(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなる透明基板の側面に、直線状の光源部を配置したサイドライト方式の面状照明装置において、
前記光源部を、透明材料からなる直線状かつ、少なくとも、重ね合せ方向の寸法が変化することで各々大端部と小端部を有する楔状をなす二つの導光体を、一方の大端部と他方の小端部とを組合わせて前記透明基板の厚み方向に重ね、前記導光体の少なくとも一端部に点状光源を配置して構成したことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記二つの導光体を重ねた厚さを、前記透明基板の厚さ以下としたことを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記光源部を、前記透明基板の側面と該側面に対向する側面とに沿って、各々配置したことを特徴とする請求項１または２記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、看板や各種反射型表示装置等の照明手段に用いられる面状照明装置に関するものであり、特に液晶表示装置の照明手段として用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
低消費電力で作動する液晶表示装置は、薄型、軽量等の特徴があるので、主にパーソナルコンピュータや携帯電話用等を中心とした表示装置としての需要が増大している。さて、液晶表示装置の構成部材である液晶は、ブラウン管等の発光型素子と異なり自ら発光しないため、暗所での使用を可能とするための照明手段を、別個に使用することが必要となる。特に、近年の電子製品の薄型化および省電力化の要求の中では、液晶表示装置を照射するための照明手段として、サイドライト方式（導光板方式）の面状照明装置を使用することが多い。
【０００３】
図５には、サイドライト方式の面状照明装置であって、特に高輝度化を目的としたものを例示している。図示の面状照明装置１’は、液晶素子２の表面３（観察面）を覆うように下面１４を対向させて配置される透明基板４と、その一側端面５に沿って配置される光源部６とによって大略構成されている。透明基板４は、透過性の高い材料からなり、その断面がほぼ矩形状に形成され平板状をなしている。また、その一面（上面）１３には、光反射パターン１５が形成されている。光反射パターン１５は、一側端面５に沿って平行に形成され、断面形状がほぼ三角形の多数の溝部１６および溝部１６に隣接する平坦部１７で構成されている。そして、光源部６からの出射光量を均一にするために、平坦部１７の幅に対する溝部１６の幅の比率を透明基板４の側面５から遠ざかるにしたがって大きくなるように形成している。
【０００４】
光源部６は、透明基板４の一側端面５に沿って近接配置される直線状の透明材料からなる導光体７と、導光体７の一端部に対面して配置される点状光源８とから大略構成されている。また、導光体７には、光路変更手段１１が設けられている。光路変更手段１１は、透明基板４の一側端面５に向き合う面９の対向面１０に、例えば、断面形状が三角形の溝を導光体７の厚み方向へと形成したり、部分的に粗面化加工することで、点状光源８から射出された光を、透明基板４の一側端面５に、ほぼ均一に入射させるものである。なお、導光体７の長手方向における射出光を均一にするために、前記三角形の溝は、点状光源８から離れるにしたがって徐々に深く形成することが望ましい。
【０００５】
しかも、図５の例では、二つの光源部６を透明基板４の一側端面５に沿って、平行に並べて配置している。平行に配置される二つの光源部６のうち、透明基板４から離れた外側に位置する光源部６より射出する光は、内側に位置する光源部６の導光体７を通過して、透明基板４の一側端面５へと入射するので、透明基板４への入射光量を増加させ、光源部６を一つのみ設ける場合に比べ、画面の輝度を向上させることができる。
【０００６】
なお、図６に示す面状照明装置１”のごとく、透明基板４の一側端面５と、該一側端面５に対向する面２５の各々に沿って、光源部６を二つづつ配置することも可能である。この場合には、平坦部１７の幅に対する溝部１６の幅の比率が透明基板４の中央部で最大となるように形成している。また、光源部６から透明基板４への入射光量を更に増加させるために、光反射部材１９によって、導光体７を覆っている。
【０００７】
しかも、導光体７の点状光源８に対向する端部１２に比して、点状光源８から遠い端部１２’の面積を減少させた、いわゆる楔型としたことにより、点状光源８から遠い端部１２’における光の漏れを減少させ、光を効率良く透明基板４へと進行させ、画面の輝度を向上させている。なお、本説明では、楔状導光体の、断面積の大きい端部１２を大端部といい、断面積の小さい端部１２’を小端部という。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて、図５、図６に示す面状照明装置１’、１”は、以下のような問題点を包含していた。面状照明装置１’、１”は、画面の輝度を向上させるために、透明基板４の一側端部５、２５当り、二つの光源部６を配置している。そして、平行に配置される二つの光源部６のうち、透明基板４から離れた外側に位置する光源部６より射出する光は、内側に位置する光源部６の導光体７を通過して、透明基板４の一側端面５へと入射させている。
【０００９】
ところが、透明基板４から離れた外側に位置する光源部６の導光体７から、内側に位置する光源部６の導光体７を通過して、透明基板４の一側端面５、２５へと入射する光は、透明基板４に近い内側に位置する導光体７から、透明基板４の一側端面５、２５へと入射する光と互いに干渉して、干渉縞を生じ、透明基板４に入射する光の強さを、光源部６の長手方向で不均一にしてしまうことがあった。また、透明基板４の端面５、２５の各々に対し二つの光源部６を平行に配置することは、光源部の小型化の観点からは不利であり、何らかの解決策が望まれていた。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面状照明装置の均一発光及び高輝度化を同時に実現することにある。また、かかる課題を解決しつつ、光源部の大型化を防ぎ、近年の電子製品の薄型化および省電力化の要求に応えることが可能な、サイドライト方式の面状照明装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る面状照明装置は、透光性材料からなる透明基板の側面に、直線状の光源部を配置したサイドライト方式の面状照明装置において、前記光源部を、透明材料からなる直線状かつ、少なくとも、重ね合せ方向の寸法が変化することで各々大端部と小端部を有する楔状をなす二つの導光体を、一方の大端部と他方の小端部とを組合わせて前記透明基板の厚み方向に重ね、前記導光体の少なくとも一端部に点状光源を配置して構成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記点状光源から前記二つの導光体へと入光した光は、各々、他方の導光体を介することなく直接的に前記透明基板へと入射する。したがって、前記二つの導光体から射出された光が互いに干渉して、干渉縞を生ずることを防止することができる。また、二つの導光体は前記透明基板の厚み方向に重ねて配置されるので、二つの導光体を用いることに起因して、前記光源部の設置範囲が前記透明基板の側方へと広がることもない。
【００１３】
また、前記二つの導光体は、各々大端部と小端部を有する楔状をなし、一方の大端部と他方の小端部とを組合わせて重ねている。この構成により、前記大端部から入射し前記導光体中を進行する光が、前記小端部から漏れ出す光量を減少させ、光を効率良く前記導光体から前記透明基板へと進行させる。しかも、前記二つの導光体を透明基板の厚み方向に重ねた状態での、前記二つの導光体の合計寸法の増加を抑制することができる。
【００１４】
また、前記二つの導光体は、少なくとも、重ね合せ方向の寸法が変化した楔状をなしている。したがって、前記二つの導光体を透明基板の厚み方向に重ねることに伴う、前記導光体の、透明基板の厚み方向の寸法の増加を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る面状照明装置は、前記二つの導光体を重ねた厚さを、前記透明基板の厚さ以下としたものである。この構成によれば、前記導光体から前記透明基板へと射出された光が、前記透明基板の外へと逃げてしまうことを防ぎ、光を効率良く前記透明基板へと進行させることができる。また、前記導光体の占有スペースを、前記透明基板の厚み以下に抑えることができる。
【００１６】
さらに、本発明の請求項３に係る面状照明装置は、前記光源部を、前記透明基板の側面と該側面に対向する側面とに沿って、各々配置したものである。そして、前記透明基板の対向する両側面を前記光源部によって照らし、面状照明装置の均一発光及び高輝度化を促進するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。従来技術と同一部分または相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明は省略する。
【００１８】
図１には、本発明の実施の形態に係るサイドライト方式の面状照明装置１を、概略的に示している。この面状照明装置１は、透明基板４の一側端面５と、該一側端面５に対向する面２５の各々に沿って、光源部６を透明基板４の厚み方向に重ねて、二つづつ配置している。重ね合わせた二つの光源部６の一方は、図１において大端部１２を手前に配置した導光体７と、該大端部１２に対向する点状光源８とで構成されている。また、重ね合わせた他方の光源部６は、図１において、大端部１２を奥方に配置した導光体７と、該奥方の大端部１２に対向する点状光源８とで構成されている。そして、二つの導光体７、７を、透明基板４の厚み方向に密着するように、重ね合わせている。
【００１９】
図２には、図１に示す透明基板４の厚み方向に重ねた二つの導光体７、７の構造を詳細に示している。各導光体７、７は、幅方向の寸法ａは、その全長にわたって一定であるが、厚み方向（重ね合せ方向）の寸法はｂからｂ’へと減少する、いわゆる「楔状」をなしている。厚み方向寸法ｂの端部は、断面積の大きな大端部１２であり、厚み方向寸法ｂ’の端部は、断面積の小さな小端部１２’である。そして、図２（ａ）に示す二つの導光体７を、図２（ｂ）に示すように、一方の大端部１２と他方の小端部１２’とを組合わせて重ねている。
【００２０】
また、図３に示すように、厚み方向の寸法のみならず、幅方向の寸法もａからａ’へと減少させた二つの導光体７’を用いることも可能である。そして、図３（ａ）に示す二つの導光体７’を、図３(ｂ)に示すように、一方の大端部１２と他方の小端部１２’とを組合わせて重ねたものである。
【００２１】
なお、導光体７、７’は共に、光散乱部１１を階段状のプリズムとした場合を例示しているが、光散乱部１１はこの形状に限定されるものではなく、例えば、三角形、台形等の断面形状を有する複数の溝と平坦部とを交互に連続させた形状としても良い。さらに、部分的に粗面化加工することで、光散乱部１１を形成することもできる。
【００２２】
上記構成をなす本発明の実施の形態から得られる作用効果は、以下の通りである。本発明の実施の形態においては、点状光源８から二つの導光体７、７（７’、７’）へと入光した光は、他方の導光体を介することなく直接的に透明基板４へと入射する。したがって、二つの導光体７，７から射出された光が互いに干渉して、干渉縞を生ずることを防止することが可能となり、面状照明装置の均一発光及び高輝度化を同時に実現することができる。
【００２３】
また、二つの導光体７，７は、透明基板４の厚み方向に重ねて配置されるので、二つの導光体７，７を用いることに起因して、光源部６の設置範囲が透明基板４の側方へと拡大することもない。しかも、二つの導光体７、７（７’、７’）は、各々大端部１２と小端部１２’を有する楔状をなし、図２（ｂ）、図３(ｂ)に示すように、一方の大端部１２と他方の小端部とを組合わせて重ねているので、二つの導光体７、７（７’、７’）を透明基板４の厚み方向に重ねた状態で、二つの導光体の合計寸法〔二つの導光体７又は７’を重ねた厚さ（ｂ+ｂ’）〕の増加を抑制することができる。
【００２４】
なお、図３に示す二つの導光体７’を用いる場合には、厚み方向の寸法のみならず、幅方向の寸法もａからａ’へと減少させていることから、小端部１２’の断面積は、図２に示す導光体７に比して更に小さくなり、小端部１２’からの光の漏れを更に減少させて、光を効率良く透明基板４へと進行させ、画面の輝度を更に向上させることができる。
【００２５】
さらに、二つの導光体７又は７’を重ねた厚さ（ｂ+ｂ’）を、透明基板４の厚さ以下とすれば、導光体７又は７’から透明基板４の端面５、２５へと射出された光が、透明基板４の外へと逃げてしまうことを防ぎ、光を効率良く透明基板４へと進行させることができる。また、導光体７又は７’の占有スペースを、透明基板４の厚み以下に抑えることができる。
【００２６】
また、光源部６を、透明基板４の側面５と側面５に対向する側面２５とに沿って、各々配置することによって、透明基板４の対向する両側面５、２５を各々光源部６によって照らし、面状照明装置１の均一発光及び高輝度化を促進させることができる。
【００２７】
なお、面状照明装置１に大きな輝度を要求されない場合や、輝度の向上よりも小型化の促進を優先する必要がある場合等には、図４に示すように、透明基板４の一側端面５にのみ光源部６を配置する構造を採用することが望ましい。また、一般的に透明基板４からの光漏れを減少させるように、端面２５に対して反射層を設けたり、光反射部材１９を配置する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、以下のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る面状照明装置によれば、均一発光及び高輝度化を同時に実現することが可能となる。また、前記光源部の大型化を防ぎ、近年の電子製品の薄型化および省電力化の要求に応えることが可能な、サイドライト方式の面状照明装置を提供することが可能となる。
【００２９】
また、前記小端部からの光の漏れを減少させ、光を効率良く前記導光体から前記透明基板へと進行させることができるので、面状照明装置の高輝度化を促進することができる。しかも、前記二つの導光体を透明基板の厚み方向に重ねた状態で、前記二つの導光体の合計寸法の増加を抑制して、面状照明装置の輝度向上に伴う大型化を防止することができる。
【００３０】
また、前記二つの導光体を透明基板の厚み方向に重ねることに伴う、前記導光体の、透明基板の厚み方向の寸法の増加を抑制して、面状照明装置の輝度向上に伴う大型化を防止することができる。
【００３１】
また、本発明の請求項２に係る面状照明装置によれば、前記導光体から射出された光を効率良く前記透明基板へと進行させ、面状照明装置の輝度向上を図ることができる。また、前記導光体の占有スペースを、前記透明基板の厚み以下に抑えることにより、面状照明装置の輝度向上に伴う大型化を防止することができる。
【００３２】
さらに、本発明の請求項３に係る面状照明装置によれば、面状照明装置の均一発光及び高輝度化の、更なる促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るサイドライト方式の面状照明装置を示す該略図である。
【図２】  図１に示す面状照明装置の導光体の構造を示す斜視図である。
【図３】  図２に示す導光体の応用例を示す斜視図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係るサイドライト方式の面状照明装置の応用例を示す該略図である。
【図５】  従来のサイドライト方式の面状照明装置を示す該略図である。
【図６】  従来のサイドライト方式の面状照明装置の別例を示す該略図である。
【符号の説明】
１  面状照明装置
２  液晶素子
３  表面
４  透明基板
５  一側端面
６  光源部
７  導光体
７’導光体
８  点状光源
９  透明基板の一側端面に向き合う面
１０  透明基板の一側端面に向き合う面の対向面
１１  光路変更手段
１２  導光体の大端部
１２’導光体の小端部
【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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【図６】
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