JP3002618B2 - 面光源ユニット - Google Patents

面光源ユニット

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JP3002618B2
JP3002618B2 JP5165283A JP16528393A JP3002618B2 JP 3002618 B2 JP3002618 B2 JP 3002618B2 JP 5165283 A JP5165283 A JP 5165283A JP 16528393 A JP16528393 A JP 16528393A JP 3002618 B2 JP3002618 B2 JP 3002618B2
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義憲 目崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、面光源ユニットの改良
に関する。特に、液晶カラーテレビやOA表示機器など
の各種表示板の裏側から平面的な照明を与えるために使
用され小形軽量であり高輝度の面光源ユニットを提供す
ることを目的とする改良に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、従来技術に係る面光源ユニットに
ついて説明する。図5は従来技術に係る面光源ユニット
(片側点灯型)の構成図である。
【0003】図5参照 図において、21は一つの側面を光入射面とし、この光
入射面と直交する一方の板面を光出射面とする導光板で
ある。この導光板21の他方の板面には拡散乱反射膜2
11が複数個、間隔をおいて印刷されている。22は光
拡散板であり、入射された光を板内で拡散して板面の輝
度をより均一化する機能を有する。23は上記の導光板
21の他方の板面に対面して設けられた反射板であり、
その反射面には銀やアルミニウムが蒸着されている。2
4は冷陰極管等のライン光源である。25はこのライン
光源24を覆うホルダであり、その反射面には銀やアル
ミニウムの蒸着等の光反射処理が施されている。26
は、上記の導光板21の光入射面以外の側面に設けられ
た反射板であり、その反射面には銀やアルミニウムが蒸
着されている。矢印は光線を示す。
【0004】つぎに、上記の面光源ユニットの動作につ
いて説明する。
【0005】ライン光源24から直接またはホルダ25
に反射して、導光板21に入射される入射光のうち上記
の拡散乱反射膜211に照射された光の殆どは膜面で乱
反射して光拡散板22に入射され、ここでさらに拡散さ
れ、光拡散板22から全方位に出射される。拡散乱反射
膜211に照射された光の一部は拡散乱反射膜211を
透過して反射板23に反射して再度、導光板21に入射
され、光拡散板22を透って出射される。また、導光板
21の板面のうち上記の拡散乱反射膜211が印刷され
ていない領域では入射光は全反射し、光源24から離隔
する方向に進入する。反射板26に照射された光は反射
されて光源24の方向に戻る。このように、反射を繰り
返した光は最終的には拡散乱反射膜211によって乱反
射されて、光拡散板22から全方位に出射される。
【0006】このように、上記の従来技術に係る面光源
ユニットにおいては、被照射機器に対して出射される光
が全方位に出射するため、特定な方向(被照射機器を観
察する人間の眼の方向)に対する光量が弱まり、光の利
用効率が低下すると言う欠点がある。
【0007】この欠点を解消するため、本発明者等は、
既に改善策を提案している。以下この改善策について説
明する。
【0008】図6は、この改善策に係る面光源ユニット
の構成図である。図示のものは導光板21の対向する二
つの側面にライン光源24を配置した両側点灯型面光源
ユニットである。
【0009】図6参照 図において、27は、従来技術に係る面光源ユニット
(図5参照)における導光板と光拡散板との間に挿入さ
れたプリズムアレイフィルムである。このプリズムアレ
イフィルム27は導光板21を出射する光を光拡散板2
2におゝむね垂直に入射させる機能を有する。上記以外
の符号の説明は図5の場合と同一なので省略する。
【0010】この面光源ユニットは、プリズムアレイフ
ィルム27の挿入によって、面光源ユニットから出射さ
れる光に指向性を付与することができ、光の有効利用を
可能にする。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、改善提
