散シート５０のヘイズ値である。縦軸は、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角である。
　図２１において、拡散シート５０のヘイズ値が３０％よりも小さいと、拡散シート５０による、光スポットのぎらつき、輝線、あるいは、異物対策等に十分な効果が期待できないので、拡散シート５０のヘイズ値は３０％以上がよい。一方、拡散シート５０のヘイズ値を６５％よりも大きくすると、プリズムシート３０のプリズム３１の頂角だけでは、配光角の制御は困難になる。そこで、拡散シート５０のヘイズ値は、３０％乃至６５％とする。この範囲において、対応するプリズムシート３０のプリズム３１の頂角の角度は、６６度乃至５５度である。
　配光角特性と出射光の均一性を両立させるための、より好ましい範囲は、拡散シート５０のヘイズ値は３０％乃至５５％であり、この場合のプリズムシート３０のプリズム３１の頂角は、６６度乃至５９度である。さらに、好ましくは拡散シート５０のヘイズ値は３５％乃至５０％であり、この場合のプリズムシート３０のプリズム３１の頂角は、６４度乃至６０度である。
　図２２は、図１６あるいは図１９に対応する、実施例１における照明装置の分解斜視図である。図２１が図１と異なる点は、導光板１０とプリズムシート３０の間に拡散シート５０が配置していることである。図２１において、拡散シート５０のヘイズ値とプリズムシート３０のプリズム３１の頂角の関係は、図２１で説明したとおりである。図２２のその他の構成は、図１で説明したとおりである。
　実施例１は、図２２に示すように、ＬＥＤ４０が導光板１０の１辺にのみ配置されている。本発明は、ＬＥＤ４０が導光板１０の２辺に配置されている場合にも同様に適用することが出来る。図２３は、比較例２としての、薄型照明装置の分解斜視図である。図２３の特徴は、導光板１０の２辺に沿ってＬＥＤ４０が配置していることである。その他の構成は、図１と同じである。
　図２４は、実施例２による照明装置の分解斜視図である。図２４が図２３と異なる点は、導光板１０とプリズムシート３０の間に拡散シート５０が配置している点である。拡散シート５０のヘイズとプリズムシート３０のプリズム３１の頂角は、実施例１の図２１で説明したのと同じ関係である。
　図２５の矢印はＬＥＤ４０が導光板１０の２辺に配置している場合における導光板１０からの出射光の主光線の向きである。図２５は、実施例１の図１４に比べ、出射光が左右の２方向に存在している。出射光の、導光板１０の法線との角度ψ１は図１４の場合と同一である。
　図２６は、導光板１０の上にヘイズ値が２９％の拡散シート５０を配置した場合である。拡散シート５０によって、拡散シート５０の主面の法線方向に対する出射光の主光線の向きは、ψ２となる。この角度は図１５におけるψ２と同じである。異なる点は図２６では、出射光が左右の２方向に存在していることである。
　図２６の構成に対して、プリズム３１の頂角がθ１（例えば６６度）であるプリズムシート３０を、拡散シート５０の上に配置すると、図１６に示すように、プリズムシート３０からは、プリズムシート３０の主面に対する法線方向に主光線が出射する。つまり、図１６のプリズムシート３０のプリズム３１は左右対称なので、図２６に示すいずれの方向の出射光に対しても同様に作用するからである。
　図２７は、導光板１０の上にヘイズ値が６４％の拡散シート５０を配置した場合である。拡散シート５０によって、拡散シート５０の主面の法線方向に対する出射光の主光線の向きは、ψ３となる。この角度は実施例１の図１８におけるψ３と同じである。異なる点は図２７では、出射光が左右の２方向に存在していることである。
　図２７の構成に対して、プリズム３１の頂角がθ２（例えば５６度）であるプリズムシート３０を配置すると、図１９に示すように、プリズムシート３０からは、プリズムシート３０の主面に対する法線方向に主光線が出射する。つまり、図１９のプリズムシート３０のプリズム３１は左右対称なので、図２７に示すいずれの方向の出射光に対しても同様に作用するからである。
　このように、導光板１０の両側に光源であるＬＥＤ４０が配置している場合も実施例１と同様に本発明を適用することが出来る。
　以上の説明では、プリズムシート３０のプリズムアレイの延在方向は、導光板１０の１辺の方向、例えば、図２２あるいは図２４のｘ方向であるとして説明した。しかし、モアレを防止するためにプリズムアレイの延在方向を導光板１０の１辺の方向に対して所定の角度を持たせる必要がある場合もある。本発明は、このような構成においても、配光角特性を大きく劣化させない角度である５度以下で適用することが出来る。
　１０…導光板、　２０…反射シート、　３０…プリズムシート、　３１…プリズム、　３１１…第１面、　３１２…第２面、　４０…ＬＥＤ、　４１…ＬＥＤ基板、　５０…拡散シート

Claims (9)

  1. 　導光板と、複数のＬＥＤと、前記導光板の上面側にプリズムシートを配置し、前記導光板の下面側に反射シートを配置した照明装置であって、
    　前記複数のＬＥＤは、前記導光板の第１の辺に対応する側面に、第１の辺に沿って第１の方向に配列し、
    　前記プリズムシートの第１のプリズムアレイは前記導光板に対向する面に形成され、前記第１のプリズムアレイのプリズムは、前記第１の方向に延在し、前記第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、
    　前記導光板の前記上面と前記プリズムシートとの間に拡散シートが存在し、
    　前記拡散シートのヘイズ値は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１で測定したときに、３０％乃至６５％であり、
    　前記第１のプリズムアレイの前記プリズムの頂角は、５５度乃至６６度であることを特徴とする照明装置。
  2. 　前記拡散シートのヘイズ値は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１で測定したときに、３０％乃至５５％であり、
    　前記第１のプリズムアレイの前記プリズムの頂角は、５９度乃至６６度であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記拡散シートのヘイズ値は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１で測定したときに、３５％乃至５５％であり、
    　前記第１のプリズムアレイの前記プリズムの頂角は、６０度乃至６４度であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  4. 　前記導光板の前記上面から出射する光の主光線の方向は、前記導光板の上面の法線に対して傾いた方向であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  5. 　前記プリズムシートから出射する光の主光線の方向と、前記プリズムシートの法線方向とのなす角度は、前記導光板の上面から出射する光の主光線の方向の、前記導光板の上面の法線とのなす角度よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  6. 　前記プリズムシートから出射する光の主光線の方向は、前記プリズムシートの法線方向であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
  7. 　前記導光板の前記上面には、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列する第２のプリズムアレイが形成され、
    　前記導光板の前記下面には、前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に配列する第３のプリズムアレイが形成され、
    　前記第１のプリズムアレイに形成されたプリズムの頂角は、前記第２のプリズムアレイに形成されたプリズムの頂角及び前記第３のプリズムアレイに形成されたプリズムの頂角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  8. 　前記導光板の前記上面には、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列する第２のプリズムアレイが形成され、
    　前記導光板の前記下面には、前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に配列する第３のプリズムアレイが形成され、
    　前記第１のプリズムアレイに形成されたプリズムのピッチは、前記第２のプリズムアレイに形成されたプリズムのピッチ及び前記第３のプリズムアレイに形成されたプリズムのピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  9. 　前記導光板の前記上面には、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列する第２のプリズムアレイが形成され、
    　前記導光板の前記下面には、前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に配列する第３のプリズムアレイが形成され、
    　前記第１のプリズムアレイに形成されたプリズムの高さは、前記第２のプリズムアレイに形成されたプリズムの高さ及び前記第２のプリズムアレイに形成されたプリズムの高さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
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