(57)【要約】【課題】  高度の加工精度が要求されず、凹溝の加工本数の削減を図った安価な導光板を提供する。【解決手段】  透明な導光板１の上面を光が出射する出光面１ａとし、この出光面１ａに対向する下面の対向面１ｂ上に、ＬＥＤ２からの光が入射する入射端面１ｄに略平行な複数のＶ字状凹溝１ｃが形成されている。各凹溝１ｃは、ＬＥＤ２から遠ざかるほど、互いの溝間隔Ｐが密になるように形成されると共に凹溝１ｃの溝幅Ｓが広くなるように形成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な導光板の主面を光が出射する出光面とし、この出光面に対向する対向面上に、光源からの光が入射する入射端面に略平行な複数のＶ字状凹溝を形成してなる導光板において、
前記凹溝は、前記光源から遠ざかるほど、互いの溝間隔が密になるように形成されると共に凹溝の溝幅が広くなるように形成されたことを特徴とする導光板。
【請求項２】
請求項１に記載の導光板において、
前記光源からの距離が一定の区間で、前記凹溝の前記溝間隔もしくは前記溝幅のいずれか一方のみが変化する領域を有してなることを特徴とする導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等におけるバックライトや面光源等に利用される導光板に関し、特に、透明な導光板の出光面と対向する対向面に複数のＶ字状凹溝を設け、端面から導光板に導いた光をこれら凹溝で反射させ、出光面から外部に出射させる導光板の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の導光板は、光が出射する主面としての出光面と、出光面に対向する対向面とを備え、対向面には端面から入射する光に対して略直交する方向に延びる断面略Ｖ字状の凹溝が形成されており、端面から入射された光のうち臨界角を超えない光はそのまま出光面から出射し、臨界角を超える光は出光面と対向面との間で反射を繰り返し、前記凹溝部分で反射方向が変えられて出光面から出射する構造とされている。
【０００３】
一方、光源から遠ざかるに従って導光板内を伝播する光強度は減衰するため、出光面内の輝度を均一にするためには、光源からの距離が遠ざかるに従って出光面側へ反射する割合を高める必要がある。
【０００４】
そこで、光が入射する端面から遠ざかるに従って対向面に形成された凹溝の溝間隔がより密になるように形成され、遠ざかるに従ってより多くの光を出光面に向けて反射させる構造とした導光板や（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）、光が入射する端面から遠ざかるに従って対向面に形成された凹溝の溝深さがより深くなるように形成され、遠ざかるに従ってより多くの光を出光面に向けて反射させる構造とした導光板が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９４８４０号公報
【特許文献２】特開平９−１８４９２０号公報
【特許文献３】特開２００１−１２４９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、導光板には透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が多く用いられ、厚みは通常２〜６ｍｍである。そして、このような導光板の出光面で輝度ムラ（いわゆる縞状のムラ）が生じないようにするため、隣り合う凹溝の溝間隔は０．６ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下にする必要がある。また、凹溝の溝深さは０．０１〜０．１ｍｍ程度が好ましい。
【０００７】
しかしながら、上記のように光が入射する端面から遠ざかるに従って凹溝の溝間隔を徐々に密にしていく方法によれば、光源に最も遠い部分では高密度で多数の凹溝を形成する必要があり、また、上記のように光が入射する端面から遠ざかるに従って凹溝の溝深さを徐々に深くしていく方法によれば、僅かずつの違いの溝深さを高精度で加工する必要がある。
【０００８】
