(57)【要約】【課題】薄型で、光の利用効率が高く、見映え上の不具合のない面光源装置を提供する。【解決手段】導光板と集光板と光源を有する面光源装置であって、導光板は、入射面とそれに垂直な出射面と出射面に対向する反射面とを備え、出射面と対向する面に光反射部材が設けられ、前記出射面または、反射面は、２つの面で形成され、入射面とそれに垂直な面を平坦面、入射面とそれにある角を有した面を傾斜面とし、傾斜面と平坦面がなす角をθ１としたとき、０°≦θ１≦１０°である面光源装置。【選択図】図１
2007287550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と集光板と光源を有する面光源装置であって、導光板は、入射面とそれに垂直な出射面と出射面に対向する反射面とを備え、出射面と対向する面に光反射部材が設けられ、前記出射面または、反射面は、２つの面で形成され、入射面とそれに垂直な面を平坦面、入射面とそれにある角を有した面を傾斜面とし、傾斜面と平坦面がなす角をθ１としたとき、０°≦θ１≦１０°であることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
出射面または、反射面が、２つの平坦面及び、１つの傾斜面で形成され、傾斜面と平坦面がなす角をθ２としたとき、０°≦θ２≦１０°であることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子などを背面から照射する面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中小型用の面光源装置の光源としてＬＥＤ等の点光源が広く使用されている。従来の導光板では、点光源から出射された光が効率よく導光板内に入射されるように、導光板の厚みは、点光源の厚みと同一に設定されていた。導光板の厚みが点光源より薄いと、光利用効率の低下、光漏れ及び、輝線等の見映え上の不具合が発生するため、点光源の厚み以下に、導光板の厚みを設定することが出来なかった。このため、面光源装置の薄型化は、点光源の薄型化に左右されていた。
【０００３】
本問題を解決する手法として、従来、集光板、反射部材等を薄く設定することにより、面光源装置の薄型化が行われてきた。また、導光板の表示面の厚みを発光面の厚みより薄くすることによる薄型化も行われてきた。しかし、集光板及び、反射板の薄型化は、製造工程上、反りの発生が起こり易いため、現状以上の薄型化は望めないという問題がある。また、従来、携帯電話機等の液晶表示装置を照明するため、光源から出射された光を液晶表示装置に導く導光体及びこの導光体を備え液晶表示装置を背面から照明する面光源装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１５１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであって、薄型で、光の利用効率が高く、見映え上の不具合のない面光源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下に関する。
（１）導光板と集光板と光源を有する面光源装置であって、導光板は、入射面とそれに垂直な出射面と出射面に対向する反射面とを備え、出射面と対向する面に光反射部材が設けられ、前記出射面または、反射面は、２つの面で形成され、入射面とそれに垂直な面を平坦面、入射面とそれにある角を有した面を傾斜面とし、傾斜面と平坦面がなす角をθ１としたとき、０°≦θ１≦１０°であることを特徴とする面光源装置。
（２）出射面または、反射面が、２つの平坦面及び、１つの傾斜面で形成され、傾斜面と平坦面がなす角をθ２としたとき、０°≦θ２≦１０°であることを特徴とする項（１）記載の面光源装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の面光源装置によれば薄型で、光の利用効率が高く、見映え上の不具合のない面光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照し詳細に説明する。図１及び図２は、この発明の実施形態にかかる面光源装置を示す概略図である。
【０００９】
