JP2015201375A - 導光板及び面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面光源装置の光利用効率を向上させ、導光板のデッドスペースを小さくする。
【解決手段】 導光板３３は、薄板状をした導光板本体３３ａの端面に、光を導入するための光入射面３４を有し、導光板本体３３ａの上面に、外部へ光を出射するための光出射面３５を有する。導光板本体３３ａの光入射側端部３３ｂの上面には、導光板本体３３ａの上面から飛び出るように指向性変換部３７が設けられる。指向性変換部３７は、導入した光の指向特性を指向性変換部内で、それぞれ光入射面３４に垂直な方向に対して横方向へ広げるための第１及び第２の内側斜面３８、３８と、内側斜面３８により横方向へ広げられた光の指向特性を、それぞれ光入射面３４となす角度が小さな指向特性に変化させるための第１及び第２の外側斜面３９、３９とからなる。また、導光板３３の光出射面３５には、レンチキュラーレンズ３６を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、導光板及び面光源装置に関する。具体的には、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いる面光源装置と、当該面光源装置に用いる導光板とに関する。

近年、面光源装置を組み込むモバイル機器の薄型化に伴い、面光源装置もますます薄型化が要求されている。面光源装置を薄型化するためには、導光板の厚みを薄くすることが必要になる。しかし、平板状をした導光板の厚みを薄くできたとしても、ＬＥＤからなる光源の高さを小さくすることには限界がある。そのため、平板状をした薄い導光板を用いた場合には、光源の高さが導光板の端面（光入射面）の厚みよりも大きくなり、導光板の光入射面に対向させて配置した光源が導光板の上面よりも上に飛び出ることになる。こうして光源が導光板よりも上に飛び出ていると、光源から出射した光がすべて導光板の光入射面に入らず、一部が外部へ漏れてしまって光利用効率が悪くなる。

このような不具合を解決するため、平板状をした導光板本体の端に導光板本体よりも厚みの大きな光導入部を設け、光導入部の最大厚みの箇所から導光板本体の端に向けて傾斜した傾斜面を光導入部に設けた導光板を用いることが提案されている。このような導光板を用いた面光源装置としては、たとえば特許文献１に開示されたものや、特許文献２に開示されたものがある。

図１は、導光板本体よりも厚みの大きな光導入部を有する導光板を用いた面光源装置１１の一例を示す。導光板１３は、ほぼ均一な厚みを有する導光板本体１４とくさび状をした光導入部１５からなる。導光板本体１４の裏面には偏向パターン又は拡散パターンが形成され、表面にはレンチキュラーレンズ１６が形成されている。光導入部１５には、光導入部１５の最大厚みの箇所から導光板本体１４の端に向けて傾斜した傾斜面１７が設けられている。また、光導入部１５の端面（光入射面）の厚みは、光源１２の高さよりも大きくなっている。このような導光板１３を用いた面光源装置１１では、光導入部１５の端面の厚みを光源１２の高さよりも大きくすることで、光源１２から出射した光を効率良く光導入部１５に取り込んでいる。また、光導入部１５に取り込まれた光は、導光板本体１４へ導かれて面状に広がり、偏向パターン又は拡散パターンで反射されて導光板本体１４の光出射面から外部へ出射される。このとき光出射面から出射する光はレンチキュラーレンズ１６で指向特性を広げられる。よって、このような構造の面光源装置によれば、光源の光の利用効率の向上と面光源装置の薄型化とを両立させることができる。

しかし、図１のように光導入部１５に傾斜面１７を持たせた面光源装置１１の場合、導光板本体１４に垂直な方向から見たとき、光導入部１５内で光源１２の光軸に対して傾いた方向へ進む光は、図１に矢印で示すように、傾斜面１７で反射されることによって横方向（導光板の幅方向）に広がり、光源１２の光軸となす角度がより大きくなる。その結果、傾斜面１７で横に広げられた光が導光板１３の側面から漏れたり、また、レンチキュラーレンズ１６に横方向から光が入射してレンチキュラーレンズ１６から光が漏れたりし、光量損失による光利用効率の低下や、輝度の均一性の低下が生じる。

そこで、特許文献３に開示された面光源装置では、導光板本体の光導入部側の端に指向性変換パターンを設けている。図２は、特許文献３に開示された面光源装置２１を示す斜視図である。この面光源装置２１では、レンチキュラーレンズ１６を設ける領域を導光板本体１４の端よりも引っ込め、光導入部１５の傾斜面１７と導光板本体１４の間にレンチキュラーレンズ１６のない領域を設け、当該領域に指向性変換パターン２２を設けている。

指向性変換パターン２２は、放射状に伸びた溝によって形成されている。各溝は、導光板の中心側から横方向へ進むに従って下り傾斜した斜面と、導光板の中心側から横方向へ進むに従って上り傾斜した斜面とで構成されている。そして、導光板１３の中心側から横方向へ進むに従って下り傾斜した斜面の幅又は面積が、導光板１３の中心側から横方向へ進むに従って上り傾斜した斜面の幅又は面積よりも大きくなっている。この指向性変換パターン２２に入射して指向性変換パターン２２で反射された光は、図２に示すように、反射後の指向特性が入射前の指向特性よりも光入射面に垂直な方向を向くように指向特性を変換される。この結果、面光源装置２１によれば、導光板１３の側面やレンチキュラーレンズ１６から外部へ漏れる光の光量を少なくすることができる。

しかし、特許文献３に開示された面光源装置２１では、例えば光導入部１５の長さＫが１.５ｍｍあり、指向性変換パターン２２の設けられている領域の長さＧも１.５ｍｍある。そのため、照明用の光を出射させることのできないデッドスペースが光導入部１５と指向性変換パターン２２の領域を合わせて少なくともＫ＋Ｇ＝３.０ｍｍとなり、導光板１３の面積を有効に利用できないという問題がある。

国際公開第２０１０／０７０８２１号 再表２００８／１５３０２４号公報 特開２０１３−１９６７９９号公報

本発明は、上記のような技術的背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面光源装置の光利用効率を向上させることができ、しかも導光板のデッドスペースを小さくすることのできる導光板及び面光源装置を提供することにある。

本発明に係る導光板は、光を導入するための光入射面を端面に形成されるとともに、導入され広げられた光を外部へ出射するための光出射面を表面に形成された導光板本体と、光入射側端部において前記導光板本体の表面又は裏面に形成された指向性変換部とを備え、前記指向性変換部は、導入した光の指向特性を前記指向性変換部内で、それぞれ前記光入射面に垂直な方向に対して横方向へ広げるための第１及び第２の内側斜面と、前記内側斜面により横方向へ広げられた光の指向特性を、それぞれ前記光入射面となす角度が小さな指向特性に変化させるための第１及び第２の外側斜面とからなることを特徴としている。

本発明に係る導光板のある実施態様は、前記指向性変換部が、前記導光板本体の表面又は裏面から膨らむように形成され、前記導光板本体の表面又は裏面に垂直な方向から見たとき、第１の内側斜面と第１の外側斜面との間の第１の境界と、第２の内側斜面と第２の外側斜面との間の第２の境界とは、前記光出射面から遠くなるに従って間隔が広くなることを特徴としている。

本発明に係る導光板の別な実施態様は、前記光入射面を含む平面内において、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面が、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面の中央に向かうに従って前記導光板本体の表面又は裏面に近づくように傾斜していることを特徴としている。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記光入射面を含む平面内において、前記第１の外側斜面と前記第２の外側斜面が、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面の中央から離れるに前記導光板本体の表面又は裏面に近づくように傾斜していることを特徴としている。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記第１及び第２の内側斜面と前記第１及び第２の外側斜面が、それぞれ平面又は曲面であることを特徴としている。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面との間の境界線が、前記光入射面に近づくにしたがって前記導光板本体の表面又は裏面から遠くなるように傾斜していることを特徴としている。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記導光板本体の光出射面にレンチキュラーレンズ形状を形成したことを特徴としている。

本発明に係る導光板のさらに別な実施態様は、前記導光板本体の表面又は裏面に垂直な方向から見たとき、前記導光板本体の光入射側端部の両側面が前記光入射面に垂直な方向から傾いており、前記光入射側端部の幅が前記光入射面から遠くなるに従って大きくなっていることを特徴としている。

上記実施態様においては、前記光入射側端部の側面における２点を第１の点及び第２の点としたとき、前記第２の点が前記第１の点よりも前記光入射面から遠くにあり、前記導光板本体の表面又は裏面に垂直な方向から見たとき、前記第２の点において前記側面が前記光入射面に垂直な方向となす角度は、前記第１の点において前記側面が前記光入射面に垂直な方向となす角度よりも大きいか、もしくは等しくなっていてもよい。この場合、前記光入射側端部の両側面は、それぞれ複数の平面によって構成されていてもよく、湾曲面によって構成されていてもよい。

また、前記光入射側端部の両側面は、それぞれ第１の平面と第２の平面によって構成されている場合、前記第２の平面が前記第１の平面よりも前記光入射面よりも遠くに位置しているとすれば、前記第１の平面の前記光入射面に垂直な方向における長さが、前記第２の平面の前記光入射面に垂直な方向における長さよりも長いことが好ましい。

また、上記実施形態においては、前記光入射側端部の側面は、前記導光板本体の表面と裏面のうち前記指向性変換部を設けた面の側からその反対面側へ向かうに従って側面方向へ張り出していてもよい。

本発明に係る面光源装置は、本発明に係る導光板と、前記指向性変換部の端面に対向する位置に配置された光源とを備えたことを特徴としている。

本発明に係る面光源装置は、液晶表示装置やモバイル機器に用いることができる。

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。

本発明の導光板又は面光源装置では、導光板本体の端部に指向性変換部を設けているので、光源を指向性変換部の端面に対向させて配置することにより光源の光を効率よく導光板内に取り込むことができる。さらに指向性変換部に取り込まれた光は、内側斜面と外側斜面で反射されて光出射面側へ送られるので、光の漏れが少なくなる。この結果、面光源装置の厚みを薄くすることができるとともに、面光源装置の光利用効率を向上させることができる。

また、光入射面から導光板内に導入された光は内側斜面で反射されて導光板の横方向（導光板本体の幅方向）へ広げられるので、光源の真正面に送られる光を減らすことができる。その結果、光源の正面方向における光出射面の発光輝度を抑制することができ、光出射面における輝度分布を均一化することができる。

さらに、内側斜面によって横方向へ広げられた光は、外側斜面で反射することにより光入射面と平行な方向へ曲げられるので、導光板本体の側面やレンチキュラーレンズから外部へ漏れにくくなり、光利用効率の低下を防ぐことができる。

図１は、従来の面光源装置を示す斜視図である。 図２は、従来の別な面光源装置を示す平面図である。 図３（Ａ）は本発明の実施形態１による面光源装置を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の面光源装置の側面図である。 図４は、図３（Ａ）の面光源装置の平面図である。 図５は、図３（Ａ）の面光源装置を光源側から見た図である。 図６は、図３（Ａ）の面光源装置における光線の挙動を示す図である。 図７（Ａ）は、図３（Ａ）の面光源装置における、導光板本体の端面での指向特性を示す図である。図７（Ｂ）は、図３（Ａ）の面光源装置における光出射面での輝度分布を示す図である。 図８は、図３（Ａ）の面光源装置における光利用効率を、従来例の光利用効率と比較して示す図である。 図９は、本発明の実施形態１による面光源装置の変形例を示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施形態１による面光源装置の別な変形例を示す斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態１による面光源装置のさらに別な変形例を示す斜視図である。 図１２（Ａ）は、本発明の実施形態２による導光板を示す斜視図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の導光板の平面図である。 図１３は、図１２（Ａ）の面光源装置における光線の挙動を示す図である。 図１４（Ａ）は、本発明の実施形態２による導光板の変形例を示す平面図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の導光板を光入射面側から見た図である。 図１５（Ａ）は、本発明の実施形態２による導光板の別な変形例を示す斜視図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の導光板の平面図である。 図１６（Ａ）は、本発明の実施形態２による導光板のさらに別な変形例を示す斜視図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の導光板の平面図である。 図１７（Ａ）は、本発明の実施形態３による導光板の表面側から見た斜視図である。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の導光板を裏面側から見た斜視図である。 図１８は、本発明に係る液晶表示装置の概略断面図である。 図１９は、本発明に係るモバイル機器の概略斜視図である。

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。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

（実施形態１）
以下、図３−図５を参照して本発明の実施形態１による面光源装置の構造を説明する。図３（Ａ）は本発明の実施形態１による面光源装置３１を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、面光源装置３１の側面図である。図４は、面光源装置３１の平面図である。図５は、面光源装置３１を光源側から見た図である。

面光源装置３１は、光源３２と導光板３３とからなる。光源３２は、１個又は複数個のＬＥＤを内蔵したものであり、白色発光して正面の光出射窓３２ａから光を出射する。

導光板３３は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、シクロオレフィン系材料、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの高屈折率の透明樹脂によって成形されている。導光板３３の一方端面は光入射面３４となっており、光入射面３４から離れた領域の上面が光を出射する光出射面３５（発光面）となっている。光出射面３５には、光入射面３４と垂直な方向に延びた複数本のレンチキュラーレンズ３６が形成されている。

導光板３３は、厚みの薄い平板状をした導光板本体３３ａと指向性変換部３７からなる。指向性変換部３７は、導光板本体３３ａの光入射側端部３３ｂの上面に設けられている。ここで、光入射側端部３３ｂとは、導光板本体３３ａの光入射面３４と隣接する領域であり、図示例ではレンチキュラーレンズ３６の設けられていない部分である。図示しないが、導光板３３の下面には、導光板３３内を導光する光を反射させて上面の光出射面３５から外部へ光を出射させるための光学パターン（図示せず）を設けてある。

指向性変換部３７は、光入射側端部３３ｂの上面の幅方向中央に設けられており、導光板本体３３ａの上面を部分的に膨らませるように設けられている。指向性変換部３７の端面は、光入射面３４と同一平面内で連続している。指向性変換部３７は、その上面に一対の内側斜面３８、３８（第１の内側斜面、第２の内側斜面）と一対の外側斜面３９、３９（第１の外側斜面、第２の外側斜面）を有する。

一対の内側斜面３８は、導光板本体３３ａの中心面Ｃを挟んで互いに面対称に形成されており、両内側斜面３８が一緒になってＶ溝を形作っている。Ｖ溝状となった一対の内側斜面３８、３８の間の谷線は、光出射面側から光入射面側に向けて上り傾斜している。内側斜面３８、３８は四角形状の平面となっており、内側斜面３８、３８の幅は、光入射側端面から光出射面側へ向かって徐々に増加した後、減少に転じている。また、内側斜面３８、３８は、光入射面側から光出射面側へ向けて長さ方向に進むに従って下り傾斜するとともに、導光板本体３３ａの側面側から中心面側へ向けて幅方向へ進むに従っても下り傾斜している。

外側斜面３９、３９は内側斜面３８、３８の外側に設けられ、それぞれ一方の内側斜面３８に隣接している。外側斜面３９、３９は三角形状の平面となっており、導光板本体３３ａの中心面側から側面側へ向けて幅方向へ進むに従って下り傾斜している。

内側斜面３８と外側斜面３９の境界線（稜線）は、光入射面３４から離れるに従って下り傾斜している。内側斜面３８の光出射面側先端と外側斜面３９の光出射面側先端とは一致している。また、左右の内側斜面３８（又は外側斜面３９）の光出射面側先端間の距離Ｄは、指向性変換部３７の光入射側端面の幅Ｗｓよりも広くなっている。

光源３２は、図５に示すように、光入射面３４と指向性変換部３７の端面に対向する。光源３２は、垂直上方から見たとき、その中心（光軸）が内側斜面３８、３８間の谷線を通過するように配置される。光源３２は、その光出射窓３２ａが光入射面３４及び指向性変換部３７の端面からはみ出ないように配置する。また、光出射窓３２ａの幅ｗは、指向性変換部３７の光入射面側端面の幅Ｗｓと等しいか、それよりも小さくなっている。内側斜面３８、３８間の谷線の端は、光入射面３４においては導光板本体３３ａの上面よりも上方にあるので、光出射窓３２ａの高さが導光板本体３３ａの厚みよりも大きな光源３２を用いることができる。この結果、光源３２の光出射窓３２ａから出射した光は、効率よく導光板３３内に取り込まれる。また、導光板３３の光は、左右の斜面３８、３９に均等に入射する。

しかして、この面光源装置３１では、光源３２から出射した光は、導光板本体３３ａよりも厚みの大きな部分（指向性変換部３７）から導光板３３に効率よく取り込まれる。内側斜面３８、３８は光出射面３５に向けて下り傾斜しているので、導光板３３に入って内側斜面３８、３８に入射した光の一部は、内側斜面３８、３８によって下方へ反射され、ついで導光板３３の下面で反射されて光出射面３５を有する領域へ送られる。したがって、内側斜面３８、３８は従来例の傾斜面と同様の働きをし、指向性変換部３７から導光板３３の厚みの薄い領域へ光が進む途中で導光板３３から漏れにくくなる。

また、内側斜面３８、３８は導光板３３の幅方向にも傾斜しているので、内側斜面３８、３８に入射した光の一部は内側斜面３８、３８で横方向へ反射される。この結果、光源３２から正面方向へ送られる光が少なくなり、光源３２の正面方向で光出射面３５が明るく光って輝度ムラの原因となるのを防ぐことができる。

さらに内側斜面３８、内側斜面３８で横方向へ反射した光は、隣接する外側斜面３９、３９に入射する。外側斜面３９、３９に入射した光は、外側斜面３９、３９で反射することにより、図４に示すように光入射面３４に垂直な方向と平行に近づくように曲げられ、光出射面３５の設けられた領域へ送られる。この結果、光が導光板３３の側面とレンチキュラーレンズ３６から漏れにくくなり、光利用効率が向上する。

こうして内側斜面３８の設けられた領域へ導光された光は、光学パターンによって反射されると、光出射面３５から出射する。このとき光出射面３５から出射する光は、レンチキュラーレンズ３６によって指向特性を横方向に広げられ、輝度分布を均一化される。

また、この面光源装置３１では、デッドスペースとなる領域は光入射側端部３３ｂだけであるので、導光板３３のデッドスペースを小さくできる。例えば、図２の従来例では、デッドスペースの長さはＫ＋Ｇ＝３.０ｍｍであったが、本実施形態では、デッドスペースの長さ（光入射側端部３３ｂの長さ）Ｓを１.６ｍｍに短縮することができた。

図６は、実施形態１の面光源装置３１における光の挙動を示す。また、図７（Ａ）は、導光板３３の光入射面３４と反対側の端面における光の指向特性を示す。図７（Ａ）の指向特性は、光入射面３４に垂直な方向から見た指向特性であり、偏った光線がほとんどないほぼ理想的な円形の指向特性を示す。図７（Ｂ）は、光学パターンとレンチキュラーレンズのない導光板を用いて光出射面から漏れる光を測定した結果を示す図である。光学パターンとレンチキュラーレンズのない導光板では、光出射面が発光しないので、図７（Ｂ）で白く光っている部分は漏れ光を表している。図７では、光出射面３５特に光出射面３５の縁における漏れ光が、目立ちにくくなっている。

図８は、図１に示した従来例の面光源装置１１と本実施形態の面光源装置３１のそれぞれの光利用効率を比較した図である。図８の横軸は段差比率ｔ／Ｔを表し、図８の縦軸は光利用効率Ｒを表す。段差効率とは、光入射側における導光板の最大厚みＴに対する光出射領域での導光板の厚みｔの比である。従来例の場合では、光導入部１５の最大高さＴに対する、導光板本体１４の高さｔの比ｔ／Ｔを段差比率という。本実施形態の場合には、指向性変換部３７の設けられている部分における導光板３３の最大高さＴに対する、光出射領域での導光板３３の高さｔの比ｔ／Ｔを段差比率という。光利用効率は、導光板に入射した光のうちどれだけの割合の光を導光板の光出射面から出射させられるかを、百分率（％）で表示したものである。具体的に言うと、光学パターンとレンチキュラーレンズのない導光板を用いて光入射端面から光を入射させ、導光板の光入射面と反対側の端面から出射する光量を光ディテクタで測定する。そして、光入射端面から入射した光のうち何％の光が光ディテクタで検知されたかを算出し、その値を光利用効率としている。

図８から分かるように、段差比率が０.６５よりも小さな領域では、本実施形態の面光源装置３１は、従来例の面光源装置１１に比べて光利用効率Ｒが向上している。特に、本実施形態の場合には、段差効率が０.６０以下では光利用効率Ｒが従来例より２.３％以上改善され、段差効率が０.５２５以下では光利用効率Ｒが従来例より５％以上改善される。

（実施形態１の変形例）
図９は、本発明の実施形態１の変形例を示す斜視図である。図９に示す面光源装置４１では、導光板３３の光入射面３４に沿って複数個の光源３２を一定ピッチで配列している。また、各光源３２と対向する位置において、導光板３３の端部上面にそれぞれ指向性変換部３７を設けている。

このような面光源装置４１によれば、発光輝度を低下させたり、輝度ムラを大きくしたりすることなく導光板３３を大面積化することができ、発光面積の大きなバックライトを作製することができる。

また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態１の別な変形例による導光板４２を示す斜視図及び平面図である。この導光板４２では、指向性変換部３７の内側斜面３８を上方へ膨らんだ湾曲面によって形成している。

また、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す導光板４３のように、内側斜面３８と外側斜面３９の双方を、上方へ膨らんだ湾曲面によって形成してもよい。

（実施形態２）
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、本発明の実施形態２による導光板５１を示す斜視図と平面図である。実施形態２の導光板５１では、光入射側端部３３ｂの両側面を斜めにカットしている。斜めにカットされた面は、光反射壁５２となる。なお、その他の部分の構造は実施形態１の導光板と同様であるので、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付すことによって説明を省略する。

導光板５１では、指向性変換部３７に入射した光が内側斜面３８により横方向に反射され、光入射側端部３３ｂの上面と下面で反射を繰り返しながら導光板５１の側面に達する。側面に達した光は、光反射壁５２で反射して導光板５１の中央部へ戻る。その結果、導光板５１の側面における光漏れが低減し、光の利用効率が向上する。図１３は、この導光板５１の内部における光の挙動を示す図である。

