JP2006004877A - 導光板および平面照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 常に方向性（規則性）が一定で表面部から略垂直に高輝度で光を出射する。
【解決手段】 導光板２は、入射端面部３から反射端面部４に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部４が光源８からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部３方向に反射するような反射面を有する。また、裏面部７には、入射端面部３からの入射光が入射端面部３および表面部６方向に反射せず、反射端面部４からの反射光のみを反射する反射パターン１０を有する。これにより、入射端面部３での光源８が存在しない部分や入射端面部３の両端部およびこれらの付近にも光源８からの光が存在させることができ、出射面（表面部）から均一な出射光を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源からの光を入射端面部から入射し、任意の屈折角により広げられ反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が、少なくとも１つ以上の側面部方向に広がる円弧形状または／および表面部と裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を有して、反射端面部によって反射する光が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向や入射端面部に対して略直角に反射するとともに裏面部に入射端面部からの入射光が入射端面部および表面部方向に反射せず、反射端面部からの反射光のみを反射する反射パターンを有して表面部からの出射光があらゆる方向に向かず（広がらず）出射方向が一定で表面部の形状の状態で略垂直に出射することのできる導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置に関する。

従来の導光板としては、光源からの光を入射端面部から入射し、入射端面部に対向する反対側位置の反射端面部に進む光がテーパーリークを起こすように、導光板を楔形状にし、さらに反射端面部に達した光を再度入射端面部方向に反射させて、光源から進む光と反射した光との両方向の光を利用する方法が知られている。

また、従来の導光板としては、表面部や裏面部に反射パターンの反射面を常に光源方向になるように配置されている物も知られている。

さらに、従来の平面発光装置としては、光源を導光板の入射端面部の中央やアレー状に並んで設け、これら光源に対して常に光源方向に反射面が向く反射パターンを表面部や裏面部に設けた導光板等からなるものが知られている。
特開２００３−３３７３３３号公報

上述した従来の導光板として、光源からの光を入射端面部から入射し、入射端面部に対向する反対側位置の反射端面部に進む光がテーパーリークを起こすように、導光板を楔形状にし、さらに反射端面部に達した光を再度入射端面部方向に反射させて、光源から進む光と反射した光との両方向の光を利用するものでは、光の出射方向に規則性が無く、入射端面部方向と反射端面部方向など出射光に大きな広がりを持ったものと成ってしまう。例えば液晶表示装置のピクセルを大きくしないと高輝度のカラー画像を得ることができず、そのためにピクセルが大きいので絶対ピクセル量が少なく高密度の高鮮明な画像を得ることが出来ずらい課題がある。

また、従来の導光板として、表面部や裏面部に反射パターンの反射面を常に光源方向になるように配置されている物は、出射光が常に光源方向に片寄ったものとなり、光源と反対方向から観測すると輝度の低下が見られ、液晶表示装置に使用した場合に片寄った視野方向のものとなってしまう課題がある。

さらに、従来の平面発光装置は、光源を導光板の入射端面部の中央やアレー状に並んで設け、これら光源に対して常に光源方向に反射面が向く反射パターンを表面部や裏面部に設けた導光板等からなるので、出射光が常に光源方向に片寄ったものとなり、光源と反対方向から観測すると輝度の低下が見られ、液晶表示装置に使用した場合に片寄った視野方向のものとなってしまう課題がある。

また、光源をアレー状に並んで設けた場合には、全体として出射光がバラバラの状態で出射し、液晶表示装置に使用した場合にピクセルを大きくしないと高輝度のカラー画像を得ることができず、そのためにピクセルが大きいので絶対ピクセル量が少なく高密度の高鮮明な画像を得ることが出来ずらい課題がある。

本発明の目的は、光源からの光を導光板に導く入射端面部からこの入射端面部の反対側に対向する反射端面部に進む光を直接出射（テーパーリーク）しないような形状をなし、一度反射端面部で反射して、入射端面部に進む光を利用するが、単に反射端面部で反射させるのでなく、例えば軸に平行な電波をパラボロイドを持つ反射鏡によって１点に電波を集める理論と同等に、１点の光源から広がりを持って進む光（入射端面部で屈折されたコーン状の光）を反射鏡である反射端面部にて反射し、入射端面部に対して略直角な反射光を進ませ、この時、この反射光のみが遭遇するように反射光のみを表面部方向に反射する反射パターン（入射端面部から反射端面部に向かう光は遭遇しない様な傾斜および遭遇した光を透過させるパターン）を裏面部に単独や連続に設けて表面部からの出射光が常に方向性（規則性）が一定で表面部から略垂直に高輝度で出射することのできる導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る導光板は、入射端面部から反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向に反射するような反射面を有することを特徴とする。

