JP2001035229A

JP2001035229A - 面状光源ユニット

Info

Publication number: JP2001035229A
Application number: JP11208299A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimura; 崇志村
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2001-02-09
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP4367801B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光源としてＬＥＤ等の点光源を用いたエッジ
ライト方式の面状光源ユニットにおける照明光の輝度の
不均一性を改善することを課題とする。【解決手段】透光材よりなり板状の形状をなし、第１
の主面を出光面１ｂとし、該第１の主面と対向する第２
の主面１ａに光拡散手段を設けた導光部材１と、該導光
部材１の側面に近接して配した光源２とを有するエッジ
ライト方式の面状光源ユニット１０において、前記導光
部材１に前記光源２のからの入射光を左右に振り分ける
とともに、一部を通過させる作用を有する貫通穴８又は
盲穴とともに側面１ｄに反射部６を設けることにより、
光源２からの光を、光路変換により一様に広げ、指向性
のない状態としてから、導光部材の上下の面に放射し、
出射面１ｂから、輝度の均一な面状の光束を出射するこ
とができるようにする。

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、透過型又は半透
過型パネルを背面より照射するバックライト機構を有す
る表示装置の面状光源ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブック型のワードプロセッサやコ
ンピュータ、又は携帯電話器、携帯ＴＶのような小型、
薄型の情報機器の表示装置として、薄型でしかも見易い
バックライト機構を有する液晶表示装置が用いられてい
る。このようなバックライト機構としは、液晶パネルを
背後から全面にわたり照射する面状光源が用いられてお
り、この面状光源としては線状の発光源である蛍光ラン
プと、その光束を液晶パネルを照射する面状の光束に変
換する導光板よりなるものが一般的であったが、近年、
更なる薄型と長寿命化を目的として線状の発光源として
蛍光ランプの代わりに複数のＬＥＤ（発光ダイオード）
を一列に配列したものが用いられるようになってきた。

【０００３】図９および図１０はこのような従来のバッ
クライト機構の一例として、ＬＥＤ（発光ダイオード）
アレイ光源を持つエッジライト方式のパネル用の面状光
源ユニットを示す図であり、図９は斜視図、図１０はそ
の断面図である。図９および図１０において、１１０は
面状光源ユニットであり、導光部材１０１と光源として
線状に配列した複数個のＬＥＤ１０２を有している。導
光部材１０１は透明なプラスチック材等の透光部材より
なる板状で略直方体形状をしており、その一方の広い面
を光出射面１０１ｂとし、該光出射面１０１ｂと対向す
る面には、光源からの光を対向する前記光出射面に向け
て反射させるための手段として、その表面に複数の微小
なシボ又は複数個の半球状ドット等の光拡散面１０１ａ
が形成されている。

【０００４】更に、前記光拡散面１０１ａに近接して白
色シート等の反射板１０３を配設する。ＬＥＤ１０２か
ら放射する光は導光体１０１に入り、大部分の光は上面
（光出射面）１０１ｂでは全反射、下面では全反射又は
シボもしくは半球状ドット等の光拡散面１０１ａによる
散乱を１回又は複数回行った後に上面より外部へ出射す
る。この際一部の光は下面を透過して反射板１０３に入
射するが、ここで反射されて再び導光部材１０１に入
り、直接に又は反射を経た後に上面より外部に出射する
ことになる。外部に出射した光は、液晶パネル７透過し
照明する。前記照明する面内の輝度の均一性を確保する
ために上記下面内のシボの粗さを調整したり、半球状ド
ットの形状、密度を場所により変えたりしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た面状光源ユニットには次のような問題点がある。すな
わち、シボの粗さを調整したり、半球状ドットの形状、
密度を場所により変えたりすることにより照明の面内の
輝度のある程度の均一性を調整することはできるが、こ
れにも限度があり、導光部材の側面の一辺から放射され
る光はある程度の均一性を持った線状光源である必要が
あり、それを実現するためにはＬＥＤ等の点光源を複数
配列させ線状光源に近似するようにせざるを得ない。す
なわち、ＬＥＤが１個だけであると、その指向性のた
め、発光の強さはその方向により大幅に変化するので、
その影響がどうしても照明光の輝度の不均一な分布とし
て現れ、均質な照明が不可能となる。よって、多数のＬ
ＥＤが必要となり、コストアップ、消費電流の増大を招
くという問題があった。

【０００６】本発明は従来技術における前記の問題点を
改善することを課題とするものである。そして本発明
は、かかる課題を解決し、エッジライト方式の面状光源
ユニットにおいて光源として点光源に近い１個又は少な
い個数のＬＥＤを用い、均一な面状の光束を出射するこ
とができるようにすることを目的とする。これにより、
照明光が均一であり、且つ、光源のコストおよび消費電
力の低減がなされた、安価な面状光源ユニットを提供す
ることが可能となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにその第１の手段として本発明は、透光材よりなり板
状の形状をなし、第１の主面を出光面とし、該第１の主
面と対向する第２の主面に光拡散手段を設けた導光部材
と、該導光部材の側面に近接して配した光源とを有する
エッジライト方式の面状光源ユニットにおいて、前記導
光部材に前記光源の出射光を屈折、反射する機能を有す
る１個以上の貫通穴を設け、前記導光部材の側面におい
て前記光源と対向する部分の両側に導光部材の厚み方向
に略平行な略円弧状の複数の溝よりなる反射部を設けた
ことを特徴とする。

【０００８】上記の課題を解決するためにその第２の手
段として本発明は、透光材よりなり板状の形状をなし、
第１の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する第２
の主面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部材の
側面に近接して配した光源とを有するエッジライト方式
の面状光源ユニットにおいて、前記導光部材に前記光源
の出射光を屈折、反射する機能を有する１個以上の厚み
方向にくぼんだ盲穴を設け、前記導光部材の側面におい
て前記光源と対向する部分の両側に導光部材の厚み方向
に略平行な略円弧状の複数の溝よりなる反射部を設けた
ことを特徴とする面状光源ユニット。

【０００９】上記の課題を解決するためにその第３の手
段として本発明は、前記第１の手段又は第２の手段にお
いて、前記反射部の略円弧状の溝は前記光源から遠くな
るほど密に配置されていることを特徴とする。

【００１０】上記の課題を解決するためにその第４の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材の前記光源と対向する部
分の両側の側面同士のなす角は１８０゜よりも小であ
り、これらの側面により、導光部材の一部に略三角形の
突き出し部分が形成されていることを特徴とする。

【００１１】上記の課題を解決するためにその第５の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材に設けられた貫通穴又は
盲穴の平面形状は前記光源から見て左右対称となる略逆
三角形状であり、その三角形の２つ等辺のなす頂点と対
向する位置に前記光源を配したことを特徴とする。

【００１２】上記の課題を解決するためにその第６の手
段として本発明は、前記第５の手段において、前記前記
略逆三角形形状の貫通穴又は盲穴の前記光源に面する２
辺は放物面の一部により形成されていることを特徴とす
る。

【００１３】上記の課題を解決するためにその第７の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材に設けられた貫通穴又は
盲穴の平面形状は前記光源から見て左右対称となる略台
型形状であり、その逆台型の短い下辺と対向する位置に
前記光源を配したことを特徴とする。

【００１４】上記の課題を解決するためにその第８の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材に設けられた貫通穴又は
盲穴の平面形状の前記前記光源に対向する側の境界の形
状は光源に向かって下に凸の円弧状曲線又はこれに類似
する多角形の辺よりなることを特徴とする。

【００１５】上記の課題を解決するためにその第９の手
段として本発明は、前記第１の手段及び第３の手段乃至
第８の手段のいずれかにおいて、前記導光部材に設けた
盲穴は前記第１の主面に開口を有し、前記第２の主面に
は開口を有さず、その底面は第２の主面に略平行である
ことを特徴とする。

【００１６】上記の課題を解決するためにその第１０の
手段として本発明は、前記第１の手段及び第３の手段乃
至第８の手段のいずれかにおいて、前記導光部材に設け
た盲穴は前記第１の主面に開口を有し、前記第２の主面
には開口を有さず、その盲穴の前記光源方向に垂直な断
面は下に凸の２辺を有する５角形であることを特徴とす
る。

【００１７】上記の課題を解決するためにその第１１の
手段として本発明は、前記第１の手段及び第３の手段乃
至第８の手段のいずれかにおいて、前記導光部材に設け
た盲穴は前記第１の主面に開口を有し、前記第２の主面
には開口を有さず、その底面には複数の凹凸等の光拡散
手段が設けられていることを特徴とする。

