(57)【要約】【課題】光の利用効率を向上させることが可能なバックライトを提供する。【解決手段】バックライトは、バックケースと、一つの主面を発光面とし、第１の側面を第１の入射面とし、第１の側面と対向する第２の側面を第２の入射面として、バックケースに発光面と対向する反射面を下にして配置された導光板と、バックケース内において、第１の入射面に対向して配置された第１の光源と、バックケース内において、第２の入射面に対向して配置された第２の光源と、を有し、導光板は、中央部における厚さが、第１の側面側の厚さ及び第２の側面側の厚さより薄くなるように形成された傾斜部を発光面と対向する下面に有し、傾斜部は、第１の光源及び第２の光源から導光板に入射された光を発光面側に偏向させるように形成されている。【選択図】図２
2020167104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックケースと、
一つの主面を発光面とし、第１の側面を第１の入射面とし、前記第１の側面と対向する第２の側面を第２の入射面として、前記バックケースに前記発光面と対向する反射面を下にして配置された導光板と、
前記バックケース内において、前記第１の入射面に対向して配置された第１の光源と、
前記バックケース内において、前記第２の入射面に対向して配置された第２の光源と、を有し、
前記導光板は、中央部における厚さが、前記第１の側面側の厚さ及び前記第２の側面側の厚さより薄くなるように形成された傾斜部を前記発光面と対向する下面に有し、
前記傾斜部は、前記第１の光源及び前記第２の光源から前記導光板に入射された光を前記発光面側に偏向させるように形成されている、
ことを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記傾斜部は、前記第１の光源から入射された光を前記発光面側に偏向させる第１の傾斜部、及び、前記第２の光源から入射された光を前記発光面側に偏向させる第２の傾斜部を含む、
請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
バックケースと、
一つの主面を発光面とし、第１の側面を第１の入射面とし、第２の側面を第２の入射面とし、第３の側面を第３の入射面として、前記バックケースに前記発光面と対向する反射面を下にして配置された導光板と、
前記バックケース内において、前記第１の入射面に対向して配置された第１の光源と、
前記バックケース内において、前記第２の入射面に対向して配置された第２の光源と、
前記バックケース内において、前記第３の入射面に対向して配置された第３の光源と、を有し、
前記導光板は、中央部における厚さが、前記第１の側面側の厚さ、前記第２の側面側の厚さ、及び、第３の側面の厚さより薄くなるように形成された傾斜部を前記発光面と対向する下面に有し、
前記傾斜部は、前記第１の光源、前記第２の光源、及び、第３の光源から前記導光板に入射された光を前記発光面側に偏向させるように形成されている、
ことを特徴とするバックライト。
【請求項４】
前記傾斜部は、前記第１の光源から入射された光を前記発光面側に偏向させる第１の傾斜部、前記第２の光源から入射された光を前記発光面側に偏向させる第２の傾斜部、及び、前記第３の光源から入射された光を前記発光面側に偏向させる第３の傾斜部を含む、
請求項３に記載のバックライト。
【請求項５】
前記導光板は、前記バックケースに設けられた被係合部に係合して前記導光板を位置決めするための係合部を有する、
請求項１〜４の何れか一項に記載のバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等の表示装置用、又はシーリングライト等の照明装置用のバックライトとして、面状に光を発するバックライトが用いられる。このようなバックライトは、側面に配置された光源から照射される光の進行方向を変えて正面側に照射するいわゆるエッジライト型のバックライトとして構成されることが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のバックライトは、拡散シート、導光板、反射シートを重ねて配置し、その側面にＬＥＤが配置されたエッジライト型のバックライトである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８４５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のバックライトでは、導光板の一方の側面から入射した光が導光板の他方の側面から抜けて、ＬＥＤ等の光源が発する光の利用効率が低下してしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、光の利用効率を向上させることが可能なバックライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細の一実施形態に係るバックライトは、バックケースと、一つの主面を発光面とし、第１の側面を第１の入射面とし、第１の側面と対向する第２の側面を第２の入射面として、バックケースに発光面と対向する反射面を下にして配置された導光板と、バックケース内において、第１の入射面に対向して配置された第１の光源と、バックケース内において、第２の入射面に対向して配置された第２の光源と、を有し、導光板は、中央部における厚さが、第１の側面側の厚さ及び第２の側面側の厚さより薄くなるように形成された傾斜部を発光面と対向する下面に有し、傾斜部は、第１の光源及び第２の光源から導光板に入射された光を発光面側に偏向させるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記のバックライトにおいて、傾斜部は、第１の光源から入射された光を発光面側に偏向させる第１の傾斜部、及び、第２の光源から入射された光を発光面側に偏向させる第２の傾斜部を含むことが好ましい。
【０００９】
本明細の他の実施形態に係るバックライトは、バックケースと、一つの主面を発光面とし、第１の側面を第１の入射面とし、第２の側面を第２の入射面とし、第３の側面を第３の入射面として、バックケースに発光面と対向する反射面を下にして配置された導光板と、バックケース内において、第１の入射面に対向して配置された第１の光源と、バックケース内において、第２の入射面に対向して配置された第２の光源と、バックケース内において、第３の入射面に対向して配置された第３の光源と、を有し、導光板は、中央部における厚さが、第１の側面側の厚さ、第２の側面側の厚さ、及び、第３の側面の厚さより薄くなるように形成された傾斜部を発光面と対向する下面に有し、傾斜部は、第１の光源、第２の光源、及び、第３の光源から導光板に入射された光を発光面側に偏向させるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記のバックライトにおいて、傾斜部は、第１の光源から入射された光を発光面側に偏向させる第１の傾斜部、第２の光源から入射された光を発光面側に偏向させる第２の傾斜部、及び、第３の光源から入射された光を発光面側に偏向させる第３の傾斜部を含むことが好ましい。
【００１１】
上記のバックライトにおいて、導光板は、バックケースに設けられた被係合部に係合して導光板を位置決めするための係合部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光の利用効率を向上させることが可能なバックライトが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るバックライトを模式的に示した平面図である。
【図２】図１に示すバックライトのＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】導光板の一例を模式的に示した斜視図である。
【図４】他の実施形態に係るバックライトを模式的に示した平面図である。
【図５】他の実施形態に係るバックライトの導光板の例を模式的に示した斜視図である。
【図６】他の実施形態に係るバックライトの導光板の例を模式的に示した他の斜視図である。
【図７】更に他の実施形態に係る導光板の例を模式的に示す断面図である。
【図８】更に他の実施形態に係る導光板の他の例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、各図において同一、又は相当する機能を有するものは、同一符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。
【００１５】
図１は、一実施形態に係るバックライト１を模式的に示した平面図である。また、図２は、図１に示すバックライト１のＡ−Ａ線における断面図である。バックライト１は、光源１１ａ、１１ｂ、導光板１２、反射シート１３（図２参照）、拡散シート１４（図２参照）、フロントケース１５ａ（図２参照）、及びバックケース１５ｂ等を備える。なお、図１は、フロントケース１５ａを取り外した状態でバックライト１を上から見た図を示している。バックライト１は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示装置用、又はシーリングライト等の照明装置用のバックライトとして用いられる。
【００１６】
光源１１ａ、１１ｂは、それぞれ、基板１１１上に配置された複数の発光素子１１２を有する。光源１１ａ、１１ｂは、導光板１２を挟んで互いに対向して配置される。発光素子１１２としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。光源１１ａは、第１の光源の一例であり、光源１１ｂは、第２の光源の一例である。
【００１７】
基板１１１は、導光板１２の側面１２１ａ、１２１ｂの形状と同じ細長い形状を有し、例えば、アルミニウム、銅等の金属、又はセラミックス等の材料を用いて形成される。基板１１１上には、複数の発光素子１１２が配置されるほか、光源１１ａ、１１ｂに電圧を供給するための電源端子及び配線がパターニングされた回路基板が配置される。回路基板は、ガラスエポキシ、ポリイミド等の樹脂を用いて形成される。なお、基板１１１は、回路基板のみで構成されてもよい。
