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発明の名称 面状光源装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−35226(P2001−35226A)
公開日 平成13年2月9日(2001.2.9)
出願番号 特願平11−203748
出願日 平成11年7月16日(1999.7.16)
代理人 【識別番号】100065226
【弁理士】
【氏名又は名称】朝日奈 宗太 (外1名)
【テーマコード(参考)】
2H038
2H091
【Fターム(参考)】
2H038 AA52 AA55 
2H091 FA21Z FA23Z FB02 FC17 FD06 LA03 LA18
発明者 伊藤 敦史
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 透光性材料からなる導光板と、該導光板の少なくとも1つの側面端部である入光面に近接して配設された少なくとも1本の棒状光源と、前記棒状光源の前記導光板と相対する面以外の部分を覆う筒状反射部材と、前記導光板の後面に相対する位置に近接して配設された平面状反射部材とからなるサイドライト型の面状光源装置であって、前記導光板の入光面における前記棒状光源の光量が減少する位置の近傍に、前記導光板の入光面に対して傾斜した斜面が形成されてなる面状光源装置。
【請求項2】 前記斜面が、前記入光面に対して6°以上傾斜してなる請求項1記載の面状光源装置。
【請求項3】 前記棒状光源の光量が相対的に減少する位置へ向かうにつれて、前記斜面の幅が増加してなる請求項1または2記載の面状光源装置。
【請求項4】 前記棒状光源の光量が相対的に減少する位置へ向かうにつれて、前記導光板の斜面と入光面との角度が増加されてなる請求項1、2または3記載の面状光源装置。
【請求項5】 前記棒状光源の光量が減少する位置が、当該棒状光源両端の電極部が存在する位置である請求項1、2、3または4記載の面状光源装置。
【請求項6】 前記斜面が、前記導光板の入光面の前面側および/または後面側に形成されてなる請求項1、2、3、4または5記載の面状光源装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は面状光源装置に関する。さらに詳しくは液晶表示装置用のバックライトなどに用いられる面状光源装置であり、ランプなどの棒状光源の電極部付近などに生じる輝度むらを解消した面状光源装置である。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶表示装置用のバックライトとして、図5〜6に示されるような面状光源装置が用いられている。従来の面状光源装置は、棒状光源であるランプ21と、筒状反射部材であるランプリフレクタ22と、導光板23と、平面状反射部材である反射シート24とから構成されている。ランプ21は主に冷陰極管(CFL)からなり、該ランプ21から出る光は、直接またはランプリフレクタ22を介して導光板23に入射される。導光板23には、透明性材料が用いられ、主に光の透過率が高いポリメチルメタクリレート(PMMA)が採用される。図6に示されるように、θ21の角度で導光板23の入光面23aに入射した光は屈折し、導光板23内でその角度θ22はスネルの法則より0〜42°となる。そののち、光は導光板23の前面23bまたは後面23cに当ることになるが、その入射角θ23は90°−θ22で表わされ、48〜90°となる。PMMAの全反射角は42°であるため、θ23は全反射角となる。すなわち、導光板23の入光面23aより入射する光はすべて全反射条件を満たすこととなり、導光板23の前面23b、後面23cから出ることはない。このため、導光板23の後面23cには前面23bに光を出す工夫が施されており、主に白色印刷により散乱部25が形成されている。光がこの散乱部25に当ると散乱して導光板23内での光の全反射条件が破られるため導光板23の表示面側である前面23bから光を出射する。この散乱部25は光を吸収せず、散乱のみさせる材料が用いられる。散乱部25で散乱された光は、導光板23の反表示面側である後面23cにも散乱されるため、その光を表示面側の前面23bに反射させるために反射シート24が後面23cに置かれている。一般的に反射シート24は、図6に示す通り、ランプリフレクタ22の内部まで配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年パーソナルコンピュータの小型化に伴い、液晶表示装置にも狭額縁化(すなわち図7に示されるフレーム26の幅を小さくすること)が強く要求されている。しかし、ランプ21には本来の発光領域のほかに電極部21a(ただし図7において、理解容易のためにフレーム26外部へ電極部21aが引き出されている)など非発光領域がバックライトの表示部に影響し、ランプ21の両端近傍において光量が低下する輝度むらXを発生させる。この輝度むらXを有効に回避することができればランプ21の長さを表示部寸法まで短くすることができる。すなわち、バックライトの外径寸法を小さくすることができ、狭額縁化にとってきわめて重要な技術となる。
【0004】従来、この輝度むらXを回避する方法として図6の導光板23の後面23cの印刷による散乱部25を多くする方法が広く用いられている。しかし、近年、導光板23の後面23cに印刷による散乱部25を施さないタイプの導光板も登場している。
【0005】印刷を用いずに輝度むらXを回避する方法として、導光板の入光面を該入光面の両側端へ向かうほど散乱するように粗面を形成する技術が公開されている(特開平9-160036号公報)が、この技術では導光板を射出成型後、サンドペーパーなどを用いた粗面形成工程をさらに追加する必要がある。
【0006】本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、印刷を用いずに輝度むらXを有効に回避し、かつ製造容易な面状光源装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の面状光源装置は、透光性材料からなる導光板と、該導光板の少なくとも1つの側面端部である入光面に近接して配設された少なくとも1本の棒状光源と、前記棒状光源の前記導光板と相対する面以外の部分を覆う筒状反射部材と、前記導光板の後面に相対する位置に近接して配設された平面状反射部材とからなるサイドライト型の面状光源装置であって、前記導光板の入光面における前記棒状光源の光量が減少する位置の近傍に、前記導光板の入光面に対して傾斜した斜面が形成されてなることを特徴とする。
【0008】前記斜面が、前記入光面に対して6°以上傾斜してなるのが好ましい。
【0009】前記棒状光源の光量が相対的に減少する位置へ向かうにつれて、前記斜面の幅が増加してなるのが好ましい。
【0010】前記棒状光源の光量が相対的に減少する位置へ向かうにつれて、前記導光板の斜面と入光面との角度が増加されてなるが好ましい。
【0011】前記棒状光源の光量が減少する位置が、当該棒状光源両端の電極部が存在する位置であるのが好ましい。
【0012】前記斜面が、前記導光板の入光面の前面側および/または後面側に形成されてなるのが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明の面状光源装置をさらに詳細に説明する。図1は本発明の面状光源装置の一実施の形態を示す分解斜視説明図、図2は図1の導光板の要部拡大斜視図、図3は図2の導光板の側面近傍の断面説明図および図4は本発明の面状光源装置の他の実施の形態にかかわる導光板の要部拡大斜視図である。
【0014】実施の形態1図1〜3に示される面状光源装置は、棒状光源であるランプ1と、筒状反射部材であるランプリフレクタ2と、導光板3と、平面状反射部材である反射シート4とから構成され、導光板3の入光面3aにおけるランプ1の光量が減少する位置の近傍に、導光板3の入光面3aに対して傾斜した斜面3dが形成されている。
【0015】また、従来と同様に、ランプ1は主に冷陰極管(CFL)からなり、該ランプ1から出る光は、直接またはランプリフレクタ2を介して導光板3に入射される。導光板3には、透明性材料が用いられ、主に光の透過率が高いポリメチルメタクリレート(PMMA)が採用されている。
【0016】図1〜3の斜面3dは、前記輝度むらX(図7参照)を回避するために形成されたものである。この斜面3dは、入光面3aに対して所定の角度αとなるように形成されている。図3に示される入射光θ11は、0〜90°の範囲では、導光板3内での光θ12はスネルの法則により0〜42°となる。この入射した光が導光板3の前面3b、後面3cに当たる角度θ13はそれぞれつぎのようになる。
【0017】■ 図3の経路Iのように、後面3c側から斜面3dに入射し、前面3bに当たる光はθ13=90°+α−θ12であり、また導光板3内部ではスネルの法則より、0≦θ12≦42°であるため、αの値によらずθ13はPMMAの全反射角42°よりも常に大きくなるので、全反射となる。
【0018】■ 図3の経路IIのように、ランプ1側からほぼ水平に斜面3dに当たる光は、θ13=90−α+θ12となる。前述と同様に、0≦θ12≦42°であるため、αが48°以上であれば入射光の一部は導光板3内での全反射条件から外れ(すなわち、θ13<42°になる)、前面3b側から出射される。
【0019】■ 図3の経路IIIのように、前面3b側から斜面3dに入射し、後面3cに当たる光は、θ13=90°−α−θ12となる。α≧6°の場合全反射条件から外れる光が存在し、α≧48°の場合ではすべての光が全反射条件から外れ、前面3b側から出射される。
【0020】以上のことから、α≧6°であれば斜面3dから入射する光のうち、少なくとも図3の経路IIIの光は、導光板3内での光の全反射条件から外れ、輝度むらX(図7参照)の位置に光を出すことができる。なお、αの上限はとくにないが、αが90°の場合、斜面3dが前面3bと一致するので無意味である。
【0021】また、全反射条件から外れる光の量は、斜面3dの幅W(図2参照)に比例する。したがって、図2〜3に示されるように、導光板3の入光面3aに対してαの角度を有する斜面3dを形成し、幅Wをランプ1からの光量が相対的に減少する位置へ向かうにつれて増大させることにより、輝度むらXを回避することができる。この場合のαは、前述のとおり、6°以上でなければならない。また、ランプ1側に相対する入光面3aから入った光のうち斜面3dに当たる光も存在することになるが、その場合の光は全反射条件を満たすこととなり、無駄とはならない。
【0022】実施の形態2導光板3の入光面3aと斜面3dとのなす角度αが6°以上であればαが大きくなるにしたがい、θ13において、全反射条件を満たさない光が多くなる。そこで図4に示されるように、ランプ1の両端にある電極部(図示せず)に近づくほどランプ1からの光量が減少するので、それに合わせてαを大きくすることによっても輝度むらXを解消することができる。すなわち、この場合の導光板3は、両端へ向かうにつれて次第にαが大きくなる形状となる。一方、ランプ1の中心方向ではランプ1からの光量が充分なためαは小さくなっていくようにすればよい。ランプ1の中心方向の斜面3d両端部ではα=0でなければ、入光面3aとの段差によりスジ状の輝度むらが発生する。
【0023】前記実施の形態1および2では、前記散乱部25(図6参照)を印刷しない導光板について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来の散乱部25を印刷した導光板にも適用できる。
【0024】また、前記実施の形態1および2では、導光板3の前面3b側にのみ斜面3dを形成しているが、導光板3の後面3c側にも形成してもよく、さらに、導光板3の前面3b側および後面3c側の両方に形成してもよい。
【0025】また、前記実施の形態1および2では、サイドライト型面状光源によく用いられる楔状の導光板を例にあげて説明したが、平板状の導光板も使用することができる。すなわち、導光板の少なくとも2側面以上に棒状光源を有しているサイドライト型面状光源においても各側面に斜面3dを形成すればよい。また、蛍光ランプを用いないサイドライト型面状光源装置においても光源からの光量が弱い所の導光板の角を落として斜面を形成することによって輝度むらを回避することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、散乱部の印刷を施していない導光板を用いた面状光源装置であっても輝度むらの発生を有効に回避することができる。
【0027】また、本発明では、導光板を成型するときに斜面を一体形成することができるため、新たな工程を追加することなく、製造が容易である。




 

 


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