JP2001210129A

JP2001210129A - サイドライト面光源装置

Info

Publication number: JP2001210129A
Application number: JP2000021390A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yoneda; 俊之米田; Yasuto Nai; 康人名井; Masayuki Kono; 誠之河野; Tomohisa Tajiri; 智久田尻
Original assignee: Advanced Display Inc; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Advanced Display Inc; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】保持および位置決めに用いる、導光板凸部に
起因する明暗むらを軽減し、表示品位の高いサイドライ
ト面光源装置を得る。【解決手段】少なくとも光源と導光板より構成され、
前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前
記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライ
ト面光源装置において、前記導光板には、フレームまた
は筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面に
ほぼ直交する側面上に凸部が設けられており、かつ、凸
部の側面又は上記側面を傾斜させることにより、凸部に
到達した光は出光面方向に拡散され、凸部近傍に生じる
明暗むらを軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は導光板の側面に光
源を有し、液晶表示装置のバックライト光源として有用
であるばかりでなく、非常誘導灯や広告表示板の光源と
して有用である、いわゆるサイドライト面光源装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来例である面光源装置の構成を
説明するための分解斜視図である。光源１１０とリフレ
クタ１２０を導光板１３０の側方に配し、導光板１３０
の出射面１３２側に拡散シート１６０、一定方向に多数
のプリズムＰが並設されているプリズムシート１４０、
拡散シート１７０、そして反出射面１３８側に反射シー
ト１５０をそれぞれ配置した構成であり、これらの部材
はフレーム１８０によって保持されている。光源１１０
は蛍光灯が広く用いられている。導光板１３０はアクリ
ル等の樹脂材が用いられ、形状は平板状やくさび形の物
が多い。また、導光板１３０の側面１３３にはフレーム
１８０との位置合わせのための凸部１３４を設けてい
る。導光板１３０には、光を出射面１３２から均一に出
射する手段として、反出射面１３８に白色ドット印刷を
行い、ドットの径を変化させることによって均一化する
方法が広く用いられている。リフレクタ１２０には銀箔
のついた金属板、銀箔のついたＰＥＴシート等が用いら
れる。反射シート１５０は一般に白色シートが用いられ
る。プリズムシート１４０には頂角が９０度程度のプリ
ズムＰが良く用いられている。拡散シート１６０、１７
０は一般にＰＥＴシートにビーズを塗布した物やＰＣシ
ートにエンボス加工を施した物が使用される。フレーム
１８０には、白色または黒色のポリカーボネート等の樹
脂材が用いられている。また、フレーム１８０には凸部
１３４に対応する凹部１８１を設けており、凸部１３４
と凹部１８１をはめあわせることにより、導光板１３０
の位置決めおよび保持がなされている。

【０００３】従来例の各部材の作用は次の通りである。
光源１１０から発せられた光は直接、またはリフレクタ
１２０を介して、導光板１３０に側面から入射する。導
光板１３０に入射した光は導光板１３０内を全反射を繰
り返しながら、伝搬する。その際、光を均一に出射する
手段により伝搬光の一部の光は拡散され、出射面１３２
の放線となす角が臨界角より小さくなることにより、出
射面１３２から出射する。また、伝搬光の一部の光は反
出射面１３８から出射されるが、この光は反射シート１
５０により反射され、再び導光板１３０内に戻り、その
後、出射面１３２から出射される。導光板１３０から出
射された光は、拡散シート１６０で拡散された後、プリ
ズムシート１４０に入射する。プリズムシート１４０は
反射、屈折を利用することにより、配光特性を調整し、
出射する。拡散シート１７０はプリズムシートから出射
される光の配光角をなだらかにするために配置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の構成では側面に
設けた凸部１３４の影響により、明暗むらを生じ、表示
品位の低下を招く。すなわち、図１０に示すように導光
板１３０内を伝搬する光は側面１３３に到達すると、導
光板１３０の内側へと反射されるが、凸部１３４の領域
では導光板１３０内を伝搬する光が、より広がった後、
凸部１３４を構成する面に到達し、反射する。このた
め、凸部１３４近傍の出射面１３２に、到達する光量が
少ない領域が生じ、ほぼ凸部１３４の幅に対応して暗部
Ａが視認される。また、凸部１３４と側面１３３の接続
部近傍では、光が特定の方向に強く反射される。入光面
１３１に近い側の接続部近傍Ｂでは図示のような曲面形
状であるため凸部１３４の方向へ強く反射され、入光面
１３１より遠い側の接続部近傍Ｃでは図示のような曲面
形状であるため導光板１３０の内側へ強く反射される。
このため、その領域Ｃは周辺部と比較して明るく、輝線
Ｄとなり、入光面１３１より遠い側の接続部近傍Ｃで、
より顕著に出射面１３２内に現れる。さらに、明暗むら
は、出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを設
けた導光板において、より顕著に現れる。すなわち、出
射面１３２または反出射面１３８が鏡面または拡散面の
場合は、側面１３３または凸部１３４で反射した光の多
くが、導光板１３０内を伝搬する光となるが、出射面１
３２または反出射面１３８にプリズムを設けている場合
は、側面１３３または凸部１３４で反射した光の多く
が、プリズムで反射され、近傍の出射面１３２より出射
するため、明暗むらが、より顕著になるのである。この
ため、出射面１３２または反出射面１３８にプリズムを
設けた導光板１３０では、凸部１３４の無い構造になら
ざるを得なかった。

