(57)【要約】【課題】  導光板内で反射を繰り返してきた光を有効に利用できるバックライトを提供する。【解決手段】  表裏の片面を出射面１ａとし、他面を反射面１ｂとする導光板１の１端の入射面１ｃに対向して光源２を配置したバックライトであって、導光板１の反射面１ｂは、入射面１ｃ側から反対側の端面に至るほど出射面１ａに近接する傾斜面にし、反射面１ｂの全面に、平坦傾斜面とこれに連設する部分円弧状の湾曲傾斜面とを有する光反射凹部を形成したバックライト。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏の片面を出射面とし、他面を反射面とする導光板の一端の入射面に対向して光源を配置したバックライトにおいて、
前記導光板の反射面は、前記入射面側から反対側の端面に至るほど前記出射面に近接する傾斜面にし、
前記反射面の全面に、平坦傾斜面とこれに連設する部分円弧状の湾曲傾斜面とを有する光反射凹部を多数形成したことを特徴とするバックライト。
【請求項２】
前記導光板は、前記入光面と反対側の端部において前記出射面と反射面とが鋭角をなして交わる形状にしたことを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
表裏の片面を出射面とし、他面を反射面とする導光板の一端の入射面に対向して光源を配置したバックライトにおいて、
前記導光板の反射面において、前記光源の近傍領域に光拡散処理を施して光拡散反射面を形成したことを特徴とするバックライト。
【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】
図１２は従来のバックライトの構成を示す側面図である。また図１３は導光板４１の拡大図であり、同図（ａ）が断面図、同図（ｂ）は凹部４４の底面側からの平面図である。４１は導光板、４１ａは出射面、４１ｂは反射面、４１ｃは入光面、４１ｄは出光面、４２は光源、４３は基板、４４は凹部、４４ａは凹部４４の平坦斜面、４４ｂは凹部４４の湾曲面、４５ａは入射光、４５ｂは反射光を表している。図１２に示すように、導光板４１の１端面に光源４２を配置し、導光板４１の入光面４１ｃより光を入射する。入射した光４５aは、導光板４１内を全反射して進行し、反射面４１ｂに設けられた凹部４４により角度を変えられ、矢印４５ｂに示すように出射面４１ａに臨界角以下の角度で入射し、この出射面４１aから外部に出射光４６として出光する。
【０００３】
反射面４１ｂに設けられた凹部４４は、図１３に示すような構造をしており、入光面側は平坦斜面４４ａとなり、入光面の反対側は、湾曲面４４ｂとなっている。図１４は、端面の入光面４１ｃ側から導光板４１内に入射した入射光４５aの光路を示したものである。入射光４５ａが平坦斜面４４ａにほぼ平行に入光すると、反射光４５ｂは上面に向けられ、図９に示す出射面４１ａに対し臨界角以下で入射することになり、光が導光板４１から出射光４６として出射する。平坦斜面４４ａは斜面に向けて平行に入射する光を効率よく反射させて導光板４１から出射させる角度に設定されている。
【０００４】
図１５は、図１２に示す反入光面４１ｄから光が入射したときの光路を示したものである。入射光４５ａが湾曲面４４ｂに入光すると、湾曲面４４ｂに対し、法線方向に入射しないため、反射光４５ｂは入射角度により様々に変化し、導光板４１の出射面４１ａに対し、臨界角以下で入射する割合が少なくなる。すなわち、入光面４１ｃから入光した光が導光板４１内で全反射を繰り返し、反入光面４１ｄまで到達し、さらに反射してきた光は有効に活用することができない。
【０００５】
加えて、従来のエッジライト方式のバックライトで、ＬＥＤを光源とした場合、可能な限り安価で効率よく均一に面発光させるためには、使用するＬＥＤの使用数を減らしす必要性があるが、上記従来の方式では、ＬＥＤの使用数を減らすことで消費電力とコストを低減させても、光源であるＬＥＤと導光板とが構造的に近接しているため、ＬＥＤに近い部分の導光板領域で、導光板の下面に配置された反射シート部分の反射が強くなり、導光板の光放射面においてＬＥＤに近い部分が他の領域よりも明るくなる。これは明るい点光源を用いて均一に面発光するバックライトを実現する上での解決すべき課題となっていた。
【特許文献１】特開平８−２７１８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、導光板内で反射を繰り返してきた光を有効に利用し、明るくてしかも均一な面発光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】
請求項１の発明は、表裏の片面を出射面とし、他面を反射面とする導光板の一端の入射面に対向して光源を配置したバックライトにおいて、前記導光板の反射面は、前記入射面側から反対側の端面に至るほど前記出射面に近接する傾斜面にし、前記反射面の全面に、平坦傾斜面とこれに連設する部分円弧状の湾曲傾斜面とを有する光反射凹部を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のバックライトにおいて、前記導光板は、前記入光面と反対側の端部において前記出射面と反射面とが鋭角をなして交わる形状にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、表裏の片面を出射面とし、他面を反射面とする導光板の一端の入射面に対向して光源を配置したバックライトにおいて、前記導光板の反射面において、前記光源の近傍領域に光拡散処理を施して光拡散反射面を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、導光板内で反射を繰り返してきた光を効率良く出射面から出光させることができ、液晶面を明るく照明できるバックライト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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１２】
（第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態のバックライトの断面図、図２は斜視図である。図１、図２において１は導光板、１ａは出射面、１ｂは反射面、１ｃは入光面、１ｄは反入光面、２は光源、３は基板を表している。本実施の形態は、導光板１を表裏の片面に対し他面が傾斜した平板であり、一端の入光面１ｃに対して出射面１ａは直角をなし、反射面１ｂを傾斜面とし、入光面１ｃから遠ざかるにつれ導光板１の厚さを薄くし、反入光面１ｄを入光面１ｃに対して小さくなる形状である。傾斜した反射面１ｂには従来同様に多数の凹部４４が形成してある。
【００１３】
光源２は、基板３に適切な間隔をおいて配置した複数個のＬＥＤによって構成してある。光源２からの光は導光板１の入光面１ｃに入射する。入光面１ｃから入射した光は、導光板１内部を全反射しながら進行するが、反射面１ｂが傾斜しているため、反射面１ｂで反射した光が、出射面１ａに対し、臨界角以下の角度で入光しやすくなる。また、反入光面１ｄに近づくにつれ導光板１の厚さが薄くなるため、多数の凹部４４それぞれの反射面４４ａに光が当たりやすくなり、反入光面１ｄに到達する前に、大多分の入射光を反射させて出射面１ａから効率良く出射させることができる。
【００１４】
尚、光源２に指向性のある点光源を用いることも可能である。光源２に指向性のある点光源を用いることにより、各凹部４４の平坦な反射面４４ａに略４５°の角度で入射する可能性が高くなり、出射面から効率よく光を取り出すことが可能となる。
【００１５】
また、導光板１の形状については、第１の実施の形態における肉厚が小さくなった反入射面１ｄ側を鋭角にして断面が楔形となるものを採用することができる。そしてその場合、スペース的に空スペースとなる尖端側下面に点灯駆動回路を配置することで、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
（第２の実施の形態）図３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り、図４は上面図である。図３、図４において、２１は点光源、２２は基板、２３は導光板、２３ａは入光面、２３ｂは反射面、２３ｃは出光面、２４は反射シート、２５ａ、２５ｂは光学フィルム、２６はバックライトケース、２７は固定接着剤、２８は溝加工部、２９は光拡散反射性塗料を表している。
【００１７】
本実施の形態は、導光板２３の反射面２３ｂに対して、その光源近傍には光拡散反射性塗料２９による印刷パターンを形成し、点光源２１から十分離れた所には溝加工２８を形成したことを特徴としている。以下に詳しく説明する。
【００１８】
導光板２３の一端面である入光面２３ａに近接して複数個の点光源２１を配置している。本実施の形態の構成では点光源２１はＬＥＤを使用している。点光源２１は、ＬＥＤのほかに他の電解放出素子や放電灯であってもよいし、図３のように基板２２に配置してもよい。また、点光源２１は、導光板２３の長軸方向、短軸方向に配置してもよいし、また、長軸方向の両端部、短軸方向の両端部に配置してもよい。
【００１９】
導光板２３の出光面２３ｃの上部に、光学フィルム２５ａ、２５ｂが配置してある。光学フィルム２５ａ、２５ｂは少なくとも１枚以上配置してあり、要求される配光特性により、複数枚使用する。
【００２０】
導光板２３の反射面２３ｂには、点光源２１の配置してある近傍に光拡散反射性塗料２９がスクリーン印刷などの方法により配置してある。反射面２３ｂにおける点光源２１から離れた部分には、ムーンカットやシボ加工などの適切な加工法によって溝加工部２８が形成してある。
【００２１】
点光源２１から導光板２３内に入光した光は、導光板２３内部を全反射しながら進行していく。光が光拡散反射性塗料２９面に入射すると、インク面で拡散反射し、導光板２３に再入光する。再入光した光の一部は、出光面２３ｃに臨界角以下の角度で入射し、出光面２３ｃから出光する。これにより、出光面２３ｃにある程度の広がりをもって出光するため、輝線が発生しにくい。また、光拡散反射性塗料２９は、入光部２３ａ近傍の出光面２３ｃのムラを低減するように、塗布面の大きさやピッチ、密度を変化させながら配置することにより、点光源２１を使用したときに問題となる入光部近傍での光のムラを改善することができる。
【００２２】
光拡散反射性塗料面２９に入射した光は、前述したように、一部は光が拡散して出光面２３ｃから出光するほかに、一部はインク面から透過して反射シート２４に到達する。反射シート２４で反射した光は、もう一度導光板２３に入射しようとするが、インク面で再反射してしまい、有効に光を活用することができない。そのため、入光部近傍以外は、溝加工部２８を形成してある。溝加工部２８に入射した光は、一部は、導光板の出光面側に反射され、出光面から出光する。一部は、反射シート２４側に透過するが、反射シート２４で反射された光が導光板２３に再入光し、効率良く光を利用することができ、結果として、均一な面発光を可能にする。
【００２３】
（第３の実施の形態）図５は本発明の第３の実施の形態のバックライトのランプの長手方向の断面図である。図５において、３０はサンドブラストによって表面拡散処理を施した表面拡散処理部を表している。尚、図５において、図３、図４と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００２４】
本実施の形態は、導光板２３の反射面２３ｂに対して、その光源２１近傍の部分にサンドブラストによる表面拡散処理部３０を設け、光源２１から十分離れた部分には、溝加工部２８を形成してある。
【００２５】
導光板２３における入光面２３ａ近傍の反射面２３ｂにサンドブラストによる表面拡散処理部３０を形成することにより、光源２１近傍のムラを低減することができ、また入光面２３ａの近傍以外の反射面２３ｂに溝加工部２８を形成することにより、効率良く光を利用することができる。
【００２６】
（第４の実施の形態）図６は本発明の第４の実施の形態のバックライトの断面図である。図６において３１は光拡散反射面を表している。尚、図６において、図３〜図５と同一の要素には同一の符号を用いて表している。
【００２７】
本実施の形態は、導光板２３の反射面２３ｂに溝加工部２８を形成し、また、光源近傍部分には、溝加工部２８とは別の溝加工によって光拡散反射面３１と形成したことを特徴とする。この光拡散反射面３１に形成した溝の形状は、図７〜図９のいずれかのように、導光板２３のエッジから入射した光源２１からの光が拡散できるような曲面形状をしている。図７は円錐形の溝３１ａ、図８は円錐台形の溝３１ｂ、図９は円柱形の溝３１ｃを例示している。
【００２８】
反射面２３ｂの入光面２３ａの近傍以外の部分に溝加工部２８を形成し、入光面２３ａの近傍には光拡散反射面３１を形成することにより、光源近傍のムラを低減することができる。また、入光面２３ａの近傍以外は光拡散反射面３１としないことで、効率良く光を利用することが可能となる。
【００２９】
尚、光拡散処理は、光拡散反射性塗料を塗布してもよいし、表面を光拡散反射処理を施してもよい。
【００３０】
また、本発明の第２〜第４の実施の形態のように、表裏の片面を出射面とし、他面を反射面とする導光板の一端の入射面に対向して光源を配置したバックライトにおいてその導光板の反射面に、光源の近傍領域に光拡散処理を施して光拡散反射面を形成する場合には、この導光板は光源とは判定側の端面に行くほどに厚みを薄くすることなく、均一な厚みのものを採用することも可能である。
【００３１】
（第５の実施の形態）図１０は本発明の第５の実施の形態のバックライトの端部の構造を示す図である。図１０において、１１は光源としてのＬＥＤ、１２はアルミ基板、１３はフレーム、１４は金属板、１５は導光板を表している。導光板１５の一端面の側方に複数個のＬＥＤ１１を装着させた板厚０．３〜０．５ｍｍのアルミ基板１２が配置してある。光源１１は、単品又は複数個の砲弾型又は表面実装型ＬＥＤのほかに、放電灯であってもよい。光源１１が放電灯の場合、長軸方向に配置してもよいし、短軸方向に配置してもよい。フレーム１３の内部に内接するようにアルミなど熱伝導性の高い材料を用いた金属板１４が設置してあり、その内側に導光板１５が配置してある。光源１１として、金属板１４と導光板１５との間に導光板入光部に対し鉛直方向へ配置するようにＬＥＤアセンブリが設けてある。
【００３２】
本実施の形態によれば、アルミ基板１２と金属板１４とが密着することにより光源１１の点灯時に発生する熱を拡散させ局部的高温を緩和することができる。
【００３３】
（第６の実施の形態）図１１は本発明の第６の実施の形態のバックライトの端部の構造を示す図である。尚、図１１において図１０と同一の要素には同一の符号を用いて表している。本実施の形態は、フレーム１３の内部に内接するようにアルミなど熱伝導性の高い材料を用いた金属板１４を設置し、その内側に導光板１５を配置し、その金属板１４と導光板１５の間に導光板入光部に対して鉛直方向になるように光源１１としてのＬＥＤアセンブリを設けている。また、アルミ基板１２と金属板１４との間にＬ型に屈曲したアルミなど熱伝導性の高い部材１６を挟みこみ上部方向と底面方向から熱源である光源１１を挟み込むようにして固定させ、密着させている。
【００３４】
本実施の形態によれば、部材１６により熱拡散させ局部的高温を緩和し、また上部方向へ漏れ出た光を導光板１５の内部方向へ誘導し、再利用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態のバックライトの断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態のバックライトの斜視図。
【図３】本発明の第２の実施の形態のバックライトの断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態のバックライトの上面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態のバックライトの断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態のバックライトの断面図。
【図７】同図（ａ）は上記実施の形態における光拡散反射面に形成された溝の一例の断面図及び拡大図斜視図、同図（ｂ）は当該溝の光反射機能説明図。
【図８】同図（ａ）は上記実施の形態における光拡散反射面に形成された溝の他の例の断面図及び拡大図斜視図、同図（ｂ）は当該溝の光反射機能説明図。
【図９】同図（ａ）は上記実施の形態における光拡散反射面に形成された溝のさらに他の例の断面図及び拡大図斜視図、同図（ｂ）は当該溝の光反射機能説明図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態のバックライトの端部の構造を示す図。
【図１１】本発明の第６の実施の形態のバックライトの端部の構造を示す図。
【図１２】従来のバックライトのランプの断面図。
【図１３】従来のバックライトの拡大断面図。
【図１４】従来のバックライトの凹部の作用説明図その１。
【図１５】従来のバックライトの凹部の作用説明図その２。
【符号の説明】
【００３６】
１  導光板
１ａ  出射面
１ｂ  反射面
１ｃ  入光面
１ｄ  反入光面
２  光源
３  基板
４  凹部
１１  光源
２１  点光源（ＬＥＤ）
２２  基板
２３  導光板
２３ａ  入光面
２３ｂ  反射面
２３ｃ  出光面
２４  反射シート
２８  溝加工部
２９  光拡散反射性塗料
３１  光拡散反射面
３１ａ〜３１ｃ  溝
４４ａ  反射面
４４ｂ  湾曲面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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