JP7532071B2

JP7532071B2 - サイドエッジ型面照明装置

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Publication number: JP7532071B2
Application number: JP2020073402A
Authority: JP
Inventors: 隆志宮本; 敦武内; 信行重野
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2024-08-13
Anticipated expiration: 2040-04-16
Also published as: JP2021170491A; US11402566B2; TWI876006B; US20210325596A1; TW202204807A

Description

本発明は液晶表示（ＬＣＤ）装置等に用いられ、光源を一側方に有するサイドエッジ型面照明装置、特に、プリズムシートの改良に関する。

ＬＣＤ装置の面照明装置（バックライト）として薄型化、軽量化の点で優れたサイドエッジ型面照明装置が用いられている。このとき、ＬＣＤ装置を公共の場所で使用する際には、他者による側方からの覗き見を防止するために狭配光特性つまり狭い視角特性が必要である。

図１４は従来のサイドエッジ型面照明装置を示す斜視図である（参照：特許文献１）。

図１４において、サイドエッジ型面照明装置は、出光面Ｓ_ｅ、配光制御面Ｓ_ｄ、出光面Ｓ_ｅ及び配光制御面Ｓ_ｄの側方に設けられた入光面Ｓ_ｉｎ１及び反入光面Ｓ_ｉｎ２を有する導光板１と、導光板１の入光面Ｓ_ｉｎ１側に設けられた光源としての複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子２と、導光板１の出光面Ｓ_ｅ側に設けられたプリズムシート３と、導光板１の配光制御面Ｓ_ｄ側に設けられた反射シート４とによって構成される。尚、プリズムシート３の外側にはＬＣＤパネル（図示せず）が設けられる。

プリズムシート３は入光面Ｓ_ｉｎ１に平行なＹ方向に沿って延びるように、かつ下側に突出して設けられた側面視で同一三角形状の複数の三角形状プリズム３ａを有する。

図１４において、ＬＥＤ素子２からの光が導光板１の入光面Ｓ_ｉｎ１に入射され、その一部は出光面Ｓ_ｅからプリズムシート３を介して外部へ出光され、プリズムシート３から離れた視点Ｓの輝度Ｉ_０が決定される。尚、Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３は上＋７°からの輝度、真下（０°）からの輝度、下－７°からの輝度を示す。残りは配光制御面Ｓ_ｄから出光されて反射シート４によって反射される。尚、反射シート４の代りに吸光シートを設けてもよい。

図１５は図１４の導光板１の斜視図である。

図１５において、導光板１はアクリル樹脂又はポリカーボネート等の透明樹脂よりなり、入光面Ｓ_ｉｎ１に垂直なＸ方向（光伝播方向）に沿って延びるように出光面Ｓ_ｅ上に設けられた複数の上側プリズム１１と、入光面Ｓ_ｉｎ１に平行なＹ方向に沿って延びるように配光制御面Ｓ_ｄ上に設けられた複数の下側プリズム１２とを有する。

導光板１の上側プリズム１１はＺ方向に突出し、Ｘ方向に平行に延在し、凸状断面が円弧、二等辺三角形等をなしている。

図１６は図１５の導光板１の詳細を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は部分断面図である。

図１６に示すように、配光制御面Ｓ_ｄ上のＸ方向に延在する複数の平坦鏡面１３を設け、光を導光板１の奥に均一に拡散するようにする。この場合、入光面Ｓ_ｉｎ１から遠ざかる程、平坦鏡面１３のＹ方向幅は小さくなる。また、配光制御面Ｓ_ｄ上の平坦鏡面１３に設けられていない領域にはＹ方向に沿った複数の下側プリズム１２が設けられ、各下側プリズム１２は大きな角α１を有する傾斜面１２－１及び光を立ち上げるための小さな角α２（α２＜α１）を有する傾斜面１２－２よりなる。この場合、入光面Ｓ_ｉｎ１から離れる程、下側プリズム１２のＹ方向幅は大きくなる。

