| 【発明の名称】 |
バックライト装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮崎 伸吾
【住所又は居所】神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号 富士通株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】本発明は点光源を用いて液晶表示装置等を照明するバックライト装置に関し、輝度ムラのない均一輝度の照明を実施することを課題とする。
【解決手段】点光源２２と、この点光源２２からの光を出射端面２８から線状光として出射させる線導光体２３Ａと、この線導光体２３Ａからの光を出射面３０から出射させる面導光体２４とを具備するバックライト装置において、第１の反射体２５の遮光側面３２Ａにより、線導光体２３Ａに入射しなかった漏洩光３３が面導光体２４に入射されるのを防止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 点光源と、該点光源からの光が端面から入射され、該入射した光を側面から線状光として出射させる線導光体と、該線導光体からの線状の光を側面から入射され、該入射した光を被照射体と対向する出射面から出射させる面導光体とを具備するバックライト装置において、前記点光源から出射された光の内、前記線導光体に入射しなかった漏洩光が、前記面導光体に入射するのを防止する遮光機構を設けたことを特徴とする配置したことを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】 請求項１記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記面導光体の側面の長手方向長よりも大なる長さ寸法を有した線導光体により構成されることを特徴とするバックライト装置。
【請求項３】 請求項１または２記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記点光源から前記面導光体に至る前記漏洩光の光路途中に配置され、前記漏洩光が面導光体に入射するのを防止する遮光部材により構成されることを特徴とするバックライト装置。
【請求項４】 請求項１記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記面導光体の側面で、前記点光源から前記面導光体に至る前記漏洩光の光路途中に配設された遮光膜であることを特徴とするバックライト装置。
【請求項５】 請求項４記載のバックライト装置において、前記遮光部材は、前記漏洩光を前記線導光体に向け反射させるミラー構造とされていることを特徴とするバックライト装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバックライト装置に係り、特に点光源を用いて液晶表示装置等を照明するバックライト装置に関する。
【０００２】従来の表示装置はＣＲＴ（陰極線管）ディスプレィが主流であったが、近年では液晶パネルを用いた薄型表示装置への置き換えが進んでいる。この液晶表示装置は近年表示品位が上がり、テレビジョン用途等で大型化、高輝度化が望まれている。従って、液晶パネルを照明するバックライト装置も、高輝度で輝度ムラのないものが要求されている。
【０００３】
【従来の技術】一般に、ノートパソコン或いは携帯端末機器等に設けられる液晶表示装置はバックライト装置を設けており、このバックライト装置により液晶パネルを背面から照明し、これにより高輝度の液晶画面を実現する構成とされている。図１及び図２は、特開平１０−２８３８１７号公報に示されるような従来の一例であるバックライト装置１を示している。
【０００４】このバックライト装置１は、大略すると点光源２、線導光体３，及び面導光体４等から構成されている。点光源２は、例えば発行ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。この点光源２は、線導光体３の両端の入射端面７と対向するよう配置されている。
【０００５】また、線導光体３及び面導光体４は、いずれもアクリル樹脂により形成されている。点光源２で発光した光は、入射端面７から線導光体３に入射される。そして、線導光体３に導光された光は、線導光体３内で拡散が行なわれた後、出射面８から面導光体４に向け出射される。
【０００６】この際、線導光体３は出射面８の全体が光った状態（即ち、線状に発光した状態）となり、従来からバックライト装置の光源として用いられている蛍光管と等価の機能を奏する。尚、バックライト装置１で光源として蛍光管を用いることなく、点光源２及び線導光体３を用いているのは、点光源２及び線導光体３は蛍光管に比べて安価であり、かつ発熱量が小さいことによる。
【０００７】面導光体４は、出射面１０が液晶パネルと対向するよう配設される。この面導光体４は、線導光体３から入射側面９に入射した光を拡散させ、出射面１０の全面から被照射体となる液晶パネルに向け光を照射する。これにより、液晶パネルはその背面からバックライト装置１により照明され、これにより高輝度を有した液晶表示画面を実現できる。
