JP2021077653A - 面光源装置、表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の薄型化を促進すると共に、導光板の輝度ムラを抑制する技術を提供する。【解決手段】導光板は、光を出射する出光面の反対側に設けられる凹部と、出光面の反対側に設けられる発光素子よりも出光面に向かう方向である上方であって、且つ凹部の内側に設けられ、発光素子の光の少なくとも一部の進行方向を変更する第１の方向変更部と、発光素子の上方であって、出光面よりも上に設けられ、発光素子の光の少なくとも一部の進行方向を変更する第２の方向変更部を備える。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、導光板、面光源装置、表示装置及び電子機器に関する。

液晶表示装置用のバックライトの方式として、エッジライト型バックライトと呼ばれる方式と、直下型バックライトと呼ばれる方式とがある。大型の液晶表示装置用のディスプレイとしては、光の利用効率が高く、高輝度化が容易な直下型バックライトが用いられている。また、バックライトの光源として、例えば、白色光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。直下型バックライトの場合、液晶表示装置の直下に複数のＬＥＤを配置するが、ＬＥＤの直上の部分と他の部分とで液晶表示装置に輝度ムラが生じやすい。

従来、光源が導光板の背面に設けられた円錐状をした光源挿入用の凹みに設置され、導光板の背面には、導光板内部の光を散乱させるための光散乱用ドットが設けられ、光源からの光の少なくとも一部が導光板の前面及び／又は背面で反射された後、導光板の前面から出射されるように構成された面光源装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特許第３４２７６３６号公報

また、導光板の薄型化と共に輝度ムラの抑制を実現するのは困難であった。このような状況に鑑み、本発明は、導光板の薄型化を促進すると共に、導光板の輝度ムラを抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明に係る導光板は、光を出射する出光面の反対側に設けられる凹部と、出光面の反対側に設けられる発光素子よりも出光面に向かう方向である上方であって、且つ凹部の内側に設けられ、発光素子の光の少なくとも一部の進行方向を変更する第１の方向変更部と、発光素子の上方であって、出光面よりも上に設けられ、発光素子の光の少なくとも一部の進行方向を変更する第２の方向変更部を備える。

このようにすれば、導光板の厚さを大きくとれない場合であっても、発光素子からの光の照射領域を広げると共に、発光素子の直上に配光が集中しないよう分散させることができる。すなわち、導光板の薄型化を促進すると共に、輝度ムラを抑制することができる。

また、第１の方向変更部及び第２の方向変更部は、光を遮断、反射又は拡散する材料により形成されるようにしてもよい。このような構成により、輝度ムラを抑制することができる。

また、出光面に積層される光学フィルムをさらに備え、第２の方向変更部は、光学フィルム上に設けられるようにしてもよい。具体的には、一般的な面光源装置が備える拡散シートやプリズムシート等の光学フィルム上に第２の方向変更部を設けるようにしてもよい。

また、第１の方向変更部は、導光板の凹部内に形成された第１の回折格子であり、第２の方向変更部は、出光面上に形成された第２の回折格子であってもよい。例えばこれらのような構成によっても、輝度ムラを抑制することができる。

また、本発明に係る導光板は、光を出射する出光面の反対側に設けられた、発光素子を収容する第１の凹部を備え、第１の凹部は、円錐状、円錐台状、角錐状又は角錐台状であり、導光板の出光面側であって、且つ第１の凹部を基準として出光面に向かう方向である上方に、円錐状、円錐台状、角錐状、角錐台状又は椀状の第２の凹部が設けられるようにしてもよい。

このようにすれば、導光板の厚さを大きくとれない場合であっても、第１の凹部の側面及び第２の凹部の側面によって発光素子からの光を屈折、反射等させ、出光面からの光による照射領域を広げることができる。すなわち、導光板の薄型化を促進すると共に、輝度ムラを抑制することができる。

また、第１の凹部及び第２の凹部は、それぞれ発光素子の光を拡散するフレネルレンズを有するようにしてもよい。このようにすれば、導光板の厚さを増大させることなく出光面からの光による照射領域を広げることができ、輝度ムラを抑制することができる。

