JPH0594802U - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、明るく輝度分布の均一
な、導光体を用いた面光源装置を提供することにある。 【構成】 本考案の面光源装置は導光体の発光面側と
対向する側に凹部又は凸部とそれらの内面又は外面に形
成した粗面との組み合わせたもので、少なくとも一方を
変化させてその目的を達成するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、導光体を用いた面光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の導光体を用いた面光源装置は、例えば図９に示すような構成である。 即ち、光源１１にその入射端面１２ａを近接させて導光体１２を配置し、この導 光体１２の発光面側には拡散板１３を又導光体１２の前記発光面と対向する側に は反射面１４を設けたものである。このような装置によれば、光源１１よりの光 は、入射端面１２ａより導光体１２内に入射し、その内部を伝達する間に導光体 １２の発光面より出射し、この出射した光は、拡散板１３を通って拡散光となる 。これによって面光源を構成することになる。

【０００３】 このような面光源装置は、導光体１２に入射した光が、効率良く出射し又拡 散板面上で均一輝度分布の拡散光となるように、導光体１２の前記発光面と対向 する側の面には拡散性の塗料による印刷等の手段で一定のパターン形状の微小拡 散部を形成するのが一般的である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライト等に利用さ れるため、明るい面光源が要求される。しかし前記のような構成の従来の面光源 装置は、十分な明るさを得ることが出来ない。

【０００５】 そのために、この種の面光源装置において、明るさを増大させるために色々 な工夫がなされている。

【０００６】 例えば、特開平３−１８９６７９号公報や、実開平３−３１７８２号公報に 記載の面光源装置がある。この面光源装置は、導光体の前記発光面側と対向する 側の面に角錐状の凸部または凹部を多数形成することによって輝度の増大をは かり又この角錐状の凸部または凹部の面積を場所により変化させるようにして輝 度の均一化をはかっている。

【０００７】 しかしこのような方法では、角錐の面の面積が比較的広いため明るさを増大 させることは出来るが、面積を変化させても輝度分布を十分均一にすることは困 難であった。又凸部または凹部が角錐状であるために角の部分（鋭角になった部 分等）が特に光る等の欠点がある。

【０００８】 本考案は、明るく輝度分布の十分に均一な導光体を用いた面光源装置を提供 することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の面光源装置は、光源と導光体と拡散板と反射面とからなり、導光体 の発光面側と対向する側の面に多数の凹部または凸部とこの凹部または凸部の表 面を粗面にすることによって明るく均一な輝度分布を有するようにしたものであ る。

【００１０】 一般的に、導光体の反射面側の面の面粗度が大きい即ち粗いほど、導光体に 入射した光が反射面へ向う量が増える傾向がある。すなわち面光源装置としては 、反射面側の面の面粗度が大きいほど高輝度になる傾向がある。

【００１１】 本考案の面光源装置で用いる導光体の裏面は、同一形状の凹部又は凸部を同 一ピッチにて多数形成すると共にこの凹部を形成する面（凹部内面又は凸部外面 ）を粗面とし、この粗面の粗さを光源に近い方が小（粗くない）で光源から離れ るにつれて大になるようにした。

【００１２】 これによって、多数の凹部または凸部に設けられた粗面により拡散板上の明 るさを大にすると共に凹部の内面または凸部の外面の粗面の粗さの変化によって 、拡散板上の輝度分布が均一になるようにしている。したがって明るく均一な輝 度分布の面光源になる。

【００１３】 更に凹部または凸部が角錐状等の角を有するものであっても粗面の拡散作用 によって極端に光る部分が生ずることもない。

【００１４】 又本考案の面光源装置は、導光体の前記発光面側と対向する側の面の凹部ま たは凸部の形状、大きさ等を変化させ、更に各凹部の内面または凸部の外面を等 しい粗さの粗面にしたもので、凹部または凸部に設けられた粗面によって明るさ を大にすると共に或る程度の輝度分布の均一化をはかるとともに凹部または凸部 による拡散作用によって輝度分布が一層均一になるようにして明るく輝度分布が 極めて均一な面光源装置とした。

【００１５】 ここで導光体の前記発光面側と対向する側の面に形成する凹部または凸部と して、凹部の深さまたは凸部の高さが一定であって前記発光面側と対向する側の 面積が光源側が小で光源から離れるにつれて大になるようにしたもので、これに よって拡散板上での明るさの増大と輝度分布をある程度均一化し更に各凹部内面 または凸部外面を等しい粗さの粗面にすることによって明るさを更に向上するこ とが出来る。

【００１６】 又導光体の前記発光面側と対向する側の面に形成する凹部または凸部として 前記発光面側と対向する側の面積が等しく高さを光源側が低く光源より離れるに したがって高くなるようにし、更に等しい粗さの粗面として明るさの増大と輝度 分布の均一化をはかっている。

【００１７】 更に導光体の前記発光面側と対向する側の面に設ける凹部または凸部を上記 のように大きさ形状等を変化させると共に、粗面の粗さを光源側が細かく光源か ら離れるにつれて粗くすることによって輝度の一層の向上と均一化がはかれる。

【００１８】

【実施例】

次に本考案の導光体を用いた面光源装置の実施例を説明する。

【００１９】 図１は、本考案の面光源装置の第１の実施例を示す断面図で、図において、 １は光源、２は導光体、３は拡散板、４は反射面である。図２は、第１の実施例 の導光体２を拡大して示すもので、この導光体２は、その底面に比較的鋭角に切 り込まれた例えば角錐、円錐状の凹部が多数形成されている。この凹部は同一形 状、大きさのもので多数形成されている。又この凹部の内面は粗面になっていて 、この粗面の粗さは、入射端面２ａ側が小（細かい）であって、入射端面より離 れるにつれて粗さが大（粗い）になるように構成されている。

【００２０】 この実施例は、以上のように多数の凹部を形成することによって、入射光が 導光体の前記発光面側と対向する側の面で反射した後又は、前記発光面側と対向 する側の面を通し反射面で反射した後に導光体２よりの出射量を増加させる等に よって光源の明るさを増大せしめると共に、凹部に設けた粗面の粗さの分布によ って導光体表面よりの出射光量が場所によらず均一で明るくなるようにして、拡 散板上での輝度を大に（明るくし）又輝度分布が均一になるようにしている。

【００２１】 図３は、本考案の面光源装置の第２の実施例の導光体の断面図を示すもので 、その他の配置等は、図１と同じである。この第２の実施例は、導光体２の前記 発光面側と対向する側の面に形成する多数の凹部を夫々形状等が異なるようにし たものである。具体的には、凹部の高さ（深さ）は一定にしその面積を光源側が 小で光源から離れるにつれて大になるようにしてある。又この実施例においても 、各凹部の面は粗面にしているが、その粗さはすべてがほぼ等しくなるようにし てある。

【００２２】 この第２の実施例においては、凹部を場所によって異なるようにして、導光 体２より出射する光の量を大にすると共に、その光量が場所によりほぼ等しくな るようにし、更に粗面による拡散作用を利用して出射する光をより均一化で明る くしている。これにより、拡散板３よりの拡散光が、輝度が大で輝度分布が均一 になるようにしている。

【００２３】 この実施例は、輝度の増大を凹部により行なうと共に輝度分布の均一化を凹 部の変化により行ない、粗面の拡散作用によって一層の輝度向上と輝度の均一な 分布としたものである。

【００２４】 以上の第２の実施例におけるように凹部の形状および大きさの変化により明 るさの増大と輝度分布の均一化をはかり、粗さの均一な粗面により一層均一に出 来るが、更に粗面の粗さを均一ではなく、変化させれば、調整が容易で極めて均 一な輝度分布になし得る。例えば光源側を粗さを小（細かく）にし光源から離れ るにつれて粗さを大（粗く）にする等が考えられる。

【００２５】 図４は、本考案の面光源装置の第３の実施例を示す図である。この実施例は 導光体２の発光面側と対向する側の面に形成する凹部の深さを変化させたもので ある。即ち、入射端面側（光源側）が深さが浅くまた入射端面から離れるにつれ て次第に深さが深くなるようにしたものである。又夫々の凹部の内面は、粗さの 等しい粗面にしてある。これによって、第２の実施例と同じように明るく輝度分 布が均一な面光源が得られる。尚粗さを光源に近い側が小で光源から離れるにつ れて大になるようにすれば一層均一な輝度分布が得られる。

【００２６】 図５は、本考案の面光源装置の第４の実施例の導光体の断面図を示すもので、 導光体２の発光面側と対向する側の面に多数の円錐、または角錐の凸部が設けら れている。この凸部は入射端面２ａから離れるほど、円錐、または角錐の頂角が 大きくなるようになっている。そして、円錐、または角錐の外面は粗面で、入射 端面２ａから離れるほど、粗さが大（粗い）になっている。この第３の実施例に おいても、凸部により、導光体２より出射する光の量を大にすると共に、その光 量が場所によりほぼ等しくなるようにし、更に粗面によって出射する光をより均 一で明るくしている。

【００２７】 図５の場合、円錐または角錐の頂角を変化させたパターンを、導光体２の発 光面側と対向する側の面に設けているが、円錐又は角錐の高さ、または頂角の大 きさと高さの両方を変化させたパターンでもよい。尚頂角を変化させる場合、９ ０°の時が反射が最大であるので、光源に近い側が小で光源から離れるにつれて ９０°に近づけることが好ましい。

【００２８】 さらに図１，図２に示す凹部の円錐又は角錐の場合にも、円錐又は角錐の高 さ又は頂角、あるいは、高さと頂角の両方を変化させたパターンでもよい。

【００２９】 図６は第５の実施例の断面図で、角錐又は円錐状の凹部を非対称な形状とし たものである。つまり各凹部が図６のｘ−ｘ方向に対し非対称な形状をしている 。このように凹部を非対称な形状とする場合、例えば各凹部の高さ及び底面の面 積は一定でも凹部の頂点の向く方向を変化させることにより、発光面より出射さ れる光の光量分布したがって拡散板上での輝度分布をコントロール出来る。図６ に示す実施例の場合、光源側に近い凹部の頂点が光源方向を向きそれより離れる にしたがって次第に発光面方向つまり対称形に近づくようにして拡散板面での輝 度分布が均一になるようにしている。

【００３０】 この第５の実施例においても、更に凹部の高さや底面の面積の変化も付加す れば輝度分布の均一化を一層容易になし得る。又、凹部の斜面に粗面を設け、そ の粗さの変化による輝度分布均一化手段を付加することも可能である。

【００３１】 図７は第６の実施例を示す図で、導光体２の底面（発光面と反対側の面）を 凹面にしたもので、更に凹面に形成する円錐や角錐の凹部をｘ−ｘ線に対し非対 称な形状とした。この実施例も凹部の頂点の向きを光源に近い側の凹部を光源側 へ、又光源より離れるにしたがって次第に発光面側を向くようにして輝度分布の 均一化を達成し得る。

【００３２】 図８は第７の実施例で、各凹部が導光体の底面（凹面）に対し垂直な線に対 し対称な形状をしている。しかし底面が凹であるので頂点方向は、光源側が光源 方向を向き中央において発光面方向を向き、図７の第６の実施例と類似する作用 を有し、輝度分布を均一になし得る。更に凹部の高さや底面積の変化、粗面の粗 さの変化を付加することにより一層均一になし得る。

【００３３】 尚、図６〜図８の実施例において凹部の頂点Ａの部分を曲面にすることが更 に望ましい。

【００３４】 又凹部の代わりに非対称な凸部としてもよい。この場合も頂点は光源に近い 側がより光源の方向を向き次第に発光面方向を向くようにすることが望ましい。

【００３５】 以上の説明は、導光体２の一方の端面にのみ光源１を配置した１灯式のもの について行なったが、両端面夫々に光源を配置した２灯式のもの（四辺各端面に 光源を配した４辺４灯式のもの等）にも本考案の考えを適用出来る。その場合は 、各辺光源側より中央に向けて凹部または凸部や面の粗さを変化させればよい。

【００３６】 尚凹部の内面や凸部の外面を粗面にした導光体を形成するには、次の方法を 用いればよい。つまり、先ず凸部又は凹部を有する金型のを作りこれにマスクを してのサンドブラストやエッチング、又は放電加工による方法にて金型を作り、 この金型を用いて射出成形等の成形手段により形成出来る。この場合、放電加工 の方法によれば、作業が簡単であり、所望の粗面が正確に得られる等により好ま しい。

【００３７】 図面には各凹部又は凸部が互いに離れて位置するように描かれているが、例 えば凹部又は凸部の大きいもの等で一部分で互いに接してもよい。更に隣合わせ た凹部又は凸部全体が互いに一部分で接していてすべての凹部又は凸部が連続し た構成のものでもよい。

【００３８】 又凹部又は凸部は等ピッチの配列でなくともよい。更に同じ導光体で凹部と 凸部の両方を有するものでもよく、例えば凹部，凸部を交互に配置したものや両 者を適当に配置したものでもよい。この場合も凹部と凹部、凸部と凸部、凹部と 凸部が互いに接続していてもよい。

【００３９】 これら形状のものにおいても、前述の実施例におけるような粗面が設けられ ていることは明らかである。

【００４０】

【考案の効果】

本考案の面光源装置は、導光体の裏面に形成する多数の凹部または凸部とそ の内面又は外面に形成する粗面とによって、明るく輝度分布を均一になし得る。 つまり凹部又は凸部の形状の変化または粗面の粗さの変化あるいはその両方によ って明るくしかも均一輝度分布の面光源になし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の断面図

【図２】 本考案の第１の実施例で用いる導光体の断
面図

【図３】 本考案の第２の実施例で用いる導光体の断
面図

【図４】 本考案の第３の実施例で用いる導光体の断
面図

【図５】 本考案の第４の実施例で用いる導光体の断
面図

【図６】 本考案の第５の実施例で用いる導光体の断
面図

【図７】 本考案の第６の実施例で用いる導光体の断
面図

【図８】 本考案の第７の実施例で用いる導光体の断
面図

【図９】 従来の導光体を用いた面光源装置の断面図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 導光体 ３ 拡散板 ４ 反射面 ５ 凹部

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状の光源と、前記光源に入射端面
   を近接させ配置した導光体と、前記導光体の発光面側に
   配置した拡散板と、前記導光体の前記発光面側と対向す
   る側に設けた反射面とを備えた面光源装置において、前
   記導光体の前記発光面側と対向する側の面に円錐、角錐
   又はこれと類似形状の凹部または凸部を同一ピッチにて
   形成すると共に凹部内面または凸部外面を粗面としたも
   ので、前記粗面の粗さを光源側の凹面または凸面におい
   て細かく光源より離れるにつれて粗くなるようにしたこ
   とを特徴とする面光源装置。
2. 【請求項２】 直線状の光源と、前記光源に入射端面を
   近接させ配置した導光体と、前記導光体の発光面側に配
   置した拡散板と、前記導光体の前記発光面側と対向する
   側に設けた反射面とを備えた面光源装置において、前記
   導光体の前記発光面側と対向する側に円錐、角錐又はこ
   れと類似形状の凹部または凸部を形成し、これら凹部の
   内面または凸部の外面を粗面としたもので、凹部または
   凸部の大きさを光源側が小さく光源から離れるにつれて
   大にしたことを特徴とした面光源装置。
3. 【請求項３】 前記凹部内面または凸部外面に形成され
   た粗面を、その粗さが光源側が細かく光源から離れるに
   つれて粗くしたことを特徴とする請求項２の面光源装
   置。
4. 【請求項４】 前記円錐又は角錐の深さは全て同一で、
   頂角を光源側が小さく、光源から離れるにつれ大きくし
   たことを特徴とする請求項２又は３の面光源装置。
5. 【請求項５】 前記円錐又は角錐の深さは全て同一で、
   深さを光源側が浅く、光源から離れるにつれ深くしたこ
   とを特徴とする請求項２又は３の面光源装置。
6. 【請求項６】 前記円錐又は角錐の頂角と深さの両方を
   光源から離れるにつれ大きくなるように変化させたこと
   を特徴とする請求項２又は３の面光源装置。
7. 【請求項７】 前記導光体に形成されている凹部又は凸
   部が非対称な形状をなし、その頂点の方向が前記光源に
   近い側においては前記光源方向を向き、前記光源より離
   れるにしたがって次第に前記発行面方向を向く請求項
   １，２又は３の面光源装置。