JPWO2008066154A1 - 面光源素子及びこれを備えた画像表示装置 - Google Patents

面光源素子及びこれを備えた画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008066154A1
JPWO2008066154A1 JP2008547053A JP2008547053A JPWO2008066154A1 JP WO2008066154 A1 JPWO2008066154 A1 JP WO2008066154A1 JP 2008547053 A JP2008547053 A JP 2008547053A JP 2008547053 A JP2008547053 A JP 2008547053A JP WO2008066154 A1 JPWO2008066154 A1 JP WO2008066154A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guide plate
light guide
light source
light
source element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008547053A
Other languages
English (en)
Inventor
誠二 木下
誠二 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Publication of JPWO2008066154A1 publication Critical patent/JPWO2008066154A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

導光板の側面に線状光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、当該導光板の底面には光源に平行な複数の凹条からなるパターンが形成されており、該凹条斜面の前記底面に対する斜度は実質的に３０度以上４５度以下であり、任意の隣接する２つの前記凹条の中心間の距離であるピッチＰが下記の式を満たすことを特徴とする面光源素子。Ｈv/tan(Φin) ≦ Ｐ ≦ Ｌ×Ｈｖ×0.3 （１）Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）C0＝−1.25×102，C1＝1.31×101，C2＝−3.30×10-1，C3＝2.43×10-3上記の面光源素子は、拡散シートの使用を回避もしくは削減しつつ、画像品位を低下させる暗線の発生を低減できる導光板を備えることで、画面品位に優れる画像表示装置を提供する。

Description

本発明は、複数の線状光源を有するエッジライト方式の面光源素子と、これを用いた画像表示装置に関するものであり、特に、高い画面品位が要求される液晶ディスプレイ装置、照明看板装置等に用いられるエッジライト方式の面光源素子と、これを用いた画像表示装置に関するものである。
例えば、画像表示装置に用いられる面光源素子では、エッジライト方式と直下方式の２つのタイプがあるが、エッジライト方式の面光源素子は線状光源が導光板の側面にあるため、直下方式の面光源素子に比べて薄型化を図るのに有効であるという特徴を備え、携帯用ノートパソコンやモニター等の表示部として広く使用されている。
このようなエッジライト方式の面光源素子では、透明樹脂等で作製された通常矩形状の主面を有する導光板が用いられている。この導光板は、主面の一方である出射面とこの出射面に対向する別の主面である底面との間に、線状光源又は点状光源などの一次光源が配置される入射端面を有している。一次光源から出射した光は導光板の入射端面から導光板内部に入射し、導光板内部を導光したり、導光板の底面に付与された白色印刷ドットにて散乱したり、あるいは一旦導光板の底面から出射して底面に対向して反射面を配した反射シートで散乱して再度導光板に入射するなどの過程を経て、出射面から液晶表示素子部に向けて出射される。
導光板の底面に白色印刷ドットを印刷した印刷ドット方式の導光板では、このドットの大きさ、密度等を調整することにより、視認方向の輝度分布が均一になるように調整されている。これにより、一次光源から出射した光は入射端面から導光板に入射し、この入射光は、導光板内部を導かれつつ出射面から液晶表示素子部に向けて出射される。
このような印刷ドット方式の導光板を用いた面光源素子では白色印刷ドットでの光散乱を利用しているため、導光板から出射した光は広い角度に広がった配光分布を示し、面光源素子として重要な正面方向への配向と輝度が充分に得られない。そこで、導光板から出射された光を正面方向に集光させて高輝度化を図るため、拡散シートを複数枚使用したり、拡散シートに加えて、さらにプリズムシートを用いたりしている。
プリズムシートは、より効率的に正面輝度を高めることが出来るが、プリズムの尖った頂部に外観品位低下の原因となる傷が入り易いため、プリズムシートの傷付き防止の為に、拡散シートをプリズムシートの出射面側に配置することが必須であり、輝度の低下、生産効率の低下およびコストアップを招いている。更にこれら光学シートの部品点数が増えるに従って素子の薄型化が困難になるという問題もある。そのためこれらのシートは１００〜３００μｍといった薄型のものが用いられているが、皺が発生しやすく組立工程での不良品発生の原因となるばかりか、特にプリズムシートの皺発生が面光源素子の照明品位を著しく低下させる。
そこでプリズムシートの使用を避けるため、導光板の出射面、出射面に対向する底面等にプリズムを形成させることにより、出射面から出射させる光を視認方向に向ける提案がなされている（例えば、特許文献１および２参照）。
例えば、特許文献１，２には、プリズム光学素子一体型導光板が開示されている。このようなプリズム光学素子一体型導光板では、出射面及び底面にそれぞれ交差する方向のＶ字状の溝列を有している。これにより、入射端面より入射した光を底面に取入れてその反射光を出射面方向に効率よく反射させている。また、出射面に形成されたプリズムを介して出射面より出射すると、入射端面に垂直な方向で入射された入射光が正面方向に近い角度で出射できる。
特開平１０−２８２３４２号公報 特開２００３−１１４４３２号公報
特許文献１又は２に記載のプリズム光学素子一体型導光板では、出射面及び底面に形成される凸条又は凹条は、頂角が鋭角であるＶ字条の溝列である。このようなＶ字条の溝列を有するプリズム光学素子一体型導光板を用いたエッジライト方式の面光源素子では、正面方向への光出射が困難であるのに加えて、出射光を必要とする方向に制御しているものの連続的に輝度を変化させることは非常に困難であるため、視認する角度により輝度の明暗が顕著となり、表面にギラツキが目立つだけでなく、矩形状の導光板の出射面を斜めから視認した時に暗線が見えて画面品位を低下させるという課題があった。それゆえ、このようなプリズム光学素子一体型導光板では、拡散シートを複数枚使用して、ギラツキや暗線を解消しなければならず、輝度の低下、視野角特性の悪化、装置の厚型化および生産工程の煩雑化を招いて問題となっていた。
そこで、本発明の目的は、拡散シートの使用を回避もしくは削減しつつ、画像品位を低下させる暗線の発生を低減できる導光板により、画面品位に優れる面光源素子を提供すること、および当該面光源素子を備えた画像表示装置を提供することである。
本発明は、導光板の側面に線状光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、当該導光板は出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた線状光源から出射された光を入射させる入射端面を有し、
前記導光板の底面側には光を反射する反射手段を備え、
Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸として、
前記線状光源はＸ軸に平行に配置しており、
前記反射手段と、前記導光板とは前記Ｘ−Ｙ平面に平行に配置しており、
Ｚ軸方向に前記反射手段、前記導光板の順に構成されており、
前記導光板の入射端面は前記Ｘ−Ｚ平面に平行であり、前記底面にはＸ軸に平行な複数の凹条からなるパターンが形成されており、該複数の凹条の入射端面側にＸ軸に平行な斜面を有し、かつ、該斜面の前記底面に対する斜度は実質的に３０度以上４５度以下であり、
