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審決分類 |
審判 訂正 ただし書き2号誤記又は誤訳の訂正 訂正する F21S |
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管理番号 | 1276565 |
審判番号 | 訂正2013-390046 |
総通号数 | 165 |
発行国 | 日本国特許庁(JP) |
公報種別 | 特許審決公報 |
発行日 | 2013-09-27 |
種別 | 訂正の審決 |
審判請求日 | 2013-03-27 |
確定日 | 2013-06-15 |
訂正明細書 | 有 |
事件の表示 | 特許第5077715号に関する訂正審判事件について、次のとおり審決する。 |
結論 | 特許第5077715号に係る明細書、特許請求の範囲を本件審判請求書に添付された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり訂正することを認める。 |
理由 |
第1 手続の経緯 本件審判の請求に係る特許第5077715号(以下「本件特許」という。)の経緯は次のとおりである。 特願2007-17304号(以下「原出願」という。)出願 平成19年 1月29日 特願2010-35820号(以下「本件出願」という。)出願 平成22年 2月22日 出願公開(特開2010-177193号公報)) 平成22年 8月12日 特許査定 平成24年 8月 2日 特許掲載公報発行 平成24年11月21日 訂正審判請求 平成25年 3月27日 第2 請求の趣旨及び訂正の内容 本件審判の請求の趣旨は、本件特許の明細書(以下、「本件明細書」という。)及び特許請求の範囲を、本件審判請求書に添付した訂正明細書、特許請求の範囲のとおりに訂正しようとするものであって、その訂正の内容は以下のとおりのものと認める。(以下、下線部は訂正箇所を示すものであって、請求人が付したものである。) (1)訂正事項1 特許請求の範囲の請求項1に「前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており」とあるのを、「前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記境界面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており」に訂正する。 (2)訂正事項2 本件明細書の段落【0008】に「前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており」とあるのを、「前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記境界面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており」に訂正する。 (3)訂正事項3 本件明細書の段落【0015】に「隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記出射面側における間隔よりも小さくなっている」とあるのを、「隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記境界面側における間隔よりも小さくなっている」に訂正する。 第3 当審の判断 (1)訂正事項1について 願書に最初に添付した特許請求の範囲の請求項1には「前記境界面」と記載されており、また、本件明細書の記載を参照しても、本件特許の訂正前の特許請求の範囲の請求項1の「前記出射面」は、「前記境界面」の誤記と判断するのが相当である。さらに、訂正前の特許請求の範囲の請求項1における「前記出射面」との記載は、請求項1中に「出射面」の先行する記載がないことから誤記であると理解できる。 また、訂正事項1は、願書に最初に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。 (2)訂正事項2について 訂正事項2は、上記訂正事項1との整合を図るべく、本件明細書の段落【0008】の記載を訂正するものであるから、訂正事項1と同様に、誤記の訂正を目的とするものである。 また、訂正事項2は、願書に最初に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。 (3)訂正事項3について 訂正事項3は、上記訂正事項1との整合を図るべく、本件明細書の段落【0015】の記載を訂正するものであるから、訂正事項1と同様に、誤記の訂正を目的とするものである。 また、訂正事項3は、願書に最初に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。 (4)独立特許要件について 訂正後の請求項1に係る発明について、特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由を発見しない。 第4 むすび 以上のとおり、上記訂正事項1?3は、特許法第126条第1項ただし書第2号に掲げる事項を目的とし、かつ同条第5項乃至第7項の規定に適合するので適法な訂正と認める。 よって、結論のとおり審決する。 |
