JP3120071U - 導光板及びこれを備えたバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 出射面の実質上全域にわたって均一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】 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、入射端面に対して実質上垂直な面であって、入射端面から導入された光を出射する出射面と、出射面と反対側に位置する背面とを備えた導光板。導光板の背面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から構成され、かかる凸部の頂部は円弧状に形成されている。複数の四角錐状の凸部２２は、高さ方向において頂点部Ｐから５〜１５μｍまでの部位が円弧状に形成されているのが好ましい。
【選択図】 図２

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用いられる。

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。

また、導光板の出射面の凹部パターン（又は凸部パターン）を多数の四角錐状の凹部（又は凸部）から構成したものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この導光板においては、凹部パターン（又は凸部パターン）が不規則に配設された特定形状の多数の凹部（又は凸部）から構成されているので、導光板に輝度を更に高めることができ、その結果、液晶ディスプレイの画像面をより明るくすることができる。

実用新案登録第３１０８７４５号公報 実用新案登録第３１１５８６１号公報

しかしながら、凹部パターン（又は凸部パターン）を四角錐状の凹部（又は凸部）から構成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、凹部（又は凸部）が四角錐状であるので、凹部パターン（又は凸部パターン）によって拡散された光が各凹部（又は凸部）の底部（又は先端部）に集まる傾向にあり、それ故に、導光板全体にわたって均一な明るさにすることが難しく、部分的に明るい領域が点在するようになる。また、射出成形、熱プレス転写成形などによって凹部パターン（又は凸部パターン）付き導光板を成形する場合、凹部パターン（又は凸部パターン）の凹部（又は凸部）の底部（又は先端部）の形状をきれいに形成するのが難しく、それらの一部の底部（又は先端部）に歪み、欠損などが生じると、これら欠損部における輝度と他の部分における輝度とが異なり、導光板全体にわたって輝度を均一にすることができなくなる。

本考案の目的は、出射面の実質上全域にわたって均一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。
本考案の他の目的は、成形などによって形成したときにも歪み、欠損の発生を非常に少なくすることができる導光板を提供することである。

本考案の更に他の目的は、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、前記凸部の頂部又は前記凹部の底部が球面状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２に記載の導光板では、前記拡散パターンの前記複数の四角錐状の凸部又は凹部は、高さ方向において頂点部又は底点部から５〜１５μｍまでの部位が円弧状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３に記載の導光板では、前記拡散パターンの前記複数の四角錐状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辺の一辺が３０〜１００μｍで、これら凸部又は凹部の高さ又は深さが２０〜５０μｍであ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、前記拡散パターンの前記複数の四角錐状の凸部又は凹部の傾斜側面の面粗度が２０ｎｍＲｙ以下であ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円錐状の凸部又は凹部から構成され、前記凸部の頂部又は前記凹部の底部が円弧状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円錐状の凸部又は凹部は、高さ方向において頂点部又は底点部から５〜１５μｍまでの部位が円弧状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７に記載の導光板では、前記拡散パターンの前記複数の円錐状の凸部又は凹部は実質上同じ大きさであり、これら凸部又は凹部の底部の直径が３０〜１００μｍで、これら凸部又は凹部の高さ又は深さが２０〜５０μｍであ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、前記拡散パターンの前記複数の円錐状の凸部又は凹部の傾斜周側面の面粗度が２０ｎｍＲｙ以下であることを特徴とする。
更に、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１〜８のいずれか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。

本考案の請求項１（又は請求項５）に記載の導光板によれば、導光板の出射面又は背面に形成された拡散パターンが不規則に配置された複数の四角錐状（又は円錐状）の凸部又は凹部から構成されているので、拡散パターンにおける拡散効率が高められ、この出射面又は背面にて充分に拡散され、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。特に、複数の凸部又は凹部の頂部又は底部が円弧状に形成されているので、かかる頂部又は底部における光の集束が抑えられ、出射面の明るさをより均一にすることができる。また、このように構成することによって、射出成形などの成形により形成する場合、凸部又は凹部の頂部又は底部における歪み、欠損の発生を非常に少なくすることができる。

また、本考案の請求項２（又は請求項６）に記載の導光板によれば、拡散パターンの四角錐状（又は円錐状）の凸部又は凹部は、頂点部又は底点部から５〜１５μｍまでの部位が円弧状に形成されているので、かかる頂部又は底部における光の集束がより効果的に抑えられ、出射面の明るさをより一層均一にすることができる。

