JP2002109932A - 面光源装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面光源装置の照明性能を低下させることな
く、面光源装置の薄型化・軽量化を図る。 【解決手段】 面光源装置１は、導光板２の入射面３に
対向するように蛍光ランプ４が配置され、導光板２の出
射面５に対向するようにプリズムシート６が配置され、
導光板２の下面７に対向するように反射シート８が配置
されている。導光板２の下面７には、光制御突起１２が
形成されている。反射シート８の導光板２に対向する面
には、光制御突起１２から出射した光を導光板２の出射
面５の略法線方向に反射する反射面１６が突状部１５に
形成されている。プリズムシート６には、反射シート８
の突状部１５に直交するようにプリズム突起１７が形成
されている。これにより、導光板２の出射面５の略法線
方向への光量を減少させることなく、部品点数を削減で
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、液晶表示パネル
等の画像表示パネルを面状に照明するために使用される
面光源装置及びこの面光源装置を使用した液晶表示装置
等の画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、携帯型パソコン、電子手帳、
カーナビゲーション装置等の画像表示装置は、面光源装
置によって液晶表示パネルが面状に照明されるようにな
っており、液晶表示パネルの表示画像が明るくて且つ見
やすくなるようにするため、面光源装置に様々な工夫が
施されてきた。

【０００３】例えば、図１０〜図１１に示す面光源装置
５１は、導光板５２の側面（入射面）５３側に光源とし
ての蛍光ランプ５４を配置し、この蛍光ランプ５４の光
を導光板５２の入射面５３から内部に取り入れ、その採
り入れた光を導光板５２の出射面（上面）５５から出射
させるようになっている。そして、導光板５２の出射面
５５と反対側の面（下面）５６に対向するように反射シ
ート５７が配置されており、この反射シート５７が導光
板５２の下面５６から出射する光を反射して導光板５２
の内部に戻すようになっている。又、導光板５２の出射
面５５に対向するように拡散シート５８が配置され、こ
の拡散シート５８上に第１のプリズムシート６０と第２
のプリズムシート６１が重ねて配置されており、導光板
５２から出射した光を拡散シート５８で拡散した後、第
１のプリズムシート６０及び第２のプリズムシート６１
で光を導光板５２の略法線方向に向かわせるようになっ
ている。その結果、液晶表示パネル（画像表示パネル）
６２に対して略垂直な方向の光が増大し、液晶表示パネ
ル６２の表示画像が明るくて見やすいものになってい
る。

【０００４】尚、第１のプリズムシート６０は、断面略
三角形状の突部６３が入射面５３に対して平行な方向
（Ｃ方向）へ延びるように形成され、その突部６３が入
射面５３と垂直な方向（Ｂ方向）へ連続して多数形成さ
れるようになっている。又、第２のプリズムシート６１
は、断面略三角形状の突部６４が入射面５３に対して垂
直な方向（Ｂ方向）へ延びるように形成され、その突部
６４が入射面５３と平行な方向（Ｃ方向）へ連続して多
数形成されている（図１２参照）。即ち、第１のプリズ
ムシート６０の突部６３と第２のプリズムシート６１の
突部６４が９０度ずれるようになっている。（例えば、
特開平９−１９７４００号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、画像表示装置の
薄型化・軽量化を図るため、その構成部品としての面光
源装置５１を薄型化・軽量化することが求められてい
る。しかし、上記従来例は、拡散シート５８及び２枚の
プリズムシート６０，６１を使用することにより、導光
板５２からの出射光を導光板５２の略法線方向に集める
ようになっているため、部品点数が多く、面光源装置５
１の薄型化・軽量化の要望に応えることができなかっ
た。

【０００６】そこで、本発明は、面光源装置の構造を改
良することにより、薄型化・軽量化を図り、且つ明るい
照明が可能になる面光源装置を提供すると共に、このよ
うな改良された面光源装置を有する画像表示装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光源
の光が側面から入射する導光板の出射面に対して反対側
の面には反射部材が対向するように配置されてなる面光
源装置に関するものである。そして、前記導光板の前記
反対側の面には、前記側面に対して略平行な方向に延び
る断面略鋸歯状の光制御突起が前記側面から遠ざかる方
向に複数形成されている。又、前記反射部材の前記導光
板に対向する面には、前記光制御突起から出射する光を
前記導光板の出射面の略法線方向へ反射する反射面が形
成されている。

【０００８】請求項２の発明は、上記請求項１の発明に
おいて、前記反射面が、前記導光板の側面に対して略平
行な方向に延びる断面略三角形状の突状部の前記光制御
突起に対向する面である。そして、前記反射面が前記導
光板の側面から遠ざかる方向に複数形成され、前記光制
御突起のピッチと前記突状部のピッチが異なるように形
成されたことを特徴としている。

