JP4004599B2 - 導光板および平面照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側端面から導入した光を表面から放射する導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置に関し、特に液晶表示面の照明に利用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレィのいわゆるバックライト光源として使用される平面照明装置は、光源ランプからの光を透明な導光板の側端面からこの導光板内に導き、導光板内での光の反射を利用して導光板の表面全域からこの光を均一に出射させるようにしたものである。平面照明装置が使用される液晶ディスプレィの特性を考慮した場合、この平面照明装置に要求される機能としては、全体として薄板状であること、および光源ランプの消費電力を極力抑えるものであることの他に、全体に亙って均一な光を出射させることが特に重要である。
【０００３】
このような目的のため、従来の平面照明装置は、導光板の裏面側に光反射シートを設けると共に導光板の表面側に頂角がほぼ９０度の二等辺三角柱状のプリズム面を平行に配列したプリズムシートをこれらのプリズム面の長手方向が相互に直交するように二枚重ね合わせた構造が採用される。つまり、導光板の裏面側から出射した光を光反射シートによって再び導光板内に入射させ、導光板の表面から出射した光を一対のプリズムシートによって収束させ、高輝度の照明光が得られるように配慮している。
【０００４】
また、導光板に入射した光の均一分散を意図して、この導光板の裏面に白色インクなどによる数百μｍ程度の大きさのドットを無数に印刷したものも知られている。この場合、ドットが目障りとならないように、導光板とプリズムシートとの間に光拡散シートを介在させ、導光板の表面から出射した光を光拡散シートによって分散させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
導光板の表面から出射した光は、この導光板の構造に依存した、通常、制御不可能な指向性を持っており、その最大輝度が得られる方向と所望の視認方向とが一致しない場合がほとんどである。このため、プリズムシートを導光板の表面に単に重ねただけでは、導光板からの光がプリズム面の一方の斜面側からのみ出射した状態となり、均一な分布の光強度を得ることができない。
【０００６】
そこで、白色インクによるドットを導光板の裏面に印刷し、この導光板内を伝搬する光を拡散させるようにしたものでは、光の吸収損失が発生する欠点を有する。しかも、これらのドットが目立たないように、光拡散シートを併用する必要があるため、この光拡散シートを通過する光のほとんどが拡散光となってしまい、輝度の低下が著しく大きくなる結果、光量の大きな明るい光源を使用しなければならない。その上、光の進行方向の制御がまったく不可能となってしまう。
【０００７】
また、従来のプリズムシートは、導光板からの拡散光を収束させることができるものの、導光板から出射する光は、導光板の表面に対して垂直ではなく、一般的に光源から離れる方向に傾斜している成分が多い。このため、従来のプリズムシートは、導光板の表面から出射する光を所望の方向、すなわち導光板の表面に対して垂直な方向に偏向させることができない。
【０００８】
さらに、従来の平面照明装置は、拡散シートの他に２枚のプリズムシートを導光板の上に重ね合わせて使用しているため、部品点数が多く、厚みを全体として薄くすることができなかった。また、拡散シートや２枚のプリズムシートでの界面反射などによる光の損失が大きく、光量の大きな明るい光源を使用する必要があり、装置全体のコンパクト化および低消費電力化を阻害する要因となる。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の第１の目的は、損失が少なく、しかも高輝度の光を一様な分布で出射させることが可能な導光板を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、光の損失のみならず部品点数が少なく、しかもコンパクトで低消費電力化が可能な平面照明装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の形態は、光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置し、光反射シートで覆われる裏面部と、これら表面部および裏面部の一端側に位置して光源からの光を導入するための入射端面部とを有し、この入射端面部から入射した光を前記表面部から出射させるための導光板であって、前記裏面部には、前記光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための複数の順方向の凸部がランダムに形成され、これら順方向の凸部は、前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつ前記一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも前記入射端面部側に位置していることを特徴とする導光板にある。
【００１２】
本発明によると、入射端面部から導光板内に入射した光源からの光の一部は、導光板の裏面部で全反射し、損失なく導光板の表面部から導光板の外側に出射する。また、順方向の凸部に入射した光の一部は、光反射シートに向けて集光状態で出射し、ここで反射した光が再び裏面部側から導光板内に入射する。
【００１３】
一方、本発明による第２の形態は、光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、これら表面部および裏面部の一端側に位置する入射端面部とを有する導光板と、
この導光板の前記入射端面部に向けて光を投射する光源と、
前記導光板の前記表面部および前記入射端面部以外の部分を覆う光反射シートと
を具えた平面照明装置であって、
前記裏面部には、前記光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための複数の順方向の凸部がランダムに形成され、
これら順方向の凸部は、前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつ前記一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも前記入射端面部側に位置していることを特徴とする平面照明装置にある。
【００１４】
本発明によると、入射端面部から導光板内に入射した光源からの光の一部は、導光板の裏面部で全反射し、損失なく導光板の表面部から導光板の外側に出射する。順方向の凸部に入射した光は、光反射シートに集光状態で出射し、光反射シートによって集光性を維持しながら散乱状態で反射し、これが裏面部側から導光板内に入射して最終的に導光板の表面部からすべて出射する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による導光板あるいは平面照明装置において、表面部から出射する光を所定の方向に偏向させるための光偏向手段を表面部に形成するようにしてもよい。この場合、光偏向手段は、入射端面部と直交する方向に延びると共に導光板の幅方向に沿って配列する三角柱状のプリズムであってもよいし、所定の曲率半径を持った球面レンズアレイであってもよい。
【００１６】
また、裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、この三角形の前記一辺を含まない頂点が前記一辺よりも入射端面部側に位置する複数の逆方向の凸部を裏面部にランダムに形成するようにしてもよい。これら順方向および逆方向の凸部の三角形は、二等辺三角形であることが好ましく、裏面部に対して傾斜し、かつ前記一辺を含む錐面と、裏面部に対してほぼ垂直であって前記一辺を含まない一対の錐面とからなる三角錐であってもよいし、それぞれ三角柱状をなすものであってもよい。さらに、順方向の凸部と逆方向の凸部とは、一辺を共有して一体的に形成されていてもよく、この場合、全体として四角柱状をなすものであってもよい。
【００１７】
さらに、この三角形の頂点を含む二つの斜辺のなす角は、凸部を構成する材料の屈折率をｎ、凸部に入射する光線と平面部とのなす角をβとした場合、tan−１[cosβ・tan{π−２sin−１(１/ｎ)}]以上であることが望ましい。また、表面部の単位面積当たりに占める凸部の割合を入射端面部から離れるほど大きく設定したり、表面部の単位面積当たりに占める順方向および逆方向の凸部の割合を入射端面部の長手方向に沿った表面部の幅方向両側端部で相対的に大きく設定することが望ましい。これら順方向および逆方向の凸部の大きさは、１５０μm以下であることが好ましい。さらに、順方向の凸部の２つの斜辺の長さと、逆方向の凸部の２つの斜辺の長さとが相互に異なっていてもよい。
【００１８】
【実施例】
本発明による導光板を組み込んだ本発明による平面照明装置の実施例について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、同様な課題を内包する他の分野の技術にも応用することができる。
【００１９】
本発明の第１の実施例による平面照明装置の断面構造を図１に示し、その分解した状態の外観を図２に示す。すなわち、本実施例における平面照明装置１１は、矩形の板状をなす導光板１２と、この導光板１２の入射端面部１３に沿って配置される線状の光源ランプ１４と、導光板１２の表面部１５に重ね合わされる光偏光板１６と、導光板１２の入射端面部１３および表面部１５以外の部分を覆う光反射シート１７とを有する。また、冷陰極管や複数のＬＥＤにて構成される光源ランプ１４は、反射面が凹曲面となったリフレクタ１８で囲まれており、このリフレクタ１８からの反射光は、表面部１５とほぼ平行に導光板１２の入射端面部１３から導光板１２内に入射するようになっている。
【００２０】
本実施例における導光板１２は、屈折率が１. ４９の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）にて形成され、光源ランプ１４からの光を導入するための入射端面部１３と、この入射端面部１３の反対側に位置する反射端面部１９と、これら入射端面部１３および反射端面部１９の両側端に接続する一対の側端面部２０と、これら入射端面部１３および反射端面部１９および側端面部２０で囲まれて入射端面部１３から入射した光を出射させるための表面部１５および裏面部２１とを有する。表面部１５の反対側に位置する裏面部２１は、表面部１５と裏面部２１との間隔が入射端面部１３側に対して反射端面部１９側ほど狭くなるように、表面部１５に対して０. ５度から１度程度傾斜したテーパ状となっている。
【００２１】
本実施例では導光板１２としてアクリル樹脂を採用したが、光学的に透明な他の材料、例えば屈折率が１. ５０のポリカーボネート（ＰＣ）などを採用することも当然可能である。また、裏面部２１が表面部１５と平行に形成された導光板を使用するようにしてもよい。
【００２２】
導光板１２の裏面部２１を図３に模式的に示し、そのIV−IV矢視断面に沿った抽出拡大形状を図４に示し、その順方向の凸部（以下、これを第１の凸部と記述する）の外観を拡大して図５に示す。すなわち、導光板１２の裏面部２１には、この裏面部２１に対して垂直に投影した輪郭形状が三角形をなし、一対の対称な境界面２２，２３と三角形の底面２４とを有する二等辺三角柱状の第１の凸部２５がランダムに配置され、これら第１の凸部２５と表面部１５に形成される後述するプリズム面２７との間、およびこの平面照明装置を液晶ディスプレィのバックライト光源として使用した場合における液晶パネルのセルと第１の凸部２５との間でそれぞれモアレ縞などが発生しないように配慮している。
【００２３】
これら第１の凸部２５の一対の境界面２２は、表面部１５側から反射して第１の凸部２５に入射した光を導光板１２の外側、つまり光反射シート１７の表面に向けてそれぞれ集光状態で出射させる。これら第１の凸部２５は集光出射機能を持っている。また、第１の凸部２５の境界面２３および底面２４は、導光板１２の裏面部２１側から出射して光反射シート１７により散乱状態で反射する光を第１の凸部２５内に入射させる機能を有する。このように、第１の凸部２５は、導光板１２内を伝搬する光の一部を光反射シート１７に向けて集光状態で一旦出射させ、この出射光を光反射シート１７で強く反射させることにより、導光板１２の裏面部２１や第１の凸部２５の境界面２３および底面２４から導光板１２内に導入させるものであり、個々の第１の凸部２５を肉眼にて識別できないように、各第１の凸部２５の任意の一辺をそれぞれ１５０μm 以下の大きさに設定することが好ましいが、光の拡散と製造の容易性とを考慮して１０μm 以上であることが望ましく、第１の凸部２５の大きさを１０〜１５０μm の範囲に設定することにより、従来のようなドット見えがない。また、何枚かの拡散シートの使用により、プリズムシートを使用する必要がなくなり、光の進行方向を比較的容易に制御することが可能となる。
【００２４】
また、第１の凸部２５の境界面２２，２３は、図５の二点鎖線で示した裏面部２１に対する垂直面とのなす角φが０度から６０度程度となるように傾斜していることが好ましい。また、第１の凸部２５の境界面２３の底辺２６は、入射端面部１３とほぼ平行に設定されている。
【００２５】
導光板１２の表面部１５には、入射端面部１３と直交する方向（図１中、左右方向）に延びると共に導光板１２の幅方向に沿って配列する二等辺三角柱状のプリズム面２７が形成されており、本実施例におけるプリズム面２７は、頂角が８０〜１１０度程度のものを採用している。このプリズム面２７に代えて所定曲率半径の凸球面レンズアレイを導光板１２の表面部１５に突設するようにしても同様な効果を得ることができる。
【００２６】
前述した光反射シート１７は、導光板１２の反射端面部１９と一対の側端面部２０と裏面部２１とを覆い、これらから出射する光を再び導光板１２内に反射させて導光板１２の表面部１５から出射させるためのものであり、白色の紙などを折り曲げたものである。
【００２７】
ところで、導光板１２の入射端面部１３に入射角、すなわち表面部１５と光線とのなす角がγで入射する光線は、導光板１２を構成する材料の屈折率ｎ（本実施例のアクリル樹脂の場合、ｎ＝１. ４９）に応じて
【００２８】
【数１】
０≦｜γ｜≦sin−１(１/ｎ)
を満たす入射角γの範囲で導光板１２内を進行する。そして、裏面部２１側に向けて進行する光線の一部は、第１の凸部２５内に入り、境界面２２からそのまま導光板１２の外側に出射し、残りは裏面部２１で全反射して表面部１５側へ伝搬する。
【００２９】
裏面部２１や第１の凸部２５から導光板１２の外側に漏洩した光線、つまり迷光は、境界面２２などでの界面反射があるものの、光反射シート１７の存在により裏面部２１から導光板１２内に再び入射する一方、第１の凸部２５の境界面２３や底面２４から再び第１の凸部２５内に入射し、その一部が境界面２２で全反射して表面部１５に向けて伝搬し、最終的に表面部１５から導光板１２の外側にすべて出射する。
【００３０】
裏面部２１側から見た第１の凸部２５の平面形状を表す図６に示すように、表面部１５側から第１の凸部２５内に入った光線Ｌが一対の境界面２２で全反射せずに導光板１２の外に出射するためには、裏面部２１と平行な平面内を進行する光線Ｌを考えた場合、境界面２２に対する光線Ｌの入射角をθとすると、
【００３１】
【数２】
θ≦sin−１(１/ｎ)
を満足する必要がある。ここで、円周率をπとすると、一対の境界面２２のなす角α１は、α１＝２・{(π/２)−γ}であるから、
【００３２】
【数３】
α１≧π−２sin−１(１/ｎ)
となるが、実際問題として、光線Ｌの光路を含む平面は、裏面部２１に対して傾斜しており、この平面内における一対の境界面２２のなす角αは、光線Ｌと裏面部２１とのなす角をβとした時、tan(α/２)＝cosβ・tan(α１/２)であるから、
【００３３】
【数４】
α≧tan -1［ cosβ・ tan｛π−２sin -1(1/n) ｝］
を満足すればよいことが判る。
【００３４】
具体的には、屈折率ｎが１. ４９のアクリル樹脂を導光板１２として採用した本実施例では、αが約７８度以上である必要がある。また、実際問題として、光線Ｌの光路を含む平面は裏面部２１に対して傾斜しており、この光線Ｌと裏面部２１とのなす角をβとした場合、表面部１５側から出射する光線Ｌが境界面２２で全反射せずにここから出射するためには、
【００３５】
【数５】
β≦sin−１(１/ｎ)
を満足する必要がある。ここで、β＝sin−１(１/ｎ)の場合、本実施例における上述のαは約７８度、α１は９５度となるので、αが７８度から９５度の範囲に収まるように、第１向の凸部２５を形成することが好ましい。しかし、実際問題として、境界面２２から出射できない光線は、内部反射で導光板１２の内部に戻り、この導光板１２の内部構造による散乱要素が考えられるため、αを６０度から１２０度の範囲に収まるように設定することにより、本発明の趣旨をほぼ達成することができる。
【００３６】
従って、入射角γが４２度以下の入射光線Ｌの大部分は、裏面部２１で全反射して表面部１５側へ伝搬するが、その一部が第１の凸部２５から導光板１２の外側へ出射する。また、入射角γが４２度を越えた入射光線Ｌは、裏面部２１から導光板１２の外側に集光状態で出射するが、光反射シート１７によって再び導光板１２内に拡散状態で入射し、最終的に表面部１５から導光板１２の外側に出射する。
【００３７】
導光板１２に入射した光は、この導光板１２中を進行するに連れてそのエネルギが減少するため、導光板１２の裏面部２１に突設された第１の凸部２５の占有率を漸次変化させる必要がある。具体的には表面部１５から出射する反射光線がこの表面部１５全体に亙って均一な輝度となるように、裏面部２１の単位面積当たりに占める第１の凸部２５の面積割合（以下、これを占有率と記述する）は、光源ランプ１４からの光の進行方向（図１中、右方向）に沿った裏面部２１の位置と第１の凸部２５の占有率との関係を表す図７に示すように、反射端面部１９側ほど大きな占有率となるように設定されている。
【００３８】
この場合、導光板１２の入射端面部１３に近接する表面部１５は、光源ランプ１４からの光が直接透過して輝度が高くなる傾向を有するため、入射端面部１３に近接する裏面部２１における第１の凸部２５の占有率をこれに続く部分よりも小さめに設定している。同様に、導光板１２の反射端面部１９に近接する表面部１５は、反射端面部１９からの反射光が透過して輝度が高くなる傾向を有するため、反射端面部１９に近接する裏面部２１における第１の凸部２５の占有率をこれに続く部分よりも小さめに設定している。
【００３９】
なお、本実施例では第１の凸部２５の占有率の最大値を約７０％程度に設定しているが、これをほぼ１００％に設定することも当然可能である。また、上述した実施例では、第１の凸部２５を三角柱状に形成したが、三角錐状に形成することも可能である。
【００４０】
このような本発明による導光板の凸部の他の実施例の外観を図８に示すが、先の実施例と同一機能の部材にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施例における第１の凸部２８は、一対の対称な境界面２２と傾斜錐面２９とを有する二等辺三角錐形をなしており、さらに裏面部２１に対して垂直に投影した輪郭形状が三角形をなす逆方向の凸部３０（以下、これを第２の凸部と記述する）が形成されている。本実施例における第２の凸部３０は、先の実施例の第１の凸部２８の底辺２６と接して向かい合うように組み合わされ、入射端面部１３とほぼ平行に設定された底辺２６に対する頂点がこの底辺２６よりも入射端面部１３側に位置しており、一対の対称な反射面３１と傾斜錐面３２とを有する二等辺三角錐状をなしている。
【００４１】
従って、これらの凸部２８，３０は、裏面部２１に対して垂直に投影した輪郭形状が菱形をなし、第１の凸部２８と第２の凸部３０とが底辺２６を対称軸とする鏡像関係に設定されている。この場合、一方の境界面２２の斜辺の長さに対して他方の反射面３１の斜辺の長さが異なっていてもよい。
【００４２】
第１の凸部２８は、主として入射端面部１３（図１参照）側から反射端面部１９（図１参照）側へ進行する光線に対して上述した機能を発揮するのに対し、第２の凸部３０は、反射端面部１９側から入射端面部１３側へ導光板３０内に戻る光線に対して上述した機能を発揮する。このため、先の実施例のように表面部１５に対して裏面部２１をテーパ状に傾斜させる必要がなくなり、入射端面部１３側および反射端面部１９側共に均一な板厚に設定することが可能である。
【００４３】
このように、本実施例では反射端面部１９側から入射端面部１３側へ導光板３０内に戻る光も積極的に表面部１５から導き出すようにしているため、導光板３０の表面部１５と正対する方向に強い輝度の光が放射される。この場合、第２の凸部３０を第１の凸部２８と離して別々に配置し、この第１の凸部２８の分布状態に対して異なる分布状態、例えば入射端面部１３側ほど多くなるように配置することも可能であり、これによって反射端面部１９側から戻る光も、より均一に導光板３０の表面部１５から導き出すことができる。
【００４４】
上述した実施例では、第１の凸部２８と第２の凸部３０とを組み合わせた形状に設定したが、傾斜錐面２２, ３２を裏面部２１と平行に設定することによって四角柱状にすることも可能であり、この場合にも先の実施例と同様な効率の良い導光板を得ることができる。
【００４５】
上述した実施例では、第１の凸部２８と第２の凸部３０とを組み合わせた形状に設定したが、傾斜錐面２９，３２を裏面部２１と平行に設定することによって四角柱状にすることも可能であり、この場合にも先の実施例と同様な効率の良い導光板を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の導光板および平面照明装置によると、導光板の裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつこの一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも入射端面部側に位置し、裏面部を覆う光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための順方向の凸部をこの導光板の裏面部にランダムに複数形成したので、入射端面部から導光板内に入射した光源からの光は、均一な輝度分布を以て損失なく導光板の表面部から導光板の外側に出射させることができる。
【００４７】
また、導光板の表面部から出射する光を所定の方向に偏向させるための光偏向手段をこの導光板の表面部に形成した場合には、導光板の表面部から導光板の外側に出射する光を、導光板の表面部に形成された光偏向手段によって、所定の方向に偏向させることができる。
【００４８】
一方、導光板の裏面部に突設した凸部を、入射端面部から離れるほど裏面部の単位面積当たりに占める割合が大きくなるように設定した場合、出射光の輝度分布を均一にすることができる上、凸部の大きさを１０〜１５０μmにしたことによって、凸部の目立たない良好な導光板を得ることができ、光拡散シートを併用する必要がなくなる。
【００４９】
また、導光板の表面部に光偏向手段を一体的に形成した場合には、従来使用していたプリズムシートをさらに省略することが可能となり、光の損失や消費電力が少なく、しかもより薄型の平面照明装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による平面照明装置の一実施例の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１に示した実施例の分解斜視図である。
【図３】図１に示した実施例における導光板の裏面部の外観を表す底面図である。
【図４】図３中のIV−IV矢視に沿った拡大断面図である。
【図５】 順方向の凸部の外観を表す斜視図である。
【図６】 図５に示した順方向の凸部に対する光線の経路を表す幾何図面である。
【図７】入射端面部から反射端面部に至る導光板の裏面部と、その単位面積当たりの凸部の占有率との関係を表すグラフである。
【図８】凸部の他の実施例の外観を表す斜視図である。
【図９】凸部の別な実施例の外観を表す斜視図である。
【符号の説明】
１１ 平面照明装置
１２ 導光板
１３ 入射端面部
１４ 光源ランプ
１５ 表面部
１６ 光偏向板
１７ 光反射シート
１８ リフレクタ
１９ 反射端面部
２０ 側端面部
２１ 裏面部
２２ 境界面
２３ 境界面
２４ 底面
２５ 第１（順方向）の凸部
２６ 底辺
２７ プリズム面
２８ 凸部
２９ 傾斜錐面
３０ 第２（逆方向）の凸部
３１ 反射面
３２ 傾斜錐面
３３ 凸部
θ 反射面に対する光線の入射角
Ｌ 光線
α１ 一対の反射面のなす角
Ｃ１，Ｃ２ 対角線
【発明の属する技術分野】
本発明は、側端面から導入した光を表面から放射する導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置に関し、特に液晶表示面の照明に利用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレィのいわゆるバックライト光源として使用される平面照明装置は、光源ランプからの光を透明な導光板の側端面からこの導光板内に導き、導光板内での光の反射を利用して導光板の表面全域からこの光を均一に出射させるようにしたものである。平面照明装置が使用される液晶ディスプレィの特性を考慮した場合、この平面照明装置に要求される機能としては、全体として薄板状であること、および光源ランプの消費電力を極力抑えるものであることの他に、全体に亙って均一な光を出射させることが特に重要である。
【０００３】
このような目的のため、従来の平面照明装置は、導光板の裏面側に光反射シートを設けると共に導光板の表面側に頂角がほぼ９０度の二等辺三角柱状のプリズム面を平行に配列したプリズムシートをこれらのプリズム面の長手方向が相互に直交するように二枚重ね合わせた構造が採用される。つまり、導光板の裏面側から出射した光を光反射シートによって再び導光板内に入射させ、導光板の表面から出射した光を一対のプリズムシートによって収束させ、高輝度の照明光が得られるように配慮している。
【０００４】
また、導光板に入射した光の均一分散を意図して、この導光板の裏面に白色インクなどによる数百μｍ程度の大きさのドットを無数に印刷したものも知られている。この場合、ドットが目障りとならないように、導光板とプリズムシートとの間に光拡散シートを介在させ、導光板の表面から出射した光を光拡散シートによって分散させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
導光板の表面から出射した光は、この導光板の構造に依存した、通常、制御不可能な指向性を持っており、その最大輝度が得られる方向と所望の視認方向とが一致しない場合がほとんどである。このため、プリズムシートを導光板の表面に単に重ねただけでは、導光板からの光がプリズム面の一方の斜面側からのみ出射した状態となり、均一な分布の光強度を得ることができない。
【０００６】
そこで、白色インクによるドットを導光板の裏面に印刷し、この導光板内を伝搬する光を拡散させるようにしたものでは、光の吸収損失が発生する欠点を有する。しかも、これらのドットが目立たないように、光拡散シートを併用する必要があるため、この光拡散シートを通過する光のほとんどが拡散光となってしまい、輝度の低下が著しく大きくなる結果、光量の大きな明るい光源を使用しなければならない。その上、光の進行方向の制御がまったく不可能となってしまう。
【０００７】
また、従来のプリズムシートは、導光板からの拡散光を収束させることができるものの、導光板から出射する光は、導光板の表面に対して垂直ではなく、一般的に光源から離れる方向に傾斜している成分が多い。このため、従来のプリズムシートは、導光板の表面から出射する光を所望の方向、すなわち導光板の表面に対して垂直な方向に偏向させることができない。
【０００８】
さらに、従来の平面照明装置は、拡散シートの他に２枚のプリズムシートを導光板の上に重ね合わせて使用しているため、部品点数が多く、厚みを全体として薄くすることができなかった。また、拡散シートや２枚のプリズムシートでの界面反射などによる光の損失が大きく、光量の大きな明るい光源を使用する必要があり、装置全体のコンパクト化および低消費電力化を阻害する要因となる。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の第１の目的は、損失が少なく、しかも高輝度の光を一様な分布で出射させることが可能な導光板を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、光の損失のみならず部品点数が少なく、しかもコンパクトで低消費電力化が可能な平面照明装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の形態は、光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置し、光反射シートで覆われる裏面部と、これら表面部および裏面部の一端側に位置して光源からの光を導入するための入射端面部とを有し、この入射端面部から入射した光を前記表面部から出射させるための導光板であって、前記裏面部には、前記光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための複数の順方向の凸部がランダムに形成され、これら順方向の凸部は、前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつ前記一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも前記入射端面部側に位置していることを特徴とする導光板にある。
【００１２】
本発明によると、入射端面部から導光板内に入射した光源からの光の一部は、導光板の裏面部で全反射し、損失なく導光板の表面部から導光板の外側に出射する。また、順方向の凸部に入射した光の一部は、光反射シートに向けて集光状態で出射し、ここで反射した光が再び裏面部側から導光板内に入射する。
【００１３】
一方、本発明による第２の形態は、光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、これら表面部および裏面部の一端側に位置する入射端面部とを有する導光板と、
この導光板の前記入射端面部に向けて光を投射する光源と、
前記導光板の前記表面部および前記入射端面部以外の部分を覆う光反射シートと
を具えた平面照明装置であって、
前記裏面部には、前記光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための複数の順方向の凸部がランダムに形成され、
これら順方向の凸部は、前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつ前記一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも前記入射端面部側に位置していることを特徴とする平面照明装置にある。
【００１４】
本発明によると、入射端面部から導光板内に入射した光源からの光の一部は、導光板の裏面部で全反射し、損失なく導光板の表面部から導光板の外側に出射する。順方向の凸部に入射した光は、光反射シートに集光状態で出射し、光反射シートによって集光性を維持しながら散乱状態で反射し、これが裏面部側から導光板内に入射して最終的に導光板の表面部からすべて出射する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による導光板あるいは平面照明装置において、表面部から出射する光を所定の方向に偏向させるための光偏向手段を表面部に形成するようにしてもよい。この場合、光偏向手段は、入射端面部と直交する方向に延びると共に導光板の幅方向に沿って配列する三角柱状のプリズムであってもよいし、所定の曲率半径を持った球面レンズアレイであってもよい。
【００１６】
また、裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、この三角形の前記一辺を含まない頂点が前記一辺よりも入射端面部側に位置する複数の逆方向の凸部を裏面部にランダムに形成するようにしてもよい。これら順方向および逆方向の凸部の三角形は、二等辺三角形であることが好ましく、裏面部に対して傾斜し、かつ前記一辺を含む錐面と、裏面部に対してほぼ垂直であって前記一辺を含まない一対の錐面とからなる三角錐であってもよいし、それぞれ三角柱状をなすものであってもよい。さらに、順方向の凸部と逆方向の凸部とは、一辺を共有して一体的に形成されていてもよく、この場合、全体として四角柱状をなすものであってもよい。
【００１７】
さらに、この三角形の頂点を含む二つの斜辺のなす角は、凸部を構成する材料の屈折率をｎ、凸部に入射する光線と平面部とのなす角をβとした場合、tan−１[cosβ・tan{π−２sin−１(１/ｎ)}]以上であることが望ましい。また、表面部の単位面積当たりに占める凸部の割合を入射端面部から離れるほど大きく設定したり、表面部の単位面積当たりに占める順方向および逆方向の凸部の割合を入射端面部の長手方向に沿った表面部の幅方向両側端部で相対的に大きく設定することが望ましい。これら順方向および逆方向の凸部の大きさは、１５０μm以下であることが好ましい。さらに、順方向の凸部の２つの斜辺の長さと、逆方向の凸部の２つの斜辺の長さとが相互に異なっていてもよい。
【００１８】
【実施例】
本発明による導光板を組み込んだ本発明による平面照明装置の実施例について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、同様な課題を内包する他の分野の技術にも応用することができる。
【００１９】
本発明の第１の実施例による平面照明装置の断面構造を図１に示し、その分解した状態の外観を図２に示す。すなわち、本実施例における平面照明装置１１は、矩形の板状をなす導光板１２と、この導光板１２の入射端面部１３に沿って配置される線状の光源ランプ１４と、導光板１２の表面部１５に重ね合わされる光偏光板１６と、導光板１２の入射端面部１３および表面部１５以外の部分を覆う光反射シート１７とを有する。また、冷陰極管や複数のＬＥＤにて構成される光源ランプ１４は、反射面が凹曲面となったリフレクタ１８で囲まれており、このリフレクタ１８からの反射光は、表面部１５とほぼ平行に導光板１２の入射端面部１３から導光板１２内に入射するようになっている。
【００２０】
本実施例における導光板１２は、屈折率が１. ４９の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）にて形成され、光源ランプ１４からの光を導入するための入射端面部１３と、この入射端面部１３の反対側に位置する反射端面部１９と、これら入射端面部１３および反射端面部１９の両側端に接続する一対の側端面部２０と、これら入射端面部１３および反射端面部１９および側端面部２０で囲まれて入射端面部１３から入射した光を出射させるための表面部１５および裏面部２１とを有する。表面部１５の反対側に位置する裏面部２１は、表面部１５と裏面部２１との間隔が入射端面部１３側に対して反射端面部１９側ほど狭くなるように、表面部１５に対して０. ５度から１度程度傾斜したテーパ状となっている。
【００２１】
本実施例では導光板１２としてアクリル樹脂を採用したが、光学的に透明な他の材料、例えば屈折率が１. ５０のポリカーボネート（ＰＣ）などを採用することも当然可能である。また、裏面部２１が表面部１５と平行に形成された導光板を使用するようにしてもよい。
【００２２】
導光板１２の裏面部２１を図３に模式的に示し、そのIV−IV矢視断面に沿った抽出拡大形状を図４に示し、その順方向の凸部（以下、これを第１の凸部と記述する）の外観を拡大して図５に示す。すなわち、導光板１２の裏面部２１には、この裏面部２１に対して垂直に投影した輪郭形状が三角形をなし、一対の対称な境界面２２，２３と三角形の底面２４とを有する二等辺三角柱状の第１の凸部２５がランダムに配置され、これら第１の凸部２５と表面部１５に形成される後述するプリズム面２７との間、およびこの平面照明装置を液晶ディスプレィのバックライト光源として使用した場合における液晶パネルのセルと第１の凸部２５との間でそれぞれモアレ縞などが発生しないように配慮している。
【００２３】
これら第１の凸部２５の一対の境界面２２は、表面部１５側から反射して第１の凸部２５に入射した光を導光板１２の外側、つまり光反射シート１７の表面に向けてそれぞれ集光状態で出射させる。これら第１の凸部２５は集光出射機能を持っている。また、第１の凸部２５の境界面２３および底面２４は、導光板１２の裏面部２１側から出射して光反射シート１７により散乱状態で反射する光を第１の凸部２５内に入射させる機能を有する。このように、第１の凸部２５は、導光板１２内を伝搬する光の一部を光反射シート１７に向けて集光状態で一旦出射させ、この出射光を光反射シート１７で強く反射させることにより、導光板１２の裏面部２１や第１の凸部２５の境界面２３および底面２４から導光板１２内に導入させるものであり、個々の第１の凸部２５を肉眼にて識別できないように、各第１の凸部２５の任意の一辺をそれぞれ１５０μm 以下の大きさに設定することが好ましいが、光の拡散と製造の容易性とを考慮して１０μm 以上であることが望ましく、第１の凸部２５の大きさを１０〜１５０μm の範囲に設定することにより、従来のようなドット見えがない。また、何枚かの拡散シートの使用により、プリズムシートを使用する必要がなくなり、光の進行方向を比較的容易に制御することが可能となる。
【００２４】
また、第１の凸部２５の境界面２２，２３は、図５の二点鎖線で示した裏面部２１に対する垂直面とのなす角φが０度から６０度程度となるように傾斜していることが好ましい。また、第１の凸部２５の境界面２３の底辺２６は、入射端面部１３とほぼ平行に設定されている。
【００２５】
導光板１２の表面部１５には、入射端面部１３と直交する方向（図１中、左右方向）に延びると共に導光板１２の幅方向に沿って配列する二等辺三角柱状のプリズム面２７が形成されており、本実施例におけるプリズム面２７は、頂角が８０〜１１０度程度のものを採用している。このプリズム面２７に代えて所定曲率半径の凸球面レンズアレイを導光板１２の表面部１５に突設するようにしても同様な効果を得ることができる。
【００２６】
前述した光反射シート１７は、導光板１２の反射端面部１９と一対の側端面部２０と裏面部２１とを覆い、これらから出射する光を再び導光板１２内に反射させて導光板１２の表面部１５から出射させるためのものであり、白色の紙などを折り曲げたものである。
【００２７】
ところで、導光板１２の入射端面部１３に入射角、すなわち表面部１５と光線とのなす角がγで入射する光線は、導光板１２を構成する材料の屈折率ｎ（本実施例のアクリル樹脂の場合、ｎ＝１. ４９）に応じて
【００２８】
【数１】
０≦｜γ｜≦sin−１(１/ｎ)
を満たす入射角γの範囲で導光板１２内を進行する。そして、裏面部２１側に向けて進行する光線の一部は、第１の凸部２５内に入り、境界面２２からそのまま導光板１２の外側に出射し、残りは裏面部２１で全反射して表面部１５側へ伝搬する。
【００２９】
裏面部２１や第１の凸部２５から導光板１２の外側に漏洩した光線、つまり迷光は、境界面２２などでの界面反射があるものの、光反射シート１７の存在により裏面部２１から導光板１２内に再び入射する一方、第１の凸部２５の境界面２３や底面２４から再び第１の凸部２５内に入射し、その一部が境界面２２で全反射して表面部１５に向けて伝搬し、最終的に表面部１５から導光板１２の外側にすべて出射する。
【００３０】
裏面部２１側から見た第１の凸部２５の平面形状を表す図６に示すように、表面部１５側から第１の凸部２５内に入った光線Ｌが一対の境界面２２で全反射せずに導光板１２の外に出射するためには、裏面部２１と平行な平面内を進行する光線Ｌを考えた場合、境界面２２に対する光線Ｌの入射角をθとすると、
【００３１】
【数２】
θ≦sin−１(１/ｎ)
を満足する必要がある。ここで、円周率をπとすると、一対の境界面２２のなす角α１は、α１＝２・{(π/２)−γ}であるから、
【００３２】
【数３】
α１≧π−２sin−１(１/ｎ)
となるが、実際問題として、光線Ｌの光路を含む平面は、裏面部２１に対して傾斜しており、この平面内における一対の境界面２２のなす角αは、光線Ｌと裏面部２１とのなす角をβとした時、tan(α/２)＝cosβ・tan(α１/２)であるから、
【００３３】
【数４】
α≧tan -1［ cosβ・ tan｛π−２sin -1(1/n) ｝］
を満足すればよいことが判る。
【００３４】
具体的には、屈折率ｎが１. ４９のアクリル樹脂を導光板１２として採用した本実施例では、αが約７８度以上である必要がある。また、実際問題として、光線Ｌの光路を含む平面は裏面部２１に対して傾斜しており、この光線Ｌと裏面部２１とのなす角をβとした場合、表面部１５側から出射する光線Ｌが境界面２２で全反射せずにここから出射するためには、
【００３５】
【数５】
β≦sin−１(１/ｎ)
を満足する必要がある。ここで、β＝sin−１(１/ｎ)の場合、本実施例における上述のαは約７８度、α１は９５度となるので、αが７８度から９５度の範囲に収まるように、第１向の凸部２５を形成することが好ましい。しかし、実際問題として、境界面２２から出射できない光線は、内部反射で導光板１２の内部に戻り、この導光板１２の内部構造による散乱要素が考えられるため、αを６０度から１２０度の範囲に収まるように設定することにより、本発明の趣旨をほぼ達成することができる。
【００３６】
従って、入射角γが４２度以下の入射光線Ｌの大部分は、裏面部２１で全反射して表面部１５側へ伝搬するが、その一部が第１の凸部２５から導光板１２の外側へ出射する。また、入射角γが４２度を越えた入射光線Ｌは、裏面部２１から導光板１２の外側に集光状態で出射するが、光反射シート１７によって再び導光板１２内に拡散状態で入射し、最終的に表面部１５から導光板１２の外側に出射する。
【００３７】
導光板１２に入射した光は、この導光板１２中を進行するに連れてそのエネルギが減少するため、導光板１２の裏面部２１に突設された第１の凸部２５の占有率を漸次変化させる必要がある。具体的には表面部１５から出射する反射光線がこの表面部１５全体に亙って均一な輝度となるように、裏面部２１の単位面積当たりに占める第１の凸部２５の面積割合（以下、これを占有率と記述する）は、光源ランプ１４からの光の進行方向（図１中、右方向）に沿った裏面部２１の位置と第１の凸部２５の占有率との関係を表す図７に示すように、反射端面部１９側ほど大きな占有率となるように設定されている。
【００３８】
この場合、導光板１２の入射端面部１３に近接する表面部１５は、光源ランプ１４からの光が直接透過して輝度が高くなる傾向を有するため、入射端面部１３に近接する裏面部２１における第１の凸部２５の占有率をこれに続く部分よりも小さめに設定している。同様に、導光板１２の反射端面部１９に近接する表面部１５は、反射端面部１９からの反射光が透過して輝度が高くなる傾向を有するため、反射端面部１９に近接する裏面部２１における第１の凸部２５の占有率をこれに続く部分よりも小さめに設定している。
【００３９】
なお、本実施例では第１の凸部２５の占有率の最大値を約７０％程度に設定しているが、これをほぼ１００％に設定することも当然可能である。また、上述した実施例では、第１の凸部２５を三角柱状に形成したが、三角錐状に形成することも可能である。
【００４０】
このような本発明による導光板の凸部の他の実施例の外観を図８に示すが、先の実施例と同一機能の部材にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施例における第１の凸部２８は、一対の対称な境界面２２と傾斜錐面２９とを有する二等辺三角錐形をなしており、さらに裏面部２１に対して垂直に投影した輪郭形状が三角形をなす逆方向の凸部３０（以下、これを第２の凸部と記述する）が形成されている。本実施例における第２の凸部３０は、先の実施例の第１の凸部２８の底辺２６と接して向かい合うように組み合わされ、入射端面部１３とほぼ平行に設定された底辺２６に対する頂点がこの底辺２６よりも入射端面部１３側に位置しており、一対の対称な反射面３１と傾斜錐面３２とを有する二等辺三角錐状をなしている。
【００４１】
従って、これらの凸部２８，３０は、裏面部２１に対して垂直に投影した輪郭形状が菱形をなし、第１の凸部２８と第２の凸部３０とが底辺２６を対称軸とする鏡像関係に設定されている。この場合、一方の境界面２２の斜辺の長さに対して他方の反射面３１の斜辺の長さが異なっていてもよい。
【００４２】
第１の凸部２８は、主として入射端面部１３（図１参照）側から反射端面部１９（図１参照）側へ進行する光線に対して上述した機能を発揮するのに対し、第２の凸部３０は、反射端面部１９側から入射端面部１３側へ導光板３０内に戻る光線に対して上述した機能を発揮する。このため、先の実施例のように表面部１５に対して裏面部２１をテーパ状に傾斜させる必要がなくなり、入射端面部１３側および反射端面部１９側共に均一な板厚に設定することが可能である。
【００４３】
このように、本実施例では反射端面部１９側から入射端面部１３側へ導光板３０内に戻る光も積極的に表面部１５から導き出すようにしているため、導光板３０の表面部１５と正対する方向に強い輝度の光が放射される。この場合、第２の凸部３０を第１の凸部２８と離して別々に配置し、この第１の凸部２８の分布状態に対して異なる分布状態、例えば入射端面部１３側ほど多くなるように配置することも可能であり、これによって反射端面部１９側から戻る光も、より均一に導光板３０の表面部１５から導き出すことができる。
【００４４】
上述した実施例では、第１の凸部２８と第２の凸部３０とを組み合わせた形状に設定したが、傾斜錐面２２, ３２を裏面部２１と平行に設定することによって四角柱状にすることも可能であり、この場合にも先の実施例と同様な効率の良い導光板を得ることができる。
【００４５】
上述した実施例では、第１の凸部２８と第２の凸部３０とを組み合わせた形状に設定したが、傾斜錐面２９，３２を裏面部２１と平行に設定することによって四角柱状にすることも可能であり、この場合にも先の実施例と同様な効率の良い導光板を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の導光板および平面照明装置によると、導光板の裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつこの一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも入射端面部側に位置し、裏面部を覆う光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための順方向の凸部をこの導光板の裏面部にランダムに複数形成したので、入射端面部から導光板内に入射した光源からの光は、均一な輝度分布を以て損失なく導光板の表面部から導光板の外側に出射させることができる。
【００４７】
また、導光板の表面部から出射する光を所定の方向に偏向させるための光偏向手段をこの導光板の表面部に形成した場合には、導光板の表面部から導光板の外側に出射する光を、導光板の表面部に形成された光偏向手段によって、所定の方向に偏向させることができる。
【００４８】
一方、導光板の裏面部に突設した凸部を、入射端面部から離れるほど裏面部の単位面積当たりに占める割合が大きくなるように設定した場合、出射光の輝度分布を均一にすることができる上、凸部の大きさを１０〜１５０μmにしたことによって、凸部の目立たない良好な導光板を得ることができ、光拡散シートを併用する必要がなくなる。
【００４９】
また、導光板の表面部に光偏向手段を一体的に形成した場合には、従来使用していたプリズムシートをさらに省略することが可能となり、光の損失や消費電力が少なく、しかもより薄型の平面照明装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による平面照明装置の一実施例の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１に示した実施例の分解斜視図である。
【図３】図１に示した実施例における導光板の裏面部の外観を表す底面図である。
【図４】図３中のIV−IV矢視に沿った拡大断面図である。
【図５】 順方向の凸部の外観を表す斜視図である。
【図６】 図５に示した順方向の凸部に対する光線の経路を表す幾何図面である。
【図７】入射端面部から反射端面部に至る導光板の裏面部と、その単位面積当たりの凸部の占有率との関係を表すグラフである。
【図８】凸部の他の実施例の外観を表す斜視図である。
【図９】凸部の別な実施例の外観を表す斜視図である。
【符号の説明】
１１ 平面照明装置
１２ 導光板
１３ 入射端面部
１４ 光源ランプ
１５ 表面部
１６ 光偏向板
１７ 光反射シート
１８ リフレクタ
１９ 反射端面部
２０ 側端面部
２１ 裏面部
２２ 境界面
２３ 境界面
２４ 底面
２５ 第１（順方向）の凸部
２６ 底辺
２７ プリズム面
２８ 凸部
２９ 傾斜錐面
３０ 第２（逆方向）の凸部
３１ 反射面
３２ 傾斜錐面
３３ 凸部
θ 反射面に対する光線の入射角
Ｌ 光線
α１ 一対の反射面のなす角
Ｃ１，Ｃ２ 対角線
Claims (16)
- 光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置し、光反射シートで覆われる裏面部と、これら表面部および裏面部の一端側に位置して光源からの光を導入するための入射端面部とを有し、この入射端面部から入射した光を前記表面部から出射させるための導光板であって、
前記裏面部には、前記光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための複数の順方向の凸部がランダムに形成され、
これら順方向の凸部は、前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつ前記一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも前記入射端面部側に位置していることを特徴とする導光板。 - 前記表面部には、この表面部から出射する光を所定の方向に偏向させるための光偏向手段が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
- 前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、この三角形の前記一辺を含まない頂点が前記一辺よりも前記入射端面部側に位置する複数の逆方向の凸部を前記裏面部にランダムに形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光板。
- 前記順方向の凸部は、前記裏面部に対して傾斜し、かつ前記一辺を含む錐面と、前記裏面部に対してほぼ垂直であって前記一辺を含まない一対の垂直面とからなる三角錐であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の導光板。
- 前記逆方向の凸部は、前記裏面部に対して傾斜し、かつ前記一辺を含む錐面と、前記裏面部に対してほぼ垂直であって前記一辺を含まない一対の垂直面とからなる三角錐であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の導光板。
- 前記順方向の凸部が三角柱状をなすことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の導光板。
- 前記逆方向の凸部が三角柱状をなすことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の導光板。
- 前記順方向の凸部と前記逆方向の凸部とは、前記一辺を共有して一体的に形成されていることを特徴とする請求項３，請求項５および請求項７の何れかに記載の導光板。
- 光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、これら表面部および裏面部の一端側に位置する入射端面部とを有する導光板と、
この導光板の前記入射端面部に向けて光を投射する光源と、
前記導光板の前記表面部および前記入射端面部以外の部分を覆う光反射シートと
を具えた平面照明装置であって、
前記裏面部には、前記光反射シートに向けて光を集光状態で出射させるための複数の順方向の凸部がランダムに形成され、
これら順方向の凸部は、前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、かつ前記一辺がこの三角形の前記一辺を含まない頂点よりも前記入射端面部側に位置していることを特徴とする平面照明装置。 - 前記表面部には、この表面部から出射する光を所定の方向に偏向させるための光偏向手段が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の平面照明装置。
- 前記裏面部に対して垂直に投影した輪郭形状が前記入射端面部とほぼ平行な一辺を有する三角形をなし、この三角形の前記一辺を含まない頂点が前記一辺よりも前記入射端面部側に位置する複数の逆方向の凸部を前記裏面部にランダムに形成したことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の平面照明装置。
- 前記順方向の凸部は、前記裏面部に対して傾斜し、かつ前記一辺を含む錐面と、前記裏面部に対してほぼ垂直であって前記一辺を含まない一対の錐面とからなる三角錐であることを特徴とする請求項９から請求項１１の何れかに記載の平面照明装置。
- 前記逆方向の凸部は、前記裏面部に対して傾斜し、かつ前記一辺を含む錐面と、前記裏面部に対してほぼ垂直であって前記一辺を含まない一対の錐面とからなる三角錐であることを特徴とする請求項９から請求項１２の何れかに記載の平面照明装置。
- 前記順方向の凸部が三角柱状をなすことを特徴とする請求項９から請求項１３の何れかに記載の平面照明装置。
- 前記逆方向の凸部が三角柱状をなすことを特徴とする請求項９から請求項１４の何れかに記載の平面照明装置。
- 前記順方向の凸部と前記逆方向の凸部とは、前記一辺を共有して一体的に形成されていることを特徴とする請求項１１，請求項１３および請求項１５の何れかに記載の平面照明装置。
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