JPH01209479A - Back illuminator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、各種表示素子、特にワードプロセッサー、パ
ーソナルコンピューターまたはテレビ等の液晶表示パネ
ルの背面照光装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a backlighting device for various display elements, particularly for liquid crystal display panels such as word processors, personal computers, or televisions.
従来、ＬＥＤや球状ランプ等の点光源を使用した背面照
光装置は、第１図（Ａ）または第１図（Ｂ）にそれぞれ
七の断面図を示すような方式のものであった。Conventionally, a backlighting device using a point light source such as an LED or a spherical lamp has been of the type shown in FIG.
即ち、第１図（Ａ）に示すものは、点光源２の発する光
線を、ランプハウス１によって反射させることにより、
照光面３全体を照射させるという方式である。That is, what is shown in FIG.
This is a method in which the entire illumination surface 3 is irradiated.
また、第１図（Ｂ）に示すものは、点光源２及び２を両
側方に配置して、そこから発する光線を、導光板６を介
して伝達することによって、照光面３を照射させるとい
う方式である。In addition, in the one shown in FIG. 1(B), point light sources 2 and 2 are arranged on both sides, and the light rays emitted from them are transmitted through a light guide plate 6 to illuminate the illumination surface 3. It is a method.
しかし、上記いずれの場合に於ても、それぞれ下記のよ
うな欠点があった。However, each of the above cases had the following drawbacks.
第１図（Ａ）に示すような方式のものにあっては点光源
２が照光面３の中央直下に位置する為に、照光面３の輝
度の不均衡（４度むら）を生ずること、及び照光装置全
体が厚くなること。In the system shown in FIG. 1(A), since the point light source 2 is located directly below the center of the illumination surface 3, an imbalance in brightness (4 degree unevenness) of the illumination surface 3 occurs; and that the entire lighting device becomes thicker.
ｍ１図（Ｂ）に示すような方式のものにあっては、焦光
ｆｔ２及び２から発する光線の利用効率に無駄が多いこ
と、及び導光板６に一定の厚みが必要である為に照光装
置全体が大きく且つ重くなってしまうことのほか、照光
面３に輝度の不均衡を生ずること。In the case of the system shown in Fig. m1 (B), there is a lot of waste in the utilization efficiency of the light rays emitted from the focal beams ft2 and 2, and the light guide plate 6 needs to have a certain thickness, so the illumination device In addition to the overall size and weight, an imbalance in brightness occurs on the illumination surface 3.
他方、従来、蛍光管等の線光源を使用した背面照光装置
は、第２図（Ａ）または第２図（Ｂ）にそれぞれその横
断面を示すような方式％式％
即ち、第２図（Ａ）及び第２図ＣＢ）に示すいずれの場
合に於ても、線光源２の発する光線をそのまま照光面３
に照射させると、照光面３に輝度の不均衡（輝度むら）
を生ずるところから、それを成る程度是正する手段とし
て、第２図（Ａ）に示すものの場合には、線光源２と照
光面３との間に、網点模様のスクリーン７を介在させて
おり、また第２図ＣＢ）に示すものの場合には、線光源
２と照光面３との間に、線光源２に近い中央部のみ厚み
を持たせて透過光の量を低下せしめる為の光拡散板８を
介在させている。On the other hand, conventional backlighting devices using a line light source such as a fluorescent tube have a method as shown in FIG. 2 (A) or FIG. In both cases shown in A) and FIG.
When irradiated with
As a means of correcting this to some extent, a halftone screen 7 is interposed between the linear light source 2 and the illumination surface 3 in the case shown in FIG. , and in the case of the one shown in Figure 2 CB), there is a light diffusion device between the linear light source 2 and the illumination surface 3 in which only the central part near the linear light source 2 is made thicker to reduce the amount of transmitted light. A plate 8 is interposed.
しかし、上記いずれの場合に於ても、線光源２の発する
光源を部分的に遮断する方式であるところから、線光源
２からの光線を効率よく利用出来ないという無駄のある
こと及びその為に照光面３の全体的な輝度が低下する結
果を免れないこと、更にはそれによっても照光面３の輝
度不均衡を十分是正することは困難であること等の共通
した欠点があるほか、網点模様のスクリーン７及び特殊
形状の光拡散板８の製造が高価につくというそれぞれ固
有の欠点もあった。However, in any of the above cases, since the light source emitted by the line light source 2 is partially blocked, there is a waste in that the light rays from the line light source 2 cannot be used efficiently. In addition to common drawbacks such as the fact that the overall brightness of the illumination surface 3 inevitably decreases, and furthermore that it is difficult to sufficiently correct the brightness imbalance of the illumination surface 3, the halftone dot The patterned screen 7 and the specially shaped light diffusing plate 8 each have their own disadvantages in that they are expensive to manufacture.
〔本発明が解決しようとする［」照点〕本発明は、上記
に指摘したような従来技術の問題点を解消することを目
的とするものであって、板状レンズと光拡散板とを組合
せた構成を採用することにより、独立部材で形成した照
光面を設けることを必らずしも必要とせずに、点光源ま
たは線光源の発する光線を効率よく利用して均一な輝度
で照光を行なうことが可能であると共に、薄くて軽量な
背面照光装置を実現せんとするものである。[Points to be Solved by the Present Invention] The present invention aims to solve the problems of the prior art as pointed out above. By adopting a combined configuration, it is possible to efficiently utilize the light rays emitted by a point light source or a line light source to provide illumination with uniform brightness without necessarily requiring a light illumination surface formed of an independent member. The object of the present invention is to realize a backlighting device that is thin and lightweight.
本発明に係る背面照光装置の実施例を、添付図面に基づ
いて説明すれば以下のとおりである。Embodiments of the backlighting device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
〔実施例１〕
第３図は、本発明に係る背面照光装置の一例を、光源と
して点光源を用いる場合について図示したものである。[Embodiment 1] FIG. 3 illustrates an example of a backlighting device according to the present invention in a case where a point light source is used as the light source.
同図中１はランプハウス、２はＬＥＤまたは球状ランプ
等の点光源、４はフレネルレンズ等の板状レンズ、５は
それ自体の上部表面３が照光面を兼ねる光拡散板をそれ
ぞれ示す。In the figure, 1 is a lamp house, 2 is a point light source such as an LED or a spherical lamp, 4 is a plate-shaped lens such as a Fresnel lens, and 5 is a light diffusing plate whose upper surface 3 also serves as an illumination surface.
このような構成により、点光源２から発した光線は、板
状レンズ４を通ることによって平行光線となり、更に光
拡散板５を透過することによって輝度の不均衡を修正さ
れた後、その照光面３を照光することになるから、光線
の利用効率が高く、且つ均一な輝度によって照光面３を
照光することが出来る。With this configuration, the light rays emitted from the point light source 2 become parallel rays by passing through the plate lens 4, and after correcting the imbalance in brightness by passing through the light diffusing plate 5, the light rays emitted from the light source 2 become parallel rays. 3, the light beam utilization efficiency is high and the illumination surface 3 can be illuminated with uniform brightness.
なお、この実施例に於ける板状レンズ４としては、合成
樹脂製フレネルレンズが好Ｊ−ｒあり、その態様は第４
図にその正面図及び断面図を示す如きものである。In addition, as the plate-shaped lens 4 in this embodiment, a Fresnel lens made of synthetic resin is preferable, and its aspect is as shown in the fourth example.
The figure shows a front view and a sectional view thereof.
この合成樹脂製フレネルレンズの素材は、光学的特性に
優れたアクリル樹脂（例えばＣＲ−３９等）が広く用い
られるが、特に耐熱性を要求される場合にはポリカーボ
ネート樹脂等を使用することも出来る。Acrylic resin (such as CR-39) with excellent optical properties is widely used as the material for this synthetic resin Fresnel lens, but polycarbonate resin etc. can also be used when particularly heat resistance is required. .
また、フレネルレンズは、一般的な成型法によって製造
することが出来るものであって、まず点光源からの焦点
距離及び照光面の面積等の諸元に基づく計算によってそ
の形状を決定すれば、あとはその形状を再現する金型を
制作してこれを用いた成型加工により、所望のフレネル
レンズを容易に得ることが可能である。In addition, Fresnel lenses can be manufactured using general molding methods, and if the shape is first determined by calculations based on specifications such as the focal length from a point light source and the area of the illumination surface, then It is possible to easily obtain a desired Fresnel lens by creating a mold that reproduces the shape and using this molding process.
なお、光拡散板５については、その−例を後に詳細に説
明する。Note that an example of the light diffusing plate 5 will be explained in detail later.
〔実施例２〕
第５図は、本発明に係る背面照光装置の他の一例を、光
源として線光源を用いる場合について図示したものであ
る。[Embodiment 2] FIG. 5 illustrates another example of the backlighting device according to the present invention in the case where a line light source is used as the light source.
同図中１はランプハウス、２は蛍光管等の線光源、４は
焦点距離の短かいリニア型フレネルレンズ等の板状レン
ズ、５はそれ自体の上部表面３が照光面？兼ねる光拡散
板をそれぞれ示す。In the figure, 1 is a lamp house, 2 is a linear light source such as a fluorescent tube, 4 is a plate-shaped lens such as a linear Fresnel lens with a short focal length, and 5 is an upper surface 3 of which is the illumination surface? Each figure shows a light diffusing plate that also serves as a light diffusing plate.
このような構成により、線光源２から発した光線は、板
状レンズ４を通ることによって平行光線となり、更に光
拡散板５を透過することによって輝度の不均衡を修正さ
れた後、その照光面３を照光することになるから、光線
の利用効率が高く、且つ均一な輝度によって照光面３を
照光することが出来る。With such a configuration, the light rays emitted from the linear light source 2 become parallel rays by passing through the plate lens 4, and after correcting the imbalance in brightness by passing through the light diffusing plate 5, the light rays emitted from the illumination surface 3, the light beam utilization efficiency is high and the illumination surface 3 can be illuminated with uniform brightness.
なお、この実施例に於ける板状レンズ４としては、合成
樹脂製の焦点距離の短かいリニア型フレネルレンズが好
適であり、その態様は第６図に示す如きものである。As the plate lens 4 in this embodiment, a linear Fresnel lens made of synthetic resin and having a short focal length is suitable, and its form is as shown in FIG.
この合成樹脂製リニア型フレネルレンズの素材は、光学
的特性に優れたアクリル樹脂（例えばＣＲ−３９等）が
広く用いられるが、特に耐熱性を要求される場合にはポ
リカーボネート樹脂等を使用することも出来る。Acrylic resin with excellent optical properties (such as CR-39) is widely used as the material for this synthetic resin linear Fresnel lens, but polycarbonate resin etc. may be used when particularly heat resistance is required. You can also do it.
また、リニア型フレネルレンズは、一般的な成型法によ
って製造することが出来るものであって、まず線光源か
らの焦点距離及び照光面の面積等の諸元に基づく計算に
よってその形状を決定すれば、あとはその形状を再現す
る金型を制作してこれを用いた成型加工により、所望の
リニア型フレネルレンズを容易に得ることが可能である
。Furthermore, a linear Fresnel lens can be manufactured using a general molding method, and its shape is first determined by calculations based on specifications such as the focal length from the linear light source and the area of the illumination surface. Then, by creating a mold that reproduces the shape and performing a molding process using this mold, it is possible to easily obtain the desired linear Fresnel lens.
なお、光拡散板５については、その−例を次に説明する
。An example of the light diffusing plate 5 will be described next.
０′Ｓ７図は、本発明に係る背面照光装置に用いるのに
好適な光拡散板５の一例を示すものである。Figure 0'S7 shows an example of a light diffusing plate 5 suitable for use in the backlighting device according to the present invention.
この実施例に於て、光拡散板５は、アクリル樹脂から成
る基板５ａを基材とし、該基板５ａの上部表面３を照光
面とすると共に、更に所望の光拡散効果を高める為に、
該基板５ａの下部表面には特殊印刷方式によって形成さ
れる粒径５乃至８ミクロン程度の無機質系ビーズ層から
成る光散乱層５ｂを有し、更に保護層５Ｃを有する構成
となっている。In this embodiment, the light diffusing plate 5 uses a substrate 5a made of acrylic resin as a base material, and uses the upper surface 3 of the substrate 5a as the illumination surface, and in order to further enhance the desired light diffusion effect,
The lower surface of the substrate 5a has a light scattering layer 5b made of an inorganic bead layer with a particle size of about 5 to 8 microns formed by a special printing method, and further has a protective layer 5C.
なお、上記基板５ａの両表面は、光拡散効果を持たせる
為にマット処理を施されており、全体としては透過率７
５％以上となるような牛乳白色のものが良い。Note that both surfaces of the substrate 5a are subjected to matte treatment to provide a light diffusion effect, and the transmittance as a whole is 7.
A milk-white product with a content of 5% or more is best.
斜上のような構成に成る光拡散板５を設ける目的は、次
の点にある。The purpose of providing the light diffusing plate 5 having a diagonally upward configuration is as follows.
即ち、点光源または線光源から発した光線は、フレネル
レンズまたはリニア型フレネルレンズを通って平行光線
に変えられているが、フレネルレンズまたはリニア型フ
レネルレンズの表面構造には段差がある為に、透過光線
にはその輪郭が映する。That is, the light rays emitted from a point light source or a line light source pass through a Fresnel lens or a linear Fresnel lens and are converted into parallel rays, but since there are steps in the surface structure of the Fresnel lens or linear Fresnel lens, Its outline is reflected in the transmitted light.
しかし、そのフレネルレンズまたはリニア型フレネルレ
ンズの透過光を光拡散板５に通すことによって、上記の
輪郭を消去することが出来るので、極めて有効に輝度分
布修正を行なうことが可能となるのである。However, by passing the transmitted light of the Fresnel lens or the linear Fresnel lens through the light diffusing plate 5, the above-mentioned outline can be erased, making it possible to modify the brightness distribution very effectively.
また、上記のような構成に成る光拡散板５は、ビーズ層
から成る光散乱層５ｂを特殊印刷方式によって形成する
ようにすれば、光線の透過度及び拡散度を極めて容易に
調整することが出来ること、単純な成型品に比較して光
線の拡散度の高いものが得られること等の利点を有する
。Furthermore, in the light diffusing plate 5 having the above-described configuration, if the light scattering layer 5b made of a bead layer is formed by a special printing method, the transmittance and diffusivity of the light beam can be adjusted very easily. It has advantages such as being able to produce a product with a higher degree of light diffusivity than a simple molded product.
更に、光拡散板５の上部表面３は、それ自体に照光面を
兼ねさせることが出来るから、従来の背面照光装はのよ
うな独立部材で形成した照光面を必らずしも必要としな
いという利点もある。Furthermore, since the upper surface 3 of the light diffusing plate 5 can itself serve as a light emitting surface, the conventional rear illumination device does not necessarily require a light emitting surface formed from an independent member such as. There is also an advantage.
なお、上記実施例１及び実施例２に於ては、点光源２ま
たは線光源２かいずれも単一のもので説す１したが、点
光源２または線光源２の数は複数であってもよいことい
う迄も無いところであり、更に点光源２または線光源２
を収容するランプハウス１の内壁を、例えばアルミ蒸着
を施した反射鏡面に構成することによって一層効果を高
めること等、種々の実施態様を採用することも可能であ
る。In the above embodiments 1 and 2, either the point light source 2 or the line light source 2 is described as a single one, but the number of point light sources 2 or line light sources 2 may be plural. There is no such thing as a point light source 2 or a line light source 2.
It is also possible to adopt various embodiments, such as making the inner wall of the lamp house 1 containing the lamp a reflective mirror surface coated with aluminum vapor deposition to further enhance the effect.
また、上記実施例１及び実施例２に於ては、光拡散板５
それ自体の上部表面３に照光面を兼ねさせる場合を説明
したが、所望により、更に独立部材で形成した照光面を
、光拡散板５の１方に別途付設することも勿論可能であ
る。In addition, in the above embodiments 1 and 2, the light diffusing plate 5
Although a case has been described in which the upper surface 3 of the light diffusing plate 5 also serves as a light emitting surface, it is of course possible to separately attach a light emitting surface formed by an independent member to one side of the light diffusing plate 5, if desired.
以上に詳述したところから明らかなように、本発明によ
れば、点光源または線光源の発する光線を効率よく利用
して照光面を均一に照光し、輝度分布にむらの無い、薄
くて軽量な背面照光装置を実現することが出来る。As is clear from the detailed description above, according to the present invention, the light rays emitted by a point light source or a line light source are efficiently used to illuminate the illumination surface uniformly, and the luminance distribution is uniform, thin and lightweight. This makes it possible to realize a backlighting device.
第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）は、従来の点光源を用い
た背面照光装置を示す横断面図であり、図中１はランプ
ハウス、２は点光源、３は照光面、６は導光板をそれぞ
れ示す。
第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）は、従来の線光源を用い
た背面照光装置を示す横断面図であり、図中１はランプ
ハウス、２は線光源、３は照光面、７は網点模様のスク
リーン、８は光拡Ｉ成板をそれぞれ示す。
ｆ５３図は、本発明の一実施例を示す断面図であり、図
中１はランプハウス、２は点光源、３は光拡散板５の上
部表面である照光面、４はフレネルレンズ、５は光拡散
板をそれぞれ示す。
第４図は、第３図に示す本発明の一実施例に用いるフレ
ネルレンズを示す正面図及び断面図である。
第５図は、本発明の他の一実施例を示す断面図であり、
図中１はランプハウス、２は線光源、３は光拡散板５の
上部表面である照光面、４はリニア型フレネルレンズ、
５は光拡散板をそれぞれ示す。
第６図は、第５図に示す本発明の一実施例に用いるリニ
ア型フし／ネルレンズを示す斜視図である。
第７図は、本発明の実施例に用いるのに好適な光拡散板
を示す断面図であり１図中５ａは基板、３はその上部表
面である照光面、５ｂは光散乱層、５Ｃは保護層をそれ
ぞれ示す。
第１図
（Ａ） ＣＢ）第２
図
第３図 第６図
］
第４図
第５図
第７図FIG. 1(A) and FIG. 1(B) are cross-sectional views showing a back lighting device using a conventional point light source, in which 1 is a lamp house, 2 is a point light source, 3 is an illumination surface, 6 indicates a light guide plate, respectively. FIG. 2(A) and FIG. 2(B) are cross-sectional views showing a backlighting device using a conventional line light source, in which 1 is a lamp house, 2 is a line light source, 3 is an illumination surface, Reference numeral 7 indicates a screen with a halftone dot pattern, and reference numeral 8 indicates a light expansion plate. FIG. Each shows a light diffusing plate. 4 is a front view and a sectional view showing the Fresnel lens used in the embodiment of the present invention shown in FIG. 3. FIG. FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the present invention,
In the figure, 1 is a lamp house, 2 is a linear light source, 3 is an illumination surface which is the upper surface of the light diffusing plate 5, 4 is a linear Fresnel lens,
5 indicates a light diffusing plate. FIG. 6 is a perspective view showing a linear type leaf/flannel lens used in one embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view showing a light diffusing plate suitable for use in an embodiment of the present invention, in which 5a is a substrate, 3 is an illumination surface which is its upper surface, 5b is a light scattering layer, and 5C is a The protective layer is shown respectively. Figure 1 (A) CB) 2nd
Figure 3 Figure 6] Figure 4 Figure 5 Figure 7
Claims (1)
に板状レンズ及び光拡散板を設けて構成した背面照光装
置。 ２、光源がＬＥＤまたは球状ランプ等の点光源であり、
板状レンズがフレネルレンズである特許請求の範囲第１
項に記載の背面照光装 置。 ３、光源が蛍光管等の線光源であり、板状レンズがリニ
ア型フレネルレンズである特許請求の範囲第１項に記載
の背面照光装置。 ４、光拡散板が基板、光散乱層及び保護層から成る三層
構造である特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
に記載の背面照光装置。[Scope of Claims] 1. A backlighting device comprising a light source housed in a lamp house, and a plate lens and a light diffusing plate provided above the light source. 2. The light source is a point light source such as an LED or a spherical lamp,
Claim 1, wherein the plate-shaped lens is a Fresnel lens.
The backlighting device described in section. 3. The backlighting device according to claim 1, wherein the light source is a linear light source such as a fluorescent tube, and the plate lens is a linear Fresnel lens. 4. The backlighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light diffusing plate has a three-layer structure consisting of a substrate, a light scattering layer, and a protective layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63032922A JPH01209479A (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Back illuminator |
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| JP63032922A JPH01209479A (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Back illuminator |
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| JPH01209479A true JPH01209479A (en) | 1989-08-23 |
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|---|---|---|---|
| JP63032922A Pending JPH01209479A (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Back illuminator |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPH01209479A (en) |
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