JP4420813B2 - 面光源装置及び表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、被照明部材としての液晶表示パネル等を背面側から照明する面光源装置、及びこの面光源装置を備えた液晶表示装置等の表示装置に関するものである。

図１９に示す第１従来例に係る面光源装置１０１は、平面形状が矩形形状の導光板１０４のコーナー部を斜めに切り欠いて入射面１０５を形成し、この入射面１０５に対向するようにＬＥＤ（点状の光源）１０６を配置し、このＬＥＤ１０６からの光を入射面１０５から導光板１０４の内部に入射させるようになっている。導光板１０４の内部に入射した光は、導光板１０４の内部を伝播する過程において、導光板１０４の出射面１０７に対する入射角が臨界角以下になると、導光板１０４の出射面１０７から出射して、導光板１０４の出射面１０７に対向するように配置された光拡散シート等の光制御部材１１４を透過した後、被照明部材としての液量表示パネル１０３等を面状に照明するようになっている。

このような、面光源装置１０１においては、ＬＥＤ１０６の光は、ＬＥＤ１０６から所定の広がり角を持った光として出射し、入射面１０５より導光板１０４内へ入射するが、ＬＥＤ１６から出射される光の広がり角は、通常それほど大きくないため、その場合には導光板１０４内に入射した後の光の広がりも不十分となり、導光板１０４の入射面１０５に接続される両側面１１５，１１６の近傍位置に光が十分に伝播できず、暗部が生じる場合がある。

このような面光源装置１０１の問題点を解決するには、図２０に示すように、平面形状が略二等辺三角形の凹部１１７又はプリズム状突起を導光板１０４の入射面１０５に多数形成し、ＬＥＤ１０６からの光をその凹部１１７又はプリズム状突起によって大きく拡げた状態で導光板１０４内部に入射させ、導光板１０４の両側面１１５，１１６近傍にも十分に光を伝播させることも考えられる（特許文献１参照）。

しかし、このような面光源装置１０１は、図２０に示すように、導光板１０４の各側面１１５，１１６に対応する有効発光出射面（図中の破線で示す領域）１２６を形成する各辺１１５ａ，１１６ａによって形成される角を２等分する仮想線に対して、このコーナー部Ｃ１を直交するように切り欠くことにより、ＬＥＤ１０６の出射光軸に直交する入射面１０５を形成している。ここで、出射光軸とは、ＬＥＤ１０６からの立体的な出射光束の中心における最も強い光が進行する方向である。また、有効発光出射面１２６とは、液晶表示パネル１０３を照明するために有効に利用される出射面部分であり、いわゆる額縁部分を除く出射面部分である。

したがって、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０によって第１出射面部１０７ａと第２出射面部１０７ｂとに二分される導光板１０４の出射面１０７は、第１出射面部１０７ａ（斜線部外）と第２出射面部１０７ｂ（斜線部）とで出射面積が異なることになる。すなわち、導光板１０４の第２出射面部１０７ｂは、導光板１０４のコーナー部Ｃ１に対応する有効発光出射面１２６の角部から延びる対角線１２１を含む出射面部であり、第１出射面部１０７ａよりも出射面積が大きい。そのため、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０に対して対称な広がり角で光が導光板１０４の入射面１０５から内部に入射すると、第１出射面部１０７ａから出射する光の単位面積当たりの光量の方が第２出射面部１０７ｂから出射する光の単位面積当たりの光量よりも多くなり、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０を境にして、導光板１０４の第１出射面部１０７ａと第２出射面部１０７ｂとで明るさに差が現れるという新たな問題を生じる。

このような新たな問題を解決するものとして、図２１に示すような面光源装置１０１に用いられているような入射面形状を図２０に示す面光源装置に適用することが考えられる。すなわち、この図２１に示す面光源装置１０１のような、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０を導光板１０４の長い導光路が多い領域側に傾けるような入射面形状を上述した図２０の面光源装置に適用すれば光の広がり角を大きくしたままで、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０に対して導光板１０４の第１出射面部１０７ａと第２出射面部１０７ｂに供給される光の量がほぼ等しくなるようにすることができると考えられる（特許文献２参照）。

特開２００３−３３１６２８号公報 特開平１１−１３３４２５号公報

しかしながら、図２１に示す面光源装置１０１の入射面形状を適用して、単に、ＬＥＤ１０６の入射光軸１２０を導光板１０４の長い導光路が多い領域に傾けただけでは、導光板１０４の形状が長方形状の場合には一方の側面１１６側の近傍に暗部（斜線部）１１９を生じる場合がある。

このような不具合を解消するために、図２２に示すように、入射面１０５に対する傾斜角が非対称となる一対の傾斜面１２３，１２４からなる略三角形状の凹み１２５を形成することが考えられる。

このような態様を採用した場合、ＬＥＤ１０６からの出射角度の等しい出射光１２２ａ，１２２ｂ（図２２（ｅ）では入射基準面に直交する光）を夫々傾斜角度の小さな傾斜面１２４と傾斜角度の大きな傾斜面１２３より入射させると、傾斜角度が大きな傾斜面１２３から入射した光１２２ｂ’の方が、傾斜角度の小さな傾斜面１２４から入射した光１２２ａ’よりも屈折角が大きくなるため（θ１＜θ２）、側面１１６側へ十分に光を伝播させることができるようになるが、同時に、対称な傾斜面を形成した場合に比べ、入射光軸１２０自体を側面１１６側へ偏らせてしまうため、逆に導光板１０４の入射面１０５の一端側から延びる一方の側面１１５近傍の有効発光出射面１２６に暗部１２７が生じることとなり、また導光板１０４の入射面１０５の他端側から延びる他方の側面１１６の近傍の有効発光出射面１２６には明部１２８が形成されてしまうという問題があった。

このように、従来の面光源装置１０１は、導光板１０４の出射光の輝度の均一化を目的として様々な工夫を施しているが、いずれも未だ十分なものとはなっておらず、出射光輝度の十分な均一化が実現できていないというのが実状であった。

そこで、本発明は、導光板に入射した後の入射光軸の方向と光の広がり角度を、互いに影響されず自由に設定することができるように、導光板の入射面に従来とは異なる工夫を施すことにより、従来例では得られなかった均一な出射光輝度の照明光を得られるようにする。

請求項１の発明は、平面形状が矩形形状の出射面を有する板状の導光板と、該導光板の光入射部から光を供給するように配置された光源とを備えた面光源装置に関するものである。この面光源装置において、前記導光板は、少なくとも１つの光入射部を有し、前記光入射部は、前記導光板のコーナー部を切り欠いた面であって、少なくとも第１入光面部と第２入光面部とを有している。そして、前記第１入光面部は、前記導光板のコーナー部を切り欠いた状態の面を入射基準面とし、この面を入射面として光を入射させた場合に比べて、前記光源から前記導光板内へ入射した光の広がり角度が大きくなるように、前記入射基準面に対して凸部又は凹部となるように形成されたものである。また、前記第２入光面部は、前記光源から前記導光板内へ入射する光の入射光軸が、前記入射基準面を入射面として光を入射させた場合とは異なる方向に偏向されるように、前記入射基準面に対して所定の角度をもって傾斜した傾斜面である。

請求項２の発明は、請求項１の発明に係る面光源装置において、前記入射基準面が、前記コーナー部に対応する有効発光出射面における角部を出射面側から見て二等分するような仮想線に対して直交するように形成されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１の発明に係る面光源装置において、前記入射基準面に隣り合う両側面の各々を、前記入射基準面から遠ざかるにしたがって前記両側面の各々に対向する各側面側に近づくように切り欠いたことを特徴としている。

請求項４の発明は表示装置に関するものであり、この発明に係る表示装置は、前記請求項１乃至３のいずれかの発明に係る面光源装置と、この面光源装置によって照明される被照明部材と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、導光板の入射面に形成した第１入光面部は、光源からの光を広角度に拡げることができる。また、導光板の第２入光面部は、光源からの光が入射した場合の入射光軸によって二分される出射面のうち、出射面積の大きい出射面領域側に入射光軸を傾けることができる。これにより、導光板の出射面全域における単位面積当たりの出射光量がほぼ等しくなるように光を振り分けることができる。その結果、本発明の導光板を使用した面光源装置は、均一な輝度の照明光を出射でき、発光品位が向上する。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。

［第１形態］
（面光源装置及びこれを備えた表示装置）
図１乃至図２は、本発明を適用した面光源装置１及びこれを備えた表示装置２を示すものである。このうち、図１は、面光源装置１及びこれを備えた表示装置２を分解して示す斜視図である。また、図２は、面光源装置１及びこれを備えた表示装置２の各構成部品を明示するため、各構成部品を離した状態で模式的に示す図であり、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。なお、図１及び図２中において、Ｚ方向を上方とする。

これらの図において、表示装置２は、面光源装置１によって被照明部材としての液晶表示パネル３を照明するようになっている。この表示装置２を構成する面光源装置１は、薄板状の導光板４と、この導光板４の一部を切り欠いて形成した入射面５に対向するように配置してある光源としてのＬＥＤ６と、導光板４の裏面（出射面７と対向する面）８側に配置した反射部材としての反射シート１０と、導光板４の出射面７側に順次重ねて配置される拡散シート１１、第１のプリズムシート１２、第２のプリズムシート１３等の光制御部材１４と、を備えている。なお、ＬＥＤ６は、青色ＬＥＤと蛍光体からなる白色ＬＥＤを使用する。また、ＬＥＤ６は、ＲＧＢ発光部を一つのパッケージ内に持つ３色発光からなる白ＬＥＤを使用するようにしてもよいし、Ｒ，Ｇ，Ｂ夫々の発光色を呈するＬＥＤを近接して入射面５に配置し、ＬＥＤのパッケージ外で混色することにより、白色の光を得るようにしてもよい。その他、白色以外の光源や、ＬＥＤ以外の光源を入射面に配置してもよい。

