バックライト装置

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【発明の名称】	バックライト装置
【発明者】	【氏名】伊藤秀敏【氏名】寺垣靖子【氏名】伊藤敏男【氏名】山田真人
【要約】	【課題】ＬＥＤ等の略点状の光源を用いたバックライト装置における輝度ムラを抑制することを目的とする。【解決手段】導光板１３の裏面に断面が略Ｖ字状の複数の溝１３２１を形成する。溝１３２１は、ＬＥＤ２３１，２３２に近い溝ほど大きな角度で蛇行しており、逆にＬＥＤ２３１，２３２から離れるにつれて蛇行の角度が小さくなるように形成される。さらに、各溝の深さは、ＬＥＤ２３１，２３２から離れるにつれて溝の深さが深くなるように構成されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】略点状の光源と、前記光源から入射した光を面状に展開して出射する出射面を有すると共に該出射面と対向する裏面において光源から入射した光の主光線の進行方向に対して略直行する方向に延在する断面略Ｖ字状の複数の溝を有する導光板とを備えたバックライト装置において、前記複数の溝のうち、前記光源の近傍に存在する溝が光源に向かって蛇行していることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】前記複数の溝は、光源の近くに存在する溝と光源より離れた位置に存在する溝とにおいて蛇行の程度が夫々異なるように構成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装置。
【請求項３】前記複数の溝は、光源の近くに存在する溝から光源より離れた位置に存在する溝に向かって蛇行の程度が緩やかになるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２記載のバックライト装置。
【請求項４】前記複数の溝の深さが光源から離れるにつれて深くなるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のバックライト装置。
【請求項５】前記光源がＬＥＤで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のバックライト装置。
【請求項６】前記導光板が略平行平板であることを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のバックライト装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過型液晶表示装置等における表示パネルを背面から照射するバックライト装置に関し、特に光源としてＬＥＤ等点状のものを用いる場合に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】先ず、図５は従来のバックライト装置の概略構造を示す要部側断面図である。同図において、１１は導光板、２１は蛍光ランプ、３は前記蛍光ランプ２１から導光板１１に直接入射する以外の光を効率よく導光板１１に導くためのリフレクタである。前記導光板１１の材質は透明なアクリル樹脂であり、また、入射面１１１から離れるにしたがって、下面１１２が出射面１１３側へ接近するようなクサビ形状の断面となっている。
【０００３】さらに、導光板１１の下面１１２側及び入射面１１１とは反対側の端面である先端面１１４側には、拡散反射シート４が設けられている。下面１１２には、所定の分布で凹凸形状が形成されており、同図に示すように、紙面に垂直な方向（蛍光ランプ２１の長手方向）において、夫々が互いに平行な断面Ｖ字状の溝１１２１が複数形成されている。
【０００４】次に、図６は前記図５の導光板１１及び蛍光ランプ１２を簡略して示した要部平面図である。同図では、導光板１１内の前記溝１１２１を夫々の中心線のみで簡略的に表記している。そして同図に示すように、光源である蛍光ランプ２１に近い入射面１１１と平行な溝１１２２同士の間隔が、入射面１１１側から先端面１１４側に向かうにつれて徐々に狭く（疎から密）なるように形成されている。即ち、この溝１１２１は、蛍光ランプ２１からの光が出射面１１３よりムラなく出射されるように設けられたものである。
【０００５】上記の例では、光源として線状の光源である蛍光ランプが用いられていたが、近年、携帯型端末機等に用いられるバックライト装置では、低消費電力、小型・軽量化のため、光源としてＬＥＤが用いられることが多くなっている。ＬＥＤは蛍光ランプに比べて発光面積の小さい略点状の光源であり、このような光源を用いた場合、導光板出射面の輝度むらが出やすいという欠点がある。
