JP3427636B2 - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents
面光源装置及び液晶表示装置Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
- G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面光源装置及び液
晶表示装置に関する。特に、光源から出射する光を導光
板へ結合させ、導光板表面から外部に光を照射する面光
源装置に関する。また、当該面光源装置を用いた液晶表
示装置に関する。
晶表示装置に関する。特に、光源から出射する光を導光
板へ結合させ、導光板表面から外部に光を照射する面光
源装置に関する。また、当該面光源装置を用いた液晶表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は液晶表示パネル１の直下に配置さ
れた直下型面光源装置２の構造を示す概略断面図であ
る。この面光源装置２にあっては、導光板３の下面に断
面Ｕ字状の光源挿入溝４を形成し、光源挿入溝４内に熱
陰極管や冷陰極管等の直管形光源５を納めてある。導光
板３の下面には光散乱ドット（図示せず）が形成されて
おり、拡散ドットが形成された導光板３下面は反射シー
ト６で覆われている。光源挿入溝４の開口部分において
は、光源５と反射シート６の間に後部散乱膜７が配設さ
れている。また、導光板３の上面側では光源５と対向さ
せて前部散乱膜８を配置し、前部散乱膜８の上から導光
板３の上面に拡散シート９を貼着している。
れた直下型面光源装置２の構造を示す概略断面図であ
る。この面光源装置２にあっては、導光板３の下面に断
面Ｕ字状の光源挿入溝４を形成し、光源挿入溝４内に熱
陰極管や冷陰極管等の直管形光源５を納めてある。導光
板３の下面には光散乱ドット（図示せず）が形成されて
おり、拡散ドットが形成された導光板３下面は反射シー
ト６で覆われている。光源挿入溝４の開口部分において
は、光源５と反射シート６の間に後部散乱膜７が配設さ
れている。また、導光板３の上面側では光源５と対向さ
せて前部散乱膜８を配置し、前部散乱膜８の上から導光
板３の上面に拡散シート９を貼着している。
【０００３】しかして、光源５を発光させると、出射さ
れた光は光源挿入溝４の内壁面から導光板３内部へ導か
れる。光源５から下方へ向けて出射された光は、後部散
乱膜７で乱反射された後、光源挿入溝４の内壁面から導
光板３内部へ導かれるので、光の利用効率が向上する。
導光板３内部へ導かれた光は、導光板３上面における全
反射と導光板３下面における乱反射とを繰り返し、全反
射条件から外れた光が導光板３の上面から出射される。
導光板３の上面から出射された光は、拡散シート９で拡
散されて液晶表示パネル１を均一に照射する。また、光
源５と対向させて設けた前部散乱膜８は、光源５の上面
で光が集中しないようにして輝度ムラを防止している。
れた光は光源挿入溝４の内壁面から導光板３内部へ導か
れる。光源５から下方へ向けて出射された光は、後部散
乱膜７で乱反射された後、光源挿入溝４の内壁面から導
光板３内部へ導かれるので、光の利用効率が向上する。
導光板３内部へ導かれた光は、導光板３上面における全
反射と導光板３下面における乱反射とを繰り返し、全反
射条件から外れた光が導光板３の上面から出射される。
導光板３の上面から出射された光は、拡散シート９で拡
散されて液晶表示パネル１を均一に照射する。また、光
源５と対向させて設けた前部散乱膜８は、光源５の上面
で光が集中しないようにして輝度ムラを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面光源装置にあっては、輝度ムラを低減するために光源
に対向させて前部散乱膜を設けているが、それでも光源
の前面部分で導光板の輝度が高くなり、導光板の光出射
面に輝度バラツキを生じ易いという問題があった。
面光源装置にあっては、輝度ムラを低減するために光源
に対向させて前部散乱膜を設けているが、それでも光源
の前面部分で導光板の輝度が高くなり、導光板の光出射
面に輝度バラツキを生じ易いという問題があった。
【０００５】また、光源として熱陰極管や冷陰極管のよ
うな直管形の光源を用いているので、導光板の形状が制
約され、円形平板状の導光板や曲面状に湾曲した導光板
などを用いることができず、用途が限られていた。
うな直管形の光源を用いているので、導光板の形状が制
約され、円形平板状の導光板や曲面状に湾曲した導光板
などを用いることができず、用途が限られていた。
【０００６】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、光源の位置
における輝度が高いことによる導光板の光出射面におけ
る輝度バラツキを低減することにある。また、別な目的
は、光源に基因する導光板の形状に対する制約を緩和す
ることにある。
れたものであり、その目的とするところは、光源の位置
における輝度が高いことによる導光板の光出射面におけ
る輝度バラツキを低減することにある。また、別な目的
は、光源に基因する導光板の形状に対する制約を緩和す
ることにある。
【０００７】
【発明の開示】請求項１に記載の面光源装置は、光源
と、単一の屈折率を有する導光板と、前記導光板の背面
に配置された反射シートとからなり、前記光源が、前記
導光板の背面に設けられた円錐状をした光源挿入用の凹
みに設置されており、前記導光板の背面には、前記導光
板内部の光を散乱させるための光散乱用ドットが設けら
れており、前記光源からの光の少なくとも一部が、前記
導光板の前面及び／又は背面で反射された後、前記導光
板の前面から出射されるように構成されていることを特
徴としている。
と、単一の屈折率を有する導光板と、前記導光板の背面
に配置された反射シートとからなり、前記光源が、前記
導光板の背面に設けられた円錐状をした光源挿入用の凹
みに設置されており、前記導光板の背面には、前記導光
板内部の光を散乱させるための光散乱用ドットが設けら
れており、前記光源からの光の少なくとも一部が、前記
導光板の前面及び／又は背面で反射された後、前記導光
板の前面から出射されるように構成されていることを特
