JP2003255140A - 導光板および表示装置 - Google Patents
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- 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
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
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- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 線状光源１２から側面１４ａを介して導光板
１４内に入射された光は、各プリズム１８，１８，・・
・の反射面１８ａ，１８ａ，・・・によって反射され
て、下面１４ｂから出射される。この出射光は、液晶パ
ネル１６に照射された後、当該液晶パネル１６内に設け
られた反射層１６ａによって反射されて、画面の正面方
向に向かって進行する。ここで、導光板１４の出射面と
しての下面１４ｂには、当該下面１４ｂの有効領域全体
を隙間なく覆うように縦断面形状が三角形の微細な突起
２０が多数形成されており、これによって反射防止効果
が得られるようになっている。 【効果】 各反射面１８ａ，１８ａ，・・・で反射され
た光が下面１４ｂで反射されるのを抑制でき、ひいては
この下面１４ｂでの反射光による画質への悪影響を軽減
できる。
１４内に入射された光は、各プリズム１８，１８，・・
・の反射面１８ａ，１８ａ，・・・によって反射され
て、下面１４ｂから出射される。この出射光は、液晶パ
ネル１６に照射された後、当該液晶パネル１６内に設け
られた反射層１６ａによって反射されて、画面の正面方
向に向かって進行する。ここで、導光板１４の出射面と
しての下面１４ｂには、当該下面１４ｂの有効領域全体
を隙間なく覆うように縦断面形状が三角形の微細な突起
２０が多数形成されており、これによって反射防止効果
が得られるようになっている。 【効果】 各反射面１８ａ，１８ａ，・・・で反射され
た光が下面１４ｂで反射されるのを抑制でき、ひいては
この下面１４ｂでの反射光による画質への悪影響を軽減
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、導光板および表示装
置に関し、特にたとえば、幅が徐々に狭くなる断面を有
する複数の突起を光の波長よりも短いピッチで表面に形
成した導光板およびこの導光板を備える表示装置に関す
る。
置に関し、特にたとえば、幅が徐々に狭くなる断面を有
する複数の突起を光の波長よりも短いピッチで表面に形
成した導光板およびこの導光板を備える表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】導光板を備える表示装置として、たとえ
ば図１３に示すような液晶表示装置１がある。この液晶
表示装置１は、線状光源２、この線状光源２の長さ方向
（図１３において紙面の表裏方向）に一側面３ａを沿わ
せた状態で配置された導光板３、および導光板３の下面
３ｂ側に配置された反射型の液晶パネル４を含む。
ば図１３に示すような液晶表示装置１がある。この液晶
表示装置１は、線状光源２、この線状光源２の長さ方向
（図１３において紙面の表裏方向）に一側面３ａを沿わ
せた状態で配置された導光板３、および導光板３の下面
３ｂ側に配置された反射型の液晶パネル４を含む。
【０００３】導光板３の上面３ｃには、線状のプリズム
５が、側面３ａと平行に多数形成されている。各プリズ
ム５，５，・・・の長さ方向断面は山状であり、各々の
プリズム５を構成する２つの斜面５ａおよび５ｂのうち
側面３ａから離れている側（図１３において右側）にあ
る斜面５ａは反射面として作用する。すなわち、線状光
源２から側面３ａを経て導光板３内に入射された光は、
図１３に点線の矢印６で示すように各々の反射面５ａに
よって反射され、下面３ｂから出射される。そして、こ
の出射光は、液晶パネル４に照射され、当該液晶パネル
４の底部に設けられた反射層４ａによって反射された
後、導光板３を通って上面（プリズム面）３ｃから出射
される。
５が、側面３ａと平行に多数形成されている。各プリズ
ム５，５，・・・の長さ方向断面は山状であり、各々の
プリズム５を構成する２つの斜面５ａおよび５ｂのうち
側面３ａから離れている側（図１３において右側）にあ
る斜面５ａは反射面として作用する。すなわち、線状光
源２から側面３ａを経て導光板３内に入射された光は、
図１３に点線の矢印６で示すように各々の反射面５ａに
よって反射され、下面３ｂから出射される。そして、こ
の出射光は、液晶パネル４に照射され、当該液晶パネル
４の底部に設けられた反射層４ａによって反射された
後、導光板３を通って上面（プリズム面）３ｃから出射
される。
【０００４】しかし、上述の反射面５ａによって反射さ
れた光が下面３ｂから出射されるとき、当該光の一部
は、図１３に一点鎖線の矢印６ａで示すように下面３ｂ
で反射（フレネル反射）され、液晶パネル４を経ること
なく上面３ｃから出射される。すると、上面３ｃからの
出射光には液晶パネル４を通る本来の光６と液晶パネル
４を通らない光６ａとが混在することになり、その結
果、いわゆる白ボケが発生したり、画面のコントラスト
が低下したりする。
れた光が下面３ｂから出射されるとき、当該光の一部
は、図１３に一点鎖線の矢印６ａで示すように下面３ｂ
で反射（フレネル反射）され、液晶パネル４を経ること
なく上面３ｃから出射される。すると、上面３ｃからの
出射光には液晶パネル４を通る本来の光６と液晶パネル
４を通らない光６ａとが混在することになり、その結
果、いわゆる白ボケが発生したり、画面のコントラスト
が低下したりする。
【０００５】そこで、従来技術（１）では、導光板３の
下面３ｂに反射防止膜を形成することで、当該下面３ｂ
での光の反射量を低減させ、ひいてはその反射光６ａに
よる画質への影響を軽減していた。なお、反射防止膜と
しては、二酸化珪素（SiO2）などの低屈折材料から成る
低屈折層と二酸化チタン（TiO2）などの高屈折材料から
成る高屈折層とを交互に積層した多層膜が多く用いられ
る。
下面３ｂに反射防止膜を形成することで、当該下面３ｂ
での光の反射量を低減させ、ひいてはその反射光６ａに
よる画質への影響を軽減していた。なお、反射防止膜と
しては、二酸化珪素（SiO2）などの低屈折材料から成る
低屈折層と二酸化チタン（TiO2）などの高屈折材料から
成る高屈折層とを交互に積層した多層膜が多く用いられ
る。
【０００６】一方、上述のような光学部品において表面
反射を低減するための別の従来技術（２）として、当該
光学部品の表面に微細な凹凸を設ける技術が知られてい
る。具体的には、たとえば図１４に示すように、光学部
品の表面に円錐状の突起７を多数形成する。ここで、各
突起７，７，・・・の間隔である（ここでは各々の突起
７の底面の直径に相当する）ピッチＰ’を、当該光学部
品を透過する光の波長よりも小さくすれば、その波長の
光に対して反射防止効果が得られることが知られてい
る。また、この反射防止効果は、各々の突起７のピッチ
Ｐ’に対する高さＨ’の比率、いわゆるアスペクト比
Ｓ’（＝Ｈ’／Ｐ’）を大きくするほど向上する。した
がって、かかる突起７を図１３における導光板３の下面
３ｂに形成することによっても、当該下面３ｂでの光の
反射を低減し、ひいては反射光６ａによる画質への影響
を軽減することができる。なお、このような円錐状の突
起７，７，・・・を形成する方法の一例が、平成１３年
１０月５日付けで出願公開された特開２００１−２７２
５０５号公報［Ｇ０２Ｂ１／１１］に開示されている。
反射を低減するための別の従来技術（２）として、当該
光学部品の表面に微細な凹凸を設ける技術が知られてい
る。具体的には、たとえば図１４に示すように、光学部
品の表面に円錐状の突起７を多数形成する。ここで、各
突起７，７，・・・の間隔である（ここでは各々の突起
７の底面の直径に相当する）ピッチＰ’を、当該光学部
品を透過する光の波長よりも小さくすれば、その波長の
光に対して反射防止効果が得られることが知られてい
る。また、この反射防止効果は、各々の突起７のピッチ
Ｐ’に対する高さＨ’の比率、いわゆるアスペクト比
Ｓ’（＝Ｈ’／Ｐ’）を大きくするほど向上する。した
がって、かかる突起７を図１３における導光板３の下面
３ｂに形成することによっても、当該下面３ｂでの光の
反射を低減し、ひいては反射光６ａによる画質への影響
を軽減することができる。なお、このような円錐状の突
起７，７，・・・を形成する方法の一例が、平成１３年
１０月５日付けで出願公開された特開２００１−２７２
５０５号公報［Ｇ０２Ｂ１／１１］に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術
（１）では、気温や湿度などの環境の変化によって導光
板３（下面３ｂ）と反射防止膜との密着性が悪化し、導
光板３から反射防止膜が剥がれたり、反射防止膜にマイ
クロクラックが発生したりするという問題がある。
（１）では、気温や湿度などの環境の変化によって導光
板３（下面３ｂ）と反射防止膜との密着性が悪化し、導
光板３から反射防止膜が剥がれたり、反射防止膜にマイ
クロクラックが発生したりするという問題がある。
【０００８】一方、従来技術（２）では、反射防止効果
を十分に発揮することができないという問題がある。す
なわち、各々の突起７は円錐状の形状をしているので、
各突起７，７，・・・の間には必然的に図１５に斜線で
示すような隙間８，８，・・・が生じる。これらの隙間
８，８，・・・の部分では反射防止効果が得られず、よ
って下面３ｂの有効領域（つまり、液晶パネル４に対し
て有効に光を照射する領域）全体として十分な反射防止
効果が得られない、という問題がある。
を十分に発揮することができないという問題がある。す
なわち、各々の突起７は円錐状の形状をしているので、
各突起７，７，・・・の間には必然的に図１５に斜線で
示すような隙間８，８，・・・が生じる。これらの隙間
８，８，・・・の部分では反射防止効果が得られず、よ
って下面３ｂの有効領域（つまり、液晶パネル４に対し
て有効に光を照射する領域）全体として十分な反射防止
効果が得られない、という問題がある。
【０００９】それゆえに、この発明の主たる目的は、高
い耐久性を維持しつつ、しかも画質を向上させることの
できる、導光板または表示装置を提供することである。
い耐久性を維持しつつ、しかも画質を向上させることの
できる、導光板または表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、幅が徐々
に狭くなる断面を有する複数の突起を光の波長よりも短
いピッチで表面に形成した導光板において、隣り合う突
起の底辺の間隔を均一にしたことを特徴とする、導光板
である。
に狭くなる断面を有する複数の突起を光の波長よりも短
いピッチで表面に形成した導光板において、隣り合う突
起の底辺の間隔を均一にしたことを特徴とする、導光板
である。
【００１１】第２の発明は、幅が徐々に狭くなる断面を
有する複数の突起を光の波長よりも短いピッチで表面に
形成した導光板において、複数の突起の各々のピッチに
対する高さの比率を１以上とし、かつ複数の突起の底面
の総面積を当該表面の面積の９０％以上としたことを特
徴とする、導光板である。
有する複数の突起を光の波長よりも短いピッチで表面に
形成した導光板において、複数の突起の各々のピッチに
対する高さの比率を１以上とし、かつ複数の突起の底面
の総面積を当該表面の面積の９０％以上としたことを特
徴とする、導光板である。
【００１２】
【作用】第１の発明では、導光板の表面に複数の突起が
形成されている。各々の突起の断面の幅は、徐々に狭く
なっている。また、各突起間のピッチは、光の波長より
も短い。このような突起が形成されている表面において
は、当該波長の光に対して反射防止効果を得ることがで
きる。しかも、隣り合う突起間で各々の底辺の間隔を均
一としているので、当該間隔を狭めることができ、換言
すれば隣り合う突起間の隙間を小さくすることができ
る。よって、その分、反射防止効果を向上させることが
できる。
形成されている。各々の突起の断面の幅は、徐々に狭く
なっている。また、各突起間のピッチは、光の波長より
も短い。このような突起が形成されている表面において
は、当該波長の光に対して反射防止効果を得ることがで
きる。しかも、隣り合う突起間で各々の底辺の間隔を均
一としているので、当該間隔を狭めることができ、換言
すれば隣り合う突起間の隙間を小さくすることができ
る。よって、その分、反射防止効果を向上させることが
できる。
【００１３】なお、ここで言う間隔はゼロとするのが望
ましい。つまり、間隔を空けずに各突起を形成すれば、
より高い反射防止効果を得ることができる。
ましい。つまり、間隔を空けずに各突起を形成すれば、
より高い反射防止効果を得ることができる。
【００１４】また、複数の突起の各々のピッチに対する
高さの比率を１以上とするのが望ましい。この場合、複
数の突起の底面の総面積を、当該突起が形成される表面
の面積の９０％以上とすれば、比較的に高い反射防止効
果を得ることができる。
高さの比率を１以上とするのが望ましい。この場合、複
数の突起の底面の総面積を、当該突起が形成される表面
の面積の９０％以上とすれば、比較的に高い反射防止効
果を得ることができる。
【００１５】この発明のある実施例では、複数の突起の
各々を錐状に形成する。
各々を錐状に形成する。
【００１６】また、この発明の他の実施例では、複数の
突起の各々を線状に形成する。
突起の各々を線状に形成する。
【００１７】第２の発明では、複数の突起の各々のピッ
チに対する高さの比率を１以上とするという制限と、複
数の突起の底面の総面積を導光板の表面の面積の９０％
以上とするという制限とを課すことによって、比較的に
高い反射防止効果を得る。
チに対する高さの比率を１以上とするという制限と、複
数の突起の底面の総面積を導光板の表面の面積の９０％
以上とするという制限とを課すことによって、比較的に
高い反射防止効果を得る。
【００１８】これらの発明の導光板は、表示装置に適用
することができる。
することができる。
【００１９】
【発明の効果】第１の発明によれば、隣り合う突起間の
隙間を小さくすることができるので、従来技術（２）に
比べて、高い反射防止効果を得ることができ、ひいては
不本意な光の反射による画質の低下を軽減することがで
きる。しかも、従来技術（１）のような反射防止膜を設
ける必要がないので、高い耐久性を得ることができる。
つまり、高い耐久性を維持しつつ、画質を向上させるこ
とができる。
隙間を小さくすることができるので、従来技術（２）に
比べて、高い反射防止効果を得ることができ、ひいては
不本意な光の反射による画質の低下を軽減することがで
きる。しかも、従来技術（１）のような反射防止膜を設
ける必要がないので、高い耐久性を得ることができる。
つまり、高い耐久性を維持しつつ、画質を向上させるこ
とができる。
【００２０】第２の発明では、突起のピッチに対する高
さの比率を制限するとともに、当該突起の総面積を制限
することによって、従来技術（２）よりも高い反射防止
効果を得ている。また、従来技術（１）のような反射防
止膜を設ける必要はない。したがって、第２の発明によ
っても、高い耐久性を維持しつつ、画質を向上させるこ
とができる。
さの比率を制限するとともに、当該突起の総面積を制限
することによって、従来技術（２）よりも高い反射防止
効果を得ている。また、従来技術（１）のような反射防
止膜を設ける必要はない。したがって、第２の発明によ
っても、高い耐久性を維持しつつ、画質を向上させるこ
とができる。
【００２１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００２２】
【実施例】図１を参照して、第１実施例のフロントライ
ト方式の液晶表示装置１０は、線状光源１２、この線状
光源１２の長さ方向に一側面１４ａを沿わせた状態で配
置された導光板１４、および導光板１４の下面１４ｂ側
に配置された板状の液晶パネル１６を含む。
ト方式の液晶表示装置１０は、線状光源１２、この線状
光源１２の長さ方向に一側面１４ａを沿わせた状態で配
置された導光板１４、および導光板１４の下面１４ｂ側
に配置された板状の液晶パネル１６を含む。
【００２３】ここで、線状光源１２は、冷陰極管であ
る。そして、導光板１４は、透光性を有するアクリル
（ＰＭＭＡ）樹脂製であり、その上面１４ｃには、線状
のプリズム１８が側面１４ａに対して平行に延びるよう
に多数形成されている（ただし、図１では、説明の便宜
上、各々のプリズム１８を拡大して示しているので、図
示しているプリズム１８の数は実際よりも少ない）。具
体的には、各々のプリズム１８の長さ方向断面は山状で
あり、各プリズム１８，１８，・・・は幅方向において
互いに隣り合うもの同士が接するように連続的に形成さ
れている。なお、後述するが、各々のプリズム１８を構
成する２つの斜面１８ａおよび１８ｂのうち、導光板１
４の側面１８ａから離れている側にある斜面１８ａは、
反射面として作用する。液晶パネル１６は、底部に反射
層１６ａを有する反射型のものであり、図には詳しく示
さないが、ガラス基板上に当該反射層１６ａ，液晶層，
カラーフィルタ，ガラス板および偏光板をこの順番で積
層したものである。
る。そして、導光板１４は、透光性を有するアクリル
（ＰＭＭＡ）樹脂製であり、その上面１４ｃには、線状
のプリズム１８が側面１４ａに対して平行に延びるよう
に多数形成されている（ただし、図１では、説明の便宜
上、各々のプリズム１８を拡大して示しているので、図
