(57)【要約】 【課題】  表示装置や照明装置の小型化や軽量化を実現しながら、点状光源を入射して所要の面状光線を発生させる導光板を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の導光板は、互いに対向する出射主面と反射主面を有し、点状光源から略直線状に導入された光線を前記反射主面に向けて反射する反射側面を有し、前記出射主面から面発光分布の光が射出される。点状光源からの直線光線を反射側面と反射主面の二回の反射で面状光線までに広げることができ、有効な面状光線を射出することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する出射主面と反射主面を有し、点状光源から略直線状に導入された光線を前記反射主面に向けて反射する反射側面を有し、前記出射主面から面発光分布の光が射出されることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記反射主面には光反射用の複数のドットが形成され、前記反射側面にも複数のドットが形成されることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
前記反射主面が形成される板部材と、前記反射側面が形成される板部材は同じ部材若しくは異なる部材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】
前記板部材は透明樹脂板であることを特徴とする請求項３記載の導光板。
【請求項５】
前記反射側面の近傍に前記点状光源が一体に搭載されることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項６】
前記反射側面は前記反射主面を挟んで一対対向するように形成され、それぞれ前記点状光源からの光線が導入されることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項７】
複数の反射主面が形成され、点状光源から略直線状に導入された光線を前記反射主面にそれぞれ向けて反射する複数の反射側面を有し、略均一な面発光が前記複数の反射主面にそれぞれ対向した出射主面からそれぞれ射出されることを特徴とする導光板。
【請求項８】
前記反射側面は前記反射主面が形成される板部材とは別の部材に形成され、１つの板部材に複数の前記反射側面が形成されることを特徴とする請求項７記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点状光源からの光を発光面全体に広げて光を射出するための面発光装置の導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、液晶表示装置のバックライトなどの光源として、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）や冷陰極管などで光を発生させ、その発光ダイオード素子や冷陰極管からの光を面状に発光させる面発光装置が用いられている。例えば、液晶表示装置を小型電子機器のモニターや薄型画像表示装置の画像表示部として利用する場合には、面発光させる表示部の裏側に、反射板、導光板、及びプリズムシートの如き光拡散板が積層される構造とされ、導光板の一側面若しくは２つ以上の側面に沿って複数の発光ダイオード素子や冷陰極管が配列される構造を有している。
【０００３】
この導光板の側面に配される光源としては、細長い蛍光灯の如き形状の冷陰極管や複数の発光ダイオードを並列させて配設したＬＥＤアレイなどの線光源が使用される。このような光源であれば、導光板の側面に沿って配設することで導光板の全体に光線を導入でき、従って導光板の反射面を利用して所要の面発光を行うことが可能である。このような構造の導光板やこのような導光板を用いた面光源装置としては、逆三角形状の溝や三角形状の段差部を形成する装置（例えば、特許文献１参照。）や、互いに対向する出射面と反射面を有し、その反射面に均一に光を射出するための複数のドットを反射面に形成したもの（例えば、特許文献２参照。）などが知られる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６６２３５号公報
