JP2006156368A - 導光板及びバックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源２０の光量の利用効率が高く、そのため消費電力が小さくて済み、また、高輝度かつ均一な輝度分布を得ることができるようにし、またバックライト装置の組立工数が少なく、それゆえ低コストかつ効率的に製造することができるようにする。
【解決手段】
透過材１０の一方の平面が反射部１２をなし、該反射部に対向する他方の平面が出光部１１をなして、光源２０からの光を導光し、前記反射部１２で反射して前記出光部１１から出射させる。このとき、前記透過材１０の側面部１３及び反射部１２に光を反射する反射体１５を形成し、前記出光部１１から出光する光を屈折させる複数の錐状体部１１１又は複数のレンズ部を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源からの光を導光し、その光を反射部で反射して出光部から出射させる導光板及びそれを用いたバックライト装置に関する。特に、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ等の、いわゆるモバイル機器の液晶ディスプレイに対し好適に用いられる導光板、導光板の製造方法及びバックライト装置に関する。

従来、携帯電話機、ＰＤＡ、デジタルカメラ等のモバイル用液晶パネルに用いられているバックライト装置は、図１４に示すように、導光板８０１の背後に反射シート８０２が備えられ、導光板８０１の出光部側には、散乱シート８０３及び錐状体部シート２枚（８０４ａ、８０４ｂ）が取付枠８０５内に積層して配置され、これに例えばＬＥＤ３個が配置された光源台（図示せず）が収納されている。
そして、導光板８０１の裏面には微細突起斑点が敷設され、ＬＥＤからの光を反射シート８０２によって出光部側へ反射させ、光機能性を有する錐状体部シート８０４ａ、８０４ｂにより光束に指向性を持たせて正面の輝度を上げる工夫がされている。

上記従来のバックライト装置は、多数の光学シートを積層させた構造であるため、以下のような種々の問題点を有している。
１）輝度が低い
液晶パネルには開口率の狭いカラーフィルタが配置されているため、バックライト装置からの光を１００％とすると、液晶画面から放出される光はわずか数％に過ぎない。液晶パネルとしての輝度は３００ｃｄ／ｍ２以上欲しいので、逆算してバックライト装置には５０００ｃｄ／ｍ２以上が要求される。しかし、現状はＬＥＤ３個で３０００ｃｄ／ｍ２程度しか得られていない。

２）輝度分布が不均一
バックライト装置では中央付近と外周部との輝度差が少ない程良いが、現状で外周部の輝度は中央部の８０％程度であり、暗くなっている。

３）バッテリーの消費電力が大きい
液晶パネルの消費電力の大半はバックライト装置の光源に依存する。すなわち、ＬＥＤ光源の数が少ないほどバッテリーは長持ちする。ところが、ＬＥＤの数と輝度とは比例するため、少ないＬＥＤで輝度を上げるには、バックライト装置としてＬＥＤ光源の光量の有効利用を図るしかない。
しかし、従来のバックライト装置では、光源周辺での損失や、反射シート、散乱シート、錐状体部シートでの光の吸収、及び外周部での損失等によって液晶モジュールに照明されるのは光源光量の５０％程度であり、結果的に不足の光量を補うため光源での消費電力が大きくなってしまう傾向がある。

４）バックライトユニットの組立工数の問題
現在、携帯電話機の年間生産台数は全世界で５億個、日本で約５０００万個であり、今や大衆消費製品、生活必需品となっている。それに伴い、さらなる低価格化が求められている。
しかしながら、現状のバックライト装置は傷の付き易いデリケートな光学シートを多用しているために、組立の自動化が難しく、人手に頼っている。その結果、価格競争のため安い労働力を求めて組立作業は海外に依存するようになり、その傾向は年々強まってきていて、日本では全工程の８０％程度が海外組立となっている。すなわち、液晶パネルの製造とバックライト装置の組立は別の国で行われている。したがって、部材の運搬にかかるコストや、組立現地での在庫負担等、経済的な損失が大きいという問題がある。

上記のような諸問題に対し、錐状体部シート、反射シート等の光学シートの機能の一部を導光板自体に持たせ、それによってシートの積層枚数を減らそうとする技術がいくつか提案されている。例えば、片面に複数の反射溝が設けられた導光板において、その片面の反対側の透過面に拡散処理が施されたことを特徴とする液晶表示用導光板が開示されている（特許文献１参照）。

このような導光板によって光源の光利用率が向上し、バックライト装置としてある程度の高輝度かつ均一な発光を得ることができるが、その性能は不十分なものであり、実際には依然として反射シート等の光学シートと別途組み合わせることが必要とされていた。
特開平８−１７９１３０号公報

そこで、本発明は、光源が発する光の利用効率を高くして消費電力を抑制し、また高輝度かつ均一な輝度分布の導光板を低コストで製造可能な導光板、導光板の製造方法及びバックライト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１にかかる導光板は、透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を反射部で反射して出光部から出射させる導光板であって、透過材の側面部と反射部に光を反射する反射体を設け、出光部には複数の錐状体部を形成したことを特徴とする。

また、請求項２は、錐状体部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項３は、錐状体部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項４は、錐状体部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定され、錐状体部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項５は、透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を反射部で反射して出光部から出射させる導光板であって、反射部に複数の乱反射部を形成し、該乱反射部が形成された反射部と透過材の側面部とに反射体を形成したことを特徴とする。

また、請求項６は、乱反射部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項７は、乱反射部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項８は、乱反射部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定され、錐状体部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項９は、透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を反射部で反射して出光部から出射させる導光板であって、透過材の側面部と反射部とに光を反射する反射体を設け、出光部には複数の凸レンズ部を形成したことを特徴とする。

また、請求項１０は、レンズ部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定されていることを特徴とする。

また、請求項１１は、透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を反射部で反射して出光部から出射させる導光板であって、反射部に複数の段部を形成し、該段部が形成された反射部と透過材の側面部とに反射体を形成したことを特徴とする。

また、請求項１２は、段部が、導光されてきた光を出光部に向けて反射し、その反射角が光源から離れるに従い小さくなるように設定された立上がり面部と、側面部で反射されてきた光を出光部に向けて反射する平面部とを備えることを特徴とする。

また、請求項１３は、段部が、導光されてきた光を出光部に向けて反射する立上がり面部と、側面部で反射されてきた光を出光部に向けて反射する平面部とを備え、立上がり面部の立上がり長さを光源から離れるに従い短くしたことを特徴とする。

また、請求項１４は、側面部が、当該側面部で反射された光を反射部に反射するように適宜向けて設けたことを特徴とする。

また、請求項１５は、出光部に、液晶モジュールを収納するための収納凹部を設けたことを特徴とする。

さらに、請求項１６は、導光板が、錐状体部、レンズ部、乱反射部又は段部の少なくとも１の形状を持つ圧子を押圧して形成された金型を用いて成型されたものであることを特徴とする。

また、請求項１７にかかるバックライト装置は、上記記載の導光板と、該導光板の１の側面部又はその近傍に設けられた光源とを備えることを特徴とする。

また、請求項１８は、光源が、帯状光を発する線状光源であることを特徴とする。

さらに、請求項１９は、光源の光軸が、反射部に向うように設けたことを特徴とする。

本発明によれば、出光部に凸レンズ部や錐状体部を設けたので、光源からの光を効率的に屈折や集光ができるようになり出光部での輝度分布の一様化及び輝度向上を図ることが可能になると共に消費電力の抑制が可能になる。
また、反射部に複数の段部や乱反射部を形成し、この段部や乱反射部と透過材の側面部とに反射体を形成したので、光源からの光を効率的に出光部に反射できるようになり出光部での輝度分布を一様化及び輝度向上を図ることが可能になると共に消費電力の抑制が可能になる。
そして、これらにより従来の光学シートが不要になり、組立て工数が減り、製造コストを低減させることができる。

以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の実施の形態（１）について図１〜図４に基づき説明する。図１は実施の形態（１）に係るバックライト装置の出光部側からみた平面図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図、図３は反射部の法線ベクトル方向に突出して設けられた乱反射部（凸部）１２１ａの状態を示す拡大平面図、図４は導光板を成形するための金型の製造工程を説明する図である。

図１及び図２に示すように、実施の形態（１）に係るバックライト装置１Ａは、一方の平面を出光部１１とし、その出光部１１に対向する他方の平面を反射部１２とする導光板（透過材）１０と、その透過材１０の面方向に光を入射するための光源２０とを備えた概略構成となっている。

透過材１０は、光源２０の波長域に対し透明性を示す材料から構成され、複屈折を示さないか、複屈折の小さい材料で形成することが好ましい。具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂、及び無機ガラス材等を挙げることができる。透過材１０の外観は、図１に示すように上面視略五角形に形成され、その端部に光源２０が取付けられており、光源２０からの光が透過材１０の面に沿って円弧状に広がって導光される。

