WO2006101011A1 - 導光板及びバックライト装置 - Google Patents

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WO2006101011A1
WO2006101011A1 PCT/JP2006/305280 JP2006305280W WO2006101011A1 WO 2006101011 A1 WO2006101011 A1 WO 2006101011A1 JP 2006305280 W JP2006305280 W JP 2006305280W WO 2006101011 A1 WO2006101011 A1 WO 2006101011A1
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light
guide plate
incident
light guide
incident surface
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PCT/JP2006/305280
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Yoshiyasu Ishikawa
Teruo Teshima
Masao Inose
Toshiyuki Takaiwa
Kazuhiro Makishima
Original Assignee
Hitachi Chemical Co., Ltd.
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Publication date
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    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to a light guide plate for guiding emitted light from an LED light source, and a backlight device that includes the light guide plate and irradiates a liquid crystal display element or the like with a back force.
  • a light guide plate that guides light emitted from a light source to a liquid crystal display device
  • a knock light device that includes the light guide plate and illuminates the liquid crystal display device from the back side.
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of a conventional light guide plate (see, for example, Japanese Patent No. 3151830;).
  • Fig. 1 (a) shows a perspective view
  • Fig. 1 (b) shows a top view.
  • the light emitting diode 120 of the light source is also shown.
  • the light guide plate 110 is made of a transparent material such as PMMA or polycarbonate, and has a substantially flat plate shape.
  • the upper surface and the lower surface are an emission surface 112 and a reflection surface 113, respectively, and one side surface is an incident surface 111.
  • the reflection surface 113 is formed with a deflection pattern by a plurality of deflection pattern elements 114 in order to reflect the light incident from the incident surface 111 toward the output surface 112.
  • the light guide plate 110 that emits light incident from the incident surface 111 on the side surface from the output surface 112 on the main surface is referred to as a side edge method, and is widely used in mobile phones and the like.
  • the deflection pattern elements 114 are arranged with a space therebetween, and are perpendicular to the traveling direction of light from the longitudinal 1S light source 120.
  • the reflective surface 113 is divided into areas corresponding to the light sources 120, and the traveling direction of light from the light sources 120 corresponding to the areas is divided.
  • the deflection pattern element 114 is arranged so as to be perpendicular to the vertical axis.
  • the light emitted from the light source 120 enters the light guide plate 110 from the incident surface 111 and is deflected in the direction of the output surface 112 when reflected in the longitudinal direction of the deflection pattern element 114 formed on the reflecting surface 113. Then, the light is emitted from the emission surface 112.
  • the short side of the deflection pattern element 114 When the light is reflected in the direction, the traveling direction of the light is changed, so that it acts as a diffusion effect that weakens the directivity of the light source 120 (light emitting diode) and suppresses the generation of bright lines. That is, in this case, the deflection pattern element 114 has both a reflection function for deflecting in the direction of the emission surface 112 and a diffusion function for suppressing the generation of bright lines.
  • FIG. 2 is a diagram showing how the conventional light guide plate and backlight device are used.
  • the light guide plate 110 is disposed immediately below the liquid crystal display device 140 such that the emission surface 112 faces the lower surface 141 of the liquid crystal display device 140.
  • the light emitted from the light emitting diode 120 enters the light guide plate 110 from the incident surface 111.
  • the light incident on the light guide plate 110 from the incident surface 111 is deflected and reflected by the deflection pattern element 114 formed on the reflective surface 113 facing the output surface 112, and rises in the direction of the liquid crystal display device 140. And is emitted from the emission surface 112.
  • a hologram in which a photosensitive film is exposed through a rectangular opening having a diffuser to form a large number of speckles at random (US Pat. No. 5,365). , No. 354, No. 5, 534, 386).
  • This hologram has a substantially elliptical shape, and the major axis and minor axis of the ellipse have a relationship of Fourier transformation with the short and long sides of the rectangle of the aperture.
  • this hologram laser beam is incident, the laser beam is scattered by each speckle and reproduces the rectangular opening used in the exposure.
  • incident light can be diffused anisotropically.
  • the maximum refraction angle of light incident from the incident surface of the light guide plate is about 42 degrees. Therefore, the incident angle of light that is directly incident on the exit surface from the entrance surface is at least about 48 degrees, which is greater than the critical angle. Therefore, the light incident on the light guide plate from the point light source is totally reflected by the emission surface and the reflection surface, which are not directly emitted, and then emitted by the emission surface. [0013] For this reason, in the region of the light guide plate at a distance of the incident surface power of several mm, a dark portion occurs in this region where the amount of light emitted from the exit surface is small, resulting in uneven brightness.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a light guide plate and a backlight device excellent in uniform planar light emission and light utilization efficiency.
  • a light guide plate has one side as an incident surface, an output surface orthogonal to the incident surface, and a reflective surface facing the output surface.
  • a plurality of incident light rays are reflected in the incident surface at different angles with respect to the normal line, and the incident surface force is also formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface over a predetermined distance.
  • a second optical groove, and the exit surface is a method of the exit surface.
  • An anisotropic diffusion pattern that diffuses and transmits light incident on the reflecting surface at an angle of a predetermined angle or less with respect to a line, and diffuses the incident light in the longitudinal direction of the incident surface It has an anisotropic diffusion pattern that diffuses so that the width is larger than the diffusion width in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the first optical groove has a first surface that forms an angle of 88 degrees or more with the incident surface.
  • the light emitting surface of the light source faces the incident surface, and the thickness of the incident surface between the emitting surface and the reflecting surface is within ⁇ 50 m with respect to the length of the light emitting surface in the thickness direction. It is desirable that
  • the predetermined distance at which the second optical groove is formed is preferably not more than 10 times the thickness of the entrance surface between the exit surface and the reflection surface.
  • the anisotropic diffusion pattern is formed in front of a diffusion width in a direction perpendicular to the incident surface.
  • the diffusion width in the longitudinal direction of the incident surface is desirably 1:30 or more.
  • the ratio LZP of the distance P between the light sources along the incident surface and the distance L between the incident surface and the light source is preferably 0.474 or less.
  • a knocklight device includes the light guide plate.
  • the optical film has a plurality of prismatic deflecting elements formed on a surface opposed to an emission surface of the light guide plate.
  • the light guide plate according to the present invention is excellent in uniform planar light emission and light utilization efficiency, and is suitable for a backlight device that irradiates a liquid crystal display element or the like with back force.
  • the backlight device according to the present invention is excellent in uniform surface emission and light utilization efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram showing the appearance of a conventional light guide plate.
  • FIG. 2 is a diagram showing how the conventional light guide plate and backlight device are used.
  • FIG. 3 is a diagram showing an outline of a light guide plate.
  • FIG. 4 is a side view of the main part of the light guide plate in the vertical direction.
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the main part of the light guide plate for explaining the operation of the first optical groove.
  • FIG. 6 is a lateral side view of the light guide plate.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the light guide plate in the horizontal direction showing the operation of the second optical groove.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the hologram enlarged 200 times.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the hologram further enlarged.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the action of a hologram.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an outline of a hologram manufacturing apparatus.
  • FIG. 12 is a view showing a photosensitive film for forming a hologram.
  • FIG. 13 is a diagram showing a part of the knocklight device.
  • FIG. 14 is a top view showing an optical sheet.
  • the light guide plate of the present embodiment is made of a transparent resin having a substantially rectangular plate shape, and one side surface thereof is used as an incident surface, and one of main surfaces orthogonal to the incident surface is used as an output surface.
  • the other main surface facing the exit surface in parallel is defined as a reflection surface.
  • This light guide plate is molded by, for example, injection molding using a precision-molded mold.
  • a precision-molded mold for example, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), zeonor, polystyrene, and butyl chloride can be applied.
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • zeonor polystyrene
  • butyl chloride can be applied.
  • PC is more preferable from the viewpoint of precision molding, with PC, PMMA, and Zeonor being preferred.
  • the light guide plate is formed by such a transparent resin so that a predetermined optical pattern is formed on the reflection surface and an anisotropic diffusion pattern is formed on the output surface.
  • the optical pattern of the reflecting surface includes dots, V-shaped grooves, U-shaped grooves, random roughness, etc. Force
  • the optical pattern has a continuous or discontinuous force as the continuity of the optical pattern.
  • a continuous optical pattern that is excellent in terms of mold workability is adopted.
  • a plurality of V-shaped first optical grooves are formed on the reflecting surface in parallel with the longitudinal direction of the incident surface (hereinafter referred to as the horizontal direction).
  • the first optical groove has a first surface facing the incident surface and a second surface facing the first surface.
  • the first surface preferably has an angle of 88 ° or more with respect to the incident surface, more preferably 88-89.2 °. If this angle is less than 88 degrees, there is a tendency for a large amount of light to be emitted on the incident surface side, and if it exceeds 89.2 degrees, light tends to escape to the surface side facing the incident surface.
  • the interval between the first optical grooves is preferably 100-200 ⁇ m, more preferably 120-160 ⁇ m.
  • this distance is less than 100, there is a tendency to cause interference fringes when light is emitted immediately after causing interference with the prism sheet placed opposite to the exit surface. If this distance exceeds 200 m, the groove shape tends to be visually recognized.
  • a plurality of second optical grooves formed on the reflecting surface over a predetermined distance from the incident surface in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the incident surface (hereinafter referred to as the vertical direction).
  • the second optical groove has an inclined surface having an angle of 30 to 60 degrees with respect to the normal line of the reflecting surface.
  • the inclined surface is more preferably 50 degrees. If the angle of the inclined surface is less than 30 degrees, the amount of light emitted in the vicinity of the surface facing the incident surface is reduced, and the uniform light emission tends to be impaired. If the angle of the inclined surface exceeds 60 degrees, the amount of light emitted from the reflecting surface decreases, so that there is a tendency for unevenness to occur due to the occurrence of light.
  • the thickness of the light guide plate between the exit surface and the reflection surface at the entrance surface is a plurality of light sources arranged in the lateral direction facing the entrance surface.
  • the thickness of the light emitting surface facing the entrance surface in the thickness direction (hereinafter referred to as the thickness of the light source) is within ⁇ 50 m.
  • the thickness of the light guide plate is more preferably the same as the thickness of the light source.
  • the thickness of the light guide plate is less than 50 m with respect to the thickness of the light source, the light emitted from the light source cannot be sufficiently taken into the light guide plate, the amount of light is insufficient, and the light emitted from the light guide plate is also reduced. There is a tendency to decrease.
  • the thickness of the light guide plate exceeds +50 m with respect to the thickness of the light source, the light emitted from the light source can be sufficiently taken into the light guide plate, but a portion with no more light is generated and the light guide plate There is a tendency for unevenness to occur in the light emitted from.
  • the second optical groove is formed in the longitudinal direction of the light guide plate on the reflection surface from the incident surface to a length within 10 times the thickness of the light guide plate.
  • the light diffusion ratio in the horizontal direction with respect to the vertical direction of the anisotropic diffusion pattern formed on the exit surface is preferably 1:30 to 1:60, more preferably 1:60. If this ratio is less than 1:30, the diffusion angle in the lateral direction of the light guide plate is small, and the light does not spread and tends to cause unevenness. On the other hand, when this ratio exceeds 1:60, light spreads too much in the lateral direction of the light guide plate on the incident surface side, which tends to cause a decrease in luminance.
  • a point light source such as a LED arranged at substantially equal intervals in the lateral direction of the light guide plate along the incident surface is incident, and the distance P between the light sources, the incident surface, The distance ratio LZP between the light sources is 0.474 or less.
  • the light source is arranged according to such a ratio, the second light The unevenness of the light on the incident surface side of the light guide plate is reduced by the action of the study groove.
  • the backlight device has an optical sheet that faces the exit surface of the light guide plate and raises a light beam emitted from the exit surface in a direction perpendicular to the exit surface, and sandwiches the optical sheet.
  • a liquid crystal display element is provided facing the light exit surface of the light guide plate.
  • the optical sheet is a prism sheet on which prism-shaped optical deflection elements are formed, and the surface on which the optical deflection elements are formed is disposed so as to face the emission surface of the light guide plate (downward prism).
  • this prism sheet for example, diamond art made by Mitsubishi Rayon can be used.
  • FIG. 3 is a diagram showing an outline of the light guide plate of the present embodiment.
  • the light emitting diode (LED) of the light source is also shown.
  • 3 (a) is a bottom view of the light guide plate
  • FIG. 3 (b) is a vertical side view of the light guide plate
  • (c) is a perspective view of a light guide plate.
  • the light guide plate 10 is made of a transparent material having a certain refractive index, such as PMMA, polyolefin, or polycarbonate, and has a substantially plate shape having a substantially rectangular upper surface and lower surface. Then, one side surface is an incident surface 11 on which light from the LED 20 is incident, and a lower surface orthogonal to the incident surface 11 is a reflection surface 13 that reflects incident light from the incident surface 11 or reflected light from the output surface 12. An upper surface that is orthogonal to the incident surface 11 and parallel to the reflecting surface 13 is defined as an output surface 12 that emits light.
  • a transparent material having a certain refractive index such as PMMA, polyolefin, or polycarbonate
  • a plurality of LEDs 20 are arranged at substantially constant intervals in the lateral direction of the light guide plate 10 so as to face the incident surface 11.
  • the LED 20 has a light emitting surface facing the incident surface 11 at a predetermined distance from the incident surface 11.
  • the incident surface 11 has a thickness within ⁇ 50 m with respect to the thickness of the light emitting surface of the LED 20.
  • the incident surface 11 has a groove shape extending in the thickness direction. With this groove shape, LED
  • the incident surface 11 can be a flat surface. In this case, this plane is preferably parallel to the light emitting surface of the LED 20, for example.
  • the reflecting surface 13 has a plurality of first optical grooves 14 extending in the lateral direction of the light guide plate 10.
  • the incident surface 11 also has a plurality of second optical grooves 15 extending in the longitudinal direction of the light guide plate 10 over a predetermined distance.
