JP2000227522A - 導光板および平面照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源からの光を有効利用しておらず、導光板
の表面部から出射する光の出射方向を制御したり、その
輝度分布を均一化することが困難である。 【解決手段】 光が出射する表面部１５と、この表面部
１５の反対側に位置する裏面部２０と、光を入射させる
ための入射端面部１３とを有し、この入射端面部１３か
ら入射した光を表面部１５から出射させるための導光板
１２であって、裏面部２０と入射端面部１３とに直交す
る平面内において、裏面部２０に対して傾斜して裏面部
２０から続く第１の傾斜面２２と、この第１の傾斜面２
２に続く第２の傾斜面２３と、この第２の傾斜面２３お
よび裏面部２０に続く第３の傾斜面２４とを持った光偏
向部２１を裏面部２０に複数具え、第２の傾斜面２３と
第３の傾斜面２４とのなす角θが鋭角であって、これら
第２および第３の傾斜面２３, ２４を、裏面部２０から
表面部１５側に凹んで形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、側端面から導入し
た光を表面から均一に出射させるための導光板およびこ
の導光板を用いた平面照明装置に関し、特に透過型液晶
ディスプレイの照明光源として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】透過型液晶ディスプレイのバックライト
光源として使用される平面照明装置は、光源である冷陰
極管（ＦＣＬ）やＬＥＤアレイなどの光を透明な導光板
の側端面から導き、導光板内での光の全反射などを利用
して導光板の表面部全域から均一に出射させるようにし
たものである。このため、透過型液晶ディスプレイに対
して平面照明装置に要求される機能としては、薄く軽量
であって光源に対する出射光の変換効率が高く、しかも
均一であることが重要である。

【０００３】このような観点から、従来の導光板は、そ
の裏面部に反射率を高める白インクなどのドット印刷を
施したり、光反射シートを設けたり、導光板の表面部側
に断面が二等辺三角形のプリズムがそれぞれ平行に配列
した一対のプリズムシートを相互に直交状態で重ね合わ
せたりしたものが採用されている。あるいは、導光板の
表面部に凹凸などを線形または非線形にグラデーション
加工したものも知られている。

【０００４】具体的には、導光板の裏面部に白色インク
などを印刷する場合、特開昭６０−２０５５７６号公報
に開示されているようなガラスビーズをインクに混入さ
せたり、特開平２−１２６５０１号公報に示すように白
色系顔料や蛍光顔料の添加量を可及的に滅少させると共
にガラスビーズを含む淡濃度化インクを印刷する方法が
周知である。また、特開平９−２８１３０９号公報に開
示されているように、導光板に２〜１５μm の光乱反射
粒子を０. ５〜１５重量部の割合で混入させる技術や、
特開平９−１４７６１５号公報に開示されているように
導光板の表面部や裏面部に複数本の溝を形成したり、あ
るいは特開平８−２６２４４１号公報に開示されている
ように導光板の表面部あるいは裏面部に均一な粗面加工
を施し、さらにプリズムシートを導光板と平行に重ね合
わせたものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の導光板や、これ
を用いた従来の平面照明装置においては、導光板の厚さ
をその入射端面部から遠くになるに従って徐々に薄くな
るような楔形にしているが、入射端面部から入射した全
反射臨界角近傍の光は、入射端面部から遠くなるに従っ
て裏面部や表面部から出射する光量が減少する傾向を持
つため、表面部から出射する光に輝度むらが発生する。
特に、楔形の導光板においては、その構造に起因して全
反射臨界角を超えた光が導光板の表面部や裏面部から周
期的に輝線となって出射し、これが均一な輝度分布の平
面照明装置を得る上で大きな障害となっている。

【０００６】このような不具合を避けるため、導光板に
プリズムシートを重ね合わせることも行われているが、
プリズムシートが余計に必要となり、その部品コストが
嵩む上、薄くする必要のある平面照明装置の趣旨に反す
る。

【０００７】また、特開昭６０−２０５５７６号公報に
記載されているようにガラスビーズを混入させた白色イ
ンクを用いたり、特開平２−１２６５０１号公報に記載
されているように白色系顔料や蛍光顔料の添加量を可及
的に滅少すると共にガラスビーズを含む淡濃度化インク
を用いたものでは、白色インクの部分での光の損失が発
生し、裏面部での光の全反射を利用することができない
ので、光源からの光を最大限に有効利用することができ
ない。

