JP2004146132A - 面状光源 - Google Patents
面状光源 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004146132A JP2004146132A JP2002307698A JP2002307698A JP2004146132A JP 2004146132 A JP2004146132 A JP 2004146132A JP 2002307698 A JP2002307698 A JP 2002307698A JP 2002307698 A JP2002307698 A JP 2002307698A JP 2004146132 A JP2004146132 A JP 2004146132A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- guide plate
- light guide
- light source
- planar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
【課題】導光板およびその側方に配されたＬＥＤ等の発光光源を有する面状光源において、照明時に発生する輝線による明暗の縞模様の発生により見栄えが悪くなるのを防止する。
【解決手段】板状の透光材よりなる導光板２と該導光板の側面に対向して配された発光光源１を有し、導光板の側面２ｃに入射する光を導光板２の下面の反射面２ｂと上面２ａとの作用により光路変換して面状の光束を出射する面状光源１０において、前記導光板２の入光側面２ｃと上面２ａ（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面２ｂ（反射面）の交差してできるエッジを面取り形状（２ｄ、２ｅ）とする。
【選択図】 図１
【解決手段】板状の透光材よりなる導光板２と該導光板の側面に対向して配された発光光源１を有し、導光板の側面２ｃに入射する光を導光板２の下面の反射面２ｂと上面２ａとの作用により光路変換して面状の光束を出射する面状光源１０において、前記導光板２の入光側面２ｃと上面２ａ（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面２ｂ（反射面）の交差してできるエッジを面取り形状（２ｄ、２ｅ）とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネル等を背面より照射する面状光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機その他の携帯情報端末機器の小型液晶等表示装置の照明手段として用いられる面状光源として板状の導光板の側面に対向して発光ダイオード（以下ＬＥＤと言う。）等の発光光源を配したものが開発され、小型化、薄型化に適したものとして広く用いられている。
【０００３】
かかる面状光源は、ＬＥＤ等で発光した光が導光板に入射し、導光板内で反射を繰り返して伝播される。その際、導光板の底（下面）に設けられた溝やシボによって反射もしくは屈折した光が出射される。その後、導光板から出射した光は液晶表示装置へと向かい、液晶表示装置を照射する。
【０００４】
このような面状光源の一例として、図６に示すような面状光源が従来より知られている（例えば特願２００２−０９３３８３の図７参照）。図６は面状光源１１０の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。図６において、１０１は発光源であるＬＥＤ、１０２は導光板、１０３はプリズムシート、１０６は反射板、１０７は液晶表示板ある。導光板１０２は平面形状が略四辺形の板状をなし、透光性のガラス又は樹脂等よりなる。１０２ａは導光板１０２の上面である。１０２ｃはＬＥＤ１０１に対向する入光側面である。１０２ｂは導光板１０２の下面で上記上面１０２に対向し、複数の非対称プリズム１０２ｂ１が形成されている。この非対称プリズム１０２ｂ１は、入光側面１０２ｃから離れるに従って急激に上面１０２ａとの距離が増加する立下り斜面１０２ｂ１１と緩やかに上面１０２ａとの距離が減少する立ち上がり斜面１０２ｂ１２とにより構成されている。３個のＬＥＤ１０１は保持部材１０１ｂに保持されて入光側面１０２ｃに対向する位置に配置されている。
【０００５】
図示しない電源よりＬＥＤ１０１に所定の電流が供給されると、ＬＥＤ１０１は白色又は所定の色で発光する。ＬＥＤ１０１からの出射光は導光板１０２の入光側面１０２ｃに入射し、屈折によりこの面を透過して導光板１０２の内部に入る。内部に入った光は、後述するように導光板の上面１０２ａと下面１０２ｂの間で反射を繰り返した後に上面１０２ａを屈折により透過して導光板１０２を出射し、プリズムシート１０３に入射する。プリズムシート１０３に入射した光はここで、プリズムシート内で正反射され最終的にはｚ方向へ進路を変える。このｚ方向に向かう光線が液晶表示板１０７に入射することにより、液晶を透過する光の方向を理想的なものとし、鮮明な表示を可能とする。
【０００６】
図７はＬＥＤ１０１より導光板１０２に入射した光の経路の一例に示す側面図である。ＬＥＤ１０１から出射角θｉで出射した光線は導光板１０２の入光側面１０２ｃに入射角θｉで入射し、この面を屈折により透過するが、このときの入射角θｉと屈折の出射角θとの関係は、空気の屈折率を１、導光板１０２（ポリカーボネイト等よりなる）の屈折率をｎとするとスネルの法則により、 ｎｓｉｎθ＝ｓｉｎθｉ となり、これより、
θ＝ｓｉｎ−１ （（１／ｎ）ｓｉｎθｉ）・・・（１）
となる。例えば、導光板１０２の屈折率ｎが ｎ＝１．５８ のときは、θｉ＝９０°の場合は、（１）式より
θ＝ｓｉｎ−１ （１／１．５８）＝３９．３° となるので、臨界角θｃはθｃ＝３９．３° となる。
ところで、入射角θｉは実際には最大でも９０°を下回るので、（１）式より出射角θは最大でも、臨界角θｃを下回ることとなる。導光板の臨界角θｃは一般に４０°前後なので、前記出射角θは最大でも４０°を超えることはない。出射角θで入光側面１０２ｃを透過した光線は導光板１０２の上面１０２ａに入射角θ１で入射する。このとき、図７からもわかるように、 θ＋θ１＝９０° の関係があり、出射角θは上記したように４０°以下であるので、入射角θ１は５０°以上となり、４０°前後の臨界角θｃを超えることになる。よって、この上面１０２ａへの入射光線は、５０°以上の反射角θ１で全反射される。
【０００７】
この反射光は下面に設けられたαの傾角を有する立ち上がり斜面１０２ｂ１２に対し、 θ２＝θ１―α の入射角θ２で入射する。ここで傾角αは約１°〜数°程度である。
入射角θ２で入射した光線はこの面でθ２の反射角で反射され、上面１０２ａに対し
θ３＝θ２―α＝θ１―２α の入射角θ３で入射し、θ３の反射角で反射され、
反射された光線は立ち上がり斜面１０２ｂ１２に対し
θ４＝θ３―α＝θ１―３α
の入射角θ４で入射する。このようにして、最初に上面１０２ａから反射角θ１で出射した光線は斜面１０２ｂ１２および上面１０２ａに入射する度にその入射角はθ１からαずつ減じた値となる。すなわち、最初に反射角θ１であった光線がその後、反射を繰り返す等してＮ回目の入射を行った場合その入射角をθＮとすると、
θＮ＝θ１―Ｎα・・・（２）
となる。（ここで図に示すθ２、θ３、θ４、・・・に対しては（２）式における入射回数Ｎはそれぞれ１、２、３、・・・となる。）
【０００８】
このようにして入射角θＮが減少し、臨界角θｃ対し、
θＮ＝θ１―Ｎα＜θｃ・・・（３）
となったときに、入射光は上面１０２ａまたは下面の斜面１０２ｂ１２を透過して導光板２の外部に出射する。例えば θ１＝５２° α＝１° θｃ＝４０°とすれば、
