JP2004192937A - 導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】導入部へ入射する光の損失を少なくして、しかも採光部にその幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができる導光板を提供する。
【解決手段】導光板１４は、入射された光を線状に変換する導入部１８と、導入部１８に連続して形成され、導入された光を出射する出射面１９ａ及びその反対側に形成された反射部を有する板状の採光部１９とを備えている。導入部１８は複数隣接して形成されている。導入部１８は、その反採光部側から採光部１９側に向かって拡がる対称形状に形成されるとともに、反採光部側端部に外側に凸である集光部２０を備えている。導入部１８は、集光部２０と採光部１９との間に形成され、断面形状が二等辺三角形状で三角形の頂角が集光部２０と対向する光拡散部２１と、光拡散部２１の斜面２１ｂからの反射光を導光板１４の幅方向と直交する方向に反射させる反射面２２とを備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板に係り、詳しくはＬＥＤ（発光ダイオード）等の点状光源からの出射光を入射して面状に出射する導光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置として液晶表示パネル（液晶パネル）の背面（表示面と反対側の面）に面光源装置をバックライトとして配置したものがある。この種の面光源装置として、透光性の高い材料で形成された導光板の端面に沿って蛍光管（冷陰極管）を配置したものが使用されている。しかし、液晶表示装置の薄型化に伴い蛍光管の径を非常に小さくする必要があり、これに伴って小さな衝撃によっても蛍光管が破損し易くなる。また、光源として蛍光管を発光させるには高電圧が必要であるため、高周波のノイズが発生し通信機能を阻害するという問題がある。そこで、光源として蛍光管を使用する構成に代えて、ノイズレスのＬＥＤが用いられる。ＬＥＤを用いた面光源装置は、ＬＥＤが導光板の端面と対向して配置され、導光板の表面（液晶パネルと対向する側の面）から光が面状に出射されるエッジライト方式（サイドライト型）の装置が提案されている。しかし、ＬＥＤは指向性が強いため、１個のＬＥＤで幅の広い導光板に均一に光を入射させることが困難である。そこで、１個又は少ない数のＬＥＤを使用して導光板から光を均一な面状で出射させるための導光板が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００３】
本願明細書の図１１に示すように、特許文献１に記載の導光板４１は、四角板状の採光部（発光部）４２及び台形状の導入部（導光部）４３を備え、導入部４３には円柱状の光拡散孔４４が形成されている。ＬＥＤ光源４５から出射されて導入部４３に入射された光の一部は光拡散孔４４の周面で全反射される光と、光拡散孔４４の中央部付近を透過（貫通）する光とに分離され、導光板４１内に入射した光が導光板４１の幅方向に拡がりを有する状態となって、採光部４２の輝度分布の均一化を図っている。なお、採光部４２の出射面と反対側の面には散乱ドット４２ａが白色インクの印刷により多数形成されている。
【０００４】
本願明細書の図１２に示すように、特許文献２に記載の導光板４１は、導入部４３を複数備えるとともに、各導入部４３にそれぞれ２個の三角柱状の光拡散孔４４が形成されている。そして、ＬＥＤ光源４５から導入部４３に入射した光が光拡散孔４４及び導入部４３の側面４３ａで反射したり、一部が光拡散孔４４を透過（貫通）することにより、導光板４１内に入射した光が導光板４１の幅方向に拡がりを有する状態となって、採光部４２の輝度分布の均一化を図っている。
【０００５】
また、本願明細書の図１３に示すように、特許文献３に記載の導光板４１は、導入部４３のＬＥＤ光源４５と対応する位置に凹状の入射部４６が形成され、入射部４６と採光部４２との間にほぼ三角柱状の盲穴４３ｂが形成されている。また、導入部４３の両側面には厚み方向に延びる円弧溝からなる反射部４７が複数形成されている。そして、入射部４６から入射した光が、盲穴４３ｂ及び反射部４７の作用により、一様に拡げられて指向性のない状態として採光部４２へ導入され、採光部４２内を導波して出射面から均一に出射されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１４９６３５号公報（明細書の段落［００２３］〜［００２５］、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１６９０３４号公報（明細書の段落［００４５］〜［００４９］、図１）
【特許文献３】
