JPH06186562A - 面状光源用導光板 - Google Patents

面状光源用導光板

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JPH06186562A
JPH06186562A JP5113655A JP11365593A JPH06186562A JP H06186562 A JPH06186562 A JP H06186562A JP 5113655 A JP5113655 A JP 5113655A JP 11365593 A JP11365593 A JP 11365593A JP H06186562 A JPH06186562 A JP H06186562A
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JP
Japan
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light
guide plate
transparent substrate
light source
convex
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JP5113655A
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English (en)
Inventor
Kunihiro Uehara
国廣 上原
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SAWAKI KK
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SAWAKI KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明基板の底面上に直接所定の乱反射構造を
形成することにより、製造コストの低減を図ると同時に
高輝度及び輝度の高均一性を図る。 【構成】 アクリル製の透明基板10の底面11には所
定の平面パターンで凹凸形状が形成され、その凸部12
の表面12aは微小な凹凸をもつ粗面に形成され、この
底面上に光反射板13が貼着されている。一方、透明基
板10の上面14の全面も微小な凹凸形状の粗面に形成
され、この上に光拡散板15が貼着されている。この導
光板は従来品より輝度も高く、光の均一性も向上してい
る上に、従来のような印刷層の形成が不要であり、一体
成形により製造できることから製造コストを低減でき、
また、耐久性が高く経時変化が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透明基板の側面から光を
導入して、光の入射方向に変調された底面側の光乱反射
構造により導入光を反射させて表面から光を放出するよ
うにした面状光源用導光板に係り、特に液晶表示装置等
におけるバックライトとして高輝度かつ高均一性の平面
発光体を得る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置におけるバックライ
トには、図2に示すように、例えばライン状にLEDを
並列させたLEDアレイ1を矩形の透明基板2(例えば
アクリル製)の入射側面2a側に取付けるとともに、透
明基板2の底面上に反射板22を、他の側面に反射テー
プ25を貼着し、さらに、透明基板2の上面上に粗面化
処理をしたポリカーボネート製の光拡散板23,24を
貼着して構成された面状発光体が用いられている。この
場合、図3に示すように、透明基板2の底面上には種々
の平面パターンで光乱反射層21が印刷され、その上に
光反射板22が貼着される。光乱反射層21の平面パタ
ーンは、円形のドットパターンの他にチェーンドット、
スクエアドットと呼ばれるものがあり、何れも入射側面
2aからの距離に従ってそのドット面積を増大させ、上
面側に向かう反射光量を入射方向に対して均一化する。
一方、上面に貼着された光拡散板23,24は反射光を
散乱して出射光量の全面内分布を均一化する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の導光板にお
いては、透明基板2に光乱反射層21を印刷形成する工
程、光反射板22及び2枚の光拡散板23,24を貼着
する工程が必要であり、しかも光乱反射層21は光に対
する散乱効率、屈折率等の諸特性を考慮した特殊材料で
層厚や面積等を精度良く形成しなければならないため、
コスト高になるという問題点があった。また、上記印刷
層には経時変化による変質や剥離等の劣化が起こる場合
がある。そして、これらを克服した上で、さらに本質的
な課題として高輝度化及び輝度の高均一化を図らなけれ
ばならない。そこで本発明は上記問題点に鑑み、製作工
程を簡素化することによりコスト低減が可能であるとと
もに、耐久性に支障がなく従来品よりも射出光量の均一
性と輝度の向上を図ることのできる面状光源用の導光板
を得ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が講じた第1の手段は、光乱反射構造として、