【０００８】特開平９−２８１３０９号公報に記載され
ているように、導光板に２〜１５μm の粒径の光乱反射
粒子を混入したものでは、光乱反射粒子が導光板に均一
に分布しているため、導光板の表面部から出射する光の
輝度分布を均一に制御することが困難であり、導光板の
構造に依存した輝度むらを回避することができない。

【０００９】特開平９−１４７６１５号公報に記載され
ているように、導光板の表面部や裏面部に複数本の溝を
形成したものでは、入射端面部から遠く離れた箇所にあ
る溝ほど、その機能を発揮させることができなくなるた
め、特に大面積の液晶表示ディスプレイ用の平面照明装
置の場合には、均一な輝度分布の照明光を得ることが困
難である。

【００１０】特開平８−２６２４４１号公報に記載され
ているように、導光板の表面部や裏面部に均一な粗面加
工を施したものでは、プリズムシートを使用しない限り
照明光の出射方向を制御することができず、プリズムシ
ートが余計に必要となってその部品コストが嵩み、平面
照明装置全体を薄くすることができない。しかも、導光
板の表面部や裏面部に均一な粗面が形成されているた
め、入射端面部に近い表面部ほど大量の照明光が出射し
てしまい、表面部全体に亙って出射光量を均一にするこ
とができない。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、光源からの光を最大限
に利用し、表面部から出射する光の輝度分布をより均一
化することが可能な導光板を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、このような導光板を
用いた平面照明装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する
裏面部と、光を入射させるための入射端面部とを有し、
この入射端面部から入射した光を前記表面部から出射さ
せるための導光板であって、前記裏面部と前記入射端面
部とに直交する平面内において、前記裏面部に対して傾
斜して前記裏面部から続く第１の傾斜面と、この第１の
傾斜面に続く第２の傾斜面と、この第２の傾斜面および
前記裏面部に続く第３の傾斜面とを持った光偏向部を前
記裏面部に複数具え、前記第２の傾斜面と前記第３の傾
斜面とのなす角が鋭角であって、これら第２および第３
の傾斜面は、前記裏面部から前記表面部側に凹んで形成
されていることを特徴とするものである。

【００１４】本発明によると、入射端面部から導光板内
に入射した光の一部は、導光板の表面部および裏面部で
全反射を繰り返しつつ導光板内を伝播するが、裏面部に
形成された第１, 第２, 第３の傾斜面によってそれぞれ
全反射状態が破られ、第１の傾斜面で全反射した光が表
面部に対してより垂直に近く立ち上がって表面部から導
光板の外側に出射したり、導光板の裏面部からその外側
に出射する。

【００１５】本発明の第２の形態は、光が出射する表面
部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、照明光
を入射させるための入射端面部とを有する導光板と、こ
の導光板の前記裏面部に複数形成され、前記裏面部と前
記入射端面部とに直交する平面内において、前記裏面部
に対して傾斜して前記裏面部から続く第１の傾斜面と、
この第１の傾斜面に続く第２の傾斜面と、この第２の傾
斜面および前記裏面部に続く第３の傾斜面とを持った光
偏向部と、前記導光板の前記入射端面部に向けて照明光
を投射する光源と、前記導光板の前記表面部および前記
入射端面部以外の部分を覆う光反射シートとを具え、前
記第２の傾斜面と前記第３の傾斜面とのなす角が鋭角で
あって、これら第２および第３の傾斜面は、前記裏面部
から前記表面部側に凹んで形成されていることを特徴と
する平面照明装置にある。