（導光板）
このうち、導光板４は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂材料等の光透過性に優れた材料を使用して形成してある。この導光板４は、図１乃至図３に示すように、平面形状が略矩形形状の板状体であり、４コーナー部Ｃ１〜Ｃ４の１箇所（Ｃ１）を斜めに切り欠いて光入射部としての入射面５が形成されている。

この導光板４の入射面５は、コーナー部Ｃ１を形成する両側面（一側面１５と他側面１６）に交差する矩形形状の面であり、ＬＥＤ６の発光部６ａに対向する領域（ＬＥＤ６の発光部６ａよりも僅かに広い領域（Ｘ＞Ｗ））に、ＬＥＤ６からの光の入射を制御する第１入光面部１７と第２入光面部１８が交互に連続して形成されている。

第１入光面部１７は、図３（ｅ）に示すように平面形状が略三角形状の凹みであり、導光板４の出射面７から裏面８まで板厚方向に沿って形成されたプリズム状の溝（Ｖ溝）である（図１参照）。この第１入光面部１７は、図３（ｅ）に示す平面形状において、右側傾斜面１７ａと左側傾斜面１７ｂが凹みの最深部から入射基準面５ａに向かうにしたがって溝幅を拡げるようになっており、右側傾斜面１７ａが入射基準面５ａまで切り上がり、左側傾斜面１７ｂが入射基準面５ａまで切り上がる途中で第２入光面部１８に接続されている。

第２入光面部１８は、図３（ｅ）に示すように、入射基準面５ａに対する傾斜角θ１が左側傾斜面１７ｂの入射基準面５ａに対する傾斜角（左側傾斜面１７ｂが入射面５となす角）θ２よりも小さく緩やかな傾斜面であり、右側に位置する第１入光面部１７の左側傾斜面１７ｂの切り上がり端部と左側に位置する第１入光面部１７の右側傾斜面１７ａの切り上がり端部とを接続している。この第２入光面部１８は、前述の第１入光面部１７と同様に、導光板４の出射面７から裏面８まで板厚方向に沿って形成されている（図１参照）。なお、第１入光面部１７の右側傾斜面１７ａと左側傾斜面１７ｂとが作る角度θ３が４０〜９０°であり、入射基準面５ａの法線方向（入射光軸２０）と第２入光面部１８とが作る角度θ４が６５〜８５°である。ここで、入射光軸２０とは、ＬＥＤ６からの立体的な出射光束の中心における光の進行方向である出射光軸が入射面より導光板に入射した後の光が進行する方向をいう。また、入射面５とは、入射基準面５ａ、第１入光面部１７、第２入光面部１８を含む、導光板４の外形形状を形成する５つの側面のうちの１つの面である。また、入射基準面５ａとは、導光板４のコーナー部を切り欠いた状態での仮想的な面のことであり、第１入光面部１７及び第２入光面部１８の凹凸の基準となる面である。

本実施形態において、導光板４の平面形状は、一側面１５側の方が他側面１６側よりも辺の長さが長いほぼ矩形形状を呈しており、入射基準面５ａは、コーナー部Ｃ１を形成する両側面（一側面１５と他側面１６）に対して等角度で交差するように形成されている。その結果、導光板４の入射基準面５ａを平面とした場合（第１入光面部１７及び第２入光面部１８を入射基準面５ａに形成しない場合）には、入射面に対向するように配置されたＬＥＤ６から出射された光の入射光軸２０が入射基準面５ａに直交する方向に延び、この入射光軸２０は、導光板４の有効発光出射面２３の対角線２１に対して他側面１６側に角度αだけ傾いた方向に寄っている。ここで、有効発光出射面２３とは、例えば液晶表示パネルを照明するために利用される出射面部分で、均一な面状照明を要求される範囲であり、いわゆる額縁部分を除く出射面部分である。

したがって、上述のように、導光板４の入射基準面５ａを平面とした場合（第１入光面部１７及び第２入光面部１８を入射基準面５ａに形成しない場合）には、ＬＥＤ６の入射光軸２０によって二分される有効発光出射面２３のうち、出射面積の小さい（短い導光路が多い領域である）第１出射面部分７ａにも、出射面積が大きい（長い導光路が多い領域である）第２出射面部分（斜線部分）７ｂに分配される光量と同量の光が分配されることになり、第１出射面部分７ａ側の方が第２出射面部分７ｂ側よりも出射面が明るくなり、出射面輝度のばらつきとして観察される。

しかしながら、本実施形態によれば、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤ６からの出射光で入射光軸２０に対して平行な光Ｌを例に挙げて説明すると、第１入光面部１７であるＶ溝によって、光を広角度に拡げて入射させることができる。また、第２入光面部１８は、図３（ａ），（ｅ）に示すように、入射面５が形成されたコーナー部Ｃ１に対向する有効発光出射面の角部から延びる有効発光出射面２３の対角線２１を含む第２出射面部分７ｂ側に入射光軸を偏らせる機能を有し、導光板４内に入射した光の入射光軸を、図中に入射光軸２２として示す方向にシフトする。これにより第２出射面部分７ｂ側に入射する光量が増加することとなり、その結果として導光板４の第１出射面部分７ａにおける単位面積当たりの出射光量と第２出射面部分７ｂにおける単位面積当たりの出射光量との差を小さくし、出射面（特に、有効発光出射面２３）７の出射光輝度のばらつきを目立ちにくい状態まで均一化することができる。このように、本実施形態の導光板４によれば、均一な面状照明が可能になる。

図５は、本実施形態の導光板４の出射光輝度と従来の導光板１０４の出射光輝度とを比較する図である。この図５において、（ａ）は本実施形態の導光板４の出射光輝度（単位ｃｄ／ｍ^２）を測定箇所（９箇所）に対応するように表示したものであり、（ｂ）は従来の導光板１０４の出射光輝度（単位ｃｄ／ｍ^２）を測定箇所（９箇所）に対応するように表示したものである。なお、図５（ａ）に示す本実施形態の導光板４は、図６（ａ）に示すような入射面５の形状となっている。また、図５（ｂ）に示す従来の導光板１０４は、図６（ｂ）に示すような入射面の形状となっている。ここで、図６（ａ）の入射面５の形状と図６（ｂ）の入射面１０５の形状とを対比すると、Ｖ溝（第１入光面部１７）の形状（溝角度が６０°、溝深さが０．１７３ｍｍ）及びピッチ（０．４ｍｍ）については同一であり、図６（ａ）の入射面５にのみ、第２入光面部１８が入射基準面に対して１５°傾斜するように形成されている点が相違している。

図５（ａ）に示すように、本実施形態の導光板４は、ＬＥＤ６から遠い位置にある３コーナー部近傍の３点の出射光輝度が９５５，７６３，９２２である。これに対し、図５（ｂ）に示すように、従来の導光板１０４は、本実施形態の導光板６の上記測定点に対応する測定点における出射光輝度が１０７１，６７８，８５６である。これらの測定点の出射光輝度の比較から理解されるように、本実施形態の導光板４によれば、第１出射面部分７ａと第２出射面部分７ｂの出射光輝度が従来の導光板１０４に比べて大幅に均一化している。また、本実施形態の導光板４は、９箇所の測定点の出射光輝度の平均値が９５２であり、従来の導光板１０４における９箇所の測定点の出射光輝度の平均値８９３よりも大きな値となっており、全体の出射光輝度も向上していることが分かる。

なお、この導光板４は、その裏面８側及び／又は出射面７側に、図示しない、出射促進用の粗面（シボパターン等）、半球状，角錐状，円錐状等の突起又は凹みからなる出射促進パターン、プリズム状の突起等の出射促進手段を適宜形成し、光が出射面７から効率的に出射するように工夫されている。また、導光板４は、その内部において光を散乱させる出射促進手段としての散乱子を含有した樹脂材料で形成することにより、上述のような出射促進手段を形成するのに代え、又は上述のような出射促進手段と併用して、光が出射面７から効率的に出射するようにしてもよい。

また、本実施形態の導光板４は、第１入光面部１７及び第２入光面部１８を入射面５の板厚方向に沿って形成する態様を例示したが、これに限られず、第１入光面部１７及び第２入光面部１８を入射面５の板厚方向に対して斜めに形成するようにしてもよく、また、出射面７近傍又は裏面８近傍で切り上げるようにしてもよい。

（反射シート）
反射シート１０は、図１及び図２に示すように、導光板４の裏面８の平面形状とほぼ同様の平面形状に形成されており、平面形状がほぼ矩形形状となるように形成されている。この反射シート１０は、白色の顔料を混ぜてシート状にした光反射性に優れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートや、アルミニウム等の光反射性に優れた金属を蒸着したフィルム等で形成されており、導光板４の裏面８から出射した光を反射して導光板４の内部に戻すように機能する。なお、導光板４等を収容する筐体（図示せず）の内面が光反射性に優れている場合には、その筐体を反射部材として利用し、反射シート１０を省略してもよい。

（光制御部材）
本実施形態の光制御部材１４は、図１〜図２に示すように、導光板４の出射面７上に順次重ねて配置される拡散シート１１、第１のプリズムシート１２、及び第２のプリズムシート１３であり、導光板４の出射面７とほぼ同様の平面形状（矩形形状）に形成されている。このうち、拡散シート１１は、光透過性に優れた樹脂材料（例えば、ＰＥＴ、ＰＣ）で形成されており、表面が粗面化されており、光を拡散した状態で透過する。また、第１のプリズムシート１２及び第２のプルズムシート１３は、光透過性に優れた樹脂材料（例えば、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＵＶ硬化樹脂）により形成されている。このうち、第１のプリズムシート１２の上面側には、断面略三角形状のプリズム状突起２４が導光板４の一側面１５に対してほぼ直交する方向に延びるように、且つ、一側面１５に沿った方向に連続して多数形成されている。また、第２のプリズムシート１３の上面側には、断面略三角形状のプリズム状突起２５が第１のプリズムシート１２のプリズム状突起２４とほぼ直交する方向（導光板４の他側面１６にほぼ直交する方向）に延びるように、且つ、他側面１６に沿った方向に連続して多数形成されている。このような第１のプリズムシート１２及び第２のプリズムシート１３を重ねて配置することにより、拡散シート１１によって拡散された導光板４からの出射光を導光板４の出射面７の法線方向寄りに集めることができ、被照明部材としての液晶表示パネル３を効率的に照明できる。

