JP2001066590A - 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents
導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置Info
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- G02B6/0086—Positioning aspects
- G02B6/0088—Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package
Abstract
及び液晶表示装置に関し、例えば入射面より遠ざかるに
従って板厚が薄くなるように形成された導光板、この導
光板を用いたサイドライト型面光源装置、このサイドラ
イト型面光源装置を用いた液晶表示装置に適用して、エ
ッジの映り込みによる異常発光を低減する。 【解決手段】 1対の斜面2E、2Fによる突起を裏面
2B又は出射面に形成する際に、この1対の斜面2E、
2Fによる突起を断面略円弧形状の曲面で接続する。
Description
イト型面光源装置及び液晶表示装置に関し、例えば入射
面より遠ざかるに従って板厚が薄くなるように形成され
た導光板、この導光板を用いたサイドライト型面光源装
置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装
置に適用することができる。本発明は、1対の斜面によ
る突起を裏面又は出射面に形成する際に、この1対の斜
面による突起を断面略円弧形状の曲面で接続することに
より、エッジの映り込みによる異常発光を低減する。
サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明
し、これにより全体形状を薄型化するようになされてい
る。
透明板状部材である導光板の端面(以下入射面と呼ぶ)
より照明光を入射し、導光板の内部で繰り返し反射させ
てこの照明光を伝搬させると共に出射面より出射させる
ことにより、蛍光ランプ等による棒状光源の照明光を利
用して面光源を形成するようになされている。
用される導光板は、入射面と略直交する方向に延長する
1対の斜面による突起が入射面に沿って繰り返し形成さ
れて、これら突起によるプリズム面が出射面又は裏面に
形成されたものがある。このような導光板は、このプリ
ズム面により、入射面と平行な面内における出射光の指
向性を出射面の正面方向に補正することができることに
より、その分出射光の指向性を補正する他の補正機構を
省略して全体構成を簡略化することができるようになさ
れている。
光板の裏面等にプリズム面を形成した場合には、いわゆ
るエッジの映り込みによる異常発光が観察される場合が
ある。
は、照明光により明るく照らし出された導光板の入射面
側上下のエッジ等が出射面より目視されるものであり、
導光板においては、エッジより入射した照明光が導光板
の内部を繰り返し反射して伝搬し、この反射の際に一部
が出射面より出射されることにより、この明るく照らし
出されたエッジの映り込みが入射面に沿った輝線の繰り
返しとして観察される。
導光板内をプリズム面に向かった光が再帰反射によって
出射面に向かう割合が多くなるため、その分だけプリズ
ム面を形成しない場合に比して、このようなエッジの映
り込みによる異常発光が顕著になると考えられる。
で、エッジの映り込みによる異常発光を低減することが
できる導光板と、この導光板を使用したサイドライト型
面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液
晶表示装置を提案しようとするものである。
め請求項1の発明においては、所定の一次光源から射出
された照明光を入射面から入射し、照明光を屈曲して出
射面より出射する導光板において、出射面又は出射面と
対向する面に、入射面と略直交する方向に延長する1対
の斜面による突起を、入射面に沿って繰り返し形成し、
少なくとも入射面近傍の所定範囲において、突起を断面
略円弧形状の曲面により接続することにより、前記突起
の繰り返しによる谷の部分を曲面に形成する。
の構成において、更に側面近傍の所定範囲においても、
突起を断面略円弧形状の曲面により接続する。
又は請求項2の構成において、突起の繰り返しによる谷
の部分が、入射面と対向する面の方向から入射面近傍の
所定範囲に近づくに従って、又は入射面と対向する面の
中央部分から入射面近傍及び側面近傍の所定範囲に近づ
くに従って徐々に丸みを帯びるように形成する。
1、請求項2又は請求項3の構成において、突起の全部
又は一部を、断面略円弧形状に形成する。
