JPH10255527A - 指向性面状光源 - Google Patents
指向性面状光源Info
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- JPH10255527A JPH10255527A JP9057384A JP5738497A JPH10255527A JP H10255527 A JPH10255527 A JP H10255527A JP 9057384 A JP9057384 A JP 9057384A JP 5738497 A JP5738497 A JP 5738497A JP H10255527 A JPH10255527 A JP H10255527A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】効率的に光線を利用でき、薄く、均一で指向性
の高い面状光源を提供する。 【解決手段】透明で平滑な表面を持つ導光板上に、少な
くとも一部が該導光板に光学的に密着した微小立体の配
列が形成され、該導光板の少なくとも一側面に線状光源
が配置された面状光源において、前記微小立体が線状光
源に対して一つ以上の平行な壁面を有しており、該微小
立体は前記導光板表面から高さ方向に遠ざかるに従って
拡幅していく形状であり、前記微小立体の壁面形状とし
て、少なくとも前記線状光源から見て遠い方にある該側
面の傾斜が、導光板表面の法線方向となす角度で示し
て、微小立体と導光板の表面から、該表面に於ける該微
小立体と導光板の密着部の幅（ａ）の１．２倍に相当す
る高さまでの範囲では平均して４０度以上傾斜してお
り、それ以上の高さでは平均して４０度未満であること
を特徴とする指向性面状光源。
の高い面状光源を提供する。 【解決手段】透明で平滑な表面を持つ導光板上に、少な
くとも一部が該導光板に光学的に密着した微小立体の配
列が形成され、該導光板の少なくとも一側面に線状光源
が配置された面状光源において、前記微小立体が線状光
源に対して一つ以上の平行な壁面を有しており、該微小
立体は前記導光板表面から高さ方向に遠ざかるに従って
拡幅していく形状であり、前記微小立体の壁面形状とし
て、少なくとも前記線状光源から見て遠い方にある該側
面の傾斜が、導光板表面の法線方向となす角度で示し
て、微小立体と導光板の表面から、該表面に於ける該微
小立体と導光板の密着部の幅（ａ）の１．２倍に相当す
る高さまでの範囲では平均して４０度以上傾斜してお
り、それ以上の高さでは平均して４０度未満であること
を特徴とする指向性面状光源。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は指向性面状光源に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】面状光源は、看板、各種照明のほか、液
晶表示装置用のバックライトなどとして多く用いられて
いる。
晶表示装置用のバックライトなどとして多く用いられて
いる。
【０００３】一般の面状光源は、光束出射面の輝度の均
一性を確保するために、ランダムに光束を拡散する種々
の拡散板を用いている。このため、この出射面から出射
される光束は指向性がなく、広い範囲を照射する。
一性を確保するために、ランダムに光束を拡散する種々
の拡散板を用いている。このため、この出射面から出射
される光束は指向性がなく、広い範囲を照射する。
【０００４】一方、面状光源の用途によっては光束の出
射方向を狭い範囲に絞ることが求められる。
射方向を狭い範囲に絞ることが求められる。
【０００５】例えば、液晶表示装置の用途展開の大きな
妨げとなっている視野角依存性を改良する方法として、
各種光拡散シートやマイクロレンズアレイシート（特開
昭５３−２５３９９公報、特開昭５６−６５１７５公
報、特開昭６１−１４８４３０公報、特開平６−２７４
５４公報など）を液晶表示装置の観察面に装着すること
が提案されているが、これらの方法においては、光線利
用効率や、画質（コントラストの低下や、画像のにじ
み）の向上のために広がり角が３０度以下といった高い
指向性を持つ背面光源が有用である。
妨げとなっている視野角依存性を改良する方法として、
各種光拡散シートやマイクロレンズアレイシート（特開
昭５３−２５３９９公報、特開昭５６−６５１７５公
報、特開昭６１−１４８４３０公報、特開平６−２７４
５４公報など）を液晶表示装置の観察面に装着すること
が提案されているが、これらの方法においては、光線利
用効率や、画質（コントラストの低下や、画像のにじ
み）の向上のために広がり角が３０度以下といった高い
指向性を持つ背面光源が有用である。
【０００６】この目的に対して、光束の進行方向に沿っ
てのびる遮光壁を多数並べた、いわゆるルーバーシート
が知られている。
てのびる遮光壁を多数並べた、いわゆるルーバーシート
が知られている。
