JP4442767B2 - 導光板、該導光板を備えた面光源装置、及び該面光源装置を備えた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話、ゲーム機、電子手帳、携帯型電子情報端末、パーソナルコンピュータ等の液晶表示パネル（被照明部材）や、広告板、表示パネル等（被照明部材）を裏面側から面状に照明するために使用される導光板、この導光板を備えた面光源装置、及びこの面光源装置を備えた表示装置に関するものである。

従来、例えば、液晶表示パネルを裏面側から面状に照明する面光源装置は、薄板状の導光板の側面に光源を配置し、この光源からの光を導光板の側面から導光板の内部に入射させ、その入射した光を導光板の出射面から出射させることにより、導光板の出射面形状とほぼ同様の面状照明光を液晶表示パネルに向けて照射するようになっている。

近年、このような面光源装置に対しては、全体形状を小型化・軽量化することが強く求められている。その結果、光源として駆動回路を簡略化できる発光ダイオード（ＬＥＤ）が、蛍光ランプに代えて広く使用されるようになってきている（特許文献１参照）。

このような背景のもと、図１８に示すような導光板１００を使用した面光源装置が本出願人によって開発された。この図に示す導光板１００は、第１導光部１０２と、この第１導光部１０２を板状部材１０１に一体に接続する複数の第２導光部１０３とが形成されており、第１導光部１０２の端面１０６に対向配置されたＬＥＤ１０７からの光を第１導光部１０２内を板状部材１０１の側面１０４に沿った方向（端面１０６に直交する方向）に伝搬させ、その第１導光部１０２内を伝搬する光を第２導光部１０３によって板状部材１０１の側面１０４側から内部に導き、その板状部材１０１の内部を伝搬する光を出射面１０５から出射するようになっている。

この導光板１００は、第１導光部１０２と板状部材１０１とに接続（連通）する多数の第２導光部１０３が形成されており、板状部材１０１の側面１０４側に複数の板状部材１０１への光の供給箇所を設けることができるため、導光板の側面に対向するように配置したＬＥＤからの光を導光板の側面から直接入射させる態様（特許文献１の従来技術に記載の態様）であって側面に配置するＬＥＤ間のピッチが広い場合と比較して、導光板１００では、出射面上の側面近傍に発生する輝度ムラを効果的に防止でき、優れた均一輝度の照明を実現できるものであった（特許文献１参照）。

特許第３４９６８０６号公報

しかしながら、液晶表示パネル等の被照明部材の性能向上に伴い、面光源装置を照明装置として使用する技術分野の技術者から、より一層の照明光の高輝度化及び均一輝度化を実現することができる導光板の提供が求められていた。

そこで、本発明は、上述したような技術者からの要望に応えることができる導光板、この導光板を備えた面光源装置、及びこの面光源装置を備えた表示装置を新たに開発し、その開発された導光板、面光源装置、及び表示装置を市場に提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る導光板は、平面形状がほぼ四角形になっている板状部材の少なくとも一方の側面側には、前記側面に直交するように位置する端面から入射する光を前記端面に直交する方向に導く第１導光部と、この第１導光部に沿って複数配置されて前記第１導光部を伝搬する前記光を前記板状部材に導く第２導光部と、を一体に有している。そして、前記第１導光部と前記第２導光部を伝播して前記板状部材内に導かれた光を、前記板状部材の出射面から出射するようになっている。このような導光板において、前記第２導光部は、前記端面に直交する方向に対して鋭角（θ’）をなすように前記第１導光部に接続する反射面と、この反射面と対向する面であって、前記反射面よりも前記端面寄りに位置する面とを備えている。また、前記第２導光部の前記反射面に対向する前記面は、前記反射面と前記第１導光部との接続部と、前記反射面と前記板状部材との接続部とを結ぶ仮想線が前記端面に直交する方向に対してなす鋭角（α）よりも大きく、且つ、前記端面に直交する方向に対して９０°以下の角をなすように、前記第１導光部に接続されたことを特徴としている。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る導光板の前記反射面に特徴を有するものである。すなわち、本発明の反射面は、前記反射面と前記第１導光部との接続部と、前記反射面と前記板状部材との接続部とを結ぶ仮想線よりも前記端面に直交且つ前記端面から離れる方向に向かって出っ張るように形成された凸状面であり、前記第１導光部側から前記第２導光部へ入射する光のほとんどを前記板状部材の前記側面に直交する方向寄りの指向性をもった光として前記板状部材側に反射することを特徴としている
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る導光板において、前記反射面が複数の平面部分からなるものである。そして、前記複数の平面部分は、前記第１導光板側の前記平面部分から前記板状部材側の前記平面部分に向かうにしたがって前記端面に直交する方向に対してなす角が次第に大きくなるように形成されたことを特徴としている。

また、請求項４の発明は、請求項２の発明に係る導光板において、前記反射面が滑らかな曲面であることを特徴としている。

また、請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明に係る導光板において、隣り合う前記第２導光部間の間隔が、前記端面側から反対側に向かうにしたがって狭くなるような部分を有するように形成されたことを特徴としている。

また、請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明に係る導光板において、第１導光部に特徴を有するものである。すなわち、本発明において、前記第１導光部は、前記第２導光部側の側面と反対側の側面が前記端面から遠ざかるにしたがって前記第２導光板側の側面に近づくように形成されたことを特徴としている。

また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る導光板において、第１導光部に特徴を有するものである。すなわち、本発明の導光板の第１導光部は、前記端面と反対側の端部が略円弧状に曲げられて前記板状部材の前記側面に接続されたことを特徴としている。

また、請求項８の発明は、請求項１〜７の発明に係る導光板の第２導光部に特徴を有するものである。すなわち、本発明において、前記第２導光部は、前記第１導光部の端面近傍の所定範囲内において密に配置されることを特徴としている。

また、請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかの発明に係る導光板と、この導光板の前記第１導光部の前記端面に対向するように配置される光源と、を備えたことを特徴とする面光源装置である。

また、請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る面光源装置と、この面光源装置からの出射光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に関するものである。

本発明の導光板によれば、第２導光部の反射面と第１導光部の側面とがなす角を鋭角とし、第２導光部の反射面に対向する面を反射面と同方向に傾斜させるか又は第１導光部の側面に直交させるようになっているため、第２導光部の平面形状が略左右対称な台形形状の従来例に比較して、第２導光部の配置密度を高めることができる。その結果、第２導光部と板状部材との接続部分が密に並んだ状態となり、第１導光部内を伝搬する光を第１導光部内から第２導光部によって板状部材側へ効率的に導光することができ、その結果、板状部材の出射面上での出射光輝度を高めることができる。

また、本発明の導光板は、第２導光部の反射面が第１導光部から伝搬してきた光のほとんどを板状部材の側面に直交する方向寄りの指向性をもった光として反射するようになっているため、板状部材の側面（入射面近傍）において差し込み輝線が生じにくく、均一輝度の光を板状部材の出射面から出射することが可能になる。

また、本発明の導光板は、第１導光部のＬＥＤから遠い端部側から光が漏出するのを防止し、また、ＬＥＤ近傍の光も効率的に板状部材側に導光できるため、板状部材の側面側両端部のコーナー部分にも光を導入でき、板状部材の側面側両端部のコーナー部分の暗部を解消できる。

また、本発明の導光板は、第１導光部の第２導光部との接続部を有する側面に対向する側面を端面から遠ざかるにしたがって近づくように形成することにより、第１導光部の端面に対して反対側の端部から漏れ出る光が少なくなるため、光の利用効率が向上し、出射光輝度を高めることが可能になる。

また、本発明の導光板は、第２導光部の配置密度を変えることにより、第１導光部を伝搬する光を第２導光部を介して効率的に板状部材に導光できると共に、板状部材の側面に沿ってほぼ均一に光を導光できるため、板状部材の出射面から均一で高輝度の光を出射することができる。

また、本発明の面光源装置及び表示装置は、均一で高輝度の出射光で被照明部材を照明できるため、照明品質が向上し、明るく見やすい表示が可能になる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。

（面光源装置及びこれを備えた表示装置の概略構成）
図１は、面光源装置１、及びこの面光源装置１からの出射光が照射される液晶表示パネル（被照明部材）２を備えた液晶表示装置（表示装置）３を示す分解斜視図である。また、図２は、図１のＡ方向から見た面光源装置１及びこれを備えた液晶表示装置３を示すＬＥＤ（光源）４側の部分的側面図である。

これらの図に示すように、面光源装置１は、平面形状が略四角形状の板状部材５の一方の側面６側に第１導光部７及び第２導光部８を備えた導光板１０と、この導光板１０の第１導光部７の端面１１に対向するように配置された光源としてのＬＥＤ４と、を備えている。そして、この面光源装置１は、必要に応じて導光板１０の裏面１２側に反射部材１３を配置し、また、導光板１０の出射面１４に対向するように光制御部材としての拡散シート３７と二枚のプリズムシート３８，４０を適宜配置するようになっている。このような面光源装置１の光制御部材上に被照明部材としての液晶表示パネル２が重ねて配置されることにより、表示装置としての液晶表示装置３が構成されるようになっている。なお、光源は、上述したように発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用され、白色ＬＥＤ又はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のＬＥＤが１チップ内にまとめられたＬＥＤチップが使用されるようになっているが、これに限らず、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し、その他、白色以外の光源や、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。

（導光板）
図１乃至図３は、本実施形態に係る導光板１０を示すものである。このうち、図３は、本実施形態の導光板１０を示す平面図である。導光板１０は、光透過性に優れたＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル），ＰＣ（ポリカーボネート），シクロオレフィン系樹脂材料等の樹脂材料を使用して形成されている。そして、この導光板１０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部材５と、この板状部材５の一方の側面６側にほぼ平行に配置された第１導光部７と、この第１導光部７と板状部材５の側面６とを接続する複数の第２導光部８とが一体に形成されている。

板状部材５は、図１及び図２に示すように、側面６から遠ざかる方向に（側面６と対向する面１６に）向かうにしたがって板厚が漸減するような楔形形状に形成されており、内部を伝播する光が出射面１４から出射するのを促すようになっている。但し、板状部材５は、要求される面光源装置としての明るさや寸法上の制約などによって、楔形形状に限らず、平板形状でもよい。

また、導光板１０の板状部材５の裏面１２側には板状部材５の出射面１４からの光の出射を促すシボパターン等の出射促進手段が形成されている。

第１導光部７は、図１乃至図３に示すように、板状部材５の側面６に沿って形成されており、板状部材５の側面６に直交する方向に沿って切断した断面が略四角形状の薄板棒状部であり、板状部材５の側面６の板厚寸法と同様の板厚寸法に形成されている。そして、この第１導光部７は、第２導光部８との連通部が形成される側の側面２０とは反対側に位置する背面２１が、ＬＥＤ４の出射面に対向する端面１１から遠ざかるにしたがって（端面１１に直交する方向に向かうにしたがって）側面２０側に近づくように形成されており、板状部材５の出射面１４方向から見た平面形状が略楔形形状に形成されている。これにより、第１導光部７に入射したＬＥＤ４からの光が、端面１１の反対側の端部から外部に漏出してしまうのを防止でき、光の利用効率を高めることができる。また、この第１導光部７の側面２０側には、第２導光部８の一端側が接続されている。

そして、図１，図３及び図５に示すように、第１導光部７の端面１１と反対側の端部には、第１導光部７内を伝搬してきた光を板状部材５側に案内する末端導光部２２が形成されている。この末端導光部２２は、滑らかな円弧形状に曲げられた円弧状部分２４と、この円弧状部分２４と板状部材５の側面６とを一体に接続する直線状部分２３と、を備えている。なお、第１導光部７の側面２０は、板状部材５の側面６と略平行に形成されるようになっている。

第２導光部８は、図４に詳細を示すように、第１導光部７の側面２０（端面１１に直交する方向（Ｘ方向））に対して鋭角をなすように側面２０に接続している反射面２５と、この反射面２５と対向し且つ反射面２５よりも端面１１寄りに位置する面２６とを備えており、その板厚が板状部材５の側面６及び第１導光部７の板厚と同様に形成されている（図２，図３参照）。この第２導光部８の反射面２５は、第１導光部７に接続された第１平面部分２５ａから板状部材５に接続された第４平面部分２５ｄまでの４平面部分（第１〜第４平面部分２５ａ〜２５ｄ）によって構成されている。

