JP3213864B2 - 面光源装置 - Google Patents
面光源装置Info
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- JP3213864B2 JP3213864B2 JP19525593A JP19525593A JP3213864B2 JP 3213864 B2 JP3213864 B2 JP 3213864B2 JP 19525593 A JP19525593 A JP 19525593A JP 19525593 A JP19525593 A JP 19525593A JP 3213864 B2 JP3213864 B2 JP 3213864B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全面に亙って均一で高
い輝度を得られるようにした面光源装置に関する。
い輝度を得られるようにした面光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示装置の発展は目覚まし
く、ＯＡ分野、自動車関連分野、通信機分野、その他広
い分野に亙って利用されている。そして、液晶は自発光
しないため、当初は反射光を利用して表示を視認してい
たが、極めて不鮮明であるため、透過光を利用して視認
する透過型の表示装置が主流となり、広く普及してい
る。このような透過型の表示装置における透過光の光源
としては、所謂バックライトが使用されている。このバ
ックライトには、拡散板の下方に線光源体である蛍光管
を配し、種々の工夫をして均一な面光源とするアンダー
ライト方式のものと、導光板の端面に蛍光管を配し、種
々の工夫をして導光板に入った光束を均一に上面へ投射
させる面光源とするエッジライト方式がある。一般にア
ンダーライト式は明るいが厚みが厚く、エッジライト方
式は暗いが厚みが薄いという特徴があり、用途により使
い分けられている。
く、ＯＡ分野、自動車関連分野、通信機分野、その他広
い分野に亙って利用されている。そして、液晶は自発光
しないため、当初は反射光を利用して表示を視認してい
たが、極めて不鮮明であるため、透過光を利用して視認
する透過型の表示装置が主流となり、広く普及してい
る。このような透過型の表示装置における透過光の光源
としては、所謂バックライトが使用されている。このバ
ックライトには、拡散板の下方に線光源体である蛍光管
を配し、種々の工夫をして均一な面光源とするアンダー
ライト方式のものと、導光板の端面に蛍光管を配し、種
々の工夫をして導光板に入った光束を均一に上面へ投射
させる面光源とするエッジライト方式がある。一般にア
ンダーライト式は明るいが厚みが厚く、エッジライト方
式は暗いが厚みが薄いという特徴があり、用途により使
い分けられている。
【０００３】そして、導光板の表面には、均一な輝度を
得るために乱反射層が形成されるのであるが、この乱反
射層は、反射・拡散性を有するインクを用いてドットパ
ターンを印刷する方法により形成されることは良く知ら
れている。しかし、この印刷による方法では光束の一部
がインク自体に吸収されるため、光利用効率がその分だ
け低下する。また、印刷後には乾燥工程を必要とする。
さらに、印刷中或いは乾燥中にゴミが付着したり剥げ落
ち等が生ずると製品の品質を阻害してしまうという欠点
がある。そこで、機械加工或いはモールディング加工等
により光束の進行方向と直交する方向に複数条の溝を刻
設する方法が見出され、各種の提案がなされている。
得るために乱反射層が形成されるのであるが、この乱反
射層は、反射・拡散性を有するインクを用いてドットパ
ターンを印刷する方法により形成されることは良く知ら
れている。しかし、この印刷による方法では光束の一部
がインク自体に吸収されるため、光利用効率がその分だ
け低下する。また、印刷後には乾燥工程を必要とする。
さらに、印刷中或いは乾燥中にゴミが付着したり剥げ落
ち等が生ずると製品の品質を阻害してしまうという欠点
がある。そこで、機械加工或いはモールディング加工等
により光束の進行方向と直交する方向に複数条の溝を刻
設する方法が見出され、各種の提案がなされている。
【０００４】例えば特開平２−１６５５０４号公報、米
国特許公報５，０７９，６７５号、特開昭５９−１９４
３０２号公報、並びに米国特許公報４，７６５，７０１
号には、断面形状がＶ状の溝を設ける構成が記載され、
それぞれ導光板の一端に配した線光源からの光束を溝の
傾斜面で反射させるようにしている。尚、特開平２−１
６５５０４号公報、米国特許公報５，０７９，６７５号
に記載の導光板の構成を図１に、特開昭５９−１９４３
０２号公報に記載の導光板の構成を図２に、米国特許公
報４，７６５，７０１号に記載の導光板の構成を図３に
それぞれ模式的に示した。図中、１ａ〜１ｃは線光源、
２ａ〜２ｃは導光板、３ａ〜３ｃは溝を示す。
国特許公報５，０７９，６７５号、特開昭５９−１９４
３０２号公報、並びに米国特許公報４，７６５，７０１
号には、断面形状がＶ状の溝を設ける構成が記載され、
それぞれ導光板の一端に配した線光源からの光束を溝の
傾斜面で反射させるようにしている。尚、特開平２−１
６５５０４号公報、米国特許公報５，０７９，６７５号
に記載の導光板の構成を図１に、特開昭５９−１９４３
０２号公報に記載の導光板の構成を図２に、米国特許公
報４，７６５，７０１号に記載の導光板の構成を図３に
それぞれ模式的に示した。図中、１ａ〜１ｃは線光源、
２ａ〜２ｃは導光板、３ａ〜３ｃは溝を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の面光源は、何れも導光板の厚みが厚く、且つ線光
源から溝までの距離が小さい範囲（線光源に近い範囲）
では高い輝度が得られるが、厚みが薄く、且つ線光源か
ら溝までの距離が大きくなる条件では、線光源からの距
離が大きい範囲（線光源に遠い範囲）で低い輝度しか得
られない。この理由は、図４に示す模式図により以下の
ように理解することができる。即ち、線光源１ｄから導
光板２ｄ内を平行直進する光束は溝３ｄ1 の斜面４に当
り、それから先への進行が妨げられ、斜面４の傾斜角度
４５°でほぼ直角に屈折（反射）して有効に導光板２ｄ
の上方に放出される。したがって、それより遠くの溝３
ｄ2，３ｄ3 …に到達できる光束は、より遠くなるほど
減少することになる。特に、導光板２ｄの厚みが薄い場
合には、線光源１ｄから導光板２ｄに入る絶対光量が少
なく、しかも線光源１ｄにおける光束の通路（断）面積
が少なくなるので、線光源１ｄからの距離が大きい範囲
に到達する光束は甚だしく少ないものとなり、輝度が低
くなる。
従来の面光源は、何れも導光板の厚みが厚く、且つ線光
源から溝までの距離が小さい範囲（線光源に近い範囲）
では高い輝度が得られるが、厚みが薄く、且つ線光源か
ら溝までの距離が大きくなる条件では、線光源からの距
離が大きい範囲（線光源に遠い範囲）で低い輝度しか得
られない。この理由は、図４に示す模式図により以下の
ように理解することができる。即ち、線光源１ｄから導
光板２ｄ内を平行直進する光束は溝３ｄ1 の斜面４に当
り、それから先への進行が妨げられ、斜面４の傾斜角度
４５°でほぼ直角に屈折（反射）して有効に導光板２ｄ
の上方に放出される。したがって、それより遠くの溝３
ｄ2，３ｄ3 …に到達できる光束は、より遠くなるほど
減少することになる。特に、導光板２ｄの厚みが薄い場
合には、線光源１ｄから導光板２ｄに入る絶対光量が少
なく、しかも線光源１ｄにおける光束の通路（断）面積
が少なくなるので、線光源１ｄからの距離が大きい範囲
に到達する光束は甚だしく少ないものとなり、輝度が低
くなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、導光板の少なくとも一端に線光源を配す
ると共に導光板の一面に略平行状の複数条の溝による乱
反射パターンを表示した反射層を形成したエッジライト
方式の面光源装置において、上記反射層は、溝幅の溝間
隔に対する割合が０．００２〜０．３であり、しかも溝
の深さの導光板の厚みに対する割合が０．０００５〜
０．０２になるように設定されたものであることを特徴
とする面光源装置に関するものである。
されたもので、導光板の少なくとも一端に線光源を配す
ると共に導光板の一面に略平行状の複数条の溝による乱
反射パターンを表示した反射層を形成したエッジライト
方式の面光源装置において、上記反射層は、溝幅の溝間
隔に対する割合が０．００２〜０．３であり、しかも溝
の深さの導光板の厚みに対する割合が０．０００５〜
０．０２になるように設定されたものであることを特徴
とする面光源装置に関するものである。
【０００７】上記本発明に使用する導光板は、光を透過
させるものであれば特に材質を限定するものではない。
そして、この導光板の一面には、略平行状の複数条の溝
による乱反射パターンを表示した反射層が形成されるの
であるが、上記溝は、前記のように幅及び深さが極めて
微細なものであり、且つ溝が形成されない平坦部分の面
積を十分に確保しているものであるため、導光板内を進
行する光束の通路（断）面積を妨げることがない。尚、
上記溝以外の部分は高い反射性を維持するように平滑面
とする。
させるものであれば特に材質を限定するものではない。
そして、この導光板の一面には、略平行状の複数条の溝
による乱反射パターンを表示した反射層が形成されるの
であるが、上記溝は、前記のように幅及び深さが極めて
微細なものであり、且つ溝が形成されない平坦部分の面
積を十分に確保しているものであるため、導光板内を進
行する光束の通路（断）面積を妨げることがない。尚、
上記溝以外の部分は高い反射性を維持するように平滑面
とする。
【０００８】上記反射層は、溝幅（ａ）の溝間隔（ｐ）
に対する割合（ａ／ｐ）が０．００２〜０．３であり、
しかも溝の深さ（ｈ）の導光板の厚み（ｔ）に対する割
合（ｈ／ｔ）が０．０００５〜０．０２になるように設
定され、上記の範囲外では輝度を均一にすることができ
ない等の不都合を生ずる。
に対する割合（ａ／ｐ）が０．００２〜０．３であり、
しかも溝の深さ（ｈ）の導光板の厚み（ｔ）に対する割
合（ｈ／ｔ）が０．０００５〜０．０２になるように設
定され、上記の範囲外では輝度を均一にすることができ
ない等の不都合を生ずる。
【０００９】また、上記反射層の溝は、断面形状を凹凸
面に形成し、例えば粗破断面状の面をなした岩山形状乃
至岩台形状とすると、その乱反射性が向上するので、導
光板の上面に設ける拡散板によるボカシ（光拡散）が容
易となり、溝間隔（ｐ）を大きくすることができる。特
にその断面形状がなだらかであると、光の進行を妨げる
ことがなく、且つ溝の深さ（ｈ）も小さくできるので、
導光板内の全反射光量の減衰を多少なりとも抑制するこ
とができる。
面に形成し、例えば粗破断面状の面をなした岩山形状乃
至岩台形状とすると、その乱反射性が向上するので、導
光板の上面に設ける拡散板によるボカシ（光拡散）が容
易となり、溝間隔（ｐ）を大きくすることができる。特
にその断面形状がなだらかであると、光の進行を妨げる
ことがなく、且つ溝の深さ（ｈ）も小さくできるので、
導光板内の全反射光量の減衰を多少なりとも抑制するこ
とができる。
【００１０】さらに、前記反射層の溝は、平面形状を同
位相の波形線に形成すると、ボカシ効果が向上する。
位相の波形線に形成すると、ボカシ効果が向上する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。
【００１２】図５及び図６に示すように、厚みｔが３ｍ
ｍで、長さ２００ｍｍのポリメチルメタクルレート（Ｐ
ＭＭＡ）板である導光板２の一面に、溝３（３1 ，３
2 ，３3 …）を、溝幅ａが１０〜３０μｍ、溝の深さｈ
が５〜１５μｍ、溝間隔ｐが０．３〜０．８ｍｍとなる
ように刻設した。また、溝３の断面形状は図７または図
８に示すように岩山形状乃至岩台形状に形成したとこ
ろ、図９に示すように光が全方向に拡散された。また、
図中、５は入光側端面、６は上記入光側端面５と対向す
る他端面、７は反射板、８は導光板２の上面、９は導光
板２の下面であり、導光板２の上面８と、導光板２の下
面のうち溝３が刻設されていない部分ｂとは平滑面とし
た。
ｍで、長さ２００ｍｍのポリメチルメタクルレート（Ｐ
ＭＭＡ）板である導光板２の一面に、溝３（３1 ，３
2 ，３3 …）を、溝幅ａが１０〜３０μｍ、溝の深さｈ
が５〜１５μｍ、溝間隔ｐが０．３〜０．８ｍｍとなる
ように刻設した。また、溝３の断面形状は図７または図
８に示すように岩山形状乃至岩台形状に形成したとこ
ろ、図９に示すように光が全方向に拡散された。また、
図中、５は入光側端面、６は上記入光側端面５と対向す
る他端面、７は反射板、８は導光板２の上面、９は導光
板２の下面であり、導光板２の上面８と、導光板２の下
面のうち溝３が刻設されていない部分ｂとは平滑面とし
た。
【００１３】上記導光板２の一端に、２Ｗの冷陰極放電
管とリフレクターとからなる線光源１を臨ませ、溝３を
刻設した下面９側に反射シート（図示せず）を配設する
と共に、上面８側に拡散シート（図示せず）を配設して
面光源装置を作製した。
管とリフレクターとからなる線光源１を臨ませ、溝３を
刻設した下面９側に反射シート（図示せず）を配設する
と共に、上面８側に拡散シート（図示せず）を配設して
面光源装置を作製した。
【００１４】上記のように得られた面光源装置は、全面
に亙って光度４５０Ｌｘ／ｃｍ2 の均等な明るさとな
り、十分な実用性能を持つものであった。尚、完成状態
で部分的に明るさの大小が生じるものは、上記の溝間隔
ｐの範囲内で、明るい部分の溝間隔を大きく、暗い部分
の溝間隔を小さく配分することにより解決される。ま
た、この面光源装置では、導光板２の下面９における平
坦部分ｂの面積は下面９の総面積の９２％以上となり、
導光板２内の光束の通路断面積はその端面５の面積の９
９．５％以上となり、線光源１からの投入光は有効に利
用されている。
に亙って光度４５０Ｌｘ／ｃｍ2 の均等な明るさとな
り、十分な実用性能を持つものであった。尚、完成状態
で部分的に明るさの大小が生じるものは、上記の溝間隔
ｐの範囲内で、明るい部分の溝間隔を大きく、暗い部分
の溝間隔を小さく配分することにより解決される。ま
た、この面光源装置では、導光板２の下面９における平
坦部分ｂの面積は下面９の総面積の９２％以上となり、
導光板２内の光束の通路断面積はその端面５の面積の９
９．５％以上となり、線光源１からの投入光は有効に利
用されている。
【００１５】また、溝３の平面形状は図１０に示すよう
に側端面１０に及ぶ直線に形成してもよいし、図１１に
示すように側端面１０から１〜２ｍｍ程度離反する直線
に形成してもよい。また、図１２に示すように同位相の
波形線に形成してもよい。この場合、条光をボカシ易い
という効果を有している。
に側端面１０に及ぶ直線に形成してもよいし、図１１に
示すように側端面１０から１〜２ｍｍ程度離反する直線
に形成してもよい。また、図１２に示すように同位相の
波形線に形成してもよい。この場合、条光をボカシ易い
という効果を有している。
【００１６】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができる。例えば、前記溝３
の形成は、バイトによる研削（切削）加工等の機械加工
により形成するものでもよいし、モールディング等によ
る成形により形成するものでもよい。
が、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができる。例えば、前記溝３
の形成は、バイトによる研削（切削）加工等の機械加工
により形成するものでもよいし、モールディング等によ
る成形により形成するものでもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の面光源装
置は線光源からの距離が小さい範囲でも線光源からの距
離が大きい範囲でも同様に明るく且つ均一な輝度を有す
る。そして、導光板の厚みを薄肉化することができるの
で、電気機器の薄型軽量化を図ることができる。
置は線光源からの距離が小さい範囲でも線光源からの距
離が大きい範囲でも同様に明るく且つ均一な輝度を有す
る。そして、導光板の厚みを薄肉化することができるの
で、電気機器の薄型軽量化を図ることができる。
【００１８】また、導光板の厚みを薄肉化することがで
きることは、材料費の削減につながり、製品コストを大
幅に軽減することができる。尚、現在、導光板としては
ポリメチルメタクルレート（ＰＭＭＡ）板が使用されて
いるが、このＰＭＭＡ板はポリスチレン（ＰＳ）板、ポ
リプロピレン（ＰＰ）板、ポリエチレン（ＰＥ）板等の
約３倍にもおよぶ高価格の素材であるため、上記の効果
は極めて実用的効果が高いものである。
きることは、材料費の削減につながり、製品コストを大
幅に軽減することができる。尚、現在、導光板としては
ポリメチルメタクルレート（ＰＭＭＡ）板が使用されて
いるが、このＰＭＭＡ板はポリスチレン（ＰＳ）板、ポ
リプロピレン（ＰＰ）板、ポリエチレン（ＰＥ）板等の
約３倍にもおよぶ高価格の素材であるため、上記の効果
は極めて実用的効果が高いものである。
【図１】従来技術における導光板の溝の状態を模式的に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】他の従来技術における導光板の溝の状態を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図３】他の従来技術における導光板の溝の状態を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図４】従来技術における導光板による光の導光状況を
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例における導光板による光の導
光状況を模式的に示す断面図である。
光状況を模式的に示す断面図である。
【図６】図５の導光板における要部を拡大した断面図で
ある。
ある。
【図７】溝の断面形状の一実施例を示す断面図である。
【図８】溝の断面形状の他の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図９】溝による光の拡散状況を示す断面図である。
【図１０】溝の平面形状の一実施例を示す平面図であ
る。
る。
【図１１】溝の平面形状の他の一実施例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１２】溝の平面形状の他の一実施例を示す平面図で
ある。
ある。
１ 線光源 ２ 導光板 ３ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−201304（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−87315（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 530 F21V 8/00
Claims (3)
- 【請求項１】 導光板の少なくとも一端に線光源を配す
ると共に導光板の一面に略平行状の複数条の溝による乱
反射パターンを表示した反射層を形成したエッジライト
方式の面光源装置において、 上記反射層は、溝幅の溝間隔に対する割合が０．００２
〜０．３であり、しかも溝の深さの導光板の厚みに対す
る割合が０．０００５〜０．０２になるように設定され
たものであることを特徴とする面光源装置。 - 【請求項２】 溝は、断面形状が凹凸面に形成されたも
のであることを特徴とする請求項１に記載の面光源装
置。 - 【請求項３】 溝は、平面形状が同位相の波形線に形成
されたものであることを特徴とする請求項１乃至２に記
載の面光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19525593A JP3213864B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 面光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19525593A JP3213864B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 面光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728061A JPH0728061A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3213864B2 true JP3213864B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=16338098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19525593A Expired - Fee Related JP3213864B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 面光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3213864B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3644787B2 (ja) * | 1996-05-09 | 2005-05-11 | 松下電器産業株式会社 | 面状照明系 |
| JPH10282497A (ja) * | 1997-04-08 | 1998-10-23 | Minebea Co Ltd | 液晶用面状光源装置 |
| JP3396805B2 (ja) * | 1997-12-17 | 2003-04-14 | ミネベア株式会社 | 透過型面状照明装置 |
| JP2002352614A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Olympus Optical Co Ltd | 照明装置 |
| KR100799156B1 (ko) | 2001-07-13 | 2008-01-29 | 삼성전자주식회사 | 도광판, 이의 제조 방법, 이를 이용한 액정표시장치 |
| KR100936819B1 (ko) * | 2003-03-28 | 2010-01-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 |
| WO2023108875A1 (zh) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 瑞仪光电(苏州)有限公司 | 导光板、背光模组及显示装置 |
-
1993
- 1993-07-13 JP JP19525593A patent/JP3213864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0728061A (ja) | 1995-01-31 |
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