JP2001312213A - バックライトユニット、液晶表示装置、ならびに導光板の製造方法 - Google Patents

バックライトユニット、液晶表示装置、ならびに導光板の製造方法

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JP2001312213A
JP2001312213A JP2000126706A JP2000126706A JP2001312213A JP 2001312213 A JP2001312213 A JP 2001312213A JP 2000126706 A JP2000126706 A JP 2000126706A JP 2000126706 A JP2000126706 A JP 2000126706A JP 2001312213 A JP2001312213 A JP 2001312213A
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guide plate
light guide
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crystal display
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Masaru Suzuki
優 鈴木
Yoshihiro Katsu
義浩 勝
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 輝線の発生を軽減することのできるバックラ
イトユニット、液晶表示装置、ならびに導光板の製造方
法を提供する。 【解決手段】 透明導光板１１の入光面１１ａに切削加
工を施し、この入光面１１ａを平滑面Ｓとすることによ
り、射出成型時の製造誤差を修正して、エッジ部Ｅを設
計通りの形状とするようにした。このとき輝線の発生を
有効に軽減させるには、エッジ部Ｅの曲率半径あるいは
面取り寸法を、１４０〔μｍ〕以下とするのが好まし
い。そして、この透明導光板１１と拡散シート５とプリ
ズムシート１２とを備えて液晶表示装置のバックライト
ユニット１０を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶モニター等に
用いられるバックライトユニット、液晶表示装置、なら
びに導光板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ、その他各種モ
ニター用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は
目覚ましいものがある。この種の液晶表示装置は、一般
に、液晶表示パネルの背面に照明用の面状光源であるバ
ックライトを配設し、所定の広がりを有する液晶面を全
体として均一な明るさに照射することで、液晶面に形成
された画像を可視像化するように構成されている。
【０００３】このバックライトでは、熱陰極や冷陰極の
蛍光管ランプを光源として採用し、これらの蛍光管によ
るいわゆる線状光源からの光を液晶表示パネル全面に照
射する必要があり、そのために直下型とサイドライト型
(エッジライト型)の二方式が従来から採用されている。
この直下型は、液晶表示パネルの直下に蛍光管を置きそ
の上に調光板と拡散板を設置したものである。一方、サ
イドライト型は、透明な樹脂製の導光板の二辺または一
辺に蛍光管を設置して、導光板に入射させた光を導光板
の裏面に加工した反射部によって液晶表示パネル面方向
に向け、光拡散を用いて均一な面状の光を与えるもので
ある。サイドライト型のバックライトは、直下型のバッ
クライトに比べて薄型とすることができるため、ノート
型パソコンなどの携帯機器の表示装置に適している。
【０００４】図１３(ａ)に示すものは、このようなサイ
ドライト型のバックライトの一例である。この図に示す
ように、バックライト１は、光源となる蛍光管からなる
ランプ２と、導光板３とを備えている。導光板３は、ラ
ンプ２に対向しこのランプ２から発せられる光が入射す
る入光面３ａと、液晶表示パネル(図示無し)側に面して
面状光を出射する出光面３ｂと、この出光面３ｂと対向
する対向面３ｃとを有している。そして、対向面３ｃに
は、前記反射部として、例えば光を反射するドット状の
印刷(図示無し)等が施されている。また、この対向面３
ｃ側には反射シート４が配設され、出光面３ｂ側には、
拡散シート(拡散部材、輝線発生抑制シート)５、一枚以
上のプリズムシート６、プリズム保護シート７等が積層
されている。さらに、導光板３の対向面３ｃ側には、光
を反射させるため金属製のリフレクタ８が設けられてい
る。この導光板３では、入光面３ａから入射した光した
ランプ２の光は、基本的には導光板３内を全反射しなが
ら他端側の側端面に向けて進行していくわけであるが、
対向面３ｃに施されたドット状の印刷等に光が当たる
と、拡散反射により全反射条件が崩れる。そして、導光
