JPH11231797A

JPH11231797A - バックライト装置用導光板、バックライト装置およびこのバックライト装置を用いた表示装置

Info

Publication number: JPH11231797A
Application number: JP10028458A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shimizu; 敦清水; Atsumasa Fujii; 淳将藤井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】文字や図形を表示する表示部分が、表示画面
の中で固定され、常に何も表示しない部分があるバック
ライト型表示装置の表示輝度を効率よく上げる。【解決手段】導光板の光拡散面に分布させた拡散パタ
ーン素子のうち、文字や図形を表示する表示部分４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの下の拡散パターン素子の密度
を他の部分よりも高くして、出射光の強度を上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、バックライト装
置用導光板、バックライト装置およびこのバックライト
装置を用いた表示装置に関し、特に、一般にキャラクタ
ー表示といわれる、文字や図形を表示する表示部分が、
表示画面の中で固定されたパターンを形成し、表示面の
中でこのパターン以外の部分は常に何も表示しないよう
になっている表示方式に好適な、バックライト装置用導
光板、バックライト装置およびこのバックライト装置を
用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、バックライト型の液晶表
示装置においては、液晶表示パネルの下面に導光板を配
置し、この導光板に光源から導入される光を液晶表示パ
ネル側に出射して液晶表示パネルを入射させ、液晶表示
パネルの液晶分子の配列状態を選択的に電荷を加えるこ
とにより変化させて、光の透過率を変え、液晶表示パネ
ルに入射した上記の光を透過し、あるいは、遮断するこ
とにより文字や図形を表示している。

【０００３】上記導光板は、ポリカーボネイト樹脂やメ
タクリル樹脂等の透明で屈折率の大きい樹脂により形成
され、冷陰極管や熱陰極管等の線状光源、あるいは、Ｌ
ＥＤ等の点状光源から入射される光を、導光板の側面や
反射板を設けた下面で効率よく反射させながら、上側の
出射面から出射して液晶表示パネルに入射させる。そし
て、光源に近い部分の出射面から出射する光も、遠い部
分の出射面から出射する光も、その強度の差をなくし
て、何も表示していない状態で液晶表示パネル全面を均
一な明るさにするために、導光板の反射板に接する下面
は、多数の拡散パターン素子、例えば、凹凸加工による
細かい円錐形状の「上に凸」の凸部や、拡散反射インク
の印刷ドットを、光源からの距離に応じて分布密度を変
えて配置して光拡散面としたものが知られている。

【０００４】ところで、表示装置の中には、例えば、エ
アコンや各種の計器類等の表示装置のように、文字や図
形を表示する表示部分が、設定値表示部分は中央下部分
に、実測値表示部分は中央上部分に、制御モード表示部
分は左側に、というように、表示画面の中で固定された
パターンを形成し、表示面の中でこのパターン以外の部
分は常に何も表示しないものがある。

【０００５】従来は、このような表示装置にも、表示面
全面に一様に均一な出射光が出射されるか、光源に近い
部分がやや強く、光源から離れるに従い弱くなる出射光
が表示パネルに向けて出射される導光板が用いられてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、表示画面の中
で固定されたパターンを形成し、表示面の中でこのパタ
ーン以外の部分は常に何も表示しない表示装置にあって
は、表示面の常に何も表示しない部分に出射された光
は、表示パネルに遮られ、常に、表示に使用されないば
かりか、そこに到達する光は大部分が反射して、反射を
繰り返す間に導光板の壁面や内部で吸収されたり、表示
パネルと導光板との隙間から側方へ逃げたりする光が多
くなって、光源からの光の使用効率が悪く、特に、ＬＥ
Ｄのような点状の小電力光源を使用する場合、充分な明
るさが得られないという課題があった。

【０００７】この発明は、上述の課題を解決し、比較的
弱い光源でも充分な明るさで明瞭に文字や図形を表示で
きる、光の利用効率のよいバックライト装置用導光板、
バックライト装置およびこのバックライト装置を用いた
表示装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明の請求項１のバックライト装置用導光板
の発明は、上面に光出射面を、下面に多数の拡散パター
ン素子を形成した光拡散面を、側面に光入射面をそれぞ
れ備えたバックライト装置用導光板において、光拡散面
内の拡散パターン素子の分布密度を不均一にすることに
より光拡散面に濃淡の模様を形成して、光出射面から出
射する出射光に光の明暗を生成するようにしたことを特
徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、密度の高い部分の拡散パターン素子の横断面形
状を三角形状とし、密度の低い部分の拡散パターン素子
の横断面形状を湾曲面形状としたことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明においては、横断面形状が
三角形状の拡散パターン素子は、分布密度を上げやす
く、その上方への光の出射率が高まる。横断面形状を湾
曲面形状の拡散パターン素子は、光を広い範囲に反射す
る。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、上記光拡散面と、出射光の光の暗部分の光出射
面とに、反射手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明においては、反射手段を設
けた部分からの光は、その出射がほぼ完全に遮られ、導
光板内に戻される。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１または３記載
の発明において、上記出射光の光の暗部分の光出射面
を、拡散パターン素子を分布させた第２の光拡散面にし
たことを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明においては、第２の光拡散
面により、光出射面からの反射光が広い角度で導光板内
に反射される。

【００１５】また、請求項５のバックライト装置の発明
は、光源と、側面に配置された光入射面と、上面に配置
された光出射面と、下面に配置された光拡散面とを備
え、上記光入射面は上記光源に対向され、上記光拡散面
には、多数の拡散パターン素子が、その分布密度を不均
一にして光拡散面に濃淡の模様を形成し、これにより光
出射面から出射する出射光に光の明暗を生成するように
した導光板とを具備することを特徴とする。

【００１６】請求項６のバックライト装置の発明は、点
状の光源と、側面に配置された光入射面と、上面に配置
された光出射面と、下面に配置された光拡散面とを備
え、上記光入射面は上記光源に対向され、上記光拡散面
には、多数の拡散パターン素子が配置され、上記拡散パ
ターン素子の各々は、その長手方向を上記光源と該拡散
パターン素子とを結ぶ方向とほぼ９０°の角度をなして
おり、上記拡散パターン素子の分布を、光源から遠ざか
るにつれて密にすることにより、光出射面からの出射光
を均一化するとともに、この出射光の均一化のための分
布に加えて、光拡散面に濃淡の模様を形成するように拡
散パターン素子の分布密度を不均一にして、光出射面か
ら出射する出射光に光の明暗を生成するようにした導光
板とを具備することを特徴とする。

【００１７】請求項６の発明において、「ほぼ９０°の
角度」とは、およそ９０°±３０°の範囲を意味する。

【００１８】請求項７の発明は、請求項５または６記載
の発明において、光源から遠い側面付近で上記光出射面
と光拡散面との間隔が光源から離れるにつれて小さくな
っていることを特徴とする。

【００１９】請求項７の発明においては、出射光の均一
化が、拡散パターン素子の分布密度の変化のみによって
は充分に行なわれない場合に、これを補って、出射光を
均一化する。

【００２０】請求項８の表示装置の発明は、所望の位置
に配置されて、固定されたパターンを形成する表示部分
を有し、下面からの光により表示部分に表示する表示パ
ネルと、上記表示パネルの下面に配置され、上記表示部
分に出射光の光の明部分を対向させた請求項５、６また
は７記載のバックライト装置とを具備することを特徴と
する。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下、
図面を参照して説明する。

【００２２】図１は、この発明の一実施の形態を示す表
示装置を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、（ａ）の
Ｉ−Ｉ断面における光出射面からの出射光の強度分布を
示す説明図である。

【００２３】図１（ａ）において、表示パネル（液晶表
示パネル）１の表示面２には、所定の位置に文字３ａ、
３ｂ、図形３ｃ、３ｅ、文字および図形３ｄを表示する
領域、すなわち、表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４
ｅが所望の位置に配置されて、固定されたパターンを形
成している。これらの表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄ、４ｅには、後に説明する表示パネル１下面（図面の
裏側）の導光板から表示パネル１に向けて出射される出
射光が入り、この下面からの光が表示部分の文字や図形
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを透過し、文字や図形以
外の部分は光を透過しないで、いわゆる、ネガティヴ表
示として鮮明に表示するようになっている。

