(57)【要約】【課題】導光板の入射面側の角部から導光板中央部に向かって斜め方向に伸びる暗線の発生を抑制するとともに、斜め方向から観察した時の輝度や表示品位が良好なバックライト構造および液晶表示装置を得る。【解決手段】導光板２の光出射面２２には、拡大部分２２Ｘに示すように、光入射面２１の長手方向における各々の断面が円弧形状の複数の凸部２２ａが導光板２の光入射面２１に対し直交する方向に伸びて形成される。複数の凸部２２ａは、互いに隣接する凸部２２ａ，２２ａ間は光入射面２１の長手方向に沿って平坦部を介さず連続させながら、共通の配列ピッチ（５０μｍ）間隔で形成されている。一方、複数の凸部２２ａの曲率半径は、光入射面２１の長手方向において中央部（９５μｍ）から端部（２５μｍ）にかけて小さくなるように設定されている。【選択図】図１
2011096531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の光源と、
前記光源に対向して配置され、前記光源からの光を入射する入射面と、前記入射面より入射する光を出射する出射面とを有する導光板とを備え、
前記入射面は第１の方向に延びて形成され、
前記出射面は、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記入射面から伸びる複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、それぞれ前記第１の方向における断面が円弧形状を呈し、互いに隣接する凸部間は前記第１の方向に沿って配列ピッチ間隔で形成され、
前記複数の凸部における前記配列ピッチに対する曲率半径の比である対ピッチ曲率半径比は、前記第１の方向において中央部から端部にかけて小さくなるように設定されることを特徴とする、
バックライト構造。
【請求項２】
請求項１記載のバックライト構造であって、
前記配列ピッチは、前記複数の凸部間で共通の所定の配列ピッチを含み、
前記複数の凸部の曲率半径は、前記第１の方向において中央部から端部にかけて小さくなるように設定されることを特徴とする、
バックライト構造。
【請求項３】
請求項２記載のバックライト構造であって、
前記複数の凸部において、前記第１の方向の端部における曲率半径は、前記所定の配列ピッチの１／２以上であることを特徴とする、
バックライト構造。
【請求項４】
請求項１記載のバックライト構造であって、
前記複数の凸部の曲率半径は前記複数の凸部間で共通の所定の曲率半径を含み、
前記複数の凸部における隣接する凸部間の前記配列ピッチは、前記第１の方向において中央部から端部にかけて大きくなるように設定されることを特徴とする、
バックライト構造。
【請求項５】
請求項４記載のバックライト構造であって、
複数の凸部において、前記第１の方向の端部における前記配列ピッチは、前記所定の曲率半径の２倍以下であることを特徴とする、
バックライト構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうち、いずれか１項に記載のバックライト構造と、
前記バックライト構造の前記出射面からの光を受ける液晶パネルとを備える、
液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、線状光源と導光板から構成されるバックライト構造およびこのバックライト構造を有する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式のものが多用されている。エッジライト方式のバックライトは、主に冷陰極管（ＣＣＦＬ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)）等の線状光源と導光板とから構成され、線状光源から発せられた光を、対向して設置された導光板の入射面から導光板内部へと導入する。導光板の形状としては平板状あるいは入射面から遠ざかるほど板厚が小さくなる楔形状などが用いられ、導光板に入射された光は、入射面に直交する出射面と出射面に対向する反射面との間で全反射を繰り返しながら、入射面から反入射面側に向かって導光板内部を伝播する。導光板の出射面に対向する反射面には、スクリーン印刷によるドット形成やサンドブラストによるシボ加工が施され、これらに当たって拡散反射した光が導光板の出射面から出射されるものや、反射面に微小なプリズムを形成して、このプリズム面で反射した光が導光板の出射面から正面方向に出射するよう設計されたものがある。
【０００３】
ところで、近年の液晶表示装置では、装置外形に対してできるだけ大きな表示エリアを確保するため、液晶パネルの表示エリアあるいはバックライトの発光面の周囲の構造部分の寸法をできるだけ小さくすることが求められている。すなわち、光源として用いられるＣＣＦＬ等の長さも、導光板の入射面の幅と同等以下であることが要求される。しかし、ＣＣＦＬでは端部にソケット等があり、一方あるいは両方の端部には現実には発光しない非発光領域が存在する。このため、導光板の入射面と対向する位置に光源の非発光領域が存在することになり、この非発光領域に対向する導光板の角部から出射する光量が少なくなり、この部分の輝度が低下して輝度むらが発生する。特に、前述したように反射面にプリズムが形成された導光板では、導光板の角部から導光板の中央部に向かって伸びる筋状の低輝度領域（暗線）が発生しやすい。この暗線が有効発光領域にまで伸びると、液晶表示装置における表示画像の品位を低下させることになる。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１において、導光板の出射面に入射面と直交する方向に凸状の湾曲面を形成し、この凸状の湾曲面が入射面に平行な方向に連続して複数列配列されるような導光板の構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１で開示されたバックライト構造では、導光板の出射面に凸状の湾曲面が形成され、この凸状の湾曲面が入射面に平行な方向に連続して複数列配列されていることにより、入射面から導光板内に入射され、反射面で反射された光は出射面から導光板外部へ出射されるとともに、複数列の湾曲面により導光板内部へ広範囲に反射されて分散され、再び反射面にて反射される。このようにして導光板内部での光の分散性が高まるので、導光板の輝度を向上させることができるとともに、出射面における光の面内均一性を向上することができ、導光板角部の輝度むらもある程度改善できる。
【０００７】
しかしながら、特に前述したような反射面にプリズムが形成された導光板では、導光板の角部から中央部に向かって伸びる暗線が発生しやすく、この暗線は斜め方向から観察したときにとくに目立つことがわかっている。
【０００８】
すなわち、上記特許文献１で開示されたバックライト構造を採用しても、反射面にプリズムが形成された導光板を用いた場合、正面方向から観察した時の輝度むらは改善できるものの、斜め方向から観察したときの導光板の輝度や表示品位を効果的に改善することは困難であるという問題点があった。
【０００９】
従来のバックライト構造は以上のように構成されており、この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、導光板の入射面側の角部から導光板中央部に向かって斜め方向に伸びる暗線の発生を抑制するとともに、斜め方向から観察した時の輝度や表示品位が良好なバックライト構造および液晶表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る請求項１記載のバックライト構造は、線状の光源と、前記光源に対向して配置され、前記光源からの光を入射する入射面と、前記入射面より入射する光を出射する出射面とを有する導光板とを備え、前記入射面は第１の方向に延びて形成され、前記出射面は、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記入射面から伸びる複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、それぞれ前記第１の方向における断面が円弧形状を呈し、互いに隣接する凸部間は前記第１の方向に沿って配列ピッチ間隔で形成され、前記複数の凸部における前記配列ピッチに対する曲率半径の比である対ピッチ曲率半径比は、前記第１の方向において中央部から端部にかけて小さくなるように設定されている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明における請求項１記載のバックライト構造は、出射面を構成する複数の凸部における配列ピッチに対する曲率半径の比である対ピッチ曲率半径比は、第１の方向において中央部から端部にかけて小さくなるように設定されている。
【００１２】
このため、請求項１記載のバックライト構造は、出射面の中央部において出射光の輝度を高く維持しながら、出射面の角部から中央部に向かって斜め方向に伸びる出射光の暗線を効果的に抑制することができる効果を奏する。特に、出射面を斜め方向から観察した時の出射面中央部での輝度低下を効果的に抑制し良好な表示品位を達成することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１であるバックライト構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１で示した底面に形成されるプリズムの働きを模式的に示す説明図である。
【図３】図１で示した導光板における光出射面の面内輝度分布を示す説明図である。
【図４】図１で示した光源近傍での導光板の中央部から端部にかけての輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【図５】光出射面に凸部が形成されていない比較例１の導光板の光出射面における面内輝度分布を示す説明図である。
【図６】比較例１の光源近傍での導光板の中央部から端部にかけての輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【図７】光出射面に形成された凸部２２ａの断面の曲率半径が光出射面全面にわたって一律である比較例２の導光板の光出射面における面内輝度分布を示す説明図である。
【図８】比較例２の光源近傍での導光板の中央部から端部にかけての輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【図９】比較例２における導光板の光出射面に形成された凸部の曲率半径を多数設定した場合における輝度変化を示すグラフである。
【図１０】隣接して２個形成される場合の凸部２２ａの断面形状の詳細を示す説明図である。
【図１１】正面方向及び斜め４０度方向から見たときの実施の形態１における導光板の輝度変化を比較例１および比較例２の特性と併せて示すグラフである。
【図１２】この発明の実施の形態２であるバックライト構造を示す分解斜視図である。
【図１３】実施の形態２の導光板の中央部から端部にかけての凸部間の配列ピッチ変化を示すグラフである。
【図１４】実施の形態２の導光板における光出射面の面内輝度分布を示す説明図である。
【図１５】実施の形態１の光源近傍での導光板の中央部から端部にかけての輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【図１６】光出射面に形成された凸部間の配列ピッチが光出射面全面にわたって一律の比較例４の導光板の光出射面における面内輝度分布を示す説明図である。