底面に接し若しくは対向して配置された反射層と、底面
上に直接形成された凹凸パターンとを設け、この凹凸パ
ターンにおける凹部又は凸部の面積を入射方向に沿って
漸増させるとともに、この凹部又は凸部の表面を凹凸パ
ターンの形成周期よりも充分に小さい周期の凹凸を有す
る粗面に形成するものである。また本発明が講じた第2
の手段は、光乱反射構造として、底面に接し若しくは対
向して配置された反射層と、底面上に直接形成された複
数の凹溝又は凸条とを設け、この凹溝又は凸条を入射方
向に対し傾斜した少なくとも2方向に延伸して平面格子
状に形成するものである。これらの各手段においては、
その上面を凹凸パターンの形成周期よりも充分に小さい
周期の凹凸を有する粗面に形成すること、若しくは上面
上に入射方向に沿って延長する複数の凹溝又は凸条を並
列状態に直接形成することが望ましい。
【0005】
【作用】かかる手段によれば、底面上の凹凸パターンの
凹部又は凸部に形成された粗面により入射方向に対して
均等に乱反射光が発生する。この場合、印刷層を形成す
ることなく凹凸パターン及びその凹部又は凸部の表面を
微小な凹凸形状の粗面に加工する、或いは平面格子状に
形成された複数の凹溝又は凸条を直接形成するので一体
成形による製作で容易に製作できるとともに、印刷層を
用いないので経時変化の少ない乱反射構造となる。ま
た、底面上には空間又は反射層との界面のみが存在する
ので余分な光吸収が発生せず、光の損失を低減すること
ができる。ここで、上面を直接粗面に形成するか、或い
は入射方向に沿って延伸する凹溝又は凸条を並列形成す
ることにより、一体成形による製作容易性を維持したま
ま射出光量の均一性を向上させることができる。
【0006】
【実施例】次に、図面を参照して第1の発明に係る導光
板の実施例1を説明する。図1に示すように、矩形薄板
状に形成された厚さ3.5mm、平面30×60mmの
アクリル製の透明基板10には、その底面11上に、入
射側面に対して45度傾斜した連続方向をもつ略菱形状
の平面パターン(チェーンドット)で複数の凸部12が
形成され、この平面パターンは光の入射方向Lに沿って
凸部12の面積が次第に増大するように形成されてい
る。
【0007】平面寸法が30×60mm(入射側面は長
辺に沿っている。)の透明基板を用いる場合、平面パタ
ーンの連続方向に対して凸部12の拡幅部の幅は約80
0乃至1100μm、狭幅部の幅は約200乃至300
μmである。但し入射方向に沿った短辺が長くなれば、
これらの数値の幅も増大する。すなわち、入射方向に長
い基板を用いた場合には、例えば入射側面に近い部分で
は独立した小面積の菱形が上記連続方向に分離した状態
で直列し、入射側面から離れるに従って菱形の面積が増
大して、やがて上記連続方向に相互に連結された状態と
なる。
【0008】凸部12の高さは約50μmであり、凸部
12の表面12aは約175μm周期の凹凸形状を備え
た粗面となっている。底面11における凸部12以外の
表面は鏡面状であり、その上には光反射板13が貼着さ
れている。一方、透明基板10の上面14は約200μ
m周期の凹凸形状を備えた粗面に形成されており、その
上には表裏両面に微小凹凸を備えたポリカーボネート等
の樹脂で形成された光拡散板15が貼着されている。
【0009】次に上記実施例を製造する方法の一例とし
て射出成形による方法を説明する。金型のキャビティ表
面にチェーンドット形状の平面パターンのマスクを形成
して、このマスクを介して下型面のエッチングを行い、
凹部を形成する。このとき凹部の表面状態は所定のエッ
チング条件により上記凸部12の表面粗さになるように
制御することができる。
【0010】一方、金型の上型面はサンドブラストによ
り所定の表面粗さに仕上げる。このように形成した金型
にアクリル樹脂を注入して成形することにより、底面1
1に表面12aを粗面とする凸部12及び上面14に凹
凸形状の粗面14を各々備えた上記透明基板10を製造
できる。このように本実施例では所定の金型を形成すれ
ば単一工程で極めて容易に製造することが可能であり、
大幅なコストダウンが期待できる。
【0011】ここで、粗面形成を成形により行わず、成
形後に金型から取り出した透明基板10の凸部12の表
面や上面14をサンドブラストにより所定の表面粗さに
仕上げることも可能である。これに対し、金型下型面の
凹部表面を鏡面状に化学研磨するとともに凸部表面を所
定表面粗さに仕上げることにより、上記実施例とは逆
に、導光板の底面12における凹部の表面が粗面に形成
された導光板(凸部表面は鏡面となる。)を製作するこ
とも可能である。但し、この場合には入射方向に凹部の
面積を漸増させるような平面パターンとする必要があ
る。
【0012】このようにして形成した導光板に図2に示
すLEDアレイ1を接続し、これと同一面積、同一パタ
ーンの図3に示す従来品を比較対象として輝度測定を行
った。従来品の平均輝度は14.1cd/m2 であるの
に対し、本実施例では同一条件で21.5cd/m2
平均輝度を得ることができた。ここで、従来品と同様に
2枚の光拡散板を貼付した場合には平均輝度25.3c
d/m2 であった。また、輝度の均一性については、1
枚の光拡散板で充分に従来品以上の結果が得られた。
【0013】本実施例の効果は、底面に凹凸パターンが
形成されていることによる幾何学的散乱に加えて凸部表
面の微小な凹凸が入射光を分散させ、光吸収を伴わずに
効率良く光を上面側に偏向できることが要因である。こ
こに凸部表面12aの表面粗さは、凸部以外の底面に比
して充分な光散乱をなすようにすれば足りるため、入射
光の波長のオーダーまでの周期で形成することができる
が、凹凸パターンの周期や上面の散乱部との関係におい
て適宜設定されるべきである。
【0014】凸部12の粗面12aにおける周期の上限
は凹凸パターンの形成周期よりも小さいことであるが、
散乱効率からみて該形成周期よりも1桁以上小さいこと
が望ましい。金型のエッチングによる凹凸形成において
は、凸部12に対応する型面上の凹部の深さとその表面
粗さとが正の相関を持っていると考えられるので、該凹
部の深さを調整することにより所望の輝度及び均一性を
得るように制御することが可能である。
【0015】次に図4を参照して第2の発明に係る実施
例2を説明する。この実施例は実施例1と同様の透明基
板30の底面上に約300μmの周期で高さ及び幅が約
200μmの凸条31,32を多数形成したものであ
り、凸条31と32とはほぼ直交し、両者が入射側面3
0aに対して約45度の角度をなすように平面格子状に
形成されている。この実施例では30×60mmの平面
寸法を持つ透明基板30を用いているので凸条31,3
2の形成周期を一定にしているが、入射方向にさらに長
い基板を用いる場合には、図4に示すように、凸条31
と32を光の入射方向に進むに従い周期を短く高密度に
形成することが望ましい。
【0016】この透明基板30は好ましくは金型の型面
に機械的研削(研磨)により約200μm幅の溝を形成
して成形される。この型面形成はエッチングなどの化学
的処理により形成してもよい。また、凸条の代わりに逆
に透明基板30の底面に直接凹溝を形成してもよい。ま
た、凹溝又は凸条の光の進行方向に対する傾斜角を45
度以外の角度に適宜変更して形成しても良い。
【0017】本実施例に実施例1と同様の光反射板及び
1枚の光拡散板を貼着し、上記と同様の輝度測定を施し
た。平均輝度は15.0cd/m2 であり、光拡散板を
1枚のみ貼着したものであるにも拘わらず、同条件の従
来品よりも高い輝度が得られた。また、均一性について
も従来品に比して全く遜色のない結果が得られた。
【0018】次に、実施例3として、実施例1と同様の
底面を持つが上面に異なる拡散面を形成したものを説明
する。この実施例では、図5(c)に示すように、厚さ
3.5mm、平面寸法60×62mmの透明基板40の
底面41上に、実施例1と同じチェーンドットの平面パ
ターンで凸部42を形成している。一方、その上面は、
図5(a)及び(b)に示すように、各々入射方向に延
伸する凸条44と凹溝45が複数並列した形状(以下ス
ジ目ローレット46という。)に形成されている。
【0019】この凸条44と凹溝45により構成される
断面波形の周期は約0.2mm、凸条44の頂点と凹溝
45の底点との高低差は約0.1mmである。このスジ
目ローレット46は上記実施例と同様に金型により製作
できる。このスジ目ローレット46は、底面41上に形
成された平面パターンにより入射方向に均一化された乱
反射光を、入射方向に直交する方向に対して均一化する
効果がある。この場合、粗面や光拡散板よりも射出方向
以外に向かう光量を低減させて効率的に放射できるの
で、輝度の向上にも寄与すると考えられる。
【0020】上記実施例3を、同サイズの透明基板で製
作した従来例及び実施例1と比較して輝度測定を行っ
た。その結果を図6に示す。測定点は、図6(a)に示
す9箇所である。このように、本実施例では、輝度及び
均一性ともに従来例に対してはもちろん、実施例1に対
しても優れている。なお、スジ目ローレット46として
は、透明基板の上面に所定間隔で断面半円状又は山形の
凸条のみを形成してもよく、また、断面半円状又はV字
状の凹溝のみを形成してもよい。
【0021】以上説明した実施例1乃至実施例3は、透
明基板自体の表面構造により入射光を乱反射させ、拡散
させるようにしたので、射出成形等により簡単に製造で
き、製造コストを低減できるとともに、散乱効率が良好
で余分な光吸収がないため高輝度と高均一性が得られ
る。この加工の容易性は、グラデーション加工(入射方
向に対する溝や傾斜面の深さ等の漸増形状の形成)の必
要性がないことにも起因する。
【0022】また、各実施例は印刷層の形成工程が不要
であるとともに、従来のような印刷層の劣化がないので
経時変化の少ないことも特徴である。そして、上面に直
接微小な凹凸からなる粗面又はスジ目ローレットを形成
しているため上面部分が光散乱層として機能し、光拡散
板を複数枚重ねることなく充分な輝度の面内均一性が得
られるので、拡散板の貼付工程も削減できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は透明基板
の底面上において直接に、表面を粗面化した凹部又は凸
部からなる凹凸パターンを形成し、或いは光の入射方向
