JP3570708B2 - 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents
導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3570708B2 JP3570708B2 JP25734999A JP25734999A JP3570708B2 JP 3570708 B2 JP3570708 B2 JP 3570708B2 JP 25734999 A JP25734999 A JP 25734999A JP 25734999 A JP25734999 A JP 25734999A JP 3570708 B2 JP3570708 B2 JP 3570708B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emission
- light
- guide plate
- light guide
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
- G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置に関し、例えば入射面より遠ざかるに従って板厚が薄くなるように形成された導光板、この導光板を用いたサイドライト型面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装置に適用することができる。本発明は、照明光の出射を促す程度の異なる複数の出射促進領域を混在させて配置し、これら複数の出射促進領域の密度を可変することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば液晶表示装置においては、サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明し、これにより全体形状を薄型化するようになされている。
【０００３】
このようなサイドライト型面光源装置は、透明板状部材である導光板の端面（以下入射面と呼ぶ）より照明光を入射し、導光板の内部で繰り返し反射させてこの照明光を伝搬させると共に出射面より出射させることにより、蛍光ランプ等による棒状光源の照明光を利用して面光源を形成するようになされている。
【０００４】
このようなサイドライト型面光源装置に適用される導光板は、均一な面発光を実現するために、例えば出射面又は出射面と対向する裏面を局所的に粗面にして照明光の出射を促す出射促進手段としての光散乱パターンが形成されるようになされている。すなわち光散乱パターンは、例えばマット面処理、対応する金型へのエッチング、放電加工等の適当な粗面化処理により、出射面又は裏面を例えば円形形状に部分的に粗面化して形成される。これら光散乱パターンは、個々の光散乱パターンの大きさ、光散乱パターンを配置するピッチ等を変えることにより、単位面積当たりに占める光散乱パターンの面積が光散乱パターンを形成する部位に応じて適宜調整される。これによりサイドライト型面光源装置においては、出射面より出射される照明光の出射光量が出射面の全面にわたって均一となるようになされている。
【０００５】
また導光板にあっては、このような光拡散パターンの配置に代えて、出射面又は裏面の各部位に応じて粗さの程度を変えて出射面又は裏面の全面を粗面とすることにより、出射光量を均一化する方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種のサイドライト型面光源装置においては、映り込みによる輝線が発生する場合がある。すなわちこの映り込みによる輝線は、照明光により明るく照らし出された導光板のエッジが出射面側より見て取られる現象であり、面光源としての品位を著しく低下させる。
【０００７】
サイドライト型面光源装置においては、導光板に光散乱パターンを作成すると、この光散乱パターンにより出射光が散乱されることにより、このような映り込みによる輝線の発生についても低減することができる。
【０００８】
しかしながら実際上、光散乱パターンを作成した場合、導光板にあっては、光散乱パターン間が鏡面（平滑面）に保持されることにより、この鏡面（平滑面）の部分を介して照明光により明るく照らし出された導光板のエッジが出射面側より見て取られ、結局、映り込みによる輝度ムラを完全には防止できない問題があった。
【０００９】
これに対して光散乱パターンの配置に代えて、出射面又は裏面の全面を粗面とする場合にあっては、このような映り込みによる輝度ムラについては防止することができる。しかしながらサイドライト型面光源装置において、例えば蛍光ランプの電極が入射面の両端部と対向している構成であっては、他の部位に比してこの両端部で著しく入射光量が少ないことにより、対応する入射面側両隅部で出射光が著しく低下し、全面を粗面とする構成にあっては、このような著しい出射光量の低下については、補正しきれないという問題がある。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができる導光板と、この導光板を使用したサイドライト型面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装置を提案しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、所定の一次光源から射出される照明光を入射面から入射し、照明光を出射面より出射する導光板において、前記照明光の出射を促す第１の出射促進領域と、前記第１の出射促進領域に比して前記照明光の出射を促す程度が小さな第２の出射促進領域とを混在させて、前記出射面又は前記出射面と対向する面に配置し、単位面積に占める前記第１及び第２の出射促進領域のそれぞれの面積をこれらが配置される部位に応じて個別に変化させると共に、前記入射面近傍より遠ざかるに従って前記第２の出射促進領域の単位面積に占める面積を徐々に低減させることによって、前記照明光の出射光量を前記第１の出射促進領域と前記第２の出射促進領域とで互いに補うように調整する。
【００１２】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、第２の出射促進領域は、入射面近傍において、第１の出射促進領域間に隙間なく配置されてなるようにする。
【００１３】
また請求項３の発明においては、請求項１又は請求項２の構成において、第２の出射促進領域は、単位面積に占める面積が、前記入射面近傍で大きく低減した後に前記入射面より遠ざかるに従って徐々に低減し、前記入射面に対向する面側では、前記第２の出射促進領域間に部分的に平滑面の領域が存在するように配置されてなるようにする。
【００１４】
また請求項４の発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いてサイドライト型面光源装置を構成する。
【００１５】
また請求項５の発明においては、請求項４に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明して液晶表示装置を構成する。
【００１６】
請求項１の構成によれば、所定の一次光源から射出される照明光を入射面から入射し、照明光を出射面より出射する導光板において、前記照明光の出射を促す第１の出射促進領域と、前記第１の出射促進領域に比して前記照明光の出射を促す程度が小さな第２の出射促進領域とを混在させて、前記出射面又は前記出射面と対向する面に配置し、単位面積に占める前記第１及び第２の出射促進領域のそれぞれの面積をこれらが配置される部位に応じて個別に変化させると共に、前記入射面近傍より遠ざかるに従って前記第２の出射促進領域の単位面積に占める面積を徐々に低減させることによって、前記照明光の出射光量を前記第１の出射促進領域と前記第２の出射促進領域とで互いに補うように調整することにより、照明光の出射を促す程度の小さな第２の出射促進領域を局所的に密に配置して映り込みによる輝線の発生を防止し、また、最終的に第１の出射促進領域により出射光を均一化することができる。
【００１７】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、第２の出射促進領域が、入射面近傍において、第１の出射促進領域間に隙間なく配置されてなることにより、映り込みによる輝線の発生が観察される部位においては、確実に輝線を目立たなくすることができる。
【００１８】
また請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成において、第２の出射促進領域は、単位面積に占める面積が、前記入射面近傍で大きく低減した後に前記入射面より遠ざかるに従って徐々に低減し、前記入射面に対向する面側では、前記第２の出射促進領域間に部分的に平滑面の領域が存在するように配置されてなることにより、輝線の発生を防止するように第２の出射促進領域を密に配置した領域を目立たなくすることができる。
【００１９】
また請求項４の構成によれば、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いてサイドライト型面光源装置を構成することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができるサイドライト型面光源装置を得ることができる。
