JP3362900B2 - 面発光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は面発光装置に係り、特に
液晶表示装置のバックライトに用いうる面発光装置に関
する。
液晶表示装置のバックライトに用いうる面発光装置に関
する。
【０００２】液晶表示装置のバックライトとして用いら
れる面発光装置としては、面全体が均一な明るさである
こと及び薄型である他に、軽いことが要求されている。
れる面発光装置としては、面全体が均一な明るさである
こと及び薄型である他に、軽いことが要求されている。
【０００３】
【従来の技術】図３２は、特開平２−１５７７９１号に
示されている面発光装置１０を示す。装置１０は、板体
１１と、この両側の蛍光管１２とよりなる構成である。
示されている面発光装置１０を示す。装置１０は、板体
１１と、この両側の蛍光管１２とよりなる構成である。
【０００４】板体１１は、アクリル樹脂製の導光板１３
を本体とし、これに光拡散板１４、拡散反射パターン１
５及び反射板１６が付加された構造である。
を本体とし、これに光拡散板１４、拡散反射パターン１
５及び反射板１６が付加された構造である。
【０００５】導光板１３が光を閉じ込める作用をし、拡
散反射パターン１５が導光板１３より光を出す作用をす
る。
散反射パターン１５が導光板１３より光を出す作用をす
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】板体１１の主体をなす
導光板１３がアクリル樹脂製の板であるため、面発光装
置１０は相当に重い。
導光板１３がアクリル樹脂製の板であるため、面発光装
置１０は相当に重い。
【０００７】そこで、本発明はプリズム板を利用し、プ
リズム板の下側の空間に光を閉じ込める中空の構成とし
て大幅な軽量化を実現した面発光装置を提供することを
目的とする。
リズム板の下側の空間に光を閉じ込める中空の構成とし
て大幅な軽量化を実現した面発光装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の面発光装
置２０の原理構成図を示す。
置２０の原理構成図を示す。
【０００９】面発光装置２０は、光源２１と、光源２１
からの光２２を反射させてその光を下側の空間２３に閉
じ込め、上面が発光面２４ａであるプリズム板２４と、
プリズム板２４による反射を少なくするように制御する
反射制御手段２５とより構成してなる。
からの光２２を反射させてその光を下側の空間２３に閉
じ込め、上面が発光面２４ａであるプリズム板２４と、
プリズム板２４による反射を少なくするように制御する
反射制御手段２５とより構成してなる。
【００１０】
【作用】プリズム板２４は、光２２を空間２３に閉じ込
めるように作用する。
めるように作用する。
【００１１】反射制御手段２５は、光を符号２３ａで示
すようにプリズム板２４より出射させ、発光面２４ａの
輝度分布を制御するように作用する。
すようにプリズム板２４より出射させ、発光面２４ａの
輝度分布を制御するように作用する。
【００１２】
【実施例】本発明は、第１の発明と第２の発明とに大別
される。
される。
【００１３】第１の発明は、上記の反射制御手段をプリ
ズム板自体に設けた構成である。第２の発明は、反射制
御手段を、プリズム板とは別に別途設けた構成である。
最初に、第１の発明の実施例について説明する。
ズム板自体に設けた構成である。第２の発明は、反射制
御手段を、プリズム板とは別に別途設けた構成である。
最初に、第１の発明の実施例について説明する。
【００１４】〔第１の発明の第１実施例〕図２は第１の
発明の第１実施例になる面発光装置３０を示す。
発明の第１実施例になる面発光装置３０を示す。
【００１５】３１は本体であり、両側にコの字状のホル
ダ部３１ａ，３１ｂが形成してある。
ダ部３１ａ，３１ｂが形成してある。
【００１６】本体３１の底面には、厚さが０．５ｍｍの
アルミニウムシートの表面に銀薄膜フィルムを貼付して
なる反射板３２が配置してある。
アルミニウムシートの表面に銀薄膜フィルムを貼付して
なる反射板３２が配置してある。
【００１７】３３-1，３３-2は冷陰極管であり、外形が
３φ×２４０ｍｍであり、上記ホルダ部３１ａ，３１ｂ
内に設けてあり、相対向している。
３φ×２４０ｍｍであり、上記ホルダ部３１ａ，３１ｂ
内に設けてあり、相対向している。
【００１８】３４はプリズム板であり、ホルダ部３１
ａ，３１ｂ間にまたがって平らに設けてあり、本体３１
の上側開口を覆っている。
ａ，３１ｂ間にまたがって平らに設けてあり、本体３１
の上側開口を覆っている。
【００１９】プリズム板３４は、厚さが０．３６ｍｍの
透明ポリカーボネイト樹脂製の板であり、図３及び図４
に併せて示すように、下面にプリズム面３４ａを有し、
上面は平坦面３４ｂである。
透明ポリカーボネイト樹脂製の板であり、図３及び図４
に併せて示すように、下面にプリズム面３４ａを有し、
上面は平坦面３４ｂである。
【００２０】プリズム面３４ａは、頂角θが９０度の線
状プリズム部３４ｃがピッチｐ＝０．３５ｍｍで整列し
た形状を有する。線状プリズム部３４ｃのプリズム角度
（底辺角度）αは４５度である。
状プリズム部３４ｃがピッチｐ＝０．３５ｍｍで整列し
た形状を有する。線状プリズム部３４ｃのプリズム角度
（底辺角度）αは４５度である。
【００２１】３４ｄは微小円柱部であり、プリズム面３
４ａ上に網点状に分布して形成してある。
４ａ上に網点状に分布して形成してある。
【００２２】各微小円柱部３４ｄは、線状プリズム部３
４ｃの形状を乱し、線状プリズム部３４ｃによる後述す
る光閉じ込め機能を低下させ、前記の反射制御手段を構
成する。
４ｃの形状を乱し、線状プリズム部３４ｃによる後述す
る光閉じ込め機能を低下させ、前記の反射制御手段を構
成する。
【００２３】微小円柱部３４ｄは、プリズム面３４ａ上
に、紫外線硬化型アクリレート系透明樹脂を網点状に印
刷し、この後、硬化させて形成したものである。
に、紫外線硬化型アクリレート系透明樹脂を網点状に印
刷し、この後、硬化させて形成したものである。
【００２４】このプリズム板３４は、図２に示すよう
に、プリズム面３４ａを下側とし、且つ、上方からみて
線状プリズム部３４ｃの長手方向軸線３５が冷陰極管３
３-1（３３-2）の長手方向軸線３６に対して直交する向
きで、取り付けてある。
に、プリズム面３４ａを下側とし、且つ、上方からみて
線状プリズム部３４ｃの長手方向軸線３５が冷陰極管３
３-1（３３-2）の長手方向軸線３６に対して直交する向
きで、取り付けてある。
【００２５】プリズム板３４の下側は、空間３７であ
る。このため装置３０は導光板を使用した従来の装置の
重量の約１／３（但し、構成によって値は変動する）と
なっており、軽い。
る。このため装置３０は導光板を使用した従来の装置の
重量の約１／３（但し、構成によって値は変動する）と
なっており、軽い。
【００２６】３８は光拡散板であり、厚さが０．２５ｍ
ｍの透明樹脂フィルム上にガラスビーズが散布された構
成であり、プリズム板３４上に載置してある。
ｍの透明樹脂フィルム上にガラスビーズが散布された構
成であり、プリズム板３４上に載置してある。
【００２７】４０は発光面である。
【００２８】次に、上記構成になる面発光装置３０の動
作について説明する。
作について説明する。
【００２９】プリズム板の線状プリズム３４ｃの動
作。
作。
【００３０】冷陰極管３３-1，３３-2から放射された光
３９は、図５中、符号３９ａ，３９ｂで示すように、隣
り合う線状プリズム部３４ｃの斜面で反射され、元の方
向に戻される。
３９は、図５中、符号３９ａ，３９ｂで示すように、隣
り合う線状プリズム部３４ｃの斜面で反射され、元の方
向に戻される。
【００３１】この結果、プリズム板３４のうち線状プリ
ズム３４ｃの形状が乱されていない部分に向かった光線
は、空間３７内に閉じ込められる。
ズム３４ｃの形状が乱されていない部分に向かった光線
は、空間３７内に閉じ込められる。
【００３２】図６は本発明者が行った実験の結果を示
す。
す。
【００３３】実験は、一般的なプリズム板をその向き等
を適宜変更して取り付けた面発光装置の全発光光束量測
定によりプリズム板からの出射率を得た。
を適宜変更して取り付けた面発光装置の全発光光束量測
定によりプリズム板からの出射率を得た。
【００３４】線Ｉは、線状プリズム部をその長手方向軸
線が冷陰極管の軸線と平行とした場合の出射率、線II
は、線状プリズム部をその長手方向軸線が冷陰極管の軸
線に対して直交する向きとした場合の出射率を示す。
線が冷陰極管の軸線と平行とした場合の出射率、線II
は、線状プリズム部をその長手方向軸線が冷陰極管の軸
線に対して直交する向きとした場合の出射率を示す。
【００３５】出射率１００％とは、プリズム板を取り外
した場合の値であり、閉じ込められている光が零である
ことを意味する。出射率０％とは、プリズム板に代えて
不透明板をおいたときの値であり、全部の光が閉じ込め
られていることを意味する。例えば、出射率８０％と
は、２０％の光が閉じ込められていることを意味する。
線Ｉ，IIより、線状プリズム部の長手方向軸線が冷陰極
管の軸線に対して直交した向きであり、且つプリズム角
度αが４５度の場合に、出射率が点Ｐ1 で示すように約
６５％と最も低く、光が最も効果的に閉じ込められるこ
とが分かる。上記装置３０のプリズム板の向き及びプリ
ズム角度は、上記の実験結果に基づいて定めてあり、上
記空間３７内には冷陰極管３３-1，３３-2から出射した
光のうちの約３５％の光が閉じ込められている。
した場合の値であり、閉じ込められている光が零である
ことを意味する。出射率０％とは、プリズム板に代えて
不透明板をおいたときの値であり、全部の光が閉じ込め
られていることを意味する。例えば、出射率８０％と
は、２０％の光が閉じ込められていることを意味する。
線Ｉ，IIより、線状プリズム部の長手方向軸線が冷陰極
管の軸線に対して直交した向きであり、且つプリズム角
度αが４５度の場合に、出射率が点Ｐ1 で示すように約
６５％と最も低く、光が最も効果的に閉じ込められるこ
とが分かる。上記装置３０のプリズム板の向き及びプリ
ズム角度は、上記の実験結果に基づいて定めてあり、上
記空間３７内には冷陰極管３３-1，３３-2から出射した
光のうちの約３５％の光が閉じ込められている。
【００３６】なお、一部の光（６５％の光）は、図５
中、符号３９ｃで示すように、プリズム板３４内に入り
込み、光拡散板３８で符号３９ｄで示すように拡散され
て、面発光装置３０から出射する。
中、符号３９ｃで示すように、プリズム板３４内に入り
込み、光拡散板３８で符号３９ｄで示すように拡散され
て、面発光装置３０から出射する。
