JP2000231816A - 光源装置およびバックライト装置 - Google Patents

光源装置およびバックライト装置

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JP2000231816A
JP2000231816A JP11034241A JP3424199A JP2000231816A JP 2000231816 A JP2000231816 A JP 2000231816A JP 11034241 A JP11034241 A JP 11034241A JP 3424199 A JP3424199 A JP 3424199A JP 2000231816 A JP2000231816 A JP 2000231816A
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light
led
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incident
light guide
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Hidetoshi Ito
秀敏 伊藤
Yasuko Teragaki
靖子 寺垣
Masato Yamada
真人 山田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックライト装置の小型・薄型化の要請に応
え得る光源装置を提供すること、安価に白色を発光し得
る光源装置およびバックライト装置を提供すること。 【解決手段】 光ファイバー3から一定の放射角で出射
された光は、拡散膜5によって散乱されることによっ
て、冷陰極管からの光に近い散乱光とされる。また、同
時に、それぞれのファイバーから出射される赤色、青
色、緑色の光が混じり合い、白色の光に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示パネルを背面
から光照射するバックライト装置および当該バックライ
ト装置に光を供給する光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のバックライト装置においては、光
源として、主に、線状光源である冷陰極管が用いられて
いる。かかるバックライト装置は、携帯電話等の携帯型
情報機器等に使用されているが、かかる携帯型情報機器
に対し、近年、小型・薄型化が望まれている。しかしな
がら、かかるバックライト装置に使用される冷陰極管
は、その構造上、小型・薄型化に限界があり、バックラ
イト装置の小型・薄型化に支障が生じている。
【0003】また、バックライト装置をカラー液晶ディ
スプレイ用として用いる場合には、白色の光源が必要と
なる。かかる白色を発光する光源としては、上記冷陰極
管の他、白色LED(Light Emitting Device)がある
が、かかる白色LEDは高価であり、これを使用する
と、バックライト装置全体の製造コストの上昇を引き起
こす結果となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、バ
ックライト装置の小型・薄型化の要請に応え得る光源装
置を提供することを第1の課題とする。また、かかる小
型・薄型化の要請に応えながら安価に白色を発光し得る
光源装置およびバックライト装置を提供することを第2
の課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み本発明は
以下の特徴を有する。
【0006】請求項1に記載の発明は、少なくとも1つ
のLEDと、出射端をほぼ直線状に配すると共に入射端
を前記LEDに対向するように配した複数の光ファイバ
ーと、前記LEDと前記光ファイバーの入射端を光学的
に連結する光連結手段とを有することを特徴とする光源
装置である。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記LEDを赤色、青色、緑色を発する3種類のL
EDとし、当該各LEDから光が入射される各色毎の光
ファイバーが出射端において異なる色同士が互いに隣り
合うように配列されていることを特徴とする。
【0008】請求項3に記載の発明は、請求項2におい
て、赤色、青色、緑色の各LEDに流れる電流をそれぞ
れ独立して変化させる電流調整手段が配されていること
を特徴とする。
【0009】請求項4に記載の発明は、請求項2または
3の何れかの光源装置を光源として用いるバックライト
装置であって、側面から入射された光を上面から出射す
る導光板と、前記光ファイバーから前記導光板に入射さ
れる光を散乱させる光散乱手段とを有することを特徴と
する。
【0010】請求項5に記載の発明は、請求項4におい
て、前記光散乱手段は、前記導光板の入射面と前記光フ
ァイバーの出射端との間に配されていることを特徴とす
る。
【0011】請求項6に記載の発明は、請求項4または
5において、前記光散乱手段は、前記導光板の下面に配
されている乱反射手段であることを特徴とする。
【0012】請求項7に記載の発明は、請求項1の光源
装置を光源として用いるバックライト装置であって、側
面から入射された光を上面から出射する導光板と、当該
導光板の入射側面と前記光ファイバーの出射端との間に
配された光散乱手段とを備えることを特徴とする。
【0013】請求項8に記載の発明は、請求項6または
7において、前記導光板の下面には、当該導光板の入射
