JP2006172938A - 導光体および平面照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度の高い出射光を得る平面照明装置を提供する。
【解決手段】 導光体２は、入射端面部７と、裏面部４に入射端面部７に平行な複数の入射面部７ａと互いにこの入射面部７ａとに接続する複数の傾斜面部８とを有し、表面部３から光を出射する。光源１０は、導光体２の入射端面部７および入射面部７ａの凹状円弧形状７ｂの近傍にそれぞれ配置される。反射体１１は、導光体２の表面部３以外を覆うように設けられる。ケース１２は、少なくとも光源１０、導光体２、反射体１１とを収納する。各光源１０からの光は入射端面部７や各入射面部７ａから導光体２内に導かれる。傾斜面部８によって表面部３方向に反射された光は、表面部３で臨界角を破る様な表面部３への入射角を偏向し、表面部３から外部にテーパリークを起こして出射する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導光体の裏面部分に１側面部に平行な複数の入射面部を形成し、各入射面部の近傍に光源を備えることによって輝度の高い大きな平面照明装置を得ることができる導光体および平面照明装置に関するものである。

従来の導光体としては、裏面部にプリズム形状の溝を複数有したものが知られている。 そして、これらは光源ユニット等から離れる程、溝が密に設けてあり、光源ユニットに近い部分が明るく、遠い部分が暗くなるのを防ぎ、輝度を導光体の全体を均一にさせている。
特開平０９−１８４９２０号公報 特開平１０−３３９８１５号公報

上述した従来の導光体は、裏面部にプリズム形状の溝を複数有し、光源ユニット等から離れる程、溝が密に設けてあり、光源ユニットに近い部分が明るく、遠い部分が暗くなるのを防ぎ、導光体の全体の輝度を均一にさせているが、導光体の１端部の入射部から導光体内に導いた光は、入射部の反対方向に進み最初の溝に向かった光は反射や屈折を行い偏向する。しかし、最初の溝に向かった光と同じ光跡上の光は、次の溝には存在せず、入射部の反対方向に向かう程、この傾向は強くなり、入射部に近い溝に効果的に働いた溝に対しての入射角とは異なる入射角の光しか影響を与えず、溝に効果的に働く光の確率量が減少してしまう課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、導光体の少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部とし、裏面部には入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部を有する構成とし、入射端面部や各入射面部から光を導くことができるとともに傾斜面部によって表面部方向に反射された光は表面部で臨界角を破る様な表面部への入射角を偏向し表面部から外部にテーパリークを起こして出射することができるために輝度の高い出射光を得ることができる導光体および平面照明装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る導光体は、少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部をなし、裏面部は入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面とを有することを特徴とする。

請求項１に係る導光体は、少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部をなし、裏面部は入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面とを有するので、入射端面部や各入射面部から光を導くことができるとともに傾斜面部によって表面部方向に反射された光は表面部で臨界角を破るような表面部への入射角を偏向し表面部から外部にテーパリークを起こして出射することができるために輝度の高い出射光を得ることができる。

また、請求項２に係る導光体は、入射端面部および入射面部が、複数の連続した凹状円弧形状を有していることを特徴とする。

請求項２に係る導光体は、入射端面部および入射面部が、複数の連続した凹状円弧形状を有しているので、指向性の有する例えば半導体発光素子のような光源に対しても、各々の光源に対向して凹状円弧形状によって、導光体内部に光が侵入する時に広がりを持って導光体内を進むことができる。

さらに、請求項３に係る導光体は、入射端面部および入射面部が、複数の連続した凹状円弧形状を有し、互いに隣り合う入射端面部および入射面部の複数の連続した凹状円弧形状の連続する部分と凹状円弧形状の最大円弧部分とが互いにズレていることを特徴とする。

請求項３に係る導光体は、入射端面部および入射面部が、複数の連続した凹状円弧形状を有し、互いに隣り合う入射端面部および入射面部の複数の連続した凹状円弧形状の連続する部分と凹状円弧形状の最大円弧部分とが互いにズレているので、互いの隣り合う光源からの光が重なりずらく、導光体全体をより均一に明るくすることができる。
また、入射端面部および入射面部の各凹状円弧形状に対応した位置に例えばＲＧＢ半導体発光素子（赤色、緑色、青色）のような光源を備えても互いのズレによってＲＧＢの光がより混合しやすくなる。

また、請求項４に係る導光体は、凹状円弧形状が、円弧内面側に複数のレンズアレイまたはプリズムを有することを特徴とする。

請求項４に係る導光体は、凹状円弧形状が、円弧内面側に複数のレンズアレイまたはプリズムを有するので、各々の光源に対向して凹状円弧形状の円弧内側のレンズアレイやプリズムによって、導光体内部に光が侵入する時に一度光を集光し、さらに広がりを持つ光となるとともに凹状円弧形状全体によっても広がりを持って導光体内を進むことができる。

さらに、請求項５に係る平面照明装置は、複数の光源と、
当該光源からの光を導く入射端面部と裏面部に入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部を有し、表面部から出射する導光体と、
表面部以外を覆う反射体と、
少なくともこれら複数の光源と導光体と反射体とを収納するケースとを具備することを特徴とする。

請求項５に係る平面照明装置は、複数の光源と、
当該光源からの光を導く入射端面部と裏面部に入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部を有し、表面部から出射する導光体と、
表面部以外を覆う反射体と、
少なくともこれら複数の光源と導光体と反射体とを収納するケースとを具備するので、入射端面部や各入射面部近傍の光源から光を各々導くとともに傾斜面部によって表面部方向に反射された光は表面部で臨界角を破る様な表面部への入射角を偏向し表面部から外部にテーパリークを起こして出射することができるために輝度の高い出射光を得ることができる。

また、請求項６に係る平面照明装置は、光源が、冷陰極管または半導体発光素子からなることを特徴とする。

請求項６に係る平面照明装置は、光源が、冷陰極管または半導体発光素子からなるので、冷陰極管（ＣＣＦＬ）では筒状に発光するため、導光体の入射端面部や入射面部だけでなく互いに入射面部とに接続する傾斜面部からも冷陰極管（ＣＣＦＬ）からの光を導光体内に導くことができる。
また、半導体発光素子でも複数の各々凹状円弧形の近傍に半導体発光素子を設けることにより、多くの光を導光体内に導くことができる。

以上のように、請求項１に係る導光体は、少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部をなし、裏面部は入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面とを有するので、入射端面部や各入射面部から光を導くことができるとともに傾斜面部によって表面部方向に反射された光は表面部で臨界角を破る様な表面部への入射角を偏向し表面部から外部にテーパリークを起こして出射することができるために輝度の高い出射光を得ることができる。
そのために大きな導光体でも従来よりも高輝度の出射光を得ることができる。

また、請求項２に係る導光体は、入射端面部および入射面部が、複数の連続した凹状円弧形状を有しているので、指向性の有する例えば半導体発光素子のような光源に対しても、各々の光源に対向して凹状円弧形状によって、導光体内部に光が侵入する時に広がりを持って導光体内を進むことができる。
そのために、入射端面部および各入射面部から広がりをもって導光体全体に光を行き届かせることができる。

さらに、請求項３に係る導光体は、入射端面部および入射面部が、複数の連続した凹状円弧形状を有し、互いに隣り合う入射端面部および入射面部の複数の連続した凹状円弧形状の連続する部分と凹状円弧形状の最大円弧部分とが互いにズレているので、互いの隣り合う光源からの光が重なりずらく、導光体全体をより均一に明るくすることができる。
そのために、見やすく高輝度の出射光を得ることができる。
また、入射端面部および入射面部の各凹状円弧形状に対応した位置に例えばＲＧＢ半導体発光素子（赤色、緑色、青色）のような光源を備えても互いのズレによってＲＧＢの光がより混合しやすくなる。
そのために導光体全体として高輝度な白色光を得ることができる。

