(57)【要約】【課題】液晶表示素子の照明用光源として使用される面光源装置において、前記面光源装置の構成部品として使用されて面光源装置から出射される光線の集光効率の向上に寄与する導光板を提供する。【解決手段】光源４からの光を導光板１の端面２から導光板内に導入し、その光を導光板１の背面１１に形成された凸部８で全反射させて導光板の照射面１０方向に向ける方式の導光板において、凸部８の光源側に向いた主反射面を平面とし、且つその平面の法線を背面と平行な平面（ＸＹ平面）上に投影したときの法線の投影線が光源の光軸（Ｙ軸）に対して所定の角度を有するように凸部８を形成した。【選択図】  図１０
2006049018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を導入する入射端面と、前記入射端面から導入された光を被照明体の方向に向けて出射させる照射面と、前記照射面と対向する背面に前記入射端面から導入された光を全反射して前記照射面に向ける反射手段を有する導光板であって、
前記反射手段は、前記背面に形成された複数の凸部であり、前記各凸部は光源側に向いた平面を少なくととも１面有し、且つその平面の法線を背面と平行な平面上に投影したときの法線の投影線が光源の光軸に対して所定の角度を有するように凸部を配置したことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記凸部の光源側に向いた面と前記背面とのなす角度は１０〜４５°の範囲内にあり、そのときの前記法線の投影線と前記光源の光軸とのなす角度は３０〜７５°の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＰＤＡなどの比較的小型機器からテレビ、ビデオ、コンピュータなどの大型機器までのディスプレイに自発光機能を持たない液晶表示素子を使用した液晶表示装置を採用する場合に、液晶表示素子の背面に配置して照明用光源として機能させる面光源装置に使用する導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自発光機能を持たない液晶表示素子を背面から照明する面光源装置には２通りの方式がある。１つの方式は、液晶表示素子の下方に光源を配置し、光源から出射された光を液晶表示素子と光源との間に配置された光拡散手段、光路制御手段などを介して液晶表示素子に照射する直下型と称されるものであり、もう１つの方式は、液晶表示素子の下方に配置された導光板の端面近傍に光源を配置し、光源から出射された光を導光板の端面から導光板内に導入して照射面から液晶表示素子の方向に出射させ、その光を液晶表示素子と導光板との間に配置された光拡散手段、光路制御手段などを介して液晶表示素子に照射するエッジライト型と称されるものである。
【０００３】
そして、その内のエッジライト型面光源装置においては、導光板の光学性能が面光源装置の良否を左右する重要な要素となるものであり、そのため導光板には様々な工夫が施されている。一般的には、導光板の液晶表示素子に向いた面（表面）とその反対の面（背面）
のうちの何れか一方又は両方に凸部又は凹部からなる反射及び屈折手段を設け、光源から出射して導光板の端面を入射面として側面から導光板内に導入された光を反射及び屈折手段を介して導光板の照射面から液晶表示素子の方向に出射させるように構成されている。
【０００４】
その場合、反射及び屈折手段となる凸部又は凹部を形成する面、凸部又は凹部の形状及び配列などは光源の種類、導光板の大きさ等に、導光板の照射面から出射される光の出射効率を高く、照射面内の明るさを均一に、且つ照射面からの光の出射方向を制御するように加味して設定されている。
【０００５】
このような導光板を使用した面光源装置の従来例としては、背面に複数のシリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズを形成した導光板の端面近傍に光源を配置し、更に導光板の背面の下方には反射面を、導光板の表面の上方にはプリズムシートを配置した構成のものである。
【０００６】
このタイプの導光板は、パーソナルユースの液晶カラーテレビのように、観視する方向が限定されるような液晶表示装置に使用される面光源装置において、導光板の照射面内の出射光量を均一にすると共に、所望する方向に出射光を集中することによって、光源から出射される限られた光量で高輝度の面光源装置を実現するようにしたものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２７１７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記面光源装置に使用される従来の導光板は、導光板の側面から入射した光を導光板の背面に形成されたシリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズで反射（全反射）させて導光板の照射面から出射させ、上方に配置されたプリズムシートを介して光の方向を制御して更にその上方に配置された液晶表示素子の方向に向かうようにしたものである。この時、プリズムシートによって液晶表示素子の方向に向かう光の集光度を高めるためには、シリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズの光源に向かう面（全反射面）と背面とのなす角度を１６°以下にすることが好ましいことが判っている。
【０００８】
この条件を満足させるためには、シリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズの曲率半径を大きくすることが必要であるが、それによってシリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズのピッチも大きくなる。その結果、導光板の背面の単位面積当たりに形成されるシリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズの数が少なくなり、同様に導光板の背面の単位面積当たりの反射効率も低下するものとなる。従って、光源から出射されて導光板内に導入された光のうち導光板の照射面で反射されて照射面から大気中に出射される光量の割合（照射効率）も少なくなることになる。
【０００９】
また、上記導光板の背面のシリンドリカル凹形状レンチキュラーレンズはピッチ０．３８ｍｍ、レンズ曲面の高さ０．０５１ｍｍのスムース曲面のマルチ線状レンズの金型を用い、厚さ５ｍｍのアクリル樹脂に熱プレスによりパターンを転写することによって形成している。この場合、レンズの製造上の寸法としては極めて小さいために、金型の精度、アクリルの膨張・収縮などを考慮すると高精度に再現性よくレンズ形成を行なうことは困難であるという問題点を含んでいる。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、導光板の側面から入射して照射面から出射した光を上方に配置したプリズムシート及び拡散板を介して所定の方向に効率良く集中させるようにした、簡単な手法で製造可能な導光板を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、光源から出射された光を導入する入射端面と、前記入射端面から導入された光を被照明体の方向に向けて出射させる照射面と、前記照射面と対向する背面に前記入射端面から導入された光を全反射して前記照射面に向ける反射手段を有する導光板であって、
前記反射手段は、前記背面に形成された複数の凸部であり、前記各凸部は光源側に向いた平面を少なくととも１面有し、且つその平面の法線を背面と平行な平面上に投影したときの法線の投影線が光源の光軸に対して所定の角度を有するように凸部を配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記凸部の光源側に向いた面と前記背面とのなす角度は１０〜４５°の範囲内にあり、そのときの前記法線の投影線と前記光源の光軸とのなす角度は３０〜７５°の範囲内にあることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図１１を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１４】
図１に本発明に係わる導光板を使用した面光源装置の構成を示す。透光性樹脂からなる導光板１の端面２近傍に反射板３に一部を包囲された光源４が配置されている。そして導光板１の上方にはプリズムシート５及び拡散シート６が順次配置され、液晶表示素子（図示せず）が拡散シート６の上方に配置される。また、導光板の下方には反射シート７が配置されている。
【００１５】
なお、以降の説明の中で方向を明確にするために、面光源装置の光源の光軸方向をＹ軸（方向）、光軸方向に垂直な方向で導光板の表面方向をＸ軸（方向）、前記Ｙ軸とＸ軸で構成された面に垂直な方向をＺ軸（方向）と規定する。また、前記光源の光軸方向を、光源の出射面の出射点から出射した光線が導光板の背面に平行に、且つ前記出射点における出射面に略垂直に進む方向と規定する。
【００１６】
ここで、導光板の側面から導光板内に導入された光を導光板の照射面に向けるために導光板の背面に施される反射及び屈折手段となる凸部について、光学シミュレーションに基づく光学的性能の検証及びその結果について説明する。
【００１７】
図２は導光板の光学シミュレーションのために想定した面光源装置の構成図である。光学シミュレーションの目的は上記のように導光板の背面に施される反射及び屈折手段となる凸部について光学的性能を検証するためのものであるが、最終的には面光源装置としての光学性能を評価する必要がある。そのため、図２に示した面光源装置は本発明の導光板を使用した面光源装置と同様の構成にしてある。
【００１８】
具体的には、導光板１の背面には反射及び屈折手段として導光板と一体に正四角錐台の凸部８を形成し、導光板１の端面近傍に反射板３に一部を包囲された光源４を配置した。そして導光板１の上方には導光板１に対向する面にプリズムレンズ９を形成したプリズムシート５を配置し、更にその上方に拡散シート６を配置した。また、導光板１の下方には反射シート７を配置した。
【００１９】
更に、導光板は正四角錐台の凸部の形状を変えたものを３種類設定し、それぞれを使用した面光源装置を想定して光学シミュレーションを行なった。三種類の正四角錐台は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示すように４つの底辺のうちの２つがＸ軸と平行になるように配置した。また、正四角錐台（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の夫々をＹ軸を含んでＸＹ平面に垂直な面で切ったときの断面（ａ′）、（ｂ′）、（ｃ′）で示すように、導光板の背面に対する正四角錐台の側面の斜面角度(α)を夫々２８°、１６°及び７°に設定した。
【００２０】
また、正四角錐台に限らず平面を含む凸部を形成するように設計したとしても、フォトリソ工程や精密加工工程などの凸部の製造工程において必ずしも設計通りの平面に形成できるとは限らず、完成品としては曲面になる可能性が考えられる。その場合、曲面の曲率が比較的小さく、直線で補完できるような状態においては、図４（ａ）のような凸部の断面（ｂ）で示すように、曲線の下端から曲線の高さの２０％上方の位置をＰ１、同じく曲線の上端から曲線の高さの２０％下方の位置をＰ２とし、Ｐ１からＰ２までの高さをｙ、Ｐ１からＰ２までの長さをｘとすると傾斜角度α＝ｔａｎ−１（ｙ／ｘ）と定義する。
【００２１】
ここで、図２を参照して面光源装置の光学系について説明する。まず、冷陰極蛍光ランプなどからなる光源４から出射された光は樹脂などの透光性部材で形成された導光板１の端面（入光端面）２から導光板１内に導入され、導光板１の表面（照射面１０）、背面（照射面１０の反対の面）１１及び他方の端面（図示せず）の３方向に分かれて導光板１内を導光される。
【００２２】
導光板１内に導入されて導光板１の照射面１０に向かった光はその殆んどが照射面１０で反射（全反射）されて導光板１の背面１１に向かい、背面１１に至った光のうちの一部は背面１１に形成された凸部８の側面１２で反射（全反射）されて照射面１０に向かい、照射面１０に至った光は照射面１０から外部（大気中）に放出されるものと照射面１０で反射されて再度背面１１に向かうものとに分かれる。
【００２３】
また、背面１１に至った光のうちの他の一部は背面１１から外部に放出されて下方に配設された反射シート７に向かい、反射シート７で反射されて導光板１の背面１１に向かう。背面１１に至った光のうち一部は背面１１から導光板１内に導入されて照射面１０に向かい、照射面１０に至った光は照射面１０から外部に放出されるものと照射面１０で反射されて再度背面１１に向かうものとに分かれる。反射シート７で反射されて背面１１に至った光のうちの他の一部は背面１１で反射されて再度反射シート７に向かう。
【００２４】
一方、端面２から導光板１内に導入された光のうち直接導光板１の背面１１に向かう光は、上記導光板１内に導入されて照射面１０に向かい、照射面１０で反射されて背面１１に向う光と同様の光路を辿るものとなる。
【００２５】
更に、端面２から導光板１内に導入された光のうち、他方の端面に向かう光は殆んど端面から外部に放出されることになる。従って、この外部に放出される光を有効に利用するために端面に反射手段を施し、端面で反射させた光を導光板１内に戻して照射面１０からの放出に向けるようにすることが一般的に行なわれている。
【００２６】
上述したように、導光板の照射面から出射される光は、導光板の端面から導光板内に導入されて導光板内の様々な光路を辿って到達した光の集合体である。また、光源から出射された光のうち導光板に導入されないもの、及び、導光板に導入されても照射面から放出されないものもあり、これら照射面からの出射に寄与しない光を極力少なくすることが明るい面光源装置を実現するためのもっとも重要な要件である。
【００２７】
また、導光板１の照射面１０から放出された光は、その上方に配置されたプリズムシート５に向かい、プリズムシート５に至った光はプリズムシート５内に導入されてプリズムレンズ９の側面で反射されてプリズムシート５の出射面１３に向かう。プリズムシート５の出射面１３に至った光は出射面１３から出射されてその上方に配置された拡散シート６に向かう。拡散シート６に至った光は拡散シート６内を導光されて拡散光として出射され、拡散シートの上方に配置される液晶表示素子を照明するものである。
【００２８】
ここで、上記設定した３種類の導光板を組み込んだ面光源装置の光学シミュレーション結果について図５及び図６によって説明する。図５は導光板の端面近傍に配置された光源から出射して導光板の側面から導光板内に導入された光が導光板の照射面から出射される様子を光学シミュレーションによって検証したもので、導光板の背面に形成された正四角錐台の側面の傾斜角度αをパラメータとし、導光板に垂直なＺ軸を基準線として基準線に対する光源の光軸方向（Ｙ軸方向）の振れ角を横軸に表すと同時に基準線に対して光源方向の振れ角には−を付し、基準線に対して光源と反対方向の振れ角には＋を付した。そして、その振れ角の方向に出射される光の光線密度を縦軸に表した。
【００２９】
その結果、何れの傾斜角度においても光線密度の最大ピークは基準軸に対して光源の反対方向に向かっている。これは、導光板の端面から導入されて導光板内で反射を繰り返した光の殆んどが、導光板の背面に形成された正四角錐台の側面のうち光源側に向いた側面の傾斜面において基準軸に対して光源側の反対方向に向かうように反射されたものである。一方、基準軸に対して光源側に向かった方向に光線密度の小さなピークが存在するが、これは、導光板の端面から導入されて対向する端面で反射されて光源側に戻ってきた光が、正四角錐台の側面のうちの光源側の反対方向に向いた側面の傾斜面において基準軸に対して光源側に向かうように反射されたものと考えられる。
【００３０】
また、正四角錐台の光源側に向いた側面の傾斜角度が２８°〜１６°〜７°と小さくなるに伴なって光線密度のピークの出射方向が基準軸に対して振れ角が大きくなる方向にシフトしている。基準軸に対して反射面の傾斜角度が変わればその反射面で反射された反射光の向かう方向も変化するのは当然である。
【００３１】
