JP2007287556A

JP2007287556A - バックライトモジュール

Info

Publication number: JP2007287556A
Application number: JP2006115845A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yamazaki; 努山崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】耐熱性の高いバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】導光板１の一側面１ａにＬＥＤ２が隣接され、前記ＬＥＤ２から発せられた光が前記導光板１の前記一側面１ａに入射し、前記導光板１の上面１ｂから出射するバックライトモジュールにおいて、前記導光板１の前記一側面１ａと前記ＬＥＤ２との間に、前記導光板１より耐熱性の高い透光部材３を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライトモジュールに関し、特に、ＬＥＤを光源とするバックライトモジュールに関する。

これまで液晶表示用などのバックライトの光源は冷陰極管のような線光源からＬＥＤのような点光源へと移り変わってきた。点光源は線光源に比べ省スペース化や低消費電力化などが可能という優位点がある。しかし、点光源を用いた場合、その光の指向性が高いという特性上、表示装置の表示面内での輝度ムラが大きいという問題が指摘されてきた。そこでこの問題を解決すべく、導光板の出射面に拡散シートを設けたり、点光源からの光を予め拡散させて導光板に入射させるために導光板の入射面に凹凸を付けるなどして、輝度ムラを改善してきた（例えば特許文献１参照）。

また、小型化された液晶表示装置は様々な環境で利用され、中にはカーナビゲーションなどの車載用表示装置として、高温条件下にさらされるものもある。それらの表示装置の多くは、光学特性の優位性からアクリル樹脂を導光板の材料として使用している。

また、表示装置の温度は周囲環境の温度に加えて、当然に、光源からの発熱が大きく寄与することとなる。導光板はこれらの熱によって変形したり透過性が悪くなる。そこで、これまでは、光源に流す電流を減らすことで発熱量を抑え、電流低減による輝度の低下を光源の数を増やすことで補ってきた。
特開２００１−２８２０３号公報

しかしながら、上述したように光源の個数が増えると、コスト面で不利になる。また光源の個数を減らすために流す電流を増加させると、光源とその光源の周辺の温度が上昇し、隣接するアクリル樹脂からなる導光板の熱変形温度が９６℃程度であるため、熱変形を起こしたり、透過性の劣化という不具合が生じる。また中型以上のバックライト用導光板にはアクリル樹脂材料を使用するのが一般的であるが、上記の問題から他のポリカーボネート等の熱に強い材料を導光板の材料として選択した場合は、アクリル樹脂材料に比べて光学特性が劣るため効率が悪い。

したがって、導光板にアクリル樹脂を用いることで光学特性を保ち、光源に流す電流を多くすることで個々の光源の輝度を高くし、光源の数を少なくすることでコストを抑え、且つ、耐熱性が高く輝度ムラの少ないバックライトモジュールを提供することが必要となる。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れたバックライトモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によるバックライトモジュールは、導光板の一側面にＬＥＤが隣接され、前記ＬＥＤから発せられた光が前記導光板の前記一側面に入射し、前記導光板の上面から出射するバックライトモジュールであって、前記導光板の前記一側面と前記ＬＥＤとの間には、前記導光板よりも耐熱性の高い透光部材が設けられていることを特徴とする。

このようにすれば、ＬＥＤからの熱が導光板に伝わりにくくなり、透光性が保たれる。

本発明のバックライトモジュールによれば、高温条件下にさらされるカーナビゲーションなどの車載用の液晶表示装置に搭載されたとしても十分に性能を発揮できる。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明の第１実施形態であるバックライトモジュールについて説明する。図１は本実施形態におけるバックライトモジュールの概略を示す上面図である。図２は本実施形態におけるバックライトモジュールの斜視図である（ただし、簡単のためＬＥＤ２は一つとした）。

図１に示すように、本実施形態のバックライトモジュールは、アクリル樹脂製の導光板１と、この導光板１の一側面１ａに隣接してＬＥＤ２が備えられた、エッジライト方式のバックライトモジュールである。ここで、ＬＥＤ２と導光板１の間には、導光板１よりも耐熱性の高い透光部材３が設けられている。

また、導光板１の一側面１ａ以外の側面と、下面１ｄとは反射シート（図示しない）で覆われている。

本実施形態のバックライトモジュールはＬＥＤ２から発せられた光が耐熱性の透光部材３を通り、導光板１の一側面１ａ（以後、入射面１ａと記述することがある）から導光板１内に入射される。その後、導光板１内で散乱された光は導光板１の上面１ｂ（以後、出射面１ｂと記述することもある）から出射する。ただし、導光板１の入射面１ａと出射面１ｂ以外の面に到達した光は、前記面に設けられた反射シート（図示しない）によって反射され、再び導光板１内で散乱され、出射面１ｂに到達する。

本実施形態に用いる透光部材３の材質はポリカーボネート（ＰＣ）からなり、熱変形温度は約１４５℃程度である。さらに、本実施形態における透光部材３は、ＬＥＤ２と対向する面３ａに、凹凸４が形成されている。この凹凸４は鋸歯形状をなしており、その鋸歯形状の頂点からなる稜線４ａは導光板１の出射面１ｂに垂直で且つ入射面１ａに平行である（図２参照）。また、鋸歯形状の頂角は９０度（ｄｅｇ）程度、頂角間の距離（ピッチ）は１５〜５０μｍ程度が好ましい。

本実施形態での、アクリル樹脂製の導光板１と透光部材３は、２色成形によって一体成形される。具体的には、まず、導光板１の材質であるアクリル樹脂を一次成形用の金型に射出成形する。その後、表面に凹凸４形状を有した２次成形用の金型に取り替え、透光部材３の材料であるポリカーボネートを射出する。これにより、透光部材３と導光板が一体成形されることとなる。なお、この１次成形と２次成形は順序が逆でも作製可能である。

本実施形態によれば、ＬＥＤ２から発せられた光は透光部材３を透過し導光板１に入射される。その際に、ＬＥＤ２からの入射光は、透光部材３のＬＥＤと対向する面３ａに形成された凹凸４によって、出射面１ｂと平行な平面方向に拡散される。その後、拡散された光は、さらに導光板１内や反射シートによって散乱され、導光板１の出射面１ｂから出射される。

かかる構成により、高温条件において、ＬＥＤ２から発生した熱によってさらに高温となる導光板１の入射面１ａに、耐熱性の透光部材３が設けられたため、導光板１が変形したり劣化したりすることがなく、その結果、信頼性が損なわれない。また、透光部材３のＬＥＤ２と対向する面３ａに形成された凹凸４によって、導光板４に入射される光は予め拡散されているため、出射面１ｂの入射面１ａ近傍における輝度ムラが抑えられる。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は第２実施形態におけるバックライトモジュールの概略を示す上面図である。なお、図中で図１、図２と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。後述する第３実施形態においても同様とする。本実施形態の特徴は、第１実施形態における透光部材３の材質、凹凸４の形状、透光部材３と導光板１の一体成形の手法、をそれぞれ変えた点にある。

つまり、透光部材３はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）からなり、凹凸４は波形状とする。ここで本実施形態に用いるシクロオレフィンポリマーの熱変形温度は１３６℃程度である。また、透光部材３と導光板１の一体成形の手法としては、インモールド成形によって作製する。具体的には、ベースフィルムとして、予め別途形成された透光部材３を金型内に設置し、その後、導光板１の材料（アクリル樹脂）を前記金型内に射出成形し、その際の熱と圧力によって透光部材３と導光板１が一体成形される。

このようにしても、第１実施形態と同様に、車中のような高温条件下においても信頼性が損なわれない。また、導光板１の出射面１ｂにおける入射面１ａ近傍での輝度ムラも抑えられる。また、インモールド形成は一般的に２色成形より製造コストが抑えられる。また、透光部材３の材質、凹凸４の形状、前記一体成形の手法、は第１実施形態における透光部材３の材質、凹凸４の形状、一体成形の手法、とそれぞれ組み替えることも可能である。

次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は第３実施形態におけるバックライトモジュールの概略を示す上面図である。本実施形態の特徴は、第１、２実施形態における透光部材３の材質、凹凸４の形状、をそえぞれ変えた点にある。

つまり、透光部材３はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、凹凸４は凸レンズ形状を並べた形状とする。ただし、ポリエチレンテレフタレートは成形加工条件によって大幅に耐熱性が変化するが、本実施形態に用いるポリエチレンテレフタレートは透光性を保つことを条件とするため、その熱変形温度は１０５℃程度である。

このようにしても、透光部材３による導光板１の熱的保護効果と、凹凸４による光拡散性効果が発揮され、第１、２実施形態と同様に、高温条件下における信頼性の向上する。また、導光板１の出射面１ｂの入射面１ａ近傍における輝度ムラが抑えられる。

なお、本実施形態では、透光部材３の材質としてＰＥＴを採用したが、第１、２実施形態において採用したＰＣやＣＯＰといった透光部材３を用いてもよい。また、本実施形態では凹凸４に凸レンズ形状を採用したが、第１、２実施形態で採用された凹凸４を用いてもよい。勿論、他の光拡散効果を有した凹凸４を用いてもよい。例えば、凹レンズ形状を並べた形状でも可能である。

また、透光部材３の表面における凹凸４の形成領域は、透光部材３のＬＥＤ２に対向する面の全域又はＬＥＤ２近傍のみのどちらでも良い。さらに、透光部材３の導光板１と対向する面においても凹凸４を形成し、両面に拡散効果を待たせても良い。

また、図５のように、ＬＥＤ２から発せられた光が透光部材３を通過する際に受ける拡散効果の一つとして、透光部材３のＬＥＤに対向する面３ａに傾斜を持たせても良い。このようにすると、ＬＥＤ２から発せられた光が前記面３ａで導光板の下面側に屈折され、出射面１ｂに光が到達するまでの散乱確率が高くなる。したがって、さらに輝度ムラを抑えることが可能となる。

以上のように、本発明の実施形態によって、耐熱性の高いバックライトモジュールが提供され、その結果、個々のＬＥＤに流す電流値を高めることが可能になり、以って、個々のＬＥＤの輝度が上昇する。したがって、一つのバックライトモジュールに使用するＬＥＤの個数を減らすことが可能となり、以って、低コストのバックライトモジュール、及び、それを用いた表示装置の提供が可能となる。

本発明は車載用液晶表示装置に使われるバックライトモジュールなど、高温条件下にさらされるバックライトモジュールとして有用である。

本発明の第１実施形態のバックライトモジュールを示す上面図である。第１実施形態におけるバックライトモジュールの斜視図である。第２実施形態におけるバックライトモジュールの上面図である。第３実施形態におけるバックライトモジュールの上面図である。透光部材のＬＥＤと対向する面に傾斜を設けた場合の透光部材と導光板の斜視図である。

符号の説明

１導光板
１ａ導光板の入射面
１ｂ導光板の上面（出射面）
１ｃ導光板の入射面と対向する側面
１ｄ導光板の下面
２ＬＥＤ
３透光部材
３ａ透光部材のＬＥＤと対向する面
４凹凸

Claims

導光板の一側面にＬＥＤが隣接され、前記ＬＥＤから発せられた光が前記導光板の前記一側面に入射し、前記導光板の上面から出射するバックライトモジュールにおいて、
前記導光板の前記一側面と前記ＬＥＤとの間には、前記導光板よりも耐熱性の高い透光部材が設けられていることを特徴とするバックライトモジュール。
前記透光部材が樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のバックライトモジュール。
前記樹脂の材質は、シクロオレフィンポリマー、テレフタル酸ポリエチレン、又は、ポリカーボネイトのいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載のバックライトモジュール。
前記透光部材の面のうち、前記ＬＥＤに対向する面に、前記ＬＥＤからの光を前記導光板の前記上面と平行な方向に拡散させて導光板に入射するための凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバックライトモジュール。
前記凹凸は、前記導光板の前記上面と平行方向の平面による断面が、鋸歯形状であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
前記凹凸は、前記導光板の前記上面と平行方向の平面による断面が、凸レンズ形状であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
前記凹凸は、前記導光板の前記上面と平行方向の平面による断面が、凹レンズ形状であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
前記凹凸は、前記導光板の前記上面と平行方向の平面による断面が、波形状であることを特徴とする請求項４に記載のバックライトモジュール。
前記透光部材と前記導光板が一体成形されてなることを特徴とする請求項１〜８に記載のバックライトモジュール。
前記一体成形の手法は２色成形であることを特徴とする請求項１〜９に記載のバックライトモジュール。
前記一体成形の手法はインモールド成形であることを特徴とする請求項１〜９に記載のバックライトモジュール。