また、請求項４に係る導光体は、凹状円弧形状が、円弧内面側に複数のレンズアレイまたはプリズムを有するので、各々の光源に対向して凹状円弧形状の円弧内側のレンズアレイやプリズムによって、導光体内部に光が侵入する時に一度光を集光し、さらに広がりを持つ光となるとともに凹状円弧形状全体によっても広がりを持って導光体内を進むことができる。
そのために導光体全体に光を均一に行き届かせることができる。

さらに、請求項５に係る平面照明装置は、複数の光源と、
当該光源からの光を導く入射端面部と裏面部に入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部を有し、表面部から出射する導光体と、
表面部以外を覆う反射体と、
少なくともこれら複数の光源と導光体と反射体とを収納するケースとを具備するので、入射端面部や各入射面部近傍の光源から光を各々導くとともに傾斜面部によって表面部方向に反射された光は表面部で臨界角を破る様な表面部への入射角を偏向し表面部から外部にテーパリークを起こして出射することができるために輝度の高い出射光を得ることができる。
そのために、大きな導光体によって従来よりも大きな平面照明装置でも高輝度の出射光を得ることができる。

また、請求項６に係る平面照明装置は、光源が、冷陰極管または半導体発光素子からなるので、冷陰極管（ＣＣＦＬ）では筒状に発光するため、導光体の入射端面部や入射面部だけでなく互いに入射面部とに接続する傾斜面部からも冷陰極管（ＣＣＦＬ）からの光を導光体内に導くことができる。
また、半導体発光素子でも複数の各々凹状円弧形の近傍に半導体発光素子を設けることにより、多くの光を導光体内に導くことができる。
よって、輝度斑の無い高輝度の出射光を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部をなし、裏面部に入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部を有して導光体を構成する。また、この導光体と、複数の光源と、表面部以外を覆う反射体と、これら導光体と複数の光源と反射体とを収納するケースとを具備して平明照明装置を構成する。そして、本発明は、これらの構成により、入射端面部や各入射面部から光を導くことができるとともに、傾斜面部によって表面部方向に反射された光が表面部で臨界角を破る様な光となるように表面部への入射角を偏向し、表面部から外部にテーパーリークを起こして出射することができ、輝度の高い出射光を得ることができる導光体およぶ平面照明装置を提供するものである。

図１は本発明に係る平面照明装置の略斜視図、図２は本発明に係る導光体の略断面図、図３は本発明に係る導光体の略下正面図、図４は本発明に係る導光体の略下正面図、図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る導光体の入射端面部および入射面部の略拡大図、図６は本発明に係る平面照明装置の半導体発光素子載置状態の略下正面図、図７は本発明に係る平面照明装置の半導体発光素子載置状態の略下正面図、図８は本発明に係る導光体の光線の略軌跡図、図９は本発明に係る導光体の光線の略軌跡図、図１０は本発明に係る導光体の光線の略軌跡図、図１１は本発明に係る導光体の略下正面図、図１２は本発明に係る導光体の略下正面図、図１３は本発明に係る導光体の略断面図である。

図１に示すように、平面照明装置１は、裏面部４に複数の入射面部７ａと傾斜面部８とを有した導光体２と、導光体２の入射端面部７（図１の例では対向する両側面部）と入射面部７ａとの近傍に備えた光源１０と、導光体２の表面部３（出射面部）以外を包囲する反射体１１と、これら導光体２と光源１０と反射体１１とを収納するケース１２とからなる構成である。

導光体２は、屈折率が１．４〜１．７程度の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等で成形して構成される。図２に示すように、対向する一対の側面部９を外部から光を導く入射端面部７とし、裏面部４に同様に外部から光を導く入射端面部７に平行な入射面部７ａを複数設け、入射端面部７と互いにこの入射面部７ａとに接続する複数の傾斜面部８を有し、両端から中心位置で２つの傾斜面部８が接続されている。
この傾斜面部８の傾斜方向が双方向であり、両端の一対の入射端面部７から中心方向に向かうに従って導光体２の厚さ（表面部３と裏面部４との距離）が薄くなる。
両端の一対の入射端面部７から中心位置で２つの傾斜面部８が接続されている部分も導光体２の厚さ（表面部３と裏面部４との距離）が薄くなる。そして、これら入射端面部７や入射面部７ａから導かれる光は導光体２の中心方向に向かう。