示しているプリズム１８の数は実際よりも少ない）。具
体的には、各々のプリズム１８の長さ方向断面は山状で
あり、各プリズム１８，１８，・・・は幅方向において
互いに隣り合うもの同士が接するように連続的に形成さ
れている。なお、後述するが、各々のプリズム１８を構
成する２つの斜面１８ａおよび１８ｂのうち、導光板１
４の側面１８ａから離れている側にある斜面１８ａは、
反射面として作用する。液晶パネル１６は、底部に反射
層１６ａを有する反射型のものであり、図には詳しく示
さないが、ガラス基板上に当該反射層１６ａ，液晶層，
カラーフィルタ，ガラス板および偏光板をこの順番で積
層したものである。
【００２４】さらに、導光板１４の下面１４ｂには、図
２に示すような四角錐状の突起２０が下方向きに多数形
成されている（なお、図２における上下方向は図１にお
ける上下方向と逆である）。この図２に示すように、各
突起２０，２０，・・・は、マトリクス状に、かつ互い
に密着し合うように形成されている。具体的には、図３
に示すように、互いに隣り合う突起２０および２０間で
は、各々の底面の一側縁２０ａおよび２０ａが各々の両
端を揃えた状態で互いに密着している。
２に示すような四角錐状の突起２０が下方向きに多数形
成されている（なお、図２における上下方向は図１にお
ける上下方向と逆である）。この図２に示すように、各
突起２０，２０，・・・は、マトリクス状に、かつ互い
に密着し合うように形成されている。具体的には、図３
に示すように、互いに隣り合う突起２０および２０間で
は、各々の底面の一側縁２０ａおよび２０ａが各々の両
端を揃えた状態で互いに密着している。
【００２５】なお、各々の突起２０の底面形状は、正方
形とされている。そして、各突起２０，２０，・・・の
間隔である（ここでは突起２０の底面の一側縁の寸法に
相当する）ピッチＰは、導光板１４を透過する光２２の
波長λ（たとえばλ＝３５０[nm]〜７５０[nm]）よりも
小さく、たとえば２５０[nm]とされている。また、各々
の突起２０の高さＨは、２５０[nm]とされている。つま
り、突起２０のピッチＰに対する高さＨの比率であるア
スペクト比Ｓ（＝Ｈ／Ｐ）は、１とされている。このよ
うな突起２０，２０，・・・は、射出成形などの成形法
によって形成できる。これ以外にも、機械加工や化学的
な加工によっても当該突起２０，２０，・・・を形成す
ることができる。
形とされている。そして、各突起２０，２０，・・・の
間隔である（ここでは突起２０の底面の一側縁の寸法に
相当する）ピッチＰは、導光板１４を透過する光２２の
波長λ（たとえばλ＝３５０[nm]〜７５０[nm]）よりも
小さく、たとえば２５０[nm]とされている。また、各々
の突起２０の高さＨは、２５０[nm]とされている。つま
り、突起２０のピッチＰに対する高さＨの比率であるア
スペクト比Ｓ（＝Ｈ／Ｐ）は、１とされている。このよ
うな突起２０，２０，・・・は、射出成形などの成形法
によって形成できる。これ以外にも、機械加工や化学的
な加工によっても当該突起２０，２０，・・・を形成す
ることができる。
【００２６】このように構成された液晶表示装置１０で
は、線状光源１２から発せられる光は、次のような軌跡
を辿る。すなわち、線状光源１２から側面１４ａを介し
て導光板１４内に入射された光は、図１に点線の矢印２
２で示すように、斜面１８ａ，１８ａ，・・・によって
反射され、導光板１４の下面１４ｂから出射される。そ
して、この出射光は、液晶パネル１６に照射され、上述
した液晶層などを透過して反射層１６ａによって反射さ
れた後、導光板１４を通って上面１４ｃから出射され
る。
は、線状光源１２から発せられる光は、次のような軌跡
を辿る。すなわち、線状光源１２から側面１４ａを介し
て導光板１４内に入射された光は、図１に点線の矢印２
２で示すように、斜面１８ａ，１８ａ，・・・によって
反射され、導光板１４の下面１４ｂから出射される。そ
して、この出射光は、液晶パネル１６に照射され、上述
した液晶層などを透過して反射層１６ａによって反射さ
れた後、導光板１４を通って上面１４ｃから出射され
る。
【００２７】なお、導光板１４の出射面である下面１４
ｂには複数の突起２０，２０，・・・が形成されている
ので、図１４に示す従来技術（２）と同様、当該下面１
４ｂにおいて反射防止効果を得ることができる。したが
って、反射面１８ａ，１８ａ，・・・で反射された光２
２が当該下面１４ｂによって反射されるのを抑制でき、
ひいてはこの反射光による画質への影響（白ボケの発生
や画面のコントラストの低下）を軽減できる。この突起
２０，２０，・・・を設けることによる反射防止効果
を、図４にグラフで示す。
ｂには複数の突起２０，２０，・・・が形成されている
ので、図１４に示す従来技術（２）と同様、当該下面１
４ｂにおいて反射防止効果を得ることができる。したが
って、反射面１８ａ，１８ａ，・・・で反射された光２
２が当該下面１４ｂによって反射されるのを抑制でき、
ひいてはこの反射光による画質への影響（白ボケの発生
や画面のコントラストの低下）を軽減できる。この突起
２０，２０，・・・を設けることによる反射防止効果
を、図４にグラフで示す。
【００２８】図４において、横軸は下面１４ｂに対する
光２２の入射角（下面１４ｂの法線と光２２とが成す
角）θを示し、縦軸は当該下面１４ｂにおける光２２の
反射率（厳密には波長λ＝３５０[nm]〜７５０[nm]の範
囲での平均値）Ｒを示す。そして、実線の曲線Ｘが、こ
の第１実施例における入射角θと反射率Ｒとの関係を示
す。一方、点線の曲線Ｙは、突起２０，２０，・・・を
設けない場合、つまり上述した図１３の構成での入射角
θと反射率Ｒとの関係を示す。この図４から判るよう
に、突起２０，２０，・・・を設けることによって反射
防止効果が得られることは明らかである。たとえば、入
射角θが０度（すなわち垂直入射）の光２２に対して
は、突起２０，２０，・・・を設けない場合、反射率Ｒ
は約４[％]となる。これに対して、突起２０，２０，・
・・を設けた場合の直接入射に対する反射率Ｒは、０．
２[％]以下である。なお、入射角θが４２度という臨界
角以上の入射光２２に対しては、反射率Ｒは１００[％]
となり、いわゆる全反射となる。
光２２の入射角（下面１４ｂの法線と光２２とが成す
角）θを示し、縦軸は当該下面１４ｂにおける光２２の
反射率（厳密には波長λ＝３５０[nm]〜７５０[nm]の範
囲での平均値）Ｒを示す。そして、実線の曲線Ｘが、こ
の第１実施例における入射角θと反射率Ｒとの関係を示
す。一方、点線の曲線Ｙは、突起２０，２０，・・・を
設けない場合、つまり上述した図１３の構成での入射角
θと反射率Ｒとの関係を示す。この図４から判るよう
に、突起２０，２０，・・・を設けることによって反射
防止効果が得られることは明らかである。たとえば、入
射角θが０度（すなわち垂直入射）の光２２に対して
は、突起２０，２０，・・・を設けない場合、反射率Ｒ
は約４[％]となる。これに対して、突起２０，２０，・
・・を設けた場合の直接入射に対する反射率Ｒは、０．
２[％]以下である。なお、入射角θが４２度という臨界
角以上の入射光２２に対しては、反射率Ｒは１００[％]
となり、いわゆる全反射となる。
【００２９】さらに、この第１実施例では、各突起２
０，２０，・・・の形状を四角錐状とし、これら各突起
２０，２０，・・・をマトリクス状に、かつ互いに密着
し合うように形成している。つまり、導光板１４の下面
１４ｂ全体（厳密には下面１４ｂの有効領域全体）が隙
間なく突起２０，２０，・・・で覆われている。したが
って、従来技術（２）に比べて下面１４ｂ全体における
反射防止効果が向上する。この第１実施例と従来技術
（２）とで、下面１４ｂ（または３ｂ）の反射率Ｒがど
れくらい違うのかをシミュレーションした結果を、図５
に示す。
０，２０，・・・の形状を四角錐状とし、これら各突起
２０，２０，・・・をマトリクス状に、かつ互いに密着
し合うように形成している。つまり、導光板１４の下面
１４ｂ全体（厳密には下面１４ｂの有効領域全体）が隙
間なく突起２０，２０，・・・で覆われている。したが
って、従来技術（２）に比べて下面１４ｂ全体における
反射防止効果が向上する。この第１実施例と従来技術
（２）とで、下面１４ｂ（または３ｂ）の反射率Ｒがど
れくらい違うのかをシミュレーションした結果を、図５
に示す。
【００３０】図５において、横軸は下面１４ｂに入射さ
れる光２２の波長λを示し、縦軸は当該下面１４ｂにお
ける光（厳密には垂直入射される光）２２の反射率Ｒを
示す。そして、丸印（○）でプロットした線Ａが、この
第１実施例における波長λと反射率Ｒとの関係（アスペ
クト比Ｓが１のとき）を示す。一方、三角印（△）でプ
ロットした線Ｂが、従来技術（２）における波長λと反
射率Ｒとの関係（アスペクト比Ｓ’を３としたとき）を
示す。この図５から明らかなように、従来技術（２）に
おける反射率Ｒの平均は、波長λ＝３５０[nm]〜７５０
[nm]の範囲で約０．２５[％]であるのに対し、この第１
実施例では、当該反射率Ｒの平均は約０．８[％]と極め
て低い。すなわち、この第１実施例によれば、従来技術
（２）よりも高い反射防止効果を得ることができる。し
かも、このシミュレーションにおけるアスペクト比Ｓ
は、従来技術（２）のアスペクト比よりも小さい。した
がって、各々の突起２０の高さＨを高くしてアスペクト
比Ｓをより大きくすれば、さらに高い反射防止効果を得
られることが期待できる。
れる光２２の波長λを示し、縦軸は当該下面１４ｂにお
ける光（厳密には垂直入射される光）２２の反射率Ｒを
示す。そして、丸印（○）でプロットした線Ａが、この
第１実施例における波長λと反射率Ｒとの関係（アスペ
クト比Ｓが１のとき）を示す。一方、三角印（△）でプ
ロットした線Ｂが、従来技術（２）における波長λと反
射率Ｒとの関係（アスペクト比Ｓ’を３としたとき）を
示す。この図５から明らかなように、従来技術（２）に
おける反射率Ｒの平均は、波長λ＝３５０[nm]〜７５０
[nm]の範囲で約０．２５[％]であるのに対し、この第１
実施例では、当該反射率Ｒの平均は約０．８[％]と極め
て低い。すなわち、この第１実施例によれば、従来技術
（２）よりも高い反射防止効果を得ることができる。し
かも、このシミュレーションにおけるアスペクト比Ｓ
は、従来技術（２）のアスペクト比よりも小さい。した
がって、各々の突起２０の高さＨを高くしてアスペクト
比Ｓをより大きくすれば、さらに高い反射防止効果を得
られることが期待できる。
【００３１】また、各突起２０，２０，・・・は、上述
したように射出成形によって形成されるので、従来技術
（１）よりも高い耐久性を維持できる。
したように射出成形によって形成されるので、従来技術
（１）よりも高い耐久性を維持できる。
【００３２】なお、この第１実施例においては、上述の
図３に示すように各突起２０，２０，・・・をマトリク
ス状に形成したが、これに限らない。すなわち、導光板
１４の下面１４ｂ全体を覆うことができるのであれば、
たとえば図６に示すように各突起２０，２０，・・・を
ずらして形成してもよい。
図３に示すように各突起２０，２０，・・・をマトリク
ス状に形成したが、これに限らない。すなわち、導光板
１４の下面１４ｂ全体を覆うことができるのであれば、
たとえば図６に示すように各突起２０，２０，・・・を
ずらして形成してもよい。
【００３３】また、各突起２０，２０，・・・の形状
は、四角錐に限らず、三角錐や五角以上の多角錐状とし
てもよい。図７に、各突起２０，２０，・・・の形状を
六角錐とした場合の一例を示す。この場合、各突起２
０，２０，・・・をハニカム状に形成（配置）すること
で、導光板１４の下面１４ａ全体を隙間なく当該突起２
０，２０，・・・で覆うことができる。
は、四角錐に限らず、三角錐や五角以上の多角錐状とし
てもよい。図７に、各突起２０，２０，・・・の形状を
六角錐とした場合の一例を示す。この場合、各突起２
０，２０，・・・をハニカム状に形成（配置）すること
で、導光板１４の下面１４ａ全体を隙間なく当該突起２
０，２０，・・・で覆うことができる。
【００３４】さらに、図８に示すように、各突起２０，
２０，・・・を細長い山脈状に形成してもよい。具体的
には、長さ方向断面が三角形である線状の突起２０，２
０、・・・を幅方向において互いに隣り合うもの同士が
接するように連続的に形成する。この場合も、各突起２
０，２０，・・・の間隔である（ここでは突起２０の長
さ方向断面である三角形の底辺の長さ寸法に相当する）
ピッチＰに対して、各々の突起２０の高さ寸法Ｈを大き
くすれば（つまりアスペクト比Ｓを大きくすれば）、よ
り高い反射防止効果を得ることができる。
２０，・・・を細長い山脈状に形成してもよい。具体的
には、長さ方向断面が三角形である線状の突起２０，２
０、・・・を幅方向において互いに隣り合うもの同士が
接するように連続的に形成する。この場合も、各突起２
０，２０，・・・の間隔である（ここでは突起２０の長
さ方向断面である三角形の底辺の長さ寸法に相当する）
ピッチＰに対して、各々の突起２０の高さ寸法Ｈを大き
くすれば（つまりアスペクト比Ｓを大きくすれば）、よ
り高い反射防止効果を得ることができる。
【００３５】また、図には示さないが、各突起２０，２
０，・・・の断面形状が階段状（いわゆるピラミッド
状）になるように当該各突起２０，２０，・・・を形成
してもよい。
０，・・・の断面形状が階段状（いわゆるピラミッド
状）になるように当該各突起２０，２０，・・・を形成
してもよい。
【００３６】そして、この第１実施例では、導光板１４
の下面１４ｂに突起２０，２０，・・・を形成したが、
これと同様の突起を入射面としての側面１４ａに形成し
てもよい。このように入射面１４ａに突起を設ければ、
当該入射面１４ａにおいて反射防止効果を得ることがで
き、ひいては画面の輝度を向上させることができる。ま
た、導光板１４の上面１４ｃ、特に斜面１８ｂ，１８
ｂ，・・・の部分に、突起２０，２０，・・・と同様の
突起を形成してもよい。この場合も、同様に画面の輝度
を向上させることができる。
の下面１４ｂに突起２０，２０，・・・を形成したが、
これと同様の突起を入射面としての側面１４ａに形成し
てもよい。このように入射面１４ａに突起を設ければ、
当該入射面１４ａにおいて反射防止効果を得ることがで
き、ひいては画面の輝度を向上させることができる。ま
た、導光板１４の上面１４ｃ、特に斜面１８ｂ，１８
ｂ，・・・の部分に、突起２０，２０，・・・と同様の
突起を形成してもよい。この場合も、同様に画面の輝度
を向上させることができる。
【００３７】さらに、この第１実施例では、導光板１４
をアクリル樹脂製としたが、ポリカーボネート（ＰＣ）
などの他の透光性を有する樹脂によって形成してもよ
い。また、線状光源１２として、冷陰極管を用いたが、
これに限らず、たとえば熱陰極管等の他の蛍光灯、或い
は発光ダイオードを線状に配列したもの、さらには白熱
灯または有機発光材料を線状に形成したものを用いても
よい。
をアクリル樹脂製としたが、ポリカーボネート（ＰＣ）
などの他の透光性を有する樹脂によって形成してもよ
い。また、線状光源１２として、冷陰極管を用いたが、
これに限らず、たとえば熱陰極管等の他の蛍光灯、或い
は発光ダイオードを線状に配列したもの、さらには白熱
灯または有機発光材料を線状に形成したものを用いても
よい。
【００３８】次に、この発明の第２実施例について説明
する。この第２実施例においても、上述した図２に示す
のと同様の四角錐状の突起２０を導光板１４の下面１４
ｂに多数形成する。ただし、この第２実施例では、図９
に示すように、各突起２０，２０，・・・を互いに間隔
Ｑをおいて形成する（なお、図９においても、図２と同
様、図面の上下方向は図１における上下方向と逆であ
る）。具体的には、図１０に示すように、各突起２０，
２０，・・・をマトリクス状に配置する。そして、互い
に隣り合う突起２０および２０間において、各々の一側
縁２０ａおよび２０ａが一定の間隔Ｑを置いて（つまり
平行を成して）対向するように形成する。このような構
成によって、各突起２０，２０，・・・の間には、図１
０に斜線で示すような格子状の隙間２４が形成される。
する。この第２実施例においても、上述した図２に示す
のと同様の四角錐状の突起２０を導光板１４の下面１４
ｂに多数形成する。ただし、この第２実施例では、図９
に示すように、各突起２０，２０，・・・を互いに間隔
Ｑをおいて形成する（なお、図９においても、図２と同
様、図面の上下方向は図１における上下方向と逆であ
る）。具体的には、図１０に示すように、各突起２０，
２０，・・・をマトリクス状に配置する。そして、互い
に隣り合う突起２０および２０間において、各々の一側
縁２０ａおよび２０ａが一定の間隔Ｑを置いて（つまり
平行を成して）対向するように形成する。このような構
成によって、各突起２０，２０，・・・の間には、図１
０に斜線で示すような格子状の隙間２４が形成される。
【００３９】ただし、隙間２４の面積は制限されてい
る。具体的には、導光板１４の下面１４ｂ（厳密には有
効領域）において隙間２４が占める面積の割合は１０
[％]未満とされており、換言すれば、当該下面１４ｂ全
体のうち突起２０，２０，・・・によって覆われた部分
が占める面積の割合は９０[％]以上とされている。さら
に、各突起２０，２０，・・・のアスペクト比Ｓ（＝Ｈ
／Ｐ）は、１以上とされている。
る。具体的には、導光板１４の下面１４ｂ（厳密には有
効領域）において隙間２４が占める面積の割合は１０
[％]未満とされており、換言すれば、当該下面１４ｂ全
体のうち突起２０，２０，・・・によって覆われた部分
が占める面積の割合は９０[％]以上とされている。さら
に、各突起２０，２０，・・・のアスペクト比Ｓ（＝Ｈ
／Ｐ）は、１以上とされている。
【００４０】つまり、この第２実施例では、各突起２
０，２０，・・・間の隙間２４の面積（厳密には、導光
板１４の下面１４ｂ全体の面積に対する当該隙間２４の
面積の割合）を制限するとともに、各突起２０，２０，
・・・のアスペクト比Ｓの下限値を制限することで、導
光板１４の下面１４ｂ全体を隙間なく突起２０，２０，
・・・で覆わなくても、比較的に高い反射防止効果が得
られるようにしている。図１１に、隙間２４の面積を制
限することによる効果のシミュレーション結果を示す。
なお、このシミュレーションでは、各突起２０，２０，
・・・のアスペクト比Ｓを１として計算している。
０，２０，・・・間の隙間２４の面積（厳密には、導光
板１４の下面１４ｂ全体の面積に対する当該隙間２４の
面積の割合）を制限するとともに、各突起２０，２０，
・・・のアスペクト比Ｓの下限値を制限することで、導
光板１４の下面１４ｂ全体を隙間なく突起２０，２０，
・・・で覆わなくても、比較的に高い反射防止効果が得
られるようにしている。図１１に、隙間２４の面積を制
限することによる効果のシミュレーション結果を示す。
なお、このシミュレーションでは、各突起２０，２０，
・・・のアスペクト比Ｓを１として計算している。
【００４１】図１１において、丸印（○）でプロットし
た線Ａは、上述した図５における線Ａと同様、隙間２４
が無い場合の波長λと反射率Ｒとの関係を示す。そし
て、三角印（△）でプロットした線Ｃ，四角印（□）で
プロットした線Ｄおよび菱形印（◇）でプロットした線
Ｅは、各々、導光板１４の下面１４ｂにおいて隙間２４
が占める面積の割合が１０[％]，２０[％]および３０
[％]である場合の波長λと反射率Ｒとの関係を示す。こ
の図１２から明らかなように、隙間２４の面積が小さい
ほど高い反射防止効果を得られることが判る。そして、
各突起２０，２０，・・・のアスペクト比Ｓが１である
とき、導光板１４の下面１４ｂにおいて当該隙間２４が
占める面積の割合を１０[％]以下とすれば、すなわち導
光板１４の下面１４ｂ全体の９０[％]以上を突起２０，
２０，・・・で覆えば、従来技術（２）（図５における
線Ｂ）よりも高い反射防止効果を得られることが判る。
なお、従来技術（２）では、各突起７，７，・・・の形
状から、導光板３の下面３ｂにおいて当該各突起７，
７，・・・間の隙間８が占める面積の割合は、必然的に
２１．５[％]以上となる。
た線Ａは、上述した図５における線Ａと同様、隙間２４
が無い場合の波長λと反射率Ｒとの関係を示す。そし
て、三角印（△）でプロットした線Ｃ，四角印（□）で
プロットした線Ｄおよび菱形印（◇）でプロットした線
Ｅは、各々、導光板１４の下面１４ｂにおいて隙間２４
が占める面積の割合が１０[％]，２０[％]および３０
[％]である場合の波長λと反射率Ｒとの関係を示す。こ
の図１２から明らかなように、隙間２４の面積が小さい
ほど高い反射防止効果を得られることが判る。そして、
各突起２０，２０，・・・のアスペクト比Ｓが１である
とき、導光板１４の下面１４ｂにおいて当該隙間２４が
占める面積の割合を１０[％]以下とすれば、すなわち導
光板１４の下面１４ｂ全体の９０[％]以上を突起２０，
２０，・・・で覆えば、従来技術（２）（図５における
線Ｂ）よりも高い反射防止効果を得られることが判る。
なお、従来技術（２）では、各突起７，７，・・・の形
状から、導光板３の下面３ｂにおいて当該各突起７，
７，・・・間の隙間８が占める面積の割合は、必然的に
２１．５[％]以上となる。
【００４２】また、図１２に、各突起２０，２０，・・
・のアスペクト比Ｓを上げることによる効果のシミュレ
ーション結果を示す。なお、このシミュレーションで
は、導光板１４の下面１４ｂにおいて上述の隙間２４が
占める面積の割合を１０[％]として計算している。
・のアスペクト比Ｓを上げることによる効果のシミュレ
ーション結果を示す。なお、このシミュレーションで
は、導光板１４の下面１４ｂにおいて上述の隙間２４が
占める面積の割合を１０[％]として計算している。
【００４３】図１２において、三角印（△）でプロット
した線Ｃは、図１１における線Ｃと同様、各突起２０，
２０，・・・のアスペクト比Ｓを１とした場合の波長λ
と反射率Ｒとの関係を示す。そして、丸印（○）でプロ
ットした線Ｆおよび四角印（□）でプロットした線Ｇ
は、各々当該アスペクト比Ｓを３および０．８とした場
合の波長λと反射率Ｒとの関係を示す。この図１３から
判るように、突起２０，２０，・・・のアスペクト比Ｓ
が高いほど、各波長λにおいて反射率Ｒを一様に抑える
ことができ、換言すれば各波長λにおいて安定した反射
率Ｒを得ることができる。一方、アスペクト比Ｓが低い
と、波長λによって反射率Ｒが変化し、場合によっては
（たとえば線Ｇについては波長λの長い領域において）
反射率Ｒが極端に上昇する。
した線Ｃは、図１１における線Ｃと同様、各突起２０，
２０，・・・のアスペクト比Ｓを１とした場合の波長λ
と反射率Ｒとの関係を示す。そして、丸印（○）でプロ
ットした線Ｆおよび四角印（□）でプロットした線Ｇ
は、各々当該アスペクト比Ｓを３および０．８とした場
合の波長λと反射率Ｒとの関係を示す。この図１３から
判るように、突起２０，２０，・・・のアスペクト比Ｓ
が高いほど、各波長λにおいて反射率Ｒを一様に抑える
ことができ、換言すれば各波長λにおいて安定した反射
率Ｒを得ることができる。一方、アスペクト比Ｓが低い
と、波長λによって反射率Ｒが変化し、場合によっては
（たとえば線Ｇについては波長λの長い領域において）
反射率Ｒが極端に上昇する。
【００４４】このように第２実施例によれば、導光板１
４の下面１４ｂ全体を突起２０，２０，・・・で覆わな
くても、当該突起２０，２０，・・・の条件を限定する
ことで、従来技術（２）よりも高い反射防止効果を得る
ことができる。
４の下面１４ｂ全体を突起２０，２０，・・・で覆わな
くても、当該突起２０，２０，・・・の条件を限定する
ことで、従来技術（２）よりも高い反射防止効果を得る
ことができる。
【図１】この発明の第１実施例の液晶表示装置を横方か
ら見た図解図である。
ら見た図解図である。
【図２】図１における導光板の下面を拡大して示す斜視
図である。
図である。
【図３】図２に示す導光板の下面を下方から見た図解図
である。
である。
【図４】図１の実施例における導光板の下面での入射角
に対する反射率の関係を示すグラフである。
に対する反射率の関係を示すグラフである。
【図５】図１の実施例における導光板の下面での光の波
長に対する反射率のシミュレーション結果を示すグラフ
である。
長に対する反射率のシミュレーション結果を示すグラフ
である。
【図６】図１の実施例における突起の他の例を示す図解
図である。
図である。
【図７】図１の実施例における突起のさらに他の例を示
す図解図である。
す図解図である。
【図８】図１の実施例における突起の別の例を示す図解
図である。
図である。
【図９】この発明の第２実施例における導光板の下面を
拡大して示す斜視図である。
拡大して示す斜視図である。
【図１０】図９に示す導光板の下面を下方から見た図解
図である。
図である。
【図１１】図９の実施例における導光板の下面での光の
波長に対する反射率のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
波長に対する反射率のシミュレーション結果を示すグラ
フである。
【図１２】図１１とは別の条件でシミュレーションした
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図１３】従来技術が適用される液晶表示装置の一例を
示す図解図である。
示す図解図である。
【図１４】従来技術の一例を示す図解図である。
【図１５】図１５に示す従来技術の構成を別の角度から
見た図解図である。
見た図解図である。
１０…液晶表示装置
１２…線状光源
１４…導光板
１４ａ…側面（入射面）
１４ｂ…下面（出射面）
１４ｃ…上面
１８…プリズム
１８ａ…反射面
２０…突起
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山下 博司
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 前納 良昭
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 樋口 政廣
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06
2H091 FA23Z FA37Z FA41Z LA18
Claims (7)
- 【請求項１】幅が徐々に狭くなる断面を有する複数の突
起を光の波長よりも短いピッチで表面に形成した導光板
において、 隣り合う突起の底辺の間隔を均一にしたことを特徴とす
る、導光板。 - 【請求項２】前記間隔はゼロである、請求項１記載の導
光板。 - 【請求項３】前記複数の突起の各々の前記ピッチに対す
る高さの比率は１以上であり、前記複数の突起の底面の
総面積は前記表面の面積の９０％以上である、請求項１
記載の導光板。 - 【請求項４】前記複数の突起の各々は錐状に形成され
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の導光板。 - 【請求項５】前記複数の突起の各々は線状に形成され
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の導光板。 - 【請求項６】幅が徐々に狭くなる断面を有する複数の突
起を光の波長よりも短いピッチで表面に形成した導光板
において、 前記複数の突起の各々の前記ピッチに対する高さの比率
を１以上とし、かつ前記複数の突起の底面の総面積を前
記表面の面積の９０％以上としたことを特徴とする、導
光板。 - 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の導光
板を備える、表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002060943A JP3773865B2 (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 導光板および表示装置 |
| US10/379,791 US6825896B2 (en) | 2002-03-06 | 2003-03-06 | Light guide plate and display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002060943A JP3773865B2 (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 導光板および表示装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2003255140A true JP2003255140A (ja) | 2003-09-10 |
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ID=27784832
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|---|---|---|---|
| JP2002060943A Expired - Fee Related JP3773865B2 (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 導光板および表示装置 |
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