(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の点光源が離間して設けられた光源と、光源からの光を側方の入射面から入射して出射面から出射する導光板とを備え、導光板の入射面には点光源に対応した複数の凹部が設けられ、該凹部に点光源が嵌合される面光源装置において、
導光板の凹部と凹部の間の入射面部分は、導光板の有効発光領域の光源側側面付近に集光するように凸の曲面に形成され、該曲面には反射部材が設けられることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
基板は入射面に対向配置され、曲面に対向する基板部分に反射部材を備え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】
基板は可撓性を有するフレキシブル基板であり、曲面に対向する基板部分が反射部材としての反射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。
【請求項４】
凹部の点光源からの光の出光側に切欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項５】
基板上に複数の点光源が離間して設けられた光源と、光源からの光を側方の入射面から入射して出射面から出射する導光板とを備え、
導光板の入射面には、点光源に対応した複数の凹部と、これら凹部の点光源からの光の出光側に断面形状が点光源の出光面の長さとほぼ同じ長さの直径を持つ半円形状の切欠き部とが設けられ、凹部に点光源が嵌合され、凹部と凹部の間の入射面部分は凸の曲面に形成されていることを特徴する面光源装置。
【請求項６】
基板は入射面に対向配置され、凹部と凹部の間の入射面部分に対向する基板部分に反射部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の面光源装置。
【請求項７】
複数の点光源が離間して設けられた光源からの光を入射する入射面と、入射面から入射して光を出射する出射面と、点光源に対応して入射面に設けられ点光源が嵌合される複数の凹部と、凹部の点光源からの光の出光側に設けられた切欠き部とを備え、凹部と凹部の間の入射面部分は凸の曲面に形成されていることを特徴とする導光板。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の面光源装置と、出射面側に設けられる非発光表示手段とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面光源装置及びその面光源装置に用いる導光板、更にはその面光源装置を用いた表示装置に関し、特にＬＥＤ等の点光源を用いた面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置に代表される非発光表示装置においては、背面に、照明のためのバックライトユニットが設けられる。このバックライトユニットは、例えば、光源と、入射面である側面に光源が対向配置され光源からの光を側面から入射し出射面から出射する導光板と、導光板裏面側に設けられ裏面から抜けた光を再び導光板内に戻すための反射シートとを備えるものが知られている。また、出射面の上方には、必要に応じて、出射面から出射される光（出射光）を視野角内に集光し輝度を向上させるためのレンズシートや、輝度の均一化のための拡散板を備えるものもある。
【０００３】
さて、バックライトユニットの光源には、冷陰極蛍光灯等の線状光源やＬＥＤ等の点光源が用いられる。光源としてＬＥＤ等の点光源を用いる場合、例えば、実用新案登録第２５７８５２９号公報にあるように、複数の点光源は離間した状態で並べられ、導光板の入射面に対向配置される。また、この実用新案登録第２５７８５２９号公報では、導光板に対するＬＥＤの位置決めを容易にするために、台形状に樹脂封止したＬＥＤを基板上に複数個設け、導光板にはＬＥＤが嵌合する凹部を設けてこれにＬＥＤを嵌め合わす構成としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＥＤ等の点光源を複数個並べたものを光源として用いる場合、導光板の出射面から出射される照明光には、点光源の有るところと無いところに対応した輝度むらが発生しやすく、点光源間の距離が長くなるほど顕著になる。このため、点光源間の距離を長くして点光源の数を減らすことは容易ではなく、点光源数の削減によるコストダウンの妨げとなっていた。
【０００５】
本発明は、斯様な点に鑑みてなされたもので、点光源を複数個並べたものを光源として用いる際に、点光源間の輝度を向上させると共に照明光の輝度むらを解消し、更には点光源数の削減を可能にしてコストダウンに寄与できる面光源装置を提供することを目的とするものである。また、その面光源装置に用いられる導光板、及びその面光源装置を用いた表示性能の良い表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の面光源装置は、基板上に複数の点光源が離間して設けられた光源と、光源からの光を側方の入射面から入射して出射面から出射する導光板とを備え、導光板の入射面には点光源に対応した複数の凹部が設けられ、該凹部に点光源が嵌合される面光源装置であって、導光板の凹部と凹部の間の入射面部分は、導光板の有効発光領域の光源側側面付近に集光するように凸の曲面に形成され、該曲面には反射部材が設けられることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る本発明の面光源装置は、請求項１に記載の発明において、基板は入射面に対向配置され、曲面に対向する基板部分に反射部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