請求項１に係る導光板は、入射端面部から反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向に反射するような反射面を有するので、入射端面部での光源が存在しない部分や入射端面部の両端部およびこれらの付近にも光源からの光を存在させることができる。

また、請求項２に係る導光板は、光源から入射し、任意の屈折角により広げられ反射端面部に進み反射端面部で反射した反射光が入射端面部に対して略直角であることを特徴とする。

請求項２に係る導光板は、光源から入射し、任意の屈折角により広げられ反射端面部に進み反射端面部で反射した反射光が入射端面部に対して略直角であるので、裏面部や表面部に反射パターン等を設ける時に単一方向に向けることにより均一で単一方向な出射光を得ることができる。

さらに、請求項３に係る導光板は、裏面部に入射端面部からの入射光が入射端面部および表面部方向に反射せず、反射端面部からの反射光のみを反射する反射パターンを有することを特徴とする。

請求項３に係る導光板は、裏面部に入射端面部からの入射光が入射端面部および表面部方向に反射せず、反射端面部からの反射光のみを反射する反射パターンを有するので、入射端面部での光源が存在しない部分や入射端面部の両端部およびこれらの付近にも均一で単一方向な反射パターンによって表面部に略垂直な高輝度な光を出射できる。

また、請求項４に係る導光板は、反射パターンが単独または／および連続であるとともに入射端面部と反射端面部の方向に反射パターンのピッチが均一またはグラデーションされてなることを特徴とする。

請求項４に係る導光板は、反射パターンが単独または／および連続であるとともに入射端面部と反射端面部の方向に反射パターンのピッチが均一またはグラデーションされてなるので、表面部から均一な光を出射することができる。

さらに、請求項５に係る導光板は、反射端面部が少なくとも１つ以上の側面部方向に広がる円弧形状または／および表面部と裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を有することを特徴とする。

請求項５に係る導光板は、反射端面部が少なくとも１つ以上の側面部方向に広がる円弧形状または／および表面部と裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を有するので、導光板の入射端面部から入射した光が任意の屈折角により広げられ反射端面部に進んだ光の中で両側面部方向に広げられ進んだ光を入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させることができる。しかも、光源の数に応じた側面部方向に広がる円弧形状を設けることによって、より効果的に入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させることができる。

また、表面部と裏面部方向に広げられ進んだ光を入射端面部方向の裏面部方向や表面部方向の任意の位置方向や裏面部や表面部に対して略直角に反射させることができる。しかも、導光板の厚さに応じた表面部と裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を設けることによって、より効果的に入射端面部方向の裏面部方向や表面部方向の任意の位置方向や裏面部や表面部方向に対して反射させることができる。

また、請求項６に係る導光板は、側面部が入射端面部と反射端面部とを非直線的に接続することを特徴とする。

請求項６に係る導光板は、側面部が入射端面部と反射端面部とを非直線的に接続するので、入射端面部から反射端面部に向かう光源からの光の内、側面部に達する光をなるべく多く反射端面部に進めるとともに反射端面部からの平行な反射光が直線な側面部に達した時に輝線となってしまうのを防ぐことができる。

さらに、請求項７に係る平面照明装置は、少なくとも１以上の光源と、
光源の近傍に位置し光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部から直進した光を反射し入射端面部に対向する反射端面部と、光を出射する表面部と、この表面部に対向する裏面部と、これら入射端面部と反射端面部と表面部と裏面部とに接する側面部とから成り、入射端面部から反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向に反射するような反射面を有する導光板と、
導光板の裏面部の下部に備えた反射体とを具備したことを特徴とする。

請求項７に係る平面照明装置は、少なくとも１以上の光源と、
光源の近傍に位置し光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部から直進した光を反射し入射端面部に対向する反射端面部と、光を出射する表面部と、この表面部に対向する裏面部と、これら入射端面部と反射端面部と表面部と裏面部とに接する側面部とから成り、入射端面部から反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向に反射するような反射面を有する導光板と、
導光板の裏面部の下部に備えた反射体とを具備したので、導光板の入射端面部から入射した光が任意の屈折角に広げられ反射端面部に進んだ光の中で両側面部方向に広げられ進んだ光を入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させることができる。しかも、光源の数に応じた側面部方向に広がる円弧形状を設けることによって、より効果的に入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させ、表面部から略垂直な光を出射することができる。

