JP2006164530A - 照明装置および導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】 導光板の各面に適切なパターンを形成することにより、表示光量及び表示面積を向上させることが可能な照明装置及びその導光板を提供する。
【解決手段】 導光板は、光を出射する出光面と、反射面と、光源からの光が入射する入光端面とを備える。それぞれの面には、所定のパターンが形成されている。所定のパターンの例として、反射面は、複数の微細な凹凸などにより構成される拡散パターンが形成されており、導光板への入射光を光源の配列方向に拡散させる。出光面は、凹型の略逆三角形などのプリズム形状が形成されている。入光端面は、凹型の半円と凸型の半円とが連続した波形形状のパターンが形成されている。出光面のパターンによって、導光板内部の光の反射効率を上げることができ、さらに反射面および入光端面のパターンによって、入射光を光源の配列方向に平行な方向に拡散し、輝度ムラを防ぐことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話の液晶ディスプレイ等に用いられるバックライトユニットなどの照
明装置、およびそのための導光板に関する。

液晶表示装置においては、透過表示を行うために液晶表示パネルの背面側にバックライトユニットが設けられる。一般的には、バックライトユニットは、光源と、光源からの光を平面状の光として液晶表示パネルの背面に照射する導光板と、導光板から出射した光を拡散するシートと、光を集光するプリズムシートなどを備えた照明装置として構成される。光源から導光板に入射した光は、導光板の出光面と反射面との間で反射を繰り返した後、出光面から外部へ出光する。

導光板の厚みが一定の平板形状で、その表面が鏡面の場合、光は導光板出光面から出射
しない。そこで、反射面をプリズム形状のパターンとし、反射面に形成されたパターンによって、反射されるたびに徐々に光の角度を変化させ、出光面と光との間の角度が臨界角を超えることにより、出光面から光を出射する仕組みを有する導光板の例が、特許文献１に記されている。

しかし、上記のような例では、光源としてＬＥＤなどの点光源を用いた場合、光の拡散性不足により発生する輝度ムラには対処することができない。このため、導光板における光の利用効率は十分でなく、また、導光板の出光面における発光面積も小さくなるという問題がある。

特表２０００−５０４８５５号公報

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、導光板のそれぞれの面にそれぞれ適切なパターンを形成することにより、表示光量の向上や輝度ムラの抑制を図ることを課題とする。

本発明の１つの観点では、照明装置は、導光板と、前記導光板の入光端面に設けられた複数の光源と、を有し、前記導光板の反射面には、入射光を拡散させる拡散パターンが形成されており、前記拡散パターンは、前記入射光の伝播方向と垂直な方向に、前記入射光を拡散させる複数の稜線を有し、前記複数の稜線は、前記伝播方向に向かって不連続に設けられていることを特徴とする。

上記の照明措置は、例えば液晶表示装置のバックライトユニットなどに好適に使用する
ことができ、複数の光源と、前記光源からの光が入射する入光端面を有する導光板を有する。ここで、光源としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。反射面には、拡散パターンとして、直線状の微細な溝が、前記光源からの光の伝播方向に、不連続に形成されている。反射面で出射する光は、この微細な溝によって屈折により拡散する。こうして、拡散パターンは、入射光を、その伝播方向と垂直な方向に十分に拡散させる。よって、光の拡散性不足により発生する輝度ムラを抑えることが可能となる。

好適な実施例では、前記複数の稜線は、前記伝播方向に沿って設けられていることを特徴とする。また、好適な実施例では、前記複数の稜線の各々は、前記伝播方向に沿った前記導光板の辺と平行に設けられてなる。

上記の照明装置の一態様では、照明装置は、前記導光板の反射面側には、反射シートが設けられてなる。反射面で臨界角を超えて出射した光は、反射シートによって反射されることにより、再び導光板内に戻る。反射面で出射する光は、拡散パターンによって屈折により拡散する。よって、光をより十分に拡散することができる。

上記の照明装置の一態様では、前記導光板の出光面には、複数のプリズム形状が形成されている。出光面には、例えば、凹型の略逆三角形の溝などにより構成されるプリズム形状が形成されている。プリズム形状を形成することにより、導光板内部を伝搬する光を効率良く反射し、光の方向を変えることができるので、出光面から出射する光量を多くすることができる。

上記の照明装置の一態様では、前記導光板の出光面側にプリズムシートを有し、前記複数のプリズム形状は、前記伝播方向と垂直に形成されている。出光面の複数のプリズム形状を入射光の伝播方向と垂直に形成することにより、液晶パネルに光を垂直に入射するのに適切な角度で、プリズムシートに光を入射することができる。

好適な実施例では、前記導光板の出光面側にプリズムシートを有し、前記複数のプリズム形状は、前記光源の配列方向と平行に形成されている。

上記の照明装置の他の一態様では、前記入光端面には、断面が三角形、円形、楕円形又は矩形である複数の凹凸形状が、前記入光端面の一端から他端にわたって形成されている。この態様では、断面が三角形、円形、楕円形又は矩形である複数の凹凸形状により、光源から出射した光は、入光端面を通過するときに、光源の配列方向に拡散する方向に屈折される。よって、光の拡散性不足により発生する輝度ムラを抑えることが可能となる。

好適な実施例では、前記拡散パターンは、前記光源の配列方向と垂直な方向に微細な溝形状を有するレリーフホログラム加工面、研削面又はヘアーライン加工面とすることができる。

本発明の他の観点では、電気光学装置は、表示パネルと、表示パネルのバックライトとして用いられる上記の照明装置と、を有する。この電気光学装置によれば、光源からの光の利用効率を上げ、発光面積を大きくすることができる。また、上記の電気光学装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。

本発明の他の観点では、導光板は、光が入射する入光端面と、光を出射する出光面と、前記出光面と対向する反射面と、を有し、前記反射面には、前記入光端面に入射する入射光を拡散する拡散パターンが形成されており、前記拡散パターンは、前記入射光の伝播方向と垂直な方向に、前記入射光を拡散させる複数の稜線を有し、前記複数の稜線は前記伝播方向に向かって不連続に設けられている。これにより、導光板内部に入射する光を反射面で拡散することができ、光の拡散性不足により発生する輝度ムラを抑えることが可能となる。

上記の導光板の一態様では、前記出光面には、前記入光端面に入射する光の入射方向と垂直に延在するプリズム形状が形成されている。このようなプリズム形状を形成することにより、導光板内部を伝搬する光を効率良く反射し、光の方向を変えることができるので、出光面から出射する光量を増加させることができる。

本発明の他の観点では、導光板と、前記導光板の入光端面に設けられた複数の光源と、を有する照明装置の製造方法は、前記導光板の反射面に、前記光源の配列方向と垂直な方向に微細な溝形状を、レリーフホログラム加工、研削加工又はヘアーライン加工によって形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

［液晶表示装置の構成］
図１に本発明の照明装置を適用した液晶表示装置１００の概略構成を示す。図１において、本発明の照明装置５０は、液晶表示装置１００などのバックライトユニットとして使用される面発光型の照明装置である。照明装置５０は、端面に光源１５を有する導光板１０を備え、導光板１０の下側には反射シート１１を備える。また、照明装置５０は、導光板１０の上側には、拡散シート１２と、２枚のプリズムシート１３ａ、１３ｂを備える。照明装置５０は、両面テープ１４によって、液晶パネル１７と接着される。導光板１０から出射した光Ｌ１は、図示のように拡散シート１２、プリズムシート１３ａ、１３ｂを通過して液晶パネル１７を背面から照明する。これにより、液晶表示装置１００の透過表示が可能となる。

照明装置５０において、光源１５は例えば点光源としての複数のＬＥＤ１６を備え、光源と対向する導光板１０の端面（以下、「入光端面」と呼ぶ）１０ｃに光を出射する。導光板１０は平面形状が矩形であり、アクリル樹脂などの透明樹脂から構成される。導光板１０の上側の面１０ａは光を出射する面（以下、「出光面」と呼ぶ）であり、下側の面１０ｂは光を反射する面（以下、「反射面」と呼ぶ）である。

光源１５から出射された光Ｌ１は、入光端面１０ｃから導光板１０内に入り、反射面１０ｂと出光面１０ａとの間で反射を繰り返す。そして、出光面１０ａと光のなす角が臨界角を超えると、出光面１０ａを透過して外部へ出射する。

拡散シート１２は、導光板１０から出射した光Ｌ１を拡散して照明装置１００の発光面内の明るさを均一化するなどの役割を有する。プリズムシート１３ａ、１３ｂは、その片面に断面が略三角形の凹凸を形成したシートであり、導光板１０の出光面１０ａから出光した光を効率的に液晶パネル１７へ向ける役割を有する。プリズムシート１３ａのプリズム稜線は、プリズムシート１３ｂのプリズム稜線と垂直になるように配置されている。反射シート１１は、導光板１０の反射面１０ｂから出射した光を反射して、導光板１０内部へ戻す役割を有する。なお、本発明を適用することができる液晶表示装置としては、本実施形態のものにかぎられず、また、プリズムシートおよび拡散シートのそれぞれの枚数および位置も、本実施形態のものに限られない。

[導光板における出光面の形状]
次に導光板１０における光の経路について、図２（ａ）を用いて詳細に述べる。図２（ａ）は、導光板１０における光の経路について示している。また、図２（ｂ）は、導光板１０を出光面側から見た平面図である。本発明の照明装置に係る導光板１０には、出光面１０ａにプリズム形状のパターンＰａが形成され、その断面形状は、図２（ａ）に示すように、略逆三角形状の凹型の溝となるように形成される。図２（ｂ）に示すように、プリズム形状のパターンＰａたる略逆三角形の溝の谷線は、ＬＥＤ１６の配列方向と平行となるように形成される。このプリズム形状のパターンＰａを形成している交差する２つの面のうち、光源からの光に対向している方の面を有効反射面Ｄとする。この有効反射面Ｄは、出光面１０ａに対して傾斜角「α」を有する。

図３（ａ）は、図２（ａ）における導光板１０の一部の拡大図であり、入光端面１０ｃから入射した光Ｌの出光面１０ａおよび反射面１０ｂでの反射の様子を示している。図３（ａ）が示すように、光源１５の複数のＬＥＤ１６から出射し、導光板１０の内部に入光端面１０ｃから入射した光Ｌは、反射面１０ｂと出光面１０ａとの間で反射を繰り返す。パターンＰａ以外の出光面１０ａと反射面１０ｂの間では、この２つの面は互いに平行なので、光Ｌはどちらの面においても入射角と反射角が同じ角となるような全反射をする。しかし、光Ｌが、有効反射面Ｄに対して角度Ｘで入射し、全反射した場合には、有効反射面Ｄは、出光面１０ａに対して角度αを有しているので、光Ｌの入射する角度は、有効反射面Ｄに対しては（Ｘ＋α）の角度を有する。この光が有効反射面Ｄにより全反射したとすると、反射面１０ｂに入射する角度は（Ｘ＋２α）となる。よって、光Ｌの角度は、有効反射面Ｄで反射する度に、２αだけ増加することになる。このように入射する角度が増加し、出光面１０ａまたは反射面１０ｂとのなす角が臨界角を超えると、光Ｌは出光面１０ａまたは反射面１０ｂを透過して外部へ出射する。なお、図２（ａ）が示すように、この光Ｌのうち、出光面１０ａとのなす角が臨界角を超えて出光面１０ａから出射する光を光Ｌ１とし、反射面１０ｂとのなす角が臨界角を超えて反射面１０ｂから出射する光を光Ｌ２とする。

光Ｌ１は上述したように、出光面１０ａから出射するので、拡散シート１２およびプリズムシート１３ａ、１３ｂを通過して、液晶パネル１７に入射することができる。光Ｌ１がプリズムシート１３ｂに入射するときの入射角を「β」とする。プリズムシート１３ａ、１３ｂから液晶パネル１７に向けて光Ｌ１を略垂直に出射するためには、光Ｌ１の入射角βは、β＝６０°程度が望ましい。そのため、先に述べた傾斜角αは、２０°＜α＜４０°の範囲内が望ましく、傾斜角α＝２５°が特に好適である。

このようなパターンを設けない平板形状の導光板では、入光端面より入射した光が、出光面と反射面の間で全反射を繰り返し、反対側の端面より抜けてしまうことによる光量の損失が大きい。通常、このような矩形の導光板では、入光端面の反対側の端面に反射シートを設けているが、それでも、反射シートによる反射では、光のエネルギー損失を避けることができない。本発明の導光板では、上記のようなプリズム形状のパターンを出光面に設けることにより、出光面で反射した光の方向を変えることができるので、反対側の端面（ここでは端面１０ｄ）から光が抜け出ることによる光量の損失を減らすことができる。

また、このようなパターンを設けない平板形状の導光板において、入光端面１０ｃより入射した光が、出光面と反射面の間で全反射をせずに入光端面と反対側の端面１０ｄから抜けてしまうような場合においても、光量の損失が発生する。図３（ｃ）は、そのような光の経路の一例である。図３（ｃ）に示す破線は、出光面にパターンを設けない場合における光Ｌ３´の径路を示している。しかし、プリズム形状のパターンを出光面に有する本実施形態の導光板１０では、そのような光であっても、その光の経路に有効反射面Ｄがある限り、図３（ｃ）に示す光Ｌ３のように有効反射面Ｄで反射することができるので、光の方向を変えることができる。このようにして、光が全反射をせずに反対側の端面から抜けることによる光量の損失も減らすことができる。

図３（ｂ）は、本発明の導光板１０の出光面１０ａの他の一例であり、この出光面１０ａは、その断面形状を凸型に形成した略三角形状により構成されるプリズム形状のパターンＰａを形成している。このようにしても、図３（ａ）に示した断面形状を略三角形状の溝とした場合と同様、光Ｌの入射する角度を有効反射面Ｄ´によって増加させることができる。

ここで、図３（ａ）に示す出光面のプリズム形状のパターンＰａは、凹型の溝となっている。金型に溶融した樹脂を流し込んで導光板１０を成型する場合、形成不全となりやすい凸型の形状を成型するよりも、凹型の形状を成型する方が容易である。よって、特に図３（ａ）の凹型の略逆三角形の溝のパターンは、導光板を容易かつ正確に作製できるという長所も有する。

[導光板における反射面の形状]
次に光Ｌ２の経路について述べる。図２（ａ）に示すように、光Ｌ２は、反射面１０ｂから出射してしまうので、液晶パネル１７に入射できず、そのままでは、液晶パネルを照射する上で、反射面１０ｂから出射してしまった分の光量の損失を招くこととなる。そこで、通常、反射シート１１を導光板１０の下面に配置して、反射面１０ｂから出射した光Ｌ２を反射することにより、導光板１０内部へ光Ｌ２を戻している。この導光板１０内部へ戻された光Ｌ２は、光Ｌ１と同様の経路を辿り、出光面１０ａより出射する。このようにして、反射面１０ｂから出射した光Ｌ２を、反射シート１１によって、導光板１０内部へ戻すことにより、光源から導光板１０に入射した光の光量に対する、導光板１０における出光面１０ａから出射する光量の損失を少なくしている。

しかし、この反射面１０ｂを鏡面とすると、光の拡散性、特に入光端面１０ｃに平行な方向における光の拡散性が不足しやすくなる。具体的には、光源１５として複数のＬＥＤ１６などの点光源を使用すると、ＬＥＤの前が明るくなるとともにＬＥＤの間が暗くなり、「ホットスポット現象」などと呼ばれる明るさのムラ、即ち輝度ムラが生じてしまう。

図４は、複数のＬＥＤ１６を備える光源１５を使用した場合の導光板１０の明るさの状態を模式的に示す平面図である。図４において、光源１５は４個のＬＥＤ１６をその長さ方向に併設してなる。各ＬＥＤ１６は導光板１０の入光端面１０ｃの方向に光を出射するので、導光板１０の入光端面１０ｃ近傍には図示のように明るい領域（ホットスポット）Ｒａが生じ、その間は暗い領域Ｂａとなる。各ＬＥＤ１６からの光は導光板１０の長さ方向、即ち入光端面１０ｃから反対側の端面１０ｄへ向かう方向に進むので、導光板１０の長さ方向（方向Ｂ）には、このような輝度ムラは比較的生じにくい。しかし、導光板１０の反射面１０ｂを鏡面とすると、導光板１０の横方向（方向Ａ）、即ち複数のＬＥＤ１６の配列方向には光の拡散性が低くなり、輝度ムラが生じやすい。通常、先に述べた両面テープ１４に遮光性を持たせることによって、この輝度ムラを覆い隠している。

本発明の導光板１０では、反射面１０ｂに拡散パターンを形成することによって、光を拡散し、輝度ムラを抑える。図５（ａ）は、導光板１０を反射面側から見た平面図である。図示のように導光板１０の反射面１０ｂには、拡散パターンとして、ストライプ状の微小な凹部２１を複数形成する。各凹部２１は、導光板１０の長さ方向Ｂ、即ち入光端面１０ｃと略垂直な方向に略平行に設けられている。また、複数の凹部２１は導光板１０の幅方向Ａの略全体にわたって設けられている。

図５（ｂ）に、図５（ａ）における導光板１０の切断線Ｃにおける断面図を示す。図示のように、拡散パターンを構成する微細な凹部２１は全てが同一形状である必要はなく、光の拡散性を高めるためにはむしろランダムな形状又はそれぞれ異なる形状であることが好ましい。このように導光板１０の長さ方向に、拡散パターンとしてストライプ状の複数の微細な凹部２１を形成することにより、導光板１０に対して光源１５から入射した光Ｌ２を、入光端面１０ｃと平行な方向Ａ（即ち、複数のＬＥＤ１６の配列方向）に反射面１０ｂで拡散して出射することができる（図５（ｂ）を参照）。拡散された光Ｌ２は、反射シート１１で全反射した後、反射面１０ｂより導光板１０内部へ再び入射する（図５（ｂ）を参照）。この光Ｌ２は、導光板１０内部へ入射するとき、凹部２１により再び拡散される。即ち光Ｌ２は、反射面１０ｂから出射したときと、反射して再び反射面１０ｂへ入射するときの２回、凹部２１により拡散させることができる。また、光Ｌ２が反射面１０ｂから出射するとき、または光Ｌ２が反射面１０ｂに入射するとき、反射面１０ｂ自身が、光Ｌ２の一定の割合の光を反射する。このときの反射光も、拡散パターンにより拡散される。以上の理由から、反射面に拡散パターンとして微細なストライプ状の凹部２１を複数形成することにより、導光板１０の幅方向の拡散性を向上し、輝度ムラなどを防止することができる。

なお、導光板１０の長さ方向Ｂにおける微細な凹部２１の形状は、一直線状の形状とするより、むしろ図５（ａ）に示すように断続的に凹部２１が形成される破線状の形状とすることが好ましい。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す反射面１０ｂの一部分５２の拡大図である。図５（ｃ）に示すように、拡散パターンを破線状の凹部２１により構成することで、長さ方向Ｂについても在る程度光を拡散し、全体として拡散する光量を多くすることができる。

また、拡散パターンの形状としては、必ずしも図５（ａ）に示した長さ方向Ｂに並行となるものには限られない。図５（ｄ）は、拡散パターンが形成された導光板１０の変形例である。拡散パターンは、光の伝播する方向に沿って形成されていることにより、上述した光の拡散の効果を得ることができる。よって、図５（ｄ）に示すように、ＬＥＤ１６が、平行に並んでいない場合には、ＬＥＤ１６から出射される光の伝播方向に沿って、つまり伝播方向に対して平行となる拡散パターンを形成すればよい。

この微細な凹部２１により構成される拡散パターンは、実際には導光板１０の表面をざらつかせる加工を施すものであり、反射面１０ｂに特殊なパターン形状を形成するものではないのでコストや製造時間への影響は少なく、また導光板の平坦性を損なうこともない。

以上説明したように、本発明では、導光板１０の出光面１０ａに略逆三角形のプリズム形状のパターンを、ＬＥＤ１６の配列方向と平行に形成する。このようにすることで、入光端面１０ｃより導光板１０に入射した光の方向を変えることができる。これにより、出光面１０ａから光をプリズムシート１３ｂに適切な角度で入射するように出射することができる。さらに、このようなプリズム形状のパターンを設けることにより、入光端面１０ｃと反対側の端面１０ｄから光が抜けることによる光量の損失を減らすことができる。さらに、反射面１０ｂに、微細な凹部２１により構成される拡散パターンをＬＥＤ１６の配列方向と垂直に形成することにより、入射光をＬＥＤ１６の配列方向と平行な方向に十分に拡散して輝度ムラを抑制することができる。

[導光板の入光端面の形状]
次に本発明の導光板の入光端面について説明する。本発明では、さらに入光端面１０ｃの形状に加工を施すことにより、ＬＥＤ１６から入光端面１０ｃに入射する光を拡散し、より輝度ムラを抑えることを特徴とする。

図６は、出光面側もしくは反射面側からみた、本発明の導光板１０の入光端面１０ｃの拡大図である。図６（ａ）は、本発明の導光板１０の入光端面１０ｃの一例であり、この入光端面１０ｃは、凸型に形成した半円部１０ｃｔと凹型に形成した半円部１０ｃｏを交互に組み合わせた波形形状に形成されている。点光源たるＬＥＤ１６から出射された光Ｌは、入光端面１０ｃに入射するまでの間にも拡散する。この入光端面１０ｃに入射し、拡散した光Ｌの光線束のうち、入光端面１０ｃの凸型に形成した半円部１０ｃｔに入射した光線を光Ｌｔとし、凹型に形成した半円部１０ｃｏに入射した光線を光Ｌｏとする。そして、光Ｌｔが、入射端面１０ｃに入射した位置を点Ｐｔとし、光Ｌｏが、入射端面１０ｃに入射した位置を点Ｐｏとする。また、比較のため、入光端面１０ｃが単なる平面であるとした場合の仮想的な入光端面の形状を破線で示し、入光端面１０ｃ´とする。そして、この入光端面１０ｃ´に入射するとしたときの光Ｌｔと同じ方向の光線を光Ｌｔ´とし、光Ｌｏと同じ方向の光線を光Ｌｏ´とする。ここで、図に示すように、ＬＥＤ１６の光の出射口を起点として、光が拡散する方向をＸ方向とする。

光Ｌｔ´および光Ｌｏ´は、入光端面１０ｃ´に入射するとき、入光端面１０ｃ´で、それぞれ屈折することにより方向が変化する。このときの屈折により変化する光Ｌｔ´および光Ｌｏ´の方向は、どちらも−Ｘ方向に働くので、光は拡散しない。一方、光Ｌｔおよび光Ｌｏが、入光端面１０ｃに入射し、屈折するときは、それらの光が入射した点Ｐｔおよび点Ｐｏにおける、それぞれの入光端面１０ｃの接面で屈折するとみることができる。これらの面は、入光端面１０ｃ´と比較して、光源に向かって傾いているので、屈折する光の方向は、それによって＋Ｘ方向、即ち、光が拡散する方向に変化する。よって、入光端面１０ｃを波形形状に形成することにより、ＬＥＤ１６から出射し、入光端面１０ｃに入射した光をＸ方向に拡散させることができる。

図６（ｂ）は、本発明の導光板１０の入光端面１０ｃの他の一例であり、この入光端面１０ｃは、凸型に形成した略三角形状のパターンを形成している。この略三角形状のパターンの頂角を「γ」とする。図６（ｂ）が示すように、この略三角形状のパターンの斜面は、入光端面１０ｃが単なる平面の場合、即ち図６（ａ）における仮想的な入光端面１０ｃ´の場合であるとしたときと比較して、図６（ａ）における接面と同様、光源に向かって傾いている。よって、その斜面に入射した光Ｌの方向は、入射する斜面での屈折により、光を拡散する方向に変化させることができる。なお、この略三角形状のパターンの略三角形状の頂角γは、９０°＜γ＜１４０°の範囲内が望ましい。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）におけるパターンの頂角の角度γが９０°よりも小さい場合を示している。この場合、図６（ｃ）に示すように、略三角形状のパターンの形状たる三角形の斜面と斜面の間が狭くなり、光Ｌは、反対側の斜面から外部へ出射してしまうので、光量の損失が発生してしまう。また、略三角形状のパターンの頂角の角度γが１４０°より大きければ、光の拡散の効果は薄い。よって、略三角形状のパターンの頂角γは、９０°＜γ＜１４０°の範囲内が望ましい。

図６（ｄ）は、本発明の導光板１０の入光端面１０ｃの他の一例であり、この入光端面１０ｃは、凸型に形成した略矩形状のパターンを形成している。略矩形のパターンにおける面Ｈ１およびＨ２は、入光端面１０ｃが単なる平面の場合、即ち図６（ａ）における仮想的な入光端面１０ｃ´に対し、略垂直に傾いている。よって、この面Ｈ１およびＨ２に入射した光Ｌの方向は、それらの面での屈折により、光を拡散する方向に変化させることができる。

以上、述べたように、本発明では、導光板１０の入光端面１０ｃを、図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）の各図に示したように形成することにより、入光端面１０ｃでの屈折時に、光の方向をＬＥＤ１６の配列方向に拡散させることができる。このように、入光端面１０ｃに、断面が三角形、円形、楕円形又は矩形である複数の凹凸形状のパターンを導光板１０の厚さにわたって設けることによっても光を拡散し、輝度ムラを抑えることができる。

このように、出光面、反射面、入光端面に所定のパターン形状を設けることにより、ＬＥＤからの光の使用効率を改善することができるので、必要に応じて光源に使用するＬＥＤの数を削減することも可能となる。さらに、反射面、入光端面の形状に所定のパターンを設けることにより、光を拡散することができるので、輝度ムラの発生を抑えることができる。よって、その分、両面テープに遮光性を持たせる必要はなくなるので、導光板の出光面における発光面積も大きくすることができる。

[変形例]
上記の説明では、矩形状の導光板の入光端面、出光面、反射面の形状を加工して、輝度ムラを抑え、効率的に出光面から光を出射したが、本発明の導光板の形状としては、この形状に限られない。図７は本発明を適用した楔形状の導光板を示している。この図７に示すような楔形状の導光板においても、入光端面、出光面、反射面のそれぞれに本発明と同様な加工をすることによって、本実施形態で上げた矩形状の導光板のときと同様、輝度ムラを抑え、効率的に出光面から光を出射することができる。

[導光板の形成方法]
次に、導光板１０の形成方法について説明する。上述の反射面１０ｂに形成される拡散パターンは、導光板の射出成形や金型成形を行う際に、使用する金型を研削加工などによって加工して微細な凹凸を形成し、それを用いて射出成形などを行うことにより形成される。研削加工はストライプ状の微細な凹部を形成するのに適しており、グラインダ（砥石）を用いて容易に高精度で形成することができる。具体的には、図８に模式的に示すように、円形のグラインダ３１を回転させ、グラインダ３１に接するように載置した金型３０を移動させて金型の表面を研削加工する。こうして、金型３０自体にストライプ状の微細な凹凸が形成される。なお、拡散パターンを構成する複数の微細な凹部２１は、研削加工の他に、レーザによる加工を行うことにより凹凸を形成するレリーフホログラム加工、もしくは、研磨布等を高速回転し、金属表面に押し当てることにより髪の毛のような細い線の凹凸を形成するヘアーライン加工によっても形成することができる。

図９に、そうして製作された金型３０を用いた導光板１０の製造方法を模式的に示す。図９（ａ）のように、研削加工によりストライプ状の凹凸を形成した金型３０と、出光面および入光端面の所定のパターンを形成した相手側の金型３２との間に射出などにより樹脂を封入する。そして樹脂が硬化した後で、金型３０及び３２を分離し、内部の樹脂により構成される導光板１０を取り出す。こうして、反射面１０ｂの拡散パターンであるストライプ状の複数の凹部２１、並びに出光面１０ａ及び入光端面１０ｃのパターンが一体成形された導光板１０が得られる。

[電子機器]
次に、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図１０を参照して説明する。

まず、本発明に係る液晶表示装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１０（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、本発明に係る液晶表示装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１０（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。

なお、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器としては、図１０（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１０（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

本発明の液晶表示装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の液晶表示装置における光の経路を示す側面図である。 本発明の導光板を拡大して示す拡大断面図である。 従来の照明装置の平面図である。 本発明の導光板の反射面を示す平面図および断面図である。 本発明の導光板の入光端面を示す平面図である。 本発明の導光板の変形例を示す図である。 導光板を作成する金型の研削加工の例を説明する図である。 導光板の製作方法を示す図である。 本発明の照明装置を適用した電子機器を示す概略図である。

符号の説明

１０ 導光板、 １１ 反射シート、 １５ 光源、 １６ ＬＥＤ， １３ａ、１３ｂ プリズムシート、 １７ 液晶パネル、 １００ 液晶表示装置

Claims (14)

1. 導光板と、
   前記導光板の入光端面に設けられた複数の光源と、を有し、
   前記導光板の反射面には、入射光を拡散させる拡散パターンが形成されており、
   前記拡散パターンは、前記入射光の伝播方向と垂直な方向に、前記入射光を拡散させる複数の稜線を有し、
   前記複数の稜線は、前記伝播方向に向かって不連続に設けられていることを特徴とする照明装置。
2. 前記複数の稜線は、前記伝播方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数の稜線の各々は、前記伝播方向に沿った前記導光板の辺と平行に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記導光板の反射面側には、反射シートが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記導光板の出光面には、複数のプリズム形状が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記導光板の出光面側にプリズムシートを有し、
   前記複数のプリズム形状は、前記伝播方向と垂直に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記導光板の出光面側にプリズムシートを有し、
   前記複数のプリズム形状は、前記光源の配列方向と平行に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
8. 前記入光端面には、断面が三角形、円形、楕円形又は矩形である複数の凹凸形状が、前記入光端面の厚さ方向における一端から他端にわたって形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 前記拡散パターンは、前記光源の配列方向と垂直な方向に微細な溝形状を有するレリーフホログラム加工面、研削加工面又はヘアーライン加工面であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 表示パネルと、
    前記表示パネルのバックライトとして用いられる請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明装置と、を有する電気光学装置。
11. 請求項１０に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
12. 光が入射する入光端面と、
    光を出射する出光面と、
    前記出光面と対向する反射面と、を有し、
    前記反射面には、前記入光端面に入射する入射光を拡散する拡散パターンが形成されており、
    前記拡散パターンは、前記入射光の伝播方向と垂直な方向に、前記入射光を拡散させる複数の稜線を有し、
    前記複数の稜線は、前記伝播方向に向かって不連続に設けられていることを特徴とする導光板。
13. 前記出光面には、前記入光端面に入射する光の入射方向と垂直に延在するプリズム形状が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の導光板。
14. 導光板と、前記導光板の入光端面に設けられた複数の光源とを有する照明装置の製造方法であって、
    前記導光板の反射面に、前記光源の配列方向と垂直な方向に、微細な溝形状を、レリーフホログラム加工、研削加工又はヘアーライン加工によって形成する工程を有することを特徴とする照明装置の製造方法。
    

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