JP4307477B2 - 導光板およびバックライトユニット - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）に適用されるバックライトユニットの導光板（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｅｄ ｐａｎｅｌ）およびこれを利用したバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ）に関する。

情報通信産業の急激な進展に伴って表示装置の使用が急増しており、最近では、低電力、軽量、薄型、高解像度の条件を満足する表示装置が要求されている。このような要求に応じて液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機発光特性を用いた表示装置が開発されている。

色再現性に優れ、かつ消費電力が低いとともに薄型である薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、現在最も広く用いられている平板表示装置の１つであり、２つの基板の間に液晶が注入された液晶表示パネルと、液晶表示パネル下部に位置して光源として利用されるバックライトユニット、および液晶表示パネルを駆動するための駆動部（ＬＤＩ）から構成される。

図１は、従来の液晶表示装置を示す分解斜視図である。かかる液晶表示装置は、画像が表示される液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０に光を提供するためのバックライトユニット３０とを有する。

液晶表示パネル１０は、対向するように配置された２つの基板と、２つの基板の間に挟持された液晶層とからなる。１つの基板には、マトリックス（ｍａｔｒｉｘ）状に配列された複数のゲート線とデータ線により画素領域が定義される。交差するゲート線とデータ線とを備える基板には、各画素に供給する信号を制御する薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタと接続された画素電極が形成されており、もう一方の基板にはカラーフィルタおよび共通電極が形成される。

バックライトユニット３０は、光を発散する光源３２と、光源３２から提供される光の分布を変更し、液晶表示パネル１０に提供する導光板３１と、導光板３１から提供された光の輝度分布を均一にし、垂直入射性を向上させる光学シート３４と、導光板３１の後方に放出される光を導光板３１で反射させる反射シート３３とから構成される。

光源３２は、導光板３１の側面に配置されるランプ３２ａと、ランプ３２ａから発散された光を導光板３１で反射させる反射板３２ｂから構成される。光学シート３４は、導光板３１から入射した光を液晶表示パネル１０方向に拡散させる拡散シート３４ａと、拡散された光を集光して垂直入射性を向上させるプリズムシート３４ｂとから構成される。

特開２００３−３３１６２４号公報 大韓民国特許公開２００２−００２３２６３号明細書

上述したように、従来の液晶表示装置で光学シート３４は、通常１枚の拡散シート３４ａと２枚のプリズムシート３４ｂから構成される。このため、バックライトユニットの厚さが厚くなる問題点とともに輝度が低いという問題点があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、輝度および均一性を向上することの可能な、新規かつ改良されたバックライトユニットの導光板およびこれを用いたバックライトユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光源から出射された光を所定の方向に導く、少なくとも一面にパターンが形成された導光板が提供される。かかる導光板の第１の面には、第１の方向に延びる複数の第１Ｖ型溝および第２の方向に延びる複数の第２Ｖ型溝が互いに交差するように配列されたパターンが形成される。ここで、第１Ｖ型溝の深さは、第２Ｖ型溝の深さより小さく形成されることを特徴とする。

ここで、導光板の、第１の面と反対側の面である第２の面には、第３の方向に延びる複数の第３Ｖ型溝をさらに形成してもよい。また、第１Ｖ型溝の深さは、第２Ｖ型溝の深さの約１／２〜１／４となるように形成される。

また、第１の方向に沿って切断した第２Ｖ型溝の断面形状である三角形の頂角のうち、両傾斜面がなす第１角度は、１４０゜〜１７０゜とすることができる。このとき、光源側に位置する第２角度は、１．３゜〜２．３゜となるように形成される。

ここで、第１の方向は、光源から出射された光が導光板に入射する入射方向と同一であり、第２の方向は、第１の方向に対して垂直とすることができる。

また、第２Ｖ型溝のピッチは、第１Ｖ型溝のピッチより大きく形成される。このとき、第２Ｖ型溝のピッチは、約０．００３〜０．３ｍｍに形成される。

さらに、導光板の第１の面は、光源に隣接する第１領域に、複数のドットからなるドットパターンをさらに備えてもよい。第１領域は、第１の面全体領域の２〜４％を占める。ドットは、略半球形状を有しており、このドットの直径は、約４０〜５０μｍとすることができる。また、ドットは、例えば凹形状に形成される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光源から出射された光を所定の方向に導く、少なくとも一面にパターンが形成された導光板が提供される。本発明にかかる導光板の第１の面には、第１の方向に延びる複数の第１突出部および第２の方向に延びる複数の第２突出部が互いに交差するように配列されたパターンが形成される。ここで、第１突出部の高さは、第２突出部の高さより小さく形成されることを特徴とする。

