JPH07261006A - 集光板及び面照明装置 - Google Patents
集光板及び面照明装置Info
- Publication number
- JPH07261006A JPH07261006A JP6047233A JP4723394A JPH07261006A JP H07261006 A JPH07261006 A JP H07261006A JP 6047233 A JP6047233 A JP 6047233A JP 4723394 A JP4723394 A JP 4723394A JP H07261006 A JPH07261006 A JP H07261006A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- converging plate
- refractive index
- light collector
- prism
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- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 集光板及びこの集光板を用いた面照明装置に
関し、光の透過率を向上させることを目的とする。 【構成】 一方の面が平面４で、他方の面が複数の略三
角形状のプリズム状体２，３を規則的に配列した形状か
ら成る透明の集光板１において、平面からプリズム状体
の他方の面に向かい屈折率を大きくした集光板である。
集光板の平面側に光源を配置して面照明装置とし、更
に、集光板のプリズム面の側に液晶パネルを配置して液
晶表示装置とする。
関し、光の透過率を向上させることを目的とする。 【構成】 一方の面が平面４で、他方の面が複数の略三
角形状のプリズム状体２，３を規則的に配列した形状か
ら成る透明の集光板１において、平面からプリズム状体
の他方の面に向かい屈折率を大きくした集光板である。
集光板の平面側に光源を配置して面照明装置とし、更
に、集光板のプリズム面の側に液晶パネルを配置して液
晶表示装置とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等に使用
される面照明装置において最近多用されている集光板に
関する。本発明はまたこの集光板を用いた面照明装置お
よび液晶表示装置に関する。液晶表示装置に使用される
面照明装置には高輝度、低消費電力、薄型など多くの特
性が要求されており、それぞれが相反する特性を持つた
め各特性を同時に向上させることは非常に困難なもので
あった。
される面照明装置において最近多用されている集光板に
関する。本発明はまたこの集光板を用いた面照明装置お
よび液晶表示装置に関する。液晶表示装置に使用される
面照明装置には高輝度、低消費電力、薄型など多くの特
性が要求されており、それぞれが相反する特性を持つた
め各特性を同時に向上させることは非常に困難なもので
あった。
【０００２】このような要求に対し最近では液晶表示装
置の視角特性を利用し集光板を配置することにより表示
光を略法線方向へ集光することで簡略に高輝度化を図る
方法が多用されてきている。この方法はプリズムの集光
効果を利用するものであり電力、装置の厚さを増加させ
ることなく高輝度化が可能である反面、集光範囲から外
れると急激に輝度が低下するという問題を持つ。
置の視角特性を利用し集光板を配置することにより表示
光を略法線方向へ集光することで簡略に高輝度化を図る
方法が多用されてきている。この方法はプリズムの集光
効果を利用するものであり電力、装置の厚さを増加させ
ることなく高輝度化が可能である反面、集光範囲から外
れると急激に輝度が低下するという問題を持つ。
【０００３】本発明はこのような問題を改善し更に透過
効率を向上させることが可能な集光板及び面照明装置を
提供するものである。
効率を向上させることが可能な集光板及び面照明装置を
提供するものである。
【０００４】
【従来の技術】本発明に関連する従来の技術を図７
（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図７は、従来の集光
板の外観斜視図（ａ）及び側断面図（ｂ）であり、断面
形状は直角プリズム形状を形成して成っている。即ち、
図７（ａ）において、透明の集光板８０の一方の面（下
側）は平面８１であり、他方の面は複数の線状の直角プ
リズムが並列にかつ連続的に配置されたプリズム面８２
から成る。
（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図７は、従来の集光
板の外観斜視図（ａ）及び側断面図（ｂ）であり、断面
形状は直角プリズム形状を形成して成っている。即ち、
図７（ａ）において、透明の集光板８０の一方の面（下
側）は平面８１であり、他方の面は複数の線状の直角プ
リズムが並列にかつ連続的に配置されたプリズム面８２
から成る。
【０００５】図７（ｂ）において、面照明装置からの光
線Ａは集光板８０の平面側である面ｅから入射し光線
Ａ′のように方向が法線側近傍に屈折し、集光板８０の
プリズム面８２から出射する。面ｅに入射する光線の
内、面ｅに平行方向に近い光線Ｂは上記のような傾向を
持ち、面ｅの垂直方向に近い光線Ｃは、集光板８０内部
で全反射を起こし回帰することとなる。
線Ａは集光板８０の平面側である面ｅから入射し光線
Ａ′のように方向が法線側近傍に屈折し、集光板８０の
プリズム面８２から出射する。面ｅに入射する光線の
内、面ｅに平行方向に近い光線Ｂは上記のような傾向を
持ち、面ｅの垂直方向に近い光線Ｃは、集光板８０内部
で全反射を起こし回帰することとなる。
【０００６】このような機能の結果、集光板８０から出
射する光は集光板８０の法線に対し約±４０°の範囲に
集光され輝度が向上する。
射する光は集光板８０の法線に対し約±４０°の範囲に
集光され輝度が向上する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７
（ａ），（ｂ）に示した従来の集光板８０は、法線方向
近傍の入射角を持つ光線の場合、集光板内部で全反射を
起こすため光線は回帰される。このような光線は集光板
と光源である面照明装置あるいは、他の部品との間で多
数の反射を繰り返すこととなるため光損失が増大し、集
光板の透過率を低下させることとなる。このような透過
率の低下によって輝度が低下するため、集光によって得
られた高輝度化効果を低減させるという問題を発生させ
ることとなる。
（ａ），（ｂ）に示した従来の集光板８０は、法線方向
近傍の入射角を持つ光線の場合、集光板内部で全反射を
起こすため光線は回帰される。このような光線は集光板
と光源である面照明装置あるいは、他の部品との間で多
数の反射を繰り返すこととなるため光損失が増大し、集
光板の透過率を低下させることとなる。このような透過
率の低下によって輝度が低下するため、集光によって得
られた高輝度化効果を低減させるという問題を発生させ
ることとなる。
【０００８】また、集光効果によって得られる出射光は
図３の破線２０に見られるように集光範囲外において輝
度が急激に低下するため、従来の集光板８０を表示装置
に使用した場合、斜め方向からの視認性を著しく低下さ
せるという問題が生ずる。本発明では上記問題に鑑み透
過率を向上させるとともに輝度の急激な低下を改善する
ことを可能とする集光板を提供しようとするものであ
る。
図３の破線２０に見られるように集光範囲外において輝
度が急激に低下するため、従来の集光板８０を表示装置
に使用した場合、斜め方向からの視認性を著しく低下さ
せるという問題が生ずる。本発明では上記問題に鑑み透
過率を向上させるとともに輝度の急激な低下を改善する
ことを可能とする集光板を提供しようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、一方
の面が平面で、他方の面が複数の略三角形状のプリズム
状体を配列した形状から成る透明の集光板において、前
記平面から前記プリズム状体の他方の面に向かい屈折率
が大きくなっていることを特徴とする集光板が提供され
る。
の面が平面で、他方の面が複数の略三角形状のプリズム
状体を配列した形状から成る透明の集光板において、前
記平面から前記プリズム状体の他方の面に向かい屈折率
が大きくなっていることを特徴とする集光板が提供され
る。
【００１０】請求項２によれば、他方の面は、断面が略
三角形状で線状に延びたプリズム状体が多数、並列に配
置された形状を有することを特徴とする請求項１に記載
の集光板が提供される。請求項３によれば、他方の面
は、錐状のプリズム状体が多数配列された形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の集光板が提供され
る。
三角形状で線状に延びたプリズム状体が多数、並列に配
置された形状を有することを特徴とする請求項１に記載
の集光板が提供される。請求項３によれば、他方の面
は、錐状のプリズム状体が多数配列された形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の集光板が提供され
る。
【００１１】請求項４によれば、請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の集光板と、該集光板に光を入射するよう
に該集光板の平面側に配置された光源とから成ることを
特徴とする面照明装置が提供される。請求項５によれ
ば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の集光板と、該
集光板に光を入射するように該集光板の平面側に配置さ
れた光源と、該集光板のプリズム面の側に配置した液晶
パネルとから成ることを特徴とする液晶表示装置が提供
される。
か１項に記載の集光板と、該集光板に光を入射するよう
に該集光板の平面側に配置された光源とから成ることを
特徴とする面照明装置が提供される。請求項５によれ
ば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の集光板と、該
集光板に光を入射するように該集光板の平面側に配置さ
れた光源と、該集光板のプリズム面の側に配置した液晶
パネルとから成ることを特徴とする液晶表示装置が提供
される。
【００１２】
【作用】請求項１によれば、集光板の平面からプリズム
状体の面に向かい屈折率が大きくなっているので、集光
板の平面の側から法線方向に光が入射した場合において
も、集光板の内部にて除々に屈折するので、全反射条件
を越えて集光板から出射する。
状体の面に向かい屈折率が大きくなっているので、集光
板の平面の側から法線方向に光が入射した場合において
も、集光板の内部にて除々に屈折するので、全反射条件
を越えて集光板から出射する。
【００１３】請求項２によれば、プリズム状体が多数、
並列に配置された形状を有するので、一定の方向に集光
される。請求項３によれば、錐状のプリズム状体が多数
配列された形状を有するので、光の入射面に関しあらゆ
る方向に同等に集光される。請求項４及び５によれば、
集光板、光源、或いは液晶パネルの配置を特定したの
で、輝度の高い照明或いは表示が可能となる。
並列に配置された形状を有するので、一定の方向に集光
される。請求項３によれば、錐状のプリズム状体が多数
配列された形状を有するので、光の入射面に関しあらゆ
る方向に同等に集光される。請求項４及び５によれば、
集光板、光源、或いは液晶パネルの配置を特定したの
で、輝度の高い照明或いは表示が可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。まず、図１に、本発明の原理を示す集
光板の概略断面図を示す。図１では、集光板１の形状
を、断面形状が直角２等辺三角形となるようにし、集光
板１の内部における屈折率の変化を容易に示すために、
４層の異なる屈折率層を設けたものとして説明する。
詳細に説明する。まず、図１に、本発明の原理を示す集
光板の概略断面図を示す。図１では、集光板１の形状
を、断面形状が直角２等辺三角形となるようにし、集光
板１の内部における屈折率の変化を容易に示すために、
４層の異なる屈折率層を設けたものとして説明する。
【００１５】直角を挟む２つの辺２，３の側が平面（入
射面）４の側よりも屈折率が大きくなっている。したが
って、平面（入射面）４の側から法線方向に光線ａが入
射すると、集光板１の内部において徐々に屈折を起こ
し、面２に到達する。図７（ａ），（ｂ）に示した従来
の構成の場合は、図１に破線で示す光線ｂのように面２
において全反射を起した後、対向面３に到達し、この面
３において同様の全反射によって入射面４に回帰される
が、本発明の場合は、上述のように集光板１の内部にお
いて徐々に屈折を起こすことにより、光線ａが面２に到
達した時点で面２に対して全反射の条件を越えた角度と
なっているので、全反射を起こさずに出射光ｃとなる。
射面）４の側よりも屈折率が大きくなっている。したが
って、平面（入射面）４の側から法線方向に光線ａが入
射すると、集光板１の内部において徐々に屈折を起こ
し、面２に到達する。図７（ａ），（ｂ）に示した従来
の構成の場合は、図１に破線で示す光線ｂのように面２
において全反射を起した後、対向面３に到達し、この面
３において同様の全反射によって入射面４に回帰される
が、本発明の場合は、上述のように集光板１の内部にお
いて徐々に屈折を起こすことにより、光線ａが面２に到
達した時点で面２に対して全反射の条件を越えた角度と
なっているので、全反射を起こさずに出射光ｃとなる。
【００１６】このような光線の所作によって、従来、回
帰光となって透過損失を引き起こしていた状態が緩和さ
れ、更に従来は出射出来なかった、即ち集光範囲の最外
部分への出射光が発生して輝度の急激な低下を招くこと
を防止することが可能となるものである。図２は本発明
の第１実施例に係る集光板の外観図（ａ）、及び側面断
面図である。板状の集光板１０の一方の面１１は平面
で、他方の面は多数の三角形状のプリズム状体を並列に
連続して配列したプリズム面１２である。集光板１０は
プリズム面１２の側より、屈折率が約１．５８６のポリ
カーボネイト層１５ａ、屈折率が約１．４９１のアクリ
ル層１５ｂ、及び屈折率が約１．３４のフッ素樹脂層１
５ｃの３層構造となるように押し出し成形により成形さ
れる。この実施例の特性は図１の場合と同様であり、同
様の作用効果が得られる。即ち、この第１実施例では、
プリズム状体が多数等間隔に並列に連続して配置された
形状を有するので、集光板のプリズム状体が配列された
方向に集光される。
帰光となって透過損失を引き起こしていた状態が緩和さ
れ、更に従来は出射出来なかった、即ち集光範囲の最外
部分への出射光が発生して輝度の急激な低下を招くこと
を防止することが可能となるものである。図２は本発明
の第１実施例に係る集光板の外観図（ａ）、及び側面断
面図である。板状の集光板１０の一方の面１１は平面
で、他方の面は多数の三角形状のプリズム状体を並列に
連続して配列したプリズム面１２である。集光板１０は
プリズム面１２の側より、屈折率が約１．５８６のポリ
カーボネイト層１５ａ、屈折率が約１．４９１のアクリ
ル層１５ｂ、及び屈折率が約１．３４のフッ素樹脂層１
５ｃの３層構造となるように押し出し成形により成形さ
れる。この実施例の特性は図１の場合と同様であり、同
様の作用効果が得られる。即ち、この第１実施例では、
プリズム状体が多数等間隔に並列に連続して配置された
形状を有するので、集光板のプリズム状体が配列された
方向に集光される。
【００１７】図３は屈折率が１．３〜１．６の範囲で分
布させた集光板の集光特性を数値シミュレーションによ
って求めたものであり、屈折率が変化しない従来の特性
（２０）に対し、本発明のように屈折率を分布させた集
光板の特性（２１）は緩やかな輝度変化となってあらわ
れる。図４は本発明の第２実施例に係る集光板の外観図
である。板状の集光板３０の一方の面３１は平面で、他
方の面は円錐状のプリズム状体３１を多数規則的に配列
して形状を有する。この第２実施例においては、第１実
施例のように三角形状のプリズム状体を並列に連続して
配列した場合には集光板３０の縦方向又は横方向に集光
性を示すのに対し、全方向において同等の集光性を得る
ことができる。
布させた集光板の集光特性を数値シミュレーションによ
って求めたものであり、屈折率が変化しない従来の特性
（２０）に対し、本発明のように屈折率を分布させた集
光板の特性（２１）は緩やかな輝度変化となってあらわ
れる。図４は本発明の第２実施例に係る集光板の外観図
である。板状の集光板３０の一方の面３１は平面で、他
方の面は円錐状のプリズム状体３１を多数規則的に配列
して形状を有する。この第２実施例においては、第１実
施例のように三角形状のプリズム状体を並列に連続して
配列した場合には集光板３０の縦方向又は横方向に集光
性を示すのに対し、全方向において同等の集光性を得る
ことができる。
【００１８】図５は上述のような集光板を備えた面照明
装置の実施例を示す。この面照明装置４０は上述のよう
に構成した集光板４１を、平面の側を光源４２に向け且
つ光源４２に近接して平行に配置し、光源４２からの光
が集光板４１の平面側に入射されかつプリズム面の側か
ら出射されるように構成している。従って、集光効率を
向上させることができる。
装置の実施例を示す。この面照明装置４０は上述のよう
に構成した集光板４１を、平面の側を光源４２に向け且
つ光源４２に近接して平行に配置し、光源４２からの光
が集光板４１の平面側に入射されかつプリズム面の側か
ら出射されるように構成している。従って、集光効率を
向上させることができる。
【００１９】図６は図５に示したような面照明装置４０
を備えた液晶表示装置５０の実施例を示す。上述のよう
にして構成した面照明装置４０の集光板４１のプリズム
面の側を液晶パネル５１の向けて平行に配置している。
５２は金属カバーである。従って、輝度を向上させ、輝
度−角度特性を良好にすることができる。
を備えた液晶表示装置５０の実施例を示す。上述のよう
にして構成した面照明装置４０の集光板４１のプリズム
面の側を液晶パネル５１の向けて平行に配置している。
５２は金属カバーである。従って、輝度を向上させ、輝
度−角度特性を良好にすることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の集光板
によれば従来以上の透過率（効率）を持ち、かつ集光効
果を持ちながら輝度の急激な低下を改善できる特性を得
られるものである。即ち、ゆるやかな輝度−角度特性を
持ち斜め方向からの表示装置の視認性を高めながらも従
来同等以上の集光輝度を得られるものである。
によれば従来以上の透過率（効率）を持ち、かつ集光効
果を持ちながら輝度の急激な低下を改善できる特性を得
られるものである。即ち、ゆるやかな輝度−角度特性を
持ち斜め方向からの表示装置の視認性を高めながらも従
来同等以上の集光輝度を得られるものである。
【図１】図１は、本発明の原理を示す概略断面図であ
る。
る。
【図２】図２は、本発明の一実施例を示す外観図（ａ）
及び側面断面図（ｂ）である。
及び側面断面図（ｂ）である。
【図３】図３は、本発明の特性を示す出射角度−輝度特
性図である。
性図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施例を示す外観図であ
る。
る。
【図５】図５は、本発明の集光板を用いた面照明装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図６】図６は、図５の面照明装置を用いた液晶表示装
置の概略断面図である。
置の概略断面図である。
【図７】図７は、従来の構成を示す外観図（ａ）及び概
略断面図（ｂ）である。
略断面図（ｂ）である。
１…集光板 ２，３，４…面 １０…集光板 １１…平面 １２…プリズム面 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ…屈折率の異なる層
Claims (5)
- 【請求項１】 一方の面が平面（４）で、他方の面が複
数の略三角形状（２，３）のプリズム状体を配列した形
状から成る透明の集光板（１）において、前記平面から
前記プリズム状体の他方の面に向かい屈折率が大きくな
っていることを特徴とする集光板。 - 【請求項２】 他方の面は、断面が略三角形状で線状に
延びたプリズム状体が多数、並列に配置された形状（１
２）を有することを特徴とする請求項１に記載の集光
板。 - 【請求項３】 他方の面は、錐状のプリズム状体（３
２）が多数配列された形状を有することを特徴とする請
求項１に記載の集光板。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の集
光板（４１）と、該集光板に光を入射するように該集光
板の平面側に配置された光源（４２）とから成ることを
特徴とする面照明装置。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の集
光板（４１）と、該集光板に光を入射するように該集光
板の平面側に配置された光源（４２）と、該集光板のプ
リズム面の側に配置した液晶パネル（５１）とから成る
ことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047233A JPH07261006A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 集光板及び面照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6047233A JPH07261006A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 集光板及び面照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07261006A true JPH07261006A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12769502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6047233A Withdrawn JPH07261006A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 集光板及び面照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07261006A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100674767B1 (ko) * | 2003-10-08 | 2007-01-25 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 광원 장치 및 프로젝터 |
| JP2009146654A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Nippon Zeon Co Ltd | 面光源装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP6047233A patent/JPH07261006A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100674767B1 (ko) * | 2003-10-08 | 2007-01-25 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 광원 장치 및 프로젝터 |
| JP2009146654A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Nippon Zeon Co Ltd | 面光源装置及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |