(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から照射される光を側面である入射面から内部に導入させ、その内部に導入した光を正面である発光面から出射させて面発光する導光板と、を有する面光源装置であって、
前記導光板の入射面側の内部に、前記光源の光照射方向に対し傾斜して複数の空孔が配列してなる空孔配列部を有し、
前記空孔配列部は、第１配列部と第２配列部とを有しており、
前記第１配列部は、前記光源の光照射方向の軸線に対し第１の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、その軸線に対して線対称に配列して正面視略Ｖ字状に複数の空孔が配列してなり、
前記第２配列部は、前記第１配列部の外側に前記光源の光照射方向の軸線に対し第２の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、前記光源の光照射方向の軸線に対して線対称に複数の空孔が配列してなり、
前記第１配列部と前記第２配列部は、前記導光板の厚さ方向に複数の空孔が形成され、
前記第１配列部は、前記光照射方向に向かって複数形成されており、
前記第２配列部は、前記光照射方向の軸線に対して垂直方向に向かって複数形成されており、
前記複数の第２配列部は、前記光照射方向の軸線から離れて形成されるほど、前記光照射方向に向かって突出していることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記入射面は、平面であることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
光源から照射される光を側面である入射面から内部に導入させ、その内部に導入した光を正面である発光面から出射させて面発光する導光板であって、
前記導光板の入射面側の内部に、前記光源の光照射方向に対し傾斜して複数の空孔が配列してなる空孔配列部を有し、
前記空孔配列部は、第１配列部と第２配列部とを有しており、
前記第１配列部は、前記光源の光照射方向の軸線に対し第１の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、その軸線に対して線対称に配列して正面視略Ｖ字状に複数の空孔が配列してなり、
前記第２配列部は、前記第１配列部の外側に前記光源の光照射方向の軸線に対し第２の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、前記光源の光照射方向の軸線に対して線対称に複数の空孔が配列してなり、
前記第１配列部と前記第２配列部は、前記導光板の厚さ方向に複数の空孔が形成され、
前記第１配列部は、前記光照射方向に向かって複数形成されており、
前記第２配列部は、前記光照射方向の軸線に対して垂直方向に向かって複数形成されており、
前記複数の第２配列部は、前記光照射方向の軸線から離れて形成されるほど、前記光照射方向に向かって突出していることを特徴とする導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ等に使用される導光板、及びその導光板を備える面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、面光源装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）用のバックライトとして用いられており、サイドライト方式と直下型方式との二種類に分類される。
ここで、サイドライト方式を採用する面光源装置は、下記特許文献１に開示されるように、略平板状の導光板と、その導光板の側面（以下、「入射面」という。）側に設けられる発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の複数の点光源とを少なくとも構成として有している。
そして、サイドライト方式を採用する面光源装置は、複数のＬＥＤが発する光を、入射面から導光板の内部へ導入させ、その内部に導入させた光を導光板の正面（以下、「発光面」という。）に向けて反射させることにより面発光する装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９４２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サイドライト方式を採用する面光源装置は、ＬＥＤ等の複数の点光源を配置する間隔を広げた場合に、入射面近傍であって点光源と点光源の間に光が行き届かずに、その入射面近傍の発光面から出射する光が少なく、相対的に輝度が低い暗部が発生するという問題があった。そのため、従来の面光源装置は、発光面における輝度の均一化を図ることが困難であった。
【０００５】
また、入射面近傍の発光面に相対的に輝度が低い暗部が生じる面光源装置を液晶ディスプレイのバックライトとして用いた場合に、その暗部を隠すため、液晶ディスプレイの表示部の額縁が拡大化するという問題があった。そのため、液晶ディスプレイの表示部の額縁を狭小化することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みて創作された発明であって、ＬＥＤ等の複数の点光源の配置間隔を広げたとしても、入射面近傍の発光面に、相対的に輝度が低い暗部が発生しにくい導光板および面光源装置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】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の面光源装置は、光源と、前記光源から照射される光を側面である入射面から内部に導入させ、その内部に導入した光を正面である発光面から出射させて面発光する導光板と、を有する面光源装置であって、前記導光板の入射面側の内部に、前記光源の光照射方向に対し傾斜して複数の空孔が配列してなる空孔配列部を有し、前記空孔配列部は、第１配列部