JP2007123130A - バックライトユニット及びそれを備えた表示機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度が高く、均一な明るさが得られるバックライトユニットを得る。
【解決手段】 導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、光源１３を導光板１２のコーナ切欠部に配設し、導光板１２に光源を中心とした同心円なる鋸歯状のサーキュラープリズム１２ａを形成し、該サーキュラープリズム１２ａのピッチ幅ｐを一定にして傾斜角θ（θ１、θ２、・・、θｉ、・・、θｎ）を光源１３から遠のくに従って大きくし、プリズムの深さｈ（ｈ１、ｈ２、・・、ｈｉ、・・、ｈｎ）も光源から遠のくに従って深くする。また、傾斜角θは４５°以下とし、プリズム１２ａの谷１２ｊの角度βを９０°以上とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は表示装置のバックライトユニット、あるいは、バックライトユニットを備えた表示機器に関し、特に、明るさの向上に関するものである。

液晶表示装置はパーソナルコンピュータ、液晶テレビ、電子手帳、携帯電話、その他装置の端末表示機器などに広く用いられてきている。この液晶表示装置の表示画像を明るく鮮明に映し出すためにバックライトユニットを液晶表示パネルの下面側に配設して用いられる。このバックライトユニットの従来の構造の一つとして図１２〜図１４に示す構造のものがある。以下、図１２〜図１４を用いて従来のバックライトユニットの構造を説明する。尚、図１２は液晶表示装置の要部断面図を示していて、図１３は図１２における光源の配設個数による導光板への光放射状態を説明する説明図を示している。また、図１４は図１２における導光板の要部断面図を示している。

図１２に示すバックライトユニット８は液晶表示パネル１の下面側に配設されて用いられ、バックライトユニット８と液晶表示パネル１とで液晶表示装置１０を構成している。また、バックライトユニット８は、導光板２と、導光板の一側面に配設したＬＥＤなる光源３と、導光板２の上面側に配設した光拡散シート４と、この光拡散シート４上に設けた２枚の第１のプリズムシート５及び第２のプリズムシート６と、導光板２の下面側に設けた反射板７とから構成している。ここでの第１のプリズムシート５と第２のプリズムシート６は直線状に連ねて形成されたプリズムのシートで、第１のプリズムシート５と第２のプリズムシート６とは直線状のプリズムが互いに直交する状態で積層されて用いられる。

上記の構成を取るバックライトユニット８の働きは次のようになっている。ＬＥＤなる光源３から放射された光を導光板２の下面に設けたプリズムなどの反射手段によって導光板２の奥方に導くと共に拡散シート４に向かって放射させる。光拡散シート４はその入射した光を拡散して均一な光量分布状態にして第１のプリズムシート５、並びに、第２のプリズムシート６に向けて放射する。第１のプリズムシート５、及び第２のプリズムシート６では拡散した平面軸でのＸ軸方向の光、及びＹ軸方向の光を垂直光にして液晶表示パネル１に向けて出射する。また、導光板２の下面に設けたプリズムなどの反射手段を抜けて導光板２の下方に出射した光は反射板７によって反射され、再び導光板２内に入射する。このようにして、光源３の光の多くの光量を有効的に利用して液晶表示パネル１の表示画像を明るく照明する働きをなしている。

ここで、ＬＥＤなる光源３は導光板２の一側面に近接して配設される。図１３の（ａ）は光源３が導光板２の側面中心部に１個配設されており、図１３の（ｂ）は光源３が導光板２の側面に均等間隔に３個配設されている状態を示している。光源３にＬＥＤを用いるが、ＬＥＤには光放射の指向性を持っていることからその放射角は制限される。図１３の（ａ）において、導光板２が大きいとその放射角で導光板２全体をカバー出来ず、光量が少なくて暗影が現れる見栄えの悪い部位２ｆが広い面積をもって現れる。この見栄えの悪い部位２ｆの面積を小さくするためにはＬＥＤの数を増やす必要がある。図１３の（ｂ）において、ＬＥＤを３個用いることによって隣り合うＬＥＤでもって光放射の領域を広げ、暗影が現れる見栄えの悪い部位２ｆの面積が、図に示すごとく、小さくなる。ＬＥＤの個数を多く配置すると見栄えの悪い部位２ｆの面積が小さくなり、導光板２のほぼ全面に光が回り込み全面が明るくなる。導光板２の側面にＬＥＤを配設する構造は導光板２の大きさに応じてＬＥＤの個数を増やすことが求められることから、部品コストのアップをきたす。

また、導光板２は透明なポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂などで形成され、その下面には、図１４に示すように、プリズムによる光反射手段が設けられる。図１４において、この導光板２の下面には傾斜角θ、ピッチｐが一定なプリズム２ａが側面２ｅと平行に複数設けられている。光源３のＬＥＤから放射された光Ｌはプリズム２ａの斜面２ｂ（この斜面２ｂは光源３と対面する斜面）で反射されて導光板２の上面２ｄに進む。斜面２ｂで反射された光Ｌは上面２ｄとの入射角度において臨界角に達しなければ再び上面２ｄから反射されて導光板２内に戻される。このように導光板２内の光の走査が繰り返されて、上面２ｄとで臨界角に達したときに上面２ｄから外に光が屈折を起こして出射される。下面のプリズム２ａから外に出射する光も現れるが、導光板２の下方に配設した反射板７によって反射され、再び導光板内に戻される。

図１５はプリズム２ａの斜面２ｂの傾斜角θの大きさによって輝度がどのように変わるかを表した輝度カーブを示している。ｍは光源３側の導光板２の側面２ｅからの距離を示している。図１５から、プリズムの傾斜角θが大きい場合は、導光板２の光入射口の位置から中程位の位置までは輝度が高く、中程から奥に行くに従って輝度が極度に低くなる。即ち、プリズムの傾斜角θが大きいと光が導光板の奥まで行き届かないことを示している。一方、プリズムの傾斜角θが小さいと、光入射口の位置から中程位の位置までは輝度が極度に低く、中程から奥の位置で輝度が高くなる。即ち、プリズムの傾斜角θが小さいと光が奥の方に多く集まって入射口の方は光量が少ないことを示している。このことから、プリズムの傾斜角θは中央部付近が一番輝度が高くなって、入射口並びに奥部が極度に輝度が低くならない程度での傾斜角θを設定してプリズムを形成している。しかしながら、中央部は輝度が一番高くなるも入射口、並びに、一番奥部との輝度差が依然として発生し、拡散シート４を介しても輝度の均一性が解消できず、表示画像に明るさのムラが現れる問題を有する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、使用する光源を少なくし、表示パネル全面に渡って明るく、そして、均一な明るさの表示画像を得ることを目的としている。

