(57)【要約】  【課題】  発光体からの光を所望の経路に導いて、輝度を高めると共に、発光体からの光をより均一にするＬＣＤ等の光源に用いられる面光源構造を提供する。  【解決手段】  導光板と、この導光板の側端部に設けられる導光棒と、この導光棒の両端部にそれぞれ配設され、光源を提供する第１発光体および第２発光体とからなり、第１発光体および第２発光体からの入射光を導光板へ導くため、前記導光棒には第１発光体と第２発光体との間に導光凹面が形成される。  【選択図】      図６(ｂ） 
2004214204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側端部を有する導光板、ならびに
前記側端部の両端にそれぞれ配設され、光源を提供する第１発光体および第２発光体からなり、
前記導光板の前記側端部には、前記第１発光体と前記第２発光体との間に位置し、前記第１発光体および前記第２発光体から入射される光を前記導光板へ導く導光凹面が形成されてなる面光源構造。
【請求項２】
前記導光体の前記第１発光体および前記第２発光体が設置された側の側端部に、導光棒が連接して設けられており、該導光棒は、両端に前記第１発光体および前記第２発光体がそれぞれ配設されていると共に、側端面が導光凹面に形成されてなり、前記導光板の側端部は、前記導光板の厚い方の側端である請求項１に記載の面光源構造。
【請求項３】
前記導光板は、光を前記導光板の上面から出射させるための複数個の拡散要素が形成された傾斜状底面をさらに備えており、該拡散要素が、ドット、Ｖ形切欠溝およびドットとＶ形切欠溝との組み合せからなる群より選ばれたものである請求項１に記載の面光源構造。
【請求項４】
前記導光凹面は、斜面、曲面および斜面と曲面との組み合せからなる群より選ばれたものであって、光を反射するための反射層がさらに設けられている請求項１または２に記載の面光源構造。
【請求項５】
前記導光板が、光の伝搬方向を変えるための屈折部をさらに備え、該屈折部は穴部に光を屈折させ得る物質が充填された構造である請求項１に記載の面光源構造。
【請求項６】
前記導光凹面は、前記第１発光体および前記第２発光体から入射された光が所望の経路に導かれるように、前記第１発光体と前記第２発光体とに対応させて形成された対称状の凹面であり、前記第１発光体および前記第２発光体は同じタイプの発光体であり、該発光体は発光ダイオードである請求項１に記載の面光源構造。
【請求項７】
前記導光凹面は、前記第１発光体および前記第２発光体から入射された光が所望の経路に導かれるように、前記第１発光体および前記第２発光体に対応させて形成された非対称状の凹面であり、前記第１発光体および前記第２発光体は同じ又は異なるタイプの発光体である請求項１に記載の面光源構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源構造に関し、より詳細には、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）に用いられる面光源構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源構造とは、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、衛星誘導システム、医療機器、ノートブック型コンピュータ（ＮＢ）やＬＣＤのモニタ等に広く用いられ、これらの装置に光源を提供する光学アセンブリのことを指す。これらのうち、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤのパネルは自発光能力を備えないことから、そのパネルに光源構造を設ける必要がある。この光源構造は、上述したような装置の光源モジュールにおいて非常に重要な光学アセンブリであり、特に、ここ数年において人気商品となったＴＦＴ−ＬＣＤを構成するキーデバイスの１つである。
【０００３】
さて、光源構造の内部構成であるが、光源構造は主に発光体、反射板および導光板等からなっている。導光板は、プロピレンを射出成形して表面を平滑にしてから、下面に、反射率が高く光を吸収しない材料からなる多数の拡散要素を網版印刷により形成してなる板である。また、導光板の厚い方の側端には、発光体である冷陰極ランプが配置されている。こうした構成により、発光体からの光が導光板内に入射すると、光はその中で反射しながら導光板の薄い方の側端へ向かって進み、拡散要素に当たったときに各種角度で散乱・拡散して、導光板の上面から出射していく。この際、好適な密度とそれに対応するサイズで分布する拡散要素によって、導光板から出射する光は均一となる。また、導光板下方に設置されている反射板は導光板の下面から漏れた光を反射して導光板内へ戻す作用を有するため、光の利用効率がより高められる。
【０００４】
ところが、このような光源構造を実際に使用するにあたり、発光体の配置状態に起因して、導光板から均一な光が出射されなくなるという問題が生じる。例えば、図１（ａ）に示すのは、公知に係る面光源構造の立体図である。当該面光源構造は、厚肉側端１１１および薄肉側端１１２を有する導光板１１と、導光板１１の厚肉側端１１１に配設されて面光源構造の光源を提供する複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）１２とからなっている。導光板１１の下面には、網版印刷により印刷された複数個の拡散要素（図示せず）が形成されている。かかる構成によると、導光板１１の厚肉側端１１１に位置する複数個のＬＥＤ１２から出力された光は、薄肉側端１１２の方向へと導かれる過程で拡散要素に当たったときに、異なる角度で散乱・拡散して、導光板１１の上面から出射していくことになる。その際、好適な密度とそれに対応したサイズで分布する拡散要素により、導光板１１から出射される光が均一となる。しかし、複数個のＬＥＤ１２は導光板１１の厚肉側端１１１にて離間して配設されているため、図１（ｂ）に示すように、導光板全域に行き渡るような均一な光源を提供することができない。つまり、光は、拡散要素に到達する前に既に均一性を失っているから、この場合に、いくら拡散要素の密度およびサイズに依存して均一性を得ようとしても、導光板１１から光を均一性良く出射させることができなくなる。
【０００５】
図２に示すのは、別な形態をとる公知に係る面光源構造の平面図である。この面光源構造は、厚肉側端２１１および薄肉側端２１２を有する導光板２１と、導光板２１の厚肉側端２１１に設置される導光棒２３と、導光棒２３の両端にそれぞれ配設されて面光源構造の光源を提供する２個のＬＥＤ２２とからなっている。この構成によると、図２に示されるように、ＬＥＤ２２から入射した光は導光棒２３で屈折されるが、上述した公知の面光源構造と同じく、導光板全域に渡る均一な光源を提供することはできない。よって同様に、拡散要素の密度および大小に依存したとしても、導光板２１上面から出射される光の均一性は高くなり得ない。したがって、こうした問題を解決できるような、より均一な光源を実現できる面光源構造の提供が早急に望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に鑑みて、本発明の目的は、発光体からの光を所望の経路に導いて、輝度を高め、且つ、発光体が発する光の均一性をより高くすることのできるＬＣＤ等の光源に用いる面光源構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、側端部を有する導光板、ならびに前記側端部の両端にそれぞれ配設され、光源を提供する第１発光体および第２発光体からなり、前記導光板の前記側端部には、前記第１発光体と前記第２発光体との間に位置し、前記第１発光体および前記第２発光体から入射される光を前記導光板へ導く導光凹面が形成されてなる面光源構造に関する。
【０００８】
前記導光体の前記第１発光体および前記第２発光体が設置された側の側端部に、導光棒が連接して設けられており、該導光棒は、両端に前記第１発光体および前記第２発光体がそれぞれ配設されていると共に、側端面が導光凹面に形成されてなり、前記導光板の側端部は、前記導光板の厚い方の側端であることが好ましい。
【０００９】
前記導光板は、光を前記導光板の上面から出射させるための複数個の拡散要素が形成された傾斜状底面をさらに備えており、該拡散要素が、ドット、Ｖ形切欠溝およびドットとＶ形切欠溝との組み合せからなる群より選ばれたものであることが好ましい。
【００１０】
前記導光凹面は、斜面、曲面および斜面と曲面との組み合せからなる群より選ばれたものであって、光を反射するための反射層がさらに設けられていることが好ましい。
【００１１】
前記導光板が、光の伝搬方向を変えるための屈折部をさらに備え、該屈折部は、穴部に光を屈折させ得る物質が充填された構造であることが好ましい。
【００１２】
前記導光凹面は、前記第１発光体および前記第２発光体から入射された光が所望の経路に導かれるように、前記第１発光体と前記第２発光体とに対応させて形成された対称状の凹面であり、前記第１発光体および前記第２発光体は同じタイプの発光体であり、該発光体は発光ダイオードであることが好ましい。
【００１３】
前記導光凹面は、前記第１発光体および前記第２発光体から入射された光が所望の経路に導かれるように、前記第１発光体および前記第２発光体に対応させて形成された非対称状の凹面であり、前記第１発光体および前記第２発光体は同じ又は異なるタイプの発光体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明が提供するのはＬＣＤ等に用いられる光源モジュールの面光源構造である。本発明に係る面光源構造は、導光板に導光凹面を形成したため、発光体から入射される光がより均一な状態となって導光板全域を伝搬する。さらに、反射層または屈折部を設ければ、かかる導光凹面の作用をより高めることができる。よって、本発明の構成によれば、発光体からの光をより均一とし、面光源構造の輝度が高まる。なお、本発明に係る面光源構造は、バックライトモジュールおよびフロントライトモジュールのいずれに用いることができ、つまり、反射型および透過型ＬＣＤのいずれにも適用可能である。よって、本発明は産業上の利用可能性を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
前述およびその他の本発明の特徴および長所がより明らかとなるように、以下に、本発明の実施形態を図面と対応させながら説明する。
【００１６】
本発明の主な目的は面光源構造を提供することにある。本発明に係る面光源構造は、発光体を導光板の側端部に配し、側端部の斜面を利用して光を所望の経路へ導く構成としたため、面光源構造の輝度が高まり、且つ、発光体からより均一な光源が提供されるという効果が奏される。
【００１７】
図３に示すのは、本発明の好ましい一実施形態による面光源構造である。この実施形態による面光源構造は、板体の厚い方の側端である厚肉側端部３１１を有する導光板３１と、厚肉側端部３１１の両端にそれぞれ配設されて光源を提供する第１発光体３２１および第２発光体３２２とから構成される。さらに、導光板３１の厚肉側端部３１１は、第１発光体３２１と第２発光体３２２から入射された光を導光板３１へ導くための導光凹面３３を、第１発光体３２１と第２発光体３２２との間に備えている。導光板３１の底面は傾斜状底面となっており、該底面上には、光を導光板３１の表面から出射させるための複数個の拡散要素が形成されている（図示せず）。複数の拡散要素は、ドット、Ｖ形切欠溝またはこれらの組み合せからなるものとすることができる。本実施形態において、第１発光体３２１および第２発光体３２２はいずれもＬＥＤであり、また、導光凹面３３は、図３（ｂ）に示す如くの斜面、図３（ｃ）に示す如くの曲面、または図３（ｄ）に示す如くの斜面と曲面とを連結させてなる面に形成することができる。第１発光体３２１と第２発光体３２２が同タイプの発光体、つまりＬＥＤである場合に、第１発光体３２１と第２発光体３２２から入射される光が所望の経路へと導かれるようにするため、導光凹面３３は、これら第１発光体３２１と第２発光体３２２に対応した対称状の凹面となる。一方、第１発光体３２１と第２発光体３２２とが異なるタイプの発光体である、対称位置に配置されていない、または両者の数量が異なる場合には、導光凹面３３は、第１発光体３２１と第２発光体３２２それぞれのタイプ、位置または数量に対応した非対称状の凹面となる。このように、導光凹面３３を発光体の各種態様に応じた非対称状な凹面とすることによって、対称状のときと同じく、第１発光体３２１と第２発光体３２２からの光を所望の経路へと導くことができるようになる。
【００１８】
図４は、図３に示した本発明実施形態による面光源構造の変形例を説明する平面図である。この形態による面光源構造は、図３の実施形態と同じく導光板４１、厚肉側端部４１１、第１発光体４２１、第２発光体４２２および導光凹面４２を備えることに加え、導光板４１に光の伝搬方向を変化させる屈折部４４を設けてなっている。この屈折部４４は導光板４１に設けられた穴であって、この穴内の空気、または、同じもしくは異なる屈折材料からなる充填物を媒質として経路を変える作用をする。このような構成によれば、面光源構造の輝度を容易に向上させることができる。
【００１９】
図５は、図３に示した本発明実施形態による面光源構造のもう１つの変形例を説明する平面図である。この形態による面光源構造は、図３の実施形態による構成に加え、導光凹面５３に光を反射するための反射層５５を設けてなっている。要するに、この形態では、導光凹面５３上に反射層５５をさらに追加した構成としてある。かかる構成によれば、第１発光体５２１および第２発光体５２２からの入射光がより有効に利用され、光が導光凹面５３を透過して互いに干渉し合うといった現象は生じない。
【００２０】
図６に示すのは、本発明のもう１つの好ましい実施形態による面光源構造である。本実施形態による面光源構造は、板体の厚い方の側端である厚肉側端部６１１を有する導光板６１と、導光板６１の厚肉側端部６１１に設置され、両端部を有する導光棒６３と、導光棒６３の両端部に配設されて光源を提供する第１発光体６２１および第２発光体６２２とからなる。導光棒６３は、さらに、第１発光体６２１と第２発光体６２２との間に配置され、第１発光体６２１と第２発光体６２２から入射される光を導光板６１へ導く導光凹面６３１を備えている。また、上述した実施形態と同じように、導光板６１の底面は傾斜状底面となっており、該底面上には、光を導光板６１の表面から出射させるための複数個の拡散要素が形成されている（図示せず）。複数の拡散要素は、ドット、Ｖ形切欠溝またはこれらの組み合せからなるものとすることができる。本実施形態において、第１発光体６２１および第２発光体６２２はいずれもＬＥＤであり、また、導光凹面６３１は、斜面、曲面または斜面と曲面とを連結させてなる面に形成することができる。第１発光体６２１と第２発光体６２２が同タイプの発光体、即ちＬＥＤである場合に、第１発光体６２１と第２発光体６２２からの光が所望の経路へ導かれるようにするため、導光凹面６３１は、第１発光体６２１と第２発光体６２２に対応した対称状の凹面となる。一方、第１発光体６２１と第２発光体６２２とが異なるタイプの発光体である、対称位置に配置されていない、または両者の数量が異なる場合には、導光凹面６３１は、第１発光体６２１と第２発光体６２２それぞれのタイプ、位置または数量に対応した非対称状の凹面となる。導光凹面６３１を発光体の各種態様に応じた非対称状な凹面とすることによって、対称状のときと同じく、第１発光体６２１と第２発光体６２２からの光を所望の経路へと導くことができるようになる。
【００２１】
図７は、図６に示した本発明実施形態による面光源構造の変形例を説明する平面図である。この形態による面光源構造は、図６の実施形態による構成に加え、導光凹面７３１に反射層７５を設置してなっている。このような構成によれば、第１発光体７２１および第２発光体７２２からの入射光がより有効に利用されることとなって、光が導光凹面７３１を透過して互いに干渉し合うといった現象が起きない。
【００２２】
以上、本発明を、最も好ましいと考えられる実施形態により説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、つまり、当業者がこれら実施形態に基づいてする各種変更や修飾は全て、添付の特許請求の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１（ａ）】公知に係る面光源構造の立体図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）の平面図である。
【図２】公知に係る別な形態の面光源構造の平面図である。
【図３（ａ）】本発明実施形態による面光源構造を示す立体図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）の平面図である。
【図３（ｃ）】図３（ａ）の平面図である。
【図３（ｄ）】図３（ａ）の平面図である。
【図４】図３に示す面光源構造に、屈折部を設けた形態の面光源構造を説明する平面図である。
【図５】図３に示す面光源構造に、反射層を設けた形態の面光源構造を説明する平面図である。
【図６（ａ）】本発明のもう１つの実施形態による面光源構造を示す立体図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）の平面図である。
【図７】図６に示す面光源構造に、反射層を設けた形態の面光源構造を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
３１      導光板
４１      導光板
５１      導光板
６１      導光板
７１      導光板
３１１    厚肉側端部
４１１    厚肉側端部
５１１    厚肉側端部
６１１    厚肉側端部
７１１    厚肉側端部
３２１    第１発光体
４２１    第１発光体
５２１    第１発光体
６２１    第１発光体
７２１    第１発光体
３２２    第２発光体
４２２    第２発光体
５２２    第２発光体
６１１    第２発光体
７２２    第２発光体
３３      導光凹面
４３      導光凹面
５３      導光凹面
６３１    導光凹面
７３１    導光凹面
４４      屈折部
５５      反射層
７５      反射層
【図１（ａ）】
2004214204.tif 000003
【図１（ｂ）】
2004214204.tif 000004
【図２】
2004214204.tif 000005
【図３（ａ）】
2004214204.tif 000006
【図３（ｂ）】
2004214204.tif 000007
【図３（ｃ）】
2004214204.tif 000008
【図３（ｄ）】
2004214204.tif 000009
【図４】
2004214204.tif 000010
【図５】
2004214204.tif 000011
【図６（ａ）】
2004214204.tif 000012
【図６（ｂ）】
2004214204.tif 000013
【図７】
2004214204.tif 000014