| 【発明の名称】 |
面状光源ユニット及びこれを用いた液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】志村 崇
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| 【要約】 |
【課題】輝度の均一なエッジライト方式の面状光源を得る。
【解決手段】透光性部材からなる板状部材であり下面に複数の半球状の窪みよりなる乱反射部１５を形成した導光板１１は、上面１２ａを出光面として持つ平面形状が略直角四辺形の出光部１２と、出光部１２のＬＥＤ２０側の仮想側面ｍをＬＥＤ２０側に延在しかつ導光板１１の出光部１２の厚みよりも大なる光源部１３とからなる。光源部１３内には、貫通穴又は貫通しない穴からなる反射屈折部１６をＬＥＤ２０と対向するように設けてある。反射屈折部１６のＬＥＤ２０側境界面１６ｂは導光板１１の厚み方向断面が垂直であり平面方向断面がＬＥＤ２０に対して傾斜した境界面１６ｂである。光源部１３のＬＥＤ２０側の両側面１３ｄには、導光板１１の厚み方向に略平行な断面略円弧状の複数の溝よりなる乱反射部１５を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透光性部材からなる板状部材であり下面に乱反射部を形成して上面を出光面とした導光板と、該導光板の側面に近接配置した光源のＬＥＤとからなり、該ＬＥＤから前記導光板の側面に入射した光を前記導光板の前記出光面から出射させるようにしたエッジライト方式の面状光源ユニットにおいて、前記導光板の前記ＬＥＤ側の一側面が前記出光面から前記ＬＥＤ側に延在しかつ前記導光板の前記出光面に対応する部分の厚みよりも大なる光源部を設け、前記光源部内に前記導光板の厚み方向断面が垂直であり平面方向断面が前記ＬＥＤの出光点に対して傾斜した反射屈折面を持つ貫通穴又は貫通しない穴からなる反射屈折部を前記ＬＥＤと対向するように設け、前記光源部の前記ＬＥＤ側の両側面に乱反射部を設けたことを特徴とする面状光源ユニット。
【請求項２】 前記光源部上端が前記出光部上面より前記導光板の厚み方向外側に突出したことを特徴とする請求項１記載の面状光源ユニット。
【請求項３】 前記光源部下端が前記出光部下面より前記導光板の厚み方向外側に突出したことを特徴とする請求項１記載の面状光源ユニット。
【請求項４】 前記光源部の上下端がそれぞれ前記出光部上下面より厚み方向外側に突出したことを特徴とする請求項１記載の面状光源ユニット。
【請求項５】 前記出光部の前記出光面に対向する下面をＬＥＤから遠ざかるにつれて出光面との距離が近づく斜面にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項６】 前記導光板の少なくとも入光面及び前記出光面を除いた周面に乱反射部を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項７】 前記光源部の両側面の乱反射部は前記導光板の厚み方向に略平行な断面略円弧形状の溝であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項８】 前記乱反射部は半球状の窪みであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項９】 前記乱反射部は微細な凹凸面であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１０】 前記乱反射部は白色塗装または印刷を施した面であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１１】 前記導光板の少なくとも前記入光面及び前記出光面を除いた周面には金属めっき又は蒸着が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１２】 前記導光板の少なくとも前記入光面及び前記出光面を除いた周面には白色塗装または印刷が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１３】 前記導光板の入光面及び前記出光面を除いた周面の乱反射部以外の部分を全反射部としたことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１４】 前記導光板の少なくとも入光面及び前記出光面を除いた周面に近接して反射部材を配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１５】 前記反射部材は反射シートであることを特徴とする請求項１４記載の面状光源ユニット。
【請求項１６】 前記面状光源ユニットを収納するケースが前記反射部材を兼ねていることを特徴とする請求項１４記載の面状光源ユニット。