【０００７】ルーバーシートによれば、例えば出射面に
おいて１２０度以上の広がりを持つ出射光であったもの
を、求める方向以外に進行する光束を遮光壁によって遮
断することによって任意の指向性をもつ面状光源が得ら
れる。
おいて１２０度以上の広がりを持つ出射光であったもの
を、求める方向以外に進行する光束を遮光壁によって遮
断することによって任意の指向性をもつ面状光源が得ら
れる。
【０００８】また液晶表示装置用のバックライトとして
は、消費電力に対する出射面の輝度を向上させるため、
微小な三角プリズムを多数配列したプリズムシートが用
いられており、これは光束の出射の方向をある程度規制
することによって達成されている。
は、消費電力に対する出射面の輝度を向上させるため、
微小な三角プリズムを多数配列したプリズムシートが用
いられており、これは光束の出射の方向をある程度規制
することによって達成されている。
【０００９】このプリズムシートによれば、組み合わせ
る面状光源とプリズムの光学設計によっては６０度程度
の指向性を得ることができる。
る面状光源とプリズムの光学設計によっては６０度程度
の指向性を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のいずれ
の方法においても効率的に、また面状光源の特徴である
「薄さ」を損なわずに広がり角が４０度以下、さらには
３０度以下といった指向性を持つ光源は得られていなか
った。
の方法においても効率的に、また面状光源の特徴である
「薄さ」を損なわずに広がり角が４０度以下、さらには
３０度以下といった指向性を持つ光源は得られていなか
った。
【００１１】特に液晶表示装置のバックライトとして求
められる、「薄さ」、光線利用効率、面内の均一性を確
保したまま高い指向性を得ることはできなかった。
められる、「薄さ」、光線利用効率、面内の均一性を確
保したまま高い指向性を得ることはできなかった。
【００１２】ルーバーシートによれば上述したように高
い指向性を得ることは可能である。しかし、ルーバーシ
ートはシートの厚み方向にのびる遮光壁をシート内に作
り込む必要があるため、その微細化には限界がある。
い指向性を得ることは可能である。しかし、ルーバーシ
ートはシートの厚み方向にのびる遮光壁をシート内に作
り込む必要があるため、その微細化には限界がある。
【００１３】このため、高い指向性を得ようとすれば、
必然的に「高い」遮光壁、すなわち大きなシート厚みが
必要となるという欠点がある。
必然的に「高い」遮光壁、すなわち大きなシート厚みが
必要となるという欠点がある。
【００１４】さらに、遮光壁の微細化に限界があるの
で、間近で目視される液晶表示装置のバックライトとし
ては遮光壁の配列が見えてしまい、均一性の点で問題が
ある。また、ルーバーシートの場合、求める方向以外に
進行する光束を遮光壁によって吸収しているので、光線
利用効率が低いという欠点がある。
で、間近で目視される液晶表示装置のバックライトとし
ては遮光壁の配列が見えてしまい、均一性の点で問題が
ある。また、ルーバーシートの場合、求める方向以外に
進行する光束を遮光壁によって吸収しているので、光線
利用効率が低いという欠点がある。
【００１５】一方、プリズムシートによる方法では、高
い光線利用効率が得られるが、その指向性には限界があ
り、上述したように６０度程度が限界であった。
い光線利用効率が得られるが、その指向性には限界があ
り、上述したように６０度程度が限界であった。
【００１６】よって、本発明は上記の欠点を解消し、効
率的に光線を利用でき、薄く、均一で指向性の高い面状
光源を提供するものである。
率的に光線を利用でき、薄く、均一で指向性の高い面状
光源を提供するものである。
【００１７】特に、上述したような光拡散性シート（拡
散板やマイクロレンズアレイシート）を液晶表示装置に
装着することによって拡大された視野角をもつ液晶表示
装置の、光線利用効率低下、表示コントラストの低下、
画像のにじみ等の問題を補償するために有効な指向性面
状光源を提供するものである。
散板やマイクロレンズアレイシート）を液晶表示装置に
装着することによって拡大された視野角をもつ液晶表示
装置の、光線利用効率低下、表示コントラストの低下、
画像のにじみ等の問題を補償するために有効な指向性面
状光源を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため以下の構成としたものである。
決するため以下の構成としたものである。
【００１９】すなわち本発明は、透明で平滑な表面を持
つ導光板上に、少なくとも一部が該導光板に光学的に密
着した微小立体の配列が形成され、該導光板の少なくと
も一側面に線状光源が配置された面状光源において、前
記微小立体が線状光源に対して一つ以上の平行な壁面を
有しており、該微小立体は前記導光板表面から高さ方向
に遠ざかるに従って拡幅していく形状であり、前記微小
立体の壁面形状として、少なくとも前記線状光源から見
て遠い方にある該側面の傾斜が、導光板表面の法線方向
となす角度で示して、微小立体と導光板の表面から、該
表面に於ける該微小立体と導光板の密着部の幅（ａ）の
１．２倍に相当する高さまでの範囲では平均して４０度
以上傾斜しており、それ以上の高さでは平均して４０度
未満であることを特徴とする指向性面状光源を要旨とす
るものである。
つ導光板上に、少なくとも一部が該導光板に光学的に密
着した微小立体の配列が形成され、該導光板の少なくと
も一側面に線状光源が配置された面状光源において、前
記微小立体が線状光源に対して一つ以上の平行な壁面を
有しており、該微小立体は前記導光板表面から高さ方向
に遠ざかるに従って拡幅していく形状であり、前記微小
立体の壁面形状として、少なくとも前記線状光源から見
て遠い方にある該側面の傾斜が、導光板表面の法線方向
となす角度で示して、微小立体と導光板の表面から、該
表面に於ける該微小立体と導光板の密着部の幅（ａ）の
１．２倍に相当する高さまでの範囲では平均して４０度
以上傾斜しており、それ以上の高さでは平均して４０度
未満であることを特徴とする指向性面状光源を要旨とす
るものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の指向性面状光源とは、指
向性の持った光束を観察面側に出射する面状光源のこと
をいう。
向性の持った光束を観察面側に出射する面状光源のこと
をいう。
【００２１】ここでいう指向性とは、面状光源から出射
される光束の進行方向の揃っている程度をいい、ここで
はその尺度として、最も高い輝度が観察される方向を中
心として、その最大輝度の１／２の輝度が観察される立
体角のはさみ角を指向角と表すものとする。
される光束の進行方向の揃っている程度をいい、ここで
はその尺度として、最も高い輝度が観察される方向を中
心として、その最大輝度の１／２の輝度が観察される立
体角のはさみ角を指向角と表すものとする。
【００２２】本発明の目的とする指向性は、光束の出射
方向が法線方向付近であり、その指向角が６０度以下、
さらには４０度以下、さらには３０度以下という高い指
向性をもつものである。
方向が法線方向付近であり、その指向角が６０度以下、
さらには４０度以下、さらには３０度以下という高い指
向性をもつものである。
【００２３】また本発明でいう面状光源とは、透明で平
滑な導光板上に微小立体形成、エンボス加工、マット処
理などのパターン加工を施し、導光板側面に線状光源を
配置し、光束を該側面から導光板内に取り込み、導光板
内部で全反射を繰り返す光束を前記パターン形成部分か
ら少なくとも一表面に出射させるものをいう。
滑な導光板上に微小立体形成、エンボス加工、マット処
理などのパターン加工を施し、導光板側面に線状光源を
配置し、光束を該側面から導光板内に取り込み、導光板
内部で全反射を繰り返す光束を前記パターン形成部分か
ら少なくとも一表面に出射させるものをいう。
【００２４】ここでいう導光板とは、透明なプラスチッ
ク板のことをいい、アクリル樹脂板、ポリカーボネート
板、エポキシ樹脂板などで代表されるものであり、導光
板の形状は平板型、くさび型などに調整される場合が多
い。また、該導光板の厚みは１０ｍｍ以下、さらには５
ｍｍ以下であることが、薄型、軽量という点から好まし
い。
ク板のことをいい、アクリル樹脂板、ポリカーボネート
板、エポキシ樹脂板などで代表されるものであり、導光
板の形状は平板型、くさび型などに調整される場合が多
い。また、該導光板の厚みは１０ｍｍ以下、さらには５
ｍｍ以下であることが、薄型、軽量という点から好まし
い。
【００２５】またここでいう線状光源とは、特に限定さ
れるものではなく、例えば冷陰極あるいは熱陰極の蛍光
ランプなどが挙げられ、該蛍光ランプの周りを反射率の
高い反射板（リフレクタ）で囲み、導光板側面から内部
へ効率良く光束を入射させることが好ましい。
れるものではなく、例えば冷陰極あるいは熱陰極の蛍光
ランプなどが挙げられ、該蛍光ランプの周りを反射率の
高い反射板（リフレクタ）で囲み、導光板側面から内部
へ効率良く光束を入射させることが好ましい。
【００２６】このような面状光源を模式的に示すと図１
のようになる。すなわち線状光源２から発せられ導光板
１の側面から導光板１内部に侵入する光束のうち、導光
板を構成する樹脂と周囲（基本的には空気）との屈折率
差に基づく臨界反射角を超える光束１１は、導光板と空
気との界面で全反射を繰り返す。ここで臨界反射角θは
次式で求められる。
のようになる。すなわち線状光源２から発せられ導光板
１の側面から導光板１内部に侵入する光束のうち、導光
板を構成する樹脂と周囲（基本的には空気）との屈折率
差に基づく臨界反射角を超える光束１１は、導光板と空
気との界面で全反射を繰り返す。ここで臨界反射角θは
次式で求められる。
【００２７】θ＝ｓｉｎ-1（ｎ１／ｎ２） ｎ１：周囲の屈折率（空気の場合１．０） ｎ２：導光板の屈折率 この臨界反射角は導光板を構成する材料、周囲の物質に
とって変化し、例えば導光板がアクリル樹脂（屈折率〓
１．４９）、周囲が空気である場合、臨界反射角θは約
４２度となる。このような条件である場合、導光板１内
の光束のうち導光板１と空気との界面に当たる光束の角
度θ１が臨界反射角４２度を超える光束は全て全反射
し、導光板１表面が平滑である場合、このθ１が変化す
ることはなく、導光板１内で全反射を繰り返すこととな
る。
とって変化し、例えば導光板がアクリル樹脂（屈折率〓
１．４９）、周囲が空気である場合、臨界反射角θは約
４２度となる。このような条件である場合、導光板１内
の光束のうち導光板１と空気との界面に当たる光束の角
度θ１が臨界反射角４２度を超える光束は全て全反射
し、導光板１表面が平滑である場合、このθ１が変化す
ることはなく、導光板１内で全反射を繰り返すこととな
る。
【００２８】しかしながら導光板１表面に微小立体３の
ような異物が存在する場合前記関係が崩れ、微小立体３
と空気との界面に当たる光束１１の角度θ２が微細パタ
ーンと空気との屈折率差に基づく臨界反射角より小さい
場合、導光板表面から（屈折して）透過し光束２２とし
て出射するようになる。
ような異物が存在する場合前記関係が崩れ、微小立体３
と空気との界面に当たる光束１１の角度θ２が微細パタ
ーンと空気との屈折率差に基づく臨界反射角より小さい
場合、導光板表面から（屈折して）透過し光束２２とし
て出射するようになる。
【００２９】本発明はこの微小立体の形状を制御するこ
とにより光束を導光板の法線方向付近に指向性をもたせ
て出射させることを目的としており、本発明の概念を図
１を用いて説明する。
とにより光束を導光板の法線方向付近に指向性をもたせ
て出射させることを目的としており、本発明の概念を図
１を用いて説明する。
【００３０】本発明の微小立体の形状は、導光板１表面
から高さ方向に遠ざかるに従って拡幅していく形状とす
るものである。これは、例えば微小立体がＡのように矩
形あるいはＢのような高さ方向に対して幅が狭くなる形
状の場合、導光板１内から微小立体３内に入射する光束
１１は、微小立体と空気との界面でその大半が屈折して
透過するため、殆どが線状光源から遠い方向に光束２２
として出射し、導光板の法線方向に出射する光束が少な
く、本発明の目的を達成できないためである。これに対
してＣのように導光板から高さ方向に遠ざかるに従って
拡幅していく形状である場合、光束１１は微小立体と空
気との界面で反射し、導光板の法線方向に光束３３とし
て出射することができるようになる。
から高さ方向に遠ざかるに従って拡幅していく形状とす
るものである。これは、例えば微小立体がＡのように矩
形あるいはＢのような高さ方向に対して幅が狭くなる形
状の場合、導光板１内から微小立体３内に入射する光束
１１は、微小立体と空気との界面でその大半が屈折して
透過するため、殆どが線状光源から遠い方向に光束２２
として出射し、導光板の法線方向に出射する光束が少な
く、本発明の目的を達成できないためである。これに対
してＣのように導光板から高さ方向に遠ざかるに従って
拡幅していく形状である場合、光束１１は微小立体と空
気との界面で反射し、導光板の法線方向に光束３３とし
て出射することができるようになる。
【００３１】前述した通り、導光板内を進行するのは導
光板と空気界面の臨界反射角を超える角度の光束であ
り、また本発明者らによれば４５〜６５度の範囲に比較
的強い光束が存在する。
光板と空気界面の臨界反射角を超える角度の光束であ
り、また本発明者らによれば４５〜６５度の範囲に比較
的強い光束が存在する。
【００３２】このことから図２のように、微小立体の壁
面傾斜角θ３を１５〜３５度とすることにより、この強
い光束を微小立体と空気との界面で全反射させ、光束を
導光板の法線方向に３０度程度の指向角で出射すること
が可能となる。
面傾斜角θ３を１５〜３５度とすることにより、この強
い光束を微小立体と空気との界面で全反射させ、光束を
導光板の法線方向に３０度程度の指向角で出射すること
が可能となる。
【００３３】しかしながらこの方法で指向性を付与でき
る光束は、前記範囲内の角度を有する光束のみであり、
該範囲を超える光束、すなわち導光板内で６５度を超え
る角度を有する光束に指向性を与えることができないば
かりか、導光板内の大きな角度、例えば約７０度以上の
光束は、微小立体と空気との臨界反射角より小さい角度
で該面にあたるために該面で全反射させることができ
ず、光の利用効率が低いものとなる。
る光束は、前記範囲内の角度を有する光束のみであり、
該範囲を超える光束、すなわち導光板内で６５度を超え
る角度を有する光束に指向性を与えることができないば
かりか、導光板内の大きな角度、例えば約７０度以上の
光束は、微小立体と空気との臨界反射角より小さい角度
で該面にあたるために該面で全反射させることができ
ず、光の利用効率が低いものとなる。
【００３４】この導光板内の大きな角度の光束が微小立
体壁面に当たる高さは、微小立体と導光板の密着部分の
幅と相関があり、前記６５度を超え、導光板を進行する
光束の最大角である９０度未満の光束は、該幅と近似の
高さ以上高い部分の壁面には当たることはない。
体壁面に当たる高さは、微小立体と導光板の密着部分の
幅と相関があり、前記６５度を超え、導光板を進行する
光束の最大角である９０度未満の光束は、該幅と近似の
高さ以上高い部分の壁面には当たることはない。
【００３５】そこで本発明は、この６５度を超える光束
を一度傾斜角が大きい壁面（θ４）で全反射させること
によりその進行方向、すなわち角度を変え、ついで前記
θ３の角度を有する壁面で全反射させ導光板の法線方向
に出射させるものである。
を一度傾斜角が大きい壁面（θ４）で全反射させること
によりその進行方向、すなわち角度を変え、ついで前記
θ３の角度を有する壁面で全反射させ導光板の法線方向
に出射させるものである。
【００３６】図３を用いて本発明の指向性面状光源を構
成する微小立体の形状について説明する。
成する微小立体の形状について説明する。
【００３７】本発明の微小立体は前記の理由により、少
なくとも線状光源から見て遠い方にある側面が、導光板
の表面の法線方向となす角度θ４で示して、導光板と微
小立体の密着部分の幅（ａ）の１．２倍に相当する高さ
までは平均して４０度以上傾いており、それ以上の高さ
では該角度（θ３）が平均して４０度未満とするもので
ある。
なくとも線状光源から見て遠い方にある側面が、導光板
の表面の法線方向となす角度θ４で示して、導光板と微
小立体の密着部分の幅（ａ）の１．２倍に相当する高さ
までは平均して４０度以上傾いており、それ以上の高さ
では該角度（θ３）が平均して４０度未満とするもので
ある。
【００３８】また、微小立体の壁面が直線状ではなく曲
線状である場合は、該曲線の接線の角度を微小立体壁面
の傾斜角とする。
線状である場合は、該曲線の接線の角度を微小立体壁面
の傾斜角とする。
【００３９】このような微小立体の最高部（微小突起の
幅が大きい方）幅、すなわち面状光源からの光束の出射
面側の微小突起幅（ｂ）は精細という点から２００μｍ
以下、さらには１００μｍ以下であることが好ましい。
幅が大きい方）幅、すなわち面状光源からの光束の出射
面側の微小突起幅（ｂ）は精細という点から２００μｍ
以下、さらには１００μｍ以下であることが好ましい。
【００４０】また微小立体と導光板との密着部分の幅
（ａ）は前記微小立体最高部幅（ｂ）の１／６〜１／２
であることが好ましい。該幅が前記範囲未満では導光板
から十分な光束を微小立体内に取り込みにくくなり、ま
た前記範囲を超えると線状光源配置付近から多くの光束
が出射し、線状光源から遠い部分からの光束出射量が減
ってしまい、面状光源とした場合輝度斑が発生するため
好ましくない。
（ａ）は前記微小立体最高部幅（ｂ）の１／６〜１／２
であることが好ましい。該幅が前記範囲未満では導光板
から十分な光束を微小立体内に取り込みにくくなり、ま
た前記範囲を超えると線状光源配置付近から多くの光束
が出射し、線状光源から遠い部分からの光束出射量が減
ってしまい、面状光源とした場合輝度斑が発生するため
好ましくない。
【００４１】さらに微小立体の全体の高さ（ｃ）は前記
微小立体と導光板の密着部分の幅（ａ）の２〜１０倍で
あることが好ましい。微小立体高さ（ｃ）が前記範囲未
満では十分な指向性が得られにくくなり、また前記範囲
を超える場合は面状光源が厚くなりすぎるため好ましく
ない。
微小立体と導光板の密着部分の幅（ａ）の２〜１０倍で
あることが好ましい。微小立体高さ（ｃ）が前記範囲未
満では十分な指向性が得られにくくなり、また前記範囲
を超える場合は面状光源が厚くなりすぎるため好ましく
ない。
【００４２】本発明の面状光源を構成する微小立体を導
光板上に形成させる方法としては、所望の微小立体パタ
ーンが刻印された雌型金型あるいは樹脂型を用意し、つ
いで該型中に透明な熱硬化性あるいは紫外線、電子線硬
化性樹脂を充填して導光板上に合わせ、該樹脂を硬化せ
しめる方法のほかに、微小立体をあらかじめ透明基板上
に形成させ、微小立体と導光板を光学的に密着せしめる
方法も好ましく適用される。このような方法を適用する
場合、微小立体は幅の狭い方を上にして透明基板上に形
成され、導光板と密着後透明基板を剥離してもよいがそ
のままでもよい。
光板上に形成させる方法としては、所望の微小立体パタ
ーンが刻印された雌型金型あるいは樹脂型を用意し、つ
いで該型中に透明な熱硬化性あるいは紫外線、電子線硬
化性樹脂を充填して導光板上に合わせ、該樹脂を硬化せ
しめる方法のほかに、微小立体をあらかじめ透明基板上
に形成させ、微小立体と導光板を光学的に密着せしめる
方法も好ましく適用される。このような方法を適用する
場合、微小立体は幅の狭い方を上にして透明基板上に形
成され、導光板と密着後透明基板を剥離してもよいがそ
のままでもよい。
【００４３】本発明で使用される透明基板は、機械的強
度等の点からプラスチックフィルムであることが好まし
く、さらにはその厚みが３００μｍ以下であることが薄
型という点で好ましい。
度等の点からプラスチックフィルムであることが好まし
く、さらにはその厚みが３００μｍ以下であることが薄
型という点で好ましい。
【００４４】本発明の指向性面状光源を構成する微小立
体は、線状光源を配置する位置により微小立体の形状、
配列状態が調整される。
体は、線状光源を配置する位置により微小立体の形状、
配列状態が調整される。
【００４５】例えば図４あるいは図５のように、一側面
に線状光源２を配置し、その正反対部の側面に反射板
（光の利用効率確保）４（図４）を配置、あるいはもう
一つの線状光源２′（図５）を配置する場合には、１次
元微小立体を形成させ、該微小立体と線状光源を平行に
配置することにより指向性面状光源が得られる。またＬ
字型に線状光源を配置した場合は２次元微小立体を形成
させ、微小立体の傾斜のある壁面を線状光源から遠い位
置に配置することにより指向性面状光源が得られる。な
お、１次元微小立体とは、カマボコ状レンズ（いわゆる
シリンドリカルレンズ）等が形成されたもので、左右あ
るいは上下一方向のみにレンズとして機能するものであ
り、２次元微小立体とは、ドーム状等の形状にレンズが
形成されたもので、少なくとも上下左右の２方向に対
し、レンズとして機能するものである。
に線状光源２を配置し、その正反対部の側面に反射板
（光の利用効率確保）４（図４）を配置、あるいはもう
一つの線状光源２′（図５）を配置する場合には、１次
元微小立体を形成させ、該微小立体と線状光源を平行に
配置することにより指向性面状光源が得られる。またＬ
字型に線状光源を配置した場合は２次元微小立体を形成
させ、微小立体の傾斜のある壁面を線状光源から遠い位
置に配置することにより指向性面状光源が得られる。な
お、１次元微小立体とは、カマボコ状レンズ（いわゆる
シリンドリカルレンズ）等が形成されたもので、左右あ
るいは上下一方向のみにレンズとして機能するものであ
り、２次元微小立体とは、ドーム状等の形状にレンズが
形成されたもので、少なくとも上下左右の２方向に対
し、レンズとして機能するものである。
【００４６】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って詳しく説明す
るが、これに限られるものではない。
るが、これに限られるものではない。
【００４７】［導光板作成］ 実施例１〜３、比較例１，２ 求める形状が予め刻印された金型を用意し、該金型に紫
外線硬化型アクリル樹脂（硬化後の屈折率１．４９）を
充填し、その上に導光板として厚み４ｍｍの透明アクリ
ル板をのせ、紫外線を照射、金型を剥離することで表１
に示す形状の微小立体が形成された導光板を得た。なお
実施例１〜３は、図３のような導光板表面から高さ方向
に遠ざかるに従って微小立体の幅が拡幅し、壁面傾斜角
が２段階のもの、比較例１は微小立体が図１のＡのよう
な矩形形状、比較例２は図２のような微小立体幅が導光
板から遠ざかるに従って拡幅しているが微小立体壁面傾
斜角が１段階のものである。
外線硬化型アクリル樹脂（硬化後の屈折率１．４９）を
充填し、その上に導光板として厚み４ｍｍの透明アクリ
ル板をのせ、紫外線を照射、金型を剥離することで表１
に示す形状の微小立体が形成された導光板を得た。なお
実施例１〜３は、図３のような導光板表面から高さ方向
に遠ざかるに従って微小立体の幅が拡幅し、壁面傾斜角
が２段階のもの、比較例１は微小立体が図１のＡのよう
な矩形形状、比較例２は図２のような微小立体幅が導光
板から遠ざかるに従って拡幅しているが微小立体壁面傾
斜角が１段階のものである。
【００４８】比較例３，４ 従来の面状光源として、前記アクリル板表面にマット加
工を施し導光板上に拡散板をのせた従来の面状光源を比
較例３、その上にさらにプリズムシートをのせたものを
比較例４として用意した。
工を施し導光板上に拡散板をのせた従来の面状光源を比
較例３、その上にさらにプリズムシートをのせたものを
比較例４として用意した。
【００４９】［光学特性評価］前記導光板の一側面に線
状光源（２Ｗ蛍光ランプ使用）を配置し、出射される光
束の角度別輝度を測定し、最大輝度が観察される角度
（ピーク角）、最大輝度、指向角を表２に示した。
状光源（２Ｗ蛍光ランプ使用）を配置し、出射される光
束の角度別輝度を測定し、最大輝度が観察される角度
（ピーク角）、最大輝度、指向角を表２に示した。
【００５０】表２から本発明の実施例の導光板を用いた
面状光源は従来のものに比べ、正面輝度、指向性が極め
て高いことがわかる。
面状光源は従来のものに比べ、正面輝度、指向性が極め
て高いことがわかる。
【００５１】
【表１】
【表２】
【００５２】
【発明の効果】効率的に光線を利用でき、薄く、均一で
指向性の高い面状光源を提供することができ、特に光拡
散性シート（拡散板やマイクロレンズアレイシート）を
液晶表示装置に装着することによって拡大された視野角
をもつ液晶表示装置の、正面輝度低下、表示コントラス
トの低下、画像のにじみ等の問題を補償するために有効
な指向性面状光源を提供できる。
指向性の高い面状光源を提供することができ、特に光拡
散性シート（拡散板やマイクロレンズアレイシート）を
液晶表示装置に装着することによって拡大された視野角
をもつ液晶表示装置の、正面輝度低下、表示コントラス
トの低下、画像のにじみ等の問題を補償するために有効
な指向性面状光源を提供できる。
【００５３】さらには正面方向からの観察する場合が多
い液晶表示装置、例えばパソコン、カーナビ、ゲーム、
パチンコ向けの液晶表示装置に有効な低消費電力で正面
輝度の高い指向性面状光源を提供できる。
い液晶表示装置、例えばパソコン、カーナビ、ゲーム、
パチンコ向けの液晶表示装置に有効な低消費電力で正面
輝度の高い指向性面状光源を提供できる。
【図１】導光板上に微小立体が形成された面状光源の光
束出射方向の説明図である。
束出射方向の説明図である。
【図２】微小立体形状の説明図である。
【図３】本発明の指向性面状光源を構成する微小立体の
一例である。
一例である。
【図４】本発明の指向性面状光源の一例である。
【図５】本発明の指向性面状光源の一例である。
１：導光板 ２、２′：線状光源 ３：微小立体 ４：反射板 θ１：導光板内光束角度 θ２：微小立体と空気との界面に当たる光束角度 θ３：微小立体壁面傾斜角 θ４：微小立体壁面傾斜角 １１：導光板内を全反射する光束 ２２：導光板表面に出射する光束 ３３：導光板の法線方向に出射する光束
Claims (7)
- 【請求項１】透明で平滑な表面を持つ導光板上に、少な
くとも一部が該導光板に光学的に密着した微小立体の配
列が形成され、該導光板の少なくとも一側面に線状光源
が配置された面状光源において、前記微小立体が線状光
源に対して一つ以上の平行な壁面を有しており、該微小
立体は前記導光板表面から高さ方向に遠ざかるに従って
拡幅していく形状であり、前記微小立体の壁面形状とし
て、少なくとも前記線状光源から見て遠い方にある該側
面の傾斜が、導光板表面の法線方向となす角度で示し
て、微小立体と導光板の表面から、該表面に於ける該微
小立体と導光板の密着部の幅（ａ）の１．２倍に相当す
る高さまでの範囲では平均して４０度以上傾斜してお
り、それ以上の高さでは平均して４０度未満であること
を特徴とする指向性面状光源。 - 【請求項２】前記微小立体の最高部傾斜が１５〜３５度
であることを特徴とする請求項１に記載の指向性面状光
源。 - 【請求項３】前記微小立体の最高部幅（ｂ）が２００μ
ｍ以下で、かつ前記密着部の幅（ａ）が（ｂ）の１／６
〜１／２であることを特徴とする請求項１または２に記
載の指向性面状光源。 - 【請求項４】前記微小立体の高さ（ｃ）が、前記幅
（ａ）の２〜１０倍であることを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の指向性面状光源。 - 【請求項５】前記微小立体があらかじめ前記導光板とは
異なる透明基板上に配列されたものであることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の指向性面状光源。 - 【請求項６】前記透明基板がプラスチックフィルムであ
ることを特徴とする請求項５に記載の指向性面状光源。 - 【請求項７】前記プラスチックフィルムの厚みが３００
μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の指向
性面状光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9057384A JPH10255527A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 指向性面状光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9057384A JPH10255527A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 指向性面状光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10255527A true JPH10255527A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13054124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9057384A Pending JPH10255527A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 指向性面状光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10255527A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7164224B2 (en) | 2000-12-14 | 2007-01-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight having discharge tube, reflector and heat conduction member contacting discharge tube |
| JP2007025709A (ja) * | 2006-08-23 | 2007-02-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 電子機器 |
| JP2008171796A (ja) * | 2006-03-28 | 2008-07-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 一体型導光板と、それを備えるバックライト装置及び一体型導光板の製造方法 |
| JP2009093173A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 導光板とこれを備えるバックライト装置 |
| JP2010135219A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Kuraray Co Ltd | 面光源素子およびこれを用いた画像表示装置 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP9057384A patent/JPH10255527A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7164224B2 (en) | 2000-12-14 | 2007-01-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight having discharge tube, reflector and heat conduction member contacting discharge tube |
| US7169005B2 (en) | 2000-12-14 | 2007-01-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of producing a backlight having a discharge tube containing mercury |
| US7309146B2 (en) | 2000-12-14 | 2007-12-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight having discharge tube, reflector and heat conduction member contacting discharge tube |
| US7541723B2 (en) | 2000-12-14 | 2009-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight having a polarization separating element |
| JP2008171796A (ja) * | 2006-03-28 | 2008-07-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 一体型導光板と、それを備えるバックライト装置及び一体型導光板の製造方法 |
| JP2007025709A (ja) * | 2006-08-23 | 2007-02-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 電子機器 |
| JP2009093173A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co Ltd | 導光板とこれを備えるバックライト装置 |
| JP2010135219A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Kuraray Co Ltd | 面光源素子およびこれを用いた画像表示装置 |
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