JP2002008423A - バックライト装置 - Google Patents

バックライト装置

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JP2002008423A
JP2002008423A JP2000189242A JP2000189242A JP2002008423A JP 2002008423 A JP2002008423 A JP 2002008423A JP 2000189242 A JP2000189242 A JP 2000189242A JP 2000189242 A JP2000189242 A JP 2000189242A JP 2002008423 A JP2002008423 A JP 2002008423A
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light source
light
backlight device
groove
led
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JP2000189242A
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English (en)
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Hidetoshi Ito
秀敏 伊藤
Yasuko Teragaki
靖子 寺垣
Toshio Ito
敏男 伊藤
Masato Yamada
真人 山田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【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、LED23
1,232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。

Description

【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、1
1は導光板、21は蛍光ランプ、3は前記蛍光ランプ2
1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1
1の材質は透明なアクリル樹脂であり、また、入射面1
11から離れるにしたがって、下面112が出射面11
3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11
21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1
14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L
EDが用いられることが多くなっている。然し乍ら、L
ED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22
21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1
321(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,L
ED232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L
ED24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1
52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LE
D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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバックライト装置の構成を示す要部平
面図である。
【図2】本発明のバックライト装置の原理を説明するた
めの図である。
【図3】本発明のバックライト装置の構成を示す要部側
断面図である。
【図4】本発明のバックライト装置の構成を示す要部斜
視図である。
【図5】従来のバックライト装置の構成を示す要部概略
平面図である。
【図6】従来のバックライト装置の構成を示す要部側断
面図である。
【図7】従来のバックライト装置の問題点を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
13 導光板 131 入射面 134 先端面 1321 溝 231 LED 232 LED 2311 LEDの発光部 2321 LEDの発光部 61 光線の中心軸 62 光線の中心軸 711 光線 712 光線 713 光線 714 光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 敏男 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 (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) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA23Z FA45Z LA18 5F041 AA07 EE25 FF11 FF16

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
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