特許 6223746 片面発光タイプの透明な導光板、およびこの導光板を用いた面発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223746

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】片面発光タイプの透明な導光板、およびこの導光板を用いた面発光装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20171023BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20171023BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 435

   F21S2/00 433

   F21Y115:10

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-175084(P2013-175084)

(22)【出願日】2013年8月26日

(65)【公開番号】特開2015-43307(P2015-43307A)

(43)【公開日】2015年3月5日

【審査請求日】2016年3月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】林原 弘道

(72)【発明者】

【氏名】大野 博司

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】白土 昌孝

(72)【発明者】

【氏名】加藤 光章

(72)【発明者】

【氏名】高松 伴直

【審査官】 河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１３４８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０１５０１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−１８３７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０６７８７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５１５４１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を射出する射出面、この射出面に対向した背面、および上記射出面と上記背面をつなぐ端面を有する片面発光タイプの照明装置用で且つ透明な窓として使用可能な導光板であって、
上記端面から入射した光を上記背面で反射する反射率を、上記端面から入射した光を上記背面で透過する透過率より高くするように、上記背面に設けた第１の光散乱手段と、
上記端面から入射した光を上記射出面で透過する透過率を、上記端面から入射した光を上記射出面で反射する反射率と同じかそれより高くするように、上記射出面に設けた第２の光散乱手段と、
を有する導光板。

【請求項2】

上記第１および第２の光散乱手段は、それぞれ、散乱体が封止された複数の散乱ドットを含む、
請求項１の導光板。

【請求項3】

上記第２の光散乱手段の各散乱ドットに含まれる散乱体の濃度は、上記第１の光散乱手段の各散乱ドットに含まれる散乱体の濃度より低い、
請求項２の導光板。

【請求項4】

上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットのサイズは、上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットのサイズより小さい、
請求項２の導光板。

【請求項5】

上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットの膜厚は、上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットの膜厚より薄い、
請求項２の導光板。

【請求項6】

上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットは、上記端面から第１の方向に沿って離れるに連れて密度が濃くなるようにレイアウトされ、
上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットは、上記第１の方向に沿って上記端面から離れるに連れて密度が濃くなるとともに、上記第１の方向と交差する第２の方向に沿った両側で密度がピークになるようにレイアウトされている、
請求項２の導光板。

【請求項7】

上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットは同じサイズを有し、上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットは上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットより小さい同じサイズを有する、
請求項６の導光板。

【請求項8】

上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットの膜厚は、可視光の波長の１０倍以下である、
請求項５の導光板。

【請求項9】

上記第１の光散乱手段を設けた上記背面で反射する光の反射率が７０％から８０％であり、当該背面を透過する光の透過率が２０％から３０％であり、
上記第２の光散乱手段を設けた上記射出面を透過する光の透過率が５０％から８０％であり、当該射出面で反射する光の反射率が２０％から５０％である、
請求項１の導光板。

【請求項10】

上記第２の光散乱手段を設けた上記射出面を透過する光の透過率は、６０％以上である、
請求項１または請求項９の導光板。

【請求項11】

請求項１乃至請求項１０のいずれか１項の導光板と、
当該導光板の上記端面に対向して配置した光源と、
を有する面発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、非発光時に透明で発光時に片面発光する導光板、およびこの導光板を用いた面発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、面で発光する面発光装置として、透明な導光板を用いた装置が知られている。透明な導光板をそのまま面発光装置として用いれば、消灯時に透明になるため、例えば、部屋の窓に適用することもできる。このように、窓に透明な導光板を用いれば、壁面に照明機能を持たせることができることに加え、部屋の閉塞感を低減でき、且つ採光が叶うという利点がある。

【0003】

この種の導光板を発光させるため、導光板のエッジにＬＥＤを配置するものが知られている。導光板は、射出面と背面を持ち、背面に光を反射するための白色ドットパターンを設ける構成が一般的である。このような構成により、導光板のエッジから入射された光が白色ドットパターンによって反射され、射出面から射出（片面発光）される。