特開２００１−２３４２３号公報（明細書の段落［００２５］〜［００３２］、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１の構成では、円柱状の光拡散孔４４で拡散された後、採光部４２に入射されるため、図１１に示すように、採光部４２の長手方向に対して斜めに進む光が多くなり、採光部４２で採光する際の利用効率が低下するという問題がある。また、光拡散孔４４の径が小さいため、ＬＥＤ光源４５の指向性を完全には取り除くことができず、光拡散孔４４の後ろ（図１１における右方）に暗部ができるという問題もある。
【０００８】
特許文献２の構成では、ＬＥＤ光源４５から導入部４３に真っ直ぐに入射した光、即ち導入部４３の幅方向に対して垂直に入射した光は、光拡散孔４４及び側面で反射して採光部４２の長手方向に沿って進むように採光部４２に入射される。しかし、ＬＥＤ光源４５から斜めに入射した光は、光拡散孔４４で若干屈折して採光部４２に斜めに入射し、側面４３ａで反射して採光部４２に斜めあるいは真っ直ぐ入射する状態となるが、制御するのが難しい。
【０００９】
特許文献３に記載の構成では、入射部４６において光が拡散され、かつ盲穴４３ｂの最大幅がＬＥＤ光源４５の幅より広いため、ＬＥＤ光源４５から出射した光をより拡げることができる。しかし、入射部４６が凹部のため、ＬＥＤ光源４５から出射した光が凹部から導光板４１の厚さ方向に向かって抜ける割合が大きくなる（１０〜２０％）という問題がある。
【００１０】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は導入部へ入射する光の損失を少なくして、しかも採光部にその幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができる導光板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、点状光源から出射された光を入射するとともに、面状に変換して出射する導光板である。導光板は入射された光を線状に変換する導入部と、前記導入部に連続して形成され、導入された光を出射する出射面及びその反対側に形成された反射部を有する板状の採光部とを備えている。前記導入部は、その反採光部側から採光部側に向かって拡がる対称形状に形成されるとともに、反採光部側端部に外側に凸の集光部を備えている。また、前記導入部は、前記集光部と前記採光部との間に形成され、断面形状が二等辺三角形状又は二等辺三角形と矩形とが連続する五角形状で三角形の頂角が前記集光部と対向する光拡散部と、前記光拡散部の斜面からの反射光を導光板の幅方向と直交する方向に反射させる反射面とを備えている。ここで、「点状光源」とは、光の放射部（出射部）が線状に延びる蛍光管（冷陰極管）等と異なり、光の放射部（出射部）の長さが短いＬＥＤのような光源を意味する。また、前記「反射部」は、採光部に入射した光を出射面に向けて反射させる機能を有するものであり、例えば、Ｖ溝又は鋸歯状の溝により構成されたものや、散乱ドット、あるいは体積散乱を利用した採光手段が含まれる。「体積散乱を利用した採光手段」とは、採光部を構成する透明性の高い材料中に気泡又は採光部の材料と屈折率の異なる材料製のビーズを分散させることにより、光（可視光）を反射あるいは屈折させる機能を有するものを意味する。
【００１２】
この発明では、点状光源から出射された光は、集光部から導入部に入射される。点状光源から出射された光の入射部となる集光部は点状光源側に向かって凸に形成されているため、入射部が凹状に形成されている場合と異なり、点状光源を集光部との隙間が少ない状態で配置でき、導入部へ入射する光の損失を少なくできる。集光部から入射された光の多くは光拡散部に向かって真っ直ぐに（導入部の幅方向と直交する方向）に進み、光拡散部の斜面で反射してほぼ導入部の幅方向に進行方向を変え、反射面で反射して再び導入部の幅方向と直交方向に進行方向を変えて採光部に入射する。従って、採光部にその幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができる。その結果、採光部に入射した光が効率よく採光部全面から均一に出射される状態となり、輝度ムラも少なくなる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光拡散部の前記三角形の底辺の長さは、前記集光部の基端の幅の０．８〜１．０倍に形成されている。この発明では、集光部から入射した光が導入部の幅方向と直交する方向に進む状態で採光部に入射する割合がより大きくなる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記光拡散部の前記三角形の底角の角度は、４０度以上、５０度以下に形成されている。この発明では、光拡散部の斜面で反射して導入部の反射面に向かう光の進行方向が、該光が反射面で導入部の幅方向と直交する方向に反射する方向に制御される。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記光拡散部の底面から前記採光部までの距離は、前記集光部の先端から前記採光部までの距離の２３％以下である。ここで、「光拡散部の底面」とは、光拡散部の三角形の頂角に対向する面を意味する。この発明では、点状光源から出射する光量のうち採光部に入射する光量の割合を大きくすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記集光部は前記点状光源と対向する面が曲面に形成され、その曲率と、集光部の基端の幅との積が、０．３以上１．８以下に形成されている。この発明では、集光部に入射する光のうち光拡散部に向かってほぼ平行に進む光の割合を大きくすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記導入部は、前記集光部の両側に、前記点状光源から出射されるとともに前記集光部に入射されない光を入射し、入射した光が前記反射面で反射する角度を成す入射面が形成されている。導入部の両側に形成された反射面の反採光部側の端部が集光部の基端に連続する構成では、点状光源から出射されて集光部に入射しない光は導入部に入射できずに無駄になるが、この発明では、点状光源から出射されて集光部に入射しない光が入射面から導入部に入射し、反射面で反射されて採光部へ向かう。従って、点状光源から出射された光の利用効率が高まる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記入射面と、導入部の幅方向と直交する平面との成す角度が０度以上２７．５度以下である。この発明では、前記光拡散部を透過した光がムラの小さな状態で採光部に入射する状態となる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記反射面は、前記入射面からの入射光を導入部の幅方向と直交する方向に反射させる形状の曲面に形成されている。この発明では、反射面が平面状（直線状）に構成されたものに比較して、採光部に対して導入部の幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができ、導入部の長さが同じ場合に幅を広くしても、採光部の輝度の低下を抑制できる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記反射面は、前記導入部の幅方向に延びる面と、その面と所定の角度を成す斜面とによる部分が階段状に連続して形成され、前記角度は１１５度以上、１４０度以下に設定されている。この発明でも、反射面が平面状（直線状）に構成されたものに比較して、採光部に対して導入部の幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができ、導入部の長さが同じ場合に幅を広くしても、採光部の輝度の低下を抑制できる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記所定の角度は前記採光部に近い側の段部程小さくなるように形成されている。この発明では、前記角度が一定の場合に比較して、反射面で反射した光を効率良く導入部の幅方向と直交する方向に反射させることができる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記所定の角度は一定である。この発明では、前記角度が場所によって異なる構成に比較して、反射面の加工が容易となる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、前記導入部が複数隣接して形成されている。この発明では、幅の広い採光部を有する導光板を容易に形成できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を液晶表示装置のサイドライト型のバックライトに使用される面光源装置の導光板に具体化した一実施の形態を図１〜図１０に従って説明する。図１（ａ）は導光板の模式平面図、図１（ｂ）は導入部を示す部分拡大図、図２は液晶表示装置の模式図である。また、図３及び図４（ａ），（ｂ）は作用を示す模式部分平面図である。
【００２５】
図２に示すように、液晶表示装置１１は、液晶パネル１２と、その背面（表示面と反対側の面）側に配置されたバックライトとしての面光源装置１３とを備えている。面光源装置１３は、導光板１４と、導光板１４の一方の端部と対向する位置に配置された点状光源１５とを備えている。点状光源１５としてはＬＥＤが使用されている。
【００２６】
面光源装置１３には、導光板１４を挟んで液晶パネル１２と反対側に位置し、導光板１４から漏れた光を導光板１４に戻して出射光として利用するための反射部材（反射シート）１６が設けられている。また、導光板１４と液晶パネル１２との間には、光学シート１７が配置されている。光学シート１７としては、光拡散シート、レンズシート、プリズムシート、反射型偏光シート等が使用され、一般に組み合わせて使用されるが、模式的に１枚として図示している。
【００２７】
次に導光板１４について詳細に説明する。図１（ａ）及び図２に示すように、導光板１４は、入射された光を線状に変換する導入部１８と、導入部１８に連続して形成され、導入された光を出射する出射面１９ａ及びその反対側に形成された反射部１９ｂを有する板状の採光部１９とを備えている。反射部１９ｂは採光部１９に入射した光を出射面１９ａに向けて反射させる機能を有し、図示しないＶ溝又は鋸歯状の溝により構成されている。導入部１８は複数（この実施の形態では６個）隣接して形成されている。即ち、点状光源１５一個当たりの導入部１８の幅Ｌは点状光源１５を配置する導光板１４の端面の長さ（採光部１９の幅）を点状光源１５の数で割った値となる。導光板１４は透明性の高い材料、例えばアクリル樹脂で形成されている。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、導入部１８は、その反採光部側から採光部１９側に向かって拡がる対称形状に形成されるとともに、反採光部側端部に外側に凸で、基端の幅Ｌａ（図における左右方向の長さ）の集光部２０を備えている。集光部２０は点状光源１５と対向する面が曲面に形成されている。前記曲面は、集光部２０の先端の曲率と、集光部２０の基端の幅Ｌａとの積で定義される無次元化された曲率Ｃが、０．３以上、１．８以下に形成されている。この実施の形態では、曲面は導入部１８の厚さ方向（図の紙面と垂直方向）から見て二次曲線となるように形成され、点状光源１５はその中央において曲面に接する状態に配置される。集光部２０は入射する光を導入部１８の幅方向（図における左右方向）と直交する方向、即ち採光部１９の幅方向と直交する方向とほぼ平行に進むようにする機能を備えている。
【００２９】
導入部１８には、集光部２０と採光部１９との間に光拡散部２１が形成され、両側に反射面２２が設けられている。
光拡散部２１は、断面形状が二等辺三角形状で三角形の頂角が集光部２０と対向する三角柱状に形成された孔（切り欠き部）で構成され、三角形の頂点が導入部１８の対称軸上に位置するように設けられている。光拡散部２１の前記三角形の底辺２１ａの長さは、集光部２０の基端の幅Ｌａの０．８〜１．０倍に形成され、三角形の底角の角度αは、４０〜５０度（この実施の形態では４５度）に形成されている。光拡散部２１の底面から採光部１９までの距離ｈは、集光部２０の先端から採光部１９までの距離Ｈの２３％以下に形成されている。
【００３０】
導入部１８には、集光部２０の両側に、点状光源１５から出射されるとともに集光部２０に入射されない光を入射し、入射した光が反射面２２で反射する角度を成す入射面２３が形成されている。入射面２３は、集光部２０の両側に集光部２０の先端と同一面上に位置する凸部の集光部２０側の面で構成されている。入射面２３は導入部１８の幅方向と垂直又は垂直より反集光部側に傾いた状態に形成されている。入射面２３が導入部１８の幅方向と直交する面と成す角度βは、２７．５度以下に設定されている。即ち、図１（ｂ）に示す、両入射面２３の延長部の成す角度は、角度βの２倍の５５度以下に設定されている。
【００３１】
反射面２２は、光拡散部２１の斜面２１ｂからの反射光を導光板１４の幅方向と直交する方向に反射させるように形成されている。反射面２２は、導入部１８の幅方向に延びる面２２ａと、その面２２ａと所定の角度θを成す斜面２２ｂとによる部分が階段状に連続して形成されている。前記角度θは一定で１１５度以上、１４０度以下に設定されている。反射面２２を構成する階段の段数は、幅Ｌ及び距離Ｈの値によって異なるが、１０〜３０段の範囲に設定される。
【００３２】
次に前記のように構成された導光板１４の作用について説明する。導光板１４は、例えば、図２に示すように、透過型の液晶表示装置１１のバックライトユニットとしての面光源装置１３に組み込まれて使用される。
【００３３】
点状光源１５が点灯されると、点状光源１５から出射した光が導光板１４に入射し、入射した光は導光板１４の出射面１９ａから液晶パネル１２に向かって出射され、光学シート１７を経て液晶パネル１２に入射される。そして、液晶表示装置１１の使用者は液晶パネル１２の表示をその出射光により視認する。
【００３４】