【０００６】例えば、図７に示す通りである。図は、光源の２個のＬＥＤ２２１・２２２と導光板１２を出射面側から見ている。ここで２２１１・２２２１はＬＥＤの発光部である。導光板１２内の斜線部は比較的暗い部分を示している。この部分は、導光板入射面に近く、かつＬＥＤ正面以外の位置である。つまり図のようにＬＥＤ正面の間５２およびコーナー部５１，５３が、ＬＥＤ正面に比べて暗くなることが多い。
【０００７】これが問題となる輝度むらである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の例では、光源として線状の光源である蛍光ランプが用いられていたが、近年、携帯型端末機等に用いられるバックライト装置では、低消費電力化，小型・軽量化のため、光源としてＬＥＤが用いられることが多くなっている。然し乍ら、ＬＥＤは蛍光ランプに比べて発光面積の小さい略点状の光源であり、このような光源を用いた場合、導光板出射面での輝度ムラが生じやすいという欠点があった。これを、図７を用いて説明する。図７は、光源としての２個のＬＥＤ２２１，ＬＥＤ２２２と導光板１２を出射面側から見た状態を示している。ここで、２２１１及び２２２１は前記ＬＥＤ２２１，ＬＥＤ２２２各々の発光部である。導光板１２内の無地の部分は各発光部２２１１,２２２１の光が行き届いて明るい部分であり、一方、導光板１２内の斜線部は比較的暗い部分を示している。このように、点光源であるＬＥＤを用いると、ＬＥＤ正面の間５２およびコーナー部５１，５３に暗部が発生して輝度ムラとなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため本発明では、略点状の光源と、前記光源から入射した光を面状に展開して出射する出射面を有すると共に該出射面と対向する裏面において光源から入射した光の主光線の進行方向に対して略直行する方向に延在する断面略Ｖ字状の複数の溝を有する導光板とを備えたバックライト装置において、前記複数の溝のうち、前記光源の近傍に存在する溝が光源に向かって蛇行していることを特徴とする。
【００１０】また、本発明のバックライト装置では、前記複数の溝は、光源の近くに存在する溝と光源より離れた位置に存在する溝とにおいて蛇行の角度が夫々異なるように構成されていることを特徴とする。また、本発明のバックライト装置では、前記複数の溝は、光源の近くに存在する溝から光源より離れた位置に存在する溝に向かって蛇行の角度が漸次緩やかになるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】また、本発明のバックライト装置では、前記複数の溝の深さが光源から離れるにつれて深くなるように構成されていることを特徴とする。また、本発明のバックライト装置では、前記光源がＬＥＤで構成されていることを特徴とする。また、本発明のバックライト装置では、前記導光板が略平行平板であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について詳述する。図１は、本発明のバックライト装置について、導光板および光源の概略構成を示した要部平面図である。同図において、１３はその形状が平行平板である導光板、２３１及び２３２はＬＥＤであり、２３１１及び２３２１は各ＬＥＤの発光部である。前記導光板１３において、光源であるＬＥＤ２３１及びＬＥＤ２３２に近い面が入射面１３１であり、逆に、ＬＥＤ２３１及びＬＥＤ２３２に対して遠い面が先端面１３４である。
【００１３】さらに、導光板１３の一面には複数の溝１３２１（詳細は後述する）が形成されている。そして、前記図６の場合と同様に、複数の溝１３２１を夫々の中心線のみで簡略的に表記している。これらの溝は、前記図６に示したような直線的に延在する溝を、光源であるＬＥＤ２３１及びＬＥＤ２３２に向かって蛇行するように構成しており、光源から出射する主たる光線の中心軸６１，６２に対して、光源に近い位置では鋭角で比較的小さい角度で交差し、光源から離れるにつれて、徐々に大きくなり、光源から最も離れた位置では垂直になって入射面１３１に略平行に形成されている。
【００１４】前記図６に示した従来のバックライト装置では、各溝が蛍光ランプの長手方向に平行に形成されていたが、図１に示す本発明のバックライト装置では、基本的には蛇行した溝になっており、且つ光源に近づくにつれて大きく蛇行しているのが特徴である（ただし、前述のように出射面付近では略平行な溝になっている）。
