JPH0545652U - 面状光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本考案は光利用率が高く、輝度の高い発光
面をもつ面状光源装置の提供を目的とするものである。 【構成】 本考案の面状光源装置は、視野方向より光
拡散板、透明導光板の少なくとも一側面にリフレクタに
包囲された線状光源を備えた面状光源装置において、線
状光源を設置する受光側面部の最大幅が導光板の最大厚
さよりも大であることを特徴とするものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は面状光源装置、特には線状光源から光を受けて比較的広い範囲にわた り均一に照明を行うエッジライト型のもので、薄型で輝度が高いことから透過型 液晶表示装置の裏面照明用として有用とされる面状光源装置に関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

面状光源装置については視野方向より光拡散板、透明導光板および反射板を順 次積層し、透明導光板の少なくとも一側面にリフレクターに包囲された線状光源 を備えたものが公知とされているが、線状光源からの入射光が導光板の両面に平 行に進行する場合は、導光板の全面にわたりほぼ均一な明るさが得られるものの 、実際の入射光は放射状に拡がったり、導光板内における減衰などのために、線 状光源近傍では入射光量が多く、光源から離れた位置では少なくなって、均一な 面照明を得ることはできないという問題点がある。

【０００３】 そのため、これについては導光線に光散乱手段を設けて均一な面照明を得るこ とが行なわれており、この導光板の光散乱手段としては主に導光板表面に光散乱 物質を施す方法（特開昭63-62104号公報、特開平1-107406号公報、特開平1-2452 20号公報、特開平2-160215号公報参照）と導光板裏面を粗面化処理する方法（特 公昭58-17957号公報参照）、導光板裏面をヘアライン状に粗面加工する方法（実 公昭58-25405号公報参照）、導光板の一面を特殊な曲線形状に形成する方法（特 開昭63-209001 号公報参照）、断面が楔形をなす導光板の裏面にフレネル形状面 を形成する方法（特開昭64-11203公報）などが提案されているが、これにはその 塗着面積、その形状、大きさ、密度、粗さなどを線状光源からの距離に応じて適 宜変化させることが必要とされる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 また、高輝度化・高精細化といった液晶ディスプレイへの高品質化の要求の高 まりとともにその構成部品である面状光源装置すなわちバックライトに対しても 従来より更に高輝度化が求められるようになってきており、この高輝度化につい ては主に線状光源自身の光量（本明細書では光学的専門用語としてではなく、光 エネルギーという広義の意味で使用する）を増すなどの方法が採られているが、 線状光源から発する光量に対する発光面から取り出される光量の割合として面状 光源装置を評価した場合、線状光源自身の光量の大小に拘らず、現行のシステム においては高々30％前後と必ずしも光源からの光量が有効に利用されているとは 言い難く、特には光源から導光板へ入射する結合系において光ロスが大きいのが 現状である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記した従来の課題を解決した面状光源装置に関するものであり、こ れは視野方向より光拡散板、透明導光板および反射板を順次積層し、透明導光板 の少なくとも一側面に線状光源を備えた面状光源装置において、線状光源を設置 する受光側面部の最大幅が導光板の最大厚さよりも大であることを特徴とするも のである。

【０００６】 すなわち、本考案者らは線状光源から発する光量をできるだけ効率よく導光板 に導くことにより、従来以上の発光面輝度をもつ面状光源装置を開発すべく種々 検討した結果、公知の面状光源装置において発光面部となる導光板の最大厚さよ りも、線状光源を設置する受光側面部の最大幅を大きくすれば、発光面の薄型化 を図りながら線状光源からの光をより多く取り込むことができるので、装置全体 としての光利用率が高く、光量の等しい線状光源を使用しても、より輝度の高い 発光面を有する面状光源装置を得ることが可能となるということを見出して本考 案を完成させた。 以下にこれをさらに詳述する。

【０００７】

【作用】 本考案は面状光源装置に関するものであり、これは公知の面状光源装置におい て、線状光源を設置する受光側面部の最大幅が導光板の最大厚さよりも大である ようにしたものであるが、これによれば発光面の薄型化を図りながら線状光源か らの光をより多く取り込むことができるため、装置全体としての光利用率が高く 、光量の等しい線状光源を使用しても、より輝度の高い発光面を有する面状光源 装置を得ることが可能となる。

【０００８】 本考案の面状光源装置は前記したように導光板の最大厚さに対し、線状光源を 設置する受光側面部の幅を大きくしたものであるが、これは例えば図１に示した ように光拡散板１、透明導光板２、反射板３を順次積層し、この透明導光板２の 少なくとも１側面にリフレクター４に包囲された線状光源５を備えた面状光源装 置において、線状光源５を設置する受光側面部６の最大幅を導光板２の最大厚さ よりも大とされているものである。

【０００９】 すなわち、図１における受光側面部６は幅広の台形状のものとされ、その上面 の直線状部（光源側端面）が最大幅を形成しているが、これは導光板２の厚さよ りも大きいものとされている。なお、この導光板は図１では線状光源５側を除く 光拡散板１の被覆部分は均一の厚さのものとされているが、これは厚さが徐々に 大きくなるもの、徐々に小さくなるものもあり、本考案では受光側面部６の最大 幅がこの導光板２の最大の厚さよりも大きいものとされる。