課題を解決するための手段として、本発明のバックライトユニットの特徴は、表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状のサーキュラープリズムを有し、該サーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１斜面、該第１斜面の傾斜角を第１傾斜角とすると、前記サーキュラープリズムはピッチの幅が一定で、前記第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、深さは光源から遠のくに従って深くなることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状のサーキュラープリズムを有し、該サーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１斜面、該第１斜面の傾斜角を第１傾斜角とすると、前記サーキュラープリズムは深さが一定で、前記第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、ピッチの幅は光源から遠のくに従って小さくなることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状の第１のサーキュラープリズムと該第１のサーキュラープリズムに連設して第２のサーキュラープリズムを有し、前記第１のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１プリズムの第１斜面、該第１プリズムの第１斜面の傾斜角を第１プリズムの第１傾斜角とし、前記第２のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第２プリズムの第１斜面、該第２プリズムの第１斜面の傾斜角を第２プリズムの第１傾斜角とすると、前記第１のサーキュラープリズムは光源側に設けられていて、前記第１プリズムの第１傾斜角は前記第１プリズムの第１斜面で反射する前記光源の光の一部を前記導光板の上面から外に出射する傾斜角をなしており、前記第２のサーキュラープリズムはピッチの幅が一定で、前記第２プリズムの第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、深さは光源から遠のくに従って深くなることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状の第１のサーキュラープリズムと該第１のサーキュラープリズムに連設して第２のサーキュラープリズムを有し、前記第１のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１プリズムの第１斜面、該第１プリズムの第１斜面の傾斜角を第１プリズムの第１傾斜角とし、前記第２のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第２プリズムの第１斜面、該第２プリズムの第１斜面の傾斜角を第２プリズムの第１傾斜角とすると、前記第１のサーキュラープリズムは光源側に設けられていて、前記第１プリズムの第１傾斜角は前記第１プリズムの第１斜面で反射する前記光源の光の一部を前記導光板の上面から外に出射する傾斜角をなしており、前記第２のサーキュラープリズムは深さが一定で、前記第２プリズムの第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、ピッチの幅は光源から遠のくに従って小さくなることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、前記第１傾斜角は４５°以下であることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、前記第１斜面の反対側にある斜面を第２斜面とすると、前記第１斜面と前記第２斜面とで形成される前記サーキュラープリズムの谷の角度は９０°以上であることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、前記第１斜面と前記第２斜面は光沢面になっていることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、前記導光板の上面及びコーナ切欠部の端面は光沢面になっていることを特徴とするものである。

また、本発明のバックライトユニットの特徴は、前記光源はＬＥＤであることを特徴とするものである。

また、本発明の表示機器の特徴は、表示パネルの下面側にバックライトユニットを備えた表示機器において、本発明のバックライトユニットを用いて前記表示パネルを明るく、そして、均一な明るさで照明したことを特徴とするものである。

発明の効果として、本発明では、光源を導光板のコーナ切欠部に配設する。光源の放射光に指向性を有していてもコーナ部であると９０度内の領域範囲を照明すれば良いので光源の数を少なくでき、コスト低減の効果を得る。また、コーナの切欠部に配設することにより、光源の光を面で、しかも光源の放射光に対してほぼ直角になる面で採光することになるので光の採光効率は非常に高くなる。また、導光板は光源を中心とした同心円なるサーキュラープリズムを持つ。サーキュラープリズムであると、プリズムで反射される反射光は光の光軸の進行方向と同じ方向に向かって反射される。従って、プリズムからの反射光は放射状に広がって行くのでプリズムから反射光量の分布に均一性が得られる。また、本発明では、サーキュラープリズムはピッチの幅が一定で、第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、深さは光源から遠のくに従って深くなる。プリズムの第１傾斜角が大きいとそこで反射される光の反射角は小さくなり、小さい反射角の光は導光板の上面への入射角は大きくなる。上面への入射角の大きい光は臨界角を越えるので、上面から抜け出て外に出射される。これに対して、プリズムの第１傾斜角が小さいとそこで反射される光の反射角は大きくなり、大きい反射角の光は導光板の上面への入射角は小さくなる。上面への入射角の小さい光は臨界角に至らぬため上面から再び反射されて導光板内に戻ってくる。ここで、光源の近くのプリズムの第１傾斜角＜光源から遠いプリズムの第１傾斜角の関係を作ると、光源の近くのプリズムからの反射光は導光板の奥（光源から遠い位置）の方へと導かれ、光源から遠いプリズムからの反射光は導光板の表面から出射するようになる。光源から遠のくに従って第１傾斜角を大きくしていくと、導光板の奥の方にも光が届き、そして、奥の方での導光板からの出射光も多くなるので、導光板から出射される光量分布は均一になってくる。次に、プリズムの深さを光源から遠のくに従って深くすると、第１斜面の面積を広くすることができる。第１斜面の面積が広くなるとその斜面に入射する光量も多くなり、反射光量も従って多くなる。深さが一定であると、光源から遠のくに従って第１斜面への入射光量は少なくなり、そこでの反射光量も少なくなる。深さを深くすることで入射光量、反射光量を減らさずに済む。このことは導光板からの出射光量分布を均一化に作用する。以上の様な作用・効果によって導光板全体に渡って均一な照明輝度が得られる。

また、本発明では、プリズムの深さを一定にして第１傾斜角を光源から遠のくに従って大きくし、ピッチ幅を小さくする。第１傾斜角を光源から遠のくに従って大きくしたときの効果は上述した通りであるが、ピッチ幅を小さくすると、第１斜面の長さが小さくなりその面積は少なくなるものの、その反面では第１斜面の数は増す。そして、１つの第１斜面での反射光量は少なくなるものの数が増えることにより全体的に反射光量は増え、反射光量の増大と均一性が得られるようになる。これにより、出射光量分布の均一化が図れて輝度が均一化し、明るく、均一な明るさの照明が得られる。

また、本発明では、導光板に第１プリズムと第２プリズムを設ける。そして、第１プリズムは光源側に設けて、第１プリズムの第１傾斜角を大きめにして光源の光の一部を導光板から出射するようにする。この様にすると光源に近い所でも出射光が多くなり輝度がアップする。光源に近い位置での輝度低下を防止する。また、第２プリズムは、ピッチの幅が一定で、第１傾斜角が光源から遠のくに従って大きくなり、深さは光源から遠のくに従って深くなる。或いはまた、深さが一定で、第１傾斜角が光源から遠のくに従って大きくなり、ピッチの幅は光源から遠のくに従って小さくなる。これによる作用・効果は上記に述べた通りで、この第１プリズムと第２プリズムにより、導光板全体の輝度が高くなると同時に輝度均一化を図ることができる。

また、第１傾斜角を４５°以下とすることにより第１斜面に臨界角より小さい角度で入射した光は全反射する。そして、導光板の上面側に光を反射する。多くの光量を導光板の上面側に反射させる効果を生む。

また、プリズムの谷の角度を９０°以上とすることによって射出成形時における金型の離型性が良くなり、導光板の成形が容易になる。

また、本発明では、プリズムの第１の斜面、第２の斜面を光沢面になっている。斜面で光の反射を行うので光沢面になっていると反射率が非常に高くなる。また、本発明では、導光板の上面及びコーナ切欠部の端面は光沢面になっている。上面が光沢面になっていると上面での反射率が高くなり、導光板の奥の方へ光を導くことができる。また、切欠部の端面が光沢面になっていると光源の光が直線的に導光板内に進入し、放射状に進行する。光源の光を効率的に使用し、輝度の均一化に効を奏する。

また、本発明では、光源にＬＥＤを使用する。小型にして安いことから、小型の導光板にも対応ができ、小型化ができる。また、コストダウンにも寄与する。また、駆動電圧が小さいことから消費電力の面で経済的であり、小型にして明るい照明が得られることから小型の表示パネルのバックライト光源として好適に利用できる。

