JPH11203923A - 面光源装置 - Google Patents
面光源装置Info
- Publication number
- JPH11203923A JPH11203923A JP10015108A JP1510898A JPH11203923A JP H11203923 A JPH11203923 A JP H11203923A JP 10015108 A JP10015108 A JP 10015108A JP 1510898 A JP1510898 A JP 1510898A JP H11203923 A JPH11203923 A JP H11203923A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- guide plate
- incident end
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
射面から出射させる面光源装置において、光源の光学的
位置ずれによる輝度ムラを解消する。 【解決手段】 導光板18の光入射端面20に対向させ
て光源23を配置し、光入射端面20の光源23と対向
する領域に複数の光学パターン32を形成する。各光学
パターン32は、導光板18の厚み方向に一様な形状に
形成されており、光入射端面20の幅方向に複数配列さ
れた光学パターン32の周期Λは、光源20の幅Wの1
/n(ただし、n=1,2,…)倍にしている。また、
光学パターン32を設けた領域の長さLは、光源23の
幅Wと光源23の位置ずれ量δと光源23から光入射端
面20までの距離hの2倍との和(W+δ+2h)より
も大きくする。
Description
る。具体的にいうと、いわゆる点光源や線状光源等の光
源から出射された光を、光源に比べて広い面積を有する
発光面(光出射面)からほぼ均一に出射させる面光源装
置に関する。
へ導入して導光板に閉じ込めた後、その光出射面から均
一に出射されるものであって、液晶表示装置のバックラ
イトなどとして広く使用されている。
態で図1に示す。面光源装置1は、光を閉じ込めるため
の導光板3と、発光部2と、反射板4とから構成されて
いる。導光板3は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル
樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂によって成形されて
おり、導光板3の下面には凹凸加工や拡散反射インクの
ドット印刷等によって拡散パターン8が形成されてい
る。拡散パターン8は、図2に示すように発光部2に近
い領域ではパターン密度が小さく、発光部2から遠ざか
るにつれてパターン密度が次第に大きくなっている。発
光部2は導光板3の光入射端面5に対向して配置されて
いる。この発光部2は、回路基板(図示せず)上に発光
ダイオード(LED)等の小さな光源(いわゆる、点光
源)10を複数個配列させたものをケース9内に納め、
各光源10及び回路基板をケース9内で透明なモールド
樹脂11によって封止してある。反射板4は、反射率の
高い材質例えば白色樹脂シートによって形成されてお
り、両面テープ13によって導光板3の下面に貼り付け
られている。
の各光源10から出射され、光入射端面5から導光板3
内に導入された光fは、導光板3の内部で全反射を繰り
返すことによって導光板3に閉じ込められる。導光板3
内に閉じ込められた光fは、導光板3の下面に形成され
ている拡散パターン8に入射して拡散反射され、拡散パ
ターン8により反射された光fのうち、全反射の臨界角
よりも小さな角度で光出射面6へ入射した光fは、光出
射面6から外部へ取り出され、光出射面6が面状に発光
する。一方、導光板3の下面の拡散パターン8が存在し
ていない部分を透過した光fは、反射板4で反射され、
再び導光板3へ戻るので、導光板3の下面からの光量損
失を防止される。
発光輝度を均一にするためには、図4に示すように、光
入射端面5から導光板3内に入射した光fを導光板3下
面の拡散パターン8で散乱させ、光fを光出射面6全体
に均一に散らばらせる必要がある。そのため、導光板3
の下面に拡散パターン8を設けるにあたっては、図5に
示すように、拡散パターン8で反射した光fの一部が光
出射面6側へ反射して光出射面6から外部へ出射され、
また拡散パターン8で反射した光の一部が導光板3内で
光進行方向を変換するよう、拡散パターン8毎に傾斜角
度や傾斜方向などをばらつかせている。
3内を発光部2側から反対側へと伝搬するにつれ少しず
つ光出射面6から取り出されて次第に光量が減少する。
このため、発光部2近辺で発光輝度が高く、発光部2か
ら遠い側で発光輝度が低下しないよう、図2に示したよ
うに拡散パターン8の密度を発光部2側では疎にし、反
対側で次第に密となるようにし、面光源装置1の発光輝
度を均一化している。
入射端面5には、光源10と対向させて1個ずつ切り欠
き状の凹部7を形成してあり、発光部2のケース9上縁
及び下縁からは凹部7に向けてセード12を突出させて
いる。ここで、凹部7の幅は光源10の幅と比較して充
分に広くなっている(図では、便宜上光源10を大きく
描いている)。導光板3の凹部7は、光入射端面5から
導光板3内へ入射した光を導光板3の隅(光入射端面5
の両端部領域)Gへ向けることにより、導光板3の隅G
が暗くなるのを防止するものである。この理由を図6及
び図7に図示する。図6に示すように、導光板3の光入
射端面5が平坦であると、光入射端面5から導光板3内
に入射した光fは屈折によって中央に集められ、導光板
3の隅Gへ向いて進行せず、導光板3の隅Gが暗くな
る。これに対し、光源10と対向させて導光板3の光入
射端面5に矩形の凹部7が形成されていると、図7に示
すように、凹部7の側面から導光板3内に入射した光f
は導光板3の隅Gへ向けて進行するので、導光板3の隅
Gにおける光量が増加し、導光板3の隅Gが明るくな
る。また、発光部2のセード12は、光源10から出た
光が光入射端面5に入射することなく、凹部7と発光部
2の隙間から上方または下方へ漏れるのを防止してい
る。
を選択することにより、導光板3の全方位に適量の光を
配分することができる。特に、光源10から見て導光板
3の対角線方向の隅(光源10から最も距離の大きな方
向)Hへは多量の光を分配する必要がある。例えば、図
8に示す半円状の凹部7では、矩形の凹部7に比較して
対角方向へ飛ぶ光fの量が多くなり、全方位へほぼ均等
に光を分配することができる。
光源装置1では、導光板3内に入射した光の分配を調整
するため導光板3の光入射端面5に凹部7を設けている
が、このような構造では、光入射端面5に形成された凹
部7に対して光源10の位置がずれたり、モールド樹脂
11の厚みTがばらついたりしていると、光出射面6に
輝度ムラが発生するという問題があった。しかも、光源
10の位置ずれやモールド樹脂11の厚みばらつきは、
量産時の機械の繰り返し誤差によって起こり、これらを
無くすのは困難である。
しい位置(この位置にある光源10とその光線を破線で
