(57)【要約】      （修正有）【課題】出射する光の指向性を損なうことなく出射する光をより増やす面光源装置を提供する。【解決手段】面光源装置は、光源と、導光板１と、導光板の第１面と対向して配置されており第１面から出射して入射する光の進行方向を変化させて導光板の存在しない側へ出射させる第１プリズムシート２と、導光板の第２面と対向して配置されており第２面から出射して入射する漏れ光の第１成分を導光板へ戻すとともに漏れ光の第２成分を導光板の存在しない側へ出射させる第２プリズムシート４と、第２プリズムシートから出射した漏れ光の第２成分を吸収する光吸収シート５と、を含む。第２プリズムシートは、第１成分を導光板へ戻す再帰反射部を備えた複数のプリズム部を有し、各プリズム部は、各々の延在方向が光源から導光板へ入射する光の主進行方向に沿った方向となるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
対向して配置される第１面及び第２面と、当該第１面及び第２面の各々の一端部に設けられた光入射面を有しており、前記光源から前記光入射面へ与えられる光を前記第１面から出射させる導光板と、
前記導光板の前記第１面と対向して配置されており、当該第１面から出射して入射する光の進行方向を変化させて当該導光板の存在しない側へ出射させる第１プリズムシートと、
前記導光板の前記第２面と対向して配置されており、当該第２面から出射して入射する漏れ光の第１成分を前記導光板へ戻すとともに当該漏れ光の第２成分を前記導光板の存在しない側へ出射させる第２プリズムシートと、
前記第２プリズムシートから出射した前記漏れ光の第２成分を吸収する光吸収シートと、
を含み、
前記第２プリズムシートは、前記第１成分を前記導光板へ戻す再帰反射部を備えた複数のプリズム部を有しており、
前記複数のプリズム部は、各々の延在方向が前記光源から前記導光板へ入射する光の主進行方向に沿った方向となるように配置されている、
面光源装置。
【請求項２】
前記第２プリズムシートは、前記導光板と対向しない側へ突出するように設けられた各々の断面が三角形状の複数のプリズム部を有している、
請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記複数のプリズム部は、各々の延在方向が前記光源から前記導光板へ入射する光の主進行方向と略平行な方向となるように配置されている、
請求項１又は２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記漏れ光の第１成分は、前記複数のプリズム部の何れかにおいて全反射して前記第２プリズムシート内部を進んで前記導光板へ戻る成分であり、
前記漏れ光の第２成分は、前記複数のプリズム部の何れかから当該プリズム部の外部へ出射する成分である、
請求項１〜３の何れか１項に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記複数のプリズム部の各々の頂角が７０°〜１１０°の範囲内に設定されている
請求項１〜４の何れか１項に記載の面光源装置。
【請求項６】
光を透過させる状態と散乱させる状態を切り換え可能であり前記第１プリズムシートの光出射側に配置される光変調素子を更に含む、
請求項１〜５の何れか１項に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記導光板の前記第１面には、複数の第２プリズム部が形成されており、
前記第２プリズム部は、各々の延在方向が前記光源から前記導光板へ入射する光の主進行方向と略平行な方向となるように配置され、
前記第２プリズム部の断面形状は、頂部が円弧の二等辺三角形状であり、
前記第２プリズム部の前記二等辺三角形の頂角は、９０°〜１００°である、
請求項１〜６の何れか１項に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記円弧の曲率半径は、１６μｍ〜１８μｍである、
請求項７に記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状に光を射出する発光面を有する面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状に光を射出可能な面光源装置の従来例は、例えば特開２００９−２７７３８８号公報（特許文献１）に記載されている。このような面光源装置は、例えば、ノート型パソコンやスマートフォンなどの携帯型電子機器に備わった液晶ディスプレイのバックライトとして使用される。このようにバックライトとして用いられる面光源装置では、ノート型パソコン等が公共の場所で使用される場合の他者による覗き見の防止を想定すると、より狭い視角範囲内に光が優先的に出射するという指向性を有することが望まれる。
【０００３】
ところで、上記した特許文献１に記載の面光源装置は、光放出面の法線方向に指向性を有して光が出射されるという点で良好な特性を備えているが、指向性を損なうことなく出射する光をより増やしたいという観点では更なる改良が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７７３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、面光源装置において出射する光の指向性を損なうことなく出射する光をより増やすことが可能な技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一態様の面光源装置は、（ａ）光源と、（ｂ）対向して配置される第１面及び第２面と、当該第１面及び第２面の各々の一端部に設けられた光入射面を有しており、前記光源から前記光入射面へ与えられる光を前記第１面から出射させる導光板と、（ｃ）前記導光板の前記第１面と対向して配置されており、当該第１面から出射して入射する光の進行方向を変化させて当該導光板の存在しない側へ出射させる第１プリズムシートと、（ｄ）前記導光板の前記第２面と対向して配置されており、当該第２面から出射して入射する漏れ光の第１成分を前記導光板へ戻すとともに当該漏れ光の第２成分を前記導光板の存在しない側へ出射させる第２プリズムシートと、（ｅ）前記第２プリズムシートから出射した前記漏れ光の第２成分を吸収する光吸収シートと、を含み、（ｆ）前記第２プリズムシートは、前記第１成分を前記導光板へ戻す再帰反射部を備えた複数のプリズム部を有しており、（ｇ）前記複数のプリズム部は、各々の延在方向が前記光源から前記導光板へ入射する光の主進行方向に沿った方向となるように配置されている、面光源装置である。
【０００７】
上記構成によれば、面光源装置において出射する光の指向性を損なうことなく出射する光をより増やすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態の面光源装置の構成を示す概略的な斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、導光板の構成例を示す概略的な斜視図である。図２（Ｂ）は、各プリズム部の先端部の断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、導光板の下側の構造例を示す模式的な平面図である。図３（Ｂ）は、導光板の各凸部の拡大図である。
【図４】図４は、光源から出射する光の導光板内部での挙動（伝搬状態）について説明するための図である。
【図５】図５は、上側プリズムシートの構成例を示す模式的な断面図である。
【図６】図６は、下側プリズムシートの構成例を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、下側プリズムシートに入射する光の挙動について説明するための図である。
【図８】図８は、下側プリズムシートの各プリズムの延在方向による効果の違いについて説明するための光学シミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、面光源装置の面内輝度分布を示す図である。
【図１０】図１０は、下側プリズムシートの各プリズム部の頂角と輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。
【図１１】図１１は、下側プリズムシートおよび光吸収シートの有無と輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。
【図１２】図１２は、導光板の各プリズム部の先端部の曲率半径Ｒと輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。
【図１３】図１３は、導光板の各プリズム部の先端部の頂角θと輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。
【図１４】図１４（Ａ）は、面光源装置を用いた液晶装置の構成例を示す概略的な斜視図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の液晶装置の狭視角モードにおける配光特性を示すグラフである。図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）の液晶装置の広視角モードにおける配光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、一実施形態の面光源装置の構成を示す概略的な斜視図である。図示の面光源装置は、導光板１、上側プリズムシート２、光変調素子３、下側プリズムシート４、光吸収シート（光吸収部材）５、複数の光源６を含んで構成されている。この面光源装置は、各光源６から導光板１へ入射させた光が上側プリズムシート２および光変調素子３を介して上側へ透過することで、図中における光変調素子３の上側面である光出射面（発光面）から面状に光を出射させるものである。
【００１０】
導光板１は、一端側に配置された各光源６から与えられて内部へ入射する光を伝搬させて図中の上面側へ出射させるものである。本実施形態では、導光板１は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹種等の透光性材料からなる板状の導光板である。導光板１の下側（第２面側）には、導光板１内を伝搬する光を上側（第１面側）へ反射する反射面が形成されている。また、導光板１の上側（第１面側）には、凹部または凸部をＸ方向あるいはＹ方向に配列したプリズム群が形成されており、導光板１からの出射光をＹＺ平面内で集光している。
【００１１】
上側プリズムシート２は、導光板１の上側（第１面側）に配置されており、この導光板１と対向する側に複数のプリズム部を有している。この上側プリズムシート２は、導光板１の上側から出射して各プリズム部に斜め入射する光の進行方向を変化させて上側へ略垂直に出射させるものである。上側プリズムシート２に設けられた各プリズム部は、図中のＹ方向に対して略平行に延在しており、図中のＺ方向（導光板１側）へ突出している。各プリズム部の図中Ｘ方向の長さ（幅）は、例えば５０μｍ程度である。
【００１２】
光変調素子３は、上側プリズムシート２の上側（光出射側）に配置されており、上側プリズムシート２から出射して自身へ入射する光を透過させ、若しくは散乱させて図中の上側へ出射させる。光変調素子３において光を透過させるか散乱させるかは、図示しない駆動装置によって切り換えられる。このような光変調素子３としては、例えば、高分子分散型液晶素子を用いることが可能である。
【００１３】
下側プリズムシート４は、導光板１の下側（第２面側）に配置されており、この導光板１と対向しない側に突出するように設けられた複数のプリズム部を有している。この下側プリズムシート４は、導光板１から出射して自身へ入射する漏れ光の一部成分（第１成分）を導光板１へ戻すとともに、他の一部成分（第２成分）を下側へ出射させる。下側プリズムシート４に設けられた各プリズム部は、図中のＸ方向に対して略平行に延在しており、図中の導光板１と対向しない側へ突出している。各プリズム部の図中Ｙ方向の長さ（幅）は、例えば５０μｍ程度である。
【００１４】
光吸収シート５は、下側プリズムシート４の下側に配置されており、下側プリズムシート４の下側から出射する光を吸収する。この光吸収シート５は、光を吸収し得る限りにおいて如何なるものでも用いることが可能であり、例えば、ポリエステルにカーボンを混入させて形成された黒色のシート、黒色の塗装を施したシートなどを用いることができる。
【００１５】
複数の光源６は、それぞれ導光板１のＸ方向における一端側（図中左端側）に配置されており、当該一端側から導光板１の内部へ光を入射させる。各光源６の点灯状態は図示しない駆動装置によって制御される。各光源６は、例えば、いくつかのＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）を用いて構成することができる。なお、各光源６としては、例えば冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光管等の線状光源を用いてもよい。
【００１６】
図２（Ａ）は、導光板の構成例を示す概略的な斜視図である。図示の例の導光板１は、図中上側にそれぞれＸ方向へ延在する複数のプリズム部１１を有しており、図中下側に複数の凸部（光制御部）１２を有している。また、導光板１は、図中左側の一端部に光入射面１３を有している。この光入射面１３に対して各光源６から光が入射されると、その光は導光板１の内部を伝搬し、各凸部１２によって上側へ反射され、各プリズム部１１側へ出射する。
【００１７】
各プリズム部１１は、Ｘ方向に互いに平行に延在する凸条からなり、Ｚ軸正方向に突出して連続して形成されている。図２（Ｂ）に断面図を示すように、各プリズム部１１は、頂部に丸みを持たせた二等辺三角形状であり、先端部１１ａの形状が円弧状である。各プリズム部の両側壁面は、プリズム部の幅が、頂部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。各プリズム部１１の先端部１１ａは、その曲率半径Ｒ（μｍ）と頂角θをパラメータとして形状が規定される。例えば、曲率半径Ｒは、０〜２５μｍ、頂角θは、８０°〜１１０°とされる。ここでいう頂角θとは、円弧状の先端部１１ａに連続した両側傾斜面が接続する頂角であり、先端部１１ａを円弧状にせずに鋭角状にしたと仮定した場合における角度である。頂角θは、プリズム部１１の先端部１１ａを、円弧状の先端部１１ａを有する二等辺三角形とみなした場合における二等辺三角形の頂角に相当する。各プリズム部の幅、曲率半径および頂角は、面光源装置に要求される指向特性により適宜調整される。
【００１８】
なお、各プリズム部１１は、上記のような頂部が円弧の二等辺三角形状の断面形状を有する凸条ものに限定されるものではない。例えば、凸条の断面形状を、略半円状、台形状、二等辺三角形状とすることもできる。また、例えば、半球状の突起部ないし半球状の凹部をＸ、Ｙの各方向に沿って配列して各プリズム１１を構成してもよいし、半円柱状の複数の凹部をＸ方向に延在させるようにしてもよいし、四角錐状の複数の凸部をＸ、Ｙの各方向に沿って配列して各プリズム１１を構成してもよい。
【００１９】
図３（Ａ）は、導光板の下側の構造例を示す模式的な平面図である。なお、ここで例示する導光板１の下側の構造は、例えば特開２００９−８１０９４号公報において詳細に記載されている公知技術であるので、以下では構造について簡単に説明する。導光板１の下側（配光制御面）には、複数の凸部１２と、光入射面１３に略直交する方向であるＸ方向に延在する複数の鏡面部１４が設けられている。各鏡面部１４は、Ｙ方向の幅がＸ方向に沿って可変に設定されている。具体的には、各鏡面部１４は、光入射面１３に近いほどＹ方向の幅が大きく、光入射面１３から遠ざかるほどＹ方向の幅が小さくなるように形成されている。
【００２０】
各凸部１２は、導光板１の側方から見た拡大図を図３（Ｂ）に示すように、それぞれ断面三角形状の突起した部分であり、２つの斜面１２ａ、１２ｂを有しており、Ｘ方向に沿って配列されている。また、これらの凸部１２は、Ｙ方向の幅がＸ方向に沿って可変に設定されている。具体的には、各凸部１２は、光入射面１３に近いほどＹ方向の幅が小さく、光入射面１３から遠ざかるほどＹ方向の幅が大きくなるように形成されている。
【００２１】
図４は、光源から出射する光の導光板内部での挙動（伝搬状態）について説明するための図である。ここでは、導光板１が部分的に示されており、導光板１の内部における光路が細線によって模式的に示されている。光源６から導光板１に入射した光は、各凸部１２において反射されることによって導光板１の上面側へ出射する。また、凸部１２を透過した光は導光板１の下側へ出射する。導光板１の上面へ出射する光は、乱反射光や拡散光ではなく直進性を持つ光として導光板１の上面において、この上面の法線方向を基準としてそれと一致しない斜め方向に一定角度で偏向されて出射する。また、鏡面部１４に入射した光は全反射を繰り返して導光板１の内部を伝搬する。
【００２２】
図５は、上側プリズムシートの構成例を示す模式的な断面図である。なお、ここで例示する上側プリズムシート２の構造は、例えば特許第４０４４５１１号公報において詳細に記載されている公知技術であるので、以下では構造について簡単に説明する。図示のように上側プリズムシート２は、導光板１と対向する一面側（図中下面）に、各々の断面が略三角形であって紙面と直交方向に厚さ方向を有する三角柱状の凸部であるプリズム部２１、を複数有している。各プリズム部２１の形状は、図５に示すように∠ＯＡＢと∠ＯＡＣと弧ＡＣの半径によって決定される。弧ＡＣのほかに直線もしくはスプライン曲線、放物線等の任意曲線を用いてもよい。各プリズム部２１は、∠ＯＡＢに対応する斜面２１ａと弧ＡＣに対応する斜面２１ｂを有する。
【００２３】
図６は、下側プリズムシートの構成例を示す模式的な断面図である。図示のように下側プリズムシート４は、導光板１と対向しない一面側（図中下面）に突出するように設けられており、各々の断面が略三角形であってＸ方向に厚さ方向を有する三角柱状の凸部であるプリズム部４１を複数有している。各プリズム部４１は、光源から導光板１へ入射した光の主進行方向、すなわちＸ方向に沿うように延在している。各プリズム部４１は、２つの斜面４１ａ、４１ｂに挟まれた部分であって図中下側へ向かって突出する頂角部を有している。これら頂角部の頂角θ２は、例えば９０°前後に設定されている。なお、頂角θ２の好適値の範囲についてはさらに後述する。また、本実施形態の各プリズム部４１は、その断面が図中のＺ方向に平行な基準線ｃを挟んで略対称となるように設けられている。すなわち、各プリズム部４１の頂角が仮に９０°であるとすると、各プリズム部４１の２つの斜面４１ａ、４１ｂは、それぞれ基準線ｃに対して４５°の角度をなして配置されていることになる。
【００２４】
図７は、下側プリズムシートに入射する光の挙動について説明するための図である。図７では本実施形態の面光源装置を導光板１の光入射面側から見た構造が模式的に示されている。図示のように、導光板１から下側へ出射した光は、下側プリズムシート４の各プリズム部４１において全反射して再び導光板１側へ戻る光となるか、あるいは各プリズム部４１の斜面４１ａまたは４１ｂとの関係で臨界角を超えて下側プリズムシート４の下側へ出射する光となる。つまり、下側プリズムシート４のプリズム部４１は、光源６から導光板１へ入射する光の主進行方向に沿った方向（Ｘ方向）に垂直な断面において、導光板１から下側へ出射した光に対して再帰反射性を有するように構成されており、傾斜面４１ａおよび４１ｂが、再帰反射部として機能している。これにより、光源６から導光板１へ入射した光がＸ方向に沿って進行する際に、導光板１の下側へ漏出した光を傾斜面４１ａと４１ｂとで反射することにより、Ｘ方向に沿って進行しながら導光板１側へ戻すことができる。
【００２５】
詳細には、導光板１から下側へ出射した光のうち、図中のＺ方向とのなす角度が比較的小さい光（図中実線で示す）は、斜面４１ａまたは斜面４１ｂへの入射角が相対的に大きくなるので、例えば斜面４１ａにおいて全反射し、さらに斜面４１ｂにおいて全反射して導光板１側へ戻るように進行する。この導光板１へ戻された光は、上側プリズムシート２および光変調素子３を介して上部へ出射させることができる。これにより光の再利用が図られるので光利用効率が高まる。設計条件にもよるが、本実施形態の面光源装置における光出射面の法線を基準として±３５°範囲内に、光源６から得られた光のうち９０％以上の光を出射させることができる。
【００２６】
他方で、導光板１から下側へ出射した光のうち、図中のＺ方向とのなす角度が比較的大きい光（図中点線で示す）、すなわち斜め方向へ出射した光は、斜面４１ａまたは斜面４１ｂへの入射角が相対的に小さくなるので、斜面４１ａまたは斜面４１ｂにおいて屈折して外部へ出射する。この外部へ出射した光は、光吸収シート５によって吸収されるので、導光板１側へ戻ることがない。これにより、面光源装置における光出射面の法線を基準として広角な範囲に広がり得る光を発生させないようして、プライバシー効果を高めることができる。
【００２７】
図８は、下側プリズムシートの各プリズムの延在方向による効果の違いについて説明するための光学シミュレーション結果を示す図である。図８では、下側プリズムシート４の各プリズム部４１を上記した実施形態のように、光源６から導光板１へ入射する光の主たる進行方向である図中のＸ方向（図１等参照）と略平行に延在させた場合と、これに対する比較例として各プリズム部４１を図中のＹ方向に延在させた場合、すなわち光源６から導光板１へ入射する光の主たる進行方向であるＸ方向に対して略直交に延在させた場合の各々における、面光源装置の光出射面での配光分布を示している。なお、この場合、光変調素子３は透過状態にして配光分布を求めている。
【００２８】
図示のように、各プリズム部４１をＸ方向と略平行に延在させた場合の配光分布（図中「プリズム部が平行」と表記）からは、正面での明るさ（輝度）が高く、また光出射面の法線から±３５°の範囲外では輝度が極めて低くプライバシー効果が良いことが分かる。このときの面内輝度分布を視覚化したものを図９（Ａ）に示す。正面での輝度が高く、かつ輝度ムラも少ないことが分かる。これに対して、各プリズム部４１をＸ方向と略直交に延在させた場合の面内輝度分布（図中「プリズム部が直交」と表記）からは、プライバシー効果は高いものの正面での明るさ（輝度）が大幅に低下していることが分かる。このときの配光分布を視覚化したものを図９（Ｂ）に示す。正面での輝度が低く、かつ輝度ムラも多いことが分かる。
【００２９】
これらの結果から、下側プリズムシート４の各プリズム部４１の延在方向は、光源６から導光板１へ入射する光の主たる進行方向であるＸ方向に沿った方向とするのが望ましいことが分かる。ここでいう「Ｘ方向に沿った方向」とはＸ方向に平行である場合に限らず、それに近い方向をいい、少なくともＸ方向から±４５°以内であり、さらに好ましくはＸ方向から±２０°以内の方向をいう。
【００３０】
図１０は、下側プリズムシートの各プリズム部の頂角θ２と輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。ここでいう「輝度比率」とは、各プリズム部頂角を有する面光源装置の正面輝度について、頂角θ２が９０°の場合の正面輝度を１００とした場合の比率をいい、数値が高いほど好ましい。また、ここでいう「プライバシー効果」とは、光出射面の法線方向から±３５°の位置の光量について、光出射面の法線方向の光量を１００とした場合の比率であり、数値が低いほど好ましい。なお、本シミュレーションでは、いずれのシミュレーションサンプルも、上側プリズムシートの先端部の頂角θは１００°、曲率半径Ｒは１６μｍとした。
【００３１】
図示のように、光出射面の法線方向から±３５°における光量は、いずれのプリズム頂角においても低く、十分なプライバシー効果を得ることができることがわかった。図示のように、輝度比率の観点では、プリズム部の頂角が７０°〜１１０°の範囲において８８％を超える効率が得られていることから、この範囲で頂角を設定することが好ましいといえる。また、頂角が８５°〜１００°の範囲では輝度比率が９０％を超える効率が得られるので当該範囲がさらに好ましいといえる。さらに、頂角が９０°に近づくほど輝度比率が向上しており、頂角を９０°とするのが最も好ましいといえる。他方で、プライバシー効果の観点では、プリズム部の頂角が９０°から離れるほど特性が良くなる傾向が見られるが頂角が７０°〜１１０°の範囲においても特性はさほど低下していない。これらの結果から、輝度比率とプライバシー効果の双方で効果が高いのは、プリズム部の頂角が７０°〜１１０°の範囲であり、より好ましくは８５°〜１００°の範囲であり、さらに好ましくは９０°ないしそれに近い値であるといえる。
【００３２】
図１１は、下側プリズムシートおよび光吸収シートの有無と輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。なお、「輝度比率」および「プライバシー効果」の定義については上記と同様である。図中、「ＰＳなし（反射）」と表記しているのは、上記した実施形態の面光源装置における下側プリズムシート４および光吸収シート５を設けずに導光板１の下側に光反射シートを設けた比較例の面光源装置（以下「比較例１の面光源装置」という。）である。輝度比率は、比較例１の面光源装置の正面輝度を１００とした場合の比率として示している。また、「ＰＳなし（黒シート）」と表記しているのは、上記した実施形態の面光源装置における下側プリズムシート４を設けずに導光板１の下側におよび光吸収シート５を設けた比較例の面光源装置（以下、「比較例２の面光源装置」という。）である。また、「ＰＳ９０°」と表記しているのは、上記した実施形態の面光源装置において下側プリズムシート４の各プリズム部の頂角を９０°に設定した面光源装置（以下、「実施形態の面光源装置」という。）である。なお、導光板１の各プリズム部の先端部の曲率半径ＲはＲ１６である。いずれのシミュレーションサンプルにおいても、下側プリズムシート４は、三角柱状のプリズムが配列したものとし、プリズム頂角θ２を１００°、先端部の曲率半径Ｒを１６μｍとした。
【００３３】
図示のように、比較例１の面光源装置は、輝度が高いものの、法線方向から±３５°における光量が比較例２の面光源装置や実施形態の面光源装置と比較して高く、プライバシー効果は低いといえる。また、比較例２の面光源装置は、法線方向から±３５°における光量が最も低く、プライバシー効果が高いものの輝度は非常に低いといえる。これに対して、実施形態の面光源装置は、明るさ効率が高く、法線方向から±３５°における光量が比較例１の面光源装置と比較して低く、プライバシー効果も比較的に高いといえる。すなわち、輝度とプライバシー効果の双方を両立し得るものであるといえる。
【００３４】
図１２は、導光板の各プリズム部の先端部の曲率半径Ｒと明るさ効率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。シミュレーションサンプルは、実施形態の面光源装置であり、下側プリズムシートのプリズム頂角θ２については、９０°で固定している。なお、「輝度比率」および「プライバシー効果」の定義については上記と同様である。輝度比率は、導光板のプリズム部の先端部の曲率がＲ１８の場合の面光源装置の正面輝度を１００とした場合の比率として示している。図中、Ｒ１０、Ｒ１４、・・・、Ｒ２１と表記しているのは、それぞれ各プリズム部１１の先端部１１ａの曲率半径Ｒ（μｍ）が１０、１４、・・・、２１であることを意味している。また、先端部１１ａの頂角θについては１００°で固定している。図示のように、輝度とプライバシー効果の両立という観点では、各プリズム部１１の先端部１１ａの曲率半径Ｒは、１６μｍ〜１８μｍに設定することが好ましく、特に１６μｍに設定することが最も好ましいといえる。
【００３５】
