JP2003197016A

JP2003197016A - 面発光装置

Info

Publication number: JP2003197016A
Application number: JP2001395121A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kitazawa; 修北沢; 正明 ▲高▼木; Masaaki Takagi; Koichi Iguchi; 浩一井口
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP4203240B2

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度ムラを抑制しつつ比較的高輝度な発光を
実現する面発光装置を提供すること。【解決手段】面発光装置Ａは、導光板２の拡散面２ｂ
が、点状の凹部２１が複数施された第１領域と、線状の
溝部２２が複数施され、第１領域よりも光源１から離隔
した第２領域と、を有する。すなわち、光量の大きい光
源１の近傍では点パターンを、光量の小さい光源１から
離れた箇所には線パターンを施すことにより、輝度ムラ
の小さい点パターンの利点と、輝度の高い線パターンの
利点と、をうまく活用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等に
用いられる面発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示板等を照明する装置として、面
発光装置が提案されている。面発光装置は、フロントラ
イト或いはバックライトとも称され、一般には、透明基
板からなる導光板の側面に光源を設けることにより導光
板に光を導入し、導光板表面に設けた凹凸によってその
光を拡散することにより、面発光を実現するものであ
る。

【０００３】ここで、良好な発光を得るために、導光板
表面に種々の凹凸を設けることが提案されている。例え
ば、特開平３−６５２５号公報には、光源から遠ざかる
に従って、密度が高くなるように微小な凹凸を設けた導
光板が開示されている。そして、このような微小凹凸を
設けることにより、均一な輝度分布が得られることが知
られている。

【０００４】また、特開平６−３１３８８５号公報に
は、光源が配置される導光板の側面に略平行な線状溝を
導光板表面に設け、光源から遠ざかるに従って、溝の間
隔を狭めたり、或いは、溝の深さを深くする技術が開示
されている。そして、このような溝を設けることによ
り、輝度アップが図られることも知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平３−６
５２５号公報のように微小な凹凸を設けた場合、その高
密度化に限界があり、光源から離れた位置では十分な輝
度が得られないという問題がある。一方、特開平６−３
１３８８５号公報のように溝を設けた場合、高密度化が
比較的容易であるが、光源が点光源のような場合、光源
から各溝に達する光量の違いにより、輝度ムラが生じや
すいという問題があった。

【０００６】従って、本発明の目的は、輝度ムラを抑制
しつつ比較的高輝度な発光を実現する面発光装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光源
と、該光源からの光を導く導光板と、を備えた面発光装
置において、前記光源からの光を拡散する、前記導光板
の拡散面が、点状の凹部又は凸部の少なくともいずれか
が複数施された第１領域と、線状の溝部が複数施され、
前記第１領域よりも前記光源から離隔した第２領域と、
を有することを特徴とする面発光装置が提供される。

【０００８】また、本発明によれば、光源と、照明対象
物に対向する表面、裏面、及び、前記光源からの光が導
入される側面、を有する導光板と、を備えた面発光装置
であって、前記導光板の裏面が点状の凹部又は凸部の少
なくともいずれかが複数施された第１領域と、線状の溝
部が複数施され、前記第１領域よりも前記光源から離隔
した第２領域と、を有することを特徴とする面発光装置
が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施形態に係る面発光装置Ａの概略図である。また、図
２は、図１の線ＸＸに沿う断面図である。本実施形態で
は、液晶表示板Ｂを照明対象物とし、液晶表示板Ｂのバ
ックライトとして使用する例を挙げるが、本発明はこれ
に限られず、種々の照明対象物に使用可能である。

【００１０】面発光装置Ａは、光源１ａ及び１ｂ（以
下、総称するときは光源１という。）と、導光板２と、
反射シート３と、を備える。

【００１１】光源１は、例えば、ＬＥＤのような点状光
源である。これに代えて、冷陰極管のような線状光源も
勿論採用できるが、本実施形態では、このような点状光
源を採用した場合であっても、後述するように輝度ムラ
を抑制しつつ高輝度な発光を実現することができる。本
実施形態の場合、光源１ａ及び１ｂの２つの光源を配置
しているが、その数はこれに限られず、適宜選択可能で
ある。

【００１２】導光板２は、例えば、光学ガラス、合成樹
脂等からなる基板であって、好ましくは、透明な基板か
らなる。本実施形態の場合、導光板２は、光の射出面を
構成する表面２ａと、表面２ａの反対面であり、光の拡
散面を構成する裏面２ｂと、光源１からの光が導入され
る側面２ｃと、を有する方形基板を採用している。導光
板２は、このように角型基板が最適であるが、基板の形
状はこれに限られず、種々の基板を採用できる。

【００１３】また、本実施形態では、光源１を導光板２
の側面２ｃ近傍に配置した構成を採用している。光源１
の配置箇所は、導光板２の側面２ｃ近傍が好適である
が、これに限られず、導光板２へ光を入射することがで
きれば配置箇所は問われない。

【００１４】導光板２の裏面２ｂには、光源１からの光
を拡散するためのパターンが設けられている。光源１か
ら導光板２へ入射した光は、導光板２の表面２ａ又は裏
面２ｂで反射して伝播し、このパターンに到達して拡散
する。このパターンにより拡散した光は、導光板２の表
面２ａから出光して液晶表示板Ｂを照明することとな
る。図１及び図２において、矢印は光の経路の一例を示
している。導光板２の裏面２ｂに施されたパターンの詳
細については後述する。

【００１５】反射シート３は、導光板２内で反射せずに
裏面２ｂから通過した光源１からの光を反射するもので
あり、例えば、その表面が鏡面加工されたものからな
る。

【００１６】係る構成からなる面発光装置Ａは、光源１
からの光が導光板２から液晶表示板Ｂへ導かれて、液晶
表示板Ｂをその背面から照明することとなる。ここで、
本実施形態では、輝度ムラを抑制しつつ比較的高輝度な
発光を実現するため、導光板２の裏面２ｂに施されたパ
ターンとして以下の構成を採用している。

【００１７】図２及び導光板２の裏面２ｂの平面図であ
る図３を参照して、導光板２の裏面２ｂは、点状の凹部
２１が複数施された第１領域と、線状の溝部２２が複数
施された第２領域と、を有する。第２領域は第１領域よ
りも光源１から離隔して配置されており、すなわち、溝
部２２は凹部２１よりも光源１から離れた位置に施され
ている。

【００１８】凹部２１は、裏面２ｂの表面から半球状に
へこんだ点状の窪みを形成している。また、溝部２２
は、裏面２ｂの表面から断面三角形状にへこんだ線状の
溝を形成している。溝部２２は、導光板２の側面２ｃに
略平行な方向で導光板２を横断するように設けられてい
る。すなわち、溝部２２は、光源１の入射光束に略直交
する方向に延在している。

【００１９】また、凹部２１及び溝部２２は、それぞ
れ、単位面積あたりの粗密が光源１から離れるに従って
密になるように施されており、凹部２１は、第２領域側
で高密度に施され、溝部２２は、図の左端側でその間隔
が密になっている。

【００２０】ここで、点状の凹部２１及び溝部２２によ
る拡散光は、それぞれ特性が異なる。図６（ａ）は、凹
部２１に光が照射された場合の光の拡散を示す図であ
り、（ｂ）は、溝部２２に光が照射された場合の光の拡
散を示す図である。

【００２１】同図に示すように、凹部２１のようにパタ
ーンが点状の場合、拡散光は放射状となる。これは、輝
度ムラが少なくなるが、輝度が低くなる傾向にあること
を示している。一方、溝部２２のようにパターンが線状
の場合、拡散光は略一方向に向くこととなる。これは、
輝度ムラが生じやすい傾向にあるが輝度は高くなる傾向
にあることを示している。

【００２２】本実施形態の場合、光源１に近く、光量が
大きい第１領域には、点状の凹部２１を設けている。こ
の結果、点状パターンの問題点である輝度の低下を免れ
ると共に、輝度ムラを好適に抑制することができる。ま
た、光源１から離れた光量の小さい第２領域には、線状
の溝部２２を設けている。この結果、光源１から遠くな
ると輝度が低下するという問題点が解消される。また、
光源１から離れた箇所では、光量差がある程度解消され
るため、輝度ムラも最小限に抑えられる。

【００２３】更に、本実施形態では、凹部２１及び溝部
２２が、それぞれ、単位面積あたりの粗密が光源１から
離れるに従って密になるように施されているため、光源
１から離れた箇所において輝度の低下を防止すると共
に、第１領域と第２領域との境界での輝度の均一化を図
ることができる。

