JPH06138325A - 面照明装置 - Google Patents

面照明装置

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JPH06138325A
JPH06138325A JP4270375A JP27037592A JPH06138325A JP H06138325 A JPH06138325 A JP H06138325A JP 4270375 A JP4270375 A JP 4270375A JP 27037592 A JP27037592 A JP 27037592A JP H06138325 A JPH06138325 A JP H06138325A
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CHIYATANI SANGYO KK
Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光拡散板の表面形状を工夫して、導光板全体の
厚みが厚くなることなく、光拡散板の全面において均斉
度を保持しながら、輝度を高くする。 【構成】透明板２と、透明板２の裏面に積層する反射板
４と、透明板２の表面に積層する光拡散板６とを備え、
透明板２と反射板４との間に乱反射層３を設けると共
に、透明板２の側端面に、透明板２内に光を照射する光
源８を配置した面照明装置において、光拡散板６におけ
る透明板２との反対向面に規則的に配列した集光、拡散
機能をもつ複数のドット状突起７を形成する。 【効果】透明板２を通過してきた光を各ドット状突起７
で有効に集光させられ、かつ、斯く集光した光を効率よ
く拡散させることができるので、所望の均斉度を保ちな
がら、また、総厚を厚くすることなく、従来よりも輝度
を高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、面照明装置、詳しくは
液晶表示等に用いる面照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の面照明装置としては、例
えば実開昭５８−３８１８６号公報に開示され、また、
図７及び図８に示すように、透明板Ａの一方の面に光を
乱反射させる多数の細かい斑点から成る乱反射層Ｂを形
成して、この乱反射層Ｂを裏面として前記透明板Ａの裏
面に反射板Ｃを密着状に積層させると共に、前記透明板
Ａの表面に、一方の面に形状が不特定の梨地模様から成
る凹凸を有する光拡散板Ｄを密着状に積層させて、前記
透明板Ａの両側側面に光源Ｅ，Ｅを配設して、前記光拡
散板Ｄの全面を均一に、かつ、明るく照明するようにし
たものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
に構成する面照明装置を液晶表示に用いる場合、液晶デ
ィスプレイ板の全面に表現する文言、数値、パターン等
の液晶表示を、オペレータが均一な視覚で認識できるよ
うにする必要があり、そのために液晶ディスプレイ板の
全面にわたり均一で、かつ、所定以上の輝度が維持され
ることが要望されており、しかも、前記液晶ディスプレ
イ板に表現する文言や数値などの液晶表示を、前記ディ
スプレイ板の表示面中心に対し直角方向から見る場合だ
けでなく、前記表示面中心に対し上下及び左右に所定角
ずらせた視野角（一般には６０度）の範囲内で見る場合
でも均一な視覚で認識できることが望まれている。
【０００４】ところが、従来提案されている面照明装置
では、液晶ディスプレイ板の全表面にわたり、均斉度を
保ちながら十分な高輝度を得ることができず、液晶表示
を視野角の範囲において均一な視覚で容易に認識させら
れない問題があった。
【０００５】また、以上の問題を解消する方法として、
前記光拡散板を複数枚積層したり、光拡散板の表裏にし
ぼ加工を施して梨地模様を形成したものも提案されてい
るが、何れの場合も集光効果が低く、依然として視野角
の範囲での輝度が不足する問題は残存しており、液晶デ
ィスプレイ板の全表面にわたり均一な視覚での認識が十
分行えないのである。
【０００６】本発明では、この問題を追求したところ、
前記透明板Ａの表面に積層する光拡散板Ｄに難点がある
ことをつきとめた。即ち、この光拡散板Ｄは、均斉度が
得られるようにしぼ加工を施して梨地模様としているた
め、ある程度の集光拡散作用を有しているが、規則正し
い集光機能はなく、そのためむらが多いし、また、集光
作用も不十分で輝度が不足することを突き止め、光拡散
板に着目して発明したものである。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するために、
光拡散板の表面形状を工夫して、装置全体の厚みが厚く
なることなく、光拡散板の全面において輝度を高くする
ことができる面照明装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、透明板２と、該透明板２の裏面に積層する
反射板４と、前記透明板２の表面に積層する光拡散板６
とを備え、前記透明板２と前記反射板４との間に乱反射
層３を設けると共に、前記透明板２の側端面に、該透明
板２内に光を照射する光源８を配置した面照明装置にお
いて、前記光拡散板６における前記透明板２との反対向
面に規則的に配列した集光、拡散機能をもつ複数のドッ
ト状突起７を形成したのである。
【０００９】また、前記光拡散板６に形成するドット状
突起７は半球状に形成することが好ましい。
【００１０】また、前記光拡散板６に形成する複数のド
ット状突起７は千鳥状に配設することが好ましい。
【００１１】
【作用】前記光拡散板６の透明板２との反対向面に複数
の前記した集光、拡散機能をもつドット状突起７を規則
的に配列して形成したので、前記透明板２を通過してき
た光を前記ドット状突起７で有効に集光させられ、か
つ、集光した光を拡散させることができるので、均斉度
を保ちながら視野角の範囲での輝度を高くすることがで
き、従って、液晶ディスプレイ板に適用した場合、この
液晶ディスプレイ板の全表面にわたり均一な視覚での認
識を容易に行うことができるのである。
【００１２】また、前記ドット状突起７を、半球状に形
成する場合には、レンズ効果によりより良好な集光が可
能となると共に、各突起７での光の拡散が効率よく行わ
れることになり、均斉度を保ちながら全体的により輝度
を向上させることができる。
【００１３】また、前記各ドット状突起７・・・・を千鳥状
に配設することにより、各突起７間の間隔を縦、横、斜
めにおいてほぼ均一にしかも最小限にできるので、全体
の面積に占める前記ドット状突起７の密度を増すことが
できるので、全体的に集光及び拡散を良好に行うことが
でき、輝度の向上を一層高められるのである。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の面照明装置の横断面の一部を
示したものであって、４〜５ｍｍ厚の主としてアクリル
樹脂から成る透明板２と、この透明板２の裏面全面に後
記する乱反射層３を形成する斑点３１を介して密着状に
積層する反射板４と、前記透明板２の表面に密着状に積
層するポリカーボネートやポリエステル樹脂などからな
る第１光拡散板５と、本発明の特徴を有する第２光拡散
板６とにより導光板１を形成し、この導光板１の両端面
に白熱電球、蛍光燈などの光源８，８を配置して、前記
光源８からの光を前記透明板２内に照射し、該透明板２
内に入射する光が、前記第２光拡散板６全面において照
明するように構成したものである。
【００１５】尚、以上の構成において、前記乱反射層３
は、前記透明板２の前記反射板４との対向面である裏面
に形成したものであって、この乱反射層３は、微小のガ
ラスビーズを混入したツヤ消しの白色塗料によりスクリ
ーン印刷などで特定のパターンを描くように細かい例え
ば高さが３０μｍ程度の前記斑点３１を多数印刷して、
前記光源８から前記透明板２内に入射する光の一部を乱
反射させるようにしているのである。この場合、前記斑
点３１の形状は、半球状にするのが好ましいが、他の形
状でもよいし、また、前記光源８，８に対し遠ざかるに
従って斑点密度を密になるようにしてもよいが均一分布
でもよい。
【００１６】また、前記第１光拡散板５は、前記透明板
２の反対向面となる表面に形状が不特定の梨地模様の凹
凸を備え、全体が乳白色となっている従来例での光拡散
板であって、この第１光拡散板５は特に必要でないが、
均斉度を向上する上で用いるのが好ましい。
【００１７】次に本発明の特徴である前記第２光拡散板
６について説明する。この第２光拡散板６は、第１光拡
散板５と同様ポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂
などの樹脂シートを用い、前記透明板２との反対向面に
規則的に配列した集光、拡散機能をもつ複数のドット状
突起７を形成したものである。
【００１８】このドット状突起７は、例えばエンボスロ
ールを用い、該エンボスロールによる型押しにより成形
するのであって、図１乃至図３に示した実施例では直径
約４０μｍの半球状とし、かつ、これら各ドット状突起
７を、図３のように千鳥状で規則的に多数配設したので
ある。
【００１９】前記第２光拡散板６のドット状突起７を含
む厚さは、薄いほど導光板１の厚さを抑えられる点で好
ましいのであって、エンボスロールを用いて成形する場
合には例えば１００〜２００μｍとなる。また、前記ド
ット状突起７のピッチは、半球状直径を４０μｍとした
場合、４０μｍピッチとするのが好ましいが、４０μｍ
ピッチより大きくしても差し支えない。また、４０μｍ
ピッチより大きくする場合、図２に示したように隣接す
るドット状突起７間を平坦状に成形してもよいが、前記
ドット状突起７に連続する逆アール形状としてもよい。
【００２０】しかして、以上のように構成した導光板１
において、前記光源８から前記透明板２内に光を入射さ
せると、光は、前記透明板２内で全反射しながら進行
し、この光が前記透明板２における前記各斑点３１・・・・
の形成位置に至ったとき、該斑点３１を通過して、前記
透明板２の前記反射板４側に出て、前記各斑点３１・・・・
により乱反射したり、前記反射板４に直接あたって反射
したりして、屈折反射を繰り返し、その後前記透明板２
内に入射されて前記第１光拡散板５に均一に行きわた
り、さらに、この第１光拡散板５から光が拡散されて、
前記第２光拡散板６に至り、該第２光拡散板６により効
率よく集光され、かつ、集光された光が各ドット状突起
７ごとに拡散されるのであって、前記第２光拡散板６全
面が明るく均一に照明されるのである。
【００２１】因に本発明の前記第１実施例の導光板、つ
まり、前記第１光拡散板５に、第２光拡散板６を積層し
て構成した導光板１と、前記第１光拡散板５を２枚積層
した従来の導光板との均斉度及び輝度について比較して
みると、表１及び表２に示す測定結果が得られた。
【００２２】これら導光板の比較資料は、それぞれ前記
第２光拡散板６以外は同じものを使用しており、各導光
板の総厚を５．７ｍｍ、全体の大きさが、横２０６ｍ
ｍ、縦１４９ｍｍ（有効発光部の大きさは、図４に示す
２点破線で示すように横１９２ｍｍ、縦１４４ｍｍであ
る）として、前記光源８を長辺２灯式で、長さ２０５ｍ
ｍ、直径３．０ｍｍ、５ワット入力のものを使用する。
【００２３】そして、図４に示すように、各導光板の中
心及び周辺部における９箇所、つまり導光板の表面に、
縦軸Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と、横軸Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３とをそ
れぞれ間隔が均等となるように配分してこれら各ＸＹ軸
が交わる９箇所において、前記導光板に対し垂直方向か
ら見る輝度を測定するのである。尚、使用する測定器
は、ＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−７（トプコン社製）を使用し
ている。
【００２４】第１実施例の導光板１についての輝度の測
定結果を、表１に示すと、
【００２５】
【表１】
【００２６】（単位：ｃｄ／ｍ2 ）となり、均斉度８８
％で、平均輝度は、２３５４ｃｄ／ｍ2 となった。
【００２７】尚、均斉度は（測定値の最小値）／（測定
値の最大値）×１００％で求めている。
【００２８】つぎに、従来の導光板についての輝度の測
定結果を表２に示すと、
【００２９】
【表２】
【００３０】（単位：ｃｄ／ｍ2 ）となり、均斉度８４
％で、平均輝度は、２０７１ｃｄ／ｍ2 となった。
【００３１】以上の結果から、本発明の導光板１は、従
来のものに比べて均斉度はほぼ同じ（測定結果では若干
向上している）で、しかも、平均輝度において約１１．
４％向上させられ、所定以上の均斉度を保ちながら、ま
た、総厚を同じにしながら全体的に輝度が向上している
のが分かる。
【００３２】また、本発明の導光板１における輝度を該
導光板１に対し見る角度を変えて測定した結果を次に示
す。
【００３３】まず、図４において、前記導光板１の中央
部において、該導光板１に対し直角方向（導光板１の表
面から９０度の位置）を中心に、見る角度を左右方向、
即ち、例えば、前記光源８を配設していない端面側に傾
いていったときの各角度における輝度をａ、また、見る
角度を上下方向、即ち、例えば前記光源８を配設してい
る端面側に傾いていったときの輝度をｂとしたときの各
輝度を表３に示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】一般に液晶ディスプレイ板に適用する場
合、視野角は６０度とされ、前記液晶ディスプレイ板の
表示面中心に対し直角方向から見る位置に対し、上下左
右方向に３０度ずつずらせた範囲内で、均一な視覚で液
晶表示が良好に認識できることが要求されるのであっ
て、表３における視野角は前記した角度９０度乃至６０
度の範囲内である。
【００３６】また、表３における輝度の測定位置は、図
４の縦軸Ｙ２、横軸Ｘ２の交点、つまり、で示した中
心位置であって、表１に示した中心位置の輝度２２０８
ｃｄ／ｍ2 と表３における９０度位置での輝度２２１１
ｃｄ／ｍ2 及び２２１６ｃｄ／ｍ2 とは多少異なるが、
これらは測定誤差であって、理論上は一致することにな
る。
【００３７】従って、表３の測定結果での視野角範囲
（表３における９０〜６０度）で、その輝度をみてみる
と、前記した上下、左右方向の視野角限界では輝度が若
干低下しているが、視野角（表３における９０〜７０
度）、つまり、通常使用される視野角４０度（導光板の
表面から７０度の位置）の範囲内では、殆ど輝度の低下
がないのであって、視野角の範囲において所定の輝度が
得られるのである。
【００３８】図１乃至図３に示した実施例において、以
上のごとく従来例と同じ総厚にしながら、所望の均斉度
が得られて、その輝度が向上できたのは、前記第２光拡
散板６の全面に形成した多数のドット状突起７を半球状
としているから、これら各ドット状突起７がレンズの作
用をし、小さなレンズが無数に並んだ構造となっている
ことから、前記透明板２及び第１光拡散板５を通過した
光をレンズ効果で効率よく集光でき、かつ、視野角の範
囲に集光した光を各ドット状突起７において効率良く拡
散させることができることによるものと考えられる。
【００３９】また、本発明における前記ドット状突起７
は、以上のように半球状に限定するものでなく、截頭角
錘または截頭円錐状に形成してもよいし、また、円柱や
角柱状に形成してもよい。
【００４０】そのうち一つの実施例を図５及び６に示
す。図５，６に示した実施例は、截頭六角錘状に形成し
たもので、対向面間隔が最大で例えば４０μｍとし、各
辺の傾斜角を例えば３５度程度とした上で、頂面中央部
に例えば直径７．５μｍの円形凹部７１を形成し、これ
ら各ドット状突起７を図１乃至図３に示した第１実施例
と同様千鳥状に規則的に配設したものである。
【００４１】この実施例における前記各ドット状突起７
も、例えばエンボスロールにより成形できるのであっ
て、前記各ドット状突起７により、第１実施例と同様の
効果が得られ、所定の均斉度を得られながら、また、総
厚を厚くすることなく輝度を向上できるのである。
【００４２】尚、前記円形凹部７１は、頂面での光拡散
効率を高め、輝度を向上させるもので、この凹部７１を
形成したものは、形成していない場合に比較して輝度の
向上が得られるのであって、円形の他、前記ドット状突
起７の横断面形状と相似形とするのが好ましい。
【００４３】また、以上の構成において、前記ドット状
突起７の高さは自由に設定することができ、各ドット状
突起７間のピッチも所望の輝度に対応して設定すること
ができるし、必ずしも千鳥状に配設する必要はない。
【００４４】また、前記第１実施例では、梨地模様の第
１光拡散板５を用いて、この第１光拡散板５に前記ドッ
ト状突起７を有する第２光拡散板６を積層したが、第１
光拡散板５は用いなくともよい。しかし、前記第１光拡
散板５を用いることにより、輝度を前記第１光拡散板５
を使用せずに前記第２光拡散板６のみを使用する場合よ
りも高くすることができるのである。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導光板
は、前記光拡散板６における前記透明板２との反対向面
に規則的に配列した集光、拡散機能をもつ複数のドット
状突起７を形成したから、前記透明板２を通過してきた
光を前記各ドット状突起７で有効に集光させられ、か
つ、斯く集光した光を効率よく拡散させることができる
ので、所望の均斉度を保ちながら、また、総厚を厚くす
ることなく、従来よりも輝度を高くすることができるの
である。従って、液晶ディスプレイ板に適用した場合、
この液晶ディスプレイ板の全表面にわたり均一な視覚で
の認識を容易に行うことができるのである。
【００４６】また、前記ドット状突起７を、半球状に形
成する場合には、レンズ効果によりより良好な集光が可
能となると共に、各突起７での光の拡散が効率よく行わ
れることになり、均斉度を保ちながら全体的により輝度
を向上させることができる。
【００４７】また、前記各ドット状突起７・・・・を千鳥状
に配設することにより、各突起７間の間隔を縦、横、斜
めにおいてほぼ均一にしかも最小限にできるので、全体
の面積に占める前記ドット状突起７の密度を増大できる
ので、全体的にその集光及び拡散をより良好に行うこと
ができ、輝度のより一層の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の面照明装置の一部切欠断面図。
【図２】第１実施例における第２光拡散板の一部切欠断
面図。
【図３】第１実施例における第２光拡散板の一部切欠上
面図。
【図４】第１実施例における導光板と従来の導光板との
輝度を測定する際の測定位置を示す説明図。
【図５】第２実施例における光拡散板の一部切欠断面
図。
【図６】第２実施例における光拡散板の一部切欠上面
図。
【図７】従来の面照明装置の断面図。
【図８】従来の面照明装置の一部切欠斜視図。
【符号の説明】
２ 透明板 ３ 乱反射層 ４ 反射板 ６ 光拡散板（第２光拡散板） ７ ドット状突起 ８ 光源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明板２と、該透明板２の裏面に積層する
    反射板４と、前記透明板２の表面に積層する光拡散板６
    とを備え、前記透明板２と前記反射板４との間に乱反射
    層３を設けると共に、前記透明板２の側端面に、該透明
    板２内に光を照射する光源８を配置した面照明装置にお
    いて、前記光拡散板６における前記透明板２との反対向
    面に規則的に配列した集光、拡散機能をもつ複数のドッ
    ト状突起７を形成していることを特徴する面照明装置。
  2. 【請求項２】光拡散板６に形成するドット状突起７を半
    球状にしている請求項１記載の面照明装置。
  3. 【請求項３】光拡散板６に形成する複数のドット状突起
    ７を千鳥状に配設している請求項１及び２記載の面照明
    装置。
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