JPH11250714A

JPH11250714A - 面光源装置

Info

Publication number: JPH11250714A
Application number: JP10064836A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Funamoto; 昭宏船本; Masayuki Shinohara; 正幸篠原; Shigeru Aoyama; 茂青山
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JP3651238B2

Abstract

(57)【要約】【課題】１個の点光源から出た光を拡散パターンで均
一に分散させて光出射面から均一な輝度で出射させるよ
うにした面光源装置において、点光源の近傍において拡
散パターンが浮き出て見えるのを防止する。【解決手段】導光板３２の一方端面に１個の点光源４
０を配置し、導光板３２の下面に拡散パターン３６を形
成する。拡散パターン３６は、点光源４０を中心として
扇形に配列し、点光源４０の近くでは、拡散パターン３
６はパターン密度を大きく、点光源４０に近づくに従っ
て拡散パターン密度を次第に小さくする。さらに、点光
源４０から各拡散パターン３６を見込む見込み角は、点
光源４０の遠くでは大きく、点光源４０に近づくに従っ
て次第に小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面光源装置に関す
る。具体的にいうと、本発明は液晶表示装置や照明装置
などに用いられる面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】（点光源を用いた従来の面光源装置）従
来例の面光源装置１を図１の分解斜視図及び図２の断面
図により示す。面光源装置１は、光を閉じ込めるための
導光板２と発光部３と反射板４とから構成されている。
導光板２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り成形されており、導光
板２の下面には凹凸加工や拡散反射インクのドット印刷
等によって多数の拡散パターン５が形成されている。発
光部３は、回路基板６上に複数の発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）等のいわゆる点光源７を実装したものであって、導
光板２の側面（光入射端面８）に対向している。反射板
４は、反射率の高い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９によって両側部を導光板２の
下面に貼り付けられている。

【０００３】しかして、図２に示すように、発光部３か
ら出射されて光入射端面８から導光板２の内部に導かれ
た光ｆは、導光板２内部で全反射することによって導光
板２内部に閉じ込められる。導光板２内部の光ｆは拡散
パターン５に入射すると拡散反射され、光出射面１０へ
向けて全反射の臨界角よりも小さな角度で反射された光
ｆが光出射面１０から外部へ取り出される。また、導光
板２下面の拡散パターン５の存在しない箇所を透過した
光ｆは、反射板４によって反射されて再び導光板２内部
へ戻るので、導光板２下面からの光量損失を防止され
る。

【０００４】このような面光源装置１において光出射領
域全体で発光輝度を均一にするためには、図３（ａ）に
示すように、光入射端面８から導光板２内に入射した光
ｆを導光板２下面の拡散パターン５で散乱させ、光ｆを
光出射領域全体に均一に散らばらせる必要がある。その
ため、導光板２下面に拡散パターン５を設けるにあたっ
ては、図３（ｂ）に示すように、拡散パターン５で反射
した光ｆの一部が光出射面１０側へ反射されて光出射面
１０から外部へ出射され、また拡散パターン５で反射し
た光ｆの一部が導光板２内で光進行方向を変換するよ
う、拡散パターン５の傾度や傾斜方向などをばらつかせ
ている。

【０００５】上記のような拡散パターン５を形成された
面光源装置１においては、導光板２内部の光ｆは、拡散
パターン５で散乱を繰り返すことによって次第に均一に
拡散されていくから、発光部３から離れた領域では比較
的輝度分布が均一となる。しかし、図４（ａ）に示すよ
うに、点光源７の直前領域イでは導光板２が明るく光
り、光入射端面８側における点光源７前方の中間領域ロ
では導光板２が暗くなる。図４（ｂ）は、図４（ａ）の
Ｃ１−Ｃ１線に沿った光入射端面８近傍での輝度の変化
を示しており、発光部３の近傍では、光入射端面８と平
行な方向に沿って輝度のばらつきが大きくなっており、
輝度変化の比が数倍〜１０数倍に達することもある。

【０００６】このように点光源７前方の中間領域ロにお
ける輝度が点光源７の直前領域イの輝度より低いのは、
点光源７前方の中間領域ロへ導光される光が少ないため
である。そして、点光源７前方の中間領域ロへの導光量
が少ないのは、図５に示すように、点光源（発光ダイオ
ード）７から出射した光ｆが前方に集中していること、
導光板２への入射時に光入射端面８で光ｆが屈折されて
前方へ向けられること、光入射端面８近傍では拡散パタ
ーン５により光ｆを幅方向（点光源配列方向）へ拡散さ
せる効果も十分に表われていないことなどによる。

【０００７】ここで、点光源７前方における拡散パター
ン５の拡散効果を大きくし、点光源７前方へ入射した光
を幅方向に曲げるようにすれば、点光源７前方の中間領
域ロにおける輝度は向上するが、同時に点光源７の直前
領域イにおいて光出射面１０へ向かう光量も増加するの
で、点光源７の直前領域イにおける輝度も高くなり、輝
度ばらつきは改善されない。

【０００８】また、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＣ２−
Ｃ２線に沿った光入射端面８から遠い領域での輝度の変
化を表わしている。光入射端面８から遠い側では、輝度
の変化は小さく輝度の均一度は高くなっているが、両端
で輝度が急激に低下している。すなわち、導光板２の光
入射端面８と反対側の隅部ハが暗くなる。これは、図４
（ａ）のＣ２−Ｃ２線上の隅部ハ以外へは、図６（ａ）
に示すように、４つの点光源７からの光ｆが到達する
が、隅部ハへは、図６（ｂ）に示すように、当該隅部ハ
から遠くに位置している２個の点光源７からの光ｆは届
きにくいので、隅部ハで輝度が低下して暗くなるためで
ある。

【０００９】これを解決してＣ２−Ｃ２線の位置での輝
度分布を均一化するためには、点光源７からＣ２−Ｃ２
線に至るまでの間で拡散パターン５による幅方向への拡
散を大きくすればよいが、拡散パターン５による拡散を
大きくすると、Ｃ２−Ｃ２線に達するまでに光ｆが光出
射面１０から外部へ出射されてしまい、また導光板２の
両側面からの光ｆの漏れも大きくなり、Ｃ２−Ｃ２線の
位置に到達する光ｆが少なくなってＣ２−Ｃ２線の位置
全体が暗くなってしまう。

【００１０】以上述べたように、面光源装置は輝度分布
の均一化が求められているにも拘らず、複数の光源を備
えた面光源装置では、拡散パターンの形状や密度、拡散
効果等を工夫しても、その輝度分布を均一化させること
は困難であった。

【００１１】（１つの点光源を用いた面光源装置）一
方、バックライト型の液晶表示装置は、薄くて軽量であ
るので、電子手帳、携帯型パソコン等の携帯情報端末や
携帯電話等の携帯性の強い商品のディスプレイ装置とし
て用いられている。このような携帯性の強い商品に用い
る場合には、携帯性向上の面から、電池の長寿命化が強
く要求されており、このディスプレイ装置に用いられる
バックライトも低消費電力化が要求されている。

【００１２】このためバックライトとして用いられる面
光源装置の点光源（発光ダイオード）も高効率なものを
使用し、使用する点光源の個数を減らすことによって低
消費電力化が図られている。このような面光源装置１１
は、究極的には図７に示すような小さな光源（発光ダイ
オード）、すなわち点光源７を１個用いたものとなる。

【００１３】しかし、このようにして点光源の数を減ら
していくと、面光源装置の輝度ばらつきが大きくなり、
例えば１個の点光源７を用いた面光源装置１１では、図
７に示すように、点光源７の直前領域イでは輝度が非常
に大きく、導光板２の四箇所の隅部ハでは輝度が低下し
て暗くなる。

【００１４】従って、面光源装置、特に液晶表示装置の
バックライトとして用いられる面光源装置にあっては、
使用する点光源の数をできるだけ少なく、しかも輝度分
布の均一性をできるだけ高くすることが求められてい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】（先行技術例）そこ
で、本発明の発明者らは、使用する点光源の数をできる
だけ少なくし、しかも輝度分布の均一性を高くすること
ができる面光源装置の構造を提案している（以下、これ
を先行技術例という）。これは、例えば図８に示す面光
源装置２１のように、導光板２２の一方端面（光入射端
面２３）の中央部にＬＥＤ等の点光源２５（本明細書に
おいては、光入射端面の幅に比較して小さな光源を点光
源という）を配置し、光出射面２６における輝度を均一
化するために多数の拡散パターン２４を導光板２２の下
面に設け、光出射面２６に半透過板２７を重ねている。
これらの拡散パターン２４は、点光源２５を中心として
導光板２２の下面全面に放射状となるように配列されて
いる。

【００１６】また、各拡散パターン２４どうしは点光源
２５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、点光源２５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。これは、点光源２５から遠
くなるに従って、徐々に光出射面２６から光ｆが出て点
光源２５から到達する光ｆの量が少なくなることと、点
光源２５から離れるに従って光ｆの拡がりが大きくなっ
て光ｆが弱くなるので、光ｆが光出射面２６へ向けて反
射される確率が距離とともに大きくなるようにしたもの
である。つまり、点光源２５に近い領域では、光強度が
強いので、図１０（ａ）に示すように、同一断面形状を
した拡散パターン２４を小さなパターン密度で形成し、
点光源２５から離れた領域では、光ｆの強度が弱いの
で、図９（ａ）に示すように、同一断面形状をした拡散
パターン２４を大きなパターン密度で形成することによ
り、輝度が均一な導光板を実現している。

【００１７】しかしながら、このような面光源装置２１
にあっては、点光源２５の近傍では拡散パターン２４の
パターン密度が小さく、拡散パターン２４がまばらにな
るので、図１１に示すように、点光源２５の近くで拡散
パターン２４が浮き出て見えるという問題が生じた。こ
のようにして拡散パターン２４が浮き出ると、液晶表示
装置のバックライトとして用いた場合、表示画面の文字
が見にくくなったり、表示画面が美しくなくなったりす
る。

【００１８】本発明は上記の先行技術例に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、点光源の近傍
において拡散パターンが浮き出て見えるのを防止し、面
光源装置の品質を向上させることにある。

【００１９】

【発明の開示】請求項１に記載の面光源装置は、光入射
面より導入された光を閉じ込め、面状に広げて光出射面
から出射させる導光板と、当該導光板の光出射面と反対
側の面に形成された多数の拡散パターンと、前記光入射
面から導光板内に光を入射させるための、光入射面の幅
と比較して小さな光源とを備えた面光源装置において、
前記光源から個々の前記拡散パターンを見込む角度が、
前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域で小
さくなっていることを特徴としている。

【００２０】光源に近い領域で光源から拡散パターンを
見た見込み角が小さくなるようにすれば、輝度分布を均
一化する必要上、光源に近い領域では拡散パターン密度
を変えることなく、光源から見た方向のパターン間隔を
小さくできる。よって、光源の近傍でも拡散パターンの
間の間隔を小さくすることができ、拡散パターンが導光
板の表面に見えるのを防止することができる。

【００２１】請求項２に記載の面光源装置は、光入射面
より導入された光を閉じ込め、面状に広げて光出射面か
ら出射させる導光板と、当該導光板の光出射面と反対側
の面に形成された多数の拡散パターンと、前記光入射面
から導光板内に光を入射させるための、光入射面の幅と
比較して小さな光源とを備えた面光源装置において、前
記光源から個々の前記拡散パターンを見込む角度が、前
記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域で小さ
くなっており、少なくとも光源の近傍では、前記拡散パ
ターンは光源を中心とする円周方向でランダムに配置さ
れていることを特徴としている。

【００２２】光源に近い領域で拡散パターンを見込む角
度を小さくすると、円周方向で拡散パターンどうしの間
隔が広くなり、暗部が生じる恐れがあるが、少なくとも
光源の近傍で、拡散パターンを円周方向にランダム配置
することにより、このような暗部の発生を抑制できる。

【００２３】請求項３に記載の面光源装置は、光入射面
より導入された光を閉じ込め、面状に広げて光出射面か
ら出射させる導光板と、当該導光板の光出射面と反対側
の面に凹設された多数の拡散パターンと、前記光入射面
から導光板内に光を入射させるための、光入射面の幅と
比較して小さな光源とを備えた面光源装置において、前
記光源と結ぶ方向における前記拡散パターンの断面の幅
が、前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域
で広くなっていることを特徴としている。

【００２４】光源に近い領域で拡散パターンの断面の幅
を広くすれば、輝度分布を均一化する必要上、光源に近
い領域で拡散パターン密度を大きくすることができる。
よって、光源の近傍でも拡散パターンの間の間隔を小さ
くすることができ、拡散パターンが導光板の表面に見え
るのを防止することができる。

【００２５】請求項４に記載の面光源装置は、光入射面
より導入された光を閉じ込め、面状に広げて光出射面か
ら出射させる導光板と、当該導光板の光出射面と反対側
の面に凹設された多数の拡散パターンと、前記光入射面
から導光板内に光を入射させるための、光入射面の幅と
比較して小さな光源とを備えた面光源装置において、前
記光源と結ぶ方向における前記拡散パターンの高さが、
前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域で低
くなっていることを特徴としている。

【００２６】光源に近い領域で拡散パターンを低くすれ
ば、輝度分布を均一化する必要上、光源に近い領域で拡
散パターン密度を大きくすることができる。よって、光
源の近傍でも拡散パターンの間の間隔を小さくすること
ができ、拡散パターンが導光板の表面に見えるのを防止
することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１２は本発
明の一実施形態による面光源装置３１を示す分解斜視図
であって、導光板３２と発光部３３と反射板３４とから
構成されている。導光板３２はポリカーボネイト樹脂や
メタクリル樹脂等の屈折率の大きな透明樹脂材料によっ
て成形されており、導光板３２の上面が光出射面３５と
なっており、下面には多数の拡散パターン３６が凹設さ
れている。この導光板３２の下面両側部には、溝状をし
た反射板保持部３７が設けられており、導光板３２の光
入射端面と反対側の端面には、下方へ向けてストッパー
３８が垂下されている。

【００２８】発光部３３にあっては、反射率の高い白色
樹脂からなる外装ケース３９内に点光源４０を構成する
発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）が納められてい
る。点光源実装位置においては、外装ケース３９が開口
されており、この開口内に透明樹脂４７を成形して点光
源４０を封止している。

【００２９】導光板３２の光入射端面４４からは一対の
弾性片４１が一体成形により突設されており、両弾性片
４１の先端部内面には係合爪４２が突出している。一
方、外装ケース３９の両側面には、弾性片４１がぴった
りと納まるような側面溝４３が凹設されている。しかし
て、発光部３３は弾性片４１を側面溝４３に納めるよう
にして弾性片４１間に挟持されており、弾性片４１の係
合爪４２を背面に係合することによって脱落しないよう
保持されている。

【００３０】また、導光板３２の光入射端面４４の中央
には、光結合凹部４５が形成されている。発光部３３に
おいては、外装ケース３９の開口の上縁及び下縁から
は、導光板３２の光結合凹部４５にはまり込むよう光結
合凹部４５と合致した形状の光反射壁４６が延出してい
る。導光板３２の光結合凹部４５には、発光部３３が対
向配置され、光結合凹部４５に発光部３３の光反射壁４
６及びその間の透明樹脂４７がはまり込む。

【００３１】ここで、光結合凹部４５は、点光源４０か
ら出射されて導光板３２内部へ導かれた光の屈折方向を
光学的に制御するものであって、点光源４０を中心とす
る各方位における導光板面積（扇形領域Ｃの面積）に比
例した光量の光を各方位へ分配すると共に導光板３２の
四隅にも光が届くようにしている。

【００３２】反射板３４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３４は、両側部を反射板保持部３７に差し込んで導
光板３２下面に保持される。

【００３３】また、導光板３２の上面（光出射面３５）
には、半透過板４８が重ねられる（図１５（ｂ））。

【００３４】導光板３２の下面に設けられている拡散パ
ターン３６の配置を図１３に示す。導光板３２の下面に
凹設された各拡散パターン３６は、かまぼこ形をしてお
り、点光源４０を中心とする一定角度の扇形領域Ｃ内に
おいて点光源４０の近傍から導光板３２の縁まで配列さ
れている。また、いずれの拡散パターン３６も長さ方向
が点光源４０と結ぶ方向に対して９０°の角度をなすよ
うに配置されており、点光源４０を中心とする円周方向
には拡散作用を有していない。しかも、それぞれの拡散
パターン３６の長さは、点光源４０に対して遠い側から
近い側へ近づくに従って次第に短くなっており、さらに
は、点光源４０を中心として各拡散パターン３６の長さ
を見込む角度も点光源４０に対して遠い側から近い側へ
向けて徐々に小さくなっている。しかも、拡散パターン
３６のパターン密度は、導光板３２の輝度分布が均一と
なるように設計されている。

【００３５】ここで、先行技術例（図８）において点光
源２５の近傍で拡散パターン２４が浮き出て光出射面２
６から見える理由を考える。先行技術例においては、各
拡散パターン２４は同一断面を有しており、その長さは
点光源２５からの距離に比例していた。従って、点光源
２５から各拡散パターン２４の長さを見込む角度は、図
１４（ａ）に示すように一定となっていた。このため、
導光板２２の輝度分布が均一となるように拡散パターン
２４を設けると、図１５（ａ）に示すように、点光源２
５から離れた部分では拡散パターン２４どうしの間隔は
長く、点光源４０に近い部分では、拡散パターン２４ど
うしの間隔が短くなっている。

【００３６】こうして点光源２５から離れた領域では、
拡散パターン２４のパターン密度が大きいので、先行技
術例では、図９（ａ）に示すように、拡散パターン２４
で反射された光ｆは図９（ｂ）の細線α１のような輝度
分布を持つが、これが半透過板２７で拡散されると、図
９（ｂ）の太線β１のような輝度分布となり、どの位置
でもほぼ均一となるように輝度分布が均一化される。こ
れに対し、点光源２５に近い領域では、拡散パターン２
４のパターン密度が小さいので、図１０（ａ）に示すよ
うに、拡散パターン２４で反射された光は図１０（ｂ）
の細線α２のような輝度分布を持つ。しかし、拡散パタ
ーン２４間の距離が長過ぎるため、これが半透過板２７
で拡散されても充分に均一化されず、図１０（ｂ）の太
線β２のような輝度分布となり、明暗が見えてしまう。
因みに、図９（ｂ）の太線β１で示した輝度分布の平均
値と図１０（ｂ）の太線β２で示した輝度分布の平均値
とは等しく、さらに、導光板３２の任意の箇所で一定と
なっている。

【００３７】これに対し、本実施形態では、図１４
（ｂ）に示すように、点光源４０の近くに位置している
拡散パターン３６の長さを見込む角度θ１は、点光源４
０から離れた拡散パターン３６の長さを見込む角度θ２
（これは先行技術例の場合と等しい）よりも小さくなっ
ている（つまり、点光源４０の近くでは、先行技術例の
場合よりも拡散パターン３６の長さが短い）ので、導光
板３２全体で輝度分布が均一になるようにすると、点光
源４０の近傍においては、拡散パターン密度を変えるこ
となく、拡散パターン３６の間隔を先行技術例の場合よ
りも小さくできる。すなわち、点光源４０の近傍におい
ては、図１５（ａ）（ｂ）に比較して示すように、拡散
パターン３６どうしの間隔は先行技術例の場合よりも短
くなる。

【００３８】この結果、点光源４０から離れた領域で
は、先行技術例と同様、図１６（ａ）に示すように、拡
散パターン３６で反射された光は図１６（ｂ）の細線α
３のような輝度分布を持つが、これが半透過板４８で拡
散されると、図１６（ｂ）の太線β３のような輝度分布
となり、どの位置でもほぼ均一となるように輝度分布が
均一化される。点光源４０に近い領域では、先行技術例
と比較して拡散パターン３６どうしの間隔が短くなるの
で、図１７（ａ）に示すように、拡散パターン３６で反
射された光は図１７（ｂ）の細線α４のような輝度分布
を持ち、半透過板４８で拡散されると均一化されて図７
（ｂ）の太線β４のような輝度分布となり、明部と暗部
とのコントラストが肉眼では認識できなくなる。特に、
実験結果では、拡散パターン３６の間隔が０.２ｍｍ以
下となるようにすれば、見えなくなることが分かった。

【００３９】（第２の実施形態）図１８は本発明の別な
実施形態による面光源装置５１に用いられている導光板
３２下面の拡散パターン３６を示す一部省略した概略図
である。第１の実施形態では、点光源４０位置に対する
拡散パターン３６の長さの見込み角が、点光源４０から
の距離が短くなるに従って徐々に狭くなるようにしてい
たが、各拡散パターン３６の中心は扇形領域Ｃの二等分
線γ上に位置していた。この第２の実施形態では、光源
位置に対する拡散パターン３６の長さの見込み角が、点
光源４０からの距離が短くなるに従って徐々に狭くなる
ようにしている点は同様であるが、拡散パターン３６が
扇形領域Ｃからはみ出さないようにして、拡散パターン
３６の中心は扇形領域Ｃの二等分線γ上から点光源４０
を中心とする円周方向へランダムに偏位させている。特
に、点光源４０の近傍において拡散パターン３６の配置
をランダムにしている。

【００４０】扇形領域Ｃの二等分線γ上に拡散パターン
３６が整然と位置していると、点光源４０の近傍におい
て扇形領域Ｃの拡がりに比較して拡散パターン３６の長
さが短くなることによって扇形領域Ｃの境界上では拡散
パターン３６のない領域が発生し、このため図１９に示
すような暗部ホが発生する。第２の実施形態では、点光
源４０の近傍で拡散パターン３６の配置を円周方向にラ
ンダム化することにより、このような暗部ホの発生を抑
制している。

【００４１】なお、図示しないが、各拡散パターン３６
が扇形領域Ｃを越えて、点光源４０を中心とする円周方
向へ偏位するようにしても差し支えない。

【００４２】（第３の実施形態）図２０は本発明のさら
に別な実施形態による面光源装置５２に用いられている
導光板３２下面の拡散パターン３６を示す一部省略した
概略図である。図２１（ａ）は図２０の扇形領域Ｃの二
等分線上における断面図である。また、図２１（ｂ）は
比較のため先行技術例の場合を示している。この実施形
態においては、図２０に示すように、拡散パターン３６
の長さは扇形領域Ｃの幅に等しくなっている。すなわ
ち、点光源４０から拡散パターン３６の長さを見込む角
は、いずれの拡散パターン３６も等しくなっている。ま
た、図２１（ａ）に示すように、拡散パターン３６の断
面においては、拡散パターン３６の幅（Ｗ）はいずれも
等しくなっている。しかし、拡散パターン３６の高さ
（Ｈ）は、点光源４０に近くなるほど徐々に低くなって
いる。

【００４３】図２２（ａ）（ｂ）は、低い拡散パターン
３６と高い拡散パターン３６との光を拡散する様子を示
している。この図に示しているように、拡散パターン３
６の高さＨが低くなると、光出射面３５から取り出され
る光量が少なくなる（拡散パターン３６の長さを短くす
るのと同じ効果がある）ので、点光源４０に近づくほど
拡散パターン３６の高さＨを徐々に低くなるようにすれ
ば、輝度分布を均一にするためには、図２１（ａ）
（ｂ）に示すように、点光源４０の近傍における拡散パ
ターン密度を先行技術例の場合よりも高くする必要があ
る。このため、点光源４０の近傍における拡散パターン
３６が浮き出て見えるのを防止することができる。

【００４４】（第４の実施形態）図２３は本発明のさら
に別な実施形態による面光源装置５３に用いられている
導光板３２下面の拡散パターン３６を示す一部省略した
概略図である。図２４（ａ）は図２３の扇形領域Ｃの二
等分線γ上における断面図である。また、図２４（ｂ）
は比較のため先行技術例の場合を示している。この実施
形態においても、図２３に示すように、拡散パターン３
６の長さは扇形領域Ｃの幅に等しくなっている。すなわ
ち、点光源４０から拡散パターン３６の長さを見込む角
は、いずれの拡散パターン３６も等しくなっている。ま
た、図２４（ａ）に示すように、拡散パターン３６の断
面においては、拡散パターン３６の高さ（Ｈ）はいずれ
も等しくなっている。しかし、拡散パターン３６の幅
（Ｗ）は、点光源４０に近くなるほど徐々に広くなって
いる。

【００４５】図２５（ａ）（ｂ）は、幅の広い拡散パタ
ーン３６と幅の狭い拡散パターン３６との光ｆを拡散す
る様子を示している。この図に示しているように、拡散
パターン３６の幅が広くなると、光出射面３５から取り
出される光量が少なくなる（拡散パターン３６の長さを
短くするのと同じ効果がある）ので、点光源４０に近づ
くほど拡散パターン３６の幅を徐々に広くすれば、輝度
分布を均一にするためには、図２５（ａ）（ｂ）に示す
ように、点光源４０の近傍における拡散パターン密度を
先行技術例の場合よりも高くする必要がある。このた
め、点光源４０の近傍における拡散パターン３６が浮き
出て見えるのを防止することができる。

【００４６】（第５の実施形態）第１〜第４の実施形態
では、点光源４０の近傍で点光源４０からの見込み角を
小さくする場合、点光源４０の近傍で拡散パターン３６
の高さＨを小さくする場合、点光源４０の近傍で拡散パ
ターン３６の断面における幅Ｗを広くする場合について
説明した。しかし、これらの実施形態は、それぞれ単独
で実施できるだけでなく、互いに組み合わせて実施する
こともできる。例えば、図２６に示す実施形態の面光源
装置５４では、点光源４０に近づくにつれて拡散パター
ン３６の断面における幅Ｗが徐々に広くなると同時に高
さＨが徐々に低くなるようにしている。

【００４７】（第６の実施形態）拡散パターン３６とし
ては、上記各実施形態では、図２７（ａ）のようなかま
ぼこ形のものを用いたが、これに限らず、例えば図２７
（ｂ）のような三角柱状の拡散パターン３６でもよい。
かまぼこ形の拡散パターン３６では、その表面に入射し
た光は広い範囲にわたって均等に反射され、いろいろな
入射角で光出射面３５に入射するので、導光板３２の全
体で輝度を均一にできるという利点がある。一方、三角
柱状の拡散パターン３６では、不要な斜面をなくす（つ
まり、点光源４０と反対側の面を垂直面とする）ことが
できるので、拡散パターン３６密度を高くすることがで
き、光の出射率を高くすることができ、高効率の導光板
３２が得られるという利点がある。

【００４８】また、三角柱状の拡散パターン３６の場合
には、図２８に示す面光源装置５５のように、拡散パタ
ーン３６の断面形状を点光源４０からの距離に応じて変
化させることによって、点光源４０の近傍における拡散
パターン３６密度を大きくし、拡散パターン３６が見え
るのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の面光源装置を示す分解斜視図である。

【図２】同上の面光源装置の概略断面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は同上の面光源装置の作用説明図
である。

【図４】（ａ）は同上の面光源装置の問題点を説明する
図、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ１線に沿った輝度の変化
を示す図、（ｃ）は（ａ）のＣ２−Ｃ２線に沿った輝度
の変化を示す図である。

【図５】同上の面光源装置の問題点が発生する理由を説
明する図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は同上の面光源装置の問題点が発
生する理由を説明する図である。

【図７】１個の点光源を用いた面光源装置を示す図であ
る。

【図８】先行技術例に用いられている導光板の拡散パタ
ーンを示す図である。

【図９】（ａ）は同上の導光板の点光源から遠くの領域
における断面とそこでの光の振舞いを示す図、（ｂ）は
導光板から出た光の輝度分布と半透過板を通過した後の
光の輝度分布を示す図である。

【図１０】（ａ）は同上の導光板の点光源の近くの領域
における断面とそこでの光の振舞いを示す図、（ｂ）は
導光板から出た光の輝度分布と半透過板を通過した後の
光の輝度分布を示す図である。

【図１１】同上の先行技術例における問題点を説明する
図である。

【図１２】本発明の一実施形態による面光源装置を示す
分解斜視図である。

【図１３】同上の面光源装置に用いられている導光板の
下面に設けられた拡散パターンを示す図である。

【図１４】（ａ）は先行技術例における１つの扇形領域
内の拡散パターンを示す図、（ｂ）は本発明の実施形態
における１つの扇形領域内の拡散パターンを示す図であ
る。

【図１５】（ａ）は先行技術例における拡散パターンの
配置と導光板内での光の振舞いを示す図、（ｂ）は同上
の実施形態における拡散パターンの配置と導光板内での
光の振舞いを示す図である。

【図１６】（ａ）は同上の実施形態において導光板の点
光源から遠くの領域における断面とそこでの光の振舞い
を示す図、（ｂ）は導光板から出た光の輝度分布と半透
過板を通過した後の光の輝度分布を示す図である。

【図１７】（ａ）は同上の実施形態において導光板の点
光源の近くの領域における断面とそこでの光の振舞いを
示す図、（ｂ）は導光板から出た光の輝度分布と半透過
板を通過した後の光の輝度分布を示す図である。

【図１８】本発明の別な実施形態であって、１つの扇形
領域内における拡散パターンの配置の特徴を示す平面図
である。

【図１９】第１の実施形態において起こり得る問題を示
す図である。

【図２０】本発明のさらに別な実施形態であって、１つ
の扇形領域内における拡散パターンの配置を示す平面図
である。

【図２１】（ａ）は同上の実施形態における拡散パター
ンの配置と導光板内での光の振舞いを示す図、（ｂ）は
先行技術例における拡散パターンの配置と導光板内での
光の振舞いを示す図である。

【図２２】（ａ）は本発明の実施形態において導光板の
点光源の近くの領域における断面とそこでの光の振舞い
を示す図、（ｂ）は導光板から遠くの領域における断面
とそこでの光の振舞いを示す図である。

【図２３】本発明のさらに別な実施形態であって、１つ
の扇形領域内における拡散パターンの配置を示す平面図
である。

【図２４】（ａ）は同上の実施形態における拡散パター
ンの配置と導光板内での光の振舞いを示す図、（ｂ）は
先行技術例における拡散パターンの配置と導光板内での
光の振舞いを示す図である。

【図２５】（ａ）は本発明の実施形態において導光板の
点光源の近くの領域における断面とそこでの光の振舞い
を示す図、（ｂ）は導光板から遠くの領域における断面
とそこでの光の振舞いを示す図である。

【図２６】本発明のさらに別な実施形態の断面図であ
る。

【図２７】（ａ）はかまぼこ形の拡散パターンを示す斜
視図、（ｂ）は三角柱状の拡散パターンを示す斜視図で
ある。

【図２８】本発明のさらに別な実施形態の断面図であ
る。

【符号の説明】

３２導光板３３発光部３５光出射面３６拡散パターン４０点光源４４光入射端面４８半透過板 θ１，θ２光源から見た拡散パターンの見込み角Ｈ拡散パターンの高さＷ拡散パターンの幅Ｃ扇形領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光入射面より導入された光を閉じ込め、
面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、当該導
光板の光出射面と反対側の面に形成された多数の拡散パ
ターンと、前記光入射面から導光板内に光を入射させる
ための、光入射面の幅と比較して小さな光源とを備えた
面光源装置において、前記光源から個々の前記拡散パターンを見込む角度が、
前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域で小
さくなっていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】光入射面より導入された光を閉じ込め、
面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、当該導
光板の光出射面と反対側の面に形成された多数の拡散パ
ターンと、前記光入射面から導光板内に光を入射させる
ための、光入射面の幅と比較して小さな光源とを備えた
面光源装置において、前記光源から個々の前記拡散パターンを見込む角度が、
前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域で小
さくなっており、少なくとも光源の近傍では、前記拡散パターンは光源を
中心とする円周方向でランダムに配置されていることを
特徴とする面光源装置。
【請求項３】光入射面より導入された光を閉じ込め、
面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、当該導
光板の光出射面と反対側の面に凹設された多数の拡散パ
ターンと、前記光入射面から導光板内に光を入射させる
ための、光入射面の幅と比較して小さな光源とを備えた
面光源装置において、前記光源と結ぶ方向における前記拡散パターンの断面の
幅が、前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領
域で広くなっていることを特徴とする面光源装置。
【請求項４】光入射面より導入された光を閉じ込め、
面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、当該導
光板の光出射面と反対側の面に凹設された多数の拡散パ
ターンと、前記光入射面から導光板内に光を入射させる
ための、光入射面の幅と比較して小さな光源とを備えた
面光源装置において、前記光源と結ぶ方向における前記拡散パターンの高さ
が、前記光源から離れた領域よりも前記光源に近い領域
で低くなっていることを特徴とする面光源装置。