【００１０】 このように線状光源を設置する受光側面部の最大幅を導光板の厚さよりも大き くすれば、線状光源から発する光量を透明導光板内により多くとりこむことがで きるため、結果的に従来よりも輝度の高い面状光源装置を得ることができる。な お、線状光源を設置する受光部分の形状、寸法等は図２の(a) に示したように台 形としたり、図２の(b) に示したように平行部を有する５角形のものとしてもよ く、さらには図２の(c)、 (d)に示すように受光部分から発光面にかけての斜面部 分が曲線形状であったり、さらには図３の(a) に示すように段階的に薄くなる形 状であってもよく、その最大幅となる位置についても発光面の厚さの中心部か、 また、中心部より拡散または反射板側のいずれかに偏在した位置にあってもよい 。なお、これについては、この斜面部で受光部より取り入れた光のロスができる だけ少なくなるように発光面とのなす角度θは透明導光板の材料の全反射角度α とα＜（90−θ）の関係であるようにすることが望ましい。また、設計上これを 満足することが困難な場合は必要に応じて該当部分に反射シートなどを使用する などの光ロスを防ぐ手段を講じてもよい。

【００１１】 またこの面状光源装置における受光面の幅についてもなんら制限を受けるもの ではないが、これは使用する線状光源の管径とほぼ同等の幅とすれば、従来の導 光板体積をそれほど増加させることなく光源の光量を効率よく導光板内へ導くこ とができるが、この受光面の形状については垂直直線のほか、図３の(b) に示す ように斜線状であったり、図３の(c) に示すように曲線状であってもよい。

【００１２】 なお、本考案の面状光源装置は光拡散板、透明導光板、反射板、線状光源とか らなるものとされるが、この透明導光板の製法については、例えば図３に示すよ うに受光部分と発光部分をそれぞれ別部品として製作し、これを接着、溶着等の 方法によって接続することもできるし、その素材についてもアクリル樹脂のほか いかなる材料またはそれらの組合せであってもよいし、導光板の発光領域の断面 形状も長方形（平板）に限らず楔等の形状であってもよい。

【００１３】

【実施例】

つぎに本考案の実施例、比較例をあげる。 実施例１ 厚さ90μm のポリエチレンテレフタレートシート・D204〔（株）きもと社製商 品名〕からなる光拡散板と、外径寸法が 130× 220mmで平板部分が 130× 217× ３mmで受光側面部が上底×下底×高さ＝３×６×３mmの台形でその最大幅が６mm であるアクリル樹脂・アクリペット〔三菱レイヨン（株）製商品名〕製の透明導 光板、および厚さ 125μm のポリエチレンフタレート製白色シート・ルミラーE6 0 〔東レ（株）製商品名〕からなる反射板とを順次積層して発光部を作った。

【００１４】 また、この光源部は管径が 5.8mmφで有効発光長が 130mm、管輝度が7,000nit である３波長型冷陰極管〔ハリソン電機（株）製〕を上記したルミラーE60 で作 られたリフレクター中に収納した。

【００１５】 つぎに、この冷陰極管にインバーターを介して12Ｖの直流電圧を印加して光源 を点灯し、この有効発光域（ 130× 200mm）を碁盤目状に５×４＝20分割し、そ の平均輝度をこの20点から算出したところ、これは220nitであった。

【００１６】 実施例２ 透明導光板を外径寸法が 130× 220mmで平板部分が 130× 212×３mmであるも のとし、受光板を図２の(b) に示した拡散板を設置する面は平面とし、反射板を 設置する側に向けて厚さ６mm、幅５mmの平行部と厚さ３mm部分に接続する斜面部 とからなる５角形状の射出成形品としたほかは実施例１と同様に構成して面状光 源装置を作り、これに実施例１と同様に直流電圧を印加したところ、このものの 平均輝度は225nitであった。

【００１７】 比較例 透明導光板として外径寸法が 130× 220mmで厚さが全面にわたって３mmである 射出成形品としたほかは実施例１と同様に構成して面状光源装置を作り、これに 実施例１と同様に直流電圧を印加したところ、このものの平均輝度は175nitで実 施例１に比べて80％に減退した。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は面状光源装置に関するものであり、これは前記したように視野方向よ り光拡散板、透明導光板および反射板を順次積層し、透明導光板の少なくとも一 側面にリフレクターに包囲された線状光源を備えた面状光源装置において、線状 光源を設置する受光側面部の最大幅が導光板の最大厚さよりも大であることを特 徴とするものであり、これは線状光源から光を受けて比較的広い範囲にわたり均 一に照明を行なうエッジライト型のものであるが、薄型で線状光源からの光をよ り多く取り込むことができるので、装置が光利用率の高いものとなるし、より輝 度の高い発光面を有する面状光源装置を得ることができるという有利性が与えら れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の面状光源装置の縦断面図を示したもの
である。

【図２】(a)、 (b)はそれぞれ実施例１、２における透明
導光板の受光側面の拡大縦断面図、(c)、 (d)は受光側面
の厚さ拡大部分から発光面にかけての斜面部分が曲線形
状である導光板の受光側面の拡大縦断面図である。

【図３】(a) は受光側面の厚さ拡大部分から発光面にか
けて段階的に薄くなる形状、(b) は受光面が斜線状、
(c) は曲線状を有する透明導光板の受光側面の拡大縦断
面図である。

【符号の説明】

１ ・・・・ 光拡散板、 ２ ・・・・ 透明導光板、 ３ ・・・・ 反射板、 ４ ・・・・ リフレクター、 ５ ・・・・ 線状光源、 ６ ・・・・ 受光側面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】視野方向より光拡散板、透明導光板および
   反射板を順次積層し、透明導光板の少なくとも一側面に
   リフレクターに包囲された線状光源を備えた面状光源装
   置において、線状光源を設置する受光側面部の最大幅が
   導光板の最大厚さよりも大であることを特徴とする面状
   光源装置。