(57)【要約】【課題】溝を形成することなく複数の光路を形成し、多数の光源を配置することができる導光板及び該導光板を備える表示装置、並びに前記導光板の製造方法を提供する。【解決手段】ほとんど厚みのない反射面４１を透光板４０の内部に形成することで、反射面４１同士の間の寸法がＬＥＤ８ｂの寸法に対して大きくなり、多数のＬＥＤ８ｂを配置することができる。また溝で光路を形成する場合に比べて、光路数が増加するので、透光板４０から出射される光の輝度の部分的な制御をより細かく行い、表示パネルにおける輝度の部分的な制御を綿密に行うことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光板に導入された光を前記透光板の一面から出射する導光板において、
光を反射する反射面を前記透光板の内部に備えることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記反射面は、前記透光板の他面寄りに設けてあることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記透光板の一面の内、前記反射面に対向する箇所に溝が設けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項４】
前記反射面は、前記透光板の一側面から他側面に亘って延びており、
前記反射面の中央部分の反射率は前記反射面の端部分よりも高いこと
を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の導光板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の導光板と、該導光板から出射された光を透過して映像を表示する表示パネルとを備える表示装置。
【請求項６】
光が透過する透光板に導入された光を前記透光板の一面から出射する導光板の製造方法において、
前記透光板の所定位置にレーザ光を集中させて、前記透光板の内部にクラックを発生させるステップと、
前記所定位置を変更するステップと
を備えることを特徴とする導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導入された光を一面から出射する導光板及び該導光板を備える表示装置、並びに導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示画面の大きさに比べて室内の占有面積が小さい液晶表示装置は、限られた室内空間を有効に利用することができることから、一般に広く普及している。液晶表示装置は、前キャビネットの内側に配置された映像を表示する液晶表示パネルに、後キャビネットに収容してある光源の光を照射して、映像を表示するように構成されている。
【０００３】
複数の光源を液晶表示パネルに対向させて配置した場合、液晶表示パネルの一部分に対向する光源の駆動を制御することで、液晶表示パネルに照射する光の輝度を部分的に制御することができる。この場合、多数の光源を使用するため、消費電力が増大するという問題がある。これに対し導光板を液晶表示パネルの後側に配置し、導光板の側方に配置した光源の光を液晶表示パネルに照射する構成とした場合は、液晶表示パネルに対向させて配置する場合に比べて、光源数を削減でき、消費電力を削減することができる。しかし液晶表示パネルに照射する光の輝度を部分的に制御することは難しくなる。
【０００４】
特許文献１には、導光板の一面に複数の溝を並設し、該溝との境界面にて光が反射するようにした液晶表示装置が開示されている。該液晶表示装置にあっては、前記境界面を区切りとして導光板に複数の光路が形成されるので、光路に対応する光源の駆動を制御することによって、液晶表示パネルに照射する光の輝度を部分的に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に記載の液晶表示装置は、導光板に形成された溝の幅が光源の寸法に対して大きく、溝と溝との間に光源を配置する構成とした場合に、配置可能な光源数が大幅に制限されるという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、溝を形成することなく複数の光路を形成し、多数の光源を配置することができる導光板及び該導光板を備える表示装置、並びに前記導光板の製造方法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】
本発明に係る導光板は、透光板に導入された光を前記透光板の一面から出射する導光板において、光を反射する反射面を前記透光板の内部に備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、透光板の内部に反射面を形成することで、反射面同士の間の寸法が光源の寸法に対して大きくなり、多数の光源の配置が可能となる。また反射面を任意の方向へ延長することで、光路の設計変更に対応できる。
【００１０】
本発明に係る導光板は、前記反射面は、前記透光板の他面寄りに設けてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記透光板の内部において前記透光板の一面と前記反射面との間を光が通過し、前記一面における前記反射面付近の輝度が低下することを防ぐ。
【００１２】
本発明に係る導光板は、前記透光板の一面の内、前記反射面に対向する箇所に溝が設けてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、前記溝の側面から光が出射されて、前記一面における前記反射面付近の輝度が低下することを防ぐ。
【００１４】
本発明に係る導光板は、前記反射面は、前記透光板の一側面から他側面に亘って延びており、前記反射面の中央部分の反射率は前記反射面の端部分よりも高いことを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、前記反射面の中央部分の反射率を端部分よりも高くすることで、透光板の側面から導入された光が中央部分にて激しく乱反射し、導入された光が中央部分で減衰しても、中央部分の輝度は端部分と略同じになる。
【００１６】
本発明に係る表示装置は、前述した導光板と、該導光板から出射された光を透過して映像を表示する表示パネルとを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、前述した導光板に形成された光路毎に輝度を調整し、高精細な映像を表示パネルに表示する。
【００１８】
本発明に係る導光板の製造方法は、光が透過する透光板に導入された光を前記透光板の一面から出射する導光板の製造方法において、前記透光板の所定位置にレーザ光を集中させて、前記透光板の内部にクラックを発生させるステップと、前記所定位置を変更するステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、レーザ光を集中させることで透光板の内部にクラックを発生させて反射面を形成し、溝を設けることなく、透光板に多数の光路を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にあっては、ほとんど厚みのない反射面を透光板の内部に形成することで、反射面同士の間の寸法が光源の寸法に対して大きくなり、多数の光源を配置することができる。また溝で光路を形成する場合に比べて、光路数が増加するので、各光路に対応する光源の輝度を制御することで、表示パネルにおける輝度の部分的な制御を綿密に行うことができる。その結果、表示パネルに表示される映像のコントラストを向上させることができ、また表示パネルに表示される動画のブレを抑制することができる。
【００２１】
また複数の光路を溝で形成する場合、光を確実に反射させるためには、導光板の厚さに対して充分に深い溝を複数形成する必要があるが、本発明にあっては、溝を形成せずとも、複数の光路を形成することができるので、溝を形成する場合に比べて導光板の強度が増し、組立時の取り扱い及び使用時の衝撃等によって導光板が破損するおそれを低減させることができる。
【００２２】
また本発明にあっては、反射面を任意の方向へ延長することで、立体的な光路を形成し、導光板の特性に適した光路を設計することができ、光路の設計変更に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る表示装置の要部構成を略示する正面図である。
【図２】表示装置を略示する横断面図である。
【図３】表示装置を略示する縦断面図である。
【図４】導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。
【図５】導光板を略示する断面図である。
【図６】導光板の製造方法を説明する説明図である。
【図７】変形例１の導光板を略示する断面図である。
【図８】変形例２の導光板を略示する断面図である。
【図９】変形例３の導光板を略示する断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る表示装置の導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。
【図１１】実施の形態３に係る表示装置の導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。
【図１２】実施の形態４に係る表示装置の導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る表示装置を示す図面に基づいて詳述する。図１は表示装置の要部構成を略示する正面図、図２は表示装置を略示する横断面図、図３は表示装置を略示する縦断面図である。
【００２５】
図において１は液晶を備える矩形の表示パネルであり、該表示パネル１は、液晶への印加電圧を制御して光の透過率を調整し、映像を表示するように構成されている。表示パネル１は、前保持枠体２と後保持枠体３とによって、その周縁部が挟持されており、矩形枠状の前キャビネット（図示せず）に収容されている。前キャビネットは前保持枠体２及び後保持枠体３の周囲に配置されている。前キャビネットは矩形の開口を備えており、該開口の寸法は表示パネル１に対応した寸法となっている。表示パネル１の後側には、後述する導光板４から出射された光を表示パネル１へ向けて集光する複数の光学シート５が設けてある。
【００２６】
該光学シート５の後側には、導光板４から出射された光を均一に拡散する拡散板６が設けてある。該拡散板６の後側に、拡散板６よりも縦寸法及び横寸法が大きい導光板４が設けてある。該導光板４の後側に浅皿形のカバー９が設けてある。該カバー９の縦寸法及び横寸法は導光板４よりも大きく、導光板４はカバー９の縁部分にて支持されている。なおカバー９の後側には、前記前キャビネットに係合する箱状の後キャビネット（図示せず）が配してあり、該後キャビネットは導光板４及びカバー９などを収容している。
【００２７】
表示装置の左右において、カバー９の縁部分と後保持枠体３とは対向している。カバー９の縁部分と後保持枠体３との間に、表示装置を補強する補強杆７、７が各別に設けてあり、該補強杆７、７と導光板４との間には、光源ユニット８、８が設けてある。
【００２８】
該光源ユニット８は、導光板４の側面に対向する細長い基板８ａと、該基板８ａに植設された複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)８ｂ、８ｂ、・・・、８ｂを備えている。該ＬＥＤ８ｂ、８ｂ、・・・、８ｂは、基板８ａに沿って並んでおり、導光板４の側面に対向している。光源ユニット８は、図示しない制御回路によって駆動が制御される。
【００２９】
図４は導光板及び光源ユニットを略示する模式図、図５は導光板を略示する断面図である。
導光板４は、内部に導入された光を一面４０ａから出射する透光板４０と、該透光板４０の内部に並設された左右方向（横方向）に延びる複数の反射面４１、４１、・・・、４１とを備えている。透光板４０はアクリル製のプラスチックからなる。透光板４０の一面４０ａは前記拡散板６に対面しており、透光板４０の両側面は光源ユニット８、８に対面している。光源ユニット８のＬＥＤ８ｂは、上下方向（縦方向）における反射面４１同士の間、または反射面４１と透光板４０の上下端面との間に配置されている。なお透光板４０の他面４０ｂはカバー９に対面している。
【００３０】
ＬＥＤ８ｂの光は、透光板４０の側面から内部に導入され、反射面４１同士の間または透光板４０の上下端面との間で反射しつつ、横方向に進行し、前記一面４０ａから拡散板６に照射される。すなわち、縦方向における反射面４１同士の間、または反射面４１と透光板４０の上下端面との間が光路となっている。なお拡散板６に照射された光は、光学シート５を介して、表示パネル１に照射される。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、反射面４１はほとんど厚みがなく、透光板４０の一面４０ａに対して略垂直に形成されている。反射面４１の前後幅は透光板４０の前後幅と略同じである。なお図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、反射面４１は、透光板４０の一面４０ａに対して傾斜するように形成されていても良い。透光板４０に導入された光は、図５（ａ）の矢印で示すように、反射面４１にて反射し、反射面４１を透過しないようにしてある。そのため各光路に対応するＬＥＤ８ｂの駆動を制御することで、表示パネル１の輝度を部分的に調整することができる。
【００３２】
例えば黒色画像に対応した表示パネル１の部分を低輝度にし、表示パネル１に表示される画像のコントラストを明確に表すことができる。また動画を表示パネル１に表示する場合に、各光路に対応するＬＥＤ８ｂの駆動を制御して、表示パネル１の各部分の輝度を動画の動きに応じて順に制御し、動画ブレのない映像を表示することができる。
【００３３】
前記導光板４は、透光板４０に反射面４１を形成することによって製造される。図６は導光板の製造方法を説明する説明図である。
図６に示すように、集光レンズ５０の焦点が透光板４０の内部に位置するように、集光レンズ５０と透光板４０とが配置される。そして図示しない発振器から出射された高尖塔値のレーザ光、例えば波長が５３２ｎｍのレーザ光が、集光レンズ５０によって集光され、透光板４０の内部の所定位置に集中する。その結果、レーザ光が集中した所定位置にてドット状のクラック４１ａが発生する。そしてレーザ光の出射を停止する。
【００３４】
次に発振器及び集光レンズ５０を移動させるか又は透光板４０を移動させて、クラック４１ａを発生させるべき位置（所定位置）と集光レンズ５０の焦点位置とを一致させる。そしてレーザ光を出射する。これらの作業を繰り返すことで、所望の形状の反射面４１を透光板４０の内部に形成し、導光板４を製造することができる。なおクラック４１ａ同士の間には、所定間隔（例えば１００μｍ）を設けてある。またクラック４１ａの数は、透光板４０に発生する内部応力を考慮して決定される。クラック４１ａに到達した光は、所定の方向に反射する。換言すれば、クラック４１ａは光に対して指向性を備える。
【００３５】
実施の形態１に係る表示装置にあっては、ほとんど厚みのない反射面４１を透光板４０の内部に形成することで、反射面４１同士の間の寸法がＬＥＤ８ｂの寸法に対して大きくなり、多数のＬＥＤ８ｂを配置することができる。また溝で光路を形成する場合に比べて、光路数が増加するので、各光路に対応するＬＥＤ８ｂの輝度を制御することで、表示パネル１における輝度の部分的な制御を綿密に行うことができる。そのため表示パネル１に表示される映像のコントラストを向上させることができ、また表示パネル１に表示される動画のブレを抑制することができる。
【００３６】
また複数の光路を溝で形成する場合、光を確実に反射させるためには、導光板４の厚さに対して充分に深い溝を複数形成する必要があるが、実施の形態１に係る表示装置にあっては、溝を形成せずとも、複数の光路を形成することができるので、溝を形成する場合に比べて導光板４の強度が増し、組立時の取り扱い及び使用時の衝撃等によって導光板４が破損するおそれを低減させることができる。
【００３７】
また反射面４１を任意の方向へ延長することで、立体的な光路を形成することができ、導光板４の特性に適した光路を設計することができる。また光路の設計変更に容易に対応することができる。
【００３８】
また集光したレーザ光によって透光板４０の内部にクラック４１ａを発生させて反射面４１を形成するので、溝を設けることなく、透光板４０に多数の光路を形成することができ、表示パネル１における輝度の部分的な制御をより細かく実行することができる。また光路毎に輝度を調整し、高精細な映像を表示パネル１に表示することができる。
【００３９】
なお透光板４０は、内部に導入された光を一面４０ａから出射する構成であれば良く、ポリカーボネート樹脂又はシクロオレフィン系樹脂からなるプラスチックで構成されていても良い。また反射面４１は横方向に延びているが、縦方向に延びる構成であっても良い。この場合、ＬＥＤ８ｂは透光板４０の上下端面に対向するように配置される。
【００４０】
次に実施の形態１に係る表示装置の変形例について説明する。図７は変形例１の導光板を略示する断面図である。
変形例１においては、図７に示すように、反射面４１は透光板４０の他面４０ｂから一面４０ａの手前まで形成され、透光板４０の他面寄りに位置している。そのため、図７の矢印にて示すように、一面４０ａ付近において、前記一面４０ａと反射面４１の長手縁部との間を光が進むことができる。前記一面４０ａの内、反射面４１の長手縁部に対向する部分から光が出射することで、反射面４１付近における輝度の低下を防止することができ、表示パネル１の輝度を均一化させることができる。
【００４１】
図８は変形例２の導光板を略示する断面図である。
変形例２においては、図８に示すように、透光板４０の一面４０ａの内、反射面４１の長手縁部に対向する部分に、反射面４１に平行な細い幅の溝４２が形成されている。該溝４２の断面形状は矩形をなす。反射面４１は、透光板４０の他面４０ｂから溝４２の底面まで形成されている。透光板４０の内部に導入された光は、図８の矢印にて示すように、溝４２の側面から出射されるので、反射面４１付近における輝度の低下を防止し、表示パネル１の輝度を均一化させることができる。なお溝４２の断面形状は矩形に限らず、半円形又はＶ字形でも良い。
【００４２】
図９は変形例３の導光板を略示する断面図である。
変形例３においては、図９に示すように、透光板４０の一面４０ａの内、反射面４１の長手縁部に対向する部分に、反射面４１に平行な溝４２が形成されている。反射面４１は、透光板４０の他面４０ｂから溝４２の底面の手前まで形成されている。透光板４０の内部に導入された光は、図９の矢印にて示すように、溝４２の側面から出射され、また反射面４１の長手縁部と溝４２の底面との間を経由して溝４２の底面から出射されるので、反射面４１付近における輝度の低下を防止し、表示パネル１の輝度を確実に均一化させることができる。
【００４３】
（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る表示装置を示す図面に基づいて詳述する。図１０は導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。透光板４０の内部に並設された反射面４１は、横方向において、中央部分に近付くに従って反射率が高くなるように構成されている。そのため、ＬＥＤ８ｂによって透光板４０の内部に導入された光は、中央部分に近付くに従って激しく乱反射する。透光板４０の内部に導入された光は、中央部分へ向けて進行するに従って徐々に減衰し且つ激しく乱反射するので、透光板４０の一面４０ａ全体から出射される光の輝度を均一化させることができる。
【００４４】
実施の形態２に係る表示装置の構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３に係る表示装置を示す図面に基づいて詳述する。図１１は導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。透光板４０の内部に、横方向に延びる反射面４１、４１、・・・、４１が並設してある。また透光板４０の内部に、縦方向に延びる反射面４１が設けてあり、横方向に延びる反射面４１と縦方向に延びる反射面４１とは略直角に交差している。
【００４６】
図１１に示すように、横方向に延びる反射面４１と縦方向に延びる反射面４１とによって、光路が区分けされており、区分けされた光路に対応するＬＥＤ８ｂの駆動を制御することで、各光路の輝度を制御し、表示パネル１の輝度を綿密に制御することができる。
【００４７】
実施の形態３に係る表示装置の構成の内、実施の形態１又は２と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
（実施の形態４）
以下本発明を実施の形態４に係る表示装置を示す図面に基づいて詳述する。図１２は導光板及び光源ユニットを略示する模式図である。透光板４０の内部に、横方向に延びる反射面４１、４１、・・・、４１が並設してある。また透光板４０の内部に、透光板４０の左右側面から適長延出しており、透光板４０の一面４０ａに平行な反射面４２が設けてある。
【００４９】
図１２に示すように、透光板４０の左右側面付近においては前後方向に２層をなし、透光板４０の中央部では１層となる光路が、透光板４０の内部に形成されている。ＬＥＤ８ｂ、８ｂ、・・・、８ｂは、前記２層の光路に対応するように、基板８ａの長手方向に沿って二列に並んだ状態で、基板８ａに植設されている。
【００５０】
ＬＥＤ８ｂから前側の層に導入された光は、透光板４０の一面４０ａ全体から表示パネル１に向けて出射される。一方ＬＥＤ８ｂから後側の層に導入された光は、透光板４０の左右側面付近において反射面４２に反射し、透光板４０の中央部分へ進む。そして透光板４０の中央部にて前方へ進み、表示パネル１に向けて出射される。そのため、透光板４０の中央部分における輝度の低下を防止して、透光板４０の一面４０ａにて輝度を均一にすることができる。
【００５１】
実施の形態４に係る表示装置にあっては、反射面４２を形成することで、立体的な光路を容易に実現することができる。
【００５２】
実施の形態４に係る表示装置の構成の内、実施の形態１〜３と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００５３】
１  表示パネル
４  導光板
８  光源ユニット
８ｂ  ＬＥＤ
４０  透光板
４０ａ  一面
４０ｂ  他面
４１、４２  反射面
４１ａ  クラック
【図１】
2011113870.tif 000003
【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】
2011113870.tif 000008
【図７】
2011113870.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011113870.tif 000011
【図１０】
2011113870.tif 000012
【図１１】
2011113870.tif 000013
【図１２】
2011113870.tif 000014