JPH1048427A - サイドライト型面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】指向出射性を有する導光板を用いたサイドライ
ト型面光源装置に適用して、出射光の輝度ムラを有効に
回避して、導光板の光源側への移動を防止する。 【解決手段】 導光板１２の先端、出射面側にストッパ
ー１２Ａを形成し、このストッパー１２Ａにより導光板
１２の光源３側への移動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等に
適用されるサイドライト型面光源装置に関し、例えば指
向出射性を有するサイドライト型面光源装置に適用する
ものである。本発明は、このサイドライト型面光源装置
において、導光板の先端、出射面側又は斜面側にストッ
パーを形成し、このストッパーにより導光板の光源側へ
の移動を防止することにより、出射光の輝度ムラを有効
に回避して光源の破損等を防止する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶表示装置においては、
サイドライト型面光源装置により液晶パネルを照明し、
これにより全体形状を薄型化するようになされている。

【０００３】すなわちサイドライト型面光源装置は、冷
陰極管等の棒状光源でなる一次光源を板状部材（すなわ
ち導光板でなる）の側方に配置し、この一次光源より出
射される照明光を導光板の端面より導光板に入射する。
さらにサイドライト型面光源装置は、この照明光を屈曲
して、導光板の平面より液晶パネルに向けて出射するよ
うに形成され、これにより全体形状を薄型化できるよう
になされている。

【０００４】このようなサイドライト型面光源装置は、
ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、
一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄
く形成した形式のものとがあり、後者は、前者に比して
効率良く照明光を出射することができる。

【０００５】図９は、この後者のサイドライト型面光源
装置の構成を示す分解斜視図であり、このサイドライト
型面光源装置１は、導光板でなる光散乱導光板２の側方
に一次光源３を配置した後、反射シート４、光散乱導光
板２、光制御部材としてのプリズムシート５を積層して
形成される。このうち一次光源３は、冷陰極管でなる蛍
光ランプ６の周囲を、断面略半円形形状の反射部材でな
るリフレクター７で囲って形成され、リフレクター７の
開口側より光散乱導光板２の端面に照明光を入射する。

【０００６】反射シート４は、金属箔等でなるシート状
の正反射部材、又は白色ＰＥＴフィルム等でなるシート
状の乱反射部材により形成される。

【０００７】光散乱導光板２は、楔形断面形状の導光板
で、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から
なるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の
微粒子が一様に混入分散されて形成される。これにより
Ａ−Ａ断面により断面を取って図１０に示すように、こ
の光散乱導光板２は、一次光源３側端面でなる入射面Ｔ
より照明光Ｌを入射し、透光性の微粒子により照明光Ｌ
を散乱させながら、また反射シート４に乱反射部材を適
用した場合は、この反射シート４により一部乱反射させ
ながら、反射シート４側平面（以下斜面と呼ぶ）とプリ
ズムシート５側平面（以下出射面と呼ぶ）との間を繰り
返し反射して照明光Ｌを伝播する。

【０００８】この伝播の際に、照明光Ｌは、斜面で反射
する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面
に対して臨界角以下の成分が出射面より出射される。こ
の出射面より出射される照明光Ｌ１は、照明光Ｌが光散
乱導光板２の内部において透光性の微粒子により散乱さ
れ、また反射シート４により乱反射して伝播すること等
により、散乱光により出射される。しかしながらこの照
明光Ｌ１は、出射面に対して伝播方向に傾いて形成され
た斜面を反射して伝播することにより、矢印Ｂにより拡
大して示すように、主たる出射方向が楔形状の先端方向
に傾いて形成される。すなわち導光板からの出射光Ｌ１
が指向性を有するようになり、これによりサイドライト
型面光源装置１は、指向出射性を有するようになる。

【０００９】プリズムシート５は、この指向性を補正す
るために配置される。すなわちプリズムシート５は、ポ
リカーボネート等の透光性のシート材で形成され、光散
乱導光板２側面にプリズム面が形成される。このプリズ
ム面は、光散乱導光板２の入射面Ｔとほぼ平行に延長す
る断面三角形形状の突起が、入射面Ｔ側から楔形状の先
端方向に、繰り返されて形成される。これによりプリズ
ムシート５は、この三角形形状の突起の斜面で、出射光
Ｌ１の主たる出射方向を出射面の正面方向に補正する。
なお、プリズムシート５としては、光散乱導光板２側と
反対側の面に、光散乱導光板２側の面に形成したプリズ
ム面の溝方向とほぼ直交する溝方向のプリズム面を更に
形成した構成の、いわゆる両面プリズムシートを用いる
場合もある。これによりこのサイドライト型面光源装置
１では、ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式の
サイドライト型面光源装置に比して、出射光を正面方向
に効率良く出射できるようになされている。

【００１０】なお、このように指向出射性を有する導光
板としては、透明部材又は半透明部材により、楔形形状
又は楔形形状に近い形状に導光板を形成したもの、ある
いは平板形状に導光板を形成し、この導光板の出射面及
び又は裏面に散乱膜、梨地面、微小レンズアレイ等を形
成したものもある。このような導光板を用いたサイドラ
イト型面光源装置においても、同様に、出射光を正面方
向に効率良く出射できるようになされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種のサイ
ドライト型面光源装置においては、フレーム等に保持さ
れて液晶パネルと一体に、例えばパーソナルコンピュー
タ等に実装されるようになされている。これによりサイ
ドライト型面光源装置においては、フレーム等の保持部
材に対して導光板でなる光散乱導光板２を簡易かつ確実
に位置決め保持できるようにする必要がある。特に、サ
イドライト型面光源装置においては、衝撃等により光散
乱導光板２が蛍光ランプ６に衝突すると、蛍光ランプ６
を破損する恐れがあり、蛍光ランプ６側へは移動しない
ように光散乱導光板２を確実に位置決め保持する必要が
ある。

【００１２】この場合、例えば図１１に示すように、光
散乱導光板２の側面に凸部９を一体に形成し、この凸部
９により位置決め保持する方法が考えられる。ところが
この種のサイドライト型面光源装置においては、光源か
らの照明光を光散乱導光板２の内部で伝搬して出射面よ
り射出することにより、このように凸部９を一体に形成
すると、この凸部９の影響により輝度ムラが発生する問
題があった。

【００１３】すなわち凸部９を一体に形成した場合、本
来、光散乱導光板２の側面で反射されて内側に折り返さ
れる照明光が、凸部９の部分で、側面よりさらに外側に
広がって内側に折り返されることにより、またこのとき
照明光の一部が光散乱導光板２の側面と垂直な凸部９の
端面より外部に出射されて漏れ出すことにより、この凸
部９の近傍で出射面より出射される照明光の光量が変化
することになる。この光量の変化は、プリズムシート５
側より出射面を観察して、凸部９の入射面側コーナーよ
り楔形先端に向かって内側に広がる輝度レベルの低い領
域（すなわち暗帯でなる）と、凸部９の楔型先端側コー
ナーより楔型先端に向かって内側に広がる輝度レベルの
高い線状の領域（すなわち輝線でなる）とを形成し、こ
れにより出射面より出射される照明光に輝度ムラが発生
するようになる。

【００１４】また図１２に示すように、光散乱導光板２
の入射面側、両端部近傍に段差を形成し、この段差によ
り位置決め保持する方法も考えられるが、この場合も段
差の影響により輝度ムラが発生する。

【００１５】この輝度ムラを有効に回避する１つの方法
として、図１３に示すように、楔型先端側に凸部９を形
成する方法も考えられる。すなわちこの種の輝度ムラ
は、凸部９より楔型先端方向に発生することにより、こ
のように楔型先端側に凸部９を形成すると、輝度ムラを
有効に回避することができる。ところがこの楔型先端側
においては、十分な板厚を確保することが困難な欠点が
ある。これにより凸部９の強度を十分に確保することが
困難で、光散乱導光板の光源側への移動を完全に防止で
きない問題がある。

【００１６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、輝度ムラの発生を有効に回避して、導光板の光源側
への移動を確実に防止することができるサイドライト型
面光源装置を提案しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、板状部材の端面より照明光を入射
し、この照明光を屈曲して板状部材の出射面より出射す
るサイドライト型面光源装置に適用する。このサイドラ
イト型面光源装置において、この板状部材の、端面と対
向する先端側における出射面側に、又は先端側の出射面
と対向する面側にストッパーを形成し、一次光源側に、
板状部材が移動しないように、このストッパーにより板
状部材を位置決めする。

【００１８】このときストッパーを、出射面より突出す
る凸部、又は出射面と対向する面より突出する凸部によ
り形成する。

【００１９】先端側の出射面側、又は先端側の出射面と
対向する面側においては、比較的十分な面積を確保する
ことができる。従ってこの部分にストッパーを形成すれ
ば、十分な強度を確保することができる。また先端側に
おいては、輝度ムラを有効に回避することもできる。

【００２０】これにより好ましくは、出射面より突出す
る凸部、又は出射面と対向する面より突出する凸部によ
りストッパーを形成して、輝度ムラの発生を有効に回避
して、導光板の光源側への移動を確実に防止することが
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００２２】（１）第１の実施の形態 図１は、本発明の実施の形態に係るサイドライト型面光
源装置を示す分解斜視図である。このサイドライト型面
光源装置１０は、保持部材でなるフレーム１１を介し
て、液晶パネル等と共にパーソナルコンピュータに実装
される。すなわちサイドライト型面光源装置１０は、光
散乱導光板１２の側方に一次光源３を配置すると共に、
反射シート４、光散乱導光板１２、プリズムシート１
３、光拡散シート１４、プリズムシート１５を積層して
フレーム１１に保持する。なおこのサイドライト型面光
源装置１０において、図９と同一の構成は、同一の符号
を付して示し、重複した説明は省略する。

【００２３】ここでプリズムシート１３は、ポリカーボ
ネート等の透光性のシート材により光散乱導光板１２側
面にプリズム面が形成され、またこのプリズム面におい
て、断面三角形形状の凸部が、入射面Ｔとほぼ平行に入
射面Ｔから楔型形状の先端方向に繰り返されるようにな
されている。これによりプリズムシート１３は、各凸部
の斜面で、出射光の主たる出射方向を出射面の正面方向
に補正する。

【００２４】これに対してプリズムシート１５は、プリ
ズムシート１３と同一のシート材により形成され、凸部
の繰り返し方向が、プリズムシート１３における凸部の
繰り返し方向と直交する方向に配置される。これにより
プリズムシート１５は、入射面Ｔと平行な方向につい
て、出射光の指向性を補正する。

【００２５】光拡散シート１４は、光をごく僅かに散乱
する透光性のシート材により構成され、プリズムシート
１３及び１５により出射光の指向性を補正し、出射光の
視野角を拡大する。

【００２６】光散乱導光板１２は、図９について上述し
た光散乱導光板２と同様に、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）からなるマトリックス中に、これと屈折率
の異なる透光性の微粒子が一様に混入分散されて、断面
形状が楔型に形成される。これにより光散乱導光板１２
は、入射面５より入射した蛍光ランプ６の照明光を、出
射面及び斜面との間を繰り返し反射させて伝搬しなが
ら、出射面に対して臨界角以下の成分を出射面より出射
する。

【００２７】さらにこの光散乱導光板１２は、楔型形状
の先端部分、出射面に、ストッパー１２Ａが形成され
る。ここでこのストッパー１２Ａは、入射面Ｔと平行な
帯状の凸部により構成される。

【００２８】これに対してフレーム１１は、光散乱導光
板１２の出射面側に開口１１Ｂを有する枠体で形成さ
れ、光散乱導光板１２のストッパー１２Ａに対応して、
内側に帯状の凹部１１Ａが形成される。

【００２９】すなわちＣ−Ｃ線により断面を取って図２
に示すように、フレーム１１は、開口１１Ｂを囲むよう
に階段状に周囲が立ち上がり、内側に帯状の凹部１１Ａ
が形成され、この凹部１１Ａにストッパー１２Ａが噛み
合うようになされている。

【００３０】以上の構成において、蛍光ランプ６から射
出された照明光は（図１）、直接に、又はリフレクター
で反射された後、入射面Ｔより光散乱導光板１２の内部
に入射し、この照明光が斜面と出射面との間で反射を繰
り返しながら、光散乱導光板１２の内部を伝播する。こ
のとき照明光は、光散乱導光板１２の内部で散乱を受け
ながら、斜面で反射する毎に出射面に対する入射角が徐
々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面
より出射された後、プリズムシート１３、光拡散シート
１４、プリズムシート１５により指向性が補正される。
これによりこのプリズムシート１５の前面に配置された
液晶パネルが照明される。

【００３１】このようにして蛍光ランプ６より射出され
た照明光を入射面Ｔより入射して出射面より射出する光
散乱導光板１２は、楔型先端の出射面側より突出するス
トッパー１２Ａがフレーム１１の内側に形成された凹部
１１Ａに噛み合い、これにより蛍光ランプ６側への変位
が有効に回避される。このときこのストッパー１２Ａが
楔型先端に形成されていることにより、輝度ムラの発生
を有効に回避することができる。またこの楔型先端にお
いては十分な面積を確保することができることにより、
十分な強度を確保することができ、これにより蛍光ラン
プ６の破損を有効に回避することができる。また、先端
部が部分的に肉厚となることにより、成形加工により光
散乱導光板１２を精度良く製造することができると言
う、付随的な効果を得ることもできる。

【００３２】以上の構成によれば、楔型先端の出射面側
と帯状の凸部を形成してストッパー１２Ａを形成したこ
とにより輝度ムラを有効に回避して、光散乱導光板の光
源側への移動を防止することができる。

【００３３】（２）他の実施の形態 なお上述の実施の形態では、楔型先端の出射面側に、１
本の帯状突起を形成し、これによりストッパーを形成す
る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図３
に示すように、光散乱導光板２２の楔型先端、出射面側
に、複数の突起２２Ａ及び２２Ｂを形成し、これら突起
２２Ａ及び２２Ｂによりストッパーを形成してもよい。
またこれらの場合に、図４に示すように、光散乱導光板
３２の側面を部分的に張出して出射面側に突起３２Ａ及
び３２Ｂを形成することにより、ストッパーを形成して
もよい。なおこの場合は、出射面の、フレームにより隠
される部分からこの張り出した部分にまで連続するよう
に凸部を形成する必要があり、これにより実用上十分な
強度を確保することができる。

【００３４】また上述の実施の形態では、フレーム側の
凹部によりストッパーを保持する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図５に示すように、溝状の
開口によりストッパーを保持してもよい。

【００３５】さらに上述の実施の形態では、光散乱導光
板の出射面側にストッパーを形成する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、光散乱導光板の保持方法
に応じて斜面側にストッパーを形成してもよい。例えば
図６に示すように、先端を斜面側に折り曲げた後、出射
面側にストッパーを形成してもよい。また図７に示すよ
うに、上フレームと下フレームとにより光散乱導光板を
保持する場合は、突起によるストッパーを斜面側に形成
してもよい。さらに図８に示すように、金属板等のホル
ダーによりケースに直接保持するような場合は、同様に
突起によるストッパーを斜面側に形成し、必要に応じ
て、スペーサー等を介してストッパーを保持してもよ
い。

【００３６】さらに上述の実施の形態では、凸部により
ストッパーを形成する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、出射面又は斜面の先端側を部分的に厚肉
に構成すると共に、この厚肉の部分に凹部、切り欠き等
を形成し、これによりストッパーを形成してもよい。な
お、本発明ではストッパーの位置が先端側であるため、
このストッパーに起因する出射面における輝度ムラの発
生を実質的に除去することができる。従って、特に拡散
能の高い拡散シートを用いない構成の面光源装置に広く
適用して、輝度ムラを有効に回避することができる。

【００３７】さらに上述の実施の形態では、透光性の微
粒子を混入分散した導光板でなる光散乱導光板を用いた
サイドライト型面光源装置に本発明を適用した場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、平板形状で所定
の処理が施されることで指向出射性を有するように構成
されているもの等を含めて、指向出射性を有する導光板
を用いたサイドライト型面光源装置に広く適用すること
ができる。

【００３８】さらに上述の実施の形態では、液晶表示装
置の面光源装置に本発明を適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置
等のサイドライト型面光源装置に広く適用することがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、指向出射
性を有する導光板を用いたサイドライト型面光源装置に
おいて、導光板の先端、出射面側又は斜面側にストッパ
ーを形成することにより、出射光の輝度ムラを有効に回
避して、このストッパーにより導光板の光源側への移動
を防止するができ、光源の破損等を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサイドライト
型面光源装置を示す分解斜視図である。

【図２】図１のサイドライト型面光源装置をＣ−Ｃ線に
より取って示す断面図である。

【図３】他の実施の形態に係るサイドライト型面光源装
置の光散乱導光板を示す斜視図である。

【図４】図３の他の実施の形態を示す斜視図である。

【図５】図２との対比により、出射面に溝状の凸部を形
成し、この凸部をケース側の開口により保持した他の実
施の形態を示す断面図である。

【図６】図２との対比により、先端を折り曲げてストッ
パーを形成した他の実施の形態を示す断面図である。

【図７】図２との対比により、先端の斜面側にストッパ
ーを形成した他の実施の形態を示す断面図である。

【図８】図７との対比により、先端の斜面側にストッパ
ーを形成した他の実施の形態を示す断面図である。

【図９】従来のサイドライト型面光源装置を示す分解斜
視図である。

【図１０】図９のサイドライト型面光源装置をＡ−Ａ断
面により取って示す断面図である。

【図１１】従来のサイドライト型面光源装置において、
凸部を形成した場合を示す斜視図である。

【図１２】従来のサイドライト型面光源装置において、
入射面の両端部近傍に段差を形成した場合を示す斜視図
である。

【図１３】図９のサイドライト型面光源装置において、
凸部を楔型先端の側面に形成した場合を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、１０ サイド
ライト型面光源装置 ２、１２、２２、３２ 光散乱
導光板 ３ 一次光
源 ６ 蛍光ラ
ンプ ９、１２Ａ、２２Ａ、２２Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ 凸部 Ｔ 入射面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状部材の端面より照明光を入射し、前
   記照明光を屈曲して前記板状部材の出射面より出射する
   サイドライト型面光源装置において、 前記板状部材の、前記端面と対向する先端側における前
   記出射面側に、又は前記先端側の前記出射面と対向する
   面側に、ストッパーを形成し、一次光源側に前記板状部
   材が移動しないように、前記ストッパーにより前記板状
   部材を位置決めしたことを特徴とするサイドライト型面
   光源装置。
2. 【請求項２】 前記ストッパーは、 前記出射面より突出する凸部でなることを特徴とする請
   求項１に記載のサイドライト型面光源装置。
3. 【請求項３】 前記ストッパーは、 前記出射面と対向する面より突出する凸部でなることを
   特徴とする請求項１に記載のサイドライト型面光源装
   置。