JPH06235825A

JPH06235825A - 面光源装置

Info

Publication number: JPH06235825A
Application number: JP5045890A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Ishibashi; 達男石橋
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】エッジライト方式に比べて輝度を向上させる
ことができ、インライト方式に比べて線光源を面発光装
置の面発光面に近接させて薄型化できる面光源装置を提
供する。【構成】水平な下面に対して上面が平行または高低を
有する板体２であって、この板体２の表面に線光源４を
上方から嵌め込める溝３を有し、上面の最低部が溝３に
嵌め込んだ線光源４の軸心より低い位置とならず、しか
も下面に線光源４から遠ざかるにつれて面積率が大きく
なる光散乱層５が設けられた導光板１と、導光板１の溝
３に嵌め込まれた線光源４と、線光源４に対向する面に
光量調節層６が設けられ導光板１上に近接して被せられ
る透光性平板７とからなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示装置などに
用いられる面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示装置のバックライト
などとして用いられる面光源装置には、次の２方式があ
る。

【０００３】（１）水平な下面に対して上面が平行な板
体２であって、板体２の下面に線光源４から遠ざかるに
つれて面積率が大きくなる光散乱層５が設けられた導光
板１と、導光板１の側面に配置された線光源４と、線光
源４の導光板１とは反対側を覆うように配置された湾曲
反射板１０とからなるエッジライト方式の面光源装置
（図１３参照）。

【０００４】（２）裏面に線光源４から遠ざかるにつれ
てその面積率が小さくなるように光量調節層６が設けら
れた光拡散板８と、光拡散板８の下方に離れて配置され
た線光源４と、線光源４の下方に配置された光反射板９
とからなるインライト方式の面光源装置（図１４参
照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の面光源
装置には次のような問題があった。（１）のエッジライ
ト方式は、導光板から出射する光だけで面発光を行うと
いう光源光の利用率の悪いものなので輝度が充分でな
く、高輝度が要求されるカラー液晶表示装置のバックラ
イトには使えなかった。（２）のインライト方式は、均
一な面発光をさせるためには光拡散板と線光源との間の
距離を大きくしなければならないので、面光源装置の厚
さを薄くすることができなかった。

【０００６】したがって、本発明は、以上のような問題
点を解消した面光源装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の面光源装置は、
上記の目的を達成するために、水平な下面に対して上面
が平行または高低を有する板体であって、この板体の表
面に線光源を上方から嵌め込める溝を有し、上面の最低
部が溝に嵌め込んだ線光源の軸心より低い位置となら
ず、しかも下面に線光源から遠ざかるにつれて面積率が
大きくなる光散乱層が設けられた導光板と、導光板の溝
に嵌め込まれた線光源と、線光源に対向する面に光量調
節層が設けられ導光板上に近接して被せられる透光性平
板とからなるように構成したものである。

【０００８】

【作用】本発明の面光源装置は、上記のように構成した
ので、次の作用が得られる。線光源から照射された光
は、たとえば、図２に示すようなＡ〜Ｅの光路をとる。
Ａは、線光源から透光性平板に直接照射される光であ
る。Ｂは、導光板の板体の上面と下面との間で全反射を
繰り返しながら端部方向に進行する光である。Ｃは、導
光板の板体上面で反射および屈折する光である。Ｄは、
導光板の板体内を直進し光散乱層で散乱反射される光で
ある。Ｅは、光量調節層で反射・散乱された後に導光板
の板体上面で反射および屈折する光である。なお、光散
乱層が線光源から遠ざかるにつれて面積率が大きくなる
ように設けられているので、線光源により近い個所では
光散乱層で散乱する光は少なく、線光源からより遠い個
所では光散乱層で散乱する光は多い。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の実施
例をさらに詳しく説明する。図１は本発明の面光源装置
の一実施例を示す断面図、図３は本発明の面光源装置に
使用する導光板の板体の一実施例を示す斜視図、図４〜
図１２は本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【００１０】１は導光板、２は板体、３は溝、４は線光
源、５は光散乱層、６は光量調節層、７は透光性平板、
８は光拡散板、９は光反射板をそれぞれ示す。

【００１１】導光板１は、水平な下面に対して上面が平
行または高低を有する板体２であって、この板体２の表
面に線光源４を上方から嵌め込める溝３を有し、上面の
最低部が溝３に嵌め込んだ線光源４の軸心より低い位置
とならないものを使用する。たとえば、図１および図３
に示すように、板体２の表面に１条の溝３を有し、溝３
の口部の板体２下面からの位置が線光源４の軸心と同じ
高さの位置であり、溝３から遠ざかるにつれて板体２の
厚みが直線的に増大し、両端で板体２下面から線光源４
の頂点までの距離と同じ厚みになった導光板１がある。

【００１２】また、導光板１が、板体２の表面に複数条
の溝３を互いに距離をおいて有していてもよい（図４参
照）。

【００１３】また、板体２の厚みが溝３から遠ざかるに
つれて直線的に増大する導光板１（図１および図４参
照）以外に、曲線的に板体２の厚みが漸次増大する導光
板１であってもよいし（図５および図６参照）、あるい
は、板体２の厚みが溝から遠ざかるにつれて漸次減少す
る導光板１あってもよい（図７参照）。さらには、板体
２の上面と下面とが平行である、つまり板体２の厚みが
均一な導光板１であってもよい（図８および図９参
照）。

【００１４】導光板１の板体２は、上記いずれの形状で
あってもよいが、次の寸法関係で示される範囲で使用す
るのが好ましい。たとえば、溝３の深さは、下記（Ｉ）
式で示される範囲にするとよい（図１０参照）。ｄ≧Ｄ_T−Ｄ_B≧ｄ／２ ………（Ｉ）（ｄ：線光源の外径、Ｄ_T：板体の下面から溝の口部ま
での距離、Ｄ_B：板体の下面から溝の底部までの距離）
溝３の深さがＤ_T−Ｄ_B＜ｄ／２の場合は、導光板１を用
いる効果が減少し、ｄ＜Ｄ_T−Ｄ_Bの場合は、厚みを増す
だけで輝度の上昇に寄与しがたい。Ｄ_Bの値は、本発明
よる面光源装置の厚さを決定づけるもので、小さい方が
好ましいが、導光板１の強度および導光効果の点から0.
2mm＜Ｄ_B＜３mmの範囲で最適値を選ぶ必要がある。ま
た、板体２の厚みは、下記（II）式で示される範囲にす
るとよい。Ｄ_L≧Ｄ_H………（II）（Ｄ_L：板体の下面から線光源の頂点までの距離、Ｄ_H：
板体の最大厚み）板体２の厚みがＤ_L＜Ｄ_Hの場合は、厚
みを増すだけで輝度の上昇に寄与しがたい。なお、導光
効果を十分利用するためには、Ｄ_H＝Ｄ_LとなるようにＤ
_Hの値を決定するとよい。

【００１５】以上のような形状を有する板体２の材料と
しては、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、
アクリルスチレンなどの透光性に優れた樹脂などを用い
るとよい。

【００１６】また、導光板１は、板体２の下面に線光源
４から遠ざかるにつれて面積率が大きくなるように光散
乱層５が形成されている。光散乱層５は、線光源４から
の輝度変化に応じて導光板１の板体２内部の光を上面か
ら取り出すために用いるもので、マットインキを用いて
スクリーン印刷法などの印刷法や転写法にてドット状な
どのパターンに形成する。なお、インモールド転写法に
より、板体２の下面と面一になるように光散乱層５を形
成してもよい。

【００１７】線光源５は、導光板１の溝３に上方から嵌
め込まれている。線光源５としては、熱陰極線管や冷陰
極線管などの陰極線管を用いる。また、直線管以外に、
Ｕ字状またはＷ字状の曲線管を用いることもできる。

【００１８】透光性平板７は、線光源１に対向する面に
光量調節層６が設けられ、導光板１上に近接して被せら
れる。光量調節層６としては、アルミニウムやクロム、
ニッケルなどの金属薄膜や上記光散乱層５と同様のもの
が用いられ、線光源４の上面から放射される光の一部を
反射・散乱して導光板１に戻す。光量調節層６は、線光
源４から遠ざかるにつれて面積率が小さくなるように形
成されていてもよいし、線光源１の近傍のみに形成され
ていてもよい。また、透光性平板７の材料としては、透
光性の樹脂板やフィルムなどを用いるが、導光板１およ
び線光源４から上面に放射される光の強度分布をなめら
かにするために光拡散板８を用いてもよい（図１１参
照）。光拡散板８には、フィルムに光拡散物質がコーテ
ィングされたものや、フィルム自体が光拡散性を有する
もの、乳白色の樹脂板などを使用することができる。

【００１９】また、導光板１からの光を効率良く上面に
出すためには、導光板１の光散乱層５が形成された面や
側面に光反射板９を形成した方がよい（図１２参照）。
光反射板９は、導光板１の下面および側面を透過する光
を全て導光板１に戻すために用いる。光反射板９の材料
としては、次のようなものが好ましい。（１）白色ＰＥＴフィルム。（２）白色塗装あるいは白色印刷したアルミニウム板。（３）鏡面を呈した金属板やアルミニウムなどの金属
箔、あるいは金属蒸着を施したフィルムや板など。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、上記の構成および作用から
なるので、次の効果が得られる。すなわち、線光源から
の直接照射による発光を利用するため、従来のエッジラ
イト方式に比べて輝度を向上させることができる。ま
た、線光源から遠く離れた部分での直接照射による発光
不足を導光板の上面からの発光が補って均一な発光が得
られるので、従来のインライト方式に比べて線光源を面
発光装置の面発光面に近接させて薄型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源装置の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の面光源装置の光路の一例を示す断面図
である。

【図３】本発明の面光源装置に使用する導光板の板体一
実施例を示す斜視図である。

【図４】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【図５】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【図６】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【図７】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【図８】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【図９】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面図
である。

【図１０】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面
図である。

【図１１】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面
図である。

【図１２】本発明の面光源装置の他の実施例を示す断面
図である。

【図１３】従来のエッジライト方式の面光源装置を示す
断面図である。

【図１４】従来のインライト方式の面光源装置を示す断
面図である。

【符号の説明】

１導光板２板体３溝４線光源５光散乱層６光量調節層７透光性平板８光拡散板９光反射板１０湾曲反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平な下面に対して上面が平行または高
低を有する板体であって、この板体の表面に線光源を上
方から嵌め込める溝を有し、上面の最低部が溝に嵌め込
んだ線光源の軸心より低い位置とならず、しかも下面に
線光源から遠ざかるにつれて面積率が大きくなる光散乱
層が設けられた導光板と、導光板の溝に嵌め込まれた線
光源と、線光源に対向する面に光量調節層が設けられ導
光板上に近接して被せられる透光性平板とからなること
を特徴とする面光源装置。
【請求項２】溝から遠ざかるにつれて板体の厚みが漸
次増大する請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】溝から遠ざかるにつれて板体の厚みが漸
次減少する請求項１記載の面光源装置。
【請求項４】透光性平板が光拡散板である請求項１〜
請求項３のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項５】線光源が複数の直線管で互いに距離をお
いて配置されている請求項１〜請求項４のいずれかに記
載の面光源装置。
【請求項６】線光源がＵ字状またはＷ字状の曲線管で
ある請求項１〜請求項５のいずれかに記載の面光源装
置。
【請求項７】板体の最大厚み（Ｄ_H）と、板体の下面
から線光源の頂点までの距離（Ｄ_L）が等しい請求項１
〜請求項６のいずれかに記載の面光源装置。