JP2007157457A - 平面発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面発光装置において、輝度バランスの調整を導光板の再加工をすることなく容易に行えるようにする。
【解決手段】平面発光装置１は、光を放射する白色ＬＥＤ２と、光を反射する反射板３と、白色ＬＥＤ２からの光を平面状の出射面４３から出射する導光板４と、出射面４３の輝度バランスを調整する輝度バランス調整機構５とを備える。輝度バランス調整機構５の折り曲げ式の４つの突起５１〜５４を選択的に折り曲げることにより、導光板４の反射板３に対する傾きを変化させて導光板４と反射板３の間に隙間を設けることができ、出射面４３の輝度のバランスを調整することができる。白色ＬＥＤ２に近い側の突起５１、５２を折り曲げると、白色ＬＥＤ２に遠い側の輝度が相対的に高められ、白色ＬＥＤ２に遠い側の突起５３、５４を折り曲げると、白色ＬＥＤ２に近い側の輝度が相対的に高められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示用バックライトなどに用いることが可能な平面発光装置に関するものである。

従来から、導光板を用いて光を平面状に発光させる平面発光装置がある。この平面発光装置は、光源から放射した光を導光板により導光し、その光を導光板の平面状に形成された出射面から出射させることにより、光を平面状に発光させている。また、平面発光装置は、導光板の出射面と反対の面から漏れた光を反射板により反射して再び導光板に入射させるようにしている。導光板の出射面と反対の面には、出射面から出射する光を制御する断面略Ｖ字状の多数の微細なＶ溝から成る光制御手段が形成されている。

このような平面発光装置は、光制御手段を成すＶ溝を光源から遠ざかるにつれて大きくなるように形成することにより、導光板の出射面の輝度分布が全面に亘って均一にするようにしたものが知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。このＶ溝は一般的に製造誤差の影響を受けやすく、Ｖ溝の形状やピッチが輝度分布を均一にするための条件からわずかにずれるだけで、輝度の均一性（光源側と非光源側の輝度のバランス）が著しく低下する。
特開平７−１６８０２６号公報 特開２００１−１２４９２９号公報

ところで、上述した従来の平面発光装置においては、導光板の出射面の輝度の均一性が満たされない場合、輝度の均一性を満たすように輝度のバランスを調整する必要がある。しかしながら、輝度のバランスを調整する効果的な手法は見出されておらず、このため、輝度の均一性が満たされない場合には、輝度の均一性を満たす性能が得られるまで試行錯誤的に導光板の製造（再加工）を繰り返すことにより、輝度のバランスを調整していた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、輝度バランスの調整を導光板の再加工をすることなく行え、輝度バランスを容易に調整することができる平面発光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、光を放射する光源と、光を反射する反射板と、光源から放射された光を出射する出射面を有すると共に出射面から出射する光を制御する光制御手段を出射面と反対の面に有する導光板と、を備える平面発光装置において、導光板の反射板に対する傾きを変化させ、導光板と反射板の間に隙間を設けることによって、出射面の輝度のバランスを調整する輝度バランス調整機構を備えるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の平面発光装置において、輝度バランス調整機構は、反射板の光源側又は非光源側に少なくとも一つ以上設けられた折り曲げ可能な突起を有するものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の平面発光装置において、輝度バランス調整機構は、導光板の光源側又は非光源側に少なくとも一つ以上設けられた突起を有するものである。

請求項１の発明によれば、導光板の反射板に対する傾きを変化させて導光板と反射板の間に隙間を設けることができ、これにより、出射面の輝度のバランスを調整することができる。例えば、光源に近い側に隙間を設けることにより、光源に遠い側までより多くの光が導光されるようになり、出射面の光源に遠い側の輝度が高められ、また、光源に遠い側に隙間を設けることにより、光源に近い側において多くの光が反射面で反射されるようになり、出射面の光源に近い側の輝度が高められる。従って、従来のように輝度均一性を満足する性能が得られるまで試行錯誤的に導光板の製造を繰り返す必要がなく、容易に輝度均一性を満足する性能を得ることができる。

請求項２の発明によれば、突起を折り曲げることにより導光板の反射板に対する傾きを変化させて出射面の輝度のバランスを調整することができ、突起は指などで容易に折り曲げることができるため、輝度バランス調整を容易に柔軟に行うことができる。

請求項３の発明によれば、突起を削ることによって導光板の反射板に対する傾きを変化させて出射面の輝度のバランスを調整することができるので、輝度バランス調整を容易に行うことができる。また、突起は変形することがなく、導光板の反射板に対する傾きを安定して位置決めすることができ、安定した輝度バランス調整を行うことができる。

以下、本発明を具体化した実施形態による平面発光装置について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。平面発光装置１は、光を平面状に発光する装置であり、例えば液晶表示用バックライトなどに用いられる。この平面発光装置１は、白色光を放射する光源である複数の白色ＬＥＤ２と、光を反射する反射板３と、白色ＬＥＤ２から放射された光を導光して平面状に発光する導光板４と、導光板４の輝度のバランスを調整するための輝度バランス調整機構５とを備えている。

複数の白色ＬＥＤ２は、１つのプリント基板６に１列に等間隔に配列されて実装されている。反射板３は、金属板により形成されている。この反射板３は、白色ＬＥＤ２、導光板４を収納する筐体１０の一部を兼ねている。つまり、筐体１０は、金属板を折り曲げ加工して形成されており、その一部（筐体１０の底面）が反射板３を兼ねている。

導光板４は、樹脂製の透光性部材により略矩形の平板状に形成されており、光が入射する入射面４１と、光を導光・反射する反射面４２と、光を出射する出射面４３とを有している。反射面４２と出射面４３は相互に対向しており、各々、略平面状に形成されている。また、導光板４は、反射面４２（すなわち出射面４３と反対の面）に光制御手段４４を有している。この光制御手段４４は、出射面４３から出射する光を制御するものであり、断面略Ｖ字状の多数の微細なＶ溝４５から成っている。Ｖ溝４５は、反射面４２のほぼ全面に形成されており、入射面４１と平行に伸びている。

輝度バランス調整機構５は、折り曲げ式の４つの突起５１、５２、５３、５４を有している。突起５１〜５４は、反射板３（筐体１０の底面）に溝孔を形成して反射板３の一部を折り曲げ可能としたものであり、反射板３と一体的に形成されている。突起５１、５２の並び方向と突起５３、５４の並び方向は互いに平行になっている。

上記導光板４は、反射面４２が反射板３と向かい合うと共に入射面４１が輝度バランス調整機構５の突起５１、５２の並び方向（突起５３、５４の並び方向でもある）と平行となるように、筐体１０に組み込まれる。また、上記プリント基板６に実装された白色ＬＥＤ２は、導光板４の入射面４１に向けて光を放射するように、筐体１０に組み込まれる。

導光板４及び白色ＬＥＤ２を筐体１０に組み込んだ状態において、白色ＬＥＤ２から放射された光は、導光板４の入射面４１から導光板４内に入射し、導光板４内に導光されると共に導光板４の反射面４２（Ｖ溝４５から成る光制御手段４４を含む）で反射されて、導光板４の出射面４３から出射される。また、反射面４２から漏れ出た光は、反射板３により反射されて、再び導光板４内に入射し、出射面４３から出射される。つまり、平面発光装置１は、白色ＬＥＤ２から放射された光を導光板４の平面状に形成された出射面４３から出射することにより、平面状に発光する。

このような構成の平面発光装置１は、突起５１、５２、５３、５４を選択的に折り曲げることにより、導光板４の反射板３に対する傾きを変化させ、導光板４と反射板３の間に隙間を設けることによって、出射面４３の輝度のバランス（輝度の均一性）を調整することができる。

図２（ａ）は、上記突起５１、５２、５３、５４を折り曲げていない場合（初期状態）の平面発光装置１の構成を、（ｂ）は、その場合の平面発光装置１の出射面４３の輝度分布イメージを示す。図３（ａ）は、白色ＬＥＤ２に近い側（光源側）の突起５１、５２を折り曲げた場合の平面発光装置１の構成を、（ｂ）は、その場合の平面発光装置１の出射面４３の輝度分布イメージを示す。図４（ａ）は、白色ＬＥＤ２に遠い側（非光源側）の突起５３、５４を折り曲げた場合の平面発光装置１の構成を、（ｂ）は、その場合の平面発光装置１の出射面４３の輝度分布イメージを示す。図２（ｂ）、図３（ｂ）、及び図４（ｂ）において、色の濃淡は出射面４３の輝度に対応しており、色が薄いほど輝度が高く、色が濃いほど輝度が低いことを示している。

平面発光装置１は、図２（ａ）に示すように、突起５１、５２、５３、５４を折り曲げていない場合（初期状態）には、導光板４が反射板３上に直接に載置された状態となり、導光板４と反射板３は平行になる。このとき、導光板４が輝度の均一性を満たす性能のものであれば、導光板４の出射面４３は、ほぼ全面に亘って輝度が均一になる。この場合の出射面４３の輝度分布は、図２（ｂ）に示すようになり、輝度の異なる各輝度領域９１、９２、９３、９４、９５がほぼ均一に分布する。

また、平面発光装置１は、図３（ａ）に示すように、白色ＬＥＤ２に近い側（光源側）の突起５１、５２を折り曲げた場合には、導光板４の白色ＬＥＤ２に近い側が突起５１、５２により支持されて、白色ＬＥＤ２に近い側の近傍において導光板４と反射板３の間に隙間（0.1mm〜0.3mm程度）が設けられ、これにより、白色ＬＥＤ２に遠い側までより多くの光が導光されるようになり、出射面４３の白色ＬＥＤ２に遠い側の輝度が相対的に高められる。この場合の出射面４３の輝度分布は、図３（ｂ）に示すようになり、最も輝度の高い輝度領域９１が白色ＬＥＤ２に遠い側に偏って分布し、その他の輝度領域９２、９３、９４、９５も白色ＬＥＤ２に遠い側に偏って分布する。

また、図４（ａ）に示すように、白色ＬＥＤ２に遠い側（非光源側）の突起５３、５４を折り曲げた場合には、導光板４の白色ＬＥＤ２に遠い側が突起５３、５４により支持されて、白色ＬＥＤ２に遠い側の近傍において導光板４と反射板３の間に隙間（0.1mm〜0.3mm程度）が設けられ、これにより、白色ＬＥＤ２に近い側で多くの光が反射面４２で反射されるようになり、出射面４３の白色ＬＥＤ２に近い側の輝度が相対的に高められる。この場合の出射面４３の輝度分布は、図４（ｂ）に示すようになり、最も輝度の高い輝度領域９１が白色ＬＥＤ２に近い側に偏って分布し、その他の輝度領域９２、９３、９４、９５も白色ＬＥＤ２に近い側に偏って分布する。

従って、突起５１、５２、５３、５４を折り曲げていない初期状態において、導光板４の量産上のバラツキなどに起因して白色ＬＥＤ２に遠い側の輝度が低い場合には、白色ＬＥＤ２に近い側の突起５１、５２を折り曲げて白色ＬＥＤ２に遠い側の輝度を高めることにより、出射面４３の輝度のバランスを調整でき、その結果、平面発光装置１の発光面全体としての輝度の均一化を図ることができる。また、白色ＬＥＤ２に近い側の輝度が低い場合には、白色ＬＥＤ２に遠い側の突起５３、５４を折り曲げて白色ＬＥＤ２に近い側の輝度を高めることにより、出射面４３の輝度のバランスを調整でき、その結果、平面発光装置１の発光面全体としての輝度の均一化を図ることができる。

出射面４３の輝度のバランスの調整は、例えば、導光板４及び白色ＬＥＤ２を筐体１０に組み込んだ状態で行われ、導光板４の出射面４３の輝度を測定装置により測定しながら、輝度の均一性を満たす測定結果が得られるように、突起５１、５２、５３、５４を折り曲げることにより行われる。突起５１、５２、５３、５４の折り曲げは、例えば作業者の指や棒状の部材を用いて行われる。

本実施形態の平面発光装置によれば、突起５１、５２、５３、５４を選択的に折り曲げることにより、導光板４の反射板３に対する傾きを変化させて導光板４と反射板３の間に隙間を設けることができ、これにより、出射面４３の輝度のバランスを調整することができる。従って、従来のように輝度均一性を満足する性能が得られるまで試行錯誤的に導光板４の製造を繰り返す必要がなく、突起５１、５２、５３、５４を選択的に折り曲げることによって、輝度均一性を満足する性能を得ることができる。しかも、突起５１、５２、５３、５４は指などで容易に折り曲げることができるため、輝度のバランスの調整を容易に柔軟に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。本実施形態の平面発光装置１は、輝度バランス調整機構５が上記第１の実施形態と異なっている。本実施形態の輝度バランス調整機構５は、上記第１の実施形態における折り曲げ式の突起５１、５２、５３、５４に代えて、切削可能な突起５５、５６、５７、５８を導光板４に有している。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。

輝度バランス調整機構５の突起５５、５６、５７、５８は、導光板４と一体的に形成されており、反射面４２から突出（0.1mm〜0.3mm程度）している。突起５５、５６、５７、５８の突出高さは同じであり、入射面４１に近い側の２つの突起５５、５６、及び入射面４１に遠い側の２つの突起５７、５８は、各々、入射面４１と平行な方向に並んで設けられている。これらの突起５５〜５８は、導光板４と同じ樹脂性の材質から成り、導光板４の作製時に形成される。突起５５〜５８を削っていない場合（初期状態）には、導光板４は突起５５〜５８に支持され、導光板４と反射板３は平行になる。

図６は、入射面４１に遠い側すなわち白色ＬＥＤ２に遠い側（非光源側）の突起５７、５８を削った場合の平面発光装置１の構成を、図７は、入射面４１に近い側すなわち白色ＬＥＤ２に近い側（非光源側）の突起５５、５６を削った場合の平面発光装置１の構成をそれぞれ示す。

図６に示すように、白色ＬＥＤ２に遠い側（非光源側）の突起５７、５８を削った場合には、白色ＬＥＤ２に近い側の近傍において、導光板４と反射板３の間に白色ＬＥＤ２に遠い側よりも大きい隙間が設けられ、これにより、上記第１の実施形態と同様に、白色ＬＥＤ２に遠い側までより多くの光が導光されるようになり、出射面４３の白色ＬＥＤ２に遠い側の輝度が相対的に高められる。

また、図７に示すように、白色ＬＥＤ２に近い側（光源側）の突起５５、５６を削った場合には、白色ＬＥＤ２に遠い側の近傍において、導光板４と反射板３の間に白色ＬＥＤ２に近い側よりも大きい隙間が設けられ、これにより、上記第１の実施形態と同様に、白色ＬＥＤ２に近い側で多くの光が反射面４２で反射されるようになり、出射面４３の白色ＬＥＤ２に近い側の輝度が相対的に高められる。突起５５、５６、５７、５８の切削は、例えばカッターなどを用いて行われる。

本実施形態の平面発光装置によれば、突起５５、５６、５７、５８を選択的に削ることにより、上記第１の実施形態と同様に、出射面４３の輝度のバランスを調整することができ、輝度均一性を満足する性能を得ることができる。しかも、突起５５、５６、５７、５８は、カッターなどで簡単に削ることができるため、輝度のバランスの調整を簡単に行うことができる。また、突起５５、５６、５７、５８は、変形することがなく、導光板４の反射板３に対する傾きを安定して位置決めすることができ、輝度のバランスの調整を安定して行うことができる。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、輝度バランス調整機構は、反射板に設けられた折り曲げ式の突起や導光板に設けられた切削可能な突起に限られず、導光板の反射板に対する傾きを変化させ得るものであれば、どのような構造のものであってもよい。突起は、４つに限られず、幾つ有ってもよく、また、白色ＬＥＤに近い側又は遠い側のいずれか一方に１つだけあってもよい。白色ＬＥＤは、複数に限られず、１つであってもよい。反射板と筐体は別体であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す分解斜視図。 （ａ）は同平面発光装置の突起を折り曲げていない場合（初期状態）の断面図、（ｂ）は同平面発光装置の突起を折り曲げていない場合（初期状態）の出射面の輝度分布を示すイメージ図。 （ａ）は同平面発光装置の白色ＬＥＤに近い側（光源側）の突起を折り曲げた場合の断面図、（ｂ）は同平面発光装置の白色ＬＥＤに近い側（光源側）の突起を折り曲げた場合の出射面の輝度分布を示すイメージ図。 （ａ）は同平面発光装置の白色ＬＥＤに遠い側（非光源側）の突起を折り曲げた場合の断面図、（ｂ）は同平面発光装置の白色ＬＥＤに遠い側（非光源側）の突起を折り曲げた場合の出射面の輝度分布を示すイメージ図。 本発明の第２の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す突起を削っていない場合の断面図。 同平面発光装置の白色ＬＥＤに遠い側（非光源側）の突起を削った場合の断面図。 同平面発光装置の白色ＬＥＤに近い側（光源側）の突起を削った場合の断面図。

符号の説明

１ 平面発光装置
２ 白色ＬＥＤ
３ 反射板
４ 導光板
５ 輝度バランス調整機構
６ プリント基板
１０ 筐体
４１ 入射面
４２ 反射面
４３ 出射面
４４ 光制御手段
４５ Ｖ溝
５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８ 突起

Claims (3)

1. 光を放射する光源と、光を反射する反射板と、前記光源から放射された光を出射する出射面を有すると共に前記出射面から出射する光を制御する光制御手段を前記出射面と反対の面に有する導光板と、を備える平面発光装置において、
   前記導光板の反射板に対する傾きを変化させ、前記導光板と反射板の間に隙間を設けることによって、前記出射面の輝度のバランスを調整する輝度バランス調整機構を備えることを特徴とする平面発光装置。
2. 前記輝度バランス調整機構は、前記反射板の光源側又は非光源側に少なくとも一つ以上設けられた折り曲げ可能な突起を有することを特徴とする請求項１に記載の平面発光装置。
3. 前記輝度バランス調整機構は、前記導光板の光源側又は非光源側に少なくとも一つ以上設けられた突起を有することを特徴とする請求項１に記載の平面発光装置。