JPH0894844A - 導光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置 - Google Patents
導光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置Info
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- JPH0894844A JPH0894844A JP6229198A JP22919894A JPH0894844A JP H0894844 A JPH0894844 A JP H0894844A JP 6229198 A JP6229198 A JP 6229198A JP 22919894 A JP22919894 A JP 22919894A JP H0894844 A JPH0894844 A JP H0894844A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製造を容易にし非発光型表示装置に対する導光
板の取り付けを容易にし、また、反射型かつ非発光型の
表示装置の視認性を向上させる。 【構成】導光板10Aは、平面10aと反対の面10d
に、互いに平行な頂線Tと谷線Vとが交互に存在し谷線
及び頂線がそれぞれ平面10aと平行な仮想平面A1及
びA2内に存在するプリズムアレイが形成され、プリズ
ムアレイの各プリズムの一方側の傾斜面S1と仮想平面
A1とのなす角度αが、空気に対する導光板の臨界角に
略等しく、プリズムアレイの各プリズムの他方側の傾斜
面S2と仮想平面A1とのなす角度βが略2゜である。
角度βは10°以下で直管型照明灯12から離れるほど
大きくした方がより好ましい。この導光板は、透過型、
反射型のいずれの液晶表示装置用面光源にも適用するこ
とができる。
板の取り付けを容易にし、また、反射型かつ非発光型の
表示装置の視認性を向上させる。 【構成】導光板10Aは、平面10aと反対の面10d
に、互いに平行な頂線Tと谷線Vとが交互に存在し谷線
及び頂線がそれぞれ平面10aと平行な仮想平面A1及
びA2内に存在するプリズムアレイが形成され、プリズ
ムアレイの各プリズムの一方側の傾斜面S1と仮想平面
A1とのなす角度αが、空気に対する導光板の臨界角に
略等しく、プリズムアレイの各プリズムの他方側の傾斜
面S2と仮想平面A1とのなす角度βが略2゜である。
角度βは10°以下で直管型照明灯12から離れるほど
大きくした方がより好ましい。この導光板は、透過型、
反射型のいずれの液晶表示装置用面光源にも適用するこ
とができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のような
非発光型表示装置に用いて好適な導光板並びにこれを用
いた面光源及び非発光型表示装置に関する。
非発光型表示装置に用いて好適な導光板並びにこれを用
いた面光源及び非発光型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8(A)は、この種の従来のエッジラ
イト型面光源を示す。導光板10の一端面に、この端面
に沿った紙面垂直方向の直管形照明灯12が配置され、
その照明光が、導光板10の平面10a側に配置された
不図示の透過型液晶表示パネルに対する面照明光に変換
される。
イト型面光源を示す。導光板10の一端面に、この端面
に沿った紙面垂直方向の直管形照明灯12が配置され、
その照明光が、導光板10の平面10a側に配置された
不図示の透過型液晶表示パネルに対する面照明光に変換
される。
【0003】透過型液晶表示パネル50は、視野角特性
を有するので、この特性に応じた指向性の光を導光板1
0の平面10aから射出させることにより、光利用効率
を向上させて、低消費電力化を図ることができる。この
目的のために、平面10aにレンチキュラーレンズが重
ねられる。しかし、レンチキュラーレンズを重ねるため
に面光源が厚く且つ重くなり、しかも高価となる。ま
た、レンチキュラーレンズを反射型液晶表示パネルに用
いた場合には、その全反射層のぼけのために、液晶表示
パネルの表示が見づらくなる。
を有するので、この特性に応じた指向性の光を導光板1
0の平面10aから射出させることにより、光利用効率
を向上させて、低消費電力化を図ることができる。この
目的のために、平面10aにレンチキュラーレンズが重
ねられる。しかし、レンチキュラーレンズを重ねるため
に面光源が厚く且つ重くなり、しかも高価となる。ま
た、レンチキュラーレンズを反射型液晶表示パネルに用
いた場合には、その全反射層のぼけのために、液晶表示
パネルの表示が見づらくなる。
【0004】そこで、透過型液晶表示パネルについて
は、平面10aに対し面10bを傾斜させ、面10b
に、図8(B)に示すような段差を形成し、段差部傾斜
角を45°にして、端面10cから入射した光を段差部
傾斜面で平面10aに対し略直角方向に反射させる面光
源が提案されている。図中、14は反射体、16及び1
8は反射板、20は拡散板である。
は、平面10aに対し面10bを傾斜させ、面10b
に、図8(B)に示すような段差を形成し、段差部傾斜
角を45°にして、端面10cから入射した光を段差部
傾斜面で平面10aに対し略直角方向に反射させる面光
源が提案されている。図中、14は反射体、16及び1
8は反射板、20は拡散板である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、平面10aに
対し面10bが傾斜しているので、製造が容易でなくコ
スト高となり、かつ、表示パネルに対し平面10aが平
