JP2001166149A - 面状光源装置、及びそのための導光板 - Google Patents
面状光源装置、及びそのための導光板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輝度の向上及び輝度の均一性向上を目的とし
た面状光源装置、及びそれに使用する導光板を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 面状光源装置は、透光性の材料からな
り、発光面と、前記発光面と対向する対向面とを有する
導光板と、前記導光板の一辺方向に沿って、前記導光板
の少なくとも１つの端部側面近傍に配置される光源と、
を備える。対向面上に光反射が可能な凹凸形状が形成さ
れ、凹凸形状は断面が台形形状であり、凹凸形状は前記
導光板の一辺方向において連続して設けられる。
た面状光源装置、及びそれに使用する導光板を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 面状光源装置は、透光性の材料からな
り、発光面と、前記発光面と対向する対向面とを有する
導光板と、前記導光板の一辺方向に沿って、前記導光板
の少なくとも１つの端部側面近傍に配置される光源と、
を備える。対向面上に光反射が可能な凹凸形状が形成さ
れ、凹凸形状は断面が台形形状であり、凹凸形状は前記
導光板の一辺方向において連続して設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
の光源として用いる面状光源装置、並びにそのための導
光板に関する。
の光源として用いる面状光源装置、並びにそのための導
光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光源より入射した光を導光板
によって液晶表示装置などに照射する面状光源装置が知
られている。これらの面状光源装置においては、出射光
の明るさや均一性を改善する目的で、導光板の発光面の
対面側に小径から大径までの印刷ドットやフロスト面を
配置したもの、プリズム形状の凹凸面を形成したものな
ど種々の提案がなされている。
によって液晶表示装置などに照射する面状光源装置が知
られている。これらの面状光源装置においては、出射光
の明るさや均一性を改善する目的で、導光板の発光面の
対面側に小径から大径までの印刷ドットやフロスト面を
配置したもの、プリズム形状の凹凸面を形成したものな
ど種々の提案がなされている。
【０００３】なお、関連のある光源装置は、例えば特願
平６−３０９９１０号、特願平８−２８６６２９号、特
願平１１−２１８７５７号などに記載されている。
平６−３０９９１０号、特願平８−２８６６２９号、特
願平１１−２１８７５７号などに記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような面状光源
装置において、印刷ドットを配置したものはドットパタ
ーンをスクリーン印刷等で印刷するため、目詰まりやは
み出しなどのドット形成上の問題が発生し、精度を確保
することが困難となる。
装置において、印刷ドットを配置したものはドットパタ
ーンをスクリーン印刷等で印刷するため、目詰まりやは
み出しなどのドット形成上の問題が発生し、精度を確保
することが困難となる。
【０００５】また、フロスト面を配置したものは、フロ
スト面による拡散反射により光が出光するため、輝度の
向上が困難となる。
スト面による拡散反射により光が出光するため、輝度の
向上が困難となる。
【０００６】一方、プリズム形状の凹凸を形成するもの
については、全反射により光が出光するため輝度上の問
題は少ないが、プリズム効果により表示装置の解像度が
著しく低下してしまう。ここで、プリズム効果とは、プ
リズム形状の凹凸によって光が屈折するために、液晶表
示板の特定の部分において多重像が生じたり、特定の部
分が観察者から見えなくなったりして、その結果解像度
が低下することをいう。
については、全反射により光が出光するため輝度上の問
題は少ないが、プリズム効果により表示装置の解像度が
著しく低下してしまう。ここで、プリズム効果とは、プ
リズム形状の凹凸によって光が屈折するために、液晶表
示板の特定の部分において多重像が生じたり、特定の部
分が観察者から見えなくなったりして、その結果解像度
が低下することをいう。
【０００７】また、この解像度の低下を抑制するために
プリズム形状を傾斜させて鋸歯状にしたものも提案され
ている。しかし、この種の光源装置では、光源からの光
は鋸歯形状により有効に反射させて出光することができ
るものの、光源の対向面側に光反射部材を設けてもそこ
からの反射光を有効に利用することができず、それ以上
の輝度の向上を望むことはできない。
プリズム形状を傾斜させて鋸歯状にしたものも提案され
ている。しかし、この種の光源装置では、光源からの光
は鋸歯形状により有効に反射させて出光することができ
るものの、光源の対向面側に光反射部材を設けてもそこ
からの反射光を有効に利用することができず、それ以上
の輝度の向上を望むことはできない。
【０００８】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、輝度の向上及び輝度の均一性向上を目的とした
面状光源装置、及びそれに使用する導光板を提供するこ
とを目的とする。
であり、輝度の向上及び輝度の均一性向上を目的とした
面状光源装置、及びそれに使用する導光板を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、透光性の材料からなり、発光面と、前記発光面と対
向する対向面と、を備える導光板において、前記対向面
上に光反射が可能な凹凸形状が形成され、前記凹凸形状
は断面が台形形状であり、前記凹凸形状は前記導光板の
少なくとも一辺方向において連続して設けられる。
は、透光性の材料からなり、発光面と、前記発光面と対
向する対向面と、を備える導光板において、前記対向面
上に光反射が可能な凹凸形状が形成され、前記凹凸形状
は断面が台形形状であり、前記凹凸形状は前記導光板の
少なくとも一辺方向において連続して設けられる。
【００１０】上記のように構成された導光板によれば、
導光板に侵入した光は導光板内を進む間に前記凹凸形状
の傾斜面により反射されて発光面から出光する。凹凸形
状は断面が台形形状であるので、三角形状の場合と異な
りプリズム効果による解像度の低下を防止できる。ま
た、凹凸形状は導光板の一辺方向に連続して設けられて
いるので、発光面から出光する光を均一化することがで
きる。
導光板に侵入した光は導光板内を進む間に前記凹凸形状
の傾斜面により反射されて発光面から出光する。凹凸形
状は断面が台形形状であるので、三角形状の場合と異な
りプリズム効果による解像度の低下を防止できる。ま
た、凹凸形状は導光板の一辺方向に連続して設けられて
いるので、発光面から出光する光を均一化することがで
きる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の導光板において、前記凹凸形状の一方の傾斜面の前記
発光面に対する角度が、前記凹凸形状の他方の傾斜面の
前記発光面に対する角度と等しい。これにより、発光面
から出光する光にムラが無くなり、均一性が高まる。
の導光板において、前記凹凸形状の一方の傾斜面の前記
発光面に対する角度が、前記凹凸形状の他方の傾斜面の
前記発光面に対する角度と等しい。これにより、発光面
から出光する光にムラが無くなり、均一性が高まる。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の導光板において、前記凹凸形状の一方の傾斜面の前記
発光面に対する角度が、前記凹凸形状の他方の傾斜面の
前記発光面に対する角度と異なる。この角度を適切に決
定することにより、発光面から出光する光の指向性を任
意に制御することができる。
の導光板において、前記凹凸形状の一方の傾斜面の前記
発光面に対する角度が、前記凹凸形状の他方の傾斜面の
前記発光面に対する角度と異なる。この角度を適切に決
定することにより、発光面から出光する光の指向性を任
意に制御することができる。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の導光板において、前記凹凸形状は、
前記一辺方向と垂直な方向に一定の間隔で繰返し形成さ
れている。これにより、前記一辺方向と垂直な方向にお
いても発光面から出光する光にムラが無くなり、均一性
が高まる。
のいずれかに記載の導光板において、前記凹凸形状は、
前記一辺方向と垂直な方向に一定の間隔で繰返し形成さ
れている。これにより、前記一辺方向と垂直な方向にお
いても発光面から出光する光にムラが無くなり、均一性
が高まる。
【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の導光板において、前記凹凸形状は前
記一辺方向と垂直な方向に繰返し形成され、前記垂直な
方向において隣接する前記凹凸形状の間隔は前記垂直な
方向の一端から他端に向かうにつれて減少する。こうし
て、光源から遠い領域においては光源近傍と比較して多
くの凹凸形状を設けて反射される光量を増やすことによ
り、光源からの距離に拘わらず発光を均一化することが
できる。
のいずれかに記載の導光板において、前記凹凸形状は前
記一辺方向と垂直な方向に繰返し形成され、前記垂直な
方向において隣接する前記凹凸形状の間隔は前記垂直な
方向の一端から他端に向かうにつれて減少する。こうし
て、光源から遠い領域においては光源近傍と比較して多
くの凹凸形状を設けて反射される光量を増やすことによ
り、光源からの距離に拘わらず発光を均一化することが
できる。
【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の導光板において、前記一端は光源に近接して配置さ
れ、前記他端は光反射部材に近接して配置され、前記間
隔は前記他端のすぐ近傍において増大している。よっ
て、前記他端の近傍において光反射部材による悪影響を
除去することができる。
の導光板において、前記一端は光源に近接して配置さ
れ、前記他端は光反射部材に近接して配置され、前記間
隔は前記他端のすぐ近傍において増大している。よっ
て、前記他端の近傍において光反射部材による悪影響を
除去することができる。
【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項５に記載
の導光板において、前記一端及び前記他端のそれぞれに
近接して光源が配置され、隣接する前記凹凸形状の間隔
は前記一端及び他端から前記導光板の中央部に向かうに
従って減少している。こうして、両端の光源から遠い部
分においては光源近傍と比較して多くの凹凸形状を設け
て反射される光量を増やすことにより、光源からの距離
に拘わらず発光を均一化することができる。
の導光板において、前記一端及び前記他端のそれぞれに
近接して光源が配置され、隣接する前記凹凸形状の間隔
は前記一端及び他端から前記導光板の中央部に向かうに
従って減少している。こうして、両端の光源から遠い部
分においては光源近傍と比較して多くの凹凸形状を設け
て反射される光量を増やすことにより、光源からの距離
に拘わらず発光を均一化することができる。
【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７
のいずれかに記載の導光板において、前記発光面と前記
凹凸形状の底面との間の距離が、前記一辺方向と垂直な
方向におけるいずれの位置においても一定である。これ
により、発光面から出光する光の指向性を一定とし、均
一な発光を提供することができる。
のいずれかに記載の導光板において、前記発光面と前記
凹凸形状の底面との間の距離が、前記一辺方向と垂直な
方向におけるいずれの位置においても一定である。これ
により、発光面から出光する光の指向性を一定とし、均
一な発光を提供することができる。
【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至７
のいずれかに記載の導光板において、前記発光面と前記
凹凸形状の底面との間の距離が、前記一辺方向と垂直な
方向における一端から他端に向かうにつれて減少する。
これにより、光源から遠い領域においては凹凸形状で反
射される光の強度を光源近傍と比較して相対的に強くし
て、光源からの距離に拘わらず発光を均一化することが
できる。
のいずれかに記載の導光板において、前記発光面と前記
凹凸形状の底面との間の距離が、前記一辺方向と垂直な
方向における一端から他端に向かうにつれて減少する。
これにより、光源から遠い領域においては凹凸形状で反
射される光の強度を光源近傍と比較して相対的に強くし
て、光源からの距離に拘わらず発光を均一化することが
できる。
【００１９】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の導光板において、前記一端は光源に近接して配置さ
れ、前記他端は光反射部材に近接して配置され、前記距
離は前記他端のすぐ近傍では増大している。よって、他
端のすぐ近傍で光反射部材による悪影響を除去すること
ができる。
載の導光板において、前記一端は光源に近接して配置さ
れ、前記他端は光反射部材に近接して配置され、前記距
離は前記他端のすぐ近傍では増大している。よって、他
端のすぐ近傍で光反射部材による悪影響を除去すること
ができる。
【００２０】請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至
７のいずれかに記載の導光板において、前記一端及び前
記他端のそれぞれに近接して光源が配置され、前記発光
面と前記凹凸形状の底面との間の距離は前記一端及び他
端から前記導光板の中央部に向かうに従って減少してい
る。よって、両端の光源から遠い部分において凹凸形状
で反射される光の強度を光源近傍と比較して相対的に強
くして、光源からの距離に拘わらず発光を均一化するこ
とができる。
７のいずれかに記載の導光板において、前記一端及び前
記他端のそれぞれに近接して光源が配置され、前記発光
面と前記凹凸形状の底面との間の距離は前記一端及び他
端から前記導光板の中央部に向かうに従って減少してい
る。よって、両端の光源から遠い部分において凹凸形状
で反射される光の強度を光源近傍と比較して相対的に強
くして、光源からの距離に拘わらず発光を均一化するこ
とができる。
【００２１】請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至
１１のいずれかに記載の導光板において、前記凹凸形状
は、成形加工により前記対向面上に形成される。これに
より、効率的に凹凸形状を形成することができる。
１１のいずれかに記載の導光板において、前記凹凸形状
は、成形加工により前記対向面上に形成される。これに
より、効率的に凹凸形状を形成することができる。
【００２２】請求項１３に記載の発明は、面状光源装置
において、透光性の材料からなり、発光面と、前記発光
面と対向する対向面とを有する導光板と、前記導光板の
一辺方向に沿って、前記導光板の少なくとも１つの端部
側面近傍に配置される光源と、を備え、前記対向面上に
光反射が可能な凹凸形状が形成され、前記凹凸形状は断
面が台形形状であり、前記凹凸形状は前記導光板の少な
くとも一辺方向において連続して設けられる。
において、透光性の材料からなり、発光面と、前記発光
面と対向する対向面とを有する導光板と、前記導光板の
一辺方向に沿って、前記導光板の少なくとも１つの端部
側面近傍に配置される光源と、を備え、前記対向面上に
光反射が可能な凹凸形状が形成され、前記凹凸形状は断
面が台形形状であり、前記凹凸形状は前記導光板の少な
くとも一辺方向において連続して設けられる。
【００２３】上記のように構成された導光板によれば、
光源から導光板に侵入した光は導光板内を進む間に前記
凹凸形状の傾斜面により反射されて発光面から出光す
る。凹凸形状は断面が台形形状であるので、三角形状の
場合と異なりプリズム効果による解像度の低下を防止で
きる。また、凹凸形状は導光板の一辺方向に連続して設
けられているので、発光面から出光する光を均一化する
ことができる。
光源から導光板に侵入した光は導光板内を進む間に前記
凹凸形状の傾斜面により反射されて発光面から出光す
る。凹凸形状は断面が台形形状であるので、三角形状の
場合と異なりプリズム効果による解像度の低下を防止で
きる。また、凹凸形状は導光板の一辺方向に連続して設
けられているので、発光面から出光する光を均一化する
ことができる。
【００２４】請求項１４に記載の発明は、請求項１３に
記載の面状光源装置において、前記導光板の前記光源と
対向する端部側面近傍に配置された光反射部材を備え
る。これにより、光源から出射し、導光板内を進んで光
源と対向する端部に到達した光を光反射部材により反射
して光源方向に戻す。反射されて光源に向かう光の一部
も凹凸形状により発光面方向へ向けられるので、発光面
から出光する光量を増加させることができる。
記載の面状光源装置において、前記導光板の前記光源と
対向する端部側面近傍に配置された光反射部材を備え
る。これにより、光源から出射し、導光板内を進んで光
源と対向する端部に到達した光を光反射部材により反射
して光源方向に戻す。反射されて光源に向かう光の一部
も凹凸形状により発光面方向へ向けられるので、発光面
から出光する光量を増加させることができる。
【００２５】請求項１５に記載の発明は、請求項１３又
は１４に記載の面状光源装置において、前記発光面上に
反射防止層を有する。これにより、導光板内から発光面
を通って出光する光の割合を増加させ、発光の効率を高
めることができる。
は１４に記載の面状光源装置において、前記発光面上に
反射防止層を有する。これにより、導光板内から発光面
を通って出光する光の割合を増加させ、発光の効率を高
めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施の形態について説明する。
適な実施の形態について説明する。
【００２７】図１は本発明の実施形態にかかる面状光源
装置の断面図であり、図２（Ａ）はその正面図である。
なお、図１は、図２（Ａ）のＩ−Ｉにおける断面を示し
ている。
装置の断面図であり、図２（Ａ）はその正面図である。
なお、図１は、図２（Ａ）のＩ−Ｉにおける断面を示し
ている。
【００２８】図示のように、面状光源装置５０は、反射
型の液晶表示板２０の前方にいわゆる前方光源（フロン
トライト）として配置される。液晶表示板２０は面状光
源装置５０により照明され、観察者３０は液晶表示板２
０からの光を面上光源装置５０を通して見ることにな
る。
型の液晶表示板２０の前方にいわゆる前方光源（フロン
トライト）として配置される。液晶表示板２０は面状光
源装置５０により照明され、観察者３０は液晶表示板２
０からの光を面上光源装置５０を通して見ることにな
る。
【００２９】面状光源装置５０は、透明性の材料からな
る導光板１と、その端部側面に配置される光源２とを備
える。光源２の周りには内面が反射性のリフレクター３
が設けられ、光源２からの光を反射して導光板１内へ向
ける。
る導光板１と、その端部側面に配置される光源２とを備
える。光源２の周りには内面が反射性のリフレクター３
が設けられ、光源２からの光を反射して導光板１内へ向
ける。
【００３０】導光板１の光源２と反対側の端部側面には
光反射部材４が配置される。なお、光反射部材４の代わ
りに、もう一組の光源２及びリフレクター３を配置する
こともできる。
光反射部材４が配置される。なお、光反射部材４の代わ
りに、もう一組の光源２及びリフレクター３を配置する
こともできる。
【００３１】導光板１は、液晶表示板２０と対向する発
光面１４と、その反対側の面１１とを有する。面１１に
は、光源２の長さ方向に連続し、断面が台形であり、光
反射が可能な凹凸溝１０が形成される。凹凸溝１０は、
一例を図４（Ａ）に拡大して示すように、発光面と対向
する頂面１５及び底面１６と、台形断面形状の斜辺に相
当し頂面１５と底面１６とをつなぐ傾斜面２１、２２に
より構成される。これら頂面１５、底面１６、傾斜面２
１、２２が連続光源２の長さ方向に連続して複数の凹凸
溝１０が形成されている。
光面１４と、その反対側の面１１とを有する。面１１に
は、光源２の長さ方向に連続し、断面が台形であり、光
反射が可能な凹凸溝１０が形成される。凹凸溝１０は、
一例を図４（Ａ）に拡大して示すように、発光面と対向
する頂面１５及び底面１６と、台形断面形状の斜辺に相
当し頂面１５と底面１６とをつなぐ傾斜面２１、２２に
より構成される。これら頂面１５、底面１６、傾斜面２
１、２２が連続光源２の長さ方向に連続して複数の凹凸
溝１０が形成されている。
【００３２】この凹凸溝を形成することにより、凹凸形
状の傾斜面２１、２２で光が拡散反射ではなく全反射す
る。よって、面状光源装置５０から出光する光の指向性
が高められ、十分な光量を提供することができる。な
お、凹凸溝の種々の好適な形状については後に詳しく説
明する。
状の傾斜面２１、２２で光が拡散反射ではなく全反射す
る。よって、面状光源装置５０から出光する光の指向性
が高められ、十分な光量を提供することができる。な
お、凹凸溝の種々の好適な形状については後に詳しく説
明する。
【００３３】光源２から出た光は、その一部は直接的に
導光板１内に入り、残りはリフレクター３の反射性内面
で反射されて導光板１内に入る。導光板１内では、入光
した光は発光面１４と面１１との間で全反射を繰返し、
光反射部材４へ至る。この間、全反射を繰返しながら進
んでいく光の一部が傾斜面２１に当たってその方向が変
わり、発光面１４から出光する。
導光板１内に入り、残りはリフレクター３の反射性内面
で反射されて導光板１内に入る。導光板１内では、入光
した光は発光面１４と面１１との間で全反射を繰返し、
光反射部材４へ至る。この間、全反射を繰返しながら進
んでいく光の一部が傾斜面２１に当たってその方向が変
わり、発光面１４から出光する。
【００３４】一方、全反射を繰り返して光反射部材４に
至った光はそこで反射され、再度発光面１４と面１１と
の間で全反射を繰返しながら光源２の方向へ戻る。この
間にも、光源２の方向へ進む光の一部が傾斜面２２に当
たってその方向が変わり、発光面１４から出光する。こ
うして、光源２からの光が発光面１４から出光する。
至った光はそこで反射され、再度発光面１４と面１１と
の間で全反射を繰返しながら光源２の方向へ戻る。この
間にも、光源２の方向へ進む光の一部が傾斜面２２に当
たってその方向が変わり、発光面１４から出光する。こ
うして、光源２からの光が発光面１４から出光する。
【００３５】なお、光反射部材４の代わりにもう一組の
光源２及びリフレクター３を設けた場合には、両端部の
光源から出た光がそれぞれ傾斜面２１及び２２により反
射されて発光面１４へ向かい、結果として同様に発光面
１４から出光することになる。
光源２及びリフレクター３を設けた場合には、両端部の
光源から出た光がそれぞれ傾斜面２１及び２２により反
射されて発光面１４へ向かい、結果として同様に発光面
１４から出光することになる。
【００３６】また、発光面１４上に反射防止層５を設け
ることにより、導光板１から出光する光の総光量を増加
させることができる。この反射防止層５は、傾斜面２
１、２２で方向を変えられた光が発光面１４で再度反射
されて導光板１内へ戻る割合を減少させ、結果的に発光
面１４から出射する光量を増加させる働きを有する。ま
た、発光面１４から出光し、液晶表示装置２０の反射面
で反射されて観察者３０の方へ進む光が発光面１４で反
射されて液晶表示装置２０の方向へ戻ることを防止する
働きもある。
ることにより、導光板１から出光する光の総光量を増加
させることができる。この反射防止層５は、傾斜面２
１、２２で方向を変えられた光が発光面１４で再度反射
されて導光板１内へ戻る割合を減少させ、結果的に発光
面１４から出射する光量を増加させる働きを有する。ま
た、発光面１４から出光し、液晶表示装置２０の反射面
で反射されて観察者３０の方へ進む光が発光面１４で反
射されて液晶表示装置２０の方向へ戻ることを防止する
働きもある。
【００３７】なお、図２（Ｂ）には、凹凸溝１０を、そ
の長さ方向の端部付近で湾曲させて形成した例を示す。
長さ方向の端部付近は発光に寄与する程度が比較的低い
ので、このような形状とすることもできる。
の長さ方向の端部付近で湾曲させて形成した例を示す。
長さ方向の端部付近は発光に寄与する程度が比較的低い
ので、このような形状とすることもできる。
【００３８】また、図２（Ｃ）は、導光板１の端部の一
側面と、該一側面と隣接する端部一側面の２つの側面に
光源２を配置した例を模式的に示す。この例では、光源
２の長さ方向に連続する２組の凹凸溝１０が格子状に形
成される。なお、光源２は一体であっても、２つの別個
の光源であっても構わない。
側面と、該一側面と隣接する端部一側面の２つの側面に
光源２を配置した例を模式的に示す。この例では、光源
２の長さ方向に連続する２組の凹凸溝１０が格子状に形
成される。なお、光源２は一体であっても、２つの別個
の光源であっても構わない。
【００３９】さらに、図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）と同様
に２つの側面に光源２を配置し、凹凸溝１０を光源２に
対応する２つの側面の交点から対向する交点に向かって
斜めに形成した例を示す。
に２つの側面に光源２を配置し、凹凸溝１０を光源２に
対応する２つの側面の交点から対向する交点に向かって
斜めに形成した例を示す。
【００４０】次に、凹凸溝１０の好適な形状について詳
細に説明する。
細に説明する。
【００４１】まず、凹凸溝１０を断面台形形状となるよ
うに形成する理由を説明する。図３（Ａ）は凹凸溝を断
面が三角形（以下、「三角形プリズム形状」とも呼
ぶ。）となるように形成した場合を示し、図３（Ｂ）は
本発明のように断面が台形形状となるように形成した場
合を示す。図３（Ａ）、（Ｂ）はいずれも導光板１及び
液晶表示板２０の縦断面の拡大図であり、観察者３０が
液晶表示部２０を見ている状態を示している。液晶表示
板２０は反射型であり、導光板１から出射した光が液晶
表示板２０を照らす。そして、液晶表示板２０で反射し
た光は再度導光板１内を通り、観察者３０の方向へ進
み、観察者の眼に入る。
うに形成する理由を説明する。図３（Ａ）は凹凸溝を断
面が三角形（以下、「三角形プリズム形状」とも呼
ぶ。）となるように形成した場合を示し、図３（Ｂ）は
本発明のように断面が台形形状となるように形成した場
合を示す。図３（Ａ）、（Ｂ）はいずれも導光板１及び
液晶表示板２０の縦断面の拡大図であり、観察者３０が
液晶表示部２０を見ている状態を示している。液晶表示
板２０は反射型であり、導光板１から出射した光が液晶
表示板２０を照らす。そして、液晶表示板２０で反射し
た光は再度導光板１内を通り、観察者３０の方向へ進
み、観察者の眼に入る。
【００４２】このとき、図３（Ａ）に示す三角形プリズ
ム形状の導光板の場合は、三角形の傾斜面による屈折の
ため、屈折した部分の像がその隣の部分の像と重なり多
重像を生じる。一方、液晶表示板２０上の符号２５で示
す部分からの光は観察者３０へ向かわない。即ち、液晶
表示板２０上の符号２５の領域は観察者３０からは見え
ないいわば死角領域となる。これにより、多重像及び死
角領域が生じることにより、結果的に液晶表示の解像度
が低下することになる。
ム形状の導光板の場合は、三角形の傾斜面による屈折の
ため、屈折した部分の像がその隣の部分の像と重なり多
重像を生じる。一方、液晶表示板２０上の符号２５で示
す部分からの光は観察者３０へ向かわない。即ち、液晶
表示板２０上の符号２５の領域は観察者３０からは見え
ないいわば死角領域となる。これにより、多重像及び死
角領域が生じることにより、結果的に液晶表示の解像度
が低下することになる。
【００４３】これに対し、図３（Ｂ）に示すように、本
発明による台形形状の場合は、そのような死角領域は生
じない。液晶表示板２０の全ての領域が観察者３０から
見えることになる。また、多重像は完全に無くなりはし
ないものの、三角形の場合と比べて少なくなる。よっ
て、表示解像度の低下は生じない。このように、本発明
においては、導光板１に断面が台形形状の凹凸溝を設け
ることにより、表示解像度の低下を防止することができ
る。
発明による台形形状の場合は、そのような死角領域は生
じない。液晶表示板２０の全ての領域が観察者３０から
見えることになる。また、多重像は完全に無くなりはし
ないものの、三角形の場合と比べて少なくなる。よっ
て、表示解像度の低下は生じない。このように、本発明
においては、導光板１に断面が台形形状の凹凸溝を設け
ることにより、表示解像度の低下を防止することができ
る。
【００４４】また、前述したプリズム効果の低減のため
に、三角形のプリズム形状を傾斜させて鋸歯状とした従
来のプリズムにおいては、その鋸歯形状により光源の反
対側からの光を有効に利用することはできなかった。し
かし、本発明においては、台形形状の２つの傾斜面が存
在するので、そのような光源と反対側からの光（本例で
は光反射部材４からの戻り光）も、他方の傾斜面（本例
では傾斜面２２）により反射して有効に利用することが
でき、出光する総光量を増加させることができる。
に、三角形のプリズム形状を傾斜させて鋸歯状とした従
来のプリズムにおいては、その鋸歯形状により光源の反
対側からの光を有効に利用することはできなかった。し
かし、本発明においては、台形形状の２つの傾斜面が存
在するので、そのような光源と反対側からの光（本例で
は光反射部材４からの戻り光）も、他方の傾斜面（本例
では傾斜面２２）により反射して有効に利用することが
でき、出光する総光量を増加させることができる。
【００４５】次に、台形断面形状について説明する。図
４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ発光面１４に対する傾斜
面２１、２２の角度を示している。図４（Ａ）は、発光
面１４の法線と傾斜面２１との角度αと、発光面１４の
法線と傾斜面２２との角度βの絶対値が等しい場合（即
ち、｜α｜＝｜β｜）を示す。この場合、実験的に角度
α及びβの値を４０°、４５°、５０°、５５°とした
場合の発光面１４より出光する光の主要方向成分が発光
面１４の法線方向となす角度を出射角度と呼ぶ。
４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ発光面１４に対する傾斜
面２１、２２の角度を示している。図４（Ａ）は、発光
面１４の法線と傾斜面２１との角度αと、発光面１４の
法線と傾斜面２２との角度βの絶対値が等しい場合（即
ち、｜α｜＝｜β｜）を示す。この場合、実験的に角度
α及びβの値を４０°、４５°、５０°、５５°とした
場合の発光面１４より出光する光の主要方向成分が発光
面１４の法線方向となす角度を出射角度と呼ぶ。
【００４６】図６に示すように、台形断面形状の傾斜面
角度α、βと出射角度との間には相関関係がある。従っ
て、傾斜面角度α、βを適切に決定することにより発光
面１４から出光する光の出射角度を制御することができ
る。
角度α、βと出射角度との間には相関関係がある。従っ
て、傾斜面角度α、βを適切に決定することにより発光
面１４から出光する光の出射角度を制御することができ
る。
【００４７】図４（Ｂ）、（Ｃ）はいずれも傾斜面角度
αとβの絶対値が異なる場合（即ち、｜α｜≠｜β｜）
である。図４（Ｂ）は、導光板１の面１１を発光１４に
対して平行ではなく幾分傾斜させ、くさび型としたもの
であり、その結果傾斜面角度αとβが異なるものとなっ
ている。
αとβの絶対値が異なる場合（即ち、｜α｜≠｜β｜）
である。図４（Ｂ）は、導光板１の面１１を発光１４に
対して平行ではなく幾分傾斜させ、くさび型としたもの
であり、その結果傾斜面角度αとβが異なるものとなっ
ている。
【００４８】図４（Ｃ）は、発光面１４から出光する光
に指向性を持たせるために、傾斜面角度αとβの絶対値
を意図的に異ならせた例である。また、図示はしていな
いが、導光板１の縦方向において部分的に図４（Ａ）〜
（Ｃ）に示す形状を組み合わせて、発光面１４からの光
に任意の指向性を持たせることも可能である。このよう
に、傾斜面角度を適当に調整することにより、発光面１
４から出光する光の指向性を制御することができる。
に指向性を持たせるために、傾斜面角度αとβの絶対値
を意図的に異ならせた例である。また、図示はしていな
いが、導光板１の縦方向において部分的に図４（Ａ）〜
（Ｃ）に示す形状を組み合わせて、発光面１４からの光
に任意の指向性を持たせることも可能である。このよう
に、傾斜面角度を適当に調整することにより、発光面１
４から出光する光の指向性を制御することができる。
【００４９】次に、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、導光板１の
縦方向における凹凸溝の形成例を示す。図５（Ａ）の例
では、台形断面形状の底面１６と発光面１４との距離Ｗ
が一定であり、かつ、相互に隣接する台形断面形状の間
隔Ｐが等しくなるように形成されている。
縦方向における凹凸溝の形成例を示す。図５（Ａ）の例
では、台形断面形状の底面１６と発光面１４との距離Ｗ
が一定であり、かつ、相互に隣接する台形断面形状の間
隔Ｐが等しくなるように形成されている。
【００５０】図５（Ｂ）の例では、相互に隣接する台形
断面形状の間隔Ｐが光源からの距離に応じて変化するよ
うに形成されている。通常、光源２からの光は光源２か
ら離れるにつれて弱くなるので、この間隔Ｐを光源より
遠ざかるにつれて小さくし（即ち、Ｐ1＞Ｐ2）、光源か
ら遠い領域においては台形断面形状の傾斜面による反射
成分を多くすることが好ましい。これにより、光源から
遠い領域では反射がより多くなり、面状光源装置５０の
縦方向全域に渡って輝度の均一性を高めることができ
る。
断面形状の間隔Ｐが光源からの距離に応じて変化するよ
うに形成されている。通常、光源２からの光は光源２か
ら離れるにつれて弱くなるので、この間隔Ｐを光源より
遠ざかるにつれて小さくし（即ち、Ｐ1＞Ｐ2）、光源か
ら遠い領域においては台形断面形状の傾斜面による反射
成分を多くすることが好ましい。これにより、光源から
遠い領域では反射がより多くなり、面状光源装置５０の
縦方向全域に渡って輝度の均一性を高めることができ
る。
【００５１】なお、図１に示す例では、光反射部材４の
すぐ近傍では光反射部材４の影響を受けるため、若干間
隔を大きくすることが有効となる場合がある。一方、光
反射部材４の代わりに光源を設けた場合には導光板の中
央で最も間隔Ｐを小さくし、両光源に近づくにつれて間
隔Ｐを大きくするのが好ましい。
すぐ近傍では光反射部材４の影響を受けるため、若干間
隔を大きくすることが有効となる場合がある。一方、光
反射部材４の代わりに光源を設けた場合には導光板の中
央で最も間隔Ｐを小さくし、両光源に近づくにつれて間
隔Ｐを大きくするのが好ましい。
【００５２】図５（Ｃ）の例では、台形断面形状の底面
１６と発光面１４との距離Ｗが光源からの距離に応じて
変化している。この場合も、図５（Ｂ）の場合と同じ
く、光源より遠ざかるにつれて距離Ｗを小さくする（即
ち、Ｗ1＞Ｗ2）。これにより、光源から遠い部分では傾
斜面により反射される光の強度が強くなり、面状光源装
置５０の縦方向全域に渡って輝度の均一性を高めること
ができる。
１６と発光面１４との距離Ｗが光源からの距離に応じて
変化している。この場合も、図５（Ｂ）の場合と同じ
く、光源より遠ざかるにつれて距離Ｗを小さくする（即
ち、Ｗ1＞Ｗ2）。これにより、光源から遠い部分では傾
斜面により反射される光の強度が強くなり、面状光源装
置５０の縦方向全域に渡って輝度の均一性を高めること
ができる。
【００５３】また、光反射部材４を使用する場合には、
そのすぐ近傍においてのみ若干距離Ｗを大きくすること
ができる。一方、光反射部材４の代わりに光源を設けた
場合には導光板の中央で最も距離Ｗを小さくし、両光源
に近づくにつれて距離Ｗを大きくするのが好ましい。
そのすぐ近傍においてのみ若干距離Ｗを大きくすること
ができる。一方、光反射部材４の代わりに光源を設けた
場合には導光板の中央で最も距離Ｗを小さくし、両光源
に近づくにつれて距離Ｗを大きくするのが好ましい。
【００５４】上述の導光板の製作方法としては、透光性
材料にダイヤモンドバイトなどを使用して直接切削する
ことにより形成することができる。但し、この方法は非
常に長い製作時間を要するので、形状の確認や試作段階
で有効と思われる。また、別の方法として、金型の入駒
に凹凸形状を形成し、成形転写によって製作する方法に
よれば、性能の安定性及び量産性を向上させることがで
きる。
材料にダイヤモンドバイトなどを使用して直接切削する
ことにより形成することができる。但し、この方法は非
常に長い製作時間を要するので、形状の確認や試作段階
で有効と思われる。また、別の方法として、金型の入駒
に凹凸形状を形成し、成形転写によって製作する方法に
よれば、性能の安定性及び量産性を向上させることがで
きる。
【００５５】なお、上記の説明は、本発明の面状光源装
置をいわゆるフロントライトとして使用した場合につい
て説明したが、本発明の面状光源装置をいわゆるバック
ライトとして使用することもできる。
置をいわゆるフロントライトとして使用した場合につい
て説明したが、本発明の面状光源装置をいわゆるバック
ライトとして使用することもできる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導光板に断面台形形状の凹凸溝を光源の長さ方向に連続
して設けたので、光量が十分で明るく、しかも輝度の均
一性が高い面状光源装置を提供することができる。
導光板に断面台形形状の凹凸溝を光源の長さ方向に連続
して設けたので、光量が十分で明るく、しかも輝度の均
一性が高い面状光源装置を提供することができる。
【図１】本発明による面状光源装置の実施形態の断面図
である。
である。
【図２】図１の面状光源装置において使用する導光板の
正面図である。
正面図である。
【図３】三角形プリズム形状と台形形状の断面を有する
凹凸溝の比較説明図である。
凹凸溝の比較説明図である。
【図４】断面台形形状の凹凸溝の例を示す図である。
【図５】導光板の光源と垂直な方向における凹凸溝の形
成例を示す図である。
成例を示す図である。
【図６】断面台形形状を構成する傾斜面角度と導光板か
らの光の出射角度との関係を示す図表である。
らの光の出射角度との関係を示す図表である。
１…導光板 ２…光源 ３…リフレクター ４…光反射部材 ５…反射防止層 １０…凹凸溝 １４…発光面 ２０…液晶表示板 ５０…面状光源装置
Claims (15)
- 【請求項１】 透光性の材料からなり、発光面と、前記
発光面と対向する対向面と、を備える導光板において、 前記対向面上に光反射が可能な凹凸形状が形成され、前
記凹凸形状は断面が台形形状であり、前記凹凸形状は前
記導光板の少なくとも一辺方向において連続して設けら
れている導光板。 - 【請求項２】 前記凹凸形状の一方の傾斜面の前記発光
面に対する角度が、前記凹凸形状の他方の傾斜面の前記
発光面に対する角度と等しい請求項１に記載の導光板。 - 【請求項３】 前記凹凸形状の一方の傾斜面の前記発光
面に対する角度が、前記凹凸形状の他方の傾斜面の前記
発光面に対する角度と異なる請求項１に記載の導光板。 - 【請求項４】 前記凹凸形状は、前記一辺方向と垂直な
方向に一定の間隔で繰返し形成されている請求項１乃至
３のいずれかに記載の導光板。 - 【請求項５】 前記凹凸形状は前記一辺方向と垂直な方
向に繰返し形成され、前記垂直な方向において隣接する
前記凹凸形状の間隔は前記垂直な方向の一端から他端に
向かうにつれて減少している請求項１乃至３のいずれか
に記載の導光板。 - 【請求項６】 前記一端は光源に近接して配置され、前
記他端は光反射部材に近接して配置され、前記間隔は前
記他端のすぐ近傍においては増加している請求項５に記
載の導光板。 - 【請求項７】 前記凹凸形状は前記一辺方向と垂直な方
向に繰返し形成され、前記一端及び前記他端のそれぞれ
に近接して光源が配置され、隣接する前記凹凸形状の間
隔は前記一端及び他端から前記導光板の中央部に向かう
に従って減少している請求項１乃至３のいずれかに記載
の導光板。 - 【請求項８】 前記発光面と前記凹凸形状の底面との間
の距離が、前記一辺方向と垂直な方向におけるいずれの
位置においても一定である請求項１乃至７のいずれかに
記載の導光板。 - 【請求項９】 前記発光面と前記凹凸形状の底面との間
の距離が、前記一辺方向と垂直な方向における一端から
他端に向かうにつれて減少する請求項１乃至７のいずれ
かに記載の導光板。 - 【請求項１０】 前記一端は光源に近接して配置され、
前記他端は光反射部材に近接して配置され、前記距離は
前記他端のすぐ近傍においては増加している請求項９に
記載の導光板。 - 【請求項１１】 前記一端及び前記他端のそれぞれに近
接して光源が配置され、前記発光面と前記凹凸形状の底
面との間の距離が、前記一端及び他端から前記導光板の
中央部に向かうに従って減少している請求項１乃至７の
いずれかに記載の導光板。 - 【請求項１２】 前記凹凸形状は、成形加工により前記
対向面上に形成される請求項１乃至１１のいずれかに記
載の導光板。 - 【請求項１３】 透光性の材料からなり、発光面と、前
記発光面と対向する対向面とを有する導光板と、 前記導光板の一辺方向に沿って、前記導光板の少なくと
も１つの端部側面近傍に配置される光源と、を備える面
状光源装置において、 前記対向面上に光反射が可能な凹凸形状が形成され、前
記凹凸形状は断面が台形形状であり、前記凹凸形状は前
記導光板の少なくとも一辺方向において連続して設けら
れている面状光源装置。 - 【請求項１４】 前記導光板の前記光源と対向する端部
側面近傍に配置された光反射部材を備える請求項１３に
記載の面状光源装置。 - 【請求項１５】 前記発光面上に反射防止層を有する請
求項１３又は１４に記載の面状光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35311599A JP2001166149A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 面状光源装置、及びそのための導光板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35311599A JP2001166149A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 面状光源装置、及びそのための導光板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001166149A true JP2001166149A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18428677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35311599A Pending JP2001166149A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 面状光源装置、及びそのための導光板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001166149A (ja) |
Cited By (3)
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1999
- 1999-12-13 JP JP35311599A patent/JP2001166149A/ja active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051108 |
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