(57)【要約】【課題】光源の配置数を削減できる導光板、面光源装置、及び透過型画像表示装置を提供する。【解決手段】透過型画像表示装置１では、面光源装置３において、導光板１１の側面１１ｃに凹レンズ部２１が形成されている。これにより、導光板１１の側面１１ｃが平坦面である場合に比べて光源１０からの光を導光板１１内で広範囲に拡散させることができる。したがって、導光板１１の側面１１ｃに対する光源１０の配置数を削減することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなり、背面に所定のパターンで設けられた光拡散部を有し、側面に入射した光を前記光拡散部で拡散させ、前面から出射させる導光板であって、
前記側面には、所定の間隔で凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることを特徴とする導光板。
【請求項２】
透光性材料からなり、背面に所定のパターンで設けられた光拡散部を有する導光板と、前記導光板の側面に沿って所定の間隔で複数配置された光源と、を備え、前記側面に入射した前記光源からの光を前記光拡散部で拡散させ、前面から出射させる面光源装置であって、
前記側面には、前記光源の配置位置に対応する凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項３】
前記光源は、前記前面側から見て、前記凹レンズ部又は前記凹プリズム部の縁を結ぶライン上、或いは当該ラインよりも内側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の面光源装置と、
前記面光源装置における前記導光板の前記前面に対向するように配置された液晶表示部と、を備えていることを特徴とする透過型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板、面光源装置、及び透過型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等に用いられる透過型画像表示装置は、一般に、バックライトとしての面光源装置を有している。エッジライト型と呼ばれる面光源装置では、透光性材料からなる導光板と、導光板の側面に光を供給する光源とが設けられている。このような面光源装置では、導光板の側面から入射した光が導光板の背面側に設けられたドットパターン等の反射手段によって反射し、導光板の出射面から画像表示用の面状の光が液晶表示部に向けて供給される。透光性材料としては、従来、透明性に優れるアクリル樹脂が広く用いられている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１００１１８号公報
【特許文献２】特開平５−３１３０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した面光源装置では、導光板の側面に光源が複数配置されている。光源からの光は一定範囲の出射角をもって出射するため、これに応じて導光板の側面に相応の数の光源を配置する必要がある。しかしながら、光源の配置数が増加するとコスト増につながるため、光源の配置数を削減できる技術が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、光源の配置数を削減できる導光板、面光源装置、及び透過型画像表示装置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】
【０００６】
上記課題の解決のため、本発明に係る導光板は、透光性材料からなり、背面に所定のパターンで設けられた光拡散部を有し、側面に入射した光を光拡散部で拡散させ、前面から出射させる導光板であって、側面には、所定の間隔で凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
この導光板では、光が入射する側面に凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることにより、側面が平坦面である場合に比べて光源からの光を内部で拡散させることができる。したがって、導光板の側面に対する光源の配置数を削減することが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る面光源装置は、透光性材料からなり、背面に所定のパターンで設けられた光拡散部を有する導光板と、導光板の側面に沿って所定の間隔で複数配置された光源と、を備え、側面に入射した光源からの光を光拡散部で拡散させ、前面から出射させる面光源装置であって、側面には、光源の配置位置に対応する凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
この面光源装置では、導光板の側面に凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることにより、側面が平坦面である場合に比べて光源からの光を導光板内で拡散させることができる。したがって、導光板の側面に対する光源の配置数を削減することが可能となる。
【００１０】
また、光源は、前面側から見て、凹レンズ部又は凹プリズム部の縁を結ぶライン上、或いは当該ラインよりも内側に配置されていることが好ましい。この場合、光源からの光が隣りの凹レンズ部又は凹プリズム部に入射してしまうことを抑制できる。
【００１１】
また、本発明に係る透過型画像表示装置は、上記面光源装置と、面光源装置における導光板の前面に対向するように配置された液晶表示部と、を備えていることを特徴としている。
【００１２】
この透過型画像表示装置では、導光板の側面に凹レンズ部又は凹プリズム部が形成されていることにより、側面が平坦面である場合に比べて光源からの光を導光板内で拡散させることができる。したがって、導光板の側面に対する光源の配置数を削減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源の配置数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態を示す図である。
【図２】面光源装置を導光板の前面側から見た平面図である。
【図３】図２に示した面光源装置の要部拡大図である。
【図４】比較例に係る面光源装置の要部拡大図である。
【図５】変形例に係る面光源装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る導光板、面光源装置、及び透過型画像表示装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態を示す図である。図１では、各構成要素を分離した状態で示している。同図に示すように、透過型画像表示装置１は、液晶表示部２と、面光源装置３とによって構成されている。この透過型画像表示装置１は、例えば携帯電話機、液晶テレビ、パーソナルコンピュータといった各種の電子機器の表示装置として使用されるものである。
【００１７】
液晶表示部２は、例えば液晶セルの両面に直線偏光板が配置されたパネルであり、面光源装置３から出射する面状の光で照明されることによって画像を表示する部分である。
【００１８】
面光源装置３は、光源１０と、導光板１１と、導光板１１の前面１１ａ側に配置された光学フィルム１２とによって構成されている。また、導光板１１の背面１１ｂ側には、反射部１４が配置されていてもよい。光源１０は、例えば点光源ＬＥＤである。光源１０は、導光板１１の縁部に沿って所定の間隔で複数配置され、導光板１１に向けて光を出射するようになっている。
【００１９】
導光板１１は、例えば屈折率が約１．４６〜１．６２の透光性材料によって厚さ３ｍｍ程度の矩形に形成されている。透光性材料としては、透光性樹脂材料、透光性ガラス材料などが挙げられる。成形性の面から、透光性樹脂材料を用いることが好ましい。
【００２０】
透光性樹脂材料としては、アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）などが例示される。この透光性樹脂材料の中では、透明性、着色性の観点からアクリル樹脂を用いることが好ましい。
【００２１】
上記構成の導光板１１は、単独の透光性材料で構成された単層の板状体であってもよいし、互いに異なる透光性材料で構成された層が積層された多層構造の板状体であってもよい。なお、後述する光拡散部１５及び凸部４１の材料が導光板１１と同じである場合には、導光板１１を単独の透光性材料で構成された板状体とすることができる。
【００２２】
導光板１１の背面１１ｂには、光を拡散させる複数の光拡散部１５が形成されている。光拡散部１５が拡散ドットである場合、例えばインクジェット印刷によるマイクロレンズドット又は白色ドット、レーザ印刷による透明ドット、射出成型による透明ドット、スクリーン印刷による白色又は透明ドット、フォトポリマー法付形による白色ドット又は透明ドット、又は押出付形によるマイクロレンズドットである。また、光拡散部１５としては、射出成型、フォトポリマー法付形、又は押出付形によるレンチキュラーレンズ等もあり得る。光拡散部１５の被覆パターンは、例えば光源１０からの距離に応じて密度が増加するようなパターンが採用される。
【００２３】
このような導光板１１の構成により、光源１０から出射した光は、側面１１ｃから導光板１１内に入射し、導光板１１内を全反射しながら伝搬する。この際、導光板１１内を全反射する光は、光拡散部１５によって拡散され、導光板１１の前面１１ａを出射面として面状に出射する。導光板１１内を伝搬する光の一部が背面１１ｂから外側に出射した場合には、反射部１４で反射されて再び導光板１１内に入射するようになっている。
【００２４】
光学フィルム１２は、例えば拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルムなどの各種フィルムである。光学フィルム１２は、導光板１１と液晶表示部２との間に適宜配置される。また、反射部１４は、導光板１１から反射部１４側に出射した光を導光板１１に再度入射させるための部材である。この反射部１４は、図１に示すように、シート状であってもよい。また、反射部１４は、導光板１１を収容する面光源装置３の筐体の底面に鏡面加工を施すことによって形成されていてもよい。
【００２５】
続いて、上述した面光源装置３の構成について更に詳細に説明する。図２は、面光源装置３を導光板１１の前面１１ａ側から見た平面図である。同図に示すように、面光源装置３では、導光板１１の側面１１ｃに、光源１０の配置位置に対応する複数の凹レンズ部２１が形成されている。
【００２６】
凹レンズ部２１は、種々の形状を採用できるが、レンズ深さが過剰になると透過型画像表示装置１のフレーム部分が大きくなりすぎるという問題が生じる。このことを考慮し、図３に示すように、凹レンズ部２１の最大深さをｈａ、最大幅をｗａとすれば、例えばｈａが１０ｍｍ以下、ｈａ／ｗａ（アスペクト比）＝０．３以下であることが好ましい。
【００２７】
凹レンズ部２１の輪郭線Ｆは、下記式（１）で表される円錐曲線で近似的に表すことができる。式（１）中において、凹レンズ部２１の最大深さをｈａ、最大幅をｗａ、凹レンズ部２１の尖り方を表すパラメータをｋａ（−１≦ｋａ＜１：ｋａ＝１のときはプリズム形状、ｋａ＝０のときは放物線状、ｋａ＝−１のときは半楕円状）、凹レンズ部２１の底辺上の位置をｘ（−０．５ｗａ≦ｘ≦０．５ｗａ）としたとき、ｋａ＝−０．６程度が例示される。
【数１】
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【００２８】
このような凹レンズ部２１に対し、光源１０は、凹レンズ部２１の頂点に対応するように配置されている。また、光源１０は、光の出射点が凹レンズ部２１の縁同士を結ぶラインＬよりも僅かに外側に位置してもよいが、ラインＬ上に一致するか、或いはラインＬ或いはラインＬよりもわずかに内側に位置し、かつ導光板１１の側面１１ｃから離間した状態で配置されることが好ましい。これは、光源１０をラインＬよりも外側に配置すると、光源１０からの光が隣りの凹レンズ部２１に入射してしまうためである。
【００２９】
以上説明したように、透過型画像表示装置１では、面光源装置３において、導光板１１の側面１１ｃに凹レンズ部２１が形成されている。これにより、図４に示すように、導光板１１の側面１１ｃが平坦面である場合に比べて、図３に示すように、光源１０からの光を導光板１１内で広範囲に拡散させることができる。したがって、導光板１１の側面１１ｃに対する光源１０の配置数を削減することが可能となる。
【００３０】
また、透過型画像表示装置１では、光源１０における光の出射点が、導光板１１の前面１１ａ側から見て、凹レンズ部２１の縁を結ぶラインＬ上、或いは当該ラインＬよりも内側に配置されていることが好ましい。これにより、光源１０からの光が隣りの凹レンズ部２１に入射してしまうことを抑制できる。
【００３１】
なお、導光板１１を構成する透光性樹脂材料には、光拡散剤を添加して用いてもよい。光拡散剤を用いる場合には、例えば導光板１１を主に構成する上述の透光性材料とは屈折率が異なる粉末を透光性材料中に分散させて用いる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子等の無機粒子が用いられる。これらの粒子径は、通常０．８μｍ〜５０μｍである。光拡散剤を用いると、光源１０からの光が導光板１１内で更に広範囲に拡散させることが可能となり、光源１０の配置数の一層の削減が図られる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、導光板１１の側面１１ｃに凹レンズ部２１を形成しているが、尖り方を表すパラメータｋａを変え、図５に示すように、導光板１１の側面１１ｃに凹プリズム部３１を形成してもよい。この場合も、凹プリズム部３１の最大深さをｈａ、最大幅をｗａとすれば、例えばｈａが１０ｍｍ以下、ｈａ／ｗａ（アスペクト比）＝０．３以下であることが好ましい。また、凹プリズム部３１の裾と凹プリズム部３１の縁同士を結ぶラインＬとの間の角度θは、７５°以下であることが好ましい。
【００３３】
また、凹プリズム部３１の頂点に対応して配置される光源１０は、上記実施形態と同様に、光の出射点が凹プリズム部３１の縁同士を結ぶラインＬ上に一致するか、或いはラインＬよりもわずかに内側に位置し、かつ導光板１１の側面１１ｃから離間した状態で配置することが好ましい。このような態様においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００３４】
１…透過型画像表示装置、２…液晶表示部、３…面光源装置、１０…光源、１１…導光板、１１ｂ…背面、１１ｃ…側面、１５…光拡散部、２１…凹レンズ部、３１…凹プリズム部、Ｌ…ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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