また、表示機器の表示装置に本発明のバックライトユニットを用いれば、明るく、そして、均一な明るさでの表示画像が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。最初に、本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットを図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットを用いた表示装置の側面図を示していて、図２は図１における導光板と光源との配置状態を示した平面図、図３は図２におけるＥ−Ｅ断面図を示している。また、図４は図２における導光板の作用を説明する説明図、図５は図２における導光板の輝度状態を示した輝度曲線図を示している。

図１より、本発明のバックライトユニット１８は表示パネル１１の下面側に備えられて表示装置２０の一構成ユニットとして設けられる。ここでのバックライトユニット１８は導光板１２の上面側に光拡散シート１４、第１のプリズムシート１５、第２のプリズムシート１６を積層した構成を取る。また、導光板１２の下面側に反射板１７を設けた構成を取る。また、導光板１２のコーナに切欠部を設けて、そのコーナ切欠部にＬＥＤなる光源１３を配設した構成を取っている。

ここでの表示パネル１１は液晶表示パネルを用いており、上下基板の隙間に液晶を封入し、更に、上下基板の上面及び下面に偏光板を設けた構造を取っている。また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を用いた複数の表示画素が設けられており、その画素毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の何れかのカラーフィルタが順次並んで設けられたアクティブマトリックス型のカラー表示を行う液晶表示パネルになっている。光拡散シート１４はシリカ粒子を分散した樹脂のシートを用いている。また、第１のプリズムシート１５と第２のプリズムシート１６は直線状に連ねて形成したプリズムのシートで、第１のプリズムシート１５と第２のプリズムシート１６とは直線状のプリズムが互いに直交する状態で積層されて用いられている。また、反射板１７は板状またはシート状のものを用いており、板状のものとしてはアルミ金属板や真鍮板などに銀メッキなどを施したものなどが用いられる。また、シート状のものとしては透明なシートにアルミ金属膜や銀金属膜などを施したものが用いられる。これらの表面は光沢面に仕上げられたものが用いられる。

導光板１２はポリカーボネイト樹脂やポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、などの耐熱性、耐湿性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた樹脂を用いて射出成形方法にて形成する。図２に示すように、矩形形状のコーナ（隅）にコーナ切欠部１２ｋを設け、その切欠部１２ｋの所に光源１３を配設している。そして、切欠部１２ｋの端面１２ｋから光源１３の光を導光板１２内に取り入れている。また、光源１３は白色発光のＬＥＤを用いている。導光板１２はその下面に、図２、図３に示すように、光源１３を中心とした同心円状の鋸歯状の複数のサーキュラープリズム１２ａ（以降、単にプリズムと呼ぶ）を設けている。図２に示すように、このプリズム１２ａは光源１３を中心とするプリズム１２ａの稜線１２ｇが同一ピッチ幅をなして複数設けられている。このプリズム１２ａは、図３に示すように、光源１３に対面して第１斜面１２ｂを持ち、それと反対側に第２斜面１２ｃを持つ。また、第１斜面１２ｂの傾斜角を第１傾斜角θとすると、この第１傾斜角θは光源１３から遠のくに従って大きくなっている。即ち、プリズム１２ａの第１傾斜角θは光源１３の一番近い位置でθ１の傾斜角を持ち、次にθ２の傾斜角を持ち、順次光源１３からは遠のくに従ってθ３、・・、θｉ、・・θｎ（ｉ＝１〜ｎ）の傾斜角を持つ。そして、傾斜角θ１＜θ２＜・・＜θｉ＜・・＜θｎの関係になっている。また、これらの傾斜角θは４５°より小さい傾斜角になっている。

また、このプリズム１２ａはピッチの幅ｐは一定で、同じ間隔で形成されている。また、プリズム１２ａの深さｈは光源１３から遠のくに従って深くなっている。この深さｈは第１斜面１２ｂと第２斜面１２ｃとの交点で形成される谷１２ｊの深さを云い、プリズムの稜線１２ｇの頂点と、第１斜面１２ｂと第２斜面１２ｃとの交点との高さを云っている。このプリズム１２ａの深さｈは光源１３の一番近い位置でｈ１の深さ持ち、次にｈ２の深さを持ち、順次光源１３からは遠のくに従ってｈ３、・・、ｈｉ、・・ｈｎ（ｉ＝１〜ｎ）の深さを持つ。そして、ｈ１＜ｈ２＜・・＜ｈｉ＜・・＜ｈｎの関係になっている。また、第１斜面１２ｂと第２斜面１２ｃとの交点で形成される谷１２ｊの角度βは９０°以上になっている。

また、このプリズム１２ａの第１斜面１２ｂと第２斜面１２ｃは光沢面に仕上げられている。第１斜面１２ｂが光沢面になっていると光源１３からの入射光を良く反射して反射効率を非常に高める。この光沢面は射出成形時に鏡面加工を施した金型からの転写によって形成する。

また、導光板１２の上面１２ｄやコーナ切欠部１２ｋの端面１２ｅは光沢面に仕上げられている。導光板１２の上面１２ｄが光沢面になっていると、上面１２ｄに臨界角に至らぬ角度で入射する光源１３の直接光や第１斜面１２ｂからの反射光を上面１２ｄの境界面で反射して導光板１２の奥方へと導き入れる。即ち、導光板１２の奥の方に光を導き、奥の方の明るさを明るくする。また、端面１２ｅに光沢があると、光源１３の光がストレートに導光板１２内に入射して、光源１３の光の利用効率が非常に高められる。

光源１３はＬＥＤを使用する。本第１実施形態では白色発光のＬＥＤを用い、液晶表示装置のカラー表示画像が鮮明に現れるようにしている。導光板１２のコーナ切欠部１２ｋに配設すると、図２に示すように、暗影が現れる見栄えの悪い部位１２ｆを小さい面積に押さえることができる。そして、導光板１２のかなりの大きさのものまでＬＥＤの指向領域内で用いることができる。また、１個のＬＥＤで全体を照明することができるのでコスト面で安く押さえることができる。また、コーナ切欠部１２ｋに配設することでバックライトユニットそのものの大きさを大きくせずにユニットサイズの小型化が可能になる。尚、用いるＬＥＤは白色発光のＬＥＤに限るものではなく、表示パネルの仕様に応じて発光色を選択するのが好ましい。

次に、上記の形状をなす導光板１２の作用について図４を用いて説明する。第１実施形態におけるプリズム１２ａはピッチの幅ｐが一定で第１斜面１２ｂの第１傾斜角θが光源から遠のくに従って順次大きくなる。又、プリズム１２ａの深さも順次深くなる。光源１３から出射した光で、光源１３から２番目の位置にあるプリズム１２ａにおいては、第１斜面を１２ｂ２、第１傾斜角をθ２とすると、第１斜面１２ｂ２に当たった光Ｌ２は第１傾斜角θ２が小さい（光源１３から遠のくに従って第１傾斜角を大きく設定してあるので、光源１３から２番目のプリズムの位置の第１傾斜角θ２は小さい方に入る）ことにより反射して上面１２ｄに向かって進む。そして、上面１２ｄの境界面で、境界面との入射角δ２が小さいことから再び境界面で反射して導光板１２内に戻ってくる。上面１２ｄの境界面での反射はその所における入射角によって決まる。入射角が臨界角よりも小さいと反射し、臨界角よりも大きいと導光板の外に屈折を起こして出射する。境界面への入射角は第１斜面１２での反射角によって決まる。例えば、第１傾斜角θ２が小さい場合は第１斜面１２ｂ２での反射角γ２は大きくなる。このため、上面１２ｄの境界面への入射角δ２が小さくなり境界面での反射が起きる。光源１３から近い位置にある所のプリズム１２ａは第１傾斜角θ２が小さいことから光源１３の光は反射を繰り返して導光板１２の奥の方へと進む。尚、光源１３から導光板１２の上面１２ｄに直接向かって放射される光もあり、光源１３から近い位置にある所は上面１２ｄの境界面に入射する入射角が臨界角に達するのも現れる。臨界角に達した光はそのまま上面１２ｄから導光板１２の外に出射するようになる。

導光板１２のかなり奥まった所でのｉ番目のプリズム１２ａにおいては、第１斜面１２ｂｉの第１傾斜角θｉはかなり大きくなる。従って、第１斜面１２ｂｉに入射した光Ｌｉは、第１斜面１２ｂｉで反射したときの反射角γｉは小さくなる。このため、反射して上面１２ｄの境界面へ入射した光は、その入射角δｉは大きくなり、臨界角を越える光が多く現れる。臨界角を越えた光は導光板１２から外に出射し、臨界角に至らぬ光は導光板１２内に反射する。また、ｉ番目のプリズム１２ａにおいては、プリズム１２ａの深さｈｉが光源１３から近い位置でのプリズム１２ａの深さより深くなっている。このため、第１斜面１２ｂｉの長さは光源１３から近い位置でのプリズム１２ａの第１斜面１２ｂより斜面の長さが長くなっている。斜面の長さが長いとそれだけ斜面の面積が大きくなり、斜面に入射する光量も多く、また、斜面で反射する光量も多くなる。尚、プリズム１２ａの第１斜面１２ｂｉに対して臨界角を越えた入射角で入射する光も現れる。この臨界角を越えた入射角で入射した入射光は第１斜面１２ｂｉを通り抜けて導光板１２の下面側に配設してある反射板１７に向かって進む。そして、反射板１７に反射されて再び導光板１２に入射する。

導光板１２の一番奥まった所でのｎ番目のプリズム１２ａにおいては、第１斜面１２ｂｎの第１傾斜角θｎは一番大きくなる。従って、第１斜面１２ｂｎに入射した光Ｌｎは、第１斜面１２ｂｎで反射したときの反射角γｎは小さくなる。このため、反射して上面１２ｄの境界面へ入射した光は、その入射角δｎは大きくなり、臨界角を越える光が多く現れる。そして、導光板１２から外に出射する光も多くなる。また、ｎ番目のプリズム１２ａにおいては、プリズム１２ａの深さｈｎが一番深くなっている。このため、第１斜面１２ｂｎの長さは一番長くなり、斜面の面積も一番大きくなっている。このため、第１斜面１２ｂｎの境界面に入射する光量も多く、また、その境界面で反射する光量も多くなる。尚、プリズム１２ａの第１斜面１２ｂｎに対しても臨界角を越えた入射角で入射する光も現れるが、臨界角を越えた入射角で入射した入射光は第１の斜面１２ｂｎを通り抜けて反射板１７に向かって進み、そして、反射板１７に反射されて再び導光板１２に入射する。

ここで、プリズム１２ａの第１斜面１２ｂと第２斜面１２ｃ、及び、導光板１２の上面１２ｄは光沢面に仕上げられていて光沢反射面になっている。また、第１斜面１２ｂの傾斜角θは４５°以下に設定してある。この４５°はポリカーボネイト樹脂などの樹脂で形成した導光板の臨界角より小さい値で、第１斜面１２ｂの境界面に臨界角より小さい入射角で入射した光は全反射する。従って、第１斜面１２ｂは光源１３からの多くの光を反射する。また、第１傾斜角θは光源１３から遠のくに従って大きくなっている。このため、第１斜面１２ｂの境界面で反射する光の反射角（図４においてγにあたる）も順次小さくなってくる。そして、その反射した光が上面１２ｄの境界面に入射するときの入射角（図４においてδにあたる）は順次大きくなってきて、臨界角を越えて上面１２ｄの境界面に入射する光も多くなり、上面１２ｄから外に出射する光も多くなる。また、プリズム１２ａの深さが光源１３から遠のくに従って順次深くなっている。これにより、第１斜面１２ｂの面積も順次広くなるので、第１斜面１２ｂの境界面に入射する光量も順次多くなり、また、反射する光量も順次多くなる。従って、導光板１２の奥の方の位置にあっても導光板１２の上面１２ｄから出射する光量も多くなる。

また、光源１３から出射した光はプリズム１２ａの第１斜面１２ｂの境界面で反射されるが、その反射光の反射方向は、プリズム１２ａが光源１３を中心とした同心円なるサーキュラープリズムの形状を取っているために、光の進行方向が変わることなく同一方向に反射する。従って、光源１３の放射目状に放射された光は第１斜面１２ｂで反射されても光の進行方向は変わらず放射目状に広がって行く。そして、光源１３の指向領域を狭めることなく遠くまで光を導くことができる。このことは、輝度の均一化効果も生む。

また、プリズム１２ａの第１斜面１２ｂと第２斜面１２ｃとで形成された谷１２ｊの角度βは９０°以上の角度を持っている。谷１２ｊの角度βが９０°以上有すると、導光板１２の射出成形での金型と導光板１２との離型性が良くなるので製作が容易になる。

以上の作用によって、光源１３の光は導光板１２の奥方に導かれ、奥方の位置にあっても出射光が多くなることから出射光量は均一化されてくる。そして、導光板１２の輝度は全体に均一になってくる。図５は導光板１２の輝度曲線を描いたグラフを示している。図５に示すように、全体的になだらかな輝度カーブを描く。光源１３の光が入射する入射入口側と一番奥側とが僅かに輝度が低い状態を示して、輝度の最大と最小の差が非常に小さくなってほぼ均一な輝度が得られることが分かる。前述の従来技術で説明した導光板の構造と比較すると格段と全体に均一な輝度が得られる。

更にまた、光源１３はＬＥＤを用い、導光板１２のコーナ切欠部１２ｋに配設する。ＬＥＤは小型であることからスペースを余り増やさずにバックライトユニットを小型に纏めることができる。また、ＬＥＤも１個で済むのでコストも安くできる。また、ＬＥＤは駆動電圧が低いことから消費電力も少なくて済み、経済的である。

また、上記の導光板１２と光源１３とを有するバックライトユニット１８を液晶表示パネル１１の下面側に設けた表示装置２０は表示パネルのカラー表示画像が明るく、そして、均一な明るさのカラー表示画像が得られる。また、本発明のバックライトユニット１８を備えた表示装置２０を表示機器に用いれば明るく、そして、均一な明るさのカラー表示画像が得られる。

尚、第１実施形態でのバックライトユニット１８は導光板１２、光源１３、光拡散シート１４、第１のプリズムシート１５、第２のプリズムシート１６、反射板１７とで構成したものであるが、本発明のバックライトユニットは特にこの構成に限るものではない。例えば、２枚用いたプリズムシートを１枚削除し、１枚のプリズムシートで構成することもできる。また、プリズムシートを全く用いないで構成することも可能である。このプリズムシートは表示装置の仕様によって適宜に選択すると良い。また、反射板１７に代えて反射手段を有してこれらの構成部品を保持して収納する収納枠をもってバックライトユニットを構成しても良いものである。

また、第１実施形態においては、光拡散シート１４にシリカ粒子を分散した樹脂のシートを用いたが、特にこの仕様のシートに限るものではなく、例えば、表面に微小の凹凸を設けた拡散シート、シリカ粒子以外の拡散粒子を設けたシートなどの光拡散性と光透過性の機能を有するシートであれば良いものである。

また、第１実施形態においては、表示パネルにアクティブマトリックス型のカラー液晶表示パネルを用いたが、表示パネルは特にアクティブマトリックス型のカラー液晶表示パネルに限るものではなく、白黒表示の液晶表示パネルでも同じ効果が得られる。

次に、本発明の第２実施形態に係るバックライトユニットを図６、図７を用いて説明する。ここで、図６は本発明の第２実施形態に係るバックライトユニットの導光板と光源との配置を示した平面図で、図７は図６におけるＥ−Ｅ断面図を示している。

本発明の第２実施形態に係るバックライトユニットは前述の第１実施形態のバックライトユニットの構成と対比すると導光板の形状のみが異なり、他の構成部品は前述の第１実施形態における構成部品と同じ仕様の部品を用いている。従って、ここでは導光板を主体にして説明し、他の構成部品の説明は最小限度にとどめることにする。また、前述の第１実施形態で用いた部品と同じ仕様の部品は同一符号を付して説明する。

図６より、導光板２２は１箇所のコーナ（隅）に、前述の第１実施形態での導光板と同様に、コーナ切欠部２２ｋを設けており、そのコーナ切欠部２２ｋの所にコーナ切欠部２２ｋの端面２２ｅに近接して光源１３を配設した構造を取っている。導光板２２は、その下面に光源１３を中心にした同心円なる鋸歯状の複数のサーキュラープリズム２２ａ（以降、単にプリズムと呼ぶ）を形成している。また、この導光板２２はポリカーボネイト樹脂やポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、などの耐熱性、耐湿性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた樹脂を用いて射出成形方法にて形成する。

このプリズム２２ａは、図７に示すように、稜線２２ｇのピッチの幅ｐは光源１３から遠のくに従って順次幅が狭くなっている。即ち、光源に一番近い１番目のプリズムのピッチの幅をｐ１、２番目のプリズムのピッチの幅をｐ２、ｉ番目のプリズムのピッチの幅をｐｉ、そして、一番奥のプリズムのピッチの幅をｐｎとすると、ｐ１＞ｐ２＞・・・＞ｐｉ＞・・・＞ｐｎの関係（ｉ＝１〜ｎ）になっている。また、このプリズム２２ａは光源１３と対面している第１斜面２２ｂと、それと反対側の第２斜面２２ｃを持っている。そして、第１斜面２２ｂの傾斜角を第１傾斜角とすると、第１傾斜角θは光源１３から遠のくに従って順次大きくなっている。即ち、光源に１番近いプリズムの第１斜面２２ｂの第１傾斜角をθ１、２番目のプリズムの第１斜面２２ｂの傾斜角をθ２、ｉ番目のプリズムの第１斜面２２ｂの傾斜角をθｉ、一番奥の位置にあるｎ番目のプリズムの第１斜面２２ｂの傾斜角をθｎとすると、θ１＜θ２＜・・・＜θｉ＜・・・＜θｎの関係になっている（ｉ＝１〜ｎ）。そして、これらの第１傾斜角θは４５°以下になっている。また、プリズム２２ａの深さｈはどのプリズムを取っても同一深さになっている。また、プリズム２２ａの第１斜面２２ｂと第２斜面２２ｃは光沢面を持った反射面として仕上げられている。また、導光板２２の上面２２ｄやコーナ切欠部２２ｋの端面２２ｅも光沢面に仕上げられている。また、第１斜面２２ｂと第２斜面２２ｃとの交点で形成される谷２２ｊの角度は９０°以上の角度になっている。

このような構造を取った導光板２２は、光源１３に近い位置にあるプリズム２２ａにおいては第１斜面２２ｂの第１傾斜角θが小さいことにより、第１斜面２２ｂの境界面での光源１３の光の反射角も大きく、また、その反射光の上面２２ｄの境界面への入射角も小さくなることから上面２２ｄの境界面で反射されて導光板２２の奥の方へと進む。しかしながら、光源１３から遠ざかるにつれてプリズム２２ａのピッチの幅ｐも小さくなり、更に第１斜面２２ｂの第１傾斜角θも大きくなることから、第１斜面２２ｂの境界面で反射される光の反射角も小さくなる。そして、その反射光も上面２２ｄの境界面に入射する入射角が大きくなり臨界角を越える光が多く現れる。このため、臨界角を越えた光は導光板の外に屈折を起こして出射する。即ち、前述の第１実施形態でも説明したように、光源から遠のくに従って第１傾斜角を大きくすると、光源の光を導光板２２の奥の方に導き入れて、導光板２２の上面２２ｄから多くの光量を出射させることができる。そして、これによって輝度の均一化効果を得る。

このプリズム２２ａの構造はプリズムの深さが皆同じで、光源１３から遠ざかるに従ってピッチの幅ｐが順次小さくなり、第１斜面２２ｂの第１傾斜角θが順次大きくなる。従って、光源１３から遠ざかるに従って第１斜面２２ｂの長さも順次小さくなり、斜面２２ｂの面積も小さくなってくる。しかしながら、第１斜面２２ｂの数は増してくる。このため、１つの第１斜面２２ｂの境界面で反射される光量は光源１３から遠ざかるに従って徐々に少なくなるが、反面、第１斜面２２ｂの数が多くなるので全体的に反射光量も増え、反射光量分布は全体的に均一になる。そして、導光板２２からの出射光量分布の均一化が図れて均一な輝度が得られる。

上記の構造を取った導光板２２の照明輝度は前述の第１実施形態で図５をもって示した輝度カーブと同様な輝度カーブを取り、全体的に輝度差の少ない均一な輝度が得られる。

次に、本発明の第３実施形態に係るバックライトユニットを図８〜図１０を用いて説明する。ここで、図８は本発明の第３実施形態に係るバックライトユニットに用いられる導光板と光源との配置を示した平面図で、図９は図８におけるＥ−Ｅ断面図を示している。また、図１０は図８における導光板の輝度状態を示した輝度曲線図を示している。

本発明の第３実施形態に係るバックライトユニットは前述の第１実施形態のバックライトユニットの構成と対比すると導光板の形状のみが異なり、他の構成部品は前述の第１実施形態における構成部品と同じ仕様の部品を用いている。従って、ここでは導光板を主体にして説明し、他の構成部品の説明は最小限度にとどめることにする。また、前述の第１実施形態で用いた部品と同じ仕様の部品は同一符号を付して説明する。

図８より、導光板３２は１箇所のコーナ（隅）に、前述の第１実施形態での導光板と同様に、コーナ切欠部３２ｋを設けており、そのコーナ切欠部３２ｋの所にコーナ切欠部３２ｋの端面３２ｅに近接して光源１３を配設した構造を取っている。導光板３２は、図９に示すように、その下面に光源１３を中心にした同心円なる鋸歯状の２種類のサーキュラープリズム（以降、単にプリズムと呼ぶ）を連設して設けている。この２種類のプリズムは光源１３に近い領域に第１サーキュラープリズム（以降、第１プリズムと呼ぶ）Ａ１が、この第１プリズムＡ１に繋がって光源１３から離れた領域に第２サーキュラープリズム（以降、第２プリズムと呼ぶ）Ａ２がある。何れも光源１３を中心にした同心円なるサーキュラープリズムをなしている。図８に示す導光板３２には第１プリズムＡ１の稜線３２ｇ１と第２プリズムＡ２の稜線３２ｇ２とが等間隔に並んでいる。

第１プリズムＡ１は複数のプリズム３２ａ１からなり、このプリズム３２ａ１の光源１３と対面する斜面を第１プリズムの第１斜面３２ｂ１、この第１プリズムの第１斜面３２ｂ１の傾斜角を第１プリズムの第１傾斜角とすると、第１プリズムの第１傾斜角は同じ傾斜角θ１を取っている。そして、第１傾斜角θ１は４５°以下の角度に設定している。また、ピッチの幅ｐも同じピッチ幅で設けてあり、プリズム３２ａ１の深さも同じ深さを取っている。

次に、第２プリズムＡ２は複数のプリズム３２ａ２から成り、この複数のプリズム３２ａ２の光源１３と対面する各々の斜面を第２プリズムの第１斜面３２ｂ２、この第１斜面３２ｂ２の傾斜角を第２プリズムの第１傾斜角とすると、この第２プリズムの第１傾斜角θは光源から遠ざかるに従って順次大きくなっている。即ち、第２プリズムＡ２の光源１３に一番近いプリズム３２ａ２の傾斜角をθ２、ｉ番目のプリズム３２ａ２の傾斜角をθｉ、一番奥のプリズム３２ａ２の傾斜角をθｎとすると、θ２＜・・＜θｉ＜・・＜θｎの関係（ｉ＝２〜ｎ）になっている。そして、何れの第１傾斜角も４５°以下になっている。また、第２プリズムＡ２の各々のプリズム３２ａ２のピッチの幅は皆同一寸法を取っており、第１プリズムＡ１のピッチの幅ｐと同一寸法を取っている。また、第２プリズムＡ２のプリズム３２ａ２の各々の深さは光源から遠ざかるに従って順次深くなっている。即ち、第２プリズムＡ２の光源１３に一番近いプリズム３２ａ２の深さをｈ２、ｉ番目のプリズム３２ａ２の深さをｈｉ、一番奥のプリズム３２ａ２の深さをｈｎとすると、ｈ２＜・・＜ｈｉ＜・・＜ｈｎの関係（ｉ＝２〜ｎ）になっている。この第２プリズムＡ２の仕様は前述の第１実施形態におけるプリズム仕様と同じ仕様を取っている。

ここで、第１プリズムＡ１の第１傾斜角θ１は少し大き目に設定してあり、光源１３からの光が第１斜面３２ｂ１の境界面で反射し、その反射光が導光板３２の上面３２ｄの境界面に入射したときに一部の入射光は導光板３２の外に出射し、一部の光は導光板３２内に反射するような傾斜角にしてある。即ち、光源１３から第１斜面３２ｂ１の境界面に入射する入射光は斜面の入射する位置によって入射角が異なる。従って、この境界面で反射される光の反射角もそれぞれ異なってくる。この反射角のそれぞれ異なる反射光は次に上面３２ｄの境界面に入射する。それぞれ反射角の異なる反射光の上面３２ｄの境界面に入射したときの入射角はそれぞれ異なった入射角を示す。このそれぞれ異なる入射角を臨界角前後になるようにすると、臨界角を越えて入射した入射光は導光板３２の外に出射され。また、臨界角に至らぬ入射角で入射した入射光は導光板３２内に反射される。このように、第１斜面３２ｂ１の境界面で反射して上面３２ｄの境界面に入射する入射角を臨界角前後になるように第１斜面３２ｂ１の第１傾斜角θ１を設定することによって、第１斜面３２ｂ１の境界面で反射する光源１３の光の一部を導光板３２の外に出射させることができる。この第１プリズムＡ１は導光板３２の光源１３に近い所の位置の輝度を高めるために設けている。導光板を第２プリズムＡ２だけで構成した場合、前述の第１実施形態で示した如く、光源１３に近い所の位置の輝度はどうしても低くなる。このため、光源１３に近い所の位置に第１プリズムＡ１を設けてその所の輝度を高くする。

この第１プリズムＡ１を設ける範囲は導光板３２の対角線での長さに対して５〜１０％の長さの幅で良く、例えば、対角線長が５０ｍｍであればコーナ切欠部３２ｋの端面３２ｅから２．５〜５ｍｍの範囲で設けると良い。

図１０は上記のプリズム構成を取る導光板３２の輝度カーブを描いたグラフである。図１０に示すように、第１プリズムＡ１の領域においては輝度がａ１’からａ１にアップする。そして、Ｍａｘ輝度とＭｉｎ輝度との輝度差が小さくなって非常に均一性の優れた輝度カーブが得られる。なお、第２プリズムＡ２による作用・効果は前述の第１実施形態で説明した通りであるのでここでの説明は省略する

また、第１プリズムＡ１での第１斜面３２ｂ１と、その反対側の第２斜面３２ｃ１とで形成されるプリズム３２ａ１の谷の角度は９０°以上になるように設定する。同様に、第２プリズムＡ２での第１斜面３２ｂ２と、その反対側の第２斜面３２ｃ２とで形成されるプリズム３２ａ２の谷の角度も９０°以上になるように設定する。９０°以上に設定しておくと導光板３２の射出成形時の金型との離型性が良くなる。

また、第１プリズムＡ１での第１斜面３２ｂ１と第２斜面３２ｃ１、第２プリズムＡ２での第１斜面３２ｂ２と第２斜面３２ｃ２、及び、導光板３２の上面３２ｄ、コーナ切欠部３２ｋの端面３２ｅは光沢面に仕上げている。光沢面をなしているため反射効率などが非常に高められる。

上記の構成を取る導光板３２はポリカーボネイト樹脂やポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂などの耐熱性、耐湿性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた樹脂を用いて射出成形方法にて形成する。斜面や上面などの光沢面は金型からの転写によって形成する。

以上の構成を取った導光板３２を用いてバックライトユニットを構成すると、表示パネルの表示画像に画像の隅々まで明るさが均一になった表示画像が得られる。照明の明るさが明るく、そして、均一になるとカラー画像のカラー色が鮮明になって綺麗なカラー表示画像が得られる。

尚、本第３実施形態においては、第１プリズムＡ１における複数のプリズム３２ａ１のピッチ幅ｐと深さは何れも同一寸法で形成したが、特に同一寸法に限るものではない。得られる輝度の状況を見て、均一な輝度が得られるように適宜に設定すると良い。また、第１プリズムＡ１におけるプリズム３２ａ１の第１傾斜角は皆同じ傾斜角である必要もなく、得られる輝度を見てそれぞれの角度を多少変えても構わない。

次に、本発明の第４実施形態に係るバックライトユニットを図１１を用いて説明する。ここで、図１１は本発明の第４実施形態に係るバックライトユニットに用いられる導光板の要部断面図を示している。

本発明の第４実施形態に係るバックライトユニットは前述の第１実施形態のバックライトユニットの構成と対比すると導光板の形状のみが異なり、他の構成部品は前述の第１実施形態における構成部品と同じ仕様の部品を用いている。従って、ここでは導光板を主体にして説明し、他の構成部品の説明は最小限度にとどめることにする。また、前述の第１実施形態で用いた部品と同じ仕様の部品は同一符号を付して説明する。

第４実施形態に係る導光板４２は、図示はしていないが、前述の第１実施形態での導光板と同様に、１箇所のコーナ（隅）にコーナ切欠部を設けており、そのコーナ切欠部の端面４２ｅに近接して光源１３を配設した構造を取っている。また、導光板４２はその下面に光源１３を中心にした同心円なる鋸歯状の２種類のサーキュラープリズム（以降、単にプリズムと呼ぶ）を連設して設けている。この２種類のプリズムは、図１１に示すように、光源１３に近い領域に第１プリズムＡ１が、この第１プリズムＡ１に繋がって光源１３から離れた領域に第２プリズムＡ２がある。何れも光源１３を中心にした同心円なるサーキュラープリズムをなしている。

第１プリズムＡ１は複数のプリズム４２ａ１からなり、このプリズム４２ａ１の光源１３と対面する斜面を第１プリズムの第１斜面４２ｂ１、この第１プリズムの第１斜面４２ｂ１の傾斜角を第１プリズムの第１傾斜角とすると、第１プリズムの第１傾斜角は同じ傾斜角θ１を取っている。そして、第１傾斜角θ１は４５°以下の角度に設定している。また、ピッチの幅ｐ１も同じピッチ幅で設けてあり、プリズム４２ａ１の深さも同じ深さを取っている。

次に、第２プリズムＡ２は複数のプリズム４２ａ２から成り、このプリズム４２ａ２の光源１３と対面する斜面を第２プリズムの第１斜面４２ｂ２、この第１斜面４２ｂ２の傾斜角を第２プリズムの第１傾斜角とすると、この第２プリズムの第１傾斜角θは光源から遠ざかるに従って順次大きくなっている。即ち、第２のプリズムＡ２の光源１３に一番近いプリズム４２ａ２の傾斜角をθ２、ｉ番目のプリズム４２ａ２の傾斜角をθｉ、一番奥のプリズム４２ａ２の傾斜角をθｎとすると、θ２＜・・＜θｉ＜・・＜θｎの関係（ｉ＝２〜ｎ）になっている。そして、何れの第１傾斜角も４５°以下になっている。また、第２プリズムＡ２の各々のプリズム４２ａ２のピッチの幅は光源１３から遠のくに従って順次小さくなっている。即ち、光源に一番近い１番目のプリズム４２ａ２のピッチの幅をｐ２、ｉ番目のプリズム４２ａ２のピッチの幅をｐｉ、そして、一番奥のプリズム４２ａ２のピッチの幅をｐｎとすると、ｐ１＞・・＞ｐｉ＞・・＞ｐｎの関係（ｉ＝１〜ｎ）になっている。また、複数のプリズム４２ａ２の各々の深さｈは皆同じ深さになっている。この第２プリズムＡ２の仕様は前述の第２実施形態における導光板のプリズム仕様と同じ仕様を取っている。

ここで、第１プリズムＡ１における第１プリズムの第１傾斜角θ１は少し大き目に設定してあり、光源１３からの光が第１プリズムの第１斜面４２ｂ１の境界面で反射し、その反射光が導光板４２の上面４２ｄの境界面に入射したときに一部の入射光は導光板４２の外に出射し、一部の光は導光板４２内に反射するような傾斜角にしてある。即ち、光源１３から第１斜面４２ｂ１の境界面に入射する入射光は斜面の入射する位置によって入射角が異なる。従って、この境界面で反射される光の反射角もそれぞれ異なってくる。この反射角のそれぞれ異なる反射光は次に上面４２ｄの境界面に入射する。それぞれ反射角の異なる反射光の上面４２ｄの境界面に入射したときの入射角はそれぞれ異なった入射角を示す。このそれぞれ異なる入射角を臨界角前後になるようにすると、臨界角を越えて入射した入射光は導光板４２の外に出射され。また、臨界角に至らぬ入射角で入射した入射光は導光板４２内に反射される。このように、第１斜面４２ｂ１の境界面で反射して上面４２ｄの境界面に入射する入射角を臨界角前後になるように第１プリズムの第１傾斜角θ１を設定することによって、第１斜面４２ｂ１の境界面で反射する光源１３の光の一部を導光板４２の外に出射させることができる。この第１プリズムＡ１は導光板４２の光源１３に近い所の位置の輝度を高めるために設けている。導光板を第２プリズムＡ２だけで構成した場合、前述の第２実施形態で示した如く、光源１３に近い所の位置の輝度はどうしても低くなる。このため、光源１３に近い所の位置に第１プリズムＡ１を設けてその所の輝度を高くする。

この第１プリズムＡ１を設ける範囲は導光板４２の対角線での長さに対して５〜１０％の長さの幅で良く、例えば、対角線長が５０ｍｍであればコーナ切欠部の端面４２ｅから２．５〜５ｍｍの範囲で設けると良い。

上記のプリズム構成を取る導光板４２の輝度カーブは、前述の第３実施形態における図１０に示した輝度カーブとほぼ同じような輝度カーブが得られ、光源に近い位置の所の導光板の輝度はアップし、Ｍａｘ輝度とＭｉｎ輝度との輝度差が小さくなって非常に均一性の優れた輝度カーブが得られる。なお、第２プリズムＡ２による作用・効果は前述の第２実施形態で説明した通りであるのでここでの説明は省略する

また、第１プリズムＡ１での第１斜面４２ｂ１と、その反対側の第２斜面４２ｃ１とで形成される谷の角度は９０°以上になるように設定する。同様に、第２プリズムＡ２での第１斜面４２ｂ２と、その反対側の第２斜面４２ｃ２とで形成される谷の角度も９０°以上になるように設定する。９０°以上に設定しておくと導光板４２の射出成形時の金型との離型性が良くなる。

また、第１プリズムＡ１での第１斜面４２ｂ１と第２斜面４２ｃ１、第２プリズムＡ２での第１斜面４２ｂ２と第２斜面４２ｃ２、及び、導光板４２の上面４２ｄ、コーナ切欠部の端面４２ｅは光沢面に仕上げている。光沢面をなしているため反射効率などが非常に高められる。

上記の構成を取る導光板４２はポリカーボネイト樹脂やポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂などの耐熱性、耐湿性、耐衝撃性、耐薬品性に優れた樹脂を用いて射出成形方法にて形成する。斜面や上面などの光沢面は金型からの転写によって形成する。

以上の構成を取った導光板４２を用いてバックライトユニットを構成すると、表示パネルの表示画像に画像の隅々まで均一になった明るさが得られる。照明の明るさが明るく、そして、均一になるとカラー画像のカラー色が鮮明になって綺麗なカラー表示画像が得られる。

尚、本第４実施形態においては、第１プリズムＡ１における複数のプリズム４２ａ１のピッチ幅ｐ１と深さは何れも同一寸法で形成したが、特に同一寸法に限るものではない。得られる輝度の状況を見て、均一な輝度が得られるように適宜に設定すると良い。また、第１プリズムＡ１における第１プリズムの第１傾斜角は皆同じ傾斜角である必要もなく、得られる輝度を見てそれぞれの角度を多少変えても構わない。

以上、本発明のバックライトユニットの構成を４つの実施形態を用いて説明した。本発明のバックライトユニットの構成は照明輝度を均一化するばかりではなく、輝度自体のアップ効果を得る。厚みが０．６〜１．０ｍｍ、２．５〜３インチサイズの大きさの導光板を用いた液晶表示パネルにおいて１５％〜２０％の輝度アップの効果を得ている。これは、導光板のプリズムの形状工夫により光源の光を無駄なく効果的に照明に活用したことによる。

そして、携帯電話やＦＡＸなどの通信情報機器や各種装置や機器の表示端末装置などの表示装置のバックライトに本発明のバックライトユニットを用いると、照明輝度がアップして表示画像に明るさが増すと共に均一な明るさの表示画像が得られる効果を生む。

本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットを用いた表示装置の側面図である。 図１における導光板と光源との配置状態を示した平面図である。 図２におけるＥ−Ｅ断面図である。 図２における導光板の作用を説明する説明図である。 図２における導光板の輝度状態を示した輝度曲線図である。 本発明の第２実施形態に係るバックライトユニットの導光板と光源との配置を示した平面図である。 図６におけるＥ−Ｅ断面図である。 本発明の第３実施形態に係るバックライトユニットに用いられる導光板と光源との配置を示した平面図である。 図８におけるＥ−Ｅ断面図である。 図８における導光板の輝度状態を示した輝度曲線図である。 本発明の第４実施形態に係るバックライトユニットに用いられる導光板の要部断面図である。 従来の液晶表示装置の要部断面図である。 図１２における光源の配設個数による導光板への光放射状態を説明する説明図である。 図１２における導光板の要部断面図である。 プリズムの斜面の傾斜角の大きさによって輝度がどのように変わるかを表した輝度曲線図である。

符号の説明

１１ 表示パネル
１２、２２、３２、４２ 導光板
１２ａ、２２ａ、３２ａ１、３２ａ２、４２ａ１、４２ａ２ サーキュラープリズム
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ１、３２ｂ２、４２ｂ１、４２ｂ２ 第１斜面
１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ１、３２ｃ２、４２ｃ１、４２ｃ２ 第２斜面
１２ｄ、２２ｄ、３２ｄ、４２ｄ 上面
１２ｅ、２２ｅ、３２ｅ、４２ｅ 端面
１２ｆ 見栄の悪い部位
１２ｇ、２２ｇ、３２ｇ１、３２ｇ２ 稜線
１２ｊ、２２ｊ 谷
１２ｋ、２２ｋ、３２ｋ コーナ切欠部
１３ 光源
１４ 光拡散シート
１５ 第１のプリズムシート
１６ 第２のプリズムシート
１７ 反射板
１８ バックライトユニット
２０ 表示装置
Ａ１ 第１サーキュラープリズム
Ａ２ 第２サーキュラープリズム
θ、θ１、θ２、θｉ、θｎ 第１傾斜角
ｐ、ｐ１、ｐ２、ｐｉ、ｐｎ ピッチ幅
ｈ、ｈ１、ｈ２、ｈｉ、ｈｎ 深さ

Claims (10)

1. 表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状のサーキュラープリズムを有し、該サーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１斜面、該第１斜面の傾斜角を第１傾斜角とすると、前記サーキュラープリズムはピッチの幅が一定で、前記第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、深さは光源から遠のくに従って深くなることを特徴とするバックライトユニット。
2. 表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状のサーキュラープリズムを有し、該サーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１斜面、該第１斜面の傾斜角を第１傾斜角とすると、前記サーキュラープリズムは深さが一定で、前記第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、ピッチの幅は光源から遠のくに従って小さくなることを特徴とするバックライトユニット。
3. 表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状の第１のサーキュラープリズムと該第１のサーキュラープリズムに連設して第２のサーキュラープリズムを有し、前記第１のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１プリズムの第１斜面、該第１プリズムの第１斜面の傾斜角を第１プリズムの第１傾斜角とし、前記第２のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第２プリズムの第１斜面、該第２プリズムの第１斜面の傾斜角を第２プリズムの第１傾斜角とすると、前記第１のサーキュラープリズムは光源側に設けられていて、前記第１プリズムの第１傾斜角は前記第１プリズムの第１斜面で反射する前記光源の光の一部を前記導光板の上面から外に出射する傾斜角をなしており、前記第２のサーキュラープリズムはピッチの幅が一定で、前記第２プリズムの第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、深さは光源から遠のくに従って深くなることを特徴とするバックライトユニット。
4. 表示パネルの下面側に備えられて導光板と光源を有するバックライトユニットにおいて、前記光源は前記導光板のコーナ切欠部に配設され、前記導光板は前記光源を中心とした同心円なる鋸歯状の第１のサーキュラープリズムと該第１のサーキュラープリズムに連設して第２のサーキュラープリズムを有し、前記第１のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第１プリズムの第１斜面、該第１プリズムの第１斜面の傾斜角を第１プリズムの第１傾斜角とし、前記第２のサーキュラープリズムの前記光源と対面する斜面を第２プリズムの第１斜面、該第２プリズムの第１斜面の傾斜角を第２プリズムの第１傾斜角とすると、前記第１のサーキュラープリズムは光源側に設けられていて、前記第１プリズムの第１傾斜角は前記第１プリズムの第１斜面で反射する前記光源の光の一部を前記導光板の上面から外に出射する傾斜角をなしており、前記第２のサーキュラープリズムは深さが一定で、前記第２プリズムの第１傾斜角は光源から遠のくに従って大きくなり、ピッチの幅は光源から遠のくに従って小さくなることを特徴とするバックライトユニット。
5. 前記第１傾斜角は４５°以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
6. 前記第１斜面の反対側にある斜面を第２斜面とすると、前記第１斜面と前記第２斜面とで形成される前記サーキュラープリズムの谷の角度は９０°以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
7. 前記第１斜面と前記第２斜面は光沢面になっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
8. 前記導光板の上面及びコーナ切欠部の端面は光沢面になっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
9. 前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
10. 表示パネルの下面側にバックライトユニットを備えた表示機器において、前記バックライトユニットは前記請求項１乃至９のいずれか１項に記載のバックライトユニットを用いて前記表示パネルを明るく、そして、均一な明るさで照明したことを特徴とする表示機器。
    

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