示す)から図上の右方向へ位置ずれした(位置ずれした
光源10とその光線を実線で示す)とする。光源10が
位置ずれすることによって光fが出射されなくなった空
間領域を斜線イで示すと、ここから出射された光fのう
ち図9に示す方向へ出射された光fが凹部7の側面で屈
折して導光板3内に入り、導光板3の右側の隅Gへ向け
て進行していたとすると、この角度範囲の光fは光源1
0の位置ずれによって存在しなくなる。一方、光源10
が位置ずれすることによって光fが出射されるようにな
った空間領域を斜線ロで示すと、ここから同じ方向へ出
射される光fは、光入射端面5で全反射して導光板3内
へは入射できない。よって、光源10の位置ずれによっ
て導光板3の右側の隅Gへ向かっていた光fが減少し、
光出射面6の右側の隅Gが暗くなる。同様な理由によ
り、光源10の位置ずれが起こると、光源10から見て
様々な方向で光出射面6が暗くなったり、明るくなった
りするので、面光源装置1に輝度ムラが発生することに
なる。
き、例えば、図10に示すように、モールド樹脂11の
厚みが正しい厚みT(このときのモールド樹脂11と光
線を破線で示す)よりも薄くなったとする(このときの
モールド樹脂11と光線を実線で示し、厚みをtとす
る)。モールド樹脂11が厚い場合には、図10に破線
で示すように、凹部7の側面から導光板3内に入射した
光fが導光板3の隅Gへ向けて屈折していたとしても、
モールド樹脂11が薄くなると、図10に実線で示すよ
うに、凹部7の側面へ達した光fは、導光板3の隅Gか
ら外れた方向へ屈折することになり、導光板3の隅Gへ
向かう光fの量が減少する。この結果、モールド樹脂1
1の厚みばらつきによっても導光板3の隅が暗くなり、
光出射面6に輝度ムラが発生することになる。
向での光源の光学的位置ずれ(横ずれ)と考えることが
でき、モールド樹脂の厚みばらつきは、光入射端面と垂
直な方向での光源の光学的位置ずれ(縦ずれ)と考える
ことができるから、光源と対向させて1個の凹部を形成
した従来の面光源装置では、光源の光学的位置関係がず
れることによって、面光源装置に輝度ムラが発生すると
いう問題があった。
れたものであり、その目的とするところは、光源の光学
的位置ずれによる面光源装置の輝度ムラを解消すること
にある。
を出射する光源と、当該光源から出射された光を光入射
端面より導入して光出射面から均一に出射させる導光板
とを備えた面光源装置において、前記光出射面と垂直な
方向に一様な複数の光学パターンを、前記光入射端面の
前記光源と対向する領域に周期的に配列し、当該光学パ
ターンの周期Λが、光源の幅Wに対して、 Λ ≒ W/n (n=1,2,…) を満たすようにしたことを特徴としている。
向させて導光板の光入射端面に規則的な光学パターンを
形成しているので、光源から出射されて光入射端面に入
射する光の方向を制御することができる。従って、例え
ば導光板の隅にも充分に光を届かせることができ、面光
源装置の輝度ムラを低減して発光面の輝度分布を均一に
することができる。しかも、光学パターンの周期Λを光
源の幅Wのほぼ整数分の1の大きさにしているので、光
源の位置ずれや光源を封止しているモールド樹脂の厚み
ばらつき等が発生しても、それが原因で輝度ムラが生じ
ることがほとんどなく、高品質の面光源装置を製作する
ことができる。
のほぼ整数分の1としない場合でも、光学パターンの周
期Λが、光源の幅Wに対して、 Λ ≦ 1.5×W を満たすようにすれば、光源の位置ずれや光源を封止し
ているモールド樹脂の厚みばらつき等が発生した場合の
輝度ムラを従来よりも低減することができ、面光源装置
の品質及び信頼性を向上させることができる。
せて複数個設置し、これらの光源を光入射端面の幅に比
較して小さな領域に局在させれば、光源の光量を大きく
することができる。特に、光学パターンの周期Λが光源
の幅Wのほぼ整数分の1としてあれば、光源の位置によ
って導光板の輝度分布が影響を受けないので、導光板内
における光の制御が容易となり、面光源装置の設計が容
易になる。
せて複数個設置し、各光源に対応する光学パターンの形
状を互いに異ならせてもよい。各光学パターンの形状を
個々に異ならせれば、光源位置に応じて導光板内の光の
分布を制御したり、導光板内における異なる分布の光を
重ね合わせたりすることができ、各光学パターンの形状
を変化させることによって導光板内における光の分布を
制御することができる。このとき、個々の光源に対応す
る各光学パターン領域の長さLは、次式を満たすように
する。ただし、Wは光源の幅、δは光源の位置ずれ量、
hは光源から導光板までの距離である。 L ≧ W+δ+2h なお、請求項4にいう、各光学パターンの形状を互いに
異ならせるというのは、同じ形状の光学パターン領域が
存在しないということではなく、例えば3つの領域に光
学パターンが設けられているすれば、3つの領域の光学
パターンがいずれも互いに異なっていてもよく、3つの
領域の光学パターンのうち2つの領域の光学パターンの
形状だけが同じであってもよい。
させて複数個設置する場合には、各光源間に光を遮蔽す
るための手段を設けてもよい。光源から出た光が隣の光
学パターンに入射すると、導光板内における光の分布が
影響を受け、輝度ムラを生じる恐れがあるが、光源間に
遮蔽手段を置けば、隣の光学パターンを通って導光板内
に光が入るのを防止することができ、輝度ムラを抑制で
きる。
向させて前記光源を複数個設置する場合には、一部の光
源と対向する領域では、光入射端面に光学パターンを設
けないようにするのが望ましい。光学パターンを設けな
い場合には、光源の光は導光板内で前方へ多く分配され
るので、長辺方向へ分配され易くなり、光源と反対側の
端で導光板の光出射面が暗くなるのを防止できる。
明の一実施形態による面光源装置16を示す分解斜視図
である。面光源装置16は、主として導光板18、発光
部17及び反射板19からなっている。導光板18は、
ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の屈折率が大
きな透明樹脂材料によって形成されており、導光板18
の一方端面が光入射端面20、上面が光出射面21とな
り、下面には凹凸加工によって拡散パターン22が形成
されている。
れた拡散パターン22を示す平面図である。導光板18
の下面には、多数の微小な拡散パターン22が凹設され
ており、各拡散パターン22は図13に示すようなかま
ぼこ形をしている。拡散パターン22は、導光板18の
光入射端面20に実装された発光部17内の光源23を
中心として、導光板18の下面全体に同心円状に配置さ
れている。また、拡散パターン22はランダムに配置さ
れており、各拡散パターン22どうしは光源23からの
距離が遠くなるにつれてピッチが短くなっており、光源
23から離れるに従って拡散パターン密度が次第に大き
くなっている。さらに、かまぼこ形をした各拡散パター
ン22は、光源23と結ぶ方向に対してほぼ垂直に(θ
≒90°)配置されている。よって、図14に示すよう
に、光源23から導光板18内へ導かれた光fは、拡散
