JP2011146207A - 導光板、面光源及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光放出面の境界が目立たず表示品位の劣化を抑制しながら、ローカルディミングの効果に優れた面光源、当該面光源を用いた液晶表示装置及び当該面光源に好適に用いられる導光板を提供すること。
【解決手段】一対の平面の一方が光放出面となり、光放出面と対向する他方の平面が背面部となり、端面に光入射面を含む導光板であって、背面部に、背面部の端縁の一部位から他部位まで延びるスリットが１列以上設けられており、導光板が、スリットを境界にして、個々に光放出面及び光入射面を有する２つ以上の導光エリアに分割されており、光放出面は、導光エリア間の境界の両側に、隣接する導光エリアから境界を越えて進行してきた光を放出する領域が重なり合う境界エリアを有することを特徴とする、導光板。
【選択図】図１４

Description

本発明は、液晶表示装置等の透過型表示装置を背面から照明するバックライト等に使用される導光板及び面光源装置並びに当該導光板を用いた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）は、既存のＣＲＴ方式の表示装置と比べて、薄型軽量であり現在広く普及しつつある。ＬＣＤに含まれる液晶セル（液晶分子）は、自発光しないため、別途この液晶セルを照明する光源を配置する必要がある。低消費電力化や、表示の明るさ向上といった要求が高まる中、この光源からの照明光をいかに効率よく液晶セルに照射させるかが大きな課題となってきている。
また、従来、面光源の光源としては冷陰極管（ＣＣＦＬ）が主流であったが、色再現性、小型化、低消費電力化に優れた発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に用いた面光源の液晶表示装置への採用が進むと考えられている。

特許文献１〜３は、いずれも光源を分割して画像表示と同調して駆動させる（ローカルディミング）バックライトについて開示している。ローカルディミングを用いることにより、低消費電力、かつ、高コントラストを達成できることが分かっている。

ローカルディミングを行うために、完全に分割された複数の導光板を並べて使用すると、画像表示面を見たときにその並べた複数の導光板の境界が見えてしまい画像品位が劣化する問題並びに導光板が別個独立であるために組立及び面均一性の調整が難しいという問題があった。

特開２００１−０９２３７０号公報 特開２００４−１４６２６８号公報 特開２００９−２２４０３０号公報

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、光放出面の境界が目立たず表示品位の劣化を抑制しながら、ローカルディミングの効果に優れた面光源、当該面光源を用いた液晶表示装置及び当該面光源に好適に用いられる導光板を提供することを目的とする。

本発明者が鋭意検討した結果、一枚の導光板の光入射面に複数の光源（入射光源）を設けた面光源において、光放出面と対向する背面部、かつ、当該複数の光源の間に、スリットにより境界を設けて個々に光放出面と光入射面を有する複数のエリアに分割し、その各エリアにおいて隣接するエリアから境界を越えて進行してきた光を放出する領域を重なり合うように形成することにより、スリットを設けることにより生じる光放出面における境界も目立たなくなり表示品位の劣化が抑制され、かつ、ローカルディミングの効果も十分に得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明に係る導光板は、一対の平面の一方が光放出面となり、当該光放出面と対向する他方の平面が背面部となり、端面に光入射面を含む導光板であって、前記背面部に、当該背面部の端縁の一部位から他部位まで延びるスリットが１列以上設けられており、導光板が、前記スリットを境界にして、個々に光放出面及び光入射面を有する２つ以上の導光エリアに分割されており、前記光放出面は、導光エリア間の境界の両側に、隣接する導光エリアから境界を越えて進行してきた光を放出する領域が重なり合う境界エリアを有することを特徴とする。

各導光エリアの光入射面から入射した光の一部は、導光エリア間の境界において、スリットの側面に反射し、入射した導光エリア内で均一化され、入射した導光エリアの光放出面から放出される。各導光エリアの光入射面から入射した光の他の一部は、導光エリア間の境界において、前記スリットが存在していない部分を通過して隣接する導光エリア内に進行し、進行した導光エリアの境界近傍の光放出面から放射される。これによって、上記境界エリアが形成され、スリットによる境界が目立たなくなる。

本発明に係る導光板は、略方形の形状を有し、前記背面部の一辺から対向する辺まで前記スリットが１列以上設けられている態様とすることも可能である。

本発明に係る導光板において、前記背面部に、前記スリットが、１０〜３００ｍｍの間隔で２列以上設けられていることが、光入射面から光を入射したとき、光放出面において、スリットによる境界部分がより目立たなくなることから好ましい。

本発明に係る導光板において、前記スリットの深さが、当該導光板の厚さの３／４以下であり、かつ、当該スリットの幅が２ｍｍ以下であることが、光入射面から光を入射したとき、光放出面において、スリットによる境界部分がより目立たなくなり、かつ、導光板の反り及び割れを抑える点から好ましい。

本発明に係る導光板において、前記スリットの深さが、前記一辺と対向する辺の中間に近いほど浅くなることが、当該スリットの進行方向と光入射面が直交するとき、光放出面からの光の放出量がより均一になることから好ましい。