【請求項１７】 前記ＬＥＤは白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１８】 前記ＬＥＤは前記導光板の厚み方向一列に配置したＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１９】 表示パネルの背面に請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の面状光源ユニットを配設した液晶表示装置において、前記表示パネルを前記光源部と垂直方向に重ならない位置に配設したことを特徴とする液晶表示装置。
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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、面状光源ユニット及びこの面状光源ユニットを液晶表示パネルを背面から照射するバックライト機構に用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年各種パソコン、ワープロ、ゲーム機器、携帯電話などの各種電子機器の表示装置として、薄型で見易いバックライト機構を備えた液晶表示装置が広く用いられている。従来のこのような液晶表示装置のバックライト機構の面状光源ユニットの一例を図面に基づいて説明する。図８、図９はそれぞれ従来の面状光源ユニットの斜視図、断面図である。
【０００３】まず、面状光源ユニットの構成について説明する。図８、図９において、９０は面状光源ユニットの上面に近接して配設された液晶表示パネルであり、６０はエッジライト方式の面状光源ユニットである。以下に面状光源ユニット６０の細部を説明する。６１は透明なプラスチックス等の透光性部材から形成された平面が略四辺形の平板状の導光板であり、導光板の上面６１ｂは出光面であり、下面６１ａには多数の微細な凹凸面からなる乱反射部６１ｅが形成されている。８０は導光板６１の下面６１ａに近接して配設された白色シート等の反射板である。７０は光源としてのＬＥＤであり、複数（例えば３個）のＬＥＤ７０が導光板６１の側面６１ｃに近接して離散的に配置されている。各ＬＥＤ７０と対向する導光板６１の側面６１ｃには各々の光源の出光点を中心とした断面半円状の溝６１ｄである入光面が厚み方向に平行に形成されている。導光板６１の溝６１ｄ形成部を除いた部分が液晶表示パネル９０と垂直方向にほぼ重なっている。
【０００４】次に面状光源ユニットの作用について説明する。各ＬＥＤ７０を出射した光は導光板６１の溝６１ｄ部から入射し、導光板６１内部を進行するが、直接上面６１ｂに向かう光線は上面６１ｂにおいて全反射して下面６１ａ方向に向かう。ＬＥＤ７０から直接きた光線と上面６１ｂに反射してきた光線とが下面６１ａに当たった場合に、乱反射部６１ｅのために導光板６１内のあらゆる方向に反射する。乱反射部６１ｅにおいて反射した光はその方向により導光板６１の周面の内側で反射したり、透過したりすることになる。下面６１ａを外側に出た光はすぐに反射シート８０により反射するので再び導光板６１内に戻る。このようにして光はおおむね導光板６１の出光面から出て液晶表示パネル９０を背面から照射し、表示面が明るく見易くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した面状光源ユニットでは、ＬＥＤが離散的に配置されている上に、ＬＥＤの光には光源から一定の距離では放射方向の中心付近が明るく、その周辺へ向かうに従って暗くなる指向性があり、また、光は一般的に光源の近傍では強いが遠方では弱くなる傾向があるために、表示面を均一に照射することとＬＥＤの数には限界があり満足する品質に至らなかった。また、ＬＥＤの発光方向に対して直角方向の辺の長さが比較的長い出光面を持つ面状光源ユニットを得るために、ＬＥＤをその辺に沿って連続的に多数配設する必要があり、その分製造コストが高くなり、消費電力的も増大することになる。また、ＬＥＤの発光方向の辺の長さが比較的長い出光面を持つ面状光源ユニットを得るために、光量を増やそうとして各ＬＥＤを導光板の厚み方向に複数積層配置しようとすると光源部に一定の厚みが必要であることから、導光板の厚みが厚くなって、薄型が要求される液晶表示装置、惹いては液晶表示装置を用いた電子機器の厚みを厚く構成せざるを得ないという設計上の問題も生じていた。
【０００６】上記発明はこのような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＬＥＤ光源からの光を効率よく出光面に導いて均一に出射させることができ、薄型の電子機器を設計し易くする面状光源ユニット及びこれを用いた廉価な液晶表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、透光性部材からなる板状部材であり下面に乱反射部を形成して上面を出光面とした導光板と、該導光板の側面に近接配置した光源のＬＥＤとからなり、該ＬＥＤから前記導光板の側面に入射した光を前記導光板の前記出光面から出射させるようにしたエッジライト方式の面状光源ユニットにおいて、前記導光板の前記ＬＥＤ側の一側面が前記出光面から前記ＬＥＤ側に延在しかつ前記導光板の前記出光面に対応する部分の厚みよりも大なる光源部を設け、前記光源部内に前記導光板の厚み方向断面が垂直であり平面方向断面が前記ＬＥＤの出光点に対して傾斜した反射屈折面を持つ貫通穴又は貫通しない穴からなる反射屈折部を前記ＬＥＤと対向するように設け、前記光源部の前記ＬＥＤ側の両側面に乱反射部を設けたことを特徴とする。
【０００８】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記光源部上端が前記出光部上面より前記導光板の厚み方向外側に突出したことを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項３の発明は、請求項１記載の発明において、前記光源部下端が前記出光部下面より前記導光板の厚み方向外側に突出したことを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項４の発明は、請求項１記載の発明において、前記光源部の上下端がそれぞれ前記出光部上下面より厚み方向外側に突出したことを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記出光部の前記出光面に対向する下面をＬＥＤから遠ざかるにつれて出光面との距離が近づく斜面にしたことを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記導光板の少なくとも前記入光面及び前記出光面を除いた周面に乱反射部を形成したことを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明において、前記光源部の両側面の乱反射部は前記導光板の厚み方向に略平行な断面略円弧形状の溝であることを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項８の発明は、請求項１又は請求項６のいずれかに記載の発明において、前記乱反射部は半球状の窪みであることを特徴とする。
【００１５】本発明の請求項９の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明において、前記乱反射部は微細な凹凸面であることを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発明において、前記乱反射部は白色塗装または印刷を施した面であることを特徴とする。
【００１７】本発明の請求項１１の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発明において、前記乱反射部には金属めっき又は蒸着が施されていることを特徴とする。
【００１８】本発明の請求項１２の発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の発明において、前記乱反射部には白色塗装または印刷が施されていることを特徴とする。
【００１９】本発明の請求項１３の発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記導光板の入光面及び前記出光部上面を除いた周面の、乱反射部以外の部分を全反射部としたことを特徴とする。
【００２０】本発明の請求項１４の発明は、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記導光板の入光面及び前記出光面を除いた周面の少なくとも一部に近接して反射部材を配設したことを特徴とする。
【００２１】本発明の請求項１５の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記反射部材は反射シートであることを特徴とする。
【００２２】本発明の請求項１６の発明は、請求項１４記載の発明において、前記面状光源ユニットを収納するケースが前記反射部材を兼ねていることを特徴とする。
【００２３】本発明の請求項１７の発明は、請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の発明において、前記ＬＥＤは白色ＬＥＤであることを特徴とすることを特徴とする。
