JPH09147616A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小限のコストで導光板の表面輝度の向上及
び輝度の均一性の向上を図る。 【解決手段】 裏面側に拡散反射部２を有して表面側が
光射出部とされている導光板１と、導光板１の端面に対
向する線状光源としてのランプ３と、ランプ３を囲んで
反射光を導光板１の上記端面に向ける反射板４とを備え
る。ランプ３は導光板１の厚み内で且つ導光板１の厚み
方向において表面側に寄った位置に配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄型の電飾照明や広
告表示装置や誘導灯、あるいは液晶表示装置のバックラ
ンプなどに用いられているエッジライト式の照明装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エッジライト式の照明装置は、アクリル
板などの透光材によって形成されるとともに裏面側が拡
散反射部となっている導光板と、この導光板の一端面、
もしくは複数端面に対向する線状の光源であるランプ
（通常、冷陰極管ランプが用いられる）と、ランプから
出る光を導光板の上記端面に向けるための断面Ｕ字形ま
たはＣ字形の反射板と、導光板を通過して背面に向かう
光を前面に向けて反射させる裏面反射板とで構成され、
ランプから導光板に入った光は導光板裏面の拡散反射部
による反射により導光板の表面全面から出る。

【０００３】このようなエッジライト式の照明装置にお
いては、薄型としつつ導光板表面の輝度を高くするとと
もに表面全面が一様な輝度を保つようにすることが求め
られるわけであるが、導光板の表面輝度を高くすること
については、ランプから出た光がすべて導光板に入って
拡散反射部に至るようにすればよく、一様な輝度を保つ
ためにはランプからの距離に応じて拡散反射部の構成を
変更することがなされている。しかし、ここには次のよ
うな問題点が存在している。

【０００４】すなわち、立体角によるロス、全反射によ
る入射ロス、反射板の反射率及び導光板の入射端面の光
透過率が夫々１００％でないことによるロス、反射板の
形状による集光ロス、ランプが光を再吸収することによ
るロスなどである。立体角によるロスは、従来のエッジ
ライトパネルでは図１３に示すように導光板１の厚みの
中心とランプ３の中心とをほぼ一致させていたことか
ら、導光板１の表面と裏面とにほぼ同じ量の直接光が向
かうことによる。表面側に向かった直接光も導光板内で
の全反射によって裏面側の拡散反射部２に向かうもの
の、表面での反射時に一部は表面から出てしまうために
ロスが生じてしまうものであり、導光板１の裏面の拡散
反射部２に向かう直接光の量の増大が望まれる。

【０００５】全反射による入射ロスは、ランプから放出
される光のうち、導光板の入射端面に対して全反射角よ
り大きい角度の入射光は導光板内に入射する成分よりも
反射成分の方が大きくなるために生ずるものであり、線
状光源のランプを用いるエッジライトパネルにおいては
ランプの長手方向においてこのロスが多く生ずる。反射
板の形状による集光ロスについては、断面Ｕ字形または
Ｃ字形の反射板ではその円弧の中心（焦点）をランプの
中心に一致あるいは近接させることになるとともに導光
板側の部分が導光板の表裏面とほぼ平行となるが、この
場合、反射板のランプから出て導光板で反射した後に導
光板に向かう光のうち、全反射してしまうものが多くな
る。また導光板に入ったとしても導光板の入射端面近く
の拡散反射面にしか到達しなかったり導光板の入射端面
近くの表面から直接出ていってしまう光となるために、
導光板の入射端面近くの表面輝度を高くするだけで、輝
度の均一性という点で問題が多くなる。またランプにお
ける導光板の入射端面と対向する部分と逆の部分は、ラ
ンプ外周面に近距離で対向するために、ランプに再入射
させて再吸収によるロスを増加させてしまう。

【０００６】このようなロスの低減に関しては、特開平
５−１２７１６０号公報ではランプと導光板の入射端面
との間にランプの長手方向において細かく区画されたミ
ラーフレームを配置することが提案されており、特開平
５−２８９０７７号公報においては、ランプハウスと導
光板の入射端面とをシールして内部に導光板とほぼ等し
い屈折率を有する液体を充填することが提案されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記両者は上
述の全反射によるロスの低減には有効であるものの、上
記立体角によるロスを低減させることはできない。また
前者においては上記のようなミラーフレームを新たに設
けることからどうしてもコストアップを招いてしまうも
のであり、後者においては液体の漏れが生じないように
しておかなくてはならない点でやはりコストアップを招
いてしまう。

【０００８】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは最小限のコストで導光
板の表面輝度の向上及び輝度の均一性の向上を図ること
ができるエッジライト式の照明装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、裏面
側に拡散反射部を有して表面側が光射出部とされている
導光板と、導光板の端面に対向する線状光源としてのラ
ンプと、ランプを囲んで反射光を導光板の上記端面に向
ける反射板とを備えているエッジライト式の照明装置に
おいて、ランプは導光板の厚み内で且つ導光板の厚み方
向において表面側に寄った位置に配されていることに特
徴を有している。この場合、図１から明らかなように、
ランプ３から出て導光板１の拡散反射部２が設けられた
裏面側へと向かう直接光の光量を、表面側へと向かう直
接光の光量よりも多くすることができ、前述の立体角に
よるロスを低減することができる。

【００１０】導光板のランプと対向する端面を導光板の
表面に対して鈍角をなす面として形成しておくことも有
効である。また、ランプと反射板との間に屈折率が空気
より大である透明材を挟み込んだり、導光板のランプと
対向する端面に反射抑制層をコーティングしたり、反射
板の導光板側を導光板の表面乃至裏面に対して傾斜した
平面で形成したり、ランプを導光板の端面に接する位置
に配したりすることも好ましい。

【００１１】ランプが紫外線ランプであり、導光板のラ
ンプと対向する端面に蛍光塗料が塗布されているもので
あってもよい。表面側に光拡散部を有するとともにこの
表面側が光射出部とされている導光板と、導光板の端面
に対向する線状光源としてのランプと、ランプを囲んで
反射光を導光板の上記端面に向ける反射板とを備えてい
るエッジライト式の照明装置においては、ランプは導光
板の厚み内で且つ導光板の厚み方向において裏面側に寄
った位置に配すればよい。

【００１２】さらにランプは導光板の側端部から一体に
延長されたランプ保持部によって保持されているものと
することも好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て説明すると、図２において、断面Ｕ字形の反射板４で
囲まれた冷陰極管からなるランプ３に一端面を対向させ
ている導光板１は光透過率の高い透明アクリル樹脂から
なる断面楔型のもので、ランプ３には厚みが最大となっ
ている端面が対向しており、その裏面側にはドットパタ
ーンの印刷や一体成形などによって拡散反射部２を備え
るとともに反射板６が裏面に配設されている。また導光
板１の表面には乳白色アクリル板からなる表示面兼拡散
板７が配されている。そして上記ランプ３は、導光板１
の厚み内で導光板１の厚み方向において表面側にずらし
て配置されている。

【００１４】この場合、ランプ３から出て導光板１の上
記一端面（入射端面）に向かう光のうち、導光板１の裏
面側へと向かう直接光の量を表面側へと向かう量よりも
多くとることができるものであり、導光板１を断面楔型
としてランプ３から見て奥の方まで直接光が届きやすく
なるようにしていることや、拡散反射部２の構成をラン
プ３からの距離に応じて変更（この構成については従来
からの多種のものを利用することができるために図示せ
ず）していることと併せて、表示面の輝度の均一性の向
上を図ることができるものであり、また全体としての輝
度の向上も得ることができる。

【００１５】図３に別の例を示す。ここでは導光板１に
おける入射端面と導光板１の表面とのなす角度αが鈍角
となるようにしている。この場合、上記角度αが直角で
ある場合に比して、ランプ３から出て導光板１の裏面側
の拡散反射部２に直接配光される光の量を更に多くする
ことができるために、導光板１表面の輝度の向上を得る
ことができると同時に表面の輝度分布を一様にすること
についての拡散反射部２による制御が容易となる。な
お、入射端面を上記のような傾斜面とした場合、ランプ
３は鎖線で示す位置であってもよい。

【００１６】図４に示したものでは、ランプ３における
導光板１に対向しない側と反射板４との間に屈折率が空
気より高くて柔軟なシート状の透明材８を挟み込んでい
る。今、導光板１と同じアクリル樹脂よりなるシートで
透明材８を形成したならば、空気からアクリル樹脂に光
が向かう場合の全反射角が８２°であるのに対して、ア
クリル樹脂から空気に光が向かう場合の全反射角は４２
°であることから、４２°以上の角度で透明材８に入っ
た光は、透明材８の内部で多重反射を繰り返した後、透
明材８の端面から導光板１側へと向かう。反射板４で反
射してランプ３に向かう光のランプ３による再吸収ロス
の低減を図ることができるようにしているわけである。
透明材８は図５に示すようにプラスチック光ファイバー
をシート状に束ねたものであってもよく、この場合、各
光ファイバーがランプ３の長手方向と交差するようにし
てランプ３と反射板４との間に配置する。

【００１７】導光板１の入射端面において生ずる反射の
抑制のために、屈折率が導光板１よりも小さい材料、た
とえばフッ化マグネシム（屈折率は１．３８）を１／４
波長厚でコーティングすることによる反射抑制層９を図
６に示すように導光板１の入射端面に形成すると、さら
に良好な結果を得ることができる。反射抑制層９を設け
ない場合のアクリル樹脂表面での反射率は垂直入射の場
合で約４％であり、斜め入射する場合の反射光成分は更
に増大するが、反射抑制層９を設けることによって表面
での反射率を２％以下に抑えることができ、また反射抑
制層９をいわゆるマルチコートとするならば反射率を更
に抑制することができる。

【００１８】反射板４に関しては、断面Ｕ字形あるいは
Ｃ字形とするのではなく、図７に示すように両側端が平
板状のもので且つ導光板１の裏面に対して傾いたものと
するとよい。反射板４で反射した後に導光板１に入る光
のうち、導光板１の裏面側及び奥側へと向かう光の量を
多くとることができる。また図８に示すようにランプ３
を入射端面に近づける、好ましくは入射端面に接触させ
たならば、直接光だけでなく、反射板４からの反射光を
更に効率よく導光板１の裏面側及び奥行き方向に集光入
射させることができて表示面の輝度の均一性の向上を図
ることができる。

【００１９】図９に別の例を示す。ここではランプ３と
して紫外線ランプを使用し、反射板４には銀による鏡面
処理ではなく、紫外線の反射に有効なアルミニウムの鏡
面処理を施したものを用いている。また導光板１の入射
端面には蛍光塗料５を塗布してある。紫外線によって蛍
光塗料５が出力する可視光が導光板１内に入るようにし
ているわけであり、このために導光板１への可視光とし
ての入射効率が高くなる。

【００２０】このものにおいても、図１０に示すように
導光板１の入射端面を表面に対して鈍角をなすようにし
ておくと、裏面側への配光性に加えて、２次光源として
の表面積を増大させることができることになるために表
面輝度を向上させることができる。ところで、エッジラ
イト式の照明装置の使用用途が表示灯のように微細な分
解能を必要としないものであれば、図１１に示すように
拡散部２’を導光板１の光射出部である表面側に配置
し、裏面側には反射板６のみを配置する形態のものであ
ってもよいが、この場合にはランプ３を導光板１の厚み
内で裏面側の方にずらして配置することで、拡散部２’
への直接光の量を増やすことができる。

【００２１】いずれにしても、図１２に示すように導光
板１の両側端部から夫々延長された保持部１５，１５に
よってランプ３の両端部が保持されるようにしておく
と、ランプ３の保持構造を簡略化することができるとと
もに、ランプ３を導光板１の表面輝度向上や輝度の均一
性の向上の点で有利な位置に確実に配置することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明においては、導光板
の厚み内で且つ導光板の厚み方向において表面側に寄っ
た位置にランプを配していることから、ランプから出て
導光板の拡散反射部が設けられた裏面側へと向かう直接
光の光量を、表面側へと向かう直接光の光量よりも多く
することができ、このために立体角によるロスを低減す
ることができるものであり、導光板の表面輝度の向上及
び輝度の均一性の向上に有利なものである。

【００２３】また、導光板のランプと対向する端面を導
光板の表面に対して鈍角をなす面として形成しておくな
らば、拡散反射部が設けられた裏面側へと向かう直接光
の光量を更に増大させることができて表面輝度の向上及
び輝度の均一性の向上を図ることができる。ランプと反
射板との間に屈折率が空気より大である透明材を挟み込
んだならば、ランプに再吸収されてしまう光の量を抑え
ることができてやはり導光板の表面輝度をより高くする
ことができ、導光板のランプと対向する端面に反射抑制
層をコーティングしても同じく導光板の表面輝度を向上
させることができる。

【００２４】さらに反射板の導光板側を導光板の表面乃
至裏面に対して傾斜した平面で形成したならば、反射板
で反射して導光板へと向かう光を導光板の裏面側及び奥
側へと向かわせることについて有利となるために、やは
り輝度及び輝度の均一性の向上を図ることができる。ラ
ンプを導光板の端面に接する位置に配した時にも、導光
板に入射する光量を増大させて輝度の向上を図ることが
できる上に、導光板の奥に達する光の量を増加させるこ
とができるために輝度の均一性の向上も得ることができ
る。

【００２５】ランプを紫外線ランプとし、導光板のラン
プと対向する端面に蛍光塗料を塗布したものである時に
は、導光板の上記端面が可視光を出力する二次発光面と
なるために、可視光を導光板内に導くという点で有効で
ある。表面側に光拡散部を有するとともにこの表面側が
光射出部とされている導光板と、導光板の端面に対向す
る線状光源としてのランプと、ランプを囲んで反射光を
導光板の上記端面に向ける反射板とを備えているエッジ
ライト式の照明装置においては、ランプは導光板の厚み
内で且つ導光板の厚み方向において裏面側に寄った位置
に配することで、拡散部への向かう直接光の量を増加さ
せて輝度の向上及び輝度の均一性の向上を図ることがで
きる。

【００２６】そして導光板の側端部から一体に延長され
たランプ保持部によってランプの保持を行うならば、ラ
ンプ保持構造を簡略化することができてコストダウンを
図ることができると共に、ランプを導光板の表面輝度向
上の点で有利な位置に確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の説明図である。

【図２】同上の実施の形態の一例の断面図である。

【図３】同上の他例の断面図である。

【図４】同上の別の例の断面図である。

【図５】同上の透明材の他例を示す斜視図である。

【図６】他の例を示す断面図である。

【図７】さらに他の例を示す断面図である。

【図８】別の例を示す断面図である。

【図９】他例を示す断面図である。

【図１０】さらに別の例を示す断面図である。

【図１１】異なる例の断面図である。

【図１２】ランプ保持構造の一例を示す斜視図である。

【図１３】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 導光板 ２ 拡散反射部 ３ ランプ ４ 反射板

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面側に拡散反射部を有して表面側が光
   射出部とされている導光板と、導光板の端面に対向する
   線状光源としてのランプと、ランプを囲んで反射光を導
   光板の上記端面に向ける反射板とを備えているエッジラ
   イト式の照明装置において、ランプは導光板の厚み内で
   且つ導光板の厚み方向において表面側に寄った位置に配
   されていることを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 導光板のランプと対向する端面は導光板
   の表面に対して鈍角をなす面として形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 【請求項３】 ランプと反射板との間には屈折率が空気
   より大である透明材が挟み込まれていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の照明装置。
4. 【請求項４】 導光板のランプと対向する端面には反射
   抑制層がコーティングされていることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかの項に記載の照明装置。
5. 【請求項５】 反射板の導光板側は導光板の表面乃至裏
   面に対して傾斜した平面で形成されていることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかの項に記載の照明装置。
6. 【請求項６】 ランプは導光板の端面に接する位置に配
   されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの
   項に記載の照明装置。
7. 【請求項７】 ランプは紫外線ランプであり、導光板の
   ランプと対向する端面には蛍光塗料が塗布されているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の照
   明装置。
8. 【請求項８】 表面側に光拡散部を有するとともにこの
   表面側が光射出部とされている導光板と、導光板の端面
   に対向する線状光源としてのランプと、ランプを囲んで
   反射光を導光板の上記端面に向ける反射板とを備えてい
   るエッジライト式の照明装置において、ランプは導光板
   の厚み内で且つ導光板の厚み方向において裏面側に寄っ
   た位置に配されていることを特徴とする照明装置。
9. 【請求項９】 ランプは導光板の側端部から一体に延長
   されたランプ保持部によって保持されていることを特徴
   とする請求項１または８記載の照明装置。