(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、照明光を入射させるための入射端面部とを有し、この入射端面部から入射した光を前記表面部から出射させるための導光板であって、
前記表面部にランダムに突設される複数のレンズ片ユニットを具え、
これら個々のレンズ片ユニットは、それぞれ円弧状をなす複数のレンズ片を相互に近接して輪帯状に配列したものであり、
１つの前記レンズ片ユニットを構成する個々の前記レンズ片は、前記表面部に対してほぼ垂直な円弧面と、所定曲率半径のレンズ面とをそれぞれ有し、前記円弧面の曲率中心がそのレンズ片ユニットよりも前記入射端面側か、あるいはその反対端面側に位置し、前記レンズ面が前記入射端面部側を向いていることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記円弧面の曲率半径が１０〜６４０μmであることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記レンズ片ユニットの輪郭形状は、半径が５〜７５μmの円形または環形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光板。
【請求項４】
前記レンズ片ユニットの輪郭形状は、１辺が１０〜１５０μmの多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光板。
【請求項５】
光が出射する表面部と、この表面部にランダムに突設される複数のレンズ片ユニットと、前記表面部の反対側に位置する裏面部と、照明光を入射させるための入射端面部とを有する導光板と、
この導光板の前記入射端面部に向けて照明光を投射する光源と、
前記導光板の前記裏面部側に設けられて前記裏面部から出射した照明光を反射して前記裏面部から再び前記導光板内に入射させるための光反射シートと
を具え、個々の前記レンズ片ユニットは、それぞれ円弧状をなす複数のレンズ片を相互に近接して輪帯状に配列したものであり、
１つの前記レンズ片ユニットを構成する個々の前記レンズ片は、前記表面部に対してほぼ垂直な円弧面と、所定曲率半径のレンズ面とをそれぞれ有し、前記円弧面の曲率中心がそのレンズ片ユニットよりも前記入射端面側か、あるいはその反対端面側に位置し、レンズ面が前記入射端面部側を向いていることを特徴とする平面照明装置。
【請求項６】
前記円弧面の曲率半径が１０〜６４０μmであることを特徴とする請求項５に記載の平面照明装置。
【請求項７】
前記レンズ片ユニットの輪郭形状は、半径が５〜７５μmの円形または環形であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の平面照明装置。
【請求項８】
前記レンズ片ユニットの輪郭形状は、１辺が１０〜１５０μmの多角形であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の平面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側端面から導入した照明光を表面から均一に放射する導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置に関し、特に透過型液晶表示面の照明に利用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過型液晶ディスプレィのいわゆるバックライト光源として使用される平面照明装置は、光源ランプからの光を透明な導光板の側端面からこの導光板内に導き、導光板内での光の反射を利用して導光板の表面全域からこの光を均一に出射させるようにしたものである。平面照明装置が使用される液晶ディスプレィの特性を考慮した場合、この平面照明装置に要求される機能としては、全体として薄板状であること、および光源ランプの消費電力を極力抑えるものであることの他に、全体に亙って均一な光を出射させることが特に重要である。
【０００３】
