(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状照明光を出射する面光源装置であって、
互いに平行に対向する一対の側面のそれぞれを光入射面として有する導光板と、
前記一対の光入射面のそれぞれに対面配置され、各光入射面から前記導光板に入射させる光の発光輝度の、該光入射面の長手方向での分布を制御可能に構成された一対の入射光発生源と、
前記導光板の厚み方向の両面のうちの一方の面を覆うように該導光板に重ね合わされる反射シートと、
前記導光板の厚み方向の両面のうちの他方の面を覆うように該導光板に重ね合わされるプリズムシートと、
該プリズムシートの厚み方向の両面のうち、前記導光板に重ね合わされる面と反対側の面を覆うように、該反対側の面に重ね合わされる拡散シートとを備え、
前記導光板の一方の面には、凸部状又は凹部状の複数のドットが該一方の面に点在するように形成されており、
前記導光板の他方の面には、前記一対の光入射面に垂直な方向に延在し、且つ、該一対の光入射面の長手方向に並列する複数条の凸条部が形成されていると共に、各凸条部の両側壁面は、該凸条部の並列方向での該凸条部の幅が末広がりとなるように傾斜した傾斜面として形成されており、
前記プリズムシートは、その厚み方向の両面のうちの前記拡散シート側の面に、前記導光板の凸条部の延在方向と同方向に延在し、且つ、該凸条部の並列方向と同方向に並列する複数条のプリズム機能部が形成されたプリズムシートであることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の面光源装置において、
前記各ドットは、三角錐台形状に形成されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項３】
請求項２記載の面光源装置において、前記導光板の一方の面のうち、前記一対の光入射面のうちの一方の光入射面により近い側の箇所の各ドットは、その側壁を形成する３つの傾斜面のうちの１つの傾斜面の法線方向が、前記導光板の厚み方向で見たときに該導光板の前記一対の光入射面に垂直な方向に延在し、且つ、該１つの傾斜面が、他の２つの傾斜面よりも前記一方の光入射面に近い位置に存在するように形成されており、前記導光板の一方の面のうち、前記一対の光入射面のうちの他方の光入射面により近い側の箇所の各ドットは、その側壁を形成する３つの傾斜面のうちの１つの傾斜面の法線方向が、前記導光板の厚み方向で見たときに該導光板の前記一対の光入射面に垂直な方向に延在し、且つ、該１つの傾斜面が、他の２つの傾斜面よりも前記他方の光入射面に近い位置に存在するように形成されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源装置において、
前記入射光発生源は、複数の発光ダイオードを少なくとも前記導光板の各光入射面の長手方向に並べて構成された入射光発生源であることを特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライト等として利用可能な面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのバックライトとして使用される面光源装置としては、液晶ディスプレイの背面側で、液晶ディスプレイの表示面と平行な平面上に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源を比較的高密度で配列してなる光源群から、面状の照明光（平面状領域から発する照明光）を出射するように構成された直下型の面光源装置と、液晶ディスプレイの背面側で、液晶ディスプレイの表示面と平行な姿勢で配置される導光板とその側面部に配置した光源とを備え、この光源から導光板に入射した光を導光板の表面から面状の照明光として出射するように構成されたエッジライト方式の面光源装置とが一般に知られている。
【０００３】
また、ＬＥＤを光源として備える直下型の面光源装置では、液晶ディスプレイの表示映像のコントラスト等の見映えの向上や省電力化等を目的として、面状照明光の照射面（液晶ディスプレイの表示面）を複数の局所領域に区画し、各局所領域毎に照明光の輝度を制御する、所謂ローカルディミングを行なうものも一般に知られている。
【０００４】
ここで、直下型の面光源装置は、各局所領域毎のＬＥＤの発光輝度を制御することで、上記ローカルディミングを比較的容易に実現することができるものの、多数のＬＥＤを必要とするために、高価なものとならざるを得ない。また、液晶ディスプレイの表示面とＬＥＤの光源群との間に、ある程度の間隔を必要とすることから、面光源装置のさらなる薄型化を図ることも困難である。
【０００５】
このため、近年では、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に見られるように、導光板を使用してローカルディミングを実現するようにしたものが提案されている。
【０００６】
特許文献１には、厚さが異なる複数の導光板を平面上に配列すると共に、各導光板に光を入射するためのＬＥＤを各導光板の側面部に配置し、各導光板に対応するＬＥＤの発光輝度を制御することで、各導光板毎に、該導光板の表面から出射する面状照明光を制御できるようにした面光源装置が提案されている。
【０００７】
また、特許文献２には、局所領域毎に厚さを異ならせた導光板の側面部に、該導光板の各厚さ部分に光を入射するためのＬＥＤを配置すると共に、各厚さ部分に対応するＬＥＤから該厚さ部分にライトガイドを介して光を入射するように構成し、各厚さ部分に対応するＬＥＤの発光輝度を制御することで、各厚さ部分毎に、導光板の表面から出射する面状照明光を制御するできるようにした面光源装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−９７９０９号公報
【特許文献２】特開２００９−１９３８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、２に提案されている面光源装置によれば、直下型の面光源装置に比べて少ないＬＥＤでローカルディミングを実現することができるものの、特許文献１のものでは、厚さを異ならせた複数の導光板を必要とすると共に、該複数の導光板の配列のうちの中央側の導光板においては、それに隣り合う導光板との間の段差の箇所（当該中央側の導光板の側面部のうち、隣合う導光板と干渉しない箇所）にＬＥＤを配置する必要がある。
【００１０】
また、特許文献２のものでは、厚さを異ならせた複数の厚さ部分を導光板に形成しておく必要があると共に、それぞれの厚さ部分に対応するＬＥＤを導光板の厚さ方向に並べる必要がある。
【００１１】
このため、特許文献１，２のものでは、導光板とＬＥＤとを合わせた全体の厚さを十分に薄くすることが困難であり、ひいては、面光源装置を薄型化を十分に実現することが困難である。
【００１２】
また、特許文献１，２のものでは、ＬＥＤから導光板への光の入射方向と直交する方向での面状照明光の輝度分布を制御するためには、当該直交方向にも、導光板を並べる必要がある。このため、１つの面光源装置を構成するために必要な導光板の必要数が多くなりやすい。ひいては、面光源装置の組み立て作業が煩雑になり易いと共に、複数の導光板を相互に一体的に保持するための機構も複雑なものとなり易い。
【００１３】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、ローカルディミングを行なうことを可能としつつ、より一層の薄型化を図ることを簡素な構造で実現できると共に広配光が得られる面光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の面光源装置は、かかる目的を達成するために、面状照明光を出射する面光源装置であって、
互いに平行に対向する一対の側面のそれぞれを光入射面として有する導光板と、
前記一対の光入射面のそれぞれに対面配置され、各光入射面から前記導光板に入射させる光の発光輝度の、該光入射面の長手方向での分布を制御可能に構成された一対の入射光発生源と、
前記導光板の厚み方向の両面のうちの一方の面を覆うように該導光板に重ね合わされる反射シートと、
前記導光板の厚み方向の両面のうちの他方の面を覆うように該導光板に重ね合わされるプリズムシートと、
該プリズムシートの厚み方向の両面のうち、前記導光板に重ね合わされる面と反対側の面を覆うように、該反対側の面に重ね合わされる拡散シートとを備え、
前記導光板の一方の面には、凸部状又は凹部状の複数のドットが該一方の面に点在するように形成されており、
前記導光板の他方の面には、前記一対の光入射面に垂直な方向に延在し、且つ、該一対の光入射面の長手方向に並列する複数条の凸条部が形成されていると共に、各凸条部の両側壁面は、該凸条部の並列方向での該凸条部の幅が末広がりとなるように傾斜した傾斜面として形成されており、
前記プリズムシートは、その厚み方向の両面のうちの前記拡散シート側の面に、前記導光板の凸条部の延在方向と同方向に延在し、且つ、該凸条部の並列方向と同方向に並列する複数条のプリズム機能部が形成されたプリズムシートであることを特徴とする（第１発明）。
【００１５】
なお、本発明においては、「平行」は、厳密な意味での平行である必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で、厳密な意味での平行から若干のずれがあってもよい。このことは、「垂直」、あるいは、「直交」についても同様である。
【００１６】
ここで、本願発明者は、各種実験、検討によって、前記導光板、反射シート、プリズムシート、拡散シートを上記の如く相互に重ね合わせて構成した面光源装置において、導光板の一対の光入射面（側面）のいずれか一方の光入射面のうちの局所域（該光入射面の長手方向での幅が該光入射面の長さよりも十分に小さい局所域）から該導光板の他方の光入射面側に向かって光を入射すると、次のような現象が観測されることを確認した。
【００１７】
すなわち、前記導光板に入射した光の多くは、該導光板の光入射面の長手方向にはさほど拡散することなく、該導光板の他方の面（前記複数条の凸条部が形成された面）からプリズムシート及び拡散シートを介して出射することが確認された。従って、前記導光板に入射した光の多くは、前記凸条部の延在方向もしくはこれに近い方向に高い直進性で進行して、該導光板の他方の面（以下、導光板の出射面ということがある）からプリズムシート及び拡散シートを介して出射する。これは、特に、導光板の出射面に形成した複数条の凸条部によって、導光板の出射面から出射する光の出射方向が、それを導光板の厚み方向で見た場合に、導光板の光入射面に垂直な方向に指向し易くなるためと考えられる。
【００１８】
このため、導光板の一方の光入射面の局所域から該導光板に入射した光の多くは、該導光板の出射面のうち、該導光板の光入射面の長手方向（凸条部の並列方向）の幅が前記局所域と同程度の幅となる領域で、該導光板の光入射面寄りの領域からの出射光として、該導光板の出射面から出射することとなると考えられる。
【００１９】
そして、前記導光板の一対の光入射面のそれぞれから該導光板に光を入射した場合には、該導光板の出射面のうちの一方の光入射面寄りの領域から出射する光の多くは、該一方の光入射面から入射した光によってまかなわれ、導光板の出射面のうちの他方の光入射面寄りの領域から出射する光の多くは、該他方の光入射面から入射した光によってまかなわれる。
【００２０】
また、前記の如く反射シートを重ね合わせた導光板のいずれか一方の光入射面の局所域から該導光板に光を入射した場合には、該導光板の出射面から出射する光の出射方向（導光板の一対の光入射面の長手方向で見た出射方向）は、特定の方向もしくはそれに近い方向に集中しやすいことも確認された。さらに、導光板の一対の光入射面の両方から導光板に光を入射し、該導光板の出射面から前記プリズムシート及び拡散シートを介して出射する光を観測すると、導光板の一対の光入射面の長手方向に平行な軸周りの幅広い角度範囲で相対的に高輝度の配光が得られることが確認された。
【００２１】
そこで、本願発明者は、以上の如き知見に基づき、前記第１発明を前記の如く構成した。
【００２２】
かかる第１発明によれば、前記一対の入射光発生源は、各光入射面から前記導光板に入射させる光の発光輝度の、該光入射面の長手方向での分布を制御可能に構成されたものであるので、各光入射面の１つもしくは複数の局所域から、導光板に光を入射させることができる。
【００２３】
そして、第１発明では、各光入射面の局所域から導光板に入射した光は、該光入射面の長手方向にさほど拡散することなく、高い直進性で該光入射面に垂直な方向（前記凸条部の延在方向）もしくはこれに近い方向に進行して、導光板の出射面（前記凸条部が形成された他方の面）からプリズムシート及び拡散シートを介して出射する。なお、導光板の前記一方の面（出射面と反対側の面）に形成された複数のドットは、光入射面から導光板に入射して、導光板の前記一方の面に進行する光を、反射シートで反射させて導光板の出射面に向かわせるのを促進して、導光板の出射面から出射する光の量を多くする機能を有する。
【００２４】
また、導光板の出射面のうち、前記一対の光入射面の一方の光入射面寄りの領域から出射する光の多くは、該一方の光入射面から導光板に入射した光によってまかなわれ、導光板の出射面のうちの前記他方の光入射面寄りの領域から出射する光の多くは、該他方の光入射面から導光板に入射した光によってまかなわれる。
【００２５】
このため、入射光発生源における発光輝度の分布（光入射面の長手方向での分布）を制御することで、各該導光板の出射面を、前記凸条部の延在方向に２列、該凸条部の並列方向に複数列の局所領域に大略的に区分けした形態で、各局所領域毎に、導光板から出射する光の輝度を制御できることとなる。
【００２６】
また、導光板の出射面から出射する光は、高い指向性を有するので、その出射光を導光板の出射面に重ね合わされたプリズムシートに通すことで、導光板からの出射光の多くを導光板の出射面の正面方向（導光板の厚み方向）もしくはこれに近い方向に向けることができる。
【００２７】
さらに、このプリズムシートから出射する光を、該プリズムシートに重ね合わされた拡散シートに通すことで、該拡散シートから出射する光の視野角（相対的に高輝度となる角度範囲）を広げることができる。
【００２８】
以上の如く第１発明によれば、導光板、一対の入射光発生源、反射シート、プリズムシート、拡散シートを前記の如く組み合わせた簡素な構造によって、ローカルディミングを行なうことが可能となる。
【００２９】
また、このローカルディミングを行なうために必要な元光源は、導光板の一対の光入射面（側面）に対面配置させる一対の入射光発生源だけでよい。そして、各入射光発生源は、光入射面の長手方向での発光輝度の分布が制御できるものであればよいので、導光板の厚み方向での寸法は、比較的小さなもので済む。このため、導光板の厚さ、ひいては、面光源装置全体の厚さの薄型化を容易に実現できる。
【００３０】
また、導光板からプリズムシート及び拡散シートを介して出射する光を広配光な面状の照明光（視野角の広い照明光）とすることができる。
【００３１】
かかる第１発明では、前記各ドットは、三角錐台形状に形成されていることが好適である（第２発明）。
【００３２】
この第２発明によれば、導光板に各光入射面から入射した光のうち、導光板の前記一方の面（ドットを形成した面）に向かう光を、反射シートで反射させて該導光板の出射面から出射させることを効果的に促進できる。そのため、導光板の出射面から出射する光の量を多くして、該導光板からの面状照明光の発光効率を高めることができる。
【００３３】
この第２発明では、前記導光板の一方の面のうち、前記一対の光入射面のうちの一方の光入射面により近い側の箇所の各ドットは、その側壁を形成する３つの傾斜面のうちの１つの傾斜面の法線方向が、前記導光板の厚み方向で見たときに該導光板の前記一対の光入射面に垂直な方向に延在し、且つ、該１つの傾斜面が、他の２つの傾斜面よりも前記一方の光入射面に近い位置に存在するように形成されており、前記導光板の一方の面のうち、前記一対の光入射面のうちの他方の光入射面により近い側の箇所の各ドットは、その側壁を形成する３つの傾斜面のうちの１つの傾斜面の法線方向が、前記導光板の厚み方向で見たときに該導光板の前記一対の光入射面に垂直な方向に延在し、且つ、該１つの傾斜面が、他の２つの傾斜面よりも前記他方の光入射面に近い位置に存在するように形成されていることが好適である（第３発明）。
【００３４】
この第３発明によれば、前記導光板の一方の面のうち、前記一対の光入射面のうちの一方の光入射面により近い側の箇所の各ドットは、上記の如く形成されているので、前記一方の光入射面から導光板に入射した光は、各ドットにおいて、前記１つの傾斜面に入射し易くなることで、導光板の厚み方向で見た光の進行方向が、導光板の一対の光入射面にほぼ垂直な方向に保たれやすくなる（光入射面の長手方向に散乱し難くなる）。このことは、他方の光入射面により近い側の箇所の各ドットについても同様である。
【００３５】
従って、第３発明によれば、導光板の厚み方向で見た場合に、導光板に入射して出射する光の直進性をより一層効果的に高めることができる。
【００３６】
また、前記第１〜第３発明では、前記各入射光発生源は、光入射面の長手方向での発光輝度の分布を制御できるものであれば、どのような構造のものでもよいが、点状光源としての発光ダイオードを利用することで容易に実現できる。この場合、前記入射光発生源は、例えば、複数の発光ダイオードを少なくとも前記導光板の各光入射面の長手方向に並べて構成される（第４発明）。
【００３７】
この第４発明によれば、各入射光発生源は、それを構成する個々の発光ダイオード、又は光入射面の長手方向で隣合う所定数（全個数に比して十分に少ない所定数）の発光ダイオードの組の点灯及びその点灯時の発光輝度を制御することができる。このため、各光入射発生源において、導光板の各光入射面の長手方向での発光輝度の分布を制御できることとなり、各光入射面の所要の局所域に所要の発光輝度の光を入射させることができる。
【００３８】
また、光入射面の長手方向に並ぶ発光ダイオードの列は、１列であってもよいので、各入射光発生源と導光板との薄型化とを容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の面光源装置の分解斜視図。
【図２】実施形態の面光源装置の構成要素を組付けた状態を示す側面図。
【図３】実施形態の面光源装置を導光板の厚み方向で見た図。
【図４】実施形態の面光源装置の導光板に形成した凸条部を拡大して示す図。
【図５】図５（ａ）は実施形態の面光源装置の導光板に形成した各ドットを示す斜視図、図５（ｂ）は導光板におけるドットの配置状態を示す図。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施例の面光源装置、比較例の面光源装置の光学的特性に関する第１の検証により得られた観測結果を示す図。
【図７】第１の検証により得られた実施例及び比較例の面光源装置の光学的特性を表すグラフ。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施例の面光源装置、比較例の面光源装置の光学的特性に関する第２の検証により得られた観測結果を示す図。
【図９】第２の検証により得られた実施例及び比較例の面光源装置の光学的特性を表すグラフ。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、それぞれ、実施例の面光源装置、比較例の面光源装置の光学的特性に関する第３の検証により得られた観測結果を示す図。
【図１１】第３の検証により得られた実施例及び比較例の面光源装置の光学的特性を表すグラフ。
【図１２】第４の検証により得られた実施例及び比較例の面光源装置の光学的特性を表すグラフ。
【図１３】図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、実施形態の面光源装置の導光板に形成するドットの他の形態を例示する斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の一実施形態を図１〜図１２を参照して説明する。
【００４１】
図１及び図２に示すように、本実施形態の面光源装置１は、導光板２、反射シート３、プリズムシート４、拡散シート５、及び一対の入射光発生源６ａ，６ｂを備える。
【００４２】
導光板２は、その外観形状が方形板状のものであり、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透光性の材質からなる。この導光板２の四辺の側面のうちの、互いに平行に対向する一対の側面２ａ，２ｂが、それぞれ入射光発生源６ａ，６ｂから導光板２の内部に光を入射させるための光入射面とされ、各光入射面２ａ，２ｂのそれぞれに対面するようにして入射光発生源６ａ，６ｂが配置される。
【００４３】
なお、以降の説明では、便宜上、図１に示すように３軸直交座標系（ＸＹＺ座標系）を想定し、導光板２の厚み方向をＺ軸方向、光入射面２ａ，２ｂに垂直な方向をＸ軸方向、光入射面２ａ，２ｂの長手方向をＹ軸方向ということがある。
【００４４】
各入射光発生源６ａ，６ｂは、図３に示す如く、複数の点状光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）７を各光入射面２ａ，２ｂの長手方向に等間隔で配列させてなるＬＥＤ群により構成されたものであり、各ＬＥＤ７毎に各別に、又は、互いに隣合う所定数のＬＥＤ７の組毎に各別に、図示しないＬＥＤ駆動回路を介して、点灯及び消灯と点灯時の発光輝度とを制御することが可能となっている。これにより、各入射光発生源６ａ，６ｂは、それぞれが対面する光入射面２ａ，２ｂの長手方向での発光輝度の分布を制御することが可能となっている。
【００４５】
例えば、入射光発生源６ａを構成するＬＥＤ群のうち、該入射光発生源６ａに対面する光入射面２ａの１つ又は複数の特定の局所領域（光入射面２ａの長手方向の全長に比して短い長さの領域）に対向する１つ又は複数のＬＥＤ７だけを点灯させたり、各局所領域に対向するＬＥＤ７の点灯時の発光輝度を各局所領域毎に各別に制御することが可能である。入射光発生源６ｂについても同様である。
【００４６】
導光板２の厚み方向（Ｚ軸方向）の両面のうちの第１の面２s1（図１では上面）は、プリズム状の複数の凸条部８が形成された面（以下、凸条部形成面２s1という）となっている。この凸条部形成面２s1に形成された複数の凸条部８は、それぞれＸ軸方向に延在し、且つＹ軸方向に並列している。この場合、Ｘ軸方向で見た各凸条部８の形状（各凸条部８の横断面形状）は、三角形状（もしくはこれに近似する形状）に形成されている。
【００４７】
より詳しくは、本実施形態では、Ｘ軸方向で見た各凸条部８の形状は、例えば図４に示すように、頂部に丸みを持たせた二等辺三角形状に形成されている。このため、各凸条部８の両側壁面８ａ，８ｂは、該凸条部８の幅（Ｙ軸方向の幅）が頂部側から裾側に向かって末広がりとなるように傾斜した傾斜面となっている。換言すれば、各凸条部８の両側壁面８ａ，８ｂは、それぞれの法線ベクトルのＹ軸方向成分が、逆向きとなる傾斜面となっている。そして、各凸条部８の両側壁面８ａ，８ｂ（傾斜面）の傾斜角度（Ｚ軸に垂直な平面に対する鋭角側の傾斜角度）は互いに同一となっている。
【００４８】
ここで、図１及び図２では、図示の便宜上、各凸条部８のサイズを導光板２に対して大きめに記載しているが、実際には、各凸条部８のサイズは微小である。具体的な一例（後述する実施例の面光源装置１）としては、Ｙ軸方向で隣合う凸条部８，８のピッチＰ１は、例えば２９μｍであり、各凸条部８の高さＨ１は、例えば７．４６μｍである。また、両側壁面８ａ，８ｂの間の角度は、例えば９０°である。ピッチＰ１は１０〜７０μｍ程度、高さＨ１は１〜４０μｍ程度、両側壁８ａ，８ｂの間の角度は、８０〜１３０°程度が好ましい。
【００４９】
補足すると、図４では、Ｘ軸方向で隣合う凸条部８，８の間の箇所は平坦面（Ｚ軸方向に垂直な平坦面）となっているが、該平坦面は無くてもよい。すなわち、凸条部８が、Ｘ軸方向に連続的に（間断なく）並んでいてもよい。
【００５０】
導光板２の厚み方向（Ｚ軸方向）の両面のうちの第２の面２s2（図１では下面）は、図５（ｂ）に示す如く複数の凸部状のドット９を点在させて形成した面（以下、ドット形成面２s2という）となっている。このドット形成面２s2に突設されたドット９は、本実施形態では、図５（ａ）に示すような三角錐台形状（詳しくは、角に丸みをもたせた三角錐台形状）の微小な凸部である。そのサイズは、ドット９の裾幅が、３０〜５００μｍ程度、高さが１〜５００μｍ程度である。
【００５１】
ここで、本実施形態では、導光板２のドット形成面２s2のうち、導光板２のＸ軸方向の中央位置（光入射面２ａ，２ｂのそれぞれから等距離の位置）よりも光入射面２ａ側の領域と、該中央位置よりも光入射面２ｂ側の領域とでは、導光板２の厚み方向で見た場合、各ドット９の向きが、上記中央位置でＸ軸方向に垂直な面に対して対称的な向きになるように設定されている。
【００５２】
より詳しくは、例えばドット形成面２s2の光入射面２ａ側の領域においては、各ドット９は、図５（ｂ）に示す如く、その側壁を形成する３つの傾斜面のうちの１つの傾斜面９ａの法線方向（図中の法線ベクトルｎの方向）が、導光板２の厚み方向で見たとき（ＸＹ平面に投影して見たとき）にＸ軸方向に延在すると共に、当該１つの傾斜面９ａが、他の２つの傾斜面よりも、光入射面２ａに近い位置に存在するように形成されている。ドット形成面２s2の光入射面２ｂ側の領域においても同様である。
【００５３】
なお、導光板２の凸条部形成面２s2及びドット形成面２s2は、それぞれに対応する成型面を有するスタンパ等の型を使用して導光板２の基体部と一体に成形される。
【００５４】
図１に戻って、前記反射シート３は、導光板２に入射された光のうち、導光板２のドット形成面２s2から出射する光を反射する（導光板２の内部に戻す）ためのシートであり、図２に示すように、導光板２のドット形成面２s2を覆うようにして、該ドット形成面２s2に重ね合わされる。該反射シート３の材質は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。
【００５５】
前記プリズムシート４は、導光板２の凸条部形成面２s1から出射した光の進行方向を、導光板２の正面方向（Ｚ軸方向）に近づけるためのシートであり、図２に示すように、導光板２の凸条部形成面２s1を覆うようにして該凸条部形成面２s1に重ね合わされる。
【００５６】
このプリズムシート４の厚み方向の両面のうち、導光板２の凸条部形成面２s1に重ね合わされる面（図１では下面）は、平坦面となっている。一方、プリズムシート４の導光板２と反対側の面（図１では上面）には、三角柱形状（又はこれに近似する形状）の複数条のプリズム機能部１０が形成されている。これらのプリズム機能部１０は、それぞれ、導光板２の凸条部形成面２s1の凸条部８の延在方向と同方向、すなわち、Ｘ軸方向に延在し、Ｙ軸方向に並列している。
【００５７】
なお、プリズムシート４の材質は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）にアクリリル樹脂を積層したものである。また、Ｘ軸方向で見たプリズムシート４の各プリズム機能部１０の形状（各プリズム機能部１０の横断面形状）は、Ｘ軸方向で見た導光板２の凸条部８の形状と概ね同様の三角形形状（もしくはこれに近い形状）であり、隣合うプリズム機能部１０，１０の間のピッチは、１８〜５０μｍ程度、各プリズム機能部１０の高さは７〜３０μｍ程度、各プリズム機能部１０の両側壁面の間の角度は、８０〜１００°程度である。
【００５８】
補足すると、導光板２の凸条部形成面２s1にプリズムシート４が密着してしまうのを回避するために、導光板２の凸条部８の高さＨ１にばらつきをもたせたり、プリズムシート４の導光板２側の面４s2にマット処理を施すようにしてもよい。あるいは、導光板２とプリズムシート４との間に、密着防止シート、例えば低ヘイズ拡散シートを介在させるようにしてもよい。また、導光板２の隣合う凸条部８，８の間のピッチＰ１と、プリズムシート４の隣合うプリズム機能部１０，１０の間のピッチとは、導光板２とプリズムシート４との間の干渉を回避するために、互いに異なるピッチに設定しておくことが好ましい。
【００５９】
前記拡散シート５は、導光板２からプリズムシート４を通って出射する光を拡散させるためのシートであり、図２に示すように、プリズムシート４のプリズム機能部１０が形成された面を覆うようにして、該面に重ね合わされる。該拡散シート５の材質は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）にアクリルビーズ分散層を設けたものである。
【００６０】
以上が、本実施形態の面光源装置１の主要な構成要素であり、図２に示すように、反射シート３、導光板２、プリズムシート４、拡散シート５を、この順番で導光板２の厚み方向（Ｚ軸方向）に並べるように相互に重ね合わせ、また、導光板２の一対の光入射面２ａ，２ｂに入射光発生源６ａ，６ｂをそれぞれ対面させて配置することにより、面光源装置１の基本構造部が構成される。なお、この基本構造部は、図示しない筐体枠に組付けられ、該基本構造部の各要素が相互に固定される。
【００６１】
次に、本実施形態の面光源装置１の作動について説明する。
【００６２】
本実施形態では、入射光発生源６ａ，６ｂのそれぞれについて、互いに隣合う所定数のＬＥＤ７の組毎に、各組のＬＥＤ７の発光の駆動制御（点灯及び消灯の制御、並びに、点灯時の発光輝度の制御）が行なわれる。なお、各組のＬＥＤ７の個数は、各入射光発生源６ａ，６ｂのＬＥＤ７の全個数に比して十分に少ない個数である。
【００６３】
このとき、点灯させた各組のＬＥＤ７が発する光は、該ＬＥＤ７が対面する光入射面６ａ又は６ｂの局所域（光入射面６ａ又は６ｂのうちの、点灯させた各組のＬＥＤ７が対向する局所域）から導光板２に入射する。そして、導光板２に入射した光の多くは、導光板２の出射面としての凸条部形成面２s1から直接的に出射するか、あるいは、ドット形成面２s2から出射した後、反射シート３で反射されて導光板２に再び入射し、その後、凸条部形成面２s1（以降、出射面２s1ということもある）から出射する。
【００６４】
この場合、ドット形成面２s2のドット９は、導光板２の内部でドット形成面２s2に向かって進行する光を、反射シート３側に出射させ、さらに、反射シート３で反射した光を凸条部形成面２s1に向かって進行させることを促進するように機能する。
【００６５】
また、ドット９は、前記した向きで形成されているので、ドット形成面２s2の光入射面２ａ側の領域のドット９に該光入射面２ａから進行した光や、ドット形成面２s2の光入射面２ｂ側の領域のドット９に該光入射面２ｂから進行した光が、該ドット９において、Ｘ軸方向もしくはこれに近い方向から大きくずれた方向に散乱してしまうのが抑制される。
【００６６】
また、導光板２の凸条部形成面（出射面）２s1に形成された凸条部８は、該出射面２s1から出射する光をＸ軸方向で見たときに（ＹＺ平面に投影して見たときに）、該出射光の進行方向をＺ軸方向もしくはこれに近い方向（Ｘ軸周りの角度成分が“０”もしくはこれに近いものとなる方向）に指向させるように機能する。このため、出射面２s1から出射する光の進行方向は、Ｘ軸方向で見たときに（ＹＺ平面に投影して見たときに）、Ｚ軸方向もしくはこれに近い方向からずれ難くなる。換言すれば出射面２s1から出射する光の進行方向のベクトル（該光の速度ベクトル）のＹ軸方向成分の大きさが“０”もしくはこれに近いものとなる。
【００６７】
この結果、導光板２をＺ軸方向で見たときに、ＬＥＤ７から導光板２に入射した光の多くは、Ｘ軸方向もしくはそれに近い方向に進行して、出射面２s1から出射することなる。すなわち、ＬＥＤ７から導光板２に入射した光は、導光板２をＺ軸方向で見た場合に、Ｘ軸方向もしくはこれに近い方向に高い直進性で進行して、出射面２s1から出射することとなる（この直進性についての検証結果については後述する）。
【００６８】
なお、導光板２の出射面２s1から出射する光の進行方向のベクトルは、それをＹ軸方向で見た場合（ＸＺ平面に投影して見た場合）には、Ｚ軸方向から傾斜した方向のベクトルとなる。
【００６９】
上記の如く導光板２の出射面２s1から出射した光は、次に、プリズムシート４と拡散シート５とを透過して、該拡散シート５から出射する。
【００７０】
このとき、プリズムシート４では、該プリズムシート４を透過した光の進行方向がＺ軸方向（導光板２の正面方向）もしくはそれに近い方向に揃うように、導光板２の出射面２s1から出射した光の進行方向が概ねＹ軸周り方向で偏向される。そして、プリズムシート４を透過した光は、拡散シート５である程度拡散された後、面状の照明光として拡散シート５から出射する。
【００７１】
本実施形態の面光源装置１は、以上の如き作動によって、面状の照明光を出射する。そして、この面状の照明光は、例えば液晶ディスプレイのバックライトの照明光として利用される。
【００７２】
この場合、前記した如く、導光板２をＺ軸方向で見た場合に、導光板２に入射した光は、Ｘ軸方向もしくはこれに近い方向に高い直進性で進行するので、各組のＬＥＤ７を点灯させたとき、その組のＬＥＤ７から導光板２に入射した光は、そのＹ軸方向の幅が、概ね一定に保たれたまま導光板２の出射面２s1から出射する。従って、各組のＬＥＤ７から導光板２に入射した光は、基本的には、導光板２の出射面２s1のうち、その組のＬＥＤ７に対向し、且つ、Ｙ軸方向にほぼ一定の幅を有する領域から出射する光を分担するものとなる。
【００７３】
また、入射光発生源６ａのＬＥＤ７が発光する光は、光入射面２ａ，２ｂのうちの光入射面２ａから導光板２に入射し、入射光発生源６ｂのＬＥＤ７が発光する光は、光入射面２ａ，２ｂのうちの光入射面２ｂから導光板２に入射するので、導光板２の凸条部形成面２s1（出射面）のうちの光入射面２ａ寄りの領域から出射する光を、主に、入射光発生源６ａのＬＥＤ７が発光する光によって分担し、導光板２の凸条部形成面２s1のうちの光入射面２ｂ寄りの領域から出射する光を、主に、入射光発生源６ｂのＬＥＤ７が発光する光によって分担するようにすることとなる。
【００７４】
このため、本実施形態の面光源装置１では、入射光発生源６ａ，６ｂの各組のＬＥＤ７が発光する光は、導光板２の出射面２s1のうち、それぞれの組に対応した領域から出射する光を分担することととなる。そして、この場合、隣合う領域同士の重なり部分を十分に小さなものとすることができる。 
【００７５】
この結果、入射光発生源６ａ，６ｂのＬＥＤ７の各組毎に、各組のＬＥＤ７の発光駆動を制御することによって、ローカルディミングを行なうことができることとなる。
【００７６】
例えば、導光板２の厚み方向（Ｚ軸方向）で面光源装置１の出射面としての拡散シート５の表面（図１では拡散シート５の上面）を見た場合に、図３に示すように、図中に二点鎖線で区画された面光源装置１の出射面の複数の領域において、各領域毎に、その領域内での出射光の輝度を制御できることとなる。この場合、図３では、面光源装置１の出射面（拡散シート４の表面）のうち、白色部分は、明るい部分を示し、グレー部分は、その色が濃いほど、より暗い部分として示している。
【００７７】
次に、本実施形態の面光源装置１の光学的特性についての検証結果を説明する。
【００７８】
本願発明者は、前記した実施形態の構造を有する面光源装置１の実施例品を作製し、その実施例品の光学的特性に関するいくつかの検証試験を行なった。また、これと比較するための比較例品も作製し、その比較例品の光学的特性についても検証試験を行なった。
【００７９】
ここで、比較例品では、導光板の厚み方向の両面の構造を実施例品と異なるものとした。具体的には、比較例品では、導光板の厚み方向の両面のうちの出射面を鏡面状の平坦面とし、その出射面と反対側の面（反射シート側の面）には、導光板の厚み方向（Ｚ軸方向）で見たときの形状が概略円形となるような複数のドットを点在させて形成した。さらに比較例品では、プリズムシートのプリズム機能部が形成された面に重ね合わされる拡散シート（面光源装置の出射面を構成する拡散シート）に加えて、導光板の出射面とプリズムシートとの間にも拡散シートを介在させた。比較例品の上記以外の構成は、実施例品と同じである。
【００８０】
第１の検証試験では、実施例の面光源装置１において、入射光発生源６ａ，６ｂのうちの一方の入射光発生源（例えば６ａ）の一組のＬＥＤ７（ローカルディミングにおける１つの領域に対応するＬＥＤ７の組）だけを点灯させた状態で、面光源装置１の出射面（拡散シート５の表面）における出射光の輝度分布を測定した。そして、比較例の面光源装置についても、第１の検証試験を上記と同様に行なった。
【００８１】
この第１の検証試験によって得られた、実施例での観測結果と、比較例での観測結果とをそれぞれ図６（ａ），（ｂ）に示す。図６（ａ）は、面光源装置１の出射面での出射光の輝度分布を、横軸をＹ軸方向（光入射面２ａ，２ｂの長手方向）、縦軸をＸ軸方向（光入射面２ａ，２ｂに垂直な方向）とする座標平面上において等高線状に表したものである。図６（ｂ）についても同様である。
【００８２】
この場合、図６（ａ），（ｂ）におけるＹ１で示すＹ軸方向の位置が、点灯させたＬＥＤ７の組の中心位置を示している。そして、図中の等高線（同一輝度の線）は、Ｙ軸方向の位置が図中のＹ１となる縦ラインに近いほど、出射光の輝度が高いことを示している。なお、Ｘ軸方向の各位置での輝度は、実施例及び比較例のそれぞれにおいて、Ｙ軸方向の位置が図中のＹ１となる縦ライン上での輝度に対する相対値である。
【００８３】
また、図６（ａ），（ｂ）において、Ｘ軸方向の位置がＸ１となる横ライン上でのＹ軸方向の輝度分布を表すグラフを図７に示した。
【００８４】
図６（ｂ）を参照して判るように、比較例では、同一輝度の線は、光入射面からＸ軸方向に離れていくに伴い、顕著にＹ軸方向に広がっていくものとなっている。さらに、図７に見られる如く、比較例では、Ｙ軸方向での出射光の輝度分布（山型の分布）が、裾幅の広い分布となっている。このことから、比較例では、導光板に入射した光は、Ｙ軸方向に拡散して面光源装置の出射面から出射することが判る。
【００８５】
これに対して、図６（ａ）を参照して判るように、実施例では、同一輝度の線が、概ねＸ軸方向に延在するものとなっている。さらに、図７に見られる如く、実施例では、Ｙ軸方向での出射光の輝度分布（山型の分布）が、比較例に比して裾幅の狭い分布となっている。例えば、出射光の輝度（相対値）が０．５以上となるＹ軸方向の幅は、実施例では、比較例の１／３程度の幅となっている。このことから、実施例では、導光板２に入射した光を、Ｙ軸方向にさほど拡散させずに、Ｘ軸方向に高い直線性で進行させ、面光源装置１の出射面から出射させることができることが判る。
【００８６】
次に、第２の検証試験では、面光源装置１の実施例品において、第１の検証試験と同様に、入射光発生源６ａ，６ｂのうちの一方の入射光発生源の一組のＬＥＤ７だけを点灯させ、且つ、プリズムシート４及び拡散シート５を取外した状態で、導光板２の出射面（凸条部形成面）２s1を見る方向と、その方向から導光板２の出射面２s1を見たときの出射光の輝度との関係を測定した。そして、比較例品についても、第２の検証試験を上記と同様に行なった。
【００８７】
この第２の検証試験によって得られた、実施例での観測結果と、比較例での観測結果とをそれぞれ図８（ａ），（ｂ）に示す。これらの図８（ａ）は、図中に示す円Ｃの円周方向をＺ軸周り（導光板の厚み方向の軸周り）の方位角（以下、円周方向座標方位角という）、該円Ｃの径方向を、Ｚ軸方向とＺ軸周りの各角度方向とに平行な面に垂直な軸周りでの方位角（以下、径方向座標方位角という）とする座標系において、それらの各方位角に対応する方向から見た出射光の輝度分布を等高線状に表したものである。図８（ｂ）についても同様である。
【００８８】
この場合、図８（ａ），（ｂ）において、図中の等高線（同一輝度の線）は、それぞれ、参照符号Ａａ，Ａｂで示す部分に近いほど、出射光の輝度が高いことを示している。なお、ここでの輝度は、実施例及び比較例のそれぞれにおける出射光の最大輝度に対する相対値である。また、図８（ａ），（ｂ）では、上記円周方向座標方位角は、Ｙ軸方向の方位角を０°（又は１８０°）とし、Ｘ軸方向の方位角を９０°（又は２７０°）としている。また、上記径方向座標方位角は、Ｚ軸方向の方位角を０°とすると共に、光を入射する光入射面側を負の方位角、反対側を正の方位角とする。
【００８９】
また、図８（ａ），（ｂ）において、円周方向座標方位角を、９０°に一致させた場合における出射光の輝度の、径方向座標方位角（この場合、Ｙ軸周りの方位角）に対する分布特性（配光特性）を表すグラフを図９に示した。
【００９０】
図８（ｂ）を参照して判るように、比較例では、出射光の輝度が最大（ピーク値）となる方位角は、実施例とほぼ同等であるが、出射光の輝度が低くなるに伴い、等高線（同一輝度の線）の間隔が、広がる傾向がある。そして、図９を参照して判るように、出射光の輝度が比較的高いものとなる径方向座標方位角（Ｙ軸周りの方位角）の範囲が比較的広いものとなる。このことから、比較例では、導光板から出射する光の進行方向が、ばらつきやすく、特定の方向からずれる光の量が多くなりやすいことが判る。
【００９１】
これに対して、図８（ａ）を参照して判るように、実施例では、出射光の輝度が比較的高い領域での等高線（同一輝度の線）の間隔が、比較例に比して狭い間隔に保たれる傾向がある。そして、図９を参照して判るように、出射光の輝度が比較的高いものとなる径方向座標方位角（Ｙ軸周りの方位角）の範囲が比較例に比べて、狭いものとなる。例えば、輝度（相対値）が０．５以上となる径方向座標方位角（Ｙ軸周りの方位角）の範囲は、比較例では、概ね３０°〜８０°程度の範囲（約５０°幅の角度範囲）であるが、実施例では、概ね５０°〜８０°程度（約３０°幅の角度範囲）の範囲となる。このことから、実施例では、導光板２から出射する光の進行方向が、特定の方向に集中しやすい（指向性が高い）ことが判る。
【００９２】
次に、第３の検証試験では、面光源装置１の実施例品において、プリズムシート４及び拡散シート５を導光板２に重ね合わせた状態で、第２の検証試験と同様の測定を行なった。そして、比較例品についても、第３の検証試験を上記と同様に行なった。なお、この場合に測定した輝度は、拡散シート５から出射する光の輝度（相対値）である。
【００９３】