面から離れるに従って上面側に接近する複数の傾斜部が
配されており、前記光ファイバーは、前記出射端の光軸
が前記上面に平行よりも前記上面方向または下面方向に
向くように配されていることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0015】図1は、本実施の形態の上面図である。な
お、本実施の形態は、白色を発光し得るバックライト装
置に本発明を適用したものである。
【0016】図において、1R、1G、1Bはそれぞれ
赤色、緑色、青色を発光するLEDである。2R、2
G、2Bは、LED1R、1G、1Bから出射される放
射状の光を平行光に変更するためのコリメータレンズで
ある。3R1〜3Rn、3G1〜3Gn、3B1〜3B
nは光ファイバーで、それぞれ出射端がほぼ直線状に配
列されており、また、各ファイバーの入射端は、光ファ
イバー3R1〜3Rnが赤色LED1Rに対向し、光フ
ァイバー3G1〜3Gnが緑色LED1Gに対向し、光
ファイバー3B1〜3Bnが青色LED1Bに対向する
ように配されている。ここで、各LED1R〜1Gに対
向する光ファイバーの入射端は、LEDの光軸周辺に局
所的に配置されている。これにより、各LEDからの光
が各光ファイバーに対しほぼ均等な光量で入射されるよ
うになる。
【0017】4は導光板で、アクリル樹脂やポリカーボ
ネートのような合成樹脂にて射出成形される。かかる導
光板4の外観を図2に示す。同図(a)は側面図、同図
(b)は裏面図である。同図において、光は左側の側面
4aから入射される。かかる導光板4には、下面4bに
複数の傾斜部4cが形成されており、各傾斜部4cの幅
は入射側面4aから離れるに従って小さくなるように設
定されている。また、下面4bと端部4dおよび横側面
4eには反射膜が形成されている。さらに、入射側面4
aには、光透過性の拡散膜5が形成されている。
【0018】図3に、導光板4の入射側面4aに対する
光ファイバー出射端の配列を示す。図において、Rは赤
色LED1Rからの光を入射された光ファイバの出射
端、Gは緑色LED1Gからの光を入射された光ファイ
バの出射端、Bは青色LED1Bからの光を入射された
光ファイバの出射端を示す。図示のように、赤、青、緑
の光ファイバを一定の順番で互いに接近させて配してお
くと、各光ファイバーからの光強度が等しければ、各出
射端において白色に近い発光を得ることができる。特
に、出射光同図(a)または(b)のように、一連の全
ての光ファイバを近接させて配すると、入射側面全域に
渡って、ほぼ白色に近い線光源を得ることができる。
【0019】図4に、各LEDの発光輝度を調整するた
めの電流調整回路の一例を示す。各可変抵抗器を調整す
ることによりLED1R〜1Bに流入する電流量を変化
させることができ、これにより各LEDの発光輝度を調
整することができる。
【0020】図5に、本実施の形態にかかるバックライ
ト装置の光学作用を模式的に示す。同図(a)は、光フ
ァイバーの出射端の光軸を上面4fに平行にした場合を
示すものである。光ファイバー3から一定の放射角で出
射された光は、拡散膜5によって散乱されることによっ
て、従来の冷陰極管からの光に近い状態の散乱光とされ
る。また、同時に、それぞれのファイバーから出射され
る赤色、青色、緑色の光が混じり合い、白色の光に変換
される。
【0021】このように、散乱された状態で導光板4に
入射された光は、その一部が上面または下面に達する。
この内、下面4bに達した光は、傾斜面4cによって、
光の進行方向が、水平面で反射される場合よりも上面4
b側に指向するようにして反射される。このため、上面
4fに入射される光は、傾斜面4cで反射を繰り返す度
に、上面4fに対する入射角が小さくなり、やがて入射
角が全反射角よりも小さくなった時に、上面4fから出
射される。
【0022】ここで、拡散膜5によって光が十分に拡散
される場合には、図5(a)に示すように光ファイバー
出射端の光軸が上面4bに平行であっても、これまでの
冷陰極管と同様に拡散光を得ることができる。しかしな
がら、拡散膜5による拡散が不十分である場合には、光
ファイバー出射端からの光は冷陰極管からの光よりも放
射角が小さい状態で導光板4内に光が入射されることに
なる。このため、図5(a)のように、出射端の光軸が
上面4fに平行である場合には、導光板4内に入射され
た光の内、入射側面4aに近い部分で上面4fに達する
光は、その殆どが全反射され、このため、入射側面4a
に近い上面4fからは十分な発光輝度が得られなくな
る。
【0023】したがって、かかる場合には、図5(b)
または(c)に示すように、出射端の光軸を上面4fに
水平よりも上面側または下面側に傾斜させるようにすれ
ばよい。これにより、入射側面4aに近い部分で上面4
fに達する光の入射角が図5(a)の場合よりも小さく
なり、当該部分の発光輝度を向上させることができる。
【0024】なお、上記実施例では導光板4の傾斜部4
cの幅を端部4dに向かうにつれて小さくなるように設
定したが、これは、端部4d側では導光板4内を進行す
る光、すなわち上面4fから出射されずに上面4fと下
面4bとの間で全反射を繰り返して進行する光を端部4
f側にて上面4fから効率よく出射させるためのもので
ある。
【0025】以上、本実施の形態によれば、赤色、青
色、緑色の比較的安価なLEDを用いながら、白色の面
発光を実現することができ、しかも、光ファイバーによ
り導光板に光を入射させるものであるから、導光板4が
極めて薄型化したとしても、導光板に効率よく光を入射
させることができる。
【0026】ところで、本実施の形態によれば、LED
の発光輝度を適当に調整することにより上記のように白
色の面発光を得ることができるが、各LEDの流入電流
をボリューム摘み等で外部から調整できるようにすれ
ば、ユーザの好みに応じた色の面発光を実現することが
できるようにもなる。
【0027】また、上記実施の形態では、赤、青、緑の
3つのLEDにて白色を実現する例を示したが、白色が
必要ない場合には2色または1色のLEDに置き換えれ
ばよく、さらにコストの上昇を容認して薄型化の要請の
みに対応するのであれば、白色のLEDを代用すること
もできる。この場合、LEDは3つ設ける必要はなく、
十分な発光輝度が得られれば、単一または2つのLED
から光ファイバーにより導光板に光を導くようにしても
良い。
【0028】さらに、上記実施の形態では、拡散膜を導
光板4の入射側面4aのみに配する構成としたが、赤、
青、緑の光を混ぜようとする場合には、拡散膜を導光板
4の下面または上面に単独でまたはそれぞれ同時に配す
ることもできる。
【0029】本発明は、これらの実施形態に限らず、さ
らに種々の変更が可能であることは言うまでもない。た
とえば、LEDとして、半球部を含む外囲器の付いたL
EDの代わりにチップ型のLEDを用いてもよい。ま
た、各色LEDの発光の強度の違いにより、各色導光用
の光ファイバーの数や太さを変えてもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、バックライト装置の小
型・薄型化の要請に応え得る光源装置を実現することが
できる。また、赤色、青色、緑色の比較的安価なLED
を用いながら、白色の面発光を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態の構成を示す図
【図2】実施の形態に係る導光板を示す図
【図3】実施の形態に係る光ファイバーの配列を示す図
【図4】実施の形態に係る電流調整回路を示す図
【図5】実施の形態の光学作用を示す図
【符号の説明】
1R 赤色LED 1G 緑色LED 1B 青色LED 2R コリメータレンズ 2G コリメータレンズ 2B コリメータレンズ 3 光ファイバー 4 導光板 4a 導光板の入射側面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 真人 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 2H091 FA14Z FA23Z FA24Z FA26Z FA31Z FA45Z LA11 5F041 AA11 AA47 EE03 EE11 EE23 EE25 FF11 5G435 AA04 AA18 BB04 BB15 EE27 FF06 FF08 FF11 GG23

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つのLEDと、出射端をほ
    ぼ直線状に配すると共に入射端を前記LEDに対向する
    ように配した複数の光ファイバーと、前記LEDと前記
    光ファイバーの入射端を光学的に連結する光連結手段と
    を有することを特徴とする光源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記LEDを赤色、
    青色、緑色を発する3種類のLEDとし、当該各LED
    から光が入射される各色毎の光ファイバーが出射端にお
    いて異なる色同士が互いに隣り合うように配列されてい
    ることを特徴とする光源装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、赤色、青色、緑色の
    各LEDに流れる電流をそれぞれ独立して変化させる電
    流調整手段が配されていることを特徴とする光源装置。
  4. 【請求項4】 請求項2または3の光源装置を光源とし
    て用いるバックライト装置であって、側面から入射され
    た光を上面から出射する導光板と、前記光ファイバーか
    ら前記導光板に入射される光を散乱させる光散乱手段と
    を有することを特徴とするバックライト装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記光散乱手段は、
    前記導光板の入射面と前記光ファイバーの出射端との間
    に配されていることを特徴とするバックライト装置。
  6. 【請求項6】 請求項4または5において、前記光散乱
    手段は、前記導光板の下面に配されている乱反射手段で
    あることを特徴とするバックライト装置。
  7. 【請求項7】 請求項1の光源装置を光源として用いる
    バックライト装置であって、側面から入射された光を上
    面から出射する導光板と、当該導光板の入射側面と前記
    光ファイバーの出射端との間に配された光散乱手段とを
    備えることを特徴とするバックライト装置。
  8. 【請求項8】 請求項6または7において、前記導光板
    の下面には、当該導光板の入射面から離れるに従って上
    面側に接近する複数の傾斜部が配されており、前記光フ
    ァイバーは、前記出射端の光軸が前記上面に平行よりも
    前記上面方向または下面方向に向くように配されている
    ことを特徴とするバックライト装置。
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