板３の対向面３ｃ側には反射シート４があるため、拡散
反射した光は、導光板３の出光面３ｂから出射する。こ
こで、対向面３ｃ側に施されたドット状の印刷等は、出
光面３ｂ側において均一に光を出射させる(一様な輝度
分布とする)ため、入光面３ａ寄りではドットの密度を
小さくし、他端側ではドットの密度を高くする等の工夫
が成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように導光板３
にドット状の印刷が施される等して、出射する光の均斉
化が図られているにもかかわらず、図１４に示すよう
に、特にランプ２の近傍において、画面上に輝線Ｋが生
じてしまう問題があった。この輝線Ｋは、高輝度の部分
がランプ２と平行に線状に連なる部分と、低輝度の部分
が同じく線状に連なる部分とが交互に発生することによ
り生じる。これまでも輝線Ｋの発生原因の追求が行わ
れ、特にランプ２近傍の構造的な要因による輝線Ｋの発
生メカニズムが複数解明されており、個々の原因に対し
ての対策が講じられてはいる。しかし、依然として、輝
線Ｋの発生を完全に解消するに至ってはいないのが実情
であり、当業者らにとっては解決しなければならないテ
ーマの一つとなっている。そこで、本発明は、輝線の発
生を軽減することのできるバックライトユニット、液晶
表示装置、ならびに導光板の製造方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、上記輝線の発生
メカニズムについての検討を本発明者らが行った結果、
導光板３の入光面３ａと出光面３ｂ側あるいは対向面３
ｃ側との間に形成されるエッジ部分が、成型時に本来の
設計形状に対して異なった形状に形成されること、つま
り成型時の製造誤差が輝線Ｋの発生に寄与しているので
はないか、との知見を得るに至った。すなわち、導光板
３は、一般にアクリル樹脂等を射出成型することによっ
て形成されるものであるが、その成型時、エッジ部Ｅ
が、図１３(ｂ)あるいは図１３(ｃ)に示す例のように、
所定の設計角度とは異なり、面取りされたように丸まっ
た形状となってしまっていたり(図１３(ｂ)の例)、ある
いは細ってしまっていたり(図１３(ｃ)の例)するのでは
ないか、と想定したのである。このような現象は、射出
成型の際、金型内での樹脂材料の充填性等により金型の
隅々まで材料が確実に充填されず(回り込まず)に「ひ
け」が生じてしまった場合等により起こると思われる。
【０００７】かかる想定のもと、本発明者らは、例えば
図１３(ｂ)に示した例(面取り形状となってしまった場
合の例)に相当するケースとして、図１５に示すよう
に、導光板３の入光面３ａに故意に面取り部Ｃを形成し
たものを製作し、これを用いて光路シミュレーションを
行った。つまり、導光板３のエッジ部分Ｅが面取り等の
無い所定形状で形成されていれば、理論上、輝線Ｋが生
じるはずは無く、これに面取り部Ｃを形成することによ
って輝線Ｋが生じるか否かをシミュレーションしたので
ある。このとき、導光板３の出光面３ｂ側には、輝線Ｋ
の発生する他の要因を排除するため、プリズムシート６
のみを配するに留めた。図１５(ｂ)に示すように、この
プリズムシート６には、その下面側に、断面略三角形状
の凹部６ａと凸部６ｂとが５０〔μｍ〕ピッチで交互に
連続形成され、各凹部６ａ、凸部６ｂが６８〔°〕の角
度で形成されたものを用いた。また、図１５(ｃ)に示す
ように、導光板３に形成した面取り部Ｃは、入光面３ａ
および出光面３ｂに対して４５〔°〕の角度で、面取り
寸法Ｃ1、Ｃ2＝０．１〔ｍｍ〕とした。そして、図１５
(ａ)に示したように、ランプ２は、導光体の中央部に直
径２ｍｍの仮想円を描き、その円周上に８ケの点光源を
等間隔に配置した。そして、上記条件においてランプ２
を点灯させてシミュレーションを行い、プリズムシート
６の表面において光の強度を観測した。ここでは、プリ
ズムシート６の表面を、導光板３の入光面３ａ側から反
対側の端部までの範囲を１０００に区分し、各区分毎に
光の強度を観測した。
【０００８】図１６に示すものは、導光板３の入光面３
ａ側から１〜１００番目の区分についての観測結果であ
る。ここで、横軸は、端部側からの位置（距離）であ
り、縦軸は８０〜１００〔°〕の角度に放出された光の
出射量の積算値(単位は光束〔ルーメン〕)である。この
図からも明らかなように、シミュレーション結果から
は、４．１ｍｍ、９．１ｍｍ、１３．２ｍｍ、１８．２
ｍｍといった略等ピッチの位置において、高い強度の光
が観測される。すなわち、上記のシミュレーション結果
から、導光板３に面取り部Ｃを形成することにより、そ
の出光面３ｂ側には輝線Ｋが観測されることが確認され
た。
【０００９】そこで、さらに、上記条件で製作した導光
板３を用い、実際に液晶表示装置を作成し、画面上の輝
度を測定した。図１７に示すものがその測定結果であ
り、ここで横軸は画面上、ランプ２側からの位置(距離)
であり、縦軸は観測された光の出射量の積算値である。
この測定結果からも明らかなように、実際の液晶表示装
置においても、面取り部Ｃを形成した導光板３を用いる
ことにより周期的な輝線Ｋの発生が確認された。
【００１０】上記のようにして、本発明者らは、導光板
のエッジ部分の形状が、本来の設計形状が射出成型時に
正確に再現されていない、いわゆる製造誤差が、輝線の
発生の原因であることを掴むに至ったのである。
【００１１】かかる知見に基づく本発明のバックライト
ユニットは、入光面から入射した光を出光面に導いて面
状光として出射させる導光板と、前記導光板の前記出光
面とは反対側の面に配置される反射シートと、前記導光
板の前記出光面からの前記面状光を拡散させる拡散シー
トと、前記導光板の前記出光面から出射した光の一部を
前記出光面から前記導光板内に戻して拡散させるプリズ
ム面を有したプリズムシートとを備え、前記導光板の前
記入光面と、前記出光面および前記反対側の面の少なく
ともいずれか一方との間に形成されるエッジ部分が、そ
の曲率半径または面取り寸法を１４０μｍ以下とされて
いることを特徴とすることができる。さらに、プリズム
シートのより具体的な構成として、前記プリズムシート
が、前記導光板側とは反対側に前記プリズム面を有して
いることを特徴とすることもできる。
【００１２】この導光板は、例えばポリメチルメタクリ
レート(屈折率１．４９、臨界反射角４２度)を代表とす
る光透過率の優れたアクリル樹脂、より詳しくはアクリ
ル系モノマー・コモノマーのみで形成されるのが好まし
い。
【００１３】ここで、このような導光板のエッジ部の
「曲率半径」または「面取り寸法」とは、導光板を入光
面に直交する断面において断面視した状態で計測するも
のである。さらに「面取り」とは、面と面とが交わる角
の部分に斜面または丸みをつけることであり、ここで言
う面取り寸法とは、入光面の延長線と出光面の延長線と
の交差位置から、入光面、出光面それぞれにおいて面取
りした位置までの寸法(図６における寸法Ｃ1、Ｃ2参照)
である。なお、本発明においては、エッジ部を上記寸法
とすべく必ずしも積極的に面取り加工等を行うわけでは
ない。したがって、本発明の主旨から言っても、透明導
光板を成型した状態、あるいは成型後所定の加工を施し
て透明導光板を製作した状態において、必ずしも、エッ
ジ部が同一の曲率半径が連続する面で形成されていた
り、あるいは入光面側と出光面側とで面取り寸法Ｃ1、
Ｃ2が完全に同一でなければならないわけではなく、上
記に示したような寸法の曲率半径または面取り寸法の範
囲内であれば良い。
【００１４】本発明では、このように、導光板のエッジ
部の曲率半径または面取り寸法を１４０μｍ以下とする
ことにより、導光板のエッジ部において光の反射条件が
本来の設計意図と異なるのを防止し、入光面から入射し
た光を出光面から均斉化させて出射させ、輝線の発生を
低減させることができる。さらに、この導光板に拡散シ
ートおよびプリズムシートを組み合わせることにより、
導光板からの面状光を拡散させることができ、輝線の発
生をより一層効果的に低減することができる。
【００１５】また、導光板のエッジ部の曲率半径または
面取り寸法を、１０μｍ以上とすることによって、この
導光板を用いてのバックライト組立時に、リフレクタを
導光板に装着するに際して、エッジ部がリフレクタに引
っかかることを防止できる。
【００１６】また、本発明は、光源からの光を導き面状
光として液晶パネルに照射するためのバックライトユニ
ットであって、対向配置された前記光源からの光が入射
するとともに切削加工面で形成される入光面を備え、か
つ前記入光面から入射した光を面状光として出射させる
出光面を備える導光板と、光を拡散させる拡散材を有し
たシート状の拡散部材と、前記導光板側とは反対側に凹
凸部を有したシート状のプリズム部材とを備えることを
特徴とすることもできる。このように、導光板の入光面
を、例えばエンドミルやフライス等の工具で切削して切
削加工面で形成することにより、導光板の成型時に、
「ひけ」等の原因により本来の設計に対して製造誤差が
生じて、例えばエッジ部分が細ってしまったり丸まって
しまったりしていた場合にも、これを修正して本来の設
計通りの形状とすることができる。その結果、入光面か
ら入射した光を出光面から均斉化させて出射させ、輝線
の発生を低減することが可能となる。
【００１７】加えて、導光板の入光面を切削加工面で形
成する本発明のバックライトユニットでは、前記導光板
の前記入光面と、前記出光面およびその反対側の面との
間のエッジ部分の曲率半径または面取り寸法が、１４０
μｍ以下であることを特徴とすることもできる。
【００１８】本発明をカテゴリを変えて把握すると、本
発明は液晶表示装置として捉えることができ、本発明の
液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネルと、前
記液晶表示パネルの背面に設けられて当該液晶表示パネ
ルに光を照射させるバックライトユニットとを備えた液
晶表示装置であって、前記バックライトユニットが、光
を照射する光源と、前記光源に対向する入光面および前
記液晶表示パネルに面する出光面を有し、かつ、前記入
光面と前記出光面の間および前記入光面と前記出光面の
反対側の面との間のエッジ部分の曲率半径または面取り
寸法が１４０μｍ以下とされた導光板と、前記導光板の
前記出光面から出射する面状光による輝線の発生を抑制
する輝線発生抑制シートと、を備えることを特徴とす
る。さらに、この液晶表示装置は、前記導光板の前記入
光面に切削加工が施されていることを特徴とすることも
できる。
【００１９】このような液晶表示装置によれば、エッジ
部分の曲率半径または面取り寸法を所定寸法範囲内と
し、さらに輝線発生抑制シートを備えることにより、導
光板の入光面から入射した光が出光面から均斉化させて
出射され、結果的に液晶表示装置の画面上に発生する輝
線を低減することができる。ここで、輝線発生抑制シー
トとしては、拡散シートやプリズムシート等を適宜用い
ることができ、もちろん、拡散シートとプリズムシート
を併用したり、プリズムシートを複数枚組み合わせて用
いるようにしても良い。
【００２０】また、本発明を導光板の製造方法として把
らえると、本発明の導光板の製造方法は、光源から照射
された光が入射する入光面を備えた導光板の製造方法で
あって、射出成型により導光板素材を得る工程と、前記
導光板素材の入光面を切削手段で切削して前記導光板を
得る工程と、を有することを特徴とすることができる。
さらに、前記入光面を切削する工程において、前記入光
面と、前記入光面に隣接する面との間に位置するエッジ
部分を、その曲率半径または面取り寸法が１４０μｍ以
下となるよう、前記入光面を切削することを特徴とする
こともできる。この方法により得た導光板によれば、導
光板の入光面から入射した光を出光面から均斉化させて
出射させることのできるバックライトユニット、あるい
は液晶表示装置を構成することができる。
【００２１】さらに、本発明を導光板の製造方法として
捉えると、入光面から入射した光を出光面から面状光と
して出射させる導光板の製造方法であって、前記入光面
と、前記出光面および前記出光面に対向する対向面との
間にそれぞれ形成されるエッジ部分の曲率半径または面
取り寸法が１４０μｍ以下となるよう、金型を形成して
おき、当該金型を用いて前記導光板を射出成型すること
を特徴とすることができる。このような金型で導光板を
射出成型することにより、形成された導光板は、そのエ
ッジ部分の曲率半径または面取り寸法が１４０μｍ以下
となる。この方法によって得た導光板によっても、光を
均斉化させて出射させることのできるバックライトユニ
ット、あるいは液晶表示装置を構成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。なお、以下の説
明において、上記図１３で示した構成と同じ構成につい
ては、同一符号を付してその説明を省略する。図１は、
本実施の形態における液晶表示装置の全体構成を説明す
るための斜視図である。符号４１は上部フレームを形成
するための金属製のシールドケースであり、液晶表示モ
ジュールの有効画面を画定する表示窓４２を形成してい
る。４３は液晶表示パネルであり、２枚のガラス基板の
間に、ソース・ドレイン電極、ゲート電極、アモルファ
スシリコン層等が成膜されたＴＦＴや、カラーフィルタ
ー等が積層されている。この液晶表示パネル４３の上部
には、ドレイン回路基板４４、ゲート回路基板４５、イ
ンターフェイス回路基板４６が形成され、さらに回路基
板間を接続するためのジョイナ４７、４８、４９を備え
ている。これらの回路基板４４、４５、４６は、絶縁シ
ート５０を介してシールドケース４１に固定されてい
る。
【００２３】一方、液晶表示パネル４３の下側には、ゴ
ムクッション５１を介して遮光スペーサ５２が設けら
れ、液晶表示パネル４３に面状光を照射するバックライ
トユニット１０が設けられている。図２はバックライト
ユニット１０の構成を示すための断面図である。この図
２および前記図１に示すように、バックライトユニット
１０は、透明導光板(導光板)１１と、その表面側に設け
られた拡散シート５、例えば２枚重ねられたプリズムシ
ート(プリズム部材、輝線発生抑制シート)１２、および
プリズム保護シート７(図２のみに図示)と、透明導光板
１１の下方に設けられた反射シート４とを備えている。
さらに透明導光板１１の一辺にはランプユニット１３が
設けられている。また、図１に示したように、反射シー
ト４の下方には、開口５３を有する下側ケース５４が備
えられている。
【００２４】拡散シート５は均一な面状の光を得るため
に後述する導光板からの光を拡散する機能を有してい
る。拡散シート５としては、例えばポリエチレンテレフ
タレート(ＰＥＴ)からなるシート状の基材表面に、拡散
材として例えば直径３０〜５０μｍ程度のアクリルビー
ズを配したものがあり、アクリルビーズにより形成され
る拡散シート５表面の凹凸形状により拡散効果が得られ
る。また、この拡散シート５としては、例えばポリカー
ボネート(ＰＣ)からなるシート状の基材に、拡散材とし
て例えば直径３０〜５０μｍ程度のアクリルビーズを練
りこんだものもあり、基材(ポリカーボネート)と練りこ
まれたアクリルビーズとの屈折率の違いにより拡散効果
が得られる。
【００２５】また、プリズムシート１２は正面方向の輝
度を増すために用いられている。ここで、図３(ａ)に示
すように、プリズムシート１２には、その上面側に拡散
プリズム面(プリズム面、凹凸部)１２ａとしての凹溝１
２ｂと凸溝１２ｃとが交互に形成された、いわゆる「上
向き」のものが用いられる。図３(ａ)に示すように、上
向きのプリズムシート１２では、その下面１２ｄ側から
斜めに入射した光は上面から出射するものの、下面１２
ｄに対して略直交する角度から入射した光はプリズムシ
ート１２内で反射して、下面１２ｄから再度透明導光板
１１側に出射し、新たな光源となる。このときに拡散が
発生し、光漏れが視認しにくくなるのである。これに対
し、図３(ｂ)に示すように、下向きのプリズムシートＰ
においては、その下面側(導光板側)から入射した光は全
て上面側から出射してしまい、拡散効果を得にくい。
【００２６】反射シート４は、ランプユニット１３から
透明導光板１１に入射した光を液晶表示パネル４３の方
向に向けて反射できるように構成されている。この反射
シート４には、白色系のものや、銀やアルミニウム等の
金属製あるいはそれらによるコーティングが成されたも
の等が用いられる。またランプユニット１３は、蛍光管
からなるランプ(光源)２と、その周囲を覆う例えばステ
ンレス鋼板あるいは黄銅板等の金属製のリフレクタ８と
から構成されている。リフレクタ８としては、Ａｇ、Ａ
ｌ等のより光反射率の高い材料を用いて光反射面を構成
することもできる。このリフレクタ８は、透明導光板１
１の入光面１１ａ側に開口部８ａを有しており、ランプ
２の光はリフレクタ８の内周面において反射され、ラン
プ２の光の全てが開口部８ａから透明導光板１１に入射
されるようになっている。
【００２７】透明導光板１１は、厚さ２〜３ｍｍ程度の
アクリル樹脂、例えばポリメチルメタクリレートからな
り、(屈折率１．４９、臨界反射角４２度)を代表とする
光透過率の優れたアクリル樹脂、より詳しくはアクリル
系モノマー・コモノマーのみで形成されるのが好まし
い。なお、導光板として、光を散乱させるために酸化チ
タン(ＴｉＯ2)を含有するものもあるが、本実施の形態
における透明導光板１１は、ＴｉＯ2を含有しないか、
また含有したとしてもその含有量を０．１体積％未満と
するのが望ましい。この透明導光板１１は、ランプ２か
らの光を入射するための入光面１１ａ、入光面１１ａへ
入射した光が外部へ向かって出光するための出光面１１
ｂと、出光面１１ｂに対向する対向面(反対側の面)１１
ｃを有する。そして、入光面１１ａと出光面１１ｂ、お
よび入光面１１ａと対向面１１ｃによって、それらの間
には、それぞれエッジ部(エッジ部分)Ｅが存在する。こ
の透明導光板１１の対向面１１ｃ側には、拡散反射を起
こすため、例えば光を反射するドット状の印刷等が施さ
れているのが好ましい。また、透明導光板１１の厚さ
は、入光面１１ａ側から他端側まで均一な板状であって
も良いが、光拡散性を向上させるため入光面１１ａ側か
ら他端側に向けて漸次薄くなるよう形成されているのが
好ましい。
【００２８】ここで、このような透明導光板１１の入光
面１１ａは、切削加工により形成された平滑面(切削加
工面)Ｓとされている。そして、平滑面Ｓからなる入光
面１１ａは、出光面１１ｂ側および対向面１１ｃ側のエ
ッジ部Ｅの少なくともいずれか一方(望ましくは両方)
を、その曲率半径あるいは面取り寸法が１４０〔μｍ〕
以下となるようにするのが好ましい。このように、入光
面１１ａを平滑面Ｓとすることにより、エッジ部Ｅを設
計通りの形状に再現するのである。また、エッジ部Ｅの
少なくともいずれか一方(望ましくは両方)を、その曲率
半径あるいは面取り寸法が１０〔μｍ〕以上となるよう
にしても良い。
【００２９】このような入光面１１ａが平滑面Ｓとされ
た透明導光板１１を製造するには、図４(ａ)に示すよう
に、射出成型工程で射出成型により導光板素材１１０を
得た後、この導光板素材１１０の入光面１１ａとなる面
１１０ａに対して例えばエンドミルやフライス等の工具
で切削加工を施す工程を経る。図４(ｂ)に示すように、
このような切削加工によって入光面１１ａに得られる平
滑面Ｓは、切削加工時に用いた工具による加工痕が顕微
鏡等での観察により観察されるはずである。
【００３０】そして、上記条件で製作した透明導光板１
１を用い、実際に拡散シート５やプリズムシート１２等
と組み合わせて液晶表示装置を作成し、図１７と同様に
して画面上の輝度を測定した。図５に示すものがその測
定結果であり、ここで横軸は画面上、ランプ２側からの
位置(距離)であり、縦軸は観測された光の出射量の積算
値である。この測定結果からも明らかなように、実際の
液晶表示装置においても、周期的な輝線の発生が軽減さ
れたことが確認できる。
【００３１】さらに、上記のように形成した透明導光板
１１に対し、面取り寸法を変化させたときの、輝線の発
生度合いについて官能検査を行った。ここでは、図６に
示すように、透明導光板１１のエッジ部Ｅの面取り寸法
Ｃ1、Ｃ2を、１０、１３５、１５０、１７０、２００、
２６０〔μｍ〕として製作し、それぞれを、拡散シート
５、プリズムシート１２、プリズム保護シート７、反射
シート４等とともに液晶表示装置に組み込み、画面上の
輝線の発生度合いを観察した。観察の結果、輝線の強度
レベルを、０(輝線が見えない)から、１，２，…，５
(輝線が目立つ)の計五段階の官能値として評価した(被
験者は２名)。図７がその結果であり、面取り寸法Ｃ1、
Ｃ2が２００〔μｍ〕以下となると輝線の発生度合いが
低下し、１４０〔μｍ〕以下では輝線の発生が認められ
ない。また、上記官能試験で用いた各条件において、実
際に輝線の強さを測定した。図８〜図１０はその結果を
示すものであり、図８は、各面取り寸法Ｃ1、Ｃ2におけ
る、ランプ２からの距離と輝線強度の関係を示す図であ
る。また、図９は、発生した輝線を、ランプ２側から
１、２、…、６番目とし、それぞれにおいて、面取り寸
法Ｃ1、Ｃ2毎の輝線の強さをプロットした図である。さ
らに、図１０は、図９における１番目の輝線において、
面取り寸法Ｃ1、Ｃ2と、輝線の強さとの関係をプロット
した図である。これらの図から、面取り寸法Ｃ1、Ｃ2と
輝線の強度との間には略リニアな関係が見受けられ、面
取り寸法Ｃ1、Ｃ2が小さければ小さいほど、発生する輝
線の強度が小さくなっていることがわかる。しかしなが
ら、実際に人間が目視したときに確認できる輝線の発生
状況は、前記図７の官能結果に示すようなものとなり、
面取り寸法Ｃ1、Ｃ2が２００〔μｍ〕以下となると輝線
の発生度合いが低下し、１４０〔μｍ〕以下では輝線の
発生が認められない。
【００３２】このように、透明導光板１１の入光面１１
ａを切削することによって得た平滑面Ｓのエッジ部Ｅ
を、その曲率半径あるいは面取り寸法の上限値が１４０
〔μｍ〕以下とすることによって輝線の発生が軽減され
る。なお、エッジ部Ｅの曲率半径あるいは面取り寸法の
下限値は、前述の如く１０〔μｍ〕とするのが好まし
い。これは、図１１に示すように、組み立て時に、透明
導光板１１をリフレクタ８の開口部８ａに容易に挿入す
るためである。エッジ部Ｅの曲率半径あるいは面取り寸
法を例えば１０〔μｍ〕以下とすると、この部分がいわ
ゆるシャープエッジとなり、透明導光板１１をリフレク
タ８に挿入するに際し、引っかかってしまう等して、作
業性が低下したり、バリ等の異物発生の要因となると思
われる。
【００３３】上述の如く、透明導光板１１の入光面１１
ａに切削加工を施し、この入光面１１ａを平滑面Ｓとす
ることにより、射出成型時の製造誤差を修正して、エッ
ジ部Ｅを設計通りの形状とすることができる。そして、
この透明導光板１１を用い、し、拡散シート５およびプ
リズムシート１２と組み合わせてバックライトユニット
１０を構成することにより、透明導光板１１のエッジ部
Ｅあるいはその近傍に遮光部材や遮光膜等を設けること
なく、液晶表示装置の画面に発生する輝線を軽減するこ
とが可能となるのである。このとき輝線の発生を有効に
軽減させるには、エッジ部Ｅの曲率半径あるいは面取り
寸法を１４０〔μｍ〕以下とするのが好ましい。
【００３４】また、上記液晶表示装置においては、透明
導光板１１の表面側に、上向きのプリズムシート１２を
配するようにしたので、上向きのプリズムシート１２に
より拡散効果が得られ、これによって上記輝線の軽減効
果は一層顕著なものとなるのである。
【００３５】○他の実施の形態 上記実施の形態においては、透明導光板１１を、その入
光面１１ａを切削加工することによって、平滑面Ｓおよ
びエッジ部Ｅの所定の曲率半径あるいは面取り寸法に形
成する構成としたが、他の実施の形態として、以下のよ
うなものがある。すなわち、図１２に示すように、透明
導光板１１'を、射出成型直後の状態において、何らの
追加工を施すことなく、前記透明導光板１１と同じ形状
となるよう成型するのである。つまり、成型後の透明導
光板１１'の入光面１１ａ'が平滑面Ｓ'とされ、かつエ
ッジ部Ｅが前記所定の曲率半径あるいは面取り寸法とな
るよう、予め、成型用の金型を設計製作するのである。
これには、金型内での冷却時における成型収縮(一般に
０．６％程度)や、金型内での樹脂材料の充填性等によ
る「ひけ」の発生を考慮し、予め金型Ｂのエッジ部Ｅｂ
の形状を設定すればよい。このようにして設計した金型
Ｂを用いて射出成型を行うことにより、製作された透明
導光板１１'は、射出成型直後の状態において、何らの
追加工を施すことなく、その入光面１１ａ'が平滑面Ｓ'
とされ、かつエッジ部Ｅが前記所定の曲率半径あるいは
面取り寸法となる。このような透明導光板１１'を用い
