JP2001043716A - 面状光源ユニット - Google Patents
面状光源ユニットInfo
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- JP2001043716A JP2001043716A JP11214354A JP21435499A JP2001043716A JP 2001043716 A JP2001043716 A JP 2001043716A JP 11214354 A JP11214354 A JP 11214354A JP 21435499 A JP21435499 A JP 21435499A JP 2001043716 A JP2001043716 A JP 2001043716A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輝度の均一なエッジライト方式の面状光源を
得る。 【解決手段】 透光性部材からなる板状部材であり、下
面に乱反射部を光源から遠いほど密に形成した導光板1
1は、上面12aを出光面として持つ平面形状が略直角
四辺形の出光部12と、LED20側の仮想側面mに連
続して出光部12からLED20側に延在する光源部1
3とから成る。光源部13内には、導光板11の厚み方
向断面が垂直であり平面方向断面がLED20に対して
傾斜した反射屈折面16bを持つ貫通穴又は貫通しない
穴からなる反射屈折部16をLED20と対向するよう
に設け、光源部13のLED20側の両側面13dに
は、導光板11の厚み方向に略平行な断面略円弧状の複
数の溝よりなる乱反射部15を設けた。乱反射部15は
光源から遠ざかるほど面積比が大きくなるように設けて
ある。
得る。 【解決手段】 透光性部材からなる板状部材であり、下
面に乱反射部を光源から遠いほど密に形成した導光板1
1は、上面12aを出光面として持つ平面形状が略直角
四辺形の出光部12と、LED20側の仮想側面mに連
続して出光部12からLED20側に延在する光源部1
3とから成る。光源部13内には、導光板11の厚み方
向断面が垂直であり平面方向断面がLED20に対して
傾斜した反射屈折面16bを持つ貫通穴又は貫通しない
穴からなる反射屈折部16をLED20と対向するよう
に設け、光源部13のLED20側の両側面13dに
は、導光板11の厚み方向に略平行な断面略円弧状の複
数の溝よりなる乱反射部15を設けた。乱反射部15は
光源から遠ざかるほど面積比が大きくなるように設けて
ある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトに好適な面状光源ユニットに関する。
ックライトに好適な面状光源ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】近年各種パソコン、ワープロ、ゲーム機
器、携帯電話などの各種電子機器の表示装置として、薄
型で見易いバックライト機構を備えた液晶表示装置が広
く用いられている。従来のこのような液晶表示装置のバ
ックライト機構の面状光源ユニットの一例を図面に基づ
いて説明する。図6、図7はそれぞれ従来の面状光源ユ
ニットの斜視図、断面図である。
器、携帯電話などの各種電子機器の表示装置として、薄
型で見易いバックライト機構を備えた液晶表示装置が広
く用いられている。従来のこのような液晶表示装置のバ
ックライト機構の面状光源ユニットの一例を図面に基づ
いて説明する。図6、図7はそれぞれ従来の面状光源ユ
ニットの斜視図、断面図である。
【0003】まず、面状光源ユニットの構成について説
明する。図6、図7において、90は面状光源ユニット
の上面に近接して配設された液晶表示パネルであり、6
0はエッジライト方式の面状光源ユニットである。以下
に面状光源ユニット10の細部を説明する。61は透明
なプラスチックス等の透光性部材から形成された平面が
略四辺形の平板状の導光板であり、導光板の上面61b
は出光面であり、下面61aには多数の微細な凹凸面か
らなる乱反射部61eが形成されている。80は導光板
61の下面61aに近接して配設された白色シート等の
反射板である。70は光源としてのLEDであり、複数
(例えば3個)のLED70が導光板61の側面61c
に近接して離散的に配置されている。各LED70と対
向する導光板61の側面61cには各々の光源の出光点
を中心とした断面半円状の溝61dである入光面が厚み
方向に平行に形成されている。導光板61の溝61d形
成部を除いた部分が液晶表示パネル90と垂直方向にほ
ぼ重なっている。
明する。図6、図7において、90は面状光源ユニット
の上面に近接して配設された液晶表示パネルであり、6
0はエッジライト方式の面状光源ユニットである。以下
に面状光源ユニット10の細部を説明する。61は透明
なプラスチックス等の透光性部材から形成された平面が
略四辺形の平板状の導光板であり、導光板の上面61b
は出光面であり、下面61aには多数の微細な凹凸面か
らなる乱反射部61eが形成されている。80は導光板
61の下面61aに近接して配設された白色シート等の
反射板である。70は光源としてのLEDであり、複数
(例えば3個)のLED70が導光板61の側面61c
に近接して離散的に配置されている。各LED70と対
向する導光板61の側面61cには各々の光源の出光点
を中心とした断面半円状の溝61dである入光面が厚み
方向に平行に形成されている。導光板61の溝61d形
成部を除いた部分が液晶表示パネル90と垂直方向にほ
ぼ重なっている。
【0004】次に面状光源ユニットの作用について説明
する。各LED70を出射した光は導光板61の溝61
d部から入射し、導光板61内部を進行するが、直接上
面61bに向かう光線は上面61bにおいて全反射して
下面61a方向に向かう。LED70から直接きた光線
と上面61bに反射してきた光線とが下面61aに当た
った場合に、乱反射部61eのために導光板61内のあ
らゆる方向に反射する。乱反射部61eにおいて反射し
た光はその方向により導光板61の周面の内側で反射し
たり、透過したりすることになる。下面61aを外側に
出た光はすぐに反射シート80により反射するので再び
導光板61内に戻る。このようにして光はおおむね導光
板61の出光面から出て液晶表示パネル90を背面から
照射し、表示面が明るく見易くなる。
する。各LED70を出射した光は導光板61の溝61
d部から入射し、導光板61内部を進行するが、直接上
面61bに向かう光線は上面61bにおいて全反射して
下面61a方向に向かう。LED70から直接きた光線
と上面61bに反射してきた光線とが下面61aに当た
った場合に、乱反射部61eのために導光板61内のあ
らゆる方向に反射する。乱反射部61eにおいて反射し
た光はその方向により導光板61の周面の内側で反射し
たり、透過したりすることになる。下面61aを外側に
出た光はすぐに反射シート80により反射するので再び
導光板61内に戻る。このようにして光はおおむね導光
板61の出光面から出て液晶表示パネル90を背面から
照射し、表示面が明るく見易くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た面状光源ユニットでは、LEDが離散的に配置されて
いる上に、LEDの光には指向性があって、光源から一
定の距離では放射方向の中心付近が明るく、その周辺へ
向かうに従って暗くなる。また、光の一般的な性質とし
て、光源近傍では強いが、遠方では弱くなる傾向がある
ために、表示面を均一に照射するLEDの数には限界が
あり、満足する品質に至らなかった。従って導光板の側
面に沿って線状光源を構成するためにはLEDを多数配
列しなければならず、コスト上、消費電力上も不利であ
った。
た面状光源ユニットでは、LEDが離散的に配置されて
いる上に、LEDの光には指向性があって、光源から一
定の距離では放射方向の中心付近が明るく、その周辺へ
向かうに従って暗くなる。また、光の一般的な性質とし
て、光源近傍では強いが、遠方では弱くなる傾向がある
ために、表示面を均一に照射するLEDの数には限界が
あり、満足する品質に至らなかった。従って導光板の側
面に沿って線状光源を構成するためにはLEDを多数配
列しなければならず、コスト上、消費電力上も不利であ
った。
【0006】上記発明はこのような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、その目的は、LED光源
からの光を効率よく出光面から均一に出させることがで
き、かつ、LEDの数を減らすことができ、コスト上も
消費電力上も有利な面状光源ユニットを提供することで
ある。
るためになされたものであり、その目的は、LED光源
からの光を効率よく出光面から均一に出させることがで
き、かつ、LEDの数を減らすことができ、コスト上も
消費電力上も有利な面状光源ユニットを提供することで
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、透光性部材からなる板状部
材であり下面に乱反射部を形成して上面を出光面とした
導光板と、該導光板の側面に近接配置したLEDとから
なり、該LEDから前記導光板の側面に入射した光を前
記出光面から出射させるようにしたエッジライト方式の
面状光源ユニットにおいて、前記乱反射部を前記LED
から離れるに従い密になるように設け、前記導光板の前
記LED側の一側面に前記出光面から前記光源側に延在
する光源部を設け、前記光源部内に前記導光板の厚み方
向断面が垂直であり平面方向断面が前記LEDの出光点
に対して傾斜した反射屈折面を持つ貫通穴又は貫通しな
い穴からなる反射屈折部を前記LEDと対向するように
設け、前記光源部の前記LED側の側面に乱反射部を設
けたことを特徴とする。
に、請求項1記載の発明は、透光性部材からなる板状部
材であり下面に乱反射部を形成して上面を出光面とした
導光板と、該導光板の側面に近接配置したLEDとから
なり、該LEDから前記導光板の側面に入射した光を前
記出光面から出射させるようにしたエッジライト方式の
面状光源ユニットにおいて、前記乱反射部を前記LED
から離れるに従い密になるように設け、前記導光板の前
記LED側の一側面に前記出光面から前記光源側に延在
する光源部を設け、前記光源部内に前記導光板の厚み方
向断面が垂直であり平面方向断面が前記LEDの出光点
に対して傾斜した反射屈折面を持つ貫通穴又は貫通しな
い穴からなる反射屈折部を前記LEDと対向するように
設け、前記光源部の前記LED側の側面に乱反射部を設
けたことを特徴とする。
【0008】本発明の請求項2の発明は、請求項1記載
の発明において、前記乱反射部は半球状の窪みであるこ
とを特徴とする。
の発明において、前記乱反射部は半球状の窪みであるこ
とを特徴とする。
【0009】本発明の請求項3の発明は、請求項1記載
の発明において、前記乱反射部は微細な凹凸面であるこ
とを特徴とする。
の発明において、前記乱反射部は微細な凹凸面であるこ
とを特徴とする。
【0010】本発明の請求項4の発明は、請求項1又は
請求項2のいずれかに記載の発明において、前記導光板
の下面を前記LEDから離れるに従い前記出光面に対し
て近づくように傾斜させたことを特徴とする。
請求項2のいずれかに記載の発明において、前記導光板
の下面を前記LEDから離れるに従い前記出光面に対し
て近づくように傾斜させたことを特徴とする。
【0011】本発明の請求項5の発明は、請求項1記載
の発明において、前記乱反射部は白色塗装又は印刷され
た面であることを特徴とする。
の発明において、前記乱反射部は白色塗装又は印刷され
た面であることを特徴とする。
【0012】本発明の請求項6の発明は、請求項1乃至
請求項4のいずれかに記載の発明において、前記光源部
の両側面の乱反射部は前記導光板の厚み方向に略平行な
断面略円弧形状の溝であることを特徴とする。
請求項4のいずれかに記載の発明において、前記光源部
の両側面の乱反射部は前記導光板の厚み方向に略平行な
断面略円弧形状の溝であることを特徴とする。
【0013】本発明の請求項7の発明は、請求項3乃至
請求項6のいずれかに記載の記載の発明において、前記
乱反射部は更に金属めっき又は蒸着した面であることを
特徴とする前記反射部材は反射シートであることを特徴
とする。
請求項6のいずれかに記載の記載の発明において、前記
乱反射部は更に金属めっき又は蒸着した面であることを
特徴とする前記反射部材は反射シートであることを特徴
とする。
【0014】本発明の請求項8の発明は、請求項1乃至
請求項7のいずれかに記載の発明において、前記出光部
の下面を前記LEDから離れるに従い前記出光面に対し
て近づくように傾斜させたことを特徴とする。
請求項7のいずれかに記載の発明において、前記出光部
の下面を前記LEDから離れるに従い前記出光面に対し
て近づくように傾斜させたことを特徴とする。
【0015】本発明の請求項9の発明は、請求項1乃至
請求項8のいずれかに記載の発明において、前記光源部
の上下面の少なくとも一方に乱反射部が形成されている
ことを特徴とすることを特徴とする。
請求項8のいずれかに記載の発明において、前記光源部
の上下面の少なくとも一方に乱反射部が形成されている
ことを特徴とすることを特徴とする。
【0016】本発明の請求項10の発明は、請求項1乃
至請求項9のいずれかに記載の発明において、前記導光
板の少なくとも入光面及び前記出光面を除いた周面に反
射部材を近接配置したことを特徴とする。
至請求項9のいずれかに記載の発明において、前記導光
板の少なくとも入光面及び前記出光面を除いた周面に反
射部材を近接配置したことを特徴とする。
【0017】本発明の請求項11の発明は、請求項10
記載の発明において、前記反射部材は反射シートである
ことを特徴とする。
記載の発明において、前記反射部材は反射シートである
ことを特徴とする。
【0018】本発明の請求項12の発明は、請求項10
記載の発明において、前記面光源ユニットが収納される
表示装置のケースが前記反射部材を兼ねていることを特
徴とする。
記載の発明において、前記面光源ユニットが収納される
表示装置のケースが前記反射部材を兼ねていることを特
徴とする。
【0019】本発明の請求項13の発明は、請求項1乃
至請求項12のいずれかに記載の発明において、前記L
EDは白色LEDであることを特徴とする。
至請求項12のいずれかに記載の発明において、前記L
EDは白色LEDであることを特徴とする。
【0020】本発明の請求項14の発明は、請求項1乃
至請求項12のいずれかに記載の発明において、前記L
EDは前記導光板の厚み方向一列に配置したR、G、B
の3色のLEDであることを特徴とする。
至請求項12のいずれかに記載の発明において、前記L
EDは前記導光板の厚み方向一列に配置したR、G、B
の3色のLEDであることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明のの第一の実
施形態である面状光源ユニットの斜視図、図2は図1の
中央縦断面図、図3は図1の中央縦部分断面図、図4は
図1の要部平面図である。
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明のの第一の実
施形態である面状光源ユニットの斜視図、図2は図1の
中央縦断面図、図3は図1の中央縦部分断面図、図4は
図1の要部平面図である。
【0022】まず、本発明の本実施形態の構成を説明す
る。図1、図2において、10はバックライト付きの液
晶表示装置のバックライトを構成する面状光源ユニット
であり、40は、後述する導光板の出光部と垂直方向に
重なる位置に配設される前記液晶表示装置の表示パネル
である。
る。図1、図2において、10はバックライト付きの液
晶表示装置のバックライトを構成する面状光源ユニット
であり、40は、後述する導光板の出光部と垂直方向に
重なる位置に配設される前記液晶表示装置の表示パネル
である。
【0023】面状光源ユニット10の詳細を説明する。
11はプラスチック等の投光性部材からなる平板状の導
光板であり、20は導光板11の後述する光源部の山形
の頂上の側面近傍に導光板11の厚み方向に一列に配設
された光源としてのLEDである。30は導光板11か
ら外側に出た光を反射させる機能を表面に持つ反射部材
であり、少なくとも後述する入光面と出光面とを除いた
周面に近接して配設されている。
11はプラスチック等の投光性部材からなる平板状の導
光板であり、20は導光板11の後述する光源部の山形
の頂上の側面近傍に導光板11の厚み方向に一列に配設
された光源としてのLEDである。30は導光板11か
ら外側に出た光を反射させる機能を表面に持つ反射部材
であり、少なくとも後述する入光面と出光面とを除いた
周面に近接して配設されている。
【0024】導光板11の細部について更に説明する。
12は導光板11の平面形状が略直角四辺形の部分であ
る出光部であり、13は出光部12の光源側の仮装側面
mに連続して、仮装側面m部分を外側に延在するように
山形に膨出させた光源部である。導光板11は周面全体
を鏡面に仕上げた上に、部分的に14の全反射部と15
の乱反射部を形成してあり、内部の光線を反射させるよ
うになっている。従って周面が透明な部分では、内部の
周面に対する臨界入射角を越えた光線は全反射し、臨界
入射角未満の光は材料に応じた屈折率で屈折しながら外
部へ透過する。
12は導光板11の平面形状が略直角四辺形の部分であ
る出光部であり、13は出光部12の光源側の仮装側面
mに連続して、仮装側面m部分を外側に延在するように
山形に膨出させた光源部である。導光板11は周面全体
を鏡面に仕上げた上に、部分的に14の全反射部と15
の乱反射部を形成してあり、内部の光線を反射させるよ
うになっている。従って周面が透明な部分では、内部の
周面に対する臨界入射角を越えた光線は全反射し、臨界
入射角未満の光は材料に応じた屈折率で屈折しながら外
部へ透過する。
【0025】ここで全反射部14は透明な鏡面に白色の
印刷又は塗装を施した面、Al、Cr、Agなどの金属
めっき又は蒸着した面、又は背後に近接して反射部材が
配設された面であってもよい。乱反射部15とは、微細
な半球状の窪みや微細な凹凸面、あるいはこれらの凹凸
面に更に、白色の印刷又は塗装、金属めっき又は蒸着な
どの良好な反射機能を持つ表面処理を施したものであっ
てもよく、また、平面に白色の印刷又は塗装を施した面
であってもよい。
印刷又は塗装を施した面、Al、Cr、Agなどの金属
めっき又は蒸着した面、又は背後に近接して反射部材が
配設された面であってもよい。乱反射部15とは、微細
な半球状の窪みや微細な凹凸面、あるいはこれらの凹凸
面に更に、白色の印刷又は塗装、金属めっき又は蒸着な
どの良好な反射機能を持つ表面処理を施したものであっ
てもよく、また、平面に白色の印刷又は塗装を施した面
であってもよい。
【0026】出光部12の上面12aは出光面となる透
明な鏡面である。出光部12の仮想側面mに対向する側
面12c及び両側面12dは、乱反射部のみの面として
あるが、これを全反射部14のみ、または乱反射部1
5、又は両者の混在した反射面としてもよい。図3に示
すように、出光部12下面12bは全反射部14と乱反
射部15とが混在した面であり、光源から遠ざかるに従
い乱反射部15の面積比が増大するように形成されてい
る。
明な鏡面である。出光部12の仮想側面mに対向する側
面12c及び両側面12dは、乱反射部のみの面として
あるが、これを全反射部14のみ、または乱反射部1
5、又は両者の混在した反射面としてもよい。図3に示
すように、出光部12下面12bは全反射部14と乱反
射部15とが混在した面であり、光源から遠ざかるに従
い乱反射部15の面積比が増大するように形成されてい
る。
【0027】光源部13の上、下面13b、13cは全
反射部14と乱反射部15とが混在した面であってもよ
い。光源部13のLED20に対向する側面である入光
面13fはLED20からの光が略垂直に当たるように
略半円筒面を成している透明な鏡面である。光源部13
の両側面13dには、平面方向断面が略円弧形状の、導
光板11の厚み方向に略平行な溝である乱反射部15が
光源から遠くなるに従って面積密度が大きく密になるよ
うに形成されており、光源から直接間接にきた光を光源
部13内の全方向に反射させる機能を持つ。なお、この
乱反射部15は必ずしもこのような溝に限らず、上述し
たものでもよい。また、両側面13dは平面でも適宜に
湾曲した面でもよい。
反射部14と乱反射部15とが混在した面であってもよ
い。光源部13のLED20に対向する側面である入光
面13fはLED20からの光が略垂直に当たるように
略半円筒面を成している透明な鏡面である。光源部13
の両側面13dには、平面方向断面が略円弧形状の、導
光板11の厚み方向に略平行な溝である乱反射部15が
光源から遠くなるに従って面積密度が大きく密になるよ
うに形成されており、光源から直接間接にきた光を光源
部13内の全方向に反射させる機能を持つ。なお、この
乱反射部15は必ずしもこのような溝に限らず、上述し
たものでもよい。また、両側面13dは平面でも適宜に
湾曲した面でもよい。
【0028】光源部13の内部には断面略二等辺三角形
状の垂直な貫通穴である16の反射屈折部が前記三角形
状の頂点16aをLED20に向けるように形成されて
いる。反射屈折部16の二等辺に当たる境界面16bは
透明な鏡面に仕上げられていて、図4に示すように、そ
の平面方向断面が出光点20aからの光の進行方向に対
して臨界入射角を越えるように傾斜しており、LED2
0からきた光は光源部13の両側面13d方向に全反射
させるが、他の方向からきた光は屈折通過させる機能を
持つ反射屈折面となっている。なお、この境界面16b
は平面でも適宜に湾曲した面であってもよい。例えば、
境界面16bを放物面となるように形成し、放物面の焦
点にあたる位置に光源をおくようにしてもよい。前記三
角形状の底辺に当たる境界面16cは透明な鏡面、又は
透明な乱反射面15、又はこれらが混在した面であって
もよい。
状の垂直な貫通穴である16の反射屈折部が前記三角形
状の頂点16aをLED20に向けるように形成されて
いる。反射屈折部16の二等辺に当たる境界面16bは
透明な鏡面に仕上げられていて、図4に示すように、そ
の平面方向断面が出光点20aからの光の進行方向に対
して臨界入射角を越えるように傾斜しており、LED2
0からきた光は光源部13の両側面13d方向に全反射
させるが、他の方向からきた光は屈折通過させる機能を
持つ反射屈折面となっている。なお、この境界面16b
は平面でも適宜に湾曲した面であってもよい。例えば、
境界面16bを放物面となるように形成し、放物面の焦
点にあたる位置に光源をおくようにしてもよい。前記三
角形状の底辺に当たる境界面16cは透明な鏡面、又は
透明な乱反射面15、又はこれらが混在した面であって
もよい。
【0029】なお、反射屈折部16は必ずしも貫通穴で
ある必要はなく、上、下面13b、13cのいずれか又
は両方から明けられた貫通しない穴であってもよい。ま
た、境界面16b、16cには、その上から更に金属め
っき又は蒸着してもよく、その時には、境界面16bは
全反射部14に、境界面16cは全反射部14又は乱反
射部15、又は両者の混在した面とする。
ある必要はなく、上、下面13b、13cのいずれか又
は両方から明けられた貫通しない穴であってもよい。ま
た、境界面16b、16cには、その上から更に金属め
っき又は蒸着してもよく、その時には、境界面16bは
全反射部14に、境界面16cは全反射部14又は乱反
射部15、又は両者の混在した面とする。
【0030】上記反射部材30としては、導光板11の
周面(12b、12c、12d、13b、13c、13
d)から外に漏れた光を全反射させて導光板11内に戻
す機能を持つ部材であり、表面を金属めっき又は蒸着で
処理したり、金属箔をラミネートした紙、金属板やプラ
スチック板などである。また、面状光源ユニット10を
収納する図示しない反射機能を表面に持つケースが反射
部材30を兼ねていてもよい。そして、このケースは前
記液晶表示装置の収納部、又は前記液晶表示装置を持つ
電子機器の筐体であってもよい。なお、導光板11の周
面(12b、12c、12d、13b、13c、13
d)の金属メッキ又は蒸着が施された部分に対しては、
必ずしも反射部材30は必要ではない。
周面(12b、12c、12d、13b、13c、13
d)から外に漏れた光を全反射させて導光板11内に戻
す機能を持つ部材であり、表面を金属めっき又は蒸着で
処理したり、金属箔をラミネートした紙、金属板やプラ
スチック板などである。また、面状光源ユニット10を
収納する図示しない反射機能を表面に持つケースが反射
部材30を兼ねていてもよい。そして、このケースは前
記液晶表示装置の収納部、又は前記液晶表示装置を持つ
電子機器の筐体であってもよい。なお、導光板11の周
面(12b、12c、12d、13b、13c、13
d)の金属メッキ又は蒸着が施された部分に対しては、
必ずしも反射部材30は必要ではない。
【0031】光源は前述したものに限らず、例えば、厚
み方向に一列に配置した任意の複数のLEDであっても
よいし、色は白など適宜なものでよい。従って赤
(R)、緑(G)、青(B)の3色のLEDを配設して
もよい。なお、LED20から出光部12までの距離
は、大きいと出光部12へ入る光の強さが弱まるので必
要以上大きくとらないこととする。
み方向に一列に配置した任意の複数のLEDであっても
よいし、色は白など適宜なものでよい。従って赤
(R)、緑(G)、青(B)の3色のLEDを配設して
もよい。なお、LED20から出光部12までの距離
は、大きいと出光部12へ入る光の強さが弱まるので必
要以上大きくとらないこととする。
【0032】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。LED20を出た光は導光板11の入光面13fか
ら内部に進入し、図4に示すように、LED20の前方
に向かった光は反射屈折部16の境界面16bに当たっ
て反射し、両側面13d方向に向かう。なお、ここで境
界面16bが放物面でありその焦点の位置に光源がある
場合には、光源から出て反射屈折部16を反射した光は
平行光線となる。
る。LED20を出た光は導光板11の入光面13fか
ら内部に進入し、図4に示すように、LED20の前方
に向かった光は反射屈折部16の境界面16bに当たっ
て反射し、両側面13d方向に向かう。なお、ここで境
界面16bが放物面でありその焦点の位置に光源がある
場合には、光源から出て反射屈折部16を反射した光は
平行光線となる。
【0033】また、反射屈折部16が貫通穴である場合
には、LED20から出て直接反射屈折部16方向に向
かった光が、反射屈折部16の背後の出光部12では全
て遮られる一方、境界面16bの両端部16dの外側で
は直接出光部12に進入することになるため、LED2
0の出光点20aと反射屈折部16の両端部16dとを
結ぶ仮想線L上の出光面12aに輝度の境目が生じやす
い。これを補償するために、光源部13の上、下面上1
3b、13cのいずれかに乱反射部15を形成し、乱反
射部15の形成密度を部分的に調整した場合には輝度の
境目を目立たなくする作用がある。又異なる方向から反
射屈折面16bに向かった光がこの部分を屈折通過する
ことで前記境目が緩和される。更に又、出光部12側か
ら境界面16cに当たる光が反射することで同じく前記
境目を目立たなくするように作用する。
には、LED20から出て直接反射屈折部16方向に向
かった光が、反射屈折部16の背後の出光部12では全
て遮られる一方、境界面16bの両端部16dの外側で
は直接出光部12に進入することになるため、LED2
0の出光点20aと反射屈折部16の両端部16dとを
結ぶ仮想線L上の出光面12aに輝度の境目が生じやす
い。これを補償するために、光源部13の上、下面上1
3b、13cのいずれかに乱反射部15を形成し、乱反
射部15の形成密度を部分的に調整した場合には輝度の
境目を目立たなくする作用がある。又異なる方向から反
射屈折面16bに向かった光がこの部分を屈折通過する
ことで前記境目が緩和される。更に又、出光部12側か
ら境界面16cに当たる光が反射することで同じく前記
境目を目立たなくするように作用する。
【0034】反射屈折部16が貫通しない穴である場合
には、LED20の前方に向かった光の一部は反射屈折
部16の上又は下の光源部13内を通過して直接出光部
12へと向かうので、前記輝度の境界線は生じにくくな
る。
には、LED20の前方に向かった光の一部は反射屈折
部16の上又は下の光源部13内を通過して直接出光部
12へと向かうので、前記輝度の境界線は生じにくくな
る。
【0035】両側面13dの乱反射部15又は全反射部
14に当たって反射した光はほぼ出光部12方向である
各方向に向かう。その一部は再び反射屈折部16に向か
うが、光の進入方向によっては、境界面16b、16c
で反射せず、屈折して通過し出光部12方向へ向かう。
両側面13dの乱反射部15を光源から遠ざかるにつれ
て面積比が大きくなるように設けてあるので、光源から
離れたところでの光量の減少を補う。また、光源部13
が山形となっていることで、光源から離れてるに従って
光源部13が狭くなり、暗くなる部分の光密度を上げる
ことになって、やはり暗くなること補償している。
14に当たって反射した光はほぼ出光部12方向である
各方向に向かう。その一部は再び反射屈折部16に向か
うが、光の進入方向によっては、境界面16b、16c
で反射せず、屈折して通過し出光部12方向へ向かう。
両側面13dの乱反射部15を光源から遠ざかるにつれ
て面積比が大きくなるように設けてあるので、光源から
離れたところでの光量の減少を補う。また、光源部13
が山形となっていることで、光源から離れてるに従って
光源部13が狭くなり、暗くなる部分の光密度を上げる
ことになって、やはり暗くなること補償している。
【0036】LED20から直接間接に上、下面13
b、13cに向かった光は入射角の関係で一部は屈折し
て外側に通過するが、外側にある反射部材30で反射し
て光源部13内に戻るので結局大部分は上、下面13
b、13cで反射して仮想側面mから出光部12方向へ
向かう。このように、光源部13は、点状光源であるL
ED20から出た光を仮想側面mの長手方向に展開させ
るように光の進行方向を変換させる光反射部を含んだ線
状光源部とも言える。
b、13cに向かった光は入射角の関係で一部は屈折し
て外側に通過するが、外側にある反射部材30で反射し
て光源部13内に戻るので結局大部分は上、下面13
b、13cで反射して仮想側面mから出光部12方向へ
向かう。このように、光源部13は、点状光源であるL
ED20から出た光を仮想側面mの長手方向に展開させ
るように光の進行方向を変換させる光反射部を含んだ線
状光源部とも言える。
【0037】出光部12へ進入し、上、下面12b、1
2cに平行に進んだ光pは、図3に示すように、側面1
2c、12dの乱反射面15に当たった場合には、乱反
射して出光部内の全方向へ向かう。全反射面14aに当
たった場合には、導光板11内を反射しやがて各所に存
在する乱反射部15に当たって全方向に反射する。光源
部13から直接間接に下面12b方向へ進んだ光qは、
下面の乱反射部15により乱反射してほぼ出光面である
上面12a方向へ向かう。乱反射部14が形成されてい
ない部分ではほぼ全反射して光源より更に遠方に向か
う。出光面12aに向かった光も入射角によっては全反
射するものもあり、屈折透過するものもある。
2cに平行に進んだ光pは、図3に示すように、側面1
2c、12dの乱反射面15に当たった場合には、乱反
射して出光部内の全方向へ向かう。全反射面14aに当
たった場合には、導光板11内を反射しやがて各所に存
在する乱反射部15に当たって全方向に反射する。光源
部13から直接間接に下面12b方向へ進んだ光qは、
下面の乱反射部15により乱反射してほぼ出光面である
上面12a方向へ向かう。乱反射部14が形成されてい
ない部分ではほぼ全反射して光源より更に遠方に向か
う。出光面12aに向かった光も入射角によっては全反
射するものもあり、屈折透過するものもある。
【0038】従って導光板11内ではあらゆる方向の光
が飛び交うことになり、一部は下面12bから外側へ出
てゆくが、反射シートなどの反射部材30が配設されて
いる場合には、再び下面12bから内部へ入り出光面1
2aへ向かう。以上のようにして、LED光源から出た
光は、大部分が出光面である導光板11の上面12aか
ら上方へ出て、表示パネル40を背面から照射すること
になる。なお、下面12bの乱反射部15を光源から遠
ざかるに従い面積比が大きくなるように設けてあるの
で、光源部13の近くでは出光面12aに向かう光量を
抑制し、遠くでは光量の減少を補うように作用する。
が飛び交うことになり、一部は下面12bから外側へ出
てゆくが、反射シートなどの反射部材30が配設されて
いる場合には、再び下面12bから内部へ入り出光面1
2aへ向かう。以上のようにして、LED光源から出た
光は、大部分が出光面である導光板11の上面12aか
ら上方へ出て、表示パネル40を背面から照射すること
になる。なお、下面12bの乱反射部15を光源から遠
ざかるに従い面積比が大きくなるように設けてあるの
で、光源部13の近くでは出光面12aに向かう光量を
抑制し、遠くでは光量の減少を補うように作用する。
【0039】次に本実施形態の効果について説明する。
導光板11に光源部13を形成し、これに反射屈折部1
6を設けたので、LED20を出た中心近傍の輝度の強
い光の一部を直接出光部12へ入らせず両側面13d方
向へ向けることができるので、出光部12の仮想側面m
における光の均一化が計ることができ、輝度ムラのない
線状光源が形成され、更に出光部12下面12bの乱反
射部15がLED20から遠いところほど密度高く設け
てあるので、光源からの距離に応じて生じるはずの輝度
の低下を補って出光面から出射される光も均一にでき
る。従って輝度ムラのない面状照明ができ表示パネルが
見易くなる。
導光板11に光源部13を形成し、これに反射屈折部1
6を設けたので、LED20を出た中心近傍の輝度の強
い光の一部を直接出光部12へ入らせず両側面13d方
向へ向けることができるので、出光部12の仮想側面m
における光の均一化が計ることができ、輝度ムラのない
線状光源が形成され、更に出光部12下面12bの乱反
射部15がLED20から遠いところほど密度高く設け
てあるので、光源からの距離に応じて生じるはずの輝度
の低下を補って出光面から出射される光も均一にでき
る。従って輝度ムラのない面状照明ができ表示パネルが
見易くなる。
【0040】少ないLEDの数で輝度ムラのない線状光
源部が形成できるので、面状光源ユニットのLED数を
従来より削減できる。従って消費電力、コストの面で有
利である。複数のLEDを垂直一列に配設する場合に
は、LED間に輝度のばらつきがあっても、均一な輝度
の線状光源部を構成でき、惹いては出光面から放射され
る光も均一にできる。また、白色LEDを用いれば、明
るく見易い液晶表示装置が得られる。R、G、BのLE
Dを組み合わせることにより、発光色を自由に変えられ
る。
源部が形成できるので、面状光源ユニットのLED数を
従来より削減できる。従って消費電力、コストの面で有
利である。複数のLEDを垂直一列に配設する場合に
は、LED間に輝度のばらつきがあっても、均一な輝度
の線状光源部を構成でき、惹いては出光面から放射され
る光も均一にできる。また、白色LEDを用いれば、明
るく見易い液晶表示装置が得られる。R、G、BのLE
Dを組み合わせることにより、発光色を自由に変えられ
る。
【0041】導光板11の下面12bばかりでなく、少
なくとも入光面13f、出光面12aを除いた周面(1
2b、12c、12d、13b、13c、13d)の一
部に乱反射部15を形成し、あるいは反射部材30を近
接配置したので、外に漏れてロスとなる光を極めて少な
くすることができ、LED20の光を有効活用できる。
なくとも入光面13f、出光面12aを除いた周面(1
2b、12c、12d、13b、13c、13d)の一
部に乱反射部15を形成し、あるいは反射部材30を近
接配置したので、外に漏れてロスとなる光を極めて少な
くすることができ、LED20の光を有効活用できる。
【0042】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図5は本発明の第二の実施形態である面状光源ユ
ニットの断面図である。図5において、第一の実施の形
態とは導光板のみが異なるだけである。従って、第一の
実施の形態と同じ構成要素には同じ名称と符号を付して
説明を省略し、第一の実施の形態と異なる部分について
説明する。
する。図5は本発明の第二の実施形態である面状光源ユ
ニットの断面図である。図5において、第一の実施の形
態とは導光板のみが異なるだけである。従って、第一の
実施の形態と同じ構成要素には同じ名称と符号を付して
説明を省略し、第一の実施の形態と異なる部分について
説明する。
【0043】導光板11の出光部12下面12bは、L
ED20から遠ざかるにつれて出光面12aとの距離が
近づく斜面になっている。このことにより、光源部13
から離れるに従って出光面12aの輝度が減少するのを
補い、出光面12aから出る光の輝度の均一化を更に容
易に計ることができる。
ED20から遠ざかるにつれて出光面12aとの距離が
近づく斜面になっている。このことにより、光源部13
から離れるに従って出光面12aの輝度が減少するのを
補い、出光面12aから出る光の輝度の均一化を更に容
易に計ることができる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導光板の出光部下面の乱反射部を光源から遠ざかるほど
密に形成し、出光部のLED側の一側面に出光部からL
ED側に山形に延在させた光源部を設け、更にこの光源
部内に反射屈折面を持つ反射屈折部を設け、更に光源部
のLED側の両側面に反射部を設けたので、コスト面
も、消費電力面でも有利で出光面の明るさが均一な面状
光源ユニットを提供することができた。
導光板の出光部下面の乱反射部を光源から遠ざかるほど
密に形成し、出光部のLED側の一側面に出光部からL
ED側に山形に延在させた光源部を設け、更にこの光源
部内に反射屈折面を持つ反射屈折部を設け、更に光源部
のLED側の両側面に反射部を設けたので、コスト面
も、消費電力面でも有利で出光面の明るさが均一な面状
光源ユニットを提供することができた。
【0045】導光板の少なくとも入光面及び出光面を除
いた周面に乱反射部を形成し、更に乱反射部は白色の塗
装又は印刷した面、金属めっき又は金属蒸着した面とし
たので、出光面以外の導光板周面からの光の漏出を制限
し、LED光量の有効活用が計れるようになった。
いた周面に乱反射部を形成し、更に乱反射部は白色の塗
装又は印刷した面、金属めっき又は金属蒸着した面とし
たので、出光面以外の導光板周面からの光の漏出を制限
し、LED光量の有効活用が計れるようになった。
【0046】出光面に対向する下面がLEDから遠ざか
るにつれて出光面との距離が近づく斜面にしたのでLE
Dから遠い場所の輝度の減少を補い、出光面の明るさが
均一な面状光源ユニットを更に容易に提供できるように
なった。
るにつれて出光面との距離が近づく斜面にしたのでLE
Dから遠い場所の輝度の減少を補い、出光面の明るさが
均一な面状光源ユニットを更に容易に提供できるように
なった。
【0047】光源部の上下面の少なくとも一方に乱反射
部を形成したので、輝度ムラの発生を防止できた。
部を形成したので、輝度ムラの発生を防止できた。
【0048】導光板の少なくとも入光面及び出光面を除
いた周面に近接して反射部材を配設し、反射部材が前記
面光源ユニットが収納される表示装置のケースを兼ねる
ようにしたので、LEDの光が有効に出光面に導かれ、
更に機器の薄型化にも寄与することができた。
いた周面に近接して反射部材を配設し、反射部材が前記
面光源ユニットが収納される表示装置のケースを兼ねる
ようにしたので、LEDの光が有効に出光面に導かれ、
更に機器の薄型化にも寄与することができた。
【0049】白色のLEDを配設したので、輝度が均一
で明るい面状光源ユニットが得られた。
で明るい面状光源ユニットが得られた。
【0050】R、G、Bの3色のLEDを導光板の厚み
方向一列に配置したので、輝度の均一な多色発光型の面
状光源ユニットが得られた。
方向一列に配置したので、輝度の均一な多色発光型の面
状光源ユニットが得られた。
【図1】本発明の第一の実施形態である面状光源ユニッ
トの斜視図である。
トの斜視図である。
【図2】本発明の第一の実施形態である面状光源ユニッ
トの断面図である。
トの断面図である。
【図3】本発明の第一の実施形態である面状光源ユニッ
トの部分断面図である。
トの部分断面図である。
【図4】本発明の第一の実施形態である面状光源ユニッ
トの要部平面図である。
トの要部平面図である。
【図5】本発明の第二の実施形態である面状光源ユニッ
トの断面図である。
トの断面図である。
【図6】従来の面状光源ユニットを示す斜視図である。
【図7】従来の面状光源ユニットを示す断面図である。
10 面状光源ユニット 11 導光板 12 出光部 12a 上面(出光面) 12b 下面 12c、12d 側面 13f 入光面 13 光源部 13b 上面 13c 下面 13d 側面 14 全反射部 15 乱反射部 16 反射屈折部 16b 境界面 20 LED 20a 出光点 30 反射部材 40 表示パネル
Claims (14)
- 【請求項1】 透光性部材からなる板状部材であり下面
に乱反射部を形成して上面を出光面とした導光板と、該
導光板の側面に近接配置したLEDとからなり、該LE
Dから前記導光板の側面に入射した光を前記出光面から
出射させるようにしたエッジライト方式の面状光源ユニ
ットにおいて、前記乱反射部を前記LEDから離れるに
従い密になるように設け、前記導光板の前記LED側の
一側面に前記出光面から前記光源側に延在する光源部を
設け、前記光源部内に前記導光板の厚み方向断面が垂直
であり平面方向断面が前記LEDの出光点に対して傾斜
した反射屈折面を持つ貫通穴又は貫通しない穴からなる
反射屈折部を前記LEDと対向するように設け、前記光
源部の前記LED側の側面に乱反射部を設けたことを特
徴とする面状光源ユニット。 - 【請求項2】 前記導光板の少なくとも入光面及び出光
部上下面を除いた周面に乱反射部を形成したことを特徴
とする請求項1記載の面状光源ユニット。 - 【請求項3】 前記乱反射部は半球状の窪みであること
を特徴とする請求項1記載の面状光源ユニット。 - 【請求項4】 前記乱反射部は微細な凹凸面であること
を特徴とする請求項1記載の面状光源ユニット。 - 【請求項5】 前記乱反射部は白色塗装又は印刷された
面であることを特徴とする請求項1記載の面状光源ユニ
ット。 - 【請求項6】 前記光源部の両側面の乱反射部は前記導
光板の厚み方向に略平行な断面略円弧形状の溝であるこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
の面状光源ユニット。 - 【請求項7】 前記乱反射部には金属めっき又は蒸着が
施されていることを特徴とする請求項3乃至請求項6の
いずれかに記載の面状光源ユニット。 - 【請求項8】 前記出光部の下面を前記LEDから離れ
るに従い前記出光面に対して近づくように傾斜させたこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
の面状光源ユニット。 - 【請求項9】 前記光源部の上下面の少なくとも一方に
乱反射部が形成されていることを特徴とする請求項1乃
至請求項8のいずれかに記載の面状光源ユニット。 - 【請求項10】 前記導光板の少なくとも入光面及び前
記出光面を除いた周面に反射部材を近接配置したことを
特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の面
状光源ユニット。 - 【請求項11】 前記反射部材は反射シートであること
を特徴とする請求項10記載の面状光源ユニット。 - 【請求項12】 前記面光源ユニットが収納される表示
装置のケースが前記反射部材を兼ねていることを特徴と
する請求項10記載の面状光源ユニット。 - 【請求項13】 前記LEDは白色LEDであることを
特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の
面状光源ユニット。 - 【請求項14】 前記LEDは前記導光板の厚み方向一
列に配置したR、G、Bの3色のLEDであることを特
徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の面
状光源ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11214354A JP2001043716A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 面状光源ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11214354A JP2001043716A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 面状光源ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001043716A true JP2001043716A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16654398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11214354A Pending JP2001043716A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 面状光源ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001043716A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009199909A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Kenwood Corp | 光ガイド |
CN101900303A (zh) * | 2009-05-26 | 2010-12-01 | 索尼公司 | 光学元件、照明装置以及显示装置 |
CN102721996A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-10 | 华为终端有限公司 | 导光装置、发光设备、电子设备和按键 |
JP2018062767A (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 株式会社京三製作所 | 面発光表示器 |
JP2018062756A (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 株式会社京三製作所 | 床面式表示器 |
CN110764184A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 背光模组、显示面板及显示装置 |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP11214354A patent/JP2001043716A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009199909A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Kenwood Corp | 光ガイド |
CN101900303A (zh) * | 2009-05-26 | 2010-12-01 | 索尼公司 | 光学元件、照明装置以及显示装置 |
CN102721996A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-10 | 华为终端有限公司 | 导光装置、发光设备、电子设备和按键 |
JP2018062767A (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 株式会社京三製作所 | 面発光表示器 |
JP2018062756A (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 株式会社京三製作所 | 床面式表示器 |
CN110764184A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 背光模组、显示面板及显示装置 |
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