JP3115861U - 導光板及びこれを備えたバックライトユニット - Google Patents

Abstract

拡散効率が高くて充分な輝度を得ることができる導光板を提供すること。
【解決手段】 冷陰極蛍光ランプ１６，１８からの光が入射する入射端面８，１２と、入射端面８，１２から導入された光を出射する出射面４と、出射面４と反対側に位置する背面６とを備えた導光板。導光板２の背面６には拡散パターン２０が施され、拡散パターン２０は不規則に配置された複数の四角錐状の凸部２２（又は凹部）から構成されている。また、導光板２の出射面４にはプリズムパターン２４を設けることができ、このプリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、山部及び谷部は入射端面８，１２に対して実質上垂直に直線状に設けられる。尚、拡散パターン２０は、導光板２の出射面４に設けるようにしてもよい。
【選択図】 図１

Description

本考案は、液晶ディスプレイを面照明するために用いる導光板及びこれを備えたバックライトユニットに関する。

画像情報などを表示するための液晶ディスプレイは、液晶ユニットと、この液晶ユニットを照明するためのバックライトユニットとから構成され、液晶ユニットはバックライトの表面側、即ち出射面と対向して配設される。液晶ユニットは液晶セルによって透過光の光量調整を行うもので、それ自体発光せず、バックライトユニットが液晶ディスプレイにおいて画像情報などを表示するための光源として機能する。

バックライトユニットは、冷陰極蛍光ランプの如き一次光源、光を導くための導光板、反射シート及び拡散シートなどを備えている。導光板はその一端面（又は対向する両端面）が入射端面として機能し、かかる入射端面に対向して一次光源が配設される。また、導光板の入射端面に対して実質上垂直な一面は出射面として機能し、出射面と対向して拡散シートが配設され、この拡散シートと対向して液晶ユニットが配設される。更に、導光板において、この出射面と反対側に背面が位置し、この背面に対向して反射シートが配設される。このように構成されているので、冷陰極蛍光ランプからの光は入射端面を通して導光板内に導かれ、導光板の背面側において反射シートにより反射され、この導光板内を伝搬されて出射面から液晶ユニットに向けて出射される。出射面からの光は、拡散シートにおいて所要の通りに拡散され、拡散された光は、液晶ユニットの背面側からその全域を均一に照明する。

液晶ユニットを照明するバックライトユニットにおいては、液晶ユニットを背面側から高輝度で照明するとともに、液晶ユニットの表示領域を均一に照明することが求められており、このことは、導光板において、一次光源から入射端面を通して導入された光を効率良く出射面を通して出射するとともに、出射面から出射される光をその全域において実質上均一にすることが求められる。

このような課題を解消するために、出射面に凹部パターン（又は凸部パターン）を施した導光板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この導光板においては、凹部パターン（又は凸部パターン）は不規則に配設された多数の凹部（又は凸部）から構成され、これら凸部（又は凹部）が例えば円錐台形状に形成されている。また、出射面と反対側の背面にはプリズムパターンが施され、このプリズムパターンが交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成されている。このような導光板では、その背面側のプリズムパターンによって光を所要の通りに屈曲させて出射面側に導いて伝搬効率を高めることができ、またその出射面側の凸部パターン（又は凹部パターン）によって光を拡散させて液晶ユニットを均一に照明することができる。

実用新案登録第３１０８７４５号公報

しかしながら、上述した導光板及びこれを備えたバックライトユニットでは、次の通りの解決すべき問題がある。即ち、導光板においては、出射面に施された凹状パターン（又は凸状パターン）が不規則な円錐台形状の凸部（又は逆円錐台形状の凹部）であるので、一次光源からの光の拡散効率が充分に高くなく、それ故に、バックライトユニットとして充分な輝度が得られず、輝度を上げようとすると光源の明るさを明るくする必要があり、これに伴って、消費電力が多くなり、また熱が発生するという問題がある。

また、このような導光板を用いたバックライトユニットでは、導光板の背面側に反射シートが設けられるとともに、その出射面側に第１拡散シート、プリズムシート及び第２拡散シートがこの順に配設され、それ故に、液晶ユニットを均一に照明するために各種シートが必要となり、これによって、バックライトユニットの構成が複雑になり、またその製作コストも高価になるという問題がある。

本考案の目的は、拡散効率が高くて充分な輝度を得ることができる導光板を提供することである。
また、本考案の他の目的は、比較的簡単な構成でもって、充分な輝度を得ることができるとともに、液晶ユニットを均一に照明することができるバックライトユニットを提供することである。

本考案の請求項１に記載の導光板は、液晶ディスプレイのバックライトユニットに使用される導光板であって、一次光源からの光が入射する入射端面と、前記入射端面に対して実質上垂直な面であって、前記入射端面から導入された光を出射する出射面と、前記出射面と反対側に位置する背面とを備え、前記出射面又は前記背面には拡散パターンが施され、前記拡散パターンは不規則に配置された複数の四角錐状の凸部又は凹部から構成されていることを特徴とする。