  • the light guide plate 10 of the present embodiment has the first optical groove 14 and the second optical groove 15 so that the light incident on the incident surface 11 has an efficiency without causing unevenness in the region on the incident surface 11 side.
  • Well exit surface 1
  • FIG. 4 is a side view of the main part of the light guide plate in the vertical direction. This figure is an enlarged view of a main part of the side view of the light guide plate 10 shown in FIG.
  • the first optical groove 14 formed in the reflecting surface 13 has a first surface 14a facing the incident surface 11, and a second surface 14b facing the first surface 14a.
  • the angle ⁇ between the first surface 14a and the incident surface 11 is
  • the angle ⁇ formed by the perpendicular line of the second surface 14b and the reflecting surface 13 is 5 to 60 degrees, preferably 5 to 55 degrees so that the light guide plate 10 can be easily removed from the mold. It is.
  • the interval ⁇ between the adjacent first optical grooves 14 can be constant, preferably 30 to 300.
  • the interval ⁇ ⁇ ⁇ can be intentionally set at random.
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the main part of the light guide plate for explaining the operation of the first optical groove.
  • a light beam incident on the incident surface 11 from the LED 20 at an incident angle ⁇ 0 is raised in the direction of the output surface 12 by the first surface 14 a of the first optical groove 14. This ray enters the position xl of the exit surface 11 at an incident angle ⁇ 1 and is totally reflected because it does not reach the critical angle. This light beam is further raised in the direction of the emission surface 12 by the first surface 14 a, enters the position x 2 of the emission surface 12 with an incident angle ⁇ 2 smaller than the critical angle, and is emitted from the emission surface 12.
  • the light ray incident on the light guide plate 10 from the incident surface 11 repeats total reflection between the reflecting surface 13 and the first surface 14a, and when the incident angle on the emitting surface 12 becomes smaller than the critical angle, the emitting surface It is emitted from 12.
  • FIG. 6 is a lateral side view of the light guide plate.
  • a plurality of second optical grooves 15 are formed in the reflecting surface 13 in the longitudinal direction of the light guide plate 10.
  • the second optical groove 15 has a first inclined surface 15a, a second inclined surface 15b, and a third inclined surface 15c.
  • the angle ⁇ formed by the first inclined surface 15a and the second inclined surface 15b with the reflecting surface 13 is preferably 40 degrees.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the light guide plate in the horizontal direction showing the operation of the second optical groove.
  • the first inclined surface 15a, the second inclined surface 15b, and the third inclined surface 15c of the second optical groove 15 are incident from the incident surface 11 at an incident angle ⁇ 3 with respect to the output surface 12.
  • the light beam is launched into a light beam having an incident angle ⁇ 4 with respect to the exit surface 12.
  • the first inclined surface 15a and the second inclined surface 15b, in particular, of the second optical groove 15 are the methods of the exit surface 12 within the entrance surface 11 for at least a part of the light rays incident on the light guide plate 10. Reflects by changing the angle with respect to the line. By this action, the second optical groove 15 spreads in the lateral direction of the light guide plate 10 and acts to alleviate light unevenness in the vicinity of the incident surface 11 which is particularly problematic.
  • the third inclined surface 15c raises the light beam incident on the second optical groove 15 in the direction of the exit surface 12. It is desirable that the viewpoint power of the reflection action is as small as possible.
  • the ease of filling with fat is also preferably 0 to: LO m. More preferably, it is 0-5 micrometers.
  • This hologram 22 plays a role as an anisotropic diffusion pattern for anisotropically diffusing light rays incident on the exit surface 12.
  • This hologram 22 is called a surface relief hologram to distinguish it from a three-dimensional hologram.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the hologram enlarged 200 times
  • FIG. 9 is an enlarged view of the hologram further enlarged.
  • the hologram 22 has a large number of linear speckles (or very thin, elliptical) extending in the longitudinal direction of the light guide plate 10 when viewed at 200 times magnification.
  • a random speckle region for example, a region having a higher (or lower) transmittance than other regions) (random grooves or irregularities) 22a is provided.
  • the random speckle 22a has a randomness in which the shape and position thereof are constant throughout the hologram 22.
  • the light that has entered the hologram 22 is strongly diffused in the vertical and horizontal directions of the light guide plate 10 by the linear speckles 22a.
  • the diffusion ratio with respect to the vertical and horizontal directions of the light guide plate 10 is determined by the dimensions of the major and minor axes of the speckle.
  • the hologram 22 has a function as a diffuser.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the hologram.
  • FIG. 10 (a) is a top view showing the angle dependence of the intensity of light emitted from the point P1 on the exit surface 12 of the light guide plate 10.
  • FIG. 10 (b) is a perspective view showing a three-dimensional intensity distribution of light emitted from the point P2 on the emission surface 12 of the light guide plate 10.
  • the direction of the first optical groove 14 is the X axis, and the incident light from the incident surface 11 travels.
  • the direction orthogonal to the first optical groove 14 is the Y axis, and the light is emitted from the emission surface 12. Introduce a Cartesian coordinate system with the Z axis as the direction.
  • the light emitted from the point P1 on the light emission surface 12 of the light guide plate 10 is caused by the hologram 22 formed on the light emission surface 12 and the vertical direction (Y direction) of the light guide plate 10 as shown by an ellipse E1. In comparison, it is strongly diffused in the horizontal direction (X direction). That is, the relationship of ⁇ >> ⁇ is established between the half widths ⁇ and ⁇ in the xy direction of light diffusion by the hologram 22. That is, the side of the light guide plate 10
  • the full width at half maximum ⁇ in the direction (X direction) is sufficiently larger than the full width at half maximum ⁇ in the vertical direction (the heel direction).
  • the half-value width ⁇ in the vertical direction ( ⁇ direction) of the light guide plate 10 is preferably 0 ⁇ ⁇ 5 degrees 0 ⁇ ⁇ 1
  • the half width ⁇ in the horizontal direction (X direction) of the light guide plate 10 is 30 to 70 degrees.
  • a force of 40 to 70 degrees is more desirable, and 50 to 70 degrees is more desirable.
  • the ratio of the half width ⁇ to the half width ⁇ is preferably in the range of 1:30 or more.
  • the diffusion angle of the emitted light in the longitudinal direction (Y direction) of the light guide plate 10 is suppressed, so that the critical angle in the longitudinal direction (Y direction) by the hologram 22 as a diffuser is reduced.
  • the fluctuation is suppressed, and thus the uniformity of the emission angle is maintained.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an outline of a hologram manufacturing apparatus.
  • This apparatus emits a laser beam having a predetermined wavelength in the Z direction, a laser light source, a first shielding plate 81 having a slit-like (for example, lmm width) first opening 81a in the X direction, A second shielding plate 82 having a triangular second opening 82a opened in the Y direction, a third shielding plate 83 having a triangular third opening 83a opened in the Y direction, and a photosensitivity that also has photopolymer force, for example.