（面光源装置及び表示装置の作用・効果）
以上のように構成された本実施形態の面光源装置１及び表示装置２は、導光板４の入射面５に形成された第１入光面部１７と第２入光面部１８により、導光板４の出射面７から出射する光の出射光輝度が均一化するため、被照明部材としての液晶表示パネル３が均一の面状照明光で照明され、液晶表示パネル３の表示画像が見やすくなる（表示品質が向上する）。

（面光源装置及び表示装置の変形例）
なお、本実施形態の面光源装置１及び表示装置２は、導光板４の出射面７側に拡散シート１１，第１〜第２のプリズムシート１２，１３を順次重ね合わせるように構成してあるが、これに限られず、例えば、導光板４の裏面８側及び／又は出射面７側に、入射面５にほぼ直交する方向に延びるプリズム状突起（図示せず）を形成し、このプリズム状突起の作用により指向出射性を有する光を出射面７から出射させるようにし、その導光板４の出射光を光制御部材としてのプリズムシート（図示せず）で導光板４の出射面７の法線方向寄りに偏向させるようにしてもよい。ここで、指向出射性とは、光がランダムに拡散されて導光板４から出射する状態と異なり、光が特定の出射角度方向寄りに多く出射することをいう。また、この変形例におけるプリズムシートのプリズム状突起は、プリズムシートの下面側（導光板４に対向する面側）に形成され、導光板４に形成されたプリズム状突起と直交するように形成される。さらに、導光板４の裏面８及び／又は出射面７側に形成するプリズム状突起が延びる方向は、入射面５に直交する方向に限らず、一側面１５に平行に形成したり、他側面１６に平行に形成したり、入射面５から放射状にプリズム状突起の幅が広がるように形成したりしてもよい。これらの導光板４に組み合わせる光制御部材としてのプリズムシートのプリズム状突起が延びる方向は、出射面７からの視野角特性や出射面７上の明るさや、干渉縞などの視認性を考慮し、適宜、決定するようにしてもよい。

また、導光板４の形状は、本実施形態の面光源装置１に限られず、導光板４の入射面５に直交する方向に離れるにしたがって板厚が漸減するように形成し、入射面５に直交する断面形状（図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面形状）を略楔形形状に形成してもよい。

また、導光板４に形成する光入射部は、本実施形態の面光源装置１に限られず、導光板４のコーナー部Ｃ１，Ｃ２の２箇所に入射面５を形成し、この入射面５に上述した第１入光面部１７及び第２入光面部１８を形成し、入射面５に対向するようにＬＥＤ６を配置するように構成してもよい。この変形例の場合において、導光板４は、側面１６から遠ざかるにしたがって（側面１６に直交する方向へ離れるにしたがって）板厚を漸減させるようにしてもよく、また、同一の板厚に形成してもよい。

また、導光板４に形成する光入射部は、導光板４のコーナー部Ｃ１，Ｃ４の２箇所に入射面５を形成し、この入射面５に上述した第１入光面部１７及び第２入光面部１８を形成し、入射面５に対向するようにＬＥＤ６を配置するように構成してもよい。この変形例の場合において、導光板４は、側面１５から遠ざかるにしたがって（側面１５に直交する方向へ離れるにしたがって）板厚を漸減させるようにしてもよく、また、同一の板厚に形成してもよい。

また、導光板４のコーナー部Ｃ１〜Ｃ４のうちの３箇所又は４箇所に入射面５を形成し、その各入射面５に対向してＬＥＤ６を配置するような構成としてもよい。なお、この場合には、導光板４の板厚は同一の厚さに形成する。

（導光板の第１入光面部、第２入光面部の変形例）
本実施形態の導光板４は、上述のような態様に限られず、図４（ｂ）に示すように、第１入光面部１７としてのＶ溝の底を曲面１７ｃで形成すれば、出射光軸２０の近傍位置まで入射光Ｌが分散する。

また、図４（ｃ）に示すように、第１入光面部１７の平面形状を放物線状の曲線で形作られる円弧溝とすれば、出射光軸２０の周囲にほぼ均等に入射光Ｌが分散する。この図４（ｃ）の第１入光面部１７と第２入光面部１８とを交互に配置したものが図７に示す導光板４である。

