(57)【要約】【目的】小型化の要請に反することなく高輝度化を達成する。【構成】出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方に複数の指向性を有する凸部２６が一体に設けられる。凸部２６のそれぞれは、曲率半径ｒが５〜２５μｍである球面の一部を有し、かつ、高さまたは深さが０．１〜５０μｍであり、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの少なくとも一方の凸部２６は、単位面積当たりの分布密度が入光面１０ａから遠ざかるにつれて次第に高くなるように配置される。各凸部２６は、指向性を有するので、光源１６からの光の多くは拡散されることなく液晶表示パネル１４へ与えられる。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が入射される入光面と、前記入光面から入射された光が液晶表示パネルへ向けて出射される出光面と、前記出光面と対向する非出光面とを備え、前記出光面および前記非出光面の双方に指向性を有する複数の光偏向部が一体に設けられた導光板であって、
前記光偏向部のそれぞれは、曲率半径が５〜２５μｍである球面の一部を有し、かつ、高さまたは深さが０．１〜５０μｍであり、前記出光面および前記非出光面の少なくとも一方の前記光偏向部は、単位面積当たりの分布密度が前記入光面から遠ざかるにつれて高くなるように配置された、導光板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示パネルのバックライトに用いられる面型照明装置を構成する導光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の導光板は、光源からの光を取り込む入光面と、入光面から取り込まれた光を液晶表示パネルへ向けて出射する出光面と、出光面に対向する非出光面とを有し、出光面には、光偏向部としての複数の球状突起が形成され、非出光面には、入光面に対して直交する方向へ延びる複数のプリズムが形成されていた（特許文献１参照）。そして、入光面に沿って光源が配置され、出光面に沿って指向性シートおよび拡散シート等が配置されていた。
【０００３】
従来技術によれば、プリズムによって光の方向を制御できるので、液晶表示パネルの高輝度化を図ることができるものの、プリズムによって光の広がりが抑制されるので、導光板の端部においては輝度落ちが生じるという問題があった。
【０００４】
この問題を解決する一手段として、光源の長さを入光面の幅よりも十分に長くすることにより導光板の端部における光量を増大させることが考えられるが、この場合には、小型化の要請に反するという別の問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３３９３０号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえにこの発明の主たる目的は、小型化の要請に反することなく輝度を高めることのできる、導光板を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、「光源１６からの光が入射される入光面１０ａと、入光面１０ａから入射された光が液晶表示パネル１４へ向けて出射される出光面１０ｂと、出光面１０ｂと対向する非出光面１０ｃとを備え、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方に指向性を有する複数の光偏向部２６，２８が一体に設けられた導光板１０において、光偏向部２６，２８のそれぞれは、曲率半径が５〜２５μｍである球面の一部を有し、かつ、高さまたは深さが０．１〜５０μｍであり、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの少なくとも一方の光偏向部２６は、単位面積当たりの分布密度が入光面１０ａから遠ざかるにつれて高くなるように配置された、導光板１０」である。
【０００８】
この発明によれば、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方に球面の一部を有する複数の光偏向部２６，２８が一体に設けられているので、光偏向部２６，２８の配置や大きさを適切に設定するだけで、出光面１０ｂの全面に亘って輝度を均一にすることができる。また、各光偏向部２６，２８は指向性を有するので、光源１６からの光を効率よく液晶表示パネル１４へ向けて出射することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１および図２を参照して、この発明が適用された導光板１０は、図３に示すような面型照明装置１２の一部を構成するものである。
【００１０】
面型照明装置１２（図３）は、ＴＶ受像機やコンピュータディスプレイなどの液晶表示パネル１４を背面から照射するバックライトとして用いられるものであり、導光板１０，光源１６，リフレクタ１８，反射板２０，導光レンズ２２および拡散板２４によって構成される。
【００１１】
導光板１０（図１，図２）は、透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等のような透光性材料からなり、その互いに対向する２つの側端面には入光面１０ａが形成され、表面（図１における上面）には出光面１０ｂが形成され、裏面すなわち出光面１０ｂと対向する面（図１における下面）には、非出光面１０ｃが形成される。また、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方には、光を偏向させる機能を有する「光偏向部」としての複数の凸部２６が一体に設けられる。
【００１２】
各凸部２６は、曲率半径ｒが５〜２５μｍである球面の一部を有し、かつ、高さＨが０．１〜５０μｍとなるように形成され、液晶表示パネル１４において広視野角を得るためには各凸部２６の大きさ（曲率半径ｒおよび／または高さＨ；以下同じ。）が小さくされ、高輝度を得るためには各凸部２６の大きさが大きくされる。
【００１３】
ここで、曲率半径ｒを５〜２５μｍの範囲に設定したのは、５μｍより小さければ、光が拡散して指向性が損なわれてしまうからであり、２５μｍより大きければ、凸部２６の周縁部に輝点が生じてしまうからである。また、高さＨを０．１〜５０μｍの範囲に設定したのは、０．１μｍより低ければ、光を偏向させる効果が得られなくなるからであり、５０μｍより高ければ、凸部２６を視認しやすくなり、また、輝度の均一性を得難くなるからである。
【００１４】
また、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方における各凸部２６の分布密度および大きさは、出光面１０ｂの全面において光量が均一となるように設定される。つまり、各凸部２６は、単位面積当たりの分布密度が入光面１０ａから遠ざかるにつれて高くなるように配置され、各凸部２６の大きさは、入光面１０ａから遠ざかるにつれて大きくなるように設定される。したがって、この実施例における各凸部２６の分布密度は、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃのそれぞれの中央部において最も高くなり、各凸部２６の大きさは、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃのそれぞれの中央部において最も大きくなる。
【００１５】
面型照明装置１２を組み立てる際には、図３に示すように、導光板１０が図示しない枠体に固定され、導光板１０の入光面１０ａに沿って冷陰極管等のような光源１６が配置される。また、光源１６を覆うようにしてリフレクタ１８が配置される。そして、導光板１０の非出光面１０ｃに沿って反射板２０が配置され、出光面１０ｂに沿って導光レンズ２２および拡散板２４が層状に配置される。
【００１６】
面型照明装置１２を液晶表示パネル１４の背面に配置して光源１６を点灯すると、光源１６からの光は、直接またはリフレクタ１８を介して入光面１０ａから導光板１０内に入射され、導光板１０の壁面で反射されながら進行する。導光板１０内の光は、導光板１０の壁面に対する入射角が所定条件を満たすときに、壁面を透過して外部へ出射される。
【００１７】
このとき、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃに設けられた各凸部２６に当たった光の多くは、その球面において所定方向へ偏向されるので、すなわち指向性を示すので、拡散されることなく導光板１０の外部へ出射され、または、導光板１０の内部へ反射されることになる。
【００１８】
そして、非出光面１０ｃから出射された光は、反射板２０により反射されて導光板１０内へ戻され、出光面１０ｂから出射された光は、導光レンズ２２および拡散板２４を通して液晶表示パネル１４に照射される。
【００１９】
この実施例によれば、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方に設けられた複数の凸部２６によって出光面１０ｂの全面に亘って輝度を均一にすることができる。したがって、光源１６の長さを入光面１０ａの幅よりも長くする必要はなく、小型化の要請に応えることができる。
【００２０】
また、各凸部２６によって、光源１６からの光を拡散させることなく効率よく液晶表示パネル１４へ与えることができるので、液晶表示パネル１４の高輝度化を達成できる。
【００２１】
そして、各凸部２６は球面の一部を有し、プリズムのような角がないので、傷が付き難く、また、他の部材を傷付ける心配もない。さらに、各凸部２６はブラスト法により得られた凹部を有する中子を用いることによって簡単に成形できるので、プリズムを成形する場合に比べて金型コストを大幅に低減できる。
【００２２】
なお、上述の実施例では、導光レンズ２２および拡散板２４を通して液晶表示パネル１４に光を与えるようにしているが、出光面１０ｂの各凸部２６を小さめに形成した場合には、光の拡散性が高まるので、導光レンズ２２および拡散板２４を省略することができる。この場合でも、光の指向性が完全に損なわれることはなく、輝度が著しく低下する心配はないので、導光レンズ２２および拡散板２４がない分だけ輝度を高めることができる。
【００２３】
また、上述の実施例では、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方において凸部２６の分布密度および大きさを徐々に変化させるようにしているが、たとえば図４に示すように、いずれか一方の凸部２６は、同じ大きさかつ均一分布密度で形成されてもよい。つまり、図４（Ａ）に示すように、非出光面１０ｃの凸部２６が同じ大きさかつ均一分布密度で形成されてもよいし、図４（Ｂ）に示すように、出光面１０ｂの凸部２６が同じ大きさかつ均一分布密度で形成されてもよい。