図１７は図１４の導光板１及びプリズムシート３の動作を説明するための断面図である。

図１７に示すように、ＬＥＤ素子２からの光Ｌ１は出光面Ｓ_ｅ及び配光制御面Ｓ_ｄの間を全反射し、その後、出光面Ｓ_ｅ又は下側プリズム１２の傾斜面１２－２を屈折する。この場合、平坦鏡面１３のＹ方向幅及び下側プリズム１２のＹ方向幅はＸ方向に沿って変化するので、導光板１の出光面Ｓ_ｅの光Ｌ２は、図１８の（Ａ）に示す配光特性となる。他方、光Ｌ２は配光制御面Ｓ_ｄから漏れて光Ｌ３となり反射シート４によって反射される。また、導光板１の出光面Ｓ_ｅからの光Ｌ２はプリズムシート３の三角形状プリズム３ａによってコリメート光Ｌ４（焦点距離は無限に相当）となり、図１８の（Ｂ）に示す配光特性を有する。

中央視点から見た場合の輝度は図１７の上部に示すごとく、上部（＋７°方向）輝度Ｉ_１は中央部（０°方向）輝度Ｉ_２の２０％となり、下部（－７°方向）輝度Ｉ_３は中央部（０°方向）輝度Ｉ_２の６０％となる。

特開２０１５－１５０８３号公報（特許第６１８４２０５号）段落０００３、０００４、図１４

図１９は図１４のサイドエッジ型面照明装置に対して上視点（＋５°）から見たプリズムシート３上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は上視点位置を示し、（Ｂ）は上視点から見たプリズムシート３上の輝度分布を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の輝度分布の中央輝度断面を示す。

図１９の（Ａ）に示すごとく、上５°視点Ｓ_１はプリズムシート３の中央から見て上５°に位置する。この場合、図１９の（Ｂ）に示すごとく、上視点Ｓ_１から見た輝度分布は輝度Ｉ_１の影響を強く受け、上方の輝度が大きくなって明線を構成し、下方はダークバンドとなる。従って、図１９の（Ｃ）に示すごとく、中央輝度断面における輝度差は大きくなる。

図２０は図１４のサイドエッジ型面照明装置に対して中央視点から見たプリズムシート３上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は中央視点位置を示し、（Ｂ）は中央視点から見たプリズムシート３上の輝度分布を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の中央視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図２０の（Ａ）に示すごとく、中央視点Ｓ_２はプリズムシート３の中央から見て真上に位置する。この場合、図２０の（Ｂ）に示すごとく、中央視点Ｓ_２から見た輝度分布は輝度Ｉ_２の影響を強く受け、中央の輝度が大きくなって明線を構成し、上下方はダークバンドとなる。従って、図２０の（Ｃ）に示すごとく、中央輝度断面における輝度差はやはり大きくなる。

図２１は図１４のサイドエッジ型面照明装置に対して下視点（－５°）から見たプリズムシート３上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は下視点位置を示し、（Ｂ）は下視点から見たプリズムシート３上の輝度分布を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の下視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図２１の（Ａ）に示すごとく、下５°視点Ｓ_３はプリズムシート３の中央から見て下５°に位置する。この場合、図２１の（Ｂ）に示すごとく、下視点Ｓ_３から見た輝度分布は輝度Ｉ_３の影響を強く受け、下方の輝度が大きくなって明線を構成し、上方はダークバンドとなる。従って、図２１の（Ｃ）に示すごとく、中央輝度断面における輝度差はやはり大きくなる。

このように、上述の従来のサイドエッジ型面照明装置においては、上視点Ｓ_１、中央視点Ｓ_２、下視点Ｓ_３における各平均輝度はあまり変化がない。しかし、上視点Ｓ_１、中央視点Ｓ_２、下視点Ｓ_３のいずれにおいても輝度差が大きくなり、輝度均一性が得られないという課題がある。また、視点を上下方向に振った場合、明線が移動してダークバンドが強調されるという課題もある。

上述の課題を解決するために、本発明に係るサイドエッジ型面照明装置は、出光面、該出光面の反対側に設けられた配光制御面、出光面及び配光制御面の一端及び他端に設けられた入光面及び反入光面を有する導光板と、導光板の入光面側に設けられた光源と、導光板の出光面側に設けられ、導光板側へ突出した導光板の入光面に平行な複数の峰形状プリズムを有するプリズムシートとを具備し、各峰形状プリズムの頂点形状及び頂点高さ並びに峰形状プリズムのピッチは一定であり、各峰形状プリズムの傾斜角度は入光面から反入光面に向って漸次変化し、峰形状プリズムは装置の左右方向に延在し、各峰形状プリズムはその頂点を挟んで入射面及び反射面を有し、プリズムシートの中央位置から導光板の入光面に近づくにつれて各峰形状プリズムの反射面は漸次倒れており、プリズムシートの中央位置から導光板の非入光面に近づくにつれて各峰形状プリズムの反射面は漸次立上り、プリズムシートの中央位置は導光板の入光面と導光板の反入光面とから非等距離であるものである。

本発明によれば、各視点において輝度均一性が得られる。また、視点を上下方向に振っても、明線の移動もなくかつダークバンドの強調もない。

本発明に係るサイドエッジ型面照明装置の実施の形態を示す断面図である。図１のサイドエッジ型面照明装置に対して上視点（＋５°）から見たプリズムシート上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は上視点位置を示し、（Ｂ）はプリズムシート上の各輝度分布を示し、（Ｃ）は、上視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１のサイドエッジ型面照明装置に対して中央視点から見たプリズムシート上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は中央視点位置を示し、（Ｂ）はプリズムシート上の各輝度分布を示し、（Ｃ）は、中央視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１のサイドエッジ型面照明装置に対して下視点（－５°）から見たプリズムシート上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は下視点位置を示し、（Ｂ）はプリズムシート上の各輝度分布を示し、（Ｃ）は、下視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１のサイドエッジ型面照明装置に対して視点とプリズムシートとの距離ｄを６００ｍｍとし、導光板から狭配光光を受けて焦点距離Ｆを変化させた場合の輝度分布を示す写真である。（Ａ）は図５における上５°視点Ｓ_１から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、（Ｂ）は図５における中央視点Ｓ_２から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、（Ｃ）は図５における下５°視点Ｓ_３から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１のサイドエッジ型面照明装置に対して視点とプリズムシートとの距離ｄを６００ｍｍとし、導光板から狭配光光を受けて焦点距離Ｆを変化させた場合の輝度分布を示す写真である。（Ａ）は図６における上５°視点Ｓ_１から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、（Ｂ）は図６における中央視点Ｓ_２から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、（Ｃ）は図６における下５°視点Ｓ_３から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１のサイドエッジ型面照明装置に対して視点とプリズムシートとの距離ｄを５００ｍｍとし、導光板から狭配光光を受けて焦点距離Ｆを変化させた場合の輝度分布を示す写真である。（Ａ）は図９における上５°視点Ｓ_１から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、（Ｂ）は図９における中央視点Ｓ_２から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、（Ｃ）は図９における下５°視点Ｓ_３から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１の三角形状プリズムの拡大断面図である。図１の三角形状プリズムの変更例を説明するための図である。図１のサイドエッジ型面照明装置及び図１２の変更例のプリズムシートの製造方法の一例を説明するための図である。従来のサイドエッジ型面照明装置を示す斜視図である。図１４の導光板の斜視図である。図１５の導光板の詳細を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は部分断面図である。図１４の導光板及びプリズムシートの動作を説明するための断面図である。図１７の導光板及びプリズムシートの配光特性を示すグラフである。図１４のサイドエッジ型面照明装置に対して上視点（＋５°）から見たプリズムシート上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は上視点位置を示し、（Ｂ）は上視点から見たプリズムシート上の輝度分布を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の上視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１４のサイドエッジ型面照明装置に対して中央視点から見たプリズムシート上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は中央視点位置を示し、（Ｂ）は中央視点から見たプリズムシート上の輝度分布を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の中央視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。図１４のサイドエッジ型面照明装置に対して下視点（－５°）から見たプリズムシート上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は下視点位置を示し、（Ｂ）は下視点から見たプリズムシート上の輝度分布を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の下視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図１は本発明に係るサイドエッジ型面照明装置の実施の形態を示す断面図である。図１においては、図１４のプリズムシート３の代りにプリズムシート３’を設けてある。

図１において、プリズムシート３’の各三角形状プリズム３’ａは入射面３’ａ－１及び反射面３’ａ－２よりなる同一三角形状を有し、その頂角は一定たとえば６０°、ピッチｐは一定、高さｈは一定である。ここで、ｘ座標の原点（ｘ＝０）を導光板１の入光面Ｓ_ｉｎ１の位置とし、プリズムシート３’の中央位置（入光面Ｓ_ｉｎ１と反入光面Ｓ_ｉｎ２との中間位置）からのずれをΔｘとすると、各三角形状プリズム３’ａは視点Ｓ（図示せず）が真上に位置する中央位置（Δｘ＝０）から入光面Ｓ_ｉｎ１側に向って（Δｘ＜０）三角形状プリズム３’ａの入射面３’ａ－１が立つ方向にかつ反射面３’ａ－２が倒れる方向に頂点を中心に時計回りに漸次、回転角度θ_＋で回転する。他方、中央位置（Δｘ＝０）から反入光面Ｓ_ｉｎ２側（Δｘ＞０）に向って三角形状プリズム３’ａの入射面３’ａ－１が倒れる方向にかつ反射面３’ａ－２が立つ方向に頂点を中心に反時計回りに漸次、回転角度θ_－で回転する。その回転角度θ_－、θ_＋は入光面Ｓ _ｉｎ１側及び反入光面Ｓ_ｉｎ２に向うにつれて徐々に大きくなる。つまり、漸増する。入光面Ｓ_ｉｎ１に向ってΔｘ（ｍｍ）の値を負とし、反入光面Ｓ_ｉｎ２に向ってΔｘ（ｍｍ）の値を正と定義し、中央真上に位置する視点Ｓとプリズムシート３’との距離をｄとすれば、
ｄ＝４００ｍｍのとき、
θ＝－０．０５６５・Δｘ
ｄ＝５００ｍｍのとき、
θ＝－０．０４４６・Δｘ
ｄ＝６００ｍｍのとき、
θ＝－０．０３８１・Δｘ
ｄ＝７００ｍｍのとき、
θ＝－０．０３０５・Δｘ
ｄ＝８００ｍｍのとき、
θ＝－０．０２８６・Δｘ
で与えられる。尚、Δｘ≧０のとき、
θ＝θ_－
Δｘ＜０のとき、
θ＝θ_＋
である。すなわち、一般に、
θ＝ａ・Δｘ
但し、ａは－０．０２８５～－０．０４４６
であり、さらに、入光面Ｓ_ｉｎ１の位置をｘ＝０とし、三角形状プリズム３’ａの位置をｘとすれば、
θ＝ａ・ｘ＋ｂ
但し、ｂは入光面Ｓ_ｉｎ１位置における三角形状プリズム３’ａの回転角度
で表せる。尚、ｄ＝４００～８００ｍｍは視点Ｓ_１とプリズムシート３’（ＬＣＤ装置）との実際の距離であり、上述の値が上述の範囲を超えると、合わなくなる。

図２は図１のサイドエッジ型面照明装置に対して上視点（＋５°）から見たプリズムシート３’上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は上視点位置を示し、（Ｂ）は（Ａ）のプリズムシート３’上の各輝度分布Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３を示し、（Ｃ）は、上視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図２の（Ａ）に示すごとく、上５°視点Ｓ_１はプリズムシート３’の中央位置から見て上５°に位置する。この場合、プリズムシート３’からの光の焦点（集光位置）は、上５°視点Ｓ_１との同一距離の位置にあるものとする。従って、図２の（Ｂ）に示すごとく、上視点Ｓ_１から見た輝度分布は各輝度Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３の６５％の影響を平等に受ける。従って、図２の（Ｃ）に示すごとく、中央輝度断面における輝度差は小さくなり、明線もダークバンドも存在しない。

図３は図１のサイドエッジ型面照明装置に対して中央視点から見たプリズムシート３上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は中央視点位置を示し、（Ｂ）は（Ａ）のプリズムシート３’上の各輝度分布Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３を示し、（Ｃ）は、中央視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図３の（Ａ）に示すごとく、中央視点Ｓ_２はプリズムシート３’の中央位置から見て真上に位置する。この場合、プリズムシート３’からの光の焦点（集光位置）は、中央視点Ｓ_２との同一距離の位置にあるものとする。従って、図３の（Ｂ）に示すごとく、中央視点Ｓ_２から見た輝度分布は各輝度Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３の１００％の影響を平等に受ける。従って、図３の（Ｃ）に示すごとく、中央輝度断面における輝度差はやはり小さくなり、明線もダークバンドも存在しない

図４は図１のサイドエッジ型面照明装置に対して下視点（－５°）から見たプリズムシート３上の輝度分布を説明するための図であって、（Ａ）は下視点位置を示し、（Ｂ）は（Ａ）のプリズムシート３’上の各輝度分布Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３を示し、（Ｃ）は、下視点から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図４の（Ａ）に示すごとく、下５°視点Ｓ_３はプリズムシート３’の中央位置から見て下５°に位置する。この場合、プリズムシート３’からの光の焦点（集光位置）は、下５°視点Ｓ_３との同一距離の位置にあるものとする。従って、図４の（Ｂ）に示すごとく、下視点Ｓ_３から見た輝度分布は各輝度Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３の６０％の影響を平等に受ける。従って、図４の（Ｃ）に示すごとく、中央輝度断面における輝度差はやはり小さくなり、明線もダークバンドも存在しない

このように、図１のサイドエッジ型面照明装置においては、中央視点Ｓ_２における平均輝度は大きく、上視点Ｓ_１、下視点Ｓ_３の各平均輝度は小さい。しかし、上視点Ｓ_１、中央視点Ｓ_２、下視点Ｓ_３における輝度差が小さくなり、輝度均一性が得られる。また、視点を上下方向に振った場合、明線の移動及びダークバンドの強調はない。

図５は図１のサイドエッジ型面照明装置に対して視点とプリズムシート３’との距離ｄを６００ｍｍとし、焦点距離Ｆを変化させた場合の輝度分布を示す写真である。この場合、導光板１からの出射光Ｌ２は図１８の（Ａ）に示す狭配光特性を有するものとする。たとえば、半値幅で３０°～１５°である。

図６の（Ａ）は図５における上５°視点Ｓ_１から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、図６の（Ｂ）は図５における中央視点Ｓ_２から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、図６の（Ｃ）は図５における下５°視点Ｓ_３から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図５、図６に示すように、焦点距離Ｆが視点とプリズムシート３’との距離ｄ（６００ｍｍ）と一致すると、中央視点Ｓ_２での平均輝度は２７０００ｃｄ／ｍ^２と大きく、他方、上５°視点Ｓ_１、下５°視点Ｓ_３での平均輝度は１６０００ｃｄ／ｍ^２と小さいが、輝度差はいずれも小さい。従って、各視点Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３において、輝度均一性が得られ、視点を上下方向に振っても明線の移動もなく、ダークバンドの強調もない。焦点距離Ｆを５００ｍｍとした場合又は７００ｍｍ～８００ｍｍとした場合には、各視点Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３での輝度差は大きくなり、狭配光特性により本発明の回転角度の漸次変化による焦点距離の分解能が高くなる。従って、視点とプリズムシート３’との距離ｄが６００ｍｍの場合、焦点距離Ｆは６００ｍｍ～７００ｍｍが好ましい。

図７は図１のサイドエッジ型面照明装置に対して視点とプリズムシート３’との距離ｄを６００ｍｍとし、焦点距離Ｆを変化させた場合の輝度分布を示す写真である。この場合、導光板１からの出射光Ｌ２は図１８の（Ａ）に示す広配光特性を有するものとする。

図８の（Ａ）は図６における上５°視点Ｓ_１から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、図８の（Ｂ）は図６における中央視点Ｓ_２から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、図８の（Ｃ）は図６における下５°視点Ｓ_３から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図７、図８に示すように、焦点距離Ｆが視点とプリズムシート３’との距離ｄ（６００ｍｍ）と一致すると、中央視点Ｓ_２での平均輝度は２４０００ｃｄ／ｍ^２と大きく、他方、上５°視点Ｓ_１、下５°視点Ｓ_３での平均輝度は１５０００～１６０００ｃｄ／ｍ^２と小さいが、輝度差はいずれも小さい。従って、各視点Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３において、輝度均一性が得られ、視点を上下方向に振っても明線の移動もなく、ダークバンドの強調もない。焦点距離Ｆを５００ｍｍとした場合又は７００ｍｍ～８００ｍｍとした場合には、各視点Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３での輝度差は大きくなるが、広配光特性により本発明の回転角度の漸次変化による焦点距離の分解能が低くなる。従って、視点とプリズムシート３’との距離ｄが６００ｍｍの場合、焦点距離Ｆは６００ｍｍ～６５０ｍｍが好ましい。

このように、導光板１の出光配光特性が狭配光になれば、本発明の三角形状プリズム３’ａの回転角度の漸次変化効果により焦点距離Ｆの分解能が高くなる。つまり、配光重ね合わせの分解能が高くなる。

図９は図１のサイドエッジ型面照明装置に対して視点とプリズムシート３’との距離ｄを５００ｍｍとし、焦点距離Ｆを変化させた場合の輝度分布を示す写真である。この場合、導光板１からの出射光Ｌ２は図１８の（Ａ）に示す狭配光特性を有するものとする。たとえば、半値幅で３０°～１５°である。

図１０の（Ａ）は図９における上５°視点Ｓ_１から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、図１０の（Ｂ）は図９における中央視点Ｓ_２から見た輝度分布の中央輝度断面を示し、図１０の（Ｃ）は図９における下５°視点Ｓ_３から見た輝度分布の中央輝度断面を示す。

図９、図１０に示すように、焦点距離Ｆが視点とプリズムシート３’との距離ｄ（５００ｍｍ）と一致すると、中央視点Ｓ_２での平均輝度は２４０００ｃｄ／ｍ^２と大きく、他方、上５°視点Ｓ_１、下５°視点Ｓ_３での平均輝度は１４０００～１５０００ｃｄ／ｍ^２と小さいが、輝度差はいずれも小さい。従って、各視点Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３において、輝度均一性が得られ、視点を上下方向に振っても明線の移動もなく、ダークバンドの強調もない。焦点距離Ｆを４００ｍｍとした場合又は６００ｍｍとした場合には、各視点Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３での輝度差は逆となり、狭配光特性により本発明の回転角度の漸次変化による焦点距離の分解能が高くなる。従って、視点とプリズムシート３’との距離ｄが５００ｍｍの場合、焦点距離Ｆは５００ｍｍが好ましい。

図１１は図１の三角形状プリズム３’ａの拡大断面図である。

図１１に示すように、各三角形状プリズム３’ａは頂角が一定、ピッチｐが一定、高さｈが一定となっているが、三角形状プリズム３’ａの回転角度θ_―、θ_＋に応じて三角形状プリズム３’ａ間の平坦部の距離Ｈが変化する。このとき、回転角度θ_―、θ_＋が変化しても平坦部の距離Ｈが所定値以上となるように、高さｈを決定する。つまり、隣接する第１の三角形状プリズムの反射面３’ａ－２と第２の三角形状プリズムの入射面３’ａ－１との間に長さが所定値以上の距離Ｈの平坦部を設ける。これにより、プリズムシート３’を製造する際に金型を抜き易くして製造歩留りを向上させることができる。

図１２は図１の三角形状プリズム３’ａの変更例を説明するための図である。

図１においては、プリズムシート３’の三角形状プリズム３’ａは、図１２の（Ａ）に示すごとく、入光面Ｓ_ｉｎ１に平行につまりＹ方向に沿って設けられており、従って、図１２の（Ｂ）に示すごとく、中央視点から見たプリズムシート３’の輝度はＸ方向で均一であるがＹ方向では不均一である。これに対し、図１２の（Ａ’）に示すごとく、プリズムシート３”の三角形状プリズム３”ａの頂角を入光面Ｓ_ｉｎ１に対して凹に湾曲させると、図１２（Ｂ’）に示すごとく、中央視点から見たプリズムシート３’の輝度はＹ方向でも均一となる。

図１３は図１のサイドエッジ型面照明装置及び図１２のプリズムシート３’、３”の製造方法の一例を説明するための図である。

図１３の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図１２の（Ａ）、（Ａ’）のプリズムシート３’、３”を製造する場合、予め本来の図１２の（Ａ）、（Ａ’）のプリズムシート３’、３”より大きいサイズのプリズムシート３’Ｌ、３”Ｌを製造する。この場合、回転角度θ＝０（Δｘ＝０）はプリズムシート３’Ｌ、３”Ｌの中央位置である。図１３の（Ａ）、（Ｂ）のプリズムシート３’Ｌ、３”Ｌをカット位置Ｃでたとえば抜き型でカットすると、図１３の（Ｃ）に示す中央視点Ｓ_２を有するプリズムシート３’（３”）となる。この場合、中央視点Ｓ_２はプリズムシート３’（３”）の中心と一致し、中央位置（Δｘ＝０）に一致する。他方、図１３の（Ａ）、（Ｂ）のプリズムシート３’Ｌ、３”Ｌをカット位置Ｄでたとえば抜き型でカットすると、図１３の（Ｄ）に示す上視点Ｓ_１を有するプリズムシート３’（３”）となる。この場合、上視点Ｓ_１は、プリズムシート３’（３”）の中心より上方にずれ、中央位置（Δｘ＝０）に一致する。このように、大きいサイズのプリズムシート３’Ｌ、３”Ｌのカット位置を変更することにより視点位置及び中央位置（Δｘ＝０）を簡単に変更できる。

尚、上述の実施の形態において、中央位置（Δｘ＝０）は入光面Ｓ_ｉｎ１と反入光面Ｓ_ｉｎ２との中間位置であるが、入光面Ｓ_ｉｎ１と反入光面Ｓ_ｉｎ２とから等距離位置に限定されない。たとえば、図１３の（Ｂ）に示すごとく、中央位置（Δ＝０）は入光面Ｓ_ｉｎ１よりも反入光面Ｓ_ｉｎ２に近くすることもできる。また、中央位置（Δｘ＝０）は反入光面Ｓ_ｉｎ２よりも入光面Ｓ_ｉｎ１に近くすることもできる。

また、上述の三角形状プリズム３’ａ、３”ａにおいては、頂点が厳密な三角形状をなしている必要はなく、三角形状は曲率を持った面や多面形状を有しているプリズム形状でもよい。

