| 【発明の名称】 |
面光源装置、導光板及び表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】落岩 正士
【氏名】佐藤 道明
【氏名】馬渕 宏司
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| 【要約】 |
【課題】内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能な構成の面光源装置において、導光板の形状として入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さくなる形状の採用を可能とし、出射光の高輝度化や輝度の均一化が容易にできる面光源装置、導光板及び表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内部光源２からの光が入射される第２入射面１２を、出射面１３の出射領域１３ａに対して、外光が入射される第１入射面１１側に設けることによって、外光や内部光源２からの光が入射される入射面の面積を確保しながら、出射領域で第１入射面１１から離れるに従って出射面１３と裏面１４との距離が小さくなる形状とすることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外光が入射される第１入射面と、入射された光が出射する出射面と、出射面の光が出射される出射領域に対して第１入射面側に設けられる第２入射面とを有する導光板と、第２入射面に対向して設けられる内部光源と、導光板の厚さ方向における第２入射面が設けられる位置とは反対側の導光板面に設けられる反射部材とを備えることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】 導光板は、出射面が形成される領域において入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】 導光板の第２入射面にはレンズが一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項４】 外光が入射される第１入射面と、入射された光が出射する出射面と、出射面の光が出射される出射領域に対して第１入射面側に設けられる第２入射面とを有し、出射面が形成される領域において入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さく形成されている導光板と、第２入射面に対向して設けられる内部光源とを備えることを特徴とする面光源装置。
【請求項５】 導光板の第２入射面にはレンズが一体成形されていることを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。
【請求項６】 外光が入射される第１入射面と、入射された光が出射する出射面と、出射面の光が出射される出射領域に対して第１入射面側に設けられる第２入射面とを有することを特徴とする導光板。
【請求項７】 第２入射面にはレンズが一体成形されていることを特徴とする請求項６記載の導光板。
【請求項８】 請求項１乃至５のいずれかに記載の面光源装置と、出射面側に設けられる非発光表示手段と、第１入射面に対向可能に設けられ第１入射面と対向する面が反射面となっている蓋部材とを備えることを特徴とする表示装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面光源装置、その面光源装置に用いられる導光板、及びその面光源装置を用いた表示装置に関し、特に光源として内部光源及び外光のいずれも用いることのできる面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置に代表される非発光表示装置においては、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、あるいは携帯用液晶テレビ等の製品に組み込まれる際に、その照明のため背面にはバックライトユニットが設けられる。このバックライトユニットの一構造として、光源と、光源からの光を側方から入射し出射面から出射する導光板と、出射面から出射される光（出射光）を視野角内に集光し輝度を向上させるためのレンズシート、導光板裏面側に設けられ裏面から抜けた光を再び導光板内に戻すための反射シートから構成されるものが知られている。
【０００３】そして、均一で高い輝度の出射光を得るために、例えば、導光板の形状を入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さくなる形状としたり、導光板の裏面に光源からの光（入射光）を導光板全域に渡って拡散させるために凹凸や拡散剤含有インクを用いた印刷によるパターンからなる拡散手段が設けられていた。
【０００４】また、液晶テレビや電子カメラのように携帯用電子機器においては、内部光源の低消費電力化や長寿命化を図るために、太陽光や室内光等の外光を取入れることによって表示パネルを照明するものも開発されている（例えば、特開平１０−６８９４８号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能な構成とする場合、内部光源は、導光板における外光の入射面とは対向する面側に設けられていた。このため、入射光量を確保するためにも、外光の入射面と内部光源からの光の入射面を小さくすることはできず、従って、出射光の高輝度化や輝度の均一化のために、導光板の形状として入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さくなる形状を採用することはできなかった。
【０００６】また、拡散手段を設ける場合においても、導光板内における外光と内部光源からの光の入射方向が異なるため、夫々の方向からの光に対して、即ち、内部光源からの光を入射したときと外光を取入れたときのどちらの場合でも、出射面にて均一な輝度を呈するように拡散手段の拡散パターンを設計する必要があった。しかし、このような異なる２方向からの光について、いずれの光の場合でも均一な輝度を呈することができる拡散パターンの設計は容易ではなく、設計には多大なる人手や時間を必要とし、更にはコストアップを招いて市場競争力が低下しかねなかった。
【０００７】本発明は、斯様な点に鑑みてなされたもので、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能な構成の面光源装置において、導光板の形状として入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さくなる形状の採用を可能とし、出射光の高輝度化や輝度の均一化を図ることを可能とするものである。更には、異なる２方向からの夫々の光について均一な輝度を呈するような拡散パターンを必要としない面光源装置、導光板及それを用いた表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の面光源装置は、外光が入射される第１入射面と入射された光が出射する出射面と出射面の光が出射される出射領域に対して第１入射面側に設けられる第２入射面とを有する導光板と、第２入射面に対向して設けられる内部光源と、導光板の厚さ方向における第２入射面が設けられる位置とは反対側の導光板面に設けられる反射部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】請求項２に係る本発明の面光源装置は、請求項１に記載の発明において、導光板は、出射面が形成される領域において入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さく形成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項３に係る本発明の面光源装置は、請求項１または２に記載の発明において、導光板の第２入射面にはレンズが一体成形されていることを特徴とする。
【００１１】請求項４に係る本発明の面光源装置は、外光が入射される第１入射面と入射された光が出射する出射面と出射面の光が出射される出射領域に対して第１入射面側に設けられる第２入射面とを有し、出射面が形成される領域において入射面から離れるに従って出射面と出射面の対向面との距離が小さく形成されている導光板と、第２入射面に対向して設けられる内部光源とを備えることを特徴とする。
【００１２】請求項５に係る本発明の面光源装置は、請求項４に記載の発明において、導光板の第２入射面にはレンズが一体成形されていることを特徴とする。
【００１３】請求項６に係る本発明の導光板は、外光が入射される第１入射面と、入射された光が出射する出射面と、出射面の光が出射される出射領域に対して第１入射面側に設けられる第２入射面とを有することを特徴とする。
【００１４】請求項７に係る本発明の導光板は、請求項６に記載の発明のおいて、第２入射面にはレンズが一体成形されていることを特徴とする。
【００１５】請求項８に係る本発明の表示装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の面光源装置と、出射面側に設けられる非発光表示手段と、第１入射面に対向可能に設けられ第１入射面と対向する面が反射面となっている蓋部材とを備えることを特徴とする。
【００１６】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】図１は本発明に係る一実施例の概略構成図である。
【００１８】１は透光性材料から成る導光板で、外光が入射される第１入射面１１、後述する内部光源からの光が入射される第２入射面１２、入射された光が導光板内を通過しながら出射される出射面１３、出射面１３と対向する面である裏面１４を備えている。第２入射面１２は、出射面１３とは反対側、即ち裏面１４側に、出射面１３の出射領域１３ａに対して第１入射面１１寄りに設けられ（本実施例では第１入射面１１と接して設けられている）、更に、出射面１３が形成される部分では、入射面（特に第１入射面１１）から離れるに従って、出射面１３と裏面１４との距離（即ち厚さ）が徐々に小さく成るように形成されている。このとき、出射面１３は後述する拡散板や液晶表示パネルと平行な面を呈するものとなっている。また、第２入射面１２は表面が凸状のレンズ１２ａが形成されており、このレンズ１２ａにより第２入射面１２から入射した光がなるべく多く第１入射面１１で反射するように屈折集光される。尚、図示しないが、裏面１４には、入射された光が出射面１３から均一な輝度で出射するようにパターン設計された拡散手段としての拡散パターンが形成されていてもよい。
【００１９】斯様な導光板は、通常、熱可塑性樹脂を用いた射出成形により形成されるので、第１入射面およびレンズを有する第２入射面、更には拡散パターンを備えるものであっても、金型を用いた一般的な成形工程により斯様な導光板は一体的に且つ容易に形成される。
【００２０】２は第２入射面１２に対向して設けられ、導光板１内に光を供給するための冷陰極蛍光灯等の内部光源、３は内部光源２の後方に設けられ内部光源２からの光を第２入射面１２に効率よく導くための内面が反射面であるリフレクタ、４は裏面１４と対向配置され裏面１４から洩れた光を再度導光板１内に戻すための反射板である。
【００２１】５は出射面１３に対向する面が全反射面で、導光板１の厚さ方向における第２入射面１２が設けられた側とは反対の側、即ち、出射面１３側に第２入射面１２とほぼ対向する位置で第１入射面１１寄りに設けられた反射部材である。この反射部材５は、導光板１のやや第２入射面１２向きに傾斜された部分に設けられ、例えば、白色シールを該当箇所に貼付したり、あるいは白色インク等を用いた印刷・塗布により設けられる。尚、出射領域１３ａは、出射面１３における反射部材５が設けられる領域を除いた部分である。
【００２２】６は出射面１３に対向して設けられ出射光を均一に分布させるための拡散板、７は出射面１３側に拡散板６を介して設けられた非発光表示手段としての透過型の液晶表示パネルである。また、図示しないが、必要に応じてレンズシートを液晶表示パネル７と拡散板６の間あるいは拡散板６と導光板１との間に設けても良い。
【００２３】８は蓋部材で、第１入射面１１と対向する面が反射面になっており、第１入射面１１と対向可能に設けられている。この蓋部材８は、軸８ａを中心に回動可能に設けられて第１入射面１１と対向可能とされており、蓋部材８を回動させることで第１入射面１１を覆ったり露出したりできるように構成されている。
【００２４】さて、斯様な装置において、内部光源２を点灯させて液晶表示パネル７を照明する場合、蓋部材８は第１入射面１１に対向する位置、即ち第１入射面１１を覆う位置に回動しておく。この状態で内部光源２を点灯させると、内部光源２から発せられた光は、直接あるいは一部の光はリフレクタ３で反射されて、第２入射面１２から導光板１内に入射される。そして、第２入射面１２から入射された光は、レンズ１２ａで屈折・集光されて第１入射面１１で反射されたり、第１入射面１１を通過して蓋部材８の反射面で反射されて再び導光板１内に入射されたり、あるいは反射部材５で反射されて導光板１内部を実線矢印方向に進行する。光は導光板１内を進行しながら裏面１４等で反射や拡散を繰り返し、出射面１３より出射される。出射した光は、拡散板６で更に拡散されて液晶表示パネル７を背面から照明する。
【００２５】次に外光を取入れ、外光によって液晶表示パネル７を照明する場合、蓋部材８は第１入射面１１を露出させる位置に回動しておく。第１入射面１１が外部に露出した状態にあると、この第１入射面１１から外光が入射され、入射した光は導光板１内を実線矢印方向に進行する。そして上述と同様に光は導光板１内を進行しながら裏面１４等で反射や拡散を繰り返し、出射面１３より出射される。そして出射した光は、拡散板６で更に拡散されて液晶表示パネル７を背面から照明する。第１入射面１１から入射した光の一部は第２入射面１２から一旦外に出るが、一部の光はリフレクタ３で反射され再び導光板１内に入射される。第２入射面１２から再入射した光は内部光源２を点灯した場合と同様に振る舞い、照明光として利用される。
【００２６】尚、外光を取入れて液晶表示パネル７の照明を行なう場合であっても、内部光源２を補助光源として使用してもよいし、低消費電力化の為に、蓋部材８の回動と連動させて、内部光源２が第１入射面１１を露出する位置にあるときは必ず内部光源２が消灯されるような制御を行っても良い。
【００２７】このように、内部光源２からの光が入射される第２入射面１２を、出射面１３の出射領域１３ａに対して、外光が入射される第１入射面１１側に設けることによって、外光や内部光源２からの光が入射される入射面の面積を確保しながら、出射領域で第１入射面１１から離れるに従って出射面１３と裏面１４との距離が小さくなる形状とすることができる。而して、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能なものにおいても、導光板の形状による出射光の高輝度化や輝度の均一化を図ることができる。
【００２８】尚、内部光源２からの光が入射される第２入射面を、出射面１３の出射領域１３ａに対して、外光が入射される第１入射面１１側に設けたときでも、第２入射面とほぼ対向する位置で第１入射面１１寄りに設けられる反射部材５を備えることにより、内部光源２からの光をより効率良く導光板１内部に導き、照明強度をあげることが可能となる。
【００２９】図２は本発明に係るの他の実施例を示す概略構成図である。図２に示す他の実施例が図１に示す実施例と大きく異なる点は、第２入射面が出射面側に形成されている点である。
【００３０】２０は導光板で、外光が入射される第１入射面２１、内部光源からの光が入射される第２入射面２２、入射された光が導光板内を通過しながら出射される出射面２３、出射面２３と対向する裏面２４を備えている。第２入射面２２は、出射面２３が設けられる側に、出射領域２３ａに対して第１入射面２１寄りに設けられ（この他の本実施例では第１入射面２１と接して設けられている）、更に、出射面２３（出射領域２３ａ）では、入射面（特に第１入射面２１）から離れるに従って、出射面２３と裏面２４との距離（即ち厚さ）が徐々に小さく成るように形成されている。また、第２入射面２２は表面が凸状のレンズ２２ａが形成されており、このレンズ２２ａにより第２入射面２２から入射した光がなるべく多く第１入射面２１で反射するように屈折集光される。また、裏面２４には、入射された光が出射面２３から均一な輝度で出射するようにパターン設計された拡散手段としての拡散パターン２４ａが形成されている。
【００３１】３０は内部光源、３１はリフレクタ、３２は後述する反射部材以外の領域で裏面２４と対向して設けられた反射板である。３３は裏面２４と対向する面が全反射面で、導光板２０の厚さ方向における第２入射面２２が設けられた側とは反対の側、即ち、裏面２４側に、第２入射面２２とほぼ対向する位置で第１入射面２１寄りに設けられた反射部材である。
【００３２】３４は拡散板、３５は液晶表示パネル、３６は軸３６ａを中心に回動可能に設けられた蓋部材である。また、図示しないが、必要に応じてレンズシートを液晶表示パネル３５と拡散板３４の間あるいは拡散板３４と導光板２０との間に設けても良い。
【００３３】図２に示す他の実施例においても、図１に示す実施例と同様に、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能なものにおいて、導光板の形状による出射光の高輝度化や輝度の均一化を図ることができる。
【００３４】更に、外光と内部光源３０からの光は、導光板２０内において同じ実線矢印方向に進行するので、拡散パターン２４ａの設計に際し、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能なものにおいても、一方向から進行する光について均一な輝度を呈することのできるパターン設計を行なえば良い。而して、拡散パターンの設計が容易となるので、装置全体のコストダウンや市場投入のスピード化が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなように、内部光源からの光が入射される第２入射面を、出射面に対して、外光が入射される第１入射面側に設けることによって、外光や内部光源からの光が入射される入射面の面積を確保しながら、出射面が形成される領域において第１入射面から離れるに従って出射面と裏面との距離が小さくなる形状とすることができる。これにより、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能なものにおいても、導光板の形状による出射光の高輝度化や輝度の均一化を図ることができる。
【００３６】また、このとき、第２入射面とほぼ対向する位置で第１入射面寄りに設けられる反射部材を備えることにより、内部光源からの光をより効率良く導光板内部に導き、照明強度をあげることが可能となる。
【００３７】而して、内部光源からの光と外光のいずれの光によっても表示パネルの照明が可能なものにおいて、いずれの光でも均一に液晶表示パネルを照明することができ、照明性能に優れた面光源装置、更には表示特性の良い表示装置を提供することが可能となる。
【００３８】更に、導光板に拡散パターンを備えるものにおいては、一方向から進行する光について均一な輝度を呈することのできるパターン設計を行なえば良いので、拡散パターンの設計が容易となり、装置全体のコストダウンや市場投入のスピード化に寄与できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月２３日（１９９９．６．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１３８３
【弁理士】
【氏名又は名称】芝野 正雅
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６４１７（Ｐ２００１−６４１７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７６９７５ |
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