JP5835803B2 - 面状ライトユニット - Google Patents
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Description
すなわち、上記特許文献1及び2に記載の中空式照明装置では、コリメータレンズを用いてLEDから出射される光を集光して中空導光領域に向けて出射させているが、コリメータレンズで制御し切れなかった光が上方や下方に向けて出射されてしまい、光の利用効率が低下してしまう問題があった。上記特許文献1及び2では、できるだけ多くの光を集光させるためにコリメータレンズを複雑で特殊な形状としているが、この場合、部材コストが増大してしまう問題があると共に、このような特殊なコリメータレンズでも集光に限界があり、上下に制御し切れなかった光が少なからず出射されてしまっていた。
すなわち、この面状ライトユニットでは、集光レンズの下方に、集光レンズ側からの光を空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部を設けているので、集光レンズで制御し切れなかった光のうち集光レンズの下方に出射された光を、下部反射面部で前記空間に向けて反射し前方へ進行させることで、さらに光の利用効率を向上させ、より輝度を向上させることができる。したがって、上部反射面部だけでなく下部反射面部でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ進行させることができる。
すなわち、この面状ライトユニットでは、反射シートの光源側の端部が上方に折り返されて上部反射面部を構成しているので、反射シートに上部反射面部の機能を設けて一体化することで、別部材を設ける必要が無く、部材コストや組立工程を低減することができる。
すなわち、この面状ライトユニットでは、上部反射面部が集光レンズよりも前方に突出して配されているので、集光レンズの斜め上方に出射される光も突出した上部反射面部で前方の前記空間に向けて反射することができ、より光の利用効率を向上させることができる。
すなわち、この面状ライトユニットでは、上部反射面部が、光源毎に設けられ光源の並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされているので、集光レンズから横斜め上方に出射された光もドーム状の凹曲面部(上部反射面部)が前方の前記空間に向けて反射することができ、さらに光の利用効率を向上させることができる。
すなわち、この面状ライトユニットでは、基板のLED素子の周囲が反射面とされているので、集光レンズ内や他の部分で反射して基板側に戻ってきた光を基板の反射面で前方に向けて再度反射させることで、より光の利用効率を向上させることができる。
すなわち、この面状ライトユニットでは、シート支持部材が、拡散シートの外周部に沿って延在して拡散シートをその外周部全体にわたって固定する支持フレームであるので、拡散板が無くてもシート支持部材が拡散シートの外周部全体(拡散シートの各辺)を受けて張設状態を強固に保持することで、撓みを防ぐことができる。また、拡散板が無いことから、輝度の向上を図ることができると共に、軽量化および部材コストの削減を図ることが可能である。また、拡散シートの外周部を枠状の支持部材が保持し、発光面領域に対応して開口した窓部があることで、支持フレームによる輝度の低下が無いと共に、軽量化を図ることができる。さらに、支持フレームの一部が、集光レンズの上方を覆った上部傾斜面とされ、該上部傾斜面に上部反射面部が設けられているので、支持フレームの上部傾斜面によって集光レンズの上方に上部反射面部を容易に設けることができる。
すなわち、この面状ライトユニットでは、シート支持部材が白色材料で形成されているので、表面が白色のシート支持部材に照射された光が反射および拡散されて輝度の向上を図ることができる。特に、上部傾斜面も白色となるため、別途反射シート等を上部傾斜面に配置しない場合でも、上部傾斜面がそのまま上部反射面として機能する。
すなわち、本発明に係る面状ライトユニットによれば、集光レンズの上方に、集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部を設けているので、集光レンズで制御し切れなかった光を上部反射面部で前記空間に向けて反射して、光の利用効率を向上させ、簡易な形状の集光レンズであっても輝度を向上させることができる。
したがって、この面状ライトユニットを備えた液晶表示装置や照明装置では、高輝度で低コストの装置とすることができる。
上記シート支持部材4は、拡散シート5の外周部(4辺)に沿って延在した四角枠状の支持部材である。このシート支持部材4は、白色材料の樹脂で成形されている。
また、シート支持部材4は、拡散シート5をその外周部全体にわたって固定している。すなわち、拡散シート5は、シート支持部材4上に外周部全体(4辺全部)にわたって両面テープ(図示略)によって接着され固定されている。
また、シート支持部材4は、上述したように白色材料で形成されることが好ましいが、金属製であっても構わない。
なお、フレキシブルプリント基板9は、白色のレジストを用いたものが好ましい。この場合、漏れ光がフレキシブルプリント基板9の白色レジストで白色光として反射され、輝度の向上に寄与する。
なお、例えば、図2の(b)に示す比較例のように、シート支持部材104の一部であって集光レンズ10の上方に配された部分に、反射シート3と平行な平坦な反射面が形成されている場合では、集光レンズ10で制御し切れず上下に出射された光は、互いに平行な下方の反射シート3と上方の上部反射シート13とで反射されて前方に進行し難いと共に、光源Lの近傍から上方に出射され易くなってしまう。この場合、光の利用効率が低くなってしまうと共に、光源L近傍での輝度が強くなって全体の輝度均一性が低くなってしまう。
なお、従来の導光板を用いたバックライトでは、光源から出射された光を導光板に入光させるため、光源と導光板の端面とが近接状態に配置される。これに対して、本実施形態の面状ライトユニット1では、導光板が無い中空構造のバックライトであるため、光源L及び集光レンズ10の前方には空間があり、上部反射面部R1を設けるスペースを確保することができる。
また、シート支持部材4が白色材料で形成されているので、表面が白色のシート支持部材4に照射された光が反射および拡散されて輝度の向上を図ることができる。特に、上部傾斜面4aも白色となるため、別途反射シート等を上部傾斜面4aに配置しない場合でも、上部傾斜面がそのまま上部反射面部R1として機能する。したがって、白色面の上部反射面部R21で光を反射するため、上部反射シート13が不要で部材コストを低減することができる。
したがって、第3実施形態の面状ライトユニット31では、集光レンズ10の下方に、集光レンズ10側からの光を空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部R33を設けているので、集光レンズ10で制御し切れなかった光のうち集光レンズ10の下方に出射された光を、下部反射面部R33で前記空間に向けて反射し前方へ進行させることで、さらに光の利用効率を向上させ、より輝度を向上させることができる。
なお、バックケース32の一辺側において内底面を傾斜させて、その傾斜面に沿って反射シート3を載置されて下部反射面部R33としているが、バックケース32の他辺側(一辺の反対側))においても内底面を光源L側に向けて傾斜させて、その傾斜面に沿って反射シート3を載置することで反射面部としても構わない。この場合、輝度が低下し易い光源Lから離間した奥の部分でも、反射面部の反射により輝度を向上させることも可能である。
したがって、第4実施形態では、集光レンズ10から上方に出射される光のうち基端側の光ほど出射角度が垂直に近づくが、大きな曲率の曲面で前方に反射させることができ、より効果的に前方に集光可能である。
したがって、第5実施形態の面状ライトユニット51では、集光レンズ10の下方に、集光レンズ10側からの光を空間に向けて反射可能に曲面状に傾斜した下部反射面部R53を設けているので、上部反射面部R41だけでなく曲面状の下部反射面部R53でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ効果的に進行させることができる。
したがって、第7実施形態の面状ライトユニット71では、集光レンズ10の下方に、集光レンズ10側からの光を空間に向けて反射可能に曲面状に傾斜した下部反射面部R73を設けているので、上部反射面部R61だけでなくドーム状の凹曲面部とされた下部反射面部R73でも光を反射させて、上下に出射される光を両方とも前方の前記空間へ効果的に進行させることができる。
また、上記各実施形態のように上部反射面部をシート支持部材に設けることが好ましいが、バックケースやフロントケースに設けても構わない。
また、上記各実施形態では、拡散シートの外周部とシート支持部材とを両面テープを用いて接着しているが、他の接着または固定の手段を用いても構わない。例えば、接着剤等で接着しても構わない。
さらに、フロントケースの代わりに、リムシートを用いても構わない。このリムシートは、液晶表示パネルとバックライトユニット(面状ライトユニット)との接合に用いる両面テープであって、遮光及び反射の機能を有したシートである。
また、コリメータレンズを用いて光源の光を集光しているが、このレンズの形状を工夫して、指向性を非対称にすることで、輝度を向上させることができる。
Claims (8)
- 反射シートと、
該反射シート上に設置されたシート支持部材と、
該シート支持部材上に設置され前記反射シートとの間に空間を空けて配された拡散シートと、
前記反射シートの少なくとも一辺側に並んで配置された複数の光源と、
複数の前記光源の光出射面側に設置されていると共に前記光源から出射される光を該光源の前方の前記空間に向けて集光する集光レンズとを備え、
該集光レンズの上方に、前記集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した上部反射面部を設け、
前記集光レンズが、複数の前記光源を収納可能な断面矩形状の溝部を延在方向に沿って有していると共に、前記光源の光軸方向に突出した断面円弧状の先端形状を有した棒状の凸レンズであることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項1に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記集光レンズの下方に、前記集光レンズ側からの光を前記空間に向けて反射可能に傾斜した下部反射面部を設けていることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項1又は2に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記反射シートの前記光源側の端部が上方に折り返されて前記上部反射面部を構成していることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記上部反射面部が、前記集光レンズよりも前方に突出して配されていることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記上部反射面部が、前記光源毎に設けられ前記光源の並ぶ方向側かつ上方に斜め出射した光を前記空間に向けて反射可能に形成されたドーム状の凹曲面部とされていることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記光源が、LED素子であり、
該LED素子が実装された基板を備え、
該基板の前記LED素子の周囲が、反射面とされていることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記シート支持部材が、前記拡散シートの外周部に沿って延在して前記拡散シートをその外周部全体にわたって固定する支持フレームであり、
該支持フレームの一部が、前記集光レンズの上方を覆った上部傾斜面とされ、該上部傾斜面に前記上部反射面部が設けられていることを特徴とする面状ライトユニット。 - 請求項7に記載の面状ライトユニットにおいて、
前記シート支持部材が、白色材料で形成されていることを特徴とする面状ライトユニット。
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2012
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