【００３７】 プリズム板の微小円柱部３４ｄの動
作。
作。
【００３８】図５中、微小円柱部３４ｄに向かった光３
９は、その殆どが符号３９ｅで示すように、微小円柱部
３４ｄ内に入り込む。
９は、その殆どが符号３９ｅで示すように、微小円柱部
３４ｄ内に入り込む。
【００３９】入り込んだ光３９ｅは、光拡散板３８で符
号３９ｆで示すように拡散されて面発光装置３０より出
射する。
号３９ｆで示すように拡散されて面発光装置３０より出
射する。
【００４０】このように、微小円柱部３４ｄは、プリズ
ム板による光閉じ込め作用を減ずるように作用してプリ
ズム板３４の反射特性（透過特性）を制御するように作
用する。
ム板による光閉じ込め作用を減ずるように作用してプリ
ズム板３４の反射特性（透過特性）を制御するように作
用する。
【００４１】微小円柱部３４ｄが全く無い場合には、面
発光装置の発光面の輝度分布は、図７中、線III で示す
ように、冷陰極管３３-1，３３-2に近い側が輝度が高い
分布となってしまう。
発光装置の発光面の輝度分布は、図７中、線III で示す
ように、冷陰極管３３-1，３３-2に近い側が輝度が高い
分布となってしまう。
【００４２】本実施例では、微小円柱部３４ｄを、冷陰
極管より遠い部分程高い密度となるような分布で設けて
いる。
極管より遠い部分程高い密度となるような分布で設けて
いる。
【００４３】このため、発光面のうち中央部分での出射
率が高められ、発光面４０の輝度分布は、線IVで示すよ
うに、全面に亘って略均一となっている。
率が高められ、発光面４０の輝度分布は、線IVで示すよ
うに、全面に亘って略均一となっている。
【００４４】次に、反射制御手段の変形例、即ち上記プ
リズム板３４に代えて使用しうるプリズム板について説
明する。
リズム板３４に代えて使用しうるプリズム板について説
明する。
【００４５】図８のプリズム板３４Ａは、上記の微小円
柱部３４ｄに代えて、微小穴部５０を有する構成であ
る。微小穴部５０の集まりが反射制御手段を構成して、
プリズム板３４Ａの反射特性を定める。
柱部３４ｄに代えて、微小穴部５０を有する構成であ
る。微小穴部５０の集まりが反射制御手段を構成して、
プリズム板３４Ａの反射特性を定める。
【００４６】図９のプリズム板３４Ｂは、微小切欠部５
１を有する構成である。微小切欠部５１の集まりが反射
制御手段を構成して、プリズム板３４Ｂの反射特性を定
める。
１を有する構成である。微小切欠部５１の集まりが反射
制御手段を構成して、プリズム板３４Ｂの反射特性を定
める。
【００４７】図１０のプリズム板３４Ｃは、平面部５２
を有する構成である。この平面部５２が反射制御手段を
構成して、プリズム板３４Ｃの反射特性を定める。
を有する構成である。この平面部５２が反射制御手段を
構成して、プリズム板３４Ｃの反射特性を定める。
【００４８】図６の線IIから、プリズム角度（底辺角
度）を４５度より小さくすると、出射率が上がることが
分かる。
度）を４５度より小さくすると、出射率が上がることが
分かる。
【００４９】図１０のプリズム板３４Ｄ及び図１１のプ
リズム板３４Ｅは、上記の事実に基づいたものである。
リズム板３４Ｅは、上記の事実に基づいたものである。
【００５０】図１１のプリズム板３４Ｄは線状プリズム
部３４Ｄｃを、そのプリズム角度αが、図１２の線Ｖで
示すように端面３４ｅから遠く離れるにつれて、次第に
小さくなるようにしたもの（α1 ＜α）である。この線
状プリズム部３４Ｄｃが反射制御手段を構成して、プリ
ズム板３４Ｄの反射特性を定める。
部３４Ｄｃを、そのプリズム角度αが、図１２の線Ｖで
示すように端面３４ｅから遠く離れるにつれて、次第に
小さくなるようにしたもの（α1 ＜α）である。この線
状プリズム部３４Ｄｃが反射制御手段を構成して、プリ
ズム板３４Ｄの反射特性を定める。
【００５１】図１３のプリズム板３４Ｅは、端面３４ｅ
から離れた部分については、プリズム角度α2 が端面３
４ｅ寄り側の線状プリズム部３４ｃのプリズム角αより
小さいプリズム角α2 を有する線状プリズム部３４Ｅｃ
を有する構成である。
から離れた部分については、プリズム角度α2 が端面３
４ｅ寄り側の線状プリズム部３４ｃのプリズム角αより
小さいプリズム角α2 を有する線状プリズム部３４Ｅｃ
を有する構成である。
【００５２】この線状プリズム部３４Ｅｃが反射制御手
段を構成して、プリズム板３４Ｅの反射特性を定める。
段を構成して、プリズム板３４Ｅの反射特性を定める。
【００５３】また、図６の線IIを線Ｉとから、線状プリ
ズム部３４ｃの向きを冷陰極管と平行である向きとする
と、出射率が上昇することが分かる。
ズム部３４ｃの向きを冷陰極管と平行である向きとする
と、出射率が上昇することが分かる。
【００５４】図１４のプリズム板３４Ｆには、この事実
に基づいたものであり、一部に端面３４ｅと平行な向き
の線状プリズム部３４Ｆｃを有する構成である。
に基づいたものであり、一部に端面３４ｅと平行な向き
の線状プリズム部３４Ｆｃを有する構成である。
【００５５】この線状プリズム部３４Ｆｃは、冷陰極管
と平行となり、反射制御手段を構成して、プリズム板３
４Ｆの反射特性を定める。
と平行となり、反射制御手段を構成して、プリズム板３
４Ｆの反射特性を定める。
【００５６】図１５のプリズム板３４Ｇは、図３に示す
プリズム板３４を印刷によって網点状に分布した透明樹
脂部５５によって接着されて二枚積層してなる構成であ
る。このプリズム板３４Ｇを使用すれば、プリズム板３
４が一枚の場合に比べて、出射率が下がって光閉じ込め
作用が大となり、且つ透明樹脂部５５よりなる微小円柱
部３４ｄが各プリズム板３４に存在するため、透過特性
の制御範囲が大きい。
プリズム板３４を印刷によって網点状に分布した透明樹
脂部５５によって接着されて二枚積層してなる構成であ
る。このプリズム板３４Ｇを使用すれば、プリズム板３
４が一枚の場合に比べて、出射率が下がって光閉じ込め
作用が大となり、且つ透明樹脂部５５よりなる微小円柱
部３４ｄが各プリズム板３４に存在するため、透過特性
の制御範囲が大きい。
【００５７】〔第１の発明の第２実施例〕図１６の面発
光装置３０Ａは、プリズム板３０Ｈが凹状に湾曲してい
る他は、図２の構成と同じであり、対応する部分には同
一符号を付してその説明は省略する。
光装置３０Ａは、プリズム板３０Ｈが凹状に湾曲してい
る他は、図２の構成と同じであり、対応する部分には同
一符号を付してその説明は省略する。
【００５８】プリズム板３０Ｈと反射板３２との間の距
離（Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ）は、冷陰極管３３-1（３３-2）
から離れるにつれて徐々に小となっている。即ち、Ｄ3
＞Ｄ 2 ＞Ｄ1 となっており、空間３７Ａは中央にいく程
狭い楔状となっている。
離（Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ）は、冷陰極管３３-1（３３-2）
から離れるにつれて徐々に小となっている。即ち、Ｄ3
＞Ｄ 2 ＞Ｄ1 となっており、空間３７Ａは中央にいく程
狭い楔状となっている。
【００５９】Ｄ3 が小さいため、冷陰極管３３-1，３３
-2の間で反射して繰り返し往復する回数は、図２の装置
の場合より少ない。
-2の間で反射して繰り返し往復する回数は、図２の装置
の場合より少ない。
【００６０】光の反射が繰り返されると、反射の都度吸
収されて、光の強度は減ってしまう。例えば反射率が９
４％と高くても反射が１１回も繰り返されると、光の強
さは０．９４11≒０．５１となって、約半減してしま
う。
収されて、光の強度は減ってしまう。例えば反射率が９
４％と高くても反射が１１回も繰り返されると、光の強
さは０．９４11≒０．５１となって、約半減してしま
う。
【００６１】図１６の装置３０Ａにあっては、光の反射
の回数が少ないため、光の強さの低下が抑制され、発光
面４０の輝度は、図２の装置３０に比べて高い。
の回数が少ないため、光の強さの低下が抑制され、発光
面４０の輝度は、図２の装置３０に比べて高い。
【００６２】〔第１の発明の第３実施例〕図１７の面発
光装置３０Ｂは、二枚のプリズム板３０Ｉ，３０Ｊを、
平面状のまま斜めに設けた構成である。
光装置３０Ｂは、二枚のプリズム板３０Ｉ，３０Ｊを、
平面状のまま斜めに設けた構成である。
【００６３】この装置３０Ｂは、図１６の装置３０Ａと
同様の特性を有し、しかもプリズム板を湾曲させないた
め、製造し易い。
同様の特性を有し、しかもプリズム板を湾曲させないた
め、製造し易い。
【００６４】〔第１の発明の第４実施例〕図１８の面発
光装置３０Ｃは、図１６の面発光装置３０Ａに、厚さが
０．３６ｍｍの透明ポリカーボネイト樹脂板製であり頂
角が９０度の線状プリズムを有する集光プリズム板６０
が付加された構造である。
光装置３０Ｃは、図１６の面発光装置３０Ａに、厚さが
０．３６ｍｍの透明ポリカーボネイト樹脂板製であり頂
角が９０度の線状プリズムを有する集光プリズム板６０
が付加された構造である。
【００６５】集光プリズム板６０は、プリズム板３４Ｈ
と光拡散板３８との間に位置して、集光プリズム６０よ
り出射する光を、光拡散板３８に対して垂直となる方向
に集光させる。
と光拡散板３８との間に位置して、集光プリズム６０よ
り出射する光を、光拡散板３８に対して垂直となる方向
に集光させる。
【００６６】これにより、発光面４０は、図１６の装置
に比べて高輝度となる。
に比べて高輝度となる。
【００６７】〔第１の発明の第５実施例〕図１９の面発
光装置３０Ｄは、図１７の装置３０Ｂ（但し、図１５の
プリズム板３４Ｇが取り付けてある）に、集光プリズム
板６１が付加された構成である。集光プリズム板６１の
線状プリズム部６２は、上方からみて、冷陰極管３３-1
の軸線３６に対して、略４５度を傾斜した構造となって
いる。
光装置３０Ｄは、図１７の装置３０Ｂ（但し、図１５の
プリズム板３４Ｇが取り付けてある）に、集光プリズム
板６１が付加された構成である。集光プリズム板６１の
線状プリズム部６２は、上方からみて、冷陰極管３３-1
の軸線３６に対して、略４５度を傾斜した構造となって
いる。
【００６８】厚さを８ｍｍ、発光領域を１６５×２２５
ｍｍとした場合の発光面４０の輝度分布は、図２０中、
線VIで示す如くに、発光面４０全体に亘って略均一であ
り、且つ高輝度となっている。
ｍｍとした場合の発光面４０の輝度分布は、図２０中、
線VIで示す如くに、発光面４０全体に亘って略均一であ
り、且つ高輝度となっている。
【００６９】〔第１の発明の第６実施例〕図２１の面発
光装置３０Ｅは、片側にのみ冷陰極管３３-1を設けた構
成である。
光装置３０Ｅは、片側にのみ冷陰極管３３-1を設けた構
成である。
【００７０】６５は反射板であり、冷陰極管３３-1と相
対向して配してあり、冷陰極管３３ -1が点灯したとき
に、反射光により擬似的に別の光源として機能すると考
えることができる。
対向して配してあり、冷陰極管３３ -1が点灯したとき
に、反射光により擬似的に別の光源として機能すると考
えることができる。
【００７１】プリズム板３４Ｋは、凹状に湾曲してい
る。この装置３０Ｅは、高輝度化に有利である。
る。この装置３０Ｅは、高輝度化に有利である。
【００７２】〔第１の発明の第７実施例〕図２２の面発
光装置３０Ｆは、本体３１Ｂを、その底板３１Ｂａを斜
めとした構成である。
光装置３０Ｆは、本体３１Ｂを、その底板３１Ｂａを斜
めとした構成である。
【００７３】プリズム板３４は、水平である。
【００７４】この装置３０Ｆは、薄型化に有利である。
【００７５】〔第１の発明の第８実施例〕図２３の面発
光装置３０Ｇは、図２１の装置２０Ｅにおいて、プリズ
ム板３４Ｋに代えてプリズム板３４Ｌ，３４Ｍを一枚ず
つ両側から傾斜して配設した構成である。
光装置３０Ｇは、図２１の装置２０Ｅにおいて、プリズ
ム板３４Ｋに代えてプリズム板３４Ｌ，３４Ｍを一枚ず
つ両側から傾斜して配設した構成である。
【００７６】なお、上記第２乃至第８実施例において、
夫々のプリズム板の代わりに、図８乃至図１５に示すプ
リズム板３４Ａ乃至３４Ｇを使用してもよい。
夫々のプリズム板の代わりに、図８乃至図１５に示すプ
リズム板３４Ａ乃至３４Ｇを使用してもよい。
【００７７】次に、第２の発明の実施例について説明す
る。
る。
【００７８】〔第２の発明の第１実施例〕図２４は、第
２の発明の第１実施例になる面発光装置１００を示す。
２の発明の第１実施例になる面発光装置１００を示す。
【００７９】１０１は指向性光源であり、面光源である
バックライト１０２と、バックライト１０２より出射し
た光線１０３に指向性を与え、指向性を有する光線１０
３ａを出射する光ファイバアレイ１０４とよりなる。
バックライト１０２と、バックライト１０２より出射し
た光線１０３に指向性を与え、指向性を有する光線１０
３ａを出射する光ファイバアレイ１０４とよりなる。
【００８０】１０５はプリズム板であり、図２５に示す
ように、上面には、多数の線状プリズム部１０６が密接
して並んでいる。
ように、上面には、多数の線状プリズム部１０６が密接
して並んでいる。
【００８１】線状プリズム部１０６の頂角θ1 は９０度
である。
である。
【００８２】プリズム板１０５の上面、即ちプリズム面
が、発光面１０７である。
が、発光面１０７である。
【００８３】下面１０８に対して垂直の角度で入射した
非散乱光１０９は、線状プリズム部１０６の斜面で、符
号１０９ａ，１０９ｂで示すように全反射され、光源１
０１の方向に戻される。
非散乱光１０９は、線状プリズム部１０６の斜面で、符
号１０９ａ，１０９ｂで示すように全反射され、光源１
０１の方向に戻される。
【００８４】散乱光１０９ｃは、符号１０９ｄで示すよ
うに、線状プリズム部１０６から抜け出して、発光面１
０７から出射する。
うに、線状プリズム部１０６から抜け出して、発光面１
０７から出射する。
【００８５】即ち、プリズム板１０５は、非散乱光１０
９を、プリズム板１０５より下側の空間１１０内に閉じ
込めるように機能する。
９を、プリズム板１０５より下側の空間１１０内に閉じ
込めるように機能する。
【００８６】１１２は、高分子分散型液晶表示素子であ
り、光源１０１とプリズム板１０８との間の位置に設け
てあり、反射制御手段を構成する。
り、光源１０１とプリズム板１０８との間の位置に設け
てあり、反射制御手段を構成する。
【００８７】この素子１１２は、ポリマー製のマイクロ
カプセル内に液晶材料が封入された構造であり、電圧印
加時には、液晶分子は整列し、光１０３ａは符号１１３
ａで示すように散乱されずに透過する。
カプセル内に液晶材料が封入された構造であり、電圧印
加時には、液晶分子は整列し、光１０３ａは符号１１３
ａで示すように散乱されずに透過する。
【００８８】電圧無印加時には、液晶分子は無秩序な状
態にあり、光１０３ａは、符号１１３ｂで示すように散
乱される。
態にあり、光１０３ａは、符号１１３ｂで示すように散
乱される。
【００８９】従って、素子１１２は、電圧が印加されな
くなると、プリズム板１０５による光閉じ込め機能をく
ずすように機能する。
くなると、プリズム板１０５による光閉じ込め機能をく
ずすように機能する。
【００９０】上記構成の装置１００においては、発光面
１０７のうち、素子１１２のうち電圧無印加部分に対応
する部分が輝き、その他の部分は暗い状態となり、発光
面１０７は、コントラストが良好な状態で発光する。
１０７のうち、素子１１２のうち電圧無印加部分に対応
する部分が輝き、その他の部分は暗い状態となり、発光
面１０７は、コントラストが良好な状態で発光する。
【００９１】即ち、発光面１０７は、素子１１２の駆動
状態に応じて発光し、表示装置とできるものである。
状態に応じて発光し、表示装置とできるものである。
【００９２】次に、上記プリズム板１０５の変形例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００９３】以下に説明するプリズム板を、上記プリズ
ム板１０５に代えて設けることが出来る。
ム板１０５に代えて設けることが出来る。
【００９４】図２６（Ａ）に示すプリズム板１０５Ａ
は、同図（Ｂ）に示す角錐状プリズム部１１５が並んだ
構成である。
は、同図（Ｂ）に示す角錐状プリズム部１１５が並んだ
構成である。
【００９５】図２７に示すプリズム板１０５Ｂは、プリ
ズム板１０５上に、拡散シート１１６を重ねた構成であ
る。
ズム板１０５上に、拡散シート１１６を重ねた構成であ
る。
【００９６】拡散シート１１６は、例えばＧＥ社製レキ
サンフィルム（型格８Ｂ３６）である。
サンフィルム（型格８Ｂ３６）である。
【００９７】図２８に示すプリズム板１０５Ｃは、プリ
ズム板１０５の上面に低屈折率樹脂層１１７を介して、
拡散板１１８を一体に有する構成である。
ズム板１０５の上面に低屈折率樹脂層１１７を介して、
拡散板１１８を一体に有する構成である。
【００９８】拡散板１１８は、樹脂層１１７を形成した
後に、アクリル系光拡散樹脂を、プリズム板１０５と一
体に形成したものである。
後に、アクリル系光拡散樹脂を、プリズム板１０５と一
体に形成したものである。
【００９９】上記のプリズム板１０５Ｂ，１０５Ｃを使
用すれば、広い視角特性が得られる。
用すれば、広い視角特性が得られる。
【０１００】図２９に示すプリズム板１０５Ｄは、図２
７のプリズム板１０５Ｂに遮光壁１１９が付加された構
成である。
７のプリズム板１０５Ｂに遮光壁１１９が付加された構
成である。
【０１０１】遮光壁１１９は、素子１１２の各ドットに
対応して配置してあり、各ドット間において発光が混在
することを防止する。
対応して配置してあり、各ドット間において発光が混在
することを防止する。
【０１０２】〔第２の発明の第２実施例〕図３０の面発
光装置１００Ａは、プリズム板１０５を素子１１２と一
体化した構成である。この装置１００Ａは、図２４の装
置１００に比べて、生産性良く製造し得る。 〔第２の発明の第３実施例〕図３１の面発光装置１００
Ｂは、ハロゲンランプ１２０とリフレクタ１２１とより
なる指向性光源１０１Ａを有する。
光装置１００Ａは、プリズム板１０５を素子１１２と一
体化した構成である。この装置１００Ａは、図２４の装
置１００に比べて、生産性良く製造し得る。 〔第２の発明の第３実施例〕図３１の面発光装置１００
Ｂは、ハロゲンランプ１２０とリフレクタ１２１とより
なる指向性光源１０１Ａを有する。
【０１０３】プリズム板１０５Ｅは、プリズム部１２２
-1〜１２２-4を有する。
-1〜１２２-4を有する。
【０１０４】プリズム板は光源１０１Ａの中心線１２３
から離れるに従って徐々に外側に傾斜した形状を有す
る。
から離れるに従って徐々に外側に傾斜した形状を有す
る。
【０１０５】これは、光源１０１Ａからの光線１０３ｂ
が、多少拡がっていることに対応させたものである。
が、多少拡がっていることに対応させたものである。
【０１０６】
【発明の効果】以上説明した様に、請求項１〜５の発明
によれば、光をプリズム板の下側の空間に閉じ込める構
成であるため、導光板を使用した装置に比べて、約１／
３にまで軽量化が可能である。プリズム部の形状が他の
部分と異なるように形成されている部分を有する構造
が、光をプリズム板の下側の空間に閉じ込める程度を制
御する構造を有する。よって、光をプリズム板の下側の
空間に閉じ込める程度を制御する構造がプリズム板自体
に組込まれているため、構造を簡単とし得る。
によれば、光をプリズム板の下側の空間に閉じ込める構
成であるため、導光板を使用した装置に比べて、約１／
３にまで軽量化が可能である。プリズム部の形状が他の
部分と異なるように形成されている部分を有する構造
が、光をプリズム板の下側の空間に閉じ込める程度を制
御する構造を有する。よって、光をプリズム板の下側の
空間に閉じ込める程度を制御する構造がプリズム板自体
に組込まれているため、構造を簡単とし得る。
【０１０７】請求項６の発明によれば、光源は側方に配
置された冷陰極管であり、プリズム板は整列した線状プ
リズム部を上記冷陰極管と直交する向きで配した構成で
あるため、プリズム板の反射効果を最大とし得、光を空
間内に効率良く閉じ込めることが出来る。
置された冷陰極管であり、プリズム板は整列した線状プ
リズム部を上記冷陰極管と直交する向きで配した構成で
あるため、プリズム板の反射効果を最大とし得、光を空
間内に効率良く閉じ込めることが出来る。
【０１０８】請求項７の発明によれば、プリズム板は、
該プリズム板の下側の空間が、上記冷陰極管から離れる
につれて狭くなるように設けてなる構成であるため、光
が反射する回数を少なく抑えることが出来、反射の繰り
返しによる光の強さの減少を抑えることが出来、その
分、発光面の輝度を高めることが出来る。
該プリズム板の下側の空間が、上記冷陰極管から離れる
につれて狭くなるように設けてなる構成であるため、光
が反射する回数を少なく抑えることが出来、反射の繰り
返しによる光の強さの減少を抑えることが出来、その
分、発光面の輝度を高めることが出来る。
【０１０９】
【図１】本発明の面発光装置の原理図である。
【図２】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第１実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図３】図２中、プリズム板を下方からみた斜視図であ
る。
る。
【図４】図２中、IV-IV 線に沿う断面図である。
【図５】プリズム板の作用を説明する図である。
【図６】プリズム板き向き及びプリズム角度と、出射率
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図７】図２の装置の発光面の輝度分布を示す図であ
る。
る。
【図８】プリズム板の第１の変形例を示す図である。
【図９】プリズム板の第２の変形例を示す図である。
【図１０】プリズム板の第３の変形例を示す図である。
【図１１】プリズム板の第４の変形例を示す図である。
【図１２】図１１中の線状プリズム部のプリズム角度を
説明する図である。
説明する図である。
【図１３】プリズム板の第５の変形例を示す図である。
【図１４】プリズム板の第６の変形例を示す図である。
【図１５】プリズム板の第７の変形例を示す図である。
【図１６】本発明に係る第１の実施例の面発光装置の第
２実施例を示す図である。
２実施例を示す図である。
【図１７】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第３
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図１８】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第４
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図１９】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第５
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図２０】図１９の装置の発光面の輝度分布を示す図で
ある。
ある。
【図２１】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第６
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図２２】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第７
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図２３】本発明に係る第１の発明の面発光装置の第８
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図２４】本発明に係る第２の発明の面発光装置の第１
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図２５】図２４中、プリズム板を示す斜視図である。
【図２６】プリズム板の第１の変形例を示す図である。
【図２７】プリズム板の第２の変形例を示す図である。
【図２８】プリズム板の第３の変形例を示す図である。
【図２９】プリズム板の第４の変形例を示す図である。
【図３０】本発明に係る第２の発明の面発光装置の第２
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図３１】本発明に係る第２の発明の面発光装置の第３
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図３２】従来の面発光装置の１例を示す図である。
１０ 面発光装置
１１ 板体
１２ 蛍光管
１３ 導光板
１４ 光拡散板
１５ 拡散反射パターン
１６ 反射板
２０ 面発光装置
２１ 光源
２２ 閉じ込められた光
２２ａ 出射した光
２３ 空間
２４ プリズム板
２４ａ 発光面
２５ 反射制御手段
３０，３０Ａ〜３０Ｇ 面発光装置
３１ 本体
３１ａ，３１ｂ ホルダ部
３２ 反射板
３３-1，３３-2 冷陰極管
３４，３４Ａ〜３４Ｍ プリズム板
３４ａ プリズム面
３４ｂ 平坦面
３４ｃ，３４Ｄｃ，３４Ｅｃ，３４Ｆｃ 線状プリズム
部 ３４ｄ 微小円柱部 ３４ｅ 端面 ３５ 線状プリズム部の長手方向軸線 ３６ 冷陰極管の長手方向軸線 ３７，３７Ａ 空間 ３８ 光拡散板 ３９ 光線 ４０ 発光面 ５０ 微小穴部 ５１ 微小切欠部 ５２ 平面部 ６０，６１ 集光プリズム板 ６５ 反射板 １００，１００Ａ，１００Ｂ 面発光装置 １０１，１０１Ａ 指向性光源 １０２ バックライト １０３，１０８，１１３ 光 １０４ 光ファイバアレイ １０５，１０５Ａ〜１０５Ｅ プリズム板 １０６ 線状プリズム部 １０７ 発光面 １１０ 空間 １１２ 高分子分散型液晶表示素子 １１５ 角錐状プリズム部 １１６ 拡散シート １１７ 低屈折率樹脂層 １１８ 拡散板 １１９ 遮光壁 １２０ ハロゲンランプ １２１ リフレクタ １２２-1〜１２２-4 プリズム部 １２３ 中心線
部 ３４ｄ 微小円柱部 ３４ｅ 端面 ３５ 線状プリズム部の長手方向軸線 ３６ 冷陰極管の長手方向軸線 ３７，３７Ａ 空間 ３８ 光拡散板 ３９ 光線 ４０ 発光面 ５０ 微小穴部 ５１ 微小切欠部 ５２ 平面部 ６０，６１ 集光プリズム板 ６５ 反射板 １００，１００Ａ，１００Ｂ 面発光装置 １０１，１０１Ａ 指向性光源 １０２ バックライト １０３，１０８，１１３ 光 １０４ 光ファイバアレイ １０５，１０５Ａ〜１０５Ｅ プリズム板 １０６ 線状プリズム部 １０７ 発光面 １１０ 空間 １１２ 高分子分散型液晶表示素子 １１５ 角錐状プリズム部 １１６ 拡散シート １１７ 低屈折率樹脂層 １１８ 拡散板 １１９ 遮光壁 １２０ ハロゲンランプ １２１ リフレクタ １２２-1〜１２２-4 プリズム部 １２３ 中心線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮原 大樹
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(72)発明者 福原 元彦
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(72)発明者 田中 克憲
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−165330（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−203947（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 上面が発光面であり、下面にプリズム部
を備えるプリズム板と、 該プリズム板の下面側に形成され、該プリズム板で反射
された光が閉じ込められる空間と、 上記空間に光を送り込む光源とを有し、 上記プリズム板は、断面が三角形状の線状プリズムが複
数配置されるとともに、少なくとも１つの線状プリズム
において、該線状プリズムの断面形状が該線状プリズム
の稜線方向で部分的に異なるように形成されていること
を特徴とする面発光装置。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの線状プリズムにお
いて、該線状プリズムの稜線方向の途中に円柱形状部が
形成されていることを特徴とする請求項1記載の面発光
装置。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つの線状プリズムにお
いて、該線状プリズムの稜線方向の途中が切り欠かれて
切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項1
記載の面発光装置。 - 【請求項４】 前記複数配置された線状プリズムの稜線
方向でプリズム角度が異なるように形成されていること
を特徴とする請求項1記載の面発光装置。 - 【請求項５】 上面が発光面であり、下面にプリズム部
を備えるプリズム板と、 該プリズム板の下面側に形成され、該プリズム板で反射
された光が閉じ込められる空間と、 上記空間に光を送り込む光源とを有し、 上記 プリズム板は、第１の線状プリズムが複数列配列さ
れるとともに、該第１の線状プリズムの稜線方向の途中
が切り欠かれて切り欠き部が形成され、該切り欠き部に
該第1の線状プリズムと稜線方向の異なる第２の線状プ
リズムが少なくとも一列該第１の線状プリズムと交差し
て形成されていることを特徴とする面発光装置。 - 【請求項６】 前記光源は、側方に配置された冷陰極管
であり、 前記プリズム板は、整列した線状プリズム部を上記冷陰
極管と直交する向きで配した構成としたことを特徴とす
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の面発光装置。 - 【請求項７】 前記プリズム板は、該プリズム板の下側
の空間が、前記冷陰極管から離れるにつれて狭くなるよ
うに設けてなる構成としたことを特徴とする請求項６記
載の面発光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04836593A JP3362900B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 面発光装置 |
| US08/206,145 US5863114A (en) | 1993-03-09 | 1994-03-07 | Light emissive panel unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04836593A JP3362900B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 面発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258641A JPH06258641A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3362900B2 true JP3362900B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=12801325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04836593A Expired - Fee Related JP3362900B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 面発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5863114A (ja) |
| JP (1) | JP3362900B2 (ja) |
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