JP4165193B2

JP4165193B2 - バックライト装置

Info

Publication number: JP4165193B2
Application number: JP2002333379A
Authority: JP
Inventors: 隆志桑原田; 博喜宇辰
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004171809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置等に用いられる導光板およびこれを用いたバックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機やデジタルカメラ等の電子機器の画像表示部として液晶表示装置が採用されている。液晶表示装置は、導光板の側面にサイドビュー方式のＬＥＤ（発光ダイオード）を隣接配置したバックライトを用いている（例えば、特許文献１を参照。）。ＬＥＤから出た光は、導光板内に側面から入射し、導光板の裏面で反射して、その表面から外側に出射される。
【０００３】
特許文献１に記載のバックライトは、導光板の一辺に５個のＬＥＤを配置して、これを線状の光源とし、前記光源の両側の二辺に、有効発光面（光出射部）に沿って、平行な凹溝を形成している。線状光源から出射された光は、両側の凹溝によって、光出射部の全体に反射され、輝度の小さい両側部の光量を上げるだけでなく、光出射部全体の輝度を向上させている。人間の目は、暗い部分の輝度の差は識別しやすいが、明るい部分の輝度の差は識別しにくいという性質があるので、光源の光量が十分にある場合は、全体を明るくすることにより、輝度の差を認識しにくくすることができる。
【０００４】
一方、腕時計の表示面等のように、小形の液晶表示装置においては、光源として、導光板の１つの角部に１つのＬＥＤを使用することが多い。この場合にも溝部を形成して、内側に光を反射させることが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２０３４１４号公報（第２−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光源として１つのＬＥＤを用いた場合は、十分な光量がないため、溝部を形成して、光出射部の輝度を全体的に向上させても、線状光源のようには明るくならないため、輝度は均一にはならない。
【０００７】
例えば、１つのＬＥＤの配光範囲は、光軸方向を長軸とした楕円状になるので、これを導光板の１つの角部に設けた場合は、導光板の４つの角部のうち、ＬＥＤに近接する前記１つの角部が１番明るく、これに対向する角部が２番目に明るく、残りの２つの角部は非常に暗くなる。従って、前記特許文献１に記載したように、光出射部の辺に平行な凹溝を形成しても、また、光源の光軸に平行な凹溝を形成しても、線状光源のようには輝度は向上せず、全体の輝度を均一にすることができないという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、バックライト装置に点光源を用いた場合の光出射部の輝度を均一にする導光板およびこれを用いたバックライト装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の導光板においては、光出射部の周囲の隣接する二辺に形成した調整部の二辺に、光入射部から入射した光を、光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、前記溝部による反射範囲を、前記光出射部の前記１つの角部に隣接する２つの角部を含み、かつ前記光入射部に近接する前記１つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲とする導光板としたものである。
【００１０】
この発明によれば、バックライト装置に点光源を用いた場合の光出射部の輝度を均一にする導光板が得られる。
【００１１】
また、本発明のバックライト装置においては、半導体発光装置を、前記導光板の光出射部の中心に光軸を向けて配置しているので、光出射部の輝度を均一にするバックライト装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本願第１の発明は、側方から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる矩形状の光出射部を中央部に形成し、その光出射部の外側に調整部を形成し、前記光出射部の１つの角部に近接する位置に光入射部を形成した導光板において、前記調整部を、前記光入射部に隣接する二辺に沿って配置し、この調整部の二辺に、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、前記溝部による反射範囲を、前記光出射部の前記１つの角部に隣接する２つの角部を含み、かつ前記光入射部に近接する前記１つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲としたことを特徴とする導光板としたものであり、光入射部に近接する１つの角部およびこれに対向する角部の輝度は向上させずに、前記１つの角部に隣接する輝度が小さい角部にのみ光を反射させて輝度を向上させるという作用を有する。
【００１３】
本願第２の発明は、前記溝部は直線状に形成され、前記調整部の二辺に対してそれぞれ傾斜配置されていることを特徴とする請求項１に記載の導光板としたものであり、直線状に形成することにより導光板の製造時の変形を防止でき、また、傾斜配置することにより反射方向を調整することができる。
【００１４】
本願第３の発明は、側方から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる矩形状の光出射部を中央部に形成し、その光出射部の外側の隣接する二辺に調整部を形成し、前記二辺の交点に近接する位置に光入射部を形成した導光板と、前記光入射部に配置された半導体発光装置とを備え、前記半導体発光装置は、前記光出射部の中心に光軸を向けて配置され、前記調整部の二辺には、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部がそれぞれ形成され、前記溝部による反射範囲は、前記光軸からの距離が遠い２つの角部を含み、かつ前記光軸に近接する２つの角部を除いた範囲であることを特徴とするバックライト装置としたものであり、半導体発光装置の光軸を、光出射部の対角線に一致させて配置すると、光軸からの距離が遠い２つの角部に直接届く光が少なくなり、溝部によって光を反射させても輝度を均一に調整ができない場合があるが、光軸が光出射部の中心に向けて設けられているので、光軸が前記対角線から外れるように半導体発光装置を配置すると、前記対角線上にない他の２つの角部が、光軸にそれぞれ近接することになり、輝度が大きくなるという作用を有する。また、光入射部および半導体発光装置の位置の自由度が大きくなり、導光板の形状によって、半導体発光装置の設置位置が限定される場合にも輝度が均一になるように半導体発光装置を設置することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態におけるバックライト装置の底面図、図２は同バックライト装置の正断面図、図３は同バックライト装置の平面図である。図１〜図３に示すように、バックライト装置１は、導光板２と、導光板２の側部に配置され導光板２に光を供給する半導体発光装置３とから構成されている。導光板２は、半導体発光装置３から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる機能を有している。
【００１７】
導光板２は、例えば、アクリルやポリカーボネート等の光透過樹脂から形成されている。また、導光板２は、面発光する長方形状の光出射部４を中央部に形成し、その光出射部４の外側の隣接する二辺に沿ってＬ字状の調整部５を形成している。そして、調整部５の角部であって光出射部４の１つの角部６に近接する位置に光入射部１０を形成している。光出射部４と調整部５は同じ厚みで一体的に形成されている。
【００１８】
光出射部４は、例えば、導光板２の表側に配置される液晶表示装置の表示エリアまたはこの表示エリアより少し大きく形成され、角部６に対向する角部７および角部６に隣接する角部８，９は、角を丸めて形成されている。光出射部４の裏面には、光を反射するために粗面加工が施されている。また、光出射部４の表面には、光を拡散させる拡散シートおよび光を集光させるプリズムシートが貼着されている。
【００１９】
調整部５は、光出射部４の長辺に沿って形成された辺を幅狭に、短辺に沿って形成された辺を幅広に形成している。
【００２０】
光入射部１０は、角部６に隣接する導光板２の角部を円弧状に切欠いて形成され、光入射部１０に配置された半導体発光装置３から放射状に出射される光を、円弧状に切欠いた側面を介して導光板２内に入射することができる。
【００２１】
半導体発光装置３は、光出射部４の対角線上から少し短辺側よりにずれた位置に配置されており、その光軸１７は、光出射部４の中心１８に向けて配置されている。
【００２２】
調整部５の短辺側には、バックライト装置１に取り付けられる液晶表示装置（図示せず）を保持する固定部１１が、調整部５の側部に一体的に設けられている。また、導光板２の固定部１１に対向する辺には、固定部１２が一体的に設けられている。すなわち、導光板２は、液晶表示装置を保持するホルダを兼用する構造となっている。
【００２３】
図４は、バックライト装置の拡大断面図を示す。図１、図４に示すように、調整部５の光入射部１０に隣接する二辺には、光入射部１０から入射した光を、光出射部４側に反射させる溝部１３，１４がそれぞれ形成されている。
【００２４】
溝部１３，１４は、断面矩形に形成され、調整部５の裏面側に開口しているとともに、裏面側から見ると直線状に形成されている。また、溝部１３，１４の光入射部１０側であって、かつ光出射部４側の角部１５，１６は、角を丸めて形成されている。角部１５，１６は、半導体発光装置３に一番近い位置にあるので、反射光の光量も多くなるが、この部分の角を丸めることにより、反射光を放射状に分散させ、光出射部４に反射光と直接光との境界線が発生することを防止できる。
【００２５】
また、溝部１３，１４は、溝部１３，１４を長手方向に伸ばしたときの交点が、半導体発光装置３の出射面よりも後側で交差するように、調整部５の二辺に対して、それぞれ傾斜配置されている。かかる構成によって、溝部１３，１４による光の反射範囲は、図１の斜線部に示すように、角部６に隣接する２つの角部８，９を含み、かつ光入射部１０に近接する角部６およびこれに対向する角部７を除いた範囲となっている。
【００２６】
図１に示すように、半導体発光装置３の配光範囲１９は、光軸１７を長辺とする楕円状となるので、光軸１７に近接している光出射部４の角部６，７の輝度は大きく、光軸１７から距離が遠い角部８，９の輝度は小さくなっている。また、導光板２はホルダを兼用しているので、導光板２の側部に固定部１１，１２が設けられており、導光板２の側面で反射する光が少なくなっている。
【００２７】
しかし、本発明においては、導光板２の調整部５に溝部１３，１４を設けているので、半導体発光装置３から導光板２内に導入された光は、溝部１３，１４の半導体発光装置３側の側面で反射して、光軸からの距離が遠い光出射部４の角部８，９の光量を補うことによって、全体の輝度を均一にすることができる。しかも、このとき、光軸に近接している角部６，７には反射光が当たらないように溝部１３，１４の角度を調整しているので、最初から輝度が大きい部分の輝度をそれ以上大きくすることがなく、全体の輝度を効率よく均一にすることができる。
【００２８】
なお、導光板２内に導入された光の一部は、溝部１３，１４と導光板２の表面との間を通過してしまうので、溝部１３，１４の深さを、底部の成形加工が可能な範囲で深く形成し、反射面積を広くすることが好ましい。また、導光板の強度が保持できれば、底部を省略して貫通孔を形成したスリット溝形状とし、反射面積をさらに広くすることも可能である。
【００２９】
光の反射は、溝部１３，１４の半導体発光装置３側の側面で行い、反対側の側面では行わないため、溝部１３，１４の幅は、製造可能な範囲であれば狭くしてもよい。また、導光板２の強度が保持できれば広くしてもよい。
【００３０】
また、溝部１３，１４の半導体発光装置３側の側面と、光入射部１０の円弧状の側面は、光の入射効率および反射効率を向上させるため、平滑に仕上げることが好ましい。
【００３１】
さらに、溝部１３，１４内に光反射性の塗料を充填したり、塗布したりして、反射効率を上昇させることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の導光板によれば、光出射部の周囲に形成した調整部の光入射部に隣接する二辺に、光入射部から入射した光を、光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、溝部による反射範囲を、光出射部の角部に隣接する２つの角部を含み、かつ光入射部に近接する１つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲としたので、光入射部に近接する角部およびこれに対向する角部の輝度は向上させずに、光出射部の１つの角部に隣接する輝度が小さい２つの角部にのみ光を反射させて輝度を向上させ、バックライト装置に点光源を用いた場合の光出射部の輝度を均一にすることができる。
【００３３】
また、溝部を直線状に形成し、調整部の二辺に対してそれぞれ傾斜配置させると、導光板の製造時の変形を防止できるとともに、また、反射方向を調整することができる。
【００３４】
本発明のバックライト装置においては、半導体発光装置を、導光板の光出射部の中心に光軸を向けて配置しているので、光軸が光出射部の対角線から外れるように半導体発光装置を配置すると、光軸から遠い位置にある２つの角部が、光軸にそれぞれ近接して輝度が大きくなり、全体の輝度を均一にすることができる。また、光入射部および半導体発光装置の位置の自由度が大きくなり、導光板の形状によって、半導体発光装置の設置位置が限定される場合にも輝度が均一になるように半導体発光装置を設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックライト装置の底面図
【図２】同バックライト装置の正断面図
【図３】同バックライト装置の平面図
【図４】バックライト装置の拡大断面図
【符号の説明】
１バックライト装置
２導光板
３半導体発光装置
４光出射部
５調整部
６〜９角部
１０光入射部
１１，１２固定部
１３，１４溝部
１５，１６角部
１７光軸
１８中心
１９配光範囲

Claims

側方から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる矩形状の光出射部を中央部に形成し、その光出射部の外側の隣接する二辺に調整部を形成し、前記二辺の交点に近接する位置に光入射部を形成した導光板と、前記光入射部に配置された半導体発光装置とを備え、
前記半導体発光装置は、前記光出射部の対角線上から少し短辺側よりにずれた位置に光出射部の中心に光軸を向けて配置され、
前記調整部の二辺には、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部がそれぞれ直線状に形成され、
前記溝部は、長手方向に伸ばしたときの交点が、前記半導体発光装置の出射面よりも後側で交差するように、前記光出射部の二辺に対して、それぞれ傾斜配置されていることを特徴とするバックライト装置。