JP2007256910A - 面光源装置とこれを備えたバックライトユニット、及びこのバックライトユニットを備えた液晶表示装置 - Google Patents

面光源装置とこれを備えたバックライトユニット、及びこのバックライトユニットを備えた液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】従来の面光源装置に比べて製作が容易で、消費電力が少なく、発熱に伴う問題のない面光源装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管140を備え、光源120から該導光管内に入射された光を前記内面から取り込んで前記平坦面から出射する面光源装置と、前記導光管の平坦面上に配置された光学シート180と、を含んで構成されるバックライトユニットを、液晶パネル200の背面側に配置したことを特徴とする。
【選択図】図1A

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトとして使用される面光源装置に関する。
液晶表示装置(Liquid Crystal Display Device)は、印加電圧による液晶の透光度の変化を利用して、各種装置から発生される種々の電気的な情報を視覚情報に変えて伝達する電子デバイスである。液晶表示装置では、液晶パネル自体は非発光デバイスなので、光を発する別途の光源を必要とし、このような液晶表示装置用照明を通常、バックライトユニット(Back Light Unit)という。
図4は従来の液晶表示装置を示した要部斜視図である。
図4を参照すると、液晶表示装置30は、液晶パネル20と、該液晶パネル20の背面に配置されたバックライトユニット10とを含み、液晶パネル20は、その液晶の配向制御によりバックライトユニット10の光を透光/遮光することにより、映像を表示する。
バックライトユニット10は一般に、光源部12、導光板14、反射シート16及び光学シート18を含む。光源部12は、光源12a及び光源反射板12bを備え、光源12aとしては冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプが用いられる。光源12aは光源反射板12bの内側に収納された状態で、導光板14の一端面に整列させて配置される。光源反射板12bは光源12aを覆うように配置され、光源12aから発生した光を反射して導光板14へ入射させる。このようにして、光源部12を配置した導光板14の端面が光入射面となり、光源部12による光は、光入射面を通して導光板14の内部に導かれ、導光板14の前面から出射される。すなわち、導光板14の前面が光出射面となる。
反射シート16は、導光板14の背面から出射される光を導光板14側へ反射し、導光板14の内部に再入射させることによって光の損失を低減する。
光学シート18は、散光シート18a、プリズムシート18b及び保護シート18cを含んだものとすることができる。これらを積層した光学シート18は、液晶パネル20の表示面に光が有効に供給されるように光を制御する。
図1に示した液晶表示装置30の構造のように、導光板14の一端面から入射した光だけを照明として用いる場合(所謂、エッジライト方式のバックライトユニット)、導光板14での光損失が多いため、光源部12からの光を十分に利用できないという問題点がある。
また、複数の光源を液晶パネルの背面直下に配置して構成される直下型バックライトユニットの場合にも、同じように、拡散板のような光学プレートで光損失が発生するという問題点がある。さらに、多数の光源を互いに隣接配置すると、光源の発熱により熱対流が起き、当該熱対流がその上部に配置された光学シートを変形させ、液晶表示装置の表示品質に悪影響を及ぼす問題点がある。
このような問題点を解決するために、最近では、直接面形態で発光する面光源装置について開発が進められており、そのような面光源装置として、平板型蛍光ランプ(Flat Fluorescent Lamp:FEL)、発光ダイオード(LED)、カーボンナノチューブ(Carbon nano tube:CNT)を用いたものが、特許文献1〜3に開示されている。
米国特許第6,771,330号 米国特許出願2004−004757号 米国特許第6,514,113号
上記の従来における面光源装置は、製造工程が複雑で、輝度の均一性及び消費電力の面でまだ改善されるべき点が多い。すなわち、より製作が容易で、光学特性及び消費電力の面でも良好な性能を有する面光源装置の開発が待たれている。
本発明は、これに鑑みて発案されたものであり、従来の面光源装置に比べて製作が容易な面光源装置を提供することを目的とする。また、消費電力が少なく、発熱に伴う問題のない面光源装置を提供することを目的とする。さらに、表示装置の大画面化及び薄型化に容易に対応しうる面光源装置を提供することを目的とする。そして、このような面光源装置を備えたバックライトユニット及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管を備え、光源から該導光管内に入射された光を前記内面から前記平坦面を通し出射する面光源装置と、前記導光管の平坦面上に配置された光学シートと、を含んで構成されるバックライトユニットを、液晶パネル背面側に配置したことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
