JP3063049B2 - 面光源装置 - Google Patents
面光源装置Info
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- JP3063049B2 JP3063049B2 JP8951493A JP8951493A JP3063049B2 JP 3063049 B2 JP3063049 B2 JP 3063049B2 JP 8951493 A JP8951493 A JP 8951493A JP 8951493 A JP8951493 A JP 8951493A JP 3063049 B2 JP3063049 B2 JP 3063049B2
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- Japan
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- light
- light guide
- light source
- source device
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- Planar Illumination Modules (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のバック
ライト等に利用される面光源装置に関するものである。
ライト等に利用される面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の導光体を用いる面光源装置は、例
えば図３に示す通りで、１は光源、２は透明材料よりな
る導光体、３は拡散部材、４は反射部材である。この面
光源装置においては、光源１よりの光が導光体２の表
面、裏面で夫々全反射され反対側へ伝達される。ここ
で、導光体２の裏面を適宜なシボ面としたり、または導
光体２の裏面に多数の錐形状の凹凸を設けたり、印刷に
よるパターンを設けたりなどすることにより裏面で反射
する光の一部を拡散させ、これによって導光体２の表面
（出射面）より出射させ、拡散板３を通して面光源とす
る。
えば図３に示す通りで、１は光源、２は透明材料よりな
る導光体、３は拡散部材、４は反射部材である。この面
光源装置においては、光源１よりの光が導光体２の表
面、裏面で夫々全反射され反対側へ伝達される。ここ
で、導光体２の裏面を適宜なシボ面としたり、または導
光体２の裏面に多数の錐形状の凹凸を設けたり、印刷に
よるパターンを設けたりなどすることにより裏面で反射
する光の一部を拡散させ、これによって導光体２の表面
（出射面）より出射させ、拡散板３を通して面光源とす
る。
【０００３】ここでシボ面（粗面）の分布や錐形状の高
さや頂角の角度、印刷パターンの面積や分布密度などの
変化を適切なものとすれば、出射面より出る光の分布は
均一になる。
さや頂角の角度、印刷パターンの面積や分布密度などの
変化を適切なものとすれば、出射面より出る光の分布は
均一になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の導
光体を用いた面光源装置は、導光体の裏面に設ける粗面
の分布や錐形状の高さや頂角の角度、印刷パターンの面
積や分布密度などの変化が適切でないと均一分布が得ら
れず、前記の分布や変化の構成が極めて重要であり、最
適な前記の分布や変化を得ることは容易でなく、更に設
計通りの前記の分布や変化を構成することが困難であ
る。
光体を用いた面光源装置は、導光体の裏面に設ける粗面
の分布や錐形状の高さや頂角の角度、印刷パターンの面
積や分布密度などの変化が適切でないと均一分布が得ら
れず、前記の分布や変化の構成が極めて重要であり、最
適な前記の分布や変化を得ることは容易でなく、更に設
計通りの前記の分布や変化を構成することが困難であ
る。
【０００５】本発明は、導光体の裏面の粗面の分布や錐
形状の高さや頂角の角度、印刷パターンの面積や分布密
度の変化がほぼ均一又は概略的な変化であっても出射面
よりの光を均一にするようにした面光源装置を提供する
ことを目的としている。
形状の高さや頂角の角度、印刷パターンの面積や分布密
度の変化がほぼ均一又は概略的な変化であっても出射面
よりの光を均一にするようにした面光源装置を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の面光源装置は、
光源と、導光体と、導光体の裏面に配置した反射面とを
有し、導光体の屈折率が光源側の入射端面よりその反対
側端面に向かう方向において前記入射端面より所定の長
さまでは一定であり、そこから次第に小になるように連
続的に変化するようにしたものである。この面光源装置
は、導光体の屈折率が入射端面側で一定の屈折率である
ので、光源より出て入射端面に入射した光は、入射後途
中までは従来のものと同様に進むが、途中より屈折率が
次第に減少するため緩い曲線を描いて曲がる。このよう
に光が導光体中に進む間に途中から緩く曲がることによ
り、比較的光量が小になり易い入射端面より離れた出射
面より出射する光を増加させることになり全体として均
一な光量となり、均一な輝度分布の面光源となる。又従
来の導光体では表面より出射せずに利用し得なかった光
を出射させ得るので明るい面光源となる。
光源と、導光体と、導光体の裏面に配置した反射面とを
有し、導光体の屈折率が光源側の入射端面よりその反対
側端面に向かう方向において前記入射端面より所定の長
さまでは一定であり、そこから次第に小になるように連
続的に変化するようにしたものである。この面光源装置
は、導光体の屈折率が入射端面側で一定の屈折率である
ので、光源より出て入射端面に入射した光は、入射後途
中までは従来のものと同様に進むが、途中より屈折率が
次第に減少するため緩い曲線を描いて曲がる。このよう
に光が導光体中に進む間に途中から緩く曲がることによ
り、比較的光量が小になり易い入射端面より離れた出射
面より出射する光を増加させることになり全体として均
一な光量となり、均一な輝度分布の面光源となる。又従
来の導光体では表面より出射せずに利用し得なかった光
を出射させ得るので明るい面光源となる。
【０００７】導光体の屈折率の変化の範囲は、１．３か
ら１．７までの範囲内であって最も低い値と最も高い値
との間に差を有することが望ましい。導光体の屈折率が
１．３以下では、導光体内から空気中に漏れる光の量が
増大し、逆に屈折率が１．７以上では、導光体の出射面
から空気中に出射される光の量が減少し、面光源装置と
しての光の利用効率が低下してしまう。
ら１．７までの範囲内であって最も低い値と最も高い値
との間に差を有することが望ましい。導光体の屈折率が
１．３以下では、導光体内から空気中に漏れる光の量が
増大し、逆に屈折率が１．７以上では、導光体の出射面
から空気中に出射される光の量が減少し、面光源装置と
しての光の利用効率が低下してしまう。
【０００８】
【実施例】次に本発明の面光源装置の実施例を述べる。
【０００９】図１は本発明の実施例の断面図で、１は光
源、２は導光体、３は拡散部材、４は反射部材で、これ
らは図３に示す従来のものと同じであるが、導光体３の
構成が異なっている。即ち、導光体３は、それを形成す
る材質の屈折率が、入射端面２ａ側から任意の距離、例
えば図１のＡにて示す個所までは一定の値であって、途
中のＡ付近から屈折率が次第に減少するように構成した
ものであり、連続して変化するものである。
源、２は導光体、３は拡散部材、４は反射部材で、これ
らは図３に示す従来のものと同じであるが、導光体３の
構成が異なっている。即ち、導光体３は、それを形成す
る材質の屈折率が、入射端面２ａ側から任意の距離、例
えば図１のＡにて示す個所までは一定の値であって、途
中のＡ付近から屈折率が次第に減少するように構成した
ものであり、連続して変化するものである。
【００１０】このように途中から屈折率が連続して変化
する（低くなる）導光体を用いた場合、この導光体の端
面２ａに入射した光は、入射した直後は直進するが、Ａ
点付近よりその入射角や導光体の屈折率の変化の度合い
に応じた緩い曲がりを持って曲線状に進む。この実施例
で用いる導光体は、前述のように入射端面２ａ側が屈折
率が大であって途中からその反対側端面２ｂへ向けて連
続的に小になるように変化しているので図１における光
線Ｌ1のように曲線を描いて進む。これによって光源１
より発して導光体２の入射端面２ａより入射する光は例
えば図２に示す光線Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3のように符号Ａの付
近までは直線状に進み、それより先はほぼ図示するよう
な曲線を描いて進むことになる。したがって符号Ａまで
は従来の導光体を用いた面光源装置と同じ作用になり、
裏面の粗面が均一な分布もしくは、裏面の錐形状の凹
凸、印刷パターンの変化がない場合は出射光量は比較的
大であって明るくなる。又点Ａよりも端面２ｂ側におい
ては図２に示した代表例Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3のように曲線を
描いて進み、従来は出射しなかったような光がＡよりも
端面２ｂ側で出射することになり中央又はそれよりも光
源から離れた出射面より出射する光量が増大する。
する（低くなる）導光体を用いた場合、この導光体の端
面２ａに入射した光は、入射した直後は直進するが、Ａ
点付近よりその入射角や導光体の屈折率の変化の度合い
に応じた緩い曲がりを持って曲線状に進む。この実施例
で用いる導光体は、前述のように入射端面２ａ側が屈折
率が大であって途中からその反対側端面２ｂへ向けて連
続的に小になるように変化しているので図１における光
線Ｌ1のように曲線を描いて進む。これによって光源１
より発して導光体２の入射端面２ａより入射する光は例
えば図２に示す光線Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3のように符号Ａの付
近までは直線状に進み、それより先はほぼ図示するよう
な曲線を描いて進むことになる。したがって符号Ａまで
は従来の導光体を用いた面光源装置と同じ作用になり、
裏面の粗面が均一な分布もしくは、裏面の錐形状の凹
凸、印刷パターンの変化がない場合は出射光量は比較的
大であって明るくなる。又点Ａよりも端面２ｂ側におい
ては図２に示した代表例Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3のように曲線を
描いて進み、従来は出射しなかったような光がＡよりも
端面２ｂ側で出射することになり中央又はそれよりも光
源から離れた出射面より出射する光量が増大する。
【００１１】これによって、仮に裏面に形成された粗面
が均一な分布であったり、錐形状の凹凸や印刷パターン
の変化がなかったりしても中央より先が極端に暗くなる
ことはなく、全体として比較的均一な輝度分布になる。
更に裏面に形成する粗面の分布に従来用いられているよ
うな分布を設ける場合、例えばその分布が連続的に正し
く変化するものでなくとも、一定の割合で断続的に変化
するようなパターン等、均一化の設計値に厳密に一致す
るパターンでなくとも、極めて均一度の高い輝度分布が
得られる。更に、また導光体の裏面に多数の錐形状の凹
凸や印刷パターンを設けた場合も、従来のように、錐形
状の高さや頂角の角度、印刷パターンの面積や分布密度
などを変化させても、同様に極めて均一度の高い輝度分
布が得られる。もちろんこの場合も、正しく連続的に変
化していなくて、一定の割合で断続的に変化している状
態でもよい。したがって粗面分布や錐形状の凹凸、印刷
パターンなどの変化の設計自体が楽になり、特に実際の
製造において設計値より若干ずれたとしても、出射面で
の輝度分布が均一になる。更に従来利用し得なかった光
の利用が可能になり、明るい面光源装置になし得る。
が均一な分布であったり、錐形状の凹凸や印刷パターン
の変化がなかったりしても中央より先が極端に暗くなる
ことはなく、全体として比較的均一な輝度分布になる。
更に裏面に形成する粗面の分布に従来用いられているよ
うな分布を設ける場合、例えばその分布が連続的に正し
く変化するものでなくとも、一定の割合で断続的に変化
するようなパターン等、均一化の設計値に厳密に一致す
るパターンでなくとも、極めて均一度の高い輝度分布が
得られる。更に、また導光体の裏面に多数の錐形状の凹
凸や印刷パターンを設けた場合も、従来のように、錐形
状の高さや頂角の角度、印刷パターンの面積や分布密度
などを変化させても、同様に極めて均一度の高い輝度分
布が得られる。もちろんこの場合も、正しく連続的に変
化していなくて、一定の割合で断続的に変化している状
態でもよい。したがって粗面分布や錐形状の凹凸、印刷
パターンなどの変化の設計自体が楽になり、特に実際の
製造において設計値より若干ずれたとしても、出射面で
の輝度分布が均一になる。更に従来利用し得なかった光
の利用が可能になり、明るい面光源装置になし得る。
【００１２】上記の実施例において、導光体２の裏面に
形成する粗面例えば多数のドットを裏面全体に分布させ
たものや、多数のドットよりなる微小な部分を裏面全体
に分布させたものを、従来例における光源に近い側の分
布密度で均一に分布させ、それによって表面（出射面）
より出射する光の量が光源より離れるにつれて減少する
のを防止するために、前述のように導光体の屈折率を途
中から連続的に減少せしめることにより、図２に示すよ
うに光線を曲げて、光源から離れたところで表面より出
射させることによって光の量を増加させて全体として明
るく均一な輝度分布になし得る。この場合粗面がドット
の密度が比較的小でしかも均一な分布であるため、粗面
の形成が容易である。
形成する粗面例えば多数のドットを裏面全体に分布させ
たものや、多数のドットよりなる微小な部分を裏面全体
に分布させたものを、従来例における光源に近い側の分
布密度で均一に分布させ、それによって表面（出射面）
より出射する光の量が光源より離れるにつれて減少する
のを防止するために、前述のように導光体の屈折率を途
中から連続的に減少せしめることにより、図２に示すよ
うに光線を曲げて、光源から離れたところで表面より出
射させることによって光の量を増加させて全体として明
るく均一な輝度分布になし得る。この場合粗面がドット
の密度が比較的小でしかも均一な分布であるため、粗面
の形成が容易である。
【００１３】又導光体２の裏面に形成する粗面のドット
等の分布密度に比較的緩い密度の変化（光源側が密度が
小で光源から離れるにつれて僅かに増大させる）を設
け、これによって表面よりの明るさが光源から離れるに
したがって僅かに暗くなって行くのを、前記のように導
光体の屈折率を連続して変化させることにより防止して
全体が均一な明るさになるようにしてもよい。
等の分布密度に比較的緩い密度の変化（光源側が密度が
小で光源から離れるにつれて僅かに増大させる）を設
け、これによって表面よりの明るさが光源から離れるに
したがって僅かに暗くなって行くのを、前記のように導
光体の屈折率を連続して変化させることにより防止して
全体が均一な明るさになるようにしてもよい。
【００１４】この場合、導光体２の裏面のドットの分布
密度は、光源から離れるにつれて連続的に増大するが、
僅かな増大でよいので、光源より最も離れた位置でも、
ドットの密度はあまり大にしなくともよい。そのため導
光体裏面のドットの形成が比較的容易である。
密度は、光源から離れるにつれて連続的に増大するが、
僅かな増大でよいので、光源より最も離れた位置でも、
ドットの密度はあまり大にしなくともよい。そのため導
光体裏面のドットの形成が比較的容易である。
【００１５】又導光体裏面のドットを均一に分布させた
場合も、ドット密度を変化させた場合も、出射光の量は
増大するので明るい光源になる。
場合も、ドット密度を変化させた場合も、出射光の量は
増大するので明るい光源になる。
【００１６】更に、導光体の裏側に多数の錐形状の凹凸
や印刷パターンなどを設けた場合も、錐形状の高さや頂
角の角度などの変化や印刷パターンの面積や分布密度な
どの変化も、従来の面光源装置のように著しくなく、緩
やかでもよい。
や印刷パターンなどを設けた場合も、錐形状の高さや頂
角の角度などの変化や印刷パターンの面積や分布密度な
どの変化も、従来の面光源装置のように著しくなく、緩
やかでもよい。
【００１７】また更に、多数の錐形状の大きさを全体的
に従来より小さくしたり、印刷パターンを施すためのイ
ンクを従来よりやや薄くしたりすることもできる。
に従来より小さくしたり、印刷パターンを施すためのイ
ンクを従来よりやや薄くしたりすることもできる。
【００１８】これによって、錐形状や印刷パターンのあ
る部分とない部分に対応する出射面での輝度の差を減ら
すことができる。
る部分とない部分に対応する出射面での輝度の差を減ら
すことができる。
【００１９】但し、導光体の屈折率の変化の範囲は、上
述のいずれの場合も、１．３から１．７の範囲内であっ
て最も低い値と最も高い値との間に差を有することが望
ましい。
述のいずれの場合も、１．３から１．７の範囲内であっ
て最も低い値と最も高い値との間に差を有することが望
ましい。
【００２０】
【発明の効果】本発明の面光源装置は、導光体の屈折率
を連続して変化させることにより、導光体の裏面に粗面
を形成することが容易になり、又全体の出射光量を増大
させて明るくなる。
を連続して変化させることにより、導光体の裏面に粗面
を形成することが容易になり、又全体の出射光量を増大
させて明るくなる。
【図１】 本発明面光源装置の断面図
【図２】 上記面光源装置の導光体内での光の進む状
況を示す図
況を示す図
【図３】 従来の導光体を用いた面光源装置の断面図
１ 光源 ２ 導光体 ３ 拡散板 ４ 反射部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/30 F21S 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】 導光体と、前記導光体の端面近傍に配
置した光源と、前記導光体の裏面に配置した反射面とを
有し、前記導光体の屈折率が光源側の入射端面よりその
反対側端面に向かう方向において前記入射端面より所定
の長さまでは一定であり、そこから次第に小になるよう
に連続的に変化するように構成されていることを特徴と
する面光源装置。 - 【請求項２】 前記導光体の屈折率の変化の範囲が、
１．３から１．７の範囲であることを特徴とする請求項
１の面光源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8951493A JP3063049B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 面光源装置 |
| US08/635,211 US5988826A (en) | 1993-03-25 | 1996-04-17 | Surface light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8951493A JP3063049B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 面光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283138A JPH06283138A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3063049B2 true JP3063049B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=13972904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8951493A Expired - Fee Related JP3063049B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 面光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063049B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP8951493A patent/JP3063049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06283138A (ja) | 1994-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |