JPH10197723A - 平面発光装置及び平面発光装置の導光板 - Google Patents

平面発光装置及び平面発光装置の導光板

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JPH10197723A
JPH10197723A JP9000405A JP40597A JPH10197723A JP H10197723 A JPH10197723 A JP H10197723A JP 9000405 A JP9000405 A JP 9000405A JP 40597 A JP40597 A JP 40597A JP H10197723 A JPH10197723 A JP H10197723A
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JP
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guide plate
light
light guide
emitting device
mirror
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JP9000405A
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Tokio Mizukami
時雄 水上
Yoshiyuki Nakaya
芳幸 中矢
Norio Doi
紀男 土井
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AIMESU KK
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AIMESU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で、視野角、輝度が向上し、かつ
コストが大幅に低減できる平面発光装置を得る。 【構成】 線状光源;一端面をこの線状光源からの光束
の入射端面とし、他端面に向けて厚みを減少させ、その
表裏の一面を光束出射面とする導光板;この導光板の他
面に設けた、線状光源と平行をなす微細平行凹凸群、こ
の微細平行凹凸群の各凹凸の表面は鏡面からなること;
及びこの導光板の鏡面微細平行凹凸群の外面に設けた反
射シート;を備えた平面発光装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、平面発光装置及びその導光板に
関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】平面発光装置は、例えば、
液晶ディスプレイの液晶パネルを背面から照明するバッ
クライトとして広く使用されている。図8は、従来のバ
ックライト1の構成例を示すもので、断面楔状をなす導
光板2、この導光板2の裏面2aに重ねた反射シート
3、表面の光束出射面2bに重ねた拡散板4、一枚ない
し二枚のプリズムシート5及び拡散板6、及び導光板2
の肉厚側の端部に、その厚さ内に位置させて設けた線状
光源(棒状光源、蛍光管)7を基本構成要素としてい
る。導光板2は通常透明なアクリル樹脂から構成され、
その裏面2aには、反射シート3による反射光を均一化
する目的の特定の拡散パターン2aが付されている。線
状光源7の背面(または線状光源7自体)には、断面略
半円弧(半楕円)状の反射板7aが位置している。プリ
ズムシート5は、表面が鏡面からなる断面鋸歯状の平行
微細凹凸を有し、集光作用を有する。
【0003】この従来のバックライト1は、導光板2と
反射シート3によって光を前に導いて、光束出射面2b
から出射させ、出射した光束を、拡散板4、プリズムシ
ート5及び拡散板6で制御して、出射方向へ集中させる
という技術思想によっている。つまり、導光板2と反射
シート3は、光を出射面2bに均一に出射させるという
機能だけしか持っていない。そして、輝度及び視野角を
増すために、導光板2の光束出射面2bに複数のシート
材料4、5、6を重ねる構成としているため、部品点数
が多くコストが高いばかりか、各シート材の表裏面での
反射、屈折による光のロスが避けられず、高輝度で大き
い視野角を得ることが困難であった。視野角とは、発光
面と直交する方向から、発光面を見る方向を変化させて
いったとき、発光面が明るく見える限界の角度をいう。
【0004】
【発明の目的】本発明は、従来品についての以上の問題
意識に基づき、構造が簡単で、視野角、輝度が向上し、
かつコストが大幅に低減できる平面発光装置を得ること
を目的とする。また本発明は、特にこの平面発光装置に
用いる導光板を得ることを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明は、平面発光装置の機能を、合成
樹脂材料からなる導光板に全て組み込むという斬新な発
想に基づいてなされたものである。すなわち、本発明の
平面発光装置は、線状光源;一端面をこの線状光源から
の光束の入射端面とし、他端面に向けて厚みを減少さ
せ、その表裏の一面を光束出射面とする導光板;この導
光板の他面に設けた、線状光源と平行をなす微細平行凹
凸群、この微細平行凹凸群の各凹凸の表面は鏡面からな
ること;及びこの導光板の鏡面微細平行凹凸群の外面に
設けた反射シート;を備えたことを特徴としている。ま
た、本発明の平面発光装置の導光板は、線状光源からの
光束を入射させる入射端面から他端面にかけて厚さを減
少させ、その表裏の一面を光束出射面とする導光板にお
いて、光束出射面と反対側の他面に、線状光源と平行を
なし、表面が鏡面からなる鏡面微細平行凹凸群を設けた
ことを特徴としている。
【0006】鏡面微細平行凹凸群は、従来品に言うプリ
ズムシートに相当するものであり、このプリズムシート
を、導光板の光束出射面の反対側の面に直接設けた点
に、本発明の斬新さがある。各鏡面微細平行凹凸群の各
微細凹凸は、プリズムシートと同様に、断面三角形と
し、さらに、その間隔、高さ、傾斜の少なくとも一つ以
上を、線状光源側の一端面から他端面にかけて、光束出
射面の輝度が均一になるように変化させることが好まし
い。あるいは、この鏡面微細平行凹凸群の各微細凹凸
は、ある種のプリズムシートが採用しているように、断
面波形とすることもできる。そして、その間隔と高さの
少なくとも一つ以上を、線状光源側の一端面から他端面
にかけて、光束出射面の輝度が均一になるように変化さ
せることが好ましい。断面形状を問わず、このような鏡
面微細平行凹凸群の間隔は、30〜800μmの範囲で
設定することが好ましい。
【0007】この鏡面微細平行凹凸群は、導光板の上記
他面に直接形成しても、導光板とは別部材からなるシー
ト材に形成し、このシート材を導光板に接着してもよい
が、コスト面から導光板に直接形成する方が好ましい。
【0008】導光板の光束出射面は平面(鏡面)とする
他、拡散面とすることもできる。また、導光板の鏡面微
細平行凹凸群による光束出射面の輝度が、線状光源側程
高い特性を示す場合には、導光板の光束出射面の外側に
位置させる反射シートに、線状光源に近い側の反射率が
低く、線状光源から離れる程反射率が高くなる反射特性
を与えることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1、図2は、本発明の平面発光
装置10の基本実施形態を示している。この平面発光装
置10は、樹脂製、例えばアクリル樹脂製の導光板1
1、反射シート12、線状光源13、及び反射板14を
基本構成要素としており、従来品のような別部材として
のプリズムシートや拡散板を備えていない。
【0010】導光板11は、断面楔状をなしていて、そ
の厚肉側の端面を光束入射端面11aとし、この光束入
射端面11aから他端面にかけて、厚さを減じている。
この導光板11の表裏の一面は、平面(鏡面)からなる
光束出射面11bであり、裏面に、本導光板11の最大
の特徴である鏡面微細平行凹凸群20が直接形成されて
いる。反射シート12は、この鏡面微細平行凹凸群20
a上に位置する。
【0011】鏡面微細平行凹凸群20は、線状光源13
と平行をなす超多数の微細凹凸(条)20a群からなる
もので、各微細凹凸の表面は鏡面をなしている。従来品
を説明した図8において、導光板2の拡散パターン2a
は、微細凹凸からなるが、この鏡面微細平行凹凸群20
とは、各微細凹凸の表面が鏡面からなること、微細凹凸
(条)20aが線状光源13と平行をなしていること、
及び微細凹凸が導光板11の全面に形成されているこ
と、において区別される。
【0012】図3、図4は、この鏡面微細平行凹凸群2
0の微細凹凸(条)20aの具体的断面形状例を示して
いる。図3は、断面が三角形(山形)の微細凹凸(条)
20a、図4は、断面が波形の微細凹凸(条)20aで
ある。三角形断面の微細凹凸の頂角は、90〜120゜
とするのがよい。そして、これらの微細凹凸(条)20
aは、図5に示すように、その間隔、高さ、及び傾斜の
少なくとも一つを、導光板11の光束入射端面11a側
から他端面にかけて、変化させることが好ましい。すな
わち、この鏡面微細平行凹凸群20は、反射シート12
とともに、光束出射面11bに向けて光束を出射させる
だけでなく、できるだけ均一な輝度で、かつ大きい視野
角で光束を出射させる機能を担うものである。このた
め、線状光源13に近い側(図5のA側)から遠い側
(図5のB側)にかけて、高さ(深さ)dを深くし(図
5上段)、微細凹凸(条)20aの間隔pを狭くし(同
中段)、あるいは微細凹凸(条)20aの傾斜θを変化
させる(図5下段)ことにより、光束出射面11bの輝
度を均一にし、視野角を大きくすることができる。傾斜
θは、各微細凹凸(条)20aの二等分線と巨視的に見
た導光板11の裏面とのなす角度とし、この角度θが、
線状光源13に近い側から遠い側にかけて、徐々に小さ
くなるようにする。勿論、これらの深さ、間隔、傾斜の
変化は、二以上を組み合わせてもよい。
【0013】微細凹凸(条)20aの間隔pは、具体的
には、30〜800μm、高さdは20〜300μm、
角度θは、90〜120゜程度とするのがよい。図5で
は、断面三角形状の微細凹凸(条)20aについて述べ
たが、断面波形の微細凹凸(条)20aについても同様
である。
【0014】導光板11の裏面に設けた鏡面微細平行凹
凸群20(及びこれに沿わせて配置した反射シート1
2)により、光束出射面11bに均一な輝度及び大きい
視野角が得られる理由は、必ずしも明瞭ではないが、各
微細凹凸(条)20aを構成する鏡面により、線状光源
13からの光束が反射又は屈折し、反射シート12に向
かった光束は、再び鏡面微細平行凹凸群20から導光板
11内に入り、最終的にほとんど全ての光束が光束出射
面11bから出射するからであると推論される。なお、
光束出射面11bは、鏡面、拡散面(粗面)のいずれも
用いることができる。
【0015】以上のように、鏡面微細平行凹凸群20の
微細凹凸(条)20aの形状を変化させても、なお線状
光源13に近い側の光束出射面11bの輝度が高くなる
場合には、反射シート12の反射率を段階的に変化させ
ることが好ましい。すなわち、反射シート12の反射率
を、線状光源13から離れるに従って漸増させる(線状
光源に近付くにつれて漸減させる)のである。このよう
な反射率の設定は、現在の反射膜作成のグラデュエーシ
ョン技術によって、任意に行なうことができる。
【0016】以上の例では、鏡面微細平行凹凸群20を
導光板11自体に作成しているが、図6に示すように、
鏡面微細平行凹凸群20を導光板11とは別体の合成樹
脂シート材21に設け、この合成樹脂シート材21の鏡
面と導光板11の鏡面とを接着しても、同様の作用が期
待できる。この合成樹脂シート材21は、現在のプリズ
ムシート、あるいはその鏡面微細平行凹凸群の深さ、間
隔、傾斜の一以上を変化させたプリズムシートに相当す
る。プリズムシート自体の製造技術は確立されているか
ら、その製造に困難はない。もっとも、導光板11は、
射出成形によって製造するものであるから、その成形型
に鏡面微細平行凹凸群20のパターンを形成し、導光板
11自体に鏡面微細平行凹凸群20を形成すれば、より
安価に本発明による導光板あるいはこれを用いた平面発
光装置を得ることができる。
【0017】さらに、以上の例では、楔状の導光板11
を示したが、図7に示すように、光束出射面11bの反
対側の面が曲面からなり、線状光源13側の端面からそ
の反対側の端面にかけて、厚さを減じる形状の導光板1
1にも、本発明は適用可能である。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明の平面発光素子及び
導光板は、構造が簡単で、視野角、輝度が向上し、かつ
コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による平面発光装置の実施例を示す、導
光板と反射シートを離して描いた断面図である。
【図2】図1の斜視図である。
【図3】本発明の導光板の鏡面微細平行凹凸群の形状例
を示す断面図である。
【図4】同別の形状例を示す断面図である。
【図5】鏡面微細平行凹凸群の間隔、高さ、傾斜の変化
を説明する図である。
【図6】導光板と、鏡面微細平行凹凸群を有するシート
を別に形成して接着する実施例の断面図である。
【図7】導光板の別の形状例を示す断面図である。
【図8】従来のバックライトの構造例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
10 平面発光装置 11 導光板 11a 光束入射端面 11b 光束出射面 12 反射シート 13 線状光源 14 反射板 20 鏡面微細平行凹凸群 20a 微細凹凸(条) 21 合成樹脂シート材

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線状光源;一端面をこの線状光源からの
    光束の入射端面とし、他端面に向けて厚みを減少させ、
    その表裏の一面を光束出射面とする導光板;この導光板
    の他面に設けた、上記線状光源と平行をなす微細平行凹
    凸群、この微細平行凹凸群の各凹凸面の表面は鏡面から
    なること;及びこの導光板の鏡面微細平行凹凸群の外面
    に設けた反射シート;を備えたことを特徴とする平面発
    光装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の平面発光装置において、
    各鏡面微細平行凹凸群の各微細凹凸は、断面三角形また
    は断面波形をなしている平面発光装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の平面発光装置において、
    鏡面微細平行凹凸群の各微細凹凸は、その間隔、高さ、
    傾斜の少なくとも一つ以上が、線状光源側の一端面から
    他端面にかけて、上記光束出射面の輝度が均一になるよ
    うに変化している平面発光装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項記載の
    平面発光装置において、導光板の光束出射面は平面から
    なっている平面発光装置。
  5. 【請求項5】 請求項4項記載の平面発光装置におい
    て、導光板の光束出射面は拡散面からなっている平面発
    光装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか1項記載の
    平面発光装置において、鏡面微細平行凹凸群は、導光板
    の上記他面に直接形成されている平面発光装置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし5のいずれか1項記載の
    平面発光装置において、鏡面微細平行凹凸群は、導光板
    とは別部材からなるシート材に形成され、このシート材
    が導光板に接着されている平面発光装置。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1項記載の
    平面発光装置において、鏡面微細平行凹凸群の間隔は、
    30〜800μmである平面発光装置。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか1項記載の
    平面発光装置において、反射シートは、線状光源に近い
    側の反射率が低く、線状光源から離れる程反射率が高く
    なる反射特性を有する平面発光装置。
  10. 【請求項10】 線状光源からの光束を入射させる入射
    端面から他端面にかけて厚さを減少させ、その表裏の一
    面を光束出射面とする導光板において、 上記光束出射面と反対側の他面に、上記線状光源と平行
    をなし、表面が鏡面からなる鏡面微細平行凹凸群を設け
    たことを特徴とする平面発光装置の導光板。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の導光板において、各
    鏡面微細平行凹凸群は、断面三角形をなし、その間隔、
    高さ、傾斜の少なくとも一つ以上が、線状光源側の一端
    面から他端面にかけて、上記光束出射面の輝度が均一に
    なるように変化している平面発光装置の導光板。
  12. 【請求項12】 請求項10記載の導光板において、鏡
    面微細平行凹凸群は、断面波形をなし、その間隔と高さ
    の少なくとも一つ以上が、線状光源側の一端面から他端
    面にかけて、上記光束出射面の輝度が均一になるように
    変化している平面発光装置の導光板。
  13. 【請求項13】 請求項10ないし12のいずれか1項
    記載の導光板において、上記光束出射面は平面からなっ
    ている平面発光装置の導光板。
  14. 【請求項14】 請求項13記載の導光板において、上
    記光束出射面は拡散面からなっている平面発光装置の導
    光板。
  15. 【請求項15】 請求項10ないし14のいずれか1項
    記載の導光板において、鏡面微細平行凹凸群は、上記他
    面に直接形成されている平面発光装置の導光板。
  16. 【請求項16】 請求項10ないし14のいずれか1項
    記載の導光板において、鏡面微細平行凹凸群は、導光板
    とは別部材からなるシート材に形成され、このシート材
    が導光板に接着されている平面発光装置の導光板。
  17. 【請求項17】 請求項10ないし16のいずれか1項
    記載の導光板において、鏡面微細平行凹凸群の間隔は、
    30〜800μmである平面発光装置の導光板。
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