JP2011192489A - 導光板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】元になる導光板を用意しておき、用途に応じて元になる導光板をカットすることで要求に応じたサイズの導光板を得ることができ、しかも、その発光面の輝度分布を均一化することを可能にする。
【解決手段】光入射面３１に対向させて一定ピッチＰで複数個の光源２５を配列して用いるように設計され、かつ、発光面４２で均一な発光輝度が得られるように設計された元の導光板２４を用意する。そして、この元になる導光板２４をカットすることによって所望のサイズの導光板２４を得る。カットされた導光板２４は、端の光源２５から導光板２４の側面までの距離に応じてコーナー部を斜めにカットして傾斜面４３を形成され、あるいは端の光源２５と対応する箇所に逆傾斜面４４を形成され、それによって均一な発光輝度が得られるように再調整される。
【選択図】図６

Description

本発明は導光板に関し、具体的にはバックライトなどに用いられる導光板に関するものである。

液晶パネルのバックライトとして用いられる面光源装置としては、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示された面光源装置を図１に示す。

この面光源装置では、矩形状をした導光板１１のコーナー部を斜めにカットし、あるいは導光板１１の縁をＶ溝状にカットして斜めに傾斜した傾斜面１２を形成し、各傾斜面１２に対向させて指向性の高い光源１３を配置している。特許文献１では、このような構成により、指向性の高い光源を用いた場合でも、導光板の表面に明るい部分と暗い部分が交互に生じて輝度ムラが発生するのを防止している。

しかしながら、携帯電話などの液晶パネルに用いられるバックライト（面光源装置）では、個々の機種により発光面の大きさや縦横比が異なる。さらに、同型の発光面サイズであっても、実際には少しずつ発光面の寸法が異なるのが一般的である。（例えば、同じ３インチというサイズであっても、携帯電話の機種により発光面の寸法は微妙に異なっている。）

そのため、このような用途のバックライトにあっては、その発光面サイズが異なっている場合はもちろん、同じ発光面サイズの場合であっても、個々の機種を設計するに当たっては、その都度導光板の寸法と光源の配置を最適化する必要があった。また、光源の配置が変わると、発光輝度が均一になるよう、導光板の裏面に設けている光学パターンも設計し直さなければならなかった。したがって、サイズの異なるバックライトを作製する場合には、膨大なコストと時間をかけて導光板の設計をやり直さなければならなかった。

さらに、バックライトの導光板は樹脂成形品であって、通常射出成形により製作されるので、導光板の外形寸法や発光面サイズがわずかに違うだけでも、その都度専用の成形金型を作製する必要がある。また、新たに成形金型を作製する場合には、均一な発光輝度が得られるように、導光板裏面の金型駒に形成される光学パターンの密度・形状などの調整を都度行わなければならない。よって、金型作製にも多大の手間と時間が必要となり、膨大なコストが必要となっていた。

特開２００２−８２６２５号公報

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは元になる導光板を用意しておき、用途に応じて元になる導光板をカットすることで要求に応じたサイズの導光板を得ることができ、しかも、その発光面の輝度分布を均一化することを可能にする。

本発明に係る導光板は、一列に配列された複数個の点光源を対向させて配置される光入射面と、前記光入射面と直交する光出射面と、前記光入射面及び前記光出射面と直交する２つの側面を有し、前記光入射面から導入された点光源からの光を前記光出射面または前記光出射面に対向する面に設けられた拡散手段によって拡散させ、前記拡散手段により拡散された光を前記光出射面から出射させる導光板において、複数個の前記点光源のうち端に位置する点光源と前記光入射面との間の距離は、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との間の距離と異なっていることを特徴としている。

本発明の導光板にあっては、複数個の前記点光源のうち端に位置する点光源と前記光入射面との間の距離が、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との間の距離と異なっているので、発光面のコーナー部における輝度とそれ以外の領域における輝度とを調整することができ、発光面のコーナー部における輝度をそれ以外の領域における輝度と等しくすることができる。よって、本発明の導光板によれば、発光面の輝度分布を均一化し、輝度ムラを防止することができる。

本発明に係る導光板のある実施態様は、端に位置する前記点光源から当該点光源に近い側面までの距離に応じて、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離を異ならせたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、端に位置する点光源と前記光入射面との距離が異なる箇所に入射した光の方向を制御することができ、発光面の輝度分布を均一化することができる。

本発明に係る導光板の別な実施態様は、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との距離よりも大きいことを特徴としている。かかる実施態様によれば、発光面のコーナー部の明るさを下げることができるので、端の点光源と導光板の側面との距離（以下、張出し距離という）が、光入射面が加工されていなくて真っ直ぐな場合に均一な輝度分布が得られるときの張出し距離（以下、適正張出し距離という）よりも短い場合に有効である。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との距離よりも小さいことを特徴としている。かかる実施態様によれば、発光面のコーナー部の明るさを増すことができるので、張出し距離が適正張出し距離よりも長い場合に有効である。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が、当該点光源に近い側面に近づくにつれて大きくなっていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、発光面のコーナー部の明るさを下げることができるので、張出し距離が適正張出し距離よりも短い場合に有効である。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離は、当該点光源に近い側面に近づくにつれて小さくなっていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、発光面のコーナー部の明るさを増すことができるので、張出し距離が適正張出し距離よりも長い場合に有効である。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が変化し始める位置は、前記光入射面の、端に位置する前記点光源の発光面と対向する領域内にあることを特徴としている。かかる実施態様によれば、端の点光源から出射される光の一部は正常通りの点光源として使用し、他の光は輝度ムラ調整のために使用することができる。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が変化し始める位置は、前記光入射面の、端に位置する前記点光源の発光面と対向する領域よりも当該点光源に近い側面から遠い位置にあることを特徴としている。かかる実施態様によれば、端の点光源から出射される光のすべてを輝度ムラ調整のために使用することができ、輝度ムラ調整の効果が高くなる。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、複数個の前記点光源はすべて同一方向を向き、同一直線上に沿って配置されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、各点光源から出射する光の制御が容易になる。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記導光板には、複数個の前記点光源が設置される位置に対応するそれぞれの箇所において所定の構造が設けられていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、その構造の持つ機能を導光板に付加することができる。例えば、この構造は、導光する光の指向特性を変化させるための構造であってよい。また、この構造を有する導光板においては、前記点光源の数と前記構造の数とは一致していてもよく、異なっていてもよい。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記光入射面が平面であることを特徴としている。かかる実施態様によれば、一列に配列された点光源と光入射面との距離の設計と管理が容易になる。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、側面に光を全反射させるための傾斜面を設けたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、導光板の端に入射した光の方向をより自由にコントロールできるようになる。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記光入射面及び光出射面に垂直な断面において、前記点光源から前記光入射面の上面及び下面を見たときの角度が前記点光源から出射される光の広がり角よりも狭くなるように、端に位置する前記点光源と前記光入射面との間の距離を定めたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、この箇所では導光板に入射する光量が減少して明るさを抑制できるので、張出し距離が適正張出し距離よりも短い場合に有効である。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記導光板は、抜き工法によって所望の寸法にカットされることを特徴としている。かかる実施態様によれば、導光板の寸法を調整するためのカットと、輝度を均一化するための光入射面などの加工とを一度に行うことができ、導光板の量産性が向上する。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１は、特許文献１に記載されている面光源装置の平面図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る面光源装置を示す概略断面図である。 図３は、実施形態１の面光源装置の分解斜視図である。 図４は、実施形態１の面光源装置に用いられている導光板と点光源の配置を示す平面図であって、サイズの異なる導光板を作製する元になる導光板を表している。 図５は、図４に示した導光板のあるカッティング例を示す平面図である。 図６は、図４に示した導光板の別なカッティング例を示す平面図である。 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の導光板において、光入射面側のコーナー部を斜めにカットしている理由を説明するための図である。 図８は、導光板に設けた傾斜面の作用を説明するための図である。 図９は、導光板に設けた傾斜面の別な作用を説明するための図である。 図１０は、傾斜面の傾斜角を決めるためのデータベースの作製方法を説明する図である。 図１１は、傾斜面の傾斜角を決めるためのデータベースを示す図である。 図１２（ａ）は、光入射面側のコーナー部の異なるカット方法を説明する図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のカット方法の作用効果を比較して説明するための図である。 図１３は、逆傾斜面を設けた導光板の平面図である。 図１４は、窪みを設けた導光板の平面図である。 図１５（ａ）は、傾斜面の異なる位置を説明する図である。図１５（ｂ）は、逆傾斜面の異なる位置を説明する図である。 図１６（ａ）は、本発明の別な実施形態による導光板の平面図である。図１６（ｂ）は、別な実施形態の導光板の側面図である。 図１７は、図１６に示した導光板の一部破断した斜視図である。 図１８（ａ）及び（ｂ）は、図１６の導光板を元にして作製された、幅の異なる導光板の平面図及び側面図である。 図１９は、図１６の導光板を元にして作製された、幅の異なる別な導光板の平面図である。 図２０は、図１６に示した導光板の異なる使用例を示す平面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

