JP2015002115A - 導光板および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光を取り出すための取出要素を目立たなくさせることができる導光板を提供する。【解決手段】導光板３０は、互いに対向する第１主面５６ａ及び第２主面５６ｂを有する主導光層５６と、主導光層の第１主面上に設けられ且つ主導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層６１と、低屈折率層の側から主導光層と積層された取出導光層４０と、を含む。第１主面は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２とを含み、低屈折率層は、第１主面上の前記第１領域上のみに設けられている。取出導光層は、第１方向に配列された複数の取出要素であって、各々が主導光層からの光の進行方向を変化させる、複数の取出要素を有する。取出要素は、第１領域及び第２領域の両領域に対向する領域内に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、導光板および導光板を含んだ照明装置に係り、とりわけ光を取り出すための取出要素を目立たなくさせることができる導光板および照明装置に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、導光板と、導光板の側面に対面するように配置された光源と、を用いた照明装置が知られている。この照明装置では、光源で発光された光は導光板の一対の主面で反射を繰り返して当該導光板内を進む。導光板の裏側の主面には、拡散性物質がパターニングされて設けられている。導光板内を進む光は、拡散性物質で進行方向を変化させられることにより、導光板の主面に全反射臨界角度未満の角度で入射し、この結果、当該主面を介して導光板から出射するようになる。すなわち、拡散性物質は導光板から光を取り出すための取出要素として機能する。そして、拡散性物質のパターンは、導光方向に沿った所望の出射光量分布を実現し得るように決定される。典型的な例として、導光方向に沿った各領域からの出射光量を均一化する場合には、光源から離間した領域において出射光量が低下しやすくなるといった傾向を鑑み、光源から離間するにつれて面積が増大するよう、拡散性物質のパターンが決定される。また、導光板の主面のうちの一部分の領域のみから光を取り出す場合、導光板の裏面には、拡散性物質が設けられている領域と拡散性物質が全く設けられていない領域とが、存在することになる。

特開平１０−１６０９３８号公報

このような従来の導光板を用いた照明装置では、各領域からの出射光量を制御するための拡散性物質が視認されてしまうという不具合が生じている。とりわけ、拡散反射性物質がパターニングされている場合、さらには、拡散性物質が設けられている領域と設けられていない領域とが存在する場合、当該拡散性物質が視認されることになり、意匠性の低下や高級感の喪失等の外観上の問題から、従来の照明装置の使用範囲が制限されてきた。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、光を取り出すための取出要素を目立たなくさせることができる導光板、及び、この導光板を含む照明装置を提供することを目的とする。

本発明による導光板は、
互いに対向する第１主面及び第２主面と、前記第１主面及び前記第２主面の間の側面のうちの第１方向における一側に位置する部分からなる入光側面と、を有する主導光層と、
前記主導光層の前記第１主面上に設けられ且つ前記主導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、
前記低屈折率層の側から前記主導光層と積層された取出導光層と、を備え、
前記第１主面は、第１領域と第２領域とを含み、前記低屈折率層は、前記第１主面上の前記第１領域上のみに設けられ、
前記取出導光層は、前記第１方向に配列された複数の取出要素であって、各々が前記主導光層からの光の進行方向を変化させる、複数の取出要素を有し、
前記取出要素は、前記第１領域及び前記第２領域の両領域に対向する領域内に設けられている。

本発明による導光板において、前記取出導光層は、一対の主面を有するベース部を、さらに有し、前記取出要素は、前記前記ベース部内に設けられた光拡散部であってもよい。

本発明による導光板において、前記取出導光層の法線方向に沿った前記取出要素の高さは、一定ではないようにしてもよい。

本発明による導光板において、少なくとも一つの取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さは、当該一つの取出要素よりも前記第１方向において一側に位置する少なくとも一つの他の取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さよりも高くなっていてもよい。

本発明による導光板において、任意の一つの取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さは、当該一つの取出要素よりも前記第１方向において一側に位置する他の取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さ以上となっていてもよい。

本発明による導光板において、前記取出導光層は、前記一対の主面のうちの一方の主面に前記第１方向に間隔をあけて複数の溝を形成され、前記取出要素は、前記溝内に形成された光拡散部であってもよい。

本発明による導光板において、前記一方の主面は、前記一対の主面のうちの前記主導光層の側を向く面であってもよいし、或いは、前記一対の主面のうちの前記主導光層とは反対の側を向く面であってもよい。

本発明による導光板において、前記取出要素のアスペクト比が０．１以上であってもよい。

本発明による導光板が、前記取出導光層の前記主導光層とは反対側に前記取出導光層と隣接するようにして設けられ且つ前記取出導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する第２低屈折率層を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明による導光板が、前記第２低屈折率層の前記取出導光層とは反対の側に配置されたカバー層を、さらに備え、前記第２低屈折率層は、前記取出導光層と前記カバー層とを接合するための層であるようにしてもよい。

本発明による導光板において、前記カバー層は、前記取出導光層よりも高い耐擦傷性を有していてもよい。

本発明による導光板において、前記取出要素は、前記第２領域において、前記主導光層に隣接して配置され、前記取出要素と前記主導光層との屈折率差は、前記低屈折率層と前記主導光層との屈折率差よりも小さくなっていてもよい。

本発明による導光板において、前記取出導光層に含まれる前記複数の取出要素の間で、前記第１方向に沿った幅は一定となっていてもよい。

本発明による導光板において、前記取出導光層に含まれる前記複数の取出要素の間で、前記第１方向に沿ったピッチは一定となっていてもよい。

本発明による導光板において、各取出要素は、前記第１方向と非平行な方向に線状に延びていてもよい。

本発明による導光板が、前記主導光層の前記第２主面上に設けられ且つ前記主導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する第３低屈折率層を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明による導光板が、前記第３低屈折率層の前記主導光層とは反対の側に配置されたカバー層を、さらに備え、前記第３低屈折率層は、前記取出導光層と前記カバー層とを接合するための層であるようにしてもよい。

本発明による導光板において、前記カバー層は、前記主導光層よりも高い耐擦傷性を有していてもよい。

本発明による照明装置は、
上述した本発明による導光板のいずれかと、
前記導光板の前記入光面に対面して配置された光源と、を備える。

本発明によれば、導光板から光を取り出すための取出要素を目立たなくさせることができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、照明装置および導光板を示す縦断面図である。 図２は、照明装置および導光板を示す部分斜視図である。 図３は、照明装置および導光板を示す平面図である。 図４は、図１に対応する図であって、導光板の一変形例を示す図である。 図５は、図１に対応する図であって、導光板の他の変形例を示す図である。 図６は、図１と同様の視野において、導光板のさらに他の変形例を示す部分拡大図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、「導光板」は、「導光シート」や「導光フィルム」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、導光板の板面、後述する導光板の主導光層の板面、後述する導光板の取出導光層の板面、及び、後述する取出導光層のベース部の板面は、互いに平行となっている。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図３は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１〜図３は、それぞれ、照明装置１０を示す縦断面図、部分斜視図および平面図である。図１に示された断面は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面を示している。

照明装置１０は、最表面１０ａのうちの一部分が面状に光を発光する装置であり、例えば室内または屋外の照明、広告用照明、表示装置用のバックライト等、種々の用途に使用され得る。図１〜図３に示すように、照明装置１０は、いわゆるエッジライト型の照明装置として構成され、導光板３０と、導光板３０の側方に配置された発光体２２を含む光源２０と、を有している。導光板３０は、平板状に形成され、一対の対向する主面として第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂを有している。図示された実施の形態では、第１主面３１ａが、照明装置１０の最表面１０ａを形成している。照明装置１０は、図１に二点鎖線で示すように、導光板３０の第２主面３１ｂに対面するようして設けられた筐体１１を有する。筐体１１は、その端部において、導光板３０の側端面の全周に接続するようにして、導光板３０の第２主面３１ｂを覆っている。筐体１１の内面は、金属等の高反射率材料からなる反射面として形成されている。

図示する例において、平板状の導光板３０は、平面視において四角形形状に形成されている。したがって、一対の主面である第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂも、四角形形状に形成され、且つ、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂ間に画成される側面は四つの面を含んでいる。導光板３０の板面に沿って延びる第１方向ｄ１に対向する二つの側面のうちの一方の側面が、入光面３１ｃをなしている。図１及び図２に示すように、入光面３１ｃに対面して光源２０の発光体２２が設けられている。図１に示すように、入光面３１ｃから導光板３０に入射した光Ｌ１１，Ｌ１２は、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って入光面３１ｃに対向する反対面３１ｄに向け、概ね第１方向（導光方向）ｄ１に沿って導光板３０内を進むようになる。

光源２０は、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯や、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態において、光源２０は、入光面３１ｃの長手方向である第２方向ｄ２に沿って、並べて配置された多数の点状発光体２２、具体的には、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって、構成されている。各点状発光体２２の出力、すなわち、各点状発光体２２の点灯および消灯、及び／又は、各点状発光体２２の点灯時の明るさは、他の点状発光体の出力から独立して調節され得ることが好ましい。なお、図示された例において、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、互いに直交し、且つ、ともに導光板３０の板面に平行となっている。

次に、図１〜図３を参照して、導光板３０についてさらに詳述する。導光板３０は、一対の対向する第１主面５６ａ及び第２主面５６ｂを含む平板状の主導光層５５と、主導光層５５の第１主面５６ａ上に設けられた第１低屈折率層６１と、第１低屈折率層６１の側から主導光層５５と積層された取出導光層４０と、を有している。図３によく示されているように、主導光層５５の第１主面５６ａは、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２とを含んでいる。上述したように、ここで説明する照明装置１０の最表面１０ａは、その一部の領域において、光を発光する。そして、第１領域Ｚ１は、発光しない領域に対面し、第２領域Ｚ２は、発光する領域に対面する。第１低屈折率層６１は、第１主面５６ａ上の第１領域Ｚ３上のみに設けられており、第２領域Ｚ２上には設けられていない。また、図１及び図２に示すように、図示された例において、導光板３０は、取出導光層４０の主導光層５５とは反対側に順に積層された第２低屈折率層６２及び第１カバー層６６と、主導光層５５の取出導光層４０とは反対側に順に積層された第３低屈折率層６３及び第２カバー層６７と、をさらに有している。以下、各層について説明していく。

まず、主導光層５５について説明する。主導光層５５は、その第１主面５６ａが導光板３０の第１主面３１ａに近接する側に位置し且つその第２主面５６ｂが導光板３０の第２主面３１ｂに近接する側に位置するよう、配置されている。主導光層５５は、導光板３０の外輪郭に対応して、平面視四角形形状の板状部材として形成されている。主導光層５５の一対の主面５６ａ，５６ｂ間に、四つの側面が形成されている。そして、第１方向ｄ１に対向する一対の側面５６ｃ，５６ｄのうちの、第１方向ｄ１における光源２０に近接する一側に配置された入光側面５６ｃが、導光板３０の入光面３１ｃを形成し、第１方向ｄ１における光源２０から離間する他側に配置された反対側面５６ｄが、導光板３０の反対面３１ｄを形成している。すなわち、図２に示すように、光源２０の発光体２２は、主導光層５５の側面に対向して配置されている。主導光層５５は、光源２０からの光を導光する部位であることから、高い透過率を有した材料、例えば、透明な樹脂材料から形成される。

図３に示すように、第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２は、主導光層５５の第１主面５６ａ上において、第１方向ｄ１に沿って区画されている。図示された例では、第１方向ｄ１における中央に第２領域Ｚ２が配置され、第１方向ｄ１における第２領域Ｚ２の両外方に第１領域Ｚ１が設けられている。しかしながら、第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２の範囲は、照明装置１０の最表面１０ａのうちの光らせたい部分に対応して決定される。したがって、図示された例に限られず、第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２の範囲は、種々の態様で配置され得る。例えば、第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２は、主導光層５５の第１主面５６ａ上において、第２方向ｄ２に沿って区画されていてもよいし、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２の両方に沿って区画されていてもよい。さらには、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２が所定のパターンをなすように区画されていてもよい。

次に、第１低屈折率層６１について説明する。第１低屈折率層６１は、第１領域Ｚ１において主導光層５５に隣接して配置され、主導光層５５との間に界面を形成している。第１低屈折率層６１は、主導光層５５よりも低い屈折率を有した層である。ここで説明する導光板３０の主導光層５５では、主導光層５５と第１低屈折率層６１との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射により、光を導光することを期待している。このため、第１低屈折率層６１の屈折率は、主導光層５５の屈折率よりも、０．０３以上低くなっていることが好ましく、０．０６以上低くなっていることがより好ましい。なお、第１低屈折率層６１は、主導光層５５と取出導光層４０とを接合するための接合層（例えば、粘着層や接着層）であってもよい。

次に、取出導光層４０について説明する。取出導光層４０は、第１方向ｄ１に配列された複数の取出要素５３を有している。取出要素５３は、主導光層５５からの光の進行方向を変化させる。後述するように、取出要素５３で進行方向を曲げられた光は、導光板３０から出射することが可能となる。すなわち、取出要素５３は、導光板３０内を導光されている光を導光板３０から取り出すための要素として機能する。ただし、取出要素５３は、発光する領域に対応する第２領域Ｚ２に対向する区域に配置されるだけでなく、発光しない領域に対応する第１領域Ｚ１ｂに対向する区域にも配置されている。以下、図１〜図３に示された取出導光層４０の一例について詳述する。

図１〜図３に示された例において、取出導光層４０は、一対の対向する主面４１ａ，４１ｂを含む平板状に形成されている。そして、取出導光層４０は、その第１主面４１ａが導光板３０の第１主面３１ａに近接する側に位置し且つその第２主面４１ｂが導光板３０の第２主面３１ｂに近接する側に位置するよう、配置されている。図示された例において、取出導光層４０は、主導光層５５よりも、照明装置１０の最表面１０ａをなす導光板３０の第１主面３１ａに近接する側に位置している。

取出導光層４０は、一対の対向する主面をなす第１主面４６ａ及び第２主面４６ｂを有したベース部４５と、ベース部４５内に設けられた光拡散部５０と、を有している。図示された例において、ベース部４５の第２主面４６ｂには、第１方向ｄ１に間を開けて複数の溝４９が形成されている。光拡散部５０は、溝４９内に設けられている。ベース部４５は、導光板３０の外輪郭に対応して、平面視四角形形状の板状部材として形成されている。図示された例において、光拡散部５０は、ベース部４５の対応する溝４９を埋めるようにして当該溝４９の内部に配置されている。そして、取出導光層４０の第１主面４１ａは、ベース部４５の第１主面４６ａによって形成され、取出導光層４０の第２主面４１ｂは、ベース部４５の第２主面４６ｂと光拡散部５０の端面とによって形成されている。

ベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂ間に、四つの側面が形成されている。そして、第１方向ｄ１に対向する一対の側面４６ｃ，４６ｄのうちの、第１方向ｄ１における光源２０に近接する一側に配置された入光側面４６ｃが、導光板３０の入光面３１ｃの一部分を形成し、第１方向ｄ１における光源２０から離間する他側に配置された反対側面４６ｄが、導光板３０の反対面３１ｄの一部分を形成している。ただし、光源２０の発光体２２は、ベース部４５の入光側面４６ｃに対面する位置には配置されていない。

ベース部４５は、後述するように少なくとも第２領域Ｚ２に対向する領域において光源２０からの光を導光する。したがって、ベース部４５は、高い透過率を有した材料、例えば、透明な樹脂材料から形成される。一方、光拡散部５０は、入射光を拡散させる機能を有した層である。そして、図１〜図３に示された例では、この光拡散部５０が、取出導光層４０内を進む光の進行方向を変化させる取出要素５３を形成している。したがって、光拡散部５０は、第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２の両領域に対向する領域内に設けられている。このような光拡散部５０は、樹脂材料からなる主部と、主部中に分散された拡散成分と、を有するように構成され得る。ここで、拡散成分とは、反射や屈折等によって、光の進路方向を変化させる機能を発揮し得る成分のことである。拡散成分として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。

なお、図示された光拡散部５０は、ベース部４５の溝４９内に形成されてベース部４５とともに四角形薄板状の取出導光層４０をなす。したがって、各光拡散部５０は、溝４９に対応した形状及び配置にて構成されている。このため、以下においては、光拡散部５０の形状および配置を代表として説明し、溝４９の形状および配置を説明したこととする。

図１に示すように、複数の光拡散部５０は、第１方向ｄ１に配列されている。各光拡散部５０は、配列方向である第１方向ｄ１と非平行な方向に延びている。とりわけ図示された例では、図２に示すように、各光拡散部５０は、第１方向ｄ１と直交する第２方向ｄ２に直線状に延びている。また、各光拡散部５０は、その長手方向に直交する断面、すなわち第２方向ｄ２に直交する断面において矩形形状となっている。また、光拡散部５０の断面をなす矩形形状の一対の面は、導光板３０の板面への法線方向ｎｄに沿って延びている。

図示された例において、導光板３０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の高さｈ（図１参照）は、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定ではない。光拡散部５０は、上述したように入射光を拡散させ導光板３０からの出射を引き起こす取出要素として、機能する。したがって、光拡散部５０の取出導光層４０内における体積分布によって、取出導光層４０からの出射光量分布を調整することができる。このため、導光方向ｄ１に沿って光源２０から離間した領域において出射光量が低下しやすくなるといった傾向を考慮した上で、光拡散部５０の高さｈを決定することにより、導光方向である第１方向ｄ１における出射光量分布を制御することができる。

図示された例では、第１方向ｄ１に沿った出射光量分布を均一化する観点から、光拡散部５０の高さｈが次のように決定されている。まず、少なくとも一つの光拡散部５０の高さｈが、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０に近接する一側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部５０の高さｈよりも高くなっている。これにより、出射光量が低下しやすい導光方向に沿って光源２０から離間した領域においても光拡散部５０に入射しやすくなり、当該光源２０から離間した領域において、出射光量を確保することが可能となる。さらに図示された例では、任意の一つの光拡散部５０の高さが、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０に近接する一側に位置する他の光拡散部５０の高さ以上となっている。或いは、任意の一つの光拡散部５０の高さが、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０に近接する一側に位置する他の光拡散部５０の高さより高くなっている。このような光拡散部５０の高さｈの分布によれば、光源２０から離間するにつれて光拡散部５０に入射しやすくすることができ、結果として、導光方向に沿った出射光量分布を効果的に均一化することができる。

その一方で、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０の幅ｗは、図示された例のように、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定となっていることが好ましい。同様に、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０のピッチも、図示された例のように、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定となっていることが好ましい。さらに、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部の当該第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄも、図示された例のように、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定となっていることが好ましい。このような構成によれば、ベース部４５と異なる透過率を有していることからベース部４５と区別して視認されやすくなる光拡散部５０を、目立たなくさせることができる。

以上のような取出導光層４０の具体的な寸法は、一例として次のように設定され得る。まず、取出導光層４０の板面への法線方向ｎｄに沿った厚みを、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。また、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０の幅ｗを、１μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。さらに、隣り合う二つの光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄを、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。さらに、取出導光層４０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の高さｈを、１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。また、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０の幅ｗに対する、取出導光層４０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の高さｈの比（ｈ／ｗ）、すなわち光拡散部５０のアスペクト比を０．１以上１０以下とすることができる。光拡散部５０のアスペクト比が高い場合、導光板３０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の投影面積を小さくしながら、導光板３０内に或る程度の体積で光拡散部５０を含ませることが可能となる。すなわち、図３に示すように、法線方向ｎｄから導光板３０を観察した際に、光拡散部５０が目立ってしまうことを防止ながら、光拡散部５０が取出要素５３として有効に機能することを可能にすることができる。

以上のような構成からなる取出導光層４０は、一具体例として、次のようにして製造され得る。まず、ベース部４５を、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線の照射により硬化する特徴を有するエポキシアクリレート等の硬化性材料を用いて、作製する。次に、硬化することによって光拡散部５０の主部をなすようになる硬化性材料と、光拡散部５０の拡散成分と、を含んだ未硬化で液状の組成物を用いて、光拡散部５０を作製する。硬化することによって光拡散部５０の主部をなすようになる硬化性材料として、電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等の硬化性材料を用いることができる。まず、先に形成されたベース部４５上に組成物を供給する。その後、ベース部４５の溝４９の内部に、ドクターブレードを用いながら、組成物を充填しつつ、該溝４９外に溢出した余剰分の組成物を掻き落としていく。なお、掻き落としきれないことを原因としてベース部４５の主面上へ拡散成分が残留することを回避するため、拡散成分の粒径は、１μｍ以上であること好ましく、また、溝４９の幅の５０％以下となっていることが好ましい。その後、溝４９内の組成物に電離放射線を照射して硬化させることにより、光拡散部５０が形成される。これにより、ベース部４５及び光拡散部５０を有する取出導光層４０が作製される。

次に、導光板３０に含まれるその他の層６２，６３，６６，６７について説明する。まず、取出導光層４０の第１主面４１ａに隣接して配置された第２低屈折率層６２及び主導光層５５の第２主面５６ｂに隣接して配置された第３低屈折率層６３は、それぞれ隣接する取出導光層４０のベース部４５または主導光層５５よりも低い屈折率を有した層である。ここで説明する導光板３０では、取出導光層４０のベース部４５及び主導光層５５と第２及び第３低屈折率層６２，６３との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射により、光を導光することを期待している。このため、第２低屈折率層６２の屈折率は、取出導光層４０のベース部４５の屈折率よりも、０．０３以上低くなっていることが好ましく、０．０６以上低くなっていることがより好ましい。第３低屈折率層６３の屈折率は、主導光層５５の屈折率よりも、０．０３以上低くなっていることが好ましく、０．０６以上低くなっていることがより好ましい。なお、図示された例において、第２及び第３低屈折率層６２，６３は、粘着剤や接着剤等からなる接合層として形成されており、カバー層６６，６７を取出導光層４０又は主導光層５５に貼合するための層として機能している。

一方、第１カバー層６６及び第２カバー層６７は、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂを画成する層である。このようなカバー層６６，６７は、例えば、取出導光層４０、主導光層５５、低屈折率層６１，６２，６３よりも耐擦傷性に優れたハードコート層として形成され得る。なお、本件明細書で言及する耐擦傷性は、ＪＩＳＫ５６００−５−４（１９９９年）に準拠して実施される鉛筆硬度試験での試験結果に基づいて評価される。

次に、以上のような構成からなる照明装置１０及び導光板３０の作用について説明する。

まず、図１に示すように、光源２０をなす発光体２２で発光された光は、入光面３１ｃを介し、導光板３０の主導光層５５内に入射する。主導光層５５をなす材料の屈折率が、通常、１．４〜１．６であることに起因して、図１に示すように、屈折率１の空気層から主導光層５５内に入射した光Ｌ１１，Ｌ１２の進行方向は、主導光層５５の入光側面５６ｃ（導光板３０の入光面３１ｃ）への法線方向に対して、すなわち第１方向ｄ１に対して大きく傾斜することはない。そして、主導光層５５へ入射した光Ｌ１１，Ｌ１２の多くは、主導光層５５の第１主面５６ａおよび第２主面５６ｂにおいて、反射、とりわけ主導光層５５と主導光層５５に隣接する第１及び第３低屈折率層６１，６３との屈折率差に起因した全反射を繰り返し、主導光層５５の入光側面５６ｃと反対側面５６ｄとを結ぶ導光方向、とりわけ図示された例では第１方向ｄ１へ進んでいく。すなわち、第１低屈折率層６１が設けられている第１領域Ｚ１に対面する区域において、光源２０からの光は、導光板３０の主導光層５５内を進み、積極的に導光板３０から取り出されることはない。

第２領域Ｚ２に対面する区域に進んだ光Ｌ１１，Ｌ１２の多くは、次に、主導光層５５の第２主面５６ｂ及び取出導光層４０のベース部４５の第１主面４６ａにおいて、反射、とりわけ主導光層５５と主導光層５５に隣接する第３低屈折率層６３との屈折率差並びに取出導光層４０のベース部４５と第２低屈折率層６２との屈折率差に起因した全反射を繰り返す。この反射により、導光板３０の入光面３１ｃと反対面３１ｄとを結ぶ導光方向、とりわけ図示された例では第１方向ｄ１に、導光板３０内を光が引き続き導光される。

ただし、取出導光層４０内には、第１方向ｄ１に間隔をあけて光拡散部５０が設けられている。光拡散部５０は、ベース部４５の溝４９内に形成され、取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿って取出導光層４０の第２主面４１ｂから取出導光層４０内に延び出している。したがって、取出導光層４０のベース部４５内を進む光は、この光拡散部５０に入射することもある。そして、図１に示すように、ベース部４５内を進む光は、光拡散部５０に入射すると、光拡散部５０での拡散機能によって進行方向を曲げられる。

この結果、光拡散部５０で拡散された光は、全反射臨界角度以下の角度で取出導光層４０の第１主面４１ａに入射し、第１主面４１ａを介して取出導光層４０から出射するようになる。このような光は、第２低屈折率層６２及び第１カバー層６６を透過して、照明装置１０の最表面１０ａをなす第１主面３１ａを介して導光板３０から照明光として出射する。この際、光拡散部５０での拡散によって、導光板３０の第２主面３１ｂに向かう光も生じるが、このような光は、筐体１１の内面で反射して、導光板３０に再入射し、その後、導光板３０から照明光として出射する或いは導光板３０内を導光される。

なお、光拡散部５０は、導光方向である第１方向ｄ１に配列されている。したがって、導光板３０内における第２領域Ｚ２に対面する区域を進行する光は、導光方向に沿った各領域において、光拡散部５０に入射することができる。このため、取出導光層４０のベース部４５内を進んでいる光は、導光方向に沿った各領域において、導光板３０から出射するようになる。とりわけ上述したように光拡散部５０の高さｈが調節されている場合には、導光方向に沿って光源２０に近接する側での出射光量が多くなり且つ導光方向に沿って光源から離間する側での出射光量が少なくなるといった傾向を効果的に解消し、導光方向に沿った各領域からの出射光量の分布を効果的に均一化することができる。より具体的には、少なくとも一つの光拡散部５０の高さｈが、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部５０の高さよりも高い場合、より好ましくは、任意の一つの光拡散部５０の高さｈが、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源側に位置する他の光拡散部５０の高さｈ以上または他の光拡散部５０の高さｈよりも高い場合、導光方向に沿った各位置からの出射光量の分布を効果的に均一化することが可能となる。

以上のようにして、導光板３０のうちの第１低屈折率層６１が設けられていない第２領域Ｚ２に対面する区域から光が出射することにより、照明装置１０の最表面１０ａのうちの第２領域Ｚ２に対面する区域が照明光を発光する。その一方で、導光板３０のうちの第１低屈折率層６１が設けられている第１領域Ｚ１に対面する区域では、取出要素５３としての光拡散部５０を有した取出導光層４０に光が入射しない。このため、照明装置１０の最表面１０ａのうちの第１領域Ｚ１に対面する区域は、少なくとも十分な明るさで発光することはない。

ところで、従来の導光板では、裏面に設けた拡散性物質の密度を導光方向に沿って変化させることによって出射光量を制御していた。したがって、従来の導光板では、拡散性物質が、パターンを持って、導光板の裏面に設けられていた。そして、拡散性物質のパターンが視認されることにより、意匠性の低下や高級感の喪失等の外観上の問題から、従来の照明装置の使用範囲が制限されてきた。加えて、拡散反射パターンの面積変化だけでは、出射光量の全体的な分布を制御することしかできず、自由な出射光量制御を実現することが不可能であった。

その一方で、本実施の形態による照明装置１０及び導光板３０では、このような従来の不具合を解消することができる。まず、本実施の形態による照明装置１０及び導光板３０では、導光板３０の光取出要素５３を形成する光拡散部５０の高さｈを調整することにより、導光板３０からの出射光量の導光方向（第１方向）ｄ１に沿った分布を制御している。そして、法線方向ｎｄから導光板３０を観察した場合、取出要素５３をなす光拡散部５０間での高さｈの変化は感知され難い。

また、本実施の形態の導光板３０では、取出要素５３をなす光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った幅ｗや、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部５０の離間間隔ｄを、出射光量分布の制御に利用しなくてもよい。このため、取出要素５３をなす光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った幅ｗや、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部５０の離間間隔ｄを、導光板３０内において一定にすることも可能である。この場合、図３に示すように、導光板３０の法線方向ｎｄに沿った取出要素５３をなす光拡散部５０の投影面積は同一となり、複数の光拡散部５０の間での構成の相違は、殆ど感知することができない。

とりわけ、本実施の形態では、最表面１０ａのうちの発光部に対面する第２領域Ｚ２だけでなく、最表面１０ａのうちの非発光部に対面する第１領域Ｚ１にも、取出要素５３が配置されている。このため、最表面１０ａを観察した際に、取出要素５３の有無によって取出要素５３の存在がより顕著に感知されてしまうことを防止し、取出要素５３を効果的に目立たなくさせることができる。