1、請求項2、請求項3又は請求項4に記載の導光板を
用いてサイドライト型面光源装置を構成する。
に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネ
ルを照明して液晶表示装置を構成する。
入射面近傍の所定範囲において、突起を断面略円弧形状
の曲面により接続することにより、明るく照らし出され
たエッジより到来する照明光が広がるようにこの面で反
射され、これによりこの種の突起により充分な指向性を
確保しつつ、エッジの輝きが出射面より観察される異常
発光を目立たなくすることができる。
傍の所定範囲において、突起を断面略円弧形状の曲面に
より接続することにより、側面のエッジに起因する映り
込みによる異常発光についても、併せて低減することが
できる。
繰り返しによる谷の部分が、入射面近傍の所定範囲、又
は入射面及び側面近傍の所定範囲に近づくに従って徐々
に丸みを帯びるように形成することにより、異常発光を
低減する特性を出射面の各部で徐々変化させることがで
き、これによりこの種の特性の急激な変化による出射光
の品位の低下を防止することができる。
全部又は一部を、断面略円弧形状に形成することによ
り、突起の先端側でも、エッジより到来する照明光が広
がるように反射させることができ、さらに一段と異常発
光を目立たなくすることができる。
光を低減してなるサイドライト型面光源装置を得ること
ができる。
光を低減してなる高品位な照明光により表示画面を表示
することができる。
発明の実施の形態を詳述する。なお図面は、理解が容易
となるように一部を極端に誇張して示す。
に適用されるサイドライト型面光源装置を示す分解斜視
図である。この実施の形態に係る液晶表示装置は、この
サイドライト型面光源装置1の前面に液晶表示パネルL
Pを配置し、このサイドライト型面光源装置1より出射
される照明光により液晶表示パネルLPを照明する。
光板2の入射面2A側に一次光源3を配置すると共に、
反射シート4、導光板2、光制御部材でなるプリズムシ
ート5、保護シート6を順次積層し、図示しないフレー
ムに保持して作成される。
7の周囲をリフレクタ8で囲って形成され、リフレクタ
8の開口側より導光板2の入射面2Aに照明光Lを入射
する。ここでリフレクタ8は、蛍光ランプ7からの照明
光を正反射又は乱反射する例えばシート材により形成さ
れる。
ばポリメチルメタクレート(PMMA樹脂)等の透明樹
脂を射出成形して断面楔型に形成され、入射面12Aよ
り一次光源の照明光を入射する。これにより導光板2
は、出射面2Cと裏面2Bとの間を繰り返し反射して照
明光を伝搬し、この出射面2C及び裏面2Bにおける反
射の際に、臨界角以下の成分を出射面2C及び裏面2B
より出射する。
面にして照明光の出射を促す光散乱パターンが形成され
る。ここで光散乱パターンは、例えばマット面処理、対
応する金型へのエッチング、放電加工等の適当な粗面化
処理により、出射面2Cを矩形形状、円形形状、その他
の形状により部分的に粗面化して形成される。
ターンの大きさ、光散乱パターンを配置するピッチ等を
変えることにより、単位面積当たりに占める光散乱パタ
ーンの面積が光散乱パターンを形成する部位に応じて適
宜調整され、これにより出射面2Cより出射される照明
光の出射光量が出射面2Cの全面にわたって均一になる
ようになされている。さらに光散乱パターンは、出射面
2C側より見て知覚困難な小径により形成される。なお
光散乱パターンは、必要に応じて裏面2Bに形成するこ
ともできる。また導光板2にあっては、光拡散パターン
に代えて各部位に応じて粗さの程度を変えて出射面2C
の全面を粗面とすることにより、出射光量を均一化する
こともできる。
が形成される。ここでこのプリズム面は、図2において
矢印Aにより部分的に拡大して示すように導光板2の裏
面2Bに、入射面2Aに沿って微小な突起が繰り返し作
成されて形成される。ここでこの微小な突起は、入射面
2Aとほぼ直交する方向に延長する1対の斜面2E、2
Fを有し、この1対の斜面2E、2Fが直接接続されて
断面三角形形状に形成される。
度(頂角)が約100度になるように形成される。これ
により導光板2は、入射面2Aと平行な面内において、
出射光の指向性を出射面2Cの正面方向に補正する。な
おこの斜面2E、2Fの成す角度は、50〜130度の
範囲で適宜選定して実用に供する特性を得ることができ
る。また突起は、ほぼ50〔μm〕の繰り返しピッチに
より形成され、これにより出射面より目視して視認する
ことができないようになされている。
面2A近傍の所定範囲においては、断面略円弧形状の曲
面により滑らかに接続され、これにより導光板2におい
ては、突起の繰り返しによる溝状の谷の部分が深く切れ
込まないようになされている。
は、これら突起が直接接続されて突起の繰り返しによる
溝状の谷の部分が深く形成されており、上述した入射面
12A近傍の所定範囲に近づくに従って徐々に溝状の谷
の部分が丸みを帯びてきて、その断面形状が円弧形状に
徐々に変化するように形成される。
面2Aより入射面2Aの厚さの10倍程度の範囲であ
る。これにより導光板2においては、入射面2Aの上下
エッジ及び左右エッジ、更には側面2D1、2D2の上
下エッジの映り込みによる異常発光を低減するようにな
されている。
述した入射面近傍の所定領域においては、曲率半径30
〔μm〕により作成される。なおこの曲率曲面の半径
は、約半径30〔μm〕が最も好ましい値ではあるが、
10〜30〔μm〕の範囲で実用上充分に映り込みによ
る異常発光を低減することができる。
2Bより漏れ出す照明光を反射させることにより、この
漏れ出した照明光を導光板2に再入射させて照明光の利
用効率を向上させる。ここで反射シート4は、照明光を
効率良く反射する白色PETフィルム等による乱反射部
材により構成される。
Cと対向する側の面に光制御面であるプリズム面が形成
される。ここでプリズム面は、矢印Dにより示すよう
に、導光板2の裏面2Bにおける突起の繰り返し方向と
ほぼ直交する方向に、1対の斜面5A及び5Bによる突
起が繰り返し作成されて形成され、この1対の斜面5A
及び5Bにより導光板2から出射される照明光の指向性
を出射面2Cの正面方向に補正する。
ピッチが50〔μm〕程度に設定される。また突起の頂
角は、例えば30〜70度の範囲で適宜角度を選定して
実用に供する特性を得ることができ、さらにこの突起
は、要求される特性に応じて、断面形状が対称形状又は
非対称形状に適宜選定される。
ート材により構成され、プリズムシート5の傷付きを防
止すると共に、エッジの映り込み等をより一層目立たな
くする。
は(図1)、一次光源3を構成する蛍光ランプ7より照
明光が出射され、この照明光が直接に、またはリフレク
タ8により反射されて導光板2の入射面2Aより導光板
2に入射する。さらにこの導光板2の内部において裏面
2Bと出射面2Cとの間で反射を繰り返しながら、この
入射面2Aより入射した照明光が導光板2の内部を伝搬
し、裏面2B及び出射面2Cにおける反射の際に臨界角
以下の成分がそれぞれ裏面2B及び出射面2Cより出射
される。また出射面2Cに入射する照明光においては、
出射面2Cに配置された光拡散パターンにより散乱さ
れ、これにより出射面2Cから出射が促される。
明光のうち、裏面2Bから出射される照明光にあって
は、裏面2B側に配置された反射シート4により反射さ
れて導光板2に再入射し、結局、出射面2Cより出射さ
れる。これによりサイドライト型面光源装置1において
は、照明光の利用効率が向上される。
このようにして出射面2Cより出射される照明光が導光
板2の裏面2Bに形成されたプリズム面により入射面2
Aと平行な面内における指向性が補正され、また出射面
2Cに配置されたプリズムシート5によりこれと直交す
る方向について指向性が補正され、続く保護シート6等
により局所的な輝き等が緩和されて液晶表示パネルLP
に向けて出射される。
出射面2Cより出射される照明光においては、導光板2
の入射面2A側のエッジ(上下エッジ及び左右エッジ)
より導光板2の内部に入射するものもあり、このような
照明光が出射面2C側より見て入射面2A近傍における
異常発光として観察される。また側面2D1及び2D2
の上下エッジで反射されるものもあり、これにより導光
板の側面2D1及び2D2の近傍についても、異常発光
が観察される。
ドライト型面光源装置1においては、例えば照明光Lに
より明るく照らし出された入射面のエッジが出射面側よ
り目視により確認され、これにより入射面と平行な輝線
が出射面より観察されて異常発光が認められる。また導
光板の裏面にプリズム面を形成した場合には、導光板内
をプリズム面に向かった光が再帰反射によって出射面方
向に向かう割合が多くなるため、その結果として、何ら
突起を形成しない場合(プリズム面を形成しない場合)
に比して、異常発光がより顕著になる。
び12Fにより突起を形成し、この突起を直接接続する
と、エッジの近接した領域より出射される照明光Lがほ
ぼ同一の光路を経て出射されるようになる。
実施の形態のように、入射面2A近傍等の異常発光が認
められる領域において、突起の繰り返しによる溝状(プ
リズム形状)の谷の部分の断面形状を円弧形状に形成す
れば、このようにエッジに近接した領域において、出射
面2Cより出射される照明光Lには、広がりが生じるよ
うになる。すなわち出射面2Cより出射されるエッジか
らの照明光を一定の方向ではなく、多様な方向に出射す
ることができるようになり、その分輝線を目立たなくし
て異常発光を低減することができる。
より突起を切り取って、照明光Lの光路を示す断面図で
ある。
続すると、その分導光板2においては、出射光の指向性
を補正する機能が損なわれることになる。しかしながら
この実施の形態のように、入射面2A近傍等の異常発光
が認められる領域に限って、曲面により突起を接続する
ような形状としておけば、指向性の劣化を最小限度に留
めたままで異常発光を低減することができ、その結果、
面光源として見たときの発光面の品位をより一層向上さ
せることができる。
領域においては、これら突起が直接接続されて谷の部分
が深く形成されると共に、入射面近傍の所定範囲に近づ
くに従って谷の部分が徐々に丸みを帯びるように形成さ
れていることにより、異常発光を低減する特性が出射面
の各部で徐々に変化することになる。これによりこの種
の特性の急激な変化による出射光の品位の低下が防止さ
れる。
及び図8に示すように、導光板22において、その裏面
に繰り返し形成した突起(プリズム形状)の山の部分
(稜線)を円弧形状に形成しても、入射面2Aの上下エ
ッジより到来する照明光の出射方向を広げることがで
き、その分異常発光を低減することができる。しかしな
がら実験した結果によれば、この構造では入射面2Aの
左右エッジ(導光板2の出射面2Cと裏面2Bとを結ぶ
エッジ)や、側面のエッジの映り込みによる異常発光の
緩和が不十分であり、この構造では液晶表示装置に適用
して極めて高品位に表示画面を形成することが実現でき
ないというのが実用であった。
の部分を曲面により構成すれば、頂点を円弧形状に形成
する場合に比して、入射面2Aの上下エッジの映り込み
の緩和に加えて、左右エッジや側面のエッジの映り込み
についても緩和することが可能となり、その結果とし
て、異常発光を格段的に低減できることが判った。なお
谷の部分を曲面により構成すれば、頂点を円弧形状に形
成する場合に比して谷の部分が導光板側に深く切れ込ん
でいないことにより、その分斜め入射する照明光を遮る
ことなく曲面に効率良く導くことができることにより、
このような差異が現れるものと考えられる。
は、1対の斜面による突起を断面略円弧形状の曲面によ
り接続することにより、入射面の上下エッジ、左右エッ
ジ、並びに側面エッジの映り込みによる異常発光を低減
することができる。
くに従って谷の部分が徐々に丸みを帯びるように形成さ
れていることにより、異常発光を低減する特性を出射面
の各部で徐々変化させることができ、これによりこの種
の特性の急激な変化による出射光の品位の低下を防止す
ることができる。
に係る液晶表示装置に適用される導光板を示す平面図で
ある。この実施の形態においては、第1の実施の形態に
ついて上述した導光板2に代えて、この導光板32が適
用される。
透明樹脂を射出成形して作成され、裏面32Bにプリズ
ム面が作成される。導光板32は、このプリズム面が導
光板2と同様に1対の斜面による突起の繰り返しにより
構成され、突起間の谷の部分が導光板2と同様に作成さ
れる。
2は、入射面32A近傍の所定領域、側面近傍の所定領
域において、突起を構成する1対の斜面が断面略円弧形
状の曲面により接続され、これによりさらに一段と異常
発光を低減できるようになされている。
に従って、この1対の斜面を接続する曲面の曲率半径が
小さくなり、楔型先端領域ではこの半径がほぼ0となる
ように形成されて断面三角形形状の突起が作成されるよ
うになされている。これにより導光板32は、異常発光
を低減する特性が出射面で急激に変化しないようにし
て、この特性の急激な変化による出射光の品位の低下を
防止できるようになされている。
て、突起の先端についても曲面により構成することによ
り、第1の実施の形態に比して、さらに一段と各エッジ
の映り込みによる異常発光を低減することができる。
域について、突起を曲面により接続し、さらには突起の
先端を曲面に形成する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、必要に応じて図10あるいは図11に示
すように、入射面近傍の所定領域に加えて側面近傍の所
定領域についてもこれらの処理を施すようにしてもよ
い。なお図10に示すものは、上述した第1の実施の形
態のように突起の谷の部分を曲面により構成したもので
あり、図11に示すものは、上述した第2の実施の形態
にように、谷の部分に加えて突起の先端についても曲面
により構成したものである。
