JPH06235917A

JPH06235917A - 照明装置

Info

Publication number: JPH06235917A
Application number: JP5021245A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Yamada; 文明山田; Shinpei Nagatani; 真平永谷; Daiki Miyahara; 大樹宮原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JP3199504B2

Abstract

(57)【要約】【目的】バックライト等の照明装置に関し、高輝度
で、薄型の照明装置を提供することを目的とする。【構成】少なくとも光源と反射鏡と導光板とを備え、
導光板の側部に光源を配置し、該導光板の表面から光が
出射するようにした照明装置において、該導光板１４の
少なくとも一表面２０，２２に重み付けされた透明な高
屈折率部分２８を設け、該導光板の屈折率（ｎ₁）が、
透明な高屈折率部分の屈折率（ｎ₂）と同じかそれより
も小さい構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導光板を有するバックラ
イト等の照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は照明装置としてエッジラ
イト型バックライトを使用している。近年、液晶表示ユ
ニットは、表示容量の拡大、特性向上により、ワードプ
ロセッサや、パーソナルコンピュータ等に大量に使用さ
れるようになっている。薄型軽量の特徴を生かしたノー
トブック型の表示装置が望まれている。また、カラー化
のために、高輝度で高効率の表示装置が望まれている。

【０００３】エッジライト型バックライトは、液晶パネ
ルと重畳して導光板を配置し、導光板の側部に蛍光管等
の線状光源を配置したものである。導光板は平坦な透明
板であり、２つの表面と、該表面に対して垂直な側面と
を有する。光源からの光は導光板の側面から入射し、導
光板の表面から出射し、液晶パネルを照明するようにな
っている。

【０００４】反射鏡で覆われた光源から導光板に入射し
た拡散光は、導光板の側面から種々の角度で入射し、導
光板中を伝播してその表面に達する。導光板中を伝播し
てその表面に達する光の角度はスネルの法則により全反
射角度以上になっており、そのままでは導光板の表面で
全反射し、全反射した光はさらに他の表面でも全反射
し、いずれの表面からも出射しない。導光板のいずれの
表面から光を出射させるためには、全反射条件を崩す必
要がある。

【０００５】従来のエッジライト型バックライトにおい
ては、導光板の他の表面（液晶パネルとは反対側の表
面）に、白色のインクでドットを設けていた。従って、
導光板中を伝播して全反射角度で導光板の表面に達した
光は、白色のインクのドットに当たって全反射条件を崩
され、種々の方向に拡散する。それによって、一部の光
が導光板の表面から出射することができる。白色のイン
クのドットの後方には反射鏡が設けられており、白色の
インクのドットで拡散した光の一部は反射板で反射して
導光板に入り、そして導光板の表面から出射する。

【０００６】白色のインクのドットは導光板の位置に応
じて重み付けされており、導光板の側部から中央部へい
くほど白色のインクのドットの面積占有率が大きくなる
ようになっている。導光板は薄い透明板であり、導光板
の他の表面に白色のインクのドットがあると、人が液晶
パネルを見るときに、白色のインクのドットが見えてし
まうという問題がある。このために、導光板の（液晶パ
ネル側の）表面に、拡散シートを設けていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のエッジライト型
バックライトにおいては、白色のインクのドットに光を
当てて全反射条件を崩すことにより光を拡散させていた
ので、光の輝度が低くなるという問題点があった。ま
た、一部の光は内部伝播を繰り返し、導光板の表面から
出射することなく、導光板の側面から出射するものがあ
った。導光板の側面から出射する光は有効に利用され
ず、光の損失を招いていた。また、拡散シートを設ける
必要があるため、さらに光利用効率を低下させていた。
さらに、拡散シートを設けを設けても導光板を超薄型に
すると白色のインクのドットが見えてしまうという問題
があった。

【０００８】本発明の目的は、高輝度で、薄型の照明装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による照明装置
は、少なくとも光源１６と反射鏡１８と導光板１４とを
備え、導光板の側部に光源を配置し、該導光板の表面２
０，２２から光が出射するようにした照明装置におい
て、該導光板の少なくとも一表面２０，２２に重み付け
された透明な高屈折率部分２８を設け、該導光板の屈折
率（ｎ₁）が、透明な高屈折率部分の屈折率（ｎ₂）と
同じかそれよりも小さいことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成においては、導光板には透明な高屈折
率部分を設けてあり、この透明な高屈折率部分におい
て、導光板を内部伝播する光の全反射条件を崩し、光を
導光板の表面から出射する。この高屈折率部分は透明で
あり、且つ重み付けして設けられているので、従来のエ
ッジライト型バックライトの拡散シートは不用となり、
高い光の利用効率と薄型化を実現することができる。ま
た、この透明な高屈折率部分は導光板の両表面に設ける
こともでき、光を導光板からより確実に出射するように
することができる。

【００１１】

【実施例】図１及び図２において、図示の照明装置はエ
ッジライト型バックライト１０からなる。このエッジラ
イト型バックライト１０は、液晶パネル１２と重畳して
導光板１４を配置し、導光板１４の側部に蛍光管等の線
状光源１６を配置したものである。光源１６は反射鏡１
８に覆われ、反射鏡１８で反射した光が導光板１４の側
面に入射するようになっている。

【００１２】導光板１４は概ね平坦な透明板であり、２
つの表面２０、２２と、該表面２０、２２に対して垂直
な側面２４、２６とを有する。図１及び図２において
は、導光板１４の表面２０に重み付けされた透明な高屈
折率部分２８が設けられている。この場合、導光板１４
の屈折率がｎ₁、透明な高屈折率部分２８の屈折率がｎ
₂とすると、ｎ₁≦ｎ₂、好ましくはｎ₁＜ｎ₂となっ
ている。なお、ｎ₀は空気の屈折率であり、ｎ₀＜ｎ₁
≦ｎ₂の関係がある。

【００１３】導光板１４は例えばＰＭＭＡ樹脂からな
り、屈折率ｎ₁は１．４９２である。従って、透明な高
屈折率部分２８はそれよりも屈折率の大きな透明な樹脂
から選択される。透明な高屈折率部分２８は、選択され
た樹脂材料を導光板１４に印刷法により付着するように
することができる。あるいは、透明な高屈折率部分２８
は、選択された紫外線硬化樹脂材料を導光板１４に一様
に塗布し、フォトリソ工程でパターニングして形成する
こともできる。

【００１４】図１に矢印で示されるように、ｎ₁≦ｎ₂
の関係があるので、導光板１４の表面２０に全反射角度
で達した光は、透明な高屈折率部分２８に進み、透明な
高屈折率部分２８から出射する。透明な高屈折率部分２
８のないところでは、導光板１４の表面２０に全反射角
度で達した光は、全反射して導光板１４の内部を伝播す
る。

【００１５】透明な高屈折率部分２８は導光板１４に重
み付けして設けられている。すなわち、高屈折率部分２
８が一定のピッチで設けられる場合には、高屈折率部分
２８の面積が導光板１４の側部から中央部にいくにつれ
て大きくなるようにする。また、高屈折率部分２８の面
積が一定で、高屈折率部分２のピッチが変化するように
してもよい。また、高屈折率部分２８の面積及びピッチ
がともに一定でなくてもよい。このようにすることによ
り、導光板１４の表面２０から出射する光の輝度を導光
板１４の全面に沿って一様化することができる。

【００１６】図３は本発明の第２実施例を示す図であ
る。図１の透明な高屈折率部分２８が偏平な丸い形状を
していたのに対し、図３の透明な高屈折率部分２８は半
楕円状に上に延びた丸い形状をしている。

【００１７】この場合、図３に矢印で示されるように、
ｎ₁≦ｎ₂の関係があるので、導光板１４の表面２０に
全反射角度で達した光は、透明な高屈折率部分２８に進
み、透明な高屈折率部分２８から出射する。高屈折率部
分２８から出射する光の方向は、図１においては導光板
１４の表面２０に対して小さい角度をなすが、図３にお
いては導光板１４の表面２０に対して大きい角度をなし
ている。つまり、高屈折率部分２８から出射する光の方
向は、高屈折率部分２８の形状に応じて変わる。概し
て、高屈折率部分２８から出射する光の方向は、高屈折
率部分２８の底部の長さをＬ、高屈折率部分２８の高さ
をＨとするとき、Ｈ／Ｌの値によって制御することがで
きる。この場合、高屈折率部分２８の高さＨが小さくて
も、Ｈ／Ｌの値を大きくすることができる。従って、導
光板１４の薄型化は可能である。

【００１８】図４は本発明の第３実施例を示す図であ
る。図１及び図３の透明な高屈折率部分２８が丸い形状
をしていたのに対し、図４の透明な高屈折率部分２８は
角柱状の形状をしている。この場合にも、光は導光板１
４内部を伝播する角度に応じた種々の角度で透明な高屈
折率部分２８から出射する。このように、透明な高屈折
率部分２８の形状はどのようなものであってもよい。

【００１９】図５は本発明の第４実施例を示す図であ
る。この実施例においては、透明な高屈折率部分２８
は、導光板１４の一方の表面２０及び他の表面２２にと
もに設けられている。従って、光は導光板１４の一方の
表面２０及び他の表面２２からそれぞれに出射する。図
５の導光板１４は図２のエッジライト式バックライト１
０に使用されるものであり、反射板３０が導光板１４の
他の表面２２側に配置され、導光板１４の他の表面２２
から出射した光を導光板１４を通って導光板１４の一方
の表面２０へ導くようにしている。

【００２０】図６は本発明の第５実施例を示す図であ
る。この実施例においても、透明な高屈折率部分２８
は、導光板１４の一方の表面２０及び他の表面２２にと
もに設けられている。従って、光は導光板１４の一方の
表面２０及び他の表面２２からそれぞれに出射する。

【００２１】図６の導光板１４は例えば図７の照明装置
１０に使用される。図７において、照明装置１０は導光
板１４の両側に液晶パネル１２ａ、１２ｂが配置された
ものであり、液晶パネル１２ａ、１２ｂは導光板１４の
光を受けてそれぞれに画像を形成する。液晶パネル１２
ａ、１２ｂの画像は同じものであってもよく、あるいは
異なるものであってもよい。また、液晶パネル１２ａ、
１２ｂの代わりに、その他の表示手段（例えば看板等）
を配置することもできる。

【００２２】図８は、図５のように透明な高屈折率部分
２８は、導光板１４の一方の表面２０及び他の表面２２
にともに設けられている場合の透明な高屈折率部分２８
の面積占有率（重み付け）を示す図である。線Ｘ₂₀は導
光板１４の一方の表面２０の透明な高屈折率部分２８の
面積占有率を示し、線Ｘ₂₂は導光板１４の他の表面２２
の透明な高屈折率部分２８の面積占有率を示す。線Ｘ_T
はこれらの面積占有率の合計を示す。このように、導光
板１４の重み付けが一方の表面２０と他の表面２２とで
異なっている。もし導光板１４の重み付けが一方の表面
２０のみに設けられている場合には、面積占有率は１０
０パーセントを越えることができないが、高屈折率部分
２８が導光板１４の一方の表面２０及び他の表面２２に
ともに設けられているとその合計として面積占有率は１
００パーセントを越えるようにすることができる。透明
な高屈折率部分２８は、導光板１４の一方の表面２０及
び他の表面２２でずらして設けられているのがよい。

【００２３】図９は本発明の第６実施例を示す図であ
る。上記の実施例においては、透明な高屈折率部分２８
は導光板１４の一方の表面２０（及び他の表面２２）に
凸形状に設けられていた。この実施例においては、透明
な高屈折率部分２８は導光板１４の一方の表面２０（及
び他の表面２２）に凹形状に設けられている。この場合
にも、透明な高屈折率部分２８により、導光板１４の内
部を伝播する光の全反射条件を崩し、光を導光板１４の
一方の表面２０から出射させることができる。

【００２４】図９に示されるように、導光板１４の一方
の表面２０に凹形状に設けられいる透明な高屈折率部分
２８は、導光板１４に所定の開口部を有するマスクをし
て異なる樹脂を重合することにより得ることができる。
このような透明な高屈折率部分２８は、屈折率が導光板
１４の厚さ方向に次第に変化していく屈折率分布型であ
る。

【００２５】図１０は本発明の第７実施例を示す図であ
る。この実施例においては、透明な高屈折率部分２８は
導光板１４の一方の表面２０に設けられている。さら
に、導光板１４の他の表面２２側には拡散反射板３２が
設けられるとともに、導光板１４と拡散反射板３２との
間にプリズム板３４が設けられる。プリズム板３４は導
光板１４の他の表面２０側から光を出射させるととも
に、出射光の角度を導光板１４の他の表面２０に対して
垂直に近づくように曲げるものである。従って、拡散反
射板３２で拡散反射した光は特定の方向への指向性が大
きくなっている。こうして拡散反射板３２で拡散反射し
た光は、再びプリズム板３４を介して導光板１４に入
る。ここでプリズム板３４を通る光は導光板１４の他の
表面２０に対して垂直方向の指向性をもった分布になっ
ており、それで導光板１４の一方の表面２０から全て出
射できる。このため、プリズム板３４の頂角は１１０度
以下であるのが好ましい。

【００２６】上記エッジライト式バックライトの実施例
においては、導光板１４と液晶パネル１２との間に拡散
板は設けられていない。しかしながら、所望に応じて拡
散板を設けることができる。また、実施例では導光板表
面２０に高屈折率部２８が配置してあるが導光板表面２
２に配置しても同様な効果が得られる事は言うまでもな
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高輝度で、薄型のバックライト等の照明装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図２】図１の導光板を備えた照明装置を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す断面図図である。

【図５】本発明の第４実施例を示す断面図である。

【図６】本発明の第５実施例を示す断面図図である。

【図７】図１の導光板を備えた照明装置を示す断面図で
ある。

【図８】透明な高屈折率部分が導光板の両面に設けられ
ている場合の重み付けを示す図である。

【図９】本発明の第６実施例を示す断面図である。

【図１０】本発明の第７実施例を示す断面図である。

【図１１】図１０の導光板の拡大図である。

【符号の説明】

１２…液晶パネル１４…導光板１６…光源１８…反射鏡２０、２２…表面２８…透明な高屈折率部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも光源（１６）と反射鏡（１
８）と導光板（１４）とを備え、導光板の側部に光源を
配置し、該導光板の表面（２０，２２）から光が出射す
るようにした照明装置において、該導光板の少なくとも
一表面（２０，２２）に重み付けされた透明な高屈折率
部分（２８）を設け、該導光板の屈折率（ｎ₁）が、透
明な高屈折率部分の屈折率（ｎ₂）と同じかそれよりも
小さいことを特徴とする照明装置。
【請求項２】該透明な高屈折率部分が、該導光板の平
坦な表面に対して凸又は凹形状であることを特徴とする
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】該透明な高屈折率部分が、屈折率分布型
であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】導光板の重み付けが一表面と他表面とで
異なっていることを特徴とする請求項１に記載の照明装
置。
【請求項５】導光板の他表面側に頂角１１０度以下の
プリズム板と反射板を配置したことを特徴とする請求項
１に記載の照明装置。