ここで、導光板の、第１の面と反対側の面である第２の面には、第３の方向に延びる複数の第３突出部をさらに形成してもよい。また、第１突出部の高さは、第２突出部の高さの約１／２〜１／４とすることができる。

また、第１の方向に沿って切断した第２突出部の断面形状である三角形の頂角のうち、突出した第１角度は、１４０゜〜１７０゜とすることができる。このとき、光源と反対側に位置する頂角である第２角度は、１．３゜〜２．３゜に設定される。

ここで、第１の方向は、光源から出射された光が導光板に入射する入射方向と同一であり、第２の方向は、第１の方向に対して垂直とすることができる。また、導光板の第２の面は、第３の方向に延びる複数の第３Ｖ型溝をさらに備えることもできる。

そして、第２突出部のピッチは、第１突出部のピッチより大きく形成してもよい。このとき、第２突出部のピッチは、約０．００３〜０．３ｍｍに形成される。

さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光源から出射された光を所定の方向に導く導光板を備えるバックライトユニットが提供される。本発明にかかるバックライトユニットを構成する導光板の第１の面には、第２の方向に延びる複数の第１Ｖ型溝および第３の方向に延びる複数の第２Ｖ型溝が互いに交差するように配列されたパターンが形成される。このとき、第１Ｖ型溝の深さは、第２Ｖ型溝の深さより小さく形成されることを特徴とする。

ここで、導光板の第２の面は、第３の方向に延びる複数の第３Ｖ型溝をさらに備えてもよい。また、導光板の第１の面は、光源に隣接する第１領域に、複数のドットからなるドットパターンをさらに備えることもできる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光源から出射された光を所定の方向に導く導光板を備えるバックライトユニットが提供される。本発明にかかるバックライトユニットを構成する導光板の第１の面には、第１の方向に延びる複数の第１突出部および第２の方向に延びる複数の第２突出部が互いに交差するように配列されたパターンが形成される。ここで、第１突出部の高さは、第２突出部の高さより小さく形成されることを特徴とする。

ここで、導光板の第１の面は、光源に隣接する第１領域に、複数のドットからなるドットパターンをさらに備えることもできる。

本発明による導光板によれば、反射面に互いに異なる方向に交差する形状のパターンが形成される。これにより、左右に拡がる反射角を小さくし、反射特性を極大化して、中心輝度の上昇および均一性を実現することができる。また、反射面において入光部から対光部に向かうほどＶ型溝または突出部のピッチが小さくなるようにすることによって、偏差部分も改善することができる。また、光の入射部側にはドットパターン（Ｄｏｔ Ｐａｔｔｅｒｎ）を適用することで、輝線および陰影を改善し、視感部分の改善も図ることができる。

以上説明したように本発明によれば、輝度および均一性を向上することの可能なバックライトユニットの導光板およびこれを用いたバックライトユニットを提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、図２Ａ〜図２Ｃに基づいて、本発明の第１の実施形態にかかるバックライトユニットについて説明する。なお、図２Ａは、本実施形態にかかる導光板の斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの背面図である。図２Ｃは、図２ＡのＡ−Ａ’線で切断された断面を示す断面図である。

図２Ａ〜図２Ｃに示すように、バックライトユニットを構成する導光板１００は、光源１０３から入射する光を出光させる出光面１０１と、光源１０３からの入射光が漏洩するのを遮断する反射面１０２とを備える。出光面１０１および反射面１０２には、それぞれ凹凸形状のパターンが形成される。

反射面１０２には、第１Ｖ型溝１１０と第２Ｖ型溝とが形成される。第１Ｖ型溝１１０は、後述する第３Ｖ型溝と略平行に、複数設けられる。第１Ｖ型溝１１０は、反射面１０２で反射される光の角度が左右に拡がらないように中央に集中させる役割を果たす。また、第２Ｖ型溝１２０は、反射光の出光面１０１での出射角を一定に維持する役割をし、第１Ｖ型溝１１０と垂直方向に第１Ｖ型溝１１０の深さよりも深く、連続的に形成される。このとき、第２Ｖ型溝１２０の深さは、第１Ｖ型溝１１０の深さの約２〜４倍程度が望ましい。