【００２０】
また請求項５の構成によれば、請求項４に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明して液晶表示装置を構成することにより、高品位の照明光により液晶表示パネルを照明して、高品位の画像を表示することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。なお図面は、理解が容易となるように一部を極端に誇張して示す。
【００２２】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置に適用されるサイドライト型面光源装置を示す分解斜視図である。この実施の形態に係る液晶表示装置は、このサイドライト型面光源装置１の前面に液晶表示パネルＬＰを配置し、このサイドライト型面光源装置１より出射される照明光により液晶表示パネルＬＰを照明する。
【００２３】
ここでサイドライト型面光源装置１は、導光板２の入射面２Ａ側に一次光源３を配置すると共に、反射シート４、導光板２、光制御部材でなるプリズムシート５を順次積層し、図示しないフレームに保持して作成される。
【００２４】
一次光源３は、冷陰極管でなる蛍光ランプ７の周囲をリフレクタ８で囲って形成され、リフレクタ８の開口側より導光板２の入射面２Ａに照明光を入射する。ここでリフレクタ８は、蛍光ランプ７からの照明光を正反射又は乱反射する例えばシート材により形成される。
【００２５】
導光板２は、透明樹脂でなる例えばポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ樹脂）等の透明樹脂を射出成形して断面楔型に形成され、入射面２Ａより一次光源３の照明光を入射する。これにより導光板２は、Ａ−Ａ線により切り取って図１に断面を示すように、出射面２Ｃと裏面２Ｂとの間を繰り返し反射して照明光を伝搬し、この出射面２Ｃ及び裏面２Ｂにおける反射の際に、臨界角以下の成分を出射面２Ｃ及び裏面２Ｂより出射する。
【００２６】
さらに導光板２は、裏面２Ｂにプリズム面が形成される。ここでこのプリズム面は、図２において矢印Ｂにより部分的に拡大して示すように導光板２の裏面２Ｂに、入射面２Ａに沿って微小な突起が繰り返し作成されて形成される。ここでこの微小な突起は、入射面２Ａとほぼ直交する方向に延長する１対の斜面２Ｅ、２Ｆを有し、この１対の斜面２Ｅ、２Ｆが直接接続されて断面三角形形状に形成される。
【００２７】
これらの突起は、斜面２Ｅ、２Ｆの成す角度（頂角）が約１００度になるように形成される。これにより導光板２は、入射面２Ａと平行な面内において、出射光の指向性を出射面２Ｃの正面方向に補正する。なおこの斜面２Ｅ、２Ｆの成す角度は、５０〜１３０度の範囲で適宜選定して実用に供する特性を得ることができる。また突起は、ほぼ５０〔μｍ〕の繰り返しピッチにより形成され、これにより出射面より目視して視認することができないようになされている。
【００２８】
さらに導光板２は（図１）、出射面２Ｃに照明光の出射を促す第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２が作成される。ここで第１の出射促進領域Ｐ１は、全体的な形状としてドーム状の突起形状を有していると共に、その表面が粗面化されており、これにより導光板２の内部を伝搬する照明光を散乱させて出射面２Ｃからの出射を促すようになされている。これに対して第２の出射促進領域Ｐ２は、全体的な形状としてドーム状の凸形状又は凹形状に形成されていると共に、その表面は前記第１の出射促進領域Ｐ１に比べて平滑性の高い面とされている。これにより第２の出射促進領域Ｐ２は、導光板２の内部を伝搬する照明光をある程度散乱させて、出射面２Ｃからの出射をある程度促すようになされている。
【００２９】
このように第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２は、共に照明光の出射を促す機能を有するものの、その構造、形状の違いにより、導光板２の出射面に何らこのような領域を作成しない場合を基準にして照明光の出射を促す程度を比較すると、第２の出射促進領域Ｐ２にあっては、照明光の出射を促す程度が第１の出射促進領域Ｐ１の約１／１０程度となるようになされている。
【００３０】
さらに第２の出射促進領域Ｐ２は、図１において符号Ｃにより示すように、映り込みによる輝線の発生頻度の高い入射面近傍においては、ドーム状の突形状が第１の出射促進領域Ｐ１間の隙間を漏れなく埋めるように配置され、これにより映り込みによる輝線の発生を防止できるようになされている。なおこのように第２の出射促進領域Ｐ２を密に配置して映り込みによる輝線を防止する場合、出射面の表面粗さが好ましくは算術平均粗さＲａ０．０２〜３．０〔μｍ〕となるようにして、確実に輝線の発生を防止することができる。なおこの算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１ １９９４に規定するところによるものである。
【００３１】
さらに第２の出射促進領域Ｐ２は、符号Ｄにより示すように、この入射面近傍より遠ざかるに従って出射面２Ｃの単位面積に占める面積が徐々に低下し、この実施の形態に係る導光板２では、楔型先端側で、第２の出射促進領域Ｐ２間に部分的に鏡面（平滑面）の領域が取り残されるようになされている。これにより導光板２では、出射促進領域Ｐ２により映り込みによる輝線の発生を防止して、この輝線の発生を防止した部位を出射面側より発見（知覚）困難とするようになされている。
【００３２】
第１の出射促進領域Ｐ１は、このようにして第２の出射促進領域Ｐ２を配置してなる出射面２Ｃにおいて、更に出射光量を均一化するように配置される。
【００３３】
すなわち導光板２の入射面２Ａの厚みが薄い場合、何ら出射促進領域Ｐ１及びＰ２を作成しないと、図３において符号Ｅ１により示すように、出射面２Ｃの輝度は、一般的に入射面２Ａより遠ざかるに従って高くなる特徴がある。出射面２Ｃの単位面積に占める出射促進領域の面積を比率により表して被覆率と定義し、図４に出射促進領域Ｐ２の被覆率を示すように、入射面近傍で被覆率を１００〔％〕に設定すると共に、入射面より遠ざかるに従って被覆率が低下するように設定して出射促進領域Ｐ２を配置した場合、導光板２の輝度は、符号ＥＰ２（図３）により示すように、出射面の中央部分で若干低下し、さらに全体として入射面近傍より楔型先端側に向かって高くなるような輝度傾斜が発生する。これにより同様に被覆率により表して、このような導光板について、出射促進領域Ｐ１は、図４において符号Ｐ１により示すように、出射面の中央部分で被覆率が増大するように、さらに全体的な輝度傾斜を補うように被覆率が設定される。これにより符号ＥＰ１２により示すように、この場合導光板２の出射光量においては、全体的に見て出射面の中央部分で最も輝度が高く、周辺に向かうに従ってゆるやかに輝度が低下するように設定される。なおこのように全体的に見て出射面の中央部分で最も輝度が高く、周辺に向かうに従って若干輝度がゆるやかに低下する特性にあっては、人間が表示画面を目視して違和感を最も感じ得ない特性である。
【００３４】
これに対して導光板２の入射面２Ａの厚みが厚い場合、何ら出射促進領域Ｐ１及びＰ２を作成しないと、図５において符号Ｅ１により示すように、入射面２Ａより遠ざかった部位において、入射面２Ａの厚みが薄い場合に比して出射面２Ｃの輝度は変化が小さくなる。これにより入射面近傍で被覆率を１００〔％〕に設定すると共に、入射面より遠ざかるに従って被覆率が低下するように設定して出射促進領域Ｐ２を配置した場合、導光板２の輝度は、符号ＥＰ２により示すように、出射面の中央部分ではほぼ理想的な特性となるものの、入射面近傍で輝度レベルが低下し、また楔型先端側では輝度レベルが高くなる。これによりこのように入射面２Ａの厚みが厚い導光板にあっては、出射面２Ｃの中央部分ではほぼ一定の被覆率により、入射面近傍及び楔型先端側では、この中央部分の被覆率よりぞれぞれ被覆率が増大及び低下するように設定して（すなわち図４について上述した符号Ｐ１により示す被覆率で出射面中央部分を被覆率一定とした特性である）、第１の出射促進領域Ｐ１が配置される。
【００３５】
これによりこの実施の形態においては、相対的に照明光の出射を促す機能の低い第２の出射促進領域Ｐ２により映り込みによる輝線の発生を防止すると共に、この処理を発見困難にし、さらに出射光量をできるだけ均一化する。さらにこのようにして第２の出射促進領域Ｐ２により出射光量を均一化して補いきれない部分について、第１の出射促進領域Ｐ１により照明光の出射を促し、これにより輝線の発生を防止して高品位の照明光を出射する。
【００３６】
このようにして単位面積に配置される領域の数（領域の個数）が選定されてなる第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２は、出射面２Ｃより見て肉眼によっては見つけることが困難な大きさにより作成される。なおこの実施の形態では、第１の出射促進領域Ｐ１は、直径２５〔μｍ〕により、第２の出射促進領域Ｐ２は、直径２０〔μｍ〕により作成される。
【００３７】
また第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２は、導光板２の出射面２Ｃに不規則に配置され、これにより液晶表示パネルＰＬの各画素との間の干渉によるモアレ縞の発生を防止するようになされている。
【００３８】
具体的に、第１の出射促進領域Ｐ１は、例えば導光板を成形する金型の加工により、又は導光板への光拡散性のインクの付着等により作成されるのに対し、第２の出射促進領域Ｐ２は、例えば導光板を成形する金型又は導光板へ、微小なガラスビーズを衝突させて作成される。これにより第２の出射促進領域においては、このガラスビーズを空気流により加工対象に吹き付けて、不規則な配置により作成されるようになされている。これに対して第１の出射促進領域Ｐ１は、被覆率より求められるピッチを基準にして仮の配置位置を設定した後、この仮の配置位置より乱数を用いた演算処理により配置位置が各出射促進領域Ｐ１毎に計算され、この計算された位置に加工が施されて作成される。
【００３９】
反射シート４は（図２）、導光板２の裏面２Ｂより漏れ出す照明光を反射させることにより、この漏れ出した照明光を導光板２に再入射させて照明光の利用効率を向上させる。ここで反射シート４は、照明光を効率良く反射する白色ＰＥＴフィルム等による乱反射部材により構成される。
【００４０】
プリズムシート５は、導光板２の出射面２Ｃと対向する側の面に光制御面であるプリズム面が形成される。ここでプリズム面は、図２において矢印Ｆにより示すように、導光板２の裏面２Ｂにおける突起の繰り返し方向とほぼ直交する方向に、１対の斜面５Ａ及び５Ｂによる突起が繰り返し作成されて形成され、この１対の斜面５Ａ及び５Ｂにより導光板２から出射される照明光の指向性を出射面２Ｃの正面方向に補正する。
【００４１】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、このサイドライト型面光源装置１は（図１及び図２）、一次光源３を構成する蛍光ランプ７より照明光が出射され、この照明光が直接に、またはリフレクタ８により反射されて導光板２の入射面２Ａより導光板２に入射する。さらにこの導光板２の内部において裏面２Ｂと出射面２Ｃとの間で反射を繰り返しながら、この入射面２Ａより入射した照明光が導光板２の内部を伝搬し、裏面２Ｂ及び出射面２Ｃにおける反射の際に臨界角以下の成分がそれぞれ裏面２Ｂ及び出射面２Ｃより出射される。
【００４２】
このとき導光板２の裏面２Ｂから出射される照明光にあっては、裏面２Ｂ側に配置された反射シート４により反射されて導光板２に再入射し、結局、出射面２Ｃより出射され、これによりサイドライト型面光源装置１においては、照明光の利用効率が向上される。
【００４３】
またこのようにして出射面２Ｃより出射される照明光が導光板２の裏面２Ｂに形成されたプリズム面により入射面２Ａと平行な面内における指向性が補正され、また出射面２Ｃに配置されたプリズムシート５によりこれと直交する方向について指向性が補正される。
【００４４】
このような照明光の出射原理に係るサイドライト型面光源装置１においては、出射面２Ｃを鏡面（平滑面）により作成した場合、一般的に、入射面近傍より楔型先端に向かうに従って出射光量が増大し、出射面の輝度が不均一となる（図３及び図５）。また入射面近傍にあっては、照明光により明るく照らし出された入射面２Ａのエッジが出射面２Ｃより見てとられ、いわゆる映り込みによる輝線が入射面２Ａと平行に観察されることになり、これらが面光源装置における出射面（発光面）の品位を著しく損なうことになる。
【００４５】
しかしながらこの実施の形態においては、このような輝線が観察される入射面近傍において、第１の出射促進領域Ｐ１が配置され、さらにこの第１の出射促進領域Ｐ１に比して相対的に照明光の出射を促す機能が低い第２の出射促進領域Ｐ２が第１の出射促進領域Ｐ１間に密に配置され、これにより照明光により明るく照らし出された入射面のエッジについては、出射面２Ｃ側より直接見て取ることが困難になる。これによりサイドライト型面光源装置１では、輝線の発生を確実に防止することができる。
【００４６】
さらにこのように輝線の発生を防止するようにした入射面近傍より遠ざかるに従って第２の出射促進領域Ｐ２の被覆率が徐々に低下し（図４）、出射面２Ｃの単位面積に占める出射促進領域Ｐ２の面積が徐々に低下していることにより、輝線の発生を防止するようにした部位を目立たなくすることができる。
【００４７】
サイドライト型面光源装置１においては、このようにして第２の出射促進領域Ｐ２を配置すると、この出射促進領域Ｐ２を密に配置した部位程照明光の出射が促され、これにより入射面側の出射光量が増大して全体の輝度ムラが低下する。しかしながらこの第２の出射促進領域Ｐ２においては、照明光の出射を促す機能が不十分なことにより、完全には輝度ムラを低減することが困難である。
【００４８】
このためこの実施の形態において、サイドライト型面光源装置１は、この第２の出射促進領域Ｐ２に比して相対的に照明光の出射を促す機能の高い第１の出射促進領域Ｐ１が不足する出射光量を補うように配置され、これによりこの第１の出射促進領域Ｐ１により理想的な輝度分布となるように出射光量が調整される。これによりこの実施の形態では、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することが可能となる。
【００４９】
このように輝線を防止して出射光量を均一化するにつき、サイドライト型面光源装置１においては、第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２が目視困難な大きさにより作成されていることにより、このような出射促進領域Ｐ１及びＰ２が出射面２Ｃより目視されることによる出射光の品位の低下が防止される。また不規則に配置されていることにより、液晶表示パネルの画素との間の干渉によるモアレ縞の発生も防止することができる。
【００５０】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、照明光の出射を促す程度の異なる２つの出射促進領域Ｐ１及びＰ２を混在させて配置し、これら２つの出射促進領域の密度を可変することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができる。
【００５１】
特に入射面近傍においては、相対的に照明光の出射を促す程度の低い第２の出射促進領域を第１の出射促進領域間に隙間無く配置することにより、確実にエッジの映り込みによる輝線を防止することができる。
【００５２】
また入射面より遠ざかるに従って出射面の単位面積に占める面積が徐々に低減するようにこの第２の出射促進領域を配置することにより、輝線の発生を防止した部分を発見困難とすることができる。
【００５３】
（２）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、入射面近傍について映り込みによる輝線を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて側面のエッジの映り込みによる輝線を防止する場合にも適用することができる。なおこの場合、入射面近傍だけでなく側面近傍についても、第１の出射促進領域間に第２の出射促進領域を隙間無く配置することにより、輝線の発生を防止することができる。
【００５４】
また上述の実施の形態においては、２種類の出射促進領域を組み合わせる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は照明光の出射を促す機能の異なる複数種類（３種類以上）の出射促進領域を混在させて上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また上述の実施の形態においては、導光板の出射面に出射促進領域を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、裏面側に配置する場合にも同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また上述の実施の形態においては、導光板の裏面にプリズム面を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、導光板の出射面側にプリズム面を作成する構成にも広く適用することができる。
【００５７】
また上述の実施の形態においては、導光板の出射面にプリズムシートを配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々のシート材を配置する場合に広く適用することができる。
【００５８】
また上述の実施の形態においては、透明樹脂により導光板を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、導光板を構成する透明樹脂に、それとは屈折率の異なる樹脂材料（例えばシリコン系樹脂）からなる微粒子を混入させて導光板を構成する場合にも広く適用することができる。
【００５９】
さらに上述の実施の形態においては、断面楔型形状の板状部材でなる導光板を用いたサイドライト型面光源装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、平板形状の板状部材により導光板を構成する方式のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【００６０】
さらに上述の実施の形態では、一端面より照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【００６１】
また上述の実施の形態では、棒状光源でなる蛍光ランプにより一次光源を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、発光ダイオード等の点光源を複数配置して一次光源を形成する場合にも広く適用することができる。
【００６２】
さらに上述の実施の形態では、バックライト方式の液晶表示装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等のサイドライト型面光源装置に広く適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、照明光の出射を促す程度の異なる複数の出射促進領域を混在させて配置し、これら複数の出射促進領域の密度を可変することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置に適用されるサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図２】サイドライト型面光源装置を示す分解斜視図である。
【図３】出射光量の説明に供する特性曲線図である。
【図４】出射促進領域の配置の説明に供する特性曲線図である。
【図５】入射面の厚みが厚い場合について、出射光量の説明に供する特性曲線図である。
【符号の説明】
１……サイドライト型面光源装置、２……導光板、２Ａ……入射面、２Ｂ……裏面、２Ｃ……出射面、Ｐ１、Ｐ２……出射促進領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置に関し、例えば入射面より遠ざかるに従って板厚が薄くなるように形成された導光板、この導光板を用いたサイドライト型面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装置に適用することができる。本発明は、照明光の出射を促す程度の異なる複数の出射促進領域を混在させて配置し、これら複数の出射促進領域の密度を可変することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば液晶表示装置においては、サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明し、これにより全体形状を薄型化するようになされている。
【０００３】
このようなサイドライト型面光源装置は、透明板状部材である導光板の端面（以下入射面と呼ぶ）より照明光を入射し、導光板の内部で繰り返し反射させてこの照明光を伝搬させると共に出射面より出射させることにより、蛍光ランプ等による棒状光源の照明光を利用して面光源を形成するようになされている。
【０００４】
このようなサイドライト型面光源装置に適用される導光板は、均一な面発光を実現するために、例えば出射面又は出射面と対向する裏面を局所的に粗面にして照明光の出射を促す出射促進手段としての光散乱パターンが形成されるようになされている。すなわち光散乱パターンは、例えばマット面処理、対応する金型へのエッチング、放電加工等の適当な粗面化処理により、出射面又は裏面を例えば円形形状に部分的に粗面化して形成される。これら光散乱パターンは、個々の光散乱パターンの大きさ、光散乱パターンを配置するピッチ等を変えることにより、単位面積当たりに占める光散乱パターンの面積が光散乱パターンを形成する部位に応じて適宜調整される。これによりサイドライト型面光源装置においては、出射面より出射される照明光の出射光量が出射面の全面にわたって均一となるようになされている。
【０００５】
また導光板にあっては、このような光拡散パターンの配置に代えて、出射面又は裏面の各部位に応じて粗さの程度を変えて出射面又は裏面の全面を粗面とすることにより、出射光量を均一化する方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種のサイドライト型面光源装置においては、映り込みによる輝線が発生する場合がある。すなわちこの映り込みによる輝線は、照明光により明るく照らし出された導光板のエッジが出射面側より見て取られる現象であり、面光源としての品位を著しく低下させる。
【０００７】
サイドライト型面光源装置においては、導光板に光散乱パターンを作成すると、この光散乱パターンにより出射光が散乱されることにより、このような映り込みによる輝線の発生についても低減することができる。
【０００８】
しかしながら実際上、光散乱パターンを作成した場合、導光板にあっては、光散乱パターン間が鏡面（平滑面）に保持されることにより、この鏡面（平滑面）の部分を介して照明光により明るく照らし出された導光板のエッジが出射面側より見て取られ、結局、映り込みによる輝度ムラを完全には防止できない問題があった。
【０００９】
これに対して光散乱パターンの配置に代えて、出射面又は裏面の全面を粗面とする場合にあっては、このような映り込みによる輝度ムラについては防止することができる。しかしながらサイドライト型面光源装置において、例えば蛍光ランプの電極が入射面の両端部と対向している構成であっては、他の部位に比してこの両端部で著しく入射光量が少ないことにより、対応する入射面側両隅部で出射光が著しく低下し、全面を粗面とする構成にあっては、このような著しい出射光量の低下については、補正しきれないという問題がある。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができる導光板と、この導光板を使用したサイドライト型面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装置を提案しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、所定の一次光源から射出される照明光を入射面から入射し、照明光を出射面より出射する導光板において、前記照明光の出射を促す第１の出射促進領域と、前記第１の出射促進領域に比して前記照明光の出射を促す程度が小さな第２の出射促進領域とを混在させて、前記出射面又は前記出射面と対向する面に配置し、単位面積に占める前記第１及び第２の出射促進領域のそれぞれの面積をこれらが配置される部位に応じて個別に変化させると共に、前記入射面近傍より遠ざかるに従って前記第２の出射促進領域の単位面積に占める面積を徐々に低減させることによって、前記照明光の出射光量を前記第１の出射促進領域と前記第２の出射促進領域とで互いに補うように調整する。
【００１２】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、第２の出射促進領域は、入射面近傍において、第１の出射促進領域間に隙間なく配置されてなるようにする。
【００１３】
また請求項３の発明においては、請求項１又は請求項２の構成において、第２の出射促進領域は、単位面積に占める面積が、前記入射面近傍で大きく低減した後に前記入射面より遠ざかるに従って徐々に低減し、前記入射面に対向する面側では、前記第２の出射促進領域間に部分的に平滑面の領域が存在するように配置されてなるようにする。
【００１４】
また請求項４の発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いてサイドライト型面光源装置を構成する。
【００１５】
また請求項５の発明においては、請求項４に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明して液晶表示装置を構成する。
【００１６】
請求項１の構成によれば、所定の一次光源から射出される照明光を入射面から入射し、照明光を出射面より出射する導光板において、前記照明光の出射を促す第１の出射促進領域と、前記第１の出射促進領域に比して前記照明光の出射を促す程度が小さな第２の出射促進領域とを混在させて、前記出射面又は前記出射面と対向する面に配置し、単位面積に占める前記第１及び第２の出射促進領域のそれぞれの面積をこれらが配置される部位に応じて個別に変化させると共に、前記入射面近傍より遠ざかるに従って前記第２の出射促進領域の単位面積に占める面積を徐々に低減させることによって、前記照明光の出射光量を前記第１の出射促進領域と前記第２の出射促進領域とで互いに補うように調整することにより、照明光の出射を促す程度の小さな第２の出射促進領域を局所的に密に配置して映り込みによる輝線の発生を防止し、また、最終的に第１の出射促進領域により出射光を均一化することができる。
【００１７】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、第２の出射促進領域が、入射面近傍において、第１の出射促進領域間に隙間なく配置されてなることにより、映り込みによる輝線の発生が観察される部位においては、確実に輝線を目立たなくすることができる。
【００１８】
また請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成において、第２の出射促進領域は、単位面積に占める面積が、前記入射面近傍で大きく低減した後に前記入射面より遠ざかるに従って徐々に低減し、前記入射面に対向する面側では、前記第２の出射促進領域間に部分的に平滑面の領域が存在するように配置されてなることにより、輝線の発生を防止するように第２の出射促進領域を密に配置した領域を目立たなくすることができる。
【００１９】
また請求項４の構成によれば、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いてサイドライト型面光源装置を構成することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができるサイドライト型面光源装置を得ることができる。
【００２０】
また請求項５の構成によれば、請求項４に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明して液晶表示装置を構成することにより、高品位の照明光により液晶表示パネルを照明して、高品位の画像を表示することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。なお図面は、理解が容易となるように一部を極端に誇張して示す。
【００２２】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置に適用されるサイドライト型面光源装置を示す分解斜視図である。この実施の形態に係る液晶表示装置は、このサイドライト型面光源装置１の前面に液晶表示パネルＬＰを配置し、このサイドライト型面光源装置１より出射される照明光により液晶表示パネルＬＰを照明する。
【００２３】
ここでサイドライト型面光源装置１は、導光板２の入射面２Ａ側に一次光源３を配置すると共に、反射シート４、導光板２、光制御部材でなるプリズムシート５を順次積層し、図示しないフレームに保持して作成される。
【００２４】
一次光源３は、冷陰極管でなる蛍光ランプ７の周囲をリフレクタ８で囲って形成され、リフレクタ８の開口側より導光板２の入射面２Ａに照明光を入射する。ここでリフレクタ８は、蛍光ランプ７からの照明光を正反射又は乱反射する例えばシート材により形成される。
【００２５】
導光板２は、透明樹脂でなる例えばポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ樹脂）等の透明樹脂を射出成形して断面楔型に形成され、入射面２Ａより一次光源３の照明光を入射する。これにより導光板２は、Ａ−Ａ線により切り取って図１に断面を示すように、出射面２Ｃと裏面２Ｂとの間を繰り返し反射して照明光を伝搬し、この出射面２Ｃ及び裏面２Ｂにおける反射の際に、臨界角以下の成分を出射面２Ｃ及び裏面２Ｂより出射する。
【００２６】
さらに導光板２は、裏面２Ｂにプリズム面が形成される。ここでこのプリズム面は、図２において矢印Ｂにより部分的に拡大して示すように導光板２の裏面２Ｂに、入射面２Ａに沿って微小な突起が繰り返し作成されて形成される。ここでこの微小な突起は、入射面２Ａとほぼ直交する方向に延長する１対の斜面２Ｅ、２Ｆを有し、この１対の斜面２Ｅ、２Ｆが直接接続されて断面三角形形状に形成される。
【００２７】
これらの突起は、斜面２Ｅ、２Ｆの成す角度（頂角）が約１００度になるように形成される。これにより導光板２は、入射面２Ａと平行な面内において、出射光の指向性を出射面２Ｃの正面方向に補正する。なおこの斜面２Ｅ、２Ｆの成す角度は、５０〜１３０度の範囲で適宜選定して実用に供する特性を得ることができる。また突起は、ほぼ５０〔μｍ〕の繰り返しピッチにより形成され、これにより出射面より目視して視認することができないようになされている。
【００２８】
さらに導光板２は（図１）、出射面２Ｃに照明光の出射を促す第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２が作成される。ここで第１の出射促進領域Ｐ１は、全体的な形状としてドーム状の突起形状を有していると共に、その表面が粗面化されており、これにより導光板２の内部を伝搬する照明光を散乱させて出射面２Ｃからの出射を促すようになされている。これに対して第２の出射促進領域Ｐ２は、全体的な形状としてドーム状の凸形状又は凹形状に形成されていると共に、その表面は前記第１の出射促進領域Ｐ１に比べて平滑性の高い面とされている。これにより第２の出射促進領域Ｐ２は、導光板２の内部を伝搬する照明光をある程度散乱させて、出射面２Ｃからの出射をある程度促すようになされている。
【００２９】
このように第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２は、共に照明光の出射を促す機能を有するものの、その構造、形状の違いにより、導光板２の出射面に何らこのような領域を作成しない場合を基準にして照明光の出射を促す程度を比較すると、第２の出射促進領域Ｐ２にあっては、照明光の出射を促す程度が第１の出射促進領域Ｐ１の約１／１０程度となるようになされている。
【００３０】
さらに第２の出射促進領域Ｐ２は、図１において符号Ｃにより示すように、映り込みによる輝線の発生頻度の高い入射面近傍においては、ドーム状の突形状が第１の出射促進領域Ｐ１間の隙間を漏れなく埋めるように配置され、これにより映り込みによる輝線の発生を防止できるようになされている。なおこのように第２の出射促進領域Ｐ２を密に配置して映り込みによる輝線を防止する場合、出射面の表面粗さが好ましくは算術平均粗さＲａ０．０２〜３．０〔μｍ〕となるようにして、確実に輝線の発生を防止することができる。なおこの算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１ １９９４に規定するところによるものである。
【００３１】
さらに第２の出射促進領域Ｐ２は、符号Ｄにより示すように、この入射面近傍より遠ざかるに従って出射面２Ｃの単位面積に占める面積が徐々に低下し、この実施の形態に係る導光板２では、楔型先端側で、第２の出射促進領域Ｐ２間に部分的に鏡面（平滑面）の領域が取り残されるようになされている。これにより導光板２では、出射促進領域Ｐ２により映り込みによる輝線の発生を防止して、この輝線の発生を防止した部位を出射面側より発見（知覚）困難とするようになされている。
【００３２】
第１の出射促進領域Ｐ１は、このようにして第２の出射促進領域Ｐ２を配置してなる出射面２Ｃにおいて、更に出射光量を均一化するように配置される。
【００３３】
すなわち導光板２の入射面２Ａの厚みが薄い場合、何ら出射促進領域Ｐ１及びＰ２を作成しないと、図３において符号Ｅ１により示すように、出射面２Ｃの輝度は、一般的に入射面２Ａより遠ざかるに従って高くなる特徴がある。出射面２Ｃの単位面積に占める出射促進領域の面積を比率により表して被覆率と定義し、図４に出射促進領域Ｐ２の被覆率を示すように、入射面近傍で被覆率を１００〔％〕に設定すると共に、入射面より遠ざかるに従って被覆率が低下するように設定して出射促進領域Ｐ２を配置した場合、導光板２の輝度は、符号ＥＰ２（図３）により示すように、出射面の中央部分で若干低下し、さらに全体として入射面近傍より楔型先端側に向かって高くなるような輝度傾斜が発生する。これにより同様に被覆率により表して、このような導光板について、出射促進領域Ｐ１は、図４において符号Ｐ１により示すように、出射面の中央部分で被覆率が増大するように、さらに全体的な輝度傾斜を補うように被覆率が設定される。これにより符号ＥＰ１２により示すように、この場合導光板２の出射光量においては、全体的に見て出射面の中央部分で最も輝度が高く、周辺に向かうに従ってゆるやかに輝度が低下するように設定される。なおこのように全体的に見て出射面の中央部分で最も輝度が高く、周辺に向かうに従って若干輝度がゆるやかに低下する特性にあっては、人間が表示画面を目視して違和感を最も感じ得ない特性である。
【００３４】
これに対して導光板２の入射面２Ａの厚みが厚い場合、何ら出射促進領域Ｐ１及びＰ２を作成しないと、図５において符号Ｅ１により示すように、入射面２Ａより遠ざかった部位において、入射面２Ａの厚みが薄い場合に比して出射面２Ｃの輝度は変化が小さくなる。これにより入射面近傍で被覆率を１００〔％〕に設定すると共に、入射面より遠ざかるに従って被覆率が低下するように設定して出射促進領域Ｐ２を配置した場合、導光板２の輝度は、符号ＥＰ２により示すように、出射面の中央部分ではほぼ理想的な特性となるものの、入射面近傍で輝度レベルが低下し、また楔型先端側では輝度レベルが高くなる。これによりこのように入射面２Ａの厚みが厚い導光板にあっては、出射面２Ｃの中央部分ではほぼ一定の被覆率により、入射面近傍及び楔型先端側では、この中央部分の被覆率よりぞれぞれ被覆率が増大及び低下するように設定して（すなわち図４について上述した符号Ｐ１により示す被覆率で出射面中央部分を被覆率一定とした特性である）、第１の出射促進領域Ｐ１が配置される。
【００３５】
これによりこの実施の形態においては、相対的に照明光の出射を促す機能の低い第２の出射促進領域Ｐ２により映り込みによる輝線の発生を防止すると共に、この処理を発見困難にし、さらに出射光量をできるだけ均一化する。さらにこのようにして第２の出射促進領域Ｐ２により出射光量を均一化して補いきれない部分について、第１の出射促進領域Ｐ１により照明光の出射を促し、これにより輝線の発生を防止して高品位の照明光を出射する。
【００３６】
このようにして単位面積に配置される領域の数（領域の個数）が選定されてなる第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２は、出射面２Ｃより見て肉眼によっては見つけることが困難な大きさにより作成される。なおこの実施の形態では、第１の出射促進領域Ｐ１は、直径２５〔μｍ〕により、第２の出射促進領域Ｐ２は、直径２０〔μｍ〕により作成される。
【００３７】
また第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２は、導光板２の出射面２Ｃに不規則に配置され、これにより液晶表示パネルＰＬの各画素との間の干渉によるモアレ縞の発生を防止するようになされている。
【００３８】
具体的に、第１の出射促進領域Ｐ１は、例えば導光板を成形する金型の加工により、又は導光板への光拡散性のインクの付着等により作成されるのに対し、第２の出射促進領域Ｐ２は、例えば導光板を成形する金型又は導光板へ、微小なガラスビーズを衝突させて作成される。これにより第２の出射促進領域においては、このガラスビーズを空気流により加工対象に吹き付けて、不規則な配置により作成されるようになされている。これに対して第１の出射促進領域Ｐ１は、被覆率より求められるピッチを基準にして仮の配置位置を設定した後、この仮の配置位置より乱数を用いた演算処理により配置位置が各出射促進領域Ｐ１毎に計算され、この計算された位置に加工が施されて作成される。
【００３９】
反射シート４は（図２）、導光板２の裏面２Ｂより漏れ出す照明光を反射させることにより、この漏れ出した照明光を導光板２に再入射させて照明光の利用効率を向上させる。ここで反射シート４は、照明光を効率良く反射する白色ＰＥＴフィルム等による乱反射部材により構成される。
【００４０】
プリズムシート５は、導光板２の出射面２Ｃと対向する側の面に光制御面であるプリズム面が形成される。ここでプリズム面は、図２において矢印Ｆにより示すように、導光板２の裏面２Ｂにおける突起の繰り返し方向とほぼ直交する方向に、１対の斜面５Ａ及び５Ｂによる突起が繰り返し作成されて形成され、この１対の斜面５Ａ及び５Ｂにより導光板２から出射される照明光の指向性を出射面２Ｃの正面方向に補正する。
【００４１】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、このサイドライト型面光源装置１は（図１及び図２）、一次光源３を構成する蛍光ランプ７より照明光が出射され、この照明光が直接に、またはリフレクタ８により反射されて導光板２の入射面２Ａより導光板２に入射する。さらにこの導光板２の内部において裏面２Ｂと出射面２Ｃとの間で反射を繰り返しながら、この入射面２Ａより入射した照明光が導光板２の内部を伝搬し、裏面２Ｂ及び出射面２Ｃにおける反射の際に臨界角以下の成分がそれぞれ裏面２Ｂ及び出射面２Ｃより出射される。
【００４２】
このとき導光板２の裏面２Ｂから出射される照明光にあっては、裏面２Ｂ側に配置された反射シート４により反射されて導光板２に再入射し、結局、出射面２Ｃより出射され、これによりサイドライト型面光源装置１においては、照明光の利用効率が向上される。
【００４３】
またこのようにして出射面２Ｃより出射される照明光が導光板２の裏面２Ｂに形成されたプリズム面により入射面２Ａと平行な面内における指向性が補正され、また出射面２Ｃに配置されたプリズムシート５によりこれと直交する方向について指向性が補正される。
【００４４】
このような照明光の出射原理に係るサイドライト型面光源装置１においては、出射面２Ｃを鏡面（平滑面）により作成した場合、一般的に、入射面近傍より楔型先端に向かうに従って出射光量が増大し、出射面の輝度が不均一となる（図３及び図５）。また入射面近傍にあっては、照明光により明るく照らし出された入射面２Ａのエッジが出射面２Ｃより見てとられ、いわゆる映り込みによる輝線が入射面２Ａと平行に観察されることになり、これらが面光源装置における出射面（発光面）の品位を著しく損なうことになる。
【００４５】
しかしながらこの実施の形態においては、このような輝線が観察される入射面近傍において、第１の出射促進領域Ｐ１が配置され、さらにこの第１の出射促進領域Ｐ１に比して相対的に照明光の出射を促す機能が低い第２の出射促進領域Ｐ２が第１の出射促進領域Ｐ１間に密に配置され、これにより照明光により明るく照らし出された入射面のエッジについては、出射面２Ｃ側より直接見て取ることが困難になる。これによりサイドライト型面光源装置１では、輝線の発生を確実に防止することができる。
【００４６】
さらにこのように輝線の発生を防止するようにした入射面近傍より遠ざかるに従って第２の出射促進領域Ｐ２の被覆率が徐々に低下し（図４）、出射面２Ｃの単位面積に占める出射促進領域Ｐ２の面積が徐々に低下していることにより、輝線の発生を防止するようにした部位を目立たなくすることができる。
【００４７】
サイドライト型面光源装置１においては、このようにして第２の出射促進領域Ｐ２を配置すると、この出射促進領域Ｐ２を密に配置した部位程照明光の出射が促され、これにより入射面側の出射光量が増大して全体の輝度ムラが低下する。しかしながらこの第２の出射促進領域Ｐ２においては、照明光の出射を促す機能が不十分なことにより、完全には輝度ムラを低減することが困難である。
【００４８】
このためこの実施の形態において、サイドライト型面光源装置１は、この第２の出射促進領域Ｐ２に比して相対的に照明光の出射を促す機能の高い第１の出射促進領域Ｐ１が不足する出射光量を補うように配置され、これによりこの第１の出射促進領域Ｐ１により理想的な輝度分布となるように出射光量が調整される。これによりこの実施の形態では、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することが可能となる。
【００４９】
このように輝線を防止して出射光量を均一化するにつき、サイドライト型面光源装置１においては、第１及び第２の出射促進領域Ｐ１及びＰ２が目視困難な大きさにより作成されていることにより、このような出射促進領域Ｐ１及びＰ２が出射面２Ｃより目視されることによる出射光の品位の低下が防止される。また不規則に配置されていることにより、液晶表示パネルの画素との間の干渉によるモアレ縞の発生も防止することができる。
【００５０】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、照明光の出射を促す程度の異なる２つの出射促進領域Ｐ１及びＰ２を混在させて配置し、これら２つの出射促進領域の密度を可変することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができる。
【００５１】
特に入射面近傍においては、相対的に照明光の出射を促す程度の低い第２の出射促進領域を第１の出射促進領域間に隙間無く配置することにより、確実にエッジの映り込みによる輝線を防止することができる。
【００５２】
また入射面より遠ざかるに従って出射面の単位面積に占める面積が徐々に低減するようにこの第２の出射促進領域を配置することにより、輝線の発生を防止した部分を発見困難とすることができる。
【００５３】
（２）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、入射面近傍について映り込みによる輝線を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて側面のエッジの映り込みによる輝線を防止する場合にも適用することができる。なおこの場合、入射面近傍だけでなく側面近傍についても、第１の出射促進領域間に第２の出射促進領域を隙間無く配置することにより、輝線の発生を防止することができる。
【００５４】
また上述の実施の形態においては、２種類の出射促進領域を組み合わせる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は照明光の出射を促す機能の異なる複数種類（３種類以上）の出射促進領域を混在させて上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また上述の実施の形態においては、導光板の出射面に出射促進領域を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、裏面側に配置する場合にも同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また上述の実施の形態においては、導光板の裏面にプリズム面を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、導光板の出射面側にプリズム面を作成する構成にも広く適用することができる。
【００５７】
また上述の実施の形態においては、導光板の出射面にプリズムシートを配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々のシート材を配置する場合に広く適用することができる。
【００５８】
また上述の実施の形態においては、透明樹脂により導光板を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、導光板を構成する透明樹脂に、それとは屈折率の異なる樹脂材料（例えばシリコン系樹脂）からなる微粒子を混入させて導光板を構成する場合にも広く適用することができる。
【００５９】
さらに上述の実施の形態においては、断面楔型形状の板状部材でなる導光板を用いたサイドライト型面光源装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、平板形状の板状部材により導光板を構成する方式のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【００６０】
さらに上述の実施の形態では、一端面より照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【００６１】
また上述の実施の形態では、棒状光源でなる蛍光ランプにより一次光源を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、発光ダイオード等の点光源を複数配置して一次光源を形成する場合にも広く適用することができる。
【００６２】
さらに上述の実施の形態では、バックライト方式の液晶表示装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等のサイドライト型面光源装置に広く適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、照明光の出射を促す程度の異なる複数の出射促進領域を混在させて配置し、これら複数の出射促進領域の密度を可変することにより、エッジの映り込みによる輝線の発生を防止しつつ、かつ均一な光量により照明光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置に適用されるサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図２】サイドライト型面光源装置を示す分解斜視図である。
【図３】出射光量の説明に供する特性曲線図である。
【図４】出射促進領域の配置の説明に供する特性曲線図である。
【図５】入射面の厚みが厚い場合について、出射光量の説明に供する特性曲線図である。
【符号の説明】
１……サイドライト型面光源装置、２……導光板、２Ａ……入射面、２Ｂ……裏面、２Ｃ……出射面、Ｐ１、Ｐ２……出射促進領域
Claims (5)
- 所定の一次光源から射出される照明光を入射面から入射し、前記照明光を出射面より出射する導光板において、
前記照明光の出射を促す第１の出射促進領域と、前記第１の出射促進領域に比して前記照明光の出射を促す程度が小さな第２の出射促進領域とを混在させて、前記出射面又は前記出射面と対向する面に配置し、
単位面積に占める前記第１及び第２の出射促進領域のそれぞれの面積をこれらが配置される部位に応じて個別に変化させると共に、前記入射面近傍より遠ざかるに従って前記第２の出射促進領域の単位面積に占める面積を徐々に低減させることによって、前記照明光の出射光量を前記第１の出射促進領域と前記第２の出射促進領域とで互いに補うように調整した
ことを特徴とする導光板。 - 前記第２の出射促進領域は、
前記入射面近傍において、前記第１の出射促進領域間に隙間なく配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。 - 前記第２の出射促進領域は、
単位面積に占める面積が、前記入射面近傍で大きく低減した後に前記入射面より遠ざかるに従って徐々に低減し、
前記入射面に対向する面側では、前記第２の出射促進領域間に部分的に平滑面の領域が存在するように配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導光板。 - 請求項１、請求項２又は請求項３に記載の導光板を用いた
ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。 - 請求項４に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明する
ことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25734999A JP3570708B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 |
| TW089118242A TW584744B (en) | 1999-09-10 | 2000-09-06 | Light guide plate, surface light source device of side light type and liquid crystal display |
| US09/655,821 US6339458B1 (en) | 1999-09-10 | 2000-09-06 | Light guide plate, surface light source device of side light type and liquid crystal display |
| KR10-2000-0053154A KR100393924B1 (ko) | 1999-09-10 | 2000-09-07 | 도광판, 사이드라이트형 면광원장치 및 액정표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25734999A JP3570708B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001083507A JP2001083507A (ja) | 2001-03-30 |
| JP3570708B2 true JP3570708B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=17305155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25734999A Expired - Fee Related JP3570708B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6339458B1 (ja) |
| JP (1) | JP3570708B2 (ja) |
| KR (1) | KR100393924B1 (ja) |
| TW (1) | TW584744B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3521058B2 (ja) * | 1998-06-12 | 2004-04-19 | 株式会社エンプラス | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 |
| US6695453B2 (en) * | 2001-02-09 | 2004-02-24 | Avery Dennison Corporation | Rear projection screens and light filters with conformable coatings and methods of making the same |
| US6900941B2 (en) * | 2002-05-16 | 2005-05-31 | Eastman Kodak Company | Light diffuser with colored variable diffusion |
| US7009771B2 (en) * | 2002-05-16 | 2006-03-07 | Eastman Kodak Company | Optical element containing an optical spacer |
| KR100926299B1 (ko) * | 2002-11-13 | 2009-11-12 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 어셈블리용 반사판 및 이를 사용하는 백라이트어셈블리 |
| TW556844U (en) * | 2002-12-20 | 2003-10-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Lightguide plate and surface-light source |
| KR20040074789A (ko) * | 2003-02-19 | 2004-08-26 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치 |
| KR101075232B1 (ko) | 2004-02-06 | 2011-10-20 | 삼성전자주식회사 | 도광판, 백라이트 유닛, 액정디스플레이 및 도광판의제조방법 |
| TWI313377B (en) * | 2004-03-16 | 2009-08-11 | Innolux Display Corp | Liquid crystal display device |
| KR100682875B1 (ko) * | 2005-06-08 | 2007-02-15 | 삼성전기주식회사 | 다중 주기의 패턴을 갖는 도광판 및 이를 채용한디스플레이 소자용 조명장치 |
| TWI391711B (zh) * | 2005-09-13 | 2013-04-01 | Efun Technology Co Ltd | 具有導光構造之聚光片 |
| KR101483625B1 (ko) * | 2007-12-31 | 2015-01-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광학플레이트, 이를 포함한 백라이트 어셈블리 및 표시장치 |
| BRPI0916011A2 (pt) * | 2008-11-24 | 2015-11-03 | Gradiant Res Llc | "aparelho para o tratamento de tecido mole, aparelho para irradiar uma superfície de um tecido, e, método para tratamento do tecido da amígdala" |
| US20110190749A1 (en) | 2008-11-24 | 2011-08-04 | Mcmillan Kathleen | Low Profile Apparatus and Method for Phototherapy |
| KR100966640B1 (ko) * | 2009-07-01 | 2010-06-29 | 주식회사 엘엠에스 | 통합형 광학 시트 및 이를 포함하는 광학장치 |
| US9962225B2 (en) | 2010-10-07 | 2018-05-08 | Gradiant Research, Llc | Method and apparatus for skin cancer thermal therapy |
| WO2014058624A1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Rambus Delaware Llc | Article of manufacture with micro-features of differing surface roughness |
| US20180095330A1 (en) * | 2015-04-07 | 2018-04-05 | Corning Incorporated | Texture gradient for uniform light output from a transparent backlight |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69217177T2 (de) * | 1991-11-28 | 1997-05-15 | Enplas Corp | Flächenartige Lichtquelle |
| JP2692025B2 (ja) * | 1992-01-24 | 1997-12-17 | スタンレー電気株式会社 | 面状発光体装置 |
| JPH07105710A (ja) * | 1993-10-01 | 1995-04-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 面光源装置 |
| JP2742880B2 (ja) * | 1994-08-12 | 1998-04-22 | 大日本印刷株式会社 | 面光源、それを用いた表示装置、及びそれらに用いる光拡散シート |
| US5506924A (en) * | 1994-08-23 | 1996-04-09 | Inoue Denki Co., Inc. | Light guiding plate |
| US5600455A (en) * | 1994-08-31 | 1997-02-04 | Enplas Corporation | Prismatic member with coarsened portions or triangular prismatic and semi-circular prismatic members arranged on a flat light emitting surface |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25734999A patent/JP3570708B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-06 US US09/655,821 patent/US6339458B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-06 TW TW089118242A patent/TW584744B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-09-07 KR KR10-2000-0053154A patent/KR100393924B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW584744B (en) | 2004-04-21 |
| US6339458B1 (en) | 2002-01-15 |
| KR100393924B1 (ko) | 2003-08-09 |
| JP2001083507A (ja) | 2001-03-30 |
| KR20010030322A (ko) | 2001-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3570708B2 (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP3521058B2 (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP3736724B2 (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP3615355B2 (ja) | サイドライト型面光源装置及び導光板 | |
| US7507011B2 (en) | Surface light source equipment and apparatus using the same | |
| JP4225448B2 (ja) | 導光板、面光源装置及び表示装置 | |
| JP3654410B2 (ja) | サイドライト型面光源装置、液晶表示装置及び導光板 | |
| JP3543911B2 (ja) | サイドライト型面光源装置 | |
| JP3891387B2 (ja) | 面光源装置及び表示装置 | |
| JP3843393B2 (ja) | 面状照明装置 | |
| KR100636581B1 (ko) | 사이드라이트형면광원장치 | |
| JPH11120810A (ja) | サイドライト型面光源装置 | |
| JPH11258602A (ja) | サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP3835770B2 (ja) | 面光源装置 | |
| JPH08262234A (ja) | 照明装置 | |
| JP3558321B2 (ja) | サイドライト型面光源装置及び導光板 | |
| JP2000082313A (ja) | サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP2000100229A (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP3800381B2 (ja) | サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP2000193825A (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP2000348515A (ja) | 面状光源装置 | |
| JP3852658B2 (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 | |
| JP4363758B2 (ja) | 導光板、面光源装置及び表示装置 | |
| JP2001215338A (ja) | 導光板、サイドライト型面光源装置及び表示装置 | |
| KR100557447B1 (ko) | 직하형 백라이트 어셈블리의 확산판 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040203 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040331 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040427 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040506 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040621 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040621 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3570708 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |