(57)【要約】      （修正有）【課題】薄い導光板に光源からの光を伝導できるにも関わらず、光の利用効率を高めることができるライトガイド、及びそれを用いたバックライト装置及び光源装置を提供する。【解決手段】ＹＺ平面の縁から出射され、ＹＺ平面に沿って進む光は、点Ａにおいて天面４Ａにより反射され、続いて点Ｂ’とは異なる点Ｂにおいて底面４ｂにより反射されるが、点ＢはＹＺ平面内に存在していない。これを言い換えると、点Ａにおいて天面４Ａにより反射された光は、ＹＺ平面に直交するＸ方向成分を持ち、ＹＺ平面から離れる方向に進み、点Ｂ’より離れた点Ｂに入射することとなる。従って、点Ａにおける入射角θ１が同一であるとした場合、点Ｂにおける入射角θ２は、点Ｂ’における入射角θ２’よりも小さくなり、これにより反射を繰り返しても全反射条件を満たす可能性が高まる構成とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドにおいて、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造を設けたことを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であることを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】
光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドにおいて、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記仮想平面に沿って進む光の反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ光洩れ低減形状を備えた構造を設けたことを特徴とするライトガイド。
【請求項４】
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する筋状の凹凸であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項５】
前記光洩れ低減形状は一対の傾斜面を複数対有し、前記一対の傾斜面の交差部は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在することを特徴とする請求項４に記載のライトガイド。
【請求項６】
前記入射面と前記出射面と前記天面と前記底面とに交差する方向に延在し、互いに対向する一対の側面を有し、前記一対の側面の間隔は、前記入射面側よりも前記出射面側において広くなっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項７】
前記入射面と前記出射面とに対して交差する方向に延在し且つ互いに対向する一対の側面を有し、前記一対の側面の間隔は、前記入射面側よりも前記出射面側において広くなっているとともに、
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する交差部を有する一対の傾斜面を複数対有し、隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記出射面側における間隔よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項８】
前記交差部における一対の傾斜面のなす角度をβとしたときに、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項５又は７に記載のライトガイド。
１００°  ≦  β  ≦  １７０°      （４）
【請求項９】
前記出射面において、前記光洩れ低減形状は前記導光板の入射面から、はみ出すように設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１０】
前記出射面において、前記光洩れ低減形状の一部が前記導光板の入射面から、はみ出すように設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１１】
前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法は、前記導光板の入射面の厚み以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１２】
前記導光板の厚み方向における前記光洩れ低減形状の寸法が、前記入射面側から前記出射面側に向かって徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１３】
前記導光板の厚み方向における前記光洩れ低減形状の寸法が、前記入射面側から前記出射面側に向かって徐々に大きくなった後、徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１４】
前記光洩れ低減形状は、
複数対設けられた傾斜面であって、一対の前記傾斜面の交差部が、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在している傾斜面と、
谷を形成する２つの前記傾斜面同士の間であって、前記出射面側において、前記底面に沿った方向に延在する間隙面と、を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１５】
前記間隙面と交差する前記２つの傾斜面の交差線は、前記入射面側から前記出射面側に向かうにつれて徐々に離れていることを特徴とする請求項１４に記載のライトガイド。
【請求項１６】
前記間隙面は前記出射面に接するが、前記入射面に接しないことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のライトガイド。
【請求項１７】
前記光洩れ低減形状は、
複数対設けられた傾斜面であって、一対の前記傾斜面の交差部が、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在している傾斜面と、
山を形成する２つの前記傾斜面にそれぞれ交差すると共に、前記出射面に接し且つ前記出射面に対して所定の角度で前記入射面側に傾いたテーパ面を有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１８】
前記一対の傾斜面の前記交差部の角度は該交差部の全長に渡って一定であることを特徴とする請求項５，７、１４〜１７のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項１９】
前記天面及び前記底面は、前記導光板の底面に対して傾斜するように組み付けられることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項２０】
前記底面は、前記導光板の底面に対して同一平面上に位置するように組み付けられることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項２１】
