JP2002222605A - 面発光装置 - Google Patents
面発光装置Info
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- JP2002222605A JP2002222605A JP2001017200A JP2001017200A JP2002222605A JP 2002222605 A JP2002222605 A JP 2002222605A JP 2001017200 A JP2001017200 A JP 2001017200A JP 2001017200 A JP2001017200 A JP 2001017200A JP 2002222605 A JP2002222605 A JP 2002222605A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光面の裏面側に設けられる反射枠を用いな
くとも十分な輝度を確保できる面発光装置の提供。 【解決手段】 発光素子１から所定の光量分布で発光さ
れる光束を、縁部に形成される第１の入光面２ａから導
光して発光面２ｂから出光する導光板２を具備し、第１
の入光面２ａから導光される光束を発光面２ｂに指向さ
せるための臨界角を有した反射面３と、光束を出光する
出光面４から出光された光束を導光する第２の入光面６
とから形成される形状部２ｃを設ける。
くとも十分な輝度を確保できる面発光装置の提供。 【解決手段】 発光素子１から所定の光量分布で発光さ
れる光束を、縁部に形成される第１の入光面２ａから導
光して発光面２ｂから出光する導光板２を具備し、第１
の入光面２ａから導光される光束を発光面２ｂに指向さ
せるための臨界角を有した反射面３と、光束を出光する
出光面４から出光された光束を導光する第２の入光面６
とから形成される形状部２ｃを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面発光装置に係り、
特に液晶パネルの裏面に配置され、暗所での液晶パネル
の表示を見易くする液晶用の面発光バックライトに好適
な技術に関するものである。
特に液晶パネルの裏面に配置され、暗所での液晶パネル
の表示を見易くする液晶用の面発光バックライトに好適
な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶用のバックライトとして用いられる
面発光装置の条件として、低消費電力であるが高輝度で
ある事と矩形のバックライトの全面において均一な輝度
となるように光量が分布している事、安価である事、薄
く軽量である事などが挙げられる。
面発光装置の条件として、低消費電力であるが高輝度で
ある事と矩形のバックライトの全面において均一な輝度
となるように光量が分布している事、安価である事、薄
く軽量である事などが挙げられる。
【０００３】最近では低消費電力であるが高輝度を満足
するものとして、高輝度の発光ダイオード（以下、ＬＥ
Ｄともいう）素子が開発され、一部実用化されている。
また、今までの赤、黄緑、緑の発光色の他に新たに青色
のＬＥＤも実用化されており、バックライト表示の高輝
度化、多色化、白色化が可能になっている。
するものとして、高輝度の発光ダイオード（以下、ＬＥ
Ｄともいう）素子が開発され、一部実用化されている。
また、今までの赤、黄緑、緑の発光色の他に新たに青色
のＬＥＤも実用化されており、バックライト表示の高輝
度化、多色化、白色化が可能になっている。
【０００４】一方で、コスト的な面からも、より少ない
数のＬＥＤで均一に矩形面を発光する事が要求されてお
り、その為の工夫がいくつか提案されている。
数のＬＥＤで均一に矩形面を発光する事が要求されてお
り、その為の工夫がいくつか提案されている。
【０００５】例えば実開昭５７−１２１９７９、実公昭
６３−４３７６３、特開昭６３−１６８６０４号の各公
報に開示されるように、導光板の発光面と対向する面に
光源から遠ざかるに従って密度が高くなる様に光散乱手
段を講じて、光源に近い所から遠い所まで均一な輝度の
面発光を得るような工夫がなされている。また実開昭５
７−１２１９７９号公報によれば、光源の射出光軸方向
の散乱度合いを小さくし、光源の発光分布による輝度の
不均一性を補正するようにしている。
６３−４３７６３、特開昭６３−１６８６０４号の各公
報に開示されるように、導光板の発光面と対向する面に
光源から遠ざかるに従って密度が高くなる様に光散乱手
段を講じて、光源に近い所から遠い所まで均一な輝度の
面発光を得るような工夫がなされている。また実開昭５
７−１２１９７９号公報によれば、光源の射出光軸方向
の散乱度合いを小さくし、光源の発光分布による輝度の
不均一性を補正するようにしている。
【０００６】この様に、従来は拡散面の拡散密度（つま
り拡散の割合）により、面発光の輝度の均一性を得よう
としていたが、光源から光の最も届かない場所の輝度が
発光面全体の輝度を決定する。このために、たとえ輝度
の均一性は得られても全体として輝度が低くなる、つま
り、暗くなってしまう欠点があった。
り拡散の割合）により、面発光の輝度の均一性を得よう
としていたが、光源から光の最も届かない場所の輝度が
発光面全体の輝度を決定する。このために、たとえ輝度
の均一性は得られても全体として輝度が低くなる、つま
り、暗くなってしまう欠点があった。
【０００７】また、従来の面発光装置において、光源か
ら所定の光量分布で発光された光束を、導光板の縁部に
形成された第１の入光面から導光して発光面から出光す
るために、上記の第１の入光面から導光される光束を、
形状部において一度全反射させた後に、発光面の裏面側
に設けられた反射枠でさらに反射させることで発光面か
ら出光させるように構成されていた。
ら所定の光量分布で発光された光束を、導光板の縁部に
形成された第１の入光面から導光して発光面から出光す
るために、上記の第１の入光面から導光される光束を、
形状部において一度全反射させた後に、発光面の裏面側
に設けられた反射枠でさらに反射させることで発光面か
ら出光させるように構成されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の反射枠の反射率
が高ければ光束を発光面に指向させることが出来るが、
一般に反射枠は樹脂の成型品であり、反射率を上げるた
めにメッキを施しておりコストアップとなるので、多く
の場合には白色樹脂材料を用いた白色の反射枠を用いて
いるので反射率が低くなり、光束のロスが多くなる問題
があった。
が高ければ光束を発光面に指向させることが出来るが、
一般に反射枠は樹脂の成型品であり、反射率を上げるた
めにメッキを施しておりコストアップとなるので、多く
の場合には白色樹脂材料を用いた白色の反射枠を用いて
いるので反射率が低くなり、光束のロスが多くなる問題
があった。
【０００９】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
て成されたものであり、発光面の裏面側に設けられる反
射枠を用いなくとも十分な輝度を確保できる面発光装置
の提供を目的としている。
て成されたものであり、発光面の裏面側に設けられる反
射枠を用いなくとも十分な輝度を確保できる面発光装置
の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明によれば、光源手段から
所定の光量分布で発光される光束を、縁部に形成される
第１の入光面から導光して発光面から出光する導光板を
具備した面発光装置であって、前記第１の入光面から導
光される光束を前記発光面に指向させるための臨界角を
有した反射面と、前記反射面で反射された光束を出光す
る出光面と、前記出光面から出光された光束を導光する
第２の入光面とから形成される少なくとも１つの形状部
を設けたことを特徴としている。
目的を達成するために、本発明によれば、光源手段から
所定の光量分布で発光される光束を、縁部に形成される
第１の入光面から導光して発光面から出光する導光板を
具備した面発光装置であって、前記第１の入光面から導
光される光束を前記発光面に指向させるための臨界角を
有した反射面と、前記反射面で反射された光束を出光す
る出光面と、前記出光面から出光された光束を導光する
第２の入光面とから形成される少なくとも１つの形状部
を設けたことを特徴としている。
【００１１】また、前記光源手段は、単数もしくは複数
の単色あるいは２色以上発光する発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）素子であって、前記第１の入光面に対向するように
少なくとも１個分が配設されることを特徴としている。
の単色あるいは２色以上発光する発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）素子であって、前記第１の入光面に対向するように
少なくとも１個分が配設されることを特徴としている。
【００１２】そして、前記導光板は、射出成形可能なア
クリル、ポリカーボネイトを含む透明樹脂から前記形状
部とともに一体成型加工されることを特徴としている。
クリル、ポリカーボネイトを含む透明樹脂から前記形状
部とともに一体成型加工されることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な一実施形
態につき、添付図面を参照して説明する。
態につき、添付図面を参照して説明する。
【００１４】図１は、面発光装置の外観斜視図である。
また、図２は図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
また、図２は図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【００１５】図１と２において、自己発光能力のない液
晶５の下方には導光板２が配設されている。この導光板
２は、射出成形可能なアクリル、ポリカーボネイト樹脂
材料から射出成型されるとともに、図示のように縁部に
おいて第１の入光面２ａを形成しており、光源手段であ
る単数もしくは複数の単色あるいは２色以上発光する発
光ダイオード（ＬＥＤ）発光素子１であって実装基板上
に実装された発光素子１からの光束を内部に導光して発
光面２ｂから出光することで、液晶５を裏面側から照明
するようにしている。
