JP3387439B2 - 面照明装置及びこの面照明装置を用いた表示装置及びこの表示装置を用いた携帯機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置を照明す
る面照明装置に関し、特に発光ダイオード等の微小な光
放出面を有する光源を用いた面照明装置、およびそれを
用いた表示装置、およびそれを用いた携帯機器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話やパーソナルハンディホンシス
テム等に搭載される液晶表示装置のバックライトとして
用いられる面照明装置は、その光源として、小型で低消
費電力であるチップ形状の発光ダイオードを用いた光源
が使われている。さらに最近では、各種携帯情報端末機
器や携帯音響機器、デジタルカメラ，ビデオカメラ等の
携帯機器に関しても、小型化，電池の長寿命化および耐
衝撃性向上等の理由により、表示部の面照明装置用光源
が冷陰極管から発光ダイオードに変わりつつある。

【０００３】これら発光ダイオード光源を用いた従来の
面照明装置に関しては多様な構成がある。例えば、特公
平３−３２０７５号に記載されているように、液晶表示
体の背面側に上面発光の発光ダイオード光源を配置して
液晶表示体の裏面に向かって直接的に光を照射して照明
を行うものがあるが、装置の薄型化や液晶表示素子の背
面における電子回路設置上の問題等から、携帯電話等の
液晶表示装置のバックライトとしては、この液晶表示体
の背面側に直接発光ダイオード光源を配置するものは少
なくなっている。これに対して、携帯電話等の液晶表示
装置のバックライトとしては、液晶表示素子の表示面の
外側に発光ダイオード光源を配置する方法が多くとられ
ており、例えば特公平５−２１２３３号に記載されてい
るように、液晶ユニットの表示面の外側に上面発光の発
光ダイオード光源を配置して反射面と樹脂板を用いて光
を液晶表示ユニットの下方に導くことによって照明を行
うもの等が知られている。

【０００４】このように液晶表示素子の表示面の外側に
発光ダイオード光源を配置した一例を、従来の面照明装
置として図１１、図１２を用いて説明する。図１１は従
来の面照明装置の正面図、図１２は同断面図であり、３
１は発光ダイオードなどの光源、３２は導光板、３３は
光導入部、３４は導光部、３５は光放出部、３６は光放
出部３０の下面に散乱パターン３７の形成された散乱
面、３８は散乱面３６の反対面となる光放出面、３９は
反射シート、４０は拡散シート、４１は導光板３２，反
射シート９および拡散シート１０を保持するホルダー、
４１ｃはホルダー４１に形成された反射面、４２は光源
の実装された回路基板である。光源３１から発せられた
光は反射面４１ｃで反射された後、光導入部３３より導
光板３２の内部に入射する。この導光板３２の内部に入
射した光は導光部３４で拡散されて光放出部３５に入
り、散乱パターン３７により一部は散乱され光放出面３
８より出射し、また一部は散乱パターン３７を透過し反
射シート９により反射され再度光放出部３５の内部に入
射後光放出面３８より出射される。光放出面３８より出
射した光は拡散シート１０によりその進行方向を乱さ
れ、若干の輝度分布の一様化が図られる。

【０００５】現在、携帯機器の小型軽量化のため、面発
光装置においては導光板３２の小型化が求められてい
る。同時に、低消費電力化および実装等のコスト削減の
ため、光源３１の使用数削減が求められている。

【０００６】しかしながら、前記従来の面照明装置等で
は、小型化のため図１１中に示す導光路長Ｌ２が短小化
され、光源の使用数が減ると、光放出面３８側から見た
面内の輝度分布が増加してしまう。図１３に示す線Ｉは
典型的な発光ダイオードの指向特性を示すグラフであ
る。従来の技術において、例えば光源を図１１の中央一
個のみにすると、図１１中の光放出部Ｓ４近辺は主に図
１３中Ｐ３付近の光を用いて照明することになるため、
主にＰ１付近の光で照明するＳ３部とは大きな輝度差が
生じ輝度分布が悪化する。このことは図１３のＩＩに示
すような中央付近に偏った輝度分布を有する発光ダイオ
ードを用いた場合には更に顕著になる。

【０００７】このため、図１１中破線ｖｗおよび破線ｘ
ｙで導光板を切断し、利用する光を図１３中Ｐ４の内側
の範囲内に規制することで輝度分布を低減しようとする
試みがなされている。ここで、図１１中に示すように、
導光板の破線ｖｗと破線ｘｙのなす角Ａ３を光拡散規制
角と呼ぶことにする。この光拡散規制角Ａ３を狭めるこ
とで輝度分布の改善に大きな効果が認められるが、一方
で光源から光放出部へ至る導光路長Ｌ２を短小化させる
ためには逆に光拡散規制角Ａ３を広げることが必要とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の面
照明装置では、光拡散規制角Ａ３が少なくとも鈍角とな
り、光源からの光を十分拡散して光放出部３０に入射さ
せることができないため、図１１におけるＳ３部近傍が
明るくなりＳ４部近傍は暗くなるという輝度分布を改善
できない。このような輝度分布は、液晶表示素子等のバ
ックライトとして用いる場合、表示文字等が一部見難く
なり、さらには暗くて認識できない表示部分を生じるこ
とにもなり、表示品質を著しく損なってしまう。

【０００９】本発明は、上記の従来の課題を解決するも
のであり、発光ダイオード等の光源の使用数が少なく導
光路長が短くても、輝度分布が良好で視認性に優れた面
照明装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の面照明装置は、光源と、前記光源からの光
を面内方向に導入する光導入部と前記光導入部からの光
を導く導光部と前記導光部から導かれてきた光を放出す
る光放出部とを備えた導光板と、を備え、前記光源が前
記導光板の角部に設けられた前記光導入部に近接して配
置され、前記光源からの光は、前記光導入部，前記導光
部を介して前記光放出部に導かれる面照明装置であっ
て、前記光導入部を挟む前記導光板の第１の面と第２の
面の前記光放出部側の２辺若しくは前記２辺をそれぞれ
延在した２直線のなす角が鋭角となるように構成した。

【００１１】また、光導入部を挟む導光板の２つの面の
うちの少なくとも一方の面の光放出部側の辺が、光源か
ら遠ざかるに従って光放出部に近づくように構成されて
いる。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、光源
と、前記光源からの光を面内方向に導入する光導入部と
前記光導入部からの光を導く導光部と前記導光部から導
かれてきた光を放出する光放出部とを備えた導光板と、
を備え、前記光源が前記導光板の角部に設けられた前記
光導入部に近接して配置され、前記光源からの光は、前
記光導入部，前記導光部を介して前記光放出部に導かれ
る面照明装置であって、前記光導入部を挟む前記導光板
の第１の面と第２の面の前記光放出部側の２辺若しくは
前記２辺をそれぞれ延在した２直線のなす角が鋭角であ
ることにより、光源から光放出部へ至る導光部の広がり
を狭められ、光導入部から光放出部へ至る導光路長を短
くしても、光源の発する光を光放出部の隅々まで導くこ
とができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て光導入部を挟む導光板の２つの面のうちの少なくとも
一方の面の前記光放出部側の辺が、光源から遠ざかるに
従って光放出部に近づくことにより、光源からの光を効
率よく光放出面方向に導くことができるので、光の利用
効率をより高く、輝度むらを少なくすることができる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、光源と、前記光
源からの光を面内方向に導入する光導入部と前記光導入
部からの光を導く導光部と、光を外部に出射する出射面
とを備えた導光板と、前記出射面に沿って配置され前記
出射面からの出射光を乱反射する乱反射板とを備え、前
記光源が前記導光板の角部近傍に設けられた前記光導入
部に近接して配置され、前記光源からの光は、前記光導
入部，前記導光部を介して前記出射面に導かれる面照明
装置であって、前記光導入部を挟む前記導光板の第１の
面と第２の面の前記光放出部側の２辺若しくは前記２辺
をそれぞれ延在した２直線のなす角が鋭角であることに
より、面照明装置の軽量化を実現しつつ、光源の発する
光を光放出部の隅々まで導くことができる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、光導入部を挟む
導光板の２つの面のうちの少なくとも一方の面の前記光
放出部側の辺が、光源から遠ざかるに従って出射面に近
づくことにより、面照明装置を軽量化しつつ、光の利用
効率をより高く、輝度むらを少なくすることができる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、光導入部は、光
が入射する入射面と光放出部に対して傾斜した端面とを
備え、光源が入射面を挟んで端面の反対側に形成されて
いることにより、効率よく光を導光板内部に導くことが
できると共に、光源を導光板の側面に載置した場合に比
べて、導光板の厚み分光源から光導入部までの距離が増
加するため、導光部の面積を小さくできる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項５におい
て光導入部を構成する導光板の端面が、光源近傍を中心
とし扇状に広がった曲面よりなることにより、光源から
の光が光導入部での反射により拡散されて導光部に導入
されるため、導光部内における光の拡散効果をさらに向
上できる。

