JP2005085734A - 導光板及び面光源装置並びに導光板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】点状光源を使用した場合にも、プリズムシートを用いずに、入射光を効率良く正面に出射するとともに輝度ムラを抑制する。
【解決手段】導光板14は点状光源15から出射された光を入射する入射面14ａと、入射面14ａから入射された光を出射する出射面18とを備え、出射面18と反対側の裏面には、点状光源15から導光板14に入射した光を出射面18に向けて反射させる反射部19が形成されている。出射面18には、レンズ状の凸条21が、入射面14ａの下端を含み入射面14ａと直交する方向に延びる仮想平面と平行に、かつ入射面14ａと直交する方向に延びるように複数設けられている。凸条21は２つの曲面で画定され、該凸条21の延びる方向と直交する断面における外形形状の両端で仮想平面と平行な接線を有する。そして、出射面18全体においては、前記外形形状における接線の傾きの平均値が異なる複数の凸条21が存在するように形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導光板及び面光源装置並びに導光板の製造方法に係り、詳しくは光源からの出射光を端面から入射して面状に出射する導光板及び面光源装置並びに導光板の製造方法に関する。

液晶表示装置として液晶表示パネル（液晶パネル）の背面（表示面と反対側の面）に面光源装置をバックライトとして配置したものがある。この種の面光源装置として、透光性の高い材料で形成された導光板の端面に沿って蛍光管（冷陰極管）を配置したものが使用されている。そして、導光板としてその出射面に、端面と直交する方向に延びるプリズムが形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照。）。

図８に示すように、特許文献１に記載された面光源装置４０は、導光板４１の一端に線光源４２が配置されている。導光板４１の一面に複数条の溝４３ａ，４３ｂによる乱反射パターンを設けた反射層４４が形成されている。溝４３ａ，４３ｂは、線光源４２からの光の通過方向に沿うように平行に形成されるとともに、導光板４１の全長に形成された長い溝４３ａと、線光源４２から離れた部分に形成された短い溝４３ｂとが交互に設けられている。

図９に示すように、特許文献２に記載された面光源装置では、導光板５１の出射面５２又は出射面と反対側の裏面に凸部（プリズム）５３を形成する場合、凸部５３を全長にわたって一定に形成する代わりに、凸部５３の位置に応じて凸部５３を滑らかに形成する。具体的には、入射面５４に近づくに従って凸部５３を滑らかに形成し、側面５５に近づくに従って凸部５３を滑らかに形成する。

図１０に示すように、特許文献３に記載された面光源装置では、導光板５１の出射面又は出射面５２と対向する面にプリズム面が形成されている。プリズム面を構成する凸部５３は、その斜面５３ａ，５３ｂと、入射面５４と直交する仮想平面との成す角度α，βが、導光板５１の中央部分では等しい傾きに、側面側では異なる傾きになるように形成されている。

また、液晶表示装置の薄型化に伴い蛍光管の径を非常に小さくする必要があり、これに伴って小さな衝撃によっても蛍光管が破損し易くなる。また、光源として蛍光管を発光させるには高電圧が必要であるため、複雑な点灯回路が必要になるという問題がある。そこで、蛍光管を使用する構成に代えて、面光源装置として、ＬＥＤが導光板の端面と対向して配置され、導光板の表面（液晶パネルと対向する側の面）から光が面状に出射されるエッジライト方式（サイドライト型）の装置が提案されている。しかし、ＬＥＤは指向性が強いため、輝線、明部、暗部などが生じやすい。１個又は少ない数のＬＥＤを使用して導光板から光を均一な面状で出射させる方法としては、導光板の採光手段としての拡散ドットと拡散シートで拡散させることによって指向性を緩和し、プリズムシートで集光して必要な輝度を得る方法がある。この方法を用いる場合には、一般にプリズムシートを２枚使用することが多い。しかし、プリズムシートを使用する構成では、部品点数が増えるため組み付け工数が増加するとともにコストも高くなる。そこで、プリズムシートを導光板と一体化したものも提案されている。
特開平８−２９６２４号公報（明細書の段落［０００６］，［００１４］、図１０） 特開平１１−５２３８０号公報（明細書の段落［００２８］〜［００３２］、図１，２） 特開平１１−１２０８１０号公報（明細書の段落［００２８］〜［００３２］、図１）

