JP2005301016A - 液晶表示装置バックライト用導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】 正面方向に対称で広い視野角にわたって明るい照明が可能な液晶表示装置バックライト用導光板。
【解決手段】 液晶表示装置用のバックライトに用いられる導光板１であって、導光板１は、表面１１と裏面１２と光源からの照明光を導入するための端面１５とを備えた透明板状体からなり、その裏面１２には、入射端１５の中心を含み板状体の面に平行な中心面１’に対して±（４５°±５°）の角度をなす斜面２０、２０を有する断面Ｖ字状のＶ溝２１又は四角錐溝２１’が設けられ、斜面２０、２０に正反射層３０が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置バックライト用導光板に関し、特に、広視野角液晶表示装置用の明るい照明を可能とするバックライト用導光板に関するものである。

従来、透過型液晶表示装置を背面から照明するためのバックライト用導光板においては、裏面に断面Ｖ字状のＶ溝あるいは凹状の四角錐溝を設けてその斜面で全反射させて導光板内を導かれた光を導光板表面側に射出させ、液晶表示装置照明用のバックライトとしている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
特開平１０−２０１２５号公報 特開平１１−２８６５５８号公報

ところで、通常バックライト用導光板は薄い板状の透明板であり、その中を導光される光束は、図２９に説明図を示すように、導光板１の入射端１５の中心を含み導光板１の面に平行な中心面１’を中心にして、その表裏両側に導光板１の屈折率ｎで決まる臨界角θ_C （＝ｓｉｎ^-1（１／ｎ））の角度まで漸減する強度分布４をとっている。すなわち、棒状光源等の照明光源から導光板１の入射端１５に入射する光束は、中心面１’を中心にしてその表裏両側に略ｃｏｓ形状を示す強度分布３をしているが、導光板１内に入射すると、スネルの法則に従って±θ_C 内の角度内に分布するように変換される。導光板１の屈折率ｎがアクリル樹脂の１．４９の場合、θ_C ≒４２．１６°となる。

このように、中心面１’を中心にして分布する導光光束を導光板１の表面側に対称な分布として射出させてバックライトとするには、中心面１’に対する角度が略±４５°の斜面２０を持つＶ溝や四角錐溝２１を導光板１の裏面に設け、その斜面２０で導光光束を表面側前方に反射させるようにすればよいが、図２９に数値例を記載してあるように、導光板１の屈折率ｎが１．４９の場合には、中心面１’を中心にして下方から入射する光束（−４２．１６°〜０°）の範囲と、中心面１’から上方の僅かの角度範囲（０〜＋２．８４°）から入射する光束とを合わせたＩの角度範囲の光束は斜面２０で全反射して導光板１の表面側に射出されるが、中心面１’を中心にして上方から入射する光束（０°〜＋４２．１６°）であって上記の僅かの角度範囲（０〜＋２．８４°）除いた角度範囲ＩＩ（＋２．８４°〜＋４２．１６°）の光束は、臨界角θ_C 以下であるため、斜面２０をほとんど透過して光束７や８となって照明に寄与しない無駄な光や迷光となり、照明の効率を落とす。

また、この場合の導光板１の表面から出る光束の強度の角度分布は、図３０のようになる。ここで、射出角０°は導光板１の表面側正面方向（法線方向）であり、正は図２９の右上方向、負は左上方向の角度である。図３０から明らかなように、バックライトの強度分布は正面方向を中心に対称でなくなり、正面を中心として一方の側（図２９の左側）の照明強度は略０となってしまう。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、正面方向に対称で広い視野角にわたって明るい照明が可能な液晶表示装置バックライト用導光板を提供することである。

上記目的を達成する本発明の液晶表示装置バックライト用導光板は、液晶表示装置用のバックライトに用いられる導光板であって、前記導光板は、表面と裏面と光源からの照明光を導入するための端面とを備えた透明板状体からなり、その裏面には、前記入射端の中心を含み前記板状体の面に平行な中心面に対して±（４５°±５°）の角度をなす斜面を有する断面Ｖ字状のＶ溝又は四角錐溝が設けられ、前記斜面に正反射層が設けられていることを特徴とするものである。

この場合、Ｖ溝又は四角錐溝の頂点近傍が、Ｖ字状の断面内において半径２μｍ以上の曲面部又は２μｍ以上の平坦部が設けられていることが望ましい。

具体的に、例えば、透明板状体の一面にＶ溝又は四角錐溝が均一密度に配置されており、透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、透明板状体の厚さが滑らかな曲面状に分布しているもの、透明板状体の一面に直線状のＶ溝あるいは直線状に整列した四角錐溝の列が配置されており、透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、Ｖ溝あるいは四角錐溝の列の間隔と深さが滑らかに変化しているものに適用することができる。

本発明においては、表面と裏面と光源からの照明光を導入するための端面とを備えた透明板状体の裏面には、入射端の中心を含み板状体の面に平行な中心面に対して±（４５°±５°）の角度をなす斜面を有する断面Ｖ字状のＶ溝又は四角錐溝が設けられ、その斜面に正反射層が設けられているので、正面方向に対称で広い視野角にわたって明るい照明が可能な液晶表示装置バックライト用導光板が得られる。

以下に、本発明の液晶表示装置バックライト用導光板の原理と実施例を説明する。図１に、本発明による液晶表示装置バックライト用導光板の模式的断面図を示す。導光板１は、棒状光源等の照明光源から照明光を導入する入射端１５と表面１１と裏面１２とからなる板状の透明体からなり、その裏面１２には、入射端１５の中心を含み導光板１の面に平行な中心面１’に対して略±４５°の斜面２０、２０を持つ断面Ｖ字状のＶ溝２１（図２（ａ））や四角錐溝２１’（図２（ｂ））を設け、その斜面２０、２０には正反射層３０を設けて構成してある。

このような構成であるので、棒状光源等の照明光源から導光板１の入射端１５に入射する略ｃｏｓ形状の強度分布３の照明光束は、導光板１内に入射して±θ_C 内の角度内に強度分布４として分布する導光光束５に変換され、この導光光束５は、Ｖ溝２１（図２（ａ））又は四角錐溝２１’（図２（ｂ））の斜面２０、２０に入射し、その入射光は入射角が臨界角θ_C 以下であっても、図２９の光束７や８のような透過光束は発生させずに、斜面２０、２０に設けた正反射層３０によって全てが正面方向に反射され、強度分布３と同じ角度分布（ただし、中心方向は９０°曲がった方向）を保ったまま表面１１へ入射し、その表面１１でスネルの法則に従って±９０°内に分布する図３に角度分布２２（図１）を示すような照明光束６となって正面方向へ対称に射出される。図３で射出角０°は導光板１の表面側正面方向（法線方向）である。この図３に示すように、この構成によるバックライトの強度分布は、正面方向を中心に対称となっており、しかも、斜面２０、２０で無駄な光は発生しないので、無駄なく明るい照明光となる。図３の射出光の角度分布２２は、入射端１５に入射する照明光の角度分布３と同じ形の分布になるので、例えば冷陰極蛍光管で照明すると、導光板１から出る照明光も同様に略ｃｏｓ形状の分布となるため、広視野角液晶液晶表示装置用のバックライト用導光板として最適なものとなる。

ここで、正反射層３０としては、１）アルミニウムや銀等の反射金属膜を蒸着はスパッター等の手法で成膜する、２）アルミニウム又は銀等の金属粒子（特に、皿状の金属粒子）を含む塗料を金属粒子を膜面に平行に配向させて塗布成膜する、３）銀鏡反応等の無電解メッキで金属被膜を着ける、４）誘電体多層膜の反射膜を蒸着等で着ける等の方法がある。

また、Ｖ溝２１（図２（ａ））や四角錐溝２１’（図２（ｂ））の斜面２０、２０の中心面１’に対する角度としては、必ずしも±４５°に限定されず、±（４５°±５°）の範囲にあればよい。

ところで、頂角が略９０°のＶ溝２１や四角錐溝２１’は通常１０μｍ程度の深さに形成されるが、このような溝２１、２１’中にその頂点近傍も含めて完全に正反射層３０を形成することは、実際上容易ではなく、頂点近傍の正反射層３０に例えば正反射層３０の抜け、斜面２０、２０への密着の不完全さ等が発生し、そのような欠陥があると、頂点近傍に輝点や暗点が生じてしまい、均一で明るい照明が害される恐れが生じるばかりでなく、照明効率の低下につながる。

そこで、図４（ａ）、（ｂ）に断面を示すように、溝２１、２１’の斜面２０、２０が交差する頂点近傍をＶ字状の断面内において半径ｒの曲面部３３に形成するか（図４（ａ））、長さｄの平坦部３４に形成し（図４（ｂ））、そのような欠陥が発生しないようにする。そのためには、半径ｒ、長さｄを２μｍ以上にすることが望ましい。このように溝２１、２１’の頂点近傍を曲面部３３又は平坦部３４に形成すると、それぞれ図４（ｃ）、（ｄ）に断面を示すように、溝２１、２１’の中を曲面部３３、平坦部３４を含めて斜面２０、２０全面に欠陥なしに正反射層３０を一様に成膜することができるようになる。

ところで、本発明者は、特願２００３−１４４２８号において、次のような面光源用導光板を提案した。

〔１〕 透明板状体であって、その周囲の端面に面して配置された光源からの光がその光源に面した端面から透明板状体内に入射し、内部反射により導光された光が透明板状体の一面に配置された散乱源により散乱されて透明板状体の表面側に散乱されて出ることにより、面状の光源として使用される面光源用導光板において、
前記透明板状体の一面に散乱源が均一密度に配置されており、前記透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、前記透明板状体の厚さが滑らかな曲面状に分布していることを特徴とする面光源用導光板。

〔２〕 前記透明板状体が長方形の透明板状体であって、その一辺に面して線状光源が配置される透明板状体であり、前記線状光源に直交する方向の厚さが、前記線状光源から離れるに従って薄くなるがその変化率は徐々に小さくなり、その厚さを表す曲線が上側に凹の滑らかな曲線形状をしており、前記線状光源に沿う方向の厚さは、少なくとも、前記線状光源側の辺と反対側の辺位置において、略中央で最大になり両端に向かって減少し、その厚さを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状をしていることを特徴とする〔１〕記載の面光源用導光板。

〔３〕 前記透明板状体が長方形の透明板状体であって、その対向する両辺に面して線状光源が配置される透明板状体であり、前記線状光源に直交する方向の厚さが、前記線状光源から離れるに従って薄くなるがその変化率は徐々に小さくなり、両辺の略中央において変化率が０で最小になり、その厚さを表す曲線は上側に凹の滑らかな曲線形状をしており、前記線状光源に沿う方向の厚さは、少なくとも、前記線状光源間の略中央位置において、略中央で最大になり両端に向かって減少し、その厚さを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状をしていることを特徴とする〔１〕記載の面光源用導光板。

〔４〕 前記透明板状体の裏面に散乱源が均一密度に配置されており、前記透明板状体の裏面は平面で表面が曲面からなることを特徴とする〔１〕から〔３〕の何れか１項記載の面光源用導光板。

このような特願２００３−１４４２８号の提案による透明板状体の一面に均一密度に配置される散乱源として、以上に説明した本発明に基づくＶ溝２１（図２（ａ））や四角錐溝２１’を用いることにより、面内の輝度分布が一様で高い光利用効率でありながら、正面方向に対称で広い視野角にわたって明るい照明が可能な液晶表示装置バックライト用導光板を得ることが可能になる。以下、特願２００３−１４４２８号の実施例に従って説明する。

図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ特願２００３−１４４２８号による実施例１、２の面光源用導光板１の正面図を示す。

まず、図５（ａ）の実施例１は、Ｘ方向の辺の長さが２５６ｍｍ、Ｙ方向の辺の長さが３５２ｍｍの長方形の導光板１であって、その長辺側の一端面１５に面して導光板１の長辺と同じ長さの線状光源１０が一端面１５から１ｍｍ離れて配置される場合の実施例である。導光板１の厚さ分布Ｔ（ｘ，ｙ）の計算に当たっては、Ｘ方向に３２に等分割、Ｙ方向に４４に等分割する。そして、その裏面１２には外側からＸ方向及びＹ方向に延びる本発明に基づくＶ溝２１が切り込まれて均一配置の散乱体が設けられており、そのＶ溝２１の導光板１内での高さは１０μｍであり、Ｘ方向及びＹ方向に２２２μｍの繰り返しピッチで設けられている。

ここで、線状光源１０の長手方向の発光強度分布は図６に示すようなものである。ただし、光強度は１に正規化してある。

この実施例１の導光板１の散乱係数分布Ｆ（ｘ，ｙ）は図７のようになり、それから求めた導光板１の厚さ分布Ｔ（ｘ，ｙ）は図８のようになる。そして、この実施例１の導光板１の表面１１側に得られる輝度分布は図９のようになる。

この得られた導光板１の面内バラツキは０．４５％、散乱効率は７０．７％であり、面内の輝度分布が極めて均一で一様であり、極めて高効率な面光源用導光板が得られることが分かる。

得られた導光板１の形状を特定するために、Ｘ軸に沿った断面形状を図１０に、Ｙ軸に沿った断面形状を図１１に示す。図中の、Ｘ方向、Ｙ方向の位置を表す数字は一端から数えたセル番号である。

この図１０、図１１から、実施例１のように、一面に散乱源が均一に配置された長方形の透明板状体の一辺に線状光源１０が面して配置される面光源用導光板１においては、その線状光源１０に直交する方向（Ｘ軸方向）の厚さは、線状光源１０から離れるに従って薄くなるがその変化率は徐々に小さくなり、その厚さを表す曲線は上側に凹の滑らかな曲線形状をしており（図１０）、その線状光源１０に沿う方向（Ｙ軸方向）の厚さは、線状光源１０に直交する方向の何れの位置においても略中央で最大になり両端に向かって減少し、その厚さを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状をしている（図１１）ものである。線状光源１０として図６のように両端で発光強度が低下せずに均一なもの、あるいは、導光板１の長辺より長いものを用いる場合等においても、少なくとも線状光源１０側の端面１５と反対側端面位置において、線状光源１０に沿う方向（Ｙ軸方向）の厚さを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状となる。なお、このような形状は実施例１の具体的な仕様に限定されないものである。

次に、図５（ｂ）の実施例２は、Ｘ方向の辺の長さが２５６ｍｍ、Ｙ方向の辺の長さが３５２ｍｍの長方形の導光板１であって、その長辺側の向かい合う両端面１５、１６に面して導光板１の長辺と同じ長さの線状光源１０、１０が端面１５、１６から１ｍｍ離れて配置される場合の実施例である。導光板１の厚さ分布Ｔ（ｘ，ｙ）の計算に当たっては、Ｘ方向に３２に等分割、Ｙ方向に４４に等分割する。そして、その裏面１２には外側からＸ方向及びＹ方向に延びる本発明に基づくＶ溝２１が切り込まれて均一配置の散乱体が設けられており、その導光板１での高さは１０μｍであり、Ｘ方向及びＹ方向に２２２μｍの繰り返しピッチで設けられている。

ここで、線状光源１０の長手方向の発光強度分布は図６に示すようなものである。ただし、光強度は１に正規化してある。

この実施例２の導光板１の散乱係数分布Ｆ（ｘ，ｙ）は図１２のようになり、それから求めた導光板１の厚さ分布Ｔ（ｘ，ｙ）は図１３のようになる。そして、この実施例２の導光板１の表面１１側に得られる輝度分布は図１４のようになる。

この得られた導光板１の面内バラツキは０．４３５％、散乱効率は８４．２％であり、面内の輝度分布が極めて均一で一様であり、極めて高効率な面光源用導光板が得られることが分かる。

得られた導光板１の形状を特定するために、Ｘ軸に沿った断面形状を図１５に、Ｙ軸に沿った断面形状を図１６に示す。図中の、Ｘ方向、Ｙ方向の位置を表す数字は一端から数えたセル番号である。

この図１５、図１６から、実施例２のように、一面に散乱源が均一に配置された長方形の透明板状体の対向する両辺に線状光源１０が面して配置される面光源用導光板１においては、その線状光源１０に直交する方向（Ｘ軸方向）の厚さは、線状光源１０から離れるに従って薄くなるがその変化率は徐々に小さくなり両辺の略中央において変化率が０で最小になり、その厚さを表す曲線は上側に凹の滑らかな曲線形状をしており（図１５）、その線状光源１０に沿う方向（Ｙ軸方向）の厚さは、線状光源１０に直交する方向の何れの位置においても略中央で最大になり両端に向かって減少し、その厚さを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状をしている（図１６）ものである。線状光源１０として図６のように両端で発光強度が低下せずに均一なもの、あるいは、導光板１の長辺より長いものを用いる場合等においても、少なくとも線状光源１０間の略中央において、線状光源１０に沿う方向（Ｙ軸方向）の厚さを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状となる。なお、このような形状は実施例１の具体的な仕様に限定されないものである。

なお、実施例１、２のような何れの導光板１においても、表面１１側あるいは裏面１２側何れを厚さＴ（ｘ，ｙ）に従う曲面にしてもよく（その場合は、他の面は平面になる。）、あるいは両面共その間の厚さがＴ（ｘ，ｙ）に従うような曲面にしてもよい。特に、裏面を平面として散乱源を均一に配置し、表面を厚さＴ（ｘ，ｙ）に従う曲面にすると、製造がより容易になり望ましい。

また、以上の実施例では、線状光源１０を用いることを前提にしていたが、点光源を用いる場合、あるいは、線状光源を複数の点光源で置き換える場合も、同様にして、面内の輝度分布が一様で高い光利用効率の面光源用導光板を得ることができる。

また、本発明者は、特願２００４−８３９１６号において、次のような面光源用導光板を提案した。

〔１〕 透明板状体であって、その周囲の端面に面して配置された光源からの光がその光源に面した端面から透明板状体内に入射し、内部反射により導光された光が透明板状体の一面に配置された散乱源により散乱されて透明板状体の表面側に散乱されて出ることにより、面状の光源として使用される面光源用導光板において、
前記透明板状体の一面に直線状の溝あるいは直線状に整列した錐状の穴列からなる散乱源が配置されており、前記透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、前記溝あるいは穴列の間隔と深さが滑らかに変化していることを特徴とする面光源用導光板。

〔２〕 前記透明板状体が長方形の透明板状体であって、その一辺に面して線状光源が配置される透明板状体であり、前記溝あるいは穴列が前記一辺に平行に複数配置され、前記溝あるいは穴列間の間隔が、前記線状光源から離れるに従って小さくなり、前記溝あるいは穴列各々の深さを表す曲線は略中央で最小になり、両端に向かって増加するように、前記溝あるいは穴列が設けられていることを特徴とする〔１〕記載の面光源用導光板。

〔３〕 前記透明板状体が長方形の透明板状体であって、その対向する両辺に面して線状光源が配置される透明板状体であり、前記溝あるいは穴列が前記両辺に平行に複数配置され、前記溝あるいは穴列間の間隔が、前記線状光源から離れるに従って小さくなり、前記両辺の略中央において最小になり、前記溝あるいは穴列各々の深さを表す曲線は略中央で最小になり、両端に向かって増加するように、前記溝あるいは穴列が設けられていることを特徴とする〔１〕記載の面光源用導光板。

〔４〕 前記透明板状体の厚さが面内で変化していることを特徴とする〔１〕から〔３〕の何れか１項記載の面光源用導光板。

このような特願２００４−８３９１６号の提案による透明板状体の一面に配置された直線状の溝あるいは直線状に整列した錐状の穴列からなる散乱源として、以上に説明した本発明に基づくＶ溝２１（図２（ａ））や四角錐溝２１’を用いることによっても、面内の輝度分布が一様で高い光利用効率でありながら、正面方向に対称で広い視野角にわたって明るい照明が可能な液晶表示装置バックライト用導光板を得ることが可能になる。以下、特願２００４−８３９１６号の実施例に従って説明する。

図１７、図２３にそれぞれ特願２００４−８３９１６号による実施例１、２の面光源用導光板１の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、その側面図の部分拡大図（ｃ）を示す。

まず、図１７の実施例１は、Ｘ軸方向の辺の長さが２０４ｍｍ、Ｙ軸方向の辺の長さが２７２ｍｍの長方形の導光板１であって、その長辺側の一端面１５に面して導光板１の長辺と同じ長さの線状光源１０が一端面１５から１ｍｍ離れて配置され、一端面１５での厚さが２ｍｍ、それと反対側の端面での厚さが０．６ｍｍで、一端面１５から反対の端面まで厚さが楔状に薄くなっている場合の実施例である。導光板１の散乱係数分布Ｆ（ｘ，ｙ）の計算に当たっては、Ｘ軸方向に２０に等分割、Ｙ軸方向に２７に等分割する。そして、導光板１の裏面１２には、外側からＹ軸方向に延びる多数の本発明に基づくＶ溝２１が平行に切り込まれており、それらのＶ溝２１の導光板１１内でのＹ軸方向の中心部での高さは何れも１０μｍであり、Ｙ軸方向に延びるＶ溝２１間のピッチはＸ軸方向に変化するように設けられている。

ここで、線状光源１０の長手方向の発光強度分布は図１８に示すようなものである。ただし、光強度は１に正規化してある。

この実施例１の導光板１の散乱係数分布Ｆ（ｘ，ｙ）は図１９のようになり、それから得られたＶ溝２１の間隔（ピッチ）のＸ軸方向の分布は図２０のようになり、また、各Ｖ溝２１の深さのＹ軸方向の分布は図２１のようになる。そして、この実施例１の導光板１の表面１１側に得られる輝度分布は図２２のようになる。ただし、図１９、図２１、図２２において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置を表す数字はセル番号である。

この得られた導光板１の面内均斉度は９５％、散乱効率は７５％以上であり、面内の輝度分布が極めて均一で一様であり、極めて高効率な面光源用導光板が得られることが分かる。

この実施例の構成においては、Ｖ溝２１間のピッチは、図２０から明らかなように、線状光源１０から離れるに従って徐々に小さくなり、そのピッチを表す曲線は上側に凸の滑らかな曲線形状をしている。また、Ｖ溝２１各々の深さは、図２１から明らかなように、Ｘ軸上のどの位置のＶ溝２１においても、略中央で最小になり、両端に向かって増加しており、その深さを表す曲線は下側に凸の滑らかな曲線形状をしている。そして、線状光源１０から離れるに従ってＶ溝２１の両端の深さは中央に対してより深くなっている。

次に、図２３の実施例２は、Ｘ軸方向の辺の長さが９２ｍｍ、Ｙ軸方向の辺の長さが１５６ｍｍの長方形の導光板１であって、その長辺側の一端面１５、１６に面して導光板１の長辺と同じ長さの線状光源１０、１０が端面１５、１６から１ｍｍ離れて配置され、端面１５、１６間が一様な厚さ５ｍｍの平行平面板の場合の実施例である。導光板１の散乱係数分布Ｆ（ｘ，ｙ）の計算に当たっては、Ｘ軸方向に２３に等分割、Ｙ軸方向に３９に等分割する。そして、導光板１の裏面１２には、外側からＹ軸方向に延びる多数のＶ溝２１が平行に切り込まれており、それらのＶ溝２１の導光板１１内でのＹ軸方向の中心部での高さは何れも５０μｍであり、Ｙ軸方向に延びるＶ溝２１間のピッチはＸ軸方向に変化するように設けられている。

ここで、線状光源１０の長手方向の発光強度分布は図２４に示すようなものである。ただし、光強度は１に正規化してある。

この実施例２の導光板１の散乱係数分布Ｆ（ｘ，ｙ）は図２５のようになり、それから得られたＶ溝２１の間隔（ピッチ）のＸ軸方向の分布は図２６のようになり、また、各Ｖ溝２１の深さのＹ軸方向の分布は図２７のようになる。そして、この実施例２の導光板１の表面１１側に得られる輝度分布は図２８のようになる。ただし、図２５、図２７、図２８において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置を表す数字はセル番号である。

この得られた導光板１の面内均斉度は９５％、散乱効率は８０％以上であり、面内の輝度分布が極めて均一で一様であり、極めて高効率な面光源用導光板が得られることが分かる。

この実施例の構成においては、Ｖ溝２１間のピッチは、図２６から明らかなように、線状光源１０から離れるに従って徐々に小さくなり、端面１５と１６の間の略中央において最小になり、そのピッチを表す曲線は端面１５、１６近傍で変曲点を有し、その略中央で極小値をとるように下側に凸の滑らかな曲線形状をしている。また、Ｖ溝２１各々の深さは、図２７から明らかなように、Ｘ軸上のどの位置のＶ溝２１においても、略中央で最小になり、両端に向かって増加しており、その深さを表す曲線は下側に凸の滑らかな曲線形状をしている。そして、線状光源１０から離れて端面１５と１６の間の中央部に至るに従ってＶ溝２１の両端の深さは中央に対してより深くなっている。

以上の実施例では、線状光源１０を用いることを前提にしていたが、点光源を用いる場合、あるいは、線状光源を複数の点光源で置き換える場合も、同様にして、面内の輝度分布が一様で高い光利用効率の面光源用導光板を得ることができる。

以上、本発明の液晶表示装置バックライト用導光板をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明による液晶表示装置バックライト用導光板の模式的断面図である。 導光板に設ける断面Ｖ字状のＶ溝と四角錐溝を模式的に示す斜視図である。 図１の導光板から射出される照明光束の角度分布を示す図である。 溝の頂点近傍に曲面部と平坦部を設けた場合と正反射層をその溝内に成膜した場合の断面図である。 特願２００３−１４４２８号による実施例１、２の面光源用導光板の正面図である。 線状光源の長手方向の発光強度分布を示す図である。 特願２００３−１４４２８号による実施例１の導光板の散乱係数分布を示す図である。 実施例１の導光板の厚さ分布を示す図である。 実施例１の導光板の表面側に得られる輝度分布を示す図である。 実施例１の導光板のＸ軸に沿った断面形状を示す図である。 実施例１の導光板のＹ軸に沿った断面形状を示す図である。 実施例２の導光板の散乱係数分布を示す図である。 実施例２の導光板の厚さ分布を示す図である。 実施例２の導光板の表面側に得られる輝度分布を示す図である。 実施例２の導光板のＸ軸に沿った断面形状を示す図である。 実施例２の導光板のＹ軸に沿った断面形状を示す図である。 特願２００４−８３９１６号による実施例１の面光源用導光板の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、その側面図の部分拡大図（ｃ）である。 線状光源の長手方向の発光強度分布を示す図である。 実施例１の導光板の散乱係数分布を示す図である。 実施例１の導光板のＶ溝の間隔（ピッチ）のＸ軸方向の分布示す図である。 実施例１の導光板のＶ溝の深さのＹ軸方向の分布を示す図である。 実施例１の導光板の輝度分布を示す図である。 特願２００４−８３９１６号による実施例２の面光源用導光板の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、その側面図の部分拡大図（ｃ）である。 線状光源の長手方向の発光強度分布を示す図である。 実施例２の導光板の散乱係数分布を示す図である。 実施例２の導光板のＶ溝の間隔（ピッチ）のＸ軸方向の分布示す図である。 実施例２の導光板のＶ溝の深さのＹ軸方向の分布を示す図である。 実施例２の導光板の輝度分布を示す図である。 Ｖ溝だけを設けた場合のバックライト用導光板の模式的断面図である。 図２９の導光板から射出される照明光束の角度分布を示す図である。

符号の説明

１…導光板
１’…導光板の面に平行な中心面
３…導光板の入射端に入射する光束の強度分布
４…導光板中を導光される光束の強度分布
５…導光光束
６…照明光束
７、８…照明に寄与しない無駄な光、迷光
１０…線状光源
１１…導光板の表面
１２…導光板の裏面
１５、１６…導光板の入射端（端面）
２０…斜面
２１…Ｖ溝
２１’…四角錐溝
２２…照明光束の角度分布
３０…正反射層
３３…曲面部
３４…平坦部

Claims (4)

1. 液晶表示装置用のバックライトに用いられる導光板であって、前記導光板は、表面と裏面と光源からの照明光を導入するための端面とを備えた透明板状体からなり、その裏面には、前記入射端の中心を含み前記板状体の面に平行な中心面に対して±（４５°±５°）の角度をなす斜面を有する断面Ｖ字状のＶ溝又は四角錐溝が設けられ、前記斜面に正反射層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置バックライト用導光板。
2. 前記Ｖ溝又は四角錐溝の頂点近傍が、Ｖ字状の断面内において半径２μｍ以上の曲面部又は２μｍ以上の平坦部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置バックライト用導光板。
3. 前記透明板状体の一面に前記Ｖ溝又は四角錐溝が均一密度に配置されており、前記透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、前記透明板状体の厚さが滑らかな曲面状に分布していることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置バックライト用導光板。
4. 前記透明板状体の一面に直線状の前記Ｖ溝あるいは直線状に整列した前記四角錐溝の列が配置されており、前記透明板状体の表面側に散乱される光の輝度が面内で略均一になるように、前記Ｖ溝あるいは前記四角錐溝の列の間隔と深さが滑らかに変化していることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置バックライト用導光板。

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