JP2003167131A - フロントライト用導光板 - Google Patents
フロントライト用導光板Info
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フロントライト用導光板において、視差を認
識できない程度に小さくして視認性を良好に維持した状
態で輝度を向上させるとともに輝度分布を均一化する。 【解決手段】 導光板14は、光源15からの光を側面の入
射面14ａから取り入れ、液晶パネル12と対向する出射面
14ｃから出射する。導光板14は、入射面14ａにおける出
射面14ｃと反対側端部の位置と、導光板14の入射面14ａ
に対向する対向面14ｂにおける出射面14ｃと反対側端部
の位置とを通る直線が、出射面14ｃと成す傾斜角度θが
０．２°＜θ＜０．７５°になるように形成されてい
る。出射面14ｃと対向する面14ｄには、入射面14ａから
入射した光を出射面14ｃから出射する方向に反射させる
多数の溝17が形成されている。溝17は、入射面14ａ側か
ら対向面14ｂ側に向かって上昇傾斜する傾斜面17ａと、
入射面14ａ側から対向面14ｂ側に向かって下降傾斜する
光採取面17ｂとが交互に連なるように設けられている。
識できない程度に小さくして視認性を良好に維持した状
態で輝度を向上させるとともに輝度分布を均一化する。 【解決手段】 導光板14は、光源15からの光を側面の入
射面14ａから取り入れ、液晶パネル12と対向する出射面
14ｃから出射する。導光板14は、入射面14ａにおける出
射面14ｃと反対側端部の位置と、導光板14の入射面14ａ
に対向する対向面14ｂにおける出射面14ｃと反対側端部
の位置とを通る直線が、出射面14ｃと成す傾斜角度θが
０．２°＜θ＜０．７５°になるように形成されてい
る。出射面14ｃと対向する面14ｄには、入射面14ａから
入射した光を出射面14ｃから出射する方向に反射させる
多数の溝17が形成されている。溝17は、入射面14ａ側か
ら対向面14ｂ側に向かって上昇傾斜する傾斜面17ａと、
入射面14ａ側から対向面14ｂ側に向かって下降傾斜する
光採取面17ｂとが交互に連なるように設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型表示装置に搭
載されるフロントライト用導光板に関するものである。
載されるフロントライト用導光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、表示装置の消費電力低減のため
に、外部が明るいときは太陽光や室内光等の外光を照明
光として使用し、外部が暗いときは表示装置に搭載され
たフロントライトを使用するものがある。このような表
示装置に、フロントライトを備えた反射型表示装置があ
る。
に、外部が明るいときは太陽光や室内光等の外光を照明
光として使用し、外部が暗いときは表示装置に搭載され
たフロントライトを使用するものがある。このような表
示装置に、フロントライトを備えた反射型表示装置があ
る。
【０００３】図５（ａ），（ｂ）に示すように、フロン
トライトを備えた反射型液晶表示装置５１は、反射型の
液晶パネル５２と、液晶パネル５２に対向するように配
置されたフロントライト５３とを備えている。フロント
ライト５３は導光板５４と、導光板５４の一方の端面
（入射面）５４ａと対向する位置に配置された光源５５
とを備えている。導光板５４の液晶パネル５２と対向す
る面（出射面）５４ｂと反対側の面５４ｄには光源５５
から入射した光を出射面５４ｂに向けて反射させる溝部
（図示せず）が形成されている。そして、光源５５から
出射されて入射面５４ａから導光板５４に入射した光
は、導光板５４の内部を全反射しながら導波され、出射
面５４ｂから液晶パネル５２に向かって出射される。
トライトを備えた反射型液晶表示装置５１は、反射型の
液晶パネル５２と、液晶パネル５２に対向するように配
置されたフロントライト５３とを備えている。フロント
ライト５３は導光板５４と、導光板５４の一方の端面
（入射面）５４ａと対向する位置に配置された光源５５
とを備えている。導光板５４の液晶パネル５２と対向す
る面（出射面）５４ｂと反対側の面５４ｄには光源５５
から入射した光を出射面５４ｂに向けて反射させる溝部
（図示せず）が形成されている。そして、光源５５から
出射されて入射面５４ａから導光板５４に入射した光
は、導光板５４の内部を全反射しながら導波され、出射
面５４ｂから液晶パネル５２に向かって出射される。
【０００４】導光板５４として、図５（ａ）に示すよう
に板厚がほぼ一定の平板型導光板と、図５（ｂ）に示す
ように板厚が入射面５４ａ側から反対側の面５４ｃに向
かって次第に薄くなり全体としてほぼ楔状となる楔型導
光板とがある。反射型液晶表示装置５１の液晶パネル５
２の表示を見やすくするため、導光板５４は、輝度を確
保できるように設計される。楔型導光板は入射面５４ａ
から導光板５４に入射した光が、平板型導光板に比較し
て入射面５４ａに対向する面５４ｃから抜ける割合が少
なくなる。そして、特開平１１−２４２２２０号公報に
記載されているように、平板型導光板に比較して楔型導
光板の方が輝度を均一に保ちやすい。
に板厚がほぼ一定の平板型導光板と、図５（ｂ）に示す
ように板厚が入射面５４ａ側から反対側の面５４ｃに向
かって次第に薄くなり全体としてほぼ楔状となる楔型導
光板とがある。反射型液晶表示装置５１の液晶パネル５