このような目的のため、従来の平面照明装置は、導光板の裏面側に光反射シートを設けると共に導光板の表面側に頂角がほぼ９０度の二等辺三角柱状のプリズム面を平行に配列したプリズムシートをこれらのプリズム面の長手方向が相互に直交するように二枚重ね合わせた構造が採用される。つまり、導光板の裏面側から出射した光を光反射シートによって再び導光板内に入射させ、導光板の表面から出射した光を一対のプリズムシートによって収束させ、高輝度の照明光が得られるように配慮している。
【０００４】
また、導光板に入射した光の均一分散を意図して、この導光板の裏面に白色インクなどによる数百μm 程度の大きさのドットを無数に印刷したものも知られている。この場合、ドットが目障りとならないように、導光板とプリズムシートとの間に光拡散板を介在させ、導光板の表面から出射した光を光拡散板によって分散させるようにしている。
【０００５】
また、導光板の反出射面に単体の凸状または凹状の円状や角形状を施したり、連続に凸状または凹状の形状を旗し側面部から光源の光を入射し、導光板内を伝わりつつ反出射面の凸状や凹状の部分で取乱や集光および反射等の光制御によって出射面から出射するようにした面光源装置は知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
導光板の表面から出射した光は、この導光板の構造に依存した、通常、制御不可能な指向性を持っており、その最大輝度が得られる方向と所望の視認方向とが一致しない場合がほとんどである。
【０００７】
このため、プリズムシートを導光板の表面に単に重ねただけでは、導光板からの光がプリズム面の一方の斜面側からのみ出射した状態となり、均一な光強度分布を得ることができない。また、このプリズムシートを用いた場合には、導光板からの拡散光を収束させることができるものの、導光板から出射する光は、導光板の表面に対して垂直ではなく、一般的に光源から離れる方向に傾斜している成分が多いため、導光板の表面から出射する光を所望の方向、すなわち導光板の表面に対して垂直な方向に偏向させることができない。
【０００８】
さらに、従来の平面照明装置は、拡散シートの他に２枚のプリズムシートを導光板の上に重ね合わせて使用しているため、部品点数が多く、厚みを全体として薄くすることができなかった。しかも、拡散シートや２枚のプリズムシートでの界面反射などによる光の損失が大きく、光量の大きな明るい光源を使用する必要があり、装置全体の薄型コンパクト化および低消費電力化を阻害する要因となる。
【０００９】
一方、白色インクによるドットを導光板の裏面に印刷し、この導光板内を伝搬する光を拡散させるようにしたものでは、光の吸収損失が発生する欠点を有する。しかも、これらのドットが目立たないように、光拡散シートを併用する必要があるため、この光拡散シートを通過する光のほとんどが拡散光となってしまい、輝度の低下が著しく大きくなる結果、光量の大きな明るい光源を使用しなければならない。その上、光の進行方向の制御がまったく不可能となってしまう。
【００１０】
【発明の目的】
本発明の目的は、損失が少なく、しかも高輝度の光を一様な分布で出射させることが可能な導光板を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、このような導光板を用いることにより、部品点数が少なく、しかも薄くコンパクトで低消費電力化が可能な平面照明装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態は、光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、照明光を入射させるための入射端面部とを有し、この入射端面部から入射した光を前記表面部から出射させるための導光板であって、前記表面部にランダムに突設される複数のレンズ片ユニットを具え、これら個々のレンズ片ユニットは、それぞれ円弧状をなす複数のレンズ片を相互に近接して輪帯状に配列したものであり、１つの前記レンズ片ユニットを構成する個々の前記レンズ片は、前記表面部に対してほぼ垂直な円弧面と、所定曲率半径のレンズ面とをそれぞれ有し、前記円弧面の曲率中心がそのレンズ片ユニットよりも前記入射端面側か、あるいはその反対端面側に位置し、レンズ面が前記入射端面部側を向いていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によると、入射端面部から導光板内に入射した入射光の一部は、導光板の表面部および裏面部で全反射を繰り返しつつ導光板内を伝播するが、表面部に突設されたレンズ片ユニットによって全反射状態が破られ、導光板の表面部から導光板の外側に出射する。