前記入射面を複数有することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項２２】
前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれかに記載のライトガイドを有することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２４】
光源と液晶素子との間に配置され、前記光源からの光が入射されるライトガイドと、前記ライトガイドを通過した光を前記液晶素子に向かって出射する導光板とを備えたバックライト装置であって、
前記ライトガイドは、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２５】
光源と、前記光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドとを一体的に取り付けた光源装置であって、
前記ライトガイドは、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられていることを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトガイド、バックライト装置及び光源装置に関し、特に、光源から導光板などに光を案内するためのライトガイド、及びそれを有するバックライト装置及び光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末等に備える液晶表示装置にあっては、表示部を明るく照明するためのバックライト装置が使用されている。このバックライト装置は、表示部である液晶パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の側方に配置される発光素子（ＬＥＤ）や冷陰極管等の光源と、光源からの光を導光板に案内するためのライトガイドによって構成されている。このような構成を備えたバックライト装置は、導光板の側面から光を入射させるため、導光板の厚み方向に光源を配置しなくてよいので、装置全体を薄型化することができるという利点がある。
【０００３】
ところで、近年においては、薄型の携帯電話やデジカメ等に液晶表示装置が搭載されることが多くなり、バックライト装置の小型化の要求が厳しくなっている。これに応じて導光板の薄型化が進んでいるが、光源として用いるＬＥＤは、導光板の厚みと同程度に小型化することは困難であるという実情がある。しかるに、一般的にＬＥＤの発光特性は指向性が低く、広角度に放射状に出射光が広がるものもあるため、ＬＥＤからの出射光をいかにして薄い導光板に効率的に入射させるかが問題となっている。
【０００４】
ここで、特許文献１においては、導光板の本体部から上方に向けて４５度以下の角度に傾斜させた傾斜面が形成された受光部を設けたバックライト装置が開示されている。又、この傾斜面に対して略直角に傾斜させた受光面を設けており、かかる受光面に光源の発光面が平行になるように傾斜させることでバックライト装置の薄型化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２１８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、前者の場合には、傾斜面に入射させた光が必ずしも全反射とならないため、傾斜面における反射率を増大させるために、傾斜面に反射膜を被覆している。しかしながら、反射膜の被覆を行うと導光板の製造工程が複雑となる。又、反射膜の特性上、それに吸収される光も少なくないので、光の利用効率が低下するという問題もある。更に、後者の場合には、バックライト装置の薄型化には寄与できるが、導光板の本体部の更なる薄型化のために、受光部において入射光の反射回数が数多くなるような際などに、光の利用効率がやはり低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、薄い導光板に光源からの光を伝導できるにも関わらず、光の利用効率を高めることができるライトガイド、及びそれを用いたバックライト装置及び光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のライトガイドは、光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドにおいて、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造を設けたことを特徴とする。
また、前記ライトガイドにおいて、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚さ方向に沿って延在する平面を配置（仮想）した場合、前記光源から出射され前記平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記平面から離れるような方向成分を持たせる複数の反射面を持つ形状であることが好ましい。
【０００９】
本発明のライトガイドによれば、前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しているので、薄い導光板に対しても、それより厚みのある光源からの光を良好に案内することができる。一方で、前記光源の発光特性が低い場合、前記光源から出射された光の一部が、互いに傾斜した前記天面と前記底面とで反射を繰り返す内に全反射条件を満たさなくなり、前記天面又は前記底面から外方に洩れ出る恐れがある。これに対し、本発明においては、前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造を設けたので、前記入射面より入射した光が、互いに傾斜した前記天面と前記底面とで反射を繰り返しても全反射条件を満たしやすくなり、それにより前記天面又は前記底面から外方に洩れ出る光を抑制して光の利用効率を高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載のライトガイドは、請求項１に記載の発明において、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚さ方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であることを特徴とするので、全反射条件を満たしやすくなる。
【００１１】
請求項３に記載のライトガイドは、光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドにおいて、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記仮想平面に沿って進む光の反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ光洩れ低減形状を備えた構造を設けたことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１及び２の発明と同様である。