２の表示を見やすくするため、導光板５４は、輝度を確
保できるように設計される。楔型導光板は入射面５４ａ
から導光板５４に入射した光が、平板型導光板に比較し
て入射面５４ａに対向する面５４ｃから抜ける割合が少
なくなる。そして、特開平１１−２４２２２０号公報に
記載されているように、平板型導光板に比較して楔型導
光板の方が輝度を均一に保ちやすい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】平板型導光板の場合、
溝深さを深くすることで輝度を向上できるが、深すぎる
と溝自体が線状に見えて視認性が低下するという問題が
ある。一方、楔型導光板の場合、平板型導光板に比較し
て輝度を容易に向上できるが、導光板の入射面５４ａ側
の板厚と、入射面５４ａに対向する面５４ｃ側の板厚と
の差が大きいと、即ち、出射面５４ｂと対向する面５４
ｄが出射面５４ｂと成す傾斜角度θが大きいと、視差が
生じて二重像が生じる。詳述すれば、図６に示すよう
に、導光板５４の出射面５４ｂから出射して液晶パネル
５２で反射し、再び導光板５４に入射して導光板５４内
を伝播し、出射面５４ｂと対向する面５４ｄから出射す
る光Ｌ１と、その光Ｌ１の一部が出射面５４ｂと反対側
の面５４ｄで反射するとともに出射面５４ｂで反射した
後、出射面５４ｂと反対側の面５４ｄから出射する光Ｌ
２となる。その結果。像が二重に見える状態となる。
溝深さを深くすることで輝度を向上できるが、深すぎる
と溝自体が線状に見えて視認性が低下するという問題が
ある。一方、楔型導光板の場合、平板型導光板に比較し
て輝度を容易に向上できるが、導光板の入射面５４ａ側
の板厚と、入射面５４ａに対向する面５４ｃ側の板厚と
の差が大きいと、即ち、出射面５４ｂと対向する面５４
ｄが出射面５４ｂと成す傾斜角度θが大きいと、視差が
生じて二重像が生じる。詳述すれば、図６に示すよう
に、導光板５４の出射面５４ｂから出射して液晶パネル
５２で反射し、再び導光板５４に入射して導光板５４内
を伝播し、出射面５４ｂと対向する面５４ｄから出射す
る光Ｌ１と、その光Ｌ１の一部が出射面５４ｂと反対側
の面５４ｄで反射するとともに出射面５４ｂで反射した
後、出射面５４ｂと反対側の面５４ｄから出射する光Ｌ
２となる。その結果。像が二重に見える状態となる。
【０００６】また、前記傾斜角度θが適当な角度でない
と輝度にばらつきがでて均一な輝度分布にならないとい
う問題がある。特開平１１−２４２２２０号公報には、
楔型導光板の方が輝度が均一に保たれると記載されてい
るが、視差や輝度分布の均一化に対する前記傾斜角度θ
の関連に関しては何ら記載がない。
と輝度にばらつきがでて均一な輝度分布にならないとい
う問題がある。特開平１１−２４２２２０号公報には、
楔型導光板の方が輝度が均一に保たれると記載されてい
るが、視差や輝度分布の均一化に対する前記傾斜角度θ
の関連に関しては何ら記載がない。
【０００７】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は視差を認識できない程度に小さ
くして視認性を良好に維持した状態で輝度を向上させる
とともに輝度分布を均一化することができるフロントラ
イト用導光板を提供することにある。
のであって、その目的は視差を認識できない程度に小さ
くして視認性を良好に維持した状態で輝度を向上させる
とともに輝度分布を均一化することができるフロントラ
イト用導光板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、反射型表示装置に搭載さ
れ、光源からの光を側面の入射面から取り入れ、被照明
体と対向する出射面から出射するフロントライト用導光
板である。前記導光板は、前記入射面における前記出射
面と反対側端部の位置と、前記導光板の前記入射面に対
向する面における前記出射面と反対側端部の位置とを通
る直線が、前記出射面と成す傾斜角度θが０．２°＜θ
＜０．７５°になるように形成されている。また、前記
出射面と対向する面には、前記入射面から入射した光を
前記出射面から出射する方向に反射させる採光部が形成
されている。
め、請求項１に記載の発明は、反射型表示装置に搭載さ
れ、光源からの光を側面の入射面から取り入れ、被照明
体と対向する出射面から出射するフロントライト用導光
板である。前記導光板は、前記入射面における前記出射
面と反対側端部の位置と、前記導光板の前記入射面に対
向する面における前記出射面と反対側端部の位置とを通
る直線が、前記出射面と成す傾斜角度θが０．２°＜θ
＜０．７５°になるように形成されている。また、前記
出射面と対向する面には、前記入射面から入射した光を
前記出射面から出射する方向に反射させる採光部が形成
されている。
【０００９】この発明では、導光板がマクロ的に見て入
射面側から入射面に対向する面側に向かってその厚さが
薄くなるほぼ楔状に形成されているため、入射面から入
射した光が、入射面に対向する面から導光板の外に抜け
る割合が、平板状の導光板と比較して少なくなる。従っ
て、出射面と対向する面に採光部として、入射面と略平
行に延びるように多数の溝を形成した場合、その多数の
溝の深さを、平板状の導光板の場合と比較して浅くして
も必要な輝度を確保できる。また、前記傾斜角度θを
０．２°＜θ＜０．７５°にすることにより、視差を認
識できない程度に小さくして視認性を良好に維持した状
態で、輝度を向上させるとともに輝度分布を均一化する
ことができる。
