JP2911444B1 - 平面光源 - Google Patents
平面光源Info
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- JP2911444B1 JP2911444B1 JP10151523A JP15152398A JP2911444B1 JP 2911444 B1 JP2911444 B1 JP 2911444B1 JP 10151523 A JP10151523 A JP 10151523A JP 15152398 A JP15152398 A JP 15152398A JP 2911444 B1 JP2911444 B1 JP 2911444B1
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- light
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Abstract
【要約】
【課題】 他から見られにくいように極端に狭い視野角
を実現させ得る高コンラスト、高指向性を具えた平面光
源を実現する。 【解決手段】 表示側に面した一面部と、反対側の他面
部、とを有し、少なくとも１つの側面側に配置した光源
部からの光を前記表示側に導光し得る導光板を具えた平
面光源であって、導光板一面部は、少なくとも概ね扁平
であり、導光板他面部には、プリズムが鋸歯状に並んだ
ようなプリズムアレイが形成され、該プリズムアレイの
稜線は、光源部長手方向に略平行であり、各プリズム
の、光源部から離れるに従って導光板一面部に近づいて
行くような傾斜面部は、導光板一面部に対して鋭角な傾
斜角を呈し、該傾斜角が、約４４°であることを特徴と
する。
を実現させ得る高コンラスト、高指向性を具えた平面光
源を実現する。 【解決手段】 表示側に面した一面部と、反対側の他面
部、とを有し、少なくとも１つの側面側に配置した光源
部からの光を前記表示側に導光し得る導光板を具えた平
面光源であって、導光板一面部は、少なくとも概ね扁平
であり、導光板他面部には、プリズムが鋸歯状に並んだ
ようなプリズムアレイが形成され、該プリズムアレイの
稜線は、光源部長手方向に略平行であり、各プリズム
の、光源部から離れるに従って導光板一面部に近づいて
行くような傾斜面部は、導光板一面部に対して鋭角な傾
斜角を呈し、該傾斜角が、約４４°であることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）等に対して平面的な照明を与えることができ
る平面光源に関する。
（ＬＣＤ）等に対して平面的な照明を与えることができ
る平面光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、カラーＬＣＤ等の補助光源とし
て用いられるバックライトユニットにあっては、様々な
機能（スペック）のものが求められことがある。すなわ
ち、例えば、モーバイル機器等において横から他人に見
られないように極端に狭い視野角を実現させ得るよう
な、高コンラスト、高指向性を具えた平面光源が要求・
要望されることがある。
て用いられるバックライトユニットにあっては、様々な
機能（スペック）のものが求められことがある。すなわ
ち、例えば、モーバイル機器等において横から他人に見
られないように極端に狭い視野角を実現させ得るよう
な、高コンラスト、高指向性を具えた平面光源が要求・
要望されることがある。
【０００３】斯かる場合、平滑な裏面に拡散反射のため
のシルク印刷を施した一般的な導光板を用い、導光板裏
面で拡散反射される光に指向性を帯有せしめるために、
導光板の上側に拡散板を配置し且つその上側に、直角プ
リズム面を光出射側に具備するレンズシートを２枚配置
することで、上記要望を或る程度充足したものが製作可
能なようである。
のシルク印刷を施した一般的な導光板を用い、導光板裏
面で拡散反射される光に指向性を帯有せしめるために、
導光板の上側に拡散板を配置し且つその上側に、直角プ
リズム面を光出射側に具備するレンズシートを２枚配置
することで、上記要望を或る程度充足したものが製作可
能なようである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな複雑で部品点数の多いコストの掛かる重厚長大な平
面光源を製造することは得策ではない。そこで、本発明
にあっては、発想の転換を図り、作用・原理的な面から
異なるアプローチを試み、上記従来的に考えられ得るよ
うな装置と同等もしくはそれ以上の優れた性能（高指向
性・高コンラスト性など）を具え且つ構造簡単、コンパ
クトで、軽量安価な平面光源を実現することをその課題
とする。
うな複雑で部品点数の多いコストの掛かる重厚長大な平
面光源を製造することは得策ではない。そこで、本発明
にあっては、発想の転換を図り、作用・原理的な面から
異なるアプローチを試み、上記従来的に考えられ得るよ
うな装置と同等もしくはそれ以上の優れた性能（高指向
性・高コンラスト性など）を具え且つ構造簡単、コンパ
クトで、軽量安価な平面光源を実現することをその課題
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、表示側に面した一面部と、反対側の他面
部、とを有し、少なくとも１つの側面側に配置した光源
部からの光を前記表示側に導光し得る導光板を具えた平
面光源であって、導光板一面部は、少なくとも概ね扁平
であり、導光板他面部には、プリズムが鋸歯状に並んだ
ようなプリズムアレイが形成され、該プリズムアレイの
稜線は、光源部長手方向に略平行であり、各プリズム
の、光源部から離れるに従って導光板一面部に近づいて
行くような傾斜面部は、導光板一面部に対して鋭角な傾
斜角を呈し、該傾斜角が約４４°であることを構成上の
特徴とする。
に本発明は、表示側に面した一面部と、反対側の他面
部、とを有し、少なくとも１つの側面側に配置した光源
部からの光を前記表示側に導光し得る導光板を具えた平
面光源であって、導光板一面部は、少なくとも概ね扁平
であり、導光板他面部には、プリズムが鋸歯状に並んだ
ようなプリズムアレイが形成され、該プリズムアレイの
稜線は、光源部長手方向に略平行であり、各プリズム
の、光源部から離れるに従って導光板一面部に近づいて
行くような傾斜面部は、導光板一面部に対して鋭角な傾
斜角を呈し、該傾斜角が約４４°であることを構成上の
特徴とする。
【０００６】好ましくは、前記導光板の表示側に配置し
たレンズシートを含み、該レンズシートは、プリズムが
鋸歯状に並んだようなプリズムアレイを光出射面側に具
え、該レンズシートのプリズム稜線と前記導光板のプリ
ズム稜線とは略９０°直交する。また、好ましくは、レ
ンズシートの各プリズムの頂角は、６０°〜７０°の角
度範囲にある。
たレンズシートを含み、該レンズシートは、プリズムが
鋸歯状に並んだようなプリズムアレイを光出射面側に具
え、該レンズシートのプリズム稜線と前記導光板のプリ
ズム稜線とは略９０°直交する。また、好ましくは、レ
ンズシートの各プリズムの頂角は、６０°〜７０°の角
度範囲にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施態様の
エッジライト方式（片側点灯方式）のバックライトユニ
ットの概略構成を示す要部分解側面図である。尚、本図
及び他の図にあっては、分かり易いように構成要素を適
宜誇張して描いている。
を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施態様の
エッジライト方式（片側点灯方式）のバックライトユニ
ットの概略構成を示す要部分解側面図である。尚、本図
及び他の図にあっては、分かり易いように構成要素を適
宜誇張して描いている。
【０００８】図示バックライトユニット１の一側部（左
手側）を構成する光源部３は、例えば冷陰極管や熱陰極
管等から成るＹ軸方向に延びる１以上の丸棒状のランプ
５と、ランプ背面側を覆い且つ内表面に反射ミラー層
（銀、アルミニウム等の蒸着層）の形成された雨樋状の
ランプホルダ７、とを含んで成る。尚、言うまでもない
が、これに加えて他の導光板側部箇所にも光源部を設け
ることができる。すなわち、本発明は、図示のようなエ
ッジライト式のバックライト以外の形式、例えば両側点
灯式のバックライトにも適用可能である。
手側）を構成する光源部３は、例えば冷陰極管や熱陰極
管等から成るＹ軸方向に延びる１以上の丸棒状のランプ
５と、ランプ背面側を覆い且つ内表面に反射ミラー層
（銀、アルミニウム等の蒸着層）の形成された雨樋状の
ランプホルダ７、とを含んで成る。尚、言うまでもない
が、これに加えて他の導光板側部箇所にも光源部を設け
ることができる。すなわち、本発明は、図示のようなエ
ッジライト式のバックライト以外の形式、例えば両側点
灯式のバックライトにも適用可能である。
【０００９】光源部３（ランプ５）の横方向（Ｘ軸方
向）の正面には、例えば、透明なアクリル樹脂（屈折率
1.49）で形成した、上から見て矩形板状の導光板９が配
設される。図示しない液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の下
方側で該液晶ディスプレイに対向するように位置する導
光板表面（又は上面）９ａは、光源部３から離れるほど
下がって行くように、水平面（Ｘ軸）に対して所定角度
傾いている。
向）の正面には、例えば、透明なアクリル樹脂（屈折率
1.49）で形成した、上から見て矩形板状の導光板９が配
設される。図示しない液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の下
方側で該液晶ディスプレイに対向するように位置する導
光板表面（又は上面）９ａは、光源部３から離れるほど
下がって行くように、水平面（Ｘ軸）に対して所定角度
傾いている。
【００１０】導光板９の上側には、レンズシート１１が
配設される。図１では、導光板９とレンズシート１１と
の間が空いているように描かれているが、実際は両部材
９、１１は接触している。レンズシート１１は、光学用
ポリエステルフィルムの上面に、アレイ状（鋸歯状）の
多数の微細なプリズム（プリズムアレイ）１１ｐをフォ
トポリマーで形成したシートから成る。各プリズムは、
その稜線ないし谷線が光源部３（ランプ５）の長手方向
（Ｙ軸）に対して略９０度交差するように配置構成され
る。
配設される。図１では、導光板９とレンズシート１１と
の間が空いているように描かれているが、実際は両部材
９、１１は接触している。レンズシート１１は、光学用
ポリエステルフィルムの上面に、アレイ状（鋸歯状）の
多数の微細なプリズム（プリズムアレイ）１１ｐをフォ
トポリマーで形成したシートから成る。各プリズムは、
その稜線ないし谷線が光源部３（ランプ５）の長手方向
（Ｙ軸）に対して略９０度交差するように配置構成され
る。
【００１１】導光板９の裏面（下面）９ｂは、全体的に
水平であり、この導光板裏面（全反射面）には、光源部
長手方向（Ｙ軸）に略平行なプリズム様の窪み（溝）が
アレイ状ないし断面鋸歯状に規則正しく多数形成され、
これにより、各プリズム様部分における、光源部から遠
ざかるにつれて立ち上がっていくような微小の傾斜面部
９ｃ（傾斜角α＝４４°）が多数構成される。尚、傾斜
角αは、図１に示すように導光板９の表面９ａ（ないし
はその仮想平面）と傾斜面部との間で形成される角度を
意味する。
水平であり、この導光板裏面（全反射面）には、光源部
長手方向（Ｙ軸）に略平行なプリズム様の窪み（溝）が
アレイ状ないし断面鋸歯状に規則正しく多数形成され、
これにより、各プリズム様部分における、光源部から遠
ざかるにつれて立ち上がっていくような微小の傾斜面部
９ｃ（傾斜角α＝４４°）が多数構成される。尚、傾斜
角αは、図１に示すように導光板９の表面９ａ（ないし
はその仮想平面）と傾斜面部との間で形成される角度を
意味する。
【００１２】これらの（図１で二等辺三角形状の窪み
（溝）の左側の一辺部分を構成しているような）傾斜面
部９ｃは、その稜線ないし谷線がＹ軸（光源部３の長手
方向）と平行である。プリズム様の溝（窪み）間のピッ
チ、別言すると、傾斜面部９ｃ間の間隔（ピッチ）は、
例えば、光源部３から遠ざかるにつれて漸次小さくなっ
ていくように設定される。尚、これに代えて、該間隔が
一定になるように構成することもできる。また、傾斜面
部９ｃの稜線ないし谷線がＹ軸に対して平行ではなく、
（ＬＣＤ側から見て）全体的に所定角度（僅かな角度）
傾いているような実施態様も考えられ、この場合、例え
ば、ＬＣＤ側における干渉縞を簡便に解消することがで
きる。
（溝）の左側の一辺部分を構成しているような）傾斜面
部９ｃは、その稜線ないし谷線がＹ軸（光源部３の長手
方向）と平行である。プリズム様の溝（窪み）間のピッ
チ、別言すると、傾斜面部９ｃ間の間隔（ピッチ）は、
例えば、光源部３から遠ざかるにつれて漸次小さくなっ
ていくように設定される。尚、これに代えて、該間隔が
一定になるように構成することもできる。また、傾斜面
部９ｃの稜線ないし谷線がＹ軸に対して平行ではなく、
（ＬＣＤ側から見て）全体的に所定角度（僅かな角度）
傾いているような実施態様も考えられ、この場合、例え
ば、ＬＣＤ側における干渉縞を簡便に解消することがで
きる。
【００１３】導光板９の下方側には、導光板９を透過し
た光を鉛直上方の液晶ディスプレイ側に方向転換させる
ために、上面に銀やアルミニウム等の反射層を有した、
例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で形
成された反射板１３が付設される。ところで、本願発明
者は、導光板裏面側の傾斜面部９ｃの傾斜角αの最適値
につき、理論的に解析してこれを求めたので、その思考
の過程を含め以下に再現的に説明する。
た光を鉛直上方の液晶ディスプレイ側に方向転換させる
ために、上面に銀やアルミニウム等の反射層を有した、
例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で形
成された反射板１３が付設される。ところで、本願発明
者は、導光板裏面側の傾斜面部９ｃの傾斜角αの最適値
につき、理論的に解析してこれを求めたので、その思考
の過程を含め以下に再現的に説明する。
【００１４】ここで、分かり易いように１の傾斜面部を
適当に誇張的に拡大した図２を参照すると、光源側から
導光板内に入射した光（入射角φ）は屈折せしめられる
（尚、屈折角θ＝±９０°であるが、アクリル樹脂製の
導光板内部を伝播する光のそれは、±４８゜（＝９０゜
−臨界角）である）。導光板裏面側の傾斜面部９ｃに入
射する光の中で、入射角βが臨界角４２°を越える角度
のものは、反射され、すなわち、Ｚ軸に対して所定角度
範囲の光のみが導光板表面側（ＬＣＤ側）に進行・伝播
し、他方、入射角β＜４２°であるものは、傾斜面部９
ｃから導光板外部下方に通り抜けて行く。
適当に誇張的に拡大した図２を参照すると、光源側から
導光板内に入射した光（入射角φ）は屈折せしめられる
（尚、屈折角θ＝±９０°であるが、アクリル樹脂製の
導光板内部を伝播する光のそれは、±４８゜（＝９０゜
−臨界角）である）。導光板裏面側の傾斜面部９ｃに入
射する光の中で、入射角βが臨界角４２°を越える角度
のものは、反射され、すなわち、Ｚ軸に対して所定角度
範囲の光のみが導光板表面側（ＬＣＤ側）に進行・伝播
し、他方、入射角β＜４２°であるものは、傾斜面部９
ｃから導光板外部下方に通り抜けて行く。
【００１５】導光板表面９ａに入射した光の臨界角（ア
クリル板では４２゜）を越える光のみが、導光板表面９
ａから導光板外部上方に出射する（出射角η）。この出
射光は、上半分にプリズムアレイ１１ｐを具えたレンズ
シート１１の扁平下面に入射して内部を進行し、プリズ
ムアレイ１１ｐの作用によって指向性が付与される。す
なわち、レンズシート１１に進入した光は、プリズムア
レイ１１ｐの頂角面に到達し、図２紙面に平行な光は、
そのまま上方に出射し、図２紙面に垂直な光は、プリズ
ムアレイ１１ｐのプリズムで屈折せしめられて（ＬＣＤ
側に）垂直に出射することになる。
クリル板では４２゜）を越える光のみが、導光板表面９
ａから導光板外部上方に出射する（出射角η）。この出
射光は、上半分にプリズムアレイ１１ｐを具えたレンズ
シート１１の扁平下面に入射して内部を進行し、プリズ
ムアレイ１１ｐの作用によって指向性が付与される。す
なわち、レンズシート１１に進入した光は、プリズムア
レイ１１ｐの頂角面に到達し、図２紙面に平行な光は、
そのまま上方に出射し、図２紙面に垂直な光は、プリズ
ムアレイ１１ｐのプリズムで屈折せしめられて（ＬＣＤ
側に）垂直に出射することになる。
【００１６】従って、非常に狭い視野角の、高い指向性
を有した高輝度の平面光源を得ることは、レンズシート
上部から外部上方に出射する出射光につき、最大強度の
角度成分が垂直となる（すなわち、η＝０°という条件
を充足する）ように構成することで実現できる。これ
は、導光板裏面側の傾斜面部９ｃ（全反射面）からの反
射光が最大強度の成分となるようにする、つまり傾斜面
部９ｃの傾斜角αが以上の要件を充足するような値にす
れば良いことがわかる。
を有した高輝度の平面光源を得ることは、レンズシート
上部から外部上方に出射する出射光につき、最大強度の
角度成分が垂直となる（すなわち、η＝０°という条件
を充足する）ように構成することで実現できる。これ
は、導光板裏面側の傾斜面部９ｃ（全反射面）からの反
射光が最大強度の成分となるようにする、つまり傾斜面
部９ｃの傾斜角αが以上の要件を充足するような値にす
れば良いことがわかる。
【００１７】これを求める一方法としては、導光板裏面
側の傾斜面部９ｃの傾斜角αと、導光板表面９ａからの
出射角ηとの関係を求め、出射角η（の範囲）が最もＺ
軸方向（すなわち、導光板上面に略垂直な方向）に集約
される状態における傾斜角αの値を割り出すことであ
る。ここで、上記様々の角度の相互関係を示す関係式を
以下に記載する。
側の傾斜面部９ｃの傾斜角αと、導光板表面９ａからの
出射角ηとの関係を求め、出射角η（の範囲）が最もＺ
軸方向（すなわち、導光板上面に略垂直な方向）に集約
される状態における傾斜角αの値を割り出すことであ
る。ここで、上記様々の角度の相互関係を示す関係式を
以下に記載する。
【００１８】δ＝９０°−（φ＋２α） β＝９０°−（φ＋α） ｓｉｎη＝ｎ1 ・ｓｉｎδ ｎ1 ＝１．４９（アクリル樹脂） 以上の関係式から、η＝０°とした場合に、σ＝１８．
６°、δ＝１９．９°、η＝３０．５°という値が求め
られる。
６°、δ＝１９．９°、η＝３０．５°という値が求め
られる。
【００１９】図３は、導光板裏面側の傾斜面部９ｃ（全
反射面）の傾斜角αを変えた場合における、角度α、
β、φ、ηの相互関係を表図化したものである。この結
果から、導光板に垂直に光が出射する（すなわち、η＝
０°を狙う）ためには、η＝±３°となる傾斜角α＝４
４°のときが最適であることが理解されよう。以上のよ
うに本第１実施態様にあっては、導光板裏面側の傾斜面
部の傾斜角αを４４°に設定することにより、光源部か
ら導光板に入射する光に指向性をもたせて、それらがＹ
軸方向（導光板表面の略垂直な方向）に効果的に進行す
る（立ち上がる）ようにでき、従って、高輝度で高コン
トラストな平面光源を構成できる。
反射面）の傾斜角αを変えた場合における、角度α、
β、φ、ηの相互関係を表図化したものである。この結
果から、導光板に垂直に光が出射する（すなわち、η＝
０°を狙う）ためには、η＝±３°となる傾斜角α＝４
４°のときが最適であることが理解されよう。以上のよ
うに本第１実施態様にあっては、導光板裏面側の傾斜面
部の傾斜角αを４４°に設定することにより、光源部か
ら導光板に入射する光に指向性をもたせて、それらがＹ
軸方向（導光板表面の略垂直な方向）に効果的に進行す
る（立ち上がる）ようにでき、従って、高輝度で高コン
トラストな平面光源を構成できる。
【００２０】すなわち、全反射を基本にして高い指向性
をもつように光制御することにより、液晶（ディスプレ
イ）画面における見やすさを飛躍的に改善でき、かつ、
より明るく輝度均一でコンラスト良好な液晶画面を実現
することができる。そして、本第１実施態様の特徴的な
導光板から成るバックライトユニット１を装置（図示せ
ず）に組み込むことにより、輝度や見やすさ等の面で非
常に優れた、そして軽量コンパクトな液晶ディスプレイ
装置（図示せず）が実現可能である。
をもつように光制御することにより、液晶（ディスプレ
イ）画面における見やすさを飛躍的に改善でき、かつ、
より明るく輝度均一でコンラスト良好な液晶画面を実現
することができる。そして、本第１実施態様の特徴的な
導光板から成るバックライトユニット１を装置（図示せ
ず）に組み込むことにより、輝度や見やすさ等の面で非
常に優れた、そして軽量コンパクトな液晶ディスプレイ
装置（図示せず）が実現可能である。
【００２１】尚、導光板裏面全体が扁平な面から成るよ
うな（すなわち、傾斜面部を有しない）通常の導光板を
想定した場合、裏面のシルク印刷面からの反射光が任意
の方向に拡散散乱し、またシルク印刷模様を消すために
導光板上面側に設けた拡散板の存在により、拡散板から
上側に出射する光が無指向性となり、必要な表面輝度
（例えば、１２５０ｃｄ／ｍ2 ）を得られない。これを
解決するために、例えば、拡散板の上方に２枚の（プリ
ズムアレイ）レンズシートを（両者のプリズムアレイが
９０°交差するように）配置することが不可欠となる。
これによれば、急峻な視覚特性をもたせて、見かけ上人
間の視覚範囲内で高輝度を一応達成できるが、このよう
な暫定的構成と本実施態様の構成とを比較すれば、本実
施態様の方が遥かに優れている、即ち、レンズシートが
１枚で済み、装置肉厚方向の寸法を薄く且つ軽量化で
き、輝度やコンラスト等の面で格段に優れている、とい
うことが理解されよう。
うな（すなわち、傾斜面部を有しない）通常の導光板を
想定した場合、裏面のシルク印刷面からの反射光が任意
の方向に拡散散乱し、またシルク印刷模様を消すために
導光板上面側に設けた拡散板の存在により、拡散板から
上側に出射する光が無指向性となり、必要な表面輝度
（例えば、１２５０ｃｄ／ｍ2 ）を得られない。これを
解決するために、例えば、拡散板の上方に２枚の（プリ
ズムアレイ）レンズシートを（両者のプリズムアレイが
９０°交差するように）配置することが不可欠となる。
これによれば、急峻な視覚特性をもたせて、見かけ上人
間の視覚範囲内で高輝度を一応達成できるが、このよう
な暫定的構成と本実施態様の構成とを比較すれば、本実
施態様の方が遥かに優れている、即ち、レンズシートが
１枚で済み、装置肉厚方向の寸法を薄く且つ軽量化で
き、輝度やコンラスト等の面で格段に優れている、とい
うことが理解されよう。
【００２２】次に、本発明の第２実施態様のバックライ
トユニット２１につき、図４を参照して説明する。尚、
上記第１実施態様構造と共通する（共通し得る）部分な
いし部品については、同一の参照番号を付し、重複する
説明を適宜省略し、特徴的な部分を主として説明する。
図示第２実施態様の導光板２９は、表面（上面）が扁平
で平滑な水平面となっており、裏面が全体的に傾斜して
いる。この傾斜裏面には、上記第１実施態様のそれと同
様の、すなわち、光源部長手方向（Ｙ軸方向）に平行な
多数のプリズムがアレイ状ないし断面鋸歯状に形成さ
れ、光源側から遠ざかるにつれて立ち上がるような微小
の傾斜面部（傾斜角α＝４４°）が規則正しく可変ある
いは一定のピッチで多数形成されている。尚、図４で
は、これらの微細な傾斜面部の図示を省略してある。こ
の傾斜角αについては、第１実施態様におけるそれと同
じ定義、すなわち、導光板表面（ないしはその仮想平
面）と傾斜面部との間で形成される角度を意味する。
トユニット２１につき、図４を参照して説明する。尚、
上記第１実施態様構造と共通する（共通し得る）部分な
いし部品については、同一の参照番号を付し、重複する
説明を適宜省略し、特徴的な部分を主として説明する。
図示第２実施態様の導光板２９は、表面（上面）が扁平
で平滑な水平面となっており、裏面が全体的に傾斜して
いる。この傾斜裏面には、上記第１実施態様のそれと同
様の、すなわち、光源部長手方向（Ｙ軸方向）に平行な
多数のプリズムがアレイ状ないし断面鋸歯状に形成さ
れ、光源側から遠ざかるにつれて立ち上がるような微小
の傾斜面部（傾斜角α＝４４°）が規則正しく可変ある
いは一定のピッチで多数形成されている。尚、図４で
は、これらの微細な傾斜面部の図示を省略してある。こ
の傾斜角αについては、第１実施態様におけるそれと同
じ定義、すなわち、導光板表面（ないしはその仮想平
面）と傾斜面部との間で形成される角度を意味する。
【００２３】以上説明した（レンズシートが１枚有り）
構造とこの構成からレンズシートを取り除いた（レンズ
シート無し）構造との視覚特性に関する比較実験を行っ
たので、その結果について以下簡単に説明する。尚、実
験装置の具体的なスペックについては次の通り、すなわ
ち、導光板：12インチ（厚さ2mm ）、ランプ：φ2mm冷
陰極管（管電流：5mA ）、インバーター：TDK 社製No.C
XA-M10L 、である。
構造とこの構成からレンズシートを取り除いた（レンズ
シート無し）構造との視覚特性に関する比較実験を行っ
たので、その結果について以下簡単に説明する。尚、実
験装置の具体的なスペックについては次の通り、すなわ
ち、導光板：12インチ（厚さ2mm ）、ランプ：φ2mm冷
陰極管（管電流：5mA ）、インバーター：TDK 社製No.C
XA-M10L 、である。
【００２４】図５は、ランプ（管）５に垂直な方向（Ｘ
軸）における輝度分布比較、図６は、ランプ（管）５に
平行な方向（Ｙ軸）における輝度分布比較をそれぞれ示
す。また、図７は、これらのデータを分析してまとめた
ものを表図化したものであって、出射角の視覚特性の半
値幅（すなわち、最大値の半分となる角度幅）を示す。
軸）における輝度分布比較、図６は、ランプ（管）５に
平行な方向（Ｙ軸）における輝度分布比較をそれぞれ示
す。また、図７は、これらのデータを分析してまとめた
ものを表図化したものであって、出射角の視覚特性の半
値幅（すなわち、最大値の半分となる角度幅）を示す。
【００２５】尚、図７で『従来例』と記載した装置構造
は、上述した暫定的構成、すなわち、通常の導光板の上
側の拡散板の上方に２枚の（プリズムアレイ）レンズシ
ートを（両者のプリズムアレイが９０°交差するよう
に）配置した装置構造から成る。この実験結果から、レ
ンズシート１１の有無に拘わらず、上記垂直方向におけ
る出射角の半値幅が±８°であり、導光板から略垂直に
光が出射していることがわかる。すなわち、本導光体構
造によれば、少なくとも垂直方向に関して、従来よりも
狭い視野角を実現できる。
は、上述した暫定的構成、すなわち、通常の導光板の上
側の拡散板の上方に２枚の（プリズムアレイ）レンズシ
ートを（両者のプリズムアレイが９０°交差するよう
に）配置した装置構造から成る。この実験結果から、レ
ンズシート１１の有無に拘わらず、上記垂直方向におけ
る出射角の半値幅が±８°であり、導光板から略垂直に
光が出射していることがわかる。すなわち、本導光体構
造によれば、少なくとも垂直方向に関して、従来よりも
狭い視野角を実現できる。
【００２６】他方、上記平行方向における出射角の半値
幅に関しては、レンズシート無しの構造では、±６８°
であり、略完全な拡散光と同じになり、他方、レンズシ
ート有りの構造では、従来例と同じになることがわか
る。本願発明者は、この平行方向における改善、すなわ
ち、ランプ（管）に平行な方向（Ｙ軸）の視野角を狭く
することを企図して、図８に示すような光学モデルを想
定し、レンズシートのプリズム角（頂角）θと入射角η
と出射角γとの間の相互関係（式）を究明し、プリズム
角θの最適値（範囲）を求めた。
幅に関しては、レンズシート無しの構造では、±６８°
であり、略完全な拡散光と同じになり、他方、レンズシ
ート有りの構造では、従来例と同じになることがわか
る。本願発明者は、この平行方向における改善、すなわ
ち、ランプ（管）に平行な方向（Ｙ軸）の視野角を狭く
することを企図して、図８に示すような光学モデルを想
定し、レンズシートのプリズム角（頂角）θと入射角η
と出射角γとの間の相互関係（式）を究明し、プリズム
角θの最適値（範囲）を求めた。
【００２７】図９は、この実験結果である、異なるプリ
ズム角θにおける入射角ηと出射角γとの関係を線図化
したものであり、図１０は、これらのデータを分析して
まとめたものを表図化したものである。この実験結果か
ら、プリズム角（頂角）θが６０°〜７０°の範囲にあ
るとき、視角特性が狭まることがわかる。
ズム角θにおける入射角ηと出射角γとの関係を線図化
したものであり、図１０は、これらのデータを分析して
まとめたものを表図化したものである。この実験結果か
ら、プリズム角（頂角）θが６０°〜７０°の範囲にあ
るとき、視角特性が狭まることがわかる。
【００２８】以上の説明から理解されるように、上記本
実施態様に係る導光板を用いることにより、上記垂直方
向（Ｘ軸方向）に関する視野角を狭くすることができ、
加えて、レンズシートのプリズム角を上記求めた範囲の
ものにすることにより、上記平行方向（Ｙ軸方向）に関
する視野角をも狭くすることができ、この結果、全体と
して非常に指向性の高い平面光源を実現することが可能
である。
実施態様に係る導光板を用いることにより、上記垂直方
向（Ｘ軸方向）に関する視野角を狭くすることができ、
加えて、レンズシートのプリズム角を上記求めた範囲の
ものにすることにより、上記平行方向（Ｙ軸方向）に関
する視野角をも狭くすることができ、この結果、全体と
して非常に指向性の高い平面光源を実現することが可能
である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軽
量コンパクト且つ製造安価であり、非常に狭い視野角を
有した表示装置を構成し得る平面光源を提供することが
できる。
量コンパクト且つ製造安価であり、非常に狭い視野角を
有した表示装置を構成し得る平面光源を提供することが
できる。
【図１】本発明の第１実施態様のエッジライト方式のバ
ックライトユニットの要部分解側面図である。
ックライトユニットの要部分解側面図である。
【図２】導光板の傾斜面部の拡大図である。
【図３】傾斜角、入射角、出射角の相互関係の表図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２実施態様のエッジライト方式のバ
ックライトユニットの要部分解側面図である。
ックライトユニットの要部分解側面図である。
【図５】ランプ（管）に垂直な方向（Ｘ軸）における輝
度分布の比較図である。
度分布の比較図である。
【図６】ランプ（管）に平行な方向（Ｙ軸）における輝
度分布の比較図である。
度分布の比較図である。
【図７】輝度分布の比較データの表図である。
【図８】レンズシートのプリズム角（頂角）θと入射角
ηと出射角γとの間の相互関係を示す図である。
ηと出射角γとの間の相互関係を示す図である。
【図９】プリズム角θと入射角ηと出射角γとの関係を
示す図である。
示す図である。
【図１０】プリズム角θや入射角ηの関係を示す表図で
ある。
ある。
１、２１…バックライトユニット ３…光源部 ５…ランプ ７…ランプホルダ ９、２９…導光板 ９ａ…導光板表面 ９ｂ…導光板裏面 ９ｃ…傾斜面部 １１…レンズシート １１ｐ…プリスム（アレイ） １３…反射板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 真悟 神奈川県横浜市都筑区川和町654番地 富士通化成株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1335 530 G02F 1/1335 F21V 8/00 601 G02B 5/02 G02B 6/00 331
Claims (3)
- 【請求項１】 表示側に面した一面部と、反対側の他面
部、とを有し、少なくとも１つの側面側に配置した光源
部からの光を前記表示側に導光し得る導光板を具えた平
面光源であって、 導光板一面部は、少なくとも概ね扁平であり、 導光板他面部には、プリズムが鋸歯状に並んだようなプ
リズムアレイが形成され、 該プリズムアレイの稜線は、光源部長手方向に略平行で
あり、 各プリズムの、光源部から離れるに従って導光板一面部
に近づいて行くような傾斜面部は、導光板一面部に対し
て鋭角な傾斜角を呈し、該傾斜角が、約４４°であるこ
とを特徴とする平面光源。 - 【請求項２】 前記導光板の表示側に配置したレンズシ
ートを含み、 該レンズシートは、プリズムが鋸歯状に並んだようなプ
リズムアレイを光出射面側に具え、 該レンズシートのプリズム稜線と前記導光板のプリズム
稜線とは略９０°直交することを特徴とする請求項１記
載の平面光源。 - 【請求項３】 レンズシートの各プリズムの頂角は、６
０°〜７０°の角度範囲にあることを特徴とする請求項
２記載の平面光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10151523A JP2911444B1 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 平面光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10151523A JP2911444B1 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 平面光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2911444B1 true JP2911444B1 (ja) | 1999-06-23 |
| JPH11344706A JPH11344706A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15520388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10151523A Expired - Fee Related JP2911444B1 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 平面光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911444B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066364A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 구본준, 론 위라하디락사 | 반사형 표시장치 |
| KR20030039600A (ko) * | 2001-11-13 | 2003-05-22 | 삼성전자주식회사 | 도광판, 이를 이용한 액정표시장치 및 화상 디스플레이 방법 |
| CN100374934C (zh) * | 2003-07-04 | 2008-03-12 | 宇冠科技有限公司 | 双面显示的液晶显示器 |
-
1998
- 1998-06-01 JP JP10151523A patent/JP2911444B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11344706A (ja) | 1999-12-14 |
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