JPH1039144A

JPH1039144A - 導光板

Info

Publication number: JPH1039144A
Application number: JP8193646A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Saito; 真一郎斉藤; Norio Nakamura; 則夫中村
Original assignee: Toshiba Corp; Konica Minolta Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】大量生産可能で、輝度ムラの少ない導光板を
提供することにある。【解決手段】一本の管状光源が入射面に隣接配置さ
れ、内部を導光してきた光を外部に出射する機能を有す
る突起が発光面上に多数形成された導光板において、有
効発光領域での前記突起の単位面積当たりに占める比率
である投影面積率の平均値をA、前記有効発光領域の入
射面と垂直方向の長さをLmmとすると、 0.11＜A＜0.15 ただし、220＜L＜270であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導光板、特に発光
面に突起が複数形成された導光板に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子などを後方から照明する面
光源としてのバックライトには、低消費電力や、輝度ム
ラの少ない方が好ましく、数多くの提案がなされてい
る。

【０００３】従来のバックライトには、印刷ドットのな
された導光板や、ブラスト処理された粗面導光板といっ
た拡散導光板(光の拡散作用を利用する導光板)が通常使
用されている。

【０００４】次に、図１５を用いて従来のバックライト
の構成を説明する。図において、１は管状光源、２は管
状光源１から発せられた光を図面右方向に反射する反射
板、３は管状光源１からの光が内部を進む導光板であ
る。

【０００５】導光板３において、被照射物に対向する面
を発光面４、発光面４と反対側の面を反射面５、管状光
源１の光が入射する面を入射面６と規定する。発光面４
の上には拡散シート７が、反射面５の下には反射シート
８が配置されている。

【０００６】そして、拡散シート７上には、集光シート
９を介して被照射物としての液晶表示素子１０が配置さ
れている。次に、上記構成の動作を説明する。管状光源
１から発せられた光は導光板３の入射面６から導光板３
内部に入っていく。ここで、導光板３に何の工夫もなさ
れてない場合には、導光板３内に入った光の殆どは、発
光面４もしくは反射面５から外部へ出ない。そのため、
発光面４もしくは反射面５に、光を導光板３外部に導く
機能を設けている。

【０００７】導光板３の発光面４を透過した光は、発光
面４に対して斜めに出射し、拡散シート７で拡散作用を
受け、その上に配置されている集光シート９で導光板３
に対して略垂直方向(正面方向)に集光され、液晶表示素
子１０を照射する。

【０００８】ここで、導光板内部を進んできた光を外部
に導く機能の従来例を説明する。 (1) 印刷ドットの拡散導光板の場合導光板３の反射面５に印刷ドットが設けられている。導
光板３内を進んできた光がこの印刷ドットに当たると乱
反射作用を受ける。一部の光は導光板３の反射面５から
下部へ出た後、反射シート８で反射して液晶表示素子１
０方向へ進む。また残りの一部の光は印刷ドットで発光
面４方向に乱反射され、更にその中の一部が発光面４か
ら導光板３の外部に出ていく。即ち、この印刷ドットが
疑似光源のような作用を持つ。

【０００９】この時、液晶表示素子１０を均一に照明す
るように、導光板３の中を進んでくる光量が管状光源１
から離れる程減少するのを見越して、管状光源１に近い
場所では印刷ドットを粗に、管状光源１から遠い場所で
は印刷ドットを密にしている。即ち、管状光源１からの
距離に応じて、印刷ドットの印刷密度を粗から密に変化
させている。

【００１０】しかしながら、印刷ドット部分では光の吸
収もあり、光の利用効率が悪く、バックライトの消費電
力が多いという問題点がある。これら印刷ドット導光板
に代わって、光学導光板(導光板の中の光を外部に導く
方法を、光学的に制御した導光板)も提案されている。
この光学導光板は光の吸収ロスを印刷ドットの導光板よ
りも少なくすることが出来る。

