JP2006294560A

JP2006294560A - バックライト

Info

Publication number: JP2006294560A
Application number: JP2005117288A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kawasaki; 要二川崎
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】導光板の入射面近傍での光反射部を過度に大型化させることなく、面発光部から出光する光の輝度ムラを容易に平滑化することができるバックライトを提供する。
【解決手段】導光板３１の出光面３１ａを拡散板３２に対して傾斜させ、導光板３１と拡散板３２との間に空隙４０を形成する。これにより、導光板３１の出光面３１ａからの出射光を十分な広角度に拡散させて拡散板３２に入射させることができ、導光板３１の入射面３１ｃ近傍の光反射部３９を過度に大型化させることなく、入射面３１ｃの近傍で面発光部３８から出光する光の輝度ムラを容易に平滑化することができる。従って、導光板３１の入射面３１ｃ近傍での光量の消費を抑制することができ、ＬＥＤ１０等の点光源を用いた場合にも、面発光部３８全体としての輝度を高いレベルに維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の発光ダイオード等の発光素子を光源として用いたバックライトに関する。

従来より、液晶表示パネル等に好適なバックライトとしては、透明な平行平板や断面楔形平板等からなる導光板の側端面から光を入射させる、いわゆるエッジライト方式のものが広く普及している。また、この種のエッジライト方式のバックライトにおいて、近年では、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を、光源として導光板の入射面に配列したものが提案されている。ところで、ＬＥＤ等の発光素子を光源として用いた場合、各発光素子は点光源であるため、バックライトの面発光部から出光する光の輝度ムラは、光源に対して垂直な方向（すなわち、光源から見た導光板の奥行き方向）のみならず、光源に対して水平な方向（すなわち、光源の配列方向）にも発生し易い。具体的には、特に、導光板の入射面近傍におけるＬＥＤの配置部から外れた領域で、面発光部から出光する光の輝度が局所的に低下し易くなる。

そこで、例えば特許文献１には、導光板の反射面上に、ドット印刷等によって光反射部（光反射パターン）を配列し、各光反射部の面積率を、各光源に対して垂直方向に離間する程大きく形成し、且つ、各光源に対して水平方向に離間する程大きく形成する技術が開示されている。
特開２００１−４３７１４公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、単に光反射部の面積率の設計のみで光源に対して垂直な方向及び水平な方向の輝度ムラを同時に調整することは困難な場合がある。特に、導光板の入射面近傍で面発光部から出光する光の輝度の低下（暗部の発生）を解消すべく、当該暗部に対応する部分の光反射部を大型化させると、導光板内における入射面近傍での光量の消費が増大し、面発光部全体としての輝度が低下する虞がある。

本発明は、導光板の入射面近傍での光反射部を過度に大型化させることなく、面発光部から出光する光の輝度ムラを容易に平滑化することができるバックライトを提供することを目的とする。

本発明は、出光面と反射面とが互いに対向し、これらの少なくとも一側端面に入射面を有する導光板と、前記導光板の入射面に沿って配列する複数の点光源と、前記導光板の出光面に対向配置する光学部材とを具備したバックライトであって、前記導光板の出光面を前記光学部材に対して傾斜させ、当該出光面の傾斜によって前記導光板と前記光学部材との間に空隙を形成したことを特徴とする。

本発明のバックライトによれば、導光板の入射面近傍での光反射部を過度に大型化させることなく、面発光部から出光する光の輝度ムラを容易に平滑化することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はバックライトの分解斜視図、図２はバックライトの要部断面図、図３は導光板から拡散板に入射する光の挙動の一例を示す説明図、図４は輝度分布の等高線図、図５はバックライトの変形例を示す要部断面図、図６は導光板の変形例を示す斜視図である。

図１，２において符号１は液晶テレビ等に好適なバックライトを示し、このバックライト１は、上面が開口した扁平な略箱形形状のケース２を有する。ケース２は、例えば、矩形の背面板２ａと当該背面板２ａの各辺に立設する側壁２ｂとが射出成形によって一体形成された樹脂成型品で構成され、さらに、背面板２ａの短手方向の両端部には、側壁２ｂに対向する隔壁３がそれぞれ立設している。そして、これら隔壁３により、ケース２の内部は、一対のＬＥＤ収容室５と、これらＬＥＤ収容室５の間に介在する導光室６とに画成されている。

ＬＥＤ収容室５は、例えば、点光源である複数（例えば、４個）の表面実装型の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）１０を光源として収容する。具体的には、ＬＥＤ収容室５の長手方向両端部には互いに対向する一対の基板保持溝５ａが凹設しており、これら基板保持溝５ａは、各ＬＥＤ１０をＬＥＤ基板１１上に等間隔毎に実装した光源ユニット２０をＬＥＤ収容室５内に保持する。そして、図１，２に示すように、ＬＥＤ収容室５内に収容保持された各ＬＥＤ１０は、隔壁３に凹設された連通溝７を介して、その発光面を導光室６に露呈する。

ここで、本実施形態において、各ＬＥＤ１０は、所定色温度の白色光を発光する白色ＬＥＤである。このようなＬＥＤ１０は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの発光体を１つのパッケージにして構成してもよく、また、例えば、単色のＬＥＤに蛍光物質を塗布して出射光を白色光に変換するよう構成してもよい。

導光室６は、例えば、一方の面に反射面３０ａを有する平面矩形形状の反射シート３０と、互いに対向する出光面３１ａと反射面３１ｂとを有する平面矩形形状の導光板３１と、平面矩形形状をなし導光板３１の出光面３１ａに対向配置する光学部材としての拡散板３２と、一方の面に拡散シート３４を貼着した平面矩形形状のレンズシート３３と、を背面板２ａ側から順に積層して収容する。

なお、図中符号３６は、ケース２に冠設するベゼルである。このベゼル３６には、レンズシート３３に貼着された拡散シート３４を外部に露呈するための矩形の開口部３６ａが開口しており、図２に示すように、ベゼル３６は、ケース２に冠設することにより、ＬＥＤ収容室５の上部開口部を閉塞し、さらに、レンズシート３３（及び、拡散シート３４）の縁辺部をケース２との間に挟持する。そして、本実施形態のバックライト１では、ベゼル３６の開口部３６ａから外部に露呈する拡散シート３４上の領域が、面発光部３８として機能する。

図１，２に示すように、本実施形態の導光板３１において、各光源ユニット２０のＬＥＤ１０に対向する２つの側端面は、それぞれ、各ＬＥＤ１０からの出射光を入射する入射面３１ｃとして設定されている。

また、導光板３１は、各入射面３１ｃから入射した光を反射して出光面３１ａに導く反射面３１ｂ上に、複数の光反射部３９を有する。本実施形態において、各光反射部３９は、例えば、ドット印刷等によって反射面３１ｂ上に形成された円形の反射部材であり、その面積が配設位置に応じて異なる大きさとなっている。具体的には、光反射部３９は、例えば、ＬＥＤ１０の発光面に対して垂直方向に離間するものほど相対的に大きな面積を有し、且つ、ＬＥＤ１０の発光面に対して水平方向に離間するものほど相対的に大きな面積を有する。

また、導光板３１の出光面３１ａは拡散板３２に対して相対的に傾斜しており、導光板３１は、出光面３１ａが傾斜することにより、拡散板３２との間に空隙４０を形成する。本実施形態において、出光面３１ａは、各入射面３１ｃでの導光板３１の板厚を最大とし、且つ、入射面３１ｃか離間するにつれて導光板３１の板厚を小さくするよう傾斜している。すなわち、本実施形態において、出光面３１ａは、図２に示すように、その断面形状が、なだらかなＶ字状となっている。ここで、導光板３１の設定に際し、入射面３１ｃでの導光板３１の板厚を、各ＬＥＤ１０の発光面の幅（導光板３１の板厚方向の幅）と一致させることが望ましい。

このような構成において、各ＬＥＤ１０から導光板３１に入射された光は、反射面３１ｂ上の各位置に配設された各光反射部３９で反射した後、出光面３１ａから出射する。その際、図３に示すように、出光面３１ａからの出射光は、導光板３１と空気の屈折率差に起因して屈折し、拡散板３２に到達するまでの間に、空隙４０内を屈折方向に進行する。これにより、導光板３１からの出射光を、十分に広角度に拡散させて拡散板３２に入射させることができ、面発光部３８から出光する光の輝度ムラを容易に平滑化することができる。

すなわち、導光板３１の出光面３１ａを拡散板３２に対して傾斜させ、導光板３１と拡散板３２との間に空隙４０を形成することにより、導光板３１の出光面３１ａからの出射光を十分な広角度に拡散させて拡散板３２に入射させることができ、導光板３１の入射面３１ｃ近傍の光反射部３９を過度に大型化させることなく、入射面３１ｃの近傍で面発光部３８から出光する光の輝度ムラを容易に平滑化することができる。従って、導光板３１の入射面３１ｃ近傍での光量の消費を抑制することができ、ＬＥＤ１０等の点光源を用いた場合にも、面発光部３８全体としての輝度を高いレベルに維持することができる。

その際、出光面３１ａを、入射面３１ｃでの導光板３１の板厚を最大とし、入射面３１ｃから離間するにつれて板厚を小さくする方向に傾斜させることにより、導光板３１と拡散板３２との間に空隙４０を形成した場合にも、バックライト１を厚さ方向に大型化させることを的確に防止できる。しかも、出光面３１ａの傾斜により、導光板３１の板厚が入射面３１ｃから離間するにつれて薄型化するので、その分、導光板３１を軽量化させることができ、バックライト１全体としての軽量化を実現することができる。

ここで、図４（ａ）は、導光板３１の反射面３１ｂ上に所定パターンで配列された複数の光反射部３９を有し、且つ、出光面３１ａと拡散板３２との間に空隙４０を形成した本実施形態のバックライト１において、各ＬＥＤ１０の近傍で面発光部３８から出光する光の輝度分布のシミュレーション結果を示す。また、図４（ｂ）は、導光板の反射面上に同一パターンで配列された複数の光反射部を有し、且つ、出光面と拡散板とが略密着したバックライトにおいて、各ＬＥＤ１０の近傍で面発光部から出光する光の輝度分布のシミュレーション結果を示す。これらのシミュレーション結果からも明らかなように、導光板３１の出光面３１ａと拡散板３２との間に空隙４０を形成することにより、面発光部３８から出光する光の輝度分布を飛躍的に改善できることが分かる。

なお、上述の実施形態では、導光板３１の互いに対向する一対の側端面に入射面３１ｃを設定したバックライト１に本発明を適用した場合の一例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、導光板の一側端面のみに入射面を設定したバックライト、導光板の互いに隣接する２つの側端面に入射面を設定したバックライト、或いは、導光板の３以上の側端面に入射面を設定したバックライト等にも適用が可能である。例えば、図５に示すように、導光板３１の一側端面のみに入射面３１ｃを設定した場合、出光面３１ａを入射面３１ｃ側から該入射面３１ｃに対向する側端面に向けて傾斜させることにより、導光板３１と拡散板３２の間に良好な空隙４０を形成することが可能となる。また、例えば図６に示すように、導光板３１の４つの側端面に入射面３１ｃを設定した場合、出光面３１ａを各入射面３１ｃから導光板３１の中心部に向けて傾斜させ、出光面３１ａを反射面３１ｂ側に凹の四角錐形状とすることにより、導光板３１と拡散板との間に良好な空隙を形成することが可能となる。

また、導光板３１の出光面３１ａに対向する光学部材は、拡散板に限定されるものではなく、例えば、レンズシート等であってもよいことは勿論である。

バックライトの分解斜視図バックライトの要部断面図導光板から拡散板に入射する光の挙動の一例を示す説明図輝度分布の等高線図バックライトの変形例を示す要部断面図導光板の変形例を示す斜視図

符号の説明

１…バックライト、１０…発光ダイオード（点光源）、３１…導光板、３１ａ…出光面、３１ｂ…反射面、３１ｃ…入射面、３２…拡散板（光学部材）、３８…面発光部、３９…光反射部、４０…空隙

Claims

出光面と反射面とが互いに対向し、これらの少なくとも一側端面に入射面を有する導光板と、前記導光板の入射面に沿って配列する複数の点光源と、前記導光板の出光面に対向配置する光学部材とを具備したバックライトであって、
前記導光板の出光面を前記光学部材に対して傾斜させ、当該出光面の傾斜によって前記導光板と前記光学部材との間に空隙を形成したことを特徴とするバックライト。
前記出光面は、前記入射面での前記導光板の板厚を最大とし、且つ、前記入射面から離間するにつれて前記導光板の板厚を小さくする方向に傾斜していることを特徴とする請求項１記載のバックライト。