JP4222036B2 - 面発光装置用導光板と面発光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光を導光板を介して出射する面発光装置用導光板と面発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶バックライトなどの光源として、点光源であるＬＥＤチップからの光を面状に発光させる面発光装置が用いられている。この面発光装置は、対向する主面を有する導光板の一端面から１又は２以上の発光ダイオードからの光を入射してその導光板の一方の主面全体から光を出射させるように構成される。
このように導光板を用いて構成される面発光装置は、導光板の一端面から入射された光を一方の主面から面全体に広げて出射するものであることから、いかにして発光面全体における均一性を確保するかが重要である。
そのために、従来の面発光装置用の導光板では、発光面又は発光面に対向する反射面に所定の密度に設定されたドットを形成したり、反射面にプリズムを形成するなど種々の工夫がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２７１８９３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０８８３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯用機器や車載用機器等に幅広く使用されるようになったことに伴ないより発光面全体における輝度の均一性及び発光輝度の向上が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は従来例に比較してより輝度の均一性に優れかつ発光輝度を高くできる面発光装置用導光板とそれを用いた面発光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る面発光装置用導光板は、互いに対向する第１と第２の主面と互いに対向する第１の端面と第２の端面とを有し、前記第２の主面は第１の端面から第２の端面に向かって第１の主面との間隔が狭くなるように第１の主面に対して基準勾配を有する板状の透明体からなり、前記第１の端面から入射される入射光を前記第１の主面から出射する導光板において、
前記第２の主面は、光が入射される第１の端面側に位置する平坦部と、前記第２の端面側に位置し、それぞれ前記第１の主面に対して前記基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部とからなり、前記プリズム部は前記平坦部側に位置する第１プリズム部と第１プリズム部を除いた前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなっており、前記第１プリズム部では前記第２の端面に向かう方向に前記光反射面が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されたことを特徴とする。
このように構成された本発明に係る面発光装置用導光板は、上記平坦部によって光源から離れた部分にも効果的に光を伝達できる。
【０００７】
さらに、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記プリズム部が前記平坦部側に位置する第１プリズム部と第１プリズム部を除いた前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなり、前記第１プリズム部では前記第２の端面に向かう方向に前記光反射面が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されている。
これにより、上記平坦部とプリズム部の境界部分が発光面で視認させることを防止できる。
【０００８】
また、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第１の主面のうちの前記第１の端面側に、前記平坦部が形成されたことによる輝度の減少を補うように凹部又は凸部からなるドットを形成することが好ましい。
【０００９】
またさらに、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第１プリズム部において、プリズム形状が前記第２の端面に向かう方向に相似形状で大きくなるように形成することが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第２プリズム部において、前記第２の端面に向かう方向にプリズム間のピッチが徐々に小さくなることが好ましく、これにより、光源からより離れた部分における輝度の低下を防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第１の主面には、プリズムの稜線が視認されるのを防止するために、プリズムと交叉する方向に光を散乱させる複数の筋が形成されていることが好ましい。
尚、その際、前記ドットはその複数の筋の上に形成される。
さらに、本発明に係る面発光装置は、前記面発光装置用導光板と該導光板の前記第１の主面上に設けられて前記導光板からの光の指向性を制御するレンズシートとを有することを特徴とする。
前記レンズシートは、前記第１の主面に対向する一方の主面に出射光の指向性を制御するプリズムが形成され、他方の主面に前記出射光の指向性を散乱させる凹凸が形成されていることが好ましい。
このように構成された面発光装置は、指向性をより良好にできかつ視認性をより良好にできる。
また、本発明に係る面発光装置用導光板におけるプリズム部のピッチ設定方法は、互いに対向する第１と第２の主面と互いに対向する第１の端面と第２の端面とを有し、前記第２の主面は第１の端面から第２の端面に向かって第１の主面との間隔が狭くなるように第１の主面に対して基準勾配を有する板状の透明体からなり、前記第２の主面は、光が入射される第１の端面側に位置する平坦部と、それぞれ前記第１の主面に対して前記基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部とからなり、前記プリズム部は前記平坦部側に位置する第１プリズム部と前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなっており、前記第２プリズム部では、前記第２の端面に向かう方向にピッチが徐々に小さくなる面発光装置用導光板において、前記第２プリズム部の前記ピッチを設定する方法であって、
（Ａ）前記第２プリズム部において、２以上の点における必要なプリズムピッチを設定し、各点間を結ぶことと、
（Ｂ）隣接する点間の各距離Ｌを算出し、次の式（Ａ）式から、ｎ’を求め、そのｎ’を整数化することにより、距離Ｌを分割する分割数ｎをそれぞれ求めることと、
ｎ’＝２Ｌ／（ａ＋ｌ）…（Ａ）
ここで、式（Ａ）中、ａは、隣接する点間における光源側の設定ピッチであり、ｌ（アルファベットのＬの小文字）は、隣接する点間における光源から離れた側の設定ピッチである。
（Ｃ）次の（Ｂ）式から各点間における公差ｄをそれぞれ求めることと、
ｄ＝２（Ｌ−ａｎ）／〔ｎ（ｎ＋１）〕…（Ｂ）
（Ｄ）求めた公差ｄを基に、各点間において、光源から離れるに従って、プリズムピッチを順次、公差ｄずつ減少させることにより、各点間における隣接するプリズム間のピッチを設定することと、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