【図１７】比較例４の光源近傍での導光板の中央部から端部にかけての輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【図１８】実施の形態２における導光板の光出射面に形成された凸部の断面形状の詳細を示す説明図である。
【図１９】正面方向及び斜め４０度方向から見たときの実施の形態２における導光板の輝度変化を比較例１および比較例２の特性と併せて示すグラフである。
【図２０】実施の形態３の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２１】従来の導光板における暗線の発生状況を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
（実施の形態の構成及び特性）
図１は、この発明の実施の形態１であるバックライト構造を示す分解斜視図である。同図に示すように、実施の形態１のバックライト構造は、線状の光源１、導光板２及び反射シート３から構成される。
【００１５】
導光板２は、光源１と対向し、光源１から放射された光を入射する光入射面２１と、導光板２から液晶パネル（図示せず）に向かって光を出射させる光出射面２２と、光出射面２２に対向する底面２３と、導光板２の光入射面２１から反入光面側にかけて延びる側面２４とを主要構成部としている。
【００１６】
このように、導光板２は光源１に対向して配置され、光入射面２１は線状の光源１の形成方向（第１の方向）に延びて形成される。すなわち、光入射面２１の長手方向が光源１の形成方向に一致する。そして、導光板２の底面２３下方に反射シート３が設けられる。
【００１７】
光源１には冷陰極管（ＣＣＦＬ）が用いられ、光源１の周りには、導光板２の光入射面２１とは反対方向に進む光を反射し、導光板２の光入射面２１に向かって進行させるリフレクタ４が設けられている。
【００１８】
反射シート３は、導光板２の底面２３から出射した光をほぼ鏡面反射させて導光板２に再入射させるためのシートである。
【００１９】
導光板２は、屈折率が１．４９のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）により形成されているが、導光板２の材質はこれに限るものではなく、ポリカーボネートや環状オレフィンコポリマーなど一般的に導光板に用いられる材料であればよい。また、導光板２は、導光板内部に入射した光が光入射面２１の対向面となる反入射面側から外部へ出射する損失を抑えるために、入射面から遠ざかるほど板厚が小さくなるように導光板２の形状を楔形状にしている。導光板２の形状はこれに限るものではなく、板厚（側面２４の高さ）に変化がない平板形状を呈していてもよい。
【００２０】
図２は底面２３に形成されるプリズム２３ａの働きを模式的に示す説明図である。導光板２の底面２３には、その拡大部分２３Ｘに示すように導光板２に対して凹状にプリズム２３ａが形成されている。このため、図２に示すように、光入射面２１から入射した光源１からの入射光１Ｌの一部の方向を光出射面２２に向かう方向に変え、光出射面２２からほぼ正面方向に光を放射させることができる。
【００２１】
また、光入射面２１からの入射光１Ｌの一部は、底面２３のプリズム２３ａが形成されない平坦領域２３ｂに到達し、全反射により導光板２の内部をさらに反入光面側へと伝播する。プリズム２３ａは導光板２の底面２３に複数形成されているが、光入射面２１から離れるにしたがって個数密度が高くなるように配列されていて、光出射面２２から正面方向に照射される光が光出射面２２の面内で均一になるよう調整されている。
【００２２】
さらに、導光板２の光出射面２２には、拡大部分２２Ｘに示すように、光入射面２１の長手方向における各々の断面が円弧形状の複数の凸部２２ａが導光板２の光入射面２１（の長手方向）に対し直交する方向（第２の方向）に伸びて形成されている。
【００２３】
凸部２２ａは複数列配置されているが、互いに隣接する凸部２２ａ，２２ａ間は光入射面２１の長手方向に沿って平坦部を介さず連続させながら、共通の配列ピッチ（所定の配列ピッチ）間隔で形成（配置）されている。なお、凸部２２ａ，２２ａ間の配列ピッチは、凸部２２ａの曲率半径を規定する中心点間の距離を意味する。
【００２４】
ここで、凸部２２ａ，２２ａ間の配列ピッチは５０μｍに設定される。凸部２２ａの断面の曲率半径は、光源１の中央部に対向する導光板２の中央部で９５μｍ、光源１の端部に対向する導光板２の端部で２５μｍに設定されており、導光板２の中央部から端部に向かって凸部２２ａの曲率半径が線形的に徐々に小さくなるように設定されている。
【００２５】
次に、導光板２の光出射面２２における輝度分布および斜めから観察した時の表示品位について、図を用いて説明する。
【００２６】
図３は、実施の形態１の導光板２における光出射面２２の面内輝度分布をシミュレーションで求めて濃淡で示した説明図である。同図(a) は正面から観察したときの輝度部分を示し、同図(b) は斜め３０度方向（導光板中央部から端部を見る方向）から観察したときの輝度分布を示している。なお、導光板中央部から端部を見る方向とは、例えば、液晶パネル（導光板２の光出射面２２）の中心に対峙したユーザが液晶パネルの端部を見る方向に相当する。
【００２７】
同図(a) に示すように、正面から観察したときは、光源１の非発行領域１ａに対向する導光板２の端部での輝度低下が光出射面２２の角部のごく狭い領域で認められるが、光出射面２２全体としてはほぼ均一な分布になっている。また、同図(b) に示すように、斜め方向から観察したときは、端部で輝度が低下しているが、その変化は緩やかであり、暗線も認められない。
【００２８】
図２１は従来の導光板１０２における暗線の発生状況を模式的に示す説明図である。同図に示すように、従来の導光板１０２においては、線状の光源１０１の非発光領域１０１ａに対向する端部（角部）から中央部に向かって伸びる筋状の低輝度領域である暗線１０５が見られる。この暗線１０５に相当する領域は図３(a) ，(b)で示す本実施の形態の導光板２には見受けられない。
【００２９】
図４は、光源近傍での導光板２（光出射面２２）の中央部から端部にかけて（図３(a) ，(b) それぞれのＡ−Ａ断面に相当）の輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。同図に示すように、正面方向（０度方向）から観察した正面輝度変化Ａ０はほぼ均一で、斜め方向（３０度，３５度，４０度，４５度）から観察した斜め３０度輝度変化Ａ３０、斜め３５度輝度変化Ａ３５、斜め４０度輝度変化Ａ４０、斜め４５度輝度変化Ａ４５は、観察方向の斜め角度が大きくなるほど導光板２の端部での輝度は低下するが、いずれの角度でも暗線と認められる部分的な輝度低下は認められない。
【００３０】
（比較例の特性）
次に、光出射面２２における輝度分布および斜めから観察したときの表示品位について、比較例を用いて発明の形態１のバックライト構造の効果を説明する。実施の形態１の導光板２と比較する導光板として、比較例１は、光出射面２２に凸部２２ａが形成されていない導光板５１、比較例２は光出射面２２に形成された凸部２２ａの断面の曲率半径が光出射面全面にわたって一律の導光板５２をそれぞれ採用している。
【００３１】
図５は、光出射面２２に凸部２２ａが形成されていない比較例１の導光板５１の光出射面における面内輝度分布をシミュレーションで求めて濃淡で示した説明図である。同図(a) は正面から観察したときの輝度部分を示し、同図(b) は斜め３０度方向（導光板中央部から端部を見る方向）から観察したときの輝度部分を示している。同図(a) に示すように、正面から観察したときにおいても、光源１の非発光領域１ａに対応する導光板５１の最端部では暗線５が認められるが、特に、同図(b) に示すように、斜め方向から観察したときは、暗線５が導光板５１の端部から中央に向かって伸びており、表示品位を著しく低下させていることが分かる。
【００３２】
図６は、比較例１において光源近傍での導光板５１の中央部から端部にかけて（図５(a) ，(b) それぞれのＢ−Ｂ断面に相当）の輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【００３３】
同図に示すように、正面方向（０度方向）から観察したときの正面輝度変化Ａ０は、導光板５１の端部で輝度が急激に低下している。一方、斜めから観察した斜め３０度輝度変化Ａ３０、斜め３５度輝度変化Ａ３５、斜め４０度輝度変化Ａ４０及び斜め４５度輝度変化Ａ４５は、部分的な輝度低下（暗線）が見られ、正面方向からの角度（斜め角度の大きさ）が大きくなるほど、導光板５１の端部から中央部寄りに輝度低下の位置がシフトしている。例えば、斜め４５度輝度変化Ａ４５の場合、注目箇所Ｖ４５に暗線と認められる部分的な輝度低下が見られ、この部分が図５(b) のＢ−Ｂ断面における暗線５箇所に対応する。
【００３４】
次に、共通の配列ピッチが５０μｍで断面の曲率半径が一律３５μｍの凸部２２ａを光出射面２２に形成した比較例２の導光板５２の特性について、図を用いて説明する。
【００３５】
図７は、比較例２の導光板５２の光出射面における面内輝度分布をシミュレーションで求めて濃淡で示した説明図である。同図(a) は正面から観察したときの輝度分布、同図(b) は斜め３０度方向（導光板中央部から端部を見る方向）から観察したときの輝度分布を示している。同図(a) に示すように、正面から観察したときは、光源１の非発行領域１ａに対向する導光板２の端部での輝度低下が導光板５２の角部の狭い領域で認められるが、導光板５２の光出射面全体としてはほぼ均一な分布になっている。また、同図(b) 示すように、斜め方向から観察したときも、導光板５２の角部での輝度低下が若干大きいが暗線はほとんど認められない。
【００３６】
図８は、光源近傍での導光板５２の中央部から端部にかけて（図７(a) ，(b) それぞれのＣ−Ｃ断面に相当）の輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。正面方向（０度方向）から観察したときの正面輝度変化Ａ０も斜めから観察したときの斜め３０度輝度変化Ａ３０、斜め３５度輝度変化Ａ３５、斜め４０度輝度変化Ａ４０及び斜め４５度輝度変化Ａ４５のいずれも、導光板中央部から端部にかけての輝度はほぼ均一で、暗線のような部分的な輝度低下も認められない。ただし、斜めから観察すると、光出射面全体の輝度が低下する傾向がある。輝度低下の割合は、観察方向の角度（斜め角度）が大きくなるほど増加する傾向にあり、４５度方向から観察したときの斜め４５度輝度変化Ａ４５は正面方向から観察したときの正面輝度変化Ａ０の輝度の約５０％程度にまで低下している。すなわち、観察方向を正面から斜めに振ったときに、光出射面全面が急激に暗くなるという欠点がある。
【００３７】
図９は比較例２における導光板５２の光出射面２２に形成された凸部２２ａの曲率半径を多数設定した場合における輝度変化を示すグラフである。
【００３８】
図７及び図８で示した比較例２では、導光板５２の光出射面２２に形成された凸部２２ａは配列ピッチが５０μｍ、断面の曲率半径が一律３５μｍであったが、図９において、配列ピッチは５０μｍであるが凸部の曲率半径がそれぞれ６５μｍ、４５μｍ、２５μｍ、及び１５μｍの４種類の導光板の輝度変化として、曲率半径６５輝度変化Ｃ６５、曲率半径４５輝度変化Ｃ４５、曲率半径２５輝度変化Ｃ２５及び曲率半径１５輝度変化Ｃ１５を示している。さらに、凸部を形成していない導光板（比較例１）の比較例１輝度変化Ｌ１１を併せて示す。
【００３９】
同図(a) は正面から見たときの輝度変化、同図(b) は斜め４５度方向から見たときの輝度変化を示している。同図(a) に示すように、導光板５２の中央部を正面から観察したときの輝度については、凸部の曲率半径の影響はほとんどない。一方、同図(b) に示すように、斜めから観察したときは、曲率半径６５輝度変化Ｃ６５、曲率半径４５輝度変化Ｃ４５、曲率半径２５輝度変化Ｃ２５と曲率半径が小さくなるほど、部分的な輝度低下（暗線）が小さくなるとともに、正面から見た場合と比較して、導光板５２の中央部の輝度が急激に低くなる。
【００４０】
ただし、曲率半径１５μｍの曲率半径１５輝度変化Ｃ１５では、曲率半径２５μｍの曲率半径２５輝度変化Ｃ２５に比べ、部分的な輝度低下がより大きく（暗線が見えやすく）、中央部での輝度は若干増加している。
【００４１】
図１０は隣接して２個形成される場合の凸部２２ａの断面形状の詳細を示す説明図である。図１０に示すように、凸部２２ａの配列ピッチＰＴ１と曲率半径ｒ１〜ｒ３との関係により、光出射面２２の表面形状が異なることになる。図１０の(a) 〜(c) のいずれにおいても、配列ピッチＰＴ１は５０μｍである。
【００４２】
凸部２２ａの曲率半径が６５μｍ、４５μｍの場合、曲率半径の２倍が配列ピッチＰＴ１（５０μｍ）より大きくなるため、同図(a) に示す曲率半径ｒ１と配列ピッチＰＴ１との関係となる。
【００４３】
一方、凸部２２ａの曲率半径が２５μｍの場合、曲率半径の２倍が配列ピッチＰＴ１（５０μｍ）に等しくなるため、同図(b) に示す曲率半径ｒ２と配列ピッチＰＴ１との関係となる。
【００４４】
さらに、凸部２２ａの曲率半径が１５μｍの場合、曲率半径の２倍が配列ピッチＰＴ１（５０μｍ）より小さくなるため、同図(c) に示す、曲率半径ｒ３と配列ピッチＰＴ１との関係となる。
【００４５】
同図(a) で示す曲率半径ｒ１と配列ピッチＰＴ１の関係の場合、隣接する凸部２２ａが重なり合い、曲率半径ｒ１が大きいほど表面形状は平面に近くなる。一方、曲率半径ｒ１が小さくなると、湾曲面の露出部分が多くなって光出射面２２からの出射光の散乱効果が大きくなる。そして、曲率半径がさらに小さくなると、同図(b) で示す曲率半径ｒ２と配列ピッチＰＴ１の関係になり、上記散乱効果が最も大きくなる。さらに、同図(c) で示す曲率半径ｒ３と配列ピッチＰＴ１の関係の場合、隣接する凸部２２ａの間に平坦部２２が生じ、上記散乱効果が弱くなる。
【００４６】
図１０を用いて説明したように、導光板２の光出射面２２に形成された凸部２２ａは、その配列ピッチＰＴ１と曲率半径ｒ１〜ｒ３との関係により光学特性が異なり、配列ピッチに対して曲率半径が大きいと、導光板中央部での輝度は高く導光板端部での暗線は発生しやすくなり、配列ピッチに対して曲率半径が小さいと、暗線は抑制される反面、導光板中央部での輝度が低下する傾向がある。
【００４７】
（実施の形態１と比較例１及び比較例２との対比）
実施の形態１では、この特性を考慮して、上述したように、導光板２の中央部には配列ピッチに対する曲率半径の比（対ピッチ曲率半径比）が大きい凸部２２ａを形成し、導光板２の端部には上記対ピッチ曲率半径比が小さい凸部２２ａを形成している。
【００４８】
図１１は正面方向及び斜め４０度方向から見たときの実施の形態１における導光板２（光出射面２２）の輝度変化を比較例１及び比較例２の特性と併せて示すグラフである。同図(a) が正面方向から見たときの輝度変化、同図(b) が斜め４５度方から見たときの輝度変化を示している。そして、図１１において、実施の形態１輝度変化Ｌ１と共に比較例１輝度変化Ｌ１１及び比較例２輝度変化Ｌ１２を併せて示している。
【００４９】
同図に示すように、実施の形態１輝度変化Ｌ１は、導光板２を斜め方向から観察したときに、導光板２の端部での暗線の発生が抑制され、導光板２の中央部での輝度低下も少ない良好な表示品位が得られる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、導光板２の中央部の凸部２２ａの曲率半径を９５μｍ、導光板２の端部の凸部２２ａの曲率半径を２５μｍとし、中央部から端部に線形的に曲率半径を低減させているが、これらの曲率半径、あるいは中央部から端部への曲率半径の低減のさせ方はこれに限らず適宜設定できる。ただし、中央部では曲率半径が大きく、凸部の重なりが大きいほど斜めから観察したときの輝度低下が抑制できる。また、端部に形成する凸部の曲率半径は配列ピッチの１／２以下にならない範囲でできるだけ小さい方が散乱効果が大きく、斜めから見たときの暗線の発生を効果的に抑えることができる。
【００５１】
（効果）
実施の形態１によれば、導光板２の光出射面２２に、光入射面２１と直交する方向に伸びる断面が円弧形状の凸部２２ａを連続して複数列配置して、凸部２２ａの曲率半径を導光板２の中央部で大きく、端部に近づくほど小さく設定している。一方、互いに隣接する凸部２２ａ，２２ａ間の配列ピッチは全体に渡って共通の所定の配列ピッチに設定している。
【００５２】
すなわち、実施の形態１のバックライト構造は、共通の所定の配列ピッチで配置される複数の凸部２２ａの曲率半径は、光入射面２１の長手方向において中央部から端部にかけて小さくなるように設定されている。なお、「中央部から端部にかけて小さくなる」とは、中央部から端部にかけて曲率半径が等しい場合はあっても大きくなる場合はなく、端部の曲率半径が中央部の曲率半径よりも小さいことを意味する。
【００５３】
その結果、実施の形態１のバックライト構造は、光出射面２２を構成する複数の凸部２２ａのうち、光入射面２１の長手方向において中央部に位置する凸部２２ａの上記対ピッチ曲率半径比が最も大きく、光入射面２１の長手方向の端部に近づくに従い凸部２２ａの上記対ピッチ曲率半径比が小さくなるように設定される。
【００５４】