請求項１に係る導光板は、入射端面部から反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向に反射するような反射面を有するので、入射端面部での光源が存在しない部分や入射端面部の両端部およびこれらの付近にも光源からの光を存在させることができる。このため、出射面（表面部）から均一な出射光を得ることができる。

請求項２に係る導光板は、光源から入射し、任意の屈折角により広げられ反射端面部に進み反射端面部で反射した反射光が入射端面部に対して略直角であるので、裏面部や表面部に反射パターン等を設ける時に単一方向に向けることにより均一で単一方向な出射光を得ることができる。これにより、光源からの光を無駄なく高輝度で出射することができる。

請求項３に係る導光板は、裏面部に入射端面部からの入射光が入射端面部および表面部方向に反射せず、反射端面部からの反射光のみを反射する反射パターンを有するので、入射端面部での光源が存在しない部分や入射端面部の両端部およびこれらの付近にも均一で単一方向な反射パターンによって表面部に略垂直な高輝度な光を出射することができる。これにより、導光板の形状そのままに表面部から立ち上がる様な出射光となり、例えば液晶表示装置のピクセルが小さくとも高輝度のカラー画像を得ることができる。しかも、ピクセルを小さくして、絶対ピクセル量を増やす事により高密度の高鮮明な画像を得ることができる。

請求項４に係る導光板は、反射パターンが単独または／および連続であるとともに入射端面部と反射端面部の方向に反射パターンのピッチが均一またはグラデーションされてなるので、表面部から均一な光を出射することができる。これにより、導光板の形状そのままに表面部から立ち上がる様な出射光となり、例えば液晶表示装置のピクセルが小さくとも高輝度のカラー画像を得ることができる。しかも、ピクセルを小さくして、絶対ピクセル量を増やす事により高密度の高鮮明な画像を得ることができる。

請求項５に係る導光板は、反射端面部が少なくとも１つ以上の側面部方向に広がる円弧形状または／および表面部と裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を有するので、導光板の入射端面部から入射した光が任意の屈折角により広げられ反射端面部に進んだ光の中で両側面部方向に広げられ進んだ光を入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させることができる。しかも、光源の数に応じた側面部方向に広がる円弧形状を設けることによって、より効果的に入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させることができる。このため、出射光として、常に方向性（規則性）が一定の光を出射することができる。

また、表面部と裏面部方向に広げられ進んだ光を入射端面部方向の裏面部方向や表面部方向の任意の位置方向や裏面部や表面部に対して略直角に反射させることができる。しかも、導光板の厚さに応じた表面部と裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を設けることによって、より効果的に入射端面部方向の裏面部方向や表面部方向の任意の位置方向や裏面部や表面部方向に対して反射させることができる。このため、表面部や裏面部から出射光を出易くしたり、表面部や裏面部に設けた反射パターン等に遭遇しやすくし、表面からの出射光をコントロールすることができる。

請求項６に係る導光板は、側面部が入射端面部と反射端面部とを非直線的に接続するので、入射端面部から反射端面部に向かう光源からの光の内、側面部に達する光をなるべく多く反射端面部に進めるとともに反射端面部からの平行な反射光が直線な側面部に達した時に輝線となってしまうのを防ぐことができるので、見栄えの良い出射光線を得ることができる。

