(57)【要約】【課題】  バックライトの入光効率および輝度を高くする。【解決手段】  側面を入光面１１、一方の平面を出光面、他方の平面を反射面とした透光性の導光板１の入光面１１に、対向するように発光ダイオード３を配置し、この導光板１には、発光ダイオード３を挟むように出光面および反射面から対向延出した導光部７１、７２が一体に形成されており、この導光部７１、７２の対向面には、高反射性の反射シート８１、８２が配設されている。【選択図】  図１
2005241899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面を入光面、一方の平面を出光面、他方の平面を反射面とした透光性の導光板と、
この導光板の入光面に対向配置された光源と、
前記導光板に一体に形成され、出光面および反射面から前記光源を挟むように、入光面から対向延出した導光部と、
この導光部の対向面にそれぞれ配設された高反射性の反射手段と
を具備したことを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記光源が、複数のＲＧＢの発光ダイオードであり、前記導光板の入光面に対して下方に配置されていることを特徴とする請求項１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、液晶テレビや携帯電話等の液晶表示等に使用されるバックライトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のバックライトは、導光板の出光面および反射面に対して、入光面を傾斜する形状とし、導光板に入射される光を、多く取り込むことを可能としている。（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９８６３０公報（第５〜７、９頁、図６、７、２２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１のバックライトは、入光面が傾斜しているために面積が大きくなり、入光効率が向上する。しかし、入光面と反射面が鋭角の位置関係になるために、入光面に光が入射した後、その角付近の反射面では、その反射面に対して臨界角よりも大きな角度で入射してしまい、光が導光板の外に漏れてしまう。実際には、この導光板の反射面には反射板が配設されているため光の漏れはないが、その漏れていた光が反射板で反射し導光板に再入射した後は、入光面に近い出光面から出光してしまうため、輝度ムラが生じてしまう。さらにこの発明では、その輝度ムラの原因になる光を吸収層によって除去しており、それによってバックライトの輝度が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、入光効率および輝度が高いバックライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のバックライトは、側面を入光面、一方の平面を出光面、他方の平面を反射面とした透光性の導光板と、この導光板の入光面に対向配置された光源と、前記導光板に一体に形成され、出光面および反射面から前記光源を挟むように、入光面から対向延出した導光部と、この導光部の対向面にそれぞれ配設された高反射性の反射手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入光効率および輝度を高くすることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態のバックライトについて図面を参照して説明する。
図１、図２は、本発明のバックライトの第１の実施の形態について説明するための図であり、図１は斜視図、図２は図１の導光板の斜視図である。
【０００９】
導光板１は、透光性を有する、例えばアクリルからなり、入光面１１、反射面１２〜１５、出光面１６からなる。入光面１１は、主として導光板１に光を入光させる面であり、導光板１の側面に位置している。入光面１１の対向側には、配線基板２が距離をおいて配置され、配線基板２の上には、その長手方向に入光面１１に沿って複数の発光ダイオード３が配置されている。これにより、点灯により発生する熱が入光面１１に伝わりにくくなり、入光効率の低下の抑止につながる。
【００１０】
反射面１２〜１５は、主として導光板１に入光した光を反射する面であり、入光面１１と直交する平面が反射面１２、入光面１１と対向する面が反射面１３、残りの側面がそれぞれ反射面１４、１５である。反射面１２には、光を出光面１６から出光させるための手段として、図示していないがドット印刷やブラスト加工や溝加工等の光拡散加工が施されている。これらが施された部分に光が入射すると、光の反射方向が変化するため、出光面１６から光を出光することができる。さらに、反射面１２の入光面１１側から反射面１３の方向に向かうにつれて、光拡散加工の数を増やしたり、大きくしたりしており、導光板１の奥の出光面１６からの光の出光を増やし、バックライトでの発光の均一さ、すなわち均斉度の高い発光を得られるようにしている。反射面１２〜１５には、導光板１から外部に出射してしまった光を、再入射させるための高反射性を有する反射シート４が配設されている。
【００１１】
出光面１６は、主として導光板１に入光した光を出光する面であり、入光面１１と直交し、かつ反射面１２と平行に対向するように形成されている。この出光面１６には、光を拡散させて均一な面発光にするための拡散シート５が、さらにその上には前方方向へ光を集光して輝度を高めるプリズムシート６が配設されている。
【００１２】
さらに、この導光板１には、出光面１６および反射面１２から入光面１１の方向に、それぞれ平行に対向するように延出した導光板１と一体の導光部７１、７２の延出端が、入光面１１の対向側の配線基板２上に配置されている全ての発光ダイオード３の両端部を挟むように形成されている。この導光部７１、７２の対向側の面には、高反射性を有する反射シート８１、８２がそれぞれに配設されている。これら導光部７１、７２および反射シート８１、８２により、導光空間９が形成されており、導光空間９と導光部７１、７２とは、反射シート８１、８２により光学的に遮断された状態になっている。したがって、発光ダイオード３からの光が入光面１１に入光する前に、導光板１と反射シート４、拡散シート５、およびプリズムシート６との隙間に入り込んでしまうことがないため、それが原因で起こる輝度ムラが発生しない。
【００１３】
図３は、図1のバックライトをＡ−Ａ'断面図であり、この図を用いて光の伝搬について説明する。
【００１４】
発光ダイオード３から出射した光ａは、導光板１の外側に漏れることなく導光空間９に入射し、反射シート５で反射されながら、入光面１１に入射する。この際、入光面１１では、屈折率の違いによって、光が屈折して入光し、出光面１６で全反射した後、反射面１２に施された光拡散加工に入射したことにより反射角が変化し、出光面１６から出光している。
【００１５】
光ｂでは、発光ダイオード３から出射し、入光面１１に対して直角に近い角度で入射しているため、光ａよりも屈折の影響が少なく入射している。そして、導光板１の奥の方の反射面１２の光拡散加工に入射し、反射角が変化し、出光面１６から出光している。なお、この付近の反射面１２では、前述したように、光拡散加工に入射しやすく、その付近の出光面１６で出光しやすい。
【００１６】
光ｃでは、光ａ、ｂと同様に入光面１１から入射し、導光板１の内部で反射をしているが、その最後には導光部７２に入射し、導光板１の外部に出射してしまい、損失が発生している。しかし、このような光は、導光板１の内部で比較的長い光路長を経た光のうちのさらに一部の光であるので、無視できる量である。
【００１７】
この実施の形態では、高い入光効率を得ることができ、また、入光面１１に入射するまでの光のロスが少ないので、バックライトの輝度も高めることができる。また、出光面１１や反射面１２のある部分で光が偏って出光してしまうことがないため、高い均斉度を得ることができる。
【００１８】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態のバックライトの断面図である。この第２の実施の形態の各部について、第１の実施の形態のバックライトの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００１９】
第２の実施の形態では、光源として、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の発光ダイオード３を複数使用し、それらの発光ダイオード３が、導光板１の入光面１１に対して下方に配置されている。すなわち、複数のＲＧＢの発光ダイオード３を長手方向に配置した配線基板２が、導光板１の入光面１１に対して下方に配置されている。
【００２０】
また、それぞれの発光ダイオード３の配線基板２上での配置は、図示していないが、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ・・・のように順番に配置している。これは、ＲＧＢ光を効率よく混光し、白色に近づけるための配置であるが、所望により、色度を変えたいときは、特定色の発光ダイオード３の数を増やしたり、流す電流を変えたりしても良い。
【００２１】
この発光ダイオード３の位置に伴い、発光ダイオード３を追従するように、導光部７１が途中で弧状に、導光部７２が途中で直角に折れ曲がる形状をしており、その延出端は、ＲＧＢの発光ダイオード３の両端部を挟むように形成されている。すなわち、導光部７１は、出光面１６から入光面１１の方向に延出した導光部分７１１、導光部分７１１の一端に接続され円弧状に形成された導光部分７１２、導光部分７１２の他端に接続され、かつ導光部分７１１と直交する方向に形成され、さらに配線基板２上に配置されているＲＧＢの発光ダイオード３の一端に付近に延出するように形成された部分７１３で構成されている。導光部７２は、反射面１２から入光面１１の方向に延出した導光部分７２１、導光部７２１の一端に接続され、かつ導光部分７２１と直交するように形成され、さらに配線基板２上に配置されているＲＧＢの発光ダイオード３の他端に付近に延出するように形成された導光部分７２２からなる。
【００２２】
この導光部７１、７２の対向側の面には、高反射性の反射シート８１、８２がその形状に沿って配設され、それらで形成される導光空間９も途中で曲がった形状になっている。
【００２３】
このように構成されたバックライトの発光ダイオード３から出射した光は、導光板１の入光面１１までの導光空間９が導光部７２、７３によって、曲げられていることにより、入光面１１までの距離が増え、また反射シート８１、８２での反射の回数が増えることになる。したがって、第１の実施の形態よりも入光面１１までの光路長が増え、それぞれの発光ダイオード３からのＲＧＢ光を入光面１１に入射するまでに、より白色に近い状態に混光できるようになる。そして、導光板１に入射後は、第１の実施の形態とほぼ同様の反射、出光をし、その間も混光されるので、出光面１６から色ムラの少ない白色光を得ることができる。
【００２４】
光ｄは、入光面１１に最短光路長で入光する光を示しているが、直接、入光面１１光が入光しないように導光部７２が構成されているため、入光面１１と発光ダイオード３とが同じ位置にあり、入光面１１に直接、光が入光する場合のバックライトよりも、光路長が増すため、混光が促進される。
【００２５】
この実施の形態では、発光ダイオード３からの光が外に漏れることなく入光面１１に入射するため、高い入光効率と輝度を得ることができる他に、発光ダイオード３と入光面１１との間に距離があるため、光が入光面１１に入光するまでにＲＧＢ光の混光が促進され、出光面１６から色ムラの少ない白色光を得ることができる。
【００２６】
なお、反射手段としては、例えば、導光板１の導光部７１、７２の対向側の面に鏡面反射性を有する鏡面反射シートを配設し、その上に拡散透過性を有する拡散シートを配設することで、この反射手段での反射が、鏡面反射と拡散透過がなされ、光の広がりが良くなるので、さらに白色光への混光が促進される効果を得ることができる。
【００２７】
ここで、「前記光源が、ＲＧＢの発光ダイオードであり、前記導光板の入光面に対して下方に配置されている」とは、導光板１の入光面１１とＲＧＢの発光ダイオード３との、相対的な位置関係を示しており、図４に示すような位置のみに限定するものではない。
【００２８】
なお、実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
光源として導光板１の厚さよりも大きいような発光ダイオードを使用した場合、導光板１の導光部７１、７２の形状をその大きさに合わせて少し広げて形成することで、導光板１の厚さを大きくしなくても光が外に漏れないようにすることができるために、導光板１の厚さ増大による重量の増加と入光効率の低下を防ぐことができ、大型の発光ダイオードの使用によるバックライトの輝度上昇の効果も得ることができる。
【００２９】
反射面１２の形状は、例えば、反射面１３に向かうにつれて入光面１２に近づくように、くさび形に形成することで、反射面１３に近い出光面１６での光の出光を増やすことができ、均斉度を調節することができる。
【００３０】
冷陰極蛍光灯などの広範囲に光を放射する光源を用いた場合、導光部７１、７２が形成する開口部分に反射シート８１、８２とつながるように反射性の高いリフレクタを設ければ、入光効率が低下することなく、入光面１１に光を入射できる。
【００３１】
光源と導光部７１、７２との位置関係は、光源全体が導光部７１、７２が形成する導光空間９の中に存在することが最も望ましいが、少なくとも光源から発せられる光のほとんどが導光空間９に放射される位置関係であれば、高い入光効率を得ることができる。
【００３２】
反射手段である反射シート８１、８２および反射シート４は、高反射性を有するインクを塗布したり、金属をメッキ、蒸着したりすることで反射面を形成してもよく、すなわち、高反射性で、かつ光を透過させない面を導光部７１、７２の対向側の面に形成すればよい。ここで、「高反射性」とは、単に損失の少ない反射をすればよいことを示しており、反射作用は、拡散反射でも鏡面反射でも何でも構わない。
【００３３】
反射シート４は、少なくとも入光面１１を延長した反射面１３との交点付近まで付近まで配設されていることが望ましいが、入光面１１および出光面１６以外の導光板１の面を反射シート４で覆うことにより、図３の光ｃのように導光部７１、７２に入り込んだ光が導光板１の外部に漏れることはなくなるので、入光面１１に光が入射後、外部への漏れをほとんどなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のバックライトの第１の実施の形態について説明する斜視図。
【図２】図1のバックライトの導光板について説明する斜視図。
【図３】図１のバックライトのＡ−Ａ'断面を用いて、光の伝搬について説明する断面図。
【図４】本発明のバックライトの第２の実施の形態について説明する断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１  導光板
１１  入光面
１２〜１５  反射面
１６  出光面
２  配線基板
３  発光ダイオード
４  反射シート
５  拡散シート
６  プリズムシート
７１、７２  導光部
８１、８２  反射シート
９  導光空間
【図１】
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【図２】
2005241899.tif 000004
【図３】
2005241899.tif 000005
【図４】
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