射面側から入射面に対向する面側に向かってその厚さが
薄くなるほぼ楔状に形成されているため、入射面から入
射した光が、入射面に対向する面から導光板の外に抜け
る割合が、平板状の導光板と比較して少なくなる。従っ
て、出射面と対向する面に採光部として、入射面と略平
行に延びるように多数の溝を形成した場合、その多数の
溝の深さを、平板状の導光板の場合と比較して浅くして
も必要な輝度を確保できる。また、前記傾斜角度θを
０．２°＜θ＜０．７５°にすることにより、視差を認
識できない程度に小さくして視認性を良好に維持した状
態で、輝度を向上させるとともに輝度分布を均一化する
ことができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記採光部は前記入射面に沿って略平
行に延びるように形成された鋸歯状の多数の溝である。
従って、この発明でも、請求項１に記載の発明と同様の
作用効果が得られる。
の発明において、前記採光部は前記入射面に沿って略平
行に延びるように形成された鋸歯状の多数の溝である。
従って、この発明でも、請求項１に記載の発明と同様の
作用効果が得られる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記採光部は前記入射面に沿って略平
行に延びるように形成されたＶ字状の多数の溝である。
従って、この発明では、Ｖ字状の溝を構成する二つの面
のうち、入射面に近い側の面が入射面から入射された光
を出射面から出射面に対して垂直に近い角度で出射する
ように反射する光採取面となり、入射面に対向する面を
反射面とした場合には、入射面から遠い側の面が、入射
面に対向する面で反射した反射光を出射面から出射面に
対して垂直に近い角度で出射するように反射する光採取
面となる。従って、前記反射光を有効に利用できる。
の発明において、前記採光部は前記入射面に沿って略平
行に延びるように形成されたＶ字状の多数の溝である。
従って、この発明では、Ｖ字状の溝を構成する二つの面
のうち、入射面に近い側の面が入射面から入射された光
を出射面から出射面に対して垂直に近い角度で出射する
ように反射する光採取面となり、入射面に対向する面を
反射面とした場合には、入射面から遠い側の面が、入射
面に対向する面で反射した反射光を出射面から出射面に
対して垂直に近い角度で出射するように反射する光採取
面となる。従って、前記反射光を有効に利用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を反射型の液晶表示
装置に具体化した一実施の形態を図１に従って説明す
る。図１（ａ）は反射型の液晶表示装置の液晶パネルと
フロントライトとの配置関係を示す模式断面図、図１
（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
装置に具体化した一実施の形態を図１に従って説明す
る。図１（ａ）は反射型の液晶表示装置の液晶パネルと
フロントライトとの配置関係を示す模式断面図、図１
（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【００１３】図１（ａ）に示すように、液晶表示装置１
１は、被照明体としての液晶パネル１２とその表示面側
（図１（ａ）における上面側）を覆うように配設された
フロントライト１３とを備えている。フロントライト１
３は光を液晶パネル１２に向かって出射する導光板１４
と、光源１５と、光源１５の光を導光板１４側へ反射さ
せるリフレクター１６とを備えている。
１は、被照明体としての液晶パネル１２とその表示面側
（図１（ａ）における上面側）を覆うように配設された
フロントライト１３とを備えている。フロントライト１
３は光を液晶パネル１２に向かって出射する導光板１４
と、光源１５と、光源１５の光を導光板１４側へ反射さ
せるリフレクター１６とを備えている。
【００１４】光源１５としては、例えば冷陰極管（蛍光
管）が使用されている。導光板１４は透明性の高い材
料、例えばアクリルで四角板状に形成されている。導光
板１４は、光源１５と対向する入射面１４ａの位置にお
ける厚さをｄ１、対向面（入射面１４ａに対向する面）
１４ｂの位置における厚さをｄ２としたときに、ｄ１＞
ｄ２となるほぼ楔状に形成されている。即ち、導光板１
４は、その厚さが、マクロ的に見て入射面１４ａ側から
対向面１４ｂ側に向かって次第に薄くなるように形成さ
れている。導光板１４は、液晶パネル１２に対向する面
となる出射面１４ｃと、入射面１４ａとが直角をなすよ
うに形成されている。導光板１４は、入射面１４ａにお
ける上端（入射面１４ａにおける出射面１４ｃと反対側
端部の位置）と、対向面１４ｂにおける上端（対向面１
４ｂにおける出射面１４ｃと反対側端部の位置）とを通
る直線が、出射面１４ｃと成す傾斜角度θが０．２°＜
θ＜０．７５°になるように形成されている。
管）が使用されている。導光板１４は透明性の高い材
料、例えばアクリルで四角板状に形成されている。導光
板１４は、光源１５と対向する入射面１４ａの位置にお
ける厚さをｄ１、対向面（入射面１４ａに対向する面）
１４ｂの位置における厚さをｄ２としたときに、ｄ１＞
ｄ２となるほぼ楔状に形成されている。即ち、導光板１
４は、その厚さが、マクロ的に見て入射面１４ａ側から
対向面１４ｂ側に向かって次第に薄くなるように形成さ
れている。導光板１４は、液晶パネル１２に対向する面
となる出射面１４ｃと、入射面１４ａとが直角をなすよ