また、本例の導光体２は、図１１、図１２に示す構成とすることができる。この導光体２は、図１の導光体２の片半分の構成であり、側面部９の１つを外部から光を導く入射端面部７とし、この入射端面部７に対向する反対側を光が反射する反射端面部６とし、裏面部４には入射端面部７または反射端面部６に平行な入射面部７ａを複数設け、入射端面部７と互いにこの入射面部７ａとに接続する複数の傾斜面部８を有し、入射端面部７から反射端面部６まで傾斜面部８の傾斜方向が同方向に設けてあり、入射端面部７や入射面部７ａから離れる程導光体２の厚さが薄くなる。

さらに、本例の導光体２は、図１３に示す構成とすることもできる。この導光体２Ｂ（２）は、対向する一対の側面部９を反射端面部６とし、裏面部４に反射端面部６（側面部９）に平行な入射面部７ａを複数設け、互いにこの入射面部７ａに接続する複数の傾斜面部８を有し、両端から中心位置で２つの傾斜面部８が接続されている。
この傾斜面部８の傾斜方向が双方向であり、両端の一対の反射端面部６から中心方向に向かうに従って導光体２の厚さ（表面部３と裏面部４との距離）が厚くなる。
両端の一対の反射端面部６から中心位置で２つの傾斜面部８が接続されている部分も導光体２の厚さ（表面部３と裏面部４との距離）が厚くなっている。そして、これら入射端面部７や入射面部７ａから導かれる光は導光体２の外側方向（側面部９）に向かう。

また、図示しないが、本例の導光体として、図１３に示すような導光体２Ｂの片半分からなり、側面部９の１つを外部から光を導く入射端面部７とし、この入射端面部７に対向する反対側を光が反射する反射端面部６とし、裏面部４には入射端面部７または反射端面部６に平行な入射面部７ａを複数設け、入射端面部７と互いにこの入射面部７ａとに接続する複数の傾斜面部８を有し、入射端面部７から反射端面部６まで傾斜面部８の傾斜方向が同方向に設ける構成とすることができる。この構成では、入射端面部７や入射面部７ａから離れる程導光体２Ｂの厚さが薄くなる。

さらに、本例の導光体２は、図３に示すように、入射端面部７と入射面部７ａが複数の連続した凹状円弧形状７ｂを有し、入射端面部７に施した連続した凹状円弧形状７ｂと、入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂとが同じ位置関係にあるように構成することができる。すなわち、この構成では、入射端面部７の連続した凹状円弧形状７ｂの最大円弧部分と、入射面部７ｂの連続した凹状円弧形状７ｂの最大円弧部分とが互いに側面部９に平行に同じ位置にある。

そのために、例えば指向性の有する半導体発光素子のような光源１０に対しても、各々の光源１０に対向して凹状円弧形状７ｂによって、導光体２内部に光が侵入する時に広がりを持って導光体２内に進むことができる。そして、入射端面部７および各入射面部７ａから広がりをもって導光体２全体に光を行き届かせることができる。

さらに、本例の導光体２は、図４に示すように、入射端面部７と入射面部７ａが複数の連続した凹状円弧形状７ｂを有し、入射端面部７に施した連続した凹状円弧形状７ｂと、入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂとが千鳥位置関係にあるとともに、互いに隣り合う入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂとが千鳥位置関係にあるように構成することもできる。すなわち、この構成では、入射端面部７の連続した凹状円弧形状７ｂの最大円弧部分と、入射面部７ａの連続した凹状円弧形状７ｂの最大円弧部分とが互いにズレるとともに、互いに隣り合う入射面部７ａの連続した凹状円弧形状７ｂの最大円弧部分とが互いにズレて側面部９に平行に同じ位置にある。

