JPH0311502A - 照明装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 照明装置に関し、 透過型液晶表示装置などに用いる照明装置の明るさを均
一番こし、かつ、輝度分布の調整を容易にすることを目
的とし、 側面から入射した光を伝播する透明な導光板と、前記導
光板の側面に沿って配設された直管状光源と、前記導光
板の表面側の光出射面に当接する表面拡散板と、前記導
光板の裏面側に当接し、光を散乱する複数の突起が、前
記直管状光源から離れるに従って当接面積が大きくなる
ように設けられた裏面拡散板と、前記裏面拡散板の背面
に配設された反射板とを少なくとも備えるように照明装
置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は平面型の照明装置の改良に関する。

近年、パソコン、ワープロを始めとして各種０４機器の
普及には目を見張るものがある。

従来、これらの機器には主として発光型のＣＲＴ（陰極
線管）がデイスプレィ装置として使用されてきたが、大
型、かつ重いのが雑煮である。

最近になって、液晶表示装置の進歩が目覚ましく、とく
に薄型、軽量、低消費型ノコなどの特徴から、携帯用は
勿論のこと卓」−型の用途にも広く利用されるようにな
ってきた。

液晶表示装置は周囲の光を受けて、反射型で使う場合に
は特別の専用光源を必要としないが、より明るく見やす
い表示面を得たい場合、すなわち−船釣に高級タイプの
装置では、表示面の反対側から光を入射して表示する、
いわゆる透過型の液晶表示装置が適しており、これが液
晶表示装置の主流になりつ＼ある。

液晶表示パネルの背面から光を当てる光源、いわゆるバ
ックライトとじては、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス
）板を用いるもの、蛍光管を何本も並べる直下照明型の
もの、また最近は導光板の側面に蛍光管を置いて光を導
き照明するエツジライト型などが使用されているが、明
るさ、輝度むら、寿命、厚さ１重量、製造の難易などそ
れぞれ一長一短があり、これら特性のバランスがとれた
照明装置の開発が望まれている。

［従来の技術］ ＥＬ板を用いた面発光装置は薄型・軽量であるが、一般
に輝度が低く寿命が短い。

これに対し、蛍光管（冷陰極放電管あるいは熱陰極放電
管）を何本も並べて使う直下照明型の面発光装置は輝度
は非常に高いが、厚くなるという欠点がある。

一方、上と同様に蛍光管を光源としたものであるが、最
近ガラスまたはプラスチック製の透明な導光板の側面か
ら、蛍光管の光を導入するエツジライト型が使用される
ようになった。

第４図は従来の照明装置を示す側断面図で、いわゆる、
エツジライト型と称するもの＼構成図である。図中１は
ガラスまたはプラスチック製の導光板、２０は金属膜ま
たは白色塗膜製の重み付は反射パターンからなる光拡散
層である。３は反射板、５は粗面化表面を有する。ある
いは、白色顔料を混和したアクリル板などからなる表面
拡散板、４は直管状光源で通常は蛍光管を・使用してい
る。

表面拡散板５は透過する光を散乱させて明るさの平均化
を図るためのものである。

光拡散層２０は直管状光源４から遠い中心部はどパター
ンを大きく、あるいは、パターン密度を高くして光拡散
部分の面積を大きくし、表面拡散板５の面上全体にわた
って、できるだけ−様な輝度が得られるようにされてい
る。

第５図は従来の導光板の下面に形成された光拡散層パタ
ーンの例を示す図で、同図（イ）は直管状光源４と平行
なストライプ状パターンにし、直管状光源４から離れる
に従い、その巾が大きくなるように、たとえば、白色塗
料をスクリーン印刷したものである。

一方、同図（ロ）は光拡散層パターンとして、四角な折
目状に、たとえば、白色塗料をスクリーン印刷したもの
で、直管状光源４から離れるに従い、その面積が大きく
なるようにしである。

すなわち、何れの場合も光強度の大きい直管状光源４に
近い部分では光の全反射が大きくて外部への漏れ光が小
さく、シたがって、光散乱も小さく、一方、直管状光源
４から離れるに従い光の全反射が小さくて光散乱が大き
くなり、したがって、表面拡散板５の面上から見ると表
面全体にわたって、できるだけ−様な輝度が得られるよ
うにされている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の照明装置の光拡散層５ばスクリーン
印刷などにより直接導光板１に固着形成されていた。

このため、その設計条件や製造条件が厳しく制約され、
また、出来上がった導光板１の明るさや輝度むらに対す
る調整は不可能であり、したがって、光拡散層５が不具
合の場合には、導光板１全体を交換しなければならない
などの問題が生じており、その解決が必要であった。

〔課題を解決するための手段］ 」１記の課題は、側面から入射した光を伝播する透明な
導光板１と、前記導光板１の側面に沿って配設された直
管状光源４と、前記導光板１の表面側の光出射面に当接
する表面拡散板５と、前記導光板１の裏面側に当接し、
光を散乱する複数の突起２１が、前記直管状光源４から
離れるに従って当接面積が大きくなるように設けられた
表面拡散板２と、前記裏面拡散板２の背面に配設された
反射板３とを少なくとも備えた照明装置を構成すること
により解決することができる。

〔作用〕

本発明の裏面拡散板２は導光板１とは別の部材として構
成されている。したがって、表面拡散板５の面上での明
るさや輝度むらに不具合が生じた場合には、それが設計
試作時であれ、製造試験時であれ、また、使用時であれ
裏面拡散板２だけを取替えるなど、その対応は極めて容
易である。

さらに、突起２１を表面に小さな凹凸が設けられたゴム
などの弾性体で形成することにより、裏面拡散板２の背
面にかける圧力を部分的に変えると、導光板１と突起２
１との接触面積が変わり、したがって、その部分での光
拡散量が変化するので、輝度調整を行なうことが可能と
なる。

〔実施例〕

第１図は本発明の照明装置を説明する断面図でである。

図中、１はガラスまたはプラスチック製の導光板、２は
導光板１の裏面に当接する突起部が設けられた裏面拡散
板で、その突起部の接触面で光の全反射が抑えられ光が
拡散されるので、上方の表面拡散板５の輝度を高めるよ
うに作用する。

３は反射板で裏面拡散板２の背面に配置されている。４
は直管状光源で、たとえば、冷陰極管を使用する。５は
表面拡散板で、たとえば、アクリル樹脂に白色顔料を混
和して光を拡散するように形成した板であり、裏面拡散
板２で散乱され出射する光や、裏面拡散板２を透過して
漏れてきた光が反射板３により反射され上方に出射する
光を、さらに拡散することによって明るさが均一になる
ように作用する。６はカバー、７は出射面、８は出射光
である。

管状光源３から発した光ば導光板１の側面から入射し、
その内部を伝播され出射面７に入射した光の入射角が臨
界角より太きＧノれば、そこで全反射されて導光板１の
内部をさらに伝播される。また、入射角が出射面７にお
ける臨界角より小さければ光は出射面７から出射される
。

一方、導光板１の内部を伝播され裏面拡散板２に入射し
た光は、そこに導光板１の裏面に当接している裏面拡散
板２の突起２１があると拡散されて、出射面７から上方
外部に出射される。また、突起２１が当接していない部
分に入射した光は入射角が臨界角より大きければ、そこ
で全反射されて導光板１の内部をさらに伝播される。ま
た、入射角が臨界角より小さければ下方外部に漏れる。

しかるに、裏面拡散板２の突起２１の導光板１の裏面に
当接する単位面積当たりの当接面積が、光源から離れる
に従い大きくなるように構成されているため、直管状光
源４の近傍では裏面拡散板２によって拡散される光が少
なく、全反射されて導光板１の内部をさらに伝播される
光が多い。

一方、直管状光源４から離れた部分では裏面拡散板２に
よって拡散される光が多く、全反射されて導光板１の内
部をさらに伝播される光が少ない。

その結果、光出射面７から外部に出射される出射光８の
量が適当に制御されて、表面拡散板５の全面が光源から
の距離に関係なく一様に光る照明装置が形成される。

第２図は本発明の裏面拡散板の突起の実施例を示す図で
、同図（イ）は平面図、同図（ロ）はＡＡ°断面図であ
る。同図（イ）かられかるように突起２１は、たとえば
、四角をなしその大きさは直管状光源４から離れるほど
大きくしである。

突起２１の大きさや密度などは、使用光源の強度、導光
板１の大きさ、導光板１と裏面拡散板２の屈折率のマツ
チングなどを考慮して数値計算と実験により決定すれば
よい。

なお、上記実施例の図では突起２１は四角形であったが
、円形であっても、また、長方形あるいはストライブ状
をなしていてもよく、さらに、個々の突起の面積だけで
なく突起の密度を変えてもよく、要はその当接面積が光
源から離れるに従い大きくなり、全面が一様に明るく輝
（ように構成すればよい。