【０００８】尚、図中符号５で示すのは第１の反射体であり、面導光体４に入射した光が側面から外部に漏洩するのを防止するために設けられている。また、図中符号６で示すのは第２の反射体であり、線導光体３に入射した光が外部に漏洩するのを防止するために設けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、製品コストの低減等を図るためにＬＥＤ等の点光源２を用いた場合、点光源２で発光された光は放射状に進行するため、その一部は線導光体３に進入せず、線導光体３の外部に進行する（以下、この光を漏洩光という）。一方、点光源２，線導光体３，及び面導光体４の配設位置に注目すると、図２に示されるように従来では、点光源２と面導光体４とが近接配置された構成とされていた。
【００１０】このため、従来のバックライト装置１では、漏洩光の一部が面導光体４に直接入り込んでしまうという問題点があった。図１及び図２に符号１３で示す矢印は、点光源２から面導光体４に直接入り込んだ漏洩光を示している。このように、線導光体３とは別個に面導光体４に対し漏洩光１３が直接侵入すると、この侵入した領域（図２に矢印Ａで示す領域）が他の領域よりも輝度が高くなり、輝度ムラが発生してしまう。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、輝度ムラのない均一輝度の照明を実施しうるバックライト装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１３】請求項１記載の発明は、点光源と、該点光源からの光が端面から入射され、該入射した光を側面から線状光として出射させる線導光体と、該線導光体からの線状の光を側面から入射され、該入射した光を被照射体と対向する出射面から出射させる面導光体とを具備するバックライト装置において、前記点光源から出射された光の内、前記線導光体に入射しなかった漏洩光が、前記面導光体に入射するのを防止する遮光機構を設けたことを特徴とする配置したことを特徴とするものである。
【００１４】上記発明によれば、線導光体に入射しなかった漏洩光は遮光機構により面導光体に入射するのを防止されるため、面導光体に漏洩光による輝度ムラが発生することを防止でき、よって面導光体の出射面から被照射体に向け出射する光の輝度を均一化することができる。
【００１５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記面導光体の側面の長手方向長よりも大なる長さ寸法を有した線導光体により構成されることを特徴とするものである。
【００１６】上記発明によれば、線導光体の長さを面導光体の側面の長手方向長よりも長く設定したことにより、点光源と面導光体とを離間させることができる。これにより、面導光体に入射する漏洩光を少なくすことができ、輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００１７】また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記点光源から前記面導光体に至る前記漏洩光の光路途中に配置され、前記漏洩光が面導光体に入射するのを防止する遮光部材により構成されることを特徴とするものである。
【００１８】上記発明によれば、漏洩光の点光源から面導光体に至る光路途中には漏洩光が面導光体に入射するのを防止する遮光部材が設けられているため、漏洩光の面導光体への侵入は確実に防止され、よって面導光体の出射面から被照射体に向け出射する光の輝度を均一化することができる。
【００１９】また、上記発明において、前記遮光部材を、前記面導光体の外周に配設され、前記面導光体内に入射した光が該面導光体から漏洩するのを防止する反射体とすることができる。
【００２０】この構成とすることにより、面導光体に通常配設されている反射体を遮光部材としても用いるため、バックライト装置の小型化及び部品点数削減を図ることができる。
【００２１】また、請求項４記載の発明は、請求項１記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記面導光体の側面で、前記点光源から前記面導光体に至る前記漏洩光の光路途中に配設された遮光膜であることを特徴とするものである。
【００２２】上記発明によれば、漏洩光の光源から面導光体に至る光路途中に遮光膜が配設されるため、漏洩光が面導光体に侵入するのを防止でき、よって面導光体の出射面から被照射体に向け出射する光の輝度を均一化することができる。また、遮光膜は面導光体の側面に配設されるため、例えば金属膜の貼着や樹脂の塗布等により容易に形成することができる。
【００２３】また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のバックライト装置において、前記遮光部材は、前記漏洩光を前記線導光体に向け反射させるミラー構造とされていることを特徴とするものである。
【００２４】上記発明によれば、遮光部材により漏洩光が面導光体に侵入するのを防止できるため、輝度ムラの発生を抑制することができる。また、漏洩光は、ミラー構造とされた遮光部材で反射されて線導光体に入射するため、点光源から発せられる光を効率よく線導光体に入射させることが可能となり、バックライト装置の輝度を高めることができる。
【００２５】また、上記した各発明において、前記線導光体と前記面導光体とを一体的に形成すると共に、前記線導光体と前記面導光体との間に連結部を除きスリットを形成した構成とすることができる。
【００２６】この構成とすることにより、連結部を介して線導光体から面導光体に光が進行するため、スリット効果により輝度ムラの低減を図ることができる。また、線導光体と面導光体とを一体形成できるため、別個に形成する構成に比べて生産性の向上を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図３及び図４は、本発明の第１実施例であるバックライト装置２０Ａを示している。このバックライト装置２０Ａは、例えばノートパソコン或いは携帯端末機器等に配設される液晶表示装置に組み込まれるものである。また、バックライト装置２０Ａは、大略すると点光源２２，線導光体２３Ａ，面導光体２４，第１の反射体２５，及び第２の反射体２６Ａ等により構成されている。
【００２８】点光源２２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光部が点状のものである。この点において、発光部が線状である蛍光管等とその構成を異にしている。前記したように、光源としてＬＥＤ等の点光源２２を用いることにより、蛍光管等の線状光源に比べてコスト低減を図ることができ、また発熱量が小さいため放熱のための構成を省略することができる。
【００２９】本実施例では、この点光源２２を入射側面２９の両端部にそれぞれ配置した構成としている。しかしながら、後述する面導光体２４の面積及び必要とする輝度によっては、片側にのみ配置する構成としてもよい。
【００３０】線導光体２３Ａは断面矩形状の棒状部材であり、透明なアクリル樹脂により形成されている。この線導光体２３Ａの長手方向の両端部には入射端面２７が形成されており、この入射端面２７は前記した点光源２２と対向するよう構成されている。
【００３１】従って、点光源２２で発光された光は、入射端面２７から線導光体２３Ａ内に進入する。このように、線導光体２３Ａに光が入射すると、透明樹脂よりなる線導光体２３Ａ内で光は拡散され、出射面８から面導光体４に向け出射される。しかしながら、ＬＥＤ等の点光源２２は光を放射状に発光するため、発光した光の一部は漏洩光となり線導光体２３Ａの外部に進行することは前述した通りである。
【００３２】また、線導光体２３Ａは、第２の反射体２６Ａが取り付けられた構成とされている。尚、図３では、第２の反射体２６Ａを線導光体２３Ａから取り外した状態を示している。この線導光体２３Ａは、ＳＵＳ，鉄またはアルミニウム等の主に金属材により形成されており、線導光体２３Ａに沿うよう長く配設されている。また、第２の反射体２６Ａは、線導光体２３Ａの出射端面２８及び入射端面２７を除く各面と対向するよう構成されている。
【００３３】第２の反射体２６Ａの線導光体２３Ａと対向する面には、例えば銀蒸着層または白色反射層が形成されており、線導光体２３Ａ内を導光される光を効率よく反射させ拡散しうるよう構成されている。これにより、線導光体２３Ａの出射端面２８から出射される光は、均一な線状光となる。
【００３４】面導光体２４は、アクリル等の透明度の高い樹脂により形成されている。この面導光体２４は、液晶パネル（図示せず）の裏面と対向するよう配設される。また、前記した線導光体２３Ａの出射端面２８は、面導光体２４の入射側面２９と対向するよう配設される。
【００３５】この面導光体２４には、第１の反射体２５が配設されている。第１の反射体２５は、ＳＵＳ，鉄またはアルミニウム等の主に金属材により形成されており、入射側面２９及び出射面３０を除く各面と対向するよう構成されている。
【００３６】第１の反射体２５で、線導光体２３Ａの外周面と対向する面（遮光側面３２Ａ及び背面３２Ｂ）には銀蒸着層または白色反射層が形成されており、面導光体２４内を導光される光を効率よく反射させ拡散しうるよう構成されている。また、面導光体２４背面（出射面３０と反対側の面）と第１の反射体２５との間には、反射シート（図示せず）が配設されている。
【００３７】この反射シートは、面導光体２４からの光を反射させ再度面導光体２４の内部へ光を戻す役割を果たしている。よって、線導光体２３Ａから面導光体２４内に入射した光は反射・拡散され、出射面３０の全面から略均一な輝度を有した光が液晶パネルに向け照射される。
【００３８】ここで、線導光体２３Ａと面導光体２４の長さに注目する。図４に示されるように、本実施例に係るバックライト装置２０Ａでは、線導光体２３Ａの長手方向の長さＬ１を、面導光体２４の同方向の長さＬ２に対して大きく設定（Ｌ１＞Ｌ２）したことを特徴としている。
【００３９】このように、線導光体２３Ａの長さＬ１を面導光体２４の入射側面２９の長手方向長さＬ２よりも長く設定したことにより、点光源２２と面導光体２４とを離間させることができる。これにより、点光源２２から出射され線導光体２３Ａに進入しなかった漏洩光の内、面導光体２４に直接侵入する漏洩光３３を少なくすことができる。これにより、漏洩光３３に起因して出射面３０に輝度ムラが発生することを防止でき、出射面３０全体の輝度を均一化することができる。
【００４０】また、本実施例では、点光源２２から面導光体２４に至る漏洩光３３の光路途中に、第１の反射体２５の遮光側面３２Ａが位置するよう構成されている。前記したように、第１の反射体２５はＳＵＳ，鉄またはアルミニウム等の光を透過しない材料により形成されている。
