(57)【要約】    【課題】０．１ｍｍ程度の薄い導光板本体に対して高い入力結合効率が得られる結合部を備えた導光板を提供すること。    【解決手段】導光板本体（１１）と、光源（Ｓ）からの光を導光板本体（１１）の内部に導入するための光結合部（１３）とを備え、光結合部（１３）が、多角柱の底面（１４）の１辺を含み、多角柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、多角柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、光結合部（１３）が、多角柱の切断面が導光板本体（１１）の表面（１２）に接するように配置され、光結合部（１３）の底面（１４）と導光板本体（１１）の表面（１２）との成す角度が、７０°以上９０°未満であることを特徴とする。【選択図】図１
2008257921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部が、多角柱の底面の１辺を含み、該多角柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該多角柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、
前記光結合部が、前記多角柱の切断面が前記導光板本体の前記一方の表面に接するように配置され、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記一方の表面との成す角度が、７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項２】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部が、円柱の底面の円周上の一点を含み、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、
前記光結合部が、前記円柱の切断面が前記導光板本体の前記一方の表面に接するように配置され、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記一方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項３】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部が、円柱の底面を通り、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、
前記光結合部が、前記円柱の切断面が前記導光板本体の表面に接するように配置され、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項４】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部が、直多角錐または直円錐であって、
前記光結合部が直多角錐である場合、該直多角錐の１側面が前記導光板本体の前記一方の面と接するように、該直多角錐が配置され、
前記光結合部が直円錐である場合、該直円錐の１母線が前記導光板本体の前記一方の面と接するように、該直円錐が配置され、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項５】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部の表面形状が、多角柱の底面の１辺を含み、該多角柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該多角柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体を、前記多角柱の切断面が前記導光板本体の他方の表面と一致するように配置して形成される形状であり、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項６】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部の表面形状が、円柱の底面の円周上の一点を含み、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体を、前記円柱の切断面が前記導光板本体の他方の表面と一致するように配置して形成される形状であり、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項７】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部の表面形状が、円柱の底面を通り、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体を、前記円柱の切断面が前記導光板本体の他方の表面と一致するように配置して形成される形状であり、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【請求項８】
厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、
前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、
前記光結合部の表面形状が、
直多角錐の頂点が前記導光板本体の前記一方の表面または他方の表面に位置するように、該直多角錐を配置して形成される形状、または、
直円錐の頂点が前記導光板本体の前記一方の表面または他方の表面に位置するように、該直円錐を配置して形成される形状であり、
前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴とする光結合部を有する導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイなどのバックライトを構成する、光の入力結合効率の高い結合部を備えた導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の発展は目覚しく、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡなど様々な機器に使用されている。ＬＣＤの薄型化に対する要求は強く、さらなる薄型化にはバックライトユニットの薄型化が有効であり、精力的に研究がなされている。モバイルＬＣＤで一般的な、導光板の端部から光を導入するエッジライト型バックライトでは、光源（ＬＥＤ）の発光部の大きさに対する導光板の厚さの比率が小さくなると、光源の発光量に対する導光板内を伝搬した光量である入力結合効率（以下、単に結合効率とも記す）が低下する。
【０００３】
具体例を図１２に示す。図１２は、導光板の端面に光源を配置（エッジライト型）して、光源の大きさに対する導光板の厚さの比率を変化させたときの入力結合効率を、ＯＲＡ社（Optical Research Associates）の照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を用いて計算した結果を示す。具体的には、光源の放射面の形状を、半径ｒが１．２ｍｍの円形とし、導光板の厚さｔをｔ＝０．２４〜３．６ｍｍの範囲で変化させた。光源からの光の強度分布はランバーシャン（Lambertian）分布とした。図１２から分かるように、入力結合効率は、ｔ／（２ｒ）が１よりも小さくなると急激に減少する。光源（ＬＥＤ）の発光部を小さくすることは容易ではないので、このことは、単に導光板を薄くしただけでは、導光板内に導入できる光量を維持することができないことを意味する。なお、バックライトユニットの薄型化は、液晶ディスプレイに限らず、指紋認証用のイメージセンサなど種々の分野においても要望されている。
【０００４】
下記非特許文献１には、図１２と同様のグラフが開示されており、上記した問題、即ち、ＬＥＤの発光部よりも薄い導光板へ光を入力するときの結合効率を改善する一つの方法を開示している。これは図１３に示すように、導光板の光の入射面（導光板の端部）を光源より厚くし、徐々に薄くして目的の厚みにする。つまり、導光板の光入力部をくさび形状にする方法である。図１３の寸法条件（ＬＧＦ／ＬＥＤ＝０．３６／０．６＝０．６）で、図１２では約５４％であるのに対して、７０％よりも大きい結合効率が得られることが開示されている。
【非特許文献１】Y. Y. Chang, Y. N. Pao, C. W. Yu and P. H. Yao, “Ultra-thin backlight module with integrated light guide film,” Proc. of 13th International Display Workshops, pp. 961-964, 2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に開示された構成では、入力結合効率は、くさび形状の長さｄに依存する。ｄを変化させたときの入力結合効率を、上記と同様に照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を用いて計算した結果を図１４に示す。ｄが０．８ｍｍ以上の場合、上記非特許文献１に開示されたように７０％以上の入力結合効率が得られることが確認できたが、くさび形の長さｄを小さくすると結合効率は減少する。図１４から、非特許文献１の例では、ｄが約１ｍｍよりも小さくなると入力結合効率が低下し始めることが分かる。
【０００６】
そして、非特許文献１では、導光板の厚さとして０．３６ｍｍの結果を開示しているが、さらに薄く約０．１ｍｍの厚さの導光板に適用できるか否かは不明である。また、仮に、非特許文献１の方法を、約０．１ｍｍの厚さの導光板に適用する場合、入力結合効率が低下しないようにするためには、ｄをより大きくしなければならない。これは、くさび形状部分の傾斜面からの光の放出を抑制するためには、傾斜角度を維持する必要があることから理解できる。液晶ディスプレイでは導光板の上に液晶パネルを配置するが、くさび形の突出部分には液晶パネルを配置することができない。従って、ｄが長くなると表示に利用できない部分の面積が増加して、液晶ディスプレイ全体としての面積が大きくなってしまう。
【０００７】
以上のように、非特許文献１のくさび形状の光結合部では、導光板の更なる薄型化に対応することができない。
【０００８】
従って、本発明は、導光板を０．１ｍｍ程度にさらに薄くした場合にも高い入力結合効率が得られる光結合部を備えた導光板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】
【０００９】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
【００１０】
即ち、本発明に係る第１の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部が、多角柱の底面の１辺を含み、該多角柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該多角柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、前記光結合部が、前記多角柱の切断面が前記導光板本体の前記一方の表面に接するように配置され、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記一方の表面との成す角度が、７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る第２の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部が、円柱の底面の円周上の一点を含み、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、前記光結合部が、前記円柱の切断面が前記導光板本体の前記一方の表面に接するように配置され、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記一方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る第３の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部が、円柱の底面を通り、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体であって、前記光結合部が、前記円柱の切断面が前記導光板本体の表面に接するように配置され、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る第４の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部が、直多角錐または直円錐であって、前記光結合部が直多角錐である場合、該直多角錐の１側面が前記導光板本体の前記一方の面と接するように、該直多角錐が配置され、前記光結合部が直円錐である場合、該直円錐の１母線が前記導光板本体の前記一方の面と接するように、該直円錐が配置され、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る第５の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部の表面形状が、多角柱の底面の１辺を含み、該多角柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該多角柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体を、前記多角柱の切断面が前記導光板本体の他方の表面と一致するように配置して形成される形状であり、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る第６の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部の表面形状が、円柱の底面の円周上の一点を含み、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体を、前記円柱の切断面が前記導光板本体の他方の表面と一致するように配置して形成される形状であり、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る第７の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部の表面形状が、円柱の底面を通り、該円柱の中心軸に対して所定角度で傾斜する平面で、該円柱を切断して得られる２つの立体のうち、体積が小さい方の立体を、前記円柱の切断面が前記導光板本体の他方の表面と一致するように配置して形成される形状であり、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る第８の光結合部を備えた導光板は、厚さが０．３ｍｍ以下の導光板本体と、前記導光板本体の一方の表面から突出するように、一部が前記導光板本体に埋め込まれた表面形状を有し、光源からの光を前記導光板本体の内部に導入するための光結合部とを備え、前記光結合部の表面形状が、直多角錐の頂点が前記導光板本体の前記一方の表面または他方の表面に位置するように、該直多角錐を配置して形成される形状、または、直円錐の頂点が前記導光板本体の前記一方の表面または他方の表面に位置するように、該直円錐を配置して形成される形状であり、前記光結合部の前記底面と前記導光板本体の前記他方の表面との成す角度が７０°以上９０°未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、０．１ｍｍ程度の非常に薄い導光板に対して、その数倍の大きさの光源（約０．４ｍｍ）を使用しても、従来よりも高い入力結合効率を実現することができる。
【００１９】
また、導光板から突出する光結合部の長さが比較的短いので、液晶パネルを配置できないスペースを極力小さく抑えることができ、液晶ディスプレイ全体の面積の増加を抑制することができる。従って、モバイル液晶ディスプレイなどのバックライトを利用する装置をより小型にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の形態を、添付した図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光結合部を有する導光板は、直多角柱または直円柱を斜めに切断して得られる立体を光結合部として、これを導光板本体の一方の表面の端部またはその近傍に配置した形状をしている。ここで、直多角柱、直円柱とは、２つの底面が柱の中心軸に垂直であり、柱の側面が中心軸に平行である多角柱、円柱を意味する。
【００２２】
図１に、第１の実施の形態に係る光結合部を有する導光板の一例を示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。本導光板１は、導光板本体１１の一方の表面１２の端部に、四角柱を斜めに切断して得られる立体を光結合部１３として備えている。本導光板１が、液晶ディスプレイなどに組み込まれて使用される場合、図１に示したように、光結合部１３の端面１４の近傍に光源Ｓが配置され、光源Ｓからの光が、端面１４から光結合部１３の内部に入射され、入射された光は光結合部１３から導光板本体１１の内部を伝搬する。
【００２３】
図１の光結合部１３の形状を、図２に示した直四角柱の図面を参照して説明する。図２の（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。図１の光結合部１３は、２つの底面が正方形である直角柱１５を、一方の底面１４の１辺Ｌ１を含み、柱の軸Ｚ１に対して角度βで傾斜する平面Ｕ１で切断して得られる２つの立体のうち体積が小さい方の立体Ｖ１（以下、小立体とも記す）である。切断面１６と中心軸Ｚ１との成す角度βは０より大きい。図１のαとβとの関係は、α＝π／２−βである。切断された小立体Ｖ１の切断面１６が、導光板本体１１の一方の表面１２の端部またはその近傍に接続されて、図１に示した形状が形成される。
【００２４】
図１、図２では、直四角柱の場合を示しているが、それ以上の多角柱の場合にも同様にして、小立体の光結合部を形成することができる。直円柱の場合にも同様であるが、底面が円であり、辺を有していないので、直円柱の場合には、例えば、図３に示したように切断する。即ち、底面の円周上の一点Ｐ１を含み、直円柱の軸Ｚ２に対して傾斜する平面Ｕ２で切断して得られる小立体Ｖ２が、光結合部として使用される。また、直円柱を図４の（ａ）のように、底面を通り、直円柱の軸に対して傾斜する平面で切断して得られる小立体を、光結合部として使用してもよい。
【００２５】
また、以上では光結合部の頂角が直角の場合（図１〜３参照）、即ち、光結合部が、直多角柱または直円柱を切断して形成される形状の場合を記載したが、これに限定されない。入力結合効率の向上と実装のコンパクト化との間のトレードオフを勘案して、頂角を直角より大きくあるいは小さく設定してもよい。
【００２６】
光結合部の材質は、例えば、ＰＭＭＡ（メタクリル酸メチル樹脂）や環状オレフィン樹脂であり、導光板本体と同じ材質であることが望ましい。
【００２７】
本実施の形態に係る導光板は、光結合部を導光板本体に接着して製造することができる。その場合、光結合部を導光板本体に接着して製造する場合には、光結合部および導光板本体と同じ屈折率の接着剤を使用することが望ましい。
【００２８】
また、型を使用して導光板全体を射出成形する方法でも、一体の部材を切削加工して、導光板全体を一体として製造する方法であってもよい。
【００２９】
上記では、直円柱、直多角柱を切断して得られる立体を光結合部として使用する場合を説明したが、これに限定されない。錐体を光結合部として使用してもよい。錐体としては、例えば、図４の（ｂ）、（ｃ）に示したように、直多角錐、直円錐を使用することができる。ここで、直多角錐、直円錐とは、底面が錐体の中心軸に垂直である角錐、円錐を意味する。図４の（ｂ）は直四角錐の例である。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光結合部を有する導光板は、直多角柱または直円柱を斜めに切断した形状の光結合部を、導光板本体の一方の表面の端部またはその近傍から突出するように、結合部の切断面が導光板本体の他方の表面と一致するように埋め込んで配置した形状をしている。
【００３１】
図５に、第２の実施の形態に係る光結合部を有する導光板の一例を示しており、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図である。本導光板２は、導光板本体２１の一方の表面２２ａの端部に、四角柱を斜めに切断して得られる立体を光結合部２３として備えており、光結合部２３の切断面が導光板本体の他方の表面２２ｂと一致するように埋め込まれている。本導光板２が、液晶ディスプレイなどに組み込まれて使用される場合、第１の実施の形態と同様に、光結合部２３の端面２４の近傍に光源Ｓが配置され、光源Ｓからの光が、端面２４から光結合部２３の内部に入射され、入射された光は光結合部２３から導光板本体２１の内部を伝搬する。
【００３２】
光結合部の材質、製造方法に関しては上記した第１の実施の形態と同様である。
【００３３】
上記では、直円柱、直多角柱を切断して得られる立体を光結合部として使用する場合を説明したが、これに限定されない。第１の実施の形態と同様に、例えば、図４の（ｂ）、（ｃ）に示したように、直多角錐、直円錐を使用することができる。直多角錐を使用する場合には、１枚の側面が導光板本体の裏面と一致するように埋め込んだ形状とする。また、直円錐を使用する場合には、母線（頂点と底面の円周上の１点とを結ぶ直線）が導光板本体の裏面と一致するように埋め込んだ形状とする。
【００３４】
また、図４の（ｄ）に示したように、直円錐や直多角錐を、中心軸を含む平面で切断して得られる立体を光結合部として使用してもよい。この場合、切断面が導光板本体の裏面と一致するように埋め込んだ形状とする。
【００３５】
また、直円柱、直多角柱、直円錐、直多角錐を切断して得られる小立体を埋め込む場合、切断面が導光板本体の裏面に一致するように配置する代わりに、小立体（光結合部）の底面の一辺が導光板本体の裏面に位置し、先端部が導光板本体の表面に位置するように配置した形状であってもよい。同様に、直多角錐、直円錐を埋め込む場合にも、頂点が導光板本体の表面に位置するように配置した形状であってもよい。
【００３６】
以下に実施例を示し、本発明の特徴を一層明確にする。
【実施例１】
【００３７】
図１に示す形状の結合部を備えた導光板について、入力結合効率の、光結合部の傾斜角度αへの依存性に関して、照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を用いて解析した。解析に用いた寸法条件および部材を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2008257921.tif 000003
表１において、ＰＭＭＡはメタクリル酸メチル樹脂を意味し、屈折率ｎが１．４９である。厚さ０．１ｍｍの導光板と、直径０．４２ｍｍの発光部を仮定し、ＬＥＤは、光結合部の端面（光の入射面）から１０μｍ離して配置した。受光器は導光板の右面に配置し、完全吸収面であるとした。光源の分布をランバーシャン（Lambertian）分布とし、光線を５００万本発生させて得られた角度分布を積分して入力結合効率を算出した。その結果を、図６に示す。図６から、光結合部の端面の傾斜角度αと共に、入力結合効率が増加し、αが７０°以上では、５０％以上の入力結合効率が得られることが分かる。このことから、本発明の光結合部を備えた導光板が非常に有効であることが分かる。
【実施例２】
【００３９】
光結合部の幅ｗを変化させて、上記と同様に入力結合効率を解析した。解析に用いた部材は表１と同じである。上記と同じモデルを設定し、角度αを８５°に固定し、光結合部の幅ｗのみを変化さて、上記と同様のシミュレーションを行なった。
【００４０】
解析結果を図７に示す。光源の大きさと同程度の幅ｗであれば入力結合効率は高いが、幅ｗの増加と共に入力結合効率が減少することが確認できる。
【実施例３】
【００４１】
図１〜５に示した種々の形状の結合部に関して、上記と同様に入力結合効率を解析した。その結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
2008257921.tif 000004
それぞれの光結合部の寸法条件を図８に示す。Ｎｏ．１は、底面の一辺を通る平面で直四角柱を切断して得られる小立体の形状である。Ｎｏ．３は、底面の円周上の一点を通る平面で直円柱を切断して得られる小立体の形状である。Ｎｏ．５は、底面の中心を通る平面で直円柱を切断して得られる小立体の形状である。Ｎｏ．６は、中心軸を通る平面で直円錐を切断して得られる立体の形状である。
【００４３】
表２において、cementは第１の実施の形態の配置（導光板本体の表面に光結合部を配置）を意味し、implantは第２の実施の形態の配置（光結合部を導光板本体に埋め込む）を意味する。従って、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９に関しては、cementのデータはない。なお、Ｎｏ．７では、直四角錐の頂点を導光板の表側の面に位置させた。また、Ｎｏ．８、９では、直円錐の頂点をそれぞれ導光板の表側の面および裏側の面に位置させた。
【００４４】
表２の中では、Ｎｏ．３のimplantの場合（切断した直円柱を埋め込んだ場合）、入力結合効率が５４．７０％と最も高かった。図１２に示した従来の導光板では、本解析と同様の寸法比（導光板の厚さ／光源の大きさ＝０．１／０．４＝０．２５）の場合、入力結合効率は約２５％であるのに対して、本解析結果では、Ｎｏ．２のcementを除いてこれよりも高い３０％を超える大きい値が得られた。このことから、本発明の光結合部を備えた導光板が非常に有効であることが分かる。
【実施例４】
【００４５】
直径０．４ｍｍの切断した直円柱を厚さ０．１ｍｍの導光板本体に埋め込む形状とし、導光板本体の上面と光源から光を入射する光結合部の端面との成す角度αを３０°〜８５°の範囲で変化させて、上記と同様に解析を行なった。その結果を図９に示す。この解析により、切断円柱を８５°傾けて導光板本体に埋め込む構成で、入力結合効率７３．５％が得られることが分かった。
【実施例５】
【００４６】
図１０に示したように、導光板に光結合部を形成し、導光板本体中の光の強度分布を解析した。光結合部には、切断四角柱、切断円柱および円錐を用い、導光板本体に埋め込んだ（implant）。
【００４７】
図１１は、５箇所に受光器を配置した（entrance，a，b，c，endで示す）と仮定して光の強度分布を解析し、入力結合効率とともにまとめた結果である。解析条件を表３に示す。図１１の左上のグラフは切断四角柱、右上のグラフは切断円柱、下のグラフは円錐に関する結果である。
【００４８】
【表３】
2008257921.tif 000005
均一性は、入力カプラ（光結合部）よりも導光板の出力カプラに大きく依存するはずであるが、仮にこの要因を排除すると、入力カプラとして円錐形を使用した構成が、わずかではあるが最も均一性に優れるという結果になった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光結合部を有する導光板を示す斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図２】直四角柱を用いて光結合部の一例の形状を説明するための斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図３】直円柱を用いて光結合部の一例の形状を説明するための斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図４】別の形状の光結合部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光結合部を有する導光板を示す斜視図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図６】切断した四角柱を導光板本体に埋め込む形状の光結合部に関して、傾斜角度αを変化させて入力結合効率を計算した結果を示すグラフである。
【図７】光結合部の幅ｗを変化させて入力結合効率計算した結果を示すグラフである。
【図８】入力結合効率を計算した光結合部の寸法を示す斜視図である。
【図９】切断した円柱を導光板本体に埋め込む形状の光結合部に関して、傾斜角度αを変化させて入力結合効率を計算した結果を示すグラフである。
【図１０】導光板本体中の光の強度分布の解析条件を示す平面図である。
【図１１】導光板本体中の光の強度分布を解析した結果を示すグラフである。
【図１２】光源の大きさに対する導光板の厚さの比率を変化させたときの入力結合効率を計算した結果を示すグラフである。
【図１３】非特許文献１に開示されたくさび形の光結合部を示す断面図である。
【図１４】くさび形状の長さを変化させたときの入力結合効率を計算した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１、２    導光板
１１、２１    導光板本体
１２、２２ａ、２２ｂ    導光板本体の表面
１３、２３    光結合部
１４、２４    光結合部の端面（光の入射面）
Ｓ    光源
【図１】
2008257921.tif 000006
【図２】
2008257921.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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