JP2010277841A - 導光板及びそれを用いた面発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光線を効率良く全体に供給することができる導光板及び輝度が高い面発光装置を提供すること。
【解決手段】本発明のライン導光板20は、互いに対向する一対の主面23,24、互いに対向する一対の側面22及び光源30から光を入射する端面21を有する導光板であって、前記端面21が第1プリズム21aを有し、前記一対の側面22の一方の側面が第2プリズム22aを有し、前記一対の主面23,24が少なくとも一部にそれぞれ第3プリズム23a,24aを有することを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】本発明のライン導光板20は、互いに対向する一対の主面23,24、互いに対向する一対の側面22及び光源30から光を入射する端面21を有する導光板であって、前記端面21が第1プリズム21aを有し、前記一対の側面22の一方の側面が第2プリズム22aを有し、前記一対の主面23,24が少なくとも一部にそれぞれ第3プリズム23a,24aを有することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は導光板及びそれを用いた面発光装置に関し、特に光線を効率良く全体に供給することができる導光板及び輝度が高い面発光装置に関する。
従来から、表示装置、主に液晶表示装置の照明手段として、液晶表示パネルを照明する面発光装置、例えばフロントライトが知られている。従来のフロントライトは、通常、光源と、この光源からの光を液晶表示パネルに出射する導光板とから主に構成される。
従来のフロントライトを備えた液晶表示装置としては、特許文献1に開示された構成のものがある。この液晶表示装置は、液晶表示パネルと、その上に配置されたフロントライトと、フロントライトの導光板上に配置されたカバーとから構成されている。フロントライトは、導光板を有している。この導光板は、平板形状を有しており、互いに対向する一対の主面及び互いに対向する一対の端面を有し、一方の主面(観察者に近い主面)には複数のプリズムが形成されている。一対の端面の一方の端面近傍にはバー導光体が配置されており、このバー導光体の一方の端部に光源が配置されている。
このフロントライトにおいては、光源からの光が導光板の端面から入射し、導光板内部を伝搬する。導光板内でプリズムに反射した光は、液晶表示パネル側に向けられ、液晶表示パネルで反射して、導光板及びカバーを透過して観察者側に向けられる。
しかしながら、特許文献1に開示された導光板においては、導光板から出光する光を制御することが難しく、光線を有効利用することができず、面発光装置に用いた際に輝度が低いという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、光線を効率良く全体に供給することができる導光板及び輝度が高い面発光装置を提供することを目的とする。
本発明の導光板は、互いに対向する一対の主面、互いに対向する一対の側面及び光源から光を入射する端面を有する導光板であって、前記端面が第1プリズムを有し、前記一対の側面の一方の側面が第2プリズムを有し、前記一対の主面が少なくとも一部にそれぞれ第3プリズムを有することを特徴とする。
この構成によれば、導光板の端面の第1プリズム、側面の第2プリズム及び主面の第3プリズムが設けられているので、光源からの光を導光板内において光線レベルで制御することができ、光線を効率良く導光板全体に供給することができる。
本発明の導光板においては、前記第1プリズムは10μm〜100μmのピッチを有することが好ましい。
本発明の導光板においては、前記第2プリズムは、前記光源から離れた側の位置の深さが200μm〜500μmであり、特定のプロファイルに沿って深さが変化することが好ましい。
本発明の導光板においては、前記第3プリズムは、深さ30μm以下であり、前記光源から離れた側の位置の領域の面積が広くなるように形成されていることが好ましい。
本発明の面発光装置は、上記導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板からの光を入光して面光源とする別の導光板と、を具備することを特徴とする。この構成によれば、輝度が高い面発光装置を実現することができる。
本発明の導光板によれば、互いに対向する一対の主面、互いに対向する一対の側面及び光源から光を入射する端面を有する導光板であって、前記端面が第1プリズムを有し、前記一対の側面の一方の側面が第2プリズムを有し、前記一対の主面が少なくとも一部にそれぞれ第3プリズムを有するので、光線を効率良く全体に供給することができる。また、本発明の面発光装置によれば、前記導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源とを具備するので、輝度が高い面発光装置を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る面発光装置であるフロントライトの構成を示す斜視図である。フロントライトは、図1に示すように、板状体である導光板10と、導光板10の一方の端面に沿って配設された長尺状のライン導光板20と、このライン導光板20の端面近傍に配置された光源30であるLEDと、LEDを実装する回路基板40とから主に構成されている。
図1は、本発明の実施の形態に係る面発光装置であるフロントライトの構成を示す斜視図である。フロントライトは、図1に示すように、板状体である導光板10と、導光板10の一方の端面に沿って配設された長尺状のライン導光板20と、このライン導光板20の端面近傍に配置された光源30であるLEDと、LEDを実装する回路基板40とから主に構成されている。
導光板10は、板状体であり、光を伝搬して外界に出光する材料で構成されている。この導光板は、ライン導光板20からの光を入光して面光源とする導光板である。ライン導光板20は、本発明に係る導光板であり、導光板10と同様に、光を伝搬して外界に出光する材料で構成されている。光源30としては、点光源であるLEDなどを挙げることができる。また、回路基板40としては、通常用いられているプリント配線板やフレキシブルプリント配線板などを用いることができる。
ライン導光板20は、図2(a)に示すように、互いに対向する一対の主面23,24、互いに対向する一対の側面22及び光源から光を入射する端面21を有する。端面21には、第1プリズム21aが設けられており、一方の側面22には、第2プリズム22aが設けられており、一対の主面23,24には、それぞれ少なくとも一部に第3プリズム23a,24aが設けられている。これらの第1〜第3プリズム21a,22a,23a,24aは、光源30からの光線を制御することができるので、光源30からの光を協働して導光板10の端面に均一に供給させることができる。
図2(a)に示すライン導光板20については、図2(b)に示すように、その端面21の近傍に光源30であるLEDが配設される。このライン導光板20は、点光源であるLEDからの光を線光源とする機能を有する。
図2(b)に示すライン導光板20においては、光源30から出光した光は、ライン導光板20の端面21からライン導光板20に入光してライン導光板20内を伝搬する。ライン導光板20において、側面22の第2プリズム22aに達した光aは、第2プリズム22aで反射して光路が変わり、側面22に対して略垂直な方向、すなわち導光板10の方向に向けられる。ライン導光板20内で側面22に対して略垂直な方向に向けられた光bは、側面22を通過して外界に出光される(光c)。この光cは、導光板10の端面に向けられた光であり、この光cが導光板10に入光し、導光板10の主面から外界に出光される。このように外界に出光された光により、被照明体である液晶表示パネルが照明される。
このように、ライン導光板20の端面21の第1プリズム21a、側面22の第2プリズム22a及び主面23,24の第3プリズム23a,24aが設けられていることにより、光源30からの光をライン導光板20内において光線レベルで制御することができ、光線を効率良くライン導光板全体に供給することができる。このため、光源30からの光を効率良く導光板10に向けることができる。その結果、輝度が高い面発光装置を実現することができる。
図3は、本発明の実施の形態に係るフロントライトのライン導光板を示す斜視図であり、図4は、図3に示すライン導光板のプリズムを説明するための図であり、図5は、ライン導光板の端面のプリズムを説明するための図であり、図6は、ライン導光板の側面のプリズムを説明するための図である。
第1プリズム(入光面プリズム)21aは、光源30からの光を第2プリズム(反射面プリズム)22aに確実に向けるようにするためのプリズムである。このため、第1プリズム21aの形状(溝形状、溝深さなど)については、第2プリズム22aの位置や形状などにより適宜設定することが望ましい。第1プリズム21aのピッチP1(図5)は、光線を効率良く第2プリズム22aに向けるために、10μm〜100μmであることが好ましい。また、第1プリズム21aの溝深さD1(図5)は、光線を効率良く第2プリズム22aに向けるために、10μm〜50μmであることが好ましい。また、第1プリズム21aの溝底部の角度θは、光線を効率良く第2プリズム22aに向けるために、40°〜90°であることが好ましい。この第1プリズム21aは、光源30からの最も明るい光を制御するので重要である。
第2プリズム(反射面プリズム)22aは、第1プリズム21aで光路が変えられた光を導光板10に向けるようにする(側面に対して略垂直な方向に向けるようにする)ためのプリズムである。このため、上述したように、第2プリズム22aの形状(溝形状、溝深さなど)については、第1プリズム21aの位置や形状などにより適宜設定することが望ましい。第2プリズム22aのピッチP2(図6)は、光線を効率良く導光板10に向けるために、100μm〜1000μmであることが好ましい。また、第2プリズム22aの溝深さD2(図6)は、光線を効率良く導光板10に向けるために、10μm〜500μmであることが好ましい。
また、第2プリズム22aの形状において、光源に近い側の底角θ1及び底角θ2は、光線を効率良く導光板10に向けるために、それぞれ35°〜45°(θ1)、80°〜90°(θ2)であることが好ましい。また、第2プリズム22aは、光線を効率良く導光板10に向けるために、光源30から離れた側の位置の深さが200μm〜500μmであり、特定のプロファイルに沿って深さが変化することが好ましい。ここで、特定のプロファイルとしては、例えば、図7に示すようなプロファイル(光源30に相対的に近い入光面側では深さがほぼ同程度であり、光源30から相対的に遠い反入光面側で光源30からの距離が大きくなるにつれて溝深さが大きくなる)を挙げることができる。
第3プリズム23a,24aは、ライン導光板20内の光線を導光板10に向けるプリズムである。このため、第3プリズム23a,24aは、ライン導光板20における内面反射を損なわない深さや本数にする必要がある。このような観点から、第3プリズム23a、24aの深さは30μm以下であり、本数は例えば10mm当たり3本〜15本であることが好ましい。また、光源30から遠くなるにしたがってより多く内面反射させて効率的に光を導光板10に向ける必要があるので、第3プリズム23a,24aは、光源30から離れた側の位置の領域の面積が広くなるように形成することが好ましい。本実施の形態においては、第3プリズム23a,24aは、光源30から近い側(入光面側)から光源30から遠い側(反入光面)に向けて徐々に面積が大きくなるように設けられている。また、一方の主面23の第3プリズム23aの溝形状(深さ、本数)や延在方向と、他方の主面24の第3プリズム24aの溝形状(深さ、本数)や延在方向とは、略同一であることが望ましい。
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
図8に示すように、断面略コの字形状の板金ケース50内に本発明に係るライン導光板20を挿入し、一方の端面21近傍に光源(LED)30を配設した。このとき、ライン導光板20には、光源30側の端面に第1プリズム21aを有し、下側(板金ケース50に接する側面)に第2プリズム22aを有し、主面23,24に第3プリズム23a,24a(光源30から近い側(入光面側)から光源30から遠い側(反入光面)に向けて徐々に面積が大きくなるように設けられている)を有するものを用いた。また、このライン導光板20の寸法は、図9(b)に示すように、端面21の幅方向の長さが2.5mmであり、長手方向の長さが35.2mmであり、厚さが0.3mmであった。
図8に示すように、断面略コの字形状の板金ケース50内に本発明に係るライン導光板20を挿入し、一方の端面21近傍に光源(LED)30を配設した。このとき、ライン導光板20には、光源30側の端面に第1プリズム21aを有し、下側(板金ケース50に接する側面)に第2プリズム22aを有し、主面23,24に第3プリズム23a,24a(光源30から近い側(入光面側)から光源30から遠い側(反入光面)に向けて徐々に面積が大きくなるように設けられている)を有するものを用いた。また、このライン導光板20の寸法は、図9(b)に示すように、端面21の幅方向の長さが2.5mmであり、長手方向の長さが35.2mmであり、厚さが0.3mmであった。
このような状態で、光源30から出光した光を、第2プリズム22aを有する側面に対面する側面(出光面)22から出光させ、その光の輝度を輝度計60で測定した。このとき、光源30に近い側から遠い側まで10個の測定ポイントで輝度を測定した。そして、10個の測定ポイントでの輝度の平均値と、10個の測定ポイントにおける最大輝度に対する最小輝度の割合とを求めた。比較として、下側(板金ケース50に接する側面)に第2プリズム22aを有し、第1プリズム21a及び第3プリズム23a,24aを有せず、図9(a)に示す寸法(端面の幅方向の長さが2.85mmであり、長手方向の長さが35.2mmであり、厚さが0.7mm)のライン導光板の輝度を測定し、輝度の平均値と、最大輝度に対する最小輝度の割合{最小輝度/最大輝度)×100}とを求めた。
輝度測定の結果、平均輝度値は比較のライン導光板に比べて約50%向上し、最大輝度に対する最小輝度の割合も約10%向上していたことが分った。すなわち、本発明に係るライン導光板は、厚さが約60%減少しているにも拘わらず輝度や輝度均一性が向上していた。これは、ライン導光板の端面に第1プリズムを設け、側面に第2プリズムを設け、及び主面に第3プリズムを設けているので、第1〜第3プリズムが協働して光源からの光の光線を制御できたからであると考えられる。このように、本発明に係るライン導光板は、薄型化、高輝度化を実現することができるものである。
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において、導光板のような光学部品は、板状体に限定されず、適宜フィルム状体、シート状体に変更して実施しても良い。また、上記実施の形態においては、面発光装置がフロントライトである場合について説明しているが、本発明においては面発光装置がバックライトであっても良い。また、上記実施の形態における寸法、個数などには限定されず、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
本発明は、液晶表示装置のような表示デバイスに適用することができる。
10 導光板
20 ライン導光板
21 端面
21a 第1プリズム
22 側面
22a 第2プリズム
23,24 主面
23a,24a 第3プリズム
30 光源
40 回路基板
50 板金ケース
60 輝度計
20 ライン導光板
21 端面
21a 第1プリズム
22 側面
22a 第2プリズム
23,24 主面
23a,24a 第3プリズム
30 光源
40 回路基板
50 板金ケース
60 輝度計
Claims (5)
- 互いに対向する一対の主面、互いに対向する一対の側面及び光源から光を入射する端面を有する導光板であって、前記端面が第1プリズムを有し、前記一対の側面の一方の側面が第2プリズムを有し、前記一対の主面が少なくとも一部にそれぞれ第3プリズムを有することを特徴とする導光板。
- 前記第1プリズムは10μm〜100μmのピッチを有することを特徴とする請求項1記載の導光板。
- 前記第2プリズムは、前記光源から離れた側の位置の深さが200μm〜500μmであり、特定のプロファイルに沿って深さが変化することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の導光板。
- 前記第3プリズムは、深さ30μm以下であり、前記光源から離れた側の位置の領域の面積が広くなるように形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の導光板。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板からの光を入光して面光源とする別の導光板と、を具備することを特徴とする面発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009129072A JP2010277841A (ja) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | 導光板及びそれを用いた面発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009129072A JP2010277841A (ja) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | 導光板及びそれを用いた面発光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=43424630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009129072A Withdrawn JP2010277841A (ja) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | 導光板及びそれを用いた面発光装置 |
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Country | Link |
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2009
- 2009-05-28 JP JP2009129072A patent/JP2010277841A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120807 |