また、本発明によれば、内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管を備え、光源から該導光管内に入射された光を前記内面から取り込んで前記平坦面から出射する面光源装置と、前記導光管の平坦面上に配置された光学シートと、を含んで構成されるバックライトユニットが提供される。
また、本発明によれば、内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管を含んで構成され、光源から前記該導光管内に入射された光を前記内面から取り込んで前記平坦面から出射する面光源装置が提供される。
本発明は、点光源や線光源に導光管を組み合わせた比較的簡単な構造で、面光源装置を具現することができるので、従来に比べて面光源装置を容易に製作することができる長所がある。また、本発明は、従来のバックライトユニットに比べて光源数を減少させることができ、消費電力の点でも有利な面光源装置が得られるという長所がある。
また、本発明による面光源装置は、発熱源である光源を導光管の内部に臨ませた構造であり、光源による熱は導光管内で対流するにとどまり、光学シートへの伝導を抑制することができるので、光学シートの熱的変形が緩和される長所がある。
本発明の面光源装置は、仕様に合わせて規格を容易に変更できるので、表示装置の大画面化及び薄型化に貢献する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一または類似部分については同じ符号を付す。
図1Aは、本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置を示した要部分解斜視図であり、図1Bは図1Aの液晶表示装置の要部断面図である。
図1A及び図1Bを参照すると、液晶表示装置300は、液晶パネル200及びバックライトユニット100Aを含んで構成されている。
液晶パネル200は、内部に封止した液晶の配向を、表示情報に応じた電気信号によって制御し、映像を表示する。本発明を理解し、これを実施するにあたり、液晶パネル200の詳細な構造的特性は重要ではなく、液晶表示装置に通常用いられるいかなる構造の液晶パネルにも本発明の思想は広範囲に適用できる。従って、液晶パネル200の具体的な構造については、説明を省く。
バックライトユニット100Aは、液晶パネル200の背面側に位置し、液晶パネル200に光、例えば、白色光を提供する。バックライトユニット100Aは、液晶パネル200の照明として十分な平面光を提供する面光源装置110Aを含んでいる。また、バックライトユニット110Aは、液晶パネル200と面光源装置110Aとの間に、面光源装置110Aから発生した光を液晶パネル200の照明に適した光とする光学シート180を備えているのが好ましい。
第1実施形態に係る面光源装置110Aは、光源部120、導光管140及び反射シート160を含む。その光源部120は、発光ダイオードのような点光源の光源120aを複数備えている。この場合の光源120aは、印刷回路基板120b上に所定の配列で実装され、印刷回路基板120bに形成された配線パターンを介して給電される。第1実施形態の各光源120aは、印刷回路基板120bに実装された状態で導光管140の両端面に配設され、したがって該光源120aによる光は、導光管140の両端面開口から導光管140内へ入射される。
光源部120は、光源120aを実装した印刷回路基板120bを収納して保持するためのハウジング120cをもつ。ハウジング120cは、金属製やプラスチック製とすることができ、印刷回路基板120bの側縁を挿入する溝を内側に設けてある。ハウジング120cの内壁は、光源120aから放射された光を導光管140へ向け反射させられるように、反射物質でコーティングしてあると良い。
導光管140の両端面には光源部120による光を入射させる開口があり、また導光管140の外面において、光学シート180と対向する部分が平坦面とされ、当該平坦面から光を出射する。当該光出射面となる平坦面は、液晶パネル200の可視面全体に均一に光を提供できるように、液晶パネル200の可視面の面積以上とする。
光源部120は導光管140の端面に配設されているが、当該導光管140が導光能力に優れ、その内部での光損失が極めて少ないため、従来の直下型バックライトユニットに匹敵する光効率を得ることができる。したがって、より少ない発光ダイオードで従来と相対的に同等の輝度を得ることができる長所がある。
このような光源部120は、導光管140の両端面ではなく、片方の端面にのみ配置する例も可能である。光源部120を導光管140端面の片方にのみ配置する場合には、その反対側の端面に光反射手段を備えるようにし、導光管140の反対側端面まで到達した光も再使用できるようにする。さらにこの場合、導光管140から出射される光を均一にするために、光入射側からその反対側へ行くほど導光管140の断面積が小さくなるように設計することが好ましい。
以下、添付図面を参照して導光管140の構造についてさらに詳しく説明する。
図1Cは図1B中の断面線A−Aに沿って切断した導光管140の断面図であり、図1Dは図1C中の点線円Cの部分を拡大して示した部分断面図である。
図1C及び図1Dを参照すると、導光管140は、空気などの透明媒体で内部が満たされ、断面形状が楕円または長方形の中空の光導波管である。導光管140は、その端面の片方または両方から入射された光を、長手方向(管の軸方向)へ伝達していくのに好適な構造を有する。一例として導光管140の内面140bは、長手方向へ延びる微小プリズムが微細なピッチで多数配列された微小プリズム形状をもつ。各プリズムは、図1Dで示されるように、頂角が略90°の二等辺三角形の断面構造を有することが好ましい。
一方、導光管140の外面140aは、プリズム構造等を有しない滑らかな面であり、長方形断面の長辺に相当する側面が、導光管内に入射された光を液晶パネルへ向け出射させる光出射面として、平坦面になっている。この逆に、導光管140の外面140aにプリズム構造等を形成し、内面140bにプリズム構造等を形成しない例もあり得る。
外面140aと内面140bとの距離、つまり導光管140の厚みは、使用環境によっても異なるが、光損失を考慮すれば50〜300μmの値とするのが好ましい。
導光管140の材質は、透光率が良好で、機械的性質(特に耐衝撃性)、耐熱性及び電気的性質をバランスよく備えた熱可塑性樹脂物質とする。このような材料として、ポリエチレンテレフタルレート(Polyethylen Terephthalate;PET)、ポリカーボネート(Polycarbonate;PC)、ポリメチルメタクリレート(Polymethyl Methacrylate;PMMA)があげられる。中でも好ましいのは、ポリメチルメタクリレートである。樹脂製の導光管140は、射出成形または押出成形などの一般的なプラスチック成形法によって製作することができる。該当分野の当業者であれば、さらなる説明がなくてもこのような成形技術を利用して導光管140を製作することができる。
他にも導光管140は、紫外線硬化樹脂(UV curing resin)をポリマー材質のベースフィルムにコーティングする方法によって製作することもできる。より具体的に説明すると、まず、マスター上に紫外線硬化樹脂を塗布した状態でベースフィルムの表面を圧搾して、微細プリズムパターンをベースフィルムに転写し、これに紫外線を照射して、一面にプリズム構造を形成した光学フィルムを製作する。その後、適切な熱を加えた状態で、プリズム構造面が内側を向くように光学フィルムを巻いて、導光管140を作成する。
図1A及び図1Bを参照すると、面光源装置110Aは、導光管140の背面側に配置された反射シート160を含む。反射シート160は、導光管140の背面から放出される光を反射して導光管140に再入射させることによって、光の利用効率を向上させる。一例として反射シート160は、SUS、Brass(真鍮)、アルミニウム、PETなどからなるシート上に銀(Ag)を被覆し、長時間吸熱による変形を防ぐためにチタニウムコートしたものとすることができる。他にもたとえば、PETのような合成樹脂からなるシートにおいて光を散乱させるための気泡を分散させたものとすることもできる。
液晶パネル200と面光源装置110Aとの間、つまり導光管140の平坦面上(前面側)には、光学シート180が配置されている。この光学シート180は、散光シート180a、プリズムシート180b及び保護シート180cを含むことができる。
導光管140の平坦面から出射された光は、散光シート180aを通過することで散乱し、輝度が均一とされて広視野角の確保に役立つ。散光シート180aを通過した光の輝度は落ちるので、これを補償するためにプリズムシート180bが使われる。プリズムシート180bは、散光シート180aを通過してきた光を屈折させ、低い角度で入射してくる光を前面向きに集中させるので、有効視野角範囲で輝度が上昇する。保護シート180cは、プリズムシート180b上に位置し、プリズムシート180bのキズを防ぎ、また、プリズムシート180bによって縮小された視野角を所定の範囲内で再拡大する機能をもつ。
本発明を理解し、これを実施するにあたり、光学シート180の詳細な構造的、物質的特性は重要ではなく、バックライトユニットに通常使われるいかなる構造及び材料を用いた光学シートを採用する場合でも、本発明の思想は広範囲に適用できる。
以下、面光源装置110Aを備えたバックライトユニット100Aを含んで構成される液晶表示装置300の動作を、図面を参照して説明する。
図1Bを参照すると、電源供給により光源120aが発光すると、その光は、導光管140の両端面開口を通して導光管140の内部に入射する。導光管140の内部に入った光の一部は、本技術分野の周知現像である全反射によって導光管140の内側を長手方向に進んでいく。このとき、導光管140の内部を満たしている媒体が空気なので、光はほとんど損失されることなく、導光管140の内側を導波できる。導光管140の管内に入って長手方向へ進みつつある光は、管内面から管外面を抜けて出射される。このときに導光管140の背面から出射される光は、反射シート160で反射され、導光管140内へ再入射される。一方、導光管140の平坦面、即ち、光出射面を通って出射される光は、光学シート180を経て液晶パネル200に提供される。
散光シート180aに入った光は、散乱して輝度が均一になり、広視野角が確保される。そして、散光シート180aを通過した光は、プリズムシート180bに入射し、プリズムシート180bは入射時に光を屈折させることで、低い角度で入射してくる光を液晶パネル200の前面へ向け集中させる。プリズムシート180bを通過した光は、保護シート180cに入射され、プリズムシート180bにより縮小した視野角が所定の範囲内で再拡大されてから液晶パネル200に入射される。
液晶パネル200は、映像情報を含む電気的信号によって液晶の配向が制御され、これによる透光度制御で所定の映像が映し出される。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。但し、上述した実施形態と同一であるかまたは対応する構成については同じ参照符号を付し、これらに対する説明は省略する。
図1E及び図1Fは第1実施形態の変形例に係る面光源装置を示した断面図であり、図1Gは第1実施形態の変形例に係る導光管を示した部分斜視図である。なお、便宜上、上述した実施形態と同じ部分については図示を省略した。
第1実施形態では、点光源形態の発光ダイオードを光源120aとして採用しているが、例えば、冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプのような線光源を採用することも可能である。この場合には、図1Eに示すように、複数の線光源130を導光管140の内部に挿通して横に並べた構造とすることができる。あるいは、図1Fに示すように、両端の点光源列に代えて線光源130を、導光管140の両端面と並行に配置することもできる。
また、第1実施形態では一つの導光管140を利用して面光源装置110Aを構成する場合を説明しているが、図1Gに示すように、同じ規格で製作された多数の導光管140を相互密着配置して面光源装置110Aを構成することも可能である。この場合、各導光管140は同じ規格を持っているため、これらを単に相互密着するように配置することだけでも、これらの光学的接続が可能である。これを利用すれば、表示装置の大画面化に貢献する。即ち、液晶画面の大きさに対応して導光管140を縦横に配列し、該配列後の両端に点光源を用いた光源部(図1Bの120)または線光源(図1Fの130)を配置する方式、あるいは、導光管140内に挿通した線光源(図1Eの130)を並べる方式で、簡単に大画面用の面光源装置を具現することができる。
図2Aは本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置を示した要部断面図である。また、図2Bは図A中の断面線B−Bに沿って切断した断面図であり、図2C及び図2Dは図2Bの点線円D部分を拡大して示した部分断面図である。
図2A及び図2Bを参照すると、液晶表示装置400は、液晶パネル200及びバックライトユニット100Bを含んで構成されている。バックライトユニット100Bは、平面光を提供する面光源装置110Bを備え、該面光源装置による光を、液晶パネル200の照明に適した光にする光学シート180を備えることもできる。
面光源装置110Bは、光源部120、導光管140、導光管外面に形成された散光層142及び導光管内部に配置された反射体144を備えている。散光層142は、導光管140内に入った光が出射するときに散乱させ、輝度の均一化を図る。
図2C及び図2Dを参照すると、散光層142は、樹脂系母材142b内に多数の散乱粒子142a,142a’を分散させたものである。母材142bとしては、透明で耐熱性と機械的特性に優れた、例えば、ポリアクリレートまたはポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなアクリル系樹脂を用いることが好ましい。散乱粒子142a,142a’としては、母材142bと同種または異種の樹脂で構成されたビーズが用いられる。このような散乱粒子142a,142a’は、母材142bに対し、25wt%〜35wt%含まれるようにすることが好ましい。特に好ましくは、母材142bに対する散乱粒子142a,142a’の重量比は、30wt%である。
図2Cに示す例の場合、散乱粒子142aの大きさ及び分布はランダムである。ランダムな大きさの散乱粒子142aが母材142b中にランダムに分布すれば、ヘイズ(haze)効果が増加するので、物理的接触などによって母材142bに発生し得るスクラッチなどの不良が、液晶パネル(図2Aの200)にそのまま投影されることを、防止する効果が大きい。図2Dに示す例の場合は、実質的に同じ大きさを有する散乱粒子142a’が、母材142b中にほぼ一定の割合(ピッチ)で分布する。このように、実質的に同じ大きさの散乱粒子142a’が母材142b中に規則的に分布すれば、ヘイズ(haze)効果は低減するが、輝度を上昇させる効果がある。即ち、散乱粒子142a’が母材142b中に規則的に分布しているほどヘイズ効果は低減するが、輝度は増加する。
このような構造の散光層142は、本技術分野で公知の様々な方法を通じて得られる。例えば散光層142は、液状樹脂にビーズのような散乱粒子を分散して固形化したフィルムを、適正温度で加熱した状態で、導光管140の外面に圧着する方法によって得られる。また、ビーズ分散液状樹脂を導光管140の外面にコーティングして得る手法もある。
図2A及び図2Bを参照すると、導光管140の内側背面寄りに、反射体144が配置される。反射体144は、導光管140の背面へ光が出射しないようにして光利用効率を向上させ、導光管140の平坦面から光が放出されるように光を反射する。反射体144は、反射性の高い物質で構成され、例えば、樹脂表面にアルミニウム(Al)や銀(Ag)のような反射性に優れた金属物質をコーティングして得られる。
液晶パネル200と面光源装置110Bとの間には、散光シート180a、プリズムシート180b及び保護シート180cで構成された光学シート180が配置される。
以下、第2実施形態の面光源装置110Bを備えたバックライトユニット100Bを含んで構成される液晶表示装置400の動作を、図面を参照して説明する。
図2Aを参照すると、導光管140の両端面に配置された光源120aによる光は、導光管140の両端面開口を通って導光管140の内部に入射される。導光管140の内部に入った光の一部は全反射によって導光管140の内側を長手方向に進む。このとき、導光管140の内側にある媒体が空気なので、光はほとんど損失されることなく、導光管140の内側を導波できる。導光管140の内側を進む光は、反射体144で反射されるものも含めて導光管140の内面から外面へ抜けて散光層142に入る。散光層142に入った光は、散光層142の内部に分散しているビーズ(図2C及び図2Dの142a,142a’)によって散乱されながら均一化される。
散光層142を通過した光は散光シート180a、プリズムシート180b、保護シート180cを順次に経て液晶パネル200に到達する。
第2実施形態では、散光層142が導光管140の外面全周囲を被覆し、そして、反射体144が導光管140の内側に配置された構造になっている。しかし、散光層142及び反射体144の構造はこの他にも多様に変形することができるものである。以下、散光層142及び反射体144の構造に対する幾つかの変形例を、図面を参照して説明する。
図3A〜図3Cは第2実施形態における散光層及び反射体についての変形例を説明するための断面図で、図2Bに示した散光層142及び反射体144との構造上の差をピックアップして説明する。
図3Aを参照すると、散光層142は、導光管140の外面全周囲を被覆し、反射体244は、その散光層142の背面側に配置されている。図3Bを参照すると、散光層342と反射体344が、導光管140の外面に部分的に設けられている。図示の例では、散光層342が液晶パネル側の面(前面)に配置され、反射体344が散光層142の反対側、導光管140の背面に配置されている。図3Cを参照すると、散光層442は導光管440の外面全周囲を被覆し、反射体444は、導光管440の内側に配置されるが、その反射体444が配置される導光管140の内面領域には、微細プリズム形状のような構造が形成されていない。
以上説明した実施形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明に対する通常の知識を有した当業者であるならば、本発明の思想と範囲内で様々な修正、変更、付加が可能である。従って、このような修正、変更及び付加は本発明の特許請求の範囲に属するものである。
本発明の第1実施例に係る液晶表示装置を示した分解斜視図。 図1Aの液晶表示装置の要部断面図。 図1B中の断面線A−Aに沿って切断した導光管の断面図。 図1C中の点線円C部分を拡大して示した部分断面図。 第1実施形態の変形例に係る面光源装置を示した断面図。 第1実施形態の変形例に係る面光源装置を示した断面図。 第1実施形態の変形例に係る導光管を示した部分斜視図。 本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置を示した要部断面図。 図2A中の断面線B−Bに沿って切断した導光管の断面図。 図2B中の点線円D部分を拡大して示した部分断面図。 図2B中の点線円D部分を拡大して示した部分断面図。 第2実施形態における散光層及び反射体の変形例を説明する断面図。 第2実施形態における散光層及び反射体の変形例を説明する断面図。 第2実施形態における散光層及び反射体の変形例を説明する断面図。 従来の液晶表示装置を示した要部斜視図。
符号の説明
120 光源部
120a 光源
120b 印刷回路基板
120c ハウジング
140 導光管
160 反射シート
180 光学シート
180a 散光シート
180b プリズムシート
180c 保護シート
200 液晶パネル
300 液晶表示装置

Claims (19)

  1. 内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管を備え、光源から該導光管内に入射された光を前記内面から前記平坦面を通し出射する面光源装置と、
    前記導光管の平坦面上に配置された光学シートと、
    を含んで構成されるバックライトユニットを、
    液晶パネル背面側に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記面光源装置は、前記光源として発光ダイオードを実装した印刷回路基板を保持するハウジングを、前記導光管の端面に配置してあることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記面光源装置は、前記導光管の背面側に反射シートを配置してあることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記面光源装置は、前記光源として冷陰極蛍光ランプまたは外部電極蛍光ランプを備え、当該光源を、前記導光管内に挿通してあることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記面光源装置の導光管は、散乱粒子を内部に分散させた透光性樹脂母材からなる散光層を少なくとも前記平坦面に有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  6. 前記面光源装置の導光管は、その内側または外側に、前記平坦面側へ光を反射する反射体を有することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管を備え、光源から該導光管内に入射された光を前記内面から前記平坦面を通し出射する面光源装置を含んで構成されることを特徴とする液晶パネル用のバックライトユニット。
  8. 前記導光管の平坦面上に配置された光学シートをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のバックライトユニット。
  9. 前記面光源装置は、前記光源として発光ダイオードを実装した印刷回路基板を保持するハウジングを、前記導光管の端面に配置してあることを特徴とする請求項7に記載のバックライトユニット。
  10. 前記面光源装置は、前記導光管の背面側に反射シートを配置してあることを特徴とする請求項7に記載のバックライトユニット。
  11. 前記面光源装置は、前記光源として冷陰極蛍光ランプまたは外部電極蛍光ランプを備え、当該光源を、前記導光管内に挿通してあることを特徴とする請求項7に記載のバックライトユニット。
  12. 前記面光源装置の導光管は、散乱粒子を内部に分散させた透光性樹脂母材からなる散光層を少なくとも前記平坦面に有することを特徴とする請求項7に記載のバックライトユニット。
  13. 前記散乱粒子がビーズであることを特徴とする請求項12に記載のバックライトユニット。
  14. 前記面光源装置の導光管は、その内側または外側に、前記平坦面側へ光を反射する反射体を有することを特徴とする請求項12に記載のバックライトユニット。
  15. 内面に多数のプリズム形状を有すると共に外面に平坦面を有する導光管を備え、光源から該導光管内に入射された光を前記内面から前記平坦面を通し出射することを特徴とする面光源装置。
  16. 前記光源として発光ダイオードを実装した印刷回路基板を保持するハウジングを、前記導光管の端面に配置してあることを特徴とする請求項15に記載の面光源装置。
  17. 前記光源として冷陰極蛍光ランプまたは外部電極蛍光ランプを備え、当該光源を、前記導光管内に挿通してあることを特徴とする請求項15に記載の面光源装置。
  18. 前記導光管は、散乱粒子を内部に分散させた透光性樹脂母材からなる散光層を少なくとも前記平坦面に有することを特徴とする請求項15に記載の面光源装置。
  19. 前記導光管は、その内側または外側に、前記平坦面側へ光を反射する反射体を有することを特徴とする請求項18に記載の面光源装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016033860A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 株式会社ソフケン 照明装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2500767A1 (en) 2007-05-20 2012-09-19 3M Innovative Properties Company Semi-specular reflecting components in backlights, which have a thin hollow cavity and recycle the light
US8469575B2 (en) 2007-05-20 2013-06-25 3M Innovative Properties Company Backlight and display system using same
US9028108B2 (en) 2007-05-20 2015-05-12 3M Innovative Properties Company Collimating light injectors for edge-lit backlights
CN101681057B (zh) 2007-05-20 2012-07-04 3M创新有限公司 光循环型薄壁中空腔体背光源
TWI494655B (zh) 2008-02-07 2015-08-01 3M Innovative Properties Co 具有結構性薄膜之空孔背光裝置及具有該空孔背光裝置之顯示器
US9541698B2 (en) 2008-02-22 2017-01-10 3M Innovative Properties Company Backlights having selected output light flux distributions and display systems using same
EP2297607B1 (en) 2008-06-04 2014-04-23 3M Innovative Properties Company Hollow backlight with tilted light source
TW201011415A (en) * 2008-09-15 2010-03-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd Light source set and back light module
JP5600121B2 (ja) 2009-01-15 2014-10-01 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光ブロック