る本発明の面光源装置は、請求項２に記載の発明において、基板は可撓性を有するフレキシブル基板であり、曲面に対向する基板部分が反射部材としての反射面であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る本発明の面光源装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、凹部の点光源からの光の出光側に切欠き部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る本発明の面光源装置は、基板上に複数の点光源が離間して設けられた光源と、光源からの光を側方の入射面から入射して出射面から出射する導光板とを備え、導光板の入射面には、点光源に対応した複数の凹部と、これら凹部の点光源からの光の出光側に断面形状が点光源の出光面の長さとほぼ同じ長さの直径を持つ半円形状の切欠き部とが設けられ、凹部に点光源が嵌合され、凹部と凹部の間の入射面部分は凸の曲面に形成されていることを特徴する。
【００１１】
請求項６に係る本発明の面光源装置は、請求項５に記載の発明において、基板は入射面に対向配置され、凹部と凹部の間の入射面部分に対向する基板部分に反射部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る本発明の導光板は、複数の点光源が離間して設けられた光源からの光を入射する入射面と、入射面から入射して光を出射する出射面と、点光源に対応して入射面に設けられ点光源が嵌合される複数の凹部と、凹部の点光源からの光の出光側に設けられた切欠き部とを備え、凹部と凹部の間の入射面部分は凸の曲面に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る本発明の表示装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の面光源装置と、出射面側に設けられる非発光表示手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る一実施例の概略構成図であり、表示装置全体の概略構成を示すものである。図２は図１における要部を説明するための図である。
【００１６】
１は図２に示すように、点光源としてのＬＥＤ１１が離間した状態で複数個基板１２上に設けられた光源で、ＬＥＤ１１間には白色あるいは銀色のテープ等の反射部材１３が後述する端面部と対向するように設けられている。
【００１７】
２は透光性材料から成る導光板で、光源１からの光が入射される入射面２１、入射された光が導光板内を通過しながら出射される出射面２２、出射面２２と対向する面である裏面２３を備え、導光板２の厚さ、即ち出射面２２と裏面２３との距離は入射面２１から離れるに従って小さく形成されており、この形状により出射光の出射効率の向上が図られている。尚、図示しないが、裏面２３には、入射された光が出射面２２から均一な輝度で出射するようにパターン設計された拡散手段としての拡散パターンが形成されていてもよい。
【００１８】
図２は、光源１と導光板２を組合わせた状態で出射面側から見た状態を示しており、この図にあるように、入射面２１には、各ＬＥＤ１１が嵌合される凹部２１１がＬＥＤ１１と同じ数だけ形成されており、更にこの凹部２１１には、基板１２が配置される側とは反対の側、ＬＥＤ１１からの光の出光側に切欠き部２１２が形成されている。この切欠き部２１２は、断面形状がＬＥＤ１１の出光面の長さとほぼ同じ長さの直径を持つ半円となっており、ＬＥＤ１１からの光はこの切欠き部２１２面から導光板２内に入射される。その際、切欠き部２１２によりＬＥＤ１１からの光が導光板２に入射する角度が大きくなり、切欠き部２１２から隣り合うＬＥＤ方向に対して広く拡散するように入射される。
【００１９】
また、凹部２１１と隣り合う凹部２１１との間の入射面部分である端面部２１３は曲面形状に形成されており、例えば図３に示すように、隣り合うＬＥＤ１１の間で導光板２の有効発光領域の光源側側面（一点鎖線で示す）付近に集光する（破線で示す）ような凸の曲面形状に形成されることが望ましい。
【００２０】
尚、斯様な導光板は、通常、熱可塑性樹脂を用いた射出成形により形成されるので、凹部２１１や切欠き部２１２、更には端面部２１３を備えるものであっても、金型を用いた一般的な成形工程により一体的に且つ容易に形成することができる。
【００２１】
３は入射面２１と出射面２２を除いた裏面２３及び側面に対向配置され、各面から洩れた光を再度導光板２内に戻すための反射シート、４は出射面２２に対向して設けられ出射光を均一に分布させるための拡散板、５は出射面２２側に拡散板４を介して設けられた非発光表示手段としての透過型の液晶表示パネルである。尚、拡散板４の上側あるいは下側には光を集光して輝度を向上させるためのレンズシートを設けても良く、これら拡散板４やレンズシートは、所望の特性に応じて適宜設けられる。
【００２２】
さて、図２に示すように、光源１は、各ＬＥＤ１１が凹部２１１に嵌合されて位置決めされると同時に入射面２１に対向配置された状態で導光板２に組み合わされ、そして、端面部２１３には反射部材１３が対向される。
【００２３】
而して、光源１の各ＬＥＤ１１を点灯させると、ＬＥＤ１１からの発せられた光は切欠き部２１２を経て導光板２内に入射される。ＬＥＤ１１からの光は切欠き部２１２の面に入射する際に比較的大きな角度で入射することにより、入射光は切欠き部２１２から隣り合うＬＥＤ方向に対して広く拡散し、有効発光領域に向かって進む。また、導光板２内部での反射・拡散により、一部の光は端面部２１３方向へと向かい、端面部２１３面で反射して導光板２内を有効発光領域に向かって進む、あるいは端面部２１３から一旦導光板２外部へ出るが反射部材１３で反射されて再度端面部２１３から導光板２内に入射されて有効発光領域に向かって進む。
【００２４】
尚、本実施例では、切欠き部は断面形状がＬＥＤ１１の出光面の長さとほぼ同じ長さの直径を持つ半円であるが、ＬＥＤからの光が導光板に入射する角度が大きくなるような切欠き部、例えば、断面形状が有効発光領域側に頂点を持ち、対向する辺がＬＥＤの出光面の長さとほぼ同じ長さをもつ三角形のものであってもよい。
【００２５】
上述のようにして、ＬＥＤ１１からの光は導光板２内で広く拡散され、輝度むらの発生が抑制される。更に、曲面形状の端面部２１３や反射部材１３により、端面部２１３方向に向かう光も、有効発光領域へと進行させることができるので、出射光となる光の量を増やすことができて輝度向上が可能になり、同時に、比較的暗くなりがちなＬＥＤ１１間についても光が供給されるので、輝度むらが解消され、有効発光領域における輝度の均一化が図れる。
【００２６】
そして、導光板２内の有効発光領域へと進行した光は、更に進行しながら、裏面２３で反射あるいは裏面２３から洩れた光は反射シート３で反射されて再度導光板１内に入射され、出射面２２から出射される。出射面２２から出射した光は、拡散板４を経て液晶表示パネル５を背面から照明する。この照明により液晶表示パネルの表示面には明るく輝度むらのない表示が実現され、良好な表示性能を呈するものとなる。
【００２７】
また、ＬＥＤ間の光量不足を補償できるので、性能を低下させることなく、ＬＥＤが配置される間の距離を長くすることが可能となる。即ち、ある導光板に対して所定の性能を得るために必要なＬＥＤの数を従来より減らすことが可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
図１及び図２に示す実施例では、端部面２１３に対向する反射部材１３は基板１２に設けられているが、基板１２に設けずに、端部面２１３に直接、白色あるいは銀色のテープ接着したり、白色あるいは銀色のインクやアルミ等の金属膜を印刷や蒸着等して設けたものでもよい。
【００２９】
また、図１及び図２に示す実施例では、光源１は導光板２に対して、基板１２が入射面２１と対向する向きに設けられるが、端部面２１３に反射部材が形成されていればこの例に限ることはなく、例えば、基板が導光板の裏面側に配置され裏面側でＬＥＤが固定されるようなものであっても構わない。更に、プリント基板のような比較的固い材質の基板ではなく、フイルム状で可撓性を有するフレキシブル基板にＬＥＤが固定されていてもよい。
【００３０】
図４に、基板にフレキシブル基板を用いた例を示す。導光板２の構成およびＬＥＤ１１は図１及び図２と同じであるが、基板１２’が可撓性を有するフレキシブル基板である点、及びこの基板１２’の表面（特にＬＥＤ１１が設けられる間の部分で、端部面２１３と対向する面）が、白色あるいは銀色でありこの面が反射部材の機能を有する点である。このように表面が白色や銀色の基板１２’は、例えば、基板材料に顔料を混ぜ合わせたり、表面に塗装あるいは金属膜を形成するなどすることで得られる。
【００３１】
図４に示すような例では、基板１２’へのＬＥＤ１１の固定の際にあまり高い位置精度を必要としないにも拘わらず導光板２への取付けには高い位置精度を得ることができ、また、別体の反射部材を必要としないので、部品点数の削減や組立作業の簡略化ができ、更にはコストダウンを図ることが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上の説明から明らかなように、導光板に、ＬＥＤを嵌合する凹部と、この凹部のＬＥＤからの光の出光側に切欠き部を設けることで、ＬＥＤからの光が導光板内で広く拡散され、輝度むらの発生が抑制される。また、凹部と隣り合う凹部との間の入射面部分である端面部を凸の曲面形状とし、導光板の有効発光領域の光源側側面付近に集光させ、この端面部に対して反射部材を設けることによりＬＥＤ間の光量不足を補償できる。これにより、輝度の向上及び輝度の均一化を図ることができる。あるいは、性能を低下させることなく、ＬＥＤが配置される間の距離を長くすることができるので、ある導光板に対して所定の性能を得るために必要なＬＥＤの数を従来より減らすことが可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００３３】
更に、ＬＥＤを嵌合する凹部を備えているので、ある程度の組立精度を維持しながら組立作業の簡略化を図ることができるが、基板にフレキシブル基板を用いることで、更なる組立作業の簡略化やコストダウンが可能である。
【００３４】
而して、照明光として明るく均一な輝度のものが得られるので、表示装置としても表示性能のよい装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の概略構成図である。
【図２】図１の実施例に係る面光源装置の部分説明図である。
【図３】図１の実施例における要部説明図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る面光源装置の部分説明図である。
【符号の説明】
１        光源
１１      ＬＥＤ（点光源）
１２      基板
１２’    フレキシブル基板
１３      反射部材
２        導光板
２１      入射面
２１１    凹部
２１２    切欠き部
２１３    端面部（曲面）
２２      出射面
２３      裏面
３        反射シート
５        液晶表示パネル（非発光表示手段）
【図１】
0003695994.tif 000002
【図２】
0003695994.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003695994.tif 000005