と第２配列部とを有しており、前記第１配列部は、前記光源の光照射方向の軸線に対し第１の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、その軸線に対して線対称に配列して正面視略Ｖ字状に複数の空孔が配列してなり、前記第２配列部は、前記第１配列部の外側に前記光源の光照射方向の軸線に対し第２の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、前記光源の光照射方向の軸線に対して線対称に複数の空孔が配列してなり、前記第１配列部と前記第２配列部は、前記導光板の厚さ方向に複数の空孔が形成され、前記第１配列部は、前記光照射方向に向かって複数形成されており、前記第２配列部は、前記光照射方向の軸線に対して垂直方向に向かって複数形成されており、前記複数の第２配列部は、前記光照射方向の軸線から離れて形成されるほど、前記光照射方向に向かって突出していることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の面光源装置によれば、導光板内部であって入射面側に空孔が形成されている。ここで、この空孔の絶対屈折率は、透光性材料等からなる導光板の絶対屈折率と異なるため、導光板に導入した光を空孔が反射および屈折させることができる。
よって、複数の空孔が光源の光照射方向に対し傾斜してなる空孔配列部は、入射した光を、複数の空孔が配列する傾斜方向に向かって屈折させ、光源から照射される光の幅を拡げ、入射面近傍の発光面に暗部が生じにくくすることができる。
【００１０】
請求項１に記載の面光源装置によれば、複数の空孔が略Ｖ字状に配列する第１配列部によって、導光板の内部に入射した光を、Ｖ字状の外側に屈折させることができる。
また、第１配列部によって屈折された光は、第１配列部の外側にあり、かつ、複数の空孔が所定角度を有して配列する第２配列部によって、光照射方向に屈折させることができる。よって、第１配列部と第２配列部により、光源から照射される光の幅を拡げるように屈折させて、その屈折後に、光源の光入射方向に向かって再び屈折させることができるため、入射面近傍の発光面に暗部が生じにくくすることができる。
【００１２】
請求項１に記載の面光源装置によれば、第１配列部と第２配列部は、導光板の厚さ方向にも空孔が配列してなるため、光源から照射されて導光板の厚さ方向に広がった光も、第１配列部と第２配列部が屈折させることが可能となる。
【００１４】
請求項１に記載の面光源装置によれば、第１配列部と第２配列部が複数形成されているため、例えば、光が直前の第１配列部を構成する空孔で屈折し、または、複数の空孔の間を通過したとしても、次の第１配列部における空孔で反射させることが可能となる。
つまり、請求項１に記載の面光源装置によれば、より確実に本体部内に入射した光を反射させて拡げることができ、光源を配置する間隔を広げたとしても、入射面近傍の発光面に暗部が生じにくくすることができる。
【００１６】
請求項１に記載の面光源装置によれば、第１配列部から反射する光の中には、第２配列部に入射しない角度で反射する光があり、光照射方向の軸線から離れて形成される第２配列部の突出している部分で、確実に光照射方向に反射させることができる。
【００１７】
また、請求項２に記載の面光源装置は、前記入射面が、平面であることを特徴とする。
請求項２に記載の面光源装置によれば、入射面が平面であるため光源から照射される光を反射させることなく、効率よく入射面に入射させることができ、発光面全体の輝度を高めることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の導光板は、光源から照射される光を側面である入射面から内部に導入させ、その内部に導入した光を正面である発光面から出射させて面発光する導光板であって、前記導光板の入射面側の内部に、前記光源の光照射方向に対し傾斜して複数の空孔が配列してなる空孔配列部を有し、前記空孔配列部は、第１配列部と第２配列部とを有しており、前記第１配列部は、前記光源の光照射方向の軸線に対し第１の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、その軸線に対して線対称に配列して正面視略Ｖ字状に複数の空孔が配列してなり、前記第２配列部は、前記第１配列部の外側に前記光源の光照射方向の軸線に対し第２の所定の角度を有するように傾斜して複数の空孔が配列するとともに、前記光源の光照射方向の軸線に対して線対称に複数の空孔が配列してなり、前記第１配列部と前記第２配列部は、前記導光板の厚さ方向に複数の空孔が形成され、前記第１配列部は、前記光照射方向に向かって複数形成されており、前記第２配列部は、前記光照射方向の軸線に対して垂直方向に向かって複数形成されており、前記複数の第２配列部は、前記光照射方向の軸線から離れて形成されるほど、前記光照射方向に向かって突出していることを特徴とする。
請求項３に記載の導光板によれば、光照射方向に対し傾斜して複数の空孔が配列する空孔配列部が、入射した光を、複数の空孔が配列する傾斜する方向に屈折させて、光源から照射される光の幅を拡げることができるため、入射面近傍の発光面に暗部が生じにくくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る導光板および面光源装置は、ＬＥＤ等の点光源の配置間隔を広げたとしても、配光部により導入した光の進路を制御して、入射面近傍の発光面に相対的に輝度が低い暗部が発生しにくくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の導光板を備えた面光源装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態の導光板を示す図であって、図２（ａ）は、実施形態の導光板を正面視した正面図であり、図２（ｂ）は、実施形態の導光板を平面視した平面図である。
【図３】実施形態の配光部を正面視した正面図である。
【図４】実施形態の導光板の配光部の一部分を破線Ｌで切り取った場合における断面図である。
【図５】実施形態の配光部による光の屈折を示す図である。
【図６】変更例の導光板を正面視した正面図である。
【図７】実施例の配光部の構成を示す正面図である。
【図８】実施例の本体部とその寸法を示す図である。
【図９】実施例と比較例の導光板を左側側面側から見た場合を示す図である。
【図１０】実施例と比較例の導光板の左側側面から出射する光の輝度における相対的出力についての測定結果を示すグラフである。
【図１１】実施例と比較例の導光板の左側側面から出射する光の輝度における相対的出力について、相対的出力のピーク値を１（１００％）とした場合における、高さ方向の位置別における相対的出力の相対比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
つぎに、本発明の実施形態における導光板を備える面光源装置について、図面を参照して説明する。
実施形態の面光源装置１００は、図１に示すように、複数の点光源が照射する光を内部に導入して面発光する導光板１と、点光源である発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。」）を複数個備えたＬＥＤアレイ５０と、導光板１の背面側に設けられる反射シート６０とを少なくとも備えている。
【００２２】
導光板１は、図１に示すように、側面（入射面１３）側に位置する点光源が発する光を内部に導入し、その内部で発光面１１側に向けて反射させ、発光面１１全体から光を出射することによって、面発光するための部材である。
そして、導光板１は、図２（ａ）に示すように、入射面１３と発光面１１を備える本体部１０と、その本体部１０に内在する複数の空孔２１が配列してなる空孔配列部２０とからなる。
【００２３】
また、本体部１０は、図２（ａ）と（ｂ）に示すように、本体部１０を正面側から見た場合において、正面側の面である発光面１１と、背面側の面である反射面１２と、側面側であってＬＥＤアレイ５０が配置される右側側面の入射面１３と、側面側であってＬＥＤが配置されない側の側面の左側側面１４と、上部側の上部面１５と、下部側の下部面１６との６つの面を有する六面体であって、略平面状をなしている。
以下において、本体部１０を正面側から見た場合、左右方向を幅方向とし、上下方向を高さ方向とし、前後方向を厚さ方向として説明する。なお、後記するが、本実施形態において、ＬＥＤアレイ５０は、導光板１の入射面に対して垂直となるように光を照射する。よって、光は本体部１０の幅方向に入射するため、特許請求の範囲に記載される「光照射方向」は、本実施形態においては導光板１の「幅方向」と同意となる。
【００２４】
また、本体部１０を構成する発光面１１、反射面１２、入射面１３、左側側面１４、上部面１５、下部面１６のそれぞれの面は平面であって、特に、入射面１３は、ＬＥＤから照射される光が効率よく入射できるように、より平坦に形成されていることが好ましい。
また、発光面１１と上部面１５と下部面１６は、入射面１３に対して垂直な面であって、左側側面１４は、入射面１３に対して平行な面である。
一方で、反射面１２は、図２（ｂ）に示すように、本体部１０の幅方向に対して臨界角θ１を成すように形成されている。これにより、入射面１３から入射して本体部１０の内部を幅方向に進行する光、或いは左側側面１４〜下部面１６で反射した光が反射面１２で全反射して、発光面１１側に光を効率よく反射させることが可能となる。
【００２５】
また、本体部１０は、透光性材料からなるが、その種類については、本発明において特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス、ポリメチルタクリレート（ＰＭＭＡ）等が挙げられ、好ましくは、屈折率の小さい原材料からなることが好ましい。
【００２６】
空孔配列部２０は、図３に示すように、本体部１０の入射面１３から入射して、本体部１０の幅方向に進行する光を高さ方向に拡げるためのものである。この空孔配列部２０は、所定の形状に形成後の本体部１０の内部に対して、レーザ光の焦点を合わせ照射して形成された複数の空孔２１を配列させたものである。
よって、本体部１０の内部には、図３に示すように、本体部１０の絶対屈折率と異なる領域が空孔２１の配列により形成されているため、空孔２１に入射した光を反射又は屈折させて、本体部１０の内部で光の進路を制御することが可能となる（図３の一部拡大図に示すＡとＢを参照。なお、Ｃは空孔２１に入射せずに透過した光の進路を示す）。
空孔２１の形状は、本発明においては特に限定されないが、安定した反射および屈折を行うため、球形或いは擬似球形にすることが望ましい。また、空孔２１の径についても特に限定されないが、後記するように透光性材料である本体部１０に対して、フェムト秒レーザ光を照射して空孔２１を形成しており、５μｍ程度の径であることが望ましい。そして、空孔２１が形成される間隔は、特に限定されないが、確実に光を反射および屈折させるためには、空孔２１が形成される間隔が狭いことが望ましい。
以下、空孔２１の集合である空孔配列部２０が、光を高さ方向に拡げるための空孔２１の配列について説明する。なお、空孔配列部２０は、図２等に示すように、入射面１３に対して３箇所形成されているが、後記するＬＥＤアレイ５０が備えるＬＥＤに対応する数の分だけ本体部１０内に形成されればよく、これに限定されない。
【００２７】
空孔配列部２０は、図３に示すように、幅方向に入射する光を高さ方向に反射および屈折させる第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃと、その第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃから反射した光を幅方向に反射させる第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇとからなる。