【００１２】
請求項４に記載のライトガイドは、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する筋状の凹凸であることを特徴とするので、例えば成形により大量生産が可能となる。なお、前記光洩れ低減形状は、前記天面及び／又は前記底面と一体的に形成されていても良いし、別個に形成されて前記天面及び／又は前記底面に接着されても良い。
【００１３】
請求項５に記載のライトガイドは、請求項４に記載の発明において、前記光洩れ低減形状は一対の傾斜面を複数対有し、前記一対の傾斜面の交差部は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載のライトガイドは、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記入射面と前記出射面と前記天面と前記底面とに交差する方向に延在し、互いに対向する一対の側面を有し、前記一対の側面の間隔は、前記入射面側よりも前記出射面側において広くなっていることを特徴とするので、前記側面に入射する光は全反射条件を満たしやすくなるため好ましい。
【００１５】
請求項７に記載のライトガイドは、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記入射面と前記出射面とに対して交差する方向に延在し且つ互いに対向する一対の側面を有し、前記一対の側面の間隔は、前記入射面側よりも前記出射面側において広くなっているとともに、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する交差部を有する一対の傾斜面を複数対有し、隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記出射面側における間隔よりも小さくなっていることを特徴とするので、前記入射面より入射した光の進行方向を制御することが容易になり、前記出射面での照度分布や輝度分布等各種特性を目的に合わせて制御することが可能になるため、出射面における照度ムラが低減される。また、前記入射面より入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。
【００１６】
請求項８に記載のライトガイドは、請求項５又は７に記載の発明において、前記交差部における一対の傾斜面のなす角度をβとしたときに、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする。
１００°  ≦  β  ≦  １７０°      （４）
【００１７】
前記交差部における一対の傾斜面のなす角βが条件式(４)を満たす場合、ライトガイドに入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため光利用効率を高めることができ、例えば傾斜面がない場合と比較し、約１．２倍もしくはそれ以上の光利用効率を実現出来る。特に、βが１７０°以下であれば、光線の進行方向の制御効果を高め、十分な光利用効率を得ることができる。一方、βが１００°以上であれば、各傾斜面の先端部が欠けにくい形状となり製造が容易になると共に、ライトガイドに破片等が付着しにくいので、不要な散乱の影響などが抑制され、十分な光利用効率を得ることが出来る。尚、好ましくは、βが以下の式を満たすようにすれば、傾斜面がない場合と比較し、約１．３倍もしくはそれ以上の光利用効率を実現出来る。
１１６°  ≦  β  ≦  １６５°            （４’）
【００１８】
請求項９に記載のライトガイドは、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記出射面において、前記光洩れ低減形状は前記導光板の入射面から、はみ出すように設けられていることを特徴とするので、前記導光板が薄い場合でも、前記ライトガイドの出射面側の強度を確保することができる。
【００１９】
請求項１０に記載のライトガイドは、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記出射面において、前記光洩れ低減形状の一部が前記導光板の入射面から、はみ出すように設けられていることを特徴とするので、前記導光板が薄い場合でも、前記ライトガイドの出射面側の強度を確保することができる。
【００２０】
請求項１１に記載のライトガイドは、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法は、前記導光板の入射面の厚み以下であることを特徴とするので、前記導光板が薄い場合でも、前記ライトガイドの出射面側の強度を確保することができる。
【００２１】
請求項１２に記載のライトガイドは、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記導光板の厚み方向における前記光洩れ低減形状の寸法が、前記入射面側から前記出射面側に向かって徐々に大きくなっていることを特徴とするので、前記入射面より入射した光の進行方向を制御することが容易になり、前記出射面での照度分布や輝度分布等各種特性を目的に合わせて制御することが可能になるため、前記出射面における照度ムラが低減される。また、前記入射面より入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。
【００２２】
請求項１３に記載のライトガイドは、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記導光板の厚み方向における前記光洩れ低減形状の寸法が、前記入射面側から前記出射面側に向かって徐々に大きくなった後、徐々に小さくなっていることを特徴とするので、更に光の利用効率を高めることができる。
【００２３】
請求項１４に記載のライトガイドは、請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、前記光洩れ低減形状は、複数対設けられた傾斜面であって、一対の前記傾斜面の交差部が、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在している傾斜面と、谷を形成する２つの前記傾斜面同士の間であって、前記出射面側において、前記底面に沿った方向に延在する間隙面と、を有することを特徴とする。
【００２４】
例えば厚みの薄い前記導光板を用いる場合でも、前記ライトガイドの強度を確保するために、前記出射面を薄くできず、その結果前記出射面の天面側が前記導光板の入射面に対してはみ出してしまうことがある。かかる場合、前記ライドガイド内を進行していた光が、はみ出した前記出射面から前記導光板の外部に洩れだしてしまい、光の適切な利用を図れない場合がある。これに対し、本発明によれば、谷を形成する２つの前記傾斜面同士の間であって、前記出射面側において、前記底面に沿った方向に延在する間隙面を設けて、前記ライトガイド内部からの光を反射させ、それにより洩れ出す光を抑えることで光の適切な利用を図ることができる。尚、間隙面は平面でも曲面でも良い。
【００２５】
請求項１５に記載のライトガイドは、請求項１４に記載の発明において、前記間隙面と交差する前記２つの傾斜面の交差線は、前記入射面側から前記出射面側に向かうにつれて徐々に離れていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６に記載のライトガイドは、請求項１４又は１５に記載の発明において、前記間隙面は前記出射面に接するが、前記入射面に接しないことを特徴とする。
【００２７】
請求項１７に記載のライトガイドは、請求項１〜１６のいずれかに記載の発明において、前記光洩れ低減形状は、複数対設けられた傾斜面であって、一対の前記傾斜面の交差部が、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在している傾斜面と、山を形成する２つの前記傾斜面にそれぞれ交差すると共に、前記出射面に接し且つ前記出射面に対して所定の角度で前記入射面側に傾いたテーパ面を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、山を形成する２つの前記傾斜面にそれぞれ交差すると共に、前記出射面に接し且つ前記出射面に対して所定の角度で前記入射面側に傾いたテーパ面を設けて、前記ライトガイド内部からの光を反射させ、それにより洩れ出す光を抑えることで光の適切な利用を図ることができる。尚、テーパ面は平面でも曲面でも良い。
【００２９】
請求項１８に記載のライトガイドは、請求項５，７、１４〜１７のいずれかに記載の発明において、前記一対の傾斜面の前記交差部の角度は該交差部の全長に渡って一定であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１９に記載のライトガイドは、請求項１〜１８のいずれかに記載の発明において、  前記天面及び前記底面は、前記導光板の底面に対して傾斜するように組み付けられることを特徴とするので、光の利用効率を高めることができる。
【００３１】
請求項２０に記載のライトガイドは、請求項１〜１８のいずれかに記載の発明において、前記底面は、前記導光板の底面に対して同一平面上に位置するように組み付けられることを特徴とするので、前記ライトガイドを備えたバックライト装置等の製造が容易となる。
【００３２】
請求項２１に記載のライトガイドは、請求項１乃至２０のいずれかに記載の発明において、前記入射面を複数有することを特徴とするので、組立が容易となり前記ライトガイドを備えたバックライト装置の製造が容易になる。
【００３３】
請求項２２に記載のライトガイドは、請求項１乃至２１のいずれかに記載の発明において、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。
【００３４】
請求項２３に記載のバックライト装置は、請求項１乃至２２のいずれかに記載のライトガイドを有することを特徴とする。
【００３５】
請求項２４に記載のバックライト装置は、光源と液晶素子との間に配置され、前記光源からの光が入射されるライトガイドと、前記ライトガイドを通過した光を前記液晶素子に向かって出射する導光板とを備えたバックライト装置であって、
前記ライトガイドは、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明と同様である。
【００３６】
請求項２５に記載のバックライト装置は、光源と、前記光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドとを一体的に取り付けた光源装置であって、
前記ライトガイドは、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられていることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項１に記載の発明と同様である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、薄い導光板に対しても光源からの光を容易に伝導できるにも関わらず、光の利用効率を高めることができるライトガイド、及びそれを用いたバックライト装置及び光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態にかかるライトガイドを含むバックライト装置の断面図である。
【図２】図１のバックライト装置をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】ライトガイド４の概略斜視図である。
【図４】光洩れ低減形状を説明するための図である。
【図５】本発明者の行ったシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、ライトガイド４の側面図であり、図６（ｂ）は、ライトガイド４の上面図であり、図６（ｃ）は、一対の斜面４ｇ、４ｈを出射面側に向かってみた拡大図である。
【図７】本実施の形態の変形例にかかるライトガイドの側面図である。
【図８】本実施の形態の変形例にかかるライトガイドのプリズムを拡大して示す図である。
【図９】本実施の形態の変形例にかかるライトガイドの上面図である。
【図１０】別な実施の形態にかかるライトガイドの斜視図である。
【図１１】図１０に示すライトガイドの上面図である。
【図１２】発明者が行ったシミュレーションを結果を示す図である。
【図１３】本実施の形態にかかるライトガイド４と導光板３とを示す側面図である。
【図１４】別な実施の形態にかかるライトガイド４と導光板３とを示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す実施の形態を側方から見た図である。
【図１６】本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１７】更に別な実施の形態にかかるライトガイド４と導光板３とを示す斜視図である。
【図１８】図１７に示す実施の形態を側方から見た図である。
【図１９】本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２０】別な変形例にかかるライトガイド４の側面図である。
【図２１】別な変形例にかかるライトガイド４及び導光板３の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるライトガイド及び光源装置ＬＡを含むバックライト装置ＢＬの断面図であり、図２は、図１のバックライト装置をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図１、２において、筐体１内には、３つの光源であるＬＥＤ２と薄い板状の導光板３とが配置され、その間に３つの（図２参照）ライトガイド４が配置されている。光透過性を有する導光板３の上面には、微細な凸部（又は凹部）３ａが形成されている。光散乱部である凸部３ａは、ＬＥＤ２から遠ざかるに従って大きく（高く）なっており、又その配置間隔が狭まっており、それにより導光板３の上面から照射される光を全体的に均一に近づけることができる。更に、導光板３の上面には拡散板５が配置され、拡散板５の上面には液晶表示素子６が配置されている。尚、ライトガイド４にＬＥＤ２を一体的に取り付けることによって、光源装置ＬＡを構成できる。又、バックライト装置ＢＬは、ＬＥＤ２と、ライトガイド４と、導光板３と、拡散板５とから構成される。
【００４０】
図１、２において、ＬＥＤ２から出射された光は、ライトガイド４によって、導光板３内に導かれ、その上面から拡散板５を介して液晶表示素子６の下面に向かって均一に照射されるようになっている。
【００４１】
図３は、ライトガイド４の概略斜視図である。なお、図３において、導光板３の厚み方向を上下方向（Ｙ方向）とし、導光板３の幅方向を左右方向（Ｘ方向）とする。ＰＣ、ＰＭＭＡなどの透明な樹脂から一体的に形成されたライトガイド４は、天面４ａと、底面４ｂと、側面４ｃ、４ｄと、これらに交差する入射面４ｅと出射面４ｆとを有している。
【００４２】
入射面４ｅはＬＥＤ２の出射面２ａ（図１参照）に接触又は近接配置され、出射面４ｆは導光板３の入射面３ｂ（図１参照）に接触又は近接配置されている。入射面４ｅの上下方向の寸法Ｄ１は、出射面４ｆの上下方向の寸法Ｄ２よりも大きくなっており、また入射面４ｅの左右方向の寸法Ｌ１は、出射面４ｆの左右方向の寸法Ｌ２よりも小さくなっている。かかる形状を有するので、ライトガイド４は、ＬＥＤ２から出射された光を薄い導光板３に案内することができる。
【００４３】
更に、ライトガイド４は、天面４ａに光洩れ低減形状４Ｍを形成している。ここで、入射面４ｅの上下方向の寸法Ｄ１とは、光洩れ低減形状を除いたライトガイド４の入射面４ｅ側の上下方向の寸法を表し、出射面４ｆの上下方向の寸法Ｄ２とは、光洩れ低減形状を除いたライトガイド４の出射面４ｆ側の上下方向の寸法を表す。
【００４４】
図４は、光洩れ低減形状を説明するための図である。図４において、底面４ｂに直交する面としてＹＺ平面（仮想平面とする）を定める。ＹＺ平面は、導光板３の幅方向におけるＬＥＤ２の中心を通り且つ導光板３の厚さ方向に沿って延在するものとする。ここで、点線で示す天面４Ａ’が底面４ｂに対して出射面側（図４で奥側）に向かうに従って狭くなるように傾斜しているものとする。かかる場合、ＹＺ平面の手前側の縁から出射され、ＹＺ平面に沿って進む光は、入射角が小さい間は全反射条件が成り立つため、点線矢印で示すように点Ａにおいて天面４Ａ’により反射され、続いて点Ｂ’において底面４ｂにより反射され、反射後においてもＹＺ平面から離れることはない。しかるに、天面４Ａ’が底面４ｂに対して出射面側に傾斜しているので、点Ａにおける入射角θ１よりも、点Ｂにおける入射角θ２’の方が大きくなる。従って、反射を繰り返すうちに、いずれかの入射角が閾値を超えると全反射条件が崩れ、光は天面４Ａ’又は底面４ｂを通過して外部に洩れ出す恐れがある。
【００４５】
ここで、光洩れ低減形状として、底面４ｂに対して出射面側に傾斜しているのみならず、左側面側にも狭くなるように傾斜した天面４Ａを設けた構成を考える（実線参照）。図４の例では、天面４Ａ’、４Ａの交差位置において、ＹＺ平面が交差しているものとする。かかる構成によれば、ＹＺ平面の手前側の縁から出射され、ＹＺ平面に沿って進む光は、実線矢印で示すように点Ａにおいて天面４Ａにより反射され、続いて点Ｂ’とは異なる点Ｂにおいて底面４ｂにより反射されるが、点ＢはＹＺ平面内に存在していない。これを言い換えると、点Ａにおいて天面４Ａにより反射された光は、ＹＺ平面に直交するＸ方向成分を持ち、ＹＺ平面から離れる方向に進み、点Ｂ’より離れた点Ｂに入射することとなる。従って、天面４Ａ‘を用いた場合も、天面４Ａを用いた場合も、点Ａにおける入射角θ１が同一であるとした場合、点Ｂにおける入射角θ２は、点Ｂ’における入射角θ２’よりも小さくなり、これによって、天面４Ａを用いた場合には天面４Ａ’を用いた場合より反射を繰り返しても全反射条件を満たす可能性が高まることとなる。
【００４６】
但しこの効果は、ＹＺ平面内に沿って、或いはこのＹＺ平面内に平行な平面に沿って光洩れ低減形状に入射する光線、つまりＹ方向及びＺ方向の成分のみをもつ入射光線に限られるものではない。Ｙ方向、Ｚ方向に加えＸ方向の成分をもつ入射光線についても同様の効果が得られる。すなわち、入射光線のＹ方向成分の一部又は全てが前記天面４ＡによってＸ方向又はＺ方向に変換される結果、光線が全反射条件を満たす可能性が高まる。
【００４７】
このように、光洩れ低減形状は、ライトガイド４の天面４ａ及び底面４ｂのいずれか一方を側面４ｃ又は４ｄの上下方向（高さ方向）の幅が狭くなる方向に一様に傾斜させることだけでも、その機能を発揮できる。更に、本実施の形態では、図３に示すように、天面４ａの一部を変形させて、交差する一対の細長い傾斜面（これを筋状の凹凸又はプリズムという）４ｇ、４ｈを複数対設けており、一対の傾斜面４ｇ、４ｈの交差部（これをプリズムの頂点という）４ｉが入射面４ｅから出射面４ｆに向かって延在するようにしているので、ライトガイド４の上下方向の寸法を小さくでき、バックライト装置の小型化に寄与することができる。尚、図３〜１３に示す本実施の形態においては、一対の傾斜面４ｇ、４ｈが光洩れ低減形状４Ｍを構成する。尚、一部の図面においては図示を省略しているが、後述するように一対の傾斜面４ｇ、４ｈの間に間隙面４ｋが形成されている場合、間隙面４ｋも光洩れ低減形状４Ｍに含まれ、更に、後述するように一対の傾斜面４ｇ、４ｈに接続するテーパ面４ｐが形成されている場合、テーパ面４ｐも光洩れ低減形状４Ｍに含まれるものとする。
【００４８】
図５は、本発明者の行ったシミュレーション結果を示す図である。図５（ａ）においては、ライトガイド４を図３のＺ軸方向に投影した状態を示し、図５（ｂ）は、ライトガイド４を図３のＸ軸方向に投影した状態を示している。図５によれば、ライトガイド４に入射した光は、天面４ａのプリズムと底面４ｂとの間で、Ｒ１〜Ｒ１０の順序で反射しながら出射面に向かうことが理解される。
【００４９】
ここで、ライトガイド４の好ましい形態について述べる。図６（ａ）は、ライトガイド４の光洩れ低減形状を除いた部分の側面図であり、図６（ｂ）は、ライトガイド４の上面図であり、図６（ｃ）は、光洩れ低減形状の部分のみを取り出した図であり、一対の傾斜面４ｇ、４ｈを出射面側に向かってみた拡大図である。入射面４ｅにおける高さ方向の寸法をＤ１とし、出射面４ｆにおける高さ方向の寸法をＤ２とし、入射面４ｅと出射面４ｆとの間隔（全長）をＬ３とし、入射面４ｅと天面４ａとの角度をθ１とし、入射面４ｅと底面４ｂとの角度をθ２としたときに、角度θ１又はθ２のうちいずれか小さいほうの角度が以下の式（１）の上限値を下回ると、ライトガイド４の全長Ｌ３を小さく抑えることができ、また下限値を上回るようにすると、全反射条件を満たしやすくなるので好ましい。
７０°＜θ＜９０°                             （１）
【００５０】
又、入射面４ｅの面積が、出射面４ｆの面積より大きいと、光を効率よく分配できるので好ましい。即ち、入射面４ｅにおける幅方向の寸法をＬ１とし、出射面４ｆにおける幅方向の寸法をＬ２としたときに、以下の式が成立するようにライトガイド４を設計すると好ましい。
Ｌ１×Ｄ１≦Ｌ２×Ｄ２                          （２）
【００５１】
図６（ｂ）において、ライトガイド４の中心線と、光洩れ低減形状であるプリズムの頂点とのなす角度γが、以下の式を満たすようにすると、全反射条件を満たしやすくなるので好ましい。なお、角度γは０°でも有効である。
０°≦γ≦４０°                                 （３）
【００５２】
図６（ｃ）における傾斜面４ｇ、４ｈのなす角βは、以下の式の下限値以上とすることで、全反射条件を満たしやすくなり、また上限値以下とすることで、ライトガイド４の高さを抑えることができる。
１００°≦  β  ≦  １７０°                        （４）
【００５３】
図７は、本実施の形態の変形例にかかるライトガイドの側面図である。図７（ａ）に示すように、ＬＥＤ２の出射面に対向するライトガイド４の入射面に対して、ライトガイド４の天面４ａとのなす角度θ１と、ライトガイド４の底面４ｂとのなす角度θ２とが等しくなる場合のみならず、図７（ｂ）に示すように、ライトガイド４の入射面に対して、ライトガイド４の天面４ａとのなす角度θ１と、ライトガイド４の底面４ｂとのなす角度θ２を異ならせても良い。又、図７（ｃ）に示すように、ライトガイド４の入射面に対して、ライトガイド４の天面４ａ（或いは底面４ｂ）とのなす角度θ１（或いはθ２）を鈍角とすることもできる。
【００５４】
図８は、本実施の形態の変形例にかかるライトガイドの天面を拡大して示す拡大図である。図８（ａ）に示すように、傾斜面４ｇ、４ｈは水平面に対して同一角度で立ち上がる場合のみならず、図８（ｂ）に示すように、異なる角度で立ち上がっていても良い。又、図８（ｃ）に示すように、隣接するプリズム間に平面４ｊを配置しても良いし、図８（ｄ）に示すように、傾斜面４ｇ、４ｈの交差部４ｉを平面としても良い。更に、図８（ｅ）に示すように、プリズムの表面を曲面としても良い。かかる場合、傾斜面４ｇ、４ｈは交差部において滑らかに接続されることとなる。また、これら変形例の形状は、例えばライトガイド４の長さ方向（奥行き方向）の途中から出現するよう構成したり、途中から切り替えて複数の形状が組み合わされるよう構成したりすることもできる。
【００５５】
図９は、本実施の形態の変形例にかかるライトガイドの上面図である。図９（ａ）に示すように、プリズムの頂点である交差部４ｉは、ライトガイド４の中心線に対して両側に傾いて延在する場合のみならず、図９（ｂ）に示すように、ライトガイド４の中心線と平行に延在しても良いし、図９（ｃ）に示すように、ライトガイド４の中心線に対して一方向に傾いて延在しても良い。更に、図９（ｄ）に示すように、交差部４ｉは放射状に延在しても良いし、直線でなく曲線を描くように延在しても良い。又、図９（e）及び図９(f)に示すようにライトガイドの側面４ｃ、４ｄは曲面であっても良い。尚、図９（ｂ）（ｃ）（ｄ）における点線はプリズムの谷部（谷稜線）を表しており、例えば、図９（ａ）では、このプリズムの谷部を省略して図示している。
【００５６】
図１０は、別な実施の形態にかかるライトガイドの斜視図であり、図１１は、図１０に示すライトガイドの上面図である。図１０においても同様に、導光板３の厚み方向を上下方向（Ｙ方向）とし、導光板３の幅方向を左右方向（Ｘ方向）とする。ＰＣ、ＰＭＭＡ、シクロオレフィンポリマーなどの透明な樹脂から一体的に形成されたライトガイド４は、天面４ａと、底面４ｂと、側面４ｃ、４ｄと、これらに交差する入射面４ｅと出射面４ｆとを有している。更に、天面４ａの一部が変形し、交差する一対の細長い傾斜面（これを筋状の凹凸又はプリズムという）４ｇ、４ｈを複数対設けており、一対の傾斜面４ｇ、４ｈの交差部（これをプリズムの頂点という）４ｉが入射面４ｅから出射面４ｆに向かって延在するようにしている。また、隣接し合う対の傾斜面４ｈ、４ｇ同士の交差部を谷稜線４ｊと規定する。
【００５７】
入射面４ｅはＬＥＤ２の出射面２ａ（図１参照）に接触又は近接配置され、出射面４ｆは導光板３の入射面３ｂ（図１参照）に接触又は近接配置されている。側面４ｃ、４ｄの入射面４ｅ側における上下方向の寸法Ｄ１は、出射面４ｆ側における上下方向の寸法Ｄ２よりも大きくなっており、また入射面４ｅの左右方向の寸法Ｌ１は、出射面４ｆの左右方向の寸法Ｌ２よりも小さくなっている。加えて、隣り合う交差部４ｉ同士の入射面４ｅ側における間隔Ｗ１が、出射面４ｆ側における間隔Ｗ２よりも小さくなっている。又、入射面４ｅ側の筋状の凹凸の数は、出射面４ｆ側の筋状の凹凸の数に等しい。尚、本実施の形態においては、導光板３の厚み方向における光洩れ低減形状を形成する一対の傾斜面４ｇ、４ｈの寸法が、入射面４ｅ側から出射面４ｆ側に向かって徐々に大きくなっている。
【００５８】
ここで、図１０において、交差部４ｉにおける一対の傾斜面４ｇ、４ｈのなす角をβとしたときに、下記条件式（４）を満たすこととなる。
１００°  ≦  β  ≦  １７０°                    （４）
【００５９】
このような形状を有するので、入射面４ｅより入射した光の進行方向を制御することが容易になり、出射面４ｆでの照度分布や輝度分布等各種特性を目的に合わせて制御することが可能になるため、出射面４ｆにおける照度ムラが低減される。また、入射面４ｅより入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。
【００６０】
図１２は、本発明者が行ったシミュレーションを結果を示す図である。図１２には、図１０，１１に示す実施の形態において、入射面と天面とのなす角θ１を７０°＜θ１＜９０°を満たす範囲の一例として８９．６°とし、屈折率１．５２５の樹脂素材を用いてライトガイドを構成した際に、光洩れ低減形状であるプリズムの頂角βを９０°〜１８０°まで変化させた一例の結果を示している。尚、頂角βが１８０°とは、プリズムにより光洩れ低減形状がなく、天面が平面であることを指す。図１２において、縦軸は光の効率であり、横軸はプリズムの頂角βである。図１２に示す結果によれば、βが１００°以上、１７０°以下の範囲で、光の利用効率を０．４４以上確保することができる。更に、βが１１６°以上、１６５°以下の範囲で、光の利用効率を０．５２以上確保することができる。
【００６１】
ところで、バックライト装置において、比較的厚みの薄い導光板３を用いる場合がある。しかるに、導光板３の入射面３ｂの厚みに合わせて、ライトガイド４の出射面４ｆの厚みを薄くすると、ライトガイド４の強度が不足し、曲げや折損等の恐れが生じる。又、剛性低下による成形不良などの問題も生じる。そこで、ライトガイド４の出射面４ｆ側の強度を確保するために、出射面４ｆの天面４ａ側を、導光板３の入射面３ｂに対してはみ出させることがある。
【００６２】
かかる場合、図１３に示すように、ライドガイド４内を進行していた光が、はみ出した出射面４ｆの領域から導光板３の上部に位置する拡散板５に、側面から入射してしまい、拡散板５から出射する光の強度分布が不均一となる恐れがある。以下の実施の形態では、かかる不具合を緩和もしくは解消することができる。
【００６３】
図１４は、別な実施の形態にかかるライトガイド４と導光板３とを示す斜視図であり、組み立てた状態を示している。本実施の形態において、厚み方向を上下方向としたときに、光洩れ低減形状を含めたライトガイド４の出射面４ｆ側の最大厚みＴ１に対し、導光板３の入射面３ｂの厚みＴ２は薄くなっている。また、ライトガイドの出射面における高さ方向の寸法Ｄ２は、導光板３の入射面３ｂの厚みＴ２より小さくなっている。従って、ライトガイド４の出射面４ｆ側において、傾斜面４ｇ、４ｈで形成される山部（すなわち光洩れ低減形状）の一部が、入射面３ｂから上方にはみ出した状態（全ての傾斜面に限られず一部がはみ出せば足りる）となっている。なお、傾斜面４ｇ、４ｈで形成される山部から傾斜面４ｇ、４ｈのそれぞれが間隙面４ｋと交差する交差線４ｍ、４ｎまで（すなわち光洩れ低減形状全体）が入射面３ｂからはみ出しても良いが、本発明の効果を得るためには、光洩れ低減形状の少なくとも一部が、入射面３ｂからはみ出した状態であればよい。
【００６４】
更に本実施の形態において、複数対設けられた傾斜面のうち、谷を形成する２つの傾斜面４ｈ、４ｇ同士の間であって、底面４ｂに沿って延在する平面である間隙面４ｋを設けている。間隙面４ｋと、それに交差する２つの傾斜面４ｈ、４ｇの交差線４ｍ、４ｎは、入射面４ｅ側から出射面４ｆ側に向かうにつれて徐々に離れているので、製造が容易となっている。即ち、間隙面４ｋは上方から見て三角形状を有している。更に、間隙面４ｋは、出射面４ｆに接するが、入射面４ｅに接しないように形成されている。尚、間隙面４ｋは、入射面３ｂ内で終端していると好ましい。間隙面４ｋが形成されているために、導光板３の厚み方向における光洩れ低減形状を構成する傾斜面４ｇ、４ｈの寸法は、入射面４ｅ側から出射面４ｆ側に向かって徐々に大きくなった後、徐々に小さくなっている（図１５参照）。一対の傾斜面４ｇ、４ｈのなす角度βは交差部４ｉの全長にわたって一定であるので、製造が容易となっている。それ以外の構成については、図１０に示す実施の形態と同様であるため説明を省略する。図１４〜１６に示す本実施の形態においては、一対の傾斜面４ｇ、４ｈ及び間隙面４ｋが光洩れ低減形状４Ｍを構成する。
【００６５】
図１５は、図１４に示す実施の形態を側方から見た図である。本実施の形態によれば、ライトガイド４の入射面４ｅから入射した光のうち、天面４ａの近傍を通過する光の一部が、間隙面４ｋで全反射されることにより、導光板３の入射面３ｂを通過するように方向付けされるようになっている。これにより、入射面３ｂからはみ出した光洩れ低減形状の出射面４ｆ側の領域から、導光板３の外部に洩れ出す光を抑制することができる。
【００６６】
図１６は、本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフであり、縦軸が光の洩れ率であり、横軸が導光板の入射面厚みＴ２に対する光洩れ低減形状を含めたライトガイドの出射面側の最大厚みＴ１である。本発明者は、水平面（ここでは導光板３の底面と平行である面をいう）に対する間隙面４ｋの傾き角を、０°、０．１°、０．２°、０．３°と変えて検討したところ、いずれの条件でも、Ｔ１／Ｔ２を大きくするにつれて光の洩れ率が増大することが判明した。尚、別の検討結果では、Ｔ１／Ｔ２が、１．１〜１．５の範囲で光の利用効率が高くなることがわかっている。
【００６７】
図１７は、更に別な実施の形態にかかるライトガイド４と導光板３とを示す斜視図であり、組み立てた状態を示している。本実施の形態においては、複数対設けられた傾斜面のうち、山を形成する２つの傾斜面４ｇ、４ｈにそれぞれ交差すると共に、出射面４ｆに接し且つ出射面４ｆに対して所定の角度で入射面４ｅ側に傾いたテーパ面４ｐを設けている。かかるテーパ面４ｐは、出射面４ｆに対して角度δで傾いた仮想平面Ｑにより、複数対の傾斜面４ｇ、４ｈを一括して削ぎ落とすことで形成できるが、各テーパ面４ｐの傾き角を互いに異ならせるようにしても良い。尚、本実施の形態においては、ライトガイド４の出射面４ｆ側の最大厚みＴ１と、導光板３の入射面３ｂの厚みは等しくなっている。テーパ面４ｐが形成されているために、導光板３の厚み方向における光洩れ低減形状を構成する傾斜面４ｇ、４ｈの寸法は、入射面４ｅ側から出射面４ｆ側に向かって徐々に大きくなった後、徐々に小さくなっている（図１８参照）。一対の傾斜面４ｇ、４ｈのなす角度βは交差部４ｉの全長にわたって一定である。それ以外の構成については、図１０に示す実施の形態と同様であるため説明を省略する。図１７〜１９に示す本実施の形態においては、一対の傾斜面４ｇ、４ｈ及びテーパ面４ｐが光洩れ低減形状４Ｍを構成する。
【００６８】
図１８は、図１７に示す実施の形態を側方から見た図である。本実施の形態によれば、ライトガイド４の入射面４ｅから入射した光のうち、天面４ａの近傍を通過する光の一部が、テーパ面４ｐで全反射されることにより、導光板３の入射面３ｂを通過するように方向付けされるようになっている。これにより出射面４ｆ以外の面から、導光板３の外部に洩れ出す光を抑制することができる。尚、本実施の形態に、図１４，１５に示す間隙面４ｋを付加しても良い。
【００６９】
図１９は、本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフであり、（ａ）においては、縦軸が光の利用効率であり、横軸がライトガイドのテーパ面と出射面とのなす角度δであり、（ｂ）においては、縦軸が光の洩れ率であり、横軸が図１８に示すライトガイドのテーパ面と出射面とのなす角度δである。図１９から明らかなように、テーパ面４ｐは７５°〜８５°の範囲で光の洩れ率が最も低く、光の利用効率が最も高くなることが判明した。
【００７０】
図２０は、別な変形例にかかるライトガイド４の側面図である。図２０に示すように、光洩れ低減形状を構成する傾斜面４ｇ、４ｈは、出射面４ｅ側では天面４ａに設け、入射面４ｆ側では底面４ｂに設けるようにしても良い。このとき、天面４ａ側の傾斜面４ｇ、４ｈと、底面４ｂ側の傾斜面４ｇ、４ｈとは上下方向に重合しないことが望ましい。
【００７１】
図２１は、別な変形例にかかるライトガイド４及び導光板３の側面図である。図２１（ａ）に示すように、ライトガイド４の出射面４ｆと導光板３の入射面３ｂを密着するように組み付けたとき、ライトガイド４の底面４ｂが導光板３の底面３ｃに対して傾くように配置されていると、入射面３ｂから取り込まれる光の量が増大し、光の利用効率が高まる。
【００７２】
一方、図２１（ｂ）に示すように、ライトガイド４の出射面４ｆと導光板３の入射面３ｂを密着するように組み付けたとき、ライトガイド４の底面４ｂが導光板３の底面３ｃに対して同一平面上に配置されていると、組付性が向上する。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、プリズムは底面４ｂのみに設けても良く、天面４ａと底面４ｂの双方に形成されていても良い。又、天面４ａ及び／又は底面４ｂを平面状として、ここにプリズムを形成したシートを貼り付けても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１ 筐体
２ＬＥＤ
３ 導光板
４ ライトガイド
４Ａ，４Ａ’、４ａ 天面
４ｂ 底面
４ｃ、４ｄ 側面
４ｅ 入射面
４ｆ 出射面
４ｇ、４ｈ 傾斜面
４ｉ 交差部
４ｋ 間隙面
４ｐ テーパ面
５ 拡散板
６ 液晶表示素子
【図１】
2011159631.tif 000003
【図２】
2011159631.tif 000004
【図３】
2011159631.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
2011159631.tif 000015
【図１４】
2011159631.tif 000016
【図１５】
2011159631.tif 000017
【図１６】
2011159631.tif 000018
【図１７】
2011159631.tif 000019
【図１８】
2011159631.tif 000020
【図１９】
2011159631.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドにおいて、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなっており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を有し、
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記入射面から入射して前記天面と前記底面とで全反射を繰り返して前記出射面から出射する光のうち前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であることを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する筋状の凹凸であることを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】
前記光洩れ低減形状は一対の傾斜面を複数対有し、前記一対の傾斜面の交差部は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在することを特徴とする請求項２に記載のライトガイド。
【請求項４】
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する交差部を有する一対の傾斜面を複数対有し、隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記出射面側における間隔よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のライトガイド。
【請求項５】
前記交差部における一対の傾斜面のなす角度をβとしたときに、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項４に記載のライトガイド。
１００°  ≦  β  ≦  １７０°        （４）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項１に記載のライトガイドは、光源と導光板との間に配置され、前記光源からの光を前記導光板に案内するためのライトガイドにおいて、
前記光源からの光を入射するための入射面と、
前記導光板に光を出射するための出射面と、
前記入射面と前記出射面とに交差する方向に延在し、互いに対向する天面及び底面とを有し、
前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなっており、
前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を有し、
前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記入射面から入射して前記天面と前記底面とで全反射を繰り返して前記出射面から出射する光のうち前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２に記載のライトガイドは、請求項１に記載の発明において、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する筋状の凹凸であることを特徴とするので、例えば成形により大量生産が可能となる。なお、前記光洩れ低減形状は、前記天面及び／又は前記底面と一体的に形成されていても良いし、別個に形成されて前記天面及び／又は前記底面に接着されても良い
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項３に記載のライトガイドは、請求項２に記載の発明において、前記光洩れ低減形状は一対の傾斜面を複数対有し、前記一対の傾斜面の交差部は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項４に記載のライトガイドは、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記出射面側に向かって延在する交差部を有する一対の傾斜面を複数対有し、隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記出射面側における間隔よりも小さくなっていることを特徴とするので、前記入射面より入射した光の進行方向を制御することが容易になり、前記出射面での照度分布や輝度分布等各種特性を目的に合わせて制御することが可能になるため、出射面における照度ムラが低減される。また、前記入射面より入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項５に記載のライトガイドは、請求項４に記載の発明において、前記交差部における一対の傾斜面のなす角度をβとしたときに、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする。
１００°  ≦  β  ≦  １７０°        （４）
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】