【００１６】本発明によると、入射端面部から導光板内
に入射した照明光の一部は、導光板の表面部および裏面
部で全反射を繰り返しつつ導光板内を伝播するが、裏面
部に形成された第２, 第３の傾斜面によってそれぞれ全
反射状態が破られ、第１の傾斜面で全反射した照明光が
表面部に対してより垂直に近く立ち上がって表面部から
導光板の外側に出射したり、導光板の裏面部からその外
側に出射する。導光板の裏面部からその外側に出射した
照明光は、光反射シートにより乱反射して再び導光板の
裏面部からその内部に入射し、最終的に導光板の表面部
から導光板の外側にすべて出射する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による導光板
において、第３の傾斜面の傾斜方向が少なくとも第２の
傾斜面の傾斜方向に対して逆向きか、あるいは裏面部に
対して垂直であってもよく、何れの場合においても裏面
部に対する第３の傾斜面の傾斜角は、５°以下であるこ
とが好ましい。また、第２の傾斜面と第３の傾斜面との
なす角が３６〜８４°の範囲にあり、裏面部と第２の傾
斜面とのなす角が４６〜５４°の範囲にあり、裏面部と
第３の傾斜面とのなす角が５０〜９０°の範囲にあるこ
とが好ましい。

【００１８】また、第１の光偏向部の第１の傾斜面と、
この第１の光偏向部に対して入射端面側に位置する第２
の光偏向部の第３の傾斜面とを連続させるようにしても
よい。

【００１９】第１の傾斜面の傾斜方向が第２の傾斜面の
傾斜方向と同方向であってもよいし、第２の傾斜面の傾
斜方向に対して逆向きであってもよい。同方向の場合に
は、第１の傾斜面に対して浅い角度で入射する光が第１
の傾斜面で全反射し、表面部に対して垂直に近い角度で
表面部から導光板の外側に出射し、逆方向の場合には、
裏面部から導光板の外側に出射するような全反射臨界角
近傍の光が導光板の外側に出射せずに第１の傾斜面にて
全反射して導光板内を進行する。この逆方向の場合、入
射端面部から光偏向部までの距離に応じてこの光偏向部
の第１の傾斜面の長さを設定してもよく、この場合、第
１の傾斜面の長さＬは、導光板の最大厚みをＴ, この導
光板内を伝播する光の全反射臨界角をφとした場合、０
≦Ｌ≦Ｔ・tan φを満たすことが好ましい。同方向の場
合であっても、入射端面部から光偏向部までの距離に応
じてこの光偏向部の第１の傾斜面の長さを設定すること
ができる。

【００２０】入射端面部から光偏向部までの距離に応じ
てこの光偏向部の第１の傾斜面の傾斜角を設定してもよ
い。第１の傾斜面の傾斜角が大きいほど、この第１の傾
斜面によって導光板の裏面部からその外側に出射する光
量や、第１の傾斜面で全反射して表面部から導光板の外
側に出射する光量が多くなる。

【００２１】入射端面部から光偏向部までの距離に応じ
てこの光偏向部の第３の傾斜面の高さを設定してもよ
い。第３の傾斜面の高さが高いほど、導光板の裏面部か
ら出射する光量が多くなるが、この第３の傾斜面の高さ
を５〜７０μm の範囲に設定することが好ましい。

【００２２】入射端面部に沿って配列すると共に入射端
面部と直交する方向に延在する三角柱状のプリズム面を
導光板の表面部に形成してもよく、この場合、プリズム
面を構成する１つのプリズムの頂角が４０〜１３０°の
範囲にあることが好ましい。これによって表面部から出
射する照明光が集光状態となり、高輝度の照明光が出射
する。

【００２３】

【実施例】本発明による平面照明装置を透過型液晶ディ
スプレイのバックライト光源に応用した一実施例につい
て、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発
明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合
わせたり、同様な課題を内包する他の分野の技術にも応
用することができる。

【００２４】本発明の第１の実施例による平面照明装置
の断面構造を図１に模式的に示し、その分解状態の外観
を図２に示す。すなわち、本実施例における平面照明装
置１１は、矩形の板状をなす導光板１２と、この導光板
１２の入射端面部１３に沿って配置される光源１４と、
導光板１２の入射端面部１３および表面部１５以外の部
分を覆う光反射シート１６とを有する。また、冷陰極管
や複数のＬＥＤあるいは半導体レーザーにて構成される
光源１４は、反射面が凹曲面となったリフレクタ１７で
囲まれており、この光源１４からの光は、リフレクタ１
７からの反射光と共に導光板１２の入射端面部１３から
導光板１２内に入射するようになっている。

【００２５】光反射シート１６は、導光板１２の反射端
面部１８と一対の側端面部１９と裏面部２０とを覆い、
これらから導光板１２の外側に出射する光を再び導光板
１２内に反射させて導光板１２の表面部１５から出射さ
せるためのものであり、非導電性のフィルムなどにアル
ミニウムなどの金属蒸着したものや金属フィルムを貼付
したもの、あるいはチタン酸バリウムなどを混入または
コートした樹脂などを使用することができ、さらにこれ
らフィルムや樹脂の表面に微細な凸凹加工を施すことが
好ましい。

【００２６】リフレクタ１７は、白色の絶縁性材料やア
ルミニウムなどの金属を蒸着したシート状のものからな
り、導光板１２の入射端面部１３と光源１３とを包囲し
ている。

【００２７】本実施例における導光板１２は、屈折率が
１. ４９の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）にて形成さ
れ、光源１４からの光を導入するための入射端面部１３
と、この入射端面部１３の反対側に位置する反射端面部
１８と、これら入射端面部１３および反射端面部１８の
両側端に接続する一対の側端面部１９と、これら入射端
面部１３および反射端面部１８および側端面部１９で囲
まれて入射端面部１３から入射した光を出射させるため
の表面部１５およびその反対側の裏面部２０とを有す
る。表面部１５の反対側に位置する裏面部２０は、表面
部１５と裏面部２０との間隔が入射端面部１３側に対し
て反射端面部１８側ほど狭くなるように、表面部１５に
対して０. ５度から１度程度傾斜したテーパ状となって
いる。

【００２８】本実施例では導光板１２としてアクリル樹
脂を採用したが、光学的に透明な他の材料、例えば屈折
率が１. ５０のポリカーボネート（ＰＣ）などを採用す
ることも当然可能である。また、裏面部２０が表面部１
５と平行に形成された導光板を使用するようにしてもよ
い。

【００２９】図１中の矢視III 部を抽出拡大して図３に
模式的に示す。すなわち、導光板１２の裏面部２０に
は、複数の光偏向部２１が設けられており、個々の光偏
向部２１は、入射端面部１３と裏面部２０とに直交する
平面内において、裏面部２０に対して傾斜して裏面部２
０から続き、側端面部１９および裏面部２０に平行な方
向の長さがＬである第１の傾斜面２２と、この第１の傾
斜面２２に続く第２の傾斜面２３と、この第２の傾斜面
２３および裏面部２０に続き、裏面部２０から垂直な高
さがＨであって第２の傾斜面２３の傾斜方向に対して逆
向きに傾斜する第３の傾斜面２４とをそれぞれ有する。
本実施例における光偏向部２１は、導光板１２の裏面部
２０よりも内側に凹んだ状態となっており、裏面部２０
と第１, 第２, 第３の傾斜面２４とのなす角は、それぞ
れθ１，θ２，θ３に設定されている。また、第２の傾
斜面２３と第３の傾斜面２４とのなす角θは鋭角、好ま
しくは３６〜８４°の範囲にある。つまり、裏面部２０
と第２の傾斜面２３とのなす角θ2 と、裏面部２０と第
３の傾斜面２４とのなす角θ3 との和が９０度を越える
ように設定されており、好ましくは９６〜１４４°の範
囲に収められるが、第２の傾斜面２３と第３の傾斜面２
４とを形成するために用いられる工具の形状によって
は、第２の傾斜面２３と第３の傾斜面２４とのなす角θ
が９０°であってもよい。

【００３０】上述した第３の傾斜面２４の高さＨは５〜
７０μm の範囲内にあることが好ましく、第１の傾斜面
２２の傾斜角θ１は５°以下、第２の傾斜面２３の傾斜
角θ２は、４６〜５４°の範囲にあり、第３の傾斜面２
４の傾斜角θ３は、５０〜９０°の範囲にあることが好
ましい。

