JPH0432888A - 面光源構造体 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光源からの光を表示装置の表示板に照射し、
表示板における輝度を向上させるための面光源構造体に
関するものである。

［従来の技術］ 光による表示板としては、表示板から放射される光束を
表示板面から横方向に多く拡散させないようにして表示
板面における輝度を向上させることが望ましい。

例えば、バックライト式液晶ディスプレイ（以下、ＬＣ
Ｄと略称する）を例に取って説明すると、ＬＣＤは従来
の陰極管ディスプレイ（ＣＲＴ）と比較すると、軽量、
薄型、低消費電力の利点があり、ポータプルテレビ、ラ
ップトツブ型パソコンやワープロに使用されて、急速に
需要が増大している。ＬＣＤは、バックライト無しの反
射型とバッグライト付きの透過型の２つのタイプがある
が、反射型は暗く、コントラストが小さいので見難いた
め、バックライト付きの透過型が主流となって来ている
。バックライトの光源は、蛍光ランプが主体となってい
るが、電力消費が大きいので、できるだけ低電力消費で
、明るいもの即ち輝度の高いものが要求されている。そ
のため、できるだけ均一に、かつ効果的に液晶素子面を
光が透過するように、蛍光ランプの背面に反射板を設け
、蛍光ランプ前面に調光フィルムを設けて蛍光管の位置
による輝度の差を調節するとともに、乳白色透光性の光
拡散板を取り付けている。

しかしながら、上記反射板、拡散板を用いた場合でも、
ＬＣＤ素子面に対し垂直な方向に進む光と、それ以外の
周辺方向に斜めに進む光が発生し、この周辺方向への光
は液晶素子面に対しては全く無駄な光となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 発明者は、周辺方向への光を出来るだけ少なくし、表示
装置の表示板やＬＣＤの液晶素子板の輝度を向上する方
法について検討し、周辺方向に拡散する光を表示板や液
晶素子面と垂直な方向に屈折せしめれば良い点に想到し
、研究と試験を重ね、本発明を完成するに至った。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、光源前面に乳白色光拡散板と透明材料
から形成され、表面を半球面連続体、あるいは断面を半
円曲線の連続線もしくは山形多角形の連続線とした平行
凸条面からなる集光板どを設けたことを特徴とする面光
源構造体が提供される。

即ち、光拡散板から、ディスプレイ面の周辺方向にそれ
て進む光を集光板で、できるだけディスプレイ面と垂直
な方向に屈折させてディスプレイ面の輝度を高めようと
するものである。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、第１図は
、本発明に係る面光源構造体の断面図で拡散板（１）上
に集光板（２）が積層されている。

拡散板は、表面を粗面としたガラスまたはプラスチック
板、適当な粒径の充填剤を配合したガラスまたはプラス
チック板、プリズム、レンズ等を応用した光学的拡散系
からなる。

集光板は、上記機能を有するためには、微小な半球形集
光レンズ様体の集合体、あるいはこれらと同様な機能を
有する断面を半円曲線の連続線もしくは、例えば正多角
形を半切したような山形多角形の連続線とした平行凸条
面からなることが必要である。

即ち、集光板としては、上記目的のために第２図の一部
拡大平面図に示すように、透明ガラスまたはプラスチッ
クスから形成され、断面形状を連続した半円状曲線とし
た平行凸条面からなるもの、または第３図の一部拡大平
面図に示すように、表面を半球面集合体としたものが好
適である。

上記微小なレンズ様体のそれぞれの中心間距離は０　、
５　ｍｍ以下で、液晶表示カラーディスプレイの場合に
は、液晶素子との光の干渉によるモアレ現象を回避する
ため、０　、２　ｍｍ以下とすることが好ましい。

なお、本実施例では、拡散板と集光板を別体に成形した
ものを使用しているが、もちろん、両者を一体的に成形
しても良い。

第５図は面光源構造体を装着したバックライト式光源の
蛍光ランプの管軸と垂直な方向の断面図で、背面を反射
板（５）とした筐体内に蛍光ランプ（４）が取り付けら
れ、前面には調光フィルム（３）が設けられ調光フィル
ム上に、拡散板（１）と拡散板上に積層された集光板（
２）が取り付けられている。

［作用］ 拡散板から出た散乱光は、集光板に入射し、集光板の各
微小集光レンズ様体から屈折光となって出て行く。この
際、微小レンズ様体の界面において界面に近い（入射角
の大きい）入射光線は、第４図に模式的に示すように出
射面で、入射角より小な屈折角に屈折される。従って、
拡散板から出た光のうち、拡散板周辺への散光は全体と
しては内側の方向に屈折する割合が増し、液晶素子面の
輝度が向上する。

以上、バックライト式ＬＣＤの輝度向上を例に取って説
明したが、同様に、文字１図形等を板面の後方からの光
源で照射する表示板、広告板等に適用して同様に表示面
の輝度を向上させることもできる。

［実施例コ 以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明す
る。

第５図に示すＬＣＤ用バッグライトを用いて、本発明に
係る集光板を装着した場合と、従来の拡散板のみの場合
における表面輝度を測定した。

面光源は、冷陰極管（径７ｍｍφ、ランプ電圧２ＯＯＶ
、　　ランプ電流６ｍｍＡ）２本、反射板（５）（反射
率８５％以上の白色プラスチック成形品）、調光フィル
ム（３）（蛍光ランプ上部と周辺部の輝度を均等化する
ために透過率／反射率を場所により変化させたプラスチ
ックフィルム）、拡散板（１）（プラスチックに白色充
填材を充填し全光線透過率５８％）から構成され、陰極
線管と平行な長辺が２００ｍｍで、短辺を１４０ｍｍの
角形形状に形成されている。

集光板（２）としては、断面を直径０．１５ｍｍの半円
連続体とした連続平行凸条面を表面とするものを使用し
た。測定位置は、面光源角形板の中心位置をＮＯ，３と
し、この中心から短辺と平行な中心線上に２５ｍｍ間隔
で、上から順に、Ｎｏ、１．Ｎｏ、２．　Ｎｏ。

３、　Ｎｏ、４．Ｎｏ、５とした。

測定結果を第１表に示す。

第　１　表　　　（単位旧ｔ） 測定位置　　　実施例　　　　　　比較例（集光板あり
）　　（集光板なし） Ｎｏ、１　　　　　６１０　　　　　　５１　ＯＮｏ、
２　　　　　６８５　　　　　　５８　ＯＮｏ、３　　
　　　５９０　　　　　　５１５Ｎｏ、４　　　　　６
８０　　　　　　５９０Ｎｏ−５５８０５００ 平均　　　６２９　　　５３９ 第１表から、本発明によれば、輝度が１０％以上向上し
ていることがわかる。

なお、カラーＬＣＤに上記面光源構造体を組込んだとき
、ＬＣＤ画面は、より鮮明となった。平行凸条間間隔を
０　、５　ｍｍとしたものでは、ＬＣＤ画面に光の濃淡
の波が発生して目障りな画面となった。

［発明の効果コ 本発明によれば、液晶面光源の場合、輝度を１０％以上
向上することができるので、例えばバックライト式液晶
表示用として、きわめて有用であ４゜ さらに、例えば階段、非常口表示板や、広告ディスプレ
イ等後方からの光源で照射する表示面に適用して輝度の
向上ができ、きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る面光源構造体の断面図で、第２図
は集光板実施例の一部拡大斜視図で、第３図は集光板の
他の実施例の一部拡大平面図で、第４図は集光板の作用
を示す説明図で、第５図は本発明面光源構造体を装着し
たバックライト式液晶ディスプレイの光源部分の断面図
である。 （１）・・・拡散板、（２）・・・集光板、（３）・・
・調光フィルム。 （４）・・・蛍光ランプ、（５）・・・反射板。 第１図 ＼ゝＩａｌｌ＆ 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源前面に乳白色光拡散板と、透明材料から形成さ
   れ、表面を半球面連続体、あるいは断面を半円曲線の連
   続線もしくは山形多角形の連続線とした平行凸条面から
   なる集光板とを設けたことを特徴とする面光源構造体。 ２、前記集光板の半球面連続体の半球中心間距離が０．
   ５ｍｍ以下、または平行凸条間の平行間隔が０．５ｍｍ
   以下である請求項１記載の面光源構造体。 ３、バックライト式カラー液晶ディスプレイの面光源と
   液晶素子面間に配設され、半球中心間距離、または平行
   凸条間の平行間隔が０．２ｍｍ以下であることを特徴と
   する請求項１記載の面光源構造体。