（３）式より Ｎ＞１２ となり、外部に出射するには１２回以上入射を繰り返す必用がある。このため、入光側面１０２ｃの近傍では入射光の外部への出射が行われない。例えば導光板の厚さが１ｍｍの場合は、入光側面１０２ｃのから略３ｍｍの範囲では光線の外部への出射が行われず、これ以上離れた領域で外部へ出射するのが正常の光線の経路である。なお光線が正常に出射する領域では、出射光はムラのない状態で出射する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような導光板（１０２）を用いた従来のバックライトユニットにおいては、以下に述べるような問題が少なくなかった。すなわち図８の上面図に示すように、導光板１０２の入光側面１０２ｃに近い（３ｍｍ〜４ｍｍ）領域Ｓ１において何本かの輝線１４が目立つのが認められる。（図８において輝線をすべて濃いハッチングで示す。）Ｓ２は輝線の目立たない領域である。このように目立つ輝線が発生する原因は次のように考えられる。図１０に示すように導光板１０２の入光側面１０２ｃと上面１０２ａの交わってなすエッジ部１０２ｄにはＬＥＤ１０１から、その発光光線が到達し、そのエッジ部１０２ｄで導光板１０２に入光する。（ＬＥＤ１０１からの発光光線の中で、図１１に示すＬＥＤの「光源の指向特性」において、ハッチングＳＬに相当する方向の光がエッジ部１０２ｄに達する。）このときエッジが鏡面でなく粗面となっていると、エッジ部で通常の屈折ではなく散乱する形で入光することになる。つまりエッジ部から複数の光線が異なる方向に分かれて、導光板内を伝わり、あたかもエッジが光っているように見えることから、エッジ部１０２ｄを２次光源とみなすことができる。なお、このような２次光源は導光板１０２の入光側面１０２ｃと下面１０２ｂの交わってなすエッジ部１０２ｅにおいても生ずる。なお、従来はエッジは直角となっているため、成形加工の際の転写性が悪く、粗面となりやすく、従がって２次光源を発生しやすかった。
【００１０】
エッジ部１０２ｄで発する２次光源に関して言えば、図９に示すように２次光源からの光線の、下面１０２ｂの立ち上がり斜面１０２ｂ１２に対する入射角θｂが臨界角θｃ以下の場合もあり得るがこの場合は光線ｓ２１に例示するように、その斜面１０２ｂ１２を透過し、反射板１０６に達しここで反射されて再び導光板１０２内に入光し、上面１０２ａを透過して上方に出射する。これは広い範囲にわたるので、これにより輝線を発生することはない。次に前記入射角θｂが臨界角θｃを超える場合はｓ２２に例示するように立ち上がり斜面１０２ｂ１２により反射された後に上面１０２ａより出射するが、この出射に至るまでの反射等に基づく入射の回数はすでに説明したように入射角θｂと臨界角θｃの差によって異なり、この差が増加すると入射の回数は増えて行く。この点に関し、図１０を用いて更に詳しく説明する。図１０において、φ１、φ２、φ３、φ４はいずれもエッジ部１０２ｄより発する光束であり、各光束自体の角度幅は、立ち上がり斜面１０２ｂ１２の傾角αよりも小さいものとする。そしてこれら光束の上面１０２ａを基準とする出射角はφ１が一番小さく、φ２、φ３、φ４の順に順次αずつ大となっているとする。
【００１１】
ここで光束φ１、φ２、φ３、φ４の前記出射角をそれぞれθｄ１、θｄ２、θｄ３、θｄ４とし、これら出射角と臨界角θｃの関係を
であるとする。図１１に示すように、光束φ１、φ２、φ３、φ４はいずれも斜面１０２ｂ１２に対して第１回目の入射を行い、そのときの入射角はそれぞれ
θｄ１−α、θｄ２−α、θｄ３―α、θｄ４―α
となるがいずれも（４）式からして、臨界角θｃより大となっているので、これらの光束は斜面１０２ｂ１２においてすべて反射され、上面１０２ａに対し第２回目の入射を行うがそのときの入射角はそれぞれ、（４）式も顧慮して、
θｄ１−２α＜θｃ、θｄ２−２α＞θｃ、θｄ３―２α＞θｃ、θｄ４―α＞θｃ
となり、光束φ１の入射角 θｄ１−２α のみが臨界角θｃ以下となり、図に示すように上面１０２ａから光束の幅ｂ１で出射する。
【００１２】
残りの光束φ２、φ３、φ４は反射されて斜面１０２ｂ１２に対して、第３回目の入射を行うが、このときの入射角は（４）式も考慮して、それぞれ、
θｄ２−３α＜θｃ、θｄ３―３α＞θｃ、θｄ４―３α＞θｃ
となる。このとき、光束φ２の入射角 θｄ１−３α のみが臨界角θｃ以下となり、光束φ２は斜面１０２ｂ１２から光束の幅ｂ２で外部に出射する。以下同様にして、第４回目の入射により、光束φ３が幅ｂ３で上面より出射し、第５回目の入射により光束φ４が光束の幅ｂ４で斜面１０２ｂ１２から外部に出射する。このように入射の回数に応じて上記の各光束が順次外部に出射するが、出射するときの光速の幅は、入射の回数に応じて順次増加し、
ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４
の関係がある。これは、各光束φ１、φ２、φ３、φ４の角度幅自体は同じあっても、実際の光束の幅の寸法は光束の経路の長さに比例して増加するからであり、入射回数の多い光束ほど、経路長が長くなり、これに伴って出射光の実際の幅が大となると考えられる。なお、図１０において、下面の斜面１０２ｂ１２から出射した光束は、実際には反射板（１０６）により反射され導光板２内に入光した後に上面１０２ａから出射するので、結果的には上面１０２ａから出射したと同様に取り扱ってもよいと考えられる。
【００１３】
図１０に示す光束φ１、φ２、φ３、φ４の出射光を図８に示す輝線の中の１４▲１▼、１４▲２▼、１４▲３▼、１４▲４▼に対応させて考えると、図１０に示す幅ｂ１の光束φ１の出射光は入光側面１０２ｃに最も近い位置にあり、その幅が最も狭いので、図８に示す輝線１４▲１▼に対応する。図１１に示す幅ｂ２の光束φ２の出射光は入光側面１０２ｃに２番目に近い位置にあり、その幅が前記ｂ１よりも若干広いので、図８に示す輝線１４▲２▼に対応する。このようにして、図１１に示す光束φ３、φ４の出射光は図８に示す１４▲３▼、１４▲４▼に順次対応すると考えられる。
【００１４】
なお、図１０に示す光束φ４よりも上面１０２ａに対する出射角が更に大きい光束に対しては、出射角が増すに従がって、導光板２から出射するまでの入射の回数が更に増え、外部に出射する位置は入光側面１０２ｃから更に遠のいてゆき、これに伴って出射の光束の幅がさらに広がり、単位面積当たりの光量すなわち輝度は低下して行くと考えられる。このことは、図８に示す導光板１０２の上面図において濃いハッチングで示す輝線の幅は入光側面１０２ｃから離れるに従がって広くなり、輝線が目立たなくなる事実と一致する。このようにして、図８に示すように輝線が目立つ原因は、図１０に示すようにエッジ部（１０２ｄ）から発した光線のうち、比較的少ない入射回数（１〜４回）で導光板１０２の外部に出射する光線が存在することに起因するものと考えられる。
【００１５】
以上は、図９に示すエッジ部１０２ｄを２次光源とする場合につき説明したが、下側のエッジ部１０２ｅを２次光源とした場合も、上面１０２ａに対する入射角が臨界角以上となる光線に対しては、一旦反射された後は、その反射角は広い角度幅を有し、その角度に応じた反射回数を経て上面１０２ａより出射するため、基本的にはエッジ部１０２ｄを２次光源とする場合と同様の原理により輝線を生ずることとなる。なお、エッジ部１０２ｄおよび１０２ｅの２次光源に起因するこれらの輝線は図６に示すようなプリズムシート（１０３）又は拡散シート（図示はしない）等の光の方向を規制する部材を導光板の上方に配した場合に目立ちやすくなる傾向がある。なお、上記した輝線の発生の説明においては説明の便宜上、導光板の下面（１０２ｂ）の反射面が非対称プリズム（１０２ｂ１）により構成されている場合のみについて説明したが、この場合に限らず、導光板の下面が対称プリズム、印刷、シボ又はドット等による規則的又は不規則的な凹凸を有する反射面であっても、導光板のエッジ部が上記したように２次光源となる場合には、すでに説明した原理と基本的には同様の原理により、照明の際に輝線が目立つという問題を生ずる。
【００１６】
このような輝線が生ずると、明暗の縞模様ができて見栄えの悪い面状光源となる。そこで本発明は導光板およびその側方に配したＬＥＤ等の発光光源を有する面状光源において、前記した輝線による明暗の縞模様の発生を防止することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためにその第１の手段として本発明は、板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジを面取り形状とすることを特徴とする。
【００１８】