徴としている。
【０００８】しかして、請求項１に記載の面光源装置に
あっては、単一の屈折率を有する導光板の背面に設けら
れた円錐状をした光源挿入用の凹みに光源を設置してい
るので、面光源装置を薄型化することができる。
あっては、単一の屈折率を有する導光板の背面に設けら
れた円錐状をした光源挿入用の凹みに光源を設置してい
るので、面光源装置を薄型化することができる。
【０００９】また、請求項１に記載の面光源装置にあっ
ては、単一の屈折率を有する導光板の背面に設けられた
円錐状をした光源挿入用の凹みに光源が設置されてお
り、前記導光板の背面には、前記導光板内部の光を散乱
させるための光散乱用ドットが設けられていると共に反
射シートが配置されており、前記光源からの光の少なく
とも一部が、前記導光板の前面及び／又は背面で反射さ
れた後、前記導光板の前面から出射されるようにしてい
るので、光源から前方へ出射された光は光源挿入用凹み
の側面で側方向へ屈折しながら導光板内部へ入射する。
従って、光源から前方へ向けて導光板内部へ入射させら
れる光量を減少させることができ、光源の前方で導光板
の輝度が高くなって輝度ムラが生じるのを防止し、導光
板の光出射面における輝度分布を均一にすることができ
る。
ては、単一の屈折率を有する導光板の背面に設けられた
円錐状をした光源挿入用の凹みに光源が設置されてお
り、前記導光板の背面には、前記導光板内部の光を散乱
させるための光散乱用ドットが設けられていると共に反
射シートが配置されており、前記光源からの光の少なく
とも一部が、前記導光板の前面及び／又は背面で反射さ
れた後、前記導光板の前面から出射されるようにしてい
るので、光源から前方へ出射された光は光源挿入用凹み
の側面で側方向へ屈折しながら導光板内部へ入射する。
従って、光源から前方へ向けて導光板内部へ入射させら
れる光量を減少させることができ、光源の前方で導光板
の輝度が高くなって輝度ムラが生じるのを防止し、導光
板の光出射面における輝度分布を均一にすることができ
る。
【００１０】
【００１１】
【００１２】請求項２に記載の実施態様は、請求項１記
載の面光源装置において、前記凹みの内面に、光散乱用
の微細な凹凸を有することを特徴としている。
載の面光源装置において、前記凹みの内面に、光散乱用
の微細な凹凸を有することを特徴としている。
【００１３】この実施態様にあっては、光源から出た光
が凹みの内面から導光板内に入射する際に、微細な凹凸
によって散乱されるので、導光板内部における光の入射
方向を均一化することができ、ひいては光出射面におけ
る輝度分布を均一化することができる。
が凹みの内面から導光板内に入射する際に、微細な凹凸
によって散乱されるので、導光板内部における光の入射
方向を均一化することができ、ひいては光出射面におけ
る輝度分布を均一化することができる。
【００１４】請求項３に記載の実施態様は、請求項１記
載の面光源装置における前記光散乱用ドットが、光源の
近傍ほど密度が大きくなるように設けられていることを
特徴としている。
載の面光源装置における前記光散乱用ドットが、光源の
近傍ほど密度が大きくなるように設けられていることを
特徴としている。
【００１５】この実施態様にあっては、光源の近傍ほど
密度が大きくなるように光散乱ドットを設けているの
で、輝度分布の均一性を高めることができる。
密度が大きくなるように光散乱ドットを設けているの
で、輝度分布の均一性を高めることができる。
【００１６】請求項４に記載の実施態様は、請求項１記
載の面光源装置において、前記導光板の背面を湾曲させ
たことを特徴している。
載の面光源装置において、前記導光板の背面を湾曲させ
たことを特徴している。
【００１７】この実施態様にあっては、導光板の背面を
湾曲させているので、面光源装置から出射される光を前
方へ集光させることができ、前面輝度を向上させること
ができる。
湾曲させているので、面光源装置から出射される光を前
方へ集光させることができ、前面輝度を向上させること
ができる。
【００１８】請求項５に記載の実施態様は、請求項１記
載の面光源装置において、複数個の光源を導光板の各光
源挿入部に挿入することによって２次元的に配列し、光
源と光源の間において光を分離するための溝を導光板に
設けたことを特徴としている。
載の面光源装置において、複数個の光源を導光板の各光
源挿入部に挿入することによって２次元的に配列し、光
源と光源の間において光を分離するための溝を導光板に
設けたことを特徴としている。
【００１９】この実施態様にあっては、光源と光源の間
に光を分離するための溝を設けているので、一体に形成
された面光源装置において各光源を独立して発光させる
ことができる。従って、例えば文字表示装置などとして
用いることもできる。
に光を分離するための溝を設けているので、一体に形成
された面光源装置において各光源を独立して発光させる
ことができる。従って、例えば文字表示装置などとして
用いることもできる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】請求項６に記載の液晶表示装置は、液晶表
示パネルと、当該パネルの背面に対向させて配置された
請求項１〜５に記載の面光源装置とを備えたことを特徴
としている。
示パネルと、当該パネルの背面に対向させて配置された
請求項１〜５に記載の面光源装置とを備えたことを特徴
としている。
【００２３】本発明の面光源装置を液晶表示装置に用い
れば、光源の輝度バラツキを低減できるので、液晶表示
パネルの画像品質を向上させることができる。
れば、光源の輝度バラツキを低減できるので、液晶表示
パネルの画像品質を向上させることができる。
【００２４】
（第１の実施形態）図２及び図３は本発明の一実施形態
による面光源装置１１を示す分解斜視図及び断面図であ
る。この面光源装置１１は、主として発光ダイオード
（ＬＥＤ）や半導体レーザー（ＬＤ）等の固体発光素子
からなる１個の光源１２と導光板１３からなる小型の面
光源装置１１である。
による面光源装置１１を示す分解斜視図及び断面図であ
る。この面光源装置１１は、主として発光ダイオード
（ＬＥＤ）や半導体レーザー（ＬＤ）等の固体発光素子
からなる１個の光源１２と導光板１３からなる小型の面
光源装置１１である。