案された面光源ユニットは、光の利用効率を向上するこ
とはできるが、プリズムアレイフィルムの挿入により、
面光源ユニットが厚くなり、しかも、重くなるとゝもに
高価になると言う欠点を有している。
【0012】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、液晶カラーテレビやOA表示機器などの各種表
示板の裏側から平面的な照明を与えるために使用され、
小形軽量で高輝度の面光源ユニットを提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、板状をな
し、側方端面の一つが光入射面(11)とされ、表端面が
光射出面(12)とされ、裏端面は、前記の光入射面(1
1)に平行に並列する複数の矩形状区分領域に区分さ
れ、前記の光射出面(12)に平行に入射する入射直進光
に対しておゝむね45度傾斜して前記入射直進光を全反
射する第1の矩形状区分領域と前記入射直進光に平行で
あり入射屈折光を全反射する第2の矩形状区分領域とが
交互に配置されて、全反射層(13)とされてなる導光板
(1)と、この導光板(1)の前記の光射出面(12)上に載
置される光拡散板(2)と、前記の導光板(1)の全反射層
(13)の裏に設けられる反射板(3)と、 前記の導光板
(1)の光入射面(11)から前記の導光板(1)に光を入射
するように前記の光入射面(11)に平行に配置されるラ
イン状光源(4)とを有する面光源ユニットによって達成
される。
【0014】上記の構成には、下記の実施態様がある。 イ.前記のライン状光源(4)の外周を、光入射面(11)
を除き、光反射処理がなされたホルダ(5)をもって覆っ
たものである。 ロ. 前記の導光板(1)の全反射層(13)、銀または
アルミニュウムが蒸着されて形成された層としたもので
ある。 ハ. 前記の導光板(1)の光入射面(11)を平面とした
ものである。 ニ.前記の導光板(1)を、アクリル樹脂、または、メタ
クリル酸メチルと安息香酸ビニルまたは三弗化メタクリ
ル酸メチルとの共重合体としたものである
【0015】
【作用】本発明に係る面光源ユニットにおいては、導光
板1の光出射面12の反対側の面に、光出射面12と平
行な入射直進光に対しておゝむね45度の傾斜をなす面
と入射直進光に平行な面とが交互に連続的に配置された
全反射層13が形成されているので、導光板1内を伝播
する光で最も強い光である入射直進光はおゝむね45度
の傾斜面で全反射して光出射面12に対しておゝむね直
角に出射し、出射光に指向性を持たせることができる。
また、入射屈折光は入射直進光に平行な面で全反射して
導光板1内を伝播して光源から離隔した部分にまで到達
するので、光出射面12の全面にわたって入射屈折光を
出射することができ、光出射面12の輝度の均一化に効
果がある。
【0016】以下、本発明に係る面光源ユニットの作用
の詳細を図面を参照して説明する。
【0017】図4参照 図において、1は、導光板であり、11は、導光板1の
光出射面12は導光板1の光出射面であり、13は全反
射層である。3と6は反射板である。P0 は入射直進光
であり、P1 とP2 は傾斜入射光である。
【0018】光源から放射される光のうち、光出射面1
2に平行な入射直進光P0 は導光板1を直進し、傾斜角
がおゝむね45度の面に入射すると全反射し、光出射面
12におゝむね直角の方向に出射する。直進光が最も光
強度が大きいため、光出射面12に対しておゝむね直角
の光が最大強度となる。一方、光出射面12に対して傾
斜して入射される傾斜入射光P1 及びP2 は入射直進光
に平行な面に入射するとこの面で全反射し、さらに導光
板1の光出射面12の方向に進みこの面で全反射し、全
反射層13側に進み、このような反射を繰り返しながら
導光板1内を伝播して行く。その過程で、全反射層13
の傾斜面に入射すると反射板3側に出射し、反射板3に
反射して再び導光板1に入射して光出射面12から出射
するか(P1 の場合)、光出射面12で全反射するか斜
めに出射する(P2 の場合)。そして、最終的には光出
射面12からすべて出射する。
【0019】
【実施例】以下、図面を参照しゝ、本発明の3実施例に
係る面光源ユニットについて説明する。
【0020】図1は本発明の第1実施例(請求項2・3
・4及び6に対応)に係る面光源ユニットの構成図であ
る。
【0021】図1参照 図において、1は導光板であり、その材料は例えばアク
リル樹脂、または、メタクリル酸メチルと安息香酸ビニ
ルまたは三弗化メタクリル酸メチルとの共重合体であ
る。11は上記の導光板1の光入射面である。12は導
光板1の光出射面であり、上記の光入射面11と直交し
ている。13は、上記の光出射面12の反対側の面にあ
って、上記の光出射面12に平行な入射直進光に対して
おゝむね45度の傾斜角をなし、入射直進光を全反射さ
せる面と入射直進光に対して平行で入射屈折光を全反射
させる面とが交互に連続的に配置された全反射層であ
る。この全反射層13は例えば銀またはアルミニウムが
蒸着されて形成された層である。2は、上記の導光板1
の光出射面12の上に載置された光拡散板であり、入射
された光を板内で拡散して板面の輝度をより均一化する
機能を有する。3は、上記の導光板1の全反射層13に
対面して設けられた反射板である。4は、光源であり、
例えば冷陰極管または熱陰極管などのライン光源であ
る。5は、光源4からの光を反射し、光入射面11に効
率良く光を導入するために設けられたホルダであり、そ
の反射面には銀やアルミニウムが蒸着されている。6
は、光入射面11以外の側面に設けられた反射板であ
り、その反射面には銀やアルミニウムが蒸着されてい
る。矢印は光線を示す。
【0022】つぎに本発明に係る面光源ユニットの動作
について説明する。
【0023】ライン光源4から直接またはホルダ5に反
射して、導光板1に入射される入射光のうち最も光強度
の大きい入射直進光P0 (図4参照)は、光出射面12
に平行に進み、おゝむね45度の傾斜面でほゞ直角に反
射して光出射面12から出射する。したがって、光出射
面12に対しておゝむね垂直方向の出射光が最も強い光
となる。その結果、この面光源ユニットによって裏面か
ら照射される機器を観察する人の眼に重点的に光が入る
ことになり、光が有効に利用されることになる。一方、
入射直進光P0 (図4参照)に対して傾斜している傾斜
入射光P1 、P 2 (図4参照)は入射直進光P0 (図4
参照)に平行な面で全反射して導光板1内を伝播して光
源から離隔した部分にまで到達するので、光出射面12
の全面にわたって傾斜入射光P1 、P2 (図4参照)を
出射することができ、光出射面12の輝度の均一化に効
果がある。
【0024】図2は本発明の第2実施例(請求項2・3
・4及び6に対応)に係る面光源ユニットの構成図であ
る。
【0025】図2参照 本実施例が第1実施例と相違する点は、第1実施例が片
側点灯型であるのに対し、本実施例は対向する両側面側
に光源を設けた両側点灯型であり、したがって、それぞ
れの光源4に対応した全反射層13である点のみであ
る。符号及び動作の説明は第1実施例の場合と同一なの
で省略する。
【0026】面光源ユニットの光が出射する面が広い
(入射光の進行方向に長い)場合、第1実施例の片側点
灯型では導光板1の厚みが大となり面光源ユニットが厚
くなるが、本実施例の両側点灯型では、導光板1の厚み
をより小さくすることができ、面光源ユニットを薄くで
きる利点がある。
【0027】図3は本発明の第3実施例(請求項2・3
・5及び6に対応)に係る面光源ユニットの構成図であ
る。
【0028】図3参照 本実施例が第1実施例と相違する点は、第1実施例では
光入射面11が平面であるのに対し、本実施例では光入
射面11は曲面である点のみである。符号及び動作の説
明は第1実施例の場合と同一なので省略する。
【0029】本実施例においては、光源4が導光板1の
光入射面11を見る仰角が第1実施例の場合より大きい
ので、導光板1への入射光量をより増加させることがで
きる利点がある。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る面光
源ユニットは、少なくとも一つの側面を光入射面とし、
一方の板面を光出射面とし、他方の板面を入射直進光に
対しておゝむね45度をなす傾斜面と入射直進光に平行
な面とが交互に連続的に配置されて全反射層が形成され
ている導光板と、光出射面上に載置された光拡散板と、
反射層に対面して設けられた反射板と、光入射面に対面
して設けられた光源とを有し、例えば、光源には光入射
面を除く外周に反射用のホルダが具備されているか、導
光板の全反射層に銀またはアルミニウムが蒸着されてい
るか、光入射面が平面か曲面かであるか、導光板がアク
リル樹脂、または、メタクリル酸メチルと安息香酸ビニ
ルまたは三弗化メタクリル酸メチルとの共重合体からな
っているかであるので、入射光のうちで最も光強度の大
きい入射直進光はおゝむね45度の傾斜面で全反射して
