JPH05224019A - 平面照光装置 - Google Patents

平面照光装置

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JPH05224019A
JPH05224019A JP3162938A JP16293891A JPH05224019A JP H05224019 A JPH05224019 A JP H05224019A JP 3162938 A JP3162938 A JP 3162938A JP 16293891 A JP16293891 A JP 16293891A JP H05224019 A JPH05224019 A JP H05224019A
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light
light guide
light source
guide plate
illumination device
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JP3162938A
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Junji Ota
淳史 大田
Michitaka Hirashiro
道隆 平城
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Abstract

(57)【要約】 【目的】平面照光装置の照光面を輝度ムラなく均一に明
るく照射する。 【構成】導光板2の他側面に、複数の凹溝7を光源側端
面2aとこれに相対する反光源側端面とに亙って設け
る。凹溝7の幅及び深さを、光源5から離れるに従って
次第に拡大して、導光板2の反光源側端面で最大形状と
する。凹溝7の下面を反射板6で塞ぎ、その内部に空気
層を持つ光道8を画成する。凹溝7の内面に、ブラスト
加工や梨地等の粗面加工を施して、乱反射を促進させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサの液晶表示素子等にバックライト
として用いられる平面照光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通称エッジライトと呼ばれる側方光源型
の平面照光装置は、導光板に重ね合わせた拡散板の表面
を照光面とする導光体の一側部または両側部に光源を配
置し、照光面を除く導光体面と光源とを反射体で覆って
構成されている。
【0003】この平面照光装置は、導光板が薄くなる
と、例えば液晶腕時計のバックライトを点灯した時のよ
うに、光源付近のみが明るくなり、光源から遠くなるに
従がって暗くなるという輝度ムラを生じることから、輝
度ムラを減少させるために、厚い導光板を使用しなけれ
ばならなかった。
【0004】このため、導光板を厚くすることなく照光
面の輝度ムラを解消する手段として、例えば特開昭55
−140868号では、光拡散板に重ね合わせた導光板
の底面に、導光板内を伝わって入射する光を導光板内部
に向けて反射するギザギザ等の手段を設け、また実開昭
58−38186号では、透明板の一面に細かい斑点を
設け、この面を覆うように反射板を重ね合わせる等の方
法がとられてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の構成にあって
は、導光板内の光をギザギザや斑点で屈折或いは反射の
回数を増加することにより、輝度が均一な照光面を得よ
うとするものであるが、これらはいずれも光が導光板の
内部を通って拡がるようにしているため、輝度が均一な
照光面を得るに必要な光量を分配することができず、輝
度ムラを充分に解決するには至らなかった。
【0006】本発明は、このような実情を背景にしてな
されたもので、照光面を輝度ムラなく均一に、明るく照
射することのできる平面照光装置を提供しようとするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上従の目的に従い、第1
発明では、導光板の一側面に光拡散板を重ねて、その一
側部に光源を配置し、少なくとも光源とこの光源に相対
する導光体の反光源側端面及び導光体の他側面とを反射
体で覆った側方光源型の平面照光装置において、前記導
光板の一側面及び/または他側面に、前記光源から離れ
るに従って拡大する複数の凹溝を、導光板の光源側端面
と反光源側端面とを結ぶ方向に形成している。
【0008】また第2発明では、導光板の一側面に光拡
散板を重ねて、その両側部に光源を配置し、少なくとも
両光源と導光体の他側面とを反射体で覆った側方光源型
の平面照光装置において、前記導光板の一側面及び/ま
たは他側面に、前述の各光源から離れるに従って拡大す
る複数の凹溝を、導光板の両光源側端面を結ぶ方向に複
数形成している。
【0009】第3発明では、第1発明または第2発明の
凹溝の内面に、ブラスト加工や梨地等の粗面加工を施
す。
【0010】更に第4発明では、第1発明または第2発
明の導光板を複数枚重ね合わせて用いる。
【0011】また第5発明では、第1発明または第2発
明の導光板を複数枚重ね合わせると共に、凹溝の内面に
ブラスト加工や梨地等の粗面加工を施す。
【0012】
【作用】上述の各発明では、凹溝の内面と、この凹溝の
下面を塞ぐ光拡散板または反射板とにより、凹溝の内部
が空気層の光道となる。光道の面積は、光源の近くから
遠ざかるに連れて次第に拡大され、導光板内を伝わる光
の一部はこの光道に入り、光源に近いところでは少な
く、遠くなるに従って多く反射する。光道内部の光は、
空気層という異なる媒質を通って伝えられるので、複雑
な屈折や反射を繰返しながら伝わり、照光面の輝度均一
化に作用する。
【0013】更に、凹溝の内面に、ブラスト加工や梨地
等の粗面加工を施すことにより、導光板と光道との境界
面となる凹溝において、一層複雑な屈折や反射を起し、
照光面の輝度を均一化する。
【0014】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説
明する。
【0015】図1乃至図5は本発明の第1実施例を示
し、平面照光装置1は、導光板2の一側面に光拡散板3
を重ね合わせて導光体4を構成し、該導光体4の一側部
に光源5を配置した1灯式の側方光源型で、光拡散板3
表面の照光面3aを除く導光体4と光源5の外側が、薄
板状の反射体6にて覆われている。
【0016】導光板2には、アクリル樹脂板等の透明な
合成樹脂素材が用いられ、光拡散板3と対向する他側面
には、光源側端面2aとこれに相対する反光源側端面2
bとに亙って、複数の凹溝7が設けられている。光拡散
板3は、アクリル等の透明合成樹脂板に乳白顔料等を混
入させて作った乳白色板に、両側面または一方の側面に
マット加工程度の微細目梨地加工を施したものを使用す
ることにより、導光板2の光放出面2cから受けた光を
より細かく乱反射して、平面照光装置1の上方に配置さ
れる液晶表示装置等のディスプレイ(図示しない)をム
ラなく均一に照射できるようにしている。
【0017】前記凹溝7は、その断面が正三角形に形成
され、更に幅及び深さが、光源5から離れるに従って次
第に拡大して行き、反光源側端面2bで最大形状となっ
ている。例えば導光板2の大きさを、長さ133mm×幅
214mm×厚さ2mmとした場合に、凹溝7の大きさは、
最大となる反光源側端面2bにおいて、一片が1mmの正
三角形となる。
【0018】凹溝7の内面には、乱反射を促進するブラ
スト加工または梨地等の粗面加工が施されており、この
粗面加工は、光拡散板3に施された微細目梨地加工より
も目が粗く、粒子の形状が角張ったものとなっている。
凹溝7の下面は反射体6によって塞がれ、その内部に光
道8が画成されることにより、平面照光装置1には、ア
クリル樹脂と光道8の空気層との2つの媒質が形成され
る。
【0019】導光板2は、このようにして反射体6側の
他側面に複数の凹溝7を設けることにより、(光道8の
下面を除く凹溝7の内面積A)−(光道8の下面積B)
=(面積増加C)となり、更に光拡散板3の照光面3a
に光源5の光を反射させる導光板2の他側面の面積D
は、面積増加C×凹溝7の本数分増加する。この増加面
積を構成する凹溝7は、導光板2の一側面である光放出
面2c以外に、媒質の異なる導光板2の樹脂層と光道8
の空気層との新たな境界面となり、導光板2と光道8を
行き交う光を複雑に反射,屈折させる。
【0020】光源5から放出された光の一部(光路E)
は、導光板2の樹脂層に屈曲して入り、光放出面2cで
一部を光拡散板3に放出し、残りの光は光放出面2cで
反射して凹溝7へ向かい、凹溝7の傾斜面で反射して、
再び光放出面2cで上述の放出と反射とを行ない、これ
を繰返しながら導光板2の反光源側端面2bへ向かう。
また、光源5から放出された他の光(光路F)は、導光
板2の樹脂層に屈曲して入り、樹脂層下面の凹溝7,7
の間を通って反射板6で反射され、光源5から遠ざかっ
て行く。更に、光源5から放出された別の光(光路G)
は、反射板6からの反射光として導光板2の樹脂層に屈
曲して入射し、光放出面2cから光拡散板3に放出する
一方、残りの光は光放出面2cで反射して凹溝7へ向か
い、凹溝7の傾斜面で反射して、再び光放出面2cで上
述の放出と反射とを行ない、これを繰返しながら導光板
2の反光源側端面2bへ向かう。
【0021】一方、凹溝7に入った図示しない別の光
は、断面三角形の光道8内で屈曲,反射を複雑に繰返
し、凹溝7から樹脂層へ入る光は屈曲して光放出面2c
へ向かう。複数の凹溝7は、光源5から離れるに従って
三角形が次第に拡大して行く形状であるため、境界面で
ある凹溝7で屈曲して、樹脂層上面の光放出面2cへ向
かう光は、光源5から離れるに従って弱まる分を補うよ
うに増加させる。
【0022】このようにして導光板2と光道8を通る光
路E,F,Gは、斜傾拡大構造の複数の凹溝7によっ
て、光源5の近くでは明るい光を少量反射し、光源5か
ら遠ざかるに従って弱まる光を、導光板2の増加面積D
分を増量して反射するので、凹溝7に施された粗面加工
と相俟って、明るく輝度ムラの少ない照光面3aを得る
ことができる。
【0023】次に、本発明の他の実施例を以下に説明す
る。尚、第1実施例と同一構成部分については、同一符
号を付して詳細な説明を省略する。
【0024】図6は本発明の第2実施例を示すもので、
平面照光装置20は、導光板21の他側面に、複数の凹
溝22が、光源側端面21aとこれに相対する反光源側
端面21bとに亙って形成されている。各凹溝22は、
光源側端面21aから導光板21の中央部までが、光源
5を離れるに従って深く拡大して行き、導光板21の中
央部から反光源側端面21bまでが、中央部の最大形状
を維持した平行形状となっている。また、凹溝22の下
面は反射体6によって塞がれ、その内部に空気層の光道
23が画成される。
【0025】本実施例は、凹溝22が、導光板21の中
央部から反光源側端面21bまで、中央部の最大形状を
維持した平行形状となっており、平面照光装置20の長
さ等の構成要件或いは使用条件によって、導光板21の
中央部から反光源側端面21bまでの照光面3aへの光
の放出量が、さほど減少しない場合の対策として適して
いる。
【0026】図7に示す平面照光装置30は、上述の第
2実施例を変形した第3実施例で、導光板31の他側面
に形成される複数の凹溝32は、反光源側端面31bの
近傍から反光源側端面31bに向けて、次第に浅く縮小
して行く形状となっており、凹溝32の下面を反射体6
で閉塞することにより、その内部に光道33が画成され
る。
【0027】一灯式の平面照光装置では、光源の明るさ
や導光板の厚さ等の条件によって、反光源側端面のやや
内側が薄暗くなることがあり、本実施例構造は、このよ
うな場合の対策として適したものである。
【0028】図8に示す第4実施例の平面照光装置40
は、導光板41の一側面に光拡散板3を重ね合わせて導
光体44を構成し、該導光体44の両側部にそれぞれ光
源5を配置した2灯式の側方光源型で、照光面3aを除
く導光体44と光源5,5の外側が、薄板状の反射体6
にて覆われている。
【0029】導光板41の他側面には、双方の光源側端
面41a,41aに亙って、複数の凹溝42が設けられ
ている。これら凹溝42は、光源5から離れるに従って
それぞれ深く傾斜して行き、これらが突合う導光板41
の中央部において最大深さとなる山形に形成されてい
る。また凹溝42の下面は、反射体6によって閉塞さ
れ、その内部に空気層を持った光道43が画成される。
【0030】本実施例の如き2灯式の側方光源型では、
光源5,5の近傍で明るい光を少量反射し、また光源
5,5から遠ざかるに連れて弱まる光を、導光板41の
中央において最大に増加することにより、均一な照射が
行なえるようにしている。
【0031】図9乃至図11は本発明の第5実施例であ
って、平面照光装置50は、2枚の導光板51,51を
重ねて多重導光板52とし、更に一方の導光板51の一
側面に光拡散板3を重ねて導光体53としている。各導
光板51の他側面には、断面三角形の凹溝54が、光源
側端面51aから反光源側端面51bに亙って複数形成
されており、光拡散板3側の凹溝54は反射体6側の導
光板51にて、また反射体6側の凹溝54は反射体6に
て下面を閉塞され、閉塞されたそれぞれの内部に空気層
を持った光道55が画成される。
【0032】本実施例では、多重導光板52として2枚
の導光板51,51を用いたので、一方の導光板51の
光放出面51cに加えて、上下2段の凹溝54,54が
新たな境界面となり、導光板51と光道55を行交う光
を一層複雑に屈折,反射させることができる。
【0033】図12は第6実施例を示し、平面照光装置
60は、第5実施例と同様に2枚の導光板61,62を
重ねて多重導光板63とし、更に一方の導光板61の一
側面に光拡散板3を重ねて導光体64としたもので、導
光板61,62には、凹溝65,66が向合わせに設け
られている。
【0034】光拡散板3側の導光板61に形成される凹
溝65は、光源側端面61aから導光板61の中央部ま
でが、次第に幅及び深さを拡大して行き、導光板61の
中央部から反光源側端面61bの近傍まで中央部の最大
形状を平行に維持し、更に反光源側端面61bに向けて
次第に縮小して行く形状となっている。また、反射体6
側の導光板62に形成される凹溝66は、光源側端面6
2aから導光板62の中央部までが、幅及び深さを次第
に拡大して行き、導光板62の中央部から反光源側端面
62bまでが中央部の最大形状を平行に維持した形状と
なっている。
【0035】本実施例では、双方の凹溝65,66の向
合わせによって光道67が構成され、第5実施例と同様
に、光放出面61cと凹溝65,66とが境界面とな
る。
【0036】図13に示す第7実施例の平面照光装置7
0は、2枚の導光板71,71を重ねて多重導光板72
とし、更に一方の導光板71の一側面に光拡散板3を重
ねて導光体73とすると共に、導光体73の両側部にそ
れぞれ光源5を配した2灯式で、導光板71,71に
は、凹溝74,74が向合わせに設けられている。
【0037】各凹溝74は、それぞれの光源5から離れ
るに従って次第に深く傾斜して行き、これらの傾斜がぶ
つかる導光板71の中央部において最大形状となる山形
に形成されており、両凹溝74,74の向合わせによ
り、内部に菱形の光道75が画成される。
【0038】図6の第2実施例から図13に示す第7実
施例では、各導光板の凹溝に、乱反射を促進するブラス
ト加工または梨地等の粗面加工が、平面照光装置の構成
要件や使用条件に応じて、凹溝の内面全体または一部に
適宜設けられる。
【0039】また、図14に示す第8実施例の平面照光
装置80は、導光板81の一側部に光源5を配置し、該
導光板81の一側面である照光面81aを除く導光体8
1と光源5の外側とを反射体6で覆った構造となってお
り、これまでの実施例に用いてきた光拡散板は省略され
ている。
【0040】導光板81は、反射体6側の他側面に、複
数の凹溝82が光源側端面81bから反光源側端面81
cとに亙ってが設けられている。この凹溝82は、光源
5を離れるに従って次第に深く傾斜して行き、反光源側
端面81cで最大形状となっており、反射体6の閉塞に
よって、内部に光道83が画成される。
【0041】本実施例の平面照光装置80は、上述の如
く光拡散板を使わない構造であることから、凹溝82と
照光面81aとに、ブラスト加工や梨地等の粗面加工を
施して、乱反射を促進するが好ましい。またその用途と
しては、液晶腕時計等の小型ディスプレイのバックライ
トとして適している。例えば、導光板81の大きさを長
さ25mm×幅15mm×厚さ0.5mmに、また凹溝82の
断面形状を半円とし、更に凹溝82と照光面81aとに
ブラスト加工を施した実験例では、凹溝82の大きさが
最大となる反光源側端面81cにおいて半径0.25mm
となり、輝度ムラの少ない明るい照光面81aを有する
平面照光装置80が得られた。
【0042】尚、本発明の凹溝は、導光板の一側面また
は他側面或いはこれら双方に形成してもよく、その設置
領域も、導光板の光源側端面からこれに相対する反光源
側端面に亙る導光板の全長に設けてもよいし、光源側端
面の内側から始まって反光源側端面の手前で終えるよう
にしてもよい。またこの凹溝は、少なくとも導光板の光
源配置側に、光源から遠ざかるに従って拡大する形状を
持てばよく、途中から平行になったり、光源の反対側で
縮小する形状となることを妨げない。更に拡大形状も、
直線以外に曲線的に変化するものであってもよい。
【0043】また、凹溝の断面形状として、三角形以上
の多角形や半円以外の円弧若しくは楕円形または波形等
があり、更に凹溝を拡大していく形態として、幅または
深さの変更で行なうほかこれらの組合わせが考えられる
が、本発明はこれらのいずれによっても差支えない。ま
た導光板に対する凹溝の大きさ並びに間隔は特に限定し
ない。
【0044】
【発明の効果】本発明の平面照光装置は、以上説明した
ように、導光板の一側面及び/または他側面に、光源か
ら離れるに従って拡大する複数の凹溝を、一灯式では導
光板の光源側端面と反光源側端面とを結ぶ方向に、また
二灯式では、双方の光源側端面を結ぶ方向にそれぞれ形
成して、光源近傍では明るい光を少量反射し、また光源
から遠ざかるに連れて弱まる光を、凹溝にて増加された
導光板の増加面積分増量することにより、明るく輝度ム
ラの少ない照光面が得られる。
【0045】更に、凹溝内に画成される光道の媒質が空
気層であることから、導光板の物質を通る光よりも減衰
が少なく透過性に優れ、しかも凹溝内面で光を複雑に反
射して、導光板への配分を多様に変化させるので、光源
から離れた部分にも、光を充分に行き亙らせることがで
きる。
【0046】また、凹溝の内面にブラスト加工や梨地等
の粗面加工を施すことにより、導光板及び凹溝内の光を
より細かく反射して、よりムラのない均等な照射が行な
えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す平面照光装置の要部
拡大断面図
【図2】同じく平面照光装置の平面図
【図3】図2のIII ―III 断面図
【図4】同じく平面照光装置の一部切欠き底面図
【図5】図4のV ―V 断面図
【図6】本発明の第2実施例を示す平面照光装置の断面
正面図
【図7】本発明の第3実施例を示す平面照光装置の断面
正面図
【図8】本発明の第4実施例を示す平面照光装置の断面
正面図
【図9】本発明の第5実施例を示す平面照光装置の断面
正面図
【図10】同じく平面照光装置の一部切欠き底面図
【図11】図10のXI−XI断面図
【図12】本発明の第6実施例を示す平面照光装置の断
面正面図
【図13】本発明の第7実施例を示す平面照光装置の断
面正面図
【図14】本発明の第8実施例を示す平面照光装置の断
面正面図
【符号の説明】
1,20,30,40,50,60,70,80…平面
照光装置 2,21,31,41,51,61,62,71,81
…導光板 2a,21a,31a,41a,51a,61a,62
a,81b…光源側端面 2b,21b,31b,51b,61b,62b,81
c…反光源側端面 2c,51c,61c…光放出面 3…光拡散板 3a,81a…照光面 4,44,53,64,73…導光体 5…光源 6…反射体 7,22,32,42,54,65,66,74,82
…凹溝 8,23,33,43,55,67,75,83…光道 52,63,72…多重導光板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導光板の一側面に光拡散板を重ねて、その
    一側部に光源を配置し、少なくとも光源とこの光源に相
    対する導光体の反光源側端面及び導光体の他側面とを反
    射体で覆った側方光源型の平面照光装置において、前記
    導光板の一側面及び/または他側面に、前記光源から離
    れるに従って拡大する複数の凹溝を、導光板の光源側端
    面と反光源側端面とを結ぶ方向に形成したことを特徴と
    する平面照光装置。
  2. 【請求項2】導光板の一側面に光拡散板を重ねて、その
    両側部に光源を配置し、少なくとも両光源と導光体の他
    側面とを反射体で覆った側方光源型の平面照光装置にお
    いて、前記導光板の一側面及び/または他側面に、前述
    の各光源から離れるに従って拡大する複数の凹溝を、導
    光板の両光源側端面を結ぶ方向に複数形成したことを特
    徴とする平面照光装置。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2記載の平面照光装
    置において、前記凹溝の内面にブラスト加工や梨地等の
    粗面加工を施したことを特徴とする平面照光装置。
  4. 【請求項4】請求項1または請求項2記載の平面照光装
    置において、前記凹溝を備えた導光板を複数枚重ねて用
    いたことを特徴とする平面照光装置。
  5. 【請求項5】請求項1または請求項2記載の平面照光装
    置において、前記凹溝を備えた導光板を複数枚重ねて用
    いると共に、凹溝の内面にブラスト加工や梨地等の粗面
    加工を施したことを特徴とする平面照光装置。
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