【００２４】図１（ｂ）は、上記表示部分の４ａ、４
ｂ、４ｃ毎の輝度を示し、表示部分４ａが最も高輝度Ｌ
１、表示部分４ｂ、４ｃは表示部分４ａよりもやや低い
輝度Ｌ２としていることを示している。同様に他の表示
部分４ｄ、４ｅもそれぞれ所望の輝度となるようにして
ある。後に説明するように、導光板に入射される光は、
このように出射光の輝度レベルを部分的に変えても、全
体では、ほとんど損失なく表示パネル１に出射される。
従って、これらの表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４
ｅの光量の和は、表示面２の全面を一様な輝度レベルＬ
ｍとした場合の光量の和にほぼ等しくなり、表示部分４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅは、表示面２全面に導光板
から一様な輝度レベルＬｍで光が出射された場合よりも
はるかに明るくなっている。

【００２５】次に、上記表示パネル１の裏側に配置され
たこの発明の表示装置の他の構成とその作用を説明す
る。

【００２６】図２は、図１における表示装置を模式的に
示す側面図、図３は、図１における表示装置の導光板を
切断して、その光拡散面を模式的に示す平面図である。

【００２７】図２において、上記表示パネル１の下面に
は、ポリカーボネイト樹脂（屈折率１．５２）あるいは
アクリル樹脂（屈折率１．４９２）等の透明樹脂材料で
形成された導光板５が、また、この導光板５の一側面に
は、光源装置６が、更に、導光板５の下面には、反射膜
７が配設されている。これらの導光板５、光源装置６お
よび反射膜（反射手段）７が、バックライト装置を構成
している。

【００２８】上記導光板５の光源装置６と対向する側面
は、光源装置６からの光を、反射、散乱等の損失少な
く、効率よく内部に入射させる光入射面５１となってい
る。また、上記表示パネル１の下面に隣接する導光板５
の上面は、光源装置６から入射された光を表示パネル１
に向けて出射する光出射面５２となっている。また、上
記反射膜７を形成した下面は、光拡散面５３となってい
る。この光拡散面５３には、図３に示すように、多数の
拡散パターン素子８が形成されている。

【００２９】上記光源装置６は、点状の光源９（この実
施の形態では、ＬＥＤ）と、この点状の光源９を駆動す
るための回路基板と、ＬＥＤ９の周囲を囲んで上記回路
基板の表面にモールドされた、反射率の高い白い不透明
樹脂とからなっている。上記回路基板とこれにモールド
された不透明樹脂とを合わせて、図面では符号１０を付
してある。導光板５の光入射面５１に面したＬＥＤ９の
先端部は、上記不透明樹脂から露出していて、光入射面
５１に向けて光を送る。

【００３０】上記反射膜７は、表面反射率の高い材料が
用いられ、後に詳細に説明する拡散パターン素子８とし
て形成される凹部の内面を含めて、光拡散面５３全体に
形成されている。なお、この反射膜７に代えて、他の周
知の反射手段、例えば、光拡散面５３への白色プラスチ
ック製反射シートの貼付け、白色プラスチック製反射板
の取り付け等としてもよいが、表示パネル１の表示部分
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅに出射光を集中するに
は、拡散パターン素子８の凹部にも密着される反射膜７
がより好ましい。

【００３１】上記光拡散面５３に配置された拡散パター
ン素子８は、凹凸加工（型成形）によって光拡散面５３
に、光拡散面５３の表側から見て窪んだ状態に成形さ
れ、その分布状態は、以下のようになっている。

【００３２】先ず、光源９から遠ざかるにつれて拡散パ
ターン素子８を密に配置することにより、光出射面から
の出射光を均一化する。もし、導光板５の下面を平らな
反射面にしたり、一様な光拡散面（拡散パターン素子８
が光拡散面５３全面にわたって一様に分布）とすると、
周知のように、光出射面５２から出射する光は、光源９
の近傍で強く、光源９から遠ざかるにつれて弱くなっ
て、明るさにむらが生じる。特に、光源が点状の光源９
である場合、光源９の近傍が部分的に明るくなり、他が
暗くなって、バックライト装置として実用に供すること
がむずかしい。

【００３３】そこで、図３に示すように、光拡散面５３
上に、拡散パターン素子８を光源９を中心にほぼ放射状
に配置し、光源９の近くを疎に、光源９から遠ざかるに
つれて順次密度を上げて配置する。すなわち、図４の拡
散パターン素子８の密度分布曲線Ｄに示すように、光源
９の近傍においては、（拡散パターン素子８の密度）／
（導光板５の厚さｔ×光源９からの距離ｄ）をほぼ一定
とする。また、光源９からの距離ｄが大きくなるに従
い、（拡散パターン素子８の密度）／（導光板５の厚さ
ｔ×光源９からの距離ｄ）を次第に大きくする。このよ
うな拡散パターン素子８の密度分布により、光出射面５
２からの出射光を均一化することができる。

【００３４】ここに用いた拡散パターン素子８は、図５
に示すように、光源９と拡散パターン素子８とを結ぶ方
向Ｃの断面（横断面）が半円を押しつぶしたような、奥
行きＤｔにわたって湾曲面８０となったかまぼこ型とな
っており、上記の方向に直交する長手方向の長さＬｇ
は、通常、奥行きＤｔの２倍以上としてある。そして、
その長手方向をその拡散パターン素子８と光源９とを結
ぶ方向Ｃとほぼ直交させて配置する。

【００３５】光源９から導光板５に入射した光は、導光
板５の上下面で全反射して伝搬する。これらの反射光や
光源９から直接光がこの拡散パターン素子８に当たる
と、湾曲面８０で大部分が反射して広い角度で拡散され
る。なお、反射膜７を用いず、反射シート等、他の反射
手段が用いられた場合は、反射の割合はやや減少して、
当たった光の一部が拡散パターン素子８を透過するよう
になる。

【００３６】各拡散パターン素子８の光源９に対する向
きは、上述のように、その長手方向を上記光源９と該拡
散パターン素子８とを結ぶ方向Ｃとほぼ９０°の角度を
なすように配置すると良好な拡散効果が得られたが、更
に、平面から見た光の入射角φ≦±３０°（図５（ｂ）
参照）であれば、ほぼ同等の拡散状態となり、その部分
の光出射率も高まることが実験により確かめられた。す
なわち、図５（ｂ）のＣ１の方向からの光もＣの方から
の光とほぼ同じ拡散状態で高い出射率で上方へ出射され
る。従って、拡散パターン素子８の光源９に対する向き
がφ≦±３０°の範囲であれば、φ＝０°の場合に比べ
てあまり拡散性能が劣らないのである。次に、光出射面
５２から出射する出射光に光の明暗を生成して、先に説
明した表示パネル１の表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄ、４ｅに出射光を集中させるための拡散パターン素子
８の不均一分布について説明する。

【００３７】図３において、表示パネル１の各表示部分
に対向した位置に出射光の光の明部分が来るように、光
拡散面５３上の、表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４
ｅの下方に、上述したそれぞれの拡散パターン素子８の
分布密度よりも密度の高い高密度光拡散領域１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを設ける。この高密度光
拡散領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅは、
上述した表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの輝度
レベルＬが得られるように拡散パターン素子８の分布密
度を調整する。すなわち、各高密度光拡散領域の拡散パ
ターン素子８の分布密度を、それぞれの輝度レベルＬに
合わせ、更に、上述の出射光均一化の場合と同様に、光
源９の近傍においては、（拡散パターン素子８の密度）
／（導光板５の厚さｔ×光源９からの距離ｄ）をほぼ一
定にし、また、光源９からの距離ｄが大きくなるに従
い、（拡散パターン素子８の密度）／（導光板５の厚さ
ｔ×光源９からの距離ｄ）を次第に大きくする補正を加
えて、図６に示す密度分布曲線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のよう
に不均一な分布密度を設定する。

【００３８】この高密度光拡散領域の形成により、光拡
散面５３の拡散パターン素子８分布密度は、不均一とな
り、光拡散面５３に濃淡の模様が形成される。更に、こ
れにより光出射面５２から出射する出射光に光の明暗が
生成され、表示パネル１の表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、
４ｄ、４ｅの輝度が上がって、鮮明な文字、図形３ａ、
３ｂ‥‥の表示が可能になる。

【００３９】光拡散面５３の密度光拡散領域１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ、‥‥以外の領域の拡散パターン素子８の
分布密度は、かなり低くしてあり、あるいは、拡散パタ
ーン素子８なしとしてもよい。

【００４０】上記高密度光拡散領域１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄ、１１ｅから拡散される光は、効率よく上
方の表示部分４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅに向けて光
出射面５２から出射することが望ましいから、この領域
に配置する拡散パターン素子８は、図７または図８に示
すような、横断面形状を上に凸の三角形状とすると、そ
の分布密度を上げやすく、上方への光の出射率を高める
ことができる。

【００４１】図７（ａ）に示した横断面形状ほぼ正三角
形の拡散パターン素子８においては、斜面８１で図の左
手前からの光を上方に反射し、その裏の斜面で図の右後
方からの光を上方に反射する。図７（ｂ）に示した横断
面形状鋸歯状の拡散パターン素子８においては、斜面８
２で図の左方からの光を上方に反射する。右方からの光
の上方への反射はできないが、垂直面８３が光源９と拡
散パターン素子８とを結ぶ方向の長さを要しないことか
ら、拡散パターン素子８の密度を更に上げることができ
る。従って、右方からの光が弱い位置に使用すると有効
である。図７（ｃ）に示した横断面形状やや平らな二等
辺三角形の拡散パターン素子８においては、斜面８４で
図の左方からの光を上方に反射し、その裏の斜面８５で
図の右方からの光を上方に反射する。正三角形の拡散パ
ターン素子８と比べて、導光板５と平行に近い光源９か
らの直接光、導光板５の光源９の反対側の側面５４（図
２、図３参照）からの反射光が、他の方向からの光より
も強い、例えば、上記側面５４に近い高密度光拡散領域
の使用に適する。

【００４２】図８に示した底辺が二等辺三角形となった
三角錐形状の拡散パターン素子８は、その正面斜面８６
で光源９側からの光を上方に反射し、その裏の斜め裏斜
面８７、８８で斜め裏からの光を効率よく上方に反射す
る。位置によっては、この三角錐形状の拡散パターン素
子８が適する。

【００４３】光出射面からの出射光を均一化するため
に、あるいは、高密度光拡散領域を形成するために、拡
散パターン素子８の密度を上げる場合、光源９からあま
り離れた位置では、必要な密度まで上げる前に飽和して
しまうことがある。この場合は、拡散パターン素子８の
高密度化に加えて、図９に示す対策を取って、高密度化
を補償する。

【００４４】図９（ａ）においては、導光板５の厚み
（光出射面と光拡散面との間隔）を光源から離れるにつ
れて小さくした傾斜面１２ａを光拡散面５３に形成して
いる。導光板５の厚みは、傾斜面１２ａの端で、傾斜面
１２ａのない部分の厚みｔのほぼ１／２以下としてあ
る。導光板５の厚みｔは、０．８ｍｍ程度であるので、
導光板５全体に傾斜面を形成すると、導光板５の強度が
低下して、導光板５に反りや割れが生じ、製作しにく
く、たとえ製作しても取扱いが難しい。そこで、高密度
化の補償が必要になる部分に限ってこの傾斜面１２ａを
設けるのである。このように、導光板５の厚みを傾斜面
１２ａで次第に薄くすると、光が導光板５内で反射する
回数が増すので、光出射面５２からの出射光量が増加
し、導光板５の端部が暗くなるのを防ぐことができる。

【００４５】上記傾斜面１２ａは、光源９から遠い側面
から、導光板５の長さ（図９の幅方向）の２／３以下の
範囲で充分であった。高密度光拡散領域１１を形成しな
いで表示面２の明るさを均一にするだけの場合は、光源
９から導光板５の長さの１／２を越えると、拡散パター
ン素子８の密度が急激に増加して飽和する。これに加え
て、高密度光拡散領域１１を形成する場合は、更に光源
９に近い、導光板５の長さの２／３〜１／２の領域でも
飽和が起こるのである。なお、１３は傾斜面１２ａと傾
斜のない面との境界線を示す。この境界線１３は、図３
に示した実施の形態に傾斜面１２ａを設ける場合、表示
パネル１側から見ると、図３に示すように、円弧状とな
る。

【００４６】図９（ｂ）および図９（ｃ）は、図９
（ａ）の変形例を示し、図９（ｂ）では、傾斜面１２ｂ
をやや凸状に湾曲させて末端の出射光量の補償効果を大
きくし、図９（ｃ）では、光拡散面５３の代わりに光出
射面５２に傾斜面１２ｃを設けたものである。

【００４７】図９の出射光量の補償は、勿論、光源に近
くに配置した高密度光拡散領域１１には、不要であり、
その部分の拡散パターン素子の分布密度を飽和するまで
上げる必要がなく、余裕を持った分布密度でも高い輝度
の表示が得られる。従って、表示パネル１の表示部分４
と光源９とを接近して配置することは、効率が良い高輝
度表示を行なうために好ましい選択である。

【００４８】図１０は、この発明の導光板の他の実施の
形態の光拡散面を模式的に示す平面図である。図１０に
おいて、導光板５の光拡散面５３が、点状の光源９から
放射状に伸びる分割線１４、１４‥‥により複数の領域
１５、１５‥‥に分割されている。高密度光拡散領域１
１は、点状の光源９から見て、左右ほぼ対象に１１ｆ、
１１ｇに示す領域に形成されている。このように光拡散
面５３を複数の領域１５、１５‥‥に分割すれば、点状
の光源９からの入射光量（一般には領域毎に入射光量が
少しずつ異なる）を考慮して拡散パターン素子８の配置
と密度（分布密度）を設計することができる。

【００４９】図１１は、この発明の導光板の更に他の実
施の形態の光拡散面を模式的に示す平面図である。

【００５０】図１１においては、複数の点状の光源９、
９が備えられ、これらの光源９、９は互いに離れて導光
板５の光入射面５１に対向して配置され、高密度光拡散
領域１１ｊ、１１ｋが光拡散面５３上に配置されてい
る。このように点状の光源９、９が互いに離れて配置さ
れている場合には、点状の光源９、９毎に光拡散面５３
の領域を分割して５３Ａ、５３Ｂとし、各領域５３Ａ、
５３Ｂ毎に対応する光源９に対して拡散パターン素子８
の配置と密度を設計する。なお、点状の光源９、９がひ
とつの光入射面５１に対向せず、例えば、導光板５に左
右ふたつ光入射面を設けて、それぞれの光入射面に点状
の光源９を対向させる場合も同様である。

【００５１】図１２は、この発明の更に他の実施の形態
を示す導光板を切断して、その光拡散面を示す平面図で
ある。図１２においては、線状の光源（冷陰極管）１６
を備え、導光板５の光入射面５１が、この線状の光源１
６に対向して配置されている。１１ｈは、高密度光拡散
領域を示す。なお、線状の光源１６としては、ＬＥＤを
多数一列に並べて配置してもよい。このように、線状の
光源１６を用いる場合は、拡散パターン素子８を線状の
光源１６の長手方向と平行に配置する。

【００５２】拡散パターン素子の分布密度を不均一にし
て表示面２の明るさを均一にし、高密度光拡散領域１１
ｈの分布密度を上げるための設計は、図２および図３の
実施の形態の場合と同様にして行なうことができる。な
お、図９に示した傾斜面１２を採用する場合、その境界
線１３は、図１２に示すように、光源１６の長手方向と
平行になる。

【００５３】上述のいずれの実施の形態においても、導
光板５の光出射面５２は、光が出射しやすいように平坦
な面となっている。しかし、この発明において、特に、
表示される文字や図形の部分が光を透過し、文字や図形
以外の部分が光を透過しないようにした、ネガティヴ表
示をする場合は、文字、図形以外の表示面２への出射光
量は理論上「０」でよい。そこで、図１３に示すよう
に、導光板５の光拡散面５３の高密度光拡散領域１１
ａ、１１ｂ‥‥以外の領域にほぼ対向する光出射面５２
の領域（出射光の光の暗部分の光出射面）１７、１７、
‥‥に、光拡散面５３と同様の反射手段、例えば、反射
膜を形成すると、この領域１７、１７、‥‥も、光拡散
面５３同様、光を出射しないで導光板５内から到達する
光をほとんど全て反射し、その分、導光板５内の光量が
増して高密度光拡散領域１１に対応する光出射面からの
出射光の輝度が高くなり、表示を見た瞬間に表示内容を
認識する視認性が向上する。

【００５４】また、更にこの光出射面の反射手段に加え
て、あるいは、反射手段なしに、光拡散面５３の高密度
光拡散領域１１ａ、１１ｂ‥‥以外の領域にほぼ対向す
る光出射面５２の領域（出射光の光の暗部分の光出射
面）１７、１７、‥‥に、光拡散面５３と同様な拡散パ
ターン素子８を分布させれば、この領域１７、１７、‥
‥からの反射光は拡散され、より効率よく高密度光拡散
領域１１に到達するようになり、更に、出射光の輝度が
高くなり、視認性が向上する。

【００５５】なお、表示される文字や図形の部分が光を
遮断し、文字や図形以外の部分が光を透過するようにし
た、ポジティヴ表示をする場合に、このように光出射面
に反射手段や拡散拡散パターン素子を施しても、文字や
図形の周囲の輝度が上がって、輪郭がより明確な表示と
なる。

【００５６】また、点状の光源を使用する場合は、上述
のような、光源に向かって幅が広く、奥行きがそれより
も小さい拡散パターン素子８が好ましいが、図１２の実
施の形態のように、線状の光源を用いる場合は、従来用
いられている他の形状の拡散パターン素子を採用しても
よい。

【００５７】また、拡散パターン素子は、従来用いられ
ている拡散反射インクの印刷ドットにより形成してもよ
い。

【００５８】また、この発明の表示装置に用いる表示パ
ネルは、下面からの光により表示部分に表示する透過光
型の表示パネルであれば、液晶表示パネルに限らず使用
することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、この
発明のバックライト装置用導光板およびバックライト装
置によれば、光拡散面内の拡散パターン素子の分布密度
を不均一にすることにより光拡散面に濃淡の模様を形成
して、光出射面から出射する出射光に光の明暗を生成す
るようにしたから、バックライトとして有効に使用する
部分に出射光を効率よく集中することができる。

【００６０】バックライトの光源として、点状の光源を
用い、導光板の拡散パターン素子の各々は、その長手方
向を点状の光源と該拡散パターン素子とを結ぶ方向とほ
ぼ９０°の角度をなして配置し、かつ、上記拡散パター
ン素子の分布を、光源から遠ざかるにつれて密にするこ
とにより、光出射面からの出射光を均一化するととも
に、この出射光の均一化のための分布に加えて、光拡散
面に濃淡の模様を形成するように拡散パターン素子の分
布密度を不均一にして、光出射面から出射する出射光に
光の明暗を生成するようにすれば、ＬＥＤ等の小電力型
の点状光源を用いても、十分に明るい出射光をバックラ
イトとして使用する部分に、効率よく、有効に集中する
ことができる。しかも、光源の位置による出射光のばら
つきを防ぐことができる。

【００６１】表示パネルの、所望の位置に配置されて固
定されたパターンを形成する表示部分に、出射光の光の
明部分を対向させれば、強い光が表示部分に集中するか
ら、表示部分の文字や図形を明暗のコントラストよく、
明瞭に表示する。特に、表示部分に表示される文字や図
形の部分が光を透過し、文字や図形以外の部分が光を透
過しないようにして暗くしたたネガティヴ表示におい
て、その効果は著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、この発明の一実施の形態を示す表示
装置を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ断面にお
ける光出射面からの出射光の強度分布を示す説明図。

【図２】図１における表示装置を模式的に示す側面図。

【図３】図１における表示装置の導光板を切断して、そ
の光拡散面を模式的に示す平面図。

【図４】この発明における拡散パターン素子の分布密度
と光源からの距離との関係を説明する説明図。

【図５】この発明に用いる拡散パターン素子の１例を示
し、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、その底面図。

【図６】この発明における拡散パターン素子の分布密度
と光源からの距離との関係を説明する説明図。

【図７】この発明に用いる他の拡散パターン素子の複数
の例を示し、（ａ）は、ひとつの拡散パターン素子を示
す斜視図、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ別の拡散パ
ターン素子を示す側断面図。

【図８】この発明に用いる更に他の拡散パターン素子の
例を示し、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、その底面図。

【図９】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれこの
発明のバックライト装置の他の実施の形態を模式的に示
す側面図。

【図１０】この発明の導光板の他の実施の形態の光拡散
面を模式的に示す平面図。

【図１１】この発明の導光板の他の実施の形態の光拡散
面を模式的に示す平面図。

【図１２】この発明の他の実施の形態を示す表示装置の
導光板を切断して、その光拡散面を示す平面図。

【図１３】この発明の表示装置の他の実施の形態を模式
的に示す側面図。

【符号の説明】

１表示パネル（液晶表示パネル）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ表示部分５導光板７反射膜８拡散パターン素子９点状の光源（ＬＥＤ）１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ高密度光拡
散領域１６線状の光源（冷陰極管）５１光入射面５２光出射面５３光拡散面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に光出射面を、下面に多数の拡散パ
ターン素子を形成した光拡散面を、側面に光入射面をそ
れぞれ備えたバックライト装置用導光板において、光拡散面内の拡散パターン素子の分布密度を不均一にす
ることにより光拡散面に濃淡の模様を形成して、光出射
面から出射する出射光に光の明暗を生成するようにした
ことを特徴とするバックライト装置用導光板。
【請求項２】密度の高い部分の拡散パターン素子の横
断面形状を三角形状とし、密度の低い部分の拡散パター
ン素子の横断面形状を湾曲面形状としたことを特徴とす
る請求項１記載のバックライト装置用導光板。
【請求項３】上記光拡散面と、出射光の光の暗部分の
光出射面とに、反射手段を設けたことを特徴とする請求
項１記載のバックライト装置用導光板。
【請求項４】上記出射光の光の暗部分の光出射面を、
拡散パターン素子を分布させた第２の光拡散面にしたこ
とを特徴とする請求項１または３記載のバックライト装
置用導光板。
【請求項５】光源と、側面に配置された光入射面と、上面に配置された光出射
面と、下面に配置された光拡散面とを備え、上記光入射
面は上記光源に対向され、上記光拡散面には、多数の拡
散パターン素子が、その分布密度を不均一にして光拡散
面に濃淡の模様を形成し、これにより光出射面から出射
する出射光に光の明暗を生成するようにした導光板とを
具備することを特徴とするバックライト装置。
【請求項６】点状の光源と、側面に配置された光入射面と、上面に配置された光出射
面と、下面に配置された光拡散面とを備え、上記光入射面は上記光源に対向され、上記光拡散面には、多数の拡散パターン素子が配置さ
れ、上記拡散パターン素子の各々は、その長手方向を上
記光源と該拡散パターン素子とを結ぶ方向とほぼ９０°
の角度をなしており、上記拡散パターン素子の分布を、光源から遠ざかるにつ
れて密にすることにより、光出射面からの出射光を均一
化するとともに、この出射光の均一化のための分布に加
えて、光拡散面に濃淡の模様を形成するように拡散パタ
ーン素子の分布密度を不均一にして、光出射面から出射
する出射光に光の明暗を生成するようにした導光板とを
具備することを特徴とするバックライト装置。
【請求項７】光源から遠い側面付近で上記光出射面と
光拡散面との間隔が光源から離れるにつれて小さくなっ
ていることを特徴とする請求項５または６記載のバック
ライト装置。
【請求項８】所望の位置に配置されて、固定されたパ
ターンを形成する表示部分を有し、下面からの光により
表示部分に表示する表示パネルと、上記表示パネルの下面に配置され、上記表示部分に出射
光の光の明部分を対向させた請求項５、６または７記載
のバックライト装置とを具備することを特徴とする表示
装置。