更に、正四角錐台の側面の傾斜角度が小さくなるに伴なって光線密度が大きくなっている。これは、側面の傾斜面の角度が小さくなるにつれて傾斜面から大気中に出射する光が少なくなって全反射して照射面方向に向かう光が多くなるためである。従って、導光板の出射効率を高めるためには導光板の背面に形成される凸部の光源側に向いた面の傾斜角度を小さくすることが有効であることが光学シミュレーションによって検証された。
【００３２】
次に、図６は上記光学シミュレーションのために設定された導光板を使用し、その上方にプリズムシート及び拡散シートを配置し、拡散シートの出射面から出射される光の動向を光学シミュレーションした結果を示すものである。
【００３３】
導光板の照射面から出射される光の殆んどは基準線に対して振れ角を持った方向に向かうことが検証されたが、この光をプリズムレンズが形成されたプリズムシートを介することによって導光板の照射面から出射された光の光路が基準軸方向に曲げられ、更にその上方に配置された拡散シートによって全方向に均一に出射されるようになっている。
【００３４】
その結果、拡散シートから出射される光の光線密度の最大ピークは正四角錐台の光源側に向いた側面の傾斜角度に関係なく基準線方向（Ｚ軸方向）にあり、また、傾斜角度が２８°〜１６°〜７°と小さくなるに伴なって光線密度のピークが高くなっている。
【００３５】
つまり、導光板の端面近傍に光源を配置し、導光板の上方にプリズムシート及び拡散シートを配置し、導光板の下方に反射シートを配置した構成の面光源装置において、導光板の出射面から出射される光を所定の方向に収束させるためには、導光板の背面に形成される凸部の光源側に向いた面が背面となす角度（傾斜角度）を１６°以下にすることが望ましく、また、傾斜角度を７°以下にすることが更に望ましいことが検証された。これは従来から一般的に言われていたことである。
【００３６】
ところで、導光板の背面に配置する凸部はフォトリソ工程や精密加工などの方法で形成されるものであるが、その形成方法では凸部の傾斜角度を１６°以下に精度良く安定して形成することは困難なことである。
【００３７】
また、拡散シートの上方に配置する液晶表示素子に干渉縞を生じさせないように、凸部の寸法を小さくすることが試みられる。その場合に凸部の寸法を小さくしたことによる反射効率の低下を凸部の数を増やすことによって補うことが必要である。ところが、凸部の寸法を小さくするために凸部の底面及び上面の面積を小さくできても、上記シミュレーション結果を取り入れて凸部の側面の傾斜角度は小さくする必要があり、凸部の下方から見た凸部の側面の面積は小さくした凸部の上面に比べて縮小には制約がある。
【００３８】
その結果、図７に示すような問題が生じる。図７（ａ）のように凸部の側面の傾斜角度が大きい場合と（ｂ）のように凸部の側面の傾斜角度が小さい場合に、（ａ）及び（ｂ）で示す凸部の傾斜角度を保ちながら上面の面積を同じ大きさまで縮小して一定面積内に配置すると、（ａ）のように側面の傾斜角度が大きい場合は縮小しても（ａ′）のように凸部の底面の面積が小さいために多くの凸部を自由な位置に配置することができる。一方、（ｂ）のように側面の傾斜角度が小さい場合は縮小しても（ｂ′）のように凸部の底面の面積が大きいために多くの凸部を配置することができず、配置の自由度もほとんどない。従って、反射効率の良い凸部の有効な利用が阻害されることになる。
【００３９】
そこで本発明は、上記光学シミュレーションの結果を踏まえ、且つ凸部を小さくすることによって生じる問題点を克服する、反射効率の良い凸部の配置方法を実現したものである。
【００４０】
図８を参照して本発明の原理を説明する。まず、凸部の光源側に向いた側面を矩形の反射鏡として考えることとする。そこで、矩形の反射鏡の反射面をＸ軸に対して平行に且つＸＹ平面に対してθｒの角度で配置する。（ａ）はそのときの上面図、（ａ′）は（ａ）をＹＺ平面で切った断面図である。光源から出射して反射面で反射された反射光ＬｒはＸＹ平面に対してＬｒＹＺの角度でＺ軸方向に向かう。
【００４１】
次に、上記反射鏡をＺ軸を中心にθｄだけ回転させる。（ｂ）はそのときの上面図、（ｂ′）は（ｂ）をＹＺ平面で切った断面図である。この場合、反射面の法線ベクトルをＮｒｄ、光源から反射面に向かう光線ベクトルの逆ベクトルをＬｂとすると、θｒとθｄにより反射光線のベクトルＬｒｄはＬｒｄ＝２×Ｎｒｄ×（Ｌｂ・Ｎｒｄ）−Ｌｂで表される。この式を用いて反射面の傾斜角θｒを１６°に設定し、反射面をＺ軸を中心に回転させたときの反射光をＸＹ平面及びＹＺ平面に投影したときの夫々の反射角度ＬｒｄＸＹ及びＬｒｄＹＺを算出すると図９で表される。
【００４２】
図９の横軸は反射面をＺ軸を中心にして回転したときの回転角度（θｄ）、左側の縦軸は反射面で反射された反射光がＸＹ平面に投影されたときの反射角度（ＬｒｄＸＹ）、右側の縦軸は反射光がＹＺ平面に投影されたときの反射角度（ＬｒｄＹＺ）を表している。この図で特に注目する点は、反射面の回転角度が大きくなるに伴なってＹＺ平面に投影された反射光の反射角度ＬｒｄＹＺが小さくなっていくことである。
【００４３】
これは、光の出射方向を同一にした場合に反射面の傾斜角度を小さくすることと同じ結果を齎すものである。つまり、反射面で反射された光のＹＺ平面に対する傾斜角度を小さくするために反射面の傾斜角度を小さくする代わりに、反射面をＺ軸を中心として回転することによって実現できることを意味する。その結果、プリズムシート及び拡散シートを介して出射される光の集光効果を高めることに寄与することとなる。
【００４４】
また、上記は光源から出射される光がＹ軸に平行な場合について検証してきたが、光源から出射される光がＺ軸方向にベクトル成分をもつ光の場合、反射面を反射鏡から実際に導光板の背面に形成される透光性樹脂からなる凸部の傾斜面に戻すと、傾斜面に臨界角よりも小さい角度で到達してそのまま背面の下方に配置された反射シートに向かう光を、傾斜面を回転させて傾斜面に臨界角よりも大きな角度で到達するように仕向けることによって全反射させて導光板の照射面に向けることができる。その結果、傾斜面から導光板の下方に抜ける光を少なくできるために、導光板の下方に配置された反射シートの役割を低減させて照射面の明るさが反射シートの反射特性に左右されないようにすることができる。
【００４５】
更に、光源から出射してＹ軸に平行に進んだ光は、反射面を回転することによってその反射光はＸＹ平面上においてＸ軸方向に曲げられる。その角度は反射面の傾斜角θｒを１６°に設定した場合、反射面の回転角θｄが４５°の時に４．７°となる。この光を照射方向に集光させて導光板の照射面の集光効率を向上させる機能もプリズムシートが担っている。
【００４６】
なお、反射面の傾斜角度θｒを１６°に設定し、反射面をＸ軸に平行に固定したときと、反射面をＸ軸に平行な状態からＺ軸を中心に６５°回転したときの光学シミュレーションによる拡散シート上の８１ポイントの平均輝度を比較すると、傾斜面がＸ軸に平行なときの平均輝度は２００２ｃｄ／ｍ２であり、反射面を６５°回転したときの平均輝度は２２８７ｃｄ／ｍ２であった。つまり、反射面を６５°回転することにより約１４％の輝度向上が図られることが検証された。
【００４７】
以上のような光学シミュレーションの検証結果に基づいて得られた反射面の傾斜角度θｒとＺ軸を中心として反射面の回転角度θｄとの関係は、θｒが１０〜４５°の範囲内にあることが望ましく、そのときのθｄが３０〜７５°の範囲内にあることが望ましい。
【００４８】
ここまでの説明においては、反射鏡の反射面をＺ軸を中心として回転することによって反射光のＺ軸に対する振れ角を大きくすることができることを述べたが、この場合、反射鏡の反射面をＺ軸を中心として回転した状態は、反射面の法線をＸＹ平面上に投影したときの法線の投影線がＹ軸に対して所定の角度を有するように配置することと同じ意味である。従って、これを導光板の背面に形成される透光性樹脂からなる凸部に当てはめると、凸部の光源側に向いた斜面の法線をＸＹ平面上に投影したときの法線の投影線がＹ軸に対して所定の角度を有するように凸部を導光板の背面に配置すれば、傾斜面における全反射光をＺ軸に対する振れ角を大きくすることができることになる。
【００４９】
図１０（ａ）、（ｂ）は導光板の背面に形成する凸部の形状を三角錐台とし、その三角錐台の光源側に向いた側面の法線をＸＹ平面上に投影したときの法線の投影線がＹ軸に対して所定の角度を有するように配置した状態を示しており、本発明の導光板の具体例の1つである。
【００５０】
その他の凸部の例としては図１１（ａ）〜（ｅ）で示すような角錐台の組み合わせでも可能である。また、同様な底面を有する角錐でも目的を果すことができる。更に、ここに挙げた凸部の形状は代表例であって上記した形状に限定されるものではない。
【００５１】
ここで、本発明の効果について説明する。導光板の端面近傍に配置された光源から出射された光を導光板の端面から導光板内に導入し、その光を導光板の背面に形成された凸部で全反射させて導光板の照射面方向に向ける方式の導光板において、凸部の光源側に向いた平面の法線を、背面と平行な平面（ＸＹ平面）上に投影したときの法線の投影線が光源の光軸（Ｙ軸）に対して所定の角度を有するように凸部を配置した。
【００５２】
その結果、前記凸部の平面をＹＺ平面で切ったときの断面の背面に対する傾斜角度は背面に対する凸部の平面の傾斜角よりも小さくなる。その結果、反射光のＺ方向への角度も浅くなりプリズムレンズ及び拡散シートを介して出射される光の集光効率を向上させて明るい面光源装置を実現することができる。
【００５３】
また、凸部の光源側に向いた平面の背面に対する傾斜角度が大きくても、凸部の配置を上記のようにすることに実質的な傾斜角度を小さくすることができる。従って凸部の平面の傾斜角度を大きくできるために凸部の底面積を小さくでき、一定面積の導光板の背面に多くの凸部を自由な配置で形成することが可能となって光学設計の自由度が増すことになる。
【００５４】
さらに、凸部の側面の傾斜角度を大きくできることによって側面の高さを高くすることができる。その結果、凸部の形成時に寸法精度の確保が容易となり、量産時の製品の再現性も向上させることができる。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の導光板を使用した面光源装置の分解立体図である。
【図２】同じく、本発明の導光板を使用した面光源装置の構成図である。
【図３】光学シミュレーション用に導光板の背面に配置するように設定した凸部の形状であり、（ａ）〜（ｃ）は上面図、（ａ′）〜（ｃ′）は夫々（ａ）〜（ｃ）の断面図である。
【図４】（ａ）は正四角錐台の凸部の上面図、(ｂ)は（ａ）の断面図である。
【図５】導光板の背面に正四角錐台の凸部を配置するように設定したときの導光板からの光の出射角度と光線密度の関係を光学シミュレーションした結果を示すグラフである。
【図６】導光板の背面に正四角錐台の凸部を配置するように設定したときの拡散シートからの光の出射角度と光線密度の関係を光学シミュレーションした結果を示すグラフである。
【図７】（ａ）、（ｂ）は正四角錐台の凸部の形状、（ａ′）、（ｂ′）は夫々（ａ）、（ｂ）を一定面積内に配置したときの説明図である。
【図８】反射面に到達した光が反射面で反射される様子を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）は上面図、（ａ′）、（ｂ′）は夫々（ａ）、（ｂ）の断面図である。
【図９】反射面の回転角度と反射光の角度を光学シミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の導光板の一実施例を示すものであり、（ａ）は部分上面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図１１】本発明の導光板の背面に形成される凸部の形状の例を示す上面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    導光板
２    端面
３    反射板
４    光源
５    プリズムシート
６    拡散シート
７    反射シート
８    凸部
９    プリズムレンズ
１０    照射面
１１    背面
１２    側面
【図１】
2006049018.tif 000003
【図２】
2006049018.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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