（面光源装置の構成）
まず、図２及び図３を参照して本発明に係る面光源装置２１の基本的な構成を説明する。図２は、面光源装置２１の一部破断した断面図である。図３は、面光源装置２１の分解斜視図である。

図３に示すように、面光源装置２１は、反射板２２、フレーム２３、導光板２４、複数個の点光源２５、フレキシブルプリント基板２６、拡散板２７、２枚のプリズムシート２８ａ及び２８ｂ、遮光テープ２９などからなる。

図２に示すように、点光源２５（発光素子）は、蛍光体を含んだ樹脂３４の前面を除く面は白色樹脂３５によって覆われている。従って、青色発光ＬＥＤチップ３３が発光すると、ＬＥＤチップ３３から出射された光により擬似的な白色光に変換されながら、樹脂３４の前面（発光窓）から外部へ出射する。また、ＬＥＤチップ３３から出射された光の一部は、透明樹脂３４と白色樹脂３５の界面で反射された後、透明樹脂３４の前面から外部へ出射する。

これらの点光源２５は、フレキシブルプリント基板２６の下面に実装されており、一定のピッチで一列に並んでいる。

導光板２４は、ポリカーボネイト樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂などの屈折率の高い透光性樹脂によって板状に成形されている。導光板２４の端面には、導光板２４の内部に光を導入するための光入射面３１が形成されている。導光板２４の下面には、その内部を導光する光を全反射させて上面（光出射面３２）から上方へ出射させるための微細な偏向パターン３０（拡散手段）が多数形成されている。

しかして、光源２５から出射された光は、光入射面３１から導光板２４内に導入され、導光板２４の上面（光出射面３２）と下面の間で全反射を繰り返しながら導光板２４内を導光する。そして、導光途中において偏向パターン３０で全反射または拡散された光は、光出射面３２から外部へ出射される。

フレーム２３は、導光板２４と同程度の厚みを有する樹脂シートをカッティングしたものであって、導光板２４を納めて位置決めするための開口３６を有している。また、開口３６の端には、フレキシブルプリント基板２６の下面に実装された点光源２５を位置決めするための凹部３７が点光源２５と同じピッチで設けられている。

反射板２２は、白色シートや金属箔などの反射率の高い材料で形成されている。反射板２２は、導光板２４の下面から漏れた光を反射させて導光板２４に再入射させ、光の利用効率を向上させるものである。

図２に示すように、反射板２２の外周部上面は、両面粘着テープ３９ａによってフレーム２３の下面に接着される。そして、フレーム２３の開口３６内に導光板２４を納め、各点光源２５の前面を導光板２４の光入射面３１に対向させるようにして各凹部３７に点光源２５を納めて位置決めし、両面粘着テープ３９ｂによってフレキシブルプリント基板２６の下面をフレーム２３の上面と導光板２４の端部上面に接着している。従って、導光板２４の端部は、反射板２２とフレキシブルプリント基板２６に挟まれて保持される。

さらに、導光板２４の光出射面３２の上には拡散板２７と２枚のプリズムシート２８ａ、２８ｂが重ねて載置され、遮光テープ２９で縁を押さえられる。プリズムシート２８ａ、２８ｂは表面に断面三角形状をした直線状のプリズムパターンを一定ピッチで平行に配列したものであるが、プリズムシート２８ａと２８ｂはパターンの配列方向が直交するようにして重ねられている。遮光テープ２９は黒色粘着テープであって、遮光テープ２９にはプリズムシート２８ｂ等を露出させるために窓３８を開口されている。遮光テープ２９はフレキシブルプリント基板２６の上面とプリズムシート２８ｂの縁に貼り付けられており、拡散板２７、プリズムシート２８ａ、２８ｂは遮光テープ２９によって保持されている。

この面光源装置２１は、適用機種や要求されるサイズに応じてリサイズして使用することができることを特徴としている。すなわち、この面光源装置２１は大きめのサイズとして設計されている。あるいは、想定される最大のサイズとして設計されている。そして、これよりも小さなサイズの面光源装置２１が要求された場合には、導光板２４をその要求されたサイズにカットする。また、反射板２２、導光板２４、拡散板２７、プリズムシート２８ａ、２８ｂも導光板２４のサイズに合わせてカットする。あるいは、それぞれの大判の原料シートから切り出してもよい。フレーム２３や遮光テープ２９は、例えば数値制御の裁断装置により、原料シートから導光板２４などのサイズに合わせて裁断するようにすればよい。なお、点光源２５を実装したフレキシブルプリント基板２６は予め点光源２５の個数の異なるものを在庫しておいてもよく、発注を受けてから製作してもよい。

上記部材のうち反射板２２や拡散板２７、プリズムシート２８ａ、２８ｂなどは適宜サイズにカットして用いても、それぞれの光学的特性に影響はない。しかし、導光板２４の場合には、均一な発光輝度が得られるよう、導光板２４のサイズや点光源２５のピッチに合わせて偏向パターン３０などが設計されている。そのため、導光板２４の場合には、任意のサイズにカットして使用すると、輝度ムラが発生するおそれがある。そのため、本発明の面光源装置２１においては、導光板２４をカットしてそのサイズを変更する場合には、以下のようにしてカットする。

（導光板の構成とカット方法）
図４は、カットして使用できるように大きめのサイズに定められた、元になる導光板２４を表している。この導光板２４は、光入射面３１に沿った帯状の領域が、発光面として使用しない不使用領域４１となっており、導光板２４の上面のうち不使用領域４１を除く領域が発光面４２（有効発光領域）となっている。

導光板２４は、光入射面３１に対向させて一定のピッチＰで点光源２５を配置したときに発光面４２内の発光輝度が均一となるように偏向パターン３０などが設計及び調整されている。従って、偏向パターン３０も、導光板２４の幅方向では点光源２５のピッチＰと等しいピッチで同じパターンが繰り返されている場合がある。また、導光板２４に入射する光を拡散させて指向特性を広げるための拡散パターン（図示せず）などを光入射面３１に設ける場合には、これらのパターンも点光源２５と同じピッチＰで設けられる。よって、導光板２４をカットした場合、使用する点光源２５の数が少なくなる場合もあるが、カットした後も点光源２５を設置する位置はカット前と同じ位置でなければならない。

例えば、図４に示した例では、発光面４２のサイズが幅５０ｍｍ、長さ５８ｍｍの導光板２４となっており、８個の点光源２５を光入射面３１に沿って６ｍｍのピッチＰで並べたときに発光面４２の輝度分布が均一になるように設計されている。導光板２４は矩形状となっており、その幅Ｗは５０ｍｍとなっている。従って、端の点光源２５と導光板２４の側面までの距離Ｑは４ｍｍとなっている。また、不使用領域４１の長さＤは５ｍｍ、発光面４２の長さＬは５８ｍｍとなっている。

端の点光源２５の中心から導光板２４の側面まで光入射面３１と平行な方向に測った距離（以下、この距離を張出し距離という。）は、当初の導光板２４では、矩形状のままで発光面４２全体の発光輝度が均一になるように定められている。この当初の導光板における張出し距離を適正張出し距離Ｑと呼ぶことにする。この適正張出し距離Ｑは、点光源２５のピッチＰや指向特性、偏向パターン３０のパターン形状や配置などによって変化するが、あらかじめ実験的に最適な値を決めることができる。なお、張出し距離は左右で異なっていても差し支えないが、以下においては左右の張出し距離は等しいものとする。

実施形態１では導光板２４のコーナー部が矩形状である場合には、張出し距離を点光源２５のピッチＰの１／２（すなわち、３ｍｍ）にした場合には、図７（ｂ）に示す領域Ｇが明るくなり過ぎる。これは図７（ｂ）に示すように端の点光源２５と導光板２４の側面とが近くて、導光板２４の側面で反射される光源光の光量が大きくなっているためである。従って、この場合には、張出し距離をＰ／２よりも大きなある値（すなわち、適正張出し距離Ｑ。説明例では４ｍｍとしているが、この値は偏向パターン３０などによっても変わる。）とすることにより、図７（ａ）に示すように、発光面４２における輝度は均一にすることができる。なお、図７においては、矢印の太さによって各方向へ出射される光の強さ（光量）を表す。

図５及び図６は、図４の導光板２４を２点鎖線で示した切抜き線Ｃに沿ってカットしたものである。図５の場合には、点光源２５のピッチＰの整数倍だけ導光板２４の幅を短くしてあり（例えば、幅がＷ−２Ｐ＝３８ｍｍ）、発光面４２の長さはＬ１＝５２ｍｍとなっている。図５の場合には、張出し距離がやはり適正張出し距離Ｑに等しくなるので、コーナー部が矩形状のままで使用しても発光面４２の発光輝度が均一になる。

これに対し、図６では、図４の導光板２４を任意の幅にカットした場合を表している。例えば、図６の導光板２４では、点光源２５の数を６個とし、導光板２４の幅Ｗ１を３６ｍｍとし、発光面４２の長さをＬ２＝５２ｍｍとしている。従って、この導光板２４の張出し距離Ａは、３ｍｍとなる。しかし、導光板２４を任意の幅にカットした場合には、コーナー部が矩形状のままでは発光面４２のコーナー部が明るくなり過ぎたり、暗くなったりして発光面４２に輝度ムラが生じる。

（カット後の張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも短い場合）
導光板２４を単純にカットした場合、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも短くなったときには、発光面４２のコーナー部が明るくなり過ぎる。例えば張出し距離がＡ＝３ｍｍの場合には、図７（ｂ）において説明したとおりである。そのため本実施形態では、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも短い場合には、図７（ｃ）に示すように、端の光源２５に対向する箇所で導光板２４のコーナー部を斜めにカットして傾斜面４３を形成し、傾斜面４３の傾斜角θを調整することによって発光面４２のコーナー部に輝度ムラが生じないようにしている。傾斜面４３は、導光板２４の側端面に向かうに従って光入射面３１の延長線から遠くなるように傾斜している。また、傾斜角θは、光入射面３１の延長線と傾斜面４３のなす角度である。

図８及び図９は、傾斜面４３を設けることによって発光面４２のコーナー部における光の強さを抑制して輝度分布を均一化できる理由を説明する図である。一つ目の理由は、図８に矢印で示すように、点光源２５から出射した光が傾斜面４３を透過することにより、光線方向が導光板２４の内側へ向けて曲げられるからである。例えば、図８に示すように、傾斜面４３の傾斜角をθとすれば、点光源２５から垂直に出射された光は、スネルの法則により、傾斜面４３の垂線に対して
α＝arcsin〔（１／ｎ）sinθ〕
の角度をなす方向へ曲げられる。ここで、ｎは導光板２４の屈折率であって、ｎ＞１であるから、α＜θとなる。従って、発光面４２のコーナー部へ向けて進んでいた光が内側へ曲げられる結果、発光面４２のコーナー部の輝度が抑制されて輝度ムラが生じにくくなるのである。

２つめの理由は、傾斜面４３を形成すると、点光源２５の光出射面と導光板２４との間に空間が生じることによる。すなわち、傾斜面４３を設けたことにより点光源２５の光出射面と傾斜面４３との間に空間（隙間）が生じると、図９に示すように、点光源２５から出射された光の一部が導光板２４に直接入射せず、フレキシブルプリント基板２６や両面粘着テープ３９ｂで吸収されたり、あるいは反射板２２で反射してから遮光テープ２９で吸収されたりする。その結果、発光面４２のコーナー部に入射する光量が少なくなり、輝度が抑えられて輝度ムラが生じにくくなるのである。

また、輝度を均一化するには、傾斜面４３の傾斜角θを最適化する必要がある。最適な傾斜角θは、実験的に決めることができる。また、あらかじめ傾斜面４３の傾斜角θと発光面４２のコーナー部における輝度の大きさとの関係をデータベース化しておけば、直ちに傾斜角θを決めることができる。

具体的にいえば、つぎのようにしてデータベース化しておけばよい。まず、図１０に示すように、ある傾斜角θの傾斜面４３を有する導光板２４を作製する。このとき張出し距離Ｘは、適正張出し距離Ｑよりも大きくしておく。そして、導光板２４の側面をカットして徐々に張出し距離Ｘを短くしながら、その都度コーナー部（図１０に示す所定のＲ領域）の明るさを測定する。また、傾斜面４３の開始点Ｓを固定したままで傾斜角θを種々異ならせ、各傾斜角θの傾斜面４３について再び張出し距離Ｘを変化させながらＲ領域の明るさを測定する。また、傾斜面４３がない場合（θ＝０°の場合）についても、張出し距離ＸとＲ領域の明るさとの関係を求める。