【００３１】導光板１２の表面部１５には、側端面部１
９に沿って延在し、これら側端面部１９に対して垂直な
方向に配列するプリズム２５が設けられている。本実施
例では、配列方向中央部に位置するプリズム２５の頂角
に対して側端面部１９側に近接するプリズム２５の頂角
ほど鋭角となるように、各プリズム２５の頂角が設定さ
れているけれども、これらプリズム２５の頂角は、４０
〜１３０°の範囲にあることが好ましい。つまり、配列
方向中央部に位置するプリズム２５の頂角が最大でも１
３０°以下であり、配列方向両端に位置するプリズム２
５の頂角が最少でも４０°以上であることが有効であ
る。これによって、大きな寸法面積の導光板１２に対し
ても側端面部１９近傍の表面部１５から出射する照明光
の集光度を高めることができる。

【００３２】なお、上述した実施例とは逆に、プリズム
２５の配列方向中央に対して配列方向両端側ほどプリズ
ム２５の頂角を大きく設定することも可能であり、ある
いは表面部１５に形成されるプリズム２５の頂角をすべ
て同一に設定してもよく、要するに導光板１２の表面部
の寸法形状などに応じてプリズム２５の頂角の分布を適
宜設定することが可能である。これによって、表面部１
５から出射する照明光の集光状態を調整して所望の輝度
分布を得ることができる。

【００３３】何れにおいても表面部１５から出射する照
明光は、プリズム２５による集光作用をそれぞれ受け、
表面部１５に対してより垂直に立ち上がった状態とな
り、輝度の高い照明光を透過型液晶ディスプレイにもた
らすことができる。

【００３４】入射端面部１３から導光板１２内に入射す
る光は、その入射角αおよび導光板１２の屈折率ｎに応
じて０≦｜α｜≦sin ^-1（１／ｎ）を満たす範囲内で導
光板１２内を進行するが、入射角αの最大値が全反射臨
界角である。つまり、光は表面部４と裏面部２０との間
をこれらの全反射臨界角内で全反射を繰り返しつつ反射
端面部１８の方向に進行する。本実施例では、表面部１
５と裏面部２０とが平行ではないので、表面部１５で全
反射した全反射臨界角近傍の光が裏面部２０からそのま
ま導光板１２外に出射し、光反射シート１６によって乱
反射し、再び裏面部２０から導光板１２内に入射するも
のの、図３に示すように第１の傾斜面２２に対して浅い
入射角で第１の傾斜面２２に入射する光Ｂ1 は、この第
１の傾斜面２２にて全反射し、第２の傾斜面２３にてさ
らに全反射し、表面部１５に対して垂直に近い角度とな
って表面部１５から導光板１２の外側に出射するため、
輝度の高い照明光を得ることができる。また、裏面部２
０にて全反射すべき入射角で第１の傾斜面２２に入射す
る全反射臨界角近傍の光や、裏面部２０にて全反射すべ
き入射角で第２の傾斜面２３に入射する破線で示す光Ｂ
2 は、第１の傾斜面２２および第２の傾斜面２３から導
光板１２外に出射し、光反射シート１６によって乱反射
して再び光偏向部２１から導光板１２内に入射する。さ
らに、裏面部２０で全反射した光の一部が表面部１５か
らそのまま導光板１２外に出射する。このようにして、
入射端面部１３から導光板１２内に入射した光は、最終
的にすべて表面部１５から出射する。

【００３５】従って、裏面部２０に対する光偏向部２１
の分布や個々の形状寸法、例えば第１の傾斜面２２の長
さＬや、第３の傾斜面２４の高さＨ、あるいは第１〜３
の傾斜面の傾斜角θ１〜θ３を適宜設定することによ
り、表面部１５から出射する照明光の輝度分布を任意に
調整することができる。具体的には、例えば入射端面部
１３から遠ざかる光偏向部２１の第１の傾斜面２２ほど
その長さＬを長くしたり、図４に示すように光偏向部２
１の分布を入射端面部１３に対して反射端面部１９側ほ
ど密になるように設定したり、あるいは図５に示すよう
に入射端面部１３側に対して反射端面部１９側に位置す
る光偏向部２１の第３の傾斜面２４ほど、その高さＨを
より高く設定することによって、反射端面部１９側の表
面部１５から出射する光量を増大させることができる。