図２Ｃに示すように、第２Ｖ型溝１２０の垂直断面形状は三角形であって、三角形の頂角のうちＶ型の頂角をなす第１角度（θ１）は約１４０゜〜１７０゜であり、第２Ｖ型溝面の断面形状である三角形の頂角のうち光源が位置する側の第２角度（θ２）は約１．３゜〜２．３゜であることが望ましい。これらの角度以外に設定した場合、出射面１０１での光の出射角を約６５〜７５゜とすることが難しいためである。

また、第２Ｖ型溝１２０のピッチ（ｐｉｔｃｈ）は、第１Ｖ型溝１１０のピッチより大きいことが望ましい。ピッチは、通常パネルの約０．００３〜０．３ｍｍであり、Ｍｏｉｒｅ現象を防止するため表示装置パネルの画素ピッチに応じて調節できる。また、第２Ｖ型溝１２０のピッチは、光源側から光源の反対側に向かうほど小さくなるようにしてもよい。さらに、第２Ｖ型溝１２０は、相隣接する第２Ｖ型溝１２０の間が所定の間隔離隔するように形成されている。

このとき、出光面１０１には、光源１０３の照射方向（光の出射方向）と同一方向に延びる複数の第３Ｖ型溝１３０を連続的に形成することができる。第３Ｖ型溝１３０は、出光面１０１に形成されており、出射角の角度を調節する役割を果たす。

なお、本実施形態において、第３Ｖ型溝１３０の方向は導光板１００の入射する光のの入射方向と同一方向であり、第１Ｖ型溝１１０の方向は第３Ｖ型溝１３０の方向と同一方向であり、第２Ｖ型溝１２０の方向は第１Ｖ型溝１１０の方向と垂直であるが、本発明はかかる例に限定されず、各溝の方向は、当業者であれば簡単に変更可能である。

以上、第１の実施形態にかかる導光板について説明した。第１の実施形態にかかる導光板によれば、反射面に互いに異なる方向に交差するＶ溝形状からなるパターンが形成される。これにより、左右に拡がる反射角を小さくし、反射特性を極大化して、中心輝度の上昇および均一性を実現することができる。また、反射面において入光部から対光部に向かうほどＶ型溝のピッチが小さくなるようにすることによって、偏差部分も改善することができる。

（第２の実施形態）
次に、図３Ａ〜図３Ｃに基づいて、本発明の第２の実施形態にかかるバックライトユニットの導光板について説明する。なお、図３Ａは、本実施形態にかかる導光板の斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの背面図である。図３Ｃは図３ＡのＡ−Ａ’線で切断された断面を示す断面図である。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、本実施形態にかかる導光板１００’は、光源１０３’から入射した光を出光させる出光面１０１’と、光源１０３’から入射した光が漏洩するのを遮断する反射面１０２’を備える。出光面１０１’および反射面１０２’には、それぞれパターンが形成される。

反射面１０２’は、第１領域（Ｉ）と第２領域（ＩＩ）とからなる。第１領域（Ｉ）は光源１０３’に隣接した領域であり、第２領域（ＩＩ）は第１領域（Ｉ）以外の領域である。

第１領域（Ｉ）に形成されるパターンは、図３Ｃに示すように、例えば複数の略半球状の窪みからなるドットパターンである。かかるドットパターンは、一定の規則性がなく無作為に配列される。ドットパターンは、光源１０３’から出射された光を１次的に任意の角度に変更した後、変更された光が第２領域（ＩＩ）のパターンで再び変更されて導光板１００’外部に出射することで、輝線が減少し、全体的に均一な光分布が実現できる。

ドットパターンが形成される第１領域（Ｉ）は、導光板１００’の全体領域の約２〜４％であることが望ましい。この範囲であれば偏差に大きな影響を与えることなく、輝線除去を容易に行うことができる。

また、ドットパターンを構成するドットの直径は、約４０〜５０μｍであることが望ましい。これは、約４０μｍ以下では加工性に問題があり、約５０μｍ以上ではドット数が減少して光の均一度が低下してしまうためである。このとき、ドットパターンは、凹状もしくは凸状に形成することができる。例えば、導光板１００を射出成形した後、レーザーで凹状に加工することにより、ドットを形成することができる。

一方、反射面１０２’の第２領域（ＩＩ）に形成される第１Ｖ型溝１１０は、後述する第３Ｖ型溝１３０’と平行に、複数形成される。第１Ｖ型溝１１０は、第１Ｖ型溝１１０の反射面で反射する光の角度が左右に拡がらないように中央に集中させる役割を果たす。