第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃは、図３に示すように、本体部１０の入射面１３側から左側側面１４側に向かって、正面視で複数の空孔２１が略Ｖ字状に配列してなる第１配列部Ａ２４ａと第１配列部Ｂ２４ｂと第１配列部Ｃ２４ｃとが、順次並列するように形成されている。なお、図４は、図３に示す第１配列部Ａ２４ａの一方側が形成された本体部１０を破線Ｌで切り取った断面を示す模式図である。
【００２８】
第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃは、本体部１０の内部であって、ＬＥＤアレイ５０が備えるＬＥＤに対向する位置に形成されている。そして、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃは、図３および図４に示すように、幅方向（光照射方向）の軸線（図３における破線を示す）に対して線対称となるように、複数の空孔２１が、第１の所定の角度θ２方向及び本体部１０の厚さ方向からなる面状に配列することによって構成されている。
【００２９】
ここで、第１配列部Ａ２４ａにおいて、幅方向（光照射方向）の軸線に対して高さ方向の一方（上部面１５）側と他方（下部面１６）側とに、複数の空孔２１が配列してなる面は、図３および図４に示すように、幅方向（光照射方向）に対して第１所定の角度である角度θ２を有するように形成されている。
この角度θ２とは、上部面１５側と下部面１６側に位置する第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇ側に向かって、光を反射することができる角度であり、使用される光源から照射される光の波長や後記する第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇを構成する空孔２１の配列によって、相対的に決定される角度である。また、特許請求の範囲に記載される「第１の所定の角度」は、実施形態における「角度θ２」を指す。
これにより、本体部１０の入射面１３に入射する光を、幅方向（光照射方向）の軸線に対して角度θ２をなすように複数の空孔２１が面状に配列してなる第１配列部Ａ２４ａに入射し、高さ方向に向かって反射することとなる。また、第１配列部Ａ２４ａに入射するが反射せずに屈折する光は、高さ方向のいずれか一方に屈折することとなる。つまり、第１配列部Ａ２４ａは、入射する光を高さ方向に反射および屈折させることができる。
【００３０】
また、第１配列部Ａ２４ａにおいて、複数の空孔２１が配列してなる面が、図３および図４に示すように、折れ曲がっても良い。これによれば、角度θ２と平行に入射する光であっても、第１配列部Ａ２４ａの折れ曲がった部分に配列する空孔２１に入射し、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇに向けて反射することが可能とすることができるからである。
また、第１配列部Ａ２４ａの折れ曲がった部分により、第１反射空孔整列部２５ａから反射して来た光を高さ方向に再び反射するようにしており、光を幅方向に拡げることができるように形成されている。
【００３１】
また、第１配列部Ｂ２４ｂと第１配列部Ｃ２４ｃは、第１配列部Ａ２４ａと同様に、幅方向の軸線に対して高さ方向の一方側と他方側とに、複数の空孔２１が配列してなる面が、幅方向に対して第１所定の角度を有するように配列することによって構成されている。なお、第１配列部Ｂ２４ｂと第１配列部Ｃ２４ｃにおける第１所定の角度については、前記したように、第１配列部Ｂ２４ｂと第１配列部Ｃ２４ｃのそれぞれが、上部面１５側と下部面１６側に位置する第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇ側に向かって、光を反射できる程度の角度であればよく、第１配列部Ａ２４ａの第１所定の角度である角度θ２と同じ角度である必要はない。
ただし、図３に示すように、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃにおける所定の角度がそれぞれ異なる場合、高さ方向に反射・屈折される光の向きを、幅方向において異ならせることができるため、より均一性に優れた配光を得ることができる。
【００３２】
また、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃを幅方向に複数配列するのは、一つ目の第１配列部Ａ２４ａを構成する空孔２１で屈折した光、または、空孔２１間を通り過ぎた光を、二つ目の第１配列部Ｂ２４ｂあるいは第１配列部Ｃ２４ｃで反射させるためである。
【００３３】
第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇは、図３に示すように、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃを中心として外側に位置するように高さ方向に順に配列してなる。
第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇは、幅方向（光照射方向）の軸線（図３における破線を示す）に対して線対称となるように、複数の空孔２１が、第２所定の角度方向及び本体部１０の厚さ方向からなる面状に配列していることにより構成されている。
【００３４】
ここで、第２配列部Ａ２５ａは、幅方向に対して高さ方向の一方側と他方側に、複数の空孔２１が配列してなる面が、幅方向に対して第２所定の角度である角度θ３を有するように配列している。
この角度θ３は、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃで本体部１０の高さ方向に反射した光を、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇが本体部１０の幅方向側に反射できる角度であって、使用される光源から照射される光の波長や第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃを構成する空孔２１の配列によって、相対的に決定される角度である。なお、特許請求の範囲に記載される「第２所定の角度」とは、実施形態における「所定の角度θ３」を指す。