また、本発明は、上述した導光板と、凹部内に収容される発光素子とを備える面光源装置として提供するようにしてもよいし、このような面光源装置と、当該面光源装置から出射される光を受ける表示パネルとを備える表示装置として提供するようにしてもよい。また、面光源装置は、導光板と発光素子との間に配置された透明樹脂層をさらに有するようにしてもよい。さらに当該表示装置を備える電子機器として提供するようにしてもよい。

本発明によれば、導光板の薄型化を促進すると共に、液晶表示装置の輝度ムラを抑制する技術を提供することができる。

図１は、液晶表示装置の構成を例示する斜視図である。 図２は、面光源装置の構成を例示する斜視図である。 図３Ａは、実施形態１に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図３Ｂは、実施形態１に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図４は、実施形態２に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図５は、実施形態３に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図６は、実施形態４に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図７は、実施形態５に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図８は、実施形態６に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図９は、実施形態７に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図１０は、実施形態８に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図１１は、実施形態９に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図１２は、実施形態１０に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図１３は、実施形態１１に係る導光板を模式的に示す断面図である。 図１４は、実施形態１２に係る導光板を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的な構成に限定するものではない。

以下の実施形態では、「表示装置」は、液晶表示装置として説明され、「面光源装置」は、液晶表示装置のバックライトとして説明される。

（液晶表示装置の構成）
図１は、液晶表示装置の構成を例示する斜視図である。図１に示すように、液晶表示装置は、バックライトとして配置される面光源装置１と、面光源装置１から出射される光を受ける表示パネル２とを備える。表示パネル２は、ガラス板に挟まれて封入された液晶に電圧をかけて光の透過率を増減等させることで、像を表示する。以下、面光源装置１における、表示パネル２側を上面側として、その反対面側を下面側として説明することがある。すなわち、面光源装置１の出光面側を上と呼ぶ。

（面光源装置の構成）
図２は、面光源装置１の構成を例示する斜視図である。面光源装置１は、導光板１０及びフレーム１２を備える。また、面光源装置１は、導光板１０の下面側に配置される複数の光源１１、実装基板１３及び反射層１４を備える。導光板１０の下面側とは、表示パネル２が配置される側の反対側である。更に、面光源装置１は、導光板１０の上面側に順に積層される拡散シート１５、プリズムシート１６及び遮光部材１７を備える。導光板１０の上面側は、表示パネル２が配置されている側である。プリズムシート１６は、１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。

導光板１０は、概略平板状であり、ポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート（アクリル）樹脂等の透光性の素材で成形される。導光板１０の上面は、光が出射する出光面であり、表示パネル２と向かい合っている面である。導光板１０は、導光板１０内に入射された光を出光面に導き、出光面全体が均一に光るようにしたものである。

光源１１は、白色光を出射面から出射する。光源１１は、例えば、ＬＥＤパッケージであるが、ＬＥＤパッケージ以外の光源が用いられてもよい。光源１１は、発光素子（発光部）であるＬＥＤチップが蛍光体を含む透光性樹脂（樹脂層）で封止されて形成されている。ＬＥＤチップ上に蛍光体を配置せずに、導光板１０の出光面上に蛍光体層を配置してもよいし、拡散シート１５上に蛍光体層を配置してもよい。光源１１は、実装基板１３からの給電を受けて駆動される。なお、光源１１として、白色以外のＬＥＤ光源が用いられてもよい。光源１１は、導光板１０の下方に配置されている。

フレーム１２は、開口を有し、４辺からなる枠状の部材（「枠体」とも呼ぶ）である。フレーム１２は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂又は酸化チタンを含有しないポリカーボネート樹脂等により成形される。フレーム１２には、導光板１０が嵌め込まれ、フレーム１２の内周面が導光板１０の外周面を形成する側面を囲う。フレーム１２は、高い反射率を有しており、導光板１０の側面から漏れた光を反射して再利用する。実装基板１３は、絶縁性のある基材上に、導体箔によって配線を設けた配線基板である。

実装基板１３上には、複数の光源１１及び反射層１４が設けられている。反射層１４は、光源の１１の周囲に設けられている。反射層１４は、例えば、反射率の高い白色樹脂や金属箔等であり、導光板１０内の光が面光源装置１の下面から漏れないように光を反射する。拡散シート１５は、半透明な樹脂フィルムであり、導光板１０の出光面から発せられた光を拡散させて光の指向特性を広げる。プリズムシート１６は、上面に三角プリズム状の微細なパターンが形成された透明な樹脂フィルムであり、拡散シート１５によって拡散された光を集光し、面光源装置１を上面側から見た場合の輝度を上昇させる。

遮光部材１７は、面光源装置１を上面側から見て、枠形状になっている。枠形状は、閉
ループ形状であればよく、例えば、矩形形状、略楕円形状であってもよいし、これら以外の他の形状であってもよい。遮光部材１７は、例えば、上下両面が粘着面となった黒色の粘着テープであってもよい。遮光部材１７の枠部分が、フレーム１２の上端に沿って接着されており、面光源装置１から光が漏れ出ることを抑制する。

＜実施形態１＞
図３Ａは、導光板１０を模式的に示す断面図である。導光板１０は、導光板１０の下面に複数の凹部２０を有している。すなわち、凹部２０は、導光板１０の下方に開口し、上方に向かってへこんだくぼみである。また、複数の光源１１が、実装基板１３上に配置され、各凹部２０内に一つの光源１１が収容されている。なお、凹部２０を、収容部とも呼ぶ。そして、光源１１から出射された光は、導光板１０内に入射する。導光板１０内に入射した光が、導光板１０内で屈折、反射及び拡散して導光板１０の出光面から出射されることで、導光板１０の出光面が均一に光る。導光板１０の厚み（高さ）ｔ１、及び光源１１間のピッチｄ１は、任意の値である。なお、導光板１０の上面側である出光面には、拡散シート１５やプリズムシート１６といった光学フィルムが積層される。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。

凹部２０は、円錐台形状であり、凹部２０の開口（下方）から凹部２０の奥（上端）に向かって凹部２０の径が狭まる。凹部２０の底面（上端）の直径、及び凹部２０の高さ（深さ）は、任意の値であり、凹部２０の形状及び大きさは特に限定されない。例えば、円錐台でなく、凹部２０の奥の端が曲面になった釣鐘形状であってもよいし、円錐形状であってもよい。また、光源１１の形状、高さ及び幅も特に制限されず、光源１１は、凹部２０内に収容される形状及びサイズであればよい。

また、本実施形態に係る面光源装置１は、凹部２０と、出光面とにそれぞれ光源１１から出射された光の進行方向を変化させる方向変更部を備えている。具体的には、凹部２０の奥の端部であって、光源１１を通り出光面に垂直な線上付近に、第１の方向変更部３０を備える。また、出光面上であって、光源１１から出光面に下ろした垂線の足付近に第２の方向変更部４０を備えている。第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０は、それぞれ光を遮断、反射又は拡散させる材料で形成される。また、第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０は、光を遮断、反射、拡散等させるような所定の特性を有するインクを塗装することにより形成してもよい。

図３Ｂは、本実施形態に係る光の経路を説明するための図である。例えば光源１１は、その直上方向の光度が最も高くなっている。図３Ｂにおいて太い実線の矢印で示すように、光源１１から直上方向に出射された光は、第１の方向変更部３０に入射され、遮断、反射、又は拡散される。また、第１の方向変更部３０を通過した光は、さらに第２の方向変更部４０に入射され、遮断、反射、又は拡散される。

特に光源１１から光の照射面である表示パネル２までの距離が短い場合、表示パネル２上の照度を一様にすることが難しく、光源１１の直上に近いほど照度が高くなりがちである。図３Ａに示した第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０によれば、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。なお、方向変更部３０及び方向変更部４０は、光源１１から出射される光の光度のピークに相当する部分に設けるようにしてもよい。