また、本考案の請求項３（又は請求項７）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（又は円錐状）に形成され、その大きさが所定の範囲であるので、拡散効率が非常に高く、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４（又は請求項８）に記載の導光板によれば、四角錐状（又は円錐状）の凸部又は凹部の傾斜側面（又は傾斜周側面）の面粗度が２０ｎｍＲｙ以下であるので、かかる凸部又は凹部における反射効率が高められ、導光板の出射面から出射される光の輝度をより一層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（又は円錐状）の凸部又は凹部が設けられ、これら凸部の頂部又は凹部の底部が円弧状に形成されているているので、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。

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の多数の凸部２２は、それらの頂部２３は断面形状が円弧状に形成されていることが重要である。かかる多数の凸部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構成することによって、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２０〜５０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍであり、この凸部２２は、その高さ方向において頂点部Ｐからの距離ｈまでの部位、即ち頂点部Ｐから５〜１５μｍまで部位が円弧状に形成されている。断面円弧状に形成する頂点部からの距離ｈは、四角錐状の凸部２２の高さＨが高いときには大きくなり、この距離ｈは上記高さＨの２０〜５０％、好ましくは２０〜３５％の割合の大きさに設定される。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、また頂点部Ｐから所定範囲までの部位を円弧状に形成することによって、頂点部Ｐへの光の集まりを抑えて出射面４の明るさをより均一にすることができる。頂点部Ｐからの距離ｈが１５μｍを超えると、拡散効率が低下して出射面４の輝度が幾分小さくなり、また頂点部Ｐからの距離ｈが５μｍより小さくなると、凸部２２の頂点部Ｐに光が集まり易くなって出射面４に輝度ムラが生じ易くなる。

このような凸部２２の各傾斜側面２５の面粗度（平均面粗度）は、２０ｎｍ（ナノメートル）Ｒｙ以下に、好ましくは１５ｎｍＲｙ以下に形成される。このように面粗度を高めることによって、凸部２２の傾斜側面２５の拡散効率が高められ、これによって、出射面４における輝度を一層高めることができる。凸部２２の傾斜側面２５の面粗度が２０ｎｍＲｙより大きくなると、この傾斜側面２５における拡散効率が低下し、出射面４の輝度が幾分低下する。

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、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、導光板２の上面４に拡散パターン２０を設けているが、これとは反対に、その下面６に拡散パターンを設けるようにしてもよい。また、この実施形態では、拡散パターンを多数の凸部から構成しているが、これら凸部に代えて、図４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４において、この実施形態では、拡散パターン２０Ａ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２０Ａの凹部２７については、上述した凸部２２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２Ａ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２Ａ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２０Ａ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２０〜５０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍであり、この凹部２７は、その高さ方向において底点部Ｐ１から距離ｈ１までの部位、即ち底点部Ｐ１から５〜１５μｍまでの部位が断面円弧状に形成されている。円弧状に形成する底点部からの距離ｈ１は、四角錐状の凹部２７の深さＨ１が高いときには大きくなり、この距離ｈ１は、上述した実施形態と略同様に、上記深さＨ１の２０〜５０％、好ましくは２０〜３５％の割合の大きさに設定される。このように構成した場合においても、上述した実施形態と同様に、拡散パターン２０Ａの拡散効率を高めて出射面４の輝度を明るくすることができ、またかかる部位を円弧状に形成することによって、底点部Ｐ１への光の集まりを抑えて出射面４の明るさをより均一にすることができる。

また、この実施形態においても、拡散パターン２０Ａの凹部２７の各傾斜側面２９の面粗度（平均面粗度）は、２０ｎｍＲｙ以下に、好ましくは１５ｎｍＲｙ以下に形成され、このような面粗度にすることによって、凹部２７の傾斜側面２９の拡散効率が高められ、これによって、出射面４における輝度を一層高めることができる。このように拡散パターン２０Ａを四角錐状の多数の凹部２７から形成した場合、四角錐状の凸部２２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５及び図６に示すように構成することもできる。図５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６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５及び図６において、この実施形態では、導光板２Ｂ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６参照）及び谷部２８の谷角β（図６参照）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Ｒ（図６参照）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２Ｂ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り、導光板２Ｂの下面６には、多数の四角錐状の凸部２２（その頂部２３が円弧状に形成されている）から構成された拡散パターン２０が設けられてる。

この導光板２Ｂ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２Ｂ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（多数の凹部２７から構成されるもの）でもよい。

この実施形態では、導光板２Ｂの上面４にプリズムパターン２４を設け、その下面６に拡散パターン２０を設けているが、これとは反対に、導光板２Ｂの上面４に拡散パターン２０を設け、その下面６にプリズムパターン２４を設けるようにしてもよい。

図７及び図８は、導光板の更に他の実施形態の一部を示しており、図７は、更に他の実施形態の導光板の一部を拡大して示す背面図であり、図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による拡大断面図である。

図７及び図８において、この実施形態の拡散パターン２０Ｃは、円錐状の多数の凸部２２Ｃから構成され、それらの頂部２３Ｃは断面形状が円弧状に形成されていることが重要である。拡散パターン２０Ｃの各凸部２２Ｃは実質上同じ形状に形成されている。この凸部２２Ｃの底部の直径Ｄ（図７参照）は３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜７０μｍであり、その高さＨ２（図８参照）は２０〜５０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍであり、この凸部２２Ｃは、上述したと同様に、その高さ方向において頂点部Ｐから距離ｈ２までの部位、即ち頂点部Ｐ２から５〜１５μｍまでの部位が断面円弧状に形成されている。この距離ｈ２は上記高さＨ２の２０〜５０％、好ましくは２０〜３５％の割合の大きさに設定される。拡散パターン２０Ｃの凸部２２Ｃを小さい円錐形状にすることによって、上述したと同様に、拡散効率を高めて輝度を明るくすることができ、また頂点部Ｐ２からの距離ｈ２の範囲を円弧状に形成することによって、頂点部Ｐへの光の集まりを抑えて出射面４の明るさをより均一にすることができる。

拡散パターン２０Ｃをこのような円錐状の凸部２２Ｃから構成した場合、これら凸部２２Ｃの傾斜周側面２５Ｃの面粗度（平均面粗度）は、２０ｎｍＲｙ以下に、好ましくは１５ｎｍＲｙ以下に形成され、このように構成することによって、上述したと同様に、出射面４における輝度を一層高めることができる。

この拡散パターンは、図９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。導光板の更に他の実施形態の一部を示す図９において、この実施形態では、拡散パターン２０Ｄが円錐状の多数の凹部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２０Ｄの凹部２７Ｄは実質上同じ形状に形成され、この凹部２７Ｄの底辺の直径Ｄ３（凹部２７Ｄの開口の直径）は３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜７０μｍであり、その深さＨ３は２０〜５０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍであり、この凹部２７Ｄは、その高さ方向において底点部Ｐ３から距離ｈ３までの部位、即ち底点部Ｐ３から５〜１５μｍまでの部位が円弧状に形成されている。円弧状に形成する底点部Ｐ３からの距離ｈ３は、上述したと略同様に、上記深さＨ３の２０〜５０％、好ましくは２０〜３５％の割合の大きさに設定され、このように構成することによって、上述したと同様の効果が達成される。また、拡散パターン２０Ｄの円錐状の凹部２７Ｄの傾斜周側面２９Ｄの面粗度（平均面粗度）は、２０ｎｍＲｙ以下に、好ましくは１５ｎｍＲｙ以下に形成され、このような面粗度にすることによって、上述したと同様に、これら凹部２７Ｄの傾斜周側面２９Ｄの拡散効率が高めることができる。

図７及び図８に示す形態の導光板２Ｃ（又は図９に示す導光板２Ｄ）においても、図５及び図６に示す導光板２Ｂと同様に、拡散パターン２０Ｃ（又は２０Ｄ）が設けられている面と反対側の面に、プリズムパターンを一体的に設けるようにしてもよい。

このような導光板２（２Ａ〜２Ｄ）は、例えば、熱プレス転写成形法によって製作される。図１０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１０を参照して、例えば導光板２（図１〜図３に示すもの）の製作について説明する。

図１０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に対応する形状（即ち、実質上平坦な形状）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、上面４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、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、上述した成形方法に代えて、溶融樹脂を所定圧力で金型内に流し込んで成形する射出成形方法などにより形成するようにしてもよい。

この実施形態の導光板２（２Ａ〜２Ｄ）では、拡散パターン２０（２０Ａ、２０Ｃ，２０Ｄ）の四角錐状の凸部２２（四角錐状の凹部２２Ａ、円錐状の凸部２２Ｃ、円錐状の凹部２２Ｄ）の頂部２３（底部、頂部２３Ｃ、底部）が断面円弧状に形成されているので、熱プレス転写成形、射出成形などの成形により形成しても、四角錐状の凸部２２（四角錐状の凹部２２Ａ、円錐状の凸部２２Ｃ、円錐状の凹部２２Ｄ）における歪み、欠損の発生が非常に少なく抑えることができ、この種の導光板２（２Ａ〜２Ｄ）を比較的容易に高精度に製作することができる。

図１〜図３に示す導光板２は、例えば、図１１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１１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る。

尚、図５及び図６に示す導光板２Ｂを用いるときには、この導光板２Ｂの出射面４にプリズムパターン２４が一体的に設けられているので、図１１における第１プリズムシート１０６を省略することができ、これによって、バックライトユニット１０２の構成の簡略化を図ることができるとともに、その薄型化も図ることができる。

図１〜図３に示す形態の導光板であって、拡散パターンとして正四角錐状の凸部を形成し、各凸部の頂部を断面が円弧状に形成したものを用いて反射率の測定実験を行ったところ、図１２に示す通りの実験結果が得られた。図１２における実線は、拡散パターンの凸部の各傾斜側面の面粗度が１４ｎｍＲｙである導光板Ａの実験結果を示し、伝搬する光の波長が大きくなるに従って反射率大きくなった。また、図１２における破線は、拡散パターンの凸部の各傾斜側面の面粗度が６５ｎｍＲｙである導光板Ｂの実験結果を示し、伝搬する光の波長が大きくなるに従って反射率も大きくなるが、その反射率は導光板Ａよりも約１０〜２０％程小さかった。この実験結果から、拡散パターンの凸部の傾斜側面の面粗度を１５ｎｍ以下程度まで小さくすることによって、導光板の反射率を高めて出射面の輝度を上昇させることができることが判明した。

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、本考案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〜２Ｄ）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〜２Ｄ）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断面図。 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。 図５の導光板の一部を拡大して示す部分拡大断面図。 導光板の更に他の実施形態の背面の一部を拡大して示す部分拡大背面図。 図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図。 導光板の更に異なる他の実施形態の一部を拡大して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示す分解斜視図。 導光板を伝搬される光の波長とその導光板の反射率との関係を示す図。

符号の説明

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 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）
２０，２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄ 拡散パターン
２２，２２Ｃ 凸部
２３ 頂部
２５，２９ 傾斜側面
２５Ｃ，２９Ｄ 傾斜周側面
２７，２７Ｄ 凹部
５２ 熱プレス転写成形装置
１０２ 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
Ｐ，Ｐ２ 頂点部
Ｐ１，Ｐ３ 底点部

Claims (9)

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、前記凸部の頂部又は前記凹部の底部が円弧状に形成されていることを特徴とする導光板。
2. 前記拡散パターンの前記複数の四角錐状の凸部又は凹部は、高さ方向において頂点部又は底点部から５〜１５μｍまでの部位が円弧状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。
3. 前記拡散パターンの前記複数の四角錐状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辺の一辺が３０〜１００μｍで、これら凸部又は凹部の高さ又は深さが２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板。
4. 前記拡散パターンの前記複数の四角錐状の凸部又は凹部の傾斜側面の面粗度が２０ｎｍＲｙ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導光板。
5. 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円錐状の凸部又は凹部から構成され、前記凸部の頂部又は前記凹部の底部が円弧状に形成されていることを特徴とする導光板。
6. 前記拡散パターンの前記複数の円錐状の凸部又は凹部は、高さ方向において頂点部又は底点部から５〜１５μｍまでの部位が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の導光板。
7. 前記拡散パターンの前記複数の円錐状の凸部又は凹部は実質上同じ大きさであり、これら凸部又は凹部の底部の直径が３０〜１００μｍで、これら凸部又は凹部の高さ又は深さが２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項５又は６に記載の導光板。
8. 前記拡散パターンの前記複数の円錐状の凸部又は凹部の傾斜周側面の面粗度が２０ｎｍＲｙ以下であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の導光板。
9. 請求項１〜８のいずれか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。

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