JP2657472B2 - 面照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として液晶表示装置の
バックライトとして用いる面照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置のバックライトとし
て用いる面照明装置は、アクリルなどの透明樹脂から成
り、一面にドット状の突起から成る乱反射層を設けた導
光板に反射板及び光拡散板を積層し、前記導光板のエッ
ジ部に光源を配設して構成されている。そして、前記光
源から照射される光を導光板にその側面から導き、この
導光板の乱反射層で乱反射させて、光拡散板から液晶表
示装置を照射するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、液晶
表示装置は大型化の傾向にある反面、軽量薄肉化が望ま
れ、これに伴い面照明装置も軽量薄肉化が要求されてい
ると共に、低消費電力化及びコスト低廉化も要求されて
いる。

【０００４】しかし、従来の面照明装置では、前記導光
板を用い、この導光板に反射板及び光拡散板を積層する
構成としているため、導光板の必要厚さから軽量、薄肉
化には限界がある。

【０００５】また、特開平３−１１１８１９号公報に示
されているように導光板の形状を工夫したものも提案さ
れているが、導光板を用いる以上軽量・薄肉化の限界を
打破できるものでない。

【０００６】本発明では、導光板を廃止し、軽量・薄肉
化及び低コスト化を図りながら、光源輝度に対する装置
輝度並びに表示面の輝度の均斉度を十分に高いものにで
きる面照明装置を提供することを主な目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するため、請求項１記載の発明は、図２に示すよう
に、ハウジング１に、一側方に射光部２０をもつ長尺な
光源２と、この光源２の光射出方向前方側底部に拡が
り、該光源２から遠ざかる部位を上向きに傾斜させた乱
反射層３と、この乱反射層３で乱反射した光を上面に向
かって導く空気層４と、前記ハウジング１の上面に設け
る光拡散層５と、前記光源２の射光部２０に近接配置す
る長尺な凸レンズ体６とを備えている構成にした。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、凸レンズ体６の長尺な形状を良好に実現
し、且つ、光源２から遠ざかる側での集光機能も適正な
ものとするため、凸レンズ体６が、光源２の対面側を平
坦面とした平凸レンズ６１である構成にした。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の各発明において、光源２との関係で凸レンズ
体６の集光機能を適正なものとするため、凸レンズ体６
を、光源２の射光部２０に接触させている構成にした。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、光源２と凸レンズ体６とを一体化して、凸
レンズ体６の支持並びに凸レンズ体６と光源２との接触
状態の位置決めを良好に行なうため、光源２の背後を覆
うリフレクタ７の端部を、凸レンズ体６の上下部に接着
している構成にした。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１から請求
項４何れかの発明において、光の照射が局部的に強くな
りがちな光源２に近い側で、輝線等が発生することがな
いようにするため、凸レンズ体６の光射出方向前方直下
に、長尺な帯状の非反射部８を設けている構成にした。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、非反射部８を簡易に形成するため、該非反
射部８を、黒色テープ８０で形成している構成にした。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１から請求
項６何れかの発明において、空気層４に照射された光の
漏れを防止するため、空気層４を取り囲む周辺部に、反
射壁面９を形成している構成にした。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、更に光の漏れを少なくするため、ハウジン
グ１の天板部１１の裏面で、かつ、反射壁面９の外方側
に、帯状の反射面９０を設けている構成にした。

【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１から請求
項８何れかの発明において、乱反射層３を簡易且つ良好
に形成するため、乱反射層３が、白色系反射シート３１
と、その上面に積層するレンズフィルム３２とから成る
構成にした。

【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項１から請
求項９何れかの発明において、光拡散層５を簡易且つ良
好に形成するため、光拡散層４が、スリガラス状シート
５１と、これに積層するレンズフィルム５２，５３，５
４とから成る構成にした。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明では、従来必須とされてい
た導光板を省略したから、この導光板を用いた構成によ
る軽量・薄肉化の限界を打破して、従来に比べて重量を
大幅に軽減でき、また、厚さも大幅に薄くすることがで
きる。それでいて、空気層４に接する乱反射層３を、光
源２から遠ざかる部位を上向きに傾斜させ、かつ、光源
２から照射される光を、その射光部２０に近接配置した
長尺な凸レンズ体６により、光源２から離れた位置に集
めるようにしたから、光源２からの光を、乱反射層３に
万遍なく、しかも、十分に照射できるのである。

【００１８】請求項２記載の発明では、凸レンズ体６
を、光源２の対面側を平坦面とした平凸レンズ６１で構
成したから、凸レンズ体６の長尺な形状を良好に実現で
きると共に、光源２からの光が該光源２に近い位置で集
められることなく、光源２から遠ざかる部位であって暗
くなりがちな部分に効果的に光を当てることができ、そ
の集光機能も適正なものにできる。

【００１９】請求項３記載の発明では、凸レンズ体６
を、光源２の射光部２０に接触させたから、光源２から
の光を、該光源２から遠ざかる部位であって暗くなりが
ちな部分に効果的に当てることができ、光源２との関係
で、その集光機能も適正なものにできる。

【００２０】請求項４記載の発明では、リフレクタ７に
より、光源２と凸レンズ体６とが一体的に保持され、凸
レンズ体６の支持が良好に行えると共に、凸レンズ体６
と光源２との接触状態も良好に保持することができる。

【００２１】請求項５記載の発明では、凸レンズ体６の
光射出方向前方直下に設ける長尺な帯状の非反射部８に
より、光の照射が局部的に強くなりがちな光源２に近い
側で、輝線等の発生を防止することができる。

【００２２】請求項６記載の発明では、黒色テープ８０
により、非反射部８を簡易に形成することができる。

【００２３】請求項７記載の発明では、反射壁面９によ
り、光源２から側方に入射した光、並びに、乱反射層３
で乱反射した光が外部に漏れるのを防止することがで
き、輝度を向上できる。

【００２４】請求項８記載の発明では、帯状の反射面９
０により、主として乱反射層３で乱反射して光拡散層５
に向けて上方に導く光の漏れを少なくでき、輝度を向上
できる。

【００２５】請求項９記載の発明では、白色系反射シー
ト３１とその上面に積層するレンズフィルム３２とによ
り、乱反射層３を簡易且つ良好に形成することができ
る。

【００２６】請求項１０記載の発明では、スリガラス状
シート５１とこれに積層するレンズフィルム５２，５
３，５４とにより、光拡散層５を簡易且つ良好に形成す
ることができる。

【００２７】

【実施例】図１において、１は薄い箱型のハウジングで
あり、このハウジング１の長辺側の一辺には、一側方に
射光部２０をもつ光源２を配置している。この光源２
は、その直径を数ミリメートル程度、例えば２．０ｍｍ
とした長尺な冷陰極管ランプを用いて構成している。

【００２８】光源２の光射出方向前方側の底部には、該
光源２から遠ざかる部位を、透明アクリル棒から成る短
身側支持体１２及び長身側支持体１３を介して上向きに
湾曲状に傾斜させた乱反射層３を配置している。この乱
反射層３は、図２に明示するように、白色系反射シート
３１と、その上面に積層するレンズフィルム３２とから
成っている。白色系反射シート３１には、例えば株式会
社「きもと」から販売されている発泡ポリエステルシー
トＲＷ１８８等が適当である。又、レンズフィルム３２
には、例えば３Ｍ（スリーエム）製のフレンネルレンズ
フィルムＢＥＦ−９０Ｂ等が適当である。但し、レンズ
フィルム３２には、そのフィルムに表裏及び縦横の方向
性があるため、図１に示したように、その微小な山の列
を、上面側に向けると共に光源２の軸に対して垂直に配
置することとしている。

【００２９】乱反射層３の上面には、該乱反射層３で乱
反射した光を上面に向かって導く空気層４を設けてい
る。空気層４を取り囲む周辺部の３辺には、図１及び図
３に示すように、透明アクリル棒から成る枠体１４，１
５，１６を設けている。そして、各枠体１４，１５，１
６の内のりに、図３に示すように、上記白色系反射シー
ト３１と同様の素材である発泡ポリエステルシートＲＷ
１８８等で構成する細幅な反射壁面９を貼付けにより形
成している。更に、図４に示すように、ハウジング１の
上面に蓋をする天板部１１の裏面で、かつ、反射壁面９
の外方側の３方には、コ字形の帯状に切り出した同じく
発泡ポリエステルシートＲＷ１８８等から成る反射面９
０を貼付けにより形成している。尚、天板部１１の裏面
で、かつ、光源２の上部部分には、黒色テープ等から成
る非反射面９８を形成している。

【００３０】空気層４の上面には、図２に示すように、
ハウジング１の天板部１１の中央に切欠く開口窓１１０
に対応した大きさの光拡散層５を配置している。この光
拡散層５は、表面梨地状とした１枚のスリガラス状シー
ト５１と、この表裏に積層する３枚のレンズフィルム５
２，５３，５４とで構成している。スリガラス状シート
５１の上面に積層する２枚のレンズフィルム５２，５３
は、例えばその上層部のもの５２をスリーエム製のフレ
ンネルレンズフィルムＢＥＦ−９０Ａで、下層部のもの
５３を同ＢＥＦ−９０Ｂ等で形成しており、これらフィ
ルム５２，５３を互いにその平坦面側を突合せて重ねる
と共に、各フィルム５２，５３の微小な山の列をもつ面
を相反する側に向け、それぞれの山の列を、光源２の軸
に対して垂直に配置している。スリガラス状シート５１
の下面に積層するレンズフィルム５４は、例えばＢＥＦ
−９０Ｂ等で形成しており、その微小な山の列を、下方
に向けると共に光源２の軸に対して垂直に配置してい
る。

【００３１】光源２の射光部２０には、長尺な凸レンズ
体６を近接配置している。この凸レンズ体６は、光源２
の対面側を平坦面とした平凸レンズ６１で形成してい
る。材質は、アクリル等で形成している。又、この凸レ
ンズ体６の背面側の平坦面は、光源２の射光部２０に接
触させている。

【００３２】光源２の背後を覆うリフレクタ７の端部
は、凸レンズ体６の上下部に接着により取り付けてい
る。リフレクタ７には、例えば、アルミシートの内面に
銀を蒸着させたフィルム等を用いている。

【００３３】凸レンズ体６の光射出方向前方直下には、
黒色テープ８０から成る長尺で細幅な帯状とした非反射
部８を設けている。

【００３４】こうして、以上の構成により、図５に示す
９つの測定ポイントについて、凸レンズ体６の半径Ｒ
を、２．５ｍｍ（Ｒ２．５）、３．０ｍｍ（Ｒ３．
０）、３．５ｍｍ（Ｒ３．５）と変化させて、それぞれ
の輝度を測定した。その結果を表１に示す。凸レンズ体
６の無い比較例と対比すると、凸レンズ体６を設けたも
のでは、輝度が向上していると共に、各部の輝度のバラ
ツキが少なく、全体の均斉度が向上しているのが理解で
きる。

【００３５】

【表１】

【００３６】又、上記と同様に、Ｒ２．５、Ｒ３．０、
Ｒ３．５、凸レンズ無しのそれぞれについて、光源２の
軸に平行な中央線Ｈ上の輝度分布を、各々、図６，図
８，図１０、図１２に、又、光源２の軸に垂直な中央線
Ｖ上の輝度分布を、図７，図９，図１１，図１３に示
す。この輝度分布図からも明らかなように、凸レンズ体
６を設けたものでは、無しの場合に暗くなりがちであっ
た乱反射層３の立上り部分近くにおいて、その輝度が改
善されていることが理解できる。尚、図６，図８，図１
０、図１２において、特定の位置に輝度が局所的に低下
している部分があるが、これは、光源２の特性によると
ころのものであり、凸レンズ体６の有無に関係のない現
象である。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、従来必須
とされていた導光板を省略したから、この導光板を用い
た構成による軽量・薄肉化の限界を打破して、従来に比
べて重量並びに厚さを大幅に低減でき、それでいて、空
気層４に接する乱反射層３を、光源２から遠ざかる部位
を上向きに傾斜させ、かつ、光源２から照射される光
を、その射光部２０に近接配置した長尺な凸レンズ体６
により、光源２から離れた位置に集めるようにしたか
ら、光源２からの光を、乱反射層３に万遍なく、しか
も、十分に照射でき、輝度及びその均斉度を向上するこ
とができる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、凸レンズ体
６を、光源２の対面側を平坦面６１とした平凸レンズ６
１で構成したから、凸レンズ体６の長尺な形状を良好に
実現できると共に、光源２から遠ざかる部位であって暗
くなりがちな部分に効果的に光を当てることができ、そ
の集光機能も適正なものにでき、輝度を一層向上でき
る。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、凸レンズ体
６を、光源２の射光部２０に接触させたから、光源２か
らの光を、該光源２から遠ざかる部位であって暗くなり
がちな部分に効果的に当てることができ、光源２との関
係で、その集光機能も適正なものにでき、輝度の向上が
図れる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、リフレクタ
７により、光源２と凸レンズ体６とが一体的に保持さ
れ、凸レンズ体６の支持が良好に行えると共に、凸レン
ズ体６と光源２との接触状態も良好に保持できる。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、凸レンズ体
６の光射出方向前方直下に設ける長尺な帯状の非反射部
８により、光の照射が局部的に強くなりがちな光源２に
近い側で、輝線等が発生する弊害を防止することができ
る。

【００４２】請求項６記載の発明によれば、黒色テープ
８０により、非反射部８を簡易に形成することができ
る。

【００４３】請求項７記載の発明によれば、反射壁面９
により、光源２から側方に入射した光並びに乱反射層３
で乱反射した光が外部に漏れるのを防止することがで
き、輝度を向上できる。

【００４４】請求項８記載の発明によれば、帯状の反射
面９０により、主として乱反射層３で乱反射して光拡散
層５に導く光の漏れを良好に防止することができ、輝度
を向上できる。

【００４５】請求項９記載の発明によれば、白色系反射
シート３１とその上面に積層するレンズフィルム３２と
により、乱反射層３を簡易且つ良好に形成できる。

【００４６】請求項１０記載の発明によれば、スリガラ
ス状シート５１とこれに積層するレンズフィルム５２，
５３，５４とにより、光拡散層５を簡易且つ良好に形成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る面照明装置の内部の斜視図。

【図２】同面照明装置の断面図。

【図３】ハウジングの平面図。

【図４】ハウジング天板部の裏面図。

【図５】９点測定法による輝度測定ポイントを示す平面
図。

【図６】Ｒ２．５の凸レンズ体使用時の光源軸と平行な
中央部の輝度分布。

【図７】Ｒ２．５の凸レンズ体使用時の光源軸と垂直な
中央部の輝度分布。

【図８】Ｒ３．０の凸レンズ体使用時の光源軸と平行な
中央部の輝度分布。

【図９】Ｒ３．０の凸レンズ体使用時の光源軸と垂直な
中央部の輝度分布。

【図１０】Ｒ３．５の凸レンズ体使用時の光源軸と平行
な中央部の輝度分布。

【図１１】Ｒ３．５の凸レンズ体使用時の光源軸と垂直
な中央部の輝度分布。

【図１２】凸レンズ体非使用時の光源軸と平行な中央部
の輝度分布。

【図１３】凸レンズ体非使用時の光源軸と垂直な中央部
の輝度分布。

【符号の説明】

１；ハウジング、１１；天板部、２；光源、２０；射光
部、３；乱反射層、３１；白色系反射シート、３２；レ
ンズフィルム、４；空気層、５；光拡散層、５１；スリ
ガラス状シート、５２，５３，５４；レンズフィルム、
６；凸レンズ体、６１；平凸レンズ、７；リフレクタ、
８；非反射部、８０；黒色テープ、９；反射壁面、９
０；反射面

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング（１）に、一側方に射光部
   （２０）をもつ長尺な光源（２）と、この光源（２）の
   光射出方向前方側底部に拡がり、該光源（２）から遠ざ
   かる部位を上向きに傾斜させた乱反射層（３）と、この
   乱反射層（３）で乱反射した光を上面に向かって導く空
   気層（４）と、前記ハウジング（１）の上面に設ける光
   拡散層（５）と、前記光源（２）の射光部（２０）に近
   接配置する長尺な凸レンズ体（６）とを備えていること
   を特徴とする面照明装置。
2. 【請求項２】 凸レンズ体（６）が、光源（２）の対面
   側を平坦面とした平凸レンズ（６１）である請求項１記
   載の面照明装置。
3. 【請求項３】 凸レンズ体（６）を、光源（２）の射光
   部（２０）に接触させている請求項１又は請求項２記載
   の面照明装置。
4. 【請求項４】 光源（２）の背後を覆うリフレクタ
   （７）の端部を、凸レンズ体（６）の上下部に接着して
   いる請求項３記載の面照明装置。
5. 【請求項５】 凸レンズ体（６）の光射出方向前方直下
   に、長尺な帯状の非反射部（８）を設けている請求項１
   から請求項４何れか一記載の面照明装置。
6. 【請求項６】 非反射部（８）を、黒色テープ（８０）
   で形成している請求項５記載の面照明装置。
7. 【請求項７】 空気層（４）を取り囲む周辺部に、反射
   壁面（９）を形成している請求項１から請求項６何れか
   一記載の面照明装置。
8. 【請求項８】 ハウジング（１）の天板部（１１）の裏
   面で、かつ、反射壁面（９）の外方側に、帯状の反射面
   （９０）を設けている請求項７記載の面照明装置。
9. 【請求項９】 乱反射層（３）が、白色系反射シート
   （３１）と、その上面に積層するレンズフィルム（３
   ２）とから成る請求項１から請求項８何れか一記載の面
   照明装置。
10. 【請求項１０】 光拡散層（５）が、スリガラス状シー
    ト（５１）と、これに積層するレンズフィルム（５２，
    ５３，５４）とから成る請求項１から請求項９何れか一
    記載の面照明装置。