JP2002156531A

JP2002156531A - 導光体及びこれを用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2002156531A
Application number: JP2000355901A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Suga; 義訓菅
Original assignee: Yuka Denshi Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Yuka Denshi Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本質的には高輝度化に有効であり、且つ製造
工程の簡略化に絶大な効果が得られる技術でありなが
ら、大型液晶ディスプレイ装置のバックライト光源手段
としてはまったく未完成であった、印刷レス導光体技術
に関し、実用化の妨げとなっていた輝度ムラや外観の悪
化を解決し、実用的な光学特性を有する導光体及びこれ
を用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置を提供する
こと。【解決手段】一表面を光出射面１１とし、ほぼ同一深
度の凹状部又は凸状部で形成されたパターンからなる光
取り出し機構１６が設けられ且つ一側端部１２に光源１
４を配設して使用される導光体１０において、光源１４
が配設された一側端部１２からの距離と各距離における
パターンの単位領域当たりに占める面積の関係とを表す
曲線は、光源が配設される一側端部からその面に垂直な
方向に相対する側端部まで伸長する線分の長さをＬとし
た時に、０．１５Ｌ〜０．６Ｌの間に極小値を有する曲
線で表されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は導光体及びこれを用
いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置に関し、更に詳
細には導光体を主たる構成要素とする面光源装置の輝度
分布特性や外観等の光学特性を向上させる技術であり、
更にこの面光源装置をバックライト光学系として好適に
用いた液晶ディスプレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、パーソナルコンピュータ向けモニ
ターや薄型ＴＶ等の表示装置として透過型の液晶表示
（ディスプレイ）装置が多用されており、このような液
晶表示装置では、通常、液晶素子の背面に面状の照明装
置即ちバックライトが配設されている。このバックライ
トは、冷陰極放電管等の線状光源を面状の光に変換する
機構とされている。

【０００３】具体的には、液晶素子の背面直下に光源を
配設する方法や、側面に光源を設置し、アクリル板等の
透光性の導光体を用いて面状に光を変換して面光源を得
る方法（サイドライト方式）が代表的であり、光出射面
にはプリズムアレー等からなる光学素子を配設して所望
の光学特性を得る機構とされている。

【０００４】このサイドライト方式については、例えば
特開昭６１−９９１８７号公報や特開昭６３−６２１０
４号公報に開示されている。特に、軽量、薄型という液
晶表示装置の一般的特徴をより有効に引き出すために
は、バックライトを薄くすることができるサイドライト
方式の利用が好適であり、携帯用パーソナルコンピュー
タ等の液晶表示装置にはサイドライト方式のバックライ
トが多く使用されている。

【０００５】これらサイドライト方式のバックライトに
おいては、特開平３−９３０４号公報に開示されている
ように、チタニヤやシリカを含有した光拡散性のインキ
をスクリーン印刷し、光源からの距離に応じて占有面積
を徐々に密度が高まるようにパターニングすることによ
って輝度ムラを調整して大面積液晶ディスプレイ装置に
おいても表示面内で輝度ムラが小さくなるように補正
し、実用に供されてきた。

【０００６】更に、近年、光利用効率の向上やインキ印
刷工程の簡略化の目的で、アクリル樹脂等からなる導光
体の表面に凹凸加工や粗面加工等を施して直接光取り出
し機構を形成し、インキ印刷工程を省略する、いわゆる
印刷レス型導光体が主流になりつつある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
バックライトに要求される性能は、近似、益々高度化す
る方向にあるが、特に、ノート型パソコンや据え置き型
のパーソナルコンピューター用モニター表示装置、及び
大画面薄型ＴＶでは、一般的には透過型フルカラー液晶
ディバイスが用いられている。

【０００８】こうした用途に用いられる液晶パネルで
は、画像品質に極めて高いものが要求されるが、この様
な大型且つ高品質が要求されるバックライトに前述の印
刷レス型導光体を適用しようとすると、従来方式の印刷
型導光体に比べて輝度ムラの修正が極めて困難になり、
実用的ではなかった。

【０００９】すなわち、大画面液晶パネルに用いられる
サイドライト方式バックライトではドット形状等のパタ
ーニングからなる表面形状を精密に制御することによっ
て光の出射効率をコントロールする方策が一般的である
が、従来用いられていた印刷型導光体と同一のパターニ
ング設計を用いていたのでは、まったく実用的な輝度ム
ラを得ることはできず、印刷レス型導光体技術の大型化
に妨げとなっていた。

【００１０】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、本質的には高輝度化に有
効であり、且つ製造工程の簡略化に絶大な効果が得られ
る技術でありながら、大型液晶ディスプレイ装置のバッ
クライト光源手段としてはまったく未完成であった、印
刷レス導光体技術に関し、実用化の妨げとなっていた輝
度ムラや外観の悪化を解決し、実用的な光学特性を有す
る導光体及びこれを用いた面光源装置と液晶ディスプレ
イ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は導光体であり、
前述した技術的課題を解決するために以下のように構成
されている。すなわち、本発明は、一表面を光出射面と
し、多数のほぼ同一深さの凹状部又は凸状部で形成され
る光取り出し機構が設けられ且つ一側端部に光源を配設
して使用される導光体において、光源が配設された一側
端部からの距離と各距離におけるパターンの単位領域当
たりに占める面積との関係を表す曲線は、光源が配設さ
れる一側端部からその面に相対する側端部まで伸長する
線分の長さをＬとした時に、０．１５Ｌ〜０．６Ｌの間
に極小値を有する曲線であることを特徴とする。

【００１２】〈本発明における具体的構成〉本発明の導
光体は、前述した必須の構成要素からなるが、その構成
要素が具体的に以下のような場合であっても成立する。
その具体的構成要素とは、線分の長さの中点をＭとし、
光源が配設される一側端部に相対する側端部と線分との
交点をＫとした時に、光源が配設された一側端部からの
距離と、各距離におけるパターンの単位領域当たりに占
める面積の関係は、点Ｍ〜Ｋまでの区間は最小自乗法に
よって下式から得られた曲線にほぼ沿った曲線として表
され、

【式２】Ｄ（ｘ）：位置ｘでのドット配置密度、ＤＫ：位置Ｋでのドット配置密度ｃ：定数、β：指数且つ、曲線の光源が配設された一側端部の近傍において
凹状部又は凸状部の単位領域当たりに占める面積が外挿
入値（計算値）を上回っていることを特徴とする。光源
が配設された側端部近傍における外挿入値とは、上記式
により得られた曲線の光源近くの計算値を意味する。

【００１３】このような特徴を備える本発明の導光体に
おいて、この導光体の形状を、光源が配設された一側端
部からの距離が大きくなるに従って徐々に厚みが薄くな
る楔形状とすることが好ましく、その際に指数βは０．
３〜０．８の範囲とされることが好ましい。

【００１４】また、本発明の導光体では、光源が配設さ
れた一側端部近傍における凹状部又は凸状部の単位領域
当たりに占める面積として、計算された曲線の一側端部
近傍における外挿値の１５０％以上とされていることが
好ましい。

【００１５】更に、本発明の導光体では、パターンが突
起量２００μｍ以下のほぼ同一形状の突起部で形成され
且つこの突起部の縦断面形状がテーパー状とされている
ことが好ましい。

【００１６】更にまた、本発明は、前述した特徴を備え
る導光体を光学系中に用いて構成される面光源装置であ
る。この面光源装置は、前述した導光体を用い、光源に
は冷陰極管が用いられ、且つ導光体上には少なくとも一
枚以上の調光シートが配設されていることを特徴とす
る。本発明は、前述した特徴を備える面光源装置をバッ
クライト光源手段として用いることで従来の技術的課題
を解決した液晶ディスプレイ装置でもある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の導光体及びこれを
用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置を図に示され
る実施形態について更に詳細に説明する。図１は本発明
の一実施形態に係る導光体１０を用いた面光源装置１３
の主要部を概略的に示している。

【００１８】この実施形態に係る導光体１０は、平板状
をした透光性の基板から形成され、この導光体１０の一
表面は光出射面１１とされ、また一側端部１２は光入射
面とされている。この導光体１０を用いた面光源装置１
３は、導光体１０の光入射である一側端部１２に沿って
線状光源１４が配設されている。

【００１９】この線状光源１４は、一般的には小型化の
容易な冷陰極管が用いられるが、本発明ではこれに限定
されるものではなく、熱陰極管、ＬＥＤ、ＥＬ素子等の
光源も用いることが可能である。また、本発明の面光源
装置では、導光体１０の光入射面１２に沿って１灯以上
の光源を配設することもできる。

【００２０】この線状光源１４の周囲にはリフレクタ１
５が配設され、線状光源１４から出射した光線をできる
だけ無駄なく導光体１０の光入射面１２に入射させる機
構とされている。このリフレクタ１５の材質としては光
線反射率の高いものであれば特に限定はされないが、例
えば、Ａｇ蒸着層を有する金属板、白色のプラスチック
フィルム等が好適に用いられる。

【００２１】導光体１０には多数の凹状部又は凸状部で
形成された光取り出し機構１６（図７参照）が設けられ
ている。ここで、多数の凹状部又は凸状部は、その単位
領域における密度（設置個数）や面積を変えることによ
り光の取り出し効率を調整する。例えば、光源から離れ
るに連れ、単位領域当たりの凹状部や凸状部の個数を増
加させ、光出射効率を上げ、光出射光量の減衰を補正す
るようなことが行われる。

【００２２】このような凹状部や凸状部の密度や面積を
調整する設計をパターン設計と云い、作られたパターン
を設計パターンとか、単にパターンと云う。また、光取
り出し機構１６とは、図２に示されるように、導光体１
０内を伝搬する光線１７が該光取り出し機構（パター
ン）に入射した際に、スネルの全反射条件に基づく伝搬
条件をもはや満足しなくなり、光線１７を導光体１０の
外に取り出す作用をするものである。

【００２３】このような光取り出し機構１６を構成する
凹状部又は凸状部からなる光取り出し機構として代表的
なものは、上方から見た形状が円形、楕円形、四辺形、
三角形等をした多数の凹状又は凸状のドット１８で形成
されるもの（パターン）、或いは直線状又は曲線状をし
た凹状又は凸状の線状部１９で形成されるパターンを挙
げることができる。

【００２４】図２（ａ）はパターンを形成する凸状のド
ット１８又は線状部１９の一部の縦断面形状を示し、こ
の凸状ドット１８又は凸状の線状部１９の外周壁面又は
外側壁面２０にはテーパーが付けられている。また、図
２（ｂ）はパターンを形成する凹状のドット１８又は線
状部１９の一部の縦断面形状を示し、この凹状ドット１
８又は凹状の線状部１９の外周壁面又は外側壁面２１に
はテーパーが付けられている。これら凹状部又は凸状部
からなるパターンの形状を微妙に調整することにより、
表示面内での輝度ムラを修正するのであるが、このパタ
ーニング設計について理論的に考察する。

【００２５】ドットパターン分布関数について、導光体
１０内を伝搬する光束を一次元的な流れ場として捉え、
全光束量の保存側と輝度分布が一定となる条件から、光
源１４からの距離に対して一般的にドットパターン分布
が満足すべき条件を求めると、ある単位領域ｎが導光体内を伝搬する光線を出射する比
率：σｎ全投入光量：Ａ差分化した単位領域の数：ｌｎとすれば、（単位領域ｎにおいて出射する光量）＝σｎ
ｌｎで与えられる。ここで、ｌｎは、

【式３】であるから、全光束量の保存条件から

【式４】と与えられる。

【００２６】すなわち、（２）式は出射比率σｎで表し
た全光束量の保存条件である。単位領域ｎにおいてパタ
ーニングの占める面積をζｎとすると、

【式５】

【００２７】ｃは導光体の厚みや、円形、四辺形といっ
たドットパターンの形状等によって定まる定数、βはド
ットパターン面積に対する出射光量の応答指数である。
ここで、従来の白色インキ等を多数のドット状にしてパ
ターン化して印刷する印刷型導光体であれば、同一の流
入光量で比較した場合に導光体外に取り出される出射光
量はほぼ印刷パターン（ドット）の占める面積に比例す
ることになるため指数βの値はほぼ１．０とされる。

【００２８】（３）式を（２）式に代入して、

【式６】が得られる。

【００２９】次に、各単位領域での輝度分布、すなわち
出射光量が一定である条件から、

【式７】（１）式及び（３）式から、

【式８】

【００３０】すなわち、（６）式は各単位領域でのドッ
トパターンの占める面積で表した輝度分布一定条件であ
る。ここで、

【式９】の関係から、

【式１０】より、

【式１１】（７）式を（４）式に代入して、

【式１２】ここで、

【式１３】ただし、

【式１４】であるから（８）式は

【式１５】従って

【式１６】より

【式１７】すなわち、境界条件からドット配置密度は、

【式１８】Ｄ（ｘ）：位置ｘでのドット配置密度、ＤＫ：位置Ｋでのドット配置密度ｃ：定数、β：指数と表されることが解る。

【００３１】実際に式（１２）は図５のグラフに示され
るように従来用いられていた印刷型導光体に印刷される
パターン変化を極めて良く再現するものであり、前述の
通りβ＝１．０として、定数ｃを適当に定めることでパ
ターン設計することが可能であった。なお、従来用いら
れていた印刷型導光体に印刷されるパターン変化の態様
を示す図５のグラフでは、定数ｃは０．０１４２であ
り、ｘ＝０の値Ａ、Ｂを基準として、（値Ｂ／値Ａ）×
１００．０から、光源が配設された導光体の一側端部の
パターン構成要素の面積は１０４％ほど大きな値とされ
ている。

【００３２】しかしながら、本発明に見られるほぼ同一
深度の凹状部又は凸状部からなるパターンを光取り出し
機構１６とする導光体１０では、状況がまったく異なる
のであり、指数βは１．０よりも小さな値をとる必要が
生じる。これは、ほぼ同一深度の凹状部又は凸状部から
なるパターンの場合には、図２に示されるように、凸状
部の外周壁面又は外側壁面２０又は凹状部の内周壁面又
は内側壁面２１から取り出される光線がかなりの割合を
占めるからであり、このモードで出射する光線の取り出
し効率は、概略、凹状部又は凸状部からなるパターンの
面積ではなく、該パターンの光入射面１２に平行な方向
の長さ（例えば、図１にＷで示す長さ）が大きくなれば
光出射光量が多くなるからである。

【００３３】すなわち、指数βを１．０よりも小さな値
としてパターニング分布関数を決定することが、本発明
に見られる凹状部又は凸状部からなるパターンを光取り
出し機構１６とする導光体１０において、高い精度の輝
度ムラを実現するために極めて重要な役割を果たすので
ある。より具体的には、βは０．３〜０．８の範囲、よ
り好ましくは０．３５〜０．７５の範囲、更に好ましく
は０．４〜０．７の範囲から選択される。

【００３４】ここで、微細な凹形状又は凸形状を実現す
るため、レジストマスキングによるエッチング加工やサ
ンドブラスト加工等を用いた場合には、一般にパターニ
ング開口部の大小によって僅かに深度差が生じる場合が
あるが、これらに由来する深度差は本発明においては除
外して考え、ほぼ同一深度の凹状部又は凸状部として扱
うこととする。

【００３５】また、本発明の凹状部又は凸状部で形成さ
れるパターンからなる光取り出し機構１６を有する導光
体１０は、表面に凹加工又は凸加工を施した金型を用い
た射出成型法によって得るのが、生産性や品質の点から
最も好適であるが、このような凹状部又は凸状部からな
るパターンの転写性の問題を考慮してパターニングを調
整する必要がある。

【００３６】すなわち、従来型の印刷導光体とは異な
り、光源１４が配設された一側端部１２からの距離と凹
状部又は凸状部からなるパターンの占める面積との関係
は、一側端部１２から離れるに従って緩やかに、一旦、
漸減する変化を与える必要があり、光源１４が配設され
る一側端部１２からその面に垂直な方向に相対する側端
部まで伸長する線分（図３及び図４を参照）の長さをＬ
とした時に、０．１５〜０．６Ｌ、より好ましくは０．
２Ｌ〜０．５Ｌの範囲、更に好ましくは０．２５Ｌ〜
０．４５Ｌの範囲に凹状部又は凸状部の占める割合の極
小値（図１でこの極小域を符号２２で示す）を有するよ
うにパターンの分布関数を定める必要があるのである。

【００３７】より具体的には、式（１２）を用いて、長
さＬなる線分の中点をＭとし、この線分と光源１４が配
設される一側端部１２に相対する側端部との交点をＫ
（図４を参照）とした時に、光源１４が配設された一側
端部１２からの距離と、各距離における凹状部又は凸状
部からなるパターンの単位領域あたりに占める面積との
関係は、点Ｍ〜Ｋまでの区間は最小自乗法によって式
（１２）から得られた曲線にほぼ沿った曲線として表さ
れ、且つ図６のグラフに示されるように、該曲線の光源
１４が配設された一側端部１２近傍における外挿値（Ｍ
〜Ｋまでを式（１２）にあてはめた曲線のｘ＝０での
値）は、実際の凹状部又は凸状部の単位領域当たりに占
める面積より上回っているように曲線形状を定める必要
があるのである。

【００３８】さらに具体的には、光源１４が配設された
一側端部１２の近傍での凹状部又は凸状部からなるパタ
ーンの単位領域あたりに占める凹状部又は凸状部の面積
は、Ｍ〜Ｋまでのパターン変化を式（１２）にあてはめ
た（フィッティングした）曲線のｘ＝０での値を基準と
して１５０％以上、好ましくは１７０％以上、更に好ま
しくは２００％以上とされるのである。

【００３９】特に、製造容易性や光学特性の制御性で優
れているのは凸状部からなる光取り出し機構１６であ
り、これら多数の凸状のドット１８が図７（ａ）〜図７
（ｄ）に示される形状のようにパターニングされている
態様が好ましい。すなわち、図７（ａ）〜図７（ｄ）は
それぞれ各ドット１８が平面的に見て楕円形、四辺形、
菱形、三角形の微細な凸状部からなるパターンを示して
いる。

【００４０】この他にも図７（ｅ）及び図７（ｆ）にそ
れぞれ示されるように平面的に見て格子状或いはストラ
イプ状のパターンを凸状の線状部１９により形成したも
の等も実施可能である。突起量は好ましくは１〜２００
μｍ以下、より好ましくは２〜１００μｍ以下とされ
る。また、突起部の縦断面形状は形離れ性の観点から、
図２に示されるようにテーパー状となっていることが好
ましい。

【００４１】本発明の好ましい態様においては、導光体
１０上には拡散シート２３ａやプリズムシート２３ｂに
代表される調光シート２３が配設されて面光源装置１３
が構成される。これらは、いずれも樹脂材料によって得
られ、特にアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
ポリエステル系樹脂、又は環状ポリオレフィン系樹脂が
好適に用いられ、プリズムアレー等の光学素子群はアク
リル系樹脂に代表される公知の熱硬化性、若しくは光硬
化性樹脂によって形成される。

【００４２】また、本発明の面光源装置を透過型液晶表
示パネルの背面に配設することで、液晶ディスプレイ装
置が得られる。ここで、液晶パネルとは液晶分子の電気
光学効果、すなわち光学異方性（屈折率異方性）、配向
性等を利用し、任意の表示単位に電界印加或いは通電し
て液晶の配向状態を変化させ、光線透過率や反射率を変
えることで駆動する、光シャッタの配列体である液晶セ
ルを用いて表示を行うものをいう。

【００４３】具体的には、透過型単純マトリクス駆動ス
ーパーツイステッドネマッチクモード、透過型アクティ
ブマトリクス駆動ツイステッドネマッチクモード、透過
型アクティブマトリクス駆動インプレーンスインチング
モード、透過型アクティブマトリクス駆動マルチドメイ
ンヴァーチルカルアラインモード等の液晶素子が挙げら
れる。

【００４４】本発明により、印刷レス導光体を用いた液
晶ディスプレイ装置について、実用化の妨げとなってい
た輝度ムラや外観の悪化を解決し、実用上差し支えない
光学特性を実現することができるようになるのであり、
高輝度、且つ製造工程の簡略化された液晶ディスプレイ
装置を提供することが可能となるのである。

【００４５】

【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。（実施例）図１に
示した構造の面光源装置１３を製造した。導光体１０と
して２８９．０×２１７．５ｍｍ、厚みが厚肉部２．４
ｍｍ、薄肉部０．８ｍｍなる短辺方向に厚みが変化する
楔形のアクリル樹脂板を使用し、厚肉側の長辺部分に管
径２．２ｍｍなる冷陰極管からなる線状光源１４を配設
し、該冷陰極管の周囲をリフレクタ１５にて覆った。

【００４６】導光体１０には、開口部が円形の凸状部か
らなる光取り出し機構１６が、ピッチ０．４ｍｍ、平均
深度２５μｍとして設けられた。該凸状部の形成には定
法のフォトエッチングによって得られたステンレス製ス
タンパが用いられている。

【００４７】冷陰極管からなる線状光源１４が配設され
た一側端部１２からの距離と、各距離における凹状部又
は凸状部からなるパターンの面積の関係を、図６の特性
図に示す如く、光源から遠い領域においては式（１２）
に曲線形状がフィットした変化とし（ｃ＝０．０２８
７、β＝０．５９）、更に光源に近い領域については凸
状部の転写性の低下を考慮して、式（１２）から上方に
外れる変化を与えて輝度ムラを均一化した。式（１２）
の光源が配設された一側端部での値（ｘ＝０での値Ａ、
Ｂ）を基準として、（値Ｂ／値Ａ）×１００．０から、
線状光源１４が配設された一側端部１２の凸状部の面積
は３２９％ほど大きな値とされている。

【００４８】図１に示されるように導光体１０の光出射
面１１とは反対側には反射シート２４を配置し、この反
射シート２４にはポリエステル製白色反射シート（東レ
製、ルミラーＥ６０Ｌ）を用い、導光体１０の上面（光
出射面側）には拡散シート２３ａ（ツジデン製、Ｄ１２
４）、プリズムシート２３ｂ（３Ｍ製、ＢＥＦＩＩ及び
ＢＥＦＩＩＩ）を配設して面光源装置１３を構成した。

【００４９】管電流が一定となるようにして、専用イン
バータユニットを用いて冷陰極管を点灯し、該面光源装
置１３上に透過型液晶パネル（図示せず）を配設して固
定し液晶ディスプレイ装置とした。表示面内での暗部は
認められず、極めて輝度ムラに優れた表示画像を得るこ
とが可能となった。また、等間隔にサンプリングした面
内２５点で輝度ムラを輝度計（トプコム製ＢＭ−７）を
用いて測定した結果、平均輝度１６３ｎｉｔ、輝度ムラ
（最小値／最大値×１００．０％）７４％が得られ、実
用上問題のない特性であった。

【００５０】（比較例）前述した実施例記載の導光体を
用い、各距離における凹状部又は凸状部からなるパター
ンの面積の関係をβ＝１．０として式（１２）にフィッ
トし、光源に近い領域についても凸状部の転写性の低下
を考慮せず、式（１２）にフィットした変化としたこと
の他は実施例と同様にして輝度ムラを均一化した。

【００５１】表示面内には外周部に暗部が認められ、ム
ラの目立つ表示画像であった。また、等間隔にサンプリ
ングした面内２５点での輝度ムラを輝度計（トプコム製
ＢＭ−７）を用いて測定した結果、平均輝度１５９ｎｉ
ｔ、輝度ムラ（最小値／最大値×１００．０％）５８％
となり、輝度ムラの値が低すぎるため、実用上問題であ
った。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本質的には高輝度化に有効であり、且つ製造工程の簡略
化に絶大な効果が得られる技術でありながら、大型液晶
ディスプレイ装置のバックライト光源手段としてはまっ
たく未完成であった、印刷レス導光体技術に関し、実用
化の妨げとなっていた輝度ムラや外観の悪化を解決し、
実用的な光学特性を有する導光体及びこれを用いた面光
源装置と液晶ディスプレイ装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る面光源装置の主要部
を概略的に示す部分的な斜視図である。

【図２】図１に示される導光体の表面に形成される光取
り出し機構を構成するパターンの構成要素である凸状部
及び凹状部を示す部分的な縦断面図である。

【図３】図１に示される本発明の一実施形態に係る面光
源装置で用いられる導光体の断面を模式的に示す構成説
明図である。

【図４】本発明の面光源装置において光源が配設される
側端部に垂直な方向に伸長する線分が相対向する側端部
に交わる点Ｋとこの線分の中点Ｍとの位置をそれぞれ示
す導光体を上方から見た概略的な平面図である。

【図５】印刷型導光体に見られるパターン変化の態様を
示す特性図である。

【図６】本発明の面光源装置で用いる印刷レス型導光体
に見られるパターン変化の態様を示す特性図である。

【図７】本発明の面光源装置において導光体に設けられ
るひ光取り出し機構を構成する凸状又は凹状のドット或
いは線状部で形成されるパターンを示す平面図である。

【符号の説明】

１０導光体１１光出射面１２側端部１３面光源装置１４線状光源１５リフレクタ１６光取り出し機構１７光線１８凸状又は凹状のドット１９凸状又は凹状の線状部２０凸状部の外周壁面又は外側壁面２１凹状部の内周壁面又は外側壁面２２極小域２３調光シート２３ａ拡散シート２３ｂプリズムシート２４反射シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA23Z FA32Z FA41Z FB02 FC25 FD04 GA01 HA07 HA10 KA10 LA18 5G435 AA17 BB12 BB15 EE27 FF06 FF08 GG24 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一表面を光出射面とし、多数のほぼ同一
深さの凹状部又は凸状部で形成される光取り出し機構が
設けられ且つ一側端部に光源を配設して使用される導光
体において、前記光源が配設された前記一側端部からの距離と各距離
における前記凹状部又は凸状部の単位領域当たりに占め
る面積との関係を表す曲線は、前記光源が配設される前
記一側端部からその面に相対する側端部まで伸長する線
分の長さをＬとした時に、０．１５Ｌ〜０．６Ｌの間に
極小値を有する曲線であることを特徴とする導光体。
【請求項２】前記線分の長さの中点をＭとし、前記光
源が配設される前記一側端部に相対する側端部と前記線
分との交点をＫとした時に、前記光源が配設された前記一側端部からの距離と、各距
離における前記凹状部又は凸状部の単位領域当たりに占
める面積の関係は、点Ｍ〜Ｋまでの区間は最小自乗法に
よって下式から得られた曲線にほぼ沿った曲線として表
され、【式１】Ｄ（ｘ）：位置ｘでのドット配置密度、ＤＫ：位置Ｋでのドット配置密度ｃ：定数、β：指数且つ、前記曲線の前記光源が配設された前記一側端部の
近傍において前記凹状部又は凸状部の単位領域当たりに
占める面積が外挿入値（計算値）を上回っていることを
特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項３】前記導光体は線分に沿った縦断面形状に
おいて、ほぼ楔形であり、前記光源が配設された前記一
側端部からの距離が大きくなるに従って徐々に厚みが薄
くなる形状とされ、且つ前記指数βは０．３〜０．８の範囲とされているこ
とを特徴とする請求項２に記載の導光体。
【請求項４】前記光源が配設された前記一側端部の近
傍における前記凹状部又は凸状部の単位領域当たりに占
める面積は、前記計算された曲線の前記一側端部近傍に
おける外挿値の１５０％以上とされていることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の導光体。
【請求項５】前記パターンは突起量２００μｍ以下の
ほぼ同一形状の突起部とされ且つ該突起部の縦断面形状
はテーパー状とされていることを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の導光体。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の導光体
を用い、前記光源には冷陰極管が用いられ、且つ前記導
光体上には少なくとも一枚以上の調光シートが配設され
ていることを特徴とする面光源装置。
【請求項７】請求項６に記載の面光源装置をバックラ
イト光源手段とすることを特徴とする液晶ディスプレイ
装置。