これにより、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃによって高さ方向に反射した光のうち、第２配列部Ａ２５ａに向かう光は、第２配列部Ａ２５ａに入射して、幅方向（光照射方向）に反射することが可能となる。
なお、第２配列部Ａ２５ａは、図３に示すように、折れ曲がっても良い。第２配列部Ａ２５ａが設けられる位置が光源に比較的近いため、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃに反射された光や光源からの光を幅方向に反射（及び屈折）させることができるのに加え、特に折れ曲がっている部分により光源から直接照射される光を高さ方向（第２配列部Ｃ２５ｃ〜第２配列部Ｇ２５ｇ）に反射させ易くすることができる。
これにより、高さ方向において第１配列部から第２配列部の機能へと徐々に変化させることができ、配光の変化を緩やかにして均一性を高めることができる。なお、第２配列部Ｂ２５ｂも同様な理由により折れ曲がっている。
【００３５】
また、第２配列部Ｂ２５ｂ〜第２配列部Ｇ２５ｇは、第２配列部Ａ２５ａと同様に、幅方向（光照射方向）の軸線に対して高さ方向の一方側と他方側に、複数の空孔２１が配列してなる面が、幅方向（光照射方向）に対して所定の角度を有するように配列されている。なお、第２配列部Ｂ２５ｂ〜第２配列部Ｇ２５ｇにおける第２所定の角度とは、前記したように、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部ｃ２４ｃで本体部１０の高さ方向に反射した光を、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇが本体部１０の幅方向側に反射できる角度であり、使用される光源から照射される光の波長や第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃを構成する空孔２１の配列によって、相対的に決定される角度であるため、第２配列部Ａ２５ａの第２所定の角度である角度θ３と同じ角度である必要はない。
【００３６】
また、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇを高さ方向に複数配列するのは、第２配列部Ａ２５ａを構成する空孔２１で屈折または空孔２１間を透過した光を、第２配列部Ｂ２５ｂに入射させて、幅方向に反射させるためであって、本発明は実施形態に示した７つに配列したものにかぎられない。
【００３７】
さらに、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇは、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃ側から高さ方向に離れるほど、左側側面１４の方に突出するように構成している。これは、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃに近い第２配列部Ａ２５ａが長いと、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃから高さ方向に反射する光のほとんどが、第２配列部Ｇ２５ｇに到達する前に、第２配列部Ａ２５ａに入射して幅方向に反射してしまい、光を高さ方向に拡げることができなくなってしまうからである。
よって、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇを、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃ側から高さ方向に離れるほどに段階的に突出して形成することによって、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇへ入射する光の量を調整し、光を高さ方に拡げることが可能となる。
【００３８】
ＬＥＤアレイ５０は、点光源である複数のＬＥＤを備える部材であって、導光板１が発光面１１から出射する光の供給源である。
ＬＥＤアレイ５０が備える複数のＬＥＤは、導光板１の入射面１３に対向するように、導光板１の高さ方向に対して、略直線状に配置されている。これにより、ＬＥＤアレイ５０が備える複数のＬＥＤは、導光板１の幅方向に向かって光を照射することができる。
その他、本実施形態においては、点光源として、指向性の高いＬＥＤを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、点光源として使用できる冷陰極蛍光ランプ、熱陰極管（ＨＣＦＬ）及びエレクトロルミネセンスパネル（ＥＬＰ）等であってもよく、これらの点光源を用いた場合であっても、本発明は、点光源の配置間隔を広げた場合における均一な輝度が得られるという効果を奏する。
【００３９】
（反射シート６０）
反射シート６０は、光の反射率が高いシートであって、図１に示すように、導光板１の背面側である反射面に対向して設けられている。この反射シート６０によって、導光板１の反射面１２から漏れる（透過する）光を再度導光板１の内部に入射させて、発光面１１の輝度を高めることができる。
また、反射シート６０は、発光面１１側への集光効果を高めるため、鋸歯状或いは凹凸状の面であってもよい。
【００４０】
つぎに、空孔配列部２０の形成方法について説明する。
まず、空孔配列部２０を構成する空孔２１は、所定の形状に形成後の導光板１の本体部１０に対し、フェムト秒レーザ光を照射することによって形成することができる。ここで、フェムト秒レーザ光を照射することによって空孔２１を形成するのは、空孔２１を形成する時間を短縮できるとともに、アクリル樹脂等で形成される本体部１０を非加熱で加工でき、アクリル樹脂等で形成される本体部１０の変形等が少ないからである。
なお、フェムト秒レーザ光の波長の長さは、形成しようとする空孔２１の径によるが、アクリル樹脂等の本体部１０にフェムト秒レーザ光を照射した場合、照射したフェムト秒レーザ光の波長の長さと略同じ長さの径を有する空孔２１が形成される。但し、形成可能な空孔２１の径は、使用するフェムト秒レーザ装置の性能に依存する。従って、より高性能のフェムト秒レーザ装置を用いることで、設定されたレーザ光の波長の長さよりも小さい径の空孔２１を形成することができる。
そして、本体部１０に形成される空孔２１の配列が、前記した第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃと第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇをなすように、順次フェムト秒レーザ光を本体部１０に照射することによって、空孔配列部２０を形成することができる。
【００４１】
つぎに、導光板１を備えた面光源装置１００の使用方法について、図５を参照して説明する。
実施形態の面光源装置１００によれば、導光板１の入射面１３側に配置される複数のＬＥＤを備えたＬＥＤアレイ５０が、導光板１の空孔配列部２０に対応する位置に設けられている。ＬＥＤアレイ５０から照射される光は指向性が高く、導光板１の幅方向に向けて照射すると、図５に示すように、光が入射面１３から本体部１０の内部に入射して、第１配列部Ａ２４ａに入射することとなる。
そして、第１配列部Ａ２４ａは、幅方向に向かって所定の角度を有するように配列しているため、第１配列部Ａ２４ａに入射するＬＥＤ光は本体部１０の高さ方向に向かって反射することとなる。
また、本体部１０の高さ方向に向かって反射した光は、つぎに、第２配列部Ｅ２５ｅ〜第２配列部Ｇ２５ｇに当たり、幅方向に反射する（図５のＤ〜Ｆ参照）。
また、第１配列部Ａ２４ａに入射する光であって、入射する角度が浅い光（図５のＧ、Ｈ参照）は、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇに入射せずに、上部面１５（図２参照）側に進行することとなる。
【００４２】
そのほか、第１配列部Ａ２４ａに入射するものの反射せずに屈折する光や、空孔２１の間を通過する光がある（図５の光Ｉ〜Ｋ参照）。これらの空孔２１の間を通過した光はそのまま幅方向に進み、第１配列部Ｂ２４ｂに当って第２配列部Ｇ２５ｇの方に反射するか（図５のＫ参照）、または、第１配列部Ｂ２４ｂを構成する空孔２１の間を通過することとなる（図５のＩ、Ｊ参照）。
【００４３】
また、第１配列部Ａ２４ａに入射して、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｅ側に向かって反射するものの、第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇを構成する空孔２１に入射し屈折する光や、空孔２１間を通過する光がある（図５のＭ、Ｎ参照）。これらの空孔２１に入射し屈折する光や、空孔２１間を通過する光は、そのまま、高さ方向や入射面１３側に向かって進むこととなる。
【００４４】
以上、実施形態の導光板１を備えた面光源装置１００について説明したが、この導光板１によれば、ＬＥＤから照射される指向性の高い光であっても、図５に示すように、高さ方向に拡げることが可能となる。したがって、導光板１によれば、ＬＥＤ等の点光源の配置間隔を広げたとしても、入射面１３近傍の発光面１１に、相対的に輝度が低い暗部が発生しにくい。
よって、実施形態の導光板１を用いれば、相対的に輝度が低い暗部が生じにくいために、発光面１１の輝度の均一化と、液晶ディスプレイの表示部の額縁を狭小化することが図れる。
【００４５】
つぎに、本願発明と導光板に入射する光の進路を制御する従来技術とを比較して、本願発明の効果について説明する。
実施形態の導光板１は、導光板１の内部に空孔配列部２０を有し、導光板１の内部で光の進路を制御しているため、入射面１３を平面とすることができる。
ここで、面光源装置の従来技術として、入射する光の進行方向を制御するため、導光板の入射面に凹凸を形成する技術が挙げられる。
このような従来技術によれば、入射面に形成された凹凸が、導光板内部に入射する光を屈折させて拡散することができるものの、凹凸によって反射する光も多く、内部に光を効率良く入射させることができない。
しかしながら、実施形態の導光板１によれば、本体部１０内に光の進路を制御可能な空孔配列部２０を有するため、入射面１３を平面とすることが可能であり、上記従来技術に比べて、効率よく光を入射させることができるという優れた効果を奏することが可能である。
【００４６】
また、実施形態の導光板１は、空孔２１をレーザ光によって形成しているため、導光板１内に、空孔２１を所望の個数及び間隔で配列することが可能である。
ここで、従来技術によれば、導光板内部に、例えば酸化チタンやシリカ等の光拡散部材を含有させ、かつ、その濃度を調整することにより、光の進路を制御する技術が挙げられる。
このような技術によれば、導光板内部に入射した光を拡散することができるものの、製造過程において、任意の位置に光拡散部材を配置することは困難であり、導光板内部に入射した光を、所望の方向に屈折させることができないおそれがある。
しかしながら、実施形態の導光板１によれば、レーザ光によって、正確に所望の位置に空孔２１を形成することが可能であり、上記従来技術に比べて、正確に光を反射させて、光の進路を制御して暗部を生じにくくさせることができるという優れた効果を奏することが可能である。
【００４７】
以上、実施形態の導光板１およびその導光板１を備えた面光源装置１００について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、実施形態において、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃおよび第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇは、幅方向の軸線に対して線対称の形状であったが、非対称としてもよい。また、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃおよび第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇは、所定の角度θ２やθ３の方向に直線状に空孔２１が配列していたが、これに限るものでなく、曲線状に配列してもよい。つまり、第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃと第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇを構成する空孔２１の配列については、入射した光を所望の方向へ反射させるための配列であって、実施形態に示す配列に限定されるものでない。
【００４８】
また、実施形態においては、空孔配列部２０は、図３に示すように、導光板１における本体部１０の幅方向に対して所定の角度を有し、かつ、線対称となるように、複数の空孔２１が配列していたが、本発明は、これに限定されない。つまり、空孔配列部２０を構成する第１配列部Ａ２４ａ〜第１配列部Ｃ２４ｃと第２配列部Ａ２５ａ〜第２配列部Ｇ２５ｇとが、ＬＥＤアレイ５０から光が照射される軸線に対して、所定の角度を有し、かつ、線対称であればよい。
よって、ＬＥＤアレイ５０が、導光板１の本体部１０の入射面１３に対して平行でなく傾いて設けられている場合には、本体部１０の幅方向でなく、その傾いて設けられたＬＥＤアレイ５０から光が照射される方向の軸線に対して、所定の角度を有し、かつ、線対称となっていればよい。
【００４９】
つぎに、導光板の変形例について説明する。実施形態の導光板１の本体部１０の入射面１３は平面であったが、変形例の導光板１ａと１ｂは、図６（ａ）と（ｂ）に示すように、ＬＥＤアレイ５０が設けられる側の本体部の右側側面に凹凸２２ａ、２２ｂが形成された導光板１ａ、１ｂであってもよい。
変形例の導光板１ａは、本体部１０ａの右側側面全体が入射面でなく、その右側側面に形成された凹凸２２ａを構成する面の一つが入射面１３ａである。そして、入射面１３ａは、そのＬＥＤが発光して光を照射する発光面よりも大きく形成されている。また、入射面１３ａの垂線に対して、前記した所定の角度を有し、かつ、線対称となるように空孔配列部２０ａが形成されている。
ここで、ＬＥＤから照射される光は、その凹凸２２ａを構成する一つの面に対して入射するため、本体部１０の右側側面全体が入射面でなく、その凹凸を構成する面（図６（ａ）の１３ａを指す）が入射面となる。また、この場合の入射面１３ａが本体部１０ａの右側側面に対し傾いているため、空孔配列部２０ａも、この入射面１３ａの垂線に対して前記した所定の角度を有するとともに、線対称に形成されている。
【００５０】
また、変形例の導光板１ｂは、変形例の導光板１ａと同様に右側側面に凹凸２２ｂが形成されているが、この凹凸２２ｂを構成する面は、そのＬＥＤが発光して光を照射する発光面より小さく形成されている。この場合、ＬＥＤから照射される光は、凹凸を形成する複数の面に光が入射するため、右側側面全体が入射面１３ｂとし、凹凸２２ｂを構成する複数の面は、入射面としない点が変形例の導光板１ａと異なる。
そして、変形例の導光板１ｂの空孔配列部２０ｂは、入射面１３ｂである右側側面に形成された凹凸２２ｂを構成する面の傾斜を考慮した仮想平面（図６（ｂ）に示した一点差線を示す）２３を基準に、空孔配列部２０ｂが形成されている。つまり、空孔配列部２０ｂは、仮想平面２３の垂線に対し、前記する所定の角度を有するとともに、線対称に形成されている。
なお、通常、ＬＥＤの発光面の大きさは０．５〜６．０ｍｍ２程度である。よって、変形例の導光板１ａは、６．０ｍｍ２以上の面を有する凹凸が形成されている場合であって、その凹凸を構成する面が入射面である。また、変形例の導光板１ｂは、０．５ｍｍ２未満の面を有する凹凸が形成されている場合であって、その導光板１の右側側面が入射面である。
【実施例】
【００５１】
つぎに、実施例の導光板１ｃについて説明する。
実施例において、一つのＬＥＤから照射されるＬＥＤ光を入射面１３ｃから導光板１ｃの本体部１０ａの内部に導入させた場合、導光板１ｃ内で入射したＬＥＤ光が高さ方向にどの程度拡がるかについて、導光板の左側側面から目視し、実施例の配光部の効果を確認した。また、併せて、その左側側面１４ａから出射した光について、高さ方向における位置別の輝度の出力値（以下、「相対的出力」という。）を測定した。なお、測定した単位は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ  ｕｎｉｔ）であって、以下において[ａ．ｕ．]と表す。
なお、実施例においては、ＬＥＤ光の高さ方向の拡がり具合を確認すれば良いため、実施例における導光板１ｃの本体部１０ａは、図７に示すように、幅方向３ｍｍ、高さ方向５０ｍｍ、厚さ方向３ｍｍの大きさとした。また、導光板１ｃの空孔配列部２０ａは、図８に示す寸法（単位はｍｍ）となるように空孔２１を配列した。なお、第１配列部Ａ２４ａがなす第１の所定の角度θ２は３０°であって、第１配列部Ａ２４ａの折れ曲がった部分がなす角度θは６０°である。また、第２配列部Ａ２５ａがなす第２の所定の角度θ３は３０°である。また、空孔２１の径は、５μｍである。また、比較例として、実施例の導光板１ｃの本体部１０ａと同等な大きさを有する導光板を用意した。なお、比較例の導光板は配光部が形成されていない。
なお、実施例の導光板１ｃと比較例の導光板は、ポリカーボネート(Polycarbonate)の材料を用いた。
【００５２】
導光板を左側面側から見た場合の導光板の明るさについて、実施例における導光板１ｃの評価を図９（ａ）に示し、比較例の導光板の評価を図９（ｂ）に示した。なお、図９（ａ）と（ｂ）における横軸は、導光板の高さ方向における距離であって、０ｍｍで示される位置は、ＬＥＤに対向する位置である。
実施例の導光板１ｃは、図９（ａ）に示すように、高さ方向である５．０ｍｍの範囲全体が明るかった。具体的に、導光板１ｃの−２．５ｍｍ〜−１．５ｍｍと１．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲が最も明るく、その範囲から高さ方向に離れると徐々に暗くなっていった。
一方、比較例の導光板は、図９（ｂ）に示すように、−４．０ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲が明るかったが、−２５．０ｍｍ〜―４．０ｍｍと４．０ｍｍ〜２５．０ｍｍの範囲は、暗かった。また、比較例の導光板は、−１．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の範囲が最も明るかった。
以上より、比較例の導光板に比べて、空孔配列部２０ａが設けられている実施例の導光板１ｃの方が高さ方向に光っている範囲が広いため、空孔配列部２０ａが入射する光を拡げることができることを確認できた。
【００５３】
また、実施例の導光板１ｃと比較例の導光板の左側側面それぞれから出射される光であって、高さ方向における位置別の輝度について、相対的出力[ａ．ｕ．]として測定した結果を図１０に示す。なお、図１０に示すグラフの実線は、実施例の導光板１ｃから出射された光の輝度についての相対的出力[ａ．ｕ．]を示す線であって、破線は、比較例の導光板１ｃから出射された光の輝度についての相対的出力を示す線である。なお、横軸は、導光板の高さ方向における距離であって、０ｍｍで示される位置は、ＬＥＤに対向する位置である。
まず、実施例の導光板１ｃにおいて、相対的出力が最も高かったピーク値は、４ｍｍ離れた位置であって、約１２００００[ａ．ｕ．]を示した。また、１０ｍｍ以上離れても、低い値ではあるものの相対的出力がされており、光が出射していることは確認できた。
一方で、比較例の導光板は、ＬＥＤに対向する位置の相対的出力が最も高く、約３３００００[ａ．ｕ．]を示した。また、−４．０ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲以外のところでは、略１０００[ａ．ｕ．]を切る値が示され、光が出射しているものの輝度が高くないことが確認できた。
両者を比較すると、図１０に示すように、比較例の導光板は、ＬＥＤに対向する位置をピーク値として凸状となっている。一方、実施例は、実施例の導光板１ｃは、図１０に示すように、大きな凹凸がなく、全体的に平坦であるという結果が示された。
以上より、空孔配列部２０ａが形成された実施例の導光板１ｃは、従来例である比較例の導光板に比べ、ＬＥＤ等の点光源が照射する光を高さ方向に拡げることができることがわかった。
【００５４】
つぎに、図１０に示す測定データから、実施例の導光板１ｃを用いた場合、どの程度の間隔でＬＥＤを配置すれば、相対的に輝度が低い暗部が生じないかについて実験的に求めた。
具体的には、実施例の導光板１ｃにおいて、高さ方向における相対的出力が最も高い値（ピーク値）を示した、±４ｍｍの位置における相対的出力値を１．０（１００％）とし、その他の位置における相対的出力値がピーク値に比べて、どの程度出力しているか（以下、「相対値」という。）について算出した。また、同様に比較例についても相対値についても算出した。その算出結果を図１１に示す。横軸は、導光板の高さ方向における距離であって、０ｍｍで示される位置は、ＬＥＤに対向する位置である。
なお、相対値が低ければ、その低い相対値が算出された位置における相対的出力は、相対値の基準となった相対的出力値に比べて低いことを示す。つまり、相対値が低ければ、相対的出力の差が大きいため、相対的に輝度が低い暗部と判断される。
【００５５】
ここで、相対的に輝度が低い暗部を相対値が４０％程度と仮定した場合、実施例の導光板１ｃによれば、図１１に示すように、ＬＥＤが対向する位置から±１０．０ｍｍの範囲内でおいて、４０％程度の相対値を示していた。
よって、複数のＬＥＤを２０ｍｍ間隔で配置した場合に、実施例の導光板１ｃによれば、±１０．０ｍｍの範囲内でピーク値の４０％程度以上の輝度を有するため、発光面側においても輝度が低い暗部が生じるおそれがないことがわかった。
一方、比較例の導光板によれば、ピーク値の４０％程度出力した範囲は、図１１によれば、ＬＥＤが対向する位置から略±２．５ｍｍであった。
よって、複数のＬＥＤを２０ｍｍ間隔で配置した場合に、比較例の導光板によれば、±２．５ｍｍの範囲内のみピーク値に対して４０％程度以上の輝度を有していないため、±２．５ｍｍ以上離れると、発光面において相対的に輝度が低い暗部が生じるおそれがあることがわかった。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ〜１ｃ  導光板
１０、１０ａ〜１０ｃ  本体部
１１    発光面
１２    反射面
１３、１３ａ〜１３ｃ  入射面
１４、１４ａ  左側側面
１５    上部面
１６    下部面
２０、２０ａ〜２０ｃ  空孔配列部
２１    空孔
２４ａ〜２４ｃ  第１配列部Ａ〜第１配列部Ｃ
２５ａ〜２５ｇ  第２配列部Ａ〜第２配列部Ｇ
５０    ＬＥＤアレイ
６０    反射シート
１００  面光源装置
【図１】
0005493654.tif 000002
【図２】
0005493654.tif 000003
【図３】
0005493654.tif 000004
【図４】
0005493654.tif 000005
【図５】
0005493654.tif 000006
【図６】
0005493654.tif 000007
【図７】
0005493654.tif 000008
【図８】
0005493654.tif 000009
【図９】
0005493654.tif 000010
【図１０】
0005493654.tif 000011
【図１１】
0005493654.tif 000012