実施の形態１．
本実施の形態１の面発光装置は、図１の平面図に示すように、第１の主面と第２の主面とを有し透過性樹脂からなる導光板１と、その導光板１の一方の端面に対向するように設けられた発光ダイオード２０とが外枠３０によって保持されてなり、その導光板１を後述のように構成することにより、発光ダイオード２０からの光を、効率良くかつ均一な輝度で導光板１の一方の主面（発光面）全体から出射させることを可能にしたものである。
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態１の面発光装置に使用される導光板の特徴について詳細に説明する。
まず、本実施の形態１の導光板１は、互いに対向する第１と第２の主面を有し板状に形成された透明体であり、発光面とする第１の主面に対して反射面とする第２の主面が傾斜するように構成されている。
すなわち、互いに対向する第１と第２の端面のうち、入射面である一方の端面から他方の端面に向かって第１の主面と第２の主面の間隔が狭くなるように第２の主面は第１の主面に対して勾配（基準勾配）を有している。
【００１４】
また、本実施の形態１の導光板１において、反射面３は、光が入射される入射面側に位置する平坦部３ａと、他方の端面側に位置し、それぞれ発光面２に対して基準勾配θｒより大きい勾配θ１を有する光反射面Ｒ１１を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部３ｐとからなっている。
このように、反射面３がプリズムが形成されていない平坦部３ａとプリズム１１等が形成されたプリズム部３ｐとによって構成された本実施の形態１の導光板１では、比較的長手方向の長さの長い導光板であっても、発光ダイオードから遠く離れた部分（他方の端面側）に効果的に光を伝達できる。
すなわち、本実施の形態１の導光板１は、幅の狭い、棒状、線状の導光板に適用でき、その場合でも優れた発光面の輝度均一性が確保できる。
【００１５】
例えば、図３において１１ｋの符号を付して示すように、仮に平坦部３ａにプリズム１１ｋが形成されているとすると、発光ダイオード２０から入射された光Ｌ１はプリズム１１ｋによって反射されて、発光ダイオード２０に比較的近い発光面から出射される。
しかしながら、本実施の形態１の導光板のように、プリズムが形成されていない平坦部３ａが設けられていると、光Ｌ１はプリズムではなく反射面３（平坦部３ａ）によって反射されてより発光ダイオードから離れた部分の発光面から出射される。
このように、本実施の形態１の導光板では、平坦部３ａを設けることによって、比較的長手方向に長い導光板であっても、より遠方への光の伝達を可能としている。
【００１６】
また、本実施の形態１の導光板１において、プリズム部３はさらに、平坦部３ａ側に位置する（平坦部３ａに隣接する）第１プリズム部３ｂと第１プリズム部を除いた他方の端面側に位置する第２プリズム部３ｃからなっている。
そして、第１プリズム部３ｂでは他方の端面に向かう方向に光反射面Ｒ１１の面積が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されている。
その際、図１において、符号１１ａ，１１ｂ・・・を付して示すように、プリズム形状が前記第２の端面に向かう方向に相似形状で大きくなるように形成されることが好ましく、これによりプリズム形状の設計が容易となる。
【００１７】
このように、他方の端面に向かう方向に光反射面Ｒ１１の面積が徐々に大きくなるようにプリズムが形成された第１プリズム部３ｂを設けることにより、発光面で不連続に輝度が変化して平坦部３ａとプリズム部３ｐとの境界に対応して輝線又は暗線の形成を防止できる。
すなわち、第１プリズム部３ｂはプリズムの無い平坦部から急に大きなプリズムが出現することにより形成される境界が記発光面側から観測されにくくするために設けたものである。
【００１８】
また、実施の形態１の導光板１において、第２プリズム部３ｃでは、第２の端面に向かう方向にプリズムピッチが徐々に小さくなるように設定して、発光面内における輝度の均一性をより向上させている。
ここで、本明細書において、プリズムピッチとは、プリズム幅ｘとプリズム間の間隔ｙとを合計した長さをいい、第２プリズム部３ｃでは、例えば、以下の手順で、第２の端面に向かう方向にプリズムピッチが徐々に小さくなるように設定することができる。
尚、以下の例は、全長が５０ｍｍの導光板１において光源から２５ｍｍ〜５０ｍｍの部分のプリズムピッチを設定するものであり、光源から２０ｍｍ〜２５ｍｍの部分には、上述した第１プリズム部３ｂが設けられている。また、図８に示すように、図８の点Ｐ１〜点Ｐ２の間（すなわち、光源からの距離が２５ｍｍ〜３０ｍｍの間）のプリズムピッチは一定に設定されている。さらに、プリズム幅ｘは５０μｍ（一定）に設定されている。
【００１９】
このピッチ設定方法では、まず、
（１）図８に示すプリズムピッチグラフを作成する。具体的にはプリズムピッチを徐変すべき領域において、数点選び各点における必要なプリズムピッチを設定し、各点間を結ぶ。本例では、図８に示すように、４点（Ｐ１〜Ｐ４）を選び、点Ｐ１とＰ２においてはプリズムピッチを０．３ｍｍに設定し、点Ｐ３はプリズムピッチ０．２ｍｍとし、点Ｐ４におけるプリズムピッチは０．１ｍｍとした。尚、本発明では、選択する点は４点に限られるものではなく、４点以上であってもよいし（４点以上にするとより細かな変化をつけることができる）、４点より少なくてもよい。
【００２０】
（２）次に、隣接する点間の各距離Ｌ（点Ｐ１と点Ｐ２間、点Ｐ２と点Ｐ３間、及び点Ｐ３と点Ｐ４間の各距離Ｌ）を算出後、次の式（Ａ）に示す等差数列の式から、ｎ’を求め、そのｎ’を整数化することにより、距離Ｌを分割する分割数ｎをそれぞれ求める。
ｎ’＝２Ｌ／（ａ＋ｌ）…（Ａ）
ここで、式（Ａ）中、ａは、隣接する点間における光源側の設定ピッチであり、ｌ（アルファベットのＬの小文字）は、隣接する点間における光源から離れた側の設定ピッチである。
すなわち、図８に示す例で説明すると、点Ｐ２と点Ｐ３間では、ａは点Ｐ２における設定ピッチの０．３ｍｍであり、ｌは点Ｐ３における設定ピッチの０．２ｍｍである。また、点Ｐ３と点Ｐ４間では、ａは点Ｐ３における設定ピッチの０．２ｍｍであり、ｌは点Ｐ４における設定ピッチの０．１ｍｍである。
尚、ｎは上述のように、指定された距離Ｌの中を何分割するかを指定する値であり、数列でいう項数にあたる。
【００２１】
（３）次に、以下の等差数列の式（Ｂ）から各点間（点Ｐ２と点Ｐ３間、及び点Ｐ３と点Ｐ４間）における公差ｄをそれぞれ求める。
ｄ＝２（Ｌ−ａｎ）／〔ｎ（ｎ＋１）〕…（Ｂ）
以上のようにして求めた公差ｄを基に、各点間（点Ｐ２と点Ｐ３間、及び点Ｐ３と点Ｐ４間）においてそれぞれ、光源から離れるに従って、プリズムピッチを順次、公差ｄずつ減少させる。
【００２２】
本発明では、以上のように構成された第２プリズム部３ｃを有しているので、より発光面内の均一性を確保することができる。
すなわち、発光面２のプリズム部３に対向する部分において、光源側から離れた他方の端面に近い発光面では輝度が低下する傾向がある。
従って、本実施の形態１の導光板では、他方の端面に近い発光面における輝度の低下を防止するために、輝度の低下を補うようにプリズム１１を密に形成することにより、プリズムの光反射面により反射される光の量を多くしている。
これによって、発光面２のプリズム部３に対向する部分における輝度の均一性をより高めることができる。
【００２３】
さらに、本実施の形態１の導光板１では、発光面における平坦部３ａに対向する光源側の領域１ａに凹部又は凸部からなる複数のドットを形成しており、これにより、発光面における領域１ａにおける平坦部３ａが形成されたことによる輝度の減少を補うことができる。
すなわち、平坦部３にはプリズムが形成されていないので、プリズムに反射されて上方の発光面から出射される光（例えば、図３における光Ｌ５）がない分、領域１ａの輝度は低下する（この様子を図４において破線５２によって示している。）。
【００２４】
これに対して、本実施の形態１では、発光面２において平坦部３ａに対向する部分であって、平坦部が形成されたことによる輝度の減少が生じる部分に、その輝度の減少を補うために凹部又は凸部からなる多数のドット１２を形成している。
特に本実施の形態１では、輝度の低下が著しいところほど、ドット１２の密度を高くして、領域１ａ全体が均一な輝度になるようにしている。
すなわち、図４に模式的に示すように、ドット１２がない場合には、光源に近いところほど輝度が低下する（図４においてドット１２がない場合の輝度は破線５２で示している。）ので、光源に近い部分ほどドットの密度を高くしている。これによって、本実施の形態１の導光板１では、図４において実線５１で示すように、光源からの距離にかかわらず輝度を一定にできる。
【００２５】
またさらに、本実施の形態１の導光板では、発光面である第１の主面２には、プリズム１１に直交する方向（すなわち、入射面である一方の端面及び他方の端面に直交する方向）に光を散乱させる複数の筋（プリズム１１に比べると十分細く、ドットの径に比べても十分小さい、例えば、研削目）が形成されている。
この研削目はプリズム１１の稜線が発光面において観測されるのを防止しており、よりいっそう発光面における輝度の均一性及び視認性を向上させることができる。
【００２６】
尚、本発明におけるプリズムの典型的な例は、図５に示すような第２の主面の第１の主面に対する基準勾配より第１の主面に対する勾配が大きく光源側に位置する光反射面Ｒ１１と、それとある角度を持って交わる対向面Ｂ１１とによって構成され、光反射面Ｒ１１と対向面Ｂ１１とが交わる稜線が導光板１の一方の端面に平行になるように形成されたものをいう。
しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、少なくとも第１の主面に対して基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えていればよい。
【００２７】
また、プリズムの大きさ（幅ｘ）、光反射面の発光面に対する角度θ１及びプリズム間の間隔ｙは、導光板の大きさ及び縦横比等との関連で最適化して設定されるが、それらのパラメータは以下の範囲内で設定されることが好ましい。
（１）光反射面Ｒ１１の発光面に対する角度θ１：１°〜６０°，
この範囲外であると、効果的に光を反射させることができない。
（２）プリズム幅ｘ：０．１μｍ〜３００μｍ，
この範囲より大きくなると、発光面においてプリズムの稜線が観測されやすくなり、この範囲より小さいとプリズム加工が難しくなる。
（３）プリズム間の間隔ｙ：０〜１ｍｍ，
この範囲を超えると、発光面において稜線が観測されやすくなり、視認性が低下する。
（４）対向面Ｂ１１の発光面に対する角度θ２：１°〜９０°（より好ましくは、θ１以上で９０°以下），
９０°を超えると金型からの離型が困難となる。
【００２８】
実施の形態２．
本実施の形態２の面発光装置は、図６の断面図に模式的に示すように、実施の形態１の面発光装置においてさらに、レンズシート４を導光板１の発光面２に対向して設けているところが実施の形態１とは異なり、その以外は実施の形態１と同様に構成される。
本実施の形態２において、レンズシート４は、導光板の発光面２とほぼ等しい外周形状の上面と下面（導光板１の発光面２に対向する面）とを有し、導光板１からの光を指向性を制御するために設けられている。本発明において、導光板からの光の指向性を所望の方向に制御するための表面処理（主として上面と下面の処理）は、目的に応じて適宜施すことができるが、本実施の形態２では、図７の拡大断面図に示すように、指向性を制御するために下面に複数のプリズム４１が形成されており、そのプリズムの稜線が発光面側から観測されないように上面に微細凹凸４ａが形成されている。
【００２９】
本実施の形態２において、プリズムの角度θ４は、面発光装置に要求される指向性を考慮して設定されるが、発光時の光の指向性を発光面に対してほぼ垂直に制御するためには、７０°≧θ４≧６０°の範囲に設定される。
このように、プリズムの角度θ４を７０°≧θ４≧６０°の範囲に設定して、発光時の光の指向性を発光面に対してほぼ垂直にすると、出射面における輝度を向上せることができる。
【００３０】
また、プリズム幅Ｗ４３（プリズムの頂角間の間隔）は、好ましくは２０μｍ〜１００μｍの範囲に設定される。
プリズム幅Ｗ４３が１００μｍを超えると、発光時においてプリズム４１の稜線が観測されるようになり、視認性が低下する。
プリズム幅Ｗ４３が２０μｍより小さくなると、所定の指向性を制御するプリズムの効果が減少する。
【００３１】
また、本実施の形態２のレンズシート４における上面の微細凹凸４ａは、導光板１の反射面３のプリズム及びレンズシート４の下面のプリズムの稜線に対応するラインが出射面（レンズシート４の上面）において視認されるのを防止するものであり、指向性を劣化させない範囲で光を散乱（拡散）させる。
すなわち、微細凹凸４ａの形状（大きさ）は、指向性を変化（劣化）させない範囲で光を散乱（拡散）させるように設定され、プリズム４１より十分小さいものである。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態２の面発光装置は、上述のレンズシート４を備えているので、実施の形態１の面発光装置に比較してより良好な指向性を有しかつより高い輝度を有する。
【００３３】
以上の実施の形態２では、１枚のレンズシート４の下面にプリズムを形成し、上面に微細凹凸を形成したが、下面にプリズムが形成されたシートと、上面に微細凹凸が形成されたシートとを別々に作成して重ねて使用してもよい。
以上のように構成しても実施の形態２と同様な作用効果を有する。
【００３４】
また、本発明では、上面にプリズムが形成されたレンズシート２枚を、プリズムが略直交するように重ねて配置して用いることもできる。
このようにすると、直交する２つの方向の指向性を制御することができる。
また、この場合、２つのレンズシートのうちの一方のレンズシートにおいて、プリズムが形成された面の反対側の面に、微細の凹凸を形成するようにしても良いし、微細凹凸が形成されたシートをさらに重ねるようにしてもよい。
尚、本実施の形態２では、レンズシート４を用いたが本発明においてそのシートはフレキシブルなものである必要はなく、透光性を有する薄い板であってもよい。
【００３５】
以上の実施の形態１及び２の面発光装置では、１つの光源（発光ダイオード）を用いた場合について説明したが本発明はこれに限られるものではなく、横又は縦に複数個の光源を配列したものにも適用できる。
【００３６】
（ドットの形状）
本発明において、ドットは凹部からなるドットであっても良いし、凸部からなるドットであっても良く、後述の種々の形状のものが適用できる。
以下、図９〜図１４を参照しながら、本発明において使用することができる好ましいドット形状について説明する。ここで、図９〜図１４においてそれぞれ、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
尚、本発明は図９〜図１４に示すドット形状に限定されるものではなく、それ以外の形状であっても適用できる。
【００３７】
以下、各図に示された形状について簡単に説明する。
図９は、反射基準面Ｒｆより窪んだ比較的単純な凹部により形成されたドットであり、本形状のドットは製作が容易である。
また、図１０は、反射基準面Ｒｆより盛り上がった峰がリング状に形成されたドットであり、図１１は図９の凹部からなるドットにおいて周囲が盛り上がったドットであり、図１０及び図１１のドットは、図９の単純な凹部からなるドットに比較して高い光散乱効果を有する。
【００３８】
図１２は、反射基準面Ｒｆより盛り上がった比較的単純な凸部により形成されたドットであり、本形状のドットは製作が容易である。
また、図１３は、反射基準面Ｒｆより窪んだドットにおいて中央部が盛り上がったドットであり、図１３は図１２の凸部からなるドットにおいて周囲が窪んだドットである。この図１３及び図１４のドットは、図１２の単純な凸部からなるドットに比較して高い光散乱効果を有する。
【００３９】
図１０、図１１、図１３、図１４に示す１つのドットに凸部と凹部を有する光散乱能が高いドットは、例えば、先の尖ったピンを樹脂板に押し付けて凹部を形成する際にその凹部の周りが盛り上がることを利用することにより比較的簡単に作製でき、押圧条件の管理により高い再現性も確保できる。また、この方法は複数のピンを有する金型においても適用することができ、大量生産も可能である。
【００４０】
本発明において、上述のドットの形状によりドットの光散乱能が異なることを利用すると、実施の形態１及び２で説明したドット密度と配列に加えて各ドットの形状も含めて発光面の各部分における輝度を調整できる。このようにすると、ドット密度と配列だけでは調整しきれなかったより微妙な発光面の輝度調整が可能となる。
特に、光の光量が少なくなりがちな隅部５４ａ，５４ｂや、光源から離れた光量が少なく暗くなりやすい部分などのドット密度と配列だけでは十分に輝度を高くできなかった部分において、ドットの形状により光の拡散を効果的に行うことにより、発光輝度を高くできる。
【００４１】
さらに、図９〜図１４では、平面形状が円形のドットを用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、四角形又は多角形等の他の形状であつてもよい。
実施の形態１及び２において、円形のドットを用いた場合は、ドット密度は１０〜７８．５％に設定することが好ましく、四角形のドットを用いた場合は、ドット密度は１０〜１００％に設定することが好ましい。
さらに、本発明では、必要に光の散乱量に応じて各領域毎にドットの形状を異なるようにしてもよく、これによりより発光面における発光輝度をより均一にできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る面発光装置用導光板によれば、従来例に比較してより輝度の均一性に優れかつ発光輝度を高くできる面発光装置用の導光板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態１の面発光装置の平面図である。
【図２】 図１の断面図である。
【図３】 実施の形態１における導光板内の光の進行を模式的に示す断面図である。
【図４】 本実施の形態１における導光板の輝度分布を模式的に示すグラフである。
【図５】 本実施の形態１のプリズムの形状を示す断面図である。
【図６】 本発明に係る実施の形態２の面発光装置の断面図である。
【図７】 実施の形態２の面発光装置におけるレンズシートの拡大断面図である。
【図８】 実施の形態１のプリズムピッチ設定方法におけるプリズムピッチを示すグラフである。
【図９】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１０】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１１】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１２】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１３】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１４】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１…導光板、
２…第１の主面（発光面）、
３…第２の主面（反射面）、
３ａ…平坦部、
３ｂ…第１プリズム部、
３ｃ…第２プリズム部、
３ｐ…プリズム部、
４…レンズシート、
４ａ…微細凹凸、
１１，４１…プリズム、
１２…ドット。
２０…発光ダイオード（光源）、
Ｒ１１…光反射面、
Ｂ１１…対向面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光を導光板を介して出射する面発光装置用導光板と面発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶バックライトなどの光源として、点光源であるＬＥＤチップからの光を面状に発光させる面発光装置が用いられている。この面発光装置は、対向する主面を有する導光板の一端面から１又は２以上の発光ダイオードからの光を入射してその導光板の一方の主面全体から光を出射させるように構成される。
このように導光板を用いて構成される面発光装置は、導光板の一端面から入射された光を一方の主面から面全体に広げて出射するものであることから、いかにして発光面全体における均一性を確保するかが重要である。
そのために、従来の面発光装置用の導光板では、発光面又は発光面に対向する反射面に所定の密度に設定されたドットを形成したり、反射面にプリズムを形成するなど種々の工夫がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２７１８９３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０８８３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯用機器や車載用機器等に幅広く使用されるようになったことに伴ないより発光面全体における輝度の均一性及び発光輝度の向上が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は従来例に比較してより輝度の均一性に優れかつ発光輝度を高くできる面発光装置用導光板とそれを用いた面発光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る面発光装置用導光板は、互いに対向する第１と第２の主面と互いに対向する第１の端面と第２の端面とを有し、前記第２の主面は第１の端面から第２の端面に向かって第１の主面との間隔が狭くなるように第１の主面に対して基準勾配を有する板状の透明体からなり、前記第１の端面から入射される入射光を前記第１の主面から出射する導光板において、
