JP2006228592A - 導光板、面光源装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面光源装置の使用目的に応じて要求される出射面全域の出射光量バランスを満たすための導光板を提供する。
【解決手段】平面形状が矩形形状の出射面７を有し、ＬＥＤ６からの光を内部に入射させた後、光を出射面７から面状に出射する板状の導光板４において、出射面５のコーナー部Ｃ１は、両側面１５，１６に交差する入射面５によって斜めに切り欠いてある。出射面７は、入射面５の幅方向略中央部から入射面５に直交する方向に延びる直線１７によって、出射面の面積が大きな第１出射面部７ａと出射面の面積が小さな第２出射面部７ｂとに二分し、出射面全域で均一な出射光輝度の照明光を得ようとした場合に、入射面５近傍の板厚を、直線１７に直交する断面において、第１出射面部７ａの側面側端部５ａから前記第２出射面部７ｂの前記側面側端部５ｂに向かうにしたがって漸減させ、且つ、前記入射面５から前記直線１７に沿って遠ざかるにしたがって漸減させた。
【選択図】図３

Description

この発明は、被照明部材としての液晶表示パネル等を背面側から照明する面光源装置に使用される導光板、この導光板を備えた面光源装置、及びこの面光源装置を備えた液晶表示装置等の表示装置に関するものである。

図１７に示す第１従来例に係る面光源装置１０１は、平面形状が矩形形状の導光板１０４のコーナー部を斜めに切り欠いて入射面１０５を形成し、この入射面１０５に対向するようにＬＥＤ（点状の光源）１０６を配置し、このＬＥＤ１０６からの光を入射面１０５から導光板１０４の内部に入射させるようになっている。導光板１０４の内部に入射した光は、導光板１０４の内部を伝播する過程において、導光板１０４の出射面１０７に対する入射角が臨界角以下になると、導光板１０４の出射面１０７から出射して、導光板１０４の出射面１０７に対向するように配置された光拡散シート等の光制御部材１１４を透過した後、被照明部材としての液量表示パネル１０３等を面状に照明するようになっている。

このような、面光源装置１０１においては、ＬＥＤ１０６の光は、ＬＥＤ１０６から所定の広がり角を持った光として出射し、入射面１０５より導光板１０４内へ入射するが、ＬＥＤ１０６から出射される光の広がり角は、通常それほど大きくないため、その場合には導光板１０４内に入射した後の光の広がりも不十分となり、導光板１０４の入射面１０５に接続される両側面１１５，１１６の近傍位置に光が十分に伝播できず、暗部が生じる場合がある。

このような面光源装置１０１の問題点を解決するには、図１８に示すように、平面形状が略二等辺三角形の凹部１１７又はプリズム状突起を導光板１０４の入射面１０５に多数形成し、ＬＥＤ１０６からの光をその凹部１１７又はプリズム状突起によって大きく拡げた状態で導光板１０４内部に入射させ、導光板１０４の両側面１１５，１１６近傍にも十分に光を伝播させることも考えられる（特許文献１参照）。

しかし、このような面光源装置１０１は、図１８に示すように、導光板１０４の各側面１１５（長辺），１１６（短辺）に対応する有効発光出射面（図中の破線で示す領域）１２６を形成する各辺１１５ａ，１１６ａによって形成される角を２等分する仮想線に対して、このコーナー部Ｃ１を直交するように切り欠くことにより、ＬＥＤ１０６の出射光軸に直交する入射面１０５を形成している。ここで、出射光軸とは、ＬＥＤ１０６からの立体的な出射光束の中心における光が進行する方向である。また、有効発光出射面１２６とは、液晶表示パネル１０３を照明するために有効に利用される出射面部分であり、いわゆる額縁部分を除く出射面部分である。このような面光源装置１０１では、辺１１５ａ，１１６ａによって形成される角を２等分する仮想線は、ＬＥＤ１０６の出射光軸方向の出射光が入射面１０５から導光板１０４内に入射した後の入光光軸１２０と一致する。

したがって、導光板１０４の出射面１０７は、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０によって第１出射面部１０７ａと第２出射面部１０７ｂとに二分され、導光板１０４の第１出射面部１０７ａは、導光板１０４のコーナー部Ｃ１に対応する有効発光出射面１２６の角部から延びる対角線１２１を含む出射面部であり、第２出射面部１０７ｂよりも入射面１０５内のＬＥＤ１０６の出光面と対向する入光部からの導光路が長い領域となる。そのため、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０に対して対称な広がり角で光が導光板１０４の入射面１０５から内部に入射すると、第２出射面部１０７ｂから出射する光の単位面積当たりの光量の方が第１出射面部１０７ａから出射する光の単位面積当たりの光量よりも多くなり、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０を境にして、導光板１０４の第１出射面部１０７ａと第２出射面部１０７ｂとで明るさに差が現れるという新たな問題を生じる。

このような新たな問題を解決するものとして、図１９に示すような面光源装置１０１に用いられているような入射面形状を図１８に示す面光源装置に適用することが考えられる。すなわち、この図１９に示す面光源装置１０１のような、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０を導光板１０４の長い導光路が多い領域側に傾けるような入射面形状を上述した図１８の面光源装置に適用すれば、図１９に示すような導光板１０４の入射面形状を適用する前のＬＥＤ１０６の入射光軸１２０に対して導光板１０４の第１出射面部１０７ａと第２出射面部１０７ｂに供給される光の量がほぼ等しくなるようにすることができると考えられる（特許文献２参照）。

特開２００３−３３１６２８号公報 特開平１１−１３３４２５号公報

しかしながら、図１９に示す面光源装置１０１の入射面形状を適用して、単に、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０を導光板１０４の長い導光路が多い領域に傾けただけでは、導光板１０４の形状が長方形状（特に縦横比の大きな長方形状）の場合には一方の側面１１６側の近傍に暗部（斜線部）１１９を生じる場合がある。

