JP2001281458A - 導光板、面光源装置及び液晶ディスプレイ - Google Patents

導光板、面光源装置及び液晶ディスプレイ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体方位的な出射方向制御が可能で、微細な
輝度むらが防止された導光板を用いた面光源装置及び液
晶ディスプレイ。 【解決手段】 導光板30の背面34に形成された多数
のマイクロレフレクタ90は、案内部とそこから離れる
に従って狭く且つ浅くなっている谷を持つ転換出力部を
備えている。転換出力部は入力光Pを内部斜面で2回反
射し、内部出力光Qを生成する。内部出力光Qは、出射
面33に設けられた突起列PRの斜面に内部入射する。
内部入射光の一部は直接脱出光となるが、一部は直接脱
出せず、再度多様な光路を経て出射面33に到達する。
2度目以降のチャンスで脱出した光が間接脱出光とな
る。直接脱出光と間接脱出光の重畳により、微細な輝度
むらが防止される。反射体RFを配置することは、間接
脱出光を増大させる上で有利である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、側方から供給さ
れた光を内部で方向転換し、出射面から出射するための
導光板、及びそのような導光板を用いた面光源装置に関
し、更に、そのような面光源装置をバックライティング
あるいはフロントライティングに採用した液晶ディスプ
レイに関する。
【0002】
【従来の技術】導光板の側端面が提供する入射端面から
光を導入し、導光板の2つのメジャー面(端面に比して
大面積の面)の内の一方を出射面として用いる型の面光
源装置は、例えば液晶ディスプレイのバックライティン
グなどに広く使用されている。この種の面光源装置にお
ける基本的な性能は使用する導光板に左右されるところ
が大きい。
【0003】導光板の基本的な役割は、入射端面から内
部に導入された光の進行方向(導光板の出射面にほぼ平
行)を転換して出射面から出射させることにある。良く
知られているように、導光板として単純な透明板をその
まま用いたのでは方向転換が殆ど行なわれず、十分な輝
度が得られない。そこで、出射面からの出射を促進する
手段が必要になる。
【0004】一般に、出射促進手段は、(1)導光板
(散乱導光板)内部の散乱パワー、(2)出射面に与え
られた光拡散性、(3)背面に与えられた光拡散性、
(4)出射面に与えられた屈折性の凹凸形状、(5)背
面に与えられた屈折性の凹凸形状、の内の1つまたはそ
れらの組合せに支えられている。
【0005】(1)を用いる手法は高効率で均一な出射
光が得られ易い。しかし、出射面からの優先的な出射方
向が正面方向から大きく傾いている。通常、出射面に立
てた法線に対して60度〜75度程度の傾斜が避けられ
ない。従って、正面方向へ大きく方向修正を行なう素子
(プリズムシート)が必要になる。プリズムシートに代
えて光拡散シートを用いても、正面方向の光をある程度
増加させることが出来る。しかし、光拡散は無用な方向
への散逸を伴う。
【0006】(2)あるいは(3)を用いる手法は、高
効率で出射光を得ることが難しい。また、(1)の場合
と同じく、出射面からの出射は斜めに強く起る。光拡散
性を強めると、広範囲散乱や光拡散要素(白色インキ
等)による吸収等の要因で効率が上昇しない。
【0007】(4)を採用する手法は出射面からの光の
脱出を容易にするが、積極的な方向転換が施されるもの
とは言い難い。従って、高効率で出射光を得ることが難
しい。特に、導光板の背面から出射面へ向かう光が生成
されないことは有利でない。
【0008】これに対して(5)を採用する手法は、導
光板の背面から出射面へ向かう光を積極的に生成するも
のであり、また、広範囲の散乱も生じない。従って、正
面方向に近い方向へ向かうような指向性を持った出射光
を効率的に生成出来る可能性がある。
【0009】図1(a)〜図1(c)は、上記(5)の
適用例を説明する図である。同図において、符号1はア
クリル樹脂等の透明材料からなる導光板を表わしてお
り、その一つの側端面が入射端面2を提供している。一
次光源Lは入射端面2の近傍に配置され、入射端面2に
光を供給する。導光板1の2つのメジャー面3、4の内
一方が出射面3とされる。他方の面(「背面」と呼ぶ)
には、斜面5a、5bを有する断面形状の凹部5が多数
設けられている。
【0010】一次光源Lから発せられた光は入射端面2
を通って導光板1内に導入される。導光板1内を伝播す
る光(光線G1 、G2 で代表)が凹部5に遭遇する
と、一方の斜面5aで内部反射され、出射面3に向けら
れる。θは内部入射角で、G1'、G2'は、光線G1
、G2 に対応する出射光である。このように、他方の
斜面5bに比して入射端面2(一次光源L)に近い斜面
5aは、方向転換のための内部反射斜面を提供する。こ
のような作用は、エッジライティング効果と呼ばれるこ
ともある。
【0011】凹部5は、ドット状あるいは線溝状に形成
される。また、図1(a)〜図1(c)に示したよう
に、凹部5の形成ピッチdや深さh、あるいは斜面の傾
斜φが入射端面2からの距離に応じて変えられている。
これにより、出射面3の輝度が入射端面2からの距離に
依存して変化することが防止される。
【0012】しかし、図1(a)〜図1(c)に示した
ような従来技術には次のような問題点がある。 1.入射端面2から見て、斜面5bの背後に光が届き難
い領域が存在する。従って、形成ピッチdを小さくして
も、方向変換効率が上昇せず、また、出射面3の輝度に
むらが発生し易い。
【0013】2.入射端面2に平行な面内に関しての方
向制御が十分でない。例えば、図1(a)において、光
線G1、G2の伝播方向が出射面3に平行ではあるが入
射端面2に垂直ではない場合、出射光G1'、G2'は入
射端面2から見て右方向あるいは左方向へ発散してしま
うであろう。入射端面2に垂直でない光成分は実際の導
光板中にはかなり存在する。従って、出射光を空間的に
望ましい角度乃至角度範囲(入射端面2に関して垂直、
平行両方向に関して)に指向させることは困難である。
【0014】3.出射面3へ向かう光を生成するための
方向転換を1回反射(斜面5a)で行なっているため
に、背面4からの漏光が生じ易い。即ち、方向転換のた
めの反射時に全反射条件が破られ易い。例えば、光線G
1 、G2 をほぼ正面方向へ向けるためには、内部入射
角θは45度程度とされる。これは典型的な材料である
アクリル樹脂−空気の臨界角とほぼ同じである。従っ
て、やや下向きに伝播する光の相当部分は斜面5aから
漏れる。
【0015】そこで、本発明者は先に特願平11−38
977号において、このような問題点を解決し得る導光
板、並びにそれを用いた面光源装置/液晶ディスプレイ
を提案した。図2、図3(a)、(b)を参照して同提
案について簡単に説明しておく。
【0016】図2は同提案に係る面光源装置を導光板の
背面側から見た平面図、図3(a)は同装置で用いられ
ている導光板の部分拡大斜視図、図3(b)は同導光板
の背面に形成されている突起形状のマイクロレフレクタ
を抽出して作用を説明する図である。説明の便宜上、マ
イクロレフレクタのサイズは誇張されている。
【0017】図2において、符号10は透明樹脂からな
る導光板を表わしている。導光板10の1つの端面(マ
イナー面)が入射端面12を提供している。符号14は
導光板10の一方のメジャー面が提供する背面を表わし
ている。他方のメジャー面は出射面(図3(a)参照)
を提供する。導光板10は、左右に側端面(マイナー
面)15、16を有している。
【0018】棒状の一次光源(冷陰極管)Lが入射端面
12に沿って配置され、入射端面12に向けて一次光を
供給する。冷陰極管Lの両端は発光力のない電極部EL
1、EL2であり、それらの間の発光部の長さは入射端
面12の長さよりやや短くなっている。このような設計
は、電極部EL1、EL2の突出を避けるためにしばし
ば採用される。
【0019】上記特許出願に係る提案の基本的な特徴に
従って、導光板10は背面14に多数のマイクロレフレ
クタ20を備えている。一次光源Lから発せられた光
は、入射端面12を通って導光板10内に導入される。
導光板10内を伝播する光はマイクロレフレクタ20内
に入り込むと、マイクロレフレクタ20内で主として2
回反射が起こり、出射面13に向かう光が生成される。
即ち、マイクロレフレクタ20は、「入力光を出射面1
3に向かう内部出力光に変換する方向転換手段」として
機能する。
【0020】個々のマイクロレフレクタは、図3
(a)、図3(b)に示したように、導光板10の背面
14を代表する一般面(水準面)から突出するように形
成されている。例示されたマイクロレフレクタ20は、
6個の面21、22、23、24、27、28を持つ突
起形状を有している。
【0021】面21、22は、方向転換のための光入力
を円滑に行なうための案内部を提供する斜面である。面
21、22は嶺部26で出会っている。一方、面23、
24は、方向転換のための2回反射を行い、内部出力光
を生成する反射面である。面23、24は嶺部25で出
会っている。面27、28は、マイクロレフレクタ20
の幅を制限する側壁である。
【0022】マイクロレフレクタ20の配向方向は、嶺
部25の延在方向で代表される。本例では、嶺部25、
26の「背面14を代表する一般面への射影」は1つの
直線を形成する。マイクロレフレクタ20の配向方向
は、入力効率と方向転換効率を高めるために、光の到来
方向に整列するように設計される。
【0023】光線H1、H2で代表される入力光の多く
は、入射端面12に垂直に近い方向から入射する。但
し、マイクロレフレクタ20へ実際に入力されるのは、
背面14の一般面に正確に平行な光ではなく、やや下向
きに進行する光(背面14に接近する光)である。
【0024】背面14の一般面に正確に平行な光や、出
射面13に接近する光はマイクロレフレクタ20へ入力
されずに奥へ進む。即ち、凹部(図1参照)と異なり、
マイクロレフレクタ20は光進行を妨げず、光が届き難
い領域を作らない。
【0025】光線H1、H2の立場で見ると、転換出力
部の反射面23、24は先すぼまりの谷を提供してい
る。嶺25が谷底に対応する。この谷は、案内部から離
れるに従って狭く、且つ、浅くなっている。従って、案
内部を経てこの谷に進入した光H1、H2の大部分は、
一方の反射面23または24で先ず内部反射され、次い
で他方の反射面24または23で再度内部反射される。
【0026】その結果、光の進行方向が2度に亙って3
次元的に転換され、出射面13へ向かう内部出力光J
1、J2が生成される。こうして生成された内部出力光
J1、J2は出射面13から出射され、例えば液晶表示
パネルの照明に利用される。このような作用を持つマイ
クロレフレクタ20の配列、配向には多様なバリエーシ
ョンが許容される。図2に示した例は次のルールに従っ
ている。
【0027】1.形成密度(被覆率)は入射端面12か
らの距離に応じて増大する傾向を持つ。これにより、入
射端面12からの距離に依存した輝度変化が出射面に現
れることが防止される。 2.電極部EL1、EL2に近いコーナエリアA、Bで
は、特に、高密度でマイクロレフレクタ20が配列され
ている。この配列は、下記3の配向と共に、コーナエリ
アA、Bに対応する暗部が出射面上に現われるのを防止
する。 3.背面14の大部分において、マイクロレフレクタ2
0の配向は入射端面12にほぼ垂直に整列し、案内部が
入射端面12に向けられている。即ち、各マイクロレフ
レクタ20の転換出力部の嶺部25が入射端面12にほ
ぼ垂直に延在する。
【0028】4.コーナエリアA、Bでは、マイクロレ
フレクタ20の配向は入射端面12に対して斜めに大き
く傾き、案内部が冷陰極管Lの発光部に向けられてい
る。これは、光の到来方向とマイクロレフレクタ20の
配向を対応させ、方向転換効率を高める。
【0029】5.コーナエリアA、Bを除く両側部1
5、16では、マイクロレフレクタ20の配向は入射端
面12に対して少角度傾き、案内部が冷陰極管Lの発光
部に向けられている。これは、上記4と同様、光の到来
方向とマイクロレフレクタ20の配向を対応させ、方向
転換効率を高める。
【0030】もし、この両側部15、16から一定の範
囲において、導光板10の中央部側へ傾いた内部出力光
が得られるようにマイクロレフレクタ20の転換出力部
(内部反射面23、24の方位)を設計すれば、収束性
の出射光が得られる。
【0031】6.多数のマイクロレフレクタ20は、直
線上に並ぶような強い秩序を持たないように設計され
る。これにより、マイクロレフレクタ20はより目立ち
難くされる。また、液晶ディスプレイに組み込んだ場
合、マトリックス状の電極配列との重なり関係によるモ
アレ縞発生が防止される。
【0032】マイクロレフレクタ20の配列、配向にこ
のような工夫を施すことで、上記提案に係る導光板及び
それを用いた面光源装置/液晶ディスプレイの性能を高
めることが出来る。
【0033】しかし、上記提案に係る技術には未解決の
問題が残されている。即ち、上記提案に係る技術を採用
した場合、導光板10の出射面上に、マイクロレフレク
タ20のサイズと配列間隔にほぼ対応した微細な輝度む
らが生じる。これが滑らかでない(ぎらついた)視覚感
を観察者に与えていた。
【0034】これは、図3(a)、(b)を参照して述
べたように、マイクロレフレクタ20の内部出力光の大
半が最初の出射チャンスで簡単に出射面から脱出して出
射光となることに原因があると思われる。本明細書で
は、このような最初のチャンスでの脱出(光)を「直接
脱出(光)」と呼ぶことにする。
【0035】当然、このような直接脱出は、マイクロレ
フレクタ20の形成位置とほぼ対応して起る。これに対
して、マイクロレフレクタ20の形成されていない空白
領域(背面14上の平坦領域)に対応する領域(出射面
上)では、十分な出射光が期待出来ない。その結果、微
細な輝度むらが出射面上に生じる。
【0036】なお、本明細書では、内部出力光が直接脱
出せずに出射面で内部反射され、2回目以降のチャンズ
に脱出すること及びその脱出光を「間接脱出」、「間接
脱出光」と呼ぶことにする。簡単に言えば、直接脱出光
が間接脱出光に比して過剰であることが、微細な輝度む
らの原因と推測される。この問題は、マイクロレフレク
タ20を密に配置すればある程度は軽減されるであろ
う。しかし、配置密度にはプラクティカルな限界があ
る。
【0037】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記提案の技術の問題点を解決することにある。即
ち、本発明の1つの目的は、側方から導入された光に対
して優れた方向転換機能を持つとともに、出射面上に微
細な輝度むらが現れ難いように改良された導光板を提供
することにある。
【0038】また、本発明のもう1つの目的は、そのよ
うな改良された導光板を採用することにより、高効率で
微細な輝度むらが生じ難く、高品質の出力照明光が得ら
れる面光源装置を提供することにある。本発明の更にも
う1つの目的は、上記改良された面光源装置を液晶パネ
ルのライティングに適用し、優れた表示品質を持つ液晶
ディスプレイを提供することにある。
【0039】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロレフ
レクタ内面による2回の内部反射によって方向転換を行
なうという基本的な考え方(上記特許出願で提案)に、
出射光の経路履歴を多様化する多数の突起列を出射面に
設けることによって、上記技術課題を解決する。
【0040】先ず本発明は、出射面及び背面を提供する
2つのメジャー面と、光導入のための入射端面とを備え
た導光板を改良する。本発明の1つの特徴に従えば、導
光板の背面は光進行方向転換のための多数のマイクロレ
フレクタを備えており、個々のマイクロレフレクタは案
内部と転換出力部を含み、転換出力部は嶺部とその両側
に、導光板の背面を代表する一般面に対して傾斜してそ
れぞれ形成された第1の反射面と第2の反射面を含んで
いる。
【0041】そして、嶺部、第1の反射面及び第2の反
射面によってマイクロレフレクタの内部には谷が形成さ
れ、この谷は、案内部から離れるに従って幅が狭く、且
つ、深さが浅くなる傾向を持つように形成されている。
【0042】これにより、案内部を経て谷に到来した内
部入力光は第1の反射面及び第2の反射面の内の一方で
反射され、次いで、他方の反射面で反射され、出射面に
向かう内部出力光が生成される。
【0043】一方、出射面は、入射端面とほぼ垂直に延
在する多数の突起列を備える。これにより、内部出力光
の一部は出射面から脱出し、残りは内部反射される。
【0044】第1の反射面と第2の反射面は、背面を代
表する一般面に関して異なる傾斜角を有していることが
好ましい。また、転換出力部の嶺部の延在方向は、背面
上の位置に応じて変化していても良い。第1の反射面と
第2の反射面の傾斜及び嶺部の延在方向の分布に応じ
て、出射面からの出射光の方向分布を制御することが出
来る。
【0045】本発明は、上述の導光板が採用された改良
された面光源装置を提供する。本発明は、少なくとも1
つの一次光源と、出射面及び背面を提供する2つのメジ
ャー面と、一次光源からの光導入のための側端面とを備
えた導光板を含む面光源装置を改良する。
【0046】導光板の上記特徴に対応して、導光板の背
面は光進行方向転換のための多数のマイクロレフレクタ
を備えている。個々のマイクロレフレクタは案内部と転
換出力部を含み、転換出力部は嶺部とその両側にそれぞ
れ形成された第1の反射面と第2の反射面を含んでい
る。
【0047】嶺部、第1の反射面及び第2の反射面によ
ってマイクロレフレクタの内部には谷が形成され、この
谷は、案内部から離れるに従って幅が狭く、且つ、深さ
が浅くなる傾向を持つように形成されている。
【0048】これにより、案内部を経て谷に到来した内
部入力光は第1の反射面及び第2の反射面の内の一方で
反射され、次いで、他方の反射面で反射され、出射面に
向かう内部出力光が生成される。
【0049】一方、出射面は、入射端面とほぼ垂直に延
在する多数の突起列を備える。内部出力光の一部は出射
面から脱出し、残りは内部反射される。この作用を通し
て、内部出力光の直接脱出が調整される。直接脱出せず
に内部反射された光のかなりの部分には、種々の経路履
歴を経て間接脱出のチャンスを与えられる。間接脱出が
起る位置とマイクロレフレクタの位置との対応関係は乏
しいため、上述の微細な輝度むらは目立たなくなる。
【0050】間接脱出光を増やすために、導光板の背面
に沿って反射部材が配置されることが好ましい。反射部
材は、突起列で内部反射され、背面から漏出した光を反
射して導光板に戻し、間接脱出のチャンスが与えられる
ようにする。
【0051】また、転換出力部の嶺部の延在方向は、背
面上の位置に応じて変化していても良い。嶺部の延在方
向の分布によって、出射面からの出射光の方向分布を制
御することが出来る。
【0052】転換出力部の嶺部の延在方向が、光の到来
方向とほぼ一致するように、背面上の位置に応じて変化
していても良い。また、転換出力部の嶺部の延在方向
は、光の到来方向に対して小角度傾斜していても良い。
【0053】このように改良された面光源装置は、液晶
パネルが背後から照明されるバックライト型の液晶ディ
スプレイ、あるいは、液晶パネルが前面(観察面側)か
ら照明されるフロントライト型の液晶ディスプレイのた
めの面光源装置として採用され得る。この場合、面光源
装置の特性は、液晶ディスプレイに反映される。従っ
て、本発明に従った液晶ディスプレイは、所定の方向あ
るいは位置から明るく観察される表示画面を提供する。
【0054】
【発明の実施の形態】図4(a)、(b)に本発明の1
つの実施形態の概略配置を示した。図4(a)は上面
図、図4(b)は図4(a)において右方から見た側面
図である。図5は1つのマイクロレフレクタの周辺を拡
大描示し、典型的な光路を併記した斜視図である。
【0055】図4(a)においては、拡散板及び液晶表
示パネルの描示は省略されている。また、図5において
は、液晶表示パネルの描示が省略されている。mm単位
で表記されているサイズ数値は1つの例示である。更
に、以下で参照される諸図において、マイクロレフレク
タや突起列のサイズは、説明のために適宜誇張されてい
る。液晶パネルPLは被照明対象物の典型例であり、用
途に応じて他の被照明対象物が配置されて良い。
【0056】先ず図4(a)、(b)を参照すると、ア
クリル樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリカーボネイ
ト(PC)等の透明材料からなる導光板30の1つの側
端面が、入射端面32を提供している。棒状の一次光源
(冷陰極管)L1が入射端面32に沿って配置され、入
射端面32に光を供給する。入射端面32から見て左右
の端面は、側面35、36を提供している。
【0057】導光板30の2つのメジャー面33、34
の内一方が出射面33とされる。他方の面(背面)34
には、多数のマイクロレフレクタ90が設けられてい
る。
【0058】背面34に沿って、反射部材RFが配置さ
れる。反射部材RFは、背面34に向い合う反射面を備
える。反射面は拡散反射性を有していることが好まし
い。反射部材RFには、例えば白色PETフィルムが採
用出来る。
【0059】反射部材RFには、銀箔、アルミ箔のよう
に、正反射性を反射面を提供する材料が採用されても良
い。反射部材RFは、必ずしもシート状でなくても良
い。例えば、導光板30他を支持するフレームの内面が
反射面を提供しても良い。
【0060】図4と図5を合わせて参照すると、出射面
33には、入射端面32とほぼ垂直に延在する多数の突
起列PRが設けられている。出射面33の外側には、拡
散板DFを介して、周知の液晶パネルPLが配置され、
バックライト型の液晶ディスプレイが構成されている。
拡散板DFは弱い拡散能を有するもので、省略されても
良い。
【0061】図5において、一次光源L1から発せられ
た光は光線Pで代表されている。入射端面32を通って
導光板30内に導入された光線Pが、導光板30内を伝
播し、いずれかのマイクロレフレクタ90内に入り込
み、マイクロレフレクタ90への入力光(入力光線)と
なる。入力光線Pは、そのマイクロレフレクタ90内で
主として2回反射(点a及びb)され、出射面33に向
かう内部出力光Qが生成される。
【0062】出射面33上に形成された突起列PRのそ
れぞれは、斜面対SL1、SL2で構成されている。従
って、内部出力光はいずれかの斜面SL1またはSL2
に到達する。斜面SL1またはSL2への到達時の内部
入射角に応じて一部が導光板30の外部へ脱出し(点
c)、照明出力光R(直接脱出光成分)となる。
【0063】残りの成分は内部反射され、そのかなりの
部分は、様々の経路履歴を経た後に再度出射面33に到
達する。こうして、2回目以降の出射面33からの脱出
チャンズが生じる。こうして2回目以降のチャンスで生
成される間接脱出光も、照明出力光Rに加えられる。
【0064】出射面33に形成された突起列PRは、直
接脱出光と間接脱出光の割合を調整する機能を持つ。も
し、出射面33に突起PRが形成されておらず平坦であ
れば、大半の内部出力光が直接脱出光となり、前述した
通り、微細な輝度むらをもたらす原因となる。
【0065】突起列PRを具備した出射面33は、直接
脱出光を抑え気味に調整し、間接脱出光が相対的に生成
され易くする。間接脱出光は種々の経路履歴を経てから
出射面33に到達する。従って、間接脱出光の脱出位置
と直接脱出光の脱出位置が重なる確率は低くなる。その
結果、出射光全体については脱出位置が出射面33上で
分散し、微細な輝度むらが発生し難くなる。
【0066】出射面33の突起PRの斜面SL1あるい
はSL2の内面で内部反射された光は背面34に戻り、
そのかなりの部分が背面34から一旦は導光板30外へ
漏れ出る。反射部材RFは、これを導光板30へ戻し、
出射面33からの脱出(間接脱出)のチャンスを再度与
える。従って、間接脱出光を増大させる上で反射部材R
Fを背面34に沿って配置することは極めて好ましい。
但し、反射部材RFを省略した配置でも、ある程度の間
接脱出光は得られる。
【0067】直接脱出光と間接脱出光を含む導光板30
の出力照明光Rは、拡散板DFを通過し(点d)、液晶
表示パネルPL(図4(b)参照)に供給される。この
光は、周知の原理に従って表示に寄与する。微細な輝度
むらが防止された照明出力光が液晶表示パネルに供給さ
れることは、優れた品質の表示画面を提供する上で有利
である。
【0068】本実施形態で採用されているマイクロレフ
レクタ90は、図3(b)に示したものと類似した形状
を持つ。図6は1つのマイクロレフレクタ自身を拡大描
示した斜視図である。また、図7(a)、(b)、
(c)は、1つのマイクロレフレクタ90の周辺を3方
より見た図に、図5に示した代表光線Pの光路を書き入
れたもので、(a)は+Z方向から見た描図、(b)は
+X方向から見た描図、(c)は+Y方向から見た描図
である。
【0069】図6に示したように、マイクロレフレクタ
90は4個の面91〜94を持つブロック形状を有して
いる。これらの面91〜94は、背面34を代表する一
般面に対して傾斜して形成されている。面91、92
は、方向転換のための光入力を円滑に行なうための案内
部を提供しており、嶺部96で出会っている。一方、面
93、94は、方向転換のための2回反射を行ない、内
部出力光を生成する反射面である。面93と面94は嶺
部95で出会っている。また、面91と面93は稜線9
7で出会い、面92と面94は稜線98で出会ってい
る。
【0070】図5、図6を併せて参照すると、転換出力
部の反射面93、94は光線Pの立場で見れば谷を形成
していることが判る。嶺95が谷底に対応する。この谷
は、案内部から離れるに従って狭く、且つ、浅くなって
いる。この形状により、上述した2回反射(a、b)
が、容易に起こる。その結果、光の進行方向が2度に亙
って3次元的に転換され、出射面33へ向かう内部出力
光Qが生成される。
【0071】なお、本実施形態では案内部の反射面9
1、92も光線Pの立場で見ればやはり谷を形成してい
る。嶺96が谷底に対応する。この谷は、転換出力部か
ら離れるに従って狭く、且つ、浅くなっている。
【0072】ここで注目すべきことは、マイクロレフレ
クタ90の姿勢を3次元的に調整することにより、相当
の範囲で内部出力光Qの進行方向を制御出来るというこ
とである。マイクロレフレクタ90の3次元的な姿勢の
自由度は「3」であり、例えば図7(a)〜図7(c)
に示したように、3個の独立した姿勢パラメータθr、
θx、θyで表現出来る。
【0073】パラメータθr は、「嶺部95をXY平面
(背面34の延在姿勢を代表する一般面に平行)に射影
したラインが+Y軸方向(入射面32側から見た時の導
光板30の奥行き方向)となす角度」である。パラメー
タθr は、マイクロレフレクタ90への入力光の相対的
な角度分布を主として左右する。角度θr は、一般には
0度〜小角度、例えば±18度の範囲で設計的に定めら
れることが好ましい。
【0074】図4、図5の例では、光は主として−Y軸
方向から供給されるから、導光板30の背面34の大半
の部分では、θr をほぼ0度とした時に入力光量が最大
になる。しかし、残る姿勢パラメータθx 、θy との組
み合わせに応じて内部出力光Qの進行方向を3次元的に
調整するために、小角度の範囲で調整することは全く差
し支えない。
【0075】一方、例えば45度を越えるような過大な
θr は、マイクロレクタ90への入力光量を著しく減ら
すことになる場合が多く、実用的ではないことが一般的
である。但し、後述するように、光の到来方向が大きく
傾斜している位置、例えば入射端面32の両端のコーナ
部では、角度θr が特別の態様で調整されて良い。
【0076】次に、パラメータθy は、「稜線部95を
YZ平面(側面35、36に平行)に射影したラインが
+Y軸方向(入射面32側から見た時の導光板30の奥
行き方向)となす角度」で定義されている。パラメータ
θy は、主としてYZ平面内に関して出力光Qの方向を
左右する。図7(b)の例では、Y成分がほぼ0となる
方位に出力光Qが生成されている。例えば、θy を図示
した状態より小さくとれば、出力光Qの方向は図示され
た状態より図中で時計周り方向に傾斜する。
【0077】また、パラメータθx は、「嶺部95をX
Z平面(入射端面32に平行)に射影したラインが+Z
軸方向(導光板30の厚さ方向)となす角度」で定義さ
れている。パラメータθx は、主としてXZ平面内に関
して内部出力光Qの方向を左右する。図7(c)の例で
は、突起列PRの一方の斜面SL1に小角度傾斜して内
部入射した後、XZ平面内に関してほぼ正面方向の照明
出力光Rが得られるように、θx が設定されている。
【0078】これら姿勢パラメータの調整、特にθx の
調整により、一般に、面93が背面34を代表する一般
面に対してなす傾斜角と、面94が同一般面に対してな
す傾斜角とは等しくなくなる。例えば、嶺部95に対し
て面93、94が対称に形成されている場合、θx ≠0
であれば、両面93、94が背面34を代表する一般面
に対してなす傾斜角は互いに異なったものとなる。
【0079】ここで、突起列PRの作用について更に考
察して見る。図7(c)には、内部出力光Qがほぼ正面
方向の照明出力光Rとなる光路が示されているが、実際
の出力光ビーム束の進行方向は、図示された出力光Qの
方向の周りに分布している。今、XZ平面内に関してZ
方向に進む内部出力光Q1に注目し、その典型的な光路
を図8に例示した。
【0080】図示されているように、内部出力光線Q1
が斜面SL1に内部入射すると、内部入射角に応じて光
線Q2と直接脱出光R1に分岐する。但し、内部入射角
が臨界角以上であれば全反射が起こり、直接脱出光R1
は発生しない。また、内部入射角が臨界角未満で直接脱
出光R1が発生する場合でも、面SL1が傾斜している
ために、内部入射角は一般に臨界角に近くなる。例え
ば、突起列PRの材料がPMMA(屈折率;1.49
2)の場合、臨界角は43度程度である。
【0081】内部反射光線Q2は、他方の斜面SL2に
内部入射する。ここで、内部入射角に応じて光線Q3と
Q4に分岐する。但し、ここでも内部入射角が臨界角以
上であれば全反射が起こり、光線Q4は発生しない。い
ずれにしろ、光線Q3、Q4は直接脱出光とはならな
い。なお、光線Q4は一旦は導光板30外に出るが、す
ぐ隣の突起に入射し、殆どがR1とは全く別の光路を辿
るので、直接脱出光とはみなさないことにする。光線Q
4の多くは、光線Q5となり、導光板30内を再度伝播
する。
【0082】このようにして発生した光線Q3、Q5、
及びそれらに類似した光線の多くは、その後多様な光路
を経て、再度突起列PRからの脱出するチャンスを得
る。2度目以降の脱出チャンスで脱出に成功し、導光板
30を離れる光線は照明出力光の一部を形成する。
【0083】ここで重要なことは、もしも出射面33に
突起列PRが形成されておらず平坦であれば、光線Q
3、Q5のような光は極く少量しか発生しないことであ
る。その結果、直接脱出光が過剰になり、微細な輝度む
らの原因となる。
【0084】換言すれば、突起列PRは、直接脱出光が
過剰とならないように調整し、それによって微細な輝度
むら乃至「ぎらつき感」を防止する。突起列PRのこの
作用は、突起列PRの斜面SL1、SL2の傾斜角βの
みならず、マイクロレフレクタ90の形状(特に、転換
出力部の谷の形状)、寸法、姿勢(θr 、θy 、θ
x)、導光板30の材料(屈折率)等の諸要因に応じて
多様に変化すると考えられる。従って、最適な条件は、
設計的に定められることが好ましい。
【0085】最後に、マイクロレフレクタ90の配列パ
ターンについて説明する。本発明は、マイクロレフレク
タ90の配列パターンについて特に絶対的な条件を課す
ものではないが、出射面33全体に亙って均一な輝度分
布が得られるようにマイクロレフレクタ90が配列され
ることが好ましい。
【0086】図9は、マイクロレフレクタ90の1つの
配列例を示している。図9において、透明樹脂からなる
導光板40の1つの端面が入射端面42を提供してい
る。一方のメジャー面が提供する背面44上に多数のマ
イクロレフレクタ90が配列されている。他方のメジャ
ー面は出射面(図示せず)を提供し、左右のマイナー面
が側面45、46を提供している。
【0087】一次光源(冷陰極管)Lは、図2に示した
ものと同じで、入射端面42に沿って配置され、入射端
面42に向けて一次光を供給する。冷陰極管Lの両端は
発光力のない電極部EL1、EL2であり、それらの間
の発光部の長さは入射端面42の長さよりやや短くなっ
ている。このような設計は、電極部EL1、EL2の突
出を避けるためにしばしば採用される。
【0088】一次光源Lから発せられた光は、入射端面
42を通って導光板40内に導入される。導光板40内
を伝播する光がマイクロレフレクタ90内に入り込む
と、マイクロレフレクタ90内で主として2回反射が起
こり、出射面に向かう内部出力光が生成される。内部出
力光の一部は直接脱出光となり、残りの一部は間接脱出
光となる。個々のマイクロレフレクタ90の形態と作用
は既述したので、詳しい説明は省略する。
【0089】図9に示した配列パターンは、図2に示し
た配列パターンと同じである。但し、個々のマイクロレ
フレクタ90の配向(姿勢)には、前述した通りの自由
度(姿勢パラメータθr 、θx 、θy )がある。ここで
は姿勢の詳細は、表現されていない。但し、θr につい
てはコーナ部C、Dを除いてほぼθr =0度の配向で描
かれている。前述したように、全部または一部のマイク
ロレフレクタ90について、θr を図示された配向から
小角度、数度〜20度、例えば18度、時計回りあるい
は反時計回りに傾斜させても良い。
【0090】配列ルールをまとめて記せば下記の通りで
ある。 1.形成密度(被覆率)は入射端面42からの距離に応
じて増大する傾向を持つ。これにより、入射端面42か
らの距離に依存した輝度変化が出射面に現れることが防
止される。
【0091】2.電極部EL1、EL2に近いコーナエ
リアC、Dでは、特に、高密度でマイクロレフレクタ9
0が配列されている。この配列は、下記3の配向と共
に、コーナエリアC、Dに対応する暗部が出射面上に現
われるのを防止する。 3.上述したように、背面44の大部分において、マイ
クロレフレクタ90の配向は入射端面42にほぼ垂直に
整列している(θr =約0度)。
【0092】4.コーナエリアC、Dでは、マイクロレ
フレクタ90の配向は入射端面42に対して斜めに大き
く傾いている。即ち、θr は最大45度程度まで分布し
ている。これは、光の到来方向とマイクロレフレクタ9
0の配向を対応させ、方向転換効率を高める。更に、コ
ーナエリアC、Dを除く両側部45、46では、マイク
ロレフレクタ90の配向は入射端面32に対して少角度
傾いている。これは、上記4と同様、光の到来方向とマ
イクロレフレクタ90の配向を対応させ、方向転換効率
を高める。但し、上述した通り、全部または一部のマイ
クロレフレクタ90について、θr を図示された配向か
ら小角度、数度〜20度、例えば18度、時計回りある
いは反時計回りに傾斜させても良い。
【0093】5.多数のマイクロレフレクタ90は、直
線上に並ぶような強い秩序を持たないように設計され
る。これにより、マイクロレフレクタ90はより目立ち
難くされる。また、液晶ディスプレイに組み込んだ場
合、マトリックス状の電極配列との重なり関係によるモ
アレ縞発生が防止される。
【0094】図10は、マイクロレフレクタ90のもう
1つの配列例を示している。図10に示した例は、例え
ばLEDのような点状光源要素を用いた一次光源を採用
したケースに適合している。
【0095】図10に示したように、導光板50の1つ
の側端面52の中央部に形成された凹部52aが入射端
面を提供している。一次光源L2は、例えばLED(発
光ダイオード)を用いた小発光面積を持つ非ロッド状の
一次光源で、凹部52aを通して導光板への光供給を行
なうように配置される。背面54には多数のマイクロレ
フレクタ90が設けられている。その配列と配向は、次
のような特徴を有している。
【0096】1.被覆率は凹部52aからの距離に応じ
て増大する傾向を持つ。これにより、凹部52a(光源
L2)からの距離に依存した輝度変化が出射面に現れる
ことが防止される。
【0097】2.背面54の全体に亙って、マイクロレ
フレクタ90の配向は凹部52aから放射状に定められ
ている。案内部は、凹部52aに向けられている。即
ち、各マイクロレフレクタ90の転換出力部の嶺部95
(図6、図7参照)が凹部52aに向かう方向に延在す
る。但し、前述したように、全部または一部のマイクロ
レフレクタ90について、配向(図7におけるθr )を
図示された配向から小角度、数度〜20度、例えば18
度、時計回りあるいは反時計回りに傾斜させても良い。
【0098】3.光源L2の放射特性に正面方向への指
向性がある場合、側端面52の周辺で、マイクロレフレ
クタ90の被覆率が高められても良い。特に、コーナエ
リアE、Fについては被覆率が高められることが好まし
い。
【0099】4.多数のマイクロレフレクタ90が直線
上に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイ
クロレフレクタ90がより目立たなくされる。また、液
晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電
極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止され
る。
【0100】図11は、マイクロレフレクタ90の更に
もう1つの配列例を示している。図11に示した例は、
例えばLEDのような点状光源要素を用いた一次光源を
2個所に配置したケースに適合している。
【0101】図11に示したように、導光板60の1つ
の側端面62に形成された2つの凹部62a、62bが
入射端面を提供している。一次光源L3、L4は、例え
ばLED(発光ダイオード)を用いた小発光面積を持つ
非ロッド状の一次光源で、凹部62a、62bを通して
導光板への光供給を行なうように配置される。背面64
には多数のマイクロレフレクタ90が設けられている。
その配列と配向は、次のような特徴を有している。
【0102】1.被覆率と配向は凹部62a、62bと
の位置関係を考慮して、輝度変化が出射面に現れないよ
うに設計される。
【0103】先ず一方の一次光源L3からの光供給のみ
を仮定して、出射面全体における輝度が均一となるよう
に被覆率と配向の分布(分布3と呼ぶ)を設計する。
【0104】次に、他方の一次光源L4からの光供給の
みを仮定して、出射面全体における輝度が均一となるよ
うに被覆率と配向の分布(分布4と呼ぶ)を設計する。
これら分布3と分布4を重ね合わせて本例における被覆
率及び配向の分布(分布3+分布4)とする。
【0105】分布3による被覆率は一次光源L3からの
距離に応じて増大する一方、分布4による被覆率は一次
光源L4からの距離に応じて増大する傾向を持つ。従っ
て、全体としては分布3、分布4の勾配は相殺し合う傾
向を持つ。図示された例では、ほぼ均一な被覆率のケー
スが描かれている。
【0106】マイクロレフレクタ90の配向は、半数が
分布3に従って凹部62aから放射状に定められ、残り
の半数が分布4に従って凹部62bから放射状に定めら
れている。
【0107】但し、上述した通り、全部または一部のマ
イクロレフレクタ90について、θr を図示された配向
から小角度、数度〜20度、例えば18度、時計回りあ
るいは反時計回りに傾斜させても良い。
【0108】2.多数のマイクロレフレクタ90が直線
上に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイ
クロレフレクタ90がより目立たなくされる。また、液
晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電
極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止され
る。
【0109】図12は、マイクロレフレクタ90の更に
別の1つの配列例を示している。図12に示した例は、
いわゆる2灯配置への適用例である。ここで採用される
導光板70は、2つの互いに平行なマイナー面が入射端
面72a、72bを提供している。
【0110】棒状の一次光源(冷陰極管)L5、L6が
入射端面72a、72bに沿って配置され、それぞれ入
射端面72a、72bに光を供給する。背面74には多
数のマイクロレフレクタ90が設けられている。その配
列と配向は、次のような特徴を有している。 1.マイクロレフレクタ90の被覆率と配向は次のよう
に設計される。先ず一方の一次光源L5からの光供給の
みを仮定して、出射面全体における輝度が均一となるよ
うに被覆率と配向の分布(分布5と呼ぶ)を設計する。
次に、他方の一次光源L6からの光供給のみを仮定し
て、出射面全体における輝度が均一となるように被覆率
と配向の分布(分布6と呼ぶ)を設計する。これら分布
5と分布6を重ね合わせて本実施形態における被覆率及
び配向の分布(分布5+分布6)とする。
【0111】分布5による被覆率は入射端面72aから
の距離に応じて増大する一方、分布6による被覆率は入
射端面72bからの距離に応じて増大する傾向を持つ。
従って、全体としては分布5、分布6の勾配が相殺し合
う傾向を持つ。図示された例では、ほぼ均一な被覆率の
ケースが描かれている。
【0112】マイクロレフレクタ90の配向は入射端面
72a、72bにほぼ垂直に整列している。但し、分布
5で定められたマイクロレフレクタ90の案内部は入射
端面72aに向けられ、分布6で定められたマイクロレ
フレクタ90の案内部は入射端面72bに向けられる。
【0113】但し、上述した通り、全部または一部のマ
イクロレフレクタ90について、θr を図示された配向
から小角度、数度〜20度、例えば18度、時計回りあ
るいは反時計回りに傾斜させても良い。
【0114】通常、一次光源L5、L6のパワーは等し
く、半数のマイクロレフレクタ90が入射端面72aに
向けられ、残りのマイクロレフレクタ90が入射端面7
2bに向けられる。
【0115】2.多数のマイクロレフレクタ90が直線
上に並ぶような秩序を持っていない。これにより、マイ
クロレフレクタ90がより目立たなくされる。また、液
晶ディスプレイに組み込んだ場合、マトリックス状の電
極配列との重なり関係によるモアレ縞発生が防止され
る。
【0116】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
導光板の背面に分布させたマイクロレフレクタによる2
回内部反射に基づいて効率的な方向転換が導光板内部で
行なわれるとともに、出射面における直接脱出光が調整
される。従って、微細な輝度むらの無い導光板、面光源
装置及び液晶ディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術について説明する図で、(a)はエッ
ジライティング効果の原理、(b)及び(c)は、凹部
の形成態様を例示した図である。
【図2】先願に係る面光源装置を導光板の背面側から見
た平面図である。
【図3】(a)は図2に示した装置で用いられている導
光板の部分拡大斜視図、(b)は同導光板の背面に形成
されている突起形状のマイクロレフレクタを抽出した拡
大図である。
【図4】本発明の1つの実施形態の概略配置を示したも
ので、(a)は上面図、(b)は(a)において右方か
ら見た側面図である。
【図5】実施形態で採用されているマイクロレフレクタ
の周辺を拡大描示し、典型的な光路を併記した斜視図で
ある。
【図6】実施形態で採用されている1つのマイクロレフ
レクタ自身を拡大描示した斜視図である。
【図7】1つのマイクロレフレクタの周辺を3方より見
た図に、図5に示した代表光線Pの光路を書き入れたも
ので、(a)は+Z方向から見た描図、(b)は+X方
向から見た描図、(c)は+Y方向から見た描図であ
る。
【図8】突起列の作用を説明するために、XZ平面内に
関してZ方向に進む内部出力光Q1の典型的な光路を例
示した図である。
【図9】マイクロレフレクタの1つの配列例を示してい
る。
【図10】マイクロレフレクタのもう1つの配列例を示
している。
【図11】マイクロレフレクタの更にもう1つの配列例
を示している。
【図12】マイクロレフレクタのなお更にもう1つの配
列例を示している。
【符号の説明】
1、10、30、40、50、60、70 導光板 2、12、32、42a、42b、52a、62a、6
2b 入射端面 3、13、33 出射面 4、14、34、44、54、64、74 背面 5 凹部 5a、5b 斜面 20、90 マイクロレフレクタ 21、22、91、92 斜面(案内部) 23、24、93、94 内部反射面(転換出力部) 25、26、95、96 嶺部 27、28 側壁 35、36 導光板の側部 A、B、C、D、E、F 導光板のコーナエリア DF 拡散板 L、L1〜L6 一次光源 LP 液晶パネル

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出射面と背面を提供する2つのメジャー
    面と、光導入のための入射端面を備えた導光板におい
    て、 前記背面は、光進行方向転換のための多数の突起形状の
    マイクロレフレクタを備え、 各マイクロレフレクタは案内部と転換出力部とを含み、 前記転換出力部は嶺部とその両側にそれぞれ前記背面を
    代表する一般面に対して傾斜して形成された第1の反射
    面と第2の反射面を含み、 前記嶺部、第1の反射面及び第2の反射面によって前記
    マイクロレフレクタの内部には谷が形成され、 前記谷は、前記案内部から離れるに従って幅が狭く、且
    つ、深さが浅くなる傾向を持つように形成されており、 それにより、前記案内部を経て前記谷に到来した内部入
    力光が前記第1の反射面及び前記第2の反射面の内の一
    方で反射され、次いで、他方の反射面で反射され、前記
    出射面に向かう内部出力光が生成され得るようになって
    おり、 更に、前記出射面は、前記入射端面とほぼ垂直に延在す
    る多数の突起列を備え、 前記突起列の内部反射により、前記内部出力光の前記出
    射面からの直接脱出が調整されるようになっている、前
    記導光板。
  2. 【請求項2】 前記第1の反射面と第2の反射面は、前
    記背面を代表する一般面に関して異なる傾斜角を有して
    いる、請求項1に記載された導光板。
  3. 【請求項3】 前記嶺部の延在方向が、前記背面上の位
    置に応じて変化する分布を有している、請求項1に記載
    された導光板。
  4. 【請求項4】 少なくとも1つの一次光源と、出射面と
    背面を提供する2つのメジャー面、並びに前記一次光源
    からの光導入のための入射端面を備えた導光板とを含む
    面光源装置において、 前記背面は、光進行方向転換のための多数の突起形状の
    マイクロレフレクタを備え、 各マイクロレフレクタは案内部と転換出力部とを含み、 前記転換出力部は嶺部とその両側にそれぞれ前記背面を
    代表する一般面に対して傾斜して形成された第1の反射
    面と第2の反射面を含み、 前記嶺部、第1の反射面及び第2の反射面によって前記
    マイクロレフレクタの内部には谷が形成され、 前記谷は、前記案内部から離れるに従って幅が狭く、且
    つ、深さが浅くなる傾向を持つように形成されており、 それにより、前記案内部を経て前記谷に到来した内部入
    力光が前記第1の反射面及び前記第2の反射面の内の一
    方で反射され、次いで、他方の反射面で反射され、前記
    出射面に向かう内部出力光が生成され得るようになって
    おり、 更に、前記出射面は、前記入射端面とほぼ垂直に延在す
    る多数の突起列を備え、 前記突起列の内部反射により、前記内部出力光の前記出
    射面からの直接脱出が調整されるようになっている、前
    記面光源装置。
  5. 【請求項5】 前記背面に沿って反射部材が配置されて
    いる、請求項4に記載された面光源装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の反射面と第2の反射面は、前
    記背面を代表する一般面に関して異なる傾斜角を有して
    いる、請求項4または請求項5に記載された導光板。
  7. 【請求項7】 前記転換出力部の嶺部の延在方向が、光
    の到来方向とほぼ一致するように、前記背面上の位置に
    応じて変化している、請求項4、請求項5または請求項
    6に記載された面光源装置。
  8. 【請求項8】 前記転換出力部の嶺部の延在方向が、光
    の到来方向に対して小角度傾斜するように、前記背面上
    の位置に応じて変化している、請求項3〜請求項6のい
    ずれか1項に記載された面光源装置。
  9. 【請求項9】 液晶パネルを照明するための面光源装置
    を備えた液晶ディスプレイであって、 前記面光源装置は、少なくとも1つの一次光源と、出射
    面と背面を提供する2つのメジャー面、並びに前記一次
    光源からの光導入のための入射端面を備え、 前記背面は、光進行方向転換のための多数の突起形状の
    マイクロレフレクタを備え、 各マイクロレフレクタは案内部と転換出力部とを含み、 前記転換出力部は嶺部とその両側にそれぞれ前記背面を
    代表する一般面に対して形成された第1の反射面と第2
    の反射面を含み、 前記嶺部、第1の反射面及び第2の反射面によって前記
    マイクロレフレクタの内部には谷が形成され、 前記谷は、前記案内部から離れるに従って幅が狭く、且
    つ、深さが浅くなる傾向を持つように形成されており、 それにより、前記案内部を経て前記谷に到来した内部入
    力光が前記第1の反射面及び前記第2の反射面の内の一
    方で反射され、次いで、他方の反射面で反射され、前記
    出射面に向かう内部出力光が生成され得るようになって
    おり、 更に、前記出射面は、前記入射端面とほぼ垂直に延在す
    る多数の突起列を備え、 前記突起列の内部反射により、前記内部出力光の前記出
    射面からの直接脱出が調整されるようになっている、前
    記液晶ディスプレイ。
  10. 【請求項10】 前記背面に沿って反射部材が配置され
    ている、請求項9に記載された液晶ディスプレイ。
  11. 【請求項11】 前記第1の反射面と第2の反射面は、
    前記背面を代表する一般面に関して異なる傾斜角を有し
    ている、請求項9または請求項10に記載された液晶デ
    ィスプレイ。
  12. 【請求項12】 前記転換出力部の嶺部の延在方向が、
    光の到来方向とほぼ一致するように、前記背面上の位置
    に応じて変化している、請求項9、請求項10または請
    求項11に記載された液晶ディスプレイ。
  13. 【請求項13】 前記転換出力部の嶺部の延在方向が、
    光の到来方向に対して小角度傾斜するように、前記背面
    上の位置に応じて変化している、請求項9〜請求項11
    のいずれか1項に記載された面光源装置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073498A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi 導光板及び背光モジュール
WO2006100744A1 (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Fujitsu Limited 導光板および光源ユニット並びにディスプレイパネルユニットおよび電子機器
JP2007234617A (ja) * 2007-06-01 2007-09-13 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
JP2007280961A (ja) * 2007-06-01 2007-10-25 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
KR100858302B1 (ko) * 2007-09-17 2008-09-11 후지쯔 가부시끼가이샤 도광판, 광원 유닛, 디스플레이 패널 유닛, 및 전자 기기
KR100877500B1 (ko) 2001-12-21 2009-01-07 가부시키가이샤 엔프라스 면광원 장치 및 액정 표시 장치
WO2010050274A1 (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP7426625B2 (ja) 2020-05-13 2024-02-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 光学システム、照明システム、表示システム及び移動体

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194534A (ja) 2000-01-13 2001-07-19 Nitto Denko Corp 導光板及びその製造方法
JP4142234B2 (ja) * 2000-07-04 2008-09-03 株式会社エンプラス 面光源装置及び液晶表示装置
JP4363758B2 (ja) * 2000-08-02 2009-11-11 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び表示装置
JP2002131552A (ja) 2000-10-24 2002-05-09 Nitto Denko Corp 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
US7289083B1 (en) 2000-11-30 2007-10-30 Palm, Inc. Multi-sided display for portable computer
US8384674B1 (en) 2001-01-30 2013-02-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Integrated enclosure/touch screen assembly
US7348964B1 (en) * 2001-05-22 2008-03-25 Palm, Inc. Single-piece top surface display layer and integrated front cover for an electronic device
JP4662402B2 (ja) * 2001-03-12 2011-03-30 日東電工株式会社 外光及び照明両モード用のフロントライト用の導光板、外光及び照明両モード用のフロントライト用の面光源装置並びに外光及び照明両モード用のフロントライト式の反射型液晶表示装置
JP2002296425A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Enplas Corp 導光板、面光源装置及び液晶ディスプレイ
US6992659B2 (en) 2001-05-22 2006-01-31 Palmone, Inc. High transparency integrated enclosure touch screen assembly for a portable hand held device
JP4152605B2 (ja) * 2001-05-30 2008-09-17 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び液晶ディスプレイ
US7142195B2 (en) 2001-06-04 2006-11-28 Palm, Inc. Interface for interaction with display visible from both sides
JP4592049B2 (ja) * 2001-09-12 2010-12-01 シチズン電子株式会社 面状光源ユニット
US7852430B1 (en) * 2001-11-29 2010-12-14 Palm, Inc. Light guide spacers for backlighting a reflective display
TWI247142B (en) * 2002-11-20 2006-01-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate used for backlight module
TW556844U (en) * 2002-12-20 2003-10-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Lightguide plate and surface-light source
TWI255370B (en) * 2003-02-27 2006-05-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate used for liquid crystal display
TW595723U (en) * 2003-03-06 2004-06-21 Taiwan Nano Electro Opt Tech Adjusting device for brightness and darkness area of point source
US20040228148A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-18 Alps Electric Co., Ltd. Light guiding plate, illumination device, and liquid crystal display device
DE10328216A1 (de) * 2003-06-24 2005-01-13 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug
JP4431952B2 (ja) * 2003-11-10 2010-03-17 オムロン株式会社 面光源装置及び当該装置を用いた機器
JP4507062B2 (ja) * 2003-11-20 2010-07-21 オムロン株式会社 面光源装置及び当該装置を用いた機器
CN1942788A (zh) * 2004-02-26 2007-04-04 他喜龙株式会社 光扩散片和使用该光扩散片的背光单元
JP2005283918A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Fujinon Corp 照明用光源装置
US8324640B2 (en) * 2004-07-02 2012-12-04 GE Lighting Solutions, LLC LED-based edge lit illumination system
US20070191910A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-16 Qiushi Ren Visual prosthesis
TWI274827B (en) * 2006-03-24 2007-03-01 Wintek Corp Light guide plate, light deflecting element configuration and surface light source device
EP2069839A2 (en) * 2006-10-06 2009-06-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light bar with reflector
EP2080045A1 (en) 2006-10-20 2009-07-22 Pixtronix Inc. Light guides and backlight systems incorporating light redirectors at varying densities
US8248560B2 (en) 2008-04-18 2012-08-21 Pixtronix, Inc. Light guides and backlight systems incorporating prismatic structures and light redirectors
US8477263B2 (en) * 2008-05-20 2013-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
WO2010138761A1 (en) 2009-05-29 2010-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination devices and methods of fabrication thereof
US9036109B2 (en) * 2012-08-20 2015-05-19 Apple Inc. Electronic device with thermally matched light guide plate
TW201430457A (zh) * 2013-01-24 2014-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 液晶顯示裝置
US9869432B2 (en) 2013-01-30 2018-01-16 Cree, Inc. Luminaires using waveguide bodies and optical elements
US9519095B2 (en) 2013-01-30 2016-12-13 Cree, Inc. Optical waveguides
US9442243B2 (en) 2013-01-30 2016-09-13 Cree, Inc. Waveguide bodies including redirection features and methods of producing same
US9625638B2 (en) 2013-03-15 2017-04-18 Cree, Inc. Optical waveguide body
US9690029B2 (en) 2013-01-30 2017-06-27 Cree, Inc. Optical waveguides and luminaires incorporating same
US9366396B2 (en) 2013-01-30 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide and lamp including same
US9291320B2 (en) 2013-01-30 2016-03-22 Cree, Inc. Consolidated troffer
US10436970B2 (en) 2013-03-15 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Shaped optical waveguide bodies
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
US9920901B2 (en) 2013-03-15 2018-03-20 Cree, Inc. LED lensing arrangement
US9798072B2 (en) 2013-03-15 2017-10-24 Cree, Inc. Optical element and method of forming an optical element
US10209429B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Cree, Inc. Luminaire with selectable luminous intensity pattern
US10502899B2 (en) * 2013-03-15 2019-12-10 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire
US10379278B2 (en) * 2013-03-15 2019-08-13 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire outdoor and/or enclosed structure LED luminaire having outward illumination
US9645303B2 (en) 2013-03-15 2017-05-09 Cree, Inc. Luminaires utilizing edge coupling
US9366799B2 (en) 2013-03-15 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide bodies and luminaires utilizing same
JP1535162S (ja) * 2014-09-05 2015-10-19
JP6478050B2 (ja) * 2015-05-15 2019-03-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 面光源照明装置
JP6598022B2 (ja) * 2016-02-17 2019-10-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明器具
US10416377B2 (en) 2016-05-06 2019-09-17 Cree, Inc. Luminaire with controllable light emission
US11719882B2 (en) 2016-05-06 2023-08-08 Ideal Industries Lighting Llc Waveguide-based light sources with dynamic beam shaping
JP7097450B2 (ja) * 2018-01-10 2022-07-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 光ガイドユニット
TWI809774B (zh) 2022-03-23 2023-07-21 財團法人工業技術研究院 光源模組

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5005108A (en) * 1989-02-10 1991-04-02 Lumitex, Inc. Thin panel illuminator
JPH0695112A (ja) * 1992-09-16 1994-04-08 Hitachi Ltd プリズムプレートおよびそれを用いた情報表示装置
US5339179A (en) * 1992-10-01 1994-08-16 International Business Machines Corp. Edge-lit transflective non-emissive display with angled interface means on both sides of light conducting panel
US5386347A (en) * 1992-10-02 1995-01-31 Photo Craft Co., Ltd. Illuminating apparatus and a method of manufacturing an edge light conductor for use therein
JPH09113907A (ja) * 1995-10-17 1997-05-02 Nippon Chemitec Kk 導光板と該導光板を使用した面型照明体
JP4004599B2 (ja) * 1997-09-26 2007-11-07 日本ライツ株式会社 導光板および平面照明装置
TW592308U (en) 1999-02-17 2004-06-11 Enplas Corp Light guiding plate, surface light source device, and liquid crystal display device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100877500B1 (ko) 2001-12-21 2009-01-07 가부시키가이샤 엔프라스 면광원 장치 및 액정 표시 장치
JP2006073498A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi 導光板及び背光モジュール
WO2006100744A1 (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Fujitsu Limited 導光板および光源ユニット並びにディスプレイパネルユニットおよび電子機器
JP2007234617A (ja) * 2007-06-01 2007-09-13 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
JP2007280961A (ja) * 2007-06-01 2007-10-25 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
JP4648358B2 (ja) * 2007-06-01 2011-03-09 ライツ・アドバンスト・テクノロジー株式会社 導光板および平面照明装置
JP4724690B2 (ja) * 2007-06-01 2011-07-13 ライツ・アドバンスト・テクノロジー株式会社 導光板および平面照明装置
KR100858302B1 (ko) * 2007-09-17 2008-09-11 후지쯔 가부시끼가이샤 도광판, 광원 유닛, 디스플레이 패널 유닛, 및 전자 기기
WO2010050274A1 (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP7426625B2 (ja) 2020-05-13 2024-02-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 光学システム、照明システム、表示システム及び移動体

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