【００１１】(2) 実開平6-16902号公報に記載された導
光板図１６に実開平6-16902号公報に記載された導光板の要
部を示す。図において、導光板１５の発光面１６上に、
入射面に垂直な方向の断面形状が三つの突起斜面１７
ａ、１７ｂ、１７ｃを有する突起１７が形成されてい
る。そして、この突起１７は光源から離れるに従って次
第にピッチが小さくなるように形成されている。この突
起１７に入射した光は、突起形状の特性上、発光面１６
に対して略垂直な角度をもって導光板１５の外部に出て
いく。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１６に示す
導光板は次のような問題点がある。突起１７は、発光面
を垂直方向から観察した場合に、突起斜面１７ｃはアン
ダーカット部となっている。従って、導光板１５を金型
を用いた成形法で製造する場合、図面に対して垂直方向
へ移動するスライド金型が必要となり、大量生産に適し
ていない。

【００１３】また、これら突起１７を機械加工(旋盤な
ど)によって加工する方法もあるが、加工時間を考える
と現実的でない。更に、突起１７のピッチを光源から離
れるに従って単純に小さくしただけでは、輝度ムラが発
生してしまう。

【００１４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、大量生産可能で、輝度ムラの少ない
導光板を提供することにある。

【００１５】

【問題を解決するための手段】上記課題は、次のような
導光板によって解決される。 (1) 第１の発明一本の管状光源が入射面に隣接配置され、内部を導光し
てきた光を外部に出射する機能を有する突起が発光面上
に多数形成された導光板において、有効発光領域での前
記突起の単位面積当たりに占める比率である投影面積率
の平均値をA、前記有効発光領域の入射面と垂直方向の
長さをLmmとすると、 0.11＜A＜0.15 ただし、220＜L＜270であることを特徴とする導光板で
ある。

【００１６】投影面積率の平均値Aを0.11＜A＜0.15とし
たことにより、有効発光領域での輝度ムラや輝度低下が
無くなる。A≦0.11の場合は、有効発光領域内に設けら
れ、外部に光を出射する突起の絶対量が少なくなり、有
効発光領域での輝度低下が発生する。

【００１７】また、A≧0.15の場合は、有効発光領域で
の突起が多くなり、主に入射面遠で光量不足となる領域
が発生し、輝度ムラが発生する。 (2) 第２の発明第１の発明において、前記有効発光領域中心を通り、入
射面に垂直な直線上で発光開始位置からの距離をxmm、
距離xmmから一番近い突起の立ち上がり位置を始点と
し、該始点から反入射面方向に1mm離れた位置を仮終点
とし、該仮終点が突起にかからない場合は、終点は前記
仮終点より反入射面方向の１個目の突起の立ち上がり位
置、また、前記仮終点が突起のかかる場合は、終点はか
かった突起の立ち上がり位置とし、前記始点と前記終点
との間にある突起の底辺の占めるパーセンテージをそれ
ぞれ形成率(Rx)とすると、任意の位置xで S(x)-3<Rx<S(x)+3 ただし S(x)= e^f(x) f(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 を満足することを特徴とする導光板である。

【００１８】突起の形成率Rxを S(x)-3<Rx<S(x)+3 とし
たことにより、輝度低下,輝度ムラが無くなる。Rx≦S
(x)-3の場合は、輝度低下が、また、Rx≧S(x)+3の場合
は、輝度ムラが発生する。

【００１９】(3) 第３の発明第１の発明または第２の発明の突起は、アンダーカット
のないプリズム形状であり、3.0＞(プリズム底辺長さ)/
(プリズム突起高さ)＞1.0 であることを特徴とする導光
板である。

【００２０】アンダーカットの無い形状とすることで、
導光板を金型成形法を用いて製造する場合に、スライド
金型が不要となり、成形が容易となる。また、突起をプ
リズム形状としたことで、突起に入射した光を効率よく
導光板外部に出すことができる。