このような不具合を解消するために、図２０に示すように、入射面１０５に対する傾斜角が非対称となる一対の傾斜面１２３，１２４からなる略三角形状の凹み１２５を形成することが考えられる。

このような態様を採用した場合、ＬＥＤ１０６からの出射角度の等しい出射光１２２ａ，１２２ｂ（図２０（ｅ）では入射基準面に直交する光）を夫々傾斜角度の小さな傾斜面１２４と傾斜角度の大きな傾斜面１２３より入射させると、傾斜角度が大きな傾斜面１２３から入射した光１２２ｂ’の方が、傾斜角度の小さな傾斜面１２４から入射した光１２２ａ’よりも屈折角が大きくなるため（θ１＜θ２）、側面１１６側へ十分に光を伝播させることができるようになるが、同時に、対称な傾斜面を形成した場合に比べ、入射光軸１２０自体を側面１１６側へ偏らせてしまうため、逆に導光板１０４の入射面１０５の一端側から延びる一方の側面１１５近傍の有効発光出射面１２６に暗部１２７が生じることとなり、また導光板１０４の入射面１０５の他端側から延びる他方の側面１１６の近傍の有効発光出射面１２６には明部１２８が形成されてしまうという問題があった。

このように、従来の面光源装置１０１は、導光板１０４の出射光の輝度の均一化を目的として様々な工夫を施しているが、いずれも未だ十分なものとはなっておらず、出射光輝度の十分な均一化が実現できていないというのが実状であった。

そこで、本発明は、導光板に入射した後の入射光軸の方向を光の広がり角度に影響されず自由に設定することができるように、導光板の形状に従来とは異なる工夫を施すことにより、従来例では得られなかった均一な出射光輝度の照明光を得られるようにする。

請求項１の発明は、板形状の一対の主面に略直交する側面の少なくとも一つの箇所を入射面とし、この入射面に対向するように光源を配置し、前記主面のうち少なくとも一方の面を出射面として、前記光源からの光を前記入射面から入射し屈曲して前記出射面から出射するように構成された面光源装置に用いる導光板に関するものである。この導光板において、前記主面のうちの少なくとも一方には、その主領域とは異なった傾斜角度を持つ傾斜面が前記入射面近傍の領域に形成されている。そして、この傾斜面は、前記入射面と前記主面の少なくとも一方の面との稜線を含んでいる。また、前記傾斜面が形成されていない場合の前記出射面を、前記光源からの光が前記入射面から前記導光板内に入射したときの光の広がり角の中心線によって二分し、これによって得られる二つの出射面領域のうち、より多くの光量を必要とする出射面領域を第１出射面部、もう一方の出射面領域を第２出射面部としたときに、前記傾斜面は、前記傾斜面が形成された領域を前記入射面、もしくは前記入射面に対して平行に切断した場合に形成される断面において、前記入射面もしくは前記断面と前記側面との稜線である二つの辺のうち、前記第１出射面部側の辺の長さが、第２出射面部側の辺よりも長くなるように形成されたことを特徴としている。ここで、主面とは、出射面及び該出射面と反対側の裏面をいう。また、主領域とは、傾斜面が形成されない主面をいう。

請求項２の発明は、請求項１の発明に係る導光板において、前記主面が四角形であり、前記主面のうち少なくとも一つのコーナー部を切り欠くようにして形成した前記入射面と、この入射面から離れるにしたがって対向する前記側面寄りに近づくように前記入射面と隣接して形成された傾斜側面と、を備えたことを特徴としている。

請求項３の発明は、前記請求項１又は２の発明に係る導光板と、この導光板の前記入射面に対向する位置に配置される光源と、を備えたことを特徴とする面光源装置である。

請求項４の発明は、前記請求項３の発明に係る面光源装置と、この面光源装置によって照明される被照明部材と、を備えたことを特徴とする表示装置である。

本発明によれば、導光板の入射面を形成する出射面側、及び／又は反射面側の辺を含む傾斜面によって、面光源装置の使用目的に応じて要求される出射面全域の出射光量バランスを満たすために、より多くの光を必要とする方向へ、光源からの光が導光板に入射した場合の入射光軸を偏向させることができる。その結果、本発明の導光板を使用した面光源装置は、均一な輝度の照明光を出射でき、発光品位が向上する。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。

［第１形態］
（面光源装置及びこれを備えた表示装置）
図１乃至図２は、本発明を適用した面光源装置１及びこれを備えた表示装置２を示すものである。このうち、図１は、面光源装置１及びこれを備えた表示装置２を分解して示す斜視図である。また、図２は、面光源装置１及びこれを備えた表示装置２の各構成部品を明示するため、各構成部品を離した状態で模式的に示す図であり、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。なお、図１及び図２中において、Ｚ方向を上方とする。

これらの図において、表示装置２は、面光源装置１によって被照明部材としての液晶表示パネル３を照明するようになっている。この表示装置２を構成する面光源装置１は、薄板状の導光板４と、この導光板４の一部を切り欠いて形成した入射面５に対向するように配置してある光源としてのＬＥＤ６と、導光板４の主面としての裏面（主面としての出射面７と対向する面）８側に配置した反射部材としての反射シート１０と、導光板４の出射面７側に順次重ねて配置される拡散シート１１、第１のプリズムシート１２、第２のプリズムシート１３等の光制御部材１４と、を備えている。なお、ＬＥＤ６は、青色ＬＥＤと蛍光体からなる白色ＬＥＤを使用する。また、ＬＥＤ６は、ＲＧＢ発光部を一つのパッケージ内に持つ３色発光からなる白色ＬＥＤを使用するようにしてもよいし、Ｒ，Ｇ，Ｂ夫々の発光色を呈するＬＥＤを近接して入射面５に配置し、ＬＥＤのパッケージ外で混色することにより、白色の光を得るようにしてもよい。その他、白色以外の光源や、ＬＥＤ以外の光源を入射面に配置してもよい。