この場合、円弧面とレンズ面との屈折作用によって導光板の表面部に対する出射光の出射角が垂直に近くなる上、個々のレンズ片が円弧状に湾曲しているため、その出射光は各レンズ片の光軸側に集光状態となるか、光軸を中心に放射状態となって出射する。
【００１４】
本発明の第２の形態は、光が出射する表面部と、この表面部にランダムに突設される複数のレンズ片ユニットと、前記表面部の反対側に位置する裏面部と、照明光を入射させるための入射端面部とを有する導光板と、
この導光板の前記入射端面部に向けて照明光を投射する光源と、
前記導光板の前記裏面部側に設けられて前記裏面部から出射した照明光を反射して前記裏面部から再び前記導光板内に入射させるための光反射シートと
を具え、個々の前記レンズ片ユニットは、それぞれ円弧状をなす複数のレンズ片を相互に近接して輪帯状に配列したものであり、１つの前記レンズ片ユニットを構成する個々の前記レンズ片は、前記表面部に対してほぼ垂直な円弧面と、所定曲率半径のレンズ面とをそれぞれ有し、前記円弧面の曲率中心がそのレンズ片ユニットよりも前記入射端面側か、あるいはその反対端面側に位置し、レンズ面が前記入射端面部側を向いていることを特徴とする平面照明装置にある。
【００１５】
本発明によると、入射端面部から導光板内に入射した光源からの照明光の一部は、導光板の表面部および裏面部で全反射を繰り返しつつ導光板内を伝播するが、表面部に突設されたレンズ片ユニットによって全反射状態が破られる。そして、裏面部から導光板の外側に出射した照明光は、光反射シートによって散乱状態で反射され、最終的に導光板の表面部から導光板の外側にすべて出射する。この場合、円弧面およびレンズ面の屈折作用によって導光板の表面部に対する出射光の出射角が垂直に近くなる上、個々のレンズ片が円弧状に湾曲しているため、その出射光は各レンズ片の光軸側に集光状態となるか、光軸を中心に放射状態となって出射する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態または第２の形態において、円弧面の曲率半径が１０〜６４０μm であってもよく、この場合、円弧面の曲率中心は、そのレンズ片ユニットよりも入射端面側か、あるいはその反対端面側に位置していることが好ましい。
【００１７】
また、レンズ片ユニットの輪郭形状は、半径が５〜７５μm の円形または環形であってもよいし、１辺が１０〜１５０μm の多角形であってもよい。
【００１８】
【実施例】
本発明による平面照明装置を透過型液晶表示ディスプレィのバックライト光源として応用した実施例について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、同様な課題を内包する他の分野の技術にも応用することができる。
【００１９】
本発明の第１の実施例による平面照明装置の断面構造を図１に模式的に示す。すなわち、本実施例における平面照明装置１１は、矩形の板状をなす導光板１２と、この導光板１２の入射端面部１３に沿って配置される光源ランプ１４と、導光板１２の入射端面部１３および表面部１５以外の部分を覆う光反射シート１６とを有する。また、冷陰極管や複数のＬＥＤあるいは半導体レーザーにて構成される光源ランプ１４は、反射面が凹曲面となったリフレクタ１７で囲まれており、この光源ランプ１４からの照明光は、リフレクタ１７からの反射光と共に導光板１２の入射端面部１３から導光板１２内に入射するようになっている。
【００２０】
光反射シート１６は、導光板１２の反射端面部１８と一対の側端面部１９と裏面部２０とを覆い、これらから導光板１２の外側に出射する照明光を再び導光板１２内に反射させて導光板１２の表面部１５から出射させるためのものであり、非導電性のフィルムなどにアルミニウムなどの金属蒸着したものや金属フィルムを貼付したもの、あるいはチタン酸バリウムなどを混入またはコートした樹脂などを使用することができ、さらにこれらフィルムや樹脂の表面に微細な凸凹加工を施すことが好ましい。
【００２１】
リフレクタ１７は、白色の絶縁性材料やアルミニウムなどの金属を蒸着したシート状のものからなり、導光板１２の入射端面部１３と光源３とを包囲している。
【００２２】
導光板１２の表面部１５を図４に模式的に示す。すなわち、本実施例における導光板１２は、屈折率が１. ４９の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）にて形成され、光源ランプ１４からの光を導入するための入射端面部１３と、この入射端面部１３の反対側に位置する反射端面部１８と、これら入射端面部１３および反射端面部１８の両側端に接続する一対の側端面部１９と、これら入射端面部１３および反射端面部１８および側端面部１９で囲まれて入射端面部１３から入射した光を出射させるための表面部１５およびその反対側の裏面部２０とを有する。表面部１５の反対側に位置する裏面部２０は、表面部１５と裏面部２０との間隔が入射端面部１３側に対して反射端面部１８側ほど狭くなるように、表面部１５に対して０. ５度から１度程度傾斜したテーパ状となっている。
【００２３】
本実施例では導光板１２としてアクリル樹脂を採用したが、光学的に透明な他の材料、例えば屈折率が１. ５０のポリカーボネート（ＰＣ）などを採用することも当然可能である。また、裏面部２０が表面部１５と平行に形成された導光板を使用するようにしてもよい。
【００２４】
図１中の矢視II部を抽出拡大して図２に模式的に示し、その平面形状を図３に示す。すなわち、導光板１２の表面部１５には、この表面部１５に対してほぼ垂直な円弧面２１と、所定曲率半径Ｒの凸レンズ面２２とをそれぞれ有する円弧状のレンズ片２３を相互に近接して輪帯状に配列した矩形のレンズ片ユニット２４がランダムに多数配置され、これらレンズ片ユニット２４と液晶ディスプレィを構成する液晶セルとの間でモアレ縞などが発生しないように配慮している。各レンズ片ユニット２４は、導光板１２内を伝播する照明光を最終的に表面部１５から出射させる機能を有する。これら個々のレンズ片ユニット２４は、肉眼による識別を不可能とするために、各レンズ片ユニット２４の任意の一辺をそれぞれ１５０μm 以下の大きさに設定することが好ましいが、光の拡散と製造の容易性とを考慮して１０μm 以上であることが望ましい。
【００２５】
各レンズ片ユニット２４を構成する個々のレンズ片２３の円弧面２１の曲率半径ｒは、１０〜６４０μm の範囲に設定されており、１つのレンズ片ユニット２４におけるすべてのレンズ片２３の円弧面２１に対し、単一の曲率中心が設定されている。本実施例では、円弧面２１の曲率中心がそのレンズ片ユニット２４よりも反射端面部１８側に位置するように、レンズ片２３の円弧面２１の向きが設定されている。また、各レンズ片ユニット２４を構成するレンズ片２３における凸レンズ面２２の曲率半径Ｒは、３５μm 程度に設定されており、それぞれ表面部１５からの高さが４μm 程度に設定されている。
【００２６】
ところで、光源ランプ１４によって導光板１２の入射端面部１３から導光板１２内に入射した照明光Ｌは、導光板２の入射端面に対する照明光の入射角をφで表した時、導光板１２の屈折率ｎに応じて０≦｜φ｜≦ sin-1（１／ｎ）を満たす範囲で導光板１２内を進行する。具体的には、本実施例における導光板２の屈折率ｎが１. ４９であるので、±約４２°の範囲の入射角φの照明光が導光板２内に入射する。そして、導光板１２の表面部１５および側端面部１９および裏面部２０において、スネルの法則による全反射作用により上述した±約４２°の範囲の入射角φの照明光Ｌが全反射しながら導光板１２内を進行する。
【００２７】
導光板１２内を進行する照明光Ｌの一部は、表面部１５に設けられたレンズ片ユニット２４に遭遇し、このレンズ片ユニット２４の個々のレンズ片２３の円弧面２１から導光板１２の外側に出射したり、あるいは凸レンズ面２２などによって進行方向が乱され、裏面部２０側などにその臨界角を越えた角度で全反射する。
【００２８】
円弧面２１から導光板１２の外側に出射する照明光Ｌは、図２中、実線の光路に示すように、表面部１５に対してより垂直に近くなるように上向きに進行方向が屈折すると共に円弧面２１の曲率中心側に集光され、さらにその一部が隣接するレンズ片２３の凸レンズ面２２によって全反射し、図２中、破線の光路に示すように、さらに表面部１５に対してより垂直に立ち上がった状態となる。同様に、レンズ片ユニット２４に対して浅い角度で入射する図２中、二点鎖線で示す照明光Ｌも、隣接する一方のレンズ片２３の円弧面２１と他方のレンズ片２３の凸レンズ面２２との間で全反射を繰り返し、表面部１５に対してより垂直に立ち上がった状態で出射する。このように、輪帯状に配列する複数のレンズ片２３の対向する円弧面２１と凸レンズ面２２とにより、このレンズ片ユニット２４から出射する照明光Ｌは、導光板１２の表面部１５に対して垂直に近い状態で出射することとなる。
【００２９】
一方、反射端面部１８で全反射して入射端面部１３側に戻る照明光も、レンズ片ユニット２４によって上述した場合と同様な作用を受け、輪帯状に配列する複数のレンズ片２３の対向する円弧面２１と凸レンズ面２２とによって、このレンズ片ユニット２４から出射する照明光Ｌが導光板１２の表面部１５に対して垂直に近い状態で出射する。
【００３０】
さらに、裏面部２０側などにその臨界角を越えた角度で進行する照明光Ｌは、側端面部１９および裏面部２０などから導光板１２の外側に出射するが、光反射シート１６によって乱反射状態となって再び導光板１２内に入射し、最終的に導光板１２の表面部１５からすべて出射する。
【００３１】
これらレンズ片ユニット２４は、例えば光学的に平坦な基板上にスピンナなどでネガタイプのフォトレジストを数マイクロメートル程度塗布し、光強度が正規分布を示すような単色のビームをＮＤフィルタを通して光の強度勾配によるパターン露光を行うことにより、露光された部分のみが不溶化されるので、フォトプロセス洗浄装置などの純水によるシャワーや超音波洗浄などによって不要部や異物などを除去した後、パターン化された基板に蒸着やスパッタリングおよびエッチングなどを行って製造することができる。さらに、金属めっきを施すようにしてもよい。
【００３２】
あるいは、基板にフォトレジストを数マイクロメートル程度塗布する工程と、パターンマスクをステッパにより形成する工程とを交互に繰り返すことにより、徐々にフォトレジストを堆積させてレンズ片ユニット２４を製造することも可能である。この場合、レンズ片ユニット２４の個々のレンズ片が階段状になってしまうが、この階段状の段差はレンズ片ユニット２４全体から比べると微細なため、上述したレンズ片ユニット２４の作用とほぼ同じ作用を得ることができる。
【００３３】
ところで、光源ランプ１４から導光板１２内に入射した照明光は、この導光板１２中を進行するに連れてそのエネルギが減少するため、すべてのレンズ片ユニット２４の寸法形状を同じに設定した場合には、導光板１２の表面部１５に突設されたレンズ片ユニット２４の占有率を漸次変化させることが有効である。具体的には表面部１５から出射する照明光がこの表面部１５全体に亙って均一な輝度となるように、表面部１５の単位面積当たりに占めるレンズ片ユニット２４の面積割合（以下、これを占有率と記述する）は、光源ランプ１４からの光の進行方向（図１中、右方向）に沿った表面部１５の位置とレンズ片ユニット２４の占有率との関係を表す図５に示すように、反射端面部１８側ほど大きな占有率となるように設定されている。
【００３４】
この場合、導光板１２の入射端面部１３に近接する表面部１５は、光源ランプ１４からの光が直接透過して輝度が高くなる傾向を有するため、入射端面部１３に近接する表面部１５におけるレンズ片ユニット２４の占有率をこれに続く部分よりも小さめに設定している。同様に、導光板１２の反射端面部１８に近接する表面部１５は、反射端面部１８からの反射光が透過して輝度が高くなる傾向を有するため、反射端面部１８に近接する表面部１５におけるレンズ片ユニット２４の占有率をこれに続く部分よりも小さめに設定している。
【００３５】
