JPH07294745A - バックライトパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 バックライト光への変換効率が高く、明るさ
が均一なバックライトパネルの提供。 【構成】 導光体１は左方に光入射面２、上方側に光取
出面３があり、裏面４に溝状に所定のピッチで反射部
５，５’が形成されている。前段側の反射部５’の溝の
深さは、後段の反射部５の溝の深さよりも浅く形成され
る。各反射部５，５’の斜面の内、少なくとも光入射面
に近い側の斜面は、導光体１の内部側から見て凹面状の
形状を有している。直進光線Ｇ2 はＧ2'として取り出さ
れ、水平面に対して小角度の下向き傾斜角で頂点Ｐ付近
の斜面に入射した光線Ｇ3 も全反射条件を満たしてＧ3'
として取り出される。前段反射部５’の頂点をかすめて
斜面に入射する直進光Ｇ1 は、余裕をもって全反射さ
れ、Ｇ1'として取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は蛍光ランプのような一
般光源から出射された光を面状の拡がりを有する光に変
換するバックライトパネルに関し、更に詳しく言えば、
各種装置における液晶表示部のバックライト光源に使用
して好適なバックライトパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示部を有するノートブック型のパ
ーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、液晶テレビ
ジョン装置、ゲーム機器、ポケットベル、携帯電話等
は、軽量化、省電力化、低価格化が絶えず図られてお
り、その為、液晶表示部のバックライト光源として組み
込まれるバックライトパネルについても、より軽量薄型
で簡素な構造を有し、且つ、高効率で均一性の高い輝度
が得られるバックライトパネルが待望されている。

【０００３】通常、バックライトパネルは板状の導光部
材で構成され、その一つの側面または二あるいは三方の
側面に臨んで蛍光ランプ等の光源が配置される。そし
て、バックライトパネルの光源に面した側面（以下、
「光入射面」と言う。）から入射した光が導光部材の一
方の面（以下、「光取出面」と言う。）から取り出され
る構造となっている。

【０００４】光入射面から入射した光を光取出面から均
一な強度で取り出す為には、導光部材内をその延在方向
に沿って直進あるいは表裏面の反射を繰り返しながら導
光される光を少量づつ光取出面に向かうように方向転換
させてやる必要がある。このような作用を得る為にエッ
ジライティング効果と呼ばれる現象を利用することが従
来より知られている。図１は、エッジライティング効果
の原理を説明する図である。同図において、符号１はア
クリル樹脂等で構成される導光体を表わしており、その
一つの側端面を光入射面２として光源Ｌが対向配置され
ている。導光体１の表裏面３，４の内一方は光取出面３
とされ、この光取出面３と相反する側の面（以下、「裏
面」と言う。）には、斜面５ａ，５ｂを有する断面形状
の反射部５が形成されている。

【０００５】光源Ｌから入射した光の多くの部分は、導
光体内をほぼ表裏面に沿うように伝播され、反射部５の
光入射面２に近い側の斜面５ａで取出面３の方向に向け
て反射された光が光取出面３からバックライト光として
取り出される。

【０００６】このようなエッジライティング効果をより
効率的なものとする為に、印刷法、機械加工法、成形法
等を利用して、反射部５に相当する部分をドット状、マ
トリックス状、あるいは溝状に形成することが行なわれ
ているが、反射効率が十分でなく、また、反射部から反
射した光の拡がり具合い（以下、「分散」と言う。）の
一様性も十分であるとは言い難かった。

【０００７】また、図２（１），（２）に示したよう
に、エッジライティング効果を得る為に導光体１の裏面
に形成する反射部５のパターンピッチｄや高さｈ、ある
いは反射斜面の傾斜角度φを光源Ｌ乃至光入射面２から
の距離に応じて変化させることによって、バックライト
パネル全体に亙って明るさのレベルを平準化して向上さ
せることも行なわれているが、未だに満足すべき結果が
得られていないのが現状である。

【０００８】図３〜図５は、既に提案されている反射部
の断面形状の代表的な例を隣接反射部を抽出拡大した断
面図で示し、更に、各反射部から得られる光取出面上に
おける反射光の光強度分布の概略を併記したものであ
る。なお、各図において、導光体１は水平方向に延在し
ており、左方に光入射面２、上方側に光取出面３があ
り、裏面４に溝状に反射部が形成されているものとし、
導光体１は透明光学材料として使用される代表的なメタ
クリル樹脂であるポリメチルメタクリレート（屈折率ｎ
＝約１．４９、対空気の臨界角θc ＝約４２°；以下、
「ＰＭＭＡ」と略称する。）で構成されているものとす
る。

【０００９】また、光の挙動を表わす光線（以下、「代
表光線」と言う。）は、光入射面から見て後段側の反射
部についてのみ記したが、光入射面から見て最前段の反
射部を除けば、各反射部における光の挙動はここに説明
するものと基本的に同じである。

【００１０】先ず、図３（１）は反射部５，５’を直斜
面５ｃ，５ｄ，５ｃ’５ｄ’で構成した基本的な構造例
を表わしている。この場合、ほぼ水平に直斜面５ｃに入
射した直接光（光取出面３あるいは裏面４で反射される
ことなく到達た光、以下同様）は、上方に反射されて光
取出面３へ向い、バックライト光として出射される。バ
ックライト光を正面方向に取り出す為には直斜面５ｃの
傾斜角を４３°を上回り、且つ４５°近傍の値とするこ
とが最も合理的と考えられ、その場合、前段の反射部
５’をクリヤして直斜面５ｃに到達した直接光の大半は
全反射条件を満たし（入射角θ12＝約４５°）、光取出
面３に対してほぼ直角に入射する。代表光線Ｇ1 ，Ｇ2
は各々前段の反射部５’をクリヤした最下限、最上限の
水平直進光線を表わしている。

【００１１】このような直接光に次いで重要な光量成分
として、少なくとも一度は光取出面３で反射された上で
直斜面５ｃに到達した光（以下、単に「反射経由光」と
言う。）の挙動を代表光線Ｇ3 で考察してみると、入射
角θ3 は４５°より相当程度小さく、多くの場合臨界角
θc （ここでは約４２°）をも下回っていると考えられ
る。従って、このような光の相当部分は全反射せずに直
斜面５ｃから外界に出てしまい（Ｇ3"で表示）、バック
ライト光として利用することが難しくなる。そして、一
部反射された光線だけが、代表光線Ｇ3'で表わされてい
るように、代表光線Ｇ1'，Ｇ2'よりも反射部５の前段反
射部側に寄った近傍の光取出面３からバックライト光と
して出射される。

【００１２】また、代表光線Ｇ4 で表わされているよう
に、直斜面５ｃにやや斜め下方から直斜面５ｃへ入射し
て導光体末端側へ分散反射される光が存在し、光取出面
３における光強度分布へ相当の寄与を果しているが、出
射光線Ｇ4'で示された位置からも判るように、反射部５
の直上部分から遠く離れた部分の光取出面まで光を到達
させるには不十分である。

【００１３】以上のことから、図３（１）に示した反射
部５，５’で得られる反射光の強度Ｉを光取出面３上で
測った光入射面からの距離ｘに対して描いた分布は、概
略図３（２）の如記き形状を呈するものと考えられる。
即ち、図３（１）に示した構造では、各反射部５，５’
で得られる反射光の分散が一様でなく、各反射部５，
５’のほぼ直上（溝の頂点部分５Ｈに対応した位置）か
らその手前側の極く狭い範囲に反射光が集中する傾向が
強くなる。そして、その領域から前後いずれの方向に離
れても反射光強度が急激に低下することが避けられな
い。

【００１４】このような欠点を緩和する手段として、図
４（１）に示したように、反射部５の光源から遠い側の
直斜面を拡がりのある緩斜面５ｄ”とすることも提案さ
れているが、図示されているように、緩斜面５ｄ”、直
斜面５ｃで順次全反射されて代表光線Ｇ5 で表わされる
ような角度で入射し、代表光線Ｇ5'となって光取出面３
から出射される経路型のものに限られ、他の光の挙動は
図３（１）に示したものと変わらない。

【００１５】従って、光出射面における光強度プロファ
イルは、図４（２）に示されているように、若干前方へ
の拡がりを持つようになるものの、大きな改善を図るこ
とは困難である。特に、光出射面３に正面方向への集光
特性を持たせる為に形状変化が付けられている場合に
は、その効果が半減する。

【００１６】次に、図５（１），（２）は、反射部５，
５’を導光体１の内部側から見て凸面状（以下、凸面、
凹面の呼称は、特に断わりのない限り「導光体１の内部
側から見てのもの」とする。）の反射面５ｅ，５ｅ’と
した構造と光強度プロファイルを、図３、図４と同様の
形式と指示符号を用いて表わしたものである。

【００１７】このケースでは、ほぼ水平に凸状面５ｅに
入射した直接光は幅広い方向に分散された反射光とな
る。例えば、図示されているように、前段の反射部５’
をクリヤした最下限の水平直進光線Ｇ1 の入射する位置
Ｑにおける傾斜角（凸面の接線方向の角度）φq をほぼ
４５°とすれば、この光線は、バックライト光線Ｇ1'と
してほぼ真上方向に出射される。しかし、これより僅か
上方に入射する光線Ｇ2，の反射方向は、大きく前方へ
それ始め、光量密度的には最も高いと考えられる光線
は、Ｇ3 →Ｇ3'のように光取出面３で全反射されるか、
凸面５ｅの頂点付近をかすめて前方へ送られる確率が高
い。

【００１８】この他に、前段の反射部５’で反射した光
や、反射経由光の一部が反射部５で斜め前方へ分散反射
されることが期待されるから、前方への反射分散現象自
体は比較的広汎に起るものと考えられる。

【００１９】しかし、Ｇ4 で表わされたような反射経由
光は、傾斜角がより大きな部分に入射するから、全反射
条件を満足することが極めて難しく、光線Ｇ4'で示され
たように外界に出てしまう確率が高い。

【００２０】以上のことから、反射部５，５’を凸面形
状としたこのケースで得られる光取出面３上の光強度プ
ロファイルは、概略図５（２）の如記き傾向を呈するも
のと考えられる。即ち、図３（２）あるいは図４（２）
に示したグラフに比べて、光源から遠い部分への光の反
射分散は改善されるが、反射部５，５’の凸面頂部へ近
ずくにつれて急激に反射面が水平に寝て来る為に、バッ
クライト光として光取出面３から取り出される方向へ反
射される光量の割合が低下する傾向がある。従って、プ
ロファイルのピークが低下し、グラフで囲まれる部分の
面積が狭くなる。このように、このケースでは、反射部
５，５’を形成する反射曲面の形状が合理的に選択され
ていない為に反射分散現象がバックライト光への変換に
有効に生かされいないという問題点がある。

【００２１】以上の説明において、導光体１を構成する
材料の屈折率が変われば臨界角θcの値が変化し、それ
に応じて各反射部で得られる反射光の分散状態が変わ
り、強度プロファイルも変化するが、基本的な特徴は変
わらない。

【００２２】なお、上記説明した溝型の反射部を用いる
ものの他に、切込み角度を変えたコーン状の穴を分布形
成させる方法もあるが、エッジライティング効果が発揮
される断面領域が制限され、また、導光体にそのような
穴を多数形成することは加工が煩雑となり、製造コスト
面からみても好ましくない。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、上
記従来型のバックライトパネルが有していた問題点を解
決することにある。即ち、本願発明は、直進光、反射経
由光を含めた光成分のバックライト光への変換効率を高
めることが可能であると共に、均一な明るさを得る為に
好適な反射分散特性を有する反射部形状を備えたバック
ライトパネルを提供することにある。

【００２４】また、本願発明は、簡便な工程によって集
光特性が改善された光取出面を有する導光体を備えたバ
ックライトパネルを提供することを併せて企図するもの
である。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決する為の基本的構成として、「少なくとも１つの側
面を光入射面として光源からの光を入射させ、表裏面の
一方側を光取出面として出射光を取り出すバックライト
パネルにおいて、前記光取出面と相反する側の面に複数
本の溝が形成されており、前記バックライトパネル内部
側からみた時の前記溝の断面形状が、少なくとも前記光
入射面から入射した直進光が入射する側の面については
凹面状であることを特徴とする前記バックライトパネ
ル」（請求項１に記載された構成）を提案したものであ
る。

【００２６】また、バックライトパネルから取り出され
るバックライト光の明るさの均一性を向上させる構成と
して、特に、「少なくとも１つの側面を光入射面として
光源からの光を入射させ、表裏面の一方側を光取出面と
して出射光を取り出すバックライトパネルにおいて、前
記光取出面と相反する側の面に複数本の溝が形成されて
おり、前記バックライトパネル内部側からみた時の前記
溝の断面形状が、少なくとも前記光入射面から入射した
直進光が入射する側の面については凹面状であり、前記
溝の深さが、前記光入射面からの距離の増大に応じて増
大する傾向を有していることを特徴とする前記バックラ
イトパネル」（請求項２に記載された構成）並びに、
「少なくとも１つの側面を光入射面として光源からの光
を入射させ、表裏面の一方側を光取出面として出射光を
取り出すバックライトパネルにおいて、前記光取出面と
相反する側の面に複数本の溝が形成されており、前記バ
ックライトパネル内部側からみた時の前記溝の断面形状
が、少なくとも前記光入射面から入射した直進光が入射
する側の面については凹面状であり、前記溝の凹面形状
を形成する傾斜曲面の傾斜が、前記光入射面からの距離
に応じて急峻となる傾向を有していることを特徴とする
前記バックライトパネル」（請求項３に記載された構
成）を併せて提案したものである。

【００２７】更に本願発明は、光入射面側からみてより
遠い側の領域に光を送り込む内部反射機能を強化した構
成として、「少なくとも１つの側面を光入射面として光
源からの光を入射させ、表裏面の一方側を光取出面とし
て出射光を取り出すバックライトパネルにおいて、前記
光取出面と相反する側の面に複数本の溝が形成されてお
り、前記バックライトパネル内部側からみた時の前記溝
の断面形状が、前記光入射面から入射した直進光が入射
する側の面については凹面状であり、背面側の面につい
ては前記凹面形状に比して緩やかな広がりある傾斜面で
あることを特徴とする前記バックライトパネル」（請求
項４に記載された構成）を案出したものである。

【００２８】そして、上記各構成を備えたバックライト
パネルの光取出面について、「前記光取出面の少なくと
も一部に、ショットピーニング加工を施された金型表面
領域と相補的な形状を有する微小レンズ状のシボ面が形
成されている」という構成を提案することにより、簡便
な工程によって集光特性が改善された光取出面が形成さ
れたバックライトパネルを提供することを可能にしたも
のである。

【００２９】

【作用】本願発明は、エッジライティング効果を得る為
の各反射部を構成する溝の断面形状について従来にない
考え方を取入れ、バックライトパネル内部側からみた時
の前記溝の断面形状が、少なくとも前記光入射面から入
射した直進光が入射する側の面については凹面状である
ようにした点に基本的な特徴がある。

【００３０】図６は、この基本的な特徴を備えた反射部
の溝断面形状を前述した図３〜図５に準じた形式で示し
たものである。即ち、導光体１は水平方向に延在してお
り、左方に光入射面２、上方側に光取出面３があり、裏
面４に溝状に反射部が形成されているものとし、導光体
１の材料としてはＰＭＭＡ（屈折率ｎ＝約１．４９、対
空気の臨界角θc ＝約４２°）を想定する。

【００３１】同図において、符号５，５’は、バックラ
イトパネルを構成する板状の導光体１の裏面４に所定の
ピッチｄの間隔で形成された反射部を表わしている。各
反射部５，５’を構成する溝斜面５ｇ，５ｈ，５ｇ’，
５ｈ’の内、少なくとも光入射面に近い側の斜面５ｇ，
５ｇ’については、導光体１の内部側から見て凹面状の
形状が与えられている。

【００３２】光入射面側から見て背面側の斜面５ｈ，５
ｈ’については、絶対的な形状の制約はないが、隣接す
る反射部の光入射面側の凹面状の斜面に滑らかに接続さ
れる形状とするのが一般的である（より好ましい形状に
ついては、後述する実施例を参照）。

【００３３】斜面５ｇ，５ｇ’は凹面状のものであるか
ら、前述した図４の例とは逆に、溝の深部に向かって徐
々に傾斜が急峻となる傾向を有することになり、その最
深部にあたる頂点Ｐ，Ｐ’で、傾斜方向は急反転して、
背面側の傾斜面５ｈ，５ｈ’に連なっている。斜面５ｇ
（あるいは５ｇ’、以下略）の最急峻傾斜部における傾
斜角、即ち、頂点Ｐにおける接線が水平方向となす角度
φp は、水平直進光Ｇ2 が全反射される条件に選択され
ることが極めて重要である。例えば、φp ＝４５°とす
れば、光線Ｇ2 はバックライト光Ｇ2'として光取出面３
から取り出されることは勿論、水平面に対して３°以内
の下向き傾斜角で頂点Ｐ付近の斜面５ｇに入射した光
（Ｇ3 で代表）についても、確実に全反射条件を満たし
てほぼ上方へ向けて反射され、バックライト光Ｇ3'とし
て光取出面３から取り出される。

【００３４】また、前段の反射部５’の頂点Ｐ’をかす
めて斜面５ｇに入射する直進光Ｇ1は、更に余裕をもっ
て全反射され、バックライト光Ｇ1'として光取出面３か
ら取り出される。最大傾斜部を与える頂点Ｐの部分か
ら、より水平に近い傾斜角を有する溝の入口部分にかけ
ての斜面５ｇの傾斜角の推移のさせ方には多様な自由度
があり、その選択を通して種々の反射分散特性とそれに
対応した光強度プロファイルが実現される。バックライ
トパネルを構成する導光体の成形加工の容易さの観点か
ら言えば、凹面を円形面とすることも１つの現実的な選
択である。

【００３５】ここで特に重要なことは、このように全反
射条件を満たして反射される方向に適度の広がりがある
ことである。例えば、水平直進光Ｇ1 ，Ｇ2 の反射後の
光路を比較してみると、斜面５ｇへの入射位置に応じた
傾斜角の差に対応した反射分散が与えられていることが
判る。このような反射分散効果は、水平直進光だけに発
揮されるものではなく、ある程度の角度をもって斜面５
ｇに入射する直進光線（Ｇ3 で代表）や、反射経由光
（Ｇ4 で代表）についても同様に発揮されることは明ら
かである。

【００３６】また、光線Ｇ4 のように溝の浅い部分に入
射する光（大半は反射経由光）は、比較的大きな下向き
方向成分を有しているが、溝の浅い部分では斜面５ｇの
傾斜角が急速に小さくなっているので、全反射条件が簡
単には破れない。このような効果も溝に凹面状の斜面を
含ませた本願発明に特有の重要な効果である。更に、こ
の溝の浅い部分に入射する光についても、斜面５ｇの傾
斜角を適当な小傾斜角に設計すれば、光線Ｇ5 →Ｇ5'で
も図示したように、次段の反射部のほぼ上方から取り出
されるバックライト光の近傍で、溝の浅い部分に入射し
た光をバックライト光として取り出すことも可能であ
る。

【００３７】以上の説明したように、本願発明のバック
ライトパネルが有する基本的な特徴によって、直進光、
反射経由光を問わず、また、水平方向に伝播光だけでな
く相当の下向き方向成分をもって斜面５ｇ，５ｇ’へ入
射した光も含めて、全反射条件を破られ難く、且つ、広
範な反射分散効果が発揮される。

【００３８】従って、反射部５，５’を形成するピッチ
ｄを、上記説明した反射分散効果でカバー可能な程度の
大きさに選択することによって、図６（２）に例示した
ような、ピッチｄ周期の明暗ムラを低下させた平坦な光
強度プロファイルを光取出面３上で得ることが出来る。
分散反射効果が及ぶ範囲を凹面の形状によって相当の幅
で制御することも出来る。

【００３９】なお、光取出面３から実際にバックライト
光を取り出す為には、斜面５ｇ，５ｇ’で反射分散され
て光取出面３に入射する光が全反射してはならない。従
って、ピッチｄが比較的大きいと条件下で平坦なプロフ
ァイルを得る為には、光取出面３の表面形状を工夫する
必要があるが、それについては次記実施例の中で触れ
る。また、背面側斜面５ｈ，５ｈ’の形状に関する変
形、光源をバックライトパネル両側に配置した場合の溝
斜面形状の選び方等についても、次記実施例で述べるこ
とにする。

【００４０】導光体１を構成する材料の屈折率が変われ
ば臨界角θc の値が変化し、それに応じて各反射部で得
られる反射光の分散状態が変わり、強度プロファイルも
変化することや、凹面状の反射面を形成する斜面の傾斜
角の推移が異なれば異なった特性が得られることは当然
であるが、そのような変化があっても、特に図３〜図５
に示した従来技術との比較において、基本的な特徴が失
われないことはこれまでの説明から明らかである。

【００４１】

【実施例】図７（１）〜（３）は、本願発明の３つの実
施例を断面図で示したものである。各図における符号
は、図３〜図６等に準じたものが使用されている。先
ず、図７（１）は、バックライトパネルを構成する導光
体１の一方の側面を入射面２とし、その近傍に光源Ｌを
配した１灯式の配置を表わしている。導光体１の光取出
面３は平坦面とされ、裏面４には、ほぼ一定のピッチで
多数の反射部５-1，５-2・・・５-n・・・が形成されて
いる。各反射部は、紙面に対して垂直方向に延びた溝に
よって構成され、その溝の断面形状は、図７（１）に示
したものと同等である。各反射部５-1，５-2・・・５-n
・・・溝部の最深部における傾斜角φ1 ，φ2 ，・・・
φn ・・・は、光入射面２から遠ざかるに従って大きく
なるように選ばれている。即ち、φ1 ＜φ2 ＜・・・＜
φn ＜・・・の関係が成立している。

【００４２】但し、いずれの傾斜角についても、反射部
の入射側斜面（図７の５ｇ，５ｇ’参照）に入射する直
進光について全反射条件が破られない範囲の大きさが選
ばれている。導光体１の材料としては、任意の透明光学
材料が採用可能であるが、成形加工の容易性、経済性か
らアクリル樹脂等のプラスチック光学材料を利用するこ
とが実際的である。既述例と同じく、ＰＭＭＡを採用し
た場合、対空気層の臨界角は約４２°であるから、最大
傾斜角を４５°以下程度に抑えることが実際的である。

【００４３】本実施例では、各反射部５-1，５-2・・・
５-n・・について最大傾斜角φ1 ，φ2 ・・・だけでな
く、溝の深さｈ1 ，ｈ2 ・・・ｈn ・・についても光入
射面２から離れるに従って大きな値が与えられている。
即ち、ｈ1 ＜ｈ2 ・・・＜ｈn ＜・・の関係が成立して
いる。

【００４４】このように、最大傾斜角φと溝の深さｈの
双方について光入射面２からの距離に応じた差を付ける
ことによって、バックライトパネル全体の明るさの平準
化を図ることが出来る。なお、このような、勾配は最大
傾斜角φまたは溝の深さｈの一方のみとすることも可能
である。また、反射部５-1，５-2・・・５-n・の形成ピ
ッチについて光入射面２からの距離に応じた差を付ける
ことも考えられる。

【００４５】本実施例のバックライトパネルの反射部５
-1，５-2・・・５-n・における光の挙動については、
「作用」の欄で詳しく述べた通りであり、バックライト
パネル全体として高い変換効率で光源Ｌの光がバックラ
イト光に変換され、また、光取出面３全体に亙って明る
さムラが抑制された状態が実現されている。

【００４６】図７（２）は、図８（１）に示した実施例
の変形例に相当し、各反射部５-1，５-2・・・５-n・・
・の背面側斜面が直斜面とされている点を除けば、その
構造は全く同一である。

【００４７】その作用についても、図７（１）に示した
実施例とほぼ同じであり、反射経由光をより遠方へ伝達
する特性がやや異なっているのみである。

【００４８】次に、図７（３）は、バックライトパネル
を構成する導光体１の相反する２つの側面を入射面２，
２’とし、その近傍に各々同等の光源Ｌ，Ｌ’を配した
２灯式の配置を表わしている。そして、導光体１の光取
出面３は微小レンズ状のシボ面とされている。

【００４９】裏面４には、ほぼ一定のピッチで計２ｍ−
１個の反射部５-1，５-2・・５-m・・・５-2m-1 が形成
されている。各反射部は、紙面に対して垂直方向に延び
た溝によって構成され、その溝の断面形状は、図７
（１）に示したものと同等である。

【００５０】この実施例の１つの特徴は、各反射部溝部
５-1，５-2・・５-m・・・５-2m-1の最深部における傾
斜角φ1 ，φ2 ，・・・φ2m-1及び溝の深さｈ1 ，ｈ2
，・・・ｈ2m-1が次のように選ばれている点である。 φ1 ＝φ2m-1＜φ2 ＝φ2m-2＜・・・＜φm-1 ＝φm+1
＜φm ｈ1 ＝ｈ2m-1＜ｈ2 ＝ｈ2m-2＜・・・＜ｈm-1 ＝ｈm+1
＜ｈm 但し、各最大傾斜角は、φ1 〜φm-1 については、光入
射面２に近い側の斜面について測るものとし、φm+1 〜
φ2m-1については、光入射面２’に近い側の斜面につい
て測るものする。そして、中央の反射部５-mについて
は、双方の斜面が対称に形成されているものとする。こ
のような条件を選択することによって、バックライトパ
ネルの右半分と左半分が等価な条件となる。右半分と左
半分について実現されている状態は、各々遠方側の光源
ＬあるいはＬ’の影響を無視すれば、図７（１）で得ら
れる状態とほぼ同じである。より遠方側の光源Ｌあるい
はＬ’の影響を考慮しても、それは明らかに対称に作用
するから、バックライトパネル全体としての明るさのバ
ランスを崩すことはない。

【００５１】また、本実施例では、光取出面３が微小レ
ンズ状のシボ面とされているが、これにより、各反射部
５-1，５-2・・・で反射分散されて光取出面３に到達し
た光が、全反射によって裏面４側に再反射されてしまう
確率が減じられ、また、光取出面３から出射されるバッ
クライト光の伝播方向が全体的に正面方向に整えられる
効果が期待出来る。

【００５２】このような微小レンズ状のシボ面は、バッ
クライトパネルを構成する導光体を射出成形技術によっ
て製造する際に使用する金型の光取出面対応面に、予め
ショットピーニング法（硬質の微粒子を高速で金型内面
に衝突させる金型加工手法）を適用して微細な凹部を形
成しておくことによって簡単に形成することが出来る。

【００５３】なお、微小レンズ状のシボ面は、図７
（１），（２）の実施例における光取出面３に対して形
成しても良いことは勿論である。

【００５４】以上説明した３つの実施例はあくまで例示
的なものであり、例えば、隣合う二方の側面に光源を配
置し、格子状に溝を形成することによって、縦横両方向
について本願発明の考え方を適用することも可能であ
る。また、図７（３）の２灯式の配置に、紙面手前側あ
るいは向こう側の側面に別の光源を配し、紙面横断方向
の溝を付加的に設けることによって、より明るいバック
ライトパネルを構成することも可能である。

【００５５】導光体を構成するプラスチック材料として
は、上記したＰＭＭＡ以外に極めて多種多様なものが利
用可能であるが、殆どの材料の屈折率１．４〜１．６の
範囲にある。その幾つかを屈折率とともに例示すれば、
次の通りである。

【００５６】ポリエチルメタクリレート（屈折率＝１．
４８） ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート（屈折率＝１．４８） ポリ−ｎ−ブチルアクリレート（屈折率＝１．４８） ポリベンジルアクリレート（屈折率＝１．５９） ポリスチレン（屈折率＝１．５９） ポリカーボネート（屈折率＝１．５９）

【００５７】

【発明の効果】本願発明によれば、エッジライティング
効果によりバックライト光を生成する為の反射部を構成
する溝の断面形状に従来見られない凹面形状が取り入れ
られている為に、全反射条件の破れ等の原因による光損
失を抑制し、同時に、適度の広がりをもって一様に分散
される反射光束を各反射部で生成させることが可能とな
る。従って、明るさのレベル、均一度の双方に優れたバ
ックライトパネルを提供することが容易になる。

【００５８】更に、溝の深さ、斜面傾斜等について光入
射面からの距離に応じた変化を与えたり、凹面状の部分
とは別に光を光入射面から見てより遠い側へ送り込む機
能を強化する為の広がりのある緩斜面を設けることによ
り、バックライトパネル全体の明るさを平準化すること
も困難でない。

【００５９】バックライトパネルの正面方向への集光特
性ついても、ショットピーニング法の利用を通して形成
される微小レンズを光取出面に設けることにより、本願
発明の特徴を損なうことなく改善を図ることが可能とな
っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】エッジライティング効果の原理を説明する図で
ある。

【図２】バックライトパネル全体に亙って明るさのレベ
ルを平準化して向上させる為の手段として、（１）反射
部のパターンピッチｐと反射部の高さｈ、（２）反射斜
面の傾斜角度φ、を光源乃至光入射面からの距離に応じ
て変化させることについて説明する図である。

【図３】各反射部を直斜面断面を有する構造とした例に
ついて、光の挙動と光取出面上における反射光の光強度
プロファイルの概略を説明する為の図である。

【図４】図３に示した構造の変形として、反射部の光源
から遠い側の直斜面を拡がりのある緩斜面とした場合の
光の挙動と光取出面上における反射光の光強度プロファ
イルの概略を説明する為の図である。

【図５】各反射部を導光体の内部側から見て凸面状の反
射面とした場合の光の挙動と光取出面上における反射光
の光強度プロファイルの概略を説明する為の図である。

【図６】本願発明の基本的な特徴を備えた反射部の溝断
面形状と、光取出面上で得られる光強度プロファイルの
概略を図３〜図６に準じた形式で示したものである。

【図７】本願発明の３つの実施例を断面図で示したもの
である。

【符号の説明】

１ 導光体 ２，２’ 光入射面 ３ 光取出面 ４ 裏面 ５，５’，５-1〜５1-n ，５-m，５-2m 反射部 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｃ’，５ｄ’，５ｅ，５
ｅ’，５ｇ，５ｇ’ 溝部斜面 ５ｄ” 緩斜面 ５Ｈ，５Ｈ’，Ｐ，Ｐ’ 溝最深部（頂点） ３１ 微小レンズ状シボ面 Ｌ，Ｌ’ 光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 章仁 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3559番 地１ 株式会社モールド研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの側面を光入射面として
   光源からの光を入射させ、表裏面の一方側を光取出面と
   して出射光を取り出すバックライトパネルにおいて、 前記光取出面と相反する側の面に複数本の溝が形成され
   ており、前記バックライトパネル内部側からみた時の前
   記溝の断面形状が、少なくとも前記光入射面から入射し
   た直進光が入射する側の面については凹面状であること
   を特徴とする前記バックライトパネル。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの側面を光入射面として
   光源からの光を入射させ、表裏面の一方側を光取出面と
   して出射光を取り出すバックライトパネルにおいて、 前記光取出面と相反する側の面に複数本の溝が形成され
   ており、前記バックライトパネル内部側からみた時の前
   記溝の断面形状が、少なくとも前記光入射面から入射し
   た直進光が入射する側の面については凹面状であり、 前記溝の深さが、前記光入射面からの距離の増大に応じ
   て増大する傾向を有していることを特徴とする前記バッ
   クライトパネル。
3. 【請求項３】 少なくとも１つの側面を光入射面として
   光源からの光を入射させ、表裏面の一方側を光取出面と
   して出射光を取り出すバックライトパネルにおいて、 前記光取出面と相反する側の面に複数本の溝が形成され
   ており、前記バックライトパネル内部側からみた時の前
   記溝の断面形状が、少なくとも前記光入射面から入射し
   た直進光が入射する側の面については凹面状であり、 前記溝の凹面形状を形成する傾斜曲面の傾斜が、前記光
   入射面からの距離に応じて急峻となる傾向を有している
   ことを特徴とする前記バックライトパネル。
4. 【請求項４】 少なくとも１つの側面を光入射面として
   光源からの光を入射させ、表裏面の一方側を光取出面と
   して出射光を取り出すバックライトパネルにおいて、 前記光取出面と相反する側の面に複数本の溝が形成され
   ており、 前記バックライトパネル内部側からみた時の前記溝の断
   面形状が、前記光入射面から入射した直進光が入射する
   側の面については凹面状であり、背面側の面については
   前記凹面形状に比して緩やかな広がりある傾斜面である
   ことを特徴とする前記バックライトパネル。
5. 【請求項５】 前記光取出面の少なくとも一部に、ショ
   ットピーニング加工を施された金型表面領域と相補的な
   形状を有する微小レンズ状のシボ面が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
   載されたバックライトパネル。