(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の光源に併設され、前記光源からの光を外部に導く導光板において、
該導光板の反射面及び透過面のうち少なくともどちらか一方の面に、前記光源の長手方向に対向する突起を複数設け、
前記突起のうち、前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部が高い突起が存在することを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部が高い突起は、
前記光源の長手方向において、長手方向中央部から長手方向両サイド部に行くにつれて概ね高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
線状の光源に併設され、前記光源からの光を外部に導く導光板において、
該導光板の反射面及び透過面のうち少なくともどちらか一方の面に、前記光源の長手方向に対向する溝を複数設け、
前記溝のうち、溝の深さが前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部が深い溝が存在することを特徴とする導光板。
【請求項４】
前記溝の深さが前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部が深い溝は、
前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部に行くにつれて概ね深くなっていることを特徴とする請求項３記載の導光板。
【請求項５】
前記突起又は溝は、突起又は溝を形成する面の単位面積に対する突起又は溝の投影面積が、光源に近い部分と遠い部分とで異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導光板。
【請求項６】
前記突起又は溝は、突起又は溝を形成する面の単位面積に対する突起又は溝の投影面積が、光源から遠ざかるにつれて概ね大きくなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の導光板。
【請求項７】
前記突起又は溝の配設ピッチが乱数的であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の導光板。
【請求項８】
前記突起又は溝の配設ピッチが100μm以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶のバックライト内に使用される導光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の線状の光源を有するバックライト構造として下記のような構成がある。
（１）  特開平３−２６４９８２号公報
導光板の反射面（液晶表示面と対向する面のうち下面）に乳白色系の顔料のドットを印刷等で設ける。ドットに当たった光線は、拡散作用を受け、一部の光が導光板の透過面（反射面と対向する面）から導光板外へ出ていく。
【０００３】
（２）  実開平５−７９５３７号公報
導光板の反射面に等ピッチで形成された半球状の凹部や凸部を形成する。凹部や凸部に当たった光線は、屈折され導光板外に出ていく。光源から離れるに従ってこれら半球状の凹部や凸部を大きくして、反射面に対して凹部や凸部の占める割合を多くしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成のバックライト構成においては、下記のような問題点がある。
【０００５】
（１）  特開平３−２６４９８２号公報に記載されたバックライト構造では、乳白色顔料の特性より、ドットで光の吸収があり、バックライトとして輝度が上がりにくい。
（２）  実開平５−７９５３７号公報に記載されたバックライト構造では、凹部又は凸部は等ピッチで形成されているので、モアレが発生しやすい。
【０００６】
更に、線状の光源は長手方向中央部の方が長手方向両サイド部より明るいが、光源の長手方向に関しては、導光板でなんら考慮されていないので、バックライトとして中央部と両サイド部での輝度ムラが発生する。
【０００７】
（３）  特開平３−２６４９８２号及び実開平５−７９５３７号公報に記載されたバックライト構造では、拡散シートが必要である。拡散シートの透過率を上げると、拡散の度合が弱くなりモアレが消去できない。拡散の度合を強くすると、透過率が下がりバックライトの輝度が上がらない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、輝度ムラがなく、輝度が高く、拡散シートが不要な導光版を提供することにある。
【０００９】
【問題を解決するための手段】
上記問題を解決する第１の発明は、線状の光源に併設され、前記光源からの光を外部に導く導光板において、該導光板の反射面及び透過面のうち少なくともどちらか一方の面に、前記光源の長手方向に対向する突起を複数設け、前記突起のうち、前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部が高い突起が存在するものである。