光出射面にほゞ垂直に出射するから、出射光が指向性を
有し、光の利用効率が向上される。また、一方、屈折光
は入射直進光に平行な面で全反射して光源から離隔した
部分まで到達するので光出射面の輝度の均一化に効果が
ある。
【0031】したがって、本発明は、液晶カラーテレビ
やOA表示機器などの各種表示板の裏側から平面的な照
明を与えるために使用され、小形軽量で高輝度の面光源
ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る面光源ユニットの構
成図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る面光源ユニットの構
成図である。
【図3】本発明の第3実施例に係る面光源ユニットの構
成図である。
【図4】本発明に係る面光源ユニットの原理説明図であ
る。
【図5】従来技術に係る面光源ユニットの構成図であ
る。
【図6】従来技術に対し改善提案された面光源ユニット
の構成図である。
【符号の説明】
1 導光板(本発明) 2 光拡散板(本発明) 3 反射板(本発明) 4 光源(本発明) 5 ホルダ(本発明) 6 反射板(本発明) 11 光入射面 12 光出射面 13 全反射層 21 導光板(従来技術) 22 光拡散板(従来技術) 23 反射板(従来技術) 24 ライン光源(従来技術) 25 ホルダ(従来技術) 26 反射板(従来技術) 27 プリズムアレイフィルム 211 拡散乱反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外川 昭夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 戸松 正宏 神奈川県横浜市緑区川和町654番地 富 士通化成株式会社内 (72)発明者 海輪 和正 神奈川県横浜市緑区川和町654番地 富 士通化成株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−136977(JP,A) 特開 平5−142422(JP,A) 特開 昭60−129779(JP,A) 実開 平5−47922(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 530 F21V 8/00 601

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板状をなし、側方端面の一つが光入射面
    (11)とされ、表端面が光射出面(12)とされ、裏端面
    は、前記光入射面(11)に平行に並列する複数の矩形状
    区分領域に区分され、前記光射出面(12)に平行に入射
    する入射直進光に対しておゝむね45度傾斜して前記入
    射直進光を全反射する第1の矩形状区分領域と前記入射
    直進光に平行であり入射屈折光を全反射する第2の矩形
    状区分領域とが交互に配置されて、全反射層(13)とさ
    れてなる導光板(1)と、 該導光板(1)の前記光射出面(12)上に載置される光拡
    散板(2)と、 前記導光板(1)の前記全反射層(13)の裏に設けられる
    反射板(3)と、 前記導光板(1)の前記光入射面(11)から前記導光板
    (1)に光を入射するように前記光入射面(11)に平行に
    配置されるライン状光源(4)と を有することを特徴とす
    る面光源ユニット。
  2. 【請求項2】 前記ライン状光源(4)の外周は、前記光
    入射面(11)を除き、光反射処理がなされたホルダ(5)
    によって覆われてなることを特徴とする請求項1記載の
    面光源ユニット。
  3. 【請求項3】 前記導光板(1)の全反射層(13)は、銀
    またはアルミニュウムが蒸着されて形成された層である
    ことを特徴とする請求項1または2記載の面光源ユニッ
    ト。
  4. 【請求項4】 前記導光板(1)の前記光入射面(11)は
    平面であることを特徴とする請求項1、2、または、3
    記載の面光源ユニット。
  5. 【請求項5】 前記導光板(1)は、アクリル樹脂、また
    は、メタクリル酸メチルと安息香酸ビニルまたは三弗化
    メタクリル酸メチルとの共重合体からなることを特徴と
    する請求項1、2、3、または、4記載の面光源ユニッ
    ト。
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