JP2010021030A - 導光板およびこれを含む面発光装置 - Google Patents
導光板およびこれを含む面発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010021030A JP2010021030A JP2008180767A JP2008180767A JP2010021030A JP 2010021030 A JP2010021030 A JP 2010021030A JP 2008180767 A JP2008180767 A JP 2008180767A JP 2008180767 A JP2008180767 A JP 2008180767A JP 2010021030 A JP2010021030 A JP 2010021030A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- surface portion
- guide plate
- light guide
- inclined surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】 光出射面から導光板の外方に向けて出射される光の光強度の分布を均一にし、かつ輝度の低下を防止することのできる導光板およびこれを備える面発光装置を提供することである。
【解決手段】 導光板10は光出射面部16を含んで構成され、光出射面部16からは、光が外方に向けて出射される。光出射面部16には、複数の凹凸部18が形成される。凹凸部18を成す表面部19のうち、光出射面部16に対して角度を成す表面部19には、微細凹凸領域21が形成される。微細凹凸領域21には、複数の微細凹凸22が形成される。複数の微細凹凸22は、可視光の波長以下の寸法に形成され、また互いに隣接して形成される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、入射する光を導き光出射面部から出射する導光板、およびこれを含み面状に光を発する面発光装置に関する。
図15は、第1の従来技術における面光源装置の断面図である。第1の従来技術に係る面発光装置である面照明装置1では、光反射板2と、導光板3と、光拡散板4と、プリズムシート5とをこの順に積層される。プリズムシート5は、光拡散板4と反対側に位置する面に、頂角が90度の二等辺三角形のプリズム5aを多数並べて形成したシートによって構成される(たとえば特許文献1参照)。
第2の従来技術に係る導光板である導光体は、厚み方向の直線に対して角度を成す傾斜面を有し、傾斜面は、厚み方向の直線に75度以上90度未満の角度を成す。また傾斜面が厚み方向の直線に対して成す傾斜角度は、導光体の一側部から他側部に向かうにつれて小さくなる。このような第2の従来技術は、たとえば特願2007−132062として、本件出願人によって提案されている。
第1の従来技術では、導光板3内を通過し導光板3の光拡散板4側の表面に到達する光に関して、この光の前記導光板3の表面に対する入射角が、臨界角以上であれば、前記導光板3の表面において全反射が起こり、導光板から外方に光が出射しないという問題点がある。またこれによって、導光板を備える面発光装置の輝度が下がるという問題点がある。
第2の従来技術では、一側部から導光体の内部に導かれ、導光体の内部を通過する光は、傾斜面での全反射を繰返しつつ次第に角度を変えられながら進行する。第2の従来技術においても、傾斜面に導光板の内部から到達する光が、その傾斜面の法線に対して臨界角以上の角度を成すならば、傾斜面に到達する光は全反射され、導光板の内方に反射される。したがって、導光板を備える面発光装置の輝度が下がるという問題点がある。
本発明の目的は、光出射面から導光板の外方に向けて出射される光の光強度の分布を均一にし、かつ輝度の低下を防止することのできる導光板およびこれを備える面発光装置を提供することである。
本発明は、複数の凹凸部が形成され、光が外方に向けて出射される光出射面部を含み、
前記各凹凸部を成す表面部のうち、前記光出射面部に対して角度を成す表面部には、可視光の波長以下の寸法の複数の微細凹凸が互いに隣接して形成される微細凹凸領域が形成されることを特徴とする導光板である。
前記各凹凸部を成す表面部のうち、前記光出射面部に対して角度を成す表面部には、可視光の波長以下の寸法の複数の微細凹凸が互いに隣接して形成される微細凹凸領域が形成されることを特徴とする導光板である。
本発明に従えば、導光板は光出射面部を含んで構成され、光出射面部からは、光が外方に向けて出射される。光出射面部には、複数の凹凸部が形成される。凹凸部を成す表面部のうち、光出射面部に対して角度を成す表面部には、微細凹凸領域が形成される。微細凹凸領域には、複数の微細凹凸が形成される。複数の微細凹凸は、可視光の波長以下の寸法に形成され、また互いに隣接して形成される。
また本発明は、前記光出射面部に対して角度を成し、光源からの光が内部に入射する入光面をさらに含み、
前記微細凹凸領域は、
前記凹凸部を成す前記表面部のうち、外方に向かうにつれて前記表面部の法線が前記入光面に近づく正傾斜表面部の少なくとも一部に形成されることを特徴とする。
前記微細凹凸領域は、
前記凹凸部を成す前記表面部のうち、外方に向かうにつれて前記表面部の法線が前記入光面に近づく正傾斜表面部の少なくとも一部に形成されることを特徴とする。
また本発明に従えば、導光板は、入光面をさらに含んで構成される。入光面は、光出射面部に対して角度を成し、光源からの光は、入光面を通過して導光板の内部に入射する。微細凹凸領域は、正傾斜表面部の少なくとも一部に形成される。正傾斜表面部は、凹凸部を成す表面部のうち、導光板の外方に向かうにつれて表面部の法線が入光面に近づく。
また本発明は、前記凹凸部は、多角形の一部を成す形状に形成されることを特徴とする。
また本発明に従えば、凹凸部は、多角形の一部を成す形状に形成される。
また本発明に従えば、凹凸部は、多角形の一部を成す形状に形成される。
また本発明は、前記正傾斜表面部のうちの前記微細凹凸領域の割合は、前記入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする。
また本発明に従えば、正傾斜表面部のうちの微細凹凸領域の割合は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
また本発明は、前記正傾斜表面部の法線方向に関する前記微細凹凸の高低差は、前記入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする。
また本発明に従えば、正傾斜表面部の法線方向に関する微細凹凸の高低差は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
また本発明は、前記導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させる光源とを含み、
前記各正傾斜表面部のうち前記微細凹凸領域の割合は、前記光源からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする面発光装置である。
前記入光面から導光板に光を入射させる光源とを含み、
前記各正傾斜表面部のうち前記微細凹凸領域の割合は、前記光源からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする面発光装置である。
また本発明に従えば、面発光装置は、導光板と光源とを含み、光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。各正傾斜表面部のうち微細凹凸領域の割合は、光源からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
また本発明は、前記導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させる光源とを含み、
前記微細凹凸領域が形成される正傾斜表面部の法線方向に関して、前記微細凹凸の高低差は、前記光源からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする面発光装置である。
前記入光面から導光板に光を入射させる光源とを含み、
前記微細凹凸領域が形成される正傾斜表面部の法線方向に関して、前記微細凹凸の高低差は、前記光源からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする面発光装置である。
また本発明に従えば、面発光装置は、導光板と光源とを含み、光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。微細凹凸領域が形成される正傾斜表面部の法線方向に関して、微細凹凸の高低差は、光源からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
また本発明は、前記導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させ、一列に並ぶ複数の光源とを含み、
前記各正傾斜表面部のうち前記微細凹凸領域の割合は、前記光源と光源との中央位置から前記複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなることを特徴とする面発光装置である。
前記入光面から導光板に光を入射させ、一列に並ぶ複数の光源とを含み、
前記各正傾斜表面部のうち前記微細凹凸領域の割合は、前記光源と光源との中央位置から前記複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなることを特徴とする面発光装置である。
また本発明に従えば、面発光装置は、導光板と、一列に並ぶ複数の光源とを含み、複数の光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。正傾斜表面部の法線方向に関する微細凹凸の高低差は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。また正傾斜表面部のうち微細凹凸領域の割合は、光源と光源との中央位置から複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなる。
また本発明は、前記導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させ、一列に並ぶ複数の光源とを含み、
前記各正傾斜表面部の法線方向に関する前記微細凹凸の高低差は、前記光源と光源との中央位置から前記複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなることを特徴とする面発光装置である。
前記入光面から導光板に光を入射させ、一列に並ぶ複数の光源とを含み、
前記各正傾斜表面部の法線方向に関する前記微細凹凸の高低差は、前記光源と光源との中央位置から前記複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなることを特徴とする面発光装置である。
また本発明に従えば、面発光装置は、導光板と、一列に並ぶ複数の光源とを含み、複数の光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。正傾斜表面部のうちの微細凹凸領域の割合は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。各正傾斜表面部の法線方向に関する微細凹凸の高低差は、光源と光源との中央位置から複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなる。
本発明によれば、光出射面部には、複数の凹凸部が形成される。これによって、光出射面部に導光板の内部から到達する光の進行の向きを、凹凸部によって変換して導光板の外方に出射することができる。光出射面部から導光板の外方に出射される光の進行の向きは、凹凸部に到達する光の進行の向きにも、凹凸部との形状にも依存するので、光出射面部に到達する光の強度が位置によって偏りがあったとしても、偏りを低減することができる。したがって、凹凸部が形成されることによって、光出射面から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
また、凹凸部を成す表面部のうち、光出射面部に対して角度を成す表面部には、微細凹凸領域が形成される。微細凹凸領域に形成される複数の微細凹凸は、可視光以下の寸法に形成され、また互いに隣接して形成される。微細凹凸領域には、可視光の波長以下の寸法の微細凹凸が形成されるので、微細凹凸領域に到達する光が、微細凹凸領域で全反射されることを防止することができる。仮に光出射面部に凹凸部が形成されず光出射面部が平坦な場合には、光出射面部に垂直に到達する光の進行方向は、光出射面部の法線の方向に一致するので、全反射されることはない。しかし光強度の分布の偏りを解消するために複数の凹凸部が形成されるので、光出射面部が平坦に形成される場合に比べて、光出射面部に垂直に到達する光であっても、凹凸部を成す表面部の法線と臨界角以上の角度を成して表面部に光が到達する可能性が生じる。微細凹凸領域は、凹凸部を成す表面部のうち光出射面部に対して角度を成す表面部に形成されるので、微細凹凸領域に導光板の内部から到達する光は、いずれの角度から微細凹凸領域に到達しても、微細凹凸領域が形成される表面部で全反射されることを防止することができる。
凹凸部を成す表面部のうち光出射面部に角度を成す表面部に対し、この表面部の法線と臨界角以上の角度を成して到達する光が反射された場合には、反射後の光の進行方向は、反射前の光の進行方向よりも、光出射面部に平行な方向の成分が増大する可能性がある。光出射面部に対して角度を成す表面部に到達した光のうち、微細凹凸領域に到達した光は、光の進行方向に関わらず透過させることができるので、光出射面部に到達した光が反射されて、光の進行の向きに、光出射面部に平行な方向の成分が増大することを抑制することができる。これによって、輝度が低下することを防止することができる。
また本発明によれば、微細凹凸領域は、凹凸部を成す表面部のうちの正傾斜表面部の少なくとも一部に形成される。正傾斜表面部は、導光板の外方に向かうにつれて表面部の法線が入光面に近づく表面部である。これによって、正傾斜表面部に内部から到達する光の少なくとも一部は、正傾斜表面部の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達しても、全反射されずに表面部を透過することができる。
表面部の法線が導光板から外方に向かうにつれて入光面から遠ざかる表面部に対して、光源から光が直接到達する可能性は、光源から光が正傾斜表面部に直接到達する可能性よりも高い。したがって、正傾斜表面部の法線に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部に入射する光の進行方向は、光出射面部に対して大きな角度を成す可能性が高く、これに対し、表面部の法線が導光板から外方に向かうにつれて入光面から遠ざかる表面部に入射する光の進行方向は、光出射面部に対して小さな角度を成す可能性が高い。
したがって、表面部の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達する光が、表面部によって反射されることによって、光の進行方向の、光出射面部に平行な成分が増大する可能性は、正傾斜表面部において比較的高く、表面部の法線が導光板から外方に向かうにつれて入光面から遠ざかる表面部において比較的低い。正傾斜表面部に内部から到達する光の少なくとも一部は、全反射されずに表面部を透過することができるので、反射後の光の進行方向が反射前の光の進行方向よりも光出射面部に平行な方向の成分が増大することを防止することができる。これによって、導光板内部における反射によって、光出射面部に平行な方向の成分の総和が、反射前よりも反射後において大きくなる可能性を低減することができる。したがって、輝度が低下することを防止することができる。
また本発明によれば、凹凸部は、多角形の一部を成す形状に形成される。これによって、凹凸部の表面部から外方に向かう法線の向きに応じて微細凹凸領域の形成を行うことが容易になる。さらに正傾斜表面部に形成される微細凹凸領域の割合の設定を容易にすることができる。したがって、光出射面部に対する凹凸部の表面部の傾きに応じて、全反射防止の程度を制御することが容易になる。これによって、内部から凹凸部を成す表面部に到達する光のうち、反射されて光出射面部に平行な成分が増大する光の割合を容易に制御することができる。
また本発明によれば、正傾斜表面部のうちの微細凹凸領域の割合は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。これによって、凹凸部を成す表面部の法線に対して臨界角以上の角度を成して表面部に入射する光のうち、透過して導光板の外方に出射される光の割合を、入光面に近い位置においては比較的小さく、入光面から遠い位置においては比較的大きくすることができる。光出射面部に内部から到達する光の光強度は、入光面からの距離が大きくなれば大きくなるほど、小さくなる。導光板の外方に出射される光の割合を、入光面に近いほど小さくし、入光面から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部から導光板の外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができる。したがって、光出射面から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
また本発明によれば、正傾斜表面部の法線方向に関する微細凹凸の高低差は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。これによって、微細凹凸領域の法線に臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域に到達する光が微細凹凸領域を透過する割合を、入光面に近い微細凹凸領域においては比較的小さく、入光面から遠い微細凹凸領域においては比較的大きくすることができる。光出射面部に内部から到達する光の光強度は、入光面からの距離が大きくなれば大きくなるほど、小さくなる。
臨界角以上で微細凹凸領域に到達する光のうち微細凹凸領域を透過する光の割合を、入光面に近い位置において比較的小さく、入光面から遠い位置において比較的大きくすることによって、光出射面部から出射される光の割合を、入光面からの距離に関わらず均一にすることが可能となる。したがって、光出射面部から出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、導光板から外方に向けて出射される光の光強度の分布を、均一にすることができる。
また本発明によれば、面発光装置は、導光板と光源とを含み、光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。各正傾斜表面部のうち微細凹凸領域の割合は、光源からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
これによって、正傾斜表面部の法線に臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部に到達する光のうち、正傾斜表面部を透過する光の割合を、光源に近い表面部においては比較的小さく、光源から遠い正傾斜表面部においては比較的大きくすることができる。光出射面部に内部から到達する光の光強度は、光源からの距離が大きくなれば大きくなるほど、小さくなる。
正傾斜表面部の法線に臨界角以上の角度で到達した光が透過する割合を、光源に近いほど小さく、光源から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部から出射される光の光強度を、光源からの距離に関わらず一定にすることが可能となる。したがって、光出射面部から導光板から外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、面発光装置から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
また本発明によれば、面発光装置は、導光板と光源とを含み、光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。微細凹凸領域が形成される正傾斜表面部の法線方向に関して、微細凹凸の高低差は、光源からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
これによって、微細凹凸領域に対して臨界角以上の角度で内部から到達する光が、微細凹凸領域を透過する割合を、光源に近いほど大きく、光源から遠いほど小さくすることができる。光出射面部に内部から到達する光の光強度は、光源からの距離が大きくなれば大きくなるほど、小さくなる。また、微細凹凸領域が形成される正傾斜表面部の法線方向に関して、微細凹凸の高低差が大きければ大きいほど、微細凹凸領域に対して臨界角以上の角度で内部から到達する光が、微細凹凸領域を透過する割合は、大きくなる。
正傾斜表面部の法線に臨界角以上の角度で到達した光が微細凹凸領域を透過する割合を、光源に近いほど小さく、光源から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部から出射される光の光強度を、光源からの距離に関わらず一定にすることが可能となる。したがって、光出射面部から導光板から外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、面発光装置から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
また本発明によれば、面発光装置は、導光板と、一列に並ぶ複数の光源とを含み、複数の光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。正傾斜表面部の法線方向に関する微細凹凸の高低差は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。また正傾斜表面部のうち微細凹凸領域の割合は、光源と光源との中央位置から複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなる。
これによって、正傾斜表面部に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部に到達する光のうち、正傾斜表面部を透過する割合を、光源と光源との中央位置を通る仮想一平面に近い位置の正傾斜表面部において比較的大きく、仮想一平面から遠い位置の正傾斜表面部において比較的小さくすることができる。光出射面部に内部から到達する光の光強度は、光源と光源との間を通る仮想一平面に近ければ近いほど、小さくなる。また光源からの距離が小さければ小さいほど、光出射面部に到達する光の光強度は大きくなるので、光源と光源との間を通る仮想一平面に近い部分での光強度の小ささが、目立つことになる。正傾斜表面部を透過する割合を、光源と光源との中央位置を通る仮想一平面に近い位置の正傾斜表面部において比較的大きくすることによって、この位置で光出射面部から出射される光の割合を大きくすることができる。
