(57)【要約】【課題】平坦面が外界に露出した場合においても平坦面に形成した機能性膜の剥離やクラックを防止すること。【解決手段】導光板１０は、互いに対向する一対の主面１０ａ, １０ｂと、光源から光を入射する端面とを有し、略平板形状を有している。この導光板１０は、例えば、液晶表示装置に設置された際に、平坦面である主面１０ａが液晶表示装置の外表面を兼ねる構造、すなわち導光板の平坦面が外界に露出する構造で使用される。平坦面である主面１０ａ上には、凹部領域１１を形成する凸状体であるリブ１２が形成されている。このリブ１２は、所定パターンで主面１０ａ上に形成されており、凹部領域１１を区画している。この主面１０ａ上には、すなわち凹部領域１１及びリブ１２上には、機能性膜１３が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有し、前記一対の主面の一方の主面が平坦面であり、前記平坦面上に凹部領域を形成する所定パターンの凸状体を有する導光板本体と、前記導光体本体の前記平坦面上に形成された機能性膜と、を具備することを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記凸状体の高さは、前記機能性膜の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
前記所定パターンは、前記平坦面に対する摺動方向に頂点が位置する多角形パターンであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の導光板。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の導光板と、前記導光板の前記一対の主面の他方の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光板及びそれを用いた液晶表示装置に関し、特に平坦面上に機能性膜を有する導光板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示装置、主に液晶表示装置の照明手段として、液晶表示パネルを照明する面発光装置、例えばフロントライトやバックライトが知られている。従来のフロントライトやバックライトは、通常、光源と、この光源からの光を液晶表示パネルに出射する導光板とから主に構成される。
【０００３】
このような面発光装置に用いられる導光板は、平板形状を有しており、互いに対向する一対の主面及び互いに対向する一対の端面を有している。一対の主面の一方の主面は平坦面であり、他方の主面には複数のプリズムが形成されている。また、一対の端面の一方の端面近傍にはバー導光体が配置されており、このバー導光体の一方の端部に光源が配置される。
【０００４】
このような面発光装置が液晶表示装置に配置される場合において、特許文献１に開示されている構成のように、導光板の複数のプリズムが液晶表示パネルと対向し、平坦面が観察者に向けられるように導光板が配置されることがある。このような導光板の配置においては、導光板の平坦面が液晶表示装置の外表面を兼ねる構造、すなわち導光板の平坦面が外界に露出する構造になる場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
導光板の平坦面が液晶表示装置の外表面を兼ねる構造の場合、平坦面に反射防止膜や撥水性膜のような機能性膜を形成すると、機能性膜が外界に露出しているために、液晶表示装置の外表面をユーザが摺動したりしたときに生じる機械的ストレスや、高温雰囲気において生じる熱的ストレスが機能性膜に直接加わり、機能性膜の剥離やクラックにつながるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、平坦面が外界に露出した場合においても平坦面に形成した機能性膜の剥離やクラックを防止することができる導光板及びそれを用いた液晶表示装置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】
本発明の導光板は、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有し、前記一対の主面の一方の主面が平坦面であり、前記平坦面上に凹部領域を形成する所定パターンの凸状体を有する導光板本体と、前記導光体本体の前記平坦面上に形成された機能性膜と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、摺動や引っかきなどの機械的ストレスや高温雰囲気のような熱的ストレス（特に機械的ストレス）は、凸状体上の機能性膜に集中的に与えられることになる。これにより、相対的に凹部領域に形成された機能性膜には機械的ストレスがかかりにくくなり、その結果、全体として機能性膜の強度が向上して、機能性膜の剥離やクラックを防止することが可能となる。凸状体の領域は、凹部領域よりもかなり小さいので、凸状体上の機能性膜が剥離しても平坦面全体では大部分機能性膜が残り、十分に機能性を発揮させることができる。
【００１０】
本発明の導光板においては、前記凸状体の高さは、前記機能性膜の厚さよりも小さいことが好ましい。
【００１１】
本発明の導光板においては、前記所定パターンは、前記平坦面に対する摺動方向に頂点が位置する多角形パターンであることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、観察者が汚れを拭くなどの導光板の平坦面を摺動する行為に対しての耐性が高くなる。その結果、平坦面上に形成された機能性膜に与えるストレスを小さくすることができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置は、上記導光板と、前記導光板の前記一対の主面の他方の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、導光板の平坦面上に凹部領域を形成するように凸状体を設けてあるので、平坦面上に形成した機能性膜において、摺動や引っかきなどの機械的ストレスや高温雰囲気のような熱的ストレス（特に機械的ストレス）が凸状体上の機能性膜に集中的に与えられる。これにより、観察者が汚れを拭くなどの導光板の平坦面を摺動する行為を行っても、平坦面を相対的に凹部領域に形成された機能性膜には機械的ストレスがかかりにくくなり、その結果、全体として機能性膜の強度が向上して、機能性膜の剥離やクラックを防止することが可能となり、十分に機能性を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の導光板は、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有し、前記一対の主面の一方の主面が平坦面であり、前記平坦面上に凹部領域を形成する所定パターンの凸状体を有する導光板本体と、前記導光体本体の前記平坦面上に形成された機能性膜と、を具備するので、平坦面が外界に露出した場合においても平坦面に形成した機能性膜の剥離やクラックを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る導光板の構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す導光板の平坦面を示す断面図である。導光板１０は、互いに対向する一対の主面１０ａ, １０ｂと、光源（図示せず）から光を入射する端面（図示せず）とを有し、略平板形状を有している。この導光板１０は、例えば、液晶表示装置に設置された際に、平坦面である主面１０ａが液晶表示装置の外表面を兼ねる構造、すなわち導光板の平坦面が外界に露出する構造で使用される。
【００１７】
平坦面である主面１０ａ上には、凹部領域１１を形成する凸状体であるリブ１２が形成されている。このリブ１２は、所定パターンで主面１０ａ上に形成されており、凹部領域１１を区画している。この主面１０ａ上には、すなわち凹部領域１１及びリブ１２上には、機能性膜１３が形成されている。
【００１８】
リブ１２の高さＤは、機能性膜１３の厚さよりも小さいことが好ましい。より好ましくは、リブ１２の高さＤは、機能性膜１３の半分よりも大きいことである。例えば、機能性膜１３の厚さが７０ｎｍである場合には、リブ１２の高さＤが４０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１９】
リブの高さＤ、リブ１２の幅Ｗ及びリブ１２間のピッチＰは、観察者がリブ１２を視認できない程度に設定することが望ましい。特に、リブ１２の高さＤが高くなるとリブ１２が観察者に視認されるようになるので、この点を考慮してリブ１２の適切な寸法を決定する。これにより、観察者の視認性を損なわずに、後述するリブ１２の効果を発揮させることができる。
【００２０】
リブ１２のパターンは、特に限定はされないが、図３に示すように、主面１０ａに対する摺動方向、例えば図３におけるＸ方向、Ｙ方向に頂点１２ａが位置する多角形パターン（図３では矩形パターン）であることが好ましい。このように主面１０ａに対する摺動方向に頂点１２ａが位置することにより、観察者が汚れを拭くなどの導光板１０の主面１０ａを摺動する行為に対しての耐性が高くなる。その結果、主面１０ａ上に形成された機能性膜１３に与えるストレスを小さくすることができる。
【００２１】
機能性膜１３としては、反射防止膜、撥水性膜、表面硬化膜などを挙げることができる。
【００２２】
このような構成の導光板１０を製造する場合には、リブ１２に対応する凹部を有する金型を用いて導光板１０を構成する透明材料、例えばアクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂などで射出成形し、その成形体の平坦面（主面１０ａ）上にコーティング、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの既知の成膜方法により機能性膜１３を形成する。
【００２３】
このように、導光板１０の平坦面が外界に露出する使用形態においては、導光板１０の平坦面上に凹部領域１１を形成するようにリブ１２を設けることにより、平坦面上に形成した機能性膜１３は、図２に示すように、隆起部１３ａを有する。したがって、摺動や引っかきなどの機械的ストレスや高温雰囲気のような熱的ストレス（特に機械的ストレス）は、隆起部１３ａに集中的に与えられることになる。これにより、相対的に凹部領域１１に形成された機能性膜１３には機械的ストレスがかかりにくくなり、その結果、全体として機能性膜１３の強度が向上して、機能性膜１３の剥離やクラックを防止することが可能となる。リブ１２の領域は、凹部領域１１よりもかなり小さいので、リブ１２上の機能性膜（隆起部１３ａ）が剥離しても平坦面全体では大部分機能性膜１３が残り、十分に機能性を発揮させることができる。また、リブ１２は観察者が視認できないように微細に形成されているので、視認性を損なうこともない。
【００２４】
図４は、本発明の一実施の形態に係る導光板を備えた液晶表示装置を示す図である。図４に示す液晶表示装置は、面発光装置であるフロントライト２０と、その背面側（図４において下面側）に配置された液晶表示パネル３０とから主に構成されている。
【００２５】
フロントライト２０は、互いに対向する一対の主面１０ａ，１０ｂを有する略平板状の透明の導光板１０と、その端面１０ｃに沿って配設された長尺状のバー導光体１４と、このバー導光体１４の端面近傍に配置された発光素子であるＬＥＤと、から主に構成されている。すなわち、本実施の形態に係るフロントライト２０では、ＬＥＤとバー導光体１４とで光源を構成し、導光板１０の端面１０ｃが導光板の光入射面を構成している。
【００２６】
導光板１０の液晶表示パネル３０側の主面（図４において下側の主面、光出射面）１０ｂには、図４に示すように、複数のプリズム１６が形成されている。個々のプリズム１６は、端面１０ｃから相対的に近い比較的緩やかな緩斜面１６ａと、端面１０ｃから相対的に遠い比較的急な急斜面１６ｂとを有し、緩斜面１６ａと急斜面１６ｂとの間のなす角が鋭角である。したがって、複数のプリズム１６は、断面略鋸刃状になっており、液晶表示パネル３０と対向している。導光板１０の液晶表示パネル３０側と反対側の主面１０ａは平坦面であり、図１に示すようなリブ１２が形成されており、凹部領域１１を区画している。また、平坦面である主面１０ａ上には、機能性膜１３が形成されている。
【００２７】
液晶表示パネル３０は、互いに対向して配置された上基板３１と下基板３２とを備え、上基板３１と下基板３２との間には液晶層３３が挟持されている。この液晶層３３は、上基板３１及び下基板３２の内側の周縁部に沿って設けられたシール材３４により封止されている。上基板３１の内側（下基板３２側）の主面上には、液晶制御層３６が形成されており、下基板３２の内側（上基板３１側）の主面上には、フロントライト３０の光や外光を反射するための反射層３７が形成されている。この反射層３７上には、液晶制御層３８が形成されている。
【００２８】
液晶制御層３６，３８は、液晶層３３を駆動制御するための電極、配向膜、及び電極をスイッチングするための半導体素子などを含む。また、必要に応じてカラー表示のためのカラーフィルタを含む。反射層３７は、液晶表示パネル３０に入射した外光やフロントライト２０の光を反射するために、高反射率を有するアルミニウムや銀などの金属で構成された反射薄膜を含む。
【００２９】
このような構成の液晶表示装置においては、導光板１０の平坦面上に凹部領域１１を形成するようにリブ１２を設けてあるので、平坦面上に形成した機能性膜１３において、摺動や引っかきなどの機械的ストレスや高温雰囲気のような熱的ストレス（特に機械的ストレス）は、図２に示す隆起部１３ａに集中的に与えられる。これにより、観察者が汚れを拭くなどの導光板１０の主面１０ａを摺動する行為を行っても、平坦面を相対的に凹部領域１１に形成された機能性膜１３には機械的ストレスがかかりにくくなり、その結果、全体として機能性膜１３の強度が向上して、機能性膜１３の剥離やクラックを防止することが可能となり、十分に機能性を発揮させることができる。
【００３０】
また、本実施の形態のフロントライト２０における導光板１０は、プリズム１６を有する光出射面１０ｂが液晶表示パネル３０と対向し、光出射面１０ｂから出射した光が直接液晶表示パネル３０に供給されるので、導光板１０から光量のロスなく液晶表示パネル３０に光を供給することができる。また、プリズム１６を有する光出射面１０ｂが液晶表示パネル３０と対向しており、導光板１０のプリズム１６を有する光出射面１０ｂとは反対の主面１０ａが平坦面である。このため、導光板１０のプリズム１６を保護するカバーは不要となる。
【００３１】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において、導光板は、板状体に限定されず、適宜フィルム状体、シート状体に変更して実施しても良い。また、上記実施の形態においては、導光板１０が端面１０ｃから相対的に近い比較的緩やかな緩斜面１６ａと、端面１０ｃから相対的に遠い比較的急な急斜面１６ｂとを有し、緩斜面１６ａと急斜面１６ｂとの間のなす角が鋭角であるプリズム１６を有する場合について説明しているが、本発明は、平坦面が外界に露出する導光板であれば、プリズムの形状は限定されない。また、上記実施の形態においては、光源が発光素子であるＬＥＤとバー導光体とで構成されている場合について説明しているが、本発明においては光源がＬＥＤとバー導光体以外のもので構成されていても良い。また、上記実施の形態においては、液晶表示装置が反射型液晶表示装置である場合について説明しているが、本発明は半透過型液晶表示装置にも同様に適用することができる。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る導光板の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す導光板の平坦面を示す断面図である。
【図３】導光板の平坦面に形成した凸状体のパターンを示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る導光板を備えた液晶表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  導光板
１０ａ，１０ｂ  主面
１１  凹部領域
１２  リブ
１２ａ  頂点
１３  機能性膜
１３ａ  隆起部
１４  バー導光体
１６  プリズム
１６ａ  緩斜面
１６ｂ  急斜面
２０  フロントライト
３０  液晶表示パネル
３１  上基板
３２  下基板
３３  液晶層
３４  シール材
３６，３８  液晶制御層
３７  反射層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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