JPH08334625A - 導光板及びバックライト - Google Patents

導光板及びバックライト

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JPH08334625A
JPH08334625A JP7139194A JP13919495A JPH08334625A JP H08334625 A JPH08334625 A JP H08334625A JP 7139194 A JP7139194 A JP 7139194A JP 13919495 A JP13919495 A JP 13919495A JP H08334625 A JPH08334625 A JP H08334625A
Authority
JP
Japan
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guide plate
light guide
light
protrusion
light source
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Application number
JP7139194A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Saito
真一郎 斉藤
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 出射光線の半値角が広く、輝度も高い導光板
を提供することを目的とする。 【構成】 導光板12の透過面13に、直線状に延び、
且つ、断面形状が複数形状の突起16′及び突起16″
を形成すると共に、複数の形状の突起16′及び突起1
6″は局所的に混在しているように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子を後方か
ら照射するエッジライト方式のバックライト及びそれに
用いられる導光板に関する。
【0002】
【従来の技術】バックライトの低消費電力のためには、
バックライトの各素子の光利用効率を高める必要があ
る。導光板に対しては、光の吸収のある印刷導光板に代
って光の吸収の少ない非拡散方式の導光板に注目が集ま
っている。
【0003】図8は特開平6-250024号公報で開示された
非拡散導光板の構成図である。図において、導光板1か
ら外部への出射方法として、プリズム(突起)2を導光板
1の透過面6に断面形状がのこ歯状に形成するととも
に、プリズム2の頂角θを光源から遠ざかる程小さくな
るように形成している。
【0004】これにより、光源4から遠い場所での光線
の出射方向を透過面6の法線方向に向けている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の導
光板においては、導光板1を全体的に見ると、プリズム
2の頂角θは変化しているが、局所的に見ると、略同一
形状のプリズムである。
【0006】従って、出射光線の半値角、即ち、最大輝
度の半分以上の輝度を有する角度範囲が狭く、輝度が高
いか、出射光線の半値角が広いが、輝度が低いかのどち
らかになるという問題点がある。
【0007】更に、導光板1の長さ方向で、プリズムが
連続形成されているので、長さ方向において、輝度むら
が発生する問題点もある。本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたもので、その第1の目的は、出射光線の半値
角が広く、輝度も高い導光板及びバックライトを提供す
ることにある。
【0008】第2の目的は、モアレが発生しない導光板
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
の発明の導光板は、液晶表示素子を後方から照射するエ
ッジライト方式のバックライトに用いられる導光板にお
いて、前記導光板の透過面もしくは反射面のうちのいず
れかの面に直線状に延び、かつ断面形状が複数形状の突
起または溝を形成すると共に、前記複数の形状の突起ま
たは溝は局所的に混在しているものである。
【0010】ここで、前記複数種類の突起または溝の構
成割合が光源から遠ざかるにつれて変化することが望ま
しい。具体的には、前記突起は断面形状が三角形で、光
源に近い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角度が大きい
突起の割合が大きく、光源から遠い箇所では、反光源側
傾斜面の傾斜角度が小さな突起の割合が大きいことが望
ましい。
【0011】また、前記突起は、アンダーカット部の無
いことが望ましい。更に、前記突起または溝は、前記液
晶表示素子の液晶画素の配列方向と交差するように設け
ることが望ましい。
【0012】第2の発明のバックライトは、透過面もし
くは反射面のうちのいずれかの面に複数形状の突起また
は溝を形成すると共に、前記複数の形状の突起または溝
は局所的に混在している導光板を有するものである。
【0013】
【作用】第1の発明の導光板において、輝度と半値角の
異なる複数の形状の突起または溝が局所的に混在してい
るので、導光板からの出射特性も各突起固有の出射特性
が合成され、輝度も高く、半値角も広くなる。
【0014】突起に入射する光の角度分布は光源からの
距離に応じて変化するが、突起または溝の構成割合を光
源からの距離に応じて、言うなれば、突起に入射する光
の角度分布に応じて、複数形状の突起または溝の構成割
合を決定しているので、導光板からの出射特性(角度分
布及び出射角度特性)が光源からの距離に関わらず略一
定となる。
【0015】具体的に、突起は断面形状が三角形で、光
量が多い光源に近い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角
度が大きい突起の割合が大きくすることにより、導光板
からの出射光量を少なくし、光量が減少する光源から遠
い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角度が小さな突起の
割合が大きくして、導光板からの出射光量を多くする。
【0016】更に、突起または溝には、アンダーカット
部が無い形状としたことにより、型抜き成形で突起を形
成することができ、大量生産が可能となる。また、前記
突起または溝は、前記液晶表示素子の液晶画素の配列方
向と交差するように設けられるようにすることにより、
モアレの発生がなくなる。
【0017】第2の発明のバックライトにおいて、輝度
と半値角の異なる複数の形状の突起または溝が局所的に
混在しているので、導光板からの出射特性も各突起固有
の出射特性が合成され、輝度も高く、半値角も広くな
る。
【0018】
【実施例】次に図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例の導光板の断面図、図2は
図1における上面図、図3は図1における突起A,突起B
を説明する図である。
【0019】先ず、図1及び図2を用いて本発明の一実
施例の導光板の構成を説明する。図において、11は管
状の光源、12は光源11からの光を導光する導光板で
ある。導光板の材質としては、内部透過率の高いものが
良く、コスト・重量の点からプラスチック材料が良く、
本実施例の導光板12は、アクリルを用いた。更に、本
実施例の導光板12の大きさは、長さ180mm,幅(図面に
垂直方向)216mm,光源11側の厚さ3mm,反光源側の厚さ2
mmの断面形状がテーパ状のものを用いた。
【0020】ここで、導光板12の一方の面を透過面1
3、他方の面を反射面14、光源11の光が入射する面
を入射面15と規定すると、透過面13上には、断面形
状が三角形の微小突起16が形成されている。また、本
実施例の突起16は、光源11と交差するように設けら
れ、液晶表示素子19の液晶画素の配列方向と交差する
ようになっている。
【0021】更に、突起16は導光板の幅方向におい
て、突起16の高さが変化している。具体的には、導光
板の幅方向の周辺部で突起の高さが高くなっている。ま
た、17は液晶表示素子19と導光板12との間に配設
され、導光板12〜出射する光を拡散する拡散シート、
18は拡散シート17によって拡散された光を集光する
集光シートである。
【0022】本実施例の突起16は、図3に示すよう
に、形状の異なる二種類の突起即ち突起A16′と突起B
16″とからなっている。ここで、基準面である透過面
13と突起16の反光源側の傾斜面(反光源側突起斜面)
とのなす角αを突起傾斜角度、突起16の二つの斜面の
なす角θを突起頂角と規定すると、本実施例の突起A1
6′の突起頂角θは65°、突起傾斜角度αは92°、突起
B16″の突起頂角θは90°、突起傾斜角度αは135°と
し、アンダーカット部が無い形状とした。
【0023】そして、導光板12の透過面13上に形成
された突起A16′及び突起B16″は、局所的に混在
し、更に、光源11からの距離に応じて、これら二つの
突起の割合を変化させた。具体的には、光源11に近い
場所では突起傾斜角度θが大きな突起B16″の割合が
多く、光源11から遠い場所では突起傾斜角度θが小さ
な突起A16′の割合が多くなるように形成した。
【0024】次に上記構成の動作を説明する。光源11
から発せられた光は導光板12の入射面15から導光板
12内部に入っていく。導光板12内を導光する光が突
起16に入射すると、主に反光源側突起斜面にぶつか
り、その一部は導光板12外へ出射する。
【0025】また、光源側突起斜面に光が入射すると、
光源側突起斜面で全反射した光線の一部が反光源側突起
斜面から導光板外部に出射する。次に、本実施例の導光
板における出射光の分布を図4〜図7を用いて説明す
る。
【0026】(1) 光源11に近い場所 図4は光源11から40mmで導光板12の幅方向の略中央
部における突起A16′と突起B16″における出射光線
の角度特性を示している。尚、この箇所における突起A
16′と突起B16″との構成割合(透過面の単位面積1m
m2に占める突起の投影面積の割合)は、突起A16′:突
起B16″= 1:5である。
【0027】図に示すように、突起傾斜角度αが大きな
突起B16″(破線)の方が、突起傾斜角度αが小さな突
起A16′より最大輝度は低いが、半値角が広くなる特
性を有している。
【0028】図5はこの場所での突起A16′と突起B1
6″の合成出射角度特性を示す。これら出射特性の異な
る2つの突起A16′と突起B16″を混在させたことに
より、輝度が高く、半値角の大きな光線が導光板12よ
り出射していることがわかる。
【0029】(2) 光源11から遠い場所 図6は光源11から140mmで導光板12の幅方向の略中
央部における突起A16′と突起B16″における出射光
線の角度特性を示している。尚、この箇所における突起
A16′と突起B16″との構成割合は、突起A16′:突
起B16″= 2:1である。
【0030】図4と同様に、突起傾斜角度αが大きな突
起B16″(破線)の方が、突起傾斜角度αが小さな突起A
16′より輝度は低いが、半値角が広くなる特性を有し
ている。
【0031】図7はこの場所での突起A16′と突起B1
6″の合成出射角度特性を示す。図5と同様に、これら
出射特性の異なる2つの突起A16′と突起B16″を混
在させたことにより、輝度が高く、半値角の大きな光線
が導光板12より出射していることがわかる。
【0032】上記構成によれば、下記のような効果を得
ることができる。 (1) 輝度と半値角が異なる、二種類の突起A16′と突
起B16″とが局所的に混在しているので、合成され、
輝度も高く、半値角も広くなる。
【0033】(2) 導光板12の突起に入射する光の角度
分布は光源からの距離の応じて変化し、突起に入射する
光量も光源からの距離に応じて変化する。ここで、突起
16の構成割合を、光量が多い光源11に近い箇所で
は、反光源側傾斜面αの傾斜角度が大きい突起B16″
の割合が大きくすることにより、導光板12からの出射
光量を少なくし、光量が減少する光源11から遠い箇所
では、反光源側傾斜面の傾斜角度αが小さな突起A1
6′の割合が大きくして、導光板12からの出射光量を
多くし、導光板12全体から略同じ光量を出射させるこ
とができる。
【0034】(3) 突起16には、アンダーカット部が無
い形状としたことにより、型抜き成形で突起16を形成
することができ、大量生産が可能となる。 (4) 直線状に延びた突起16を図2にもあるように、線
状の光源と平行な液晶画素の配列方向と交差するように
設けたことにより、突起16と液晶画素とで発生するモ
アレの影響を緩和することができる。また、導光板12
と液晶素子との間に、正面方向への輝度を高めるプリズ
ム状集光シートをプリズムの稜線が線状の光源と平行介
入させた場合も、導光板12の突起16と集光シートの
プリズムとで発生するモアレの影響を緩和することがで
きる。
【0035】(5) 突起16の高さを導光板12の幅方向
の周辺部で高さが高くなるように形成したので、光源1
1自体が持つ導光板12の幅方向の発光むらを補正し、
導光板12の幅方向の輝度むらを減少させることができ
る。
【0036】尚、本発明は上記実施例に限定するもので
はない。上記実施例では、導光板12の透過面13に突
起を形成した例で説明を行なったが、透過面13に溝を
形成してもよい。更に、反射面14に突起や溝を形成し
てもよい。
【0037】更に、上記実施例では、突起の種類を二種
類としたが、三種類以上の突起を局所的に混在させても
よい。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように第1の発明の導光板に
よれば、輝度と半値角の異なる複数の形状の突起または
溝が局所的に混在しているので、導光板からの出射特性
も各突起固有の出射特性が合成され、輝度も高く、半値
角も広くなる。
【0039】突起に入射する光の角度分布は光源からの
距離に応じて変化するが、突起または溝の構成割合を光
源からの距離に応じて、言うなれば、突起に入射する光
の角度分布に応じて、複数形状の突起または溝の構成割
合を決定しているので、導光板からの出射特性(角度分
布及び出射角度特性)が光源からの距離に関わらず略一
定となる。
【0040】具体的に、突起は断面形状が三角形で、光
量が多い光源に近い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角
度が大きい突起の割合が大きくすることにより、導光板
からの出射光量を少なくし、光量が減少する光源から遠
い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角度が小さな突起の
割合が大きくして、導光板からの出射光量を多くする。
【0041】更に、突起または溝には、アンダーカット
部が無い形状としたことにより、型抜き成形で突起を形
成することができ、大量生産が可能となる。また、前記
突起または溝は、前記液晶表示素子の液晶画素の配列方
向と交差するように設けられるようにすることにより、
モアレの発生がなくなる。
【0042】第2の発明のバックライトによれば、輝度
と半値角の異なる複数の形状の突起または溝が局所的に
混在しているので、導光板からの出射特性も各突起固有
の出射特性が合成され、輝度も高く、半値角も広くな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の導光板の断面図である。
【図2】図1における上面図である。
【図3】図1における突起A,突起Bを説明する図であ
る。
【図4】図1に示す構成において、光源から40mmで導光
板の幅方向に略中央部における突起Aと突起Bにおける出
射光線の角度特性を示す図である。
【図5】図4における突起Aと突起Bとの合成出射角度特
性を示す図である。
【図6】図1に示す構成において、光源から140mmで導
光板の幅方向に略中央部における突起Aと突起Bにおける
出射光線の角度特性を示す図である。
【図7】図6における突起Aと突起Bとの合成出射角度特
性を示す図である。
【図8】特開平6-250024号公報で開示された非拡散導光
板の構成図である。
【符号の説明】
11 光源 12 導光板 13 透過面 14 反射面 15 入射面 16 突起 16′ 突起A 16″ 突起B

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶表示素子を後方から照射するエッジ
    ライト方式のバックライトに用いられる導光板におい
    て、 前記導光板の透過面もしくは反射面のうちのいずれかの
    面に直線状に延び、かつ断面形状が複数形状の突起また
    は溝を形成すると共に、 前記複数の形状の突起または溝は局所的に混在している
    ことを特徴とする導光板。
  2. 【請求項2】 前記複数種類の突起または溝の構成割合
    が光源から遠ざかるにつれて変化することを特徴とする
    請求項1記載の導光板。
  3. 【請求項3】 前記突起は断面形状が三角形で、 光源に近い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角度が大き
    い突起の割合が大きく、 光源から遠い箇所では、反光源側傾斜面の傾斜角度が小
    さな突起の割合が大きいことを特徴とする請求項1また
    は2記載の導光板。
  4. 【請求項4】 前記突起は、アンダーカット部の無いこ
    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。
  5. 【請求項5】 前記突起または溝は、前記液晶表示素子
    の液晶画素の配列方向と交差するように設けられること
    を特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の導光板。
  6. 【請求項6】 透過面もしくは反射面のうちのいずれか
    の面に複数形状の突起または溝を形成すると共に、 前記複数の形状の突起または溝は局所的に混在している
    導光板を有することを特徴とするバックライト。
JP7139194A 1995-06-06 1995-06-06 導光板及びバックライト Pending JPH08334625A (ja)

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