JP2007053019A - 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007053019A JP2007053019A JP2005237675A JP2005237675A JP2007053019A JP 2007053019 A JP2007053019 A JP 2007053019A JP 2005237675 A JP2005237675 A JP 2005237675A JP 2005237675 A JP2005237675 A JP 2005237675A JP 2007053019 A JP2007053019 A JP 2007053019A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- guide plate
- light guide
- parallel
- pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【解決手段】矩形状光射出面18aと、その一辺に略平行かつその略中央部に位置する厚肉部18bと、厚肉部18bに略平行に形成される1対の薄肉端部18cと、厚肉部の略中央で、光射出面と逆側に形成され、棒状光源12を収納する平行溝18fと、厚肉部18bから両側の薄肉端部18cのそれぞれに向かって肉厚が薄くなり、平行溝18fの両側にそれぞれ1対の傾斜背面を形成する1対の傾斜背面部18eとを有し、平行溝18fは、直交方向の断面形状において、光射出面18aに向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線は、頂点に近い先端側より、頂点から遠い基端側の方が鋭角となるように構成する。
【選択図】図2
Description
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。直下型のバックライトユニットは、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置した構成を有しており、冷陰極管が配置される筐体の内部を白色の反射面として液晶パネルを照明している。しかしながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが30mm程度必要である。
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源の側面に導光板を配置したユニットを複数配列した、いわゆる、タンデム型と呼ばれる方式がある。この従来方式は、導光板の側面から光を入射させることで、バックライトユニットを薄型にすることができる。しかしながら、この従来方式は、直下型のバックライトユニットに比べて光の利用効率が低いため、高輝度な光を射出させるためには高い電力が必要である。
そこで、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化を実現するために種々の形状の導光板が提案されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3、および特許文献4参照)。
同図に示す面光源装置(バックライトユニット)は、導光板100に蛍光ランプ102を埋め込んだ後、導光板100の背面に反射シート104を配置し、導光板100の出射面に透過光量補正シート106、光拡散板108、プリズムシート110を積層することで形成される。
導光板100は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板100の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板100の背面(出射面と反対側の面)には蛍光ランプ102を埋め込む断面U字状の溝100aが形成され、導光板100の出射面には、蛍光ランプ102の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面100bが形成されている。
このように、特許文献1には、微粒子を混入して導光板100を形成すると共に、蛍光ランプ102の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面100bにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度ムラを低減できることが記載されている。
この特許文献5の照明装置は、複数の並列配置した線状光源と、この光源に沿って配置した導光板と、光源および導光板の上部に配置した光拡散手段と、光源の下部に配置した反射手段とを有する。また、特許文献5の照明装置においては、導光板の表面は平坦面であり、導光板の裏面は導光板の断面形状が光源から遠ざかるにつれて薄くなるような曲面を含む傾斜面で構成されている。さらに、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板裏面の傾斜角度をそれぞれθn1とθf1とした場合、θn1≧θf1の関係を満足し、かつ導光板の最も薄くなる位置での導光板裏面の傾斜角度を実質的に0°としている。
また、特許文献6の面光源装置における光取り出し機構は、粗面または凹凸がパターン化されて形成されたものである。このため、特許文献6の光取り出し機構は、製作に手間がかかるとともに、輝度を均一にするためには、パターンの成形精度を高くする必要があるという問題点がある。
また、特許文献7および8に示す液晶表示器用バックライト装置は、導光板の出射面から出射される光の輝度むらを均一にする手段が設けられておらず、輝度むらを均一にすることについては全く考慮されていない。
また、本発明の他の課題は、上記第1の課題に加え、より大サイズの光射出面とすることができる導光板を提供することにある。
ここで、上記導光板の入光部となる平行溝の断面形状において、テーパ部分と入光部となる平行溝との継ぎ目部の中間部を光射出面と平行にすることが好ましい。
また、前記矩形状光射出面の前記第1部分の照度(相対照度)または輝度(相対輝度)のピーク値は、前記第2部分の照度(相対照度)または輝度(相対輝度)の平均値の2倍以下であることが好ましい。
また、前記矩形状光射出面および前記1対の傾斜背面部の少なくとも一方には、複数の微小なプリズムが形成されていることが好ましい。
ここで、前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、前記直交方向における位置に応じて異なる形状を有することが好ましい。
また、前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、その底面に対して垂直でその頂点を通過する面に対して非対称な形状を有することが好ましい。