図１に示すように、この実施形態の面光源装置は、例えば、板状の導光板１と、この導光板の反射面側に配置される反射シート２と、導光板１の入光面側に沿って配置される複数の点光源としてのＬＥＤ３、導光板１の出光面側に配置される集光板４と、導光板１、反射シート２、ＬＥＤ３と固定されるケース５と、で構成される。導光板１は、例えば、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）のような透明材料を射出成形法により形成された板状部材である。
【００１０】
導光板１の出光面側或いは反射面側には、傾斜面１１及び、平坦面１２が設けられる。さらに、出射面側或いは反射面側には、突条パターン１３が形成される。突条パターン１３と対向する面の形状にとくに制限はなく、スクラッチ（微小な線状のキズ）、シボ（微小な凹凸）等の拡散パターン１４または、鏡面（ミラー）が配置される。また、入射面１５には、ＬＥＤ直下の明部、ＬＥＤ間の暗部を防止するため、微細パターンが配置されている。この実施形態では、図１の部分拡大図に示すように、出光面側に傾斜面１１及び、平坦面１２が設けられ、さらに、反射面側に突条パターン１３、出光面側に拡散パターン１４が設けられている。
【００１１】
反射シート２は、正反射シートまたは散乱型白色シートで形成されており、導光板１の反射面及び反射側短面の全面を覆うように配置されている。
【００１２】
ＬＥＤ３は、発光面の高さが導光板１の入光面１５の厚みと同一であることが好ましく、導光板の厚み−０．１ｍｍであることがより好ましい。ＬＥＤ３の個数については、面光源装置のサイズによりことなり、特に制限は無い。
【００１３】
集光板４は、アクリル樹脂のような透明樹脂シートで形成されている。導光板１から出射された光が入射する面に断面三角形の多数の平行突条が形成されている下向きプリズムと出射する面に断面三角形の多数の平行平行突条が形成されている上向きプリズムがある。下向きプリズムは、突条の延長方向に直交する方向に出光面から出た指向性のある光を法線方向に変角する。配置方向は、図１の部分拡大図に示すように、入光側端面から反射面に向かう縦軸に対して直交する方向に平行突条が配置される。
【００１４】
上向きプリズムは、突条の延長方向に直交する方向に出光面から出た指向性のある光を法線方向に変角する。配置方向は、入光側端面から反射面に向かう縦軸に対して直交方向及び、平行方向に平行突条が配置されるように、１枚または、２枚使用する。また、集光板の配置方向には、導光板１、集光板４、液晶によるモアレを解消するために、前記記述のような配置をせずに、角度をつけることがある。
【００１５】
ケース５は、ポリカーボネート、ＡＢＳ等の反射率の高い白色の樹脂で形成されており、導光板１の側端面から漏れる光は、このケース５で反射され、導光板１内に戻される。但し、白色のケースから漏れる光で、性能上の不具合が発生する場合は、色付きの樹脂を使うこともある。
【００１６】
ＬＥＤ３から出た光は、導光板１の入射面１５から導光板１内に入る。入光した光は、反入光側に向かって出光面と反射面との間を反射しながら進んでいく。この時、導光板１の傾斜面１１及び、突条パターンで反射した光は、反射するごとに僅かに光の方向を変えながら反射を繰り返し、導光し出光面に臨界角以下の角度で当たるようになった時点で、出光面より出射する。従って、導光板１より出射する光は、指向性が強い光となり、この出光面から出た指向性のある光を集光板４により法線方向に変角する。視野角０度付近で効率よく出光される。
【００１７】
図２は、集光板４として逆向きプリズムを使用した場合を示す。この場合、傾斜面と平坦面のなす角θａを大きくすると、薄型の導光板を達成することが可能であるが、光が傾斜面１１で反射したとき光の方向変化量が大きくなり、表示エリアに光が達する前に、臨界角度以上になり、出光面より出射する。このため、入光側での輝度が高くなり、反入光側での輝度が低く、均斉度の悪化を招く。また、ＬＥＤ３直下の明部及び、ＬＥＤ間の暗部なでの外観不良を起こす。このような不具合を起こさないために、θａは、０°から５°が好ましく、０°から３°がより好ましく、０°から１．５°が特に好ましい。
【００１８】