うに形成されている。導光板１４は、入射面１４ａにお
ける上端（入射面１４ａにおける出射面１４ｃと反対側
端部の位置）と、対向面１４ｂにおける上端（対向面１
４ｂにおける出射面１４ｃと反対側端部の位置）とを通
る直線が、出射面１４ｃと成す傾斜角度θが０．２°＜
θ＜０．７５°になるように形成されている。
【００１５】図１（ｂ）に示すように、出射面１４ｃと
対向する面１４ｄには、入射面１４ａから入射された光
を出射面１４ｃへ向かうように反射させるための採光部
を構成する多数の溝１７が形成されている。溝１７は入
射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって上昇傾斜す
る傾斜面１７ａと、入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側
に向かって下降傾斜する光採取面１７ｂとが交互に連な
るように設けられている。即ち、この実施の形態では溝
１７は鋸歯状に形成されている。
対向する面１４ｄには、入射面１４ａから入射された光
を出射面１４ｃへ向かうように反射させるための採光部
を構成する多数の溝１７が形成されている。溝１７は入
射面１４ａ側から対向面１４ｂ側に向かって上昇傾斜す
る傾斜面１７ａと、入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側
に向かって下降傾斜する光採取面１７ｂとが交互に連な
るように設けられている。即ち、この実施の形態では溝
１７は鋸歯状に形成されている。
【００１６】光採取面１７ｂは入射面１４ａから導光板
１４に入射され、光採取面１７ｂに到達した光を出射面
１４ｃに対して直角に近い角度で出射面１４ｃの方向に
全反射させる角度に形成されている。溝１７は、傾斜面
１７ａが出射面１４ｃと平行な平面と成す角度αが例え
ば１〜５°の範囲に、光採取面１７ｂが出射面１４ｃと
平行な平面と成す角度βが例えば４１〜４７°の範囲に
なるように形成されている。
１４に入射され、光採取面１７ｂに到達した光を出射面
１４ｃに対して直角に近い角度で出射面１４ｃの方向に
全反射させる角度に形成されている。溝１７は、傾斜面
１７ａが出射面１４ｃと平行な平面と成す角度αが例え
ば１〜５°の範囲に、光採取面１７ｂが出射面１４ｃと
平行な平面と成す角度βが例えば４１〜４７°の範囲に
なるように形成されている。
【００１７】溝１７は、そのピッチＰが液晶パネル１２
の画素ピッチと同じになるように形成されている。溝１
７のピッチＰとは溝１７の谷の底部又は山の頂部の間隔
を意味する。また、溝１７は、その深さが入射面１４ａ
から遠い側の溝ほど深くなるように形成されている。こ
の実施の形態では、谷の底部の間隔が一定となるように
形成されている。
の画素ピッチと同じになるように形成されている。溝１
７のピッチＰとは溝１７の谷の底部又は山の頂部の間隔
を意味する。また、溝１７は、その深さが入射面１４ａ
から遠い側の溝ほど深くなるように形成されている。こ
の実施の形態では、谷の底部の間隔が一定となるように
形成されている。
【００１８】溝１７は実際にはそのピッチが１ｍｍ以下
で多数形成されているが、図１（ａ）では溝１７の図示
を省略し、図１（ｂ）では模式的に数を減らして図示し
ている。また、図示の都合上、図１（ａ）と図１（ｂ）
とで、光源１５、導光板１４及び液晶パネル１２の寸法
を変更して図示している。
で多数形成されているが、図１（ａ）では溝１７の図示
を省略し、図１（ｂ）では模式的に数を減らして図示し
ている。また、図示の都合上、図１（ａ）と図１（ｂ）
とで、光源１５、導光板１４及び液晶パネル１２の寸法
を変更して図示している。
【００１９】次に前記のように構成された液晶表示装置
１１の作用について説明する。液晶表示装置１１は、外
部が明るいときは太陽光や室内光等の外光を使用し、外
部が暗いときは光源１５からの光を使用する。外光は導
光板１４に出射面１４ｃと対向する面１４ｄ側から入射
し、出射面１４ｃから出射して液晶パネル１２を照射す
る。
１１の作用について説明する。液晶表示装置１１は、外
部が明るいときは太陽光や室内光等の外光を使用し、外
部が暗いときは光源１５からの光を使用する。外光は導
光板１４に出射面１４ｃと対向する面１４ｄ側から入射
し、出射面１４ｃから出射して液晶パネル１２を照射す
る。
【００２０】図１（ｂ）に示すように、光源１５の光を
使用する場合は、入射した光は導光板１４内を導波す
る。そのうち、光採取面１７ｂに到達した光は、出射面
１４ｃに対して垂直に近い角度で出射面１４ｃの方向に
全反射し、出射面１４ｃから出射する。液晶パネル１２
を照射した光は液晶パネル１２で反射し、再び導光板１
４に入射して導光板１４を透過し、出射面１４ｃと対向
する面１４ｄから出射し、目で視認される。
使用する場合は、入射した光は導光板１４内を導波す
る。そのうち、光採取面１７ｂに到達した光は、出射面
１４ｃに対して垂直に近い角度で出射面１４ｃの方向に
全反射し、出射面１４ｃから出射する。液晶パネル１２
を照射した光は液晶パネル１２で反射し、再び導光板１
４に入射して導光板１４を透過し、出射面１４ｃと対向
する面１４ｄから出射し、目で視認される。
【００２１】導光板１４がマクロ的に見て入射面１４ａ
側から対向面１４ｂ側に向かってその厚さが薄くなるほ
ぼ楔状に形成されているため、入射面１４ａから入射し
た光が、対向面１４ｂから導光板１４の外に抜ける割合
