JPH0794008A - 面照明装置 - Google Patents

面照明装置

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JPH0794008A
JPH0794008A JP5238345A JP23834593A JPH0794008A JP H0794008 A JPH0794008 A JP H0794008A JP 5238345 A JP5238345 A JP 5238345A JP 23834593 A JP23834593 A JP 23834593A JP H0794008 A JPH0794008 A JP H0794008A
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Takeshi Kojima
健 児島
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源輝度に対する装置輝度を向上できなが
ら、軽量・薄肉化ができ、かつ、コスト低下も可能とし
た。 【構成】 冷陰極管ランプなどの長尺ランプから成り、
一側方に射光部2をもった光源1の射光部前方に、底面
6aに乱反射層4をもち、その上部に空気層5を形成し
た導光ケース6を設け、この導光ケース6の上面に、空
気層5で乱反射光となる光の光拡散板7を設けたもの。

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】従来液晶表示装置のバックライトとして
用いられる面照明装置は、アクリルなどの透明樹脂から
成り、一面にドット状突起から成る乱反射層を設けた導
光板に反射板及び光拡散板を積層し、前記導光板のエッ
ジ部に光源を配設して構成され、前記光源から発射され
る光を前記導光板にその側面から導き、この導光板の乱
反射層で乱反射させ、光拡散板から液晶表示装置を照射
するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】所で、近年液晶表示装
置は大型化の傾向にある反面、軽量薄肉化が望まれ、之
に伴い面照明装置も軽量薄肉化が要求されていると共
に、低消費電力化及びコスト低廉化も要求されている。
【0004】所が、従来の面照明装置では、前記導光板
を用い、この導光板に反射板及び光拡散板を積層する構
成としているため、前記導光板の必要厚さから軽量、薄
肉化には限界がある。
【0005】また、特開平3−111819号公報に示
されているように前記導光板の形状を工夫したものも要
求されているが、導光板を用いる以上軽量・薄肉化の限
界を打破できるものでない。
【0006】本発明の目的は、光源輝度に対する装置輝
度を向上できながら、軽量・薄肉化が可能で、かつ、コ
スト低下もできる面照明装置を提供する点にある。
【0007】
【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、長尺ランプから成り、一側
方に射光部2をもった光源1と、この射光部2の光射出
方向前方に位置し、上面が開放していて、底面に乱反射
層4をもち、かつ、乱反射光を上面に向かって導く空気
層5を備えた導光ケース6と、この導光ケース6の上面
に設ける光拡散板7とにより構成したのである。
【0008】また、請求項2記載の発明は、光源1の上
部に乱反射層4に向かって傾斜し、射光部2から射光さ
れる光を前記乱反射層4に反射して誘導する反射誘導板
9を設けたのであり、また、請求項3記載の発明は、導
光ケース6の底面を、光源1から遠去かるに従って上向
きに傾斜させたのである。
【0009】更に請求項4記載の発明は、前記光拡散板
7を光源1の配設位置上部に延長させ、前記光源1の上
部で前記光拡散板7に対向する部位に半透明板8を設け
たのであり、また、請求項5記載の発明は、前記光拡散
板7の表面に集光・拡散レンズ機能をもつ多数のドット
状突起71を規則的に配列したのである。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明では、長尺ランプから成
り、一側方に射光部2をもった光源1と、この射光部2
の光射出方向前方に位置し、上面が開放していて、底面
に乱反射層4をもち、かつ、乱反射光を上面に向かって
導く空気層5を備えた導光ケース6と、この導光ケース
6の上面に設ける光拡散板7とにより構成したから、従
来必須とされていた導光板を省略でき、この導光板を用
いた構成による軽量・薄肉化の限界を打破して従来例に
比較して重量を半分以下にでき、また、厚さも従来例に
比較して大幅に薄く(例えば3mm程度)でき、それでい
て装置表面輝度を向上でき、低消費電力化を可能にしな
がらコストダウンも可能となるのである。
【0011】また、請求項2記載の発明では、前記反射
誘導板9を用いたから、輝線が発生することもなく均斉
度低下を防止できるのであり、また、請求項3記載の発
明では、前記導光ケース6の底面を光源1から遠去かる
に従って上向きに傾斜させたから、前記光源1の射光部
2からの光を、前記導光ケース6の底面に設ける乱反射
層4に万遍なく照射でき、従って、均斉度を向上できる
し、前記反射誘導板9との組合わせにより均斉度をより
一層向上できるのである。
【0012】尚、前記乱反射層4は、主としてドット状
凹凸により形成するのであるが、この凹凸の形成密度を
光源1から離れるに従って密にするのが好ましい。
【0013】また、請求項4記載の発明では、光拡散板
7を光源1の配設位置上部に延長して、前記光源1の上
部で前記光拡散板7の延長部に対向する部位に半透明板
8を設けることにより前記延長部での面照明もできなが
ら、その輝度が他の部位に比較して増大することなく、
平均的な輝度に制御できるのである。
【0014】更に、請求項5記載の発明は、前記光拡散
板7の表面に前記ドット状突起71を設けたから、前記
空気層5に乱反射する乱反射光を、その集光機能で集光
でき、しかも、斯く集光した光を拡散機能で拡散できる
のであって、均斉度を保ちながら輝度の向上も可能とな
る。
【0015】
【実施例】図1に示した第1実施例は、光源1として長
尺の冷陰極管ランプを用いた長軸1灯式の液晶表示用バ
ックライトであって、前記光源1には、該光源1を囲み
内面を鏡面仕上げとし、径方向一側方には射光部2を設
けたランプハウス3を備え、このランプハウス3におけ
る射光部2の光射出方向前方に、上面を開放し底面6a
に乱反射層4を設け、かつ、乱反射光を上面に向かって
導く空気層5を備えた導光ケース6を設け、この導光ケ
ース6の上面に光拡散板7を設けたものである。
【0016】前記導光ケース6は、前記ランプハウス3
を覆う大きさとして、該ランプハウス3をその一側に内
装する構成としており、また、前記底面6aは、前記光
源1から遠去かるに従って上向きに湾曲状に傾斜させ、
両側面6b及び背面6cと共に合成樹脂により一体成形
するか、又は、前記両側面6bと背面6cとから成る枠
体を一体成形し、前記底面6aを前記枠体とは別に形成
し、前記枠体と一体的に結合して形成している。
【0017】また、前記底面6aの乱反射層4は、白色
系の微少斑点をスクリーン印刷により形成して構成して
もよいが、前記底面6aを透明な合成樹脂を用いて構成
し、前記底面6aの内面、つまり前記空気層5側の内面
にドット状の凹凸部4aを成形により形成して構成する
のが好ましい。
【0018】スクリーン印刷する場合には、前記底面6
aを、反射面をもった素材により形成するのであり、ま
た、前記凹凸部4aを成形により形成して構成する場
合、前記底面6aを前記枠体とは別に成形してもよい
が、前記導光ケース6を一体成形する際でも、前記導光
ケース6の成形と同時に前記乱反射層4を形成すること
ができるのであって、前記底面6aの外面及び一体成形
する場合における両側面6bの内面にはアルミ箔や銀蒸
着フィルムなどの薄肉の反射板を貼着し、前記底板6a
から光が漏れないように、また、側面6b内面で光が全
反射するように成すのである。
【0019】尚、前記凹凸部4aを成形により形成して
前記乱反射層4を構成する場合、前記底面6a又は導光
ケース6は主として射出成形により形成するのであっ
て、この成形は成形金型における一方型のキャビディ表
面に、所定のドットパターンの平面マスクを用いてエッ
チングを行い、このエッチングで前記パターンの凹部を
形成した上、これら金型のキャビディ内に例えばアクリ
ル樹脂などの透明樹脂を注入して板状の底面6a又は導
光ケース6を成形するのである。従って、この成形によ
り底面6aの内面には所定パターンの凹凸部4aから成
る乱反射層4が形成されることになるのであって、前記
乱反射層4をもつ底面6aの加工を容易にできるし、ま
た、前記導光ケース6を一体成形する場合その底面6a
に前記乱反射層4を同時に形成できるから、前記導光ケ
ース6aの加工を容易にでき、より一層のコストダウン
が可能となるのである。
【0020】また、前記乱反射層4のドットパターンは
特に限定するものでないが、図1,2に示したように光
源1から遠去かるに従って密度を密にするのが好ましい
し、また、ドット状に突出する凸部を連鎖状に連続さ
せ、この連鎖状連続線を、前記光源1の射光部2から発
射される光源光の射出方向に対し45度の傾斜角で一定
ピッチを置いて規則的に配列してもよい。この場合、前
記各凸部の高さは例えば50μm とするのであり、又、
これら各凸部の突出表面積は前記光源1に対し遠去かる
に従って増大するように成すのが好ましい。
【0021】また、図1の第1実施例では、前記ランプ
ハウス3を導光ケース6の一側方に内装した構成とし、
前記光拡散板7を前記導光ケース6の上面全面で、前記
ランプハウス3の配設位置上部に延長する構成として、
前記光源1の上部で前記光拡散板7の延長部に対向する
ランプハウス3の上面を、半透明板8により形成してい
る。斯くすることにより、前記延長部においても面照明
が可能となり、前記ランプハウス3を含む前記導光ケー
ス6の上面全面を面照明に利用でき、従ってより小形化
にでき、それでいて、前記延長部の輝度を他の部位に比
較して大きくなることなく平均的な輝度に制御できるの
である。
【0022】また、前記光拡散板7は、梨地加工された
既知のポリカーボネイトフィルムなどの拡散フィルムを
1枚又は複数枚積層して用いてもよいが、図3,4に示
したように表面に集光・拡散レンズ機能をもつ多数のド
ット状突起71を規則的に配列した光拡散板7を1枚又
は複数枚を積層して用いてもよいし、また、前記した既
知の拡散フィルムと併用してもよい。
【0023】前記光拡散板7はポリカーボネイト樹脂や
ポリエステル樹脂などの樹脂シートを用い、例えばエン
ボスロールを用い、その型押しにより前記ドット状突起
71を成形するのであって、図3,4に示したものは、
直径10μm の半球状とし、これらドット状突起71を
40μm ピッチで千鳥状に配設したものである。この光
拡散板7を用いることにより、均斉度を向上できなが
ら、表面輝度も向上できるのであって、その理由は、前
記ドット状突起71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、空気層5からの乱反射光又
は拡散フィルムを併用する場合には、この拡散フィルム
を通過した光をレンズ効果で効率よく集光でき、また、
集光した光を前記各ドット状突起71の表面において効
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71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5及び図6に示
す。
【0025】図5,6に示したものは、対向面間隔が最
大で例えば40μm 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72を形成したもので、図4に示した実施例と
同様、千鳥状に規則的に配列したものである。
【0026】しかして、以上のように構成する面照明装
置において、前記光源1を点灯することにより、この光
源1から発射された光は、前記導光ケース6における底
面6aの乱反射層4で乱反射して前記空気層5で乱反射
光となり、この空気層5を介して乱反射光は光拡散板7
から拡散されるのであって、導光板を用いている従来の
面照明装置に比較してその輝度を向上できながら、軽
量、薄肉化が可能となり、しかも導光板を用いながら生
産工程も簡略化でき、コスト低下も可能となるのであ
る。
【0027】因に、光源1として光源輝度34〜36kc
d/cm2 の冷陰極管ランプ一灯を用い、面照明装置全体の
平面大きさを同じとして、フラット形導光板を用いた従
来品と本発明品とを比較すると、表1の通りとなる。
【0028】
【表1】
【0029】尚、表1における本発明品の重量及び厚み
は、ランプ管径又(2.6φ)を基に試作したものであ
るが、ランプ管径は2.6φより小径の例えば1.8φ
に形成することもできるから、この場合には重量は更に
軽くなり、厚みを薄くできることになる。之に対し従来
品はフラット形導光板を用いているから、この導光板の
加工上による厚みの制約から表1の重量及び厚みは、前
記導光板の改良がない限り、それ以上の軽量・薄肉化は
できない。
【0030】この表1から明らかな通り、本発明によれ
ば、従来品に比較して表面輝度を同等又はそれ以上に向
上できながら重量を50%以下にでき、厚みも薄くでき
るのである。また、表1の本発明品は、光拡散板7及び
既知の前記した拡散フィルムを用いたものであるが、前
記した集光・拡散レンズ機能をもつ多数のドット状突起
71をもつ光拡散板7を用いると、表面輝度は30〜4
0%向上できる。
【0031】次に図7に示した第2実施例を説明する。
この第2実施例は、冷陰極管ランプから光源1を内装し
たランプハウス3を、導光ケース6の一側に結合し、前
記ランプハウス3の上部に、前記導光ケース6の底面6
aにおける乱反射層4に向かって傾斜し、射光部2から
射出される光を前記乱反射層4に反射して誘導する反射
誘導板9を設けたものである。
【0032】また、第2実施例の前記導光ケース6にお
ける前記底面6aは第1実施例と同様湾曲状に傾斜させ
てもよいが、図7では水平状とし、前記射光部2に対向
する導光ケース1の前側面6dには、側面6bと同様反
射板10を貼着している。
【0033】この第2実施例の場合、均斉度については
第1実施例の方が有利となるが、重量及び厚みは表1に
示した重量・厚みにできるし、表面輝度も同等の輝度が
得られるが、導光ケース6は直方形状としているから加
工上有利な面もある。
【0034】以上説明した実施例は何れも長軸1灯火式
としたが長軸2灯式としてもよい。
【0035】
【発明の効果】請求項1記載の発明では、長尺ランプか
ら成り、一側方に射光部2をもった光源1と、この射光
部2の光射出方向前方に位置し、上面が解放していて、
底面に乱反射層4をもち、かつ、乱反射光を上面に向か
って導く空気層5を備えた導光ケース6と、この導光ケ
ース6の上面に設ける光拡散板7とにより構成したか
ら、従来必須とされていた導光板を省略でき、この導光
板を用いた構成による軽量・薄肉化の限界を打破して従
来例に比較して重量を半分以下にでき、また、厚さも従
来例に比較して大幅に薄く(例えば3mm程度)でき、そ
れでいて装置表面輝度を向上でき、低消費電力化を可能
にしながらコストダウンも可能となるのである。
【0036】また、請求項2記載の発明では、前記反射
誘導板9を用いたから、輝線が発生することもなく均斉
度低下を防止できるのであり、また、請求項3記載の発
明では、前記導光ケース6の底面を光源1から遠去かる
に従って上向きに傾斜させたから、前記光源1の射光部
2からの光を、前記導光ケース6の底面に設ける乱反射
層4に万遍なく照射でき、従って、均斉度を向上できる
し、前記反射誘導板9との組合わせにより均斉度をより
一層向上できるのである。
【0037】また、請求項4記載の発明では、光拡散板
7を光源1の配設位置上部に延長して、前記光源1の上
部で前記光拡散板7の延長部に対向する部位に半透明板
8を設けることにより前記延長部での面照明もできなが
ら、その輝度が他の部位に比較して増大することなく、
平均的な輝度に制御できるのである。
【0038】更に、請求項5記載の発明は、前記光拡散
板7の表面に前記ドット状突起71を設けたから、前記
空気層5に乱反射する乱反射光を、その集光機能で集光
でき、しかも、斯く集光した光を拡散機能で拡散できる
のであって、均斉度を保ちながら輝度の向上も可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例の断面図。
【図2】 光拡散板を省略した平面図。
【図3】 光拡散板の一例を示す部分拡大断面図。
【図4】 同じくそのドットパターンを示す部分拡大平
面図。
【図5】 光拡散板の他の例を示す部分拡大断面図。
【図6】 同じくそのドットパターンを示す部分拡大平
面図。
【図7】 第2実施例の断面図。
【符号の説明】
1 光源 2 射光部 4 乱反射層 5 空気層 6 導光ケース 7 光拡散板 8 半透明板 9 反射誘導板 71 ドット状突起

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長尺ランプから成り、一側方に射光部
    (2)をもった光源(1)と、この射光部(2)の光射
    出方向前方に位置し、上面が開放していて、底面に乱反
    射層(4)をもち、かつ、乱反射光を上面に向かって導
    く空気層(5)を備えた導光ケース(6)と、この導光
    ケース(6)の上面に設ける光拡散板(7)とを具備し
    ていることを特徴とする面照明装置。
  2. 【請求項2】 光源(1)の上部に乱反射層(4)に向
    かって傾斜し、射光部(2)から射光される光を前記乱
    反射層(4)に反射して誘導する反射誘導板(9)を備
    えている請求項1記載の面照明装置。
  3. 【請求項3】 導光ケース(6)の底面を、光源(1)
    から遠去かるに従って上向きに傾斜させている請求項1
    又は2記載の面照明装置。
  4. 【請求項4】 光拡散板(7)が光源(1)の配設位置
    上部に延びており、前記光源(1)の上部で前記光拡散
    板(7)の延長部に対向する部位に半透明板(8)を設
    けている請求項1又は3記載の面照明装置。
  5. 【請求項5】 光拡散板(7)の表面に集光・拡散レン
    ズ機能をもつ多数のドット状突起(71)を規則的に配
    列している請求項1記載の面照明装置。
JP5238345A 1993-09-24 1993-09-24 面照明装置 Pending JPH0794008A (ja)

Priority Applications (4)

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