(57)【要約】【課題】  実際の輝度分布が導光体の中心部付近が高くなるようにし、色斑や輝度斑が無い高輝度の光を出射する。【解決手段】  裏面部６に側面部３と平行に略円柱の凹状の入射部７を少なくとも１列以上複数列設し、合い対向する側面部３との距離を等しくしたり、互いの入射部７の列間の距離を等しくしたり、側面部３に近い入射部７の列ほど大きな間隔距離にする。表面部５や裏面部６には、側面部３付近の輝度が最大となるように全反射や屈折を行う光偏向素子１０を設けて導光体２全体の輝度を得る。入射部７の凹状の内側にプリズム形状を設けたり、導光体２内に任意の割合で微小散乱素子を分散し、入射部７からの光を導光体２内で良く拡散させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する表面部と、この反対に位置する裏面部と、これら前記表面部と前記裏面部とに略直角に接続する側面部からなる鏡面性を有した導光体において、
前記裏面部に略円柱の凹状の入射部を、規則性を有して設けることを特徴とする導光体。
【請求項２】
光を出射する表面部と、この反対に位置する裏面部と、これら前記表面部と前記裏面部とに略直角に接続する側面部からなる鏡面性を有した矩形状の導光体において、
前記裏面部に前記側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数列設することを特徴とする導光体。
【請求項３】
前記入射部は、合い対向する前記側面部に平行に、少なくとも１つの列をなすように複数設けることを特徴とする請求項２記載の導光体。
【請求項４】
前記入射部は、１つの列になす複数の前記入射部を１つおきに前記１つの列に平行に設けることを特徴とする請求項２記載の導光体。
【請求項５】
前記入射部の列を２つ以上設ける場合に、前記側面部と前記側面部に近い前記入射部の列との距離は、互いの前記入射部の列の距離よりも長く設定するとともに合い対向する前記側面部の中心方向になるほど互いの前記入射部の列の距離を短く設定することを特徴とする請求項２記載の導光体。
【請求項６】
前記表面部または／および前記裏面部には、前記入射部の列と平行に位置する前記側面部付近が最大となるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けることを特徴とする請求項２記載の導光体。
【請求項７】
前記表面部または／および前記裏面部には、前記入射部の列と平行に位置する前記側面部付近が最大となるとともに前記入射部の列の位置付近が最低になるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けることを特徴とする請求項２記載の導光体。
【請求項８】
光を出射する表面部と、この反対に位置する裏面部と、これら前記表面部と前記裏面部とに略直角に接続する側面部からなる鏡面性を有した導光体において、
前記裏面部に略円柱の凹状の入射部を、任意の六角形の各頂点となるような位置または任意の同心円状になるような位置に設けることを特徴とする導光体。
【請求項９】
前記略円柱の凹状の入射部を、さらに前記六角形の中心または前記同心円状の中心に設けることを特徴とする請求項８記載の導光体。
【請求項１０】
前記入射部は、前記略円柱の凹状の高さまたは深さを任意の位置で変化させることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項８、請求項９のいずれかに記載の導光体。
【請求項１１】
前記入射部は、前記略円柱の凹状の内側にプリズム形状を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項８、請求項９のいずれかに記載の導光体。
【請求項１２】
前記入射部は、前記略円柱の凹状の内側の前記表面部方向の底部を底部の中心から前記内側の側面側の前記表面部方向に直線的または曲線的に上昇する面または曲面を設けるとともに前記面または前記曲面部分に反射部を設けることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項８、請求項９のいずれかに記載の導光体。
【請求項１３】
前記導光体は、内部で前記入射部からの光を混合させるために任意の割合で前記導光体内に微小散乱素子を分散することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項８、請求項９のいずれかに記載の導光体。
【請求項１４】
半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に規則性を有して略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、前記導光体の上部に前記導光体からの出射光を拡散する拡散体と、前記導光体の出射側の前記表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、前記導光体の前記裏面部に規則性を有して設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した前記光源からの光が前記導光体内の側面部方向に進みながら前記導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を前記拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに前記導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度前記導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする平面発光装置。
【請求項１５】
半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数設けた導光体と、前記導光体の上部に前記導光体からの出射光を拡散する拡散体と、前記導光体の出射側の前記表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、前記導光体の裏面部に側面部と平行に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した前記光源からの光が前記導光体内の側面部方向に進みながら前記導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を前記拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに前記導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度前記導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする平面発光装置。
【請求項１６】
前記光源は、合い対向する前記側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた前記入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子をＲＧＢの順に並載置することを特徴とする請求項１５記載の平面発光装置。
【請求項１７】
前記光源は、合い対向する前記側面部に平行に少なくとも２つ以上の列をなすように設けた前記入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子を千鳥状に載置することを特徴とする請求項１５記載の平面発光装置。
【請求項１８】
前記光源は、合い対向する前記側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた前記入射部に白色発光色の半導体発光素子を載置することを特徴とする請求項１５記載の平面発光装置。
【請求項１９】
半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に六角形の頂点となる位置を基本形として略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、前記導光体の上部に前記導光体からの出射光を拡散する拡散体と、前記導光体の出射側の前記表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、前記導光体の裏面部に任意の六角形の頂点となるような位置を基本形として設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した前記光源からの光が前記導光体内の側面部方向に進みながら前記導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を前記拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに前記導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度前記導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする平面発光装置。
【請求項２０】
半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に任意の同心円状となるように凹状の入射部を設けた導光体と、前記導光体の上部に前記導光体からの出射光を拡散する拡散体と、前記導光体の出射側の前記表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、前記導光体の裏面部に同心状に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した前記光源からの光が前記導光体内の側面部方向に進みながら前記導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を前記拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに前記導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度前記導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする平面発光装置。
【請求項２１】
前記光源は、任意の位置で前記導光体の前記入射部の高さまたは深さに対応した高さに設けることを特徴とする請求項１４、請求項１５、請求項１９、請求項２０のいずれかに記載の平面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を１列や２列等のように複数列設し、互いの入射部の列間の距離を等しくしたり、側面部に近い入射部の列ほど大きな距離にして、実際の輝度分布が導光体の中心部付近で高くなるようにすること、前記入射部が規則性を有するような任意の六角形の頂点となるような位置や任意の同心円状になるように設けたり、さらに入射部の略円柱の凹状の高さや深さを変化させるとともにこの高さ等に光源の高さを変化させて目的に合わせた出射光を得ること、入射部の凹状の内側にプリズム形状を設けたり、導光体内に任意の割合で微小散乱素子を分散することによって入射部からの光を導光体内で良く拡散させてＬＥＤ等の赤色発光、緑色発光、青色発光（ＲＧＢ）の光源からの光を完全に混合し、高輝度の光を出射することの出来る導光体および平面発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の導光体は、導光体の外側で側面部の近傍に光源を備え、側面部から光を導光体内に導いたり、側面部の一部を欠切して欠切したところに光源を挿入して導光体内に光を導いていた。
【０００３】
また、従来の平面発光装置は、導光体の１側面や両側面の近傍に光源を備えたり、導光体の１側面や両側面に欠切部を設け、欠切したところに光源を挿入したり、導光体の側面や側面近傍に線状光源やＬＥＤ等の小さな光源をアレー状に並べて構成していた。
【特許文献１】特開平１０−２９３２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の導光体は、外側で側面部の近傍に光源を備え、側面部から光を導光体内に導いたり、側面部の一部を欠切して欠切したところに光源を挿入して導光体内に導く構成なので、光の利用度が半分程度しか利用されていない課題がある。
【０００５】
また、従来の平面発光装置は、導光体の１側面や両側面の近傍に光源を備えたり、導光体の１側面や両側面に欠切部を設け、欠切したところに光源を挿入したり、導光体の側面や側面近傍に線状光源やＬＥＤ等の小さな光源をアレー状に並べた構成なので、光の利用度が半分程度しか利用されない課題がある。しかも、ＬＥＤ等の小さいな赤色発光、緑色発光、青色発光（ＲＧＢ）の光源からの光が混合される位置が入射部から離れた所でなければ完全に混合されない課題がある。
【０００６】
また、チップ形状や砲弾形状のＬＥＤをアレー状に並べた光源の場合には、光源自身の指向性により輝度的に波のように斑が現れてしまう課題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を少なくとも１列以上複数列設し、合い対向する側面部との距離を等しくしたり、互いの入射部の列間の距離を等しくしたり、側面部に近い入射部の列ほど大きな間隔距離にして、実際の輝度分布が導光体の中心部付近が高くなるようにすること、また表面部や裏面部に側面部付近の輝度が最大となるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けて導光体全体の輝度を得ること、規則性を有するような任意の六角形の頂点となるような位置や任意の同心円状になるように入射部を設けて均一な出射光を得たり、中心位置の輝度をコントロールできるようにすること、入射部の凹状の内側にプリズム形状を設けたり、導光体内に任意の割合で微小散乱素子を分散することによって入射部からの光を導光体内で良く拡散させてＬＥＤ等の赤色発光、緑色発光、青色発光（ＲＧＢ）の光源からの光を完全に混合して色斑や輝度斑が無い高輝度の光を出射することの出来る導光体および平面発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る導光体は、裏面部に略円柱の凹状の入射部を、規則性を有して設けることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る導光体は、裏面部に略円柱の凹状の入射部を、規則性を有して設けるので、表面部の出射面から均一な出射光を得ることができる。
【００１０】
さらに、請求項２に係る導光体は、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数列設することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る導光体は、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数列設するので、略円柱の凹状の入射部に光源を備えることによって側面部と平行な方向へ光を偏向することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る導光体は、入射部を、合い対向する側面部に平行に、少なくとも１つの列をなすように複数設けることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る導光体は、入射部を、合い対向する側面部に平行に、少なくとも１つの列をなすように複数設けるので、１つの列を対称にして合い対向する側面部方向に平行に光を偏向することができる。
【００１４】
さらに、請求項４に係る導光体は、入射部を、１つの列になす複数の入射部を１つおきに１つの列に平行に設けることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る導光体は、入射部を、１つの列になす複数の入射部を１つおきに１つの列に平行に設けるので、互いの列の入射部と入射部との間に対向する列の入射部を得ることができる。
【００１６】
また、請求項５に係る導光体は、入射部の列を２つ以上設ける場合に、側面部と側面部に近い入射部の列との距離は、互いの入射部の列の距離よりも長く設定するとともに合い対向する側面部の中心方向になるほど互いの入射部の列の距離を短く設定することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る導光体は、入射部の列を２つ以上設ける場合に、側面部と側面部に近い入射部の列との距離は、互いの入射部の列の距離よりも長く設定するとともに合い対向する側面部の中心方向になるほど互いの入射部の列の距離を短く設定するので、合い対向する側面部の中心方向付近の輝度を高くすることができる。
【００１８】
さらに、請求項６に係る導光体は、表面部または／および裏面部に、入射部の列と平行に位置する側面部付近が最大となるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に係る導光体は、表面部または／および裏面部に、入射部の列と平行に位置する側面部付近が最大となるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けるので、導光体に存在する光を表面部や裏面部で全反射や屈折によって、出射面からの出射光が導光体の表面全体に均一に出射することができる。
【００２０】
また、請求項７に係る導光体は、表面部または／および裏面部に、入射部の列と平行に位置する側面部付近が最大となるとともに入射部の列の位置付近が最低になるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に係る導光体は、表面部または／および裏面部に、入射部の列と平行に位置する側面部付近が最大となるとともに入射部の列の位置付近が最低になるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けるので、入射部の列から離れている位置でも光偏向素子によって全反射や屈折を行い出射面からの出射光が導光体の表面全体に均一に出射することができる。
【００２２】
さらに、請求項８に係る導光体は、裏面部に略円柱の凹状の入射部を、任意の六角形の各頂点となるような位置または任意の同心円状になるような位置に設けることを特徴とする。
【００２３】
請求項８に係る導光体は、裏面部に略円柱の凹状の入射部を、任意の六角形の各頂点となるような位置または任意の同心円状になるような位置に設けるので、六角形の大きさをコントロールすることで、導光体の形状や大きさに関係無く設けたり、導光体の中心位置を中心として輝度のコントロールをすることができる。
【００２４】
また、請求項９に係る導光体は、略円柱の凹状の入射部を、さらに六角形の中心または同心円状の中心に設けることを特徴とする。
【００２５】
請求項９に係る導光体は、略円柱の凹状の入射部を、さらに六角形の中心または同心円状の中心に設けるので、より微細な出射光を再現することができる。
【００２６】
さらに、請求項１０に係る導光体は、入射部を、略円柱の凹状の高さまたは深さを任意の位置で変化させることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０に係る導光体は、入射部を、略円柱の凹状の高さまたは深さを任意の位置で変化させるので、光源を略円柱の凹状の高さまたは深さに合わせて載置することができる。
【００２８】
また、請求項１１に係る導光体は、入射部の略円柱の凹状の内側にプリズム形状を設けたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１１に係る導光体は、入射部の略円柱の凹状の内側にプリズム形状を設けたので、光源からの光を拡散して導光体に入射させることができる。
【００３０】
さらに、請求項１２に係る導光体は、入射部の略円柱の凹状の内側の表面部方向の底部を底部の中心から内側の側面側の表面部方向に直線的または曲線的に上昇する面または曲面を設けるとともに面または曲面部分に反射部を設けることを特徴とする。
【００３１】
請求項１２に係る導光体は、入射部の略円柱の凹状の内側の表面部方向の底部を底部の中心から内側の側面側の表面部方向に直線的または曲線的に上昇する面または曲面を設けるとともに面または曲面部分に反射部を設けるので、表面方向に出射する光源からの光を側面部方向に放射状に偏向することができる。
【００３２】
また、請求項１３に係る導光体は、導光体の内部で入射部からの光を混合させるために任意の割合で導光体内に微小散乱素子を分散することを特徴とする。
【００３３】
請求項１３に係る導光体は、導光体の内部で入射部からの光を混合させるために任意の割合で導光体内に微小散乱素子を分散するので、入射部からの光が微小散乱素子に当たり散乱し光を均一にすることができる。
【００３４】
さらに、請求項１４に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に規則性を有して略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に規則性を有して設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする。
【００３５】
請求項１４に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に規則性を有して略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に規則性を有して設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができるとともに光源が規則性に設けてあるため輝度斑の無い出射光を得ることができる。
【００３６】
また、請求項１５に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に側面部と平行に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする。
【００３７】
請求項１５に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に側面部と平行に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができるとともに光源のオン・オフする応答速度が速い。
【００３８】
さらに、請求項１６に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子をＲＧＢの順に並載置することを特徴とする。
【００３９】
請求項１６に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子をＲＧＢの順に並載置するので、オン・オフする応答速度が速く、列としてのフィールドシーケンシャル制御に対して、例えば左右移動の走査を行える。
【００４０】
また、請求項１７に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも２つ以上の列をなすように設けた入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子を千鳥状に載置することを特徴とする。
【００４１】
請求項１７に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも２つ以上の列をなすように設けた入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子を千鳥状に載置するので、ＲＧＢを結ぶ三角形を１単位として白色発光等を制御することができる。
【００４２】
さらに、請求項１８に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた入射部に白色発光色の半導体発光素子を載置することを特徴とする。
【００４３】
請求項１８に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた入射部に白色発光色の半導体発光素子を載置するので、白色発光としての入射部のピッチを小さくすることができる。
【００４４】
また、請求項１９に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に六角形の頂点となる位置を基本形として略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に任意の六角形の頂点となるような位置を基本形として設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする。
【００４５】
請求項１９に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に六角形の頂点となる位置を基本形として略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に任意の六角形の頂点となるような位置を基本形として設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができるとともに六角形の大きさをコントロールすることで、平面発光装置の大きさに無関係に均一な出射光を高輝度で出射することができる。
【００４６】
さらに、請求項２０に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に任意の同心円状となるように凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に同心状に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることを特徴とする。
【００４７】
請求項２０に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に任意の同心円状となるように凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に同心状に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができるとともに平面発光装置の中心位置を中心として輝度のコントロールをすることができる。
【００４８】
また、請求項２１に係る平面発光装置は、光源を、任意の位置で導光体の入射部の高さまたは深さに対応した高さに設けることを特徴とする。
【００４９】
請求項２１に係る平面発光装置は、光源を、任意の位置で導光体の入射部の高さまたは深さに対応した高さに設けるので、平面発光装置の出射光量や輝度を任意の位置でコントロールすることができる。
【発明の効果】
【００５０】
請求項１に係る導光体は、裏面部に略円柱の凹状の入射部を、規則性を有して設けるので、表面部の出射面から均一な出射光を得ることができる。これにより、輝度斑の無い見栄えのする出射光を得ることができる。
【００５１】
請求項２に係る導光体は、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数列設するので、略円柱の凹状の入射部に光源を備えることによって側面部と平行な方向へ光を偏向することができる。しかも、列設した付近の出射光の輝度を他よりも高くすることができる。
【００５２】
請求項３に係る導光体は、入射部を、合い対向する側面部に平行に、少なくとも１つの列をなすように複数設けるので、１つの列を対称にして合い対向する側面部方向に平行に光を偏向することができる。これにより、光源からの光を無駄無く利用することができる。
【００５３】
請求項４に係る導光体は、入射部を、１つの列になす複数の入射部を１つおきに１つの列に平行に設けるので、互いの列の入射部と入射部との間に対向する列の入射部を得ることができる。これにより、光源からの光を互いの列の入射部と入射部との間で補うことができ、全体としての輝度斑や色斑を減少させることができる。
【００５４】
請求項５に係る導光体は、入射部の列を２つ以上設ける場合に、側面部と側面部に近い入射部の列との距離は、互いの入射部の列の距離よりも長く設定するとともに合い対向する側面部の中心方向になるほど互いの入射部の列の距離を短く設定するので、合い対向する側面部の中心方向付近の輝度を高くすることができる。これにより、導光体の全体を観測した時に、導光体の中心部分の輝度が高く、人間の視野感覚として大変見やすくすることができる。
【００５５】
請求項６に係る導光体は、表面部または／および裏面部に、入射部の列と平行に位置する側面部付近が最大となるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けるので、導光体に存在する光を表面部や裏面部で全反射や屈折によって、出射面からの出射光を導光体の表面全体に均一に出射することができる。これにより、斑が無く明るい出射光を得ることができる。
【００５６】
請求項７に係る導光体は、表面部または／および裏面部に、入射部の列と平行に位置する側面部付近が最大となるとともに入射部の列の位置付近が最低になるように全反射や屈折を行う光偏向素子を設けるので、入射部の列から離れている位置でも光偏向素子によって全反射や屈折を行い、出射面からの出射光を導光体の表面全体に均一に出射することができる。これにより、斑が無く明るい出射光を得ることができる。
【００５７】
請求項８に係る導光体は、裏面部に略円柱の凹状の入射部を、任意の六角形の各頂点となるような位置または任意の同心円状になるような位置に設けるので、六角形の大きさをコントロールすれば、導光体の形状や大きさに関係無く設けることができる。しかも、どの位置でも安定した一定の出射光を得ることができる。また、凹状の入射部が任意の同心円状になるような位置に設けられる場合には、導光体の中心位置を中心として輝度のコントロールをすることができる。これにより、例えば大型のバックライトなどは中心部分で周囲より輝度が高いことが要求されるが、大型のバックライトとして見栄えの良い出射光を得ることができる。
【００５８】
請求項９に係る導光体は、略円柱の凹状の入射部を、さらに六角形の中心または同心円状の中心に設けるので、より微細な出射光を再現することができる。これにより、高輝度で斑の無い出射光を得ることができる。
【００５９】
請求項１０に係る導光体は、入射部を、略円柱の凹状の高さまたは深さを任意の位置で変化させるので、光源を略円柱の凹状の高さまたは深さに合わせて載置することができる。これにより、出射面からの出射光の輝度やエネルギおよび出射位置をコントロールすることができる。
【００６０】
請求項１１に係る導光体は、入射部の略円柱の凹状の内側にプリズム形状を設けたので、光源からの光を拡散して導光体に入射させることができる。これにより、光源からの光をより均一に拡散でき、輝度斑や色斑を減少させることができる。
【００６１】
請求項１２に係る導光体は、入射部の略円柱の凹状の内側の表面部方向の底部を底部の中心から内側の側面側の表面部方向に直線的または曲線的に上昇する面または曲面を設けるとともに面または曲面部分に反射部を設けるので、表面方向に出射する光源からの光を側面部方向に放射状に偏向することができる。このため、例えば、ベアーチップ形状の半導体発光素子等の出射光の多くを側面部方向に放射状に偏向し、導光体全体に光を伝播することができる。
【００６２】
請求項１３に係る導光体は、導光体の内部で入射部からの光を混合させるために任意の割合で導光体内に微小散乱素子を分散するので、入射部からの光が微小散乱素子に当たり散乱し光を均一にすることができる。これにより、例えば、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の光を効率よく均一に混ぜて、白色光を容易に得ることができる。
【００６３】
請求項１４に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に規則性を有して略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に規則性を有して設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができる。しかも、光源が規則性に設けてあるため、輝度斑の無い出射光を得ることができる。これにより、見やすく見栄えのする平面発光装置を得ることができる。
【００６４】
請求項１５に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を複数設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に側面部と平行に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり、裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができる。しかも、光源のオン・オフする応答速度が速いので、フィールドシーケンシャル対応の液晶表示装置等に最適な平面発光装置として提供することができる。
【００６５】
請求項１６に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子をＲＧＢの順に並載置するので、オン・オフする応答速度が速く、列としてのフィールドシーケンシャル制御に対して、例えば左右移動の走査を行える。これにより、フィールドシーケンシャル制御の液晶表示装置等に対応することができる。
【００６６】
請求項１７に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも２つ以上の列をなすように設けた入射部に赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子を千鳥状に載置するので、ＲＧＢを結ぶ三角形を１単位として白色発光等を制御することができる。これにより、白色としての輝度斑の発生を防ぐことができる。
【００６７】
請求項１８に係る平面発光装置は、光源が、合い対向する側面部に平行に少なくとも１つの列をなすように設けた入射部に白色発光色の半導体発光素子を載置するので、白色発光としての入射部のピッチを小さくすることができる。これにより、クリアな白色を得ることができ、繊細な表示を行うことができる。
【００６８】
請求項１９に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に六角形の頂点となる位置を基本形として略円柱の凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に任意の六角形の頂点となるような位置を基本形として設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり、裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができる。しかも、六角形の大きさをコントロールすることで、平面発光装置の大きさに無関係に均一な出射光を高輝度で出射することができる。
【００６９】
請求項２０に係る平面発光装置は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源と、裏面部に任意の同心円状となるように凹状の入射部を設けた導光体と、導光体の上部に導光体からの出射光を拡散する拡散体と、導光体の出射側の表面部以外を覆う反射性を有する反射体またはケースとを具備し、導光体の裏面部に同心状に設けた略円柱の凹状の入射部に挿入した光源からの光が導光体内の側面部方向に進みながら導光体に設けた光偏向素子等によって表面部から出射した光を拡散体により、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体の裏面部や側面部等からの漏れ光を再度導光体に反射させたり、裏面部で全反射をさせて均一な出射光を得ることができる。しかも、平面発光装置の中心位置を中心として輝度のコントロールをすることができるので、大きな平面発光装置等の見栄えの良い出射光を得ることができる。
【００７０】
請求項２１に係る平面発光装置は、光源を、任意の位置で導光体の入射部の高さまたは深さに対応した高さに設けるので、平面発光装置の出射光量や輝度を任意の位置でコントロールすることができる。これにより、設計の自由度が大きくなり、多種多様の平面発光装置を設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、本発明の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、導光体の裏面部に規則性を持って略円柱の凹状の入射部を設けたり、側面部と平行に略円柱の凹状の入射部を１列や２列等になすように複数列設したり、互いの入射部の列間の距離を等しくして表面部の出射面から均一に光を出射させること、側面部に近い入射部の列ほど大きな距離にしたり、裏面部に任意の六角形の各頂点となるような位置を基本形として入射部を設けたり、さらに任意の同心円状になるように設けることによって実際の輝度分布が導光体の中心付近が高くなるように輝度分布をコントロールして輝度斑の無い高輝度の出射光を得ることができる導光体および平面発光装置を提供するものである。
【００７２】
図１は本発明に係る平面発光装置の略斜視図、図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る導光体の略断面図および略光の軌跡図、図３は本発明に係る導光体の略平面図および略光の軌跡図、図４（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る各種導光体の裏面部側の略平面図、図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る導光体の各種入射部の側面部側からの略断面図、図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る導光体の各種入射部の裏面部側からの略断面図、図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る各種導光体の裏面部側の略平面図、図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る各種導光体の裏面部側の略平面図、図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る導光体の各種入射部の側面部側からの略断面図である。
【００７３】
図１に示すように、平面発光装置１は、導光体２の裏面部６に設けた凹状の入射部７に光源１１を備え、導光体２の上部に拡散体９が設けられ、導光体２の下部に反射体またはケース８が設けられて構成されている。
【００７４】
図１に示すように、光源１１が装着される略円柱の凹状の入射部７は、側面部３と平行に裏面部６に複数列（図１では２列）並設している。図１の例では、対向する長手方向の２つの側面部３と、２列の入射部７の列との間隔（導光体２の短手方向の間隔）を等しく設けてある。
【００７５】
導光体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）等からなる。導光体２は、光を出射する表面部５と、表面部５の反対に位置する裏面部６と、これら表面部５と裏面部６とに略直角に接続する側面部３，４（図示の例では、長手方向を側面部３、短手方向を側面部４としている）とからなり、厚さが一定で鏡面性を有する矩形状に形成されている。導光体２の裏面部６には、側面部３と平行に略円柱の凹状の入射部７を複数列設するように設けてある。また、導光体２の表面部５や裏面部６には、全反射や屈折を行う溝や凸凹等からなる光偏向素子１０を設けてある。
【００７６】
入射部７は、例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示すように設けることができる。図４（ａ）の例では、行方向（導光体２の長手方向）の合い対向する側面部３の中間に側面部３と平行に等間隔で複数の入射部７を１列設けている。図４（ｂ）の例では、行方向（導光体２の長手方向）の合い対向する側面部３間に列（導光体２の短手方向）の間隔を均等（図４の間隔Ｌ）にして等間隔で複数の入射部７を２列設けている。図４（ｃ）の例では、行方向（導光体２の長手方向）の合い対向する側面部３間に入射部７を複数列設し、１つの列になす複数の入射部７を１つおきに１つの列に平行に設けている。すなわち、入射部７を列の交互、所謂、千鳥格子状に載置して設けている。図４（ｄ）の例では、行方向（導光体２の長手方向）の合い対向する側面部３間の列（導光体２の短手方向）の間隔をＬ１，Ｌ２，Ｌ２，Ｌ１として３列の入射部７を設けている。このように、入射部７の列を２つ以上設ける場合で規則性を有さないときには、側面部３と側面部３に近い側の入射部７の列との距離を、互いの入射部７の列の距離よりも長く設定したり、合い対向する側面部３の中心方向になるほど互いの入射部７の列の距離を短く設定する。そして、これら光源１１が装着される入射部７の配置位置を変化させる。これにより、光源１１のピッチ（導光体２の列での間隔）や光偏向素子１０および列の間隔等のパラメータを変えることなく色々な効果を得ることができる。
【００７７】
導光体２において、入射部７から入射した光は、０≦｜γ｜≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たす屈折角γの範囲γ＝０°〜±４２°で導光体２内を進む。また、導光体２と空気層（屈折率ｎ＝１）との境界面では、ｓｉｎθ＝（１／ｎ）で臨界角α＝４２°となり、入射角が臨界角よりも大きな場合には全反射し、臨界角を破らない限り導光体２内に閉じ込められ導光体２内から脱出できない。
【００７８】
図２（ａ）は導光体２の側面４方向からの断面図、図３は裏面部６方向からの平面図である。この図２（ａ）や図３に示すように、入射部７から導光体２の内部に進んだ光Ｌ０は、上記で説明したように導光体２の表面部５や裏面部６に設けられる溝や凸凹等の光偏向素子１０により光を偏向させない限り全反射を表面部５や裏面部６で繰り返し、入射部７に備えた光源１１が赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）の３つの発光色の半導体発光素子からの各々の赤色、緑色、青色が導光体２内で全反射を繰り返している間に完全な白色光となる。
【００７９】
さらに、図７に示すように、導光体２は、裏面部６側に略円柱の凹状の入射部７を、任意の六角形を基本形として六角形の各頂点となるような位置に設けることができる。このように六角形を基本形として六角形の各頂点となるような位置に略円柱の凹状の入射部７を設ければ、常に出射面（表面部５）からの出射光が一定になり、均一な出射光を得ることができる。
【００８０】
また、この六角形の大きさをコントロールすることで、導光体２の形状や大きさに関係無く設けることができ、どの位置でも安定した一定の出射光を得ることができる。しかも、部分的に大きさを変えれば、例えば導光体２の中心位置に近づくほど六角形の大きさを小さくすれば、導光体２の中心位置に近づくほど出射光が多くなり、中心部分に近づくほど明るくすることができる。
【００８１】
さらに、図７（ｂ）に示すように、導光体２は、裏面部６側に略円柱の凹状の入射部７を、任意の六角形の各頂点となるような位置に設けることを基本形とするとともに、この六角形の中心にも略円柱の凹状の入射部７を設けることができる。
【００８２】
このように、六角形の中心にも略円柱の凹状の入射部７を設けることによって出射密度が多くなり、より明るい出射光を得ることができる。
【００８３】
また、ここでは図示しないが、導光体２の中心付近のみに、この六角形の中心にも略円柱の凹状の入射部７を設ければ、導光体２の中心位置に近づくほど出射光が多くなり、中心部分に近づくほど明るくすることができる。
【００８４】
さらに、図８に示すように、導光体２は、裏面部６側に略円柱の凹状の入射部７を、任意の同心円状になるように設けることができる。
【００８５】
このように、任意の同心円状に略円柱の凹状の入射部７を設ければ、出射光が一定になり、均一な出射光を得ることができる。
【００８６】
また、この同心円の大きさをコントロールすることで、輝度のコントロールも可能となり、部分的に大きさを変えれば、例えば導光体２の中心位置に近づくほど同心円の大きさを小さくすれば、導光体２の中心位置に近づくほど出射光が多くなり、中心部分に近づくほど明るくすることができる。
【００８７】
さらに、図８（ｂ）に示すように、導光体２は、任意の同心円状に略円柱の凹状の入射部７を設けるとともに、この同心円の中心にも略円柱の凹状の入射部７を設けることができる。
【００８８】
このように、同心円の中心にも略円柱の凹状の入射部７を設けることによって出射密度が多くなり、より明るい出射光を得ることができる。
【００８９】
また、ここでは図示しないが、導光体２の中心付近のみに、この同心円の中心にも略円柱の凹状の入射部７を設ければ、導光体２の中心位置に近づくほど出射光が多くなり、中心部分に近づくほど明るくすることができる。
【００９０】
このように、六角形や同心円の大きさをコントロールしたり、六角形の中心や同心円の中心に入射部７を設けることによって、より微細な出射光を再現することができ、高輝度で斑の無い出射光を得ることができる。しかも、導光体の中心位置を中心として輝度のコントロールをすることにより、例えば大型のバックライトなどのように中心部分の輝度が周囲より高いことが要求されても、大型のバックライトとして見栄えの良い出射光を得ることができる。
【００９１】
また、図４でも分かる様に、入射部７の形状が図５（ａ）に示すような略円柱の凹状であり、入射部７に備えた光源１１が半導体発光素子である場合には、入射部７から放射状（四方八方）に導光体２内に光が進み、互いに異なる色の光が即混合される。
【００９２】
さらに、図５（ｂ）に示すように、入射部７の凹状の内側底部７ｂを底部７ｂの中心から内側の側面側７ａの表面部５方向に曲線的に上昇する曲面７ｃを設けるとともに、この部分に反射部を設ける構成とすることができる。この構成によれば、例えばベアーチップ形状の半導体発光素子等の場合、出射光が４側面と上面から出射するため、上面からの出射光は表面部５方向に進むが、上昇する曲面７ｃで側面側７ａ方向に反射され、側面側７ａから導光体２に入射し放射状に偏向し、導光体２全体に光を伝播することができる。
【００９３】
同様に、図５（ｃ）に示すように、底部７ｂの中心から内側の側面側７ａの表面部５方向に直線的に上昇する面７ｄを設けるとともに、この部分に反射部を設ける構成とすることもできる。例えばベアーチップ形状の半導体発光素子等の場合、出射光が４側面と上面から出射するため、上面からの出射光は表面部５方向に進むが、上昇する面７ｄで側面側７ａ方向に反射され、側面側７ａから導光体２に入射し放射状に偏向し、導光体２全体に光を伝播することができる。
【００９４】
また、図６（ａ）に示すように、入射部７は凹状の内側にプリズム形状を設ける構成とすることができる。例えば光源１１が入射部７の凹状の内側底部７ｂに対して略９０度偏向させて放射状に出射するような光源の場合に、入射部７の凹状の内側の側面側７ａにプリズム形状を設け、このプリズム形状の面でより遠くまで光を拡散させた拡散光を得ることができる。
【００９５】
さらに、図６（ｂ）に示すように、入射部７は凹状の内側底部７ｂに底部７ｂの中心から内側の側面側７ａ方向に頂角が延びるようにプリズム形状を設け、このプリズム形状の面に上記と同様に反射部を設ける構成とすることもできる。この構成によれば、例えばベアーチップ形状の半導体発光素子等の場合、出射光が４側面と上面から出射するため、上面からの出射光は表面部５方向に進むが、プリズム形状の面で拡散しながら放射状に導光体２全体に光を伝播することができる。
【００９６】
なお、上述した底部７ｂや底部７ｃおよびプリズム形状部分に設ける反射部は、導光体２の成形後に反射性に優れた金属等によって、スパッタリングや鍍金を行ったり、金属等で反射性を有した薄膜シート等を貼ったり、また導光体２を射出成形する時に反射性を有した薄膜シート等をインサート成形しても良い。
【００９７】
また、導光体２は、図９に示すように、導光体２の裏面部６に入射部７を略円柱の凹状の高さまたは深さを任意の位置で変化させて設けることができる。
【００９８】
例えば図９において、導光体２の中心位置付近に略円柱の凹状の高さ（深さ）が高い（深い）入射部７ｈ（７）を設け、中心位置から遠い位置には略円柱の凹状の高さ（深さ）が低い（浅い）入射部７Ｌ（７）を設ける。これにより、導光体２の中心位置に近づくほど出射光が多くなって中心部分に近づくほど明るくすることができる。
【００９９】
なお、これら入射部７の略円柱の凹状の高さ（深さ）に合わせて光源１１の位置を調整して載置することができる。
【０１００】
よって、光源１１を任意の位置で導光体２の入射部７の高さまたは深さに対応した高さに設けるので、平面発光装置１の出射光量や輝度を任意の位置でコントロールすることができる。
【０１０１】
また、導光体２は、表面部５や裏面部６に全反射や屈折を行う光偏向素子１０を多数設けることができる。例えば入射部７の列と平行に位置する側面部３付近が最大となるように光偏向素子１０を設ければ、導光体２に存在する光を表面部５や裏面部６で全反射や屈折によって、出射面（表面部５）からの出射光が導光体２の表面部５全体に均一に出射することができ、斑が無く明るい出射光を得ることができる。
【０１０２】
さらに、光偏向素子１０を表面部５や裏面部６に入射部３の列と平行に位置する側面部３付近が最大ととなるとともに入射部７の列の位置付近が最低になるように設ければ、入射部７の列から離れている位置でも光偏向素子１０によって全反射や屈折を行い、出射面からの出射光が導光体２の表面部５全体に均一に出射することができ、斑が無く明るい出射光を得ることができる。
【０１０３】
光偏向素子１０は、光源１１方向に傾斜面を有すれば良く、例えば円弧形状、かまぼこ形状、三角柱形状の他に、断面形状が逆三角、矩形、円弧等で、連続な溝やドット等の形状およびサイズを自由に選択することができる。そして、光偏向素子１０は、複数の光源１１からの同心位置に傾斜面を有すれば、上述した以外の形状でも良い。
【０１０４】
例えば図２（ａ）に示すように、導光体２の裏面部６に設けた入射部７の列を合い対向する側面部３の間に２つの入射部７の列を側面部３と入射部７の列との間隔を均等にした時、各入射部７から導光体２内に進む光は、先に説明したように屈折角γ＝０°〜±４２°で導光体２内を放射状（四方八方）に進む。そして、導光体２の厚さが一定であるため、テーパーリークを起こさず表面部５や裏面部６で全反射を繰り返しながら導光体２内の隅々に行き渡りながら、発光色の異なる光源からの光が混じり合う。表面部５に設けた光偏向素子１０ａに到達した光は、屈折して臨界角αを破り表面部５の外側に出射する。この時、光源からの光は放射状であらゆる方向に進んでいるので、出射された光は混合された光となって出射する。例えば、赤色光、緑色光、青色光によって白色光を得ることができる。さらに、裏面部６に設けた光偏向素子１０ｂに到達した光は、全反射を行い表面部５方向に進み表面部５の外側に出射する。この時も上記と同様に出射された光は混合された光となって出射する。また、光偏向素子１０ｂで全反射を行った光は、光偏向素子１０ｂに向かった光の進行方向によって全反射する角度が異なり、表面部５から出射する出射角度も異なり、出射された光は指向性を持たず輝度斑や色斑の無い出射光を得ることができる。
【０１０５】
さらに、図示しないが、導光体２は、内部に任意の割合で微小散乱素子を分散して内部で入射部７からの光を微小散乱素子で反射や屈折をさせて散乱し、ランダムな方向に光が進み、より光を混合させて導光体２内で光を均一にすることができる。例えば赤色光、緑色光、青色光の光を混合し光を効率よく均一に混ぜて、白色光を容易に得ることができ、輝度斑や色斑の無い出射光を得ることができる。
【０１０６】
また、微小散乱素子は、導光体２の屈折率と異なる樹脂や反射性を有する金属粉からなる。この微小散乱素子は、導光体２を射出成形する時にアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）樹脂のペレットと一緒に混合して成形する。
【０１０７】
光源１１は、図示しないが、半導体発光素子からの光の出射方向に透明樹脂等で円柱形状をなし、その上方中心に逆円錐形状に欠切した形状で半導体発光素子自身の出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射することができる。
【０１０８】
さらに、光源１１は半導体発光素子からの光の出射方向に透明樹脂等で円柱形状をなし、その上部が下部の円柱よりも外側に大きく広がり上方中心に逆円錐形状に欠切した傾斜面部と、これに対向した下部方向の傾斜面部を有した形状で半導体発光素子１１自身の出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射することができる。また、これら半導体発光素子を絶縁性を有する基板上に列状に載置する。
【０１０９】
さらに、光源１１は、全反射させるために欠切した傾斜面部や、これに対向した下部方向の傾斜面部に金等を蒸着したり、光の反射性の良いチタン酸バリウム等を塗布したりして、半導体発光素子からの光を効率良く反射させても良い。
【０１１０】
尚、光源１１の半導体発光素子は、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からなる高輝度発光素子を用いることができる。この場合の半導体発光素子は、赤色発光、緑色発光、青色発光の単色光である。さらに、波長変換材料を用い、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、波長変換材料として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たものでも良い。
【０１１１】
さらに、光源１１の半導体発光素子は、出射光が紫外線領域の場合には、導光体２に設けた略円柱の凹状の出射部７に半導体発光素子の紫外線により励起され波長変換されて赤色発発光、緑色発光および青色発光する蛍光材等を混合して塗布または、これらＲＧＢ発光する蛍光材等を含んだ樹脂等で紫外線領域の光を出射する光源１１をカバーしても良い。
【０１１２】
反射体８またはケース８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シートや熱可塑性樹脂のシート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シート状金属からなる。
【０１１３】
これら反射体８またはケース８は、導光体２の表面部５（ここでの出射面に相当）以外の部分を覆い、光源１１や表面部５に出射した以外の漏れ光等の光を反射または乱反射し、この反射または乱反射した光を再び導光体２に入射させて光源１１からの光を全て表面部５から出射するようにする。
【０１１４】
また、特に反射体８として図示しない半導体発光素子１１を列状に載置した基板の表面を半導体発光素子１１を除いた全面に、例えばシート状の反射体８を覆うようにしても良い。さらに、図示しない基板自身を反射体８とし、そこに半導体発光素子１１を載置しても良い。
【０１１５】
拡散体９は、透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の透明な無色の樹脂からなる。拡散体９は、表面や裏面に微細な凸凹を施し、これら微細な凸凹によって、光が通過するときに１つの光束をランダムな方向に拡散させ、強い輝度部や暗部等を目立たなくすることができる。尚、この微細な凸凹は、ランダムに設けたり、規則性の有する（例えば、プリズム等）ように設けたものである。
【０１１６】
このように、平面発光装置１は、半導体発光素子からの光を出射方向に対して略９０度偏向させて放射状に出射する光源１１を導光体２の裏面部６に規則性を有した例えば、導光体の裏面部に任意の六角形の各頂点となるような位置を基本とした位置に略円柱の凹状の入射部を設けたり、同心円状に略円柱の凹状の入射部を設けた所の入射部に光源１１を挿入し、または裏面部６に側面部３と平行に略円柱の凹状の入射部７を導光体２の中心の列や列を複数設けた入射部７に挿入し、光源１１からの光が導光体２内の側面部３方向に進みながら導光体２に設けた光偏向素子１０によって全反射や屈折によって導光体２の表面部５から効率良く出射した光を導光体２の上部に設けた拡散体９により光を拡散し、さらに均一に外部に出射させるとともに導光体２の裏面部６に設けた反射体やケース８で導光体２の裏面部６や側面部３，４等からの漏れ光を再度導光体２に反射させたり裏面部６で全反射をさせて均一な出射光を得ることができる。このため、高輝度で斑がなく、例えばＲＧＢの３原色の光を色斑なく混ぜて完全な白色光を得ることができる。しかも、半導体発光素子による平面発光装置１であるためにオン・オフする応答速度が速いので、フィールドシーケンシャル対応の液晶表示装置等に最適な平面発光装置１として提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明に係る平面発光装置の略斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）本発明に係る導光体の略断面図および略光の軌跡図である。
【図３】本発明に係る導光体の略平面図および略光の軌跡図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る各種導光体の裏面部側の略平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明に係る導光体の各種入射部の側面部側からの略断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）本発明に係る導光体の各種入射部の裏面部側からの略断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）本発明に係る各種導光体の裏面部側の略平面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）本発明に係る各種導光体の裏面部側の略平面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）本発明に係る導光体の各種入射部の側面部側からの略断面図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  平面発光装置
２  導光体
３，４  側面部
５  表面部
６  裏面部
６ａ，６ｂ  プリズム
７  入射部
７ａ  側面側
７ｂ，７ｃ，７ｄ  底部
８  反射体またはケース
９  拡散体
１０，１０ａ，１０ｂ  光偏向素子
１１  光源
Ｌ０  光線
【図１】
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【図２】
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【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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