第２Ｖ型溝１２０’は、反射光が出光面１０１’で出射角を一定に維持する役割を果たす。第２Ｖ型溝１２０’の垂直方向の深さは第１Ｖ型溝１１０’の深さより深く、連続的に形成される。このとき、第２Ｖ型溝１２０’の深さは、第１Ｖ型溝１１０’の深さの約２〜４倍程度であることが望ましい。

また、図３Ｃに示すように、第２Ｖ型溝１２０’の垂直断面形状は三角形であって、三角形の頂角のうち両傾斜面がなす頂角、すなわちＶ角の頂角（θ１’）は約１４０゜〜１７０゜、光源部１３２’側の頂角の角度（θ２’）は約１．３゜〜２．３゜に形成される。これらの角度以外に設定した場合、出射角を、出射面における高輝度を実現するために最適な出射角である約６５°〜７５゜とすることが難しいためである。

また、第２Ｖ型溝１２０’のピッチは、第１Ｖ型溝１１０’のピッチより大きいことが望ましい。このピッチは、通常パネルの約０．００３〜０．３ｍｍであり、Ｍｏｉｒｅ現象を防止するため表示装置パネルの画素ピッチに応じて調節可能である。また、相隣接する第２Ｖ型溝１２０’の間が所定の間隔離隔するように形成されている。

このとき、出光面１０１’には光源１０３’の照射方向（光の出射方向）と同一方向に複数の第３Ｖ型溝１３０’を連続的に形成することができる。第３Ｖ型溝１３０’は、出光面１０１’に形成され、出射角の角度を調節する役割を果たす。

なお、本実施形態において、第３Ｖ型溝１３０’の方向は光源１０３’から導光板１００’に入射する光の入射方向と同一方向であり、第１Ｖ型溝１１０’の方向は第３Ｖ型溝１３０’の方向と同一方向であり、第２Ｖ型溝１２０’の方向は第１Ｖ型溝１１０’の方向と垂直であるが、本発明はかかる例に限定されず、各溝の方向は、当業者であれば簡単に変更可能である。

以上、第２の実施形態にかかるバックライトユニットの導光板について説明した。第２の実施形態にかかる導光板によれば、反射面に互いに異なる方向に交差するＶ溝形状からなるパターンが形成される。これにより、左右に拡がる反射角を小さくし、反射特性を極大化して、中心輝度の上昇および均一性を実現することができる。また、光の入射部側にはドットパターンを適用することで、輝線および陰影を改善し、視感部分の改善も図ることができる。

（第３の実施形態）
次に、図４Ａ〜図４Ｃに基づいて、本発明の第３の実施形態にかかるバックライトユニットの導光板について説明する。なお、図４Ａは、本実施形態にかかる導光板の斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの背面図である。図４Ｃは、図４ＡのＡ−Ａ’線で切断された断面を示す断面図である。

図４Ａ〜図４Ｃに示すように、本実施形態にかかる導光板２００は、光源２０３から入射した光を出光させる出光面２０１と、光源２０３から入射された光が漏洩するのを遮断する反射面２０２とを備える。出光面２０１および反射面２０２には、それぞれパターンが形成される。

反射面２０２に形成されるパターンは、第１の実施形態のパターンと逆の凹凸形状に形成されている。反射面２０２には、後述する第３突出部２３０と平行に、複数の略Ｖ形状に突出する第１突出部２１０が形成される。第１突出部２１０は、反射面２０２で反射する光の角度が左右に拡がらないように中央に集中させる役割を果たす。

また、反射面２０２には、複数の第２突出部２２０が形成されている。第２突出部２２０は、反射光が出光面２０１から出射するときの出射角を一定に維持する役割を果たす。第２突出部２２０は、第１突出部２１０と垂直方向に第１突出部２１０の高さより高くなるように、連続的に形成される。このとき、第２突出部２２０の高さは、第１突出部２１０の高さの約２〜４倍とすることが望ましい。

また、図４Ｃに示すように、第２突出部２２０の垂直断面形状は三角形であり、三角形の頂角のうちＶ型の頂角をなす第１角度（θ３）は約１４０゜〜１７０゜、三角形の頂角のうち光源２０３と反対側に位置する第２角度（θ４）は約１．３゜〜２．３゜に形成される。これらの角度以外に設定した場合、出射角を、出射面における高輝度を実現するために最適な出射角である約６５〜７５゜とすることが難しいためである。

また、第２突出部２２０のピッチは、第１突出部２１０のピッチより大きいことが望ましい。このピッチは、通常パネルの約０．００３〜０．３ｍｍであり、Ｍｏｉｒｅ現象を防止するため表示装置パネルの画素ピッチに応じて調節可能である。また、第２突出部２２０は光源側から光源の反対側に向かうほどピッチが小くなる。また、相隣接する第２突出部２２０のピッチは所定の間隔離隔するように形成されている。

このとき、出光面２０１には光源２０３の照射方向（光の出射方向）と同一方向に複数の第３の突出部２３０を連続的に形成することができる。第３突出部２３０は出光面２０１に形成され、出射角の角度を調節する役割を果たす。第３突出部２３０は、第１の実施形態の第３Ｖ型溝１３０と同様に凹凸形状のパターンを有する。

なお、本実施形態において、第３突出部２３０の方向は光源２０３から導光板２００に入射する光の入射方向と同一方向であり、第１突出部２１０の方向は第３突出部２３０の方向と同一方向であり、第２突出部２２０の方向は第１突出部２１０の方向と垂直であるが、本発明はかかる例に限定されず、各突出部の延長方向は当業者であれば簡単に変更可能である。

以上、第３の実施形態にかかるバックライトユニットの導光板について説明した。第３の実施形態にかかる導光板によれば、反射面に互いに異なる方向に交差するＶ形状に突出した突出部からなるパターンが形成される。これにより、左右に拡がる反射角を小さくし、反射特性を極大化して、中心輝度の上昇および均一性を実現することができる。

（第４の実施形態）
次に、図５Ａ〜図５Ｃに基づいて、本発明の第４の実施形態にかかるバックライトユニットの導光板について説明する。なお、図５Ａは、本実施形態にかかる導光板の斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの背面図である。図５Ｃは、図５ＡのＡ−Ａ’線で切断された断面を示す断面図である。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、本実施形態にかかる導光板２００’は、光源２０３’から入射した光を出光させる出光面２０１’と、光源２０３’から入射された光が漏洩するのを遮断する反射面２０２’とを備える。出光面２０１’および反射面２０２’には、それぞれパターンが形成される。

反射面２０２’は、第１領域（Ｉ’）と第２領域（ＩＩ’）からなる。第１領域（Ｉ’）は光源に隣接した領域であり、第２領域（ＩＩ’）は第１領域（Ｉ’）以外の領域である。

第１領域（Ｉ’）に形成されるパターンは、図５Ｃに示すように、例えば複数の略半球状に突出したドット２１５からなるドットパターンである。かかるドットパターンは、一定の規則性がなく無作為に配列される。ドットパターンは、光源２０３’から出射された光の出射角を任意の角度に変更し、変更された光が第２領域（ＩＩ’）のパターンで再び変更されて導光板２００’の外部に出射することにより、輝線が減少し、全体的に均一な光分布を実現することができる。

ドットパターンが形成される第１領域（Ｉ’）は、導光板２００’全体領域の約２〜４％であることが望ましい。この範囲であれば偏差に大きな影響を与えることなく、輝線除去を容易に行うことができる。

ここで、ドットパターンを形成するドット２１５は、上述したように突出した略半球状であり、ドット２１５の直径は約４０〜５０μｍであることが望ましい。これは、約４０μｍ以下では加工性に問題があり、約５０μｍ以上ではドット数が減少して光の均一度が低下してしまうためである。なお、ドットパターンを形成するドット２１５の具体的な形状は、略半球状だけでなく略半楕円球状など様々な形状とすることができる。

また、反射面２０１’には、第１の実施形態のパターンと逆の凹凸形状に形成される。反射面２０１’のパターンは、後述する第３突出部２３０’と略平行に形成された複数の第１突出部２１０’から構成される。第１突出部２１０’は、例えば略Ｖ形状に突出した形状を有しており、反射面２０１’で反射される光の角度が左右に拡がらないように中央に集中させる役割を果たす。また、第１突出部２１０’は、第２の実施形態にかかる導光板２００’の、第１Ｖ型溝２１０’と逆の凹凸形状を有する。

第２突出部２２０’は、反射光が出光面２０１’から出射するときの出射角を一定に維持する役割を果たす。第２突出部２２０’は、第１突出部２１０’と垂直方向に第１突出部２１０’の高さより高く、連続的に形成される。また、第２突出部２１０’は、第１の実施形態にかかる導光板２００’の第２Ｖ型溝１２０’と逆の凹凸形状を有する。このとき、第２突出部２２０’の高さは、第１突出部２１０’の高さの約２〜４倍であることが望ましい。

また、図５Ｃに示すように、第２突出部２２０’の端面形状断面形状は三角形であり、三角形の頂角のうち両傾斜面がなす頂角、すなわちＶ型の頂角をなす第１角度（θ３’）は、約１４０゜〜１７０゜、光源部２０３’から光が入射する反対側の頂角（θ４’）は約１．３゜〜２．３゜であることができる。これらの角度以外に設定した場合、出射角を、出射面における高輝度のための出射角である約６５〜７５゜とすることが難しいためである。

また、第２突出部２２０’のピッチは、第１突出部２１０’のピッチより大きいことが望ましい。かかるピッチは、通常パネルの約０．００３〜０．３ｍｍであり、Ｍｏｉｒｅ現象を防止するため表示装置パネルの画素ピッチに応じて調節可能である。

相隣接する第２突出部２２０’は所定の間隔で離隔されている。このとき、出光面２０１’には光源２０３’の照射方向（光の出射方向）と同一方向に複数の第３突出部２３０’が連続的に形成される。第３突出部２３０’は、出光面２０１’に形成され、出射角の角度を調節する役割を果たす。第３突出部２３０’は、第１の実施形態の第３Ｖ型溝１３０’と同様に凹凸形状のパターンを有する。

なお、本実施形態において、第３突出部２３０’の方向は導光板２００’の光源２０３’の入射方向と同一方向であり、第１突出部２１０’の方向は第３突出部２３０’の方向と同一方向であり、第２突出部２２０’の方向は第１突出部２１０’の方向と垂直であるが、本発明はかかる例に限定されず、各突出部の延長方向は、当業者であれば簡単に変更することができる。

以上、第４の実施形態にかかるバックライトユニットの導光板について説明した。第４の実施形態にかかる導光板によれば、反射面に互いに異なる方向に交差するＶ形状に突出した突出部からなるパターンが形成される。これにより、左右に拡がる反射角を小さくし、反射特性を極大化して、中心輝度の上昇および均一性を実現することができる。また、光の入射部側にはドットパターンを適用することで、輝線および陰影を改善し、視感部分の改善も図ることができる。

（導光板の作用）
次に、図６Ａおよび図６Ｂに基づいて、上記実施形態にかかる導光板の作用を説明する。なお、図６Ａは、第３の実施形態にかかる導光板の作用を説明する説明図である。図６Ｂは、第４の実施形態にかかる導光板の作用を説明する説明図である。ここで、第１および第２の実施形態はそれぞれ第３および第４の実施形態に対応するため、説明の便宜上、第３および第４の実施形態を用いて説明するが、第１および第２の実施形態の導光板も同様に作用する。

まず、図６Ａに基づいて、第３の実施形態にかかる導光板の作用について説明する。第３の実施形態にかかる導光板では、図６Ａに示すように、光源２０３から導光板２００に入射する光が第２突出部２２０において所定の角度で反射される。そして、反射した光は、導光板２００の出光面から約６５〜７５゜の出射角で出射する。導光板２００の出光面から出射した光は逆プリズムシート３００に入射し、このとき逆プリズムシート３００で正面に対して略０゜の角度をなす。このとき、導光板２００の第１突出部２１０は、光が左右に拡がらないよう中央に集中させ、輝線および暗部を低減することによって光の均一性を向上させる。

次に、図６Ｂに基づいて、第４の実施形態にかかる導光板の作用について説明する。第４の実施形態にかかる導光板では、図６Ｂに示すように、導光板２００’の第１領域（Ｉ’）のドットパターンにより光源２０３’から導光板２００’に入射する光が不規則に散乱する。第１領域（Ｉ’）で散乱した光は、第２領域（ＩＩ’）の第２突出部２２０’で所定の角度で反射される。そして、反射した光は、導光板２００’の出光面から約６５〜７５゜の出射角で出射する。導光板２００’の出光面から出射した光は逆プリズムシート３００’に入射し、このとき逆プリズムシート３００’で正面に対して略０゜の角度をなす。

ここで、図７Ａおよび図７Ｂに、本実施形態にかかる導光板の角度による輝度を示したグラフおよびシミュレーション画像の写真を示す。また、図８Ａおよび図８Ｂに、それぞれ従来の導光板の輝度を示したグラフおよびシミュレーション画像の写真を示す。なお、図７Ａおよび図８Ａに示すグラフの横軸は、導光板が用いられたバックライトユニットから放出される光が外部へ出射する角度を示す。また、図７Ｂおよび図８Ｂは、導光板が用いられたバックライトユニットから放出される光を正面から撮影した映像である。

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、従来技術による導光板では左右に光が拡がって輝度が低下したが、図７Ａおよび図７Ｂに示す上記実施形態にかかる導光板では、光が左右に拡がることなく、中央に集中していることがわかる。

また、図９Ａおよび図９Ｂに、従来の導光板の発光状態を示した写真および本発明の一実施形態にかかる発光状態を示した写真を示す。図９Ａに示すように、従来の導光板は、光源側（図９Ａ左側）に輝線が発生している。しかし、図９Ｂに示すように、本実施形態にかかるドットパターンとＶ型溝を備えた導光板は、輝線が除去され、図９Ａと比較して均一かつ高輝度を実現していることがわかる。

なお、上記実施形態にかかる導光板は、射出成形により製造することができる。金型の両側コアに導光板のパターンの逆像を形成して導光板を製造する。なお、第３および第４の実施形態の場合は、バイトでＶ型溝を形成した金型コア（Ｃｏｒｅ）を直接製作できるので、製造の容易性面で第１および第２の実施形態に比べて第３および第４の実施形態の製造方法が簡単である。また、第１の実施形態の場合、Ｖ型溝に対応する凸状の突出部を形成する必要があるが、凸状の突出部を直接形成することが容易ではないため、コアを射出成形する工程が必要となる。

次に、図１０に基づいて、上記実施形態にかかる導光板を有するバックライトユニットについて説明する。なお、図１０は、上記実施形態にかかるバックライトユニットの分解斜視図である。

図１０に示すように、バックライトユニット４００は、光を発散する光源４１０と、光源４１０から提供される光の分布を変更する導光板４２０と、導光板４２０から提供された光の輝度分布を均一にし、垂直入射性を向上させるプリズムシート４３０と、導光板４２０の後方に放出される光を導光板４２０で反射させる反射シート４４０とから構成される。なお、参照符合４５０は、モールドフレームである。

本実施形態にかかる導光板４２０は、例えばアクリル樹脂のように透明な材質の板状（直六面体）からなる。導光板４２０の出光面には、一方向に突出部（または溝）を形成され、また、反射面には、深さとピッチが互いに異なるように互いに交差する突出部（または溝）が形成される。また、出光面の第１領域にはドットパターンが形成される。このようにして、上記実施形態にかかる導光板を備えるバックライトユニットを構成することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

従来の液晶表示装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかる導光板を示す斜視図である。 図２Ａの背面図である。 図２ＡのＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる導光板を示す斜視図である。 図３Ａの背面図である。 図３ＡのＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態にかかる導光板を示す斜視図である。 図４Ａの背面図である。 図４ＡのＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態にかかる導光板を示す斜視図である。 図５Ａの背面図である。 図５ＡのＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の作用を説明する説明図である。 本発明の第４の実施形態の作用を説明する説明図である。 上記実施形態にかかる導光板の角度と輝度の関係を示すグラフである。 上記実施形態にかかる導光板のシミュレーション画像を示す写真である。 従来の導光板の角度と輝度とを示すグラフである。 従来の導光板のシミュレーション画像を示す写真である。 従来の導光板の発光状態を示した写真である。 本発明の一実施形態による発光状態を示した写真である。 本発明の実施形態によるバックライトユニットの分解斜視図である。

符号の説明

１００、２００、４２０ 導光板
１１０ 第１Ｖ型溝
１２０ 第２Ｖ型溝
１３０ 第３Ｖ型溝
２１０ 第１突出部
２２０ 第２突出部
２３０ 第３突出部
４００ バックライトユニット
４１０ 光源
４３０ プリズムシート
４４０ 反射シート

Claims (26)