加えて、光拡散部５０をなす光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った幅ｗを十分に小さくしておけば、光拡散部５０の存在自体を感知し難くすることができる。

さらに、隣り合う二つの取出要素５３をなす光拡散部５０の間で、高さｈを大きく変化させることも可能であることから、導光方向に沿った出射光量の分布を非常に高い自由度で制御することができる。

以上のような本実施の形態によれば、導光板３０から光を取り出すための取出要素５３を効果的に目立たなくさせることができる。導光板３０から光を取り出すための取出要素５３が感知されることによって照明装置１０のデザイン性が損なわれることを、効果的に回避することができる。これにより、照明装置１０に優れた意匠性を付与することも可能となり、さらに、種々の設置位置に対して照明装置１０を調和させることができる。

また、本実施の形態によれば、取出導光層４０及び主導光層５５を挟むようにして第２及び第３低屈折率層６２，６３が設けられている。そして、取出導光層４０のベース部４５及び主導光層５５内を進む光が反射する界面が、取出導光層４０のベース部４５と第２低屈折率層６２との間および主導光層５５と第３低屈折率層６３との間に形成されている。すなわち、取出導光層４０のベース部４５内および主導光層５５内を進む光が反射する界面が露出していない。このため、取出導光層４０のベース部４５内および主導光層５５内を進む光が反射することを予定された界面の損傷や異物付着を効果的に防止することができる。これにより、導光板３０内における導光のための光の反射が阻害されることを効果的に防止することができる。さらに、本実施の形態では、ベース部４５、主導光層５５および低屈折率層６２，６３よりも耐擦傷性に優れたカバー層６６，６７によって、導光板３０の表面が形成されている。したがって、導光板３０を進む光が反射することを予定された界面の損傷や異物付着をより効果的に防止することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

上述した実施の形態において、ベース部４５の第２主面４６ｂに溝４９が形成され、取出導光層４０の第２主面４１ｂ上に光拡散部５０が設けられている例を示したが、これに限られない。図４に示すように、ベース部４５の第１主面４６ａに溝４９が形成され、取出導光層４０の第１主面４１ａ上に光拡散部５０が配置されるようにしてもよい。また、ベース部４５の第１主面４６ａ及び第２主面４６ｂのそれぞれに溝４９が形成され、取出導光層４０の第１主面４１ａ上及び第２主面４１ｂ上の両方に光拡散部５０が配置されるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態において、導光板３０の第２主面３１ｂが筐体１１によって覆われ、導光板３０の第１主面３１ａのみが発光する例を示したが、これに限られない。図５に示すように、導光板３０の第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂの両方が発光するようにしてもよい。すなわち、照明装置１０が、対向する一対の発光面を有するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、導光板３０の第１主面３１ａが照明装置１０の発光面をなす例を示したが、これに限られない。導光板３０の第１主面３１ａに対向する位置に、導光板３０からの出射光の進行方向を偏向するための偏向手段が設けられ、この偏向手段によって照明装置１０の発光面１０ａが形成されるようにしてもよい。偏向手段としては、出光側にプリズム面又はレンズ面を形成された集光シートが例示される。

さらに、上述した実施の形態において、取出導光層４０及び取出要素５３の一例を示したが、上述した例に限定されない。例えば、取出要素５３としては、従来の導光板に用いられている種々の取出要素を用いることができる。例えば、取出導光層４０が、シート状の主部と、主部中に分散された拡散成分と、を有し、且つ、取出要素５３として機能する拡散成分が、取出導光層４０内のうちの第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２の両領域に対向する領域内に設けられるようにしてもよい。このような例においても、発光する領域と発光しない領域とを含む導光板３０において取出要素５３を目立たなくさせることができる。

取出導光層４０及び光拡散部５０のさらに他の例が、図６に示されている。図６に示された例では、上述した実施の形態と同様に、取出導光層４０は、第１方向ｄ１に配列された複数の取出要素５３を有している。取出要素５３は、第１領域Ｚ１及び第２領域Ｚ２の両領域に対向する領域内に設けられている。とりわけ、取出要素５３は、第２領域Ｚ２において主導光層５５に隣接して配置されている。そして、取出要素５３と主導光層５５との屈折率差は、第１低屈折率層６１と主導光層５５との屈折率差よりも小さい。好ましくは、取出要素５３は、主導光層５５と同一の屈折率を有している。この結果、導光板３０の主導光層５５内を進む光は、第２領域Ｚ２において、主導光層５５と取出要素５３との界面で反射することなく、主導光層５５から取出要素５３へと入射することができる。その一方で、第２領域Ｚ２において、主導光層５５の第１主面５６ａは、取出要素５３が設けられていない位置で空気と界面を形成しており、空気との界面に入射する光は全反射して引き続き主導光層５５内を進む。

図６に示された例において、取出要素５３は、主導光層５５の板面に対して傾斜した一対の側面を有している。とりわけ図６に示された例では、取出要素５３の断面形状は、上底が主導光層５５の側を向くようにして配置された等脚台形形状となっている。この取出要素５３は、第２方向ｄ２に柱状に延びるようになっていてもよい。第２領域Ｚ２において主導光層５５の第１主面５６ａを介し取出要素５３に入射した光Ｌ６１は、取出要素５３の側面５４で反射し、進行方向を変化させ導光板３０から出射するようになる。このような変形例によっても、発光する領域と発光しない領域とを含む導光板３０において取出要素５３を目立たなくさせることができる。

図６に示された例では、取出要素５３によって形成される取出導光層４０の主導光層５５とは反対側に第１カバー層６６が設けられている。そして、この第１カバー層６６が、照明装置１０の最表面１０ａを形成している。また、図６に示された例では、主導光層５５の反対側面５６ｄに対面する位置に第２の光源が設けられ、主導光層５５の反対側面５６ｄが第２の入光面として機能するようにしてもよい。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０ 照明装置
１０ａ 最表面
１１ 筐体
２０ 光源
２２ 発光体
３０ 導光板
３１ａ 第１主面
３１ｂ 第２主面
３１ｃ 入光面
３１ｄ 反対面
４０ 取出導光層
４１ａ 第１主面
４１ｂ 第２主面
４５ ベース部
４６ａ 第１主面
４６ｂ 第２主面
４６ｃ 入光側面
４６ｄ 反対側面
４９ 溝
５０ 光拡散部
５３ 取出要素
５４ 側面
５５ 主導光層
５６ａ 第１主面
５６ｂ 第２主面
５６ｃ 入光側面
５６ｄ 反対側面
６１ 第１低屈折率層
６２ 第２低屈折率層
６３ 第３低屈折率層
６６ 第１カバー層
６７ 第２カバー層

Claims (15)

1. 互いに対向する第１主面及び第２主面と、前記第１主面及び前記第２主面の間の側面のうちの第１方向における一側に位置する部分からなる入光側面と、を有する主導光層と、
   前記主導光層の前記第１主面上に設けられ且つ前記主導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、
   前記低屈折率層の側から前記主導光層と積層された取出導光層と、を備え、
   前記第１主面は、第１領域と第２領域とを含み、前記低屈折率層は、前記第１主面上の前記第１領域上のみに設けられ、
   前記取出導光層は、前記第１方向に配列された複数の取出要素であって、各々が前記主導光層からの光の進行方向を変化させる、複数の取出要素を有し、
   前記取出要素は、前記第１領域及び前記第２領域の両領域に対向する領域内に設けられている、導光板。
2. 前記取出導光層は、一対の主面を有するベース部を、さらに有し、
   前記取出要素は、前記前記ベース部内に設けられた光拡散部である、請求項１に記載の導光板。
3. 前記取出導光層の法線方向に沿った前記取出要素の高さは、一定ではない、請求項２に記載の導光板。
4. 少なくとも一つの取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さは、当該一つの取出要素よりも前記第１方向において一側に位置する少なくとも一つの他の取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さよりも高い、請求項２または３に記載の導光板。
5. 任意の一つの取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さは、当該一つの取出要素よりも前記第１方向において一側に位置する他の取出要素の前記取出導光層の法線方向に沿った高さ以上である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の導光板。
6. 前記取出導光層は、前記一対の主面のうちの一方の主面に前記第１方向に間隔をあけて複数の溝を形成され、
   前記取出要素は、前記溝内に形成された光拡散部である、請求項２〜５のいずれか一項に記載の導光板。
7. 前記取出導光層の前記主導光層とは反対側に前記取出導光層と隣接するようにして設けられ且つ前記取出導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する第２低屈折率層を、さらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の導光板。
8. 前記第２低屈折率層の前記取出導光層とは反対の側に配置されたカバー層を、さらに備え、
   前記第２低屈折率層は、前記取出導光層と前記カバー層とを接合するための層である、請求項７に記載の導光板。
9. 前記カバー層は、前記取出導光層よりも高い耐擦傷性を有している、請求項８に記載の導光板。
10. 前記取出要素は、前記第２領域において、前記主導光層に隣接して配置され、
    前記取出要素と前記主導光層との屈折率差は、前記低屈折率層と前記主導光層との屈折率差よりも小さい、請求項１に記載の導光板。
11. 各取出要素は、前記第１方向と非平行な方向に線状に延びている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の導光板。
12. 前記主導光層の前記第２主面上に設けられ且つ前記主導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する第３低屈折率層を、さらに備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の導光板。
13. 前記第３低屈折率層の前記主導光層とは反対の側に配置されたカバー層を、さらに備え、
    前記第３低屈折率層は、前記取出導光層と前記カバー層とを接合するための層である、請求項１２に記載の導光板。
14. 前記カバー層は、前記主導光層よりも高い耐擦傷性を有している、請求項１３に記載の導光板。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の導光板と、
    前記導光板の前記入光面に対面して配置された光源と、を備える、照明装置。

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