また微細凹凸領域の法線に臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域に到達する光のうち微細凹凸領域を透過する光の割合を、入光面に近いほど小さく、入光面から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部から出射される光の割合を、光源からの距離および入光面からの距離のいずれにも関わらず均一にすることが可能となる。したがって、光出射面部から導光板から外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、面発光装置から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
また本発明によれば、面発光装置は、導光板と、一列に並ぶ複数の光源とを含み、複数の光源からの光は、導光板の入光面を通過して導光板の内部に入射する。正傾斜表面部の少なくとも一部には、微細凹凸領域が形成される。正傾斜表面部のうちの微細凹凸領域の割合は、入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなる。各正傾斜表面部の法線方向に関する微細凹凸の高低差は、光源と光源との中央位置から複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなる。
これによって、微細凹凸領域に対して臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域に到達する光のうち、微細凹凸領域を透過する割合を、光源と光源との中央位置を通る仮想一平面に近い位置の微細凹凸領域において比較的大きく、仮想一平面から遠い位置の微細凹凸領域において比較的小さくすることができる。光出射面部に内部から到達する光の光強度は、光源と光源との間を通る仮想一平面に近ければ近いほど、小さくなる。また光源からの距離が小さければ小さいほど、光出射面部に到達する光の光強度は大きくなるので、光源と光源との間を通る仮想一平面に近い部分での光強度の小ささが、目立つことになる。微細凹凸領域を透過する割合を、光源と光源との中央位置を通る仮想一平面に近い位置の微細凹凸領域において比較的大きくすることによって、この位置で光出射面部から出射される光の割合を大きくすることができる。
また正傾斜表面部の法線に臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部に到達する光のうち正傾斜表面部を透過する光の割合を、入光面に近いほど小さく、入光面から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部から出射される光の割合を、光源からの距離および入光面からの距離のいずれにも関わらず均一にすることが可能となる。したがって、光出射面部から導光板から外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、面発光装置から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。またそれぞれの実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。以下の説明は、導光板10、面発光装置11についての説明をも含む。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る面発光装置11の分解斜視図である。第1実施形態に係る導光板10は、入射する光を導き光出射面部16から出射する導光板10であり、第1実施形態に係る面発光装置11は、導光板10を含み、面状に光を発する面発光装置11に関する。面発光装置11は、たとえば液晶表示装置、パネルメータ、表示灯、面発光スイッチなどに用いられる面状の照明装置であり、本実施形態では、液晶表示装置に用いられるバックライトであるものとした。
図1は、本発明の第1実施形態に係る面発光装置11の分解斜視図である。第1実施形態に係る導光板10は、入射する光を導き光出射面部16から出射する導光板10であり、第1実施形態に係る面発光装置11は、導光板10を含み、面状に光を発する面発光装置11に関する。面発光装置11は、たとえば液晶表示装置、パネルメータ、表示灯、面発光スイッチなどに用いられる面状の照明装置であり、本実施形態では、液晶表示装置に用いられるバックライトであるものとした。
液晶表示装置は、たとえば携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、カーナビゲーション(satellite navigation system)装置、パーソナルコンピュータ、および薄形テレビジョンなどに設けられる。液晶表示装置は、液晶セルの背面から面状に発光するバックライトを含んで構成される。バックライトとしては、光源12を導光板10の入光面13近傍にまたは入光面13に接触させて設けるエッジライト型バックライトと、光源12を液晶セルの背面に設ける直下型バックライトとがあり、本実施形態の面発光装置11は、エッジライト型バックライトとして用いられる。エッジライト型バックライトは、たとえば冷陰極管、発光ダイオード(light emitting diode, 略称「LED」)などを含む光源12からの光を、導光板10の入光面13に入射させ、導光板10によって面状に拡散させて、光出射面14から出射する。
エッジライト型バックライトでは、導光板10は板状に形成され、導光板10の厚み方向Zに垂直な2つの表面のうち一方の表面は、光出射面14として、光を出射する。光出射面14を形成する表面部19を「光出射面部」16と称する。導光板10の厚み方向Zに垂直な2つの表面のうち他方の表面は、背面側反射面17として光を反射する。光出射面14および背面側反射面17に対して角度を成す一つの端面は、入光面13として設定され、入光面13を介して光源12からの光は、導光板10に入射する。
面発光装置11は、導光板10と光源12とを含み、光源12からの光は、導光板10の入光面13を通過して導光板10の内部に入射する。本実施形態において光源12は、一列に並ぶ複数の光源12であり、複数の光源12からの光は、導光板10の入光面13を通過して導光板10の内部に入射する。導光板10は、入光面13を通過して内部に入射する光を導き、光出射面部16から外部に出射する。
導光板10は光出射面部16を含んで構成され、光出射面部16からは、光が外方に向けて出射される。光出射面部16には、複数の凹凸部18が形成される。凹凸部18を成す表面部19のうち、光出射面部16に対して角度を成す表面部19には、微細凹凸領域21が形成される。微細凹凸領域21には、複数の微細凹凸22が形成される。複数の微細凹凸22は、可視光以下の寸法に形成され、また互いに隣接して形成される。
導光板10は、入光面13をさらに含んで構成される。入光面13は、光出射面部16に対して角度を成し、光源12からの光は、入光面13を通過して導光板10の内部に入射する。微細凹凸領域21は、正傾斜表面部24の少なくとも一部に形成される。正傾斜表面部24は、凹凸部18を成す表面部19のうち、導光板10の外方に向かうにつれて表面部19の法線が入光面13に近づく表面部19である。凹凸部18は、多角形の一部を成す形状に形成される。面発光装置11は、さらに反射シート26とプリズムシート27とを含む。本実施形態において「法線」は、巨視的に、あるいは微視的に見て平坦な平面に、垂直な直線を意味する。
光出射面14には、1枚または複数枚のプリズムシート27が積層され、導光板10の光出射面14およびプリズムシート27によって、出射される光の拡散が行われる。プリズムシート27に関して光出射面14側または光出射面14とは逆側には、さらに拡散シートが設けられ、拡散シートによっても出射される光の拡散が行われる場合もある。背面側反射面17には、反射シート26が積層され、入光面13から入射し、導光板10内部から到達した光は、背面側反射面17および反射シート26に反射される。
図2は、本発明の第1実施形態における発光素子15の斜視図である。本実施形態において光源12は、発光部28を含む発光素子15であり、発光部28は、LEDによって実現される。光源12は、電源(図示せず)から電力が供給されることによって稼動し、発光する。面発光装置11は、光源支持部材32をさらに含み、光源12は、光源支持部材32によって導光板10に対して固定される。光源支持部材32は、光源12の表面のうち導光板10の入光面13に臨む表面を除く残余の表面を覆って設けられる。発光素子15は、発光部28と、発光部28を被覆する透光性樹脂33とを含んで形成される。透光性樹脂33は、発光部28から発せられる光の一部を吸収して、発光部28から発せられる光とは異なる波長の光を出射する。
透光性樹脂33は、照射される光の一部を吸収して蛍光を発する蛍光物質を含んで構成される。蛍光物質は、照射される光の一部を吸収することによって励起され、電子遷移する。電子遷移は、エネルギー準位の異なる軌道間での電子遷移、金属−配位子電荷移動(
metal to ligand charge transfer, 略号「MLCT」)、配位子−金属電荷移動(
ligand to metal charge transfer, 略号「LMCT」)などの場合を含む。蛍光物質の分子間配置は、電子遷移によって変位し、蛍光物質からの発光は、分子間配置が緩和によって変位した後に起こる。したがって、蛍光物質から発せられる蛍光の波長は、蛍光物質が吸収した光の波長よりも必ず長くなる。この現象は、ストークスシフトとして知られる。換言すれば、蛍光物質は、発光部28からの光の波長を変換するものである。
metal to ligand charge transfer, 略号「MLCT」)、配位子−金属電荷移動(
ligand to metal charge transfer, 略号「LMCT」)などの場合を含む。蛍光物質の分子間配置は、電子遷移によって変位し、蛍光物質からの発光は、分子間配置が緩和によって変位した後に起こる。したがって、蛍光物質から発せられる蛍光の波長は、蛍光物質が吸収した光の波長よりも必ず長くなる。この現象は、ストークスシフトとして知られる。換言すれば、蛍光物質は、発光部28からの光の波長を変換するものである。
発光部28が紫外線を出射する場合には、蛍光物質としては、紫外線を吸収して可視光を出射する材料を用いる。また発光部28が可視光を出射する場合には、蛍光物質は、可視光を吸収して、これよりも長波長の可視光を出射する材料を用いる。たとえば発光部28が、460ナノメートル(nanometers, 略号「nm」)程度の波長を中心とした青色の光を出射し、蛍光物質がこの光を吸収して、610nm程度の波長を中心とした黄橙の光を出射すれば、青色と黄橙とは補色であるので、発光部28と蛍光物質とを合わせて発光素子15は、ほぼ白色の光を発することができる。
蛍光物質としては、たとえばペリレン系誘導体、ZnCdS:Cu、またはYAG:Ceなどの蛍光物質、EuおよびCrの少なくともいずれか一方が添加されることによって光学素子としての機能が活性化された窒素含有CaO−Al2O3−SiO2などの蛍光物質を用いることができる。ペリレン(perylene)は、peri-ジナフタレン(peri-
dinaphthalene)またはジベンゾ[de,kl]アントラセン(dibenz[ke,kl]anthracene)とも呼ばれる物質で、ペリレン系誘導体は、ペリレンの炭素骨格に化学修飾された化合物の総称である。Znは亜鉛、Cdはカドミウム、Sは硫黄、Cuは銅、Oは酸素、YAGはイットリウム・アルミニウム・ガーネット(Yttrium Aluminum Garnet)、Ceはセリウム、Euはユーロピウム、Crはクロム、Caはカルシウム、Siはケイ素を表す。
dinaphthalene)またはジベンゾ[de,kl]アントラセン(dibenz[ke,kl]anthracene)とも呼ばれる物質で、ペリレン系誘導体は、ペリレンの炭素骨格に化学修飾された化合物の総称である。Znは亜鉛、Cdはカドミウム、Sは硫黄、Cuは銅、Oは酸素、YAGはイットリウム・アルミニウム・ガーネット(Yttrium Aluminum Garnet)、Ceはセリウム、Euはユーロピウム、Crはクロム、Caはカルシウム、Siはケイ素を表す。