そして、図４に示すように、この第２導光部８の反射面２５は、第１平面部分２５ａから第４平面部分２５ｄに向かうにしたがって第１導光部７の側面２０とのなす角（θａ〜θｄ）が大きくなるように形成されている。しかし、第１〜第４平面部分２５ａ〜２５ｄのすべてが第１導光部７の側面２０に対して鋭角をなすように形成されている。その結果、反射面２５は、第１平面部分２５ａと第１導光部７との接続部２７と、第４平面部分２５ｄと板状部材５との接続部２８とを結ぶ線３０よりも端面１１に直交する方向（図４のＸ方向）に向かって出っ張る凸状面となる。

また、図４に示すように、第２導光部８の反射面２５に対向する面２６は、第１導光部７の側面２０（図４のＸ方向）に対し、反射面２５側の線３０と第１導光部７の側面２０とがなす角（α）以上であって９０°以下をなすように、角度βで側面２０に接続しており、第２導光部８と第１導光部７との接続部３１よりも板状部材５との接続部３２の方が反射面２５よりも離れるように形成されている。このような角度で第２導光部８の反射面２５に対向する面２６を形成することにより、反射面２５で全反射された光の進行を妨げないようにすることができる。

また、第２導光部８は、ＬＥＤ４の光を板状部材５側に導きにくいＬＥＤ４近傍においては隣り合う第２導光部８，８間の距離（ピッチ）を短くし、密に配置されている。そして、第２導光部８は、ＬＥＤ４近傍の限られた範囲（図３及び図８の円３３で示す領域）を除いた、ＬＥＤ４寄りの部分においては隣り合う第２導光部８，８間の距離を長くし、ＬＥＤ４から離れた部分においては隣り合う第２導光部８，８間の距離を短くして、ＬＥＤ４から離れるにしたがって密に配置するようになっている。このように構成することにより、第２導光部８と第１導光部７との接続部部分（開口）の面積密度は、ＬＥＤ４近傍の限られた範囲を除き、ＬＥＤ４から遠ざかるにしたがって高くなっている。そして、第１導光部７を伝搬する光は、第２導光部８によって、板状部材５の側面６に沿って均等に板状部材側に導光される。したがって、本実施形態の導光板１０は、出射光輝度の均一化を図ることが可能になる。

図６は、第２導光部８の形状設計を説明するための図である。この図において、第１導光部７から第２導光部８に導かれた光を第２導光部８の反射面２５で全反射させるため、第２導光部８の形状が次式を満たすように設計される。なお、次式において、ｈは第１導光部７の側面２０と板状部材５の側面６との間の寸法であり、ｐ１は第２導光部８と第１導光部７の接続部部分（開口）におけるＸ方向幅寸法であり、ｐ２は反射面２５のＸ方向寸法であり、θ３は第１導光部７の背面２１とＸ方向とのなす角であり、ｎは導光板１０の屈折率である。

また、第２導光部８の反射面２５の第１〜第４平面部分２５ａ〜２５ｄは、次式のような傾斜角（θ’）となるように形成される。なお、次式において、θ’は反射面２５とＸ方向（第１導光部７の側面２０）とのなす角であり、θ１’はＸ方向と直交する方向（第１導光部７の側面２０の法線方向）Ｙに対して第１導光部７から第２導光部８に伝搬する光がなす角であり、ｎは導光板１０の屈折率である。

図７は、第１導光部７の端面１１から最も離れた端部に位置する末端導光部２２の形状設計を説明するための図である。この図に示すように、末端導光部２２は、第１導光部７の端面１１から最も離れた位置にある第２導光部８によって導光できなかった光を板状部材５側に導くようになっており、円弧状部分２４の内側面が半径Ｒ１で形成され、円弧状部分２４の外側面が半径Ｒ２で形成されており、幅寸法がｐ３の第１導光部７の端部と幅寸法がｐ４（＞ｐ３）の末端導光部２２の直線状部分２３とが円弧状部分２４によって滑らかに接続され、第１導光部７の端部まで導光された光を板状部材５へ導光するようになっている。このように末端導光部２２を形成することにより、第１導光部７の端部に臨界角ぎりぎりで伝搬した光が点線で示すように漏出することがない。なお、この末端導光部２２は、直線状部分２３を形成せずに円弧状部分２４のみで板状部材５に接続するようにしてもよい。

図８は、第１導光部７の端面１１近傍における第２導光部８の配置密度の変化を説明する図である。この図に示すように、ＬＥＤ４は光を限られた角度範囲内に出射するため、第１導光部７の背面２１で反射された光が第１導光部７の側面２０に到達しない範囲（ＬＥＤ４近傍領域と略称する）３３が生じる。このＬＥＤ近傍領域３３は、ＬＥＤ４からの出射光が到達し難い領域ではあるが、第１導光部７の背面２１で反射されずに直接側面２０側に伝播してくるような光も存在する。そこで、このＬＥＤ近傍領域３３において、第２導光部８の配置密度を高め、板状部材５の暗部が生じやすい側面側コーナー部分（図３の斜線部）３４に光を導光し易くなり、板状部材５の側面側コーナー部３４の出射光輝度を高めることが可能になる。

なお、第２導光部８は、図９に示すように、板状部材５の側面６に平行に切断した断面形状が略四角形状になっており、成形上の都合により、反射面２５とこれに対向する面２６に抜け勾配γを付けたり、また、適宜段差を設けるようにしてもよい。

以上のように構成された本実施形態の導光板１０によれば、第２導光部８の反射面２５と第１導光部７の側面２０とがなす角を鋭角とし、第２導光部８の反射面２５に対向する面２６を反射面２５と同方向に傾斜させるか又は第１導光部７の側面２０に直交させるようになっているため、第２導光部８の平面形状が略左右対称な台形形状の従来例（図１８に示す導光板１００の第２導光部１０３）に比較して、第２導光部８の配置密度を高めることができる。その結果、第１導光部７内を伝搬する光を第２導光部８によって板状部材５側に効率的に導光することができる。

また、本実施形態の導光板１０は、第１導光部７のＬＥＤ４から遠い端部に末端導光部２２が形成され、この末端導光部２２が第１導光部７の端部まで導光された光を第１導光部７の外部に漏出させることなく板状部材５まで導光することができるため、ＬＥＤ４からの光の利用効率を高めることができる。また、本実施形態の導光板１０は、暗部が生じやすい板状部材の側面側コーナー部分３５にも光を導光でき、側面側コーナー部分３５の暗部を解消でき、出射光輝度の均一化を図ることができる。

また、本実施形態の導光板１０は、ＬＥＤ近傍領域３３において、第２導光部８の配置密度をＬＥＤ近傍領域３３以外の第２導光部８の配置密度よりも高めてあるため、ＬＥＤ４からの光を導光し難い板状部材５の側面側コーナー部分３４にも効率良く光を導光でき、ＬＥＤ４からの光の利用効率を高めることができる。

図１６は、本実施形態の導光板１０と従来の導光板（図１８参照）１００の特性を比較した図であり、第２導光部８（１０３）から板状部材５（１０１）へ導光される光量を出射角θ毎に比較したものである。なお、この図において、第２導光部８（１０３）からの出射角θは、板状部材５（１０１）の側面６（１０４）に直交する方向（側面６（１０４）の法線方向）を０°としている。なお、括弧内の数字は、従来の導光板１００の各構成部分を示すものである。

この図１６に示すように本実施形態の導光板１０は、板状部材５の側面６に直交する方向寄りに光が集まって導光されている。なお、出射角θは、出射面１４側から見たとき側面６（１０４）の法線方向に対して反時計回り方向側の角度を−θとし、側面６（１０４）の法線方向に対して時計回り方向側の角度を＋θとする。

以上のように、本実施形態の導光板１０は、ＬＥＤ４からの光を第１導光部７、第２導光部８及び末端導光部２２を介して効率的に板状部材５に導光でき、しかも暗部が生じやすい板状部材５の両側面側両コーナー部分３４，３５にも効率的に光を導光できるため、従来例に比較して、出射光輝度を高めることができると共に、出射光輝度の均一化を図ることができる。

