JPH0784259A

JPH0784259A - 面発光装置

Info

Publication number: JPH0784259A
Application number: JP5254927A
Authority: JP
Inventors: Kunitoshi Yamamoto; 国敏山本; Yutaka Fukushima; 裕福島; Hiroshi Kirimura; 寛桐村
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】効率よく高輝度の面発光装置を提供する。【構成】透明な導光板１の一側面に線光源２を配置す
る。導光板１の裏面に二つの傾斜面からなる溝４を線光
源２と平行に複数形成し、各溝４の線光源２側の傾斜面
３１を導光板１に対して45°以下の角度とするとともに
他方の傾斜面３２を導光板１に対して90°以下の角度と
する。各溝４の線光源２側の傾斜面３１に、線光源２近
傍の溝４よりも線光源２から離れた溝４において面積率
が大きくなるように拡散反射部６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄形の電飾照明、ノー
トパソコン、ワープロ、液晶テレビのバックライトなど
に利用できるエッジライト方式の面発光装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、透明な導光板１の一側面に線
光源２が配置され、平坦な導光板１裏面に拡散反射部６
が形成されたエッジライト方式の面発光装置があった
（図１１参照）。拡散反射部は、線光源側で面積率が小
さく、線光源の反対側で面積率が大きくなるように形成
されている。線光源から導光板内へ導かれた光は、拡散
反射部の設けられていない部分に照射されると導光板内
での全反射などを繰り返しながら導光板の奥へ進行し、
拡散反射部に照射されるとその面積率に応じた量だけ拡
散反射されてそのうち全反射の臨界角を超えるものは導
光板の表面より出射され、面発光が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、拡散透過部に
て拡散反射した光は、あらゆる方向に反射されるが、そ
の光の強度について指向性を有している。すなわち、斜
め方向から拡散反射部に入射した光は、拡散反射部の形
成された面に対して鉛直な方向と全反射方向との間の範
囲で最大強度となる拡散反射を行なう。ところが、従来
の面発光装置は、図１１に示すように拡散反射部６が導
光板１表面に対して平行な導光板１裏面に形成されてい
るため、導光板１表面に対して鉛直な方向に拡散反射さ
れた光の強度が同じ拡散反射部６で拡散反射された光の
うち最大とならず（太い矢印が最大強度の拡散反射光９
である。）、効率よく高輝度の面発光が得られないとい
う問題があった。

【０００４】したがって、本発明は、以上のような問題
点を解消し、効率よく高輝度の面発光装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の面発光装置は、拡散反射部において拡散
反射されて導光板の表面から出射する光の最大強度を、
導光板表面に対して鉛直な方向とできるようにしたもの
である。すなわち、透明な導光板の一側面に線光源が配
置され、導光板の裏面に二つの傾斜面からなる溝が線光
源と平行に複数形成され、各溝の線光源側の傾斜面が導
光板に対して45°以下の角度であるとともに他方の傾斜
面が導光板に対して90°以下の角度であり、各溝の線光
源側の傾斜面に、線光源近傍の溝よりも線光源から離れ
た溝において面積率が大きくなるように拡散反射部が形
成されているように構成した。

【０００６】上記構成において、線光源から離れるにつ
れて導光板の厚さの薄くなるようにテーパ面を導光板の
表面に形成してもよい。

【０００７】また、本発明の面発光装置は、透明な導光
板の対向する二側面にＡ線光源、Ｂ線光源が配置され、
導光板の裏面に二つの傾斜面からなる溝がＡ線光源およ
びＢ線光源と平行に複数形成され、各溝の傾斜面が両方
とも導光板に対して45°以下の角度であり、各溝のＡ線
光源側の傾斜面に、Ａ線光源近傍の溝よりもＢ線光源近
傍の溝において面積率が大きくなるように拡散反射部が
形成され、各溝のＢ線光源側の傾斜面に、Ｂ線光源近傍
の溝よりもＡ線光源近傍の溝において面積率が大きくな
るように拡散反射部が形成されているように構成した。

【０００８】また、本発明の面発光装置は、透明な導光
板の対向する二側面にＡ線光源、Ｂ線光源が配置され、
導光板の裏面に二つの傾斜面からなる溝がＡ線光源およ
びＢ線光源と平行に複数形成され、Ａ線光源の配置され
た側面から導光板を二等分する位置までは各溝のＡ線光
源側の傾斜面が導光板に対して45°以下の角度であると
ともに他方の傾斜面が導光板に対して45°を超え90°以
下の角度であり、導光板を二等分する位置からＢ線光源
が配置された側面までは各溝のＢ線光源側の傾斜面が導
光板に対して45°以下の角度であるとともに他方の傾斜
面が導光板に対して45°を超え90°以下の角度であり、
Ａ線光源の配置された側面からＢ線光源の配置された側
面までの45°以下の角度の傾斜面に、Ａ線光源およびＢ
線光源近傍の溝よりも導光板中央近傍の溝において面積
率が大きくなるように拡散反射部が形成されているよう
に構成した。

【０００９】上記構成において、Ａ線光源およびＢ線光
源から離れるにつれて導光板の厚さの薄くなるようにテ
ーパ面を導光板の表面に形成してもよい。

【００１０】また、上記の各構成において、導光板の裏
面に形成される角部が丸みを帯びているようにしてもよ
い。

【００１１】以下、図面を参照しながら、本発明をさら
に詳しく説明する。

【００１２】図１は本発明に係る面発光装置の一実施例
を示す断面図、図２〜図７および図９は本発明に係る面
発光装置の他の実施例を示す断面図、図８は本発明に係
る面発光装置の導光板裏面に形成された溝の一実施例を
示す部分拡大断面図である。１は導光板、２は線光源、
３１および３２は傾斜面、４は溝、５は中央溝、６は拡
散反射部、７はＡ線光源、８はＢ線光源、１０はテーパ
面をそれぞれ示す。

【００１３】導光板１は、厚さ1〜30mm程度の透明な板
材を使用する。導光板１の材質としては、アクリル、ポ
リカーボネート、ポリスチレン、アクリルスチレンなど
の透光性に優れた樹脂などを用いるとよい。

【００１４】導光板１の一側面には線光源２が配置され
る（図１参照）。あるいは導光板１の対向する二側面に
Ａ線光源７およびＢ線光源８が配置される（図２、図３
参照）。線光源２、Ａ線光源７、Ｂ線光源８としては、
熱陰極線管や冷陰極線管などの陰極線管を用いる。ま
た、線光源２、Ａ線光源７、Ｂ線光源８を覆うように湾
曲反射板を配置し、その内面の鏡面により光を導光板１
側に反射して効率よく利用できるようにしてもよい。

【００１５】導光板１裏面には、二つの傾斜面からなる
溝４が線光源２、Ａ線光源７およびＢ線光源８と平行に
複数形成されている。溝４の形状としては、大きく分け
て次の３タイプがある。

【００１６】（１）導光板１の一側面に線光源２が配置
される場合であり、各溝４の線光源２側の傾斜面３１が
導光板１に対して45°以下の角度をなすとともに他方の
傾斜面が導光板に対して90°以下の角度をなす（図１参
照）。

【００１７】（２）導光板１の対向する二側面にＡ線光
源７およびＢ線光源８が配置される場合であり、各溝４
の傾斜面３１が両方とも導光板１に対して45°以下の角
度をなす（図２参照）。

【００１８】（３）同じく二灯の場合あり、Ａ線光源７
の配置された側面から導光板１を二等分する位置までは
各溝４のＡ線光源７側の傾斜面３１が導光板１に対して
45°以下の角度をなすとともに他方の傾斜面３２が導光
板１に対して45°を超え90°以下の角度をなし、導光板
１を二等分する位置からＢ線光源８が配置された側面ま
では各溝４のＢ線光源８側の傾斜面３１が導光板１に対
して45°以下の角度をなすとともに他方の傾斜面３２が
導光板１に対して45°を超え90°以下の角度をなす（図
３参照）。この場合、Ａ線光源７側の傾斜面３１とＢ線
光源８側の傾斜面３１とによって中央溝５が形成されて
もよい（図４参照）。

【００１９】なお、上記３タイプの溝４について、その
深さは導光板１の厚さの半分以下が好ましく、ピッチは
導光板１の厚さの半分以上が好ましい。溝４の深さを導
光板１の厚さの半分より深くすると導光板１の側面に照
射された光を導光板１の奥まで導くことが困難となる。
また、深さが上記の好ましい範囲内である溝４のピッチ
を導光板１の厚さの半分より短くすると、傾斜面３１を
導光板１に対して45°以下の角度で形成することが困難
となる。

【００２０】また、図１〜図４では隣り合う溝４が接し
ているが、図５に示すように隣り合う溝４の間に平坦な
面があってもよい。

【００２１】また、（１）のタイプにおいて線光源２か
ら離れるにつれて導光板１の厚さの薄くなるようにテー
パ面１０を導光板１の表面に形成してもよいし（図６参
照）、（３）のタイプにおいてＡ線光源７およびＢ線光
源８から離れるにつれて導光板１の厚さの薄くなるよう
にテーパ面１０を導光板１の表面に形成してもよい（図
７参照）。

【００２２】さらに、図１〜図７では導光板１の裏面に
形成される角部が尖っているが、図８に示すように丸み
を帯びさせてもよい。角部に丸みを帯びさせることによ
り、角部から導光板１外に光が飛び出しにくくなり、線
状の光ムラを防ぐことができる。

【００２３】各溝４には、導光板１内に照射された光を
均一に配分して導光板１表面より出射する目的で、マッ
トインキを用いた拡散反射部６がパターン形成される。
拡散反射部６のパターンは、上記した溝４の形状のタイ
プ（１）〜（３）によってそれぞれ異なる。

【００２４】（１）のタイプ場合、各溝４の線光源２側
の傾斜面３１に、線光源２近傍の溝４よりも線光源２か
ら離れた溝４において面積率が大きくなるように拡散反
射部６が形成されている。

【００２５】（２）のタイプ場合、各溝４のＡ線光源７
側の傾斜面３１に、Ａ線光源７近傍の溝４よりもＢ線光
源８近傍の溝４において面積率が大きくなるように拡散
反射部６が形成され、各溝４のＢ線光源８側の傾斜面３
１に、Ｂ線光源８近傍の溝４よりもＡ線光源７近傍の溝
４において面積率が大きくなるように拡散反射部６が形
成されている。

【００２６】（３）のタイプ場合、Ａ線光源７の配置さ
れた側面からＢ線光源８の配置された側面までの45°以
下の角度の傾斜面３１に、Ａ線光源７およびＢ線光源８
近傍の溝よりも導光板１中央近傍の溝４において面積率
が大きくなるように拡散反射部６が形成されている。

【００２７】また、上記の拡散反射部６の面積率変化
は、拡散反射部６を任意の形状のドットで構成し、ドッ
トの大きさや数を変えることによって行う。ドットの形
状としては、たとえば円形のものがよく用いられるが、
円形以外のものでも構わない。上記のマットインキは、
炭酸カルシウムまたはシリカなどの光拡散性を有する顔
料などを含むもので、拡散反射部６の形成方法として
は、スクリーン印刷法やタンポ印刷法、通常の転写法、
成形同時転写法などが用いられる。また、マットインキ
を用いる以外に、図９に示すように彫刻によって拡散反
射部６を形成してもよい。

【００２８】なお、拡散反射部６の形成される傾斜面３
１を導光板１に対して45°以下の角度にする理由は、導
光板１に対して45°を超えると、拡散反射部６の形成さ
れた傾斜面３１の拡散反射部６を除く部分で全反射した
光が導光板１の奥へ進めなくなるからである。また、溝
４の傾斜面３１，３２を導光板１に対して90°以下の角
度にする理由は、各溝４の一方の傾斜面３１，３２が導
光板１に対して90°を超えると、アンダーカット部が形
成されることになり溝４を設けることが困難となるから
である。

【００２９】また、導光板１の表面から光を効率良く出
すためには、導光板１の裏面に光反射板を配置した方が
よい。また、導光板１の一側面にのみ線光源２を配置す
る場合には、対向する側面に光反射板を配置してもよ
い。光反射板は、導光板１の裏面および側面を透過する
光を全て導光板１に戻すために用いる。光反射板の材料
としては、次のようなものが好ましい。

【００３０】（１）白色フィルム。

【００３１】（２）白色塗装あるいは白色印刷したアル
ミニウム板。

【００３２】（３）鏡面を呈した金属板やアルミニウム
などの金属箔、あるいは金属蒸着を施したフィルムや板
など。

【００３３】さらに、導光板１表面から出射される光の
強度分布をなめらかにするために導光板１表面に光拡散
板を配置してもよい。光拡散板には、フィルムに光拡散
物質がコーティングされたものや、フィルム自体が光拡
散性を有するもの、乳白色の樹脂板などを使用すること
ができる。

【００３４】

【作用】本発明の面発光装置は、上記のように構成した
ので、次の作用が得られる。

【００３５】すなわち、本発明の面発光装置は、拡散反
射部６が導光板１に対して45°以下の角度の傾斜面３１
に形成されているため、その面積率に応じて拡散反射さ
れた光のうち最大強度の拡散反射光９が、導光板１表面
に対して鉛直な方向に進む（図１０参照）。

【００３６】また、拡散反射部６が導光板１に対して45
°以下の角度の傾斜面３１に形成されているため、拡散
反射部６の形成される面積が大きくなり、従来の面発光
装置に比べて輝度を向上させることができる。

【００３７】

【実施例】縦220mm、横150mmのアクリル樹脂からなる透
明な導光板の一側面に、直径３mm、長さ160mm、２wの冷
陰極線管を線光源として配置する。導光板の裏面には、
二つの傾斜面からなる溝が深さ0.5mm、ピッチ２mmで線
光源と平行に複数形成されている。各溝の線光源側の傾
斜面が導光板に対して14°の角度であるとともに、他方
の傾斜面が導光板に対して90°の角度とした。各溝の線
光源側の傾斜面に、線光源から遠ざかるにつれて面積率
が大きくなるようなドットパターンで拡散反射部をタン
ポ印刷にて形成した。

【００３８】また、導光板裏面に白色ポリエステルフィ
ルムを光反射板として配置した。

【００３９】さらに、導光板表面にフィルム自体が光拡
散性を有する拡散シートを光拡散板として配置した。

【００４０】このようにして得られた面発光装置は、効
率よく高輝度の面発光が得られるものであった。

【００４１】

【発明の効果】この発明は、上記の構成および作用から
なるので、次の効果が得られる。

【００４２】すなわち、最大強度の拡散反射光が、導光
板表面に対して鉛直な方向に進むので、従来の面発光装
置に比べて効率よく高輝度の面発光が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る面発光装置の一実施例を示す断面
図である。

【図２】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図４】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図５】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図６】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図７】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図８】本発明に係る面発光装置の導光板裏面に形成さ
れた溝の一実施例を示す部分拡大断面図である。

【図９】本発明に係る面発光装置の他の実施例を示す断
面図である。

【図１０】図１の面発光装置の拡散反射部における光の
拡散反射の様子を示す断面図である。

【図１１】従来の面発光装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１導光板２線光源３１傾斜面３２傾斜面４溝５中央溝６拡散反射部７Ａ線光源８Ｂ線光源９最大強度の拡散反射光１０テーパ面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な導光板の一側面に線光源が配置さ
れ、導光板の裏面に二つの傾斜面からなる溝が線光源と
平行に複数形成され、各溝の線光源側の傾斜面が導光板
に対して45°以下の角度であるとともに他方の傾斜面が
導光板に対して90°以下の角度であり、各溝の線光源側
の傾斜面に、線光源近傍の溝よりも線光源から離れた溝
において面積率が大きくなるように拡散反射部が形成さ
れていることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】線光源から離れるにつれて導光板の厚さの
薄くなるようにテーパ面が導光板の表面に形成されてい
る請求項１記載の面発光装置。
【請求項３】透明な導光板の対向する二側面にＡ線光
源、Ｂ線光源が配置され、導光板の裏面に二つの傾斜面
からなる溝がＡ線光源およびＢ線光源と平行に複数形成
され、各溝の傾斜面が両方とも導光板に対して45°以下
の角度であり、各溝のＡ線光源側の傾斜面に、Ａ線光源
近傍の溝よりもＢ線光源近傍の溝において面積率が大き
くなるように拡散反射部が形成され、各溝のＢ線光源側
の傾斜面に、Ｂ線光源近傍の溝よりもＡ線光源近傍の溝
において面積率が大きくなるように拡散反射部が形成さ
れていることを特徴とする面発光装置。
【請求項４】透明な導光板の対向する二側面にＡ線光
源、Ｂ線光源が配置され、導光板の裏面に二つの傾斜面
からなる溝がＡ線光源およびＢ線光源と平行に複数形成
され、Ａ線光源の配置された側面から導光板を二等分す
る位置までは各溝のＡ線光源側の傾斜面が導光板に対し
て45°以下の角度であるとともに他方の傾斜面が導光板
に対して45°を超え90°以下の角度であり、導光板を二
等分する位置からＢ線光源が配置された側面までは各溝
のＢ線光源側の傾斜面が導光板に対して45°以下の角度
であるとともに他方の傾斜面が導光板に対して45°を超
え90°以下の角度であり、Ａ線光源の配置された側面か
らＢ線光源の配置された側面までの45°以下の角度の傾
斜面に、Ａ線光源およびＢ線光源近傍の溝よりも導光板
中央近傍の溝において面積率が大きくなるように拡散反
射部が形成されていることを特徴とする面発光装置。
【請求項５】Ａ線光源およびＢ線光源から離れるにつれ
て導光板の厚さの薄くなるようにテーパ面が導光板の表
面に形成されている請求項４記載の面発光装置。
【請求項６】導光板の裏面に形成される角部が丸みを帯
びている請求項１〜５のいずれかに記載の面発光装置。