JP4379786B2

JP4379786B2 - 面光源装置

Info

Publication number: JP4379786B2
Application number: JP2003380767A
Authority: JP
Inventors: 真吾大川
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: US7410285B2; JP2005149731A; US20050141241A1

Description

本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いることができる他、各種の照明機器、表示装置等に用いる面光源装置に関する。

従来、例えば液晶表示装置としては、液晶表示パネルの背面側にバックライトとして面光源装置を配置したものが知られている。この面光源装置は、液晶表示パネルと同様の平面形状及び大きさを有する導光板と、導光板の側方に配置される光源と、導光板の背面側に配置された反射板とを備えてなる、所謂サイドライト型の面光源装置である。

近年、このような面光源装置では、液晶表示装置の薄型化に伴って導光板の薄型化も進んでいる。このような導光板の薄型化に伴って、発光源も小型化が要求されている。小型の発光源としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）が用いられている。

図４及び図５は、ＬＥＤ１０１を発光源として用いた面光源装置１００を示している。ＬＥＤ１０１は、導光板１０２の側面に配置されている。このＬＥＤ１０１としては、発光部（発光素子）１０３がその光放射面１０３Ａを樹脂パッケージ１０４から露出するように樹脂封止されたパッケージタイプのものがある。図４に示すように、通常は、組み付けの利便性を考慮して、ＬＥＤ１０１の厚みと、導光板１０２においてＬＥＤ１０１が対向する側の厚みとを同じに設定している。

また、従来の他の面光源装置としては、導光板の光入射側面近傍の輝度ムラを低減するように、光入射側面に複数の縦溝を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された面光源装置では、光入射側面近傍の導光板の厚さより、ＬＥＤの光放射面における導光板厚さ方向の長さが短く設定されている。

特開平１０−２９３２０２号公報（第３頁及び第４頁、図１）

しかしながら、上述した図４及び図５に示した面光源装置１００のように、ＬＥＤ１０１の光放射面１０３Ａが、導光板１０２の光入射側面１０５に密接して配置されるため、図４及び図５に示すように、導光板１０２の光入射側面１０５における、ＬＥＤ１０１の光放射面１０３Ａが当接しない上下位置の領域１０５Ａ、１０５Ｂが影となって導光板１０２内に暗帯１０６となって現れ、導光板１０２を伝播する光にすじむらが発生し易くなる。このような暗帯１０６は、図５に示すように、導光板１０２内部を伝播した光が導光板１０２の出射面１０２Ａから出射されたときにも同様に視認されるという問題点がある。

導光板としては、平面形状（出射面形状）が略矩形形状で、裏面が発光源が対向する側面（入射面）から遠ざかるに従って出射面に近づくように傾斜すると共に、裏面には入射面に直交する方向に延びる複数のプリズム突起が形成されたものがある。このような構造の導光板に上述のようにＬＥＤを対向させた場合では、導光板内部に入射した光が、裏面に形成されたプリズム突起の作用により広がりが抑えられて出射面側へ向けて反射されるようになっている。このため、上述した暗帯も広がることがなく明瞭に視認され、出射面側から出射する光にすじむらが発生する可能性があった。

したがって、このように暗帯１０６が出射光に発生する面光源装置１００を備えた液晶表示装置では、面光源装置１００で照明される例えば液晶表示パネルの表示画像に悪影響が及ぶという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、導光板内を伝播する光にすじむらが発生することを防止して良好な照明機能を有する面光源装置を提供することにある。

請求項１の発明は、ＬＥＤと、導光板とを備え、前記導光板が、前記ＬＥＤが対向して配置される入射側面と、前記入射側面から入射した光を伝播の過程で出射する出射面と、当該出射面の反対側に位置する裏面とを有する面光源装置に関するものである。

この発明に係る面光源装置は、前記入射側面における前記導光板の厚さ方向の長さが、前記ＬＥＤの光放射面における前記導光板の厚さ方向の長さ以下である。そして、前記ＬＥＤの光放射面が、前記入射側面における前記導光板の厚さ方向に沿った上縁から下縁までに亘って当接している。

本発明によれば、導光板内を伝播する光にすじむらが発生することを防止でき、良好な照明光を得ることができる。

また、本発明によれば、導光板の裏面にプリズム突起が形成されたものを用いることにより、出射光にすじむらがなく、高輝度な照明を得ることができる。

以下、本発明に係る面光源装置の最良の形態について説明する。

本実施の形態では、導光板の側面に光源が配置された面光源装置であって、光源が対向する側面における導光板の厚さ方向の長さ（導光板端部の厚さ寸法）が、光源の有効光放射面における導光板の厚さ方向の長さ以下に設定されていることを要旨とする。なお、本実施の形態に係る面光源装置では、光源としてＬＥＤを用いる。

図１〜図３は、本発明の実施例に係る面光源装置を示すものである。図１は面光源装置の分解斜視図である。図２は導光板を切断した状態を示すものであり、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図であって、導光板とＬＥＤとを離した状態を示している。

（面光源装置の概略構成）
図１に示すように、面光源装置１は、導光板２と、導光板２の入射面３に対向するように配置された点光源としての複数（本実施例では３つ）のＬＥＤ４と、導光板２の出射面５側に光制御部材として配置されたプリズムシート６、導光板２の裏面（出射面５と反対側の面）７に対向するように配置された反射部材（反射シート）８と備えて大略構成されている。

（導光板）
導光板２は、ポリカーボネート（ＰＣ），ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ），シクロオレフィン系樹脂材料等の光透過性に優れた材料を使用して形成されている。この導光板２は、平面形状（出射面形状）が略矩形形状に形成され、且つ、その板厚が入射側面３から遠ざかるに従って薄くなるような断面略楔形形状に形成されている。すなわち、この導光板２は、その裏面７がＬＥＤ４から遠ざかるに従って出射面４に近づくように傾斜している。なお、導光板２の入射側面３における板厚をｔで示す（図３参照。）。

また、導光板２の裏面７には、入射側面３に略直交する方向（入射側面３から先端面１０に向かう方向）に延び、且つ、入射側面３に沿う方向に連続する複数のプリズム突起９が形成されている。図１に示すように、この導光板２のプリズム突起９は、入射側面３に平行な断面における形状が略三角形状であり、その略三角形状の頂点から互いに離間するように形成された傾斜面９Ａ，９Ｂが光の集光機能面として機能する。すなわち、導光板２のプリズム突起９の傾斜面９Ａ，９Ｂである集光機能面は、導光板２の入射側面３に平行な座標面において、導光板２の内部を伝播する光のうち、導光板２の裏面７から外部に出射する光以外の光を、導光板２の出射面４の法線方向寄りに集光するように反射するようになっている。

以上のような導光板２によれば、導光板２の内部に入射した光は、導光板２の出射面５側と裏面７側とで反射されながら先端面１０側に向かって伝播する。導光板２の裏面７側で反射された光は、入射側面３に平行な面内において、プリズム突起９によって出射面５の法線方向寄りに集光されて出射面５から出射される。このため、裏面９側から出射面５側に入射する光は、指向性が高く出射面５から出射する出射光の輝度を高めることができる。

（ＬＥＤ）
図２及び図３に示すように、光源としてのＬＥＤ４は、発光部としての発光素子１１の光放射面１１Ａが露出するように、樹脂１２でモールドしたパッケージ構造を有している。なお、このＬＥＤ４を上記導光板２の入射側面３に対向させたときに、ＬＥＤ４の端面で露出する光放射面１１Ａにおける導光板２の板厚方向に対応する長さｈは、上記した導光板２の入射側面３での板厚ｔと同一寸法に設定されている。そして、このＬＥＤ４の端面を導光板２の入射側面３に当接するように配置したときに、図２に示すように、ＬＥＤ４の端面に露出する光放射面１１Ａが入射面３に合致するように組み付けられている。このため、ＬＥＤ４が当接する入射側面３の上縁から下縁までに亘って光放出面１１Ａが当接している。

（光制御部材）
光制御部材としてのプリズムシート６は、光透過性に優れたプラスチック材料（例えば、ＰＥＴ，ＰＭＭＡ，ＰＣ）により形成されており、導光板２の出射面５とほぼ同様の平面形状に形成されている。そして、このプリズムシート６は、導光板２の出射面５に対向する面側に、導光板２のプリズム突起９と直交する方向に延びる微細なプリズム突起１３が平行に複数形成されている。このプリズムシート６のプリズム突起１３は、その断面形状が略三角形状であり、導光板２の入射側面３に直交し且つ導光板２の出射面６に直交する仮想面内において、導光板２からの出射光を導光板２の出射面５のほぼ法線方向寄りに偏向するように機能し、被照明体としての例えば液晶表示パネル等を効率的に照明できるようになっている。

（反射部材）
反射部材８は、白色の顔料を混ぜてシート状にした光反射性に優れたＰＥＴシートや、アルミニウム等の光反射性に優れた金属を蒸着したフィルム等であり、略矩形形状の導光板２の裏面７とほぼ同様の平面形状に形成されている。そして、この反射部材８は、導光板２の裏面７側から出射した光を反射して導光板２の内部に戻すように機能する。なお、反射部材８は、導光板２が収容される筐体（図示せず）の内部を光反射性に優れた表面（白色化した表面）とし、光反射機能を備えた筐体自体を反射部材としてもよい。

（面光源装置の作用）
本実施例の面光源装置１では、ＬＥＤ４が発光すると、光放出面１１Ａが導光板２の入射側面３の上下方向に亘って当接もしくは対向するため、入射側面３から入射した光に暗部が発生することがなく、出射面５で出射される出射光にすじむらが発生することがない。

また、導光板２の入射側面３から入射した光が、裏面７側のプリズム突起９を構成する傾斜面９Ａ，９Ｂで出射面５の法線寄りに集光するように反射されるため、高輝度な出射光を得ることができる。このようなプリズム突起９での反射においても、入射側面３から入射した光に暗部が生じていないため、プリズム突起９で反射されて出射面５から出射する光にすじむらが発生することがない。

以上、実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。

例えば、上記実施例では、ＬＥＤ４の光放出面１１Ａの長さｈと、導光板２の入射面３側端部の板厚ｔとを同一寸法、すなわち、ｈ＝ｔに設定したが、導光板２内に入射する光に暗部が生じないようにするには、ＬＥＤ４の光放出面１１Ａの長さｈが、導光板２の入射面３側端部の板厚ｔ以上の寸法であってもよい。

本発明は、各種の面光源装置、導光板等の製造分野で利用することが可能である。

本発明の実施例に係る面光源装置の分解斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＡ−Ａ断面において導光板とＬＥＤとを離した状態を示す断面図である。従来の面光源装置の断面図である。従来の面光源装置の平面図である。

符号の説明

１……面光源装置、２……導光板、３……入射側面、４……ＬＥＤ（光源）、５……出射面、７……裏面、９……プリズム突起、１１……発光素子、１１Ａ……光放出面、１２……樹脂、ｈ……光放出面の長さ、ｔ……導光板における入射面側端部の板厚

Claims

ＬＥＤと、導光板とを備え、
前記導光板が、前記ＬＥＤが対向して配置される入射側面と、前記入射側面から入射した光を伝播の過程で出射する出射面と、当該出射面の反対側に位置する裏面とを有する面光源装置であって、
前記入射側面における前記導光板の厚さ方向の長さが、前記ＬＥＤの光放射面における前記導光板の厚さ方向の長さ以下であり、
前記ＬＥＤの光放射面が、前記入射側面における前記導光板の厚さ方向に沿った上縁から下縁までに亘って当接している、
ことを特徴とする面光源装置。