（光制御部材）
光制御部材としての拡散シート３７及び二枚のプリズムシート３８，４０は、光透過性に優れたＰＣ，ＰＭＭＡ，ＰＥＴ，紫外線硬化樹脂等の樹脂材料でシート状に形成されている。これらの光制御部材は図１乃至図２に示すように、板状部材５の出射面１４とほぼ同様の平面形状に形成されたシートであり、二枚のプリズムシート３８，４０は、共に上面側に断面略三角形状のプリズム状突起４１，４２が複数形成されている。また、下側のプリズムシート３８のプリズム状突起４１と上側のプリズムシート４０のプリズム状突起４２とがほぼ直交するように形成されている。これらの光制御部材は、板状部材５の出射面１４から出射した光を、拡散シート３７によって一度拡散させた後、二枚のプリズムシート３８，４０によって、板状部材５の出射面１４の法線方向寄りに集光し、出射面１４の法線方向での出射輝度を高めるようになっている。

（反射部材）
反射部材１３は、ＰＥＴ等の樹脂材料でシート状にしたものや、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、図１乃至図２に示すように、板状部材５の裏面１２にほぼ対応する大きさに形成されており、板状部材５の裏面１２側から出射する光を反射して板状部材５内に戻すようになっている。なお、この反射部材１３は、導光板１０の裏面１２側全体を覆う大きさに形成してもよい。また、反射部材１３は、導光板１０を収容するケースの内面が反射部材として機能する場合には、ケースを反射部材としても機能させ、図１乃至図２のシート状の反射部材１３を省略してもよい。

（本実施形態の導光板を備えた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導光板１０を備えた面光源装置１は、従来例よりも高輝度で均一化された面状照明光を出射することができる。

また、以上のように構成された本実施形態の導光板１０を構成部品とする液晶表示装置３は、従来の導光板１００を使用した表示装置に比較し、被照明部材としての液晶表示パネル２に照射される照明光が高輝度化・均一化されるため、より一層高品質の表示を行うことが可能になる。

（面光源装置及びこれを備えた表示装置の変形例）
上述の実施形態に係る面光源装置１及び液晶表示装置３は、図１に示した面光源装置１及び液晶表示装置３に限られず、図１０乃至図１２に示すように、板状部材５の出射面１４と反対側の面（裏面）１２側に、断面略三角形状のプリズム状突起１７が板状部材５の一方の側面６に略直交するように複数形成された導光板１０を適用してもよい。このように構成することにより、板状部材５内を伝播する光は、板状部材５の側面６と平行で且つ出射面１４に直交する仮想面内において、プリズム状突起１７の傾斜面１８で反射されて出射面１４の法線方向寄りに進行方向が偏向される。

更に、図１に示した３枚の光制御部材に替えて、図１０に示すように、導光板１０に対向する面（下面）側に、板状部材５のプリズム状突起１７に直交する方向に延びる断面略三角形状のプリズム状突起３６が複数形成された光制御部材としてのプリズムシート１５を配置する。このような構成にすることによって、板状部材５の側面６に直交し且つ板状部材５出射面１４に直交する仮想平面において、板状部材５の出射面１４から出射された光を不必要に拡散させることなく指向性を保ったまま、出射面１４の法線方向へ偏向することができ、法線方向での出射光輝度をより一層、高めることができる。

（導光板の第１変形例）
図１３及び図１４は、本実施形態の導光板１０の変形例を示すものである。これらの図に示すように、本変形例に係る導光板１０は、第２導光部８の反射面２５が平面で形成されている。また、この導光板１０は、第１導光部７の端面１１と反対側の端部に末端導光部が形成されず、また、第２導光部８を第１導光部７の側面２０に沿って同一ピッチで配置し、構造を簡素化している。

この変形例に係る導光板１０は、その第２導光部８の反射面２５が端面１１に直交する方向（Ｘ方向）に対して鋭角（θ）をなすように形成されている。この反射面２５の傾斜角θは、第１導光部７から第２導光部８に入射する光の入射角θ１を考慮して決定される（図１７参照）。すなわち、第１導光部７から第２導光部８に入射する光の入射角θ１は、第１導光部７の側面２０に直交する方向（側面２０の法線方向）Ｙに対してなす角であり、側面２０の法線方向Ｙに対して反時計回り方向側の角度を−（マイナス）とし、側面２０の法線方向Ｙに対して時計回り方向側の角度を＋（プラス）とすると、考慮すべき入射角θ１は、最も入射光量が多いほぼ−５５°に決定される。なお、第２導光部８の反射面２５に対向する面２６は、図４に示す第２導光部８の面２６と同様に形成される。

