(57)【要約】      （修正有）【課題】射出成型によって形成される導光板を有する面状発光装置の、ゲート切断跡によって散乱される光を、ユーザーが視認しにくい導光板を提供する。【解決手段】面状発光装置５において、導光板１０は、射出成型によって形成された導光板であって、光源１７から導光板内部に入射された光を導光板から外部へ出射する発光面１１と、射出成型によって形成されたゲート切断跡１３と、を有する。ゲート切断跡１３で散乱された光が、導光板１０を構成する面での反射を経ずに、発光面１１に入射する入射角が、発光面１１で全反射する臨界角以上の角度となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成型によって形成された導光板であって、
前記導光板は、光源から前記導光板内部に入射された光を前記導光板から外部へ出射する発光面と、前記射出成型によって形成されたゲート切断跡と、を有し、
前記ゲート切断跡で散乱された前記光が、前記導光板を構成する面での反射を経ずに、前記発光面に入射する入射角が、前記発光面で全反射する臨界角以上の角度となることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記ゲート切断跡は平面であるゲート形成面に形成され、
平面である前記発光面と、前記ゲート形成面と、が、成す角度は、前記導光板内部から前記発光面に入射した光が全反射する臨界角と、直角と、の、和以上の角度であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
前記ゲート切断跡は平面であるゲート形成面に形成され、
前記発光面は、前記ゲート形成面から離れるにつれ、前記発光面と、前記ゲート形成面と、が、なす角度が小さくなる曲面であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項４】
前記導光板は、前記発光面を拡張した拡張面を有し、
前記拡張面に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の導光板。
【請求項５】
前記光源は発光型の表示装置であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトや、各種装置の光源として、導光板の端面から光源の光を入射させ、面状に発光させる、導光板を有する面状発光装置が知られている。
【０００３】
導光板は、アクリルなどの合成樹脂を射出成型することによって形成される。射出成型の工程は、加熱して溶融した合成樹脂を金型に充填し、冷却することによって行われる。溶融した合成樹脂は、金型のゲートから金型内部に充填され、冷却後、固化した合成樹脂を金型から取り出し、ゲートの部分を切断する。切断されたゲートの部分は、他の面とは異なり、粗面であり、ゲート切断跡として導光板に残る。
【０００４】
従来の面状発光装置１０５を、図８を参照して説明する。導光板１１０の、Ｙ軸方向の両端面１１６近傍に配置された光源１１７から、導光板１１０の内部へ光が入射される（細い矢印で示す）。光源１１７は、発光ダイオードなどである。導光板１１０に入射した光は、導光板１１０内部で反射を繰り返し、その一部が発光面１１１から、図８のＸ軸の正の方向に出射され（太い矢印で示す）、ユーザーに視認される。導光板１１０を射出成型する際に形成されるゲート切断跡１１３は、通常、発光面１１１を避けた位置になるよう配置される。図８では、底面（ゲート形成面１１２）に配置されている。
【０００５】
導光板１１０内部に入射した光を、効率よく発光面１１１から出射させるため、天面１１５、背面１１４、及びゲート形成面１１２に、反射膜を設けることもある。反射膜の形成は、例えば、アルミニウムなどの金属材料の蒸着やスパッタ、また、メッキや塗装によって行われる。また、発光面１１１から出射される光の均一性を高めるため、導光板１１０に乳白色の材料を用いて、導光板１１０内部で光を散乱させることもある。さらに、発光面１１１をサンドブラスト処理することもある。
【０００６】
ゲート切断跡１１３は、粗面になっているため、光源１１７から導光板１１０に入射した光は、ゲート切断跡１１３で散乱される。このため、面状発光装置１０５の発光面１１１を見たユーザーは、ゲート切断跡１１３の部分が、他の部分より明るく見え、これが発光状態のムラとして視認されることがある。なお、ゲート切断跡１１３に入射する光は、光源１１７から直接入射する光だけでなく、導光板１１０を構成する各面によって反射されてから、入射する光も含む。また、図８では、ゲート切断跡１１３が、底面（ゲート形成面１１２）に配置されているが、天面１１５、背面１１４、及び端面１１６に配置されている場合も、同様の発光状態のムラが発生しうる。
【０００７】
ゲート切断跡１１３に起因する発光状態のムラを回避するために、ゲート切断跡をバフ研磨や、ダイヤカットによって、平滑な面に加工する方法がある。しかし、これらの工程は技術的難易度が高く、仕上がり状態にばらつきが生じる可能性がある。さらに、これらの工程の追加は、コストアップの要因となる。
【０００８】
また、ゲート切断跡１１３を有するゲート形成面１１２全体を、サンドブラスト処理によって、粗面にし、ゲート切断跡１１３に起因する発光状態のムラを回避する方法もある。しかし、光源１１７から入射した光は、導光板１１０の内部で反射を繰り返してから、発光面１１１から出射されるため、ゲート切断跡１１３を有するゲート形成面１１２全体をサンドブラスト処理すると、発光面１１１から出射される光量が低下してしまう。
【０００９】
また、図１０のように、ゲート切断跡１１３で散乱された光が、直接発光面１１１に入射しないように、導光板１１０の背面１１４に、フランジ状の部分（フランジ１２１）を形成し、そこにゲート切断跡１１３を配置することも考えられる。しかし、フランジ１２１から外部に逃げる光が生じるため、発光面１１１から出射される光量が低下してしまう。また、導光板１１０の外形が大きくなり、面状発光装置１０５の実装の妨げになる場合もある。
【００１０】
特許文献１では、ゲート切断跡を、発光面に対して直交する面に配置している。しかし、発光面を見る角度によっては、ゲート切断跡で散乱された光が見えてしまうために、ユーザーには、発光状態のムラとして視認される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１５１３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、射出成型によって形成される導光板を有する面状発光装置の、ゲート切断跡によって散乱される光を、ユーザーが視認しにくい導光板を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の導光板は、射出成型によって形成された導光板であって、前記導光板は、光源から前記導光板内部に入射された光を前記導光板から外部へ出射する発光面と、前記射出成型によって形成されたゲート切断跡と、を有し、前記ゲート切断跡で散乱された前記光が、前記導光板を構成する面での反射を経ずに、前記発光面に入射する入射角が、前記発光面で全反射する臨界角以上の角度となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、射出成型によって形成される導光板を有する面状発光装置の、ゲート切断跡によって散乱される光を、ユーザーが視認しにくい導光板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る導光板を有する面状発光装置付きスピーカーの外観の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る導光板を有する面状発光装置の外観の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る導光板の外観の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る導光板の外観の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る導光板の外観の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る導光板の外観の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る導光板の外観の一例を示す図である。
【図８】従来の導光板を有する面状発光装置の外観を示す図である。
【図９】従来の導光板の外観を示す図である。
【図１０】従来の導光板の外観を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の導光板に係る実施形態について説明する。図１のような面状発光装置付きスピーカー１に、本発明の導光板を有する面状発光装置５を実装した場合を例にとって説明するが、これに限るものではない。例えば、ディスクプレーヤーのディスクを載置するトレイの照明など、各種装置に実装される面状発光装置の導光板に対しても、本発明は適用可能である。また、後述する発光型の表示装置の導光板にも、適用可能である。
【００１７】
図１は、本発明の導光板を用いた面状発光装置５を実装した、面状発光装置付きスピーカー１である。面状発光装置付きスピーカー１は、楽曲の信号が入力されると、楽曲のテンポに同期して面状発光装置５が点滅したり、楽曲の周波数成分に基づいて発光色が変わったりする。これによって、楽曲の聴取環境の雰囲気を、盛り上げることができる。
【００１８】
図１の面状発光装置付きスピーカー１は、スピーカーの筐体２に、ウーハースピーカー３が２つ、トゥイータースピーカー４が１つ配置され、面状発光装置５が２つ配置されている。面状発光装置付きスピーカー１には、無線または有線で音楽信号が入力される。図示していないが、面状発光装置付きスピーカー１には、入力された楽曲の信号を解析し、面状発光装置５の発光状態を制御する制御部と、入力された楽曲の信号を増幅し、スピーカーに供給するアンプ部が内蔵されている。また面状発光装置５、制御部、およびアンプ部を駆動する電力は、外部から供給または内蔵するバッテリーから供給される。
【００１９】
面状発光装置付きスピーカー１は、聴取環境の雰囲気をより盛り上げるために、明るく、そして綺麗に光っていると、ユーザーが感じることが求められる。そのためには、光源の光を効率よく発光面から出射させ、また発光面がムラなく発光することが重要である。
【００２０】
図２に、本発明の導光板１０を有する、面状発光装置５の外観を示す。基本的な構造は、従来の面状発光装置１０５（図８）と同様であるが、発光面１１と、ゲート切断跡１３を有するゲート形成面１２と、が、なす角度（発光面とゲート形成面とがなす角度１８）が、直角ではなく、鈍角となっている点が相違する。
【００２１】
導光板１０は、射出成型で形成され、ゲート切断跡１３は、ゲート形成面１２に配置されている。導光板１０のＹ軸方向の両端の端面１６近傍に、光源１７が配置されている。光源１７は、例えば発光ダイオードや、蛍光灯、白熱電球、有機ＥＬなどである。導光板１０は、この他に、背面１４、天面１５を有している。
【００２２】
図３は、面状発光装置５の導光板１０の中央部の、図２のＸＺ平面における断面図である。発光面１１と、ゲート形成面１２と、が、なす角度１８が鈍角となっていて、断面は台形状である。ゲート切断跡１３で散乱された光の内、発光面１１に対して、最も小さい入射角で入射する光は、Ｘ軸に沿って進む光、即ちゲート形成面１２に沿って進む光である。発光面１１の垂線を点線で示すと、ゲート形成面１２に沿って進む光の、発光面１１への入射角は、θになる。
【００２３】
導光板１０の材料が、一般的なアクリルの場合、アクリルから空気中へ進む光の全反射の臨界角は４２．２度である。θを臨界角以上に設定する、即ち、発光面１１と、ゲート形成面１２と、が、なす角度１８を、臨界角と、直角と、の、和以上に設定することにより、ゲート切断跡１３で散乱された光が、発光面１１のどこに入射する場合でも、入射角度は、臨界角以上になり、全反射される。これは、ゲート切断跡１３から、Ｘ軸方向に散乱された光だけでなく、Ｙ軸方向の成分を持って、発光面１１に斜めに入射する場合も、同様に臨界角以上の入射角となる。
【００２４】
このため、ゲート切断跡１３で散乱された光が、導光板１０を構成する面での反射を経ずに、直接発光面１１から外部へ出射されることはなくなる。ゲート切断跡１３で散乱されて光が、導光板１０を構成する面（例えば背面１４や天面１５）で反射され、発光面１１から出射されることはありうる。しかし、導光板１０を構成する面の反射率や、導光板１０の材料内部での損失の影響を考慮すると、ゲート切断跡１３で散乱された光が、直接発光面１１から出射される場合より、光量は小さくなる。そのため、発光面１１を見るユーザーは、ゲート切断跡１３で散乱された光を視認しにくくなり、面状発光装置５の発光の均一性は高まる。
【００２５】
ここで、図８の従来の導光板１１０の、ＸＺ平面における断面図を、図９に示す。発光面１１１と、ゲート形成面１１２と、が、なす角度１１８は、直角である。ゲート切断跡１１３で散乱された光の内、ゲート形成面１１２に沿って発光面１１１に入射した光の、発光面１１１に対する入射角は０度である。全反射の臨界角より、入射角が小さいため、全反射が起きず、ゲート切断跡１１３で散乱された光が、発光面１１１から外部に出射され、発光状態のムラとして、ユーザーに視認されてしまう。
【００２６】
本発明は、ゲート切断跡１３で散乱された光が、導光板１０を構成する面での反射を経ずに、発光面１１に入射した場合、発光面１１に対する入射角が、全反射を起こす臨界角以上になるように、導光板１０を形成するものである。この条件を満たせば、例えば、ゲート切断跡１３は、背面１４、天面１５、端面１６に配置されていても同じ効果が得られる。また、光源１７の光は、端面１６から入射する必要はなく、背面１４、天面１５、ゲート形成面１２にから入射してもよい。また、光源１７の数は、図２のように、２つに限られるものではなく、１つでも、３つ以上でもよい。さらに、図２では、ゲート切断跡１３は、ゲート形成面１２のＹ軸方向の中央付近に配置されているが、これに限るものではなく、例えば、各面の端に配置してもよい。同様に、図３において、ゲート切断跡１３を、ゲート形成面１２の、発光面１１に近い側に配置してもよい。
【００２７】
図３の導光板１０を、図１の面状発光装置付きスピーカー１の筐体２に実装する場合、図３のＺ軸方向が、筐体２の面に沿うように実装すると、発光面１１は、筐体２の面に対して、θだけ傾斜した状態となる。発光面１１を、実装する筐体２と平行にしたい場合は、図４の様な構成にすることも可能である。発光面１１とゲート形成面１２と、が、なす角度１８は、全反射の臨界角と直角の和以上の角度になっているため、同様に、ゲート切断跡１３で散乱された光が、直接発光面１１から外部に出射されることはない。
【００２８】
以上説明したように、本発明の導光板によれば、コストアップ要因となる、ゲート切断跡の加工工程の追加を行わずに、発光状態のムラを改善することができる。
【００２９】
（変形例１）
図３で、ゲート切断跡１３で散乱された光が、直接発光面１１に入射するとき、最も入射角が小さい光路は、ゲート形成面１２に沿って進んだ場合である。これに対し、ゲート形成面１２から離れた位置の発光面１１に入射する光、例えば、発光面１１と天面１５の交点近傍に入射する光の入射角は、図３のθよりも大きくなる。このため、天面１５に近づくにつれて、ゲート形成面１２に対する発光面１１の傾きを、小さくすることが可能である。
【００３０】
図５は、発光面１１を、曲面とした導光板１０の例である。ゲート切断跡１３で散乱された光が、発光面１１に直接入射する際、入射角θが必ず臨界角以上になる条件を満たす範囲で、発光面１１が曲面となっている。そのため、Ａ、Ｂ、Ｃの各点における、発光面１１と、ゲート形成面１２と、が、なす角度は、Ａ、Ｂ、Ｃの順に小さくなっている。発光面１１に直接入射する、ゲート切断跡１３で散乱された光は、必ず臨界角以上となるため、発光面１１から出射されることはない。この構造によって、導光板１０の、Ｘ軸方向の寸法を小さくすることができ、実装スペースが小さいとき有利である。なお、発光面１１の形状は、入射角θが臨界角より大きければ全反射が生じるで、この範囲で任意に形成することが可能である。
【００３１】
さらに、図５の、ゲート切断跡１３は、ゲート形成面１２の、発光面１１から離れた端に配置されているが、これに限るものではない。例えば、発光面１１の近傍に、ゲート切断跡１３を配置してもよい。これにより、図５の発光面１１は、よりＺ軸に平行に近い曲線とすることができるので、導光板１０のＸ軸方向の寸法をさらに小さくすることができる。
【００３２】
（変形例２）
図６に示すように、ゲート切断跡１３で散乱された光が、発光面１１に入射する角度をθとするとき、θが全反射の臨界角よりも小さい角度となる領域を、遮光部１９によって遮光してもよい（このθが全反射の臨界角よりも小さい角度となる領域を、発光面１１の拡張面と定義する）。遮光部１９は導光板１０に、黒色の塗装を施してもよいし、黒色のシールを貼付してもよい。また、面状発光装置１を実装する筐体２に、入射角θが、臨界角よりも大きくなる領域のみ光を出射可能な窓を形成し、入射角θが臨界角よりも小さくなる領域を、筐体２によって遮光してもよい。これによって、導光板１０を、加工しやすい方形の断面形状にすることができる。
【００３３】
（変形例３）
上述の実施形態では、導光板１０に、発光ダイオード等の光源１７の光を入射させるとして説明したが、これに限るものではない。光源１７の代わりに、図７のように、導光板１０の背面１４近傍に、発光型表示装置２０を配置してもよい。発光型表示装置２０は、例えば、有機ＥＬディスプレイ、蛍光表示管や、バックライト付き液晶表示装置などである。本発明の構成であれば、発光型表示装置２０から出射された光が、ゲート切断跡１３で散乱されても、直接発光面１１から直接外部に出射されることはないので、ユーザーに発光状態のムラを視認されにくく、表示品位の低下を抑制することができる。
【００３４】
（変形例４）
上述の実施形態では、導光板１０のＸＺ軸における断面形状は、台形または長方形であったが、これに限るものではない。例えば、断面が五角形、もしくはそれ以上の多角形であってもよい。また、発光面１１とゲート形成面１２が接しているとして説明したが、間に面があってもよい。さらに、ゲート形成面１２と、天板１５は平行である必要はない。また、各面は曲面であってもよい。さらに、上述の実施形態を、適宜組み合わせてもよい。ゲート切断跡１３で散乱された光が、全反射の臨界角以上で、直接発光面１１に入射する構造であれば、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の導光板は、射出成型によって形成された導光板であって、前記導光板は、光源から前記導光板内部に入射された光を前記導光板から外部へ出射する発光面と、前記射出成型によって形成されたゲート切断跡と、を有し、前記ゲート切断跡で散乱された前記光が、前記導光板を構成する面での反射を経ずに、前記発光面に入射する入射角が、前記発光面で全反射する臨界角以上の角度となることを特徴とする。これにより、ゲート切断跡で散乱された光は、発光面に入射すると全反射し、発光面から外部へ出射されない。このため、ユーザーが発光面を見たとき、ゲート切断跡に起因するムラを、見え難くくるすことができる。
【００３６】
また、本実施形態の導光板は、前記ゲート切断跡は平面であるゲート形成面に形成され、平面である前記発光面と、前記ゲート形成面と、が、成す角度は、前記導光板内部から前記発光面に入射した光が全反射する臨界角と、直角と、の、和以上の角度であることを特徴とする。これにより、ユーザーが発光面を見たとき、ゲート切断跡に起因するムラを、見え難くくるすことができる。
【００３７】
また、本実施形態の導光板は、前記ゲート切断跡は平面であるゲート形成面に形成され、前記発光面は、前記ゲート形成面から離れるにつれ、前記発光面と、前記ゲート形成面と、が、なす角度が小さくなる曲面であることを特徴とする。これにより、導光板の光の出射方向の寸法を小さくすることができる。
【００３８】
また、本実施形態の導光板は、前記導光板は、前記発光面を拡張した拡張面を有し、前記拡張面に遮光部が形成されていることを特徴とする。これにより、発光面と、ゲート形成面との角度を、加工しやすい角度、例えば直角にすることができる。
【００３９】
また、本実施形態の導光板は、前記光源は発光型の表示装置であることを特徴とする。これにより、面状発光装置の発光が、ゲート切断跡で散乱され、表示品位が低下することを低減できる。
【００４０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う導光板もまた本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、導光板に好適に採用され得る。
【符号の説明】
【００４２】
１…面状発光装置付きスピーカー、２…筐体、３…ウーハースピーカー、４…トゥイータースピーカー、５…面状発光装置、１０…導光板、１１…発光面、１２…ゲート形成面、１３…ゲート切断跡、１４…背面、１５…天面、１６…端面、１７…光源、１８…発光面とゲート形成面とがなす角度、１９…遮光部、２０…発光型表示装置、１０５…面状発光装置、１１０…導光板、１１１…発光面、１１２…ゲート形成面、１１３…ゲート切断跡、１１４…背面、１１５…天面、１１６…端面、１１７…光源、１１８…発光面とゲート形成面とがなす角度、１２０…底面、１２１…フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020123505.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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