また、本考案の請求項２に記載の導光板では、前記導光板の前記出射面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記背面にはプリズムパターンが施され、前記プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記山部及び谷部は前記入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びていることを特徴とする。

また、本考案の請求項３に記載の導光板では、前記導光板の前記出射面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記背面は平坦面に形成されていることを特徴とする。

また、本考案の請求項４に記載の導光板では、前記導光板の前記背面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記出射面にはプリズムパターンが施され、前記プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記山部及び谷部は前記入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びていることを特徴とする。

また、本考案の請求項５に記載の導光板では、前記導光板の前記背面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記出射面は平坦面に形成されていることを特徴とする。

また、本考案の請求項６に記載の導光板では、前記拡散パターンの前記複数の凸部又は凹部は実質上同じ大きさの正四角錐状であり、これら凸部又は凹部の底部の一辺の大きさが３０〜１００μｍであり、その高さ又は深さが１５〜５０μｍであることを特徴とする。

また、本考案の請求項７に記載の導光板では、前記一次光源は冷陰極蛍光ランプ又は所定方向に配設された複数のＬＥＤから構成され、前記拡散パターンにおける単位面積当たりの凸部又は凹部の密度は、前記導光板における前記一次光源側の角部領域では高く、前記導光板における前記角部領域以外の領域では前記角部領域の密度よりも低くなっていることを特徴とする。

また、本考案の請求項８に記載の導光板では、前記プリズムパターンの前記山部及び谷部は実質上同じ形状であり、前記山部の頂角及び前記谷部の谷角は８０〜１２０度であり、前記山部間のピッチは３０〜１００μｍであることを特徴とする。

また、本考案の請求項９に記載のバックライトユニットは、請求項３又は５に記載の導光板を備えた液晶ディスプレイのバックライトユニットであって、光が入射する入射端面、光が出射する出射面及びこの出射面と反対側に位置する背面を有する導光板と、前記導光板の前記入射端面に対向して配設された一次光源と、前記導光板の前記背面側に配設された反射シートと、を備えたことを特徴とする。

また、本考案の請求項１０に記載のバックライトユニットでは、前記導光板の前記出射面に対向して第１プリズムシートが設けられ、前記第１プリズムシートには前記導光板と対向する面と反対側の面に第１プリズムパターンが施され、前記第１プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記山部及び谷部は前記導光板の前記入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びていることを特徴とする。

また、本考案の請求項１１に記載のバックライトユニットでは、前記導光板の前記出射面側には、更に、第２プリズムシートが設けられ、前記第２プリズムシートには前記導光板と対向する面と反対側の面に第２プリズムパターンが施され、前記第２プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記第１プリズムシートの前記第１プリズムパターンと前記第２プリズムシートの前記第２プリズムパターンとが実質上交差して延びていることを特徴とする。

また、本考案の請求項１２に記載のバックライトユニットは、請求項２又は４に記載の導光板を備えた液晶ディスプレイのバックライトユニットであって、光が入射する入射端面、光が出射する出射面及びこの出射面と反対側に位置する背面を有する導光板と、前記導光板の前記入射端面に対向して配設された一次光源と、前記導光板の前記背面に配設された反射シートと、を備えたことを特徴とする。

また、本考案の請求項１３に記載のバックライトユニットでは、前記導光板の前記出射面に対向して更にプリズムシートが配設され、前記プリズムシートには、前記導光板と対向する面と反対側の表面にプリズムパターンが施され、前記プリズムパターンは交互に連続して配置されて所定方向に直線状に延びるＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記導光板の前記プリズムパターンと前記プリズムシートの前記プリズムパターンとが実質上垂直に交差して延びていることを特徴とする。

本考案の請求項１に記載の導光板によれば、導光板の出射面又は背面に拡散パターンが施され、この拡散パターンが不規則に配置された複数の四角錐状の凸部又は凹部から構成されているので、背面からの光は充分に拡散されて出射面に導かれ、この出射面から出射される光の輝度を充分に高めることができるとともに、出射面からの光をその全域において実質上均一にすることができる。

また、本考案の請求項２に記載の導光板によれば、導光板の出射面に特定形状の拡散パターンが設けられ、その背面にプリズムパターンが設けられ、このプリズムパターンが交互に連続したＶ字断面の山部及び谷部から構成されているので、入射端面から入射された一次光源からの光は、導光板の背面側において所要の通りに屈折、反射されて出射面側に導かれ、また導光板内を伝搬されて出射面から出射される光は、複数の四角錐状の凸部又は凹部によって充分に拡散される。従って、この導光板においては、背面側の特定形状のプリズムパターン及び出射面側の拡散パターンの組合せによって伝搬効率及び拡散効率を高め、充分な輝度を得ることができるとともに、導光板全域において均一な明るさを得ることができる。

また、本考案の請求項３に記載の導光板によれば、導光板の出射面に複数の四角錐状の凸部又は凹部からなる拡散パターンが設けられ、その背面は平坦面に形成されているので、特定形状の拡散パターンを有する比較的簡単な構成の導光板でもっても充分な輝度を得ることができるとともに、出射面からの出射光を均一にすることができる。

また、本考案の請求項４に記載の導光板によれば、導光板の背面には特定形状の拡散パターンが施され、導光板の出射面にはプリズムパターンが設けられ、このプリズムパターンが交互に連続したＶ字断面の山部及び谷部から構成されているので、導光板の背面において光が充分に拡散されて出射面側に導かれ、またかく導かれた光は導光板の出射面側において所要の通りに屈折、反射されて出射される。従って、この導光板においても、背面の特定形状の拡散パターンと出射面の特定形状のプリズムパターンの組合せによって伝搬効率及び拡散効率を高め、充分な輝度を得ることができるとともに、導光板全域において均一な明るさを得ることができる。

また、本考案の請求項５に記載の導光板によれば、導光板の背面に複数の四角錐状の凸部又は凹部からなる拡散パターンが設けられ、その出射面は平坦面に形成されているので、特定形状の拡散パターンを有する比較的簡単な構成の導光板でもっても充分な輝度を得ることができるとともに、出射面からの出射光を均一にすることができる。

また、本考案の請求項６に記載の導光板によれば、拡散パターンの複数の凸部（又は凹部）は実質上同じ大きさの正四角錐状に形成され、その大きさが所定の範囲であるので、拡散効率が高く、導光板の出射面から出射される光を出射面全域において均一な明るさとすることができる。

また、本考案の請求項７に記載の導光板によれば、拡散パターンにおける単位面積当たりの凸部（又は凹部）の密度は、導光板の一次光源側の角部領域では高く、この角部領域以外の領域では角部領域の密度よりも低くなっているので、輝度が低下しやすい導光板の一次光源側の角部領域の輝度をアップさせ、導光板の出射面の全域の輝度を実質上等しくすることができる。

また、本考案の請求項８に記載の導光板によれば、プリズムパターンの山部及び谷部は実質上同じ大きさの特定形状をしているので、一次光源からの光をプリズムパターンにおいて所望の通りに屈折、反射して光の伝搬効率を高めることができる。

また、本考案の請求項９に記載のバックライトユニットによれば、導光板の出射面又は背面に複数の四角錐状の凸部又は凹部が設けられているので、バックライトから液晶ユニットに照射される光の輝度をアップさせることができるとともに、その明るさを均一にすることができる。

また、本考案の請求項１０に記載のバックライトユニットによれば、導光板の出射面に対向して第１プリズムシートが設けられ、その第１プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、それらの山部及び谷部は導光板の入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びているので、導光板から出射された光をこの第１プリズムシートによって屈折、反射させ、バックライトユニットから出射される光をより均一にすることができる。

また、本考案の請求項１１に記載のバックライトユニットによれば、導光板の出射面側には第２プリズムシートが設けられ、第２プリズムシートの第２プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、第１プリズムシートの第１プリズムパターンと第２プリズムシートの第２プリズムパターンとが実質上交差して延びているので、導光板から出射された光を第１及び第２プリズムシートによって所要の通りに屈折、反射させ、バックライトユニットから出射される光をより一層均一にすることができる。

本発明の請求項１２に記載のバックライトユニットによれば、導光板の背面又は出射面に多数の四角錐状の凸部又は凹部が設けられ、その出射面又は背面に山部及び谷部からなるプリズムパターンが設けられているので、導光板における特定形状の拡散パターンとプリズムパターンとの組合せによって、バックライトから液晶ユニットに照射される光の輝度をアップさせることができるとともに、その明るさを均一にすることができる。

また、本発明の請求項１３に記載のバックライトユニットによれば、導光板の出射面に対向してプリズムシートが設けられ、導光板のプリズムパターンの山部及び谷部の延びる方向とプリズムシートのプリズムパターンの山部及び谷部の延びる方向とが実質上垂直に交差しているので、導光板の出射面からの光はこれらプリズムパターンによって屈折されて均一な光となって液晶ユニットに導かれ、従って、液晶ユニットをより均一に照明することができる。

以下、添付図面を参照して、本考案に従う導光板及びこれを備えたバックライトユニットの実施形態について説明する。図１は、本考案に従う導光板の一実施形態を一部切り欠いて示す斜視図であり、図２は、図１の導光板の背面の一部を拡大して示す部分拡大背面図であり、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。

図１及び図２において、図示の導光板２は矩形プレート状に形成され、図１において上側の上面４及び下側の下面６と、これら上面４及び下面６を接続する四側端面８，１０，１２，１４とを備えている。この実施形態では、相互に対向する側端面８，１２は、残りの対向する側端面１０，１４よりも細長く、長手方向の一対の側端面、即ち側端面８（図１において左下側の側端面）及びこの側端面８に対向する側端面１２（図１において右上側の側端面）に対向して、一次光源としての冷陰極蛍光ランプ１６，１８が配設され、冷陰極蛍光ランプ１６からの光は側端面８から導光板２内に導かれ、他方の冷陰極蛍光ランプ１８からの光は対向側の側端面１２から導光板２内に導かれ、それら側端面８，１２が導光板２の入射端面として機能する。

また、導光板２の上面４に対向して液晶ユニット（図示せず）が配設され、冷陰極蛍光ランプ１６，１８から導光板２内に導入された光はこの上面４から出射して液晶ユニットを背面側から照射し、この上面４が出射面として機能する。このような導光板２は、熱可塑性樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂などから形成される。

図３をも参照して、この実施形態では、導光板２の上面４（出射面）は実質上平らな平坦面に形成され、好ましくは鏡面に形成される。これに対して、導光板２の下面６（上面４と対向する背面）には拡散パターン２０（図１においてその一部を示し、図２において拡大して示す）が設けられている。拡散パターン２０は、図２に拡大して示すように四角錐状の多数の凸部２２から構成され、下面６（背面）の実質上全域に不規則に配設されている。この拡散パターン２０の凸部２２の密度は、次のように構成される。即ち、拡散パターン２０における単位面積当たりの凸部２２の密度は、導光板２の一次光源側の角部領域、この形態では冷陰極蛍光ランプ１６側の角部領域及び他方の冷陰極蛍光ランプ１８側の角部領域では高く、導光板２におけるこれら角部領域以外の領域ではこれら角部領域の密度よりも低くなっており、凸部２２の密度をこのようにすることによって、上述した角部領域における拡散効率が高くなり、冷陰極蛍光ランプ１６からの光の弱い領域の輝度を高めて導光板２の上面４（出射面）の輝度を実質上均一にすることができる。

拡散パターン２０の各凸部２２は実質上同じ形状であり、この実施形態では正四角錐状に形成されている。この凸部２２の底辺の一辺の大きさＬ（図２参照）は３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜７０μｍであり、その高さＨ（図３参照）は１５〜５０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍである。拡散パターン２０の凸部２２を小さい正四角錐形状にすることによって拡散効率を高めて輝度を明るくすることができる。

この実施形態では、拡散パターン２０の凸部２２は、図２に示すように、縦方向（冷陰極蛍光ランプ１６，１８の軸線方向に対して垂直な方向）及び横方向（冷陰極蛍光ランプ１６，１８の軸線方向）にある程度並ぶように不規則に配置されているが、このような配置に限定されず、図４に示すように構成するようにしてもよい。図４は、導光板の他の実施形態の一部を示す背面図である。尚、以下の実施形態において、実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図４において、この拡散パターン２０Ａの凸部２２Ａは縦方向にはある程度並び、横方向には千鳥状にある程度並ぶように配置されており、このように四角錐状の突部２２Ａを配設しても同様の効果が達成される。尚、拡散パターンの多数の突部は、縦方向及び横方向に全く不規則に配置されるようにしてもよい。

この実施形態では、拡散パターン２０（２０Ａ）は多数の凸部２２（２２Ａ）から構成されているが、これら凸部２２（２２Ａ）に代えて、図５に示すように、多数の凹部から構成するようにしてもよい。導光板の他の実施形態の一部を示す図５において、この実施形態では、拡散パターン２０Ｂが四角錐状の多数の凹部２７から構成され、下面６（背面）の実質上全域に不規則に配設されている。この拡散パターン２０Ｂの凹部２７については、上述した凸部２２（２２Ａ）と略同様に構成され、これら凹部２７の単位面積当たりの密度は、導光板２Ｂの一次光源側の角部領域（冷陰極蛍光ランプ１６側の角部領域及び他方の冷陰極蛍光ランプ１８側の角部領域）では高く、導光板２Ｂにおけるこれら角部領域以外の領域ではこれら角部領域の密度よりも低くなるように構成される。また、拡散パターン２０Ｂの各凹部２７は実質上同じ形状に形成され、この実施形態では正四角錐状に形成されている。この凹部２７の底辺の一辺の大きさ（凹部２７の開口の一辺）は３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜７０μｍであり、その深さＨ１は１５〜５０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍであり、拡散パターン２０Ｂを四角錐状の多数の凹部２７から形成することによっても、四角錐状の多数の凸部２２（２２Ａ）から形成した場合と同様の効果が達成される。

導光板は、図６及び図７に示すように構成することもできる。図６は、導光板の更に他の実施形態を一部切り欠いて示す斜視図であり、図７は、図６の導光板の一部を断面で示す部分拡大断面図である。

図６及び図７において、この実施形態では、導光板２Ｃの上面（出射面）にはプリズムパターン２４が設けられている。このプリズムパターン２４は、交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部２６及び谷部２８から構成され、これら山部２６及び谷部２８は側端面８，１２（入射端面）に対して実質上垂直に直線状に延びている。これら山部２６及び谷部２８は実質上同一の形状であり、山部２６の頂角α（図７参照）及び谷部２８の谷角β（図７参照）は８０〜１２０度、好ましくは８５〜９５度であり、また山部２６間のピッチＰ（図７参照）は３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜７０μｍである。プリズムパターン２４を小さな山部２６及び谷部２８にすることによって導光板２Ｃの上面４（出射面）側において光を所望の通りに屈折、反射させて輝度を均一にすることができる。この実施形態のその他の構成は、図１〜図３に示す実施形態と実質上同一である。

この導光板２Ｃにおいては、その基本的形態が図１〜図３に示すものと実質上同一であるので、上述したと同様の効果が達成される。加えて、導光板２Ｃの上面（出射面）に所定形状のプリズムパターン２４が設けられているので、出射面からの出射光をより均一にすることができる。尚、上面４（出射面）のプリズムパターン２４と組み合わされる下面６（背面）の拡散パターン２０は、例えば図４に示す形態のものでもよい。

図８は、導光板の更に他の実施形態の一部を示す部分拡大断面図である。図８において、この実施形態では、図５に示す実施形態と同様に、拡散パターン２０Ｄが四角錐状の多数の凹部２７Ｄから構成され、下面６（背面）の実質上全域に不規則に配設されている。この拡散パターン２７Ｄは、例えば、図５に示す拡散パターン２７と同様でよい。この実施形態では、上面４（出射面）のプリズムパターン２４と下面６（背面）の拡散パターン２０Ｄとを組み合わせて用いており、このように構成しても、図６及び図７に示す実施形態と同様の作用効果が達成される。

このような導光板２（２Ａ〜２Ｄ）は、熱プレス転写成形法によって製作される。図９は、熱プレス転写成形法を実施するための熱プレス転写成形装置の一実施形態を簡略的に示す断面図であり、図９を参照して、例えば導光板２Ｃの製作について説明する。

図９において、図示の熱プレス転写成形装置５２は、固定的に取り付けられる固定側金型５４と、この固定側金型５４に対して相対的に移動される可動側金型５６とから構成される。固定側金型５４には凹部５８が設けられ、この凹部５８内に断熱部材６０及び薄膜ヒータ６２を介して温度調節プレート６４が取り付けられている。また、可動側金型５６にも同様に凹部６６が設けられ、この凹部６６内に断熱部材６８及び薄膜ヒータ７０を介して温度調節プレート７２が取り付けられている。

温度調節プレート６４，７２内には流路７４が設けられており、この流路を通して加熱／冷却用の特殊な流体が循環される。加熱用の流体を供給するための加熱流体供給源（図示せず）及び冷却用の流体を供給するための冷却流体供給源（図示せず）が設けられ、加熱する際には、加熱流体供給源からの加熱流体が温度調節プレート６４，７２の流路７４を通して循環され、また冷却する際には、冷却流体供給源からの冷却流体が温度調節プレート６４，７２の流路７４を通して循環される。

この実施形態では、固定側金型５４の温度調節プレート６４の表面に、導光板２の上面４のプリズムパターン２４に対応する形状を有する固定スタンパ７６が取り付けられ、また可動側金型５６の温度調節プレート７４の表面に、導光板２の下面６の拡散パターン２０に対応する形状を有する可動スタンパ７８が取り付けられている。尚、プリズムパターン２４に対応する形状を有するスタンパを可動側金型５６に設け、拡散パターン２０に対応する形状を有するスタンパを固定側金型５４に取り付けるようにしてもよい。

導光板２を製作するときには、熱可塑性樹脂から形成されたプレート８０が固定側金型５４の固定スタンパ７６に載置され、その後、固定側金型５４に対して可動側金型５６が移動されてこれら金型５４，５６が閉じられる。そして、金型５４，５６が閉じられた状態にて、金型５４，５６の凹部５８，６６内の空気が真空ポンプ８２によって吸引排出され、これら凹部５８，６６内の空間が真空状態に保たれる。尚、このように真空状態に保つように、例えば、固定側金型５４の凹部５８の開口部近傍にシール部材８４が設けられている。

その後、固定側金型５４及び可動側金型５６の温度調節プレート６４，７２に所定加熱温度（例えば、１５０℃程度）に加熱された加熱液体が加熱流体供給源（図示せず）から供給され、プレート８０が所定加熱時間（例えば、約１５秒程度）加熱され、かく加熱される間にプレート８０に熱プレス転写が行われる。即ち、プレート８０の下面には固定側金型５４のスタンパ７６が作用し、このスタンパ７６のパターンが転写されてプリズムパターン２４が施され、またプレート８０の上面には可動側金型５６のスタンパ７８が作用し、かかるスタンパ７８のパターンが転写されて拡散パターン２０が施される。

パターンの転写が行われた後、温度調節プレート６４，７２に所定冷却温度（例えば、約２３℃程度）に冷却された冷却液体が冷却液体供給源（図示せず）から供給され、プレート８０が所定冷却時間（例えば、約１５秒程度）冷却され、この冷却の間に熱転写されたプリズムパターン２４及び拡散パターン２２がプレート８０に固定され、このようにして上述した導光板２が製作される。

尚、上述した説明から理解される如く、導光板２（２Ａ，２Ｂ，２Ｄ）についても、上述したと同様に製作することができるが、固定スタンパ及び可動スタンパがそれぞれ製作する導光板２（２Ａ，２Ｂ，２Ｄ）に対応したものを用いるようになる。

図１〜図３に示す導光板２は、例えば、図１０に示すようにバックライトとして組み立てられる。図１０は、バックライトユニットを分解してして示す分解斜視図である。
図１０において、このバックライトユニット１０２は、上述した導光板２に加えて、光を反射するための反射シート１０４、光を屈折するための第１及び第２プリズムシート１０６，１０７並びに保護シート１０８から構成されている。反射シート１０４は導光板２の下面６（拡散パターン２０が施された面）に対向して配設され、導光板２の下面６側に導かれた光を上面４側に反射する。

また、第１プリズムシート１０６は導光板２の上面４に対向して配設される。この第１プリズムシート１０６の上面（導光板２に対向する面と反対側の面）には第１プリズムパターン１１０が施され、この第１プリズムパターン１１０は、図６及び図７に示す導光板２Ｃに施されたプリズムパターン２４と同様に、交互に連続して配設されたＶ字断面の山部１１４及び谷部１１６から構成され、山部１１４及び谷部１１６の形状は上記プリズムパターン２４の山部２６及び谷部２８の形状と同様でよい。この第１プリズムパターン１１０の山部１１４及び谷部１１６は、冷陰極蛍光ランプ１６，１８からの光が入射する入射端面に対して実質上垂直に直線状に設けられる（冷陰極蛍光ランプ１６，１８は、図１０において紙面に対して手前側の側端面８及び紙面に対して背面側の側端面１２に対向して配設される）。

また、第２プリズムシート１０７は第１プリズムシート１０６の上面（第１プリズムパターン１１０が設けられた面）に対向して配設される。この第２プリズムシート１０７の上面（第１プリズムシート１０６に対向する面と反対側の面）には第２プリズムパターン１１８が施され、この第２プリズムパターン１１８は、第１プリズムシート１０６に施された第１プリズムパターン１１０と同様に、交互に連続して配設されたＶ字断面の山部１２０及び谷部１２２から構成され、これら山部１２０及び谷部１２２の形状は第１プリズムパターン１１０の山部１１４及び谷部１１６の形状と同様でよい。この第２プリズムパターン１１８の山部１２０及び谷部１２２は、導光板２の入射端面に対して実質上平行に設けられ、従って、この第２プリズムシート１０７の第２プリズムパターン１１８の山部１２０及び谷部１２２の延びる方向と、第１プリズムシート１０６の第１プリズムパターン１１０の山部１１４及び谷部１１６の延びる方向とは、図１０に示すように、実質上垂直に交差するように構成され、このように配置することによって、バックライトユニット１０２から液晶ユニット（図示せず）への照明光を均一にすることができる。

保護シート１０８は、第２プリズムシート１０７の表面側に（即ち、第２プリズムパターン１１８に対向して）配設され、バックライトユニット１０２の表面側を保護する。尚、要求される高輝度の程度、輝度の均一性の程度に応じて第１プリズムシート１０６及び／又は第２プリズムシート１０７を省略することができ、これらの要求が高いときには、必要に応じて、導光板２と第１プリズムシート１０６との間に拡散プレートを配設するようにしてもよい。

このバックライトユニット１０２においては、冷陰極蛍光ランプからの光が入射端面から導光板２に導入され、かく導入された光は、導光板２の下面６側にて反射シート１０４により反射されて上面４（出射面）側に導かれ、導光板２の上面４から出射される。そして、かく出射された光が第１プリズムシート１０６、第２プリズムシート１０７及び保護シート１０８を通して液晶ユニット（図示せず）の背面側から照明し、液晶ユニットを充分な輝度で均一に照明することができ、一次光源として直径が２．５〜３．０ｍｍの冷陰極蛍光ランプを２本用いることによって、バックライトユニット１０２からの出射光の輝度を約５５００ｃｄ／ｍ^２とすることができ、充分な輝度を得ることができる。

例えば、図６及び図７に示す導光板２Ｃは、図１１に示すようにバックライトユニットとして組み立てられる。図１１は、他の実施形態のバックライトユニットを分解してして示す分解斜視図である。

図１１において、このバックライトユニット１０２Ｃは、上述した導光板２Ｃに加えて、反射シート１０４、プリズムシート１３２及び保護シート１０８から構成されている。反射シート１０４及び保護シート１０８は図１０に示す実施形態と同様のものでよく、上述したと同様に配設される。

このバックライトユニット１０２Ｃにおいては、導光板２の下面６に拡散パターン２０が施され、その上面にプリズムパターン２４が施されている。プリズムシート１３２は導光板２Ｃと保護シート１０８との間に配設され、その上面（導光板２Ｃに対向する面と反対側の面）にはプリズムパターン１３４が施され、このプリズムパターン１３４は、導光板２Ｃの上面４に施されたプリズムパターン２４と同様に、交互に連続して配設されたＶ字断面の山部１３６及び谷部１３８から構成され、これら山部１３６及び谷部１３８の形状は上記プリズムパターン２４の山部２６及び谷部２８の形状と同様でよい。導光板２Ｃのプリズムパターン２４の山部２６及び谷部２８の延びる方向とプリズムシート１３２のプリズムパターン１３４の山部１３６及び谷部１３８の延びる方向とは、図１１に示すように、実質上垂直に交差するように構成され、このように配置することによって、バックライトユニット１０２Ｃから液晶ユニット（図示せず）への照明光を高輝度に且つ均一にすることができる。尚、要求される高輝度の程度、輝度の均一性の程度に応じてプリズムシート１３２を省略することができる。

このバックライトユニット１０２Ｃにおいても、上述したと同様の効果が達成される。加えて、導光板２Ｃの上面４にプリズムパターン２４が施されているので、その上面４（出射面）からの光は更に高輝度となり、一次光源として２．５〜３．０ｍｍの冷陰極蛍光ランプを２本用いることによって、バックライトユニット１０２Ｃからの出射光の輝度が約５８００ｃｄ／ｍ^２とすることができ、更に充分な輝度を得ることができる。

図１２は、図８に示す導光板２Ｄを用いたバックライトユニットの更に他の実施形態を示している。図１２において、この実施形態においては、導光板２Ｅの上面４に拡散パターン２０Ｅが設けられ、またその下面６にプリズムパターン２４Ｅが設けられている。上面４の拡散パターン２０Ｅは、図１〜図３に示す導光板２の下面６に設けられた拡散パターン２０と同様の構成でよく、四角錐状（例えば、正四角状）の多数の凸部から構成され、四角錐状の多数の凹部から構成してもよい。また、下面６のプリズムパターン２４Ｄは、図１〜図３の導光板２の上面４に設けられたプリズムパターン２４と同様の構成でよく、交互に連続して配設されるＶ字断面の山部及び谷部から構成される。この実施形態の導光板２Ｅでは、プリズムパターン２４Ｅ及び拡散パターン２０Ｅが図１〜図３に示す実施形態の導光板２と上下逆に設けられている。

この実施形態のバックライトユニット１０２Ｅにおけるその他の構成は、図１１に示すバックライトユニット１０２と同様であり、このバックライトユニット１０２Ｅにおいても、導光板２Ｅのプリズムパターン２４Ｅの山部及び谷部の延びる方向とプリズムシート１３２のプリズムパターン１３４の山部及び谷部の延びる方向とは、図９に示すように、実質上垂直に交差するように構成される。このような構成のバックライトユニット１０２Ｅにおいても、その基本的構成が上述した実施形態と同様であるので、上述したと同様の作用効果が達成され、液晶ユニットを充分な輝度で均一に照明することができる。尚、導光板のこのような適用方法は、図１〜図３に示す導光板２、図４に示す導光板２Ａ，図５に示す導光板２Ｂ、図８に示す導光板２Ｄでも行うことができる。

以上、本考案に従う導光板及びこれを備えたバックライトユニットの各種実施形態について説明したが、本考案はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態の導光板２（２Ａ〜２Ｅ）においては、二つの側端面８，１２（入射端面として機能する）に対向してそれぞれ冷陰極蛍光ランプ１６，１８を配設しているが、このような構成に限定されず、側端面８，１２のいずれか一方に対向して冷陰極蛍光ランプを配設するようにしてもよく、かかる場合、導光板２（２Ａ〜２Ｅ）は冷陰極蛍光ランプに対向する側端面（入射端面）から対向する側端面に向けてその厚さが漸減するようにくさび形状に形成するのが望ましい。

また、例えば、上述した実施形態のバックライトユニット１０２（１０２Ｃ，１０２Ｅ）においては、一次光源を冷陰極蛍光ランプ１６，１８から構成しているが、これに限定されず、例えば所定方向に配設された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）から構成するようにしてもよい。

本考案に従う導光板の一実施形態を一部切り欠いて示す斜視図。 図１の導光板の背面の一部を拡大して示す部分拡大背面図。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線による拡大断面図。 導光板の他の実施形態の一部を拡大して示す部分拡大背面図。 導光板の更に他の実施形態の一部を拡大して示す部分拡大断面図。 更に他の異なる実施形態の導光板を一部切り欠いて示す斜視図。 図６の導光板の一部を断面で示す部分拡大断面図。 更に他の実施形態の導光板の一部を断面で示す部分拡大断面図。 熱プレス転写成形装置の一実施形態を簡略的に示す断面図。 バックライトユニットの一実施形態を分解してして示す分解斜視図。 他の実施形態のバックライトユニットを分解して示す分解斜視図。 更に他の実施形態のバックライトユニットを分解して示す分解斜視図。

符号の説明

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 導光板
４ 上面（出射面）
６ 下面（背面）
８，１２ 側端面（入射端面）
１６，１８ 冷陰極蛍光ランプ（一次光源）
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ 拡散パターン
２２ 凸部
２４，２４Ｄ，２４Ｅ プリズムパターン
２６ 山部
２８ 谷部
５２ 熱プレス転写成形装置
１０２，１０２Ｃ，１０２Ｅ バックライトユニット
１０４ 反射シート
１０６ 第１プリズムシート
１０７ 第２プリズムシート
１０８ 保護シート
１３２ プリズムシート

Claims (13)

1. 液晶ディスプレイのバックライトユニットに使用される導光板であって、一次光源からの光が入射する入射端面と、前記入射端面に対して実質上垂直な面であって、前記入射端面から導入された光を出射する出射面と、前記出射面と反対側に位置する背面とを備え、前記出射面又は前記背面には拡散パターンが施され、前記拡散パターンは不規則に配置された複数の四角錐状の凸部又は凹部から構成されていることを特徴とする導光板。
2. 前記導光板の前記出射面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記背面にはプリズムパターンが施され、前記プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記山部及び谷部は前記入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記導光板の前記出射面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記背面は平坦面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
4. 前記導光板の前記背面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記出射面にはプリズムパターンが施され、前記プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記山部及び谷部は前記入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
5. 前記導光板の前記背面には前記拡散パターンが設けられ、前記導光板の前記出射面は平坦面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
6. 前記拡散パターンの前記複数の凸部又は凹部は実質上同じ大きさの正四角錐状であり、これら凸部又は凹部の底部の一辺の大きさが３０〜１００μｍであり、その高さ又は深さが１５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光板。
7. 前記一次光源は冷陰極蛍光ランプ又は所定方向に配設された複数のＬＥＤから構成され、前記拡散パターンにおける単位面積当たりの凸部又は凹部の密度は、前記導光板における前記一次光源側の角部領域では高く、前記導光板における前記角部領域以外の領域では前記角部領域の密度よりも低くなっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の導光板。
8. 前記プリズムパターンの前記山部及び谷部は実質上同じ形状であり、前記山部の頂角及び前記谷部の谷角は８０〜１２０度であり、前記山部間のピッチは３０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の導光板。
9. 請求項３又は５に記載の導光板を備えた液晶ディスプレイのバックライトユニットであって、光が入射する入射端面、光が出射する出射面及びこの出射面と反対側に位置する背面を有する導光板と、前記導光板の前記入射端面に対向して配設された一次光源と、前記導光板の前記背面側に配設された反射シートと、を備えたことを特徴とするバックライトユニット。
10. 前記導光板の前記出射面に対向して第１プリズムシートが設けられ、前記第１プリズムシートには前記導光板と対向する面と反対側の面に第１プリズムパターンが施され、前記第１プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記山部及び谷部は前記導光板の前記入射端面に対して実質上垂直に直線状に延びていることを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
11. 前記導光板の前記出射面側には、更に、第２プリズムシートが設けられ、前記第２プリズムシートには前記導光板と対向する面と反対側の面に第２プリズムパターンが施され、前記第２プリズムパターンは交互に連続して配置されたＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記第１プリズムシートの前記第１プリズムパターンと前記第２プリズムシートの前記第２プリズムパターンとが実質上交差して延びていることを特徴とする請求項１０に記載のバックライトユニット。
12. 請求項２又は４に記載の導光板を備えた液晶ディスプレイのバックライトユニットであって、光が入射する入射端面、光が出射する出射面及びこの出射面と反対側に位置する背面を有する導光板と、前記導光板の前記入射端面に対向して配設された一次光源と、前記導光板の前記背面に配設された反射シートと、を備えたことを特徴とするバックライトユニット。
13. 前記導光板の前記出射面に対向して更にプリズムシートが配設され、前記プリズムシートには、前記導光板と対向する面と反対側の表面にプリズムパターンが施され、前記プリズムパターンは交互に連続して配置されて所定方向に直線状に延びるＶ字状断面の山部及び谷部から構成され、前記導光板の前記プリズムパターンと前記プリズムシートの前記プリズムパターンとが実質上垂直に交差して延びていることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。

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