このため、実施の形態１のバックライト構造は、光出射面２２の中央部において出射光の輝度を高く維持しながら、光出射面２２の角部から中央部に向かって斜め方向に伸びる出射光の暗線を効果的に抑制することができる効果を奏する。特に、光出射面２２を斜め方向から観察した時の出射面中央部での輝度低下を効果的に抑制し良好な表示品位を達成することができる効果を奏する。
【００５５】
さらに、実施の形態１のバックライト構造は、複数の凸部２２ａにおいて、長手方向の（最）端部における凸部２２ａの曲率半径（２５μｍ）は、共通の所定の配列ピッチ（５０μｍ）の１／２に設定されている。
【００５６】
このため、光出射面２２の中央部から端部にかけて上記散乱効果が確実に段階的に大きくなるように設定できるため、光出射面２２の中央部における高レベルの輝度を維持し、かつ出射面端部における暗線の発生を確実に抑制することができる効果を奏する。
【００５７】
この効果は、端部における曲率半径（２５μｍ）を、共通の所定の配列ピッチ（５０μｍ）の１／２以上に設定することにより達成できる。そして、光入射面２１の長手方向の端部における曲率半径を共通の所定の配列ピッチ（５０μｍ）の１／２である２５μｍに設定することにより、端部における上記散乱効果を最大にすることができる。
【００５８】
＜実施の形態２＞
（実施の形態の構成及び特性）
図１２は、この発明の実施の形態２であるバックライト構造を示す分解斜視図である。同図に示すように、実施の形態２のバックライト構造は、線状の光源１、導光板７及び反射シート３から構成される。導光板７は、実施の形態１の導光板２と同様、光源１と対向し、光源１から放射された光を入射する光入射面７１と、導光板７から液晶パネル（図示せず）に向かって光を出射させる光出射面７２と、光出射面７２に対向する底面７３と、導光板７の光入射面７１から反入射面側にかけて延びる側面７４とを主要構成部としている。
【００５９】
光源１には冷陰極管（ＣＣＦＬ）が用いられ、光源１の周りには、導光板７の光入射面７１とは反対方向に進む光を反射し、導光板７の光入射面７１に向かって進行させるリフレクタ４が設けられている。
【００６０】
導光板７の底面７３下に設けられる反射シート３は、導光板７の底面７３から出射した光をほぼ鏡面反射させて導光板７に再入射させるためのシートである。
【００６１】
導光板７は、屈折率が１．４９のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で形成されているが、材質はこれに限るものではなく、一般的に導光板に用いられる材料であればよい。また、導光板７は、導光板内部に入射した光が反入射面側から外部へ出射する損失を抑えるために、入射面から遠ざかるほど板厚（側面７４の高さ）が小さくなるように導光板７の形状を楔形状にしている。導光板７の形状はこれに限るものではなく、板厚が一定の平板形状を呈していてもよい。
【００６２】
導光板７の底面７３には、その拡大部分７３Ｘに示すように導光板７に対して凹状にプリズム７３ａが形成されている。このため、実施の形態１と同様、光入射面７１から入射した光源１からの入射光１Ｌの一部の方向を光出射面７２に向かう方向に変え、光出射面７２からほぼ正面方向に光を放射させることができる。
【００６３】
また、光入射面７１から入射した光の一部は、底面７３のプリズム７３ａが形成されない平坦領域７３ｂに到達し、全反射により導光板７の内部をさらに反入射面側へと伝播する。プリズム７３ａは導光板７の底面７３に複数形成されているが、光入射面７１から離れるにしたがって個数密度が高くなるように配列されていて、光出射面７２から正面方向に照射される光が光出射面７２の面内で均一になるよう調整されている。
【００６４】
さらに、導光板７の光出射面７２には、拡大部分７２Ｘに示すように、光入射面７１の長手方向における各々の断面が円弧形状の複数の凸部７２ａが導光板７の光入射面７１（の長手方向）に対し直交する方向（第２の方向）に伸びて形成されている。
【００６５】
凸部７２ａは複数列配置されているが、互いに隣接する凸部７２ａ，７２ａ間は光入射面７１の長手方向に沿って平坦部を介さず連続させながら、多段階に設定される配列ピッチ間隔で形成（配置）されている。なお、複数の凸部７２ａそれぞれの曲率半径は互いに共通の所定の曲率半径である２５μｍに設定されている。すなわち、複数の凸部７２ａの断面の曲率半径は光出射面７２の全面にわたって均一で２５μｍである。
【００６６】
一方、互いに隣接する凸部７２ａ，７２ａの配列ピッチは、光源１の中央部に対向する導光板７の中央部で１５μｍ、光源１の端部に対向する導光板７の端部で５０μｍに設定される。
【００６７】
図１３は導光板７の中央部から端部にかけての凸部７２ａ，７２ａ間の配列ピッチ変化を示すグラフである。同図に示すように、導光板７の中央部の配列ピッチが最小で、端部に向かって配列ピッチが徐々に大きくなるように設定されている。
【００６８】
次に、導光板７の光出射面７２における輝度分布および斜めから観察した時の表示品位について、図を用いて説明する。
【００６９】
図１４は、実施の形態２の導光板７における光出射面７２の面内輝度分布をシミュレーションで求めて濃淡で示した説明図である。同図(a) は正面から観察したときの輝度部分を示し、同図(b) は斜め３０度方向（導光板中央部から端部を見る方向）から観察したときの輝度分布を示している。
【００７０】
同図(a) に示すように、正面から観察したときは、光源１の非発行領域１ａに対向する導光板７の端部での輝度低下が導光板７の角部のごく狭い領域で認められるが、光出射面７２全体としてはほぼ均一な分布になっている。また、同図(b) に示すように、斜め方向から観察したときは、端部で輝度が低下しているが、その変化は緩やかであり、図２１で示したような暗線も認められない。
【００７１】
図１５は、光源近傍での導光板７（光出射面７２）の中央部から端部にかけて（図１４(a) ，(b) それぞれのＤ−Ｄ断面に相当）の輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。
【００７２】
同図に示すように、正面方向（０度方向）から観察した正面輝度変化Ａ０では、輝度分布はほぼ均一である。斜め方向（３０度，３５度，４０度，４５度）から観察した斜め３０度輝度変化Ａ３０、斜め３５度輝度変化Ａ３５、斜め４０度輝度変化Ａ４０、斜め４５度輝度変化Ａ４５は、観察方向の斜め角度が大きくなるほど導光板７の端部での輝度は低下するが、少なくとも斜め３５度輝度変化Ａ３５までは正面輝度変化Ａ０と中央部での輝度が同等であり、いずれの角度でも暗線と認められる部分的な輝度低下は認められない。
【００７３】
（比較例の特性）
次に、光出射面７２における輝度分布および斜めから観察したときの表示品位について、比較例を用いて本発明の形態２のバックライト構造の効果を説明する。実施の形態２の導光板７に比較する導光板として、比較例３は、光出射面７２に凸部７２ａが形成されていない導光板５３、比較例４は光出射面７２に形成された凸部７２ａの断面の配列ピッチが光出射面全面にわたって一律の導光板５４を採用している。
【００７４】
比較例３の導光板５３については、実施の形態１で説明した導光板５１と同じものである。その特性は、図５および図６に面内輝度分布および導光板中央部から端部にかけての輝度変化を示して説明したとおり、導光板５３（５１）の端部に著しい輝度低下が見られ、特に、斜め方向から観察したときには暗線５が導光板の端部から中央に向かって伸びていて、表示品位を著しく低下させている。
【００７５】
次に、凸部７２ａの断面の曲率半径が２５μｍで、配列ピッチが５０μｍの比較例４の導光板５４の特性について、図を用いて説明する。図１６は、比較例４の導光板５４の光出射面における面内輝度分布をシミュレーションで求めて濃淡で示した説明図である。同図(a) は正面から観察したときの輝度分布、同図(b) は斜め３０度方向（導光板中央部から端部を見る方向）から観察したときの輝度分布を示している。
【００７６】
同図(a) に示すように、正面から観察したときは、光源１の非発行領域１ａに対向する導光板５４の端部での輝度低下が導光板５４の角部の狭い領域で認められるが、導光板５４の光出射面全体としてはほぼ均一な分布になっている。また、斜め方向から観察したときも、導光板５４の角部での輝度低下が若干大きいが暗線はほとんど認められない。
【００７７】
図１７は、光源近傍での導光板５４の中央部から端部にかけて（図１６(a) ，(b) それぞれのＥ−Ｅ断面に相当）の輝度変化を観察方向ごとに示すグラフである。正面方向（０度方向）から観察したときの正面輝度変化Ａ０も、斜めから観察したときの斜め３０度輝度変化Ａ３０、斜め３５度輝度変化Ａ３５、斜め４０度輝度変化Ａ４０及び斜め４５度輝度変化Ａ４５のいずれも、導光板中央部から端部にかけての輝度はほぼ均一で、暗線のような部分的な輝度低下も認められない。ただし、斜めから観察すると、光出射面全体の輝度が低下する傾向が強く、輝度低下の割合は、観察方向の角度（斜め角度）が大きくなるほど増加する傾向にあり、４５度方向から観察したときの斜め４５度輝度変化Ａ４５は正面方向から観察したときの正面輝度変化Ａ０の輝度の約５０％程度に低下している。すなわち、観察方向を正面から斜めに振ったときに、光出射面全面が急激に暗くなるという欠点がある。
【００７８】
実施の形態２の導光板７は、上記の比較例３及び比較例４の導光板５３及び５４の欠点を改善した導光板である。
【００７９】
図１８は隣接して２個あるいは３個形成される場合の実施の形態２における導光板７の光出射面７２に形成された凸部７２ａの断面形状の詳細を示す説明図である。同図(a) は、導光板７の中央部に形成された凸部７２ａの断面図であり、同図(b) は導光板７の端部に形成された凸部７２ａの断面図である。
【００８０】
同図(a) に示すように、中央部では曲率半径ｒ２（＝２５μｍ）に対して最小配列ピッチＰＴ２１（＝１５μｍ）と小さいため、隣接する凸部７２ａ，７２ａが重なり合う結果、光出射面７２の表面形状は平面に近くなる。これは、凸部７２ａを形成しない比較例３の表面形状に近い形状である。
【００８１】
そして、中央部から端部にかけては、配列ピッチが最小配列ピッチＰＴ２１から徐々に大きくなるので、凸部７２ａの重なり度合は小さくなり、凸部７２ａの湾曲面の露出部分が多くなって散乱効果が大きくなる。
【００８２】
特に、同図(b) に示すように、端部では、最大の配列ピッチＰＴ２２が曲率半径ｒ２の２倍の５０μｍとなるので、凸部７２ａの重なりがなく、散乱効果が最も大きくなる。これは、比較例４の導光板の表面形状と同じ形状である。導光板７の光学特性は、凸部７２ａの曲率半径と配列ピッチとの関係により異なり、曲率半径に対して配列ピッチが小さい、すなわち、対ピッチ曲率半径比が大きいと、導光板中央部での輝度は高く導光板端部での暗線は発生しやすくなり、一方、曲率半径に対して配列ピッチが大きい、すなわち、対ピッチ曲率半径比が小さいと、暗線は抑制されるものの導光板中央部での輝度が低下する傾向がある。なお、両端部の凸部７２ａ以外の凸部７２ａは両隣の凸部７２ａと配列ピッチ間隔で設けられる。したがって、対ピッチ曲率半径比を求める際、予め定められた方向の配列ピッチを採用する、両隣の配列ピッチの平均値を求める等により、複数の凸部７２ａそれぞれについて対ピッチ曲率半径比を求めることができる。
【００８３】
（実施の形態２と比較例３及び比較例４との対比）
実施の形態２では、この特性を考慮して、導光板７の中央部に曲率半径ｒ２に対して配列ピッチが小さい（配列ピッチＰＴ２１の）凸部７２ａを形成し、導光板７の端部には曲率半径ｒ２に対して配列ピッチが大きい（配列ピッチＰＴ２２の）凸部７２ａを形成している。
【００８４】
図１９は正面方向及び斜め４０度方向から見たときの実施の形態２における導光板７（光出射面７２）の輝度変化を比較例３および比較例４の特性と併せて示すグラフである。同図(a) が正面方向から見たときの輝度変化、同図(b) が斜め４５度方から見たときの輝度変化を示している。そして、図１９において、実施の形態２輝度変化Ｌ２、比較例３輝度変化Ｌ１３及び比較例４輝度変化Ｌ１４を示している。
【００８５】
同図(b) に示すように、実施の形態２輝度変化Ｌ２は、導光板７を斜め方向から観察したときに、導光板７の端部での暗線の発生が抑制され、導光板７の中央部での輝度低下も少ない良好な表示品位が得られる。
【００８６】
なお、実施の形態２では、導光板７の中央部の凸部７２ａの配列ピッチを１５μｍ、導光板７の端部の凸部７２ａの配列ピッチを５０μｍとし、中央部から端部に向けて図１３に示したように配列ピッチを増加させているが、これらの配列ピッチ、あるいは中央部から端部への配列ピッチの増加のさせ方はこれに限らず適宜設定できる。ただし、中央部では配列ピッチが小さく、凸部の重なりが大きいほど斜めから観察したときの輝度低下が抑制できる。また、端部に形成する凸部の配列ピッチは曲率半径の２倍以上にならない範囲でできるだけ大きい方が散乱効果が大きく、斜めから見たときの暗線の発生を抑えることができる。
【００８７】
（効果）
実施の形態２によれば、導光板７の光出射面７２に、光入射面７１と直交する方向に伸びる断面が円弧形状の凸部７２ａを連続して複数列配置して、互いに隣接する凸部７２ａ，７２ａ間の配列ピッチを導光板７の中央部で小さく、端部に近づくほど大きく設定している。一方、複数の凸部７２ａの曲率半径は全体に渡って共通の所定の曲率半径に設定している。
【００８８】
すなわち、実施の形態２のバックライト構造は、各々が共通の所定の曲率半径を有する複数の凸部７２ａにおける隣接する凸部７２ａ，７２ａ間の配列ピッチは、光入射面７１の長手方向において中央部から端部にかけて大きくなるように設定されている。なお、「中央部から端部にかけて大きくなる」とは、中央部から端部にかけて配列ピッチが等しい場合はあっても小さくなる場合はなく、端部の配列ピッチが中央部の配列ピッチよりも大きいことを意味する。
【００８９】
その結果、実施の形態２のバックライト構造は、光出射面７２を構成する複数の凸部７２ａのうち、光入射面７１の長手方向において中央部に位置する凸部の上記対ピッチ曲率半径比が最も大きく、光入射面７１の長手方向の端部に近づくに従い上記対ピッチ曲率半径比が小さくなるように設定される。
【００９０】
このため、実施の形態２のバックライト構造は、光出射面７２の中央部において出射光の輝度を高く維持しながら、光出射面７２の角部から中央部に向かって斜め方向に伸びる出射光の暗線を効果的に抑制することができる効果を奏する。特に、光出射面７２を斜め方向から観察した時の出射面中央部での輝度低下を効果的に抑制し良好な表示品位を達成することができる効果を奏する。
【００９１】
加えて、実施の形態２では、導光板７の光出射面７２に形成される凸部７２ａが曲率半径は一律で配列ピッチを変えている構成のため、導光板成形用の金型を製造するときに使用する、凸部７２ａ形成用の切削バイトを１種類だけで済ますことができるという利点がある。
【００９２】
さらに、実施の形態２のバックライト構造は、複数の凸部７２ａにおいて、長手方向の（最）端部における配列ピッチ（５０μｍ）は、共通の所定の曲率半径（２５μｍ）の２倍に設定されている。
【００９３】
このため、光出射面７２の中央部から端部にかけて上記散乱効果が確実に段階的に大きくなるように設定できるため、光出射面７２の中央部における高レベルの輝度を維持し、かつ出射面端部における暗線の発生を確実に抑制することができる効果を奏する。
【００９４】
この効果は、端部における配列ピッチ（５０μｍ）を、共通の所定の曲率半径（２５μｍ）の２倍以下に設定することにより達成できる。そして、長手方向の端部における配列ピッチを共通の所定の曲率半径（２５μｍ）の２倍である５０μｍに設定することにより、端部における上記散乱効果を最大にすることができる。
【００９５】
＜実施の形態３＞
図２０は実施の形態３の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。実施の形態３の液晶表示装置は、実施の形態１あるいは実施の形態２のいずれかのバックライト構造を備えた液晶表示装置であり、図２０に示すように、液晶パネル６を導光板２（７）の光出射面２２（７２）に対向させて配置させたものである。
【００９６】
実施の形態３の液晶表示装置によれば、実施の形態１あるいは実施の形態２に示された、斜め方向から観察したときの導光板端部における暗線の発生を抑制し、導光板中央部の輝度低下も抑えることができるバックライト構造に液晶パネル６を搭載することにより、表示品位の良好な液晶表示装置が得られる効果を奏する。
【符号の説明】
【００９７】
１  光源、１ａ  非発光領域、２，７  導光板、３  反射シート、４  リフレクタ、６  液晶パネル、２１，７１  光入射面、２２，７２  光出射面、２３，７３  底面、２３ａ，７３ａ  プリズム、２３ｂ，７３ｂ  平坦領域、２４，７４  側面。
【図１】
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【図２】
2011096531.tif 000004
【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図１４】
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【図１６】
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