【００２５】導光板１３はポリカーボネイト樹脂やメタ
クリル樹脂等の透明樹脂によって四角平板状に形成され
ており、その背面中央部には断面が三角形（例えば、円
錐形）をした光源挿入用凹み１４が１つ凹設されてい
る。導光板１３の背面には、ドット印刷もしくは導光板
１３と一体成形することにより、導光板１３内部の光を
散乱させるための光散乱ドット１５が形成されている。
光散乱ドット１５は、光源１２に近い箇所ほどドット周
期を大きくしてドット密度を小さくし、光源１２から離
れるほどドット周期を小さくしてドット密度を大きくし
てあり、面光源装置１１の輝度分布を均一化している。
クリル樹脂等の透明樹脂によって四角平板状に形成され
ており、その背面中央部には断面が三角形（例えば、円
錐形）をした光源挿入用凹み１４が１つ凹設されてい
る。導光板１３の背面には、ドット印刷もしくは導光板
１３と一体成形することにより、導光板１３内部の光を
散乱させるための光散乱ドット１５が形成されている。
光散乱ドット１５は、光源１２に近い箇所ほどドット周
期を大きくしてドット密度を小さくし、光源１２から離
れるほどドット周期を小さくしてドット密度を大きくし
てあり、面光源装置１１の輝度分布を均一化している。
【００２６】光源１２の形状は特に限定されるものでは
ないが、例えば図４に示す光源１２では、リード１６と
導通した金属ステム１７の上面にＬＥＤチップ等の発光
素子１８をダイボンディングし、金属ステム１７と絶縁
されているリード１９と発光素子１８をボンディングワ
イヤー１９によって結線し、金属ステム１７の上面をモ
ールド樹脂部２０で覆っている。また、金属ステム１７
の上面には、機械加工やエッチング等によって粗面加工
２１が施されており、発光素子１８から出射されて金属
ステム１７上面に達した光を散乱させるようにしてい
る。なお、図示しないが、光源１２としては、ＬＥＤ等
の樹脂モールドパッケージ品を用いてもよい。
ないが、例えば図４に示す光源１２では、リード１６と
導通した金属ステム１７の上面にＬＥＤチップ等の発光
素子１８をダイボンディングし、金属ステム１７と絶縁
されているリード１９と発光素子１８をボンディングワ
イヤー１９によって結線し、金属ステム１７の上面をモ
ールド樹脂部２０で覆っている。また、金属ステム１７
の上面には、機械加工やエッチング等によって粗面加工
２１が施されており、発光素子１８から出射されて金属
ステム１７上面に達した光を散乱させるようにしてい
る。なお、図示しないが、光源１２としては、ＬＥＤ等
の樹脂モールドパッケージ品を用いてもよい。
【００２７】図２に示すように、導光板１３の背面に形
成された円錐形状の凹み１４には、上記のような小型の
光源１２が挿入されており、導光板１３の背面には反射
シート２２が配置されている。この反射シート２２に
は、光源１２のリード１６，１９を通すための孔２３が
開口されており、例えば反射シート２２の背後に配置さ
れているプリント配線基板に反射シート２２の孔２３を
通して突出させられたリード１６，１９を装着する。ま
た、導光板１３の前面（光出射面）には、必要に応じて
拡散シートが配置され、視野角の向上が図られる。
成された円錐形状の凹み１４には、上記のような小型の
光源１２が挿入されており、導光板１３の背面には反射
シート２２が配置されている。この反射シート２２に
は、光源１２のリード１６，１９を通すための孔２３が
開口されており、例えば反射シート２２の背後に配置さ
れているプリント配線基板に反射シート２２の孔２３を
通して突出させられたリード１６，１９を装着する。ま
た、導光板１３の前面（光出射面）には、必要に応じて
拡散シートが配置され、視野角の向上が図られる。
【００２８】図５はこの面光源装置１１の作用を説明す
るための光線図である。光源１２を発光させると、光源
１２から前方へ出射した光Ｒは、凹み１４の内壁面に達
すると、凹み１４の内壁面で屈折して導光板１３内部へ
進入する。このとき凹み１４の内壁面で屈折された光Ｒ
は、図５に示すように円錐形状の軸心を挟んで両側へ広
がるように屈折するので、軸心に沿って前方へ出射する
光の量が非常に少なくなる。この結果、光源１２の前方
における輝度が小さくなり、面光源装置１１における輝
度分布が均一化される。特に、この光源挿入用の凹み１
４の断面形状と光散乱ドット１５の密度分布との最適化
により輝度分布の均一化を図ることができ、従来のよう
に前部散乱膜を用いることなく輝度ムラを防止できる。
るための光線図である。光源１２を発光させると、光源
１２から前方へ出射した光Ｒは、凹み１４の内壁面に達
すると、凹み１４の内壁面で屈折して導光板１３内部へ
進入する。このとき凹み１４の内壁面で屈折された光Ｒ
は、図５に示すように円錐形状の軸心を挟んで両側へ広
がるように屈折するので、軸心に沿って前方へ出射する
光の量が非常に少なくなる。この結果、光源１２の前方
における輝度が小さくなり、面光源装置１１における輝
度分布が均一化される。特に、この光源挿入用の凹み１
４の断面形状と光散乱ドット１５の密度分布との最適化
により輝度分布の均一化を図ることができ、従来のよう
に前部散乱膜を用いることなく輝度ムラを防止できる。
【００２９】この実施形態では、光源１２としてＬＥＤ
等の固体発光素子を用い、光源１２を導光板１３内部に
埋め込むようにしているので、光源１２と導光板１３の
薄型化を図ることができ、面光源装置１１を薄型化でき
る。また、光源１２が小さいにも拘らず、光を同心状な
いし放射状に出射できるので、少ない数の光源１２で光
を均一に分布させることができ、面光源装置１１を小型
化できる。
等の固体発光素子を用い、光源１２を導光板１３内部に
埋め込むようにしているので、光源１２と導光板１３の
薄型化を図ることができ、面光源装置１１を薄型化でき
る。また、光源１２が小さいにも拘らず、光を同心状な
いし放射状に出射できるので、少ない数の光源１２で光
を均一に分布させることができ、面光源装置１１を小型
化できる。
【００３０】（第２の実施形態）上記実施形態において
は、光源挿入用の凹み１４が円錐状をしていたので、逆
に光源１２の前方で光量が不足して暗くなる恐れもあ
る。その場合には、光源挿入用の凹み１４の先端部に適
当なアールを持たせることが有効である。
は、光源挿入用の凹み１４が円錐状をしていたので、逆
に光源１２の前方で光量が不足して暗くなる恐れもあ
る。その場合には、光源挿入用の凹み１４の先端部に適
当なアールを持たせることが有効である。
【００３１】このような実施形態を図６の面光源装置２
４に示す。この面光源装置２４にあっては、光源挿入用
の凹み１４の先を尖端とせず、例えば球面状をした湾曲
面２５を形成している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、凹
み１４の先端部の湾曲面２５の曲率半径を順次大きくし
たとき、光源１２から前方へ出射した光が導光板１３へ
入射して導光板１３の光出射面から出射する様子の変化
を示している。ここで、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）の凹み
１４の湾曲面２５の曲率半径をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ
３とするとき、Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３＝１：５：７となって
いる。この図から分かるように、凹み１４の先端部の湾
曲面２５の曲率半径が小さいと図７（ａ）のように光源
１２の前方へ出射される光量が少なくなるが、曲率半径
を大きくすると、図７（ｂ）（ｃ）に示すように光源１
２の前方へ出射される光量が多くなって正面輝度が増加
する。従って、この湾曲面２５の曲率半径を設計パラメ
ータとすることにより、光源１２前方が明る過ぎたり暗
過ぎたりしないよう、輝度分布を均一化することができ
る。
４に示す。この面光源装置２４にあっては、光源挿入用
の凹み１４の先を尖端とせず、例えば球面状をした湾曲
面２５を形成している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、凹
み１４の先端部の湾曲面２５の曲率半径を順次大きくし
たとき、光源１２から前方へ出射した光が導光板１３へ
入射して導光板１３の光出射面から出射する様子の変化
を示している。ここで、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）の凹み
１４の湾曲面２５の曲率半径をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ
３とするとき、Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３＝１：５：７となって
いる。この図から分かるように、凹み１４の先端部の湾
曲面２５の曲率半径が小さいと図７（ａ）のように光源
１２の前方へ出射される光量が少なくなるが、曲率半径
を大きくすると、図７（ｂ）（ｃ）に示すように光源１
２の前方へ出射される光量が多くなって正面輝度が増加
する。従って、この湾曲面２５の曲率半径を設計パラメ
ータとすることにより、光源１２前方が明る過ぎたり暗
過ぎたりしないよう、輝度分布を均一化することができ
る。
【００３２】なお、ここで光源挿入用の凹み１４を奥へ
入るほど狭くなるようにすることによって光を側方へ拡
散させる効果を妨げないようにするためには、湾曲面２
５の曲率半径は、湾曲面２５から光源１２の中心までの
距離よりも小さくしておく必要がある。
入るほど狭くなるようにすることによって光を側方へ拡
散させる効果を妨げないようにするためには、湾曲面２
５の曲率半径は、湾曲面２５から光源１２の中心までの
距離よりも小さくしておく必要がある。
【００３３】（第３の実施形態）図８は本発明のさらに
別な実施形態における導光板１３の形状を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、光源挿入用の凹み１４
が断面台形状をしている。凹み１４は例えば円錐台形を
している。このような形状の凹み１４を設ければ、凹み
１４の先端面が平らになっているので、光源１２の正面
輝度を高くすることができ、この凹み１４の先端面の平
らな部分１４ａの面積を調整することにより輝度分布の
均一化を図ることができる。
別な実施形態における導光板１３の形状を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、光源挿入用の凹み１４
が断面台形状をしている。凹み１４は例えば円錐台形を
している。このような形状の凹み１４を設ければ、凹み
１４の先端面が平らになっているので、光源１２の正面
輝度を高くすることができ、この凹み１４の先端面の平
らな部分１４ａの面積を調整することにより輝度分布の
均一化を図ることができる。
【００３４】（第４の実施形態）図９は本発明のさらに
別な実施形態における導光板１３の形状を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、光源挿入用の凹み１４
が双曲面（楕円）の一部によって形成されている。この
ような形状の凹み１４にあっても、双曲面の曲率を変化
させることにより、輝度分布の均一化を図ることができ
る。
別な実施形態における導光板１３の形状を示す断面図で
ある。この実施形態にあっては、光源挿入用の凹み１４
が双曲面（楕円）の一部によって形成されている。この
ような形状の凹み１４にあっても、双曲面の曲率を変化
させることにより、輝度分布の均一化を図ることができ
る。
【００３５】（第５の実施形態）図１０は本発明のさら
に別な実施形態における導光板１３の形状を示す断面図
である。光源１２の前方へ出射される光量を増加させる
ためには、この実施形態のように、凹み１４の先端部分
に突起１４ｂ、例えば円錐形の突起を設けてもよい。こ
の場合にも、突起１４ｂの形状や大きさを調整すること
により、輝度分布の均一化を図ることができる。
に別な実施形態における導光板１３の形状を示す断面図
である。光源１２の前方へ出射される光量を増加させる
ためには、この実施形態のように、凹み１４の先端部分
に突起１４ｂ、例えば円錐形の突起を設けてもよい。こ
の場合にも、突起１４ｂの形状や大きさを調整すること
により、輝度分布の均一化を図ることができる。
【００３６】（第６、第７の実施形態）光源挿入用の凹
み１４は、奥へ入るほど幅が狭くなっているが、連続的
に狭くなっている必要はなく、図１１に示す実施形態の
ように階段状に順次狭くなっていてもよい。また、光源
挿入用の凹み１４は、少なくとも先端部で幅が次第に狭
くなっていればよく、図１２に示す実施形態のように、
先端部以外では奥へ入るほど幅が広くなる部分があって
も差し支えない。
み１４は、奥へ入るほど幅が狭くなっているが、連続的
に狭くなっている必要はなく、図１１に示す実施形態の
ように階段状に順次狭くなっていてもよい。また、光源
挿入用の凹み１４は、少なくとも先端部で幅が次第に狭
くなっていればよく、図１２に示す実施形態のように、
先端部以外では奥へ入るほど幅が広くなる部分があって
も差し支えない。
【００３７】（第８の実施形態）図１３は本発明のさら
に別な実施形態における導光板１３の構造を示す断面図
である。この実施形態にあっては、光源挿入用の凹み１
４の内壁面にシボ（粗面）加工１４ｃを施している。従
って、光源１２から出射した光が導光板１３に入射する
際、光は凹み１４のシボ加工された内壁面で散乱され、
導光板１３内部で光が均一化され、輝度分布を均一化さ
れる。
に別な実施形態における導光板１３の構造を示す断面図
である。この実施形態にあっては、光源挿入用の凹み１
４の内壁面にシボ（粗面）加工１４ｃを施している。従
って、光源１２から出射した光が導光板１３に入射する
際、光は凹み１４のシボ加工された内壁面で散乱され、
導光板１３内部で光が均一化され、輝度分布を均一化さ
れる。
【００３８】（第９の実施形態）図１４は本発明のさら
に別な実施形態における面光源装置２６を示す斜視図で
ある。この面光源装置２６にあっては、導光板１３の背
面に複数箇所の光源挿入用凹み１４を形成し、各凹み１
４内にそれぞれＬＥＤ等の光源１２を挿入したものであ
る。このように１枚の導光板１３に複数の光源１２を配
置することにより、面光源装置２６の輝度を向上させる
ことができると共に大面積の面光源装置２６を製作する
ことができる。
に別な実施形態における面光源装置２６を示す斜視図で
ある。この面光源装置２６にあっては、導光板１３の背
面に複数箇所の光源挿入用凹み１４を形成し、各凹み１
４内にそれぞれＬＥＤ等の光源１２を挿入したものであ
る。このように１枚の導光板１３に複数の光源１２を配
置することにより、面光源装置２６の輝度を向上させる
ことができると共に大面積の面光源装置２６を製作する
ことができる。
【００３９】（第１０、第１１、第１２の実施形態）本
発明の面光源装置にあっては、ＬＥＤのような固体発光
素子を用いることにより、任意の形状の導光板を用いる
ことが可能になる。特に、光源１２からは光が放射状な
いし同心状に出射されるので、１個の光源１２の場合に
は、図１５に示すような円板状をした導光板１３の中心
に光源１２を設けた面光源装置２７とすることもでき
る。また、図１６に示す面光源装置２８のように多角形
や異形の導光板１３を用いる場合も、その導光板１３の
形状に合わせて複数の光源１２を適当な配置で設けるこ
とにより均一な輝度分布の面光源１２を得ることができ
る。また、平板状の導光板１３に限らず、図１７に示す
面光源装置２９のように、湾曲した導光板１３やフレキ
シブルな素材で形成された導光板１３に光源１２を配置
することもできる。これらの面光源装置は液晶表示装置
のバックライトとしての使用に限らず、一般照明用の面
光源装置として室内照明用や自動車のテールランプ、方
向指示器などにも用いることができる。
発明の面光源装置にあっては、ＬＥＤのような固体発光
素子を用いることにより、任意の形状の導光板を用いる
ことが可能になる。特に、光源１２からは光が放射状な
いし同心状に出射されるので、１個の光源１２の場合に
は、図１５に示すような円板状をした導光板１３の中心
に光源１２を設けた面光源装置２７とすることもでき
る。また、図１６に示す面光源装置２８のように多角形
や異形の導光板１３を用いる場合も、その導光板１３の
形状に合わせて複数の光源１２を適当な配置で設けるこ
とにより均一な輝度分布の面光源１２を得ることができ
る。また、平板状の導光板１３に限らず、図１７に示す
面光源装置２９のように、湾曲した導光板１３やフレキ
シブルな素材で形成された導光板１３に光源１２を配置
することもできる。これらの面光源装置は液晶表示装置
のバックライトとしての使用に限らず、一般照明用の面
光源装置として室内照明用や自動車のテールランプ、方
向指示器などにも用いることができる。
【００４０】（第１３の実施形態）図１８は本発明のさ
らに別な実施形態による面光源装置３０を示す断面図で
ある。この面光源装置３０にあっては、導光板１３の厚
みは中心から周辺へ向かうにつれて厚みが薄くなってい
る。例えば、導光板１３の前面は平坦面となっており、
背面は球面状や放物面状に湾曲した湾曲面３１となって
いる。そして、湾曲した導光板１３の背面には、印刷も
しくは一体成形により光散乱ドット１５が形成されてお
り、光散乱ドット１５は光源１２の近傍では密度を大き
く、光源１２から離れた位置では密度が小さくなるよう
に設けられている。導光板１３の背面の中央部には円錐
形状をした光源挿入用の凹み１４が形成されており、こ
の凹み１４にＬＥＤ等の光源１２が挿入され、導光板１
３の背面には反射シート２２が設けられている。
らに別な実施形態による面光源装置３０を示す断面図で
ある。この面光源装置３０にあっては、導光板１３の厚
みは中心から周辺へ向かうにつれて厚みが薄くなってい
る。例えば、導光板１３の前面は平坦面となっており、
背面は球面状や放物面状に湾曲した湾曲面３１となって
いる。そして、湾曲した導光板１３の背面には、印刷も
しくは一体成形により光散乱ドット１５が形成されてお
り、光散乱ドット１５は光源１２の近傍では密度を大き
く、光源１２から離れた位置では密度が小さくなるよう
に設けられている。導光板１３の背面の中央部には円錐
形状をした光源挿入用の凹み１４が形成されており、こ
の凹み１４にＬＥＤ等の光源１２が挿入され、導光板１
３の背面には反射シート２２が設けられている。
【００４１】しかして、光源１２から出射された光Ｒは
凹み１４の内壁面から導光板１３内部に進入し、光散乱
ドット１５で散乱し、あるいは導光板１３の前面及び反
射シート２２で反射しながら導光板１３の前面から出射
される。また、導光板１３の背面が湾曲して導光板１３
の周辺部が薄くなっているので、導光板１３の側面から
抜ける光をなくすことができ、光の利用効率を向上させ
ることができる。このような面光源装置３０によれば、
正面輝度が高く、均一な輝度分布を有する面光源装置を
得ることができ、例えば照明装置や発光源として用いる
ことができる。
凹み１４の内壁面から導光板１３内部に進入し、光散乱
ドット１５で散乱し、あるいは導光板１３の前面及び反
射シート２２で反射しながら導光板１３の前面から出射
される。また、導光板１３の背面が湾曲して導光板１３
の周辺部が薄くなっているので、導光板１３の側面から
抜ける光をなくすことができ、光の利用効率を向上させ
ることができる。このような面光源装置３０によれば、
正面輝度が高く、均一な輝度分布を有する面光源装置を
得ることができ、例えば照明装置や発光源として用いる
ことができる。
【００４２】（第１４の実施形態）図１９は本発明のさ
らに別な実施形態による面光源装置３２を示す背面側か
らの斜視図である。この面光源装置３２は図１８に示し
たような面光源装置３０を単位光源領域１３ａとして複
数個配列させた構造となっている。すなわち、１枚の導
光板１３の背面には、複数個の湾曲面３１が配列されて
おり、各湾曲面３１の中心部に設けられた凹み１４内に
それぞれ光源１２が挿入されている。従って、このよう
な面光源装置３２によれば、大面積の面光源装置を得る
ことができる。
らに別な実施形態による面光源装置３２を示す背面側か
らの斜視図である。この面光源装置３２は図１８に示し
たような面光源装置３０を単位光源領域１３ａとして複
数個配列させた構造となっている。すなわち、１枚の導
光板１３の背面には、複数個の湾曲面３１が配列されて
おり、各湾曲面３１の中心部に設けられた凹み１４内に
それぞれ光源１２が挿入されている。従って、このよう
な面光源装置３２によれば、大面積の面光源装置を得る
ことができる。
【００４３】しかも、各光源領域１３ａ間においては、
導光板１３の裏面において光を分離するための溝３３
（湾曲面３１どうしの境界線）が形成されているので、
点灯している光源１２の光が隣接する光源領域１３ａへ
漏れる恐れがほとんどない。従って、各光源１２を単独
で点滅させられるようにすることにより、図２０に示す
ような文字やマーク等を表示するための文字表示装置３
４として使用することができる。
導光板１３の裏面において光を分離するための溝３３
（湾曲面３１どうしの境界線）が形成されているので、
点灯している光源１２の光が隣接する光源領域１３ａへ
漏れる恐れがほとんどない。従って、各光源１２を単独
で点滅させられるようにすることにより、図２０に示す
ような文字やマーク等を表示するための文字表示装置３
４として使用することができる。
【００４４】（第１５の実施形態）図２１は本発明のさ
らに別な実施形態による液晶表示装置３５を示す断面図
である。この液晶表示装置３５は、本発明の構成を備え
た面光源装置３６の上面に拡散シート３７を配設し、そ
の上に９０度回して重ねた２枚のプリズムシート３８，
３９を置き、その上に微小レンズを多数形成したレンズ
パネル４０を配置し、その上方に液晶表示パネル４１を
配置したものである。液晶表示パネル４１は、ＴＦＴや
配線を形成されたガラス板４２と透明電極やカラーフィ
ルタ等を形成されたガラス板４３の間に液晶材料を封止
し、その両面に偏光板４４を配置したものである。
らに別な実施形態による液晶表示装置３５を示す断面図
である。この液晶表示装置３５は、本発明の構成を備え
た面光源装置３６の上面に拡散シート３７を配設し、そ
の上に９０度回して重ねた２枚のプリズムシート３８，
３９を置き、その上に微小レンズを多数形成したレンズ
パネル４０を配置し、その上方に液晶表示パネル４１を
配置したものである。液晶表示パネル４１は、ＴＦＴや
配線を形成されたガラス板４２と透明電極やカラーフィ
ルタ等を形成されたガラス板４３の間に液晶材料を封止
し、その両面に偏光板４４を配置したものである。
【００４５】しかして、光源１２から出射された光は光
源挿入用の凹み１４の側面から導光板１３内部に入り、
導光板１３上面の光出射面から均一に出射される。つい
で、光出射面から出射された光は、拡散シート３７を通
過することによって均一化され、プリズムシート３８，
３９で前面方向へ光の方向を揃えられた後、レンズパネ
ル４０で液晶表示パネル４１の画素開口へ集光される。
源挿入用の凹み１４の側面から導光板１３内部に入り、
導光板１３上面の光出射面から均一に出射される。つい
で、光出射面から出射された光は、拡散シート３７を通
過することによって均一化され、プリズムシート３８，
３９で前面方向へ光の方向を揃えられた後、レンズパネ
ル４０で液晶表示パネル４１の画素開口へ集光される。
【００４６】（第１６の実施形態）図２２は本発明のさ
らに別な実施形態による面光源装置４５を示す分解斜視
図である。この面光源装置４５は冷陰極管や熱陰極管の
ような直管状光源４６を用いたものである。平板状の導
光板１３の背面には、溝状をした光源挿入用の凹み４７
が形成されており、凹み４７の長さ方向と直交する断面
においては、凹み４７の奥に入るに従ってその幅が次第
に狭くなっている。直管状の光源４６を該凹み４７内に
挿入した後、導光板１３の背面は反射シート２２によっ
て覆われる。このような溝状の凹み４７内に直管状の光
源４６を挿入した場合においても、光源４６の前方の輝
度を抑制することができ、面光源装置４５の輝度分布を
均一化することができる。この面光源装置４５も液晶表
示装置のバックライトに限らず、一般照明用としても用
いることができる。
らに別な実施形態による面光源装置４５を示す分解斜視
図である。この面光源装置４５は冷陰極管や熱陰極管の
ような直管状光源４６を用いたものである。平板状の導
光板１３の背面には、溝状をした光源挿入用の凹み４７
が形成されており、凹み４７の長さ方向と直交する断面
においては、凹み４７の奥に入るに従ってその幅が次第
に狭くなっている。直管状の光源４６を該凹み４７内に
挿入した後、導光板１３の背面は反射シート２２によっ
て覆われる。このような溝状の凹み４７内に直管状の光
源４６を挿入した場合においても、光源４６の前方の輝
度を抑制することができ、面光源装置４５の輝度分布を
均一化することができる。この面光源装置４５も液晶表
示装置のバックライトに限らず、一般照明用としても用
いることができる。
【００４７】（第１７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４８を示す分解斜視
図である。この面光源装置４８も導光板１３の背面に溝
状をした光源挿入用の凹み４７を設け、この凹み４７内
に冷陰極管や熱陰極管のような直管状光源４６を挿入し
ている。図２２の面光源装置４５と異なる点は、導光板
１３の背面を両側で次第に薄くなるようにして凹み４７
と直交する方向の断面において導光板１３の背面を湾曲
させている。この面光源装置４８では、裏面が湾曲して
いるので、輝度分布を均一化すると同時に、光を前方へ
集めて正面輝度を向上させることができる。
らに別な実施形態による面光源装置４８を示す分解斜視
図である。この面光源装置４８も導光板１３の背面に溝
状をした光源挿入用の凹み４７を設け、この凹み４７内
に冷陰極管や熱陰極管のような直管状光源４６を挿入し
ている。図２２の面光源装置４５と異なる点は、導光板
１３の背面を両側で次第に薄くなるようにして凹み４７
と直交する方向の断面において導光板１３の背面を湾曲
させている。この面光源装置４８では、裏面が湾曲して
いるので、輝度分布を均一化すると同時に、光を前方へ
集めて正面輝度を向上させることができる。
【図１】液晶表示装置として用いられている、従来の面
光源装置を示す一部破断した側面図である。
光源装置を示す一部破断した側面図である。
【図２】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。
解斜視図である。
【図３】同上の面光源装置の断面図である。
【図４】同上の面光源装置に用いられている光源の斜視
図である。
図である。
【図５】同上の面光源装置の作用説明図である。
【図６】本発明の別な実施形態による面光源装置を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の面光源装置の作用
説明図である。
説明図である。
【図８】本発明のさらに別な実施形態による面光源装置
に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
【図９】本発明のさらに別な実施形態による面光源装置
に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
【図１０】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
【図１２】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
【図１３】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
置に用いられる導光板の形状を示す断面図である。
【図１４】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図１５】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図１６】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図１７】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図１８】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図１９】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す背面側からの斜視図である。
置を示す背面側からの斜視図である。
【図２０】同上の面光源装置を文字表示装置として使用
している様子を示す斜視図である。
している様子を示す斜視図である。
【図２１】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置を示す一部破断した側面図である。
装置を示す一部破断した側面図である。
【図２２】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す分解斜視図である。
置を示す分解斜視図である。
【図２３】本発明のさらに別な実施形態による面光源装
置を示す分解斜視図である。
置を示す分解斜視図である。
１２ 光源
１３ 導光板
１４ 光源挿入用の凹み
１４ｃ シボ加工
１５ 光散乱ドット
１８ 発光素子
２１ 粗面加工
２２ 反射シート
２５ 湾曲面
３１ 湾曲面
４１ 液晶表示パネル
４６ 直管状の光源
４７ 溝状の凹み
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−249320（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−122537（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−190910（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−242321（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−120754（ＪＰ，Ａ)
実開 平７−40283（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−176889（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−77380（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭54−25093（ＪＰ，Ｕ)
実開 平１−6604（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭54−37090（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭52−13901（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/00
F21V 8/00
G02F 1/1335 - 1/3363
G09F 9/00
G09F 13/18
Claims (6)
- 【請求項１】 光源と、単一の屈折率を有する導光板
と、前記導光板の背面に配置された反射シートとからな
り、 前記光源が、前記導光板の背面に設けられた円錐状をし
た光源挿入用の凹みに設置されており、 前記導光板の背面には、前記導光板内部の光を散乱させ
るための光散乱用ドットが設けられており、 前記光源からの光の少なくとも一部が、前記導光板の前
面及び／又は背面で反射された後、前記導光板の前面か
ら出射されるように構成されている ことを特徴とする面
光源装置。 - 【請求項２】 前記凹みの内面に、光散乱用の微細な凹
凸を有することを特徴とする、請求項１に記載の面光源
装置。 - 【請求項３】 前記光散乱用ドットは、光源の近傍ほど
密度が大きくなるように設けられていることを特徴とす
る、請求項１に記載の面光源装置。 - 【請求項４】 前記導光板の背面を湾曲させたことを特
徴とする、請求項１に記載の面光源装置。 - 【請求項５】 複数個の光源を導光板の各光源挿入部に
挿入することによって２次元的に配列し、光源と光源の
間において光を分離するための溝を導光板に設けたこと
を特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。 - 【請求項６】 液晶表示パネルと、当該パネルの背面に
対向させて配置された請求項１〜５に記載の面光源装置
とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25773096A JP3427636B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 面光源装置及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25773096A JP3427636B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 面光源装置及び液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082915A JPH1082915A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3427636B2 true JP3427636B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=17310306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25773096A Expired - Fee Related JP3427636B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 面光源装置及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427636B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010593A1 (fr) | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Fujifilm Corporation | Plaque de guidage de lumière unitaire, unité de plaque de guidage de lumière, dispositif d'éclairage plan et dispositif d'affichage à cristaux liquides |
| US7762705B2 (en) | 2005-12-15 | 2010-07-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Surface light source device and display device using the same |
| US9182538B2 (en) | 2008-10-01 | 2015-11-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Planar light source device and display apparatus incorporating same |
| WO2018105597A1 (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | オムロン株式会社 | 導光板、面光源装置、表示装置及び電子機器 |
| KR20190042719A (ko) | 2016-12-22 | 2019-04-24 | 오므론 가부시키가이샤 | 도광판, 면 광원 장치, 표시 장치 및 전자 기기 |
| KR20190042718A (ko) | 2016-12-20 | 2019-04-24 | 오므론 가부시키가이샤 | 도광판, 면 광원 장치, 표시 장치 및 전자 기기 |
Families Citing this family (80)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4246821B2 (ja) * | 1998-09-18 | 2009-04-02 | アンリツ株式会社 | 拡散板及びそれを用いた液晶表示装置用バックライト |
| JP4261659B2 (ja) * | 1998-12-16 | 2009-04-30 | シチズン電子株式会社 | 面状光源装置 |
| JP2001184921A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Toshiba Corp | 発光装置 |
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