【００１０】
又、前記突起の高さは、前記光源の長手方向において、長手方向中央部から長手方向両サイド部に行くにつれて概ね高くなっている突起が存在することがより好ましい。
【００１１】
又、第２の発明は、線状の光源に併設され、前記光源からの光を外部に導く導光板において、該導光板の反射面及び透過面のうち少なくともどちらか一方の面に、前記光源の長手方向に対向する溝を複数設け、前記溝のうち、溝の深さが前記光源の長手方向において、長手方向中央部よりも長手方向両サイド部が深い溝が存在するものである。
【００１２】
又、前記溝の深さは、前記光源の長手方向において、長手方向中央部から長手方向両サイド部に行くにつれて概ね深くなっている溝が存在することがより好ましい。
【００１３】
これら第１の発明及び第２の発明において、溝又は突起は、溝又は突起の形成されている面への投影面積が、光源に近い側と遠い側とで異なる事が好ましく、更に、前記投影面積が光源から遠ざかるに従って大きくなることがより好ましい。
【００１４】
又、前記突起又は溝の配設ピッチが乱数的であること、及び、突起又は溝の配設ピッチが１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００１５】
【作用】
第１の発明及び第２の発明の導光板において、長手方向両サイド部の方が長手方向中央部より、溝の場合は深く、突起の場合は高く形成されているので、同じ光量が溝又は突起に入射した場合に、導光板外へ出射する光量は長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて多くなる。
【００１６】
一方、線状光源は、両サイド部の方が中央部に比べて暗い。
よって、長手方向において、透過面を透過する光量は略一定とされ、長手方向の輝度ムラがなくなる。更に、突起又は溝での屈折を利用しているので、乳白色ドットを使っていた従来の導光板のような光の吸収がなく、輝度の高い面光源を得ることができる。
【００１７】
又、光源から遠ざかるにつれて、突起又は溝の形成されている面の単位面積内に、突起又は溝の突起又は溝の形成されている面への投影面積が大きくなるので、光が突起又は溝に当たる確率が高くなり、到達光量の減少分は補われ、光源からの距離に関わらず、透過面を透過する光量は略一定する。
【００１８】
更に、突起又は溝の配設ピッチを乱数的としたことにより、たとえ、ある２つの突起又は溝での光線の屈折が干渉を強め合う条件であったとしても、その隣での突起又は溝との光線に対して干渉を強め合う確率は低くなるので、広い範囲にわたるモアレの発生が防止できる。
【００１９】
更に又、突起又は溝の配設ピッチを１００μｍ以下としたことにより、明暗の縞を肉眼で観察するのが難しくなる。このため、拡散シートを不要とすることができる。
【００２０】
【実施例】
次に図面を用いて本発明の一実施例を説明する。図１は本発明の第１の実施例の正面断面図、図２は図１における主要部を説明する斜視図、図３は図１における突起の拡大図、図４は図１における透過面の単位面積に対する突起の透過面への投影面積を説明する図、図５は図１における乱数的ピッチを説明する図、図６は本発明の第２の実施例の正面断面図、図７は図６における主要部を説明する斜視図、図８は図６における透過面の単位面積に対する溝の透過面への投影面積を説明する図、図９は本発明の第３の実施例の正面断面図、図１０は本発明の第４の実施例の正面断面図である。
【００２１】
先ず、図１から図５を用いて本発明の第１の実施例を説明する。図において、１は液晶表示面１２と対向する透過面２及び反射面３とからなる導光板で、６は導光板１の入射面４の近傍に配置される光源である。この導光板１の材質は、内部透過率の高い材質がよく、コストも考慮するとアクリルやポリカーボネイト等のプラスチック材料が良く、成形容易性も考慮すると、アクリルがより好ましい。
【００２２】
７は光源６から出射された光を導光板１へ反射する反射板、１１は導光板１の透過面２側に設けられ、透過面２を出た光を液晶観察者方向である正面方向に集光する集光シートである。
【００２３】
導光板１の透過面２には、線状の光源６の長手方向に対向して略平行に突起８が複数設けられている。突起８は突起斜面Ａ９及び突起斜面Ｂ１０の二つの斜面から形成されている。更に、突起８の高さは、図２に示すように長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて高く形成され、中央部から両サイド部にかけて概ね高くなるようになっている。
【００２４】
更に、図４に示すように、突起８が形成されている透過面２の単位面積（１ｍｍ×１ｍｍ）当たりの、突起８の透過面２への投影面積（透過面２を遠方かつ垂直な方向から見た場合に突起８と認められる部分の面積で、図４の斜線部分の面積）は光源６から遠ざかるに従って大きくなる。又、突起８の配設ピッチは乱数的（尚、ここでいう乱数的なピッチとは、図５にあるようにピッチを数列で表した場合全く無相関であるようなピッチという意味である。）で、しかも、配設ピッチは１００μｍ以下に設定してある。
【００２５】
次に、上記構成の動作を説明する。光源６から出射した光線の一部はダイレクトに、一部は導光板１の反射面３、透過面２で何回か全反射した後、突起８に至る。
【００２６】
ここで、光線は図３に示すように突起斜面Ａ９又は突起斜面Ｂ１０で屈折して液晶表示面１２方向に屈折する。導光板１より外に出た光は、集光シート１１で正面方向に屈折され、液晶表示面１２を照明する。
【００２７】
上記構成によれば、線状の光源６は長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて暗いが、図４のように突起８の高さは長手方向両サイド部の方が長手方向中央部より高く形成されているので、長手方向において、透過面２を透過する光量は略一定して、長手方向の輝度ムラがなくなる。
【００２８】
又、光源６より出射される光は、光源６より遠ざかるに従って導光板１内の到達光量が減るが、透過面２の単位面積あたりの、突起８の透過面２への投影面積が、光量６から遠ざかるにつれて大きくなっているので、透過面２より透過する光量は光源６からの距離に関わらず略一定する。
【００２９】
突起８の配設ピッチを乱数的としたことにより、たとえ、ある２つの突起８での光線の屈折が干渉を強め合う条件であったとしても、その隣の突起８での光線との干渉を強め合う確率は低いので、広い範囲にわたるモアレの発生が防止される。
【００３０】
更に又、突起８の配設ピッチを１００μｍ以下にしたことにより、明暗の縞が肉眼で見分けずらくなる。よって、拡散シートを不要とすることができる。
更に、乳白色顔料といった光を吸収するものを用いず、光の屈折により、光線を導光板１の外へ出射させているので、光量ロスが少なくてすむ。
【００３１】
次に、図６から図９を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図において、２１は液晶表示面３２と対向する透過面２２及び反射面２３とからなる導光板で、２６は導光板２１の入射面２４の近傍に配置される光源である。この導光板２１の材質は、内部透過率の高い材質がよく、コストも考慮するとアクリルやポリカーボネイト等のプラスチック材料が良く、成形容易性も考慮すると、アクリルがより好ましい。
【００３２】
２７は光源２６から出射された光を導光板２１へ反射する反射板、３１は導光板２１の透過面２２側に設けられ、透過面２２を出た光を液晶観察者方向である正面方向に集光する集光シートである。
【００３３】
導光板２１の透過面２２には、線状の光源２６の長手方向に対向して略平行に溝２８が複数設けられている。溝２８は溝斜面Ａ２９及び溝斜面Ｂ３０の二つの斜面から形成されている。更に、溝２８の深さは、図７に示すように長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて深く形成され、中央部から両サイド部にかけて概ね深くなるようになっている。
【００３４】
更に、図８に示すように、溝２８が形成されている透過面２２の単位面積（１ｍｍ×１ｍｍ）当たりの、溝２８の透過面２２への投影面積（透過面２２を遠方かつ垂直な方向から見た場合に溝２８と認められる部分の面積で、図８の斜線部分の面積）は光源２６から遠ざかるに従って大きくなる。又、溝２８の配設ピッチは、第１の実施例と同様に乱数的で、しかも、配設ピッチは１００μｍ以下に設定してある。
【００３５】
次に、上記構成の動作を説明する。光源２６から出射した光線の一部はダイレクトに、一部は導光板２１の反射面２３、透過面２２で何回か全反射した後、溝２８に至る。
【００３６】
ここで、光線は溝斜面Ａ２９又は溝斜面Ｂ３０で屈折して液晶表示面３２方向に屈折する。導光板２１より外に出た光は、集光シート３１で正面方向に屈折され、液晶表示面３２を照明する。
【００３７】
上記構成によれば、線状の光源２６は長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて暗いが、図４のように溝２８の深さは長手方向両サイド部の方が長手方向中央部より深く形成されているので、長手方向において、透過面２２を透過する光量は略一定して、長手方向の輝度ムラがなくなる。
【００３８】
又、光源２６より出射される光は、光源２６より遠ざかるに従って導光板２１内の到達光量が減るが、透過面２２の単位面積あたりの、溝２８の透過面２２への投影面積が、光量２６から遠ざかるにつれて大きくなっているので、透過面２２より透過する光量は光源２６からの距離に関わらず略一定する。
【００３９】
溝２８の配設ピッチを乱数的としたことにより、たとえ、ある２つの溝２８での光線の屈折が干渉を強め合う条件であったとしても、その隣の溝２８での光線との干渉を強め合う確率は低いので、広い範囲にわたるモアレの発生が防止される。
【００４０】
更に又、溝２８の配設ピッチを１００μｍ以下にしたことにより、明暗の縞が肉眼で見分けずらくなる。よって、拡散シートを不要とすることができる。
更に、乳白色顔料といった光を吸収するものを用いず、光の屈折により、光線を導光板１の外へ出射させているので、光量ロスが少なくてすむ。
【００４１】
次に、図９を用いて本発明の第３の実施例を説明する。図において、８０は液晶表示面９２と対向する透過面８１及び反射面８２とからなる導光板で、８５は導光板８０の入射面８３の近傍に配置される光源である。この導光板８０の材質は、内部透過率の高い材質がよく、コストも考慮するとアクリルやポリカーボネイト等のプラスチック材料が良く、成形容易性も考慮すると、アクリルがより好ましい。
【００４２】
８６は光源８５から出射された光を導光板８０へ反射する反射板、９１は導光板８０の透過面８１側に設けられ、透過面８１を出た光を液晶観察者方向である正面方向に集光する集光シートである。
【００４３】
導光板８０の反射面には、線状の光源８５の長手方向に対向して略平行に突起８７が複数設けられている。突起８７は突起斜面Ａ８８及び突起斜面Ｂ８９の二つの斜面から形成されている。更に、突起８７の高さは、第１の実施例と同様に長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて高く形成され、中央部から両サイド部にかけて概ね高くなるようになっている。
【００４４】
又、導光板８０の反射面８２側には、反射シート９０が配設されている。
更に、突起８７が形成されている反射面８２の単位面積（１ｍｍ×１ｍｍ）当たりの、突起８７の反射面８２への投影面積は、第１の実施例と同様に光源８５から遠ざかるに従って大きくなる。又、突起８７の配設ピッチは第１の実施例と同様に乱数的で、しかも、配設ピッチは１００μｍ以下に設定してある。
【００４５】
次に、上記構成の動作を説明する。光源８５から出射した光線の一部はダイレクトに、一部は導光板８０の透過面８１や反射面８２で何回か全反射した後、突起８７に至る。
【００４６】
ここで、光線は突起斜面Ａ８８又は突起斜面Ｂ８９で屈折して一旦導光板８０外へ出る。導光板８０外に出た光は反射シート９０で液晶表示面９２方向へ反射される。反射された光線は導光板８０に再度に入射した後、透過面８１を透過する。導光板８０より外に出た光は、集光シート９１で正面方向に屈折され、液晶表示面９２を照明する。
【００４７】
上記構成によれば、線状の光源８５は長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて暗いが、突起８７の高さは長手方向両サイド部の方が長手方向中央部より高く形成されているので、長手方向において、透過面８１を透過する光量は略一定して、長手方向の輝度ムラがなくなる。
【００４８】
又、光源８５より出射される光は、光源８５より遠ざかるに従って導光板８０内の到達光量が減るが、反射面８２の単位面積あたりの、突起８７の反射面８２への投影面積が、光量８５から遠ざかるにつれて大きくなっているので、透過面８１より透過する光量は光源８５からの距離に関わらず略一定する。
【００４９】
突起８７の配設ピッチを乱数的としたことにより、たとえ、ある２つの突起８７での光線の屈折が干渉を強め合う条件であったとしても、その隣の突起８７での光線との干渉を強め合う確率は低いので、広い範囲にわたるモアレの発生が防止される。
【００５０】
更に又、突起８７の配設ピッチを１００μｍ以下にしたことにより、明暗の縞が肉眼で見分けずらくなる。よって、拡散シートを不要とすることができる。
更に、乳白色顔料といった光を吸収するものを用いず、光の屈折により、光線を導光板８０の外へ出射させているので、光量ロスが少なくてすむ。
【００５１】
次に、図１０を用いて本発明の第４の実施例を説明する。５０は液晶表示面６２と対向する透過面５１及び反射面５２とからなる導光板で、５５は導光板５０の入射面５３の近傍に配置される光源である。この導光板５０の材質は、内部透過率の高い材質がよく、コストも考慮するとアクリルやポリカーボネイト等のプラスチック材料が良く、成形容易性も考慮すると、アクリルがより好ましい。
【００５２】
５６は光源５５から出射された光を導光板５０へ反射する反射板、６１は導光板５０の透過面５１側に設けられ、透過面５１を出た光を液晶観察者方向である正面方向に集光する集光シートである。
【００５３】
導光板５０の反射面５２には、線状の光源５５の長手方向に対向して略平行に溝５７が複数設けられている。溝５７は溝斜面Ａ５８及び溝斜面Ｂ５９の二つの斜面から形成されている。更に、溝５７の深さは、長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて深く形成され、中央部から両サイド部にかけて概ね深くなるようになっている。
【００５４】
導光板５０の反射面５２側には、反射シート６０が配設されている。
更に、溝５７が形成されている反射面５２の単位面積（１ｍｍ×１ｍｍ）当たりの、溝５７の反射面５２への投影面積は、第１の実施例と同様に光源５５から遠ざかるに従って大きくなる。又、溝５７の配設ピッチは、第１の実施例と同様に乱数的で、しかも、配設ピッチは１００μｍ以下に設定してある。
【００５５】
次に、上記構成の動作を説明する。光源５５から出射した光線の一部はダイレクトに、一部は導光板５０の透過面５１、反射面５２で何回か全反射した後、溝５７に至る。
【００５６】
ここで、光線は突起斜面Ａ５８又は溝斜面Ｂ５９で屈折して一旦導光板５０外へ出る。この光線は反射シート６０により反射され、再度導光板５０内に入った後、透過面５１より透過する。導光板５０より外に出た光は、集光シート６１で正面方向に屈折され、液晶表示面６２を照明する。
【００５７】
上記構成によれば、線状の光源５５は長手方向両サイド部の方が長手方向中央部に比べて暗いが、溝５７の深さは長手方向両サイド部の方が長手方向中央部より深く形成されているので、長手方向において、透過面５１を透過する光量は略一定して、長手方向の輝度ムラがなくなる。
【００５８】
又、光源５５より出射される光は、光源５５より遠ざかるに従って導光板５０内の到達光量が減るが、反射面５２の単位面積あたりの、溝５７の反射面５２への投影面積が、光量５５から遠ざかるにつれて大きくなっているので、透過面５１より透過する光量は光源５５からの距離に関わらず略一定する。
【００５９】
溝５７の配設ピッチを乱数的としたことにより、たとえ、ある２つの溝５７での光線の屈折が干渉を強め合う条件であったとしても、その隣の溝５７での光線との干渉を強め合う確率は低いので、広い範囲にわたるモアレの発生が防止される。
【００６０】
更に又、溝５７の配設ピッチを１００μｍ以下にしたことにより、明暗の縞が肉眼で見分けずらくなる。よって、拡散シートを不要とすることができる。
更に、乳白色顔料といった光を吸収するものを用いず、光の屈折により、光線を導光板５０の外へ出射させているので、光量ロスが少なくてすむ。
【００６１】
このように、第１の実施例および第２の実施例のごとく、透過面に溝又は突起を設けると、バックライトの構成がより簡単になり、第３の実施例及び第４の実施例のごとく反射面に溝又は突起を設けると、溝又は突起と液晶表示面との間隔が大きくなるのでモアレ防止には有利となる。
【００６２】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。上記各実施例では、各突起（溝）の高さ（深さ）を長手方向で変化させたが、同一高さ（深さ）の突起（溝）と、変化する高さ（深さ）の突起（溝）とが混同するような導光板としてもよい。又、溝と突起とが混同するような導光板としてもよい。又、面光源装置の輝度の均一性が要求されず、たとえば、液晶表示面の中央部がより明るい面光源が要求される場合にも、基本的に溝の深さ又は突起の高さを長手方向で変化させればよい。更に導光板の側面を反射シートで囲んでもかまわない。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、第１の発明及び第２の発明の導光板において、長手方向両サイド部の方が長手方向中央部より、溝の場合は深く、突起の場合は高く形成されているので、各突起又は溝の長手方向において、略均一の光量が透過面から透過され、長手方向の輝度ムラがなくなる。更に、突起又は溝での屈折を利用しているので従来の導光板のドットのように光の吸収部がなく、輝度の高い面光源を得ることができる。
【００６４】
又、光源から遠ざかるにつれて、突起又は溝の、突起又は突起の溝の形成されている面への投影面積が大きくなっているので、光源から遠い場所では光が突起又は溝に当たる確立が高くなり、到達光量の減少分を補うことができる。
【００６５】
更に、突起又は溝の配設ピッチを乱数的としたことにより、たとえ、ある２つの突起又は溝での光線の屈折が干渉を強め合う条件であったとしても、その隣での突起又は溝の光線についても干渉が深め合う確率は低くなるので、広い範囲にわたるモアレの発生を防止できる。
【００６６】
更に又、突起又は溝の配設ピッチを１００μｍ以下としたことにより、明暗の縞が肉眼で見分けにくくなる。これにより、拡散シートを不要とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の正面断面図である。
【図２】図１における主要部を説明する斜視図である。
【図３】図１における突起の拡大図である。
【図４】図１における透過面の単位面積に対する突起の透過面への投影面積を説明する図である。
【図５】図１における乱数的ピッチを説明する図
【図６】本発明の第２の実施例の正面断面図である。
【図７】図６における主要部を説明する斜視図である。
【図８】図６における透過面の単位面積に対する溝の透過面への投影面積を説明する図である。
【図９】本発明の第３の実施例の正面断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例の正面断面図である。
【符号の説明】
１  導光板
２  透過面
３  反射面
６  光源
７  反射板
８  突起
【図１】
0003614199.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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