【００２１】更に、3.0>(プリズム底辺長さ)/(プリズム
突起高さ)＞1.0としたことにより、高輝度で導光板の成
形も容易となる。即ち、(プリズム底辺長さ)/(プリズム
突起高さ)≧3.0ならば、プリズムの高さが低くなり、輝
度が低下する。逆に、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突
起高さ)≦1.0ならば、プリズムの高さが高くなり、金型
の離型が困難となり、成形しにくくなる。

【００２２】(4) 第４の発明第１乃至第３いずれかの発明において、前記突起の単位
面積当たりに占める比率である投影面積率が、入射面と
平行な方向で、入射面の中央部より端部側の方が大きく
なるように変化する導光板である。

【００２３】一般に、管状光源は、両端に非発光部があ
るので、中央部に比べて両側部が暗くなる発光特性を有
している。本発明の導光板では、突起の投影面積率が、
入射面と平行な方向で、入射面の中央部より端部側の方
が大きくなるように変化させたことにより、入射面と平
行な方向において略均一な光量が出射し、入射面と平行
な方向の輝度ムラが無くなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態例の導
光板を用いたバックライト装置の断面構成図、図２は図
１における拡散シート２７、集光シート２９Ａ、２９
Ｂ、液晶表示素子３０を取り除いた上面図である。

【００２５】図において、２１は管状光源、２２は管状
光源２１の光を図面右方向に反射する反射板、２３は管
状光源２１からの光が内部を進む導光板である。更に、
導光板２３の液晶表示素子３０と対向する面を発光面２
４、発光面と対向する面を反射面２５、管状光源２１の
光が入射する面を入射面２６と規定すると、発光面２４
の上には拡散シート２７が、反射面２５の下には反射シ
ート２８が配置されている。

【００２６】また、拡散シート２７の上には、集光シー
ト２９Ａ・集光シート２９Ｂを介して液晶表示素子３０
が配置されている。そして、導光板２３の発光面２４に
は、導光板２３の入射面２６と略平行に突起３１が間隔
を隔てて多数形成されている。突起３１の入射面２６に
垂直な断面形状は、プリズム形状をなしている。

【００２７】また、図２において、点線で囲んだ領域は
有効発光領域３５であり、上部に液晶表示素子３０の液
晶画素が存在する領域である。尚、本実施の形態例での
導光板２３の有効発光領域３５の長辺寸法が248mm、短
辺寸法が186mmであり、入射面２６の高さ3mm、反入射面
の高さ1mmのくさび形状である。有効発光領域３５の短
辺と平行に一本の管状光源２１が配置される。

【００２８】導光板２３は金型を用いた樹脂成形法で製
造され、金型内に樹脂を流し込むゲートGを導光板２３
の入射面に近い側面に設けた。ここで、有効発光領域３
５の中心を通り、入射面２６に垂直な直線(X軸)上での
突起３１の形成率(Rx)を考える。

【００２９】図３(a)に示すように、発光開始位置(O)か
らの距離x(mm)離れた点をx、点xmmから一番近い突起３
１の立ち上がり位置を始点(S)とし、始点(S)から1mm離
れた位置を仮終点(KE)とし、仮終点(KE)が突起３１にか
からない場合は始点(S)と仮終点(KS)との間にある突起
３１の底辺の占めるパーセンテージを形成率(Rx)とす
る。

【００３０】即ち、図３(a)では、始点と終点との間に
は三つの突起が存在するので、 Rx= {(L1+L2+L3)/(始点(S)と終点(E)との距離)}×100 また、図３(b)に示すように、仮終点(KE)が突起３１に
かかる場合は、かかった突起３１の立ち上がり位置を終
点(E)とし、始点(S)と終点(E)との間にある突起３１の
底辺の占めるパーセンテージを形成率(Rx)とする。

【００３１】即ち、図３(b)では、始点と終点との間に
は三つの突起が存在するので、 Rx= {(L1+L2+L3)/(始点(S)と終点(E)との距離)}×100 更に、本実施の形態例では、Y軸をX軸の原点(O)を通
り、X軸と直交する軸と規定する。

【００３２】尚、Lnは、有効発光領域３５の中心を通
り、入射面２６に垂直な直線上での突起３１の底面の長
さ、始点(S)と終点(E)との間にn個の突起が存在する場
合、形成率(Rx)は、

【００３３】

【数１】

【００３４】で定義される。そして、任意の位置xで S(x)-3<Rx<S(x)+3 ただし S(x)= e^f(x) f(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 を満足するように、導光板２３上に突起３１を形成し
た。

【００３５】次に、図４に突起３１の拡大図を示す。突
起３１のプリズム頂角θは65°、光源側突起斜面３１ａ
と発光面２４とのなす角θ1(光源側突起傾斜角度)を153
°、反光源側突起斜面３１ｂ(管状光源に遠い斜面)と発
光面２４とのなす角θ2(反光源側突起傾斜角度)を92°
とした。

【００３６】また、一本ごとの突起３１に着目すると突
起３１の高さは、有効発光領域３５の短辺方向において
直線Y=0と線対称であり、かつ管状光源２１の長手方向
(Y軸方向)で突起３１の高さが変化している。

【００３７】図５は本実施の形態例の導光板２３に形成
した突起３１のうち、代表的な三本の突起３１(管状光
源２１に近い場所の突起,真ん中付近の突起,管状光源２
１から離れた場所の突起)の高さの設計値を表したもの
である。突起No.は、入射面２６側からカウントした突
起の番号である。

【００３８】また突起３１のピッチを図６に示すよう
に、隣り合う突起３１の頂点の間隔(P)とすると、図７
が突起３１のピッチの設計値である。最大ピッチは突起
No.1と突起No.2とのピッチである0.200mmである。突起
３１のピッチは管状光源２１から離れるに従って、ほぼ
単調に減少している。また、突起３１の直線Y=0上での
最大高さは15.0μmとした。

【００３９】更に、輝度ムラが発生しないように、単位
面積あたりの投影面積率を管状光源２１から離れるほど
増加させた。尚、図８に本実施例の突起３１のある地点
での単位面積(1mm²)での投影面積率を示す。図８におい
て、Y=±35は直線Y=0から35mm離れた直線を表す。この
図に示すように、入射面２６からの距離が同じでも、管
状光源の周辺部方向に行くほど、投影面積率を増加させ
た。

【００４０】更に、突起３１の投影面積率を入射面２６
と平行な方向で、変化の割合を変化させた。即ち、管状
光源２１に近い場所では、管状光源２１の両端の非発光
部分を考慮して、投影面積率の変化の割合を大きく設定
し、真ん中付近では変化の割合を小さく設定し、管状光
源２１から離れた場所(即ち、ゲートGから離れた場所)
では、導光板２３の成形時に、突起３１の先端まで樹脂
が入りにくいのを見越して変化の割合を大きく設定し
た。

【００４１】更に、有効発光領域の入射面と垂直方向の
長さをL(mm)とすると、投影面積率の平均値を(A)とする
と、 0.11＜A＜0.15 ただし、220＜L＜270を満足するようにした。

【００４２】上記構成によれば、 (1) 投影面積率の平均値Aを0.11＜A＜0.15(ただし、220
＜L＜270)としたことにより、有効発光領域での輝度ム
ラや輝度低下が無くなる。

【００４３】A≦0.11の場合は、有効発光領域内に設け
られ、外部に光を出射する突起の絶対量が少なくなり、
有効発光領域での輝度低下が発生する。また、A≧0.15
の場合は、有効発光領域での突起が多くなり、主に入射
面遠で光量不足となる領域が発生し、輝度ムラが発生す
る。

【００４４】(2) 突起３１の形成率Rxを S(x)-3<Rx<S(x)+3 ただし S(x)= e^f(x) f(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 としたことにより、輝度低下,輝度ムラの発生が無くな
る。