発明の名称 |
(54)【発明の名称】 導光板 【発明の詳細な説明】 【技術分野】 【0001】 本発明は、導光板に関し、特に、光源からの光を入射して表示素子等を照明する導光板に関する。 【背景技術】 【0002】 携帯電話や携帯情報端末等に備える液晶表示装置にあっては、表示部を明るく照明するためのバックライト装置が使用されている。このバックライト装置は、表示部である液晶パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の側方に配置される発光素子(LED)や冷陰極管等の光源とによって構成されている。このような構成からなるバックライト装置は、導光板の側面から光を入射させるため、導光板の厚み方向に光源を配置しなくてよいので、装置全体を薄型化することができるという利点がある。 【0003】 ところで、近年においては、薄型の携帯電話やデジカメ等に液晶表示装置が搭載されることが多くなり、バックライト装置の小型化の要求が厳しくなっている。これに応じて導光板の薄型化が進んでいるが、光源として用いるLEDは、導光板の厚みと同程度に小型化することは困難であるという実情がある。しかるに、一般的にLEDの発光特性は指向性が低く、広角度に放射状に出射光が広がるものもあるため、LEDからの出射光をいかにして薄い導光板に効率的に入射させるかが問題となっている。 【0004】 ここで、特許文献1においては、導光板の本体部から上方に向けて45度以下の角度に傾斜させた傾斜面が形成された受光部を設けたバックライト装置が開示されている。又、この傾斜面に対して略直角に傾斜させた受光面を設けており、かかる受光面に光源の発光面が平行になるように傾斜させることでバックライト装置の薄型化を図る技術が開示されている。 【先行技術文献】 【特許文献】 【0005】 【特許文献1】特開2003-121840号公報 【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】 【0006】 しかるに、前者の場合には、傾斜面に入射させた光が必ずしも全反射とならないため、傾斜面における反射率を増大させるために、傾斜面に反射膜を被覆している。しかしながら、反射膜の被覆を行うと導光板の製造工程が複雑となる。又、反射膜の特性上、それに吸収される光も少なくないので、光の利用効率が低下するという問題もある。更に、後者の場合には、バックライト装置の薄型化には寄与できるが、導光板の本体部の更なる薄型化のために、受光部において入射光の反射回数が数多くなるような際などに、光の利用効率がやはり低下するという問題がある。 【0007】 本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光源からの光を入射して表示素子等を照明する際に、光の利用効率を高めることができる導光板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】 【0008】 請求項1に記載の導光板は、発光素子からの光を入射する入射部と、入射した光を外部に出射する出射部とを一体的に形成した導光板であって、 前記入射部は、前記発光素子からの光を入射するための入射面と、前記入射部と前記出射部との境界を定め且つ前記入射部から前記出射部に向かう光が通過する境界面と、前記入射面と前記境界面とに交差する方向に延在し且つ互いに対向する天面及び底面とを有し、 前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記境界面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、 前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記境界面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられており、 前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記境界面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記発光素子から出射され前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であり、 前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記境界面側に向かって延在する交差部を有する一対の傾斜面を複数対有し、該複数対の傾斜面は、前記導光板の厚み方向に見て、前記発光素子の出射面の法線の方向に沿って交差部が延在する傾斜面対と、当該傾斜面対の両側に配列された傾斜面とを含み、 隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記境界面側における間隔よりも小さくなっており、 前記出射部は、前記境界面と交差する方向に延在する出射面を有し、 前記交差部における一対の傾斜面のなす角度をβとしたときに、下記条件式(4)を満たすことを特徴とする。 