パターン22で反射されても横方向には拡散されず、直
進することができる。また、高い光出射率を得ることが
できる。
17は、白色樹脂等の表面反射率の高い材質からなる外
装部材29によって発光モジュール28を包んだもので
あり、発光モジュール28は光出射側の面だけが外装部
材29から露出している。発光モジュール28は、LE
D(チップ)等の微小な光源23を一方のリード端子2
4の先端にダイボンドし、光源と他方のリード端子25
の先端とをボンディングワイヤ26で結線した後、光源
23及び両リード端子24,25を透明なモールド樹脂
27中に封止して形成されている。このような構造の発
光部17は、導光板18の光入射端面20の中央部に取
り付けられ、光源23から背面方向や側面方向へ出射さ
れた光は、透明なモールド樹脂27と外装部材29の界
面で拡散反射され、発光モジュール28の前面から効率
よく出射され、光入射端面20から導光板18内に導入
される。
て再び導光板18内へ戻すための反射板19は、表面反
射率の高い材料によって形成されており、例えば硬質も
しくは比較的軟質の白色プラスチックシートによって形
成されている。この反射板19は、両側部を両面テープ
31によって導光板18の下面に貼り付けられている。
は、光源23から出射された光は、モールド樹脂27と
外装部材29との境界面で反射されることによって効率
よく発光モジュール28の前面から出射され、光入射端
面20から導光板18内へ導入される。導光板18内部
へ導入された光は、導光板18内に閉じ込められ、導光
板18の上面(光出射面21)及び下面で全反射を繰り
返しながら光源23から遠ざかる方向へ進み、拡散パタ
ーン22で反射された後、全反射の臨界角よりも小さな
入射角で光出射面21に達すると光出射面21から外部
へ出射され、光出射面21が発光する。
に入った光は、図14で説明したように、光源23を中
心とする円周方向(平面視で、光源23と結ぶ方向に対
して直交する方向)には散乱されないので、導光板18
に入った光を各方位へ均等に分配した後は、各方位にお
いて個々に光出射面21の輝度分布が均一になるように
すればよい。これは、各方位において、光源23から遠
ざかるに従って拡散パターン密度を適切に変化させれば
よい。すなわち、各方位において拡散パターン密度を光
源23からの距離の関数をとして設計することにより実
現される。
光源23の光を導入する際、その光を各方位毎に、その
光出射面21上に占める面積分に応じた光量だけ分配す
ることが重要となる。特に、導光板18の隅Gの方向へ
向けて一部の光の進路を大きく曲げる必要がある。その
ためには、従来例のように光源と対向させて1個の凹部
を光入射端面に形成することも一つの方法であるが、そ
れには光源の光学的な位置ずれ(光源の位置ずれ、モー
ルド樹脂の厚みばらつき等)によって導光板18の隅G
に光が達しにくくなり、輝度ムラが生じる恐れがあっ
た。
(光源の幅よりも大きな凹部)と光源の光学的な位置ず
れによって発生するから、光入射端面の形状を光源の位
置ずれと関係なくしてやればよい。最も簡単な方法は、
光入射端面20を研削加工で製作した金型を用いて成形
することによってランダムに粗面加工することである。
これによって導光板18へ導入された光は、導光板18
の隅にまで拡散されるようになる。しかも、図16に示
すように光源23が位置ずれしても、あるいはモールド
樹脂27の厚みがばらついても、光入射端面20の加工
粗面aを充分に広い範囲に施してあれば、光fの分配さ
れる方位には変化がなく、輝度ムラの原因とはならな
い。
加工粗面aがランダムであるため、図17に示すよう
に、この加工粗面aを通過した光はランバート分布とな
り、光fの拡散方向を制御できないという問題がある。
例えば、矩形の導光板18では、対角方向へ比較的多く
の光を分配する必要があるが、このような粗面加工によ
る方法では対角方向に光を偏らせることが難しく、導光
板の設計が困難になる。
18に入射した光を各方位へ均等に分散させるため、光
入射端面20に以下に説明するような光学パターン32
を設けている。
9は、光入射端面20に設けた光学パターン32の一例
を示す図であって、光学パターン32の周期Λが、光源
23の幅Wに対して、 Λ = W/n … (ただし、n=1,2,3,4,…)となっている。特
に、図18に示す光学パターン32では、 光源の幅W=パターン周期Λ となっており、図19に示す光学パターン32では、 光源の幅W=パターン周期Λ×2 となっている。
ン)32は、凹状部の底面32aと凸状部の先端面32
bがいずれも平坦面となっており、その間の両側面32
cが円弧状の曲面となっており、導光板18の厚み方向
全長にわたって一様な断面形状に形成されている。
は、導光板18の光学パターン32の凹状部に合わせて
微細なセード30が突設されている。このセード30
は、外装部材29の前面の発光モジュール28の上下も
しくは周囲に設けられており、光学パターン32の凹状
部と嵌まり合うようになっている。このセード30は、
発光部17を導光板18の光入射端面20に取り付けた
とき、光学パターン32の凹状部内に嵌まり込む。よっ
て、セード30を光学パターン32の凹状部の形状より
も少し小さくすることによって、セード30を光学パタ
ーン32に嵌め込み易くしておくのが好ましい。このよ
うなセード30が存在しないと、発光部17と導光板1
8との間に比較的大きな隙間が生じるので、光源23か
ら出た光が導光板18内に入射することなく隙間から上
方もしくは下方へ漏れ、導光板18が部分的に光って見
える恐れがある。そのため、セード30で光学パターン
32との間の隙間の上下を覆って光が漏れるのを防止し
ている。
の作用を説明する図であって、光源23の幅Wと光学パ
ターン32の周期Λとが等しい場合を示しており、説明
の便宜上、各光学パターン32は矩形で表している。こ
のように光源23の幅Wと同程度の光学パターン23で
も(光源23の幅Wと比較して小さな光学パターン32
でも同じである)、図20及び図21に示すように、光
源23から出た光fは、光学パターン32の側面部分
で、導光板18の隅Gへ向けて屈折される。また、一定
の周期的なパターンによって構成されているから、光学
パターン23の形状によって導光板18内に入射した光
fの各方位における分布も任意に設計できる。しかも、
図20に示すように、実線で示した位置から破線で示し
た位置へ光源23が位置ずれした場合には、図20に実
線で示す光fは消滅するが、光源23の位置ずれによっ
て破線で示した光fが生じ、各方位において、消滅した
光fは新たに生じた光fによって補われるので、光源2
3の位置ずれによって導光板18内部において光fの分
配方向(もしくは輝度分布)が変化せず、したがって面
光源装置16に輝度ムラが発生することがない。
置まであるモールド樹脂27が、充填不足等によって破
線で示す位置までしかなく、モールド樹脂27の厚みT
が薄くなった場合も、光源23から出た光fが導光板1
8内で進む方向は変化するが、光源23全体で見れば、
導光板18内部において光fの分配方向(もしくは輝度
