(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏平な透光性材料から成り且つ反射面としての下面に横方向に垂直に並んだ複数本の山型の第一のプリズム部を所定の周期とデューティ比で備えた導光部材と、導光部材の下面に対向して配設されたシート状の光反射部材と、導光部材の一側又は両側の側面に対向して配設された光源と、を含んでいる、サイドライト型面光源装置であって、
上記光源が、導光部材の側面に対抗して一列に並んで配設された複数個のＬＥＤから構成されており、上記導光部材が、その出射面としての上面に、一側から他側への横方向に延びる複数本の山型の第二のプリズム部を備えていることを特徴とする、サイドライト型面光源装置。
【請求項２】
上記導光部材が、光源からの光の波長に関して、８０％以上の透過率を有し、且つ屈折率が均一である樹脂材料から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のサイドライト型面光源装置。
【請求項３】
上記第二のプリズム部が、頂角を９０度であって、平均粗さＲａが０．３２以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のサイドライト型面光源装置。
【請求項４】
上記各ＬＥＤが、互いに複数の波長の光を発生させるＬＥＤであって、
上記導光部材の側面の少なくとも各ＬＥＤからの光の入射領域が、各ＬＥＤの整列方向に垂直に延びるローレットを備えていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載のサイドライト型面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置等の表示器をバック照明するための所謂サイドライト型面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置（ＬＣＤ）のバック照明を行なうための面光源装置としては、ＬＣＤパネルの下方に設けたＬＥＤにより照明を行なう所謂直下型と、ＬＣＤパネルの側方に設けたＬＥＤにより照明を行なうサイドライト型がある。
直下型面光源装置は、ＬＣＤパネルの下面に対向して配設された扁平な導光部材と、導光部材の上面に対向して配設されたプリズムシートと、導光部材の下面に対向して配設された拡散シートと、拡散シートの下方に配設された複数個のＬＥＤと、さらにＬＥＤの下方に配設された反射シートと、から構成されている。
【０００３】
このような構成の直下型面光源装置によれば、各ＬＥＤから出射した光は、一部が直接に導光部材に入射し、また他の一部が反射シートにより反射されて導光部材に入射し、導光部材の上面から出射した光が拡散シートにより拡散された後、プリズムシートにより集光されて、ＬＣＤパネルを下面からバック照明するようになっている。
この場合、ＬＥＤは、導光部材の下方に配設されることから、ＬＥＤの配置密度を高くすることが可能であり、高出力のバック照明を行なうことができる。
しかしながら、各ＬＥＤからの光を均一にするためには、各ＬＥＤと導光部材との間隔をある程度以上にする必要があることから、薄型化が困難である。
【０００４】
これに対して、サイドライト型面光源装置は、例えば図８に示すように構成されている。
図８において、サイドライト型面光源装置１は、ケース２内に順次に配置される反射シート３，導光部材４，シート状の光拡散部材５，二枚のプリズムシート６ａ，６ｂ及び遮光テープ７と、導光部材４の一側の側面に対向して配設された光源としてのＬＥＤ８と、から構成されている。
【０００５】
上記反射シート３は、導光部材４の下面に対向して配設されており、導光部材４の下面から下方に出射する光を反射して、導光部材４に入射させるようになっている。
上記導光部材４は、扁平な直方体状の透光性材料から構成されている。
上記光拡散部材５は、導光部材４の上面に対向して配設されており、導光部材４の上面から上方に出射する光を拡散して、上方に照射するようになっている。
上記プリズムシート６ａ，６ｂは、プリズム形状により集光性を有するように構成されており、光拡散部材５を通過した光に集光性を付与するようになっている。
上記遮光テープ７は、枠状に形成されており、プリズムシート６ａ，６ｂを通過する光を規制して、所定寸法の照明範囲を画成するようになっている。
上記ＬＥＤ８は、図示の場合、フレキシブルプリント基板８ａ上にて一列に並んで実装されており、外部からフレキシブルプリント基板８ａ上の導電パターンを介して供給される駆動電圧により駆動され、光を照射するようになっている。
【０００６】
このような構成のサイドライト型面光源装置１によれば、各ＬＥＤ８から出射した光は、その一部が導光部材４の一側の側面から導光部材４内に入射する。
そして、導光部材４内に入射した光は、導光部材４の上面または下面に入射するが、その際、臨界角以上の入射角で入射した光は、全反射されて導光部材４内に戻り、また臨界角未満の入射角で入射した光は、導光部材４から出射する。
これにより、図９に示すように、導光部材４内に入射した光の一部が、直接に導光部材４の上面から出射し、また一部が導光部材４の上面または下面で反射され、あるいは一部が導光部材４の下面から下方に出射して反射部材３により反射され再び導光部材４内に入射して、導光部材４の上面から出射する。
【０００７】
そして、導光部材４の上面から出射した光は、光拡散部材４を透過する際に、拡散されて均一化され、さらにプリズムシート６ａ，６ｂにより集光されて、図示しないＬＣＤパネル等の表示器に裏面から入射することになる。
これにより、表示器は、面光源装置１からの光によってバック照明されることになり、その際導光部材４内での伝搬及び光拡散部材５による拡散によって、表示器をバック照明する光が均一化され、表示器全体がほぼ均一な明るさでバック照明されると共に、プリズムシート６ａ，６ｂにより配向制御され、バック照明の輝度が向上することになる。
この場合、光源としてのＬＥＤ８は、導光部材４の一側に配設されているので、サイドライト型面光源装置１全体が薄型に構成され得ることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなサイドライト型面光源装置１においては、ＬＥＤ８が導光部材４の一側または両側の側面に対向して配置されていることから、ＬＥＤ８の個数が限定されてしまう。このため、バック照明の出力が低くなってしまうという問題があった。
特に、サイドライト型面光源装置１によりＬＣＤパネルをバック照明する場合には、ＬＣＤパネルのバック照明光を取り込む開口率が小さいことから、面光源装置１のエネルギー利用率が低く、特に半透過反射型ＬＣＤパネルの場合には、反射部ではバック照明光が透過し得ないことから、さらにエネルギー利用率が低くなってしまう。
【０００９】
また、ＬＣＤパネルに取り付けられる偏光板がバック照明光のうちＰ波またはＳ波のみを透過させると共に、偏光板自体が光を吸収することから、バック照明光の透過率がさらに低下してしまう。
さらに、カラーＬＣＤパネルの場合には、画素の形状が小さくなることから、開口率がより小さくなると共に、カラーフィルタの使用により、より一層バック照明光の透過率が低下してしまう。
このようにして、例えば半透過反射型ＬＣＤパネルにおいては、バック照明光の透過率は、約３％程度になってしまう。
【００１０】
このため、従来は、印刷やシボ加工による導光技術により、ＬＥＤからの光の指向性を制御して、できるだけＬＣＤパネルに対するエネルギー利用率を高めるようにしているが、ＬＣＤパネルに対するバック照明の拡散性が比較的大きくなってしまうため、ＬＣＤパネルの正面輝度をあまり高くすることができない。
従って、例えばプリズムシート６ａ，６ｂやマイクロレンズ等を光拡散部材５上に配置することにより、光拡散部材５から出射した光の配向を制御して、正面輝度を高めるようにしている。
【００１１】
しかしながら、このような構成のサイドライト型面光源装置１においては、光拡散部材５から出射した光の拡散性が高いことから、有効に正面輝度を高めることが困難であり、また配向制御のためのパターンが印刷やブラスト加工により形成されるため、製品毎のパターンの位置合わせにバラツキが生じてしまう。
【００１２】
これに対して、例えばＣＦＬ等のライン光源を使用するサイドライト型面光源装置においては、図１０に示すように、導光部材４の下面に、プリズム部４ａを設けることが知られている。
このプリズム部４ａは、導光部材４の光が入射する側面に対して平行に延びる複数本の山型のプリズムから構成されており、導光部材４の側面から入射する光を有効に上面に導いて、導光部材４からの光の出射効率を高めるものである。
しかしながら、このようなプリズム部４ａを備えた導光部材４を使用した場合、点光源である各ＬＥＤ８から光によって、バック照明光に関して、各ＬＥＤ８の光軸方向に輝線が発生することになり、バック照明の品位の劣化を招いていた。
【００１３】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、均一で且つ正面輝度の高いバック照明を行なうことができるようにした、サイドライト型面光源装置を提供することを目的としている。
【００１４】
上記目的は、本発明によれば、偏平な透光性材料から成り且つ反射面としての下面に横方向に垂直に並んだ複数本の山型の第一のプリズム部を所定の周期とデューティ比で備えた導光部材と、導光部材の下面に対向して配設されたシート状の光反射部材と、導光部材の一側又は両側の側面に対向して配設された光源と、を含んでいる、サイドライト型面光源装置であって、上記光源が、導光部材の側面に対抗して一列に並んで配設された複数個のＬＥＤから構成されており、上記導光部材が、その出射面としての上面に、一側から他側への横方向に延びる複数本の山型の第二のプリズム部を備えていることを特徴とする、サイドライト型面光源装置により、達成される。
【００１５】
本発明によるサイドライト型面光源装置は、好ましくは、上記導光部材が、光源からの光の波長に関して、８０％以上の透過率を有し、且つ屈折率が均一である樹脂材料から構成されている。
【００１６】
本発明によるサイドライト型面光源装置は、好ましくは、上記第二のプリズム部が、頂角９０度であって、平均粗さＲａが０．３２以上である。
【００１７】
本発明によるサイドライト型面光源装置は、好ましくは、上記各ＬＥＤが、互いに複数の波長の光を発生させるＬＥＤであって、上記導光部材の側面の少なくとも各ＬＥＤからの光の入射領域が、各ＬＥＤの整列方向に垂直に延びるローレットを備えている。
【００１８】
上記構成によれば、各ＬＥＤから導光部材の側面に入射した光の一部が、導光部材の下面に備えられた第一のプリズム部によって横方向に関して拡散されながら、高い効率で導光部材の上面に導かれて、臨界角未満の入射角で入射する光が、第二のプリズム部を通って、上方に向かって出射されると共に、臨界角以上の入射角で入射する光が反射され、その際第二のプリズム部によって縦方向に関して拡散される。そして、再び導光部材の上面に導かれ、臨界角未満の入射角で入射する光が、上方に向かって出射される。
これにより、各ＬＥＤの光軸方向に発生する輝線は、導光部材の第一のプリズム部によってそのまま反射され、導光部材の上面に導かれるが、臨界角以上の入射角で入射する光が反射される際に、導光部材の上面に設けられた第二のプリズム部によって、上記輝線に対して垂直な縦方向に拡散されることにより、導光部材から上方に出射する光は、輝線が抑制され、均一化されることになる。
従って、ＬＥＤの個数が少なくても、導光部材から上方に出射される光は、各ＬＥＤの光軸方向の輝線の影響が低減され、より均一で高出力の面光源が得られることになる。
【００１９】
上記導光部材が、光源からの光の波長に関して、８０％以上の透過率を有し、且つ屈折率が均一である樹脂材料から構成されている場合には、導光部材の側面から入射する各ＬＥＤからの光が、導光部材内を直進して、高い透過効率で導光部材の上面から出射するので、より一層高出力の面光源装置が得られることになる。
【００２０】
上記第二のプリズム部が、頂角９０度であって、平均粗さＲａが０．３２以上である場合には、導光部材内から上方に出射する光の第二のプリズム部による拡散が効率的に行なわれ、上方に導かれることになる。
【００２１】
上記各ＬＥＤが、互いに複数の波長の光を発生させるＬＥＤであって、上記導光部材の側面の少なくとも各ＬＥＤからの光の入射領域が、各ＬＥＤの整列方向に垂直に延びるローレットを備えている場合には、各ＬＥＤからの光が、導光部材の側面に入射する際に、上記ローレットにより各ＬＥＤの整列方向に関して拡散されることにより、各ＬＥＤからの光が互いに交錯することにより、混色性が向上することになる。
【００２２】
このようにして、本発明によるサイドライト型面光源装置によれば、導光部材の下面に備えた第一のプリズム部により光源からの光の利用効率を向上させると共に、導光部材の上面に備えた第二のプリズム部により、光源を構成する各ＬＥＤの光軸方向の輝線の影響を抑制して、均一で高出力の面光源を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図７を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１は、本発明によるサイドライト型面光源装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１において、サイドライト型面光源装置１０は、ケース１１内に順次に配置される反射シート１２，導光部材１３，シート状の光拡散部材１４，二枚のプリズムシート１５ａ，１５ｂ及び遮光テープ１６と、導光部材１３の一側の側面に対向して配設された光源１７と、から構成されている。
【００２５】
上記ケース１１は、図１（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、扁平な直方体状に形成されており、上面が開放するように構成されている。
上記反射シート１２は、図１（Ｅ）に示すように、導光部材１３の下面に対向して配設されており、導光部材１３の下面から下方に出射する光を反射して、導光部材１３に入射させるようになっている。
ここで、反射シート１２は、プリズムシート１５ａ，１５ｂが互いに直交して使用される場合には正規反射性の金属膜または多層膜系の反射シートを使用することが好適である。
【００２６】
上記導光部材１３は、図２及び図３に関連して詳細に後述するように、扁平な直方体状の透光性材料、例えばポリカーボネイトから構成されていると共に、その表面積が、バック照明すべき表示器の表示領域に対応するように、適宜に選定されている。
上記光拡散部材１４は、導光部材１３の上面に対向して配設されており、導光部材１３の上面から上方に出射する光を拡散して、上方に照射するようになっている。
【００２７】
上記プリズムシート１５ａ，１５ｂは、図１（Ｅ）に示すように、プリズム形状により集光性を有するように構成されており、光拡散部材５を通過した光に集光性を付与するようになっている。
ここで、上記プリズムシート１５ａ，１５ｂは、両面テープ１５ｃにより、導光部材１３の表面に対して固定保持されている。
上記遮光テープ１６は、枠状に形成されており、プリズムシート１５ａ，１５ｂを通過する光を規制して、所定寸法の照明範囲を画成するようになっている。
【００２８】
上記光源１７は、図４に示すように、細長い基板１７ａ上に一列に並んで実装された複数個（図示の場合、３個）のチップタイプＬＥＤ１８から構成されている。
各チップタイプＬＥＤ１８は、例えば青色に発光波長のピークを有するＬＥＤチップが内蔵され、このＬＥＤチップからの光により励起され緑色付近に発光波長のピークを有する蛍光層が上記ＬＥＤチップを覆っており、これら二つの発光波長により白色光を出射する、白色ＬＥＤとして構成されている。
ここで、上記ＬＥＤチップは、例えば、ＩｎＧａＮの活性層を有し、ピーク発光波長４７０ｎｍの光を出射するものであり、蛍光層としてＹＡＧ系の蛍光体がモールド樹脂としてのエポキシ樹脂内に分散されている。
また、ＬＥＤチップの位置による指向性のずれを防止するために、モールド樹脂は、凸レンズ形状を有しない。
尚、各チップタイプＬＥＤ１８は、一つのパッケージ内に異なる発光色のＬＥＤチップを有していてもよい。
【００２９】
以上の構成は、図８に示した従来のサイドライト型面光源装置１と同様の構成であるが、本発明実施形態によるサイドライト型面光源装置１０においては、以下の点で異なる構成になっている。
即ち、上記導光部材１３は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光源１７の各ＬＥＤ１８を受容する複数個（図示の場合、３個）の穴１３ａを備えていると共に、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、下面に第一のプリズム部１３ｂを、また図２（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、上面に第二のプリズム部１３ｃを、それぞれ備えるように形成されている。
【００３０】
上記第一のプリズム部１３ｂは、図２（Ｃ）に示すように、導光部材１３の下面にて、光源１７からの光の入射方向、即ち導光部材１３の一側（左側）の側面から他側の側面への横方向に対して垂直な縦方向に延びている複数本の山型のプリズムから構成されている。
第一のプリズム部１３ｂの各プリズムは、例えば３μｍピッチで頂角４５度に形成されており、導光部材１３の下面にて、３００μｍの周期で所定のデューティ比で設けられている。
【００３１】
また、第二のプリズム部１３ｃは、図２（Ｅ）に示すように、上記第一のプリズム部１３ｂの各プリズムと直交するように、縦方向に延びている複数本の山型のプリズムから構成されている。
第二のプリズム部１３ｃの各プリズムは、例えば３μｍピッチで、頂角９０度に形成されており、好ましくは頂角付近で平均粗さＲａが０．３２以上である。
【００３２】
尚、前述したように、チップタイプＬＥＤ１８が一つのパッケージ内に異なる発光色のＬＥＤチップを有する場合には、導光部材１３は、図３に示すように、光源１７からの光の入射領域となる穴１３ａの側面が、ローレット１３ｄを有するように形成される。
このローレット１３ｄは、光源１７を構成する各チップタイプＬＥＤ１８の整列方向に対して直交する方向に延びている。
これにより、各チップタイプＬＥＤ１８の個々のＬＥＤチップから出射した光が、導光部材１３の穴１３ａの側面から導光部材１３内に入射する際に、上記ローレット１３ｄにより拡散されることにより、各色のＬＥＤチップからの光が互いに交錯して混合され、混色性が高められることになる。
【００３３】
本発明実施形態によるサイドライト型面光源装置１０は、以上のように構成されており、光源１７の各チップタイプＬＥＤ１８から出射した光は、それぞれ導光部材１３の穴１３ａにて導光部材１３内に入射する。
そして、導光部材１３内に入射した光は、その一部が、直接に導光部材１３の上面に達し、また一部が導光部材１３の上面で反射され、一部が下面で反射されると共に第一のプリズム部１３ｂにより横方向に拡散され、あるいは一部が導光部材１３の下面から下方に出射して反射部材１２により反射され再び導光部材１３内に入射して、導光部材１３の上面に達する。
ここで、臨界角未満の入射角で導光部材１３の上面に入射した光が、導光部材１３の上面から出射すると共に、臨界角以上の入射角で導光部材１３の上面に入射した光が反射され、その際第二のプリズム部１３ｃにより縦方向に拡散される。
このように順方向の伝達が繰り返されることにより、導光部材１３の一側から入射した光が他側に導かれると共に、縦方向に分散され、光源１７を構成する各チップタイプＬＥＤ１８の光軸方向の輝線が抑制され、均一化されることになる。
【００３４】
この場合、図５（Ａ）に示すように、第二のプリズム部１３ｃの開始位置ａから終了位置ｂに関して、開始位置ａからの距離ｘまでの指数関数的な減衰と、それまでの第一及び第二のプリズム１３ｂ，１３ｃの総面積に比例する減衰を受けた光が、距離ｘにおける微小距離ｄｘ内の第二のプリズム１３ｃに入射し、導光部材１３の上方に出射する。このときの光の強度は、上記プリズムの総面積に比例することになる。
また、導光部材１３を伝達した光のうち、他側の側面に達した光は、この他側の側面で反射され、再び導光部材１３内を左方に向かって同様に逆方向に伝達されると共に、一部が導光部材１３の上面から出射されることになる。
従って、導光部材１３の上面から出射される光は、上述した順方向に伝達される光と逆方向に伝達される光による出射光量の和として得られることになる。
【００３５】
これにより、第一のプリズム部１３ｂに関して、図５（Ｂ）に示すように、プリズムの周期Ｌに対するプリズム範囲Ｄとしたときのデューティ比をｆ（ｘ）とすると、距離ｘまでの第一のプリズム部１３ｂの面積ｓｆは、
【数１】
0004110547.tif 000002
により表わされ、距離ｘまでに放射される順方向の放射出力エネルギーＥ１（即ち指数関数的な減衰）は、αを順方向伝達減衰定数とすると、
【数２】
0004110547.tif 000003
により表わされる。同様にして、逆方向の放射出力エネルギーＥ２（即ち指数関数的な減衰）は、βを逆方向伝達減衰定数とすると、
【数３】
0004110547.tif 000004
により表わされる。
従って、全体の放射出力エネルギーＥは、順方向及び逆方向の割合をＡ，Ｂとすると、Ｅ＝Ａ・Ｅ１＋Ｂ・Ｅ２から
【数４】
0004110547.tif 000005
により表わされる。
【００３６】
このようにして導光部材１３の上面から出射した光は、光拡散部材１４を透過する際に拡散され、さらにプリズムシート１５ａ，１５ｂを透過する際に、導光部材１３の上面に対して垂直な方向に集光性を付与される。
これにより、表示器は、サイドライト型面光源装置１０からの光によってバック照明されることになる。その際、光が導光部材１３の下面の第一のプリズム部１３ｂにより横方向に拡散され、また上面の第二のプリズム部１３ｃでの反射の際に縦方向に拡散されると共に、さらに光拡散部材１４により拡散されることにより、表示器全体がほぼ均一な明るさでバック照明されることになる。
また、光拡散部材１４により拡散された光が、さらにプリズムシート１５ａ，１５ｂにより集光性を付与されることにより、導光部材１３の上面に垂直な方向に集光されることにより、表示器の正面輝度が高められる。
【００３７】
さらに、このサイドライト型面光源装置１０においては、光源１７として一列に整列した複数個のチップタイプＬＥＤ１８が使用されることにより、部品点数の低減により部品コスト及び組立コストが低減されると共に、消費電力及び発熱が低減されることになる。
また、各チップタイプＬＥＤ１８の光軸方向に発生する輝線が、第二のプリズム部１３ｃによる反射の際に縦方向、即ちチップタイプＬＥＤ１８の整列方向に拡散されるので、この輝線の発生が抑制されることになり、より一層均一な面光源が得られることになる。
従って、組立の際に、第二の反射部材１５の上縁１５ａを導光部材１１の上面に対して、例えば両面テープ等により固定する必要がないので、両面テープ等の固定のための材料が不要になると共に、組立が容易に行なわれることになる。
【００３８】
ここで、具体的な実験例について以下に説明する。
先づ、第一の具体例においては、第一のプリズム部１３ｂは、３００μｍの周期にて、３μｍピッチで頂角４５度のプリズムが、以下の
【数式５】
ｈ（ｘ）：＝６４＋１．４・ｘ＋０．３４・ｘ2 −０．００６・ｘ3 
で与えられるデューティ比ｈ（ｘ）で導体部材１３の下面に設けられており、第二のプリズム部１３ｃは、３μｍピッチで頂角９０度のプリズムが形成されている。
【００３９】
この場合、放射出力ｐｈ（ｘ）は、以下の
【数式６】
ｐｈ（ｘ）：＝Ａ［（１−Ｄ）・ｑｈ（ｘ）・ｈ（ｘ）・ｅｘｐ（−Ｂ・ｘ）＋Ｄ・ｑｂｈ（ｘ）・ｈ（ｘ）・ｅｘｐ（Ｃ・ｘ）］
で表わされる。
ここで、上記ｑｈ（ｘ），ｑｂｈ（ｘ）及びｓｈは、それぞれ以下の式
【数７】
0004110547.tif 000006
【数８】
0004110547.tif 000007
【数９】
0004110547.tif 000008
で与えられ、またＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ以下の式
【数１０】
0004110547.tif 000009
【数式１１】
Ｂ＝０．０２９
【数式１２】
Ｃ＝０．０７３
【数式１３】
Ｄ＝７．８２４×１０-3
により与えられる。
【００４０】
この放射出力ｐｈ（ｘ）は、図６のグラフに示す特性を有している。図６のグラフは、有効照明範囲内における最大値で規格化した場合の出力分布及び実際に作成した製品の実測値を示している。
尚、導光部材１３の第一のプリズム部１３ｂ及び第二のプリズム部１３ｃの代わりに、所謂ブラスト処理を施した従来の導光部材を使用して同様に放射出力を計算して比較したところ、導光部材１３の場合、従来の導光部材に比較して約１．２倍の出力を得ることができた。
【００４１】
次に、第二の具体例においては、第一のプリズム部１３は、３００μｍの周期にて、３μｍピッチで頂角６０度のプリズムが、以下の
【数式１４】
ｇ（ｘ）：＝（３０＋２．９８３３３・ｘ−０．ｘ2 ＋０．００３１６６６７・ｘ3 ）
で与えられるデューティ比ｇ（ｘ）で導体部材１３の下面に設けられている。
おり、第二のプリズム部１３ｃは、３μｍピッチで頂角９０度のプリズムが形成されている。
【００４２】
この場合、放射出力ｐｇ（ｘ）は、以下の
【数式１５】
ｐｇ（ｘ）：＝Ａ・［（１−Ｄ）・ｑｇ（ｘ）・ｇ（ｘ）・ｅｘｐ（−Ｂ・ｘ）＋Ｄ・ｑｂｇ（ｘ）・ｇ（ｘ）・ｅｘｐ（Ｃ・ｘ）］
で表わされる。
ここで、上記ｑｇ（ｘ），ｑｂｇ（ｘ）及びｓｇは、それぞれ以下の式
【数１６】
0004110547.tif 000010
【数１７】
0004110547.tif 000011
【数１８】
0004110547.tif 000012
で与えられる。
【００４３】
この放射出力ｐｇ（ｘ）は、図７のグラフに示す特性を有している。図７のグラフは、図６のグラフと同様にして、有効照明範囲内における最大値で規格化した場合の出力分布及び実際に作成した製品の実測値を示している。
尚、導光部材１３の第一のプリズム部１３ｂ及び第二のプリズム部１３ｃの代わりに、所謂ブラスト処理を施した従来の導光部材を使用して同様に放射出力を計算して比較したところ、導光部材１３の場合、従来の導光部材に比較して約１．２５倍の出力を得ることができた。
【００４４】
このようにして、本発明実施形態によるサイドライト型面光源装置１０によれば、比較的少ない個数のＬＥＤを使用して、各ＬＥＤの光軸方向の輝線の発生を抑制しつつ、均一で且つ高出力の面光源を構成することができる。従って、部品コスト及び組立コストが低減されると共に、小型化，省電力を実現することができ、発熱量の低下による信頼性の向上が得られることになる。
【００４５】
上述した実施形態においては、光源１７を構成するチップタイプＬＥＤ１８として、ＬＥＤチップの蛍光層を使用した白色ＬＥＤが使用されているが、これに限らず、ＩｎＧａＮ系の青色，緑色ＬＥＤチップ及びＡｌＧａＡｓ系の赤色ＬＥＤチップを使用した白色ＬＥＤであってもよく、また単色ＬＥＤチップを使用したＬＥＤ、あるいは他のＡｌＧａＩｎＰ等のＬＥＤチップを使用したＬＥＤであってもよい。
また、上述した実施形態においては、導光部材１３はポリカーボネイトから構成されているが、これに限らず、アクリル，ポリオレフィン系またはノボルネン系等の透明樹脂や、ヘイズを上げるための拡散材を含む全光線透過率が８０％以上のものにより導光部材を構成するようにしてもよい。
【００４６】
さらに、上述した実施形態においては、光拡散部材１４を透過した光に対して、さらにプリズムシート１５ａ，１５ｂにより集光性を付与するようにしているが、これに限らず、光拡散部材１４を透過した光により必要な正面輝度が得られる場合には、これらのプリズムシート１５ａ，１５ｂは省略してもよい。
また、上述した実施形態においては、光拡散部材１４により導光部材１３の上面から出射した光を拡散させるようにしているが、導光部材１３の上面から出射した光が十分な拡散性を有している場合には、光拡散部材１４は省略されてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、反射シート１２として、金属膜または多層膜系の反射シートが使用されているが、これに限らず、白色の拡散性ポリエステル系フィルムであってもよい。
【００４７】
尚、上述した実施形態においては、均一な面発光について説明したが、導光部材１３内に形成されるパターンを変化させることにより、発光面の一部または複数位置から光を放射させることも可能であり、これらの放射位置に対応して受光部を組み合わせることにより、位置検出や分光作用を利用した色検出センサとして使用することも可能である。
さらに、放射位置をライン状に形成することによって、ライン光源として使用することも可能であり、例えばファクシミリ装置やプリンタ，コピー機等の光源や、液晶バックライトやフロントライト用のサイドライトとして利用することが可能である。
また、導光部材の上面に波長選択性フィルムやグレーティングを形成することにより、波長分岐を実現して、例えば交換機等に使用される光接続用の合分波器に応用することも可能である。
【００４８】
このようにして、本発明によるサイドライト型面光源装置は、透過型，半透過型ＬＣＤパネルのバックライト、反射型ＬＣＤパネルのフロントライト、ファクシミリ装置，コピー機やスキャナ等の画像読取用光源、コピー機，プリンタ等の感光体上の電荷を光により制御する場合の除電用の光源、あるいはインテリア用光源、各種案内，指示用の光源として利用することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、各ＬＥＤから導光部材の側面に入射した光の一部が、導光部材の下面に備えられた第一のプリズム部によって横方向に関して拡散されながら、高い効率で導光部材の上面に導かれて、臨界角未満の入射角で入射する光が、第二のプリズム部を通って、上方に向かって出射されると共に、臨界角以上の入射角で入射する光が反射され、その際第二のプリズム部によって縦方向に関して拡散される。そして、再び導光部材の上面に導かれ、臨界角未満で入射する光が、上方に向かって出射される。
これにより、各ＬＥＤの光軸方向に発生する輝線は、導光部材の第一のプリズム部によってそのまま反射され、導光部材の上面に導かれるが、臨界角以上の入射角で入射する光が反射される際に、導光部材の上面に設けられた第二のプリズム部によって、上記輝線に対して垂直な縦方向に拡散されることにより、導光部材から上方に出射する光は、輝線が抑制され、均一化されることになる。
従って、ＬＥＤの個数が少なくても、導光部材から上方に出射される光は、各ＬＥＤの光軸方向の輝線の影響が低減され、より均一で高出力の面光源が得られることになる。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、均一で且つ正面輝度の高いバック照明を行なうことができるようにした、極めて優れたサイドライト型面光源装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサイドライト型面光源装置の第一の実施形態の構成を示す（Ａ）平面図，（Ｂ）正面図，（Ｃ）Ｙ−Ｙ断面図，（Ｄ）Ｘ−Ｘ断面図及び（Ｅ）Ｐ部拡大断面図である。
【図２】図１のサイドライト型面光源装置における導光部材を示す（Ａ）平面図，（Ｂ）Ｙ−Ｙ断面図，（Ｃ）Ｙ−Ｙ部分拡大断面図，（Ｄ）Ｘ−Ｘ断面図及び（Ｅ）Ｘ−Ｘ部分拡大断面図である。
【図３】図２の導光部材の（Ａ）Ｘ’−Ｘ’断面図，（Ｂ）Ｘ’−Ｘ’部分拡大断面図及び（Ｃ）部分拡大平面図である。
【図４】図１のサイドライト型面光源装置における光源を示す平面図である。
【図５】図１のサイドライン型面光源装置における導光部材の作用原理を示す（Ａ）概略斜視図，（Ｂ）横方向部分拡大断面図及び（Ｃ）縦方向部分拡大断面図である。
【図６】図１のサイドライン型面光源装置による出力特性を示すグラフである。
【図７】図１のサイドライン型面光源装置の変形例による出力特性を示すグラフである。
【図８】従来のサイドライン型面光源装置の一例の構成を示す分解斜視図である。
【図９】図８のサイドライン型面光源装置の概略断面図である。
【図１０】従来のサイドライン型面光源装置におけるプリズム部を備えた導光部材の一例の構成を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    サイドライト型面光源装置
１１    ケース
１２    反射シート
１３    導光部材
１３ａ  穴
１３ｂ  第一のプリズム部
１３ｃ  第二のプリズム部
１３ｄ  ローレット
１４    光拡散部材
１５ａ，１５ｂ  プリズムシート
１６    遮光テープ
１７    光源
１７ａ  基板
１８    チップタイプＬＥＤ
【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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