そのために、見やすく高輝度な出射光を得ることができる。例えば入射端面部７および入射面部７ａの各凹状円弧形状７ｂに対応した位置にＲＧＢ半導体発光素子（赤色、緑色、青色）のような光源１０を備えても、互いのズレによってＲＧＢの光がより混合しやすくなり、導光体２全体として高輝度な白色光を得ることができる。

また、ここでは図示しないが、図１３での導光体２Ｂの形状において、上記の図３と同様に、入射面部７ａが、複数の連続した凹状円弧形状７ｂを有し、入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂが同じ位置関係にある構成とすることができる。
さらに、図１３での導光板２Ｂの形状において、図４と同様に、入射面部７ａが、複数の連続した凹状円弧形状７ｂを有し、入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂが互いに隣り合う入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂが千鳥位置関係にある構成とすることもできる。
但し、図１３での導光体２Ｂでは、凹状円弧形状７ｂの向きが図３および図４と逆になる。

さらに、図５に示すように、本例の導光体２および導光体２Ｂは、入射端面部７や入射面部７ａの凹状円弧形状７ｂの円弧内側に複数のレンズアレイ７ｃ（図５（ａ））または複数のプリズム７ｄ（図５（ｂ）を有する構成とすることができる。

そのため、各々の光源１０に対向して凹状円弧形状７ｂの円弧内側のレンズアレイ７ｃやプリズムによって、導光体２，２Ｂの内部に光が侵入する時に一度光を集光し、さらに広がりを持つ光となるとともに凹状円弧形状７ｂ全体によっても広がりを持って導光体２，２Ｂ全体に均一に行き届かせることができる。

また、本例の導光体２および導光体２Ｂにおいて、入射端面部７や入射面部７ａから入射した光は、屈折角γが０≦｜γ｜≦Ｓｉｎ^-1（１／ｎ）の式を満たす範囲で導光体２および導光体２Ｂの内に進む。例えば一般の導光体２および導光体２Ｂに使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はｎ＝１．４９程度であるので、入射した光は屈折角γ＝±４２°の範囲にある。

また、屈折角γ±４２°の範囲内で導光体２および導光体２Ｂ内に入射した光は、導光体２および導光体２Ｂと空気層（屈折率はｎ＝１）との境界面において、Ｓｉｎα＝（１／ｎ）の式により臨界角を表すことができる。例えば一般の導光体２および導光体２Ｂに使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はｎ＝１．４９程度であるので、臨界角αはα＝４２°になる。

さらに、図示はしないが、本例の導光体２および導光体２Ｂは、表面部３や裏面部４に円弧状や溝状等の微細な凹凸１３加工を施す構成とすることができる。
この構成によって、光源１０からの光を導光体２および導光体２Ｂの入射端面部７や入射面部７ａから導光体２および導光体２Ｂ内に導く。これにより、導光体２や導光体２Ｂ内に存在する光は、導光体２や導光体２Ｂの厚さが一定でフラットであったり、円弧状や溝状等の凹凸１３が無ければ、導光体２や導光体２Ｂから外部には漏れず、上記のような円弧状や溝状等の凹凸１３の部分によって反射や屈折が行われ、一部の光のうち反射によって反射角度による偏向された光や円弧状や溝状等の凹凸１３の部分に達した光が出射面部（表面部３）で屈折し、導光体２や導光体２Ｂの表面部３（出射面部）から光を出射することができる。

次に図８で導光体２および導光体２Ｂでの光の軌跡を説明する。
光源１０は入射端面部７および入射面部７ａの近傍に備えている。光源１０より入射端面部７および入射面部７ａから導いた光線Ｌは、傾斜面部８で反射して表面部３方向に向かう。そして、傾斜面部８で反射した反射光ＬＲは、表面部３に達し、表面部３に設けてある微細な円弧状の凸１３によって屈折し、外部に出射光Ｌｏとして出射する。

