JP2001108835A - 導光板および平面照明装置 - Google Patents
導光板および平面照明装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面部から出射する光の光量分布が不均一で
あって、透過型液晶ディスプレイのバックライト光源と
して好ましい特性が得られない。 【解決手段】 導光板１２は、光が導入される入射端面
部１３と、この入射端面部１３と向き合う反射端面部１
８と、光を出射する表面部１５と、この表面部１５と向
き合う裏面部２０とを有し、裏面部２０は、相互に平行
に配列すると共に入射端面部１３と平行に延在する複数
のプリズム２２を有し、これら複数のプリズム２２は、
反射端面部１８側を向くように当該複数のプリズム２２
の稜線２３を含む平面２４に対して傾斜する第１の面２
５と、入射端面部１３と平行な第２の面２６とを有し、
平面２４と第１の面２５とのなす角θを入射端面部１３
側および反射端面部１８側に近接するプリズム２２ほど
大きく、入射端面部１３側のプリズム２２よりも反射端
面部１８側のプリズム２２の方を大きく設定した。
あって、透過型液晶ディスプレイのバックライト光源と
して好ましい特性が得られない。 【解決手段】 導光板１２は、光が導入される入射端面
部１３と、この入射端面部１３と向き合う反射端面部１
８と、光を出射する表面部１５と、この表面部１５と向
き合う裏面部２０とを有し、裏面部２０は、相互に平行
に配列すると共に入射端面部１３と平行に延在する複数
のプリズム２２を有し、これら複数のプリズム２２は、
反射端面部１８側を向くように当該複数のプリズム２２
の稜線２３を含む平面２４に対して傾斜する第１の面２
５と、入射端面部１３と平行な第２の面２６とを有し、
平面２４と第１の面２５とのなす角θを入射端面部１３
側および反射端面部１８側に近接するプリズム２２ほど
大きく、入射端面部１３側のプリズム２２よりも反射端
面部１８側のプリズム２２の方を大きく設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、側端面から導入し
た光を表面から均一に出射させるための導光板およびこ
の導光板を用いた平面照明装置に関し、特に透過型液晶
ディスプレイのバックライト光源として好適なものであ
る。
た光を表面から均一に出射させるための導光板およびこ
の導光板を用いた平面照明装置に関し、特に透過型液晶
ディスプレイのバックライト光源として好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】透過型液晶ディスプレイのバックライト
光源などに使用される平面照明装置は、光源である冷陰
極管（ＦＣＬ）やＬＥＤアレイなどの光を透明な導光板
の側端面から導き、導光板内での光の全反射などを利用
して導光板の表面部あるいは裏面部全域から均一に出射
させるようにしたものである。このため、透過型液晶デ
ィスプレイなどに対して平面照明装置に要求される機能
としては、薄く軽量であって光源に対する出射光の変換
効率が高く、しかも均一であることが重要である。
光源などに使用される平面照明装置は、光源である冷陰
極管（ＦＣＬ）やＬＥＤアレイなどの光を透明な導光板
の側端面から導き、導光板内での光の全反射などを利用
して導光板の表面部あるいは裏面部全域から均一に出射
させるようにしたものである。このため、透過型液晶デ
ィスプレイなどに対して平面照明装置に要求される機能
としては、薄く軽量であって光源に対する出射光の変換
効率が高く、しかも均一であることが重要である。
【０００３】このような観点から、平面照明装置に用い
られる従来の導光板として、屋根形のプリズムやＶ溝形
のプリズムを照明光が導入される入射端面部と平行に表
面部や裏面部に形成したものが知られている。例えば、
特開平８−９４８４４号公報に開示されているように、
屋根形のプリズムを入射端面部と平行に連続的に形成
し、これら屋根形プリズムの入射端面部側を向く一方の
斜面を裏面部の仮想平面に対して２〜１０度程度傾斜さ
せる一方、入射端面部と対向する反射端面部側を向く他
方の斜面を裏面部の仮想平面に対してほぼ全反射臨界角
と等しい角度に傾斜させ、反射端面部側を向く他方の斜
面に到達した導光板内を伝搬する光を表面部からほぼ垂
直に立ち上げて出射させるようにしている。
られる従来の導光板として、屋根形のプリズムやＶ溝形
のプリズムを照明光が導入される入射端面部と平行に表
面部や裏面部に形成したものが知られている。例えば、
特開平８−９４８４４号公報に開示されているように、
屋根形のプリズムを入射端面部と平行に連続的に形成
し、これら屋根形プリズムの入射端面部側を向く一方の
斜面を裏面部の仮想平面に対して２〜１０度程度傾斜さ
せる一方、入射端面部と対向する反射端面部側を向く他
方の斜面を裏面部の仮想平面に対してほぼ全反射臨界角
と等しい角度に傾斜させ、反射端面部側を向く他方の斜
面に到達した導光板内を伝搬する光を表面部からほぼ垂
直に立ち上げて出射させるようにしている。
【０００４】また、これら隣接するプリズムの間隔を入
射端面部から遠ざかるほど密になるように設定したもの
も知られている。
射端面部から遠ざかるほど密になるように設定したもの
も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、平面照明装置
の光源として用いられるＣＦＬ（冷陰極管）は円形断面
を有するため、その長手方向が導光板の入射端面部と平
行となるように配置された場合、その外周面と導光板の
入射端面部との間の距離が導光板の厚み方向で異なって
しまい、これに伴って入射端面部から入射する光エネル
ギの強度が導光板の厚み方向に沿ったガウス分布状態と
なる。このため、導光板の厚みを入射端面部からの距離
に応じて反射端面部側ほど薄くなるように楔状に設定し
た場合には、屋根形のプリズムやＶ溝形のプリズムを照
明光が導入される導光板の入射端面部と平行にその裏面
部に形成し、これら隣接するプリズムの間隔を入射端面
部から遠ざかるほど密になるように設定しても、光源か
らのエネルギ密度の高い光が導光板の表面部の中央部分
に集中してしまう傾向を持つ。
の光源として用いられるＣＦＬ（冷陰極管）は円形断面
を有するため、その長手方向が導光板の入射端面部と平
行となるように配置された場合、その外周面と導光板の
入射端面部との間の距離が導光板の厚み方向で異なって
しまい、これに伴って入射端面部から入射する光エネル
ギの強度が導光板の厚み方向に沿ったガウス分布状態と
なる。このため、導光板の厚みを入射端面部からの距離
に応じて反射端面部側ほど薄くなるように楔状に設定し
た場合には、屋根形のプリズムやＶ溝形のプリズムを照
明光が導入される導光板の入射端面部と平行にその裏面
部に形成し、これら隣接するプリズムの間隔を入射端面
部から遠ざかるほど密になるように設定しても、光源か
らのエネルギ密度の高い光が導光板の表面部の中央部分
に集中してしまう傾向を持つ。
【０００６】また、入射端面部から導光板内に入射した
光は、入射端面部に対する屈折角γが０≦｜γ｜≦sin
-1（１／ｎ）を満たす範囲内で導光板内を伝播するが、
特開平８−９４８４４号公報に開示された導光板におい
ては、その裏面部における光の伝搬状態を表す図５に示
すように、屋根形プリズム１の図示しない反射端面部側
を向く斜面２の傾斜角θが裏面部の仮想平面３に対して
全反射角臨界角（例えば、アクリル樹脂の場合には４２
°）と等しい角度だけ傾斜しているため、この斜面２で
全反射して導光板の図示しない表面部からほぼ垂直に出
射するためには、斜面２とこの斜面２に入射する光Ｌと
のなす角αがα≦（９０−θ）を満たす必要がある。換
言すれば、斜面２で全反射して導光板の図示しない表面
部から出射する光Ｌと仮想平面３とは、平行かあるいは
光の進行方向に沿って多少上向きに傾斜した（具体的に
は仮想平面３に対して６°程度以内）ものに限られてし
まい、斜面２とこの斜面２に入射する光Ｌとのなす角α
がα＞（９０−θ）を満たす光Ｌは、斜面２で屈折して
導光板の外側に出射してしまう。
光は、入射端面部に対する屈折角γが０≦｜γ｜≦sin
-1（１／ｎ）を満たす範囲内で導光板内を伝播するが、
特開平８−９４８４４号公報に開示された導光板におい
ては、その裏面部における光の伝搬状態を表す図５に示
すように、屋根形プリズム１の図示しない反射端面部側
を向く斜面２の傾斜角θが裏面部の仮想平面３に対して
全反射角臨界角（例えば、アクリル樹脂の場合には４２
°）と等しい角度だけ傾斜しているため、この斜面２で
全反射して導光板の図示しない表面部からほぼ垂直に出
射するためには、斜面２とこの斜面２に入射する光Ｌと
のなす角αがα≦（９０−θ）を満たす必要がある。換
言すれば、斜面２で全反射して導光板の図示しない表面
部から出射する光Ｌと仮想平面３とは、平行かあるいは
光の進行方向に沿って多少上向きに傾斜した（具体的に
は仮想平面３に対して６°程度以内）ものに限られてし
まい、斜面２とこの斜面２に入射する光Ｌとのなす角α
がα＞（９０−θ）を満たす光Ｌは、斜面２で屈折して
導光板の外側に出射してしまう。
【０００７】つまり、従来の導光板の裏面部に形成され
た屋根形プリズム１は、入射端面部から導光板内に入射
した光を積極的に導光板の裏面部からその外側に導き、
光反射シートで乱反射させて再び導光板の裏面部から導
光板内に入射させることにより、導光板の表面部から出
射する光を均一化させているため、輝度の高い光を導光
板の表面部から出射させることが困難である。
た屋根形プリズム１は、入射端面部から導光板内に入射
した光を積極的に導光板の裏面部からその外側に導き、
光反射シートで乱反射させて再び導光板の裏面部から導
光板内に入射させることにより、導光板の表面部から出
射する光を均一化させているため、輝度の高い光を導光
板の表面部から出射させることが困難である。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、透過型液晶ディスプレ
イのバックライト光源として好ましい特性を有し、表面
部から輝度の高い光を出射させることができると共にそ
の光量分布をほぼ均一にし得る導光板およびこの導光板
を用いた平面照明装置を提供することにある。
イのバックライト光源として好ましい特性を有し、表面
部から輝度の高い光を出射させることができると共にそ
の光量分布をほぼ均一にし得る導光板およびこの導光板
を用いた平面照明装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
光源からの光が導入される入射端面部と、この入射端面
部の反対側に位置する反射端面部と、前記入射端面部か
ら導入された光を出射する表面部と、この表面部の反対
側に位置する裏面部とを有する導光板であって、前記表
面部および／または前記裏面部は、相互に平行に配列す
ると共に前記入射端面部と平行に延在する複数のプリズ
ムを有し、これら複数のプリズムは、前記反射端面部側
を向くように当該複数のプリズムの稜線を含む平面に対
して傾斜する第１の面と、前記入射端面部と平行な第２
の面とを有し、前記平面と前記第１の面とのなす角は、
前記入射端面部側および前記反射端面部側に近接する前
記プリズムほど大きく、しかも前記入射端面部側の前記
プリズムよりも前記反射端面部側の前記プリズムの方が
大きく設定されていることを特徴とするものである。
光源からの光が導入される入射端面部と、この入射端面
部の反対側に位置する反射端面部と、前記入射端面部か
ら導入された光を出射する表面部と、この表面部の反対
側に位置する裏面部とを有する導光板であって、前記表
面部および／または前記裏面部は、相互に平行に配列す
ると共に前記入射端面部と平行に延在する複数のプリズ
ムを有し、これら複数のプリズムは、前記反射端面部側
を向くように当該複数のプリズムの稜線を含む平面に対
して傾斜する第１の面と、前記入射端面部と平行な第２
の面とを有し、前記平面と前記第１の面とのなす角は、
前記入射端面部側および前記反射端面部側に近接する前
記プリズムほど大きく、しかも前記入射端面部側の前記
プリズムよりも前記反射端面部側の前記プリズムの方が
大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１０】本発明によると、光源からの光が導光板の
入射端面部から導光板内に入射し、その反射端面部側へ
伝播して行く。そして、この光の一部が表面部および／
または裏面部に形成したプリズムの第１の面から導光板
の外側に出射するが、この第１の面と平面とのなす角が
入射端面部から反射端面部に至る導光板の中央部にて小
さく設定されているため、この部分から導光板の外側に
出射する光の割合が相対的に少なくなる傾向を持つ。こ
の結果、導光板の入射端面部側および反射端面部側にて
導光板の裏面部からその外側に出射する光の割合が増大
し、導光板の裏面部または表面部から輝度の高い光が出
射すると共にその強度分布が表面部または裏面部全域に
亙って均一化される。
入射端面部から導光板内に入射し、その反射端面部側へ
伝播して行く。そして、この光の一部が表面部および／
または裏面部に形成したプリズムの第１の面から導光板
の外側に出射するが、この第１の面と平面とのなす角が
入射端面部から反射端面部に至る導光板の中央部にて小
さく設定されているため、この部分から導光板の外側に
出射する光の割合が相対的に少なくなる傾向を持つ。こ
の結果、導光板の入射端面部側および反射端面部側にて
導光板の裏面部からその外側に出射する光の割合が増大
し、導光板の裏面部または表面部から輝度の高い光が出
射すると共にその強度分布が表面部または裏面部全域に
亙って均一化される。
【００１１】本発明の第２の形態は、光源からの光が導
入される入射端面部と、この入射端面部の反対側に位置
する反射端面部と、前記入射端面部から導入された光を
出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面
部とを有する導光板と、この導光板の前記入射端面部に
向けて照明光を投射する光源と、前記導光板の前記表面
部および前記入射端面部以外の部分を覆う光反射シート
とを具えた平面照明装置であって、前記導光板の前記表
面部および／または前記裏面部は、相互に平行に配列す
ると共に前記入射端面部と平行に延在する複数のプリズ
ムを有し、これら複数のプリズムは、前記反射端面部側
を向くように当該複数のプリズムの稜線を含む平面に対
して傾斜する第１の面と、前記入射端面部と平行な第２
の面とを有し、前記平面と前記第１の面とのなす角は、
前記入射端面部側および前記反射端面部側に近接する前
記プリズムほど大きく、しかも前記入射端面部側の前記
プリズムよりも前記反射端面部側の前記プリズムの方が
大きく設定されていることを特徴とするものである。
入される入射端面部と、この入射端面部の反対側に位置
する反射端面部と、前記入射端面部から導入された光を
出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面
部とを有する導光板と、この導光板の前記入射端面部に
向けて照明光を投射する光源と、前記導光板の前記表面
部および前記入射端面部以外の部分を覆う光反射シート
とを具えた平面照明装置であって、前記導光板の前記表
面部および／または前記裏面部は、相互に平行に配列す
ると共に前記入射端面部と平行に延在する複数のプリズ
ムを有し、これら複数のプリズムは、前記反射端面部側
を向くように当該複数のプリズムの稜線を含む平面に対
して傾斜する第１の面と、前記入射端面部と平行な第２
の面とを有し、前記平面と前記第１の面とのなす角は、
前記入射端面部側および前記反射端面部側に近接する前
記プリズムほど大きく、しかも前記入射端面部側の前記
プリズムよりも前記反射端面部側の前記プリズムの方が
大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】本発明によると、光源からの光が導光板の
入射端面部から導光板内に入射し、反射端面部側へ伝播
して行く。そして、この光の一部が裏面部に形成したプ
リズムの第１の面から導光板の外側に出射し、光反射シ
ートによって拡散反射され、再び裏面部から導光板内に
入射するが、この第１の面と平面とのなす角が入射端面
部から反射端面部に至る導光板の中央部にて小さく設定
されているため、この部分から導光板の外側に出射する
光の割合が相対的に少なくなる傾向を持つ。この結果、
導光板の入射端面部側および反射端面部側にて導光板の
外側に出射する光の割合が増大し、導光板の表面部から
輝度の高い光が出射すると共にその光の強度分布が表面
部全域に亙って均一化される。
入射端面部から導光板内に入射し、反射端面部側へ伝播
して行く。そして、この光の一部が裏面部に形成したプ
リズムの第１の面から導光板の外側に出射し、光反射シ
ートによって拡散反射され、再び裏面部から導光板内に
入射するが、この第１の面と平面とのなす角が入射端面
部から反射端面部に至る導光板の中央部にて小さく設定
されているため、この部分から導光板の外側に出射する
光の割合が相対的に少なくなる傾向を持つ。この結果、
導光板の入射端面部側および反射端面部側にて導光板の
外側に出射する光の割合が増大し、導光板の表面部から
輝度の高い光が出射すると共にその光の強度分布が表面
部全域に亙って均一化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による導光板
または第２の形態による平面照明装置において、平面と
第１の面とのなす角が０.０５〜１０°の範囲内にある
ことが好ましい。
または第２の形態による平面照明装置において、平面と
第１の面とのなす角が０.０５〜１０°の範囲内にある
ことが好ましい。
【００１４】また、相互に平行に配列する複数のプリズ
ムの稜線の間隔が１０μm〜５mmの範囲内にあることが
好ましい。
ムの稜線の間隔が１０μm〜５mmの範囲内にあることが
好ましい。
【００１５】さらに、プリズムを有していない表面部ま
たは裏面部は、相互に平行に配列すると共に入射端面部
および反射端面部と交差する複数の第２のプリズムを有
するものであってもよい。
たは裏面部は、相互に平行に配列すると共に入射端面部
および反射端面部と交差する複数の第２のプリズムを有
するものであってもよい。
【００１６】
【実施例】本発明を透過型液晶ディスプレイのバックラ
イト光源として応用した一実施例について、図１〜図４
を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような
実施例に限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載さ
れた本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用す
ることができる。
イト光源として応用した一実施例について、図１〜図４
を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような
実施例に限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載さ
れた本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用す
ることができる。
【００１７】本実施例における平面照明装置の外観を分
解状態で図１に示し、その導光板の側面形状を図２に示
し、その矢視III部を抽出拡大して図３に示す。すなわ
ち、本実施例における平面照明装置１１は、矩形の板状
をなす導光板１２と、この導光板１２の入射端面部１３
に沿って配置される光源１４と、導光板１２の入射端面
部１３および表面部１５以外の部分を覆う光反射シート
１６とを有し、冷陰極管や複数のＬＥＤあるいは半導体
レーザーにて構成される光源１４は、反射面が凹曲面と
なったリフレクタ１７で囲まれており、この光源１４か
らの光は、リフレクタ１７からの反射光と共に導光板１
２の入射端面部１３から導光板１２内に入射するように
なっている。
解状態で図１に示し、その導光板の側面形状を図２に示
し、その矢視III部を抽出拡大して図３に示す。すなわ
ち、本実施例における平面照明装置１１は、矩形の板状
をなす導光板１２と、この導光板１２の入射端面部１３
に沿って配置される光源１４と、導光板１２の入射端面
部１３および表面部１５以外の部分を覆う光反射シート
１６とを有し、冷陰極管や複数のＬＥＤあるいは半導体
レーザーにて構成される光源１４は、反射面が凹曲面と
なったリフレクタ１７で囲まれており、この光源１４か
らの光は、リフレクタ１７からの反射光と共に導光板１
２の入射端面部１３から導光板１２内に入射するように
なっている。
【００１８】リフレクタ１７は、白色の絶縁性材料やア
ルミニウムなどの金属を蒸着したシート状または金属な
どからなり、導光板１２の入射端面部１３と光源１４と
を包囲するようにし、光源１４からの光を反射し、反射
光を導光板１２の入射端面部１３に再び入射させる。
ルミニウムなどの金属を蒸着したシート状または金属な
どからなり、導光板１２の入射端面部１３と光源１４と
を包囲するようにし、光源１４からの光を反射し、反射
光を導光板１２の入射端面部１３に再び入射させる。
【００１９】光反射シート１６は、熱可塑性樹脂に例え
ば酸化チタンのような白色材料を混入したシートや、熱
可塑性樹脂のシートにアルミニウムなどの金属蒸着を施
したり、あるいは金属箔を積層したものやシート状金属
からなり、光源１４からの光が導光板１２の表面部１５
および入射端面部１３以外の部分から導光板１２の外に
出射する光を反射または乱反射させ、再び導光板１２内
に入射させて光源１４からの光を全て表面部１５から出
射するようにしている。
ば酸化チタンのような白色材料を混入したシートや、熱
可塑性樹脂のシートにアルミニウムなどの金属蒸着を施
したり、あるいは金属箔を積層したものやシート状金属
からなり、光源１４からの光が導光板１２の表面部１５
および入射端面部１３以外の部分から導光板１２の外に
出射する光を反射または乱反射させ、再び導光板１２内
に入射させて光源１４からの光を全て表面部１５から出
射するようにしている。
【００２０】導光板１２は、屈折率が１.４〜１.７程度
の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート
（ＰＣ）などで形成され、光源１４からの光を導く入射
端面部１３と、この入射端面部１３の反対側に位置する
反射端面部１８と、これら入射端面部１３と反射端面部
１８とに接続する一対の側端面部１９と、光を出射する
表面部１５と、この表面部１５の反対側に位置する裏面
部２０とからなる。
の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート
（ＰＣ）などで形成され、光源１４からの光を導く入射
端面部１３と、この入射端面部１３の反対側に位置する
反射端面部１８と、これら入射端面部１３と反射端面部
１８とに接続する一対の側端面部１９と、光を出射する
表面部１５と、この表面部１５の反対側に位置する裏面
部２０とからなる。
【００２１】本実施例では、導光板１２の表面部１５に
は、入射端面部１３から反射端面部１８に沿って延在
し、一対の側端面部１９の対向方向に沿って相互に平行
に配列する屋根形のプリズム２１が設けられている。各
プリズム２１は一対の斜面部を有し、これら斜面部の頂
角は例えば、４０〜１３０°の範囲に設定されている。
これらプリズム２１によって、表面部１５から出射する
光を一対の側端面部１９の対向方向に沿って集光させ、
照明光の輝度の低下を抑制しているが、表面部１５に上
述したようなプリズム２１を形成することは必然ではな
い。
は、入射端面部１３から反射端面部１８に沿って延在
し、一対の側端面部１９の対向方向に沿って相互に平行
に配列する屋根形のプリズム２１が設けられている。各
プリズム２１は一対の斜面部を有し、これら斜面部の頂
角は例えば、４０〜１３０°の範囲に設定されている。
これらプリズム２１によって、表面部１５から出射する
光を一対の側端面部１９の対向方向に沿って集光させ、
照明光の輝度の低下を抑制しているが、表面部１５に上
述したようなプリズム２１を形成することは必然ではな
い。
【００２２】導光板１２の裏面部２０には、一対の側端
面部１９の対向方向に沿って延在し、入射端面部１３と
反射端面部１８との対向方向に沿って配列する複数のプ
リズム２２が形成されており、各プリズム２２は、これ
らプリズム２２の稜線２３を含む平面（以下、これを仮
想平面と呼称する）２４に対して反射端面部１８側を向
くように傾斜する第１の面２５と、入射端面部１３と平
行な第２の面２６とを有し、隣接するプリズム２２の稜
線２３の間隔が１０μm〜５mmの範囲となるように配列
している。また、仮想平面２４と第１の面２５とのなす
角θは、０.０５〜１０°の範囲内に設定されている。
ただし、導光板１２の入射端面部１３から反射端面部１
８に至る裏面部２０の位置と、プリズム２２の第１の面
２５の傾斜角との関係を表す図４に示すように、仮想平
面２４と第１の面２５とのなす角θは、入射端面部１３
側および反射端面部１８側に近接するプリズム２２ほど
大きく、しかも入射端面部１３側のプリズム２２よりも
反射端面部１８側のプリズム２２の方が大きくなるよう
に設定されている。
面部１９の対向方向に沿って延在し、入射端面部１３と
反射端面部１８との対向方向に沿って配列する複数のプ
リズム２２が形成されており、各プリズム２２は、これ
らプリズム２２の稜線２３を含む平面（以下、これを仮
想平面と呼称する）２４に対して反射端面部１８側を向
くように傾斜する第１の面２５と、入射端面部１３と平
行な第２の面２６とを有し、隣接するプリズム２２の稜
線２３の間隔が１０μm〜５mmの範囲となるように配列
している。また、仮想平面２４と第１の面２５とのなす
角θは、０.０５〜１０°の範囲内に設定されている。
ただし、導光板１２の入射端面部１３から反射端面部１
８に至る裏面部２０の位置と、プリズム２２の第１の面
２５の傾斜角との関係を表す図４に示すように、仮想平
面２４と第１の面２５とのなす角θは、入射端面部１３
側および反射端面部１８側に近接するプリズム２２ほど
大きく、しかも入射端面部１３側のプリズム２２よりも
反射端面部１８側のプリズム２２の方が大きくなるよう
に設定されている。
【００２３】具体的には、入射端面部１３から反射端面
部１８に至る導光板１２の中央部分に形成されるプリズ
ム２２の第１の面２５と仮想平面２４とのなす角θは、
０.１〜０.５°程度に設定され、導光板１２内を伝播す
る光のうち、第１の面２５から導光板１２の外に出射す
る割合を抑制する。また、これよりも入射端面部１３側
に形成されるプリズム２２の第１の面２５と仮想平面２
４とのなす角θは、０.６〜２.５°程度に設定され、第
１の面２５から導光板１２の外に出射する光の割合を中
央部よりも多くする。さらに、光源１４から遠い反射端
面部１８側に形成されるプリズム２２の第１の面２５と
仮想平面２４とのなす角θは、２.６〜１０°に設定さ
れ、第１の面２５から導光板１２の外に出射する光の割
合を入射端面部１３側よりも多くする。
部１８に至る導光板１２の中央部分に形成されるプリズ
ム２２の第１の面２５と仮想平面２４とのなす角θは、
０.１〜０.５°程度に設定され、導光板１２内を伝播す
る光のうち、第１の面２５から導光板１２の外に出射す
る割合を抑制する。また、これよりも入射端面部１３側
に形成されるプリズム２２の第１の面２５と仮想平面２
４とのなす角θは、０.６〜２.５°程度に設定され、第
１の面２５から導光板１２の外に出射する光の割合を中
央部よりも多くする。さらに、光源１４から遠い反射端
面部１８側に形成されるプリズム２２の第１の面２５と
仮想平面２４とのなす角θは、２.６〜１０°に設定さ
れ、第１の面２５から導光板１２の外に出射する光の割
合を入射端面部１３側よりも多くする。
【００２４】光源１４からの光は、導光板１２の入射端
面部１３から導光板１２内に入射し、入射端面部１３に
対する屈折角γが０≦｜γ｜≦sin-1（１／ｎ）を満た
す範囲内で反射端面部１８側へ伝播して行く。そして、
この光の一部が裏面部２０に形成したプリズム２２の第
１の面２５から導光板１２の外側に出射し、光反射シー
ト１６によって拡散反射され、再び裏面部２０から導光
板１２内に入射するが、この第１の面２５と仮想平面２
４とのなす角θが入射端面部１３から反射端面部１８に
至る導光板１２の中央部にて小さく設定されているた
め、この部分から導光板１２の外側に出射する光の割合
が相対的に少なくなる傾向を持つ。この結果、導光板１
２の入射端面部１３側および反射端面部１８側にて導光
板１２の外側に出射する光の割合が増大し、導光板１２
の表面部１５から出射する光の強度分布が表面部１５全
域に亙って均一化される。
面部１３から導光板１２内に入射し、入射端面部１３に
対する屈折角γが０≦｜γ｜≦sin-1（１／ｎ）を満た
す範囲内で反射端面部１８側へ伝播して行く。そして、
この光の一部が裏面部２０に形成したプリズム２２の第
１の面２５から導光板１２の外側に出射し、光反射シー
ト１６によって拡散反射され、再び裏面部２０から導光
板１２内に入射するが、この第１の面２５と仮想平面２
４とのなす角θが入射端面部１３から反射端面部１８に
至る導光板１２の中央部にて小さく設定されているた
め、この部分から導光板１２の外側に出射する光の割合
が相対的に少なくなる傾向を持つ。この結果、導光板１
２の入射端面部１３側および反射端面部１８側にて導光
板１２の外側に出射する光の割合が増大し、導光板１２
の表面部１５から出射する光の強度分布が表面部１５全
域に亙って均一化される。
【００２５】上述した実施例において、対角線長が１３
インチの導光板１２を作成し、仮想線と第１面とのなす
角度を最も入射端面部１３側に位置するプリズム２２の
第１の面２５と仮想平面２４とのなす角θを１.８°に
設定し、プリズム２２の第１の面２５と仮想平面２４と
のなす角θを導光板１２の中央部に向けて徐々に小さく
して行き、中央部分で０.０５°程度とし、さらに最も
反射端面部１８側に位置するプリズム２２の第１の面２
５と仮想平面２４とのなす角θを９°に設定した。ま
た、プリズム２２の稜線２３の間隔をそれぞれ１０μm
に設定した。
インチの導光板１２を作成し、仮想線と第１面とのなす
角度を最も入射端面部１３側に位置するプリズム２２の
第１の面２５と仮想平面２４とのなす角θを１.８°に
設定し、プリズム２２の第１の面２５と仮想平面２４と
のなす角θを導光板１２の中央部に向けて徐々に小さく
して行き、中央部分で０.０５°程度とし、さらに最も
反射端面部１８側に位置するプリズム２２の第１の面２
５と仮想平面２４とのなす角θを９°に設定した。ま
た、プリズム２２の稜線２３の間隔をそれぞれ１０μm
に設定した。
【００２６】このような導光板１２を用い、さらに光源
１４として６mAの電流値で３８０００cd/m2の輝度を持
つ管径が２.２cmのＣＦＬ（ハリソン電機株式会社製：B
V22JB71F205NS/AXG)を組み込んで上述した平面照明装置
を構成したところ、導光板１２の表面部１５から４５０
０cd/m2の均一な輝度分布を持つむらのない照明光を得
ることができた。
１４として６mAの電流値で３８０００cd/m2の輝度を持
つ管径が２.２cmのＣＦＬ（ハリソン電機株式会社製：B
V22JB71F205NS/AXG)を組み込んで上述した平面照明装置
を構成したところ、導光板１２の表面部１５から４５０
０cd/m2の均一な輝度分布を持つむらのない照明光を得
ることができた。
【００２７】上述した実施例では、プリズム２２を導光
板１２の裏面部２０に形成したが、これを表面部１５に
形成したり、表面部１５および裏面部２０の両方に形成
することも可能である。表面部１５にのみプリズム２２
を形成した場合には、導光板１２の裏面部２０から出射
する光を照明対象物に照射し、この照明対象物をルーペ
のように導光板１２の表面部１５側からこの導光板１２
を通して観察する、いわゆるフロントライトとして使用
することも可能である。
板１２の裏面部２０に形成したが、これを表面部１５に
形成したり、表面部１５および裏面部２０の両方に形成
することも可能である。表面部１５にのみプリズム２２
を形成した場合には、導光板１２の裏面部２０から出射
する光を照明対象物に照射し、この照明対象物をルーペ
のように導光板１２の表面部１５側からこの導光板１２
を通して観察する、いわゆるフロントライトとして使用
することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によると、入射端面部と平行に延
在する複数のプリズムを表面部および／または裏面部に
相互に平行に配列し、反射端面部側を向くように複数の
プリズムの稜線を含む平面に対して傾斜する第１の面
と、入射端面部と平行な第２の面とをこれら複数のプリ
ズムに形成し、平面と第１の面とのなす角を入射端面部
側および反射端面部側に近接するプリズムほど大きく、
しかも入射端面部側のプリズムよりも反射端面部側のプ
リズムの方が大きくなるように設定したので、入射端面
部側および反射端面部側に位置する表面部または裏面部
から導光板の外に出射する光の割合を相対的に増大させ
ることができる結果、反射端面部側ほど厚みを薄くした
楔状の板厚を持つ導光板であっても、導光板の中央部分
から出射する光の強度を相対的に小さくすることが可能
となり、導光板の表面部または裏面部の全域に亙って均
一な強度分布を持つ高輝度の光を出射させることができ
る。しかも、導光板内を伝播する光のうち、プリズムの
第１の面で全反射する光量を従来のものよりも多くする
ことができるので、輝度の高い光を導光板の表面部また
は裏面部から出射させることができる。
在する複数のプリズムを表面部および／または裏面部に
相互に平行に配列し、反射端面部側を向くように複数の
プリズムの稜線を含む平面に対して傾斜する第１の面
と、入射端面部と平行な第２の面とをこれら複数のプリ
ズムに形成し、平面と第１の面とのなす角を入射端面部
側および反射端面部側に近接するプリズムほど大きく、
しかも入射端面部側のプリズムよりも反射端面部側のプ
リズムの方が大きくなるように設定したので、入射端面
部側および反射端面部側に位置する表面部または裏面部
から導光板の外に出射する光の割合を相対的に増大させ
ることができる結果、反射端面部側ほど厚みを薄くした
楔状の板厚を持つ導光板であっても、導光板の中央部分
から出射する光の強度を相対的に小さくすることが可能
となり、導光板の表面部または裏面部の全域に亙って均
一な強度分布を持つ高輝度の光を出射させることができ
る。しかも、導光板内を伝播する光のうち、プリズムの
第１の面で全反射する光量を従来のものよりも多くする
ことができるので、輝度の高い光を導光板の表面部また
は裏面部から出射させることができる。
【００２９】平面と第１の面とのなす角を０.０５〜１
０°の範囲内に設定した場合には、プリズムの第１の面
から導光板の外側に出射する光の割合に関する設計の自
由度を高めると同時に、導光板の表面部から出射する光
の強度分布をより一層均一化させることができる。
０°の範囲内に設定した場合には、プリズムの第１の面
から導光板の外側に出射する光の割合に関する設計の自
由度を高めると同時に、導光板の表面部から出射する光
の強度分布をより一層均一化させることができる。
【００３０】相互に平行に配列する複数のプリズムの稜
線の間隔を１０μm〜５mmの範囲内に設定した場合に
は、プリズムの第１の面の面積の自由度が高くなり、導
光板の表面部から出射する光の強度分布をより一層均一
化させることができる。
線の間隔を１０μm〜５mmの範囲内に設定した場合に
は、プリズムの第１の面の面積の自由度が高くなり、導
光板の表面部から出射する光の強度分布をより一層均一
化させることができる。
【００３１】プリズムを有さない表面部または裏面部に
入射端面部および反射端面部と交差する複数の第２のプ
リズムを相互に平行に配列した場合には、裏面部または
表面部から出射する光を集光させてさらに輝度の高い照
明光を得ることができる。
入射端面部および反射端面部と交差する複数の第２のプ
リズムを相互に平行に配列した場合には、裏面部または
表面部から出射する光を集光させてさらに輝度の高い照
明光を得ることができる。
【図１】本発明による平面照明装置の一実施例の外観を
表す分解斜視図である。
表す分解斜視図である。
【図２】図１に示した平面照明装置で用いられる導光板
の側面図である。
の側面図である。
【図３】図２に示した導光板の矢視III部の抽出拡大図
である。
である。
【図４】図２に示した導光板において、その入射端面部
から反射端面部に至る裏面部の位置とプリズムの第１の
面の角度との関係を表すグラフである。
から反射端面部に至る裏面部の位置とプリズムの第１の
面の角度との関係を表すグラフである。
【図５】従来の導光板の一例における裏面部の一部を抽
出拡大した幾何概念図である。
出拡大した幾何概念図である。
１１ 平面照明装置 １２ 導光板 １３ 入射端面部 １４ 光源 １５ 表面部 １６ 光反射シート １７ リフレクタ １８ 反射端面部 １９ 側端面部 ２０ 裏面部 ２１，２２ プリズム ２３ 稜線 ２４ 平面（仮想平面） ２５ 第１の面 ２６ 第２の面 θ 仮想平面と第１の面とのなす角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA41Z FB08 LA16 LA18 5G435 AA01 AA03 BB12 BB15 DD13 FF08 GG03
Claims (8)
- 【請求項１】 光源からの光が導入される入射端面部
と、この入射端面部の反対側に位置する反射端面部と、
前記入射端面部から導入された光を出射する表面部と、
この表面部の反対側に位置する裏面部とを有する導光板
であって、 前記表面部および／または前記裏面部は、相互に平行に
配列すると共に前記入射端面部と平行に延在する複数の
プリズムを有し、これら複数のプリズムは、前記反射端
面部側を向くように当該複数のプリズムの稜線を含む平
面に対して傾斜する第１の面と、前記入射端面部と平行
な第２の面とを有し、前記平面と前記第１の面とのなす
角は、前記入射端面部側および前記反射端面部側に近接
する前記プリズムほど大きく、しかも前記入射端面部側
の前記プリズムよりも前記反射端面部側の前記プリズム
の方が大きく設定されていることを特徴とする導光板。 - 【請求項２】 前記平面と前記第１の面とのなす角は、
０.０５〜１０°の範囲内にあることを特徴とする請求
項１に記載の導光板。 - 【請求項３】 相互に平行に配列する前記複数のプリズ
ムの前記稜線の間隔は、１０μm〜５mmの範囲内にある
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導光
板。 - 【請求項４】 前記プリズムを有していない前記表面部
または前記裏面部は、相互に平行に配列すると共に前記
入射端面部および前記反射端面部と交差する複数の第２
のプリズムを有することを特徴とする請求項１から請求
項３の何れかに記載の導光板。 - 【請求項５】 光源からの光が導入される入射端面部
と、この入射端面部の反対側に位置する反射端面部と、
前記入射端面部から導入された光を出射する表面部と、
この表面部の反対側に位置する裏面部とを有する導光板
と、 この導光板の前記入射端面部に向けて照明光を投射する
光源と、 前記導光板の前記表面部および前記入射端面部以外の部
分を覆う光反射シートとを具えた平面照明装置であっ
て、前記導光板の前記表面部および／または前記裏面部
は、相互に平行に配列すると共に前記入射端面部と平行
に延在する複数のプリズムを有し、これら複数のプリズ
ムは、前記反射端面部側を向くように当該複数のプリズ
ムの稜線を含む平面に対して傾斜する第１の面と、前記
入射端面部と平行な第２の面とを有し、前記平面と前記
第１の面とのなす角は、前記入射端面部側および前記反
射端面部側に近接する前記プリズムほど大きく、しかも
前記入射端面部側の前記プリズムよりも前記反射端面部
側の前記プリズムの方が大きく設定されていることを特
徴とする平面照明装置。 - 【請求項６】 前記平面と前記第１の面とのなす角は、
０.０５〜１０°の範囲内にあることを特徴とする請求
項５に記載の平面照明装置。 - 【請求項７】 相互に平行に配列する前記複数のプリズ
ムの前記稜線の間隔は、１０μm〜５mmの範囲内にある
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の平面
照明装置。 - 【請求項８】 前記プリズムを有していない前記表面部
は、相互に平行に配列すると共に前記プリズムの延在方
向と直交する複数の第２のプリズムを有することを特徴
とする請求項５から請求項７の何れかに記載の平面照明
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29027499A JP4198285B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 導光板および平面照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29027499A JP4198285B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 導光板および平面照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108835A true JP2001108835A (ja) | 2001-04-20 |
| JP4198285B2 JP4198285B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=17754028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29027499A Expired - Fee Related JP4198285B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | 導光板および平面照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4198285B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004198681A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Casio Comput Co Ltd | 照明装置および電子機器 |
| KR100840934B1 (ko) * | 2001-09-07 | 2008-06-24 | 삼성전자주식회사 | 휘도 강화 도광판 및 이를 적용한 액정표시장치 |
| US7465083B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-12-16 | Enplas Corporation | Focusing plate, surface light source device, and image display device |
| WO2010058554A1 (ja) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | 日東光学株式会社 | 光学素子および発光装置 |
| US8164711B2 (en) * | 2008-05-14 | 2012-04-24 | Hitachi Displays, Ltd. | Liquid crystal display device |
| JP2012123958A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Panasonic Corp | 導光板及び照明装置 |
-
1999
- 1999-10-12 JP JP29027499A patent/JP4198285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100840934B1 (ko) * | 2001-09-07 | 2008-06-24 | 삼성전자주식회사 | 휘도 강화 도광판 및 이를 적용한 액정표시장치 |
| JP2004198681A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Casio Comput Co Ltd | 照明装置および電子機器 |
| US7465083B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-12-16 | Enplas Corporation | Focusing plate, surface light source device, and image display device |
| US8164711B2 (en) * | 2008-05-14 | 2012-04-24 | Hitachi Displays, Ltd. | Liquid crystal display device |
| WO2010058554A1 (ja) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | 日東光学株式会社 | 光学素子および発光装置 |
| JP2010123309A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Nittoh Kogaku Kk | 光学素子および発光装置 |
| JP2012123958A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Panasonic Corp | 導光板及び照明装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4198285B2 (ja) | 2008-12-17 |
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