【００３６】また、本実施例の如き楔形の導光板１２を
採用した場合、入射端面部１３に最も近い光偏向部２１
を１とし、反射端面部１８に最も近い光偏向部２１をＮ
とする係数を導入し、入射端面部１３からｎ番目の光偏
向部２１の第１の傾斜面２２の長さＬn を下式のように
設定し、これによって導光板１２の厚さに関係なく、表
面部４から出射する照明光の明るさの分布を一定にする
ことも可能である。

【００３７】Ｌn ／Ｌ1 ＝Ｎ・〔Ｔn ／Ｔ1 〕・tan φ ここで、Ｌ1 は入射端面部１３に最も近い光偏向部２１
の第１の傾斜面２２の長さであり、Ｔn はｎ番目の光偏
向部２１が位置する部分の導光板１２の厚み、Ｔ1 は入
射端面部１３に最も近い光偏向部２１が位置する部分の
導光板１２の厚みであり、基本的にはＴ1 ＝Ｔである。
また、φは導光板１２内に導入された光の全反射臨界角
である。

【００３８】このように、光偏向部２１を裏面部２０に
設けることにより、表面部１５の任意の位置における出
射光量をコントロールすることができる。

【００３９】上述した実施例では、個々の光偏向部２１
を任意の密度分布による分散状態で裏面部２０に配置し
たが、必要に応じて複数の光偏向部２１を近接させ、入
射端面部１３側に位置する一方の光偏向部２１の第３の
傾斜面２４とこれに隣接して反射端面部１８側に位置す
る他方の光偏向部２１の第１の傾斜面２２とを連続して
ユニット状にしたものを任意の密度分布で分散配置する
ようにしてもよい。また、本実施例では光偏向部２１全
体を裏面部２０から凹ませるようにしたが、裏面部２０
から第１の傾斜面２２が突出するように、この第１の傾
斜面２２の傾斜方向を先の実施例と逆向きに設定するよ
うにしてもよい。

【００４０】このような本発明の他の実施例の断面構造
を図６に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれ
と同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するもの
とする。すなわち、本実施例における第１の傾斜面２２
は、裏面部２０から突出するように第２の傾斜面２３と
逆向きの傾斜角θ１で傾斜しており、裏面部２０にて全
反射せずに導光板１２の外に出射すべき入射角で第１の
傾斜面２２に入射する全反射臨界角近傍の光Ｂ３が図
中、実線で示すように第１の傾斜面２２にて全反射し、
さらにその一部が第２の傾斜面２３にて全反射して表面
部１５からより大きく立ち上がった状態で導光板１２の
外に出射する。このような光路軌跡を実現するため、導
光板１２の最大厚みをＴとすると、第１の傾斜面２２の
長さＬとして ０≦Ｌ≦Ｔ・tan φ を満たすように設定することが有効である。

【００４１】このように、第１の傾斜面２２を導光板１
２の外側に突出するように傾斜させることにより、裏面
部２０から導光板１２の外側に出射するような全反射臨
界角近傍の光Ｂ３が第１の傾斜面２２にて全反射して再
び導光板１２内で全反射を繰り返しながら進行し、さら
に第２の傾斜面２３にて全反射する場合には、表面部１
５に対して垂直に近い角度となって表面部１５から導光
板１２の外側に出射するため、輝度の高い照明光を得る
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によると、裏面部と入射端面部と
に直交する平面内において、裏面部に対して傾斜して裏
面部から続く第１の傾斜面と、この第１の傾斜面に続く
第２の傾斜面と、この第２の傾斜面および裏面部に続く
第３の傾斜面とを持った光偏向部を裏面部に複数設け、
第２の傾斜面と第３の傾斜面とのなす角を鋭角にすると
共に第２および第３の傾斜面を裏面部から表面部側に凹
んで形成したので、入射端面部から導光板内に入射した
光を導光板の裏面部からその外側に出射させたり、表面
部から導光板の外側に出射させることができる。

【００４３】特に、平面照明装置の場合には、裏面部か
ら導光板の外側に出射した光を光反射シートによって乱
反射させることができるため、導光板の表面部と裏面部
とが平行であっても、導光板の表面部から出射する照明
光の輝度分布を均一化させることができる。しかも、そ
の構造に起因して周期的な輝線が出射する楔状の導光板
を使用したとしても、これをキャンセルするように裏面
部に対する光偏向部の分布を適当に設定することによっ
て、導光板の表面部から出射する照明光の輝度分布を均
一化させることができる。

【００４４】また、第１の傾斜面の傾斜方向を第２の傾
斜面の傾斜方向と同方向にした場合には、第１の傾斜面
に対して浅い角度に入射する光を第１の傾斜面で全反射
させることにより、表面部に対して垂直に近い角度に立
ち上げて表面部から導光板の外側に出射させることがで
きる。

【００４５】第１の傾斜面の傾斜方向を第２の傾斜面の
傾斜方向に対して逆向きにした場合には、裏面部から導
光板の外側に出射するような全反射臨界角近傍の光を第
１の傾斜面にて全反射させることができるため、再び導
光板１２内で全反射を繰り返しながら進行させることが
できる。特に、導光板の最大厚みをＴ, この導光板内を
伝播する光の全反射臨界角をφとした場合、第１の傾斜
面の長さＬが０≦Ｌ≦Ｔ・tan φを満たすことによっ
て、導光板内を伝播する光を最大限利用することができ
る。

【００４６】入射端面部から光偏向部までの距離に応じ
てこの光偏向部の第１の傾斜面の長さを設定した場合に
は、裏面部や表面部から出射する光量を任意に制御する
ことができるため、平面照明装置において導光板の表面
部から出射する照明光の輝度分布をより均一化させるこ
とが可能である。

【００４７】同様に、入射端面部から光偏向部までの距
離に応じてこの光偏向部の第１の傾斜面の傾斜角を設定
したり、あるいは入射端面部から前記光偏向部までの距
離に応じてこの光偏向部の前記第３の傾斜面の高さを設
定した場合にも、裏面部や表面部から出射する光量を任
意に制御することができるため、平面照明装置において
導光板の表面部から出射する照明光の輝度分布をより均
一化させることが可能である。

【００４８】入射端面部に沿って配列すると共に入射端
面部と直交する方向に延在する三角柱状のプリズム面を
導光板の表面部に形成した場合には、表面部から出射す
る光を集光させることができ、特にプリズム面を構成す
る１つのプリズムの頂角を４０〜１３０°の範囲に設定
した場合には、表面部から出射する光の集光度を上げて
輝度をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平面照明装置の一実施例の概略構
造を表す断面図である。

【図２】図１に示した実施例の分解斜視図である。

【図３】図１中の矢視III 部の抽出拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施例における裏面部の一部を抽
出拡大した断面図である。

【図５】本発明の別な実施例における裏面部の一部を抽
出拡大した断面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例における裏面部の一
部を抽出拡大した断面図である。

【符号の説明】

１１ 平面照明装置 １２ 導光板 １３ 入射端面部 １４ 光源 １５ 表面部 １６ 光反射シート １７ リフレクタ １８ 反射端面部 １９ 側端面部 ２０ 裏面部 ２１ 光偏向部 ２２ 第１の傾斜面 ２３ 第２の傾斜面 ２４ 第３の傾斜面 ２５ プリズム Ｌ 第１の傾斜面の長さ Ｈ 第３の傾斜面の高さ Ｂ1 〜Ｂ３導光板内を伝播する光 θ 第２の傾斜面と第３の傾斜面とのなす角 θ１裏面部と第１の傾斜面とのなす角 θ２裏面部と第２の傾斜面とのなす角 θ３裏面部と第３の傾斜面とのなす角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧澤 一也 東京都多摩市永山６−22−６ 日本デンヨ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA01 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z FA45Z FA46Z FB02 FB08 FC01 FC02 FD03 FD15 LA03 LA12 LA16 LA18

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光が出射する表面部と、この表面部の反
   対側に位置する裏面部と、光を入射させるための入射端
   面部とを有し、この入射端面部から入射した光を前記表
   面部から出射させるための導光板であって、 前記裏面部と前記入射端面部とに直交する平面内におい
   て、前記裏面部に対して傾斜して前記裏面部から続く第
   １の傾斜面と、この第１の傾斜面に続く第２の傾斜面
   と、この第２の傾斜面および前記裏面部に続く第３の傾
   斜面とを持った光偏向部を前記裏面部に複数具え、 前記第２の傾斜面と前記第３の傾斜面とのなす角が鋭角
   であって、これら第２および第３の傾斜面は、前記裏面
   部から前記表面部側に凹んで形成されていることを特徴
   とする導光板。
2. 【請求項２】 前記第３の傾斜面の傾斜方向が少なくと
   も前記第２の傾斜面の傾斜方向に対して逆向きか、ある
   いは裏面部に対して垂直であることを特徴とする請求項
   １に記載の導光板。
3. 【請求項３】 前記第２の傾斜面と前記第３の傾斜面と
   のなす角が３６〜８４°の範囲にあることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の導光板。
4. 【請求項４】 前記第１の傾斜面の傾斜方向が前記第２
   の傾斜面の傾斜方向と同方向であって、前記裏面部に対
   する傾斜角が５°以下であることを特徴とする請求項１
   から請求項３の何れかに記載の導光板。
5. 【請求項５】 前記第１の傾斜面の傾斜方向が前記第２
   の傾斜面の傾斜方向に対して逆向きであって、前記裏面
   部に対する傾斜角が５°以下であることを特徴とする請
   求項１から請求項３の何れかに記載の導光板。
6. 【請求項６】 前記入射端面部から前記光偏向部までの
   距離に応じてこの光偏向部の前記第１の傾斜面の長さが
   設定されていることを特徴とする請求項１から請求項５
   の何れかに記載の導光板。
7. 【請求項７】 前記入射端面部から前記光偏向部までの
   距離に応じてこの光偏向部の前記第１の傾斜面の長さが
   設定されており、この第１の傾斜面の長さＬは、前記導
   光板の最大厚みをＴ, この導光板内を伝播する光の全反
   射臨界角をφとした場合、 ０≦Ｌ≦Ｔ・tan φ を満たすことを特徴とする請求項５に記載の導光板。
8. 【請求項８】 前記入射端面部から前記光偏向部までの
   距離に応じてこの光偏向部の前記第１の傾斜面の傾斜角
   が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項
   ７の何れかに記載の導光板。
9. 【請求項９】 前記入射端面部から前記光偏向部までの
   距離に応じてこの光偏向部の前記第３の傾斜面の高さが
   設定されていることを特徴とする請求項１から請求項８
   の何れかに記載の導光板。
10. 【請求項１０】 前記光偏向部の前記第３の傾斜面の高
    さは、５〜７０μmの範囲にあることを特徴とする請求
    項１から請求項９の何れかに記載の導光板。
11. 【請求項１１】 前記導光板の表面部には、前記入射端
    面部に沿って配列すると共に前記入射端面部と直交する
    方向に延在する三角柱状のプリズム面が形成されてお
    り、前記プリズム面を構成する１つのプリズムの頂角が
    ４０〜１３０°の範囲にあることを特徴とする請求項１
    から請求項１０の何れかに記載の導光板。
12. 【請求項１２】 光が出射する表面部と、この表面部の
    反対側に位置する裏面部と、照明光を入射させるための
    入射端面部とを有する導光板と、 この導光板の前記裏面部に複数形成され、前記裏面部と
    前記入射端面部とに直交する平面内において、前記裏面
    部に対して傾斜して前記裏面部から続く第１の傾斜面
    と、この第１の傾斜面に続く第２の傾斜面と、この第２
    の傾斜面および前記裏面部に続く第３の傾斜面とを持っ
    た光偏向部と、 前記導光板の前記入射端面部に向けて照明光を投射する
    光源と、 前記導光板の前記表面部および前記入射端面部以外の部
    分を覆う光反射シートとを具え、前記第２の傾斜面と前
    記第３の傾斜面とのなす角が鋭角であって、これら第２
    および第３の傾斜面は、前記裏面部から前記表面部側に
    凹んで形成されていることを特徴とする平面照明装置。
13. 【請求項１３】 前記導光板の表面部に形成され、前記
    入射端面部に沿って配列すると共に前記入射端面部と直
    交する方向に延在する三角柱状のプリズム面をさらに具
    えたことを特徴とする請求項１２に記載の平面照明装
    置。