本発明に係る導光板において、前記光放出面に、導光板内部からの光を均一に放出することができるドットパターンが、前記スリットと平行な方向に配列し、ドットの占有面積が前記一辺と対向する辺の中間に近いほど大きくなるようにドット径及び／又はドット数を変化させて形成されていることが、当該スリットの進行方向と光入射面が直交するとき、光放出面からの光の放出量がより均一になることから好ましい。

本発明に係る導光板において、前記導光板に光散乱粒子が含まれ、かつ、前記光放出面にプリズムが設けられていることが、当該スリットの進行方向と光入射面が直交するとき、光放出面からの光の放出量がより均一になることから好ましい。

本発明に係る面光源は、前記導光板を備え、当該導光板の各導光エリアの光入射面毎に入射光源が設けられ、導光板周囲のうちの少なくとも前記背面部側に導光板からの放出光を反射する反射部材を設けられていることを特徴とする。

本発明に係る面光源の好適な実施形態においては、前記反射部材が、前記導光板の前記光放出面を除く周囲を取り囲む反射シートである態様とすることも可能である。

本発明に係る面光源の好適な実施形態においては、前記各導光エリアの入射光源毎に、映像信号に基づいて独立して光を調光することも可能である。

本発明に係る面光源の好適な実施形態においては、前記入射光源が発光ダイオードとすることも可能である。

本発明に係る面光源の好適な実施形態においては、前記導光板の前記光放出面側の前記スリットと重なる位置に、拡散フィルム、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム及び偏光反射フィルムよりなる群から選択される１種以上の光学シートが積層されている態様とすることも可能である。

本発明に係る液晶表示装置は、前記面光源の前記光放出面側に、透過型液晶パネルが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る面光源によれば、スリットにより分割されたある導光エリアに入射した光は、当該スリットにより当該導光エリア以外の他の導光エリアへの進行を制御され、光放出面全体に広がらないが、当該導光エリア及び当該導光エリアに隣接する導光エリアの境界近傍の光放出面から放出される。そして境界エリアにおいては当該導光エリアに由来する光と、当該導光エリアに隣接する導光エリアの入射光源から入射した光が重なり合うため、本発明の面光源はスリットによる境界部分が目立たないながらもローカルディミングの効果に優れる。また、一枚の導光板を用いた面光源であるため、複数枚の導光板を組み立てる場合よりも液晶表示装置の組み立てが容易で大画面の照明を容易に行うことができる。
当該面光源を用いた本発明に係る液晶表示装置は、スリットによる境界部分が目立たず表示品位の劣化を抑制しながら、ローカルディミングの効果に優れる。
本発明に係る導光板は、このような面光源に好適に用いることができる。

図１は、本発明に係る導光板の一例を示した模式図である。 図２は、Ａ面側から見た本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した平面図である。 図３は、Ａ面側から見た本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した平面図である。 図４は、Ａ面側から見た本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した平面図である。 図５は、本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した断面図である。 図６は、本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した断面図である。 図７は、本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した断面図である。 図８は、本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した断面図である。 図９は、本発明に係る導光板の他の一例を示した模式図である。 図１０は、本発明に係る面光源の一例を模式的に示した断面図である。 図１１は、本発明に係る面光源の他の一例を模式的に示した断面図である。 図１２は、Ｂ面側から見た本発明に係る面光源の一例を模式的に示した平面図である。 図１３は、本発明に係る面光源において入射光源から入射した光の進路の一例を模式的に示した断面図である。 図１４は、Ｂ面側から見た本発明に係る面光源において、導光板のＢ面における光が放出されるエリアの一例を模式的に示した平面図である。 図１５は、スリットがない場合の、光源から導光板内に入射した光の進路の一例を示した模式図である。 図１６は、別個独立の２つの面光源を組み合わせ、その間に反射板を設けた場合の、光源から導光板内に入射した光の進路の一例を示した模式図である。 図１７は、本発明に係る面光源における光学シートの位置関係の一例を模式的に示した側面図である。 図１８は、本発明に係る面光源における光学シートの位置関係の他の一例を模式的に示した側面図である。 図１９は、本発明に係る面光源における光学シートの位置関係の他の一例を模式的に示した側面図である。 図２０は、本発明に係る液晶表示装置の構成の一例を模式的に示した図である。

以下、本発明に係る導光板、面光源及び液晶表示装置について説明する。

（導光板）
本発明に係る導光板は、一対の平面の一方が光放出面（以下、単に「Ｂ面」ということがある。）となり、当該光放出面と対向する他方の平面が背面部（以下、単に「Ａ面」ということがある。）となり、端面に光入射面（以下、光入射面が２面の場合、それぞれを単に「Ｃ面」及び「Ｄ面」ということがある。）を含む導光板であって、前記背面部に、当該背面部の端縁の一部位から他部位まで延びるスリットが１列以上設けられており、導光板が、前記スリットを境界にして、個々に光放出面及び光入射面を有する２つ以上の導光エリアに分割されており、前記光放出面は、導光エリア間の境界の両側に、隣接する導光エリアから境界を越えて進行してきた光を放出する領域が重なり合う境界エリアを有することを特徴とする。

図１は、本発明に係る導光板の一例を示した模式図である。
図１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、本発明に係る導光板の側面図、Ａ面から見た平面図及び斜視図の一例を示している。なお、図１の（ｃ）において、導光板内のスリットを透過して示している。
図１の導光板１では、Ａ面（２０）の一部位である辺４０から他部位である対向する辺５０までスリット１０が設けられている。
図１の（ｃ）では、スリットと直交する２つの面のうち手前側がＣ面、奥側がＤ面である。そして下面がＡ面、上面がＢ面である。

図２は、Ａ面側から見た本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した平面図である。
２列以上のスリット１０が一定の間隔ｄで配置されている。

導光板は、従来公知の導光板に用いられている材料で形成することができる。
例えば、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルの重合体若しくは共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリスチレン等の樹脂を用いることができる。
なお、本発明において樹脂とは、モノマーやオリゴマーの他、ポリマーを含む概念である。
これらの材料は、１種単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。
可視光域３８０〜７８０ｎｍにおける導光板の平均光透過率は５０％以上が好ましく、より好ましくは７０％以上、特に好ましくは８５％以上である。なお、光透過率の測定は、紫外可視分光光度計（例えば、（株）島津製作所製 ＵＶ−３１００ＰＣ）を用い、室温、大気中で測定した値を用いる。

導光板の形状は平板状であれば特に限定されず、略方形であっても良いし、円板状であっても良い。図３に示すように角が欠けている形状でも良い。また、図４に示すように、角が丸みを帯びた形状でも良い。なお、ここで略方形とは、正方形や長方形等の方形の他に、図３及び図４のような形状も含む。
導光板の厚みは適宜調節すれば良く、特に限定されない。

本発明に係る導光板に設けられているスリットは、面光源において後述するように、入射光源から入射した光のうち、スリットと導光板の界面において臨界角以上の光を全反射させて、その光を入射した導光エリアから放出される光と、スリットのＢ面側の部分を通過して当該導光エリアに隣接する導光エリアから放出される光の２種類に分ける。これによって、スリットは、面光源にローカルディミングの効果を付与しながらも、後者の光によってスリットによる境界を目立ち難くするはたらきを有する。

本発明に係る導光板の背面部に設けられているスリットは、導光板のＡ面の端縁の一部位から他部位まで延びるものであれば良く、略方形の形状の導光板においては好ましくは、図１に示すように一辺から対向する辺まで１列以上設けられていれば良い。
スリットの数は、導光板の寸法、面光源にした際に設置される光源の数及び種類等に応じて適宜調節すれば良い。
導光板のスリットの深さは、Ａ面からＢ面まで貫通しない範囲で適宜調節すれば良い。スリットの深さは、導光板の光入射面（Ｃ面及び／又はＤ面）に設置した入射光源から光を入射したとき、Ｂ面において境界部分がより目立たなくなり、かつ、導光板の反り及び割れを抑える点から、導光板の厚さの３／４（４分の３）以下が好ましい。また、上述した入射光源から入射した光を分ける機能を効率的に得る点から、導光板の厚さの１／４以上であることが好ましい。
スリットの幅は、導光板の寸法及びスリットの数等に応じて適宜調節すれば良い。スリットの深さと同様に、Ｂ面において境界部分がより目立たなくなり、かつ、導光板の反り及び割れを抑える点から、スリットの幅は２ｍｍ以下が好ましい。
本発明の導光板において、スリットは、深さが導光板の厚さの３／４以下であり、かつ、幅が２ｍｍ以下であることが、Ｂ面において境界部分がより目立たなくなり、かつ、導光板の反り及び割れを抑える点から、より好ましい。

スリットは、上述したように入射光源から入射した光を分けることができれば良く、その形状（断面形状）は特に限定されない。図１の（ａ）に示すように矩形の形状であっても良いし、図示しないが、三角形、円形、楕円形又は多角形でも良い。
また、スリットの表面はそのスリットとＢ面の間を光が透過しやすいように鏡面研磨がされていても良い。
スリットが２列以上設けられる場合は、各スリットの深さ、幅及び断面形状はそれぞれ同じであっても良く、異なっていても良い。

スリットは、上述したような入射光源から入射した光を分け、スリットの進行方向と直交する方向への光の広がりを制御し、境界を目立ち難くするはたらきに加えて、図１のＣ面及び／又はＤ面に入射光源が設けられるエッジ型バックライトにおいて、ある導光エリアの光入射面（エッジ）から入射した光をその導光エリアのＢ面（光放出面）のスリットと平行な方向において均一に放出させるはたらきも有することが好ましい。すなわち、図１４において、右側の導光エリアの入射光源１０１ａ及び１０１ｂから入射した光をスリット１０の進行方向と平行な方向では光を均一に放出させるはたらきも有することが好ましい。
このようなはたらきをスリットに付与するために、入射光源からの距離に応じてスリットの深さを変化させれば良い。

本発明に係る導光板において、導光エリアとは、スリットを境界にして分割され、個々に光放出面及び光入射面を有するエリアである。図１（ｃ）では導光板１のスリット１０により分割された左半分及び右半分がそれぞれ、導光エリアとなる。