隣接する２つの前記凹条の中心間の距離であるピッチＰの最小値ＰＭＩＮと最大値ＰＭＡＸとの比ＰＭＡＸ／ＰＭＩＮが１．５以上であり、
任意の隣接する２つの前記凹条の中心間の距離であるピッチＰが下記の式を満たすことを特徴とする面光源素子である。
Ｈv/tan(Φin) ≦ Ｐ ≦ Ｌ×Ｈｖ×0.3 （１）
ここで
Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）
C0＝−1.25×102，C1＝1.31×101，C2＝−3.30×10-1，C3＝2.43×10-3
Ｐ ：任意の隣接する２つの凹条の中心間の距離（ピッチ）（単位ｍｍ）
Ｒ ：凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する斜度の平均（単位度）
Ｈv ：凹条の高さ（単位ｍｍ）
Ｌ ：導光板の入射端面から最小ピッチＰＭＩＮまでの距離（単位ｍｍ）
C0〜C3：係数
また、本発明は、
上記の面光源素子であって、
前記線状光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されており、前記複数の凹条が前記２つの入射端面に対して、それぞれＸ軸に平行な前記斜面を有することを特徴とするものであってもよい。
また、本発明は、
上記の面光源素子であって、
前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、Ｖ字状であることを特徴とするものであってもよい
また、本発明は、
上記の面光源素子であって、
前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状であることを特徴とするものであってもよい。
また、本発明は、
上記の面光源素子であって、
前記導光板の出射面にＹ軸に平行な複数の凸条からなるパターンが形成されていることを特徴とするものであってもよい。
また、本発明は、
上記の面光源素子であって、
前記導光板の出射面に形成された凸条の断面が、台形状であることを特徴とするものであってもよい。
さらに、本発明は、
上記のいずれかに記載の面光源素子の出射面側に透過型表示素子を備えることを特徴とする画像表示装置である。
本発明の面光源素子はエッジライト方式の面光源素子であり、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面と対向する底面の凹条のピッチＰが、最小値ＰＭＩＮと最大値ＰＭＡＸとの比ＰＭＡＸ／ＰＭＩＮが１．５以上であり、かつ、下記の条件を満たすように調整することによって、輝度の均一性を確保しつつ暗線による画面品位の低下を防止する機能を有している。
Ｈv/tan(Φin) ≦ Ｐ ≦ Ｌ×Ｈｖ×0.3 （１）
ここで
Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）
C0＝−1.25×102，C1＝1.31×101，C2＝−3.30×10-1，C3＝2.43×10-3
Ｐ ：任意の隣接する２つの凹条の中心間の距離（ピッチ）（単位ｍｍ）
Ｒ ：凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する斜度の平均（単位度）
Ｈv ：凹条の高さ（単位ｍｍ）
Ｌ ：導光板の入射端面から最小ピッチＰＭＩＮまでの距離（単位ｍｍ）
C0〜C3：係数
また、前記線状光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されている場合、１つの入射端面に２本の線状光源がある場合に比べて線状光源から導光板への入射効率が向上し、かつ２つの入射端面から入射できるため同じ輝度性能を有する時は導光板の厚みを減らすことができ、面光源素子の薄型化に繋がる。また、両端に入射端面があるため、片側の入射端面から入射端面と対向する入射端面との中心線までの出射領域について面輝度分布を調整すればよいため、１つの入射端面を有する導光板に比べて面輝度分布の均一化が容易である。
また、前記導光板の底面に設置された凹条の断面がＶ字状であると、当該導光板内を導光している光の内、Ｖ字状の凹条の入射端面側斜面に直接入射したものは全反射するため正面方向に非常に近い角度で出射させることができ、正面方向の輝度を向上できる。
また、前記導光板の底面に設置された凹条の断面が台形状であると、Ｖ字状と同じく正面方向の輝度が向上でき、かつ射出成形による製造法で当該導光板を作製する時に、金型との離形性に優れるため、生産効率を高めることができる。
さらに、前記導光板の出射面に凸条が配設されている場合、導光板の少なくとも１つの入射端面がＸ軸に平行に設置され、当該導光板の出射面に凸条がＹ軸に平行に配置され、Ｘ軸方向を水平方向に、Ｙ軸方向を上下方向とすると、導光板の底面からの反射光が出射面に配置されている凸条により水平方向に偏向させることができるため、視野角特性を改善することができる。
特に、出射面の凸条にＸ軸とＺ軸からなる平面と平行な断面の形状が台形状である凸条をＹ軸に平行に配設した場合、当該導光板の底面に配設した凹条で反射した光の内、出射面の法線方向に近い光を台形状の上底面から出射させることで、そのまま正面方向に出射させ高い輝度を得ることができ、さらに台形状の斜面に入射した場合は水平方向に出射光を広げることができるため広い視野角特性を保持できる機能を有している。
このように本発明の面光源素子が備える導光板は線状光源からの入射光を、出射面と対向する底面に凹条を所定のピッチにて配設させることにより、出射面を斜めから見たときの暗線を解消することができる。さらに出射面に凸条が配設されている場合は、当該導光板からの出射光の出射方向を制御できるため、高輝度かつ視野角特性に優れた画像表示装置を提供できる。
本発明の面光源素子の一例を示す模式図である。 本発明の面光源素子が備える導光板からの上下方向の出射光の角度輝度分布である。 本発明の面光源素子が備える導光板からの上下方向の出射光の角度輝度分布の内、正面方向に出射する代表的な光の軌跡である。 本発明の面光源素子が備える導光板からの上下方向の出射光の角度輝度分布の内、第２ピークを形成する代表的な光の軌跡である。 暗線が発生している導光板において上下方向の出射光の角度輝度分布の内、第２ピークが消滅することを説明する図である。 暗線が発生している導光板を備える面光源素子であって（ａ）出射面から観察したとき正面図、（ｂ）点ｅおよび点ｆにおけるＹ−Ｚ平面と平行な面内の出射光の内、正面方向から反入射端面側の角度輝度分布である。 本発明の面光源素子が備える導光板の出射面に凸条として形成された台形状を説明する模式図である。 本発明の面光源素子の一例を示す模式図であって、それぞれ、（ａ）Ｘ−Ｚ平面と平行な側からＹ軸方向に向かって観察したときの側面図、（ｂ）Ｙ−Ｚ平面と平行な側からＸ軸方向に向かって観察したときの側面図である。 本発明の面光源素子が備える導光板の出射面に突設された台形状の凸条の表面特性を説明する図である。 導光板の輝度および暗線を評価するために用いたバックライトユニットの構成図の一例である。 導光板の輝度および暗線を評価するために用いたバックライトユニットの構成図の一例である。
符号の説明
１：導光板
２：凸条
３：凹条
４：一次光源
４ａ：線状光源
４ｂ：リフレクタ
５：反射シート
５a：拡散シート
６：出射面
７：底面
８：入射端面（側面）
８ａ：反射端面（側面）
８ｂ：反射端面（側面）
９：Ｖ字状凹条
９ａ：Ｖ字状凹条の入射端面側の斜面
９ｂ：Ｖ字状凹条の反入射端面側の斜面
１０：面光源素子
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の図面では、説明の都合上、各部の縦横の縮尺が無作為に変更された模式図により説明されている。
まず、本発明の面光源素子は、透明樹脂などから形成される平板状の透明構造体である導光板、この導光板の一側面に配置された線状光源と導光板の下面に配設された反射シートとから大略構成されている。
導光板は、光線透過率の高い透明樹脂から構成することができる。使用できる透明樹脂としては、例えば、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などを広く採用することができる。
導光板の一面は、出射面とされ、この出射面に対向して底面が配置されている。また、この導光板の少なくとも一側面には線状光源が配設され、この側面は入射端面とされている。
本発明において、この入射端面は、少なくとも一カ所あればよいが、複数箇所であってもよく、入射端面が一カ所である場合には、入射端面以外の側面には反射端面が形成されている。
入射端面が二カ所の場合の典型例は、互いに相対向する面に線状光源がある例であり、反射端面は両側面に形成される。二カ所の入射端面は、底面に形成された凹条に平行となる条件を満たすことが必要であり、出射面に凸条が形成されている場合はいずれも当該凸条に直交することが必要である。
この入射端面に向けて線状光源が配設される。このような線状光源としてはどのようなものを用いてもよいが、冷陰極管や蛍光管、またＬＥＤ光源などの点状光源が多数配列されて線状となった線状光源であってもよい。
本発明において導光板の底面と接触する側には光を反射する反射手段を備えており、当該反射手段は、導光板の底面から出射した光を、再度導光板に入射させる機能を持つ。反射率は９５％以上のものが光の利用効率が高く望ましい。反射板の材質は、アルミ、銀、ステンレスなどの金属箔や、白色塗装、発泡ＰＥＴ樹脂などが挙げられる。光の利用効率を高める為には材質の反射率が高いものが望ましい。これには銀、発泡PETなどが挙げられる。また、輝度均一性を高める為には材質は拡散反射をするものが望ましい。これには発泡ＰＥＴなどが挙げられる。
本発明の面光源素子が備える導光板において、導光板の底面には、所定のピッチで形成された凹条が形成されている。これらの凹条は、断面の凹部が一方向に延びて形成される。これらの凹条の断面形状は、三角形、楔状、その他の多角形、波状、又は半楕円状などの所望の形状であってもよいが、凹条の線状光源側に位置する斜面の底面に対する斜度は実質的に３０°から４５°であり、該斜面の底面に対する平均斜度は略等しい。４５°以上にすると導光板の出射面の正面方向に近い角度の輝度の変化が激しくなり、拡散シートを非常に多く載せなければ暗線を解消できない。一方、３０°以下にすると、正面方向への出射光を増加させることが困難となる。
ここで、底面に形成された凹条は、線状光源から離れるに従って凹条の高さが漸次高くなっていてもよい。この場合式（１）において凹条の高さを表す値Ｈvは各凹条の高さの平均値を用いる。また、線状光源から離れるに従って形状が漸次異なるように構成してもよい。このような形状が漸次異なる構成とは、例えば、断面が台形状の凹条を備える場合、台形状の上底及び下底の長さが底面に対する台形状の凹条の斜面がなす角を略一定に保った状態のまま漸次異なる場合を包含する。これらの構成によって面内の輝度の均一性を一層高めることができる。
また、底面に形成された凹条のピッチは、凹条の線状光源側斜面の前記底面に対する平均斜度をＲとして、（２）式で与えられる関数式で算出されるΦinと、凹条の高さＨｖと、を用いて、（３）式から算出される、Ｐのとり得る最小値Ｐbotom以上にすることにより、暗線による画面品位の低下を防止する作用効果を奏している。凹条のピッチは通常線状光源から離れるに従って狭くなっている。同様に線状光源を導光板の対向する２つの入射端面に配置する場合、導光板の中央に近づくに従ってピッチが狭くなっている。このとき、隣接する２つの前記凹条の中心間の距離であるピッチＰの最小値ＰＭＩＮと最大値ＰＭＡＸとの比ＰＭＡＸ／ＰＭＩＮは１．５以上であり、２以上であるのが好ましく、２．５以上であるのがより好ましい。これらの構成によって正面方向の輝度性能と面内の輝度の均一性とのバランスを一層高めることができる。
Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）
C0＝−1.25×102，C1＝1.31×101，C2＝−3.30×10-1，C3＝2.43×10-3
Ｒ：凹条の線状光源側のＸ軸に平行な斜面の前記底面に対する平均斜度（単位度）
C0〜C3：係数
Ｐbotom ＝ Ｈv/tan(Φin) （３）
Ｈv：凹条の高さ（単位ｍｍ）
Ｐ：任意の隣接する２つの凹条の中心間の距離（ピッチ）（単位ｍｍ）
Ｐbotom：Ｐのとり得る最小値（単位ｍｍ）
いずれの場合にも、底面と反射シートを利用して屈折した光が、出射面から所望する強度で出射されるように底面の構造を制御するためのものであり、これらの調整は互いに組み合わされてまたは他の調整手段と併用されて行われる。
特に本発明の面光源素子が備える導光板において、底面に備える凹条の断面がＶ字状である場合、Ｖ字状の凹条は入射端面に平行に配列しており、前記ピッチ範囲にＶ字状の凹条を配置すると、当該導光板の出射面を斜めから見たときに暗線の発生が抑制できる。さらに、当該導光板の上に拡散シート、およびプリズムシートを載せた場合、正面方向の輝度を高くすることができる。
また底面に備える個々の凹条の、断面の斜面の平均斜度は３０゜〜４５°の範囲内であり、視野角特性に優れる点で好ましくは３５゜〜４５°の範囲内、さらに高輝度でかつ視野角特性に優れる点でより好ましくは３７．５゜〜４２．５°の範囲内で設定される。高さは０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内で設定され、モアレ低減の点で好ましくは０．００５ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲内、さらに線状光源近傍の面輝度を均一化するために、より好ましくは０．００５ｍｍ〜０．０２ｍｍの範囲内で設定される。
また底面に備える凹条の断面の形状が一定であるとき、光学設計をすることが容易になることから、凹条の断面形状は一定であるのが望ましい。この場合、前記個々の凹条における斜面の平均斜度は、凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する斜度の平均Ｒと等しい。
また底面に備える凹条の断面の斜辺が直線状である場合、凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは底面と斜面のなす断面の内角であって通常鋭角である底角の平均値となる。
以下に導光板の底面に断面がＶ字状の凹状が形成されている場合を一例として暗線抑制の原理を記載する。
本発明の面光源素子を表す一例を図１に示す。図１には本発明の面光源素子が備える導光板において、１つの入射端面がＸ軸とそれに直交するＺ軸からなる面に平行になるように設置されており、その入射端面に線状光源が配設されており、導光板の底面にはＸ軸と直交するＹ軸とＺ軸からなるＹ−Ｚ平面に平行な断面がＶ字状の凹条がＸ軸に平行に所定のピッチで形成され、出射面にはＸ−Ｚ平面に平行な断面が台形状の凸条がＹ軸に平行に形成されている例である。当該導光体の出射面からの出射光において、Ｘ軸に平行な方向の出射成分を水平方向成分に、Ｙ軸に平行な方向の出射成分を上下方向成分とする。
本発明の面光源素子が備える導光板からの上下方向成分の出射光の角度輝度分布を図２に示す。本発明の面光源素子が備える導光板からの出射光は正面方向と±４５°近傍への出射成分が多い分布である。正面方向のピークを第１ピーク、±４５°近傍の出射成分が形成するピークを第２ピークと呼ぶことにする。
図３に第１ピークを形成する出射光の代表的な導光板内を伝播する光の軌跡を示す。第１ピークを形成する出射光は、線状光源から出射した光の内、導光板の入射端面から導光板内部に入射して、導光板内を導光している光の内、Ｙ軸に平行な直線ａに対して−Ｚ方向に浅い角度で進行している光ｃが底面にある凹条９の入射端面側の斜面９ａで全反射して出射面から出射したものである。この軌跡を辿ってきた光は正面方向の輝度に大きな影響を及ぼすため重要である。
また、図４に第２ピークを形成する出射光の代表的な導光板内を伝播する光の軌跡を示す。第２ピークを形成する出射光は、線状光源から出射した光の内、導光板の入射端面から導光板内部に入射して、導光板内を導光している光の内、Ｙ軸に平行な直線ａに対して−Ｚ方向に進行している光ｃが底面にある凹条９相互の間の底面で全反射し、その後、底面にある凹条９の線状光源側の斜面９ａで再度全反射して出射面から出射したものである。
一般的に面光源素子の出射面の輝度分布は中央の輝度が高く、各端面側へ向うに従い、輝度は低くなる分布が望まれている。このため、面光源素子が備える導光板の底面に配設されている凹条相互の間隔は中央に向うに従い狭くなる。
底面の凹条の間隔が狭くなると、第２ピークを形成していた導光板内を進行していた光ｃは、図５に示すように凹条と凹条の間の底面において全反射することができなくなり、凹条の入射端面側の斜面９ａに直接入射するようになる。当該斜面に入射した光は、一旦入射端面側の斜面９ａを透過し、反入射端面側の斜面９ｂにて導光板内に再入射するが、入射した後は、導光板内を導光する光に変わり出射面から出射しない。すなわち、第２ピークを形成していた一部の出射角が欠損してしまう。
さらに、図６には暗線が発生している面光源素子の出射面において、暗線が発生している場所の近接した２つの場所ｅとｆでの上下方向の輝度の角度分布を示している。点ｅと対向する底面に配設されている凹条は近接しており、凹条と凹条との間の底面において全反射することができない。一方、点ｆと対向する底面に配設されている凹条は、凹条と凹条との間の底面において全反射することができ、凹条の斜面にて全反射できる地点である。この例では３５°の出射角において点ｆと点ｅの輝度差が大きく乖離しており、これが３５°から視認したとき暗線として観察される。
本発明では第２ピークを形成している導光板内の光の内、暗線を発生させる要因である凹条相互間の底面での全反射の消失を低減し、凹条の入射端面側の斜面を透過する光を低減するピッチ以上に凹条を配置させることにより画面品位を低下させる暗線の発生を防ぐことができる。
（２）式は、第２ピークを形成している凹条相互間の底面で全反射し、凹条の線状光源側の斜面で全反射して出射面から出射する過程を経ている光の内、Ｙ軸に平行な直線ａに対してなす最大角Φinと当該導光体の底面に形成されている凹条の斜度の平均Ｒとの関連を決める関数式である。この最大角Φinが決まれば、（３）式より、とり得る最小のピッチＰbotomが求まる。
本発明の面光源素子が備える導光板の底面において、任意の隣接する２つの凹条の中心間の距離であるピッチＰが下記の（１）’、（２）’式を満たすことより、拡散シート２枚にて導光板の出射面において観察される暗線が解消できるので好ましい。
Ｈv/tan(Φin) ≦ Ｐ ≦ Ｌ×Ｈｖ×0.3 （１）’
ここで
Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）’
C0＝1.48×102，C1＝−8.07，C2＝2.01×10-1，C3＝−1.96×10-3
さらに、ピッチＰが下記の式（１）”、（２）”を満たすことにより、拡散シート１枚にて導光板の出射面において観察される暗線が解消できるのでより好ましい。
Ｈv/tan(Φin) ≦ Ｐ ≦ Ｌ×Ｈｖ×0.3 （１）”
ここで
Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）”
C0＝2.08×102，C1＝−1.30×101，C2＝3.32×10-1，C3＝−3.12×10-3
また、前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状である場合においても、Ｖ字状と同じ原理により暗線が解消できる。
本発明において、導光板の出射面には、所定のピッチで形成された凸条が形成されている。この凸条とは、以下に述べる台形状の凸条を含み、従来の面光源素子で用いられている凸条と実質的に同一乃至は均等なものであってもよい。
これらの凸条は、断面の凸部が一方向に延びて形成される。これらの凸条の断面形状は、三角形、楔状、その他の多角形、波状、又は半楕円状などの所望の形状であってもよい。
本発明の面光源素子が備える導光板において、出射面に備える凸条は、断面が台形状の凸条であると、視認方向である正面輝度はより高くなり、かつ視野角特性が広くなる点でより好ましい形態である。
例えば、図７に示す導光板１の表面では、その一表面１ａには、符号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを各頂点とする断面が台形状の凸条２と符号Ａ´、Ｂ´、Ｃ´及びＤ´を各頂点とする断面が台形状の凸条２´とが離間して配設されている。
なお、本発明の面光源素子が備える導光板に係る台形状とは、図面に示すように、厳密な意味での台形状に限定されない。後述する説明により明らかなように、Ｘ−Ｙ平面に平行な高さの異なる平面である上底と下底とを山形に連結する斜面を挟んで連続していれば、例えば、上底又は下底と斜面の連結部が曲面状であってもよい。このような曲面状の連結部を有する台形状は比較的成形が容易なため生産上有利なだけでなく、連結部の破損が起こり難いので好ましい。また上底、下底の少なくとも一部がＸ−Ｙ平面に対して傾きを有していても良く、例えば上底及び又は下底がＸ軸方向を長手方向とする緩やかな波状であることや、微細な凹凸を有することで出光の均一性を高めることが出来る。該傾きの平均はＸ−Ｙ平面に対して角度を有さないことが好ましい。また傾きが１０度以下の部分が全体の５０％以上を占めることが望ましい。
また複数の上底、下底はそれぞれ互いに同じＸ−Ｙ平面内にあることで、効率良く光を導くことが出来るだけでなく、導光板の重心が安定する、押し出し成形などでの工業的に有利な連続生産が容易になる、などの効果がある。
次に、このような台形状の機能について、図７を用いて説明する。「上底」、「下底」の用語を用いるが、これは上下方向を意味するのではなく、説明のためである。台形状の平行な対辺のうち、短い辺を「上底」、長い辺を「下底」として説明している。まず、この図７において、直線ＡＤの長さ（凸条２の下底の幅）をＷ１、直線ＢＣの長さ（凸条２の上底２ａの幅）をＷ２、直線ＡＤ´の長さ（凹条３の上底３ａの幅）をＷ３、凸条２の高さ（又は凹条３の深さ）をＨ、直線ＡＤと直線ＡＢ（傾斜面２ｂ）との成す角度をａ１、直線ＡＤと直線ＤＣ（傾斜面２ｃ）との成す角度をａ２、及び直線ＤＤ´の長さをピッチＰとする。ピッチＰは、凸条２の下底の幅（直線ＡＤの長さ）Ｗ１と凹条３の上底３ａの幅Ｗ３の和に等しく、また、凸条２の上底２ａの幅（直線ＢＣの長さ）Ｗ２と凹条３の下底の幅（直線ＢＣ´の長さ）の和に等しい。
本発明の面光源素子が備える導光板の出射面においては、凸条２の断面形状を台形状にして凸条２に適宜の幅Ｗ２を設けることにより、入射端面から入射した導光光を導光板の中央へと導く役目を担いつつ、出射面から出射される輝度分布の中で出射面に直交する正面方向の輝度を高めている。
また、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面において、凹条３の断面形状を台形状にして凹条３に所望の幅Ｗ３を設けることにより、前述のＷ２と同様に入射端面から入射した光を、導光板内部をＹ軸方向に沿って導く役目を担いつつ、出射面から出射される輝度分布の中で出射面に直交する正面方向の輝度を高めている。この幅Ｗ２が狭すぎて傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が大きくなりすぎると、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。また、この幅Ｗ３が狭すぎて傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が大きくなりすぎても、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。また、これに対して、幅Ｗ２及び又は幅Ｗ３を傾斜面２ｂ、２ｃに対して相対的に広く設定しすぎると、傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が相対的に少なくなり、鉛直方向の輝度の向上は図れるが視野角は狭くなり、出射面に凸条の周期的なパターンを設けて、指向性シートを極力省略し、かつ、鉛直方向の輝度を低減させずに視野角を確保できるという課題を十分に満たせなくなる。
本発明の面光源素子が備える導光板の出射面において凸条２又は凹条３の形状及び大きさ並びにピッチＰは、導光板１の大きさ、面光源素子の表示性能及び仕様等との関係を考慮して決定される。これにより、導光板の出射面から出射される光の輝度を適度に保ち、かつ、適切な視野角を得ることができる。
このような凸条２（又は凹条３）の一般的な高さＨは、０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい高さＨは０．００５ｍｍ〜０．０５ｍｍ、最も好ましい高さＨは０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内から選択される。また、一般的な傾斜角ａ１及び傾斜角ａ２は、それぞれ１５〜７０°の範囲内から選択され、より好ましい傾斜角ａ１及び傾斜角ａ２はそれぞれ１５゜〜６０°の範囲内から選択される。特に視野角特性を重視する場合は１５°〜３５°、輝度特性を重視する場合は３５°〜６０°が最も好ましい範囲内として選択される。また、一般的な下底の幅Ｗ１は０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内、より好ましくは０．０１５ｍｍ〜０．２７ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．０１５ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲内から選択される。また、上底の幅Ｗ２は０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい幅Ｗ２は０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．００５ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲内から選択される。また、一般的な幅Ｗ３は０．０００１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい幅Ｗ３は０．０００１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．００１ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲内から選択される。
また、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面の好ましい態様においては、導光板１の出射面が幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とがピッチＰとの関係で、特定の比率を保って形成されている台形状のパターンを有することにより特徴付けられる。すなわち、本発明の面光源素子が備える導光板１の出射面では、これらの凸条２に形成された上底の幅Ｗ２に対する凹条３に形成された上底の幅Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ２は、０．０１〜２００の範囲内が好ましく、より好ましくは０．０２〜１００の範囲内、最も好ましくは０．１〜１０の範囲内にある。また、（Ｗ２＋Ｗ３）に対する（Ｐ−Ｗ２−Ｗ３）の比は、０．０４〜４００の範囲内が好ましく、より好ましくは０．２〜２００の範囲内、最も好ましくは０．３〜１５０の範囲内である。
本発明の面光源素子が備える導光板の出射面においては、Ｗ２に対するＷ３の比をこれらの範囲内に保つことにより、導光板１の出射面から出射される光の輝度を適度に保ち、かつ、適切な視野角を得るための条件設定が容易となる。ここで、Ｗ２に対するＷ３の比が０．１〜１０の範囲であると、鉛直方向の輝度の向上が図れるため指向性シートを省略することができる。
また、（Ｗ２＋Ｗ３）に対する（Ｐ−Ｗ２−Ｗ３）の比が、０．３〜１５０の範囲であると、鉛直方向の輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を確保することができるので、指向性シートを省略することが可能となる。このような台形状のパターンは、表面が鏡面であってもよいが、適宜粗面化されて拡散面としてもよい。粗面化させることにより、液晶表示装置における表面のギラツキを抑えることができる。また、場合によっては、矩形状の導光板のコーナー部を斜めから視認した時に生じる暗線状のラインの発生を防止することができる。これにより得られる液晶表示装置は、表面品位が優れたものとなる。このような粗面化は、例えば、ＪＩＳ Ｂ０６０１に基づく算術平均粗さＲａが０．０００１ｍｍ〜０．０１ｍｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは、０．０００１５ｍｍ〜０．００５ｍｍの範囲内であり、特に好ましくは０．０００２ｍｍ〜０．００２ｍｍの範囲内である。また、このような粗面化は、図９（ｂ）に示すように、凸条２の上底（天頂面）２ａだけでもよいが、図９（ｄ）に示すように、傾斜面２ｂと天頂面２ａとの双方にあってもよい（全面拡散面）。また、図９（ｃ）に示すように、側面部（傾斜面２ｂ）のみにあってもよい。さらに、この粗面化は、凹条３の上底（天頂面）３ａにあってもよい。表面を粗面化することにより拡散面が形成され、これにより出射される光は、いずれの場合にも表面品位の向上が期待される。
次に、このような導光板１を用いた面光源素子の一例について、図１および図８を参照しつつ説明する。
これらの面光源素子１０は、アクリル樹脂などの透明樹脂などから形成される平板状の透明構造体である導光板１、この導光板１の一側面に配置された線状光源４ａ及び導光板１の下面に配設された反射シート５とから大略構成されている。この導光板１の上面には、光を出射する出射面６が形成され、この出射面６に対向して底面７が形成されている。
図１は本発明の面光源素子の一例を示す斜視図である。ここで、図１の面光源素子１０では、導光板１の一側面に、線状光源４ａが配設され、この側面は入射端面８とされている。また、この入射端面８に交差する両側面は反射端面８ｂとされ、入射端面８に対向する面は反射端面８ａとされている。
また、図８の面光源素子は、導光板の対向する二つの側面に２本ずつの線状光源を配設した本発明の面光源素子の例で大型の液晶画像表示装置を表示させるためのものである。図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれＸ−Ｚ平面と平行な側からＹ軸方向に向かって観察したときの側面図と、Ｙ−Ｚ平面と平行な側からＸ軸方向に向かって観察したときの側面図である。
出射面６と底面７との両側面に、リフレクタ４ｂ内にそれぞれ一対の線状光源４ａが配設されている。線状光源４ａから導光板１内へ入射させる光量を十分に確保するために厚みの厚い導光板１が用いられる。これにより、これらの線状光源４aが配設された両側面は入射端面８とされ、この入射端面８に交差する両側面は反射端面８ｂとされている。また、図８の面光源素子では、出射面６の上方に拡散シート５ａが配設されている。導光板の上に拡散シートを配設することで、面光源素子の出射光を適度に均一化し画面品位を高めることが出来る。また適当な拡散シートを選択することで正面輝度も一層高めることができる。
上記図１及び図８のいずれの面光源素子においても、出射面６には、断面が台形状の凸条２とこの凸条２の台形状とは上下が逆転した台形状の凹条３とが交互に配列されている。これらの凸条２及び凹条３は、上述の図７により説明した表面１ａと実質的に同一であるので詳細な説明は省略する。これにより、この出射面６には、入射端面８と直交する断面が台形状の凸条および凹条が複数配置される。一方、底面７には、断面がＶ字状の凹条９が入射端面８に平行に配列している。このＶ字状の凹条９のピッチを漸次調整することにより、出射面から出射される光の光量分布を調整できる。
つぎに、このように構成された面光源素子１０について説明する。
線状光源４ａの光は導光板１の入射端面８から導光板１内に入射し、出射面６及び底面７間を、全反射を繰り返しつつ縦方向に伝播していく。そして、この光の一部は底面７に形成されたＶ字状の凹条９及び反射シート５により出射面６に向けて導かれ、出射面６に形成された断面が台形状のプリズム（凸条２及び凹条３）により集光され、所望する視野角内に出射される。
このように、出射面６に断面が台形状のプリズムを形成することにより、出射面６にＶ溝のプリズムを形成する場合に比べて鉛直方向の輝度低下が抑えられると共に視野角が拡大する。
以上の台形状のプリズムは、図９（ａ）に示すように、天頂面（上底）２ａ及び傾斜面２ｂともに鏡面である例であったが、これらの表面は粗面化されていてもよい。例えば、図９（ｃ）に示すように、台形状のプリズム（凸条２）の傾斜面２ｂを粗面化すると、図９（ａ）に示す全面が鏡面である場合に比べて、視野角がより拡大すると共に、面光源素子１０として表面のギラツキ感や、導光板のコーナー部を斜めから視認したときに生じる暗線状のラインが緩和され画面品位の向上が図れる。
また、図９（ｄ）に示すように、台形状のプリズム（凸条２）の天頂面２ａ及び傾斜面２ｂの全面を粗面化すると、図９（ｃ）に示す傾斜面２ｂのみを粗面化させた場合に比べて表面輝度が多少低下するが、面光源素子として表面のギラツキ感や、暗線状のラインが緩和され画面品位の一層の向上が図れ、視野角と表面品位を重要視する面光源素子に適している。
また、本発明の画像表示装置は、面光源素子の正面方向に透過型の表示装置を配置することによって構成され、高輝度で、輝度均一性が高いことから明るく、暗線による画像品位を低下させることなく高品位な画像を表示できる。ここで本発明の画像表示装置とは、面光源素子と表示素子を組み合わせた表示モジュール、更には、この表示モジュールを用いた少なくとも画像表示機能を有する機器であり、パソコンモニターやテレビ等を含む。
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。
＜実施例１＞
出射面側のスタンパ（以下スタンパＩ）はＳＵＳ製の鏡面スタンパを使用した。一方、高さ０．０１ｍｍで頂角が１００°のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパII）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００°、高さ０．０１ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
これらのスタンパＩ及びスタンパIIを転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて１７インチディスプレイ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×厚さが３４８×２８１×６ｍｍ、入射端面からＰＭＩＮまでの距離Ｌが１４０ｍｍであった。当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面にはＶ字状の凹条が設けられ、該凹条は高さＨvが０．０１ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒが４０°であり、ピッチは、式（１）を満たす範囲（0.0337ｍｍ≦Ｐ≦0.422ｍｍ）で冷陰極管側０．１８ｍｍから中央部０．０６ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。
この導光板の横方向の端面を入射端面とし、この入射端面をＸ軸に平行に配置させ、この対向する２つの入射端面に沿って管面輝度３９，０００ｃｄ／ｍ2、管径２．４ｍｍの冷陰極管を２本一組として対向させて配設し、光源の背方に内面は発泡ＰＥＴで塗装されたリフレクタを配設した。そして、底面７及び反射端面８ｂには反射シート５（東レ株式会社製Ｅ６ＳＬ）を配設して図１０に示すバックライト装置を形成した。図１０に示すバックライト装置を形成し、当該面光源素子の出射面を観察したところ、正面方向に対して斜めから観たとき暗線は発生していなかった。
さらに、図１０に示すバックライト装置における導光板の出射面上に株式会社ツジデン製の拡散シート（商品名：ＤＸ２）５ａを２枚配設して図１１に示すバックライト装置を形成した。
このようにして形成したバックライト装置の輝度性能を測定した。この面輝度測定は、株式会社トプコン製の輝度計（ＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−７）を用い、サンプル面から５０ｃｍ離して出射面全面について測定した。また、導光板の出射面中央点において、Ｘ軸と平行であり、且つ導光板に垂直な面に対して、出射面鉛直方向から両側に順次輝度計を傾けて輝度の角度分布（以降水平方向角度輝度分布という）を測定した。同様に導光板の出射面中央点において、Ｘ軸に直交し、且つ導光板に垂直な面に対して、出射面鉛直方向から両側に順次輝度計を傾けて輝度の角度分布（以降垂直方向角度輝度分布という）を測定した。この水平方向角度輝度分布及び垂直方向角度輝度分布から視野角特性の指標となる水平半値角及び垂直半値角を求めた。
この結果、最大輝度１４５７cｄ/ｍ2、水平半値角３９．８°、垂直半値角４２．４°であった。
＜実施例２＞
出射面側のスタンパは実施例１と同様にスタンパＩを使用した。一方、底面側の断面が台形状のスタンパ（以下スタンパIII）は以下の方法にて作製した。まず、清浄なガラスに東京応化工業株式会社製ネガ型フォトレジスト（ＣＡ３０００）を塗布し、１１０℃のホットプレートにて２分間暖めた後に室温まで冷却した。そのガラス基板と所定の間隔でスリットを設けたフォトマスクを密着させ、−３５°から＋３５°まで一定の速度で回転させ、その間にＵＶ光を１４００ｍJ照射した。フォトマスクを剥離後、その基板を現像した。得られた原盤を常法に従って、表面にニッケル導電化膜を成膜し、このニッケル導電化膜に電鋳用金属としてニッケルを電鋳してニッケル電鋳層を形成した。さらに、ニッケル導電化膜から原盤を剥離して、高さ０．０１ｍｍで頂上部分に幅約０．０１ｍｍの平坦部を持つ、傾斜角が４０°の台形状パターンを賦型したスタンパIIIを作製した。
これらのスタンパＩ及びスタンパIIIを転写型として、実施例１と同様な方法で１７インチディスプレイ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×厚さが３４８×２８１×６ｍｍ、入射端面からＰＭＩＮまでの距離Ｌが１４０ｍｍであった。
得られた導光板は、出射面が鏡面であり、底面には断面が台形状の凹条が配設されており、凹条の高さＨvは０．０１ｍｍ、上底０．０１ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０°である。ピッチは、式（１）を満たす範囲（0.0337ｍｍ≦Ｐ≦0.422ｍｍ）で冷陰極管側０．１８ｍｍから中央部０．０６ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。
当該導光板を組み込んで実施例１と同様に図１０に示すバックライト装置を形成した。図１０に示すバックライト装置にて当該面光源素子の出射面を観察したところ、正面方向に対して斜めから観たとき暗線は発生していなかった。
さらに、導光板の出射面上には株式会社ツジデン製の拡散シート（商品名：ＤＸ２）５ａを２枚配設して図１１に示すバックライト装置を形成して、輝度性能を測定した処、最大輝度１１０５cｄ/ｍ2、水平半値角４０．１°、垂直半値角３８．３°であった。
＜実施例３＞
清浄なガラスに東京応化工業株式会社製ネガ型フォトレジスト（ＣＡ３０００）を塗布し、１１０℃のホットプレートにて２分間暖めた後に室温まで冷却した。そのガラス基板と所定の間隔でスリットを設けたフォトマスクを密着させ、−３５°から＋３５°まで一定の速度で回転させ、その間にＵＶ光を１４００ｍJ照射した。フォトマスクを剥離後、その基板を現像した。得られた原盤を常法に従って、表面にニッケル導電化膜を成膜し、このニッケル導電化膜に電鋳用金属としてニッケルを電鋳してニッケル電鋳層を形成した。さらに、ニッケル導電化膜から原盤を剥離して、高さ０．０１ｍｍで頂上部分に幅約０．０１ｍｍの平坦部を持つ、傾斜角が５５°の台形状パターンを賦型した出射面側のスタンパ（以下スタンパIV）を作製した。
これらのスタンパIV及び実施例１と同じスタンパIIを転写型として、射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて１７インチディスプレイ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×厚さが３４８×２８１×６ｍｍ、入射端面からＰＭＩＮまでの距離Ｌが１４０ｍｍであった。
得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さＨvは０．０１ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０°である。今回作製した底面凹条のピッチは、実施例１と同様に式（１）を満たす範囲で冷陰極管側０．１８ｍｍから中央部０．０６ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。
当該導光板を組み込んで実施例１と同様に図１０に示すバックライト装置を形成した。この面光源素子の出射面を観察したところ、正面方向に対して斜めから観たときの暗線は発生していなかった。
さらに、導光板の出射面上に株式会社ツジデン製の拡散シート（商品名：ＤＸ２）５ａを２枚配設して図１１に示すバックライト装置を形成して、輝度性能を測定した処、最大輝度５１７７cｄ/ｍ2、水平半値角４２．３°、垂直半値角４２．０°であった。
＜実施例４＞
出射面側のスタンパにはスタンパIVを、底面側のスタンパにはスタンパIIIを用いて、実施例１と同様な方法にて導光板を作製した。導光板の外寸は横×縦×厚さが３４８×２８１×６ｍｍ、入射端面からＰＭＩＮまでの距離Ｌが１４０ｍｍであった。
得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状が台形状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面の台形状である凹条の高さＨvは０．０１ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０°である。今回作製した底面凹条のピッチは、式（１）を満たす範囲（0.0337ｍｍ≦Ｐ≦422ｍｍ）で冷陰極管側０．１８ｍｍから中央部０．０６ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。
当該導光板を組み込んで実施例１と同様に図１０に示すバックライト装置を形成し、この面光源素子の出射面を観察したところ、正面方向に対して斜めから観たときの暗線は発生していなかった。
さらに、導光板の出射面上に株式会社ツジデン製の拡散シート（商品名：ＤＸ２）５ａを２枚配設して図１１に示すバックライト装置を形成して、輝度性能を測定した処、最大輝度４６５８cｄ/ｍ2、水平半値角４３．５°、垂直半値角４１．３°であった。
＜比較例１＞
この比較例は実施例３に用いた導光板の底面のＶ字状の凹条のピッチを０．０２７ｍｍから０．１８ｍｍにした場合である。実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００°、高さ０．０１ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．０１ｍｍで頂角が１００°のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパＶを作製した。
実施例３で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパIVとスタンパＶを転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて１７インチディスプレイ用の微細構造を持つ導光板５を得た。導光板の外寸は横×縦×厚さが３４８×２８１×６ｍｍ、入射端面からＰＭＩＮまでの距離Ｌが１４０ｍｍであった。
得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さＨvは０．０１ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０°である。今回作製した底面凹条のピッチは、冷陰極管側０．１８ｍｍからから中央部０．０２７ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。
実施例１と同様に図１０に示すバックライト装置を形成し、当該面光源素子の出射面を観察したところ、正面方向に対して斜めから観たとき暗線が発生していた。このため、導光板の上に株式会社ツジデン製の拡散シート（商品名：ＤＸ２）５ａを２枚配設し、底面及び反射端面には反射シート５（東レ株式会社製Ｅ６ＳＬ）を配設して図１１に示すバックライト装置を形成した。このようにして形成したバックライト装置の輝度性能を測定した処、最大輝度５２３２cｄ/ｍ2、水平半値角４２．１°、垂直半値角４１．８°であったが、まだ出射面中央に２本の暗線が冷陰極管と平行に発生していた。暗線を解消するためにさらに拡散シート（商品名：ＤＸ２）を２枚配設して暗線は解消されたが、輝度性能が低下し、視野角特性は狭くなってしまった。
＜比較例２＞
この比較例は実施例１に用いた導光板の底面に位置するＶ字状の凹条のピッチを０．０２７ｍｍから０．１８ｍｍにした場合である。
出射面側のスタンパにスタンパＩを、底面側のスタンパにスタンパＶを転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて１７インチディスプレイ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×厚さが３４８×２８１×６ｍｍ、入射端面からＰＭＩＮまでの距離Ｌが１４０ｍｍであった。
得られた導光板は、出射面が鏡面であり、底面は断面形状がＶ字状である凹条が配設されており、凹条の高さＨvは０．０１ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０°である。今回作製した底面凹条のピッチは、冷陰極管側０．１８ｍｍからから中央部０．０２７ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。
実施例１と同様に図１０に示すバックライト装置を形成し、当該面光源素子の出射面を観察したところ、正面方向に対して斜めから観たとき暗線が発生していた。このため、導光板の上に株式会社ツジデン製の拡散シート（商品名：ＤＸ２）５ａを２枚配設し、底面及び反射端面には反射シート５（東レ株式会社製Ｅ６ＳＬ）を配設して図１１に示すバックライト装置を形成した。このようにして形成したバックライト装置の輝度性能を測定した処、最大輝度１５９６cｄ/ｍ2、水平半値角３７．５°、垂直半値角３８．５°であったが、まだ出射面中央に２本の暗線が冷陰極管と平行に発生していた。暗線を解消するためにさらに拡散シート（商品名：ＤＸ２）を２枚配設して暗線は解消されたが、輝度性能が低下し、視野角特性は狭くなってしまった。
以上の結果を表１にまとめた。
Figure 2008066154
本発明の面光源素子が備える導光板を用いれば、画面品位を低下させる暗線を解消でき、かつ高輝度化できるので、面光源素子に好適に用いることができる。また、本発明の面光源素子は、エッジライト式であるので、液晶バックライト装置を装着したモニター装置に限定されずに、ノートパソコン、照明公告、交通標識などの薄型の各種画像表示装置への応用が期待される。

Claims (7)

  1. 導光板の側面に線状光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、
    当該導光板は出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた線状光源から出射された光を入射させる入射端面を有し、
    前記導光板の底面側には光を反射する反射手段を備え、
    Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸として、
    前記線状光源はＸ軸に平行に配置しており、
    前記反射手段と、前記導光板とは前記Ｘ−Ｙ平面に平行に配置しており、
    Ｚ軸方向に前記反射手段、前記導光板の順に構成されており、
    前記導光板の入射端面は前記Ｘ−Ｚ平面に平行であり、前記底面にはＸ軸に平行な複数の凹条からなるパターンが形成されており、該複数の凹条の入射端面側にＸ軸に平行な斜面を有し、かつ、該斜面の前記底面に対する斜度は実質的に３０度以上４５度以下であり、
    隣接する２つの前記凹条の中心間の距離であるピッチＰの最小値ＰＭＩＮと最大値ＰＭ
    ＡＸとの比ＰＭＡＸ／ＰＭＩＮが１．５以上であり、
    任意の隣接する２つの前記凹条の中心間の距離であるピッチＰが下記の式（１）を満たすことを特徴とする面光源素子。
    Ｈv/tan(Φin) ≦ Ｐ ≦ Ｌ×Ｈｖ×0.3 （１）
    ここで
    Φin ＝ (C3Ｒ3＋C2Ｒ2＋C1Ｒ＋C0)＋２Ｒ−90.0° （２）
    C0＝−1.25×102，C1＝1.31×101，C2＝−3.30×10-1，C3＝2.43×10-3

    Ｐ ：任意の隣接する２つの凹条の中心間の距離（ピッチ）（単位ｍｍ）
    Ｒ ：凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する斜度の平均（単位度）
    Ｈv ：凹条の高さ（単位ｍｍ）
    Ｌ ：導光板の入射端面から最小ピッチＰＭＩＮまでの距離（単位ｍｍ）
    C0〜C3：係数
  2. 前記線状光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されており、前記複数の凹条が前記２つの入射端面に対して、それぞれＸ軸に平行な前記斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源素子。
  3. 前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、Ｖ字状であることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源素子。
  4. 前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源素子。
  5. 前記導光板の出射面にＹ軸に平行な複数の凸条からなるパターンが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源素子。
  6. 前記導光板の出射面に形成された凸条の断面が、台形状であることを特徴とする請求項５に記載の面光源素子。
  7. 請求項１に記載の面光源素子の出射面側に透過型表示素子を備えることを特徴とする画像表示装置。
JP2008547053A 2006-12-01 2007-11-30 面光源素子及びこれを備えた画像表示装置 Pending JPWO2008066154A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006326047 2006-12-01
JP2006326047 2006-12-01
PCT/JP2007/073167 WO2008066154A1 (fr) 2006-12-01 2007-11-30 Élément illuminant en surface et dispositif d'affichage d'image possédant l'élément

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2008066154A1 true JPWO2008066154A1 (ja) 2010-03-11

Family

ID=39467940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008547053A Pending JPWO2008066154A1 (ja) 2006-12-01 2007-11-30 面光源素子及びこれを備えた画像表示装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2008066154A1 (ja)
TW (1) TW200834187A (ja)
WO (1) WO2008066154A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10185072B2 (en) 2012-03-16 2019-01-22 Radiant Opto-Electronics Corporation Light guide plate and light source module

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130051130A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 삼성전자주식회사 백라이트유닛 및 이를 가지는 디스플레이장치
CN104039883A (zh) 2012-01-16 2014-09-10 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 有机硅接枝的核-壳颗粒、聚合物基体和包含其的led
TWI485453B (zh) * 2014-01-02 2015-05-21 Radiant Opto Electronics Corp 導光板
CN104503017B (zh) * 2014-12-26 2018-01-16 深圳市华星光电技术有限公司 导光板、背光模组以及液晶显示装置
CN104820257A (zh) * 2015-04-20 2015-08-05 北京京东方茶谷电子有限公司 一种导光板、背光源和显示装置
CN108132562B (zh) * 2018-01-05 2021-01-29 京东方科技集团股份有限公司 一种灯条胶带、背光模组及显示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3644787B2 (ja) * 1996-05-09 2005-05-11 松下電器産業株式会社 面状照明系
JP2001124930A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
JP2003156629A (ja) * 2001-11-20 2003-05-30 Nippon Tokushu Kogaku Jushi Kk 光変換素子及び液晶ディスプレイ
JP4802094B2 (ja) * 2004-08-06 2011-10-26 株式会社クラレ 導光板、その製造方法、及びそれを備える面光源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10185072B2 (en) 2012-03-16 2019-01-22 Radiant Opto-Electronics Corporation Light guide plate and light source module

Also Published As

Publication number Publication date
TW200834187A (en) 2008-08-16
WO2008066154A1 (fr) 2008-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5486504B2 (ja) 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置
JP5161892B2 (ja) 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置
JP4802094B2 (ja) 導光板、その製造方法、及びそれを備える面光源装置
US7220038B2 (en) Light source device and light polarizing element
KR100671649B1 (ko) 면광원 장치, 확산판 및 액정표시 장치
US6425673B1 (en) Light guide pipe having elongate roughened protrusions and/or roughened concaves, planar light source unit having a broad viewing angle characteristic, and liquid crystal display device
JPWO2008032775A1 (ja) 面光源素子、これに用いる光制御部材及びこれを用いた画像表示装置
JP2006134748A (ja) タンデム型面光源装置
JPWO2008066154A1 (ja) 面光源素子及びこれを備えた画像表示装置
KR101107828B1 (ko) 광 편향 소자 및 광원 장치
KR100977941B1 (ko) 광 편향 소자 및 광원 장치
JPH1073820A (ja) 非光拡散性導光板、レンズフィルム、および面光源装置
JP2007265744A (ja) 面光源素子、およびこれに用いる光制御部材およびこれらを用いた画像表示装置
JP2007163615A (ja) 面発光装置、輝度均一化方法及び液晶表示装置
JP2004287415A (ja) 光偏向素子及び光源装置
JP2009087824A (ja) 面光源素子およびこれに用いる光制御部材並びにこれらを用いた画像表示装置
JP4960327B2 (ja) 光偏向素子及び光源装置
JP4372665B2 (ja) 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP4485416B2 (ja) 光偏向素子及び光源装置
JP2005340096A (ja) 導光体及びこれを用いた面光源装置と表示装置