行になるように面光源を取り付けなければならないの
で、取り付け作業が容易でない。本発明の目的は、この
ような問題点に鑑み、製造容易で非発光型表示装置に対
する取り付けが容易な導光板並びにこれを用いた面光源
及び非発光型表示装置を提供することにある。
対し面10bが傾斜しているので、製造が容易でなくコ
スト高となり、かつ、表示パネルに対し平面10aが平
行になるように面光源を取り付けなければならないの
で、取り付け作業が容易でない。本発明の目的は、この
ような問題点に鑑み、製造容易で非発光型表示装置に対
する取り付けが容易な導光板並びにこれを用いた面光源
及び非発光型表示装置を提供することにある。
【0006】また、本発明の他の目的は、反射型かつ非
発光型の表示装置の視認性を向上させることができる導
光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置を
提供することにある。
発光型の表示装置の視認性を向上させることができる導
光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段及びその作用】第1発明で
は、端面から入射される光を第1平面から出射させる導
光板において、該第1平面と反対の第2面に、互いに平
行な頂線と谷線とが交互に存在し該谷線が該第1平面と
平行な第1仮想平面内にほぼ存在し該頂線が該第1平面
と平行で該第1平面に対し該第1仮想平面よりも離れた
第2仮想平面内にほぼ存在するプリズムアレイが形成さ
れ、該第2面を該頂線と略平行な線で第1領域と第2領
域とに略2等分したときの少なくとも一方の領域内のプ
リズムアレイについて、該プリズムアレイの各プリズム
の一方側の面(全反射用プリズム傾斜面)と該第2仮想
平面とのなす角度αが、空気に対する該導光板の臨界角
に略等しく、該プリズムアレイの各プリズムの他方側の
面と該第2仮想平面とのなす角度βが該角度αより小さ
い。
は、端面から入射される光を第1平面から出射させる導
光板において、該第1平面と反対の第2面に、互いに平
行な頂線と谷線とが交互に存在し該谷線が該第1平面と
平行な第1仮想平面内にほぼ存在し該頂線が該第1平面
と平行で該第1平面に対し該第1仮想平面よりも離れた
第2仮想平面内にほぼ存在するプリズムアレイが形成さ
れ、該第2面を該頂線と略平行な線で第1領域と第2領
域とに略2等分したときの少なくとも一方の領域内のプ
リズムアレイについて、該プリズムアレイの各プリズム
の一方側の面(全反射用プリズム傾斜面)と該第2仮想
平面とのなす角度αが、空気に対する該導光板の臨界角
に略等しく、該プリズムアレイの各プリズムの他方側の
面と該第2仮想平面とのなす角度βが該角度αより小さ
い。
【0008】角度αが、空気に対する導光板の臨界角に
略等しいので、導光板の一端面から入射した光は、該一
方側の面で全反射され、該第1平面からその法線に関し
略対称に出射するので、非発光型表示装置に対する照明
光の利用効率が向上する。また、角度βが角度αより小
さいので、第1平面から出射される光の強度分布が導光
板の該一端面側で特に大きくなるのを抑制できる。
略等しいので、導光板の一端面から入射した光は、該一
方側の面で全反射され、該第1平面からその法線に関し
略対称に出射するので、非発光型表示装置に対する照明
光の利用効率が向上する。また、角度βが角度αより小
さいので、第1平面から出射される光の強度分布が導光
板の該一端面側で特に大きくなるのを抑制できる。
【0009】本第1発明の導光板では、第1仮想面が第
1平面に平行であるので、第1平面に対し傾斜面を有す
る従来の導光板よりも容易かつ安価に製造することがで
き、また、非発光表示装置に対する導光板の取り付けが
容易である。また、角度βが角度αより小さいのでプリ
ズムアレイ面の凹凸が比較的小さく、本発明の導光板を
反射型かつ非発光型の表示装置に適用した場合、レンチ
キュラーレンズを用いた場合よりも表示装置の表示面で
のぼけが低減し、視認性を向上させることができる。
1平面に平行であるので、第1平面に対し傾斜面を有す
る従来の導光板よりも容易かつ安価に製造することがで
き、また、非発光表示装置に対する導光板の取り付けが
容易である。また、角度βが角度αより小さいのでプリ
ズムアレイ面の凹凸が比較的小さく、本発明の導光板を
反射型かつ非発光型の表示装置に適用した場合、レンチ
キュラーレンズを用いた場合よりも表示装置の表示面で
のぼけが低減し、視認性を向上させることができる。
【0010】第1発明の第1態様では、上記角度βは1
0°以下であり、上記第1仮想面と第2仮想面の間隔
(プリズム深さ)は5〜50μmである。このプリズム
深さが大き過ぎると、第1平面から出射する光強度の分
布が不均一になり、小さすぎると、全反射用プリズム傾
斜面の面積が狭くなり過ぎる。この間隔が一定の場合、
角度βを大きくし過ぎると、プリズムピッチが短くなり
過ぎて、照明灯が配置される一方の端面側のプリズム傾
斜面で反射される光量が多くなり、対向する他方の端面
側に進む光量が少なくなり、また、手前のプリズムでプ
リズム傾斜面に入射できる面積が狭くなる。逆に角度β
を小さくし過ぎると、導光板内での光の平均光路長が長
くなり過ぎて、減衰による損失が大きくなる。これらの
ことから好ましいプリズム深さ及び角度βの範囲が存在
する。第1態様は、この好ましい範囲の態様である。
0°以下であり、上記第1仮想面と第2仮想面の間隔
(プリズム深さ)は5〜50μmである。このプリズム
深さが大き過ぎると、第1平面から出射する光強度の分
布が不均一になり、小さすぎると、全反射用プリズム傾