本発明に係るサイドエッジ型面照明装置は、狭配光特性を有するので、他者による側方からの覗き見を防止できるＬＣＤ装置に利用できる。

１：導光板
Ｓ_ｉｎ１：入光面
Ｓ_ｉｎ２：反入光面
Ｓ_ｅ：出光面
Ｓ_ｄ：配光制御面
２：ＬＥＤ素子
３、３’、３”、３’Ｌ、３”Ｌ：プリズムシート
３ａ、３’ ａ、３”ａ：三角形状プリズム
３’ａ－１：入射面
３’ａ－２：反射面
４：反射シート

Claims

出光面、該出光面の反対側に設けられた配光制御面、該出光面及び該配光制御面の一端及び他端に設けられた入光面及び反入光面を有する導光板と、
前記導光板の入光面側に設けられた光源と、
前記導光板の出光面側に設けられ、前記導光板側へ突出した前記導光板の入光面に平行な複数の峰形状プリズムを有するプリズムシートと
を具備するサイドエッジ型面照明装置であって、
前記各峰形状プリズムの頂点形状及び頂点高さ並びに前記峰形状プリズムのピッチは一定であり、
前記各峰形状プリズムの傾斜角度は前記入光面から前記反入光面に向って漸次変化し、
前記峰形状プリズムは前記装置の左右方向に延在し、
前記各峰形状プリズムはその頂点を挟んで入射面及び反射面を有し、
前記プリズムシートの中央位置から前記導光板の入光面に近づくにつれて前記各峰形状プリズムの反射面は漸次倒れており、
前記プリズムシートの中央位置から前記導光板の非入光面に近づくにつれて前記各峰形状プリズムの反射面は漸次立上り、
前記プリズムシートの前記中央位置は前記導光板の前記入光面と前記導光板の前記反入光面とから非等距離であるサイドエッジ型面照明装置。
出光面、該出光面の反対側に設けられた配光制御面、該出光面及び該配光制御面の一端及び他端に設けられた入光面及び反入光面を有する導光板と、
前記導光板の入光面側に設けられた光源と、
前記導光板の出光面側に設けられ、前記導光板側へ突出した前記導光板の入光面に平行な複数の峰形状プリズムを有するプリズムシートと
を具備し、
前記各峰形状プリズムの頂点形状及び頂点高さ並びに前記峰形状プリズムのピッチは一定であり、
前記各峰形状プリズムの傾斜角度は前記入光面から前記反入光面に向って漸次変化し、
前記各峰形状プリズムはその頂点を挟んで入射面及び反射面を有し、
前記プリズムシートの中央位置から前記導光板の入光面に近づくにつれて前記各峰形状プリズムの反射面は漸次倒れており、
前記プリズムシートの中央位置から前記導光板の非入光面に近づくにつれて前記各峰形状プリズムの反射面は漸次立上り、
前記プリズムシートの前記中央位置は前記導光板の前記入光面と前記導光板の前記反入光面とから非等距離であるサイドエッジ型面照明装置。
前記各峰形状プリズムの傾斜角度は該峰形状プリズムの回転角度で与えられる請求項１又は２に記載のサイドエッジ型面照明装置。
前記各峰形状プリズムの回転角度θは、
θ＝ａ・ｘ＋ｂ
但し、ｘは前記導光板の入光面位置からの距離
ａは－０．０２８５≦ａ≦－０．０４４６
ｂは前記導光板の入光面位置での峰形状プリズムの回転角度
で与えられる請求項３に記載のサイドエッジ型面照明装置。
前記峰形状プリズムは前記導光板の入光面に対して凹状に湾曲している請求項１に記載のサイドエッジ型面照明装置。
前記各峰形状プリズムはその頂点を挟んで入射面及び反射面を有し、
前記プリズムシートには、隣接する第１の峰形状プリズムの反射面と第２の峰形状プリズムの入射面との間に平坦部が設けられた請求項１又は２に記載のサイドエッジ型面照明装置。
前記各峰形状プリズムは三角形状プリズムである請求項１から５のいずれかに記載のサイドエッジ型面照明装置。