たバックライトユニット１０および液晶表示装置におい
ても、上記透明導光板１１と同様、輝線の発生度合いが
軽減されるのである。
【００３６】なお、上記実施の形態において、透明導光
板１１の入光面１１ａを例えばエンドミルやフライス等
で切削して平滑面Ｓを形成する構成としたが、このとき
に用いる工具や工作機械については何ら限定するもので
はない。また、切削加工時に発生するバリを除去した
り、加工痕を消すべく、平滑面Ｓをさらに研磨しても良
いが、エッジ部Ｅが研磨時に丸まってしまう恐れもあ
り、細心の配慮が必要である。また、上記実施の形態で
は、バックライトユニットを構成する導光板として、透
明導光板１１、１１'のみを例に挙げたが、透明なもの
に本発明を限定するわけではない。例えばその材質を、
アクリル系モノマー・コモノマーのみではなく、他の材
料、例えば酸化チタン(ＴｉＯ2)を０．１体積％以上含
有するようにしても良い。ただし、このような場合も、
拡散シート５およびプリズムシート１２と組み合わせて
バックライトユニットを構成する必要がある。
【００３７】また、輝線発生抑制シートとしての拡散シ
ート５、プリズムシート１２等については、輝線の発生
を抑制することができるのであれば、その取付構造や枚
数、積層順序等は上記以外としても良く、また輝線発生
抑制効果が得られるのであれば、上記以外の材質のもの
を輝線発生抑制シートとして採用しても良い。加えて、
ランプユニット１３も一組ではなく二組、つまり透明導
光板１１の二辺に沿って備えるようにしても良い。
【００３８】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、上記した以外の構成を適宜採用しても
良いし、また上記に示したような各種構成を適宜組み替
えて構成することも可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導光板のエッジ部を、例えば入光面に切削加工を施す等
して、その曲率半径または面取り寸法を所定寸法範囲内
とすることにより、導光板の入光面から入射した光は出
光面から均斉化させて出射される。さらに、この導光板
を、拡散シートやプリズムシート等の輝線発生抑制シー
トと組み合わせることにより、画面上への輝線の発生を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態における液晶表示装置の全体構
成を説明するための斜視図である。
【図２】 液晶表示装置を構成するバックライトユニッ
トの要部を示す側面図である。
【図３】 前記バックライトユニットに備えた上向きプ
リズムシートと、下向きプリズムシートとを比較するた
めの説明図である。
【図４】 本実施の形態における導光板の製造方法を示
す工程図である。
【図５】 前記導光板における輝線の発生状況を示す図
である。
【図６】 導光板の面取り寸法を示す図である。
【図７】 導光板を用いて行った官能試験結果を示す図
であり、面取り寸法と輝線発生の関係を示す図である。
【図８】 導光板を用いて行った試験結果を示す図であ
り、面取り寸法を変えたときのランプからの距離と輝線
強度の関係を示す図である。
【図９】 同、面取り寸法を変えたときに発生した輝線
毎の輝線の強さを示す図である。
【図１０】 同、１番目の輝線において、面取り寸法を
変えたときの輝線の強さを示す図である。
【図１１】 導光板をリフレクタに装着する状態を示す
図である。
【図１２】 本発明にかかる他の実施形態における導光
板の製造方法を示す工程図である。
【図１３】 (ａ)は従来の液晶表示装置を構成するバッ
クライトユニットを示す説明図、(ｂ)および(ｃ)は射出
成型後の導光板エッジ部分の形状を示す図である。
【図１４】 液晶表示装置における輝線の発生状況を示
す斜視図である。
【図１５】 輝線発生のシミュレーションに用いた従来
の導光板および使用したプリズムシートを説明する図で
ある。
【図１６】 シミュレーション結果を示す図である。
【図１７】 上記導光板で構成した液晶表示装置におけ
る輝線の発生状況を示す図である。
【符号の説明】
２…ランプ(光源)、４…反射シート、５…拡散シート
(拡散部材、輝線発生抑制シート)、８…リフレクタ、１
０…バックライトユニット、１１、１１'…透明導光板
(導光板）、１１ａ、１１ａ'…入光面、１１ｂ…出光
面、１１ｃ…対向面(反対側の面)、１２…プリズムシー
ト(プリズム部材、輝線発生抑制シート)、１２ａ…拡散
プリズム面(プリズム面、凹凸部)、４３…液晶表示パネ
ル、１１０…導光板素材、１１０ａ…入光面となる面、
Ｂ…金型、Ｅ…エッジ部、Ｓ…平滑面(切削加工面)、
Ｓ'…平滑面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｃ 6/00 ３３１ 6/00 ３３１ Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｆ２１Ｙ 103:00 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 勝 義浩 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06 2H042 BA02 BA03 BA04 BA12 BA20 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA32Z FA42Z FC14 FC16 FD02 FD06 LA18 LA30 5G435 AA01 BB12 BB15 DD12 EE27 FF03 FF06 FF08 GG03 GG24 LL07 LL08

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入光面から入射した光を出光面に導いて
    面状光として出射させる導光板と、 前記導光板の前記出光面とは反対側の面に配置される反
    射シートと、 前記導光板の前記出光面からの前記面状光を拡散させる
    拡散シートと、 前記導光板の前記出光面から出射した光の一部を前記出
    光面から前記導光板内に戻して拡散させるプリズム面を
    有したプリズムシートとを備え、 前記導光板の前記入光面と、前記出光面および前記反対
    側の面の少なくともいずれか一方との間に形成されるエ
    ッジ部分が、その曲率半径または面取り寸法を１４０μ
    ｍ以下とされていることを特徴とするバックライトユニ
    ット。
  2. 【請求項２】 前記プリズムシートが、前記導光板側と
    は反対側に前記プリズム面を有していることを特徴とす
    る請求項１記載のバックライトユニット。
  3. 【請求項３】 前記導光板の前記エッジ部分の曲率半径
    または面取り寸法が１０μｍ以上であることを特徴とす
    る請求項１記載のバックライトユニット。
  4. 【請求項４】 光源からの光を導き面状光として液晶パ
    ネルに照射するためのバックライトユニットであって、 対向配置された前記光源からの光が入射するとともに切
    削加工面で形成される入光面を備え、かつ前記入光面か
    ら入射した光を面状光として出射させる出光面を備える
    導光板と、 光を拡散させる拡散材を有したシート状の拡散部材と、 前記導光板側とは反対側に凹凸部を有したシート状のプ
    リズム部材とを備えることを特徴とするバックライトユ
    ニット。
  5. 【請求項５】 前記導光板の前記入光面と、前記出光面
    およびその反対側の面との間のエッジ部分の曲率半径ま
    たは面取り寸法が、１４０μｍ以下であることを特徴と
    する請求項４記載のバックライトユニット。
  6. 【請求項６】 画像を表示する液晶表示パネルと、前記
    液晶表示パネルの背面に設けられて当該液晶表示パネル
    に光を照射させるバックライトユニットとを備えた液晶
    表示装置であって、 前記バックライトユニットが、 光を照射する光源と、 前記光源に対向する入光面および前記液晶表示パネルに
    面する出光面を有し、かつ、前記入光面と前記出光面の
    間および前記入光面と前記出光面の反対側の面との間の
    エッジ部分の曲率半径または面取り寸法が１４０μｍ以
    下とされた導光板と、 前記導光板の前記出光面から出射する面状光による輝線
    の発生を抑制する輝線発生抑制シートと、を備えること
    を特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記導光板の前記入光面に切削加工が施
    されていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装
    置。
  8. 【請求項８】 光源から照射された光が入射する入光面
    を備えた導光板の製造方法であって、 射出成型により導光板素材を得る工程と、 前記導光板素材の入光面を切削手段で切削して前記導光
    板を得る工程と、を有することを特徴とする導光板の製
    造方法。
  9. 【請求項９】 前記入光面を切削する工程において、前
    記入光面と、前記入光面に隣接する面との間に位置する
    エッジ部分を、その曲率半径または面取り寸法が１４０
    μｍ以下となるよう、前記入光面を切削することを特徴
    とする請求項８記載の導光板の製造方法。
  10. 【請求項１０】 入光面から入射した光を出光面から面
    状光として出射させる導光板の製造方法であって、 前記入光面と、前記出光面および前記出光面に対向する
    対向面との間にそれぞれ形成されるエッジ部分の曲率半
    径または面取り寸法が１４０μｍ以下となるよう、金型
    を形成しておき、 当該金型を用いて前記導光板を射出成型することを特徴
    とする導光板の製造方法。
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