上記のような測定を行えば、図１１に示すように、傾斜角θをパラメータとする張出し距離ＸとＲ領域の明るさとの関係を表すデータベースが得られる。ただし、図１１では、傾斜面４３が存在せず（θ＝０°）張出し距離Ｘが適正張出し距離Ｑに等しいときの明るさが”１”となるように正規化している。

このようなデータベースを準備しておけば、傾斜角はつぎのようにして簡単に決めることができる。たとえば、カット後の導光板２４の張出し距離ＸがＡ（＝３ｍｍ）であったとする。傾斜面４３を設けていない場合には傾斜角θ＝０°であるから、図１１によれば、Ｒ領域の明るさ（比）は１.１であり、明るさは１０％上昇している。従って、傾斜面４３が設けられていなければ発光面４２のコーナー部が明るくなり過ぎるので、カット前と明るさが変わらないようにするためには、この明るさを１.０まで落とす必要がある。そのためには、図１１において張出し距離Ｘ＝Ａの直線に沿って明るさが１.０の点まで移動し、そのときの傾斜角θの値を読み取る。図１１の場合には、張出し距離がＡで明るさが１.０となるときの傾斜角θは、５°であるから、導光板２４をカットする際に傾斜角θが５°の傾斜面４３が作製されるようにすればよい。

（明るさを抑制する他の方法）
なお、張出し距離Ｘが適正張出し距離Ｑよりも短い場合に、発光面４２のコーナー部の明るさを抑制する方法は、上記のような１つの傾斜面４３に限らない。一般的には、導光板２４の側面に近づくにつれて、端の光源２５と光入射面３１との距離が大きくなっていればよい。

例えば、図１２（ａ）に示すように、導光板２４のコーナー部を傾斜角の異なる複数段の傾斜面４３で構成してもよい。図１２（ｂ）のように１つだけの傾斜面４３であると、傾斜面４３で全反射された光が同じ方向へ反射されるが、傾斜角の異なる傾斜面４３が複数も受けられていれば、図１２（ａ）のように全反射された光の方向が散らばるので、発光面４２のコーナー部の明るさを抑制する効果が高くなる。これは、端の光源２５に対向させて１つの傾斜面４３を設け、当該傾斜面４３と連続させて導光板２４の側面にも傾斜面（４３）を設けたものであると言うこともできる。

また、導光板２４のコーナー部を多角形状にしてもよく、曲面によって略円弧状に湾曲させてもよい。あるいは、図示しないが、端の光源２５に対向する位置において、小さな傾斜面４３を複数個連続させて鋸歯状に形成してもよい。また、図９の説明から分かるように、単に端の点光源２５と導光板２４との間の隙間を他よりも広くするだけであってもよい。

（カット後の張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも長い場合）
導光板２４を単純にカットした場合、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも長くなったときには、これまでとは反対に、発光面４２のコーナー部が暗くなる。例えば、適正張出し距離Ｑが４ｍｍの場合に、張出し距離をＢ＝５ｍｍとすると、コーナー部が暗くなる。

張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも長い場合には、図１３に示すように、端の点光源２５に対向する位置で、導光板２４の光入射面３１付近を斜めにカットして逆傾斜面４４を形成し、逆傾斜面４４の傾斜角を調整することによって発光面４２のコーナー部に輝度ムラが生じないようにする。逆傾斜面４４は、導光板２４の中心線に向かうに従って光入射面３１の延長線から遠くなるように傾斜している。

このような逆傾斜面４４を設ければ、図１３に矢印で示すように、端の点光源２５から出射した光が逆傾斜面４４を透過するときに発光面４２のコーナー部へ向かうように曲げられ、コーナー部の光量が増加して明るさが増し、輝度ムラが解消される。なお、逆傾斜面４４の傾斜角を最適化する方法は、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも短い場合と同様にすればよい。

なお、張出し距離Ｘが適正張出し距離Ｑよりも長い場合に、発光面４２のコーナー部の明るさの減少を補償する方法は、上記のような１つの逆傾斜面４４に限らない。一般的には、導光板２４の側面に近づくにつれて、端の光源２５と光入射面３１との距離が小さくなっていればよい。

図１４は、カット後の張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも長い場合の別な対策を示す。図１４に示す導光板２４では、光入射面３１の両端を除く領域に台形状の窪み４５を形成することにより、両端の点光源２５は光入射面３１との距離が短く、他の点光源２５は光入射面３１との距離が比較的長くなるようにしている。図９の箇所でも説明したように、点光源２５と光入射面３１との間の隙間が広くなると、光が漏れてその箇所では光量が少なくなるので、コーナー部が相対的に明るくなり、発光面４２の輝度ムラが解消される。張出し距離に応じて光量を調整するには、窪み４５の深さや窪み４５の両端の傾斜面の角度を調整すればよい。

このような構造によれば、導光板２４の角を矩形状に保つことができるので、フレーム２３による導光板の機械的保持を強固に行える。

なお、図１４の形態とは反対に、カット後の張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも短い場合には、光入射面３１の両端を除く領域に台形状の凸部を形成することにより、両端の点光源２５は光入射面３１との距離が長く、他の点光源２５は光入射面３１との距離が短くなるようにしてもよい。

導光板２４を所望サイズにカットする方法としては、導光板２４が薄い場合には、一般的な押し切り刃で切り抜き加工することができる。また、押し切り刃の型を作製すれば、導光板２４のカットと同時に傾斜面４３や逆傾斜面４４、窪み４５などのカットも行うことができる。よって、一度にカットを行うことができ、量産性が向上する。また、少数であれば、カッターなどで切り抜き加工することも可能である。

また、これまで説明した傾斜面４３や逆傾斜面４４は、端の点光源２５の幅よりも広い範囲に設けていたが、図１５（ａ）又は図１５（ｂ）に示すように、端の点光源２５の途中から傾斜面４３又は逆傾斜面４４が始まっていてもよい。あるいは、端の点光源２５と光入射面３１との間隔が、端の点光源２５の途中から変化していてもよい。このようにすれば、端の点光源２５のうち傾斜面４３又は４４と対向していない部分は、正常通りの点光源として使用し、傾斜面４３又は４４と対向している部分は輝度ムラ調整のために使用することができる。

（別な実施形態）
図１６は、本発明の別な実施形態による導光板２４を示す平面図である。この導光板２４も、光入射面３１に対向させて複数個の光源２５を一定のピッチＰ（例えば、６ｍｍ）で一列に配列される。導光板２４の不使用領域４１において、光入射面３１側の縁領域は厚みの大きな厚肉部５２となっており、発光面４２と隣接する領域は発光面４２と等しい厚みの薄肉部５３となっている。また、厚肉部５２と薄肉部５３との間において、各光源２５に対応する位置にはそれぞれ指向性変換部５４（構造）が設けられている。図１７に示すように、指向性変換部５４は、厚肉部５２と薄肉部５３を繋ぐ段差部分であって、円錐台形状の外周面の１／２の形状となっており、その表面には多数の微細なＶ溝５１が放射状に形成されている。この元になる（カット前の）導光板２４では、適正張出し距離ＱはピッチＰの１／２となっており、輝度ムラのないように設計されている。

このような指向性変換部５４を有する導光板２４では、厚肉部５２で光源２５に対向しているので、光入射面３１の高さ（厚さ）が大きくなり、光源２５の光を効率よく導光板２４内に取り込むことができる。一方、液晶パネルなどを重ねられる発光面４２の領域では導光板２４の厚みを薄くすることができる。このように光の入射側が厚く、途中から導光板の厚みが薄いと段差部分で光が外部へ漏れやすくなり、光の利用効率が低下するが、この導光板２４では指向性変換部５４に多数の微細なＶ溝５１を形成しているので、指向性変換部５４へ入射した光の指向性を変化させることで光の漏れを少なくすることができる。なお、このような指向性変換部５４の働きなどについては、国際公開ＷＯ２００８／１５３０２４（ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０６０６１０）に開示している。

図１８は図１６の導光板２４の両側部をカットしたものを示しており、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも大きなＢ（例えば、４ｍｍ）となるようにカットしている。そのうえで、端の光源２５に対向する箇所で導光板２４の光入射面３１に逆傾斜面４４を形成している。そして、逆傾斜面４４の傾斜角を最適化することで、端の光源２５から出射した光を導光板２４のコーナー付近へ送り、導光板２４の輝度を均一化している。実際の作製例では、Ｂ＝４ｍｍとして輝度ムラをなくした場合には、図１６の元の導光板２４の輝度の９０％の輝度を達成することができた。

また、図１９は図１６の導光板２４を、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも小さくなるようにカットしたものを示す。そのうえで、導光板２４のコーナー部を斜めにカットして傾斜面４３を形成している。そして、傾斜面４３の傾斜角を最適化することで、端の光源２５から出射した光を傾斜面４３で全反射させることによって必要な方向へ導き、導光板２４の輝度を均一化している。実際の作製例では、Ｂ＝４ｍｍとして輝度ムラをなくした場合には、図１６の元の導光板２４の輝度の９２％の輝度を達成することができた。

（変形例）
図２０（ａ）は、一定のピッチＰ（例えば、６ｍｍ）で指向性変換部５４を設け、光源２５をその数倍のピッチで配置するように設計している（あるいは、指向性変換部５４を光源２５のピッチの１／２のピッチで設けていると言うこともできる）。例えば、図２０（ａ）では指向性変換部５４の配列に対して光源２５を１個おきに省略し、２Ｐ（例えば、１２ｍｍ）のピッチで配列している。ただし、光源２５の個数を減らしていることによる輝度ムラを防止するため、光源２５間においては偏向パターン３０の密度を大きくしている。その結果、均一な発光輝度を維持している。また、この導光板２４では、適正張出し距離ＱはＰと等しくなっている（例えば、Ｑ＝６ｍｍ）。

図２０（ａ）のような導光板２４を元にしてサイズの少し小さな導光板を得たものが図２０（ｂ）の導光板２４である。この導光板では、張出し距離がＡ＝２Ｑ／３（例えば、４ｍｍ）となるようにカットしている。そして、端の光源２５に対向する位置で導光板２４のコーナー部をカットして傾斜面４３を形成し、傾斜面４３の傾斜角を最適化することで均一な発光を維持させている。

また、図示しないが、このような形態において、張出し距離が適正張出し距離Ｑよりも大きくなるようにカットする場合にも、例えば逆傾斜面４４などを設けることにより均一な発光輝度を得ることができる。

２１ 面光源装置
２４ 導光板
２５ 点光源
３１ 光入射面
３２ 光出射面
３３ ＬＥＤチップ
４１ 不使用領域
４２ 発光面
４３ 傾斜面
４４ 逆傾斜面
４５ 窪み
θ 傾斜面の傾斜角
Ｘ 張出し距離
Ｑ 適正張出し距離

Claims (17)

1. 一列に配列された複数個の点光源を対向させて配置される光入射面と、前記光入射面と直交する光出射面と、前記光入射面及び前記光出射面と直交する２つの側面を有し、
   前記光入射面から導入された点光源からの光を前記光出射面または前記光出射面に対向する面に設けられた拡散手段によって拡散させ、前記拡散手段により拡散された光を前記光出射面から出射させる導光板において、
   複数個の前記点光源のうち端に位置する点光源と前記光入射面との間の距離は、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との間の距離と異なっていることを特徴とする導光板。
2. 端に位置する前記点光源から当該点光源に近い側面までの距離に応じて、端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離を異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
3. 端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との距離よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
4. 端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が、複数個の前記点光源のうち端に位置しない点光源と前記光入射面との距離よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
5. 端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離は、当該点光源に近い側面に近づくにつれて大きくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
6. 端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離は、当該点光源に近い側面に近づくにつれて小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
7. 端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が変化し始める位置は、前記光入射面の、端に位置する前記点光源の発光面と対向する領域内にあることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
8. 端に位置する前記点光源と前記光入射面との距離が変化し始める位置は、前記光入射面の、端に位置する前記点光源の発光面と対向する領域よりも当該点光源に近い側面から遠い位置にあることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
9. 複数個の前記点光源はすべて同一方向を向き、同一直線上に沿って配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
10. 前記導光板には、複数個の前記点光源が設置される位置に対応するそれぞれの箇所において所定の構造が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
11. 前記構造は、導光する光の指向特性を変化させるための構造であることを特徴とする、請求項１０に記載の導光板。
12. 請求項１０に記載の導光板において、前記点光源の数と前記構造の数とが一致していることを特徴とする導光板。
13. 請求項１０に記載の導光板において、前記点光源の数と前記構造の数とが異なることを特徴とする導光板。
14. 前記光入射面が平面であることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
15. 側面に光を全反射させるための傾斜面を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
16. 前記光入射面及び光出射面に垂直な断面において、前記点光源から前記光入射面の上面及び下面を見たときの角度が前記点光源から出射される光の広がり角よりも狭くなるように、端に位置する前記点光源と前記光入射面との間の距離を定めたことを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
17. 前記導光板は、抜き工法によって所望の寸法にカットされることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。

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