なお、本実施例ではレンズ片ユニット２４の占有率の最大値を約７０％程度に設定しているが、これをほぼ１００％に設定することも当然可能であり、液晶ディスプレィを構成する液晶セルに対応した整列状態でレンズ片ユニット２４を表面部１５に形成することも可能である。この場合には、個々のレンズ片ユニット２４の寸法形状を導光板１２の入射端面部１３側と反射端面部１８側とで適宜変えることが望ましい。
【００３６】
上述した実施例では、レンズ片ユニットを矩形に形成したが、他の任意の輪郭形状にすることも可能である。例えば、図６〜図８に示すように、円形, 三角形, 環形などの輪郭形状を持ったレンズ片ユニットを採用してもよい。
【００３７】
図６に示した円形のレンズ片ユニット２４は、表面部１５（図２参照）に対してほぼ垂直な円弧面２１と、所定曲率半径の凸レンズ面２２とをそれぞれ有する円弧状のレンズ片２３を相互に近接して輪帯状に配列し、半径が５μm 〜７５μm の円形をなしている。各レンズ片ユニット２４を構成する個々のレンズ片２３の円弧面２１の曲率半径ｒは、１０〜６４０μm の範囲に設定されており、この点に関しては先の実施例と同じである。
【００３８】
図７に示した三角形のレンズ片ユニット２４は、表面部１５（図２参照）に対してほぼ垂直な円弧面２１と、所定曲率半径の凸レンズ面２２とをそれぞれ有する円弧状のレンズ片２３を相互に近接して輪帯状に配列し、一辺が１０μm 〜１５０μm の三角形をなしている。各レンズ片ユニット２４を構成する個々のレンズ片２３の円弧面２１の曲率半径ｒは、１０〜６４０μm の範囲に設定されている。
【００３９】
図８に示した環形のレンズ片ユニットは、表面部１５（図２参照）に対してほぼ垂直な円弧面２１と、所定曲率半径の凸レンズ面２２とをそれぞれ有する円弧状のレンズ片２３を相互に近接して輪帯状に配列し、半径が５μm 〜７５μm の環形をなしている。各レンズ片ユニット２４を構成する個々のレンズ片２３の円弧面２１の曲率半径ｒは、１０〜６４０μm の範囲に設定されており、本実施例における円弧面２１の曲率中心は、そのレンズ片ユニット２４よりも入射端面部１３（図１, 図４参照）側に位置するように、レンズ片２３の円弧面２１の向きが設定されている。
【００４０】
上述した実施例では、本発明のレンズ面として凸レンズ面２２を採用したが、凹レンズ面を持ったレンズ片ユニットを採用することも可能である。
【００４１】
このような本発明による導光板の他の実施例の概略構造を図９に示すが、先の実施例と同一機能の部材にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、導光板１２の表面部１５には、この表面部１５に対してほぼ垂直な円弧面２１と、所定曲率半径Ｒの凹レンズ面２５とをそれぞれ有する円弧状のレンズ片２６を相互に近接して輪帯状に配列した矩形のレンズ片ユニット２７がランダムに多数配置されている。
【００４２】
これらレンズ片ユニット２７を構成する個々のレンズ片２６の円弧面２１の曲率半径は、１０〜６４０μm の範囲に設定されており、１つのレンズ片ユニット２７におけるすべてのレンズ片２６の円弧面２１に対し、単一の曲率中心が設定されている。本実施例では、円弧面２１の曲率中心がそのレンズ片ユニット２７よりも入射端面部１３側（図１, 図４参照）に位置するように、レンズ片２６の円弧面２１の向きが設定されている。また、各レンズ片ユニット２７を構成するレンズ片２６における凹レンズ面２５の曲率半径Ｒは、３５μm 程度に設定され、それぞれ表面部１５からの高さが４μm 程度に設定されている。
【００４３】
従って、円弧面２１から導光板１２の外側に出射する照明光Ｌは、図９中、実線の光路に示すように、表面部１５に対してより垂直に近くなるように上向きに進行方向が屈折し、さらにその一部が隣接する凹レンズ面２５で全反射し、図２中、破線の光路に示すように、さらに表面部１５に対してより垂直に立ち上がった状態になると共に凹レンズ面２５の曲率中心に対して放射状に拡散する。このように、輪帯状に配列する複数のレンズ片２６の対向する円弧面２１と凹レンズ面２５とにより、このレンズ片ユニット２７から出射する照明光Ｌは、導光板１２の表面部１５に対して垂直に近い状態で出射することとなる。
【００４４】
