JP2004055232A

JP2004055232A - 面光源装置

Info

Publication number: JP2004055232A
Application number: JP2002208644A
Authority: JP
Inventors: Junichi Katsurayama; 葛山　淳一
Original assignee: Yuka Denshi Co Ltd
Current assignee: Yuka Denshi Co Ltd
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】フィルムリフレクター１４を導光板１１の光入射端面１１ｂ側の近傍端部にオーバーラップさせることなく、導光板１１に対して固定し、しかも導光板１１の光入射端面１１ｂ側の位置決めをきっちりと精度良く行うことことにより、輝線の発生がない高品質の面光源装置を提供する。
【解決手段】ランプホルダー１３の両側面板１３ａの少なくとも一方の側面板１３ａの内面に、長尺の合成樹脂製の治具板１５を沿わせ、この治具板１５の内面に、導光板１１の光入射端面１１ｂの角部が当接する突部１５ｂを形成し、この突部１５ｂの後方側の治具板１５内面に、フィルムリフレクター１４の側縁部の外面を接合するようにした。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、面光源装置に関し、更に詳細には、導光板の位置決め精度が良好で、輝線の発生が少ない、液晶ディスプレイ装置等のバックライトとして好適に用いられる面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータ等の表示装置として、透過型の液晶ディスプレイ（表示）装置が多用されている。このような液晶ディスプレイ装置は、通常、液晶素子の背面に面状の照明装置、いわゆるバックライトを設置している。このバックライトは、冷陰極放電管等の線状光源を面状の光に変換する機構を備えている。
【０００３】
具体的には、従来のバックライトは、液晶素子の背面直下に光源を配設したもの、又は側面に光源を設置し、アクリル板等の導光板を用いて面光源を得るようにしたもの（サイドライト方式）が代表的であり、特に、後者のサイドライト方式の場合には導光板の光出射面にプリズムアレー等からなる光学素子を配設して所望の光学特性を得る機構とされている。
【０００４】
従来、サイドライト方式のバックライト（面光源装置）として、図３に示されるようにアクリル板等からなる導光板１の少なくとも一つの端面を光入射端面１ｂとし、この光入射端面１ｂに、冷陰極放電管等からなる線状の光源２を設け、この光源２を覆う断面コ字形又はＵ字形をしたランプホルダー３を導光板１の光入射面１ｂ側の端部に装着し、このランプホルダー３内に、光源２を後方面側から囲み、光源２からの光を導光板１の光入射端面１ｂの方向へ反射させる柔軟なフィルムリフレクター４を設けたものがある。
【０００５】
そして、上記導光板１の光出射面１ａの上には、プリズムアレー等からなる光学素子を有する調光シート５が配置され、他方、光出射面１ａとは反対側の導光板１の裏面１ｃには、光取出し機構として、白色インキによるドット状の散乱反射部や多数のドット状の粗面が形成され、この裏面１ｃに近接して発泡ポリエチレンテレフタレート又は拡散反射性材質からなる反射シート６が配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、上記フィルムリフレクター４は、柔軟性を有する厚みの薄い素材によって形成され、図３に示すように、断面Ｕ字形に湾曲させ、その両側面板の開放側端部を、導光板１の光出射面１ａと裏面１ｃの光入射端面１ｂ側の近傍にオーバーラップさせて接着剤７によって固定している。
【０００７】
ところが、このようにフィルムリフレクター４が、光入射端面１ｂ側の近傍の導光板１の光出射面１ａと裏面１ｃにオーバーラップしていると、導光板１の光出射面１ａに輝線が現れるという問題があった。
【０００８】
これは、光源２から発する光の一部が、導光板１の光出射面１ａ及びこれに対向する裏面１ｃのフィルムリフレクター４のオーバーラップ部分に接着剤層７を介して入射し、その反射光が再び導光板１に入射し、或いは光出射面１ａと裏面１ｃの光源２の近傍領域より直接入射するため、光取出し機構を構成する散乱反射部や反射シート６等で反射されて光出射面１ａから出ることによる。
【０００９】
このような輝線の発生は、液晶バックライト、照明体等に使用する面光源装置の商品価値を低下させることになり、その防止が大きな課題となっていた。
【００１０】
そこで、この発明は、フィルムリフレクターを導光板の光入射端面側の近傍端部にオーバーラップさせることなく、導光板に対して固定し、しかも導光板の光入射端面側の位置決めをきっちりと精度良く行うことことにより、輝線の発生がない高品質の面光源装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、導光板の光入射端面に光源を設け、この光源を覆う断面コ字形又はＵ字形をしたランプホルダーを導光板の光入射端面側に装着し、このランプホルダー内に、光源を後方面側から囲み、光源からの光を導光板の光入射端面に向けて反射させるフィルムリフレクターを設けた面光源装置において、上記ランプホルダーの両側面板の少なくとも一方の側面板の内面に、長尺の合成樹脂製の治具板を沿わせ、この治具板の内面に、導光板の光入射端面の角部が当接する突部を形成し、この突部の後方側の治具板内面に、上記フィルムリフレクターの側縁部の外面を接合するようにしたものである。
【００１２】
このように、ランプホルダーの対向する両側面板の少なくとも一方の側面板の内面に、長尺の合成樹脂製の治具板を沿わせ、この治具板の内面に、導光板の光入射端面側の角部が当接する突部を形成することにより、導光板の光入射端面の位置決めが精度良く行える。
【００１３】
そして、この導光板の位置決めを行う突部の後方側の治具板内面に、フィルムリフレクターの一方の側縁部の外面を接合することにより、フィルムリフレクターの光出射面及びその裏面に、オーバーラップさせることなく、フィルムリフレクターを導光板に対して広い面積でしっかりと固定することができるので、従来の面光源装置で生じたような輝線は、まったく発生することがない。
【００１４】
上記治具板の外面の前端縁には、ランプホルダーの側面板の端面が当接する鍔部を設けることにより、ランプホルダーに対する治具板の装着を容易に行える。
【００１５】
上記フィルムリフレクターの他方の側縁部は、上記導光板の裏面に反射シートを介して、導光板の裏面とランプホルダーの他方の側面板との間で挟むようにしてもよいし、ランプホルダーの他方の側面板に当接し、かつ導光板の光入射面の後方に位置するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の面光源装置を、図１に示す実施形態に基づいて説明する。
この実施形態に係る面光源装置１０は、一表面が光出射面１１ａとされた導光板１１を備え、端面の一つを光入射端面１１ｂとし、この光入射端面１１ｂの側方に光源１２を設置している。
【００１７】
この光源１２としては、蛍光管やＬＥＤアレー等を使用することができるが、これらに特に限定されるものではない。この発明の面光源装置１０に使用する光源１２は、光源輝度に優れた冷陰極管の利用が最も好適である。
【００１８】
図１に示される実施形態の面光源装置１０は、その代表的な例として、導光板１１の端面の一つを光入射端面１１ｂとし、その側方に光源１２として１本の冷陰極管を配設した、所謂１灯式のものである。しかし、このような構成以外にも、導光板１１の対向する一対の側端面の両方に光源１２として各１灯の冷陰極管を配設した所謂２灯式、導光板１１における４つの端面すべてに光源１２として冷陰極管を配設した４灯式、又は２灯の冷陰極管を導光板１１の対向するいずれか一方若しくは両方の端面に配設したもの等を用いることもできる。
【００１９】
光源１２を配置した導光板１１の端部には、光源１２を覆う断面コの字形又はＵ字形をしたランプホルダー１３が装着されている。このランプホルダー１３は、ステンレス等の金属又は合成樹脂の成形体等からなる。
【００２０】
上記ランプホルダー１３は、導光板１１の光入射端面１１ｂ側に開放され、先端が導光板１１の表裏面に重なる対向する側面板１３ａ、１３ｂを有し、裏面側の側面板１３ｂの幅が、表面側の側面板１３ａよりも幅広に形成されている。
【００２１】
上記ランプホルダー１３の表面側の側面板１３ａの内面には、図２に示すような長尺の合成樹脂製の治具板１５が重ね合わされている。この治具板１５は、白色の合成樹脂、例えば、ポリブチレンテレフタレートの押し出し成形品からなる。ランプホルダー１３の表面側の側面板１３ａが重なる治具板１５の外面の前端縁には、ランプホルダー１３の側面板１３ａの先端の端面が当接する鍔部１５ａが形成されている。また、治具板１５の内面の中程前方には、導光板１１の光入射端面１１ｂの角部が当接する突部１５ｂが形成されている。この突部１５ｂに導光板１１の光入射端面１１ｂの角部を当接させることにより、導光板１１とランプホルダーとの位置決め精度が向上する。また、突部１５ｂにより、導光板１１の光出射面１１ａに重なる白色の治具板１５に、輝線の原因となる光線が当たらないようにしている。この突部１５ｂの高さは、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。鍔部１５ａは、治具板１５とランプホルダー１３の位置を決めるために設けられるが、両者の位置決めを他の手段で行えば設けなくてもよい。
【００２２】
上記ランプホルダー１３内の光源１２の周囲には、柔軟なフィルムリフレクター１４が設置され、出射した光線をできるだけ無駄なく導光板１１の光入射端面１１ｂに入射させるように構成している。
【００２３】
このフィルムリフレクター１４としては、例えば、白色に着色したポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム、もしくはそのフィルムに銀蒸着した、全光線反射率が８０％以上のものを使用することができる。
【００２４】
上記フィルムリフレクター１４は、例えば一方の側縁の外面を、治具板１５の突部１５ｂの後方側に両面接着テープ１８等により接合し、反射面が導光体１１の光入射面１１ｂに向くようにランプホルダー１３内にＵ字形に湾曲させた状態に配置し、他方の側縁を、導光板１１の裏面１１ｃに設けた反射シート１６と、ランプホルダー１３の側面板１３ｂとの間に挟み入れている。また、フィルムリフレクター１４の他方の側縁は、上記のように、導光板１１の裏面とランプホルダー１３の側面板１３ｂとによって挟まずに、ランプホルダー１３の側面板１３ｂの内面に単に重ねるようにしてもよい。
【００２５】
上記導光板１１には各種の光取出し機構が設けられるが、特にこの発明の面光源装置においては特開平６−１８８７９号公報等に開示されている粗面や光散乱性微粒子から引き起こされる、高強度で指向性に優れた散乱光を光取出し機構とすることが最も好ましい。
【００２６】
例えば、粗面を光取出し機構として設け、この粗面による散乱光を取出す場合には、グラデーションパターンのシボ加工や粗面からなるドットパターンの転写が有効である。その際、粗面の程度や粗面が占める面積等を調整して輝度分布を均一化するようにすることが好ましい。このような発光面における輝度の均一化は、面光源装置に要求される特性の一つである。
【００２７】
上記導光板１１の裏面１１ｃには、反射シート１６が設けられている。この反射シート１６は、銀等の正反射性材質で形成されていることが好ましい。
【００２８】
この実施形態に係る面光源装置１０は、例えば頂角６０〜７０度の３角プリズムアレーからなり且つ光出射面１１ａ側に頂角部を向け、光源１２と各プリズムの母線が平行になるように配設した調光シート１７により、出射光の方向を変換して取出している。
【００２９】
このように構成された面光源装置１０によると、光入射端面１１ｂより入射した光源１２からの光線は導光板１１内では、スネルの法則に基づく全反射条件にしたがって伝搬する。この光線が粗面ドット等からなる光取出し機構に行き着くと、散乱現象が発生し、もはや光線は導光板１１内にとどまっていることなく、出射することとなる。
【００３０】
その際に、導光板１１から直接出射する光線、及び導光板１１における光出射面１１ａとその裏面１１ｃに設けられた反射シート１６による反射を介して出射する光線等があるが、いずれにしても粗面等による高強度で指向性の強い散乱光では、出射光線の方向は光出射面１１ａの法線方向から大きくはずれ、なおかつ、半値角が狭いものとなる。
【００３１】
このようにして出射した光線を、光出射面１１ａ側に頂角部を向け、且つ光源１２と各プリズムの母線が平行になるように配設した３角プリズムアレーからなる調光シート１７で変角して輝度ピーク位置を光出射面１１ａの法線方向に向けると、正面での輝度が高い照明光を得ることができる。
【００３２】
そして、この実施形態に係る面光源装置１０では、フィルムリフレクター１４は、ランプホルダー１３の側面板１３に装着された治具板１５の内面に広い面積で接合され、治具板１５の内面の突部１５ｂに、導光板１１の光入射端面１１ｂの角部を当接しているため、光源１２から発する光線が、このフィルムリフレクター１４の開放端部の内面で反射されて導光板１１の光出射面１１ａ又はこれに対向する裏面１１ｃから内部に入射するということがない。フィルムリフレクター１４の接合位置は図１に示す突部１５ｂの後方側に限られるものではなく、突部１５ｂの傾斜面もしくは突部１５ｂの前方（導光板１１と治具板１５との間で挟持する位置）でもよい。
【００３３】
そのため、従来の面光源装置で生じたような輝線は、まったく発生することがなく、従って光取出し機構として導光板１１の裏面１１ｃに形成した粗面ドットや導光板１１に分散した無機微粒子等の手段を使用して指向性の高い散乱光を生成してもこれによって輝線がきわだつこともなく、構造が簡素で、輝度値が高く、しかも輝線の発生がない面光源装置を得ることができる。
【００３４】
この発明の面光源装置における好ましい態様においては、導光板１１および調光シート１７は、いずれも樹脂材料によって形成される。特に、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、又は環状ポリオレフィン系樹脂が好適に用いられ、調光シート１７の表面に形成される光学素子群はアクリル系等に代表される公知の熱硬化性、若しくは光硬化性樹脂によって形成されるものが好ましい。
【００３５】
この発明の面光源装置における光供給手段としての光源は、特に限定されるものではないが、蛍光管（冷陰極管、熱陰極管）、タングステン白熱球、オプティカルロッド、ＬＥＤアレー等が代表的である。特に、小型化と高輝度化が容易な線状光源として冷陰極管の利用が最も好適である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の面光源装置によれば、導光板の光出射面から出る輝線の発生を防止した、構造簡素で生産の容易な面光源装置を提供することができる。これらの特徴は、近時、高度化する液晶ディスプレイ装置のバックライトに対する照明光の光学特性に対する要求に応えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る面光源装置を概略的に示す断片的な断面図である。
【図２】この発明において使用する治具板の斜視図である。
【図３】従来の代表的な面光源装置を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０　面光源装置
１１　導光板
１１ａ　導光板の光出射面
１１ｂ　導光板の光入射端面
１１ｃ　導光板の裏面
１２　光源
１３　ランプホルダー
１３ａ　側面板
１４　フィルムリフレクター
１５　治具板
１５ａ　鍔部
１５ｂ　突部
１６　反射シート
１７　調光シート
１８　両面接着テープ

Claims

導光板の光入射面に光源を設け、この光源を覆う断面コ字形又はＵ字形をしたランプホルダーを導光板の光入射端面側に装着し、このランプホルダー内に、光源を後方面側から囲み、光源からの光を導光板の光入射端面に向けて反射させるフィルムリフレクターを設けた面光源装置において、上記ランプホルダーの両側面板の少なくとも一方の側面板の内面に、長尺の合成樹脂製の治具板を沿わせ、この治具板の内面に、導光板の光入射端面の角部が当接する突部を形成し、この突部の後方側の治具板の内面に、上記フィルムリフレクターの側縁部の外面を接合したことを特徴とする面光源装置。
上記治具板の外面の前端縁に、ランプホルダーの側面板の端面が当接する鍔部を設けたことを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
上記導光板の裏面に反射シートを設け、この反射シートを介して、上記フィルムリフレクターの他方の側縁部を、導光板の裏面とランプホルダーの他方の側面板との間で挟むことを特徴とする請求項１又は２記載の面光源装置。
上記フィルムリフレクターの他方の側縁部がランプホルダーの他方の側面板に当接し、かつ導光板の光入射端面の後方に位置することを特徴とする請求項１又は２記載の面光源装置。