JPS6363083A - Surface light source - Google Patents

Surface light source

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Publication number
JPS6363083A
JPS6363083A JP20576586A JP20576586A JPS6363083A JP S6363083 A JPS6363083 A JP S6363083A JP 20576586 A JP20576586 A JP 20576586A JP 20576586 A JP20576586 A JP 20576586A JP S6363083 A JPS6363083 A JP S6363083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
light emitting
panel
curved surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP20576586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
達見 高橋
孝二 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP20576586A priority Critical patent/JPS6363083A/en
Publication of JPS6363083A publication Critical patent/JPS6363083A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は面光源に関し、更に詳しくは、各種ディスプレ
イの光源、特に液晶表示セルの裏面に背面光源として設
置するのに通し、出光効率の著しく改良された面光源に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a surface light source, and more specifically, to a surface light source that can be installed as a backlight source on the backside of a variety of display cells, particularly a liquid crystal display cell, and which can significantly improve light output efficiency. Relating to an improved surface light source.

(従来の技術) 近年、情報化社会の急激な進展とともに、各種情報を人
間に受渡しする端末機器が非常に多く利用されている。
(Prior Art) In recent years, with the rapid development of the information society, terminal devices that transfer various types of information to humans have come into widespread use.

これらの端末ディスプレイの大部分はいわゆるCRTで
あるが、これらのCRTは、カラー表示機能、画像調整
機能等に優れ、信号ケーブルが少なくて済む等の多くの
利点を有するものの、高圧電源や肉厚ガラスからなる表
示管を必要とするため、大きくて重く、且つスペースを
とるという欠点があることから、壁掛は型、可搬型、携
帯型等の用途を中心に平板状のフラットディスプレイか
種々提案されており、これらのうちで特に有望なものは
、IC駆動可能で、カラー化が容易な液晶ディスプレイ
である。
Most of these terminal displays are so-called CRTs, and although these CRTs have many advantages such as excellent color display functions, image adjustment functions, and fewer signal cables, they do not require high-voltage power supplies or thick walls. Because it requires a display tube made of glass, it is large, heavy, and takes up space, so various types of wall-mounted displays have been proposed, mainly for wall-mounted, portable, and portable applications. Of these, the most promising is a liquid crystal display that can be driven by an IC and can be easily colored.

(発明が解決しようとしている問題点)従来の液晶ディ
スプレイは、裏面に光反射層を設け、前面からの外光を
利用して情報を表示する方式であり、格別の光源を必要
としないため、卓上計算機、電池駆動の計算機、時計等
のディスプレイとして広く使用されている。しかしなが
ら、このような液晶ディスプレイを端末機やテレビとし
て従来のCRTに代えて使用する場合には、明るさが不
足しているために、視野角、コントラスト、表示品質が
劣り、特に10〜12インチ程度以上のサイズにし、8
0字20〜25行程度の大容量表示用としては表示品質
上の問題が生じる。
(Problems to be solved by the invention) Conventional liquid crystal displays have a light-reflecting layer on the back and display information using external light from the front, and do not require a special light source. Widely used as displays for desktop calculators, battery-powered calculators, watches, etc. However, when such liquid crystal displays are used in terminals or televisions instead of conventional CRTs, the viewing angle, contrast, and display quality are poor due to insufficient brightness, especially for 10- to 12-inch LCDs. Make the size larger than 8
When used for large-capacity display of about 20 to 25 lines of 0 characters, problems arise in terms of display quality.

また特別の光源を付さないので、外部の光環境条件の変
化によって表示品質が左むされ、外光が存在しない場合
には、表示機能を全く失うという欠点がある。
Furthermore, since no special light source is attached, the display quality is affected by changes in external light environment conditions, and there is a drawback that the display function is completely lost in the absence of external light.

このような問題点を解決するために、最近では、液晶デ
ィスプレイの裏面に設置する背面光源の研究が多く為さ
れている。これらの背面光源としては有機分散型EL、
薄膜EL、発光ダイオードアレイを利用したもの、蛍光
灯やランプ等の光源と導光板とを組み合わせたもの、フ
ルネル型専光板、照明ボックス等種々のものが提案され
ているが、大型ディスプレイ用としては、均一性、光効
率、演色性等の点で満足できるものは知られていない。
In order to solve these problems, there has recently been much research into backlight sources installed on the backside of liquid crystal displays. These backlight sources include organic dispersion type EL,
A variety of products have been proposed, including thin-film EL, products using light-emitting diode arrays, combinations of light sources such as fluorescent lamps and lamps with light guide plates, Fournel-type dedicated light panels, and lighting boxes, but none for large displays. However, there is no known material that is satisfactory in terms of uniformity, light efficiency, color rendering properties, etc.

これらの内で有望なものとしては、アクリル板等の透光
性パネルの側面に蛍光灯等の光源を設け、パネルの一方
の面から出光する方式が知られているが、この方式では
まず第一にパネルを蛍光灯の直径より薄くすると導光効
率が著しく低下するという問題があり、また第二に導入
光の大部分は出光面に平行な直進光であるために、出光
面からの出光効率が低いという問題があり、更に第三に
はこのパネルを大型にすればする程光源付近とパネルの
中央部分との照度に差が生じるという問題がある。
Among these, a promising method is a method in which a light source such as a fluorescent lamp is installed on the side of a translucent panel such as an acrylic board, and light is emitted from one side of the panel. Firstly, if the panel is made thinner than the diameter of the fluorescent lamp, there is a problem that the light guide efficiency will be significantly reduced.Secondly, most of the introduced light is straight light parallel to the light emitting surface, so the light emitted from the light emitting surface is There is a problem of low efficiency, and a third problem is that the larger the panel is made, the more the difference in illuminance occurs between the vicinity of the light source and the center of the panel.