第３図は本発明による実施例の裏面拡散板の部分拡大断
面図である。

同図（イ）は実施例（その１）で、２ａはアクリル樹脂
または硬質ゴム類の、あるいは、それらに酸化チタンな
どの白色顔料を混和した素材からなる裏面拡散板で、表
面平滑の突起２１を高さ０．５〜１ｍｍ程度に形成した
ものである。

同図（ロ）°は実施例（その２）で、２ｂは厚さ１．５
ｍｍのシリコンゴムの中に、酸化チタンなどの白色顔料
を混和した素材からなる裏面拡散板で、表面に小さな凹
凸をを設けた突起２２を高さ０．５　ｍ’ｍ程度に形成
したものである。

同図（ハ）は実施例（その３）で、２Ｃは厚さ１．０　
ｍｍのアクリル樹脂板に、高さ０．５〜１ｍｍ硬度８０
°（ＪＩＳ　Ｋ６３０１．スプリング式ゴム硬度測定法
による）以下の、たとえば、シリコンゴムの中に酸化チ
タンなどの白色顔料を混和したゴム板２３　を接着した
突起２３を設けた裏面拡散板で、ゴム板２３°の表面に
は小さな凹凸を設けである。

裏面拡散板２は押出成形その他樹脂モールド成形技術を
用いて製造することができる。

上記実施例その２．あるいは、その３は突起の表面がゴ
ムで構成され、かつ、小さな凹凸で覆われているので、
内部に混和された白色顔料の働きと相まって、光散乱が
より効果的に生じることになる。

さらに、裏面拡散板２の下方から力をかけると、ゴム類
の突起２２または２３の小さな凹凸が、圧迫されて導光
板１との間の接触面積が大きくなる、すなわち、裏面拡
散板２の背面にかける圧力によって輝度分布の調整を行
なうことができる。

したがって、たとえば、製造試験時において輝度むら調
整を行なって製品品質の安定化を図ることができ、また
、裏面拡散板２だけの取替えなど１ ２ も極めて容易である。

さらに、この効果を逆に利用すれば、部分的に高輝度が
得られ、しかも、加圧部を移動させることによって、そ
の高輝度点の移動が可能なので、たとえば、液晶表示装
置以外の装飾照明などにも応用ができる。

なお、上記実施例で用いた素材およびその組み合わせ、
突起の形状、突起の表面の凹凸の形状などはそれぞれ一
例であり、他の同様の効果を示す素材や形状を用いても
よいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、裏面拡散板２は
導光板１とは別の部材として構成され、表面拡散板５の
面上での明るさや輝度むらに不具合が生じた場合には、
それが設計試作時であれ、製造試験時であれ、また、使
用時であれ裏面拡散板２だけを取替えるなど、その対応
が極めて容易になる。

さらに、突起２１は表面に小さな凹凸を設けたゴムなど
の弾性体で形成されているので、裏面拡散板２の背面に
かける圧力を部分的に変えるとにより、導光板と突起と
の接触面積が変わり、したがって、その部分での光拡散
量が変化して、輝度調整を行なうことが可能となる。

また、この効果を逆に利用すれば、部分的に高輝度が得
られ、しかも、その高輝度点の移動が可能なので、たと
えば、液晶表示装置以外の装飾照明などにも応用ができ
るなど、多くの効果が得られるので照明装置の性能２品
質の向上と歩留り改善に寄与するところが極めて大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の照明装置を説明する断面図、第２図は
本発明の裏面拡散板の突起の実施例を示す図、 第３図は本発明による実施例の裏面拡散板の部分拡大断
面図、 第４図は従来の照明装置を示す側断面図、第５図は従来
の導光板の下面に形成された光拡散層パターンの例を示
す図である。 図において、 ■は導光板、 ２　（２ａ、２ｂ、２ｃ）は裏面拡散板、３は反射板、
４は直管状光源、 ５は表面拡散板、６はカバー ７は出射面、８は出射光、 ２１．２２．２３は突起、 ２３゛はゴム板である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 側面から入射した光を伝播する透明な導光板（１）と、 前記導光板（１）の側面に沿って配設された直管状光源
   （４）と、 前記導光板（１）の表面側の光出射面に当接する表面拡
   散板（５）と、 前記導光板（１）の裏面側に当接し、光を散乱する複数
   の突起（２１）が、前記直管状光源（４）から離れるに
   従って当接面積が大きくなるように設けられた裏面拡散
   板（２）と、 前記裏面拡散板（２）の背面に配設された反射板（３）
   とを少なくとも備えたことを特徴とする照明装置。