【００２４】本発明の請求項１８の発明は、請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の発明において、前記ＬＥＤは前記導光板の厚み方向一列に配置したＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤであることを特徴とする。
【００２５】本発明の請求項１９の発明は、表示パネルの背面に請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の面状光源ユニットを配設した液晶表示装置において、前記表示パネルを前記光源部と垂直方向に重ならない位置に配設したことを特徴とする液晶表示装置【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施形態である面状光源ユニットの斜視図、図２は図１の中央縦断面図、図３はその部分断面図、図４は同じく要部平面図である。
【００２７】まず、本発明の第一の実施形態の構成を説明する。図１、図２において、１０はバックライト付きの液晶表示装置のバックライトを構成する面状光源ユニットであり、４０は、後述する導光板の光源部と垂直方向に重ならず、出光部と重なる位置に配設される前記液晶表示装置の表示パネルである。
【００２８】面状光源ユニット１０の詳細を説明する。１１は透明プラスチック等の透光性部材からなる平板状の導光板であり、２０は後述する光源部の山形の頂上の側面近傍に導光板１１の厚み方向に一列に配設された光源としてのＬＥＤであり、その色はそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）である。３０は導光板１１から外側に出た光を全反射させる機能を表面に持つ反射部材であり、少なくとも後述の入光面と出光面とを除いた周面に近接して配設されている。
【００２９】導光板１１の細部を更に説明する。１２は導光板１１の平面形状が略直角四辺形の部分である出光部であり、１３は出光部１２の光源側の仮想側面ｍに連続して、仮想側面ｍ部分を外側へ行くに従い厚みを増すようにして山形に膨出延在させた光源部１３である。導光板１１は周面全体を鏡面に仕上げた上に、部分的に１４の全反射部、１５の乱反射部を形成してあり、内部の光線を反射させるようになっている。従って、周面が透明な部分では、内部の光線の周面に対する臨界入射角を越えた光は全反射し、臨界入射角未満の光は材料に応じた屈折率で屈折して外部へ透過する。
【００３０】ここで全反射部１４とは、透明な鏡面に白色の印刷又は塗装を施した面、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属めっき又は蒸着した面、又は背後に近接して反射部材が配設された面であってもよい。乱反射部１５とは、微細な半球状の窪みや微細な凹凸面、あるいはこれらの凹凸面に更に、白色の印刷又は塗装、金属めっき又は蒸着などの良好な反射機能を持つ表面処理を施したものでもよく、また、平面に白色の印刷又は塗装を施した面であってもよい。
【００３１】出光部１２の上面１２ａは出光面となる透明な鏡面である。出光部１２の仮想側面ｍに対向する側面１２ｃ及び両側面１２ｄは、乱反射部のみの面としてあるが、これを全反射部１４のみ、または乱反射部１５、又は両者の混在した反射面としてもよい。図３に示すように、出光部１２下面１２ｂは全反射部１４と乱反射部１５とが混在した面であり、光源から遠ざかるに従い乱反射部１５の面積比が増大するように形成されている。
【００３２】光源部１３の厚みは出光部１２から光源に向かうにしたがって増加している。即ち、ＬＥＤ２０側の側面１３ａの厚みを仮想側面ｍの厚みより大きくしてある。そして光源部１３の上、下端１３ｇ、１３ｈが共に出光部１２の上、下面１２ａ、１２ｂより厚み方向外側に突出している。光源部１３の上、下面１３ｂ、１３ｃは全反射部１４と乱反射部１５とが混在した面としてある。光源部１３のＬＥＤ２０に対向する側面である入光面１３ｆはＬＥＤ２０からの光が略垂直に当たるように略円筒面の一部を成しており、透明な鏡面に形成されている。
【００３３】光源部１３の両側面１３ｄには、平面方向断面が略円弧形状の、導光板１１の厚み方向に略平行な溝が乱反射部１５として光源から遠くなるに従って面積比が増大するように形成されており、光源から直接間接にきた光を光源部１３内全方向に反射させる機能を持つ。なお、この乱反射部１５は必ずしもこのような溝に限らず、上述したものでもよい。また、両側面１３ｄは平面でも適宜に湾曲した面であってもよい。
【００３４】光源部１３の内部には断面略二等辺三角形状の垂直な貫通穴である１６の反射屈折部が前記三角形状の頂点１６ａをＬＥＤ２０に向けるように形成されている。反射屈折部１６の二等辺に当たる境界面１６ｂは透明な鏡面に仕上げられており、その平面方向断面は出光点からの光の方向に対して臨界入射角より大きな角度をもって傾斜している。図４に示すように、境界面１６ｂはＬＥＤ２０からきた光を光源部１３の両側面１３ｄ方向に全反射させるが、他の方向からきた光は屈折通過させる機能を持つ反射屈折面となっている。なお、この境界面１６ｂは平面でも適宜に湾曲した面であってもよい。例えば、境界面１６ｂを放物面となるように形成し、放物面の焦点の位置に光源をおくようにしてもよい。前記三角形状の底辺に当たる境界面１６ｃは透明な鏡面又は透明な乱反射部１５、又はこれらが混在した面であってもよい。
【００３５】なお、反射屈折部１６は必ずしも貫通穴である必要はなく、上、下面１３ｂ、１１ｃのいずれか又は両方から明けられた貫通しない穴であってもよい。また、境界面１６ｂ、１６ｃには、その上から更に金属めっき又は蒸着してもよく。そのときには、境界面１６ｂは全反射部１４に、１６ｃは全反射部１４又は乱反射部１５、又は両者の混在した面とする。
【００３６】上記反射部材３０は、少なくとも入光面１３ｆ及び出光面１２ａを除いた導光板１１の周面（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）の外部に光が漏れる部分に配設すると有効な部材であり、表面を白色塗装又は印刷、金属めっき又は蒸着で処理したり、金属箔をラミネートした紙、金属板やプラスチック板などの反射シートである。反射シートは粘着テープとし、導光板の周面に貼着してもよい。また、面状光源ユニット１０を収納する表面に反射機能を持つ図示しないケースが反射部材３０を兼ねていてもよい。そして、このケースは前記液晶表示装置の収納部、又は前記液晶表示装置を持つ電子機器の筐体であってもよい。なお、導光板１１の周面（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）に金属めっき又は蒸着が施された部分に対しては、必ずしも反射部材３０は必要ではない。
【００３７】光源は前述したものに限らず、例えば１個又は導光板１１の厚み方向に一列に配列した任意の複数のＬＥＤであってもよいし、色は白など適宜な色でもよい。なお、光源ＬＥＤ２０から出光部１２までの距離が大きいと出光部１２へ入る光の強さが弱まるので必要以上大きくとらないようにする。
【００３８】次に、本実施形態の作用について説明する。図４に示すように、ＬＥＤ２０を出た光は導光板１１の入光面１３ｆから内部に進入し、ＬＥＤ２０の前方に向かった光は反射屈折部１６の境界面１６ｂに当たって反射し、両側面１３ｄ方向に向かう。なお、ここで境界面１６ｂが放物面でありその焦点の位置に光源がある場合には、光源から出て反射屈折部１６を反射した光は平行光線となる。
【００３９】また、反射屈折部１６が貫通穴である場合には、ＬＥＤ２０から出て直接反射屈折部１６方向に向かった光は、反射屈折部１６の背後の出光部１２では全て遮られる一方、反射屈折部１６の両端部１６ｄの外側では直接出光部１２に進入することになるため、図４に示すように、ＬＥＤ２０の出光点２０ａと両端部１６ｄとを結ぶ仮想線Ｌ上の出光面に輝度の境目が生じやすい。しかし、境界面１６ｂ、１６ｃを透明にしてあるため、又光源部１３内の異なる方向から境界面１６ｂに向かった光は屈折通過することで前記境目が緩和される。光源部１３の上、下面上１３ｂ、１３ｃのいずれかに乱反射部１５を形成し、乱反射部１５の形成し、その形成密度を部分的に調整してあるため、輝度の境目を更に目立たなくすることができる。更に又、出光部１２側から境界面１６ｃに当たる光が反射することで同じく前記境目を目立たなくする作用がある。反射屈折部１６が貫通しない穴である場合には、ＬＥＤ２０の前方に向かった光の一部は穴の無い部分を通過して直接出光部１２へと向かうので、前記輝度の境界線を生じにくくする作用もする。
【００４０】両側面１３ｄの全反射部１４又は乱反射部１５に当たって反射した光はほぼ出光部１２方向である全方向に向かう。その一部は再び反射屈折部１６に向かうが、光の進入方向の関係から境界面１６ｂ、１６ｃで反射せず、屈折し通過して出光部１２方向へ向かう。両側面１３ｄの乱反射部１５を光源から遠ざかるにつれて面積比が増大するように設けてあるので、光源から離れる場所での光量の減少を補う作用もする。また、光源部１３が山形になっていることで、光源から離れるにつれて光源部１３が狭くなり光密度を上げることになって、暗くなることを補償している。
【００４１】ＬＥＤ２０から直接間接に上、下面１３ｂ、１３ｃに向かった光は入射角の関係で一部は屈折して外側に通過するが外側にある反射部材３０で反射して光源部１３内に戻るので結局大部分は上、下面１３ｂ、１３ｃで反射して仮想側面ｍから出光部１２方向へ向かう。このように、光源部１３は、点状光源であるＬＥＤ２０から出た光を仮想側面ｍの長手方向に展開させるように光の進行方向を変換させる光反射部を含んだ線状光源部とも言える。また、光源部１３のＬＥＤ２０側の厚みが大きく、出光部１２側の厚みが小さいので出光部１２において光密度が増加し、光源から遠ざかることによる輝度の減少を補っている。
【００４２】図３に示すように、出光部１２へ進入し、上、下面１２ａ、１２ｂに平行に進んだ光ｐは、側面１２ｃ、１２ｄの乱反射部１５に当たった場合には乱反射して出光部１２内の全方向へ向かう。全反射部１４に当たった場合には導光板１１内を反射しやがて各所に存在する乱反射部１５に当たって全方向に反射する。光源部１３から直接間接に下面１２ｂ方向へ進んだ光ｑは、下面の乱反射部１５により乱反射してほぼ出光面である上面１２ａ方向へ向かう。乱反射部１４が形成されていない部分ではほぼ全反射して光源より更に遠方に向かう。出光面１２ａに向かった光も入射角によっては全反射するものもあり、屈折透過するものもある。従って導光板１１内ではあらゆる方向の光が飛び交うことになり、一部は下面１２ｂから外側へ出てゆくが、反射シートなどの反射部材３０が近接して配設されている場合には、再び下面１２ｂから内部へ入り上面１２ａへ向かう。以上のようにして、光源から出た光は、大部分が出光面である導光板１１の上面１２ａから上方へ出て、表示パネル４０を背面から照射することになる。なお、下面１２ｂの乱反射部１５を光源から遠ざかるにつれ面積比が増大するように設けてあるので、光源の近くでは出光面に向かう光量を抑制し、遠くでは光量の減少を補うように作用する。
【００４３】次に本実施形態の効果について説明する。導光板１１に光源部１３を形成し、これに反射屈折部１６を設けたので、ＬＥＤ２０を出た中心近傍の輝度の強い光の一部を直接出光部１２へ入らせず両側面１３ｄ方向へ向けることができる。また、両側面１３ｄの乱反射部１５をＬＥＤ２０から遠ざかるにつれて面積比率が大きくなるように形成したのでＬＥＤ２０に近い部分の光を抑制して、遠い部分の光量の減少を補う。従って出光部１２の仮想側面ｍにおける光の均一化が計ることができるので、光源部１３において、輝度ムラのない線状光源が形成される。更に出光部１２下面１２ｂの乱反射部１５がＬＥＤ２０から遠いところほど面積比率が大きいように設けてあるので、光源部１３からの距離に応じて生じるはずの輝度の低下を補って出光面から放射される光も均一にできる。従って、輝度ムラのない面状光源ユニットが構成でき、表示パネルが見易くなる。
【００４４】光源部の中央に１個のＬＥＤを配設してもよいので、従来に比較して少ないＬＥＤの数で輝度ムラのない線状光源部、惹いては面状光源ユニットが形成できる。従って、ＬＥＤ数の削減による消費電力、コストの削減が計れる。白色ＬＥＤを用いることにより、明るく見易い液晶表示装置が得られる。複数の同色のＬＥＤを入光面に対して垂直一列に配設する場合には、より明るい均一な輝度の面状光源ユニットができる。また、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤを組み合わせることにより、発光色を自由に変えられる。
【００４５】前記液晶表示装置の表示パネル４０を、導光板１１の光源部１３と垂直方向で重ならない位置に配設したので、導光板１１の厚みが光源部１３において一定の厚みを必要としても、出光部１２においては薄くできる。従って、液晶表示装置、惹いてはこれを搭載する電子機器の設計において、他の部品配置の自由度が増し機器の薄型化に寄与することができる。複数のＬＥＤを入光面に垂直に配置するときには光源部１３の厚みが増すので、特に薄型化の効果が大きい。また、出光部１２の厚みを光源部１３に比較して薄くすることにより出光部１２の体積を減らし、十分な光量を出光面から照射できる。
【００４６】導光板１１の下面１２ｂばかりでなく、少なくとも入光面１３ｆ及び出光面１２ａを除いた周面（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）に乱反射部１５を形成した、あるいは反射部材３０を近接配置したので、外に漏れてロスとなる光を極めて少なくすることができ、ＬＥＤ２０の光を有効活用できる。
【００４７】乱反射部１５に白色の塗装又は印刷が施されている場合、金属めっき又は蒸着を施した場合には、反射効率がよくなり、乱反射部１５に金属めっき又は蒸着を施した場合には、更に導光板１１から外部への光漏れを防止でき、ＬＥＤの光の有効利用が計れる。
【００４８】次に、本発明の他の実施形態について説明する。図５は本発明の第二の実施形態である面状光源ユニットの断面図、図６は本発明の第三の実施形態である面状光源ユニットの断面図、図７は本発明の第四の実施形態である面状光源ユニットの断面図である。これらの実施形態の斜視図は第一の実施形態の図１とほとんど同じであるから省略する。
【００４９】図５、図６、図７において、第一の実施形態とは光源部の形状のみが異なるだけである。従って、第一の実施形態と同じ構成要素には同じ名称と符号を付して説明を省略し、第一の実施形態と異なる部分について説明する。図５において、導光板１１の出光部１２の上面１２ａと光源部１３の上面１３ｂとが同一平面に構成されており、光源部１３下端１３ｈが出光部１２下面１２ｂより導光板１１の厚み方向外側に突出している。
【００５０】従って、導光板１１の厚みが光源部１３において一定程度大きく必要であっても、出光部１２においては最小限の厚みにできる。光源部１３の一部は出光部１２より下方に突出しているが、この突出部分を装置内に収納し、あるいはマザーボードに穴を明けたスペースに収納することができるので、面状光源ユニット１０を用いた液晶表示装置、惹いてはこの表示装置を備える電子機器の設計において、部品配置の自由度が増して薄型化に有利である。
【００５１】図６において、導光板１１の出光部１２の下面１２ｂと光源部１３の下面１３ｃとが同一平面に構成されており、光源部１３の一部が出光面１２ａより導光板１１の厚み方向外側に突出している。
【００５２】従って、導光板１１の厚みが光源部１３において一定程度大きく必要であっても、出光部１２においては最小限の厚みにできる。光源部１３の一部は、平面方向で表示パネル４０と重なっているので、面状光源ユニット１０を用いた液晶表示装置、惹いてはこの表示装置を備える電子機器の設計において部品配置の自由度が一層増し薄型化に有利である。
【００５３】図７において、他の実施形態との違いは、出光部下面１２ｂがＬＥＤ２０から遠ざかるにつれて上面１２ａとの距離が近づく斜面になっていることである。
【００５４】このことにより、出光部１２が極端に薄くなっている場合でもＬＥＤからの光をある程度入射させることができ、出光面１２ａから出る光の輝度を均一化を容易に計ることができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、導光板の出光部からＬＥＤ側に延在させた光源部を設け、更にこの光源部内に反射屈折面を持つ反射屈折部を設け、更に光源部のＬＥＤ側の両側面に乱反射部を設け、光源部と出光部との乱反射部を光源から遠くなるに従い面積密度を上げるように形成し、かつ光源部の厚みに対して出光部の厚みを薄く構成したので、コスト上も、消費電力上も有利で出光面の明るさが均一な面状光源ユニットを提供することができ、更にこの面状光源ユニットを用いた液晶表示装置の薄型化を計ることができるようになった。
【００５６】更に、出光面に対向する下面がＬＥＤから遠ざかるにつれて出光面との距離が近づく斜面にしたのでＬＥＤから遠い場所の輝度の減少を補い、出光面の明るさが均一な面状光源ユニットを更に容易に提供できるようになった。
【００５７】更に、導光板の少なくとも入光面と出光面とを除いた周面に近接して反射部材を配設したので、導光面外に漏出する光を少なくして、光源の光を有効に活用できるようになった。
【００５８】更に、導光板の光源部の上下面の少なくともいずれかに乱反射部を設けたので、反射屈折部の両端に起因する輝度ムラ発生を緩和できる。
【００５９】導光板の入光面及び出光面を除いた周面に、乱反射部又は全反射部を形成し、また、更に乱反射部は白色塗装又は印刷し、一方、全反射部は金属めっき又は蒸着した面としたので、出光面以外の導光板周面からの光の漏出を制限し、ＬＥＤ光量の有効活用が計れるようになった。
【００６０】Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを導光板の厚み方向一列に配置したので、輝度の均一な発光色を自由に変えられる面状光源ユニットが得られた。
【００６１】前記面状光源ユニットを液晶表示装置に用いる場合において、液晶表示パネルを光源部と垂直方向に重ならない位置に配設したので、液晶表示装置、惹いてはこれを搭載する電子機器の薄型化を計ることができるようになった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３１４３０
【氏名又は名称】株式会社シチズン電子
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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】１０００８５２８０
【弁理士】
【氏名又は名称】高宗 寛暁
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４３７１７（Ｐ２００１−４３７１７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月１６日（２００１．２．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２１４３５５ |
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