JPH08262234A

JPH08262234A - 照明装置

Info

Publication number: JPH08262234A
Application number: JP7087752A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Hashizume; 享一橋爪; Toshiki Kusaka; 俊樹日下
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】輝度均一化して輝度むら防止に有効な照明装
置を提供する。【構成】矩形平板状の導光板１０の裏面１２に反射板
３を、表面１３に拡散板４をそれぞれ配置し、光源の筒
条蛍光ランプ２等を導光板１０の少なくとも一辺の端面
１１に平行に配置したもので、導光板１０の裏面１２に
突出させて、板幅間に複数の反射凸起条１４を間隔を置
いて蛍光ランプ２に平行に設け、もしくはこの反射凸起
条１４に加えて反射凹溝条２４を交互に設け、反射凸起
条１４の突出高さや反射凹溝条２４の溝深さを、蛍光ラ
ンプ２から遠ざかるに伴い、漸次大きくしたり、それら
の間隔を漸次小さくして密に設けたりしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示装置（ＬＣ
Ｄ）の表示パネル等の表示を鮮明にするための照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶやＯＡ機器端末などに用いるＬＣＤ
の多くは、鮮明な表示を行うために、後方から表示パネ
ルを均一に照明するバックライトが装備される。バック
ライトはその方式により直下型とエッジライト型が知ら
れ、直下型は薄型化に難点があるため、現在では薄型化
と均一な輝度が得られるエッジライト型が主流となって
いる。図１０は、このエッジライト型による照明装置の
一例を示す側面断面図である。装置は光源と光拡散部材
で構成され、光源には例えば管状の蛍光ランプ２が用い
られている。光拡散部材を構成する部材には、透明なア
クリル樹脂板などによる矩形平板状の導光板１と、この
裏面１ｃ側に反射板３、表面１ｄ側に拡散板４を配置し
て構成されている。光源の蛍光ランプ２は導光板１の矩
形状一辺の端面１ａに臨み平行に配置されている。バッ
クライトは多くの場合面光源が望まれるので、蛍光ラン
プ２からの照射光を導光板１の内部で多重反射させて面
光源化する必要がある。反射板３は導光板１を通る光が
後方散乱して漏れないように反射させ、拡散板４によっ
て導光板１の内部反射光を正面に出射させる。正面に出
射した光を図の上方に配置されたＬＣＤの液晶パネル
（図示せず）に背後から照射する。蛍光ランプ２自身に
も光の散乱を防ぐ反射フィルム５で覆ってある。ところ
で、この図１０で示されるこれまでのエッジライト型の
照明装置では、導光板１の一辺端面１ａに対向する対向
辺の端面、つまり蛍光ランプ２から遠ざかる反対側の端
面１ｂは多くの場合、切断加工上などの都合で表裏主面
に対しほぼ直角になっている。そのために生じる問題の
１つは、蛍光ランプ２からの光のうち、図中実線矢印６
ａで示す真っ直に進む平行光６ａが、その進行方向に直
角な反対側の端面１ｂで全反射し、図中破線矢印６ｂで
示すように１８０°Ｕターンしてそのまま平行光とな
り、これは導光板１の表面１ｄから出射されにくく、液
晶パネルに対し有効な照射光としてほとんど活用し得な
いことである。また他の１つの問題は、蛍光ランプ２か
らの光は基本的に、導光板１の反対側の端面１ｂに向か
うほど暗くなり、輝度が低下して導光板全域で輝度均一
化しないことである。そこで、図１１に示す同じく従来
例では、輝度低下による輝度むらの防止対策を講じたも
のである。すなわち、導光板１の裏面１ｃに平行な筋状
に多数のＶ断面による反射凹溝条８をＮＣ加工などして
形成することにより、蛍光ランプ２からの光７ａを反射
凹溝条８に当て、多様な角度の内部反射光７ｂとして導
光板１の表面１ｄから出射させるようにしている。反射
凹溝条８の傾斜角度や深さは、内部反射光７ｂを有効に
発生させるために、実験などに基づく経験的な輝度デー
タで設定するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この図１１
に示す従来の導光板１の場合、反射凹面条８が導光板１
の裏面１ｃから板厚の方向へ食い込んで形成されてい
る。そのため、光源１から出た光のうち、導光板１の裏
面１ｃ近くを進行する光は反射凹溝条８に次々に遮られ
ることになる。つまり、蛍光ランプ２から遠ざかる導光
板１の反対側端面１ｂ付近では光量が不足し、輝度低下
を生じ充分な輝度むら解消策とはなり得ていない。しか
も、反射凹溝条８から離れて進行する平行光９の場合、
そのまま反対側端面１ｂに向うことで、図１０で示され
た不具合を解消してはいない。したがって、この発明
は、輝度均一化して輝度むら防止に有効な照明装置を提
供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明による請求項１記載の照明装置は、矩形平
板状の導光板の裏面に反射板を表面に拡散板をそれぞれ
配置し、光源を導光板の少なくとも一辺に平行に配置し
たもので、導光板の裏面に突出させて、一辺とその対向
辺の間の板幅間に複数の反射凸起条を間隔を置いて光源
に平行に設けている。また、この発明の請求項２記載の
照明装置は、矩形平板状の導光板の裏面に反射板を表面
に拡散板をそれぞれ配置し、光源を導光板の少なくとも
一辺に平行に配置したもので、導光板の裏面に、一辺と
その対向辺の間の板幅間にそれぞれ複数の反射凸起条と
反射凹溝条とを交互に光源に平行に設けて構成すること
ができる。上記請求項１、２記載の発明においては、反
射凸起条の突出高さと反射凹溝条の溝深さを、光源から
遠ざかる導光板の対向辺に向かって漸次大きく形成する
ことができる。あるいは、反射凸起条および反射凹溝条
を、光源から遠ざかる導光板の対向辺に向かってそれら
の間隔を漸次小さくして密に設けることができる。ま
た、この発明の請求項５記載の照明装置は、矩形平板状
の導光板の裏面に反射板を表面に拡散板をそれぞれ配置
し、光源を導光板の少なくとも一辺に平行に配置したも
ので、導光板の一辺に対向して光源から遠ざかる対向辺
の端面を、裏面に対して鈍角に傾斜させて形成できる。
さらに、この発明の請求項６記載の照明装置は、矩形平
板状の導光板の裏面に反射板を表面に拡散板をそれぞれ
配置し、光源を導光板の少なくとも一辺に平行に配置し
たもので、導光板の一辺とその対向辺に平行にそれぞれ
光源が配置され、導光板の板厚が板幅中央へ向かって漸
次薄くなるよう、導光板の裏面を一辺と対向辺の両端か
ら板幅中央へ向かって傾斜させて形成することができ
る。

【０００５】

【作用】請求項１記載の発明では、筒状の光源から自然
光が導光板に入射されると、導光板の裏面には複数の反
射凸起条が光源に平行に突出して設けられているので、
光は反射凸起条に遮られることはなく、内部反射光とし
て表面全域から出射され、輝度は不足なく均一化する。
請求項２記載の発明では、それぞれ複数の反射凸起条と
反射凹溝条とを交互に光源に平行に設けているので、導
光板の内部では特に平行光は反射凹溝条で反射されるな
ど、あらゆる光が反射凸起条と兼ね合いながら最小限の
回数で屈折反射する確率が高まる。上記発明では、反射
凸起条の突出高さと前記反射凹溝条の溝さを、光源から
遠ざかる導光板の対向辺に向かって漸次大きく形成する
ことで、すなわち光源から近い部分の反射凸起条や反射
凹溝条を小さくすることで、当初光の強さを損なわずに
済む。このことは反射凸起条や反射凹溝条の間隔を、光
源から遠ざかる導光板の対向辺に向かって漸次小さくし
て密にしても、光の初期の強さを失わず、遠ざかるに伴
い反射凸起条や反射凹溝条の密の部分で確実に内部反射
させるのに有効である。また、請求項５記載の発明で
は、導光板の一辺に対向して光源から遠ざかる対向辺の
端面を、裏面に対して鈍角に傾斜させているので、光源
からの光のうち平行光が対向辺端面に達しても、再び平
行に反射される不都合はなく、傾斜面で内部反射されて
表面から射出することができる。さらに、請求項６記載
の発明は、導光板の裏面が、導光板の板幅の両端から中
央へ板厚が薄くなるように傾斜させているから、導光板
の両端にそれぞれ設置された光源の光は、板幅中央に向
かって裏面の傾斜面で有効に内部反射する。

【０００６】

【実施例】以下、この発明による照明装置の実施例につ
いて図面を用いて説明する。上記従来例の図１０および
図１１で示された構成に共通もしくは準ずる部材には同
一符号を付す。図１は、第１実施例の照明装置の側面断
面図を示している。透明なアクリル樹脂板などによる矩
形平板状の導光板１０では、この一辺の端面１１、つま
り板幅Ｂによる一方側端面１１に臨んで平行に、光源の
例えば管状蛍光ランプ２が配置されている。導光板１０
の裏面１２側と表面１３側にはほぼ同じ矩形平面積を有
する反射板３と拡散板４が配置してある。反射板３は導
光板１０を進行中の蛍光ランプ２の自然光が後方散乱し
て漏れないように反射させる。拡散板４は、導光板１０
の表面１４から出射された内部反射光を拡散均一化し
て、図の上方に配置されたＬＣＤの液晶パネル（図示せ
ず）に背後から照射するものである。

【０００７】この第１実施例の導光板１０では、裏面１
２から突出して複数の断面Ｖ形状の反射凸起条１４が上
記蛍光ランプ２に平行で、板幅Ｂ方向に適度な間隔ピッ
チを置いて形成されて調光パターンを形成している。こ
うした複数の反射凸起条１４による調光パターンは、導
光板１０の内部で光源光が有効に反射し、しかも均一に
表面１３から出射されるよう、反射凸起条１４のＶ形傾
斜角度やそれによる突出高さＨ、そして反射凸起条１４
間のピッチで設定することができる。

【０００８】以上の構成によって、第１実施例では次の
作用が得られる。蛍光ランプ２からの光は平行光１５や
斜光１６として導光板１０に端面１１から入射される。
平行光１５のなかにはそのまま導光板１０を進行して他
方の端面に向かうものもあるが、例えば斜光１６などの
光は調光パターンの反射凸起条１４に１回程度当たって
反射され、内部反射光１６ａとして導光板１０の表面１
３から出射される。導光板１０の裏面１２近くを進行す
る光１７は遮光する障害がないので、光の強さを弱めら
れることもなく、以上の内部反射光は拡散板４を透過し
てＬＣＤの液晶パネルを背後から均一に照射する。これ
によって液晶パネルでは鮮明な表示が可能になる。

【０００９】なお、導光板１０が、透明なアクリル樹脂
の場合は、光の屈折率は1.495であり、入射角が臨界角4
1°98以下の内部反射光１６ａは導光板１０の表面から
射出させることができる。臨界角以上の内部反射光は導
光板１０で内部反射を繰り返すため、液晶パネルへの有
効な照射光となり難い。したがって、光の内部屈折によ
る反射回数を極力抑えるために、調光パターンの反射凸
起条１４の形状等を好適に設定することが望ましい。

【００１０】次に、図２は、第１実施例の変形例ともい
うべきこの発明の第２の実施例を示している。この第２
実施例によれば、導光板２０の裏面２２に板厚方向へ食
い込んだ複数の断面Ｖ形状の反射凹溝条２４を反射凸起
条２５と交互に平行に配置して調光パターンを形成して
いる。この場合、反射凹溝条２４の食い込み深さｈは望
ましいとする寸法で任意に設定することができる。反射
凹溝条２４を設けることによって、蛍光ランプ２からの
光で、導光板２０の裏面２２近くを進行する平行光２７
の反射確率が高まり、表面から内部反射光２７ａとして
射出させるには好都合である。したがって、反射凸起条
２５による反射光２６ａと反射凹溝条２４に反射光２７
ａを相乗させながら射出できる。

【００１１】図３および図４は、この発明による第３実
施例とこの変形例の第４実施例を示し、上記第１および
第２実施例に対応して反射凸起条と反射凹溝条の断面形
状を円形としたものである。図３の第３実施例では、導
光板３０の裏面３２から突出させて複数の断面円形状の
反射凸起条３４を蛍光ランプ２に平行に設けている。反
射凸起条３４の曲率ｒによる突出高さＨを好適に設定す
ることで調光パターンが形成される。これに対して、図
４の第４実施例は、導光板４０の裏面４２に板厚方向へ
食い込んだ複数の断面円形状の反射凹溝条４５を反射凸
起条４４と交互に平行に配置して調光パターンを形成し
ている。この場合も、反射凹溝条４５の食い込み深さｈ
は任意に設定することができる。導光板４０の裏面４２
近くを進行する平行光４７を反射させて、表面から反射
光４７ａとして射出させるには好都合であり、反射凸起
条４４による反射光４６ａと相乗させることができる。

【００１２】図５は、この発明による第５実施例を示し
ている。この場合、上記第１〜第４各実施例で示された
断面Ｖ形状や断面円形状の反射凸起条、反射凹溝条に代
えて、導光板５０の裏面５２に断面楕円形の反射凸起条
５４と反射凹溝条５５を交互に形成した調光パターンと
なっている。作用は第１〜第４各実施例に準ずる。

【００１３】図６は、この発明による第６実施例を示し
ている。この第６実施例では、導光板６０の裏面６２に
蛍光ランプ２から遠ざかっていくにしたがい、隣合う一
対の反射凹溝条６４と反射凸起条６５の食い込み深さｈ
と突出高さＨを漸次大きくし、（ｈ₁，Ｈ₁）＜（ｈ₂，
Ｈ₂）＜（ｈ₃，Ｈ₃）＜・・・（ｈ_n，Ｈ_n）となるように調
光パターンを形成したものである。これによって、蛍光
ランプ２からの光は、導光板６０の端面６１から入射す
る場合に、初めの段階の反射凹溝条６４ａ、反射凸起条
６５ａの食い込み深さｈ₁、突出高さＨ₁が小さいので光
量を抑えられる影響が少ない。これは、従来より蛍光ラ
ンプ２からの光が基本的に導光板６０の遠ざかる端面に
向かうほど暗くなり、輝度が低下して均一化しないとい
う問題の解決に有効であり、蛍光ランプ２から遠ざかる
位置での光を、例えば深さｈ_n、突出高さＨ_nのように大
きい反射凹溝条６４と反射凸起条６５にて反射させ、表
面６３からの射出がより効率的に行われるようになる。

【００１４】一方、図７は、この発明による第７実施例
を示している。この第７実施例では、導光板７０の蛍光
ランプ２から遠ざかる他方の端面７２が、裏面７３の延
長線に対して角度θでもって傾斜加工され、つまり裏面
７３に端面７２を鈍角形成することによって、光源２か
ら出た平行光や斜光のうち、例えば平行光７５は端面７
２で反射し、反射光７５ａとして導光板７０の表面７４
から出射される。このように、光源２からの光のうち特
に平行光７５を拡散板４を通して液晶パネルに背後から
照射させるのに有効である。

【００１５】図８は、上記第１〜第７各実施例を総合化
したともいうべき第８実施例を示している。すなわち、
上記各実施例で示された単体の反射板３に変えて、導光
板８０の裏面に反射層８３を形成し、導光板８０側と反
射層８３側に交互に食い込み、突出する反射凹溝条８４
と反射凸起条８５を、図６の第６実施例のように、蛍光
ランプ２から遠ざかる他方の端面８２に向かって漸次大
きく形成した調光パターンとなっている。他方の端面８
２は図７の第７実施例のように所定の角度θで傾斜させ
て形成してあり、ここには反射シート８６を重ね合わせ
て設けてある。したがって、第１〜第７各実施例を総合
化した作用および効果が得られる。

【００１６】ここまでの第１〜第７各実施例では、反射
凸起条と反射凹溝条との組み合わせにおいて、それらの
突出高さＨや食い込み深さｈを漸次大きくすることが示
された。これを更に効果的とするために、反射凸起条と
反射凹溝条の間隔ピッチを、導光板の光源に近い端面か
ら遠ざかる対向端面に向かって、粗から漸次密に形成す
ることも可能である。

【００１７】一方、図９(a)(b)は、この発明による第９
実施例の平面図と側面断面図を示している。この第９実
施例では、導光板９０の側面断面形状を、図示のように
幅Ｂ方向でいう中央部を薄くしてなっている。この場
合、導光板９０の幅Ｂ方向の両端面９１、９２に臨んで
両側一対の蛍光ランプ２、２が配置されている。導光板
９０の裏面９３は両端面９１、９２から中央部に向かっ
てそれぞれ上り勾配による傾斜面９３ａ、９３ｂが形成
してある。また、この裏面９３の傾斜面９３ａ、９３ｂ
に沿って反射層９４が形成してある。したがって、この
構成により、両側の蛍光ランプ２、２からの光９４、９
５が導光板９０の板幅中央へ向かうと、裏面傾斜面９３
ａ、９３ｂによって内部反射され、反射光９４ａ、９５
ａとして導光板表面から射出する。このように、導光板
９０の全域で内部反射が有効に行われる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による照
明装置は、筒状の光源から照射光が導光板に入射される
と、導光板の裏面には複数の反射凸起条が光源に平行に
突出して設けられ、もしくは反射凹溝条が交互に配置さ
れて調光パターンを形成しているので、その調光パター
ンによって内部反射が確実に行われ、従来からのように
平行光として内部反射することにより照射に無効となる
ことは避けられ、導光板全域にて光が弱められたり光量
不足もなく、輝度むらなく均一化されるので、液晶パネ
ルなどでの鮮明な表示に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図２】この発明による第２実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図３】この発明による第３実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図４】この発明による第４実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図５】この発明による第５実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図６】この発明による第６実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図７】この発明による第７実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図８】この発明による第８実施例の照明装置を示す側
面断面図。

【図９】同図(a)(b)は、この発明による第９実施例の照
明装置を示す正面図と側面断面図。

【図１０】従来例の照明装置を示す側面断面図。

【図１１】別の従来例の照明装置を示す側面断面図。

【符号の説明】

２光源の筒状蛍光ランプ３反射板４拡散板１０導光板１１導光板の一辺端面１２導光板裏面１３導光板表面１４反射凸起条２４反射凹溝条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】矩形平板状の導光板の裏面に反射板を表
面に拡散板をそれぞれ配置し、光源を導光板の少なくと
も一辺に平行に配置した照明装置において、導光板の裏面に突出させて、一辺とその対向辺の間の板
幅間に複数の反射凸起条を間隔を置いて光源に平行に設
けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】矩形平板状の導光板の裏面に反射板を表
面に拡散板をそれぞれ配置し、光源を導光板の少なくと
も一辺に平行に配置した照明装置において、導光板の裏面に、一辺とその対向辺の間の板幅間にそれ
ぞれ複数の反射凸起条と反射凹溝条とを交互に光源に平
行に設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】前記反射凸起条の突出高さと前記反射凹
溝条の溝深さを、前記光源から遠ざかる前記導光板の対
向辺に向かって漸次大きく形成したことを特徴とする請
求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】前記反射凸起条および前記反射凹溝条
を、前記光源から遠ざかる前記導光板の対向辺に向かっ
てそれらの間隔を漸次小さくして密に設けたことを特徴
とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項５】矩形平板状の導光板の裏面に反射板を表
面に拡散板をそれぞれ配置し、光源を導光板の少なくと
も一辺に平行に配置した照明装置において、導光板の一辺に対向して光源から遠ざかる対向辺の端面
を、裏面に対して鈍角に傾斜させて形成したことを特徴
とする照明装置。
【請求項６】矩形平板状の導光板の裏面に反射板を表
面に拡散板をそれぞれ配置し、光源を導光板の少なくと
も一辺に平行に配置した照明装置において、導光板の一辺とその対向辺に平行にそれぞれ光源が配置
され、導光板の板厚が板幅中央へ向かって漸次薄くなる
よう、導光板の裏面を一辺と対向辺の両端から板幅中央
へ向かって傾斜させたことを特徴とする照明装置。