特にYAG:Ceから成る蛍光物質を利用した場合には、青色に発光する発光部28からの光の一部を吸収して、補色に近い黄色系の光を発することができ、発光部28からの光と蛍光物質からの光とで白色光を形成することができる。またEuおよびCrの少なくともいずれか一方が添加されることによって活性化された窒素含有CaO−Al2O3−SiO2を用いれば、発光部28からの青色の光の一部を吸収して補色に近い赤色系の光を発することができる。
発光部28としては、たとえば窒化物系化合物半導体であって、次の組成式(1)で示される材料を、好適に用いることができる。
IniGajAlkN …(1)
IniGajAlkN …(1)
組成式(1)において、Inはインジウム、Gaはガリウム、Alはアルミニウム、Nは窒素を表し、i、j、およびkは、各元素の比を表す添え字である。組成式(1)においてi、jおよびkは、i+j+k=1を満たす。発光部28を成す材料としては、組成式(1)に示す材料のみならず、InGaNおよび特定の不純物をドープしたGaNなどを用いることができる。これらの材料からなる半導体素子は、基板上にInGaNおよびGaNなどの半導体を有機金属気相成長(metal organic chemical vapor deposition,
略称「MOCVD」)法などによって発光層として成長させることによって形成される。
略称「MOCVD」)法などによって発光層として成長させることによって形成される。
半導体素子の構造としては、金属/絶縁体/半導体(metal/insulator/semiconductor,
略称「MIS」)接合、PIN接合(PIN junction)などが形成されるヘテロ構造、ホモ構造およびダブルへテロ構造のものとすることができる。これらの窒化物半導体層は、材料の選択および混晶度の選択によって発光波長を種々に設定することが可能である。また半導体発生層を量子効果が生じる薄膜で形成した単一量子井戸型構造および多量子井戸型構造とすることも可能である。
略称「MIS」)接合、PIN接合(PIN junction)などが形成されるヘテロ構造、ホモ構造およびダブルへテロ構造のものとすることができる。これらの窒化物半導体層は、材料の選択および混晶度の選択によって発光波長を種々に設定することが可能である。また半導体発生層を量子効果が生じる薄膜で形成した単一量子井戸型構造および多量子井戸型構造とすることも可能である。
導光板10は、少なくとも透光性を有し、好ましくは成形性に優れた材料、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂および機能性を有するノルボルネン系樹脂などの透光性材料を用いて形成することができる。導光板10を形成するときの材料が異なれば、導光板10の屈折率も異なり、したがって、全反射が起こり得る臨界角の大きさも異なる。導光板10の光出射面部16の形状は、導光板10の材料の屈折率に応じて形成される。導光板10の屈折率は、たとえば導光板10がアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂から成る場合、1.49〜1.59程度である。
導光板10は、直方体、具体的には板状に形成される。導光板10の厚み方向を、単に「厚み方向」Zと称し、厚み方向Zのうち導光板10の背面側から光出射面14に向かう向きを「前方」Z1と称し、前方Z1と反対の向きを「後方」Z2と称する。導光板10は、厚み方向Zに見て長方形に形成され、導光板10の入光面13は、導光板10を厚み方向Zに見たときの長方形の1つの短辺を含み、厚み方向Zの直線を含む端面として設定される。したがって、本実施形態において入光面13は、光出射面14および背面側反射面17に垂直である。入光面13は、入射する光の進行方向を変換するために凹凸が形成されてもよいけれども、本実施形態においては、平滑な平面状に形成される。
入光面13の法線方向を「長辺方向」Xと称する。長辺方向Xは、導光板10を厚み方向Zに見たときの長方形の長辺の方向である。長辺方向Xのうち、導光板10の内部から入光面13を介して導光板10の外部に向かう向きを、「長辺方向一方」X1と称し、光源12側と反対の向きを「長辺方向他方」X2と称する。入光面13に平行で、厚み方向Zに垂直な方向を「短辺方向」Yと称する。短辺方向Yは、導光板10を厚み方向Zに見たときの長方形の短辺の方向である。
図3は、本発明の第1実施形態に係る導光板10および発光素子15の斜視図である。図4は、本発明の第1実施形態に係る導光板10の側面図である。第1実施形態に係る導光板10の光出射面部16は、大略的に見て平面状に形成される。光出射面部16の法線方向というとき、この法線方向とは、厚み方向Zを意味する。導光板10の大きさは長辺方向Xの寸法がおよそ55ミリメートル(millimeters, 略号「mm」)、短辺方向Yの寸法はおよそ39mm、厚み方向Zの寸法は0.6mmに設定した。
大略的に見れば導光板10は平板状に形成され、光出射面部16は平面状であるけれども、光出射面部16には、凹凸部18が形成される。凹凸部18は、厚み方向Zに関する表面の高低が、光出射面14上の部位によって異なる、凹凸を成す部分である。本実施形態において凹凸部18は、短辺方向Yに長く延びる三角柱の一部の形状に形成される。凹凸部18を成す表面部19は、短辺方向Yの直線を含み、厚み方向Zと長辺方向Xとに角度を成して形成される。凹凸部18上のいずれの表面部19の法線も、短辺方向Yには垂直である。
表面部19の法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて、入光面13側に向かう表面部19を「正傾斜表面部」24と称し、表面部19の法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて、入光面13側とは逆の向き、すなわち長辺方向他方X2に向かう表面部19を「逆傾斜表面部」34と称する。凹凸部18を成す表面部19は、長辺方向Xに交互に並ぶ正傾斜表面部24と逆傾斜表面部34とを含んで構成される。長辺方向Xに交互に並ぶ正傾斜表面部24と逆傾斜表面部34とは、長辺方向Xに互いに隣接する。
正傾斜表面部24および逆傾斜表面部34の長辺方向Xの寸法は、10μm以上500μm以下に設定される。長辺方向Xに隣接する正傾斜表面部24と逆傾斜表面部34とが成す角度d1は、170度とし、厚み方向Zの光出射面14の法線に対して正傾斜表面部24が成す角度と、逆傾斜表面部34が成す角度とは、互いに同じ大きさの角度であるものとする。ただし長辺方向Xに隣接する正傾斜表面部24と逆傾斜表面部34とが成す角度d1は、140度以上180度未満に設定することも可能である。
光出射面部16に凹凸部18が形成されることによって、光源12から発せられ、入光面13を介して導光板10に入射した光は、長辺方向Xに反射および屈折され、長辺方向Xに分散される。これによって、たとえば光源12に近い長辺方向一方X1において光出射面14から出射される光が強く、光源12から遠い長辺方向他方X2において光出射面14から出射される光が弱くなることを抑制することができ、光出射面部16から発せられる光の強さを均一に近づけることができる。
凹凸部18の長辺方向両方の端部近傍および短辺方向Y両方の端部においては、必ずしも正傾斜表面部24および逆傾斜表面部34が形成されていなくてもよいけれども、本実施形態においては、長辺方向Xおよび短辺方向Y両方の端部まで、正傾斜表面部24および逆傾斜表面部34が形成される。本実施形態において逆傾斜表面部34は、平滑な平面を成す表面部として形成される。正傾斜表面部24は、大略的に平面を成す表面部として形成されるけれども、正傾斜表面部24には、微細凹凸22が形成される。微細凹凸22は、正傾斜表面部24の法線方向の表面の高低差d2が、正傾斜表面部24の部位によって異なる、微細な凹凸である。
微細凹凸22は、一方向または複数の方向に繰返される複数の繰返し単位として形成され、本実施形態においては、正傾斜表面部24に沿って短辺方向Yに垂直な方向に繰返される形状である。微細凹凸の繰返し単位の寸法L1は、可視光の波長以下の長さに設定される。具体的には微細凹凸22は、短辺方向Yに長く延びる筋状に形成され、正傾斜表面部24の法線方向を振幅とする正弦波の形状に形成される。微細凹凸22の正弦波の波長は、可視光の波長以下に設定される。
可視光の波長は、およそ400ナノメートル(nanometers, 略号「nm」)以上800nm以下である。800nmの光は、暗赤色で、他の波長の同じ光強度の光に比べて、明度および彩度が低く、視認することが難しいので、可視光の波長を400nm以上750nm以下とする場合もある。さらに同じ理由で、可視光の波長を400nm以上700nm以下と設定する場合もある。微細凹凸22の繰返し単位はさらに、20nm以上200nm以下であることが好ましい。
微細凹凸22の正弦波の波長は、本実施形態においては100nmに設定した。微細凹凸22の振幅は、100nmに設定した。図5は、本発明の第1実施形態における凹凸部18の拡大断面図である。図6は、本発明の第1実施形態における正傾斜表面部24に微細凹凸22を形成するための金型の断面図である。本実施形態において微細凹凸22は、インプリント装置を用いて形成する。インプリントには、電子線描画(electron-beam
lithography)によって作製することもできるけれども、本実施形態においては、図6に示すダイヤモンドバイト36を用いて金型を作製し、この金型を導光板10に押付けることによって、微細凹凸22を形成した。
lithography)によって作製することもできるけれども、本実施形態においては、図6に示すダイヤモンドバイト36を用いて金型を作製し、この金型を導光板10に押付けることによって、微細凹凸22を形成した。
平面の法線と、平面に入射する光の進行方向とが成す角度を入射角といい、入射角が臨界角以上になると、平面に入射する光が屈折して進行する光は、平面を透過できなくなる。これを全反射といい、臨界角は平面に入射する光が通過する材料の屈折率と、この材料と平面において接触する材料の屈折率との比によって決定される。光が反射面に進行するときに、反射面が平滑な平面状に形成されず、反射面に微細凹凸22が形成されると、反射面を平面と見なしたときに、この平面に対して臨界角以上の角度で光が入射しても、反射面のうち入射した光を全反射する部分は、反射面が平滑な平面状に形成される場合よりも少なくなる。これによって、反射面を境界として接する2つの材料の屈折率が反射面において不連続に変化することなく、連続的に変化した場合のように、反射が抑制される。
反射面の法線方向に関して、反射面に形成される微細凹凸22の高低差d2が、大きく形成されれば大きく形成されるほど、反射面での反射は大きく抑制される。反射面に対して臨界角以上の入射角で入射した光のうち反射面を透過する光の割合は、微細凹凸22の高低差d2が大きければ大きいほど、大きくなる。
導光板10よりも前方Z1には、プリズムシート27が設けられる。プリズムシート27は、可視光に対する透過度が高く、たとえばアクリル系樹脂、ポリカーボネートおよびその誘導体から成る樹脂、ポリ塩化ビニール系の樹脂、紫外線硬化型樹脂、などから成る。これらの樹脂のうちでは、紫外線硬化型樹脂によってプリズムシート27を形成することが好ましい。これによって、前記の樹脂のうち、紫外線硬化樹脂以外の他の材料からプリズムシート27を形成した場合に比べて、プリズムシート27の耐擦傷性を向上させることができ、取扱を容易にすることができ、生産性を向上させることができる。
プリズムシート27は、プリズムシート27に入射する光の進行方向を変換することによって光強度の分布の偏りを解消するためのシートであり、プリズムシート27は、その厚み方向を、導光板10の厚み方向Zに一致させて配置される。プリズムシート27の厚み方向に垂直な2つの表面部のうち一方の表面部は平滑な平面部として、他方の表面部は凹部38と凸部39とが形成される。各凹部38および凸部39は、短辺方向Yに延びる三角柱の一部を成す形状に形成され、2つの方向に法線を有する2種類の表面によって形成される。各凹部38および凸部39を形成する2種類の表面は、いずれも短辺方向Yに延びる直線を含み、厚み方向Zの直線と長辺方向Xの直線とに角度を成す平面である。
2種類のうちの一方は、表面の法線に沿ってプリズムシート27の内部から外方に向かうにつれて、長辺方向一方X1に向かう端面であり、他方は、表面の法線に沿ってプリズムシート27の内部から外方に向かうにつれて、長辺方向他方X2に向かう端面である。凹部38および凸部39を1つずつ含む繰返し単位の長辺方向Xの寸法は、18μmに設定され、2種類の表面と表面とが成す角度は、68度に設定される。ただし凹部38および凸部39を1つずつ含む繰返し単位の長辺方向Xの寸法は、たとえば10μm以上5mm以下に設定され、プリズムシート27の凹部38と凸部39とを成す2種類の表面が成す角度は、たとえば50度以上120度以下に設定されてもよい。プリズムシート27は、凹部38および凸部39が形成される表面部を導光板10の光出射面14に対向させて、かつ接触させて配置される。
導光板10の後方Z2には、導光板10の後方Z2の端面である背面側反射面17に接触して、反射シート26が設けられる。反射シート26は、導光板10の内部から導光板10の背面側反射面17に到達する光を背面側反射面17またはその近傍において反射し、背面側反射面17よりも前方Z1に進行させる。反射シート26は、反射率が可及的に1に近く設定され、たとえば銀、アルミニウムの単体金属などによって実現される。背面側反射面17は、内部から到達する光の進行方向に対して、反射後の光の進行方向に多様性を持たせるために凹凸が形成されてもよいけれども、本実施形態においては平坦な平面状に形成される。
図7は、本発明の第1実施形態における凹凸部18の側面図である。図8は、比較例における凹凸部18の側面図である。本実施形態において微細凹凸22は、全ての正傾斜表面部24に全面にわたって形成される。逆傾斜表面部34には、導光板10の背面側反射面17で反射された光が到達すると共に、光源12から発せられ入光面13から入射した光が反射を経過することなく直接入射する。正傾斜表面部24には、光源12から発せられ入光面13から入射した光のうち、導光板10の背面側反射面17で反射された光が到達する。正傾斜表面部24のうち、入光面13に近い、最も長辺方向一方X1に位置する正傾斜表面部24には、入光面13から直接到達する光が到達するけれども、最も長辺方向一方X1に位置する正傾斜表面部24を除いて、反射を経過しない光が直接入射することはない。
図8に示すように、比較例においては、背面側反射面17から正傾斜表面部24に到達する光のうち、正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達する光EL1は、正傾斜表面部24に全反射されて、導光板10の内部に進行する。このとき、正傾斜表面部24に到達するときの光の向きと、正傾斜表面部24で全反射された後の光の進行の向きとを比較すると、正傾斜表面部24での反射後は、厚み方向Zの成分が増大する。したがって、光の進行方向が長辺方向Xの成分を多く含むことになり、正傾斜表面部24で全反射が起こるときには、光の一部が正傾斜表面部24を透過する場合に比べて、長辺方向Xに進行する光の割合が多くなる。
これに対し本実施形態では、図7に示すように、正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達する光EL2は、その一部は反射を受けることなく正傾斜表面部24を透過する。これによって、導光板10内を進行する光全体のうち、反射によって長辺方向Xの成分が増大した光の割合を減少させることができる。したがって、光出射面部16から外方に進行する光を、厚み方向Zの成分が多い光とすることができ、面発光装置11の輝度を上昇させることができる。逆傾斜表面部34には、本実施形態においても比較例においても、微細凹凸22は形成されないので、逆傾斜表面部34の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達する光は、全反射される。
逆傾斜表面部34で全反射される直前の光のほとんどは、厚み方向Zの成分よりも長辺方向Xの成分が大きい向きに進行する光である。逆傾斜表面部34で全反射される光のほとんどは、全反射によって長辺方向Xの成分は減少し、厚み方向Zの成分が増大する。導光板10内を進行する光のうち、反射および屈折の少なくとも一方を繰返して経過した迷光は、正傾斜表面部24での反射によって厚み方向Zの成分が増大したり、逆傾斜表面部34での反射によって厚み方向Zの成分が減少したりすることがあっても構わない。迷光の割合の増大は、光出射面14から出射される光の光強度の分布を増大させることになるけれども、これが輝度の低下にまで影響することはない。本実施形態を比較例に対して比較したときに、迷光の増大によって出射される光の厚み方向Zの成分が減少したり、輝度が低下したりすることはない。
第1実施形態によれば、光出射面部16には、複数の凹凸部18が形成される。凹凸部18を成す表面部19のうち、光出射面部16に対して角度を成す表面部19には、微細凹凸領域21が形成される。微細凹凸領域21に形成される複数の微細凹凸22は、可視光以下の寸法に形成され、また互いに隣接して形成される。これによって、光出射面部16に導光板10の内部から到達する光の進行の向きを、凹凸部18によって変換して導光板10の外方に出射することができる。光出射面部16から導光板10の外方に出射される光の進行の向きは、凹凸部18に到達する光の進行の向きにも、凹凸部18との形状にも依存するので、光出射面部16に到達する光の強度が位置によって偏りがあったとしても、偏りを低減することができる。したがって、凹凸部18が形成されることによって、光出射面14から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
また微細凹凸領域21には、可視光の波長以下の寸法の微細凹凸22が形成されるので、微細凹凸領域21に到達する光が、微細凹凸領域21で全反射されることを防止することができる。仮に光出射面部16に凹凸部18が形成されず光出射面部16が平坦な場合には、光出射面部16に垂直に到達する光の進行方向は、光出射面部16の法線の方向に一致するので、全反射されることはない。しかし光強度の分布の偏りを解消するために複数の凹凸部18が形成されるので、光出射面部16が平坦に形成される場合に比べて、光出射面部16に垂直に到達する光であっても、凹凸部18を成す表面部19の法線と臨界角以上の角度を成して表面部19に光が到達する可能性が生じる。微細凹凸領域21は、凹凸部18を成す表面部19のうち光出射面部16に対して角度を成す表面部19に形成されるので、微細凹凸領域21に導光板10の内部から到達する光は、いずれの角度から微細凹凸領域21に到達しても、微細凹凸領域21が形成される表面部19で全反射されることを防止することができる。
さらに各微細凹凸の寸法が、20nm以上200nm以下であることが好ましく、微細凹凸の繰返し単位の大きさがこの範囲であることによって、微細凹凸領域が形成される表面の法線に対して臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域に到達する光の反射を、さらに効率よく抑制することができる。
凹凸部18を成す表面部19のうち光出射面部16に角度を成す表面部19に対し、この表面部19の法線と臨界角以上の角度を成して到達する光が反射された場合には、反射後の光の進行方向は、反射前の光の進行方向よりも、光出射面部16に平行な方向の成分が増大する可能性がある。光出射面部16に対して角度を成す表面部19に到達した光のうち、微細凹凸領域21に到達した光は、光の進行方向に関わらず透過させることができるので、光出射面部16に到達した光が反射されて、光の進行の向きに、光出射面部16に平行な方向の成分が増大することを抑制することができる。これによって、輝度が低下することを防止することができる。
また第1実施形態によれば、微細凹凸領域21は、凹凸部18を成す表面部19のうちの正傾斜表面部24の少なくとも一部に形成される。正傾斜表面部24は、導光板10の外方に向かうにつれて表面部19の法線が入光面13に近づく表面部19である。これによって、正傾斜表面部24に内部から到達する光の少なくとも一部は、正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達しても、全反射されずに表面部19を透過することができる。
逆傾斜表面部34に対して、光源12から光が直接到達する可能性は、光源12から光が正傾斜表面部24に直接到達する可能性よりも高い。したがって、正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部24に入射する光の進行方向は、光出射面部16に対して大きな角度を成す可能性が高く、これに対し、逆傾斜表面部34に入射する光の進行方向は、光出射面部16に対して小さな角度を成す可能性が高い。
したがって、表面部19の法線に対して臨界角以上の角度を成して到達する光が、表面部19によって反射されることによって、光の進行方向の、光出射面部16に平行な成分が増大する可能性は、正傾斜表面部24において比較的高く、逆傾斜表面部34において比較的低い。正傾斜表面部24に内部から到達する光の少なくとも一部は、全反射されずに表面部19を透過することができるので、反射後の光の進行方向が反射前の光の進行方向よりも光出射面部16に平行な方向の成分が増大することを防止することができる。これによって、導光板10内部における反射によって、光出射面部16に平行な方向の成分の総和が、反射前よりも反射後において大きくなる可能性を低減することができる。したがって、輝度が低下することを防止することができる。
また第1実施形態によれば、凹凸部18は、多角形の一部を成す形状に形成される。これによって、凹凸部18の表面部19から外方に向かう法線の向きに応じて微細凹凸領域21の形成を行うことが容易になる。さらに正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合の設定を容易にすることができる。したがって、光出射面部16に対する凹凸部18の表面部19の傾きに応じて、全反射防止の程度を制御することが容易になる。これによって、内部から凹凸部18を成す表面部19に到達する光のうち、反射されて光出射面部16に平行な成分が増大する光の割合を容易に制御することができる。
(第2実施形態)
図9は、本発明の第2実施形態に係る導光板10の斜視図である。第2実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第1実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第1実施形態に対する第2実施形態の相違点を中心に説明する。光出射面14は、大略的に平面状に形成されるけれども、光出射面14には複数の凹凸部18が形成される。第2実施形態において、凹凸部18は、四角錐の一部の形状として形成される。凹凸部18は、四角錐の一部として凸形状に形成される凸形状部分が隣接して形成されることによって、凸形状部分と凸形状部分との間に凹形状の部分が形成される。四角錐の一部として形成される凸形状部分を以下、単に「四角錐」42と称する。複数の四角錐42は、短辺方向Yに延びる直線と長辺方向Xに延びる直線とによって四角に区切られる各升目にそって配置され、複数の四角錐42が長辺方向Xと短辺方向Yとに格子状に並ぶ。
図9は、本発明の第2実施形態に係る導光板10の斜視図である。第2実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第1実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第1実施形態に対する第2実施形態の相違点を中心に説明する。光出射面14は、大略的に平面状に形成されるけれども、光出射面14には複数の凹凸部18が形成される。第2実施形態において、凹凸部18は、四角錐の一部の形状として形成される。凹凸部18は、四角錐の一部として凸形状に形成される凸形状部分が隣接して形成されることによって、凸形状部分と凸形状部分との間に凹形状の部分が形成される。四角錐の一部として形成される凸形状部分を以下、単に「四角錐」42と称する。複数の四角錐42は、短辺方向Yに延びる直線と長辺方向Xに延びる直線とによって四角に区切られる各升目にそって配置され、複数の四角錐42が長辺方向Xと短辺方向Yとに格子状に並ぶ。
図10は、本発明の第2実施形態における凸形状部分の斜視図である。各四角錐42は、最も厚み方向後方Z2に位置し、短辺方向Yに延びる平行な2つの底辺と、最も厚み方向後方Z2に位置し、長辺方向Xに延びる平行な2つの底辺と、これらの底辺から厚み方向Z前方Z1に突出する部分とを含む。各四角錐42のうち最も厚み方向Z前方Z1には1つの頂上部44が形成される。本実施形態において4つの底辺は正方形を成し、4つの各底辺から頂上部44に向けて、4つの側面46が形成される。各四角錐42において隣合う4つの側面46は、底辺が成す正方形の各頂点から頂上部44まで延びて形成される4つの辺によって互いに接する。
各側面46の法線は4つあり、4つのうちの2つは短辺方向Yに垂直で、4つのうち短辺方向Yに垂直な2つを除く残余の2つは、長辺方向Xに垂直である。短辺方向Yに垂直な2つの法線のうち1つの法線は、この法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて長辺方向一方X1に向かい、入光面13に近づく。短辺方向Yに垂直な他の法線は、この法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて長辺方向他方X2に向かう。長辺方向Xに垂直な2つの法線のうち1つの法線は、この法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて短辺方向一方に向かい、長辺方向Xに垂直な2つの法線のうち他の法線は、この法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて短辺方向他方に向かう。
これによって、光出射面部16に導光板10の内部から到達する光の進行の向きを、凹凸部18によって短辺方向Yにも変換して導光板10の外方に出射することができる。光出射面部16から導光板10の外方に出射される光の進行の向きは、凹凸部18に到達する光の進行の向きにも、凹凸部18との形状にも依存するので、光出射面部16に到達する光の強度が位置によって偏りがあったとしても、偏りを低減することができる。したがって、凹凸部18が形成されることによって、光出射面14から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
図11は、本発明の第2実施形態に係る導光板10の側面図である。図11(a)は、導光板10全体の側面図であり、図11(b)から(f)は、導光板10のうち、長辺方向一方X1から長辺方向他方X2までの5つの位置の正傾斜表面部24の拡大側面図である。図12は、本発明の第2実施形態に係る導光板10の平面図である。正傾斜表面部24のうちの微細凹凸領域21の割合は、入光面13からの距離が長くなるにつれて大きくなる。
凸形状部分を成す4つの側面46のうち法線に沿って導光板10の内部から外方に向かうにつれて入光面13に向かう側面46の表面部19を「正傾斜表面部24」と称する。第2実施形態において、微細凹凸22は、正傾斜表面部24の一部に形成される。複数の正傾斜表面部24のうち、入光面13に近い長辺方向一方X1の各正傾斜表面部24には、入光面13に近ければ近いほど、形成される微細凹凸領域21の割合は少なく、各正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合は、長辺方向他方X2に向かうにつれて、次第に大きくなる。最も長辺方向他方X2に位置する正傾斜表面部24には、微細凹凸領域21は、各正傾斜表面部24全体にわたって形成されてもよい。
図13は、本発明の第2実施形態に係る導光板10の長辺方向一方X1の正傾斜表面部24と長辺方向他方X2の正傾斜表面部24とを比較する側面図である。図13(a)は、入光面13に近い正傾斜表面部24の拡大側面図であり、図13(b)は、長辺方向中央付近に位置する正傾斜表面部24の拡大側面図であり、図13(c)は、長辺方向他方X2に位置する正傾斜表面部24の拡大側面図である。
正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部24に内部から到達する光のうち、微細凹凸領域21に到達した光は正傾斜表面部24を透過して光出射面14から外方に向けて出射される。このとき、微細凹凸領域21に到達した光が全て微細凹凸領域21を透過する訳ではないけれども、全反射されることは防止され、少なくとも一部の光は正傾斜表面部24の微細凹凸領域21を透過する。
これに対して微細凹凸領域21を除く正傾斜表面部24に到達した光は、正傾斜表面部24において全反射され、導光板10の内部を進行する。正傾斜表面部24において反射された光は、正傾斜表面部24に到達する直前の光の進行の向きよりも反射後の進行の向きの方が、厚み方向Zの成分の少ない向きとなる。これによって、反射後の光は、導光板10のうち到達した正傾斜表面部24を除く他の部分に到達し、いずれかの凹凸部18の表面を透過して外方に出射される。
光源12から発せられた光は、入光面13から導光板10内部に入射し、また入射した光の一部は入光面13近傍の光出射面14から出射されるので、入光面13に近い部分を通過する光の光量は多く、入光面13から遠ざかるにつれて光出射面部16に到達する光の光量は少なくなる。これに対し、入光面13に近い正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合を小さく、入光面13からの遠ざかった位置に形成される正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合を大きく設定することによって、入光面13に近いほど正傾斜表面部24で反射される光の割合を多く、入光面13から遠い正傾斜表面部24で反射される光の割合を小さくする。これによって、入光面13からの距離に関わらず、光出射面14から外方に出射される光の光強度を均一にすることができる。
第2実施形態によれば、正傾斜表面部24のうちの微細凹凸領域21の割合は、入光面13からの距離が長くなるにつれて大きくなる。これによって、正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部24に入射する光のうち、透過して導光板10の外方に出射される光の割合を、入光面13に近い位置においては比較的小さく、入光面13から遠い位置においては比較的大きくすることができる。光出射面部16に内部から到達する光の光強度は、入光面13からの距離が大きくなれば大きくなるほど、小さくなる。導光板10の外方に出射される光の割合を、入光面13に近いほど小さくし、入光面13から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部16から導光板10の外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができる。したがって、光出射面14から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
(第3実施形態)
第3実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第2実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第2実施形態に対する第3実施形態の相違点を中心に説明する。本発明の第3実施形態に係る導光板10の平面図は、図12に類似する。第3実施形態に係る導光板10は、正傾斜表面部24の法線方向に関する微細凹凸22の高低差d2は、入光面13からの距離が長くなるにつれて大きくなる。第3実施形態に係る導光板10には、図6に示すダイヤモンドバイト36を用いて金型を作製し、この金型を導光板10に押付けることによって、微細凹凸22が形成される。
第3実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第2実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第2実施形態に対する第3実施形態の相違点を中心に説明する。本発明の第3実施形態に係る導光板10の平面図は、図12に類似する。第3実施形態に係る導光板10は、正傾斜表面部24の法線方向に関する微細凹凸22の高低差d2は、入光面13からの距離が長くなるにつれて大きくなる。第3実施形態に係る導光板10には、図6に示すダイヤモンドバイト36を用いて金型を作製し、この金型を導光板10に押付けることによって、微細凹凸22が形成される。
第3実施形態において微細凹凸領域21は、複数の正傾斜表面部24全てに形成され、また各正傾斜表面部24において微細凹凸領域21は、全体にわたって形成される。正傾斜表面部24の法線方向に関して、正傾斜表面部24に形成される微細凹凸22の高低差d2が、大きく形成されれば大きく形成されるほど、正傾斜表面部24の法線に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部24に到達する光の、正傾斜表面部24での反射は大きく抑制される。したがって、正傾斜表面部24に対して臨界角以上の入射角で到達した光のうち正傾斜表面部24を透過する光の割合は、微細凹凸22の高低差d2が大きければ大きいほど、大きくなる。
第3実施形態によれば、導光板10の光出射面部16において、入光面13に近い正傾斜表面部24ほど、微細凹凸22の高低差d2は小さく設定され、入光面13から遠い正傾斜表面部24ほど、微細凹凸22の高低差d2は、大きく設定される。これによって、微細凹凸領域21の法線に臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域21に到達する光が微細凹凸領域21を透過する割合を、入光面13に近い微細凹凸領域21においては比較的小さく、入光面13から遠い微細凹凸領域21においては比較的大きくすることができる。光出射面部16に内部から到達する光の光強度は、入光面13からの距離が大きくなれば大きくなるほど、小さくなる。
臨界角以上で微細凹凸領域21に到達する光のうち正傾斜表面部24を透過する光の割合を、入光面13に近い位置において比較的小さく、入光面13から遠い位置において比較的大きくすることによって、光出射面部16から出射される光の割合を、入光面13からの距離に関わらず均一にすることが可能となる。したがって、光出射面部16から出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、導光板10から外方に向けて出射される光の光強度の分布を、均一にすることができる。
(第4実施形態)
図14は、本発明の第4実施形態に係る導光板10の平面図である。第4実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第3実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第3実施形態に対する第4実施形態の相違点を中心に説明する。第4実施形態において、面発光装置11は、導光板10と光源12とを含み、光源12からの光は、導光板10の入光面13を通過して導光板10の内部に入射する。各正傾斜表面部24のうち、微細凹凸領域21の割合は、光源12からの距離が長くなるにつれて、増大する。
図14は、本発明の第4実施形態に係る導光板10の平面図である。第4実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第3実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第3実施形態に対する第4実施形態の相違点を中心に説明する。第4実施形態において、面発光装置11は、導光板10と光源12とを含み、光源12からの光は、導光板10の入光面13を通過して導光板10の内部に入射する。各正傾斜表面部24のうち、微細凹凸領域21の割合は、光源12からの距離が長くなるにつれて、増大する。
具体的には、面発光装置11は、導光板10と、一列に並ぶ複数の光源12とを含む。並んで配置される複数の光源12が成す列は、入光面13に平行に設定される。正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21は、正傾斜表面部24のうちの一部に形成される。各正傾斜表面部24のうち微細凹凸領域21の割合は、光源12と光源12との中央位置から複数の光源12の列に垂直に広がる仮想一平面48に近い位置ほど、大きくなる。また入光面13から離れるにつれて、光源12からの距離は長くなるので、形成される微細凹凸領域21の割合は、次第に大きく形成される。
正傾斜表面部24に形成される微細凹凸22について、正傾斜表面部24の法線方向に関する高低差d2は、入光面13からの距離が長くなるにつれて大きくなる。光源12と光源12との中央位置を通過し、複数の光源12が成す列に垂直に広がる仮想一平面を、単に「仮想一平面」48と称する。複数の四角錐42のうち最も入光面13に近く、仮想一平面48が通過する四角錐42については、長辺方向一方X1に臨む側面46の表面部19と、短辺方向Y両方に臨む側面46の表面部19とに微細凹凸領域21が形成される。
仮に、各四角錐42の側面46で、いずれの側面46においても、内部から到達する光に対する反射率が同じに設定された場合には、光源12に最も近い位置の四角錐42から出射される光の光強度は、複数の四角錐42から出射される光の光強度のうち、最も大きいことになる。これに比較して、仮想一平面48が通過する四角錐42から出射される光の光強度は小さいことになる。したがって、短辺方向Yの位置の変化に対して光強度の大きさが極小値となる。並んで配置される複数の光源12が成す列は、入光面13に平行に設定され、最も長辺方向一方X1において短辺方向Yに並ぶ四角錐42においては、出射される光の光強度が最も大きい部位と、短辺方向Yの位置の変化に対して光強度の大きさが極小値となる部位とが一列に並ぶ。したがって、最も長辺方向一方X1に位置する四角錐42の列においては、長辺方向他方X2に並べられる四角錐42の列よりも、光強度の差が目立つ。
最も入光面13に近く、仮想一平面48が通過する四角錐42については、長辺方向一方X1に臨む側面46の表面部19と、短辺方向Y両方に臨む側面46の表面部19とに微細凹凸領域21が形成されるので、この四角錐42から出射される光の光強度を、4つの側面46のうちの1つの側面46にのみ微細凹凸領域21が形成される場合に比べて、大きくすることができる。したがって、入光面13近傍において並べられる複数の四角錐42から出射される光の光強度の差を、少なくすることができる。
第4実施形態によれば、正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合は、光源12に近い位置の正傾斜表面部24ほど、小さく設定され、光源12から遠い位置の正傾斜表面部24ほど、大きく設定される。これによって、正傾斜表面部24に対して臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部24に到達する光のうちの、正傾斜表面部24を透過する割合を、仮想一平面48に近い位置の正傾斜表面部24において比較的大きく、仮想一平面48から遠い位置の正傾斜表面部24において比較的小さくすることができる。
また微細凹凸22の高低差d2は、入光面13に近いほど小さく設定され、入光面13からの遠いほど、大きく設定される。これによって、微細凹凸領域21の法線に臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域21に到達する光のうち微細凹凸領域21を透過する光の割合を、入光面13に近いほど小さく、入光面13から遠いほど大きくすることができる。このような構成とすることによって、光出射面部16から出射される光の割合を、光源12からの距離および入光面13からの距離のいずれにも関わらず均一にすることができる。したがって、光出射面部16から導光板10から外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、面発光装置11から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
(第5実施形態)
第5実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第2実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第2実施形態に対する第5実施形態の相違点を中心に説明する。本発明の第5実施形態に係る導光板10の平面図は、図14に類似する。第5実施形態において、面発光装置11は、導光板10と光源12とを含み、光源12からの光は、導光板10を通過して導光板10の内部に入射する。
第5実施形態に係る導光板10および面発光装置11は、第2実施形態に係る導光板10および面発光装置11に類似しており、以下、第2実施形態に対する第5実施形態の相違点を中心に説明する。本発明の第5実施形態に係る導光板10の平面図は、図14に類似する。第5実施形態において、面発光装置11は、導光板10と光源12とを含み、光源12からの光は、導光板10を通過して導光板10の内部に入射する。
正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21は、正傾斜表面部24のうちの一部に形成される。各正傾斜表面部24のうち微細凹凸領域21の割合は、入光面13からの距離が長くなるにつれて大きくなる。したがって、入光面13に近ければ近いほど、各正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合は小さく、長辺方向他方X2であれば長辺方向他方X2であるほど、各正傾斜表面部24に形成される微細凹凸領域21の割合は、次第に大きくなる。最も長辺方向他方X2に位置する正傾斜表面部24には、各正傾斜表面部24全体にわたって微細凹凸領域21が形成されていてもよい。
各正傾斜表面部24の法線方向に関する微細凹凸領域21の高低差d2は、光源12からの距離が長くなるにつれて大きく設定される。具体的には、面発光装置11は、導光板10と、一列に並ぶ複数の光源12とを含む。並んで配置される複数の光源12が成す列は、入光面13に平行に設定される。光源12と光源12との中央位置を通過し、複数の光源12が成す列に垂直に広がる仮想一平面を、単に「仮想一平面」48と称すると、各正傾斜表面部24に形成される微細凹凸22の高低差d2は、仮想一平面48に近い位置の微細凹凸22ほど、大きく設定される。また入光面13から離れるにつれて高原からの距離は長くなるので、形成される微細凹凸22の高低差d2は、次第に大きく設定される。
複数の四角錐42のうち最も入光面13に近く、仮想一平面48が通過する四角錐42については、長辺方向一方X1に臨む側面46の表面部19と、短辺方向Y両方に臨む側面46の表面部19とに微細凹凸領域21が形成される。最も入光面13に近く、仮想一平面48が通過する四角錐42については、長辺方向一方X1に臨む側面46の表面部19と、短辺方向Y両方に臨む側面46の表面部19とに微細凹凸領域21が形成されるので、この四角錐42から出射される光の光強度を、4つの側面46のうちの1つの側面46にのみ微細凹凸領域21が形成される場合に比べて、大きくすることができる。したがって、入光面13近傍において並べられる複数の四角錐42から出射される光の光強度の差を、少なくすることができる。
第5実施形態によれば、微細凹凸領域21の高低差d2は、光源12からの距離が長くなるにつれて大きく設定される。これによって、微細凹凸領域21に対して臨界角以上の角度を成して微細凹凸領域21に到達する光のうち、微細凹凸領域21を透過する割合を、仮想一平面48に近い位置の微細凹凸領域21において比較的大きく、仮想一平面48から遠い位置の微細凹凸領域21において比較的小さくすることができる。光出射面部16に内部から到達する光の光強度は、仮想一平面48に近ければ近いほど、小さくなる。また光源12からの距離が小さければ小さいほど、光出射面部16に到達する光の光強度は大きくなるので、仮想一平面48に近い部分での光強度の小ささが、目立つことになる。微細凹凸領域21を透過する割合を、仮想一平面48に近い位置の微細凹凸領域21において比較的大きくすることによって、この位置で光出射面部16から出射される光の割合を大きくすることができる。
また正傾斜表面部24の法線に臨界角以上の角度を成して正傾斜表面部24に到達する光のうち正傾斜表面部24を透過する光の割合を、入光面13に近いほど小さく、入光面13から遠いほど大きくすることができるので、光出射面部16から出射される光の割合を、光源12からの距離および入光面13からの距離のいずれにも関わらず均一にすることが可能となる。したがって、光出射面部16から導光板10から外方に向けて出射される光の光強度に偏りが生じることを防止することができ、面発光装置11から出射される光の光強度の分布を均一にすることができる。
(変形例)
第1〜第5実施形態において、光源12は、2つ設けられるものとしたけれども、光源12の個数については、規定しない。他の実施形態において光源12は、たとえば1つでもよく、また3つ以上であってもよい。また第1〜第5実施形態において光源12は、LEDであるものとしたけれども、光源12の種類については、限定しない。他の実施形態において光源12は、たとえば、複数のLEDを線状に配列した発光素子アレイであってもよく、冷陰極管であってもよく、また複数の種類の光源12を併用する構成であってもよい。
第1〜第5実施形態において、光源12は、2つ設けられるものとしたけれども、光源12の個数については、規定しない。他の実施形態において光源12は、たとえば1つでもよく、また3つ以上であってもよい。また第1〜第5実施形態において光源12は、LEDであるものとしたけれども、光源12の種類については、限定しない。他の実施形態において光源12は、たとえば、複数のLEDを線状に配列した発光素子アレイであってもよく、冷陰極管であってもよく、また複数の種類の光源12を併用する構成であってもよい。
第1〜第5実施形態において、面発光装置11は、導光板10と光源12とプリズムシート27とを含む構成とした。他の実施形態においては、さらに光拡散シートを含んでもよく、プリズムシート27を複数含む構成とすることも可能である。また第1〜第5実施形態において入光面13は、平滑かつ平面状に形成されるものとしたけれども、他の実施形態において入光面13は、たとえば凹凸が形成される構成とすることも可能であり、また形成される凹凸の形状が、発光素子15の位置および形状に対応したものであってもよい。入光面13に凹凸を形成することによって、導光板10に対して入射する光の進行の向きを変換し、導光板10内の位置に関して光強度の分布を均一化することも可能である。
第1〜第5実施形態において、背面側反射面17は、平滑かつ平面状に形成されるものとしたけれども、他の実施形態において背面側反射面17には、凹凸が形成される構成とすることも可能である。これによって、背面側反射面17に到達した光の反射方向に多様性を持たせることが可能であり、導光板10内の位置に関して光強度の分布を均一化することが可能である。第1〜第5実施形態において、面発光装置11は、携帯電話の液晶表示装置としたけれども、本発明に係る面発光装置11は、出射される光の光強度の分布を均一にする導光板10を備える面発光装置11であれば、足りる。
他の実施形態において面発光装置11は、たとえば液晶テレビジョンの液晶表示装置であってもよく、また液晶表示装置でなく、パネルメータ、表示灯、面発光スイッチなどであってもよい。これらの面発光装置11は、たとえばバックライトを利用して画像表示を行う電子機器に適用される。電子機器としては、たとえばデジタルカメラ、ゲーム機、カーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、テレビジョンを挙げることができる。
第1実施形態において、凹凸部18は、三角柱の一部として形成され、第2〜第5実施形態において、凹凸部18は、四角錐42の一部として形成されるけれども、本発明において凹凸部18は、多角形の一部として形成されれば、足りる。他の実施形態において凹凸部18は、たとえば六角柱の一部として形成されてもよく、また三角錐の一部、あるいは六角錐の一部として形成されてもよい。
第1実施形態においてプリズムシート27は、三角柱の一部の形状として形成される凹部38および凸部39の長手方向が、三角柱の一部の形状として形成される導光板10の凹凸部18の長手方向に一致する姿勢で配置されるものとしたけれども、プリズムシート27と導光板10とは厚み方向Zを一致させて、厚み方向Zに重ねて配置され、プリズムシート27が導光板10の光出射面14の前方Z1に配置されるならば、足りる。他の実施形態においてプリズムシート27は、たとえば三角柱の一部の形状として形成される凹部38および凸部39の長手方向が、三角柱の一部の形状として形成される導光板10の凹凸部18の長手方向に対して垂直となる姿勢で、配置されてもよい。
10 導光板
11 面発光装置
12 光源
13 入光面
14 光出射面
15 発光素子
16 光出射面部
17 背面側反射面
18 凹凸部
19 表面部
21 微細凹凸領域
22 微細凹凸
24 正傾斜表面部
34 逆傾斜表面部
48 仮想一平面
Z 厚み方向
X 長辺方向
Y 短辺方向
11 面発光装置
12 光源
13 入光面
14 光出射面
15 発光素子
16 光出射面部
17 背面側反射面
18 凹凸部
19 表面部
21 微細凹凸領域
22 微細凹凸
24 正傾斜表面部
34 逆傾斜表面部
48 仮想一平面
Z 厚み方向
X 長辺方向
Y 短辺方向
Claims (9)
- 複数の凹凸部が形成され、光が外方に向けて出射される光出射面部を含み、
前記各凹凸部を成す表面部のうち、前記光出射面部に対して角度を成す表面部には、可視光の波長以下の寸法の複数の微細凹凸が互いに隣接して形成される微細凹凸領域が形成されることを特徴とする導光板。 - 前記光出射面部に対して角度を成し、光源からの光が内部に入射する入光面をさらに含み、
前記微細凹凸領域は、
前記凹凸部を成す前記表面部のうち、外方に向かうにつれて前記表面部の法線が前記入光面に近づく正傾斜表面部の少なくとも一部に形成されることを特徴とする請求項1に記載の導光板。 - 前記凹凸部は、多角形の一部を成す形状に形成されることを特徴とする請求項2に記載の導光板。
- 前記正傾斜表面部のうちの前記微細凹凸領域の割合は、前記入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする請求項2または3に記載の導光板。
- 前記正傾斜表面部の法線方向に関する前記微細凹凸の高低差は、前記入光面からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の導光板。
- 請求項2または3に記載の導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させる光源とを含み、
前記各正傾斜表面部のうち前記微細凹凸領域の割合は、前記光源からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする面発光装置。 - 請求項2または3に記載の導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させる光源とを含み、
前記微細凹凸領域が形成される正傾斜表面部の法線方向に関して、前記微細凹凸の高低差は、前記光源からの距離が長くなるにつれて大きくなることを特徴とする面発光装置。 - 請求項5に記載の導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させ、一列に並ぶ複数の光源とを含み、
前記各正傾斜表面部のうち前記微細凹凸領域の割合は、前記光源と光源との中央位置から前記複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなることを特徴とする面発光装置。 - 請求項4に記載の導光板と、
前記入光面から導光板に光を入射させ、一列に並ぶ複数の光源とを含み、
前記各正傾斜表面部の法線方向に関する前記微細凹凸の高低差は、前記光源と光源との中央位置から前記複数の光源の列に垂直に広がる仮想一平面に近い位置ほど、大きくなることを特徴とする面発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008180767A JP2010021030A (ja) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | 導光板およびこれを含む面発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008180767A JP2010021030A (ja) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | 導光板およびこれを含む面発光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010021030A true JP2010021030A (ja) | 2010-01-28 |
Family
ID=41705713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008180767A Pending JP2010021030A (ja) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | 導光板およびこれを含む面発光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010021030A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11243340B2 (en) | 2014-12-16 | 2022-02-08 | Saturn Licensing Llc | Light emitting device, display unit, and illumination unit |
-
2008
- 2008-07-10 JP JP2008180767A patent/JP2010021030A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11243340B2 (en) | 2014-12-16 | 2022-02-08 | Saturn Licensing Llc | Light emitting device, display unit, and illumination unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6532179B2 (ja) | 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 | |
US8152320B2 (en) | Surface light source device | |
US11143915B2 (en) | Lighting device including light guide plate and display device including the lighting device | |
US20150062490A1 (en) | Backlight unit and liquid crystal display device including same | |
US10222543B2 (en) | Lighting device, display device, and television device | |
US10184640B2 (en) | Lighting device, display device, and television device | |
JP2011142079A (ja) | バックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置 | |
KR20090130016A (ko) | 반도체칩 및 광도파로층을 포함한 장치 | |
KR20140116652A (ko) | 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치 | |
WO2009104793A1 (ja) | 導光体、バックライトシステムおよび携帯端末 | |
JP4720077B2 (ja) | 面発光装置 | |
KR101651887B1 (ko) | 색편차를 개선하는 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 장치 | |
JP2015191686A (ja) | 導光体、エッジライト型照明装置および画像表示装置 | |
US8471281B2 (en) | Side emitting device with hybrid top reflector | |
JP2011054443A (ja) | 拡散材、導光体ユニット、および面光源装置 | |
JP2010021030A (ja) | 導光板およびこれを含む面発光装置 | |
KR101429486B1 (ko) | 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 장치 | |
JP2009245664A (ja) | 発光装置、バックライトおよび液晶表示装置 | |
KR20110101465A (ko) | 도광판 및 이를 구비한 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 | |
CN110542945B (zh) | 背光模块 | |
JP2010080240A (ja) | 導光体およびこれを備える面発光装置 | |
JP2008311210A (ja) | 導光体およびバックライトシステム | |
JP2009212014A (ja) | 導光体およびバックライトシステム | |
US20140218968A1 (en) | Planar lighting device | |
KR101814796B1 (ko) | 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 |