請求項７に係る平面照明装置は、少なくとも１以上の光源と、
光源の近傍に位置し光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部から直進した光を反射し入射端面部に対向する反射端面部と、光を出射する表面部と、この表面部に対向する裏面部と、これら入射端面部と反射端面部と表面部と裏面部とに接する側面部とから成り、入射端面部から反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、反射端面部が光源からの入射光方向および光源方向とは異なる入射端面部方向に反射するような反射面を有する導光板と、
導光板の裏面部の下部に備えた反射体とを具備したので、導光板の入射端面部から入射した光が任意の屈折角に広げられ反射端面部に進んだ光の中で両側面部方向に広げられ進んだ光を入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させることができる。しかも、光源の数に応じた側面部方向に広がる円弧形状を設けることによって、より効果的に入射端面部方向の任意の位置方向や入射端面部に対して略直角に反射させ、表面部から略垂直な光を出射することができる。このため、例えば液晶表示装置のピクセルが小さくとも高輝度のカラー画像を得ることができるとともに、ピクセルを小さくして、絶対ピクセル量を増やす事により高密度の高鮮明な画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、ＬＥＤ等の小さな光源からの光でも入射端面部から屈折により広がりのある屈折角で導光板内に進入した光を入射端面部の反対側対向に位置する円弧状の反射端面部によって平行な光（入射端面部に対して略垂直な光）を入射端面部方向に反射させる。さらに、入射端面部から反射端面部方向に進む時には導光板内を全反射するとともに広がりを小さくさせて、反射端面部で反射させた時に始めて広がりを大きくさせる。そして、これらの光に対応させて裏面部に入射端面部から反射端面部に進む時には表面部から出射せず、反射端面部から入射端面部に進む時に初めて全反射により表面部から出射する様な反射パターンを設けることにより、近傍にＬＥＤ等の存在しない導光板の位置等にも光を反射端面部から反射させるとともに反射パターンによって出射させて導光板全体から高輝度で均一な出射光を得ることができる導光板および平面照明装置を提供する。

図１は本発明に係る平面照明装置の略斜視図、図２乃至図４は本発明に係る導光板の各形態における略光軌跡図、図５乃至図８は本発明に係る導光板の各形態における側略断面の光軌跡図、図９は本発明に係る他の形態の導光板の略光軌跡図である。

本例の平面照明装置１は、図１に示すように、導光板２と、光源８と、反射体９から概略構成されている。なお、図１の例では、導光板２の側面部５および裏面部７に対面して反射面を有するケースを反射体９としている。

導光板２は、屈折率が１．４〜１．７程度の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等で成形される。導光板２は、図１に示すように、光源８からの光を導く入射端面部３と、この入射端面部３に対向する反射端面部４と、光を出射する表面部６と、この表面部６に対向する裏面部７と、これら入射端面部３と反射端面部４と表面部６と裏面部７とに接する側面部５とから成る。

また、導光板２において、入射端面部３から入射した光は、屈折角γが０≦｜γ｜≦Ｓｉｎ^-1（１／ｎ）の式を満たす範囲で導光板２内に進む。例えば一般の導光板２に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はｎ＝１．４９程度であるので、入射端面部３から入射した光は屈折角γ＝±４２°の範囲にある。

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

以上の論理に対して、導光板２は、入射端面部３から反射端面部４に進む光がテーパーリークを起こさないような形状をしている。

具体的には、例えば図５のような入射端面部３の厚さ（表面部６から裏面部７までの距離）よりも反射端面部４の厚さの方が厚い形状、入射端面部３の厚さと反射端面部４の厚さとが等しい形状の導光板２で構成される。さらに、本例の導光板２は、図２や図３および図４に示すように、反射端面部４が光源８からの入射光方向（屈折角で広げられた光を戻した方向）および光源８方向とは異なる入射端面部３方向に反射するような反射面４を有する。

図２の例における導光板２は、反射端面部４が側面部５方向に広がる円弧形状であり、円弧形状が外側に凸状をなしている。この円弧形状の反射端面部４では、光源８から導光板２内に屈折角γ（例えば屈折角γ＝±４２°の範囲内）で導光板２内に広がりを持って入射した光Ｌｏを凸状の反射面で反射し、この反射光Ｌｒが入射端面部３に対して略直角に進む。

これは、例えば軸に平行な電波を、パラボロイドを持つ反射鏡によって１点に電波を集める理論と同等に、１点の光源８から広がりを持って進む光Ｌｏ（入射端面部３で屈折されたコーン状の光）を反射鏡である反射端面部４にて反射し、入射端面部３に対して略直角な反射光Ｌｒを進ませるものである。

また、同様に図３に示すように、導光板２は、反射端面部４が側面部５方向に広がる複数の円弧形状に外側に凸状をなす構成とすることができる。この場合、反射端面部４の円弧形状は、光源８の数や位置に対応して形成される。この反射端面部４では、複数の光源８の各々の光源８から導光板２内に屈折角γ（例えば屈折角γ＝±４２°の範囲内）で導光板２内に広がりを持って入射した光Ｌｏを光源８に対応した各々の凸状の円弧形状の反射面で反射し、各々の反射光Ｌｒが入射端面部３に対して略直角に進む。

さらに、図４に示すように、導光板２は、反射端面部４が側面部５方向に広がる複数の円弧形状（図２や図３とは異なり反射端面部４が凹状）をなす構成とすることができる。この反射端面部４では、光源８から導光板２内に屈折角γ（例えば屈折角γ＝±４２°の範囲内）で導光板２内に広がりを持って入射した光Ｌｏを凹状の円弧形状の反射面で反射し、この反射光Ｌｒが入射端面部３の光源８が存在しない部分や入射端面部３の両端部およびこれらの付近に進む。

このように、導光板２の反射端面部４が円弧形状に側面部５方向に広がりを持つので、導光板２の入射端面部３から入射した光が任意の屈折角（導光板２の材質で決定）により広げられて反射端面部４に進んだ光の中で両側面部５方向に広げられ進んだ光を円弧形状の反射端面部４によって入射端面部３方向の任意の位置方向や入射端面部３に対して略直角に反射させることができる。

さらに、光源８の数に応じた側面部５方向に広がる円弧形状の反射端面部４を設ければ、より効果的に入射端面部３方向の任意の位置方向や入射端面部３に対して略直角に反射させることができる。これにより、出射光として常に方向性（規則性）が一定の光を出射することができる。

また、図５に示すように、導光板２内に入射した光Ｌｏは、導光板２と空気層との境界面（表面部６や裏面部７）において、臨界角以下の入射角では外部に出られず、特に導光板２が入射端面部３の厚さ（表面部６から裏面部７までの距離）よりも反射端面部４の厚さの方が厚い形状（入射端面部３の厚さと反射端面部４の厚さとが等しい導光板２も同様）では、表面部６や裏面部７で全反射するとともに反射端面部４に進む程、入射角に対して反射角が大きくなって、より入射角が大きくなって行く（Ｌｂｒ＜Ｌｆｒ）。

さらに、図６に示すように、導光板２は、表面部６と裏面部７との厚さ方向に広がる円弧形状に外側に凸状をなす反射端面部４を設けることができる。

尚、この反射端面部４は、導光板２の厚さに応じて設けたり、入射端面部３と反射端面部４との間隔によっても凸状の円弧形状の数を変化させて設けることができる。

これにより、反射端面部４に進んできた光Ｌｏが凸状の円弧形状の反射端面部４で反射し、反射光Ｌｒｂ１や反射光Ｌｒｂ２が裏面部７に設けた反射パターン１０等に遭遇しやすくする。

また、反射端面部４の円弧の曲率半径や半径の中心位置をコントロールすることによって反射光Ｌｒｂ１や反射光Ｌｒｂが裏面部７に到達する位置等をコントロールでき、最終的に表面部６からの出射光をコントロールすることができる。

さらに、導光板２は、図７に示すように、裏面部７に入射端面部３からの入射光が入射端面部３および表面部６方向に反射せず、反射端面部４からの反射光のみを反射する反射パターン１０を設けることができる。

反射パターン１０は、例えば入射端面部３方向に対して略垂直な壁１０ａを設け、この壁１０ａと裏面部７とを結ぶ傾斜面１０ｂからなる断面が略直角三角形形状になるように設けてある。

さらに、この反射パターン１０は、ドット状の単独形状や断面が両側面部５まで繋がる連続な形状で形成することができる。また、反射パターン１０の分布は、入射端面部３から反射端面部４までの間のピッチを変化させても良い。

さらに、単独形状の反射パターン１０の場合には、ピッチ変化のみでなく両側面部５間で千鳥状にしても良くランダムに分布させても良い。

このように、反射パターン１０は、入射端面部３から入射した光線Ｌｏ（入射端面部３での屈折角が大きな光でも）が反射パターン１０の傾斜面１０ｂに進んだ場合には、傾斜面１０ｂの傾斜角と導光板２の傾斜角とによって、反射パターン１０の傾斜面１０ｂの無い時よりも反射光Ｌｐｒは大きな反射角となり、略平行に反射端面部４方向に進む。

また、入射端面部３から入射した光線Ｌｏ１が反射パターン１０の壁１０ａに進んだ場合には、この壁１０ａが略垂直なために入射角が小さいので、壁１０ａを透過して導光板２の裏面部４の外部に透過光Ｌｏｏとして出射する。但し、ここでは説明していないが、導光板２の下方には反射体９によって出射した光を再度、導光板２に戻す。

さらに、反射パターン１０は、入射端面部３での屈折された光Ｌｏ２（この場合には裏面部７方向に屈折された光）と同じ傾斜方向であるので、反射パターン１０を逸れて裏面部７で反射し、反射光Ｌｆｒとして反射端面部４方向に進む。

また、図８に示すように、反射端面部４で反射された光Ｌｒは、反射パターン１０の傾斜面１０ｂで全反射をし、表面部６から出射光Ｌｆｏとして出射する。

このように、入射端面部３から反射端面部４に向かう光は、入射端面部３で屈折して広がりを持った光の広がりを小さくして、反射端面部４に到達するようになる。そして、反射端面部４で反射した光は、広がりを持った光として入射端面部３方向に進み、その間に反射パターン１０によって全反射され、導光板２の外部に出射される。

また、これら反射パターン１０を単一方向に向けることにより、均一で単一方向な出射光を得ることができ、光源８からの光を無駄なく出射面（表面部６）から均一で高輝度で出射することができる。

さらに、図９に示すように、導光板２は、図２における側面部５が入射端面部３と反射端面部４とを非直線的な所定曲率の円弧で接続する側面部５ｂとなっている。

さらに説明すると、図９の例では、反射端面部４が凸状の円弧形状をなすとともに側面部５ｂが凸状の円弧形状をなす略太鼓形状の導光板２を構成している。この構成によれば、入射端面部３から反射端面部４に向かう光源８からの広がりを持つ光Ｌｏの中で側面部５ｂに達する光Ｌｏを側面部５ｂで全反射した反射光Ｌｓｒなど側面部５ｂに達した光をなるべく多く反射端面部４に進めることができる。しかも、反射端面部４からの平行な反射光Ｌｒが直線な側面部５に達した時に輝線となってしまうのを防ぐことができ、見栄えの良い出射光線を得ることができる。

光源８は、例えば４元素化合物やＩｎＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＮ系等の化合物の半導体チップ等の高輝度発光の半導体発光素子からなる。光源８は、１つの光源８の中に赤色発光半導体発光素子（Ｒ）、緑色発光半導体発光素子（Ｇ）および青色発光半導体発光素子（Ｂ）の３単色光を配置して白色光として光源８の開口部から出射している。

また、光源８は、半導体発光素子とこの半導体発光素子からの出射光によって励起され基の半導体発光素子の波長とは異なる波長（一般には、基の波長よりも長い波長を出射する）を出射する波長変換材とによって、基の半導体発光素子の発光色と波長変換材による発光色とによって白色光を出射させるようにしても良い。例えば青色発光の半導体発光素子とこの青色発光の半導体発光素子によって励起し、黄色発光の蛍光材による黄色の発光色と青色の発光色との混合によって白色発光させることができる。

反射体９は、熱可塑性樹脂に例えば酸化チタンのような白色材料を混入した樹脂や熱可塑性樹脂にアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層した物や金属等からなる。この反射体９は、導光板２の側面部５および裏面部７に対面して反射面を有し、導光板２からの漏れ光を反射して再び導光板２に戻す役目をしている。

このように、導光板２を入射端面部３から反射端面部４に向かう程導光板２の厚さが厚くなる様な導光板２の厚さが均一な導光板２によって入射端面部３から入射した光が導光板２からテーパーリークを起こさずに反射端面部４に向かう。特に反射端面部４に向かう程導光板２の厚さが厚くなる場合には、屈折により広がりの有る光を表面部６や裏面部７で全反射を繰り返す間に、これら表面部６や裏面部７に対しての入射角がだんだん大きくなり、光の広がりが狭くなる。これにより、反射端面部４で反射をした反射光は、入射端面部３に向かう程だんだん表面部６や裏面部７に対しての入射角が小さくなり、光の広がりを大きくしテーパーリークしやすい状態となる。

このような状態とともに導光板２の反射端面部４を円弧状に（両側面部方向および厚さ方向）している。これにより、入射端面部３で屈折され広がりの有る光が反射端面部４方向に進む。そして、この両側面部方向に向かった光を円弧状の反射端面部４で入射端面部３に対して略直角（平行な反射光）に反射光を入射端面部３方向に反射させて、光源８の無い方向等に反射光を進ませることができる。さらに、反射パターン１０によって入射端面部３から反射端面部４に向かう光に対しては遭遇しにくく、逆に反射端面部４から入射端面部３に向かう光は遭遇しやすい様な傾斜面１０ｂを有して、光源８の無い近傍の位置でも出射光が常に方向性（規則性）が一定で表面部６から略垂直に高輝度で出射することができる導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置を提供することができる。

本発明は、光源８が導光板２の入射端面部３に対して平行光（実際には入射端面部３に対して垂直な光）でない広がりを持った光でも、導光板２の反射端面部４を両側面部５方向や厚さ方向に円弧状にする。また、入射端面部３から対向する反射端面部４に向かう光に対しては表面部６や裏面部７にて全反射を繰り返す間に光の広がりを小さくし、反射パターン１０に対して光を裏面部７に透過させたり、全反射による反射角を大きくさせて反射端面部４方向に進む。そして、反射端面部４にて反射した反射光は円弧状の形状によって光源８の存在しない方向に進んだり、入射端面部３に対して略直角に進むとともに入射端面部３に進むにつれて光の広がりを大きくする。これにより、反射パターン１０の傾斜面１０ｂに当たり易くなるとともに表面部６方向に対して略垂直な光を出射することができる。そのため、例えば液晶表示装置のピクセルが小さくとも高輝度のカラー画像を得ることができる。また、ピクセルを小さくして、絶対ピクセル量を増やす事により高密度の高鮮明な画像を得ることができる導光板２および平面照明装置１を提供することができる。

本発明に係る平面照明装置の略斜視図である。 本発明に係る導光板の略光軌跡図である。 本発明に係る導光板の略光軌跡図である。 本発明に係る導光板の略光軌跡図である。 本発明に係る導光板の側略断面の光軌跡図である。 本発明に係る導光板の側略断面の光軌跡図である。 本発明に係る導光板の側略断面の光軌跡図である。 本発明に係る導光板の側略断面の光軌跡図である。 本発明に係る導光板の略光軌跡図である。

符号の説明

１ 平面照明装置
２ 導光板
３ 入射端面部
４ 反射端面部
５ 側面部
６ 表面部
７ 裏面部
８ 光源
９ 反射体
１０ 反射パターン
１０ａ 壁
１０ｂ 傾斜面
Ｌｏ，Ｌｒ，Ｌｏ１，Ｌｏｏ，Ｌｏ２，Ｌｆｒ，Ｌｒｂ１，Ｌｒｂ２，Ｌｆｏ，Ｌｂｒ，Ｌｆｒ，Ｌｓｒ 光線

Claims (7)

1. 光源からの光を導く入射端面部と、該入射端面部から直進した光を反射し前記入射端面部に対向する反射端面部と、前記光を出射する表面部と、この表面部に対向する裏面部と、これら入射端面部と反射端面部と表面部と裏面部とに接する側面部とから成る導光板において、
   前記入射端面部から前記反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、前記反射端面部が前記光源からの入射光方向および前記光源方向とは異なる前記入射端面部方向に反射するような反射面を有することを特徴とする導光板。
2. 前記光源から入射し、任意の屈折角により広げられ前記反射端面部に進み前記反射端面部で反射した反射光が前記入射端面部に対して略直角であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
3. 前記裏面部に前記入射端面部からの入射光が前記入射端面部および前記表面部方向に反射せず、前記反射端面部からの反射光のみを反射する反射パターンを有することを特徴とする請求項１記載の導光板。
4. 前記反射パターンは、単独または／および連続であるとともに前記入射端面部と前記反射端面部の方向に前記反射パターンのピッチが均一またはグラデーションされてなることを特徴とする請求項３記載の導光板。
5. 前記反射端面部は、少なくとも１つ以上の前記側面部方向に広がる円弧形状または／および前記表面部と前記裏面部との厚さ方向に広がる円弧形状を有することを特徴とする請求項１記載の導光板。
6. 前記側面部は、前記入射端面部と前記反射端面部とを非直線的に接続することを特徴とする請求項１記載の導光板。
7. 少なくとも１以上の光源と、
   前記光源の近傍に位置し前記光源からの光を導く入射端面部と、該入射端面部から直進した光を反射し前記入射端面部に対向する反射端面部と、前記光を出射する表面部と、この表面部に対向する裏面部と、これら入射端面部と反射端面部と表面部と裏面部とに接する側面部とから成り、前記入射端面部から前記反射端面部に進む光がテーパーリークを起こさない形状をなし、前記反射端面部が前記光源からの入射光方向および前記光源方向とは異なる前記入射端面部方向に反射するような反射面を有する導光板と、
   前記導光板の前記裏面部の下部に備えた反射体とを具備したことを特徴とする平面照明装置。

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