また、図８に示す導光板４のように、第１入光面部１７の左側傾斜面１７ｂと第２入光面部１８とを滑らかな曲面で形成してもよい。

また、図９に示す導光板４のように、第１入光面部１７及び第２入光面部１８を滑らかな曲面で形成するようにしてもよい。

また、図１０に示す導光板４のように、第１入光面部１７の底（右側傾斜面１７ａと左側傾斜面１７ｂとの接続部）、第１入光面部１７の右側傾斜面１７ａと第２入光面部１８の接続部、及び第１入光面部１７の左側傾斜面１７ｂと第２入光面部１８を小さな曲面で形成するようにしてもよい。

また、図１１に示す導光板４のように、第１入光面部１７の左側傾斜面１７ｂの一端側に接続された第２入光面部１８が入射基準面５ａに切り上げられ、第２入光面部１８が第１入光面部１７の他端側１７ａに入射基準面５ａと同一の平面を介して接続されるようにしてもよい。

なお、図示しないが、第１入光面部１７の右側傾斜面１７ａ及びこれに接続される第２入光面部１８のみを滑らかな曲面で連続的に形成してもよく、第１入光面部１７の右側傾斜面１７ａと第２入光面部１８との接続部のみを曲面で形成するようにしてもよい。さらに、上述の第１の実施形態や変形例では、第１入光面部１７と第２入光面部１８を交互に連続して形成するようになっているが、これに限られず、第１入光面部１７を適当な個数（例えば２個）、連続して形成したのに続けて第２入光面部１８も適当な個数（例えば２個）、連続して形成するような構成としたり、第１入光面部１７と第２入光面部１８とをランダムに配置するような構成としてもよい。このように、第１入光面部１７と第２入光面部１８を規則的に交互に形成しない場合には、第１入光面部１７と第２入光面部１８夫々の機能が偏って発現することのないよう、両者を適度な分布状態で形成することが必要である。また、第１入光面部１７と第２入光面部１８を規則的に交互に形成する場合のピッチＰとしては、回折現象が発現しないように使用される光の波長よりも大きく（最小ピッチＰｍｉｎ）、また凹凸形状に起因して入光面近傍に輝線や暗線が発生するようになことがないレベル（最大ピッチＰｍａｘ）となるように設定するようになっており、光の制御の効率に併せて、形成し易さについても考慮し、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度に設定することが望ましい。

また、導光板４の入射面５は、平滑面に限られず、全体を粗面化したり、又、部分的に粗面化するようにしてもよい。なお、第１入光面部１７や第２入光面部１８が形成された部分とこれらの形状が形成されていない入射基準面との境界をぼかすために、入射基準面のみを粗面化してもよいし、第１入光面部１７のみを粗面化して導光板４に入射後の光の広がり角を更に広げるようにしたり、第２入光面部１８のみを粗面化して導光板４に入射した後の光の指向性を適度に弱めるようにしたり、これらの粗面化した部分を自由に組み合わせた入射面としたり、その他、上述した本発明の機能が損なわれない範囲でランダムな位置を粗面化するようにしてもよい。

また、図３（ｄ）に示した導光板４の入射面５における幅寸法ＸをＬＥＤ６の発光幅Ｗと等しくしてもよく、また、幅寸法Ｘを発光幅Ｗよりも僅かに小さくしてもよく、入射面５全体の幅を幅寸法Ｘとしてもよい。

［第２形態］
導光板４のコーナー部Ｃ１の角度を等分する仮想線と、このコーナー部Ｃ１に対応する有効発光出射面２３の角部を等分する仮想線が一致する場合には、第１形態のように、入射基準面５を、コーナー部Ｃ１を形成する両側面（一側面１５と他側面１６）に対して等角度で交差するように形成することが好ましい。ただし、上述のコーナー部Ｃ１の角度の等分線と、有効発光出射面２３の角度の等分線が一致しない場合（導光板４に対して有効発光出射面２３が中央に位置していない場合）の入射基準面５は、次のように形成することが好ましい。

すなわち、導光板４のコーナー部Ｃ１に対応する有効発光出射面２３の角部を２等分する仮想線に対して、直交するように入射基準面５を形成する。その他の構成は、第１形態と同様の構成である。

このような形状となるように入射基準面５を形成することによって、有効発光出射面２３が導光板４の中央からずれている場合であっても、有効発光出射面２３の一側面１５寄り及び他側面１６寄りに、均等に光を広げて入射させることが可能となる。

［第３形態］
図１２は、本発明を適用した導光板４の第２態様を示すものである。この第２態様に係る導光板４は、入射基準面５ａに略台形状の凹み２６を連続して複数形成することにより、平面形状が略三角形状の突起を形作る右側傾斜面２７ａと左側傾斜面２７ｂとからなる第１入光面部２７と、隣り合う第１入光面部２７，２７を接続する第２入光面部２８とが形成されている。このうち、第１入光面部２７は、入射基準面５ａの法線（ＬＥＤの出射光軸２０）に対して左右対称形状となるように形成されており、第１形態の第１入光面部１７と同様に機能する。また、第２入光面部２８は、右隣の第１入光面部２７の一端側から左隣の第１入光面部２７の他端側に向かうにしたがって入射面５に近づくように傾斜しており、第１形態の第２入光面部１８と同様に機能する。

（第３形態の変形例）
また、図１３に示す導光板４のように、第１入光面部２７の左側傾斜面２７ｂと第２入光面部２８を滑らかな曲面で形成してもよい。

また、図１４に示す導光板４のように、第１入光面部２７の右側傾斜面２７ａと第２入光面部２８を滑らかな曲面で形成してもよい。

また、図１５に示す導光板４のように、第１入光面部２７の左側傾斜面２７ｂ及び右側傾斜面２７ａと第２入光面部２８を滑らかな曲面で形成してもよい。

また、図１６に示す導光板４のように、第１入光面部２７の先端（右側傾斜面２７ａと左側傾斜面２７ｂの接続部）、第１入光面部２７の右側傾斜面２７ａと第２入光面部２８との接続部、及び第１入光面部２７の左側傾斜面２７ｂと第２入光面部２８との接続部をそれぞれ曲面で形成してもよい。

なお、導光板４の入射面５は、平滑面に限られず、全体を粗面化したり、又、部分的に粗面化するようにしてもよい。なお、第１入光面部１７や第２入光面部１８が形成された部分とこれらの形状が形成されていない入射基準面との境界をぼかすために、入射基準面のみを粗面化してもよいし、第１入光面部１７のみを粗面化して導光板４に入射後の光の広がり角を更に広げるようにしたり、第２入光面部１８のみを粗面化して導光板４に入射した光の指向性を適度に弱めるようにしたり、これらの粗面化した部分を自由に組み合わせた入射面としたり、その他、上述した本発明の機能が損なわれない範囲でランダムな位置を粗面化するようにしてもよい。

（第１〜３形態の変形例）
図１７は、本発明を適用した導光板４の第３態様を示すものである。この図１７に示す導光板４は、有効発光出射面２３の領域外において、入射面５に隣り合う両側面１５，１６を入射面５から遠ざかるにしたがって夫々の面に対向する側面３０，３１側に近づくように切り欠いて、入射面５に接続される傾斜側面１５ａ，１６ａが形成されている。この傾斜側面１５ａ，１６ａは、入射面５に対向する側面３０，３１側であって、有効発光出射面２３の外側の側面（３０，３１）側に出射してしまう光を斜め方向（有効発光出射面２３の領域側）に反射し、暗部が生じやすい導光板４のコーナー部Ｃ２，Ｃ４近傍側に光を集めることができる。その結果、本実施形態の導光板４は、傾斜側面１５ａ，１６ａの作用と入射面５の第１入射面部１７及び第２入射面部１８（第１形態及び第２形態参照）の作用との相乗効果により、一層効果的に出射光輝度の均一化を図ることができる。

［第４形態］
図１８は、本発明を適用した導光板４の第４態様を示すものである。この図１８に示す導光板４は、有効発光出射面２３の領域外から入射面５に向かうにしたがって板厚を漸増させ、入射面５の近傍に傾斜面３２を形成するようになっており、有効発光出射面２３の領域での導光板４の厚さを薄くする一方、入射面５の面積（板厚）を大きくすることができる。その結果、導光板４の内部に取り入れる光量を多くすることができると共に、導光板４の板厚（有効発光出射面２３の領域を含む大部分）を薄くして重量を軽減することができる。

なお、上述の実施例及び変形例においては、第１入光面部１７のプリズム状凸部もしくは凹部を左右対称となるように形成した場合について述べたが、これに限られず、導光板内に入射した光の入射光軸２２を基準にして左右、夫々にどの程度、光を広げて入射させたいかによって、第１入光面部１７を形成する左右の傾斜面の傾きを適宜変更して、非対称形状としてもよい。

また、上述の実施例及び変形例においては、ＬＥＤ６の出射光軸（図３（ｅ）参照）と入射基準面に対する法線が一致する場合について述べたが、一致しないようにＬＥＤ６の出射面６ａを入射基準面５に平行となるように配置せず、斜めに取り付けてもよい。この場合には、まず有効発光出射面２３より均一な照明光を得るための導光板に入射した後の光の広がり角度と入射光軸２２を設定し、これに合わせて、適宜、第１入光面部１７の左右の傾斜面の角度と、第２入光面部１８の入射基準面に対する角度を決定すればよい。

さらに、導光板と組み合わせる部材などの影響により出射面に暗部が発生した場合など（導光板を収容するフレームの一部に切り欠きが設けられていて、その一部が他の部分と比べて反射効率が劣る場合など）の対策として、入射光軸の方向と光の広がり角度を夫々、切り離して設計した本発明の導光板を採用することにより、均一な出射光輝度の照明光を得られるようになる。

本発明の導光板は、液晶表示装置への利用に限られず、室内照明装置や広告プレート等の面光源装置に広く使用される。

本発明を適用した面光源装置及びこれを備えた表示装置の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面光源装置及びこれを備えた表示装置の断面図である。 図３（ａ）は導光板の平面図及びＬＥＤの平面図を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す導光板の下側側面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示す導光板の右側側面図である。また、図３（ｄ）は図３（ａ）のＢ部拡大図であり、図３（ｅ）は図３（ｄ）の一部（入射面近傍）を更に拡大して示す図である。 ４（ａ）は第１形態に係る第１入光面部の拡大図であり、図４（ｂ）は第１入光面部の第１の変形例を示す図であり、図４（ｃ）は第１入光面部の第２の変形例を示す図である。 図５（ａ）は本発明を適用した導光板の出射光輝度の測定結果を示す図であり、図５（ｂ）は従来の導光板の出射光輝度の測定結果を示す図である。 図６（ａ）は図５（ａ）の測定に使用した導光板の入射面の形状を示す図であり、図６（ｂ）は図５（ｂ）の測定に使用した導光板の入射面の形状を示す図である。 本発明を適用した第１態様に係る導光板の入射面の第１変形例を示す図である。 本発明を適用した第１態様に係る導光板の入射面の第２変形例を示す図である。 本発明を適用した第１態様に係る導光板の入射面の第３変形例を示す図である。 本発明を適用した第１態様に係る導光板の入射面の第４変形例を示す図である。 本発明を適用した第１態様に係る導光板の入射面の第５変形例を示す図である。 本発明を適用した第２態様に係る導光板の入射面の形状を示す図である。 本発明を適用した第２態様に係る導光板の入射面の第１変形例を示す図である。 本発明を適用した第２態様に係る導光板の入射面の第２変形例を示す図である。 本発明を適用した第２態様に係る導光板の入射面の第３変形例を示す図である。 本発明を適用した第２態様に係る導光板の入射面の第４変形例を示す図である。 図１７（ａ）は本発明を適用した第３態様に係る導光板の平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）に示す導光板の下側側面図であり、図１７（ｃ）は図１７（ａ）に示す導光板の右側側面図である。 図１８（ａ）は本発明を適用した第４態様に係る導光板の平面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）に示す導光板の下側側面図であり、図１８（ｃ）は図１８（ａ）に示す導光板の右側側面図である。 第１従来例に係る面光源装置の分解斜視図である。 図２０（ａ）は第２従来例に係る導光板の平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）に示す導光板の下側側面図であり、図２０（ｃ）は図２０（ａ）に示す導光板の右側側面図であり、図２０（ｄ）は図２０（ａ）のＤ部拡大図である。 図２１（ａ）は第３従来例に係る導光板の平面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）に示す導光板の下側側面図であり、図２１（ｃ）は図２１（ａ）に示す導光板の右側側面図であり、 図２２（ａ）は第４従来例に係る導光板の平面図であり、図２２（ｂ）は図２２（ａ）に示す導光板の下側側面図であり、図２２（ｃ）は図２２（ａ）に示す導光板の右側側面図であり、図２２（ｄ）は図２２（ａ）のＥ部拡大図であり、図２２（ｅ）は図２２（ｄ）のＦ部拡大図であり、図２２（ｆ）は不具合発生状態を示す導光板の平面図である。

符号の説明

１……面光源装置、２……表示装置、３……液晶表示パネル（被照明部材）、４……導光板、５……入射面、５ａ……入射基準面、６……ＬＥＤ（光源）、７……出射面、１４……光制御部材、１５，１６……側面、１５ａ，１６ａ……傾斜側面（側面）、１７，２７……第１入光面部、１８，２８……第２入光面部、２０，２２……入射光軸、Ｃ１〜Ｃ４……コーナー部

Claims (4)

1. 平面形状が矩形形状の出射面を有する板状の導光板と、該導光板の光入射部から光を供給するように配置された光源とを備えた面光源装置において、
   前記導光板は、少なくとも１つの光入射部を有し、
   前記光入射部は、前記導光板のコーナー部を切り欠いた面であって、少なくとも第１入光面部と第２入光面部とを有し、
   前記第１入光面部は、前記導光板のコーナー部を切り欠いた状態の面を入射基準面とし、この面を入射面として光を入射させた場合に比べて、前記光源から前記導光板内へ入射した光の広がり角度が大きくなるように、前記入射基準面に対して凸部又は凹部となるように形成されたものであり、
   前記第２入光面部は、前記光源から前記導光板内へ入射する光の入射光軸が、前記入射基準面を入射面として光を入射させた場合とは異なる方向に偏向されるように、前記入射基準面に対して所定の角度をもって傾斜した傾斜面である、
   ことを特徴とする面光源装置。
2. 前記入射基準面が、前記コーナー部に対応する有効発光出射面における角部を出射面側から見て二等分するような仮想線に対して直交するように形成されている、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記入射基準面に隣り合う両側面の各々を、前記入射面基準面から遠ざかるにしたがって前記両側面の各々に対向する各側面側に近づくように切り欠いたことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
4. 前記請求項１乃至３のいずれかに記載の面光源装置と、この面光源装置によって照明される被照明部材と、を備えたことを特徴とする表示装置。

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