【００２４】
また、たとえば図５に示すように、全ての凸部２６は、同じ大きさで形成されてもよい。この場合でも、図５（Ａ）に示すように、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃの双方において凸部２６の分布密度が徐々に変化された態様、図５（Ｂ）に示すように、出光面１０ｂにおいてのみ凸部２６の分布密度が徐々に変化された態様、図５（Ｃ）に示すように、非出光面１０ｃにおいてのみ凸部２６の分布密度が徐々に変化された態様をとることができる。
【００２５】
また、たとえば図６に示すように、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃのいずれか一方の凸部２６については分布密度および大きさが徐々に変化され、他方の凸部２６については分布密度のみが徐々に変化されてもよい。つまり、図６（Ａ）に示すように、出光面１０ｂの凸部２６については分布密度および大きさが徐々に変化され、非出光面１０ｃの凸部２６については分布密度のみが徐々に変化されてもよいし、図６（Ｂ）に示すように、出光面１０ｂの凸部２６については分布密度のみが徐々に変化され、非出光面１０ｃの凸部２６については分布密度および大きさが徐々に変化されてもよい。
【００２６】
そして、たとえば図７〜図１０に示すように、凸部２６に代えて凹部２８が「光偏向部」として設けられてもよい。図７の導光板１０は、図１実施例の導光板１０における凸部２６が凹部２８に代えられたものであり、図８の各導光板１０は、図４実施例の各導光板１０における凸部２６が凹部２８に代えられたものである。また、図９の各導光板１０は、図５実施例の各導光板１０における凸部２６が凹部２８に代えられたものであり、図１０の各導光板１０は、図６実施例の各導光板１０における凸部２６が凹部２８に代えられたものである。これらの実施例における各凹部２８は、曲率半径ｒが５〜２５μｍである球面の一部を有し、かつ、深さＨが０．１〜５０μｍとなるように形成される。
【００２７】
そして、図１，図４，図５および図６の各態様において、出光面１０ｂおよび非出光面１０ｃのいずれか一方の各凸部２６が凹部２８に換えられてもよい。
【００２８】
さらに、上述した各実施例では、均一な厚みを有する導光板１０について説明したが、この発明は、図１１に示すような楔形導光板３０についても適用可能である。楔形導光板３０の場合には、厚肉側の端面が入光面３０ａとされ、この入光面３０ａに沿って光源１６が配置される。したがって、楔形導光板３０においては、厚肉側の端部から薄肉側の端部に向かって凸部２６（または凹部２８）の分布密度が徐々に高められ、また、凸部２６（または凹部２８）の大きさが徐々に大きくされる。
【００２９】
楔形導光板３０においても、図４〜図１０と同様に、凸部２６または凹部２８の態様を適宜変更し得ることはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、出光面および非出光面の双方に設けられた複数の光偏向部によって出光面の全面に亘って輝度を均一にすることができる。したがって、光源の長さを入光面の幅よりも長くする必要はなく、小型化の要請に応えることができる。また、指向性を有する各光偏向部によって光源からの光を効率よく液晶表示パネルへ与えることができるので、液晶表示パネルの高輝度化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す正面図である。
【図２】図１実施例を示す斜視図である。
【図３】図１実施例の使用状態を示す図である。
【図４】一方の凸部を同じ大きさかつ均一分布密度で形成した状態を示す図である。
【図５】全ての凸部を同じ大きさで形成した状態を示す図である。
【図６】一方の凸部については分布密度のみを変化させた状態を示す図である。
【図７】図１実施例の凸部を凹部に代えた状態を示す図である。
【図８】図４実施例の凸部を凹部に代えた状態を示す図である。
【図９】図５実施例の凸部を凹部に代えた状態を示す図である。
【図１０】図６実施例の凸部を凹部に代えた状態を示す図である。
【図１１】この発明の他の実施例（楔形導光板）を示す図である。
【符号の説明】
１０…導光板
１０ａ…入光面
１０ｂ…出光面
１０ｃ…非出光面
１２…面型照明装置
１４…液晶表示パネル
１６…光源
１８…リフレクタ
２０…反射板
２２…導光レンズ
２４…拡散板
２６…凸部
２８…凹部
３０…楔形導光板
【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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【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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【図１１】
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