特許 7093039 面光源装置、表示装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-21

(45)【発行日】2022-06-29

(54)【発明の名称】面光源装置、表示装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20220622BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20220622BHJP

   G02B 6/00 20060101ALI20220622BHJP

   F21Y 105/16 20160101ALN20220622BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220622BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 415

F21S2/00 413

F21S2/00 419

G02F1/13357

G02B6/00 331

F21Y105:16

F21Y115:10

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020209314

(22)【出願日】2020-12-17

(62)【分割の表示】P 2016239560の分割

【原出願日】2016-12-09

(65)【公開番号】P2021061246

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2021-01-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100123319

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125357

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100138357

【弁理士】

【氏名又は名称】矢澤 広伸

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】廣田 和英

(72)【発明者】

【氏名】石見 直樹

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／０５８６２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０９５３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１０６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８００２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｇ０２Ｂ ６／００

Ｆ２１Ｙ １０５／１６

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を出射する出光面と、前記出光面の反対側の反対面と、前記反対面に設けられた凹部と、前記出光面に設けられ、光を屈折及び散乱する散乱部と、を有する導光板と、
前記凹部の下方に配置された光源と、
前記導光板の前記反対面側であって前記光源の周囲に配置された反射層と、
前記導光板と前記光源との間に配置された透明樹脂層と、
を備え、
前記反射層の一部が前記凹部の下方に配置されており、
前記反射層の他の一部が前記反対面に接触しており、
前記凹部は、前記凹部の底面から前記凹部の開口に向かって広がるテーパ面を有し、
前記凹部の前記テーパ面と前記透明樹脂層とが接触している面光源装置。

【請求項2】

前記散乱部は、前記導光板とは別部材である請求項１に記載の面光源装置。

【請求項3】

前記凹部は、円錐台形状を有する請求項１又は２に記載の面光源装置。

【請求項4】

前記散乱部は、凸形状である請求項１から３の何れか一項に記載の面光源装置。

【請求項5】

前記凹部の底面と前記透明樹脂層とが接触している請求項１から４の何れか一項に記載の面光源装置。

【請求項6】

前記反射層は前記光源の側面の一部を覆っている請求項１から５の何れか一項に記載の面光源装置。

【請求項7】

前記透明樹脂層は前記光源の上面と前記光源の側面の他の一部を覆っている請求項６に記載の面光源装置。

【請求項8】

前記光源の主軸の角度に応じて前記テーパ面の角度が設定されている請求項１から７の何れか一項に記載の面光源装置。

【請求項9】

前記散乱部が前記光源の上方に配置されている請求項１から８の何れか一項に記載の面光源装置。

【請求項10】

複数の前記凹部が、前記導光板の前記反対面に設けられており、
複数の前記光源のそれぞれが、複数の前記凹部の下方に配置されており、
複数の前記散乱部のそれぞれが、複数の前記光源の上方に配置されており、
前記反射層が、複数の前記光源の周囲に配置されており、
前記反射層の一部が複数の前記凹部の下方に配置されている請求項１から９の何れか一項に記載の面光源装置。

【請求項11】

請求項１から１０の何れか一項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、
を備える表示装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【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（液晶ディスプレイ）の導光板には、薄型化が要求されている。液晶表示装置用のバックライトの方式として、エッジライト型バックライトと呼ばれる方式と、直下型バックライトと呼ばれる方式とがある。大型の液晶表示装置用のバックライトとして、光の利用効率が高く、高輝度化が容易な直下型バックライトが用いられている。バックライトの光源として、例えば、白色光を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。直下型バックライトの場合、導光板の直下に複数のＬＥＤを配置するが、ＬＥＤの直上の部分と他の部分とで導光板に輝度ムラが生じやすい。上記の技術に関連して、光源の輝度バラツキを低減することを目的として、光源を、導光板の背面に設けられた円錐状をした光源挿入用の凹みに設置し、導光板の背面に、導光板内部の光を散乱させるための光散乱用ドットを設けた面光源装置が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３４２７６３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

導光板の薄型化及び導光板の輝度ムラの抑制が要求されている。このような状況に鑑み、本発明は、導光板の薄型化を促進すると共に、導光板の輝度ムラを抑制する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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、光を出射する出光面と、出光面の反対側の反対面と、反対面に設けられた凹部と、出光面、反対面及び凹部の底面に設けられ、光を屈折及び散乱する複数の散乱部と、を備え、凹部は、凹部の底面から凹部の開口に向かって広がるテーパ面を有する導光板である。

【0006】

本発明によれば、光がテーパ面に当たり、光が屈折して導光板内に入射されることで、導光板内に入射された光が大きく広がる。本発明によれば、凹部の底面に設けられた散乱部に光が当たり、光が屈折及び散乱して導光板内に入射される。本発明によれば、反対面に設けられた散乱部に導光板内の光が当たり、導光板内の光が屈折及び散乱する。本発明によれば、出光面に設けられた散乱部に導光板内の光が当たり、導光板内の光が屈折及び散乱して、導光板の出光面から外部に光が出射される。これらの構成により、導光板の厚みを大きくせずに、導光板の出光面の輝度分布が均一化され、導光板の輝度ムラを抑制することができる。

【0007】

本発明に係る導光板は、出光面、反対面及び凹部の底面に設けられた複数の散乱部が、それぞれ密集して配置されている。この構成により、導光板内の光や導光板の出光面から出射される光が屈折及び散乱する可能性が高くなるため、導光板の厚みを大きくせずに、導光板の出光面の輝度分布がより均一化され、導光板の輝度ムラをより抑制することができる。

【0008】

本発明に係る導光板は、凹部が、円錐台形状を有する。この構成により、小さいサイズの光源を凹部内に収容することができるため、導光板の厚みを大きくせずに、導光板の出光面の輝度分布が均一化され、導光板の輝度ムラを抑制することができる。

【0009】

本発明に係る導光板は、凹部内に収容される光源の主軸の角度に応じてテーパ面の角度が設定されている。この構成により、光源の種類を変更することで光源の主軸が変わった場合であっても、導光板の出光面に入射する光の入射角を一定の角度に維持することができる。また、光源の出射光のピーク方向を制御することができる。したがって、導光板の出光面の輝度分布を光源毎に制御することができる。

【0010】

本発明に係る導光板は、凹部が反対面に複数設けられている。この構成により、複数の凹部のそれぞれに光源を収容することができる。本発明に係る面光源装置は、本発明に係る導光板と、凹部内に収容された光源と、を備え、光源の主軸の角度に応じてテーパ面の角度が設定されている。このような面光源装置は、本発明に係る導光板を備えるため、導光板の厚みを大きくせずに、導光板の出光面の輝度分布が均一化され、導光板の輝度ムラが抑制された面光源装置を提供することができる。

【0011】

本発明に係る面光源装置は、本発明に係る導光板と、導光板の反対面側に配置された光源と、導光板と光源との間に配置された透明樹脂層と、を備え、光源が透明樹脂層に埋め込まれている。また、本発明に係る面光源装置は、本発明に係る導光板と、導光板の反対面側に配置された複数の光源と、導光板と複数の光源との間に配置された透明樹脂層と、を備え、複数の光源が透明樹脂層に埋め込まれている。これらの構成により、導光板の厚みを大きくせずに、導光板と光源との間の距離を一定に保つことができる。導光板の凹部内に光源を収容せずに、導光板と光源とを離すことにより、導光板内に入射される光の広がりを大きくすることができる。また、導光板の凹部内に光源及び透明樹脂層を収容して、導光板と光源との間の距離を大きくすることにより、導光板内に入射される光の広がりを大きくすることができる。

【0012】

本発明に係る表示装置は、本発明に係る面光源装置と、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。このような表示装置は、本発明に係る導光板及び面光源装置を備えるため、導光板の厚みを大きくせずに、導光板の出光面の輝度分布が均一化され、導光板の輝度ムラが抑制された表示装置を提供することができる。

【0013】

本発明に係る電子機器は、本発明に係る表示装置を備える。このような電子機器では、本発明に係る導光板、面光源装置及び表示装置を備えるため、導光板の厚みを大きくせずに、導光板の出光面の輝度分布が均一化され、導光板の輝度ムラが抑制された電子機器を提供することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、導光板の薄型化を促進すると共に、導光板の輝度ムラを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施形態に係る液晶表示装置の構成を例示する斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る面光源装置の構成を例示する斜視図である。

【図3】図３は、導光板の断面図である。

【図4A】図４Ａは、導光板の拡大断面図である。

【図4B】図４Ｂは、導光板の拡大断面図である。

【図4C】図４Ｃは、導光板の拡大断面図である。

【図5A】図５Ａは、導光板の平面図である。

【図5B】図５Ｂは、導光板の平面図である。

【図6】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、導光板の断面図である。

【図7】図７は、導光板の拡大断面図である。

【図8】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、光源の主軸の角度と、凹部のテーパ面の角度との関係を示す図である。

【図9】図９は、光源の主軸の角度に対して約±２０度の範囲で光源から光が出射された場合の光の進行を示す図である。

【図10A】図１０Ａは、導光板１０の断面図である。

【図10B】図１０Ｂは、導光板１０の断面図である。

【図10C】図１０Ｃは、導光板１０の断面図である。

【図10D】図１０Ｄは、導光板１０の断面図である。

【図10E】図１０Ｅは、導光板１０の断面図である。

【図10F】図１０Ｆは、導光板１０の断面図である。

【図10G】図１０Ｇは、導光板１０の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

以下の実施形態では、「表示装置」は、液晶表示装置として説明され、「面光源装置」は、液晶表示装置のバックライ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、バックライト以外の用途で利用されてもよい。

【0018】

（液晶表示装置の構成）
図１は、実施形態に係る液晶表示装置の構成を例示する斜視図である。図１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に電圧をかけて光の透過率を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。

【0019】

（面光源装置１の構成）
図２は、実施形態に係る面光源装置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及びフレーム１２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複数の光源１１、実装基板１３及び反射層１４を備える。導光板１０の下面側は、表示パネル２が配置されている側の反対側である。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１５、プリズムシート１６及び遮光部材１７を備える。導光板１０の上面側は、表示パネル２が配置されている側である。プリズムシート１６は、１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。

【0020】

導光板１０は、概略平板状であり、ポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂等の透光性の素材で成形される。導光板１０の上面は、光が出射する出光面であり、表示パネル２と向かい合っている面である。導光板１０は、導光板１０内に入射された光を出光面に導き、出光面全体が均一に光るようにしたものである。

【0021】

光源１１は、白色光を出射面から出射する。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チップが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いる。若しく
は、ＬＥＤチップ上に蛍光体を配置せずに、導光板１０の出光面上に蛍光体層を配置してもよいし、拡散シート１５上に蛍光体層を配置してもよい。光源１１は、実装基板１３からの給電を受けて駆動される。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。光源１１は、導光板１０の下方に配置されている。

【0022】

フレーム１２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１２は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂又は酸化チタンを含有しないポリカーボネート樹脂等により成形される。フレーム１２には、導光板１０が嵌め込まれ、フレーム１２の内周面が導光板１０の外周面を形成する側面を囲う。フレーム１２は、高い反射率を有しており、導光板１０の側面から漏れた光を反射して再利用する。実装基板１３は、絶縁性の基材上に、導体箔によって配線を設けた配線基板である。

【0023】

実装基板１３上に複数の光源１１及び反射層１４が設けられている。反射層１４は、光源の１１の周囲に設けられている。反射層１４は、例えば、反射率の高い白色樹脂や金属箔等であり、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。拡散シート１５は、半透明な樹脂フィルムであり、導光板１０の出光面から発せら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１６は、上面に三角プリズム状の微細な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１５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。

【0024】

遮光部材１７は、面光源装置１を上面側から見て、枠形状になっている。枠形状は、閉ループ形状であればよく、例えば、矩形形状、略楕円形状であってもよいし、これら以外の他の形状であってもよい。遮光部材１７は、例えば、上下両面が粘着面となった黒色の粘着テープであってもよい。遮光部材１７の枠部分が、フレーム１２の上端に沿って接着されており、面光源装置１から光が漏れ出ることを抑制する。

【0025】

図３は、導光板１０の断面図である。導光板１０は、導光板１０の下面に複数の凹部２０を有している。凹部２０は、円錐台形状を有する。複数の光源１１が、実装基板１３上に配置され、各凹部２０内に一つの光源１１が収容されている。凹部２０が円錐台形状を有するため、小さいサイズの光源１１を凹部２０内に収容することができる。光源１１から出射された光は、導光板１０内に入射する。導光板１０内に入射した光が、導光板１０内で屈折、反射及び拡散して導光板１０の出光面から出射されることで、導光板１０の出光面が均一に光る。導光板１０の厚み（高さ）ｔ１は、例えば、０．３５ｍｍであるが、この値に限定されず、他の値であってもよい。光源１１のピッチｄ１は、例えば、２～４ｍｍであるが、これらの値に限定されず、他の値であってもよい。

【0026】

図４Ａは、導光板１０の拡大断面図である。導光板１０は、光が入光する入光面３０と、入光面３０から入射する光を出射する出光面３１と、出光面３１の反対側の反対面３２とを備える。導光板１０の反対面３２は、導光板１０の下面である。導光板１０の反対面３２に凹部２０が設けられている。凹部２０は、底面２１と、開口２２と、底面２１から開口２２に向かって広がるテーパ面（径斜面）２３とを有する。テーパ面２３は、平滑面である。導光板１０の出光面３１及び反対面３２と、凹部２０の底面２１とが平行である。凹部２０の底面２１から開口２２に向かって凹部２０の径が広がっている。凹部２０の底面２１の直径は、例えば、Φ０．４３ｍｍであるが、この値に限定されず、他の値であってもよい。凹部２０の高さ（深さ）は、例えば、０．３２ｍｍであるが、この値に限定されず、他の値であってもよい。光源１１の形状、高さ及び幅は特に制限されず、光源１１は、凹部２０内に収容される形状及びサイズであればよい。また、光源１１の形状、高さ及び幅に応じて、凹部２０のサイズを変更してもよい。

【0027】

図４Ｂは、導光板１０の拡大断面図である。図４Ｂに示すように、円錐台形状の凹部２
０の内部角がＲ形状であってもよい。４Ｃは、導光板１０の拡大断面図である。図４Ｃに示すように、円錐台形状の凹部２０の底面２１がＲ形状であってもよい。すなわち、円錐台形状の凹部２０の底面２１が湾曲面であってもよい。

【0028】

光源１１から出射された光は、凹部２０のテーパ面２３に当たり、屈折して導光板１０内に入射される。導光板１０内の光は、導光板１０の出光面３１及び反対面３２に入射する。導光板１０の出光面３１に入射する光が、臨界角よりも小さな入射角で入射すると、導光板１０の出光面３１から外部に光が出射される。導光板１０の出光面３１に入射する光が、臨界角よりも大きな入射角で入射すると、光が導光板１０の出光面３１で反射する。導光板１０の反対面３２に入射する光が、臨界角よりも小さな入射角で入射すると、導光板１０の反対面３２から外部に光が出射される。導光板１０の反対面３２から出射された光は、反射層１４によって反射され、導光板１０内に再び入射される。導光板１０の反対面３２に入射する光が、臨界角よりも大きな入射角で入射すると、光が導光板１０の反対面３２で反射する。

【0029】

導光板１０の出光面３１に、複数のドットパターン４１が設けられている。導光板１０の反対面３２に、複数のドットパターン４２が設けられている。導光板１０内の光は、導光板１０の出光面３１に設けられたドットパターン４１及び導光板１０の反対面３２に設けられたドットパターン４２に当たって屈折及び散乱する。凹部２０の底面２１に、複数のドットパターン４３が設けられている。光源１１から出射された光は、凹部２０の底面２１に設けられたドットパターン４３に当たり、屈折及び散乱して導光板１０内に入射される。ドットパターン４１～４３は、散乱部の一例である。

【0030】

図４に示すドットパターン４１は、導光板１０の外側に突起する突起形状（凸形状）であるが、この形状に限定されず、ドットパターン４１は、導光板１０の内側に窪んだ凹形状であってもよい。図４に示すドットパターン４２、４３は、導光板１０の内側に窪んだ凹形状であるが、この形状に限定されず、ドットパターン４２、４３は、導光板１０の外側に突起する突起形状（凸形状）であってもよい。突起形状は、例えば、凸レンズ形状、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等である。凹形状は、例えば、凹レンズ形状、円柱溝形状、角柱溝形状、円錐溝形状、角錐溝形状等である。ドットパターン４１～４３は、平面視で円形、楕円形、多角形の何れであってもよい。ドットパターン４１～４３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。また、インクジェット等によって、ドットパターン４１～４３を導光板１０に別途形成してもよい。ドットパターン４１～４３の表面に、微小な凹凸があってもよい。ドットパターン４１～４３の表面に微小な凹凸を形成することで、ドットパターン４１～４３に当たる光をより屈折及び散乱させることができる。

【0031】

複数のドットパターン４１～４３は、それぞれ密集して配置されている。複数のドットパターン４１～４３は、離散的に配置されてもよいが、導光板１０内の光や導光板１０の出光面３１から出射される光の屈折及び散乱の効果を高めるため、複数のドットパターン４１～４３を密集して配置することが好ましい。例えば、図５Ａに示すように、複数のドットパターン４１を、最密配置してもよい。図５Ａは、導光板１０の平面図であって、導光板１０の出光面３１の法線方向から見た図である。図５Ａに示すドットパターン４１は、平面視で六角形であり、複数のドットパターン４１が互いに隣接して配置されている。また、例えば、図５Ｂに示すように、複数のドットパターン４１を配置してもよい。図５Ｂは、導光板１０の平面図であって、導光板１０の出光面３１の法線方向から見た図である。図５Ｂに示すドットパターン４１は、平面視で円形であり、複数のドットパターン４１が互いに隣接して配置されている。ドットパターン４１～４３の幅は、例えば、３０μｍであり、ドットパターン４１～４３の高さは、例えば、５～６μｍであるが、これらの値に限定されず、他の値であってもよい。

【0032】

ドットパターン４１～４３は、同一のサイズ（高さ及び幅）であってもよいし、それぞれ異なるサイズであってもよい。ドットパターン４１とドットパターン４２とが同じサイズであり、ドットパターン４１、４２とドットパターン４３とが異なるサイズであってもよい。ドットパターン４１とドットパターン４３とが同じサイズであり、ドットパターン４１、４３とドットパターン４２とが異なるサイズであってもよい。ドットパターン４２とドットパターン４３とが同じサイズであり、ドットパターン４１とドットパターン４２、４３とが異なるサイズであってもよい。導光板１０の厚みの値や隣接する光源１１のピッチの値に応じて、ドットパターン４１～４３のサイズを変更してもよい。

【0033】

図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、導光板１０の断面図である。図６の（Ａ）に示すように、凹部２０のテーパ面２３は、底面２１から開口２２に向かって広がっているので、光源１１の垂直方向以外の方向に向かって光源１１から出射される光は、凹部２０のテーパ面２３に当たる。凹部２０のテーパ面２３に当たって導光板１０内に入射された光は、導光板１０の平面方向に向かって屈折する。したがって、導光板１０内に入射された光の広がりは、光源１１の出射光の広がりよりも大きい。そのため、導光板１０内に入射された光が導光板１０の出光面３１に対して大きく広がりつつ、導光板１０の出光面３１から外部に光が出射される。これにより、導光板１０の出光面３１の輝度分布が均一化され、導光板１０の輝度ムラ及び液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。

【0034】

図６の（Ａ）に示すように、導光板１０内の光が導光板１０の出光面３１に設けられたドットパターン４１に当たって屈折及び散乱する共に、導光板１０の出光面３１から外部に光が出射される。これにより、導光板１０の出光面３１の輝度分布が均一化される。また、図６の（Ａ）に示すように、導光板１０内の光が導光板１０の出光面３１及び反対面３２で反射を繰り返しながら、導光板１０の内部を光が進む。

【0035】

図６の（Ｂ）に示すように、導光板１０内の光が導光板１０の反対面３２に設けられたドットパターン４２に当たって屈折及び散乱する。導光板１０内の光が屈折及び散乱して、導光板１０の出光面３１から外部に光が出射されることにより、導光板１０の出光面３１の輝度分布が均一化され、導光板１０の輝度ムラ及び液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。

【0036】

図７は、導光板１０の拡大断面図である。図７に示すように、光源１１の垂直方向に向かって光源１１から出射される光が、凹部２０の底面２１に設けられたドットパターン４３に当たり、屈折及び散乱して導光板１０内に入射され、導光板１０の出光面３１から外部に光が出射される。そのため、導光板１０の出光面３１のうち光源１１の直上部分の輝度分布が均一化され、導光板１０の輝度ムラ及び液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。

【0037】

光源１１の配光角度や光源１１の主軸（出射光のピーク）の角度（傾き角度）に応じて凹部２０のテーパ面２３の角度（傾き角度）を設定してもよい。図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、光源１１の主軸の角度と、凹部２０のテーパ面２３の角度との関係を示す図である。図８の（Ａ）及び（Ｂ）では、光源１１から出射された光の軌跡の一例を太い矢印で示している。図８の（Ａ）では、光源１１の中心線に対する光源１１の主軸の角度（θ１）が５０度であり、光源１１の中心線に対する凹部２０のテーパ面２３の角度（θ２）が６０度である。図８の（Ｂ）では、光源１１の中心線に対する光源１１の主軸の角度（θ１）が３０度であり、光源１１の中心線に対する凹部２０のテーパ面２３の角度（θ２）が７５度である。

【0038】

光源１１の主軸の角度や光源１１の配光角度に応じて、凹部２０のテーパ面２３の角度
を設定する。これにより、光源１１の種類を変更することで光源１１の主軸や配光角度が変わった場合であっても、導光板１０の出光面３１に入射する光の入射角（θ３）を一定の角度に維持することができる。また、凹部２０のテーパ面２３の角度を調整することで、光源１１の出射光のピーク方向（出射光の強度が最大になる方向）を制御することができる。したがって、導光板１０の出光面３１の輝度分布を光源１１の種類毎に制御することができる。また、導光板１０の直下に複数の光源１１を配置した場合における導光板１０の出光面３１全体の輝度分布を制御することができる。

【0039】

図９は、光源１１の主軸の角度に対して約±２０度の範囲で光源１１から光が出射された場合の光の進行を示す図である。図９に示すように、光源１１の主軸の角度に対して約±２０度の範囲内の光についても、図６に示した光の進行と同様に、光源１１から出射された光が導光板１０の内部を進む。

【0040】

隣接する光源のピッチを小さくすることで、導光板の直下に配置される光源の密度を高くすれば、導光板の輝度ムラが抑制される。一方、隣接する光源のピッチが大きい場合、導光板の厚みを大きくしなければ、導光板の輝度ムラを抑制することができない。実施形態によれば、導光板１０の凹部２０内に光源１１を収容し、光源１１の出射光を凹部２０のテーパ面２３で屈折して導光板１０内に入射することで、導光板１０内における光の広がりを大きくする。また、実施形態によれば、導光板１０に設けられたドットパターン４１～４３に当たる光が屈折及び散乱する。これらにより、隣接する光源１１のピッチが大きい場合であっても、導光板１０の厚みを大きくせずに、導光板１０の出光面３１の輝度分布が均一化され、導光板１０の輝度ムラ及び液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。したがって、導光板１０の薄型化を促進すると共に、導光板１０の輝度ムラ及び液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。

【0041】

光源１１は、透明樹脂層に埋め込まれていてもよい。図１０Ａ～図１０Ｇは、導光板１０の断面図である。図１０Ａに示す構造例では、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層５１が配置されている。したがって、複数の光源１１が透明樹脂層５１に埋め込まれている。透明樹脂層５１上に導光板１０が配置され、導光板１０の凹部２０内に光源１１が収容されていない。導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５１とが接触し、導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触していない。透明樹脂層５１の上面が平面である。透明樹脂層５１の上面は、導光板１０との接触面である。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５１を通って導光板１０内に入射される。

【0042】

図１０Ｂに示す構造例では、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層５２が配置されている。したがって、複数の光源１１が透明樹脂層５２に埋め込まれている。透明樹脂層５２上に導光板１０が配置され、導光板１０の凹部２０内に光源１１が収容されていない。導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５２とが接触し、導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触していない。透明樹脂層５２の上面が平面である。透明樹脂層５２の上面は、導光板１０との接触面である。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５２を通って導光板１０内に入射される。図１０Ｂに示す構造例では、透明樹脂層５２の厚みが図１０Ａに示す透明樹脂層５１の厚みよりも薄くなっている。そのため、光源１１の直上における透明樹脂層５２が薄くなっている。

【0043】

図１０Ｃに示す構造例では、導光板１０と複数の光源１１及び反射層１４との間に透明樹脂層５３が配置されている。したがって、複数の光源１１が透明樹脂層５３に埋め込まれている。透明樹脂層５３上に導光板１０が配置され、導光板１０の凹部２０内に光源１１が収容されていない。導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５３とが接触し、導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触していない。透明樹脂層５３の上面に複数の凸部６１が形成されている。透明樹脂層５３の上面は、導光板１０との接触面である。図１０Ｃ
に示す透明樹脂層５３の凸部６１は、略半球形状であるが、この形状に限定されず、透明樹脂層５３の凸部６１は、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等の突起形状（凸形状）であってもよい。光源１１の上方に透明樹脂層５３の凸部６１が位置しており、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層５３の凸部６１の一部又は全部が入り込んでいる。導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５３の凸部６１とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５３の凸部６１とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５３の凸部６１とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５３の凸部６１とが非接触であってもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５３を通って導光板１０内に入射される。

【0044】

図１０Ｄに示す構造例では、導光板１０の下方に複数の透明樹脂層５４が配置されており、導光板１０と複数の光源１１のそれぞれとの間に透明樹脂層５４が配置されている。したがって、各光源１１が各透明樹脂層５４に埋め込まれている。導光板１０の凹部２０内に光源１１が収容されていない。導光板１０と透明樹脂層５４とが接触し、導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触していない。導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５４とが接触していてもよいし、導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５４とが非接触であってもよい。図１０Ｄに示す透明樹脂層５４は、略半球形状であるが、この形状に限定されず、透明樹脂層５４は、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等の突起形状（凸形状）であってもよい。導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層５４の一部が入り込んでいてもよいし、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層５４が入り込まなくてもよい。導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５４とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５４とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５４とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５４とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と導光板１０の反対面３２との境界部分が、透明樹脂層５４に接触していてもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５４を通って導光板１０内に入射される。

【0045】

図１０Ｅに示す構造例では、導光板１０の下方に複数の透明樹脂層５５が配置されており、導光板１０と複数の光源１１のそれぞれとの間に透明樹脂層５５が配置されている。したがって、各光源１１が各透明樹脂層５５に埋め込まれている。導光板１０の凹部２０内に光源１１が収容されていない。導光板１０と透明樹脂層５５とが接触し、導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触していない。導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５５とが接触していてもよいし、導光板１０の反対面３２と透明樹脂層５５とが非接触であってもよい。透明樹脂層５５は、２つの略半球形状が繋がった形状である。導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層５５の一部が入り込んでいてもよいし、導光板１０の凹部２０内に透明樹脂層５５が入り込まなくてもよい。導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５５とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５５とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５５とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５５とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と導光板１０の反対面３２との境界部分が、透明樹脂層５５に接触していてもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５５を通って導光板１０内に入射される。

【0046】

図１０Ｆに示す構造例では、導光板１０の下方に複数の透明樹脂層５６が配置されており、導光板１０と複数の光源１１のそれぞれとの間に透明樹脂層５６が配置されている。したがって、各光源１１が各透明樹脂層５６に埋め込まれている。導光板１０の凹部２０内に光源１１及び透明樹脂層５６が収容されている。導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触している。すなわち、導光板１０と反射層１４とが密着している。導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５６とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２
０の底面２１と透明樹脂層５６とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５６とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５６とが非接触であってもよい。図１０Ｆに示す透明樹脂層５６は、略半球形状であるが、この形状に限定されず、透明樹脂層５６は、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状等の突起形状（凸形状）であってもよい。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５６を通って導光板１０内に入射される。

【0047】

図１０Ｇに示す構造例では、導光板１０の下方に複数の透明樹脂層５７が配置されており、導光板１０と複数の光源１１のそれぞれとの間に透明樹脂層５７が配置されている。したがって、各光源１１が各透明樹脂層５７に埋め込まれている。導光板１０の凹部２０内に光源１１及び透明樹脂層５７が収容されている。導光板１０の反対面３２と反射層１４とが接触している。すなわち、導光板１０と反射層１４とが密着している。導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５７とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０の底面２１と透明樹脂層５７とが非接触であってもよい。導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５７とが接触していてもよいし、導光板１０の凹部２０のテーパ面２３と透明樹脂層５７とが非接触であってもよい。透明樹脂層５７は、２つの略半球形状が繋がった形状である。光源１１から出射された光は、透明樹脂層５７を通って導光板１０内に入射される。

【0048】

図１０Ａ～図１０Ｅに示す構造例では、導光板１０の出光面３１の法線方向から見て、光源１１と導光板１０の凹部２０とが重なっており、導光板１０の凹部２０の下方に光源１１が配置されている。導光板１０と光源１１との間に透明樹脂層５１～５５の何れかを配置することにより、導光板１０の厚みを大きくせずに、導光板１０と光源１１との間の距離を一定に保つことができる。導光板１０の凹部２０内に光源１１を収容せずに、導光板１０と光源１１とを離すことにより、導光板１０内に入射される光の広がりが大きくなる。透明樹脂層５１～５５の厚みは任意である。透明樹脂層５１～５５の厚みを変更することにより、導光板１０と光源１１との間の距離を変更することができる。例えば、光源１１の種類に応じて透明樹脂層５１～５５の厚みを変更することにより、導光板１０と光源１１との間の距離を光源１１の種類に応じた距離にすることができる。

【0049】

図１０Ｆ及び図１０Ｇに示す構造例では、導光板１０の出光面３１の法線方向から見て、光源１１と導光板１０の凹部２０とが重なっており、導光板１０の凹部２０の下方に光源１１が配置されている。導光板１０の凹部２０内に光源１１及び透明樹脂層５６、５７を収容し、導光板１０と光源１１との間の距離を大きくすることにより、導光板１０内に入射される光の広がりが大きくなる。透明樹脂層５６、５７の厚みは任意である。例えば、光源１１の種類に応じて透明樹脂層５６、５７の厚みを変更してもよい。

【0050】

実施形態に示す液晶表示装置は、各種の電子機器に搭載することができる。このような液晶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。実施形態に係る導光板１０、面光源装置１及び液晶表示装置を用いることで、電子機器の小型化、薄型化が可能であると共に、液晶表示装置の輝度ムラを抑制することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 面光源装置
２ 表示パネル
１０ 導光板
１１ 光源
１２ フレーム
１３ 実装基板
１４ 反射層
１５ 拡散シート
１６ プリズムシート
１７ 遮光部材
２０ 凹部
２１ 底面
２２ 開口
２３ テーパ面
３１ 出光面
３２ 反対面
４１～４３ ドットパターン
５１～５７ 透明樹脂層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図10F】

【図10G】