また、光源１０より入射端面部７および入射面部７ａから導いた光線Ｌ１は、傾斜面部８で反射して表面部３方向に向かう。そして、傾斜面部８で反射した反射光Ｌ１Ｒは、表面部３に達し、表面部３で全反射して裏面部４（傾斜面部８）方向に向かう。表面部３で全反射された反射光Ｌ１Ｒ２は、再度傾斜面部８で反射して表面部３方向に向かう。再度傾斜面部８で反射した反射光Ｌ１Ｒ３は、傾斜面部８で２度反射を繰り返し表面部３方向への偏向角が序々に大きくなり、表面部３に達した時に臨界角αを破る入射角（テーパーリーク）となり、臨界角αを破って表面部３から外部に出射光Ｌｏとして出射する。

尚、図１３の導光体２Ｂでは、入射端面部７およびこの入射端面部７に対応した光源１０が存在しないが、導光体２Ｂでの光の軌跡は上記で説明したのと同様であるので、ここでは説明を省く。
また、導光体２を片半分にした図１１や図１２および導光体２Ｂを片半分にしたものでも、これら上記で説明したのと同様であるので、ここでは説明を省く。

このように、導光体２および導光体２Ｂは、複数の入射面部７ａを有するため、入射端面部７や各入射面部７ａから光を導くことができる。しかも、傾斜面部８によって表面部３方向に反射された光は、表面部３で臨界角を破るような表面部３への入射角を偏向し、表面部３から外部にテーパーリークを起こして出射することができる。このため、輝度の高い出射光を得ることができ、大きな導光体２や導光体２Ｂでも従来よりも高輝度の出射光を得ることができる。

特に、図１で示すように、両端（一対の側面部９）に入射端面部７を有して、この入射面部７ａとに接続する複数の傾斜面部８を有し、両端から中心位置で２つの傾斜面部８が接続されている導光体２を用いて赤色発光、緑色発光、青色発光の３原色発光する半導体発光素子を光源１０とした場合、図８で示すように、入射端面部７や入射面部７ａから入射した光線は、両端から導光体２の中心方向に向かう表面部３から外部に出射する（左側の光源１０からの光は右側の表面部３より出射し、右側の光源１０からの光は左側の表面部３より出射する）光線が大部分を占める。このため、光源１０を導光体２の中心位置から左右の点灯時間を交互になるように点滅させることによって（右側光源１０の点灯時には導光体２の左側表面部３から出射し、左側光源１０の点灯時には導光体２の右側表面部３から出射）これら出射側に図示しない液晶表示装置の液晶を左右で交互に駆動する（出射光と液晶を同期）ことによって立体画像（３Ｄ）を再現することが可能となる。

また、図９に示すように、導光体２および導光体２Ｂは、例えば光源１０が冷陰極管（ＣＣＦＬ）の場合、冷陰極管（ＣＣＦＬ）が筒状であり、筒状に発光するため、導光体２や導光体２Ｂの入射端面部７や入射面部７ａからの光線Ｌ７だけでなく、冷陰極管（ＣＣＦＬ）からの光Ｌｓを互いに入射面部７ａとに接続する傾斜面部８からも透過して（裏面部４を透過して）透過光Ｌ８を導光体２や導光体２Ｂ内に導くことができる。これにより、輝度斑の無い高輝度の出射光を得ることができる。

さらに、図１０に示すように、導光体２および導光体２Ｂは、例えば光源１０がＬＥＤやレーザ等の半導体発光素子１０Ｌの場合、複数の各々凹状円弧形状７ｂの近傍にＬＥＤやレーザ等の半導体発光素子１０Ｌを設ける。これにより、光源１０Ｌからの光は、凹状の円弧形状である凹状円弧形状７ｂによって広がりのある光線Ｌ７として導光体２や導光体２Ｂの内を進んで行く。その結果、多くの光を多くの各凹状円弧形状７ｂから導光体２および導光体２Ｂ内に導くことができる。
よって、輝度斑の無い高輝度の出射光や例えばＲＧＢ半導体発光素子（赤色、緑色、青色）のような光源１０でも多くの各々凹状円弧形状７ｂが隣接するので、各色の光が混合して色斑のない白色光を得ることができる。