この第３の検証試験によって得られた、実施例での観測結果と、比較例での観測結果とをそれぞれ図１０（ａ），（ｂ）に示す。これらの図１０（ａ），（ｂ）は、図８（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、円周方向座標方位角及び径方向座標方位角に対する出射光の輝度分布を表したものである。なお、図１０（ａ），（ｂ）においては、図中の等高線（同一輝度の線）は、それぞれ、参照符号Ｂａ，Ｂｂで示す部分に近いほど、出射光の輝度が高いことを示している。
【００９４】
また、図１０（ａ），（ｂ）において、円周方向座標方位角を、９０°に一致させた場合における出射光の輝度の、径方向座標方位角（この場合、Ｙ軸周りの方位角）に対する分布特性（配光特性）を表すグラフを図１１に示した。
【００９５】
図１０（ａ），（ｂ）及び図１１を参照して判るように、実施例及び比較例のいずれにおいても、プリズムシート及び拡散シートを備えた場合には、それらを備えない場合（第２の検証試験の場合）に比べて、出射光の輝度がピーク値となる径方向座標方位角は０°（Ｚ軸方向）により近づくものとなる。
【００９６】
一方、図１１に見られるように、径方向座標方位角（Ｙ軸周りの方位角）に対する輝度分布（配光特性）では、輝度が比較的高いものとなる径方向座標方位角（Ｙ軸周りの方位角）の範囲が、比較例よりも実施例の方が広がる。例えば、輝度（相対値）が０．５以上となる、径方向座標方位角（Ｙ軸周りの方位角）の範囲は、比較例では、概ね−３５°〜４５°程度の範囲（約８０°幅の角度範囲）であるが、実施例では、概ね−３５°〜５５°程度の範囲（約９０°幅の角度範囲）となる。
【００９７】
これらのことから、実施例では、プリズムシート４及び拡散シート５を備えることによって、拡散シート５から出射する光の進行方向がＺ軸方向に近づくようにしつつ、Ｙ軸周り方向の視野角を比較例に比べて広げることができることが判る。
【００９８】
次に、第４の検証試験では、面光源装置１の実施例品において、入射光発生源６ａ側の一組のＬＥＤ７と、入射光発生源６ｂ側の一組のＬＥＤ７であって、Ｙ軸方向の位置が入射光発生源６ａ側の一組のＬＥＤ７と同一となるものとを点灯させ、且つ、プリズムシート４及び拡散シート５を導光板２に重ね合わせた状態で、第３の検証試験と同様の測定を行なった。そして、比較例品についても、第４の検証試験を上記と同様に行なった。
【００９９】
この第４の検証試験によって得られた、実施例での観測結果と、比較例での観測結果とを基に、第２検証試験の図９又は第３検証試験の図１１と同様のグラフ（円周方向座標系方位角を９０°とした場合の径方向座標系方位角（Ｙ軸周りの方位角）に対する輝度分布を表すグラフ）を作成し、それを図１２に示した。
【０１００】
図１２に見られるように、実施例及び比較例のいずれにおいても、入射光発生源６ａ側と入射光発生源６ｂ側との両側のＬＥＤ７を点灯させることで、出射光の輝度がピーク値となる径方向座標方位角はほぼ０°（Ｚ軸方向）になる。
【０１０１】
そして、径方向座標方位角（Ｘ軸周りの方位角）に対する輝度分布（配光特性）において、輝度が比較的高いものとなる径方向座標方位角（Ｘ軸周りの方位角）の範囲が、比較例よりも実施例の方が広いものとなる。例えば、輝度（相対値）が０．５以上となる、径方向座標方位角（Ｘ軸周りの方位角）の範囲は、比較例では、概ね−４５°〜４５°程度の範囲（約９０°幅の角度範囲）であるが、実施例では、概ね−５５°〜５５°程度の範囲（約１１０°の角度範囲）となる。
【０１０２】
このことから、実施例の面光源装置１では、入射光発生源６ａ側と入射光発生源６ｂ側との両側のＬＥＤ７を点灯させることで、拡散シート５から出射する光の進行方向がＺ軸方向もしくはこれに近い方向に集中させ、また、Ｙ軸周り方向の視野角を比較例に比べて広げることができることが判る。
【０１０３】
以上の如く、本発明を適用した面光源装置１によれば、導光板２、反射シート３、プリズムシート４、及び拡散シート５を重ね合わせ、また、導光板２の一対の入射面２ａ，２ｂだけに入射光発生源６ａ，６ｂを対面配置させた簡素な構造でローカルディミングを実現できると共に、拡散シート５から外部に出射する光の方向が特定方向に集中し過ぎないようにして、Ｙ軸周り方向の視野角を高めることができる面状照明光を出射させることができる。
【０１０４】
なお、前記した実施形態では、導光板２のドット形成面２s2に、凸部状のドット９（ドット形成面２s2から突出したドット９）を形成したが、凹部状のドットを形成するようにしてもよい。例えば、図５（ａ），（ｂ）に示した三角錐台形状のドット９の上下を逆さまにしたような形状の凹部状のドットをドット形成面２s2に形成するようにしてもよい。
【０１０５】
また、ドット形成面２s2に形成するドットは、三角錐台形状の凸部状又は凹部状のドットに限らず、他の形状のドットを形成するようにしてもよい。いくつかの例を示すと、例えば、図１３（ａ）に示すように、円錐台形状の凸部状（又は凹部状）のドット２１をドット形成面２s2に形成するようにしてもよい。あるいは、例えば、図１３（ｂ）に示すように、円錐形状の凸部状（又は凹部状）のドット２２をドット形成面２s2に形成するようにしてもよい。
【０１０６】
あるいは、例えば図１３（ｃ）に示すように、大略菱形形状の凹部状のドット２３をドット形成面２s2に形成すると共に、導光板の光入射面に垂直な方向に並ぶ複数のドット２３を直線状の溝部２４で連接するようにしてもよい。なお、大略菱形形状のドット２３を凸部状にして、導光板の光入射面に垂直な方向に並ぶ複数の凸部状のドットを直線状の凸条部で連接するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１…面光源装置、２…導光板、２s1…導光板の他方の面、２s2…導光板の一方の面、２ａ，２ｂ…光入射面、６ａ，６ｂ…入射光発生源、７…ＬＥＤ（発光ダイオード）、８…凸条部、９，２１，２２，２３…ドット、３…反射シート、４…プリズムシート、１０…プリズム機能部、５…拡散シート。
【図１】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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