JP6288443B2 - 導光板及び面光源装置 - Google Patents
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Description
光を導入する光入射面を備えた光導入部と、前記光導入部の最大厚みよりも小さな厚みで、前記光導入部と連続するように設けられた導光板本体と、前記光導入部の光出射側の面に設けられた、前記導光板本体より厚みの大きな部分から前記導光板本体の端に向けて傾斜した傾斜面と、前記傾斜面に切り込むように設けられた2つの円筒面によって構成された溝と、前記導光板本体の光出射面に形成されたレンチキュラーレンズ形状と、を備え、前記傾斜面の下端と前記レンチキュラーレンズ形状の端部との間に導光板本体の幅方向に延びた帯状の平坦面が設けられ、前記傾斜面が前記円筒面の近傍で前記導光板本体の表面となす傾斜角は、前記円筒面の軸心が前記導光板本体の表面となす傾き角よりも小さいことを特徴としている。
α≦arctan〔(T−t)/L〕
であることを特徴としている。
以下、図7及び図8を参照して本発明の実施形態1による面光源装置41を説明する。図7は本発明の実施形態1による面光源装置41を示す斜視図である。図8(A)はその面光源装置41の平面図であり、図8(B)は面光源装置41の側面図である。
Lmax=(T−t)/tanα
ここで、tは導光板本体45の厚み、Tは光導入部44の最大厚みである。光導入部44の水平長さLは、このLmaxよりも短くなければならないので、L≦Lmaxに上式を用いると、
L≦(T−t)/tanα
が得られる。よって、本実施形態における傾斜面46の傾斜角αは、
β<α≦arctan〔(T−t)/L〕
の範囲内にあればよい。
図15(A)及び図15(B)は、本発明の実施形態2による導光板61を示す斜視図と平面図である。また、図16(A)は、図15(B)のX−X線断面図である。実施形態2の導光板61では、光導入部44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62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と同じ部分には図面に同じ符号を付すことによって説明を省略する。
図17(A)は、実施形態2の変形例による導光板64を示す斜視図である。図17(B)は、導光板64の平面図である。この導光板64では、光導入部44の側面に設けた光反射壁62が屈曲している。光反射壁62は、光入射面側に位置する光反射壁62aと光入射面47から遠い側に位置する光反射壁62b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62aが導光板本体45の側面に対してなす傾き角は、光反射壁62bが導光板本体45の側面に対してなす傾き角よりも小さい。
図21(A)は、本発明の実施形態3による面光源装置71を示す斜視図、図21(B)は、面光源装置71の平面図である。この面光源装置71では、傾斜面46とレンチキュラーレンズ49の間の領域に指向性変換パターン72を設けている。
Σξi×D1i/ΣD1i
で定義する。ここで、分母及び分子の総和は、いずれも光軸Kの右側領域、または左側領域の斜面74aについて行うものである。同様に、垂線K´と反対側へ傾いた斜面74bの法線Nが垂線K´となす角度ηの平均角度とは、垂線K´と反対側へ傾いた斜面74bの法線Nが垂線K´となす角度をηj、各斜面74bの幅をD2jとするとき(jは、各斜面74bに付けた指標)、
Σηj×D2j/ΣD2j
で定義する。ここで、分母及び分子の総和は、いずれも光軸Kの右側領域、または左側領域の斜面74bについて行うものである。また、この平均角度の大小の比較は、光軸Kの右側領域と左側領域で別々に行う。特に、図22に示す例では、任意の箇所の隣合う2つの斜面74a、74bについて、垂線K´側へ傾いた斜面74aの法線Nが垂線K´となす角度ξが、垂線K´と反対側へ傾いた斜面74bの法線Nが垂線K´となす角度ηよりも大きくなっている。
図25は、本発明の実施形態4による導光板81を示す斜視図である。この導光板81では、傾斜面46は、異なる傾斜方向を有する複数の領域46a、46bを有している。すなわち、傾斜面46は、溝51の上端と下端を結ぶ直線によって2つの領域46a、46bに分かれている。傾斜面46のうち円筒面50のごく近傍の領域46aは導光板本体45側へ向けて下り傾斜し、円筒面50から離れた領域46bは導光板本体45側と光導入部44の側面側との中間方向へ向けて下り傾斜している。領域46aと領域46bの境界線は、円筒面50の上端と下端とを結ぶ直線となっている。この結果、円筒面50で横方向へ広げられた光は、傾斜面46により下方へ向けて反射され、導光板81の側面から漏れにくくなる。
図28(A)は、本発明の実施形態5による導光板91の上面側から見た斜視図である。図28(B)は、導光板91の下面側から見た斜視図である。この実施形態では、傾斜面46と円筒面50を光導入部44の下面に設け、レンチキュラーレンズ49を導光板本体45の上面に設けている。
