(57)【要約】【課題】  導光板及びバックライトユニット並びに表示装置において、高い輝度均一性が得られると共に試作費を低コストに抑えること。【解決手段】  透光性の板状部材で構成されその側端面から入射された光源からの光を導光すると共に光路変換してその上面から照明対象物に対して面状の照明光を出射する導光板１であって、前記側端面に連続した波形状で形成された波形状入光部１ａと、波形状入光部１ａの表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され波形状入光部１ａの波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部１ｂと、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の板状部材で構成されその側端面から入射された光源からの光を導光すると共に光路変換してその上面から照明対象物に対して面状の照明光を出射する導光板であって、
前記側端面に連続した波形状で形成された波形状入光部と、
前記波形状入光部の表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され前記波形状入光部の波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部と、を備えている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、
前記微小凹凸部が、前記光源の直前領域に配されていることを特徴とする導光板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の導光板において、
前記微小凹凸部が、断面三角形状に突出した複数の微小プリズム部であることを特徴とする導光板。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の導光板において、
前記微小凹凸部が、断面円弧状に突出した複数の微小円弧状部であることを特徴とする導光板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の導光板と、
前記導光板の端部に配されて前記導光板内に光を出射する光源と、を備えていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項６】
画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの裏面側に配された請求項５に記載のバックライトユニットと、を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルなどを裏面より照射する面状光源に用いられる導光板及びこれを備えたバックライトユニット並びに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、ＰＤＡ、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）、パーソナルコンピュータのディスプレイ等には、画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるバックライトユニットが用いられている。
【０００３】
このバックライトユニットには、ＬＥＤ等の光源からの光を導光し、主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させる導光板が用いられている。従来、この導光板の光入射面となる側端面には、例えば、図７及び図８に示すように、一定のピッチで連続して形成されたプリズム状（Ｖ字型又は三角形状）の拡散体１００又は波形状（連続した円弧状）の拡散体１０１が形成され、入射光をこれら拡散体で広げて輝度を均一化させるものがある。
【０００４】
また、従来、例えば、特許文献１には、光源からの光を入射する光入射面に、多くの微細型光拡散体が形成され、かつその光拡散体は円弧面とその円弧面の両側根部に形成されて光入射面と連なる斜面とを有した導光板が提案されている。この導光板では、さらに光拡散体の表面全体にＶ型光拡散溝が形成され、光拡散効果をさらに増大させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１０１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、図７に示すように、例えば、プリズム状の拡散体１００を設けた場合には、デジタル的な矩形状であるために入射光の大きな屈折が得られるが、一定方向に導光されて入射光が広がり難く見栄えが悪いと共に輝線が発生する場合があった。また、図８に示すように、波形状の拡散体１０１を設けた場合には、入射光に一定の広がりが得られるが屈折が小さく全体として光の広がりが少なくなってしまう不都合があった。
また、上記特許文献１の技術では、光拡散体の表面全体にＶ型光拡散溝が形成されているため、Ｖ型光拡散溝によって一定方向への強い方向性を持った拡散光の影響が強くなり、全体の輝度均一性が低下してしまう不都合があった。また、円弧面の光拡散体の全体にＶ型光拡散溝を形成するには、金型の加工が多く、高コストになってしまう問題もあった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高い輝度均一性が得られると共に低コストな金型加工で済む導光板及びこれを備えたバックライト並びに表示装置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】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の導光板は、透光性の板状部材で構成されその側端面から入射された光源からの光を導光すると共に光路変換してその上面から照明対象物に対して面状の照明光を出射する導光板であって、前記側端面に連続した波形状で形成された波形状入光部と、前記波形状入光部の表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され前記波形状入光部の波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、この導光板では、側端面に、波形状入光部と、波形状入光部の表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され波形状入光部の波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部と、を備えているので、大きなピッチの波形状入光部による様々な方向への光の拡散効果だけでなく、微小凹凸部による波形状入光部とは異なる光の拡散効果が加わり、両拡散効果の相乗効果によって全体として高い輝度均一性を得ることができる。また、微小凹凸部が、互いに間隔を空けた複数の領域に配されているので、微小凹凸部の形成領域を適宜設定することで、波形状入光部と微小凹凸部との両拡散効果のバランスを調整することができ、波形状入光部の表面全体に形成された場合に比べて、輝度均一性をより向上させることができる。さらに、光の拡散度合いが所定よりも足りない場合には、金型に追加工を行って別の領域に微小凹凸部を追加することで、容易に拡散度合いを調整することができ、リードタイム短縮及び金型費のコストダウンが可能になる。
【００１０】
また、本発明の導光板は、前記微小凹凸部が、前記光源の直前領域に配されていることを特徴とする。すなわち、この導光板では、光源の直前領域に微小凹凸部が配されているので、強い入射光が入光する直前領域で他領域よりも効果的に光を拡散させてより高い輝度均一性を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の導光板は、前記微小凹凸部が、断面三角形状に突出した複数の微小プリズム部であることを特徴とする。すなわち、この導光板では、断面三角形状に突出した微小プリズム部で構成された微小凹凸部を採用するので、光の広がりを一定の方向性をもって広くする拡散効果を加えることができる。
【００１２】
また、本発明の導光板は、前記微小凹凸部が、断面円弧状に突出した複数の微小円弧状部であることを特徴とする。すなわち、この導光板では、断面円弧状に突出した複数の微小円弧状部で構成された微小凹凸部を採用するので、光の広がりを様々の方向に広く拡散させる効果を加えることができる。
【００１３】
本発明のバックライトユニットは、上記本発明の導光板と、前記導光板の端部に配されて前記導光板内に光を出射する光源と、を備えていることを特徴とする。すなわち、このバックライトユニットでは、上記本発明の導光板を備えているので、高い輝度均一性を有する発光面を得ることができる。
【００１４】
本発明の表示装置は、画像表示パネルと、前記画像表示パネルの裏面側に配された上記本発明のバックライトユニットと、を備えていることを特徴とする。すなわち、この表示装置では、上記本発明のバックライトユニットを備えているので、均一な輝度を有した照明光が画像表示パネルに照射されて良好な画像表示が得られる。
【００１５】
また、本発明の表示装置は、前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする。すなわち、この表示装置では、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であるので、薄型軽量化及び低コスト化ができると共に、均一な輝度を有した液晶表示が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る導光板によれば、側端面に、波形状入光部と、波形状入光部の表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され波形状入光部の波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部と、を備えているので、波形状入光部と微小凹凸部との互いに異なる拡散効果により互いの不足する拡散特性を補うことができると共に、入射光量や拡散度合いに応じて微小凹凸部を部分的に領域形成することで、低コストで試作でき、波形状入光部による拡散効果とのバランスを考慮した高い輝度均一性を得ることができる。
したがって、この本発明の導光板を備えたバックライトユニット及び表示装置では、均一な輝度を有した照明光によって良好な画像表示が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る導光板及びバックライトユニット並びに表示装置の第１実施形態を、図１から図５に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１８】
本実施形態における導光板は、図１及び図２に示すように、透光性の板状部材で構成されその側端面から入射された光源２からの光を導光すると共に光路変換してその上面から照明対象物に対して面状の照明光を出射するものであって、側端面に連続した波形状で形成された波形状入光部１ａと、波形状入光部１ａの表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され波形状入光部１ａの波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部１ｂと、を備えている。
【００１９】
上記導光板１は、例えば透明なポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂等で形成されている。
上記微小凹凸部１ｂは、図１に示すように、断面三角形状に突出した複数の微小プリズム部であり、互いに間隔を空けて波形状入光部１ａの凹部領域だけに設けられ、凸部領域には設けられていない。なお、微小凹凸部１ｂを形成する領域を、上記凹部領域ではなく上記凸部領域に設定しても構わない。また、微小凹凸部１ｂを形成する領域を、上記凹部領域の一つおき又は二つおきに等の任意の間隔を空けて設定しても構わない。
【００２０】
また、微小凹凸部１ｂは、特に光源２の直前領域Ｘにおける波形状入光部１ａに配されている。
なお、波形状入光部１ａによる入射光の広がりは、図１において内部にハッチングを施した矢印でイメージとして示すと共に、微小凹凸部１ｂによる入射光の広がりは、図１において内部を空白とした矢印でイメージとして示した。また、微小凹凸部１ｂは、その形成領域の両端に近いほど波形状入光部１ａからの突出量が小さく設定されている。
【００２１】
また、上記導光板１では、図３の（ａ）に示すように、波形状入光部１ａの稜線が厚み方向（主面に対する垂直方向）に延びて形成されているが、他の例として、図３の（ｂ）に示すように波形状入光部１ａの稜線が厚み方向に対して斜交する方向に延びたものでも構わない。
【００２２】
また、本実施形態のバックライトユニット３は、図４及び図５に示すように、上記導光板１と、導光板１の端部に配されて導光板１内に光を出射する光源２と、導光板１上に配され導光板１からの光を拡散させて面内の光強度を均一にする拡散シート４と、拡散シート４上に配され拡散シート４からの光を液晶表示パネル５に向けた上方向への照射光として出射する第１プリズムシート６Ａ及び第２プリズムシート６Ｂと、導光板１の下面に配された反射シート７と、を備えている。
【００２３】
上記第１プリズムシート６Ａは、拡散シート４上に配され、上記第２プリズムシート６Ｂは、第１プリズムシート６Ａ上に配されている。第１プリズムシート６Ａ及び第２プリズムシート６Ｂは、拡散シート４からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、第１プリズムシート６Ａは、光源２の光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、光源２の光軸に直交する方向と平行に設定される。また、第２プリズムシート６Ｂは、光源２の光軸に対して、プリズム部の稜線が平行に設定されている。すなわち、第１プリズムシート６Ａと第２プリズムシート６Ｂとは、互いのプリズム部の稜線がねじれの位置に配され、平面視で互いに稜線が直交している。
【００２４】
上記反射シート７は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態では銀蒸着膜を設けたフィルムが採用されている。なお、上記銀蒸着膜の代わりに、アルミ金属蒸着膜などを採用しても構わない。また、この反射シート７は、バックライトユニット３を収納する図示しないフォルダ等に貼り付けられている。
【００２５】
上記光源２は、導光板１の側端部に複数配置された白色ＬＥＤである。この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。
また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。
【００２６】
本実施形態の表示装置１０は、例えば携帯電話機、ＰＤＡ、ＡＴＭの液晶ディスプレイに適用される液晶表示装置であって、液晶表示パネル（画像表示パネル）５と、液晶表示パネル５の裏面側に配された上記バックライトユニット３とを備えている。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル５の画面側及びバックライトユニット３の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
【００２７】
上記液晶表示パネル５は、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、本実施形態の液晶表示パネル５は、半透過型であり、上基板２２と下基板２３との間隙に液晶Ｌをシール材２４で封止したパネル本体２５と、その下面側に光透過性と光反射性の両機能を持った半透過反射板２６とを備えている。上記液晶Ｌは、ＴＮ液晶やＳＴＮ液晶等が用いられる。上記上基板２２は、ガラス等からなる上透明基板２２ａと、この上透明基板２２ａの下面に設けられＩＴＯ膜からなる上透明電極２２ｂと、上透明電極２２ｂの下面に設けられ透明なポリイミド樹脂膜等に配向処理を施した上配向膜２２ｃと、上透明基板２２ａの上面に設けられた上偏光板２２ｄとを備えている。
【００２８】
上記下基板２３は、ガラス等からなる下透明基板２３ａと、この下透明基板２３ａの上面に設けられＩＴＯ膜からなる下透明電極２３ｂと、下透明電極２３ｂの上面に設けられ透明なポリイミド樹脂膜等に配向処理を施した下配向膜２３ｃと、下透明基板２３ａの下面に設けられた下偏光板２３ｄとを備えている。
上記半透過反射板２６は、透過性を有するように形成されたアルミ金属蒸着膜シートや反射型偏光板等が用いられる。なお、上基板２２と下基板２３との間隙には、シリカボールやプラスチックボール等からなるスペーサ（図示略）が分散されて配され、所定の間隙を確保している。
【００２９】
このように本実施形態の導光板１では、図１に示すように、側端面に、波形状入光部１ａと、波形状入光部１ａの表面に互いに間隔を空けた複数の領域に配され波形状入光部１ａの波形よりも小さなピッチで形成された微小凹凸部１ｂと、を備えているので、大きなピッチの波形状入光部１ａによる様々な方向への光の拡散効果だけでなく、微小凹凸部１ｂによる波形状入光部１ａとは異なる光の拡散効果が加わり、両拡散効果の相乗効果によって全体として高い輝度均一性を得ることができる。特に、この導光板１では、微小プリズム部で構成された微小凹凸部１ｂを採用するので、光の広がりを一定の方向性をもって広くする効果を加えることができる。
【００３０】
また、微小凹凸部１ｂが、互いに間隔を空けた複数の領域に配されているので、微小凹凸部１ｂの形成領域を適宜設定することで、波形状入光部１ａと微小凹凸部１ｂとの両拡散効果のバランスを調整することができ、波形状入光部１ａの表面全体に形成された場合に比べて、輝度均一性をより向上させることができる。特に、光源２の直前領域Ｘに微小凹凸部１ｂが配されているので、強い入射光が入光する直前領域Ｘで他領域よりも効果的に光を拡散させてより高い輝度均一性を得ることができる。
【００３１】
また、光の拡散度合いが所定よりも足りない場合には、金型に追加工を行って別の領域に微小凹凸部１ｂを追加することで、容易に拡散度合いを調整することができ、リードタイム短縮及び金型費のコストダウンが可能になる。
したがって、上記導光板１を用いたバックライトユニット３及び表示装置１０では、均一な輝度を有した照明光が画像表示パネルに照射されて良好な画像表示が得られる。
【００３２】
次に、本発明に係る第２実施形態について、図６を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、微小凹凸部１ｂが微小プリズム部で構成されているのに対し、第２実施形態の導光板１１は、図６に示すように、微小凹凸部１１ｂが、断面円弧状に突出した複数の微小円弧状部である点である。
なお、波形状入光部１ａによる入射光の広がりは、図６において内部にハッチングを施した矢印でイメージとして示すと共に、微小凹凸部１１ｂによる入射光の広がりは、図６において内部を空白とした矢印でイメージとして示した。また、微小凹凸部１１ｂは、その形成領域の両端に近いほど波形状入光部１ａからの突出量が小さく設定されている。
【００３４】
このように、第２実施形態では、断面円弧状に突出した複数の微小円弧状部で構成された微小凹凸部１１ｂを採用するので、光の広がりを様々の方向に広く拡散させる効果を加えることができる。
【００３５】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３６】
例えば、光源２に白色ＬＥＤを用いることが好適であるが、線状光源の蛍光管を光源として採用しても構わない。
また、上記各実施形態では、拡散シートを用いているが、拡散シートを省略したバックライトユニットとしても構わない。また、２枚のプリズムシートを用いているが、１枚のプリズムシートを採用したバックライトユニットとしても構わない。
上記実施形態では、画像表示パネルとして液晶表示パネルを採用しているが、他の画像表示パネルを用いても構わない。例えば、電子ペーパーなどの画像表示パネルを採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る導光板及びバックライトユニット並びに表示装置の第１実施形態において、導光板の要部を拡大した平面図である。
【図２】第１実施形態において、導光板を示す平面図である。
【図３】第１実施形態において、波形状入光部の稜線が厚み方向に延びた導光板及び厚み方向に対して斜交する方向に延びた導光板を示す要部の拡大斜視図である。
【図４】第１実施形態において、バックライトユニットを示す概略的な斜視図である。
【図５】第１実施形態において、バックライトユニット及び表示装置を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明に係る導光板及びバックライトユニット並びに表示装置の第２実施形態において、導光板の要部を拡大した平面図である。
【図７】本発明に係る導光板及びバックライトユニット並びに表示装置の従来例において、プリズム状の拡散体を有する導光板を示す要部を拡大した平面図である。
【図８】本発明に係る導光板及びバックライトユニット並びに表示装置の従来例において、波形状の拡散体を有する導光板を示す要部を拡大した平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１１…導光板、１ａ…波形状入光部、１ｂ、１１ｂ…微小凹凸部、２…光源、３…バックライトユニット、４…拡散シート、５…液晶表示パネル（画像表示パネル）、６Ａ…第１プリズムシート、６Ｂ…第２プリズムシート、７…反射シート、１０…表示装置、Ｘ…光源の直前領域
【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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