また光源として蛍光灯を使用する場合には、蛍光灯の光
量は常に均一であるために、出光面の光量を任意に制御
することができず、液晶ディスプレイの使用者の個人差
や使用環境に対応することができない。また、光量すな
わち明暗のみではなく、ホワイトバランスや演色性、使
用者の眼蹟疲労を考慮すると、出光面からの波長を調節
して、適当な色相光とすることも望ましいが、光源が蛍
光灯である場合には白色光のみが出光されるので、電気
的に調節することは不可能であるという欠点が生じる。
Furthermore, when using a fluorescent lamp as a light source, the amount of light from the fluorescent lamp is always uniform, so it is not possible to arbitrarily control the amount of light on the light emitting surface, and this is subject to individual differences among LCD display users and the usage environment. unable to respond. In addition, considering not only the amount of light, that is, brightness, but also white balance, color rendering, and eyelid fatigue of the user, it is also desirable to adjust the wavelength from the light emitting surface to obtain light of an appropriate hue. In this case, only white light is emitted, which has the disadvantage that electrical regulation is not possible.

従って、本発明の主たる目的は、CRTに代替できる程
度に大型であり、且つ出光パネルを蛍光灯等の光源のサ
イズに関係なく薄くでき、更に出光効率に優れた面光源
を提供することである。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a surface light source that is large enough to be substituted for a CRT, whose light output panel can be made thin regardless of the size of a light source such as a fluorescent lamp, and which has excellent light output efficiency. .

また、本発明の別の目的は、CRTに代替できる程度に
大型であり、且つ使用する光環境や使用者の個人差に応
じて容易に光量および/または波長を調節することがで
きる面光源を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a surface light source that is large enough to replace a CRT and whose light intensity and/or wavelength can be easily adjusted according to the light environment in which it is used and the individual differences of users. It is to provide.

このような本発明の目的は、以下の本発明によって達成
された。
These objects of the present invention have been achieved by the following invention.

(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は、光源および出光パネルからなり、
該出先パネルが、光源収納部、導光面、光分配部、光案
内部、光反射層および出光面からなる面光源において、
光源は光源収納部中に包設され、光反射層は、光分配部
の底面の凹曲面と光案内部の凸曲面とからなり、光源光
の大部分が上記凹曲面と凸曲面とで出光面に対し方向づ
けられた角度を存する反射光となる形状を有することを
特徴とする面光源である。
(Means for solving the problems) That is, the present invention consists of a light source and a light emitting panel,
In a surface light source in which the destination panel includes a light source storage section, a light guide surface, a light distribution section, a light guide section, a light reflection layer, and a light output surface,
The light source is enclosed in the light source storage part, and the light reflection layer is made up of a concave curved surface on the bottom of the light distribution part and a convex curved surface of the light guiding part, and most of the light source light is emitted from the concave curved surface and the convex curved surface. This is a surface light source characterized by having a shape that causes reflected light to be oriented at an angle with respect to the surface.

(好ましい実施態様) 次に本発明の面光源の好ましい実施態様を図解的に示す
添付図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
(Preferred Embodiments) Next, the present invention will be described in further detail with reference to the accompanying drawings that schematically show preferred embodiments of the surface light source of the present invention.

第1図は、本発明の面光源の1例の断面図を示し、第2
図はその平面図を示し、第3図は従来技術の面光源の断
面図を示すものである。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of one example of the surface light source of the present invention, and FIG.
The figure shows a plan view thereof, and FIG. 3 shows a cross-sectional view of a conventional surface light source.

従来のアクリル板等を使用した面光源は、第3図示の如
く、出光面3と導光面6を除いた部分に光反射層8を設
けた出光パネルBの導光面6に、蛍光灯等の光源Aを付
設したものであり、蛍光灯Aの直径よりも出光パネルB
の厚みを薄くすると光源光1の導入効率が低下するとい
う欠点があった。また、光源Aを出光パネルBとは異な
る平面上に設け、光源光を反射させて出光パネル已に平
行に導入するものも知られているが、上記と同様に、出
光パネルBを光源Aの直径より薄くすると、光源Aから
発生する光の導入効率が低いものである。
In a conventional surface light source using an acrylic plate or the like, as shown in FIG. etc., and the diameter of the light output panel B is smaller than the diameter of the fluorescent lamp A.
When the thickness of the light source is made thinner, there is a drawback that the introduction efficiency of the light source light 1 decreases. It is also known that the light source A is provided on a different plane from the light emitting panel B, and the light source light is reflected and introduced parallel to the light emitting panel. If it is thinner than the diameter, the efficiency of introducing light generated from the light source A will be low.

また、出光パネルBを厚くすれば導光効率は向上するが
、現在の1梨化および軽量化指向に合致しないものであ
る。また光源Aから導入される光は出光パネルB中を出
光面に平行に直進する光が多くの割合を占めるため、出
光面3からの出光効率が低いという聞届があり、更に光
源A付近の出光面3の照度が高く、光源Aから離れる程
照度が低下し、出光面3全体において照度が不均一であ
った。
Furthermore, although the light guide efficiency can be improved by increasing the thickness of the light emitting panel B, this does not meet the current trend toward single-layer design and weight reduction. Furthermore, it is reported that the light emitted from the light source A has a low light output efficiency from the light emitting surface 3 because a large proportion of the light is transmitted through the light emitting panel B in a straight line parallel to the light emitting surface. The illuminance of the light emitting surface 3 was high, and the further away from the light source A, the lower the illuminance was, and the illuminance was non-uniform over the entire light emitting surface 3.

また、光源として蛍光灯を使用する場合には、蛍光灯の
光量は常に均一であるために、出光面の光量な任息に制
御することができず、液晶ディスプレイの使用者の個人
差や使用環境に対応することができない。また、光量す
なわち明暗のみではなく、ホワイトバランスや演色性、
使用者の眼精疲労を考慮すると、出光面からの波長を調
節して、適当な色相光とすることも望ましいが、光源が
蛍光灯である場合には白色光のみが出光されるので、電
気的に調節することは不可能であるという問題がある。
In addition, when using a fluorescent lamp as a light source, the amount of light from the fluorescent lamp is always uniform, so it is not possible to arbitrarily control the amount of light on the light emitting surface. Unable to respond to the environment. In addition to the amount of light, i.e., brightness and darkness, we also consider white balance, color rendering,
Considering the user's eye strain, it is desirable to adjust the wavelength from the light emitting surface to obtain light of an appropriate hue, but if the light source is a fluorescent lamp, only white light is emitted, so electricity The problem is that it is impossible to adjust the

本発明の面光源は、上記の如き従来技術の問題点を解決
したものであり、第1図および第2図に図解的に示す如
く、光源Aおよび出光パネルBからなり、該出光パネル
Bが光源A1を収納する光源収納部2、導光面6、導入
光1を分配して光案内部4に導光する光分配部10、導
入光1を出光面3に案内する光案内部4、光反射層8お
よび出光面3からなるものであり、光rf、Aは光源収
納部2中に包設され、光案内部4は、好ましくは光源A
から離れる従って薄くなり、光反射層8は、光分配部1
0の底面において凹曲面12を有し、出光面3の底部で
は凸曲面13を有し、これらの曲面12と13は、光源
光1の大部分が直接光案内部4に平行導入されず、凹曲
面12と13とで反射されて出光面3に対し方向づけら
れた角度で反射する形状であることを特徴とし、且つ好
ましくは上記の凹曲面12と凸曲面13とが連続曲面と
なっているものである。
The surface light source of the present invention solves the problems of the prior art as described above, and as schematically shown in FIGS. 1 and 2, it consists of a light source A and a light emitting panel B. A light source storage part 2 that stores the light source A1, a light guide surface 6, a light distribution part 10 that distributes the introduced light 1 and guides it to the light guide part 4, a light guide part 4 that guides the introduced light 1 to the light output surface 3, It consists of a light reflection layer 8 and a light emitting surface 3, the light rf, A is enclosed in the light source storage part 2, and the light guide part 4 preferably contains the light source A.
The light reflecting layer 8 becomes thinner as the distance from the light distribution section 1 increases.
The bottom of the light emitting surface 3 has a concave curved surface 12, and the bottom of the light exit surface 3 has a convex curved surface 13. It is characterized by a shape in which the light is reflected by the concave curved surfaces 12 and 13 and reflected at an angle directed to the light exit surface 3, and preferably the concave curved surface 12 and the convex curved surface 13 are continuous curved surfaces. It is something.

以−Fの如き構成とすることによって、出光パネルBの
光案内部4の厚さを光源である蛍光灯Aの直径より薄く
しても、導入された光は、光分配部10で分配され、且
つ出光面3と対向する側の反射面8で反射(−次反射光
)され、出光面3に反射光として到達し、光源光1の導
光効率を低下させることがない。また図示の例の如く、
光分配部10の底面を凹曲面12とすることによって導
入光は光案内部4にその曲面の曲率に従って均一に分配
されて案内される。またこのように均一に分配されて案
内された光は出光面3の底部に形成された凸曲面13に
よってもその曲率に従って出光面3に対して角度をもっ
た光として反射され、出光する光は一方向のみでなく広
い方向に出光されるので、ディスプレイ7の視野角が著
しく拡大されることになる。また、好ましくは上記の凹
曲面12と凸曲面13とは連続曲面の光反射層8となっ
ている結果、ディスプレイ7から見た場合に光の筋が観
察されることがなくなっている。これに対して凹曲面1
2と凸曲面13との境界や凹曲面12および凸曲面13
の底部または頂部が連続曲面でない場合には、それらの
境界や底部あるいは頂部における光の反射が不均一とな
りディスプレイ7を介してみた場合、明るさのシマ模様
が観察されるという問題が生じる。
With the configuration as shown below, even if the thickness of the light guide section 4 of the light output panel B is made thinner than the diameter of the fluorescent lamp A that is the light source, the introduced light can be distributed by the light distribution section 10. , and is reflected by the reflective surface 8 on the side facing the light emitting surface 3 (-th order reflected light) and reaches the light emitting surface 3 as reflected light, so that the light guiding efficiency of the light source light 1 is not reduced. Also, as in the illustrated example,
By making the bottom surface of the light distribution section 10 a concave curved surface 12, the introduced light is uniformly distributed and guided to the light guide section 4 according to the curvature of the curved surface. In addition, the light uniformly distributed and guided in this way is also reflected by the convex curved surface 13 formed at the bottom of the light emitting surface 3 as light having an angle with respect to the light emitting surface 3 according to its curvature, and the emitted light is Since the light is emitted not only in one direction but in a wide range of directions, the viewing angle of the display 7 is significantly expanded. Preferably, the concave curved surface 12 and the convex curved surface 13 are a continuous curved light reflecting layer 8, so that no streaks of light are observed when viewed from the display 7. On the other hand, concave surface 1
2 and the convex curved surface 13, the concave curved surface 12, and the convex curved surface 13
If the bottom or top of the screen is not a continuous curved surface, the reflection of light at the boundary, bottom or top of the screen will be non-uniform, and when viewed through the display 7, a problem arises in that a striped pattern of brightness will be observed.

従って上記の如き構成とすることによって、従来技術に
おけるパネルの厚みの問題、導光効率の問題、出光効率
の問題、照度の不均一の問題およびディスプレイの視野
角の問題が同時に解決された。
Therefore, by adopting the above configuration, the problems of panel thickness, light guide efficiency, light output efficiency, non-uniform illuminance, and viewing angle of the display in the prior art can be solved at the same time.

更に本発明の別の好ましい実施態様では、光源Aの周囲
に調光フィルター11を設ける。この調光フィルター1
1は光源Aからの光の強度および色相を自由に変えるこ
とができるものであり、光量フィルターおよび/または
波長フィルターとしての機能を有する。
Furthermore, in another preferred embodiment of the present invention, a light control filter 11 is provided around the light source A. This dimmer filter 1
1 can freely change the intensity and hue of the light from the light source A, and has the function of a light amount filter and/or a wavelength filter.

まず最初に調7光フィルター11が光量フィルターであ
る場合には、このような光量フィルターは、蛍光灯Aか
ら照射される光の量を調節できる構成である限りいずれ
の構成でもよいものであり、いくつかの好ましい例を挙
げれば次の通りである。
First of all, when the light control filter 11 is a light amount filter, any structure may be used as such a light amount filter as long as it can adjust the amount of light emitted from the fluorescent lamp A. Some preferred examples are as follows.

(1)蛍光灯Aの周囲に蛍光灯の光を制御できる層を形
成し、蛍光灯を回転可能にした態様。
(1) A mode in which a layer that can control the light of the fluorescent lamp is formed around the fluorescent lamp A, and the fluorescent lamp can be rotated.

この態様では、上記層が光量フィルターとなり、例えば
、黒色その他の色の如く、遮光または光を吸収し得る層
を形成する態様、白色、金属色等の如く光を反射できる
層を形成する方法等いずれでもよい。このような光量制
御層は適当なインキや塗料を;A製し、これを蛍光灯A
の周囲に印刷したり、へヶ、ロール、スプレー、静電塗
装、焼付け、インキジェット法等の方法で塗布したり、
蒸着、CVD、スパッタ等の方法、また、予め染着層を
形成しておき、後に染色する方法で、直接光源に形成す
るか、予め他の透明基材に形成しておき、貼り合わせす
る等のいずれの方法で形成してもよい。勿論、このよう
な光量フィルターは、蛍光灯Aの管壁に均一に形成する
のではなく、線状、縞状あるいは点状に適当に密度差や
濃度差をつけて形成するか、あるいは、透過濃度の異な
る遮光材層を段階的または連続的に形成する。このよう
な構成の光量フィルター11を形成し、適当な手段(図
示なし)により蛍光灯Aを回転させることによって、出
光面に至る光量を容易に制御することができる。
In this embodiment, the above-mentioned layer becomes a light amount filter, and for example, a method of forming a layer capable of blocking or absorbing light such as black or other color, a method of forming a layer capable of reflecting light such as white or metallic color, etc. Either is fine. Such a light amount control layer is made by using a suitable ink or paint, and this is applied to the fluorescent lamp A.
Print around the area, or apply using methods such as rolling, spraying, electrostatic painting, baking, or inkjet methods.
Methods such as evaporation, CVD, sputtering, etc., or methods of forming a dyed layer in advance and dyeing it afterwards, forming it directly on a light source, or forming it on another transparent substrate in advance and bonding it together, etc. It may be formed by any of the following methods. Of course, such a light intensity filter is not formed uniformly on the tube wall of fluorescent lamp A, but is formed in a line, stripe, or dot shape with an appropriate density difference or density difference, or Light shielding material layers with different concentrations are formed stepwise or continuously. By forming the light amount filter 11 having such a configuration and rotating the fluorescent lamp A by appropriate means (not shown), the amount of light reaching the light output surface can be easily controlled.

(2)蛍光灯Aは固定し、その周囲に回転可能な光量フ
ィルター11を設ける態様。
(2) A mode in which the fluorescent lamp A is fixed and a rotatable light amount filter 11 is provided around it.

この例の原理も上記(1)の場合と全く同一であり、例
えば、透明なガラスやプラスチックからなる管状フィル
ター11を形成し、その表面に上記(1)における如き
、密度差や濃度差を有する光吸収層あるいは光反射層を
形成する方法でよい。更に上記管状体を設けた後にその
表面に上記の如き光量調節機能を有するフィルム等を巻
き付けたものでもよい。また、フレキシブルな筒状シー
トにして、2軸で回転して送る方法も可能である。この
ような構成の光量フィルター11を設け、このフィルタ
ー11をギヤやベルト等の適当な手段(図示なし)で回
転させることによって、出光面に至る光量を任意に制御
することができる。以上は、説明容易性のために、管状
のフィルターを例示して説明したが、フィルターはこれ
らの例に限定されず、いずれの形状および可動機構でも
よい。
The principle of this example is exactly the same as the case (1) above, and for example, a tubular filter 11 made of transparent glass or plastic is formed, and the surface thereof has a density difference or concentration difference as in (1) above. A method of forming a light absorption layer or a light reflection layer may be used. Furthermore, after the tubular body is provided, a film or the like having a light amount adjustment function as described above may be wrapped around the surface of the tubular body. It is also possible to make a flexible cylindrical sheet and feed it by rotating it on two axes. By providing the light amount filter 11 having such a configuration and rotating this filter 11 with appropriate means (not shown) such as a gear or a belt, the amount of light reaching the light output surface can be arbitrarily controlled. Although the above description has been made using a tubular filter as an example for ease of explanation, the filter is not limited to these examples, and may have any shape and movable mechanism.

また、調光フィルター11が波長フィルターである場合
には、上記(1)および(2)の態様における光吸収層
を特定の波長の光を吸収する色に着色することによって
本発明の目的が達成できる。すなわち、調光フィルター
11をイエロー、オレンジ、レッド1.ブルー、グリー
ン、バイオレットあるいはそれらの中間色で任意の順仔
に着色すればよく、このような構成の調光フィルター1
1を使用者の好みに応じて回転あるいはスライドさせる
ことによって、光源から出光面に至る光の波長を任意に
制御することができる。また、テレビ用途においては、
必須である色相:A整が最も簡!■にできる方法として
有効である。
Further, when the light control filter 11 is a wavelength filter, the object of the present invention can be achieved by coloring the light absorption layer in the above embodiments (1) and (2) in a color that absorbs light of a specific wavelength. can. That is, the light control filter 11 is yellow, orange, red 1. The light control filter 1 with such a configuration can be colored in any order with blue, green, violet, or any intermediate color thereof.
By rotating or sliding 1 according to the user's preference, the wavelength of light from the light source to the light output surface can be arbitrarily controlled. In addition, for television applications,
Essential hue: A adjustment is the easiest! ■This is an effective method for achieving.

更に本発明で使用する調光フィルター11は、上記の光
量フィルターと波長フィルターとを同時に兼ねることが
できる。例えば、同一のフィルター上に光量調節と色調
調節の両機能を持たせる方法と、前記第2の構成例では
、複数のフィルターに分けて相互に重ね合わせ、独立に
制御する方法とがあり、後者の方が、光量、色調、色調
の濃淡等多くの調整が可能であり、より精密な調整に通
している。
Furthermore, the light control filter 11 used in the present invention can serve as the above-mentioned light amount filter and wavelength filter at the same time. For example, there are two methods: one is to provide both the light amount adjustment and color tone adjustment functions on the same filter, and the other is to separate the filters into multiple filters, overlap them, and control them independently. It is possible to make more adjustments to the amount of light, color tone, shade of color, etc., and allows for more precise adjustments.

以上の如き本発明の作用効果を奥する出光パネルBは、
いずれかの透光性に優れた材料、例えばガラス材料等か
ら形成できるが、成形容易性や透光性等の点からは、ア
クリル樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、
セルロースアセトブチレート樹脂、セルロースプロピオ
ネート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂等の透光
性プラスチック材料あるいはこれらの複合材料若しくは
共重合材料から形成するのが好ましい。
The light output panel B that realizes the effects of the present invention as described above is
It can be formed from any material with excellent translucency, such as glass material, but from the viewpoint of ease of molding and translucency, acrylic resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin,
It is preferably formed from a translucent plastic material such as cellulose acetobutyrate resin, cellulose propionate resin, polymethylpentene resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, polyester resin, or a composite material or copolymer material thereof.

また、反応固化型のエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、
メタクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等も使用可能である
。成形方法としては、射出成形、コンプレッション成形
、注型成形、切削、研磨等公知の方法がいずれも適用で
きる。
In addition, reaction-curing epoxy resins, acrylic resins,
Methacrylic resin, urethane resin, etc. can also be used. As the molding method, any known method such as injection molding, compression molding, cast molding, cutting, polishing, etc. can be applied.

このようにして得られる出光パネルBの光反射層8は、
第1図に示す如く、出光面3および光源収納部2の導光
面6を除く他の部分にニッケル、アルミニウム、銀、金
等の光反射性金属を蒸着。
The light reflecting layer 8 of the light emitting panel B obtained in this way is
As shown in FIG. 1, a light-reflecting metal such as nickel, aluminum, silver, or gold is vapor-deposited on the light-emitting surface 3 and other parts of the light source housing 2 except for the light-guiding surface 6.

スパッタ、メッキ、銀鏡反応等により形成するか、反射
性の金属入り塗料を塗布したり、あるいはアルミニウム
シート等の光反射性材料を貼り合せすることにより形成
し、光源光lがパネルB外に漏洩するのを防止すること
が、一部の漏洩光を再度内部に反射する効果を含めて有
効である。また、不要な部分は設計されない外光入射を
防止するための遮光剤や光吸収剤で層を形成することも
手段として有効である。これらの反射面は、光学設計を
乱さない範囲で、散乱性に処理するか、ガラスピーズ等
の再帰反射材料を利用することも可能であり、また、凹
凸面を利用して拡散反射させることも可能である。
It is formed by sputtering, plating, silver mirror reaction, etc., or by applying a reflective metal-containing paint, or by bonding a light-reflecting material such as an aluminum sheet, so that the light source light l leaks outside of panel B. It is effective to prevent this, including the effect of reflecting some of the leaked light back into the interior. Furthermore, it is also effective to form a layer with a light shielding agent or a light absorbing agent in unnecessary portions to prevent undesigned external light from entering. These reflective surfaces can be treated with scattering properties or use retroreflective materials such as glass beads, as long as they do not disturb the optical design, or they can also be diffusely reflected using uneven surfaces. It is possible.

また、その出光面3には、光拡散層9を形成するのが好
ましく、例えば、出光面を出光パネルの成形時または成
形後に、サンドペーパー研磨、サンドブラスト、ホーン
ニング、パフ研磨、ヘアライン加工、エンボス加工、プ
レス加工等で粗面化したり、シリカ、アルミナ、酸化チ
タン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、酸化マグネシウム等の
白色顔料や特定径を有するガラスピーズ等の先拡散性材
料を含む透明樹脂層を、浸漬、ロールコート、ブレード
コート、スプレコート等の塗布法により形成したり、あ
るいはこれらの層を接着することにより、出光面3に至
った光を乱反射あるいは拡散させ、出光面3からの照度
を均一化するとともに視角を広げることができる。また
このような光拡散層は、スリガラス板、先拡散性ガラス
板、先拡散性プラスチックシート等を別に用意し、成形
時に同時に一体化するか、または使用時に液晶セルフと
出光面3との間に載置あるいは貼り合わせてもよい。ま
た、光源の光源収納部と反対側には光反射性の集光鏡や
放熱板を配置することも効率向上や熱設計上有利である
Further, it is preferable to form a light diffusion layer 9 on the light emitting surface 3. For example, the light emitting surface may be sandpaper polished, sandblasted, honed, puffed, hairline processed, embossed, etc. during or after molding of the light emitting panel. A transparent resin layer that has been roughened by processing, press processing, etc., or contains a pre-diffusible material such as white pigments such as silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, and magnesium oxide, or glass beads with a specific diameter, By forming by coating methods such as dipping, roll coating, blade coating, and spray coating, or by adhering these layers, the light reaching the light emitting surface 3 is diffusely reflected or diffused, and the illuminance from the light emitting surface 3 is made uniform. The viewing angle can be expanded as well. In addition, such a light diffusion layer can be prepared by separately preparing a ground glass plate, a pre-diffusing glass plate, a pre-diffusing plastic sheet, etc., and integrating it at the same time during molding, or by placing it between the liquid crystal self and the light emitting surface 3 during use. They may be placed or pasted together. Further, it is also advantageous in terms of efficiency improvement and thermal design to arrange a light-reflecting condensing mirror or a heat sink on the side of the light source opposite to the light source accommodating portion.

以上の如き出光パネルBは、第1図示の如く出光面3、
光源収納部2および光分配部10が凹部を形成しており
、この凹部に液晶ディスプレイ7を載置することによっ
て、液晶ディスプレイ7の背面を照明し、液晶ディスプ
レイ7を環境によらず明瞭に見えるようにすることがで
きる。また、本発明の出光パネルをこのような形状とす
ることによって、背面光源を含むディスプレイ全体の厚
みを薄くすることができ、全体の軽量化が達成できる。
The light emitting panel B as described above has a light emitting surface 3,
The light source storage section 2 and the light distribution section 10 form a recess, and by placing the liquid crystal display 7 in this recess, the back side of the liquid crystal display 7 is illuminated, and the liquid crystal display 7 can be clearly seen regardless of the environment. You can do it like this. Further, by forming the light emitting panel of the present invention into such a shape, the thickness of the entire display including the back light source can be reduced, and the overall weight can be reduced.

以上本発明の好ましい実施態様を例示して本発明を説明
したが、光源Aからの光の大部分を凹曲面12と13と
で反射して、該反射光が出光面3に対して角度を有する
光として出光できる構成である限り、本発明の面光源は
図示の形状に限定されず、いずれの形状でもよいもので
ある。例えば、出光パネルBの光源収納部2(光源A)
は図示の2箇所に限定されず、1箇所でも、3箇所でも
4箇所でもよく、また出光パネルBの形状は、矩形に限
定されず、円盤状、楕円板状、多角形状、コーナ部が丸
みを有する矩形状等任意の形状でよく、従って、光源の
形状も棒状蛍光灯Aに限定されず、出光パネルBの形状
に応じて、環状等任意の形状でよい。
The present invention has been described above by exemplifying the preferred embodiments of the present invention, but most of the light from the light source A is reflected by the concave curved surfaces 12 and 13, and the reflected light has an angle with respect to the light output surface 3. The surface light source of the present invention is not limited to the shape shown in the drawings, and may have any shape as long as it can emit light as light. For example, light source storage section 2 (light source A) of light output panel B
is not limited to the two locations shown in the figure, but may be one, three, or four locations, and the shape of the light emitting panel B is not limited to a rectangle, but may be disc-shaped, elliptical plate-shaped, polygonal, or with rounded corners. Therefore, the shape of the light source is not limited to the rod-shaped fluorescent lamp A, and may be any shape such as an annular shape depending on the shape of the light emitting panel B.

(作用・効果) 以上の如き本発明の面光源は、前記の構成によって、光
源からの光が光案内部に平行に入射されるのではなく、
方向性を有する反射光として入射されるため、入射光の
大部分は、出光面に対して方向づけられた角度のある光
とすることができ、光源からの光を効率良く出光面に案
内することができる。
(Function/Effect) In the surface light source of the present invention as described above, the light from the light source is not incident on the light guide part in parallel due to the above configuration,
Since it is incident as reflected light with directionality, most of the incident light can be oriented at an angle with respect to the light output surface, and the light from the light source can be efficiently guided to the light output surface. Can be done.

また本発明の好ましい実施態様では、光源としての蛍光
灯の太さに拘らず、光案内部を薄くすることができるの
で、ディスプレイの薄層化および軽量化という要求を満
足させることができる。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, the light guide portion can be made thin regardless of the thickness of the fluorescent lamp used as the light source, so that the demand for thinner and lighter displays can be satisfied.

また、同様の理由から、光源収納部を蛍光灯の直径より
厚くして、そのなかに蛍光灯の半分以上を嵌含み、この
光源収納部を光分配部で光案内部と連結することにより
、光案内部は蛍光灯の直径より薄くすることができるの
で、蛍光灯から照射される光の大部分を集光して光案内
部に導入できる。従って、光案内部が蛍光灯の直径より
も薄くとも、光源光の利用効率を著しく高めることがで
きる。
Also, for the same reason, by making the light source storage part thicker than the diameter of the fluorescent lamp, fitting more than half of the fluorescent lamp into it, and connecting this light source storage part to the light guide part by the light distribution part, Since the light guide can be made thinner than the diameter of the fluorescent lamp, most of the light emitted from the fluorescent lamp can be collected and introduced into the light guide. Therefore, even if the light guide section is thinner than the diameter of the fluorescent lamp, the efficiency of using the light from the light source can be significantly increased.

また、出光面等の一部を除く出光パネルの外面に、特に
光分配部10の底部と出光面の底部に好ましくは連続曲
面の凹曲面12と凸曲面13とからなる光反射層を形成
し、それらの光源に対する角度や形状を適当にコントロ
ールすることにより、光源からの光を出光面全体に均一
に分配することができるので出光面の照度を一層均一化
し、且つディスプレイの視野角を拡大することができる
Further, a light reflecting layer consisting of a concave curved surface 12 and a convex curved surface 13, which are preferably continuous curved surfaces, is formed on the outer surface of the light output panel except for a part of the light output surface, especially at the bottom of the light distribution section 10 and the bottom of the light output surface. By appropriately controlling the angle and shape of these light sources, it is possible to evenly distribute the light from the light source over the entire light emitting surface, making the illumination of the light emitting surface more uniform and expanding the viewing angle of the display. be able to.

更に本発明の好ましい例では、光源の周囲に調光フィル
ターを付設することによって、使用者によって出光面に
至る光の光量および/または波長が簡便に任意に制御で
きるので、使用者の個人差に十分対応でき、使用者毎に
最適の光量(明暗)および/または最適の波長光(色相
)をもって液晶ディスプレイ等のディスプレイを使用す
ることができる。
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, by attaching a dimmer filter around the light source, the amount and/or wavelength of the light reaching the light emitting surface can be easily and arbitrarily controlled by the user. It is possible to use a display such as a liquid crystal display with the optimum amount of light (brightness/darkness) and/or optimum wavelength light (hue) for each user.

(実施例) 実施例1 ポリメチルメタクリレート樹脂(バラベットHR1協和
ガス化学製)を使用して第1図および第2図に示す如き
形状でサイズ200 ma+X 120mm 、光案内
部の中心厚み4mm、周辺厚み10a+m、光源収納部
の厚み25mmの出光パネルを射出成形方法で成形し、
出光面および導光面を除く外面にアルミニウムを真空蒸
着して光反射層を形成した。また上記のアクリル樹脂に
ガラスピーズ(東芝バロティーニ製)を10重量%の割
合で混練して2ml11厚のシートを作成し、これを出
光面に貼合した。光源としては15Wの蛍光灯を2本使
用し、光源収納部に形成した凹部に嵌合し、上面をアル
ミニウムシートで封止して本発明の面光源とした。
(Example) Example 1 Using polymethyl methacrylate resin (Barabet HR1 manufactured by Kyowa Gas Chemical Co., Ltd.), the shape was as shown in Figs. 1 and 2, and the size was 200 ma + X 120 mm, the center thickness of the light guide part was 4 mm, and the peripheral thickness was A light output panel with a size of 10a+m and a thickness of 25mm in the light source housing part was molded using an injection molding method,
Aluminum was vacuum-deposited on the outer surface except for the light-emitting surface and the light-guiding surface to form a light-reflecting layer. Further, glass beads (manufactured by Toshiba Ballotini) were kneaded in the above acrylic resin at a ratio of 10% by weight to prepare a 2 ml 11 thick sheet, which was bonded to the light emitting surface. Two 15W fluorescent lamps were used as light sources, and they were fitted into the recesses formed in the light source housing, and the top surface was sealed with an aluminum sheet to provide a surface light source of the present invention.

この面光源の出光面に液晶ディスプレイを載置し、面光
源を点灯したところ、液晶ディスプレーの視野角、コン
トラストが優れ全体が均一な高い表示機能を示した。
When a liquid crystal display was placed on the light emitting surface of this surface light source and the surface light source was turned on, the liquid crystal display showed excellent viewing angles and contrast, and exhibited a high display function that was uniform throughout.

実施例2 上記実施例1の上記アクリル樹脂からその一端に回転用
とってを設けた管状体を形成し、その表面に黒色のドツ
トが印刷され、ドツト数が連続的に変化しているポリ塩
化ビニルシートを貼り合わせ、2本の調光フィルターを
用、αした。この中に15Wの蛍光灯を夫々装着し、実
施例1の出光パネルの光源収納部の凹部に嵌合し、上面
をアルミニウムシートで封止し、外部から上記の調光フ
ィルターが自在に回転できるようにして本発明の面光源
とした。
Example 2 A tubular body with a rotating handle provided at one end was formed from the acrylic resin of Example 1, and black dots were printed on the surface of the polychloride resin, the number of dots changing continuously. Vinyl sheets were pasted together, two dimmer filters were used, and α was applied. A 15W fluorescent lamp is attached to each of these, fitted into the recess of the light source storage part of the light output panel of Example 1, and the upper surface is sealed with an aluminum sheet, so that the above-mentioned dimmer filter can be freely rotated from the outside. In this way, a surface light source of the present invention was obtained.

この面光源の出光面に液晶ディスプレイを載置し、面光
源を点灯したところ、液晶ディスプレーは発光型となり
、視野角、コントラストが優れ、全体が均一な高い表示
機能を示した。また、調光フィルターを徐々に回転させ
ることによって、液晶ディスプレイの明暗が変化し、個
人差および外光に対応して表示面の調光が可能であった
When a liquid crystal display was placed on the light emitting surface of this surface light source and the surface light source was turned on, the liquid crystal display became a light-emitting type, with excellent viewing angles and contrast, and exhibited a high display function that was uniform throughout. In addition, by gradually rotating the light control filter, the brightness and darkness of the liquid crystal display changed, making it possible to adjust the brightness of the display surface in response to individual differences and external light.

実施例3 実施例2におけるドツト印刷シートに代えて、蛍光灯の
周囲長さに等しい巾で、縦に連続的に透明性の高い虹の
7色を配色したシートを使用し、他は実施例2と同様に
して本発明の面光源を得た。この面光源を実施例1と同
様に使用してみたところ、表示面の光の色相を種々の色
相に変化させることができた。
Example 3 Instead of the dot-printed sheet in Example 2, a sheet with a width equal to the circumferential length of the fluorescent lamp and having seven highly transparent rainbow colors arranged vertically and continuously was used, and the other parts were the same as in Example 2. A surface light source of the present invention was obtained in the same manner as in Example 2. When this surface light source was used in the same manner as in Example 1, it was possible to change the hue of light on the display surface to various hues.

以上の通り、本発明の面光源は、液晶ディスプレイ等の
各種のディスプレイの背面光源として非常に有用である
As described above, the surface light source of the present invention is very useful as a back light source for various displays such as liquid crystal displays.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の面光源の1例の断面を図解的に示す図
であり、第2図は第1図の平面図に相当し、且つ第3図
は従来技術の面光源の断面を図解的に示す図である。 A:光源 B:出光パネル 1:光源光 2:光源収納部 3:出光面 4:光案内部 5:反射光 6:導光面 7:液晶ディスプレイ 8:光反射層 9:光拡散層 10:光分配部 11;:l!]光フィルター 12:凹曲面 13;凸曲面 第7図 第2図 第3図
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of an example of a surface light source of the present invention, FIG. 2 corresponds to the plan view of FIG. 1, and FIG. 3 shows a cross section of a conventional surface light source. It is a figure shown diagrammatically. A: Light source B: Light output panel 1: Light source light 2: Light source storage section 3: Light output surface 4: Light guide section 5: Reflected light 6: Light guide surface 7: Liquid crystal display 8: Light reflection layer 9: Light diffusion layer 10: Light distribution section 11;:l! ] Optical filter 12: concave curved surface 13; convex curved surface Fig. 7 Fig. 2 Fig. 3

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源および出光パネルからなり、該出光パネルが
、光源収納部、導光面、光分配部、光案内部、光反射層
および出光面からなる面光源において、光源は光源収納
部中に包設され、光反射層は、光分配部の底面の凹曲面
と光案内部の凸曲面とからなり、光源光の大部分が上記
凹曲面と凸曲面とで出光面に対し方向づけられた角度を
有する反射光となる形状を有することを特徴とする面光
源。
(1) In a surface light source consisting of a light source and a light output panel, where the light output panel consists of a light source storage section, a light guide surface, a light distribution section, a light guide section, a light reflection layer, and a light output surface, the light source is located in the light source storage section. The light reflecting layer is comprised of a concave curved surface on the bottom surface of the light distribution section and a convex curved surface on the light guide section, and most of the light source light is oriented at an angle with respect to the light output surface between the concave curved surface and the convex curved surface. A surface light source characterized by having a shape that provides reflected light having the following characteristics.
(2)凹曲面と凸曲面とが連続曲面となっている特許請
求の範囲第(1)項に記載の面光源。
(2) The surface light source according to claim (1), wherein the concave curved surface and the convex curved surface are continuous curved surfaces.
(3)出光パネルが一枚の透光性板からなり、該透光性
板の少なくとも一端に設けられた光源収納部の中心が、
光案内部の中心より上方に形成されている特許請求の範
囲第(1)項に記載の面光源。
(3) The light output panel consists of a single translucent plate, and the center of the light source housing provided at at least one end of the translucent plate is
The surface light source according to claim 1, wherein the surface light source is formed above the center of the light guide section.
(4)出光面および導光面を除く出光パネルの表面が光
反射性となっている特許請求の範囲第(1)項に記載の
面光源。
(4) The surface light source according to claim (1), wherein the surface of the light emitting panel excluding the light emitting surface and the light guiding surface is light reflective.
(5)出光面が先拡散性とされている特許請求の範囲第
(1)項に記載の面光源。
(5) A surface light source according to claim (1), wherein the light emitting surface is pre-diffusive.
(6)出光パネルが矩形であり、その少なくとも一端に
光源が設けられている特許請求の範囲第(1)項に記載
の面光源。
(6) The surface light source according to claim (1), wherein the light emitting panel is rectangular and a light source is provided at at least one end thereof.
(7)出光パネルが、透光性樹脂から一体的に成形され
ている特許請求の範囲第(1)項に記載の面光源。
(7) The surface light source according to claim (1), wherein the light emitting panel is integrally molded from a translucent resin.
(8)光源の周囲あるいはその1部に調光フィルターが
付設されている特許請求の範囲第(1)項に記載の面光
源。
(8) The surface light source according to claim (1), wherein a dimmer filter is attached to the periphery or a part of the light source.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03113481A (en) * 1989-09-28 1991-05-14 Toshiba Lighting & Technol Corp Liquid crystal display device
US6290364B1 (en) 1993-04-05 2001-09-18 Enplas Corporation Surface light source device
US6322225B1 (en) 1993-12-17 2001-11-27 Enplas Corporation Light scattering guiding light source device and liquid crystal display
US7202580B2 (en) 2003-05-16 2007-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnet type motor and x-ray computed tomography apparatus

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