JPH10142602A - サイドライト型面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サイドライト型面光源装置において、出射光量
の分布を均一化して、高品位の照明光を出射する。 【解決手段】照明光を屈曲して出射する板状部材１１の
出射面１１Ｃと対向する面１１Ｂに、入射面１１Ａでな
る端面より所定距離Ｄだけ離間して、帯状に、隣接する
領域１２Ｓに比して照明光を散乱する程度の高い光拡散
領域１２Ｍを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイドライト型面
光源装置に関し、例えば入射面より遠ざかるに従って板
状部材の板厚が薄くなるように形成されたサイドライト
型面光源装置に適用するものである。本発明は、出射面
と対向する面に、入射面でなる端面より所定距離だけ離
間して、帯状に、隣接する領域に比して照明光を散乱す
る程度の高い光拡散領域を形成することにより、従来に
比して出射光量の分布を均一化して高品位の照明光を出
射することができるようにする。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶表示装置においては、
サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明
し、これにより全体形状を薄型化するようになされてい
る。

【０００３】すなわちサイドライト型面光源装置は、棒
状光源でなる一次光源を板状部材（すなわち導光板でな
る）の側方に配置し、この一次光源より出射される照明
光を導光板の端面より導光板に入射する。さらにサイド
ライト型面光源装置は、この照明光を屈曲して、導光板
の平面より液晶表示パネルに向けて出射し、これにより
全体形状を薄型化できるようになされている。

【０００４】このようなサイドライト型面光源装置は、
ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、
一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄
く形成した形式のものとがあり、後者は、前者に比して
効率良く照明光を出射することができる。

【０００５】図３は、この後者のサイドライト型面光源
装置１の一例を示す分解斜視図である。このサイドライ
ト型面光源装置１は、光散乱導光板２の側方に一次光源
３を配置し、反射部材としての反射シート４、光散乱導
光板２、プリズムシート５を順次積層して形成される。

【０００６】一次光源３は、冷陰極管でなる蛍光ランプ
８の周囲を、リフレクター９で囲って形成され、リフレ
クター９の開口側より光散乱導光板２の端面２Ａに照明
光を入射する。ここでリフレクター９は、入射光を正反
射又は乱反射（すなわち拡散反射でなる）する例えばシ
ート材により形成される。

【０００７】反射シート４は、金属箔等でなるシート状
の正反射部材、又は白色ＰＥＴフィルム等でなるシート
状の乱反射部材（拡散反射部材）により形成され、斜面
２Ｂ（図４参照）より漏れ出す照明光を反射して光散乱
導光板２に入射し、これにより照明光の利用効率を向上
させる。

【０００８】光散乱導光板２は、断面楔型形状の導光板
で、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から
なるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の
微粒子が一様に混入分散されて形成される。これにより
Ａ−Ａ線により切り取って図４に断面を示すように、こ
の光散乱導光板２は、一次光源３側端面でなる入射面２
Ａより照明光Ｌを入射し、透光性の微粒子により照明光
Ｌを散乱させながら、また乱反射部材による反射シート
４を適用した場合は、この反射シート４により一部乱反
射させながら、反射シート４側平面（以下斜面と呼ぶ）
２Ｂとプリズムシート５側平面（以下出射面と呼ぶ）２
Ｃとの間を繰り返し反射して照明光を伝搬する。

【０００９】この伝搬の際に、照明光Ｌは、斜面２Ｂで
反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出
射面に対して臨界角以下の成分が出射面２Ｃより出射さ
れる。この出射面２Ｃより出射される照明光は、光散乱
導光板２の内部において透光性の微粒子により散乱さ
れ、また反射シート４により乱反射して伝搬されること
により、散乱光により出射される。しかしながらこの照
明光Ｌは、出射面２Ｃに対して伝搬方向に傾いて形成さ
れた斜面２Ｂを反射して伝搬することにより、主たる出
射方向が楔型形状の先端方向に傾いて形成される。すな
わち出射光Ｌが指向性を有するようになり、これにより
サイドライト型面光源装置１は、指向出射性を有するよ
うになる。

【００１０】プリズムシート５は、この照明光Ｌの指向
性を補正するために配置される。プリズムシート５は、
ポリカーボネート等の透光性のシート材で形成され、両
面にプリズム面が形成される。ここでプリズム面は、一
方向にほぼ平行に延長する断面三角形形状の突起が繰り
返されて形成される。プリズムシート５は、光散乱導光
板２側のプリズム面において、断面三角形形状の突起が
入射面２Ａと平行に延長するように、これと逆側面にお
いて、断面三角形形状の突起が入射面２Ａと直交する方
向に延長するように形成される。

【００１１】これによりプリズムシート５は、この三角
形形状の突起の斜面で、出射光の主たる出射方向を出射
面２Ｃの正面方向に補正する。なおプリズムシートとし
ては、片面にプリズム面を形成した構造のいわゆる片面
プリズムシートを組み合わせて用いる場合もある。これ
によりこのサイドライト型面光源装置１では、ほぼ均一
な板厚により光散乱導光板を形成した方式のサイドライ
ト型面光源装置に比して、出射光を正面方向に効率良く
出射できるようになされている。

【００１２】なお、このような指向出射性を有する導光
板を用いたサイドライト型面光源装置として、透明部材
又は半透明部材により、楔型形状又は楔型形状に近い形
状に導光板を形成し、或いは平板形状の導光板を形成
し、この導光板の出射面及び又は裏面に散乱膜、粗面等
を形成したものもある。このようなサイドライト型面光
源装置においても、同様に、出射光を正面方向に効率良
く出射できるようになされている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような指
向出射性を有する導光板を用いたサイドライト型面光源
装置１は、出射面の入射面近傍に、輝度レベルの高い領
域（以下明帯と呼ぶ）と輝度レベルの低い領域（以下暗
帯と呼ぶ）とが帯状に形成され（図３）、これにより出
射光量の分布が不均一化し、輝度ムラが発生する問題が
あった。

【００１４】この問題を解決する１つの方法として、入
射面に光拡散面を形成する方法も考えられるが、光散乱
導光板の形状によっては、この方法でも充分に輝度ムラ
を抑圧できない場合がある。

【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、出射光量の分布を均一化することができるサイドラ
イト型面光源装置を提案しようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、板状部材の端面から照明光を入射
し、この照明光を屈曲して板状部材の出射面より出射す
るサイドライト型面光源装置に適用する。このサイドラ
イト型面光源装置において、板状部材の出射面と対向す
る面側に、端面より所定距離だけ離間して、帯状に、隣
接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散
領域を形成する。

【００１７】このとき板状部材の出射面と対向する面
に、又は板状部材の出射面と対向する面側に配置する反
射部材に、この光拡散領域を形成する。

【００１８】これに代えて、又はこれに加えて、端面よ
り遠ざかるに従って板厚が徐々に低減するように、板状
部材を形成する。

【００１９】端面より入射した照明光は、出射面と、出
射面に対向する面との間で反射を繰り返しながら、出射
面に対して臨界角以下の成分が出射される。従って板状
部材の出射面と対向する面側においては、明帯及び暗帯
に対応して、入射光量の大きな領域と、入射光量の小さ
な領域とが形成されることになる。

【００２０】これによりこの対向する面側において、端
面より所定距離だけ離間して、帯状に、隣接する領域に
比して高い光拡散領域を形成すれば、この対向する面側
の照明光光量の多い領域で照明光を散乱させて、暗帯に
振り分けることができ、その分出射光量を均一化するこ
とができる。

【００２１】このとき板状部材の出射面と対向する面
に、又は板状部材の出射面と対向する面側に配置する反
射部材に、この光拡散領域を形成すれば、例えば対向す
る面、あるいは反射部材を一部加工することにより、簡
易に光拡散領域を形成することができる。

【００２２】またこれに代えて、又はこれに加えて、端
面より遠ざかるに従って板厚が徐々に低減するように、
板状部材を形成する場合に適用して、高品位の照明光を
出射することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００２４】図１は、本発明の実施の形態に係るサイド
ライト型面光源装置を斜面側より見て示す斜視図であ
る。このサイドライト型面光源装置１は、光散乱導光板
２に代えて、光散乱導光板１１が適用される以外、図３
について上述したサイドライト型面光源装置１と同一に
構成される。なおこの図１において、図３について上述
した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、
重複した説明は省略する。

【００２５】また光散乱導光板１１は、斜面１１Ｂの一
部に光拡散領域１２が形成される点を除いて、図３につ
いて上述した光散乱導光板２と同一に形成され、この光
拡散領域１２を除いて、全ての面がほぼ鏡面により形成
される。なおこのサイドライト型面光源装置１０は、反
射シート４として、正反射部材でなる銀を蒸着したシー
ト材が適用される。

【００２６】光拡散領域１２は、マット面処理により所
定の粗さのマット面（シボ面）に形成され、Ｂ−Ｂ線に
より切り取って断面を図２（Ｂ）に示すように、入射面
１１Ａと平行に、入射面１１Ａより所定距離Ｄだけ離間
して、主の光拡散領域１２Ｍが所定の幅により形成さ
れ、この主の光拡散領域１２Ｍの両側に緩衝用の光拡散
領域１２Ｓが形成されるようになされている。

【００２７】ここで主の光拡散領域１２Ｍは、出射面に
おいて入射面側より最初に表れる明帯に対応する位置に
（図２（Ａ）及び（Ｂ））、この明帯に対応する幅によ
り作成される。なおこの図２（Ａ）においては、従来の
サイドライト型面光源装置１における出射光量を点線に
より、サイドライト型面光源装置１０における出射光量
を実線により示す。

【００２８】具体的に、この光散乱導光板１１では、出
射面１１Ｃ及び斜面１１Ｂの間で繰り返し反射して、入
射面１１Ａより入射した照明光を楔型先端に伝搬し、こ
のとき臨界角以下の成分を出射面１１Ｃより出射する。
従って明帯においては、入射面側に逆上った斜面１１Ｂ
の帯状領域より主たる照明光が到来し、光散乱導光板１
１では、隣接する領域に比してこの帯状領域で照明光光
量が過大になることにより、明帯が形成され、また隣接
する領域で暗帯が形成されることになる。

【００２９】主の光拡散領域１２Ｍは、この照明光光量
の過大な帯状領域に形成され、この過大な照明光を散乱
して、隣接する光量の不足する領域に振り分ける。これ
により主の光拡散領域１２Ｍは、この振り分けた照明光
により最初の明帯と、隣接する暗帯との間の照明光光量
を均一化する。また続いて楔型先端側に順次発生する明
帯及び暗帯との照明光光量を均一化する。

【００３０】これに対して緩衝用の光拡散領域１２Ｓ
は、出射面１１Ｃ側より観察して、この主の光拡散領域
１２Ｍが目立たないように、照明光を散乱する。すなわ
ち主の光拡散領域１２Ｍは、算術平均粗さＲａが０．０
８〜０．１６〔μｍ〕の範囲で、斜面１１Ｂを粗面にし
て形成されるのに対し、緩衝用の光拡散領域１２Ｓは、
算術平均粗さＲａが０．０６〜０．０９〔μｍ〕の範囲
で、斜面１１Ｂを粗面にして形成され、これにより主の
光拡散領域１２Ｍの境界を目立たなくするようになされ
ている。因みに、他の鏡面は、算術平均粗さＲａが０．
００６〔μｍ〕程度に形成される。

【００３１】なお、光散乱導光板１１においては、照明
光により照らし出された入射面の上側エッジ及び下側エ
ッジが出射面より観察されることにより、入射面１１Ａ
の近傍で輝度レベルが急激に立ち上がる。この実施の形
態においては、入射面より所定の領域ＡＲをフレームに
より縁取りし、これにより輝度レベルのピークが出射面
側より観察されないようになされている。

【００３２】以上の構成において、蛍光ランプ８から射
出された照明光Ｌは（図２、図４）、直接に、又はリフ
レクター９で反射した後、入射面１１Ａより光散乱導光
板１１の内部に入射し、この照明光が透光性の微粒子に
より散乱を受けながら斜面１１Ｂと出射面１１Ｃとの間
で反射を繰り返して光散乱導光板１１の内部を伝搬す
る。このときこの照明光は、斜面１１Ｂで反射する毎に
出射面１１Ｃに対する入射角が低下し、出射面１１Ｃに
対して臨界角以下の成分が出射面１１Ｃより出射され
る。

【００３３】これにより照明光は、入射面１１Ａの直近
の領域において、主に、入射面１１Ａより直接出射面１
１Ｃに到来した臨界角以下の成分が出射され、続く楔型
先端側の領域では、主に、入射面１１Ａより直接斜面１
１Ｂに到来し、ここで反射されて出射面１１Ｃに到来し
た臨界角以下の成分が出射される。また続く楔型先端側
の領域では、主に、直接出射面１１Ｃに到来して反射さ
れた臨界角以下の成分が、斜面１１Ｂにより反射されて
出射面１１Ｃに到来し、このうちの臨界角以下の成分が
出射され、何ら対策を施さない場合、この成分が第１の
明帯を形成する。またこの明帯の領域で反射された照明
光が斜面１１Ｂ及び出射面１１Ｃにて反射を繰り返すこ
とにより、続く明帯が順次形成される。

【００３４】この第１の明帯を形成する照明光成分は、
斜面１１Ｂにおいて反射する際に、主の光拡散領域１２
Ｍにより散乱を受け、隣接する領域に振り分けられ、こ
れにより出射面１１Ｃの対応する領域と隣接する領域と
の間の光量が均一化され、明帯及び暗帯の発生が有効に
回避される。

【００３５】またこの主の光拡散領域１２Ｍに比して光
拡散の程度が低い隣接する緩衝用の光拡散領域１２Ｓを
間に挟んで、斜面１１Ｂの鏡面部分と主の光拡散領域１
２Ｍが接続されることにより、出射面１１Ｃより見て主
の光拡散領域１２Ｍを目立たなくすることができる。

【００３６】以上の構成によれば、光散乱導光板１１の
斜面に、明帯に対応して、入射面より所定距離だけ離間
して帯状に主の光拡散領域１２Ｍを形成し、明帯を形成
する照明光を隣接する領域に振り分けることにより、出
射光の光量分布を均一化して、高品位の出射光を射出す
ることができる。

【００３７】なお上述の実施の形態では、主の光拡散領
域１２Ｍの両側に、主の光拡散領域１２Ｍに比して光拡
散の程度が低い緩衝用の光拡散領域１２Ｓを配置する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、主の光拡
散領域１２Ｍより徐々に光拡散の程度が低減するように
斜面を形成しても良い。また出射面側に光拡散シート等
を配置する場合は、この光拡散シート等により主の光拡
散領域１２Ｍの境界が目立たなくなることにより、この
場合は主の光拡散領域１２Ｍだけを配置してもよい。

【００３８】また上述の実施の形態では、マット面処理
により、光拡散領域を形成する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、サンドペーパーによるブラスト
処理、化学エッチング処理により粗面に形成する場合
等、種々の粗面形成手段を広く適用することができる。
また粗面化により照明光を拡散する場合に限らず、白色
インク等の光拡散材料を付着させて光拡散領域を形成し
てもよい。

【００３９】さらに上述の実施の形態では、光散乱導光
板に直接光拡散領域を形成する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば反射部材としての反射シ
ートに印刷を施し、反射シートと一体に光拡散領域を形
成してもよい。また斜面を粗面に形成して金属膜等を蒸
着することにより、斜面と反射シートを一体化して光拡
散領域を形成してもよい。

【００４０】また上述の実施の形態においては、銀を蒸
着したフィルムにより反射シートを形成する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、種々の正反射部材
を広く適用することができ、また白色ＰＥＴ等の乱反射
部材を使用する場合にも広く適用することができる。

【００４１】さらに上述の実施の形態においては、光拡
散領域以外の面については鏡面により光散乱導光板を形
成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
光散乱導光板の入射面に光拡散面を形成する場合にも広
く適用することができる。

【００４２】さらに上述の実施の形態では、光制御部材
として両面にプリズム面を形成した両面プリズムシート
を出射面に配置する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、片面にプリズム面を形成した片面プリズム
シートを積層して配置する場合等についても広く適用す
ることができる。

【００４３】また上述の実施の形態においては、透光性
微粒子を分散混入して光散乱導光板を構成する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、シリカ等の微粒
子を分散混入して光散乱導光板を形成する場合にも広く
適用することができる。

【００４４】さらに上述の実施の形態では、断面楔型形
状の板状部材でなる光散乱導光板を用いたサイドライト
型面光源装置に本発明を適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、ほぼ均一な板厚により光散
乱導光板を形成した方式のサイドライト型面光源装置、
あるいはその他の指向出射性を有する導光板を用いたサ
イドライト型面光源装置にも広く適用することができ
る。

【００４５】また上述の実施の形態では、一端面より照
明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成のサ
イドライト型面光源装置にも広く適用することができ
る。

【００４６】さらに上述の実施の形態では、液晶表示装
置の面光源装置に本発明を適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置
等のサイドライト型面光源装置に広く適用することがで
きる。

【００４７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、出射面と
対向する面に、入射面でなる端面より所定距離だけ離間
して、帯状に、隣接する領域に比して照明光を散乱する
程度の高い光拡散領域を形成することにより、出射光量
の分布を均一化して高品位の照明光を出射することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサイドライト
型面光源装置を示す斜視図である。

【図２】図１のサイドライト型面光源装置をＢ−Ｂ線に
より切り取って示す断面図と、対応する特性曲線図であ
る。

【図３】従来のサイドライト型面光源装置を示す分解斜
視図である。

【図４】図３をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１、１０ サイドライ
ト型面光源装置 ２、１１ 光散乱導光
板 ２Ａ、１１Ａ 入射面 ２Ｂ、１１Ｂ 斜面 ３ 一次光源 ４ 反射シート ５ プリズムシ
ート １２ 光拡散領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状部材の端面から照明光を入射し、前
   記照明光を屈曲して前記板状部材の出射面より出射する
   サイドライト型面光源装置において、 前記板状部材の出射面と対向する面側に、前記端面より
   所定距離だけ離間して、帯状に、隣接する領域に比して
   前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成した
   ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。
2. 【請求項２】 前記光拡散領域は、 前記板状部材の前記出射面と対向する面に形成されたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のサイドライト型面光源
   装置。
3. 【請求項３】 前記板状部材の出射面と対向する面側
   に、前記対向する面より漏れ出す前記照明光を前記板状
   部材の内部に反射する反射部材を有し、 前記光拡散領域は、 前記反射部材に形成されたことを特徴とする請求項１に
   記載のサイドライト型面光源装置。
4. 【請求項４】 前記板状部材は、 前記端面より遠ざかるに従って板厚が徐々に低減するよ
   うに形成されたことを特徴とする請求項１、請求項２又
   は請求項３に記載のサイドライト型面光源装置。