一方、反射端面部１８で全反射して入射端面部１３側に戻る照明光も、レンズ片ユニット２７によって上述した場合と同様な作用を受け、輪帯状に配列する複数のレンズ片２６の対向する円弧面２１と凹レンズ面２５とによって、このレンズ片ユニット２７から出射する照明光Ｌが導光板１２の表面部１５に対して垂直に近い状態で出射する。
【００４５】
さらに、裏面部２０側などにその臨界角を越えた角度で進行する照明光Ｌは、側端面部１９および裏面部２０などから導光板１２の外側に出射するが、光反射シート１６によって乱反射状態となって再び導光板１２内に入射し、最終的に導光板１２の表面部１５からすべて出射する。
【００４６】
上述した実施例では、レンズ片ユニット２４, ２７を導光板１２の表面部１５にのみ突設したが、裏面部２０に下向きに突設したり、これら表面部１５および裏面部２０の両方に形成するようにしてもよい。また、本発明では導光板１２の裏面部２０側に光反射シート１６を設けたが、反射型液晶ディスプレィに本発明を応用する場合には、光反射シート１６を使用せず、液晶ディスプレィの上面に本発明の導光板を重ね合わせればよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によると、導光板の表面部に対してほぼ垂直な円弧面と、所定曲率半径のレンズ面とをそれぞれ有する複数の円弧状のレンズ片を相互に近接状態で配列してレンズ片ユニットを構成し、このレンズ片ユニットを導光板の表面部にランダムに複数突設したので、導光板内からこのレンズ片ユニットを通して出射する照明光を円弧部とレンズ面とによって導光板の表面に対して垂直に立ち上げることができる上、レンズ片が円弧状となっているために集光状態または散光状態にすることが可能となった。このため、導光板の表面部に対するレンズ片ユニットの分布を調整することにより、導光板の表面部側から均一な輝度分布の照明光をほぼ垂直に出射させることができる。
【００４８】
特に、円弧面の曲率半径を１０〜６４０μm に設定した場合には、輝度の高い照明光を効率よく出射させることができる。
【００４９】
また、円弧面の曲率中心をそのレンズ片ユニットよりも入射端面側か、あるいはその反対端面側に設定した場合には、導光板内を伝播する照明光の主たる進路を含む平面内において、導光板の表面部に対してレンズ片ユニットから出射する照明光の角度や方向を任意に調整することができる。
【００５０】
レンズ片ユニットを液晶ディスプレィを構成する液晶セルに対応して整列状態で配置し、導光板の表面部から出射する照明光の輝度分布が均一となるように、各レンズ片ユニットの大きさなどを適当に調整することにより、極めて高効率かつ高輝度の照明光を導光板の表面部側から出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による平面光源装置の一実施例の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１中の矢視II部を抽出拡大した断面図である。
【図３】図１に示した実施例におけるレンズ片ユニットの１つを抽出拡大した平面図である。
【図４】図１に示した実施例における導光板の表面部の平面図である。
【図５】導光板の表面部に形成されるレンズ片ユニットの分布状態を示すグラフである。
【図６】レンズ片ユニットの他の実施例の平面図である。
【図７】レンズ片ユニットの別な実施例の平面図である。
【図８】レンズ片ユニットのさらに他の実施例の平面図である。
【図９】本発明による導光板のさらに別な実施例の概略構造を表す破断断面図である。
【符号の説明】
１１  平面照明装置
１２  導光板
１３  入射端面部
１４  光源ランプ
１５  表面部
１６  光反射シート
１７  リフレクタ
１８  反射端面部
１９  側端面部
２０  裏面部
２１  円弧面
２２  凸レンズ面
２３  レンズ片
２４  レンズ片ユニット
２５  凹レンズ面
２６  レンズ片
２７  レンズ片ユニット
ｒ  円弧面の曲率半径
Ｒ  凸レンズ面の曲率半径
Ｌ  照明光
【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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