JP2006140020A - 表示装置のバックライト - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置を斜めから見ても輝度のムラが少なくなるようなプリズム面の形状を与
えた導光板を用いたバックライトを提供すること。
【解決手段】透過型または半透過型の表示装置の背後に配置し、照明用光源であるＬＥＤ
から発生する光束を側面より入射させ前方に反射して前記表示装置の背面をほぼ均等に照
明するための透明材質より成る導光板を備え、該導光板の下面は多数のプリズム面で覆わ
れており、該プリズム面は、前記光源側に位置し前記導光板平面に対する傾斜角の小さい
反射面と、前記光源と反対側に位置する傾斜角の大きい背後面より成るほぼ三角柱状の突
面を反復させた断面が鋸歯状をなす面と、該鋸歯状をなす面の少なくとも一部を分断する
複数本のリブ状部材を備えた導光板を用いる。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置等、光透過性のある表示装置に用いられるバックライトに関する
。より詳しくは、バックライトを構成する主要部材である、光源から入射する光束を表示
装置側へ導くための導光板の下面が有するプリズム面の形状に関する。

図５は従来例のバックライトに用いる導光板を示し、（ａ）は導光板の下面側の平面図
、（ｂ）は入射光の側方から見た側面図、（ｃ）は入射面側の側面図、（ｄ）は入射光の
背後側から見た側面図、図６は従来明のバックライトの断面図である。図６の断面図の上
方には液晶表示装置が位置するが、図示を省略してある。１は均質透明な材質より成る導
光板で、表示装置の有効面をカバーする大きさを持つ。２はその下面で、上記液晶表示装
置のない側の面である。また４はその上面で上記液晶表示装置のある側である。

３は照明用の光源からの光の入射面であって、導光板１の側面の一つである。５は光源
であるＬＥＤ（白色発光するものが適する。また図５では図示されていない）で１個また
は複数個が用いられる。６はそれが発生する照明光の光束に含まれる光線であって、光束
は入射面３から水平および垂直方向に広がりながら入射する。また色々な方向に進む光線
６が導光板１のあらゆる内面で反射を繰り返し、その過程で上方に向かい上面４を透過し
た光が表示面を照明する。なお本明細書では、光束とはＬＥＤ５から発して導光板に入射
する様々な方向の光の総称であり、光線とは光束に含まれる特定の方向に向かう光を指す
ものとする。

導光板の下面２はプリズム面であって、導光板１に入射して来る光束中の光線６を上面
４の方に全反射させるための比較的緩い反射面（導光板面に対する傾角は数度程度で例え
ば約２°）２ａと、その反対側の急傾斜面である背面２ｂより成り、それらの作る稜線２
ｃを照明光束の入射面３の辺に平行にした細かい畝状の三角柱状プリズムで覆っており、
その側面および断面は鋸歯状をなしている。なお図５、図６は図示の明瞭化のためやや簡
略化と共に誇張されており、導光板下面２に設けた三角柱プリズムの本数は実際の製品で
はもっと多数である。また入射面２ａの傾斜角度も大きく描かれている。

７は反射シートで反射率の高い表面を有し、導光板１の下面２から下方に漏れた光束６
の一部を回収し、上方に（導光板１内に）戻す役割を持つ。９はプリズムシートで、導光
板１の上面４から射出された光を屈曲させつつ図示しない液晶表示装置に入射させる役割
を持ち、透明シートの一面を細かく畝状に平行した三角柱状のプリズム面で覆ったもので
ある。このようにしてどの方向から見ても光のムラや方向による明るさの差が少ないバッ
クライトの実現を目指している。

図７は従来のバックライトの照明ムラを上面４側から見た状態を示す模式的平面図であ
る。導光板１（プリズムシート９は取り除いて示した）の平面内において、ハッチングで
示した明るい部分２０は正面（上方）から見て明るくみえる領域であり、ハッチングのな
い輝度不足部２１が入射面側に近い部分に生じており、バックライトの使用者には照明さ
れた面の輝度が不均一であると認識される。

図８は従来のバックライトを斜め方向から見た場合の照明ムラを示す斜面図である。こ
の場合、輝度不足部２１の形状が非対称的になり、正面視の場合よりも輝度不足部２１の
面積が増え明るい部分２０の面積が更に縮小する。従来、輝度不足部２１の面積を小さく
するためには、ＬＥＤ５の数を増やして隣り合うＬＥＤ５を接近させる等の対策が行われ
ていたが十分ではなかった。なお図８の明るい部分２０の奥の方に三角形状の明るい広が
り２０ａが見えるが、これは導光板１の向こう側の内側面に達して反射した光線６の一部
によりその近くの輝度が部分的に向上している現象である。

本発明の目的は、導光板の入射面から入射した光束を有効に利用し、正面あるいは斜め
から見ても照明ムラが生じにくいようなプリズム形状を与えた導光板を用いた表示装置の
バックライトを提供することを目的とする。

本発明の表示装置のバックライトは以下の特徴を有する。
（１）透過型または半透過型の表示装置の背後に配置し、照明用光源であるＬＥＤから
発生する光束を側面より入射させ前方に反射して前記表示装置の背面をほぼ均等に照明す
るための透明材質より成る導光板を備え、該導光板の下面は多数のプリズム面で覆われて
おり、該プリズム面は、前記光源側に位置し前記導光板平面に対する傾斜角の小さい反射
面と、前記光源と反対側に位置する傾斜角の大きい背後面より成るほぼ三角柱状の突面を
反復させた断面が鋸歯状をなす面と、該鋸歯状をなす面の少なくとも一部を分断する複数
本のリブ状部材を備えた導光板を用いたこと。

本発明の表示装置のバックライトは更に以下の特徴を有することがある。
（２）前記鋸歯状をなす面の稜線は、前記導光板の前記光束の入射面にほぼ平行してい
る導光板を用いたこと。

（３）前記リブ状部材は前記鋸歯状をなす面の稜線とほぼ直交している導光板を用いた
こと。

（４）前記リブ状部材は前記導光板の前記光束の入射面に近い部分のみに設けた導光板
を用いたこと。

（５）前記リブ状部材の間隔を前記導光板の入射面に沿う方向に関して不均等としたこ
と。

（６）前記リブ状部材の高さを前記導光板の入射面に沿う方向に関して不均等としたこ
と。

本発明のバックライトにおける導光板においては、三角柱状のプリズムを分断する多数
のリブ状部材を設けたので、導光板内において照明光束の光線がその進行方向の左右によ
く散らされ、またリブ状部材の内表面が導光板側面と同様な作用をなし斜め方向から表示
を見た場合に輝度の高い部分を増やし、照明ムラを減少させる効果を奏する。

図１は本発明のバックライトに用いる導光板の第１の実施例を示し、（ａ）は導光板の
下面側の平面図、（ｂ）は入射光の側方から見た側面図、（ｃ）は入射面側の側面図であ
る。また図２はこの第１の実施例の、下面側のプリズム面を上に向けて、入射面３近くの
コーナーの一部を拡大した部分斜視図である。なお全ての本発明の実施例を説明するのに
、従来例と共通する要素には同一の記号を用い、改めて説明することを省略することとす
る。

図１において、導光板１は均質透明な材質より成ることと、反射面２ａと背面２ｂから
成り、それらの交線である稜線２ｃが光束の入射面３にほぼ平行な多数の三角柱状で断面
が鋸歯状をなすようなプリズム面で埋められている点では従来例と同じであるが、それら
三角柱状のプリズム面とほぼ同程度の高さを有し、それらと交差するように（本例では入
射面３とほぼ直交する方向に）多数のリブ状部材２ｒを配置し、三角柱状のプリズム面を
多数の短いプリズムに分断するように配置した点が異なっている。そのプリズム面のより
詳細な形状は図２で明らかにされている。

導光板１の下面２（プリズム面）をこのような形状にすることによって、光線６の一部
はリブ状部材２ｒの内側面に到達して、従来例ならそのまま進んでその先の入射面２ａに
達するところを、そうならずに横方向に戻るように反射されるので、従来よりも光束が左
右によく散らされ、左右方向の輝度の均等性が増し、輝度不足部２１の面積を減らす。更
にバックライトを斜めから見た場合を考察すると、従来例である図８の説明（段落番号０
００７）において、導光板１の側面からの反射光によって明るい部分２０の一部に三角形
状をした明るい部分２０ａが生じる効果について述べたが、多数のリブ状部材２ｒの内側
面があたかも導光板１内に多数の側面が生じたような作用をなし、輝度の高い部分２０ａ
を多数生じさせ、結局明るい部分２０を大幅に広げた結果となる。

図３は本発明のバックライトの実施例の断面図である。本発明における導光板１はバッ
クライトの内部で従来の導光板とほぼ置換して優れた照明効果を発揮することができる。
これは以下に述べる実施例２の導光板についても同じである。ただし導光板１以外の要素
（例えば反射シート７、プリズムシート９、ＬＥＤ５の個数あるいは位置等）については
より最適な条件を追求して選択するべきことはもちろんである。

図４は本発明のバックライトに用いる導光板の第２の実施例を示し、（ａ）は導光板の
下面側の平面図、（ｂ）は入射光の側方から見た側面図、（ｃ）は入射面側の側面図、（
ｄ）は入射光の背後側から見た側面図である。本実施例においては、リブ状部材２ｒがそ
の作用効果を発揮するのが特に入射面３に近い部分であることを考慮し、柱状プリズムが
入射面３に近い少数列だけが分断されるようにリブ状部材２ｒを短くしたものである。

その他、導光板１の三角柱状プリズムの個数や角度や稜線の方向等をを変えるとか、リ
ブ状部材２ｒの高さ（リブ状部材２ｒの下面の、導光板１の上面からの距離）、幅、長さ
、位置、間隔、個数、あるいは分布等に変化を与えて配置する等の種々の変形例が考えら
れる。例えば、リブ状部材２ｒの高さは稜線２ｃより高くあるいは低くする、また入射面
３側に近い方を高く遠ざかるにつれて低くする、リブ状部材２ｒの間隔（配置の密度）あ
るいはその高さを幅方向（入射面３に平行な方向）に異ならせる、等である。

本発明により部品数を増すことなくバックライトの照明ムラが著しく改善されるので、
表示装置を有する小型電子機器等の品質が向上し、産業上極めて有用である。

本発明のバックライトに用いる導光板の第１の実施例の四面図で、（ａ）は導光板の下面側の平面図、（ｂ）は入射光の側方から見た側面図、（ｃ）は入射面側の側面図である。 本発明のバックライトに用いる導光板の第１の実施例の、下面側のプリズム面を上に向けて一部を拡大した部分斜視図である。 本発明のバックライトの実施例の断面図である。 本発明のバックライトに用いる導光板の第２の実施例の四面図で、（ａ）は導光板の下面側の平面図、（ｂ）は入射光の側方から見た側面図、（ｃ）は入射面側の側面図、（ｄ）は入射光の背後側から見た側面図である。 従来例のバックライトに用いる導光板の四面図で、（ａ）は導光板の下面側の平面図、（ｂ）は入射光の側方から見た側面図、（ｃ）は入射面側の側面図、（ｄ）は入射光の背後側から見た側面図である。 従来明のバックライトの断面図である。 従来のバックライトを正面から見た場合のの照明ムラを示す模式的平面図である。 従来のバックライトを斜め方向から見た場合の照明ムラを示す斜面図である。

符号の説明

１ 導光板
２ 下面
２ａ 反射面
２ｂ 背面
２ｃ 稜線
２ｒ リブ状部材
３ 入射面
４ 上面
５ ＬＥＤ
６ 光線
７ 反射シート
９ プリズムシート
２０ 明るい部分
２１ 輝度不足部

Claims (6)

1. 透過型または半透過型の表示装置の背後に配置し、照明用光源である
   ＬＥＤから発生する光束を側面より入射させ前方に反射して前記表示装置の背面をほぼ均
   等に照明するための透明材質より成る導光板を備え、該導光板の下面は多数のプリズム面
   で覆われており、該プリズム面は、前記光源側に位置し前記導光板平面に対する傾斜角の
   小さい反射面と、前記光源と反対側に位置する傾斜角の大きい背後面より成るほぼ三角柱
   状の突面を反復させた断面が鋸歯状をなす面と、該鋸歯状をなす面の少なくとも一部を分
   断する複数本のリブ状部材を備えた導光板を用いたことを特徴とする表示装置のバックラ
   イト。
2. 前記鋸歯状をなす面の稜線は、前記導光板の前記光束の入射面にほぼ
   平行している導光板を用いたことを特徴とする請求項１の表示装置のバックライト。
3. 前記リブ状部材は前記鋸歯状をなす面の稜線とほぼ直交している導光
   板を用いたことを特徴とする請求項１または２の表示装置のバックライト。
4. 前記リブ状部材は前記導光板の前記光束の入射面に近い部分のみに設
   けた導光板を用いたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの表示装置のバックラ
   イト。
5. 前記リブ状部材の間隔を前記導光板の前記光束の入射面に沿う方向に
   関して不均等としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの表示装置のバックラ
   イト。
6. 前記リブ状部材の高さを前記導光板の前記光束の入射面に沿う方向に
   関して不均等としたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの表示装置のバックラ
   イト。
   

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