図５〜図７は、それぞれ、本発明に係る導光板の他の一例を模式的に示した断面図である。
図５及び図６は、それぞれ、入射光源がＣ面６０及びＤ面７０の両方に対になって設置される場合のスリットの深さの変化の一例を示している。
図５及び図６のように、入射光源（Ｃ面６０及びＤ面７０）からの距離が遠くなるほど、スリットの深さを浅くすることにより、スリットの進行方向と平行な方向において入射光源からの距離が遠いＢ面におけるＣ面とＤ面の中間部分からも光が均一に放出されるようになる。
スリットの深さの変化は、図５のように連続的に変化するものであっても良いし、図６のように不連続的に変化するものであっても良い。

図７は、入射光源がＣ面６０のみに設置される場合のスリットの深さの変化の一例を示している。
入射光源（Ｃ面６０）からの距離が遠くなるほど、スリットの深さが浅くなっている。

スリットの形成方法は特に限定されない。スリットの形成方法としては、例えば、メガロテクニカ（株）製のＮＣルータを用いて導光板を切削する方法が挙げられる。

本発明に係る導光板においては、面光源においてある導光エリアの入射光源から入射した光をその導光エリアのＢ面のスリットと平行な方向において均一に光を放出させるために、上記スリットの深さを入射光源の設置される面からの距離に応じて変化させる方法以外に、従来公知の方法を用いても良い。
このような方法としては、導光板のＢ面に、導光板内部からの光を均一に放出することができるドットパターンが、前記スリットと平行な方向に配列し、ドットの占有面積が前記一般と対向する辺の中間に近いほど大きくなるようにドット径及び／又はドット数を変化させて形成する方法及び導光板のＢ面にプリズムを設ける方法が好適に用いられる。
ドットパターンの形状は、特に限定されず、従来公知の形状を用いることができる。このような形状としては、例えば、円形、楕円、方形、三角形及び多角形等が挙げられる。
ドットパターンを形成するためには、二酸化チタン等の白色顔料を含む白色インキをシルクスクリーン印刷法等を用いて印刷すれば良い。
また、図示しないが、導光板のＡ面に同様のドットパターンを設けても良い。

この他、ドットパターンを印刷法により形成する代わりに、レーザーによってドットパターンを印刷する部位に相当する部位に凹凸を形成することによってもスリットと平行な方向において光の均一性を高めることができる。

導光板のＢ面のスリットと平行な方向において均一に光を放出させる方法としては、ドットパターンを設ける方法の他に、導光板のＢ面側に、三角柱状又は半楕円柱状（レンチキュラー形状）のプリズムを設ける方法も挙げられる。
プリズムは、図９の（ａ）及び（ｂ）に示すようにスリットと直交する方向に伸びたものをＢ面上のＣ面６０とＤ面７０の間に１列以上設ければ良い。なお、図９の（ｂ）においてスリットを透過して破線で示している。
プリズムの形成方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。プリズムの形成方法としては、例えば、アクリル樹脂等の紫外線による硬化性を有する樹脂を三角状又は半楕円状の凹部が表面の円周方向に連続して設けられたロール型を用いてエンボス処理した後に紫外線により硬化させ、プリズムを形成する方法が挙げられる。

また、導光板内に光散乱微粒子を分散させてＢ面側から光を均一に放出させる方法も好適に用いられる。
このような光散乱微粒子としては、従来公知の導光板に用いられているものを用いることができる。
光散乱微粒子としては、例えば、酸化アルミニウム、二酸化チタン、シリコーン、シリカ及びジルコニア等が挙げられる。
光散乱微粒子の平均１次粒径は、導光板の厚み及び光散乱性等に応じて適宜調節すれば良く、例えば、０．１〜１０μｍとすれば良い。ここで、光散乱微粒子の平均１次粒径は、溶液中の当該微粒子を動的光散乱方法で測定し、粒径分布を累積分布で表したときの５０％粒子径（ｄ５０ メジアン径）を意味する。平均１次粒径は、日機装（株）製のＭｉｃｒｏｔｒａｃ粒度分析計を用いて測定することができる。
光散乱微粒子の含有量は、導光板の寸法及び光散乱性等に応じて適宜調節すれば良く、例えば、導光板の質量に対して、０．００５〜１質量％とすれば良い。

本発明に係る導光板において、導光板に光散乱微粒子が含まれ、かつ、Ｂ面にプリズムが形成されていることが、光入射面に入射光源を設けて光を入射したとき、Ｂ面からの光の放出量が均一になることから好ましい。

（導光板の製造方法）
本発明の導光板は、従来公知の導光板の製造方法を用いてスリットの無い導光板を作製し、次いでその導光板の一面にスリットを設けることで製造することができる。スリットの無い導光板の製造方法としては、例えば、押出し成型法、射出成型法及びアクリル樹脂等の紫外線硬化性樹脂を賦形して形成する方法が挙げられる。
スリットは、上述したようにＮＣルーター等を用いて、切削して形成すれば良い。

（面光源）
本発明に係る面光源は、前記導光板を備え、当該導光板の各導光エリアの光入射面毎に入射光源が設けられ、導光板周囲のうちの少なくとも前記背面部側に導光板からの放出光を反射する反射部材を設けられていることを特徴とする。
以下、説明の簡略化のため主にスリットが１列の場合を例に本発明を説明するが、スリットが１列の場合のみに限定されることはなく、スリットが２列以上の場合でも同様に本発明の面光源及び液晶表示装置を得ることができる。

図１０は、本発明に係る面光源の一例を模式的に示した断面図である。
図１０の面光源２は、図５に示した導光板１を用いたものであり、導光板１のＣ面６０及びＤ面７０に対となる入射光源１００が設けられており、導光板１のＢ面側に反射部材としての反射シート１１０が設けられている。
図１１は、本発明に係る面光源の他の一例を模式的に示した断面図である。
図１１の面光源２は、図５に示した導光板１を用いたものであり、導光板１のＣ面６０及びＤ面７０に対となる入射光源１００が設けられており、導光板１のＢ面以外を取り囲む位置に反射部材としての反射シート１１０が設けられている。

図１２は、Ｂ面側から見た本発明に係る面光源の一例を模式的に示した平面図である。スリットを透過して破線で示している。
導光板１のＣ面６０及びＤ面７０に対となる入射光源１００が２組以上設けられている。なお、図１２及び後述する図１３〜２０において、説明の簡略化のため、反射部材（反射シート）は省略している。

図１３は、本発明に係る面光源において入射光源から入射した光の進路の一例を模式的に示した断面図である。
導光板のスリット１０により分けられた右側の導光エリアにおいて、光入射面のある点から入射した光は、導光板内で半球状に放射されるが、その半球状に放射される光１２０は、スリットにより遮られＢ面（光放出面）では光放出面１３１からしか放出されない。同様に、スリット１０により分けられた左側の導光エリアでも右側の導光エリアと対称に、放射される光はスリットにより遮られＢ面では光放出面１３２からしか放出されない。そしてＢ面のスリットと対向する領域を中心として、光放出面１３１と光放出面１３２が重なり合う。
このように別個独立の導光板を組み合わせるのではなく、導光板にスリットを設けることで光放出面１３１と光放出面１３２が重なり合い、境界エリア１４０を形成する。そして境界エリア１４０からは一定量の光が放出され、スリットによる境界部分が目立たなくなる。
なお、図１３において、スリット１０の右側の導光エリアから入射した光と、スリット１０の左側の導光エリアから入射した光を区別するために便宜的に左側の部分から入射した光を破線で示している。

図１４は、Ｂ面側から見た本発明に係る面光源において、導光板のＢ面における光が放出される領域の一例を模式的に示した平面図である。なお、スリットを透過して破線で示している。
光放出面１３１と光放出面１３２が重なり合い、そのスリットを中心とした重なり合う境界エリア１４０により、スリットによる境界部分が目立たなくなる。

図１５は、図１３の面光源においてスリットがない場合の、入射光源から導光板内に入射した光の進路の一例を示した模式図である。
スリットがないため、光１２０は反射することなく、Ｂ面全体に広がってしまう。そのため、ローカルディミングした（例えば、破線で示した光を入射させない）ときの高コントラストという効果が得られない。

図１６は、別個独立の２つの面光源を組み合わせ、その間に反射板１５０を設けた場合の、入射光源から導光板内に入射した光の進路の一例を示した模式図である。
右側の面光源において入射した光１２０は左側の面光源との境界において反射板１５０により反射し、右側の面光源からしか放出されない。このように、面光源の光が放出される側の面の反射板近傍の領域からは、一方の面光源のみからの光しか放出されないため隣り合う面光源の境界が目立ってしまう。

本発明に係る面光源においては、スリットによる境界部分を目立ち難くする点から、図１４の光放出面１３１（１３２）の面積に対して境界エリア１４０の面積が、１／２以上、２／３以下であることが好ましい。

本発明に係る面光源において入射光源は、従来公知の光源を用いることができる。
このような入射光源としては、ＣＣＦＬ及びＬＥＤ等が挙げられる。色再現性、小型化、低消費電力化に優れる点から入射光源としては、ＬＥＤが好ましい。
入射光源が白色発光するＬＥＤである場合、少ない入射光源であっても均一な白色の面光源とすることができる。また、入射光源がそれぞれ、光の三原色に近い色の発光を行う３種類のＬＥＤである場合、これら３種類のＬＥＤがそれぞれ独立して配置されることにより、白色の照明光をＢ面から放出するので、色バランス調整を容易に行うことができ、表示部の品位を高め、画像をより美しく見せることができる。
入射光源の間隔は、上述した面光源のスリットの間隔に合わせて配置すれば良く、例えば、１０〜３００ｍｍの間隔で配置することができる。一般的な光源の間隔が、１０〜２０ｍｍであることからこの間隔が好ましい。また、入射光源は隣り合うスリットの中間に配置されることが好ましい。

本発明に係る面光源において反射部材は、入射光源から放射された光を効率的に導光板のＢ面から放出するために設ける部材であり、導光板からの放出光を反射し、Ｂ面から放出する機能を有する。反射部材は、導光板の少なくともＡ面側に設けられており、導光板のＢ面を除く周囲を取り囲むように設けられていることが好ましい。
反射部材は、従来公知の反射シート及び反射フィルム等を用いることができる。
このような反射シートの材料としては、例えば、ＰＥＴ（白ＰＥＴ）、ＰＣ、ポリスチレン及びポリオレフィン等の樹脂材料並びにアルミニウム及び銀等の金属材料を挙げることができる。
反射シートに樹脂材料を用いる場合、反射性を高めるために、顔料を含む白色のシートであることが好ましい。このような顔料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウム等が挙げられる。
また、反射部材として、導光板のＢ面以外の面を取り囲むように銀、アルミニウム及びクロム等の高い反射率を有する金属膜を蒸着法、スパッタリング法又はＣＶＤ法等により形成しても良い。
反射シートは市販品を用いても良い。市販品としては、例えば、住友スリーエム（株）製の（ビキュイティ）ＥＳＲ反射フィルム及び東レ（株）製のＥ６０Ｖ等が挙げられる。このような市販品を用いる場合、導光板と反射シートの間に屈折率整合させた樹脂等を介在させて張り合わせても良い。
反射部材の厚さは、特に限定されず、適宜調節すれば良い。反射部材の厚さは、３０〜３００μｍであることが好ましい。

（光学シート）
本発明に係る面光源においては、導光板のＢ面から放出された光の均一化、視野角による輝度の制御、集光化による輝度の向上並びに境界エリアを目立ち難く（隠蔽）することを目的として、導光板のＢ面側の当該スリットと重なる位置に、拡散フィルム、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム及び偏光反射フィルムよりなる群から選択される１種以上の光学シートが積層されていることが好ましい。さらに、導光板のＢ面側の境界エリアと重なる位置に、前記光学シートが積層されていることがより好ましい。
前記光学シートは、導光板のＢ面側に当該Ｂ面全体と重なる位置に積層されていても良い。

図１７〜１９は、それぞれ、本発明に係る面光源における光学シートの位置関係の一例を模式的に示した側面図である。
図１７に示すように、導光板のＢ面側のスリット１０と重なる位置に、拡散フィルム１６０からなる光学シート１９０が積層されていても良い。
図１８に示すように、導光板のＢ面側の境界エリア１４０と重なる位置に、拡散フィルム１６０からなる光学シート１９０が積層されていても良い。
図１９に示すように、導光板のＢ面側のＢ面全体と重なる位置に、拡散フィルム１６０からなる光学シート１９０が積層されていても良い。

以下、必要に応じて導光板のＢ面側に積層されていても良い光学シートを構成する拡散フィルム、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム及び偏光反射フィルムについて説明する。

（拡散フィルム）
拡散フィルムは、導光板のＢ面から放出される光を拡散して面光源の輝度ムラを低減させるはたらきを有する部材である。
拡散フィルムは、液晶表示装置に用いられている従来公知のものを用いることができる。
拡散フィルムの材料としては、例えば、メタクリル酸メチルスチレン共重合体、アクリロニトリルスチレン共重合体、ＰＣ、ＰＥＴ及びポリスチレン等が挙げられる。
また、拡散フィルムには光拡散粒子が含まれていても良い。
当該光拡散粒子としては、シリカ及びアルミナ等の無機系粒子並びにアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン及びポリフルオロビニリデン等のフッ素樹脂粒子及びシリコーン樹脂粒子等が挙げられる。
光拡散粒子の平均１次粒径は、散乱性の点から０．３〜２．０μｍであることが好ましい。
光拡散粒子の含有量は、適宜調節すれば良い。
光拡散粒子としては、これらの中から１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
光拡散フィルムの厚さは適宜調節すれば良く、例えば、５〜１００μｍとすることができる。

（マイクロレンズフィルム）
マイクロレンズフィルムは、導光板のＢ面から放出される光を、一面側に配列されたマイクロレンズにより集光、屈折又は拡散して面光源の輝度ムラを低減させるはたらきを有する部材である。
マイクロレンズフィルムとしては、液晶表示装置に用いられている従来公知のものを用いることができる。
マイクロレンズフィルムの材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド及びポリカルボジイミド等が挙げられる。
光拡散フィルムの厚さは適宜調節すれば良く、例えば、１０〜１００μｍとすることができる。
マイクロレンズの形状は、適宜調節すれば良く、例えば、凸型又は凹型の半球形状及び凸型又は凹型の回転楕円体形状等が挙げられる。
マイクロレンズの直径は、特に限定されず、例えば、１０〜１０００μｍとすれば良い。

（プリズムフィルム）
プリズムフィルムは、導光板のＢ面から拡散して放出される光を、一面側に配列されたプリズムレンズにより集光、進路調整し、面光源の輝度を向上させるはたらきを有する部材である。
プリズムフィルムとしては、液晶表示装置に用いられている従来公知のものを用いることができる。
プリズムフィルムの材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂等が挙げられる。
プリズムフィルムの一面側に設けられるプリズムレンズの形状は、上記導光板のＢ面側に設けることができるプリズムと同様の形状とすれば良い。
プリズムフィルムの厚さは適宜調節すれば良く、例えば、５〜１００μｍとすることができる。

（偏光反射フィルム）
偏光反射フィルムは、導光板のＢ面から拡散して放出される光のうち、ｓ波をｐ波に変換するはたらきを有する部材である。この偏光反射フィルムの導光板とは反対側に偏光板が設けられる場合、偏光板はｐ波のみを選択的に通過させるため、偏光反射フィルムを用いてｓ波をｐ波に変換することで偏光板を通過する光の量を多くし、面光源の輝度を向上させる。
偏光反射フィルムとしては、液晶表示装置に用いられている従来公知のものを用いることができる。
このような偏光反射フィルムは市販品を用いても良く、例えば、住友スリーエム（株）製のＤＢＥＦシリーズを用いることができる。

光学シートは、上記拡散フィルム、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム及び偏光反射フィルムよりなる群から選択される１種以上であれば良く、２〜４種が組み合わせて用いられても良い。

本発明に係る面光源の好適な実施形態においては、前記各導光エリアの入射光源毎に、映像信号に基づいて独立して光を調光することも可能である。
このように調光することにより、映像信号に基づいて各入射光源を点灯したとき、入射光源毎に割り振られた光放出面の各々の輝度を調整することができ、本発明に係る面光源を液晶表示装置に用いた際に、高いコントラストが得られる。
例えば、図１４において、入射光源１０１ａ及び１０１ｂのみを発光させ、１０２ａ及び１０２ｂは発光させないとき、入射光源１０１ａ及び１０１ｂから入射した光は、スリットがあるため光放出面１３２から境界エリアを除いた領域からは放出されず、光放出面１３１と１３２のコントラストが高くなる。

（面光源の製造方法）
本発明に係る面光源は、上記導光板の光入射面毎に入射光源を設ける。そして、反射部材を当該導光板周囲の少なくともＡ面側に設けて作製すれば良い。
上述した光学シートを設ける場合は、光学シートを導光板のＢ面側に直接又は空隙を介して配置すれば良い。

（液晶表示装置）
本発明に係る液晶表示装置は、前記面光源の面（Ｂ）側に、透過型液晶パネルが設けられていることを特徴とする。
本発明に係る液晶表示装置は、上記面光源を用いているため、スリットにより分けられた光放出面の境界領域が目立たず表示品位の劣化を抑制しながら、ローカルディミングの優れた効果を得ることができる。

透過型液晶パネルは、少なくとも液晶セルを含み、この他、偏光板等が含まれていても良い。

液晶セルは、液晶パネルの中でも、光のシャッターの役割を担うモジュールであり、透明導電膜等を有する２枚のガラス基板の間に液晶分子等の液晶材料を注入したモジュールである。液晶セルは、従来公知のものを用いることができる。

図２０は、本発明に係る液晶表示装置の構成の一例を模式的に示した図である。
面光源２のＢ面側に、拡散フィルム１６０、プリズムフィルム１７０及び偏光反射フィルム１８０からなる光学シート１９０が積層され、さらに光学シート１９０の面光源とは反対側には液晶パネル２００が設けられている。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。

（実施例１）
ポリメチルメタクリレートを用いて押出し成型により、９２３ｍｍ×５３９ｍｍ（対角約４０インチ）、厚み４ｍｍの導光板を作製した。
次いで、その一面側にＮＣルーター加工機を用いて８０ｍｍの等間隔で長さ５３９ｍｍ、深さ３ｍｍ、幅２ｍｍ、断面形状が矩形のスリットを形成した。
ルーター刃物は、直径１ｍｍφ、長さ４．５ｍｍ、ねじれが右方向、ねじれ角度２５°、ブレーカ角２５°刃数７枚、ブレーカ数６のものを用いた。
切削条件は、回転速度２５０００ｒｐｍ、送り速度１．１５ｍ／分、Ｚ軸の送り速度０．３ｍ／分とした。
次いで、スリットとスリットの中間に入射光源を設置する面から離れるほど面積が大きくなる円状のドットパターンを印刷して形成した。
スリットの進行方向と直交する２つの面に、それぞれ対になるように入射光源として白色ＬＥＤを設置した。このとき、同一面の２つの白色ＬＥＤの中間にスリットが位置するように白色ＬＥＤを設置した。導光板のＢ面側に光学シートとして拡散フィルムとプリズムフィルムを配置した。さらに導光板のＢ面側を除く周囲を取り囲むように反射シートを配置し、実施例１の面光源とした。

（実施例２）
実施例１において、スリットの深さを２ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、導光板を作製し、白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（実施例３）
実施例１において、スリットの幅を１ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、導光板を作製し、白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（実施例４）
実施例１において、図５に示したように、スリットの深さを入射光源を設置する２面からその２面の中間まで、３ｍｍから２ｍｍに連続的に変化させた以外は実施例１と同様にして、導光板を作製し、白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（実施例５）
実施例１のドットパターンを印刷した導光板（印刷導光板）に代えて、散乱微粒子として二酸化チタンを含有させた実施例１と同一寸法の導光板の一面側にプリズムを設け実施例５の導光板（散乱導光板）を作製した。
その導光板のプリズムを設けた面とは反対側の面に、実施例１と同様にしてスリットを形成した。次いで、実施例１と同じ位置に白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（比較例１）
実施例１の導光板においてスリットを設けなかったものを比較例１の導光板とした。次いで、実施例１と同じ位置に白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（比較例２）
実施例１の導光板においてスリットの幅を３ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、導光板を作製し、白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（比較例３）
実施例１の導光板においてスリットの深さを３．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、導光板を作製し、白色ＬＥＤ、光学シート及び反射シートを設置し、面光源を得た。

（評価）
上記実施例及び比較例の各面光源について、以下のようにして、正面輝度の面均一性及びローカルディミングの評価を行った。この結果を表１に示す。

（正面輝度の面均一性）
白色ＬＥＤを全て点灯させ、Ｂ面内５×３の計１５点の法線方向の輝度（Ｌ）を輝度計（トプコン（株）製のＢＭ−７）を用いて測定し、その輝度の最大の点（Ｌｍａｘ）と最小の点（Ｌｍｉｎ）から、Ｌｍｉｎ／Ｌｍａｘ×１００（単位％）を求め、７０％以上を合格とした。

（ローカルディミング効果）
白色ＬＥＤを向かい合う面で対になっている入射光源毎に点灯させ、点灯した部分と点灯していない部分での明暗の差を目視で観察し、面光源（導光板）上で明暗が十分にあるものを○、明暗が不明瞭なものを△、明暗がないものを×として、ローカルディミングの効果を評価した。

（ローカルディミング駆動時の液晶表示が面上の外観（スジ））
各実施例及び比較例の面光源のＢ面側に図２０のように透過型液晶パネルを配置し、液晶表示装置を組み立てた。
そして画面の表示と同期させてＬＥＤをローカルディミングで駆動させ、画面上に現れる分割された光放出面の間のスリット線を正面から目視で観察した。この結果を合わせて表１に示す。また合わせて組立時の導光板の強度を、良好だったもの◎、十分だったもの○、割れが発生したもの×の基準で評価した結果も表１に示す。

表１より、実施例１、３〜５では、良好な結果を得た。
実施例２ではローカルディミング効果の評価において明暗が不明瞭となったが、これはスリットの深さが２ｍｍと実施例１に比べて浅いためと考えられる。
比較例１では、スリットがないため、ローカルディミング効果の評価において明暗がなかった。
比較例２では、画面スジが目立つ結果となったが、これはスリットの幅が実施例１よりも大きいためと考えられる。
比較例３では、画面スジが目立つ結果となったが、これはスリットの深さが実施例１よりも高いためと考えられる。

１ 導光板
２ 面光源
１０ スリット
２０ Ａ面
３０ Ｂ面（光放出面）
４０ 一辺
５０ 対向する辺
６０ Ｃ面
７０ Ｄ面
８０ ドットパターン
９０ プリズム
１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ 入射光源
１１０ 反射シート（反射部材）
１２０ 光
１３１、１３２ 光放出面
１４０ 境界エリア
１５０ 反射板
１６０ 拡散フィルム
１７０ プリズムフィルム
１８０ 偏光反射シート
１９０ 光学シート
２００ 透過型液晶パネル
２１０ 液晶表示装置

Claims (13)

1. 一対の平面の一方が光放出面となり、当該光放出面と対向する他方の平面が背面部となり、端面に光入射面を含む導光板であって、
   前記背面部に、当該背面部の端縁の一部位から他部位まで延びるスリットが１列以上設けられており、
   導光板が、前記スリットを境界にして、個々に光放出面及び光入射面を有する２つ以上の導光エリアに分割されており、
   前記光放出面は、導光エリア間の境界の両側に、隣接する導光エリアから境界を越えて進行してきた光を放出する領域が重なり合う境界エリアを有することを特徴とする、導光板。
2. 前記導光板は略方形の形状を有し、
   前記背面部の一辺から対向する辺まで前記スリットが１列以上設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
3. 前記背面部に、前記スリットが、１０〜３００ｍｍの間隔で２列以上設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の導光板。
4. 前記スリットの深さが、当該導光板の厚さの３／４以下であり、かつ、当該スリットの幅が２ｍｍ以下であ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導光板。
5. 前記スリットの深さが、前記一辺と対向する辺の中間に近いほど浅くなることを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の導光板。
6. 前記光放出面に、導光板内部からの光を均一に放出することができるドットパターンが、前記スリットと平行な方向に配列し、ドットの占有面積が前記一辺と対向する辺の中間に近いほど大きくなるようにドット径及び／又はドット数を変化させて形成されていることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の導光板。
7. 前記導光板に光散乱粒子が含まれ、かつ、前記光放出面にプリズムが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導光板。
8. 前記請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導光板を備え、当該導光板の各導光エリアの光入射面毎に入射光源が設けられ、導光板周囲のうちの少なくとも前記背面部側に導光板からの放出光を反射する反射部材を設けられていることを特徴とする、面光源。
9. 前記反射部材が、前記導光板の前記光放出面側を除く周囲を取り囲む反射シートであることを特徴とする、請求項８に記載の面光源。
10. 前記各導光エリアの入射光源毎に、映像信号に基づいて独立して光を調光できることを特徴とする、請求項８又は９に記載の面光源。
11. 前記入射光源が発光ダイオードであることを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の面光源。
12. 前記導光板の前記光放出面側の前記スリットと重なる位置に、拡散フィルム、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム及び偏光反射フィルムよりなる群から選択される１種以上の光学シートが積層されていることを特徴とする、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の面光源。
13. 前記請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の面光源の前記光放出面側に、透過型液晶パネルが設けられていることを特徴とする、液晶表示装置。