透過材１０の反射部１２側には、図２に示すように、複数のレンズ状の乱反射部１２１ａが設けられている。この乱反射部１２１ａは、図３に示すように、当該乱反射部１２１ａの端部１２１ｂが隣接する他の乱反射部１２１ａの端部１２１ｂと接するように密に配設されている。具体的には、各々の乱反射部１２１ａの平面形状が六角形をなし、乱反射部１２１ａの最密充填状態が形成されている。なお、図３（ａ）は最密充填状態にしない場合を示し、図３（ｂ）は最密充填状態にした場合の最密状態を例示している。最密状態にすることにより、入射した光は効率的に出光部１１側に反射されるが、最密充填状態にしない場合は、スペース部分１１５で反射した光は出光部１１への指向性の弱い反射となる。

上記のように密に形成された乱反射部１２１ａは、図４に示す方法により効率的に製造することができる。すなわち、透過材１０を成形等により形成する際に用いる金型３０に、ダイヤモンド等からなる球状の圧子４０を押し付けて複数の凹部３０１を形成する。このとき凹部３０１が隣接する他の凹部３０１と接触して互いに金型３０の成型面を埋めるようにして各々の凹部３０１の平面形状が六角形の状態とした金型を用いて成型する。また、Ｖ溝１１１ａ、１１１ｂは、引掻き傷を付けることにより形成する。

従来、導光板に乱反射部１２１ａを形成する一般的な方法としては、エッチングにより凹部を形成した金型を用いて導光板を成形するか、導光板に凸部をスクリーン印刷により形成する方法が採られている。いずれの方法も、凸部と凸部の間（図４における凹部３０１と他の凹部３０１との境界３０１ａに対応する）に、変形がない平面部が残ってしまうという本質的な問題があり、それにより反射性能が低下するという欠点があった。本発明によれば、圧子４０の押し付けにより乱反射部１２１ａの最密充填状態を作り出し、後述する金属被膜と相まって光の反射性を最大限に高めている。

透過材１０に形成された乱反射部１２１ａの大きさは、バックライト装置の使用目的等に応じて適宜設定することができる。例えば、携帯電話機等のモバイル用液晶パネルの場合には、乱反射部１２１ａの直径が０．０５〜０．１５ｍｍ程度、就中約０．１ｍｍ、乱反射部１２１ａの最大高さは１０〜２０μｍ程度、就中約１５μｍとすることが好ましい。

そして、図１及び図２に示すように、透過材１０の側面部１３及び反射部１２には、金属被膜（反射体）１５が設けられている。金属被膜１５は透過材１０内の光を反射させる作用をなすもので、Ａｌ等の金属を蒸着やスパッタリング等の成膜技術を用いて形成することができる。なお、上述の乱反射部１２１ａは、反射部１２全体の内、出光部１１と対向する領域にのみ設けられており、残りの部分には金属被膜１５のみが形成されて鏡面状態となっている。この金属被膜１５及び乱反射部１２１ａにより反射部が構成されている。

密な乱反射部１２１ａを形成するとともに、出光部１１を除く全周に金属被膜１５を形成したため、光源２０からの光は透過材１０の内部を導光し、乱反射部１２１ａの反射部１２及び側面部１３で反射されて出光部１１から出射される。したがって、従来の反射シートを別途利用せずとも光の利用効率を大幅に高めることができる。

一方、図１及び図２に示すように、透過材１０の出光部１１には、複数条のＶ溝１１１ａ、１１１ｂが縦横方向に形成され、このＶ溝１１１ａ、１１１ｂで囲まれた領域が錐状体部１１１を形成する。
このとき、Ｖ溝１１１ａ、１１１ｂのピッチ（錐状体部１１１の隣接間隔）及び深さ（錐状体部１１１の高さ）は、透過材１０の側方に配置される光源２０からの距離に応じて変化させている。具体的には、光源２０から遠い位置では最も密な間隔ｄ１とし、光源２０に近づくにつれて徐々に間隔が広くなり（錐状体部の間隔が広くなる）、光源２０に近い位置では間隔ｄ２に設定している。また、光源２０から遠い位置ではＶ溝自体の幅ｖ１を狭く形成すると共にＶ溝の深さｓを浅く（錐状体部の高さが低くなる）、光源２０に近づくにつれて徐々に深さを深くして、光源２０に近い位置ではＶ溝自体の幅ｖ２を広く形成すると共に深さｓも深くなるようにしている。
このＶ溝１１１ａ、１１１ｂにより、出光部１１から出射される光は、出射時に屈折して当該出光部１１の法線方向に揃うように指向性が与えられて正面方向の輝度を高めることができるようになっている。それと同時に、その指向性の程度が光源２０からの距離によって異なるため、輝度の面分布が略均一化することができるようになる。

