| 【発明の名称】 |
面光源装置、導光板及び表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】黒川 光章
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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出射面と裏面との距離が外光入射面側よりも外光入射面と対向する面側の方が小さい形状を採用可能とし、出射光の高輝度化や輝度の均一化が容易な面光源装置、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】外光取入部１２と出射面１３が接する境界付近に光源収容部１５及び張出部１６を形成し、その光源収容部１５及び張出部１６に点光源２、３を設けることで、出射面を挟んで外光入射面と対向する面における内部光源の入射面積の確保を考慮する必要が無くなる。そして、内部光源（点光源）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、出射面１３と裏面１４との距離が外光取入部１２側よりも外光入射面１１と対向する面側の方が小さい形状とすることが容易に可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外光が入射される外光入射面を有する外光取入部と、入射された光が出射する出射面と、出射面に対向する対向面とを備え、出射面と対向面との距離が外光取入部側よりも外光取入部とは反対側の方が小さく形成された導光板と、外光取入部と出射面との境界付近に設けられる点光源とを具備することを特徴とする面光源装置。
【請求項２】 導光板は点光源を収容する収容部を備えることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】 導光板は外光取入部と出射面との境界付近に形成された張出部を備え、張出部に点光源が設けられることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】 外光が入射される外光入射面を有する外光取入部と、入射された光が出射する出射面と、出射面に対向する対向面と、外光取入部と出射面との境界付近に点光源を収容する収容部を備え、出射面と対向面との距離は、外光取入部側よりも外光取入部とは反対側の方が小さく形成されていることを特徴とする導光板。
【請求項５】 請求項１乃至３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、特に光源として外光及びＬＥＤ等の点光源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、冷陰極蛍光灯等の光源と、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、出射面と裏面との距離が入射面側よりも入射面と対向する面側の方が小さい形状、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、冷陰極蛍光灯等の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、外光が入射される外光入射面を有する外光取入部と、入射された光が出射する出射面と、出射面に対向する対向面とを備え、出射面と対向面との距離が外光取入部側よりも外光取入部とは反対側の方が小さく形成された導光板と、外光取入部と出射面との境界付近に設けられる点光源とを具備す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、導光板は点光源を収容する収容部を備え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に記載の発明において、導光板は外光取入部と出射面との境界付近に形成された張出部を備え、張出部に点光源が設けられることを特徴とする。
【００１１】請求項４に係る本発明の導光板は、外光が入射される外光入射面を有する外光取入部と、入射された光が出射する出射面と、出射面に対向する対向面と、外光取入部と出射面との境界付近に点光源を収容する収容部を備え、出射面と対向面との距離は、外光取入部側よりも外光取入部とは反対側の方が小さく形成されていることを特徴とする。
【００１２】請求項５に係る本発明の表示装置は、請求項１乃至３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を備えることを特徴とする。
【００１３】
【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。
【００１４】図１は本発明に係る一実施例の概略構成図で、図２は本発明に係る一実施例の説明のための概略上面図、図３は図２の概略斜視図である。
【００１５】１は透光性材料から成る導光板で、平坦（あるいは曲面であってもよい）に形成された外光入射面１１から外光を取入れ導光板の内部に導くための外光取入部１２と、入射された光が導光板内を通過しながら出射する出射面１３と、出射面１３と対向する対向面である裏面１４とを備えている。更に、外光取入部１２と出射面１３が接する境界付近には、後述する点光源が設けられる光源収容部１５、及び張出部１６が形成されている。光源収容部１５は、後述する点光源が収容可能な空間が確保され、望ましくは図２に示すように外光入射面１１側に対向する辺が斜面（あるいは曲面でもよい）に形成されており、導光板２の厚さ方向（出射面１３及び裏面１４間方向）に凹んだ形状あるいは貫通する孔形状となっている。また、張出部１６は、本実施例では、外光入射面１１の長さに対し出射面１３が広がるような形状に形成され、点光源が設けられる面が外光入射面１１と対向する面のほぼ中央付近を向いた状態に傾斜されている（図２参照）。
【００１６】そして、導光板１は、出射面１３が形成される部分では、出射面１３と裏面１４との距離が外光取入部１２側よりも外光入射面１１と対向する面側の方が小さく形成されている。この場合、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おり、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、例えば、裏面１４が出射面１３に対し傾斜する面に形成されたり、階段状に形成される。
【００１７】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。
【００１８】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、外光取入部１２や光源収容部１５、及び張出部１６、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。
【００１９】２、３は白色ＬＥＤ等の内部光源としての点光源で、点光源２は光源収容部１５に発光面が外光入射面１１とは逆向きに向けられて収容されている。点光源３は張出部１６に設けられ、発光面が外光入射面１１と対向する面のほぼ中央付近に向けられた状態となっている（図２、図３参照）。尚、点光源２として、樹脂等のパッケージにモールドされていないＬＥＤ素子を直接光源収容部１５に収容する場合には、ＬＥＤ素子側に反射面を備える反射部材が外光入射面１１側のＬＥＤ素子の背面に設けられる。
【００２０】４は裏面１４と対向配置され裏面１４と対向する面が反射面となっている反射板で、裏面１４から洩れた光を再度導光板１内に戻すためのものである。５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、６は出射面１３側に拡散板５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６と拡散板の間あるいは拡散板５と導光板１との間に設けても良い。
【００２１】さて、斯様な装置において、外光入射面１１が露出した状態で外光に曝されると、外光入射面１１から外光が入射され、入射した光は外光取入部１２を進行し、更に導光板1内を実線矢印方向に進行する。このとき、光源収容部１５により一部の光の進行が妨げられるが、光源収納部１５に形成された斜面で反射することで、外光入射面１１方向にごく僅か反射されるものの、多くの光は反射を繰り返すことで実線矢印方向に進行する。そして、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。出射面１３からは、導光板1の形状が出射面１３と裏面１４との距離が徐々に小さくなる形状であるので、比較的高輝度で輝度むらのない光が出射され、出射した光は拡散板５で更に拡散されて液晶表示パネル６を背面から照明する。
【００２２】また、入射する外光だけでは照明輝度が不足する時、あるいは外光入射面１１から光が洩れるのを防ぐために図示しない蓋部材等により外光入射面１１を覆った時には、点光源２、３を、点灯させて液晶表示パネル６の照明を行なう。
【００２３】点光源２、３を点灯させると、その光は、点光源２、３の夫々の位置から、導光板1内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。そして、上述と同様に、出射面１３からは、導光板1の形状が出射面１３と裏面１４との距離が徐々に小さくなる形状であるので、比較的高輝度で輝度むらのない光が出射され、出射した光は、拡散板５で更に拡散されて液晶表示パネル６を背面から照明する。
【００２４】このように、外光取入部１２と出射面１３が接する境界付近に光源収容部１５及び張出部１６を形成し、その光源収容部１５及び張出部１６に点光源２、３を設けることで、出射面を挟んで外光入射面と対向する面における内部光源の入射面積の確保を考慮する必要が無くなる。これにより、内部光源（本発明では点光源）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、出射面１３と裏面１４との距離が外光取入部１２側よりも外光入射面１１と対向する面側の方が小さい形状、本実施例では裏面１４が出射面１３に対し傾斜して出射面１３と裏面１４との距離が徐々に小さくなっている形状とすることが容易に可能となり、導光板の形状による出射光の高輝度化及び輝度の均一化が図れる。
【００２５】更に、図示しないが、導光板1の裏面側に拡散パターンを設ける場合でも、外光と点光源２、３からの光は導光板１内（出射面１３と裏面１４の間の領域）では同じ実線矢印方向に進行するので、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、内部光源（本発明では点光源）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、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が図れる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなように、外光取入部と出射面が接する境界付近に光源収容部及び張出部を形成し、そこに点光源を設けることで、内部光源（点光源）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、出射面と裏面との距離が外光取入部側よりも外光入射面と対向する面側の方が小さい形状とすることが容易に可能となり、導光板の形状による出射光の高輝度化及び輝度の均一化が図れる。
【００２７】そして、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。
【００２８】また、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７月２８日（１９９９．７．２８） |
| 【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２００１−４３７１３（Ｐ２００１−４３７１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月１６日（２００１．２．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２１３４０６ |
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