が、平板状の導光板と比較して少なくなる。また、溝１
７の深さが同じであっても、光源１５から遠い部分で
は、導光板１４の厚さに対する溝深さが占める割合が高
くなり、溝深さを浅くしても、輝度を向上できる。従っ
て、出射面１４ｃと対向する面１４ｄに形成された溝１
７の深さを、平板状の導光板の場合と比較して浅くして
も、必要な輝度を確保できる。このとき、傾斜角度θが
大きいほど輝度は向上し易いが、大きくし過ぎると光源
１５から遠い領域の輝度が高くなり過ぎて輝度ムラが悪
化する。従って、傾斜角度θには適当な角度領域が存在
する。
側から対向面１４ｂ側に向かってその厚さが薄くなるほ
ぼ楔状に形成されているため、入射面１４ａから入射し
た光が、対向面１４ｂから導光板１４の外に抜ける割合
が、平板状の導光板と比較して少なくなる。また、溝１
７の深さが同じであっても、光源１５から遠い部分で
は、導光板１４の厚さに対する溝深さが占める割合が高
くなり、溝深さを浅くしても、輝度を向上できる。従っ
て、出射面１４ｃと対向する面１４ｄに形成された溝１
７の深さを、平板状の導光板の場合と比較して浅くして
も、必要な輝度を確保できる。このとき、傾斜角度θが
大きいほど輝度は向上し易いが、大きくし過ぎると光源
１５から遠い領域の輝度が高くなり過ぎて輝度ムラが悪
化する。従って、傾斜角度θには適当な角度領域が存在
する。
【００２２】なお、輝度ムラとは、輝度分布を表す指標
の一つであり、輝度ムラは、導光板の上面から見たとき
に、導光板を１６分割する線の９つの交点における各輝
度を測定し、その最小値を最大値で除算した値である。
そして、その値が１に近いほど輝度の最小値と最大値の
差が小さく輝度分布が均一であることを示す。
の一つであり、輝度ムラは、導光板の上面から見たとき
に、導光板を１６分割する線の９つの交点における各輝
度を測定し、その最小値を最大値で除算した値である。
そして、その値が１に近いほど輝度の最小値と最大値の
差が小さく輝度分布が均一であることを示す。
【００２３】本願発明者は解析により適切な傾斜角度θ
の領域を検討した。その結果を図３及び図４に示す。図
３は傾斜角度θが０．４°の導光板１４の輝度ムラを１
として規格化した場合の、輝度ムラと傾斜角度θとの関
係を示すグラフであり、図４は傾斜角度θが０．４°の
導光板１４の輝度を１として規格化した場合の、輝度と
傾斜角度θとの関係を示すグラフである。
の領域を検討した。その結果を図３及び図４に示す。図
３は傾斜角度θが０．４°の導光板１４の輝度ムラを１
として規格化した場合の、輝度ムラと傾斜角度θとの関
係を示すグラフであり、図４は傾斜角度θが０．４°の
導光板１４の輝度を１として規格化した場合の、輝度と
傾斜角度θとの関係を示すグラフである。
【００２４】図３から、輝度ムラには傾斜角度θとの関
係で極大値が存在し、最適な傾斜角度θが存在すること
が分かる。また、図４から、輝度は傾斜角度θの増加に
伴って増大することが分かる。そして、傾斜角度θを
０．２°＜θ＜０．７５°にすることにより、輝度分布
の均一性を確保した状態で、輝度を向上できることが確
認された。特に傾斜角度θ＝０．４°のときに輝度ムラ
の値が最大となって輝度分布の均一性が最良となり、
０．２°＜θ＜０．７５°での輝度ムラは傾斜角度θ＝
０．４°のときの輝度ムラの８５％以上の値を確保して
いるので、輝度分布は実用上問題のない良好なレベルと
なる。また、０．３°＜θ＜０．６°とすれば、輝度ム
ラは傾斜角度θ＝０．４°のときの輝度ムラの９３％以
上となり、輝度分布の均一性がより向上する。
係で極大値が存在し、最適な傾斜角度θが存在すること
が分かる。また、図４から、輝度は傾斜角度θの増加に
伴って増大することが分かる。そして、傾斜角度θを
０．２°＜θ＜０．７５°にすることにより、輝度分布
の均一性を確保した状態で、輝度を向上できることが確
認された。特に傾斜角度θ＝０．４°のときに輝度ムラ
の値が最大となって輝度分布の均一性が最良となり、
０．２°＜θ＜０．７５°での輝度ムラは傾斜角度θ＝
０．４°のときの輝度ムラの８５％以上の値を確保して
いるので、輝度分布は実用上問題のない良好なレベルと
なる。また、０．３°＜θ＜０．６°とすれば、輝度ム
ラは傾斜角度θ＝０．４°のときの輝度ムラの９３％以
上となり、輝度分布の均一性がより向上する。
【００２５】また、導光板１４として、縦：６５ｍｍ、
横：８０ｍｍ、厚さｄ１（最大厚さ）：１ｍｍ、厚さｄ
２（最小厚さ）：０．７ｍｍ、ピッチＰ：０．２４ｍ
ｍ、溝深さ：５．５〜１１μｍ、角度β：４４°の楔型
導光板（傾斜角度θ＝０．３４°）を形成し、また、板
厚を１ｍｍとした以外は前記の条件で平板型導光板を形
成した。そして、両導光板について輝度及び輝度ムラを
測定した。その結果、楔型導光板の輝度を１とした場
合、平板型導光板では０．７６となり、楔型導光板の方
が輝度が大幅に向上した。また、楔型導光板の輝度ムラ
を１とした場合、平板型導光板では０．６８となり、楔
型導光板の方が輝度分布の均一性が大幅に向上した。ま
た、視差を認識できない程度に小さくして視認性を良好
に維持できることが確認された。
横：８０ｍｍ、厚さｄ１（最大厚さ）：１ｍｍ、厚さｄ
２（最小厚さ）：０．７ｍｍ、ピッチＰ：０．２４ｍ
ｍ、溝深さ：５．５〜１１μｍ、角度β：４４°の楔型
導光板（傾斜角度θ＝０．３４°）を形成し、また、板
厚を１ｍｍとした以外は前記の条件で平板型導光板を形
成した。そして、両導光板について輝度及び輝度ムラを
測定した。その結果、楔型導光板の輝度を１とした場
合、平板型導光板では０．７６となり、楔型導光板の方
が輝度が大幅に向上した。また、楔型導光板の輝度ムラ
を１とした場合、平板型導光板では０．６８となり、楔
型導光板の方が輝度分布の均一性が大幅に向上した。ま
た、視差を認識できない程度に小さくして視認性を良好
に維持できることが確認された。
【００２６】この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） フロントライト用導光板において、導光板１４
は、マクロ的に見て入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側
に向かってその厚さが薄くなるほぼ楔状に形成されてい
る。従って、出射面１４ｃと対向する面１４ｄに形成さ
れた溝１７の深さを、平板状の導光板の場合に比較して
浅くしても必要な輝度を確保でき、溝１７自体が見える
ことなく輝度を向上させることができる。
は、マクロ的に見て入射面１４ａ側から対向面１４ｂ側
に向かってその厚さが薄くなるほぼ楔状に形成されてい
る。従って、出射面１４ｃと対向する面１４ｄに形成さ
れた溝１７の深さを、平板状の導光板の場合に比較して
浅くしても必要な輝度を確保でき、溝１７自体が見える
ことなく輝度を向上させることができる。
【００２７】（２） 入射面１４ａにおける出射面１４
ｃと反対側端部の位置と、対向面１４ｂにおける出射面
１４ｃと反対側端部の位置とを通る直線が、出射面１４
ｃと成す傾斜角度θが０．２°＜θ＜０．７５°に形成
されている。従って、視差を認識できない程度に小さく
して視認性を良好に維持した状態で輝度を向上させると
ともに輝度分布を均一化することができる。
ｃと反対側端部の位置と、対向面１４ｂにおける出射面
１４ｃと反対側端部の位置とを通る直線が、出射面１４
ｃと成す傾斜角度θが０．２°＜θ＜０．７５°に形成
されている。従って、視差を認識できない程度に小さく
して視認性を良好に維持した状態で輝度を向上させると
ともに輝度分布を均一化することができる。
【００２８】（３） 溝１７のピッチＰが液晶パネル１
２の画素ピッチと同じに形成されているため、干渉縞が
視認されない。 （４） 溝１７の深さは、入射面１４ａから遠い側の溝
１７ほど深くなるように形成されている。従って、光源
１５から遠くなって、その領域に到達する光量が光源に
近い領域と比べて少なくなっても、光採取面１７ｂの面
積が大きくなるため、出射面１４ｃに向かって出射面１
４ｃに対して垂直に近い角度で反射する光量を多くする
ことができる。そのため、視差が視認できるほど導光板
１４の厚さを変化させることなく、光源１５から遠いと
ころでも輝度が十分に確保され、輝度分布を均一化する
ことができる。
２の画素ピッチと同じに形成されているため、干渉縞が
視認されない。 （４） 溝１７の深さは、入射面１４ａから遠い側の溝
１７ほど深くなるように形成されている。従って、光源
１５から遠くなって、その領域に到達する光量が光源に
近い領域と比べて少なくなっても、光採取面１７ｂの面
積が大きくなるため、出射面１４ｃに向かって出射面１
４ｃに対して垂直に近い角度で反射する光量を多くする
ことができる。そのため、視差が視認できるほど導光板
１４の厚さを変化させることなく、光源１５から遠いと
ころでも輝度が十分に確保され、輝度分布を均一化する
ことができる。
【００２９】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、次のように具体化してもよい。 〇 導光板１４に鋸歯状の溝に代えて、図２に示すよう
に、採光部としてＶ字状の溝１８を形成してもよい。こ
の構成では、溝１８を構成するＶ字状の両面が光採取面
１８ａ，１８ｂとして機能する。溝１８を構成する両光
採取面１８ａ，１８ｂのうち、入射面１４ａに近い側の
光採取面１８ａが入射面１４ａから入射された光を出射
面１４ｃから出射面１４ｃに対してほぼ垂直に出射する
ように全反射させる光採取面となる。また、入射面１４
ａから遠い側の光採取面１８ｂが、対向面１４ｂで反射
した反射光を出射面１４ｃから出射面１４ｃに対してほ
ぼ垂直に出射するように全反射させる光採取面となる。
従って、反射光を有効に利用でき、入射した光がより有
効に出射面１４ｃから出射され、輝度をより向上でき
る。
く、例えば、次のように具体化してもよい。 〇 導光板１４に鋸歯状の溝に代えて、図２に示すよう
に、採光部としてＶ字状の溝１８を形成してもよい。こ
の構成では、溝１８を構成するＶ字状の両面が光採取面
１８ａ，１８ｂとして機能する。溝１８を構成する両光
採取面１８ａ，１８ｂのうち、入射面１４ａに近い側の
光採取面１８ａが入射面１４ａから入射された光を出射
面１４ｃから出射面１４ｃに対してほぼ垂直に出射する
ように全反射させる光採取面となる。また、入射面１４
ａから遠い側の光採取面１８ｂが、対向面１４ｂで反射
した反射光を出射面１４ｃから出射面１４ｃに対してほ
ぼ垂直に出射するように全反射させる光採取面となる。
従って、反射光を有効に利用でき、入射した光がより有
効に出射面１４ｃから出射され、輝度をより向上でき
る。
【００３０】○ 光採取面１８ａ，１８ｂが出射面１４
ｃに平行な平面と成す角度は、それぞれ異なっていても
よい。 〇 図２に示すように、導光板１４の対向面１４ｂ側に
反射部１９を設け、対向面１４ｂに到達した光を反射さ
せる構成としてもよい。例えば、対向面１４ｂにアルミ
ニウムや銀を蒸着して反射面を形成したり、対向面１４
ｂに反射フィルム（例えば、白色ポリエステルフィル
ム）を貼り付けて反射部を形成する。この場合、対向面
１４ｂから光が出射するのを防止でき、入射した光をよ
り有効に利用できる。この構成は、Ｖ字状の溝１８を形
成した場合により効果を発揮する。
ｃに平行な平面と成す角度は、それぞれ異なっていても
よい。 〇 図２に示すように、導光板１４の対向面１４ｂ側に
反射部１９を設け、対向面１４ｂに到達した光を反射さ
せる構成としてもよい。例えば、対向面１４ｂにアルミ
ニウムや銀を蒸着して反射面を形成したり、対向面１４
ｂに反射フィルム（例えば、白色ポリエステルフィル
ム）を貼り付けて反射部を形成する。この場合、対向面
１４ｂから光が出射するのを防止でき、入射した光をよ
り有効に利用できる。この構成は、Ｖ字状の溝１８を形
成した場合により効果を発揮する。
【００３１】○ また、導光板１４に反射面を設けず
に、導光板１４を収容するハウジング（ケース）の対向
面１４ｂと対向する位置に反射面を形成して反射部とし
てもよい。
に、導光板１４を収容するハウジング（ケース）の対向
面１４ｂと対向する位置に反射面を形成して反射部とし
てもよい。
【００３２】〇 導光板１４の出射面１４ｃに反射防止
処理を施してもよい。反射防止処理は、公知の方法、例
えば、フィルムの貼付、真空蒸着法、ディップ法、熱転
写法等により行われる。この場合、画像の視認性がより
向上する。
処理を施してもよい。反射防止処理は、公知の方法、例
えば、フィルムの貼付、真空蒸着法、ディップ法、熱転
写法等により行われる。この場合、画像の視認性がより
向上する。
【００３３】○ 導光板１４を構成する材料として、ア
クリル等の透明樹脂に代えて、無機ガラスを使用しても
よい。しかし、軽量化及び加工性の観点から透明樹脂の
方が好ましい。
クリル等の透明樹脂に代えて、無機ガラスを使用しても
よい。しかし、軽量化及び加工性の観点から透明樹脂の
方が好ましい。
【００３４】〇 導光板１４の大きさは前記実施の形態
の大きさに限らず、表示装置の画面の大きさ（１インチ
から１０インチ程度）に対応して適宜の大きさのものが
形成される。
の大きさに限らず、表示装置の画面の大きさ（１インチ
から１０インチ程度）に対応して適宜の大きさのものが
形成される。
【００３５】〇 導光板１４の出射面１４ｃと反対側の
面１４ｄに採光部として溝１７，１８を形成する代わり
に、多数のドットや凹部を形成してもよい。ドットや凹
部は円錐状や角錐状等に形成される。
面１４ｄに採光部として溝１７，１８を形成する代わり
に、多数のドットや凹部を形成してもよい。ドットや凹
部は円錐状や角錐状等に形成される。
【００３６】○ 光源１５として冷陰極管に限らず、熱
陰極管等の蛍光管や、ＬＥＤを使用したり、特開２００
０−１１７２３号公報に開示されたような構成（ＬＥＤ
等の点状光源から出射された光を線状に変換する導光体
を備えた）の線状光源を使用してもよい。
陰極管等の蛍光管や、ＬＥＤを使用したり、特開２００
０−１１７２３号公報に開示されたような構成（ＬＥＤ
等の点状光源から出射された光を線状に変換する導光体
を備えた）の線状光源を使用してもよい。
【００３７】○ 導光板１４は、出射面１４ｃに対向す
る面１４ｄが傾斜するのではなく、出射面１４ｃが傾斜
していてもよい。即ち、出射面１４ｃに対向する面１４
ｄが液晶パネル１２と平行になり、入射面１４ａと、面
１４ｄとがほぼ直角をなす。そして、光源１５と対向す
る面（入射面１４ａ）側から対向面１４ｂ側に向かっ
て、出射面１４ｃと対向する面１４ｄに対し、出射面１
４ｃが近づくように傾斜する。
る面１４ｄが傾斜するのではなく、出射面１４ｃが傾斜
していてもよい。即ち、出射面１４ｃに対向する面１４
ｄが液晶パネル１２と平行になり、入射面１４ａと、面
１４ｄとがほぼ直角をなす。そして、光源１５と対向す
る面（入射面１４ａ）側から対向面１４ｂ側に向かっ
て、出射面１４ｃと対向する面１４ｄに対し、出射面１
４ｃが近づくように傾斜する。
【００３８】○ 液晶表示装置１１に限らず、他の表示
装置に適用してもよい。前記実施の形態から把握できる
発明（技術的思想）について、以下に記載する。
装置に適用してもよい。前記実施の形態から把握できる
発明（技術的思想）について、以下に記載する。
【００３９】（１） 請求項３に記載の発明において、
前記導光板は、前記入射面に対向する面側に反射部が形
成されている。 （２） 請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）
のいずれかに記載の発明において、前記溝の深さは、前
記入射面から遠い側の溝ほど深くなるように形成されて
いる。
前記導光板は、前記入射面に対向する面側に反射部が形
成されている。 （２） 請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）
のいずれかに記載の発明において、前記溝の深さは、前
記入射面から遠い側の溝ほど深くなるように形成されて
いる。
【００４０】（３） 請求項１〜請求項３、前記技術的
思想（１）及び（２）のいずれかに記載の発明におい
て、前記導光板の前記出射面に反射防止処理が施されて
いる。 （４） 請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）
〜（３）のいずれか一項に記載のフロントライト用導光
板を備えた液晶表示装置。
思想（１）及び（２）のいずれかに記載の発明におい
て、前記導光板の前記出射面に反射防止処理が施されて
いる。 （４） 請求項１〜請求項３及び前記技術的思想（１）
〜（３）のいずれか一項に記載のフロントライト用導光
板を備えた液晶表示装置。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項３
に記載の発明によれば、視差を認識できない程度に小さ
くして視認性を良好に維持した状態で輝度を向上させる
とともに輝度分布を均一化することができる。
に記載の発明によれば、視差を認識できない程度に小さ
くして視認性を良好に維持した状態で輝度を向上させる
とともに輝度分布を均一化することができる。
【図１】 （ａ）は一実施の形態の液晶表示装置の模式
側面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大詳細図。
側面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大詳細図。
【図２】 別の実施の形態の導光板の模式側面図。
【図３】 輝度ムラと傾斜角度θとの関係を示すグラ
フ。
フ。
【図４】 輝度と傾斜角度θとの関係を示すグラフ。
【図５】 従来技術の模式側面図。
【図６】 二重像の見える作用を説明する部分模式図。
１２…被照明体としての液晶パネル、１４…導光板、１
４ａ…入射面、１４ｂ…入射面に対向する面としての対
向面、１４ｃ…出射面、１４ｄ…出射面と対向する面、
１５…光源、１７，１８…溝、θ…傾斜角度。
４ａ…入射面、１４ｂ…入射面に対向する面としての対
向面、１４ｃ…出射面、１４ｄ…出射面と対向する面、
１５…光源、１７，１８…溝、θ…傾斜角度。
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）
// Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00
(72)発明者 三田 泰哉
愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会
社豊田自動織機内
(72)発明者 竹内 範仁
愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会
社豊田自動織機内
Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06
2H091 FA23X FA41X LA17 LA18
5G435 AA01 BB12 BB16 EE22 FF08
FF11
Claims (3)
- 【請求項１】 反射型表示装置に搭載され、光源からの
光を側面の入射面から取り入れ、被照明体と対向する出
射面から出射するフロントライト用導光板であって、 前記導光板の前記入射面における前記出射面と反対側端
部の位置と、前記導光板の前記入射面に対向する面にお
ける前記出射面と反対側端部の位置とを通る直線が、前
記出射面と成す傾斜角度θを０．２°＜θ＜０．７５°
にし、前記出射面と対向する面には、前記入射面から入
射した光を前記出射面から出射する方向に反射させる採
光部を有するフロントライト用導光板。 - 【請求項２】 前記採光部は前記入射面に沿って略平行
に延びるように形成された鋸歯状の多数の溝である請求
項１に記載のフロントライト用導光板。 - 【請求項３】 前記採光部は前記入射面に沿って略平行
に延びるように形成されたＶ字状の多数の溝である請求
項１に記載のフロントライト用導光板。
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|---|---|---|---|
| JP2001365745A JP3551177B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | フロントライト用導光板 |
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| KR1020020074589A KR20030044822A (ko) | 2001-11-30 | 2002-11-28 | 전방 라이트용 도광판 |
| TW091134700A TW591250B (en) | 2001-11-30 | 2002-11-29 | Light guiding plate for front light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001365745A JP3551177B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | フロントライト用導光板 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001365745A Expired - Fee Related JP3551177B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | フロントライト用導光板 |
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|---|---|---|---|---|
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