（導光板）
導光板４は、例えば液晶表示装置に用いられるものであって、矩形板状の一つのコーナー部を切り欠いて形成した入射面に点光源としてのＬＥＤ６を配置して使用される。

この、導光板４は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂材料等の光透過性に優れた材料を使用して形成してある。この導光板４は、図１乃至図３に示すように、平面形状が略矩形形状の板状体であり、４コーナー部Ｃ１〜Ｃ４の１箇所（Ｃ１）を斜めに切り欠いて光入射部としての入射面５が形成されている。

この導光板４の入射面５は、コーナー部Ｃ１を形成する両側面（一側面１５と他側面１６）にほぼ等角度で交差する矩形形状の面であり、ＬＥＤ６の発光部６ａに対向するように形成されており、ＬＥＤ６の発光部６ａの発光面積よりも広い受光面積となるように形成されているが、少なくともＬＥＤ６の発光部６ａの発光面積にほぼ等しい受光面積に形成されていればよい。

導光板４の平面形状は、一側面１５側の方が他側面１６側よりも辺の長さが長いほぼ矩形形状を呈しており、入射面５に対向するように配置されたＬＥＤ６から出射された光の出射光軸１７が入射面５に直交する方向に延びている。そして、この出射光軸１７は、導光板４の有効発光出射面１８の対角線２０に対して他側面１６側に角度αだけ傾いた方向に寄っている。ここで、有効発光出射面１８とは、例えば液晶表示パネル３を照明するために利用される出射面部分で、均一な面状照明を要求される範囲であり、いわゆる額縁部分を除く出射面部分である。また、出射光軸１７は、入射面５に直交する線として表してあり、後述する傾斜面２２が導光板４に形成されず、且つ入射面５が平面（入射面５が粗面化等されていない平面）である場合において、入射光軸と重なる。

導光板４の一側面１５近傍の出射面７には、一側面１５から対向する側面２１側に向かうにしたがって板厚を漸減させる傾斜面２２が一側面１５に沿って形成されており、その傾斜面２２が入射面５の他側面１６側の端部５ｂの出射面側端部から延びる一側面１５に平行な線にほぼ等しい位置か又はこの線を越える位置まで形成されている。その結果、入射面５の近傍の傾斜面２２は、入射面５及び入射面５に平行な断面において、図３（ｅ）右下がりの傾斜（傾斜角δ_０）になっており、導光板４の一側面１５側の端部５ａから他側面１６側の端部５ｂに向かうにしたがって導光板４の板厚を漸減するようになっている。

また、導光板４は、入射面５内の一部であって、入射面５に対向して配置したＬＥＤ６から出射した光を入射する入光部の幅方向略中央部から入射面５に直交する方向に延びる直線であって、入射光の広がり角の中心線（図３（ａ）の出射光軸１７）によって、短い導光路が多い領域である第２出射面部分７ｂと、長い導光路が多い領域である第１出射面部分（斜線部分）７ａとに分配されるようになっている。その結果、この導光板４は、上記ような傾斜面２２を形成しない場合に、第１出射面部分７ａと第２出射面部分７ｂに同量の光が分配されることになり、第１出射面部分７ａ側の方が第２出射面部分７ｂ側よりも出射面７が暗くなり、出射面輝度のばらつきとして観察される。

しかしながら、本実施形態によれば、図３に示すように、入射面５から導光板４の内部に入射し、導光板４の内部を伝播する光は、入射面５の近傍において傾斜面２２で反射されるため、傾斜面２２が形成されない出射面（裏面８と平行な出射面）７で反射される場合よりも反射角が小さくなる（θ２＞θ１）。その結果、本実施形態の導光板４は、出射面７に傾斜面２２を形成しない従来の導光板１０４に比較し、その内部を伝播する光が第２出射面部分７ｂ側に導光されにくくなり、第１出射面部分７ａ側から出射する光の割合が多くなるため、導光板４に入射した光の入射光軸２３を第１出射面部分７ａ側に偏らせる機能を発揮し、第１出射面部分７ａにおける単位面積当たりの出射光量と第２出射面部分７ｂにおける単位面積当たりの出射光量との差を小さくし、出射面（特に、有効発光出射面１８）７の出射光輝度のばらつきを目立ちにくい状態まで均一化することができる。このように、本実施形態の導光板４によれば、均一な面状照明が可能になる。

なお、この導光板４は、その裏面８側及び／又は出射面７側に、図示しない、出射促進用の粗面（シボパターン等）、半球状，角錐状，円錐状等の突起又は凹みからなる出射促進パターン、プリズム状の突起等の出射促進手段を適宜形成し、光が出射面７から効率的に出射するように工夫されている。また、導光板４は、その内部において光を散乱させる出射促進手段としての散乱子を含有した樹脂材料で形成することにより、上述のような出射促進手段を形成するのに代え、又は上述のような出射促進手段と併用して、光が出射面７から効率的に出射するようにしてもよい。

（反射シート）
反射シート１０は、図１及び図２に示すように、導光板４の裏面８の平面形状とほぼ同様の平面形状に形成されており、平面形状がほぼ矩形形状となるように形成されている。この反射シート１０は、白色の顔料を混ぜてシート状にした光反射性に優れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートや、アルミニウム等の光反射性に優れた金属を蒸着したフィルム等で形成されており、導光板４の裏面８から出射した光を反射して導光板４の内部に戻すように機能する。なお、導光板４等を収容する筐体（図示せず）の内面が光反射性に優れている場合には、その筐体を反射部材として利用し、反射シート１０を省略してもよい。