また、前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、その頂点を通過し、かつ、プリズムがない場合の前記傾斜背面部に対して垂直な面に対して非対称な形状を有することが好ましい。
また、前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、前記直交方向の断面形状において、その頂点と前記平行溝側の端部とを結ぶ輪郭線の長さと、その頂点と前記薄肉端部側の端部とを結ぶ輪郭線の長さとが異なる形状を有することが好ましい。
また、前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、その底面に対して垂直でその頂点を通過する面と、前記平行溝側の表面とのなす角度が、0°以上70°以下であり、その底面に対して垂直でその頂点を通過する面と、前記薄肉端部側の表面とのなす角度が、45°以上70°以下であることが好ましい。
また、前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、前記直交方向における底辺の長さが0.1mm以下であることが好ましい。
また、前記平行溝の断面形状において、前記先端部分は、前記1対の輪郭線のなす角度が、60°以内となる部分であることが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線となる前記2つの曲線が、前記平行溝の中心に向かって凸または凹であることが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の断面形状となる前記2つの曲線が10次関数で近似でき、前記平行溝の中心に向かって凸または凹であることが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線、または、前記平行溝の1対の輪郭線となる前記2つの曲線が、前記平行溝の中心に向かって凸または凹の、円、楕円、放物線、または双曲線の一部であることが好ましい。
また、前記平行溝の前記先端部分の頂部の断面形状が、前記対称な2つの直線または曲線が交わる前に互いに前記中心線に対して対称な直線または曲線で接続された形状であることが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の断面形状、または、前記平行溝の断面形状が、三角形であり、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記中心線に対して対称な台形状であることが好ましい。
また、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記矩形状光射出面に対して凸または凹の、前記中心線に対して対称な曲線状であることが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線が、それぞれ楕円形または双曲線の一部であることが好ましい。
また、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部が、砂ずり面であることが好ましい。
また、前記矩形状光射出面の、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部に相当する部分に網点を有することが好ましい。
ここで、互いに連結されている2つの前記導光板ブロックの前記薄肉端面の前記傾斜背面は、それぞれ、連結部分において互いに緩やかに傾斜する部分を有することが好ましい。
また、前記導光板の前記矩形状光射出面の前記第1部分の相対照度または相対輝度のピーク値の、前記第2部分の相対照度または相対輝度の平均値に対する比は、前記導光板の前記矩形状光射出面と前記拡散シートとの間に許容される間隔、または面状照明装置に許容される厚み応じて設定されることが好ましい。
また、本発明の第1の態様の第1の形態によれば、平行溝の内面および矩形状光射出面の少なくとも一方に、光の入射角度により散乱特性が異なる光学制御部材を設けることにより、照度または輝度のピークを低減でき、光射出面における照度または輝度をより均一化して、輝度分布をよりフラットに近づけることができるとともに、拡散性が高い拡散板を用いる必要もないため、輝度の低下、質量の増加を抑制することができ、光の利用効率(光射出効率)を向上させ、光射出面に要求される高い均一度および高い光射出効率を達成することができる。
また、矩形状光射出面および1対の傾斜背面部の少なくとも一方に、複数の微小なプリズムが形成されている導光板では、バックライトとして用いる際に、プリズムシートを不要とすることができ、バックライトとしての光の利用効率(光射出効率)を向上させることができ、バックライトの構成をコンパクトにし、コスト低減を図ることができる。
また、本発明の第1の態様の第2の形態によれば、上記第1の形態の導光板の薄肉端部を互いに連結することにより、導光板の光射出面のサイズを、より大サイズとすることができる。
また、本発明の第3の態様によれば、上記第2の態様の面状照明装置を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、その表示画面を大サイズとすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶照明装置を提供することができる。
このような筐体280としては、例えば、樹脂または金属で形成される箱型構造の筐体、金属で形成される骨格構造のフレーム、金属以外の剛性が高い樹脂で形成される箱型構造の筐体あるいは骨格構造のフレーム、金属および剛性が高い樹脂で形成され、導光板18の平行溝と直交する方向に向かって延設されたリブを有する筐体などを挙げることができる。
樹脂で形成される筐体280にバックライトユニット2の構成部材を組み込む場合には、図3(b)に示すように、バックライトユニットを挟持するツメ部284を筐体280に設け、このツメ部284で、バックライトユニット2の反射シート22などを挟み込むこともできる。
バックライトユニットと液晶表示パネルを収容する筐体は、バックライトユニットを専用の筐体に収容し、そのバックライトユニット用筐体に収容されたバックライトユニットと液晶表示パネルを収容させる構成としてもよいし、バックライトユニットをバックライトユニット用の筐体に収容させずに、バックライトユニット本体と液晶表示パネルとを固定して収容させる構成としてもよい。
また、導光板18の平行溝18fと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にLEDを配置したLED光源を光源12の代わりに用いても良い。このようなLED光源は、導光体の上面および底面からLEDの光を入射して導光体の側面からLEDの光を出射することができる。
ここで、反射率の高い部材としては、金属、非金属の各種材料を用いることができ、特に非金属の材料を用いることが好ましい。反射率の高い部材として、非金属の材料を用いることで、リーク電流を低くすることができる。
このように、位置決め手段を設けることで、光源の開口部中心と、導光板の平行溝の中心との位置あわせを容易に行うことができ、導光板に効率よく光を入射させることができる。
このような構成を採用することにより、光源12で発生する熱が導光板18へ直接伝わることが抑制され、導光板18の過度の温度上昇が抑えられ、かつ光源である冷陰極管が部分的に冷却されることが回避される。このようなリブ330は、例えば、幅1mm以下であり、かつ高さ0.5mm程度の凸状の形状とすることができ、導光板の平行溝18fの中心線方向に部分的に設けることが好ましい。
また、導光板18の平行溝の中心線方向の延長線上に相当するバックライトユニットの側面に開口部を設けて、その開口部を通じて光源12を交換してもよい。そうすることにより、光源12の寿命や故障の際における光源の交換を容易にするとともに、光源12を交換するためにガイド部材を別途設けることを必要としない構成にすることができる。
本発明において、拡散シート14としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み500μm以下のフィルム状部材を用いることも好ましい。
特に、バックライトユニット2の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板18の平行溝18fの断面形状によって、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を十分に低減する必要はなく、部分的に低減するとともに拡散シート14と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散シート14から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。また、導光板18の平行溝18fの断面形状の改良(平行溝の先端部分の先細化)に限界があり、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散シート14と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散シート14から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。
また、プリズムシートを2枚以上配置してもよい。プリズムシートを2枚配置する場合、例えば、第1のプリズムシートをプリズム列の延在する方向が導光板18の平行溝18fと平行になるように配置し、第2のプリズムシートを、平行溝18fと垂直になるように配置する。
なお、2枚のプリズムシートの配置順序は、導光板の直上に、導光板の平行溝と平行な方向に延在するプリズムを有する第1のプリズムシートを配置し、その第1のプリズムシートの上に、導光板18の平行溝18fと垂直な方向に延在するプリズムを有する第2のプリズムシートを配置しても良く、また、その逆でも良い。
また、いずれのプリズムシートも、プリズム列の向きは、特に限定されるものではなく、上向きまたは下向きのいずれの向きでもよい。
なお、図示例においては、プリズムシート16、さらに好ましくはプリズムシート19を用いているが、導光板18の平行溝18fによる光射出面18aにおける輝度がより均一化されている場合には、プリズムシート19はもちろん不要であるし、プリズムシート16を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。
このように、反射シートを直接貼り付ける、または、塗料を直接塗布することで、出射効率を向上させることができ、また、反射シートの取り付け誤差による、輝度むらの発生を防止できる。
すなわち、導光板18は、表面の外形形状が矩形状の平板であり、透明樹脂により形成されている。導光板18は、一方の面が平坦となって光射出面18aを構成しており、他方の面が、厚肉部18bから両側に、一方の辺に向かうにしたがって板厚が薄くなるように、一方の面に対して傾斜して1対の傾斜面18dを構成している。ここでは、傾斜面18dを平面として形成しているが、曲面としてもよい。
また、本実施形態の導光板18においては、他方の面において、傾斜面18dと基端面18iとの間に光射出面18aに平行な平行面18gが形成されている。すなわち、この導光板18の厚肉部18bにおいては、傾斜面18dから延在する平行面18gが設けられている。本発明においては、このような平行面18gは、必ずしも設ける必要はないが、光の利用効率を向上させることができるので、設けることが好ましい。
また、導光板の光射出面側に除電材或いは導電材を塗布してもよい。これにより、静電気によりバックライト内部に塵が堆積しにくくすることができる。
本実施形態においては、平行溝18fは、その先端部分を構成する1対の先端面18hおよび基端部分を構成する1対の基端面18iで形成され、光射出面18aに対する、先端面18hの傾斜より、基端面18iの傾斜の方が急峻である。すなわち、先端面18hの接平面が光射出面18aとなす角度の最大値、すなわち、最大傾斜角Φmより、基端面18iの接平面が光射出面18aとなす角度(傾斜角)Φnの方が大きい。
なお、本発明においては、光射出面18aから射出される光を均一化するために、光射出面18aに対し直角、平行方向(奥行き方向)に光束が有効に届くように傾斜面18dの角度(テーパ)を制限している。すなわち、傾斜面18dの角度(テーパ)を、光源12から射出され、導光板18に入射した光束の一部が光射出面18a(裏面)で全反射するような角度にしている。
図14に示すように、光学制御部材122は、平行溝18fを、対向する基端面18iと、対向する先端面18hとの合計4つの領域に分割し、各領域毎に設けられる4つの光学制御フィルム122a〜122dからなるものである。
この光学制御部材122により、光源12の直上の位置における相対輝度をより一層低くし、輝線の発生をより一層抑制することができる。このため、光出射面18aからの出射光の輝度分布の均一化をより一層はかることができる。
特開昭63−309902号公報に開示された光制御板は、2つ以上の角度範囲の入射光を選択的に散乱するプラスチックシートである。この光制御板は、屈折率に差がある分子内に、1個以上の重合成炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物を、膜状に維持し、第1の方向から紫外線を照射して樹脂組成物を硬化させる第1の工程と、さらに得られた硬化物上に樹脂組成物を膜状に維持し、第2の方向から紫外線を照射して硬化させる第2の工程とにより製造されるものである。また、光制御板は、必要に応じて、第2の工程が繰返し行なわれる。また、第2の工程を繰り返す場合、そのつど紫外線の照射の方向を変えて行うことにより、8種以上の角度範囲の入射光を選択的に散乱する光制御板を製造することができる。
