JPH0772334A

JPH0772334A - 面照明装置

Info

Publication number: JPH0772334A
Application number: JP5221394A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kojima; 健児島; Hisao Onishi; 久雄大西
Original assignee: CHIYATANI SANGYO KK
Current assignee: CHIYATANI SANGYO KK
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 1995-03-17
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2597297B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】反射板２、拡散板３を積層する導光板１の反
射板側表面に、ドット状の凹凸加工面から成る乱反射面
６を設けた。【効果】光源の輝度に対する導光板輝度を向上でき、
省電力化ができながら、充分な照明輝度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として液晶表示装置の
バックライトとして用いる面照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の面照明装置は、アクリル等の透明
樹脂から成る導光板と反射板及び拡散板とを積層すると
共に、前記導光板のエッジ部に光源を配設しており、ま
た、前記導光板の反射板側表面には、スクリーン印刷に
より白色系の微少斑点を印刷して乱反射面を形成し、前
記光源からの光を前記乱反射面で乱反射させると共に、
反射板で反射させ、拡散板から拡散させて、例えば液晶
表示装置を照明するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】所が、以上のように導
光板に白色系の微少斑点をスクリーン印刷して乱反射面
を形成する場合、前記導光板の形成後、スクリーン印刷
による乱反射層を形成する必要があるし、また、光源と
して特に蛍光ランプ（Ｃ．Ｆ．Ｌ）を用いる場合、光源
の光が前記乱反射層で吸収されることがあり、このた
め、前記光源の輝度（ｃｄ／cm² ）に対する導光板輝度
（ｃｄ／cm² ）が充分でなく、従って、省電力化ができ
ながら充分な照明輝度を得ることができない不具合があ
った。

【０００４】本発明の主たる目的は、光源の輝度に対す
る導光板輝度を向上でき、省電力化ができながら充分な
照明輝度が得られる面照明装置を提供する点にあり、他
の目的は、均斉度も向上できる面照明装置を提供する点
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め請求項１記載の発明は、透明樹脂から成る導光板１と
反射板２及び光拡散板３とを備え、前記導光板１のエッ
ジ部に蛍光ランプから成る光源５を配設した面照明装置
において、前記導光板１の反射板側表面に、ドット状の
凹凸加工面から成る乱反射面６を形成したのであり、ま
た、請求項２記載の発明は、前記乱反射面６のドット形
状をチェーンドット形状としたのであり、また、請求項
３記載の発明は、前記導光板１の光拡散板側表面を梨地
状凹凸加工面から成る光拡散面７としたのであり、ま
た、請求項４記載の発明は、光拡散板の反導光板側表面
に、集光・拡散レンズ機能をもつ多数のドット状突起１
１を規則的に配列したのである。

【０００６】また、請求項５記載の発明は、前記導光板
１のエッジ部に配設する光源５を、前記導光板１の一側
面とこの一側面に隣合う少なくとも一つの隣接側面とに
連続させている一灯形式の蛍光ランプとしたのである。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明では、前記導光板１の反射
板側表面に、ドット状の凹凸加工面から成る乱反射面６
を形成したから、従来例のように、微少斑点をスクリー
ン印刷し乱反射面を形成する必要がなく、前記導光板１
の成形と同時に前記乱反射面６を形成できるから、その
加工工数を低減でき、製造コストを低下させ得るのであ
り、また、前記導光板１の乱反射面６はドット状の凹凸
加工面から構成しているから、この凹凸加工面により光
源５からの光を効率よく乱反射させられ、しかも、従来
例のようなスクリーン印刷による微少斑点が存在しない
から、光が吸収されることも少なくでき、従って、光源
５として蛍光ランプを用いながら、この光源５の輝度
（ｃｄ／cm² ）に対する導光板輝度（ｃｄ/cm²）を向上
できるのであって、この結果、省電力化ができながら充
分な照明輝度が得られるのである。

【０００８】また、請求項２記載の発明では、前記乱反
射面６のドット形状をチェーンドット形状としたから、
幾何学的に光を散乱させられ、そのドットパターンを設
定することにより、所望の平均輝度が得られるのであ
り、また、請求項３記載の発明では、前記導光板１の拡
散板側表面を梨地状凹凸加工面から成る拡散面７を形成
したから、この導光板に積層する光拡散板と相俟って拡
散効果を向上でき、均斉度を向上できるのである。

【０００９】また、請求項４記載の発明では、光拡散板
３にレンズ効果をもつ前記ドット状突起１１を設けたか
ら、前記導光板１を経て該導光板１の乱反射面６で光拡
散板側に扁向された光を、前記ドット状突起１１の集光
レンズ機能で有効に集光できると共に、拡散機能で拡散
できるのであって、均斉度を保ちながらその輝度を更に
向上できるのである。従って、液晶ディスプレイに適用
した場合、その全面にわたり、均一な視覚での認識を有
効に行えるのである。

【００１０】尚、前記ドット状突起１１は、半球状が好
ましく、斯くすることによりレンズ効果で集光及び拡散
をより効率よく行える。

【００１１】更に、請求項５記載の発明では、前記光源
５を前記導光板１の一側面とこの一側面に隣合う少なく
とも一つの隣接側面とに連続させた一灯形式の蛍光ラン
プ、つまりＬ字形やコ字形又は枠形の蛍光ランプを用い
たから、光源を導光板の一側面にのみ配設する場合に比
較して照明輝度を向上できながら、対向２側面にそれぞ
れ光源を配設する場合に比較してリード線本数を２本に
減少でき、その配線を簡略化できるのである。

【００１２】

【実施例】図１，２に示した面照明装置は、液晶表示装
置のバックライトに用いるもので、アクリル樹脂など、
光透過性の優れた透明樹脂から成り、厚さを例えば４〜
５mmとした導光板１と、この導光板１の一方側に積層す
る反射板２と他方側に積層する光拡散板３とこの光拡散
板３の表面に積層するフレンネルレンズ４との積層体か
ら成り、前記導光板１のエッジ部には、図２に示したよ
うに、該導光板１の一側面とこの一側面に隣合う二つの
側面との３側面に連続し、全体形状がコ字形とした蛍光
ランプから成る一灯形式の単一光源５を配設すると共
に、前記導光板１の反射板側表面には、チェーンドット
状の凹凸加工面から成る乱反射面６を、また、前記導光
板１の光拡散板側表面には、梨地状の凹凸加工面から成
る光拡散面７を形成したものである。

【００１３】また、前記導光板１は、射出成形により形
成するもので、前記乱反射面６及び光拡散面７はこの成
形時、その成形金型により同時に形成するもので、その
一例を示すと、金型における一方型のキャビティ表面
に、チェーンドット形状の平面パターンのマスクを用い
てエッチングを行って連鎖状に連続する多数の凹部を形
成し、また、他方型のキャビティ表面をサンドブラスト
又はエッチングにより梨地状となる多数の凹凸部を形成
する。

【００１４】そして、これら金型のキャビティ内にアク
リル樹脂を注入して板状に成形するのであって、その一
側表面には、チェーンドット形状の凹凸加工面から成る
乱反射面６が形成されると共に、他側表面には梨地状の
凹凸加工面から成る光拡散面７が形成されることにな
る。

【００１５】従って、以上のように導光板１の成形と同
時に前記乱反射面６及び光拡散面７を形成するのである
から、導光板１の加工が容易にでき、それだけコストダ
ウンが可能となる。そして、前記乱反射面６を形成する
チェーンドット状の凹凸加工面のパターンは、図３に示
したように菱形を呈し、ドット状に突出する凸部６ａを
連鎖状に連続させると共に、この連鎖状連続線を前記導
光板１の側縁に対し４５度の傾斜角で一定ピッチを置い
て規則的に配列したもので、前記各凸部６ａの高さは例
えば５０μm とするのであり、また、これら各凸部６ａ
の突出表面積は前記光源５に対し遠ざかるに従って増大
するように成すのが好ましい。尚、図１において８は、
光源反射シート、図２において９は光源のリード線であ
る。

【００１６】因みに、図１，２に示した実施例において
導光板１を２．５インチ型式とし、反射板２を厚さ０．
１８８mmの東レ株式会社製白色ポリエステルの低発泡フ
ィルムを用い、また、光拡散板３として厚さ０．２５mm
の拡散フィルムを、また、フレネルレンズ４として厚さ
０．１５mmのポリエステルフィルムを用い、そして、前
記光源５としてコ字形を呈する管径３mmの蛍光ランプ
（Ｃ．Ｆ．Ｌ）を用い、管電流５m Ａで、前記導光板１
の第１側面１１に配設される第１発光部５Ａの光源輝度
を２８，２１０cd/cm²とし、前記第１側面に隣合う第２
側面１２に配設される第２発光部５Ｂの光源輝度を３
０，５３０cd/cm²とし、更にこの第２側面１２に隣合う
第３側面１３に配設される第３発光部５ｃの光源輝度を
３０，６６０cd/cm²とした場合の導光板輝度（cd/cm²）
を測定してみたところ、表１の結果が得られた。

【００１７】尚、測定したときの気象条件は、温度２
４．５℃、湿度６５％であった。また、表１においてＡ
〜Ｃは図４に示したように前記導光板１の平面を横方向
に４等分した等分線であり、〜は縦方向に４等分し
た等分線であって、Ａ線及びＢ線と線及び線との４
つの交点と、Ｂ線と線との交点との５つを輝度測定点
としている。

【００１８】また、ＭＩＮ／ＭＡＸは最少輝度と最大輝
度との比であって、均斉度を表わしている。

【００１９】

【表１】

【００２０】この表１から明らかな通り、導光板輝度
は、平均１１，９５０cd/cm²であって、光源輝度の平均
２９，８００cd/cm²に対し高い表面輝度が得られるので
あり、省電力化ができながら充分な照明輝度が得られる
のである。

【００２１】次に、図５に示した第２実施例を説明す
る。この第２実施例は、以上の第１実施例において、前
記フレンネルレンズ４の代わりに図６，７に示したよう
に集光・拡散レンズ機能をもつ多数のドット状突起１１
を規則的に設けた第２拡散板１０を用いたものである。
即ち、図５に示した第２実施例は、図１，２に示した第
１実施例と同じ第１光拡散板３を前記導光板１に積層す
ると共にこの第１光拡散板３に前記第２光拡散板１０を
積層したもので、前記第１光拡散板３は、前記導光板１
の反対向表面に梨地状の凹凸を備え、全体が乳白色とな
っている既知のポリエステル樹脂から成る光拡散板を用
いるのであるが、前記第２光拡散板１０は、例えばポリ
カーボネート樹脂やポリエステル樹脂の樹脂シートを用
い、この樹脂シートにおける導光板１の反対向表面に、
集光・拡散レンズ機能をもつ多数のドット状突起１１を
規則的に設けたものである。このドット状突起１１は例
えばエンボスロールを用い、その型押しにより成形する
のであって、図５〜７に示した実施例では直径約４０μ
m の半球状とし、これらドット状突起１１を４０μm ピ
ッチで図７のように千鳥状で規則的に配設したのであ
る。

【００２２】しかして、以上の如く構成する第２光拡散
板１０を用いることにより、その輝度を第１実施例に比
較して更に向上できた。

【００２３】これは、前記ドット状突起１１を設けたか
らであって、その理由は、これら突起１１がレンズの作
用をし、小さなレンズが多数並んだ構造となって前記第
１光拡散板３を通過した光をレンズ効果で効率よく集光
でき、集光した光を各ドット状突起１１において効率よ
く拡散できることによるものと考えられる。

【００２４】尚、前記ドット状突起１１は半球状とした
が、その他截頭角錐や截頭円錐又は円柱角柱としてもよ
いのであって、そのうちの一例を図８及び図９に示す。
図８，９に示したものは対向面間隔が最大で例えば４０
μm とし、各辺の傾斜角をほゞ３５度とした截頭六角錐
状とし、頂面中央部に直径７．５μm の円形凹部１２を
形成したもので、図７に示した実施例と同様千鳥状に規
則的に配設したものである。この場合も、図５〜７に示
した実施例と同様輝度を向上できるし、また、前記円形
凹部１２を形成することにより、形成しない場合に比較
して輝度の向上が得られる。

【００２５】また、以上の実施例では、前記第１光拡散
板３を用い、この第１光拡散板３に第２光拡散板１０を
積層したが、前記第１光拡散板３は用いなくともよい。
また、以上説明した第１及び第２実施例において、前記
乱反射面６を形成するドット状の凹凸加工面の凸部パタ
ーンは連鎖状で規則的なチェーンドットパターンとした
が、連鎖状にすることなく不連続状としてもよいし、ま
た、不規則としてもよい。また、凸部形状は菱形の他、
円形又は楕円形でもよい。

【００２６】また前記光源５はコ字形の単一蛍光ランプ
を用いることから、前記導光板１の乱反射面６の構成と
相俟って、表１に示したような輝度向上の効果が得られ
るが、Ｌ字形としたり、枠形、つまり導光板１の４側面
に対向する発光部をもつ枠形とした一灯型式の単一蛍光
ランプを用いてもよい。

【００２７】以上のようにコ字形、Ｌ字形、枠形とした
一灯形式の単一蛍光ランプを用いる場合、輝度向上が得
られながらリード線９を２本にでき、４本のリード線を
必要としていた従来の２灯式に比較してリード線本数を
減少でき、その配線を簡略化できるのである。

【００２８】また、前記した導光板１は２．５インチ型
式とした小型のものであるが、この導光板型式は特に限
定するものでなく、大形の場合でも同様に輝度向上の効
果が得られる。

【００２９】更に、前記導光板１の拡散板側表面に梨地
状凹凸加工面から成る光拡散面７を形成したから、導光
板１での均斉度も表１のように向上でき、光拡散板３に
よる拡散効果と相俟って、装置全体の均斉度を向上でき
るのであるが、この拡散面７はなくてもよい。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、前記導光板１
の反射板側表面に、ドット状の凹凸加工面から成る乱反
射面６を形成したから、従来例のように、微少斑点をス
クリーン印刷し乱反射面を形成する必要がなく、前記導
光板１の成形と同時に前記乱反射面６を形成できるか
ら、その加工工数を低減でき、製造コストを低下させ得
るのであり、また、前記導光板１の乱反射面６はドット
状の凹凸加工面から構成しているから、この凹凸加工面
により光源５からの光を効率よく乱反射させられ、しか
も、従来例のようなスクリーン印刷による微少斑点が存
在しないから、光が吸収されることも少なくでき、従っ
て、光源５として蛍光ランプを用いながら、この光源５
の輝度（ｃｄ／cm² ）に対する導光板輝度（ｃｄ/cm²）
を向上できるのであって、この結果、省電力化ができな
がら充分な照明輝度が得られるのである。

【００３１】また、請求項２記載の発明では、前記乱反
射面６のドット形状をチェーンドット形状としたから、
幾何学的に光を散乱させられ、そのドットパターンを設
定することにより、所望の平均輝度が得られるのであ
り、また、請求項３記載の発明では、前記導光板１の拡
散板側表面を梨地状凹凸加工面から成る拡散面７を形成
したから、この導光板に積層する光拡散板と相俟って拡
散効果を向上でき、均斉度を向上できるのである。

【００３２】また、請求項４記載の発明では、光拡散板
３にレンズ効果をもつ前記ドット状突起１１を設けたか
ら、前記導光板１を経て該導光板１の乱反射面６で光拡
散板側に扁向された光を、前記ドット状突起１１の集光
レンズ機能で有効に集光できると共に、拡散機能で拡散
できるのであって、均斉度を保ちながらその輝度を更に
向上できるのである。従って、液晶ディスプレイに適用
した場合、その全面にわたり、均一な視覚での認識を有
効に行えるのである。更に、請求項５記載の発明では、
前記光源５を前記導光板１の一側面とこの一側面に隣合
う少なくとも一つの隣接側面とに連続させた一灯形式の
蛍光ランプ、つまりＬ字形やコ字形又は枠形の蛍光ラン
プを用いたから、光源を導光板の一側面にのみ配設する
場合に比較して照明輝度を向上できながら、対向２側面
にそれぞれ光源を配設する場合に比較してリード線本数
を２本に減少でき、その配線を簡略化できるのである。

【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。

【図２】光源反射カバ−を省略した平面図。

【図３】乱反射板のドット状凹凸加工パターンを示す
パターン図。

【図４】輝度測定点を示す導光板の平面図。

【図５】本発明の第２実施例を示す断面図。

【図６】第２光拡散板の部分拡大断面図。

【図７】第２光拡散板におけるドット状突起のパター
ン図。

【図８】第２光拡散板の別の例を示す部分拡大断面
図。

【図９】図８に示した第２光拡散板におけるドット状
突起のパターン図。

【符号の説明】

１導光板２反射板３光拡散板５光源６乱反射面７光拡散
面１１ドット状突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂から成る導光板（１）と反射板
（２）及び光拡散板（３）とを備え、前記導光板（１）
のエッジ部に蛍光ランプから成る光源（５）を配設した
面照明装置において、前記導光板（１）の反射板側表面
に、ドット状の凹凸加工面から成る乱反射面（６）を形
成していることを特徴とする面照明装置。
【請求項２】乱反射面（６）のドット形状が、チェー
ンドツト形状である請求項１記載の面照明装置。
【請求項３】導光板（１）の光拡散板側表面を梨地状
凹凸加工面から成る光拡散面（７）を形成している請求
項１記載の面照明装置。
【請求項４】光拡散板の反導光板側表面に、集光・拡
散レンズ機能をもつ多数のドット状突起（１１）を規則
的に配列している請求項１，２又は３記載の面照明装
置。
【請求項５】導光板（１）のエッジ部に配設する光源
（５）が、前記導光板（１）の一側面と、この一側面に
隣り合う少なくとも一つの隣接側面とに連続している一
灯形式の蛍光ランプである請求項１，２又は３，４記載
の面照明装置。