＜実施形態２＞
図４は、実施形態２に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態では、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

本実施形態に係る導光板１０も、２つの方向変更部を備えている。具体的には、凹部２０の奥の端部であって、光源１１を通り出光面に垂直な線上付近に、第１の方向変更部３０を備える。また、拡散シート１５とプリズムシート１６との間であって、光源１１から拡散シート１５又はプリズムシート１６に下ろした垂線の足付近に第２の方向変更部４０を備えている。実施形態１、及び実施形態２を総括すると、第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０は、光源１１の直上に設けられる。換言すれば、光源１１からの光の少なくとも一部は、その進行方向を２段階に変更する第１の方向変更部及び第２の方向変更部を備えている。また、第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０は、それぞれ光を遮断、反射又は拡散させる材料で形成される。本実施形態に係る第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０も、所定の特性を有するインクを塗装することにより形成してもよい。

図４に示した第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。なお、第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０は、光源１１の直上であれば、図４に示す位置以外に設けられていてもよい。例えば、第２の方向変更部４０をプリズムシート１６の上に設けるようにしてもよい。

＜実施形態３＞
図５は、実施形態３に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態では、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図５の凹部２０は、導光板１０に設けられた円錐台形状のくぼみであり、貫通孔になっている。また、下面側の開口から上面側の開口に向かって、凹部２０の径が狭まる。すなわち、本実施形態に係る光源１１の収容部は、その側面にテーパがついた貫通孔になっている。

また、導光板１０の出光面側（上面側）には、光を拡散する拡散材によって形成される光拡散層５０が設けられている。拡散材は、例えばランダムな大きさを有し、屈折率の異なる粒子を内部に分散させた樹脂成型物であり、導光板１０の出光面から発せられた光を拡散させて光の指向特性を広げる。また、光拡散層５０は、複数の円錐台形状の凸部５１を有し、凸部５１の各々は、導光板１０の凹部２０に挿入されている。なお、光拡散層５０の上面側には、拡散シート１５やプリズムシート１６（図示せず）が積層される。

図５に示した面光源装置は、例えばポリカーボネートやアクリル等で形成される導光板１０とは異なる部材で形成される光拡散層５０を、導光板１０と組み合わせている。このような構成により、凹部２０の側面２１で光源１１の光を拡散させる方向に屈折させた上で、さらに光拡散層５０に入射した光を拡散させることができる。また、光拡散層５０の凸部５１は、光源１１のほぼ直上に位置する。輝度が最も高くなりがちな光源１１のほぼ直上の厚さを増大させ、また円錐台形状の凸部５１の側面で光を屈折させることにより、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、図５に示す導光板１０と光拡散層５０とを２つの部品に分けず、一体に成型する場合、凹部２０と同じような形状の型を用いることになる。凹部２０の形状はその上端が尖っているが、このような形状は傷みやすく、一体成形される部品の拡散性能を維持するのが難しい。このように、２部品によって形成する利点がある。

＜実施形態４＞
図６は、実施形態４に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大き
さの比率等は、図示した例には限定されない。また、図６の例では１つの凹部２２のみを示しているが、導光板１０には所定のピッチで凹部２２等の構成が複数設けられる。本実施形態では、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図６に示す面光源装置は、一方の底面が開口した円柱形状のくぼみであり、光源１１を収容する収容部となる凹部２２を備える。凹部２２の底面の直径及び凹部２２の高さ（深さ）は、任意の値である。例えば、円柱でなく、角柱、円錐台、その他の形状であってもよい。また、光源１１の形状、高さ及び幅も特に制限されず、光源１１は、凹部２２内に収容される形状及びサイズであればよい。

本実施形態に係る導光板１０は、光源１１のほぼ直上に、第１の回折格子６０と第２の回折格子７０とを有する。第１の回折格子６０は、凹部２２の奥の端部に設けられている。第２の回折格子７０は、導光板１０の出光面側に設けられている。また、第１の回折格子６０及び第２の回折格子７０は、出光面側の上方から見る平面視において、同心円状に設けられる。なお、第１の回折格子６０と第２の回折格子７０とは、同じ形状であってもよい。本実施形態では、第１の回折格子６０及び第２の回折格子７０は、それぞれ所定の回折角を有し、光源１１からの光による照射領域を広げるように設けられている。すなわち、適切なピッチで回折格子を設けることにより、光源１１からの光の回折する方向を制御し、表示パネル２上の照射領域を広げる。

本実施形態に示す構成によっても、光源１１の光を拡散させて表示パネル２に照射することができる。このように光の進行方向を２段階に変化させる構成を採用しても、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。

実施形態１〜４は、光源１１を収容する凹部の内側と、出光面よりも上方の２か所に、光源１１からの光の少なくとも一部の進行方向を変更する何らかの方向変更部を備えている。このようにすれば、導光板の厚さを大きくとれない場合であっても、光源１１からの光の照射領域を広げると共に、光源１１の直上に配光が集中しないよう分散させることができる。すなわち、導光板の薄型化を促進すると共に、液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。

＜実施形態５＞
図７は、実施形態５に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。また、図７の例では１つの凹部２３のみを示しているが、導光板１０には所定のピッチで凹部２３等の構成が複数設けられる。本実施形態では、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図７に示す導光板１０は、底面が開口した円錐形状のくぼみであり、光源１１を収容する収容部となる凹部２３を備える。凹部２３の底面の直径及び凹部２３の高さ（深さ）は、任意の値である。なお、凹部２３は円錐台状、角錐状、角錐台状等であってもよい。また、光源１１の形状、高さ及び幅も特に制限されず、光源１１は、凹部２３内に収容される形状及びサイズであればよい。

また、導光板１０の出光面側には、光源１１のほぼ直上に、円錐形状のくぼみである凹部８０が設けられている。凹部８０の底面の直径及び凹部８０の高さ（深さ）も、任意の値である。また、凹部８０は円錐台形状であってもよい。

本実施形態に係る導光板１０によれば、凹部２３の側面２４に入射して屈折した、光源１１の光の一部を、さらに凹部８０の側面８１に入射させて屈折させたり、側面８１で反射させたりすることができる。本実施形態でも、凹部２３及び凹部８０は、光源１１から
の光による照射領域を広げるように設けられる。

本実施形態に示す構成によっても、光源１１の光を拡散させて表示パネル２に照射することができる。このように光の進行方向を２段階に変化させる構成を採用しても、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。

＜実施形態６＞
図８は、実施形態６に係る導光板１０の模式的な断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。また、図８の例では１つの凹部２５のみを示しているが、導光板１０には所定のピッチで凹部２５等の構成が複数設けられる。本実施形態では、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図８に示す面光源装置は、底面が開口した円錐形状のくぼみであり、光源１１を収容する収容部となる凹部２５を備える。凹部２５の底面の直径及び凹部２５の高さ（深さ）は、任意の値である。なお、凹部２５は円錐台状、角錐状、角錐台状等であってもよい。また、光源１１の形状、高さ及び幅も特に制限されず、光源１１は、凹部２３内に収容される形状及びサイズであればよい。また、本実施形態に係る凹部２５の側面には、フレネルレンズ状の凹凸２６が形成されている。凹凸２６は、光源１１のほぼ直上を覆うように形成され、表示パネル２への照射領域を広げるように光源１１が出射する光の進行方向を変化させる。

また、導光板１０の出光面側には、曲面によって形成される椀状のくぼみである凹部９０を備える。また、凹部９０の表面の一部には、フレネルレンズ状の凹凸９１が形成されている。凹凸９１も、光源１１のほぼ直上を覆うように形成され、表示パネル２（図示せず）への照射領域を広げるように光源１１が出射する光の進行方向を変化させる。すなわち、凹凸９１は、光源１１からの光の屈折する方向をより急峻な角度に変更し、表示パネル２上の照射領域を広げる。

本実施形態に示す構成によっても、光源１１の光を拡散させて表示パネル２に照射することができる。このように光の進行方向を２段階に変化させる構成を採用しても、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、導光板１０の出光面側及び光源１１側の少なくとも一方について、表示パネル２と平行な平面上にフレネルレンズを設けるようにしてもよい。このようにすれば、導光板１０の厚さを低減し得る。

＜実施形態７＞
図９は、実施形態７に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態でも、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

光源１１は、例えば透明樹脂層１８によって覆われていてもよい。図９の例では、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層１８が配置されている。換言すれば、複数の光源１１が透明樹脂層１８に埋め込まれている。また、透明樹脂層１８上に導光板１０が配置され、光源１１は導光板１０の凹部２０内に収容されていない。また、導光板１０の下面は透明樹脂層１８と接触し、導光板１０の下面と反射層１４とは接触していない。透明樹脂層１８の上面は平面であり、導光板１０と接触している。光源１１から出射された光は、透明樹脂層１８を通過して導光板１０に入射される。

本実施形態においては、実施形態２と同様の位置に第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０が設けられている。このような構成によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるよう
になる。また、光源１１の直上に向かう光束は、透明樹脂層１８内で広がりながら進行し、導光板１０の下面へ出射する際に屈折して、更に拡散する。第１の方向変更部３０又は第２の方向変更部４０は、透明樹脂層１８に設けられていてもよい。

＜実施形態８＞
図１０は、実施形態８に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態でも、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図１０の例も、光源１１が透明樹脂層１８に埋め込まれている。このような構成も、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層１８が配置されているといえる。透明樹脂層１８は、導光板１０の下方に配置されており、光源１１は導光板１０の凹部２０内には収容されていない。また、導光板１０の下面と反射層１４とは接触していない。また、導光板１０の下面と透明樹脂層１８とは接触していてもよいし、非接触であってもよい。図１０に示す透明樹脂層１８は、略半球形状であるが、この形状に限定されず、透明樹脂層１８は、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等の突起形状（凸形状）であってもよい。また、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層１８の一部が入り込んでいてもよいし、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層１８が入り込まなくてもよい。また、透明樹脂層１８は、凹部２０の内部と接触していてもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層１８を通過して導光板１０内に入射される。

本実施形態においても、実施形態２等と同様の位置に第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０が設けられている。このような構成によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、光源１１の直上に向かう光束は、透明樹脂層１８内で広がりながら進行し、透明樹脂層１８から出射する際に屈折して、更に拡散する。第１の方向変更部３０又は第２の方向変更部４０は、透明樹脂層１８に設けられていてもよい。

＜実施形態９＞
図１１は、実施形態９に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態でも、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図１１の例でも、光源１１は透明樹脂層１８に埋め込まれている。透明樹脂層１８は、例えば、上に凸な略半球形状であって、平面視上の中央付近がくぼみ、その周囲が輪帯状に上方へ突出したドーナツ形状である。また、２つの略半球形状が繋がった形状であってもよい。透明樹脂層１８は、導光板１０の下方に配置されており、光源１１は導光板１０の凹部２０内には収容されていない。導光板１０の下面と反射層１４とは接触していない。また、導光板１０の下面と透明樹脂層１８とは接触していてもよいし、非接触であってもよい。また、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層１８の一部が入り込んでいてもよいし、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層１８が入り込まなくてもよい。また、透明樹脂層１８は、凹部２０の内部と接触していてもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層１８を通過して導光板１０内に入射される。

本実施形態においても、実施形態２等と同様の位置に第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０が設けられている。このような構成によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、光源１１の直上に向かう光束は、透明樹脂層１８内で広がりながら進行し、透明樹脂層１８から出射する際に屈折して、更に拡散する。第１の方向変更部３０又は第２の方向変更部４０は、透明樹脂層１８に設けられていてもよい。

＜実施形態１０＞
図１２は、実施形態１０に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態でも、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図１２の例でも、光源１１が透明樹脂層１８に埋め込まれている。このような構成も、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層１８が配置されているといえる。透明樹脂層１８は、導光板１０の下方であって、凹部２０内に収容されている。また、導光板１０の下面と透明樹脂層１８とは接触していてもよいし、非接触であってもよい。図１０に示す透明樹脂層１８は、略半球形状であるが、この形状に限定されず、透明樹脂層１８は、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等の突起形状（凸形状）であってもよい。また、透明樹脂層１８は、凹部２０の内部と接触していてもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層１８を通過して導光板１０内に入射される。

本実施形態においても、実施形態２等と同様の位置に第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０が設けられている。このような構成によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、光源１１の直上に向かう光束は、透明樹脂層１８内で広がりながら進行し、透明樹脂層１８から出射する際に屈折して、更に拡散する。第１の方向変更部３０又は第２の方向変更部４０は、透明樹脂層１８に設けられていてもよい。

＜実施形態１１＞
図１３は、実施形態１１に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態でも、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図１３の例でも、光源１１は透明樹脂層１８に埋め込まれている。このような構成も、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層１８が配置されているといえる。透明樹脂層１８は、例えば、上に凸な略半球形状であって、平面視上の中央付近がくぼみ、その周囲が輪帯状に上方へ突出したドーナツ形状である。また、２つの略半球形状が繋がった形状であってもよい。透明樹脂層１８は、導光板１０の下方に配置されており、光源１１は導光板１０の凹部２０内に収容されている。また、導光板１０の下面と反射層１４とは接触している。また、導光板１０の下面と透明樹脂層１８とは接触していてもよいし、非接触であってもよい。また、透明樹脂層１８は、凹部２０の内部と接触していてもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層１８を通過して導光板１０内に入射される。

本実施形態においても、実施形態２等と同様の位置に第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０が設けられている。このような構成によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、光源１１の直上に向かう光束は、透明樹脂層１８内で広がりながら進行し、透明樹脂層１８から出射する際に屈折して、更に拡散する。第１の方向変更部３０又は第２の方向変更部４０は、透明樹脂層１８に設けられていてもよい。

＜実施形態１２＞
図１４は、実施形態１２に係る導光板１０を模式的に示す断面図である。各構成要素の大きさの比率等は、図示した例には限定されない。本実施形態でも、上述の構成に対応する構成要素には対応する符号を付し、説明を省略する。

図１４では、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層１８が配置されている。換言すれば、複数の光源１１が透明樹脂層１８に埋め込まれている。このような構成も、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層１８が配置されているといえる。また、透明樹脂層１８上に導光板１０が配置され、光源１１は導光板１０の凹部２０内に収容されていない。また、実施形態５等と同様に、導光板１０には凹部２３及び凹部８０が設けられている。凹部２３及び凹部８０は、円錐状、角錐状、椀状、釣鐘状等である。また、凹部２３の内奥部分には、第１の方向変更部３０が設けられている。また、拡散シート１５及びプリズムシート１６の間であって、光源１１の直上付近には、第２の方向変更部４０が設けられている。

本実施形態に係る導光板１０は、実施形態５と同様に、凹部２３及び凹部８０を有する。また、本実施形態に係る導光板１０は、出光面側に凸状のドットパターン１９ａを有し、下面側に凹状のドットパターン１９ｂを有する。ドットパターン１９ａは、平面視上、凹部８０の周囲に設けられているものとする。同様に、ドットパターン１９ｂは、平面視上、凹部２３の周囲に設けられている。ドットパターン１９ａ、１９ｂは、導光板１０のそれぞれ出光面、下面全体に設けられていてもよい。ドットパターン１９ａは、突起形状であり、凸レンズ形状、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等である。また、ドットパターン１９ｂは、凹形状であり、凹レンズ形状、円柱溝形状、角柱溝形状、円錐溝形状、角錐溝形状等である。ドットパターン１９ａ、１９ｂは、平面視で円形、楕円形、多角形の何れであってもよい。また、ドットパターン１９ａ、１９ｂは、射出成形によって導光板１０が製造される際に、導光板１０と一体に形成されてもよい。また、ドットパターン１９ａ、１９ｂは、インクジェット等によって、導光板１０に別途形成されてもよい。ドットパターン１９ａ、１９ｂにより、導光板１０の下面又は出光面において光を拡散することができる。また、凹部２３又は凹部８０の内部は、微小な凹凸を有してもよい。このようにすれば、凹部２３又は凹部８０に入射する光をより拡散させることができる。

本実施形態においては、実施形態２と同様の位置に第１の方向変更部３０及び第２の方向変更部４０が設けられている。このような構成によっても、光源１１から直上への直進光を遮断、反射又は拡散させることができ、輝度ムラの発生を抑制することができるようになる。また、光源１１の直上に向かう光束は、透明樹脂層１８内で広がりながら進行し、透明樹脂層１８から出射する際に屈折して、更に拡散する。第１の方向変更部３０又は第２の方向変更部４０は、透明樹脂層１８に設けられていてもよい。

実施形態１から６に示した導光板１０を備える表示装置は、各種の電子機器に搭載することができる。このような表示装置を備えた電子機器として、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット端末、電子ブック、ウェアラブル機器、カーナビゲーション装置、電子辞書、電子広告板等を例示できる。本発明に係る導光板及び表示装置を用いることで、電子機器の、小型化、薄型化を図りつつ、輝度ムラを低減させることができる。

１ 面光源装置
１０ 導光板
１１ 光源
１２ フレーム
１３ 実装基板
１４ 反射層
１５ 拡散シート
１６ プリズムシート
１７ 遮光部材
２０、２２、２３、２５ 凹部
２１、２４ 側面
２６ 凹凸
３０ 第１の方向変更部
４０ 第２の方向変更部
５０ 光拡散層
５１ 凸部
６０ 第１の回折格子
７０ 第２の回折格子
８０、９０ 凹部
８１ 側面
９１ 凹凸
２ 表示パネル

Claims (10)

1. 光を出射する出光面の反対側に設けられる凹部と、
   前記出光面の反対側に設けられる発光素子よりも前記出光面に向かう方向である上方であって、且つ前記凹部の内側に設けられ、前記発光素子の光の少なくとも一部の進行方向を変更する第１の方向変更部と、
   前記発光素子の上方であって、前記出光面よりも上に設けられ、前記発光素子の光の少なくとも一部の進行方向を変更する第２の方向変更部と、
   を備える導光板。
2. 前記第１の方向変更部及び第２の方向変更部は、光を遮断、反射又は拡散する材料により形成される、
   請求項１に記載の導光板。
3. 前記出光面に積層される光学フィルムをさらに備え、
   前記第２の方向変更部は、前記光学フィルム上に設けられる、
   請求項２に記載の導光板。
4. 前記第１の方向変更部は、前記導光板の前記凹部内に形成された第１の回折格子であり、
   前記第２の方向変更部は、前記出光面上に形成された第２の回折格子である、
   請求項１に記載の導光板。
5. 光を出射する出光面の反対側に第１の凹部を備える導光板であって、
   前記第１の凹部は、円錐状、円錐台状、角錐状又は角錐台状であり、
   前記導光板の前記出光面側であって、且つ前記第１の凹部よりも前記出光面に向かう方向である上方に、円錐状、円錐台状、角錐状、角錐台状又は椀状の第２の凹部が設けられた導光板。
6. 前記第１の凹部及び前記第２の凹部は、それぞれ発光素子の光を拡散するフレネルレンズを有する
   請求項５に記載の導光板。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記出光面の反対側に配置される発光素子と、
   を備える面光源装置。
8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記出光面の反対側に設けられる発光素子と、
   前記導光板と前記発光素子との間に配置された透明樹脂層と、
   を備え、
   前記透明樹脂層が前記発光素子の発光部を覆っている面光源装置。
9. 請求項７又は８に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置から出射される光を受ける表示パネルと、
   を備える表示装置。
10. 請求項９に記載の表示装置を備える電子機器。

Images