JPH063529A

JPH063529A - 平面光源装置

Info

Publication number: JPH063529A
Application number: JP4242177A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Higuchi; 義則樋口; Kazuhiro Yamada; 和宏山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、部品点数の少ない単純な構
造であって、高輝度且つ薄形の平面光源装置を提供する
ことを目的とする。【構成】平面光源装置10は、光を伝達する透明な導光板
１、導光板１に光を出射させる光源２、導光板１の出射
面１ａと対向する面１ｂと一体的に形成され、導光板１
内を全反射によって伝搬される光を出射面１ａに向かっ
て反射させる反射部材７から形成される。導光板１に形
成されている反射部材７は、光源２からの光をほとんど
吸収しないことから、光源２からの光は、効率良く導光
板１の外部へ放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、液晶表示装
置等に利用される平面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータなどの表示装置に透過型或いは半透過型の液
晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置
における照明方法として、液晶表示板の背面直下に光源
を配置する方法と、液晶表示板の側方に光源を配置し、
例えば、アクリルなどの導光板を用いて面状発光照明を
提供する方法が知られている。上記液晶表示板の側方に
光源を配置する方法としては、例えば、特開昭６１−９
９１８７号或いは特開昭６３−６２１０４号などがあ
る。

【０００３】上記液晶表示板の側方に光源を配置される
平面光源装置は、例えば、図９に示されているように、
光源からの光を伝達する平板状の導光板１、この導光板
１の４辺の少なくとも１辺に近接した配置されている光
源２、この光源２を覆うように配置された反射鏡３から
構成される。また、導光板１の出射面１ａの側には、所
望の間隔をおいて拡散板４が配置されている。一方、出
射面１ａと反対の面には、複数の反射ドット５、及び、
反射板６が配置されている。尚、反射板６は、拡散板４
と同様に導光板１に対して所望の間隔で位置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図９に示されている平
面光源装置では、光源２から出射された光 (矢印で示さ
れている) は、導光板１の内部を全反射を繰返しながら
進行する。この進行する光は、出射面１ａと対向する側
に配置されている上記反射ドット５を介して反射され、
導光板１及び拡散板４を通過し、外部へ出射される。し
かしながら、光源２からの光を外部に均一に拡散させる
ために拡散板４が必要になる一方で、導光板１の背面に
漏れた光を出射方向に戻すために反射板６も必要であ
り、構造が複雑になるとともに、部品点数が増大され
る。また、反射ドット５は、アクリル或いは塩化ビニー
ルなどの透明樹脂に、例えば、酸化チタンなどの白色顔
料が混入された状態で塗布されたものであって、顔料の
特性として、数１０％にもおよぶ吸収がある。このこと
は、薄形で高輝度の平面光源装置を提供するために、支
障となる。この発明は、上記問題点に基づきなされたも
ので、部品点数の少ない単純な構造で、高輝度且つ薄形
の平面光源装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、光を
伝達する平板状の透明な導光板と、この導光板の４辺の
少なくとも１辺に近接して設けられた光源と、この光源
を覆う反射鏡と、上記導光板の出射側の面に近接して設
けられた拡散板とを具備してなる平面光源装置におい
て、上記導光板の出射側とは反対の面に、少なくとも斜
面領域に反射蒸着膜が形成されている複数のプリズムが
部分的に設けられていることを特徴とする平面光源装置
が提供される。また、この発明は、光を発生する光源
と、この光源からの光を光が入射された方向とは異なる
方向に放出するための出射面と、上記光源からの距離が
大きくなるにつれて大きさ及び深さが増大するように形
成され、上記出射面から上記光を放出させるための複数
の反射突起が配置されている対向面とを含む導光板と、
この導光板の出射側の面に近接して設けられた拡散板と
を有することを特徴とする平面光源装を提供するもので
ある。

【０００６】

【作用】この発明によれば、導光板の出射側とは反対の
面に、導光板と一体的に形成され、光源からの光を出射
面に向かって反射させる反射部材が配置される。この反
射部材は、光を吸収する顔料を伴わないことから、光源
からの光は、効率よく導光板の外部へ放出される。ま
た、導光板の背面に配置されていた反射板が不要となる
ことから、部品点数が削減されるとともに、薄形の平面
光源装置が提供される。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。

【０００８】図１によれば、平面光源装置10は、光を伝
達する平板状の導光板１、この導光板１の４辺の少なく
とも１辺に近接して配置された光源２、及び、この光源
２を覆う反射板３から構成されている。さらに、導光板
１の出射面１ａの側には、拡散板４が所望の距離をおい
て配置されている。また、導光板１の出射面１ａと対向
する面１ｂには、光源２からの光を出射面１ａに向かっ
て反射させるための斜面を有する複数のプリズム７が部
分的に配置されている。このプリズム７の斜面には、反
射蒸着膜８が形成されている。この反射蒸着膜８は、例
えば、アルミニュウム或いはマグネシウムまたは銀など
の高反射率を有する金属を蒸着などの方法によって薄層
形成したものである。

【０００９】プリズム７は、導光板１の出射面１ａと対
向する面１ｂに部分的に配置され、他の平面部分は、全
反射によって次のエリアに光を伝達するために利用され
る。このことから、プリズム７の斜面以外の部分には、
上記金属薄膜が形成されないことが好ましい。その一方
で、アルミニウム或いはマグネシウムまたは銀等の金属
薄膜 (反射蒸着膜) は、概ね９０％以上の反射率を有す
ることから、反射蒸着膜８は、上記出射面１ａと対向す
る面１ｂの全面に形成されても差しつかえない。尚、プ
リズム７は、導光板１に対して射出成形或いはキャステ
ィングなどの方法で一体的に形成される。また、導光板
１が熱可塑性を有する場合には、予め形成されている平
板状の導光板１に熱加工によってプリズム７が形成でき
る。次に、図２を利用して、プリズム７の傾斜角度につ
いて説明する。

【００１０】光源２からの光は、導光板１内を全反射を
繰返しながら進行する。この場合、光が全反射される角
度は、入射面に対して、導光板１と空気の屈折率から規
定される臨界角以上となることは、容易に理解される。
ここで、導光板１が、屈折率＝１．４９のアクリル製で
ある場合には、臨界角θｃは、概ね４２°になる (図３
参照) 。このことから、導光板１内を、全反射によって
光が伝搬されるためには、導光板１内部を進行する光と
導光板１の法線とのなす角は、概ね４２°乃至９０°の
範囲に規定される。ここで、導光板１内部を進行する光
が、例えば、上記全反射が達成される角度の範囲内であ
って、概ね中間の値である (法線方向から) ６６°の角
度で入射される場合には、プリズム７の斜面の角度は、
法線に対して５７°即ち光が入射される方向から見て３
３°に形成される。次に、この発明の別の実施例につい
て説明する。

【００１１】図４及び図５によれば、平面光源装置20
は、第一の実施例である平面光源装置10に比較して異な
る形状及び間隔で配置された複数の反射突起27を含む、
導光板21を有している。尚、光源22、反射鏡23、拡散板
24は、第一の実施例である平面光源装置10と実質的に同
一である。

【００１２】反射突起27は、図５から明らかなように、
導光板21の出射面21ａに対向する光反斜面21ｂに、出射
面21ａから見た形状が、例えば、正方形或いは三角錐ま
たは円 (球) 形などに形成される。この場合、反射突起
27は、光源22に近い側では、小さく、一方、光源22から
遠ざかるにつれて大きく形成される。また、反射突起27
の大きさ、即ち、図５に示されている平面方向での面積
は、例えば、０．１mm×０．１mm乃至５mm×５mmに形成
される。一方、反射突起27の深さ、即ち、図４に示され
ている断面方向での飛出しの大きさは、例えば、０．１
mm乃至５mmに形成される。またさらに、反射突起27が配
置される間隔は、光源２から出射される光の強度が距離
の２乗に反比例して少なくなることを補正するために、
最適な間隔に規定される。尚、反射突起27の背面即ち導
光板21の反射面21ｂの背面には第一の実施例である平面
光源装置10と同様に、反射蒸着膜28が配置されてもよい
ことはいうまでもない。

【００１３】ところで、反射突起27の底面の形状は、平
面或いは球形など、いかなる形状であってもよい。この
場合、底面の形状が、例えば、平面に形成されている場
合には、図２を用いて既に説明したように、好ましく
は、導光板21の法線に対して概ね５７°に形成される。
しかしながら、底面の形状が球形であっても導光板21の
法線と平行な方向への反射が可能であり、その反面、導
光板21内を伝搬される光の入射角が２４°になる確率
は、比較的少ない。また、導光板21の法線と平行な方向
へ反射されない光は、散乱光となって出射面21ａの側へ
出射されることは、容易に理解される。図６には、この
発明のさらに別の実施例が示されている。

【００１４】図６によれば、平面光源装置30は、第二の
実施例である平面光源装置20に比較して、光源32から最
も離れた終端部39が、出射面31ａの側に向かって所望の
角度が与えられている導光板31を有している。尚、光源
32、反射鏡33、拡散板34は、第一の実施例である平面光
源装置10と実質的に同一である。

【００１５】平面光源装置30では、導光板31の終端部39
へ伝達された光は、それ以上伝搬される必要がないこと
から、終端部39は、全ての光を出射面31a へ向かって反
射させるために対向面31ｂから出射面31ａに向かってテ
ーパ状に形成される。この終端部39は、図２に用いて既
に説明したように、好ましくは、導光板31の法線に対し
て概ね５７°即ち光が入射される方向から見て３３°に
形成される。尚、既に説明した他の実施例と同様に、終
端部39の出射面31ａと反対の面には、反射蒸着膜38が形
成されてもよい。図７及び図８には、この発明のまたさ
らに別の実施例が示されている。

【００１６】図７及び図８によれば、平面光源装置40
は、図４及び図５に示されている第二の実施例の導光板
と実質的に同一の導光板の出射面と対向面とを接続する
垂直壁55及び56に、光源42に向かって所望の角度の形成
された複数の垂直反射突起57が形成された側壁を含む導
光板41を有している。いうまでもなく、導光板41には、
導光板41の対向面41ｂに形成され、光源42からの光を導
光板41の出射面41ａに向かって反射させるための複数の
反射突起47も配置されている。尚、光源42、反射鏡43、
拡散板44及び反射蒸着膜48は、第二の実施例である平面
光源装置20と実質的に同一である。

【００１７】垂直反射突起57によれば、光源42と直交す
る方向であって、光源42に比較的近い位置に発生するこ
との多い低輝度領域に関し、光源42からの光を効率よく
伝達できる。尚、垂直反射突起57は、図４及び図５に示
されている第二の実施例と同様にして形成される。従っ
て、垂直反射突起57の形状歯、平面或いは曲面のいづれ
に形成されてもよいことはいうまでもない。

【００１８】ところで、垂直反射突起57の角度は、図８
から明らかなように、側壁55 (56)に配置された垂直反
射突起57からの反射光が反射側の側壁55 (56) に向かう
よう形成される。尚、図８に破線で示されているよう
に、垂直反射突起57の角度は、光源42から遠ざかるにつ
れて、光源42に近い側よりも光源42に向かうよう形成さ
れてもよい。また、垂直反射突起57の背面即ち導光板41
の外周であって、空気層との境界部には、反射突起47と
同様に、反射蒸着膜58が形成されてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の平面光
源装置では、導光板内を全反射によって進行する光は、
導光板の出射面と対向する面に複数配置され、光源から
の光を出射面に向かって反射させる反射部材を介して導
光板の外部へ放出される。導光板に形成されている反射
部材は、光源からの光をほとんど吸収しないことから、
光源からの光は、効率よく導光板の外部へ放出される。
また、従来利用されていた導光板背面の反射板が不要で
あることから、平面光源装置としての厚さが薄くでき
る。同時に、導光板の背面が空気層にさらされること
で、十分な放熱効果も確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である平面光源装置を示す
概略斜視図。

【図２】図１に示されている平面光学装置の部分拡大断
面図。

【図３】図１及び図２に示されている平面光学装置に関
し、導光板内を伝搬される光の臨界角を説明するための
概略断面図。

【図４】この発明の別の実施例である平面光源装置を示
す概略断面図。

【図５】図４に示されている平面光源装置の概略断面
図。

【図６】この発明のさらに別の実施例である平面光源装
置を示す概略断面図。

【図７】この発明のまたさらに別の実施例である平面光
源装置を示す概略断面図。

【図８】図７に示されているの平面光源装置の概略断面
図。

【図９】従来からの利用されている平面光源装置を示す
概略断面図。

【符号の説明】

１…導光板、１ａ…出射面、１ｂ…対向面、２…光源、
３…反射鏡、４…拡散板、５…反射ドット、６…反射
板、７…プリズム、８…反射蒸着膜、10…平面光源装
置、20…平面光源装置、21…導光板、21ａ…出射面、21
ｂ…対向面、22…光源、23…反射鏡、24…拡散板、27…
反射突起、28…反射蒸着膜、30…平面光源装置、31…導
光板、31ａ…出射面、31ｂ…対向面、32…光源、33…反
射鏡、34…拡散板、37…反射突起、38…反射蒸着膜、39
…終端部、40…平面光源装置、41…導光板、41ａ…出射
面、41ｂ…対向面、42…光源、43…反射鏡、44…拡散
板、47…反射突起、48…反射蒸着膜、55…側壁、56…
(側壁56に対向する) 側壁、57…垂直反射突起、58…反
射蒸着膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を伝達する平板状の透明な導光板と、この導光板に４辺の少なくとも１辺に近接して設けられ
た光源と、この光源を覆う反射鏡と、上記導光板に出射側の面に近接して設けられた拡散板と
を具備してなる平面光源装置において、上記導光板の出射側とは反対の面に、少なくとも斜面領
域に反射蒸着膜が形成されている複数のプリズムが部分
的に設けられていることを特徴とする平面光源装置。
【請求項２】光を発生する光源と、この光源からの光を光が入射された方向とは異なる方向
に放出するための出射面と、上記光源からの距離が大き
くなるにつれて大きさ及び深さが増大するよう形成さ
れ、上記出射面から上記光を放出させるための複数の反
射突起が配置されている対向面とを含む導光板と、この導光板の出射側の面に近接して設けられた拡散板と
有することを特徴とする平面光源装置。