【００１８】
光源１１ａ、１１ｂは、基板１１１の発光素子１１２が配置されていない裏面側において、バックケース１５ｂの側面の内側に、接着テープ又は接着剤等によって固定される。この接着テープ又は接着剤等は、光源１１ａ、１１ｂに生じる熱をバックケース１５ｂへ逃がすために高い熱伝導性を有することが好ましい。基板１１１とバックケース１５ｂの間には、熱伝導性を向上させるためのグリース等が塗布されてもよい。
【００１９】
光源１１ａは、導光板１２の側面１２１ａに対向して配置され、複数の発光素子１１２が発する光を側面１２１ａに照射する。同様に、光源１１ｂは、導光板１２の側面１２１ｂに対向して配置され、複数の発光素子１１２が発する光を側面１２１ｂに照射する。側面１２１ａは、第１の側面の一例であり、側面１２１ｂは、第２の側面の一例である。
【００２０】
導光板１２は、側面１２１ａを第１の入射面とし、側面１２１ａと対向する側面１２１ｂを第２の入射面として、側面１２１ａ、１２１ｂから入射した光を偏向させて、側面１２１ａ及び側面１２１ｂと直交する一つの主面である発光面１２２から出射する。導光板１２は、例えば、ポリカーボネート又はアクリル等の樹脂、又は耐光性の高いガラス等を用いて形成される。導光板１２は、平面視において概ね矩形の形状を有し、発光面１２２と対向する反射面を下にしてバックケース１５ｂに配置される。なお、導光板１２の平面視における形状は、バックライト１の大きさと形状に合わせて適宜決定されてよく、例えば、５角形以上の多角形又は楕円形等であってもよい。
【００２１】
導光板１２は、図２に示すように、その中央部における厚さが導光板１２の側面１２１ａ、１２１ｂにおける厚さよりも薄くなるように形成された傾斜部１２０を、導光板１２の下面に有する。
【００２２】
また、導光板１２は、導光板１２を位置決めするための係合部１２３ａ〜１２３ｄを有する。係合部１２３ｃ、１２３ｄは、導光板１２の側面１２１ａ及び側面１２１ｂと直交する側面から突出し、バックケース１５ｂに設けられた被係合部１２４ｃ、１２４ｄにそれぞれ係合して、光源１１ａと光源１１ｂの間における導光板１２の位置を位置決めする。また、係合部１２３ａ、１２３ｂは、導光板１２の側面１２１ａ、１２１ｂから突出し、バックケース１５ｂに設けられた被係合部１２４ａ、１２４ｂにそれぞれ係合して、光源１１ａ、１１ｂの長手方向における導光板１２の位置を位置決めする。係合部１２３ａ、１２３ｂは、図１に示すように、光源１１ａ、１１ｂの基板１１１の孔等を介してバックケース１５ｂの被係合部１２４ａ、１２４ｂに係合してもよい。なお、導光板１２は、更に多くの係合部を有してもよいし、係合部１２３ａ〜１２３ｄのうちの一部のみを有してもよい。
【００２３】
例えば、樹脂を金型に流し込んで導光板１２が成型される場合、係合部１２３ａ〜１２３ｄは、樹脂を流し込む入り口となるいわゆるゲートに形成される樹脂を一部残して形成されてもよい。これにより、特別な工程を設けなくても、係合部１２３ａ〜１２３ｄが導光板１２と同じ材料で容易に形成される。
【００２４】
反射シート１３は、導光板１２の下に配置され、導光板１２から下方に出射する光を反射して導光板１２へ戻す。反射シート１３は、例えば、樹脂、アルミニウム、銀等の材料を用いて形成される。
【００２５】
拡散シート１４は、導光板１２の上に配置され、導光板１２から上方に出射する光を拡散させる。拡散シート１４は、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート又はアクリル等の樹脂にシリカ粒子等を分散して形成される。導光板１２の上には、更に、集光シート、偏光シート等の光学シートが配置されてもよい。
【００２６】
バックケース１５ｂは、光源１１ａ、１１ｂ、導光板１２、反射シート１３、及び拡散シート１４等を収納し、フロントケース１５ａは、バックケース１５ｂを覆うように配置される。フロントケース１５ａは開口部を有し、導光板１２の発光面１２２から出射した光は、開口部から面状に出射される。フロントケース１５ａ及びバックケース１５ｂは、平面視において、導光板１２、反射シート１３、拡散シート１４と概ね一致する形状を有する。導光板１２とバックケース１５ｂとの間には、導光板１２を固定するための、弾性を有するゴム等のスペーサ等が配置されてもよい。
【００２７】
図３は、導光板１２の一例を模式的に示した斜視図である。以下、図３を参照しながら、導光板１２の傾斜部１２０について説明する。図３に例示する傾斜部１２０の下の空間の形状は、断面が二等辺三角形の三角柱を横倒しにしたような、いわゆるくさび型形状となっている。
【００２８】
より具体的には、傾斜部１２０の傾斜の形状は、導光板１２の側面１２１ａの位置ｘ０から第１の位置ｘ１までは傾斜を有さず、第１の位置ｘ１から中央部ｘｃまで一定の傾斜を有している。この導光板１２の側面１２１ａから中央部までの領域に形成された傾斜部は、第１の傾斜部の一例である。同様に、導光板１２の反対側の側面１２１ｂから中央部ｘｃまでの傾斜の形状も、第１の傾斜部の形状を中央部で反転させた形状を有している。この導光板１２の側面１２１ｂから中央部までの領域に形成された傾斜部は、第２の傾斜部の一例である。なお、傾斜部１２０は、中央部ｘｃにおいて、第１の傾斜部と第２の傾斜部のそれぞれに接する円弧状の滑らかな形状を有してもよい。同様に、傾斜部１２０は、第１の位置ｘ１において、側面１２１ａの位置ｘ０方向の平面部と中央部ｘｃ方向の傾斜部のそれぞれに接する円弧状の滑らかな形状を有してもよい。第１の位置ｘ１は、例えば、平面視においてフロントケース１５ａの開口部の端部と同じ位置とされる。或いは、第１の位置ｘ１は、側面１２１ａの位置ｘ０と同じとされてもよい。
【００２９】
導光板１２の側面１２１ａ、１２１ｂに入射した光は、導光板１２内を中央部に向かって進行し、傾斜部１２０により反射されて、発光面１２２から徐々に出射する。これにより、フロントケース１５ａの開口部から出射する光は、ムラの少ない概ね均一の面状光となりバックライト１の光の均一性が向上する。
【００３０】
仮に導光板１２が傾斜部１２０を有さない場合、導光板１２の側面１２１ａ、１２１ｂの一方から入射した光は導光板１２の側面１２１ａ、１２１ｂの他方から抜けて、光源１１ａ、１１ｂが発する光の利用効率が低下してしまう。例えば、本発明の出願人が実施したシミュレーションの結果によれば、図３に示すくさび型形状の傾斜部１２０を設けた場合、傾斜部１２０を設けない場合と比較して、導光板１２の発光面１２２から出射する光の量は約５％増加した。すなわち、本実施形態のバックライト１では、光の利用効率が向上することが分かった。なお、シミュレーションにおいて、第１の位置ｘ１は、側面１２１ａの位置ｘ０と同じ位置とし、第１の位置ｘ１から中央部ｘｃまでの傾斜は、０．０１３６（＝１．５ｍｍ／１１０ｍｍ）とした。
【００３１】
導光板１２の下面には、傾斜部１２０のほかに、光をより反射させやすくするための微細な凹凸構造が形成されてもよい。図３に示した導光板１２の下面の傾斜の形状は、このような微細な構造については平準化して図示されている。
【００３２】
以上のように、本実施形態の導光板は、中央部における厚さが、第１の側面側の厚さ及び第２の側面側の厚さより薄くなるように形成された傾斜部を発光面と対向する下面に有する。そして、この傾斜部は、第１の光源及び第２の光源から導光板に入射された光を発光面側に偏向させるように形成されている。これにより、バックライトの光の利用効率が向上する。
【００３３】
また、本実施形態の導光板は、バックケースに設けられた被係合部に係合して導光板を位置決めするための係合部を有する。これにより、温度の上昇又は低下によって第１の光源、第２の光源、導光板、又はバックケースが伸縮しても、反射シート及び拡散シート等に対するこれらの相対位置がずれて光の利用効率が低下することが抑制される。
【００３４】
上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明は、その技術思想又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００３５】
図４は、他の実施形態に係るバックライト１ｂを模式的に示した平面図である。図４に示すバックライト１ｂは、図１に示したバックライト１の構成に加えて、更に光源１１ｃを有する。そして、バックライト１ｂの導光板１２ｂは、３つの光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃから出射される光を偏向させて発光面１２２から出射する。
【００３６】
光源１１ｃは、導光板１２ｂの側面１２１ａ及び側面１２１ｂと直交する側面１２１ｃに対向して配置され、複数の発光素子１１２が発する光を側面１２１ｃに照射する。光源１１ｃは、第３の光源の一例であり、側面１２１ｃは、第３の側面及び第３の入射面の一例である。
【００３７】
図５及び図６は、他の実施形態に係るバックライト１ｂの導光板１２ｂの例を模式的に示した斜視図である。図５に示す導光板１２ｂの傾斜部１２０の下の空間の形状は、四角錐となっている。また、図６に示す導光板１２ｂの傾斜部１２０の下の空間の形状は、円錐となっている。なお、傾斜部１２０は、四角錐又は円錐の頂点において、上側を凸とする球面状の形状を有してもよい。同様に、傾斜部１２０は、四角錐又は円錐の底辺において、下側を凸とする曲面状の形状を有してもよい。図５及び図６に示す導光板１２ｂでも、図４に示すバックライト１ｂのＢ−Ｂ線における断面の形状は、図２に示した断面の形状と同じであるため、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３８】
更に、図５及び図６に示す導光板１２ｂの傾斜部１２０は、導光板１２ｂの中央部における厚さが側面１２１ｃにおける厚さより薄くなるように形成される。この導光板１２ｂの側面１２１ｃから中央部までの領域に形成された傾斜部は、第３の傾斜部の一例である。この第３の傾斜部の傾斜の形状は、第１の傾斜部及び第２の傾斜部の傾斜の形状と同じであることが好ましい。
【００３９】
これにより、導光板１２ｂは、３つの側面１２１ａ〜１２１ｃから入射する光を偏向させて発光面１２２へ出射する。更に、バックライト１ｂは、導光板１２ｂの光源１１ｃとは反対の側に第４の光源を有してもよく、導光板１２ｂは、４つの側面から入射する光を偏向させて発光面１２２へ出射してもよい。
【００４０】
本発明の出願人が実施したシミュレーションの結果によれば、図５に示す四角錐形状の傾斜部１２０を設けた場合、傾斜部１２０を設けない場合と比較して、導光板１２ｂの発光面１２２から出射する光の量は約７％増加した。すなわち、本実施形態のバックライト１ｂでは、光の利用効率が更に向上することが分かった。なお、シミュレーションにおいて、第１の位置ｘ１は、側面１２１ａの位置ｘ０と同じ位置とし、第１の位置ｘ１から中央部ｘｃまでの傾斜は、０．０１３６（＝１．５ｍｍ／１１０ｍｍ）とした。
【００４１】
以上のように、本実施形態のバックライト１ｂは、導光板１２ｂの側面１２１ａ及び側面１２１ｂと直交する側面１２１ｃに光を照射する光源１１ｃを更に備える。また、導光板１２ｂの傾斜部１２０は、導光板１２ｂの中央部における厚さが側面１２１ｃにおける厚さより薄くなるように形成される。これにより、導光板１２ｂの３以上の側面から光が入射する場合において、光の利用効率が更に向上する。
【００４２】
図７及び図８は、更に他の実施形態に係る導光板１２ｃ、１２ｄの例を模式的に示す断面図である。図７及び図８に示す導光板１２ｃ、１２ｄは、図２に示した導光板１２と比べて、傾斜部１２０の傾斜の形状が直線ではなく曲線となっている。
【００４３】
図７に示す導光板１２ｃの傾斜部１２０の形状は、導光板１２ｃの側面から中央部に向かっていわゆるＲ形状を有している。より具体的には、導光板１２ｃの傾斜部１２０は、導光板１２ｃの側面の位置ｘ０から第１の位置ｘ１までは傾斜を有さず、第１の位置ｘ１から中央部ｘｃまで傾斜が単調増加する。これにより、傾斜部１２０の傾斜の形状が図２に示したように直線の場合と比べて、バックライトの光の利用効率及び均一性が更に向上する。
【００４４】
また、図８に示す導光板１２ｄの傾斜部１２０の形状は、導光板１２ｄの中央部において、導光板１２ｄの側面から中央部までのＲ形状とは反対向きのＲ形状を有している。より具体的には、導光板１２ｄの傾斜部１２０は、導光板１２ｄの側面の位置ｘ０から第１の位置ｘ１までは傾斜を有さず、第１の位置ｘ１から第２の位置ｘ２まで傾斜が単調増加し、第２の位置ｘ２から中央部ｘｃまで傾斜が単調減少する。これにより、図７に示した傾斜部１２０の場合と比べて、導光板１２ｄの強度及び成型性が向上する。特に、樹脂を金型に流し込んで導光板１２ｄを成型する場合に、導光板１２ｄの中央部を樹脂が流れやすくなり、導光板１２ｄを製造する時間が短縮される。
【００４５】
なお、図７及び図８に示した導光板の側面の位置ｘ０は、側面１２１ａ、側面１２１ｂ、及び側面１２１ｃのいずれの位置であってもよい。また、第１の位置ｘ１は、例えば、平面視においてフロントケース１５ａの開口部の端部と同じ位置とされる。或いは、第１の位置ｘ１は、側面１２１ａの位置ｘ０と同じとされてもよい。
【００４６】
以上のように、本実施形態の導光板１２ｃ及び導光板１２ｄは、傾斜部１２０の傾斜の形状が直線ではなく曲線である。これにより、バックライトの光の利用効率及び均一性が更に向上する。
【符号の説明】
【００４７】
１、１ｂ    バックライト
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ    光源
１２、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ    導光板
１３    反射シート
１４    拡散シート
１５ａ    フロントケース
１５ｂ    バックケース
１１１    基板
１１２    発光素子
１２０    傾斜部
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ    側面
１２２    発光面
１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ    係合部
【図１】
2020167104.tif 000003
【図２】
2020167104.tif 000004
【図３】
2020167104.tif 000005
【図４】
2020167104.tif 000006
【図５】
2020167104.tif 000007
【図６】
2020167104.tif 000008
【図７】
2020167104.tif 000009
【図８】
2020167104.tif 000010