JP2001345007A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶ディスプレイなどの表示装置のバックラ
イト等の照明装置において、高効率、小型、薄型で大面
積可能な面発光照明装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に光源を配した照明装置であっ
て、前記光源が透明体上に形成された面発光素子であっ
て前記面発光素子の前記透明体と前記導光板とが透明接
合層で接合しておりかつ前記透明体と前記導光板と前記
透明接合層の屈折率が概略等しくする事で光学的に面発
光体と導光板がカップリングでき導光板に効率よく光を
入射する。また導光板からの出射は、導光板の下面に設
置した散乱ドットによって散乱することにより導光板か
ら効率よく光が出射する。
イト等の照明装置において、高効率、小型、薄型で大面
積可能な面発光照明装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に光源を配した照明装置であっ
て、前記光源が透明体上に形成された面発光素子であっ
て前記面発光素子の前記透明体と前記導光板とが透明接
合層で接合しておりかつ前記透明体と前記導光板と前記
透明接合層の屈折率が概略等しくする事で光学的に面発
光体と導光板がカップリングでき導光板に効率よく光を
入射する。また導光板からの出射は、導光板の下面に設
置した散乱ドットによって散乱することにより導光板か
ら効率よく光が出射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶モニタ−や液
晶テレビに用いられる液晶表示装置のバックライトある
いはフロントライトに関するものである。
晶テレビに用いられる液晶表示装置のバックライトある
いはフロントライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、液晶表示装置のバックライトには
冷陰極管と導光板を用いたサイドライト型バックライト
が主に用いられている。
冷陰極管と導光板を用いたサイドライト型バックライト
が主に用いられている。
【０００３】図７にそのバックライトの断面構造図を示
した。図７の701は、冷陰極管。702は、リフレクタ。703は、
導光板。704は、拡散ト゛ット。705は、反射板。706は、拡
散板。707は、レンス゛シ-ト。708は、偏光分離フィルムである。
した。図７の701は、冷陰極管。702は、リフレクタ。703は、
導光板。704は、拡散ト゛ット。705は、反射板。706は、拡
散板。707は、レンス゛シ-ト。708は、偏光分離フィルムである。
【０００４】冷陰極管からでた光は直接あるいはリフレ
クタで反射して導光板に入力する。図８は、冷陰極管近
傍の断面図の拡大図である。図８の801は、冷陰極管。8
02は、リフレクタ。803は、導光板。804は、導光板に入射す
る光。805は、冷陰極管に吸収される光である。
クタで反射して導光板に入力する。図８は、冷陰極管近
傍の断面図の拡大図である。図８の801は、冷陰極管。8
02は、リフレクタ。803は、導光板。804は、導光板に入射す
る光。805は、冷陰極管に吸収される光である。
【０００５】また、面発光体、例えばエレクトロルミネ
ッセンス素子（ＥＬ素子）などを用いて場合もある。そ
の場合の照明装置の断面図を図９に示す。図９の901
は、面発光体。902は、反射層。903は、透明支持体。90
4は、拡散板。905は、レンス゛シ-ト。906は、偏光分離フィルムで
ある。またその面発光体部分の拡大断面図を図１０に示
す。図１０の1001は、透明電極。1002は、発光層。1003
は、金属電極。1004は、透明支持体。1005は、面発光素
子。1006は、面発光素子外にでる光。1007は、面発光体
からでない光である。
ッセンス素子（ＥＬ素子）などを用いて場合もある。そ
の場合の照明装置の断面図を図９に示す。図９の901
は、面発光体。902は、反射層。903は、透明支持体。90
4は、拡散板。905は、レンス゛シ-ト。906は、偏光分離フィルムで
ある。またその面発光体部分の拡大断面図を図１０に示
す。図１０の1001は、透明電極。1002は、発光層。1003
は、金属電極。1004は、透明支持体。1005は、面発光素
子。1006は、面発光素子外にでる光。1007は、面発光体
からでない光である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】冷陰極管と導光板を用
いたサイドライト型バックライトの場合で説明する。冷
陰極管からでた光で直接入射する光、例えば図８の804
などはほとんどロスすることなく導光板内に入射する
が、リフレクタで反射して導光板に入射する光の一部は
804の様に導光板に届かず冷陰極管に吸収されてしまう
ものも多い。特に最近はノ−トパソコン用途などで極端
に導光板厚みが薄いものはそのロスが非常に多くなり６
０％程しか利用できない場合もある。
いたサイドライト型バックライトの場合で説明する。冷
陰極管からでた光で直接入射する光、例えば図８の804
などはほとんどロスすることなく導光板内に入射する
が、リフレクタで反射して導光板に入射する光の一部は
804の様に導光板に届かず冷陰極管に吸収されてしまう
ものも多い。特に最近はノ−トパソコン用途などで極端
に導光板厚みが薄いものはそのロスが非常に多くなり６
０％程しか利用できない場合もある。
【０００７】一方、面発光体を用いた場合は、面発光体
の発光光が透明支持体の中で全反射され素子外にでる効
率が低いという課題がある。図１０を用いて説明する。
1002で発光した光は1004に到達するが、1004から外にで
るとき、すなわち1004と空気層との界面である角度以上
で入射すると全反射が起き1004内に閉じこめられる光と
なってします。発光した光の内、外に放出される光の割
合を一般に取り出し効率という。この取り出し効率は、
通常３０％とも言われ非常に効率が悪い。
の発光光が透明支持体の中で全反射され素子外にでる効
率が低いという課題がある。図１０を用いて説明する。
1002で発光した光は1004に到達するが、1004から外にで
るとき、すなわち1004と空気層との界面である角度以上
で入射すると全反射が起き1004内に閉じこめられる光と
なってします。発光した光の内、外に放出される光の割
合を一般に取り出し効率という。この取り出し効率は、
通常３０％とも言われ非常に効率が悪い。
【０００８】このため、発光した光を効率よく導光板内
に入射させ、またこの光を散乱という現象を用いて効率
よく導光板内から光を出射させることができる照明装置
が必要である。
に入射させ、またこの光を散乱という現象を用いて効率
よく導光板内から光を出射させることができる照明装置
が必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の照明装置は、サイドライト型でありその導光
板の端面に面発光体を用いるため効率よく導光板内に光
を入射させることができる。またこの光出射にはを散乱
という現象を用いて全反射条件から解放し効率よく導光
板内から光を出射させることができる。
め本発明の照明装置は、サイドライト型でありその導光
板の端面に面発光体を用いるため効率よく導光板内に光
を入射させることができる。またこの光出射にはを散乱
という現象を用いて全反射条件から解放し効率よく導光
板内から光を出射させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
【００１１】（実施の形態１）図１に本発明の第１の実
施例の照明装置の断面図を示す。
施例の照明装置の断面図を示す。
【００１２】101は、面発光体。102は、導光板。103
は、拡散ト゛ット。104は、反射板。105は、拡散板。106
は、レンス゛シ-ト。107は、偏光分離フィルムである。
は、拡散ト゛ット。104は、反射板。105は、拡散板。106
は、レンス゛シ-ト。107は、偏光分離フィルムである。
【００１３】101から発せられた光は、103内を全反射で
伝播するが103に当たった場合だけ散乱する。この散乱
光の内、導光板上部方向に進む光は、導光板内の全反射
条件を満たさず拡散板、レンス゛シ-ト、偏光分離フィルムなどを
通過して、上部に光が放出される。
伝播するが103に当たった場合だけ散乱する。この散乱
光の内、導光板上部方向に進む光は、導光板内の全反射
条件を満たさず拡散板、レンス゛シ-ト、偏光分離フィルムなどを
通過して、上部に光が放出される。
【００１４】この構成の場合、透明な導光板中は全反射
で光が伝播するが外部に出すための散乱ドットが存在す
るために効率よく外部に光を取り出すことができる。ま
た散乱ドットの配置によって出力光の均一性や配光特性
を自由に制御できる。
で光が伝播するが外部に出すための散乱ドットが存在す
るために効率よく外部に光を取り出すことができる。ま
た散乱ドットの配置によって出力光の均一性や配光特性
を自由に制御できる。
【００１５】（実施の形態２）図２に本発明の第２の実
施例の照明装置の断面図を示す。
施例の照明装置の断面図を示す。
【００１６】201は、面発光素子。202は、接着層。203
は、導光板。204は、拡散ト゛ット。205は、反射板。206
は、拡散板。207は、レンス゛シ-ト。208は、偏光分離フィルムで
ある。
は、導光板。204は、拡散ト゛ット。205は、反射板。206
は、拡散板。207は、レンス゛シ-ト。208は、偏光分離フィルムで
ある。
【００１７】201の面発光素子は、透明支持体上に形成
されている。その透明支持体と202と203の屈折率は概略
同じであってこれらは光学カップリングで接続されてお
りこれらの界面ではほとんど反射されることなく光が通
過する。これにより201から発せられた光は、効率的に2
03に導かれ203内を全反射で伝播するが204に当たった場
合だけ散乱する。この散乱光の内、導光板上部方向に進
む光は、導光板内の全反射条件を満たさず拡散板、レンス゛
シ-ト、偏光分離フィルムなどを通過して、上部に光が放出さ
れる。
されている。その透明支持体と202と203の屈折率は概略
同じであってこれらは光学カップリングで接続されてお
りこれらの界面ではほとんど反射されることなく光が通
過する。これにより201から発せられた光は、効率的に2
03に導かれ203内を全反射で伝播するが204に当たった場
合だけ散乱する。この散乱光の内、導光板上部方向に進
む光は、導光板内の全反射条件を満たさず拡散板、レンス゛
シ-ト、偏光分離フィルムなどを通過して、上部に光が放出さ
れる。
【００１８】この構成の場合も実施の形態１と同様、透
明な導光板中は全反射で光が伝播するが外部に出すため
の散乱ドットが存在するために効率よく外部に光を取り
出すことができる。また散乱ドットの配置によって出力
光の均一性や配光特性を自由に制御できる。
明な導光板中は全反射で光が伝播するが外部に出すため
の散乱ドットが存在するために効率よく外部に光を取り
出すことができる。また散乱ドットの配置によって出力
光の均一性や配光特性を自由に制御できる。
【００１９】（実施の形態３）図３に本発明の第３の実
施例の照明装置の断面図を示す。
施例の照明装置の断面図を示す。
【００２０】301は、透明電極。302は、発光層。303
は、金属電極。304は、面発光体。305は、導光板。306
は、拡散ト゛ット。307は、反射板。308は、拡散板。309
は、レンス゛シ-ト。310は、偏光分離フィルムである。
は、金属電極。304は、面発光体。305は、導光板。306
は、拡散ト゛ット。307は、反射板。308は、拡散板。309
は、レンス゛シ-ト。310は、偏光分離フィルムである。
【００２１】実施の形態２では、面発光素子を導光板に
光学カップリングで接続したが本実施の形態では導光版
自身を透明支持体として用いた場合の構成である。
光学カップリングで接続したが本実施の形態では導光版
自身を透明支持体として用いた場合の構成である。
【００２２】この構成の場合も実施の形態１、２と同様
の効果が発揮される。
の効果が発揮される。
【００２３】（実施の形態４）図４に本発明の第４の実
施例の照明装置の断面図を示す。
施例の照明装置の断面図を示す。
【００２４】401は、面発光素子。402は、接着層。403
は、レンズ層。404は、導光板。405は、拡散ト゛ット。406
は、反射板。407は、拡散板。408は、レンス゛シ-ト。409は、
偏光分離フィルムである。
は、レンズ層。404は、導光板。405は、拡散ト゛ット。406
は、反射板。407は、拡散板。408は、レンス゛シ-ト。409は、
偏光分離フィルムである。
【００２５】401の面発光素子は、透明支持体上に形成
されている。その透明支持体と402と403と404の屈折率
は概略同じであってこれらは光学カップリングで接続さ
れておりこれらの界面ではほとんど反射されることなく
光が通過する。これにより401から発せられた光は、効
率的に404に導かれ404内を全反射で伝播するが405に当
たった場合だけ散乱する。この散乱光の内、導光板上部
方向に進む光は、導光板内の全反射条件を満たさず拡散
板、レンス゛シ-ト、偏光分離フィルムなどを通過して、上部に光
が放出される。このような構造の場合、実施の形態１〜
３では面発光体の法線方向に発した光は対向する面に設
置された別の光源に当たり吸収されることがあるがレン
ズを配置することで拡散ドットに衝突する確率を増大さ
せることができる。
されている。その透明支持体と402と403と404の屈折率
は概略同じであってこれらは光学カップリングで接続さ
れておりこれらの界面ではほとんど反射されることなく
光が通過する。これにより401から発せられた光は、効
率的に404に導かれ404内を全反射で伝播するが405に当
たった場合だけ散乱する。この散乱光の内、導光板上部
方向に進む光は、導光板内の全反射条件を満たさず拡散
板、レンス゛シ-ト、偏光分離フィルムなどを通過して、上部に光
が放出される。このような構造の場合、実施の形態１〜
３では面発光体の法線方向に発した光は対向する面に設
置された別の光源に当たり吸収されることがあるがレン
ズを配置することで拡散ドットに衝突する確率を増大さ
せることができる。
【００２６】このレンズ層は光の進行方向を制御できれ
ばよく屈折率変化でレンズ効果をもたせてもよいし、複
数のレンズ群で形成してもよいし、形状も偏心したレン
ズでもよい。
ばよく屈折率変化でレンズ効果をもたせてもよいし、複
数のレンズ群で形成してもよいし、形状も偏心したレン
ズでもよい。
【００２７】（実施の形態５）図５に本発明の第５の実
施例の照明装置の断面図を示す。
施例の照明装置の断面図を示す。
【００２８】501は、面発光体。502は、導光板。503
は、拡散ト゛ット。504は、反射板。505は、拡散板。506
は、レンス゛シ-ト。507は、偏光分離フィルム。508は、反射層で
ある。
は、拡散ト゛ット。504は、反射板。505は、拡散板。506
は、レンス゛シ-ト。507は、偏光分離フィルム。508は、反射層で
ある。
【００２９】面発光体の法線方向に発した光は対向する
面に衝突する。この面には、508反射層を設けてありこ
れに当たった光は再び面光源方向に反射されるが多面体
形状とすることで再び面光源に入射する確率を減らして
いる。
面に衝突する。この面には、508反射層を設けてありこ
れに当たった光は再び面光源方向に反射されるが多面体
形状とすることで再び面光源に入射する確率を減らして
いる。
【００３０】なお図では４面の場合で記しているがこれ
に限るものではなく複数面で形成されるかあるいは連続
した曲面あるいは曲面と平坦面の複合でもよい。
に限るものではなく複数面で形成されるかあるいは連続
した曲面あるいは曲面と平坦面の複合でもよい。
【００３１】（実施の形態６）図６に本発明の第６の実
施例の照明装置の断面図を示す。
施例の照明装置の断面図を示す。
【００３２】601は、面発光素子。602は、反射層。603
は、導光板。604は、拡散ト゛ット。605は、反射板。606
は、拡散板。607は、レンス゛シ-ト。608は、偏光分離フィルムで
ある。
は、導光板。604は、拡散ト゛ット。605は、反射板。606
は、拡散板。607は、レンス゛シ-ト。608は、偏光分離フィルムで
ある。
【００３３】導光板内は全反射で光が進行することが望
ましいが面発光体の近傍は、角度があり全反射すること
なく突き抜ける光が多くなる。このためその部分に反射
層を設けて強制的に導光板内に光を閉じこめた方が効率
的になる。その反射層の幅Lは、導光版の厚みd、導光板
材料の屈折率ｎとした場合、Ｌ＝ｄ・tanθでθ＝sin-1
(1/n)）以上が望ましい。
ましいが面発光体の近傍は、角度があり全反射すること
なく突き抜ける光が多くなる。このためその部分に反射
層を設けて強制的に導光板内に光を閉じこめた方が効率
的になる。その反射層の幅Lは、導光版の厚みd、導光板
材料の屈折率ｎとした場合、Ｌ＝ｄ・tanθでθ＝sin-1
(1/n)）以上が望ましい。
【００３４】なお、実施の形態１〜６の場合、導光板の
形状を同じ厚みの板状としたがこれに限る必要はなく、
曲面や傾斜面で構成されていてもよい。また反射板、拡
散板、レンス゛シ-ト、偏光分離フィルムを使用した場合を示した
がこれも必ず必要な構成要素ではない。また拡散ドット
もドット状に記しているがこれも必要条件ではなく光が
あたって散乱する効果を有するものであれば材質、形
状、分布は問わない。また、面発光体は、複数個で構成
されていてもよいし、同一の面発光体である必要もなく
発光波長が異なる面発光体でもよい。例えば赤色、緑
色、青色などで構成してもよい。
形状を同じ厚みの板状としたがこれに限る必要はなく、
曲面や傾斜面で構成されていてもよい。また反射板、拡
散板、レンス゛シ-ト、偏光分離フィルムを使用した場合を示した
がこれも必ず必要な構成要素ではない。また拡散ドット
もドット状に記しているがこれも必要条件ではなく光が
あたって散乱する効果を有するものであれば材質、形
状、分布は問わない。また、面発光体は、複数個で構成
されていてもよいし、同一の面発光体である必要もなく
発光波長が異なる面発光体でもよい。例えば赤色、緑
色、青色などで構成してもよい。
【００３５】また、面発光体には、有機系あるいは無機
系のエレクトロルミネッセンス素子や蛍光体の発光を用
いるフィ−ルドエミッションディスプレイなどが利用で
きる。
系のエレクトロルミネッセンス素子や蛍光体の発光を用
いるフィ−ルドエミッションディスプレイなどが利用で
きる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の照明装置を用いることにより、
高効率、小型、薄型な大面積面発光型照明装置が提供で
きる。
高効率、小型、薄型な大面積面発光型照明装置が提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の照明装置の断面構造図
【図２】実施の形態２の照明装置の断面構造図
【図３】実施の形態３の照明装置の断面構造図
【図４】実施の形態４の照明装置の断面構造図
【図５】実施の形態５の照明装置の断面構造図
【図６】実施の形態６の照明装置の断面構造図
【図７】冷陰極管を用いた場合のサイドライト型照明装
置の断面構造図
置の断面構造図
【図８】図７の冷陰極近傍の拡大図
【図９】面発光体を用いた場合の照明装置を示す図
【図１０】図９の場合の面発光体の拡大図
201 面発光素子 202 接着層 203 導光板 204 拡散ト゛ット 205 反射板 206 拡散板 207 レンス゛シ-ト 208 偏光分離フィルム
Claims (8)
- 【請求項１】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に光源を配した照明装置であっ
て、前記光源が面発光体であることを特徴とする照明装
置。 - 【請求項２】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に光源を配した照明装置であっ
て、前記光源が透明体上に形成された面発光素子であっ
て前記面発光素子の前記透明体と前記導光板とが透明接
合層で接合しておりかつ前記透明体と前記導光板と前記
透明接合層の屈折率が概略等しいことを特徴とする照明
装置。 - 【請求項３】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に光源を配した照明装置であっ
て、前記光源が面発光体であって前記面発光体が前記導
光板を支持基板として前記導光板の端面に形成されてい
ることを特徴とする照明装置。 - 【請求項４】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に光源を配した照明装置であっ
て、前記光源が透明体上に形成された面発光素子であっ
て前記面発光素子の前記透明体と前記導光板との間にレ
ンズ層が形成されており前記透明体と前記導光板と前記
レンズ層が透明接合層で接合していてかつ前記透明体と
前記導光板と前記レンズ層と前記透明接合層の屈折率が
概略等しいことを特徴とする照明装置。 - 【請求項５】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に面発光光源を配した照明装置で
あって、前記面発光光源を配した面と対向する端面が曲
面あるいは多面体であることを特徴とする照明装置。 - 【請求項６】 透明基板からなる導光板の４つの周辺の
少なくとも１つの周辺に面発光光源を配した照明装置で
あって、前記面発光光源を配した近傍の前記導光板の第
一の主平面あるいは第二の主平面に反射層を配している
ことを特徴とする照明装置。 - 【請求項７】 面発光体あるいは面発光光源あるいは面
発光素子が複数個からなることを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項８】 面発光体あるいは面発光光源あるいは面
発光素子が複数個からなりその少なくとも１つは異なる
波長の光を発光することを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162001A JP2001345007A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000162001A JP2001345007A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001345007A true JP2001345007A (ja) | 2001-12-14 |
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ID=18665944
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000162001A Pending JP2001345007A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001345007A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100419527C (zh) * | 2003-08-09 | 2008-09-17 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 背光模组 |
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