(57)【要約】【課題】光量を低下させることなく均一に発光し、薄型化が可能な導光板を提供すること。【解決手段】光源１１に近接配置され、この光源１１から照射される光を入射する入射面１２と、この入射面１２に対してほぼ直交する出射面１６と、この出射面１６に平行に配置され、入射面１２に平行に延長形成された複数の第１のＶ字溝２２を有する底部反射面１５とを備え、各第１のＶ字溝２２は、その仮想頂部２３下に、第１のＶ字溝２２の深さより小さい溝の深さを有する第２のＶ字溝２４が複数連設され、全体がＷ字状に形成されていることを特徴とする導光板３０。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源に近接配置され、前記光源から照射される光を入射する入射面と、
前記入射面に対向配置された側部反射面と、
前記入射面に対してほぼ直交する出射面と、
前記出射面に対向配置された底部反射面とを備え、
前記底部反射面は、前記底部反射面より前記出射面に向けて前記入射面と前記出射面の両方に傾斜対向する第１の反射面及び、前記第１の反射面に離間して前記側部反射面と前記出射面の両方に傾斜対向する第２の反射面を溝の両側に有する第１の光反射パターンを複数有し、
前記第１の光反射パターンは、前記第１、第２の反射面の間に第２の光反射パターンを複数有する事を特徴とする導光板。
【請求項２】
前記底部反射面に対し前記第２の光反射パターンを構成する溝の頂部稜線までの距離は、前記第1と第２の反射面を前記出射面方向に延長させた時に現れる仮想稜線よりも短い事を特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
複数連設された前記第２の光反射パターンの一方の斜面と、他方の斜面とで構成される複数の斜面の面積の合計は、前記第１の光反射パターンの頂部の両斜面の面積に等しいことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項４】
請求項１または２に記載の導光板と、
前記導光板の入射面に近接配置された光源と、
を有することを特徴とするバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板及び、これを用いたバックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等の様々な電子機器の表示部に液晶パネルが搭載されている。この液晶パネルを発光させる面光源として液晶パネルの背面に蛍光ランプやＬＥＤを光源としたバックライト装置が採用されている。
【０００３】
このような電子機器の表示液晶パネルに搭載されるバックライト装置には、主に発光面の直下に光源が配置されている直下型と、発光面の下側に配置した導光板の側部に光源を配置したサイドライト方式があり、液晶パネルを使用する電子機器が要求する明るさや、寸法制限などに応じて直下型・サイドライト型が使い分けされ、特にノートＰＣやデジタルカメラなど製品の薄型化が強く望まれる商品用にはサイドライト型のバックライト装置の更なる薄型化が望まれている。
【０００４】
このサイドライト型のバックライト装置が有する導光板は、例えば特許文献１の図１（ａ）に示されているように、光源から照射された光を入射する入射面と、この入射面に対向する位置に配置される側部反射面と、入射面に対して平行に延長形成され、断面がＶ字状のＶ字溝が互いに所定の間隔を有して複数形成され、入射面から入射された光を反射する底部反射面と、この底部反射面に平行に形成された出射面と、で構成されている。
【０００５】
このようなＶ字溝を有する導光板において、導光板内に入射された光は、底部反射面に形成されたいずれかのＶ字溝で反射されるため、分散されて出射面から出射する。従って、導光板に入射された光を拡散させることが可能となり、導光板の出射面全体から均一に光を取り出すことが可能となる。
【特許文献１】特開２００７−４２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の導光板から出射する光量を増加させ、導光板に重ねた光学シート面を明るくするためには、導光板に入光した光が反射パターンのＶ字溝を構成する傾斜反射面で、より多く出射面向けて反射される様に、Ｖ字溝を深く形成することや、Ｖ字溝を構成する斜面の角度を急にさせる、若しくは傾斜反射の面積を増加させるなどが知られているが、更に従来よりも薄型で明るく均一に発光する導光板を提供しようとすると導光板に設けたＶ字溝の頂点から出射面までの距離が短くなり、新たな課題として、導光板に重ねた光学シート面に、Ｖ字溝を示す明るいラインが見えてしまうと言う問題が発生した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の導光板は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、光源に近接配置され、前記光源から照射される光を入射する入射面と、前記入射面に対向配置された側部反射面と、前記入射面に対してほぼ直交する出射面と、前記出射面に対向配置された底部反射面とを備え、前記底部反射面は、前記底部反射面より前記出射面に向けて前記入射面と前記出射面の両方に傾斜対向する第１の反射面及び、前記第１の反射面に離間して前記側部反射面と前記出射面の両方に傾斜対向する第２の反射面を溝の両側に有する第１の光反射パターンを複数有し、前記第１の光反射パターンは、前記第１、第２の反射面の間に第２の光反射パターンを複数有する事を特徴とするものである。
【０００８】
さらに本発明の導光板は、前記底部反射面に対し前記第２の光反射パターンを構成する溝の頂部稜線までの距離は、前記第1と第２の反射面を前記出射面方向に延長させた時に現れる仮想稜線よりも短い事を特徴とするものである。
【０００９】
さらに本発明の導光板は、複数連設された前記第２の光反射パターンの一方の斜面と、他方の斜面とで構成される複数の斜面の面積の合計は、前記第１の光反射パターンの頂部の両斜面の面積に等しいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明による導光板によれば、この導光板が有する溝が、第１の光反射パターンの仮想頂部下に複数の第２の光反射パターンを有するため、導光板に入射される光は、従来のＶ字溝の頂部で反射される光が複数の第２の光反射パターンで反射されることとなる。さらに、本発明による導光板は、複数連設された前記第２の光反射パターンの一方の斜面と、他方の斜面とで構成される複数の斜面の面積の合計が、第１の光反射パターンの仮想頂部の両斜面の面積に等しくなるように形成された各溝を有しているため、導光板から出射する光量を低下させることなく均一に発光し、薄型化が可能な導光板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る導光板を示す上面図であり、図２は、図１に示す導光板の破線Ａ−Ａ´に沿った構造断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る導光板は、光源１１に近接配置され、この光源１１から照射される光を入射する入射面１２と、この入射面１２に対向する位置に配置される側部反射面１３と、入射面１２にほぼ直交して形成され、入射面１２から入射された光１４を外部に反射する底部反射面１５と、この底部反射面１５に平行に配置された出射面１６と、を有している。さらに、底部反射面１５は、入射面１２に対して平行に延長形成された複数の溝１７と、これらの複数の溝１７を、光源１１に近いほど疎になる間隔で接続する平坦部１８とで構成されている。
【００１４】
ここで、図３Ａに、本実施形態に係る導光板内に形成された溝１７による光反射の様子を示し、同図Ｂに、この導光板が有する溝１７の拡大された断面図を示す。
【００１５】
図３に示すように、溝１７は、底部反射面１５より出射面１６に向けて入射面１２と出射面１６の両方に傾斜対向する第１の反射面１９ａと、この第１の反射面１９ａに離間して側部反射面１３と出射面１６の両方に傾斜対向する第２の反射面１９ｂとを溝１７の両側に有する第１の光反射パターンを有している。さらに、これらの第１の反射面１９ａと第２の反射面１９ｂとの間には、それぞれ出射面１６に向けて入射面１２と出射面１６の両方に傾斜対向する第３の反射面２０ａまたは２０ｂと、側部反射面１３と出射面１６の両方に傾斜対向する第４の反射面２１ａまたは２１ｂとで構成された第２の光反射パターンが連設されて形成されている。
【００１６】
すなわち、本実施形態の導光板が有する溝１７の形状は、第１の光反射パターンを構成する第１、第２の反射面１９ａ、１９ｂを互いに出射面１６方向に交わるまで延長することで形成された仮想頂部の下に、２つの第２の光反射パターンが連設された溝１７であり、具体的には、第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３下に、２つの第２のＶ字溝２４が連設された断面がＷ字状の溝１７である。
【００１７】
また、各第２のＶ字溝２４は、平坦面１８から第２のＶ字溝２４の頂部稜線２５までの距離である第２のＶ字溝２４の深さｈ１が、平坦面１８から第１のＶ字溝２２の仮想頂部稜線２６までの距離である第１のＶ字溝２２の深さｈ２より浅くなるように形成されている。そして、一方の第２のＶ字溝２４の第３の反射面２０ｂと、この第３の反射面２０ｂに接続された他方の第２のＶ字溝２４の第４の反射面２１ａとの面積の合計は、図３Ｂの斜線で示す第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３を形成する両仮想斜面の面積と等しくなるように形成されている。
【００１８】
なお、ここで、第１のＶ字溝２２の仮想頂部稜線２６とは、第１、第２の反射面１９ａ、１９ｂを互いに出射面１６方向に交わるまで延長することで形成された仮想的な稜線である。
【００１９】
このような溝１７を有する底部反射面１５に入射面１２から入射光１４が入射されると、平坦部１８と出射面１６との間で全反射を繰り返しながら導光板内を伝搬する。そして、導光板内を伝搬した入射光１４が溝１７に到達すると、この溝１７の反射面で反射され、出射面１６方向に向かう。このとき、反射されて出射面１６に到達した光の出斜面１６に対する入射角が全反射条件を満たさない場合、出射面１６から出射する。
【００２０】
ここで、本実施形態に係る導光板が有する溝１７は、第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３下に２つの第２のＶ字溝２４を有しているため、光の入射方向に対しては、２つの異なる反射面２０ａ、２０ｂ、（もしくは２１ａ、２１ｂ）を有することになる。従って、溝１７に到達した光は、２つの異なる反射面２０ａ、２０ｂ、（もしくは２１ａ、２１ｂ）及び第１の反射面１９ａ（もしくは第２の反射面１９ｂ）で反射されるため、従来のＶ字溝と比較して、より入射光１４を分散させて反射させることが可能となる。さらに第２のＶ字溝２４を構成する第３の反射面２０ｂと、第４の反射面２１ａとの面積の合計は、第1の反射面１９ａと第２の反射面１９ｂを延長した図３Ｂの斜線で示す第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３を形成する両仮想斜面の面積と略等しくなるように形成されている。従って、各第２のＶ字溝２４の深さｈ１が、第１のＶ字溝２２の深さｈ２より浅くなるように溝１７を形成しても、出射面１６より光学シートへ放射する光量 が低下することを防止できる。
【００２１】
また、本実施形態に係る導光板は、光源１１に近いほど疎になる間隔で溝１７を形成しているため、多くの入射光１４が、光源１１から遠方に位置する溝１７で反射されることとなる。従って、上述のような間隔で溝１７を形成することで、より入射光１４を分散させて反射させることが可能となる。
【００２２】
このように、本実施形態に係る導光板によれば、従来のＶ字溝を有する導光板と比較して、浅い溝１７を形成しても、従来のＶ字溝を有する導光板が出射する光量と同等の光量を維持しつつ、発光の均一性を向上させることが可能となる。従って、この溝１７の頂部（第２のＶ字溝２４の頂部稜線２５に相当）と出射面１６との距離が厚くなる寸法（ｈ２−ｈ１）分、導光板の厚さｈ３を薄くしても、従来のＶ字溝を有する導光板が出射する光量と同等の光量で均一に発光する導光板を実現することが可能となる。
【００２３】
なお、上述した本発明に係る導光板が有する溝１７は、他にも様々に変形可能である。
【００２４】
図４（a）〜（ｃ）に、その変形例を示す。
【００２５】
図４（a）は、図３Ｂに示す溝１７と比較して、第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３下に４つの第２のＶ字溝２４が形成されており、それぞれの第２のＶ字溝２４は、出射面１６に向けて入射面１２と出射面１６の両方に傾斜対向する第３の反射面２０ａまたは２０ｂまたは２０ｃまたは２０ｄと、側部反射面１３と出射面１６の両方に傾斜対向する第４の反射面２１ａまたは２１ｂまたは２１ｃまたは２１ｄとで構成されていることを特徴とするものである。また、図４（b）は、図３Ｂに示す溝１７と比較して、第２のＶ字溝２４が連設される箇所２７が、底部反射面１５の平坦部１８で構成される平面上に位置するように形成されていることを特徴とするものである。また、図４（c）は、図３Ｂに示す溝１７と比較して、溝１７の断面形状が非対称になるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
上述のように、図４（a）〜（c）に示すような溝１７を有する導光板であっても、溝１７の深さを従来のＶ字溝の深さよりも浅くすることが出来る分、導光板の厚さｈ３を薄くしても、従来のＶ字溝を有する導光板が出射する光量と同等の光量で均一に発光する導光板を実現することが可能となる。
【００２７】
なお、変形例を含めた上述の溝１７は、いずれも、第１のＶ字溝２２を構成する第１、第２の反射面１９ａ、１９ｂ及び、第２のＶ字溝２４を構成する第３、第４の反射面２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ（図４（ａ）においては、さらに２０ｃ、２０ｄ、２１ｃ、２１ｄ）が平面であった。しかし、上述の第１、第２の反射面１９ａ、１９ｂ及び、第３、第４の反射面２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ（図４（ａ）においては、さらに２２ｃ、２２ｄ、２３ｃ、２３ｄ）はいずれも、曲面で構成されていてもよい。
【００２８】
次に、上述した溝１７を有する導光板を用いたバックライト装置について、図５〜図８を参照して説明する。
【００２９】
図５は、上述した導光板を利用したバックライト装置を示す分解斜視図である。
【００３０】
図５に示すように、上述した溝１７を有する導光板を用いたバックライト装置は、導光板３０の側部に、光源１１として、両端がゴムホルダ３１で固定された蛍光ランプが配置されている。そして、導光板３０の下部には反射シート３２が配置されている。また、導光板３０上には、拡散シート、プリズムシート、偏光シートがこの順で重ねられた光学シート３３が配置されている。これら全ては、バックケース３４およびフロントケース３５からなる格納ケースに収納されている。
【００３１】
ここで図６〜図８に、図５に示すバックライト装置に使用される導光板３０を示し、図６は、この導光板３０の上面図を示し、図７は、図６の破線Ａ−Ａ´に沿った構造断面図を示し、図８は、図６の破線Ｂ−Ｂ´に沿った構造断面図を示す。
【００３２】
図６〜図８に示すように、図５に示すバックライト装置に使用される導光板３０は、上述の導光板を応用したものである。すなわち、図６〜図８に示す導光板３０は、第１の実施形態に係る導光板と比較して、溝１７の形状は第１の実施形態に係る導光板に形成されたものと同一であるが、２箇所の入射面１２、１２´を有し、これら２箇所の入射面１２、１２´のそれぞれに対して溝１７がそれぞれ入射面１２、１２´に対して平行に形成されており、光源１１に近いほど溝１７の間隔が疎になるように形成されている。
【００３３】
このような溝１７を有する導光板２７であっても、上述の理由により、従来より薄く、かつ、従来の導光板が出射する光量と同等の光量で均一に発光する導光板３０を実現することが可能となる。従って、従来より薄型で、かつ、従来のバックライト装置が出射する光量と同等の光量で均一に発光するバックライト装置を実現することが可能となる。
【００３４】
なお、上述のバックライト装置においては、光源１１に蛍光ランプを用いていたが、光源１１は、例えば、実装基板上に略直線状に複数のＬＥＤが実装された光源であってもよい。
【００３５】
以上に、本発明の実施形態に係る導光板及びこれを用いたバックライト装置について説明したが、本発明の実施形態はこれらに限るものではない。
【００３６】
例えば、図５に示されたバックライト装置に使用される導光板２７は、図６〜図８に示す導光板３０に限るものではない。すなわち、例えば図１、図２に示すように、図６〜図８に示す導光板３０と比較して、入射面１２が一箇所であることを特徴とする導光板３０であっても使用可能である。
【００３７】
また、例えば図１、図２に示す導光板３０に形成される溝１７は、この溝１７が有する連設された複数の第２のＶ字溝２４を構成する一方の反射面と、他方の反射面とで構成される斜面の面積の合計が、第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３の両仮想斜面の面積と等しくなるように形成することで、従来の導光板が出射する光量と同等の光量で発光する導光板を実現している。しかし、連設された複数の第２のＶ字溝２４の一方の反射面と、他方の反射面とで構成される斜面の面積の合計が、第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３の両仮想斜面の面積と異なるように形成してもよく、例えば、連設された複数の第２のＶ字溝２４の一方の反射面と、他方の反射面とで構成される斜面の面積の合計が、第１のＶ字溝２２の仮想頂部２３の両仮想斜面の面積より大きくなるように第２のＶ字溝２４を形成することで、導光板３０が出射する光量を増加させることも可能である。このことは、図４に示す変形例においても同様である。
【００３８】
また、上述したいずれかの導光板３０に形成される溝１７の数は、それぞれ図示した数に限定されるものではなく自由に設定しても、本願の効果が失われるものではなく、溝１７の数が多いほど、入射光１４に対する拡散効果は高くなる。一方で、溝１７の数を増やすことで、溝１７の間隔を狭くすると、導光板３０の内部を伝搬する光は、光源１１から遠い箇所には到達し難くなるため、光源１１から近い箇所と遠い箇所とでは、輝度に差が生じる。従って、溝１７の数は、導光板３０の大きさに合わせて適宜調節する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】導光板を示す上面図。
【図２】図１の破線Ａ−Ａ’に沿う断面図。
【図３Ａ】溝による光反射の様子を示す説明図。
【図３Ｂ】図２及び図３Ａに示す溝の拡大図。
【図４】溝の変形例。
【図５】バックライト装置の分解斜視図。
【図６】図５に使用される導光板の上面図。
【図７】図６の破線Ａ−Ａ’に沿う断面図。
【図８】図６の破線Ｂ−Ｂ’に沿う断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１１・・・光源、１２（１２´）・・・入射面、１３・・・側部反射面、１４・・・入射光、１５・・・底部反射面、１６・・・出射面、１７・・・溝、１８・・・平坦面、１９ａ・・・第１の反射面、１９ｂ・・・第２の反射面、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・第３の反射面、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ・・・第４の反射面、２２・・・第１のＶ字溝、２３・・・第１のＶ字溝の仮想頂部、２４・・・第２のＶ字溝、２５・・・第２のＶ字溝の頂部稜線、２６・・・第１のＶ字溝の仮想頂部稜線、２７・・・第２のＶ字溝の連設箇所、３０・・・導光板。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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