点状光源１５から出射した光の大部分は集光部２０から導入部１８に入射され、一部は入射面２３から導入部１８に入射される。入射面２３から導入部１８に入射された光は、反射面２２の斜面２２ｂで反射されて、採光部１９へ向かう。また、多くの光は、図３に示すように、採光部１９に対して導入部１８の幅方向と直交する方向に入射するように反射される。導入部１８の両側に形成された反射面２２の反採光部側の端部が集光部２０の基端に直接連続する構成では、点状光源１５から出射されて集光部２０に入射しない光は導入部１８に入射できずに無駄になる。しかし、入射面２３が存在することにより、点状光源１５から出射された光をより有効に利用でき、輝度の低下を抑制できる。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、集光部２０に入射した光の一部は光拡散部２１に向かって導入部１８の幅方向と直交する方向に沿って進み、斜面２１ｂで反射面２２に向かって反射する。斜面２１ｂは導入部１８の幅方向と成す角度が４５度に形成されているため、反射光は導入部１８の幅方向に進むように反射した後、反射面２２の斜面２２ｂで導入部１８の幅方向と直交する方向に進むように全反射する。そして、採光部１９に対して導入部１８の幅方向と直交する方向に入射する。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、集光部２０に入射した光の一部は光拡散部２１に向かって導入部１８の幅方向と直交する方向に対して交差する方向に進み、斜面２１ｂから光拡散部２１内に進み、光拡散部２１を透過して光拡散部２１の底面を経て採光部１９へ入射する。この入射光も採光部１９に対して導入部１８の幅方向と直交又はほぼ直交する方向に入射する。
【００３７】
従って、点状光源１５から出射されて導入部１８に入射した光の大部分が、採光部１９に対して導入部１８の幅方向と直交又はほぼ直交する方向に入射する。そして、採光部１９に入射した光の大部分は反射部１９ｂで全反射して出射面１９ａから出射される。
【００３８】
導光板１４は採光部１９がマクロ的に見て導入部１８側から対向面側に向かってその厚さが薄くなるほぼ楔状に形成されているため、導入部１８から入射した光が、対向面から導光板１４の外に抜ける割合が、平板状の導光板と比較して小さくなる。
【００３９】
本願発明者は解析及び実験により、前記底角の角度α、距離ｈ、無次元化した曲率Ｃ、角度θ及び入射面の角度βの好ましい範囲を検討した。その結果を次に説明する。なお、解析に使用した基本形状の各部の値として、表１の値を使用した。
【００４０】
【表１】

図５は底角の角度αと領域Ｔ１，Ｔ２の光量の比Ｍとの関係を示すグラフである。ここで領域Ｔ１は、採光部１９と導入部１８との境界において、図３に示すように光拡散部２１と対応する領域を意味し、領域Ｔ２は、領域Ｔ１の両側の領域を意味する。底角の望ましい状態とは、採光部１９に入射する光量が、領域Ｔ１，Ｔ２で等しい状態である。そして、その条件としては領域Ｔ１，Ｔ２の光量の比Ｍ（領域間のムラ）が、最大でも２倍以下であることが必要であることが実験から確認された。その理由は、領域Ｔ１，Ｔ２の光量の比Ｍが２倍以下のとき、拡散シートやプリズムシート等の光学シート１７の配置により、導光板１４即ち採光部１９の輝度ムラが解消されるからである。領域Ｔ１の光量Ｔ１Ｐ及び領域Ｔ２の光量Ｔ２Ｐの比Ｍを次式で定義する。
【００４１】
Ｍ＝Ｔ１Ｐ／Ｔ２Ｐ（Ｔ１Ｐ＞Ｔ２Ｐ）又は
Ｍ＝Ｔ２Ｐ／Ｔ１Ｐ（Ｔ２Ｐ＞Ｔ１Ｐ）
そして、比Ｍと角度αの関係を調べたところ、図５の結果が得られた。図５から、底角の角度αが４０度以上、５０度以下であれば前記条件を満たすことが分かる。即ち、角度αの値は４０度以上、５０度以下が好ましく、４２度以上、４８度以下がより好ましい。
【００４２】
図６は光拡散部２１の底面から採光部１９までの距離ｈと、採光部１９に入射する光量の点状光源１５から出射される光量に対する割合との関係を示すグラフである。距離ｈの望ましい状態とは、採光部１９に入射する光量Ｔ１Ｐ及び光量Ｔ２Ｐの合計Ｔ１Ｐ＋２×Ｔ２Ｐ（＝Ｔ２Ｐ＋Ｔ１Ｐ＋Ｔ２Ｐ）が多い状態である。そして、その条件としては光量Ｔ１Ｐ及び光量Ｔ２Ｐの合計（Ｔ１Ｐ＋２×Ｔ２Ｐ）が点状光源１５から出射される光量の６０％以上であることが実験から確認された。その理由は、採光部１９に入射する光量が減りすぎると、採光部１９で必要な輝度を確保することができないからである。距離ｈと、採光部１９に入射する光量の合計（Ｔ１Ｐ＋２×Ｔ２Ｐ）の点状光源１５から出射される光量に対する割合（％）との関係を調べたところ、図６の結果が得られた。図６から、距離ｈが０．５ｍｍ以下のとき、即ち距離ｈが、集光部２０の先端から採光部１９までの距離Ｈ（＝２．２ｍｍ）の２３％以下であれば、前記条件を満たすことが分かる。即ち、距離ｈは距離Ｈの２３％以下が好ましい。
【００４３】
図７は無次元化した曲率Ｃと集光角との関係を示すグラフである。集光角は、角度分布において最大値の半分になる角度の範囲と定義される。無次元化した曲率Ｃの望ましい状態とは、点状光源１５から発光した光を集光させることである。そして、その条件としては集光角が４０度以下であることが実験から確認された。その理由は、集光部２０で集光効果が一定以上得られないと、光拡散部２１が効果的に機能しないからである。無次元化した曲率Ｃと、集光角との関係を調べたところ、図７の結果が得られた。図７から、無次元化した曲率Ｃが０．３以上１．８以下のとき、前記条件を満たすことが分かる。即ち、無次元化した曲率Ｃの値は０．３以上１．８以下が好ましい。
【００４４】
図８は反射面２２の斜面２２ｂが導入部１８の幅方向に延びる面２２ａと成す角度θと領域Ｔ２のムラとの関係を示すグラフである。「領域Ｔ２のムラ」とは、領域Ｔ２の複数箇所において輝度を測定し、その最小値を最大値で除算した値を意味する。そして、その値が１に近いほど輝度の最小値と最大値の差が小さく輝度分布が均一であることを示す。
【００４５】
前記角度θの望ましい状態とは、斜面２２ｂに当たる光を領域Ｔ２にムラなく、採光部１９に全反射させることである。そして、その条件としては領域Ｔ２のムラ（単一領域内のムラ）が０．５以上でなくてはならないことが実験から確認された。その理由は、領域Ｔ２のムラが大きくなると、導光板１４即ち採光部１９から光を取り出した際に、局所的な輝度ムラが発生するからである。前記角度θと領域Ｔ２のムラとの関係を調べたところ、図８の結果が得られた。図８から、角度θが１１５度以上、１４０度以下のとき、前記条件を満たすことが分かる。即ち、角度θの値は１１５度以上、１４０度以下が好ましい。
【００４６】
図９は入射面２３の角度βと領域Ｔ１のムラとの関係を示すグラフである。「領域Ｔ１のムラ」は、領域Ｔ２のムラと同様な意味である。前記角度βの望ましい状態とは、光拡散部２１を透過した光が領域Ｔ１にムラなく入射することである。そして、その条件としては領域Ｔ１のムラ（単一領域のムラ）が０．５以上でなくてはならないことが実験から確認された。その理由は、領域Ｔ１のムラが大きくなると、導光板１４即ち採光部１９から光を取り出した際に、局所的な輝度ムラが発生するからである。そして、前記角度θと領域Ｔ１のムラとの関係を調べたところ、図９の結果が得られた。図９から、角度βが２７．５度（２×角度βが５５度）以下のとき、前記条件を満たすことが分かる。即ち、角度βの値は２７．５度以下が好ましい。
【００４７】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） 導光板１４の導入部１８は、その反採光部側から採光部１９側に向かって拡がる対称形状に形成されるとともに、反採光部側端部に外側に凸の集光部２０を備えている。従って、入射部が凹状に形成されている特許文献３の場合と異なり、点状光源１５を集光部２０との隙間が少ない状態で配置でき、導入部１８へ入射する光の損失を少なくできる。
【００４８】
（２） 導入部１８には、集光部２０と採光部１９との間に、断面形状が二等辺三角形状で三角形の頂角が集光部２０と対向する光拡散部２１と、光拡散部２１の斜面２１ｂからの反射光を導光板１４の幅方向と直交する方向に反射させる反射面２２とを備えている。従って、集光部２０から入射された光の多くは光拡散部２１及び反射面２２で反射して、採光部１９にその幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができる。その結果、採光部１９に入射した光が効率よく採光部１９全面から、即ち出射面１９ａから均一に出射される状態となり、輝度ムラが少なくなる。また、採光部１９から出射する光の向きが揃っているため、光学シートとして使用するプリズムシートを２枚１組で使用せずに１まいを省略することもできる。
【００４９】
（３） 集光部２０は点状光源１５と対向する面が曲面に形成され、その曲率と、集光部２０の基端の幅Ｌａとの積で定義される無次元化された曲率Ｃが０．３以上１．８以下に形成されている。従って、集光部２０に入射する光のうち光拡散部２１に向かってほぼ平行に進む光の割合を大きくすることができる。
【００５０】
（４） 光拡散部２１の三角形の底辺２１ａの長さＬｔは、集光部２０の基端の幅Ｌａの０．８〜１．０倍に形成されている。従って、集光部２０から入射した光が導入部１８の幅方向と直交する方向に進む状態で採光部１９に入射する割合がより大きくなる。
【００５１】
（５） 光拡散部２１の三角形の底角の角度αは、４５度に形成されている。従って、光拡散部２１の斜面２１ｂで反射して導入部１８の反射面２２に向かう光の進行方向を、該光が反射面２２で導入部１８の幅方向と直交する方向に反射する方向に制御することができ、導入部１８の幅方向と直交する方向に進む状態で採光部１９に入射する光の割合がより大きくなる。
【００５２】
（６） 光拡散部２１の底面から採光部１９までの距離ｈは、集光部２０の先端から採光部１９までの距離Ｈの２３％以下である。従って、点状光源１５から出射する光量のうち採光部１９に入射する光量の割合を大きくすることができる。
【００５３】
（７） 導入部１８は、集光部２０の両側に、点状光源１５から出射されるとともに集光部２０に入射されない光を入射し、入射した光が反射面２２で反射する角度βを成す入射面２３が形成されている。従って、点状光源１５から出射されて集光部２０に入射しない光が入射面２３から導入部１８に入射し、反射面２２で反射されて採光部１９へ向かい、点状光源１５から出射された光の利用効率が高まる。
【００５４】
（８） 反射面２２は導入部１８の幅方向に延びる面２２ａと、その面２２ａと所定の角度θを成す斜面２２ｂを有する階段状に形成され、角度θは１１５度以上１４０度以下に設定されている。従って、反射面２２が平面状（直線状）に構成されたものに比較して、採光部１９に対して導入部１８の幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができ、導入部１８の長さが同じ場合に幅を広くしても、採光部１９の輝度の低下を抑制できる。また、反射面２２を曲面で構成する場合に比較して、反射面２２の設計が容易になる。
【００５５】
（９） 前記所定の角度θが一定に形成されている。従って、前記角度θが場所によって異なる構成に比較して、反射面の加工が容易となる。
（１０） 導入部１８が複数隣接して形成されている。従って、幅の広い採光部を有する導光板１４を容易に形成できる。
【００５６】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 光拡散部２１は三角柱状に限らず、図１０に示すように、断面形状が二等辺三角形と矩形とが連続する五角形を成す形状とし、三角形の頂角が集光部２０と対向するように設けてもよい。この場合も三角柱状に形成された前記実施の形態とほぼ同様な効果を有する。しかし、三角柱状の方が導入部１８の長さ、即ち距離Ｈを短くでき、導光板１４の小型化、ひいては面光源装置１３の小型化が容易になる。
【００５７】
〇 光拡散部２１は孔（切り欠き部）に限らず、導光板１４の材質と異なる屈折率の材質が充填されていてもよい。この場合、充填される材質の屈折率を変更することにより、集光部２０から導光板１４の幅方向と直交する状態で光拡散部２１に向かって進む光が斜面２１ｂで導入部１８の幅方向に全反射するための角度を調整することができる。
【００５８】
〇 反射面２２は階段状に限らず、例えば光拡散部２１からの反射光及び入射面２３からの入射光を導入部１８の幅方向と直交する方向に反射させる形状の曲面に形成してもよい。この場合も、反射面が平面状（直線状）に構成されたものに比較して、採光部１９に対して導入部１８の幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができ、導入部１８の長さが同じ場合に幅を広くしても、採光部１９の輝度の低下を抑制できる。
【００５９】
○ 反射面２２を階段状に形成する場合、面２２ａと斜面２２ｂとの成す角度θを一定とする代わりに、角度θを採光部１９に近い側の段部程小さくなるように形成してもよい。この場合、角度θが一定の場合に比較して、反射面２２で反射した光を効率良く導入部１８の幅方向と直交する方向に反射させることができる。
【００６０】
○ 反射面２２に対向し又は接触して反射シートや金属蒸着等による反射部材を設けてもよい。この場合、反射面２２に入射する全ての光が反射し、反射面２２を透過する光がなくなるため、採光部１９に達する光の割合が大きくなり、光の利用効率を向上させることができる。
【００６１】
○ 採光部１９の反射部１９ｂとしてＶ溝又は鋸歯状の溝を形成する代わりに、散乱ドットを設けたり、体積散乱を利用した採光手段を設けてもよい。体積散乱を利用した採光手段とは、採光部１９を構成する透明性の高い材料、即ち導光板１４を構成する透明性の高い材料中に気泡又は導光板１４の材料と屈折率の異なる材料製のビーズを分散させることにより、光（可視光）を反射あるいは屈折させる機能を有するものを意味する。
【００６２】
〇 集光部２０の入射部の形状は曲面に限らず、導入部１８の対称軸に対して対称で多数の平面が屈曲状態で連続する形状であってもよい。
〇 導光板１４は採光部１９の厚さが導入部側から反導入部側に向かって次第に薄くなる構成に限らず、一定の厚さであってもよい。
【００６３】
〇 導入部１８の数は６個に限らず、採光部１９に要求される幅に対応して適宜増減してもよく、複数に限らず採光部１９の必要な幅が狭い場合は１個であってもよい。
【００６４】
○ 点状光源１５としてＬＥＤ以外の光源を使用してもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施の形態から把握できる。
（１） 請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の導光板を備えた面光源装置。
【００６５】
（２） 前記技術的思想（１）に記載の面光源装置を備えた液晶表示装置。
【００６６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１〜請求項１２に記載の発明によれば、導入部へ入射する光の損失を少なくして、しかも採光部にその幅方向と直交する方向に入射する光の量を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は一実施の形態の導光板の模式平面図、（ｂ）は（ａ）の導入部を示す部分拡大図。
【図２】液晶表示装置の模式図。
【図３】作用を説明する模式部分平面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は同じく作用を示す模式部分平面図。
【図５】角度αと領域Ｔ１，Ｔ２の光量の比との関係を示すグラフ。
【図６】距離ｈと採光部に入射する光量との関係を示すグラフ。
【図７】無次元化した曲率Ｃと集光角との関係を示すグラフ。
【図８】角度θと領域Ｔ２のムラとの関係を示すグラフ。
【図９】入射面の角度βと領域Ｔ１のムラとの関係を示すグラフ。
【図１０】別の実施の形態の導入部を示す部分模式平面図。
【図１１】従来技術の導光板を示す模式平面図。
【図１２】別の従来技術の導光板の模式平面図。
【図１３】別の従来技術の導光板の模式平面図。
【符号の説明】
α，β，θ…角度、Ｈ，ｈ…距離、Ｌ，Ｌａ，Ｌｄ…幅、Ｌｔ…長さ、１４…導光板、１５…点状光源、１８…導入部、１９…採光部、１９ａ…出射面、１９ｂ…反射部、２０…集光部、２１…光拡散部、２１ａ…底辺、２１ｂ，２２ｂ…斜面、２２…反射面、２２ａ…面、２３…入射面。

Claims (12)

1. 点状光源から出射された光を入射するとともに、面状に変換して出射する導光板であって、
   入射された光を線状に変換する導入部と、
   前記導入部に連続して形成され、導入された光を出射する出射面及びその反対側に形成された反射部を有する板状の採光部とを備え、
   前記導入部は、その反採光部側から採光部側に向かって拡がる対称形状に形成されるとともに、反採光部側端部に外側に凸の集光部と、前記集光部と前記採光部との間に形成され、断面形状が二等辺三角形状又は二等辺三角形と矩形とが連続する五角形状でその三角形の頂角が前記集光部と対向する光拡散部と、前記光拡散部の斜面からの反射光を導光板の幅方向と直交する方向に反射させる反射面とを備えている導光板。
2. 前記光拡散部の前記三角形の底辺の長さは、前記集光部の基端の幅の０．８〜１．０倍に形成されている請求項１に記載の導光板。
3. 前記光拡散部の前記三角形の底角の角度は、４０度以上、５０度以下に形成されている請求項１又は請求項２に記載の導光板。
4. 前記光拡散部の底面から前記採光部までの距離は、前記集光部の先端から前記採光部までの距離の２３％以下である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の導光板。
5. 前記集光部は前記点状光源と対向する面が曲面に形成され、その曲率と、集光部の基端の幅との積が０．３以上１．８以下に形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の導光板。
6. 前記導入部は、前記集光部の両側に、前記点状光源から出射されるとともに前記集光部に入射されない光を入射し、入射した光が前記反射面で反射する角度を成す入射面が形成されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の導光板。
7. 前記入射面と、導入部の幅方向と直交する平面との成す角度が０度以上２７．５度以下である請求項６に記載の導光板。
8. 前記反射面は、前記入射面からの入射光を導入部の幅方向と直交する方向に反射させる形状の曲面に形成されている請求項６に記載の導光板。
9. 前記反射面は、前記導入部の幅方向に延びる面と、その面と所定の角度を成す斜面とによる部分が階段状に連続して形成され、前記角度は１１５度以上、１４０度以下である請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の導光板。
10. 前記所定の角度は前記採光部に近い側の段部程小さくなるように形成されている請求項９に記載の導光板。
11. 前記所定の角度は一定に形成されている請求項９に記載の導光板。
12. 前記導入部が複数隣接して形成されている請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の導光板。

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