JP2006210140A - 光を均一に拡散する導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】光を可及的に均一に拡散できる導光板を提供する。
【解決手段】光源からの光を光入射面３３から入射させ、入射した光を反射面３２で光放射面方向に進行方向を変え、その間に光を均一に拡散して光放射面３１から放射する導光板において、光入射面に、円弧面３３１１とその円弧面の両側根部に形成されて前記光入射面と連なる斜面３３１２とを有する多くの微細型光拡散体３３１を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光源からの光を均一に拡散する導光板、さらに詳しくは、光源からの光を光入射面から入射させ、入射した光を反射面で光放射面方向に進行方向を変え、その間に光を均一に拡散して光放射面から放射する導光板に関する。

従来、薄膜トランジスター液晶表示器が必要とする光源は、図１２に示すような光源装置１に頼っている。その光源装置１は、導光板１１、反射板１２、複数の光拡散膜１３、プリズム１４、及び光源１５から構成されている。その中、導光板１１は光源からの光を受け入れる、伝送する、光の進行方向を転換する等主要役目を行う部材であり、光源装置１の中で極めて重要な部材の一つである。

図１３に示す如く、導光板１１の多くは矩形の板で、光放射面１１１と、その光放射面１１１の背面側にある反射面１１２とを有し、かつ少なくとも一側面に光入射面１１３が設けてある。その光入射面１１３の主要な機能は、光源１５からの光を受け入れ、それを導光板11の内部に送り込み、導光板１１の中に進入した光の一部は直接光放射面１１１から放射し、一部は反射面１１２に入射するので、反射面１１２には多くの光を反射する導光点１１２１が設置されている。導光点１１２１の配置は、光源１５からの距離が遠いほど密になり、又は光源１５からの距離が遠いほど面積が大きくされて、全面光反射の効果を発揮すように構成されている。

前記光源装置1の光源１５に冷陰極蛍光灯（cold cathode fluorescent lamp, CCFL）を使用する場合は、冷陰極蛍光灯が発生する光線の照射角度は大きいので、使用は比較的容易であるが、もし発光ダイオード（LED ）を使用する場合は、それが発生する光線の照射角度は小さいので、使用方法が比較的複雑になる。図１４に示す如く、発光ダイオード１６には一定した光入射角があり、それを導光板１１の光入射面１１３に配置した場合は、光が光入射面１１３から導光板１１の内部に入射すると、導光板１１の中に明るい区域１１４が生成され、その他の位置は発光ダイオード１６の光入射角度内にないので、暗い区域１１５が生成される。それら暗い区域１１５は、より多くの発光ダイオード１６を配置することにより除くことができるが、発光ダイオード１６が多すぎると部品のコストが増えるほか、電気の消費量と製品組み立ての複雑さも増えてしまい、かつ後で故障率等不良因子も上がってしまうので、よい解決方法とは言えない。

そこで、現在では、図１５に示すような、解決方法が開発されている。すなわち、導光板２には光放射面２１、その光放射面２１に相対する反射面２２、及び少なくとも一つの光入射面２３がある。その光入射面２３には複数個の鋸歯状の光拡散体２３１が形成され、それら光拡散体２３１の設置により、発光ダイオード２５の光が拡散体２３１の斜面２３１１に入射すると、光の進行角度が拡大され、そのために導光板２中の暗い区域２４が減少する。ところが、このような導光板２の構造には他に好ましくない現象が発生する。すなわち、図１６に示す如く、その発光ダイオード２５の光が導光板２に入射した場合、それは各光拡散体２３１の二つの斜面２３１１を経て屈折が発生する。すなわち、各光拡散体２３１は二つの斜面２３１１からそれぞれ左と右の進行方向が一致する屈折光線を放射し、各屈折光線は集中して明るい線２６を生成し、その明るい線２６の生成は導光板２の光度を不均一にし、その後の光の利用目的が牽制されやすくなり、導光板２の全面均一化の要求に対して極めて不利である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その主要目的は、光源からの光を光入射面から入射させ、入射した光を反射面で光放射面方向に進行方向を変え、その間に光を均一に拡散して光放射面から放射する導光板において、光を可及的に均一に拡散できるようにすることにある。

本発明の目的は、光入射面に多くの微細型光拡散体が形成され、かつその光拡散体は円弧面とその円弧面の両側根部に形成されて前記光入射面と連なる斜面とを有している導光板により達成される。
上記構成により、光源からの光は光拡散体の円弧面から左右方向に、かつ多重角度に屈折し、または他に光拡散体の斜面から左右方向に、かつ一定角度に屈折し、各光拡散体中の円弧面及び斜面に屈折される光源によって光の入射射角が拡大され、かつ均一に拡散されて導光板の内部へ伝送される。
本発明の目的は、上記導光板の中にＶ型光拡散溝が内設することにより一層良く達成される。

本発明によれば、入射光は光拡散体により均一に拡散されて導光板の内部へ伝送されるから、光源からの光は均一化されて導光板の光放射面から放射される。
また、本発明によれば、導光板の内部でもＶ型光拡散溝により光拡散作用がなされるので、光源からの光が一層の均一化されて放射される。

続いて、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
先ず図１に示すように、本発明に係る導光板３は、透光性のある板で作られており、光放射面３１と、その光放射面３１に相対する位置の反射面３２と、及び少なくとも一側面の光入射面３３とを有している。光入射面３３は発光ダイオード３４からの光を受け入れ、その受け入れた光を導光板３の内部へ送る。反射面３２は光を反射する。反射面３２には光の進行方向を変える多くの導光点（図面には描かれていない）が設置されている。光放射面３１は光を導光板３の外に放射する。

光入射面３３には、本発明に従って多くの微細型光拡散体３３１が形成されている。その光拡散体３３１には円弧面３３１１があり、かつ円弧面３３１１の両側根部に近い個所に斜面３３１２が形成されて光入射面３３と連なっている。

図２に示す如く、発光ダイオード３４の光が導光板３の光入射面３３に入射した場合、その光は光拡散体３３１の円弧面３３１１を通って左右方向に多重角度をもって屈折し、光拡散体３３１の両側根部の斜面３３１２を通る光は左右方向に固定角度をもって屈折する。その光拡散体３３１中の円弧面３３１１を経て屈折された光は均一に導光板３の内部へ向かって拡散し、光拡散体３３１の両側の斜面３３１２を経て固定方向をもって屈折された光は導光板３の内部へ送られる。このように発光ダイオード３４の元の光入射角度を拡大することができ、かつその拡大された光線は同一方向に過度に集中して明るい光線を発生することがない。更に発光ダイオード３４の照射角度が小さな光線が導光板３内に進入した場合は更に光入射角度を拡大することができ、これにより、均一化された光拡散効果を奏することができる。

図３に示す如く、その導光板３中の光入射面３３に形成される光拡散体３３１は連続的に間隔のないように形成されてもよく、それによってより密な設置を達成し、より大きな光拡散効果を発揮することができる。

また、図４に示す如く、光拡散体３３１は光入射面３３から導光板３の内部へ凹ませて設けられてもよく、同じく内部へ凹ませて設けられる円弧面３３１１及び斜面３３１２によって発光ダイオード３４の元の光入射角度を拡大することができ、これにより、入射光は均一に拡散されて導光板３の内部へ進行する。

図５に示す如く、光入射面３３から導光板３の内部へ凹ませて設けられた光拡散体３３１ は連続的にかつ間隔のない方式で設置されてもよく、それによって更に密になるので 光の拡散に有利である。

また、更に進んで発光ダイオード３４の光を導光板３の内部で最もよい拡散効果を得やすくするため、図６に示す如く、本発明は導光板３の光拡散体３３１の表面に、更に、多くのＶ型光拡散溝３３２を導光板３の内部へ凹ませて設け、かつ規則的に配列させてもよい。その光拡散溝３３２は、直線状に配列されて光放射面３１から反射面３２までの間に連なっている。発光ダイオード３４からの光が導光板３の光入射面３３に入射した場合は、図７に示す如く、それは光拡散体３３１によって拡散されるほか、更に光拡散体３３１の表面の多くの光拡散溝３３２中の斜面３３２１により、光拡散効果がさらに増大される。

本発明の実施例においては、図７に示す如く、導光板３の光拡散体３３１の表面には、更に導光板３の内部に多くのＶ型光拡散溝３３２を不規則に配列してもよい。これにより、同じく光の拡散効果を増大する目的を達成することができる。

また、図９に示す如く、導光板３の光入射面３３の光拡散体３３１が間隔をもって設置された場合は、各光拡散体３３１ 間の光放射面３１の区域個所に光拡散溝３３２を設置 してもよい。発光ダイオード３４から放射された光はすべて光拡散溝３３２の拡散作用を得ることができる。光拡散溝３３２は導光板３の光入射面３３に形成され、光が導光板３に進入して拡散される外、その光拡散溝３３２は図１０、１１に示す如く、更に光放射面３１に形成されてもよく、それと同時に、光の導光板３中での直線進行方向と平行した線に沿って配列し、かつ間隔のある、または間隔のないように形成されてもよい。この場合は、光が光放射面３１から放射される時に均一的拡散を得ることができるから、光の入射及び放射の二方向での拡散効果が達成される。

本発明の導光板の斜視図である。 図１の導光板における光の進行方向を示す図である。 本発明の導光板の光入射面の構造の一例を示す斜視図である。 本発明の導光板の光入射面の構造の他の例を示す斜視図である。 本発明の導光板の光入射面の構造のさらに他の例を示す斜視図である 本発明の導光板のを示す平面図である。 図６の光入射面における光の進行方向を示す図である。 図６の導光板の光入射面の別の構造の変化例を示す図である。 図６の導光板の他の実施例の平面図である。 図６の導光板の更に他の実施例の斜視図である。 図１０のＡ−Ａ断面図である。 周知の面状光源装置の斜視図である。 周知の面状光源装置の導光板における光の進行方向を示す概念図である。 光源の種類と配置位置が変わった場合の光入射情況を説明する図である。 別の周知の導光板の光入射面の構造を示す図である。 図１５の導光板における光の進行方向を示す図である。

符号の説明

３ 導光板
３３ 光入射面
３２ 反射面
３１ 光放射面
３３１ 光拡散体
３３１１ 円弧面
３３１２ 斜面

Claims (8)

1. 光源からの光を光入射面から入射させ、入射した光の一部を反射面で光放射面方向に進行方向を変え、その間に光を均一に拡散して光放射面から放射する導光板において、
   光入射面には多くの微細型光拡散体が形成され、かつその光拡散体は円弧面とその円弧面の両側根部に形成されて前記光入射面と連なる斜面とを有している導光板。
2. 請求項１に記載された導光板において、光入射面に形成される光拡散体は連続的に密に配置されている導光板。
3. 請求項１に記載された導光板において、導光板の光入射面の光拡散体の表面に更に導光板に内設されたＶ型光拡散溝が形成され、その光拡散溝は直線状に配列されて反射面から光放射面まで連なっている導光板。
4. 請求項１、２、３に記載された導光板において、光拡散体は光入射面から導光板の内部に設けられている導光板。
5. 請求項３に記載された導光板において、光入射面中の光拡散体の表面に形成される光拡散溝は、前記光入射面の前記光拡散体のない領域に形成されている導光板。
6. 請求項３に記載された導光板において、光拡散溝は更に導光板の光放射面に形成され、かつ導光板での光の直線前進方向と平行な線状に配列されている導光板。
7. 請求項３に記載された導光板において、光拡散溝は規則的に配列されている導光板。
8. 請求項３に記載された導光板において、光拡散溝は不規則に配列されている導光板。

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