【０００５】この発明はこれらの明暗むらを解決するた
めになされたものであり、表示品位の高いサイドライト
面光源装置を得ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

【０００７】この発明の第１の構成によるサイドライト
面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成され、
前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前
記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライ
ト面光源装置において、前記導光板には、フレームまた
は筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面に
ほぼ直交する側面上に凸部を設けており、前記凸部のう
ち少なくとも一つは、前記凸部の前記出射面にほぼ平行
な面の周囲を構成し、前記側面と接続する面のうち、前
記入光面から遠い側の面が前記出射面に対し傾いている
ものである。

【０００８】また、この発明の第２の構成によるサイド
ライト面光源装置は、少なくとも光源と導光板より構成
され、前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射
し、前記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイ
ドライト面光源装置において、前記導光板には、フレー
ムまたは筐体等に保持または位置決めするため、前記入
光面にほぼ直交する側面上に、少なくとも一つの凸部を
設けており、かつ、前記側面が前記出射面に対し傾いて
いるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１によるサイドライト面光源装置を説明する
ための分解斜視図である。光源１０とリフレクタ２０を
導光板３０の側方に配し、導光板３０の出射面３２側に
プリズムシート４０、反出射面３８側に反射シート５０
を配置した構成であり、フレーム６０によって保持され
ている。光源１０としては円柱状の蛍光灯が広く用いら
れ、リフレクタ２０には銀箔または白色シートを表面層
とする金属板、銀箔を貼られたPETシート、または白色
シート等が用いられる。反射シート５０には銀箔やアル
ミ箔を貼られたシート、または白色シート等が用いられ
る。リフレクタ２０および反射シート５０には、反射率
が７０％以上、より望ましくは９０％以上のものが適し
ている。導光板３０は楔形状であり、出射面３２は、出
射光の分布を調整するために面内において平均粗さの異
なる粗面としており、反出射面３８には入光面３１に対
して垂直な方向に伸びるプリズム列Ｐを設けている。導
光板３０はアクリル等の透明樹脂、透明樹脂中に光を散
乱させる微粒子を混ぜた樹脂等が用いられ、光源１０か
ら遠ざかるにつれて厚さが徐々に薄くなるように構成さ
れている。プリズムシート４０は入光面３１に対して水
平方向に伸びるプリズム列Ｐを設けている。フレーム６
０には、白色または黒色のポリカーボネート等の樹脂材
が広く用いられている。導光板３０は側面３３に凸部３
４を一体形成している。側面３３に設けられた凸部３４
は、凸部３４の出射面３２にほぼ平行な面の周囲を構成
し、側面３３と接続する面のうち、入光面３１から遠い
側の面（すなわち凸部を構成する面３６）が出射面３２
に対し傾いている。

【００１０】光源１０から発せられた光の主な振る舞い
について図２を用いて説明する。なお、図２は、図１に
示したサイドライト面光源装置の断面図である。光源１
０より発せられた光は、直接またはリフレクタ２０を介
し、導光板３０側へ放射される。入光面３１から導光板
３０に入射した光７１は図２に示すように、主として出
射面３２と反出射面３８の間で全反射を繰り返しなが
ら、反入光面３９方向へ伝搬する。光はその伝搬過程に
おいて、出射面３２の法線となす角が、臨界角以下とな
ることにより、出射面３２より出射される。

【００１１】なお、伝搬光の一部の光（図示せず）は反
出射面３８から出射されるが、この光は反射シート５０
によって反射され、再び導光板３０内に戻り、その後、
出射面３２から出射される。導光板３０から出射した光
は、入光面３１に垂直な面内において図２に示すように
傾いた光となる。プリズムシート４０は斜め方向から入
射した光を入射面と隣り合った面で反射させることによ
り、配光特性を調整する。

【００１２】図３は凸部３４近傍を側面３３側から見た
図である。凸部３４と側面３３の接続部近傍では光が特
定の方向に反射され、出射面３２内の特定の領域で出射
されるため、その領域は周辺部と比較して明るい輝線と
して視認されてしまう。また、この輝線は入光面３１よ
り遠い側の接続部近傍で、より顕著に現れる。しかし、
凸部３４を構成する面３６が、出射面３２に対し傾いて
いるため、凸部３４を構成する面３６に到達し、反射し
た光は、その進行方向が凸部３４を構成する面３７（図
１に示す）側へと変化する。このため、凸部３４を構成
する面３７から出射される光が増え、出射面３２内の明
暗むらが軽減される。凸部３４を構成する面３７から出
射される光は、プリズムシート４０の対応する部分に光
吸収機能を持たせることや、対応する部分に新たに光吸
収機能を持つ部材を設け、遮光すればよい。

【００１３】なお、明暗むらを、より効果的に軽減する
には、凸部３４を構成する面３６に到達した光を効率よ
く凸部３４を構成する面３７から出射する必要があり、
図３におけるθ２を３０度から６０度程度とすることが
望ましい。

【００１４】なお、凸部３４近傍を側面３３側から見た
形状は、図３に示した形状に限定されるものではなく、
図４(ａ)に示すように他の面も傾いていてもよく、(ｂ)
に示すように凸部３４を構成する面３６が傾いていても
よい、また、(ｃ)に示すように凸部３４を構成する面３
６が曲面から形成されていても良い。

【００１５】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２によるサイドライト面光源装置を説明するための分
解斜視図である。図１と同一の部材は対応する符号を付
し、重複した説明は省略する。側面３３は出射面３２に
対し傾いている。図６は図５における導光板３０を入光
面３１側から見た側面図である。

【００１６】凸部３４と側面３３の接続部近傍では光が
特定の方向に反射され、出射面３２内の特定の領域で出
射されるため、その領域は周辺部と比較して明るい輝線
として視認されてしまう。しかし、側面３３が出射面３
２に対し傾いているため、凸部３４と側面３３の接続部
近傍に到達し、反射した光は、その進行方向が出射面３
２側へと変化する。このため、輝線となる領域は側面の
ごく近傍のみとなり、明暗むらを軽減することができ
る。

【００１７】なお、明暗むらを、より効果的に軽減する
には、凸部３４と側面３３の接続部近傍を構成する面３
６に到達した光を効率よく側面３３近傍の出射面３２か
ら出射する必要があり、図６におけるθ３を３０度から
６０度程度とすることが望ましい。

【００１８】なお、凸部３４近傍を入光面３１側から見
た形状は、図６に示した形状に限定されるものではな
く、図７(ａ)に示すように側面３３が傾いていてもよ
い、また、(ｂ)に示すように側面３３が曲面から形成さ
れていても良い。

【００１９】他の実施の形態．実施の形態１、２におい
て、側面３３と凸部３４とは曲面で接続した構造である
が、これに限らず凸部３４の各面が曲面で接続されてい
てもよい。

【００２０】また、実施の形態１、２において、凸部３
４は側面上に複数個設けられてもよく、かつ、その形状
および表面状態は、各凸部において同一である必要はな
い。

【００２１】また、実施の形態１、２において、導光板
３０の形状を楔型としているが、平板形状等でもよく、
楔型に限定されるものではない。

【００２２】また、実施の形態１、２において、凸部３
４を構成する面のうち、導光板３０の出射面３２および
反出射面３８にほぼ平行な面は、それぞれ出射面３２お
よび反出射面３８と連続してなる面としているが、図８
(ａ)(ｂ)(ｃ)に導光板側面図として示すように、出射面
３２および反出射面３８と異なる面で形成されていても
よい。

【００２３】また、実施の形態１、２において、光源は
１灯としているが、これに限定されるものではない。さ
らに、反入光面３９側や側面３３側にも光源を配置して
もよい。

【００２４】また、実施の形態１、２において、導光板
３０の出射面３２を粗面、反出射面３８をプリズム面と
しているが、出射面３２をプリズム面、反出射面３８を
粗面としてもよく、あるいは両面ともにプリズムを形成
したり、両面とも粗面や鏡面としてもよく、また、片側
のみをプリズム面や粗面としてもよく、出射面３２や反
出射面３８を限定するものではない。

【００２５】また、実施の形態１、２において、プリズ
ムシート４０は導光板３０に近い側の面にプリズム列を
設けているが、導光板３０に遠い側の面にプリズム列を
設けてもよい。

【００２６】また、実施の形態１、２において、導光板
３０の出射面３２側にプリズムシート４０のみを配置し
ているが、導光板３０とプリズムシート４０の間、また
は、プリズムシート４０上にプリズムシートや拡散シー
ト等を配置してもよいし、プリズムシートの変わりに拡
散シートのみを配置してもよいし、または何も配置しな
くてもよく、導光板上に配置されるシートを限定するも
のではない。

【００２７】

【発明の効果】この発明の第１の構成であるサイドライ
ト面光源装置によれば、導光板の入光面にほぼ直交する
側面上に凸部を設けており、凸部の出射面にほぼ平行な
面の周囲を構成し、側面と接続する面のうち、入光面か
ら遠い側の面が出射面に対し傾いているため、凸部と側
面の接続部近傍から生じる輝線が軽減される。

【００２８】また、この発明の第２の構成であるサイド
ライト面光源装置によれば、導光板の入光面にほぼ直交
する側面上に凸部を設けており、かつ、側面が出射面に
対し傾いているため、凸部と側面の接続部近傍から生じ
る輝線が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるサイドライト
面光源装置を説明するための分解斜視図である。

【図２】図１に示したサイドライト面光源装置の断面
図である。

【図３】この発明における実施の形態１の作用を説明
するための側面図である。

【図４】この発明の実施の形態１において他の凸部形
状を説明するための側面図である。

【図５】この発明の実施の形態２によるサイドライト
面光源装置を説明するための分解斜視図である。

【図６】図５における導光板を入光面側から見た側面
図である。

【図７】この発明の実施の形態２において他の凸部形
状を説明するため入光面側から見た側面図である。

【図８】この発明における他の実施の形態を説明する
ための側面図である。

【図９】従来例である面光源装置の構成を説明するた
めの分解斜視図である。

【図１０】従来例の明暗むらを説明するための平面図
である。

【符号の説明】１０，１１０光源、２０，１２０リフレクタ、３
０，１３０導光板、３１，１３１入光面、３２，１
３２出射面、３３，１３３側面、３４，１３４凸
部、３６，３７凸部を構成する面、３８，１３８反
出射面、３９反入光面、４０，１４０プリズムシー
ト、５０，１５０反射シート、６０，１８０フレー
ム、６１，１８１凹部、７１光、１６０，１７０
拡散シート。

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 (72)発明者名井康人東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者河野誠之熊本県菊池郡西合志町御代志997番地株式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者田尻智久熊本県菊池郡西合志町御代志997番地株式会社アドバンスト・ディスプレイ内Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA32Z FA42Z FB08 FD13 LA18 5C096 AA05 BA01 CC10 CD02 CD12 CD33 CD42 CD53 CE12 CF02 CG13 CG16 DA01 5G435 AA02 AA17 BB12 EE27 FF03 FF06 FF08 GG24 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも光源と導光板より構成され、
前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前
記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライ
ト面光源装置において、前記導光板には、フレームまた
は筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面に
ほぼ直交する側面上に凸部を設けており、前記凸部のう
ち少なくとも一つは、前記凸部の前記出射面にほぼ平行
な面の周囲を構成し、前記側面と接続する面のうち、前
記入光面から遠い側の面が前記出射面に対し傾いている
ことを特徴とするサイドライト面光源装置。
【請求項２】少なくとも光源と導光板より構成され、
前記光源からの光を前記導光板の入光面から入射し、前
記入光面とほぼ直交する出射面より出射するサイドライ
ト面光源装置において、前記導光板には、フレームまた
は筐体等に保持または位置決めするため、前記入光面に
ほぼ直交する側面上に、少なくとも一つの凸部を設けて
おり、かつ、前記側面が前記出射面に対し傾いているこ
とを特徴とするサイドライト面光源装置。