(57)【要約】【課題】面状光の明暗のむらを効果的に抑制できるバックライトを提供する。【解決手段】バックライト11は、光源14と、導光板13と、光量制御体34とを有する。導光板13は、入射面21、屈折面及び出射面23を有する。入射面21は、光源14からの光が入射する。屈折面は、入射面21に対して交差する方向へと光源14から離反する方向に延び、入射面21からの光を照射対象側へと屈折させる。出射面23は、屈折面に対向して照射対象側に位置し、照射対象へと光を出射する。光量制御体34は、屈折面のうち光源14からの光量が相対的に少ない位置に配置され光を反射させる反射体37と、屈折面のうち光源14からの光量が相対的に多い位置に配置され光を吸収する吸収体38との少なくともいずれか一方を備え、出射面23から出射する面状光を均一化する。【選択図】図１
2015015111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射対象に対して面状光を照射する面状光源装置であって、
光源と、
この光源からの光が入射する入射面、この入射面に対して交差する方向へと前記光源から離反する方向に延び、この入射面からの光を前記照射対象側へと屈折させる屈折面、及び、この屈折面に対向して前記照射対象側に位置し、前記照射対象へと光を出射する出射面を備えた導光体と、
前記屈折面のうち前記光源からの光量が相対的に少ない位置に配置され光を反射させる反射体と、前記屈折面のうち前記光源からの光量が相対的に多い位置に配置され光を吸収する吸収体との少なくともいずれか一方を備え、前記出射面から出射する面状光を均一化する光量制御体と
を具備したことを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
前記光源は、前記入射面に沿って互いに離間されて複数配置されて光を出射する光源本体を備え、
前記反射体は、前記光源本体間の位置に対向して前記屈折面に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の面状光源装置。
【請求項３】
前記光源は、前記入射面に沿って互いに離間されて複数配置されて光を出射する光源本体を備え、
前記吸収体は、前記各光源本体の位置に対向して前記屈折面に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の面状光源装置。
【請求項４】
前記反射体は、前記光源側から出光方向に接近するほど幅広に形成されている
ことを特徴とする請求項２または３記載の面状光源装置。
【請求項５】
前記吸収体は、前記光源側から出光方向に離間するほど幅広に形成されている
ことを特徴とする請求項２ないし４いずれか一記載の面状光源装置。
【請求項６】
前記光源は、光を出射する光源本体と、この光源本体が一主面に実装された基板とを備え、
前記光量制御体は、前記基板の一主面に配置されている
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の面状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば平面表示装置などに用いられる面状光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットＰＣなどの各種携帯端末、テレビジョン受像機あるいはパーソナルコンピュータなどにおいて、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を活かして平面表示装置(ＦＰＤ)である液晶表示装置(ＬＣＤ)が多用されている。
【０００３】
このような平面表示装置に用いられる面状光源装置としてのバックライトは、発光ダイオード(ＬＥＤ)などの発光部を有する光源、及び、導光体である導光板などを備え、発光部から出る光を導光板に送り、導光板内部で光を順次屈折させて面光源に変換して利用している。
【０００４】
光が導光板内部で屈折する際、一定量の光は導光板の外部に漏れ出る。この漏れ光は、光源と電気的に接続された配線基板によって反射されて再度導光板に入射するが、配線基板の反射特性次第で入射光量が変わってしまい、設計時の誤差要因となる。そこで、漏れ光を調整するための反射用または吸収用の印刷を配線基板に施すことにより、明暗のむらを抑制してバックライトの面内見栄えを調整している。すなわち、反射用の印刷を施した場合には、光源付近が明るくなり、吸収用の印刷を施した場合には、光源付近が暗くなる。
【０００５】
しかしながら、これらの印刷は通常ベタパターン、すなわち全体に同一の反射用または吸収用の印刷が施されるのみであるため、例えば発光部からの屈折光が集まり相対的に光量が多い(バックライト見栄えとして明るい)部分と、発光部からの屈折光が届かず相対的に光量が少ない(バックライト見栄えとして暗い)部分とがある場合、吸収用の印刷を施すと、光量が相対的に少ない箇所がより暗く強調され、反射用の印刷を施すと、光量が相対的に多い箇所がより明るく強調されることとなり、バックライトの見栄えが悪化するおそれがある。
【０００６】
そこで、面状光の明暗のむらを抑制したバックライトが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−４２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、面状光の明暗のむらを効果的に抑制できる面状光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の面状光源装置は、照射対象に対して面状光を照射する面状光源装置である。この面状光源装置は、光源と、導光体と、光量制御体とを有する。導光体は、入射面、屈折面及び出射面を有する。入射面は、光源からの光が入射する。屈折面は、入射面に対して交差する方向へと光源から離反する方向に延び、この入射面からの光を照射対象側へと屈折させる。出射面は、屈折面に対向して照射対象側に位置し、照射対象へと光を出射する。光量制御体は、屈折面のうち光源からの光量が相対的に少ない位置に配置され光を反射させる反射体と、屈折面のうち光源からの光量が相対的に多い位置に配置され光を吸収する吸収体との少なくともいずれか一方を備え、出射面から出射する面状光を均一化する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の面状光源装置を模式的に示す平面図である。
【図２】同上面状光源装置の光量制御体の作用を模式的に示す断面図であり、(a)は反射体の作用を示し、(b)は吸収体の作用を示す。
【図３】同上面状光源装置を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００１２】
図１ないし図３において、11は面状光源装置としてのバックライトを示し、このバックライト11は、例えば液晶表示装置(液晶パネル)などの(平面)表示装置に用いられ、液晶パネルなどの照射対象12に向けて面状光を供給するものである。
【００１３】
そして、このバックライト11は、導光体である導光板13、光源14、反射シート15、及び例えば複数の光学シート16を備え、フレーム17に収容されているとともに、固定部材である固定用テープ18により固定されている。なお、以下、説明をより明確にするために、照射対象12側を上側あるいは手前側とし、反照射対象12側を下側あるいは背面側とする。
【００１４】
導光板13は、例えばアクリルなどの透光性を有する合成樹脂などの部材によって四角形平板状に形成されており、一短辺の位置で、光源14が嵌合する四角形状の切欠部20が幅方向に略等間隔に切り欠き形成されている。そして、この導光板13は、各切欠部20に位置し光源14に対向する入射面21と、この入射面21の下部の位置でこの入射面21に対して交差する方向へと光源14から離反する方向に延びる屈折面22と、入射面21の上部の位置でこの入射面21に対して交差する方向へと光源14から離反する方向に延びる、すなわち屈折面22の上方に対向する出射面23とを備えている。
【００１５】
入射面21は、例えば導光板13の短辺に位置する端面部であり、この入射面21に光源14からの光が入射される。
【００１６】
屈折面22は、プリズム面とも呼ばれる導光板13の背面側の主面であり、入射面21から導光板13内に入射した光を出射面23(照射対象12)側へと屈折(反射)させる面であり、微視的には、光源14から離れるほど出射面23側に段差状に徐々に接近するように形成され、光を出射面23全体に面状に広げるようになっている。したがって、導光板13の厚みは、微視的には入射面21側が最も厚く、その反対側の端面部が最も薄くなるように形成されている。
【００１７】
出射面23は、発光面とも呼ばれる導光板13の手前側の主面であり、照射対象12に対向して位置し、屈折面22で屈折された光が照射対象12へと出射するようになっている。
【００１８】
光源14は、複数の光源本体としての発光部26と、これら発光部26が実装された基板である配線基板27とを有している。
【００１９】
各発光部26は、例えば発光ダイオード(ＬＥＤ)であり、略直方体状に形成され、光源14がフレーム17に収容された状態で長手方向を導光板13の入射面21の面方向に沿わせて切欠部20にそれぞれ嵌合され、入射面21に対向してそれぞれ配置されている。また、これら発光部26は、入射面21の面方向(バックライト11(導光板13)の幅方向)に互いに略等間隔に離間されているとともに、平面状の発光面26aが入射面21に対してそれぞれ一定の間隙を介して平行に離間されている。そして、これら発光部26は、入射面21に垂直な方向に対して、下方に向けて所定の鋭角に傾斜した方向、すなわち、導光板13の屈折面22に向けて光を発光面26aから出射するように構成されている。
