JP2009134903A - 面発光装置、表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を向上させるとともに、薄型化することが可能な面発光装置を提供する。
【解決手段】この面発光装置２０は、光出射面２１ａを有する導光板２１と、導光板２１の厚み方向と略直交する主発光面２３ａを有し、導光板２１の内部に配置されるＬＥＤチップ２３と、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに対向する位置に配置されるとともに、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに対して傾斜した反射面２５ｃおよび２５ｄを有し、かつ、ＬＥＤチップ２３からの光をＡ方向に反射する反射部２５ａと、反射部２５ａのＡ方向の側方に配置されるとともに、Ａ方向と略直交する面に対して傾斜した反射面２５ｆおよび２５ｇを有し、かつ、反射部２５ａからの光を導光板２１の内側に反射する反射部２５ｂとを備えている。
【選択図】図２

Description

この発明は、面発光装置、表示装置および電子機器に関し、特に、光源および導光板を含む面発光装置、表示装置および電子機器に関する。

従来、光源および導光板を含み、液晶表示装置のバックライトとして機能する面発光装置が知られている。

図１３は、従来の一例による面発光装置の構造を示した断面図である。従来の一例による面発光装置１００では、図１３に示すように、光出射面１０１ａを有する導光板１０１と、導光板１０１の背面１０１ｂ側に配置された反射シート１０２と、導光板１０１の縁部の側方に配置された光源１０３と、光源１０３を収納するパッケージ１０４と、パッケージ１０４が実装されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０５とを備えている。また、導光板１０１の光出射面１０１ａ側には、液晶表示パネル１１０が配置されている。

この従来の面発光装置１００では、導光板１０１は、約０．４ｍｍ〜約０．６ｍｍの厚みを有する。光源１０３は、導光板１０１の厚み方向と平行に延びる主発光面１０３ａを有する。そして、光源１０３の主発光面１０３ａから出射した光は、導光板１０１の内部に向かって進行する。

従来の面発光装置１００では、上記のように、光源１０３は、主発光面１０３ａが導光板１０１の厚み方向と平行に延びるように配置されているので、光源１０３の主発光面１０３ａの高さやパッケージ１０４の高さに合わせて、導光板１０１の厚みを大きくする必要があった。このため、面発光装置１００を薄型化するのが困難であるという不都合があった。

この不都合を解消するために、光源を導光板の内部に配置するとともに、光源の主発光面を導光板の厚み方向と略直交するように配置した面発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１４は、上記特許文献１に開示された面発光装置の構造を示した断面図である。図１５は、図１４の矢印Ｄ方向の矢視断面図である。上記特許文献１には、図１４に示すように、光出射面２０１ａおよび背面２０１ｂを有する導光板２０１と、導光板２０１の縁部の背面２０１ｂ側の内部に配置された発光素子（光源）２０２と、発光素子２０２が実装されたフレキシブル基板２０３と、導光板２０１の縁部の光出射面２０１ａ側に配置された反射シート２０４とを備えた面発光装置２００が開示されている。また、導光板２０１の光出射面２０１ａ側には、液晶表示パネル２１０が配置されている。

この面発光装置２００では、発光素子２０２は、導光板２０１の厚み方向と略直交する主発光面２０２ａを有する。反射シート２０４は、発光素子２０２の主発光面２０２ａに対向する位置に、発光素子２０２の主発光面２０２ａと平行に配置されている。そして、発光素子２０２の主発光面２０２ａから出射した光は、反射シート２０４側に進行する。

上記特許文献１の面発光装置２００では、発光素子２０２を、導光板２０１の縁部の内部に配置するとともに、発光素子２０２の主発光面２０２ａを、導光板２０１の厚み方向と略直交するように配置しているので、発光素子２０２の主発光面２０２ａを導光板２０１の厚み方向と平行になるように配置する場合や、発光素子２０２の主発光面２０２ａを導光板２０１の厚み方向と略直交させた状態で、発光素子２０２を導光板２０１の光出射面２０１ａ側または背面２０１ｂ側の外部に配置する場合に比べて、面発光装置２００を薄型化することが可能である。
特開２００１−６７９１７号公報

しかしながら、上記特許文献１の面発光装置２００では、反射シート２０４は、発光素子（光源）２０２の主発光面２０２ａと平行に配置されているので、図１５に示すように、発光素子２０２の主発光面２０２ａから略垂直に出射した光（Ｐ１０１）は、反射シート２０４に反射されて発光素子２０２の主発光面２０２ａやフレキシブル基板２０３に向かって進行する。このため、発光素子２０２の主発光面２０２ａから略垂直に出射した光は、発光素子２０２の主発光面２０２ａやフレキシブル基板２０３で吸収される。

また、発光素子２０２の主発光面２０２ａからＡ方向に傾きをもって出射した光（Ｐ１０２）は、導光板２０１の縁部において、反射シート２０４およびフレキシブル基板２０３で反射を繰り返して導光板２０１の側面に到達し、導光板２０１の側面から外側に漏れる（出射する）。

以上のように、上記特許文献１の面発光装置２００では、発光素子２０２から出射する光の利用効率を向上させることが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、光の利用効率を向上させるとともに、薄型化することが可能な面発光装置、表示装置および電子機器を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による面発光装置は、光出射面を有する導光板と、導光板の厚み方向と略直交する主発光面を有し、導光板の内部に少なくとも一部が配置される光源と、光源の主発光面に対向する位置に配置されるとともに、光源の主発光面に対して傾斜した第１反射面を有し、かつ、光源からの光を導光板の縁部に沿った第１の方向に反射する第１反射部材と、第１反射部材の第１の方向の側方に配置されるとともに、第１の方向と略直交する面に対して傾斜した第２反射面を有し、かつ、第１反射部材からの光を導光板の内側に反射する第２反射部材とを備える。

この第１の局面による面発光装置では、上記のように、光源の主発光面に対向する位置に配置されるとともに、光源の主発光面に対して傾斜した第１反射面を有し、かつ、光源からの光を導光板の縁部に沿った第１の方向に反射する第１反射部材と、第１反射部材の第１の方向の側方に配置されるとともに、第１の方向と略直交する面に対して傾斜した第２反射面を有し、かつ、第１反射部材からの光を導光板の内側に反射する第２反射部材とを備えている。このように構成することによって、光源の主発光面から略垂直に出射した光を、第１反射部材の第１反射面で反射させることにより、第１の方向に進行させることができる。そして、第１反射部材により第１の方向に進行した光、および、光源の主発光面から第１の方向に傾きをもって出射した光を、第２反射部材の第２反射面で反射させることにより、導光板の内側に進行させることができる。これにより、光源の主発光面から略垂直に出射した光や、光源の主発光面から第１の方向に傾きをもって出射した光が、光源の主発光面などで吸収されたり、導光板の側面から外側に漏れる（出射する）のを抑制することができる。その結果、光源から出射する光の利用効率を向上させることができる。

また、第１の局面による面発光装置では、上記のように、導光板の厚み方向と略直交する主発光面を有し、導光板の内部に少なくとも一部が配置される光源を設けることによって、光源の主発光面を導光板の厚み方向と平行になるように配置する場合や、光源の主発光面を導光板の厚み方向と略直交させた状態で、光源を導光板の光出射面側または背面側の外部に配置する場合に比べて、面発光装置を薄型化することができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、第１反射部材の第１反射面の光源の主発光面に対する傾斜角度をθ₁とし、導光板の屈折率をｎとすると、｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₁＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係を満たす。このように構成すれば、例えば、光源が導光板の光出射面側に配置されており、第１反射部材が導光板の背面側に配置されているとすると、光源の主発光面から略垂直に出射した光は、以下のように進行する。具体的には、θ₁＜４５°の場合、光源の主発光面から略垂直に出射した光は、第１反射部の第１反射面により反射されて、２θ₁の入射角で、導光板の光出射面に向かって進行（入射）する。この入射角２θ₁が、２θ₁＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（θ₁＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係）を満たすことにより、光源の主発光面から略垂直に出射した光は、導光板の光出射面および背面で全反射を繰り返しながら、第１の方向に進行する。その一方、θ₁＞４５°の場合、光源の主発光面から略垂直に出射した光は、第１反射部の第１反射面により反射されて、１８０°−２θ₁の入射角で、導光板の背面に向かって進行（入射）する。この入射角１８０°−２θ₁が、１８０°−２θ₁＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₁の関係）を満たすことにより、光源の主発光面から略垂直に出射した光は、導光板の背面および光出射面で全反射を繰り返しながら、第１の方向に進行する。このように、光源の主発光面から略垂直に出射した光を、全反射させながら第１の方向に進行させることができる。これにより、光源の主発光面から略垂直に出射した光が、導光板の縁部において、導光板の主発光面および背面から外側に漏れる（出射する）のを抑制することができるので、光源から出射する光の利用効率をより向上させることができる。また、光源の主発光面から略垂直に出射した光が、導光板の縁部において、導光板の主発光面および背面から外側に漏れる（出射する）のを抑制することができるので、導光板の縁部周辺の部分の輝度が、導光板の縁部周辺以外の部分の輝度よりも大きくなるのを抑制することができるので、輝度の均一性を向上させることができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、第２反射部材の第２反射面の第１の方向と略直交する面に対する傾斜角度をθ₂とし、導光板の屈折率をｎとすると、｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₂＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係を満たす。このように構成すれば、例えば、第１反射部材により反射された光が第１の方向の一方側から他方側に進行するとすると、第２反射部材により反射された光は、以下のように進行する。具体的には、θ₂＜４５°の場合、第２反射部材により反射された光は、第２反射部の第２反射面により反射されて、２θ₂の入射角で、導光板の一方側面に向かって進行（入射）する。この入射角２θ₂が、２θ₂＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（θ₂＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係）を満たすことにより、第２反射部材により反射された光は、導光板の一方側面および他方側面で全反射を繰り返しながら、導光板の内側に進行する。その一方、θ₂＞４５°の場合、第２反射部材により反射された光は、第２反射部の第２反射面により反射されて、１８０°−２θ₂の入射角で、導光板の他方側面に向かって進行（入射）する。この入射角１８０°−２θ₂が、１８０°−２θ₂＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₂の関係）を満たすことにより、第２反射部材により反射された光は、導光板の他方側面および一方側面で全反射を繰り返しながら、導光板の内側に進行する。このように、第２反射部材により反射された光を、全反射させながら導光板の内側に進行させることができる。これにより、第２反射部材により反射された光が、導光板の縁部において、導光板の側面（一方側面および他方側面）から外側に漏れる（出射する）のを抑制することができるので、光源から出射する光の利用効率をより向上させることができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、第１反射部材の第１反射面は、光源からの光を第１の方向の一方側および他方側にそれぞれ反射する一対の反射面を含む。このように構成すれば、一対の反射面を、屈曲した状態で配置することができる。これにより、第１反射部材の第１反射面を、光源からの光を第１の方向の、例えば一方側のみに反射する１つの反射面により構成する場合に比べて、第１反射部材の厚みを小さくすることができる。その結果、面発光装置を薄型化することができる。また、第１反射部材の第１反射面を、光源からの光を第１の方向の一方側および他方側にそれぞれ反射する一対の反射面により構成することによって、光源からの光を、第１の方向の一方側および他方側に分散させた状態で進行させることができる。これにより、輝度の均一性を向上させることができる。

上記第１反射部材の第１反射面が一対の反射面を含む面発光装置において、好ましくは、第１反射部材は、一対の反射面の交線が光源の主発光面の第１の方向の中心に対向するように配置されている。このように構成すれば、光源の主発光面から出射した光を、一対の反射面により、第１の方向の一方側および他方側に均等に反射することができるので、輝度の均一性をより向上させることができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、導光板は、光出射面に対向配置された背面を有し、第１反射部材の少なくとも一部、および、第２反射部材の少なくとも一部は、導光板の光出射面と背面との間に配置されている。このように構成すれば、面発光装置をより薄型化することができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、光源、第１反射部材および第２反射部材は、熱融着により、導光板に一体的に設けられている。このように構成すれば、光源の少なくとも一部、第１反射部材の少なくとも一部、および、第２反射部材の少なくとも一部を、容易に、導光板の内部（光出射面と背面との間）に配置することができるので、面発光装置を、容易に、薄型化することができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、導光板は、光出射面に対向配置された背面を有し、導光板の背面には、第２反射部材により反射された光を光出射面側に導くとともに光出射面から外側に出射させる凸部または凹部が形成されている。このように構成すれば、第２反射部材により反射された光を、容易に、導光板の光出射面から外側に出射させることができるので、光源から出射する光の利用効率を、容易に、向上させることができる。

上記第１の局面による面発光装置において、好ましくは、導光板は、透明または半透明の樹脂により構成されている。このように構成すれば、光源から出射した光が導光板の内部で吸収されるのを抑制することができるので、光源から出射する光の利用効率をより向上させることができる。

この発明の第２の局面による表示装置は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の面発光装置と、面発光装置により照明される表示パネルとを備える。このように構成すれば、光の利用効率を向上させるとともに、薄型化することが可能な表示装置を得ることができる。

この発明の第３の局面による電子機器は、請求項１０に記載の表示装置を備える。このように構成すれば、光の利用効率を向上させるとともに、薄型化することが可能な電子機器を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、光の利用効率を向上させるとともに、薄型化することが可能な面発光装置、表示装置および電子機器を容易に得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態による面発光装置を備えた携帯電話の全体構成を示した正面図である。図２は、本発明の一実施形態による面発光装置を含む液晶表示装置の構造を示した断面図である。図３〜図１２は、図２に示した面発光装置の詳細構造を説明するための図である。図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態による面発光装置２０を備えた携帯電話１の構造について説明する。

本発明の一実施形態による面発光装置２０を備えた携帯電話１は、図１に示すように、面発光装置２０を含む液晶表示装置１０と、液晶表示装置１０を収納する上部筐体２と、下部筐体３と、上部筐体２および下部筐体３の間に配置されたヒンジ部４とを備えている。このヒンジ部４により、携帯電話１が折り畳み可能になっている。上部筐体２には、受話用のスピーカ６が設けられている。下部筐体３には、複数の操作ボタン７と、送話用のマイク８とが設けられている。なお、携帯電話１は、本発明の「電子機器」の一例であり、液晶表示装置１０は、本発明の「表示装置」の一例である。

液晶表示装置１０は、図２に示すように、液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂと、液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂを挟み込む偏光板１２ａおよび１２ｂと、液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂの背面側に配置されたレンズシート１３および拡散シート１４と、拡散シート１４の背面側に配置され、バックライトとして機能する面発光装置２０とによって構成されている。なお、液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂは、本発明の「表示パネル」の一例である。