前記第２の主面は、光が入射される第１の端面側に位置する平坦部と、前記第２の端面側に位置し、それぞれ前記第１の主面に対して前記基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部とからなり、前記プリズム部は前記平坦部側に位置する第１プリズム部と第１プリズム部を除いた前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなっており、前記第１プリズム部では前記第２の端面に向かう方向に前記光反射面が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されたことを特徴とする。
このように構成された本発明に係る面発光装置用導光板は、上記平坦部によって光源から離れた部分にも効果的に光を伝達できる。
【０００７】
さらに、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記プリズム部が前記平坦部側に位置する第１プリズム部と第１プリズム部を除いた前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなり、前記第１プリズム部では前記第２の端面に向かう方向に前記光反射面が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されている。
これにより、上記平坦部とプリズム部の境界部分が発光面で視認させることを防止できる。
【０００８】
また、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第１の主面のうちの前記第１の端面側に、前記平坦部が形成されたことによる輝度の減少を補うように凹部又は凸部からなるドットを形成することが好ましい。
【０００９】
またさらに、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第１プリズム部において、プリズム形状が前記第２の端面に向かう方向に相似形状で大きくなるように形成することが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第２プリズム部において、前記第２の端面に向かう方向にプリズム間のピッチが徐々に小さくなることが好ましく、これにより、光源からより離れた部分における輝度の低下を防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る面発光装置用導光板では、前記第１の主面には、プリズムの稜線が視認されるのを防止するために、プリズムと交叉する方向に光を散乱させる複数の筋が形成されていることが好ましい。
尚、その際、前記ドットはその複数の筋の上に形成される。
さらに、本発明に係る面発光装置は、前記面発光装置用導光板と該導光板の前記第１の主面上に設けられて前記導光板からの光の指向性を制御するレンズシートとを有することを特徴とする。
前記レンズシートは、前記第１の主面に対向する一方の主面に出射光の指向性を制御するプリズムが形成され、他方の主面に前記出射光の指向性を散乱させる凹凸が形成されていることが好ましい。
このように構成された面発光装置は、指向性をより良好にできかつ視認性をより良好にできる。
また、本発明に係る面発光装置用導光板におけるプリズム部のピッチ設定方法は、互いに対向する第１と第２の主面と互いに対向する第１の端面と第２の端面とを有し、前記第２の主面は第１の端面から第２の端面に向かって第１の主面との間隔が狭くなるように第１の主面に対して基準勾配を有する板状の透明体からなり、前記第２の主面は、光が入射される第１の端面側に位置する平坦部と、それぞれ前記第１の主面に対して前記基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部とからなり、前記プリズム部は前記平坦部側に位置する第１プリズム部と前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなっており、前記第２プリズム部では、前記第２の端面に向かう方向にピッチが徐々に小さくなる面発光装置用導光板において、前記第２プリズム部の前記ピッチを設定する方法であって、
（Ａ）前記第２プリズム部において、２以上の点における必要なプリズムピッチを設定し、各点間を結ぶことと、
（Ｂ）隣接する点間の各距離Ｌを算出し、次の式（Ａ）式から、ｎ’を求め、そのｎ’を整数化することにより、距離Ｌを分割する分割数ｎをそれぞれ求めることと、
ｎ’＝２Ｌ／（ａ＋ｌ）…（Ａ）
ここで、式（Ａ）中、ａは、隣接する点間における光源側の設定ピッチであり、ｌ（アルファベットのＬの小文字）は、隣接する点間における光源から離れた側の設定ピッチである。
（Ｃ）次の（Ｂ）式から各点間における公差ｄをそれぞれ求めることと、
ｄ＝２（Ｌ−ａｎ）／〔ｎ（ｎ＋１）〕…（Ｂ）
（Ｄ）求めた公差ｄを基に、各点間において、光源から離れるに従って、プリズムピッチを順次、公差ｄずつ減少させることにより、各点間における隣接するプリズム間のピッチを設定することと、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
実施の形態１．
本実施の形態１の面発光装置は、図１の平面図に示すように、第１の主面と第２の主面とを有し透過性樹脂からなる導光板１と、その導光板１の一方の端面に対向するように設けられた発光ダイオード２０とが外枠３０によって保持されてなり、その導光板１を後述のように構成することにより、発光ダイオード２０からの光を、効率良くかつ均一な輝度で導光板１の一方の主面（発光面）全体から出射させることを可能にしたものである。
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態１の面発光装置に使用される導光板の特徴について詳細に説明する。
まず、本実施の形態１の導光板１は、互いに対向する第１と第２の主面を有し板状に形成された透明体であり、発光面とする第１の主面に対して反射面とする第２の主面が傾斜するように構成されている。
すなわち、互いに対向する第１と第２の端面のうち、入射面である一方の端面から他方の端面に向かって第１の主面と第２の主面の間隔が狭くなるように第２の主面は第１の主面に対して勾配（基準勾配）を有している。
【００１４】
また、本実施の形態１の導光板１において、反射面３は、光が入射される入射面側に位置する平坦部３ａと、他方の端面側に位置し、それぞれ発光面２に対して基準勾配θｒより大きい勾配θ１を有する光反射面Ｒ１１を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部３ｐとからなっている。
このように、反射面３がプリズムが形成されていない平坦部３ａとプリズム１１等が形成されたプリズム部３ｐとによって構成された本実施の形態１の導光板１では、比較的長手方向の長さの長い導光板であっても、発光ダイオードから遠く離れた部分（他方の端面側）に効果的に光を伝達できる。
すなわち、本実施の形態１の導光板１は、幅の狭い、棒状、線状の導光板に適用でき、その場合でも優れた発光面の輝度均一性が確保できる。
【００１５】