（光制御部材）
本実施形態の光制御部材１４は、図１〜図２に示すように、導光板４の出射面７上に順次重ねて配置される拡散シート１１、第１のプリズムシート１２、及び第２のプリズムシート１３であり、導光板４の有効発光出射面１８とほぼ同様の平面形状（矩形形状）に形成されている。このうち、拡散シート１１は、光透過性に優れた樹脂材料（例えば、ＰＥＴ、ＰＣ）で形成されており、表面が粗面化されており、光を拡散した状態で透過する。また、第１のプリズムシート１２及び第２のプルズムシート１３は、光透過性に優れた樹脂材料（例えば、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＵＶ硬化樹脂）により形成されている。このうち、第１のプリズムシート１２の上面側には、断面略三角形状のプリズム状突起２４が導光板４の入射面５に対してほぼ直交する方向に延びるように、且つ、入射面５に沿った方向に連続して多数形成されている。また、第２のプリズムシート１３の上面側には、断面略三角形状のプリズム状突起２５が第１のプリズムシート１２のプリズム状突起２４とほぼ直交する方向に延びるように、且つ、入射面５に対して直交する方向に連続して多数形成されている。このような第１のプリズムシート１２及び第２のプリズムシート１３を重ねて配置することにより、拡散シート１１によって拡散された導光板４からの出射光を導光板４の有効発光出射面１８の法線方向寄りに集めることができ、被照明部材としての液晶表示パネル３を効率的に照明できる。

（面光源装置及び表示装置の作用・効果）
以上のように構成された本実施形態の面光源装置１及び表示装置２は、導光板４の入射面５近傍の出射面７に形成された傾斜面２２により、導光板４の出射面７（特に有効発光出射面１８）から出射する光の出射光輝度が均一化するため、被照明部材としての液晶表示パネル３が均一の面状照明光で照明され、液晶表示パネル３の表示画像が見やすくなり、表示品質が向上する。

（面光源装置及び表示装置の変形例）
なお、本実施形態の面光源装置１及び表示装置２は、導光板４の出射面７側に拡散シート１１，第１〜第２のプリズムシート１２，１３を順次重ね合わせるように構成してあるが、これに限られず、例えば、導光板４の裏面８側及び／又は出射面７側に、入射面５にほぼ直交する方向に延びるプリズム状突起（図示せず）を形成し、このプリズム状突起の作用により指向出射性を有する光を出射面７から出射させるようにし、その導光板４の出射光を光制御部材としてのプリズムシート（図示せず）で導光板４の有効発光出射面１８の法線方向寄りに偏向させるようにしてもよい。ここで、指向出射性とは、光がランダムに拡散されて導光板４から出射する状態と異なり、光が特定の出射角度方向寄りに多く出射することをいう。また、この変形例におけるプリズムシートのプリズム状突起は、プリズムシートの下面側（導光板４に対向する面側）に形成され、導光板４に形成されたプリズム状突起と直交するように形成される。さらに、導光板４の裏面８及び／又は出射面７側に形成するプリズム状突起が延びる方向は、入射面５に直交する方向に限らず、一側面１５に平行に形成したり、他側面１６に平行に形成したり、入射面５から放射状にプリズム状突起の幅が広がるように形成したりしてもよい。これらの導光板４に組み合わせる光制御部材としてのプリズムシートのプリズム状突起が延びる方向は、出射面７からの視野角特性や出射面７上の明るさや、干渉縞などの視認性を考慮し、適宜、決定するようにしてもよい。

（導光板の変形例）
また、導光板４の形状は、本実施形態の面光源装置１に限らず、入射面５に直交する方向に離れるにしたがって板厚が漸減するように形成し、入射面５に直交する断面形状（図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面形状）を略楔形形状に形成してもよい。

また、導光板４に形成する光入射部は、本実施形態の面光源装置１に限らず、導光板４のコーナー部Ｃ１，Ｃ２の２箇所に入射面５を形成し、この入射面５の近傍の出射面７に上述した傾斜面２２をそれぞれ形成し（一側面１５と側面２１のそれぞれに沿って形成し）、入射面５に対向するようにＬＥＤ６を配置するように構成してもよい。この変形例の場合において、導光板４は、側面１６から遠ざかるにしたがって（側面１６に直交する方向へ離れるにしたがって）板厚を漸減させるようにしてもよく、また、傾斜面２２を形成した部分を除き同一の板厚に形成してもよい。また、導光板４の平面形状は、他側面１６の長手方向中央位置で且つ他側面１６に直交する方向に延びる線に対して対称の形状となる。

また、導光板４に形成する入射面５は、導光板４のコーナー部Ｃ１，Ｃ４の２箇所に形成し、この入射面５の近傍の出射面７に上述した一側面１５に沿う傾斜面２２を形成し、入射面５に対向するようにＬＥＤ６を配置するように構成してもよい。この変形例の場合において、導光板４は、側面１５から遠ざかるにしたがって（側面１５に直交する方向へ離れるにしたがって）板厚を漸減させるようにしてもよく、また、傾斜面２２を形成した部分を除き同一の板厚に形成してもよい。

また、導光板４のコーナー部Ｃ１〜Ｃ４のうちの３箇所又は４箇所に入射面５を形成し、その各入射面５に対向してＬＥＤ６を配置するような構成としてもよい。なお、この場合には、導光板４の板厚は傾斜面２２を形成した部分を除き同一の厚さに形成する。

また、本実施形態において、導光板４は、図４に示すように、傾斜面２２と出射面７とを滑らかな曲面（例えば、曲率半径Ｒ１の曲面）で接続するようにすることが好ましい。

また、本実施形態において、傾斜面２２を平面で形成する態様を例示したが、これに限られず、図５に示すように、傾斜面２２の全体を滑らかな曲面（例えば、曲率半径Ｒ２の曲面）で形成するようにしてもよい。

なお、本実施形態において、導光板４の入射面５は、コーナー部Ｃ１を形成する両側面（一側面１５と他側面１６）に対して等角度で交差するように形成されるようになっているが、導光板４のコーナー部Ｃ１の角度を等分する仮想線とこのコーナー部Ｃ１に対応する有効発光出射面の角部を等分する仮想線とのずれを矯正するため、入射面５と一側面１５との交差角度又は入射面５と他側面１６との交差角度を他方の交差角度よりも小さくしてもよい。

また、導光板４は、図６に示すように、入射面５に平面形状（図６（ｂ）に示す平面形状）が略三角形状のプリズム状の突起２６（又は凹み）を形成し、ＬＥＤ６からの光を広げて入射させるようにしてもよい。この図６に示すように、プリズム状の突起２６は、入射面５のＬＥＤ６に対向する領域であって、ＬＥＤ６の発光幅Ｗとほぼ等しいか又はＬＥＤ６の発光幅Ｗよりも大きな幅領域（Ｗ≦Ｘ）に形成することが好ましい。なお、突起２６は、導光板４の入射面５の出射面７側から裏面８側まで板厚方向に沿って形成されている。また、突起２６は、入射面５の全域に形成するようにしてもよい。

［第２形態］
図７は、本発明を適用した導光板４の第２形態を示すものである。このうち、図７（ａ）は導光板４の平面図、図７（ｂ）は導光板４の一側面１５側の側面図、図７（ｃ）は導光板４の他側面１６側の側面図である。また、図７（ｄ）は図７（ａ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す断面図であり、傾斜面２７と出射面７との接続部２８を直交するように切断して示す断面図である。

この第２形態に係る導光板４は、傾斜面２７が入射面５近傍の出射面７で且つ両側面１５，１６に跨るように形成されている。すなわち、導光板４の裏面８に対して平行な出射面７と傾斜面２７との接続部２８は、有効発光出射面１８の外側に位置しており、導光板４の一側面１５側から他側面１６側に斜めに延びている。そして、この導光板４は、傾斜面２７の一側面１５側が接続部２８から入射面５に向かって傾斜角δ_３で切り上がり（板厚を漸増し）、傾斜面２７の他側面１６側が接続部２８から入射面５に向かって傾斜角δ_４で（但し、δ_４＞δ_３）切り上がり（板厚を漸増し）、入射面５の法線方向（図７（ａ）の矢印Ｄ方向）から見た傾斜面２７が一側面１５側から他側面１６側に向かってδ_０の傾斜角度で板厚を漸減するように形成されている。すなわち、この導光板４は、入射面５における傾斜面２７の傾斜角度δ_０が前記第１形態と同様であり、ＬＥＤ６からの光を前述の第１形態と同様に反射する。なお、導光板４は、コーナー部Ｃ１がｃの寸法で面取りされて入射面５が形成され、傾斜面２７と出射面７との接続部２８の他側面１６側における寸法がａで、傾斜面２７と出射面７との接続部２８の一側面１５側における寸法がｂであり、ａ＜ｂとなるように形成されている。

図１６は、本実施形態の導光板４の出射光輝度と従来の導光板１０４の出射光輝度とを比較する図である。この図１６において、（ａ）は本実施形態の導光板４の出射光輝度（単位ｃｄ／ｍ^２）を測定箇所（９箇所）に対応するように表示したものであり、（ｂ）は従来の傾斜面を形成しない導光板１０４の出射光輝度（単位ｃｄ／ｍ^２）を測定箇所（９箇所）に対応するように表示したものである。なお、図１６（ａ）の導光板４は、図７（ａ）の導光板４において、ａ，ｂ，ｃの各寸法が、ａ＝２ｍｍ，ｂ＝８ｍｍ，ｃ＝５ｍｍに形成されており、有効発光出射面１８に対応する部分の板厚が０．４ｍｍで、入射面５の最大板厚が０．６ｍｍとなるように形成されている。図１６（ｂ）の導光板１０４は、傾斜面２７が形成されておらず、板厚が０．４ｍｍ一定であり、入射面１０５が図７（ａ）の導光板４の入射面５と同様のｃ寸法でコーナー部Ｃ１が面取りされることにより形成されている。

図１６（ａ）に示す本実施形態の導光板４の出射光輝度と、図１６（ｂ）に示す従来の導光板１０４の出射光輝度とを比較すると、本実施形態の導光板４は、従来の導光板１０４よりも第２出射面部分７ｂ側の出射光輝度が低下し、従来の導光板１０４よりも第１出射面部分７ａ側の出射光輝度が増加しており、全体として従来の導光板１０４よりも出射光輝度が均一化していることがわかる。なお、図７（ｇ）に示す本実施形態の導光板４の入射面４の形状と図３（ｅ）に示す第１形態の導光板４の入射面５の形状とが同様であり、第１出射面部分７ａ側へ光を導きやすくする効果を有するため、第１形態の導光板４も図１６に示すような出射光輝度特性を発揮できるものと考えられる。

したがって、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、前述の第１形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態においても、図７（ｅ）に示すように、傾斜面２７と出射面７とを滑らかな曲面（例えば、曲率半径Ｒ３の曲面）で接続することが好ましい。また、傾斜面２７は、図７（ｆ）に示すように、図７（ｄ）に示すような平坦な平面でなく、滑らかな曲面（例えば、曲率半径Ｒ４の曲面）で形成するようにしてもよい。

［第３形態］
図８は、本発明を適用した導光板４の第３形態を示すものであり、第１形態の導光板４の変形例を示すものである。この図８に示す導光板４は、有効発光出射面１８の領域外において、入射面５に隣り合う一側面１５を入射面５から遠ざかるにしたがって対向する側面２１側に近づくように切り欠いて、入射面５に接続される傾斜側面１５ａが形成されている。この傾斜側面１５ａは、入射面５に対向する側面３０側であって、有効発光出射面１８の外側の側面３０側に出射してしまう光Ｌ１（このような切り欠きを形成しない場合に側面３０側から出射してしまう光）を斜め方向（有効発光出射面１８の領域側）に光Ｌ２として反射し、導光板４のコーナー部Ｃ４に対応する有効発光出射面１８のコーナー部Ｃ４’近傍側の暗部が生じやすい部分に光を集めることができる。

その結果、本実施形態の導光板４は、傾斜側面１５ａの作用と傾斜面２２の作用との相乗効果により、一層効果的に出射光輝度の均一化を図ることができる。

なお、本実施形態において、入射面５は、一側面１５と他側面１６にほぼ等角度で交差するように形成されている。

［第４形態］
図９は、本発明を適用した導光板の第４形態を示すものであり、第１形態の導光板４の変形例を示すものである。この図９において、（ａ）は導光板４の平面図、（ｂ）は導光板４の他側面１６側の側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す断面図である。

この図９に示す導光板４は、傾斜面２２の一側面１５側端部に、一側面１５に沿って同一幅ｗ１の平面部（有効発光出射面１８と平行な平面部）３１が形成されている。このような平面部３１を導光板４に形成しておけば、フレーム等により導光板４の上下面を挟持してその位置決め（組み立て）を行う際に、この有効発光出射面１８の領域外に裏面８に対して平行に形成した平面部３１を位置決めのために利用することができ、それにより、導光板４とその他の部品（面光源装置１や表示装置２を構成する導光板４以外の部品）との組立作業が容易化したり、導光板４のハンドリング作業が容易化する。

また、本実施形態の導光板４は、平面部３１を除く他の部分が第１形態と同様であるため、第１形態の導光板４と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、第１形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２と同様の効果を得ることができる。

［第５形態］
図１０は、本発明を適用した導光板４の第５形態を示すものであり、第２形態の導光板４の変形例を示すものである。この図１０において、（ａ）は導光板４の平面図、（ｂ）は導光板４の一側面１５側の側面図、（ｃ）は導光板４の他側面１６側の側面図、（ｄ）は（ａ）のＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す断面図である。

この図１０に示す導光板４は、傾斜面２７の入射面５側端部に、入射面５に沿って同一幅ｗ２の平面部（有効発光出射面１８と平行な平面部）３２が形成されている。このように形成された導光板４は、有効発光出射面１８の領域外に裏面８に対して平行に形成した平面部３２を位置決めのために利用することができ、それにより、導光板４とその他の部品（面光源装置１や表示装置２を構成する導光板４以外の部品）との組立作業が容易化したり、導光板４のハンドリング作業が容易化する。

また、本実施形態の導光板４は、平面部３２を除く他の部分が第２形態と同様であるため、第２形態の導光板４と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、第２形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２と同様の効果を得ることができる。

［第６形態］
図１１は、本発明を適用した導光板４の第６形態を示すものである。このうち、図１１（ａ）は導光板４の平面図、図１１（ｂ）は導光板４の一側面１５側の側面図、図１１（ｃ）は導光板４４の他側面１６側の側面図である。

この図１１に示す導光板４は、有効発光出射面１８の領域外で、且つ、他側面１６に沿った出射面７には、導光板４の他側面１６から有効発光出射面１８に向かうにしたがって板厚が漸増するように傾斜面３３が形成されている。この傾斜面３３の傾斜角度δ_１は、前記第１形態の導光板４の傾斜面２２の傾斜角度δ_１と同様となるように形成されており、入射面５における傾斜面３３の傾斜角度δ_０が前記第１形態の導光板４と同様である（図１１（ｅ）参照）。なお、傾斜面３３は、入射面５の一側面１５側の端部５ａよりも有効発光出射面１８領域側から切り下げられている（図１１（ａ）参照）。

このような本実施形態の導光板４は、第１形態の導光板４と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、第１形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態において、傾斜面３３は、図１１（ｂ）に示すような平面に限られず、図１１（ｄ）に示すような滑らかな曲面（例えば、曲率半径Ｒ５の曲面）で形成するようにしてもよい。

［第７形態］
図１２は、本発明を適用した導光板４の第７形態を示すものである。このうち、図１２（ａ）は導光板４の平面図、図１２（ｂ）は導光板４の一側面１５側の側面図、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）の一部拡大図、図１２（ｄ）は導光板４の他側面１６側の側面図、図１２（ｅ）は図１２（ｄ）の一部拡大図である。

この図１２に示す導光板４は、有効発光出射面１８の領域外で、且つ、入射面５の近傍の出射面７に、両側面１５，１６に跨る傾斜面３４が形成されている。この傾斜面３４は、入射面５に向かうにしたがって導光板４の板厚を漸減するように形成されており、導光板４の一側面１５側の傾斜面３４が傾斜角度δ_４で傾斜し（図１２（ｃ）参照）、導光板４の他側面１６側の傾斜面３４が傾斜角度δ_３で傾斜するように形成されており（図１２（ｅ）参照）、入射面５における傾斜面３４の傾斜角度が第１形態の導光板４と同様である（図３（ｅ）参照）。

なお、本実施形態は、第２形態の導光板４の傾斜面２７と逆に、入射面５に向かうにしたがって導光板４の板厚を漸減させるように傾斜面３４が形成されており、傾斜面３４の出射面７であって傾斜面が形成されていない部分との接続部３５の位置から入射面５までの幅は、第２形態と異なり、一側面１５側よりも他側面１６側の方が広くなる（ａ＜ｂ）ように形成されている。