晶５の下方には導光板２が配設されている。この導光板
２は、射出成形可能なアクリル、ポリカーボネイト樹脂
材料から射出成型されるとともに、図示のように縁部に
おいて第１の入光面２ａを形成しており、光源手段であ
る単数もしくは複数の単色あるいは２色以上発光する発
光ダイオード（ＬＥＤ）発光素子１であって実装基板上
に実装された発光素子１からの光束を内部に導光して発
光面２ｂから出光することで、液晶５を裏面側から照明
するようにしている。
【００１６】また、上記の第１の入光面２ａに対向して
形状部２ｃが形成されている。この形状部２ｃは、第１
の入光面２ａから導光された光束を、全反射するための
臨界角を有した反射面３、３ａ、３ｂと、出光面４、４
ａ、４ｂとから形成されており、略垂直面となる出光面
４から出光された一点鎖線図示の一部の光束を第２の入
光面６に導光するように構成されている。
形状部２ｃが形成されている。この形状部２ｃは、第１
の入光面２ａから導光された光束を、全反射するための
臨界角を有した反射面３、３ａ、３ｂと、出光面４、４
ａ、４ｂとから形成されており、略垂直面となる出光面
４から出光された一点鎖線図示の一部の光束を第２の入
光面６に導光するように構成されている。
【００１７】また、発光素子１は実線で図示のように２
個設ける場合と、後述のように複数個配設しても良い。
また、これらの発光素子１は、単数もしくは複数の単色
あるいは２色以上発光する発光ダイオード素子を用いる
ことで任意の色で照明することができるようになる。
個設ける場合と、後述のように複数個配設しても良い。
また、これらの発光素子１は、単数もしくは複数の単色
あるいは２色以上発光する発光ダイオード素子を用いる
ことで任意の色で照明することができるようになる。
【００１８】以上の構成において、図２を参照して発光
素子１への通電により一点鎖線で示した光束が第１の第
１の入光面２ａから屈折して入光され、最初に全反射す
る臨界角を有した反射面３、３ａ、３ｂにおいて反射さ
れる。この反射面３で反射された光束の一部は直接、発
光面２ｂに向けて指向され、一部は出光面４から外部に
出光し、図示のような上方に凸となる曲面から形成され
る第２の入光面６から導光板２内に屈折して導光され
て、下方に指向し、導光板２の裏面で全反射して出光面
２ｂに指向する。このようにして輝度アップを図るよう
にしている。
素子１への通電により一点鎖線で示した光束が第１の第
１の入光面２ａから屈折して入光され、最初に全反射す
る臨界角を有した反射面３、３ａ、３ｂにおいて反射さ
れる。この反射面３で反射された光束の一部は直接、発
光面２ｂに向けて指向され、一部は出光面４から外部に
出光し、図示のような上方に凸となる曲面から形成され
る第２の入光面６から導光板２内に屈折して導光され
て、下方に指向し、導光板２の裏面で全反射して出光面
２ｂに指向する。このようにして輝度アップを図るよう
にしている。
【００１９】また、反射面３ａ、３ｂで反射された光束
は出光面４ａ、４ｂから外部に出光し、隣の形状部２ｃ
に屈折して導光されて、最終的に導光板２の裏面で全反
射して出光面２ｂに指向させて輝度アップに貢献できる
ようにしている。
は出光面４ａ、４ｂから外部に出光し、隣の形状部２ｃ
に屈折して導光されて、最終的に導光板２の裏面で全反
射して出光面２ｂに指向させて輝度アップに貢献できる
ようにしている。
【００２０】以上のように、導光板２にノコギリ歯形状
の形状部２ｃを形成することで、反射面３への発光素子
１からの光束の入射角が４５°程度となる臨界角となる
曲面又は平面にすることで、全反射した光束は出光面２
ｂとほぼ平行になり、遠くまで到達し光束が拡散されて
発光面２ｂの域全域で均一となるように発光される。こ
のことから、発光面の裏面側に設けられる従来の反射枠
を用いなくとも十分な輝度を確保できるようになった。
また、形状部２ｃの成型金型において、例えば発光面２
ｂをパーテング面とした場合に形状部２ｃにはアンダー
部がないことからごく簡単な成型金型で成型できるの
で、大きさ如何によらず精度良く成型できることになる
ので、例えば携帯電話の液晶用のバックライトを安価に
提供できる利点がある。
の形状部２ｃを形成することで、反射面３への発光素子
１からの光束の入射角が４５°程度となる臨界角となる
曲面又は平面にすることで、全反射した光束は出光面２
ｂとほぼ平行になり、遠くまで到達し光束が拡散されて
発光面２ｂの域全域で均一となるように発光される。こ
のことから、発光面の裏面側に設けられる従来の反射枠
を用いなくとも十分な輝度を確保できるようになった。
また、形状部２ｃの成型金型において、例えば発光面２
ｂをパーテング面とした場合に形状部２ｃにはアンダー
部がないことからごく簡単な成型金型で成型できるの
で、大きさ如何によらず精度良く成型できることになる
ので、例えば携帯電話の液晶用のバックライトを安価に
提供できる利点がある。
【００２１】図３は、第２の実施形態の図１のＸ−Ｘ線
矢視相当の断面図である。本図において、既に説明済み
の構成部品については同様の符号を附して説明を割愛す
ると、図示のように導光板２の形状部２ｃは上記の反射
面３と出光面４から形成される１つの形状部２ｃのみが
形成されている。このような構成においても、十分な輝
度を確保できるようになり、従来の反射枠が不要となっ
た。
矢視相当の断面図である。本図において、既に説明済み
の構成部品については同様の符号を附して説明を割愛す
ると、図示のように導光板２の形状部２ｃは上記の反射
面３と出光面４から形成される１つの形状部２ｃのみが
形成されている。このような構成においても、十分な輝
度を確保できるようになり、従来の反射枠が不要となっ
た。
【００２２】また、図４(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は別実施形態
の平面図、正面図、右側面図を夫々示しており、先ず、
図４(ａ)において、図示のように導光板２は横長に形成
されており、左右の縁部において上記の形状部２ｃ、２
ｃを形成し、発光素子１、１を左右に設けている。この
ように構成することで、左右の縁部から入光される光束
が中央に指向されて発光面の輝度アップを実現しつつ均
等な発光状態を確保できるようになる。
の平面図、正面図、右側面図を夫々示しており、先ず、
図４(ａ)において、図示のように導光板２は横長に形成
されており、左右の縁部において上記の形状部２ｃ、２
ｃを形成し、発光素子１、１を左右に設けている。この
ように構成することで、左右の縁部から入光される光束
が中央に指向されて発光面の輝度アップを実現しつつ均
等な発光状態を確保できるようになる。
【００２３】また、図４(ｂ)において、図示のように導
光板２は正方形に形成されており、上下左右の縁部にお
いて上記の形状部２ｃを形成し、発光素子１、１を上下
左右に設けている。このように構成することで、上下左
右の縁部から入光される光束が中央に指向されて発光面
の輝度アップを実現しつつ均等な発光状態を確保できる
ようになる。
光板２は正方形に形成されており、上下左右の縁部にお
いて上記の形状部２ｃを形成し、発光素子１、１を上下
左右に設けている。このように構成することで、上下左
右の縁部から入光される光束が中央に指向されて発光面
の輝度アップを実現しつつ均等な発光状態を確保できる
ようになる。
【００２４】そして、図４(ｃ)において、図示のように
導光板２は円形に形成されており、環状の縁部において
上記の形状部２ｃを連続形成し、複数の発光素子１を環
状に所定間隔で設けている。このように構成すること
で、環状の縁部から入光される光束が中央に指向されて
発光面の輝度アップを実現しつつ均等な発光状態を確保
できるようになる。
導光板２は円形に形成されており、環状の縁部において
上記の形状部２ｃを連続形成し、複数の発光素子１を環
状に所定間隔で設けている。このように構成すること
で、環状の縁部から入光される光束が中央に指向されて
発光面の輝度アップを実現しつつ均等な発光状態を確保
できるようになる。
【００２５】最後に、図５(ａ)は反射面３が曲面から形
成される様子を示し、(ｂ)は曲面がプロットされる計算
式を示している。導光板２の屈折率をｎ１とし、空気の
屈折率をｎ０とし、発光素子１から発光される光束と反
射面３の法線とのなす臨界角をθＩとして、導光板をア
クリル樹脂から成型する場合には、ｎ１は１．５であり
空気は１であるので、図５(ｂ)の計算式から臨界角θＩ
を求めて、座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐｎをプロットして反射面
３の形状が決定される。
成される様子を示し、(ｂ)は曲面がプロットされる計算
式を示している。導光板２の屈折率をｎ１とし、空気の
屈折率をｎ０とし、発光素子１から発光される光束と反
射面３の法線とのなす臨界角をθＩとして、導光板をア
クリル樹脂から成型する場合には、ｎ１は１．５であり
空気は１であるので、図５(ｂ)の計算式から臨界角θＩ
を求めて、座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐｎをプロットして反射面
３の形状が決定される。
【００２６】尚、本発明は以上の説明した構成に限定さ
れず、種々の構成乃至用途があることは言うまでもな
く、例えば腕時計のベゼル部分に発光素子を設けた時計
用バックライト、あるいはスイッチのキートップの照
明、各種計器類の照明なと、その用途は多岐にわたるも
のである。さらに、導光板は平板ガラスから形成し、上
記の形状部２ｃのみを樹脂成型しても良い。
れず、種々の構成乃至用途があることは言うまでもな
く、例えば腕時計のベゼル部分に発光素子を設けた時計
用バックライト、あるいはスイッチのキートップの照
明、各種計器類の照明なと、その用途は多岐にわたるも
のである。さらに、導光板は平板ガラスから形成し、上
記の形状部２ｃのみを樹脂成型しても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光面の裏面側に設けられる反射枠を用いなくとも十分
な輝度を確保できる面発光装置を提供できる。
発光面の裏面側に設けられる反射枠を用いなくとも十分
な輝度を確保できる面発光装置を提供できる。
【図１】面発光装置の外観斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】第２の実施形態の図１のＸ−Ｘ線矢視相当の断
面図である。
面図である。
【図４】(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は別実施形態の平面図、正面
図、右側面図である。
図、右側面図である。
【図５】（ａ)は反射面３が曲面から形成される様子を
示し、(ｂ)は曲面がプロットされる計算式である。
示し、(ｂ)は曲面がプロットされる計算式である。
【符号の説明】 １ 発光素子（光源手段） ２ 導光板 ２ａ 第１の入光面 ２ｃ形状部 ２ｂ発光面 ３ 反射面 ４ 出光面 ５ 液晶 ６ 第２の入光面 ９ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA23Z FA45Z FB02 FC17 LA16 5F041 DC07 EE25 FF16
Claims (3)
- 【請求項１】 光源手段から所定の光量分布で発光され
る光束を、縁部に形成される第１の入光面から導光して
発光面から出光する導光板を具備した面発光装置であっ
て、 前記第１の入光面から導光される光束を前記発光面に指
向させるための臨界角を有した反射面と、 前記反射面で反射された光束を出光する出光面と、 前記出光面から出光された光束を導光する第２の入光面
とから形成される少なくとも１つの形状部を設けたこと
を特徴とする面発光装置。 - 【請求項２】 前記光源手段は、単数もしくは複数の単
色あるいは２色以上発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）
素子であって、前記第１の入光面に対向するように少な
くとも１個分が配設されることを特徴とする請求項１に
記載の面発光装置。 - 【請求項３】 前記導光板は、射出成形可能なアクリ
ル、ポリカーボネイトを含む透明樹脂から前記形状部と
ともに一体成型加工されることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の面発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017200A JP2002222605A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 面発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017200A JP2002222605A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 面発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002222605A true JP2002222605A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18883438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001017200A Withdrawn JP2002222605A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 面発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002222605A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194161A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 線状光源装置 |
| JP2008053013A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Sony Corp | バックライト装置及び液晶表示装置 |
| WO2008047442A1 (fr) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Miraial Co., Ltd. | Dispositif source de lumière de surface |
| JP2011155019A (ja) * | 2009-03-23 | 2011-08-11 | Serata:Kk | 棚構造の照明装置 |
| JP2014229466A (ja) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 株式会社小糸製作所 | 車輌用灯具 |
| JP2015002148A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 株式会社小糸製作所 | 車輌用灯具 |
-
2001
- 2001-01-25 JP JP2001017200A patent/JP2002222605A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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