JPH09269417A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、導光体を用いた面光源装
置で、光源側の出射面が特に明るくなることがなく、又
境界線が見えることもない全体として均一な輝度で明る
い面光源装置を提供することにある。 【構成】 本発明の面光源装置は、透明材料よりなり
出射面を有する導光体と、導光体の端面近傍におかれた
光源と、出射面と反対側に設けられた反射部材と、出射
面と反対側の面に設けられた拡散パターンとよりなり、
更に反射部材の光源側に密度が光源側が大でそこから離
れるにつれて連続して小になる遮光パターンを設けるこ
とにより目的を達成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルのバッ
クライト等に用いる面光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の導光体を用いた面光源装置の一例
は、図７に示す通りの構成であり、導光体１の一方の端
面（入射端面）１ａの近傍に光源２を配置し、又導光体
１の表面（出射面）１ｂの側には拡散板又は拡散シート
３が又出射面１ｂと反対側の面１ｃの側にはアルミニウ
ム又は銀等の金属箔や白色シート等の反射部材としての
反射板又は反射シート４が設けられている。又導光体１
の面１ｃには拡散性を有するインクで印刷することによ
り、あるいはＶ溝、シボ等の凹凸形状を形成することに
より形成された拡散パターン１０が形成されている。又
拡散シート３の外側には例えば図８に示すような一方の
面が鋸歯状の凹凸形状をなすようなプリズム溝が繰り返
し形成された透明材料よりなるプリズムシート５，６が
設けられており、これらはそのプリズム溝の方向が互い
にほぼ直交するような状態で重ねて配置されている。更
に光源２を覆うように曲げて配置された反射シートより
なる光源用リフレクター７が配置されている。尚、上記
した拡散シートやプリズムシートのような導光体１の出
射面上に配置されて光の拡散、集光、偏向等を行なわせ
るものを総称して光制御部材と呼ぶ。

【０００３】このような、面光源装置は、光源２よりの
光を導光体１の入射端面１ａより入射させると、光は導
光体１の面１ｂ，１ｃにて反射されながら入射端面１ａ
と反対側の端面へ伝達されていく。そして、このように
導光体内を進む光は、面１ｃに設けられた拡散性パター
ン１０にて一部拡散され出射面より導光体外へ出射す
る。この時、拡散性パターン１０を適切に分布させるこ
とにより導光体１の出射面１ｂから出射される光の輝度
分布は、ほぼ均一なものとなる。この例のように光制御
部材が拡散シート３と２枚のプリズムシート５，６とで
構成されるものでは、出射面１ｂから出射された光は、
まず拡散シート３を通ることにより拡散光となり、更に
２枚のプリズムシート５，６を通ることにより、拡散光
は、出射面１ｂの法線方向へ集光されて全体としてプリ
ズムシートに直角な方向に向けられ、面光源装置を液晶
パネルのバックライトとして使用する場合、観察者の方
へ向けられ明るい画像の観察が可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
面光源装置では、入射端面１ａから入射せずに導光体１
と反射シート４とのすき間等からもれ出した光が反射シ
ートの光源側の端部（入射端面１ａの端部）付近で反射
されて出射面より出射されるのでその付近の出射面が他
の部分に比べて特に明るくなり、輝度分布は図６に曲線
Ａに示すような不均一な状態になる。尚、図６において
Ｉは輝度、Ｄは入射端面（光源側端面）からの距離であ
る。これを防止するため図９に示すような遮光用の印刷
８をほどこしている。しかし、この従来例は、低反射部
分と反射性を有する部分とが急激に変化するため、この
境界線が出射面側から観察され好ましくない。図６は導
光体の入射端面を始点として、ここから離れる方向への
輝度分布を示す。遮光用印刷をほどこさない場合には図
６の曲線Ａ、一定幅の遮光用印刷を設けた場合は曲線Ｃ
に示す通りの輝度分布になる。