例えば、図３において１１ｋの符号を付して示すように、仮に平坦部３ａにプリズム１１ｋが形成されているとすると、発光ダイオード２０から入射された光Ｌ１はプリズム１１ｋによって反射されて、発光ダイオード２０に比較的近い発光面から出射される。
しかしながら、本実施の形態１の導光板のように、プリズムが形成されていない平坦部３ａが設けられていると、光Ｌ１はプリズムではなく反射面３（平坦部３ａ）によって反射されてより発光ダイオードから離れた部分の発光面から出射される。
このように、本実施の形態１の導光板では、平坦部３ａを設けることによって、比較的長手方向に長い導光板であっても、より遠方への光の伝達を可能としている。
【００１６】
また、本実施の形態１の導光板１において、プリズム部３はさらに、平坦部３ａ側に位置する（平坦部３ａに隣接する）第１プリズム部３ｂと第１プリズム部を除いた他方の端面側に位置する第２プリズム部３ｃからなっている。
そして、第１プリズム部３ｂでは他方の端面に向かう方向に光反射面Ｒ１１の面積が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されている。
その際、図１において、符号１１ａ，１１ｂ・・・を付して示すように、プリズム形状が前記第２の端面に向かう方向に相似形状で大きくなるように形成されることが好ましく、これによりプリズム形状の設計が容易となる。
【００１７】
このように、他方の端面に向かう方向に光反射面Ｒ１１の面積が徐々に大きくなるようにプリズムが形成された第１プリズム部３ｂを設けることにより、発光面で不連続に輝度が変化して平坦部３ａとプリズム部３ｐとの境界に対応して輝線又は暗線の形成を防止できる。
すなわち、第１プリズム部３ｂはプリズムの無い平坦部から急に大きなプリズムが出現することにより形成される境界が記発光面側から観測されにくくするために設けたものである。
【００１８】
また、実施の形態１の導光板１において、第２プリズム部３ｃでは、第２の端面に向かう方向にプリズムピッチが徐々に小さくなるように設定して、発光面内における輝度の均一性をより向上させている。
ここで、本明細書において、プリズムピッチとは、プリズム幅ｘとプリズム間の間隔ｙとを合計した長さをいい、第２プリズム部３ｃでは、例えば、以下の手順で、第２の端面に向かう方向にプリズムピッチが徐々に小さくなるように設定することができる。
尚、以下の例は、全長が５０ｍｍの導光板１において光源から２５ｍｍ〜５０ｍｍの部分のプリズムピッチを設定するものであり、光源から２０ｍｍ〜２５ｍｍの部分には、上述した第１プリズム部３ｂが設けられている。また、図８に示すように、図８の点Ｐ１〜点Ｐ２の間（すなわち、光源からの距離が２５ｍｍ〜３０ｍｍの間）のプリズムピッチは一定に設定されている。さらに、プリズム幅ｘは５０μｍ（一定）に設定されている。
【００１９】
このピッチ設定方法では、まず、
（１）図８に示すプリズムピッチグラフを作成する。具体的にはプリズムピッチを徐変すべき領域において、数点選び各点における必要なプリズムピッチを設定し、各点間を結ぶ。本例では、図８に示すように、４点（Ｐ１〜Ｐ４）を選び、点Ｐ１とＰ２においてはプリズムピッチを０．３ｍｍに設定し、点Ｐ３はプリズムピッチ０．２ｍｍとし、点Ｐ４におけるプリズムピッチは０．１ｍｍとした。尚、本発明では、選択する点は４点に限られるものではなく、４点以上であってもよいし（４点以上にするとより細かな変化をつけることができる）、４点より少なくてもよい。
【００２０】
（２）次に、隣接する点間の各距離Ｌ（点Ｐ１と点Ｐ２間、点Ｐ２と点Ｐ３間、及び点Ｐ３と点Ｐ４間の各距離Ｌ）を算出後、次の式（Ａ）に示す等差数列の式から、ｎ’を求め、そのｎ’を整数化することにより、距離Ｌを分割する分割数ｎをそれぞれ求める。
ｎ’＝２Ｌ／（ａ＋ｌ）…（Ａ）
ここで、式（Ａ）中、ａは、隣接する点間における光源側の設定ピッチであり、ｌ（アルファベットのＬの小文字）は、隣接する点間における光源から離れた側の設定ピッチである。
すなわち、図８に示す例で説明すると、点Ｐ２と点Ｐ３間では、ａは点Ｐ２における設定ピッチの０．３ｍｍであり、ｌは点Ｐ３における設定ピッチの０．２ｍｍである。また、点Ｐ３と点Ｐ４間では、ａは点Ｐ３における設定ピッチの０．２ｍｍであり、ｌは点Ｐ４における設定ピッチの０．１ｍｍである。
尚、ｎは上述のように、指定された距離Ｌの中を何分割するかを指定する値であり、数列でいう項数にあたる。
【００２１】
（３）次に、以下の等差数列の式（Ｂ）から各点間（点Ｐ２と点Ｐ３間、及び点Ｐ３と点Ｐ４間）における公差ｄをそれぞれ求める。
ｄ＝２（Ｌ−ａｎ）／〔ｎ（ｎ＋１）〕…（Ｂ）
以上のようにして求めた公差ｄを基に、各点間（点Ｐ２と点Ｐ３間、及び点Ｐ３と点Ｐ４間）においてそれぞれ、光源から離れるに従って、プリズムピッチを順次、公差ｄずつ減少させる。
【００２２】
本発明では、以上のように構成された第２プリズム部３ｃを有しているので、より発光面内の均一性を確保することができる。
すなわち、発光面２のプリズム部３に対向する部分において、光源側から離れた他方の端面に近い発光面では輝度が低下する傾向がある。
従って、本実施の形態１の導光板では、他方の端面に近い発光面における輝度の低下を防止するために、輝度の低下を補うようにプリズム１１を密に形成することにより、プリズムの光反射面により反射される光の量を多くしている。
これによって、発光面２のプリズム部３に対向する部分における輝度の均一性をより高めることができる。
【００２３】
さらに、本実施の形態１の導光板１では、発光面における平坦部３ａに対向する光源側の領域１ａに凹部又は凸部からなる複数のドットを形成しており、これにより、発光面における領域１ａにおける平坦部３ａが形成されたことによる輝度の減少を補うことができる。
すなわち、平坦部３にはプリズムが形成されていないので、プリズムに反射されて上方の発光面から出射される光（例えば、図３における光Ｌ５）がない分、領域１ａの輝度は低下する（この様子を図４において破線５２によって示している。）。
【００２４】
これに対して、本実施の形態１では、発光面２において平坦部３ａに対向する部分であって、平坦部が形成されたことによる輝度の減少が生じる部分に、その輝度の減少を補うために凹部又は凸部からなる多数のドット１２を形成している。
特に本実施の形態１では、輝度の低下が著しいところほど、ドット１２の密度を高くして、領域１ａ全体が均一な輝度になるようにしている。
すなわち、図４に模式的に示すように、ドット１２がない場合には、光源に近いところほど輝度が低下する（図４においてドット１２がない場合の輝度は破線５２で示している。）ので、光源に近い部分ほどドットの密度を高くしている。これによって、本実施の形態１の導光板１では、図４において実線５１で示すように、光源からの距離にかかわらず輝度を一定にできる。
【００２５】
またさらに、本実施の形態１の導光板では、発光面である第１の主面２には、プリズム１１に直交する方向（すなわち、入射面である一方の端面及び他方の端面に直交する方向）に光を散乱させる複数の筋（プリズム１１に比べると十分細く、ドットの径に比べても十分小さい、例えば、研削目）が形成されている。
この研削目はプリズム１１の稜線が発光面において観測されるのを防止しており、よりいっそう発光面における輝度の均一性及び視認性を向上させることができる。
【００２６】
尚、本発明におけるプリズムの典型的な例は、図５に示すような第２の主面の第１の主面に対する基準勾配より第１の主面に対する勾配が大きく光源側に位置する光反射面Ｒ１１と、それとある角度を持って交わる対向面Ｂ１１とによって構成され、光反射面Ｒ１１と対向面Ｂ１１とが交わる稜線が導光板１の一方の端面に平行になるように形成されたものをいう。
しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、少なくとも第１の主面に対して基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えていればよい。
【００２７】
また、プリズムの大きさ（幅ｘ）、光反射面の発光面に対する角度θ１及びプリズム間の間隔ｙは、導光板の大きさ及び縦横比等との関連で最適化して設定されるが、それらのパラメータは以下の範囲内で設定されることが好ましい。
（１）光反射面Ｒ１１の発光面に対する角度θ１：１°〜６０°，
この範囲外であると、効果的に光を反射させることができない。
（２）プリズム幅ｘ：０．１μｍ〜３００μｍ，
この範囲より大きくなると、発光面においてプリズムの稜線が観測されやすくなり、この範囲より小さいとプリズム加工が難しくなる。
（３）プリズム間の間隔ｙ：０〜１ｍｍ，
この範囲を超えると、発光面において稜線が観測されやすくなり、視認性が低下する。
（４）対向面Ｂ１１の発光面に対する角度θ２：１°〜９０°（より好ましくは、θ１以上で９０°以下），
９０°を超えると金型からの離型が困難となる。
【００２８】
実施の形態２．
本実施の形態２の面発光装置は、図６の断面図に模式的に示すように、実施の形態１の面発光装置においてさらに、レンズシート４を導光板１の発光面２に対向して設けているところが実施の形態１とは異なり、その以外は実施の形態１と同様に構成される。
本実施の形態２において、レンズシート４は、導光板の発光面２とほぼ等しい外周形状の上面と下面（導光板１の発光面２に対向する面）とを有し、導光板１からの光を指向性を制御するために設けられている。本発明において、導光板からの光の指向性を所望の方向に制御するための表面処理（主として上面と下面の処理）は、目的に応じて適宜施すことができるが、本実施の形態２では、図７の拡大断面図に示すように、指向性を制御するために下面に複数のプリズム４１が形成されており、そのプリズムの稜線が発光面側から観測されないように上面に微細凹凸４ａが形成されている。
【００２９】
本実施の形態２において、プリズムの角度θ４は、面発光装置に要求される指向性を考慮して設定されるが、発光時の光の指向性を発光面に対してほぼ垂直に制御するためには、７０°≧θ４≧６０°の範囲に設定される。
このように、プリズムの角度θ４を７０°≧θ４≧６０°の範囲に設定して、発光時の光の指向性を発光面に対してほぼ垂直にすると、出射面における輝度を向上せることができる。
【００３０】
また、プリズム幅Ｗ４３（プリズムの頂角間の間隔）は、好ましくは２０μｍ〜１００μｍの範囲に設定される。
プリズム幅Ｗ４３が１００μｍを超えると、発光時においてプリズム４１の稜線が観測されるようになり、視認性が低下する。
プリズム幅Ｗ４３が２０μｍより小さくなると、所定の指向性を制御するプリズムの効果が減少する。
【００３１】
また、本実施の形態２のレンズシート４における上面の微細凹凸４ａは、導光板１の反射面３のプリズム及びレンズシート４の下面のプリズムの稜線に対応するラインが出射面（レンズシート４の上面）において視認されるのを防止するものであり、指向性を劣化させない範囲で光を散乱（拡散）させる。
すなわち、微細凹凸４ａの形状（大きさ）は、指向性を変化（劣化）させない範囲で光を散乱（拡散）させるように設定され、プリズム４１より十分小さいものである。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態２の面発光装置は、上述のレンズシート４を備えているので、実施の形態１の面発光装置に比較してより良好な指向性を有しかつより高い輝度を有する。
【００３３】
以上の実施の形態２では、１枚のレンズシート４の下面にプリズムを形成し、上面に微細凹凸を形成したが、下面にプリズムが形成されたシートと、上面に微細凹凸が形成されたシートとを別々に作成して重ねて使用してもよい。
以上のように構成しても実施の形態２と同様な作用効果を有する。
【００３４】
また、本発明では、上面にプリズムが形成されたレンズシート２枚を、プリズムが略直交するように重ねて配置して用いることもできる。
このようにすると、直交する２つの方向の指向性を制御することができる。
また、この場合、２つのレンズシートのうちの一方のレンズシートにおいて、プリズムが形成された面の反対側の面に、微細の凹凸を形成するようにしても良いし、微細凹凸が形成されたシートをさらに重ねるようにしてもよい。
尚、本実施の形態２では、レンズシート４を用いたが本発明においてそのシートはフレキシブルなものである必要はなく、透光性を有する薄い板であってもよい。
【００３５】
以上の実施の形態１及び２の面発光装置では、１つの光源（発光ダイオード）を用いた場合について説明したが本発明はこれに限られるものではなく、横又は縦に複数個の光源を配列したものにも適用できる。
【００３６】
（ドットの形状）
本発明において、ドットは凹部からなるドットであっても良いし、凸部からなるドットであっても良く、後述の種々の形状のものが適用できる。
以下、図９〜図１４を参照しながら、本発明において使用することができる好ましいドット形状について説明する。ここで、図９〜図１４においてそれぞれ、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
尚、本発明は図９〜図１４に示すドット形状に限定されるものではなく、それ以外の形状であっても適用できる。
【００３７】
以下、各図に示された形状について簡単に説明する。
図９は、反射基準面Ｒｆより窪んだ比較的単純な凹部により形成されたドットであり、本形状のドットは製作が容易である。
また、図１０は、反射基準面Ｒｆより盛り上がった峰がリング状に形成されたドットであり、図１１は図９の凹部からなるドットにおいて周囲が盛り上がったドットであり、図１０及び図１１のドットは、図９の単純な凹部からなるドットに比較して高い光散乱効果を有する。
【００３８】
図１２は、反射基準面Ｒｆより盛り上がった比較的単純な凸部により形成されたドットであり、本形状のドットは製作が容易である。
また、図１３は、反射基準面Ｒｆより窪んだドットにおいて中央部が盛り上がったドットであり、図１３は図１２の凸部からなるドットにおいて周囲が窪んだドットである。この図１３及び図１４のドットは、図１２の単純な凸部からなるドットに比較して高い光散乱効果を有する。
【００３９】
図１０、図１１、図１３、図１４に示す１つのドットに凸部と凹部を有する光散乱能が高いドットは、例えば、先の尖ったピンを樹脂板に押し付けて凹部を形成する際にその凹部の周りが盛り上がることを利用することにより比較的簡単に作製でき、押圧条件の管理により高い再現性も確保できる。また、この方法は複数のピンを有する金型においても適用することができ、大量生産も可能である。
【００４０】
本発明において、上述のドットの形状によりドットの光散乱能が異なることを利用すると、実施の形態１及び２で説明したドット密度と配列に加えて各ドットの形状も含めて発光面の各部分における輝度を調整できる。このようにすると、ドット密度と配列だけでは調整しきれなかったより微妙な発光面の輝度調整が可能となる。
特に、光の光量が少なくなりがちな隅部５４ａ，５４ｂや、光源から離れた光量が少なく暗くなりやすい部分などのドット密度と配列だけでは十分に輝度を高くできなかった部分において、ドットの形状により光の拡散を効果的に行うことにより、発光輝度を高くできる。
【００４１】
さらに、図９〜図１４では、平面形状が円形のドットを用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、四角形又は多角形等の他の形状であつてもよい。
実施の形態１及び２において、円形のドットを用いた場合は、ドット密度は１０〜７８．５％に設定することが好ましく、四角形のドットを用いた場合は、ドット密度は１０〜１００％に設定することが好ましい。
さらに、本発明では、必要に光の散乱量に応じて各領域毎にドットの形状を異なるようにしてもよく、これによりより発光面における発光輝度をより均一にできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る面発光装置用導光板によれば、従来例に比較してより輝度の均一性に優れかつ発光輝度を高くできる面発光装置用の導光板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態１の面発光装置の平面図である。
【図２】 図１の断面図である。
【図３】 実施の形態１における導光板内の光の進行を模式的に示す断面図である。
【図４】 本実施の形態１における導光板の輝度分布を模式的に示すグラフである。
【図５】 本実施の形態１のプリズムの形状を示す断面図である。
【図６】 本発明に係る実施の形態２の面発光装置の断面図である。
【図７】 実施の形態２の面発光装置におけるレンズシートの拡大断面図である。
【図８】 実施の形態１のプリズムピッチ設定方法におけるプリズムピッチを示すグラフである。
【図９】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１０】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１１】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１２】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１３】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図１４】 本発明に係る導光板に種々のドットの形状を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１…導光板、
２…第１の主面（発光面）、
３…第２の主面（反射面）、
３ａ…平坦部、
３ｂ…第１プリズム部、
３ｃ…第２プリズム部、
３ｐ…プリズム部、
４…レンズシート、
４ａ…微細凹凸、
１１，４１…プリズム、
１２…ドット。
２０…発光ダイオード（光源）、
Ｒ１１…光反射面、
Ｂ１１…対向面。
Claims (8)
- 互いに対向する第１と第２の主面と互いに対向する第１の端面と第２の端面とを有し、前記第２の主面は第１の端面から第２の端面に向かって第１の主面との間隔が狭くなるように第１の主面に対して基準勾配を有する板状の透明体からなり、前記第１の端面から入射される入射光を前記第１の主面から出射する導光板において、
前記第２の主面は、光が入射される第１の端面側に位置する平坦部と、前記第２の端面側に位置し、それぞれ前記第１の主面に対して前記基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部とからなり、前記プリズム部は前記平坦部側に位置する第１プリズム部と第１プリズム部を除いた前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなっており、前記第１プリズム部では前記第２の端面に向かう方向に前記光反射面が徐々に大きくなるようにプリズム形状が設定されたことを特徴とする面発光装置用導光板。 - 前記第１の主面のうちの前記第１の端面側に、前記平坦部が形成されたことによる輝度の減少を補うように凹部又は凸部からなるドットが形成されたことを特徴とする請求項１記載の面発光装置用導光板。
- 前記第１プリズム部において、プリズム形状が前記第２の端面に向かう方向に相似形状で大きくなるように形成された請求項１又は２記載の面発光装置用導光板。
- 前記第２プリズム部では、前記第２の端面に向かう方向にピッチが徐々に小さくなる請求項２又は３記載の面発光装置用導光板。
- 前記第１の主面には、前記プリズムに交叉する方向に光を散乱させる複数の筋が形成された請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の面発光装置用導光板。
- 請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の面発光装置用導光板と、該面発光装置用導光板の前記第１の端面に対向するように設けられた発光ダイオードと、該導光板の前記第１の主面上に設けられて前記導光板からの光の指向性を制御するレンズシートとを有することを特徴とする面発光装置。
- 前記レンズシートは、前記第１の主面に対向する一方の主面に出射光の指向性を制御するプリズムが形成され、他方の主面に前記出射光を散乱させる凹凸が形成されたことを特徴とする請求項６記載の面発光装置。
- 互いに対向する第１と第２の主面と互いに対向する第１の端面と第２の端面とを有し、前記第２の主面は第１の端面から第２の端面に向かって第１の主面との間隔が狭くなるように第１の主面に対して基準勾配を有する板状の透明体からなり、前記第２の主面は、光が入射される第１の端面側に位置する平坦部と、それぞれ前記第１の主面に対して前記基準勾配より大きい勾配を有する光反射面を備えた複数のプリズムが形成されたプリズム部とからなり、前記プリズム部は前記平坦部側に位置する第１プリズム部と前記第２端面側に位置する第２プリズム部からなっており、前記第２プリズム部では、前記第２の端面に向かう方向にピッチが徐々に小さくなる面発光装置用導光板において、前記第２プリズム部の前記ピッチを設定する方法であって、
（Ａ）前記第２プリズム部において、２以上の点における必要なプリズムピッチを設定し、各点間を結ぶことと、
（Ｂ）隣接する点間の各距離Ｌを算出し、次の式（Ａ）式から、ｎ’を求め、そのｎ’を整数化することにより、距離Ｌを分割する分割数ｎをそれぞれ求めることと、
ｎ’＝２Ｌ／（ａ＋ｌ）…（Ａ）
ここで、式（Ａ）中、ａは、隣接する点間における光源側の設定ピッチであり、ｌ（アルファベットのＬの小文字）は、隣接する点間における光源から離れた側の設定ピッチである。
（Ｃ）次の（Ｂ）式から各点間における公差ｄをそれぞれ求めることと、
ｄ＝２（Ｌ−ａｎ）／〔ｎ（ｎ＋１）〕…（Ｂ）
（Ｄ）求めた公差ｄを基に、各点間において、光源から離れるに従って、プリズムピッ チを順次、公差ｄずつ減少させることにより、各点間における隣接するプリズム間のピッチを設定することと、
を含むことを特徴とする面発光装置用導光板におけるプリズム部のピッチ設定方法。
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