なお、重合成炭素−炭素二重結合を有する化合物とは、分子内にアクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基、アリル基などの重合可能な基を1個以上含有するモノマーまたはオリゴマーである。
また、光制御板は、屈折率に差がある分子内に、1個以上の重合成炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物を硬化させることにより製造することができる。さらに、樹脂組成物には光重合成のものを用いることができる。
なお、樹脂組成物は、上述の特開昭63−309902号公報に開示された光制御板と同様のものを用いることができる。
このような構造の光学制御部材120としては、例えば、特開昭61−227029号公報に開示されているもの、およびビューコントロールフィルム(信越ポリマー株式会社製)が挙げられている。これらの光学制御部材120を用いることにより、輝度分布が均一になる。
なお、特開昭61−227093号公報には、微粉シリカとアクリレート中に直接分散させた未精製黒色ポリアゾ染料との混合物を含んだルーバーと、酢酸酪酸セルロースからなる透明層とにより構成されるルーバー状プラスチックフィルムがポリカーボネートフィルムに接合されたものが開示されている。
この視野選択性フィルムは、透明性の高分子樹脂フィルムと、この高分子樹脂フィルムの分子配向方向と略平行に縞状のクレイズ領域とを有する。
また、視野選択性フィルムにおいては、縞状に形成されたクレイズ同志の間に略平行に入射する光は透過し、斜めに入射する光は反射して散乱する。これに対し、クレイズ同志の間隔が狭く、光の波長に近い場合、クレイズ同志の間に略平行に入射する光は逆に反射されて散乱する。一方、斜めに入射する光は殆ど透過する。これにより、視野選択性フィルムにおいては、クレイズ領域において見る角度により視野選択性フィルムを通して向こう側が見える場合と見えない場合が発生する所謂視野選択性が発現される。
なお、高分子樹脂フィルムとしては、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等を用いることができる。これらの光学制御部材を用いることにより、輝度分布が均一になる。
さらに、平行溝18fの形状に応じて、特性が異なる光学制御フィルム122a〜122dを設けることにより、更に一層、輝度分布の均一化を図ることができる。
ここで、傾斜面に形成するプリズムは、頂角θp1を100°≦θp1≦140°とすることが好ましい。また、光射出面に形成するプリズムは、頂角θp2を40°≦θp2≦70°とすることがより好ましい。
ここで、平行溝の頂点を所定の幅で平坦にする場合は、平坦部分の長さに応じて、導光板の平行溝に対応する部分における相対輝度が変化する。このため、本発明においては、平行溝の最深部の平端部分を長くすることで輝度を高めることができるが、長すぎると輝線となる恐れがあるため、平端部分の長さは、冷陰極管の直径の20%以下とすることが好ましく、10%以下とすることがより好ましい。
なお、平行溝の先端部分の頂部(最深部)の断面形状が、平行溝の中心線に対して対称にするように先鋭な1つの交点において、面取りされた平坦状、もしくは、丸められた円形状のみならず、楕円形状、放物線状、または双曲線状であっても良いのはもちろんである。
まず、本発明に従う導光板の例として、図20に示す導光板18の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。ここで、図20に示す導光板18の平行溝18fは、先端面40の断面形状が、光射出面18aに対して垂直かつ光源12の中心を通過する線に対して双曲線で形成され、基端面18iの断面形状が、先端面40および平行面18gと接し、光射出面18aに対して垂直な線分で形成される。また、平行面18gは、平行溝18の先端面18hの線分を延長した線と、光射出面と平行でかつ導光板の下端を通る線との交点と、平行溝の1対の基端面の下端との間に設けられている。
ここで、図20に示す導光板18は、光源12の直径を3mm、先端面18hと基端面18iとの継ぎ目をR=15mmとした。
図21に示すように、輝度の最大値と最小値の差が小さく、また、導光板の端部における輝度も導光板の中央部の輝度と略同じであった。
また、網点の輝度調整制御範囲を狭くできるため、網点フィルム自身の透過率を向上できる。すなわち、光射出面から均一な光を出射できることで、調整する輝度の範囲を狭くすることができる。つまり、網点の配置密度を低くする事ができ、網点パターンの透過率を高くすることができる。これにより、網点パターンを配置した場合でも、光射出面から出射される光の輝度の低減を抑えて、つまり高い輝度を維持しつつ、より均一な光を出射させることができる。
図22(a)および(b)に示すように、本実施例においては、平行溝18fの内面に光学制御部材120を設け、更に、導光板18の表面18aに光学制御板140を設けることにより、より一層、光射出面18aからの出射光の分布を均一化することができる。
なお、本発明においては、平行溝18fの内面に光学制御部材120を設けることなく、導光板18の表面18aに光学制御板140を設けるだけであっても、光射出面18aからの出射光の出射角依存性のバラツキに起因する輝度分布ムラが低減され、出射光の分布を均一化することができる。
また、光学制御板140は、光学制御部材122と同様に領域毎に特性が異なる複数の光学制御フィルムからなるものであってもよい。
このような大サイズの光射出面を持つ導光板を用いることにより、大サイズの光照射面を持つバックライトユニットとすることができるので、大サイズの表示画面を持つ液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置に適用することができる。
ここで、導光板18を複数並列して構成する場合は、傾斜面の形状、傾斜角を、1つのブロックで光を出射させず、数ブロック分に渡り出射させ、光射出面から出射する光を輝度分布を均一にするような形状とすることが好ましい。
このように、隣接する導光板に入射した光も光射出面から出射させることで、より均一な光を射出することができ、さらに出射効率も向上させることができる。
製造効率の観点からは、必要な画面サイズに相当する導光板を形成するのに必要な数の本発明の導光板を一体で成形することが好ましい。
このような光学制御板140を設けることにより、複数の導光板を連結して大サイズのバックライトユニットを製造する場合に、複数の導光板の連結部分における輝線の発生および輝度のムラを抑制することができる。このような光学制御板140は裏面に接着層を積層することにより導光板と接合することができる。