【００２４】＜導光板２のパターンの他の形態＞上記実
施形態では、点状のパターンとして、半球状にくぼんだ
凹部２１を例に挙げて説明した。しかし、その形状はこ
れに限られず、点状であれば、鐘形状等、種々の形状が
採用できる。また、導光板２の裏面２ｂからくぼんだ凹
部として形成せずに、裏面２ｂから突出した凸部として
形成したり、或いは、凹凸が混在していてもよい。この
ような点状のパターンを形成する方法としては、例え
ば、ブラスト加工やシボ加工等を挙げることができる。

【００２５】また、第１領域における凹部２１の単位面
積あたりの密度は、輝度を一定にするために、例えば、
その位置における光源１からの光の光量とその密度との
積が一定になるように定めることができる。

【００２６】次に、上記実施形態では、線状のパターン
として、断面が三角形の溝部２２を例に挙げて説明し
た。しかし、その形状はこれに限られず、線状であれ
ば、種々の形状が採用できる。例えば、図６（ｃ）のよ
うに断面が半円状の溝として形成してもよい。この形状
の場合、拡散光は、若干放射した光となり、溝部２２の
ように断面が三角形の場合と比べて輝度ムラが小さいと
いう利点がある。

【００２７】また、溝部２２は、導光板２の裏面２ｂか
ら溝端部が一部突出するように形成するようにしてもよ
い。

【００２８】更に、第２領域における溝部２２の単位面
積あたりの密度は、輝度を一定にするために、例えば、
その位置における光源１からの光の光量とその密度との
積が一定になるように定めることができる。また、上記
実施形態では、光源１から離れるに従って、溝部２２の
間隔を密にしたが、これに代えて、溝部２２の深さを深
くしても同様の効果が得られる。

【００２９】次に、上記実施形態では、第１領域と第２
領域とを直線的に区分けしたが、例えば、図４に示すよ
うに一部曲線的に区分けするようにしてもよい。

【００３０】次に、第１領域と第２領域との間で、輝度
の不連続性を防止するために、図５に示すように、第１
領域と第２領域との間に、凹部２１と溝部２２とが混在
した第３領域を設けるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
輝度ムラを抑制しつつ比較的高輝度な発光を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る面発光装置Ａの概略
図である。

【図２】図１の線ＸＸに沿う断面図である。

【図３】導光板２の裏面２ｂの平面図である。

【図４】他のパターン例を示す、導光板２の裏面２ｂの
平面図である。

【図５】他のパターン例を示す、導光板２の裏面２ｂの
平面図である。

【図６】（ａ）は、凹部２１に光が照射された場合の光
の拡散を示す図であり、（ｂ）は、溝部２２に光が照射
された場合の光の拡散を示す図である。（ｃ）は、溝部
２２の断面が半円状である場合の光の拡散を示す図であ
る。

【符号の説明】

Ａ面発光装置Ｂ液晶表示板１ａ、１ｂ光源２導光板３反射シート２１凹部２２溝

フロントページの続き (72)発明者井口浩一東京都板橋区志村２丁目18番10号日本電産コパル株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA23Z FA42X FA42Z FA45X FA45Z GA01 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源からの光を導く導光板
と、を備えた面発光装置において、前記光源からの光を拡散する、前記導光板の拡散面が、点状の凹部又は凸部の少なくともいずれかが複数施され
た第１領域と、線状の溝部が複数施され、前記第１領域よりも前記光源
から離隔した第２領域と、を有することを特徴とする面
発光装置。
【請求項２】光源と、照明対象物に対向する表面、裏面、及び、前記光源から
の光が導入される側面、を有する導光板と、を備えた面
発光装置であって、前記導光板の裏面が点状の凹部又は凸部の少なくともい
ずれかが複数施された第１領域と、線状の溝部が複数施され、前記第１領域よりも前記光源
から離隔した第２領域と、を有することを特徴とする面発光装置。
【請求項３】更に、前記第１領域と前記第２領域との間に介在し、点状の凹
部又は凸部の少なくともいずれかと、線状の溝部と、が
混在して施された第３領域を有することを特徴とする請
求項１又は２に記載の面発光装置。
【請求項４】更に、前記第１領域における前記凹部又は凸部は、前記光源か
ら離れる程密に施され、前記第２領域における前記溝部は、前記光源の入射光束
に略直交する方向に延在しており、かつ、各々の前記溝
部間の間隔が、前記光源から離れる程密に施されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光装置。