JPH1195034A - 導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置 - Google Patents
導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置Info
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- JPH1195034A JPH1195034A JP9253585A JP25358597A JPH1195034A JP H1195034 A JPH1195034 A JP H1195034A JP 9253585 A JP9253585 A JP 9253585A JP 25358597 A JP25358597 A JP 25358597A JP H1195034 A JPH1195034 A JP H1195034A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主光源での消費電力を低減させることが可能
な導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置
を提供することにある。 【解決手段】 金型を用いた樹脂成形により導光板１が
作製されると同時に外光取り入れ部１ａに複数（特に半
径は０．５ｍｍ以上）のシリンドリカルレンズ１ｂが形
成される。シリンドリカルレンズ１ｂは、蒲鉾状の半円
筒形状をなしており、外光を効率よく取り込むレンズを
構成する。光入射面１ｃから入射した光及び外光は、光
反射面１ｄや導光板１の２つの側面で反射して、光出射
面１ｅから均一な指向性を有する合成光として出射され
る。
な導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置
を提供することにある。 【解決手段】 金型を用いた樹脂成形により導光板１が
作製されると同時に外光取り入れ部１ａに複数（特に半
径は０．５ｍｍ以上）のシリンドリカルレンズ１ｂが形
成される。シリンドリカルレンズ１ｂは、蒲鉾状の半円
筒形状をなしており、外光を効率よく取り込むレンズを
構成する。光入射面１ｃから入射した光及び外光は、光
反射面１ｄや導光板１の２つの側面で反射して、光出射
面１ｅから均一な指向性を有する合成光として出射され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導光板、その導光
板を用いた面光源及び液晶表示装置に係り、更に詳しく
は、液晶表示装置のバックライト用、照明広告及び交通
標識等に用いる面光源、その面光源が具備する導光板及
びビューファインダなどのバックライト方式の液晶表示
装置に関する。
板を用いた面光源及び液晶表示装置に係り、更に詳しく
は、液晶表示装置のバックライト用、照明広告及び交通
標識等に用いる面光源、その面光源が具備する導光板及
びビューファインダなどのバックライト方式の液晶表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライト
用面光源として、透光性平板を導光板としたサイドライ
ト方式のものが知られている。このような面光源では、
透明な平行平板や断面楔形平板からなる導光板の側端面
の一方から蛍光燈などの光源からの光を入射させ、透光
性平板内部の全反射を利用し、光を導光板の全域に遍く
伝播させ、その伝播した光の一部を導光板裏面の光散乱
反射板で臨界角未満の拡散反射光となし、導光板表面か
ら拡散光を放出する（実開昭５５−１６２２０１）。
用面光源として、透光性平板を導光板としたサイドライ
ト方式のものが知られている。このような面光源では、
透明な平行平板や断面楔形平板からなる導光板の側端面
の一方から蛍光燈などの光源からの光を入射させ、透光
性平板内部の全反射を利用し、光を導光板の全域に遍く
伝播させ、その伝播した光の一部を導光板裏面の光散乱
反射板で臨界角未満の拡散反射光となし、導光板表面か
ら拡散光を放出する（実開昭５５−１６２２０１）。
【０００３】また、太陽光や室内光などの外光を補助光
源とする為に、導光板の側端面に外光取り入れ部を設け
たバックライト用面光源も知られており、その外光取り
入れ部の形状は断面円弧状となって一つのシリンドリカ
ルレンズを構成している（特開平５−１１２４９）。
源とする為に、導光板の側端面に外光取り入れ部を設け
たバックライト用面光源も知られており、その外光取り
入れ部の形状は断面円弧状となって一つのシリンドリカ
ルレンズを構成している（特開平５−１１２４９）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶表示装置のバックライト用面光源では、導光板の外
光取り入れ部に一つのシリンドリカルレンズしか形成し
ていなかったので、外光を取り入れる効率が非常に悪
く、消費電力の低減が図れないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決する為になされたもので
あり、外光取り入れ効率を向上させることにより、主光
源での消費電力を低減させることが可能な導光板、その
導光板を用いた面光源及び液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
液晶表示装置のバックライト用面光源では、導光板の外
光取り入れ部に一つのシリンドリカルレンズしか形成し
ていなかったので、外光を取り入れる効率が非常に悪
く、消費電力の低減が図れないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決する為になされたもので
あり、外光取り入れ効率を向上させることにより、主光
源での消費電力を低減させることが可能な導光板、その
導光板を用いた面光源及び液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
導光板は、上記の目的を達成する為に、外光取り入れ部
を備える導光板であって、前記外光取り入れ部は、少な
くとも２つ以上のシリンドリカルレンズを含むことを特
徴とする。請求項２に係る本発明の導光板は、請求項１
に記載の導光板において、前記外光取り入れ部のシリン
ドリカルレンズの半径は０．５ｍｍ以上であることを特
徴とする。
導光板は、上記の目的を達成する為に、外光取り入れ部
を備える導光板であって、前記外光取り入れ部は、少な
くとも２つ以上のシリンドリカルレンズを含むことを特
徴とする。請求項２に係る本発明の導光板は、請求項１
に記載の導光板において、前記外光取り入れ部のシリン
ドリカルレンズの半径は０．５ｍｍ以上であることを特
徴とする。
【０００６】請求項３に係る本発明の導光板は、請求項
１または請求項２に記載の導光板において、前記シリン
ドリカルレンズは、前記導光板と同一材料で一体成形さ
れることを特徴とする。請求項４に係る本発明の面光源
は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導光板を
具備することを特徴とする。
１または請求項２に記載の導光板において、前記シリン
ドリカルレンズは、前記導光板と同一材料で一体成形さ
れることを特徴とする。請求項４に係る本発明の面光源
は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導光板を
具備することを特徴とする。
【０００７】請求項５に係る本発明の液晶表示装置は、
請求項４に記載の面光源を具備することを特徴とする。
請求項４に記載の面光源を具備することを特徴とする。
【０００８】
【実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図面と共
に詳細に説明する。図１は、本発明に係る導光板の模式
図である。１は、導光板であり、金型を用いた樹脂成形
により導光板１が作製されると同時に、後述する外光取
り入れ部１ａに複数のシリンドリカルレンズ１ｂが形成
される。
に詳細に説明する。図１は、本発明に係る導光板の模式
図である。１は、導光板であり、金型を用いた樹脂成形
により導光板１が作製されると同時に、後述する外光取
り入れ部１ａに複数のシリンドリカルレンズ１ｂが形成
される。
【０００９】１ａは、外光取り入れ部であり、太陽光や
室内光などの外光を補助光として取り込む。１ｂは、シ
リンドリカルレンズであり、蒲鉾状の半円筒形状をなし
ており、外光を効率よく取り込むレンズを構成する。但
し、図１において、シリンドリカルレンズ１ｂを２つし
か記載していないが、２つ以上の複数個であればよく、
特にシリンドリカルレンズの半径は０．５ｍｍ以上が好
ましい。
室内光などの外光を補助光として取り込む。１ｂは、シ
リンドリカルレンズであり、蒲鉾状の半円筒形状をなし
ており、外光を効率よく取り込むレンズを構成する。但
し、図１において、シリンドリカルレンズ１ｂを２つし
か記載していないが、２つ以上の複数個であればよく、
特にシリンドリカルレンズの半径は０．５ｍｍ以上が好
ましい。
【００１０】１ｃは、光入射面であり、以下で説明する
ように、光入射面１ｃに略平行に近設された光源（図示
せず）から照射された光が入射する。１ｄは、光反射面
であり、樹脂成形の後に、光が漏洩するのを防ぎ反射効
率を高める為に、ドット印刷を行なってからアルミなど
の反射板が取り付けられる（図示せず）。
ように、光入射面１ｃに略平行に近設された光源（図示
せず）から照射された光が入射する。１ｄは、光反射面
であり、樹脂成形の後に、光が漏洩するのを防ぎ反射効
率を高める為に、ドット印刷を行なってからアルミなど
の反射板が取り付けられる（図示せず）。
【００１１】１ｅは、光出射面であり、外光取り入れ部
１ａ及び光入射面１ｃから入射した光が、光反射面１ｄ
や導光板１の２つの側面で反射して、入射光の殆どが最
終的に光出射面１ｅから均一な指向性を有する合成光と
して出射される。尚、この側面には、光の漏洩を防止す
る為に、白色テープなどの漏洩防止部材が取り付けられ
る。
１ａ及び光入射面１ｃから入射した光が、光反射面１ｄ
や導光板１の２つの側面で反射して、入射光の殆どが最
終的に光出射面１ｅから均一な指向性を有する合成光と
して出射される。尚、この側面には、光の漏洩を防止す
る為に、白色テープなどの漏洩防止部材が取り付けられ
る。
【００１２】導光板１の材料としては、透光性材料の中
から選択され、通常はアクリル又はポリカーボネートの
樹脂が用いられる。導光板の形状は平行平板や断面楔形
平板で、その厚みは、通常１〜１０ｍｍ程度のものが用
いられる。また、その他の透光性材料としては、ポリメ
タアクリル酸メチル，ポリアクリル酸メチル等のアクリ
ル酸エステル又はメタアクリル酸エステルの単独若しく
は共重合体，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレ
ンテレフタレート等のポリエステル，ポリカーボネー
ト，ポリスチレン、ポリメチルペンテン等熱可塑性樹
脂、或いは紫外線又は電子線で架橋した、多官能のウレ
タンアクリレート、ポリエステルアクリレート等のアク
リレート、不飽和ポリエステル等透明な樹脂，透明な硝
子等、透明なセラミックス等が用いられる。
から選択され、通常はアクリル又はポリカーボネートの
樹脂が用いられる。導光板の形状は平行平板や断面楔形
平板で、その厚みは、通常１〜１０ｍｍ程度のものが用
いられる。また、その他の透光性材料としては、ポリメ
タアクリル酸メチル，ポリアクリル酸メチル等のアクリ
ル酸エステル又はメタアクリル酸エステルの単独若しく
は共重合体，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレ
ンテレフタレート等のポリエステル，ポリカーボネー
ト，ポリスチレン、ポリメチルペンテン等熱可塑性樹
脂、或いは紫外線又は電子線で架橋した、多官能のウレ
タンアクリレート、ポリエステルアクリレート等のアク
リレート、不飽和ポリエステル等透明な樹脂，透明な硝
子等、透明なセラミックス等が用いられる。
【００１３】図２は、シリンドリカルレンズ１ｂの半径
と光出射面１ｅから出射される光束の本数との関係を示
すグラフである。このグラフは、導光板の材料として屈
折率１．４９のＰＭＭＡを用い、外光取り入れ部１ａか
ら略平行な自然光を入射させた場合のシミュレーション
結果であって、アメリカＯＲＡ社が開発した光学設計評
価ソフトウェアであるＣＯＤＥＶを用いて上記関係を解
析したものである。
と光出射面１ｅから出射される光束の本数との関係を示
すグラフである。このグラフは、導光板の材料として屈
折率１．４９のＰＭＭＡを用い、外光取り入れ部１ａか
ら略平行な自然光を入射させた場合のシミュレーション
結果であって、アメリカＯＲＡ社が開発した光学設計評
価ソフトウェアであるＣＯＤＥＶを用いて上記関係を解
析したものである。
【００１４】横軸は、シリンドリカルレンズ１ｂの半径
であり、外光取り入れ部１ａの厚みを５ｍｍとしてシミ
ュレーションしているので、Ｒ＝２．５ｍｍはシリンド
リカルレンズ１ｂが１個しかない従来の導光板であり、
Ｒ＝１．２５ｍｍはシリンドリカルレンズ１ｂが２個、
Ｒ＝０．５ｍｍはシリンドリカルレンズ１ｂが５個及び
Ｒ＝０．２５ｍｍはシリンドリカルレンズ１ｂが１０個
の導光板である。
であり、外光取り入れ部１ａの厚みを５ｍｍとしてシミ
ュレーションしているので、Ｒ＝２．５ｍｍはシリンド
リカルレンズ１ｂが１個しかない従来の導光板であり、
Ｒ＝１．２５ｍｍはシリンドリカルレンズ１ｂが２個、
Ｒ＝０．５ｍｍはシリンドリカルレンズ１ｂが５個及び
Ｒ＝０．２５ｍｍはシリンドリカルレンズ１ｂが１０個
の導光板である。
【００１５】縦軸は、単位を示してはいないが、光出射
面１ｅから出射される光束の本数であって、値が大きい
ほど明るいことを意味する。図２から歴然と判明するよ
うに、従来のシリンドリカルレンズ１ｂが１個の場合の
ものに比較して、シリンドリカルレンズ１ｂを複数個、
特に２つ乃至５つ設ける方が光出射面１ｅから出射され
る光束の本数が増加するので、導光板としての特性が良
好なのものとなる。但し、シリンドリカルレンズ１ｂを
１０個とした場合には、外光取り入れ部１ａの形状が平
面に近くなるために導光板の特性が急激に劣化する。従
って、上記解析結果から、シリンドリカルレンズ１ｂの
半径は０．５ｍｍ以上であれば良いということが結論づ
けられる。
面１ｅから出射される光束の本数であって、値が大きい
ほど明るいことを意味する。図２から歴然と判明するよ
うに、従来のシリンドリカルレンズ１ｂが１個の場合の
ものに比較して、シリンドリカルレンズ１ｂを複数個、
特に２つ乃至５つ設ける方が光出射面１ｅから出射され
る光束の本数が増加するので、導光板としての特性が良
好なのものとなる。但し、シリンドリカルレンズ１ｂを
１０個とした場合には、外光取り入れ部１ａの形状が平
面に近くなるために導光板の特性が急激に劣化する。従
って、上記解析結果から、シリンドリカルレンズ１ｂの
半径は０．５ｍｍ以上であれば良いということが結論づ
けられる。
【００１６】本願発明者は、外光取り入れ部１ａの厚み
とシリンドリカルレンズ１ｂの個数との関係に着目し、
導光板の基礎的光学設計シミュレーションを独自に行っ
た結果、従来の導光板に比較して、シリンドリカルレン
ズ１ｂを複数個、特に２つ乃至５つ設けた導光板の特性
が大幅に改善されることを見出し、その結果に基づいて
全く新規な導光板を提案するものである。
とシリンドリカルレンズ１ｂの個数との関係に着目し、
導光板の基礎的光学設計シミュレーションを独自に行っ
た結果、従来の導光板に比較して、シリンドリカルレン
ズ１ｂを複数個、特に２つ乃至５つ設けた導光板の特性
が大幅に改善されることを見出し、その結果に基づいて
全く新規な導光板を提案するものである。
【００１７】図３は、本発明に係る面光源を示す概略図
である。２は、面光源であり、本発明に係る導光板１、
蛍光管などの光源３及び各種制御回路（図示せず）など
で構成されいる。この制御回路には、例えば導光板１の
光出射面から出射される光の総量を検知して、出射光量
が最適になるように光源３に電力を調整して供給する回
路も含まれる。
である。２は、面光源であり、本発明に係る導光板１、
蛍光管などの光源３及び各種制御回路（図示せず）など
で構成されいる。この制御回路には、例えば導光板１の
光出射面から出射される光の総量を検知して、出射光量
が最適になるように光源３に電力を調整して供給する回
路も含まれる。
【００１８】光源３から出射された光は導光板１の光入
射面から、また自然光などの外光は導光板１の外光取り
入れ部から導光板１の内部に入り、光反射面の下部に取
り付けられた反射板５や側端面で反射され集束を繰り返
し、導光板１の光出射面から拡散板６に出射される。ま
た、拡散板６に入射した光は、拡散板６及びレンズシー
ト７によって所望の角度範囲内に均一等方的に拡散され
てレンズシート７から出射される。
射面から、また自然光などの外光は導光板１の外光取り
入れ部から導光板１の内部に入り、光反射面の下部に取
り付けられた反射板５や側端面で反射され集束を繰り返
し、導光板１の光出射面から拡散板６に出射される。ま
た、拡散板６に入射した光は、拡散板６及びレンズシー
ト７によって所望の角度範囲内に均一等方的に拡散され
てレンズシート７から出射される。
【００１９】図４は、本発明に係る面光源を具備する液
晶表示装置を示す概略図である。８は、液晶表示装置で
あり、液晶パネル９及び本発明に係る面光源２で構成さ
れている。上述した面光源２から均一等方的に拡散され
て出射された光は、液晶パネル９に導かれる。
晶表示装置を示す概略図である。８は、液晶表示装置で
あり、液晶パネル９及び本発明に係る面光源２で構成さ
れている。上述した面光源２から均一等方的に拡散され
て出射された光は、液晶パネル９に導かれる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る導光板
によれば、従来の導光板に比較して、外光取り入れ部に
形成された複数のシリンドリカルレンズから太陽光や室
内光などの外光を補助光として効率よく取り込むことが
可能となる。また、本発明に係る面光源及び液晶表示装
置によれば、上記導光板を使用することにより外光取り
入れ効率が向上するので、一定の出射光量を得る場合に
は、光源に供給する電力を低減させることが可能とな
る。
によれば、従来の導光板に比較して、外光取り入れ部に
形成された複数のシリンドリカルレンズから太陽光や室
内光などの外光を補助光として効率よく取り込むことが
可能となる。また、本発明に係る面光源及び液晶表示装
置によれば、上記導光板を使用することにより外光取り
入れ効率が向上するので、一定の出射光量を得る場合に
は、光源に供給する電力を低減させることが可能とな
る。
【図１】本発明に係る導光板の模式図である。
【図２】シリンドリカルレンズ１ｂの半径と光出射面１
ｅから出射される光束の本数との関係を示すグラフであ
る。
ｅから出射される光束の本数との関係を示すグラフであ
る。
【図３】本発明に係る面光源を示す概略図である。
【図４】本発明に係る面光源を具備する液晶表示装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
１ 導光板 １ａ 外光取り入れ部 １ｂ シリンドリカルレンズ １ｃ 光入射面 １ｄ 光反射面 １ｅ 光出射面 ２ 面光源 ３ 光源 ５ 反射板 ６ 拡散板 ７ レンズシート ８ 面光源 ９ 液晶パネル
Claims (5)
- 【請求項１】 外光取り入れ部を備える導光板であっ
て、 前記外光取り入れ部は、少なくとも２つ以上のシリンド
リカルレンズを含むこと、 を特徴とする導光板。 - 【請求項２】 請求項１に記載の導光板において、 前記外光取り入れ部のシリンドリカルレンズの半径は
０．５ｍｍ以上であること、 を特徴とする導光板。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の導光板
において、 前記シリンドリカルレンズは、前記導光板と同一材料で
一体成形されること、を特徴とする導光板。 - 【請求項４】 面光源であって、 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導光板を具備
すること、 を特徴とする面光源。 - 【請求項５】 液晶表示装置であって、 請求項４に記載の面光源を具備すること、 を特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25358597A JP3515336B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25358597A JP3515336B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1195034A true JPH1195034A (ja) | 1999-04-09 |
| JP3515336B2 JP3515336B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=17253429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25358597A Expired - Fee Related JP3515336B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 導光板、その導光板を用いた面光源及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3515336B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003162915A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Alps Electric Co Ltd | 面発光体および液晶表示装置 |
| EP2054744A1 (de) * | 2006-09-29 | 2009-05-06 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Optischer lichtleiter und optische vorrichtung |
| CN102478681A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-05-30 | 联建(中国)科技有限公司 | 导光元件以及光源装置 |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25358597A patent/JP3515336B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003162915A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Alps Electric Co Ltd | 面発光体および液晶表示装置 |
| EP2054744A1 (de) * | 2006-09-29 | 2009-05-06 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Optischer lichtleiter und optische vorrichtung |
| JP2010505221A (ja) * | 2006-09-29 | 2010-02-18 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光導波体および光学装置 |
| US8246232B2 (en) | 2006-09-29 | 2012-08-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optical waveguide and optical apparatus |
| CN102478681A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-05-30 | 联建(中国)科技有限公司 | 导光元件以及光源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3515336B2 (ja) | 2004-04-05 |
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