JP2001135121A - 照明装置および同装置用導光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数色の発光素子を導光板の入射光面長手方
向に配置しても、均一な輝度分布を得ることの出来る照
明装置を提供することにある。 【構成】 本発明にかかる照明装置は、出射光面と入射
光面とを有する導光板と、入射光面と対向するとともに
該入射光面の長手方向に沿って隣接する少なくとも一組
の発光素子とを備えていて、前記入射光面は、隣接する
発光素子間の距離の二分の一位置に近づくにつれ発光素
子側に延伸突出するよう形成されているようにしたこと
により達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
等に用いられる照明装置、所謂バックライトに関する。
より詳しくは、導光板の一端面側にある入射光面に対向
して、端面長手方向に沿って発光色の異なる発光素子を
少なくとも１組が配置されている照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ等に用いられる照明装
置、所謂バックライトは出射光面全域の輝度分布が均一
であることが好ましい。このため、発光素子の発する光
を効率よく出射するため、出射光面の裏面または表裏両
面に微細な凹凸形状を付けることが知られている。更に
こうした凹凸形状は、発光素子の指向特性や配置で決ま
る照射分布に合わせて、凹凸形状の大きさや密度を変え
ることで、輝度分布ムラを抑えるようにしている。しか
しながら、こうした導光板は、入射光部の端面形状は一
様に平面で形成されている。このため、発光素子の照射
分布をみると素子の正面部分にピークがあった。図５
は、従来の導光板１であって、入射光部３である端面が
平面形状である場合の出射光部２における発光素子の発
光分布を示している。発光素子５、５は内側に配されて
いて色イを発光する。このとき出射光面２の図面手前側
の中心付近の部位Ａは２つの発光素子５、５の光が重な
り合い明るくなる。一方、出射光面２の図面手前側の両
側の部位Ｂは逆に暗くなってしまう。図６は、外側に配
された色ロを発光する発光素子６、６を発光させた場合
である。先程とは逆に、出射光２の発光素子側中心付近
Ａは暗くなるが、２つの発光素子６、６からの光が重な
り合う両側の部位Ｂは明るくなる。図７は、従来の発光
素子５（６）から導光板１の入射光面３に入射していく
光の屈折向きを示す。入射光面３が平面であって、発光
素子５（６）の光の照射角度が増加（入射光面に対して
入射角が大きくなる）に従い光線の密度が減少してしま
う。図８は、入射光面３の形状と照射分布の関係を１組
の発光素子について示していて、各発光素子５（６）の
照射分布が異なった位置に生じる。このように、複数色
の発光素子を使用する場合、各色の照射分布が異なって
しまうと、双方の照射分布に好ましい凹凸形状を設ける
ことは実際上極めて困難であるため輝度ムラを生じてし
まうこととなった。本来、ムラをなくすには各色の発光
素子が全く同一場所に配することが出来れば理想である
が、実際上には極めて困難であるため入射光面（導光板
端面）の長手方向に沿うように近接配置することが一般
的である。また各色の発光素子５、６を導光板１の入射
光面３の高さ方向に配置することも考えられるが、照明
装置としてユニットの薄型化を考えた場合には、発光素
子はやはり導光板の入射光面の長手方向に配置した方が
好ましい。しかしながら、このように発光素子側端面
（入射光面）の長手方向に配置した場合、各色の輝度分
布が異なることから一方の発光素子の輝度分布に合わせ
て形成された凹凸形状は他方の発光素子に対しては不適
当となり、結果として全ての色に対して均一な輝度分布
を得ることが困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ように発光素子側端面の長手方向に配置した場合であっ
ても、どの色に対しても均一な輝度分布を得ることの出
来る照明装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明に
よれば、出射光面と入射光面とを有する導光板と、前記
導光板の入射光面と対向し、該入射光面の長手方向に沿
って隣接する少なくとも一組の発光素子とを備えてい
て、前記入射光面は、隣接する発光素子間の距離の二分
の一位置に近づくにつれ発光素子側に延伸突出するよう
形成されている照明装置を提供する。

【０００５】本願の請求項２の発明によれば、前記突出
部の頂点と底辺部とを結ぶ面が凹状曲面を描いている。

【０００６】本願の請求項３の発明によれば、入射光面
とは反対側の面が平面に形成されている。

【０００７】本願の請求項４の発明によれば、外部へと
出射する出射光面と入射光面を有する導光板であって、
入射光面は、基準面から外方へと延伸突出するととも
に、その基準面から頂部を結ぶ面が全体として凹状とな
る曲面であるように形成されている延伸突出部を有して
いる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、図面を参照しながら説明する。尚、符号につ
いては、従来技術の説明に際して用いた符号となるべく
同一のものを使用し対応するようにしている。

【０００９】図１は、本発明の第一の実施例を示した斜
視図である。１は導光板であって、例えば液晶を備えた
表示装置Ｄと対面するようにして出射光面２を配してい
る。３は入射光面であって、該導光板１にあって光を採
り入れる面である。４は基板であって、色イを発する発
光素子５、５を内側に、色ロを発する発光素子６、６を
外側にそれぞれ導光板１の長手方向の中心線に対照的に
配置されている。７ａ、７ｂは凹状面で、導光板１の入
射光面３の基準面（底面）Ｓからみて延伸突出してい
て、頂部は発光素子５，６の間の１／２となるような位
置にあり、この頂部から入射光面３の基準面Ｓとの間を
結ぶ面は、発光素子５、６から見て凹形状となるよう曲
面形状を採っている。

【００１０】図２は入光部形状と入光部での光線の屈折
向きを示す。発光素子５（色イ）が点灯しているとし
て、発せられた光線は入射光面３に設けられた凹状面７
ａにより、図中右方向へと折れていく。これにより、入
射光面が平面の場合は光線の密度が低い、つまり暗くな
っていた部分（図７参照）に光線を補うことが出来る。
他方の発光素子６（色ロ）は同様に、凹状面７ｂにより
逆側から光線を補うことが出来る。こうして、内側の発
光素子５、５（色イ）側を向いた凹状面の内側が出射光
面の側方の輝度を高め、外側の発光素子６、６（色ロ）
側を向いた凹状面は出射光面の中心側の輝度を高める。
この図から理解出来るように、このとき凹状面７ａ、７
ｂは凹レンズのようにして作用していて、発光素子が放
ち入射してくる光を境界で焦点から遠ざかる方向へと屈
折させ、導光板１内部へ拡散をさせる。凹状面７ａ、７
ｂの曲面は、発光素子5 、6 と入射光面３との間隙、各
発光素子間の距離、導光板の材質等を考慮し、その曲率
は一定であっても構わないし、複数種の曲率を組み合わ
せて形成することもよい。

【００１１】図３は、入射光面３の形状と照射分布の関
係を一組の発光素子５、６について示している。破線で
示しているのは発光素子５（色イ）の照射分布で、実線
で示しているのは発光素子６（色ロ）の照射分布であ
る。この図３から明らかなように、入射光面の形状を発
光素子側を凹状面を形成した突出部を設けることによ
り、各々の発光素子の照射分布が他方の発光素子側にも
広げられることにより、輝度分布のムラを低減出来る。
入光部形状を凹面形状とすることにより照射分布を移動
させ、各色の照射分布の差を軽減することが可能とな
る。

【００１２】各色発光素子の照射分布を均一にすること
により、導光板１の裏面または表裏両面に施した凹凸形
状が各色共に有効に働き、照明装置として良好な輝度分
布が得られる。

【００１３】導光板１の入射光面３の突出部は、各色発
光素子間の中間点に近づくに従い突出させる。これによ
り、各発光素子５、６側から見て凹形状の斜面を両側に
有する山型形状を得られ、この凹形状により突出部はレ
ンズのように入射光線の向きを他方の発光素子側へと変
位させることが出来る。例えば本実施例において、導光
板１の端面長手方向の長さは３０ｍｍとしている。一組
（２色）の発光素子の間隔は３ｍｍで、他方の組とは１
２ｍｍの間隔をおいて配置されている。凹面形状７ａ、
７ｂの曲線は、半径を２ｍｍ、中心位置は入射光面３の
底面（平面）から２ｍｍ離れ、且つそれぞれの一方の発
光素子から他方の発光素子へ向かって０．５ｍｍの距離
を置いている。凹面形状７ａ、７ｂの傾斜は図３上にお
いて、発光素子の照射分布をずらしたい方向（下方）に
向かっていればいいのであるが、照射分布の連続性を考
慮すると底辺（平面部）との交点は連続的である方が好
ましい。

【００１４】図４は本発明の第二の実施例を示した斜視
図である。この例では、導光板１の一方端側にある入射
光面３の面と、出射光面２とが同方向を向いていて、従
って発光素子５、６は出射光面２に対して垂直方向を向
くよう配置されている。このため、入射光面３と出射光
面２との間を曲面で結ぶこととし、且つこの曲面の内面
が反射面８としていて、発光素子からの光を入射光面か
ら取り入れ、出射光面へと向きを曲げている。これによ
り、導光板１の基部側にある発光素子から先端側までの
長さ方向の寸法を低減することが出来る。照射分布の変
位については図１の場合と同様である。

【００１５】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば異なる
色の発光素子を隣接して配置し、各色の発光素子の輝度
分布のむらを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例にかかる導光板を含む
照明装置を示す斜視図である。

【図２】 本発明にかかり、導光板の凹面形状における
発光素子からの光線の屈折向きを示す。

【図３】 本発明にかかり、凹面形状を有する導光板に
おける各色発光素子の照射分布を示す。

【図４】 本発明の第二の実施例にかかり、導光板を含
む照明装置を示した斜視図。

【図５】 従来の導光板において、内側の発光素子を点
灯させた場合の照射分布を示した図。

【図６】 従来の導光板において、外側の発光素子を点
灯させた場合の照射分布を示した図。

【図７】 従来の導光板において、発光素子からの光線
の屈折する向きを示した図。

【図８】 従来の導光板において、各色発光素子の照射
分布を示した図。

【符号の説明】

１…導光板 ２…出射光面 ３…入射光面 ４…基板 ５…発光素子（色イ） ６…発光素子（色ロ） ７ａ、７ｂ…凹状面 ８…反射面 Ｄ…表示装置 Ｓ…基準面（底面）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出射光面と入射光面とを有する導光板
   と、 前記導光板の入射光面と対向し、該入射光面の長手方向
   に沿って隣接する少なくとも一組の発光素子とを備えて
   いて、 前記入射光面は、隣接する発光素子間の距離の二分の一
   位置に近づくにつれ発光素子側に延伸突出する部位を形
   成されていることを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 前記突出する部位の頂点と底面部とを結
   ぶ面が凹状曲面を描いていることを特徴とする請求項１
   に記載の照明装置。
3. 【請求項３】 前記入射光面とは反対側の面が、平面で
   あることを特徴とした請求項１に記載の照明装置。
4. 【請求項４】 外部へと出射する出射光面と入射光面を
   有し、 前記入射光面は、基準面から外方へと延伸突出するとと
   もに、その基準面から頂部を結ぶ面が全体として凹状と
   なる曲面であるように形成されている延伸突出部を備え
   ていることを特徴とする照明装置用の導光板。