(57)【要約】【課題】液晶画面上における明るさのムラを低減する。【解決手段】基板４の表面上に間隔をあけて配列された複数のＬＥＤ光源５と、複数のＬＥＤ光源５を覆う位置に配置され、ＬＥＤ光源５から発せられた光を導光可能な材質からなる導光板３とを備え、導光板３が、各ＬＥＤ光源５に対応する位置に配置されＬＥＤ光源５から発せられた光を径方向外方に屈折させる複数のレンズ部６と、レンズ部６間の隙間を埋める位置にレンズ部６と一体的に成形された連結部７とを備えるバックライト装置１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に間隔をあけて配列された複数のＬＥＤ光源と、
複数の該ＬＥＤ光源を覆う位置に配置され、前記ＬＥＤ光源から発せられた光を導光可能な材質からなる導光板とを備え、
該導光板が、各前記ＬＥＤ光源に対応する位置に配置され該ＬＥＤ光源から発せられた光を径方向外方に屈折させる複数のレンズ部と、該レンズ部間の隙間を埋める位置に前記レンズ部と一体的に成形された連結部とを備えるバックライト装置。
【請求項２】
各前記レンズ部が、前記基板の表面に直交する軸方向に沿って各前記ＬＥＤ光源側から順に、各該ＬＥＤ光源に間隔をあけて対向する凹面と、凸面とを備えるメニスカスレンズである請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
各前記レンズ部の前記凸面が、各前記ＬＥＤ光源の中央に対応する位置に前記凹面側に向かって窪む凹部を備える請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記凸面の前記ＬＥＤ光源に対向する領域に鏡面加工処理が施されている請求項１から請求項３のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記連結部に、該連結部内を導光されてきた光を前記凸面側の表面から放出させる表面処理が施されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明しようとする液晶画面の裏側に、液晶画面に平行に配置される平板状のプレートに、プレートの表面に沿って略等間隔をあけて複数のＬＥＤ光源を配列した直下型ＬＥＤ方式のバックライト装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８７６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、各ＬＥＤ光源から発せられる光のうち、プレートの法線方向に放射される光（直進光）の強度が高いため、液晶画面上において明るさのムラ（ホットスポット）が発生することが考えられる。液晶画面に表示される画像の品位を向上するためにＬＥＤ光源からの直進光による明るさのムラを低減することが好ましい。
【０００５】
液晶画面とＬＥＤ光源との距離を大きくすることにより、液晶画面上における明るさのムラを低減することもできる。また、ＬＥＤ光源の数を増やしてＬＥＤ光源のピッチを小さくすることによっても、液晶画面上における明るさのムラを低減することができる。
しかしながら、液晶画面とＬＥＤ光源との距離を大きくすると、表示装置全体の厚さが増大してしまう。また、ＬＥＤ光源の数を増やすとコストおよび消費電力が増大してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、基板の表面上に間隔をあけて配列された複数のＬＥＤ光源と、複数の該ＬＥＤ光源を覆う位置に配置され、前記ＬＥＤ光源から発せられた光を導光可能な材質からなる導光板とを備え、該導光板が、各前記ＬＥＤ光源に対応する位置に配置され該ＬＥＤ光源から発せられた光を径方向外方に屈折させる複数のレンズ部と、該レンズ部間の隙間を埋める位置に前記レンズ部と一体的に成形された連結部とを備えるバックライト装置である。
【０００７】
本態様によれば、基板上に配置された複数のＬＥＤ光源から光が発せられると、発せられた光は導光板に設けられたレンズ部に入射し、その一部がレンズ部において屈折させられて導光板の表面から射出される。ＬＥＤ光源から基板に直交する方向に射出される光がレンズ部において径方向外方に屈折させられることにより、ＬＥＤ光源から液晶画面にまっすぐに入射する光の強度を低減することができる。
【０００８】
また、導光板が複数のレンズ部を連結する連結部を一体的に備えているので、レンズ部の表面から外部に射出されることなく導光板内部において反射した光は導光板内を導光させられてレンズ部よりも外側の連結部から外部に射出される。
すなわち、レンズ部における屈折によってピーク強度が低減されるとともに、ＬＥＤ光源間に位置する連結部からも光が射出されることにより、間隔をあけて配置されるＬＥＤ光源から局所的に射出される光を導光板全体に平均化して射出させることができ、ＬＥＤ光源からの直進光による明るさのムラを低減することができる。また、一体的な導光板を用いることにより、ＬＥＤ光源から液晶画面までの距離を増大させずに済み、また、ＬＥＤ光源の数を増加させずに済む。
【０００９】
上記態様においては、各前記レンズ部が、前記基板の表面に直交する軸方向に沿って各前記ＬＥＤ光源側から順に、各該ＬＥＤ光源に間隔をあけて対向する凹面と、凸面とを備えるメニスカスレンズであってもよい。
この構成により、ＬＥＤ光源から射出された光は、メニスカスレンズの凹面において屈折された後に凸面において屈折されつつ外部に射出される。光は凹面および凸面を通過する際には、いずれも周辺側に向かう方向に屈折させられるので、強度の高い光を効果的に分散させることができる。
【００１０】
また、上記態様においては、各前記レンズ部の前記凸面が、各前記ＬＥＤ光源の中央に対応する位置に前記凹面側に向かって窪む凹部を備えていてもよい。
この構成により、凹部における屈折によっても、ＬＥＤ光源の中央近傍から基板に直交する方向に射出される強度の高い光についても周辺に向かう方向に屈折させることができ、ホットスポットを改善することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記凸面の前記ＬＥＤ光源に対向する領域に鏡面加工処理が施されていてもよい。
この構成により、ＬＥＤ光源の中央近傍から基板に直交する方向に射出され、導光板内に入射した強度の高い光が鏡面加工処理された領域の凸面によって反射されることにより、導光板内における持続的な反射を繰り返させ、周辺に向かって導光させることにより分散させることができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記連結部に、該連結部内を導光されてきた光を前記凸面側の表面から放出させる表面処理が施されていてもよい。
この構成により、導光板内をレンズ部から連結部側に導光されてきた光を、連結部における表面処理によって強制的に外部に放射させることができる。これにより、レンズ部の間に配置される導光板を光らせて、照明光を全体に均一に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るバックライト装置を示す一部を破断した斜視図である。
【図２】図１のバックライト装置を示す分解斜視図である。
【図３】図１のバックライト装置のレンズ部を説明する縦断面図である。
【図４】図３のレンズ部に入射するＬＥＤ光源からの光の経路を説明する図である。
【図５】図１のバックライト装置の連結部に施される表面処理を説明する斜視図である。
【図６】図５の連結部から放射される光の経路を説明する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係るバックライト装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るバックライト装置１は、図１に示されるように、積層状態に重ね合わせられる装置本体２と導光板３とを備えている。バックライト装置１は、図示しない平板状の液晶画面の裏側に配置され、液晶画面を裏側から照明する装置である。
【００１５】
装置本体２は、図２に示されるように、平板状の基板４と、基板４の一表面に、該表面に沿う方向に略等間隔をあけて配置された複数のＬＥＤ光源５とを備えている。基板４の表面は鏡面加工処理されていることが好ましい。
導光板３は、図２および図３に示されるように、各ＬＥＤ光源５に対応する位置に配置されるレンズ部６と、レンズ部６どうしの間隔を埋める位置に配置される連結部７とを備えている。
【００１６】
レンズ部６と連結部７とが、光を導光可能な同一素材によって、射出成形等によって一体的に成形されることにより、平板状の導光板３が構成されている。
レンズ部６は、図３に示されるように、装置本体２と導光板３とが積層されたときに、装置本体２に対向させられる表面に、各ＬＥＤ光源５に間隔をあけて対向させられる凹面８と、各凹面８とは反対側の表面に設けられた凸面９とを備えるメニスカスレンズにより構成されている。
各レンズ部６の凹面８は、ＬＥＤ光源５の中心を通過し基板４に直交する中心軸Ａを軸線とする放物面状の形態を有し、ＬＥＤ光源５を取り囲む位置に配置される。また、各レンズ部６の凸面９は、中心軸Ａを軸線とするトーラス面状に形成することにより、その中央位置に、中心に向かって深くなる凹部１０が設けられている。
【００１７】
このように構成された本実施形態に係るバックライト装置１の作用について説明する。
本実施形態に係るバックライト装置１によれば、ＬＥＤ光源５から発せられた光は、図４に示されるように、レンズ部６に設けられた凹面８から導光板３内に入射し、その一部が凸面９を経由して導光板３の外部に放出される。
【００１８】
この場合において、導光板３に入射する光のうち、ＬＥＤ光源５の中心軸Ａから離れた位置において凹面８および凸面９を通過する光は、凹面８および凸面９の通過の際にそれぞれ屈折させられて、径方向外方、すなわち中心軸Ａからさらに離れる方向に指向させられる。また、中心軸Ａ近傍において導光板３内に入射する光は、凹部１０を通過する際に屈折させられるとともに、凸面９に設けられた凹部１０の内面に浅い角度で入射することによって、全反射させられて導光板３内に維持される。
【００１９】
これにより、各ＬＥＤ光源５において局所的に発生し、中心軸Ａ上においてピーク強度を有する光は、レンズ部６の凹面８および凸面９からなるメニスカスレンズによって中心軸Ａから離れる方向に屈折させられるので、中心軸Ａ上の光束を低減してホットスポットを改善することができる。また、中心軸Ａ近傍においてレンズ部６から導光板３内に入射した光を凹部１０の内面によって全反射させて導光板３内に維持するので、全反射された光をレンズ部６よりも外側の連結部７に向かって導光させることができる。
【００２０】
そして、導光板３内を導光されてきた光を連結部７から外部に射出させることにより、ＬＥＤ光源５から離れた連結部７においても導光板３を光らせることができる。これによっても、ＬＥＤ光源５において局所的に発生した光を導光板３全体に分散させることができて、液晶画面を均一に照明して画像品質を向上することができるという利点がある。
【００２１】
なお、本実施形態においては、トーラス面状に形成された凸面９の内面形状によって強度の高い中心近傍の光を全反射させることとしたが、これに代えて、あるいは、これとともに、ＬＥＤ光源５に対向する凸面９の中央近傍の領域を鏡面加工処理することにしてもよい。鏡面加工処理する範囲は、少なくともＬＥＤ光源５の発光部の外形の１倍から１．５倍の直径を有する円形領域とすればよい。
【００２２】
鏡面加工処理することにより、ＬＥＤ光源５の中央近傍の強度の高い光の大部分を凸面９の内面における反射によって導光板３内に維持することができ、ＬＥＤ光源５の中央から基板４に直交する方向にまっすぐに射出される光の強度を低減してホットスポットを効果的に改善することができるという利点がある。
【００２３】
また、図５および図６に示されるように、連結部７の凸面９側の表面に、導光板３内部を導光されてきた光を外部に放出させる表面処理が施されていてもよい。
表面処理としては、連結部７の表面をやすり等によって荒らすことにより微細な傷をつける処理、レーザによって成形用の金型にドット状の微細な凹みを形成することにより、成型時に凹みを転写する処理、工具によって連結部７の表面に微細なドット状の凹みを形成する処理、サンドブラスト処理、エッチング処理等、任意の処理を採用することができる。
また、表面処理により形成する傷あるいは突起の密度、形状、大きさあるいは深さを調整することにより、光の放出しやすさを適宜調整することにしてもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１  バックライト装置
３  導光板
４  基板
５  ＬＥＤ光源
６  レンズ部
７  連結部
８  凹面
９  凸面
１０  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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