JP2003229011A - 面発光装置 - Google Patents

面発光装置

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JP2003229011A JP2002026704A JP2002026704A JP2003229011A JP 2003229011 A JP2003229011 A JP 2003229011A JP 2002026704 A JP2002026704 A JP 2002026704A JP 2002026704 A JP2002026704 A JP 2002026704A JP 2003229011 A JP2003229011 A JP 2003229011A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射部の汚れを防止すると共に薄型化が図り
得る面発光装置を提供すること。 【解決手段】 面発光装置Aは、光源1aと、導光板2
と、を備え、光源1aからの光を液晶表示板100へ反
射する反射部として機能する部材3を導光板2の内部に
設けた。

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反射部によってそ
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。代表的な反射部としては、例えば、10μm程度の
微細なプリズム溝等を凹設することが提案されている。
【0003】一方、プリズム溝等は、微細な埃等が付着
して汚れる場合がある。このような汚れはプリズム溝等
における光源からの光の反射に影響を与え、好適な面発
光が妨げられるという問題がある。そこで、例えば、特
開2001−133775号公報には、防塵カバーによ
り導光板表面を覆うことが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載された防塵カバーでは、導光板表面と空隙を有し、装
置全体の厚さが厚くなり、薄型化の要請に十分対応でき
ていない。
【0005】従って、本発明の目的は、反射部の汚れを
防止すると共に薄型化が図り得る面発光装置を提供する
ことにある。
【0006】
【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照明対象物へ反射する
反射部を前記導光板の内部に設けたことを特徴とする面
発光装置が提供される。
【0007】
【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。
【0008】<第1実施形態>図1(a)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1(b)は、図1(a)の線XXに沿う断面図であ
る。本実施形態では、反射型の液晶表示板100を照明
対象物とし、液晶表示板100のフロントライトとして
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。
【0009】面発光装置Aは、光源部1と、導光板2
と、を備える。
【0010】光源部1は、光源1aと、反射体1bと、
からなる。光源1aは、線状光源であって、例えば、冷
陰極管であり、その長手方向が導光板2の側面に沿うよ
うに配置されている。反射体1bは、導光板2の周囲を
覆うようにして設けられており、光源1aからの光が導
光板2へ効率よく入射するように内面が鏡面で形成され
ている。
【0011】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、液晶表示板1
00を見る者に対する出光面となる上面2aと、上面2
aの反対面であり、液晶表示板100に対する出光面と
なる下面2bと、光源1からの光が導入される側面2c
と、側面2cに隣接する側面2d及び2eを有する直方
体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。
【0012】導光板2の内部には、光源1aからの光を
液晶表示板100へ向けて反射するための反射部が設け
られている。本実施形態において、反射部は、断面が三
角形で、側面2dと2eとの間を横断するように直線的
に延材した棒状の部材3を略平行に複数設けて構成され
ている。この部材3は、従来、導光板の表面に刻設され
ていたプリズム溝の輪郭と実質的に同じ輪郭を持つ部材
である。プリズム溝と異なる点は、プリズム溝が表面に
刻設されているのに対して部材3は導光板2の内部に埋
め込まれている点にある。
【0013】この結果、導光板2自体が部材3を保護す
ることとなり、反射部の汚れを防止することができると
共に別途防塵カバーが必要ないので薄型化を図ることが
できる。
【0014】なお、部材3は、導光板2の材料の屈折率
と異なる屈折率の材料、好ましくは、導光板2よりも小
さい屈折率を有する材料からなるが、部材3を埋め込ま
ないで単なる穴とし、部材3に代えて空気(屈折率1)
を光の反射媒体としてもよい。
【0015】穴とした場合であって、これが側面2d、
2eを貫通している場合、側面2d、2e側から埃が侵
入する場合も考えられるので、これを塞ぐための何らか
の措置、例えば、側面2d、2eに別のシートや板を貼
るという措置を講ずることが望ましく、併せて、穴の中
に乾燥空気、乾燥窒素を封入したり或いは真空とするこ
とにより結露の影響を避けることが望ましい。
【0016】また、図示した部材3の形状、間隔は、説
明の便宜のため簡略化して示したものであり、実際に
は、各部材3は、例えば、上面2aから100μm内部
に、上面2aの法線に対して90度と45度と0度とを
それぞれなす面から構成され、幅及び深さが10μm
で、ピッチ250μmで平行に並べて構成される。
【0017】尤も、反射部の構成はこれに限られず、種
々の形状、配置等の態様が考えられ、例えば、棒状の部
材3に代えて、点状の部材を導光板2内に設けて、光源
1aからの光を拡散させ、液晶表示板100へ出光する
ようにしてもよい。
【0018】次に、係る構成からなる面発光装置Aの作
用について説明すると、光源1aから導光板2へ入射し
た光は、導光板2の上面2a又は下面2bで反射して伝
播し、反射部を構成する部材3に到達して全反射やフレ
ネル反射をおこす。その結果、下面2bから光が出光し
て液晶表示板100を照射する。液晶表示板100は、
反射型であるため、下面2bから出光した光は反射して
再び導光板2へ入射し、その後、上面2aから出光する
こととなる。図1(b)において、矢印は光の経路の一
例を示している。
【0019】次に、導光板2の製造方法について、一例
を挙げると、例えば、導光板2を構成する直方体基板の
側面から部材3が埋め込まれる穴をレーザー光等で穿孔
し、その後、部材3を挿入するか液状の部材3を穴に流
し込んで固化させるようにすることができる。また、部
材3が埋め込まれる穴が形成されるような型に導光板2
の液体の原材料を流し込んで導光板2を作成し、部材3
を穴に設けるようにしてもよい。
【0020】<第2実施形態>図2(a)は、本発明の
他の実施形態に係る面発光装置Bの概略図である。ま
た、図2(b)は、図2(a)の線YYに沿う断面図で
ある。本実施形態の面発光装置Bは、上述した面発光装
置Aと比較して導光板2の構成が異なる。
【0021】面発光装置Bの導光板2は、第1部材21
と第2部材22とを積層して構成されている。第1部材
21と第2部材22とは、全体として板状の直方体をな
し、第1部材21の上面21aに第2部材22の下面2
2bが面接触した状態で積層され、一体化されている。
【0022】導光板2の反射部として、第1部材21の
上面21aの表面には、溝が形成されており、ここに上
述した部材3が設けられている。部材3は、その上面が
第1部材21の上面21aと面一となるように形成され
ており、第2部材22の下面22bが隙間無く第1部材
21の上面21aに面接触して積層されている。
【0023】このように2つの部材を積層して導光板2
を構成することにより、反射部としての部材3が実質的
に導光板2の内部に埋め込まれた構成となって、第2部
材22が部材3の汚れを防止するカバーとしても機能
し、上記第1実施形態の場合と同様の作用を発揮する。
【0024】なお、本実施形態では、部材3を設けてい
るが、これを設けず、第1部材21の上面21aの表面
に単にプリズム溝を設け、第2部材22を積層し、空気
を光の反射媒体としてもよいことはいうまでもない。
【0025】第1部材21と第2部材22とは、屈折率
が同じ材料から構成されていることが望ましく、特に、
両者を同じ材料から構成すればその境界面における光の
反射を実質的に無視できる程度に抑えることができる。
なお、本実施形態では、第1部材21と第2部材22と
を、共に全体として板状のものの場合を例に挙げて説明
したが、そのような板状部分を有する他の形の部材を採
用してもよいことはいうまでもない。
【0026】次に、本実施形態の導光板2の製造方法に
ついて、一例を挙げると、例えば、第1部材21に従来
の手法によりプリズム溝を成型し、部材3を取り付ける
場合はこれを取り付けた後、第2部材22を積層する。
両者の積層は、例えば、接着剤による接着や、熱圧着、
或いは、超音波溶着等の方法により行うことができる。
接着剤による接着の場合、第1部材21や第2部材22
と屈折率が同じか近似する接着剤を用いることが望まし
く、これにより境界面での光の反射を抑制することがで
きる。好ましくは、第1部材21、第2部材22及び接
着剤を、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂
といった同じ材料から構成する。
【0027】本実施形態の導光板2は、製造が容易であ
るという利点がある。また、第1部材21は従来の導光
板と略同一の構成であるため、既存の導光板を利用して
第2部材22を積層することにより反射部を導光板内部
に設けた構成を実現できるという利点もある。
【0028】<第3実施形態>次に、導光板表面での外
来光の反射を防止するために反射防止膜を設けることが
望ましい。図3は、上述した第1実施形態の面発光装置
Aに反射防止膜を設けた例を示した断面図である。
【0029】図3の例では、導光板2の上面2aと下面
2bとにそれぞれ反射防止膜(ARコート)を被覆して
いる。これにより外乱光が上面2a及び下面2bで反射
してコントラストが低減することを防止することができ
る。
【0030】<第4実施形態>図4(a)は、本発明の
他の実施形態に係る面発光装置Cの概略図である。ま
た、図4(b)は、面発光装置Cの一部破断平面図であ
る。本実施形態の面発光装置Cは、上述した面発光装置
Bのように2つの部材を積層して導光板を形成する形式
であるが、光源として線状光源に代えてLED等の点状
光源を採用した場合の態様を示している。
【0031】面発光装置Cは、概説すると、液晶表示板
100に光を反射する反射部に対して、点状光源からの
光を反射する別の反射部を導光板に設けている。詳細に
は、点状光源からの光を、該別の反射部により、線状光
源を用いた場合の光のような平行光に変換し、液晶表示
板100に光を反射する反射部へ光を反射する。
【0032】本実施形態において、導光板2は、第1部
材21と第2部材220とを積層して構成されている。
第1部材21は上記第2実施形態の面発光装置Bの第1
部材21と同様のものであり、その上面に部材3による
反射部が形成されている。もちろん部材3を設けずに単
なるプリズム溝としてもよいことは上記第2実施形態の
場合と同様である。
【0033】第2部材220は、L字型をなし、その長
辺側の板状部分221の下面に第1部材21の上面が面
接触するように積層されており、導光板2が全体として
略直方体をなすように構成されている。第2部材220
の短辺側の対向する2つの側面には、点状の光源11が
配置されており、また、これらの側面に隣接する残り一
方の側面には、複数の溝222が形成されている。
【0034】この溝222は、図4(b)に示すように
光源11からの光を部材3方向へ反射するためのもので
あり、本実施形態の場合、断面が三角形のプリズム溝を
採用している。反射の原理は、液晶表示板100へ光を
反射するために導光板に設けられるプリズム溝と同じで
ある。
【0035】このような溝222によって光源11から
の光を部材3方向へ反射することにより、点状の光源1
1を用いながら上記第1及び第2実施形態で説明した線
状光源1aを用いた場合と同様の発光が行われることと
なる。本実施形態では、第2部材220をこのように形
成することで、部材3の保護機能と、点状光源による光
を線状光源を用いた場合と同様の発光の実現と、の双方
を第2部材220により実現している。
【0036】<第5実施形態>図5は、本発明の他の実
施形態に係る面発光装置Dの概略図である。本実施形態
の面発光装置Dは、上述した面発光装置Cのように光源
として点状光源を採用した場合の態様であって、面発光
装置Cにおける溝222に代えて、マイクロレンズを採
用した場合の態様である。
【0037】本実施形態において、導光板2は、第1部
材21と第2部材230とを積層して構成されている。
第1部材21は上記第2実施形態の面発光装置Bの第1
部材21と同様のものであり、その上面に部材3による
反射部が形成されている。もちろん部材3を設けずに単
なるプリズム溝としてもよいことは上記第2実施形態の
場合と同様である。
【0038】第2部材230は、上記第4実施形態にお
ける第2部材220と略同様の外形をなしている。すな
わち、第2部材230は、L字型をなし、その長辺側の
板状部分231の下面に第1部材21の上面が面接触す
るように積層されており、導光板2が全体として略直方
体をなすように構成されている。
【0039】第2部材230の図の左側面には、複数の
マイクロレンズ232が設けられており、そのマイクロ
レンズ232に点状の光源11が対向配置されている。
本実施形態においてマイクロレンズ232は、断面が半
円形状をなし上下方向に延在して半円の円柱状に設けら
れている。本実施形態におけるマイクロレンズ232は
このような構成のものであるが、その形状、配置の態様
は種々の態様が選択できる。
【0040】このようなマイクロレンズ232を設ける
ことにより光源11から導光板2内へ入射する光が分散
入射し、導光板2内の光の分布が均一化する。本実施形
態では、第2部材230をこのように形成することで、
部材3の保護機能と、点状光源による光を導光板2内で
均一で分布させること、の双方を第2部材230により
実現している。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の面発光装
置は、反射部の汚れを防止すると共に薄型化を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)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。(b)は、図1(a)の線XXに
沿う断面図である。
【図2】(a)は、本発明の他の実施形態に係る面発光
装置Bの概略図である。(b)は、図2(a)の線YY
に沿う断面図である。
【図3】第1実施形態の面発光装置Aに反射防止膜を設
けた例を示した断面図である。
【図4】(a)は、本発明の他の実施形態に係る面発光
装置Cの概略図である。また、(b)は、面発光装置C
の一部破断平面図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る面発光装置Dの概
略図である。
【符号の説明】
A乃至D 面発光装置 100 液晶表示板 1a、11 光源 2 導光板 3 部材(反射部) 21 第1部材 22、220、230 第2部材
───────────────────────────────────────────────────── 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 F21Y 103:00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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照明対象物へ反射する反射部を前記
    導光板の内部に設けたことを特徴とする面発光装置。
  2. 【請求項2】 前記導光板が、少なくとも板状部を有す
    る第1部材と少なくとも板状部を有する第2部材とから
    なり、かつ、前記板状部を相互に面接触した状態で積層
    してなり、 前記反射部は、前記第2部材の前記板状部と面接触する
    前記第1部材の前記板状部の表面に施された複数の線状
    の溝部であることを特徴とする請求項1に記載の面発光
    装置。
  3. 【請求項3】 前記第1部材と前記第2部材とは、同じ
    材料からなることを特徴とする請求項2に記載の面発光
    装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の板状部材及び前記第2の板状
    部材とは屈折率が異なる材料を、前記溝部に設けたこと
    を特徴とする請求項3に記載の面発光装置。
  5. 【請求項5】 前記第1部材及び前記第2部材が、全体
    として板状の部材であることを特徴とする請求項2に記
    載の面発光装置。
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