このように形成された本変形例の導光板１０においても、第２導光部８を図１８に示す従来例の導光板１００よりも密に配置することができるため、図１６に示すように、図１８に示した従来例よりも多くの光量を第２導光部８から板状部材５内に導光することができ、板状部材５の出射面１４から出射する照明光の輝度を従来例よりも高輝度化することができる。

このような本変形例の導光板１０は、図１６に示すように、第２導光部８から板状部材５内への光の出射角（進入角）θが０°近傍と−４０°近傍の２つの方向に出射ピークをもち、この光が第２導光部８から板状部材５内へ入射する際に、２つの出射ピークのうち−４０°近傍の光が出射面１４の側面６近傍で差し込み輝線を発生させ易くする要因となる。本変形例の導光板１０の板状部材５の裏面１２側に、図１２に示すような断面略三角形状のプリズム状突起１７を形成し、その導光板１０の出射面１４側に図１０に示すような光制御部材としてのプリズムシート１５を配置した場合には、以下に説明するようなメカニズムによって差し込み輝線がより顕著となる。

図１５に示すように、−４０°付近の光が板状部材５内へ入射すると、板状部材５の裏面１２側に形成されたプリズム状突起１７によって側面６に直交する方向寄りに偏向され、その光が更にプリズムシート１５によって出射面１４の法線方向寄りに偏向される。このようにして板状部材５の出射面１４の側面６近傍に第２導光部８の形成位置に対応するように差し込み基線Ｓ（他部よりも著しく明るい線状の領域）が生じる。この差し込み基線Ｓが面光源装置として使用可能なレベルであれば、そのままの状態で使用してもよく、品位上、問題となる場合には、差し込み基線Ｓの発生領域を有効出射面領域（例えば液晶表示装置としての画像を表示させる領域）から除外するようにすればよい。また、差し込み基線Ｓをぼかす手段として、適宜、出射面１４側に光制御部材としての拡散シート等を用いるようにしてもよい。

なお、第２導光部８の反射面２５を図６に示されるような形状とした場合には、第２導光部８の反射面２５が第１導光部７から伝播してきた光のほとんどを板状部材５の側面６に直交する方向寄りの指向性をもった光として反射するようになっているため、高輝度化な照明光が得られると同時に、差し込み基線の発生を抑えることも可能になる。

その他、図１や図１０に示した面光源装置に用いる導光板１０や図１３に示す導光板１０は、導光板１０の板状部材５の裏面１２側及び／又は出射面１４側に、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してもよい。また、導光板１０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１４から効率的に出射するようにしてもよい。

（導光板の第２変形例）
本実施形態に係る導光板１０の第２導光部８は、反射面２５を第１〜第４の平面部分２５ａ〜２５ｄで形成されているが、これに限られず、反射面２５を更に多くの平面部分で形成してもよく、または滑らかな曲面で形成してもよい。

本発明の導光板１０の理解を容易にするため、導光板１０の第２導光部８の各部寸法や傾斜角度を例示する。例えば、本発明の導光板１０は、図４において、ｐ１＝０．５１ｍｍ、ｐ２＝０．６６ｍｍ、ｈ１＝０．２ｍｍ、ｈ２＝０．５ｍｍ、ｈ３＝０．９ｍｍ、ｈ４＝１．５ｍｍ、θａ＝５０°、θｂ＝５７．５°、θｃ＝６７．５°、θｄ＝７７．５°、α＝６６．３°、β＝７７．５°となるように形成される。

この発明に係る導光板を使用した面光源装置は、携帯電話、電子手帳、携帯テレビ、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯型情報端末装置等の液晶表示装置のバックライトとして使用したり、室内表示灯や各種照明などの用途に広く適用することができる。

本発明の実施形態を示す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方向から見た面光源装置及びこれを備えた表示装置の光源側の側面図である。 本発明の実施形態を示す導光板の平面図である。 図３に示す導光板の第２導光部近傍を部分的に拡大して示す平面図である。 図３に示す導光板の第１導光部の端面から最も遠い末端側を部分的に拡大して示す平面図である。 第２導光部の形状設計を説明するための図であり、図４に対応する図である。 第１導光部の端面から最も離れた端部に位置する末端導光部の形状設計を説明するための図であり、図５に対応する図である。 第１導光部の端面近傍における第２導光部の配置密度の変化を説明する図であり、導光板の部分的拡大平面図である。 第２導光部の断面形状を説明するための図であり、（ａ）が第２導光部の平面図、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図である。 本発明に係る面光源装置及びこれを備えた表示装置の変形例を示す分解斜視図である。 図１０のＡ方向から見た面光源装置及びこれを備えた表示装置の光源側の側面図である。 図１１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す部分的拡大断面図である。 本発明に係る導光板の変形例を示す平面図である。 図１３に示す導光板の部分的拡大図である。 差し込み基線の発生メカニズムを説明するための図であり、（ａ）が導光板の模式的平面図、（ｂ）が（ａ）の導光板を使用した面光源装置の模式的側面側断面図（板状部材の側面に直交する方向に沿って切断して示す断面図）である。 第２導光部から板状部材側に出射する光の出射角と光量との関係を示す図である。 本発明の変形例に係る導光板の第１導光部から第２導光部に伝搬する光の入射角と光量との関係を示す図である。 従来の導光板の平面図である。

符号の説明

１……面光源装置、２……液晶表示パネル（被照明部材）、３……液晶表示装置（表示装置）、４……ＬＥＤ（光源）、５……板状部材、６……側面、７……第１導光部、８……第２導光部、１０……導光板、１１……端面、１６……対向する面、２１……背面（側面）、２５……反射面、２５ａ……第１平面部分、２５ｂ……第２平面部分、２５ｃ……第３平面部分、２５ｄ……第４平面部分、２６……面、２７，２８……接続部、３０……線

Claims (10)

1. 平面形状がほぼ四角形になっている板状部材の少なくとも一方の側面側には、前記側面に直交するように位置する端面から入射する光を前記端面に直交する方向に導く第１導光部と、この第１導光部に沿って複数配置されて前記第１導光部を伝搬する前記光を前記板状部材に導く第２導光部と、を一体に有し、
   前記第１導光部と前記第２導光部を伝播して前記板状部材内に導かれた光を、前記板状部材の出射面から出射する導光板において、
   前記第２導光部は、前記端面に直交する方向に対して鋭角（θ’）をなすように前記第１導光部に接続される反射面と、この反射面と対向する面であって、前記反射面よりも前記端面寄りに位置する面とを備え、
   前記第２導光部の前記反射面に対向する前記面は、前記反射面と前記第１導光部との接続部と、前記反射面と前記板状部材との接続部とを結ぶ仮想線が前記端面に直交する方向に対してなす鋭角（α）よりも大きく、且つ、前記端面に直交する方向に対して９０°以下の角をなすように、前記第１導光部に接続されたことを特徴とする導光板。
2. 前記反射面は、前記反射面と前記第１導光部との接続部と、前記反射面と前記板状部材との接続部とを結ぶ仮想線よりも前記端面に直交且つ前記端面から離れる方向に向かって出っ張るように形成された凸状面であって、前記第１導光部側から前記第２導光部へ入射する光のほとんどを前記板状部材の前記側面に直交する方向寄りの指向性をもった光として前記板状部材側に反射することを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記反射面が複数の平面部分からなり、
   前記複数の平面部分は、前記第１導光板側の前記平面部分から前記板状部材側の前記平面部分に向かうにしたがって前記端面に直交する方向に対してなす角が次第に大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の導光板。
4. 前記反射面が滑らかな曲面であることを特徴とする請求項２に記載の導光板。
5. 隣り合う前記第２導光部間の間隔が、前記端面側から反対側に向かうにしたがって狭くなるような部分を有するように形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導光板。
6. 前記第１導光部は、前記第２導光部側の側面と反対側の側面が前記端面から遠ざかるにしたがって前記第２導光板側の側面に近づくように形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光板。
7. 前記第１導光部は、前記端面と反対側の端部が略円弧状に曲げられて前記板状部材の前記側面に接続されたことを特徴とする請求項６に記載の導光板。
8. 前記第２導光部は、前記第１導光部の端面近傍の所定範囲内において密に配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の導光板。
9. 前記請求項１〜８のいずれかに記載の導光板と、この導光板の前記第１導光部の前記端面に対向するように配置される光源と、を備えたことを特徴とする面光源装置。
10. 前記請求項９に記載の面光源装置と、この面光源装置からの出射光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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