JPH0627327A

JPH0627327A - 照明装置

Info

Publication number: JPH0627327A
Application number: JP4184975A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Funamoto; 達昭舟本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】プリズムシートを利用した導光を目的とする
透明板を用いた照明装置において、プリズムによる反射
光線を有効に出光させ、全効率を向上する。【構成】透明板の出光面側にプリズムシート、反出光
面側にプリズム構造を形成した光反射シートを配置し、
プリズムシートのプリズム面において反射した光線を光
反射シートのプリズム面にてより出光面に対して低い角
度に反射して、ついでプリズムシートにおいて出光させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄型の照明装置に関す
る。

【０００２】さらに詳しくは、棒状光源と導光系よりな
り、液晶表示体等のバックライトとして用いられる照明
装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、導光のための透明板と表面にプリ
ズム構造を形成したシート（以下プリズムシート）を有
する照明装置は、特開昭６３−３１８００３および特開
平３−６９１８４に示されるような構成であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
照明装置は、プリズムシートの光学作用により、出光面
の法線方向から角度の大きい光束を概ね法線方向に変換
するため、見かけの輝度を高めることができるが、法線
方向の光束はプリズム面で反射され透明板に戻されるた
め、結果として効率を下げているという問題点を有して
いた。

【０００５】そこで、本発明は従来のこのような問題点
を解決するため、簡単な構造にて従来より高輝度な照明
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の照明装置は、乳白色系の拡散層が設けられ
た透明板と、該透明板の端面に隣接配置した光源と、表
面に細かいプリズム構造を連続的に形成した透明シート
を該透明板の出光面に重ねて配置した照明装置におい
て、前記透明板の出光面に対向する面に、表面に細かい
プリズム構造を連続的に形成した白色または鏡面を持っ
た反射シートを重ねて配置したことを特徴とする。

【０００７】また、前記反射シートに形成したプリズム
構造の頂角が１２０度から１６０度であることを特徴と
する。

【０００８】

【実施例】以下に本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。図１および図２において、透明板１は概長方形で一
定の厚みを持つ透明な板であり、少なくとも出光面２と
反出光面３、望ましくは全ての面が鏡面（平滑面）によ
り構成される。透明板１の材質としては、光吸収が少な
く、屈折率が空気より大きい透明材料なら何でもよい
が、特に屈折率１．４１以上が望ましく、アクリル樹
脂、アモルファスポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリスチレン樹脂、ガラス等が用いられる。
屈折率が１．４１以上の場合、臨界角が４５度以下とな
り透明板１に入射した全ての光線は端面４と概直角をな
す鏡面で全反射をすることができる。

【０００９】透明板１の反出光面３には印刷または形状
付加により拡散系５が設けられている。拡散系５は反出
光面３上に細線状または網点状に形成され鏡面部に対し
て一定の分布を持っている。これは、透明板１の端面４
より入射した光線が端面４と概直角をなす出光面２、反
出光面３の鏡面部により全反射し、透明板１中を端面４
からより遠くに進むのに対して、ある確率で拡散系５に
到達し一部が出光面２より出光するのに必要なためであ
る。

【００１０】透明板１を構成する面がすべて鏡面である
ことが望ましいのは、透明板１が板状であるため出光面
２、反出光面３に対して他の面は面積が小さいため寄与
は少ないが、それでも全反射の効果により光線が透明板
１中にとどまる確率が大きくなり、結果として出光効率
が上がることによる。例えば透明板１として概長方形の
アクリル樹脂板を用いた場合、臨界角が約４２度である
ため、端面４より入射した光線は拡散系５に到達しない
限り、端面４の反対側の端面以外からは出光しないこと
になる。

【００１１】透明板１の端面４には光源６が隣接配置さ
れる。光源６として、蛍光管を用いる。光源としては白
熱灯、線状に配列された発光ダイオード、光ファイバー
により導入された光等何でもよいが、発光効率、色、取
り扱い等の条件により蛍光管が適している。光源６は透
明板１の端面４の一面あるいは二面以上、最大で全周に
配置され、光源６からの光線は、透明板１に導かれる。

【００１２】透明板１の出光面２側にはプリズムシート
７を重ねて配置し、反出光面３側には光反射シート９を
配置している。プリズムシート７および光反射シート９
は透明板１に対してわずかな空気層を介して配置されて
おり、この空気層は前述した臨界角による全反射のため
に必要である。プリズムシート７は出光面２より出光し
た光線を出光面２に概垂直に多く分布した方向に屈折を
する作用を持つ。

【００１３】光反射シート９は、拡散系５で拡散したの
ち出光面２で反射し反出光面３を通過した光線、プリズ
ムシート７により反射して透明板１を通過した光線等を
さらにプリズムシート７側に戻す働きをする。

【００１４】また光源６を覆うようにして反射シート１
０が配置される。反射シート１０は光源６からの光線を
端面４に導く働きをし、白色または銀、アルミニウム等
を表面に蒸着したプラスチックシート、成形品等が用い
られる。

【００１５】プリズムシート７にはポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂等が用いられ、片面は概平面、もう一
面は頂角が概ね８０度から１００度である連続したプリ
ズム構造をなしている。プリズムシート７の平面側を透
明板１の出光面２に向けて配置する。これにより出光面
２より出た光線はプリズムシート７の平面側より入光し
プリズム面から出光面２に対して、より高い角度に屈折
し、すなわち出光した光線を出光面２に概垂直に多く分
布した方向に屈折をする作用を持つ。このプリズムシー
ト７の効果により、プリズムシートを使用しないときに
比べ、正面より見たときの輝度を２０％から５０％程度
上げることができる。

【００１６】光反射シート９には白色に着色した、また
は銀、アルミニウム等を表面に蒸着したポリエチレンテ
レフタレート樹脂等プラスチックシート、成形品等が用
いられ、片面は概平面、もう一面は頂角が１００度から
１７０度である連続したプリズム構造をなしている。光
反射シート９のプリズム面側を透明板１の反出光面３に
向けて配置する。

【００１７】プリズムシート７は前述のとおり出光面２
に対し低い角度で出光した光線、すなわちプリズムシー
ト７の平面側へ低い角度にて入射した光に対しては、プ
リズムシート７のプリズム面側から、より高い角度で出
光するが、高い角度において入射した光線はプリズムシ
ート７のプリズム面において２回全反射され、再び入射
した方向に戻ってしまう。プリズムシート７のプリズム
面の頂角が９０度の場合、出光面２に対しての角度がポ
リカーボネート樹脂ではおよそ８０度以上、アクリル樹
脂ではおよそ８４度以上では、プリズム面側に出光され
ず、透明板１側に戻ってしまうことになる。これは透明
板１の出光面２から出光する光線の１０％から２０％に
およぶ。

【００１８】プリズムシート７のプリズム面により反射
した光線は概ね透明板１を通過し、光反射シート９に到
達する。このとき、光反射シート９の反射面が反出光面
３に対して角度を持たない場合、光反射シート９におい
て反射する光線の多くは再びプリズムシート７において
反射されることになり、無駄が多い。ここで、光反射シ
ート９の反射面が反出光面３に対して角度を持つと、光
反射シート９による反射光線はプリズムシート７に低い
角度にて入光して、プリズム面より出光することができ
る。

【００１９】このとき、プリズムシート７により反射し
た光線は出光面２の法線方向に対して１０度以内である
ので、光反射シート９のプリズム構造の頂角は１６０度
以下であるときに効率がよい。また、１２０度以下であ
ると、光反射シート９のプリズム面にて反射した光線の
一部または大部分がそもそも反射したプリズム面の対向
する面に当たるため、また効率が低下する。よって、実
験的には頂角が１００度から１７０度において正面輝度
の上昇がみられるが、効率の良さからの観点からは１２
０度から１６０度の範囲にあることが望ましい。このと
き光反射シート９の効果により、プリズム構造を使用し
ないときに比べ、正面より見たときの輝度を１０〜２０
％程度上げることができる。

【００２０】プリズムシート７のさらに上面には拡散シ
ート８を配置する。プリズムシート７のプリズム面の臨
界角により、それ以上となる角度において、急激に光線
を放射しなくなり、実際の現象としては、照明装置の正
面から角度を振って見た場合に、ある角度において急激
に暗くなるため、拡散シート８によってそれらを緩和し
ている。拡散シート８としては、シボを施したポリカー
ボネート樹脂のシート等が用いられる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によると、以上説明したように、
プリズムシートとプリズム構造を有する光反射シートを
組合せることにより、プリズムシートと光反射シートの
間で反射を繰り返すような、出光面に垂直方向の光線を
有効に出光でき、簡単な構成にて従来より高輝度な照明
装置を提供することができる。

【００２２】特に、本発明の照明装置は、液晶表示装置
用の面照明装置として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す透視図。

【図２】本発明の一実施例を示す断面図。

【図３】従来の技術を示す断面図。

【符号の説明】

１ ‥‥‥ 透明板５ ‥‥‥ 拡散系６ ‥‥‥ 光源７ ‥‥‥ プリズムシート９ ‥‥‥ 光反射シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乳白色系の拡散層が設けられた透明板
と、該透明板の端面に隣接配置した光源と、表面に細か
いプリズム構造を連続的に形成した透明シートを該透明
板の出光面に重ねて配置した照明装置において、前記透
明板の出光面に対向する面に、表面に細かいプリズム構
造を連続的に形成した白色または鏡面を持った反射シー
トを重ねて配置したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】前記反射シートに形成したプリズム構造
の頂角が１２０度から１６０度であることを特徴とする
請求項１記載の照明装置。