光源１０は、冷陰極管（ＣＣＦＬ）または半導体発光素子（ＬＥＤやレーザ等）からなる。冷陰極管（ＣＣＦＬ）は、細い石英ガラス等の管の両端に電極を設けて、放電させ管の内側に塗布した蛍光材によって紫外線やＲＧＢをも含む色温度の略全波長領域に対して発色し筒状に発光する。
また、半導体発光素子は、４元素化合物やＩｎＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＮ系等の化合物の高輝度の発光素子で、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＩｎＰサファイア、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ等の基板上に有機金属気相成長法等で製作され、赤色発光、緑色発光、青色発光の３原色を用いることができる。これら半導体発光素子は、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ 、ＩＴＯ等からなる材料でスパッタリング、真空蒸着、化学蒸着等によって透明電極を設けてある。

さらに、半導体発光素子からの光によって励起し発光する波長変換材（ＹＡＧ系）からの発光色と、半導体発光素子自身の発光色とによって混合された発光色を用いることもできる。
この場合には、例えば青色発光のＩｎＧａＡｌＮ系の半導体発光素子からの光によって励起し黄色や橙色等に発光する波長変換材（ＹＡＧ系）を混入した透明接着剤を半導体発光素子の周囲に設け、半導体発光素子自身の青色発光色と波長変換材からの黄色や橙色等の発光色とによって混合された白色の発光色を得ることができる。

また、光源１０は、図６に示すように、入射面部７ａの各凹状円弧形状７ｂに赤色発光１０Ｒ、緑色発光１０Ｇ、青色発光１０Ｂの順に３種類の光源１０を交互に凹状円弧形状７ｂ近傍に備え、隣り合う入射面部７ａの最初の凹状円弧形状７ｂに備える光源１０の発光色を順次変えて載置することができる。
図６では、凹状円弧形状７ｂの左上部から下方に向かって赤色発光１０Ｒ、緑色発光１０Ｇ、青色発光１０Ｂの順に配置され、凹状円弧形状７ｂの左上部から右方に向かって赤色発光１０Ｒ、緑色発光１０Ｇ、青色発光１０Ｂの順に配置される。すなわち、導光体２の角端部の凹状円弧形状７ｂから３種類の光源（赤色発光１０Ｒ、緑色発光１０Ｇ、青色発光１０Ｂ）が上下左右方向に発光色をずらして赤色発光１０Ｒ、緑色発光１０Ｇ、青色発光１０Ｂを選択的に配置する。

また、光源１０は、図６に示すように、入射面部７ａの各凹状円弧形状７ｂに赤色発光１０Ｒ、緑色発光１０Ｇ、青色発光１０Ｂの順に３種類の光源１０を１組として全体として白色発光１０Ｗの光を出射する構成とすることもできる。

なお、これら光源１０は、図３に示した複数の連続した凹状円弧形状７ｂを有する入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂが同じ位置関係、図４に示した複数の連続した凹状円弧形状７ｂを有する入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂが互いに隣り合う入射面部７ａに施した連続した凹状円弧形状７ｂと千鳥位置関係になるように配置することができる。

反射体１１は、両端が略円弧形状１１ｂを有して導光体２や導光体２Ｂの入射端面部７および入射端面部７近傍に備えた光源１０を包むように入射端面部７付近からの漏れ光を再度導光体２や導光体２Ｂに戻す。
さらに、導光体２や導光体２Ｂの入射面部７ａ近傍に備えた光源１０付近からの漏れ光や裏面部４（傾斜面部８）からの漏れ光を再度導光体２や導光体２Ｂに戻す。

反射体１１は、アルミニウムやステンレス等の反射性の優れた金属薄板を成型によって作られる。
また、熱可塑性樹脂に酸化チタンのような白色材料を混入させたものを射出成型したり、熱可塑性樹脂にアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層したものからなる。

ケース１２は、アルミニウムやステンレス等の反射性の優れた金属薄板や変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン４６や芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る樹脂材料に、光の反射性を良くするとともに遮光性を得るために酸化チタン等の白色粉体を混入させたものを加熱射出成形によって上部開口部を有するような形状に成形する。

