JPH0572532A - 平面照光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】平面照光装置の照光面を明るく輝度均一に照光
する。 【構成】導光板２の下面に棒状の突起物（リニアプリズ
ム２ｙ）を連続して設け、少なくともその一側端に光源
３を設ける。必要により導光板２の下側に反射体５を配
置する。用途により導光板を複数枚重ねて用いる。照光
面２ａにブラスト加工等の粗面加工を施す。導光板の樹
脂素材に蛍光染料を混入させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は時計、ポケットベル及び
電子手帳用等比較的小型の液晶表示素子等のバックライ
トに使用される平面照光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポケットベルや時計用の液晶表示素子等
比較的小型のバックライトは、通常、単に拡散反射板等
とも呼ばれる導光反射板を使用した反射板兼用のバック
ライトが使われている。

【０００３】この反射板兼用のバックライトは、例えば
液晶表示素子の場合、明るい場所で使用する時は、液晶
表示素子を通して入射した光を液晶表示素子側に反射す
るための反射板として働き、暗い場所ではバックライト
用の導光反射板として、点灯した光源の光を導光、反射
させる、明るく輝度均一なバックライトとしての働きが
必要となる。

【０００４】前記、導光反射板を使用した反射板兼用の
バックライトは、導光板の上面又は上下両面に、ブラス
ト加工やマット加工等の粗面加工を施し、該導光板下側
に反射体を設けて構成することにより、上記の必要特性
を満足させようとしてきたが、反射板としての特性には
問題が無いとしても、バックライト点灯時においては、
例えばデジタル腕時計の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、光源から離れるに従って暗
くなるという、いわゆる輝度ムラを生じ、この輝度ムラ
を減少させるためには厚い導光板を使用しなければなら
なかった。

【０００５】このため導光板を厚くすることなくバック
ライトの輝度ムラを解決する手段として、例えば特開昭
５７−１５５５８１では、下面にヘアーライン加工を施
した導光板の下側に反射体を設ける等の方法がとられて
きた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の構成にあって
は、導光板の上面または、下面にブラスト加工やマット
加工等が施され、また上述の公報の構成にあっては、導
光板の下面にヘアーライン加工が施されているが、これ
らはいずれも従来より使われてきた粗面加工等と呼ばれ
る微細加工の領域をでるものではなく、従ってバックラ
イトの輝度の向上や、輝度ムラの改善を大幅に進めるこ
とはできなかった。

【０００７】本発明は、このような実情を背景にしてな
されたもので、液晶表示素子を、明るい場所で使用する
時は、液晶表示素子を通して入射した光を液晶表示素子
側に反射するための反射板として働き、見易い平面照光
装置とすると共に暗い場所では、点灯した光源の光を導
光、反射し広く照光面に配光して、明るく輝度ムラの少
ない平面照光装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上従の目的に従い、第１
の発明は、導光板下面に照光面側を開口部とする棒状の
突起物を、導光板のすくなくともその一側端に設けた光
源の光が進む方向に沿って多数設けたものである。

【０００９】第２の発明は、前記、多数の突起物の下側
に反射体を設けたものである。

【００１０】第３の発明は、前記導光板を複数枚重ねて
用いることにより、積層導光板としたものである。

【００１１】第４の発明は、前記導光板の少なくともそ
の一側面に、ブラスト加工等の粗面加工を施したもので
ある。

【００１２】第５の発明は、前記導光板の素材に蛍光染
料を混入したものである。

【００１３】

【作 用】上述の各発明では、導光板の下面に照光面側
を開口部とする、例えばリニアプリズムのような棒状の
突起物を、該導光板の一側端に設けた光源の光が進む方
向に沿って多数設けることにより、明るい場所では液晶
表示素子等のディスプレイを通して入射した光を、前
記、棒状の突起物の反射効果により反射する反射板とし
て働かせる一方、暗い場所ではバックライト用の導光板
として、点灯した光源から導光板内に入射した光を、導
光板の下面に多数設けた前記、棒状の突起物によって複
雑に反射、屈折放射を繰り返しながら照光面に配光する
ことにより、明るく、輝度ムラの少ない平面照光装置と
したものである。また第２の発明では、反射体を導光板
の下側に設けて、前記、棒状の突起物から下側に逃げる
光も反射させる一方、反射体と前記、棒状の突起物間に
形成された空気層である光道に入射した光を、複雑に反
射、屈折放射を繰り返しながら導光板を通して照光面に
配光することにより、平面照光装置の輝度向上を計った
ものである。第３の発明では、前記導光板を組み合わせ
て積層導光板とすることにより、上下の導光板の特徴を
合わせて、反射板兼用の明るく、輝度均一な平面照光装
置としたものである。