このような溝間隔や溝深さには輝度ムラ発生の観点からそれぞれ好ましい上限があるため、大きく反射割合を変えるためには微細な溝作製が必要となり、導光板のコスト高を招くという欠点があった。
【０００９】
これに対し、本願出願人は溝間隔および溝深さ（溝幅）をそれぞれ変化させることにより反射割合を大きく変化させることに気付いた。
【００１０】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、高度の加工精度が要求されず、凹溝の加工本数の削減を図った安価な導光板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための技術的手段は、透明な導光板の主面を光が出射する出光面とし、この出光面に対向する対向面上に、光源からの光が入射する入射端面に略平行な複数のＶ字状凹溝を形成してなる導光板において、前記凹溝は、前記光源から遠ざかるほど、互いの溝間隔が密になるように形成されると共に凹溝の溝幅が広くなるように形成された点にある。
【００１２】
また、前記光源からの距離が一定の区間で、前記凹溝の前記溝間隔もしくは前記溝幅のいずれか一方のみが変化する領域を有してなる構造としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の導光板によれば、入射端面に略平行な複数のＶ字状凹溝は、光源から遠ざかるほど、互いの溝間隔が密になるように形成されると共に凹溝の溝幅が広くなるように形成された構造とされており、溝間隔と溝幅の両方を変化させる構造としているため、光源に近い部分ではそれほど細くなくてもよく、光源から遠い部分では太幅の凹溝を用いて凹溝の加工本数を減らしても十分に略均一な輝度分布が得られ、高度の加工精度が要求されず、凹溝の加工本数も削減でき、製造コスト削減が図れ、安価な導光板を提供できる。
【００１４】
また、光源からの距離が一定の区間で、凹溝の溝間隔もしくは溝幅のいずれか一方のみが変化する領域を有してなる構造によれば、即ち、一定の区間で凹溝の溝間隔のみが変化する領域を有する構造とした場合、この一定の区間では凹溝の溝幅が一定であるため、同じ溝幅の加工工具が利用でき、反射割合の調整も溝間隔のみの調整で容易に行え、加工コスト低減が図れ、さらには、入射端面から遠い反射割合を高くする部分では輝度ムラが生じない程度の溝間隔に合わせて太い凹溝を形成することにより加工コストも低減できる。
【００１５】
一方、一定の区間で凹溝の溝幅のみが変化する領域を有する構造とした場合、この一定の区間では凹溝の溝間隔が一定であるため、入射端面から近く反射割合を低くすべき部分では、溝間隔を輝度ムラが生じない範囲で粗くすることにより、微細な凹溝を形成する必要がなくなり、入射端面から遠い反射割合を高くする部分では輝度ムラが生じない程度の溝間隔に合わせて太い凹溝を形成することにより加工コストも低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明すると、図１および図２に示される如く、導光板１は、透明な樹脂板、例えばアクリル樹脂で形成されたアクリル板からなり、平面視矩形の板状に形成されている。
【００１７】
そして、導光板１の上面は光が出射する出光面１ａとされ、この出光面１ａに対向する下面の対向面１ｂ上に、複数のＶ字状凹溝１ｃが形成されている。また、導光板１の一側端面は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）２からの光が入射する入射端面１ｄとされ、この入射端面１ｄに対して前記各凹溝１ｃが略平行に形成されている。
【００１８】
さらに、各凹溝１ｃは、入射端面１ｄから他方の他側端面１ｅに向けて、即ち、各ＬＥＤ２から遠ざかるほど、互いに隣接する溝間隔Ｐが漸次密になるように形成されると共に、各ＬＥＤ２から遠ざかるほど、各凹溝１ｃの溝幅Ｓ（もしくは溝深さＨ）が漸次広くなるように形成されている。
【００１９】
本実施形態は以上のように構成されており、凹溝１ｃにおける溝間隔Ｐと溝幅Ｓの両方を変化させる構造としているため、ＬＥＤ２に近い部分では凹溝１ｃをそれほど細くなくてもよく、ＬＥＤ２から遠い部分では太幅の凹溝１ｃを用いて凹溝１ｃの加工本数を減らしても十分に略均一な輝度分布が得られ、ここに、高度の加工精度が要求されず、凹溝１ｃの加工本数も削減でき、製造コスト削減が図れ、安価な導光板１を提供できる。
【００２０】
例えば、本実施形態では、幅１５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚み２ｍｍの透明のアクリル板の対向面１ｂに、頂角が９０°の二等辺三角形の凹溝１ｃが形成された構造とされている。従って、溝幅Ｓの１／２が溝深さＨとなっている。そして、長辺側の端面となる入射端面１ｄ側に、その長手方向に沿って適宜数のＬＥＤ２が並列配置され、この入射端面１ｄから光を入射する構造とされている。
【００２１】
また、入射端面１ｄから８ｍｍの位置に、最も近い凹溝１ｃを溝幅Ｓが０．０４ｍｍ、溝間隔Ｐが０．３ｍｍで形成し、他側端面１ｅ方向に向けて溝幅Ｓを徐々に広げながら溝間隔Ｐを漸次密に形成し、その他端では凹溝１ｃを溝幅Ｓが０．０９ｍｍ、溝間隔Ｐが０．１５ｍｍで形成した構造とされている。
【００２２】
そして、図２に示すように、収容ケース４上に反射フィルム５を配置し、その反射フィルム５上に対向面１ｂを下面として導光板１を配置している。また、導光板１の出光面１ａ上には拡散フィルム６を介して輝度上昇フィルムとしてのプリズムレンズシート７（住友３Ｍ製ＢＥＦII）を配置し、さらに、導光板１の入射端面１ｄ側に各ＬＥＤ２を配置した構造の導光板モジュールを構成している。この場合の導光板モジュールにおいては、面内の輝度分布は輝度ムラが±２０％であり、略均一なバックライトとして提供できる。
【００２３】
なお、Ｖ字状凹溝１ｃにおいては、ＬＥＤ２から遠いところにおいては、凹溝１ｃ部分と対向面１ｂの凹溝１ｃ間の平坦部分のそれぞれの幅、いわゆる投影面積比が略等しいときに最も多くの光を出射することができるが、導光板１の板厚や凹溝１ｃのＶ字状の角度、光源（ＬＥＤ２）の指向性等によりこのような最適な投影面積比は変化し、５０％〜６０％の範囲内で設定することが好ましい。
【００２４】
従って、ＬＥＤ２に近い部分では縞にならないように溝間隔Ｐを０．３ｍｍとし、最も遠い部分では投影面積比を５０％〜６０％とすればよい。例えば、最も遠い部分で凹溝１ｃの溝幅Ｓを０．１５ｍｍとすれば、溝間隔Ｐを０．３ｍｍとすればよく、凹溝１ｃの溝幅Ｓを０．３ｍｍとすれば、溝間隔Ｐを０．６ｍｍとすればよい。
【００２５】
図５ないし図７は第２の実施形態を示しており、前記第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
即ち、本実施形態においては、対向面１ｂに対する凹溝１ｃの形成に際して、ＬＥＤ２、即ち入射端面１ｄからの距離が一定の区間では、凹溝１ｃの溝間隔Ｐのみが変化する一方変化領域Ａと、凹溝１ｃの溝間隔Ｐと溝幅Ｓの両方を変化させる両方変化領域Ｂとを有した構造とされている。
【００２７】
本実施形態は以上のように構成されており、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、入射端面１ｄからの距離が一定の区間では凹溝１ｃの溝幅Ｓが一定であるため、一方変化領域Ａにおける凹溝１ｃの形成に際しては、同じ加工工具を利用でき、反射割合の調整も溝間隔Ｐのみの調整で容易に行え、加工コスト低減が図れ、さらには、入射端面１ｄから遠い反射割合を高くする部分では輝度ムラが生じない程度の溝間隔Ｐに合わせて太い凹溝１ｃを形成することにより加工コストも低減できる利点がある。
【００２８】
例えば、本実施形態では、第１の実施形態と同様、幅１５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚み３ｍｍの透明のアクリル板の対向面１ｂに、頂角が９０°の二等辺三角形の凹溝１ｃが形成された構造とされている。そして、入射端面１ｄから５ｍｍの位置に、最も近い凹溝１ｃを溝幅Ｓが０．０５ｍｍ、溝間隔Ｐが０．４ｍｍで形成し、他側端面１ｅ方向に向けて溝幅Ｓ一定で溝間隔Ｐを漸次密に形成し、入射端面１ｄから３０ｍｍの位置で溝間隔Ｐを０．２５ｍｍに形成した。
【００２９】
また、入射端面１ｄからの距離が３０ｍｍから５０ｍｍ（他端）まで、溝間隔Ｐを０．２５ｍｍから０．２ｍｍまで漸次狭めながら、溝幅Ｓを０．０５ｍｍから０．１ｍｍまで徐々に広げて形成した構造とされている。
【００３０】
そして、この場合も第１の実施形態と同様構成の導光板モジュールに仕上げた場合、面内の輝度分布は輝度ムラが±２０％であり、この場合においても略均一なバックライトとして提供できる。
【００３１】
図８および図９は第３の実施形態を示しており、前記第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
即ち、本実施形態においては、対向面１ｂに対する凹溝１ｃの形成に際して、ＬＥＤ２、即ち入射端面１ｄからの距離が一定の区間では、凹溝１ｃの溝幅Ｓのみが変化する一方変化領域Ａと、凹溝１ｃの溝間隔Ｐと溝幅Ｓの両方を変化させる両方変化領域Ｂとを有した構造とされている。
【００３３】
本実施形態は以上のように構成されており、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、入射端面１ｄからの距離が一定の区間では凹溝１ｃの溝間隔Ｐが一定であるため、入射端面１ｄから近く反射割合を低くすべき部分では、溝間隔Ｐを輝度ムラが生じない範囲で粗くすることにより、微細な凹溝１ｃを多数形成する必要がなくなり、入射端面１ｄから遠い反射割合を高くする部分では輝度ムラが生じない程度の溝間隔Ｐに合わせて太い凹溝１ｃを形成することにより加工コストも低減できる利点がある。
【００３４】
例えば、本実施形態では、第１の実施形態と同様、幅１５０ｍｍ、長さ５５ｍｍ、厚み２ｍｍの透明のアクリル板の対向面１ｂに、頂角が９０°の二等辺三角形の凹溝１ｃが形成された構造とされている。そして、入射端面１ｄから５ｍｍの位置に、最も近い凹溝１ｃを溝幅Ｓが０．０２ｍｍ、溝間隔Ｐが０．３ｍｍで形成し、他側端面１ｅ方向に向けて４４ｍｍの位置まで溝間隔Ｐ一定で溝幅Ｓを徐々に広げながら形成し、入射端面１ｄから４４ｍｍの位置で溝幅Ｓを０．０７ｍｍに形成した。
【００３５】
また、入射端面１ｄからの距離が４４ｍｍから５５ｍｍ（他端）まで、溝間隔Ｐを０．３ｍｍから０．２ｍｍまで漸次狭めながら、溝幅Ｓを０．０７ｍｍから０．１ｍｍまで徐々に広げて形成した構造とされている。
【００３６】
そしてこの場合、導光板１における面内の輝度分布は前記導光板モジュールのプリズムレンズシート７が無くても輝度ムラが±３０％であり、この場合においても略均一なバックライトとして提供できる。
【００３７】
なお、上記各実施形態において、Ｖ字状の凹溝１ｃの頂角が９０°の二等辺三角形に形成された構造を示しているが、頂角の角度は実施形態に何ら限定されず、必要に応じて適宜変更すればよい。
【００３８】
また、各実施形態における凹溝１ｃの溝間隔Ｐや溝幅Ｓの関係も実施形態に何ら限定されない。
【００３９】
さらに、各実施形態において、導光板１における入射端面１ｄが一方のみに設けられた構造を示しているが、他方にも光源からの光が入射する入射端面１ｄを備えた構造等、導光板１の複数位置に入射端面１ｄを設ける構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる導光板の概略斜視図である。
【図２】同モジュールとしての分解斜視図である。
【図３】溝位置と溝幅の関係を示す図である。
【図４】溝位置と溝間隔の関係を示す図である。
【図５】第２の実施形態にかかる導光板の説明図である。
【図６】同溝位置と溝幅の関係を示す図である。
【図７】同溝位置と溝間隔の関係を示す図である。
【図８】第３の実施形態にかかる溝位置と溝幅の関係を示す図である。
【図９】同溝位置と溝間隔の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  導光板
１ａ  出光面
１ｂ  対向面
１ｃ  凹溝
１ｄ  入射端面
１  ＬＥＤ
【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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