【００４１】従って、漏洩光３３が面導光体２４に至る光路途中に遮光側面３２Ａ（第１の反射体２５）を配設することにより、漏洩光３３の面導光体２４への侵入を確実に防止することができる。これにより、面導光体２４の出射面３０から液晶表示パネルに向け出射する光の輝度を均一化することができる。
【００４２】また、本実施例で漏洩光３３を遮光する遮光機構として用いている第１の反射体２５は、通常面導光体２４に通設されているものである。そして本実施例では、この面導光体２４をその本来的な機能（面導光体２４内から出射される光を反射して戻す機能）に加え、漏洩光３３を遮光する遮光部材としての機能をも持たせた構成としている。このため、本実施例に係るバックライト装置２０Ａによれば、装置の小型化及び部品点数削減を図ることができる。
【００４３】次に、本発明の第２実施例について説明する。図５及び図６は、第２実施例であるバックライト装置２０Ｂを示している。尚、図５及び図６において、第１実施例の説明に用いた図３及び図４に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第３実施例以降の説明に用いる図においても同様とする。
【００４４】本実施例に係るバックライト装置２０Ｂは、線導光体２３Ｂの長さと面導光体２４Ｂの長さは同一とされている。よって、第１実施例に係るバックライト装置２０Ａに比べてコンパクト化が図られているが、点光源２２から面導光体２４に直接侵入する漏洩光３３の量は多くなる。
【００４５】そこで本実施例では、面導光体２４の入射側面２９に遮光膜３５を設けたことを特徴としている。この遮光膜３５は、漏洩光３３が点光源２２から面導光体２４に至る光路途中に設けられている。
【００４６】また、遮光膜３５は、光を透過しない材質であれば材質を限定されるものではない。具体的な材料例としては、光を透過しない金属膜，樹脂膜，無機材料膜等を用いることが考えられる。更に、遮光膜３５を入射側面２９に配設する方法としては、金属膜の場合にはスパッタリングや接着を用いることができ、樹脂膜の場合には塗布や接着を用いることができ、更に無機材料膜の場合には接着を用いることができる。
【００４７】上記した本実施例のバックライト装置２０Ｂによっても、第１実施例に係るバックライト装置２０Ａと同様に漏洩光３３が面導光体２４に侵入するのを防止でき、よって面導光体２４の出射面３０から液晶パネルに向け出射する光の輝度を均一化することができる。更に、前記したように本実施例に係るバックライト装置２０Ｂは、第１実施例に係るバックライト装置２０Ａに比べてコンパクト化を図ることができ、特に携帯端末に適用して効果が大である。
【００４８】次に、本発明の第３実施例について説明する。図７は、第３実施例であるバックライト装置２０Ｃを示している。本実施例に係るバックライト装置２０Ｃは、第２実施例であるバックライト装置２０Ｂと略同一の構成である。
【００４９】しかしながら、第２実施例では遮光膜３５が漏洩光３３を遮光するだけのために配設していたのに対し、本実施例に係るバックライト装置２０Ｃでは、遮光膜３５に代えてミラー構造とされた反射膜３６を設けたことを特徴としている。この反射膜３６は、漏洩光３３が面導光体２４に侵入するのを防止すると共に、漏洩光３３を線導光体２３Ｂに向け反射させる機能を有している。この反射膜３６としては、表面が鏡面とされた金属膜を用いることができる。
【００５０】本実施例の構成とすることにより、他実施例と同様に反射膜３６は漏洩光３３が面導光体２４に侵入するのを防止するため、輝度ムラの発生を抑制することができる。また、漏洩光３３はミラー構造とされた反射膜３６で反射されて線導光体２３Ｂに入射するため、点光源２２から発せられる光を効率よく線導光体２３Ｂに入射させることが可能となり、バックライト装置２０Ｃの輝度を高めることができる。
【００５１】次に、本発明の第４実施例について説明する。図８は、第４実施例であるバックライト装置２０Ｄを示している。本実施例に係るバックライト装置２０Ｄは、線導光体２３Ａと面導光体２４とを一体的に形成すると共に、この線導光体２３Ａと面導光体２４との間に連結部３８を除きスリット３７を形成したことを特徴としている。
【００５２】前記したように、線導光体２３Ａと面導光体２４は透明なアクリル樹脂により形成されるため、線導光体２３Ａと面導光体２４とを一括的に成形することは可能である。また、成形時に用いる金型構造を適宜設定することにより、連結部３８及びスリット３７を同時形成することも可能である。
【００５３】この構成とすることにより、連結部３８を介して線導光体２３Ａから面導光体２４に光が進行するため、スリット効果により光の拡散効果で増大され、輝度ムラの低減を図ることができる。また、上記のように線導光体２３Ａと点光源２４とを一体形成できるため、これらを別個に形成する他の実施例に比べてバックライト装置２０Ｄの生産性を向上させることができる。
【００５４】以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
【００５５】(付記１) 点光源と、該点光源からの光が端面から入射され、該入射した光を側面から線状光として出射させる線導光体と、該線導光体からの線状の光を側面から入射され、該入射した光を被照射体と対向する出射面から出射させる面導光体とを具備するバックライト装置において、前記点光源から出射された光の内、前記線導光体に入射しなかった漏洩光が、前記面導光体に入射するのを防止する遮光機構を設けたことを特徴とする配置したことを特徴とするバックライト装置。
(付記２) 付記１記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記面導光体の側面の長手方向長よりも大なる長さ寸法を有した線導光体により構成されることを特徴とするバックライト装置。
(付記３) 付記１または２記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記点光源から前記面導光体に至る前記漏洩光の光路途中に配置され、前記漏洩光が面導光体に入射するのを防止する遮光部材により構成されることを特徴とするバックライト装置。
(付記４) 付記３記載のバックライト装置において、前記遮光部材は、前記面導光体の外周に配設され、前記面導光体内に入射した光が該面導光体から漏洩するのを防止する反射体であることを特徴とするバックライト装置。
【００５６】(付記５) 付記１記載のバックライト装置において、前記遮光機構は、前記面導光体の側面で、前記点光源から前記面導光体に至る前記漏洩光の光路途中に配設された遮光膜であることを特徴とするバックライト装置。
(付記６) 付記５記載のバックライト装置において、前記遮光部材は、前記漏洩光を前記線導光体に向け反射させるミラー構造とされていることを特徴とするバックライト装置。
(付記７) 付記１乃至６のいずれか１項に記載のバックライト装置において、前記線導光体と前記面導光体とを一体的に形成すると共に、前記線導光体と前記面導光体との間に連結部を除きスリットを形成した構成としたことを特徴とするバックライト装置。
【００５７】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００５８】請求項１記載の発明によれば、線導光体に入射しなかった漏洩光は遮光機構により面導光体に入射するのを防止されるため、面導光体に漏洩光による輝度ムラが発生することを防止でき、よって面導光体の出射面から被照射体に向け出射する光の輝度を均一化することができる。
【００５９】また、請求項２記載の発明によれば、点光源と面導光体とを離間させることができるため、面導光体に入射する漏洩光を少なくすことができ、よって輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００６０】また、請求項３記載の発明によれば、漏洩光の点光源から面導光体に至る光路途中には漏洩光が面導光体に入射するのを防止する遮光部材が設けられているため、漏洩光の面導光体への侵入は確実に防止され、よって面導光体の出射面から被照射体に向け出射する光の輝度を均一化することができる。
【００６１】また、上記発明において、入射した光が面導光体から漏洩するのを防止する反射体を遮光部材として用いることにより、バックライト装置の小型化及び部品点数削減を図ることも可能である。
【００６２】また、請求項４記載の発明によれば、漏洩光が面導光体に侵入するのを防止でき、よって面導光体の出射面から被照射体に向け出射する光の輝度を均一化することができる。また、遮光膜は面導光体の側面に配設されるため、例えば金属膜の貼着や樹脂の塗布等により容易に形成することができる。
【００６３】また、請求項５記載の発明によれば、遮光部材により漏洩光が面導光体に侵入するのを防止できるため、輝度ムラの発生を抑制することができる。また、漏洩光は遮光部材で反射されて線導光体に入射するため、点光源から発せられる光を効率よく線導光体に入射させることが可能となり、バックライト装置の輝度を高めることができる。
【００６４】また、上記した各発明において、線導光体と面導光体とを一体的に形成すると共に両者間に連結部を除きスリットを形成した構成とした場合には、連結部を介して線導光体から面導光体に光が進行するため、スリット効果により輝度ムラの低減を図ることができる。また、線導光体と面導光体とを一体形成できるため、別個に形成する構成に比べて生産性の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２２３
【氏名又は名称】富士通株式会社
【住所又は居所】神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年３月２６日（２００２．３．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７０１５０
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２８１９１６（Ｐ２００３−２８１９１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月３日（２００３．１０．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−８６８９４（Ｐ２００２−８６８９４） |
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