【００１８】請求項７に記載の発明は、光源として、発
光ダイオードが使用され、前記発光ダイオードの光出射
面に略凹状のレンズが配置されたことにより、光放出面
積の小さい発光ダイオードからの出射光を略凹状のレン
ズであらかじめ拡散させて光導入部に入射させるため、
導光部内における光の拡散効果をさらに向上できる。

【００１９】請求項８に記載の発明は、光源として、一
個の発光ダイオードのみ使用したことにより、光源にお
ける消費電力を削減でき、かつ導光板の光導入部の面積
を小さくできるという作用を有する。

【００２０】請求項９に記載の発明は、発光ダイオード
に複数の発光素子が形成されていることにより、発光素
子を選択的に用いることができるので、発光色を替えた
り、故障時のスペアとして利用することができる。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、液晶表示素子
に近接して、請求項１から請求項９のいずれか１に記載
の面照明装置が配置したことにより、面照明装置を小型
化かつ低消費電力化でき、表示装置の表示面の輝度分布
も少なくできる。

【００２２】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の表示装置において、面照明装置が、液晶表示素子
の表示用配線が引き出された側に光源が配置されている
構成としたものであり、光源を液晶表示素子の表示用配
線で覆うため、光源からの迷光があってもそれが表示面
から漏れ出るのを防ぐことができるという作用を有す
る。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、表示装置とし
て、請求項１０もしくは請求項１１に記載の表示装置が
使用された携帯機器であり、表示装置を表示面の輝度分
布を悪化させることなく小型化かつ低消費電力化できる
という作用を有する。

【００２４】次に、本発明の本実施の形態について、図
を用いて説明する。

【００２５】（実施の形態１）図１は本実施の形態１に
おける面照明装置の正面図、図２は本発明の実施の形態
１における面照明装置の断面図、図３は本発明の実施の
形態１における面照明装置の要部正面図である。

【００２６】図において、１は光源で、豆電球、麦球、
発光ダイオード等が考えられるが、ここでは非常に微小
な光放出面積（具体的には２．５ｍｍ²以下）を有する
点状光源であり、小型で発光効率の高い発光ダイオード
を用いた。これにより、消費電力を低減できるとともに
光源の設置面積を低減できるので、面照明装置の小型化
を実現できる。特に光源１として、一個の発光ダイオー
ドのみ使用することにより、輝度分布を悪化させること
なく最も小型化および低消費電力化できる。なお光源１
は１つの発光素子を有するものを用いても、複数の発光
素子を有するものを用いてもよい。発光ダイオードに複
数の発光素子が形成されている場合には、発光素子を選
択的に用いることができるので、発光色を替えたり、故
障時のスペアとして利用することができる。

【００２７】２は導光板であり、材質としてはメタクリ
ル樹脂やポリカーボネイト樹脂等の高透過特性を有する
有機材料やガラスが好適であるが、本実施の形態では、
金型による射出成型が可能で形状の自由度と量産性が高
い樹脂製とし、さらに光の透過率が高いメタクリル樹脂
を用いた。

【００２８】導光板２は、光導入部３，導光部４，光放
出部５より構成されている。なお、図３中の光放出部５
の角部ｒ，ｎを結ぶ点線は、導光部４と光放出部５の境
界の概要を示しており、ｍ，ｑ，ｐ，ｌはそれぞれ導光
板２の所定の角部を示している。まず光導入部３は、導
光板２の面内方向に光を導く働きを有し、光源１が導光
板２の下方に形成されている場合には、光が入射する入
射面と、その入射面から入射してきた光を光放出部５の
方に反射する働きを有する反射面から形成されることが
多い。この反射面は、導光板２の端面に、斜面でかつ光
源１付近を中心に扇状に広がる曲面で構成され、光源１
の真上に配置されている。これにより光源１からの光が
光導入部で拡散されて導光部内に導入されるため、輝度
分布がより改善され、視認性を向上できる。また光源１
が導光板２の光導入部３の下方に配置されているので、
面照明装置をより小型化できる。

【００２９】次に、光放出部５は、光を導光板２から外
部に放出する部分であり、一方の面は光を外部に放出す
る光放出面８となっており、反対側の端面は、散乱パタ
ーン７の形成された散乱面６となっている。散乱パター
ン７は乳白色〜白色インクで光放出部５の下面に印刷さ
れたドットであり、図３中に示すように光源１から離れ
るにつれ面積比率が増加するように配置されている。光
放出部５に入射した光は光源１に近い方が明るくなる傾
向にあり、このため上記のように散乱パターン７の印刷
面積を変化させることにより光放出面８の輝度分布をあ
る程度均一化することができる。散乱パターン７の乳白
色〜白色インクとしてはメジウムに酸化チタン等の白色
微粒子を分散させたものが好適であるが、必ずしも着色
粒子を混入せずともよく、インク中にインクより屈折率
の大きいガラスビーズを入れたり、インク中にインクよ
り屈折率の小さい空気泡を混入したものを用いても同様
の効果が得られる。また散乱パターン７を、印刷ではな
く微少な突起または窪みを導光体下面に直接多数形成す
ることにより構成してもよい。また導光板２の端面に近
接するように別部材で形成してもよい。

【００３０】導光部４は、導光板２の端部ｑ，ｍから相
対する角部ｐ，ｌに向かってＶ字状に広がるように形成
されている。

【００３１】９は散乱面６の下側に置かれた高反射率の
反射シートであり、表面に酸化チタン等が混入された白
色の反射層が形成されている。

【００３２】１０は導光板２の光放出部５の上面に置か
れた拡散シートで、表面に微小な凹凸が形成された半透
明のフィルムであり、光放出部５からの出射光を散乱さ
せることで照明輝度の均一化に寄与する。

【００３３】１１は導光板２，反射シート９および拡散
シート１０を所望の位置に保持するホルダーであり、本
実施の形態では形状自由度と量産性の観点から樹脂製と
した。樹脂の種類としてはアクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン、ポリカーボネイトなどが好ましく、また
色は白色等の反射率の高い色が好ましい。１１は回路基
板であり、光源１が実装され、ホルダー１１を定位置に
保持して光源１が導光板２の光導入部３の真下に配置さ
れるよう位置を規制している。

【００３４】以上のように構成された本実施の形態にお
ける面照明装置の動作について説明する。まず、光源１
からの光は、光導入部３の入射面から入射して、反射面
で反射され、多くはメタクリル樹脂と空気の界面で起こ
る全反射条件を満たす角度成分を持つ光となって導光板
２の面内方向に導かれる。導光板２に入射した光の一部
は導光部４で反射されて導光板２の光放出部５方向に導
かれ、一部の光は直接光放出部５へと導かれる。光放出
部５では、その内部に導光部４より導入された光が全反
射により効率よく閉じ込められるが、下面の散乱パター
ン７に当たった光はランダムな方向に反射あるいは透過
され、全反射の臨界角を超える成分を持った光のみ導光
板２の外側に出る。このうち、光放出面８に到達した光
は出射されるが、反射シート９およびホルダー１１に当
たった光は反射されて再度光放出部５の内部に戻る。こ
うして、導光板２内に導かれた光は、途中で吸収される
ものを除きほとんどが光放出面８より出射されて面照明
が行われる。

【００３５】このように光源１からの光を、光導入部３
の入射面から入射させ、反射面で反射してから導光板２
の面内方向に導くことにより、導光板２の厚みにより光
源１から光導入部３までの距離が増加する分導光部の面
積を小さくでき、面照明装置をより小型化できる。

【００３６】本実施の形態においては、光源１を導光板
２の角部に配置し、そこから出射された光を導光板２の
面内方向に導く際に、入射する光の分布の中心軸が、導
光板２の外周の辺４ａ，４ｂに対して傾斜して導入する
ような構成としたことにより、導光板２の光放射部５に
より均一な輝度分布を待たせることができるので、視認
性の良好な面照明装置を実現することができる。

【００３７】また光源１を導光板２の光放出部５の角部
近傍に配置し、図３中に示す導光部４の光導入部３近傍
の光拡散規制角Ａ１を鋭角にする構成により、光源１と
なる発光ダイオードの光のうち、主に図１３に示すＰ２
付近の相対強度の高い光で図１中に示す散乱板のＳ２部
を照明することができる。また、光導入部３を光放出部
５に平行な方向の断面が円弧状の曲面で構成しているた
め、図１３に示すＰ１近傍にある相対強度の高い光も前
記Ｓ２部の照明に分配できる。以上のような構成によ
り、Ｓ２部と、主に図１３に示すＰ１付近の相対強度の
高い光で照明されるＳ１部との輝度差が減少し、輝度分
布が改善される。視覚的に違和感が感じられなくなる輝
度分布としては、その指標となる最小輝度を最大輝度で
割った輝度比Ｒでみて少なくとも０．５以上必要であ
り、その達成にためには主にＳ２部を照明する光が相対
強度で７０％以上であることが必要であった。このた
め、光拡散規制角Ａ１は９０度以下であることが望まし
い。本実施の形態においては、光源を導光体の角部に配
置するため、図１中に示した光源から光放出部へ至る導
光路長Ｌ１を短くしても、光拡散規制角Ａ１を９０度未
満に設定することが可能となる。このような特性を満た
す範囲として、４５°≦Ａ１＜９０°とすることが好ま
しく、更に装置の小型化を実現しつつ更良好な特性を有
する範囲として、６０°≦Ａ１≦８５°とすることが好
ましい。特に８５°以下とすることにより、確実に導光
板２に入射してきた光を非垂直に反射させることができ
るので、導光板２の外周で反射されてきた光が、光放出
部５に入射することなく、光導入部３に戻り、迷光とな
って導光板２の外部に漏れ出して、本来光が出る部分以
外のところを照明してしまうことを防止できる。また導
光板２に入射してきた光のほとんどを光放出部５に導く
ことができるので、光の利用効率を向上させることがで
きる。

【００３８】実際に、光放出面が一辺３０ｍｍの正方形
であり、導光路長Ｌ１が３ｍｍ，導光板厚みが１ｍｍ，
光源としてＧａＮ系の緑色発光ダイオードを一個用い、
従来の面照明装置は前記図１１において中央の発光ダイ
オードのみの構成で導光路長Ｌ２を３ｍｍ，光拡散規制
角Ａ３を１６０度とし、本実施の形態は光拡散規制角Ａ
１を８５度とした構成で各々作製した。両者共に発光ダ
イオードに流す電流を１０ｍＡとし、同一条件下で輝度
分布を測定したところ、従来ではＲ＝０．１８だったの
に対し、本実施の形態においてはＲ＝０．６８となり、
半透過型の液晶表示素子を通して見た際にはほとんど輝
度分布が感じられないほど大幅に改善された。

【００３９】このように、本実施の形態においては、導
光路長を短くしても導光部で入射光を導光板幅方向に十
分拡げることができ、従来よりも少ない光源数で面発光
輝度の均一化を図ることができる。導光路長の短小化は
導光板体積の削減を可能とし、小型の面照明装置を得る
ことができる。また光源数の減少は消費電流の削減を可
能とし、同時に光源の基板への実装工程を簡略化でき、
低消費電力で量産性に優れた面照明装置を得ることがで
きる。

【００４０】また、本実施の形態においては、導光板２
の外周部分のうち、角部ｍと角部ｌを結んだ直線４ｂ
が、光源１から遠ざかるに連れて光放出部５を構成する
辺５ｂに近づいていくように、また角部ｑと角部ｐを結
んだ直線４ａが、光源１から遠ざかるに連れて光放出部
５を構成する辺５ａに近づいていくように構成されてい
る。このような構成としたことにより、光源１から出射
された光をより効果的に光放出部５方向に導くことがで
きるので、輝度分布のより一層の均一化を図ることがで
き、特に領域Ｓ２部をより効率よく照らすことができ
る。さらに導光板２の投影面積をより小さくすることが
できるので、面照明装置内の空間の利用効率の向上を図
ることができ、面照明装置の小型化ならびに設計の自由
度の向上を図ることができる。

【００４１】次に本実施の形態の面照明装置を用いて構
成された表示装置と、さらにその表示装置を用いた携帯
機器の例を図４および図５により説明する。図４は本発
明の実施の形態１における携帯機器の正面図、図５は、
本発明の実施の形態１における携帯機器の要部透視図で
ある。図４において、１４は樹脂等よりなる筺体であ
り、その一部に電話番号等を表示する表示部１３が設け
られている。図５はこの表示部を携帯電話の側面より透
視したものであり、表示には液晶表示装置１７が使用さ
れている。液晶表示装置１７は、本実施の形態１の面照
明装置の上に半透過半反射型の液晶表示素子１５が搭載
され、液晶表示素子１５の表示用配線１６が面照明装置
の光源１を覆う位置にくるよう配置されている。液晶表
示装置１７は、本実施の形態１の面照明装置を用いるこ
とで視認性を低下させることなく小型化かつ低消費電力
化が図られ、また光源１からの迷光が発生し光放出面８
以外から光が漏れた場合でも、液晶表示素子１５の表示
用配線１６によりそのほとんどが遮蔽され、視認性のさ
らなる向上が図られている。表示部１３は液晶表示素子
１３を透明部材よりなる表示窓１８を通して視認する構
成となっており、液晶表示素子１５の使用により、小型
で低消費電力でかつ表示部の視認性の良い携帯機器を得
ることができる。以上のような構成を有する携帯機器で
は、光源１の使用個数を削減できるので、携帯機器の消
費電力を低減できるとともに、光源１の配置面積を狭
く、導光部の長さを短くできるので、携帯機器の小型化
を実現することができる。

【００４２】また空間の利用効率が向上するので、それ
ぞれの設計の自由度が向上し、配線の取り回しや基板の
配置等をより効率よく行うことができると共に、無理な
配置をする必要がないので、無理な配置に起因する故障
や不良の発生を抑制することができ、信頼性の高い表示
装置及び携帯機器とすることができる。また表示装置や
携帯機器の小型化を実現することができる。

【００４３】（実施の形態２）図６は本実施の形態２に
おける面照明装置の正面図である。図中の光源１，反射
シート９，拡散シート１０，ホルダー１１，回路基板１
２は前記実施の形態１で述べたものと同様であり、ここ
では説明を省略する。

【００４４】本実施の形態では、光源１が２個使用さ
れ、導光板２にはその各々に光導入部２と導光部３が設
けられている。導光部３は各々光放出部５の１辺にのみ
広がっており、光放出部５の光源１に最も近い角に接す
る導光部３の角Ｂが略直角となる形状、すなわち導光部
４の辺４ｃと光放出部５の辺５ｃとが光源１から遠ざか
るに従って近づいていく構成となっている。このような
構成とすることにより、本実施の形態においては、前記
実施の形態１と同様の効果を保ちつつ導光部３の体積を
より削減でき、面照明装置のさらなる小型化を図ること
ができる。

【００４５】なお、本実施の形態においては２個の光源
を使用したが、さらに照明面積を広げたり面照明輝度を
向上させたい場合には、消費電流および面照明装置の大
きさの許容範囲内で光源の使用個数を増やせばよい。

【００４６】また、本実施の形態の面照明装置を用いれ
ば、前記実施の形態１と同様に、小型で低消費電力でか
つ表示部の視認性の良い表示装置および携帯機器を得る
ことができる。

【００４７】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３について図を用いて説明する。図１４は本発明の実施
の形態３における導光板の正面図である。図中の光放出
部５，光導入部３は、前記実施の形態１で述べたものと
同様であり、ここでは説明を省略する。

【００４８】本実施の形態では、導光部４の端部４ｃの
形状は、導光板２の角部ｑ，ｐを結んだ直線よりも光放
出部５側に凸の形状となっている。また導光部４の端部
４ｄの形状は、導光板２の角部ｍ，ｌを結ぶ直線よりも
光放出部５側に凸の形状となっている。このような構成
としたことにより、光源１から出射された光の広がり角
をＡ３よりも小さなＡ４とすることができるので、光源
１からの光のうち、強度の大きい中心付近により近い部
分の光を輝度が小さくなりがちなＳ２部に向かわせるこ
とができるので、より効率よくＳ２部の輝度を大きくす
ることができ、光放出部での輝度分布をより小さくする
ことができる。

【００４９】また図１３のＩＩに示すような中央部分に
偏った発光強度を有する光源を光源１として用いた場合
にも、導光部４の凸になっている端部の働きにより効率
よく均一化した光を光放出部５に導くことができるの
で、光放出部５における輝度分布を最小限に抑制するこ
とができる。従って使用する光源の発光強度特性によら
ず安定した性能を有する面照明装置を実現することがで
きる。

【００５０】なお本実施の形態では端部４ｃ，４ｄを光
放出部５側に凸の形状としていたが、端部４ｃ，４ｄの
形状を波形にしてもよいし、鋸波状等の曲面で構成して
もよい。これにより光源１からの光に光放出部５におけ
る輝度分布を最小限に抑制するための最適な分布を持た
せることができる。

【００５１】（実施の形態４）図７は本実施の形態４に
おける面照明装置の正面図、図８は本実施の形態４の面
照明装置の断面図で、図７の線ｔｕでの断面を示してい
る。図９は本発明の実施の形態４における面照明装置の
要部正面図で、導光板および乱反射板を示している。図
１０は本発明の実施の形態４における光源の側面図であ
る。図中の拡散シート１０，ホルダー１１，回路基板１
２は実施の形態１で述べたものと同様であり、ここでは
説明を省略する。

【００５２】本実施の形態では、光源１９として、図１
０に示すように素子基板２４に発光素子２３が実装され
発光素子２３の周囲を円筒側面状の凹面部２６が形成さ
れた略透明なモールド樹脂２５で覆った構成の発光ダイ
オードを用いており、この凹面部２６の円筒中心線と対
角線ｔｕが略平行となるように配置されている。このよ
うに光源１９として、発光ダイオードが使用され、その
発光ダイオードの光出射面に略凹状のレンズを配置した
ことにより、光源からの光があらかじめ拡散されている
ため輝度分布がより改善され、視認性を向上できる。ま
た、導光板２０を光導入部３と導光部４のみで構成し、
メタクリル樹脂等の高透過材料を用いて形成している。
導光部４の側面は光出射面２０ａおよび２０ｂとなって
おり、この光出射面に隣接して乱反射板２１が配置され
ている。乱反射板２１は光源１９より遠ざかるほど厚み
が増すように形成されており、その表面には図８中に示
すように断面が略三角状のレリーフである乱反射パター
ン２２が光源１９を中心とする同心円状に配置されてい
る。乱反射板２１は、白色のアクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン樹脂を用い射出成型で乱反射パターン２
２と一体に形成したが、材質は白色で反射率の高いもの
であれば樹脂以外でもよく、また乱反射パターン２２は
印刷により形成してもよい。さらに、乱反射板２１をホ
ルダー１１と一体に成型し作製してもよい。このような
構成としたことにより、面照明装置全体の重さを実施の
形態１のものに比べて軽くすることができるので、これ
を搭載した表示装置は非常に軽くなり、この表示装置を
搭載した携帯機器は非常に軽量で、使用者の使い勝手の
よいものとすることができる。

【００５３】本実施の形態においては、光源１９のより
入射した光は、前記実施の形態１と同様にして導光板２
０の導光部４で拡散され、出射面である２０ａおよび２
０ｂより出射される。出射された光は乱反射板２１の乱
反射パターン２２で乱反射され、拡散シートへ入射して
面発光する。なお、乱反射板２１に入射した光は光源１
９に近い方が明るくなる傾向にあるため、乱反射パター
ン２２はその面積比率が光源１９から離れるにつれ増加
するように配置され、輝度分布をある程度低減すること
ができるようになっている。また、光源１９の光はモー
ルド樹脂２５の凹面部２６によりあらかじめある程度拡
散して出射されるため、導光板２０の導光部４における
光拡散が促進され、輝度分布をより低減できる。

【００５４】本実施の形態においては、光源１９を導光
体２０の角部に配置し、図９中に示す導光部４の光導入
部３近傍の光拡散規制角Ａ２を鋭角にしているため、前
記実施の形態１と同様な理由により輝度分布が改善され
る。実際に、乱反射板の上面が一辺３０ｍｍの正方形で
あり、導光路長が３ｍｍ，導光板厚みが１ｍｍ，光源と
してＧａＮ系の緑色発光ダイオードを一個用い、角度Ａ
２を８５度とした構成で作製したところ、発光ダイオー
ドに流す電流を１０ｍＡとした時の輝度分布がＲ＝０．
７０となり、実施の形態１と同様に輝度分布改善効果が
得られた。

【００５５】このように、本実施の形態においては、小
型・軽量で低消費電力かつ量産性に優れた面照明装置を
得ることができる。また、本実施の形態の面照明装置を
用いれば、小型・軽量で低消費電力でかつ表示部の視認
性の良い表示装置および携帯機器を得ることができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の面照明装置は、光源と、前記光
源からの光を面内方向に導入する光導入部と前記光導入
部からの光を導く導光部と前記導光部から導かれてきた
光を放出する光放出部とを備えた導光板と、を備え、前
記光源が前記導光板の角部に設けられた前記光導入部に
近接して配置され、前記光源からの光は、前記光導入
部，前記導光部を介して前記光放出部に導かれる面照明
装置であって、前記光導入部を挟む前記導光板の第１の
面と第２の面の前記光放出部側の２辺若しくは前記２辺
をそれぞれ延在した２直線のなす角が鋭角となるように
構成したことにより、光源から光放出部へ至る導光路長
を短くしても光源の発する光を光放出部の隅々まで導く
ことができ、これにより光源の使用数を削減できるた
め、小型で消費電力が少なく、かつ輝度分布が少なく視
認性に優れた面照明装置を得ることができる。

【００５７】また、光導入部を挟む導光板の２つの面の
うちの少なくとも一方の面の光放出部側の辺が、光源か
ら遠ざかるに従って光放出部に近づくように構成されて
いることにより導光部の面積を削減でき面照明装置を小
型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における面照明装置の正
面図

【図２】本発明の実施の形態１における面照明装置の断
面図

【図３】本発明の実施の形態１における面照明装置の要
部正面図

【図４】本発明の実施の形態１における携帯機器の正面
図

【図５】本発明の実施の形態１における携帯機器の要部
透視図

【図６】本発明の実施の形態２における面照明装置の正
面図

【図７】本発明の実施の形態４における面照明装置の正
面図

【図８】本発明の実施の形態４における面照明装置の断
面図

【図９】本発明の実施の形態４における面照明装置の要
部正面図

【図１０】本発明の実施の形態４における光源の側面図

【図１１】従来の面照明装置の正面図

【図１２】従来の面照明装置の断面図

【図１３】光源の相対発光強度を示すグラフ

【図１４】本発明の実施の形態３における導光板の正面
図

【符号の説明】

１，１９ 光源 ２，２０ 導光板 ３ 光導入部 ４ 導光部 ５ 光放出部 ６ 散乱面 ７ 散乱パターン ８ 光放出面 ９ 反射シート １０ 拡散シート １１ ホルダー １２ 回路基板 １３ 表示部 １４ 筺体 １５ 液晶表示素子 １６ 表示用配線 １７ 液晶表示装置 １８ 表示窓 ２１ 乱反射板 ２２ 乱反射パターン ２３ 発光素子 ２４ 素子基板 ２５ モールド樹脂 ２６ 凹面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｃ Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｈ０４Ｍ 1/02 Ｃ Ｈ０４Ｍ 1/02 1/22 1/22 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 上鶴 忍 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−320514（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21V 8/00 601 G02B 5/02 G02F 1/13357 H04M 1/02 H04M 1/22

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、前記光源からの光を面内方向に導
   入する光導入部と前記光導入部からの光を導く導光部と
   前記導光部から導かれてきた光を放出する光放出部とを
   備えた導光板と、を備え、前記光源が前記導光板の角部
   に設けられた前記光導入部に近接して配置され、前記光
   源からの光は、前記光導入部，前記導光部を介して前記
   光放出部に導かれる面照明装置であって、前記光導入部
   を挟む前記導光板の第１の面と第２の面の前記光放出部
   側の２辺若しくは前記２辺をそれぞれ延在した２直線の
   なす角が鋭角であることを特徴とする面照明装置。
2. 【請求項２】光導入部を挟む導光板の２つの面のうちの
   少なくとも一方の面の前記光放出部側の辺が、光源から
   遠ざかるに従って光放出部に近づくことを特徴とする請
   求項１記載の面照明装置。
3. 【請求項３】光源と、前記光源からの光を面内方向に導
   入する光導入部と前記光導入部からの光を導く導光部
   と、光を外部に出射する出射面とを備えた導光板と、前
   記出射面に沿って配置され前記出射面からの出射光を乱
   反射する乱反射板とを備え、前記光源が前記導光板の角
   部近傍に設けられた前記光導入部に近接して配置され、
   前記光源からの光は、前記光導入部，前記導光部を介し
   て前記出射面に導かれる面照明装置であって、前記光導
   入部を挟む前記導光板の第１の面と第２の面の前記光放
   出部側の２辺若しくは前記２辺をそれぞれ延在した２直
   線のなす角が鋭角であることを特徴とする面照明装置。
4. 【請求項４】光導入部を挟む導光板の２つの面のうちの
   少なくとも一方の面の前記光放出部側の辺が、光源から
   遠ざかるに従って出射面に近づくことを特徴とする請求
   項３記載の面照明装置。
5. 【請求項５】光導入部は、光が入射する入射面と光放出
   部に対して傾斜した端面とを備え、光源が入射面を挟ん
   で端面の反対側に形成されていることを特徴とする請求
   項１から請求項４のいずれかに記載の面照明装置。
6. 【請求項６】光導入部を構成する導光板の端面が、光源
   近傍を中心とし扇状に広がった曲面よりなることを特徴
   とする請求項５に記載の面照明装置。
7. 【請求項７】光源として、発光ダイオードが使用され、
   前記発光ダイオードの光出射面に略凹状のレンズが配置
   されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれ
   かに記載の面照明装置。
8. 【請求項８】光源として、一個の発光ダイオードのみ使
   用されたことを特徴とする請求項１から請求項７のいず
   れかに記載の面照明装置。
9. 【請求項９】発光ダイオードに複数の発光素子が形成さ
   れていることを特徴とする請求項８記載の面照明装置。
10. 【請求項１０】液晶表示素子に近接して、請求項１から
    請求項９のいずれか１に記載の面照明装置が配置された
    ことを特徴とする表示装置。
11. 【請求項１１】面照明装置が、液晶表示素子の表示用配
    線が引き出された側に光源が配置されている面照明装置
    であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 【請求項１２】表示装置として、請求項１０もしくは請
    求項１１に記載の表示装置が使用されたことを特徴とす
    る携帯機器。