上記の課題を解決するためにその第２の手段として本発明は、板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジを曲面形状（Ｒ形状）とすることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を解決するためにその第３の手段として本発明は、透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジのいずれか一方のエッジを面取り形状とし他方のエッジを曲面形状（Ｒ形状）とすることを特徴とする。
【００２０】
上記の課題を解決するためにその第４の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のいずれかにおいて、前記導光板の上面に対向してプリズムシートその他の光の透過方向を規制する部材が配置されていることを特徴とする。
【００２１】
上記の課題を解決するためにその第５の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のいずれかにおいて、前記導光板の下面の少なくとも一部は複数のプリズムよりなる反射面であることを特徴とする。
【００２２】
上記の課題を解決するためにその第６の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のいずれかにおいて、前記導光板の下面はシボよりなる反射面の部分と複数のプリズムよりなる反射面の部分を有することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の第１実施形態を説明する。図１は本第１実施形態に係る面状光源１０示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。（ｃ）は（ｂ）のＡ部の拡大図である。図１において、１は光源であるＬＥＤ、２は導光板、３はプリズムシート、６は反射板、７は液晶パネルである。導光板２は平面形状が略四辺形の板状をなし、透光性の樹脂（ポリカーボネイト等）よりなる。２ａは導光板２の上面である。２ｃはＬＥＤ１に対向する導光板２の入光側面である。２ｂは導光板２の下面である。この下面２ｂには複数の非対称プリズム２ｂｐが形成されている。この非対称プリズム２ｂｐは、入光側面２ｃから離れるに従って急激に上面２ａとの距離が増加する立ち下り斜面２ｂｐ１と、緩やかに上面２ａとの距離が減少する立ち上がり斜面２ｂｐ２を有している。
【００２４】
２ｄは導光板２の前記入光側面２ｃと上面２ａが交差してできるエッジに形成された面取り部であり、２ｅは入光側面２ｃと下面２ｂが交差してできるエッジに形成された面取り部である。ここで、面取りの部の傾斜角は図１（ｃ）に示すように略４５゜となっている。
【００２５】
図示しない電源よりＬＥＤ１に所定の電流が供給されると、ＬＥＤ１は白色又は所定の色で発光する。ＬＥＤ１からの出射光のうち図１（ｂ）の点線で示すように導光板２の入光側面２ｃ（面取り部２ｄおよび２ｅを除く部分）に入射したものは、その屈折による出射角が臨界角より小さいので、すでに従来例の説明で図７を用いて説明したのと同様の原理により、上面２ａ又は下面２ｂに最初に達したときはこれらの面に対する入射角（図７のθ１）は臨界角以上となり、かならず全反射される。そして図１（ｂ）の点線で例示するように上面２ａと下面２ｂの間で反射を繰り返すことにより、すでに説明したように反射の度に入射角が斜面の傾角（図７のαに相当）ずつ減少し、これが臨界角以下となったときに屈折により外部に出射する。このようにして、正常な経路を経て導光板２の上面２ａをから出射した光線は、プリズムシート３に入射する。プリズムシート３に入射した光はここで、プリズムシート内で正反射され最終的には、ｚ方向へ進路を変える。このｚ方向に向かう光線が液晶表示板７に入射することにより、液晶を透過する光の方向を理想的なものとし、鮮明な表示を可能とする。
【００２６】
図１（ｃ）の拡大図に示すように、面取り部２ｄの上面２ａと交差するエッジ２ｄ１および入光側面１ｃと交差するエッジ２ｄ２のそれぞれの交差角θｄ１およびθｄ２は共に９０°以上となり、導光板２を成形加工する際の型の転写性が良くなり、エッジが従来のように粗面となりにくいので、従来のような２次光源は発生しにくい。次に図１（ｂ）に示す下側の面取り部２ｅに関しても同様の理由により、２次光源は発生しにくい。よって、本第１実施形態に係る面状光源においては、従来例において図８に示したように照明時に輝線が目立つような状態を回避できる場合が多い。図２は本第１実施形態に係る面状光源１０の照明光の状態の一例を示す上面図である。これによれば、導光板２の全領域にわたり輝線が目立たない領域Ｒとなっており、従来のように目立つ輝線は認められない。なお、導光板の上面に対向させてプリズムシート又は拡散板のような透過の方向を規制する部材を配した場合に、従来においては輝線の目立ちが特に顕著であったところ、本発明においてはこの目立ちをなくすことが容易となった。
【００２７】
以下に本発明の第２実施形態に係る面状光源について図面を用いて説明する。図３は本第２実施形態に係る面状光源２０示す図であり（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部の拡大図である。図３において２ｆは導光板２の前記入光側面２ｃと上面２ａが交差する部分に形成されたＲ部（円弧状曲面）であり、２ｇは導光板２の前記入光側面２ｃと下面２ｂが交差する部分に形成されたＲ部（円弧状曲面）である。その他の符号に関しては、図１に示して説明した面状光源１０の場合と同様である。前記のＲ部２ｆおよび２ｇは面の方向がなだらかに変化しており、これにより、導光板２を成形加工する際の型の転写性が良くなるので、面が従来のエッジのように粗面となりにくく、従がって２次光源の発生が阻止されやすい。これにより、従来のように輝線の目立つことが防止される場合が多い。図３（ａ）において点線は、図１の場合と同様にＬＥＤ１から導光板２に入射した光線の正常の経路を示す。
【００２８】
以下に本発明の第３実施形態に係る面状光源について図面を用いて説明する。図４は本第３実施形態に係る面状光源３０示す側面図である。本第３実施形態は図１に示す第１実施形態の変形例である。図４において、２ｂｈは導光板２の下面２ｂにいて下側の面取り部２ｅの近傍に設けられたシボ反射面である。面状光源３０のその他の構造は、図１に示した面状光源１０と同様である。シボ反射面２ｂｈは細かい不規則な凹凸を有しており、入光側面２ｃからこの面に入射した光を散乱させる散乱光の中には直接に直接に上面２ａに向かうものもあるし、下方に出射するものもある。散乱により導光板２の下面２ｂから外部に出射した光は反射板６によって反射され再び導光板２に入射し、上面２ａに向かう。このようにして、非対称プリズム２ｂｐを利用する光の経路の他に、シボ反射面２ｂｈを利用する光の経路が生まれ、導光板１の上面１ａにおいて、入光側面２ｃに近い所からも上方に光を出射することができるようになり、照明の領域を入光側面１ｃの近傍にまで広げることができる。本第３実施形態の場合も上下の面取り部２ｄ、２ｅの存在により、導光板２のエッジ部における２次光源の発生が阻止されやすく、これにより、面状光源の照明における輝線の目立がなくなりやすい。
【００２９】
以下に本発明の第４実施形態に係る面状光源について図面を用いて説明する。図５は本第４実施形態に係る面状光源４０示す側面図である。図５に示すように、本第４実施形態においては、導光板２の上面２ａと入光側面２ｃの交差してなすエッジ部にはＲ部（円弧状曲面）２ｆが形成され、下面２ｂと入光側面２ｃの交差してなすエッジ部には面取り部２ｅが形成されている。面状光源４０はこのＲ部２ｆと面取り部２ｅの存在により、すでに説明した原理により２次光源が発生しにくくなっており、従がって照明時における輝線の目立ちをなくすことを容易にしている。
【００３０】
これまで述べてきた本発明の実施の形態に係る面状光源においては、導光板の下面の全部又は大部分が非対称プリズムにより構成されている。しかし、本発明はこれに限らず、導光板の下面の全部又は大部分が対称プリズム、印刷、シボ又はドット等による規則的又は不規則的な凹凸を有する反射面であっても、導光板の入光側面（１ｃ）の上下のエッジ部に、面取り部又はＲ部を設けることにより、２次光源の発生を防止し、照明光における輝線の目立ちをなくし又は減少させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、導光板とその側方に配したＬＥＤ等の発光源を有する面状光源において、その照明時に発生することのある輝線の目立ちによる明暗の縞模様の発生を防止を容易にし、液晶表示の品質の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図２】図１に示す面状光源の照明光の状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図６】従来の導光板を用いたバックライトユニットを示す図である。
