| 【発明の名称】 |
バックライト導光板、それを用いた面光源装置および液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】能瀬 徹
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、輝度改善を目的に光反射面を階段状となし、各階段に溝部を形成した導光板にあっては、溝部に光が集中し中央が暗くなる輝度斑が発生するという問題点を解決課題とする。
【解決手段】光入射面から遠ざかるにつれて光反射面と光出射面との対向距離が近接する階段状を呈するバックライト導光板において、前記光反射面は、前記光出射面とほぼ平行な平坦面部とその平坦面部から光出射面方向に形成された溝部とからなる一つの第１反射面部と、平坦面部からなる少なくとも一つの第２反射面部とからなる光反射面ユニットが階段状に配置されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】一方の側面側を光入射面、裏面側を光反射面、および表面側を光出射面とし、前記光反射面の前記光出射面を含む断面形状は、前記光入射面から遠ざかるにつれて前記光反射面と前記光出射面との対向距離が近接する階段状を呈するバックライト導光板において、前記光反射面は、前記光出射面とほぼ平行な平坦面部とその平坦面部から光出射面方向に形成された溝部とからなる一つの第１反射面部と、平坦面部からなる少なくとも一つの第２反射面部とからなる光反射面ユニットが階段状に配置されていることを特徴とするバックライト導光板。
【請求項２】前記第１反射面部溝部は、光入射面近傍と遠方とでは遠方の溝部が大きいことを特徴とする請求項１記載のバックライト導光板。
【請求項３】前記第1反射面部に隣接する前記第２反射面部の光入射面より遠方の平坦面部の幅Ｗ２は、前記第1反射面部の平坦面部の幅Ｗ１ａと溝部の幅Ｗ１ｂとした時、Ｗ２＜Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂまたはＷ２＝Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂとすることを特徴とする請求項１または２記載のバックライト導光板。
【請求項４】前記第1反射面部の平坦面部の幅Ｗ１ａおよび第２反射面部の平坦面部の幅Ｗ２は光入射面から遠ざかるにつれて狭まり、前記第１反射面部の溝部の幅Ｗ１ｂは光入射面から遠ざかるにつれて広くなる部分を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のバックライト導光板。
【請求項５】前記第1反射面部の平坦面部の幅Ｗ１ａおよび第２反射面部の平坦面部の幅Ｗ２は光入射面から遠ざかるにつれて狭まり、前記第１反射面部の溝部の幅Ｗ１ｂは一定である部分を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のバックライト導光板。
【請求項６】請求項１乃至５の何れかに記載のバックライト導光板と、前記導光板の光入射面に 近接して配置された光源からなる面光源装置。
【請求項７】請求項６記載の面光源装置と、面光源装置の光出射面に近接して配置された液晶パ ネルからなる液晶表示装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの裏面から平面的な照明を与えることができるバックライト導光板、それを用いた面光源装置および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、薄型で低消費電力等の理由で液晶表示装置が注目され、携帯電話、デジタルスチルカメラ、携帯型パソコン、カーナビゲーションシステム、パチンコ台のモニタ、および一部の小型テレビに採用され、更に大型テレビや大型モニタ等の液晶化も検討されている。このような液晶表示装置には、その性能を補完するためのバックライトユニットが重要となってきている。
【０００３】特開平１０−３９３０２号公報には、図７に示すように一方の側面側を光入射面（図示しないが図では左側）、裏面側を光反射面１ｂ、および表面側を光出射面１ｃとし、前記光反射面１ｂの前記光出射面１ｃを含む断面形状は、光源２側の前記光入射面から遠ざかるにつれて前記光反射面１ｂと前記光出射面１ｃとの対向距離が近接する階段状を呈するバックライト導光板１が記載されている。そして、この先行技術では、高効率で輝度の高い面光源装置を提供することを目的として階段の段差部分に隣接して断面三角形状の溝部１１ｂを形成する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯る先行技術に開示された従来の技術では、図７に示すように光反射面１ｂの溝部１１ｂおよび階段状の段差部１３ｂで光出射面に向けて反射された光線は、当該溝部１１ｂおよび段差部１３ｂが対向する光出射面１ｃに集中し、光出射面１ｃ全体としての十分な輝度が得られるものの、当該光集中による光反射面１ｂの平坦面部１１ａ中央が暗くなる輝度斑が発生し、視認性に欠けるという問題点があった。
【０００５】従来、斯る問題点を解決するため、階段状の段差部１３ｂと溝部１１ｂの繰り返し幅Ｐを狭くし、光集中を分散させて、輝度斑を抑える方法が採用されている。
【０００６】しかし、この方法では段差部１３ｂの近傍に形成する溝部１１ｂの加工上の制約から、繰り返し幅Ｐを狭くすることには自ずと限界があり、必ずしも最良の方法とは言えないものであった。
【０００７】本発明は、斯る問題点を解決する新規なバックライト導光板、それを用いた面光源装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、一方の側面側を光入射面、裏面側を光反射面、および表面側を光出射面とし、前記光反射面の前記光出射面を含む断面形状は、前記光入射面から遠ざかるにつれて前記光反射面と前記光出射面との対向距離が近接する階段状を呈するバックライト導光板において、前記光反射面は、前記光出射面とほぼ平行な平坦面部とその平坦面部から光出射面方向に形成された溝部とからなる一つの第１反射面部と、平坦面部からなる少なくとも一つの第２反射面部とからなる光反射面ユニットが階段状に配置されていることを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１の発明において、前記第１反射面部の溝部は光入射面近傍と遠方とでは遠方の溝部が大きいことを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記第1反射面部に隣接する前記第２反射面部の光入射面より遠方の平坦面部の幅Ｗ２は、前記第1反射面部の平坦面部の幅Ｗ１ａと溝部の幅Ｗ１ｂとした時、Ｗ２＜Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂまたはＷ２＝Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂとすることを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記第1反射面部の平坦面部の幅Ｗ１ａおよび第２反射面部の平坦面部の幅Ｗ２は光入射面から遠ざかるにつれて狭まり、前記第１反射面部の溝部の幅Ｗ１ｂは光入射面から遠ざかるにつれて広くなる部分を有することを特徴とする。
【００１２】請求項５記載の発明は、前記第1反射面部の平坦面部の幅Ｗ１ａおよび第２反射面部の平坦面部の幅Ｗ２は光入射面から遠ざかるにつれて狭まり、前記第１反射面部の溝部の幅Ｗ１ｂは一定である部分を有することを特徴とする。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のバックライト導光板と、前記導光板の光入射面に近接して配置された光源からなる面光源装置である。
【００１４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の面光源装置と、面光源装置の光出射面に近接して配置された液晶パネルからなる液晶表示装置である。
【００１５】上記した構成によれば、平坦面部からなる第２反射面部の階段状の形状が、光反射面として作用し、またこの階段形状は溝部を形成する程の加工上の制約もない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００１７】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第１の実施の形態としての面光源装置を示す模式的断面図で、１はアクリル樹脂、ポリカーボネートなどの透光性樹脂材料を射出成形により所望の形状に形成された導光板で、その一方の側面側を光入射面１ａ、裏面側を光反射面１ｂ、および表面側を光出射面１ｃとし、前記光反射面１ｂの前記光出射面１ｃを含む断面形状は、前記光入射面１ａから遠ざかるにつれて前記光反射面１ｂと前記光出射面１ｃとの対向距離が近接する階段状を呈する。
【００１８】２は前記導光板１の光入射面１ａに近接して設けられた蛍光管や複数のＬＥＤを線状に配置して形成された線状光源、３はこの線状光源２から放射状に発せられた光線を導光板１の光入射面１ａに向けて反射させるレフレクタ、５は導光板１の光入射面１ａおよび光出射面１ｃ以外の面、即ち光反射面１ｂや側面を覆い光の漏洩を阻止する反射板、６は導光板１の光出射面１ｃから当該出射面１ｃに形成されたプリズムレンズ列により指向性を備え出射した光線を図示していないがその上方に近接配置される液晶パネルに対して拡散させて入射させる拡散シートである。
【００１９】而して、本発明の特徴は、前記導光板１の光反射面１ｂの形状にあり、その形状の拡大図が図２に示されている。光反射面１ｂは、光出射面１ｂとほぼ平行な幅０〜１００μｍ程度の平坦面部１１ａとその平坦面部１１ａから光出射面１ｃ方向に窪んで形成された幅および深さが２〜５０μｍ程度の三角形状（逆Ｖ字状）の溝部１１ｂとからなる第１反射面部１１と、意図的な溝部が形成されていない幅２０〜１００μｍ程度の平坦面部１２ａからなる二つの第２反射面部１２、１２が、第１反射面部１１と第２反射面部１２の境界および第２反射面部１２、１２間の境界に各々の深さ１〜１０μｍ程度の段差部１３ａ、１３ａを形成すべく階段状に配置して光反射面ユニット１４を形成し、当該ユニット１４を構成単位として繰り返し規則的に或いは所定の面発光を得るべく繰り返し幅を光入射面から遠ざかるにつれて広がる態様で階段状に配置している。その階段状の配置の結果、光反射面ユニット１３の境界にも意図的に深さ１〜１０μｍ程度の段差部１３ｂが形成されている。
【００２０】斯る溝部のない第２反射面部１２…を備える導光板１の光入射面１ａに光源２からの光を入射せしめると、当該光源２からの光は、入射角に従い導光板１内を伝播し、その進路に位置する光反射面１ｂの溝部１１ｂの光源側斜面と、段差部１３ａ，１３ｂの斜面で図中矢印で示す如く光出射面１ｃに向けて隈なく反射される。この段差部１３ａの斜面による反射は、溝部１１ｂの斜面による反射作用と実質同一であるにも拘わらず、導光板１内部に窪んで形成される溝部と比較して、加工性が格段に富む。
【００２１】＜第２の実施の形態＞図３は本発明の第２の実施の形態を説明するための拡大断面図である。第１の実施の形態と異なるところは、溝部１１ｂの形状にある。即ち、溝部１１ｂは三個の三角形を連接した形状をなし加工性の制約内で最大限の輝度向上を図っている。
【００２２】＜第３の実施の形態＞図４は本発明の第３の実施の形態を説明するための拡大断面図である。第１の実施の形態と異なるところは、第1反射面部１１と隣接する第２反射面部１２の境界形状にある。即ち、第1の実施の形態では当該境界は第1反射面部１１の溝部１１ｂと段差部１３ａの連続形状であったが、この実施の形態では段差部１３ａをなくし、溝部１１ｂの第２反射面部１２側の立ち上がり斜面が平坦面部１２ａに直接連なった形状となっている。
＜第４の実施の形態＞図５は、前記光反射面の形状を、一つの第１反射面部１１と、一つの第２反射面部１２とからなる光反射面ユニット１４が光入射面１ａ側から繰り返し設けられ、前記第1反射面部１１に隣接する前記第２反射面部１２の光入射面１ａより遠方の平坦面部１２ａの幅Ｗ２は、前記第1反射面部１１の平坦面部１１ａの幅Ｗ１ａと溝部１１ｂの幅Ｗ１ｂとした時、Ｗ２＜Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂまたはＷ２＝Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂとするところに特徴付けられる。斯る関係式を満足することで、当該両者の反射面部１１、１２の境界に形成される段差部１３ｂからの反射が、溝部１１ｂによる反射のほぼ中間に位置することになり、光の分散が図れより均一な面発光を得ることができる。
【００２３】図５の実施の形態では、第１反射面部１１および第２反射面部１２は各々一つであるが、第２反射面部１２が一つの第1反射面部１１に対して複数存在する場合には、一つの第２反射面部１２が上記関係式を満足すれば良い。
＜第５の実施の形態＞この実施の形態は、前記光反射面は、一つの第１反射面部１１と、一つの第２反射面部１２とからなる光反射面ユニット１４が光入射面から繰り返し設けられ、前記第１反射面部１１の溝部は光入射面近傍の溝部１１ｂと遠方とでは遠方の溝部１１Ｂが大きいことを特徴とする。即ち、図６（ａ）は、図６（ｂ）に比して光入射面１ａ近傍に設けられており、溝部の深さおよび幅が図６（ｂ）の遠方の方が大きく形成し、光源２から離れるにしたがって反射光線が減少することを補なっている。
＜第６の実施の形態＞この実施の形態は、第５の実施の形態に加え、図６（ａ）、（ｂ）に示すように前記第1反射面部１１の平坦面部１１ａの幅Ｗ１ａおよび第２反射面部１２の平坦面部１２ａの幅Ｗ２は光入射面１ａから遠ざかるにつれて狭まり、前記第１反射面部１１の溝部の幅Ｗ１ｂは光入射面１ａから遠ざかるにつれて広くなる部分を有するようにしても良く、この場合、光入射面１ａ側から全てに渡りこの関係を満足する態様と、光入射面１ａ側近傍は、これと逆の関係にあり、その後この関係を満足する態様としても良い。
＜第７の実施の形態＞この実施の形態は、第６の実施の形態と同様に、前記第1反射面部１１の平坦面部１１ａの幅Ｗ１ａおよび第２反射面部１２の平坦面部１２ａの幅Ｗ２は光入射面１ａから遠ざかるにつれて狭まるが、溝部の幅Ｗ１ｂは光入射面１ａからの距離に関係なく一定である部分を有する。この場合、光入射面１ａ側から全てに渡りこの関係を満足する態様としなくとも良く、光入射面１ａ側近傍は、溝部の幅１ｂを可変とし、その後この関係を満足する態様としても良い。
＜その他の実施の形態＞以上の実施の形態はバックライト導光板１の構造を中心に説明したが、各々の実施の形態を特許請求の範囲を離脱することのない範囲で、組合せすることができることは言うに及ばい。
【００２４】また、斯るバックライト導光板１と光源１と組合せて輝度斑の改善された面光源装置とすることもでき、また液晶パネルと組合せて液晶表示装置とすることもできる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかな如く、溝部を形成する程の加工上の制約を受けることなく形成される第２反射面部の階段状の形状が、光反射面として作用するので、溝部に集中していた光反射を分散させることができる結果、溝部による輝度の向上を図りつつ、輝度斑を抑制することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１５日（２０００．３．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１３８３
【弁理士】
【氏名又は名称】芝野 正雅
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６６６２７（Ｐ２００１−２６６６２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７１８５０（Ｐ２０００−７１８５０） |
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