【００１８】上記の課題を解決するためにその第１２の
手段として本発明は、前記第１の手段乃至第１１の手段
のいずれかにおいて、前記導光部材の第２の主面に設け
た光拡散手段はシボまたは複数個の半球状ドットのくぼ
みであることを特徴とする。

【００１９】上記の課題を解決するためにその第１３の
手段として本発明は、前記第１の手段乃至第１２手段の
いずれかにおいて、前記光源はＬＥＤであることを特徴
とする。

【００２０】上記の課題を解決するためにその第１４の
手段として本発明は、前記第１３手段乃において、前記
ＬＥＤは白色ＬＥＤであることを特徴とする。

【００２１】上記の課題を解決するためにその第１５の
手段として本発明は、前記第１３手段乃において、前記
ＬＥＤは前記導光部材の厚み方向に縦に配置されたＲ、
Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤであることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
一実施の形態を説明する。本実施の形態は入射光を左右
に振り分ける作用を有する貫通穴を有する導光部材とそ
の貫通穴に対向するＬＥＤを備えた面状光源ユニットに
関するものである。図１は本実施の形態に係る面状光源
ユニットの構成を示す斜視図であり、図２はその断面図
であり、（ａ）は図１のＡーＡ断面図、（ｂ）はＢーＢ
断面図である。図１において１０は面状光源ユニットで
あり、導光部材１と光源であるＬＥＤ２および反射板３
により構成されている。導光部材１は光学プラスチック
材料等の透光材よりなり、光屈折及び光反射する機能を
有する略逆三角形の平面形状の盲穴４が後述する出光面
１ｂである上面に開口するように設けられている。前記
盲穴４はＬＥＤ２の略直上に配設されている。そして盲
穴４の形状はＬＥＤ２に面する２辺（面）は略放物面４
ａの形状をしている。放物面４ａの焦点から出た光は放
物面４ａに当たると全反射により、放物面の軸線に平行
な光となる。従って、ＬＥＤ２を放物面４ａの焦点に配
置することにより、放物面４ａを反射した光を殆ど平行
光線として左右に振り分けることができる。

【００２３】前記導光部材１の入射部５の形状は半円形
の逃げ部でありその両側の突き出した部分の側面１ｄに
は厚み方向に平行な複数の円弧溝よりなる反射部６が形
成されている。この反射部６の溝は光源のＬＥＤから遠
ざかるほど密に配置させている。なお、本例に示した反
射部は円弧溝よりなるものであるが、この代わりに乱反
射を起こす粗面等を部分的、又は全体的に側面に形成す
ることにより、反射部としてもよい。

【００２４】前記導光部材１の一方の広い面を出光面１
ｂとし、その出光面１ｂと対向する面にはＬＥＤ２から
の光を前記出光面１ｂに向け乱反射させるための放射手
段として、その表面に複数の微小なシボ又は複数個の半
球状ドットのくぼみ等よりなるなる光拡散面１ａを形成
する。前記光拡散面１ａに接近して白色シート等の反射
板３を配設することは従来技術と同様である。この反射
板３の代わりに銀蒸着膜等を光拡散面１ａに付着させて
も同様の効果が得られる。又、図示は省略するが、必要
に応じて、導光部材１の前記円弧溝よりなる反射部６が
形成されている側面１ｄもしくはその他の側面に対向又
は接触して、反射シートや銀蒸着等による反射部材を設
けることもできる。上記した逆三角形の盲穴４以外に、
その左右の所望の位置に図示しない複数個の貫通穴又は
盲穴を形成し、自由に光の放射方向を調整することがで
きる。なお、本実施の形態に用いるＬＥＤはＲ、Ｇ、Ｂ
のいずれか１色のＬＥＤであってもよいし、又、白色Ｌ
ＥＤであってもよい。

【００２５】図２（ａ）に示すように、盲穴４の底面４
ｃは導光部材１の下面１ａと平行であり、その下側にに
は導光部材１のバイパス部１ｃが存在している。以上の
構成により、面状光源ユニットの作用につき説明する。
図１に示すように前記ＬＥＤ２から射出する光は導光部
材１に入り、その一部は第１のルートとして前記盲穴
４の放物面４ａで反射され、他の一部は図２（ａ）に示
すように、第２のルートとして盲穴４の下側の前記バ
イパス部１ｃに入る。更に残りのものは図１に示すよう
に、第３のルートとして、放物面４ａおよび盲穴４の
下側のバイパス部１ｃ以外の部分を通って、すなわち、
盲穴４の左右をすり抜けて導光部材１の主要発光部分に
入る。

【００２６】第１のルートとして放物面４ａで反射さ
れた光は図１に示すように円弧溝よりなる反射部６にお
いて、屈折、反射され、点光源があたかも線光源となる
ように、光路変換により左右に広げられ、広げられたそ
の光が図２（ｂ）に示すように、導光部材１の上面であ
る出光面１ｂ又は下面である光拡散面１ａに入射し、上
面では全反射、下面では全反射もしくはシボ、半球状ド
ットのくぼみ等による散乱反射又は、透過光を下部の前
記反射板３で散乱し、出光面１ｂより、照明光として出
射する。この際、反射部６に入射する光の輝度は立体角
の関係でＬＥＤから遠ざかるほど低下する傾向にある。
しかし、前記のように、反射部６の複数の溝の密度はＬ
ＥＤから遠ざかるほど密となっているので反射部６ら導
光部材１内に反射される光の輝度はその左右の端部近傍
においても低下しないようになっている。

【００２７】なお、上記したように、反射部６が形成さ
れている側面に対向又は接触して反射シート等の反射部
材をが設ける場合には、反射部６又はこれら側面からの
透過光を反射シート等により散乱して再び導光部材１内
に戻し、光路変換の効率を高め、最終的には照明光の明
るさを上げる効果を有する。

【００２８】第２のルートとして、バイパス部１ｃに
入った光は盲穴４の底面４ｃで全反射され、これと対向
する導光部材１の下面である光拡散面１ａでは全反射も
しくはシボ、半球状ドットのくぼみ等による散乱反射又
は、透過光を下部の前記反射板で散乱し、これらの反
射、散乱を繰り返しながら前記バイパス部１ｃを通過し
た後、上記したのと同様の原理により出光面１ｂより照
明光として出射する。次に第３のルートとして盲穴４
の左右を通って導光体１の主要発光部分に入った光は導
光部材１の上面である出光面１ｂ又は下面である光拡散
面１ａに入射し、上面では全反射、下面では全反射もし
くはシボ、半球状ドットのくぼみ等による散乱反射又
は、透過光を下部の前記反射板で散乱し、出光面１ｂよ
り、照明光として出射する。

【００２９】このように出光面１ｂからは３種類のルー
トを通った光が出射することになるが、前記の放物面４
ａで反射される第１のルートによるものは、左右に振
り分けられるため、出光面１ｂのうち中央よりも左右の
部分において光の輝度が大となる傾向がある。第３のル
ートによるものも盲穴４の左右を通るため、同様に、
出光面１ｂのうち中央よりも左右の部分において光の輝
度が大となる傾向がある。これに対しバイパス部１ｃを
通過する第２のルートによるものは、主として中央を
通過するため出光面１ｂのうち左右の部分よりも中央の
部分において光の輝度が大となる傾向がある。

【００３０】そこで、前記第１および第３のルート
による光の量と第２のルートによる光の量の割合を適
切に選定することにより、互いにその輝度の特性を補完
し合うようにすることにより、出光面１ｂ全体における
照明のための出射光の輝度を均一又は略均一のものとす
ることができる。このような輝度のバランスは、例え
ば、前記盲穴４の左右方向の幅や、その深さｔ１とバイ
パス部１ｃの厚みｔ２の比率を適切に選択することによ
り達成することができる。又、この際、照明光の輝度の
均一化のために下面１ａのシボの粗さを変えたり、半球
状ドットのくぼみの形状、密度を場所により変えたりす
ることは従来技術と同様の作用をなすものである。この
ようにして、導光部材１の出光面１ｂから出射した照明
光は液晶パネル７を透過し、輝度ムラのない照明がなさ
れる。

【００３１】以下に、図面に基づいて本発明の他の一つ
の実施の形態を説明する。本実施の形態は入射光を左右
に振り分ける作用を有する貫通穴を備えた導光部材及び
その貫通穴に対向するＬＥＤを備えた面状光源ユニット
に関するものである。図３は本実施の形態に係る面状光
源ユニットの構成を示す斜視図であり、図４はその断面
図であり、（ａ）は図３のＡーＡ断面図、（ｂ）はＢー
Ｂ断面図である。図３および図４に示すように本実施の
形態に係る面状光源ユニット１０に関しては、導光部材
１には光屈折及び光反射する機能を有する逆台形の平面
形状を有する貫通穴８が設けられている。そして、その
逆台形の短い下辺側面８ａに対向する位置にＬＥＤ２が
配置されている。前記逆台形の貫通穴８の短い下辺側面
８ａの両側の斜辺側面８ｂは放物面で構成することもで
きる。８ｃは貫通穴８において前記下辺側面８ａに対向
する上辺側面である。図３、図４に示す他の構成および
構成要素の記号については図１、２に示した面状光源ユ
ニット１０と同様である。

【００３２】以上の構成により、本実施の形態に係る面
状光源ユニットの作用につき説明する。図３に示すよう
に前記ＬＥＤ２から射出する光は導光部材１に入り、そ
の中央部において、貫通穴８の前記下辺側面８ａに入射
した光は、図４（ａ）にも示すように、当該側面を屈折
により通過した後、貫通穴８内を通過し、反対側の上辺
側面８ｃを屈折により通過して再び導光部材１内に入
り、その後はすでに説明したのと同様の原理により最終
的には、出光面１ｂより射出する。ここで、下辺側面８
ａに対する光の入射角は最大の場合でも、導光部材１の
（空気に対する）臨界角θｃより小となるように下辺側
面８ａの寸法が設定されている。

【００３３】貫通穴８の斜辺側面８ｂに入射した光は当
該側面において全反射されて左右に振り分けられ、図４
（ｂ）にも示すように、反射部６により反射された後、
出光面１ｂの範囲に入り、すでに説明したのと同様の原
理により最終的には、出光面１ｂより射出する。ここ
で、斜辺側面８ｂに対する光の入射角は最小の場合で
も、導光部材１の（空気に対する）臨界角θｃより大と
なるように斜辺側面８ａの寸法、形状（特に角度）が設
定されている。

【００３４】導光部材１に入射した光のうち貫通穴８か
ら外れてその両側に入射した光は直接に導光部材１の主
要部の上下面に達し、すでに説明したのと同様の原理に
より最終的には、出光面１ｂより射出する。このように
して、ＬＥＤ２から導光部材１に入射した光は上記の３
種類のルートを経て出光面から射出して照明光となるの
であるが、各ルートを通過する光の量の割合を適切に設
定することにより、すでに説明したのと同様の原理によ
り出光面１ｂ全体における照明のための出射光の輝度を
均一又は略均一のものとすることができる。具体的に
は、貫通穴８のＬＥＤ２からの距離、貫通穴の平面形状
である逆台形の下辺、上辺および高さ寸法を適切に設定
することにより、この目的を達成することができる。こ
のようにして、導光部材１の出光面１ｂから出射した照
明光は液晶パネル７を透過し、輝度ムラのない照明がな
される。

【００３５】以下に、図面に基づいて本発明の他の一つ
実施の形態をとして、図３に示した面状光源ユニットの
変型例について説明する。図５は本変型例に係る面状光
源ユニットの構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５に示すよう
に、本実施の形態に係る面状光源ユニット１０におい
て、導光部材１は貫通穴８を有しているが、その貫通穴
８の平面形状は両弦形状であり、ＬＥＤに対向する側の
境界は下に凸の略円筒面状の下側面８ｄであり、これと
対向する側の境界は上に凸の略円筒面状の上側面８ｅで
ある。図５に示す面状光源ユニット１０の他の部分の構
成および記号は図３に示したものと同様である。

【００３６】ＬＥＤ２から導光部材の下側面８ｄ（図５
のｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４に至る側面）に入った光のう
ち、図５（ａ）に示すｐ２からｐ３に至る下側面８ｄの
中央部分ｄ１に入射したものは、図５（ｂ）にも示すよ
うに、屈折によりこの部分を通過し、貫通穴８を経て、
上側面８ｅを通過して再度導光部材１に入射する。下側
面８ｄのうち前記中央部８ｄ１の両側の両側部８ｄ２に
入射した光は、この部分において全反射され左右に振り
分けられる。ここで、ＬＥＤ２からの下側面８ｄに対す
る入射角はＬＥＤ２の真上ではゼロでありそこから左右
に離れるに従って連続的に増加して行くのであるが、前
記中央部８ｄ１においては入射角は導光部材１の臨界角
θｃよりも小であり、前記両側部８ｄ２（ｐ１〜ｐ２お
よびｐ３〜ｐ４の部分）においては入射角は導光部材１
の臨界角θｃと同等またはそれよりも大となっている。
導光部材１に入射した光のうち貫通穴８から外れてその
両側に入射した光は直接に導光部材１の主要部の上下面
に達する。

【００３７】ＬＥＤ２から導光部材１に入射した光は上
記の３種類のルートを経た後、すでに説明したのと同様
の原理により出光面１ｂから射出して照明光となるので
あるが、各ルートを通過する光の量の割合を適切に設定
することにより、図３を用いて説明したのと基本的には
同様の原理により出光面１ｂ全体における照明のための
出射光の輝度を均一又は略均一のものとすることがで
き、液晶パネル７の均一な照明が可能となる。ただし、
図５に示す面状光源ユニットにおいては、貫通穴８を屈
折により通過する光に関しては前記下側面８ｄの中央部
分８ｄ１は下に凸の曲面をなしているので、導光部材１
はその部分において凹レンズの作用をなし、入射光を若
干左右に広げ、その角度を維持して上側面８ｅを通過さ
せる。これによりＬＥＤの指向性の欠点を改善し、結果
として出射光の輝度の均一化の更なる改善に貢献する。

【００３８】図５に示す面状光源ユニットにおいて、貫
通穴８のＬＥＤからの距離、上側面８ｅの幅、下側面８
ｄおよび上側面８ｅの曲率を適切に設定することによ
り、上記の３種類ルートによる光の量を調整し照明光の
輝度の均一化の目的を達成することができる。

【００３９】次に、図面に基づいて本発明の種々の実施
の形態を総轄的に説明する。図６は本発明に係る面状光
源ユニットの導光部材１に設けた盲穴４又は貫通穴８の
各種の平面形状示す図であり、（ａ）は逆三角形状、
（ｂ）逆台形形状、（ｃ）は両弦形形状のものを示す。
これらの平面形状については、（ａ）の形状は図１に、
（ｂ）の形状は図３に、（ｃ）の形状は図５に示したも
のと同じ形状である。図７は導光部材１に盲穴が設けら
れている場合の各種の盲穴の断面形状を示す図であり、
図６のＡーＡ断面に沿った断面図である。ここで、図６
（ｃ）に示す両弦形形状のものについては、その両弦の
円弧状の部分の代わりに近似する多角形の辺を用いた形
状であってもよい。

【００４０】本発明の種々の実施の形態を整理してみる
と、先ず、平面形状がそれぞれ図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）である貫通穴８を有する場合がある。このうち、
（ｂ）、（ｃ）についてはすでに、それぞれ図３、図５
に示すものとして説明されている。平面形状が図６
（ａ）である貫通穴８を有するものについては、入射光
の左右への振り分けは十分になされるものの、中央部に
おいて貫通穴を通過する光路が得られないので、その分
だけ照明光の輝度を均一化する上では不利である。

【００４１】次に、平面形状がそれぞれ図６の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）である盲穴４を有する場合は、、それぞ
れにつき図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すＡ−Ａ断
面形状を有する場合がある。このうち、図６（ａ）と図
７（ａ）との組み合わせについてはすでに図１に示すも
のとして説明がなされている。図６（ａ）と図７（ｂ）
の組み合わせによる盲穴を用いた面状光源ユニットの作
用については基本的な、原理は図１に示したものと同様
であるが、盲穴４の底面４ｃが下に凸の斜面４ｃ１、４
ｃ２からなっており、盲穴４の下のバイパス部１ｃの厚
みは中央に比し両側が大となっている。一方ＬＥＤの発
光の指向性は中央で輝度が高く両側で輝度が低くなって
いる。従って、バイパス部１ｃの厚みと発光の指向性と
が補完し合い、バイパス部１ｃを通過する光の密度は中
央と両側で略均一となり、照明光の輝度の更なる均一化
に貢献する。

【００４２】図６（ａ）と図７（ｃ）の組み合わせによ
る盲穴を用いた面状光源ユニットの作用については基本
的な原理は図１に示したものと同様であるが、図７
（ｃ）に示すように盲穴４の底面４ｃに複数の凹凸４ｃ
３がもうけられており、この凹凸４ｃ３の作用によりバ
イパス部１ｃを通過する光が左右にも分散され、ＬＥＤ
の発光の指向性が緩和され、照明光の輝度の更なる均一
化に貢献する。

【００４３】図６（ｂ）と図７（ａ）の組み合わせによ
る盲穴を用いた面状光源ユニットの作用については、図
３に示して説明した、平面形状が図６（ｂ）に示される
貫通穴８による作用と、図１に示して説明した盲穴４の
作用を重ね合わせた効果を有し、全体として、照明光の
輝度の均一化の効果を有する。図６（ｂ）と図７（ｂ）
の組み合わせによる盲穴を用いた面状光源ユニットの作
用については、図３に示して説明した、平面形状が図６
（ｂ）に示される貫通穴８による作用と、上記した図７
（ｂ）に係る盲穴の作用を重ね合わせた効果を有し、全
体として、照明光の輝度の均一化の効果を有する。図６
（ｂ）と図７（ｃ）の組み合わせによる盲穴を用いた面
状光源ユニットの作用については、図３に示して説明し
た、平面形状が図６（ｂ）に示される貫通穴８による作
用と、上記した図７（ｃ）に係る盲穴の作用を重ね合わ
せた効果を有し、全体として、照明光の輝度の均一化の
効果を有する。

【００４４】図６（ｃ）と図７（ａ）の組み合わせによ
る盲穴を用いた面状光源ユニットの作用については、図
５に示して説明した、平面形状が図６（ｃ）に示される
貫通穴８による作用と、図１に示して説明した、図７
（ａ）に示される盲穴４の作用を重ね合わせた効果を有
し、全体として、照明光の輝度の均一化の効果を有す
る。図６（ｃ）と図７（ｂ）の組み合わせによる盲穴を
用いた面状光源ユニットの作用については、図５に示し
て説明した、平面形状が図６（ｃ）に示される貫通穴８
による作用と、上記した図７（ｂ）に係る盲穴の作用を
重ね合わせた効果を有し、全体として、照明光の輝度の
均一化の効果を有する。図６（ｃ）と図７（ｃ）の組み
合わせによる盲穴を用いた面状光源ユニットの作用につ
いては、図５に示して説明した、平面形状が図６（ｃ）
である貫通穴８による作用と、上記した図７（ｃ）に係
る盲穴の作用を重ね合わせた効果を有し、全体として、
照明光の輝度の均一化の効果を有する。

【００４５】以下に、図面に基づいて本発明の他の一つ
実施の形態につき説明する。本実施の形態は多色照明の
ための面状光源ユニットに係るものである。図８は本実
施の形態に係る面状光源ユニットの構成を示す図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡーＡ断
面図である。図８に示すように、導光部材１の形状は図
３に示して説明したものと同様である。図８に示すよう
にＬＥＤ２は、導光部材１の厚み方向に一列に重なって
配置されたＲのＬＥＤ２ｒ、ＧのＬＥＤ２ｇおよびＢの
ＬＥＤ２ｂにより構成されている。これらＬＥＤである
２ｒ、２ｇ、２ｂの平面的な位置は図３に示したＬＥＤ
２の位置と同じである。他の点に関しては、図８に示す
各要素の記号は図３の対応する要素の記号と同様であ
る。

【００４６】これらのＬＥＤに関し、導光部材１は左右
対称となっているので、各色のＬＥＤである２ｒ、２
ｇ、２ｂを個別に点灯した場合、導光部材１の出光面１
ｂから出射される照明光の輝度の分布は左右対称であり
且つ、すでに説明した原理により均一のものとなる。こ
のようにして、液晶パネル７に対する均一な多色（マル
チカラー）照明が可能となる。

【００４７】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、エ
ッジライト方式の面状光源ユニットにおいて光源として
１個又は小数のＬＥＤ等の点状光源を用い、導光部材に
入射光を左右に振り分けるとともに、一部を通過させる
作用を有する貫通穴又は盲穴を設けることにより、光源
からの光を、効率よい光路変換により一様に広げ、線状
光源のように指向性のない状態としてから、導光部材の
上下の面に放射し出射面から、輝度の均一な面状の光束
を出射することができるようにする。これにより、照明
光が均一であり、且つ、光源のコストおよび消費電力の
低減がなされた、安価な面状光源ユニットを提供するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る面状光源ユニット
の構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す面状光源ユニットの断面図である。

【図３】本発明の他の一つの実施の形態に係る面状光源
ユニットの構成を示す斜視図である。

【図４】図３に示す面状光源ユニットの断面図である。

【図５】本発明のもう一つの実施の形態に係る面状光源
ユニットの構成を示す斜視図および断面図である。

【図６】本発明の各種の実施の形態に係る面状光源ユニ
ットの要部の構成を総轄的に示す上面図である。

【図７】図７のＡーＡ断面図である。

【図８】本発明の更なる一つの実施の形態である、多色
照明のための面状光源ユニットの構成を示す斜視図およ
び断面図である。

【図９】従来の面状光源ユニットの構成を示す斜視図で
ある。

【図１０】図９に示す面状光源ユニットの断面図であ
る。

【符号の説明】

１導光部材１ａ光拡散面１ｂ出光面１ｃバイパス部１ｄ側面２ＬＥＤ３反射板４盲穴４ａ放物面５入射部６反射部７液晶パネル８貫通穴１０面状光源ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光材よりなり板状の形状をなし、第１
の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する第２の主
面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部材の側面
に近接して配した光源とを有するエッジライト方式の面
状光源ユニットにおいて、前記導光部材に前記光源の出
射光を屈折、反射する機能を有する１個以上の貫通穴を
設け、前記導光部材の側面において前記光源と対向する
部分の両側に導光部材の厚み方向に略平行な略円弧状の
複数の溝よりなる反射部を設けたことを特徴とする面状
光源ユニット。
【請求項２】透光材よりなり板状の形状をなし、第１
の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する第２の主
面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部材の側面
に近接して配した光源とを有するエッジライト方式の面
状光源ユニットにおいて、前記導光部材に前記光源の出
射光を屈折、反射する機能を有する１個以上の厚み方向
にくぼんだ盲穴を設け、前記導光部材の側面において前
記光源と対向する部分の両側に導光部材の厚み方向に略
平行な略円弧状の複数の溝よりなる反射部を設けたこと
を特徴とする面状光源ユニット。
【請求項３】前記反射部の略円弧状の溝は前記光源か
ら遠くなるほど密に配置されていることを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の面状光源ユニット。
【請求項４】前記導光部材の前記光源と対向する部分
の両側の側面同士のなす角は１８０゜よりも小であり、
これらの側面により、導光部材の一部に略三角形の突き
出し部分が形成されていることを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項５】前記導光部材に設けられた貫通穴又は盲
穴の平面形状は前記光源から見て左右対称となる略逆三
角形状であり、その三角形の２つ等辺のなす頂点と対向
する位置に前記光源を配したことを特徴とする請求項１
乃至請求項４のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項６】前記前記略逆三角形形状の貫通穴又は盲
穴の前記光源に面する２辺は放物面の一部により形成さ
れていることを特徴とする請求項５に記載の面状光源ユ
ニット。
【請求項７】前記導光部材に設けられた貫通穴又は盲
穴の平面形状は前記光源から見て左右対称となる略台型
形状であり、その逆台型の短い下辺と対向する位置に前
記光源を配したことを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項８】前記導光部材に設けられた貫通穴又は盲
穴の平面形状の前記前記光源に対向する側の境界の形状
は光源に向かって下に凸の曲線又はこれに類似する多角
形の辺よりなることを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項９】前記導光部材に設けた盲穴は前記第１の
主面に開口を有し、前記第２の主面には開口を有さず、
その底面は第２の主面に略平行であることを特徴とする
請求項１および請求項３乃至請求項８のいずれかに記載
の面状光源ユニット。
【請求項１０】前記導光部材に設けた盲穴は前記第１
の主面に開口を有し、前記第２の主面には開口を有さ
ず、その盲穴の前記光源方向に垂直な断面は下に凸の２
辺を有する５角形であることを特徴とする請求項１およ
び請求項３乃至請求項８のいずれかに記載の面状光源ユ
ニット。
【請求項１１】前記導光部材に設けた盲穴は前記第１
の主面に開口を有し、前記第２の主面には開口を有さ
ず、その底面には複数の凹凸等の光拡散手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項１および請求項３乃至請
求項８のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１２】前記導光部材の第２の主面に設けた光
拡散手段はシボまたは複数個の半球状ドットのくぼみで
あることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれ
かに記載の面状光源ユニット。
【請求項１３】前記光源はＬＥＤであることを特徴と
する請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の面状光
源ユニット。
【請求項１４】前記ＬＥＤは白色ＬＥＤであることを
特徴とする請求項１３に記載の面状光源ユニット。
【請求項１５】前記ＬＥＤは前記導光部材の厚み方向
に縦に配置されたＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤであること
を特徴とする請求項１３に記載の面状光源ユニット。