  • a first shielding plate 81 having a slit-like (for example, lmm width) first opening 81a in the X direction
  • a second shielding plate 82 having a triangular second opening 82a opened in the Y direction
  • a third shielding plate 83 having a triangular third opening 83a opened in the Y direction
  • a photosensitivity that also has photopolymer force
  • An appropriate focusing lens (not shown) is provided between the shielding plates 82 and 83.
  • the opening 81a is provided with a diffuser such as polished glass that diffuses and transmits the laser light L.
  • the combination of the first and second openings 81a and 82a acts as a linear opening (or elongated rectangular opening) having a predetermined length with respect to the laser beam. That is, the linear opening (or elongated rectangular opening) has the first opening 81a as the short side and the long side as the distance in the X direction where the second opening 82a overlaps the opening 8la.
  • the light emitted from the linear opening (or elongated rectangular opening) and incident on the photosensitive film 84 is roughly in the form of a horizontally long linear shape (or an elongated elliptical shape).
  • the light beam has a plurality of speckles.
  • the third shielding plate 83 transmits the light beam located in the third opening 83a among the light beams.
  • the light spot generated by the light beam transmitted through the opening 83a is positioned at the position of the photosensitive film 84. Is formed.
  • the light spot can be formed on the support member 87 at a desired position / 3 1 (FIG. 12) of the photosensitive film 84.
  • a laser light spot can be formed in the desired region 84a (FIG. 12) of the photosensitive film.
  • the laser light L is diffused by the diffuser when passing through the first opening 81a.
  • the laser light diffused by the diffuser forms a large number of approximately elliptical (or linear) random speckles on the photosensitive film 84.
  • the average dimensions of the short axis and the long axis of the random speckle correspond to the dimensions of the long side and the short side of the rectangle, respectively, and the directions of the long axis and the long side are orthogonal. More specifically, if the long and short sides are L and W, the average dimensions of the short and long axes are hZL and hZW.
  • ⁇ is the wavelength of the laser beam
  • h is the distance between the aperture 8 la and the photosensitive film.
  • the large number of random speckles can be formed in the desired region 84a.
  • This random speckle has an outline, a linear shape, or an elongated elliptical shape.
  • a master hologram in which speckles are formed by unevenness is obtained.
  • the master hologram thus produced is transferred to the exit surface portion of the mold used for molding the light guide plate.
  • the light guide plate is injection-molded by using a mold to which the master hologram is transferred, so that the hologram can be integrally formed on the light exit surface of the light guide plate.
  • FIG. 13 is a view showing a part of a backlight device (or a surface light source device) having a light guide plate and an optical sheet.
  • the light emitted from the emission surface 12 of the light guide plate 10 over the backlight device having the light guide plate 10 and the optical sheet (prism film) 50 has angles ⁇ 1 and ⁇ 2 formed with the emission surface 12.
  • the optical sheet 50 has a flat upper surface 51 and a prismatic bottom.
  • Light L, L having a surface 52 and having a small angle with the light exit surface 12 of the light guide plate 10 is incident from the bottom surface 52.
  • the optical sheet 50 improves the front intensity of the light emitted to the liquid crystal display device.
  • FIG. 14 is a top view showing the optical sheet.
  • the optical sheet (prism film) 50 is made of a transparent material such as eaves, polyolefin, or polycarbonate, and has a reflecting surface 53 that forms a continuous prism-like structure on the lower surface 52 facing the upper surface 51. is doing.
  • the optical sheet 50 is installed on the output surface 12 of the light guide plate 10 so as to be parallel to the first optical grooves 14 formed on the reflection surface 13 of the light guide plate 10.
  • the backlight device (or surface light source device) can be used as a backlight in a liquid crystal display device such as a mobile phone or an electronic notebook.

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Abstract

　反射面１３は、導光板１０の横方向に形成された複数の第１光学溝１４を有するとともに、入射面１１から所定距離にわたって導光板１０の縦方向に形成された複数の第２光学溝１５を有し、出射面１２は、ホログラムによる異方性拡散パターンを有し、均一な面状発光性と光利用効率に優れた導光板を提供する。

Description

明 細 書
導光板及びバックライト装置
技術分野
[0001] 本発明は、 LED光源力 出射された光を導く導光板と、この導光板を備えて液晶 表示素子などを背面力も照射するバックライト装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、携帯電話機等の液晶表示装置を照明するため、光源から出射された光を液 晶表示装置に導く導光板及びこの導光板を備え液晶表示装置を背面から照明する ノ ックライト装置が提供されて ヽる。
[0003] 図 1は、従来の導光板の外観を示す図である（例えば、特許第 3151830号を参照 。；)。図 1 (a)に斜視図を示し、図 1 (b)に上面図を示す。図 1 (a)中には、光源の発光 ダイオード 120も同時に示す。
[0004] 導光板 110は、例えば PMMA又はポリカーボネートのような透明な材料からなり、 略板状の平坦な形状を有している。そして、上面及び下面をそれぞれ出射面 112及 び反射面 113とし、一つの側面を入射面 111としている。反射面 113には、入射面 1 11から入射された光を出射面 112に向けて反射するために複数の偏向パターン素 子 114による偏向パターンが形成されている。このように、側面にある入射面 111から 入射された光を主面にある出射面 112から出射する導光板 110をサイドエッジ方式と 称し、携帯電話機等において広く使用されている。
[0005] ここで偏向パターン素子 114は相互に間隔をあけて配置されており、その長手方向 1S 光源 120からの光の進行方向に対して垂直となっている。複数の光源 120が互 Vヽに離れて配置されて!ヽる場合には、各光源 120に対応する領域に反射面 113を 分割し、各領域ごとに対応する光源 120からの光の進行方向に垂直となるように偏向 パターン素子 114を配置する。
[0006] 光源 120から出射された光は、入射面 111から導光板 110に入射し、反射面 113 に形成された偏向パターン素子 114の長手方向で反射した場合は、出射面 112の 方向に偏向され、出射面 112から出射される。また、偏向パターン素子 114の短手方 向で反射した場合は、光の進行方向が変更されるので、光源 120 (発光ダイオード） の指向性を弱める拡散効果として働き、輝線の発生を抑制する。すなわちこの場合、 偏向パターン素子 114は、出射面 112の方向に偏向する反射機能と、輝線発生を抑 止する拡散機能とを兼ねて 、る。
[0007] この方式では、偏向パターン素子 114が間隔をあけて配置されているため、長手方 向の反射面で偏向する効率が低ぐ光源力もの出射光の利用効率が低くなるという 問題がある。また複数の光源の場合、図 1 (b)のように偏向パターン素子 114の配置 が非常に複雑となり、作製が困難となる。
[0008] 図 2は、従来の導光板及びバックライト装置の使用態様を示す図である。
[0009] 導光板 110は、液晶表示装置 140の直下に、出射面 112が液晶表示装置 140の 下面 141に対向するように配置される。導光板 110には、発光ダイオード 120から出 射された光が入射面 111から入射される。
[0010] 入射面 111から導光板 110に入射された光は、出射面 112に対向する反射面 113 に形成された偏向パターン素子 114によって偏向して反射されて液晶表示装置 140 の方向に立ち上げられ、出射面 112から出射される。
[0011] 一方、従来、レーザ光をディフューザを有する矩形の開口を介して感光フィルムを 露光し、多数のスペックルをランダムに形成してなるホログラムが提供されている（米 国特許第 5, 365, 354号、第 5, 534, 386号）。このホログラム【こお!ヽて、スペックノレ は略楕円形状を有し、楕円の長軸と短軸は、開口の矩形の短辺と長辺とフーリエ変 換の関係を有する。このホログラムレーザ光を入射すると、レーザ光は各スペックルに よって散乱され、露光の際に用いられた矩形状の開口を再現する。このようなホログ ラムを用いることで、入射光を異方的に拡散することができる。
発明の開示
[0012] ところで、 LEDのような点光源を用いる場合、導光板の入射面から入射された光の 最大屈折角は、約 42度である。そのため、入射面から出射面に直接入射する光の入 射角は、最小でも約 48度となり臨界角より大きくなる。したがって、点光源より導光板 に入射された光は、直接出射することはなぐ出射面と反射面で全反射してから出射 面で出射する。 [0013] このため、導光板において入射面力 数 mmの距離の領域では、出射面から出射 される光量が小さぐこの領域で暗部が生じて輝度ムラが生じていた。また、下向きプ リズムを含む構成のバックライト装置においては、前記領域において、下向きプリズム による導光板の出射面からの光回収量が少なぐ当該領域で暗部が生じて輝度ムラ が現れるという問題があった。
[0014] 本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、均一な面状発光性と光 利用効率に優れた導光板及びバックライト装置を提供することを目的とする。
[0015] 前述の課題を解決するために、本発明に係る導光板は、一つの側面を入射面とし 、該入射面に直交する出射面と、該出射面に対向する反射面とを有し、前記入射面 の長手方向に沿って配置された複数の光源カゝら前記入射面に光線が入射される導 光板であって、前記反射面は、前記光源から前記入射面に入射する前記出射面の 法線に対してある角度を有する光線を受けて前記法線との成す角度が減少した光線 を反射する、前記入射面の長手方向に形成された複数の第 1光学溝を有するととも に、前記入射する光線の少なくとも一部を前記入射面内で前記法線に対する角度を 変えて反射する、前記入射面力も所定距離にわたって前記入射面の長手方向に直 交する方向に形成された複数の第 2光学溝を有し、前記出射面は、該出射面の法線 に対して所定角度以下の角度を成して前記反射面力 入射する光線を拡散して透 過する異方性拡散パターンであって、前記入射する光線を前記入射面の長手方向 への拡散幅が前記長手方向と直交する方向への拡散幅より大きくなるように拡散す る異方性拡散パターンを有する。
[0016] 前記第 1光学溝は、前記入射面と 88度以上の角度をなす第 1面を有することが望 ましい。
[0017] 前記光源の発光面は前記入射面と対向し、前記入射面の前記出射面及び前記反 射面間の厚みは、前記発光面の前記厚み方向の長さに対して ± 50 m以内である ことが望ましい。