【００１５】このように、光源に近い位置ほど、光線の中心軸６１，６２に対して、大きな鋭角で蛇行する溝になっているため、同図に示すように、ＬＥＤ２３１，ＬＥＤ２３２から出た光線の一部が、光源に近い位置の溝で反射して進行方向が変わり、光線７１１～光線７１４のように、光線の中心軸６１，６２に対して左右に広がる。この光線の広がりの程度は、溝の蛇行の程度に比例し、ＬＥＤ２３１，ＬＥＤ２３２に近い溝ほど光線を光線の中心軸６１，６２に対して左右に大きく広げる。これにより、本発明の構成では、前述した従来の構成では暗かったＬＥＤの正面以外の暗部にも光線が広がることになり、輝度ムラが抑制されるものである。
【００１６】次に、図２は光線の進行方向の変化について、より詳細に説明するための図である。同図において、Ａは光源の主たる光線の中心軸であり、Ｂは導光板の水平面内を前記中心軸Ａに対して角度αをなして進行する光線を表している。この光線Ｂは、中心軸Ａに対して角度βをなす溝Ｃで反射して進行方向を変え、光線Ｄとなる。
【００１７】ここで、反射する点Ｏにおいて、前記溝Ｃに対して立てた法線Ｅと反射する前の光線Ｂとのなす角をγとする。この時、同図に示すように、光線Ｂが反射して進行方向を変えた光線Ｄと法線Ｅとの間の角度もγとなる。さらに、点Ｏを通り前記中心軸Ａと平行な線をＦとし、また、この線Ｆと光線Ｄとのなす角をδとする。この時、幾何学的な関係から下記の式が成り立つ。
【００１８】
【数１】

この式より、ある点に進行する光線の角度αが決まっている場合、溝で反射する光線の方向を決める角度δは、溝の方向を示す角度βの設定によって適宜決めることができることがわかる。
【００１９】また、図３は本発明のバックライト装置の要部側断面図である。同図に示すように、導光板１４の下面１４２における溝１４２１の深さは、光源であるＬＥＤ２４に近い入射面１４１から反対の先端面１４４に近づくにつれ徐々に深くなっている。これは、光源に近い方の溝が深いと、光源側で光の多くが出射面１４３より出射されてしまい、先端面１４４側まで進行する光の量が少なくなって先端面１４４側が暗くなるので、入射面１４１に近い溝の深さは小さくしているのである。
【００２０】さらに図４は、本発明のバックライト装置における導光板１４の下面における溝の形状を示した概略斜視図である。同図には、導光板１４の下面１５２と、光源に近い溝１５２１と、光源から遠い溝１５２２を示している。同図において、光源に近い溝１５２１の深さは浅く、光源から遠い溝１５２２の深さは深く形成されている。また、光源に近い溝１５２１の稜線は、光源の主たる光線の中心軸６３とのなす角度が鋭角で小さく、光源から遠い溝１５２２の稜線は、前記中心軸６３と略垂直である。
【００２１】同図のような構成により、下面１５２に対して平行で且つ下面１５２に近いところを進行する光線７２１は、光源に近い溝１５２１によってその進行方向を変え、左右に広がる光線７２２となる。また、下面１５２から比較的離れたところを進行する光線７３１は、光源から遠い溝１５２２に達するも、その左右への広がりは小さく、出射面の方向へ向かう光線７３２となる。
【００２２】以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、例えば、上記の説明では導光板の形状は平行平板としたが、クサビ形状であってもよい。また、光源についてもＬＥＤに限定されず、他の素子、例えばＥＬ素子等であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明に依れば、光源の近くで光線の量が多いところでは、光源の正面から左右に光を分散させ、光源から遠いところでは分散を小さくしているので、導光板全体にわたって輝度ムラを抑制することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００１８８９【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【出願日】	平成１２年６月２３日（２０００．６．２３）
【代理人】	【識別番号】１００１１１３８３【弁理士】【氏名又は名称】芝野正雅
【公開番号】	特開２００２－８４２３（Ｐ２００２－８４２３Ａ）
【公開日】	平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願番号】	特願２０００－１８９２４２（Ｐ２０００－１８９２４２）