しかし、複数の点状光源を使用する構成で、出射面に入射端面と直交する方向に延びるプリズム（図示せず）が形成された導光板の場合、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、導光板６１において、表示エリア６２のうち点状光源６３に近く、点状光源６３間と対応する領域に明部６４が発生する。即ち、導光板６１の出射面６５に輝度ムラが発生する。この理由は、点状光源６３は指向性が強く、点状光源６３から出射される光は点状光源の正面に向かう量が多く、点状光源６３から斜めに向かう光の量が少ない。そこで、図１２に示すように、プリズム６６は、点状光源６３から正面に向かって出射された光と、点状光源６３から斜めに出射された光とを比較すると、後者の方が採光面６７で全反射してプリズム６６内に進んだ後、プリズム６６の表面から出射面６５の正面に向かって出射される割合が大きくなるように形成されている。その結果、隣接する点状光源６３から出射された光が重なり合う状態となり、その領域に明部６４が発生するからである。

また、プリズム形状によっては、入射端面近傍の点状光源６３の正面と対応する部分が点状光源６３の他の領域より暗くなる場合、即ち、点状光源６３の正面近傍に暗部が発生する場合もある。

点状光源用の導光板の入射端面近傍における輝度ムラの抑制（特に明部の対策）に、線状光源用の特許文献１の構成を適用しても、輝度ムラの抑制はできない。一方、特許文献２の構成は金型の製作が難しく、また、輝度の低い部分の輝度を高めることを目的としているため、明部の対策には効果が低い。また、特許文献３の構成も金型の作製に複数のバイトを必要とし、作製が面倒となる。

本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、点状光源を使用した場合にも、プリズムシートを用いずに、入射光を効率良く正面に出射するとともに輝度ムラを抑制することができる導光板を提供することにある。第２の目的は、前記導光板を備えた面光源装置を提供することにある。また、第３の目的は前記導光板の製造方法を提供することにある。

前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光源から出射された光を一端の入射面から入射するとともに、面状に変換して出射する導光板である。導光板には、前記入射面から入射された光を出射する出射面と反対側の裏面には、前記入射面から入射されて導光板内を導波する光を前記出射面から出射する方向に反射させる反射部が形成されている。前記出射面には、レンズ状の凸条が、前記入射面の下端を含み入射面と直交する方向に延びる仮想平面と平行に、かつ入射面の法線方向に延びるように複数設けられている。前記凸条のそれぞれは、２つの前記仮想面側に凸の曲面で画定され、かつ該凸条の延びる方向と直交する断面における外形形状の両端において前記仮想平面と平行な接線を有し、前記外形形状における接線の傾きの平均値が異なる前記凸条が存在する。ここで、「接線の傾き」とは、外形形状上の点における接線の、前記仮想平面に対する傾きを意味する。また、「外形形状における接線の傾きの平均値」とは、外形形状上の各点毎に求めた接線の傾きの絶対値を、前記外形形状の両端間内で積分し、その積分値を前記外形形状の両端間の距離で割った値を意味する。

この発明では、入射面から入射された光は、導光板内を前記入射面と反対側の端面に向かって導波される間に反射部で反射して、出射面に向かってその進行方向が偏向される。そして、出射面に設けられたレンズ状の凸条を経て出射される。前記凸条が通常の三角プリズムの場合は、反射部で反射した光のうち、各凸条の頂点と接する仮想平面に対して所定の角度を成すように反射した光のみが導光板の正面に出射されるため、正面から導光板を見た時に輝線が発生する。しかし、この発明では、前記凸条は、その外形形状が、前記仮想平面側に凸で、かつ前記仮想平面と平行な接線を有するで曲線で形成されるとともに、該曲線の各点での接線の傾きの平均値が異なる複数の曲線が存在する。従って、反射部で反射した光のうち、前記仮想平面との成す角度が、前記所定の角度よりずれたものでも、導光板の正面に出射される。その結果、点状光源を使用した場合でも、前記三角プリズムの場合に生じるような輝線の発生が抑制されるとともに、プリズムシートを用いずに入射光を効率良く導光板の正面に出射させることができ、全体としての輝度が向上する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接線と前記外形形状との接点のピッチが一定に形成されている。この発明では、ピッチが一定でない場合に比較して、導光板を形成するための金型の加工が容易になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記光源として複数の点状光源が使用され、前記各点状光源の正面と対応する部分に設けられた曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値より小さく形成されている。

ここで、「各点状光源の正面と対応する部分に設けられた曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値」とは、各点状光源の正面に対応する部分に設けられた曲面の前記断面上の各点における接線の傾きの絶対値を点状光源の幅内で積分し、その積分値を点状光源の幅で割った値である。また、「他の部分に設けられた曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値」とは、隣接する２つの点状光源の間に対応する部分に設けられた曲面の前記断面上の各点における接線の傾きの絶対値を２つの隣接する点状光源間内で積分し、その積分値を隣接する点状光源間の距離で割った値である。

この発明では、各点状光源の正面と対応する部分に設けられた曲面の、前記断面上の各点の接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた曲面の、前記断面上の各点の接線の傾きの平均値より大きく形成された場合又は平均値が均一に形成された場合に比較して、各点状光源の正面と対応する部分から出射される光量が相対的に多くなる。その結果、点状光源の正面と対応する部分に暗部が発生するのが抑制され、導光板の輝度ムラが抑制される。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記光源として複数の点状光源が使用され、前記各点状光源の正面と対応する部分に設けられた曲面の、前記断面上の各点での接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた曲面の、前記断面上の各点での接線の傾きの平均値より大きく形成されている。

この発明では、請求項３に記載の発明とは逆に、各点状光源の正面と対応する部分から出射される光量が相対的に少なくなる。その結果、他の部分から出射される光量との相対的な兼ね合いで点状光源の正面に対応する部分に明部が発生するのが抑制され、導光板の輝度ムラが抑制される。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記導光板の裏面には、前記端面に沿って延びるとともに前記入射された光を前記出射面から出射する方向に反射させる採光面を構成する溝が複数形成されている。

この発明では、入射面から入射された光は、導光板内を前記入射面と反対側の端面に向かって導波される間に採光面で反射して、出射面とほぼ垂直な方向に向かうようにその進行方向が偏向される。そして、出射面に設けられた凸条を経て出射される。従って、裏面にドットを設け、このドットによって散乱させる場合に比較して、入射面から入射された光を導光板の出射面から観察者に向かう方向に出射させるのが容易になる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記導光板は入射された光を拡散させる導入部が突設され、前記導入部は、前記光の入射側から導光板本体側に向かって拡がる形状に形成されている。また、前記導入部の幅方向に延びる面と平行な平面と点状光源からの光を拡散させる拡散部とが交互に繰り返して構成され且つ前記点状光源と対向する入射部と、前記拡散部で拡散された光を前記導光板本体に向けて反射する反射部とを備えている。

この発明では、点状光源からの光が、導入部によって拡散され、点状光源の正面や点状光源間に導波される光の指向性や光量が均一化される。従って、複数の点状光源を設けた際に、点状光源の正面や点状光源間の明部や暗部の発生や、導光板の輝度ムラをより低減することができる。

第２の目的を達成するため、請求項７に記載の発明の面光源装置は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の導光板と、光源とを備えている。この発明では、サイドライト型の面光源装置において、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の導光板を使用した場合と同様な効果が得られる。

第３の目的を達成するため、請求項８に記載の発明は、一端の入射面から入射された光を面状に出射する出射面に、前記入射面の下端を含み入射面と直交する方向に延びる仮想平面と平行に延びるようにレンズ状の凸条が複数設けられ、前記凸条は該凸条の延びる方向と直交する断面における外形形状が、前記仮想平面側に凸の曲線で形成され、かつ前記曲線として前記仮想平面と平行な接線を有するとともに、該曲線の各点での接線の傾きの平均値が異なる複数の曲線が存在する導光板の製造方法である。そして、前記凸条を構成する曲面に相当する刃部を有する単一のバイトにより、前記レンズ状の凸条を有する母型を切削加工し、その母型を使用して電鋳により金型を製造し、その金型を使用して導光板を製造する。

この発明では、導光板の製造に使用する金型の加工を単一のバイト（切削刃物）で行うことができ、複数のバイトを使用する場合に比較して、金型の加工が容易になるとともに加工費を低減できる。

請求項１〜請求項７に記載の発明によれば、面光源装置において、点状光源を使用した場合にも、プリズムシートを用いずに、入射光を効率良く正面に出射するとともに輝度ムラを抑制することができる。また、請求項８に記載の発明によれば、点状光源を使用した場合に、プリズムシートを用いずに、入射光を効率良く正面に出射するとともに輝度ムラを抑制することができる導光板を容易に製造することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を液晶表示装置のサイドライト型のバックライトに使用される面光源装置の導光板に具体化した第１の実施形態を図１〜図５に従って説明する。図１（ａ）は導光板と点状光源の関係を示す模式斜視図、図１（ｂ）は導光板の裏面を出射面側から見た模式斜視図、図２は液晶表示装置の模式図である。図３は導光板の模式正面図、図４は製造方法を説明する模式図、図５（ａ）は採光面の作用を示す模式図、（ｂ）は出射面に三角プリズムが設けられた場合の作用を示す模式図、（ｃ）はレンズ状の凸部の作用を示す模式図である。

図２に示すように、液晶表示装置１１は、液晶パネル１２と、その背面（表示面と反対側の面）側に配置されたバックライトとしての面光源装置１３とを備えている。面光源装置１３は、導光板１４と、導光板１４の入射面１４ａと対向する位置に配置された複数の点状光源１５とを備えている。点状光源１５としてはＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されている。入射面１４ａは導光板１４の一方の端面で構成されている。

