(57)【要約】【課題】入光側の側端部に配置した上下２段のＬＥＤ素子によって光を導くことが可能であって、それによって高輝度を実現できるバックライト用導光板、及び、それを用いたバックライト装置を提供する。【解決手段】バックライト装置に用いられ、光を取り出す表面と、前記表面と相対する裏面と、前記表面及び裏面と垂直な側端面を有する導光板であって、光源からの光を受ける入光側の側端部の厚さが、前記入光側の側端部と相対する奥側の側端部の厚さより厚く、前記入光側の側端部において、前記光源からの光を受ける入光面パターンを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライト装置に用いられ、光を取り出す表面と、前記表面と相対する裏面と、前記表面及び裏面と垂直な側端面を有する導光板であって、
光源からの光を受ける入光側の側端部の厚さが、前記入光側の側端部と相対する奥側の側端部の厚さより厚く、
前記入光側の側端部において、前記光源からの光を受ける入光面パターンを有する、
導光板。
【請求項２】
前記導光板の前記裏面は、前記表面と平行でなく、前記入光側の側端部から前記奥側の側端部にむかって傾斜面を有する、請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記入光面パターンは、プリズムパターンを含む、請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項４】
前記入光側の側端部において、前記入光面パターンを有する前面部分と、前記入光側の側端部から前記奥側の側端部にわたる厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分との間に貼り合わせ面を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項５】
内部の間隙が、互いに対向する非平行の２つの面と、前記２つの面の周囲の４つの側面部分とを有し、前記４つの側面部分の一つに注入口が設けられ、前記注入口側の側面部分の厚さが前記注入口と相対する奥側の側面部分の厚さより厚い金型を用いて、前記金型の注入口から、射出成形で樹脂を注入して、前記注入口側から前記奥側に向かって厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分を形成するステップと、
入光面パターンの金型に射出成形で樹脂を注入して、入光面パターンを有する前面部分を形成するステップと、
前記くさび形部分の前記注入口が設けられていた前記側面部分と、前記前面部分の前記入光面パターンと相対する面とを貼り合わせて、導光板を形成するステップと、
を含む、導光板の製造方法。
【請求項６】
光を取り出す表面と、前記表面と相対する裏面と、前記表面及び裏面と垂直な側端面を有する導光板であって、光源からの光を受ける入光側の側端部の厚さが、前記入光側の側端部と相対する奥側の側端部の厚さより厚く、前記入光側の側端部において、前記光源からの光を受ける入光面パターンを有する、導光板と、
前記導光板の前記入光側の前記側端面に光を照射する光源と、
前記導光板の前記裏面に設けられた反射シートと、
前記導光板の前記表面に設けられた拡散シートと、
を備えた、バックライト装置。
【請求項７】
前記光源は、前記導光板の前記入光側の前記側端面の厚さ方向に上下２段に配置されたＬＥＤ素子を含む、請求項６に記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト方式のバックライト装置に用いられる導光板及びエッジライト方式のバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の表示装置では、液晶を用いたものが主流であり、ガラス上にＴＦＴを形成し液晶を封じ込んだ液晶パネルに対し、その背面に設置されたバックライト装置から照射された光を透過させて画像を表示している。それ故、明るく美しい高品質画像を得ようとすると、バックライト装置は、明るく、且つ、面上で均一でなければならない。バックライト装置には、表示面の側面から導光板を利用して光を導くエッジライト方式と、表示面の背面から直接に照明する直下型方式が存在する。小型液晶やノードパソコン等にはエッジライト方式が使用され、液晶テレビには直下型方式が使用されることが多い。エッジライト方式のバックライト装置では、導光板を用いて、導光板の側面から光を導入し、導光板内を全反射させて表示面に導くので、バックライト装置自体を薄くすることができる。
【０００３】
従来、エッジライト方式のバックライト装置用の光源には、冷陰極管が用いられてきた。一方、近年の技術的な進歩によってＬＥＤ素子の効率と輝度が著しく向上し、ＬＥＤ素子においても冷陰極管並の効率と輝度が得られるようになってきた。そこで、特に、小型のエッジライト方式のバックライト装置用の光源としてＬＥＤ素子が用いられるようになってきた。
【０００４】
この場合、冷陰極が線状に発光するのに対して、ＬＥＤ素子の場合は点状に発光する。そのため、バックライト装置用の光源としてＬＥＤ素子を用いる場合、冷陰極管と同等の照度を得ようとすると、ＬＥＤ素子を横一列に配置して疑似的な線状光源として用いる必要がある。
【０００５】
上記のようにＬＥＤ素子を横一列に配置するだけでは十分な照度が得られない場合がある。そこで、導光板の側面の上下２段にＬＥＤ素子を配置することが試みられている（特許文献１参照。）。また、薄い導光板を用いながらも、光源からの光を効率よく光を導くための導光板についての種々の試みがなされている（特許文献２乃至４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４４８６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２４９８３７号公報
【特許文献３】特開２００１−４３７１７号公報
【特許文献４】特開２００８−１６４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のように導光板の側面に上下２段でＬＥＤ素子を配置する場合、導光板は、ＬＥＤ素子２個分に相当する厚さを必要とする。これに対して、近年、さらにバックライト装置全体を薄型化する要求があり、導光板も薄くすることが求められている。
【０００８】
また、特許文献２乃至４では、厚い光導入ブロックと薄い導光シートとの組み合わせを用いて導光板を構成している。しかし、厚い光導入ブロックから薄い導光シートへ光を導く際、光導入ブロックの傾斜角度が急な場合には、光導入ブロックの内側でわずか２回反射するだけで全反射の条件を満たさなくなる場合があり、薄い導光シートへ光を導くことが困難な場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、入光側の側端部に配置した上下２段のＬＥＤ素子によって光を導くことが可能であって、それによって高輝度を実現できるバックライト装置用導光板、及び、それを用いたバックライト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る導光板は、バックライト装置に用いられ、光を取り出す表面と、前記表面と相対する裏面と、前記表面及び裏面と垂直な側端面を有する導光板であって、
光源からの光を受ける入光側の側端部の厚さが、前記入光側の側端部と相対する奥側の側端部の厚さより厚く、
前記入光側の側端部において、前記光源からの光を受ける入光面パターンを有する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、前記導光板の前記裏面は、前記表面と平行でなく、前記入光側の側端部から前記奥側の側端部にむかって傾斜面を有してもよい。
【００１２】
さらに、前記入光面パターンは、プリズムパターンを含んでもよい。
【００１３】
またさらに、前記入光側の側端部において、前記入光面パターンを有する前面部分と、前記入光側の側端部から前記奥側の側端部にわたる厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分との間に貼り合わせ面を有してもよい。
【００１４】
本発明に係る導光板の製造方法は、内部の間隙が、互いに対向する非平行の２つの面と、前記２つの面の周囲の４つの側面部分とを有し、前記４つの側面部分の一つに注入口が設けられ、前記注入口側の側面部分の厚さが前記注入口と相対する奥側の側面部分の厚さより厚い金型を用いて、前記金型の注入口から、射出成形で樹脂を注入して、前記注入口側から前記奥側に向かって厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分を形成するステップと、
入光面パターンの金型に射出成形で樹脂を注入して、入光面パターンを有する前面部分を形成するステップと、
前記くさび形部分の前記注入口が設けられていた前記側面部分と、前記前面部分の前記入光面パターンと相対する面とを貼り合わせて、導光板を形成するステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るバックライト装置は、光を取り出す表面と、前記表面と相対する裏面と、前記表面及び裏面と垂直な側端面を有する導光板であって、光源からの光を受ける入光側の側端部の厚さが、前記入光側の側端部と相対する奥側の側端部の厚さより厚く、前記入光側の側端部において、前記光源からの光を受ける入光面パターンを有する、導光板と、
前記導光板の前記入光側の前記側端面に光を照射する光源と、
前記導光板の前記裏面に設けられた反射シートと、
前記導光板の前記表面に設けられた拡散シートと、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記光源は、前記導光板の前記入光側の前記側端面の厚さ方向に上下２段に配置されたＬＥＤ素子を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るバックライト装置用導光板によれば、入光側の側端部にＬＥＤ素子を上下２段に配置可能に厚くすると共に、導光板の裏面全体にわたって緩い傾斜面を設けているので、厚さ方向で上下２段に配置されたＬＥＤ素子からの光を奥側まで効率的に導くことができ、高輝度で且つ面全体で均一なバックライト装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係るバックライト装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図１の導光板の斜視図である。
【図３】図２の導光板の側面図である。
【図４】図２の導光板の平面図である。
【図５】（ａ）は、実施の形態１に係る導光板の製造方法において、射出成形前の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、金型内に樹脂を射出成形している途中の断面図であり、（ｃ）は、射出成形後のくさび形部分からシェービングして取り除く注入口の面を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施の形態に係る導光板及びバックライト装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るエッジライト方式のバックライト装置１０の構成を示す斜視図である。このバックライト装置１０は、導光板２０と、導光板２０の側端部から光を導入するＬＥＤ素子２２と、導光板２０の裏面に設けられた反射シート２４と、導光板の表面側に設けられた拡散シート２８を備える。なお、導光板２０と拡散シート２８との間にプリズムシート２６を設けてもよい。このバックライト装置１０では、ＬＥＤ素子２２からの光を導光板２０の入光側の側端部から入光させ、導光板２０内を全反射させながら導光板２０全体に均一に拡散させ、その後、表面側のプリズムシート２６及び拡散シート２８を介して表面に導かれる。そこで、バックライト装置１０から、その表面側に配置された、表示装置、例えば、液晶表示装置内に光が導かれる。
【００２１】
図２は、実施の形態１に係る導光板２０の斜視図である。図３は、図２の導光板２０の側面図である。また、図３では、導光板２０の入光側の側端部におけるＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂとの配置関係を示している。図４は、図２の導光板２０の平面図である。この導光板２０は、ＬＥＤ素子２２から光を入光させる入光側の側端部の厚さが、該側端部と相対する奥側の側端部の厚さより厚く、入光側の側端部から奥側の側端部にわたって傾斜する、厚さ方向の断面形状がくさび形形状を有する。これは、図３の側面図に示すように、上下２段のＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂを配置し、それぞれのＬＥＤ素子２２ａ、２２ｂから入光可能にするために、入光側の側端部を厚くしているためである。これによって、一段のＬＥＤ素子を配置した場合に比べて約２倍の輝度が得られる。
【００２２】
また、入光側の側端部と相対する奥側の側端部の厚さを入光側の側端部に比べて薄くして、導光板２０の裏面において、奥側の側端部から入光側の側端部に向かう傾斜面を設けている。この傾斜面と表面との間で光を全反射させて導光板２０の全体に均一に拡散させる。また、導光板２０の裏面全体を比較的緩い傾斜面とすることで、上下２段に配置したＬＥＤ素子からの光を効率的に導くことができる。従来例と対比すれば、導光板を平面部分と傾斜面を有する導光ブロックとで構成する場合、スペース的な条件のために導光ブロックの傾斜角度は大きくなりやすい。導光ブロック内で反射を繰り返すたびに反射光の反射角が傾斜角度の分だけ小さくなるため、傾斜角度が大きくなると、わずかな反射回数で全反射の条件を満たさなくなる。そこで、本実施の形態に係る導光板２０では、導光板２０の裏面全体にわたって緩い傾斜面、例えば、１０度以下とすることで、上下２段に配置したＬＥＤ素子からの光を奥側まで効率的に導くことができ、面全体で均一な輝度が得られる。
なお、導光板２０の裏面には、例えば、図１に示すように、プリズムパターンを設けてもよい。
【００２３】
この導光板２０の厚みは、入光側の側端部でおよそ２．５ｍｍであり、奥側の側端部で０．５ｍｍである。なお、上記厚さの範囲は一例であって、制限するものではない。
【００２４】
また、この導光板２０は、入光面パターンを有する前面部分２０ｂと、入光側の側端部から奥側の側端部にわたる厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分２０ａと、その間の貼り合わせ面２３とを有する。これは、後述する製造方法で詳述する問題点に起因する。つまり、導光板を一体的に成形するため、厚さの薄い奥側の側端部に注入口を設けて、奥側の側端部から厚い入光側の側端部に射出成形した場合、薄い側から厚い側へは十分に成形圧力が伝わらず、入光面パターンを成型できないという課題がある。そこで、くさび形部分２０ａと、入光面パターンを有する前面部分２０ｂと、を別々に作成して貼り合わせて構成したため、本実施の形態の導光板２０には、貼り合わせ面２３を有する。
【００２５】
さらに、導光板２０の入光側の側端部には入光面パターン２１を設けている。入光面パターン２１は、ＬＥＤ素子２２等の点光源からの光を拡散させて疑似的な線光源とするために設けられるものであり、例えば、ドット面、プリズム面、あるいはドット面及びプリズム面の組み合わせで構成される。
【００２６】
図５は、導光板２０の製造方法の工程の一部を示す概略図である。
この導光板２０の製造方法では、入光面パターンを有する前面部分２０ｂと、入光側の側端部から奥側の側端部にわたる厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分２０ａとを貼り合わせて導光板２０を作成することを特徴とする。図４に示すように、この導光板２０の入光側の側端部には入光面パターン２１を設けている。一方、奥側の側端部の厚さは、入光側の側端部の厚さより薄い。入光側の側端部には入光面パターン２１を設けなければならないので、本実施の形態では、厚さの薄い奥側に注入口を設けた金型を用いて、射出成形で導光板を作成することを試みた。しかし、射出成形で作成する場合、厚さの薄い奥側の側端部に注入口を設けて、厚い側に向かって樹脂を注入しても圧力が十分に伝わらず、成形がうまくいかないという課題を見出した。そこで、入光側の側端部から奥側の側端部にわたる厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分２０ａと、入光面パターンを有する前面部分２０ｂと、を別々に作成し、その後、前面部分２０ｂとくさび形部分２０ａとを貼り合わせて導光板２０を作成することによって本実施の形態に係る導光板の構成に至ったものである。本実施の形態に係る導光板２０の製造方法によって、くさび形部分２０ａを射出成形で作成できると共に、前面部分２０ｂの入光側の側端部に入光面パターン２１を設けた導光板２０を作成することができる。
【００２７】
本実施の形態の導光板の製造方法を以下に説明する。
（ａ）内部の間隙が、互いに対向する非平行の２つの面と、その２つの面の周囲の４つの側面部分とを有し、４つの側面部分の一つに注入口が設けられている金型４０を用いる（図５（ａ））。ここで、互いに対向する非平行の２つの面のうち、一方は平面状の表面であり、他方は表面と非平行の裏面であって、導光板２０となった場合の表面と裏面に該当する。この金型４０を用いて得られる導光板２０では、表面を水平に配置した場合に、裏面は奥側の側端部から入光側の側端部にわたって緩い傾斜面をなす。なお、金型４０の裏面において、奥側から注入口側の方向と垂直な方向には、例えば、図１に示すように、プリズムパターンを設けてもよい。
（ｂ）この注入口４２から樹脂４４が注入される（図５（ｂ））。また、金型４０の注入口４２側の側面部分の厚さは、注入口４２と相対する奥側の側面部分の厚さより厚い。この金型４０に、射出成形で樹脂４４を注入して、注入口側から奥側に向かって厚さ方向の断面形状がくさび形のくさび形部分を形成する。
（ｃ）その後、注入口４２側の面をシェービング加工して、くさび形部分２２ａを得る（図５（ｃ））。
（ｄ）一方、入光面パターンの金型（図示せず）に射出成形で樹脂を注入して、入光面パターンを有する前面部分２２ｂを形成する。
（ｃ）上記くさび形部分２２ａと、上記前面部分２２ｂとを貼り合わせて、導光板２２を形成する。
以上によって、導光板２０を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係るバックライト用導光板及びバックライト装置は、高輝度、小型の画像表示装置を実現し、携帯型の情報処理装置用の画像表示装置として有用である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  バックライト装置
２０  導光板
２０ａ  くさび形部分
２０ｂ  入光部分
２１  入光面パターン
２２  ＬＥＤ素子
２２ａ  上段ＬＥＤ素子
２２ｂ  下段ＬＥＤ素子
２３  貼り合わせ面
２４  反射シート
２６  プリズムシート
２８  拡散シート
３０  射出成形機
３２  ノズル
３４  シリンダ
３６  ヒータ
３８  ホッパ
４０  金型
４２  注入口
４４  樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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