【００１４】第４の発明は、上述の各発明における導光
板の少なくともその一側面に、ブラスト加工等の粗面加
工を施したものである。例えば照光面に粗面加工を施し
た場合、液晶表示素子等のディスプレイを通して入射し
た光を、照光面で乱反射し、さらに導光板に入射して、
リニアプリズムのような棒状の突起物によって反射した
光を、再度照光面で乱反射して液晶表示素子等のディス
プレイ側に放射する反射板として働かせる一方、点灯し
た光源から入射し、上記導光板が照光面に配光した光
を、拡散して放出することにより平面照光装置の輝度均
一化に作用する。また第５の発明では、導光板の素材に
蛍光染料を混入させることによりその着色効果を利用す
る他、第４の発明の粗面加工と合わせて乱反射効果の向
上を計ったものである

【００１５】

【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。

【００１６】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、上面を照光面とする導光板２の
一側端に光源３を配置して構成される。

【００１７】導光板２には、アクリル樹脂等の透明な合
成樹脂が使われ、下面には図５に示す直角二等辺三角形
の断面形状を持った、棒状の突起物であるリニアプリズ
ム（以下リニアプリズムという。）２ｙが、図１の切欠
部に図示したように導光板の側端に設けた光源の光が進
む方向に沿って多数設けられている。

【００１８】導光板２は、例えば、その大きさを、長さ
１８ｍｍ×幅９．６ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとした場合
に、導光板下面に連続して設けられるリニアプリズム２
ｙは０．２ｍｍのピッチとなる。

【００１９】このように構成される平面照光装置１は、
光源３から照射された光の一部、（光路Ａ）が、図１に
おいて、導光板の光源側端面２ｃに屈折して入射し照光
面２ａに当たって照光面２ａから放射する光と、照光面
２ａで反射して光源３から離れて、下面のリニアプリズ
ムの傾斜面１２ｗで反射して、斜め上方の照光面２ａに
向かい、上記の放射、反射を繰り返しながら光源３から
遠ざかって行く。また他の一部（光路Ｂ）は、光源側端
面２ｃに屈折して入射し、（光路Ａ）より光源３から離
れた照光面２ａに当たって照光面２ａから放射する光
と、照光面２ａで反射して光源３からさらに離れて、下
面のリニアプリズムの傾斜面１２ｗで反射して斜め上方
の照光面２ａに向かい、上記の放射、反射を繰り返しな
がら光源３から遠ざかって行く。さらに他の一部（光路
Ｃ）は、光源側端面２ｃに屈折して入射し、下面のリニ
アプリズムの傾斜面１２ｗで反射して、光源３から離れ
る光となる。また他の一部（光路Ｄ）は、導光板下面の
リニアプリズム２ｙの光源側端面２ｃから屈折して入射
し、リニアプリズムの傾斜面１２ｗで反射して斜め上方
の照光面２ａに当たって照光面２ａから放射する光と、
照光面２ａで反射してさらに光源３から離れて、再度下
面のリニアプリズムの傾斜面１２ｗで反射して上記、放
射、反射を繰り返す光となる。

【００２０】本実施例は、導光板の光源側端面２ｃに入
射した光の内、リニアプリズム２ｙより上の照光面側に
入射した光の多くが、（光路Ａ，Ｂ）のように照光面２
ａで反射して、光源３から離れてリニアプリズムの傾斜
面１２ｗに当たり斜め上方の照光面２ａに向かい、照光
面２ａとリニアプリズム２ｙの間で反射、屈折放射を繰
り返し照光面２ａに当たる度にその一部を放出しなが
ら、光源から離れた所にまで配光される。また、リニア
プリズムの傾斜面１２ｗに当たって斜め上方に向かう光
となることによって左右方向への広がりを加えて、光源
の光を広く配光する。さらに、光源の取付位置を下げ、
リニアプリズム２ｙを微細化して、導光板２の厚みに占
めるリニアプリズム２ｙの厚みを減らすことにより、
（光路Ａ，Ｂ）のように光源３から離れる光を増す一
方、（光路Ｃ，Ｄ）のように導光板下側に屈折、入射す
る光は鈍角となり光源から離れる傾向が強まることにな
る。こうして光源３の光を照光面２ａに広く配光し、照
光面２ａの輝度を均一化したものである。

【００２１】一方、導光板２の上部に配置した液晶表示
素子等のディスプレイ（図示しない。以下同じ）を通し
て入射した光の一部（光路Ｅ）は、図５において、導光
板２内に入射して、下面に設けたリニアプリズム２ｙに
より反射して上面に向かい照光面２ａから放射されて、
液晶表示素子等のディスプレイに戻る光となり、液晶表
示素子等のディスプレイを、明るく、見易すくする反射
板となる。

【００２２】このようにして本実施例１は、液晶表示素
子等のディスプレイを通して導光板２に入射した光、
（光路Ｅ）を下面のリニアプリズム２ｙにより反射し
て、液晶表示素子等のディスプレイに戻すことにより、
液晶表示素子等のディスプレイを明るく、見易くする反
射板として働く一方、光源３から導光板２に屈折、入射
した光（光路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、照光面２ａとリニア
プリズム２ｙの間で複雑に反射、屈折を繰り返しながら
順次照光面２ａに配光するので、明るく輝度ムラの少な
い平面照光装置１が得られた。

【００２３】次に、本発明の他の実施例を説明する。
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乃至図８は、本発明の第２実施例を示
し、第１実施例の導光板２の下側に反射体４を設けた平
面照光装置１０は、導光板下面１２ｂに前記リニアプリ
ズム１２ｙを連続的に設け、さらにリニアプリズム１２
ｙの下側に反射体４を配して導光反射板１５とし、その
一側端に光源３を設けて構成される。さらに、導光板２
の下面に連続的に設けたリニアプリズム１２ｙの二つの
傾斜面１２ｗによって構成される凹面と反射体４の間に
は、空気層である光道１２ｘが形成されている。導光板
２の大きさを、例えば、長さ３４ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚
さ１ｍｍとした場合、導光板下面に連続して設けられて
いるリニアプリズム１２ｙは０．２ｍｍのピッチとな
る。

【００２５】このように構成される平面照光装置１０
は、光源３から照射された光の一部、（光路Ｆ，Ｇ）
が、図６において、第１実施例の（光路Ａ，Ｂ）と同様
に、光源側端面１２ｃより屈折して入射し、照光面２ａ
から放射する光と、照光面２ａで反射して光源３から離
れて下面のリニアプリズムの傾斜面１２ｗで反射して斜
め上方の照光面２ａに向かい、上記の放射、反射を繰り
返しながら光源３から遠ざかって行く。また別の光の一
部（光路Ｈ）は、下面のリニアプリズムの傾斜面１２ｗ
に当たり、反射して斜め上方の照光面２ａに向かい上記
の放射、反射を繰り返す一方、リニアプリズムの傾斜面
１２ｗから光道１２ｘに入射する光となる。さらにま
た、別の光の一部（光路Ｉ）は、空気層である光道１２
ｘに入射し、反射体４で反射して再度リニアプリズムの
傾斜面１２ｗから導光板１２内に屈折して入射し、光源
３から離れながら、上記の放射、反射を繰り返す光と、
光道１２ｘ内で反射を繰り返しながらリニアプリズムの
傾斜面１２ｗに当たる度に、導光板１２内に屈折して入
射し照光面２ａに向かう光とになる。尚、（光路Ｆ，
Ｇ，Ｉ）において、下面のリニアプリズム傾斜面１２ｗ
に当たった光も光路図では省略したが、（光路Ｈ）のリ
ニアプリズムの傾斜面１２ｗに当たった光と同様に光道
１２ｘに入射した光は、反射体４で反射して再度リニア
プリズムの傾斜面１２ｗから導光板１２内に屈折して入
射し、上記の放射、反射を繰り返す光と、光道１２ｘ内
で反射を繰り返しながらリニアプリズムの傾斜面１２ｗ
に当たる度に、導光板１２内に屈折して入射後、上記の
放射、反射を繰り返す光とになる。

【００２６】このようにして本実施例２は、導光板１２
の下側に反射体４を設けることにより、リニアプリズム
１２ｙの二つの傾斜面１２ｗによって構成される凹面と
反射体４の間に、空気層である光道１２ｘが形成され
る。これにより光道１２ｘに入射した光が活用されると
共に導光板の下面１２ｂから放射される光も有効に活用
することができる。一方、導光板１２の上部に配置した
液晶表示素子等のディスプレイを通して入射した別の光
の一部（図示しない。）は、前記、光路Ｅと同様に導光
板２内に入射して、下面に設けたリニアプリズム１２ｙ
により反射して上面に向かい、照光面１２ａから放射さ
れて液晶表示素子等のディスプレイに戻る光と、リニア
プリズムの傾斜面１２ｗから光道に放射される光を反射
体４で反射して、再びリニアプリズムの傾斜面１２ｗか
ら屈折して入射して照光面１２ａから放射することによ
り、液晶表示素子等のディスプレイを、明るく、見易す
くする反射板となると共に、光源３の光を有効に活用す
ることにより広い面積に渡って明るく、輝度ムラの少な
い平面照光装置２が得られた。

【００２７】図９および図１０は第３実施例を示し、２
灯式の平面照光装置２０は、寸法の異なる前記実施例２
と同様の構造を持つ導光反射板２３の上に、前記実施例
１と同様の構造を持つ導光板２２を重ねて導光反射板２
５とし、該導光拡散板２５の両側端に、光源３を配置し
て構成される。

【００２８】本実施例３は、導光板２２および導光板２
３の大きさが、それぞれ長さ７５ｍｍ×幅２２ｍｍ×厚
さ１ｍｍであり、各導光板下面のリニアプリズム２２
ｙ，２３ｙは０．２ｍｍのピッチで連続して設けられい
る。従って、導光反射板２５の大きさは、長さ７５ｍｍ
×幅２２ｍｍ×厚さ２ｍｍとなる。

【００２９】このような構成による本実施例３は、下側
に反射体を設けた導光反射板２３の特徴を生かし、さら
にその上に重ねられた導光板２２の特徴を加えたものに
なる。さらにまた、導光板２２の下面に連続的に設けた
リニアプリズム２２ｙの二つの傾斜面２２ｗによって構
成される凹面と導光板２３の上面２３ａの間に、新たに
形成された空気層である光道２２ｘの配光効果が加えら
れることにより、光源の光を有効に活用して広く照光面
２ａに配光し、明るく輝度ムラの少ない照光面２ａが得
られた。

【００３０】一方、液晶表示素子等のディスプレイを通
して導光板２２に入射した光（図示しない）は、前記
（光路Ｅ）と同様にリニアプリズム２２ｙによって反射
して、照光面２ａを通して液晶表示素子等のディスプレ
イに放射する反射板として働き、さらに、リニアプリズ
ムの傾斜面２２ｗから下に逃げる光が導光板上面２３ａ
で反射して導光板２３に戻り、あるいは導光板２３に入
射して、リニアプリズム２３ｙおよびその下側に設けた
反射体４によって反射して、導光板２３および導光板２
２を通して照光面２ａから放射する光となる。リニアプ
リズム２２ｙは、リニアプリズムの傾斜面２２ｗ側すな
わち裏側からの光は、屈折して入射して照光面から放射
するので導光板２３に導光板２２を重ねることにより二
重の反射板となる。このようにして照光面２ａを通して
入射した光を無駄無く反射した後、照光面２ａを通して
放出することにより、液晶表示素子等のディスプレイ
を、均一に明るく、見易すくする反射板となる。

【００３１】このようにして本実施例３は、液晶表示素
子等のディスプレイを通して導光反射板２５に入射した
光を、上記、二重の反射板によりムダ無く反射して液晶
表示素子等のディスプレイを、明るく、見易すくする反
射板となる一方、両側に設けた光源３から導光反射板２
５に屈折、入射した光を、２枚の導光板２２，２３によ
って、複雑に反射、屈折を繰り返しながら順次照光面２
ａに配光するので、広い面積に渡って、明るく輝度ムラ
の少ない平面照光装置２０が得られた。

【００３３】尚、本発明は、図１の第１実施例から図１
０に示す第３実施例において、乱反射を促進するブラス
ト加工またはマット加工等の粗面加工を、平面照光装置
の構成要件や使用条件に応じて、導光板の照光面や下面
あるいは上下両側面に直接施してよく、また別途、一側
面または上下両側面に粗面加工を施した光拡散板を重ね
合わせることにより、粗面加工を施した照光面とするこ
とをも妨げない。

【００３４】さらに、本発明は、図１の第１実施例から
図１０に示す第３実施例において、平面照光装置の乱反
射効果の向上や着色あるいは色調補正等必要条件に応じ
て、導光板の樹脂素材に蛍光染料を混入させたものを用
いてもよい。

【００３５】尚、本発明において、導光板の下面に設け
る棒状の突起物の構造は、前記、リニアプリズムや他の
二等辺三角形から半円形の棒状のレンズや波板状の物ま
で様々な形状を適宜選択して用いてよく、その寸法も特
に限定しない。また、棒状の突起物を設置する導光板の
下面についても平面、傾斜面および凹形、凸形の山形あ
るいはアーチ形を適宜選択して使うことを妨げない。さ
らに、これら棒状の突起物は、光源の光の進む方向に沿
って設けるものであり、従って電球のような球形の光源
から放射される光の進む方向に沿って導光板の下面に、
放射状に設けてもよいし、あるいは本発明の実施例１乃
至実施例３のように光の進む方向を代表的な一方向に定
めて簾状に並べててもよい。すなわち導光板の下面に設
ける棒状の突起物は、上記の形状、寸法、設置方法、設
置面を適宜組み合わせて用いるため様々な組み合わせが
考えられるが、本発明はいずれの組み合わせであっても
差支えない。さらに本発明は、導光板の下面に設ける棒
状の突起物について上述したように、その形状、寸法、
設置方法、設置面について特に限定しない。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、導光板下面に、リニアプリズ
ムのような棒状の突起物を設置することにより、導光板
上面からの光を反射する反射板として働かせて、照光面
を通して入射した光を反射して、照光面を通して放出す
ることにより、液晶表示素子等のディスプレイを明る
く、見易すくする反射板とする一方、導光板の少なくと
も一側端に設けた光源からの光を、導光板下面に設けた
前記、棒状の突起物により導光板内を複雑な反射を繰り
返しながら照光面に順次配光し、さらに、必要により下
側に設けた反射体を活用して、明るく輝度ムラの少ない
照光面が得られる。

【００３７】また、導光板の照光面にブラスト加工等の
粗面加工を施し、あるいはブラスト加工等の粗面加工を
施した光拡散板を導光板に重ね合わせて、光拡散板に出
入する光を拡散するための粗面加工を施した照光面とす
ることにより、輝度均一な照光ができるようにしたもの
である。

【００３８】さらに、導光板の樹脂素材に蛍光染料を混
入させることにより照光面の乱反射効果の向上や着色ま
たは色調補正等をすることにより、明るく、見易い反射
板兼用の平面照光装置が得られる。

【００３９】

【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１の要
部拡大図

【図２】同じく平面照光装置１の平面図および一部切り
欠き図

【図３】同じく平面照光装置１の断面正面図

【図４】図２のＩ−Ｉ断面図

【図５】図４のＩＩリニアプリズムの側面拡大図

【図６】本発明の第２実施例を示す平面照光装置１０の
要部拡大図

【図７】本発明の第２実施例を示す平面照光装置１０の
断面正面図

【図８】図７のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図

【図９】本発明の第３実施例を示す平面照光装置２０の
断面正面図

【図１０】図９のＩＶ−ＩＶ断面図

【００４０】

【符号の説明】

１，１０，２０…平面照光装置 ２，１２，２２，２３…導光板 １５…導光反射板 ２５…導光反射板 ２ａ…照光面 ２３ａ…導光板上面 ２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，２３ｂ…導光板下面 ２ｃ，１２ｃ，２２ｃ，２３ｃ…導光板の光源側端面 ２ｄ，１２ｄ…導光板の反光源側端面 ２ｙ，１２ｙ，２２ｙ，２３ｙ…リニアプリズム ２ｗ，１２ｗ，２２ｗ，２３ｗ…リニアプリズムの傾斜
面 １２ｘ，２２ｘ，２３ｘ…光道 ３…光源 ４…反射体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面を照光面とする導光板と、該導光板
   の少なくともその一側端に光源を設けた平面照光装置に
   おいて、該導光板の下面に照光面側を開口部とする棒状
   の突起物を、上記、光源の光の進む方向に沿って多数設
   けたことを特徴とする平面照光装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の平面照光装置において、
   前記、多数の棒状突起物の下側に反射体を設けたことを
   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、導光板を、複数枚重ねて用いるこ
   とを特徴とする平面照光装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の平面照光装
   置において、前記、導光板の少なくともその一側面に、
   粗面加工を施すことを特徴とする平面照光装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４記載の平面照光装
   置において、前記、導光板の素材に蛍光染料を混入する
   ことを特徴とする平面照光装置。