(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の一次光源から出射される照明光を裏面の縁に形成された入射面より入射し、前記縁に沿って形成され、かつ前記入射面に対して斜めに傾いた斜面により前記照明光の光路を折り曲げ、前記斜面より遠ざかるように前記照明光を伝搬させながら、前記裏面と対向する出射面より出射する導光板において、
前記一次光源が略点光源であり、
前記斜面の前記一次光源と対向する部位に凹部が形成された
ことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記出射面と平行な断面において、断面略円弧形状に前記凹部を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記凹部は、
前記出射面と平行な断面における断面形状が、前記裏面側よりも前記出射面側の方で小さくなるように形成され、
前記断面形状における前記略円弧形状を形成する弧の両端が、前記凹部の前記裏面側から前記出射面側にかけて滑らかに接続される
ことを特徴とする請求項２に記載の導光板。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いた
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の前記面光源装置により液晶表示パネルを照明する
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板、面光源装置及び表示装置に関し、例えば携帯電話の液晶表示装置に適用することができる。本発明は、裏面側より入射した照明光の光路を斜面で折り曲げて伝搬する構成において、この斜面に凹部を形成することにより、均一な光量により照明光を出射できるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話等に使用される液晶表示装置においては、例えば導光板の裏面側より照明光を入射するように構成された面光源装置が使用されるようになされている。
【０００３】
すなわち図６は、この種の液晶表示装置を示す分解斜視図である。この液晶表示装置１においては、液晶表示パネル２の背面に面光源装置３が配置され、この面光源装置３により液晶表示パネル２が照明される。面光源装置３は、フレーム４に反射シート５、導光板６が順次配置されて形成される。
【０００４】
ここで導光板６は、図７に断面を取って示すように、断面楔型形状の透明板状部材であり、裏面６Ａが平坦な面により形成されるのに対し、出射面６Ｂ側においては、楔型根元部分のコーナーが斜めに切り落とされた形状に形成される。これにより導光板６は、根元側の縁に沿って、出射面６Ｂ側に斜面６Ｃが形成され、裏面６Ａ側のこの斜面６Ｃと対向する部位に入射面６Ｄが形成されるようになされている。
【０００５】
すなわち面光源装置３において、フレーム４は、白色樹脂を射出成形して箱型に形成され、反射シート５、導光板６、液晶表示パネル２が順次積層されて配置される。フレーム４は、導光板６の入射面６Ｄに開口４Ａが形成され、この開口４Ａを囲むように、出射面６Ｂとは逆側に壁面４Ｂが立ち上がるように形成される。フレーム４の壁面４Ｂに囲まれた空間には、プリント配線基板７に実装された発光ダイオード８が配置される。
【０００６】
これによりフレーム４は、この壁面４Ｂに囲まれた空間により発光ダイオード８から出射された照明光を導光板６に導く導光部を形成し、発光ダイオード８の照明光を効率良く導光板６に入射する。
【０００７】
面光源装置３は、このようにして入射面６Ｄより導光板６に入射した照明光を斜面６Ｃで反射し、これにより照明光の進行方向を出射面６Ｂに沿った方向に折り曲げる。さらに面光源装置３は、裏面６Ａ及び出射面６Ｂの間で反射を繰り返させて照明光を伝搬しながら、出射面６Ｂより照明光を出射する。
【０００８】
反射シート５は、白色のシート材であり、裏面６Ａより漏れ出す照明光を反射して導光板６に再入射させ、これにより照明光の利用効率を向上させる。
【０００９】
このようにして構成される液晶表示装置１においては、例えば携帯電話のケース９に形成された開口９Ａを介してユーザーより液晶表示パネル２の表示画面を目視できるようになされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種の液晶表示装置１において、出射光量の大きな発光ダイオードを使用することにより、発光ダイオードの数を低減し、全体形状を簡略化することができ、また重量を軽減することができる。
【００１１】
ところが発光ダイオードの数を低減すると、均一な光量により照明光を出射することが困難になる問題がある。すなわち図８に液晶表示パネル２側より見た平面図を示すように、発光ダイオードの数を低減すると、液晶表示装置１においては、入射面近傍の発光ダイオード８の正面に出射光量の大きな明部が形成されるのに対し、入射面近傍の発光ダイオード８間及び、出射面の隅部に出射光量の少ない暗部が形成される。このような問題は、使用する発光ダイオードの多少にかかわらず生じ得るものであるが、発光ダイオードの出射光量が大きく、かつ使用する発光ダイオードの数が少なくなる程顕著となる。
【００１２】
このように面光源装置２からの出射光量が著しく不均一になると、液晶表示装置においては、表示画面の品位が著しく低下することになる。
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光源の数を低減した場合でも、均一な光量により照明光を出射することができる導光板、面光源装置及び液晶表示装置を提案しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１に係る発明においては、所定の一次光源から出射される照明光を裏面の縁に沿って形成され、かつ前記入射面に対して斜めに傾いた斜面により前記照明光の光路を折り曲げ、前記斜面より遠ざかるように前記照明光を伝搬させながら、前記裏面と対向する出射面より出射する導光板において、一次光源が略点光源であり、斜面の一次光源と対向する部位に凹部を形成する。
【００１５】
また請求項２に係る発明においては、請求項１に係る構成において、前記出射面と平行な断面において、断面略円弧形状に凹部を形成する。
【００１６】
また請求項３に係る発明においては、請求項２に係る構成において、前記凹部は、前記出射面と平行な断面における断面形状が、前記裏面側よりも前記出射面側の方で小さくなるように形成され、前記断面形状における前記略円弧形状を形成する弧の両端が、前記凹部の前記裏面側から前記出射面側にかけて滑らかに接続される。
【００１７】
また請求項４に係る発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いて面光源装置を構成する。
【００１８】
また請求項５に係る発明においては、請求項４に記載の面光源装置により液晶表示パネルを照明する。
【００１９】
請求項１に係る構成によれば、斜面により照明光を反射する際に、この凹部における反射により照明光の反射方向を広げることができる。これにより一次光源の照明光を種々の方向に振り分けて、均一な光量により出射することができる。
【００２０】
また請求項２に係る構成によれば、簡易な構成により効率良く照明光を種々の方向に振り分けることができる。
【００２１】
また請求項３に係る構成によれば、一次光源とは逆側においてフレームと導光板との間の隙間を低減することができ、これにより光漏れを低減することができる。
【００２２】
また請求項４に係る構成によれば、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いて面光源装置を構成することにより、均一な出射光量による面光源装置を得ることができる。
【００２３】
また請求項５に係る構成によれば、請求項４に記載の面光源装置により液晶表示パネルを照明することにより、輝度ムラを低減した高品位の画像を表示することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２５】
（１）実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図である。この液晶表示装置１１は、携帯電話に適用される。なおこの図１に示す構成において、図６について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００２６】
この液晶表示装置１１において、面光源装置１３は、従来の面光源装置３に比して発光ダイオードの数が低減され、その分高輝度の発光ダイオード１８が使用される。またこの発光ダイオード１８の変更に伴い、導光板６に代えて導光板１６が使用され、また導光板１６の斜面１６Ｃには、黒テープ１９が配置される。
【００２７】
ここで導光板１６は、例えばアクリル（ＰＭＭＡ樹脂）等の透明樹脂を射出成形して断面略楔型形状に形成される。導光板１６は、出射面１６Ｂ側、楔型根元部分のコーナーが斜めに切り落とされた形状に形成され、これにより斜面１６Ｃが形成される。さらに導光板１６は、符号Ａにより拡大して示すように、発光ダイオード１８から出射された照明光が最も大きな光量で入射する部位である、発光ダイオード１８に対向する部位において、斜面１６Ｃに凹部１６Ｅが形成される。
【００２８】
ここで凹部１６Ｅは、出射面１６Ｂと平行な面により切り取って見た断面形状が略円弧形状となるように形成され、照明光を鏡面反射するように、斜面１６Ｃと同様に鏡面により形成される。これにより導光板１６は、図２に出射面１６Ｂ側より見て示すように、発光ダイオード１８から出射された照明光Ｌのうち、最も光量の大きな発光ダイオード１８の正面方向に出射された照明光をこの凹部１６Ｅにより反射して発散光により内部を伝搬する。
【００２９】
さらに凹部１６Ｅは、入射面１６Ｄ側より遠ざかるに従って断面形状が徐々に小さくなり、斜面１６Ｃの出射面１６Ｂ側においては、これら斜面１６Ｃ及び出射面１６Ｂにより形成される稜線と判別困難となるように形成される。これにより導光板１６は、出射面１６Ｂ側に黒色テープ１９を配置して、凹部１６Ｅの部分についても他の部分と同様に照明光の漏洩を防止できるようになされている。
【００３０】
さらに凹部１６Ｅは、斜面１６Ｃとの間の稜線が滑らかな曲面により形成され、これにより照明光により明るく照らし出された稜線が出射面より観察されてなる輝線の発生を防止できるようになされている。
【００３１】
さらに導光板１６は、裏面１６Ａを局所的に粗面にして照明光の出射を促す光散乱パターンが形成される。ここで光散乱パターンは、導光板１６に直接粗面化処理を施すか、或いは導光板16を射出成形によって成形する場合には、使用する金型の対応するキャビティ面をエッチング処理や放電加工等により粗面化しておくことにより、裏面１６Ａを部分的に円形形状に粗面化して形成される。また光散乱パターンは、出射面側より見て知覚困難な小径により形成される。
【００３２】
これら光散乱パターンは、裏面１６Ａを鏡面により形成した場合に出射光量が低下する部分においては、この光量の低下に対応するように単位面積当たりの個数が増大するように形成され、これにより出射面１６Ｂより出射される照明光の出射光量を均一化するようになされている。なおこの実施の形態において、光散乱パターンは、楔型先端側に向かって徐々に単位面積当たりの個数が増大するように形成される。
【００３３】
さらに光散乱パターンは、不規則な配置により形成され、これにより液晶パネルとの間の干渉縞の発生を防止するようになされている。尚、光散乱パターンの個々の形状は円形形状に限らず、矩形形状等の他の形状であってもよい。また、粗さの程度を変えて裏面１６Ａの全面を粗面化することによっても、出射面１６Ｂより出射される照明光の出射光量を均一化することができる。
【００３４】
さらに図３に断面を取って示すように、導光板１６は、楔型根元部分において、携帯電話のケース９により隠される部分に、斜面１６Ｃを覆い隠すように、黒色テープ１９が配置される。これにより面光源装置１３においては、斜面１６Ｃ付近において、導光板１６より漏れ出す照明光が液晶表示パネル２側に漏れ出さないようになされている。
【００３５】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、この液晶表示装置１１においては（図１及び図３）、プリント配線基板７に配置された発光ダイオード１８により一次光源が形成され、この発光ダイオード１８より出射された照明光が入射面１６Ｄより導光板１６に入射する。さらにこのようにして入射面１６Ｄより入射した照明光が、導光板１６の斜面１６Ｃで反射されて伝搬方向が折り曲げられ、出射面１６Ｂ、裏面１６Ａとの間を繰り返し反射しながら楔型先端方向に伝搬する。この伝搬の際に、照明光は、臨界角以下の入射角により出射面１６Ｂに入射した照明光が出射面１６Ｂより出射され、液晶表示パネル２を照明する。
【００３６】
このようにして斜面１６Ｃで光路が折り曲げられて伝搬するにつき、照明光は、斜面１６Ｃに形成された凹部１６Ｅにより発散するように反射され、これにより発光ダイオード１８の正面方向だけでなく、発光ダイオード１８間、導光板１６の隅部側にも振り分けられる。これにより面光源装置１３においては、入射面近傍の発光ダイオード１８の正面における明部の発生、さらには入射面近傍の発光ダイオード１８間、隅部における暗部の発生が防止され、均一な光量により照明光を出射することが可能となる。
【００３７】
さらにこのようにして照明光を反射する凹部１６Ｅは、斜面１６Ｃと滑らかな曲面により接続されていることにより、この接続部である稜線が照明光により明るく照らし出されて出射面１６Ｂ側より観察されてなる輝線の発生が防止される。
【００３８】
かくするにつきこのようにして光路を折り曲げられて導光板１６を伝搬する照明光は、裏面１６Ａに形成された光拡散パターンにより散乱を受け、何ら光拡散パターンを形成しない場合にあっては出射光量が低減する部分では、その分裏面出射面１６Ｂからの出射が促される。これにより照明光は、斜面１６Ｃ側より楔型先端側に向かう方向についても、均一な光量分布により出射される。
【００３９】
さらに照明光においては、出射面１６Ｂからだけでなく裏面１６Ａからも導光板１６より出射され、このようにして出射された照明光は、裏面１６Ａ側に配置した反射シート５により反射されて、導光板１６に再入射し、結局出射面１６Ｂより出射される。
【００４０】
また照明光においては、斜面１６Ｃにおいて光路を折り曲げる際に、一部が導光板１６の外部に漏れ出す。このようにして漏れ出した照明光は、出射面１６Ｂ側に配置した黒テープ１９により液晶表示パネル２側への漏洩が防止され、これによりこの種の照明光が液晶表示パネル２に漏洩して発生する表示画面の品位の低下が防止される。
【００４１】
このようにして黒テープ１９により出射面１６Ｂ側への漏洩が防止される面光源装置１３においては、入射面１６Ｄより遠ざかるに従って凹部１６Ｅの形状が小さくなり、出射面１６Ｂ側では凹部が認識できないように形成されている。仮に、斜面１６Ｃ及び出射面１６Ｂにより形成されている稜線を越えて、凹部１６Ｅが出射面１６Ｂにまで至ってしまうと、その部分からの光漏れによる影響が無視できないが、出射面１６Ｂ側で凹部が認識されないようにすることで、面光源装置１３では、光漏れを低減して、この種の照明光が液晶表示パネル２に漏洩して発生する表示画面の品位の低下が防止される。
【００４２】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、裏面側より入射した照明光の光路を斜面で折り曲げて伝搬させる構成において、斜面に凹部を形成することにより、入射光を各方向に振り分けて反射して、発光ダイオードの正面における明部の発生、発光ダイオード間、隅部における暗部の発生を防止することができ、これにより均一な光量により照明光を出射することができる。
【００４３】
またこのときこの凹部を、断面略円弧形状に形成することにより、簡易な構成により導光板を形成することができる。
【００４４】
また入射面より遠ざかるに従って断面形状が小さくなるように凹部を形成することにより、より効果的に入射光を各方向に振り分けて反射することができると共に、光漏れを防止して表示画面の品位の低下を防止することができる。
【００４５】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、断面略円弧形状に凹部を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図４に示すように、例えば平面により、又は曲面により断面三角形形状に凹部を形成してもよい。なおこの場合にも、各面は曲面により滑らかに接続して輝線の発生を防止することができる。
【００４６】
また上述の実施の形態においては、導光板の裏面を平坦な面により形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５に示すように、入射面を光源側に突出させる場合にも広く適用することができる。
【００４７】
また上述の実施の形態においては、断面楔型形状に導光板を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、平板形状により導光板を作成する場合にも広く適用することができる。
【００４８】
さらに上述の実施の形態においては、導光板の一の縁部に入射面を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の縁部にも併せて入射面を配置する場合等にも広く適用することができる。
【００４９】
また上述の実施の形態においては、本発明を携帯電話に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の電子機器に広く適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、裏面側より入射した照明光の光路を斜面で折り曲げて伝搬する構成において、この斜面に凹部を形成することにより、均一な光量分布により照明光を出射することができる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図２】図１の表示装置の導光板を出射面側より見て示す平面図である。
【図３】図１を入射面と直交する面により切り取って示す断面図である。
【図４】他の実施の形態に係る導光板の凹部を示す斜視図である。
【図５】他の実施の形態に係る導光板を示す断面図である。
【図６】従来の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図７】図６をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図である。
【図８】出射面における輝度ムラの説明に供する平面図である。
【符号の説明】
１、１１……液晶表示装置、２……液晶表示パネル、３、１３……面光源装置、４……フレーム、５……反射シート、６、１６……導光板、６Ａ、１６Ａ……裏面、６Ｂ、１６Ｂ……出射面、６Ｃ、１６Ｃ……斜面、６Ｄ、１６Ｄ……入射面、１６Ｅ……凹部、８、１８……発光ダイオード
【図１】
0003850168.tif 000002
【図２】
0003850168.tif 000003
【図３】
0003850168.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003850168.tif 000008
【図８】
0003850168.tif 000009