JP3379043B2 - 面状照明装置 - Google Patents
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- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種反射型
表示装置等の前面照明手段に用いられる面状照明装置に
関するものであり、特に、液晶表示装置の照明手段とし
て用いられるものである。 【０００２】 【従来の技術】低消費電力で動作する液晶表示装置は、
薄型、軽量等の特徴があるので、主にコンピュータ用途
を中心とした表示装置としての需要が増大している。液
晶表示装置の構成部材である液晶は、自ら発光しないた
め、ブラウン管等の発光型素子と異なり、画像を観察す
るための照明手段が必要である。特に、近年の薄型化の
要求の中では、液晶表示装置を照射するための照明手段
として、薄板状のサイドライト方式（導光板方式）の面
状照明装置を使用することが多い。 【０００３】以下、図２に基づいて、サイドライト方式
の面状照明装置４１の構成を説明する。４２は、面状照
明装置の光源として用いる冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）ま
たは熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ）等の直線状の光源ランプ
である。透光性の高い材料で形成される透明基板４３
は、断面形状ほぼ矩形の薄板状であり、その一側端面４
４に沿って光源ランプ４２が所定間隔をおいて配置され
る。なお、透明基板４３は、軽量化を図る目的で、光源
ランプ４２が配置される一側端面４４から遠ざかるにし
たがって、その板厚が徐々に薄くなる、いわゆる楔形に
形成されるものもある。 【０００４】光源ランプ４２の周面において、一側端面
４４と対向しない部分には、フィルムに銀等を蒸着して
形成されるランプリフレクタ４５を配置している。この
ようにランプリフレクタ４５を設けることによって、光
源ランプ４２の発光光線の多くは、一側端面４４から透
明基板４３の内部に進入することが可能となる。さら
に、光の漏れを防止するために、透明基板４３の一側端
面４４以外の側面（図２には一側端面４４の対向面であ
る側端面４６のみ図示）には、反射テープ等からなる反
射材４７が付加されている。 【０００５】透明基板４３には、光源ランプ４２からの
距離に左右されることなく面状光源装置の画面を均一に
発光させるために、その裏面４８（図２の下方）に光散
乱パターン４９（詳細は後述）が形成され、さらに、そ
の下方には反射板５０が裏面４８全面を覆うように配置
されている。反射板５０は、透明基板４３の裏面４８か
ら出射しようとする光線を反射させて透明基板４３の表
面５１（図２の上方）へ進行させる。 【０００６】さらに、面状光源装置４１には、透明基板
４３の表面５１全面を覆うように拡散板５２を設けてい
る。これは、透明基板４３内を進行して表面５１から出
射する光線の多くが光散乱パターン４９で反射すること
に起因して、光散乱パターン４９のパターン柄のみが輝
いて観察される現象（いわゆるドットイメージ）を除去
するために、拡散板５２を配置することによって、拡散
板５２を透過中に光を重ね合わせる（すなわち、拡散さ
せる）ことで、光線の密度および出射分布をほぼ均一に
させて、画面上の均一発光を行うために配置される。 【０００７】図３にそのパターン柄が示される光散乱パ
ターン４９は、例えば特開平５−１３４２５１号に開示
されているように、光源ランプ４２が配置されている一
側端面４４からその対向面である側端面４６に向かうに
つれて、ドットの径が徐々に大きくなるように形成され
ている。光散乱パターン４９は、光拡散反射物質を含ん
だ媒体を透明基板４３の裏面４８にスクリーン印刷方式
で直接塗布されることによって形成される。 【０００８】このように、光散乱パターン４９は、その
場所により単位面積当たりに、光拡散反射物質を含んだ
媒体が占める割合（以下、単位面積当たりに所定物質が
占める割合を「面積密度」という）を変化させて形成さ
れることによって、光散乱パターン４９で反射して表面
５１から放出する光線量を変化させる。すなわち、光線
は光源ランプ４２に近いほど輝度が高くなるので、面状
の均一発光を実現するために、光源ランプ４２から遠く
なるにしたがって光散乱パターン４９の面積密度が大き
くなるように形成することによって、光源ランプ４２か
ら離間するほど表面５１側に反射する光線量が多くなる
ので、光源ランプ４２からの距離と光散乱パターン４９
で反射する光線量とのバランスを考慮して、全体として
均一に発光するようにしている。ここで、光散乱パター
ン４９は図３において、断面ではないが判りやすいよう
に斜線を施している。 【０００９】上述の光散乱パターン４９は、光拡散反射
物質を含んだ媒体を透明基板４３の裏面４８に塗布する
構成としたが、光線の反射量を多くする機能を有するも
のであればよいので、例えば特開平９−３３９２３号に
開示されるように、透明基板４３の裏面４８に微小な凹
凸面を直接形成して、その凹凸面によって光線を拡散・
反射させるようにしたものもある。 【００１０】さらに、液晶表示装置の照明手段として、
特に反射型液晶表示装置の補助照明装置として使用され
る、上述の面状照明装置４１とは異なる照明装置の構成
を以下に説明する。反射型液晶表示装置は、周囲が明る
い環境の場合には、その周囲光を照明光として使用して
画面を照射できる構成であるため、内部に照明手段が不
要ではあるものの、周囲が比較的暗い環境では画像が観
察しにくくなるという不具合を生じるので補助照明装置
が必要である。このような反射型液晶素子の好適な補助
照明手段として、特願平９−３４７６４８号において、
反射型液晶素子の前面（画面側）に配置される面状照明
装置が開示されている。 【００１１】図４に示すこの種の面状照明装置１'は、
上述の構成の反射型液晶素子Ｌの観察面Ｆを覆うように
配置されて使用されるものであり、その構成は、図４お
よび図５に示すように、透光性の高い材料で断面矩形状
に形成された平板状の透明基板２の一側端面３に近接す
るように直線状の光源ランプ４が配置されている。光源
ランプ４は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）または熱陰極蛍
光管（ＨＣＦＬ）等が用いられる。また、透明基板２と
しては、軽量化を図る目的で、光源ランプ４が配置され
る一側端面３から遠ざかるにしたがって、その板厚が徐
々に薄くなる、いわゆる楔形になるものを使用している
ものもある。 【００１２】ここで、図４において反射型液晶素子Ｌに
当接する透明基板２の一面（図５の下方）を下面５と
し、その反対面（図５の上方）である観察面（画面）側
を上面（表面）６とする。 【００１３】透明基板２の上面６には、光反射パターン
７が形成されている。光反射パターン７は、断面形状ほ
ぼ三角形の多数の溝部８及び溝部８に隣接する平坦部９
とで構成される。光反射パターン７は、図５に示すよう
に、光源ランプ４からの距離に左右されることなく透明
基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一になる
ように、溝８の形成される間隔が場所によって異なって
いる。すなわち、平坦部９の幅（占有面積）に対する溝
部８の幅（占有面積）の比率は、透明基板２の一側端面
３から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように設定さ
れている。 【００１４】このような補助照明としての面状照明装置
１'を反射型液晶素子Ｌに付加すると、光源ランプ４か
らの発光光線は、透明基板２の一側端面３から透明基板
２の内部へ入射して、その内部で反射・屈折を繰り返し
ながら対向面１０へ向かって進行する間に、少しづつ透
明基板２の下面５から出射することによって、透明基板
２に密接して配置されている反射型液晶素子Ｌを照射す
る。さらに、透明基板２には光反射パターン７を形成し
ていることから、下面５からの出射光の量をほぼ均一な
分布とすることができる。 【００１５】なお、図４および図５において図示省略し
ているが、光源ランプ４および一側端面３の周面は、フ
ィルム状の反射部材で覆っているので、光線の結合効率
を高めることができる。さらに、一側端面３以外の透明
基板２の側面も反射部材で覆うことにより、光線が側端
面から射出してしまうことを防止するので、透明基板２
の下面５からの照明光量を増加させることができる。特
に、一側端面３の対向面１０においては、他の２側面と
比較して光線の射出量が多いため、反射部材で覆うこと
が望ましい。 【００１６】また、光反射パターン７の溝部８の形状に
応じて光の反射角度が変化することにより、透明基板２
の下面５からの光線の出射方向が変化するから、下面５
に対して垂直な方向（すなわち正面方向）に多くの光線
が出射するように、溝部８の形状は適宜設定可能であ
る。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】ところで上述した液晶
表示装置（反射型液晶素子Ｌも含む）の照射手段として
の面状照明装置４１，１'は、いずれも光源として、冷
陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）または熱陰極蛍光管（ＨＣＦ
Ｌ）等が用いられているため、以下に示す問題がある。 【００１８】すなわち、近年の装置の薄型化のニーズに
答えるべく、光源ランプ４，４２として使用される上記
蛍光管は、極端にその径を小さくして形成される傾向に
あり、これに伴って、小さな衝撃によっても破損してし
まう場合があるので、その取扱いに慎重をきさなければ
ならない。 【００１９】さらに、光源ランプ４，４２として使用さ
れる蛍光管を発光させるためには、一般的に数百〜１０
００Ｖ以上の高電圧が必要であるため、蛍光管は、いわ
ゆるインバータと呼ばれる複雑な点灯回路を備えてい
る。このため、インバータを設置するスペースを必ず確
保しなければならず、薄型および軽量化のニーズの中で
は、このインバータ設置スペースを可能な限り縮小化し
たいという要望が高まっている。また、高電圧に対する
安全面での煩雑な対策を必要とするという問題もある。 【００２０】このような問題点を有する蛍光管（線状光
源）を光源ランプ４，４２として使用する代わりに、例
えば電球や発光ダイオードのような点状光源を使用する
ことによって、上記問題を解決可能であるが、上記従来
の面状照明装置４１，１'の光源ランプ４，４２の配置
位置に、点状光源を単に配置するだけでは、該点状光源
の近傍のみが明るくなり、面状の均一発光を実現できな
いという問題を生じる。 【００２１】したがって本発明は、上記問題点を解決す
るべく、耐衝撃性を向上させて破損を防止することによ
って取扱性を良くし、低電圧で点灯させることによっ
て、インバータのような点灯装置や、安全面での配慮を
不要とする光源ランプを用いることによって、面状の均
一発光及び画面の輝度の向上を実現できる面状照明装置
を提供することにある。 【００２２】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明では、 透光性材料
からなる透明基板の側面付近に直線状の光源を近接配置
し、前記光源は、前記透明基板の少なくとも一面以上の
側端面付近に沿って近接配置される直線状の透明材料か
らなる導光体と、該導光体の少なくとも一端部に配置さ
れる点状光源とで構成されるサイドライト方式の面状照
明装置において、前記導光体は前記透明基板の一側端面
で、前記透明基板と部分的に連結して一体化されている
ことを特徴とする。 【００２３】上記構成としたことにより、本発明の面状
照明装置は、面状照明を実現させる光源として、透明基
板の側端面に沿って直線状の導光体を配置し、その導光
体の端部に点状光源を配置するが、前記導光体は前記透
明基板の一側端面に、前記透明基板と部分的に連結して
一体化されていることにより、点状光源からの発光光線
が導光体に進入するので、透明基板に対向する面から放
出する光線が透明基板に進入し、よりよい面状照明を実
現する。 【００２４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態とし
ての面状照明装置１の構成を添付図面に基づいて説明す
る。なお、この面状照明装置１は、従来技術の欄におい
て図４および図５に基づいて説明した面状照明装置１'
と同様に、反射型液晶表示装置Ｌの観察面Ｆを覆うよう
に配置される照明装置と同様の目的のために使用される
ものであるから、従来の面状照明装置１'と同様な部材
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。 【００２５】図１に示すように、本発明の面状照明装置
１の構成は、透明基板２および光源１１（詳細は後述）
を主構成として、透明基板２の下面５を図４に示す反射
型液晶素子Ｌの観察面Ｆ側に配置させるものである。 【００２６】点状光源１２として本実施の形態では発光
ダイオードを使用し、さらに透明材料からなる導光体１
３は、透明基板２と部分的に連結部２５により連結さ
れ、透明基板２の一側端面３に沿うように配置されるも
のであり、導光体１３の一方の端部１４に点状光源１２
を近接配置する。さらに、導光体１３には、詳細を後述
する光路変換手段１５が形成されている。また、導光体
１３の透明基板２に対向する面以外の長手方向周囲は、
光線を高効率で透明基板２内へ導くために、光反射部材
（リフレクタ）１６によって覆われている。 【００２７】上記のように、上記のように導光体１３を
透明基板２との間に連結部２５を設けた構成とすること
によって、樹脂基板２および導光体１３を同時に成形す
ることができ、部品点数が削減され組み立て工数の削減
が可能となる。連結部２５は、効率の面から、機械的強
度の許す限り極力小さいことが望ましい。 【００２８】また、上記実施の形態において、点状光源
１２は、発光ダイオードを使用しているが、これに限定
されるものではなく、例えば白熱球など、比較的低電圧
で点灯可能な点状光源であれば、本発明の点状光源１２
として使用可能である。 【００２９】図１の実施形態において、光反射部材は、
点状光源１２を配置していない導光体１３の他端部１７
にも付加することにより、光線をより高効率で透明基板
２内へ導くことができる。また、設計等の理由により導
光体１３の周面を覆えない場合には、少なくとも光路変
換手段１５が形成されている部分のみを覆うことにより
効率は飛躍的に向上する。光反射部材は、銀等の金属を
蒸着したフィルム、または、白色フィルムまたは白色の
塗料を塗布したフィルム等のシート状のもの、もしく
は、鏡面加工を施したアルミ板等の金属板を曲げ加工し
たものを使用する。 【００３０】導光体１３の素材は、光を効率よく通過さ
せる物質であれば良く、その透光性・加工性からアクリ
ル樹脂が最も適している。しかしながら、本発明を実施
する場合に、特にこれに限定されるものでなく、これに
代えて、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレ
フィン系樹脂、スチレン系樹脂等の各種熱可塑性の透明
樹脂等が使用可能である。また、エポキシ樹脂、アリル
ジグリコールカーボネート樹脂等の熱硬化性透明樹脂や
各種ガラス材料等の無機透明材料も場合によっては適用
可能である。 【００３１】導光体１３の作成方法は、切削、研削加工
との直接的な機械加工、または、キャスト法、熱加圧成
形法、押出し成形法、射出成形法等の各種成形法が適用
可能であるが、生産性の点からは樹脂材料を用いた射出
成形法が最も適している。 【００３２】さらに、導光体１３に形成される光路変換
手段１５は、本実施の形態においては、透明基板２の一
側端面３に向き合う面１８の対向面１９にのみ形成され
る構成としたが、対向面１９に形成すると共に、対向面
１９以外の他面にも形成し、より広範囲にわたる光路変
換手段を形成することも可能である。 【００３３】実施の形態では、主に反射型液晶装置の補
助照明として、反射型液晶の前面に配置される面状照明
装置（図４および図５参照）について説明を行ったが、
これに限定されるものではなく、例えば図２および図３
の従来例に示す透過型液晶の背面照明手段としての面状
照明装置２１の光源ランプ２２を、本発明の光源１１の
構成に代えて使用することも可能であり、さらに従来、
蛍光ランプを光源としている全ての照明装置に適用可能
である。 【００３４】 【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１に記載
の本発明の面状照明装置は、透明基板の少なくとも一面
以上の側端面に沿って近接配置する直線状の透明材料か
らなる導光体と、導光体の少なくとも一端部に配置され
る点状光源とで構成される光源を使用するので、点状光
源からの発光光線が導光体に進入し、樹脂基板に対向す
る面から放出する光線が透明基板に進入することによ
り、全体として線状の光源となる。したがって、従来光
源として使用されていた蛍光ランプを使用することな
く、面状照明装置の照明手段として本発明の光源を使用
できることから、低電圧で点灯させることが可能とな
り、インバータのような点灯装置を不要にすると共に安
全面での配慮を不要である。さらに、透明材料からなる
導光体を使用することによって、同等の大きさの蛍光ラ
ンプを使用する場合と比較して、飛躍的に耐衝撃性を向
上して破損を防止することによって取扱性を向上するこ
とができる。 【００３５】また、導光体と樹脂基板の間を部分的に連
結して一体化することから、部品点数を少なくなるた
め、組付作業等が低減される。そして、樹脂基板および
導光体を同時に成形することができ、部品点数が削減さ
れ組み立て工数の削減が可能となる。
表示装置等の前面照明手段に用いられる面状照明装置に
関するものであり、特に、液晶表示装置の照明手段とし
て用いられるものである。 【０００２】 【従来の技術】低消費電力で動作する液晶表示装置は、
薄型、軽量等の特徴があるので、主にコンピュータ用途
を中心とした表示装置としての需要が増大している。液
晶表示装置の構成部材である液晶は、自ら発光しないた
め、ブラウン管等の発光型素子と異なり、画像を観察す
るための照明手段が必要である。特に、近年の薄型化の
要求の中では、液晶表示装置を照射するための照明手段
として、薄板状のサイドライト方式（導光板方式）の面
状照明装置を使用することが多い。 【０００３】以下、図２に基づいて、サイドライト方式
の面状照明装置４１の構成を説明する。４２は、面状照
明装置の光源として用いる冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）ま
たは熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ）等の直線状の光源ランプ
である。透光性の高い材料で形成される透明基板４３
は、断面形状ほぼ矩形の薄板状であり、その一側端面４
４に沿って光源ランプ４２が所定間隔をおいて配置され
る。なお、透明基板４３は、軽量化を図る目的で、光源
ランプ４２が配置される一側端面４４から遠ざかるにし
たがって、その板厚が徐々に薄くなる、いわゆる楔形に
形成されるものもある。 【０００４】光源ランプ４２の周面において、一側端面
４４と対向しない部分には、フィルムに銀等を蒸着して
形成されるランプリフレクタ４５を配置している。この
ようにランプリフレクタ４５を設けることによって、光
源ランプ４２の発光光線の多くは、一側端面４４から透
明基板４３の内部に進入することが可能となる。さら
に、光の漏れを防止するために、透明基板４３の一側端
面４４以外の側面（図２には一側端面４４の対向面であ
る側端面４６のみ図示）には、反射テープ等からなる反
射材４７が付加されている。 【０００５】透明基板４３には、光源ランプ４２からの
距離に左右されることなく面状光源装置の画面を均一に
発光させるために、その裏面４８（図２の下方）に光散
乱パターン４９（詳細は後述）が形成され、さらに、そ
の下方には反射板５０が裏面４８全面を覆うように配置
されている。反射板５０は、透明基板４３の裏面４８か
ら出射しようとする光線を反射させて透明基板４３の表
面５１（図２の上方）へ進行させる。 【０００６】さらに、面状光源装置４１には、透明基板
４３の表面５１全面を覆うように拡散板５２を設けてい
る。これは、透明基板４３内を進行して表面５１から出
射する光線の多くが光散乱パターン４９で反射すること
に起因して、光散乱パターン４９のパターン柄のみが輝
いて観察される現象（いわゆるドットイメージ）を除去
するために、拡散板５２を配置することによって、拡散
板５２を透過中に光を重ね合わせる（すなわち、拡散さ
せる）ことで、光線の密度および出射分布をほぼ均一に
させて、画面上の均一発光を行うために配置される。 【０００７】図３にそのパターン柄が示される光散乱パ
ターン４９は、例えば特開平５−１３４２５１号に開示
されているように、光源ランプ４２が配置されている一
側端面４４からその対向面である側端面４６に向かうに
つれて、ドットの径が徐々に大きくなるように形成され
ている。光散乱パターン４９は、光拡散反射物質を含ん
だ媒体を透明基板４３の裏面４８にスクリーン印刷方式
で直接塗布されることによって形成される。 【０００８】このように、光散乱パターン４９は、その
場所により単位面積当たりに、光拡散反射物質を含んだ
媒体が占める割合（以下、単位面積当たりに所定物質が
占める割合を「面積密度」という）を変化させて形成さ
れることによって、光散乱パターン４９で反射して表面
５１から放出する光線量を変化させる。すなわち、光線
は光源ランプ４２に近いほど輝度が高くなるので、面状
の均一発光を実現するために、光源ランプ４２から遠く
なるにしたがって光散乱パターン４９の面積密度が大き
くなるように形成することによって、光源ランプ４２か
ら離間するほど表面５１側に反射する光線量が多くなる
ので、光源ランプ４２からの距離と光散乱パターン４９
で反射する光線量とのバランスを考慮して、全体として
均一に発光するようにしている。ここで、光散乱パター
ン４９は図３において、断面ではないが判りやすいよう
に斜線を施している。 【０００９】上述の光散乱パターン４９は、光拡散反射
物質を含んだ媒体を透明基板４３の裏面４８に塗布する
構成としたが、光線の反射量を多くする機能を有するも
のであればよいので、例えば特開平９−３３９２３号に
開示されるように、透明基板４３の裏面４８に微小な凹
凸面を直接形成して、その凹凸面によって光線を拡散・
反射させるようにしたものもある。 【００１０】さらに、液晶表示装置の照明手段として、
特に反射型液晶表示装置の補助照明装置として使用され
る、上述の面状照明装置４１とは異なる照明装置の構成
を以下に説明する。反射型液晶表示装置は、周囲が明る
い環境の場合には、その周囲光を照明光として使用して
画面を照射できる構成であるため、内部に照明手段が不
要ではあるものの、周囲が比較的暗い環境では画像が観
察しにくくなるという不具合を生じるので補助照明装置
が必要である。このような反射型液晶素子の好適な補助
照明手段として、特願平９−３４７６４８号において、
反射型液晶素子の前面（画面側）に配置される面状照明
装置が開示されている。 【００１１】図４に示すこの種の面状照明装置１'は、
上述の構成の反射型液晶素子Ｌの観察面Ｆを覆うように
配置されて使用されるものであり、その構成は、図４お
よび図５に示すように、透光性の高い材料で断面矩形状
に形成された平板状の透明基板２の一側端面３に近接す
るように直線状の光源ランプ４が配置されている。光源
ランプ４は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）または熱陰極蛍
光管（ＨＣＦＬ）等が用いられる。また、透明基板２と
しては、軽量化を図る目的で、光源ランプ４が配置され
る一側端面３から遠ざかるにしたがって、その板厚が徐
々に薄くなる、いわゆる楔形になるものを使用している
ものもある。 【００１２】ここで、図４において反射型液晶素子Ｌに
当接する透明基板２の一面（図５の下方）を下面５と
し、その反対面（図５の上方）である観察面（画面）側
を上面（表面）６とする。 【００１３】透明基板２の上面６には、光反射パターン
７が形成されている。光反射パターン７は、断面形状ほ
ぼ三角形の多数の溝部８及び溝部８に隣接する平坦部９
とで構成される。光反射パターン７は、図５に示すよう
に、光源ランプ４からの距離に左右されることなく透明
基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一になる
ように、溝８の形成される間隔が場所によって異なって
いる。すなわち、平坦部９の幅（占有面積）に対する溝
部８の幅（占有面積）の比率は、透明基板２の一側端面
３から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように設定さ
れている。 【００１４】このような補助照明としての面状照明装置
１'を反射型液晶素子Ｌに付加すると、光源ランプ４か
らの発光光線は、透明基板２の一側端面３から透明基板
２の内部へ入射して、その内部で反射・屈折を繰り返し
ながら対向面１０へ向かって進行する間に、少しづつ透
明基板２の下面５から出射することによって、透明基板
２に密接して配置されている反射型液晶素子Ｌを照射す
る。さらに、透明基板２には光反射パターン７を形成し
ていることから、下面５からの出射光の量をほぼ均一な
分布とすることができる。 【００１５】なお、図４および図５において図示省略し
ているが、光源ランプ４および一側端面３の周面は、フ
ィルム状の反射部材で覆っているので、光線の結合効率
を高めることができる。さらに、一側端面３以外の透明
基板２の側面も反射部材で覆うことにより、光線が側端
面から射出してしまうことを防止するので、透明基板２
の下面５からの照明光量を増加させることができる。特
に、一側端面３の対向面１０においては、他の２側面と
比較して光線の射出量が多いため、反射部材で覆うこと
が望ましい。 【００１６】また、光反射パターン７の溝部８の形状に
応じて光の反射角度が変化することにより、透明基板２
の下面５からの光線の出射方向が変化するから、下面５
に対して垂直な方向（すなわち正面方向）に多くの光線
が出射するように、溝部８の形状は適宜設定可能であ
る。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】ところで上述した液晶
表示装置（反射型液晶素子Ｌも含む）の照射手段として
の面状照明装置４１，１'は、いずれも光源として、冷
陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）または熱陰極蛍光管（ＨＣＦ
Ｌ）等が用いられているため、以下に示す問題がある。 【００１８】すなわち、近年の装置の薄型化のニーズに
答えるべく、光源ランプ４，４２として使用される上記
蛍光管は、極端にその径を小さくして形成される傾向に
あり、これに伴って、小さな衝撃によっても破損してし
まう場合があるので、その取扱いに慎重をきさなければ
ならない。 【００１９】さらに、光源ランプ４，４２として使用さ
れる蛍光管を発光させるためには、一般的に数百〜１０
００Ｖ以上の高電圧が必要であるため、蛍光管は、いわ
ゆるインバータと呼ばれる複雑な点灯回路を備えてい
る。このため、インバータを設置するスペースを必ず確
保しなければならず、薄型および軽量化のニーズの中で
は、このインバータ設置スペースを可能な限り縮小化し
たいという要望が高まっている。また、高電圧に対する
安全面での煩雑な対策を必要とするという問題もある。 【００２０】このような問題点を有する蛍光管（線状光
源）を光源ランプ４，４２として使用する代わりに、例
えば電球や発光ダイオードのような点状光源を使用する
ことによって、上記問題を解決可能であるが、上記従来
の面状照明装置４１，１'の光源ランプ４，４２の配置
位置に、点状光源を単に配置するだけでは、該点状光源
の近傍のみが明るくなり、面状の均一発光を実現できな
いという問題を生じる。 【００２１】したがって本発明は、上記問題点を解決す
るべく、耐衝撃性を向上させて破損を防止することによ
って取扱性を良くし、低電圧で点灯させることによっ
て、インバータのような点灯装置や、安全面での配慮を
不要とする光源ランプを用いることによって、面状の均
一発光及び画面の輝度の向上を実現できる面状照明装置
を提供することにある。 【００２２】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明では、 透光性材料
からなる透明基板の側面付近に直線状の光源を近接配置
し、前記光源は、前記透明基板の少なくとも一面以上の
側端面付近に沿って近接配置される直線状の透明材料か
らなる導光体と、該導光体の少なくとも一端部に配置さ
れる点状光源とで構成されるサイドライト方式の面状照
明装置において、前記導光体は前記透明基板の一側端面
で、前記透明基板と部分的に連結して一体化されている
ことを特徴とする。 【００２３】上記構成としたことにより、本発明の面状
照明装置は、面状照明を実現させる光源として、透明基
板の側端面に沿って直線状の導光体を配置し、その導光
体の端部に点状光源を配置するが、前記導光体は前記透
明基板の一側端面に、前記透明基板と部分的に連結して
一体化されていることにより、点状光源からの発光光線
が導光体に進入するので、透明基板に対向する面から放
出する光線が透明基板に進入し、よりよい面状照明を実
現する。 【００２４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態とし
ての面状照明装置１の構成を添付図面に基づいて説明す
る。なお、この面状照明装置１は、従来技術の欄におい
て図４および図５に基づいて説明した面状照明装置１'
と同様に、反射型液晶表示装置Ｌの観察面Ｆを覆うよう
に配置される照明装置と同様の目的のために使用される
ものであるから、従来の面状照明装置１'と同様な部材
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。 【００２５】図１に示すように、本発明の面状照明装置
１の構成は、透明基板２および光源１１（詳細は後述）
を主構成として、透明基板２の下面５を図４に示す反射
型液晶素子Ｌの観察面Ｆ側に配置させるものである。 【００２６】点状光源１２として本実施の形態では発光
ダイオードを使用し、さらに透明材料からなる導光体１
３は、透明基板２と部分的に連結部２５により連結さ
れ、透明基板２の一側端面３に沿うように配置されるも
のであり、導光体１３の一方の端部１４に点状光源１２
を近接配置する。さらに、導光体１３には、詳細を後述
する光路変換手段１５が形成されている。また、導光体
１３の透明基板２に対向する面以外の長手方向周囲は、
光線を高効率で透明基板２内へ導くために、光反射部材
（リフレクタ）１６によって覆われている。 【００２７】上記のように、上記のように導光体１３を
透明基板２との間に連結部２５を設けた構成とすること
によって、樹脂基板２および導光体１３を同時に成形す
ることができ、部品点数が削減され組み立て工数の削減
が可能となる。連結部２５は、効率の面から、機械的強
度の許す限り極力小さいことが望ましい。 【００２８】また、上記実施の形態において、点状光源
１２は、発光ダイオードを使用しているが、これに限定
されるものではなく、例えば白熱球など、比較的低電圧
で点灯可能な点状光源であれば、本発明の点状光源１２
として使用可能である。 【００２９】図１の実施形態において、光反射部材は、
点状光源１２を配置していない導光体１３の他端部１７
にも付加することにより、光線をより高効率で透明基板
２内へ導くことができる。また、設計等の理由により導
光体１３の周面を覆えない場合には、少なくとも光路変
換手段１５が形成されている部分のみを覆うことにより
効率は飛躍的に向上する。光反射部材は、銀等の金属を
蒸着したフィルム、または、白色フィルムまたは白色の
塗料を塗布したフィルム等のシート状のもの、もしく
は、鏡面加工を施したアルミ板等の金属板を曲げ加工し
たものを使用する。 【００３０】導光体１３の素材は、光を効率よく通過さ
せる物質であれば良く、その透光性・加工性からアクリ
ル樹脂が最も適している。しかしながら、本発明を実施
する場合に、特にこれに限定されるものでなく、これに
代えて、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレ
フィン系樹脂、スチレン系樹脂等の各種熱可塑性の透明
樹脂等が使用可能である。また、エポキシ樹脂、アリル
ジグリコールカーボネート樹脂等の熱硬化性透明樹脂や
各種ガラス材料等の無機透明材料も場合によっては適用
可能である。 【００３１】導光体１３の作成方法は、切削、研削加工
との直接的な機械加工、または、キャスト法、熱加圧成
形法、押出し成形法、射出成形法等の各種成形法が適用
可能であるが、生産性の点からは樹脂材料を用いた射出
成形法が最も適している。 【００３２】さらに、導光体１３に形成される光路変換
手段１５は、本実施の形態においては、透明基板２の一
側端面３に向き合う面１８の対向面１９にのみ形成され
る構成としたが、対向面１９に形成すると共に、対向面
１９以外の他面にも形成し、より広範囲にわたる光路変
換手段を形成することも可能である。 【００３３】実施の形態では、主に反射型液晶装置の補
助照明として、反射型液晶の前面に配置される面状照明
装置（図４および図５参照）について説明を行ったが、
これに限定されるものではなく、例えば図２および図３
の従来例に示す透過型液晶の背面照明手段としての面状
照明装置２１の光源ランプ２２を、本発明の光源１１の
構成に代えて使用することも可能であり、さらに従来、
蛍光ランプを光源としている全ての照明装置に適用可能
である。 【００３４】 【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１に記載
の本発明の面状照明装置は、透明基板の少なくとも一面
以上の側端面に沿って近接配置する直線状の透明材料か
らなる導光体と、導光体の少なくとも一端部に配置され
る点状光源とで構成される光源を使用するので、点状光
源からの発光光線が導光体に進入し、樹脂基板に対向す
る面から放出する光線が透明基板に進入することによ
り、全体として線状の光源となる。したがって、従来光
源として使用されていた蛍光ランプを使用することな
く、面状照明装置の照明手段として本発明の光源を使用
できることから、低電圧で点灯させることが可能とな
り、インバータのような点灯装置を不要にすると共に安
全面での配慮を不要である。さらに、透明材料からなる
導光体を使用することによって、同等の大きさの蛍光ラ
ンプを使用する場合と比較して、飛躍的に耐衝撃性を向
上して破損を防止することによって取扱性を向上するこ
とができる。 【００３５】また、導光体と樹脂基板の間を部分的に連
結して一体化することから、部品点数を少なくなるた
め、組付作業等が低減される。そして、樹脂基板および
導光体を同時に成形することができ、部品点数が削減さ
れ組み立て工数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である面状照明装置の構
造を示す分解斜視図である。 【図２】従来の面状照明装置の構造を示す断面図であ
る。 【図３】図２に示す面状照明装置の光散乱パターンを説
明するための概略図である。 【図４】図２とは異なる従来の面状照明装置の構造を説
明するための分解斜視図である。 【図５】図４に示す面状照明装置の概略断面図である。 【符号の説明】 １ 面状照明装置 ２ 透明基板 ３ 一側端面 １１ 光源 １２ 点状光源 １３ 導光体 １４ 端部 １５ 光路変換手段
造を示す分解斜視図である。 【図２】従来の面状照明装置の構造を示す断面図であ
る。 【図３】図２に示す面状照明装置の光散乱パターンを説
明するための概略図である。 【図４】図２とは異なる従来の面状照明装置の構造を説
明するための分解斜視図である。 【図５】図４に示す面状照明装置の概略断面図である。 【符号の説明】 １ 面状照明装置 ２ 透明基板 ３ 一側端面 １１ 光源 １２ 点状光源 １３ 導光体 １４ 端部 １５ 光路変換手段
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特開 平11−231320（ＪＰ，Ａ)
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国際公開98／13709（ＷＯ，Ａ１)
国際公開96／17207（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F21V 8/00 600
G02F 1/13357
G02B 6/00
G09F 9/00
G09F 9/30
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 透光性材料からなる透明基板の側面付近
に直線状の光源を近接配置し、前記光源は、前記透明基
板の少なくとも一面以上の側端面付近に沿って近接配置
される直線状の透明材料からなる導光体と、該導光体の
少なくとも一端部に配置される点状光源とで構成される
サイドライト方式の面状照明装置において、前記導光体
は前記透明基板の一側端面で、前記透明基板と部分的に
連結して一体化されていることを特徴とする面状照明装
置。
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