JP2005353406A - 導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドライト型の面光源装置において輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くすることができる導光板を提供する。
【解決手段】導光板15は平板状に形成され、入射面15ａから入射された光を面状に変換して出射面19から出射する。出射面19には頂角が８０度〜１５０度であるプリズム状の突条21が設けられ、出射面19と反対側の面に突条21の延びる方向と直交する方向に延びるとともに、断面が直角三角形で、その斜面が入射面15ａ側となるように形成された複数の溝20を備えている。入射面15ａに最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、入射面側からｉ番目の溝の深さをＤｉ、前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたときに、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^Ｎで表されるとともに、次数Ｎが１．４〜１．８を満たすように各溝２０が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導光板に係り、詳しくは導光板の端面と対向して配置された光源からの出射光を入射して面状に出射するのに好適な導光板に関する。

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、透明な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）が配置され、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（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の面光源装置は、図１１（ａ）に示すように、導光板６１と、導光板６１の一端に配置された光源６２と、光源６２の光を導光板６１側へ反射する反射筒６３とを備えている。導光板６１の一方の面６１ａには、断面がほぼ直角三角形状の溝部６４が複数平行に形成されている。溝部６４を構成する斜面６４ａは、面６１ａと成す角度が、光源６２から導光板６１に面６１ａと平行に入射した光を斜面６４ａが全反射し、かつこの全反射された光が出射面６１ｂとなる他方の面で全反射されない範囲に設定されている。また、導光板６１の面６１ａが形成されている側には反射板６５が配置されている。

また、本願出願人は、図１１（ｂ）に示すように、導光板６１の出射面６１ｂと反対側の面に、導光板６１の入射側の端面６１ｃと平行に延びるとともに、端面６１ｃと直交する平面による断面形状が鋸歯状となるように複数の溝６６が形成された導光板６１を考えた。溝６６は、端面６１ｃ側から対向面６１ｄ側に向かって上昇傾斜する採光面６６ａと、端面６１ｃ側から対向面６１ｄ側に向かって下降傾斜する傾斜面６６ｂとが交互に連なるように設けられている。

また、サイドライト型では、光源６２から遠い箇所ほどその領域に到達する光量が少なくなる。そこで、出射面６１ｂの輝度分布を均一にするため、図１１（ｃ）に示すように、板厚がマクロ的に見て入射側の端面６１ｃから対向面６１ｄに向かって薄くなるように形成された楔型の導光板６１もある。
特開平２−１６５５０４号公報（第２，３頁、第５，６図）

断面がほぼ直角三角形状の溝部６４が複数形成された導光板６１と、断面形状が鋸歯状となるように複数の溝６６が形成された導光板６１とで、導光板６１内を導波する光が斜面６４ａあるいは採光面６６ａから導光板６１外へ出射した場合、溝部６４の方が再び導光板６１に入射して出射面から出射する光利用率が高い。なぜならば、図１２（ａ）に示すように、採光面６６ａから出射して傾斜面６６ｂから導光板６１へ再び入射する光は、出射面側に向かって屈折するため、出射面６１ｂと傾斜面６６ｂとの間で反射を繰り返さないと、採光面６６ａに対して出射面６１ｂにほぼ平行な状態で入射できない。一方、図１２（ｂ）に示すように、斜面６４ａから出射して垂直面６４ｂから導光板６１へ再び入射する光のうちの一部の光、即ち垂直面６４ｂに対して面６１ａに向かうように傾斜して入射する光は、面６１ａ側に向かってほぼ平行な状態で屈折する。従って、斜面６４ａで全反射して出射面から出射し易くなる光の量が多くなる。

しかし、特許文献１の構成では、各溝部６４は同じ大きさで、即ち深さが一定に形成されているため、光源６２から遠い側で輝度が低くなる。導光板を楔型にして直角三角形状の溝部６４を形成することが考えられるが、楔型の導光板は平板状の導光板に比較して光が漏れやすいため、輝度が低くなる。出射面側にプリズムシートを配置して必要な輝度を得る方法があるが、プリズムシートを使用した場合、コストアップになる。

本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的はサイドライト型の面光源装置において輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くすることができる導光板を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、平板状に形成され、光源から出射された光を一端の入射面から入射するとともに、面状に変換して出射面から出射する導光板である。そして、前記出射面に設けられ、頂角が８０度〜１５０度であるプリズム状の突条と、前記出射面と反対側の面に前記突条の延びる方向と直交する方向に延びるとともに、断面が直角三角形で、その斜面が前記入射面側となるように形成された複数の溝とを備えている。また、各溝の深さが前記入射面に近い側から単調増加となるように形成されている。ここで、「プリズム状の突条」とは、断面三角形のプリズムだけでなく、断面三角形のプリズムの二つの斜面の基部側が曲面に形成された形状や、断面三角形のプリズムの頂角の部分が曲面あるいは平面に形成された形状あるいは前記二つの斜面全体が曲面で構成されているものも含む。また、突条の二つの斜面全体が曲面の場合、「頂角」とは、長手方向と直交する断面において、突条の基端の両側における２本の接線の成す角度あるいは、隣接する突条の頂部における接線の成す角度を意味する。

この発明では、光源から出射され、導光板に入射側の端面から入射された光は、導光板内を入射側と反対側の端面に向かって導波される間に採光面で反射して、出射面に向かってその進行方向が変更される。そして、出射面に設けられたプリズム状の突条を経て出射される。導光板の出射面と反対側の面に形成された断面直角三角形状の溝の深さが単調増加するように、即ち入射面に近い溝から次第に深くなるように形成されている。従って、光源から遠いところでも輝度が十分に確保される。そして、プリズム状の突条の頂角の値を前記のように特定することにより、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を備えた面光源装置において、輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くすることができる。

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、前記各溝はその深さが、導光板の厚さをｔ、前記入射面側からｉ番目の溝の深さをＤｉとしたとき、（Ｄｉ／ｔ）×１００％の値が、前記入射面に最も近い溝において０．４２％、最も遠い溝において１．７７％となる。また、各溝はその深さが、前記入射面に最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、前記入射面から前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたときに、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^２となる曲線と、（Ｄｉ／ｔ）×１００％の値が前記入射面に最も近い溝において０．６３％、最も遠い溝において２．６％、かつＤｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^１．２となる曲線との間の値となるように形成されている。従って、この発明においては、輝度の均一性がより向上し、画面の中心輝度をより高くすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記頂角は９０度〜１３５度である。従って、この発明においては、輝度の均一性がより向上し、画面の中心輝度をより高くすることができる。

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、前記入射面に最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、前記入射面側からｉ番目の溝の深さをＤｉ、前記入射面から前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたときに、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^Ｎで表されるとともに、次数Ｎが１．４〜１．８である。従って、この発明においては、溝深さの急激な変化がなく、輝度の急激な変化が抑えられるため、輝度分布を均一化することができるとともに溝の境界線を見え難くすることができる。特に請求項３に記載の発明の構成において、この請求項の構成を採用することにより、輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くする効果がより向上する。

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、前記突条は導光板と一体に成形されている。従って、この発明においては、突条を別体に形成した場合に比較して、面光源装置を構成する部品点数が少なくなって、面光源装置の組立工数を低減できる。

本発明によれば、サイドライト型の面光源装置において輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くすることができる。

（第１の実施形態）
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に具体化した第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。図１（ａ）は導光板と光源の関係を示す模式斜視図、（ｂ）は導光板の部分拡大側面図、（ｃ）は液晶表示装置の模式図、図２（ａ）は導光板の作用を示す模式図、（ｂ）は導光板の模式平面図、（ｃ）は模式側面図である。

図１（ｃ）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、光源１４と、導光板１５と、光源１４を覆うリフレクタ１６とを備えている。光源１４は導光板１５の一方の端部となる入射面１５ａと対向する位置に配置され、光源１４として冷陰極管が使用されている。リフレクタ１６は、光源１４から導光板１５と対向する以外の方向に出射された光を導光板１５の方向に反射させるために、内面が反射率の高い材料で形成されている。

面光源装置１３には、導光板１５を挟んで液晶パネル１２と反対側に位置し、導光板１５から漏れた光を導光板１５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）１７が設けられている。また、導光板１５と液晶パネル１２との間には、拡散シート１８が配置されている。

次に導光板１５について詳細に説明する。導光板１５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。図１（ａ）に示すように、導光板１５は、四角板状に形成され、入射面１５ａから入射された光を出射する出射面１９と、出射面１９の反対側の裏面１５ｂに形成された複数の溝２０とを有する。

出射面１９には、プリズム状の突条２１が入射面１５ａの延びる方向と直交する方向に延びるように、複数設けられている。各突条２１は長手方向と直交する切断面での断面形状が二等辺三角形状に形成され、かつ高さが同じに形成されている。各突条２１は互いに隣接するように形成され、出射面１９は入射面１５ａと直交する方向に延びる一対の斜面２１ａを有する突条２１が繰り返し形成された構成となっている。突条２１は、頂角Ｋが８０度〜１５０度の範囲、好ましくは９０度〜１３５度の範囲の所定角度で、ピッチが５０〜３００μｍの範囲の所定の大きさに形成されている。

溝２０は、出射面１９と反対側の面において突条２１の延びる方向と直交する方向に延びるとともに、断面が直角三角形で、その斜面としての採光面２０ａが入射面１５ａ側となるように形成されている。各溝２０は同じ形状でその深さＤが入射面１５ａに近い側から単調増加となるように形成されている。

採光面２０ａは、入射面１５ａから導光板１５に入射され、採光面２０ａに到達した光を、出射面１９に形成された各突条２１の頂点と接する仮想平面Ｐ１（図１（ａ）に鎖線で図示）に対してほぼ直角に近い角度で出射面１９の方向に全反射させる角度に形成されている。溝２０は、採光面２０ａが仮想平面Ｐ１と平行な平面と成す角度θ１が例えば３５度〜５０度、好ましくは４０度〜４５度の範囲の所定の角度に形成されている。

各溝２０は、導光板１５の厚さをｔ、入射面１５ａ側からｉ番目の溝２０の深さをＤｉ、入射面１５ａに最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、入射面１５ａから前記ｉ番目の溝２０までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたとき、（１）式が成り立つように形成されている。なお、厚さｔは出射面１９の反対側の裏面１５ｂと仮想平面Ｐ１との距離、即ち図１（ｂ）に示すように、突条２１の頂点と裏面１５ｂとの距離で定義される。

Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^Ｎ…（１）
但し、次数Ｎは１．２〜２、好ましくは１．４〜１．８
なお、出射面１９、溝２０及び突条２１等の導光板１５に対する大きさの比は、図示の都合上実際とは異なっている。

次に前記のように構成された面光源装置１３の作用について説明する。
光源１４が点灯されると、光源１４から出射した光が入射面１５ａから導光板１５に入射し、入射した光は導光板１５の出射面１９から液晶パネル１２に向かって出射され、拡散シート１８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。

導光板１５における作用を詳しく説明すると、光源１４から出射した光の大部分は入射面１５ａから導光板１５に入射される。導光板１５に入射された光は導光板１５内を導波する。そのうち、採光面２０ａに到達した光のうち裏面１５ｂと平行及び平行に近い角度で採光面２０ａに入射する光は、図２（ａ）に実線で示すように、出射面１９の方向（図２（ａ）の上方）に全反射し、出射面１９から出射する。また、図２（ａ）に鎖線で示すように、採光面２０ａから出射する角度で採光面２０ａに入射する光は、溝２０に出射した後、溝２０の他の壁面２０ｂから導光板１５に入射する。壁面２０ｂから導光板１５に再び入射した光は、導光板１５内を裏面１５ｂと平行に近い角度で導波するため、隣接する溝２０の採光面２０ａで出射面１９に向かうように全反射する。従って、鋸歯溝に比較して輝度が向上する。

出射面１９から出射される光量は、溝２０が同じ形状で深さも一定の場合、光源１４からの距離が遠くなるほど少なくなる。また、突条２１の集光作用を利用して出射光を仮想平面Ｐ１と直交する方向に出射させる作用が大きくなると輝度ムラが発生し易くなる。

そのため、突条２１の頂角Ｋ、溝２０の深さの増加割合が出射面１９から出射される光の輝度や輝度ムラに大きく影響する。
本願発明者は、光学シミュレーションにより、突条２１の頂角Ｋ、溝２０の深さの増加割合が前記特定の組合せの場合に、面光源装置１３において、輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くすることができることを見いだした。

シミュレーションは図２（ｂ），（ｃ）に示すように、線状の光源１４を備え、出射面１９と反対側の面に直角三角形状の溝２０を備えた導光板１５において、輝度ムラ及び中心輝度に対する、突条２１の頂角Ｋ、溝２０の深さの増加割合を変更して行った。結果を表１〜表４及び図３〜図６に示す。溝２０の深さの増加割合の変更は、前記（１）式でＮの値を変更することで行った。なお、図２（ｂ），（ｃ）では突条２１の図示を省略している。

また、図２（ｂ），（ｃ）に示す導光板１５及び光源１４の各部の値を次のように設定した。導光板長さ：Ｌ＝５６ｍｍ、導光板幅：Ｗ＝５６ｍｍ、突条のピッチ＝２４０μｍ、導光板の板厚：ｔ＝０．９６ｍｍ、採光面の角度：θ１＝４３度。

表１は突条２１の頂角Ｋを１０５度、初期溝深さＤｏ＝５μｍ、最終溝深さＤｅ＝１７μｍにそれぞれ設定し、前記（１）式のＮを変更した場合の輝度ムラの値を示す。突条２１の頂角Ｋを変更しても輝度ムラはほとんど変わらなかったので、代表的な１０５度の値を示す。図３はそれをグラフに表したものである。また、表２は突条２１の頂角Ｋを変更するとともに、前記（１）式の次数Ｎを変更した場合の中心輝度の値を示し、図４はそれをグラフに表したものである。

表３は突条２１の頂角Ｋを１０５度、初期溝深さＤｏ＝５μｍ、前記（１）式の次数Ｎを１．６にそれぞれ設定し、最終溝深さＤｅを変更した場合の輝度ムラの値を示す。図５はそれをグラフに表したものである。また、表４は、突条２１の頂角Ｋを１０５度、最終溝深さＤｅ＝１５μｍ、前記（１）式の次数Ｎを１．６にそれぞれ設定し、初期溝深さＤｏを変更した場合の輝度ムラの値を示す。図６はそれをグラフに表したものである。

なお、輝度ムラは、導光板１５を出射面１９側から見たときに、導光板１５上にある特定の点でそれぞれ輝度の値を測定し、その最大値と最小値とから求められる。詳しくは、導光板１５を１６分割する線の９つの交点における輝度の値を測定し、最小値を最大値で除算した値に１００を掛けた値（％）が輝度ムラの値である。輝度ムラの値が１００％に近いほど輝度の最小値と最大値の差が少なく輝度分布が均一であることを示す。そして、輝度ムラの値が７０％以上であれば、明暗が気にならず、実用上問題とはならない。

また、中心輝度は、出射面１９の輝度の最大値を１としたときの中心部の輝度の相対値を表す。そして、中心輝度が０．７未満では突条２１による輝度向上効果がないと見なせる。

表１，２及び図３，４から、初期溝深さＤｏ＝５μｍ、最終溝深さＤｅ＝１７μｍに設定した場合、突条２１の頂角Ｋが８０度〜１５０度で、かつ（１）式のＮが１．２〜２で、面光源装置１３において輝度の均一性を確保しつつ、突条２１の輝度向上効果が得られることを確認できる。また、突条２１の頂角Ｋが９０度〜１３５度のときには、突条２１の輝度向上効果がより確実になる。また、（１）式のＮが１．４〜１．８のとき輝度ムラがより抑制されることを確認できる。

表３及び図５から、突条２１の頂角Ｋが１０５度、初期溝深さＤｏ＝５μｍ、かつ（１）式のＮが１．６でＤｅを変更した場合、最終溝深さＤｅ＝１７μｍ〜２５μｍ、即ち、（Ｄｅ／ｔ）×１００＝１．７７％〜２．６％で輝度ムラが実用上問題とならないことを確認できる。また、表４及び図６から、突条２１の頂角Ｋが１０５度、Ｄｅ＝１５μｍ、かつ（１）式のＮが１．６で初期溝深さＤｏを変更した場合、初期溝深さＤｏ＝４μｍ〜６μｍ、即ち、（Ｄｏ／ｔ）×１００＝０．４２％〜０．６３％で輝度ムラが実用上問題とならないことを確認できる。

従って、入射面１５ａ側からｉ番目の溝２０の深さをＤｉとしたとき、Ｄｉが（１）式を満たすように、各溝２０を形成する必要はなく、上限が図７に示す（２）式の曲線と（３）式の曲線との間の値となるように形成してもよい。

Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^２…（２）
Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^１．２…（３）
但し、入射面１５ａに最も近い溝の深さ（初期溝深さ）をＤｏ、最も遠い溝の深さ（最終溝深さ）をＤｅ、ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとする。また、（３）式では、（Ｄｏ／ｔ）×１００＝０．６３％、（Ｄｅ／ｔ）×１００＝２．６％、（２）式では、（Ｄｏ／ｔ）×１００＝０．４２％、（Ｄｅ／ｔ）×１００＝１．７７％である。

この実施形態では以下の効果を有する。
（１）導光板１５は、平板状に形成され、光源１４から出射された光を一端の入射面１５ａから入射するとともに、面状に変換して出射面１９から出射する。そして、頂角Ｋが８０度〜１５０度であるプリズム状の突条２１が出射面１９に設けられ、出射面１９と反対側の面（裏面１５ｂ）に突条２１の延びる方向と直交する方向に延びるとともに、断面が直角三角形で、その斜面（採光面２０ａ）が入射面１５ａ側となるように形成された複数の溝２０を備えている。また、各溝２０の深さが入射面１５ａに近い側から単調増加となるように形成されている。従って、光源１４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１５を備えた面光源装置１３において、輝度の均一性を確保しつつ、画面の中心輝度を高くすることができる。

（２）導光板１５の厚さをｔ、入射面１５ａ側からｉ番目の溝２０の深さをＤｉとしたとき、（Ｄｉ／ｔ）×１００％の値が、次の条件を満たすように設定されている。入射面１５ａに最も近い溝２０において０．４２％〜０．６３％、最も遠い溝２０において１．７７％〜２．６％となる。また、各溝２０の深さが、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^２となる曲線と、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^１．２となる曲線との間の値となるように形成されている。但し、入射面に最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、前記入射面から前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとする。従って、輝度の均一性がより向上し、画面の中心輝度をより高くすることができる。また、溝２０の境界線を見え難くすることができる。

（３）突条２１の頂角Ｋを９０度〜１３５度にすることにより、輝度の均一性がより向上し、画面の中心輝度をより高くすることができる。
（４）入射面１５ａに最も近い溝２０の深さをＤｏ、最も遠い溝２０の深さをＤｅ、入射面１５ａ側からｉ番目の溝２０の深さをＤｉ、前記入射面から前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたときに、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^Ｎで表されるとともに、次数Ｎが１．４〜１．８である。従って、溝深さの急激な変化がなく、輝度の急激な変化が抑えられるため、輝度分布をより均一化することができる。

（５）突条２１は導光板１５と一体に成形されている。従って、突条２１を別体に形成した場合に比較して、面光源装置１３を構成する部品点数が少なくなって、面光源装置１３の組立工数を低減でき、製造コストを低減できる。導光板１５に突条２１を形成する必要があるが、導光板１５は金型を使用して射出成形等で製造されるため、金型のコストが多少高くなるが、多数の導光板１５を製造することにより、一枚当たりの導光板１５の製造コストは、突条２１を設けない導光板の製造コストと、プリズムシートの単価との合計より低くできる。

（６）光源１４として線状光源である冷陰極管が使用されている。従って、光源１４として発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点状光源を使用した場合に比較して、輝度ムラが発生し難い。

（７）面光源装置１３は拡散シート１８を備えている。従って、導光板１５において輝度ムラが完全には防止できない場合でも、導光板１５から出射された光が拡散シート１８を通過して液晶パネル１２に入射する際には、輝度ムラを肉眼で判別できない状態にすることができる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図８（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施形態では、光源として点状光源３０（ＬＥＤ）が使用され、導光板１５に点状光源３０から出射された光を入射するための導入部３１が突設されている点が前記第１の実施形態と大きく異なっている。第１の実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

導入部３１は複数（図８（ａ）では４個図示）隣接して形成されている。導入部３１は、入射部３２及び反射部３３を備えている。導入部３１は、光の入射側から導光板１５側に向かって拡がる対称形状に形成されている。入射部３２は、点状光源３０と対向するとともに、導入部３１の幅方向に延びる面と平行な平面３２ａと、点状光源３０からの光を拡散させる拡散部としてのＶ溝３２ｂとが交互に等間隔で繰り返すように構成されている。Ｖ溝３２ｂは、開放端の幅Ｍと、Ｖ溝３２ｂのピッチＰ（例えば、０．２ｍｍ）との比Ｍ／Ｐが０．３〜０．７、好ましくは０．５〜０．７で、頂角αが６０度〜９０度の範囲の所定の値となるように形成されている。

反射部３３は、Ｖ溝３２ｂで拡散された光を導光板本体に向けて反射するように形成されている。反射部３３は平面状である。そして、導入部３１の幅方向に延びる面としての導光板本体の仮想端面３４と、反射部３３とがなす角度βの値は４５度〜７５度の間の値となっている。ここで、導光板本体とは、導光板１５の導入部３１を除いた部分を意味する。

導入部３１を設けずに点状光源３０を直接導光板１５と対向させて配置した場合は、点状光源３０の指向性が強いため、輝線、明部、暗部などが生じやすい。しかし、前記構成の導入部３１を介して導光板１５に点状光源３０の光を入射させた場合は、導入部３１を経た状態で光は、線状光源から出射されたものと同等となる。この実施形態では前記仮想端面３４が前記実施形態における導光板１５の入射面１５ａに相当する。そして、冷陰極管を光源１４とした前記第１の実施形態の効果（１）〜（５），（７）と同様な効果が得られる他に次の効果が得られる。

（８）光源１４として冷陰極管（蛍光管）を発光させるには高電圧が必要であるが、点状光源３０としてＬＥＤを使用することにより、回路構成が簡単になる。
実施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。

○ 突条２１は断面が二等辺三角形状のプリズムに限らず、プリズム状であればよい。ここでプリズム状とは、断面が二等辺三角形状のプリズム及び該プリズムに近い形状を意味し、例えば、図９（ａ）に示すように、断面二等辺三角形状のプリズムの二つの斜面２１ａの基部側が曲面に形成された形状や、図９（ｂ）に示すように、断面二等辺三角形のプリズムの頂角の部分が曲面に形成された形状としてもよい。図９（ｂ）に示す突条２１の場合、頂角Ｋは二つの斜面２１ａの平面部分が成す角度となる。これらの突条２１を設けた場合も、三角プリズムで構成された突条２１を設けた場合とほぼ同様な効果が得られる。

○ プリズム状には、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、二つの斜面２１ａ全体が曲面で構成された形状も含む。図１０（ａ）に示すシリンドリカルな突条２１では、長手方向と直交する断面において、突条２１の基端の両側における２本の接線ＣＬの成す角度が頂角Ｋとなり、図１０（ｂ）に示す逆シリンドリカルな突条２１では、長手方向と直交する断面において、隣接する突条２１の頂部における接線ＣＬの成す角度が頂角Ｋとなる。これらの突条２１を設けた場合も、三角プリズムで構成された突条２１を設けた場合とほぼ同様な効果が得られる。また、図１０（ｃ）に示すように、三角プリズムの頂角部分を切り取った形状の突条２１や隣り合う突条２１が離れた状態で配置された構成としてもよい。

○ 異なる形状の突条２１が混在してもよい。また、突条２１は必ずしも等ピッチでなくてもよい。
○ 突条２１は導光板１５と一体に形成されている構成に限らない。例えば、プリズム状の突条２１が形成されたプリズムシートを導光板１５の出射面１９に接着剤で接着してもよい。プリズムシート及び接着剤は、屈折率が導光板１５と同等（数％以内）の材質で形成される。

○ 入射部３２に形成される複数のＶ溝３２ｂの開放端の幅Ｍ及びＶ溝３２ｂのピッチＰの値は同じに限らず異なる値のＶ溝３２ｂが混在してもよい。その場合は、幅ＭのピッチＰに対する比Ｍ／Ｐを算出する際に、平均値で算出し、平均値が０．３〜０．７、好ましくは０．５〜０．７であればよい。

○ 光源として点状光源（ＬＥＤ）の出射光を線状に変換する構成の線状光源を使用してもよい。
〇 面光源装置１３において拡散シート１８を省略してもよい。拡散シート１８を設ける方が、面光源装置１３の出射面全体の輝度ムラを低くすることができる。しかし、面光源装置１３が使用される表示装置に要求される表示部の精細度によっては、拡散シート１８を省略しても、輝度ムラが気にならない状態に抑制できる。

○ 拡散シート１８の上にプリズムシートを、そのプリズムが突条２１と直交する方向に延びるように配置してもよい。
○ 導光板１５に使用される材料としては、透明で成形型を使用して加工をすることができるものが好ましく、例えば、アクリル樹脂に限らず、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＭＳ樹脂（メタクリルスチレン樹脂）、シクロオレフィン樹脂等が使用される。

○ 導光板１５をガラス板で形成してもよい。しかし、ガラス板に突条２１や溝２０等をエッチングで加工するのはコストが高くなる。
○ 各溝２０は、前記入射面に近い側に配置された溝２０ほど浅く、遠い側に配置された溝２０ほど深く、即ち溝深さが単調増加となるように形成されていればよく、各溝２０の深さが必ずしも指数関数的に増加する必要はない。

○ 面光源装置１３はバックライト用に限らず、他の照明装置やディスプレイ装置の発光源として使用してもよい。
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５のいずれか一項に記載の発明において、前記溝はピッチが等しく形成されている。
（２）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、前記突条は、導光板と同等な材質で形成されるとともに突条が形成されたシートが、屈折率が同等の接着層を介して導光板に接合されることに構成されている。

（３）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載の導光板と、光源とを備えた面光源装置。
（４）前記技術的思想（３）に記載の発明におい、前記光源は点状光源である。

（ａ）は第１の実施形態の導光板と光源の関係を示す模式斜視図、（ｂ）は導光板の部分側面図、（ｃ）は液晶表示装置の模式図。 （ａ）は作用を示す模式図、（ｂ）は導光板の模式平面図、（ｃ）は模式側面図。 輝度ムラと次数の関係を示すグラフ。 中心輝度と次数の関係を示すグラフ。 輝度ムラと最終溝深さの関係を示すグラフ。 輝度ムラと初期溝深さの関係を示すグラフ。 （２）式の曲線と（３）式の曲線との関係を示すグラフ。 （ａ）は第２の実施形態の導光板と光源の関係を示す模式斜視図、（ｂ）は導入部の模式平面図。 （ａ），（ｂ）は突条の別の実施形態を示す模式図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は突条の別の実施形態を示す模式図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は従来技術の面光源装置の模式側面図。 （ａ），（ｂ）は従来技術の作用を示す模式図。

符号の説明

Ｄ，Ｄｉ…深さ、Ｋ…頂角、ｔ…厚さ、１４…光源、１５…導光板、１５ａ…入射面、１９…出射面、２０…溝、２０ａ…斜面としての採光面、２１…突条、２１ａ…斜面、３０…点状光源。

Claims (5)

1. 平板状に形成され、光源から出射された光を一端の入射面から入射するとともに、面状に変換して出射面から出射する導光板であって、
   前記出射面に設けられ、頂角が８０度〜１５０度であるプリズム状の突条と、前記出射面と反対側の面に前記突条の延びる方向と直交する方向に延びるとともに、断面が直角三角形で、その斜面が前記入射面側となるように形成された複数の溝とを備え、かつ各溝の深さが前記入射面に近い側から単調増加となるように形成されている導光板。
2. 前記各溝はその深さが、導光板の厚さをｔ、前記入射面側からｉ番目の溝の深さをＤｉとしたとき、（Ｄｉ／ｔ）×１００％の値が、前記入射面に最も近い溝において０．４２％、最も遠い溝において１．７７％となり、かつ前記入射面に最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、前記入射面から前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたときに、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^２となる曲線と、（Ｄｉ／ｔ）×１００％の値が前記入射面に最も近い溝において０．６３％、最も遠い溝において２．６％、かつＤｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^１．２となる曲線との間の値となるように形成されている請求項１に記載の導光板。
3. 前記頂角は９０度〜１３５度である請求項１又は請求項２に記載の導光板。
4. 前記入射面に最も近い溝の深さをＤｏ、最も遠い溝の深さをＤｅ、前記入射面側からｉ番目の溝の深さをＤｉ、前記入射面から前記ｉ番目の溝までの距離をＬｉ、導光板の長さをＬｅとしたときに、Ｄｉ＝Ｄｏ＋（Ｄｅ−Ｄｏ）×（Ｌｉ／Ｌｅ）^Ｎで表されるとともに、次数Ｎが１．４〜１．８を満たすように前記溝が形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の導光板。
5. 前記突条は導光板と一体に成形されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の導光板。

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