図１３は、導光板の各プリズム部の先端部の頂角θと輝度比率並びにプライバシー効果のそれぞれとの関係をシミュレーションにより求めた結果を表すグラフである。シミュレーションサンプルは、実施形態の面光源装置であり、下側プリズムシートのプリズム頂角θ２については、９０°で固定している。なお、「輝度比率」および「プライバシー効果」の定義については上記と同様である。輝度比率は、導光板のプリズム部の先端部の頂角θが９０°の場合の面光源装置の正面輝度を１００とした場合の比率として示している。なお、先端部１１ａの曲率半径Ｒについては１６で固定している。図示のように、輝度とプライバシー効果の両立という観点では、各プリズム部１１の先端部１１ａの頂角θは、９０°〜１００°に設定することが好ましく、特に９０°ないしそれに近い角度が好ましいといえる。
【００３６】
図１４（Ａ）は、面光源装置を用いた液晶装置の構成例を示す概略的な斜視図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の液晶装置の狭視角モードにおける配光特性を示すグラフである。図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）の液晶装置の広視角モードにおける配光特性を示すグラフである。液晶装置は、上記の面光源装置とその光出射面側に配置された液晶パネル８を備えている。光変調素子３は、電界をかけると透過状態となり、電界を切ると拡散状態となる高分子分散型液晶素子である。そのため、光変調素子３に電界をかけると狭視角モードとなり、電界を切ると広視角モードが得られる。
【００３７】
実測サンプルにおいて、上側プリズムシートの先端部の頂角θは１００°、曲率半径Ｒは１６μｍであり、下向きプリズムシートのプリズム頂角θ２は、９０°である。図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）における配光特性は、観視角度における出射光の輝度の配光分布を示すものである。各図において、水平方向（Horizontal）と垂直方向(Vertical)における測定値を示している。狭視角モードにおいては、図１４（Ｂ）に示す通り、±３５°における輝度が、０°における輝度（１００％）に対して、水平方向において３．１％、垂直方向において２．７％となり、十分なプライバシー効果が得られた。これに対し、広視角モードにおいては、図１４（Ｃ）に示す通り、±３５°における輝度が、０°における輝度（１００％）に対して、水平方向において８．５％、垂直方向において７．７％となった。
【００３８】
以上のような実施形態によれば、出射する光の指向性を損なうことなく出射する光をより増やすことが可能な面光源装置が得られる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態の面光源装置では、光変調素子３を設けることで、指向性の高い光を出射する場合と当該光を散乱させることで広い視角範囲へ光を出射させる場合とを切り換え可能にしていたが、光変調素子３は省略されてもよい。
【００４０】
また、上側プリズムシート２、導光板３の各々については上記した公知文献に係る構成にのみ限定されない。さらに、光変調素子３についても、透過と散乱を選択可能である限りにおいて高分子分散型液晶素子を用いた例に限定されない。
【００４１】
また、下側プリズムシート４についても、上記した断面三角形状の条からなるプリズム部４１を備えた構成に限定されない。光源から導光板へ入射する光の主進行方向に沿った方向（Ｘ方向）に垂直な断面において、導光板１から下側へ出射した光に対する再帰反射部を備えた任意の形状で構成することができる。例えば、Ｘ方向に垂直な断面において、五角形などの多角形状とすることもできる。
【００４２】
また、上記した実施形態では導光板１の光入射面１３に対して各光源６からの光を直接的に入射させていたが、他の光学部材を介して間接的に光を入射させてもよい。具体的には、例えば光ファイバー等の導光部材を用いて各光源６からの光を光入射面１３へ入射させてもよいし、反射光学系などを介して各光源６からの光を光入射面１３へ入射させてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１：導光板、２：上側プリズムシート、３：光変調素子、４：下側プリズムシート、５：光吸収シート、６：光源、１１：プリズム部、１１ａ：先端部、１２：凸部、１３：光入射面、１４：鏡面部、２１，２２：プリズム部、４１：プリズム部
【図１】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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