【００４５】また、Rx≦S(x)-3の場合は、輝度低下が、
また、S(x)+3≦Rxの場合は、輝度ムラが発生する。 (3) 突起３１をプリズム形状としたことで、突起に入射
した光を効率よく導光板外部に出すことができる。

【００４６】突起３１をアンダーカットの無い形状とす
ることで、導光板を金型成形法を用いて製造する場合
に、スライド金型が不要となり、成形が容易となる。更
に、3.0>(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)＞1.0
としたことにより、高輝度で導光板の成形も容易とな
る。

【００４７】即ち、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起
高さ)≧3.0ならば、プリズムの高さが低くなり、輝度が
低下する。逆に、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高
さ)≦1.0ならば、プリズムの高さが高くなり、金型の離
型が困難となり、成形しづらくなる。

【００４８】(4) 一般に、管状光源の両端には非発光部
があるので、中央部に比べて両側部が暗くなる発光特性
を有している。本実施の形態例の導光板２３の突起３１
の単位面積当たりに占める比率である投影面積率を、入
射面２６と平行な方向で、入射面２６の中央部より端部
側の方が大きくなるように変化させたことにより、入射
面２６と平行な方向において略均一な光量が出射し、入
射面２６と平行な方向の輝度ムラが無くなる。

【００４９】尚、本発明は上記実施の形態例に限定され
ない。導光板２３の上に拡散シート２７と２枚の集光シ
ート２９Ａ、２９Ｂを配置したが、これらシートの枚
数、銘柄、使用有無はバックライトの仕様に合わせ適宜
設定できる。

【００５０】更に、上記実施の形態例では、突起３１は
導光板２３の入射面２６と略平行に間隔を隔てて多数形
成したが、これに限定するものではない。突起３１は導
光板２３の入射面２６に平行でなくてもかまわない。ま
た、各突起３１は直線状でなく、ドット状であってもよ
い。

【００５１】

【実施例】本願発明者は、本発明の導光板の効果を確認
するために、本発明の導光板２３と、比較導光板２３′
とを図１に示す構成のバックライトに用い、本発明の効
果を確認した。

【００５２】(1) 導光板２３外形寸法は、管状光源２１と平行な長さが188mm、垂直
な長さが249mm、入射面２６の高さ3mm、反入射面の高さ
1mmのくさび形状である。有効発光領域３５は長辺方向
が248mm、短辺方向が186mmである。素材は光学プラスチ
ックであるアクリル(住友化学工業(株)「スミペックスM
G5R」)を選択し、射出成形により成形した。

【００５３】この導光板２３の金型は、鏡面加工した金
型ブランクに、NC旋盤加工機を使って溝を加工する。溝
を切るバイトの移動座標(X-Y座標)及びその座標位置で
の切り込み量(Z座標)の制御は、サブミクロンオーダー
で制御した。

【００５４】そして、有効発光領域３５の中心を通り、
入射面２６に垂直な直線(X軸)上で、発光開始位置(O)か
らの距離x(mm)離れた点xにおいて、導光板２３上の突起
３１の形成率を図９におけるプロット(◇)で示す曲線、
即ち、任意の位置xで S(x)-3<Rx<S(x)+3 ただし S(x)= e^f(x) f(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 を満足するよう設定した。

【００５５】また、突起３１の発光面２４の直線Y=0上
の単位面積当たりに占める突起３１のパーセンテージで
ある投影面積率を図１０におけるプロット(□)で示す。
なお、本実施例の突起の３１の設計値を図５、図７、図
８に示す。実際には、有効発光領域３５の長辺方向248m
mで2088本の突起３１を形成した。

【００５６】更に、有効発光領域３５での投影面積率の
平均値Aを0.11＜A＜0.15を満足する12.5％とした。ま
た、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)は、頂角6
5°のプリズム形状であるので、(プリズム底辺長さ)/
(プリズム突起高さ)=2.00となる。

