JP2001051124A - 導光板および平面照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射端面部近傍等に出現する輝線の出現を防
ぎ、均一で明るい出射光を得ることができる導光板およ
び平面照明装置を提供する。 【解決手段】 導光板２の入射端面部３の半部以下や裏
面部６等に入射端面部３の幅の１．２〜０．２倍の幅に
微細な凸状部や凹状部３１，６１を設け、光線を散乱等
で進行方向を変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いる導光板および平面照明装置に関するものであり、導
光板の入射端面部の表面部側半分程度に微細な凸状部や
凹状部を設けたり、裏面部の入射端面部側に入射端面部
の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部や凹状部を
設けて輝線の出射を防ぎ、均一で明るい出射光が得られ
る導光板および平面照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の導光板として、特開平８−２４０
７２０号公報に示すものが知られている。この導光板
は、導光板の裏面部の下部に設けた反射シートの上面端
部に、光を吸収するための着色ドット印刷部を有し、か
つ、該着色ドット印刷部は蛍光管に近い方から遠い方に
向かって面積が徐々に小さくなるようにしたり、また着
色ドットは灰色、こげ茶色、紫色、緑色等からなる。さ
らに着色ドットは蛍光管の長軸方向とほぼ平行な複数本
の直線状に配列され、任意の直線状に配列された複数の
ドットの各中心点が、任意の直線状に配列された複数の
ドットの列と隣接する列にある複数のドットの各中心点
のほぼ中間地点に配列されている。

【０００３】また、従来の導光板として、特開平８−３
２７８２８号公報に示すものも知られている。この導光
板は、光入射面の乗った平面に沿って延在する光遮蔽壁
が設けられている。そして、導光板の入射端面部と表面
部および裏面部との接続する部分を遮蔽材で覆ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−２４０７２
０号公報に開示される従来の導光板は、導光板の裏面部
の下部に設けた反射シートの上面端部に、光を吸収する
ための着色ドット印刷部を有し、かつ、該着色ドット印
刷部は蛍光管に近い方から遠い方に向かって面積が徐々
に小さくなるようにしたり、また着色ドットは灰色、こ
げ茶色、紫色、緑色等からなり、さらに着色ドットは蛍
光管の長軸方向とほぼ平行な複数本の直線状に配列さ
れ、任意の直線状に配列された複数のドットの各中心点
が、任意の直線状に配列された複数のドットの列と隣接
する列にある複数のドットの各中心点のほぼ中間地点に
配列され、光を吸収するための着色ドットを上面端部に
印刷した反射シートを導光板の裏面部の下部に設けるの
で、シャープな輝線の出射位置に合わせて着色ドットを
印刷したり、導光板の厚さによって裏面部に出射する光
線の位置が異なったり、さらに導光板と着色ドットを上
面端部に印刷した反射シートとがズレ無い様にしなけれ
ばならない課題がある。

【０００５】また、特開平８−３２７８２８号公報に開
示される従来の導光板は、光入射面の乗った平面に沿っ
て延在する光遮蔽壁を設けて、導光板の入射端面部と表
面部および裏面部との接続する部分を遮蔽材で覆い、直
接光線を遮ってしまうため、導光板内に入射する光量が
減少し、光源からのエネルギの損失とともに遮蔽材の部
品点数の増加や組み立て等の生産性等の課題がある。

【０００６】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、その目的は入射端面部近傍等に出
現する輝線を導光板の入射端面部の半部以下または／お
よび裏面部等に入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅
に微細な凸状部または／および凹状部を設け、散乱させ
て輝線の出現を防ぎ、均一で明るい出射光を得ることの
できる導光板および平面照明装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る導光板は、入射端面部の光制御部を設け
た反対側方向の半部以下または／および光制御部を設け
た面部の入射端面部側から当該入射端面部の幅の１．２
〜０．２倍の幅に微細な凸状部または／および凹状部を
設けたことを特徴とする。

【０００８】請求項１に係る導光板は、入射端面部の光
制御部を設けた反対側方向の半部以下または／および光
制御部を設けた面部の入射端面部側から当該入射端面部
の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部または／お
よび凹状部を設けたので、全反射をする鏡面への光線を
拡散したり、臨界角を破りテーパーリークを発生する位
置への光線の進路を変えることができる。

【０００９】また、請求項２に係る導光板は、入射端面
部の前記表面部側方向の半上部以下または／および前記
裏面部の前記入射端面部側から当該入射端面部の幅の
１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部または／および凹
状部を設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に係る導光板は、入射端面部の表
面部側方向の半上部以下または／および裏面部の入射端
面部側から当該入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅
に微細な凸状部または／および凹状部を設けたので、裏
面部がテーパ状の楔形導光板の入射端面部近傍でも臨界
角を破るテーパーリークに依る輝線の発生を防ぐことが
できる。

【００１１】さらに、請求項３に係る平面照明装置は、
入射端面部の光制御部を設けた反対側方向の半部以下ま
たは／および光制御部を設けた面部の入射端面部側から
当該入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸
状部または／および凹状部を設けたことを特徴とする

【００１２】請求項３に係る平面照明装置は、入射端面
部の光制御部を設けた反対側方向の半部以下または／お
よび光制御部を設けた面部の入射端面部側から当該入射
端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部また
は／および凹状部を設けたので、余分な部品を用いずに
輝線の発生を防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１４】なお、本発明は導光板の入射端面部の半部
以下や裏面部等に入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の
幅に微細な凸状部や凹状部を設けることによって、光線
を散乱等で進行方向を変えて入射端面部近傍等に出現す
る輝線の出現を防ぎ、均一で明るい出射光を得ることが
できる導光板および平面照明装置を提供することにあ
る。

【００１５】図１は本発明に係る導光板および平面照明
装置の斜視構成図である。また、図２（ａ），（ｂ）は
本発明に係る導光板の略光線軌跡図である。

【００１６】図１に示す平面照明装置１は、導光板２と
光源８とリフレクタ９および反射体１０とを備えて構成
されている。

【００１７】導光板２は、屈折率が１．４〜１．７程度
の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート
（ＰＣ）等で形成され、光源８からの光を導く入射端面
部３と、この入射端面部３と反対側に位置する反射端面
部４と、これら入射端面部３と反射端面部４とに接続す
る側面部７および７’と、光を出射する表面部５と、こ
の表面部５と反対側に位置する裏面部６とからなる。

【００１８】また、導光板２は、裏面部６等に凸状や凹
状等の光制御部６２が形成され、さらに入射端面部３に
は光制御部６２を設けた反対側方向の半部以下程度に微
細な凸状部や凹状部３１が設けられている。図３に示す
ように、導光板２に入射した光は、屈折角γとすると、
０≦｜γ｜≦ｓｉｎ^-1（１／ｎ）の式を満たす範囲で導
光板２内に進む。例えば一般の導光板２に使用されてい
る樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はｎ＝１．４９
程度であるので、光源８に一番近い入射端面部３では、
入射角が０°で反射端面部４方向に屈折せずに進み（こ
の光線のエネルギ値が一番高い）、また表面部５や裏面
部６に近い場所での入射角も同様に０°に近い角度で入
射する。

【００１９】さらに最大入射角は、リフレクタ９等によ
り反射散乱された光が入射端面部３の表面部５方向から
裏面部６方向および裏面部６方向から表面部５方向への
光が入射角９０°となり、入射端面部３で屈折する屈折
角γはγ＝±４２°程度の範囲内になる。

【００２０】但し、表面部５近傍では裏面部６方向のみ
のγ＝−４２°のみ、裏面部６近傍では表面部５方向の
みのγ＝＋４２°のみとなる。

【００２１】また、屈折角γ＝±４２°の範囲内で導光
板２内に入射した光は、導光板２と空気層（屈折率ｎ＝
１）との境界面において、ｓｉｎα＝（１／ｎ）の式に
より臨界角を表わすことができる。例えば一般の導光板
２に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折
率はｎ＝１．４９程度であるので、臨界角αはα＝４２
°程度になり、導光板２の表面部５や裏面部６に光線を
乱す溝、凸や凹等が無ければ、導光板２内の光は表面部
５や裏面部６で全て全反射しながら反射端面部４方向へ
進む。

【００２２】このように、入射端面部３での何れの場所
でも屈折角γ＝±４２°の範囲内の光線が存在し、特に
入射端面部３近傍に於ける表面部５方向や裏面部６方向
等に向かう光線は、屈折角がγ＝４２°付近の光線であ
る。例えば入射端面部３に近くエネルギ値が高い屈折角
γ＝４２°の光線は、入射端面部３の表面部５側に近い
所と裏面部６側に近い所であり、図２（ａ）に示すよう
に、入射端面部３の表面部５側に近い所から入射した光
線Ｌ１は、表面部５で全反射をし裏面部６に光線Ｌ２と
なって進む。そして、裏面部６に設けた光制御部６２に
よって反射したり、屈折し導光板２外に出射して反射体
１０により反射され入射角度よりも小さい出射角度とな
って表面部５に光線Ｌ３となって進み臨界角を破り出射
してしまう。また、楔形導光板２の場合には、裏面部６
が鏡面でも入射角度よりも小さい出射角度となって表面
部５に光線Ｌ３となって進み臨界角を破り出射してしま
う。

【００２３】これに対し、本実施の形態では、光源８か
らの光線を入射端面部３に設けた微細な凸状部や凹状部
３１によって、輝線の発生となる表面部５に向かう光線
を散乱し輝線の発生を防止する。

【００２４】なお、この図１での入射端面部３と反射端
面部４との厚さの異なる楔形導光板２において、上記微
細な凸状部や凹状部３１を入射端面部３に設ける場所
は、表面部５側方向の半上部以下程度の所に施すことに
より同様な効果を得ることができる。

【００２５】ところで、光源８からの光線で入射端面部
３の裏面部６側に近い所から入射した光線の内の一方
は、表面部５方向への屈折角がγ＝＋４２°の光線が表
面部５で全反射し再度裏面部６方向へ進み、進行距離が
長くエネルギ損失と入射端面部３から離れた位置に進む
ために輝線としては認識されない。これに対し、図２
（ｂ）に示すように、裏面部６方向への屈折角がγ＝−
４２°の光線Ｌ２ｂは、裏面部６に設けた光制御部６２
によって反射したり、屈折し導光板２外に出射して反射
体１０により反射された光線Ｌ３ｂは入射角度よりも小
さい出射角度となって表面部５に進み臨界角を破り出射
してしまう。また、楔形導光板２の場合には、裏面部６
が鏡面でも入射角度よりも小さい出射角度となって表面
部５に光線Ｌ３ｂとなって進み臨界角を破り出射してし
まう。

【００２６】そこで、本実施の形態における導光板２に
は、光制御部６２を設けた面部に入射端面部３側から入
射端面部３の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部
や凹状部６１が設けられている。そして、この微細な凸
状部や凹状部６１により、輝線の発生となる光線を拡散
し、輝線の発生を防止している。

【００２７】また、入射端面部３から裏面部６方向への
屈折角がγ＝−４２°の光線Ｌ２ｂは、ｃｏｔγ＊Ｌ＝
ｘの式で得られる入射端面部３からｘ離れた位置に進
む。

【００２８】但し、入射端面部３からの距離ｘ、輝線の
出現する最大屈折角γの表面部５および裏面部６からの
距離Ｌ、屈折角をγとする。

【００２９】例えば屈折角をγ＝４２°、導光板２の入
射端面部３の厚さが２ｍｍ（ここでは裏面部６からの最
大距離Ｌ）の場合に発生する輝線Ｌ２ｂの位置はｃｏｔ
（４２°）＊２＝２．２２１２５となり、入射端面部３
から約２．２２ｍｍ前後の位置に出現してしまうが、入
射端面部３の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部
や凹状部６１を設けることにより、輝線の発生となる光
線Ｌ２ｂを拡散し、輝線の発生を防止している。

【００３０】ここでのＸ＝２．２２１２５は入射端面部
３の厚さ２ｍｍの約１．１１１倍となる。

【００３１】なお、この図１での入射端面部３と反射端
面部４との厚さの異なる楔形導光板２では、上記微細な
凸状部や凹状部６１を設ける場所を表面部５の入射端面
部３側から入射端面部３の幅の１．２〜０．２倍の幅に
施すことにより同様な効果を得ることができる。

【００３２】光源８は、ＣＦＬ（冷陰管）等の線状をな
し、直接光は導光板２の入射端面部３から導光板２内に
入射し、他の光はリフレクタ９で反射されながら光源８
とリフレクタ９との空間を通って導光板２内に入射す
る。

【００３３】リフレクタ９は、白色の絶縁性材料やアル
ミニウム等の金属を蒸着したシート状または金属等から
なり、光源８を包囲するようにし、光源８からの光を反
射し、反射光を導光板２の入射端面部３に再び入射させ
る。

【００３４】反射体１０は、熱可塑性樹脂に例えば酸化
チタンのような白色材料を混入したシートや熱可塑性樹
脂のシートにアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金
属箔を積層した物やシート状金属からなり、入射端面部
３と表面部５以外の部分を覆い光源８からの光が導光板
２によって表面部５に出射した以外の光を反射または乱
反射し、再び導光板２に入射させて光源８からの光を全
て表面部５から出射するようにする。

【００３５】このように、本発明の導光板および平面照
明装置は、入射端面部３に設けた微細な凸状部や凹状部
３１や裏面部６の入射端面部近傍に設けた微細な凸状部
や凹状部６１により、入射端面部近傍等に出現する輝線
の出現を防ぎ、均一で明るい出射光を得ることができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る導光板
は、入射端面部の光制御部を設けた反対側方向の半部以
下または／および光制御部を設けた面部の入射端面部側
から当該入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細
な凸状部または／および凹状部を設けたので、全反射を
する鏡面への光線を拡散したり、臨界角を破りテーパー
リークを発生する位置への光線の進路を変えることがで
き、輝線の発生を防いで均一で見やすい導光板を得るこ
とができる。

【００３７】また、請求項２に係る導光板は、入射端面
部の表面部側方向の半上部以下または／および裏面部の
入射端面部側から当該入射端面部の幅の１．２〜０．２
倍の幅に微細な凸状部または／および凹状部を設けたの
で、裏面部がテーパ状の楔形導光板の入射端面部近傍で
も臨界角を破るテーパーリークに依る輝線の発生が防
げ、均一で見やすい軽量の導光板を得ることができる。

【００３８】さらに、請求項３に係る平面照明装置は、
入射端面部の光制御部を設けた反対側方向の半部以下ま
たは／および光制御部を設けた面部の入射端面部側から
当該入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸
状部または／および凹状部を設けたので、輝度斑が無く
均一で見やすく、余分な部品を用いずに輝線の発生を防
止できる平面照明装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る導光板および平面照明装置の斜視
構成図

【図２】（ａ），（ｂ）本発明に係る導光板の略図

【図３】導光板内の光線の略図

【符号の説明】

１…平面照明装置、２…導光板、３…入射端面部、４…
反射端面部、５…表面部、６…裏面部、７，７’…側面
部、８…光源、９…リフレクタ、１０…反射体、３１，
６１…微細な凸状および凹状、６２…反射および屈折作
用の凸状および凹状、γ…屈折角、ｎ…屈折率、α…臨
界角、Ｌ…入射端面部の表面部および裏面部からの距
離、ｘ…入射端面部からの距離。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月２９日（２０００．３．２
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る導光板は、入射端面部の光制御部を設け
た反対側方向の半部以下または／および光制御部を設け
た面部の入射端面部側から当該入射端面部の幅の１．２
〜０．２倍の幅に微細な凸状部または凹状部を設けたこ
とを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】請求項１に係る導光板は、入射端面部の光
制御部を設けた反対側方向の半部以下または／および光
制御部を設けた面部の入射端面部側から当該入射端面部
の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部または凹状
部を設けたので、全反射をする鏡面への光線を拡散した
り、臨界角を破りテーパーリークを発生する位置への光
線の進路を変えることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】また、請求項２に係る導光板は、入射端面
部の前記表面部側方向の半上部以下または／および前記
裏面部の前記入射端面部側から当該入射端面部の幅の
１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部または凹状部を設
けたことを特徴とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】請求項２に係る導光板は、入射端面部の表
面部側方向の半上部以下または／および裏面部の入射端
面部側から当該入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅
に微細な凸状部または凹状部を設けたので、裏面部がテ
ーパ状の楔形導光板の入射端面部近傍でも臨界角を破る
テーパーリークに依る輝線の発生を防ぐことができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】さらに、請求項３に係る平面照明装置は、
入射端面部の光制御部を設けた反対側方向の半部以下ま
たは／および光制御部を設けた面部の入射端面部側から
当該入射端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸
状部または凹状部を設けたことを特徴とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】請求項３に係る平面照明装置は、入射端面
部の光制御部を設けた反対側方向の半部以下または／お
よび光制御部を設けた面部の入射端面部側から当該入射
端面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部また
は凹状部を設けたので、余分な部品を用いずに輝線の発
生を防止できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を導く入射端面部と、該入
   射端面部の反対側に位置する反射端面部と、これら前記
   入射端面部と前記反射端面部とに接続する側面部と、前
   記入射端面部から導いた光を出射する表面部と、該表面
   部の反対側に位置する裏面部とを有し、前記表面部また
   は前記裏面部の面上に屈折や反射を行う光制御部を設
   け、前記裏面部の近傍に反射体を備えた導光板におい
   て、 前記入射端面部の前記光制御部を設けた反対側方向の半
   部以下または／および前記光制御部を設けた面部の前記
   入射端面部側から当該入射端面部の幅の１．２〜０．２
   倍の幅に微細な凸状部または／および凹状部を設けたこ
   とを特徴とする導光板。
2. 【請求項２】 光源からの光を導く入射端面部と、該入
   射端面部の厚さよりも薄く反対側に位置する反射端面部
   と、これら前記入射端面部と前記反射端面部とに接続す
   る側面部と、前記入射端面部から導いた光を出射する表
   面部と、該表面部の反対側に位置し面上に凸状や凹状を
   設けた裏面部とを有し、前記入射端面部と前記反射端面
   部との厚さの異なる楔形導光板において、 前記入射端面部の前記表面部側方向の半上部以下または
   ／および前記裏面部の前記入射端面部側から当該入射端
   面部の幅の１．２〜０．２倍の幅に微細な凸状部または
   ／および凹状部を設けたことを特徴とする導光板。
3. 【請求項３】 光源と、 この光源からの光を導く入射端面部と、この入射端面部
   と反対側に位置する反射端面部と、これら前記入射端面
   部と前記反射端面部とに接続する側面部と、前記入射端
   面部から導いた光を出射する表面部と、当該表面部と反
   対側に位置する裏面部とを有する導光板と、 該導光板の前記表面部または前記裏面部の面上に屈折や
   反射を行うように設けられた光制御部と、 前記光源の光を反射し再び前記入射端面部に入射させる
   ためのリフレクタとを具備する平面照明装置において、 前記入射端面部の前記光制御部を設けた反対側方向の半
   部以下または／および前記光制御部を設けた面部の前記
   入射端面部側から当該入射端面部の幅の１．２〜０．２
   倍の幅に微細な凸状部または／および凹状部を設けたこ
   とを特徴とする平面照明装置。