面光源装置１３には、導光板１４を挟んで液晶パネル１２と反対側に位置し、導光板１４から漏れた光を導光板１４に戻して出射光として利用するための反射部材（反射シート）１６が設けられている。また、導光板１４と液晶パネル１２との間には、拡散シート１７が配置されている。

次に導光板１４について詳細に説明する。導光板１４は透明性の高い材料、例えばアクリル樹脂で形成されている。図１（ａ）に示すように、導光板１４は、ほぼ四角形状に形成され、点状光源１５から出射された光を入射する入射面１４ａと、入射面１４ａから入射された光を出射する出射面１８とを備え、出射面１８と反対側の裏面には、点状光源１５から導光板１４に入射した光を出射面１８に向けて反射させる反射部１９が形成されている。

反射部１９は、入射面１４ａに沿って延びるように形成された複数の平行な溝２０により構成されている。溝２０は、入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって上昇傾斜する採光面２０ａと、入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって下降傾斜する導波面（傾斜面）２０ｂとが交互に連なるように設けられている。即ち、各溝２０は点状光源１５と対向する入射面１４ａと直交する平面による断面形状が鋸歯状となるように隣接して形成されている。

採光面２０ａは、入射面１４ａから導光板１４に入射され、採光面２０ａに到達した光を、入射面１４ａの下端を含み入射面１４ａと直交する方向に延びる仮想平面Ｐ１（図３に図示）に対してほぼ直角に近い角度で出射面１８の方向に全反射させる角度に形成されている。図５（ａ）に示すように、溝２０は、採光面２０ａが仮想平面Ｐ１と平行な平面Ｐ２と成す角度θ１が例えば３５°〜５０°、好ましくは４０°〜４５°の範囲の所定の角度に、導波面２０ｂが平面Ｐ２と成す角度θ２が例えば０．３°〜２．５°の範囲の所定の角度に形成されている。

出射面１８には、レンズ状の凸条２１が、入射面１４ａの下端を含み入射面１４ａと直交する方向に延びる仮想平面Ｐ１と平行に、かつ入射面１４ａの法線方向に延びるように複数設けられている。図３に示すように、各凸条２１は２つの曲面によって画定されており、該凸条２１の延びる方向と直交する断面における外形形状の両端において仮想平面Ｐ１と平行な接線Ｌ１を有する。そして、出射面１８全体においては、該外形形状の各点での接線の傾きの平均値が異なる複数の凸条が存在するように形成されている。この実施形態では、凸条２１の延びる方向と直交する断面における外形形状を構成する各曲線は楕円の弧の一部を構成し、該曲線の曲率が連続的に変化するように形成されている。

この実施形態では、各凸条２１は、互いに隣接するように形成され、出射面１８は入射面１４ａの法線方向に延びる凸条２１が繰り返し形成された構成となっている。そして、点状光源１５の正面に対応する部分に設けられた凸条を画定する曲面の凸条が延びる方向と垂直な断面上での接線の傾きの平均値が、隣接する点状光源１５の間に対応する部分に設けられた凸条を画定する曲面の凸条が延びる方向と垂直な断面上での接線の傾きの平均値よりも小さくなるように形成されている。

凸条２１のピッチＰの値（前述の凸条２１を画定する外形形状の両端の距離）は一定であり、その値は１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍの範囲の所定の大きさに設定され、点状光源１５の幅は例えば３ｍｍに形成されている。この明細書において、凸条２１の形状や点状光源１５及び凸条２１の大きさの比は、図示の都合上実際とは異なっており、点状光源１５の数も実際とは異なっており２個のみ図示している。

凸条２１を構成する各曲面は、同一のバイト（刃物）で切削加工可能な形状に形成されている。各曲面の曲率（形状）は、採光面２０ａが平面Ｐ２と成す角度θ１、導波面２０ｂが平面Ｐ２と成す角度θ２の値や点状光源１５の指向性によって適正な値が異なる。従って、シミュレーションあるいは試験により導光板１４に点状光源１５から光を入射させた状態で、導光板１４に生じる明部や暗部を無くすようにして、輝度ムラが抑制される形状に凸条２１が形成されている。

この実施形態では、導光板１４は、金型を使用した射出形成により製造されるが、金型の凸条２１の相当する部分は電鋳により製造される。金型を製造する場合、図４に示すように、凸条２１を構成する曲面に相当する刃部を有する単一のバイト２３により、レンズ状の凸条を有する母型２４を切削加工する。次にその母型２４を使用して電鋳により金型を製造する。そして、その金型を使用して導光板１４を製造する。なお、図４において、二点鎖線で示す楕円２３’はバイト２３の歯の形状を示す。

次に前記のように構成された導光板１４の作用について説明する。導光板１４は、例えば、図２に示すように、透過型の液晶表示装置１１のバックライトユニットとしての面光源装置１３に組み込まれて使用される。点状光源１５は複数設けられている。

点状光源１５が点灯されると、点状光源１５から出射した光が導光板１４に入射し、入射した光は導光板１４の出射面１８から液晶パネル１２に向かって出射され、拡散シート１７を経て液晶パネル１２に入射される。そして、液晶表示装置１１の使用者は液晶パネル１２の表示をその出射光により視認する。

導光板１４における作用を詳しく説明すると、点状光源１５から出射した光の大部分は入射面１４ａから導光板１４に入射される。導光板１４に入射された光は導光板１４内を導波する。そのうち、採光面２０ａに到達した光は、図５（ａ）に示すように、出射面１８から出射する。

入射面１４ａから導光板１４内に入射した光が全て採光面２０ａに向かって直進するとは限らず、採光面２０ａに到達する光には、導波面２０ｂや出射面１８で全反射しながら導光板１４内を導波した後、採光面２０ａに到達する光もある。しかし、導波面２０ｂが入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって下降傾斜するように形成されている。そのため、直接採光面２０ａに向かって導波する以外の光は導波を繰り返すうちに、仮想平面Ｐ１と平行な方向に近づくため、結果として採光面２０ａで効率良く、仮想平面Ｐ１に対して垂直に近い角度で出射面１８の方向に全反射させることができる。

図５（ｂ）に示すように、出射面１８に従来の三角プリズム２５が形成された場合は、出射面１８側に向かった光Ｌは、三角プリズム２５の斜面２５ａに垂直な面との成す角度が大きくなるように屈折して進む。その結果、光が導光板１４の正面に集光される。しかし、三角プリズム２５の集光作用は、斜面２５ａに特定の角度で入射する光のみを図５（ｂ）に示すように導光板１４の正面に向かって集光するが、それ以外の角度で入射する光は正面以外の方向へ出射させる。

点状光源１５から出射されて導光板１４に入射された光は、拡がりを持っている。従って、採光面２０ａで全反射する際の角度が場所によって異なる状態となる。その結果、特定の角度で採光面２０ａに入射する光が三角プリズム２５から出射する際に導光板１４の正面に出射されるようになる。例えば、三角プリズム２５の頂角が９０°で、採光面２０ａの成す角度θ１が４５°では、点状光源１５からの拡がり角度αが約３４°の位置に輝線が発生する。

しかし、この実施の形態では凸条２１は、その表面が導光板１４の裏面側に凸の曲面が連続する形状に形成されている。その結果、図５（ｃ）に示すように、三角プリズム２５の場合に導光板１４の正面に向かうように屈折して進む特定の角度で曲面に入射する光Ｌだけでなく、特定角度以外の光Ｌでも、正面に出射する領域が凸条２１内に存在する。そのため、導光板１４の正面に向かずに出射する光が減り、出射光を出射面１８の正面から出射させる効率がよくなる。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） 導光板１４には、入射面１４ａから入射された光を出射する出射面１８と反対側の裏面に、入射された光を出射面１８から出射する方向に反射させる反射部１９が形成されている。出射面１８にはレンズ状の凸条２１が、入射面１４ａの下端を含み入射面１４ａと直交する方向に延びる仮想平面Ｐ１と平行に、かつ入射面１４ａと直交する方向に延びるように複数設けられている。各凸条２１のそれぞれは２つの仮想平面Ｐ１側に凸の曲面によって画定され、かつ該凸条２１の延びる方向と直交する断面における外形形状の両端において仮想平面Ｐ１と平行な接線Ｌ１を有し、前記外形形状における接線の傾きの平均値が異なる凸条２１が存在するように形成されている。従って、点状光源１５を使用した場合でも、プリズムシートを用いずに、入射光を効率良く導光板１４の正面に出射させるとともに、輝線の発生を抑制することができる。即ち、従来品に比較して、高品質（輝線が目立たない）で高効率（輝度向上）となる。

（２） 前記曲線は楕円弧、放物線などの曲率が連続的に変化する曲線で形成されている。従って、曲率が一定な円弧状に形成されたものに比較して、採光面２０ａで反射して凸条２１を構成する曲面に入射する光の角度の広い範囲に亘って、出射光を導光板１４の正面に出射させることが可能になる。

（３） 凸条２１は、接線Ｌ１と前記曲線との接点２２のピッチＰが一定に形成されている。従って、ピッチＰが一定でない場合に比較して、導光板１４を形成するための金型の加工が容易になる。

（４） 導光板１４の裏面には、入射面１４ａに沿って延びるとともに前記入射された光を出射面１８から出射する方向に反射させる採光面２０ａを構成する溝２０が複数形成されている。従って、裏面にドットを設ける場合に比較して、入射面１４ａから入射された光を導光板１４の出射面１８から観察者に向かう方向に出射させることが容易となる。

（５） プリズムシートを用いる必要がないため、面光源装置１３を構成する部品点数が少なくなって、組立工数を低減でき、製造コストを低減できる。導光板１４に凸条２１を形成する必要がある。しかし、導光板１４は金型を使用して射出成形などで製造されるため、金型のコストが多少高くなるが、多数の導光板１４を製造することにより、一枚当たりの導光板１４の製造コストは、プリズムを設けない導光板の製造コストと、プリズムシートの単価との合計より低くできる。

（６） 面光源装置１３は拡散シート１７を備えている。従って、導光板１４において輝線が完全には防止できない場合でも、導光板１４から出射された光が拡散シート１７を通過して液晶パネル１２に入射する際には、輝線が肉眼で判別できない状態にすることができる。

（７） 凸条２１を構成する曲面に相当する刃部を有する単一のバイト２３により、レンズ状の凸条２１を有する母型２４を切削加工し、その母型２４を使用して電鋳により金型を製造し、その金型を使用して導光板１４を製造する。従って、導光板１４の製造に使用する金型の加工を単一のバイト２３（切削刃物）で行うことができ、複数のバイトを使用する場合に比較して、金型の加工が容易になるとともに加工費を低減できる。

（８） 点状光源１５の正面に対応する部分に設けられた凸条を画定する曲面の凸条が延びる方向と垂直な断面上での接線の傾きの平均値が、隣接する点状光源１５の間に対応する部分に設けられた凸条を画定する曲面の凸条が延びる方向と垂直な断面上での接線の傾きの平均値よりも小さくなるように形成されている。従って、点状光源１５の正面と対応する部分に暗部が発生するのが抑制され、導光板の輝度ムラが抑制される。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した導光板１４の第２の実施形態を図６（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施形態では、導光板１４に点状光源１５から出射された光を入射するための導入部が突設されている点が前記第１の実施形態と大きく異なっている。第１の実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、図６（ａ）は導光板１４と点状光源１５の関係を示す模式斜視図、（ｂ）は導入部の模式平面図である。なお、（ｂ）では凸条２１の図示を省略している。

図６（ａ）に示すように、導光板１４の対向面１４ｂと反対側、即ち光の入射側の端面（入射面１４ａ）に導入部２６が複数、隣接して設けられている。導入部２６は、入射部２７及び反射部２８を備えている。導入部２６は、図６（ｂ）に示すように、光の入射側から導光板１４の本体側に向かって拡がる形状に形成されるとともに、基端（点状光源１５と対向する側の端部）の幅Ｋ（図における左右方向の長さ）が点状光源１５の幅よりも大きく形成されている。なお、この実施の形態では、導入部２６は対称な形状になっている。入射部２７は、点状光源１５と対向するとともに、導入部２６の幅方向に延びる面２９と平行な平面２７ａと、点状光源１５からの光を拡散させる拡散部としてのＶ型溝２７ｂとが交互に等間隔で繰り返して構成されている。Ｖ型溝２７ｂを構成する面と、入射部２７における平面２７ａとのなす角度θの値は１２０度〜１５５度の間の値となっている。

反射部２８は、Ｖ型溝２７ｂで拡散された光を導光板本体に向けて反射するように形成されている。反射部２８は平面状である。そして、反射部２８と導入部２６の幅方向に延びる面２９とがなす角度Δの値は３５度〜６５度の間の値となっている。ここで、導光板本体とは、導光板１４の導入部２６を除いた部分を意味する。

この実施形態では、点状光源１５から出射した光の大部分は入射部２７に到達する。入射部２７に到達した光のうち一部は、導入部２６の幅方向に延びる面２９と平行な平面２７ａから導入部２６に入射される。導入部２６の幅方向に延びる面２９と平行な平面２７ａから導入部２６に入射された光の多くは、平面２７ａにおいて、その進行方向が平面２７ａと垂直な方向に近づくように屈折し、導入部２６及び導光板１４の内部を導波する。

一方、入射部２７に到達した光のうち残りの一部は、Ｖ型溝２７ｂによって、反射部２８に向けて屈折されて導入部２６に入射される。そして、反射部２８において、その多くは導光板１４の幅方向と垂直な方向に近づくように反射される。反射部２８で反射された光は、導光板１４のうち、点状光源１５と点状光源１５との間に位置する部分を導波する。

従って、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（８）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（９） 導光板１４には入射された光を拡散させる導入部２６が突設され、点状光源１５からの光が、導入部２６によって拡散されるため、導入部２６がない場合に比較して、点状光源１５間や点状光源１５の正面に対応する部分に導波される光の指向性や光量が均一化される。従って、複数の点状光源１５間に暗部や明部が発生したり、点状光源１５の正面に明部や暗部が発生したりするのを抑制し易くなり、導光板１４から出射される光の点状光源１５の近傍に発生する輝度ムラをより低減することができる。

実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
〇 図７に示すように、凸条２１は、各凸条２１の接点２２と仮想平面Ｐ１との距離が一定でピッチＰが異なる形状としてもよい。この場合、各点状光源１５の正面と対応する部分に設けられた凸条２１の、凸条２１と直交する断面における曲線の各点での接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた凸条２１の、前記断面における曲線の各点での接線の傾きの平均値より小さく形成されている。その結果、凸条２１の各点状光源１５の正面と対応する部分から出射される光量が、他の部分から出射される光量に比較して相対的に多くなり、点状光源１５の正面と対応する部分に暗部が発生するのが抑制され、導光板１４の輝度ムラが抑制される。また、金型の母型を形成する際に、バイト２３による切削深さを一定とし、ピッチＰを予め決められた値となるように変更して切削する。この場合切削深さが一定のため、切削深さを変更する場合に比較して金型の母型の加工が容易となる。

〇 各点状光源１５の正面と対応する部分に設けられた凸条２１の、凸条２１と直交する断面における曲線の各点の接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた凸条２１の、前記断面における曲線の各点の接線の傾きの平均値より大きく形成してもよい。この場合、凸条２１の各点状光源１５の正面と対応する部分から出射される光量が相対的に少なくなり、他の部分から出射される光量との兼ね合いで、導光板１４の輝度ムラが抑制される。このような構成は、特に、全ての凸条２１が同一形状に形成された場合において、採光面２０ａと平面Ｐ２とのなす角度θ１、導波面２０ｂと平面Ｐ２とのなす角度θ２、および凸条２１を画定する曲面の形状等の関係から、点状光源１５の正面に対応する部分に明部が発生したり、点状光源１５の間に対応する部分に暗部が発生したりする場合に効果がある。

〇 凸条２１は必ずしも隣接する凸条２１が連続する必要はなく、各凸条２１を一定間隔をおいて配置してもよい。即ち、隣接する凸条２１間に平坦部が存在してもよい。間隔は、凸条２１の幅の１／１０以下が好ましい。

〇 導入部２６に設けられる入射部２７は、導入部２６の幅方向に延びる面２９と平行な平面２７ａと、点状光源１５からの光を拡散させる拡散部としてのＶ型溝２７ｂとが交互に等間隔で繰り返す構成に限らず、Ｖ型溝２７ｂが連続して繰り返す構成としてもよい。

〇 導入部２６を導光板１４に突設せず、点状光源１５と対向する端面としての入射面１４ａに入射部２７を形成してもよい。この場合、入射面１４ａが平坦な場合に比較して、入射する光を導光板１４の厚さ方向と直交する面内にひろげることができる。

○ 入射面１４ａから入射された光を導光板１４の出射面１８から出射させる構成として、採光面２０ａと導波面２０ｂとが鋸歯状に連続する構成の反射部１９を裏面に設ける構成に限らず、例えば、体積散乱を利用した採光手段を設けてもよい。体積散乱を利用した採光手段とは、導光板１４を構成する透明性の高い材料中に気泡又は導光板１４の材料と屈折率の異なる材料製のビーズを分散させることにより、光（可視光）を反射あるいは屈折させる機能を有するものを意味する。導光板１４の裏面側には反射シートを配設する。この構成を採用する場合は、導光板１４は、その厚さがマクロ的に見て入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって次第に薄くなるほぼ楔状に形成するのが好ましい。

○ 採光手段として、導光板の出射面又は裏面にドットを設ける構成を採用してもよい。しかし、ドットを設ける構成は輝度が低下し易いので、輝度の要求が小さな場合や光源の輝度が十分な場合に採用可能となる。

○ 導光板１４は、その厚さがマクロ的に見て一定ではなく、マクロ的に見て入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって次第に薄くなるほぼ楔状や、中央部が板厚な形状に形成されていてもよい。

〇 面光源装置１３において拡散シート１７を省略してもよい。拡散シート１７を設ける方が、面光源装置１３の出射面全体の輝度ムラを低くすることができる。しかし、面光源装置１３が使用される表示装置に要求される表示部の精細度によっては、拡散シート１７を省略しても、輝度ムラが気にならない状態に抑制できる。

○ 電鋳で金型を製造する際、母型を加工するバイトは、刃部が楕円等のように曲率が一定でない曲線状に形成されたものに限らず、円形のように曲率が一定の曲線状に形成されたものでもよい。しかし、曲率が一定でない曲線状に形成されたものの方が、採光面２０ａで反射して凸条２１を構成する曲面に入射する光の角度の広い範囲に亘って、出射光を導光板１４の正面に出射させることが可能になる。

○ 導光板１４の製造に使用する金型を、母型を１個のバイトで加工した後、電鋳で製造する代わりに、金型材にレーザー加工を施して凸条２１に対応する凹部を加工してもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施の形態から把握できる。
（１） 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記外形形状を構成する曲線は楕円弧、放物線などの曲率が連続的に変化する曲線である。

（２） 請求項８に記載の発明において、前記バイトは、刃部の形状が楕円弧、放物線などの曲率が連続的に変化する曲線で形成されている。

（ａ）は第１の実施形態の導光板と点状光源の関係を示す模式斜視図、（ｂ）は裏面を出射面側から見た部分模式斜視図。 液晶表示装置の模式図。 導光板の正面図。 製造方法を説明する模式図。 （ａ）は採光面の作用を示す模式図、（ｂ）は出射面に三角プリズムが設けられた場合の作用を示す模式図、（ｃ）はレンズ状の凸部の作用を示す模式図。 （ａ）は第２の実施形態の導光板と点状光源の関係を示す模式斜視図、（ｂ）は導入部の模式平面図。 別の実施形態の導光板の模式正面図。 従来技術の模式平面図。 別の従来技術の模式図。 別の従来技術の模式斜視図。 （ａ），（ｂ）は明部の現れる状態を示す模式平面図。 プリズムの作用を示す模式斜視図。

符号の説明

Ｌ…光、Ｐ…ピッチ、Ｌ１…接線、Ｐ１…仮想平面、Ｐ２，２７ａ…平面、１４…導光板、１４ａ…入射面、１５…点状光源、１８…出射面、１９，２８…反射部、２０…溝、２０ａ…採光面、２１…凸条、２２…接点、２３…バイト、２４…母型、２６…導入部、２７…入射部、２７ｂ…拡散部としてのＶ型溝、２９…面。

Claims (8)

1. 光源から出射された光を一端の入射面から入射するとともに、面状に変換して出射する導光板であって、
   前記入射面から入射された光を出射する出射面と反対側の裏面には、前記入射面から入射されて導光板内を導波する光を前記出射面から出射する方向に反射させる反射部が形成され、前記出射面には、レンズ状の凸条が、前記入射面の下端を含み入射面と直交する方向に延びる仮想平面と平行に、かつ入射面の法線方向に延びるように複数設けられ、前記凸条のそれぞれは、２つの前記仮想平面側に凸の曲面で画定され、かつ該凸条の延びる方向と直交する断面における外形形状の両端において前記仮想平面と平行な接線を有し、前記外形形状における接線の傾きの平均値が異なる前記凸条が存在する導光板。
2. 前記接線と前記外形形状との接点のピッチが一定に形成されている請求項１に記載の導光板。
3. 前記光源として複数の点状光源が使用され、前記各点状光源の正面と対応する部分に設けられた前記曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた前記曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値より小さく形成されている請求項１又は請求項２に記載の導光板。
4. 前記光源として複数の点状光源が使用され、前記各点状光源の正面と対応する部分に設けられた前記曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値が、他の部分に設けられた前記曲面の、前記断面上での接線の傾きの平均値より大きく形成されている請求項１又は請求項２に記載の導光板。
5. 前記導光板の裏面には、前記端面に沿って延びるとともに前記入射された光を前記出射面から出射する方向に反射させる採光面を構成する溝が複数形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の導光板。
6. 前記導光板は入射された光を拡散させる導入部が突設され、前記導入部は、前記光の入射側から導光板本体側に向かって拡がる形状に形成されるとともに、前記導入部の幅方向に延びる面と平行な平面と点状光源からの光を拡散させる拡散部とが交互に繰り返して構成され且つ前記点状光源と対向する入射部と、前記拡散部で拡散された光を前記導光板本体に向けて反射する反射部とを備えている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の導光板。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の導光板と、光源としての点状光源とを備えた面光源装置。
8. 一端の入射面から入射された光を面状に出射する出射面に、前記入射面の下端を含み入射面と直交する方向に延びる仮想平面と平行に延びるようにレンズ状の凸条が複数設けられ、前記凸条は該凸条の延びる方向と直交する断面における外形形状が、前記仮想平面側に凸の曲線で形成され、かつ前記曲線として前記仮想平面と平行な接線を有するとともに、該曲線の各点での接線の傾きの平均値が異なる複数の曲線が存在する導光板の製造方法であって、
   前記凸条を構成する曲面に相当する刃部を有する単一のバイトにより、前記レンズ状の凸条を有する母型を切削加工し、その母型を使用して電鋳により金型を製造し、その金型を使用して導光板を製造する導光板の製造方法。

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