面発光装置２０は、導光板２１、反射シート２２、複数のＬＥＤチップ２３、ＦＰＣ２４および反射部材２５によって構成されている。なお、ＬＥＤチップ２３は、本発明の「光源」の一例である。

導光板２１は、約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍの厚みに形成されており、透明で優れた光透過性を有するアクリル樹脂からなる。なお、導光板２１は、光透過性および成形性が優れた材料であれば、アクリル樹脂以外の、例えば、ポリカーボネートなどの材料を用いることも可能である。

導光板２１は、ＬＥＤチップ２３からの光を液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂ側に出射する光出射面２１ａと、光出射面２１ａに対向配置された背面２１ｂと、Ａ方向（図３参照）の一方側（矢印Ａ１方向側）に配置された一方側面２１ｃ（図３参照）と、Ａ方向の他方側（矢印Ａ２方向側）に配置された他方側面２１ｄ（図３参照）とを有している。なお、一方側面２１ｃおよび他方側面２１ｄは、本発明の「第１の方向と略直交する面」の一例である。

背面２１ｂには、図２に示すように、反射部材２５の後述する反射部２５ｂにより反射された光を光出射面２１ａ側に導くとともに光出射面２１ａから外側に出射させるプリズムパターン２１ｅが形成されている。このプリズムパターン２１ｅは、図２および図３に示すように、Ａ方向に延びる複数の凹部２１ｆによって形成されている。具体的には、図２に示すように、凹部２１ｆには、背面２１ｂに対して所定の角度だけ傾斜した傾斜面２１ｇが形成されている。そして、反射部材２５の後述する反射部２５ｂなどにより反射された光は、凹部２１ｆの傾斜面２１ｇに反射されることにより、光出射面２１ａ側に導かれるとともに、光出射面２１ａから外側に出射する。なお、Ａ方向は、本発明の「第１の方向」の一例である。

反射シート２２は、導光板２１の背面２１ｂ側に配置されており、導光板２１の背面２１ｂから出射した光を、導光板２１側に反射する機能を有する。

複数のＬＥＤチップ２３およびＦＰＣ２４は、導光板２１の縁部の光出射面２１ａ側に配置されており、反射部材２５は、導光板２１の縁部の背面２１ｂ側に配置されている。

また、複数のＬＥＤチップ２３は、図３に示すように、Ａ方向（導光板２１の縁部に沿った方向）に所定の間隔を隔てて配置されている。また、複数のＬＥＤチップ２３は、図２に示すように、導電パターン（図示せず）が形成されたフィルム状のＦＰＣに実装されている。具体的には、ＬＥＤチップ２３は、電極（図示せず）がＦＰＣ２４の導電パターン（図示せず）に直接ボンディングされている。すなわち、ＬＥＤチップ２３は、ＦＰＣ２４にフリップチップボンディングされている。なお、ＬＥＤチップ２３とＦＰＣ２４との電気的な接続は、Ａｕワイヤーなどを用いたワイヤーボンディングにより行ってもよい。また、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａ上には、蛍光体（図示せず）が塗布されている。この蛍光体は、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに塗布されず、拡散シート１４などに含有させていてもよい。

本実施形態では、複数のＬＥＤチップ２３、ＦＰＣ２４および反射部材２５は、熱融着により、導光板２１に一体的に設けられている。具体的には、導光板２１は、熱プレスにより、ＬＥＤチップ２３と反射部材２５の後述する反射部２５ａとが配置される部分に窪みが形成される。そして、導光板２１に、ＬＥＤチップ２３が実装されたＦＰＣ２４、および、反射部材２５を重ね合わせ、熱プレスにより、導光板２１と、複数のＬＥＤチップ２３、ＦＰＣ２４および反射部材２５とを熱融着させる。これにより、複数のＬＥＤチップ２３、ＦＰＣ２４および反射部材２５が、導光板２１に一体的に設けられる。

また、ＬＥＤチップ２３は、導光板２１の光出射面２１ａと背面２１ｂとの間に配置されている。すなわち、ＬＥＤチップ２３は、全体が導光板２１の内部に埋め込まれている。

また、本実施形態では、ＬＥＤチップ２３は、主発光面２３ａが導光板２１の光出射面２１ａおよび背面２１ｂと略平行になるように配置されている。すなわち、ＬＥＤチップ２３は、主発光面２３ａが導光板２１の厚み方向と略直交するように配置されている。

また、本実施形態では、反射部材２５は、導光板２１の光出射面２１ａと背面２１ｂとの間に配置されている。

ここで、本実施形態では、図４および図５に示すように、反射部材２５は、複数のＬＥＤチップ２３（図４参照）の主発光面２３ａ（図２参照）に対向する位置にそれぞれ配置された複数の反射部２５ａと、複数の反射部２５ａのＡ方向の側方に配置された複数の反射部２５ｂとによって構成されている。なお、反射部２５ａは、本発明の「第１反射部材」の一例であり、反射部２５ｂは、本発明の「第２反射部材」の一例である。

本実施形態では、反射部２５ａは、図５および図６に示すように、二等辺三角形状の断面を有するとともに、ＬＥＤチップ２３（図６参照）の主発光面２３ａに対向配置された一対の反射面２５ｃおよび２５ｄを含んでいる。このように、反射面２５ｃおよび２５ｄは、屈曲した状態で配置されている。なお、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄは、本発明の「第１反射面」および「一対の反射面」の一例である。

また、図８に示すように、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄのＢ方向（Ａ方向と直交する方向）の長さＬ１は、ＬＥＤチップ２３のＢ方向の長さＬ２よりも大きい。また、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄを合わせたＡ方向の長さＬ３は、ＬＥＤチップ２３のＡ方向の長さＬ４よりも大きい。

また、反射部２５ａは、図６に示すように、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄの交線（二等辺三角形状の頂点）２５ｅが、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａのＡ方向の中心に対向するように配置されている。

また、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄは、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａや導光板２１の背面２１ｂに対して傾斜している。具体的には、反射面２５ｃは、Ａ方向の一方側（矢印Ａ１方向側）に向かうに従って導光板２１の背面２１ｂに近づくように傾斜している。そして、反射面２５ｃは、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光（Ｐ１）を、Ａ方向の一方側（矢印Ａ方向側）に反射する機能を有する。また、反射面２５ｄは、Ａ方向の他方側（矢印Ａ２方向側）に向かうに従って導光板２１の背面２１ｂに近づくように傾斜している。そして、反射面２５ｄは、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光（Ｐ１）を、Ａ方向の他方側（矢印Ａ２方向側）に反射する機能を有する。

このように、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄを、屈曲した状態で配置し、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａからの光を、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄにより、矢印Ａ１方向側および矢印Ａ２方向側に反射するように構成することによって、例えば図１２に示すように、反射部２５ｈを、ＬＥＤチップ２３からの光（Ｐ１１）を矢印Ａ１方向側のみに反射する１つの反射面２５ｉにより形成する場合に比べて、反射部２５ａの厚みを小さくすることが可能である。

また、本実施形態では、図６に示すように、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄは、導光板２１の光出射面２１ａおよび背面２１ｂに対する傾斜角度（ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに対する傾斜角度）をθ₁とし、導光板２１の屈折率をｎとすると、｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₁＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係を満たすように形成されている。

具体的には、θ₁＜４５°の場合、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光（Ｐ１）は、反射面２５ｃおよび２５ｄにより反射されて、α₁（＝２θ₁）の入射角で、導光板２１の光出射面２１ａに向かって進行（入射）する。この入射角α₁（＝２θ₁）が、α₁（＝２θ₁）＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（θ₁＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係）を満たすことにより、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光（Ｐ１）は、導光板２１の光出射面２１ａおよび背面２１ｂで全反射を繰り返しながら、Ａ方向の一方側（矢印Ａ１方向側）または他方側（矢印Ａ２方向側）に進行する。

その一方、θ₁＞４５°の場合、図７に示すように、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光（Ｐ２）は、反射面２５ｃおよび２５ｄにより反射されて、α₂（＝１８０°−２θ₁）の入射角で、導光板２１の背面２１ｂに向かって進行（入射）する。この入射角α₂（＝１８０°−２θ₁）が、α₂（＝１８０°−２θ₁）＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₁の関係）を満たすことにより、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光（Ｐ２）は、導光板２１の背面２１ｂおよび光出射面２１ａで全反射を繰り返しながら、Ａ方向の一方側または他方側に進行する。

導光板２１の屈折率ｎが、例えば１．４９である場合、傾斜角度θ₁は、６８．９２°＞θ₁＞２１．０８°の関係を満たせばよい。また、傾斜角度θ₁が小さくなるに従って、反射部２５ａの高さ（厚み）が小さくなり、導光板２１を薄型化することが可能である。このため、傾斜角度θ₁は、２１．１°程度であることが望ましい。

一方、反射部２５ｂは、図３および図５に示すように、反射部２５ａのＡ方向の側方に配置された一対の反射面２５ｆおよび２５ｇを含んでいる。なお、反射面２５ｆおよび２５ｇは、本発明の「第２反射面」の一例である。

一対の反射面２５ｆおよび２５ｇは、Ａ方向と略直交する面（例えば、導光板２１の一方側面２１ｃや他方側面２１ｄ（図３参照））に対して傾斜している。具体的には、図８に示すように、反射面２５ｆは、矢印Ｂ１方向に向かうに従って導光板２１の一方側面２１ｃに近づくように傾斜している。そして、反射面２５ｆは、反射部２５ａの反射面２５ｃに反射された光（Ｐ３）を、導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に反射する機能を有する。同様に、反射面２５ｇは、矢印Ｂ１方向に向かうに従って導光板２１の他方側面２１ｄ（図３参照）に近づくように傾斜している。そして、反射面２５ｇは、反射部２５ａの反射面２５ｄに反射された光を、導光板２１の内側（矢印Ｂ２方向側）に反射する機能を有する。

また、本実施形態では、一対の反射面２５ｆおよび２５ｇは、Ａ方向と略直交する面（例えば、導光板２１の一方側面２１ｃや他方側面２１ｄ）に対する傾斜角度をθ₂とし、導光板２１の屈折率をｎとすると、｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₂＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係を満たすように形成されている。

具体的には、θ₂＞４５°の場合、反射部２５ａの反射面２５ｃにより反射された光（Ｐ３）は、反射部２５ｂの反射面２５ｆにより反射されて、α₃（＝１８０°−２θ₂）の入射角で、導光板２１の一方側面２１ｃに向かって進行（入射）する。この入射角α₃（＝１８０°−２θ₂）が、α₃（＝１８０°−２θ₂）＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₂の関係）を満たすことにより、反射部２５ａの反射面２５ｃにより反射された光（Ｐ３）は、導光板２１の一方側面２１ｃおよび他方側面２１ｄで全反射を繰り返しながら、導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に進行する。なお、反射部２５ａの反射面２５ｄにより反射された光も、同様にして、全反射を繰り返しながら、導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に進行する。

その一方、θ₂＜４５°の場合、図９に示すように、反射部２５ａの反射面２５ｃにより反射された光（Ｐ４）は、α₄（＝２θ₂）の入射角で、導光板２１の他方側面２１ｄに向かって進行（入射）する。この入射角α₄（＝２θ₂）が、α₄（＝２θ₂）＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）の関係（θ₂＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係）を満たすことにより、反射部２５ａの反射面２５ｃにより反射された光（Ｐ４）は、導光板２１の他方側面２１ｄおよび一方側面２１ｃで全反射を繰り返しながら、導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に進行する。なお、反射部２５ａの反射面２５ｄにより反射された光も、同様にして、全反射を繰り返しながら、導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に進行する。

導光板２１の屈折率ｎが、例えば１．４９である場合、傾斜角度θ₂は、６８．９２°＞θ₁＞２１．０８°の関係を満たせばよい。ここで、傾斜角度θ₂がθ₂＞４５°の場合、反射部２５ｂに反射された光は、拡がるように進行する。その一方、傾斜角度θ₂がθ₂＜４５°の場合、反射部２５ｂに反射された光は、絞られるように進行する。このため、θ₂＜４５°の場合、図１０に示すように、明るい部分（Ｑ１）と暗い部分（Ｑ２）との輝度の差が大きくなるので、傾斜角度θ₂は、４５°よりも大きい方が望ましい。また、傾斜角度θ₂が４５°よりも大きい場合、傾斜角度θ₂が大きくなる程、輝度の均一性を向上させることが可能であるので、傾斜角度θ₂は、６８．９°程度であることがより望ましい。

また、傾斜角度θ₂を、４５°よりも大きくする（６８．９°程度にする）ことによって、反射部２５ｂ（反射部材２５）のＢ方向の長さを小さくすることが可能であるので、面発光装置２０を小型化することが可能である。

また、反射部２５ａおよび２５ｂに反射され導光板２１の内側に進行した光は、図１１に示すように、導光板２１の背面２１ｂに形成されたプリズムパターン２１ｅの凹部２１ｆにより、導光板２１の光出射面２１ａ側に導かれるとともに、光出射面２１ａから液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂ（図２参照）側に出射する。

なお、上記の説明では、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光が反射部２５ａおよび２５ｂにより反射されて導光板２１の内側に進行する状態について説明したが、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａからＡ方向に傾きをもって出射した光も、同様に、反射部２５ａや２５ｂにより反射されて導光板２１の内側に進行する。そして、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａからＡ方向に傾きをもって出射した光は、反射シート２２や、導光板２１の背面２１ｂのプリズムパターン２１ｅなどに反射されることにより、導光板２１の光出射面２１ａ側に導かれるとともに、光出射面２１ａから液晶表示パネル１１ａおよび１１ｂ側に出射する。

本実施形態では、上記のように、反射部２５ａに、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに対向する位置に、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに対して傾斜した反射面２５ｃおよび２５ｄを設け、ＬＥＤチップ２３からの光を、反射部２５ａ（反射面２５ｃおよび２５ｄ）により、Ａ方向（導光板２１の縁部に沿った方向）に反射させ、かつ、反射部２５ｂに、反射部２５ａのＡ方向の側方に、Ａ方向と略直交する面（例えば、導光板２１の一方側面２１ｃや他方側面２１ｄ）に対して傾斜した反射面２５ｆおよび２５ｇを設け、反射部２５ａからの光を、反射部２５ｂ（反射面２５ｆおよび２５ｇ）により、導光板２１の内側に反射させる。このように構成することによって、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光を、反射部２５ａの反射面２５ｃおよび２５ｄで反射させることにより、Ａ方向に進行させることができる。そして、反射部２５ａによりＡ方向に進行した光、および、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａからＡ方向に傾きをもって出射した光を、反射部２５ｂの反射面２５ｆおよび２５ｇで反射させることにより、導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に進行させることができる。これにより、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光や、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａからＡ方向に傾きをもって出射した光が、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａなどで吸収されたり、導光板２１の一方側面２１ｃおよび他方側面２１ｄから外側に漏れる（出射する）のを抑制することができる。その結果、ＬＥＤチップ２３から出射する光の利用効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、導光板２１の厚み方向と略直交する主発光面２３ａを有し、導光板２１の内部に配置されるＬＥＤチップ２３を設けることによって、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａを導光板２１の厚み方向と平行になるように配置する場合や、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａを導光板２１の厚み方向と略直交させた状態でＬＥＤチップ２３を導光板２１の光出射面２１ａ側または背面２１ｂ側の外部に配置する場合に比べて、面発光装置２０を薄型化することができる。

また、本実施形態では、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄのＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａに対する傾斜角度（導光板２１の光出射面２１ａおよび背面２１ｂに対する傾斜角度）θ₁とし、導光板２１の屈折率をｎとすると、｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₁＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係を満たすように構成することによって、上述したように、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光を、全反射させながらＡ方向（矢印Ａ１方向側または矢印Ａ２方向側）に進行させることができる。これにより、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光が、導光板２１の縁部において、導光板２１の主発光面２３ａおよび背面２１ｂから外側に漏れる（出射する）のを抑制することができるので、ＬＥＤチップ２３から出射する光の利用効率をより向上させることができる。また、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから略垂直に出射した光が、導光板２１の縁部において、導光板２１の主発光面２３ａおよび背面２１ｂから外側に漏れる（出射する）のを抑制することができるので、導光板２１の縁部周辺の部分の輝度が、導光板２１の縁部周辺以外の部分の輝度よりも大きくなるのを抑制することができるので、輝度の均一性を向上させることができる。

また、本実施形態では、反射部２５ｂの反射面２５ｆおよび２５ｇのＡ方向と略直交する面（例えば、導光板２１の一方側面２１ｃや他方側面２１ｄ）に対する傾斜角度をθ₂とし、導光板２１の屈折率をｎとすると、｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₂＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２の関係を満たすように構成することによって、上述したように、反射部２５ｂにより反射された光を、全反射させながら導光板２１の内側（矢印Ｂ１方向側）に進行させることができる。これにより、反射部２５ｂにより反射された光が、導光板２１の縁部において、導光板２１の一方側面２１ｃおよび他方側面２１ｄから外側に漏れる（出射する）のを抑制することができるので、ＬＥＤチップ２３から出射する光の利用効率をより向上させることができる。

また、本実施形態では、反射部２５ａに、ＬＥＤチップ２３からの光を矢印Ａ１方向側および矢印Ａ２方向側にそれぞれ反射する一対の反射面２５ｃおよび２５ｄを設けることによって、ＬＥＤチップ２３からの光を、矢印Ａ１方向側または矢印Ａ２方向側に分散させた状態で進行させることができる。これにより、輝度の均一性を向上させることができる。

また、本実施形態では、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄの交線２５ｅがＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａのＡ方向の中心に対向するように、反射部２５ａを配置することによって、ＬＥＤチップ２３の主発光面２３ａから出射した光を、一対の反射面２５ｃおよび２５ｄにより、矢印Ａ１方向側または矢印Ａ２方向側に均等に反射することができるので、輝度の均一性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、反射部材２５（反射部２５ａおよび２５ｂ）を、導光板２１の光出射面２１ａと背面２１ｂとの間に配置することによって、面発光装置２０をより薄型化することができる。

また、本実施形態では、導光板２１の背面２１ｂに、反射部２５ｂなどにより反射された光を光出射面２１ａ側に導くとともに光出射面２１ａから外側に出射させる凹部２１ｆ（プリズムパターン２１ｅ）を設けることによって、反射部２５ｂなどにより反射された光を、容易に、導光板２１の光出射面２１ａから外側に出射させることができるので、ＬＥＤチップ２３から出射する光の利用効率を、容易に、向上させることができる。

また、本実施形態では、導光板２１を、透明のアクリル樹脂により構成することによって、ＬＥＤチップ２３から出射した光が導光板２１の内部で吸収されるのを抑制することができるので、ＬＥＤチップ２３から出射する光の利用効率をより向上させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明を、携帯電話に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、携帯電話以外の、例えば液晶テレビジョン受像機などに適用してもよい。

また、上記実施形態では、反射部２５ａ（第１反射部材）と、反射部２５ｂ（第２反射部材）とを１つの反射部材２５により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、第１反射部材と第２反射部材とを、別体で設けてもよい。

また、反射面２５ｃおよび２５ｄを、傾斜角度θ₁が４５°よりも大きくなるように形成してもよいし、反射面２５ｆおよび２５ｇを、傾斜角度θ₂が４５°よりも小さくなるように形成してもよい。

また、上記実施形態では、ＬＥＤチップ全体を、導光板の内部に埋め込んだ例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤチップの少なくとも一部が、導光板の内部に埋め込まれていればよい。

また、上記実施形態では、ＬＥＤチップからの光が矢印Ａ１方向側および矢印Ａ２方向側にそれぞれ反射するように、反射部材を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤチップからの光が矢印Ａ１方向側または矢印Ａ２方向側のいずれか一方に反射するように、反射部材を構成してもよい。

また、上記実施形態では、導光板の背面に凹部からなるプリズムパターンを形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、導光板の背面に凸部からなるプリズムパターンを形成してもよい。また、凸部や凹部をシボ加工などにより形成することも可能である。

本発明の一実施形態による面発光装置を備えた携帯電話の全体構成を示した正面図である。 本発明の一実施形態による面発光装置を含む液晶表示装置の構造を示した断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の導光板および反射部材の構造を示した平面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の導光板および反射部材の構造を示した斜視図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部材の構造を示した斜視図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部の傾斜角度θ₁が４５°よりも小さい状態を示した矢印Ｃ方向の矢視断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部の傾斜角度θ₁が４５°よりも大きい状態を示した矢印Ｃ方向の矢視断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部の傾斜角度θ₂が４５°よりも大きい状態を示した平面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部の傾斜角度θ₂が４５°よりも小さい状態を示した平面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部の傾斜角度θ₂が４５°よりも小さい状態を示した平面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置の反射部材により反射された光が導光板の光出射面から出射する状態を示した断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態による面発光装置のＬＥＤチップからの光を矢印Ａ１方向側のみに反射する場合における反射部材の構造を示した矢印Ｃ方向の矢視断面図である。 従来の一例による面発光装置の構造を示した断面図である。 特許文献１に開示された面発光装置の構造を示した断面図である。 図１４の矢印Ｄ方向の矢視断面図である。

符号の説明

１ 携帯電話（電子機器）
１０ 液晶表示装置（表示装置）
１１ａ、１１ｂ 液晶表示パネル（表示パネル）
２０ 面発光装置
２１ 導光板
２１ａ 光出射面
２１ｂ 背面
２１ｃ 一方側面（第１の方向と略直交面）
２１ｄ 他方側面（第１の方向と略直交面）
２１ｆ 凹部
２３ ＬＥＤチップ（光源）
２３ａ 主発光面
２５ａ、２５ｈ 反射部（第１反射部材）
２５ｂ 反射部（第２反射部材）
２５ｃ、２５ｄ 反射面（第１反射面、一対の反射面）
２５ｅ 交線
２５ｆ、２５ｇ 反射面（第２反射面）
２５ｉ 反射面（第１反射面）
θ₁、θ₂ 傾斜角度

Claims (11)

1. 光出射面を有する導光板と、
   前記導光板の厚み方向と略直交する主発光面を有し、前記導光板の内部に少なくとも一部が配置される光源と、
   前記光源の主発光面に対向する位置に配置されるとともに、前記光源の主発光面に対して傾斜した第１反射面を有し、かつ、前記光源からの光を前記導光板の縁部に沿った第１の方向に反射する第１反射部材と、
   前記第１反射部材の前記第１の方向の側方に配置されるとともに、前記第１の方向と略直交する面に対して傾斜した第２反射面を有し、かつ、前記第１反射部材からの光を前記導光板の内側に反射する第２反射部材とを備えることを特徴とする面発光装置。
2. 前記第１反射部材の第１反射面の前記光源の主発光面に対する傾斜角度をθ₁とし、前記導光板の屈折率をｎとすると、
   ｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₁＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
3. 前記第２反射部材の第２反射面の前記第１の方向と略直交する面に対する傾斜角度をθ₂とし、前記導光板の屈折率をｎとすると、
   ｛１８０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２＞θ₂＞｛ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）｝／２
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の面発光装置。
4. 前記第１反射部材の第１反射面は、前記光源からの光を前記第１の方向の一方側および他方側にそれぞれ反射する一対の反射面を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面発光装置。
5. 前記第１反射部材は、前記一対の反射面の交線が前記光源の主発光面の前記第１の方向の中心に対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の面発光装置。
6. 前記導光板は、前記光出射面に対向配置された背面を有し、
   前記第１反射部材の少なくとも一部、および、前記第２反射部材の少なくとも一部は、前記導光板の前記光出射面と前記背面との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面発光装置。
7. 前記光源、前記第１反射部材および前記第２反射部材は、熱融着により、前記導光板に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の面発光装置。
8. 前記導光板は、前記光出射面に対向配置された背面を有し、
   前記導光板の背面には、前記第２反射部材により反射された光を前記光出射面側に導くとともに前記光出射面から外側に出射させる凸部または凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の面発光装置。
9. 前記導光板は、透明または半透明の樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の面発光装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の面発光装置と、
    前記面発光装置により照明される表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置。
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。

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