(57)【要約】【目的】  液晶表示画面などを背後から均等に明るく直接照明する扁平型バックライトにおいて、光線反射面に反射機能物質などを施さないで、光線反射機能を強化する。【構成】  光源２の上方に対峙した光線拡散素子３を中心とし、周囲に導光体４を配置したバックライトにおいて、光線拡散素子３の反射面３２および導光体４の反射面４１に多数の溝条を敷設した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円状に凹凸溝条を形成した下面および放射状に凹凸溝条を形成した上面が具備された拡散素子を光源の上方に配置して、光源からの射出光線を透過輻輳させ導光体に放射することを特徴とする液晶表示装置の扁平形バックライト。
【請求項２】
導光体の底面に、複数の直線または曲線の溝条を平目模様もしくは綾目模様に形成して、放射状に敷設したことを特徴とする液晶表示装置の扁平形バックライト。
【請求項３】
中心から周辺に向かうにしたがって稠密に形成した微細な凹凸突起または溝条を、導光体の上面にほぼ同心円状に敷設し、導光体の底面での反射光源をこの上面で透過させて放出することを特徴とする液晶表示装置の扁平形バックライト。
【請求項４】
導光体の上面または底面において、円錐曲線もしくはその曲線の一部で形成した多数の溝条を中心付近から周辺付近へ通過して敷設し、導光体の内部を伝播する光線をこれらの溝条で屈折または反射させることを特徴とする液晶表示装置の扁平形バックライト。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】この発明は、透明画像または液晶などを利用した非発光性画像を観察するため、画面を背後から照明する扁平形バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】非発光性画像表示面を背後から直接光線で照明する装置は、複数光源を用いたときに色むらが発生しやすく、また光学部材の占有容積が限定されるので輝度むらを十分に解消する手段がなかった。この不具合を回避するために従来の技術では、光源から画面までの距離を十分に設定し、光線を拡散する素子を光路中に複数枚を挿入したので、装置が大きく取り扱いに難点があった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】この発明は、薄い扁平形状でありながら、光源の色混合性および輝度均等性などにおいて良好な光学特性を獲得したバックライトを保障するものである。
【発明が解決するための手段】
【０００４】図１に示すように、この発明のバックライト１は、単一または複数個の光源２、拡散素子３および導光体４ならびに偏角素子５から構成される。拡散素子３および導光体４は透明充実部材であり、相互に分割できる構造でも、成形されて一体化された形態であってもよい。
【０００５】図１において、単一または複数の光源２は、導光体４の中央に配置され、光線を上方へ射出する。図２において、拡散素子３は、下面３１が単一または複数の凹凸溝条が同心円状に形成されかつ上面３２に放射状の凹凸溝条が形成された透明部材で、光源２の上方に配置される。図３において導光体４の底面は、拡散素子３を包囲する姿勢で複数の凹凸溝条が放射状に形成された光線反射面４１である。導光体４の上面は、微細な凹凸突起または溝条４２がほぼ同心円状に敷設されている。さらに図４に示す偏角素子５は、下面５１に微細な凹凸溝条がほぼ同心円状に形成されている。かつ、上面５２に微細な凹凸突起が無作為に散在して微粒粗面に形成され、もしくは屈折率に差異がある微粒子を偏角素子５の内部に混濁させてある。
【作用】
【０００６】光源２からの放射光線は、拡散素子３の下面３１に敷設された同心円模様の溝条または微粒粗面を通過すると、主として放射方向に拡散され、拡散素子３の上面３２に衝突すると円周方向に散乱されながら放射方向へ射出される。
【０００７】この射出光線は、導光体４の下面４１と上面４２との間隙内で多重反射を繰り返しながら周辺方向へ誘導され、上面４２に形成されている微細な凹凸突起に衝突したとき、光束の一部が順次に屈折して透過し、上面４２に沿った方向に放出される。
【０００８】そしてこの放出光線は、偏角素子５の下面５１に敷設された凹凸溝条の突起に衝突したとき、法線方向へ屈折されて偏角素子５を貫通し、偏角素子５の上面５２の微粒粗面で、または偏角素子５に懸濁している微粒子によって、散乱されて上方へ発散される。
【０００９】光線拡散素子３の上面３２に形成されている放射状の凹凸溝条および導光体４の底面４１に敷設された放射状の凹凸溝条は、円周方向の断面が頂角約９０°の山および谷が屈曲して連続した形状に形成されている。これらの隣接する溝面は相互に対峙し、この面に衝突した照射光線は臨界角を超えて全反射されるため、光線を外方へ漏洩させない機能がある。特に光線を導光体４の底面４１で反射させ上面で屈折透過させる機能を具備したこのバックライト１は、図５に例示する他のバックライト６より放出光束が若干多い特徴がある。
【００１０】上面５２が微粒粗面に仕上げられ、または微粒子が懸濁している偏角素子５は、導光体４の底面４１、上面４２および偏角素子５の下面５１に敷設された凹凸の溝条に起因する輝度むらを緩和し、画面の表示品質の低下を回避する。
【他の実施例】
【００１１】図５にバックライト構成における他の実施例を示す。導光体６は、底面６１に微細な溝条をほぼ同心円状に、中心から周辺に向かうに従って敷設密度を漸増して形成され、かつ上面６２に微粒面に形成された構成である。光源２から拡散素子３を透過した光線は、導光体６内部を放射方向へ伝播され、導光体６の底面６１の溝条に少量宛衝突し反射しながら順次に上面６２から放出される。上面６２の微粒突起の光学作用により、偏角素子５を省略できる。
【００１２】一方、導光板４の底面４１の溝条を、交差させた綾目模様に形成して中心付近から放射状に伸延して敷設すると、光線の反射機能を保持したまま、溝条が交差しない平目模様の場合より反射光線をさらに充分に混交する効果が増長される。
【００１３】導光体の上面４２または導光体の底面６１に敷設した反射素子の微細凹凸の模様を図３から図６に代替できる。図６に示す模様は、多数個の円や楕円など円錐曲線の一部を中心付近および周辺付近を通り重塁させて穿削した溝条の形態である。光線進行方向に対する曲線状溝条の正射影は、周辺に向かうに従って傾斜が大きくなり、屈折能力または反射能力が増加する。導光体４または６の内部を伝播する光線は、表面からの放出によって次第に減衰するのであるが、曲線状溝条のこの光学作用により光線の放出量がほぼ均等に補償される。
【発明の効果】
【００１４】拡散素子３の下面３１に形成されている同心円状の溝条は、光源２の光線を放射方向に屈折し拡散させるので、単一光源の場合はもちろん複数光源の場合でも、光源２の放出光線を輻輳させ十分に混合し照度むらを緩和する。拡散素子３の上面３２および導光体４の底面４１に形成された放射方向の溝条は、光線の臨界角を超えさせて光線を全反射させる機能があり、漏洩光が少なく光束を有効に活用する。銀やアルミニュームなどの光反射機能性物質もしくは干渉膜などを蒸着するような特別な製作工程を反射面に施工しなくとも、反射機能を強化することができる。
【００１５】もし赤色、緑色および青色など複数種類の光源を用いる液晶画像においては、画素の色彩表示に同期連動してカラー画像を表示できるので、カラーフィルタを節減できるとともに、光量の透過損失を回避するため、画面を明るく視認できる。
【００１６】光源２、拡散素子３および導光体４または６が一体成形されるので、このバックライト構成は小型でかつ衝撃にも耐久できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のバックライトの縦断面図
【図２】一部を断面した拡散素子の斜視図
【図３】一部を断面して底面を透視した導光体の斜視図
【図４】偏角素子の縦断面図
【図５】この発明の別の実施例を示す縦断面図
【図６】別の形態を敷設した導光体反射面の平面図  ２      光源  ３      拡散素子  ４、６  導光体  ５      偏角素子
【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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