JP4203240B2 - 面発光装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる面発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示板等を照明する装置として、面発光装置が提案されている。面発光装置は、フロントライト或いはバックライトとも称され、一般には、透明基板からなる導光板の側面に光源を設けることにより導光板に光を導入し、導光板表面に設けた凹凸によってその光を拡散することにより、面発光を実現するものである。
【0003】
ここで、良好な発光を得るために、導光板表面に種々の凹凸を設けることが提案されている。例えば、特開平3−6525号公報には、光源から遠ざかるに従って、密度が高くなるように微小な凹凸を設けた導光板が開示されている。そして、このような微小凹凸を設けることにより、均一な輝度分布が得られることが知られている。
【0004】
また、特開平6−313885号公報には、光源が配置される導光板の側面に略平行な線状溝を導光板表面に設け、光源から遠ざかるに従って、溝の間隔を狭めたり、或いは、溝の深さを深くする技術が開示されている。そして、このような溝を設けることにより、輝度アップが図られることも知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平3−6525号公報のように微小な凹凸を設けた場合、その高密度化に限界があり、光源から離れた位置では十分な輝度が得られないという問題がある。一方、特開平6−313885号公報のように溝を設けた場合、高密度化が比較的容易であるが、光源が点光源のような場合、光源から各溝に達する光量の違いにより、輝度ムラが生じやすいという問題があった。
【0006】
従って、本発明の目的は、輝度ムラを抑制しつつ比較的高輝度な発光を実現する面発光装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、点状光源と、該点状光源からの光を導く導光板と、を備えた面発光装置において、前記点状光源からの光を拡散する、前記導光板の拡散面に、点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部が施され、前記拡散面が前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記点状の凹部又は凸部の少なくともいずれかのみが複数施された第1領域と、前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記線状の溝部のみが複数施され、前記第1領域よりも前記光源から離隔した第2領域と、からなり、前記第1領域と前記第2領域とが、一部曲線的に区分けされていることを特徴とする面発光装置が提供される。
【0008】
また、本発明によれば、点状光源と、照明対象物に対向する表面、裏面、及び、前記点状光源からの光が導入される側面、を有する導光板と、を備えた面発光装置であって、前記導光板の裏面に、点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部が施され、前記導光板の裏面が、前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記点状の凹部又は凸部の少なくともいずれかのみが複数施された第1領域と、前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記線状の溝部のみが複数施され、前記第1領域よりも前記光源から離隔した第2領域と、からなり、前記第1領域と前記第2領域とが、一部曲線的に区分けされていることを特徴とする面発光装置が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る面発光装置Aの概略図である。また、図2は、図1の線XXに沿う断面図である。本実施形態では、液晶表示板Bを照明対象物とし、液晶表示板Bのバックライトとして使用する例を挙げるが、本発明はこれに限られず、種々の照明対象物に使用可能である。
【0010】
面発光装置Aは、光源1a及び1b(以下、総称するときは光源1という。)と、導光板2と、反射シート3と、を備える。
【0011】
光源1は、例えば、LEDのような点状光源である。これに代えて、冷陰極管のような線状光源も勿論採用できるが、本実施形態では、このような点状光源を採用した場合であっても、後述するように輝度ムラを抑制しつつ高輝度な発光を実現することができる。本実施形態の場合、光源1a及び1bの2つの光源を配置しているが、その数はこれに限られず、適宜選択可能である。
【0012】