に対して傾斜した方向に伸びる凹溝又は凸条を平面格子
状に形成したことに特徴を有するので、以下の効果を奏
する。 従来よりも製造コストを低減できるとともに輝度を
向上させることができる。また、透明基板自体に乱反射
構造を形成するので特性の経時変化が少なく、耐久性を
高めることができる。 上面を粗面化処理し又はスジ目ローレットに形成し
ているので、透明基板の上面層自体が光散乱層として機
能し、射出光量の均一性を向上させることができる。ま
た、光拡散板の貼着が不要若しくは貼着枚数が削減され
るので、組立の労力及びコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る面状光源用導光板の実施例1の構
造を示す縦断面図である。
【図2】導光板を用いた面状光源の概略構造を示す斜視
図である。
【図3】従来の面状光源用導光板の構造を示す縦断面図
である。
【図4】本発明に係る面状光源用導光板の実施例2の構
造を示す部分底面図である。
【図5】(a)は本発明に係る面状光源用導光板の実施
例3の部分平面図、(b)は同実施例の部分断面図、
(c)は同実施例の部分底面図である。
【図6】(a)は導光板の輝度の測定点を示す概略図、
(b)は測定結果を示す表である。
【符号の説明】
10,30,40 面状光源用導光板 11,41 底面 12,42 凸部 12a 凸部の表面(粗面) 13 光反射板 14 上面(粗面) 15 光拡散板 31,32,44 凸条 45 凹溝 46 スジ目ローレット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の側面から光を導入して光の入
    射方向に変調された底面側の光乱反射構造により上面か
    ら光を放出するようにした面状光源用導光板において、 前記光乱反射構造は、前記底面に接し若しくは対向して
    配置された反射層と、前記底面上に直接形成された凹凸
    パターンとを有し、この凹凸パターンにおける凹部又は
    凸部の面積が前記入射方向に沿って漸増しているととも
    に、該凹部又は凸部の表面は、前記凹凸パターンの形成
    周期よりも充分に小さい周期の凹凸を有する粗面に形成
    されている面状光源用導光板。
  2. 【請求項2】 透明基板の周面から光を導入して光の入
    射方向に変調された底面側の光乱反射構造により上面か
    ら光を放出するようにした面状光源用導光板において、 前記光乱反射構造は、前記底面に接し若しくは対向して
    配置された反射層と、前記底面上に直接形成された複数
    の凹溝又は凸条とを有し、該凹溝又は凸条は前記入射方
    向に対し傾斜した少なくとも2方向に延伸して平面格子
    状に形成されている面状光源用導光板。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、その上
    面は前記凹凸パターンの形成周期よりも充分に小さい周
    期の凹凸を有する粗面に形成されている面状光源用導光
    板。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項2において、その上
    面上に前記入射方向に沿って延長する複数の凹溝又は凸
    条が並列状態に直接形成されている面状光源用導光板。
JP5113655A 1992-10-23 1993-04-17 面状光源用導光板 Pending JPH06186562A (ja)

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JP4-79856 1992-10-23
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0933923A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Minebea Co Ltd 面状光源装置およびその面状光源装置に用いられる基板の製造方法
JP2002278485A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Mitsubishi Electric Corp 平面表示装置
KR20030013871A (ko) * 2001-08-09 2003-02-15 문인수 V-cutting형 백 라이트 방식의 조명장치
EP1262373A3 (de) * 2001-06-01 2003-09-24 FER Fahrzeugelektrik GmbH Schild mit elektrisch aktivierbarer Leuchtfolie
JP2005040436A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Aruze Corp 遊技機
US6862141B2 (en) 2002-05-20 2005-03-01 General Electric Company Optical substrate and method of making
US7180672B2 (en) 2002-05-20 2007-02-20 General Electric Company Optical substrate and method of making
US7248412B2 (en) 2003-12-31 2007-07-24 General Electric Company Optical substrate with modulated structure
JP2009098295A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Debika:Kk ポップボード
KR100983923B1 (ko) * 2008-04-22 2010-09-28 버스텍 주식회사 발광 다이오드를 이용하는 표시 장치
US7859759B2 (en) 2002-05-20 2010-12-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Film, backlight displays, and methods for making the same
JP2013105076A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Enplas Corp 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0933923A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Minebea Co Ltd 面状光源装置およびその面状光源装置に用いられる基板の製造方法
JP2002278485A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Mitsubishi Electric Corp 平面表示装置
EP1262373A3 (de) * 2001-06-01 2003-09-24 FER Fahrzeugelektrik GmbH Schild mit elektrisch aktivierbarer Leuchtfolie
KR20030013871A (ko) * 2001-08-09 2003-02-15 문인수 V-cutting형 백 라이트 방식의 조명장치
US7180672B2 (en) 2002-05-20 2007-02-20 General Electric Company Optical substrate and method of making
US6862141B2 (en) 2002-05-20 2005-03-01 General Electric Company Optical substrate and method of making
US7324284B2 (en) 2002-05-20 2008-01-29 General Electric Company Optical substrate and method of making
US7859759B2 (en) 2002-05-20 2010-12-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Film, backlight displays, and methods for making the same
US7965447B2 (en) 2002-05-20 2011-06-21 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Optical substrate and method of making
JP2005040436A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Aruze Corp 遊技機
US7248412B2 (en) 2003-12-31 2007-07-24 General Electric Company Optical substrate with modulated structure
US7483195B2 (en) 2003-12-31 2009-01-27 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Optical substrate with modulated structure
JP2009098295A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Debika:Kk ポップボード
KR100983923B1 (ko) * 2008-04-22 2010-09-28 버스텍 주식회사 발광 다이오드를 이용하는 표시 장치
JP2013105076A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Enplas Corp 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

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