このような本実施形態の導光板４は、第２形態の導光板４と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、第２形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態において、傾斜面３４は、図１２（ｃ），（ｅ）に示すような平面に限られず、図１２（ｆ）に示すような滑らかな曲面（例えば、曲率半径Ｒ６の曲面）で形成するようにしてもよい。また、導光板４の傾斜面３４の最大傾斜方向は、図１２（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿った方向であり、出射光軸（直線）１７に対して一側面１５寄りに傾いている。

［第８形態］
図１３は、本発明を適用した導光板４の第８形態を示すものである。このうち、図１３（ａ）は導光板４の平面図、図１３（ｂ）は導光板４の一側面１５側の側面図、図１３（ｃ）は導光板４の他側面１６側の側面図である。

この図１３に示す導光板４は、第６形態の導光板４の変形例を示すものである。この図１３に示す導光板４は、有効発光出射面１８の領域外において、入射面５に隣り合う他側面１６を入射面５から遠ざかるにしたがって対向する側面３０側に近づくように切り欠いて、入射面５に接続される傾斜側面１６ａが形成されている。この傾斜側面１６ａは、入射面５に対向する側面２１側であって、有効発光出射面１８の外側の側面２１側に出射してしまう光Ｌ３を斜め方向（有効発光出射面１８の領域側）に光Ｌ４として反射し、導光板４のコーナー部Ｃ２に対応する有効発光出射面１８のコーナー部Ｃ２’近傍側の暗部が生じやすい部分に光を集めることができる。

その結果、本実施形態の導光板４は、傾斜側面１６ａの作用と傾斜面３３の作用との相乗効果により、一層効果的に出射光輝度の均一化を図ることができる。

［第９形態］
図１４は、本発明を適用した導光板４の第９形態を示すものであり、第６形態の変形例を示すものである。このうち、図１４（ａ）は導光板４の平面図、図１４（ｂ）は導光板４の一側面１５側の側面図、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）に示す導光板４の一部拡大図、図１４（ｄ）は導光板４の他側面１６側の側面図である。

この図１４に示す導光板４は、傾斜面３３の他側面１６側端部に、他側面１６に沿って同一幅ｗ３の平面部（有効発光出射面１８と平行な平面部）３６が形成されている。このように形成された導光板４は、有効発光出射面１８の領域外に裏面８に対して平行に形成した平面部３６を位置決めのために利用することができ、それにより、導光板４とその他の部品（面光源装置１や表示装置２を構成する導光板４以外の部品）との組立作業が容易化したり、導光板４のハンドリング作業が容易化する。

また、本実施形態の導光板４は、平面部３６を除く他の部分が第６形態と同様であるため、第６形態の導光板４と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、第６形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２と同様の効果を得ることができる。

［第１０形態］
図１５は、本発明を適用した導光板４の第１０形態を示すものであり、第７形態の変形例を示すものである。このうち、図１５（ａ）は導光板４の平面図、図１５（ｂ）は導光板４の一側面側の側面図、図１５（ｃ）は図１５（ｂ）に示す導光板４の一部拡大図、図１４（ｄ）は導光板４の他側面１６側の側面図、図１５（ｅ）は図１５（ｄ）に示す導光板４の一部拡大図である。

この図１５に示す導光板４は、傾斜面３４の入射面５側端部に、入射面５に沿って同一幅ｗ４の平面部（有効発光出射面１８と平行な平面部）３７が形成されている。このように形成された導光板４は、有効発光出射面１８の領域外に裏面８に対して平行に形成した平面部３７を位置決めのために利用することができ、それにより、導光板４とその他の部品（面光源装置１や表示装置２を構成する導光板４以外の部品）との組立作業が容易化したり、導光板４のハンドリング作業が容易化する。

また、傾斜面の形成位置は出射面７側に限らず、反射面８側、又は出射面７側と反射面８側の両面に形成してもよい。なお、実施例ではＬＥＤ６の入射光軸を、導光板４の長い導光路が多く含まれる領域側に傾けるような傾斜面を入射面近傍に設ける例を示したが、これに限定せず、傾斜面を形成しない場合の出射面全域における出射光量のバランスに応じて、より多くの光量を必要とする方向へ入射光軸を傾けるような傾斜面を形成することが本発明の要旨である。したがって、このような場合には傾斜面を、入射面あるいは入射面に対して平行に切断した断面を正面から見た状態においてより多くの光量を必要とする側の端部が、もう一方の端部よりも厚くなるように形成すればよい。

また、本実施形態の導光板４は、平面部３７を除く他の部分が第７形態と同様であるため、第７形態の導光板４と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２は、第７形態の導光板４を使用した面光源装置１及び表示装置２と同様の効果を得ることができる。

本発明の導光板は、液晶表示装置への利用に限られず、室内照明装置や広告プレート等の面光源装置に広く使用される。

本発明を適用した第１形態の面光源装置及びこれを備えた表示装置の分解斜視図である。この図１において、（ａ）が全体図、（ｂ）が（ａ）のＢ方向から見た一部拡大側面図、（ｃ）が第１のプリズムシートの一部拡大図、（ｄ）が第２のプリズムシートの一部拡大図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面光源装置及びこれを備えた表示装置の断面図である。 図３（ａ）は第１形態の導光板の平面図及びＬＥＤの平面図を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す導光板の一側面側の側面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示す導光板の他側面側の側面図である。また、図３（ｄ）は図３（ｃ）の一部拡大図であり、図３（ｅ）は導光板の入射面を拡大して示す図（入射面の正面図）である。 第１形態に係る導光板の変形例を示す図であり、図３（ｄ）に対応する図である。 第１形態に係る導光板の他の変形例を示す図であり、図３（ｄ）に対応する図である。 図６（ａ）は第１形態に係る導光板の更なる他の変形例を示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の一部拡大図（入射面近傍の拡大図）、図６（ｃ）は導光板の入射面をその垂直方向から見た図（入射面の正面図）である。 図７（ａ）は本発明を適用した第２形態に係る導光板の平面図、図７（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図７（ｃ）は導光板の他側面側の側面図、図７（ｄ）はＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す断面図、図７（ｅ）は第２形態の導光板の変形例を示す断面図（図７（ｄ）に対応する図）、図７（ｆ）は第２形態の導光板の他の変形例を示す断面図（図７（ｄ）に対応する図）、図７（ｇ）は第２形態の導光板の入射面をその垂直方向から見た図（入射面の正面図）である。 本発明を適用した第３形態に係る導光板の平面図である。 図９（ａ）は本発明を適用した第４形態に係る導光板の平面図、図９（ｂ）は導光板の他側面側の側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す断面図である。 図１０（ａ）は本発明を適用した第５形態に係る導光板の平面図、図１０（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図１０（ｃ）は導光板の他側面側の側面図、図１０（ｄ）は図１０（ａ）のＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す拡大断面図である。 図１１（ａ）は本発明を適用した第６形態に係る導光板の平面図、図１１（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図１１（ｃ）は導光板の他側面側の側面図、図１１（ｄ）は第６形態の変形例を示す導光板の一部拡大図、図１１（ｅ）は第６形態に係る導光板の入射面の拡大図（入射面の正面図）である。 図１２（ａ）は本発明を適用した第７形態に係る導光板の平面図、図１２（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）の導光板の一部拡大図、図１２（ｄ）は導光板の他側面側の側面図、図１２（ｅ）は図１２（ｄ）の導光板の一部拡大図、図１２（ｆ）は第７形態に係る導光板の入射面の拡大図（入射面の正面図）である。 図１３（ａ）は本発明を適用した第８形態に係る導光板の平面図、図１３（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図１３（ｃ）は導光板の他側面側の側面図である。 図１４（ａ）は本発明を適用した第９形態に係る導光板の平面図、図１４（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の導光板の一部拡大図、図１４（ｄ）は導光板の他側面側の側面図である。 図１５（ａ）は本発明を適用した第１０形態に係る導光板の平面図、図１５（ｂ）は導光板の一側面側の側面図、図１５（ｃ）は図１５（ｂ）の導光板の一部拡大図、図１５（ｄ）は導光板の他側面側の側面図、図１５（ｅ）は図１５（ｄ）の導光板の一部拡大図である。 図１６（ａ）は本発明を適用した導光板の出射光輝度の測定結果を示す図であり、図１６（ｂ）は従来の導光板の出射光輝度の測定結果を示す図である。 第１従来例に係る面光源装置の分解斜視図である。 図１８（ａ）は第２従来例に係る導光板の平面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）に示す導光板の一側面の側面図であり、図１８（ｃ）は図１８（ａ）に示す導光板の他側面側の側面図であり、図１８（ｄ）は図１８（ａ）のＤ部拡大図である。 図１９（ａ）は第３従来例に係る導光板の平面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）に示す導光板の一側面側の側面図であり、図１９（ｃ）は図１９（ａ）に示す導光板の他側面側の側面図である。 図２０（ａ）は第４従来例に係る導光板の平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）に示す導光板の一側面側の側面図であり、図２０（ｃ）は図２０（ａ）に示す導光板の他側面側の側面図であり、図２０（ｄ）は図２０（ａ）のＥ部拡大図であり、図２０（ｅ）は図２０（ｄ）のＦ部拡大図であり、図２０（ｆ）は不具合発生状態を示す導光板の平面図である。

符号の説明

１……面光源装置、２……表示装置、３……液晶表示パネル（被照明部材）、４……導光板、５……入射面、５ａ，５ｂ……端部、６……ＬＥＤ（光源）、７……出射面（主面）、７ａ……第１出射面部分、７ｂ……第２出射面部分、８……裏面（主面）、１５……一側面（側面）、１６……他側面（側面）、１５ａ，１６ａ……傾斜側面、１７……出射光軸（中心線）、２２，２７，３３，３４……傾斜面、Ｃ１〜Ｃ４……コーナー部

Claims (4)

1. 板形状の一対の主面に略直交する側面の少なくとも一つの箇所を入射面とし、この入射面に対向するように光源を配置し、前記主面のうち少なくとも一方の面を出射面として、前記光源からの光を前記入射面から入射し屈曲して前記出射面から出射するように構成された面光源装置に用いる導光板であって、
   前記主面のうちの少なくとも一方には、その主領域とは異なった傾斜角度を持つ傾斜面が前記入射面近傍の領域に形成されており、
   この傾斜面は、前記入射面と前記主面の少なくとも一方の面との稜線を含み、
   前記傾斜面が形成されていない場合の前記出射面を、前記光源からの光が前記入射面から前記導光板内に入射したときの光の広がり角の中心線によって二分し、
   これによって得られる二つの出射面領域のうち、より多くの光量を必要とする出射面領域を第１出射面部、もう一方の出射面領域を第２出射面部としたときに、
   前記傾斜面は、前記傾斜面が形成された領域を前記入射面、もしくは前記入射面に対して平行に切断した場合に形成される断面において、前記入射面もしくは前記断面と前記側面との稜線である二つの辺のうち、前記第１出射面部側の辺の長さが、第２出射面部側の辺よりも長くなるように形成された、
   ことを特徴とする導光板。
2. 前記主面が四角形であり、前記主面のうち少なくとも一つのコーナー部を切り欠くようにして形成した前記入射面と、この入射面から離れるにしたがって対向する前記側面寄りに近づくように前記入射面と隣接して形成された傾斜側面と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記請求項１又は２に記載の導光板と、この導光板の前記入射面に対向する位置に配置される光源と、を備えたことを特徴とする面光源装置。
4. 前記請求項３に記載の面光源装置と、この面光源装置によって照明される被照明部材と、を備えたことを特徴とする表示装置。

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