【図７】図６に示す導光板の通常の作用を示す図である。
【図８】図６に示す導光板の照明光の状態を示す上面図である。
【図９】図６に示す導光板の異常な作用を示す図である。
【図１０】図６に示す導光板の異常な光の経路を詳細に説明する図である。
【図１１】ＬＥＤの光源の指向特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ
２ 導光板
２ａ 上面
２ｂ 下面
２ｃ 入光側面
２ｄ、２ｅ 面取り部
２ｆ、２ｇ Ｒ部
２ｂｐ 非対称プリズム
２ｂｐ１ 立下り斜面
２ｂｐ２ 立上がり斜面
２ｂｈ シボ反射面
３ プリズムシート
６ 反射板
７ 液晶表示板
１０、２０、３０、４０ 面状光源
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶パネル等を背面より照射する面状光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機その他の携帯情報端末機器の小型液晶等表示装置の照明手段として用いられる面状光源として板状の導光板の側面に対向して発光ダイオード（以下ＬＥＤと言う。）等の発光光源を配したものが開発され、小型化、薄型化に適したものとして広く用いられている。
【０００３】
かかる面状光源は、ＬＥＤ等で発光した光が導光板に入射し、導光板内で反射を繰り返して伝播される。その際、導光板の底（下面）に設けられた溝やシボによって反射もしくは屈折した光が出射される。その後、導光板から出射した光は液晶表示装置へと向かい、液晶表示装置を照射する。
【０００４】
このような面状光源の一例として、図６に示すような面状光源が従来より知られている（例えば特願２００２−０９３３８３の図７参照）。図６は面状光源１１０の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。図６において、１０１は発光源であるＬＥＤ、１０２は導光板、１０３はプリズムシート、１０６は反射板、１０７は液晶表示板ある。導光板１０２は平面形状が略四辺形の板状をなし、透光性のガラス又は樹脂等よりなる。１０２ａは導光板１０２の上面である。１０２ｃはＬＥＤ１０１に対向する入光側面である。１０２ｂは導光板１０２の下面で上記上面１０２に対向し、複数の非対称プリズム１０２ｂ１が形成されている。この非対称プリズム１０２ｂ１は、入光側面１０２ｃから離れるに従って急激に上面１０２ａとの距離が増加する立下り斜面１０２ｂ１１と緩やかに上面１０２ａとの距離が減少する立ち上がり斜面１０２ｂ１２とにより構成されている。３個のＬＥＤ１０１は保持部材１０１ｂに保持されて入光側面１０２ｃに対向する位置に配置されている。
【０００５】
図示しない電源よりＬＥＤ１０１に所定の電流が供給されると、ＬＥＤ１０１は白色又は所定の色で発光する。ＬＥＤ１０１からの出射光は導光板１０２の入光側面１０２ｃに入射し、屈折によりこの面を透過して導光板１０２の内部に入る。内部に入った光は、後述するように導光板の上面１０２ａと下面１０２ｂの間で反射を繰り返した後に上面１０２ａを屈折により透過して導光板１０２を出射し、プリズムシート１０３に入射する。プリズムシート１０３に入射した光はここで、プリズムシート内で正反射され最終的にはｚ方向へ進路を変える。このｚ方向に向かう光線が液晶表示板１０７に入射することにより、液晶を透過する光の方向を理想的なものとし、鮮明な表示を可能とする。
【０００６】
図７はＬＥＤ１０１より導光板１０２に入射した光の経路の一例に示す側面図である。ＬＥＤ１０１から出射角θｉで出射した光線は導光板１０２の入光側面１０２ｃに入射角θｉで入射し、この面を屈折により透過するが、このときの入射角θｉと屈折の出射角θとの関係は、空気の屈折率を１、導光板１０２（ポリカーボネイト等よりなる）の屈折率をｎとするとスネルの法則により、 ｎｓｉｎθ＝ｓｉｎθｉ となり、これより、
θ＝ｓｉｎ−１ （（１／ｎ）ｓｉｎθｉ）・・・（１）
となる。例えば、導光板１０２の屈折率ｎが ｎ＝１．５８ のときは、θｉ＝９０°の場合は、（１）式より
θ＝ｓｉｎ−１ （１／１．５８）＝３９．３° となるので、臨界角θｃはθｃ＝３９．３° となる。
ところで、入射角θｉは実際には最大でも９０°を下回るので、（１）式より出射角θは最大でも、臨界角θｃを下回ることとなる。導光板の臨界角θｃは一般に４０°前後なので、前記出射角θは最大でも４０°を超えることはない。出射角θで入光側面１０２ｃを透過した光線は導光板１０２の上面１０２ａに入射角θ１で入射する。このとき、図７からもわかるように、 θ＋θ１＝９０° の関係があり、出射角θは上記したように４０°以下であるので、入射角θ１は５０°以上となり、４０°前後の臨界角θｃを超えることになる。よって、この上面１０２ａへの入射光線は、５０°以上の反射角θ１で全反射される。
【０００７】
この反射光は下面に設けられたαの傾角を有する立ち上がり斜面１０２ｂ１２に対し、 θ２＝θ１―α の入射角θ２で入射する。ここで傾角αは約１°〜数°程度である。
入射角θ２で入射した光線はこの面でθ２の反射角で反射され、上面１０２ａに対し
θ３＝θ２―α＝θ１―２α の入射角θ３で入射し、θ３の反射角で反射され、
反射された光線は立ち上がり斜面１０２ｂ１２に対し
θ４＝θ３―α＝θ１―３α
の入射角θ４で入射する。このようにして、最初に上面１０２ａから反射角θ１で出射した光線は斜面１０２ｂ１２および上面１０２ａに入射する度にその入射角はθ１からαずつ減じた値となる。すなわち、最初に反射角θ１であった光線がその後、反射を繰り返す等してＮ回目の入射を行った場合その入射角をθＮとすると、
θＮ＝θ１―Ｎα・・・（２）
となる。（ここで図に示すθ２、θ３、θ４、・・・に対しては（２）式における入射回数Ｎはそれぞれ１、２、３、・・・となる。）
【０００８】
このようにして入射角θＮが減少し、臨界角θｃ対し、
θＮ＝θ１―Ｎα＜θｃ・・・（３）
となったときに、入射光は上面１０２ａまたは下面の斜面１０２ｂ１２を透過して導光板２の外部に出射する。例えば θ１＝５２° α＝１° θｃ＝４０°とすれば、
（３）式より Ｎ＞１２ となり、外部に出射するには１２回以上入射を繰り返す必用がある。このため、入光側面１０２ｃの近傍では入射光の外部への出射が行われない。例えば導光板の厚さが１ｍｍの場合は、入光側面１０２ｃのから略３ｍｍの範囲では光線の外部への出射が行われず、これ以上離れた領域で外部へ出射するのが正常の光線の経路である。なお光線が正常に出射する領域では、出射光はムラのない状態で出射する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような導光板（１０２）を用いた従来のバックライトユニットにおいては、以下に述べるような問題が少なくなかった。すなわち図８の上面図に示すように、導光板１０２の入光側面１０２ｃに近い（３ｍｍ〜４ｍｍ）領域Ｓ１において何本かの輝線１４が目立つのが認められる。（図８において輝線をすべて濃いハッチングで示す。）Ｓ２は輝線の目立たない領域である。このように目立つ輝線が発生する原因は次のように考えられる。図１０に示すように導光板１０２の入光側面１０２ｃと上面１０２ａの交わってなすエッジ部１０２ｄにはＬＥＤ１０１から、その発光光線が到達し、そのエッジ部１０２ｄで導光板１０２に入光する。（ＬＥＤ１０１からの発光光線の中で、図１１に示すＬＥＤの「光源の指向特性」において、ハッチングＳＬに相当する方向の光がエッジ部１０２ｄに達する。）このときエッジが鏡面でなく粗面となっていると、エッジ部で通常の屈折ではなく散乱する形で入光することになる。つまりエッジ部から複数の光線が異なる方向に分かれて、導光板内を伝わり、あたかもエッジが光っているように見えることから、エッジ部１０２ｄを２次光源とみなすことができる。なお、このような２次光源は導光板１０２の入光側面１０２ｃと下面１０２ｂの交わってなすエッジ部１０２ｅにおいても生ずる。なお、従来はエッジは直角となっているため、成形加工の際の転写性が悪く、粗面となりやすく、従がって２次光源を発生しやすかった。