図29(A)は、本発明の実施形態6による面光源装置101を示す斜視図である。図29(B)は、面光源装置101の側面図である。この面光源装置101のように、傾斜面46は湾曲していてもよい。
図31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41)を用いた液晶表示装置111を示す概略断面図である。図31に示すように、導光板43の光出射面48の上には、拡散板112、1枚又は2枚のプリズムシート113及び液晶パネル114を重ねて配置している。導光板43の裏面には、反射シート115が対向している。液晶表示装置111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111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111を薄型化できる。
図32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121を示す正面図である。スマートフォン121は、その正面にタッチパネル付き液晶表示装置122を備えている。スマートフォン121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。
42 光源
43、61、64、65、81、82、83、91 導光板
44 光導入部
45 導光板本体
46 傾斜面
47 光入射面
49 レンチキュラーレンズ
50 円筒面
51 溝
62、62a、62b 光反射壁
72 指向性変換パターン
111 液晶表示装置
121 スマートフォン
Claims (14)
- 光を導入する光入射面を備えた光導入部と、
前記光導入部の最大厚みよりも小さな厚みで、前記光導入部と連続するように設けられた導光板本体と、
前記光導入部の光出射側の面に設けられた、前記導光板本体より厚みの大きな部分から前記導光板本体の端に向けて傾斜した傾斜面と、
前記傾斜面に切り込むように設けられた2つの円筒面によって構成された溝と、
前記導光板本体の光出射面に形成されたレンチキュラーレンズ形状と、
を備え、
前記傾斜面の下端と前記レンチキュラーレンズ形状の端部との間に、導光板本体の幅方向の端まで延びた帯状の平坦面が設けられ、
前記傾斜面が前記円筒面の近傍で前記導光板本体の表面となす傾斜角は、前記円筒面の軸心が前記導光板本体の表面となす傾き角よりも小さいことを特徴とする導光板。 - 前記円筒面の軸心は、上方に行くほど前記光導入部の光入射面側に近づくように傾いていることを特徴とする、請求項1に記載の導光板。
- 前記傾斜面の端縁は、前記光導入部に設けられた光入射面の端縁に接していることを特徴とする、請求項1に記載の導光板。
- 前記溝の端は、前記光入射面の端縁に達していることを特徴とする、請求項3に記載の導光板。
- 前記光導入部の最大厚みをT、前記導光板本体の厚みをt、前記導光板本体の表面と平行な方向における前記傾斜面の長さをLとするとき、前記傾斜面の傾斜角αは、
α≦arctan〔(T−t)/L〕
であることを特徴とする、請求項1に記載の導光板。 - 前記光導入部の側面における2点を比較したとき、前記光入射面から比較的遠くにある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、前記光入射面に近い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1に記載の導光板。
- 上方から見たとき、前記光導入部の両側面を前記光導入部に垂直な方向から傾かせることにより、前記光導入部の幅が前記光導入部から遠くなるに従って大きくなるようにしたことを特徴とする、請求項6に記載の導光板。
- 前記光導入部の両側面は、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7に記載の導光板。
- 前記光導入部の両側面はそれぞれ2つの平面によって構成され、前記光入射面に比較的近い位置にある前記平面の前記光入射面に垂直な方向における長さが、前記光入射面に比較的遠い位置にある前記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8に記載の導光板。
- 前記光導入部の両側面は、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7に記載の導光板。
- 前記光導入部の側面に外向きに立てた法線が、外向き先端側で前記導光板本体の光出射側へ傾いていることを特徴とする、請求項6に記載の導光板。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の導光板と、前記導光板の前記光入射面と対向する位置に配置された光源とを備えた面光源装置。
- 請求項12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。
- 請求項13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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