【特許文献２】特開２００３−４３２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の技術は、入射する光を線光源とするものであり、このため導光板の一側面をこのような線光源が占有するものとなり、さらなる表示装置の小型化や軽量化を図って装置を構成する場合には、光源自体の小型化や軽量化も必要とされてきている。点光源を走査などの手法によって、線状の光源としたり面状の光源にする場合には、単なる導光板と、それを挟む構造の反射板及びプリズムシートでは、十分な線状或いは面状の光を発生させることを容易ではなく、走査のための機構が必要であり、それだけ機構のための空間なども必要になることから、表示装置の小型化や軽量化に反することとなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、表示装置や照明装置の小型化や軽量化を実現しながら、点状光源を入射して所要の面状光線を発生させる導光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の技術的な課題に鑑み、本発明の導光板は、互いに対向する出射主面と反射主面を有し、点状光源から略直線状に導入された光線を前記反射主面に向けて反射する反射側面を有し、前記出射主面から面発光分布の光が射出されることを特徴とする。ここで本発明における点状光源は、例えば発光ダイオード素子やレーザー素子などの発光素子を用いて発光する、ある程度の光線の広がりは許容されるものの概ね直線的に進行する光であり、単数の発光素子を用いて構成することができ、また複数の発光素子が局所的に集合した構造であっても良い。
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記反射主面には光反射用の複数のドットが形成され、前記反射側面にも複数のドットが形成される。また、前記反射主面が形成される板部材と、前記反射側面が形成される板部材は同じ部材とすることもでき、異なる部材とすることもできる。また、これらの反射主面や反射側面が形成される板部材は所要の材料からなる透明樹脂板で構成することができる。更に前記反射側面の近傍に前記点状光源が一体に搭載されていても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の導光板によれば、点状光源から略直線状に入射した光を反射側面で直線上に並ぶ平行光線状に反射することができ、この反射側面からの光線を更に反射主面で面状光線に変化させることができる。すなわち本発明の導光板では、反射側面での反射が加わるため、導光板に入射させる光を点状光源から略直線状に進行するもので十分となり、光源の周囲のスペースを省くことや、小型軽量化を図ることができる。特に、発光ダイオードなどの発光素子の高輝度化が図られている現状において、発光素子の数を抑えることができ、それぞれの発光素子を最大限に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態にかかる導光板について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の導光板を用いた画像表示装置の一例を示す図である。本実施形態の導光板は、反射側面が形成される部材が反射主面が形成される部材と別部材とされる例である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の導光板を用いた画像表示装置は、導光板１０の底部側に反射板３が配置され、導光板１０の上部側にプリズムシート７及び表示パネル８が配設されている。導光板１０の底部に配置される反射板３は、金属光沢の如き表面を有した板であり、例えば合成樹脂板の表面に金属箔などを貼り合わせ、蒸着或いはプレーティングなどの手法により形成した部材が使用される。
【００１２】
一方、後述する導光板１０の上側には、導光板１０からの光を拡散して均一化させるためのプリズムシート７が設けられている。このプリズムシート７は、微細な凹凸が形成された透明樹脂シートであり、導光板１０からの面光源を輝度を高めながら拡散させる機能を有する。このプリズムシート７上には、画素をマトリクス状に配列させた液晶表示部や標識や看板の場合には、所要の印刷した標識が形成される表示パネル８が配設される。
【００１３】
本実施形態の導光板１０は、面状の発光を行う導光主部１１と、点状光源である発光素子としてのＬＥＤ１６からの光を線光源に変換する導光側部１４とから構成されている。導光主部１１は、所要の厚みを有した略矩形の板状部材であり、例えばアクリル樹脂などの透明樹脂板からなる。導光主部１１には反射主面１１ｂである裏面に複数の反射用のドット１２を有しており、導光側部１４側から入射した光を面状の発光に変換して出力する。
【００１４】
ドット２は、特に限定されるものではないが、一例としては導光主部１１の裏面に形成される四角錐形状の凹部とされ、特にマトリクス状に均一に配列することも可能であるが、導光側部１４から遠い位置では輝度が低下する傾向があるため、この導光側部１４から遠い位置ではドット１２を密に配して、導光主部１１の輝度を全体で均一化するようにも構成できる。また、ドット１２の形状も四角錐形状に限定されず、三角錐や六角錐形状、その他の多角錐形状や円錐、円柱や、定型ではない凹部などであっても良く、また、裏面から突出するような形状のドット１２であっても良い。
【００１５】
面状の発光を行う導光主部１１の反射主面１１ｂに対向する表面には、出射主面１１aが形成され、複数のドット１２が形成された反射主面１１ｂからの輝度の均一化された面状光線がその出射主面１１aから射出されることになる。
【００１６】
面状の発光を行う導光主部１１の１つの側面に対向するように導光側部１４が形成されている。導光側部１４は、ＬＥＤ１６からの光を線光源に変換する機能を有しており、導光主部１１と同様に所要の厚みを有した略矩形の板状部材であり、例えばアクリル樹脂などの透明樹脂板からなる。導光側部１４は、導光主部１１の側面と同じ寸法の側面を有した細長い角柱形状であり、その一方の端部に点状光源であるＬＥＤ１６が臨んで配設される構造とされる。導光側部１４の導光主部１１に臨む側の面は、導光主部１１の出射主面１１aと同様に透明な平面とされるが、導光側部１４の導光主部１１とは反対側に位置する導光側面１４ｂは、導光主部１１の反射主面１１ｂと同様に複数のドット１５が形成されており、ＬＥＤ１６から入射した光を線状の発光に変換して導光主部１１に対して出力する。この複数のドット１５は、前述のドット１２と同様に、特に限定されるものではないが、一例としては導光側部１４の側面に形成される四角錐形状の凹部とされ、特にマトリクス状に均一に配列することも可能であるが、光源であるＬＥＤ１６から遠い位置では輝度が低下する傾向があるため、このＬＥＤ１６から遠い位置ではドット１５を密に配して輝度を全体で均一化するようにも構成できる。また、ドット１５の形状も四角錐形状に限定されず、三角錐や六角錐形状、その他の多角錐形状や円錐、円柱や、定型ではない凹部などであっても良く、また、裏面から突出するような形状であっても良い。
【００１７】
導光側部１４と導光主部１１の間は離間していても良く、密接するように配置されていても良い。また、導光側部１４では直線上に並ぶ平行光線状に光が射出されれば良いことから、導光側部１４のサイズは導光主部１１の側面よりも小さな寸法を有していても良く、逆に大きな寸法を有していても良い。また、導光側部１４の導光側面１４ｂが先端側で導光主部１１に近づくような先細り形状の側面を有していても良い。更に、ＬＥＤ１６からの光線を導光側面１４ｂに対して平行な光線ではなく、多少の広がりのあるＬＥＤ１６からの出射光を導光側面１４ｂに対してやや斜めの光線となるようにあてて導光側面１４ｂの全面で効率の高い反射を図ることも可能である。
【００１８】
本実施形態において点状光源であるＬＥＤ１６としては単数の白色発光ダイオード素子が使用され、このＬＥＤ１６から出力された略直線状に進行する光が導光側部１４の端面から入力する。従って、ＬＥＤ１６は導光側部１４の端面に臨む位置に形成されており、ＬＥＤ１６は導光側部１４の端面に接していても良く、離間していても良い。なお、本実施形態では、ＬＥＤとして単数の白色発光ダイオード素子を用いているが、ＲＧＢの３原色の発光ダイオードをそれぞれ設けて発色させるような方式のＬＥＤを設けても良い。また、これらのＬＥＤの変形例や先に説明したドットの変形例は、後述する他の実施形態でも同様に適用可能である。
【００１９】
図２は第１実施形態の導光板１０を斜視図で示すものであり、導光主部１１には対向する主面として出射主面１１aと反射主面１１ｂが形成されており、反射主面１１ｂには複数のドット１２が形成されている。このような導光主部１１の一側面には、ＬＥＤ１６からの光線を線状光線に変換する導光側部１４が微小間隔だけ離間して別部材で配設され、特に導光主部１１に遠い側の側面である導光側部１４の反射側面１４ｂには、複数のドット１５が形成されている。導光側部１４の端面には、ＬＥＤ１６が出射光が入力するように配設されている。
【００２０】
このような構造の導光板１０では、ＬＥＤ１６から出力された直線状の光線が先ず導光側部１４の端面から反射側面１４ｂに至り、その反射側面１４ｂに形成されたドット１５によって光が導光主部１１に導出される。導光主部１１に入射した光は、反射主面１１ｂの複数のドット１２により反射され、導光主部１１の出射主面１１aから面状光線として出力される。このように本実施形態の導光板１０によれば、点状光源であるＬＥＤ１６からの直線光線を反射側面１４ｂと反射主面１１ｂの二回の反射で面状光線までに広げることができ、ＬＥＤ１６自体は省スペースで軽量であることから、装置全体の小型化や軽量化を図ることができる。
【００２１】
図３は第２実施形態の導光板を示す斜視図である。本実施形態の導光板２０は、反射側面が形成される導光側部が導光主部と一体化した例である。図３に示すように、本実施形態の導光板２０は、主部２１の対向する主面として出射主面２１aと反射主面２１ｂが形成されており、反射主面２１ｂには複数のドット２２が形成されている。この同じ主部２１の側面２４に複数のドット２５が形成されて、該側面２４が反射側面を構成する。点状光源であるＬＥＤ２６から射出した光は、側面２４にあてられ、そこで複数のドット２５によって反射主面２１ｂ全体に対して反射される。
【００２２】
このような導光側部が導光主部と一体化されるような構造であっても、同様に、点状光源であるＬＥＤ２６からの直線光線を反射側面２４と反射主面２１ｂの二回の反射で面状光線までに広げることができ、有効な面状光線を射出することができる。また、導光主部と導光側部を同一部材にすることで、部品点数も少なくすることができ、組み立て作業も簡略化されることになる。
【００２３】
図４は第３実施形態の導光板を示す斜視図であり、本実施形態の導光板３０は１つの導光板に一対のＬＥＤ３７，３８からの光が入射される例である。図４に示すように、本実施形態の導光板３０は、主部３１の対向する主面として出射主面３１aと反射主面３１ｂが形成されており、反射主面３１ｂには複数のドット３２が形成されている。この主部３１の対向する側面３４，３６にはそれぞれ複数のドット３５が形成されており、それぞれＬＥＤ３７，３８からの入射光を反射する反射側面として機能する。
【００２４】
このような本実施形態の導光板３０によれば、単数のＬＥＤでは輝度が十分でない場合でも、主部を二分するようにそれぞれ面状に発光させることができ、発光面積を大きくすることが可能であって、大面積の画像表示や標識、さらには照明装置などに応用可能である。
【００２５】
図５は第４実施形態の導光板を示す斜視図であり、本実施形態の導光板４０は１つの導光板に１つのＬＥＤ４６が埋め込まれるように取り付けられる例であり、最も全体サイズをコンパクトにできる例である。図５に示すように、本実施形態の導光板４０は、主部４１の対向する主面として出射主面４１aと反射主面４１ｂが形成されており、反射主面４１ｂには複数のドット４２が形成されている。また、第２実施形態と同様に、この同じ主部４１の側面４４に複数のドット４５が形成されており、該側面４４が反射側面を構成する。点状光源であるＬＥＤ４６はアクリル樹脂などの透明樹脂板材からなる主部４１の一部に孔空け加工された嵌合部に嵌められるように取り付けられており、このＬＥＤ４６から射出した光は、側面４４にあてられ、そこで複数のドット４５によって反射主面４１ｂ全体に対して反射される。
【００２６】
このような構造の本実施形態の導光板４０は、ＬＥＤ４６が埋め込まれるように主部４１に取り付けられるため、装置全体を小さくまとめることができ、省スペース化に最も適合した構造となる。また、主部４１の一部に孔空け加工された嵌合部に嵌められるようにＬＥＤ４６が取り付けられることから、光線の照射方向など精度を高めることができ、組み立て精度も大幅に改善されることになる。
【００２７】
図６は第５実施形態の導光板を示す斜視図である、本実施形態の導光板は、２つの導光板部５０，６３により二方向に同時に面状光線を放射できる例である。本実施形態の一方の導光板部５０は、主部５１の対向する主面として出射主面５１aと反射主面５１ｂが形成されており、反射主面５１ｂには複数のドット５２が形成されている。同様に、導光板部６３は、導光板部５０とはほぼ直角な方向に延在するように設けられており、主部５７の対向する主面として出射主面５７aと反射主面５７ｂが形成されており、反射主面５７ｂには複数のドット５８が形成されている。
【００２８】
これらの一対の導光板部５０，６３の側面同士が対向する角部分に、略四角柱形状に形成された導光側部６１が配設されている。主部５１に対して反対側となる、導光側部６１の側面には反射側面５４が形成され、その反射側面５４には複数のドット５５が設けられている。同様に、主部５７に対して反対側となる側面にはこの導光側部６１の反射側面６０が形成され、その反射側面６０には複数のドット５８が設けられている。導光側部６１の端面には直線的な光線を出力するＬＥＤ５６が配設されている。
【００２９】
本実施形態の導光板では、一対の第１実施形態の如き導光板が直角にその射出方向を変えて配置されるように構成されており、導光側部６１が共通の部材として１つで済んだ如き構造となっている。従って、角部を含むような構造の画像表示装置や標識、さらには照明装置などに応用可能である。また、本実施形態では、一対の導光板部５０，６３のなす角を直角として説明したが、導光側部６１を４角柱から変形されて断面菱形の角柱などにすれば、一対の導光板部のなす角はこれに限定されずに任意の角度にすることが可能である。また、導光側部６１の一端面にのみにＬＥＤ５６を形成するのではなく、両端面にそれぞれＬＥＤを配置することも可能であり、図５のように嵌合孔を形成し、その嵌合孔にＬＥＤを取り付けるような構造とすることも可能である。
【００３０】
上述の実施形態においては、主に導光板を液晶表示装置のような画像表示装置について用いる場合について説明したが、本実施形態の導光板は画像表示装置に限定されず、標識、看板、照明装置、輸送機械のランプなど種々のものに適用可能である。導光板の主部側を２分割或いはそれ以上の分割構成としたり、複数枚の主部を重ね合わせるなどの変形や、導光主部と導光側部の間にスペーサや楔状に部材を介在させて、取り付け位置精度を向上させるような工夫を図ることも可能である。また、複数のドットについては、その加工方法は特に限定されるものではないが、一例として凹凸のある熱ロールなどを活用したエンボス加工や、超音波加工などを活用することが可能であり、ドットの設けられた反射主面や反射側面などに光反射強度を高めるために、金属光沢フィルムなどを貼り合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の導光板を用いた画像表示装置を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の導光板の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態の導光板の斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態の導光板の斜視図である。
【図５】本発明の第４実施形態の導光板の斜視図である。
【図６】本発明の第５実施形態の導光板の斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
３  反射板
７  プリズムシート
８  表示パネル
１０  導光板
１１  導光主部
１１a  出射主面
１１ｂ  反射主面
１２  ドット
１４  導光側部
１５  ドット
１６  ＬＥＤ
２０  導光板
２１  導光主部
２１a  出射主面
２１ｂ  反射主面
２２  ドット
２４  側面
２５  ドット
２６  ＬＥＤ
３０  導光板
３１  導光主部
３１a  出射主面
３１ｂ  反射主面
３２  ドット
３４、３６  側面
３５  ドット
３７、３８  ＬＥＤ
４０  導光板
４１  導光主部
４１a  出射主面
４１ｂ  反射主面
４２  ドット
４４  側面
４５  ドット
４６  ＬＥＤ
５０、６３  導光板
５１、５７  導光主部
５１a、５７a  出射主面
５１ｂ、５７ｂ  反射主面
５２、５８  ドット
５７、６０  側面
５６  ＬＥＤ
【図１】
2007042319.tif 000003
【図２】
2007042319.tif 000004
【図３】
2007042319.tif 000005
【図４】
2007042319.tif 000006
【図５】
2007042319.tif 000007
【図６】
2007042319.tif 000008