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技術 導光板、面光源装置、表示装置、及び電子機器

出願人 オムロン株式会社
発明者 島田亮綾部隆広黒川隆文岡田圭司
出願日 2018年2月6日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-019405
公開日 2019年8月22日 (10ヶ月経過) 公開番号 2019-139851
状態 未査定
技術分野 面状発光モジュール
主要キーワード ナノストラクチャー ウェアラブル機器 概略平板状 レンズ形 電子広告板 螺旋パターン 色度シフト 半楕円形状
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

導光板の入光部分近傍出光面明暗の発生を抑制する。

解決手段

光が入射する入光面を側面に有し、入光面から入射する光を出光面から出射する平板状の導光板は、出光面に離散的に設けられ、光を拡散反射する複数の拡散反射部と、出光面の反対面に設けられ、反対面の法線方向から見て、入光面に対して垂直方向に延在する複数の凸条と、を備える。

概要

背景

近年、電子機器の小型化、薄型化が進んでいる。このような電子機器に搭載される液晶表示装置には、同一の面積でより大きな表示領域を得るための狭額縁化や、薄型化のニーズがある。表示装置バックライトには、例えば、白色光出射するLED(Light Emitting Diode)を光源とし、導光板ライトガイドとも呼ばれる)を用いたサイドライトタイプ(エッジライト方式とも呼ばれる)の面光源装置が用いられている。

光出射面に、直線状に延在する凸状の構造体が複数平行に配列されたレンズアレイを有し、光反射面に、凹状の構造体が配置され、角部付近における凹状の構造体の平均高さが、中央付近における凹状の構造体の平均高さよりも小さい、導光板であって、面内における出射光均一性を向上させる導光板が提案されている(特許文献1参照)。

概要

導光板の入光部分近傍出光面明暗の発生を抑制する。光が入射する入光面を側面に有し、入光面から入射する光を出光面から出射する平板状の導光板は、出光面に離散的に設けられ、光を拡散反射する複数の拡散反射部と、出光面の反対面に設けられ、反対面の法線方向から見て、入光面に対して垂直方向に延在する複数の凸条と、を備える。

目的

本発明は、導光板の入光部分近傍の出光面の明暗の発生を抑制することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

光が入射する入光面を側面に有し、前記入光面から入射する光を出光面から出射する平板状の導光板であって、前記出光面に離散的に設けられ、光を拡散反射する複数の拡散反射部と、前記出光面の反対面に設けられ、前記反対面の法線方向から見て、前記入光面に対して垂直方向に延在する複数の凸条と、を備える導光板。

請求項2

前記複数の凸条は、高さが異なる2種以上の凸条を有する、請求項1に記載の導光板。

請求項3

複数の前記凸条が一定の間隔を空けて前記反対面に配置されている、請求項1又は2に記載の導光板。

請求項4

複数の前記拡散反射部の一部の表面が鏡面であり、複数の前記拡散反射部の他の一部の表面が微粗面である、請求項1から3の何れか一項に記載の導光板。

請求項5

前記入光面側から前記入光面に対向する面側に向かって、複数の前記拡散反射部の表面の粗さが大きくなる、請求項1から4の何れか一項に記載の導光板。

請求項6

複数の前記拡散反射部が凹形状である、請求項1から5の何れか一項に記載の導光板。

請求項7

前記反対面に離散的に設けられ、光を拡散反射する第2拡散反射部を備え、前記第2拡散反射部は、隣り合う2つの前記凸条の間に配置されている、請求項1から6の何れか一項に記載の導光板。

請求項8

複数の前記凸条が、前記入光面の近傍に配置されている、請求項1から7の何れか一項に記載の導光板。

請求項9

請求項1から8の何れか一項に記載の導光板と、前記入光面と対向する位置に配置された光源と、前記反対面と対向する位置に配置された反射シートと、を備える面光源装置

請求項10

請求項9に記載の面光源装置と、前記面光源装置から出射される光を受ける表示パネルと、を備えることを特徴とする表示装置

請求項11

請求項10に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器

技術分野

0001

本発明は、導光板面光源装置表示装置、及び電子機器に関する。

背景技術

0002

近年、電子機器の小型化、薄型化が進んでいる。このような電子機器に搭載される液晶表示装置には、同一の面積でより大きな表示領域を得るための狭額縁化や、薄型化のニーズがある。表示装置のバックライトには、例えば、白色光出射するLED(Light Emitting Diode)を光源とし、導光板(ライトガイドとも呼ばれる)を用いたサイドライトタイプ(エッジライト方式とも呼ばれる)の面光源装置が用いられている。

0003

光出射面に、直線状に延在する凸状の構造体が複数平行に配列されたレンズアレイを有し、光反射面に、凹状の構造体が配置され、角部付近における凹状の構造体の平均高さが、中央付近における凹状の構造体の平均高さよりも小さい、導光板であって、面内における出射光均一性を向上させる導光板が提案されている(特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2014−86245号公報

発明が解決しようとする課題

0005

液晶表示装置の大画面化の加速により、入光側における挟額縁化に対応するため、入光側の遮光両面テープの幅が狭小化している。図15は、従来例における面光源装置100及び200の平面図である。面光源装置100は導光板101を備えている。導光板101の出光面側から見て、導光板101の出光面の外周部分に遮光両面テープ102が貼り付けられている。面光源装置200は導光板201を備えている。導光板201の出光面側から見て、導光板201の出光面の外周部分に遮光両面テープ202が貼り付けられている。導光板101の入光部分に対向して光源103が配置されており、遮光両面テープ102が光源103を覆っている。導光板201の入光部分に対向して光源203が配置されており、遮光両面テープ202が光源203を覆っている。図15に示すように、導光板201の入光部分側における遮光両面テープ202の幅が、導光板101の入光部分側における遮光両面テープ102の幅よりも小さくなっている。

0006

図15に示すように、導光板201の入光部分の近傍において、光源203の正面は明るいが、光源203の斜め方向の光量が少ないため、光源203の斜め方向に暗い部分204が存在しており、導光板201の入光部分近傍の出光面に明暗が発生している。導光板101においても、導光板101の入光部分近傍の出光面に明暗が発生しているが、遮光両面テープ102の幅が大きいため、導光板101の入光部分近傍の出光面の暗い部分が遮光両面テープ102によって覆われている。導光板201のように、導光板201の入光部分側における遮光両面テープ202の幅が狭小化してくると、導光板201の入光部分近傍の出光面の明暗の差が認識できるようになるため、液晶表示装置の見栄えが低下する問題がある。

0007

このような状況に鑑み、本発明は、導光板の入光部分近傍の出光面の明暗の発生を抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、光が入射する入光面を側面に有し、入光面から入射する光を出光面から出射する平板状の導光板であって、出光面に離散的に設けられ、光を拡散反射する複数の拡散反射部と、出光面の反対面に設けられ、反対面の法線方向から見て、入光面に対して垂直方向に延在する複数の凸条と、を備える導光板である。本発明に係る導光板によれば、複数の拡散反射部を導光板の出光面に離散的に設け、複数の凸条を出光面の反対面に設けることにより、導光板の入光部分近傍の出光面の明暗の発生を抑制することができる。

0009

本発明に係る導光板において、複数の凸条は、高さが異なる2種以上の凸条を有する。本発明に係る導光板において、複数の凸条が一定の間隔を空けて反対面に配置されている。本発明に係る導光板において、複数の拡散反射部の一部の表面が鏡面であり、複数の拡散反射部の他の一部の表面が微粗面である。本発明に係る導光板において、入光面側から入光面に対向する面側に向かって、複数の拡散反射部の表面の粗さが大きくなる。本発明に係る導光板において、複数の拡散反射部が凹形状である。本発明に係る導光板は、反対面に離散的に設けられ、光を拡散反射する第2拡散反射部を備え、第2拡散反射部は、隣り合う2つの凸条の間に配置されている。本発明に係る導光板において、複数の凸条が、入光面の近傍に配置されている。

0010

本発明に係る面光源装置は、導光板と、入光面と対向する位置に配置された光源と、反対面と対向する位置に配置された反射シートと、を備える。本発明に係る表示装置は、面光源装置と、面光源装置から出射される光を受ける表示パネルと、を備える。本発明に係る電子機器は、表示装置を備える。

発明の効果

0011

本発明によれば、導光板の入光部分近傍の出光面の明暗の発生を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0012

図1は、導光板の一例を示す断面図である。
図2は、液晶表示装置の一例を例示する斜視図である。
図3は、面光源装置の構成を例示する斜視図である。
図4は、導光板の一例を示す断面図である。
図5は、導光板の底面図である。
図6は、導光板の側面図である。
図7Aは、比較例に係る導光板の出射光の分布の説明図である。
図7Bは、比較例に係る導光板の平面図である。
図7Cは、比較例に係る導光板の底面図である。
図7Dは、比較例に係る導光板の出射光の分布の説明図である。
図7Eは、比較例に係る導光板の平面図である。
図8Aは、実施形態に係る導光板の出射光の分布の説明図である。
図8Bは、実施形態に係る導光板の平面図である。
図9Aは、導光板の側面図である。
図9Bは、導光板の側面図である。
図10は、ドットパターンの表面の説明図である。
図11Aは、導光板の側面図である。
図11Bは、導光板の側面図である。
図12は、導光板の底面図である。
図13は、導光板の平面図である。
図14Aは、実施形態に係る導光板の明暗の度合い及び比較例に係る導光板の明暗の度合いを示す図である。
図14Bは、実施形態に係る導光板の平面図である。
図14Cは、比較例に係る導光板の平面図である。
図15は、従来例における面光源装置の平面図である。

実施例

0013

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的な構成に限定するものではない。

0014

〈適用例〉
図1は、導光板10の一例を示す断面図である。導光板10は、平板状である。導光板10は、光が入射する入光面10Aと、入光面10Aから入射する光を出射する出光面10Bと、出光面10Bの反対面10Cとを有する。入光面10Aは、導光板10の側面の一部である。出光面10B及び反対面10Cは、入光面10Aに直交又は略直交している。出光面10B及び反対面10Cは平行である。導光板10は、導光板10内に入射された光を出光面10Bに導き、出光面10B全体が光るように形成されている。導光板10内に入射された光は、出光面10B及び反対面10Cで全反射することにより導光板10内を進む。導光板10内の光が、臨界角よりも小さな入射角で出光面10Bに入射すると、出光面10Bから導光板10の外部に光が出射される。

0015

図1に示すように、複数のドットパターン21が出光面10Bに離散的に設けられている。複数のレンチキュラー22が反対面10Cに設けられている。レンチキュラー22は、反対面10Cの法線方向から見て、入光面10Aに対して垂直方向に延在する凸条である。複数のドットパターン21を出光面10Bに設け、反対面10Cにレンチキュラー22を設けることにより、導光板10の入光部分近傍の出光面10Bの明暗の発生を抑制することができる。

0016

以下の実施形態では、「面光源装置」は、液晶表示装置のバックライトユニットとして説明される。なお、「面光源装置」は、表示パネルや電子ペーパによる表示装置の前面に配置されるフロントライト等、バックライトユニット以外の用途で利用されてもよい。

0017

(液晶表示装置の構成)
図2は、液晶表示装置の一例を例示する斜視図である。図2に示すように、液晶表示装置は、バックライトとして配置される面光源装置1と、面光源装置1から出射される光を受ける表示パネル(液晶ディスプレイ)2とを備える。表示パネル2は、ガラス板に挟まれて封入された液晶電圧をかけて光の透過率増減等させることで、像を表示する。以下、面光源装置1における、表示パネル2側を上面側として、その反対面側を下面側として説明することがある。

0018

(面光源装置の構成)
図3は、面光源装置1の構成を例示する斜視図である。面光源装置1は、導光板10、光源11、フレキシブルプリント基板(以下、「FPC」とも表記する)12、フレーム13、及び固定部材14を備える。また、面光源装置1は、導光板10の下面側に配置される反射シート15を備える。更に、面光源装置1は、導光板10の上面側に順に積層される拡散シート16、プリズムシート17及び遮光両面テープ18を備える。

0019

導光板10は、概略平板状であり、ポリカーボネート樹脂ポリメチルメタクリレート樹脂等の透光性素材成形される。導光板10の構成については、後述する。光源11は、光を出射する発光面を有する。複数の光源11がFPC12に一定の間隔で一列に実装されている。光源11は、導光板10の入光面10Aと対向する位置に配置されている
。光源11は、例えば、LEDパッケージであるが、LEDパッケージ以外の光源が用いられてもよい。光源11は、発光素子であるLEDチップ蛍光体を含む透光性樹脂樹脂層)で封止されて形成されてもよい。若しくは、LEDチップ上に蛍光体を配置せずに、導光板10の出光面10B上に蛍光体層を配置してもよいし、反射シート15上に蛍光体層を配置してもよい。光源11は、FPC12からの給電を受けて駆動し、点灯する。なお、光源11として、白色以外のLED光源が用いられてもよい。

0020

FPC12は、光源11に電力を供給する配線基板である。FPC12は、可撓性のある絶縁性フィルムである基材上に、導体箔によって配線を設け、表面に保護用の絶縁性フィルムであるカバーレイ又はレジン感光性樹脂)を接着させて形成されている。フレーム13は、開口を有し、4辺からなる枠状の部材(「枠体」の一例)である。フレーム13は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂等により成形される。また、フレーム13は、樹脂フレーム及び金属フレームを有してもよい。フレーム13は、導光板10を収容し、フレーム13の内周面が導光板10の側面を囲っている。フレーム13は、高い反射率を有しており、導光板10内の光が面光源装置1の側面から漏れないように光を反射する。固定部材14の上下面が粘着面である。固定部材14は、例えば、両面粘着テープである。固定部材14は、FPC12の下面等に配置されている。固定部材14により、導光板10とFPC12とが固定され、FPC12とフレーム13とが固定される。

0021

反射シート15は、多層膜構造を有する高反射フィルムまたは反射率の高い白色樹脂シート金属箔などからなる平滑なシートであり、導光板10内の光が面光源装置1の下面から漏れないように光を反射する。反射シート15は、導光板10の反対面10Cと対向する位置に配置されている。拡散シート16は、半透明樹脂フィルムであり、導光板10の出光面10Bから出射された光を拡散させて光の指向特性を広げる。プリズムシート17は、上面に三角プリズム状の微細パターンが形成された透明な樹脂フィルムあり、拡散シート16によって拡散された光を集光し、面光源装置1を上面側から見た場合の輝度を上昇させる。遮光両面テープ18の上下面が粘着面である。遮光両面テープ18は、例えば、黒色の両面粘着テープである。遮光両面テープ18は、例えば、額縁状であり、面光源装置1の外周部分から光が漏れ出ることを抑制する。

0022

(導光板10の構成)
図4は、導光板10の一例を示す断面図である。導光板10は、光が入射する入光面10Aと、入光面10Aから入射する光を出射する出光面10Bと、出光面10Bの反対面10Cと、入光面10Aに対向する対向面10Dとを有する。入光面10A及び対向面10Dは、導光板10の側面の一部である。対向面10Dは、入光面10Aの反対側の面である。出光面10B及び反対面10Cは、入光面10Aに直交又は略直交している。出光面10B及び反対面10Cは略平行である。入光面10A及び対向面10Dは略平行である。導光板10の入光面10Aと光源11の発光面とが対向するように、フレーム13内に導光板10及び光源11が収容される。導光板10は、導光板10内に入射された光を出光面10Bに導き、出光面10B全体が光るように形成されている。導光板10内に入射された光は、出光面10B及び反対面10Cで全反射することにより導光板10内を進む。導光板10内の光が、臨界角よりも小さな入射角で出光面10Bに入射すると、出光面10Bから導光板10の外部に光が出射される。

0023

導光板10は、導光板本体と、導光板本体の高さよりも高い光導入部とを備えてもよい。光源11から出射された光が、光導入部から導光板本体内に効率よく入射し、導光板10の光利用効率が向上する。導光板本体が光導入部よりも薄いことで、面光源装置1の薄型化が向上し、面光源装置1を備える液晶表示装置の薄型化が向上する。ただし、導光板10は、光導入部を有しない平板形状であってもよい。

0024

複数のドットパターン21が出光面10Bに離散的に設けられている。ドットパターン21は、拡散反射部の一例である。導光板10内の光は、出光面10Bに設けられたドットパターン21に当たって拡散反射する。図4に示すドットパターン21は、導光板10の内側に窪む凹形状であるが、この形状に限定されず、ドットパターン21は、導光板10の外側に突出する凸形状であってもよい。凹形状及び凸形状は、例えば、半球形状、レンズ形状、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状等である。

0025

ドットパターン21が凸形状である場合、出光面10Bに衝撃が加わることで、ドットパターン21が潰れる可能性がある。出光面10Bに衝撃が加わった際、ドットパターン21の頭頂部分に荷重が加わることで、ドットパターン21が潰れる。一部のドットパターン21が潰れることで、出光面10Bに局所的な暗部が発生する。一方、ドットパターン21が凹形状である場合、出光面10Bに衝撃が加わった際、ドットパターン21に加わる荷重が分散され、ドットパターン21の破損が抑制される。このように、ドットパターン21が凹形状である場合、ドットパターン21の耐荷重性が向上し、出光面10Bにおける局所的な暗部の発生が抑制される。

0026

反対面10Cに複数のレンチキュラー22が設けられている。図5は、導光板10の反対面10Cの法線方向から見た場合の導光板10の底面図である。レンチキュラー22は、反対面10Cの法線方向から見て、入光面10Aに対して垂直方向に延在する凸条である。レンチキュラー22は、入光面10A側から対向面10D側に向かって延在する。複数のレンチキュラー22は、互いに平行に並んで配置されている。複数のレンチキュラー22は、連続して配置されており、隣り合う2つのレンチキュラー22同士が繋がっている。したがって、複数のレンチキュラー22が、反対面10Cに隙間なく配置されている。レンチキュラー22は、射出成形によって製造される導光板10に一体に形成されてもよい。

0027

図6は、導光板10の入光面10Aの法線方向から見た場合の導光板10の側面図である。図6には、導光板10の一部が示されている。導光板10内の光は、反対面10Cに設けられたレンチキュラー22に当たって拡散反射する。図4図6に示すレンチキュラー22は、導光板10の外側に突出する凸条であるが、この形状に限定されず、レンチキュラー22は、導光板10の内側に窪む凹条であってもよい。入光面10Aの法線方向から見た場合のレンチキュラー22の断面形状は、例えば、半円形状、半楕円形状角形状、台形形状等である。

0028

ここで、実施形態に係る導光板10の出射光の分布及び比較例に係る導光板301の出射光の分布について説明する。図7Aは、比較例に係る導光板301の出射光の分布の説明図であり、導光板301の断面図である。導光板301は、光が入射する入光面301Aと、入光面301Aから入射する光を出射する出光面301Bと、出光面301Bの反対面301Cとを有する。導光板301の入光面301Aと光源302の発光面とが対向しており、光源302から導光板301内に光が入射される。導光板301内に入射された光は、出光面301B又は反対面301Cで全反射することにより導光板301内を進む。導光板301内の光が、臨界角よりも小さな入射角で出光面301Bに入射すると、出光面301Bから導光板301の外部に光が出射される。複数のレンチキュラー303が出光面301Bに設けられ、複数のドットパターン304が反対面301Cに離散的に設けられている。レンチキュラー303は、出光面301Bの法線方向から見て、入光面301Aに対して垂直方向に延在する凸条である。導光板301内の光は、出光面301Bに設けられたレンチキュラー303に当たって拡散反射し、反対面301Cに設けられたドットパターン304に当たって拡散反射する。図7A実線の矢印A1は、導光板301の正面方向に出射された光の進行方向を示している。図7A点線の矢印A2は、光
源11の斜め方向に出射された光の進行方向を示している。導光板301の厚みT1は、約0.3mmであるが、この値に限定されない。導光板301の側面から見た場合の光源302の光線角度照射角度)は任意の値であり、例えば、光源302の種類や導光板301の厚みT1等により適宜決定される。

0029

図7Aの例では、反対面301Cで全反射した光が、出光面301Bから出射されている。図7Aの例では、出光面301Bで全反射した光が、反対面301Cから出射されている。図7Bは、比較例に係る導光板301の出光面301Bの法線方向から見た場合の導光板301の平面図である。図7Bの実線の矢印A1は、導光板301の正面方向に出射された光の進行方向を示している。反対面301Cに複数のドットパターン304が設けられている。光源302の正面方向に出射された光が、ドットパターン304の斜面に当たって拡散反射する場合が多い。光源302の正面方向に出射された光が、反対面301Cで反射されて出光面301Bから出射されるため、多光量領域B1が光源302の正面方向に存在している。多光量領域B1は、出光面301Bの所定領域であって、出光面301Bから出射される光の量が多い領域である。入光面301Aと多光量領域B1との間の距離D1は、約1mm未満であるが、この値に限定されない。光源302のピッチは、隣接する光源302間の距離と光源302の幅との合計である。

0030

図7Cは、比較例に係る導光板301の反対面301Cの法線方向から見た場合の導光板301の底面図である。図7Cの点線の矢印A2は、導光板301の斜め方向に出射された光の進行方向を示している。出光面301Bに複数のレンチキュラー303が設けられている。光源302から正面方向に出射される光の進行方向と、レンチキュラー303の延在方向とが一致している。したがって、光源302の正面方向に出射された光が、レンチキュラー303の斜面に当たらずに出光面301Bから出射される場合が多く、光源302の正面方向における反対面301Cの光量が少ない。一方、光源302の斜め方向に出射された光が、レンチキュラー303の斜面に当たって拡散反射する場合が多い。隣り合う光源302から出射される光の重なり合いによって、光源302の斜め方向における反対面301Cの光量が多い。そのため、多光量領域B2が光源302の斜め方向に存在している。多光量領域B2は、反対面302Cの所定領域であって、反対面301Cから出射される光の量が多い領域である。入光面301Aと多光量領域B2との間の距離D2は、光源302のピッチP1の1/2程度である。光源302の斜め方向に出射された光が反対面301Cに到達するまでの距離は、光源302の正面方向に出射された光が出光面301Bに到達するまでの距離よりも長い。そのため、距離D2は、距離D1よりも長い。多光量領域B1と多光量領域B2とは、同等の明るさである。反対面301Cから見た場合の光源302の光線角度は任意の値であり、例えば、光源302の種類等により適宜決定される。

0031

図7Dは、比較例に係る導光板301の出射光の分布の説明図であり、導光板301の断面図である。図7Dに示すように、反射シート305が反対面301Cと対向して配置されている。図7Eは、比較例に係る導光板301の平面図である。図7D及び図7Eの実線の矢印A1は、導光板301の正面方向に出射された光の進行方向を示している。図7D及び図7Eの点線の矢印A2は、導光板301の斜め方向に出射された光の進行方向を示している。図7Eの多光量領域B1は、図7Bの多光量領域B1と同様である。図7Eの距離D1は、図7Bの距離D1と同様である。光源302の斜め方向に出射された光は、レンチキュラー303の斜面に当たって拡散反射する場合が多い。光源302の斜め方向に出射された光は、出光面301B及び反射シート305で反射する。隣り合う光源302から出射される光の重なり合いによって、光源302の斜め方向における出光面301Bの光量が多い。そのため、多光量領域B3が光源302の斜め方向に存在している。多光量領域B3は、出光面302Bの所定領域であって、出光面301Bから出射される光の量が多い領域である。多光量領域B1と多光量領域B3とは、同等の明るさである

0032

入光面301Aと多光量領域B3との間の距離D3は、約1mm以上であるが、この値に限定されない。光源302の斜め方向に出射された光が1回反射して出光面301Bに到達するまでの距離は、光源302の正面方向に出射された光が2回反射して出光面301Bに到達するまでの距離よりも長い。光源302の正面方向に出射された光は、1回反射して出光面301Bから出射される。光源302の斜め方向に出射された光は、2回反射して出光面301Bから出射される。そのため、距離D3は距離D1よりも長い。したがって、隣り合う多光量領域B1の間に光量の少ない領域が存在し、隣り合う多光量領域B3の間に光量の少ない部分が存在している。このように、導光板301の入光部分の近傍の出光面301Bに明暗が発生している。

0033

図8Aは、実施形態に係る導光板10の出射光の分布の説明図であり、導光板10の断面図である。光源11が入光面10Aに対向して配置され、反射シート15が反対面10Cに対向して配置されている。図8Aの矢印A3は、光源11の正面方向に出射された光の進行方向を示している。図8Aの矢印A4は、光源11の斜め方向に出射された光の進行方向を示している。導光板10の厚みT2は、約0.3mmであるが、この値に限定されない。導光板10の側面から見た場合の光源11の光線角度(照射角度)は任意の値であり、例えば、光源11の種類や導光板10の厚みT2等により適宜決定される。

0034

図8Bは、実施形態に係る導光板10の出光面10Bの法線方向から見た場合の導光板10の平面図である。出光面10Bに複数のドットパターン21が設けられている。光源11の正面方向に出射された光が、ドットパターン21の斜面に当たって拡散反射する場合が多い。光源11の正面方向に出射された光が、出光面10Bで反射されて反対面10Cから出射される。反対面10Cから出射された光が、反射シート15で反射して出光面10Bから出射されるため、多光量領域B4が光源11の正面方向に存在している。多光量領域B4は、出光面10Bの所定領域であって、出光面10Bから出射される光の量が多い領域である。入光面10Aと多光量領域B4との間の距離D4は、光源11のピッチP2の1/2程度である。光源11のピッチは、隣接する光源11間の距離と光源11の幅との合計である。

0035

反対面10Cに複数のレンチキュラー22が設けられている。光源11から正面方向に出射される光の進行方向と、レンチキュラー22の延在方向とが一致している。光源11から斜め方向に出射される光の進行方向と、レンチキュラー22の延在方向とが交差している。したがって、光源11の斜め方向に出射された光は、レンチキュラー22の斜面に当たることにより反対面10Cで反射し、出光面10Bから出射される。隣り合う光源11から出射される光の重なり合いによって、光源11の斜め方向における出光面10Bの光量が多い。そのため、多光量領域B5が光源11の斜め方向に存在している。多光量領域B5は、出光面10Bの所定領域であって、出光面10Bから出射される光の量が多い領域である。

0036

入光面10Aと多光量領域B5との間の距離D5は、光源11のピッチP2の1/2程度である。光源11の正面方向に出射された光は、2回反射して出光面10Bから出射される。光源11の斜め方向に出射された光は、1回反射して出光面10Bから出射される。距離D4と距離D5とが略等しいため、2つの多光量領域B4の間に多光量領域B5が存在し、2つの多光量領域B5の間に多光量領域B4が存在している。すなわち、多光量領域B4と多光量領域B5とが、入光面10A側から対向面10D側に向かう方向と直交する方向において交互に繰り返すように並んでいる。このように、導光板10の入光部分近傍の出光面10Bの明暗の差が抑制されている。

0037

図9A及び図9Bは、導光板10の入光面10Aの法線方向から見た場合の導光板10の側面図である。図9A及び図9Bには、導光板10の一部が示されている。反射シート15が反対面10Cに対向して配置されている。図9Aの導光板10の例では、反対面10Cに一種類のレンチキュラー22が設けられている。図9Bの導光板10の例では、反対面10Cに2種類のレンチキュラー22が設けられている。図9Bの導光板10の例では、大きいサイズのレンチキュラー22Aと、小さいサイズのレンチキュラー22Bとが、反対面10Cに設けられている。

0038

図9Aの導光板10の例では、反対面10Cに同一サイズのレンチキュラー22が設けられているため、全てのレンチキュラー22が反射シート15に接触しており、反対面10Cに対する反射シート15の密着性が高い。反対面10Cと反射シート15とが密着している部分に導光板10内の光が当たると、光が拡散反射せずに反射シート15を透過する。したがって、反対面10Cに対する反射シート15の密着性が高くなるにつれて反射シート15の透過光が多くなり、出光面10Bの光量が低下し、導光板10の輝度効率が低下する。

0039

図9Bの導光板10の例では、高さが異なる2種のレンチキュラー22が反対面10Cに設けられており、反対面10Cにレンチキュラー22Aが非連続に配置されている。図9Bの導光板10の例では、2つの第1サイズのレンチキュラー22Aの間に複数の第2サイズのレンチキュラー22Bが配置されている。したがって、複数のレンチキュラー22Aが、一定の間隔を空けて、互いに平行に並んで反対面10Cに配置されている。また、複数のレンチキュラー22Bが、連続して並んで反対面10Cに配置されている。レンチキュラー22Aの高さは、小さいサイズのレンチキュラー22Bの高さよりも高い。そのため、レンチキュラー22Aが反射シート15に接触するが、レンチキュラー22Bは反射シート15に接触しない。これにより、反対面10Cに対する反射シート15の密着性が低下する。したがって、反射シート15の透過光が少なくなり、出光面10Bの光量が増加し、導光板10の輝度効率が向上する。また、高さが異なる2種以上のレンチキュラー22が反対面10Cに設けられてもよい。

0040

実施形態に係る面光源装置1は、図9Aの導光板10又は図9Bの導光板10を備えてもよい。図9Bの導光板10の例は、反対面10Cと反射シート15との間に空間を設けることで、反対面10Cに対する反射シート15の密着性が低下している。図9Aの導光板10の例において、反対面10Cと反射シート15との間にスペーサを配置し、反対面10Cと反射シート15との間に空間を設けることで、反対面10Cに対する反射シート15の密着性を低下させてもよい。

0041

ドットパターン21の表面が、鏡面、微粗面又は粗面であってもよい。図10は、ドットパターン21の表面の説明図である。図10に示すように、ドットパターン21の表面が鏡面である場合、ドットパターン21の反射性が高くなり、ドットパターン21に当たった光が拡散せずに反射される場合が多くなる。そのため、ドットパターン21の表面が鏡面である場合、導光板10の輝度効率が低下する。ドットパターン21の表面が鏡面である場合、ドットパターン21の表面の算術平均粗さ(Ra)は、例えば、約0.1μmであるが、この数値に限定されない。図10に示すように、ドットパターン21の表面が粗面である場合、ドットパターン21の反射性が低くなり、ドットパターン21に当たった光が反射せずに拡散する場合が多くなる。そのため、ドットパターン21の表面が粗面である場合、導光板10の輝度効率が向上する。ドットパターン21の表面が粗面である場合、ドットパターン21の表面の算術平均粗さ(Ra)は、例えば、約0.3μmであるが、この数値に限定されない。

0042

図10に示すように、ドットパターン21の表面が微粗面である場合、ドットパターン
21は適度な拡散性及び反射性を有する。ドットパターン21の表面が微粗面である場合、ドットパターン21の表面の算術平均粗さ(Ra)は、例えば、約0.2μmであるが、この数値に限定されない。ドットパターン21の表面が微粗面である場合における導光板10の輝度効率は、ドットパターン21の表面が鏡面である場合よりも高く、ドットパターン21の表面が粗面である場合よりも低い。一つのドットのみが光って見え現象ドット見え)を抑制するためには、ドットパターン21の表面が微粗面であることが好ましく、ドットパターン21の表面が鏡面であることがより好ましい。色度シフトを抑制するためには、ドットパターン21の表面が微粗面であることが好ましく、ドットパターン21の表面が鏡面であることがより好ましい。また、レンチキュラー22の表面が、鏡面、微粗面又は粗面であってもよい。更に、ドットパターン23の表面が、鏡面、微粗面又は粗面であってもよい。

0043

ドットパターン21の表面の算術平均粗さ(Ra)が、入光面10A側から対向面10D側に向かって大きくなってもよい。例えば、入光面10Aから所定距離以内に配置された複数のドットパターン21の表面が鏡面であり、入光面10Aから所定距離以上離れて配置された複数のドットパターン21の表面が微粗面であってもよい。入光面10Aから所定距離以内に配置された複数のドットパターン21の表面が鏡面であることにより、入光面10Aから所定距離以内の領域における出光面10Bの反射性が向上する。入光面10Aから所定距離以上離れて配置された複数のドットパターン21の表面が微粗面であることにより、入光面10Aから所定距離以上離れた領域における出光面10Bの拡散性が向上する。これにより、光源11の正面方向に出射された光が、2回反射して出光面10Bから出射され易くなる(図8A参照)。

0044

図11Aは、導光板10の入光面10Aの法線方向から見た場合の導光板10の側面図である。図11Aには、導光板10の一部が示されている。反射シート15が反対面10Cに対向して配置されている。図11Aの導光板10の例では、大きいサイズのレンチキュラー22Aと、小さいサイズのレンチキュラー22Bと、ドットパターン23とが反対面10Cに設けられている。複数のレンチキュラー22Aが、一定の間隔を空けて、互いに平行に並んで反対面10Cに配置されている。また、複数のレンチキュラー22Bが、一定の間隔を空けて、互いに平行に並んで反対面10Cに配置されている。複数のドットパターン23が反対面10Cに離散的に設けられている。ドットパターン23は、第2拡散反射部の一例である。図11Aの導光板10の例では、隣り合う2つのレンチキュラー22Bの間にドットパターン23が配置されている。図11Aに示すドットパターン23は、導光板10の外側に突出する凸形状であるが、この形状に限定されず、ドットパターン23は、導光板10の内側に窪む凹形状であってもよい。凹形状及び凸形状は、例えば、半球形状、レンズ形状、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状等である。2つのレンチキュラー22Bの間にドットパターン23を配置することにより、出光面10Bから出射される光の輝度を調整し、出光面10Bから出射される光の輝度の均一性を向上することができる。

0045

図11Aに示すように、ドットパターン23が凸形状である場合、複数のドットパターン23の高さが其々異なっていてもよいし、複数のドットパターン23の高さが同じであってもよい。また、第1の高さを有する複数のドットパターン23と、第2の高さを有する複数のドットパターン23と、第3の高さを有する複数のドットパターン23とを反対面10Cに設けてもよい。第1の高さ、第2の高さ及び第3の高さは、其々異なる高さである。ドットパターン23の高さを調整することにより、出光面10Bから出射される光の輝度を調整し、出光面10Bから出射される光の輝度の均一性を向上することができる。ドットパターン23の高さは、レンチキュラー22Aの高さよりも低い。ドットパターン23の高さが、レンチキュラー22Aの高さよりも低いことで、ドットパターン23が反射シート15に接触しない。そのため、反対面10Cに荷重が加わった際におけるドッ
トパターン23の破損が抑制される。ドットパターン23の高さは、レンチキュラー22Bの高さよりも高くてもよいし、レンチキュラー22Bの高さよりも低くてもよい。また、ドットパターン23が凹形状である場合、複数のドットパターンの深さが其々異なっていてもよい。

0046

ドットパターン23が凹形状である場合、複数のドットパターン23の深さが其々異なっていてもよいし、複数のドットパターン23の深さが同じであってもよい。また、第1の深さを有する複数のドットパターン23と、第2の深さを有する複数のドットパターン23と、第3の深さを有する複数のドットパターン23とを反対面10Cに設けてもよい。第1の深さ、第2の深さ及び第3の深さは、其々異なる深さである。ドットパターン23の深さを調整することにより、出光面10Bから出射される光の輝度を調整し、出光面10Bから出射される光の輝度の均一性を向上することができる。

0047

図11Bは、導光板10の入光面10Aの法線方向から見た場合の導光板10の側面図である。図11Bには、導光板10の一部が示されている。反射シート15が反対面10Cに対向して配置されている。図11Bに示すように、複数のレンチキュラー22のうち隣り合うレンチキュラー22の間に平面24を設けるようにしてもよい。図11Bの導光板10の例では、複数のレンチキュラー22が、一定の間隔を空けて、互いに平行に並んで反対面10Cに配置されている。これにより、反対面10Cに対する反射シート15の密着性が低下する。したがって、反射シート15の透過光が少なくなり、出光面10Bの光量が増加し、導光板10の輝度効率が向上する。

0048

図12は、導光板10の底面図である。図12の導光板10の例では、反対面10Cに複数のレンチキュラー22が設けられている。図12に示すように、入光面10Aの近傍に複数のレンチキュラー22が配置されている。例えば、入光面10Aの近傍であって、光源11の斜め方向に複数のレンチキュラー22が配置されてもよい。光源11の斜め方向は、隣り合う光源11同士を結ぶ線の延在方向と直交する方向である。図15に示されているように、光源203の斜め方向に暗い部分204が存在しているので、反対面10Cに対して、光源11の斜め方向にのみ複数のレンチキュラー22を配置してもよい。入光面10Aの近傍であって、光源11の斜め方向に複数のレンチキュラー22を配置することにより、導光板10の入光部分近傍の出光面10Bの明暗の差が抑制される。

0049

ドットパターン21の表面は、ナノストラクチャーを利用した螺旋パターンであってもよい。図13は、導光板10の平面図である。図13には、導光板10の一部が示されている。図13に示すように、出光面10Bの法線方向から見て、ドットパターン21の表面に螺旋凹凸が形成されていてもよい。ドットパターン21の表面に螺旋の凹凸を形成することにより、ドットパターン21の表面を微粗面又は粗面に加工してもよい。

0050

図14Aは、実施形態に係る導光板10の明暗の度合い及び比較例に係る導光板301の明暗の度合いを示す図である。図14Bは、実施形態に係る導光板10の平面図である。図14Cは、比較例に係る導光板301の平面図である。図14Aの実線E1は、実施形態に係る導光板10の明暗の度合いであって、図14Bの点線A−Aで示す箇所の明暗の度合いを示している。図14Aの点線E2は、比較例に係る導光板301の明暗の度合いであって、図14Cの点線B−Bで示す箇所の明暗の度合いを示している。図14Aの一点鎖線E3は、比較例に係る導光板301の明暗の度合いであって、図14Cの点線C−Cで示す箇所の明暗の度合いを示している。図14Bの入光面10Aと点線A−Aとの間の距離F1は、図14Cの入光面301Aと点線B−Bとの間の距離F2と同じである。図14Cの入光面301Aと点線C−Cとの間の距離F3は、距離F2よりも長い。距離F3と距離F2との差分F4は、約1.4mmである。

0051

図14Aの実線E1の起伏が小さい。したがって、図14Bの点線A−Aで示す箇所における出光面10Bの明暗の差が小さく、出光面10Bの明暗の発生が抑制されている。図14Aの点線E2の起伏が大きい。したがって、図14Cの点線B−Bで示す箇所における出光面301Bの明暗の差が大きい。図14Aの実線E1の起伏と、図14Aの実線E1の起伏とが同程度である。図14Bの点線A−Aで示す箇所における出光面10Bの明暗の差が、図14Cの点線C−Cで示す箇所における出光面301Bの明暗の差と同程度である。したがって、実施形態に係る導光板10によれば、導光板10の入光部分側における遮光両面テープ18の幅を1.4mm程度狭小化することができる。すなわち、導光板10の入光部分近傍の出光面10Bの明暗の差が抑制されているため、遮光両面テープ18の幅を1.4mm程度狭小化しても、面光源装置1及び液晶表示装置の見栄えが低下しない。

0052

更に、このような表示装置は、各種の電子機器に搭載することができる。このような表示装置を備えた電子機器として、スマートフォンデジタルカメラタブレット端末電子ブックウェアラブル機器カーナビゲーション装置電子辞書電子広告板等を例示できる。このような電子機器は、小型化、薄型化が可能な上に、優れた品質の表示を提供することが期待できる。

0053

1面光源装置
2表示パネル
10導光板
11光源
12FPC
13フレーム
14固定部材
15反射シート
16拡散シート
17プリズムシート
18遮光両面テープ
21、23ドットパターン
22、22A、22B レンチキュラー

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