【０００５】本発明は、光源側での出射面だけが特に明
るくなることなく、しかも境界線がみえることなく、し
かし全体として均一な輝度でかつ明るい面光源装置を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の面光源装置は、
透明材料よりなり出射面を有する導光体と、導光体の一
端面近傍に配置された直線状の光源と、導光体の裏面
（出射面と反対側の面）に設けられた拡散パターンと、
導光体の拡散パターンが設けられた面の側に配置されて
いる反射部材よりなり、反射部材の導光体の側の面で入
射端面側の端部に形成されている遮光作用を施した（低
い反射率の印刷を行なった）もので、遮光作用として、
光源側が反射される光が最低で次第に大になるようにし
たもので、これにより、導光体の光源側の輝度が大にな
るのを防止すると共に、反射光の光量の急激な変化がな
いことにより境界線が生ずることなく、したがって観察
者により、不必要な線が観察されることがない。

【０００７】又、本発明の面光源装置は、更に前記の遮
光パターンの一部が導光体裏面（反射部材側の面）に形
成されている光拡散パターンと重なり合うようにして、
前記の反射部材に遮光パターンを設けたことにより境界
線が観察されなくなるという効果をより一層増大せしめ
た。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の面光源装置は、図１に示
す通りの構成で、１は導光体、２は光源、３は拡散シー
ト、４は白色のシートからなる反射シート、１０は導光
体１の面１ｃに設けられたシボ、Ｖ溝等の凹凸形状ある
いは拡散性インクの印刷等により形成された拡散パター
ン、７は光源１を覆う反射シートでこれらは図７に示す
従来の面光源装置と実質上同じ構成である。

【０００９】本発明は、反射シート４の入射端面１ａ側
の部分に遮光作用（反射光を減少させる作用）に勾配を
持つつまり光源に最も近い側が反射光が最小であって遮
光作用が最も大であり、入射端面１ａから離れるにした
がって次第に遮光作用が減少する構成になっている。例
えば図１に示すように遮光材料によるパターン１１を設
け、このパターンの密度を入射端面４ａ側が最も大で次
第に減少するようにしている。そして、このパターン１
１と導光体１の面１ｃに形成された拡散作用をもつパタ
ーン１０とが一部重なり合うように構成されている。

【００１０】図３は、反射シート４に形成されるパター
ン１１の一例を示すもので、導光体１の入射端面側であ
る４ａの側が最も大であり、これより一定距離の４ｂま
での一定幅ｔにわたり、密度が次第に減少するパターン
（この幅ｔは、例えば導光体の長さが１８０ｍｍの場合
には、５ｍｍ程度）である。このパターンを形成するに
は、例えば、印刷インクとして白と黒のインクの割合が
１：４００から黒１００％の範囲内の任意の配合のもの
が用いられる。尚１：４００の配合の印刷インクはかな
り薄いグレーである。

【００１１】この範囲の濃さのインクと、単位面積当り
のドットの数を適宜選択し、これを用いて前記の図示す
るような分布にする。

【００１２】本発明の面光源装置では、図１に示すよう
に反射シート上に４ａから４ｂまでのｔ₁の範囲にわた
って前述のようなパターン１１が形成されている。そし
て導光体１の面１ｃに設けられている拡散性のパターン
１０は、符号１０ａに示す位置まで設けられており、ｔ
₂の範囲において、反射シート４に形成されたパターン
１１と導光体１に形成されているパターン１０とが重な
り合っている。

【００１３】このように反射シート４に形成するパター
ン１１により、入射端面４ａ側における反射光は十分に
抑えられ符号４ｂで示す他方の端部に向けて次第に反射
光は増大する。そして、このパターン１１の端部４ｂに
おいては、反射シート４そのものとの反射の程度の差が
ほとんどなく、そのため、反射光の輝度は、図６の曲線
Ｂにて示すように連続的に変化するため境界が生ずるこ
となく、面光源装置を出射面側の斜め方向から見ても境
界線が見えるというような不都合を生じることがない。

【００１４】特に図示する例のようにこの反射シート４
の端部に形成する遮光パターンが導光体裏面に形成した
拡散パターンと重なるようにすれば、極めて効果的であ
る。つまり、遮光パターン１１の光源より離れた部分で
の反射光は、拡散パターン１０により拡散されるので、
反射光に境界が生ずることが殆どない。

【００１５】図４は、本発明の面光源装置において、反
射シート表面に形成するパターンの形状を示す。図４の
（Ａ）は丸型のパターンであり、（Ｂ）は四角形状のパ
ターンであり、（Ｃ）はくし型のパターンであり、
（Ｄ）は横線状のパターンであり、いずれも単位面積当
りの密度を変化させてある。つまり４ａが反射シート４
の光源側の辺で、この４ａ近くが最も密度が大で４ａか
ら離れるにつれて密度が小になっている。

【００１６】又、図５は反射シート上での遮光パターン
を設ける場所の他の例である。図５の（Ａ）は直線状光
源の電極の位置にはパターンを設けていない例である。
蛍光管のような直線状光源の場合、両端の電極部分では
光量が減少している。そのためその付近には前記遮光パ
ターンは設けないほうが望ましいことがある。又図５の
（Ｂ）は反射シートの全周にわたってパターンを設けた
例（ただし、電極付近は（Ａ）と同様にパターンを設け
ていない。）である。図５の（Ｂ）のように光源側の辺
４ａ以外の３辺にも僅かづつパターンを設けたのは、枠
の側面の反射等により明るくなりすぎるのを防止するた
めである。

【００１７】図２は本発明の面光源装置の他の例を示す
断面図で、図１に示す面光源装置とは、導光体の厚さが
光源から遠ざかるにつれて薄くなっている点で、相違す
る。つまり図１に示す厚さの等しい透明な平板（平行平
面板）の導光体の代わりに厚さが変化する導光体を用い
たものである。しかし、本発明の目的である光源付近で
の輝度均一化等の作用については実質上同じである。又
パターンの形状も図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）のいずれを用いることも出来る。

【００１８】又、図５に示すように他の辺近傍にもパタ
ーンを形成したものも同様に用いることが可能である。

【００１９】尚、上述した実施の形態においては、光制
御部材として拡散シート１枚とプリズムシート２枚の合
わせて３枚のシートを用いた構成により説明を行なった
が、本発明はこれ以外にも、拡散シートのみを２枚用い
るもの、プリズムシートのみを２枚用いるもの、拡散シ
ートとプリズムシートとを１枚ずつ用いるもの、これら
に加えて透明な保護シートを用いるもの等、種々の構成
のものに適用可能である。

【００２０】また、反射シートに代えて板状の反射板を
用いることも可能であることは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】本発明の面光源装置は、導光体の出射面
とは反対側に設けられる反射部材の光源側近傍に所定の
状態で遮光パターンを設けることにより出射面からの出
射光が図６の曲線Ｂに示す通りの輝度分布になり出射面
の光源側が特に明るくなるのを防止し、更に出射面側か
ら見て線状に見えることのない輝度分布の均一で品位の
良好な面光源装置になし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の面光源装置の断面図

【図２】 本発明の面光源装置の他の例の断面図

【図３】 本発明の面光源装置で用いる反射シートを
示す図

【図４】 前記反射シートに形成するパターンの形状
を示す図

【図５】 本発明の面光源装置で用いる反射シート上
のパターンを形成する位置の他の例を示す図

【図６】 従来例および本発明の面光源装置における
輝度分布を示す図

【図７】 従来の面光源装置の断面図

【図８】 面光源装置で用いるプリズムシートの断面
図

【図９】 従来の面光源装置に用いられている反射シ
ートを示す図

【符号の説明】

１． 導光体 ２． 光源 ３． 拡散シート ４． 反射シート １０． 拡散パターン １１． 遮光パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明材料よりなり出射面を有する導光
   体と、前記導光体の一端面近傍におかれた光源と、前記
   導光体の出射面とは反対側の面に設けられた反射部材
   と、前記導光体の反射部材側の面に形成された拡散パタ
   ーンとよりなる面光源装置において、前記反射部材の光
   源側付近に遮光パターンが形成され該遮光パターンが単
   位面積当りの密度が光源側が大でここから離れるにした
   がって次第に連続して小になることを特徴とする面光源
   装置。
2. 【請求項２】 前記反射部材に形成されたパターンの
   一部が前記導光体の反射シート側に形成されている拡散
   パターンの一部と重なり合うようにしたことを特徴とす
   る請求項１の面光源装置。