【００５７】(1)′比較導光板２３′ 比較導光板２３′と、導光板２３とは、突起の形成率Rx
及び突起の投影面積率が異なる。

【００５８】比較導光板２３′の突起３１′の形成率Rx
は、図９に示すように、理想値(S(x))より大きく外れた
プロット(△)で示す曲線とした。また、比較導光板２
３′の突起３１′の投影面積率は、図１０に示すよう
に、プロット(□)より小さなプロット(◇)で示す曲線と
した。

【００５９】更に、有効発光領域３５′での投影面積率
の平均値Aを0.11＜A＜0.15を外れる10.6％とした。ま
た、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)は、頂角6
5°のプリズム形状であるので、導光板２３と同様に、
(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)=2.00となる。

【００６０】(1)″比較導光板２３″ 比較導光板２３″と、導光板２３とは、突起の形成率Rx
及び突起の投影面積率が異なる。

【００６１】比較導光板２３″の突起３１″の形成率Rx
は、図９に示すように、理想値(S(x))より大きく外れた
プロット(○)で示す曲線とした。また、比較導光板２
３″の突起３１′の投影面積率は、図１０に示すよう
に、導光板２３の投影面積率(□)より大きなプロット
(△)で示す曲線とした。

【００６２】更に、有効発光領域３５″での投影面積率
の平均値Aを0.11＜A＜0.15を外れる15.8％とした。ま
た、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)は、図４
に示すプリズム形状であるので、導光板２３と同様に、
(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)=2.00となる。

【００６３】 (2) バックライトを構成する部材・反射板２２ (株)きもと「レフホワイトGR38W」・反射シート２８ (株)きもと「レフホワイトRW188」・拡散シート２７恵和商工(株) 「オパルスPC-ES130」・集光シート２９Ａ住友3M(株) 「BEF-II」 (プリズム稜線は管状光源に平行、平面を導光板側にセット) ・集光シート２９Ｂ住友3M(株) 「BEF-II」 (プリズム稜線は管状光源と垂直、平面を導光板側にセット) ・管状光源２１ハリソン電機(株) 「HMBVM22B76W186W/AX」 (3) 測定条件・管電流 3.5(mArms) ・測定距離 50cm ・輝度計 (株)トプコン「BM-7」 (測定視野角度 2.0deg) 上記構成において、室温24.0±0.5℃、管状光源点灯30
分後に、有効発光領域内の正面輝度を測定した。測定点
は、有効発光領域長辺方向は16mmピッチで15点、短辺方
向は17mmピッチで11点、計15×11=165ポイントとした。
測定ポイント３６の有効発光領域３５内の位置を図１１
に示す。 (4) 測定結果実験1 導光板２３と(2)の部材でバックライトを構成し、導光
板２３の突起３１を図１に示すように液晶表示素子３０
と対向配置した。(3)の条件下での測定結果は、 165個のポイントの輝度最大値 1132(cd/m²) 165個のポイントの輝度最小値 722(cd/m²) 165個のポイントの輝度平均値 992(cd/m²) 165個のポイントの輝度ムラ(最小値÷最大値) 63.8(％) となった。

【００６４】図１２は図１１と同方向に観察した時の上
記165ポイントの測定結果をもとに有効発光領域３５の
正面輝度分布を示した図である。実験2 比較導光板２３′と(2)の部材でバックライトを構成
し、比較導光板２３′の突起３１′を液晶表示素子３０
と対向配置した。(3)の条件下での測定結果は、 165個のポイントの輝度最大値 1113(cd/m²) 165個のポイントの輝度最小値 615(cd/m²) 165個のポイントの輝度平均値 909(cd/m²) 165個のポイントの輝度ムラ(最小値÷最大値) 55.2(％) となった。

【００６５】図１３は、上記165ポイントの測定結果を
もとに有効発光領域３５の正面輝度分布を示した図であ
る。実験3 比較導光板２３″と(2)の部材でバックライトを構成
し、比較導光板２３″の突起３１″を液晶表示素子３０
と対向配置した。(3)の条件下での測定結果は、 165個のポイントの輝度最大値 1244(cd/m²) 165個のポイントの輝度最小値 599(cd/m²) 165個のポイントの輝度平均値 907(cd/m²) 165個のポイントの輝度ムラ(最小値÷最大値) 48.2(％) となった。

【００６６】図１４は、上記165ポイントの測定結果を
もとに有効発光領域３５の正面輝度分布を示した図であ
る。これらの三つの実験により、下記事項が判明した。

【００６７】(1) 投影面積率の平均値Aとした場合、0.1
1＜A＜0.15(ただし、220＜L＜270)、突起の形成率Rxと
した場合、S(x)-3<Rx<S(x)+3(ただし S(x)= e^f(x),f
(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 を満足する導光板２３を用い
ると、図１２にもあるように、等高線の間隔が広く、均
一発光している領域が広く、輝度低下も少ない。更に、
輝度ムラも63.8％と少ない。

【００６８】(2) 投影面積率の平均値Aとした場合、A≦
0.11、突起の形成率Rxとした場合、S(x)-3≦Rxを満足す
る導光板２３′を用いると、外部に光を出射する突起が
少なくなり、図１３に示すように、等高線の間隔が狭
く、均一発光している領域が狭く、輝度低下がある。特
に、管状光源２１から遠い場所において、輝度の落ち込
みが大きい。更に、輝度ムラも55.2％と大きい。

【００６９】(3) 投影面積率の平均値Aとした場合、A≧
0.15、突起の形成率Rxとした場合、Rx≦S(x)+3を満足す
る導光板２３″を用いると、外部に光を出射する突起が
多くなり、図１４に示すように、等高線の間隔が狭く、
均一発光している領域が狭く、輝度低下がある。更に、
輝度ムラも48.2％と大きい。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、第１の発明によれ
ば、一本の管状光源が入射面に隣接配置され、内部を導
光してきた光を外部に出射する機能を有する突起が発光
面上に多数形成された導光板において、有効発光領域で
の前記突起の単位面積当たりに占める比率である投影面
積率の平均値をA、前記有効発光領域の入射面と垂直方
向の長さをLmmとすると、 0.11＜A＜0.15 ただし、22
0＜L＜270 としたことにより、有効発光領域での輝度
ムラや輝度低下が無くなる。

【００７１】A≦0.11の場合は、有効発光領域内に設け
られ、外部に光を出射する突起の絶対量が少なくなり、
有効発光領域での輝度低下が発生する。また、A≧0.15
の場合は、有効発光領域での突起が多くなり、主に入射
面遠で光量不足となる領域が発生し、輝度ムラが発生す
る。

【００７２】第２の発明によれば、第１の発明におい
て、前記有効発光領域中心を通り、入射面に垂直な直線
上で、発光開始位置からの距離をxmm、距離xmmから一番
近い突起の立ち上がり位置を始点とし、該始点から反入
射面方向に1mm離れた位置を仮終点とし、該仮終点が突
起にかからない場合は、終点は前記仮終点より反入射面
方向の１個目の突起の立ち上がり位置、また、前記仮終
点が突起のかかる場合は、終点はかかった突起の立ち上
がり位置とし、前記始点と前記終点との間にある突起の
底辺の占めるパーセンテージをそれぞれ形成率(Rx)とす
ると、任意の位置xで S(x)-3<Rx<S(x)+3 ただし S(x)= e^f(x) f(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 を満足することにより、輝度低下,輝度ムラが無くな
る。

【００７３】また、Rx≦S(x)-3の場合は、輝度低下が、
又、S(x)+3≦Rxの場合は、輝度ムラが発生する。第３の
発明によれば、アンダーカットの無い形状とすること
で、導光板を金型成形法を用いて製造する場合に、スラ
イド金型が不要となり、成形が容易となる。

【００７４】また、突起をプリズム形状としたことで、
突起に入射した光を効率よく導光板外部に出すことがで
きる。更に、3.0>(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高
さ)＞1.0としたことにより、高輝度で導光板の成形も容
易となる。

【００７５】即ち、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起
高さ)≧3.0ならば、プリズムの高さが低くなり、輝度が
低下する。逆に、(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高
さ)≦1.0ならば、プリズムの高さが高くなり、金型の離
型が困難となり、成形しにくくなる。

【００７６】一般に、管状光源は、両端に非発光部があ
るので、中央部に比べて両側部が暗くなる発光特性を有
している。第４の発明によれば、突起の投影面積率が、
入射面と平行な方向で、入射面の中央部より端部側の方
が大きくなるように変化させたことにより、入射面と平
行な方向において略均一な光量が出射し、入射面と平行
な方向の輝度ムラが無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例の導光板を用いたバック
ライト装置の断面構成図である。

【図２】図１における拡散シート２７、集光シート２９
Ａ、２９Ｂ、液晶表示素子３０を取り除いた上面図であ
る。

【図３】本発明の突起の形成率を説明する図である。

【図４】図１における突起の拡大図である。

【図５】図１に示す突起の高さの変化を説明する図であ
る。

【図６】図１に示す突起のピッチ及び高さを説明する図
である。

【図７】図１に示す突起のピッチの設計値を示す図であ
る。

【図８】図１に示す突起の単位面積当たりの投影面積率
の設計値である。

【図９】実施例における導光板２３の突起３１の形成率
と、比較導光板２３′の突起３１′の形成率と、比較導
光板２３″の突起３１″の形成率と、理想形成率とを示
す図である。

【図１０】実施例における導光板２３の突起３１の単位
面積当たりの投影面積率と、比較導光板２３′の突起３
１′の単位面積当たりの投影面積率と、比較導光板２
３″の突起３１″の単位面積当たりの投影面積率を示す
図である。

【図１１】実施例における正面方向輝度の測定ポイント
位置を示す図である。

【図１２】実施例における導光板２３を用いたバックラ
イトの有効発光領域の正面輝度分布を示す図である。

【図１３】実施例における比較導光板２３′を用いたバ
ックライトの有効発光領域の正面輝度分布を示す図であ
る。

【図１４】実施例における比較導光板２３″を用いたバ
ックライトの有効発光領域の正面輝度分布を示す図であ
る。

【図１５】従来のバックライト装置の構成図である。

【図１６】実開平6-16902号公報に記載された導光板の
要部を示す図である。

【符号の説明】

２３導光板３１突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一本の管状光源が入射面に隣接配置さ
れ、内部を導光してきた光を外部に出射する機能を有す
る突起が発光面上に多数形成された導光板において、有効発光領域での前記突起の単位面積当たりに占める比
率である投影面積率の平均値をA、前記有効発光領域の入射面と垂直方向の長さをLmmとす
ると、 0.11＜A＜0.15 ただし、220＜L＜270であることを特徴とする導光板。
【請求項２】前記有効発光領域中心を通り、入射面に
垂直な直線上で、発光開始位置からの距離をxmm、距離xmmから一番近い突起の立ち上がり位置を始点と
し、該始点から反入射面方向に1mm離れた位置を仮終点
とし、該仮終点が突起にかからない場合は、終点は前記
仮終点より反入射面方向の１個目の突起の立ち上がり位
置、また、前記仮終点が突起のかかる場合は、終点はか
かった突起の立ち上がり位置とし、前記始点と前記終点
との間にある突起の底辺の占めるパーセンテージをそれ
ぞれ形成率(Rx)とすると、任意の位置xで S(x)-3<Rx<S(x)+3 ただし S(x)= e^f(x) f(x)= 0.00005(x-11)²+1.1 を満足することを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】前記突起は、アンダーカットのないプリ
ズム形状であり、 3.0＞(プリズム底辺長さ)/(プリズム突起高さ)＞1.0 であることを特徴とする請求項１又は２記載の導光板。
【請求項４】前記突起の単位面積当たりに占める比率
である投影面積率が、入射面と平行な方向で、入射面の
中央部より端部側の方が大きくなるように変化すること
を特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の導光板。