（実施形態２の変形例）
図１４（Ａ）は、実施形態２の変形例による導光板５３を示す平面図、図１４（Ｂ）は導光板５３を光入射面側から見た図である。この導光板５３では、光反射壁５２が、導光板５３の下面に対して垂直な方向から傾いている。すなわち、図１４（Ｂ）に示すように、光反射壁５２は、導光板５３の下面とγの角度をなすように傾いている。ここで、光反射壁５２の角度γ（傾斜角）は、９０°よりも小さく、たとえば６０°以上７５°以下であればよい。

光入射側端部３３ｂを導光する光は、指向性変換部３７で反射することにより、光出射面３５に垂直な面内における指向特性が広くなる。そのため、指向性変換部３７で反射した光は、導光板５３の上面や下面に入射するときの入射角が小さくなり、光学パターンで反射しなくても導光板３３から漏れやすくなる。これに対し、光反射壁５２を傾けてあれば、光反射壁５２で反射した光は、光出射面３５に垂直な面内における指向特性が狭くなる。そのため、光反射壁５２で反射した光は、光出射面３５の上面に入射するときの入射角が大きくなり、導光板３３における光の漏れが小さくなる。

図１５（Ａ）は、実施形態２の別な変形例による導光板５４を示す斜視図である。図１７（Ｂ）は、導光板５４の平面図である。この導光板５４では、光入射側端部３３ｂの側面に設けた光反射壁５２が屈曲している。光反射壁５２は、光入射面３４に接する位置にある光反射壁５２ａと光入射面３４から遠い側に位置する光反射壁５２ｂとの２つの平坦な面からなる。垂直上方から見たとき、光反射壁５２ａが中心面Ｃと平行な方向となす傾き角は、光反射壁５２ｂが中心面Ｃと平行な方向となす傾き角よりも小さい。また、垂直上方から見たとき、光反射壁５２ａの光入射面３４に垂直な方向の長さＬ１は、光反射壁５２ｂの光入射面３４に垂直な方向の長さＬ２よりも長くなっている。光反射壁５２が屈曲している場合にも、横方向に広がった光を光反射壁５２で反射させて中央部へ戻すことができる。

また、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す導光板５５のように、光反射壁５２は曲面によって構成されていて、垂直上方から見たとき弧状に湾曲していてもよい。光反射壁５２が弧状に湾曲している場合にも、横方向に広がった光を光反射壁５２で反射させて中央部へ戻すことができる。

（実施形態３）
図１７（Ａ）は、本発明の実施形態３による導光板６１の上面側から見た斜視図である。図１７（Ｂ）は、導光板６１の下面側から見た斜視図である。この実施形態では、導光板６１の下面に指向性変換部３７を設け、導光板６１の上面にレンチキュラーレンズ３６を設けている。

（実施形態４）
図１８は、本発明に係る面光源装置（例えば、実施形態１の面光源装置３１）を用いた液晶表示装置７１を示す概略断面図である。図１８に示すように、導光板４３の光出射面４８の上には、拡散板７２、１枚又は２枚のプリズムシート７３及び液晶パネル７４を重ねて配置している。導光板４３の裏面には、反射シート７５が対向している。液晶表示装置７１によれば本発明に係る面光源装置の特徴を生かすことができるので、液晶表示装置７１の光利用効率を向上させて画面を見やすくでき、さらに液晶表示装置７１を薄型化できる。

（実施形態５）
図１９は、本発明に係る液晶表示装置を用いたモバイル機器、すなわちスマートフォン８１を示す正面図である。スマートフォン８１は、その正面にタッチパネル付き液晶表示装置８２を備えている。スマートフォン８１に本発明の液晶表示装置を用いれば、面光源装置の光利用効率が向上し、画面の表示が明るくなる。また、本発明の面光源装置はスマートフォンなどの携帯電話以外にも、タブレット型コンピュータ、電子辞書、電子ブックリーダーなどのモバイル機器にも適用できる。

３１、４１ 面光源装置
３２ 光源
３３、４２、４３、５１、５３、５４、５５、６１ 導光板
３３ａ 導光板本体
３３ｂ 光入射側端部
３４ 光入射面
３５ 光出射面
３６ レンチキュラーレンズ
３７ 指向性変換部
３８ 内側斜面
３９ 外側斜面
５２ 光反射壁
７１ 液晶表示装置
８１ スマートフォン

Claims (16)

1. 光を導入するための光入射面を端面に形成されるとともに、導入され広げられた光を外部へ出射するための光出射面を表面に形成された導光板本体と、
   光入射側端部において前記導光板本体の表面又は裏面に形成された指向性変換部と、
   を備え、
   前記指向性変換部は、導入した光の指向特性を前記指向性変換部内で、それぞれ前記光入射面に垂直な方向に対して横方向へ広げるための第１及び第２の内側斜面と、前記内側斜面により横方向へ広げられた光の指向特性を、それぞれ前記光入射面となす角度が小さな指向特性に変化させるための第１及び第２の外側斜面とからなることを特徴とする導光板。
2. 前記指向性変換部は、前記導光板本体の表面又は裏面から膨らむように形成され、
   前記導光板本体の表面又は裏面に垂直な方向から見たとき、第１の内側斜面と第１の外側斜面との間の第１の境界と、第２の内側斜面と第２の外側斜面との間の第２の境界とは、前記光出射面から遠くなるに従って間隔が広くなることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
3. 前記光入射面を含む平面内において、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面は、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面の中央に向かうに従って前記導光板本体の表面又は裏面に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
4. 前記光入射面を含む平面内において、前記第１の外側斜面と前記第２の外側斜面は、前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面の中央から離れるに前記導光板本体の表面又は裏面に近づくように傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
5. 前記第１及び第２の内側斜面と前記第１及び第２の外側斜面は、それぞれ平面又は曲面であることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
6. 前記第１の内側斜面と前記第２の内側斜面との間の境界線は、前記光入射面に近づくにしたがって前記導光板本体の表面又は裏面から遠くなるように傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
7. 前記導光板本体の光出射面にレンチキュラーレンズ形状を形成したことを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
8. 前記導光板本体の表面又は裏面に垂直な方向から見たとき、前記導光板本体の光入射側端部の両側面が前記光入射面に垂直な方向から傾いており、前記光入射側端部の幅が前記光入射面から遠くなるに従っ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。
9. 前記光入射側端部の側面における２点を第１の点及び第２の点としたとき、前記第２の点が前記第１の点よりも前記光入射面から遠くにあり、
   前記導光板本体の表面又は裏面に垂直な方向から見たとき、前記第２の点において前記側面が前記光入射面に垂直な方向となす角度は、前記第１の点において前記側面が前記光入射面に垂直な方向となす角度よりも大きいか、もしくは等しいことを特徴とする、請求項８に記載の導光板。
10. 前記光入射側端部の両側面は、それぞれ複数の平面によって構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の導光板。
11. 前記光入射側端部の両側面は、それぞれ第１の平面と第２の平面によって構成され、前記第２の平面は前記第１の平面よりも前記光入射面よりも遠くに位置し、
    前記第１の平面の前記光入射面に垂直な方向における長さが、前記第２の平面の前記光入射面に垂直な方向における長さよりも長いことを特徴とする、請求項１０に記載の導光板。
12. 前記光入射側端部の両側面は、それぞれ湾曲面によって構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の導光板。
13. 前記光入射側端部の側面は、前記導光板本体の表面と裏面のうち前記指向性変換部を設けた面の側からその反対面側へ向かうに従って側面方向へ張り出していることを特徴とする、請求項８に記載の導光板。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の導光板と、前記指向性変換部の端面に対向する位置に配置された光源とを備えた面光源装置。
15. 請求項１４に記載された面光源装置と、液晶パネルとを備えた液晶表示装置。
16. 請求項１５に記載した液晶表示装置を備えたモバイル機器。

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