導光板2は、例えば、光学ガラス、合成樹脂等からなる基板であって、好ましくは、透明な基板からなる。本実施形態の場合、導光板2は、光の射出面を構成する表面2aと、表面2aの反対面であり、光の拡散面を構成する裏面2bと、光源1からの光が導入される側面2cと、を有する方形基板を採用している。導光板2は、このように角型基板が最適であるが、基板の形状はこれに限られず、種々の基板を採用できる。
【0013】
また、本実施形態では、光源1を導光板2の側面2c近傍に配置した構成を採用している。光源1の配置箇所は、導光板2の側面2c近傍が好適であるが、これに限られず、導光板2へ光を入射することができれば配置箇所は問われない。
【0014】
導光板2の裏面2bには、光源1からの光を拡散するためのパターンが設けられている。光源1から導光板2へ入射した光は、導光板2の表面2a又は裏面2bで反射して伝播し、このパターンに到達して拡散する。このパターンにより拡散した光は、導光板2の表面2aから出光して液晶表示板Bを照明することとなる。図1及び図2において、矢印は光の経路の一例を示している。導光板2の裏面2bに施されたパターンの詳細については後述する。
【0015】
反射シート3は、導光板2内で反射せずに裏面2bから通過した光源1からの光を反射するものであり、例えば、その表面が鏡面加工されたものからなる。
【0016】
係る構成からなる面発光装置Aは、光源1からの光が導光板2から液晶表示板Bへ導かれて、液晶表示板Bをその背面から照明することとなる。ここで、本実施形態では、輝度ムラを抑制しつつ比較的高輝度な発光を実現するため、導光板2の裏面2bに施されたパターンとして以下の構成を採用している。
【0017】
図2及び導光板2の裏面2bの平面図である図3を参照して、導光板2の裏面2bは、点状の凹部21が複数施された第1領域と、線状の溝部22が複数施された第2領域と、を有する。第2領域は第1領域よりも光源1から離隔して配置されており、すなわち、溝部22は凹部21よりも光源1から離れた位置に施されている。
【0018】
凹部21は、裏面2bの表面から半球状にへこんだ点状の窪みを形成している。また、溝部22は、裏面2bの表面から断面三角形状にへこんだ線状の溝を形成している。溝部22は、導光板2の側面2cに略平行な方向で導光板2を横断するように設けられている。すなわち、溝部22は、光源1の入射光束に略直交する方向に延在している。
【0019】
また、凹部21及び溝部22は、それぞれ、単位面積あたりの粗密が光源1から離れるに従って密になるように施されており、凹部21は、第2領域側で高密度に施され、溝部22は、図の左端側でその間隔が密になっている。
【0020】
ここで、点状の凹部21及び溝部22による拡散光は、それぞれ特性が異なる。図6(a)は、凹部21に光が照射された場合の光の拡散を示す図であり、(b)は、溝部22に光が照射された場合の光の拡散を示す図である。
【0021】
同図に示すように、凹部21のようにパターンが点状の場合、拡散光は放射状となる。これは、輝度ムラが少なくなるが、輝度が低くなる傾向にあることを示している。一方、溝部22のようにパターンが線状の場合、拡散光は略一方向に向くこととなる。これは、輝度ムラが生じやすい傾向にあるが輝度は高くなる傾向にあることを示している。
【0022】
本実施形態の場合、光源1に近く、光量が大きい第1領域には、点状の凹部21を設けている。この結果、点状パターンの問題点である輝度の低下を免れると共に、輝度ムラを好適に抑制することができる。また、光源1から離れた光量の小さい第2領域には、線状の溝部22を設けている。この結果、光源1から遠くなると輝度が低下するという問題点が解消される。また、光源1から離れた箇所では、光量差がある程度解消されるため、輝度ムラも最小限に抑えられる。
【0023】
更に、本実施形態では、凹部21及び溝部22が、それぞれ、単位面積あたりの粗密が光源1から離れるに従って密になるように施されているため、光源1から離れた箇所において輝度の低下を防止すると共に、第1領域と第2領域との境界での輝度の均一化を図ることができる。
【0024】
<導光板2のパターンの他の形態>
上記実施形態では、点状のパターンとして、半球状にくぼんだ凹部21を例に挙げて説明した。しかし、その形状はこれに限られず、点状であれば、鐘形状等、種々の形状が採用できる。また、導光板2の裏面2bからくぼんだ凹部として形成せずに、裏面2bから突出した凸部として形成したり、或いは、凹凸が混在していてもよい。このような点状のパターンを形成する方法としては、例えば、ブラスト加工やシボ加工等を挙げることができる。
【0025】
また、第1領域における凹部21の単位面積あたりの密度は、輝度を一定にするために、例えば、その位置における光源1からの光の光量とその密度との積が一定になるように定めることができる。