例えば、光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向において、導光板の端部から中央部に向かうに従って輝度が高くなる場合は、導光板18の光射出面18aと平行で、かつ光源12の長手方向と直交する方向において、導光板18の中央から離れるほど光源12の配置の間隔が狭くなる形状としてもよい。この場合、図28(b)に示すように、中央部の光源12の配置間隔tcよりも端部の光源12の配置間隔teを狭くする。
このように、光源に応じて導光板の形状を調整することで、光射出面から均一な光を出射させることができる。
光源位置を規制することにより、導光板に対する光源の位置が一定となり、輝度ムラを低減することができる。また、光源を仮固定することにより、バックライトユニットの組立性を向上させることができる。
例えば、図33(a)および(b)に示すように導光板18の傾斜面18dにプリズム25を直接形成してもよく、図34に示すように導光板18の光射出面18aにプリズム26を形成し、傾斜面18dにプリズム25を形成してもよい。さらに、平行面18gにもプリズムを形成してもよい。
図35(a)に示すように、導光板18は、傾斜面18dにプリズム25が刻設され、平行面18gにプリズム27が刻設されている。図35(b)に示すように、平行面18gに刻設されたプリズム27は、頂角27aが82度となる二等辺三角形形状を有し、図35(c)に示すように、傾斜面18dに刻設されたプリズム25は、頂角θp1が120°となる二等辺三角形形状を有する。
このように、傾斜面に上記範囲を満たすプリズムを刻設することで、出射効率を向上させることができる。また、平行面にもプリズムを形成することで、さらに出射効率を向上させることができる。
ここで、プリズムの底面とは、プリズムの頂角に対向する面となる仮想面、つまり、プリズムの隣接するプリズムとの接点を通る仮想面、すなわち、プリズムの平行溝側の端部と薄肉端部側の端部とを結んだ仮想面である。
ここで、角度分布特性とは、バックライトユニットからの射出光の視野角に対する輝度分布特性であり、導光板の任意の点における角度分布特性が均一となることで、視野角に対する輝度むらを抑制することができる。
このように、傾斜面18dに刻設するプリズムを、上記範囲を満たす形状とすることで、光射出面から射出される光の角度分布特性を均一にすることができ、正面輝度を向上させることができる。さらに、θ1を、30°≦θ1≦70°とすることで、プリズムの頂角θp1が70°以上となり、面状照明装置としての出射効率をより好適に向上させることができる。
図36(a)に示される導光板18では、平行面18gにプリズム27が刻設される。また、図36(a)に示される導光板18では、傾斜面18dの平行面18gと接している部分から、隣接する導光板の傾斜面と接続している部分までのA領域とB領域とC領域の3つの領域に、それぞれ異なる形状のプリズムが形成されている。すなわち、平行面側のA領域にはプリズム25aが、A領域よりも薄肉端部側のB領域にはプリズム25bが、B領域よりも薄肉端部側のC領域にはプリズム25cが、それぞれ刻設されている。
導光板の平行面18gには、上記例と同様に、頂角29(図36(b)参照)が82度となる二等辺三角形形状のプリズム27が刻設されている。また、傾斜面18dの平行面18gと接している部分から、隣接する導光板の傾斜面と接続している部分までの、A’領域、B’領域、C’領域、D’領域、E’領域の5つの領域に、それぞれプリズム25a’,25b’,25c’,25d’,25e’が刻設されている。ここで、プリズム25a’は、θ1が60°、θ2が55°となる三角形形状で刻設され、プリズム25b’は、θ1が60°、θ2が50°となる三角形形状で刻設され、プリズム25c’は、θ1が60°、θ2が60°となる三角形形状で刻設され、プリズム25d’は、θ1が60°、θ2が50°となる三角形形状で刻設され、プリズム25e’は、θ1が60°、θ2が60°となる三角形形状で刻設される。
プリズムの底辺(底面β)の長さを0.1mm以下とすることで、プリズム構造の視認性をほぼ無視することができる。
ここで、傾斜面および平行面に形成するプリズムの領域の数、幅、比率は特に限定されす、任意の数、幅、比率とすることができる。また、上記実施形態では、平行面に形成したプリズムをその底面に対して垂直でその頂点を通過する面に対して対称な形状としたが、非対称な形状としてもよいのはもちろんである。
なお、プリズムの形成方法は、特に限定されず、傾斜面を切削して形成しても、プリズムを付設してもよく、また、導光板を押出成形、射出成形で作製する場合は、プリズムが形成された金型を用い、プリズムが形成された導光板を作製するようにしてもよい。
本実施例においては、図38に示す導光板18を用いて、輝度分布を評価した。
図38に示す導光板18は、図20に示す導光板18に比して、光学制御部材122が、4つの光学制御フィルム122a〜122dからなる点が異なり、それ以外の構成は同じである。
光学制御フィルム122aが領域1に設けられ、光学制御フィルム122bが領域2に設けられ、光学制御フィルム122cが領域3に設けられ、光学制御フィルム122dが領域4に設けられる。
次に、光学制御部材の製造方法について説明する。
先ず、ポリエーテルウレタンアクリレートと、トリブロモフェノキシエチルアクリレートと、光重合開始剤との混合物を、200μmの隙間を設けたガラス板の間に注入し、紫外線を照射して硬化シートを作製した。
次に、硬化シートとガラス板とに200μmの隙間を設け、この隙間に、混合物を注入し、紫外線を照射して硬化シートを作製した。このとき、紫外線を照射する角度を変更した。これらの工程を繰返し行い、硬化シートを積層することにより、光学制御部材を作製した。
また、本実施例においては、紫外線を照射する角度の変更、または積層数を変えることにより、ヘイズ値の入射角度依存性が異なる2つの光学制御部材(フィルム1およびフィルム2)を得た。
また、実施例4は、光射出面に光学制御部材を設けたものであるが、輝度分布のバラツキを小さくすることができた。
4 液晶表示パネル
6 駆動ユニット
10 液晶表示装置
12 光源
14 拡散シート
16、19 プリズムシート
18 導光板
18a 光射出面
18b 厚肉部
18c 薄肉端部
18d 傾斜面
18e、80 傾斜背面部
18f 平行溝
18g 平行面
18h、18h’、40 1対の先端面
18i、18i’、70、72 1対の基端面
20 リフレクタ
22 反射シート
24 反射板
25、26 プリズム
54a、54b 円弧曲線
56 交点
64a、64b 放物線
74、78 側面
120、122 光学制御部材
130 プラスチックフィルム
140 光学制御板
Claims (26)
- 矩形状光射出面と、
その一辺に略平行で矩形状光射出面の略中央部に位置する厚肉部と、
前記厚肉部に略平行に形成される1対の薄肉端部と、
前記厚肉部の略中央で、前記矩形状光射出面と逆側に、前記一辺と略平行に形成され、棒状光源を収納するための平行溝と、
前記厚肉部から前記一辺に略直交する方向に両側の前記1対の前記薄肉端部のそれぞれに向かって肉厚が薄くなり、前記平行溝の両側にそれぞれ1対の傾斜背面を形成する1対の傾斜背面部と、を有する透明な導光板であって、
前記平行溝は、前記直交方向の断面形状において、前記矩形状光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、
前記直交方向の断面形状における前記平行溝の各輪郭線は、前記矩形状光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、前記頂点に近い先端側より、前記頂点から遠い前記平行溝の基端側の方が鋭角となるように構成し、
前記平行溝の内面および前記矩形状光射出面の少なくとも一方に、光の入射角度により散乱特性が異なる光学制御部材が設けられていることを特徴とする導光板。 - 前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の先端部分は、前記矩形状光射出面の前記平行溝に相当する第1部分において前記平行溝に収納された棒状光源からの射出光によって形成される照度または輝度のピーク値の、前記1対の傾斜背面部に相当する第2部分において前記射出光によって形成される照度または輝度の平均値に対する比に応じて、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が狭くなる1対の輪郭線で構成される請求項1に記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部は、前記棒状光源の軸を含み前記矩形状光射出面に対して垂直な面に対して対称であり、
前記直交方向の断面形状における前記平行溝の1対の輪郭線は、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して対称であり、
前記平行溝の先端部分は、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が対称に狭くなる請求項1または2に記載の導光板。 - 前記平行溝の先端部分の1対の輪郭線は、前記矩形状光射出面の前記第1部分の照度または輝度のピーク値が前記第2部分の照度または輝度の平均値の3倍以下となるように、その間隔が狭くなる請求項2または3に記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部は、それぞれ前記平行溝近傍に前記矩形状光射出面に平行な部分を有する請求項1〜4のいずれかに記載の導光板。
- 前記矩形状光射出面に、複数の微小なプリズムが形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部に、複数の微小なプリズムが形成されている請求項1〜6のいずれかに記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、前記直交方向における位置に応じて異なる形状を有する請求項6に記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、その頂点を通過し、かつ、プリズムがない場合の前記傾斜背面部に対して垂直な面に対して非対称な形状を有する請求項7または8に記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、その頂角の角度が、70°以上140°以下である請求項7〜9のいずれかに記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、その底面に対して垂直でその頂点を通過する面と、前記平行溝側の表面とのなす角度が、0°以上70°以下であり、その底面に対して垂直でその頂点を通過する面と、前記薄肉端部側の表面とのなす角度が、45°以上70°以下である請求項7〜9のいずれかに記載の導光板。
- 前記1対の傾斜背面部に形成されるプリズムは、前記直交方向における底辺の長さが0.1mm以下である請求項7〜11のいずれかに記載の導光板。
- 前記平行溝の断面形状において、前記先端部分は、前記1対の輪郭線のなす角度が、90°以内となる部分である請求項1〜12のいずれかに記載の導光板。
- 前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線は、互いに交わる先鋭な1つの交点を持つ、前記中心線に対して対称な2つの直線または曲線の一部からなる請求項1〜13のいずれかに記載の導光板。
- 前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線となる前記2つの曲線が、前記平行溝の中心に向かって凸または凹である請求項14に記載の導光板。
- 前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線、または、前記平行溝の1対の輪郭線となる前記2つの曲線が、前記平行溝の中心に向かって凸または凹の、円、楕円、放物線、または双曲線の一部である請求項14または15に記載の導光板。
- 前記平行溝の少なくとも前記先端部分の断面形状、または、前記平行溝の断面形状が、三角形である請求項1〜14のいずれかに記載の導光板。
- 前記平行溝の前記先端部分の頂部の断面形状が、前記対称な2つの直線または曲線が交わる前に互いに前記中心線に対して対称な直線または曲線で接続された形状である請求項14〜17のいずれかに記載の導光板。
- 前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記先鋭な1つの交点が面取りされた前記矩形状光射出面に平行な部分を持つ形状である請求項18に記載の導光板。
- 前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記中心線に対して対称に前記先鋭な1つの交点が丸められた円形状、楕円形状、放物線状、または双曲線状である請求項18に記載の導光板。
- 前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線が、それぞれ楕円形または双曲線の一部である請求項1〜12のいずれかに記載の導光板。
- 請求項1〜21のいずれかに記載の導光板を1つの導光板ブロックとして、複数個の導光板ブロックからなり、その前記薄肉端面が互いに連結されていることを特徴とする導光板。
- 互いに連結されている2つの前記導光板ブロックの前記薄肉端面の前記傾斜背面は、それぞれ、連結部分において互いに緩やかに傾斜する部分を有する請求項22に記載の導光板。
- 請求項1〜23のいずれかに記載の導光板と、
前記導光板の前記平行溝に収納される棒状光源と、
前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられるリフレクタと、
前記導光板の前記厚肉部の両側の前記傾斜背面部の前記傾斜背面に取り付けられる反射シートと、
前記導光板の前記矩形状光射出面上に配置される拡散シートとを有することを特徴とする面状照明装置。 - さらに、前記導光板の前記矩形状光射出面と前記拡散シートとの間に配置されるプリズムシートを有することを特徴とする請求項24に記載の面状照明装置。
- 請求項24または25に記載の面状照明装置からなるバックライトユニットと、
このバックライトユニットの光射出面側に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニットおよび前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットとを有することを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005237675A JP4542478B2 (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005237675A JP4542478B2 (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007053019A true JP2007053019A (ja) | 2007-03-01 |
JP4542478B2 JP4542478B2 (ja) | 2010-09-15 |
Family
ID=37917314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005237675A Active JP4542478B2 (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4542478B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010170781A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Goyo Paper Working Co Ltd | 間接照明 |
WO2011024530A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | シャープ株式会社 | バックライトシステムおよびこれを用いた液晶表示装置 |
WO2011048987A1 (ja) * | 2009-10-22 | 2011-04-28 | 東洋紡績株式会社 | 液晶表示装置用視野角向上フィルム、視野角向上機能付保護フィルム、及び液晶表示装置 |
JP2011107694A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Toyobo Co Ltd | 液晶表示装置用視野角向上フィルム、視野角向上機能付保護フィルム及び液晶表示装置 |
KR20110114311A (ko) * | 2010-04-13 | 2011-10-19 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 |
WO2012051767A1 (zh) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模块 |
KR101537794B1 (ko) * | 2008-09-09 | 2015-07-23 | 서울반도체 주식회사 | 교류 전원 구동용 발광 다이오드 패키지를 채택한 백라이트유닛 |
US11644157B2 (en) * | 2013-01-30 | 2023-05-09 | Ideal Industries Lighting Llc | Luminaires using waveguide bodies and optical elements |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163887A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-06-10 | Masanori Aizawa | 液晶表示器用バックライト装置 |
JP2005044744A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Clariant Internatl Ltd | 面光源装置 |
-
2005
- 2005-08-18 JP JP2005237675A patent/JP4542478B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163887A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-06-10 | Masanori Aizawa | 液晶表示器用バックライト装置 |
JP2005044744A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Clariant Internatl Ltd | 面光源装置 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101537794B1 (ko) * | 2008-09-09 | 2015-07-23 | 서울반도체 주식회사 | 교류 전원 구동용 발광 다이오드 패키지를 채택한 백라이트유닛 |
JP2010170781A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Goyo Paper Working Co Ltd | 間接照明 |
WO2011024530A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | シャープ株式会社 | バックライトシステムおよびこれを用いた液晶表示装置 |
JPWO2011024530A1 (ja) * | 2009-08-27 | 2013-01-24 | シャープ株式会社 | バックライトシステムおよびこれを用いた液晶表示装置 |
US8922735B2 (en) | 2009-08-27 | 2014-12-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight system and liquid crystal display device using the same |
WO2011048987A1 (ja) * | 2009-10-22 | 2011-04-28 | 東洋紡績株式会社 | 液晶表示装置用視野角向上フィルム、視野角向上機能付保護フィルム、及び液晶表示装置 |
JP2011107694A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Toyobo Co Ltd | 液晶表示装置用視野角向上フィルム、視野角向上機能付保護フィルム及び液晶表示装置 |
JP2011107688A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Toyobo Co Ltd | 液晶表示装置用視野角向上フィルム、視野角向上機能付保護フィルム、及び液晶表示装置 |
US8736792B2 (en) | 2009-10-22 | 2014-05-27 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Viewing-angle-enhancing film for liquid crystal display device, protective film with viewing-angle-enhancing-function, and liquid crystal display device |
KR20110114311A (ko) * | 2010-04-13 | 2011-10-19 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 |
KR101699058B1 (ko) | 2010-04-13 | 2017-02-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 |
WO2012051767A1 (zh) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模块 |
US8833955B2 (en) | 2010-10-18 | 2014-09-16 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Backlight module |
US11644157B2 (en) * | 2013-01-30 | 2023-05-09 | Ideal Industries Lighting Llc | Luminaires using waveguide bodies and optical elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4542478B2 (ja) | 2010-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8210731B2 (en) | Light guide plate, and planar lighting device and liquid crystal display device using the same | |
JP4607648B2 (ja) | 導光板、これを備える面状照明装置および液晶表示装置 | |
US7556391B2 (en) | Transmittance adjuster unit, a planar illumination device, a liquid crystal display device using the same, and a method of arranging transmittance adjusters | |
US7868970B2 (en) | Light guide plate, as well as a planar lighting device and liquid crystal display apparatus using the same | |
EP1847767A1 (en) | Light guide plate, and planar lighting device and liquid crystal display device using such light guide plate | |
EP1959275B1 (en) | Surface light emission device and liquid crystal display | |
JP5291469B2 (ja) | バックライト構造 | |
JP4542478B2 (ja) | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 | |
JP5145957B2 (ja) | 導光連結体、バックライトユニット、及び表示装置 | |
JP2005129271A (ja) | リフレクタ及び照明装置及び導光板及び表示装置 | |
KR20030015378A (ko) | 구조화된 면을 구비한 백라이트 | |
JP5071675B2 (ja) | 照明装置および表示装置 | |
JP5051981B2 (ja) | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 | |
KR20100064471A (ko) | 광학시트 및 이를 갖는 액정 표시장치 | |
JP4555249B2 (ja) | 透過率調整体ユニット、これを用いる面状照明装置及び液晶表示装置 | |
JP2007017941A (ja) | 透過率調整部材および面状照明装置、並びにそれを用いた液晶表示装置 | |
JP2005085671A (ja) | 導光板及び面光源装置 | |
JP4750679B2 (ja) | 面状照明装置及び液晶表示装置 | |
KR100793091B1 (ko) | 휘도 향상 시트 및 이를 포함하는 백라이트 장치 | |
JP2007027044A (ja) | 導光板、これを備える面状照明装置および液晶表示装置 | |
JP4546360B2 (ja) | 透過率調整体ユニット、これを用いる面状照明装置及び液晶表示装置 | |
JP4963726B2 (ja) | 面状照明装置および液晶表示装置 | |
KR20010046581A (ko) | 표시 장치용 백라이트 장치 | |
JP2007059164A (ja) | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 | |
WO2007023995A1 (ja) | 導光板ユニット、面状照明装置および液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061206 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080125 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100112 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100622 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100625 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4542478 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |