JP2002075034A - 面光源装置 - Google Patents
面光源装置Info
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- JP2002075034A JP2002075034A JP2000262641A JP2000262641A JP2002075034A JP 2002075034 A JP2002075034 A JP 2002075034A JP 2000262641 A JP2000262641 A JP 2000262641A JP 2000262641 A JP2000262641 A JP 2000262641A JP 2002075034 A JP2002075034 A JP 2002075034A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 線状光源２０側を向きかつ傾斜角が２０°程
度の複数の斜面が導光板１２の下面１２ｄに形成され、
線状光源２０からの入射光は、この斜面による反射を経
て上面１２ｃから出射される。このとき、最大輝度が得
られる出射角は３５°程度である。上面１２ｃからの出
射光は、同じ入射角で拡散シート１４の下面１４ｂに入
射され、拡散シート１４内を伝播した後、上面１４ａか
ら出射される。ここで、出射光の強度が最大となる出射
角は３０°程度である。上面１４ａからの出射光は、同
じ入射角でプリズムシート１６の下面１６ｂに入射され
る。プリズムシート１６の屈折率は“１．６”で、プリ
ズム１６ａの斜面と下面１６ｂとがなす鋭角は４５°で
ある。このため、プリズム１６ａの斜面から出射される
光線の出射方向は、下面１６ｂの法線方向とほぼ一致す
る。 【効果】 部品点数を抑えつつ輝度特性を向上させるこ
とができる。
度の複数の斜面が導光板１２の下面１２ｄに形成され、
線状光源２０からの入射光は、この斜面による反射を経
て上面１２ｃから出射される。このとき、最大輝度が得
られる出射角は３５°程度である。上面１２ｃからの出
射光は、同じ入射角で拡散シート１４の下面１４ｂに入
射され、拡散シート１４内を伝播した後、上面１４ａか
ら出射される。ここで、出射光の強度が最大となる出射
角は３０°程度である。上面１４ａからの出射光は、同
じ入射角でプリズムシート１６の下面１６ｂに入射され
る。プリズムシート１６の屈折率は“１．６”で、プリ
ズム１６ａの斜面と下面１６ｂとがなす鋭角は４５°で
ある。このため、プリズム１６ａの斜面から出射される
光線の出射方向は、下面１６ｂの法線方向とほぼ一致す
る。 【効果】 部品点数を抑えつつ輝度特性を向上させるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、面光源装置に関し、
特にたとえば、導光板の上方にプリズムシートが配置さ
れた、面光源装置に関する。
特にたとえば、導光板の上方にプリズムシートが配置さ
れた、面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、薄型，低消費電力などの理由で液
晶ディスプレイが注目され、携帯通信端末，ディジタル
スチルカメラ，カーナビゲーションシステム，パチンコ
台のモニタ，テレビジョン受像機などに採用されてい
る。このような液晶ディスプレイには、図１３に示すよ
うな面光源装置が設けられていた。
晶ディスプレイが注目され、携帯通信端末，ディジタル
スチルカメラ，カーナビゲーションシステム，パチンコ
台のモニタ，テレビジョン受像機などに採用されてい
る。このような液晶ディスプレイには、図１３に示すよ
うな面光源装置が設けられていた。
【０００３】図１３によれば、導光板１の一方側面１ａ
に線状光源２が設けられ、線状光源２の周囲は、一方側
面１ａを除いて反射板３によって覆われる。導光板１の
厚みは、一方側面１ａから他方側面１ｂに向かうにつれ
て薄くなり、さらに裏面１ｃには線状光源２と平行に延
びる溝Ｌが所定間隔で形成される。反射シート５は導光
板１の裏面１ｃおよび他方側面１ｂを覆うように設けら
れ、光拡散シート６は導光板１の表面１ｄを覆うように
設けられる。プリズムシート７および８は光拡散シート
６の上に積層され、プリズムシート８の表面には線状光
源２と平行に延びるかつ断面が逆Ｖ字状の突状部（プリ
ズム）８ａが複数形成される。
に線状光源２が設けられ、線状光源２の周囲は、一方側
面１ａを除いて反射板３によって覆われる。導光板１の
厚みは、一方側面１ａから他方側面１ｂに向かうにつれ
て薄くなり、さらに裏面１ｃには線状光源２と平行に延
びる溝Ｌが所定間隔で形成される。反射シート５は導光
板１の裏面１ｃおよび他方側面１ｂを覆うように設けら
れ、光拡散シート６は導光板１の表面１ｄを覆うように
設けられる。プリズムシート７および８は光拡散シート
６の上に積層され、プリズムシート８の表面には線状光
源２と平行に延びるかつ断面が逆Ｖ字状の突状部（プリ
ズム）８ａが複数形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような面
光源装置では、構成が複雑で部品点数が多いという問題
があった。一方、部品点数を抑えるためにプリズムシー
トを１枚省くと、輝度が大幅に低下してしまう。これ
は、プリズムシートの省略によって集光効果が減少した
こと、および出射光の輝度分布の中心角（出射角）が導
光板１の上面１ｄに対する法線方向からずれたことに起
因する。
光源装置では、構成が複雑で部品点数が多いという問題
があった。一方、部品点数を抑えるためにプリズムシー
トを１枚省くと、輝度が大幅に低下してしまう。これ
は、プリズムシートの省略によって集光効果が減少した
こと、および出射光の輝度分布の中心角（出射角）が導
光板１の上面１ｄに対する法線方向からずれたことに起
因する。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、部
品点数を抑えつつ輝度特性を向上させることができる、
面光源装置を提供することである。
品点数を抑えつつ輝度特性を向上させることができる、
面光源装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、側面から
の入射光を反射させて上面から出射させるための斜面が
下面に形成された導光板、下面が導光板の上面と正対す
るように配置されたかつ導光板からの出射光を拡散させ
る拡散シート、および下面が拡散シートの上面と正対す
るように配置されたかつ導光板の側面と平行な方向にお
ける断面が２等辺三角形状となる線状の第１プリズムが
上面に形成されたプリズムシートを備える面光源装置に
おいて、第１プリズムの頂角は９０°程度であり、斜面
の傾斜角は２０°程度であることを特徴とする、面光源
装置である。
の入射光を反射させて上面から出射させるための斜面が
下面に形成された導光板、下面が導光板の上面と正対す
るように配置されたかつ導光板からの出射光を拡散させ
る拡散シート、および下面が拡散シートの上面と正対す
るように配置されたかつ導光板の側面と平行な方向にお
ける断面が２等辺三角形状となる線状の第１プリズムが
上面に形成されたプリズムシートを備える面光源装置に
おいて、第１プリズムの頂角は９０°程度であり、斜面
の傾斜角は２０°程度であることを特徴とする、面光源
装置である。
【０００７】第２の発明は、側面からの入射光を反射さ
せて上面から出射させるための斜面が下面に形成された
導光板、および下面が導光板の上面と正対するように配
置されたかつ導光板の側面と平行な方向における断面が
２等辺三角形状となる線状の第１プリズムが上面に形成
されたプリズムシートを備える面光源装置において、プ
リズムの頂角は９０°程度であり、斜面の傾斜角は２５
°程度であることを特徴とする、面光源装置である。
せて上面から出射させるための斜面が下面に形成された
導光板、および下面が導光板の上面と正対するように配
置されたかつ導光板の側面と平行な方向における断面が
２等辺三角形状となる線状の第１プリズムが上面に形成
されたプリズムシートを備える面光源装置において、プ
リズムの頂角は９０°程度であり、斜面の傾斜角は２５
°程度であることを特徴とする、面光源装置である。
【０００８】
【作用】第１の発明によれば、導光板の下面には、側面
からの入射光を反射させて上面から出射させるための斜
面が形成される。拡散シートは下面が導光板の上面と正
対するように配置され、導光板からの出射光を拡散させ
る。プリズムシートは下面が拡散シートの上面と正対す
るように配置され、上面には、導光板の側面と平行な方
向における断面が２等辺三角形状となる線状の第１プリ
ズムが形成される。ここで、第１プリズムの頂角は９０
°程度であり、斜面の傾斜角は２０°程度である。
からの入射光を反射させて上面から出射させるための斜
面が形成される。拡散シートは下面が導光板の上面と正
対するように配置され、導光板からの出射光を拡散させ
る。プリズムシートは下面が拡散シートの上面と正対す
るように配置され、上面には、導光板の側面と平行な方
向における断面が２等辺三角形状となる線状の第１プリ
ズムが形成される。ここで、第１プリズムの頂角は９０
°程度であり、斜面の傾斜角は２０°程度である。
【０００９】これによって、導光板から出射される光線
の輝度は３５°程度の出射角で最大となり、拡散シート
の上面から出射される光線の強度は３０°程度の出射角
で最大となる。したがって、プリズムシートの上面から
出射される光線の出射方向は、プリズムシートの下面に
対する法線方向とほぼ一致する。
の輝度は３５°程度の出射角で最大となり、拡散シート
の上面から出射される光線の強度は３０°程度の出射角
で最大となる。したがって、プリズムシートの上面から
出射される光線の出射方向は、プリズムシートの下面に
対する法線方向とほぼ一致する。
【００１０】導光板の上面には、側面と直交する方向に
延びる線状の第２プリズムが形成されてもよい。
延びる線状の第２プリズムが形成されてもよい。
【００１１】第２の発明によれば、導光板の下面には、
側面からの入射光を反射させて上面から出射させるため
の斜面が形成される。プリズムシートは下面が導光板の
上面と正対するように配置され、上面には、導光板の側
面と平行な方向における断面が２等辺三角形状となる線
状の第１プリズムが形成される。ここで、第１プリズム
の頂角は９０°程度であり、斜面の傾斜角は２５°程度
である。
側面からの入射光を反射させて上面から出射させるため
の斜面が形成される。プリズムシートは下面が導光板の
上面と正対するように配置され、上面には、導光板の側
面と平行な方向における断面が２等辺三角形状となる線
状の第１プリズムが形成される。ここで、第１プリズム
の頂角は９０°程度であり、斜面の傾斜角は２５°程度
である。
【００１２】このとき、導光板から出射される光線の輝
度は３０°程度の出射角で最大となり、プリズムシート
の上面から出射される光線の出射方向は、プリズムシー
トの下面に対する法線方向とほぼ一致する。
度は３０°程度の出射角で最大となり、プリズムシート
の上面から出射される光線の出射方向は、プリズムシー
トの下面に対する法線方向とほぼ一致する。
【００１３】導光板上面には、側面と直交する方向に延
びる線状の第２プリズムが形成されてもよい。
びる線状の第２プリズムが形成されてもよい。
【００１４】
【発明の効果】これらの発明によれば、プリズムシート
の上面から出射される光線の出射方向がプリズムシート
の下面に対する法線方向とほぼ一致するため、部品点数
を抑えつつ輝度特性を向上させることができる。
の上面から出射される光線の出射方向がプリズムシート
の下面に対する法線方向とほぼ一致するため、部品点数
を抑えつつ輝度特性を向上させることができる。
【００１５】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１６】
【実施例】図１を参照して、この実施例の面光源装置１
０は、導光板１２を含む。導光板１２は、アクリル系樹
脂を材料として形成されている。上面１２ｃ側から見る
と導光板１２の形状はほぼ長方形であるが、上面１２ｃ
と下面１２ｄとの間の厚みは、一方側面１２ａから他方
側面１２ｂに向かうにつれて薄くなっている。また、下
面１２ｄには一方側面１２ａと平行に延びる複数本の溝
が形成されており、一方側面１２ａおよび他方側面１２
ｂと上面１２ｃとがなす角度はほぼ９０°である。
０は、導光板１２を含む。導光板１２は、アクリル系樹
脂を材料として形成されている。上面１２ｃ側から見る
と導光板１２の形状はほぼ長方形であるが、上面１２ｃ
と下面１２ｄとの間の厚みは、一方側面１２ａから他方
側面１２ｂに向かうにつれて薄くなっている。また、下
面１２ｄには一方側面１２ａと平行に延びる複数本の溝
が形成されており、一方側面１２ａおよび他方側面１２
ｂと上面１２ｃとがなす角度はほぼ９０°である。
【００１７】光拡散シート１４は、下面１４ｂが導光板
１２の上面１２ｃに正対するように配置されている。光
拡散シート１４は、透明樹脂内に屈折率の異なる材料を
分散させるか、透明樹脂上に透明な球状の材料を分散さ
せるか、透明樹脂表面に凹凸を形成することによって構
成される。
１２の上面１２ｃに正対するように配置されている。光
拡散シート１４は、透明樹脂内に屈折率の異なる材料を
分散させるか、透明樹脂上に透明な球状の材料を分散さ
せるか、透明樹脂表面に凹凸を形成することによって構
成される。
【００１８】プリズムシート１６は、下面１６ｂが光拡
散シート１４の上面１４ａに正対するように配置されて
いる。プリズムシート１６は、ポリエステル樹脂と高屈
折率のアクリル樹脂を材料として２層構造で形成されて
おり、上面には、導光板１２の一方側面１２ａに平行し
て延びるかつ断面が２等辺三角形状の線状突起（プリズ
ム）１６ａが多数形成されている。なお、２等辺三角形
状である故、プリズム１６ａを形成する各々の斜面と下
面１６ｂとの間の角度は、互いに等しい。
散シート１４の上面１４ａに正対するように配置されて
いる。プリズムシート１６は、ポリエステル樹脂と高屈
折率のアクリル樹脂を材料として２層構造で形成されて
おり、上面には、導光板１２の一方側面１２ａに平行し
て延びるかつ断面が２等辺三角形状の線状突起（プリズ
ム）１６ａが多数形成されている。なお、２等辺三角形
状である故、プリズム１６ａを形成する各々の斜面と下
面１６ｂとの間の角度は、互いに等しい。
【００１９】反射シート１８は、導光板１２の他方側面
１２ｂおよび下面１２ｄを覆うようにして配置される。
反射シート１６は、例えば、透明な樹脂シートの内部に
数μｍ〜数１０μｍ程度の気泡を密に分散させるか、樹
脂シートや金属板などに銀やアルミなどの反射率の高い
材料を蒸着することによって構成されている。これによ
って、反射シート１８の反射率は、少なくとも導光板１
２と対向する面で高くなっている。
１２ｂおよび下面１２ｄを覆うようにして配置される。
反射シート１６は、例えば、透明な樹脂シートの内部に
数μｍ〜数１０μｍ程度の気泡を密に分散させるか、樹
脂シートや金属板などに銀やアルミなどの反射率の高い
材料を蒸着することによって構成されている。これによ
って、反射シート１８の反射率は、少なくとも導光板１
２と対向する面で高くなっている。
【００２０】線状光源２０は、導光板１２の一方側面１
２ａ近傍に配置されている。この線状光源２０として
は、例えば、熱陰極管，冷陰極管等の蛍光灯または発光
ダイオードを線状に配列したもの、白熱灯または有機発
光材料を線状に形成したものが用いられる。
２ａ近傍に配置されている。この線状光源２０として
は、例えば、熱陰極管，冷陰極管等の蛍光灯または発光
ダイオードを線状に配列したもの、白熱灯または有機発
光材料を線状に形成したものが用いられる。
【００２１】リフレクタ２２は、一方側面１２ａを除い
て、線状光源２０を覆うようにして配置されている。リ
フレクタ２２は、内面で反射率が高くなるように構成さ
れており、このような特性は、例えば、樹脂シートに銀
やアルミなどの反射率の高い材料を蒸着し、このシート
を薄い金属板あるいは樹脂シートに接着することによっ
て得られる。
て、線状光源２０を覆うようにして配置されている。リ
フレクタ２２は、内面で反射率が高くなるように構成さ
れており、このような特性は、例えば、樹脂シートに銀
やアルミなどの反射率の高い材料を蒸着し、このシート
を薄い金属板あるいは樹脂シートに接着することによっ
て得られる。
【００２２】なお、導光板１２の上面１２ａ，光拡散シ
ート１４の上面１４ａおよび下面１４ｃならびにプリズ
ムシート１６の下面１６ｂは、互いに平行である。
ート１４の上面１４ａおよび下面１４ｃならびにプリズ
ムシート１６の下面１６ｂは、互いに平行である。
【００２３】図２を参照して、導光板１２の下面１２ｄ
は複数の階段部分１２１からなる。各々の階段部分１２
１は、上面１２ｃとほぼ平行でかつ互いの段差がほぼ均
一な３つの平坦面１２１ｂ，１２１ｄおよび１２１ｈを
有する。同じ階段部分１２１に属する平坦面１２１ｂお
よび１２１ｄは斜面１２１ｃによって結合され、異なる
階段部分１２１に属する平坦面１２１ｈおよび１２１ｂ
は斜面１２１ａによって結合される。斜面１２１ｅおよ
び１２１ｆによって形成されるＶ字状の溝は、平坦面１
２１ｄと斜面１２１ｇとの間に設けられ、斜面１２１ｆ
は斜面１２１ｇによって平坦面１２１ｈと結合される。
斜面１２１ｃ，１２１ｅおよび１２１ｇは一方側面１２
ａ側を向き、いずれも平坦面１２１ｂ，１２１ｄおよび
１２１ｈに対して角度σをなす。一方、斜面１２１ｆは
他方側面１２ｂ側を向き、平坦面１２１ｂ，１２１ｄお
よび１２１ｈに対してほぼ垂直となる。
は複数の階段部分１２１からなる。各々の階段部分１２
１は、上面１２ｃとほぼ平行でかつ互いの段差がほぼ均
一な３つの平坦面１２１ｂ，１２１ｄおよび１２１ｈを
有する。同じ階段部分１２１に属する平坦面１２１ｂお
よび１２１ｄは斜面１２１ｃによって結合され、異なる
階段部分１２１に属する平坦面１２１ｈおよび１２１ｂ
は斜面１２１ａによって結合される。斜面１２１ｅおよ
び１２１ｆによって形成されるＶ字状の溝は、平坦面１
２１ｄと斜面１２１ｇとの間に設けられ、斜面１２１ｆ
は斜面１２１ｇによって平坦面１２１ｈと結合される。
斜面１２１ｃ，１２１ｅおよび１２１ｇは一方側面１２
ａ側を向き、いずれも平坦面１２１ｂ，１２１ｄおよび
１２１ｈに対して角度σをなす。一方、斜面１２１ｆは
他方側面１２ｂ側を向き、平坦面１２１ｂ，１２１ｄお
よび１２１ｈに対してほぼ垂直となる。
【００２４】線状光源２０からの入射光は、斜面１２１
ａ，１２１ｃ，１２１ｅまたは１２１ｇによる全反射を
経て、上面１２ｃから出射される。ここで、角度σが２
０°のとき、上面１２ｃからの出射光の輝度および出射
角β（上面１２ｃに対する法線と出射光とがなす角度）
の関係は、図３に示すグラフによって表される。図３に
おける横軸の正方向は他方側面１２ｂ側であり、負方向
は一方側面１２ａ側である。このグラフはシミュレーシ
ョンによって求められたものであり、これによれば、β
＝３５°付近が出射光の輝度分布の中心角となり、この
角度から出射される光線の輝度が最も高くなっている。
ａ，１２１ｃ，１２１ｅまたは１２１ｇによる全反射を
経て、上面１２ｃから出射される。ここで、角度σが２
０°のとき、上面１２ｃからの出射光の輝度および出射
角β（上面１２ｃに対する法線と出射光とがなす角度）
の関係は、図３に示すグラフによって表される。図３に
おける横軸の正方向は他方側面１２ｂ側であり、負方向
は一方側面１２ａ側である。このグラフはシミュレーシ
ョンによって求められたものであり、これによれば、β
＝３５°付近が出射光の輝度分布の中心角となり、この
角度から出射される光線の輝度が最も高くなっている。
【００２５】また、別のシミュレーションを行なった結
果、斜面１２１ｃ，１２１ｅおよび１２１ｇの傾斜角度
σと最高輝度が得られる出射角β（出射光の輝度分布の
中心角）との間には、図４に示すような関係が成立し
た。図４によれば、傾斜角度σが２０°のときに、β＝
３５°からの出射光の輝度が最高となることが分かる。
また、最高輝度が得られる出射角βを３０°＜β＜４５
°の範囲に納めるためには、傾斜角度σを１５°＜σ＜
２５°の範囲内で設定する必要があることが分かる。
果、斜面１２１ｃ，１２１ｅおよび１２１ｇの傾斜角度
σと最高輝度が得られる出射角β（出射光の輝度分布の
中心角）との間には、図４に示すような関係が成立し
た。図４によれば、傾斜角度σが２０°のときに、β＝
３５°からの出射光の輝度が最高となることが分かる。
また、最高輝度が得られる出射角βを３０°＜β＜４５
°の範囲に納めるためには、傾斜角度σを１５°＜σ＜
２５°の範囲内で設定する必要があることが分かる。
【００２６】上述のシミュレーションを考慮した導光板
１２内での光線の伝播を、図２を参照して検証する。導
光板１２の屈折率をｎ１とし、光線の伝播方向が上面１
２ｃに平行な方向に対してなす角度をΔ１とし、この光
線の斜面１２１ｅに対する入射角をΔ２とすると、角度
Δ１，傾斜角度σ，出射角βおよび屈折率ｎ１の間には
数１が成立し、角度Δ２，傾斜角度σ，出射角βおよび
屈折率ｎ１の間には数２が成立する。
１２内での光線の伝播を、図２を参照して検証する。導
光板１２の屈折率をｎ１とし、光線の伝播方向が上面１
２ｃに平行な方向に対してなす角度をΔ１とし、この光
線の斜面１２１ｅに対する入射角をΔ２とすると、角度
Δ１，傾斜角度σ，出射角βおよび屈折率ｎ１の間には
数１が成立し、角度Δ２，傾斜角度σ，出射角βおよび
屈折率ｎ１の間には数２が成立する。
【００２７】
【数１】 Δ１＝９０°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎβ／ｎ１）−２×σ
【００２８】
【数２】Δ２＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎβ／ｎ１）＋σ 導光板１２はアクリル樹脂を材料としているため、屈折
率ｎ１は“１．４９”である。傾斜角度σが２０°のと
きに出射角βが３５°となるためには、角度Δ１は２
７．３６°となる必要があり、このとき角度Δ２は４
２．６４°である。
率ｎ１は“１．４９”である。傾斜角度σが２０°のと
きに出射角βが３５°となるためには、角度Δ１は２
７．３６°となる必要があり、このとき角度Δ２は４
２．６４°である。
【００２９】一方、斜面１２１ｅで全反射するためには
数３の条件を満たす必要があり、上面１２ｃから光線が
出射するためには数４の条件を満たす必要がある。
数３の条件を満たす必要があり、上面１２ｃから光線が
出射するためには数４の条件を満たす必要がある。
【００３０】
【数３】Δ２＞ｓｉｎ-1（１／ｎ１）
【００３１】
【数４】α＜ｓｉｎ-1（１／ｎ１） α：導光板の上面に対する入射角 これより、光線が上面１２ｃから出射するためには、
７．８４°＜Δ１＜２７．８４°の条件を満たさなけれ
ばならないことが分かる。上述のΔ１＝２７．３６°
は、この条件を満たす。なお、出射角β＝３５°で最大
輝度が得られる図３のグラフは、角度Δ１が大きいほど
（７．８４°＜Δ１＜２７．８４°の範囲で）、上面１
２ｃから光線が出射する確率が高いことを示していると
思われる。
７．８４°＜Δ１＜２７．８４°の条件を満たさなけれ
ばならないことが分かる。上述のΔ１＝２７．３６°
は、この条件を満たす。なお、出射角β＝３５°で最大
輝度が得られる図３のグラフは、角度Δ１が大きいほど
（７．８４°＜Δ１＜２７．８４°の範囲で）、上面１
２ｃから光線が出射する確率が高いことを示していると
思われる。
【００３２】導光板１２の上面１２ｃからの出射光は、
図５に示すように拡散シート１４の下面１４ｂに入射さ
れる。このときの入射角は、出射角と同じくβである。
入射光は、下面１４ｂで屈折した後拡散シート１４内を
伝播し、上面１４ａから出射される。屈折は上面１４ａ
でも生じ、上面１４ａから出射角はγとなる。実際にレ
ーザ光を照射して測定を行なった結果、レーザ光の入射
角βを３５°としたときの出射光の光強度分布は図６に
示すように変化した。図６によれば、γ＝３０°におけ
る光強度が最大となる。
図５に示すように拡散シート１４の下面１４ｂに入射さ
れる。このときの入射角は、出射角と同じくβである。
入射光は、下面１４ｂで屈折した後拡散シート１４内を
伝播し、上面１４ａから出射される。屈折は上面１４ａ
でも生じ、上面１４ａから出射角はγとなる。実際にレ
ーザ光を照射して測定を行なった結果、レーザ光の入射
角βを３５°としたときの出射光の光強度分布は図６に
示すように変化した。図６によれば、γ＝３０°におけ
る光強度が最大となる。
【００３３】また、レーザ光の入射角βを変化させて各
々の入射角βに対応する出射角γを測定したところ、図
７に示すようなグラフが得られた。このグラフによれ
ば、入射角βが３５°のとき、出射角γは３０°とな
る。また、入射角βが３０°＜β＜４５°の範囲内にあ
るとき、出射角γは２７．５°＜γ＜３５°の範囲内に
収まる。
々の入射角βに対応する出射角γを測定したところ、図
７に示すようなグラフが得られた。このグラフによれ
ば、入射角βが３５°のとき、出射角γは３０°とな
る。また、入射角βが３０°＜β＜４５°の範囲内にあ
るとき、出射角γは２７．５°＜γ＜３５°の範囲内に
収まる。
【００３４】拡散シート１４の上面１４ａから出射され
た光線は、プリズムシート１６の下面１６ｂに入射され
る。このときの入射角は、拡散シート１４からの出射角
と同じγである。入射光は、下面１６ｂにおける屈折を
経てプリズムシート１６内を伝播する。そして、伝播し
た光線は、プリズム１６ａの斜面における再度の屈折を
経て出射される。ここで、下面１６ｂにおける屈折角を
θ２とし、線状突起１６ａの斜面に対する屈折光の入射
角をθ１とし、プリズム１６ａの斜面における出射角を
θ０とし、プリズム１６ａの頂角をφとし、そしてプリ
ズムシート１６の屈折率をｎ２とすると、γ，θ０〜θ
２およびφの間には数５が成立し、θ０とγとの間には
数６が成立する。
た光線は、プリズムシート１６の下面１６ｂに入射され
る。このときの入射角は、拡散シート１４からの出射角
と同じγである。入射光は、下面１６ｂにおける屈折を
経てプリズムシート１６内を伝播する。そして、伝播し
た光線は、プリズム１６ａの斜面における再度の屈折を
経て出射される。ここで、下面１６ｂにおける屈折角を
θ２とし、線状突起１６ａの斜面に対する屈折光の入射
角をθ１とし、プリズム１６ａの斜面における出射角を
θ０とし、プリズム１６ａの頂角をφとし、そしてプリ
ズムシート１６の屈折率をｎ２とすると、γ，θ０〜θ
２およびφの間には数５が成立し、θ０とγとの間には
数６が成立する。
【００３５】
【数５】θ１＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ０／ｎ２） θ２＝９０°−φ／２−θ１ γ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎθ２×ｎ２）
【００３６】
【数６】θ０＝ｓｉｎ-1［ｎ２×ｓｉｎ｛９０°−φ／
２−ｓｉｎ-1（ｓｉｎγ／ｎ２）｝］ 一方、プリズム１６ａの斜面から出射される光線の出射
方向を下面１６ａの法線方向と一致させるためには、数
７が成立する必要がある。
２−ｓｉｎ-1（ｓｉｎγ／ｎ２）｝］ 一方、プリズム１６ａの斜面から出射される光線の出射
方向を下面１６ａの法線方向と一致させるためには、数
７が成立する必要がある。
【００３７】
【数７】θ０＝９０°−φ／２ ここで、屈折率ｎ２を“１．６”とし、頂角φを９０°
（下面１６ｂと斜面とがなす鋭角を４５°）とすると、
入射角γが３０°のとき、数６が成立する。換言すれ
ば、屈折率ｎ２が“１．６”で頂角φが９０°のプリズ
ムシート１６を拡散シート１４の上に配置すれば、γ＝
３０°で入射された光線は、プリズムシート１６内を伝
播した後、下面１６ｂに直交する方向に出射される。ま
た、入射角γが２７．５°＜γ＜３５°の範囲内にある
ときは、出射角θ０は４０°＜θ０＜４９°の範囲内に
収まる。
（下面１６ｂと斜面とがなす鋭角を４５°）とすると、
入射角γが３０°のとき、数６が成立する。換言すれ
ば、屈折率ｎ２が“１．６”で頂角φが９０°のプリズ
ムシート１６を拡散シート１４の上に配置すれば、γ＝
３０°で入射された光線は、プリズムシート１６内を伝
播した後、下面１６ｂに直交する方向に出射される。ま
た、入射角γが２７．５°＜γ＜３５°の範囲内にある
ときは、出射角θ０は４０°＜θ０＜４９°の範囲内に
収まる。
【００３８】以上の説明から分かるように、線状光源２
０側を向きかつ傾斜角σが２０°程度の複数の斜面１２
１ａ，１２１ｃ，１２１ｅおよび１２１ｇが導光板１２
の下面１２ｄに形成され、線状光源２０からの入射光
は、この斜面１２１ａ，１２１ｃ，１２１ｅおよび１２
１ｇによる反射を経て上面１２ｃから出射される。この
とき、最大輝度が得られる出射角βは３５°程度であ
る。上面１２ｃからの出射光は、同じ入射角βで拡散シ
ート１４の下面１４ｂに入射され、拡散シート１４内を
伝播した後、上面１４ａから出射される。ここで、出射
光の強度が最大となる出射角γは３０°程度である。上
面１４ａからの出射光は、同じ入射角γでプリズムシー
ト１６の下面１６ｂに入射される。プリズムシート１６
の屈折率ｎ１は“１．６”で、プリズム１６ａの斜面と
下面１６ｂとがなす鋭角は４５°であるため、プリズム
１６ａの斜面から出射される光線の出射方向は、下面１
６ｂの法線方向とほぼ一致する。
０側を向きかつ傾斜角σが２０°程度の複数の斜面１２
１ａ，１２１ｃ，１２１ｅおよび１２１ｇが導光板１２
の下面１２ｄに形成され、線状光源２０からの入射光
は、この斜面１２１ａ，１２１ｃ，１２１ｅおよび１２
１ｇによる反射を経て上面１２ｃから出射される。この
とき、最大輝度が得られる出射角βは３５°程度であ
る。上面１２ｃからの出射光は、同じ入射角βで拡散シ
ート１４の下面１４ｂに入射され、拡散シート１４内を
伝播した後、上面１４ａから出射される。ここで、出射
光の強度が最大となる出射角γは３０°程度である。上
面１４ａからの出射光は、同じ入射角γでプリズムシー
ト１６の下面１６ｂに入射される。プリズムシート１６
の屈折率ｎ１は“１．６”で、プリズム１６ａの斜面と
下面１６ｂとがなす鋭角は４５°であるため、プリズム
１６ａの斜面から出射される光線の出射方向は、下面１
６ｂの法線方向とほぼ一致する。
【００３９】また、角度σを１５°＜σ＜２５°の範囲
内に設定すると、最高輝度が得られる出射角βが３０°
＜β＜４５°の範囲に収まり、このとき、出射角γは２
７．５°＜γ＜３５°の範囲で分布する。すると、出射
角θ０は４０°＜θ０＜４９°の範囲で分布する。この
結果、従来技術と比較してプリズムシートを１つ省いた
としても、十分な光強度を得ることができる。
内に設定すると、最高輝度が得られる出射角βが３０°
＜β＜４５°の範囲に収まり、このとき、出射角γは２
７．５°＜γ＜３５°の範囲で分布する。すると、出射
角θ０は４０°＜θ０＜４９°の範囲で分布する。この
結果、従来技術と比較してプリズムシートを１つ省いた
としても、十分な光強度を得ることができる。
【００４０】他の実施例の面光源装置１０は、導光板１
２が図９に示すように形成される点を除き、図１実施例
と同じである。このため、導光板１２の構造以外の重複
した説明は省略する。図９に示す導光板１２でも複数の
階段部分１２１が下面１２ｄに形成されるが、図２に示
す導光板１２と異なり斜面１２１ｇは存在しない。つま
り、平坦面１２１ｈは、斜面１２１ｆと結合される。こ
のような導光板１２でも、一方側面１２ａからの入射光
は、斜面１２１ａ，１２１ｃまたは１２１ｅにおける全
反射あるいは一部反射を経て、上面１２ｃから出射され
る。この実施例でも、斜面１２１ａ，１２１ｃまたは１
２１ｅの角度σを２０°に設定することによって、プリ
ズムシート１６から出射される光線の出射方向をプリズ
ムシート１６の下面１６ｂの法線方向に合わせることが
できる。
２が図９に示すように形成される点を除き、図１実施例
と同じである。このため、導光板１２の構造以外の重複
した説明は省略する。図９に示す導光板１２でも複数の
階段部分１２１が下面１２ｄに形成されるが、図２に示
す導光板１２と異なり斜面１２１ｇは存在しない。つま
り、平坦面１２１ｈは、斜面１２１ｆと結合される。こ
のような導光板１２でも、一方側面１２ａからの入射光
は、斜面１２１ａ，１２１ｃまたは１２１ｅにおける全
反射あるいは一部反射を経て、上面１２ｃから出射され
る。この実施例でも、斜面１２１ａ，１２１ｃまたは１
２１ｅの角度σを２０°に設定することによって、プリ
ズムシート１６から出射される光線の出射方向をプリズ
ムシート１６の下面１６ｂの法線方向に合わせることが
できる。
【００４１】図１０を参照して、その他の実施例の面光
源装置１０は、プリズムシート１６の下面１６ｂが導光
板１２の上面に正対して配置され、光拡散シート１４の
下面１４ｂがプリズムシート１６の上面に正対して配置
される点を除き、図１実施例または図９実施例と同様で
あるため、重複した説明はできるだけ省略する。
源装置１０は、プリズムシート１６の下面１６ｂが導光
板１２の上面に正対して配置され、光拡散シート１４の
下面１４ｂがプリズムシート１６の上面に正対して配置
される点を除き、図１実施例または図９実施例と同様で
あるため、重複した説明はできるだけ省略する。
【００４２】光拡散シート１４の上面１４ａおよび下面
１４ｂ，プリズムシート１６の下面１６ｂならびに導光
板１２の上面１２ｃは、互いに平行とされる。この場
合、図１１に示すように、プリズムシート１６の下面１
６ｂに入射される光線の入射角は、導光板１２の上面１
２ｃから出射される光線の出射角と同じβとなる。した
がって、プリズムシート１６からの出射される光線の出
射方向を下面１６ｂの法線方向と一致させるためには、
導光板１２の上面１２ｃにおいて最大輝度が得られる出
射角を３０°にする必要があり、図４から分かるように
傾斜角度σを２５°にする必要がある。また、図８に示
す出射角θ０を４０°＜θ０＜４９°の範囲に納めるべ
く出射角βを２７．５°＜β＜３５°とするためには、
傾斜角度σを２０°＜σ＜２７．５°の範囲で設定する
必要がある。
１４ｂ，プリズムシート１６の下面１６ｂならびに導光
板１２の上面１２ｃは、互いに平行とされる。この場
合、図１１に示すように、プリズムシート１６の下面１
６ｂに入射される光線の入射角は、導光板１２の上面１
２ｃから出射される光線の出射角と同じβとなる。した
がって、プリズムシート１６からの出射される光線の出
射方向を下面１６ｂの法線方向と一致させるためには、
導光板１２の上面１２ｃにおいて最大輝度が得られる出
射角を３０°にする必要があり、図４から分かるように
傾斜角度σを２５°にする必要がある。また、図８に示
す出射角θ０を４０°＜θ０＜４９°の範囲に納めるべ
く出射角βを２７．５°＜β＜３５°とするためには、
傾斜角度σを２０°＜σ＜２７．５°の範囲で設定する
必要がある。
【００４３】なお、プリズムシート１６から出射される
光線の出射方向が下面１６ｃの法線方向と一致するとき
は、図７から分かるように、光拡散シート１４で屈折が
生じることはなく、光拡散シート１４から出射される光
線の出射方向もまた、法線方向と一致する。
光線の出射方向が下面１６ｃの法線方向と一致するとき
は、図７から分かるように、光拡散シート１４で屈折が
生じることはなく、光拡散シート１４から出射される光
線の出射方向もまた、法線方向と一致する。
【００４４】さらにその他の実施例の面光源装置１０
は、導光板１２の構造が異なる点を除き、上述の図１実
施例，図９実施例または図１０実施例と同様であるた
め、重複した説明はできるだけ省略する。
は、導光板１２の構造が異なる点を除き、上述の図１実
施例，図９実施例または図１０実施例と同様であるた
め、重複した説明はできるだけ省略する。
【００４５】図１２を参照して、導光板１２の上面１２
ｃには、線状光源２０と直交する方向に延びるかつ断面
が逆Ｖ字状の線状突起１２ｅが複数形成される。これに
よって、上面１２ｃに達した光線の一部は線状突起１２
ｅを形成する斜面における屈折を経て出射され、他の一
部は反射されて導光板１２内に戻る。出射光は屈折によ
って方向修正され、これによって、線状光源２０と平行
な方向における輝度分布範囲が狭められる。一方、反射
によって導光板１２内に戻された光線は、導光板１２内
で全反射あるいは反射シート１８によって反射され、全
反射あるいは反射された光線の一部が屈折を経て上面１
２ｃから出射される。上面１２ｃにおいて再度反射され
導光板１２内に戻された光線は、上述と同様の振る舞い
を繰り返す。このようにして出射方向が調整されること
で、最終的に出射される光線の輝度が向上する。
ｃには、線状光源２０と直交する方向に延びるかつ断面
が逆Ｖ字状の線状突起１２ｅが複数形成される。これに
よって、上面１２ｃに達した光線の一部は線状突起１２
ｅを形成する斜面における屈折を経て出射され、他の一
部は反射されて導光板１２内に戻る。出射光は屈折によ
って方向修正され、これによって、線状光源２０と平行
な方向における輝度分布範囲が狭められる。一方、反射
によって導光板１２内に戻された光線は、導光板１２内
で全反射あるいは反射シート１８によって反射され、全
反射あるいは反射された光線の一部が屈折を経て上面１
２ｃから出射される。上面１２ｃにおいて再度反射され
導光板１２内に戻された光線は、上述と同様の振る舞い
を繰り返す。このようにして出射方向が調整されること
で、最終的に出射される光線の輝度が向上する。
【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】導光板における光線の伝播を示す図解図であ
る。
る。
【図３】導光板に形成された斜面の角度σが２０°のと
きに導光板の上面から出射される光線の出射角βと出射
光の輝度との関係を示すグラフである。
きに導光板の上面から出射される光線の出射角βと出射
光の輝度との関係を示すグラフである。
【図４】導光板に形成された斜面の角度σと導光板の上
面から出射される最大輝度の光線の出射角βとの関係を
示すグラフである。
面から出射される最大輝度の光線の出射角βとの関係を
示すグラフである。
【図５】光拡散シートにおける光線の伝播を示す図解図
である。
である。
【図６】入射角を３５°としたきに光拡散シートの上面
から出射される光線の出射角γと出射光の光強度との関
係を示すグラフである。
から出射される光線の出射角γと出射光の光強度との関
係を示すグラフである。
【図７】光拡散シートにおける光線の入射角βと最大輝
度が得られる光線の出射角γとの関係を示すグラフであ
る。
度が得られる光線の出射角γとの関係を示すグラフであ
る。
【図８】プリズムシートにおける光線の伝播を示す図解
図である。
図である。
【図９】この発明の他の実施例に適用される導光板での
光線の伝播を示す図解図である。
光線の伝播を示す図解図である。
【図１０】この発明のその他の実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図１１】図１０実施例のプリズムシートにおける光線
の伝播を示す図解図である。
の伝播を示す図解図である。
【図１２】この発明の実施例に適用される導光板での光
線の伝播を示す図解図である。
線の伝播を示す図解図である。
【図１３】従来技術を示す断面図である。
１０…面光源装置 １２…導光板 １４…光拡散シート １６…プリズムシート １８…反射シート ２０…線状光源 ２２…リフレクタ
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (4)
- 【請求項１】側面からの入射光を反射させて上面から出
射させるための斜面が下面に形成された導光板、 下面が前記導光板の前記上面と正対するように配置され
たかつ前記導光板からの出射光を拡散させる拡散シー
ト、および下面が前記拡散シートの上面と正対するよう
に配置されたかつ前記導光板の側面と平行な方向におけ
る断面が２等辺三角形状となる線状の第１プリズムが上
面に形成されたプリズムシートを備える面光源装置にお
いて、 前記第１プリズムの頂角は９０°程度であり、 前記斜面の傾斜角は２０°程度であることを特徴とす
る、面光源装置。 - 【請求項２】側面からの入射光を反射させて上面から出
射させるための斜面が下面に形成された導光板、および
下面が前記導光板の上面と正対するように配置されたか
つ前記導光板の側面と平行な方向における断面が２等辺
三角形状となる線状の第１プリズムが上面に形成された
プリズムシートを備える面光源装置において、 前記第１プリズムの頂角は９０°程度であり、 前記斜面の傾斜角は２５°程度であることを特徴とす
る、面光源装置。 - 【請求項３】前記導光板の下面には、前記導光板の上面
とほぼ平行な平坦面部とその平坦面部から前記導光板の
上面方向に形成された溝部とからなるパターンが階段状
に配置されている、請求項１または２記載の面光源装
置。 - 【請求項４】前記導光板の上面には前記側面と直交する
方向に延びる線状の第２プリズムが形成される、請求項
１ないし３のいずれかに記載の面光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000262641A JP2002075034A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 面光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000262641A JP2002075034A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 面光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075034A true JP2002075034A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18750294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000262641A Pending JP2002075034A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 面光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002075034A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100432921B1 (ko) * | 2000-09-18 | 2004-05-28 | 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 | 도광판 |
| WO2005121639A1 (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | 導光板、これを用いる面状照明装置及び液晶表示装置 |
| WO2005121638A1 (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 |
| KR100698772B1 (ko) | 2005-11-22 | 2007-03-23 | 주식회사대성엘텍 | 차량용 앰프 조명장치 |
| WO2010047355A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 株式会社クラレ | 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置 |
| JP2010218844A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 表示装置 |
| JP2013254592A (ja) * | 2012-06-05 | 2013-12-19 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 導光板ユニット |
| EP3745156A1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-12-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Projection device |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000262641A patent/JP2002075034A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100432921B1 (ko) * | 2000-09-18 | 2004-05-28 | 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 | 도광판 |
| WO2005121639A1 (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | 導光板、これを用いる面状照明装置及び液晶表示装置 |
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| WO2010047355A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 株式会社クラレ | 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置 |
| CN102265084A (zh) * | 2008-10-22 | 2011-11-30 | 可乐丽股份有限公司 | 面光源元件及具备该面光源元件的图像显示装置 |
| JP5486504B2 (ja) * | 2008-10-22 | 2014-05-07 | 株式会社クラレ | 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置 |
| JP2010218844A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 表示装置 |
| JP2013254592A (ja) * | 2012-06-05 | 2013-12-19 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 導光板ユニット |
| EP3745156A1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-12-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Projection device |
| US11274949B2 (en) | 2019-05-28 | 2022-03-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Projection device |
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