[0018] 前記第 2光学溝が形成される前記所定距離は、前記入射面の前記出射面及び前 記反射面間の厚みの 10倍以下であることが望ましい。
[0019] 前記異方性拡散パターンは、前記入射面と直交する方向への拡散幅に対する前 記入射面の長手方向への拡散幅が 1： 30以上であることが望ましい。
[0020] 前記入射面に沿った前記光源間の距離 Pと前記入射面及び前記光源間の距離 L の比率 LZPが 0. 474以下であることが望ましい。
[0021] 本発明に係るノ ックライト装置は、前記の導光板を備えるものである。
[0022] 前記導光板から出射した光線を前記導光板の出射面の法線方向に偏向する光学 フィルムを備えることが望まし 、。
[0023] 前記光学フィルムは、前記導光板の出射面に対向する面に複数のプリズム状偏向 素子が形成されたものであることが望まし 、。
[0024] 本発明に係る導光板は、均一な面状発光性と光利用効率に優れ、液晶表示素子 などを背面力も照射するバックライト装置に好適である。また、本発明に係るバックラ イト装置は、均一な面発光性と光利用効率に優れる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]図 1は、従来の導光板の外観を示す図である。
[図 2]図 2は、従来の導光板及びバックライト装置の使用態様を示す図である。
[図 3]図 3は、導光板の概略を示す図である。
[図 4]図 4は、導光板の縦方向要部側面図である。
[図 5]図 5は、第 1光学溝の作用を説明する導光板の縦方向要部断面図である。
[図 6]図 6は、導光板の横方向側面図である。
[図 7]図 7は、第 2光学溝の作用を示す導光板の横方向要部断面図である。
[図 8]図 8は、ホログラムを 200倍に拡大した拡大図である。
[図 9]図 9は、ホログラムをさらに拡大した拡大図である。
[図 10]図 10は、ホログラムの作用を説明する図である。
[図 11]図 11は、ホログラムの製造装置の概略を示す模式図である。
[図 12]図 12は、ホログラムを形成する感光性フィルムを示す図である。
[図 13]図 13は、ノ ックライト装置の一部を示す図である。
[図 14]図 14は、光学シートを示す上面図である。
発明の実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明に係る導光板及びバックライト装置の実施の形態について図面を参 照して詳細に説明する。
[0027] 本実施の形態の導光板は、略矩形の板状の形状を有する透明樹脂からなり、その 一つの側面を入射面とし、この入射面と直交する主面の一つを出射面とし、この出射 面に平行に対向する他の主面を反射面とする。
[0028] この導光板は、例えば精密加工を施した金型を用いて、例えば射出成形によって 成形される。透明榭脂には、例えば、ポリカーボネート（PC)、ポリメタクリル酸メチル（ PMMA)、ゼォノア、ポリスチレン、塩化ビュルを適用することができる。これらの中で も、精密成形の観点から、 PC、 PMMA,ゼォノアが好ましぐ PCがより好ましい。
[0029] 導光板は、このような透明榭脂によって、反射面に所定の光学パターンが形成され 、出射面に異方性拡散パターンが形成されるように成形される。
[0030] 反射面の光学パターンとしてはドット、 V字状溝、 U字状溝、ランダム粗ィ匕等がある 力 本実施の形態ではこの光学パターンによって反射される光線の方向制御 (整列 性)の観点で優れる V字状溝を採用する。また、光学パターンの連続性としては連続 又は不連続等がある力 本実施の形態では金型加工性の観点で優れる連続な光学 パターンを採用する。
[0031] 本実施の形態では、反射面において、入射面の長手方向（以下では横方向という） に平行に V字状の複数の第 1光学溝を形成する。
[0032] 第 1光学溝は、入射面に対向する第 1面と、この第 1面に対向する第 2面を有する。
第 1面は、入射面に対して成す角度が 88度以上であることが好ましぐ 88-89. 2度 であることがより好ましい。この角度が 88度未満では入射面側に光が多く出射する傾 向があり、 89. 2度を超えると入射面に対向する面側に光が抜ける傾向がある。
[0033] 第 1光学溝の間隔は、 100-200 μ mが好ましぐ 120-160 μ mがより好ましい。
この間隔が 100 未満では、出射面に対向して設置されるプリズムシートと干渉を起 こしゃすぐ発光時に干渉縞を発生させる傾向がある。この間隔が 200 mを超える と、目視にて溝形状が視認される傾向が有る。
[0034] また、本実施の形態では、反射面において、入射面の長手方向と直交する方向（ 以下では縦方向という）に入射面カゝら所定距離にわたって形成された複数の第 2光 学溝を有する。 [0035] 第 2光学溝は、反射面の法線に対して 30〜60度の角度の傾斜面を有することが好 ましぐこの傾斜面は 50度であることがより好ましい。傾斜面の角度が 30度未満では 、入射面に対向する面の近傍で出射される光量が低減してしまい均一発光性を損な う傾向がある。傾斜面の角度が 60度を超えると、反射面から出射される光量が減少 する部分のため、光らな 、部分が発生してムラが生じる傾向がある。
[0036] 本実施の形態では、入射面における出射面及び反射面間の導光板の厚み（以下 では導光板の厚みという）は、この入射面に対向して横方向に複数配置された光源 にお!/、て、入射面に対向する発光面の厚み方向の長さ（以下では光源の厚みと 、う )に対して ±50 m以内である。導光板の厚みは、光源の厚みと同じであることがよ り好ましい。
[0037] 導光板の厚みが光源の厚みに対して 50 m未満であると、光源から出た光を導 光板に十分取り入れることができず光量が不足し、導光板から出射する光も減り輝度 低下となる傾向がある。一方、導光板の厚みが光源の厚みに対して + 50 mを超え ると、光源から出た光を導光板に十分取り入れることができるが、それ以上に光がな い部分が発生し導光板から出射する光にムラが発生する傾向がある。
[0038] 本実施の形態では、第 2光学溝は、反射面において導光板の縦方向に、入射面か ら導光板の厚みの 10倍以内の長さにわたって形成される。これによつて、第 2光学溝 による光の反射の影響は入射面力 所定距離に留められるため、液晶表示素子に おいて文字 ·画像等が表示される表示領域に光のムラなどの影響を及ぼすことはな い。
[0039] 本実施の形態では、出射面に形成された異方性拡散パターンの縦方向に対する 横方向への光拡散比率は 1 : 30〜1： 60が好ましぐ 1 : 60がより好ましい。この比率 が 1 : 30未満では、導光板の横方向の拡散角度が小さくなり光が広がらずムラを生じ やすい傾向がある。一方、この比率が 1 : 60を超えると、入射面側で導光板の横方向 に光が広がりすぎてしま 、輝度低下を生じやす 、傾向がある。
[0040] 本実施の形態では、入射面に沿って導光板の横方向に略等間隔で配置された LE Dなどの点光源カゝら光が入射され、光源間の距離 Pと入射面及び光源間の距離 の 比率 LZPが 0. 474以下である。このような比率に従って光源が配置されると、第 2光 学溝の作用によって導光板の入射面側における光のムラが低減される。
[0041] 本実施の形態のバックライト装置は、導光板の出射面に対向してこの出射面から出 射される光線を出射面に垂直方向に立ち上げる光学シートと、この光学シートを挟ん で導光板の出射面に対向して液晶表示素子を備える。
[0042] 光学シートは、プリズム状の光学偏向素子を形成したプリズムシートであって、光学 偏向素子が形成された面を導光板の出射面に対向して配置する（下向きプリズム)。 このプリズムシートには、例えば三菱レイヨン製のダイヤアートを用いることができる。
[0043] 実施例
以下、実施例により本発明を説明するが、この実施例は本発明の一例を示すもの であって本発明はこれのみに限定されるものではない。
[0044] 図 3は、本実施例の導光板の概略を示す図である。光源の発光ダイオード (LED) も同時に示す。図 3 (a)は導光板の下面図、図 3 (b)は導光板の縦方向側面図、図 3
(c)は導光板の斜視図である。
[0045] 導光板 10は、例えば PMMA、ポリオレフイン又はポリカーボネートのような一定の 屈折率を有する透明な材料力 なり、略矩形状の上面及び下面を有する略板状の 形状を有する。そして、一つの側面を LED20からの光を入射させる入射面 11とし、 この入射面 11に直交する下面を入射面 11からの入射光又は出射面 12からの反射 光を反射する反射面 13とし、入射面 11に直交するとともに反射面 13に平行な上面 を光を出射する出射面 12とする。
[0046] 入射面 11に対向して、導光板 10の横方向に複数の LED20が略一定間隔で配置 されている。 LED20は、入射面 11から所定距離だけ離れて入射面 11に対向する発 光面を有している。
[0047] 入射面 11は、その厚みが LED20の発光面の厚みに対して ± 50 m以内である。
また、入射面 11は、厚み方向に延びた溝形状を有する。この溝形状によって、 LED
20からの光は導光板 10内へ効率的に入射される。
[0048] なお、入射面 11には溝形状に代わって厚み方向に延びた複数の一部円筒形状を 形成することもできる。また、入射面 11は平面とすることもできる。この場合、この平面 は例えば LED20の発光面に平行であることが望ましい。 [0049] 反射面 13は、導光板 10の横方向に延びる複数の第 1光学溝 14を有する。また、 入射面 11力も所定距離にわたって導光板 10の縦方向に延びる複数の第 2光学溝 1 5を有する。
[0050] 本実施例の導光板 10は、このような第 1光学溝 14及び第 2光学溝 15によって、入 射面 11力 入射した光を入射面 11側の領域でムラを生じることなく効率よく出射面 1
2から出射することができる。
[0051] 図 4は、導光板の縦方向要部側面図である。この図は、図 3 (b)に示した導光板 10 の側面図の要部を拡大したものである。
[0052] 反射面 13に形成された第 1光学溝 14は、入射面 11に対向する第 1面 14aと、この 第 1面 14aに対向する第 2面 14bとを有する。第 1面 14aが入射面 11と成す角度 αは
、 88度以上である。
[0053] また、第 2面 14bと反射面 13の垂線のなす角度 βは、導光板 10を成形する際に金 型から容易に取り外せるように 5〜60度であり、好ましくは 5〜55度である。
[0054] 隣接する第 1光学溝 14間の間隔 ρは、一定とすることができ、好ましくは 30〜300
/z mであり、さらに好ましくは 60〜260 /ζ πιである。なお、前記間隔 ρを一定にすると 液晶表示素子のセル配置との干渉によってモアレの出現が現れることがあるので、 前記間隔 Ρを意図的にランダムに設定することもできる。
[0055] 図 5は、第 1光学溝の作用を説明する導光板の縦方向要部断面図である。
[0056] LED20から入射面 11に入射角 φ 0で入射した光線は、第 1光学溝 14の第 1面 14 aによって出射面 12方向に立ち上げられる。この光線は、出射面 11の位置 xlに入 射角 φ 1で入射し、臨界角に達しないため全反射される。この光線は、さらに第 1面 1 4aによって出射面 12方向に立ち上げられ、出射面 12の位置 x2に臨界角より小さい 入射角 φ 2で入射し、出射面 12から出射される。
[0057] このように、入射面 11から導光板 10に入射する光線は、反射面 13と第 1面 14a間 で全反射を繰り返し、出射面 12への入射角が臨界角より小さくなると出射面 12から 出射される。
[0058] ここで、入射面 11と第 1面 14aの成す角が 90度に近いほど第 1面 14aと出射面 12 は平行に近くなり、第 1面 14aと出射面 12間で全反射を繰り返す光線は出射面 12方 向に徐々に立ち上げられ、出射面 12から出射される光の入射角又は出射角は、常 に臨界角とほぼ等しい角度となる。従って、出射面 12から出射される光の方向は整 列される。
[0059] 図 6は、導光板の横方向側面図である。
[0060] 反射面 13には導光板 10の縦方向に複数の第 2光学溝 15が形成されている。第 2 光学溝 15は、第 1傾斜面 15a、第 2傾斜面 15b及び第 3傾斜面 15cを有している。第 1傾斜面 15a及び第 2傾斜面 15bが反射面 13と成す角度 γは、 40度が好ましい。
[0061] 図 7は、第 2光学溝の作用を示す導光板の横方向要部断面図である。
[0062] 第 2光学溝 15の第 1傾斜面 15a、第 2傾斜面 15b及び第 3傾斜面 15cは、出射面 1 2に対して入射角 φ 3を成して入射面 11より入射された光線を出射面 12に対する入 射角 φ 4を成す光線へ立ち上げる。
[0063] このように、第 2光学溝 15の特に第 1傾斜面 15a及び第 2傾斜面 15bは、導光板 10 に入射する光線の少なくとも一部について、入射面 11内で出射面 12の法線に対す る角度を変えて反射する作用を有する。この作用によって、第 2光学溝 15は、導光板 10の横方向に広がり特に問題となる入射面 11近傍の光ムラを緩和する作用をなす
[0064] 第 3傾斜面 15cは、第 2光学溝 15に入射する光線を出射面 12方向に立ち上げる 反射作用の観点力もはできるだけ面積が小さいほうが望ましいが、導光板 10を成形 する際の榭脂充填の容易性力も 0〜： LO mの幅が好ましい。更に好ましくは、 0〜5 μ mであ 。
[0065] 図 8及び図 9は、出射面に形成されたホログラムの詳細を示す拡大図である。
[0066] このホログラム 22は、出射面 12に入射される光線を異方的に拡散する異方性拡散 パターンとしての役割を果たしている。このホログラム 22は、 3次元的に形成されたホ ログラムと区別するためにサーフェスレリーフホログラムと称される。
[0067] 図 8はホログラムを 200倍に拡大した拡大図であり、図 9はホログラムをさらに拡大し た拡大図である。
[0068] 図 8に示すように、ホログラム 22は、 200倍程度に拡大して見た場合、導光板 10の 縦方向に伸びる線状 (あるいは非常に細 、楕円状)の多数のランダムスペックル又は ランダムスペックル領域 (例えば他の領域に比べて透過率が高 、（又は低 、)領域）（ ランダムな溝或いは凹凸） 22aを有する。
[0069] このランダムスペックル 22aは、その形状及び位置がホログラム 22全体において一 定で無ぐランダム性を有する。
[0070] 後述するように、線状スペックル 22aにより、ホログラム 22に入射した光は導光板 10 の縦方向と横方向に強く拡散される。導光板 10の縦横に対する拡散比は、スペック ルの長軸及び短軸の寸法によって決定される。
[0071] また、スペックル 22aのランダム性により、ホログラム 22への入射光は、ランダムな方 向へ散乱或いは透過される。従って、ホログラムはディフューザとしての機能を有する
[0072] 図 10は、ホログラムの作用を説明する図である。
[0073] 図 10 (a)は、導光板 10の出射面 12の点 P1から出射された光の強度の角度依存 性を示す上面図である。図 10 (b)は、導光板 10の出射面 12の点 P2から出射された 光の強度分布を立体的に示す斜視図である。
[0074] ここで、説明の便宜上、第 1光学溝 14方向を X軸、入射面 11からの入射光が進む 第 1光学溝 14に直交する方向を Y軸、出射面 12から光が出射される方向を Z軸とす る直交座標系を導入する。
[0075] 導光板 10の出射面 12の点 P1から出射された光は、出射面 12に形成されたホログ ラム 22によって、楕円 E1に示すように、導光板 10の縦方向（Y方向）と比較して横方 向（X方向）に強く拡散される。すなわち、ホログラム 22による光拡散の xy方向の半値 幅 Φ , Φ 間には、 Φ > > Φ という関係が成立する。すなわち、導光板 10の横方
X Υ X Υ
向（X方向）への半値幅 Φ は、縦方向（Υ方向）への半値幅 Φ より十分に大きい。
X Υ
[0076] 導光板 10の縦方向（Υ方向）の半値幅 Φ は、 0< Φ ≤5度が望ましぐ 0< Φ ≤1
Υ Υ Υ
度が更に望ましい。一方、導光板 10の横方向（X方向）の半値幅 Φ は、 30〜70度
X
が望ましぐ 40〜70度力更に望ましく、 50〜70度が更に望ましい。
[0077] 前記半値幅 Φ と半値幅 Φ の比は、 1 : 30以上の範囲にあるのが望ましい。
Υ X
[0078] 前記ホログラム 22の異方性拡散作用により、この導光板 10においては、導光板 10 の横方向（X方向）における一様な出射光の強度分布が実現される。従って、出射面 12からの出射光における輝線の出現が防止される。
[0079] また、上記構成によれば、導光板 10の縦方向（Y方向）における出射光の拡散角 が抑制されることにより、ディフューザとしてのホログラム 22による縦方向（Y方向）の 臨界角の変動が抑制され、以て出射角の一様性が保持される。
[0080] 図 11は、ホログラムの製造装置の概略を示す模式図である。
[0081] この装置は、 Z方向に所定波長のレーザ光を出射する図示しな 、レーザ光源と、 X 方向にスリット状 (例えば lmm幅）の第 1開口 81aを有する第 1遮蔽板 81と、 Y方向に 開いた三角形状の第 2開口 82aを有する第 2遮蔽板 82と、—Y方向に開いた三角形 状の第 3開口 83aを有する第 3遮蔽板 83と、例えばフォトポリマー力もなる感光性フィ ルム 84を固定するテーブル 85と、テーブル 85を支持する支持部材 87と、支持部材 87を固定 ·支持する第 1スライダ 88と、第 1スライダ 88を Z軸方向に移動自在に支持 する第 2スライダ 89と、第 2スライダを Y軸方向に移動自在に支持する基台 90とを有 する。なお、遮蔽板 82と 83との間〖こは、適宜の集束レンズ（図示せず）が設けてある
[0082] そして前記開口 81aには、レーザ光 Lを拡散して透過する磨りガラスの如きディフユ 一ザが設けてある。
[0083] 第 1及び第 2開口 81a, 82aの組み合わせは、前記レーザ光に対して、所定長さを 有する線状開口（或いは細長矩形開口）として作用する。すなわち、この線状開口（ 或いは細長矩形開口）は、第 1開口 81aの幅を短辺とし、第 2開口 82aが前記開口 8 laと重なる X方向の距離を長辺とする。
[0084] なお、前記基台 90に対して第 2スライダ 89を Y軸方向へ移動することにより、或い は、第 2スライダ 89に対して遮蔽板 82を Y軸方向へ移動することにより、前記線状開 口の長さを変更することができる。
[0085] 前記構成により、前記線状開口（或いは細長矩形開口）から出射され感光性フィル ム 84に入射される光線は、概略、それぞれの断面形状が横長の線状 (又は細長楕 円形)を有する複数のスペックルを備えた光ビームとなる。
[0086] 第 3遮蔽板 83は、前記光ビームのうち第 3開口 83aに位置する光ビームを透過する
。従って、感光性フィルム 84の位置には、開口 83aを透過した光ビームによる光スポ ットが形成される。
[0087] 上記構成により、支持部材 87に対して感光性フィルム 84の所望の位置 /3 1 (図 12) へ前記光スポットを形成することができる。
[0088] 従って、支持部材 87を所望の Y軸方向位置へ位置ぎめすることにより、感光性フィ ルムの所望領域 84a (図 12)へレーザ光の光スポットを形成することが出来る。
[0089] ところでレーザ光 Lは、第 1開口 81aを透過する際、前記ディフューザによって拡散 される。
[0090] 前記ディフューザによって拡散されたレーザ光は、感光性フィルム 84において略楕 円状（或いは線状）の多数のランダムスペックルを形成する。このランダムスペックル の短軸と長軸の平均寸法は、前記矩形の長辺と短辺の寸法にそれぞれ対応し、前 記長軸と前記長辺の方向は直交する。より具体的には、前記長辺及び短辺を L、 Wと すると、前記短軸及び長軸の平均寸法は、 hZL、 hZWとなる。ここに、 λはレ 一ザ光の波長であり、 hは開口 8 laと感光性フィルムとの距離である。
[0091] 従って、図 12に示す感光性フィルムの所望領域 84aへ、前記ディフューザで拡散 された光を照射することにより、当該所望領域 84aに前記多数のランダムスペックル を形成することができる。このランダムスペックルは、概略、線状又は細長楕円形状を 有する。
[0092] 前記ホログラムの製造に当たっては、各領域 84aに対して露光を繰り返す多重露光 を行い、感光性フィルム 84の全体を露光する。
[0093] 露光したホログラムを現像すると、スペックルが凹凸によって形成されたマスターホ ログラムが得られる。このように作製したマスターホログラムを導光板の成型に用いる 金型の出射面の部分に転写する。そして、マスターホログラムを転写した金型を用い て導光板を射出成型することにより、導光板の出射面にホログラムを一体成型するこ とがでさる。
[0094] 図 13は、導光板及び光学シートを有するバックライト装置 (又は面光源装置）の一 部を示す図である。
[0095] 導光板 10及び光学シート（プリズムフィルム） 50を有するバックライト装置にぉ ヽて 、導光板 10の出射面 12から出射された光は、出射面 12となす角度 γ 1 , γ 2が小さ い成分の光 L , Lを含んでいる。光学シート 50は、平坦な上面 51とプリズム状の下
1 2
面 52を有し、導光板 10の出射面 12となす角度が小さい光 L , Lが下面 52から入射
1 2
されると、上面 51と大きな角度をなすように偏向して出射する (L L ') οこのように
1 2
、光学シート 50は、液晶表示装置に出射される光の正面強度を向上させる。
[0096] 図 14は、光学シートを示す上面図である。
[0097] 光学シート（プリズムフィルム） 50は、例えば ΡΜΜΑ、ポリオレフイン又はポリカーボ ネートのような透明な材料力 なり、上面 51に対向する下面 52に、連続するプリズム 状の構造をなす反射面 53を有している。この光学シート 50は、導光板 10の反射面 1 3に形成された第 1光学溝 14と並行となるように、導光板 10の出射面 12上に設置さ れる。
[0098] 前記バックライト装置 (又は面光源装置)は、携帯電話 ·電子手帳等の液晶表示装 置に於いて、バックライトとして使用することが出来る。

Claims

請求の範囲
[1] 一つの側面を入射面とし、該入射面に直交する出射面と、該出射面に対向する反 射面とを有し、前記入射面の長手方向に沿って配置された複数の光源から前記入射 面に光線が入射される導光板であって、
前記反射面は、前記光源力 前記入射面に入射する前記出射面の法線に対して ある角度を有する光線を受けて前記法線との成す角度が減少した光線を反射する、 前記入射面の長手方向に形成された複数の第 1光学溝を有するとともに、前記入射 する光線の少なくとも一部を前記入射面内で前記法線に対する角度を変えて反射す る、前記入射面から所定距離にわたって前記入射面の長手方向に直交する方向に 形成された複数の第 2光学溝を有し、
前記出射面は、該出射面の法線に対して所定角度以下の角度を成して前記反射 面力 入射する光線を拡散して透過する異方性拡散パターンであって、前記入射す る光線を前記入射面の長手方向への拡散幅が前記長手方向と直交する方向への拡 散幅より大きくなるように拡散する異方性拡散パターンを有すること
を特徴とする導光板。
[2] 前記第 1光学溝は、前記入射面と 88度以上の角度をなす第 1面を有することを特 徴とする請求項 1記載の導光板。
[3] 前記光源の発光面は前記入射面と対向し、前記入射面の前記出射面及び前記反 射面間の厚みは、前記発光面の前記厚み方向の長さに対して ±50 m以内である ことを特徴とする請求項 1又は 2記載の導光板。
[4] 前記第 2光学溝が形成される前記所定距離は、前記入射面の前記出射面及び前 記反射面間の厚みの 10倍以下であることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに 記載の導光板。
[5] 前記異方性拡散パターンは、前記入射面と直交する方向への拡散幅に対する前 記入射面の長手方向への拡散幅が 1： 30以上であることを特徴とする請求項 1乃至 4 の！、ずれかに記載の導光板。
[6] 前記入射面に沿った前記光源間の距離 Pと前記入射面及び前記光源間の距離 L の比率 LZPが 0. 474以下であることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載 の導光板。
[7] 請求項 1乃至 6のいずれかに記載の導光板を備えることを特徴とするノ ックライト装 置。
[8] 前記導光板から出射した光線を前記導光板の出射面の法線方向に偏向する光学 フィルムを備えることを特徴とする請求項 7記載のノ ックライト装置。
[9] 前記光学フィルムは、前記導光板の出射面に対向する面に複数のプリズム状偏向 素子が形成されたものであることを特徴とする請求項 8記載のバックライト装置。
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