【0004】

しかし、導光板の背面に白色ドットパターンを設けた片面発光タイプの面発光装置において、射出面からの射出光を増やそうとすると、白色ドットパターンの密度を濃くして反射率を高めざるを得ない。すると、導光板の透明度が低下してしまう。また、一方で、従来の導光板方式では、背面からも光が射出されるため、器具効率が悪い（おおよそ７０％から８０％）ことも知られている。

【0005】

特許文献１には、基材層と出射層を積層した導光板を用いたバックライトユニットについて開示されている。基材層の第１の主面上には、基材層内を導光されてきた光の光路を変換する第１の微細構造パターンが形成されている。出射層の第２の主面上には、第１の微細構造パターンにより光路変換された光を第２の主面から出射させるための第２の微細構造パターンが形成されている。

【0006】

しかし、この導光板の背面側には、反射フィルムが配置されている。反射フィルムは不透明であるため、バックライトユニットの背面側に光が透過することはない。言い換えると、このバックライトユニットは、それ自体が透過性を必要とする適用を考慮したものではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３−９７９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したように、従来の技術では、導光板の透明度を維持した上で、発光効率の高い面発光装置を提供することは困難であった。

【0009】

よって、高い透明度を有し、高い発光効率を有する導光板、およびこの導光板を用いた面発光装置の開発が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態に係る導光板は、光を射出する射出面、この射出面に対向した背面、および射出面と背面をつなぐ端面を有する片面発光タイプの照明装置用で且つ窓として使用可能な導光板であって、端面から光が入射していない状態で透明である。背面には、端面から入射した光を内側に反射する反射率を、端面から入射した光を透過する透過率より高くするための第１の光散乱手段が設けられている。射出面には、端面から入射した光を透過する透過率を、端面から入射した光を内側に反射する反射率と同じかそれより高くするための第２の光散乱手段が設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係る導光板を用いた面発光装置を示す外観斜視図である。

【図2】図２は、図１の面発光装置の変形例を示す外観斜視図である。

【図3】図３は、図１の面発光装置の透明ドットを備えた射出面の機能を説明するための概略図である。

【図4】図４は、図３と比較して、従来の透明ドットを備えていない装置を示す概略図である。

【図5】図５は、図１の面発光装置を点灯した場合における光の軌跡を演算したシミュレーション結果を示す図である。

【図6】図６は、図５と比較して、従来の透明ドットを備えていない装置を点灯した場合のシミュレーション結果を示す図である。

【図7】図７は、図１の面発光装置の射出面における透明ドットのレイアウト（上側の図）、およびこの面発光装置の反射面における白色ドットのレイアウト（下側の図）を示す図である。

【図8】図８は、導光板の各面の反射率および透過率を種々変更した場合における光量比を透明ドットを持たない従来の導光板の光量比と比較して示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る導光板１０を用いた面発光装置１００の外観斜視図である。本実施形態の面発光装置１００は、透明な導光板１０および３つの光源２０を有する。この面発光装置１００は、各光源２０からの光を導光板１０の１つの端面１６ａを介して受け入れて、導光板１０の内部を通して反射を繰り返しながら端面１６ａと直交する一方の面、すなわち射出面１２に光を導いて、この射出面１２から面状の光を射出する、いわゆる片面発光タイプの照明装置として用いることができる。

【0014】

例えば、この面発光装置１００を部屋の窓に取り付けると、昼間の明るい時間帯では非発光状態にして透明な窓として機能させることができ、且つ、夜間の暗い時間帯では発光状態にして壁面に設けた照明装置として機能させることができる。或いは、射出面１２を部屋の外側に向ける姿勢でこの面発光装置１００を窓に取り付けると、発光させた状態で外部から部屋の中が見えないような目隠し板として機能させることもできる。
また、この面発光装置１００は、例えば、液晶テレビやパソコンモニターのバックライトとして用いることもでき、照明装置以外の用途に用いることもできる。

【0015】

導光板１０は、射出面１２、射出面１２に対向した反射面１４（背面）、および射出面１２の４つの端辺と反射面１４の４つの端辺をそれぞれつなぐ４つの端面１６（１６ａ）を有する。本実施形態の導光板１０は、厚さ５ｍｍ程度の矩形の板状体である。このため、全ての面１２、１４、１６は矩形且つ平らである。しかし、導光板の形状は矩形ブロック状に限らず、互いに対向する射出面１２および反射面１４、および両者をつなぐ少なくとも１つの端面１６があればいかなる形状であっても良い。例えば、射出面１２および反射面１４は互いに平行でなくても良く、これらの面１２、１４は必ずしも平らである必要もない。つまり、図２に示す変形例の面発光装置２００のように、導光板１０’は湾曲していても良い。なお、本実施形態の導光板１０および変形例の導光板１０’は、アクリルなどの透明な樹脂材料によって形成されているが、透明な材料であればいかなる材料で形成しても良い。

【0016】

光源２０は、導光板１０の１つの端面１６ａに対向して配置されている。本実施形態では、３つの光源２０を等間隔に一直線状に並べて設けたが、光源２０の数は、少なくとも１つあれば良く、複数でも良く、面発光装置１０に必要とされる光の強さに応じて任意に設定可能である。また、本実施形態では３つの光源２０を導光板１０の１つの端面１６ａに設けた場合について説明するが、任意の数の光源２０を他の端面１６に追加して設けても良い。なお、光源２０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）のベアチップであり、その光軸が端面１６ａと垂直な姿勢で端面１６ａに固着される。しかし、光源２０は、ＬＥＤのベアチップに限定されるものではなく、他の複数の点状光源、或いは線状光源であっても良く、光源２０の発光色も任意に選択可能である。

【0017】

導光板１０の反射面１４には、同じサイズの円形の多数の白色ドット２（散乱ドット、第１の光散乱手段）が所定の密度分布（レイアウト）で設けられている。この多数の白色ドット２は、反射面１４を透過する光や反射面１４で反射される光の一部を拡散して、反射面１４を透過する光（照明光として使わない無駄になる光）の透過率を低くするとともに、反射面１４で反射される光の反射率を高くするように設けられたものであり、非透過性の光散乱手段として機能する。つまり、反射面１４の多数の白色ドット２は、導光板１０の端面１６ａから入射した光のうちできるだけ多くの光を射出面１２に向けて反射するよう機能する。

【0018】

しかし、導光板１０を非発光状態で透明にするため、反射面１４には一定の光透過率を持たせる必要がある。このため、反射面１４における光の透過率および反射率は、白色ドット２のバインダ内に封止されている白色粒子（例えば酸化チタンを材料とする粒子）あるいは透明ビーズ（例えばガラスを材料とする粒子）あるいは中空粒子（例えばアクリル系の樹脂を材料とする中空粒子）などの散乱粒子（散乱体）の大きさや濃度、白色ドット２の直径や膜厚、および／或いは白色ドット２の密度やレイアウト等を調整することで、適当な値に設定する必要がある。本実施形態の白色ドット２は、この白色ドット２を透過する光の透過率が２５％程度となり、この白色ドット２で反射される光の反射率が７５％程度となるように、その膜厚が調整されている。

【0019】

また、本実施形態では、この多数の白色ドット２を白色シルク印刷で反射面１４の外側に形成した。このように反射面１４に設けた各白色ドット２の直径は約０．３ｍｍであり、各白色ドット２の膜厚は数１０μｍから数１００μｍ程度である。白色ドット２の最適なレイアウトについては後に詳述するが、白色ドット２同士の間隔は平均で約０．２ｍｍ程度である。なお、この白色ドット２を有する反射面１４の光の反射率は、７０％から８０％程度であり、光の透過率は２０％から３０％程度である。これら反射率および透過率は、白色ドット２の密度に応じて変化する。なお、図１および図２では、見やすくするため、白色ドット２を実際のものより拡大して部分的に図示してあるが、白色ドット２は反射面１４の略全面に分布しており、実際には目視できない程に小さなものである。

【0020】

一方、導光板１０の射出面１２には、白色ドット２よりサイズの小さい同じサイズの円形の多数の透明ドット４（散乱ドット、第２の光散乱手段、光散乱手段）が所定の密度分布（レイアウト）で設けられている。この多数の透明ドット４は、射出面１２を透過する光や射出面１２で反射される光を拡散して、射出面１２を透過する光の透過率をできるだけ高くするとともに、射出面１２を透過しないで反射されて導光板１０の内部に戻る光の割合をできるだけ低くするように設けられたものであり、透過性の光散乱手段として機能する。

【0021】

つまり、射出面１２の多数の透明ドット４は、導光板１０の端面１６ａから入射した光のうち、射出面１２で全反射される角度で射出面１２に入射した光の少なくとも一部を、全反射させずに、射出面１２を介して導光板１０の外へ透過させるように機能する。このような透明ドット４を有する射出面１２の作用については後に詳述するが、これら多数の透明ドット４は、できるだけ多くの光を射出面１２から透過させるよう機能するものである。

【0022】

なお、射出面１２における光の透過率および反射率も、透明ドット４のバインダ内に封止されている白色粒子あるいは透明ビーズあるいは中空粒子などの散乱粒子（散乱体）の大きさや濃度、透明ドット４の直径や膜厚、および／或いは透明ドット４の密度やレイアウト等を調整することで、所望する値に設定することができる。本実施形態の透明ドット４は、この透明ドット４を透過する光の透過率が６０％程度となり、この透明ドット４で反射される光の反射率が４０％程度となるように、その膜厚が調整されている。

【0023】

本実施形態では、この多数の透明ドット４をインクジェット印刷で射出面１２の外側に形成した。このように射出面１２に設けた各透明ドット４の直径は約０．０２ｍｍであり、各透明ドット４の膜厚は１μｍから５μｍ程度である。透明ドット４の最適なレイアウトについては後に詳述するが、透明ドット４同士の間隔は平均で０．０５ｍｍ程度である。なお、この透明ドット４を有する射出面１２の光の透過率は、約５０％から８０％程度であり、光の反射率は２０％から５０％程度である。これら反射率および透過率は、透明ドット４の密度に応じて変化する。なお、図１および図２では、見やすくするため、透明ドット４を実際のものより拡大して部分的に図示してあるが、透明ドット４は射出面１２の略全面に分布しており、実際には目視できない程の大きさを有する。

【0024】

なお、透明ドット４の膜厚は、光源２０から射出される光の波長の２倍から１０倍程度（１０倍以下）に設定してある。光源２０からの光が可視光である場合、５５０μｍ程度の波長と考えられる。この場合、透明ドット４の膜厚は、１μｍから５μｍ程度となる。言い換えると、透明ドット４の膜厚をこの程度に薄くすることで、光を十分に透過させることができる。

【0025】

反射面１４に設けた白色ドット２および射出面１２に設けた透明ドット４は、いずれも、バインダ内に上述した散乱粒子を封止したものである。散乱粒子は、０．１〜１０μｍ程度の直径を有する。白色ドット２と透明ドット４に明確な違いを示す基準は無いが、白色ドット２は透明ドット４より光の拡散性が高く、より白く見えるものである。例えば、バインダの膜厚と散乱粒子の種類が同じである場合、散乱粒子のバインダ内における濃度が高い方が光の拡散性が高くより白く見える。なお、ここで言う散乱粒子の濃度とは、バインダの単位体積当りに含まれる散乱粒子の個数で表わすことができる。或いは、散乱粒子の種類および濃度が同じである場合には、バインダの膜厚を厚くすることで光の拡散性を高めることができ、より白く見えるドットを形成できる。本実施形態では、バインダの膜厚を変えて光の拡散性を調整しているが、散乱粒子の濃度を変えても良い。

【0026】

本実施形態の導光板１０の反射面１４の中央の直径１０ｍｍの円形領域に光を垂直に入射して当該導光板１０を透過する光の量を調べたところ、光の透過率は７１．８％であった。つまり、本実施形態の面発光装置１００の導光板１０は、十分な透明度を有することが分かった。

【0027】

導光板１０の反射面１４に設けた多数の白色ドット２の直径は一定（約０．３ｍｍ）であり、射出面１２に設けた透明ドット４の直径も一定（０．０２ｍｍ程度）であり、各ドットは大きくても０．３ｍｍ程度の直径しか持たないため、肉眼で見ることは難しい。言い換えると、導光板１０の各面１２、１４に設ける散乱ドット２、４の直径をこの程度にすることで、導光板１０の透明度を維持できる。

【0028】

ここで、上述した多数の透明ドット４の機能について、図３および図４を参照して説明する。
図３は、本実施形態の面発光装置１００を光源２０を設けた端面１６ａと直交する面で切断した断面概略図であり、実際の構成を簡略化して図示するとともに、目に見えない大きさの白色ドット２や透明ドット４を拡大して図示してある。また、図４は、図３と比較して、射出面１２に透明ドット４を備えていない従来の面発光装置３００を示す断面概略図である。

【0029】

光源２０から射出された光は、導光板１０の射出面１２、反射面１４、４つの端面１６（１６ａ）でそれぞれ反射されながら導光板１０の内部を伝達される。このとき、導光板１０を介して伝達される光の一部は、導光板１０の射出面１２のみならず反射面１４や端面１６（１６ａ）からも射出される。しかし、本実施形態のような片面発光タイプの面発光装置１００では、導光板１０の射出面１２から最も多くの光を取り出すことが重要である。

【0030】

特に、反射面１４の白色ドット２で反射されて射出面１２に向かう光に着目すると、図４に示す従来の装置では、射出面１２で全反射する角度θで射出面１２に入射した光Ｌは、射出面１２で全反射して導光板１０の内部に戻される。これに対し、図３に示す本実施形態の装置では、この全反射するであろう光Ｌが射出面１２に入射する位置に透明ドット４が存在すると、この光Ｌが透明ドット４で拡散されてその一部が射出面１２を透過して導光板１０の外部に取り出される。

【0031】

これに対し、透明ドット４が存在しない位置では、従来と同様、全反射する角度で入射した光Ｌは、射出面１２で反射されて導光板１０の中に戻される。また、全反射する角度θに満たない角度で射出面１２に入射した光は、射出面１２で屈折されて射出面１２を通過して導光板１０の外部に取り出される。すなわち、透明ドット４が存在する射出面１２の部位だけ、光Ｌの挙動が異なることになる。

【0032】

つまり、射出面１２に透明ドット４を設けることで、このように、本来、全反射して導光板１０の内部へ戻されるはずの光Ｌの一部を射出面１２を介して外部へ取り出すことができ、その分、射出面１２を透過する光の透過率を高めることができる。その結果、射出面１２から射出される光の照度を反射面１４から射出される光の照度よりさらに大きくでき、反射面１４から射出される光の全光束に対する、射出面１２から射出される光の全光束の比（以下、光量比と称する）を、より高くすることができる。本実施形態では、射出面１２に透明ドット４を設けることで、この光量比を略２：１にすることができた。

【0033】

これに対し、射出面１２に透明ドット４を設けない従来の導光板の射出側の反射側に対する光量比を測定したところ、１．１２：１であった。このことから、本実施形態のように射出面１２に多数の透明ドット４を設けることで、導光板１０の射出側の反射側に対する光量比を高めることができることが分かった。つまり、本実施形態によると、片面発光タイプの面発光装置１００を提供できる。

【0034】

具体的には、従来の透明ドットを持たない導光板の射出面から射出される光の照度が４１３ルーメンであったのに対し、透明ドット４を有する本実施形態の導光板１０の射出面１２から射出される光の照度は５６４ルーメンであり、従来より約３７％増加した。一方、従来の導光板の反射面から射出される光の照度が３６６ルーメンであったのに対し、本実施形態の導光板１０の反射面１４から射出される光の照度は２９０ルーメンであり、従来より約２１％減少した。また、反射面１４から射出される光の光量と射出面１２から射出される光の光量を足した全体的な光量で比較すると、従来の導光板で７７９ルーメンであったのに対し、本実施形態の導光板１０では約８５４ルーメンであり、約１０％増加した。このことから、導光板１０の射出面１２に透明ドット４を設けることで、器具効率も改善されたのが分かる。

【0035】

図５には、一定条件の下で、透明ドット４を備えた本実施形態の面発光装置１００を点灯させた場合に、射出面１２から射出される光の軌跡を演算したシミュレーション結果を示してある。また、図６には、比較のため、同じ条件で、透明ドット４を持たない従来の面発光装置３００の射出面１２から射出される光の軌跡を演算したシミュレーション結果を示してある。これによると、透明ドット４を有する本実施形態の面発光装置１００の方が、透明ドット４を持たない従来の面発光装置３００より、射出面１２を介して取り出すことのできる面状光の光量が多くなっているのが分かる。

【0036】

次に、上述した面発光装置１００における輝度ムラを抑制するための白色ドット２および透明ドット４の最適なレイアウトについて、図７を参照して説明する。
本実施形態の面発光装置１００は、１つの端面１６ａを介して光源２０からの光を導光板１０に受け入れるため、基本的に、光源２０（端面１６ａ）に近い側の輝度が高く、光源２０から遠い側の輝度が低くなる。特に、光源２０から最も遠い反対側の端面１６の両端近くで輝度が最も低くなる２つの暗部のピークが存在する。つまり、単に、導光板１０を光らせただけでは、射出される面状光に輝度ムラを生じてしまうことになる。

【0037】

このため、本実施形態では、導光板１０の反射面１４に設けた白色ドット２を図７の下側の図のようにレイアウトし、導光板１０の射出面１２に設けた透明ドット４を図７の上側の図のようにレイアウトすることで、上述した輝度ムラを抑制するようにした。図７では、白色ドット２や透明ドット４を実際の大きさで図示することができないため、グレースケールで白色に近い部分をドットの密度が濃い部分として示し、黒色に近い部分をドットの密度が薄い部分として示してある。

【0038】

つまり、反射面１４側の多数の白色ドット２は、光源２０を設けた端面１６ａから垂直に離れる方向（第１の方向；図示上方）に沿って徐々に密度が濃くなるように、反射面１４にレイアウトされている。また、射出面１２の多数の透明ドット４は、端面１６ａから離れる第１の方向に沿って徐々に密度が濃くなるとともに、第１の方向と交差する第２の方向（図示左右方向）に沿った両端近くで密度がピークになるように、射出面１２にレイアウトされている。

【0039】

反射面１４側で白色ドット２を図示のようにレイアウトすると、光源２０に近い側より光源２０から遠い側で光の反射能力を高めることができる。これにより、光源２０から離れるに連れて導光板１０を伝達される光量が低下しても、射出面１２から射出される面状光の光量を光源２０からの距離に係らず略均一に補正できる。特に、ここでは、光源２０から射出された光をできるだけ多く射出面１２に向かわせることが重要であるため、上述した２つの暗部のピークを無くすためのレイアウトの工夫はしていない。

【0040】

上述した反射面１４側の白色ドット２のレイアウトを採用した上で、射出面１２側で透明ドット４を図示のようにレイアウトすると、射出面１２の全面で均一な面状光を射出することができる。つまり、射出面１２側では、反射面１４側で補正しきれなかった輝度ムラを補正でき、且つ上述した２つの暗部のピークも無くすことができる。特に、射出面１２の透明ドット４は、光源２０と反対側の端面１６の図示左右両端近くで最も密度が高くなるようにレイアウトされているため、この部位における光の透過率を高くでき、その分、暗部を目立たなくすることができる。

【0041】

つまり、反射面１４に白色ドット２を設けただけの従来の導光板と比較して、白色ドット２とはレイアウトの異なる透明ドット４を射出面１２に設けることで、導光板１０から射出される面状光をより均一にでき、モアレを低減できる。すなわち、本実施形態によると、反射面１４の白色ドット２で補正しきれなかった輝度ムラを、射出面１２の透明ドット２によって補正することができ、輝度ムラをより確実に抑制することができる。

【0042】

次に、図８を参照して、導光板１０の射出面１２を介して射出される面状光と反射面１４を介して射出される光の光量比について考察する。なお、ここでいう光量比とは、反射面１４を介して射出される光の全光束に対する、射出面１２を介して射出される光の全光束の比を指す。

【0043】

ここでは、反射面１４に設ける白色ドット２の反射率Ｒおよび透過率Ｔを種々変更し、射出面１２に設ける透明ドット４の反射率Ｒおよび透過率Ｔを種々変更した場合における光量比を計算した。その結果を図８に示す。また、射出面１２に透明ドット４を設けない従来の導光板の光量比のレベル（１．１２）を比較のため図示した。なお、従来の導光板の反射面には、上述したように、光の反射率が７５％で透過率が２５％の白色ドット２を設けてある。

【0044】

具体的には、反射率が５０％で透過率が５０％の透明ドット４を射出面１２に設け、且つ反射率が５０％で透過率が５０％の白色ドット２（実質的には透明ドット４と同じもの）を反射面１４に設けた導光板１０（Ｒ５０Ｔ５０／Ｒ５０Ｔ５０）の光量比を計算したところ当該導光板１０の光量比は当然のことながら１であった。また、反射率が４０％で透過率が６０％の透明ドット４を射出面１２に設け、且つ反射率が６０％で透過率が４０％の白色ドット２を反射面１４に設けた導光板１０（Ｒ４０Ｔ６０／Ｒ６０Ｔ４０）の光量比を計算したところ当該導光板１０の光量比は約１．５であった。また、反射率が３０％で透過率が７０％の透明ドット４を射出面１２に設け、且つ反射率が７０％で透過率が３０％の白色ドット２を反射面１４に設けた導光板１０（Ｒ３０Ｔ７０／Ｒ７０Ｔ３０）の光量比を計算したところ当該導光板１０の光量比は約２．２であった。また、反射率が２０％で透過率が８０％の透明ドット４を射出面１２に設け、且つ反射率が８０％で透過率が２０％の白色ドット２を反射面１４に設けた導光板１０（Ｒ２０Ｔ８０／Ｒ８０Ｔ２０）の光量比を計算したところ当該導光板１０の光量比は約３．９であった。さらに、反射率が１０％で透過率が９０％の透明ドット４を射出面１２に設け、且つ反射率が９０％で透過率が１０％の白色ドット２を反射面１４に設けた導光板１０（Ｒ１０Ｔ９０／Ｒ９０Ｔ１０）の光量比を計算したところ当該導光板１０の光量比は約８．０であった。

【0045】

これによると、反射面１４の白色ドット２の反射率が高く、且つ射出面１２の透明ドット４の透過率が高いものほど光量比が大きくなっているのが分かる。しかし、反射面１４の白色ドット２の反射率を高くし過ぎると透過率が極めて低くなり、導光板１０の透明度が損なわれてしまう。このため、導光板１０の透明度を維持するためには、射出面１２および反射面１４における光の透過率はある程度高く維持する必要がある。導光板１０の透明度を維持するのに必要とされる各面の最低透過率は、１〜１０ｃｍ^２あたりの平均透過率が５０％程度と考えられる。

【0046】

また、図８の計算結果から分かるように、射出面１２に透過率が６０％以上の透明ドット４を設ければ、透明ドット４を持たない従来の導光板と比較して、例え反射面１４の白色ドット２の反射率が従来のもの（７５％）より低いもの（６０％や７０％のもの）であっても、光量比が従来の導光板より高くなる。つまり、射出面１２に透過率が６０％以上の透明ドット４を設けることで、透明ドット４を持たない従来の導光板より光量比を大きくできることが分かる。

【0047】

以上述べた実施形態の導光板１０および面発光装置１００によれば、射出面１２に多数の透明ドット４を設けたため、導光板１０の所望する透明度を維持した上で、射出面１２の全面で均一且つ十分な光強度を有する面状光を射出することのできる片面発光を実現でき、器具効率を高めることもできる。

【0048】

また、例えば、図２の変形例のように、導光板１０’の射出面１２および反射面１４を所望する形状に湾曲させることで、面発光装置２００の設置場所に合わせて導光板１０’を最適な形状にすることができ、設置場所の自由度が高いよりコンパクトな照明装置を提供できる。

【0049】

また、白色ドット２の反射率をさらに高めるため、白色ドット２の背面に金属を蒸着してもよい。このような金属として、たとえばアルミの蒸着が考えられる。このとき、白色ドット２の反射率は約９２％程度になり、透過率はほぼ０％にできる。このような構成とすれば、射出面１２から射出される光量をさらに増やすことができ、器具効率をさらに高めることができる。

【0050】

上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0051】

例えば、上述した実施形態では、白色ドット２や透明ドット４を円形とした場合について説明したが、これに限らず、楕円形や長円形など他の形状にすることもできる。

【0052】

また、面発光装置１００に光量センサを設けて、ある程度暗くなったら自動で点灯させる機能を持たせても良い。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
光を射出する射出面、この射出面に対向した背面、および上記射出面と上記背面をつなぐ端面を有する透明な導光板であって、
上記端面から入射した光を上記背面で反射するため上記背面に設けた第１の光散乱手段と、
この第１の光散乱手段より多くの光を透過する上記射出面に設けた第２の光散乱手段と、
を有する導光板。
［２］
上記第１および第２の光散乱手段は、それぞれ、散乱体が封止された複数の散乱ドットを含む、
［１］の導光板。
［３］
上記第２の光散乱手段の各散乱ドットに含まれる散乱体の濃度は、上記第１の光散乱手段の各散乱ドットに含まれる散乱体の濃度より低い、
［２］の導光板。
［４］
上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットのサイズは、上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットのサイズより小さい、
［２］の導光板。
［５］
上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットの膜厚は、上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットの膜厚より薄い、
［２］の導光板。
［６］
上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットは、上記端面から第１の方向に沿って離れるに連れて密度が濃くなるようにレイアウトされ、
上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットは、上記第１の方向に沿って上記端面から離れるに連れて密度が濃くなるとともに、上記第１の方向と交差する第２の方向に沿った両側で密度がピークになるようにレイアウトされている、
［２］の導光板。
［７］
上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットは同じサイズを有し、上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットは上記第１の光散乱手段の複数の散乱ドットより小さい同じサイズを有する、
［６］の導光板。
［８］
上記第２の光散乱手段の複数の散乱ドットの膜厚は、可視光の波長の１０倍以下である、
［５］の導光板。
［９］
上記第２の光散乱手段を設けた上記射出面を透過する光の透過率は、６０％以上である、
［１］の導光板。
［１０］
光を射出する射出面、この射出面に対向した反射面、および上記射出面と上記反射面をつなぐ端面を有する透明な導光板であって、
上記端面から当該導光板に入射した光のうち上記射出面で全反射する角度で該射出面に入射した光を少なくとも部分的に透過させるように上記射出面に設けた光散乱手段を有する導光板。
［１１］
［１］乃至［１０］のいずれかの導光板と、
当該導光板の上記端面に対向して配置した光源と、
を有する面発光装置。

【符号の説明】

【0053】

２…白色ドット、４…透明ドット、１０…導光板、１２…射出面、１４…反射面、１６、１６ａ…端面、２０…光源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】