JPH0579537U - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、明るく輝度分布の均一
な、導光体を用いた面光源装置を提供することにある。 【構成】 本考案の面光源装置は、導光体の発生面側
と対向する側に球面状等の凹部又は凸部を形成しその大
きさを変化させることによってその目的を達成するよう
にした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、導光体を用いた面光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の導光体を用いた面光源装置は、例えば図６に示すような構成である。 即ち、光源１１にその入射端面１２ａを近接させて導光体１２を配置し、この導 光体１２の発光面側には拡散板１３を又導光体１２の前記発光面と対向する側に は反射面１４を設けたものである。このような装置によれば、光源１１よりの光 は、入射端面１２ａより導光体１２内に入射し、その内部を伝達する間に導光体 １２の発光面より出射し、この出射した光は、拡散板１３を通って拡散光となる 。これによって面光源を構成することになる。

【０００３】 このような面光源装置は、導光体１２に入射した光が、効率良く出射し又拡 散板面上で均一輝度分布の拡散光となるように、導光体１２の前記発光面と対向 する側の面には拡散性の塗料による印刷等の手段で一定のパターン形状の微小拡 散部を形成するのが一般的である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライト等に利用さ れるため、明るい面光源が要求される。しかし前記のような構成の従来の面光源 装置は、十分な明るさを得ることが出来ない。

【０００５】 そのために、この種の面光源装置において、明るさを増大させるために色々 な工夫がなされている。

【０００６】 例えば、特開平３−１８９６７９号公報や、実開平３−３１７８２号公報に 記載の面光源装置がある。この面光源装置は、導光体の前記発光面側と対向する 側の面に角錐状の凸部または凹部を多数形成することによって輝度の増大をはか り又この角錐状の凸部または凹部の面積を場所により変化させるようにして輝度 の均一化をはかっている。

【０００７】 しかしこのような方法では、角錐の面の面積が比較的広いため明るさを増大 させることは出来るが、面積を変化させても輝度分布を十分均一にすることは困 難であった。又凸部または凹部が角錐状であるために角の部分（鋭い角になった 部分等）が特に光る等の欠点がある。

【０００８】 本考案は、明るく輝度分布の十分に均一な導光体を用いた面光源装置を提供 することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の面光源装置は、光源と、導光体と、拡散板と、反射面とからなるも ので、導光体の前記発光面側と対向する側の面に光源側が小さく光源より離れる につれて大になる等ピッチで形成された球面形状の凹部または凸部を設けたこと を基本とするもので、これによって拡散板より出る拡散光が明るくしかも均一な 輝度分布になし得る。

【００１０】 又凹部または凸部として円柱、角柱およびそれの変形でも良い。

【００１１】 本考案の面光源装置で用いる導光体の前記発光面側と対向する側の面に形成 する凹部または凸部の形状としては次のようなものが考えられる。

【００１２】 （イ） 半球でその曲率半径を変化させたもので、光源側が曲率半径が小で 光源から離れるにつれて大になるようにしたもので、半球状凹部または凸部によ り明るさが大になり又半球の曲率半径を変化させることによって輝度分布を均一 にしたものである。更に半球面を粗さの等しい粗面とすればこの粗面の拡散作用 によって一層均一な輝度にすることが出来る。

【００１３】 （ロ） 曲率半径が等しく深さが異なる半球（半球に近い球面）を設けて同 様の効果を得るようにした。

【００１４】 （ハ） 円柱又は角柱状の凹部または凸部を多数設けたもので、この深さの 調整によって同様の効果を得るようにしたものである。この場合も円柱面を粗面 にして拡散作用を加えてもよい。又全ての凹部または凸部の深さを等しく粗面の 粗さの変化による拡散作用の変化によって輝度分布を均一にしても良い。

【００１５】

【実施例】

次に本考案の面光源装置の実施例を示す。

【００１６】 図１は、本考案の第１の実施例を示す図で、１は光源、２は導光体、３は拡 散板、４は反射面である。図２は、本考案の第１の実施例の導光体２を示す図で 、前記発光面側と対向する側の面に半球状の凹部５を多数形成すると共に、この 半球の曲率半径を場所によって変化させたもので、光源１に近い側の曲率半径が 小さく光源１から離れるにつれて半球の曲率半径を大きくするようにしたもので ある。これによって、拡散板３の拡散光の明るさが大になり、輝度分布を均一に 出来る。又凹部が曲面で角になった部分が存在しないために局部的に光ることも ない。

【００１７】 上記実施例における凹部は、必ずしも半球でなくとも良く、等しい曲率半径 の球面で、その深さが、光源に近くが小で、光源から離れるにしたがって大にな るものでもよい。

【００１８】 更に凹部は楕円面や放物面等でもよく、曲面で光源側が小さく、光源から離 れるにつれて大になるものであればよい。

【００１９】 更に凹部内面を粗面にすれば、この凹部での反射光は拡散光となり、これに よって導光体発光面側を出る光の量がより均一化され拡散板３の輝度分布が一層 均一になる。

【００２０】 図３は、本考案の面光源装置の第２の実施例の導光体２の断面形状を示すも ので、他は、図１と同じ構成である。即ち凹部を円柱状としたもので、この円柱 状凹部６を多数同一ピッチで配置したもので光源側の円柱が小で光源から離れる につれて大になるように配置した。これによって導光体２より出射する光の量を 全体的に大にして拡散板３の板面上での明るさを大にし、又輝度分布の均一化が 可能となる。

【００２１】 図３に示す導光体において、円柱の大きさの変化を、円柱の高さを一定にし てその底面積を小から大へ変化させるか、底面積を一定にして高さを小から大に することによっても同様の効果を得ることが出来る。

【００２２】 更に図４に示す第３の実施例のように、円柱の最も深い端面位置を球面等の 曲面７にしてもよい。これによって角の部分がなくなりエッジライト的に光るよ うなことがなくなるので好ましい。

【００２３】 前記の第２の実施例において、凹部を角柱状としてもよい。しかし円柱の方 が、ほとんどが曲面になるので好ましい。

【００２４】 又、円柱の代わりに断面が楕円形等の円柱を変形したものでもよい。

【００２５】 この実施例においても凹部内面を粗面にして拡散作用を持たせることが輝度 分布を一層均一化出来るので好ましい。又輝度分布の均一化を面の粗さのみで行 なってもよい。つまり、球面、円柱、角柱等の形状の凹部をすべて同一の断面の 大きさ、同一の深さの形状とし、粗面の粗さを光源側を小にし光源から離れるに つれて次第に大にすることによって輝度分布を均一にすることが出来る。

【００２６】 図５は、本考案の面光源装置の第４の実施例で、図１に示す半球状の凹部を 凸形状に変えたものである。

【００２７】 図５のように、凹部を凸形状に変えても図１と同様の効果が得られる。図２ ，図３の場合も同様で、凹部を凸形状に変えても、図２，図３と同じ効果が得ら れる。

【００２８】 以上の説明は、導光体の一方の端面にのみ光源を配置したいわゆる１灯式の ものについて述べたが、両端面に光源を配置したいわゆる２灯式でもよい。２灯 式の場合、説明における光源側とは両端面をさし、そこから中央に向けて球面、 円柱等の大きさが大になり、中央が最も大になる構成となる。同様に粗さを変化 させる場合も両端面から中央に向けて変化させることとなる。

【００２９】 さらに、導光体の４辺の全てに光源を配置した、所謂、４灯式の面光源装 置や、導光体の３辺に光源を配置した３灯式の面光源装置においても光源からの 光の届きにくい部分ほど、球面、円柱等の大きさを大きくし、また粗さも、光の 届きにくい部分ほど粗さを荒くすればよい。

【００３０】 又、上記実施例で角柱等の場合には、各稜部、角部は鋭い角部とならないよ うに適度の曲線となるようにしておくのがこのましい。これによって、角部がエ ッジライト効果によって光ってしまうのを防ぐことができる。

【００３１】 尚凹部の内面や凸部の外面を粗面にした導光体を形成するには、次の方法を 用いればよい。つまり、先ず凸部又は凹部を有する金型のを作りこれにマスクを してのサンドブラストやエッチング、又は放電加工による方法にて金型を作り、 この金型を用いて射出成形等の成形手段により形成出来る。この場合、放電加工 の方法によれば、作業が簡単であり、所望の粗面が正確に得られる等により好ま しい。

【００３２】 図面には各凹部又は凸部が互いに離れて位置するように描かれているが、例 えば凹部又は凸部の大きいもの等で一部分で互いに接してもよい。更に隣合わせ た凹部又は凸部全体が互いに一部分で接していてすべての凹部又は凸部が連続し た構成のものでもよい。

【００３３】 又凹部又は凸部は等ピッチの配列でなくともよい。更に同じ導光体で凹部と 凸部の両方を有するものでもよく、例えば凹部，凸部を交互に配置したものや両 者を適当に配置したものでもよい。この場合も凹部と凹部、凸部と凸部、凹部と 凸部が互いに接続していてもよい。

【００３４】 これら形状のものにおいても、前述の実施例におけるような粗面を設けても よいことは明らかである。

【００３５】

【考案の効果】

本考案の面光源装置は、導光体の裏面に形成する多数の凹部または凸部によ って、明るくなり同時に又その大きさ等の変化により輝度分布をより均一になし 得る。特に凹部の形状を球面又は円柱、角柱状にしたことにより上記の効果が顕 著である。更に凹部または凸部の面を粗面とすることによる拡散作用を加えれば 極めて均一な輝度分布で、さらに同じ明るさの光源を用いた場合、従来より高輝 度になし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の断面図

【図２】 本考案の第１の実施例で用いる導光体の断
面図

【図３】 本考案の第２の実施例で用いる導光体の断
面図

【図４】 本考案の第３の実施例で用いる導光体の断
面図

【図５】 本考案の第４の実施例で用いる導光体の断
面図

【図６】 従来の導光体を用いた面光源装置の断面図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 導光体 ３ 拡散板 ４ 反射面 ５ 凹部

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状の光源と、前記光源に入射端面を
   近接させ配置した導光体と、前記導光体の発光面側に配
   置した拡散板と、前記導光体の前記発光面側と対向する
   側に設けた反射面とを備えた面光源装置において、前記
   導光体の前記発光面側と対向する側の面に光源側が小さ
   く光源より離れるにつれて大になる球面状の凹部又は凸
   部を多数設けたことを特徴とする面光源装置。
2. 【請求項２】 直線状の光源と、前記光源に入射端面を
   近接させ配置した導光体と、前記導光体の発光面側に配
   置した拡散板と、前記導光体の前記発光面側と対向する
   側に設けた反射面とを備えた面光源装置において、前記
   導光体の前記発光面側と対向する側の面に光源側が小さ
   く光源より離れるにつれて大になる円柱又は角柱状の凹
   部又は凸部を多数設けたことを特徴とする面光源装置。
3. 【請求項３】 前記円柱又は角柱状の凹部の最深部又は
   凸部の先端面が曲面をなす請求項２の面光源装置。
4. 【請求項４】 直線状の光源と、前記光源に入射端面を
   近接させ配置した導光体と、前記導光体の発光面側に配
   置した拡散板と、前記導光体の前記発光面側と対向する
   側に設けた反射面とを備えた面光源装置において、前記
   導光体の前記発光面側と対向する側の面に多数の曲率半
   径又は深さ、あるいは曲率半径及び深さが同一の球面状
   凹部または凸部を形成し該凹部内面または凸部外面を粗
   さが光源側が細かく光源より離れるにつれて粗くなる粗
   面としたことを特徴とする面光源装置。
5. 【請求項５】 直線状の光源と、前記光源に入射端面を
   近接させ配置した導光体と、前記導光体の発光面側に配
   置した拡散板と、前記導光体の前記発光面側と対向する
   側に設けた反射面とを備えた面光源装置において、前記
   導光体の前記発光面と対向する側の面に断面積又は深さ
   或いは断面積及び深さが同一の多数の円柱又は角柱状凹
   部または断面積又は高さ或いは断面積及び高さが同一で
   ある凸部を形成し該凹部内面または凸部外面を粗さが光
   源側で細かく光源より離れるにつれて粗くなる粗面とし
   たことを特徴とする面光源装置。
6. 【請求項６】 前記多数の凹部の全ての内面または多数
   の凸部の全ての外面を全部同一の粗さの粗面としたこと
   を特徴とする請求項１，２，又は３のいずれかの面光源
   装置。
7. 【請求項７】 前記凹部の内面または凸部の外面を粗さ
   が光源側で細かく光源より離れるにつれ粗くなる粗面と
   したことを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかの
   面光源装置。