本実施形態において、集光板４として上向きプリズムを使用した場合の概略図を図３に示す。この場合は、導光板１と集光板４との間に拡散板６を配置することがある。傾斜面と平坦面のなす角θｂは、平坦面に対して微小角度を持つ面は、この角度θｂを大きくすると、薄型の導光板を達成することが可能であるが、光が傾斜面で反射したとき光の方向変化量が大きくなり、表示エリアに光が達する前に、臨界角度以上になり、出光面より出射する。このため、入光側での輝度が高くなり、反入光側での輝度が低く、均斉度の悪化を招く。また、ＬＥＤ直下の明部及び、ＬＥＤ間の暗部なでの外観不良を起こす。このような不具合を起こさないために、θｂは、０°から１０°が好ましく、０°から７°がより好ましく、０°から５°が特に好ましい。
【００１９】
本実施形態において、出射面または、反射面が、２つの平坦面及び、１つの傾斜面で形成された場合を図４に示す。第１の平坦面１６または、第２の平坦面１７と傾斜面１１のなす角θｃとする。このとき、逆向きプリズムを使用した場合、θｃは０°から５°が好ましく、０°から３°がより好ましく、０°から１．５°が特に好ましい。また、上向きプリズムを使用した場合、θｃは０°から１０°が好ましく、０°から７°がより好ましく、０°から５°が特に好ましい。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例を詳述する。
この実施例では、成形材料として、ポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチィクス製品名：ユーピロンＨＬ−４０００）を使用して、射出成形機（東洋機械金属）により導光板（発光エリアサイズ：２．２インチ）を製作した。得られた導光板をケース（三菱エンジニアリングプラスチックス製ＨＰＲ−３５００）に組込み、導光板の表示面側にはプリズムシート（三菱レイヨン製Ｍ０６５ＨＳ）を配置する。導光板の反射面側には、両面テープにて反射シート（麗光製７５Ｗ０５）を貼り付ける。
【００２１】
上記ユニットに光源となるＬＥＤ（日亜化学製ＮＳＳＷ０２０ＡＴ）４灯を配置し、１５ｍＡ／１灯の電流にて点灯させ、発光エリア内の９ポイントの輝度値を輝度計（トプコン製ＢＭ−７）にて測定する。測定した輝度値の平均輝度（９ポイントの平均値）、均斉度（９ポイントの最小値）／（９ポイントの最大値）［％］を算出し、光学性能の評価をおこなった。見映えについては、２次元色彩輝度計（コニカミノルタ製ＣＡ−１５００）を使用して評価を行った。
【００２２】
実施例１では、入光面厚み０．６ｔ、発光面厚み０．５３ｍｍ、傾斜部長さ３ｍｍ、なす角１．３４度とした。この時、明暗ムラは観察されなかった。
【００２３】
比較例１として、入光面厚み０．６ｔ、発光面厚み０．５３ｍｍ、傾斜部長さ１ｍｍ、なす角４．００度とした。この時、ＬＥＤ間の黒ズミ及びＬＥＤ間にホットスポットが僅かに観察された。
【００２４】
比較例２として、入光面厚み０．６ｔ、発光面厚み０．５０ｍｍ、傾斜部長さ１ｍｍ、なす角５．７１度とした。この時、ＬＥＤ間の黒ズミ及びＬＥＤ間にホットスポットが顕著に観察された。
結果を、表１、２に示す。
【００２５】
【表１】
2007287550.tif 000003
【００２６】
【表２】
2007287550.tif 000004
【００２７】
表１、２に示すように、本発明の実施例１で得た導光板は、比較例１、２で得た導光板と比較して光学性能が高く、見映え上の不具合がない導光板が達成されていることが分かる。本発明によれば、光の利用効率が高く、光漏れ等の見映え上の不具合の無い面光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の面光源装置の斜視図である。
【図２】逆向きプリズム面光源装置である。
【図３】上向きプリズム面光源装置である。
【図４】２つの平坦面を有した導光板である。
【符号の説明】
【００２９】
１    導光板
２    反射シート
３    ＬＥＤ
４    集光板
５    ケース
６    拡散板
１１  傾斜面
１２  平坦面
１３  突条パターン
１４  拡散パターン
１５  入射面（入光面）
１６  第１の平坦面
１７  第２の平坦面
θａ  傾斜面と平坦面のなす角
θｂ  傾斜面と平坦面のなす角
θｃ  第１の平坦面または、第２の平坦面と傾斜面のなす角
【図１】
2007287550.tif 000005
【図２】
2007287550.tif 000006
【図３】
2007287550.tif 000007
【図４】
2007287550.tif 000008