【０００９】請求項３の発明は、上記請求項１の発明に
おいて、前記反射面が、略角錐形状の凹状部の前記光制
御突起に対向する面である。そして、前記反射面が前記
導光板の側面から遠ざかる方向に複数形成されると共に
前記導光板の側面に対して略平行な方向に複数形成さ
れ、前記光制御突起のピッチと前記凹状部のピッチが異
なるように形成されたことを特徴としている。

【００１０】請求項４の発明に係る画像表示装置は、上
記請求項１〜３のいずれかに記載の面光源装置と、この
面光源装置から出射される光で面状に照らされる画像表
示パネルと、を備えたことを特徴としている

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳述する。

【００１１】［第１の実施の形態］図１〜図２は、本発
明の第１の実施の形態に係る面光源装置１を示すもので
ある。このうち、図１は、面光源装置１の分解斜視図で
あり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面
光源装置１の断面図である。

【００１２】これらの図において、面光源装置１は、導
光板２の側面（入射面）３側に光源としての蛍光ランプ
４が配置され、導光板２の出射面（上面）５に対向する
ようにプリズムシート（光制御部材）６が配置され、導
光板２の出射面５と反対側の面（下面）７に対向するよ
うに反射シート（反射部材）８が配置されている。尚、
図２に示すように、プリズムシート６の上方に画像表示
パネルとしての液晶表示パネル１０が配置され、面光源
装置１と液晶表示パネル１０とで液晶表示装置（画像表
示装置）１１が構成されている。

【００１３】このうち、導光板２は、入射面３に直交す
る方向の断面形状が蛍光ランプ４から遠ざかるに従って
薄くなるような略楔形形状に形成されており、出射面５
が液晶表示パネル１０の形状に対応するような矩形形状
に形成されている。そして、この導光板２の下面７に
は、入射面３に直交する方向の断面形状が略鋸歯形状の
光制御突起１２が形成されている。この光制御突起１２
は、導光板２の入射面３と平行な方向に延びるように形
成されており、入射面３から遠ざかる方向に連続して複
数形成されている。ここで、光制御突起１２は、図３に
示すように、蛍光ランプ４側に向く第１傾斜面１３の角
度θ１が（９０度〜８０度）であり、蛍光ランプ４側と
反対の側に向く第２傾斜面１４の角度θ２が（５０度〜
４０度）に形成されることが好ましい。尚、導光板２
は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリカー
ボネイト（ＰＣ）やシクロオレフィン系熱可塑性樹脂材
料等の光透過性に優れた材料で形成されている。

【００１４】反射シート８は、光反射性に優れた銀等の
金属層を表面に形成したＰＥＴシート等の正反射性のシ
ート材で形成されており、導光板２に対向する面に突状
部１５が形成されている。この反射シート８の突状部１
５は、導光板２の入射面３に直交する方向の断面形状が
略三角形状であり、導光板２の入射面３に平行な方向に
延びるように形成され、導光板２の入射面３から遠ざか
る方向に連続して多数形成されている。そして、この反
射シート８の突状部１５は、導光板２の第２傾斜面１４
に対向する面１６の傾斜角θ３が約（４０度〜６５度）
であって、導光板２の第２傾斜面１４から出射する光を
導光板２の出射面５のほぼ法線方向へ反射できる角度に
形成されている。

【００１５】プリズムシート６は、ＰＥＴやＰＣ等の光
透過性に優れた材料で形成されたものである。そして、
このプリズムシート６の導光板２の出射面５に対向する
面とは反対側の面に、断面略三角形状のプリズム突起１
７が反射シート８の突状部１５に対して略９０度ずれる
ように形成されている。即ち、プリズムシート６のプリ
ズム突起１７は、導光板２の入射面３に直交する方向に
延びるように形成されており、導光板２の入射面３に平
行する方向に連続して形成されている。このように構成
されたプリズムシート６のプリズム突起１７は、導光板
２の出射面５から出射する入射面３と平行な方向に分散
する光を出射面５の法線方向へ集めるように機能する。

【００１６】以上のように構成された本実施の形態の面
光源装置１において、導光板２に入射した蛍光ランプ４
の光が導光板２の出射面５から出射するパターンとして
例えば次のようなものが考えられる。先ず、第１のパタ
ーンは、光Ｌ１が第１傾斜面１３と出射面５で反射され
ながら導光板２内部を伝播し、出射面５に対して臨界角
以下になった光が出射面５から出射するパターンであ
る。第２のパターンは、光Ｌ２が第２傾斜面１４で反射
され、その第２傾斜面１４で反射された光Ｌ２が出射面
５に対して臨界角以下になって出射するパターンであ
る。第３のパターンは、光Ｌ３が第２傾斜面１４から出
射した後に反射シート８の突状部１５の第２傾斜面１４
に対向する面（反射面）１６で反射され、その反射光が
再度導光板２の内部に入射した後、その再入射光が出射
面５から出射面５の略法線方向へ出射するパターンであ
る。第４のパターンは、第２傾斜面１４から出射した光
Ｌ４が第１傾斜面１３で反射された後に反射シート８の
反射面１６で反射され、その反射光が再度導光板２の内
部に入射し、その再入射光が出射面５から出射するパタ
ーンである。

【００１７】図４は、上記のようなパターンで導光板２
の出射面５から出射される光の輝度分布を示すものであ
る。尚、この図４において、測定角度は、図６に示すよ
うに、導光板２の出射面５の法線方向を０度とし、この
法線方向から導光板２の入射面３に直交する方向（Ｂ方
向）で且つ導光板２の入射面３から遠ざかる方向を＋と
し、前記法線方向から導光板２の入射面３に直交する方
向（Ｂ方向）で且つ導光板２の入射面３に近づく方向を
−としてある。

【００１８】この図４に示したように、本実施の形態の
面光源装置１は、導光板２の出射面５から出射する光の
輝度ピークが法線方向に位置している。一方、前記した
図１１に示す従来の面光源装置５１の導光板５２から出
射する光の輝度分布は、図５に示すように、約７０度の
方向にある。尚、図５の測定角度は、図４の測定角度と
対応する。

【００１９】そして、上記のようなパターンで導光板２
の出射面５から出射した光は、プリズムシート６を通過
した後、液晶表示パネル１０に照射される。ここで、導
光板２の出射面５から出射した光は、導光板２の入射面
３と垂直な断面上においては法線方向に集められている
が、導光板２の入射面３と平行な方向（図６のＣ方向）
においては分散している。しかし、その出射光がプリズ
ムシート６を通過することにより、導光板２の入射面３
と平行な方向に分散されていた光が法線方向へ集めら
れ、法線方向の出射光の輝度が高まる。その結果、高輝
度の出射光が液晶表示パネル１０の背面にほぼ直交する
ように面状に照射されることになり、液晶表示パネル１
０の表示面が明るく、液晶表示パネル１０の表示画像が
見やすくなる。

【００２０】以上のように、本実施の形態の面光源装置
１は、導光板２の下面７に光制御突起１２を形成し、反
射シート８の導光板２に対向する面に断面略三角形状の
突状部１５を形成することにより、従来例と同様に導光
板２の出射面５の略法線方向へ出射光を向かせることが
できるので、従来例の拡散シート及び一枚のプリズムシ
ートが不要になり、その不要になったシート分だけ薄型
化・軽量化することができる。

【００２１】又、上記実施の形態において、導光板２の
光制御突起１２のピッチ寸法と反射シート８の突状部１
５のピッチ寸法が異なるように形成することにより、光
制御突起１２の頂部や突状部１５の頂部が明るく光るこ
とに起因するモアレの発生を効果的に防止でき、面光源
装置１の照明品質をより一層向上させることができる。
尚、モアレ現象の発生を防止するためには、光制御突起
１２と突状部１５のピッチ比を２以上にすることが好ま
しい。

【００２２】又、上記のような面光源装置１を備えた液
晶表示装置１１は、表示画面の明るさや見やすさを損な
うことなく、薄型化・軽量化を図ることができる。

【００２３】［第２の実施の形態］図７〜図８は、本発
明の第２の実施の形態に係る面光源装置１の反射シート
８の一部を示す図である。このうち、図７は、反射シー
ト８の一部を拡大して示す斜視図である。又、図８は、
図７のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図である。

【００２４】これらの図に示すように、本実施の形態
は、反射シート８の導光板２に対向する面に、四角錐形
状の凹状部１８がＢ方向及びＣ方向に多数連続して形成
されている。この凹状部１８は、その断面形状が図８に
示すように、断面略三角形状であり、導光板２の第２傾
斜面１４に斜めに対向する二つの面２０，２１が反射面
として機能し、第２傾斜面１４から出射した光を導光板
２の出射面５の略法線方向に向けて反射するようになっ
ている（図３参照）。

【００２５】このような構成の反射シート８を使用した
本実施の形態に係る面光源装置１は、前記第１の実施の
形態と同様の効果を得ることができる。

【００２６】尚、上記第２の実施の形態は、四角錐形状
の凹状部１８を反射シート８に形成する構成を例示した
が、これに限られず、凹状部１８の開口縁の形状が三角
形（図９（ａ）参照），菱形（図９（ｂ）参照），六角
形（図９（ｃ）参照）等の角錐形状の凹状部１８を形成
し、その凹状部１８の傾斜面２２〜２８を導光板２の第
２傾斜面１４（図３参照）からの出射光の反射面とし、
その反射面で第２傾斜面１４からの出射光を導光板２の
出射面５の略法線方向に反射するようにしてもよい。

【００２７】又、上記の実施の形態において、面光源装
置１は、液晶表示パネル１０に限られず、光透過性パネ
ルに画像が描かれた広告用パネルの面照明やその他の面
照明に広く使用することができる。

【００２８】又、上記の実施の形態において、プリズム
シート６の導光板２に対向する面とは反対側の面（上
面）にプリズム突起１７を形成する態様を例示したが、
これに限られず、プリズムシート６の下面にプリズム突
起１７を形成するようにしてもよい。又、要求される面
光源装置としての性能に十分応えるものであるならば、
プリズムシート６は省略することもできる。

【００２９】又、上記の実施の形態において、光制御突
起１２のピッチを突状部１５のピッチよりも長く形成す
る態様を例示したが（図２及び図３参照）、これに限ら
れず、光制御突起１２のピッチを突状部１５のピッチよ
りも短く形成するようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る面光源装置
は、導光板の出射面に対して反対側の面に光制御突起を
形成し、反射シートに光制御突起から出射する光を導光
板の出射面の略法線方向へ反射する反射面を形成するこ
とにより、導光板の略法線方向へ出射光を集めることが
でき、これによって明るい面照明が可能になる。

【００３１】又、上記面光源装置を備えた画像表示装置
は、画像表示品質を損なうことなく、薄型化・軽量化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の
分解斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す面光源装
置の断面図である。

【図３】図２の導光板と反射シートの一部を拡大して示
す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る面光源装置の
導光板からの出射光の輝度分布を示す図である。

【図５】従来の面光源装置の導光板からの出射光の輝度
分布を示す図である。

【図６】図４の輝度分布の測定方向を示す導光板及び蛍
光ランプの斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る反射シートの
一部を拡大して示す斜視図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図で
ある。

【図９】凹状部の他の応用例を示す図である。図９
（ａ）は第１の応用例を示す図であり、図９（ｂ）は第
２の応用例を示す図であり、図９（ｃ）は第３の応用例
を示す図である。

【図１０】従来の面光源装置の分解斜視図である。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す断面
図である。

【図１２】従来の第２のプリズムシートの突部形状を示
す図である。

【符号の説明】

１……面光源装置、２……導光板、３……入射面（側
面）、４……蛍光ランプ（光源）、５……出射面、６…
…プリズムシート（光制御部材）、７……下面（反対側
の面）、８……反射シート（反射部材）、１０……液晶
表示パネル（画像表示パネル）、１１……液晶表示装置
（画像表示装置）、１２……光制御突起、１５……突状
部、１６……面（反射面）、１７……プリズム突起、１
８……凹状部、２０〜２１……面（反射面）、２２〜２
８……傾斜面（反射面）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源の光が側面から入射する導光板の出
   射面に対して反対側の面には反射部材が対向するように
   配置されてなる面光源装置において、 前記導光板の前記反対側の面には、前記側面に対して略
   平行な方向に延びる断面略鋸歯状の光制御突起が前記側
   面から遠ざかる方向に複数形成され、 前記反射部材の前記導光板に対向する面には、前記光制
   御突起から出射する光を前記導光板の出射面の略法線方
   向へ反射する反射面が形成されたことを特徴とする面光
   源装置。
2. 【請求項２】 前記反射面が、前記導光板の側面に対し
   て略平行な方向に延びる断面略三角形状の突状部の前記
   光制御突起に対向する面であり、 前記反射面が前記導光板の側面から遠ざかる方向に複数
   形成され、 前記光制御突起のピッチと前記突状部のピッチが異なる
   ように形成されたことを特徴とする請求項１記載の面光
   源装置。
3. 【請求項３】 前記反射面が、略角錐形状の凹状部の前
   記光制御突起に対向する面であり、 前記反射面が前記導光板の側面から遠ざかる方向に複数
   形成されると共に前記導光板の側面に対して略平行な方
   向に複数形成され、 前記光制御突起のピッチと前記凹状部のピッチが異なる
   ように形成されたことを特徴とする請求項１記載の面光
   源装置。
4. 【請求項４】 前記請求項１〜３のいずれかに記載の面
   光源装置と、この面光源装置から出射される光で面状に
   照らされる画像表示パネルと、を備えたことを特徴とす
   る画像表示装置。