【００１０】
エッジ部１０２ｄで発する２次光源に関して言えば、図９に示すように２次光源からの光線の、下面１０２ｂの立ち上がり斜面１０２ｂ１２に対する入射角θｂが臨界角θｃ以下の場合もあり得るがこの場合は光線ｓ２１に例示するように、その斜面１０２ｂ１２を透過し、反射板１０６に達しここで反射されて再び導光板１０２内に入光し、上面１０２ａを透過して上方に出射する。これは広い範囲にわたるので、これにより輝線を発生することはない。次に前記入射角θｂが臨界角θｃを超える場合はｓ２２に例示するように立ち上がり斜面１０２ｂ１２により反射された後に上面１０２ａより出射するが、この出射に至るまでの反射等に基づく入射の回数はすでに説明したように入射角θｂと臨界角θｃの差によって異なり、この差が増加すると入射の回数は増えて行く。この点に関し、図１０を用いて更に詳しく説明する。図１０において、φ１、φ２、φ３、φ４はいずれもエッジ部１０２ｄより発する光束であり、各光束自体の角度幅は、立ち上がり斜面１０２ｂ１２の傾角αよりも小さいものとする。そしてこれら光束の上面１０２ａを基準とする出射角はφ１が一番小さく、φ２、φ３、φ４の順に順次αずつ大となっているとする。
【００１１】
ここで光束φ１、φ２、φ３、φ４の前記出射角をそれぞれθｄ１、θｄ２、θｄ３、θｄ４とし、これら出射角と臨界角θｃの関係を
θｄ１−α、θｄ２−α、θｄ３―α、θｄ４―α
となるがいずれも（４）式からして、臨界角θｃより大となっているので、これらの光束は斜面１０２ｂ１２においてすべて反射され、上面１０２ａに対し第２回目の入射を行うがそのときの入射角はそれぞれ、（４）式も顧慮して、
θｄ１−２α＜θｃ、θｄ２−２α＞θｃ、θｄ３―２α＞θｃ、θｄ４―α＞θｃ
となり、光束φ１の入射角 θｄ１−２α のみが臨界角θｃ以下となり、図に示すように上面１０２ａから光束の幅ｂ１で出射する。
【００１２】
残りの光束φ２、φ３、φ４は反射されて斜面１０２ｂ１２に対して、第３回目の入射を行うが、このときの入射角は（４）式も考慮して、それぞれ、
θｄ２−３α＜θｃ、θｄ３―３α＞θｃ、θｄ４―３α＞θｃ
となる。このとき、光束φ２の入射角 θｄ１−３α のみが臨界角θｃ以下となり、光束φ２は斜面１０２ｂ１２から光束の幅ｂ２で外部に出射する。以下同様にして、第４回目の入射により、光束φ３が幅ｂ３で上面より出射し、第５回目の入射により光束φ４が光束の幅ｂ４で斜面１０２ｂ１２から外部に出射する。このように入射の回数に応じて上記の各光束が順次外部に出射するが、出射するときの光速の幅は、入射の回数に応じて順次増加し、
ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４
の関係がある。これは、各光束φ１、φ２、φ３、φ４の角度幅自体は同じあっても、実際の光束の幅の寸法は光束の経路の長さに比例して増加するからであり、入射回数の多い光束ほど、経路長が長くなり、これに伴って出射光の実際の幅が大となると考えられる。なお、図１０において、下面の斜面１０２ｂ１２から出射した光束は、実際には反射板（１０６）により反射され導光板２内に入光した後に上面１０２ａから出射するので、結果的には上面１０２ａから出射したと同様に取り扱ってもよいと考えられる。
【００１３】
図１０に示す光束φ１、φ２、φ３、φ４の出射光を図８に示す輝線の中の１４▲１▼、１４▲２▼、１４▲３▼、１４▲４▼に対応させて考えると、図１０に示す幅ｂ１の光束φ１の出射光は入光側面１０２ｃに最も近い位置にあり、その幅が最も狭いので、図８に示す輝線１４▲１▼に対応する。図１１に示す幅ｂ２の光束φ２の出射光は入光側面１０２ｃに２番目に近い位置にあり、その幅が前記ｂ１よりも若干広いので、図８に示す輝線１４▲２▼に対応する。このようにして、図１１に示す光束φ３、φ４の出射光は図８に示す１４▲３▼、１４▲４▼に順次対応すると考えられる。
【００１４】
なお、図１０に示す光束φ４よりも上面１０２ａに対する出射角が更に大きい光束に対しては、出射角が増すに従がって、導光板２から出射するまでの入射の回数が更に増え、外部に出射する位置は入光側面１０２ｃから更に遠のいてゆき、これに伴って出射の光束の幅がさらに広がり、単位面積当たりの光量すなわち輝度は低下して行くと考えられる。このことは、図８に示す導光板１０２の上面図において濃いハッチングで示す輝線の幅は入光側面１０２ｃから離れるに従がって広くなり、輝線が目立たなくなる事実と一致する。このようにして、図８に示すように輝線が目立つ原因は、図１０に示すようにエッジ部（１０２ｄ）から発した光線のうち、比較的少ない入射回数（１〜４回）で導光板１０２の外部に出射する光線が存在することに起因するものと考えられる。
【００１５】
以上は、図９に示すエッジ部１０２ｄを２次光源とする場合につき説明したが、下側のエッジ部１０２ｅを２次光源とした場合も、上面１０２ａに対する入射角が臨界角以上となる光線に対しては、一旦反射された後は、その反射角は広い角度幅を有し、その角度に応じた反射回数を経て上面１０２ａより出射するため、基本的にはエッジ部１０２ｄを２次光源とする場合と同様の原理により輝線を生ずることとなる。なお、エッジ部１０２ｄおよび１０２ｅの２次光源に起因するこれらの輝線は図６に示すようなプリズムシート（１０３）又は拡散シート（図示はしない）等の光の方向を規制する部材を導光板の上方に配した場合に目立ちやすくなる傾向がある。なお、上記した輝線の発生の説明においては説明の便宜上、導光板の下面（１０２ｂ）の反射面が非対称プリズム（１０２ｂ１）により構成されている場合のみについて説明したが、この場合に限らず、導光板の下面が対称プリズム、印刷、シボ又はドット等による規則的又は不規則的な凹凸を有する反射面であっても、導光板のエッジ部が上記したように２次光源となる場合には、すでに説明した原理と基本的には同様の原理により、照明の際に輝線が目立つという問題を生ずる。
【００１６】
このような輝線が生ずると、明暗の縞模様ができて見栄えの悪い面状光源となる。そこで本発明は導光板およびその側方に配したＬＥＤ等の発光光源を有する面状光源において、前記した輝線による明暗の縞模様の発生を防止することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためにその第１の手段として本発明は、板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジを面取り形状とすることを特徴とする。
【００１８】
上記の課題を解決するためにその第２の手段として本発明は、板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジを曲面形状（Ｒ形状）とすることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を解決するためにその第３の手段として本発明は、透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジのいずれか一方のエッジを面取り形状とし他方のエッジを曲面形状（Ｒ形状）とすることを特徴とする。
【００２０】
上記の課題を解決するためにその第４の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のいずれかにおいて、前記導光板の上面に対向してプリズムシートその他の光の透過方向を規制する部材が配置されていることを特徴とする。
【００２１】
上記の課題を解決するためにその第５の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のいずれかにおいて、前記導光板の下面の少なくとも一部は複数のプリズムよりなる反射面であることを特徴とする。
【００２２】
上記の課題を解決するためにその第６の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のいずれかにおいて、前記導光板の下面はシボよりなる反射面の部分と複数のプリズムよりなる反射面の部分を有することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の第１実施形態を説明する。図１は本第１実施形態に係る面状光源１０示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。（ｃ）は（ｂ）のＡ部の拡大図である。図１において、１は光源であるＬＥＤ、２は導光板、３はプリズムシート、６は反射板、７は液晶パネルである。導光板２は平面形状が略四辺形の板状をなし、透光性の樹脂（ポリカーボネイト等）よりなる。２ａは導光板２の上面である。２ｃはＬＥＤ１に対向する導光板２の入光側面である。２ｂは導光板２の下面である。この下面２ｂには複数の非対称プリズム２ｂｐが形成されている。この非対称プリズム２ｂｐは、入光側面２ｃから離れるに従って急激に上面２ａとの距離が増加する立ち下り斜面２ｂｐ１と、緩やかに上面２ａとの距離が減少する立ち上がり斜面２ｂｐ２を有している。
【００２４】
２ｄは導光板２の前記入光側面２ｃと上面２ａが交差してできるエッジに形成された面取り部であり、２ｅは入光側面２ｃと下面２ｂが交差してできるエッジに形成された面取り部である。ここで、面取りの部の傾斜角は図１（ｃ）に示すように略４５゜となっている。
【００２５】
図示しない電源よりＬＥＤ１に所定の電流が供給されると、ＬＥＤ１は白色又は所定の色で発光する。ＬＥＤ１からの出射光のうち図１（ｂ）の点線で示すように導光板２の入光側面２ｃ（面取り部２ｄおよび２ｅを除く部分）に入射したものは、その屈折による出射角が臨界角より小さいので、すでに従来例の説明で図７を用いて説明したのと同様の原理により、上面２ａ又は下面２ｂに最初に達したときはこれらの面に対する入射角（図７のθ１）は臨界角以上となり、かならず全反射される。そして図１（ｂ）の点線で例示するように上面２ａと下面２ｂの間で反射を繰り返すことにより、すでに説明したように反射の度に入射角が斜面の傾角（図７のαに相当）ずつ減少し、これが臨界角以下となったときに屈折により外部に出射する。このようにして、正常な経路を経て導光板２の上面２ａをから出射した光線は、プリズムシート３に入射する。プリズムシート３に入射した光はここで、プリズムシート内で正反射され最終的には、ｚ方向へ進路を変える。このｚ方向に向かう光線が液晶表示板７に入射することにより、液晶を透過する光の方向を理想的なものとし、鮮明な表示を可能とする。
【００２６】
図１（ｃ）の拡大図に示すように、面取り部２ｄの上面２ａと交差するエッジ２ｄ１および入光側面１ｃと交差するエッジ２ｄ２のそれぞれの交差角θｄ１およびθｄ２は共に９０°以上となり、導光板２を成形加工する際の型の転写性が良くなり、エッジが従来のように粗面となりにくいので、従来のような２次光源は発生しにくい。次に図１（ｂ）に示す下側の面取り部２ｅに関しても同様の理由により、２次光源は発生しにくい。よって、本第１実施形態に係る面状光源においては、従来例において図８に示したように照明時に輝線が目立つような状態を回避できる場合が多い。図２は本第１実施形態に係る面状光源１０の照明光の状態の一例を示す上面図である。これによれば、導光板２の全領域にわたり輝線が目立たない領域Ｒとなっており、従来のように目立つ輝線は認められない。なお、導光板の上面に対向させてプリズムシート又は拡散板のような透過の方向を規制する部材を配した場合に、従来においては輝線の目立ちが特に顕著であったところ、本発明においてはこの目立ちをなくすことが容易となった。
【００２７】
以下に本発明の第２実施形態に係る面状光源について図面を用いて説明する。図３は本第２実施形態に係る面状光源２０示す図であり（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部の拡大図である。図３において２ｆは導光板２の前記入光側面２ｃと上面２ａが交差する部分に形成されたＲ部（円弧状曲面）であり、２ｇは導光板２の前記入光側面２ｃと下面２ｂが交差する部分に形成されたＲ部（円弧状曲面）である。その他の符号に関しては、図１に示して説明した面状光源１０の場合と同様である。前記のＲ部２ｆおよび２ｇは面の方向がなだらかに変化しており、これにより、導光板２を成形加工する際の型の転写性が良くなるので、面が従来のエッジのように粗面となりにくく、従がって２次光源の発生が阻止されやすい。これにより、従来のように輝線の目立つことが防止される場合が多い。図３（ａ）において点線は、図１の場合と同様にＬＥＤ１から導光板２に入射した光線の正常の経路を示す。
【００２８】
以下に本発明の第３実施形態に係る面状光源について図面を用いて説明する。図４は本第３実施形態に係る面状光源３０示す側面図である。本第３実施形態は図１に示す第１実施形態の変形例である。図４において、２ｂｈは導光板２の下面２ｂにいて下側の面取り部２ｅの近傍に設けられたシボ反射面である。面状光源３０のその他の構造は、図１に示した面状光源１０と同様である。シボ反射面２ｂｈは細かい不規則な凹凸を有しており、入光側面２ｃからこの面に入射した光を散乱させる散乱光の中には直接に直接に上面２ａに向かうものもあるし、下方に出射するものもある。散乱により導光板２の下面２ｂから外部に出射した光は反射板６によって反射され再び導光板２に入射し、上面２ａに向かう。このようにして、非対称プリズム２ｂｐを利用する光の経路の他に、シボ反射面２ｂｈを利用する光の経路が生まれ、導光板１の上面１ａにおいて、入光側面２ｃに近い所からも上方に光を出射することができるようになり、照明の領域を入光側面１ｃの近傍にまで広げることができる。本第３実施形態の場合も上下の面取り部２ｄ、２ｅの存在により、導光板２のエッジ部における２次光源の発生が阻止されやすく、これにより、面状光源の照明における輝線の目立がなくなりやすい。
【００２９】
以下に本発明の第４実施形態に係る面状光源について図面を用いて説明する。図５は本第４実施形態に係る面状光源４０示す側面図である。図５に示すように、本第４実施形態においては、導光板２の上面２ａと入光側面２ｃの交差してなすエッジ部にはＲ部（円弧状曲面）２ｆが形成され、下面２ｂと入光側面２ｃの交差してなすエッジ部には面取り部２ｅが形成されている。面状光源４０はこのＲ部２ｆと面取り部２ｅの存在により、すでに説明した原理により２次光源が発生しにくくなっており、従がって照明時における輝線の目立ちをなくすことを容易にしている。
【００３０】
これまで述べてきた本発明の実施の形態に係る面状光源においては、導光板の下面の全部又は大部分が非対称プリズムにより構成されている。しかし、本発明はこれに限らず、導光板の下面の全部又は大部分が対称プリズム、印刷、シボ又はドット等による規則的又は不規則的な凹凸を有する反射面であっても、導光板の入光側面（１ｃ）の上下のエッジ部に、面取り部又はＲ部を設けることにより、２次光源の発生を防止し、照明光における輝線の目立ちをなくし又は減少させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、導光板とその側方に配したＬＥＤ等の発光源を有する面状光源において、その照明時に発生することのある輝線の目立ちによる明暗の縞模様の発生を防止を容易にし、液晶表示の品質の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図２】図１に示す面状光源の照明光の状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る面状光源を示す図である。
【図６】従来の導光板を用いたバックライトユニットを示す図である。
【図７】図６に示す導光板の通常の作用を示す図である。
【図８】図６に示す導光板の照明光の状態を示す上面図である。
【図９】図６に示す導光板の異常な作用を示す図である。
【図１０】図６に示す導光板の異常な光の経路を詳細に説明する図である。
【図１１】ＬＥＤの光源の指向特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ
２ 導光板
２ａ 上面
２ｂ 下面
２ｃ 入光側面
２ｄ、２ｅ 面取り部
２ｆ、２ｇ Ｒ部
２ｂｐ 非対称プリズム
２ｂｐ１ 立下り斜面
２ｂｐ２ 立上がり斜面
２ｂｈ シボ反射面
３ プリズムシート
６ 反射板
７ 液晶表示板
１０、２０、３０、４０ 面状光源
Claims (6)
- 板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジを面取り形状とすることを特徴とする面状光源。
- 板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジを曲面形状（Ｒ形状）とすることを特徴とする面状光源。
- 板状の透光材よりなる導光板と該導光板の側面に対向して配された発光光源を有し、該発光光源から前記導光板の側面に入射する光を導光板の下面の反射面と導光板の上面の出射面との作用により光路変換して前記上面から面状の光束を出射する面状光源において、前記導光板の発光光源からの光の入射する入光側面と上面（出射面）の交差してできるエッジおよび入光側面と下面（反射面）の交差してできるエッジのいずれか一方のエッジを面取り形状とし他方のエッジを曲面形状（Ｒ形状）とすることを特徴とする面状光源。
- 前記導光板の上面に対向してプリズムシートその他の光の透過方向を規制する部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の面状光源。
- 前記導光板の下面の少なくとも一部は複数のプリズムよりなる反射面であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の面状光源。
- 前記導光板の下面はシボよりなる反射面の部分と複数のプリズムよりなる反射面の部分を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の面状光源。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002307698A JP2004146132A (ja) | 2002-10-22 | 2002-10-22 | 面状光源 |
| DE10348882A DE10348882A1 (de) | 2002-10-22 | 2003-10-21 | Planare Lichtquelle |
| CNB2003101027056A CN100375919C (zh) | 2002-10-22 | 2003-10-22 | 面状光源 |
| US10/689,733 US7011442B2 (en) | 2002-10-22 | 2003-10-22 | Planar light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002307698A JP2004146132A (ja) | 2002-10-22 | 2002-10-22 | 面状光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004146132A true JP2004146132A (ja) | 2004-05-20 |
Family
ID=32170944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002307698A Pending JP2004146132A (ja) | 2002-10-22 | 2002-10-22 | 面状光源 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7011442B2 (ja) |
| JP (1) | JP2004146132A (ja) |
| CN (1) | CN100375919C (ja) |
| DE (1) | DE10348882A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006004933A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Samsung Electronics Co Ltd | バックライト組立体及びこれを有する液晶表示装置 |
| KR100819253B1 (ko) * | 2006-07-19 | 2008-04-02 | 삼성전자주식회사 | 휴대 단말기용 백라이트 유닛 |
| JP2011154078A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4131539B2 (ja) * | 2002-10-29 | 2008-08-13 | シチズン電子株式会社 | 面状光源およびその製造方法 |
| DE102004046256A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Oberflächenleuchtsystem |
| JP2006138975A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Nec Lcd Technologies Ltd | バックライト及び液晶表示装置 |
| EP1875126A4 (en) * | 2005-04-29 | 2009-08-05 | Eveready Battery Inc | LIGHT DISTRIBUTION |
| JP2006339320A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Omron Corp | 発光光源及び発光光源における光の出射方法 |
| JP2007273091A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | プリズム導光板、照明装置および電子機器 |
| TW200815853A (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-01 | Jeng Shiang Prec Ind Co Ltd | High efficient backlight module |
| KR101364997B1 (ko) * | 2007-01-11 | 2014-02-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치 |
| TW200837452A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-16 | Wintek Corp | Back light module |
| TWI349121B (en) * | 2007-05-17 | 2011-09-21 | Wintek Corp | Light guide plate and backlight module having the same |
| US9009965B2 (en) | 2007-05-24 | 2015-04-21 | General Electric Company | Method to center locate cutter teeth on shrouded turbine blades |
| JP4838355B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2011-12-14 | シャープ株式会社 | 照明装置および液晶表示装置 |
| JP5940775B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2016-06-29 | ローム株式会社 | 液晶表示装置バックライト用ｌｅｄ光源装置および液晶表示装置 |
| US8484804B2 (en) | 2010-10-11 | 2013-07-16 | GM Global Technology Operations LLC | Hood hinge assembly for vehicle |
| JP5433599B2 (ja) * | 2011-02-16 | 2014-03-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
| KR101975338B1 (ko) * | 2012-04-27 | 2019-05-07 | 엘지전자 주식회사 | 디스플레이 모듈 및 이를 구비한 이동 단말기 |
| EP2640040B1 (en) * | 2012-03-16 | 2018-10-24 | LG Electronics Inc. | Display module and mobile terminal having the same |
| CN103375732A (zh) * | 2012-04-13 | 2013-10-30 | 群康科技(深圳)有限公司 | 背光模块、其导光板及其显示器 |
| US9976724B2 (en) | 2012-06-11 | 2018-05-22 | Energizer Brands, Llc | Lighting device construction |
| WO2013188278A1 (en) | 2012-06-11 | 2013-12-19 | Eveready Battery Company, Inc | A lighting device and light panel construction |
| TWI522690B (zh) | 2012-07-26 | 2016-02-21 | 揚昇照明股份有限公司 | 複合式導光板與顯示裝置 |
| TWI490607B (zh) | 2012-10-15 | 2015-07-01 | 群康科技(深圳)有限公司 | 顯示裝置及其發光模組與導光板 |
| KR102125451B1 (ko) | 2013-11-15 | 2020-06-22 | 엘지이노텍 주식회사 | 조명 장치 |
| CN109923463B (zh) * | 2016-11-09 | 2021-04-06 | 夏普株式会社 | 显示装置以及头戴式显示器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5359691A (en) * | 1992-10-08 | 1994-10-25 | Briteview Technologies | Backlighting system with a multi-reflection light injection system and using microprisms |
| US5659410A (en) * | 1993-12-28 | 1997-08-19 | Enplas Corporation | Surface light source device and liquid crystal display |
| JP3219943B2 (ja) * | 1994-09-16 | 2001-10-15 | 株式会社東芝 | 平面直視型表示装置 |
| JPH09184926A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The | 導光板 |
| KR20000060073A (ko) * | 1999-03-11 | 2000-10-16 | 구본준 | 액정표시장치의 백라이트 |
| JP2001210123A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 面光源装置およびその製造方法 |
| JP2001312213A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-11-09 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | バックライトユニット、液晶表示装置、ならびに導光板の製造方法 |
| JP3956351B2 (ja) | 2002-03-28 | 2007-08-08 | シチズン電子株式会社 | 導光板 |
-
2002
- 2002-10-22 JP JP2002307698A patent/JP2004146132A/ja active Pending
-
2003
- 2003-10-21 DE DE10348882A patent/DE10348882A1/de not_active Withdrawn
- 2003-10-22 CN CNB2003101027056A patent/CN100375919C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-22 US US10/689,733 patent/US7011442B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006004933A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Samsung Electronics Co Ltd | バックライト組立体及びこれを有する液晶表示装置 |
| KR100819253B1 (ko) * | 2006-07-19 | 2008-04-02 | 삼성전자주식회사 | 휴대 단말기용 백라이트 유닛 |
| JP2011154078A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1497309A (zh) | 2004-05-19 |
| US7011442B2 (en) | 2006-03-14 |
| DE10348882A1 (de) | 2004-06-03 |
| US20040085750A1 (en) | 2004-05-06 |
| CN100375919C (zh) | 2008-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004146132A (ja) | 面状光源 | |
| JP5241068B2 (ja) | 側発光デバイス及びそれを光源として使用するバックライトユニット、並びにそれを採用した液晶表示装置 | |
| JP3891387B2 (ja) | 面光源装置及び表示装置 | |
| JP4225448B2 (ja) | 導光板、面光源装置及び表示装置 | |
| JP3773818B2 (ja) | 棒状導光体及びそれを用いた線状照明装置並びにこの線状照明装置を用いた面状照明装置 | |
| JP2002197908A (ja) | 光制御シート、面光源装置及び液晶ディスプレイ | |
| JP2002196151A (ja) | 導光板 | |
| JPH11120810A (ja) | サイドライト型面光源装置 | |
| JP2006086075A (ja) | 面発光装置、背面照明装置および液晶表示装置 | |
| JP2005228584A (ja) | バックライト | |
| JPH10340611A (ja) | サイドライト型面光源装置 | |
| JP4367801B2 (ja) | 面状光源ユニット | |
| JP4485999B2 (ja) | 面光源装置 | |
| JP3956351B2 (ja) | 導光板 | |
| JP2006040710A (ja) | 導光板および該導光板を用いた面型照明装置 | |
| JP2005285702A (ja) | 導光部材及びそれを用いた照明装置 | |
| JP2005085671A (ja) | 導光板及び面光源装置 | |
| JP3558321B2 (ja) | サイドライト型面光源装置及び導光板 | |
| JP4131539B2 (ja) | 面状光源およびその製造方法 | |
| JP2005251566A (ja) | 導光板、導光板を用いた面発光装置及び導光板の製造方法 | |
| JP4428664B2 (ja) | 導光板 | |
| JP4389529B2 (ja) | 面照明装置及び導光板 | |
| JPH09258030A (ja) | サイドライト型面光源装置 | |
| JP2003215346A (ja) | 導光板 | |
| JPH09330610A (ja) | バックライト照明装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080228 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080408 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080507 |