(57)【要約】【課題】光の利用効率を維持しつつ薄型にできるバックライト装置を提供すること。【解決手段】バックライト装置１００では、面発光体１４０の反射シート１４２と拡散シート１４４とが空隙を介して対向配置される。また、バックライト装置１００では、上記空隙に面発光体１４０の側面すべてから光が入射される。こうすることにより、反射シート１４２と拡散シート１４４との離間距離を小さくすることができるので、面発光体１４０の厚さを薄くすることができる。この結果、バックライト装置１００を薄型にすることができる。また、空隙に面発光体１４０の側面すべてから光が入射されるので、空隙全体に光が行き渡る。このため、光の均一性が確保されると共に、光の効率的使用が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と直交する方向に光を反射する反射シートと、前記反射シートの表面上に空隙を介して対向配置されるプリズムシートとを有する面発光体と、
光源から発せられた光を前記面発光体の前記空隙に複数の方向で入射する導光部材と、
を具備するバックライト装置。
【請求項２】
前記面発光体は、前記反射シートと前記プリズムシートと共に前記空隙を囲む支持枠体と、前記空隙に充填された透光性を有する合成樹脂とを更に具備する、請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記導光部材に入射される光を第１偏光とこれに偏向面が直交する第２偏光とに分離する偏光スプリッタと、
前記第１偏光の偏向面を９０度回転させる半波長板と、
を具備する請求項１及び請求項２のいずれか一方に記載のバックライト装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載のバックライト装置を具備する液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置を具備する携帯端末装置。
【請求項６】
表面と直交する方向に光を反射する反射シートと、プリズムシートとを空隙を介し対向させて配置するステップと、
前記空隙に透光性を有する合成樹脂を充填するステップと、
を具備する面発光体の製造方法。
【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。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイの薄型化に関する要求は、ますます高まっている。薄型ディスプレイを代表するものとして、液晶ディスプレイと、プラズマディスプレイとがある。このうち液晶ディスプレイでは、液晶がバックライト等からの光の透過を制御するシャッターとして利用される。液晶ディスプレイで表示品質が向上するためには、液晶が存在する面全体で輝度の均一性が求められる。
【０００３】
この輝度の均一性の向上のために、バックライト装置は、一般的に次のような構成を採る。即ち、バックライト装置は、光を反射する反射板と、この反射板の反射面上に配置される導光板と、光源とを有する。光源から発せられた光は、対向して配置される反射板と導光板とを貫く軸と交わる一方向から導光板に入射される。導光板には光の入射面からその反対側の面に向かう方向に光を導く機能がある。この機能により入射された光は導光板全体に行き渡るため、光の利用効率が高くなる。そして、導光板全体に行き渡った光が反射板で反射されることにより、導光板の反射板側と反対の面全体から光が発光される。この発光方向に液晶パネルが配置されることにより、液晶パネルにおける輝度の均一性が向上する。このようなバックライト装置は、例えば、特許文献１に開示されている。  
【特許文献１】特開平４−７９１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで一般的に液晶ディスプレイにおいて導光板が占有する体積は大きい。そのため、液晶ディスプレイの薄型化のためには、導光板を薄くすることが望まれる。しかしながら、一般的に、導光板はアクリル樹脂等が射出成形されることにより生産される。この射出成形による生産物の薄さには限界がある。また、液晶ディスプレイの大型化に伴う導光板の大型化により、射出形成により生産される導光板を薄くすることの困難性が更に増している。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、薄型にできるバックライト装置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】
【０００６】
本発明のバックライト装置は、表面と直交する方向に光を反射する反射シートと、前記反射シートの表面上に空隙を介して対向配置されるプリズムシートとを有する面発光体と、光源からの光を前記面発光体の前記空隙に複数の方向で入力する導光部材と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、薄型にできるバックライト装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【０００９】
（実施の形態１）
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１に係るバックライト装置の主要構成が示される図である。同図に示すようにバックライト装置１００は、ＬＥＤ１１０と、ビームスプリッタ１２０と、光ファイバ１３０と、面発光体１４０とを有する。このバックライト装置１００は、例えば携帯端末の液晶表示装置に搭載される。
【００１１】
ＬＥＤ１１０は、ハイパワーの光源である。ビームスプリッタ１２０は、ＬＥＤ１１０からの光を複数経路に分配する。光ファイバ１３０は、ビームスプリッタ１２０にて分配された光が進む導光路である。
