JP5531629B2 - バックライトユニット及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光板、バックライトユニット及び表示装置に関する。

近年、TFT（Thin Film Transistor）型液晶パネルやSTN（Super Twisted Nematic）型液晶パネルを使用した液晶ディスプレイ装置は、主としてOA分野のカラーノートパソコンを中心に商品化されている。この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管（CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆる、エッジライト方式）と、導光板を用いずにCCFL等の光源ランプからの光で直接照明する「直下型方式」の２種類の方式がある。

一方、直下型方式のバックライトは、導光板の利用が困難な大型の液晶テレビなどのディスプレイ装置に用いられている。直下型バックライト方式のディスプレイとしては、図１２に示す液晶ディスプレイ装置が一般的に知られている。この液晶ディスプレイ装置は、表裏両面を偏光板１０１、１０３で挟んでなる液晶パネル１０２が上部に位置して配設され、液晶パネル１０２の下側面にCCFL等からなる光源１０５が配置される。更に、光源１０５の上面側には拡散板１０４のような光学シートが設けられている。また、光源１０５の背面には、光源１０５から液晶パネル１０２と反対方向に向かう光を液晶パネル１０２側に反射させるリフレクタ１０６が配置されている。よって、光源１０５から射出される光は拡散板１０４で拡散され、この拡散光を高効率で液晶パネル１０２の有効表示エリアに集光させる。

「直下型方式」のディスプレイ装置に用いられている拡散板１０４は、液晶ディスプレイ装置の構成上、線状光源の光を散乱させ、且つ光源が透けて見えないことが求められる為、光散乱粒子が配合されており、近年の直下型方式の急増に合わせて種々の開発が行なわれてきた。その多くは、高透過、高拡散を目的とし、光散乱粒子の種類や粒径、配合量を線御するものであり、光散乱粒子としては、真球状粒子をしようしたものが報告されている。

しかし、拡散板の光散乱粒子として真球状粒子のみを使用した場合、視野角を広げるような拡散特性となり、ランプイメージは明るい部分が広がった状態で確認され、比較的明るい部分と比較的暗い部分がストライプ状の輝度ムラとして視認できてしまう。この明るい部分と暗い部分の差を確認しにくいように光透過率を落とす為、正面輝度が低下するという問題があった。図１２に示した液晶ディスプレイ装置でも、視野角制御は拡散板１０４の拡散性にのみ委ねられている為、その制御は難しく、液晶表示画面の中心は明るく、周辺に近いほど暗くなる特性は避けられない。従って、液晶表示画面を横から見たときの輝度低下が大きく、光の利用効率の低下を招いる為、種々の光学フィルムを拡散板の上に積層することで問題の解決が図られている。

以上に述べた直下型方式のディスプレイ装置は、エッジライト方式に比べて、面全体を均一に照らし易い為、大型ディスプレイにおいて多く採用されてきたが、光源上に種々の光学シートを積層する構造が近年開発著しいディスプレイ装置の薄型化の阻害要因ともなる為、最近では大型ディスプレイにおいてもエッジライト方式が採用されつつある。

エッジライト方式のバックライトユニットが搭載された液晶ディスプレイ装置としては、例えば図１３に示すものが一般に知られている。この種の液晶ディスプレイ装置は、表裏両面を偏光板１０１、１０３で挟んでなる液晶パネル１０２が上部に位置して配設され、液晶パネル１０２の下側面に、略長方形の板状を呈するポリメチルメタクリレート（PMMA）やアクリル等の透明な基材からなる導光板１１７が配置されており、この導光板１１７の上面、即ち光射出面に拡散フィルム（拡散層）１１４が設けられている。更に、導光板１１７の下面に、導光板１１７に導入された光を効率よく液晶パネル１０２に向けて均一になるように散乱して反射される為の散乱反射パターン部（図示せず）が印刷などによって設けられると共に、散乱反射パターン部の下方に反射フィルム（反射層）１１８が設けられている。

また、上記導光板１１７には、その短側部に光源ランプ１１６が設けられており、更に、光源ランプ１１６の光を効率よく導光板１１７に入射させるべく、光源ランプ１１６の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター１１５が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（チタニア）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し、乾燥・形成したものであり、導光板１１７内に入射した光に指向性を付与し、光射出面へと導くようになっており、高輝度化を図る為の工夫がなされている。

最近では、光利用効率を向上して更なる高輝度化を図るべく、図１４に示すように、拡散フィルム１１４と液晶パネル１０２との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）１１９、１２０を設けることが提案されている。このプリズムフィルム１１９、１２０は導光板１１７の光射出面から射出され、拡散フィルム１１４で拡散された光を高効率で液晶パネル１０２の有効表示エリアに集光させるものである。

また、正面輝度や面光源としての均一性を向上させる試みとして、導光板１１７の形状を光源から離れるほど薄肉化していく楔形にしたものや、所定の形状を付与した反光射出面に金属蒸着を行なったり、異屈折率素材を隣接させたりすることで反射パターンを印刷することの代替とする等の工夫が行なわれているが、やはり画像品位を保つ為には、光学シートの併用が必要になっている（特許文献１、２）。

これに対し、更なるディスプレイ装置の薄型化の要求だけではなく、部材点数の低減によるコスト削減にもつながるとして、導光板１１７の光射出面及び半光射出面の両面に所定の凹凸形状を付与することで、光学シートを積層するのと同様の効果を狙った導光板も開発されている。これらの導光板の作製方法としては、所望の形状を正確に成形する為、一般にレーザ切削や射出成形が採用されてきた。（特許文献３〜５）。

特開平１１−１７４４３９ 特開２００２−１０９９３１ 特開平８−２１１３８８ 特開２００２−１１３７５１ 特開平１０−２８２４９６

しかしながら、レーザ切削や射出成形による成形は大量生産に向かなかったり、ウェルドライン等の外観不良により歩留まりが上がらなかったりする欠点がある。また、反光射出面に光反射層を設ける場合は、工程数やライン長が増加し、コストの観点で不利となる。

一方、大量生産が可能で生産コストが抑えられることが知られている押出成形方法では、従来用いられてきた印刷や蒸着による反射層の付与や、光源から遠くなるほど厚みが薄くなるようなテーパーのかかった形状を作製することは不可能であった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、安定した大量生産が可能であり、高い正面輝度と均一な輝度分布を実現する導光板を用いたバックライトユニット、並びに表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１の発明は、エッジライト型の表示装置に用いられる、光源の照射光を画像表示パネル側に射出するバックライトユニットであって、導光板と光源を備え、前記導光板は、熱可塑性樹脂からなる透明で厚さを有する矩形板状の押出一体成形品から構成されているとともに、前記画像表示パネルに対向する面を光が射出する光射出面とし、前記画像表示パネルと反対側の面を反光射出面とし、かつ前記光射出面と前記反光射出面の相対向する短辺同士間及び長辺同士間をそれぞれ接続してなる略垂直な４つの面のうち互いに対向する２つの面を第１及び第２の光入射面とし、前記第１及び第２の光入射面に前記光源がそれぞれ対向して配置され、前記反光射出面は、前記導光板が前記第１及び第２の光入射面の中間で二分割したときに左右に二分される面を有し、前記二分された左側の前記反光射出面には、前記第１の光入射面と平行に延在しかつ該延在方向と直交する垂直な面での断面形状が曲面を呈する複数の溝が互いに離間して形成されているとともに当該溝の互いに隣り合う間の距離が前記第１の光入射面に対向配置された前記光源から遠ざかるに従い狭くなるように構成され、前記二分された右側の前記反光射出面には、前記第１の光入射面と平行に延在しかつ該延在方向と直交する垂直な面での断面形状が曲面を呈する複数の溝が互いに離間して形成されているとともに当該溝の互いに隣り合う間の距離が前記第２の光入射面に対向配置された前記光源から遠ざかるに従い狭くなるように構成され、前記左側及び右側の前記反光射出面に形成された前記各溝の曲面は、該溝の最深部から前記反光射出面に鉛直な垂線を中心にして左右非対称な曲面形状を呈しているとともに、これら左側の前記反光射出面の溝の曲面形状と右側の前記反光射出面の溝の曲面形状が互いに左右正反対の形状を呈しており、さらに前記各溝において、該溝の前記光入射面に近い側の曲面の前記反光射出面と接続される淵部から前記最深部の垂線までの間の幅をｄ１とし、かつ該溝の前記光入射面に遠い側の曲面の前記反光射出面と接続される淵部から前記最深部の垂線までの間の幅をｄ２としたとき、これらｄ１とｄ２との比が４＜ｄ１／ｄ２＜１０の関係を満たすように構成されていることを特徴とするバックライトユニットである。