1. 光源から出射された光を所定の方向に導く、少なくとも一面にパターンが形成された導光板において、
   前記導光板の第１の面には、第１の方向に延びる複数の第１Ｖ型溝および第２の方向に延びる複数の第２Ｖ型溝が互いに交差するように配列されたパターンが形成され、
   前記第１Ｖ型溝の深さは、前記第２Ｖ型溝の深さより小さく形成されることを特徴とする、導光板。
2. 前記導光板の、前記第１の面と反対側の面である第２の面には、第３の方向に延びる複数の第３Ｖ型溝がさらに形成されることを特徴とする、請求項１に記載の導光板。
3. 前記第１Ｖ型溝の深さは、前記第２Ｖ型溝の深さの１／２〜１／４であることを特徴とする、請求項１または２に記載の導光板。
4. 前記第１の方向に沿って切断した前記第２Ｖ型溝の断面形状である三角形の頂角のうち、両傾斜面がなす第１角度は、１４０゜〜１７０゜であ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板。
5. 前記第１の方向に沿って切断した前記第２Ｖ型溝の断面形状である三角形の頂角のうち、前記光源側に位置する第２角度は、１．３゜〜２．３゜であることを特徴とする、請求項４に記載の導光板。
6. 前記第１の方向は、前記光源から出射された光が前記導光板に入射する入射方向と同一であり、
   前記第２の方向は、前記第１の方向に対して垂直であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の導光板。
7. 前記第２Ｖ型溝のピッチは、前記第１Ｖ型溝のピッチより大きいことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の導光板。
8. 前記第２Ｖ型溝のピッチは、０．００３〜０．３ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載の導光板。
9. 前記導光板の第１の面は、前記光源に隣接する第１領域に、複数のドットからなるドットパターンをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の導光板。
10. 前記第１領域は、前記第１の面全体領域の２〜４％を占めることを特徴とする、請求項９に記載の導光板。
11. 前記ドットの直径は、４０〜５０μｍであることを特徴とする、請求項９または１０に記載の導光板。
12. 前記ドットは、凹形状に形成されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の導光板。
13. 光源から出射された光を所定の方向に導く、少なくとも一面にパターンが形成された導光板において、
    前記導光板の第１の面には、第１の方向に延びる複数の第１突出部および第２の方向に延びる複数の第２突出部が互いに交差するように配列されたパターンが形成され、
    前記第１突出部の高さは、前記第２突出部の高さより小さく形成されることを特徴とする、導光板。
14. 前記導光板の、前記第１の面と反対側の面である第２の面には、第３の方向に延びる複数の第３突出部がさらに形成されることを特徴とする、請求項１３に記載の導光板。
15. 前記第１突出部の高さは、前記第２突出部の高さの１／２〜１／４であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の導光板。
16. 前記第１の方向に沿って切断した前記第２突出部の断面形状である三角形の頂角のうち、突出した第１角度は、１４０゜〜１７０゜であることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の導光板。
17. 前記第１の方向に沿って切断した前記第２突出部の断面形状である三角形の頂角のうち、前記光源と反対側に位置する頂角である第２角度は、１．３゜〜２．３゜であることを特徴とする、請求項１６に記載の導光板。
18. 前記第１の方向は、前記光源から出射された光が前記導光板に入射する入射方向と同一であり、
    前記第２の方向は、前記第１の方向に対して垂直であることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれかに記載の導光板。
19. 前記導光板の第２の面は、第３の方向に延びる複数の第３Ｖ型溝をさらに備えることを特徴とする、請求項１４に記載の導光板。
20. 前記第２突出部のピッチは、前記第１突出部のピッチより大きいことを特徴とする、請求項１３〜１９のいずれかに記載の導光板。
21. 前記第２突出部のピッチは、０．００３〜０．３ｍｍであることを特徴とする、請求項２０に記載の導光板。
22. 光源から出射された光を所定の方向に導く導光板を備えるバックライトユニットにおいて、
    前記導光板の第１の面には、第２の方向に延びる複数の第１Ｖ型溝および第３の方向に延びる複数の第２Ｖ型溝が互いに交差するように配列されたパターンが形成され、
    前記第１Ｖ型溝の深さは、前記第２Ｖ型溝の深さより小さく形成されることを特徴とする、バックライトユニット。
23. 前記導光板の第２の面は、前記第３の方向に延びる複数の第３Ｖ型溝をさらに備えることを特徴とする、請求項２２に記載のバックライトユニット。
24. 前記導光板の第１の面は、前記光源に隣接する第１領域に、複数のドットからなるドットパターンをさらに備えることを特徴とする、請求項２２または２３に記載のバックライトユニット。
25. 光源から出射された光を所定の方向に導く導光板を備えるバックライトユニットにおいて、
    前記導光板の第１の面には、第１の方向に延びる複数の第１突出部および第２の方向に延びる複数の第２突出部が互いに交差するように配列されたパターンが形成され、
    前記第１突出部の高さは、前記第２突出部の高さより小さく形成されることを特徴とする、バックライトユニット。
26. 前記導光板の第１の面は、前記光源に隣接する第１領域に、複数のドットからなるドットパターンをさらに備えることを特徴とする、請求項２５に記載のバックライトユニット。