【００２０】
配線基板27は、例えば可撓性を有するフレキシブルプリント基板(ＦＰＣ)、あるいは可撓性を有しないプリント回路基板(ＰＣＢ)などであり、各発光部26を駆動する駆動回路が形成されている。そして、この配線基板27は、発光部26が実装された細長四角形状の基板本体である配線基板本体31と、この配線基板本体31に対して交差する方向へと延びて外部回路と電気的に接続される引出配線部である接続部32とを一体的に備えて略Ｌ字状となっている。
【００２１】
配線基板本体31は、導光板13と略等しい幅寸法(長手寸法)を有しており、一主面である上面に発光部26がそれぞれ実装されている。また、この配線基板本体31は、光源14がフレーム17に収容された状態で、導光板13の屈折面22の入射面21側の端部の背面側に重ねられてこの背面側を覆っている。そして、この配線基板本体31の上面には、光量制御体34が配置されている。
【００２２】
光量制御体34は、導光板13の出射面23から出射する面状光を均一化するもので、反射体37と吸収体38とを入射面21の面方向に沿って交互に備え、配線基板本体31の上面のうち、発光部26の出光方向側を覆って印刷されている。
【００２３】
各反射体37は、光を略全て反射させる(全反射させる)、例えばめっき状の印刷部であり、屈折面22のうち、互いに隣接する各発光部26，26間に対向する位置、すなわち各発光部26からの光量が相対的に少ない位置、換言すれば、各発光部26からの屈折光が集まりにくく光量が相対的に少なくなる(暗くなる)位置に配置されている。また、これら反射体37は、光源14側である発光部26側からこの発光部26に対して出光方向に接近する方向へと徐々に幅広となるように形成されている。したがって、これら反射体37は、出射面23側から見て台形状となっており、例えば発光部26側に対向する反射体第１対向辺37aは、発光部26，26間の間隙よりも広く、反射体第１対向辺37aに略平行に対向する反射体第２対向辺37bは、発光部26，26間の間隙と略等しく設定されている。
【００２４】
各吸収体38は、光を殆ど反射させることなく吸収する、例えば黒色などの印刷部であり、屈折面22のうち各発光部26と対向する位置、すなわち屈折面22のうち各発光部26からの光量が相対的に多い位置、換言すれば、各発光部26からの光を屈折した屈折光を出射面23側に集めて光量を相対的に多くする(明るくする)位置に配置されている。また、これら吸収体38は、光源14側である発光部26側からこの発光部26に対して出光方向に離間する方向へと徐々に幅広となるように形成されている。したがって、これら吸収体38は、出射面23側から見て台形状となっており、例えば発光部26側に位置する吸収体第１対向辺38aは、発光部26の幅寸法(長手寸法)よりも狭く、吸収体第１対向辺38aに略平行に対向する吸収体第２対向辺38bは、発光部26の幅寸法(長手寸法)と略等しく設定されている。
【００２５】
そして、本実施形態では、互いに隣接する吸収体38，38間に反射体37がそれぞれ嵌合しており、第１対向辺37a，38aが略一直線上に並んで入射面21に沿って略平行に配置され、第２対向辺37b，38bが略一直線上に並んで入射面21に対して反発光部26側へと離間されて第１対向辺37a，38aと略平行となっている。
【００２６】
反射シート15は、例えば四角形状に形成されており、導光板13の屈折面22のうち、配線基板27の配線基板本体31に覆われている位置を除く残りの全体に重ねられてこれらの部分を覆っている。この反射シート15は、屈折面22からの漏れ光を導光体13へと再度反射させるものである。
【００２７】
各光学シート16は、本実施形態では、例えば光を均一化する１枚の拡散シート41と、この拡散シート41により均一化された光を全面に集光させる２枚のプリズムシート42，42とが設定されている。これらシート41，42，42は、それぞれ四角形状に形成され、導光板13の出射面23に順次重ねられて配置されている。
【００２８】
フレーム17は、例えば合成樹脂、あるいは金属などの部材により四角形枠状に形成され、導光板13の屈折面22側である背面側の外縁部を額縁状に保持しているとともに、光源14をこの導光板13の一短辺に対向させる位置で保持している。
【００２９】
固定用テープ18は、例えば四角形枠状に形成され、フレーム17に収容された光源14の上方を覆うとともに、導光板13及び光源14を上方からフレーム17に対して固定するものである。
【００３０】
次に、上記一実施形態の動作を説明する。
【００３１】
光源14の各発光部26から出た光は、図２の矢印L1に示すように、導光板13内に入射面21から屈折面22に向けて入射し、この屈折面22で適宜屈折(反射)されて出射面23全体から出射することで、導光板13から照射対象12へと、面状光が照射される。
【００３２】
このとき、導光板13に入射した光の一部は、矢印L2に示すように、屈折面22から導光板13の背面側へと漏れる。そこで、屈折面22において、光量が相対的に少ない(暗い)位置では、図２(a)に示すように、光源14(発光部26)に近接した位置での漏れ光を、屈折面22に位置する光量制御体34の反射体37によって反射させることで再度導光板13へと入射させて有効利用し、出射面23から出射する光量を相対的に増加させる。
【００３３】
また、屈折面22において、光量が相対的に多い(明るい)位置では、図２(b)に示すように、光源14(発光部26)に近接した位置での漏れ光(矢印L3)を、屈折面22に位置する光量制御体34の吸収体38によって反射させることなく吸収するので、漏れ光が導光板13へと再入射させず、出射面23から出射する光量を相対的に減少させる。
【００３４】
すなわち、相対的に光量が少ない位置では漏れ光を反射体37により反射させて有効利用して光量を増加させ、相対的に光量が多い位置では漏れ光を吸収体38により吸収して光量を減少させるので、面状光の光量が均一化され、明暗のむらが抑制される。
【００３５】
なお、発光部26に近接しない位置での屈折面22からの漏れ光については、反射シート15により反射されて出射面23から出射する。
【００３６】
以上説明した一実施形態によれば、光量制御体34が、導光板13の屈折面22のうち光源14(発光部26)からの光量が相対的に少ない位置に配置され光を反射させる反射体37と、屈折面22のうち光源14(発光部26)からの光量が相対的に多い位置に配置され光を吸収する吸収体38との少なくともいずれか一方を備えることで、光量が相対的に少ない位置では、反射体37により屈折面22からの漏れ光を導光板13に再入射させて光量を相対的に増加させることができ、光量が相対的に多い位置では、吸収体38により屈折面22からの漏れ光を導光板13に再入射させずに光量を相対的に減少させることができる。したがって、光量制御体34によって、導光板13の出射面23から出射する面状光を均一化し、面状光の明暗のむらを効果的に抑制できる。
【００３７】
具体的に、反射体37を、発光部26，26間の位置に対向して屈折面22に配置することで、相対的に光量が少ない発光部26，26間の位置において光を効果的に反射して導光板13に再入射させることができる。
【００３８】
また、吸収体38を、各発光部26の位置に対向して屈折面22に配置することで、相対的に光量が多い発光部26に対向する位置において光を効果的に吸収して導光板13に再入射させないようにすることができる。
【００３９】
さらに、発光部26からの発光は、発光部26から出光方向に離間するほど拡散する。換言すれば、発光部26，26間では、発光部26に近い位置ほど光量が少ない。したがって、吸収体38を、光源14(発光部26)側から出光方向に離間するほど幅広に形成することで、より効果的に過剰な光を吸収できる。同様に、反射体37を、光源14(発光部26)側から出光方向に接近するほど幅広に形成することで、漏れ光をより効果的に導光板13に再入射させることができる。すなわち、より効果的に面状光の明暗のむらを抑制できる。
【００４０】
この結果、バックライト見栄えを向上できる。したがって、このバックライト11を用いた(平面)表示装置の表示品位を向上できる。
【００４１】
そして、光量制御体34を、発光部26が実装された配線基板27の上面に設けることで、この配線基板27の上面への印刷などによって光量制御体34を容易に構成できるとともに、発光部26に近接した位置に光量制御体34を容易に配置できる。
【００４２】
なお、上記一実施形態において、バックライト11は、液晶表示装置などの平面表示装置に用いるものに限られない。
【００４３】
また、光量制御体34は、吸収体38と反射体37との少なくともいずれか一方を有していればよい。
【００４４】
さらに、吸収体38及び反射体37は、それぞれ相対的に光量が多い位置及び少ない位置に対応して配置すればよい。したがって、これら吸収体38及び反射体37の形状は、それら相対的に光量が多い位置及び少ない位置に対応した任意の形状とすることができる。
【００４５】
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
11    面状光源装置としてのバックライト
12    照射対象
13    導光体である導光板
14    光源
21    入射面
22    屈折面
23    出射面
26    光源本体としての発光部
27    基板である配線基板
34    光量制御体
37    反射体
38    吸収体
【図１】
2015015111.tif 000003
【図２】
2015015111.tif 000004
【図３】
2015015111.tif 000005