(57)【要約】【課題】薄型軽量化及び生産性の向上をはかり、かつ、反射型、透明型のパネルどちらにも採用できて、コストの低減をはかる。【解決手段】導光板２００の構造を、導光シート２１０と、複数の導光レンズ部材２２０と、の２層構造とする。導光シート２１０は、第１の屈折率ｎ１を有し、伝達された光をその一方の面から放射する。複数の導光レンズ部材２２０は、導光シート２１０の他方の面に、それぞれ、その端面が導光シート２１０の１つの辺に沿って配置され、かつ互いに並行して延在、配設されて密着し、その延在方向と垂直な断面がレンズ状断面を成して第１の屈折率ｎ１より大きい第２の屈折率ｎ２を有し、それぞれの端面からの導入光を伝達、反射、屈折させて導光シート２１０へと伝達する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状に形成されてその１つの辺の端面部分に照射された光を導入して伝達、反射、屈折させ、その薄板状の一方の面から放射する導光板を有する面状光供給装置であって、前記導光板が、次の各構成を有することを特徴とする面状光供給装置。
（イ）シート状を成し、第１の屈折率を有して、伝達された光を、その一方の面から放射する導光シート
（ロ）前記導光シートの他方の面に、それぞれ、その端面が前記導光シートの１つの辺に沿って配置され、かつ互いに並行して延在、配設されて密着し、その延在方向と垂直な断面がレンズ状断面を成し、前記第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有して、それぞれの端面に照射された光を導入し、この導入された光を、伝達、反射、屈折させて前記導光シートへと伝達する、複数の導光レンズ部材
【請求項２】
前記導光板の１つの辺部分に配設されて、この１つの辺の端面部分に光を照射する、光源部を含む、請求項１記載の面状光供給装置。
【請求項３】
前記導光板の、導光レンズ部材配設側の表面に、反射防止用の薄膜を積層して成る、請求項１又は請求項２記載の面状光供給装置。
【請求項４】
前記導光板の、導光レンズ部材配設側の表面に、表面保護用の薄膜を積層して成る、請求項１又は請求項２記載の面状光供給装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の面状光供給装置に加えて、導光板の、１つの辺と相対する他方の辺部分から放出された光を拾集して前記導光板の１つの辺部分に伝達、再放射する、光リサイクル用の複数の光ファイバを設けた、面状光供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状光供給装置に関し、特に液晶表示パネル等の全面に光を照射する面状光供給装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置では、その液晶表示パネルに対し、その全面に均一な光を照射する必要がある。この液晶表示パネルには、照射された光を反射させて画像を表示するタイプの反射型と、一方の面（背面）から照射された光を透過させて画像を表示するタイプの、透過型や、半透過型などがある。
【０００３】
このような、液晶表示パネルの全面に、均一な光を照射する面状光供給装置は、通常、液晶表示パネルの画像表示面と対応する広さの光放射面を持つ導光板と、この導光板に対し光を供給する光源部と、を有し、反射型の場合、導光板の１つの辺部分に光源部を配設したエッジライト方式が一般的であり、また、透過型や半透過型では、導光板の背面に複数の光源を配置した直下方式や、前述のエッジライト方式のものがあるが、薄型軽量化という点でエッジライト方式が主流となっている。
【０００４】
このような面状光供給装置の、反射型液晶表示パネル用の従来例２例を図４（ａ），（ｂ）に示す（以下、第１の例という）。
これら第１の例の導光板２００ｘは、光学用ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）のような、高透過率を有する５〜１５ｍｍ程度の厚さの樹脂基板を成形、切削して作られ、液晶表示パネル８００ｒと平行に配置されて、１つの辺の端面に沿って配設された光源部１００ｘ，１００ｙから放射された光を導入して、伝達、反射、屈折、拡散させて、液晶表示パネル側（以下、単にパネル側ということもある）の面から、このパネルに対しこの光を照射する。
【０００５】
その、パネル側とは反対側の面には乱反射面が形成されており、この乱反射面により導入、伝達された光が拡散・反射し、パネル面に対し均一な光が照射される。このような乱反射面には、反射材を使ったグラデーション印刷やレンズ・ドット印刷、Ｖ溝アレイなどがよく用いられる。
そして、このパネル面に照射された光により、また、外光も加わって、液晶表示パネル８００ｒに映し出された映像を、この導光板２００ｘを通して視認することができる。
【０００６】
また、この導光板２００ｘの１つの辺部分に光を照射する光源部には、図４（ａ）に示されるように、冷陰極管を用いた光源１１０ｘと、導光板２００ｘの１つの辺部分に光を集めるリフレクタ１２０ｘと、を備えたもの（１００ｘ）や、図４（ｂ）に示されるように、ＬＥＤを光源１１０ｙとしてその光を導光体１３０ｙに導いてリフレクタ１２０ｙで反射させ、導光板２００ｘの１つの辺部分に照射するタイプのもの（１００ｙ）がある。
【０００７】
次に、透過型の液晶表示パネル用の面状光供給装置の従来例２例を図５（ａ），（ｂ）に示す（以下、第２の例という）。
これら第２の例は、光源部１００ｚ，１００ｘと、この光源部からの光を液晶表示パネル８００ｔ側から放射するようにする導光・反射板１５０，導光板２００ｙと、これら導光・反射板１５０，導光板２００ｙと液晶表示パネル８００ｔとの間に挿入、配置された、複数の光学シート類から成る光学シート積層板５００と、を備えた構成、構造となっている。
光学シート積層板５００の光学シート類として、観察方向に対する偏光特性や集光特性を有するレンズシートや拡散シートは必須のものと考えられている。
また、透過型液晶表示パネル用の面状光供給装置の他の例として、図６（ａ），（ｂ）に示すような構成、構造のものがある（以下、第３の例という）。
【０００８】
この第３の例では、導光板２００ｚが、１つの辺の端面から光源１１０ｘからの光を導入し伝達する透明導光板２５０と、液晶表示パネル８００ｔ側の面とは異なる面側に積層配置され、その透明導光板２５０との境界面に鏡面反射層２６１が形成された光拡散反射シート２６０と、この光拡散反射シート２６０の鏡面反射層２６１表面に形成された光拡散パターン２７０と、透明導光板２５０の、液晶表示パネル８００側の面に積層形成された半透明拡散層２８０と、この半透明拡散層２８０の上層に積層形成されたプリズムレンズシート２９０と、を備えた構造となっていて、その光拡散パターン２７０は、液晶表示パネル８００ｔに対し均一な面状の光が照射されるように、一例として、図６（ｂ）のように配列されている。このような光拡散パターンには、このグラデーションドット印刷のほかに、レンズドット印刷、Ｖ溝アレイなどがよく用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−２６５７３２号公報（図１〜図４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の面状光供給装置は、第１の例では、導光板２００ｘが、厚さ５〜１５ｍｍ程度の高透過率の樹脂基板を成形、切削して形成されるため、その厚さが厚くなって、薄型軽量化には不向きである、という問題点があり、第２の例では、導光・反射板１５０や導光板２００ｙと、液晶表示パネル８００ｔとの間に、複数の光学シート類から成る光学シート積層板５００が配設された構成、構造となっていて、これら光学シート類は取扱いが難しく、高価であるため、生産性が悪く、面状光供給装置全体がコスト高になる、という問題点があり、また第３の例では、１つの辺の端面から光を導入する透明導光板２５０の、パネル側には半透明拡散層２８０及びプリズムレンズシート２９０が形成されていて、第２の例のような光学シート積層板５００は不要であるものの、透明導光板２５０は厚く、パネル側とは逆側の面には光拡散反射シート２６０や光拡散パターン２７０が形成されていて、導光板２００ｚの厚さが厚くなり、薄型軽量化には不向きである、という問題点がある。
【００１１】
また、これら第１〜第３の例は、それぞれが、反射型の液晶表示パネル専用、又は透過型，半透過型の液晶表示パネル専用となっていて、例えば、反射型用のものは透明型，半透明型用には使用できず、それぞれの型用のものを用意する必要があるため、それぞれの生産数量が少なく、かつその管理も複雑化してコスト高になる、という問題点がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、薄型軽量化することができて生産性も向上し、かつ、反射型用、透過型用、半透過型用にも共通して採用することができ、コストの低減をはかることができる、面状光供給装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の面状光供給装置は、薄板状に形成されてその１つの辺の端面部分に照射された光を導入して伝達、反射、屈折させ、その薄板状の一方の面から放射する導光板を有する面状光供給装置であって、前記導光板が、次の各構成を有することを特徴とする。
（イ）シート状を成し、第１の屈折率を有して、伝達された光を、その一方の面から放射する導光シート
（ロ）前記導光シートの他方の面に、それぞれ、その端面が前記導光シートの１つの辺に沿って配置され、かつ互いに並行して延在、配設されて密着し、その延在方向と垂直な断面がレンズ状断面を成し、前記第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有して、それぞれの端面に照射された光を導入し、この導入された光を、伝達、反射、屈折させて前記導光シートへと伝達する、複数の導光レンズ部材
【００１４】
また、前記導光板の１つの辺部分に配設されて、この１つの辺の端面部分に光を照射する、光源部を含む、構成を有している。
また、前記導光板の、導光レンズ部材配設側の表面に、反射防止用の薄膜を積層して成るか、表面保護用の薄膜を積層して成る、構成を有している。
また、前記面状光供給装置に加えて、導光板の、１つの辺と相対する他方の辺部分から放出された光を拾集して前記導光板の１つの辺部分に伝達、再放射する、光リサイクル用の複数の光ファイバを設けた、構成を有している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態は、薄板状に形成されてその１つの辺の端面部分に照射された光を導入して伝達、反射、屈折させ、その薄板状の一方の面から放射する導光板を有する面状光供給装置であって、この導光板が、
シート状を成し、第１の屈折率を有して、伝達された光を、その一方の面から放射する導光シートと、
この導光シートの他方の面に、それぞれ、その端面がこの導光シートの１つの辺に沿って配置され、かつ互いに並行して延在、配設されて密着し、その延在方向と垂直な断面がレンズ状断面を成し、上記第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有して、それぞれの端面に照射された光を導入し、この導入された光を、伝達、反射、屈折させて上記導光シートへと伝達する、複数の導光レンズ部材と、
を有して構成される。
【００１６】
このような構成、構造とすることにより、導光板の厚さを従来例の３０分の１程度に薄くすることができて薄型軽量化を実現することができ、また、構造も単純化することができ、かつ取扱いが難しく高価な部材も不要であり、生産性も向上し、しかも、反射型、透過型、半透過型いずれの液晶表示パネルにも共通して採用することができるので、生産数量も増大し、全体のコストを安くすることができる。
【００１７】
本発明の第２の実施の形態は、前述の面状光供給装置に加えて、その導光板の、１つの辺と相対する他方の辺部分から放出された光を拾集してこの導光板の１つの辺部分に伝達、再放射する、光リサイクル用の複数の光ファイバを設けた、構成、構造となっている。
【００１８】
このような構成、構造とすることにより、光源からの光を有効に利用することができて、液晶表示パネル等に供給される光の輝度を上げることができる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
この第１の実施例は、薄板状に形成されてその１つの辺の端面部分に照射された光を導入して伝達、反射屈折させ、その薄板状の一方の面から放射する導光板２００と、この導光板２００の１つの辺の端面部分に光を照射する光源部１００と、を有して成り、これらの詳細は次のとおりである。
【００２０】
まず、導光板２００は、シート状を成して第１の屈折率ｎ１を有し、伝達された光を、その一方の面の、液晶表示パネル８００配置側の面から放射する四辺形状の導光シート２１０と、この導光シート２１０の他方の面（液晶表示パネル８００配置側とは逆側の面）に、それぞれ、その端面がこの導光シート２１０の１つの辺に配置され、かつ互いに並行してこの１つの辺と相対する辺まで延在、配設されて密着、形成され、その延在方向と垂直な断面が凸レンズ状断面を成して、導光シート２１０の有する第１の屈折率ｎ１よりも大きな第２の屈折率ｎ２を有し、それぞれの端面から、この端面に照射された光を導入し、この導入された光を、伝達、反射、屈折させて導光シート２１０へと伝達する、複数の導光レンズ部材２２０と、を備えている。
【００２１】
また、光源部１００は、導光板２００の１つの辺の端面部分に沿って配設された、冷陰極管による光源１１０と、この光源１１０からの光が、導光板２００の１つの辺部分に配置された複数の導光レンズ部材２２０の端面部分に照射されるように反射させるリフレクタ１２０と、を備えている。
【００２２】
この第１の実施例では、光源１１０からの光が、導光レンズ部材２２０端面から導入されてこの導光レンズ部材２２０により、伝達、反射、屈折される。このとき、導光レンズ部材２２０の屈折率ｎ２と、導光シート２１０の屈折率ｎ１との関係を、ｎ１＜ｎ２となるように設定しておくと、導光レンズ部材２２０の光は導光シート２１０へと伝達、導入されて、液晶表示パネル８００を照射する。
【００２３】
導光シート２１０そのものは、従来の第３の例の、透明導光板２５０のように、光源からの光をその厚さ方向と垂直な方向に伝達する、という必要性はあまりなく、一方の面の、導光レンズ部材２２０からの光を、他方の面から放射するようにすればよいので、その厚さは、必要に応じて設定することができ、また、導光レンズ部材２２０は、その数を多くする程薄くすることができるが、その端面からの光の導入、導入された光の伝達や反射、導光シート２１０への光の入射角等を含む、光の諸特性を考慮してその厚さを設定することができ、本実施例の場合、導光板２００の板厚寸法を、０．２〜０．４ｍｍ程度にすることができる。即ち、従来例の３０分の１程度に薄型化することができる。
【００２４】
また、構造も単純であり、従来の第２の例のような、取扱いが難しく高価な光学シート類もないので、安価で生産性も向上することができ、更に、この導光板２００は、液晶表示パネル８００が、反射型であっても、また透過型や半透過型であっても、そのどちらにも採用することができて、生産に関する諸条件、設備等を単純化し、かつ生産数量を多くすることができるので、これらの点を含めて、より一層、生産性の向上、コストの低減をはかることができる。
【００２５】
図２は、第１の実施例における光源部の部分の変形例である。
この実施例の光源部１００ａは、光源１１０ａに２つのＬＥＤを用い、この光源１１０ａからの光を導光体１３０ａで導いて、リフレクタ１２０ａで反射させ、導光板２００の１つの辺部分の端面を照射するようになっている。
その他の作用効果等については、前述の、図１に示すものと同様であるので省略する。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施例を示す、全体の斜視図、及びそのＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ部分における断面側面図である。
この第２の実施例は、前述の第１の実施例における面状光供給装置に加えて、その導光板２００の、１つの辺と相対する他方の辺部分から放出される光を拾集して、この導光板２００の１つの辺部分に伝達、再放射する、光リサイクル用の複数の光ファイバ４００を設け、その光拾集、再放射の部分に光コネクタ３１０，３２０を設けたものである。
【００２７】
導光板２００の１つの辺部分から導入された光は、大部分がその一方の面から液晶表示パネル８００ｒに対し放射されるものの、他方の辺部分から放出される光も存在する。従って、この放出された光を拾集して再利用することにより、一方の面から放射される光の輝度を上げることができる。
【００２８】
この場合、複数の光ファイバ４００が液晶表示パネル８００ｒの裏側を通るようになっているので、この実施例における液晶表示パネル８００ｒは反射型となる。この点を除いて、この実施例における作用効果は第１の実施例と同様である。
なお、光ファイバ４００の径路を、液晶表示パネルの画像面にかからないように、その側面外側とすれば、透過型、半透過型の液晶表示パネルにも採用することができる。
【００２９】
これら実施例において、導光板２００の、導光レンズ部材２２０配設側の表面に、反射防止用の薄膜を積層、形成すると、外部からの映り込みを軽減することができ、液晶表示パネルにおける画像表示品質を向上させることができる。また、塵埃が付着したり塵埃による表面の傷発生、塵埃の内部への侵入等を防ぐために、表面保護用の薄膜を積層することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、シート状を成して第１の屈折率を有し、伝達された光をその一方の面から放射する導光シートと、この導光シートの他方の面に、それぞれその端面がこの導光シートの１つの辺に沿って配置され、かつ互いに並行して延在、配設されて密着し、その延在方向と垂直な断面がレンズ状断面を成して第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有し、それぞれの端面から、この端面に照射した光を導入してこの光を伝達、反射、屈折させて上記導光シートへと伝達する、複数の導光レンズ部材と、を含む、導光板を有する構成とすることにより、導光板の厚さを従来例の３０分の１程度に薄くすることができて薄型軽量化を実現することができ、構造を単純化することができ、かつ取扱いが難しく高価な部材も不要となり、しかも、反射型、透過型、半透過型の液晶表示パネルであっても、共通に使用することができるので、生産性が向上し、生産設備、生産管理等の費用も削減できて、全体のコストを低減することができる、という効果がある。
【００３１】
また、導光板の、１つの辺と相対する他方の辺部分から放出される光を拾集して、再度、１つの辺部分に再放射する複数の光ファイバを設けた構成、構造とすることにより、光源からの光を有効に利用することができて、液晶表示パネル等への光の輝度を更に上げることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例における、光源部の他の例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施例の全体の斜視図、及びそのＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ断面側面図である。
【図４】従来の面状光供給装置の第１の例２例を示す斜視図である。
【図５】従来の面状光供給装置の第２の例２例を示す斜視図である。
【図６】従来の面状光供給装置の第３の例を示す側面図及びその光拡散パターン部分の平面図である。
【符号の説明】
１００，１００ａ，１００ｘ，１００ｙ，１００ｚ  光源部
１１０，１１０ａ，１１０ｘ，１１０ｙ，１１０ｚ  光源
１２０，１２０ａ，１２０ｘ，１２０ｙ  リフレクタ
１３０ａ，１３０ｙ  導光体
１５０  導光・反射板
２００，２００ｘ，２００ｙ，２００ｚ  導光板
２１０  導光シート
２２０  導光レンズ部材
２５０  透明導光板
２６０  光拡散反射シート
２６１  鏡面反射層
２７０  光拡散パターン
２８０  半透明拡散層
２９０  プリズムレンズシート
３１０，３２０  光コネクタ
４００  光ファイバ
５００  光学シート積層板
８００，８００ｒ，８００ｔ  液晶表示パネル
【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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