【0026】
次に、上記実施形態では、線状のパターンとして、断面が三角形の溝部22を例に挙げて説明した。しかし、その形状はこれに限られず、線状であれば、種々の形状が採用できる。例えば、図6(c)のように断面が半円状の溝として形成してもよい。この形状の場合、拡散光は、若干放射した光となり、溝部22のように断面が三角形の場合と比べて輝度ムラが小さいという利点がある。
【0027】
また、溝部22は、導光板2の裏面2bから溝端部が一部突出するように形成するようにしてもよい。
【0028】
更に、第2領域における溝部22の単位面積あたりの密度は、輝度を一定にするために、例えば、その位置における光源1からの光の光量とその密度との積が一定になるように定めることができる。また、上記実施形態では、光源1から離れるに従って、溝部22の間隔を密にしたが、これに代えて、溝部22の深さを深くしても同様の効果が得られる。
【0029】
次に、上記実施形態では、第1領域と第2領域とを直線的に区分けしたが、例えば、図4に示すように一部曲線的に区分けするようにしてもよい。
【0030】
次に、第1領域と第2領域との間で、輝度の不連続性を防止するために、図5に示すように、第1領域と第2領域との間に、凹部21と溝部22とが混在した第3領域を設けるようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、輝度ムラを抑制しつつ比較的高輝度な発光を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る面発光装置Aの概略図である。
【図2】図1の線XXに沿う断面図である。
【図3】導光板2の裏面2bの平面図である。
【図4】他のパターン例を示す、導光板2の裏面2bの平面図である。
【図5】他のパターン例を示す、導光板2の裏面2bの平面図である。
【図6】(a)は、凹部21に光が照射された場合の光の拡散を示す図であり、(b)は、溝部22に光が照射された場合の光の拡散を示す図である。(c)は、溝部22の断面が半円状である場合の光の拡散を示す図である。
【符号の説明】
A 面発光装置
B 液晶表示板
1a、1b 光源
2 導光板
3 反射シート
21 凹部
22 溝

Claims (3)

  1. 点状光源と、該点状光源からの光を導く導光板と、を備えた面発光装置において、
    前記点状光源からの光を拡散する、前記導光板の拡散面に、点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部が施され、
    前記拡散面が
    前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記点状の凹部又は凸部の少なくともいずれかのみが複数施された第1領域と、
    前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記線状の溝部のみが複数施され、前記第1領域よりも前記光源から離隔した第2領域と、からなり、
    前記第1領域と前記第2領域とが、一部曲線的に区分けされていることを特徴とする面発光装置。
  2. 点状光源と、
    照明対象物に対向する表面、裏面、及び、前記点状光源からの光が導入される側面、を有する導光板と、を備えた面発光装置であって、
    前記導光板の裏面に、点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部が施され、
    前記導光板の裏面が、
    前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記点状の凹部又は凸部の少なくともいずれかのみが複数施された第1領域と、
    前記点状の凹部又は凸部並びに線状の溝部のうち、前記線状の溝部のみが複数施され、前記第1領域よりも前記光源から離隔した第2領域と、からなり、
    前記第1領域と前記第2領域とが、一部曲線的に区分けされていることを特徴とする面発光装置。
  3. 前記第1領域に少なくともいずれかが施された前記点状の凹部又は凸部は、その単位面積あたりの密度が、前記点状光源からの光の光量と前記密度との積が一定になるように施され、
    前記第2領域に施された前記線状の溝部は、その単位面積あたりの密度が、前記点状光源からの光の光量と前記密度との積が一定になるように施されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の面発光装置。
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