【００１２】
面発光体１４０は、光ファイバ１３０により導かれた光が入力される。面発光体１４０は、反射シート１４２と、拡散シート１４４と、プリズムシート１４６と、支持枠体１４８とを有する。反射シート１４２、拡散シート１４４、及びプリズムシート１４６は、いずれも矩形であり、その大きさも同じである。これらのシート群を支持するため、支持枠体１４８における特定の直交する２辺で形成される面は、前記シート群と同一形状である。以上のように構成される面発光体１４０は各面が矩形である６面体の形状を有している。以下、面発光体１４０における反射シート１４２側の面は「下面」、プリズムシート１４６側の面は「上面」、その他の面は「側面」と呼ばれることがある。
【００１３】
反射シート１４２は、表面と略平行な方向から来る光をその表面と直交する方向に反射するように表面加工が施されている。
【００１４】
拡散シート１４４は、反射シート１４２の光を反射する面上に一定の離間距離が保たれて配設される。即ち、拡散シート１４４と反射シート１４２との間には、空隙（空層）が存在する。拡散シート１４４は、入射される光を透過し且つ拡散する。
【００１５】
プリズムシート１４６は、入射された光の進行方向を、発光面に対して直交する方向に合わせて出力する。プリズムシート１４６は、拡散シート１４４の反射シート１４２側と反対の面上に配設される。プリズムシート１４６は、下側プリズムシート１４６１と、上側プリズムシート１４６２とを有する。下側プリズムシート１４６１及び上側プリズムシート１４６２は、拡散シート１４４の側から、下側プリズムシート１４６１、上側プリズムシート１４６２の順に配設される。
【００１６】
支持枠体１４８は、反射シート１４２、拡散シート１４４、及びプリズムシート１４６を支持する。支持枠体１４８は、反射シート１４２、拡散シート１４４、及びプリズムシート１４６を取り囲む。支持枠体１４８は、反射シート１４２、拡散シート１４４、及びプリズムシート１４６が積層された状態で、このシート群を保持する。また、支持枠体１４８の側面（面発光体１４０の側面に対応）には、積層方向で上記空隙に対応する位置に、光ファイバ１３０を挿入し且つ固定するための開口部が設けられている。ここでは、開口部は支持枠体１４８の４つの側面すべてに設けられる。
【００１７】
次に、以上の構成を有するバックライト装置１００における発光原理が説明される。
【００１８】
ＬＥＤ１１０から発せられた光は、ビームスプリッタ１２０で複数経路に分配される。複数の分配された光は、複数の光ファイバ１３０により面発光体１４０にそれぞれ導かれる。光ファイバ１３０が面発光体１４０の４面と繋がっているので、面発光体１４０の空隙には４方から光が入射される。こうして光が面発光体１４０の空隙全体に均一に行き渡る。即ち、光の効率的な利用がなされている。
【００１９】
ここで本実施の形態のバックライト装置１００は、反射シート１４２と拡散シート１４４との間に射出形成された導光板を持たない。導光板の代わりに空層が存在する。導光板に比べて、空層の厚さ（即ち、反射シート１４２と拡散シート１４４との離間距離に対応）の自由度は高い。よって反射シート１４２と拡散シート１４４との間を空隙とすることにより、面発光体１４０の厚さを薄くすることができる。結果として、バックライト装置１００も薄型にすることができる。
【００２０】
空隙に入射された光は、反射シート１４２の表面で、その表面に直交する方向（拡散シート１４４の方向）に反射される。反射された光は拡散シート１４４を透過する。ここで上述のとおり光が空隙全体に行き渡っているので、反射された光は拡散シート１４４全体に均一に入射される。そのため拡散シート１４４を介さずにプリズムシート１４６に入射してもよい。ただし、拡散シート１４４が介されることにより、拡散シート１４４を透過した光の均一性は更に増す。
【００２１】
拡散シート１４４により拡散されて均一性が増した光は、プリズムシート１４６に入射される。プリズムシート１４６に入射された光の進行方向は、プリズムシート１４６で発光面に対して直交する方向に合わされる。そのためプリズムシート１４６から発光された光は、液晶パネルの入射面と直交する方向から入射される。こうして液晶パネルでの光の効率的な利用も図られる。
【００２２】
このように本実施の形態によれば、バックライト装置１００では、面発光体１４０の反射シート１４２と拡散シート１４４とが空隙を介して対向配置される。こうすることにより、反射シート１４２と拡散シート１４４との離間距離を小さくすることができるので、面発光体１４０の厚さを薄くすることができる。この結果、バックライト装置１００を薄型にすることができる。
【００２３】
また、バックライト装置１００では、上記空隙に面発光体１４０の側面すべてから光が入射される。こうすることにより、空隙全体に光が行き渡る。このため、光の均一性が確保されると共に、光の効率的使用が可能となる。この結果、バックライト装置１００における消費電力を低減することができる。
【００２４】
なお上記説明においては、面発光体１４０の４つの側面すべてから光が入射されたが、少なくとも２面から光が入射されればよく、これにより光は空隙全体に十分行き渡る。要は、面発光体１４０の空隙に複数の方向から光が入力されればよい。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係るバックライト装置の主要構成が示される図である。同図に示すようにバックライト装置２００は、反射シート１４２と拡散シート１４４との間に、透光性を有する合成樹脂が充填されている。即ち、実施の形態１のバックライト装置１００で空隙だった部分に、バックライト装置２００では合成樹脂が充填されている。
【００２６】
この合成樹脂の充填は、バックライト装置１００と同様の構成を形成した後に行われる。即ち、反射シート１４２と拡散シート１４４との離間距離を短くして厚さの薄い空層を予め用意した後に、その空隙に合成樹脂が充填される。こうして薄い合成樹脂の層が形成される。また、合成樹脂には、光を導く導光機能が備わるものが選択される。こうすることにより、バックライト装置２００に、従来技術で用いられてきた導光板と同じ機能を有する層を設けることができる。
【００２７】
このように本実施の形態によれば、バックライト装置２００では、反射シート１４２と拡散シート１４４との間の空隙に合成樹脂が充填される。こうすることにより、面発光体１４０の薄さを維持しつつ、導光板と同様の機能を有する層を形成することが可能となる。
【００２８】
（実施の形態３）
図３に示すように実施の形態３のバックライト装置３００は、ＬＥＤ１１０からの光を第１偏光とこれに偏向面が直交する第２偏光とに分離する偏光ビームスプリッタ３１０と、偏向ビームスプリッタ３１０の第１偏光の出力段に設けられ第１偏光の偏向面を９０度回転させる半波長板３２０と、第１偏光及び第２偏光の偏向面のいずれも保持したまま導光する偏波保持光ファイバ３３０と、偏波保持光ファイバ３３０により導かれた光が入力される面発光体３４０とを有する。
【００２９】
面発光体３４０は、従来の一般的な面発光体と同様の構成を有する。即ち、面発光体３４０は、反射シート３４２と、反射シート３４２の表面上に配設される導光板３４４と、導光板３４４の反射シート３４２の側と反対の面上に配設される拡散シート３４６と、拡散シート３４６の反射シート３４２の側と反対の面上に配設されるプリズムシート３４８とを有する。プリズムシート３４８は、下側プリズムシート３４８１と、上側プリズムシート３４８２とを有する。
【００３０】
次に、以上の構成を有するバックライト装置３００における発光原理が説明される。
【００３１】
ＬＥＤ１１０から発せられた光は、偏光ビームスプリッタ３１０において、第１偏光とこれに偏向面が直交する第２偏光とに分離される。分離された第１偏光及び第２偏光は、複数の異なる経路にそれぞれ出力される。そして第１偏光のみが半波長板３２０を通過する。第１偏光はその偏向面を半波長板３２０で９０度回転させられる。そのため半波長板３２０を通過した後の第１偏光の偏向面は、第２偏光の偏向面と一致している。
【００３２】
このように偏向面が合わされた第１偏光及び第２偏光は、複数の偏波保持光ファイバ３３０により面発光体３４０にそれぞれ導かれる。偏波保持光ファイバ３３０は、偏向面を維持したまま光を導くことができる。そのため面発光体３４０に入射される際も、第１偏光及び第２偏光の偏向面は一致している。
【００３３】
面発光体３４０の導光板３４４に入射された光は、拡散シート３４６、プリズムシート３４８を通過して、液晶パネルに入力される。
【００３４】
ここで液晶パネルでは、白色光が入射されても、その液晶パネルの偏光板又は液晶そのものの影響により、直交偏光のうちの一方のみが透過してくる。即ち、互いに直交する偏光のうち一方は無駄になっている。しかしながら、本実施の形態のバックライト装置３００は、光を偏向面が互いに直交する第１偏光及び第２偏光に分け、得られた第１偏光及び第２偏光の一方を半波長板３２０に通すことにより、面発光体３４０に入射する光を１つの偏向面を持つ光に変換する。この１つの偏向面を持つ光は、面発光体３４０を介して液晶パネルに入射される。よって面発光体３４０を介して液晶パネルに入射される光の偏向面を当該液晶パネルの光透過性の高い方向に合わせれば、非常に効率的に光を利用することが可能となる。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、バックライト装置３００に、光を第１偏光とこれに偏向面が直交する第２偏光とに分離する偏光ビームスプリッタ３１０と、第１偏光の偏向面を９０度回転させる半波長板３２０とを設けた。こうすることにより、１つの偏向面を持つ光の形成が可能となる。このため、特に液晶表示装置に搭載されたときに光の利用効率を高めることができるバックライト装置を実現することができる。
【００３６】
なお上記説明においては、面発光体３４０の構成を従来一般的に利用される構成とした。しかしながら、本実施の形態の偏光ビームスプリッタ３１０及び半波長板３２０は、実施の形態１及び実施の形態２のバックライト装置１００及びバックライト装置２００にも適用可能である。即ち、バックライト装置１００（２００）では、ビームスプリッタ１２０に代えて、偏光ビームスプリッタ３１０及び半波長板３２０が適用される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のバックライト装置は、光の利用効率を維持しつつ薄型にできるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るバックライト装置の主要構成が示される図
【図２】実施の形態２に係るバックライト装置の主要構成が示される図
【図３】実施の形態３に係るバックライト装置の主要構成が示される図
【符号の説明】
【００３９】
１００，２００，３００  バックライト装置
１１０  ＬＥＤ
１２０  ビームスプリッタ
１３０  光ファイバ
１４０，３４０  面発光体
１４２，３４２  反射シート
１４４，３４６  拡散シート
１４６，３４８  プリズムシート
１４８  支持枠体
３１０  偏光ビームスプリッタ
３２０  半波長板
３３０  偏波保持光ファイバ
３４４  導光板
３４８  プリズムシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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