JPH08201631A - 液晶表示用導光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 光源の光利用率を上げて、導光板の全面に高
輝度且つムラのない均一な輝度を発揮できる液晶表示用
導光板を提供する。 【構成】 裏面２に複数の反射溝３が設けられた液晶表
示用導光板１において、該導光板１の表面４に、反射溝
３と同一又は異なる方向に複数の拡散反射溝５が設けら
れたものであり、拡散反射溝５は、反射溝３よりも溝深
さを浅く且つ溝ピッチを狭く形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ等に
用いる導光板の全面にわたってムラのない均一且つ高輝
度の透過光が得られるようにした液晶表示用導光板に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ等に用いられる液晶表
示用導光板に要求される特性は、光源の利用率を上げて
導光板の前面に透過する光の輝度を大とし、さらにはこ
の透過光が板面全体にわたってムラのない均一な輝度を
発揮することである。

【０００３】従来の導光板の一例を図１３に示すと、導
光板２０はその一辺の側方に設けられた光源（ＣＦＬ）
２２に沿って、片面に図１４に示すような断面三角形の
反射溝２１が所定間隔で複数形成されたもので、光源２
２から発射された光２３は夫々の反射溝２１の傾斜面２
１ａに当たって反射し、透過面２４を通過する。

【０００４】このような従来の導光板２０においては、
反射率を上げるために、反射溝２１の溝角度を４５°と
したり、光源２２から遠ざかるに従って板幅をテーパ状
に薄くすることにより、光源２２の遠方側の反射頻度を
高め、板面全体に亙って均一な輝度を得るようにしてあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より高
輝度の導光板を得るために、導光板の板幅をテーパ状に
しても、その効果には限度があるため、溝深さや溝ピッ
チを変化させることによって対処しようとする傾向にあ
った。

【０００６】このような導光板において、光の特性を明
瞭に把握することは非常に困難であり、理論的に溝深さ
や溝ピッチを調整したとしても、高輝度且つ均一な輝度
の導光板を得るには非情な困難を伴うものであった。

【０００７】また、導光板においては板面の面積が広く
なるほど、不均一な輝度ムラが生じやすい。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、光源の利用率を上げ、導光板の全面に高輝度且
つムラのない均一な輝度を発揮することができる液晶表
示用導光板を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液晶表示用導光板は、裏面に複数の反射
溝が設けられた液晶表示用導光板において、該導光板の
表面に前記反射溝と同一又は異なる方向に複数の拡散反
射溝が設けられたことを特徴としている。

【００１０】前記拡散反射溝は、前記反射溝よりも溝深
さを浅く且つ溝ピッチを狭く形成されるのが好ましい。

【００１１】また、前記反射溝と前記拡散反射溝の両方
又は片方にサンドブラスト加工が施されるのが好まし
い。

【００１２】さらに、前記反射溝は、光源から遠ざかる
に従って溝深さを深く且つ溝ピッチを狭く形成されるの
が好ましい。

【００１３】

【作用】本発明は、片面に複数の反射溝が設けられた導
光板において、透過面である表面に、上記の反射溝に対
して同一又は異なる方向に複数の拡散反射溝が設けられ
ている。

【００１４】このような導光板により、光源から導光板
の内部に入射した光が裏面の反射溝に当たると、その反
射光は表面の拡散反射溝に至り、その際の入射角によっ
て外部に透過するか、再び裏面の反射溝方向に反射され
る。この裏面の反射溝に至った光は再び表面の拡散反射
溝の方向に反射される。

【００１５】このように、裏面の反射溝に加えて表面に
拡散反射溝を設けたことによって、光源からの入射光が
導光板の内部で多様且つ頻繁に拡散反射されるため、複
数の反射溝を設けただけの従来の導光板に比べて著しく
光の利用率が上がり、また導光板の全面に亘ってムラの
ない高輝度の光を透過することが可能となる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。

【００１７】図１は本発明による導光板の一実施例を示
す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面
図であり、導光板の外縁の上面に透過調整部が設けられ
た状況を示す。図３は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図
であり、透過調整部が導光板の外縁の内側に設けられた
状況を示す。図４は図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面
図であり、導光板の裏面に断面三角形の反射溝が形成さ
れた状況を示す。図５は図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大
断面図であり、反射溝が断面円弧形に形成された状況を
示す。図６は図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図であ
り、反射溝が裁頭台形に形成された状況を示す。図７乃
至図１０は本発明による導光板の他の実施例を示す平面
図である。図１１(a) 乃至(f) は本発明による導光板に
種々の形状の光源を用いた例を示す平面図である。図１
２は本発明による導光板の外縁に延長部を設けずに平面
としてその外側に光源を配設した断面図である。

【００１８】図１に示す導光板１はプラスチック等の光
の透過性を有する板材から成り、その板材の裏面２に複
数の反射溝３（図１における太線）が設けられ、表面４
に複数の拡散反射溝５（図１における細線）が形成され
たものである。この導光板１の平面形状は、通常の長
辺：短辺＝４：３の長方形から形成されている。

【００１９】なお、図１には反射溝３と拡散反射溝５と
が同一紙面に示してあるが、この図は導光板１を表面４
から見た図であり、図２に示す通り、反射溝３は導光板
１の裏面２に形成され、拡散反射溝５はその表面４に形
成されたものである。

【００２０】また、図１において、反射溝３と拡散反射
溝５は互いに直交する方向に形成されているが、本発明
において、反射溝３と拡散反射溝５の方向は、後述する
ように図１には限定されず、互いに同一又は異なる方向
に設けられたものである。

【００２１】この導光板１は、図２に示すように、その
周縁の表面４側に延長部７が設けられ、この延長部７の
内方には光源６が設けられている。延長部７は光源６の
透過率を調整するために光源６を遮蔽する位置に設けら
れたもので、光源６を導光板１の外周の内側に収容する
ことができるため、そのぶん導光板１の面積を拡大する
ことができる。

【００２２】また、図１の導光板１の光源６としては電
極管（ＣＦＬ）によるＬ型管が使用されているため、延
長部７はＬ型管の形状に相当するＬ字形を成している。
この延長部７の内側は曲面７ａを成し、光源６から導光
板１内に入射する光の直進性を確保するようにしてあ
る。

【００２３】そして、図２に示すように、延長部７の表
面４側には白色プラスチックによる透過調整部８が設け
られている。この透過調整部８は、図３に示すように、
延長部７の内側の曲面７ａを含む部分に設けることもで
きる。

【００２４】以下に、上記の導光板１についてより詳細
に述べる。

【００２５】導光板１のプラスチック材としては、ポリ
カーボネイト板が望ましい。導光板として通常使用され
ているアクリル板は、耐熱温度が９０〜１１０℃である
のに対して、ポリカーボネイト板は１３０℃の耐熱温度
を有するもので、これにより高温になりがちな自動車の
室内等においても変形しにくい導光板を得ることができ
る。

【００２６】上記の反射溝３を有する導光板１を作成す
るには、所定の溝深さ及び溝ピッチで複数の反射溝３を
形成したマスター板によって金型を成形し、この金型を
用いて最終製品としての導光板１を成形する方法によっ
て得ることができる。また、プラスチック板に対して所
定の反射溝３を直接刻設することによって導光板１を得
ることもできる。

【００２７】反射溝３の加工方法は、マスター板に対し
て刻削する場合でも、プラスチック板に対して刻削する
場合でも、ＮＣ工作機械に装着した超硬合金製のバイト
を板面に立てて個々の反射溝３を所定の溝深さと所定の
溝ピッチで順次刻削するとよい。

【００２８】ただし、上記の超硬合金製バイトによって
反射溝３の加工を行うと、反射溝３の傾斜面に直線状の
刃傷（ヘアライン）が表れるが、この反射溝３にサンド
ブラスト加工による微小凹凸面を施すことによって、こ
の微小凹凸面とヘアラインとが反射溝３の傾斜面上に併
存するため、光源６からの入射光が反射溝３により乱反
射（拡散）する結果、導光板１の表面４に透過する光は
輝度ムラのない拡散光となる。

【００２９】上記のサンドブラスト加工は、マスター
板、金型又は最終製品としての導光板１に対して反射溝
３を形成した際に、その傾斜面に対して直角方向に微小
な砂粒子を高圧エアーによって噴射させることにより行
う。

【００３０】また、個々の反射溝３は、光源６から遠ざ
かるに従って溝深さを深く且つ溝ピッチを狭く形成され
るのが好ましい。こうすることにより、光源６から遠ざ
かるに従って光の反射密度が増加するため、光源６の遠
方側にて減少する光量不足を補うことができる。

【００３１】反射溝３の平面形状は、図１の直線状のほ
か、板面に沿って円弧形の反射溝としてもよい。

【００３２】また、図１において、反射溝３はＬ字形の
延長部７の両辺方向に形成され、拡散反射溝５は夫々の
反射溝３に対して直交する方向に形成されているが、図
７に示すように拡散反射溝５を反射溝３と同一方向に形
成してもよい。また、不図示であるが、拡散反射溝５を
反射溝３に対して所望の異方向に形成してもよい。

【００３３】また、図８に示すように、反射溝３をＬ字
形の延長部７の両辺から遠ざかる方向に形成してもよ
い。この場合、図示のように拡散反射溝５を反射溝３と
直角方向に形成してもよいし、図７のように同一方向に
形成してもよい。また、上記同様に、拡散反射溝５を反
射溝３に対して所望の異方向に形成してもよい。

【００３４】さらに、光源６として直管型の電極管を用
いる場合、図９及び図１０に示すように、この光源６の
形状に従って延長部７を導光板１の片側に設け、該延長
部７に上記の透過調整部８を設けるようにしてもよい。
直管型の光源６を導光板１の両側に設ける場合は、導光
板１の両側に延長部７を設け、夫々の延長部７に透過調
整部８を上記の通り設けるようにしてもよい。

【００３５】また、図９と図１０の導光板１は、延長部
７の下側に設置された光源６の直管形状に応じて、この
光源６に沿った方向に直線状の複数の反射溝３が設けら
れている。この場合においても、拡散反射溝５は、図９
に示すように、反射溝３と同一方向に形成してもよい
し、図１０に示すように、反射溝３と直交する方向、或
はその異方向に形成してもよい。

【００３６】反射溝３の平面形状は、図１に示すように
裏面２に沿って直線状の溝を形成するほか、不図示であ
るが、裏面２に沿って円弧形状の溝を形成してもよい
し、また裏面２に沿って升目状の溝を複数形成するよう
にしてもよい。

【００３７】また、反射溝３の断面形状としては、上記
のような直線状、円弧形状、又は升目状の溝の夫々にお
いて、図４に示すような断面三角形としてもよく、また
図５に示す半円形としてもよく、さらに図６に示す裁頭
台形としてもよい。

【００３８】さらに、これらの各種の反射溝３の反射面
に対してサンドブラスト加工９を施すことにより、各反
射溝３による拡散反射光をさらに散乱状態にして反射す
ることができる。このサンドブラスト加工９は、上記と
同様に、高圧エアーによって微小な砂粒子を噴射させる
方法で行うことができる。この場合、各反射溝３間の平
坦面１０は鏡面状に加工し、反射溝３による拡散反射効
果に干渉を加えないようにするのがよい。

【００３９】また、図１において、導光板１の表面４に
形成された複数の拡散反射溝５は、反射溝３による反射
光のムラ又は反射光の不足を補うために成されたもので
ある。この拡散反射溝５は、上記の反射溝３と同様に、
マスター板、金型又は最終製品である導光板１に対して
直接、超硬合金製バイト等の刻削によって形成すること
ができる。

【００４０】ただし、個々の拡散反射溝５は、反射溝３
よりも溝深さを浅く且つ溝ピッチが狭く形成された微細
且つ緊密な反射面を有するのが好ましい。その理由は、
透過面（表面４）の拡散反射溝５が裏面２の反射溝３と
同等又はそれ以上の反射率を持つ場合、拡散反射溝５に
よって却って輝度ムラが助長されるおそれがあり、拡散
反射溝５の拡散効果をより発揮するためには、裏面２の
反射溝３によって生じた反射光を微細に拡散するのが望
ましいからである。

【００４１】従って、拡散反射溝５は上記のように微細
且つ緊密なものとし、さらにこの拡散反射溝５が形成さ
れた表面４に対してサンドブラスト加工を施すことによ
って光の拡散効果を増すようにしてもよい。

【００４２】また、導光板１の外縁に設けられた透過調
整部８は、透明プラスチックに白色剤を発生するための
チタンと光拡散剤としての金等の微粒子が混入されて白
色プラスチックを成すもので、チタンの含有率による白
色濃度によって光の透過性を調整すると共に、光拡散剤
によって光の拡散性を発揮することができる。

【００４３】ただし、透過調整部８における光の透過率
は、チタンの含有率による白色濃度によって決定される
ほか、透過調整部８の厚さによって決定される。透過調
整部８の厚さは延長部７の支持強度等を勘案することに
より決定でき、それに対応して所望の透過率を得るよう
に白色濃度を決定すればよい。

【００４４】透過調整部８の形成方法は、導光板１の成
形時において、延長部７の上面（図２の場合）又は内側
面（図３の場合）に透過調整部８を除去した形状に形成
しておき、ここに透過調整部８を成形するか、又は接着
し、或は延長部７の上面又は内側面の表面に透過調整部
８を直接付着するようにしてもよい。

【００４５】このような透過調整部８が、図２に示すよ
うに、延長部７の上面から導光板１の内方に至る部分に
傾斜状に形成されたことによって、光源６から遠ざかる
に従って輝度が低下する光の性質に応じて透過調整部８
の透過率を増加することができる。また、延長部７に高
輝度の部分が形成されるのを防止すると共に、光拡散剤
によって光の拡散が生じるため、この拡散光は導光板１
の内方に進入して、板面全体の輝度を向上し、平均化す
るのである。

【００４６】また、図３に示すように、透過調整部８が
導光板１の延長部７の内側面に形成されたことにより、
光源８から延長部７に入射した光は、まず透過調整部８
で光の透過率が調整されると同時に拡散される。そのう
ち、延長部７の上方に透過する光は、透過調整部８の透
過率調整によって輝度が弱められ、表面の拡散反射溝５
によってさらに光の拡散を行う結果、延長部７の輝度を
和らげ、光源８の形状が延長部７の上方に映し出される
のを防止する。

【００４７】また、透過調整部８によって発生した拡散
光の一部は導光板１内に至り、表面４に設けられた拡散
反射溝５によって拡散されつつ反射溝３の方向にも反射
されれ、このような様々な光の拡散反射によって導光板
１全体の輝度の向上と均一化を達成するのである。

【００４８】なお、透過調整部８は光源６の形状に応じ
て延長部７を形成し、この延長部７に対して上記のよう
に形成するものであるから、上記のＬ型管のほか、直
管、コ字型管、四辺型管等を光源６として用いた場合、
各々の光源６に応じて導光板１の外縁に設けることがで
きる。

【００４９】上記の実施例においては、導光板１の外縁
に延長部７と透過調整部８とを設けた例が示してある
が、本発明はこの延長部７と透過調整部８を必ずしも必
要とするものではなく、図１１(a) 乃至(f) と図１２に
示すように、延長部７を設けずに、外側面を平坦にした
導光板１の外側近傍に光源６を設けたものにおいても、
拡散反射溝５の効果を上記と同様に得ることができる。

【００５０】図１１(a) 乃至(f) は、種々の光源６を適
用した導光板１の例を示し、図１１(a) は導光板１の一
方の外側に直管型の光源６を設けたもので、図１１(b)
は導光板１の両方の外側に直管型の光源６、６を設けた
ものである。

【００５１】図１１(c) は光源６として一個のＬ型管を
設けたもので、図１１(d) は二個のＬ型管を外側の対向
位置に設けたものである。図１１(e) は光源６としてコ
字型管を設けたもので、図１１(f) は導光板の全周を包
囲する形状の光源６を設けたものである。

【００５２】これらの図において、反射溝３及び拡散反
射溝５は、図示のほかに上記のような種々の形状及びパ
ターンのものを適用することが可能であり、いずれの場
合にも、裏面２の反射溝３に加えて表面２に拡散反射溝
５を形成した結果として、図１等に示した導光板１と同
様の効果が得られるものである。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
用導光板によれば、裏面に複数の反射溝が設けられた導
光板の透過面である表面にも、裏面の反射溝と同一又は
異なる方向に拡散反射溝が設けられたため、光源から入
射した光の拡散反射が導光板の内部で頻繁に行われ、導
光板の内部全面に亘って光が乱反射される結果、広面積
の導光板であっても、その全面に亘ってムラのない高輝
度の透過光を得ることが可能となる。

【００５４】また、拡散反射溝の溝深さを反射溝のそれ
よりも浅く形成し、また拡散反射溝の溝ピッチを反射溝
のそれよりも狭く形成することにより、反射溝によって
生じた反射光をより緻密に拡散することが可能となる。
これにより、反射溝によって生じた反射光の輝度ムラを
解消すると共に、光の利用率を上げて板面全体の輝度を
向上することが可能となる。

【００５５】また、反射溝と拡散反射溝の両方又は片方
にサンドブラスト加工を施すことにより、光源から入射
された光の拡散効果を上げることができる。

【００５６】さらに、光源から遠ざかるに従って反射溝
の溝深さを深くし、且つ溝ピッチを狭く形成することに
より、光源から遠ざかるに従って光の反射密度が増加す
るため、光源の遠方側にて減少する光量不足を補足し
て、導光板の全面に亘る輝度の均一化及び輝度の向上に
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による導光板の一実施例を示す平
面図である。

【図２】図２は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図であ
り、導光板の外縁の上面に透過調整部が設けられた状況
を示す。

【図３】図３は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図であ
り、透過調整部が導光板の外縁の内側に設けられた状況
を示す。

【図４】図４は図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図で
あり、導光板の裏面に断面三角形の反射溝が形成された
状況を示す。

【図５】図５は図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図で
あり、導光板の裏面に断面円弧形の反射溝が形成された
状況を示す。

【図６】図６は図１のＡ−Ａ線に沿う部分拡大断面図で
あり、導光板の裏面に断面が裁頭台形の反射溝が形成さ
れた状況を示す。

【図７】図７は本発明による導光板の他の実施例を示す
平面図である。

【図８】図８は本発明による導光板の他の実施例を示す
平面図である。

【図９】図９は本発明による導光板の他の実施例を示す
平面図である。

【図１０】図１０は本発明による導光板の他の実施例を
示す平面図である。

【図１１】図１１(a) 乃至(f) は本発明による導光板に
種々の形状の光源を用いた例を示す平面図である。

【図１２】図１２は本発明による導光板の外縁に延長部
を設けずに平面としてその外側に光源を配設した断面図
である。

【図１３】図１３は従来の導光板を示す平面図である。

【図１４】図１４は図１３のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図
である。

【符合の説明】

１…導光板 ２…導光板の裏面 ３…反射溝 ４…導光板の表面 ５…拡散反射溝 ７…延長部 ８…透過調整部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面（２）に複数の反射溝（３）が設け
   られた液晶表示用導光板（１）において、該導光板
   （１）の表面（４）に、前記反射溝（３）と同一又は異
   なる方向に複数の拡散反射溝（５）が設けられたことを
   特徴とする液晶表示用導光板。
2. 【請求項２】 前記拡散反射溝（５）は、前記反射溝
   （３）よりも溝深さを浅く且つ溝ピッチを狭く形成され
   たことを特徴とする請求項１記載の液晶表示用導光板。
3. 【請求項３】 前記反射溝（３）と前記拡散反射溝
   （５）の両方又は片方にサンドブラスト加工が施された
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示用導光板。
4. 【請求項４】 前記反射溝（３）は、光源（６）から遠
   ざかるに従って溝深さを深く且つ溝ピッチを狭く形成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示用導光
   板。