また、請求項２は、前記溝の幅ｄ１の範囲にある曲面において、幅ｄ１に対し７０〜９０％の幅に相当する前記淵部側の範囲α’にある曲面の曲率と該範囲α’を除いた残りの範囲β’にある曲面の曲率とが異なっているとともに、前記範囲α’にある曲面に対する接線と前記反光射出面とのなす角度が０°より大きく６０°未満であり、かつ前記範囲α’にある曲面の曲率半径Ｒ１が前記範囲β’にある曲面の曲率半径Ｒ２よりも大きく、前記曲率半径Ｒ１の変異点が滑らかな連続性を有していることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニットである。

また、請求項３は、前記隣り合う溝の間に、前記光射出面と略平行な略平面が存在することを特徴とする請求項１または２記載のバックライトユニットである。

また、請求項４は、前記溝の深さが、前記光源から遠ざかる程深くなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかにバックライトユニットである。

また、請求項５は、前記導光板の全光線透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライトユニットである。

また、請求項６は、前記導光板を構成する熱可塑性樹脂がポリカーボネートであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライトユニットである。

また、請求項７は、前記光源がＬＥＤまたはＣＣＦＬのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニットである。

また、請求項８は、請求項１乃至７のいずれかに記載のバックライトユニットと、画像表示パネルとを有することを特徴とする表示装置である。

本発明によれば、安定した大量生産が可能であり、高い正面輝度と均一な輝度分布を実現する導光板を用いたバックライトユニット、並びに表示装置を提供することが可能となる。

本発明に関わる導光板を示す斜視図 本発明に係わる導光板を示す断面模式図１ 本発明に係わる導光板を示す断面模式図２ 本発明に係わる導光板の溝の形状を説明する断面模式図１ 本発明に係わる導光板の溝の形状を説明する断面模式図２ 本発明に係わる導光板を示す断面模式図３ 本発明に係わる導光板の溝の形状を説明する断面模式図３ 本発明に係わるバックライトユニットを示す俯瞰模式図１ 本発明に係わる画像表示装置を示す俯瞰模式図１ 本発明に係わるバックライトユニットを示す俯瞰模式図２ 本発明に係わる画像表示装置を示す俯瞰模式図２ 従来の直下型ディスプレイ装置を示す断面模式図１ 従来のエッジライト型ディスプレイ装置を示す断面模式図２ 従来のエッジライト型ディスプレイ装置を示す断面模式図３

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、形状に関しては、図を元に説明するが、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図は模式図であり、各部位の縮尺は実際とは一致しない。

本発明に係る導光板は、図１３に示すエッジライト型の表示装置等に用いられる導光板であり、図１にその一例を示す。
導光板１０は熱可塑性樹脂からなる透明な矩形板状の押出一体成形品である。

図１に示すように、導光板１０は、画像表示パネル側に光を照射する光射出面１２と、前記光射出面に対向する面である反光射出面１４と、光源の光が入射する光入射面１６を少なくとも一面有する。光入射面１６は、光射出面１２と反光射出面１４に略垂直な面である。

反光射出面１４には、曲面で構成される溝１８が、光入射面１６と反光射出面１４との間の接合辺１１と平行に延在するように形成されている。即ち、溝１８は反光射出面１４が仰向けになるように（図１と上下逆に）置いたときに凹となる形状を構成している。
溝１８は間隔をおいて互いに略平行に複数形成されている。即ち互いに隣り合う溝の間には略平面が存在する。

本実施の形態の導光板１０に光入射面１６から光源の光が入射すると、入射した光のうち、反光射出面１４に到達した光は、反光射出面１４で屈折、反射される。ここで、反光射出面１４に曲面で構成される溝１８を形成しているため、溝１８で屈折、反射される光は、光の進行方向が多岐に亘ることとなる。

溝１８に達して屈折する光は、溝から導光板外に射出され、リフレクタに向かって進む。そして、導光板下に配されたリフレクタによって再度導光板内に入射して光射出面に向かう。一方、溝１８の境界面で全反射した光は、導光板内部を通って光射出面１２側に向かう。
その結果、曲面で構成された溝１８で屈折、反射された光は、光射出面の方々に散らばる。つまり、光射出面における輝度の均一化の面で利点がある。

ここで、仮に、前記溝を平面で構成した場合、例えば溝の延在方向と垂直な面での断面図が三角形状である場合は、溝に到達して屈折または散乱する光の進行方向が限られる為、光射出面における輝度のムラが大きくなる点で不利である。

また、溝１８を、隣り合う溝と間隔をおいて略平行に形成したのは、複数の溝１８を互いに交差するように形成した場合、反光射出面の最外面に先端が細くなる箇所が発生する為、傷が付きやすくなる危険性が高まる点で不利となるためである。また、平行な溝同士が接する配置は鋭角な箇所が生じるため耐擦傷性の面で不利となるためである。
これに対し、反光射出面側に溝１８を隣り合う溝と間隔をおいて略平行に形成した場合、全ての溝間に略平面が存在し、最外面が略平面で構成されるため、耐擦傷性の面で有利である。

次に、反光射出面に設けられた溝の形状について詳細に説明する。図２、３、６は、本発明に係わる導光板を反光射出面１４に設けられた溝１８の延在方向と垂直な面で切った場合の断面模式図、図４、５、７は前記断面図の溝部分のみを拡大した模式図である。

図から分かる様に、反光射出面１４に設けられた溝１８は、光入射面１６と反光射出面１４との間の接合辺１１と平行方向に延在している。これは、溝１８の延在方向が、接合辺１１に対して斜めであると、光入射面１６に溝の開口部が存在しない配置とする為に、溝１８を設けることができる範囲が導光板内部の一定の範囲に限られることとなるためである。導光板内部の一定範囲にのみ溝を形成する構成は、効果的に屈折若しくは散乱されない光の割合が増加したり、製造面においても押出成形による連続作製性の優位性を殺ぐことになったりする点で不利となる。

また、溝１８の延在方向が接合辺１１に対して斜めである場合、光射出面１２における光入射面１６に平行な線上での輝度に着目すると、前記線上の各点で光の屈折・散乱要因となる溝との距離が異なるため、射出光同士の干渉の仕方が異なり、光射出面における輝度の不均一化につながる点で不利となる。

一方、反光射出面１４に設けられた溝１８が接合辺１１と平行方向に延在していると、押出成形の連続作製性の有効に活用することが可能である。また、光射出面１２における接合辺１１に平行な線上での輝度に着目した時、前記線上の各点で光の屈折・散乱要因となる溝との距離が同一である為、射出光同士の干渉の仕方が均等となり、光射出面における輝度の均一化につながる点で有利である。

また、図２に示すように、溝１８は、光入射面から離れる程、溝同士の間隔が狭くなるように形成されている。あるいは、図３に示すように、光入射面から離れる程、溝の深さが深くなるように形成されている。または、その両方の特徴を兼ね備えて形成されていてもよい。これは、光源から遠ざかる程、反光射出面の各点に到達する光の角度が浅くなったり、輝度が低下したりする為、何れの場所でも均一な溝が設けられていると、光射出面の光入射面から遠い位置程暗くなる点で不利となる為である。

図２、３に示すように、光入射面から離れる程、前記溝同士の間隔が狭くなったり、溝の深さが深くなったり、その両方の特徴を兼ね備えていたりすると、角度が浅く、輝度が低下した光も効率的に散乱または屈折させ、光射出面側に光路を変更させることで、全面的に均一な輝度を提供する点で有利である。

次に、溝１８の形状について、図４及び５を用いて詳細に説明する。
図４は、溝１８の一つを溝１８の延在方向に垂直な平面で切った場合の断面である。
図４に示すように、光入射面１６に近い方の溝の淵部１３ａから始まり、淵部１３ａから溝の最深部１３ｂまでの幅ｄ１に対し７０〜９０％の幅を有する曲線１３は、曲率半径Ｒ１を有している。そして、この曲線１３の淵部１３ａにおける接線１５と反光射出面１４の略平面とがなす角度θは０°より大きく６０°より小さい。

これに対し、曲率半径Ｒ１以外の部分であって、溝の最深部１３ｂを中心に溝の全幅に対して１０〜３０％の幅を構成する曲線の曲率半径Ｒ２はＲ１よりも小さいことを特徴とする。

そして、本実施の形態は、この曲線１３は溝の最深点１３ｂを中心に左右対称となっている。
この場合、図５に示すように、溝の淵部から溝の半幅ｄ１に対して７０〜９０％（全幅ｄ１×２に対して３５〜４５％）の範囲を範囲α、最深部１３ｂを中心に溝の全幅に対して１０〜３０％の範囲を範囲βとする（α×２＋β＝１００％）と、範囲βにおける曲率が、範囲αにおける曲率よりも小さい、即ち溝の最深部１３ｂ（図面の上方）が尖り気味な形状とする。
図５においては、溝１８の形状を表すために半径Ｒ１の曲率円１７と半径Ｒ２の曲率円１９を併せて描画している。

このような形状とすることで、種々の形状の溝を組み合わせることなく、浅い角度で反光射出面に到達した光にも、深い角度で反光射出面に到達した光にも対応可能となる。

ここで、θを６０°より小さくするとしたのは、θが６０°以上になると、溝の壁面が立ちすぎて、ロスする光が多くなりすぎる点や溝の元にする版を作製し難い点で不利となる為である。θが０°の場合は溝が存在し得ないので、０°は不可である。

また、溝の最深部側と淵側の曲率半径が等しい、若しくは最深部側の曲率半径の方が大きく形成した場合は、溝１８の最深部１３ｂ周辺（反光射出面を仰向けになるように置いたときに溝の底部）が平面とほぼ同等になる為、光の散乱や、屈折の観点で不利となる。また、α及びβの幅が上記範囲から逸脱していると、浅い角度で反光射出面に到達した光若しくは深い角度で反光射出面に到達した光のどちらかのロスが大きくなり、効率的に光射出面に向かう光量が減少する為、正面輝度の向上や輝度ムラの解消の観点で不利となる。

一方、上記のようにθや曲率を規定し、溝の高さや密度を変えて並列させることで、少なくとも一面の光入射面から入射した光は、反光射出面に深い角度で到達しても、浅い角度で到達しても、光射出面から射出される際に正面輝度向上の面で有利な角度となるように散乱若しくは屈折される点で有利である。

更に、図６、図７に示すように、光射出面に略垂直な対向する二面の光入射面１６ａ、１６ｂを有する導光板の場合、溝１８の断面が、最深部１３ｂより光入射面１６に近い側と、遠い側で形状が異なる左右非対称の溝を並列させてもよい。
溝１８の断面の最深部１３ｂから反光射出面の略平面に下ろした垂線と光入射面１６に近い側の曲面の淵部との距離をｄ１、光入射面１６に遠い側の曲面の淵部との距離をｄ２としたとき、以下の理由により、４＜ｄ１／ｄ２＜１０ の不等式で表されることとする。
ｄ１とｄ２の比が４：１を超えてｄ２が広い、即ちｄ１／ｄ２≦４の場合は溝に対してより遠くに設置された光源からの入射光の影響が大きくなり、ローカルディミングの効果が低減する点で不利であり、ｄ１とｄ２の比が１０：１を超えてｄ２が狭い、即ちｄ１／ｄ２≧１０の場合は、溝の最深部の形状が細くなり過ぎて、版の作製が困難になる点で不利となる。これに対し、規定の範囲内であれば、製造の安定性と導光板としての性能を両立することが可能となる点で有利である。

最深部１３ｂより光源に近い幅ｄ１の範囲では、幅ｄ１に対して７０〜９０％の幅の淵部側の範囲α’と、残りの範囲β’とで曲率が異なる。
範囲α’を構成する曲面において、曲面淵部の接線と反光射出面１４の略平面とがなす角度θが０°より大きく６０°より小さく、かつ、曲率半径Ｒ１を有している。
そして、範囲β’を構成する曲面の曲率半径R２はR１よりも小さいことを特徴とする。

こうすることで、光入射面と平行な面で導光板を二分割したとき、光源に近い側の光入射面から入射する光のみが有効に光射出面に届くこととなり、光源をLEDとしてローカルディミングを行なう際に、不要な光が混ざることがなくなる点で有利となる。

また、本発明に係わる導光板は、全光線透過率が９０％以上であることを特徴とする。これは、全光線透過率が９０％を下回ると、十分な輝度が得られず画像が暗くなる点で不利となる為である。物理的に全光線透過率が１００％になることはありえず、全光線透過率が高いことで特に不利益は生じない為、全光線透過率の上限は設定していない。

本発明に係わる導光板の素材としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン（PS）樹脂、メタアクリルスチレン共重合体（MS）樹脂、ポリカーボネート（PC）樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体（AS）樹脂、シクロオレフィンポリマー（COP）、これらを成分とする共重合体若しくはこれらの樹脂の混合物を用いることができるが、耐熱性の観点から、薄型ディスプレイに組み込む際には、PC樹脂を用いることが好ましい。

本発明に係わる導光板の作製方法としては、押出成形法が挙げられる。熱可塑性樹脂を加熱し、十分に溶融した状態でＴダイから押出し、シーティングを行なう。その際、Ｔダイから吐出された樹脂を最初に挟み込む二つのロールの片方の表面に導光板成形後に所望する溝形状及び溝間の間隔に対応した凸形状を付与しておいたり、導光板成形後に所望する溝形状及び溝間の間隔に対応した凸形状を有する版を挿入して、前記版ともう片方のロールで吐出された樹脂を挟み込んだりすることで、一工程且つ短いタクトタイムで安定して反光射出面に溝を有する導光板を作製することが可能となる。これは、射出成形やレーザ加工にはない利点である。

図８、図１０は本発明に係わる導光板１０と、光源２２と、反射板２４を少なくとも具備したバックライトユニット２０を、図９、図１１は、本発明に係わるバックライトユニット２０と、表示パネル２６とを、少なくとも具備した表示装置３０を示した俯瞰模式図である。バックライトユニット２０、及び表示装置３０に、必要があれば前記以外の部材を追加することは、当然可能である。また、光源２２としては、図８、図９のようにCCFLのような線光源を用いても構わないし、図１０、図１１のようにLEDのような点光源を並べて使用しても構わない。

本発明の効果を示す為に、透明樹脂としてポリカーボネートを用い、反光射出面の形状を種々変化させて、厚み２mmの導光板を試作し、LEDを光源とした表示装置に設置し、正面輝度並びに面内の輝度均一性の比較を行なった。このとき、導光板の耐擦傷性及び量産性についても同時に評価した。
表１に評価を行った実施例の条件を示す。

各々の評価は、下記の基準に則り実施し、その結果を表２に示した。
正面輝度については、ディスプレイとして使用に堪える輝度が得られれば○、得られなければ×とした。また、輝度均一性については、面内で明暗ムラが見えなければ○、明暗ムラが見えたら×とした。また、耐擦傷性については、ハンドリング中に導光板表面に傷が生じなければ○、生じれば×とした。また、量産性については、安定した量産性が得られれば○、作製時間が掛かったり外観不良が生じたりするような量産阻害要因が見られれば×とした。

表２に示したように、曲面からなり光入射面に平行な方向に延在する溝と溝間に存在する略平面からなる反光入射面を有する導光板であって、溝の淵部における溝を構成する曲面の接線と溝間に存在する略平面とがなす角度θが０°より大きく６０°未満であり、かつ溝の淵部側の曲率半径をR１としたとき溝の最深部側の曲率Ｒ２がR１よりも小さく、また、全光線透過率が９０％以上である導光板を、押出一体成形にて作成した時のみ、正面輝度、輝度均一化、耐擦傷性、量産性の全てを満たすことが確認された。また、光入射面が対向する二面からなる場合は、溝形状の左右非対称性が有効に作用することも確認された。表には載せていないが、光入射面から遠い溝ほど、深かったり、溝間の間隔が狭かったりすることで、より正面輝度や輝度均一性が向上した。作製方法の違いの比較として、射出成形とレーザ切削でもサンプルを作製したが、量産性に難があったため、形状を変化させた結果は載せていない。

本発明に係わる導光板、及び前記導光板を用いたバックライトユニット、並びに表示装置を用いることで、工程数や使用部材点数の削減を伴うディスプレイの薄型化が可能になり、産業上の利用に耐え得る。

１０……導光板、１１……光入射面と反光射出面との間の接合辺、１２……光射出面、１３……溝の壁面を示す曲線、１４……反光射出面、１５……曲線１３の接線、１６……光入射面、１７……曲率半径Ｒ１の円、１８……溝、１９……曲率半径Ｒ２の円、２０……バックライトユニット、２２……光源、２４……リフレクタ、２６……画像表示パネル、３０……画像表示装置、１０１…偏光板、１０２…液晶パネル、１０３…偏光板、１０４…拡散板、１０５…光源ランプ（CCFL等）、１０６…リフレクタ、１１４…拡散フィルム、１１５…リフレクタ、１１６…光源ランプ、１１７…導光板、１１８…反射フィルム、１１９…プリズムフィルム、１２０…プリズムフィルム。

Claims (8)

1. エッジライト型の表示装置に用いられる、光源の照射光を画像表示パネル側に射出するバックライトユニットであって、
   導光板と光源を備え、
   前記導光板は、熱可塑性樹脂からなる透明で厚さを有する矩形板状の押出一体成形品から構成されているとともに、前記画像表示パネルに対向する面を光が射出する光射出面とし、前記画像表示パネルと反対側の面を反光射出面とし、かつ前記光射出面と前記反光射出面の相対向する短辺同士間及び長辺同士間をそれぞれ接続してなる略垂直な４つの面のうち互いに対向する２つの面を第１及び第２の光入射面とし、
   前記第１及び第２の光入射面に前記光源がそれぞれ対向して配置され、
   前記反光射出面は、前記導光板が前記第１及び第２の光入射面の中間で二分割したときに左右に二分される面を有し、
   前記二分された左側の前記反光射出面には、前記第１の光入射面と平行に延在しかつ該延在方向と直交する垂直な面での断面形状が曲面を呈する複数の溝が互いに離間して形成されているとともに当該溝の互いに隣り合う間の距離が前記第１の光入射面に対向配置された前記光源から遠ざかるに従い狭くなるように構成され、
   前記二分された右側の前記反光射出面には、前記第１の光入射面と平行に延在しかつ該延在方向と直交する垂直な面での断面形状が曲面を呈する複数の溝が互いに離間して形成されているとともに当該溝の互いに隣り合う間の距離が前記第２の光入射面に対向配置された前記光源から遠ざかるに従い狭くなるように構成され、
   前記左側及び右側の前記反光射出面に形成された前記各溝の曲面は、該溝の最深部から前記反光射出面に鉛直な垂線を中心にして左右非対称な曲面形状を呈しているとともに、これら左側の前記反光射出面の溝の曲面形状と右側の前記反光射出面の溝の曲面形状が互いに左右正反対の形状を呈しており、
   さらに前記各溝において、該溝の前記光入射面に近い側の曲面の前記反光射出面と接続される淵部から前記最深部の垂線までの間の幅をｄ１とし、かつ該溝の前記光入射面に遠い側の曲面の前記反光射出面と接続される淵部から前記最深部の垂線までの間の幅をｄ２としたとき、これらｄ１とｄ２との比が４＜ｄ１／ｄ２＜１０の関係を満たすように構成されている、
   ことを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記溝の幅ｄ１の範囲にある曲面において、幅ｄ１に対し７０〜９０％の幅に相当する前記淵部側の範囲α’にある曲面の曲率と該範囲α’を除いた残りの範囲β’にある曲面の曲率とが異なっているとともに、前記範囲α’にある曲面に対する接線と前記反光射出面とのなす角度が０°より大きく６０°未満であり、かつ前記範囲α’にある曲面の曲率半径Ｒ１が前記範囲β’にある曲面の曲率半径Ｒ２よりも大きく、前記曲率半径Ｒ１の変異点が滑らかな連続性を有していることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記隣り合う溝の間に、前記光射出面と略平行な略平面が存在することを特徴とする請求項１または２記載のバックライトユニット。
4. 前記溝の深さが、前記光源から遠ざかるに従い深くなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかにバックライトユニット。
5. 前記導光板の全光線透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライトユニット。
6. 前記導光板を構成する熱可塑性樹脂がポリカーボネートであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライトユニット。
7. 前記光源がＬＥＤまたはＣＣＦＬのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のバックライトユニットと、画像表示パネルとを有する、
   ことを特徴とする表示装置。

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