分布)が変化せず、したがって面光源装置16に輝度ム
ラが発生することがない。
との比に対する、光源23が位置ずれしたときの輝度ム
ラの程度を表した図である。上記説明からも分かるよう
に、光学パターン32の周期(パターン周期)Λが光源
23の幅Wの整数分の1、つまり1,1/2,1/3,
…倍であれば、輝度ムラは生じない。
いて説明する。光学パターン32は、導光板18の光入
射端面20全体に設ける必要はなく、光源23の最大位
置ずれ量δ(これは、通常200μm程度と考えられ
る)と光源23から導光板18までの距離hとを考慮す
れば、光学的パターン全体(光学パターン領域)の長さ
Lは、つぎの式を満たす長さがあれば充分である。 L ≧ W+δ+2h … これは、光源23から出た光のうち45°以上の入射角
度で導光板18内に入射する光は少なく、また、45°
以上の角度で導光板18に入射する光fは光入射端面2
0で反射されて発光部17へ戻る可能性が高いので、図
18に示すように、位置ずれを考慮した光源23の幅W
+δと45°方向へ進む光の横方向への移動距離hとを
考慮し、上記式のように、光学的パターン32全体の
長さLは最低w+δ+2hだけあればよい。
3によって、ムラのない均一な輝度分布を有する面光源
装置16を作製することができ、面光源装置16を軽量
かつ安価にすることができる。また、1つの光源23を
用いるので、低消費電力となり、電子手帳や携帯情報端
末(モバイル)、携帯電話等の携帯機器に用いる場合、
電池寿命を長くすることができる。
状の光学パターン32を示す断面図である。導光板18
の光入射端面20には、凸状部と平坦面とからなる光学
パターン32が繰り返し形成されており、凸状部と平坦
面とは、いずれも導光板18の厚み方向全長にわたって
一様に形成されている。平坦面は凹状部の平坦な底面3
2dであり、底面32dと凸状部の境界はエッジとなっ
ており、凸状部の基部側面32e(エッジと接している
箇所)は底面32dと垂直な平面で、平坦な基部側面3
2e間では凸状部外周面は円弧状の湾曲面32fとなっ
ている。凹状部の底面32dは、光入射端面20と垂直
な方向へ進入する光fの量を増加させるためであり、こ
れを設けずに図24(b)に示すように曲面のみで光学
パターン34を形成すると、光入射端面20と垂直方向
に進入する光fが少なくなる。凸状部の平坦な基部側面
32eは導光板18へ進入した光fを導光板18の隅G
へ向けるためである。凸状部に湾曲面32fを形成して
いるのは、光の届かない領域(特に、対角方向の領域)
が生じないようにするためである。湾曲部分のない図2
4(c)のような矩形状の光学パターン35であると、
光学パターン35の内隅部分に対応する方向に光の届か
ない領域が生じることになる。また、図24(a)に示
すように、先端で平坦面となり凹状部が湾曲した光学パ
ターン33を形成すると、隅Gの方向へ進む光fが隣の
光学パターン33に当って遮られるが、この実施形態の
光学パターン32のように凸状部を湾曲面32fにして
その基部に底面32dと垂直な平面(基部側面32e)
を形成すれば、図23に示すように隣の光学パターン3
2に遮られにくくなり、導光板18の隅Gが暗くなるの
を防止できる。
光板18は、研削加工によって製作された成形金型を用
いて製造するのが望ましい。その際、研削用の砥石を導
光板18の厚み方向と対応する方向に動かして光学パタ
ーン32の成形面を加工する。研削方向を導光板18の
厚み方向に対応させれば、図25に示すように、当該成
形金型を用いて成形された導光板18においては、光学
パターン32の表面に、導光板18の厚み方向に沿った
細かな縦筋36がつく。この縦筋36は導光板18の厚
み方向にのみつくので、光学パターン32を通って導光
板18内に入った光fは、図25又は図26に示すよう
に、横方向にのみ広がって拡散する。
差、モールド樹脂27の表面のうねり等により、導光板
18には細かな輝度ムラが生じる。例えば、図27の導
光板18のA1−A2線に沿った輝度は、通常図28に
実線で示すような細かな輝度ムラがある。しかし、光学
パターン32に、研削加工による細かな縦筋36が付く
ようにすれば、光fが縦筋fで拡散されるために細かな
輝度ムラが平均化されることになり、図28実線のよう
な輝度ムラが平均化されて図28に破線で示すように輝
度ムラが軽減される。
成形金型の製造方法としては、電鋳法で作製した原盤か
らスタンパを複製し、紫外線硬化型樹脂をスタンパで成
形して紫外線照射により硬化させる、いわゆる2P法
(Photo-Polymerization法)を用いてもよい。特に、光
学パターン32の周期と光源23の幅との比Λ/Wが小
さくなると、光学パターン32が研削加工可能な寸法よ
りも小さくなってしまうことが考えられるので、そのよ
うな場合には2P法を用いればよい。
実施形態による面光源装置37を示す一部分解した斜視
図である。この面光源装置37に用いられている発光部
17は、複数個(図では3個)の光源23を局在させて
内蔵している。発光部17が複数個の光源23を局在さ
せて内蔵しているので、発光部17から出射される光量
を数倍(図では3倍)にすることができる。また、本発
明の面光源装置37では、光源23の位置ずれは原理的
に輝度ムラを生じないので、光源23を位置をずらせて
複数個配置してあっても、局在していれば1個の光源2
3として扱うことができ、図30に示すように1個の光
源23の場合から輝度分布を変化させることなく光量を
増し、面光源装置37の輝度を大きくできる。
図31に示すように、複数の光源23の全体の幅をWと
して前記式を適用し、式で与えられる下限値よりも
大きな長さLの光学パターン領域を形成すればよい。た
だし、複数の光源23の場合には、図32に示すよう
に、光源23から45°方向へ出た光fが隣の光源23
で遮られないだけの間隔をあける必要がある。そのため
の加重条件は、図32から明らかなように、光源23と
光源23の間隔をg、光源23の高さ(厚み)をkとす
れば、 g ≧ k となる。さらに、複数の光源23を設ける場合には、光
源23全体の幅Wが、導光板18の光入射端面20の長
さ(横幅)の1/5以下となるようにするのが望まし
い。
が0.1mm以下になった場合には、発光部17のセー
ド30を光学パターン32と同じ形状に成形もしくは加
工することが困難になる。この場合には、図33に示す
ように、発光部17のセード30は光学パターン32に
一致させず、光学パターン32の光源23にもっとも近
い位置に合わせてセード30の先端を直線状に形成して
もよい。
に別な実施形態による面光源装置の一部を示す概略図で
ある。この実施形態では、発光部17内に複数の光源2
3を前記式を満たすL程度をあけて配置し、各光源2
3毎に対応する光学パターン38,39のパターン形状
を変化させている。すなわち、図34に示すように、1
個の光源23の幅をWとするとき、各光源23に対応さ
せて前記式を満たすような幅Lで各光学パターン3
8,39を光入射端面20に形成し、各領域の光学パタ
ーン38,39毎にパターン形状を異ならせている。光
学パターン38,39のパターン形状を変えると、導光
板18に進入した光fの各方位への分布が変化するの
で、例えば光入射端面20に垂直な方向に多く光fを分
配する形状の光学パターン39(図34の向かって右の
パターン)、導光板18の隅Gの方向に光fを多く分配
する形状の光学パターン38(図34の向かって左のパ
ターン)などを組合わせることにより、任意の方位に必
要な光量を配分することができる。
に前記式を満たしているから、光源23から出射され
た光が隣の光学パターン38,39を通って導光板18
内に侵入することがなく、光の制御が容易になり、拡散
パターンなどの設計も容易になる。
部に対向させて2個の光源23を配置し、両光源23に
対向させて光入射端面20に異なる形状の光学パターン
38,39を形成した場合を示している。この場合に
は、一方の光学パターン39は前方へ多くの光fを分配
し、他方の光学パターン38は左右に多くの光fを分配
するようにし、導光板18内では両光学パターン32を
通過した光量の和が分配されるようにしている。
的大きな間隔をあけて光入射端面20全体にわたって配
置した場合を示している。この場合には、中央部の光源
23に対向した光学パターン41は左右均等に光を分配
するパターンとし、端に近い光源23に対向した光学パ
ターン40は導光板18側面の近い側へは少ない光量を
分配すると共に遠い側へは多くの光量を分配するパター
ンとしている。
に別な実施形態による面光源装置の一部を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、発光部17内に複数の
光源23を設け、各光源23間に光を反射もしくは吸収
する仕切り壁42を設けている。また、仕切り壁42と
対向する位置で各光学パターン38,39のパターン形
状を変化させている。
距離Dは、光学パターン領域の長さLの下限値の1/2
よりも大きくとればよく、次の式を満たすようにすれ
ばよい。 D ≧ L/2 ≧ (W+δ+2h)/2 …
源23から出た光fは仕切り壁42で反射もしくは吸収
されて隣の光学パターン32へ侵入することがなくなる
ので、導光板18内における光の乱れを少なくし、輝度
ムラを低減できる。このような仕切り壁42は、特に、
複数の光源23を局在化させたい場合に有利になる。
に別な実施形態による面光源装置の一部を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、発光部17内に複数の
光源23を設け、一部の光源23には光学パターン32
を対向させないようにし、残りの光源23に対向させて
光入射端面20に光学パターン32を形成している。光
学パターン32のない光源23の光fは、導光板18の
全反射の臨界角で決まる方向よりも隅側には届かず、前
方に集まるから、図39に示すように、導光板18の短
辺に発光部17を配置し、長辺方向へ向けて遠くまで光
を届かせる必要がある場合には、この実施形態のように
光学パターン32のない光源23を併用するのが有効で
ある。また、光学パターン32のない光源23では、光
源23の位置ずれやモールド樹脂27の厚みのばらつき
によって輝度ムラが生じることもない。
本発明のさらに別な実施形態による面光源装置の一部を
示す平面図及び断面図である。光源23と導光板18と
の間の隙間から光fが漏れないようにするには、この実
施形態のように発光部17の外装部材29から延出した
セード30を導光板18の光入射端面20側の縁に重ね
合わせるのが望ましい。その場合には、図40(b)に
示すように、導光板18の光入射端面20側の縁の上面
及び下面を部分的に切り欠いて段部43を形成し、この
段部43に発光部17のセード30が納まるようにする
のがよい。このような構造でセード30を導光板18に
重ねれば、発光部17と導光板18との間に段差が生じ
ないばかりか、図40(b)に示すようにセード30と
導光板18の間の光fの通る通路が屈曲し、光fが漏れ
にくくなる。
導光板18の重ね合わせ方としては、セード30の内面
にも段部44を形成し、導光板18の段部43とセード
30の段部44を組み合わせるようにすれば、光fの漏
れをなくして光源23の光fを全て導光板18内へ導入
することができ、光源光の利用効率が非常に高くなる。
ド30は、下面に設けた段部44を導光板18の上面側
に設けた段部43に組み合わせ、下面側のセード30
は、先端を導光板18の光入射端面20に突き合わせる
だけにしてもよい。光fが上面側へ漏れると、導光板1
8の輝度ムラとなるが、導光板18の下面には反射板1
9が設けられているので、光fが下面側へ漏れても、そ
の光fが導光板18内へ入って輝度ムラの原因となるこ
とはないから、下面側では簡易な構造としてもよい。
に別な実施形態による面光源装置の一部を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、光学パターン32の周
期Λを適当に光源23の幅Wよりも小さくしている。
分大きな幅を有する矩形の凹部を1個形成していたの
で、輝度ムラのレベルは図44に示すLVのレベルにあ
る。従って、パターン周期Λを必ずしも光源23の幅W
に対してW/n(n=1,2,…)としなくても、パタ
ーン周期ΛをΛ≦Wとするだけでも、複数個の光学パタ
ーン32を前記式で表される光学パターン領域の長さ
Lにわたって設ければ、従来に比べて輝度ムラを低減す
ることができる。しかも、多少の輝度ムラは実用上問題
とならない。さらには、図44からも分かるように、光
学パターン32の周期Λが光源23の幅の数10%から
約50%程度大きい場合でも、複数個の光学パターン3
2を前記式で表される長さLにわたって設ければ、従
来に比べて輝度ムラをかなり低減することができる。
面光源装置80を用いた液晶表示装置81を示す分解斜
視図である。面光源23装置80にあっては、導光板2
2の光入射面26に赤(R)、緑(G)、青(B)の3
色の点光源30が設けられている。面光源装置80の前
面には、拡散反射シート82が配置され、その前面に液
晶表示パネル83が配設されている。液晶表示パネル8
3は、透明電極やTFT、カラーフィルタ、ブラックマ
トリクス等を形成された2枚の液晶基板(ガラス基板、
フィルム基板)84,85間に液晶材料を封止し、液晶
基板84,85の両外面に偏光板86を配設したもので
ある。これら面光源装置80及び液晶表示パネル83は
順次積層され、筐体87によって一体化され、液晶表示
パネル83はフラットケーブル88によって液晶駆動回
路に接続される。
示画面の輝度分布を均一化するとともに高輝度化するこ
とができ、液晶表示装置81の画像品質を良好にでき
る。
機や弱電力無線機のような無線情報伝達装置、携帯用パ
ソコン、電子手帳や電卓のような小型情報端末機などに
用いるのに好ましい。図46は本発明にかかる例えば図
45に示したような液晶表示装置81をディスプレイ用
に備えた携帯電話機89を示す斜視図、図47はその機
能ブロック図である。携帯電話機89の正面にはダイア
ル入力用のテンキー等のボタンスイッチ90を備え、そ
の上方に液晶表示装置81が配設され、上面にアンテナ
91が設けられている。しかして、ボタンスイッチ90
からダイアル等を入力すると、入力されたダイアル情報
等が送信回路92を通じてアンテナ91から電話会社の
基地局へ送信される。一方、入力されたダイアル情報等
は液晶駆動回路93へ送られ、液晶表示装置81が液晶
駆動回路93により駆動されてダイアル情報等が液晶表
示装置81に表示される。
5に示したような液晶表示装置81をディスプレイ用に
備えた電子手帳(小型情報端末機)94を示す斜視図、
図49はその機能ブロック図である。電子手帳94は、
カバー95を開くと、キー入力部96と液晶表示装置8
1を備えており、内部には液晶駆動回路93や演算処理
回路97等が設けられている。しかして、例えばキー入
力部96からテンキーやカナキー等を入力すると、入力
情報が液晶駆動回路93に送られて液晶表示装置81に
表示される。ついで、演算キー等の制御キーを押すと、
演算処理回路97で所定の処理や演算が実行され、その
結果が液晶駆動回路93に送られて液晶表示装置81に
表示される。
ある。
ーンを示す図である。
ある。
較図である。
である。
である。
の変化の様子を示す図である。
板に入射する光の変化の様子を示す図である。
部分解した斜視図である。
ーンを示す図である。
図である。
る。
ーンとの比較説明図である。
ーンとの比較説明図である。
ムラとの関係を示す図である。
る。
作用を説明するための比較図である。
一部破断した斜視図である。
略図である。
である。
す分解斜視図である。
である。
す一部破断した拡大断面図である。
ための図である。
の形状を示す図である。
せた実施形態を示す概略断面図である。
せた別な実施形態を示す概略図である。
置を示す一部破断した概略断面図である。
設けない実施形態を示す一部破断した概略断面図であ
る。
による面光源装置を示す一部破断した平面図及び一部破
断した拡大断面図である。
置の一部破断した拡大断面図である。
置の一部破断した拡大断面図である。
置を示す一部破断した拡大断面図である。
ムラとの関係及び従来の輝度ムラのレベルを示す図であ
る。
装置を示す分解斜視図である。
電話機を示す斜視図である。
手帳(小型情報端末機)を示す斜視図である。
ロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 前方へ光を出射する光源と、当該光源か
ら出射された光を光入射端面より導入して光出射面から
均一に出射させる導光板とを備えた面光源装置におい
て、 前記光出射面と垂直な方向に一様な複数の光学パターン
を、前記光入射端面の前記光源と対向する領域に周期的
に配列し、 当該光学パターンの周期Λが、光源の幅Wに対して、 Λ ≦ 1.5×W を満たすようにしたことを特徴とする面光源装置。 - 【請求項2】 前方へ光を出射する光源と、当該光源か
ら出射された光を光入射端面より導入して光出射面から
均一に出射させる導光板とを備えた面光源装置におい
て、 前記光出射面と垂直な方向に一様な複数の光学パターン
を、前記光入射端面の前記光源と対向する領域に周期的
に配列し、 当該光学パターンの周期Λが、光源の幅Wに対して、 Λ ≒ W/n (n=1,2,…) を満たすようにしたことを特徴とする面光源装置。 - 【請求項3】 前記光源を前記導光板の光入射端面に対
向させて複数個設置し、これらの光源を光入射端面の幅
に比較して小さな領域に局在させたことを特徴とする請
求項1又は2に記載の面光源装置。 - 【請求項4】 前記光源を前記導光板の光入射端面に対
向させて複数個設置し、個々の光源に対応する光学パタ
ーン領域の形状を互いに異ならせ、個々の光源に対応す
る各光学パターン領域の長さLを、 L ≧ W+δ+2h ただし、W:光源の幅 δ:光源の位置ずれ量 h:光源から導光板までの距離 としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の面光源
装置。 - 【請求項5】 前記光源を前記導光板の光入射端面に対
向させて複数個設置し、各光源間に光を遮蔽するための
手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の
面光源装置。 - 【請求項6】 前記導光板の短辺に形成された光入射端
面に対向させて前記光源を複数個設置し、光入射端面の
各光源と対向する領域のうち少なくとも1つの領域は、
前記光学パターンの存在しない領域であることを特徴と
する請求項1又は2に記載の面光源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01510898A JP3505988B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 面光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01510898A JP3505988B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 面光源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11203923A true JPH11203923A (ja) | 1999-07-30 |
JP3505988B2 JP3505988B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=11879651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01510898A Expired - Lifetime JP3505988B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 面光源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3505988B2 (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003215346A (ja) * | 2002-01-18 | 2003-07-30 | Citizen Electronics Co Ltd | 導光板 |
US6601962B1 (en) | 1999-05-11 | 2003-08-05 | Nichia Corporation | Surface light emitting device |
WO2003098100A1 (fr) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Source plane de lumiere et guide de lumiere associe |
US6729736B2 (en) | 2000-10-24 | 2004-05-04 | Nitto Denko Corporation | Light pipe, planar light source unit and reflection type liquid-crystal display device |
