JPH0843635A - 面光源装置 - Google Patents

面光源装置

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JPH0843635A
JPH0843635A JP6175565A JP17556594A JPH0843635A JP H0843635 A JPH0843635 A JP H0843635A JP 6175565 A JP6175565 A JP 6175565A JP 17556594 A JP17556594 A JP 17556594A JP H0843635 A JPH0843635 A JP H0843635A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源の光強度を維持しつつ均一な明るさの面
輝度を得る。 【構成】 表裏面を有する導光板24の表面側に光拡散
シート22,裏面側に光反射シート26,両端面に線状
光源28が配置され、導光板24の表面には光源28か
ら遠ざかるに従い深さが増大すると共に入射方向と直交
する方向の投影面積が増大するよう配列された環状凹部
30または環状凸部30′が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は面光源装置、特に液晶テ
レビ,ワードプロセッサ,パーソナルコンピュータ等の
携持型電子機器における液晶表示装置のような非発光表
示装置に実装され、そのバックライト用の光源として用
いられる面光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、かかる面光源装置としては種々の
ものが提案されているが、このうち例えば特開平1−2
45220号(従来例1)には、バックライト方式によ
り光を照射する液晶表示装置で液晶パネルの背面部に位
置する透光性板の少なくとも一側面端部を光入射部と
し、かつ、該透光性板の、液晶パネルとの接近面と反対
側の面に、前記光入射部から離れるに従って光散乱物質
を塗布あるいは付着等の手段で密に施し、さらにその表
面を鏡面反射板で覆った液晶表示装置が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にこの
ような面光源装置には、光源からの距離にかかわりなく
面全体に亘り均一な明るさを有していることが要求され
る他、光源の光強度を減じないようにすることが要求さ
れる。また、機器の小型化,低価格化に対応して製作が
容易で実装性に優れていることが要求されている。
【0004】しかしながら、上述の従来装置にあって
は、明るさの均一性という面では一応の評価が得られる
ものの、光源の光強度の維持という観点においてまだ満
足できないものであった。というのも、光散乱物質が透
光性板の表面に塗布されているので、透光性板における
光源からの直進光を有効に活用できないからである。
【0005】そこで、このような直進光を有効に活用す
べく実開平2−126185号(従来例2)では、導光
体の片面を斜面とした断面楔形に形成し、この斜面を入
射端面と平行に延びる無数のヘアライン状粗面としてい
る。
【0006】しかしながら、このものは無数のヘアライ
ンを施す必要があることから製作性や実装性が悪く、ま
た明るさの均一性という点において問題があった。
【0007】本発明の目的は、かかる従来の問題を解消
し、光源の明るさを減ずることなく均一な面輝度が得ら
れ、かつ実装性に優れた面光源装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一形態による面光源装置は、表裏面を有す
る導光板と、導光板の裏面側に配置された光反射部材
と、導光板の少なくとも一端面に配設された光源とを備
えた面光源装置において、前記導光板の表裏面のうちの
少なくとも一面に、所定配列された環状の凹部または凸
部を形成したことを特徴とする。
【0009】また、本発明の他の形態による面光源装置
は、前記環状の凹部または凸部は前記光源から遠ざかる
に従い深さまたは高さが増大することを特徴とする。
【0010】さらに、前記環状の凹部または凸部は前記
光源から遠ざかるに従い光源からの入力方向と直交する
方向の外側投影面積が増大することを特徴とする。
【0011】また、面光源装置はさらに前記導光板の表
面側に配置された光拡散部材を備えることが好ましい。
【0012】また、前記光反射部材はさらに導光板の側
端面にも配設されていることが好ましい。
【0013】さらに、前記導光板の表裏面に配設された
環状の凹部または凸部は、表面側のものが裏面側のもの
に比べ小さくてもよい。
【0014】
【作用】本発明の面光源装置によれば、導光板の少なく
とも一端面に配設された光源から光が入射されると、表
面側に向かう上向きの光は一部が表面を透過して上方に
向かい、一部は反射して裏面側に向かう。また、裏面側
に向かう下向きの光は一部が反射すると共に一部が裏面
を透過した後、光反射部材で反射され上向きの光とな
る。さらに、導光板の表裏面に平行および若干傾斜した
直進光は環状の凹部または凸部に当たる度毎に透過およ
び反射し、その一部が上述の上向きあるいは下向きの光
に変換される。上述のことが繰返されて光源から入射さ
れた光は上方に導かれる。しかして、環状の凹部または
凸部は光の方向を変換する効率のよい側面壁が増大され
ているので光の反射の頻度が格段に増大し光源の光強度
が維持された状態で均一な明るさの面輝度が得られる。
【0015】また、環状の凹部または凸部は光源から遠
ざかるに従い深さが増大する、および/または光源から
の入力方向と直交する方向の投影面積が増大するよう配
列されているので、光強度が低下する光源からの遠距離
位置において反射頻度がさらに増大し、この結果、なお
さら光源の光強度が維持された状態で均一な明るさの面
輝度が得られる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を添附図面を参照しつ
つ説明する。
【0017】図において、10は液晶表示装置である液
晶パネル、20は本発明にかかる面光源装置である。面
光源装置20は液晶パネル10の背面に配置された光拡
散部材としての光拡散シート22,該光拡散シートの背
面に配置され平行な表裏面を有する導光板24,該導光
板24の裏面側に配設された光反射部材としての光反射
シート26、および導光板24の両側の端面(以下、入
射端面と称す)24A,24Aに配設された光源として
の線状光源28によって概略構成されている。
【0018】光拡散シート22は、例えばポリエステル
あるいはポリカーボネイトのフィルムで構成され、液晶
パネル10の照射光を均一とするために拡散性粒子が混
成されたものや、その表面を粗面加工したものが使用さ
れる。
【0019】光反射シート26は、例えばポリエステル
あるいはポリカーボネイトのフィルムであり、白色の顔
料が混練されており、後述の導光板24を透過する光を
再度導光板24側へ反射させている。なお、図示の例で
は、光反射シート26は導光板24の裏面24Cのみに
配設されているが、これは光源28を含み導光板24の
全端面を覆うように配設すればさらに有効である。この
ためにはシート状に限らず枠部を備えた白色系材料の成
形品を用いてもよい。
【0020】線状光源28は蛍光灯等からなり、導光板
24の入射端面24A,24Aに対向して配置されてい
る。なお、本実施例では導光板24の両側の端面に配置
されているが、面光源装置の大きさによっては一側端面
に配置することも可能である。
【0021】導光板24はアクリル樹脂等の透明素材か
ら形成されており、前述のように表裏面が平行な板体で
ある。そして、その表面24Bおよび裏面24Cには多
数の環状凹部30,30,…が形成されている。環状凹
部30は、図4および図5からわかるように、線状光源
28の位置する入射端面24Aから遠ざかるに従い(本
実施例においては図5のX方向において導光板24の中
央に近づくに従い)、その深さが漸次増大するように形
成されており、また、図6からわかるように、入射端面
24Aから遠ざかるに従いその方向(X方向)と直交す
る方向(Y方向)の外側投影面積が漸次増大するように
形成されている。すなわち、図6に示す例は環状凹部3
0が外径D0 ,内径Di の円筒形状をなしており、奇数
列および奇数行同士のピッチと偶数列および偶数行同士
のピッチとは共にdであり、奇数列と偶数列および奇数
行と偶数行のピッチがd/2の関係、いわゆる千鳥状に
配列され、かつ、各環状凹部30の外径D0 および内径
Di が入射端面24Aから遠ざかるに従い漸次拡大され
ている。この結果、導光板24のY方向における断面で
みたとき、環状凹部30の外側投影面積が漸次増大して
いる。
【0022】なお、図6に例示した環状凹部30の平面
視形状は二重円形であるが、この他に図7(A)ないし
(E)に示すように、円形,四角形または三角形を種々
に組合わせた形態にしてもよい。さらに、図7(F)〜
(J)に示すように、単なる環状凹部形状に限られず、
二重の環状凹部、すなわち、中心の凹部30−1のまわ
りに環状凹部30が配置された形態であってもよい。こ
のようにすると、入射光の乱反射の度合が高まり一層効
果が増大する。
【0023】本明細書で用いる環状とは、後述する凸部
の場合も含めてこのような二重のもの、さらに三重のも
のも包含する意味で用いる。
【0024】次に、上述した導光板24の製作方法につ
いて説明する。図示は省略するが、2つの型半分が結合
されその内部に平行平面が向かい合う成形空間が形成さ
れる型式の成形金型を用いる。まず、このそれぞれの型
半分の表面にフォトレジストを塗布したのち、上述の環
状凹部30の配列パターンを露光し、さらに環状凹部3
0の対応部位が残るよう他の部位をエッチングにより所
定の深さ侵食する。そして、残存したレジストを除去す
る。この状態では、金型の表面に一端面から遠ざかるに
従いその方向と直交する方向の投影面積が増大するよう
配列された所定の高さの環状凸部が形成されている。
【0025】次に、この環状凸部に対しフライス加工ま
たは放電加工を施し、この環状凸部の高さが上記一端面
に近づくに従い減少するように削除する。その後、両型
半分を結合し、その成形空間にアクリル樹脂等の素材を
射出し、前述の構成の導光板24を得る。
【0026】上述により得られた導光板24を用いた面
光源装置20において、線状光源28に電圧が印加され
ると、光が入射端面24Aから入射される。この入射光
のうち導光板24の表面24B側に向かう上向きの光
は、一部が表面24Bを透過して光拡散シート22に向
かい、一部は反射して裏面24C側に向かう。また、裏
面24C側に向かう下向きの光は一部が裏面24Cで反
射すると共に一部が裏面24Cを透過した後、光反射シ
ート26で反射され照明光として利用可能な上向きの光
となる。さらに、図8に示すように、導光板24の表裏
面に平行および若干傾斜した直進光は環状凹部30に当
たる度毎に透過および反射しその一部が上述の上向きあ
るいは下向きの光に変換される。環状凹部にすると単に
凹部のみを形成するのに比べ、光の方向を変換する効率
のよい側面壁が増大するので光の反射の頻度が格段に増
大する。このように透過および反射が繰返されて光源2
8から入射された光は光拡散シート22に導かれるが、
環状凹部30は光源28から遠ざかるに従い深さが漸次
増大すると共に投影面積が増大するように配列されてい
るから、光強度が低下する光源28から遠導光距離位置
において反射頻度が増大する。この結果、光源28の光
強度が維持された状態で拡散シートにおいて均一な明る
さの面輝度が得られる。
【0027】次に、本発明の他の実施例につき説明す
る。本実施例は前実施例における導光板24の表裏面に
環状凹部30を形成するのに代えて、環状凸部30′を
形成するようにしたものである。図9に示す断面形状以
外は変わるところがないので、前実施例の説明のために
用いた図1ないし図3、図6および図7をそのまま用
い、凹部を凸部と読み変えることで重複説明を避ける。
また同一符号は同一部位を表わす。
【0028】かかる環状凸部30′を備えた導光板24
を用いた面光源装置20において、線状光源28に電圧
が印加されると、光が入射端面24Aから入射される
が、前述の環状凹部30の場合と同様に、方向変換効率
の高い側面壁の存在のために、導光板24の表裏面に対
し若干傾斜した直進光が、図10に示すように環状凸部
30′の側面壁に当る度毎に透過および反射して光拡散
シート22に導かれる。
【0029】なお、かかる環状凸部を形成するには、前
実施例とは逆に、それぞれの型半分の表面にフォトレジ
ストを塗布したのち、環状凸部30′の配列パターンを
露光し、該環状凸部30′の対応部位をエッチングによ
り所定の深さ侵食して環状凹部を形成し、さらに、表面
を一端面に近づくに従い環状凹部が浅くなるように削除
すればよい。そして、環状凹部30を形成したのと同様
な射出成形により環状凸部30′を備えた導光板24を
製作することができる。ただし、この場合には、導光板
24の表裏面24B,24Cが平行とならず、表裏面上
の環状凸部30′の頂面が平行となることに留意する必
要がある。
【0030】なお、上述の実施例においては導光板24
の表面側に光拡散シート22を配置した例につき説明し
たが、これは必須のものではなく、導光板24の裏面か
らの屈折光のバランスを取る、例えば環状凹部30また
は環状凸部30′の大きさの変化率を最適に設定するこ
とにより均一な面発光が得られるときには用いなくとも
よい。この場合には、特に導光板24の表面24B側に
配設された環状凹部30または環状凸部30′と裏面2
4C側に配設された環状凹部30または環状凸部30′
との大きさ、すなわち、その深さまたは高さと投影面積
とを異ならせ、表面側のものが裏面側のものより小さく
なるようにすることが有効である。
【0031】また、上述の実施例においては線状光源を
導光板の両端面に配設した例につき説明したが、面光源
装置の大きさによっては一側端面でもよく、その光源も
点光源としてもよい。また、凹部または環状凸部の形状
については前述のように種々の変形が可能である。
【0032】なお、上述の環状凹部を設けた実施例では
導光板の表裏面が平行となる形態のものにつき説明した
が、これは必須ではなく、一面が平坦な傾斜面のものあ
るいは所定の曲率をもった傾斜面のものであっても本発
明の意図する範囲内にある。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明の
面光源装置によれば光源の明るさを減ずることなく均一
な面輝度が得られ、異形状を用いることもないので実装
性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図3】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図4】図3のA部詳細図である。
【図5】図4のB部詳細図である。
【図6】本発明一実施例における凹部または環状凸部の
配列パターンを示す平面図である。
【図7】本発明実施例における凹部または環状凸部の他
の種々なる形状を示す平面図である。
【図8】図5のCおよびD部詳細図である。
【図9】本発明の他の実施例の図4に対応するA部詳細
図である。
【図10】本発明の他の実施例の図8に対応する拡大詳
細図である。
【符号の説明】
10 液晶パネル 20 面光源装置 22 光拡散シート 24 導光板 24A 入射端面 26 光反射シート 28 線状光源 30 環状凹部 30′ 環状凸部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表裏面を有する導光板と、導光板の裏面
    側に配置された光反射部材と、導光板の少なくとも一端
    面に配設された光源とを備えた面光源装置において、 前記導光板の表裏面のうちの少なくとも一面に、所定配
    列された環状の凹部または凸部を形成したことを特徴と
    する面光源装置。
  2. 【請求項2】 前記環状の凹部または凸部は前記光源か
    ら遠ざかるに従い深さまたは高さが増大することを特徴
    とする請求項1に記載の面光源装置。
  3. 【請求項3】 前記環状の凹部または凸部は前記光源か
    ら遠ざかるに従い光源からの入力方向と直交する方向の
    外側投影面積が増大することを特徴とする請求項1また
    は2に記載の面光源装置。
  4. 【請求項4】 面光源装置はさらに前記導光板の表面側
    に配置された光拡散部材を備えることを特徴とする請求
    項1ないし3のいずれかに記載の面光源装置。
  5. 【請求項5】 前記光反射部材はさらに導光板の側端面
    にも配設されていることを特徴とする請求項1ないし4
    のいずれかに記載の面光源装置。
  6. 【請求項6】 前記導光板の表裏面に配設された環状の
    凹部または凸部は、表面側のものが裏面側のものに比べ
    小さいことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに
    記載の面光源装置。
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