TWI395021B (zh) * 2009-07-02 2013-05-01 Hannstar Display Corp 液晶顯示器之背光模組
JP5969735B2 (ja) * 2010-08-18 2016-08-17 エルジー イノテック カンパニー リミテッド バックライトユニット及びそれを用いたディスプレイ装置
KR101830718B1 (ko) * 2011-07-15 2018-02-22 엘지이노텍 주식회사 디스플레이 장치
KR101339885B1 (ko) * 2012-06-08 2013-12-10 주식회사 한광 광학조명필름이 내장된 광파이프조명장치
US20160154174A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light guide plate, backlight module, and liquid crystal display device
JP6512201B2 (ja) * 2016-09-30 2019-05-15 日亜化学工業株式会社 線状発光装置の製造方法及び線状発光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0561045A (ja) * 1991-08-29 1993-03-12 Nissha Printing Co Ltd 面光源装置とその製造方法
JPH075326A (ja) * 1993-06-14 1995-01-10 Nippon Chemitec Kk 中空導光板本体及びそれを用いた中空導光板
JPH0915595A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Fujitsu Kasei Kk バックライトユニット
JP2004146383A (ja) * 2003-11-26 2004-05-20 Dainippon Printing Co Ltd レンズシートを用いた面光源

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5359691A (en) * 1992-10-08 1994-10-25 Briteview Technologies Backlighting system with a multi-reflection light injection system and using microprisms
JP3362900B2 (ja) * 1993-03-09 2003-01-07 富士通株式会社 面発光装置
US6031958A (en) * 1997-05-21 2000-02-29 Mcgaffigan; Thomas H. Optical light pipes with laser light appearance
JPH11142845A (ja) * 1997-11-07 1999-05-28 Toshiba Corp バックライトユニットおよびこれを備えた液晶表示装置
TW500962B (en) * 1999-11-26 2002-09-01 Sanyo Electric Co Surface light source and method for adjusting its hue
JP2001312213A (ja) * 2000-04-26 2001-11-09 Internatl Business Mach Corp <Ibm> バックライトユニット、液晶表示装置、ならびに導光板の製造方法
JP4485026B2 (ja) * 2000-07-26 2010-06-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 導光ユニット
US6809892B2 (en) * 2000-07-26 2004-10-26 3M Innovative Properties Company Hollow surface illuminator
US7128457B2 (en) * 2002-05-23 2006-10-31 3M Innovative Properties Company Surface light-emitting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0561045A (ja) * 1991-08-29 1993-03-12 Nissha Printing Co Ltd 面光源装置とその製造方法
JPH075326A (ja) * 1993-06-14 1995-01-10 Nippon Chemitec Kk 中空導光板本体及びそれを用いた中空導光板
JPH0915595A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Fujitsu Kasei Kk バックライトユニット
JP2004146383A (ja) * 2003-11-26 2004-05-20 Dainippon Printing Co Ltd レンズシートを用いた面光源

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016033860A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 株式会社ソフケン 照明装置

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