の裏面にプリズム面を作成する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、導光板の出射面側にプリズム面
を作成する構成にも広く適用することができる。また図
12に示すような側面2D1、2D2の入射面側2A近
傍にフレームに対する位置決め、保持用の矩形形状の突
起9が形成されている導光板2を用いる場合にも本発明
は良好に適用されるものである。
の出射面にプリズムシート、保護シート等を配置する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々のシ
ート材を配置する場合、さらには導光板の出射面又は裏
面にプリズムシートと同様のプリズム面を形成してプリ
ズムシートの機能を導光板に盛り込むことによりシート
材の配置を省略する場合に広く適用することができる。
脂により導光板を構成する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、導光板を構成する透明樹脂に、それ
とは屈折率の異なる樹脂材料(シリコーン樹脂等)から
なる微粒子を混入させて導光板を構成する場合にも広く
適用することができる。
楔型形状の板状部材でなる導光板を用いたサイドライト
型面光源装置に本発明を適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、平板形状の板状部材により
導光板を構成する方式のサイドライト型面光源装置にも
広く適用することができる。
照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成の
サイドライト型面光源装置にも広く適用することができ
る。
る蛍光ランプにより一次光源を構成する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、発光ダイオード等の点
光源を複数配置して一次光源を形成する場合にも広く適
用することができる。
ト方式の液晶表示装置に本発明を適用する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表
示装置等のサイドライト型面光源装置に広く適用するこ
とができる。
も入射面近傍の所定範囲においては、1対の斜面による
突起を裏面又は出射面に形成する際に、この1対の斜面
による突起を断面略円弧形状の曲面で接続することによ
り、エッジの映り込みによる異常発光を低減することが
できる。
に適用されるサイドライト型面光源装置の導光板を示す
平面図である。
ある。
おける照明光の光路を示す断面図である。
明光の光路を示す斜視図である。
す断面図である。
を曲面により接続した場合示す斜視図である。
す断面図である。
平面図である。
に係る導光板を示す平面図である。
に係る導光板を示す平面図である。
に係る導光板を示す斜視図である。
板、2A、32A……入射面、2B、32B……裏面、
2E、2F、12E、12F、22E、22F、32
E、32F……斜面、3……光源
Claims (6)
- 【請求項1】所定の一次光源から射出された照明光を入
射面から入射し、前記照明光を屈曲して出射面より出射
する導光板において、 前記出射面又は前記出射面と対向する面に、前記入射面
と略直交する方向に延長する1対の斜面による突起を、
前記入射面に沿って繰り返し形成し、 少なくとも前記入射面近傍の所定範囲において、前記突
起を断面略円弧形状の曲面により接続することにより、
前記突起の繰り返しによる谷の部分を曲面に形成したこ
とを特徴とする導光板。 - 【請求項2】更に側面近傍の所定範囲においても、前記
突起を断面略円弧形状の曲面により接続したことを特徴
とする請求項1に記載の導光板。 - 【請求項3】前記突起の繰り返しによる谷の部分が、前
記入射面と対向する面の方向から前記入射面近傍の所定
範囲に近づくに従って、又は前記入射面と対向する面の
中央部分から前記入射面近傍及び前記側面近傍の所定範
囲に近づくに従って徐々に丸みを帯びるように形成され
たことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導光
板。 - 【請求項4】前記突起の全部又は一部を、断面略円弧形
状に形成したことを特徴とする請求項1、請求項2又は
請求項3に記載の導光板。 - 【請求項5】請求項1、請求項2、請求項3又は請求項
4に記載の導光板を用いたことを特徴とするサイドライ
ト型面光源装置。 - 【請求項6】請求項5に記載のサイドライト型面光源装
置により液晶表示パネルを照明することを特徴とする液
晶表示装置。
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