斜面の面積が狭くなり過ぎる。この間隔が一定の場合、
角度βを大きくし過ぎると、プリズムピッチが短くなり
過ぎて、照明灯が配置される一方の端面側のプリズム傾
斜面で反射される光量が多くなり、対向する他方の端面
側に進む光量が少なくなり、また、手前のプリズムでプ
リズム傾斜面に入射できる面積が狭くなる。逆に角度β
を小さくし過ぎると、導光板内での光の平均光路長が長
くなり過ぎて、減衰による損失が大きくなる。これらの
ことから好ましいプリズム深さ及び角度βの範囲が存在
する。第1態様は、この好ましい範囲の態様である。
【0011】第1発明の第2態様では、上記第1領域内
のプリズムアレイは、上記角度α及びβの条件を満た
し、上記第2領域内のプリズムアレイは、上記分割線に
ついて該第1領域内のプリズムアレイと略対称である。
この第2態様の導光板の第1領域側の端面及び第2領域
側の端面に沿って照明灯を配置すれば、第1平面からの
出射光強度の分布を、対称でなく一方の端面に沿って照
明灯を配置した場合よりも、均一にすることができる。
のプリズムアレイは、上記角度α及びβの条件を満た
し、上記第2領域内のプリズムアレイは、上記分割線に
ついて該第1領域内のプリズムアレイと略対称である。
この第2態様の導光板の第1領域側の端面及び第2領域
側の端面に沿って照明灯を配置すれば、第1平面からの
出射光強度の分布を、対称でなく一方の端面に沿って照
明灯を配置した場合よりも、均一にすることができる。
【0012】第1発明の第3態様では、上記第1領域と
第2領域との少なくとも一方の領域内のプリズムアレイ
について、上記角度βは、上記分割線側へ近づくにした
がって大きくなっている。この第3態様によれば、単位
面積当たりの全反射用プリズム傾斜面が、該領域の端面
に配置される照明灯から離れるほど広くなるので、第1
平面からの出射光強度の分布をより均一にすることがで
きる。
第2領域との少なくとも一方の領域内のプリズムアレイ
について、上記角度βは、上記分割線側へ近づくにした
がって大きくなっている。この第3態様によれば、単位
面積当たりの全反射用プリズム傾斜面が、該領域の端面
に配置される照明灯から離れるほど広くなるので、第1
平面からの出射光強度の分布をより均一にすることがで
きる。
【0013】第2発明の面光源では、上記いずれか1つ
の導光板と、該導光板の、上記第1領域側の端面に沿っ
て配置された照明灯と、該照明灯から該端面と反対側へ
射出される光を該端面側へ反射させる反射体と、を有す
る。第2発明の第1態様では、上記第2発明の面光源が
2つ、互いに逆方向に向けて2重に配置されている。
の導光板と、該導光板の、上記第1領域側の端面に沿っ
て配置された照明灯と、該照明灯から該端面と反対側へ
射出される光を該端面側へ反射させる反射体と、を有す
る。第2発明の第1態様では、上記第2発明の面光源が
2つ、互いに逆方向に向けて2重に配置されている。
【0014】この第1態様によれば、光源面からの出射
光強度の分布をより均一にすることができる。第3発明
の面光源では、上記第1発明の第2態様の導光板と、該
導光板の、上記第1領域側の第1端面に沿って配置され
た第1照明灯と、該第1照明灯から該第1端面と反対側
へ射出される光を該第1端面側へ反射させる第1反射体
と、該導光板の、上記第2領域側の第2端面に沿って配
置された第2照明灯と、該第2照明灯から該第2端面と
反対側へ射出される光を該第2端面側へ反射させる第2
反射体と、を有する。
光強度の分布をより均一にすることができる。第3発明
の面光源では、上記第1発明の第2態様の導光板と、該
導光板の、上記第1領域側の第1端面に沿って配置され
た第1照明灯と、該第1照明灯から該第1端面と反対側
へ射出される光を該第1端面側へ反射させる第1反射体
と、該導光板の、上記第2領域側の第2端面に沿って配
置された第2照明灯と、該第2照明灯から該第2端面と
反対側へ射出される光を該第2端面側へ反射させる第2
反射体と、を有する。
【0015】第3発明の第1態様では、上記いずれか1
つの導光板のプリズムアレイにおいてα=βとした形状
のプリズムアレイが形成され、上記導光板の第1面側
に、プリズム頂線を該導光板のプリズム頂線と略直角な
方向に向けて対向配置されたプリズムアレイ板、を有す
る。この第1態様によれば、導光板の第1面に垂直かつ
頂線を通る面内における指向性も向上する。
つの導光板のプリズムアレイにおいてα=βとした形状
のプリズムアレイが形成され、上記導光板の第1面側
に、プリズム頂線を該導光板のプリズム頂線と略直角な
方向に向けて対向配置されたプリズムアレイ板、を有す
る。この第1態様によれば、導光板の第1面に垂直かつ
頂線を通る面内における指向性も向上する。
【0016】第3発明の第2態様では、上記導光板の第
1面側に対向配置された拡散板と、上記面光源の第2面
側に対向配置された反射板と、を有する。第4発明の非
発光型表示装置では、上記面光源と、上記導光板の上記
第1面側に対向配置された透過型かつ非発光型の表示パ
ネルと、を有する。第5発明の非発光型表示装置では、
上記第2発明の面光源と、上記導光板の上記第1面側に
対向配置された反射型かつ非発光型の表示パネルと、を
有する。
1面側に対向配置された拡散板と、上記面光源の第2面
側に対向配置された反射板と、を有する。第4発明の非
発光型表示装置では、上記面光源と、上記導光板の上記
第1面側に対向配置された透過型かつ非発光型の表示パ
ネルと、を有する。第5発明の非発光型表示装置では、
上記第2発明の面光源と、上記導光板の上記第1面側に
対向配置された反射型かつ非発光型の表示パネルと、を
有する。
【0017】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図中、同一又は類似の構成要素には、同一又は類
似の符号を付している。 [第1実施例]図2は、第1実施例の面光源を示す。
する。図中、同一又は類似の構成要素には、同一又は類
似の符号を付している。 [第1実施例]図2は、第1実施例の面光源を示す。
【0018】導光板10Aの一端面に、この端面に沿っ
た紙面垂直方向の直管形照明灯12、例えば冷陰極管又
は熱陰極管が配置され、その照明光が、導光板10の平
面10aから射出される面照明光に変換される。この面
光源は、非発光型かつ透過型の表示装置、例えば透過型
液晶表示パネル50に用いられる。視野角特性を有する
透過型液晶表示パネル50の光利用効率を向上させるた
めに、導光板10Aは、平面10aと反対側の面10d
にプリズムアレイが形成されている。このプリズムアレ
イは、紙面垂直方向に延びた互いに平行な頂線Tと谷線
Vとが交互に存在し、全ての谷線Vが仮想面A1内に存
在し、全ての頂線Tが仮想面A2内に存在し、かつ、仮
想面A1及びA2が平面10aと平行になっている。谷
線Vの両側の傾斜面S1及びS2の仮想面A2に対する
傾斜角をそれぞれ角度α及びβとする。
た紙面垂直方向の直管形照明灯12、例えば冷陰極管又
は熱陰極管が配置され、その照明光が、導光板10の平
面10aから射出される面照明光に変換される。この面
光源は、非発光型かつ透過型の表示装置、例えば透過型
液晶表示パネル50に用いられる。視野角特性を有する
透過型液晶表示パネル50の光利用効率を向上させるた
めに、導光板10Aは、平面10aと反対側の面10d
にプリズムアレイが形成されている。このプリズムアレ
イは、紙面垂直方向に延びた互いに平行な頂線Tと谷線
Vとが交互に存在し、全ての谷線Vが仮想面A1内に存
在し、全ての頂線Tが仮想面A2内に存在し、かつ、仮
想面A1及びA2が平面10aと平行になっている。谷
線Vの両側の傾斜面S1及びS2の仮想面A2に対する
傾斜角をそれぞれ角度α及びβとする。
【0019】最初に、角度αの好ましい値を図1に基づ
いて説明する。端面10cから、その法線に対し角度θ
で導光板10A内に入射した光は、一点鎖線で示すよう
に進み、傾斜面S1に対し角度γで入射し、平面10a
に対し角度δで入射し、平面10aから角度ηで出射す
る。この場合、次の関係式が成立する。
いて説明する。端面10cから、その法線に対し角度θ
で導光板10A内に入射した光は、一点鎖線で示すよう
に進み、傾斜面S1に対し角度γで入射し、平面10a
に対し角度δで入射し、平面10aから角度ηで出射す
る。この場合、次の関係式が成立する。
【0020】 δ=90°−(θ+2α) ・・・(1) γ=90°−(θ+α) ・・・(2) sinη=n・sinδ ・・・(3) ここに、nは空気に対する導光板10Aの屈折率であ
る。以下、導光板10Aがアクリル樹脂でその屈折率n
が1.492である場合を考える。
る。以下、導光板10Aがアクリル樹脂でその屈折率n
が1.492である場合を考える。
【0021】この場合の臨界角は42°であり、平面1
0aで全反射されて導光板10A内を光が伝播可能な条
件は−48°≦θ≦48°となる。傾斜面S1に入射し
た光が傾斜面S1で全反射される条件はγ≧42°とな
る。傾斜面S1で全反射され、次いで平面10aを透過
可能な条件はδ<42となる。これらの条件及び式
(1)〜(3)を用いて、次のような数値関係が得られ
る。
0aで全反射されて導光板10A内を光が伝播可能な条
件は−48°≦θ≦48°となる。傾斜面S1に入射し
た光が傾斜面S1で全反射される条件はγ≧42°とな
る。傾斜面S1で全反射され、次いで平面10aを透過
可能な条件はδ<42となる。これらの条件及び式
(1)〜(3)を用いて、次のような数値関係が得られ
る。
【0022】 角度α[゜] 角度θ[゜] 角度γ[゜] 角度η[゜] 30 0〜18 42〜60 18〜48 40 0〜8 42〜50 3〜15 43 0〜8 42〜47 −6〜6 45 0〜3 42〜45 −4.5〜0 48 0 −6 −9 上記数値関係から、角度αについて次の結論が得られ
る。
る。
【0023】(1)角度αが48°以上になると、平面
10aから光が出射できない。 (2)角度αが小さいと、角度θの範囲が広がるが、平
面10aからの出射光は斜め方向の指向性を持つので好
ましくない。 (3)角度θの正側範囲と負側範囲とが等しくなるの
は、α=43°の場合である。
10aから光が出射できない。 (2)角度αが小さいと、角度θの範囲が広がるが、平
面10aからの出射光は斜め方向の指向性を持つので好
ましくない。 (3)角度θの正側範囲と負側範囲とが等しくなるの
は、α=43°の場合である。
【0024】したがって、平面10aがアクリル樹脂の
場合にはα=43°とすることにより、一般的には角度
αを、導光板10Aの空気に対する臨界角とすることに
より、平面10aの法線に対し対称的な強度分布の光が
平面10aから出射されるので、透過型液晶表示パネル
50に対し好ましい条件となる。一方、角度β及びプリ
ズム深さd(仮想面A1とA2の間隔)の好ましい値
は、次の通りである。
場合にはα=43°とすることにより、一般的には角度
αを、導光板10Aの空気に対する臨界角とすることに
より、平面10aの法線に対し対称的な強度分布の光が
平面10aから出射されるので、透過型液晶表示パネル
50に対し好ましい条件となる。一方、角度β及びプリ
ズム深さd(仮想面A1とA2の間隔)の好ましい値
は、次の通りである。
【0025】プリズム深さdが大き過ぎると、平面10
aから出射する光強度の分布が不均一になり、小さすぎ
ると、全反射用プリズム傾斜面S1の面積が狭くなり過
ぎる。プリズム深さdが一定の場合、角度βを大きくし
過ぎると、隣合う頂線Tの間隔、すなわちプリズムピッ
チが短くなり過ぎ、端面10c側の傾斜面S1で反射さ
れる光量が多くなって、端面10e側に進む光量が少な
くなり、また、手前のプリズムで傾斜面S1に入射でき
る面積が狭くなる。逆に角度βを小さくし過ぎると、導
光板10A内での光の平均光路長が長くなり過ぎて、減
衰による損失が大きくなる。
aから出射する光強度の分布が不均一になり、小さすぎ
ると、全反射用プリズム傾斜面S1の面積が狭くなり過
ぎる。プリズム深さdが一定の場合、角度βを大きくし
過ぎると、隣合う頂線Tの間隔、すなわちプリズムピッ
チが短くなり過ぎ、端面10c側の傾斜面S1で反射さ
れる光量が多くなって、端面10e側に進む光量が少な
くなり、また、手前のプリズムで傾斜面S1に入射でき
る面積が狭くなる。逆に角度βを小さくし過ぎると、導
光板10A内での光の平均光路長が長くなり過ぎて、減
衰による損失が大きくなる。
【0026】このようなことから角度β及びプリズム深
さdには面光源用として好ましい範囲が存在する。実用
的なこの範囲は、一般的に、角度βが10°以下、深さ
dが5μm以上50μm以下程度であることを知見し
た。透過型又は反射型の液晶表示装置の面光源用として
特に好ましい角度βの値は、数値解析の結果、導光板1
0Aがアクリル樹脂、深さdが上記範囲内、かつ、端面
10cと10e間の長さ(幅)が30〜200mmの範
囲内という実用的な条件下で、約2°という極めて小さ
い角度であることを本発明者は知見した。
さdには面光源用として好ましい範囲が存在する。実用
的なこの範囲は、一般的に、角度βが10°以下、深さ
dが5μm以上50μm以下程度であることを知見し
た。透過型又は反射型の液晶表示装置の面光源用として
特に好ましい角度βの値は、数値解析の結果、導光板1
0Aがアクリル樹脂、深さdが上記範囲内、かつ、端面
10cと10e間の長さ(幅)が30〜200mmの範
囲内という実用的な条件下で、約2°という極めて小さ
い角度であることを本発明者は知見した。
【0027】図2において、照明灯12を囲繞する、紙
面垂直方向に延びた反射体14の内面形状は、端面10
cに入射する光の大部分が−8゜≦θ≦8°の範囲内に
なるようにすること、すなわち傾斜面S1を光が透過し
ないことが好ましい。また、プリズムアレイ面10dを
透過した光のロスを低減するために、プリズムアレイ面
10dに反射板16が対向配置され、端面10eを透過
した光のロスを低減するために、端面10eに接して反
射板18が配置されている。さらに、出射光強度分布を
均一化するために、平面10aに接して拡散板20が配
置されている。反射板16、18及び拡散板20は、シ
ート状又はフイルム状の薄いものを用いることができ
る。
面垂直方向に延びた反射体14の内面形状は、端面10
cに入射する光の大部分が−8゜≦θ≦8°の範囲内に
なるようにすること、すなわち傾斜面S1を光が透過し
ないことが好ましい。また、プリズムアレイ面10dを
透過した光のロスを低減するために、プリズムアレイ面
10dに反射板16が対向配置され、端面10eを透過
した光のロスを低減するために、端面10eに接して反
射板18が配置されている。さらに、出射光強度分布を
均一化するために、平面10aに接して拡散板20が配
置されている。反射板16、18及び拡散板20は、シ
ート状又はフイルム状の薄いものを用いることができ
る。
【0028】導光板10Aは、射出成形した樹脂製透明
平行板の一面に対し、プリズムアレイの模様が刻設され
た型板でホットプレスをした後、冷却することにより、
容易に得られ、傾斜面を有する図8の導光板10よりも
容易かつ安価に製造することができる。また、仮想面A
2が平面10aと平行であるので、透過型液晶表示パネ
ル50に対する面光源の取り付けが容易である。
平行板の一面に対し、プリズムアレイの模様が刻設され
た型板でホットプレスをした後、冷却することにより、
容易に得られ、傾斜面を有する図8の導光板10よりも
容易かつ安価に製造することができる。また、仮想面A
2が平面10aと平行であるので、透過型液晶表示パネ
ル50に対する面光源の取り付けが容易である。
【0029】[第2実施例]図3は、第2実施例の面光
源を示す。この面光源は、平面10aの端面10fをシ
リンドリカルレンズのように凸面にして、図2の場合よ
りもさらに、端面10cに入射する光が−8゜≦θ≦8
°の範囲内になるようにしている。
源を示す。この面光源は、平面10aの端面10fをシ
リンドリカルレンズのように凸面にして、図2の場合よ
りもさらに、端面10cに入射する光が−8゜≦θ≦8
°の範囲内になるようにしている。
【0030】これにより、プリズムアレイ面10dを透
過する光量が低減し、平面10aから出射する光の指向
性がその法線に対しより対称的となる。また、拡散板2
0と平面10aとの間に、例えば特開平6−13038
7に開示されているようなプリズムアレイ板22を配置
している。プリズムアレイ板22は、これに対し斜め入
射する光を法線側に曲げて指向性を向上させるためのも
のである。プリズムアレイ板22は、図3(B)に示す
ように、導光板10Aのプリズムアレイにおいてα=β
とした形状となっておりその頂角は例えば、94゜であ
る。
過する光量が低減し、平面10aから出射する光の指向
性がその法線に対しより対称的となる。また、拡散板2
0と平面10aとの間に、例えば特開平6−13038
7に開示されているようなプリズムアレイ板22を配置
している。プリズムアレイ板22は、これに対し斜め入
射する光を法線側に曲げて指向性を向上させるためのも
のである。プリズムアレイ板22は、図3(B)に示す
ように、導光板10Aのプリズムアレイにおいてα=β
とした形状となっておりその頂角は例えば、94゜であ
る。
【0031】プリズムアレイ板22は、そのプリズム頂
線をプリズムアレイ面10dのプリズム頂線Tと直角に
して配置されている。このように配置することにより、
紙面垂直方向の面内における指向性も向上する。 [第3実施例]図4は、第3実施例の面光源を示す。
線をプリズムアレイ面10dのプリズム頂線Tと直角に
して配置されている。このように配置することにより、
紙面垂直方向の面内における指向性も向上する。 [第3実施例]図4は、第3実施例の面光源を示す。
【0032】図2の面光源では、角度βを全て同一にし
ているので、角度βを小さくしても端面10e側の傾斜
面S1に入射する光量が少なくなる。そこで、導光板1
0のプリズムアレイ面10gについて、端面10cから
端面10e側に近づくほど、角度βを大きくすることに
よりプリズムピッチpを徐々に短くしている。これによ
り、単位面積当たりの傾斜面S1が端面10e側に近づ
くほど広くなるので、平面10aからの出射光強度の分
布を図1の場合よりも均一にすることができる。
ているので、角度βを小さくしても端面10e側の傾斜
面S1に入射する光量が少なくなる。そこで、導光板1
0のプリズムアレイ面10gについて、端面10cから
端面10e側に近づくほど、角度βを大きくすることに
よりプリズムピッチpを徐々に短くしている。これによ
り、単位面積当たりの傾斜面S1が端面10e側に近づ
くほど広くなるので、平面10aからの出射光強度の分
布を図1の場合よりも均一にすることができる。
【0033】なお、プリズムアレイ面10gを複数領域
に分け、領域単位でプリズムピッチpを変化させてもよ
い。また、角度βを大きくすると手前のプリズムで妨げ
られて傾斜面S1に入射できる面積が狭くなるので、好
ましくは角度βの範囲は上述と同様に10°以下とする
必要がある。
に分け、領域単位でプリズムピッチpを変化させてもよ
い。また、角度βを大きくすると手前のプリズムで妨げ
られて傾斜面S1に入射できる面積が狭くなるので、好
ましくは角度βの範囲は上述と同様に10°以下とする
必要がある。
【0034】[第4実施例]図5は、第4実施例の面光
源を示す。この面光源は、図1の面光源を2つ用い、互
いに逆方向にし且つ重ね合わせている。但し、光出射側
の面光源は反射板16を省略し、他方の面光源は拡散板
20を省略している。
源を示す。この面光源は、図1の面光源を2つ用い、互
いに逆方向にし且つ重ね合わせている。但し、光出射側
の面光源は反射板16を省略し、他方の面光源は拡散板
20を省略している。
【0035】この第4実施例によれば、拡散板20側の
導光板表面からの出射光強度の分布を図1の場合よりも
均一にすることができる。 [第5実施例]図5の面光源は、二重構造であるので厚
くなる。そこで、第5実施例の面光源では、図6に示す
如く、導光板10Cのプリズムアレイ面10hを、端面
10cと端面10eの真ん中の紙面に垂直な直線で、領
域R1と領域R2とに等分割し、プリズムアレイ面10
hの形状をこの分割線に対し対称にしている。そして、
端面10c側の照明灯12及び反射体14と対称的に、
端面10e側に照明灯32及び反射体34を配置してい
る。
導光板表面からの出射光強度の分布を図1の場合よりも
均一にすることができる。 [第5実施例]図5の面光源は、二重構造であるので厚
くなる。そこで、第5実施例の面光源では、図6に示す
如く、導光板10Cのプリズムアレイ面10hを、端面
10cと端面10eの真ん中の紙面に垂直な直線で、領
域R1と領域R2とに等分割し、プリズムアレイ面10
hの形状をこの分割線に対し対称にしている。そして、
端面10c側の照明灯12及び反射体14と対称的に、
端面10e側に照明灯32及び反射体34を配置してい
る。
【0036】本第5実施例によれば、図5の面光源より
も薄くでき、かつ、図1の導光板よりも、平面10aか
らの出射光強度の分布を均一にすることができる。 [第6実施例]以上の面光源は透過型且つ非発光型の表
示パネルに対するものであるが、図7に示すように、反
射型且つ非発光型の表示パネル、例えば反射型液晶表示
パネル50Aに対する面光源としても用いることもでき
る。この面光源は、図2において拡散板20及び反射板
16を省略し、透過型液晶表示パネル50を反射型液晶
表示パネル50Aで置き換え、上下方向に関し反転させ
た構成となっている。
も薄くでき、かつ、図1の導光板よりも、平面10aか
らの出射光強度の分布を均一にすることができる。 [第6実施例]以上の面光源は透過型且つ非発光型の表
示パネルに対するものであるが、図7に示すように、反
射型且つ非発光型の表示パネル、例えば反射型液晶表示
パネル50Aに対する面光源としても用いることもでき
る。この面光源は、図2において拡散板20及び反射板
16を省略し、透過型液晶表示パネル50を反射型液晶
表示パネル50Aで置き換え、上下方向に関し反転させ
た構成となっている。
【0037】この面光源が無いと、暗い場所で反射型液
晶表示パネル50Aの表示が見づらいが、このような面
光源を反射型液晶表示パネル50Aに対し配置すること
により、暗い場所でも表示が見やすくなり、かつ、その
指向性により照明灯12からの照明光を効率よく利用す
ることができ、省電力化を図ることができる。また、α
=43゜に対しβ=2゜であるので、プリズムアレイ面
10dの大部分はほぼ平坦であり、レンチキュラーレン
ズを用いた場合よりも反射型液晶表示パネル50Aの表
示面でのぼけが大幅に低減し、視認性がよい。
晶表示パネル50Aの表示が見づらいが、このような面
光源を反射型液晶表示パネル50Aに対し配置すること
により、暗い場所でも表示が見やすくなり、かつ、その
指向性により照明灯12からの照明光を効率よく利用す
ることができ、省電力化を図ることができる。また、α
=43゜に対しβ=2゜であるので、プリズムアレイ面
10dの大部分はほぼ平坦であり、レンチキュラーレン
ズを用いた場合よりも反射型液晶表示パネル50Aの表
示面でのぼけが大幅に低減し、視認性がよい。
【0038】明るい所では照明灯12を消灯すればよい
ので、透過型液晶表示装置よりも消費電力を低減でき、
携帯型OA機器に好適である。本発明には他にも種々の
変形例が含まれる。例えば、図7の構成に、図3乃至図
6の方式を適用した構成であってもよいことは勿論であ
る。
ので、透過型液晶表示装置よりも消費電力を低減でき、
携帯型OA機器に好適である。本発明には他にも種々の
変形例が含まれる。例えば、図7の構成に、図3乃至図
6の方式を適用した構成であってもよいことは勿論であ
る。
【0039】また、導光板10は、アクリル樹脂等の透
明物質に限定されず、平面10aからの出射光強度分布
をより均一化するために、ぼけが目立たない程度の光散
乱性を有する物質、例えば、メタクリル酸メチルと、安
息香酸ビニルもしくは三フッ素化メタクリル酸メチルな
どのビニル系低分子との共重合体で形成されたものであ
ってもよい。
明物質に限定されず、平面10aからの出射光強度分布
をより均一化するために、ぼけが目立たない程度の光散
乱性を有する物質、例えば、メタクリル酸メチルと、安
息香酸ビニルもしくは三フッ素化メタクリル酸メチルな
どのビニル系低分子との共重合体で形成されたものであ
ってもよい。
【0040】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の導光板並び
にこれを用いた面光源及び非発光型表示装置によれば、
第1仮想面が第1平面に平行であるので、第1平面に対
し傾斜面を有する従来の導光板よりも容易かつ安価に製
造することができ、また、非発光表示装置に対する導光
板の取り付けが容易であるという効果を奏する。また、
角度βが角度αより小さいのでプリズムアレイ面の凹凸
が比較的小さく、本発明の導光板を反射型かつ非発光型
の表示装置に適用した場合、レンチキュラーレンズを用
いた場合よりも表示装置の表示面でのぼけが低減し、視
認性を向上させることができるという効果を奏する。
にこれを用いた面光源及び非発光型表示装置によれば、
第1仮想面が第1平面に平行であるので、第1平面に対
し傾斜面を有する従来の導光板よりも容易かつ安価に製
造することができ、また、非発光表示装置に対する導光
板の取り付けが容易であるという効果を奏する。また、
角度βが角度αより小さいのでプリズムアレイ面の凹凸
が比較的小さく、本発明の導光板を反射型かつ非発光型
の表示装置に適用した場合、レンチキュラーレンズを用
いた場合よりも表示装置の表示面でのぼけが低減し、視
認性を向上させることができるという効果を奏する。
【0041】第1発明の導光板の第1態様によれば、第
1平面から出射する光強度の分布をより均一化し、手前
のプリズムでプリズム傾斜面に入射できる面積が狭くな
るのを防止し、かつ、導光板内での光の減衰による損失
を低減することができる。第1発明の第2態様によれ
ば、導光板の第1領域側の端面及び第2領域側の端面に
沿って照明灯を配置したとき、第1平面からの出射光強
度の分布を、対称でなく一方の端面に沿って照明灯を配
置した場合よりも、均一にすることができるという効果
を奏する。
1平面から出射する光強度の分布をより均一化し、手前
のプリズムでプリズム傾斜面に入射できる面積が狭くな
るのを防止し、かつ、導光板内での光の減衰による損失
を低減することができる。第1発明の第2態様によれ
ば、導光板の第1領域側の端面及び第2領域側の端面に
沿って照明灯を配置したとき、第1平面からの出射光強
度の分布を、対称でなく一方の端面に沿って照明灯を配
置した場合よりも、均一にすることができるという効果
を奏する。
【0042】第1発明の第3態様によれば、単位面積当
たりの全反射用プリズム傾斜面が、該領域の端面に配置
される照明灯から離れるほど広くなるので、第1平面か
らの出射光強度の分布をより均一にすることができると
いう効果を奏する。第2発明の面光源の第1態様によれ
ば、光源面からの出射光強度の分布をより均一にするこ
とができるという効果を奏する。
たりの全反射用プリズム傾斜面が、該領域の端面に配置
される照明灯から離れるほど広くなるので、第1平面か
らの出射光強度の分布をより均一にすることができると
いう効果を奏する。第2発明の面光源の第1態様によれ
ば、光源面からの出射光強度の分布をより均一にするこ
とができるという効果を奏する。
【0043】第3発明の面光源の第1態様によれば、導
光板の第1面に垂直かつ頂線を通る面内における指向性
も向上するという効果を奏する。
光板の第1面に垂直かつ頂線を通る面内における指向性
も向上するという効果を奏する。
【図1】本発明の原理構成を示す光路図である。
【図2】本発明の第1実施例の面光源を示す断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の第2実施例の面光源を示す断面図であ
る。
る。
【図4】本発明の第3実施例の面光源を示す断面図であ
る。
る。
【図5】本発明の第4実施例の面光源を示す断面図であ
る。
る。
【図6】本発明の第5実施例の面光源を示す断面図であ
る。
る。
【図7】本発明の第6実施例の面光源を示す断面図であ
る。
る。
【図8】従来の面光源を示す断面図である。
10、10A〜10C 導光板 10d、10g、10h プリズムアレイ面 12、32 照明灯 14、34 反射体 16、18 反射板 20 拡散板 22 プリズムアレイ板 50 透過型液晶表示パネル 50A 反射型液晶表示パネル V 谷線 T 頂線
Claims (11)
- 【請求項1】 端面から入射される光を第1平面から出
射させる導光板において、 該第1平面と反対の第2面に、互いに平行な頂線と谷線
とが交互に存在し該谷線が該第1平面と平行な第1仮想
平面内にほぼ存在し該頂線が該第1平面と平行で該第1
平面に対し該第1仮想平面よりも離れた第2仮想平面内
にほぼ存在するプリズムアレイが形成され、 該第2面を該頂線と略平行な線で第1領域と第2領域と
に略2等分したときの少なくとも一方の領域内のプリズ
ムアレイについて、該プリズムアレイの各プリズムの一
方側の面と該第2仮想平面とのなす角度αが、空気に対
する該導光板の臨界角に略等しく、該プリズムアレイの
各プリズムの他方側の面と該第2仮想平面とのなす角度
βが該角度αより小さいことを特徴とする導光板。 - 【請求項2】 前記角度βは10゜以下であり、前記第
1仮想面と第2仮想面の間隔は5〜50μmであること
を特徴とする請求項1記載の導光板。 - 【請求項3】 前記第1領域内のプリズムアレイは、前
記角度α及びβの条件を満たし、前記第2領域内のプリ
ズムアレイは、前記分割線について該第1領域内のプリ
ズムアレイと略対称であることを特徴とする請求項1又
は2記載の導光板。 - 【請求項4】 前記第1領域と第2領域との少なくとも
一方の領域内のプリズムアレイについて、前記角度β
は、前記分割線側へ近づくにしたがって大きくなってい
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記
載の導光板。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
導光板と、 該導光板の、前記第1領域側の端面に沿って配置された
照明灯と、 該照明灯から該端面と反対側へ射出される光を該端面側
へ反射させる反射体と、 を有することを特徴とする面光源。 - 【請求項6】 請求項5記載の面光源が2つ、互いに逆
方向に向けて2重に配置されていることを特徴とする面
光源。 - 【請求項7】 請求項3記載の導光板と、 該導光板の、前記第1領域側の第1端面に沿って配置さ
れた第1照明灯と、 該第1照明灯から該第1端面と反対側へ射出される光を
該第1端面側へ反射させる第1反射体と、 該導光板の、前記第2領域側の第2端面に沿って配置さ
れた第2照明灯と、 該第2照明灯から該第2端面と反対側へ射出される光を
該第2端面側へ反射させる第2反射体と、 を有することを特徴とする面光源。 - 【請求項8】 該導光板のプリズムアレイにおいてα=
βとした形状のプリズムアレイが形成され、前記導光板
の第1面側に、プリズム頂線を該導光板のプリズム頂線
と略直角な方向に向けて対向配置されたプリズムアレイ
板、 を有することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1
つに記載の面光源。 - 【請求項9】 前記導光板の第1面側に対向配置された
拡散板と、 前記面光源の第2面側に対向配置された反射板と、 を有することを特徴とする請求項8記載の面光源。 - 【請求項10】 請求項9記載の面光源と、 前記導光板の前記第1面側に対向配置された透過型かつ
非発光型の表示パネルと、 を有することを特徴とする非発光型表示装置。 - 【請求項11】 請求項5記載の面光源と、 前記導光板の前記第1面側に対向配置された反射型かつ
非発光型の表示パネルと、 を有することを特徴とする非発光型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229198A JP3012462B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 導光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229198A JP3012462B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 導光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894844A true JPH0894844A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3012462B2 JP3012462B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=16888354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229198A Expired - Lifetime JP3012462B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 導光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012462B2 (ja) |
Cited By (42)
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