なお、図１では縦方向のＶ溝１１１ａと、横方向のＶ溝１１１ｂの間隔及び幅を同一に形成しているが、必要に応じて相異なるように形成しても良い。また、Ｖ溝は直線状とは限らず、曲線状でも良い。例えば、光源２０からの光の波面に沿って縦方向のＶ溝１１１ａを円弧状に形成することができる。

Ｖ溝１１１ａ、１１１ｂの傾斜角は、出射光の指向性を勘案して、スネルの法則等に基づき適宜設定することができる。例えば携帯電話機用の液晶パネルでは、Ｖ溝の水平面に対する傾斜角を３５〜６５°程度とすることが好ましい。また、Ｖ溝１１１ａ、１１１ｂの深さ、ピッチ等は光源２０の光量や透過材１０の厚さ等によって異なり、特に限定されるものではないが、一般的にＶ溝の深さは１０μｍ〜０．５ｍｍ、Ｖ溝のピッチは２０μｍ〜０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。

以上のような乱反射部１２１ａ、金属被膜１５、及びＶ溝１１１ａ、１１１ｂを一体に形成した透過材１０は、光源２０から発せられる光の反射性能に優れ、また指向性を与えて輝度を大幅に高めることができる。したがって、従来の反射シート、散乱シート、錐状体部シート等の光学シートや、それらを積層状態に保持する取付枠を別途用いることなく、透過材１０単体と光源２０と組み合わせることで目的のバックライト装置１を構成することができる。
すなわち、バックライト装置の組立工数が減少するとともに、従来のバックライト装置の製造コストは光学シートのみで全体の半分近くを占めていたため、それらが不要になることで、コストを従来の１／２以下に低減することが可能となる。

また、近年では液晶パネルの薄型化が要求され、導光板の厚さを小さくすることが求められる傾向にあるが、本発明では光学シートが不要となるため、その分だけ導光板の厚さを逆に大きくすることができる。具体的には、携帯電話機用の液晶パネルの場合には、透過材１０の厚さ（凸部、Ｖ溝、及び金属被膜分を含む）として１〜２ｍｍ程度を確保することができる。したがって、側端部に設置されるＬＥＤ光源の光量をより有効に利用でき、輝度を向上させることができる。

さらに、光学シートが不要であるため、現状ではＬＥＤ光源３個で液晶表示面の輝度が３００ｃｄ／ｍ２であるところ、ＬＥＤ光源１個で同等以上の輝度を得ることができ、輝度分布も９０％以上まで向上させることができる。したがって、消費電力も小さくすることが可能となる。

続いて、本発明の実施の形態（２）を図５に示す。図５は、バックライト装置を導光板の反射部側からみた平面図である。図５のバックライト装置１Ｂは、上記実施の形態（１）と同様に、一方の面を出光部１１（図５の裏面、点線部に相当する）とし、対向する他方の面を反射部とする透明板状１０と、光源２０とから構成されている。そして、反射部のうち出光部１１に正対する領域には、複数のレンズ状の乱反射部１２１ａを形成し、さらに実施の形態（１）と同様に、透過材の側面部と反射部全体とに金属被膜１５を形成している。

図５のバックライト装置１Ｂでは、光源２０からの距離に応じて乱反射部１２１ａの直径を異ならせている。具体的には、光源２０から遠い位置では直径を大きくして（直径ｈ１）、隣接する乱反射部１２１ａ同士が密に接した状態とし、光源２０に近づくにつれて徐々に直径を変え、光源２０に近い位置ではより小さい直径ｈ２に形成している。また、出光部側には複数条のＶ溝を形成するが、この実施の形態（２）ではＶ溝のピッチ及び深さを変えず、一様に形成している。

この実施の形態（２）によれば、光源２０から発せられた光の大部分が、直径を異ならせた乱反射部１２１ａによって輝度が均一化されつつ出光部へ集光され、Ｖ溝によって指向性が付与されて、正面方向の輝度を向上させることとなる。
実施の形態（２）における他の構成については、上記実施の形態（１）に準ずる。

次に、本発明の実施の形態（３）を図６に示す。図６のバックライト装置１Ｃは、出光部１１に、上述のＶ溝１１１ａ、１１１ｂに代えて、光を収束するフレネルレンズ部（レンズ部）１１３を形成したことを特徴としている。これにより、出光部に集光した光が屈折し、焦点方向の輝度を集中的に高めるので、特に携帯電話機等のモバイル機器の液晶パネルにおいて特定方向の画質を向上させようとする際に有利である。なお、フレネルレンズ部１１３としては、焦点が一点となるフレネルレンズのみならず、スリット状の焦点に収束させる所謂リニアフレネルレンズも好適に用いられる。この際、リニアフレネルレンズを形成する方向は、最終的に作製する液晶パネルの用いる方向を考慮して適宜設定することができる。
なお、実施の形態（３）の他の構成については上記実施の形態（１）に準ずる。

次に、本発明の実施の形態（４）を図７に示す。このバックライト装置１Ｄは、透過材１０の出光部１１に、偏光板や液晶材料等からなる液晶モジュールＡを収納するための収納凹部１６を形成したことを特徴とする。上述のように、透過材１０には光源２０からの光を高効率に反射する機能や、正面への指向性を与える機能が集約されており、従来の光学シートが不要であるため、収納凹部１６内に液晶モジュールＡを埋め込み、側端部に光源２０を設置するだけで、非常に小型のバックライト装置を得ることができる。
実施の形態（４）における他の構成は上記実施の形態（１）に準ずる。

なお、上記実施の形態（１）〜（４）では、片方の端面が発光するタイプのＬＥＤ等の光源２０を用い、その光源２０を透過材１０の側端部に設置する場合について述べたが、これに限定されず、例えば両面が発光するＬＥＤ光源を、透過材１０の表面に形成した溝に埋め込むことで、透過材１０の面方向に光源２０の光が入射するように構成しても良い。その場合、光源２０から出光部１１側へ向かわず逆方向に発光する光を効率的に出光部１１側へ反射させるため、出光部１１側からみた光源２０の背後に凹面鏡又はフレネル型レンズを形成することができる。

また、光源２０としては、ＬＥＤの他にも、陰極管等を用いることができ、この場合にはノートＰＣ用やモニター用の大型バックライト装置として利用することができる。
さらに、上記実施の形態（１）では、複数条のＶ溝１１１ａ、１１１ｂを、光源２０からの距離に応じてピッチ及び深さの両方が異なるように形成しているが、必要に応じて、ピッチもしくは深さのいずれか一方のみが変化するように構成しても良い。

乱反射部１２１ａは半球状をなすため、反射部１２側に設けられた際には金属被膜１５が凹面鏡を形成し、また出光部１１に設けられた際には凸レンズとして作用する。従って、光源２０から導光されてきた光は反射部１２側の乱反射部１２１ａの凹面鏡作用により集光されて出光部１１に向い、当該出光部１１で凸レンズとして作用する乱反射部１２１ａにより屈折して、当該出光部１１の法線方向に略平行な光となって出光するようになる。

そして、このような乱反射部１２１ａの直径は出光部１１の大きさに比べ非常に小さい０．０５〜０．１５ｍｍ程度（少なくとも液晶パネルを構成する画素のサイズと略同程度又はそれ以下）であり、かつ、最密充填状態をなすように形成されているため、面内分布が緩和されて一様な輝度分布とすることが可能になる。

さらに、上記説明では、導光された光は乱反射部１２１ａやＶ溝１１１ａ，１１１ｂによる斜面で反射されて出光部１１から出射される構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、階段状に形成しても良く、また光源も点状光源に限定されるものではなく、線状光源であってもよい。

図８は、このような構成のバックライト装置１Ｅの上面図を、図９は図８におけるＡ−Ａ断面図を示している。当該バックライト装置１Ｅの実施の形態（５）を説明する。
当該バックライト装置１Ｅは、透過材１０の１の端部近傍に線状光源が埋設され、反射部１２には段部２２が複数形成されて側面視階段状をなし、さらに出光部１１には側面視半円状の凸レンズ部２５が複数形成されている。また、この透過材１０の出光部１１を除く、反射部１２及び側面部１３には金属皮膜１５が形成されている。
光源が線状光源２０ａの場合には、凸レンズ部２５は半円柱状をなすが、点光源２０の場合には半球状をなす。

このような透過材１０は、凸レンズ部２５，段部２２及び光源２０ａを収納する溝（光源収納溝）１８が形成されたスタンパ部を備える金型を用いて成形され、光源２０ａを光源収納溝１８に収納した後、金属皮膜１５を蒸着やスパッタリング等の方法で形成して作成する。なお、光源２０ａは光源収納溝１８に収納せずに、側面部に面接して設けても良く出光部側の端縁に沿って設けても良い。この場合は、光源収納溝１８が不要になる。

光源２０ａを線状光源とすることにより、当該光源２０ａが発する光量を著しく増大することができるようになると共に、図１に示す出光部１１と光源２０ａと間の部材Ｋ（三角形状の部分）が不要になるため、透過材１０のサイズを小さくすることができるようになる。

即ち、光源２０ａが点状光源の場合には、当該光源２０ａから出射される光を透過材１０の幅方向に広げる必要があるため、図１におけるように三角形状の部材Ｋが必要であった。
しかし、線状光源を用いることにより、かかる幅方向の拡散が不要になるので当該三角形状の部材Ｋも不要となり、その分だけ透過材１０の長さ方向の寸法を小さくすることが可能となる。

さらに、三角形状の部材Ｋの上面は出光部１１として機能しないため、当該上面にも金属皮膜１５を形成する必要があり、そのために製造装置が複雑になる。

即ち、例えばスパッタリングにより金属皮膜１５を形成するような場合には、スパッタ方向は装置固有の方向であるため、透過材１０の表裏面に同時に形成することができず、反射部１２に金属皮膜１５を形成すると、次に透過材１０を裏返して出光部１１に相当する部分をマスクして（覆い）、隣接する三角形状の部材Ｋの上面にのみに形成する作業を行わなければならない。
蒸着やスパッタリングは真空チャンバ内で行われるため、透過材１０の姿勢を変えるための装置は、このチャンバ内に予め設けておく必要があり大きなチャンバが必要になる。

しかしながら、光源２０ａを線状光源として三角形状の部材Ｋが不要な透過材１０では、当該透過材１０の裏返す処理が不要であるため、透過材１０の姿勢を変えるための装置をチャンバ内に内設する必要が無く、スパッタリング装置等の成膜装置として小型の装置が利用でき、それに伴うコストの低減化を図ることが可能になる。

なお、図１０に示すように、光源２０ａの光軸が反射部１２側に向くように、光源２０ａを適宜傾けて取付けることが好ましい。図１０において光軸Ｑ１が反射部１１（即ち出光部１２）に平行になるように光源を設けた場合を示し、これに対し光軸Ｑ２は反射部１１側に適宜傾けた場合を示している。
このように光軸を反射部１１側に適宜傾けることにより、光源２０ａからの光を効率的に反射部１２で反射することができるようになる。

また、段部２２及び凸レンズ部２５は光源２０ａが線状光源（少なくとも帯状光を発する光源２０ａ）の場合には、当該線状光源と平行に延設し、光源２０ａが点状光源の場合には扇状をなすように形成することが好ましい。
かかる凸レンズ部２５として、図９等においては、光源２０ａに沿って延びる凸レンズを例示している。無論、本発明はこの形状に限定されるものではなくフレネルレンズ等であってもよい。

透過材１０の４方の側面部１３は、図１１に例示するように、凹面鏡をなすように適宜凹曲して形成されると共に反射部１２側に傾いて形成されている。これにより、光源２０ａからの光で段部２２で反射されずに側面部１３に達した光が再び反射部１２に向けて反射されるので、光源２０ａの発した光を有効に利用することが可能になる。

段部２２は、水平面部２２ａ（階段の足を載せる水平部分に相当し、導光方向に平行な部位）及び立上がり面部２２ｂ（階段の立上がり部分に相当する部位）から構成され、反射部１２に複数列設されている。

立上がり面部２２ｂは、光源２０ａからの光（図１１における矢線Ｆ１）を出光部１１に向けて反射（図１１における矢線Ｆ２）する作用をなすもので、当該立上がり面部２２ｂは出光部１１側に適宜凸曲した曲面に形成されて凸面鏡として作用する。従って、反射光Ｆ２はその曲率に応じて拡がりながら出光部１１側に反射されるようになる。

このとき立上がり面部２２ｂの長さＬは一定に形成され（図９を参照）、その傾斜角（反射部１２の垂線に対する平均角度）は光源２０ａから離れるに従い出光部１１の法線に平行になるように（起きあがるように）形成されている。
換言すると、立上がり面部２２ｂが、光源からの光を拡散して出光部に向けて反射するように凸面鏡をなし、かつ、出光部での輝度分布が一様となるように光源からの光の入射面積を当該光源からの光量に応じて変化させることになる。
例えば、図９に例示するように、光源２０ａに近い立上がり面部２２ｂの傾斜角をθ１、光源２０ａから遠い立上がり面部２２ｂの傾斜角をθ２とすると、θ１＞θ２を満たすようになっている。

このようにした理由は、光源２０ａからの光は透過材１０の面（出光部１１等）と略平行に導光されて当該光源２０ａから離れるに従い光量が減少するため、立上がり面部２２ｂの長さＬ及び傾斜角を共に一定に設定してしまうと、光源２０ａに近い方の立上がり面部２２ｂで反射される光量が光源２０ａに遠い方の蹴込板で反射される光量より多くなってしまい、出光部１１での輝度が光源２０ａから離れるに従い小さくなる不都合が生じるためである。

そこで、本発明では、立上がり面部２２ｂの長さＬは一定として、その傾斜角を光源２０ａから離れるに従い出光部１１の法線ベクトルと平行になるように徐々に変化させている。傾斜角を変えることは、出光部１１等の平面に平行に導光される光の方向から見た光の入射面積を変えることに相当している。

これにより、光源２０ａに近い側の立上がり面部２２ｂで反射される光量と、光源２０ａに遠い側の立上がり面部２２ｂで反射される光量とが略同じ光量になるようでき、出光部１１での輝度分布を一様にすることが可能になる。

水平面部２２ａは、主に光源２０ａと対向する側の側面部１３で反射された光（図１１における矢線Ｆ３）を出光部１１側に反射する作用をなすもので、出光部１１側に適宜凹曲した曲面に形成されて凹面鏡として作用する。従って、その反射光（図１１における矢線Ｆ４）はその曲率に応じて収束しながら出光部１１側に反射されるようになる。
無論、凹面鏡として作用させなくても平面鏡として作用すればよい場合には平面とし、或は発散させる必要がある場合には凸面鏡とするように曲面の曲率を設定する必要がある。
これらの設定は、側面部１３の曲率、透過材１０の寸法及び透過材１０の厚みに依存するため一概に規定することができないが、少なくとも凸面鏡として作用させる場合には、立上がり面部２２ｂの立上がり頂点Ｈよりも水平面部２２ａを低くして、導光された光Ｆ１を遮らないようにすることが好ましい。

なお、１の立上がり面部２２ｂで反射された光は１の凸レンズ部２５に入射するように設定することが好ましく、また１の水平面部２２ａで反射された光は１の凸レンズ部２５に入射するように設定することが好ましいが、１の立上がり面部２２ｂや水平面部２２ａで反射された光が複数の凸レンズ部２５に入射するような場合を排除するものではなく、加えて複数の立上がり面部２２ｂや水平面部２２ａで反射された光が１の凸レンズ部２５に入射するような場合を排除するものではない。

ところで、上記立上がり面部２２ｂは、立上がり面部２２ｂの長さを一定に形成し、その傾斜角を光源２０ａから離れるに従い出光部１１の法線ベクトルと平行になるように形成したが、図１２に示すように、傾斜角を一定として、立上がり面部２２ｂの長さを光源２０ａから離れるに従い長くするようにしても良い。
この方法によっても、立上がり面部２２ｂが、光源からの光を拡散して出光部１１に向けて反射するように凸面鏡をなし、かつ、該出光部１１での輝度分布が一様となるように光源２０ａからの光の入射面積を当該光源からの光量に応じて変化させることが可能になる。

即ち、図１２におけるように傾斜角θ３が一定の場合には、各立上がり面部２２ｂでの反射光量はその長さＬに依存するようになるため、光源２０ａから離れるに従い各立上がり面部２２ｂの長さＬ２をＬ１より長くすることで各立上がり面部２２ｂでの反射光量の等量化が図られ、これにより出光部１１での輝度分布が一様になる。

なお、上記実施の形態（１）〜（４）では、反射部１２に乱反射部１２１ａを設け、出光部１１に錐状体部１１１やフレネルレンズ部１１３を設けたが、図１３（ａ）に示すように反射部１２及び出光部１１に凸レンズ部２５ａを設けてもよい。
さらに、実施の形態（５）では、出光部１１に凸レンズ部２５を設けたが、図１３（ｂ）に示すように錐状体部１１１ｃを設けても良い。

実施の形態（１）に係るバックライト装置を示す平面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 実施の形態（１）に係るバックライト装置の反射部を示す図である。 実施の形態（１）における金型の製造工程を説明する図である。 実施の形態（２）に係るバックライト装置を示す平面図である。 実施の形態（３）に係るバックライト装置を示す断面図である。 実施の形態（４）に係るバックライト装置を示す断面図である。 実施の形態（５）に係るバックライト装置の上面図である。 図８に示すバックライト装置のＡ−Ａ断面図である。 光源の取付け方を例示する図である。 側面部及び踏込面部の作用を説明する図である。 図９に代る構成のバックライト装置の斜視図である。 他の例を示す導光板の断面図である 従来のバックライト装置を示す断面図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｅ バックライト装置
１０ 透過材
１１ 出光部
１１１ 錐状体部
１１１ａ、１１１ｂ Ｖ溝
１１３ フレネルレンズ部（レンズ部）
１１５ スペース部分
２５ レンズ部
１２ 反射部
１２１ａ 凸部
１２１ｂ 端部
１３ 側面部
１５ 金属被膜（反射体）
１６ 収納凹部
１８ 光源収納溝
２０，２０ａ 光源
２２ 段部
２２ａ 水平面部
２２ｂ 立上がり面部
３０ 金型
３０１ 凹部
３０１ａ 境界
４０ 圧子
８０１ 導光板
８０２ 反射シート
８０３ 散乱シート
８０４ａ、８０４ｂ 錐状体部シート
８０５ 取付枠
Ａ 液晶モジュール

Claims (19)

1. 透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を前記反射部で反射して前記出光部から出射させる導光板であって、
   前記透過材の側面部と反射部に光を反射する反射体を設け、前記出光部には複数の錐状体部を形成したことを特徴とする導光板。
2. 前記錐状体部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の導光板。
3. 前記錐状体部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の導光板。
4. 前記錐状体部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定され、前記錐状体部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の導光板。
5. 透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を前記反射部で反射して前記出光部から出射させる導光板であって、
   前記反射部に複数の乱反射部を形成し、該乱反射部が形成された反射部と前記透過材の側面部とに反射体を形成したことを特徴とする導光板。
6. 前記乱反射部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定されていることを特徴とする請求項５記載の導光板。
7. 前記乱反射部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする請求項５記載の導光板。
8. 前記乱反射部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定され、前記錐状体部の高さが、同じ高さに又は光源から離れるに従い高くなるように設定されていることを特徴とする請求項５記載の導光板。
9. 透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を前記反射部で反射して前記出光部から出射させる導光板であって、
   前記透過材の側面部と反射部とに光を反射する反射体を設け、前記出光部には複数の凸レンズ部を形成したことを特徴とする導光板。
10. 前記レンズ部の隣接間隔が、等間隔に又は光源から離れるに従い狭くなるように設定されていることを特徴とする請求項９記載の導光板。
11. 透過材の一方面を反射部とし、対向する他方面を出光部とし、光源からの光を前記反射部で反射して前記出光部から出射させる導光板であって、
    前記反射部に複数の段部を形成し、該段部が形成された反射部と前記透過材の側面部とに反射体を形成したことを特徴とする導光板。
12. 前記段部が、導光されてきた光を前記出光部に向けて反射し、その反射角が光源から離れるに従い小さくなるように設定された立上がり面部と、前記側面部で反射されてきた光を前記出光部に向けて反射する平面部とを備えることを特徴とする請求項１１記載の導光板。
13. 前記段部が、導光されてきた光を前記出光部に向けて反射する立上がり面部と、前記側面部で反射されてきた光を前記出光部に向けて反射する平面部とを備え、前記立上がり面部の立上がり長さを光源から離れるに従い短くしたことを特徴とする請求項１１記載の導光板
14. 透過材の一方の平面が反射部をなし、該反射部と対向する他方の平面が出光部をなして、光源からの光を導光し、前記反射部で反射して前記出光部から出射させる導光板であって、
    前記反射部と前記透過材の側面部とに反射体が形成され、かつ、前記側面部が、当該側面部で反射された光を反射部に反射するように適宜向けて設けたことを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項記載の導光板。
15. 前記出光部に、液晶モジュールを収納するための収納凹部を設けたことを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記載の導光板。
16. 前記導光板が、前記錐状体部、レンズ部、乱反射部又は段部の少なくとも１の形状を持つ圧子を押圧して形成された金型を用いて成型されたものであることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載の導光板。
17. 請求項１〜１６のいずれか記載の導光板と、
    該導光板の１の側面部又はその近傍に設けられた光源とを備えることを特徴とするバックライト装置。
18. 前記光源が、帯状光を発する線状光源であることを特徴とする請求項１７記載のバックライト装置。
19. 前記光源の光軸が、前記反射部に向うように設けたことを特徴とする請求項１８記載のバックライト装置。

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