WO2005052441A1 (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Omron Corporation | 面光源装置及び当該装置を用いた機器 |
WO2005124229A1 (ja) * | 2004-06-15 | 2005-12-29 | Minebea Co., Ltd. | 面状照明装置 |
WO2008044415A1 (fr) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Dispositif d'éclairage |
JP2010170960A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Sony Corp | 発光装置および画像表示装置 |
JP2012237791A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Funai Electric Co Ltd | 液晶表示装置および液晶テレビジョン装置 |
JP2013502043A (ja) * | 2009-08-12 | 2013-01-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ライトガイド |
US8382360B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-02-26 | Skc Haas Display Films Co., Ltd. | Symmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments |
JP2013090266A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Ricoh Co Ltd | 原稿照明ユニット、原稿読取装置及び画像形成装置 |
US8439548B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-05-14 | Skc Haas Display Films Co., Ltd. | Symmetric serrated edge light guide having circular base segments |
WO2013105303A1 (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-18 | 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 | 発光装置およびそれを用いたバックライトユニット、面光源装置および表示装置 |
US8491172B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-07-23 | Skc Haas Display Films Co., Ltd. | Symmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments |
JP2018110206A (ja) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | 聯嘉光電股▲ふん▼有限公司 | 発光装置 |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP01510898A patent/JP3505988B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6601962B1 (en) | 1999-05-11 | 2003-08-05 | Nichia Corporation | Surface light emitting device |
US6729736B2 (en) | 2000-10-24 | 2004-05-04 | Nitto Denko Corporation | Light pipe, planar light source unit and reflection type liquid-crystal display device |
JP2003215346A (ja) * | 2002-01-18 | 2003-07-30 | Citizen Electronics Co Ltd | 導光板 |
WO2003098100A1 (fr) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Source plane de lumiere et guide de lumiere associe |
US7522809B2 (en) | 2002-05-20 | 2009-04-21 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Planar light source and light guide for use therein |
WO2005052441A1 (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Omron Corporation | 面光源装置及び当該装置を用いた機器 |
KR100801803B1 (ko) * | 2003-11-25 | 2008-02-11 | 오므론 가부시키가이샤 | 면광원 장치 및 해당 장치를 이용한 기기 |
US7371000B2 (en) | 2003-11-25 | 2008-05-13 | Omron Corporation | Surface light source equipment and apparatus using the same |
WO2005124229A1 (ja) * | 2004-06-15 | 2005-12-29 | Minebea Co., Ltd. | 面状照明装置 |
WO2008044415A1 (fr) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Dispositif d'éclairage |
JP2010170960A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Sony Corp | 発光装置および画像表示装置 |
JP4655155B2 (ja) * | 2009-01-26 | 2011-03-23 | ソニー株式会社 | 発光装置および画像表示装置 |
JP2013502043A (ja) * | 2009-08-12 | 2013-01-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ライトガイド |
JP2012237791A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Funai Electric Co Ltd | 液晶表示装置および液晶テレビジョン装置 |
US8979292B2 (en) | 2011-05-10 | 2015-03-17 | Funai Electric Co., Ltd. | Display, television set, and liquid crystal television set |
US8382360B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-02-26 | Skc Haas Display Films Co., Ltd. | Symmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments |
US8439548B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-05-14 | Skc Haas Display Films Co., Ltd. | Symmetric serrated edge light guide having circular base segments |
US8491172B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-07-23 | Skc Haas Display Films Co., Ltd. | Symmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments |
JP2013090266A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Ricoh Co Ltd | 原稿照明ユニット、原稿読取装置及び画像形成装置 |
WO2013105303A1 (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-18 | 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 | 発光装置およびそれを用いたバックライトユニット、面光源装置および表示装置 |
JP2013143463A (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-22 | Hitachi Consumer Electronics Co Ltd | 発光装置およびそれを用いたバックライトユニット、面光源装置および表示装置 |
JP2018110206A (ja) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | 聯嘉光電股▲ふん▼有限公司 | 発光装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3505988B2 (ja) | 2004-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3151830B2 (ja) | 面光源装置ならびに面光源装置を用いた液晶表示装置,携帯電話機および情報端末機 | |
US6734929B2 (en) | Illumination device having a single light source and liquid crystal display device | |
JP3505988B2 (ja) | 面光源装置 | |
JP4006918B2 (ja) | 面光源装置及びその製造方法 | |
US7178964B2 (en) | Single-light source illumination device and liquid crystal display device using the same | |
JP3684737B2 (ja) | 面光源装置 | |
KR100801803B1 (ko) | 면광원 장치 및 해당 장치를 이용한 기기 | |
JP5199830B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2004126016A (ja) | 光学フィルム、拡散シート、反射板、面光源装置及び液晶表示装置 | |
JP2011014520A (ja) | 照明装置及び表示装置 | |
KR20130000252A (ko) | 백라이트용 도광판 및 그 제조 방법 | |
US20150253484A1 (en) | Illumination device and display device | |
US20200124780A1 (en) | Light guide plate assembly, backlight module, and display device | |
JP2012064369A (ja) | 面光源装置及び当該面光源装置に用いるフレーム | |
JP2008047429A (ja) | 照明装置、液晶装置及び電子機器 | |
JPH10247411A (ja) | 面光源装置 | |
JP3516005B2 (ja) | 面光源装置 | |
JP4239700B2 (ja) | 面光源装置及び当該面光源装置を用いた機器 | |
JP3521301B2 (ja) | 面光源装置 | |
US20070159845A1 (en) | Surface light source device and apparatus using the same | |
US8308336B2 (en) | Multi-segmented light guide for keypad and display apparatus | |
JPH11142843A (ja) | バックライト装置 | |
JP3744422B2 (ja) | 反射部材及びその製造方法 | |
US11215745B1 (en) | Back light unit and display device | |
US20150138834A1 (en) | Light source device and electronic apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081226 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091226 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101226 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101226 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226 Year of fee payment: 10 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |