JP2007128748A - 点光源バックライト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のLEDバックライト1は、入光面2a、発光面2b、及びこの発光面2bに対向する下面2cに反射面を有する導光板2と、入光面2aに向けて光を出射する複数のLED3が実装されるとともに入光面2aに対向配置された基板4と、入光面2aの上端と基板4の上端との間の隙間を覆うとともにLED3側に向く内側面に上部反射面8aを有する上部反射板8と、入光面2aの下端と基板4の下端との間の隙間を覆うとともにLED3側に向く内側面に下部反射面7aを有する下部反射板7と、を備えている。そして、下部反射面7aには正反射性が付与されているとともに、導光板2の下面2cには拡散反射性が付与されている。
【選択図】 図1
Description
上記バックライトの光源には、冷陰極管等やLED等が用いられているが、このうち、LEDを光源として用いたバックライトは、冷陰極管のものと比較して長寿命でかつ消費電力が少ないため、近年主流になりつつある。
このようにバックライトの発光面に暗部が現れると、液晶表示装置の画面上に輝度差が生じ、その画面品位が損なわれる。このためこの種のバックライトでは、発光面全体で輝度分布が均一な発光品位の高いものが要求されている。
そこで、隣接するLEDのピッチ寸法を狭めることで、導光板に出射される光の輝度をできるだけ均一にし、発光面における発光品位を向上させる試みがなされていた(例えば、特許文献1)。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、LED(点光源)のピッチ寸法を狭めずとも発光面の輝度分布が均一な高い発光品位を得ることができる点光源バックライトを提供することを目的とする。
また特に、上記の構成によって、発光面における入光面側の端部付近に輝度の低い部分が現れるのを有効に抑制することができる。
この場合、前記反射板を導光板本体から突出させることで、入光面付近の光の反射特性を好適なものにでき、発光面における入光面側の端部付近に現れる暗部の発生をより効果的に抑制することができる。
発光面2bの上方には、プリズムシート等の光学シート(図示せず)を介在させて、液晶表示装置(図示せず)が配置される。
このため、導光板2の入光面2aは、平滑面に仕上げられていることが好ましい。この入光面2aが、粗面であると、導光板2に入射される光が入光面2aで拡散され、発光面2bにおける入光面2a側の端部付近の輝度が乱され、発光面2bの発光品位を低下させる恐れがある。入光面2aを平滑面に仕上げることで、LED3から出射される光を効率よく導光板2内部に導くことができる。
このようにすることで、導光板2の入光面2aに対して出射される光の輝度の分布が均一となるので、発光面2bの輝度分布をより均一化することができる。
なお、上記の重なり部Kは、当該LEDバックライト1に用いたLEDの設計値に基づいて算出される。この種のバックライトに用いられるLEDの発する光の指向角の設計値は通常100〜130°程度であるので、上記のように設定することで、間隔Qの幅寸法の好ましい上限値は2.5mm、好ましい下限値は3.5mm程度となる。上記重なり部Kは、間隔Qを極端に大きく設定すれば得られるものであるが、本実施形態のように、間隔Qを必要最小限とすることで、当該LEDバックライト1が大型化するのを抑制できる。
また特に、上記の構成によって、発光面2bにおける入光面2a側の端部付近に輝度の低い部分が現れるのを有効に抑制することができる。
なお、この突出部Uの入光面2aに対する突出量uは、図1に示すLED3の上端から設計値による光の指向角に基づいて延ばされた破線Fが、上面部U1に交差しない範囲で設定されることが好ましい。破線Fが上面部U1に交差する状態となるまで突出量uを大きく設定すると、発光面2bにおける入光面直近に輝度が極端に大きい明線が生じ、発光品位が低下する。
また、逆に下部反射面7aを導光板の入光面2aよりも突出させた場合(突出量uが負の値となる場合)、入光面2aと下面2cとが成す稜線が発光面2bに明線となって現れ、発光品位が低下する。
本検証試験にて実施例品として用いたLEDバックライト1は、画面サイズがいわゆる8インチワイドサイズの液晶表示装置に適用されるものを用意した。図3は、本検証試験に用いたLEDバックライトを発光面側から正面視したときの図である。LEDバックライト1の導光板2には、アクリル製の断面楔型に形成されたものを用い、その寸法は、発光面上において入光面に沿う一辺方向の幅寸法Xが175.5mm、他辺方向の幅寸法Yが105.9mmとなるように設定されている。また、入光面2a側の厚み寸法が6mm、他方側の厚み寸法が4mmに設定されている。基板4に実装されるLED3には、日亜化学工業(株)製の表面実装型発光ダイオード「NFSW036AT」を入光面2aに沿って18個配置した。このLED3は、指向角が120°であるとともに、このときのLED3のピッチ幅P(図2)は、約9.8mmに設定されている。さらに、間隔Qの寸法は3mmに設定した。なお、前記のLED3のピッチ幅Pの値は、従来の同種のLEDバックライトにおける標準的な値である。
上記実施例品に対して、比較例品としては、下記表1のように、導光板2の下面2c及び下部反射面7aの反射特性を変更したものを二種類用意した。
また、比較例品2では、反射シート9に、「ルミラーE60L」を用いることで、下部反射面7aに拡散反射性を付与し、その他の構成は全て実施例品と同様とした。
これら実施例品及び比較例品について、点灯した発光面2bにおける輝度分布を測定し、それぞれの発光品位を評価した。
図4(a)〜(c)を比較すると、比較例品1及び2と比較して、実施例品では、比較的輝度の低い領域E2の面積が少なくなっており、発光面2b全体としての発光品位が向上していることが確認できる。
図5(a)〜(c)を見ると、いずれの実施例品、及び比較例品においても、入光面2a側の端部であるA点からやや中心側に入った部分である破線sで囲んだ部分に極小部が現れておりこの部分で輝度が最小値となっている。この極小部が発光面において他の部分よりも輝度の低い暗部となって現れる。
図5(a)において、破線sの部分からB点側に近づくにつれて序々に上昇し、B点近傍の破線lで囲んだ部分において極大部が現れており、この部分で輝度が最大値となっている。このときの、輝度の最大値と最小値の差tを最大値で除した輝度の高低比(コントラスト比)を算出すると、29.0%であった。
図5(b)においても、図5(a)と同様、破線sの部分からB点側に近づくにつれて序々に上昇し、B点近傍の破線lで囲んだ部分において輝度が最大値となっている。このときのコントラスト比を算出すると、32.5%であった。
図5(c)においては、図5(a),(b)と同様、B点近傍の破線l1で囲んだ部分に極大部が現れているが、これに加えて、A点近傍の破線l2で囲んだ部分の輝度が極端に高くなっている。そしてこの部分のコントラスト比を算出すると、49.8%であった。
このように、実施例品である本実施形態のLEDバックライトによれば、導光板2の反射面2c拡散反射性とするとともに下部反射面7aを正反射性とすることで、特に入光面2a側の端部付近の暗部を抑制でき、LEDのピッチ寸法を狭めずとも発光面2bにおける輝度分布の均一な高い発光品位が得られることを確認できた。
2 導光板
2a 入射面
2b 発光面
2c 下面(反射面)
3 LED
6 反射板
7 下部反射板
7a 下部反射面
8 上部反射板
8a 上部反射面
Claims (5)
- 側端面に入光面、上面に前記側端面にほぼ直交する発光面、及びこの発光面に対向する下面に反射面を有する導光板と、
前記入光面に向けて光を出射するように並設された複数の点光源と、
前記入光面と前記点光源との間の隙間の下方を覆うとともに前記点光源側に向く内側面に下部反射面を有する下部反射板と、を備えた点光源バックライトにおいて、
前記下部反射面が正反射性を有するとともに、前記導光板の反射面が拡散反射性を有していることを特徴とする点光源バックライト。 - 前記入光面と前記点光源との間の隙間の上方を覆うとともに前記点光源側に向く内側面に上部反射面を有する上部反射板をさらに備え、この上部反射面が拡散反射性を有している請求項1に記載の点光源バックライト。
- 前記入光面は、平滑面に仕上げられている請求項1又は2に記載の点光源バックライト。
- 前記導光板の反射面は、上面が拡散反射性を有するとともに点光源側の端部が前記導光板本体の入光面よりも前記点光源側へ突出した状態で前記導光板の下面を覆うように配置された反射板によって構成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の点光源バックライト。
- 前記入光面と前記点光源との間隔は、前記複数の点光源の内、互いに隣り合う点光源同士からそれぞれ出射される光が前記入光面において互いに重なるように設定されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の点光源バックライト。
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