100°≦β≦170° (4) 【0009】 本発明の導光板によれば、前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記出射面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しているので、薄い導光板に対しても、それより厚みのある光源からの光を良好に案内することができる。又、前記光源の発光特性が低い場合、前記光源から出射された光の一部が、互いに傾斜した前記天面と前記底面とで反射を繰り返す内に全反射条件を満たさなくなり、前記天面又は前記底面から外方に洩れ出る恐れがある。これに対し、本発明においては、前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記境界面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられているので、前記入射面より入射した光が、互いに傾斜した前記天面と前記底面とで反射を繰り返しても全反射条件を満たしやすくなり、それにより前記天面又は前記底面から外方に洩れ出る光を抑制して光の利用効率を高めることができる。なお、「境界面」とは、外部に対して露出した面ではなく、前記入射部と前記出射部との境界を定める概念上の面をいうものとする。 【0010】 更に、本発明によれば、前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記境界面側に向かって延在し前記導光板の厚さ方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記光源から出射され前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であることを特徴とするので、全反射条件を満たしやすくなる。 【0015】 本発明によれば、前記光洩れ低減形状は、隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記境界面側における間隔よりも小さくなっていることを特徴とするので、前記入射面より入射した光の進行方向を制御することが容易になり、前記境界面での照度分布や輝度分布等各種特性を目的に合わせて制御することが可能になるため、境界面における照度ムラが低減される。 【0017】 前記交差部における一対の傾斜面のなす角βが条件式(4)を満たす場合、入射部に入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため光利用効率を高めることができ、例えば傾斜面がない場合と比較し、約1.2倍もしくはそれ以上の光利用効率を実現出来る。特に、βが170°以下であれば、光線の進行方向の制御効果を高め、十分な光利用効率を得ることができる。一方、βが100°以上であれば、各傾斜面の先端部が欠けにくい形状となり製造が容易になると共に、導光板に破片等が付着しにくいので、不要な散乱の影響などが抑制され、十分な光利用効率を得ることが出来る。尚、好ましくは、βが以下の式を満たすようにすれば、傾斜面がない場合と比較し、約1.3倍もしくはそれ以上の光利用効率を実現出来る。 116°≦β≦165° (4’) 【発明の効果】 【0036】 本発明によれば、光源からの光を入射して表示素子等を照明する際に、光の利用効率を高めることができる導光板を提供することができる。 【図面の簡単な説明】 【0037】 【図1】本実施の形態にかかる導光板を含むバックライト装置の断面図である。 【図2】図1のバックライト装置をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。 【図3】入射部4INの概略斜視図である。 【図4】光洩れ低減形状を説明するための図である。 【図5】本発明者の行ったシミュレーション結果を示す図である。 【図6】図6(a)は、入射部4INの側面図であり、図6(b)は、入射部4INの上面図であり、図6(c)は、一対の斜面4g、4hを出射面側に向かってみた拡大図である。 【図7】本実施の形態の変形例にかかる入射部の側面図である。 【図8】本実施の形態の変形例にかかる入射部のプリズムを拡大して示す図である。 【図9】本実施の形態の変形例にかかる入射部の上面図である。 【図10】別な実施の形態にかかる入射部の斜視図である。 【図11】図10に示す入射部の上面図である。 【図12】発明者が行ったシミュレーションの結果を示す図である。 【図13】本実施の形態にかかる導光板4を示す側面図である。 【図14】別な実施の形態にかかる導光板4を示す斜視図である。 【図15】図14に示す実施の形態を側方から見た図である。 【図16】本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。 【図17】更に別な実施の形態にかかる導光板4を示す斜視図である。 【図18】図17に示す実施の形態を側方から見た図である。 【図19】本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。 【図20】別な変形例にかかる導光板4の側面図である。 【図21】別な変形例にかかる導光板4の側面図である。 【発明を実施するための形態】 【0038】 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる導光板を含むバックライト装置BLの断面図であり、図2は、図1のバックライト装置BLをII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図1、2において、筐体1内には、3つの光源であるLED2と導光板4とが配置されている。PC、PMMAなどの透明な樹脂を素材とする導光板4は、薄い板状の出射部4OTと、LED2と出射部4OTとの間に配置された入射部4INとから一体的に形成されている。入射部4INは、出射部4OTの光源側の面から台形板状に3つ(図2参照)突出してなる。出射部4OTの上面となる出射面4kには、微細な凸部(又は凹部)3が形成されている。光散乱部である凸部3は、LED2から遠ざかるに従って大きく(高く)なっており、又その配置間隔が狭まっており、それにより導光板4の出射面4kから照射される光を全体的に均一に近づけることができる。更に、導光板4の出射面4kには拡散板5が配置され、拡散板5の上面には液晶表示素子6が配置されている。尚、バックライト装置BLは、LED2と、導光板4と、拡散板5とから構成される。LED2は導光板4に一体的に取り付けられていても良い。 【0039】 図1、2において、LED2から出射された光は、導光板4の入射部4INによって、出射部4OT内に導かれ、その出射面4kから拡散板5を介して液晶表示素子6の下面に向かって均一に照射されるようになっている。 【0040】 図3は、導光板4の1つの入射部4INの近傍を示す概略斜視図である。なお、図3において、導光板4の厚み方向を上下方向(Y方向)とし、導光板4の幅方向を左右方向(X方向)とする。入射部4INは、天面4aと、底面4bと、側面4c、4dと、これらに交差する入射面4eとを有している。なお、入射部4INと出射部4OTとの概念上の境界として、ここでは入射面4eに平行となるように定めた面を境界面4fとするが、これは外部に露出していない。 【0041】 入射面4eはLED2の出射面2a(図1参照)に接触又は近接配置されている。入射面4eの上下方向の寸法D1は、境界面4fの上下方向の寸法D2よりも大きくなっており、また入射面4eの左右方向の寸法L1は、境界面4fの左右方向の寸法L2よりも小さくなっている。かかる形状を有するので、入射部4INは、LED2から出射された光を薄い出射部4OTに案内することができる。 【0042】 更に、入射部4INは、天面4aに光洩れ低減形状4Mを形成している。ここで、入射面4eの上下方向の寸法D1とは、光洩れ低減形状を除いた入射部4INの入射面4e側の上下方向の寸法を表し、境界面4fの上下方向の寸法D2とは、光洩れ低減形状を除いた入射部4INの境界面4f側の上下方向の寸法を表す。次に、本実施の形態にかかる光洩れ低減形状について説明する。 【0043】 図4は、光洩れ低減形状を説明するための図である。図4において、入射部4INの底面4bに直交する面としてYZ平面(仮想平面とする)を定める。YZ平面は、導光板4の幅方向におけるLED2の中心を通り且つ導光板4の厚さ方向に沿って延在するものとする。ここで、点線で示す天面4A’が底面4bに対して境界面4f側に向かうに従って狭くなるように傾斜しているものとする。かかる場合、YZ平面の手前側の縁から出射され、YZ平面に沿って進む光は、入射角が小さい間は全反射条件が成り立つため、点線矢印で示すように点Aにおいて天面4A’により反射され、続いて点B’において底面4bにより反射され、反射後においてもYZ平面から離れることはない。しかるに、天面4A’が底面4bに対して境界面4f側に傾斜しているので、点Aにおける入射角θ1よりも、点Bにおける入射角θ2’の方が大きくなる。従って、反射を繰り返すうちに、いずれかの入射角が閾値を超えると全反射条件が崩れ、光は天面4A’又は底面4bを通過して外部に洩れ出す恐れがある。 【0044】 ここで、光洩れ低減形状として、底面4bに対して境界面4f側に傾斜しているのみならず、右側面側にも狭くなるように傾斜した天面4Aを設けた構成を考える(実線参照)。図4の例では、天面4A’、4Aの交差位置において、YZ平面が交差しているものとする。かかる構成によれば、YZ平面の手前側の縁から出射され、YZ平面に沿って進む光は、実線矢印で示すように点Aにおいて天面4Aにより反射され、続いて点B’とは異なる点Bにおいて底面4bにより反射されるが、点BはYZ平面内に存在していない。これを言い換えると、点Aにおいて天面4Aにより反射された光は、YZ平面に直交するX方向成分を持ち、YZ平面から離れる方向に進み、点B’より離れた点Bに入射することとなる。従って、天面4A’を用いた場合も、天面4Aを用いた場合も、点Aにおける入射角θ1が同一であるとした場合、点Bにおける入射角θ2は、点B’における入射角θ2’よりも小さくなり、これによって、天面4Aを用いた場合には天面4A’を用いた場合より反射を繰り返しても全反射条件を満たす可能性が高まることとなる。 【0045】 但しこの効果は、YZ平面に沿って、或いはYZ平面内に平行な平面に沿って光漏れ低減形状に入射する光線、つまりY方向及びZ方向の成分のみをもつ入射光線に限られるものではない。Y方向、Z方向に加えX方向の成分をもつ入射光線についても同様の効果が得られる。すなわち、入射光線のY方向成分の一部又は全てが前記天面4AによってX方向又はZ方向に変換される結果、光線が全反射条件を満たす可能性が高まる。 【0046】 このように、光洩れ低減形状は、入射部4INの天面4a及び底面4bのいずれか一方を側面4c又は4dの上下方向(高さ方向)の幅が狭くなる方向に一様に傾斜させることだけでも、その機能を発揮できる。更に、本実施の形態では、図3に示すように、天面4aの一部を変形させて、交差する一対の細長い傾斜面(これを筋状の凹凸又はプリズムという)4g、4hを複数対設けており、一対の傾斜面4g、4hの交差部(これをプリズムの頂点という)4iが入射面4eから境界面4fに向かって延在するようにしているので、入射部4INの上下方向の寸法を小さくでき、バックライト装置の小型化に寄与することができる。尚、図3?13に示す本実施の形態においては、一対の傾斜面4g、4hが光洩れ低減形状4Mを構成する。尚、一部の図面においては図示を省略しているが、後述するように一対の傾斜面4g、4hの間に間隙面4xが形成されている場合、間隙面4xも光洩れ低減形状4Mに含まれ、更に、後述するように一対の傾斜面4g、4hに接続するテーパ面4pが形成されている場合、テーパ面4pも光洩れ低減形状4Mに含まれるものとする。 【0047】 図5は、本発明者の行ったシミュレーション結果を示す図である。図5(a)においては、入射部4INを図3のZ軸方向に投影した状態を示し、図5(b)は、入射部4INを図3のX軸方向に投影した状態を示している。図5によれば、入射部4INに入射した光は、天面4aのプリズムと底面4bとの間で、R1?R10の順序で反射しながら出射面に向かうことが理解される。 【0048】 ここで、入射部4INの好ましい形態について述べる。図6(a)は、入射部4INの光洩れ低減形状を除いた部分の側面図であり、図6(b)は、入射部4INの上面図であり、図6(c)は、光洩れ低減形状の部分のみを取り出した図であり、一対の傾斜面4g、4hを境界面側に向かってみた拡大図である。入射面4eにおける高さ方向の寸法をD1とし、境界面4fにおける高さ方向の寸法をD2とし、入射面4eと境界面4fとの間隔(全長)をL3とし、入射面4eと天面4aとの角度をθ1とし、入射面4eと底面4bとの角度をθ2としたときに、角度θ1又はθ2のうちいずれか小さいほうの角度が以下の式(1)の上限値を下回ると、入射部4INの全長L3を小さく抑えることができ、また下限値を上回るようにすると、全反射条件を満たしやすくなるので好ましい。 70°<θ<90° (1) 【0049】 又、入射面4eの面積が、境界面4fの面積より大きいと、光を効率よく分配できるので好ましい。即ち、入射面4eにおける幅方向の寸法をL1とし、境界面4fにおける幅方向の寸法をL2としたときに、以下の式が成立するように入射部4INを設計すると好ましい。 L1×D1≦L2×D2 (2) 【0050】 図6(b)において、入射部4INの中心線と、光洩れ低減形状であるプリズムの頂点とのなす角度γが、以下の式を満たすようにすると、全反射条件を満たしやすくなるので好ましい。なお、角度γは0°でも有効である。 0°≦γ≦40° (3) 【0051】 図6(c)における傾斜面4g、4hのなす角βは、以下の式の下限値以上とすることで、全反射条件を満たしやすくなり、また上限値以下とすることで、入射部4INの高さを抑えることができる。 100°≦β≦170° (4) 【0052】 図7は、本実施の形態の変形例にかかる入射部の側面図である。図7(a)に示すように、LED2の出射面に対向する入射部4INの入射面に対して、入射部4INの天面4aとのなす角度θ1と、入射部4INの底面4bとのなす角度θ2とが等しくなる場合のみならず、図7(b)に示すように、入射部4INの入射面に対して、入射部4INの天面4aとのなす角度θ1と、入射部4INの底面4bとのなす角度θ2を異ならせても良い。又、図7(c)に示すように、入射部4INの入射面に対して、入射部4INの天面4a(或いは底面4b)とのなす角度θ1(或いはθ2)を鈍角とすることもできる。 【0053】 図8は、本実施の形態の変形例にかかる入射部の天面を拡大して示す拡大図である。図8(a)に示すように、傾斜面4g、4hは水平面に対して同一角度で立ち上がる場合のみならず、図8(b)に示すように、異なる角度で立ち上がっていても良い。又、図8(c)に示すように、隣接するプリズム間に平面4jを配置しても良いし、図8(d)に示すように、傾斜面4g、4hの交差部4iを平面としても良い。更に、図8(e)に示すように、プリズムの表面を曲面としても良い。かかる場合、傾斜面4g、4hは交差部において滑らかに接続されることとなる。また、これら変形例の形状は、例えばライトガイドの長さ方向(奥行き方向)の途中から出現するよう構成したり、途中から切り替えて複数の形状が組み合わさるよう構成したりすることもできる。 【0054】 図9は、本実施の形態の変形例にかかる入射部の上面図である。図9(a)に示すように、プリズムの頂点である交差部4iは、入射部4INの中心線に対して両側に傾いて延在する場合のみならず、図9(b)に示すように、入射部4INの中心線と平行に延在しても良いし、図9(c)に示すように、入射部4INの中心線に対して一方向に傾いて延在しても良い。更に、図9(d)に示すように、交差部4iは放射状に延在しても良いし、直線でなく曲線を描くように延在しても良い。又、図9(e)及び図9(f)に示すように入射部4INの側面4c、4dは曲面であっても良い。尚、図9(b)(c)(d)における点線はプリズムの谷部(谷稜線)を表しており、例えば図9(a)では、このプリズムの谷部を省略して図示している。 【0055】 図10は、別な実施の形態にかかる入射部の斜視図であり、図11は、図10に示す入射部の上面図である。図10においても同様に、導光板4の厚み方向を上下方向(Y方向)とし、導光板4の幅方向を左右方向(X方向)とする。PC、PMMA、シクロオレフィンポリマーなどの透明な樹脂から一体的に形成された入射部4INは、天面4aと、底面4bと、側面4c、4dと、これらに交差する入射面4eと境界面4fとを有している。なお、入射部4INと出射部4OTとの概念上の境界として、ここでは入射面4eに平行となるように定めた面を境界面4fとするが、これは外部に露出していない。更に、天面4aの一部が変形し、交差する一対の細長い傾斜面(これを筋状の凹凸又はプリズムという)4g、4hを複数対設けており、一対の傾斜面4g、4hの交差部(これをプリズムの頂点という)4iが入射面4eから境界面4fに向かって延在するようにしている。また、隣接し合う対の傾斜面4h、4g同士の交差部を谷稜線4jと規定する。 【0056】 入射面4eはLED2の出射面2a(図1参照)に接触又は近接配置されている。側面4c、4dの入射面4e側における上下方向の寸法D1は、境界面4f側における上下方向の寸法D2よりも大きくなっており、また入射面4eの左右方向の寸法L1は、境界面4fの左右方向の寸法L2よりも小さくなっている。加えて、隣り合う交差部4i同士の入射面4e側における間隔W1が、境界面4f側における間隔W2よりも小さくなっている。又、入射面4e側の筋状の凹凸の数は、境界面4f側の筋状の凹凸の数に等しい。尚、本実施の形態においては、導光板4の厚み方向における光洩れ低減形状を形成する一対の傾斜面4g、4hの寸法が、入射面4e側から境界面4f側に向かって徐々に大きくなっている。 【0057】 ここで、図10において、交差部4iにおける一対の傾斜面4g、4hのなす角をβとしたときに、下記条件式(4)を満たすこととなる。 100°≦β≦170° (4) 【0058】 このような形状を有するので、入射面4eより入射した光の進行方向を制御することが容易になり、境界面4fでの照度分布や輝度分布等各種特性を目的に合わせて制御することが可能になるため、境界面4fにおける照度ムラの低減される。また、入射面4eより入射した光線が全反射条件を満たしやすくなるため、光の利用効率を高めることができる。 【0059】 図12は、本発明者が行ったシミュレーションを結果を示す図である。図12には、図10,11に示す実施の形態において、入射面と天面とのなす角θ1を70°<θ1<90°を満たす範囲の一例として89.6°とし、屈折率1.525の樹脂素材を用いて入射部を構成した際に、光洩れ低減形状であるプリズムの頂角βを90°?180°まで変化させた一例の結果を示している。尚、頂角βが180°とは、プリズムにより光洩れ低減形状がなく、天面が平面であることを指す。図12において、縦軸は光の効率であり、横軸はプリズムの頂角βである。図12に示す結果によれば、βが100°以上、170°以下の範囲で、光の利用効率を0.44以上確保することができる。更に、βが116°以上、165°以下の範囲で、光の利用効率を0.52以上確保することができる。 【0060】 ところで、バックライト装置によっては、導光板4の出射部4OTの厚みを比較的薄くしたい場合がある。しかるに、出射部4OTの厚みに合わせて、入射部4INの厚みを薄くすると、傾斜面4g、4hの谷部の厚みがほぼゼロとなり、境界面4fの近傍で導光板4の強度が不足し、曲げや折損等の恐れが生じる。又、剛性低下による成形不良などの問題も生じる。そこで、導光板4の強度を確保するために、入射部4INの境界面4f側を、出射部4OTの境界面4f側に対してはみ出させるように成形することがある。 【0061】 かかる場合、図13に示すように、入射部4IN内を進行していた光が、はみ出した入射部4INの端面から出射部4OTの上部に位置する拡散板5に、側面から入射してしまい、拡散板5から出射する光の強度分布が不均一となる恐れがある。以下の実施の形態では、かかる不具合を緩和もしくは解消することができる。 【0062】 図14は、別な実施の形態にかかる導光板4を示す斜視図である。本実施の形態において、厚み方向を上下方向としたときに、光洩れ低減形状を含めた入射部4INの境界面4f側(即ち出射部4OT)の最大厚みT1に対し、入射部4INの境界面4f側端部の厚みT2が薄くなっている。また、入射部4INの境界面4f側の高さ方向の寸法D2は、出射部4OTの境界面4f側の厚みT2より小さくなっている。従って、境界面4fに隣接した傾斜面4g、4hで形成される山部の一部が、境界面4fから上方にはみ出した状態となっている。なお、傾斜面4g、4hで形成される山部から傾斜面4g、4hのそれぞれが間隙面4xと交差する交差線4m、4nまで(すなわち光洩れ低減形状全体)が入射面3bからはみ出しても良いが、本発明の効果を得るためには、光洩れ低減形状の少なくとも一部が、入射面3bからはみ出した状態であればよい。 【0063】 更に本実施の形態において、複数対設けられた傾斜面のうち、谷を形成する2つの傾斜面4h、4g同士の間であって、底面4bに並行して延在する平面である間隙面4xを設けている。間隙面4xと、それに交差する2つの傾斜面4h、4gの交差線4m、4nは、入射面4e側から境界面4f側に向かうにつれて徐々に離れているので、製造が容易となっている。即ち、間隙面4xは上方から見て三角形状を有している。更に、間隙面4xは、境界面4fに接するが、入射面4eに接しないように形成されている。尚、間隙面4xが形成されているために、導光板3の厚み方向における光洩れ低減形状を構成する傾斜面4g、4hの寸法は、入射面4e側から境界面4f側に向かって徐々に大きくなった後、徐々に小さくなっている(図15参照)。一対の傾斜面4g、4hのなす角度βは交差部4iの全長にわたって一定であるので、製造が容易となっている。それ以外の構成については、図10に示す実施の形態と同様であるため説明を省略する。図14?16に示す本実施の形態においては、一対の傾斜面4g、4h及び間隙面4xが光洩れ低減形状4Mを構成する。 【0064】 図15は、図14に示す実施の形態を側方から見た図である。本実施の形態によれば、入射部4INの入射面4eから入射した光のうち、天面4aの近傍を通過する光の一部が、間隙面4xで全反射されることにより、境界面4fを通過するように方向付けされるようになっている。これにより、入射部4INの境界面4fに隣接する端面から、導光板4の外部に洩れ出す光を抑制することができる。 【0065】 図16は、本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフであり、縦軸が光の洩れ率であり、横軸が出射部の境界面側厚みT2に対する光洩れ低減形状を含めた入射部の境界面側の最大厚みT1に対応する。本発明者は、水平面(ここでは導光板4の底面と平行である面をいう)に対する間隙面4xの傾き角を、0°、0.1°、0.2°、0.3°と変えて検討したところ、いずれの条件でも、T1/T2を大きくするにつれて光の洩れ率が増大することが判明した。尚、別の検討結果では、T1/T2が、1.1?1.5の範囲で光の利用効率が高くなることがわかっている。 【0066】 図17は、更に別な実施の形態にかかる導光板4を示す斜視図である。本実施の形態においては、複数対設けられた傾斜面のうち、山を形成する2つの傾斜面4g、4hにそれぞれ交差すると共に、境界面4fに接し且つ境界面4fに対して所定の角度で入射面4e側に傾いたテーパ面4pを設けている。かかるテーパ面4pは、境界面4fに対して角度δで傾いた仮想平面Qにより、複数対の傾斜面4g、4hを一括して削ぎ落とすことで形成できるが、各テーパ面4pの傾き角を互いに異ならせるようにしても良い。尚、本実施の形態においては、入射部4INの境界面4f側端部の最大厚みT1と、出射部4OTの境界面4f側端部の厚みは等しくなっている。テーパ面4pが形成されているために、導光板4の厚み方向における光洩れ低減形状を構成する傾斜面4g、4hの寸法は、入射面4e側から境界面4f側に向かって徐々に大きくなった後、徐々に小さくなっている(図18参照)。一対の傾斜面4g、4hのなす角度βは交差部4iの全長にわたって一定である。それ以外の構成については、図10に示す実施の形態と同様であるため説明を省略する。図17?19に示す本実施の形態においては、一対の傾斜面4g、4h及びテーパ面4pが光洩れ低減形状4Mを構成する。 【0067】 図18は、図17に示す実施の形態を側方から見た図である。本実施の形態によれば、入射部4INの入射面4eから入射した光のうち、天面4aの近傍を通過する光の一部が、テーパ面4pで全反射されることにより、境界面4fを通過するように方向付けされるようになっている。これにより境界面4fを介して出射部4OT側に、より多くの光を取り込むことができる。 【0068】 図19は、本発明者が行ったシミュレーションの結果を示すグラフであり、(a)においては、縦軸が光の利用効率であり、横軸が図17に示す入射部のテーパ面と境界面とのなす角度δであり、(b)においては、縦軸が光の洩れ率であり、横軸が入射部のテーパ面と境界面とのなす角度δである。図19から明らかなように、テーパ面4pは75°?85°の範囲で光の洩れ率が最も低く、光の利用効率が最も高くなることが判明した。 【0069】 図20は、別な変形例にかかる導光板4の側面図である。図20に示すように、光洩れ低減形状を構成する傾斜面4g、4hは、入射部4INの出射面4e側では天面4aに設け、境界面4f側では底面4bに設けるようにしても良い。このとき、天面4a側の傾斜面4g、4hと、底面4b側の傾斜面4g、4hとは上下方向に重合しないことが望ましい。 【0070】 図21は、別な変形例にかかる導光板4の側面図である。図21(a)に示すように、入射部4INの底面4bが出射部4OTの底面4sに対して傾くように配置されていると、境界面4fから出射部4OT側に取り込まれる光の量が増大し、光の利用効率が高まる。 【0071】 一方、図21(b)に示すように、入射部4INの底面4bが出射部4OTの底面4sに対して同一平面上に配置されていると、組付性が向上する。 【0072】 以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、プリズムは底面4bのみに設けても良く、天面4aと底面4bの双方に形成されていても良い。又、天面4a及び/又は底面4bを平面状として、ここにプリズムを形成したシートを貼り付けても良い。又、入射部4INと出射部4OTとは分離していても良い。 【符号の説明】 【0073】 1 筐体 2LED 3 凸部 4 導光板 4IN 入射部 4OT 出射部 4A,4A’、4a 天面 4b 底面 4c、4d 側面 4e 入射面 4f 境界面 4g、4h 傾斜面 4i 交差部 4k 出射面 4x 間隙面 4p テーパ面 5 拡散板 6 液晶表示素子 (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 発光素子からの光を入射する入射部と、入射した光を外部に出射する出射部とを一体的に形成した導光板であって、 前記入射部は、前記発光素子からの光を入射するための入射面と、前記入射部と前記出射部との境界を定め且つ前記入射部から前記出射部に向かう光が通過する境界面と、前記入射面と前記境界面とに交差する方向に延在し且つ互いに対向する天面及び底面とを有し、 前記導光板の厚み方向における前記入射面の寸法よりも、前記導光板の厚み方向における前記境界面の寸法が小さくなるように、前記天面と前記底面の一方の面が、他方の面に対して傾斜しており、 前記天面と前記底面の少なくとも一方に、前記入射面より入射された光のうち、前記境界面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を備えた構造が設けられており、 前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記境界面側に向かって延在し前記導光板の厚み方向に沿って延在する平面を仮想平面としたとき、前記発光素子から出射され前記仮想平面に沿って進む光が前記光洩れ低減形状に入射した際に、その反射光が前記仮想平面から離れるような方向成分を持つ形状であり、 前記光洩れ低減形状は、前記入射面側から前記境界面側に向かって延在する交差部を有する一対の傾斜面を複数対有し、該複数対の傾斜面は、前記導光板の厚み方向に見て、前記発光素子の出射面の法線の方向に沿って交差部が延在する傾斜面対と、当該傾斜面対の両側に配列された傾斜面とを含み、 隣り合う前記交差部の前記入射面側における間隔が、前記境界面側における間隔よりも小さくなっており、 前記出射部は、前記境界面と交差する方向に延在する出射面を有し、 前記交差部における一対の傾斜面のなす角度をβとしたときに、下記条件式(4)を満たすことを特徴とする導光板。 100°≦β≦170° (4) |
訂正の要旨 |
審決(決定)の【理由】欄参照。 |
審決日 | 2013-06-07 |
出願番号 | 特願2010-35820(P2010-35820) |
審決分類 |
P
1
41・
852-
Y
(F21S)
|
最終処分 | 成立 |
前審関与審査官 | 奥村 政人、藤村 泰智 |
特許庁審判長 |
大熊 雄治 |
特許庁審判官 |
丸山 英行 原 泰造 |
登録日 | 2012-09-07 |
登録番号 | 特許第5077715号(P5077715) |
発明の名称 | 導光板 |
代理人 | 小林 研一 |
代理人 | 田村 敬二郎 |
代理人 | 小林 研一 |
代理人 | 田村 敬二郎 |