また、ケース１２は、底部１２Ｂに上記反射体１１を載置したり、反射性の優れた金属薄板で作成した時には上記反射体１１を省いて直接ケース１２を用いても良い。

以上のように、本発明の導光体およびこの導光体を用いた平面照明装置によれば、少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部をなし、この入射端面部に平行な複数の入射面部を裏面部に有し、互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部とを有する構成により、入射端面部や複数の各入射面部から光を導くことができる。また、複数の各傾斜面部によって表面部方向に反射された光は、表面部で臨界角を破るような表面部への入射角を偏向し、表面部から外部にテーパリークを起こして出射することができるために輝度の高い出射光を得ることができ、大きな導光体でも従来よりも高輝度の出射光を得ることができる。

大型の液晶表示装置等のバックライト用などに適し、特に高輝度であるため例えばカーナビ等の外光が存在する所に対しても十分対応することができる。

本発明に係る平面照明装置の略斜視図である。 本発明に係る導光体の略断面図である。 本発明に係る導光体の略下正面図である。 本発明に係る導光体の略下正面図である。 本発明に係る導光体の入射端面部および入射面部の略拡大図である。 本発明に係る平面照明装置の半導体発光素子載置状態の略下正面図である。 本発明に係る平面照明装置の半導体発光素子載置状態の略下正面図である。 本発明に係る導光体の光線の略軌跡図である。 本発明に係る導光体の光線の略軌跡図である。 本発明に係る導光体の光線の略軌跡図である。 本発明に係る導光体の略下正面図である。 本発明に係る導光体の略下正面図である。 本発明に係る導光体の略断面図である。

符号の説明

１ 平面照明装置
２，２Ｂ 導光体
３ 表面部
４ 裏面部
６ 反射端面部
７ 入射端面部
７ａ 入射面部
７ｂ 凹状円弧形状
７ｃ レンズアレイ
７ｄ プリズム
８ 傾斜面部
９ 側面部
１０，１０Ｌ 光源
１０Ｒ 赤発光
１０Ｇ 緑発光
１０Ｂ 青発光
１１ 反射体
１１ｂ 円弧形状
１２ ケース
１２ｂ 底部
１３ 微細な凹凸
α 臨界角
γ 屈折角
ｎ 屈折率
Ｌ，Ｌ１，Ｌ１Ｒ 光線
Ｌ１Ｒ２，Ｌ１Ｒ３ 光線
Ｌｏ，ＬＲ，Ｌｓ 光線
Ｌ７ 光線
Ｌ８ 透過光

Claims (6)

1. 光を出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、これら表面部と裏面部とに接続する側面部からなる導光体であって、
   少なくとも１つの側面部が光を導く入射端面部をなし、前記裏面部は前記入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面とを有することを特徴とする導光体。
2. 前記入射端面部および前記入射面部は、複数の連続した凹状円弧形状を有していることを特徴とする請求項１記載の導光体。
3. 前記入射端面部および前記入射面部は、複数の連続した凹状円弧形状を有し、互いに隣り合う前記入射端面部および前記入射面部の複数の連続した前記凹状円弧形状の連続する部分と前記凹状円弧形状の最大円弧部分とが互いにズレていることを特徴とする請求項１記載の導光体。
4. 前記凹状円弧形状は、円弧内面側に複数のレンズアレまたはプリズムを有することを特徴とする請求項１記載の導光体。
5. 複数の光源と、
   当該光源からの光を導く入射端面部と裏面部に前記入射端面部に平行な複数の入射面部と互いにこの入射面部とに接続する複数の傾斜面部を有し、表面部から出射する導光体と、
   前記表面部以外を覆う反射体と、
   少なくともこれら複数の前記光源と前記導光体と前記反射体とを収納するケースとを具備することを特徴とする平面照明装置。
6. 前記光源は、冷陰極管または半導体発光素子からなることを特徴とする請求項５記載の平面照明装置。

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