JP2011082081A - 面状光源装置及び導光板並びに導光板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板における光源が配される縁部付近に暗部が生じにくく、導光板における光照射面を広く確保でき、該光照射面から均一で明るい光を面状に照射することのできる面状光源装置を提供する。
【解決手段】面状光源装置の導光板Ｐの端面α_１における複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_５に対応する箇所に、複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_５をそれぞれ配置するための水平断面略半円状の複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_５を形成し、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_５のそれぞれを、導光板Ｐの板面β_１又は板面β_２のうちいずれか一方の板面から導光板Ｐを板厚方向に貫通しない所定深さｄ_１までしか形成しないようにした。複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれの底壁面は、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_５が導光板Ｐの端面α_１から遠ざかるにつれて浅くなるように、傾斜して形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、光を面状に照射することのできる面状光源装置に関する。また、この面状光源装置を構成する導光板と、該導光板の製造方法に関する。

光を面状に照射する面状光源装置には、様々な種類があるが、図８に示すように、導光板Ｐと、導光板Ｐにおける少なくとも端面α_１に沿って所定間隔で配された複数の光源Ｓと、導光板Ｐにおける少なくとも一の板面β_１の略全面を覆う反射層Ｌ_１とを備えたものが一般的となっている（例えば、特許文献１）。それぞれの光源Ｓから出射された光は、端面α_１から導光板Ｐの内部へ入射された後、反射層Ｌ_１で反射されるなどして、導光板Ｐにおける板面β_１に対向する他の板面β_２から導光板Ｐの外部へと照射される。

この種の面状光源装置は、展示パネルや、広告看板や、液晶表示パネルなど、各種の表示パネルのバックライトなどとして使用されている。しかし、この種の面状光源装置では、それぞれの光源Ｓから光軸方向へ出射された光は、その殆どが端面α_１から導光板Ｐの内部へと入射するものの、入射角が大きくなればなるほど反射率が大きくなるという光の一般的性質によって、光軸方向から外れて側方へ出射された光は、その一部しか導光板Ｐの内部へ入射しなくなり、図９に示すように、導光板Ｐにおける端面α_１側の縁部に、略三角形状の暗部（図中の網掛けハッチング部分）が形成されてしまう。

このため、従来の面状光源装置は、導光板Ｐの端面α_１側の縁部から距離Ｄ（図９を参照）の部分を均一な光照射面として使用することができず、当該部分を遮光部材などで覆い隠す必要があるなどの欠点があった。導光板Ｐの縁部における光が照射されない部分の面積を小さくすることができれば、面状光源装置を使用する各種機器（表示パネルなど）の小型化を図ることができるだけでなく、その縁部に余白部分が少なく外観に優れた表示パネルなどを提供することも可能となる。したがって、導光板Ｐの縁部に形成される暗部を小さくすることのできる面状光源装置の開発が試みられている。

例えば、導光板Ｐの端面α_１における光源Ｓに対応する箇所に複数の凹部を設けた面状光源装置が提案されている（例えば、特許文献２〜７）。これにより、光源Ｓから光軸方向へ出射した光だけでなく、光源Ｓから側方へ出射した光も、小さな入射角で導光板Ｐに入射するようになり、導光板Ｐの縁部に形成される暗部を小さくすることができるとされている。しかし、これらの面状光源装置においては、導光板Ｐの厚さ方向へ光が入射しにくいため、導光板Ｐの縁部に形成される暗部を小さくするのにも限界があった。

特開平０７−２７０６２４号公報（図１） 特開平０６−０５１１３０号公報（図１） 特開２００１−０６０４１０号公報（図５） 特開２００１−１８３９９１号公報（図３） 特開２００２−１５６６３２号公報（図３） 特開２００５−２９３８６４号公報（図１） 特開２００６−１０８６０６号公報（図２）

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、導光板Ｐにおける光源Ｓが配される縁部付近に暗部が生じにくく、導光板Ｐにおける光照射面を広く確保でき、該光照射面から均一で明るい光を面状に照射することのできる面状光源装置を提供するものである。また、この面状光源装置に好適に使用することのできる導光板Ｐを提供することも本発明の目的である。さらに、この導光板Ｐの製造方法を提供することも本発明の目的である。

上記課題は、
板厚ｔ_１を有する導光板Ｐと、導光板Ｐにおける少なくとも一の端面α_１に沿って所定間隔で配された複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、導光板Ｐにおける少なくとも一の板面β_１を覆う反射層Ｌ_１とを備え、
複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎから出射された光が、端面α_１から導光板Ｐの内部へ入射された後、導光板Ｐにおける板面β_１に対向する他の板面β_２から導光板Ｐの外部へと照射されるようにした面状光源装置であって、
導光板Ｐの端面α_１における複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎのそれぞれに対応する箇所に、複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎをそれぞれ配置するための水平断面略半円状の複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎが形成され、
複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれが、導光板Ｐの板面β_１又は板面β_２のうちいずれか一方の板面から導光板Ｐを板厚方向に貫通しない所定深さｄ_１（＜ｔ_１）までしか形成されず、
かつ、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれが端面α_１から遠ざかるにつれて浅くなるように、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれの底壁面が傾斜して形成されたことを特徴とする面状光源装置
を提供することによって解決される。

ここで、「水平断面略半円状の複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎ」とは、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれにおける導光板Ｐの板厚方向に垂直な断面（導光板Ｐの板面β_１及び板面β_２に平行な断面）の形状が略半円形状であることを意味する。また、「略半円状」とは、完全な半円形だけでなく、円を直径以外の弦で切断した欠円形や、半楕円形（楕円を長径又は短径で切断した形状）や、楕円を長径又は短径以外の直線で切断した欠楕円形など、半円形に類似する形状をも含む概念であるとする。「略半円状」の概念には、複数の円弧や楕円弧を直線や曲線で接続し、全体として略半円状となるような図形も含まれる。さらに、「凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの底壁面」とは、導光板Ｐを板厚方向に貫通することなく、いずれか一方の板面側に残存部を残して形成された凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの壁面（導光板Ｐと凹部Ｈ_１〜Ｈ_２との境界面）のうち、前記残存部との境界を形成する面のことを言う。

このように、導光板Ｐの端面α_１に設けた水平断面略半円状の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎに光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎを配置することにより、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎから出射された光は、その光軸方向へ出射されたものだけでなく、それ以外の方向へ出射されたものまでもが、浅い入射角で導光板Ｐに入射されるようになる。したがって、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎから出射された光の大部分が、導光板Ｐの端面α_１に反射されることなく導光板Ｐの内部に入射するようになる。また、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎから出射された光は、凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの前記底壁面からも導光板Ｐの内部に入射するようになる。このとき、導光板Ｐの内部に入射した光は、導光板Ｐの縁部における隣り合う凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの隙間付近からも導光板Ｐの外部へ照射されるようになる。このため、従来の面状光源装置では導光板Ｐの縁部付近に生じていた暗部をさらに小さくすることが可能になる。したがって、導光板Ｐの板面β_２における光が均一に照射される部分の面積を広く確保することも可能になる。ゆえに、面状光源装置を使用する各種機器のさらなる小型化を図ることもできるようになる。

本発明の面状光源装置において、Ｎの値（すなわち、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎや凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの数）は、２以上であれば特に限定されない。Ｎの値は、導光板Ｐの寸法や、面状光源装置の用途などを考慮して、適宜決定される。しかし、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎを密に配すれば配するほど、導光板Ｐにおける端面α_１側の縁部に暗部が形成されにくくなることを考慮すると、Ｎの値はある程度大きい方が好ましい。Ｎの値は、３以上であると好ましく、４以上であるとより好ましく、５以上であるとさらに好ましい。一方、Ｎの値の上限は、導光板Ｐの寸法が大きくなればなるほど大きくなるため、特に規定すべきでないが、大型の導光板Ｐにおいては、通常、５００以下、好ましくは、３００以下、小型の導光板Ｐにおいては、通常、３０以下、好ましくは２０以下である。

本発明の面状光源装置において、凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの個々の形状は、水平断面略半円形状であり、その底壁面が傾斜して形成されたものであれば特に限定されない。しかし、導光板Ｐの板面β_２から照射される光をより均一化するためには、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれにおける前記一方の板面から所定深さｄ_２（０＜ｄ_２＜ｄ_１）までの縦壁面を板面β_１及び板面β_２に垂直な略円筒面とし、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれにおける前記一方の板面から所定深さｄ_２を超える深さにある前記底壁面を略円錐面（円錐面に類似する形状を含む）又は略回転楕円面（回転楕円面に類似する形状を含む）とすると好ましい。このように、凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの壁面に、板面β_１及び板面β_２に垂直な略円筒状の部分を設けることにより、導光板Ｐに入射された光の並進性を確保（導光板Ｐの板厚方向に垂直な方向へ進む光の量を確保）して、導光板Ｐの板面β_２における端面α_１から離れた場所からも均一で明るい光が照射されるようにすることが可能になる。同時に、凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの底壁面を略円錐面又は略回転楕円面とすることにより、導光板Ｐの板面β_２における端面α_１近傍の縁部からの均一な光の照射を担保することも可能になる。

本発明の面状光源装置において、反射層Ｌ_１は、導光板Ｐにおける少なくとも板面β_１を覆うものであれば特に限定されないが、導光板Ｐの板面β_１に加えて、導光板Ｐの板面β_２における端面α_１に沿った縁部、端面α_１における少なくとも凹部Ｈを除く部分、又は端面α_１以外の少なくとも一の端面の略全体のうち、少なくとも１箇所を覆うものであると好ましい。これにより、導光板Ｐにおける光照射面でない部分から外部へ逃げる光を内側に反射させて導光板Ｐの内部に入射させることが可能になり、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎから出射された光を効率的に使用することができるようになる。したがって、導光板Ｐの板面β_２から照射される光をより明るくすることが可能になる。また、導光板Ｐの板面β_２における端面α_１に沿った縁部を反射層Ｌ_１で覆った場合には、導光板Ｐの縁部付近に僅かに生じる暗部を隠すことも可能になる。本発明の面状光源装置では、導光板Ｐの縁部付近に生じる暗部が小さいため、反射層Ｌ_１で板面β_２の縁部を覆う場合には、光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎに近い部分のみを覆えばよい。したがって、導光板Ｐの板面β_２における光が照射される部分の面積を広く確保することが可能である。

また、上記課題は、
板厚ｔ_１を有する板状体（導光板Ｐの素材）からなり、該板状体における少なくとも一の端面α_１に沿って複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎ（Ｎは２以上の整数）を所定間隔で配するとともに、前記板状体における少なくとも一の板面β_１の略全面を反射層Ｌ_１によって覆うことにより、
複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎから出射された光が、端面α_１から前記板状体の内部へ入射された後、前記板状体の板面β_１に対向する他の板面β_２から前記板状体の外部へと照射されるようにした導光板Ｐであって、
前記板状体の端面α_１における複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎのそれぞれ対応する箇所に、複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎをそれぞれ配置するための水平断面略半円状の複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎが形成され、
複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれが、前記板状体の板面β_１又は板面β_２のうちいずれか一方の板面から前記板状体を板厚方向に貫通しない所定深さｄ_１（＜ｔ_１）までしか形成されず、
かつ、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれが端部α_１から遠ざかるにつれて浅くなるように、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれの底壁面が傾斜して形成されたことを特徴とする導光板Ｐ
を提供することによっても解決される。この導光板Ｐは、上記の本発明の面状光源装置における導光板Ｐとして好適に使用することができるものとなっている。

さらに、上記課題は、上記の導光板Ｐの製造方法であって、前記板状体の板面β_１側又は板面β_２側のいずれか一方から前記板状体の板厚方向にレーザ光を照射することにより、前記板状体の端面α_１における複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎに対応する箇所に複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを形成すると好ましい。これにより、凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎにおける光入射面（縦壁面及び底壁面）を滑らかに形成することが可能になる。このとき、前記レーザ光の強度を、その照射位置が端面α_１から遠ざかるにつれて連続的に小さくすることにより、複数の凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎのそれぞれの前記底壁面を、傾斜して形成すると好ましい。ここで、「前記レーザ光の強度を、その照射位置が端面α_１から遠ざかるにつれて連続的に小さくする」の概念には、レーザ光の１パルスごとのパワーを変える場合だけでなく、レーザ光の送りピッチを変化させる場合をも含まれるものとする。前者の場合よりも後者の場合の方が容易であるために、通常は、後者が採用される。これにより、上述したように、凹部Ｈ_１〜Ｈ_Ｎの底壁面を略円錐面や略回転楕円面に形成する場合であっても、綺麗かつ容易に形成することが可能である。

以上のように、本発明によって、導光板Ｐにおける光源Ｓが配される縁部付近に暗部が生じにくく、導光板Ｐにおける光照射面を広く確保でき、該光照射面から均一で明るい光を面状に照射することのできる面状光源装置を提供することが可能になる。また、この面状光源装置に好適に使用することのできる導光板Ｐを提供することも可能になる。さらに、この導光板Ｐを容易に製造することのできる導光板Ｐの製造方法を提供することも可能になる。

第一実施態様の面状光源装置を分解した状態を示した斜視図である。 第一実施態様の面状光源装置の導光板における凹部周辺を拡大した状態を示した斜視図である。 第一実施態様の面状光源装置を水平断面（ｘｙ面に平行な面）で切断して光源周辺を拡大した状態を示した断面図である。 第一実施態様の面状光源装置を鉛直断面（ｙｚ面に平行な面）で切断して光源周辺を拡大した状態を示した断面図である。 第二実施態様の面状光源装置を分解した状態を示した斜視図である。 第二実施態様の面状光源装置の導光板における凹部周辺を拡大した状態を示した斜視図である。 第二実施態様の面状光源装置を鉛直断面（ｙｚ面に平行な面）で切断して光源周辺を拡大した状態を示した断面図である。 従来の面状光源装置を示した斜視図である。 従来の面状光源装置を示した平面図である。

本発明の面状光源装置の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。以下においては、第一実施態様の面状光源装置と、第二実施態様の面状光源装置について、順に説明するが、本発明の面状光源装置の構成は、これら２つの実施態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限りの各種の改良を施すことができる。

１．第一実施態様の面状光源装置
まず、第一実施態様の面状光源装置について説明する。図１は、第一実施態様の面状光源装置を分解した状態を示した斜視図である。図２は、第一実施態様の面状光源装置の導光板Ｐにおける凹部Ｈ_１〜Ｈ_５周辺を拡大した状態を示した斜視図である。図２においては、壁面γの形状を分かりやすくするため、壁面γ上に細線でグリッドを示してある。図３は、第一実施態様の面状光源装置を水平断面（ｘｙ面に平行な面）で切断して光源Ｓ_１〜Ｓ_５周辺を拡大した状態を示した断面図である。図４は、第一実施態様の面状光源装置を鉛直断面（ｙｚ面に平行な面）で切断して光源Ｓ_１〜Ｓ_５周辺を拡大した状態を示した断面図である。

第一実施態様の面状光源装置は、図１に示すように、板厚ｔ_１（図４を参照）を有する導光板Ｐと、導光板Ｐにおける端面α_１に沿って所定間隔で配された複数の光源Ｓと、導光板Ｐにおける端面α_２〜α_４及び板面β_１覆う反射層Ｌ_１とを備えたものとなっている。複数の光源Ｓのそれぞれから出射された光は、図４に示すように、端面α_１から導光板Ｐの内部へ入射された後、導光板Ｐにおける板面β_１に対向する他の板面β_２から導光板Ｐの外部へと照射される。

第一実施態様の面状光源装置においては、図１に示すように、複数の光源Ｓを５個の光源Ｓ_１〜Ｓ_５により構成しているが、光源Ｓの個数は、既に述べた通り、導光板Ｐの寸法や、面状光源装置の用途などに応じて適宜変更することができる。また、第一実施態様の面状光源装置においては、導光板Ｐにおける端面α_１に沿った領域のみ光源Ｓを配しているが、光源Ｓは、導光板Ｐにおける他の端面α_２〜α_４に沿った領域に配してもよい。例えば、導光板Ｐにおける端面α_１に沿った箇所に加えて、端面α_１に対向する端面α_３に沿った箇所にも光源Ｓを配してもよいし、導光板Ｐにおける端面α_１〜α_４の全てに沿った箇所に光源Ｓを配してもよい。端面α_１以外の端面α_２〜α_４に光源Ｓを配する場合には、それぞれの端面α_１〜α_４に配する光源Ｓの個数は、同じに揃えてもよいし、端面α_１〜α_４の長さや、導光板Ｐの各部で必要な照度などに応じて、異なる値に設定してもよい。後述する凹部Ｈについても同様である。

導光板Ｐの板面β_１，β_２の形状は、面状光源装置の用途などに応じて適宜決定される。例えば、四角形状の領域から光を照射したい場合には、導光板Ｐをその板面β_１，β_２が四角形となるように形成すればよいし、丸形状の領域から光を照射したい場合には、導光板Ｐをその板面β_１，β_２が丸形状となるように形成してもよい。導光板Ｐの板面β_１，β_２のとり得る形状としては、三角形状や四角形状や六角形状などの多角形状、円形状や楕円形状などの丸形状、あるいはこれらを組み合わせた形状などが例示される。第一実施態様の面状光源装置において、導光板Ｐの板面β_１，β_２は、図１に示すように、長方形状（四角形状）としている。

また、導光板Ｐの板面β_１，β_２の寸法も、面状光源装置の用途などに応じて適宜決定される。例えば、面状光源装置を、比較的小型の展示パネルや、広告看板や、液晶表示パネルなど、各種の小型表示パネルのバックライトとして使用する場合には、通常、その板面β_１，β_２の長辺の長さは、１００〜２４００ｍｍの範囲で設定される。導光板Ｐの板面β_１，β_２を、ＪＩＳ規格に規定されるＡ列の寸法（Ａ０〜Ａ１０）や、Ｂ列の寸法（Ｂ０〜Ｂ１０）など、規格化された寸法にしておくと、商品化に際して有利な場合が多い。第一実施態様の面状光源装置において、導光板Ｐの板面β_１，β_２は、長辺（図１における端面α_２，α_４の長手方向に沿った長さ）が２９７ｍｍ、短辺（図１における端面α_１，α_３の長手方向に沿った長さ）が２１０ｍｍのＡ４サイズとなっている。

さらに、導光板Ｐの厚さｔ_１（図４を参照）も、面状光源装置の用途や、使用する光源Ｓの寸法などによっても異なり、特に限定されない。しかし、導光板Ｐの厚さｔ_１は、その製造の容易さやコスト、その強度や重量などを考慮して、通常、１〜３０ｍｍ、好ましくは、３〜８ｍｍとされる。第一実施態様の面状光源装置において、導光板Ｐの厚さｔ_１は、５ｍｍとなっている。

さらにまた、導光板Ｐの素材は、透光性を有する硬質なものであれば特に限定されず、ガラスなどを用いてもよいが、加工の容易さや重量などを考慮すると、樹脂であることが好ましく、なかでも熱可塑性樹脂であると好ましい。具体的には、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂や、ポリカーボネートなど、光学的に透光性を有する熱可塑性樹脂が例示される。特に、光源Ｓから出射された光の導光板Ｐの内部への入射のしやすさや、コストなどを考慮すると、アクリル樹脂を用いると好ましい。第一実施態様の面状光源装置においても、導光板Ｐは、アクリル樹脂により形成している。導光板Ｐは、通常、透明であるが、用途などに応じてスリや色などが入ったものであってもよい。

第一実施態様の面状光源装置において、導光板Ｐの端面α_１における複数の光源Ｓのそれぞれに対応する箇所には、図１〜４に示すように、水平断面略半円状（図３を参照）の複数の凹部Ｈが形成されている。複数の凹部Ｈのそれぞれの内側には、図３と図４に示すように、複数の光源Ｓのそれぞれが配置される。凹部Ｈの個数は、光源Ｓの個数と必ずしも一致させる必要はなく、光源Ｓの個数よりも多くしてもよいが、通常、光源Ｓの個数に一致される。第一実施態様の面状光源装置においても、凹部Ｈは、５個の凹部Ｈ_１〜Ｈ_５により構成しており、その個数を光源Ｓに一致させている。

複数の凹部Ｈのそれぞれは、図４に示すように、導光板Ｐの板面β_１から導光板Ｐを板厚方向（ｚ軸方向）に貫通しない所定深さｄ_１（＜ｔ_１）までしか形成されていない。より具体的には、それぞれの凹部Ｈにおける壁面γは、図４に示すように、導光板Ｐの板面β_１から所定深さｄ_２（０＜ｄ_２＜ｄ_１）までの壁面γ（縦壁面γ_１）と、導光板Ｐの板面β_１から所定深さｄ_２を超える部分に設けられた壁面γ（底壁面γ_２）とで構成されている。このように、複数の凹部Ｈのそれぞれを、導光板Ｐを貫通させずに設けることにより、光源Ｓから出射された光を導光板Ｐの板厚方向へ入射させやすくすることが可能となっている。

複数の凹部Ｈのそれぞれの深さｄ_１（図４を参照）は、導光板Ｐの厚さｔ_１などによっても異なり、特に限定されない。しかし、深さｄ_１が浅すぎると、凹部Ｈの内側に光源Ｓを配置することができなくなるおそれがある。このため、深さｄ_１は、通常、導光板Ｐの厚さｔ_１に対する比ｄ_１／ｔ_１が０．５以上確保できる値に設定される。比ｄ_１／ｔ_１は、０．６以上であると好ましく、０．７以上であるとより好ましい。一方、深さｄ_１が深すぎると、凹部Ｈよりも板面β_２側にある導光板Ｐの残存部が薄くなり、該残存部が破損するなどの不具合が生じやすくなる。このため、深さｄ_１は、通常、比ｄ_１／ｔ_１が０．９５以下となる範囲で設定される。比ｄ_１／ｔ_１は、０．９０以下であるとより好ましい。

複数の凹部Ｈのそれぞれにおける壁面γのうち、縦壁面γ_１は、図３と図４に示すように、板面β_１及び板面β_２に垂直な円筒面となっている。それぞれの光源Ｓは、それぞれの凹部Ｈにおける円筒状の縦壁面γ_１の略中心部に配置される。このため、図３に示すように、光源Ｓから光軸方向（ｙ軸方向）へ出射された光だけでなく、光源Ｓの光軸方向から外れて側方へ出射された光までも、縦壁面γ_１で殆ど反射させることなく、導光板Ｐの内部へと入射させることが可能となっている。したがって、導光板Ｐにおける隣り合う凹部Ｈの間の領域にも光が入射するようになっており、隣り合う光源Ｓの隙間に形成される暗部を小さくすることが可能となっている。

一方、複数の凹部Ｈのそれぞれにおける底壁面γ_２は、略円錐面となっている。このため、それぞれの凹部Ｈは、図４に示すように、導光板Ｐの端面α_１から遠ざかるにつれて浅くなるように、傾斜している。このため、導光板Ｐの板厚方向（ｚ軸方向）へ出射された光の入射角を浅くして、その大部分を導光板Ｐの内部へと入射させることが可能となっている。加えて、底壁面γ_２から導光板Ｐの内部へ入射した光は、導光板Ｐにおける端面α_１に比較的近い箇所からも導光板Ｐの外部へと出射するようになる。このため、底壁面γ_２を傾斜させることにより、隣り合う光源Ｓの隙間に形成される暗部をより小さくすることが可能となる。

それぞれの凹部Ｈにおける底壁面γ_２の板面β_１に対する傾斜角度θ（図４を参照）は、上述した比ｄ_１／ｔ_１の値などによっても異なり、特に限定されない。しかし、傾斜角度θを小さくしすぎる（底壁面γ_２が板面β_１と平行な状態に近づく）と、底壁面γ_２に到達した光の入射角が大きくなり、底壁面γ_２で反射される光の量が多くなる。このため、比ｄ_１／ｔ_１を上述したような範囲とした場合には、傾斜角度θは、通常、５°以上とされる。傾斜角度θは、１０°以上であると好ましく、１５°以上であるとより好ましい。

一方、傾斜角度θを大きくしすぎ（底壁面γ_２が板面β_１に垂直な状態に近づきすぎ）ても、底壁面γ_２に到達した光の入射角が大きくなり、底壁面γ_２で反射される光の量が多くなるおそれがある。また、導光板Ｐの板厚ｔ_１を小さくできなくなるおそれもある。このため、比ｄ_１／ｔ_１を上述したような範囲とした場合には、傾斜角度θは、通常、６０°以下とされる。傾斜角度θは、５０°以下であると好ましく、４０°以下であるとより好ましい。

導光板Ｐの端面α_１に凹部Ｈを形成する方法は、特に限定されない。しかし、切削加工では、凹部Ｈにおける壁面γを滑らかな鏡面に加工することが困難である。このため、凹部Ｈは、レーザ光を照射することにより形成すると好ましい。第一実施態様の面状光源装置においても、凹部Ｈは、導光板Ｐの板面β_１側から板厚方向にレーザ光を照射することにより形成している。これにより、凹部Ｈにおける縦壁面γ_１及び底壁面γ_２を滑らかな鏡面に加工することが可能になる。このとき、照射するレーザ光の強度を、その照射位置が端面α_１から遠ざかるにつれて連続的に小さくすると好ましい。これにより、凹部Ｈの底壁面γ_２を上述した略円錐面や、後述する略回転楕円面を高い精度で形成することも容易となる。

反射層Ｌ_１は、光を反射するものであれば特に限定されず、各種の反射シートや反射剤を使用することができる。具体的には、白色反射フィルムや金属フィルムなどの反射シートや、非導電性の白色塗料などの反射剤などが例示される。白色反射フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの樹脂に白色顔料や微細気泡を分散含有させてフィルム状に形成したものや、前記樹脂からなる基材フィルムの表面に白色顔料や微細気泡を含む白色塗料を塗布したものなどが例示される。また、金属フィルムとしては、前記基材フィルムの表面に、銀などの金属を蒸着したものなどが例示される。第一実施態様の面状光源装置において、反射層Ｌ_１には、株式会社稲葉電機製の反射フィルム、「ホワイトフィルム 静電防止剤付き 糊付き」を使用している。

反射層Ｌ_１は、導光板Ｐにおける少なくとも板面β_１を覆うように配すればよいが、さらに導光板Ｐの端面α_１（凹部Ｈの壁面γを除く。）及び端面α_２〜α_４を覆うように配してもよい。こうすることにより、導光板Ｐの端面α_１〜α_４から光が逃げないようにして、面状光源装置の照度をより高めることが可能になる。第一実施態様の面状光源装置においては、図１に示すように、上述した白色反射フィルム（反射層Ｌ_１）の三辺に沿った箇所を導光板Ｐ側に折り曲げて起立させ、その起立した部分で導光板Ｐの端面α_２〜α_３を覆うようにしている。加えて、図３と図４に示すように、光源Ｓを実装した基板における導光板Ｐ側の面も反射層Ｌ_１で覆っており、光源Ｓから後方へ出射された光も導光板Ｐの内部へと入射させることができるようになっている。

このほか、導光板Ｐにおける光出射面（板面β_２）には、導光板Ｐから照射される光を拡散するための拡散層を設けてもよい。拡散層は、光を拡散できるものであれば特に限定されず、各種の拡散シートを用いることができる。具体的には、アクリル樹脂やガラスなどのビーズからなる光拡散剤を、アクリル樹脂、ポリウレタンなどの合成樹脂バインダーに分散した分散液を、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの基材フィルムに塗布したものや、合成樹脂製のシートの成形時に、エンボス加工を施すことにより、表面に凹凸を形成したものなどを挙げることができる。第一実施態様の面状光源装置においては、拡散層として、株式会社きもと製の拡散フィルムを使用している。この拡散フィルムは、光拡散剤を含有する樹脂フィルムを、集光性を有するプリズムシートの表面に貼り付けたものとなっており、導光板Ｐの板面β_２から照射される光の表面輝度の均一化と集光効果を高めて、面状光源装置の照度を向上させることができるものとなっている。

さらに、板面β_１側を覆う反射層Ｌ_１における導光板Ｐ側の面に反射パターンが形成されているような場合には、導光板Ｐにおける光照射面（板面β_２）に前記拡散層として１枚の拡散フィルムを配しただけでは、光照射面を近くから目視すると、前記反射パターンが見えてしまうおそれがある。このような場合には、表面に微細な細長い蒲鉾状の凸レンズが繰り返し形成されたレンチキュラーレンズを導光板Ｐにおける板面β_２側に配してもよい。これにより、光照射面を近くから目視しても、前記反射パターンを見えなくすることが可能になる。また、レンチキュラーレンズは、通常、アクリル樹脂などの硬質な素材で形成されるため、前記拡散層や導光板Ｐの表面が傷つくのを防ぐ効果もある。

以上で説明した第一実施態様の面状光源装置では、光源Ｓから出射された光が、導光板Ｐの端面α_１に形成された凹部Ｈの壁面γから導光板Ｐの内部へ入射された後、板面β_２から導光板Ｐの外部へと照射するものとなっている。この際、光源Ｓから出射された光の一部は、図４に示すように、凹部Ｈにおける底壁面γ_２から導光板Ｐの板厚方向へと入射され、板面β_２側や板面β_１側に配された反射層Ｌ_１に反射された後、あるいは直接、板面β_２から照射される。凹部Ｈにおける底壁面γ_２から導光板Ｐの内部へと入射した光は、板面β_２における比較的端面α_１に近い箇所から照射される。また、図３に示すように、光源Ｓから側方へ出射された光の大部分も、導光板Ｐの内部へと入射される。このため、導光板Ｐの縁部に形成される前記暗部を小さくすることができるようになっている。

２．第二実施態様の面状光源装置
続いて、第二実施態様の面状光源装置について説明する。図５は、第二実施態様の面状光源装置を分解した状態を示した斜視図である。図６は、第二実施態様の面状光源装置の導光板Ｐにおける凹部Ｈ_１〜Ｈ_５周辺を拡大した状態を示した斜視図である。図６においては、壁面γの形状を分かりやすくするため、壁面γ上に細線でグリッドを示してある。図７は、第二実施態様の面状光源装置を鉛直断面（ｙｚ面に平行な面）で切断して光源Ｓ_１〜Ｓ_５周辺を拡大した状態を示した断面図である。

図５に示すように、第二実施態様の面状光源装置も、第一実施態様の面状光源装置と同様、板厚ｔ_１（図７を参照）を有する導光板Ｐと、導光板Ｐにおける端面α_１に沿って所定間隔で配された複数の光源Ｓと、導光板Ｐにおける端面α_２〜α_４及び板面β_１覆う反射層Ｌ_１とを備えたものとなっている。

しかし、第一実施態様の面状光源装置では、凹部Ｈは、導光板Ｐの板面β_１から設けられていたが、第二実施態様の面状光源装置において、凹部Ｈは、図７に示すように、導光板Ｐの板面β_２から形成されている。この凹部Ｈは、板面β_２から導光板Ｐを板厚方向に貫通しない所定深さｄ_１（＜ｔ_１）までしか形成されていない。それぞれの凹部Ｈにおける壁面γは、図４に示すように、導光板Ｐの板面β_２から所定深さｄ_２（０＜ｄ_２＜ｄ_１）までの壁面γ（縦壁面γ_１）と、導光板Ｐの板面β_２から所定深さｄ_２を超える部分に設けられた壁面γ（底壁面γ_２）とで構成されている。

また、第一実施態様の面状光源装置では、底壁面γ_２が略円錐面とされていたが、第二実施態様の面状光源装置において、底壁面γ_２は、図６と図７に示すように、略回転楕円面とされている。すなわち、底壁面γ_２は、導光板Ｐの端面α_１付近における点Ａ（図７を参照）を通り、導光板Ｐの板厚方向（ｚ軸方向）に平行な軸を中心に楕円の弦を回転させた形状となっている。底壁面γ_２をこのような形状としても、光を導光板Ｐの板厚方向へ効率的に入射させることが可能となる。凹部Ｈにおける底壁面γ_２から導光板Ｐの内部へと入射した光は、板面β_２における比較的端面α_１に近い箇所から照射される点も、第一実施態様の面状光源装置と同様である。したがって、第二実施態様の面状光源装置においても、導光板Ｐの縁部に形成される前記暗部を小さくすることができるようになっている。

その他、導光板Ｐの寸法形状や素材、反射層Ｌ_１の素材、深さｄ_１や深さｄ_２など、第二実施態様の面状光源装置について特に述べていない構成は、第一実施態様の面状光源装置と略同様の構成を採用することができるため、説明は割愛する。また、凹部Ｈの形成方法についても、レーザ光を照射する向きが導光板Ｐの板面β_１側と板面β_２側とで異なるだけであるために、詳しい説明を割愛する。

３．用途
本発明の面状光源装置は、その用途を限定されるものではなく、各種の用途に用いることができる。具体的には、展示パネルや、広告看板や、液晶表示パネルなど、各種の表示パネルのバックライトなどとして好適に使用することができる。また、照明パネルとしても使用できる。本発明の面状光源装置は、小型のものだけでなく、大型のものに対しても使用することができる。導光板Ｐの寸法を大きくできない場合には、本発明の複数の面状光源装置を配列して大型化してもよい。

Ｐ 導光板
Ｌ_１ 反射層
Ｓ 光源
Ｓ_１ 光源
Ｓ_２ 光源
Ｓ_３ 光源
Ｓ_４ 光源
Ｓ_５ 光源
Ｈ_１ 凹部
Ｈ_２ 凹部
Ｈ_３ 凹部
Ｈ_４ 凹部
Ｈ_５ 凹部
α_１ 端面
β_１ 板面
β_２ 板面
γ 壁面
γ_１ 縦壁面（壁面）
γ_２ 底壁面（壁面）

Claims (6)

1. 板厚ｔ_１を有する導光板Ｐと、導光板Ｐにおける少なくとも一の端面α_１に沿って所定間隔で配された複数の光源と、導光板Ｐにおける少なくとも一の板面β_１を覆う反射層Ｌ_１とを備え、
   前記複数の光源から出射された光が、端面α_１から導光板Ｐの内部へ入射された後、導光板Ｐにおける板面β_１に対向する他の板面β_２から導光板Ｐの外部へと照射されるようにした面状光源装置であって、
   導光板Ｐの端面α_１における前記複数の光源のそれぞれに対応する箇所に、前記複数の光源をそれぞれ配置するための水平断面略半円状の複数の凹部が形成され、
   該複数の凹部のそれぞれが、導光板Ｐの板面β_１又は板面β_２のうちいずれか一方の板面から導光板Ｐを板厚方向に貫通しない所定深さｄ_１（＜ｔ_１）までしか形成されず、
   かつ、前記複数の凹部のそれぞれが端面α_１から遠ざかるにつれて浅くなるように、前記複数の凹部のそれぞれの底壁面が傾斜して形成されたことを特徴とする面状光源装置。
2. 前記複数の凹部のそれぞれにおける前記一方の板面から所定深さｄ_２（０＜ｄ_２＜ｄ_１）までの縦壁面が板面β_１及び板面β_２に垂直な略円筒面とされ、
   前記複数の凹部のそれぞれにおける前記一方の板面から所定深さｄ_２を超える深さにある前記底壁面が略円錐面又は略回転楕円面とされた請求項１記載の面状光源装置。
3. 導光板Ｐの板面β_１に加えて、導光板Ｐの板面β_２における端面α_１に沿った縁部、端面α_１における少なくとも凹部Ｈを除く部分、又は端面α_１以外の少なくとも一の端面の略全体のうち、少なくとも１箇所が反射層Ｌ_１で覆われた請求項１又は２記載の面状光源装置。
4. 板厚ｔ_１を有する板状体からなり、該板状体における少なくとも一の端面α_１に沿って複数の光源を所定間隔で配するとともに、前記板状体における少なくとも一の板面β_１を反射層Ｌ_１によって覆うことにより、
   前記複数の光源から出射された光が、端面α_１から前記板状体の内部へ入射された後、前記板状体の板面β_１に対向する他の板面β_２から前記板状体の外部へと照射されるようにした導光板であって、
   前記板状体の端面α_１における前記複数の光源のそれぞれに対応する箇所に、前記複数の光源Ｓ_１〜Ｓ_Ｎをそれぞれ配置するための水平断面略半円状の複数の凹部が形成され、
   該複数の凹部のそれぞれが、前記板状体の板面β_１又は板面β_２のうちいずれか一方の板面から前記板状体を板厚方向に貫通しない所定深さｄ_１（＜ｔ_１）までしか形成されず、
   かつ、前記複数の凹部のそれぞれが端面α_１から遠ざかるにつれて浅くなるように、前記複数の凹部のそれぞれの底壁面が傾斜して形成されたことを特徴とする導光板。
5. 請求項４に記載された導光板の製造方法であって、
   前記板状体の板面β_１側又は板面β_２側のいずれか一方から前記板状体の板厚方向にレーザ光を照射することにより、前記板状体の端面α_１における前記複数の光源に対応する箇所に前記複数の凹部を形成することを特徴とする導光板の製造方法。
6. 前記レーザ光の強度を、その照射位置が端面α_１から遠ざかるにつれて連続的に小さくなるよう制御することにより、前記複数の凹部のそれぞれの前記底壁面を、傾斜して形成する請求項５記載の導光板の製造方法。

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