JP2009176563A - バックライト - Google Patents

Abstract

【課題】点光源を用いた場合でも、輝度の均一性を高め、また軽量なバックライトを提供する。
【解決手段】略点発光する複数の光源と、前記光源から出射される光が入射する入光端面と、前記入光端面に対向し、前記入光端面から入射した光を出射する出光端面と、前記入光端面に対して略垂直な第１の主面と、前記第１の主面に対向する第２の主面と、を有し、前記第１の主面と前記第２の主面の少なくともいずれかに、独立形状の複数の光制御凹部が設けられ、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくともいずれかが平坦面である導光体と、前記出光端面から出射した出射光の光路を変換する光路変換部と、を備えたことを特徴とするバックライトが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライトに関する。

液晶表示装置等に用いられるサイドライト型バックライトとして、発光ダイオード（ＬＥＤ： Light Emitting Diode）等の点光源を用いた場合、その点光源の配置に起因した輝度ムラが問題になる。すなわち、導光体の端部（入光部）に設けられた点光源（ＬＥＤ）の正面に対応した部分では明るくなり、また、点光源（ＬＥＤ）の間に対応した部分では暗くなる。
これに対して、導光体裏面に設けられる光放射溝部とは別に、導光体裏面の入光部近傍領域に、例えば光拡散反射塗料等による光拡散部を設け、その光拡散反射塗料面の大きさやピッチ、密度を変え、入光部近傍における輝度ムラを改善する技術が提案されている（特許文献１）。しかしながら、光拡散部を新たに設けることは構成が複雑になる。また、特許文献１に開示された導光体は、バックライトの有効エリアのほぼ全面にわたって設けられた略矩形または略楔形状の透明樹脂板であり、このため、重量が大きかった。
特開２００７−４２４７９号公報

本発明は、上記の課題に基づいたものであり、その目的は、点光源を用いた場合でも、輝度の均一性を高め、また軽量なバックライトを提供することにある。

本発明の一態様によれば、略点発光する複数の光源と、前記光源から出射される光が入射する入光端面と、前記入光端面に対向し、前記入光端面から入射した光を出射する出光端面と、前記入光端面に対して略垂直な第１の主面と、前記第１の主面に対向する第２の主面と、を有し、前記第１の主面と前記第２の主面の少なくともいずれかに、独立形状の複数の光制御凹部が設けられ、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくともいずれかが平坦面である導光体と、前記出光端面から出射した出射光の光路を変換する光路変換部と、を備えたことを特徴とするバックライトが提供される。

本発明によれば、点光源を用いた場合でも、輝度の均一性を高め、また軽量なバックライトが提供される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式断面図である。
図１に表したように、本発明の第１の実施形態のバックライト１０は、複数の光源３１０と、光ガイド部１８０と、を備える。光ガイド部１８０は、導光体１１０と光路変換部５２０とを有する。

導光体１１０は、略一方向に配列した複数の光源３１０から出射される光３０５が入射する入光端面１４０、及び、入光端面１４０に対向し、入光端面１４０から入射した光を出射する出光端面１５０を有する。また、導光体１１０は、入光端面１４０と略垂直で、光源３１０の配列方向と略平行な第１の主面１２０（表面）と、第１の主面１２０に対向する第２の主面１３０（裏面）と、を有する。
さらに、導光体１１０には、第２の主面１３０に、複数の光源３１０から出射された光３０５の輝度分布を反映して設けられた独立形状の複数の光制御凹部２２０が設けられている。
この導光体１１０は、例えばアクリル樹脂等の透明な板状構造を有している。また、図１の例では、光制御凹部２２０は、第２の主面１３０に設けられているが、これに限らず、光制御凹部２２０は、第１の主面１２０と第２の主面の少なくともいずれかに、設けられる。そして、第１の主面１２０及び第２の主面１３０の少なくともいずれかは平坦面である。なお、この平坦面は、曲面ではなく、表面が略平面の平坦面であれば良く、また、平坦面に光制御凹部２２０が設けられていても平坦面とする。この光制御凹部２２０の詳細については後述する。

導光体１１０の入光端面１４０に対向して、略点発光する、例えばＬＥＤ等の複数の光源３１０が略一方向に並んで設置され、光源３１０から出射される光３０５が、入光端面１４０から導光体１１０に入射する。入光端面１４０から入射した光３０５は、第２の主面１３０（及び第１の主面１２０の少なくともいずれか）に設けられた、光制御凹部２２０によって光路が変更され、第１の主面１２０と第２の主面１３０の間を反射し、導光され、出光端面１５０から出射光３０６を出射する。
このとき、光制御凹部２２０が、複数の光源３１０から出射された光３０５の輝度分布を反映して設けられているので、出射光３０６は、複数の光源３１０の配置に起因した輝度ムラが解消され、均一な輝度分布となる。

一方、光路変換部５２０は、導光体１１０の出光端面１５０と空間を空けて設けられ、出光端面１５０から出射した出射光３０６の光路を変換する機能を有する。光路変換部５２０は、例えば、樹脂で形成することができ、反射部５２１は、鏡面反射または拡散反射、あるいは、その両方の性質を有する反射部とすることができる。
また、光路変換部５２０の反射部５２１の断面形状は、出射光３０６の光路を変更できれば任意で良いが、図１に例示されているように、Ｒ形状、放物線形状、多項式形状等の上に凹の曲線形状とすることができる。

また、出光端面１５０は、集光作用を有する例えば凸レンズの形状とすることができる。そして、上に述べた光路変換部５２０の反射部５２１の断面形状との組み合わせにより、出射光３０６が、光路変換部５２０の反射部５２１で効率良く反射し、照明光３０７を効率よく生成し、輝度を均一化できる。なお、出光端面１５０の詳細については後述する。

出射光３０６は、光路変換部５２０の反射部５２１で反射し、例えば、第１の主面１２０に対して略垂直方向に光路が変換され、照明光３０７となる。光制御凹部２２０によって出射光３０６が均一化されているので、この照明光３０７も、複数の光源３１０の配置に起因した輝度ムラもなく、均一な輝度分布とすることができる。

このように、本実施形態に係るバックライト１０は、複数の光源３１０から出射された光３０５の輝度分布を反映して設けられた光制御凹部２２０が設けられた導光体１１０を有しているので、複数の光源３１０の配置に起因した輝度ムラを解消でき、点光源を用いた場合でも、均一な輝度分布が実現できる。また、導光体１１０の出光端面１５０と光路変換部５２０との間が空間とされているので、軽量化が可能である。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式分解斜視図である。
なお、図２以降の各図については、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図２に表したように、本実施形態に係るバックライト１０は、上記の光ガイド部１８０と、光ガイド部１８０の入光端面１４０に光３０５を入射させる、略一方向に配列した略点発光する複数の光源３１０を備えている。例えば、複数の光源３１０は、配線基板の上に略一方向に配列して実装され、光源ユニット３２０を構成する。そして、光源３１０には、例えばＬＥＤが用いられる。なお、このような構造の光ガイド部１８０及びそれを用いたバックライト１０は、例えば液晶表示装置等の背面に設置され、照明光３０７が液晶表示装置等によって光スイッチングされ、液晶表示装置等は表示を行う。また、このように、光源３１０を光ガイド部１８０の端面に設ける構造のバックライトを、サイドライト方式バックライトと言うことがある。

また、バックライト１０は、下から順に、バックフレーム５１０、光ガイド部１８０、拡散シート５３０、レンズシート５４０、偏光シート５５０、フロントフレーム５６０が積層された構造を有することができる。なお、上記のバックフレーム５１０、拡散シート５３０、レンズシート５４０、偏光シート５５０、フロントフレーム５６０は適宜省略することができる。また、前述のように、光ガイド部１８０は、導光体１１０と光路変換部５２０を含む。

本実施形態に係るバックライト１０は、上記の光ガイド部１８０を用いているので、点光源を用いた場合でも、均一性の高い照明光３０７を得ることができる。また、光ガイド部１８０において、導光体１１０の出光端面１５０と光路変換部５２０との間に空間が設けられているので、軽量化が可能となっている。

以下、詳細に説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトにおける輝度分布を例示する模式図である。
図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトにおける輝度分布を例示し、図３（ｂ）は、光源の輝度分布を例示している。
図３（ｂ）に表したように、光源ユニット３２０に設けられた複数の光源３１０から出射した光３０５による輝度分布は、各光源３１０の正面領域２１４では明るく、正面以外の領域（左側領域２１２と右側領域２１６）では暗くなっている。これは、光源３１０に用いられる例えばＬＥＤの指向性によるものである。

そして、図３（ａ）に表したように、本発明の第１の実施形態に係るバックライト１０の光ガイド部１８０においては、入光端面１４０の第２の主面１３０に設けられた独立形状の光制御凹部２２０は、各光源３１０の正面領域２１４と正面領域以外（左側領域２１２と右側領域２１６）とで、光制御凹部２２０であるムーンカット形状４１０の設置角度を変えて配置されている。
すなわち、各光源３１０の正面領域２１４では、光制御凹部２２４のムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１は、入光端面１４０と実質的に平行とされている。そして、各光源３１０の左側領域２１２では、光制御凹部２２２のムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１は、入光端面１４０に対して、例えば約４５度の配置となっている。そして、各光源３１０の右側領域２１６では、光制御凹部２２６のムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１は、入光端面１４０に対して、例えば約１３５度の配置となっている。
このように、光制御凹部２２０の形状の設置角度を変えて光制御凹部２２０が配置されている。後述するように、ムーンカット形状４１０の光制御凹部２２０は、その平坦斜面４１１とそれ以外の面（湾曲面）とで、入射光に対する光学特性（反射特性、屈折特性）が異なる。この特性を利用して、光制御凹部２２０は、複数の光源３１０から出射される光３０５の輝度分布を反映して設けられている。
これにより、光制御凹部２２０の光源３１０に対する設置角度を変えることで、光学特性を変えることができ、これにより、略点発光する複数の光源の正面と正面以外の領域との輝度差を補償し、輝度の均一な面内分布を得ることができ、高い均一性の出射光３０６を得ることができる。

また、後述するように、光制御凹部２２０の設置角度の他に、光制御凹部２２０の形状、大きさ、配置密度を、光源の輝度分布を反映して変えることもできる。
また、図１と図３（ａ）においては、各光源３１０の正面領域２１４と正面領域以外（左側領域２１２と右側領域２１６）とで、光制御凹部２２０であるムーンカット形状４１０の設置角度を３種に変えて配置したが、４種以上に変えてもよく、また、入光端面１４０からの距離、各光源３１０からの距離（正面方向及び光源の間隔方向）によって、徐々に変化させても良い。

（第１の比較例）
図４は、第１の比較例のバックライトの構造と輝度分布を例示する模式図である。
図４（ａ）、（ｂ）は、第１の比較例のバックライト１８の構造を例示する、それぞれ模式平面図と模式断面図である。また、図４（ｃ）は、第１の比較例のバックライト１８の輝度分布を例示する模式図である。
図４（ａ）、（ｂ）に表したように、第１の比較例のバックライト１８の導光体８１０ａにおいては、バックライト１８の照明領域の実質的に全域に渡って第１の主面８２０と第２の主面８３０が設けられている。そして、第１の主面８２０と第２の主面８３０の間の間隔、すなわち、導光体８１０ａの厚みは全域に渡って一定である。すなわち、導光体８１０ａは、バックライトの照明領域と同等（あるいはそれ以上）の面積を有した板状の形状をしており、軽量化が困難である。

また、導光体８１０ａでは、第２の主面８３０に、凹部８７０が設けられている。凹部８７０は、ムーンカット形状４１０であり、その平坦斜面４１１は、全ての領域において、入光端面８４０に対して実質的に平行であり、また、凹部８７０の大きさや配置密度も均一となっている。
従って、第１の比較例の導光体８１０ａでは、図４（ｃ）に表したように、入光端面８４０からある程度離れた遠方領域２６０では、輝度はある程度均一になるが、入光端面８４０の近傍領域２１０では、各光源３１０に対応した輝度分布が発生してしまう。すなわち、光源３１０の正面領域８１４では明るく、左側領域８１２や右側領域８１６では暗くなり、実用的に問題である。

なお、別の比較例として、凹部８７０として、ムーンカット形状４１０に代えて、入光端面１４０に実質的に平行に延在するＶ溝形状の凹部を有する導光体もあるが、この場合も各光源３１０に対応した輝度分布、すなわち、明るさのむらが発生してしまう。

（第２の比較例）
図５は、第２の比較例のバックライトの構造を例示する模式図である。
図５に表したように、第２の比較例のバックライト１９の導光体８１０ｃは、第２の主面８３０に、入光端面１４０に実質的に平行に延在するＶ溝形状の凹部８７１を有し、また、略楔形の形状を有している。すなわち、入光端面８４０から遠ざかるに従って第１の主面８２０と第２の主面８３０との間隔が狭くなる、すなわち、導光体８１０ｃの厚さが薄くなる形状となっている。この略楔形状により、多少軽量化が可能とされているが、軽量化は不十分である。

また、上記の楔型形状によって、導光体８１０ｃの入光端面８４０から入射した光を第２の主面に設けられたＶ溝形状の凹部８７１により光路を変換することと同時に、第２の主面８３０と外気との界面における反射により、光路を変換できる。
しかしながら、Ｖ溝形状の凹部８７１は、光源３１０の配列方向には均質な光学特性を有しているので、入光端面８４０の近傍領域２１０では、各光源３１０に対応した輝度分布がやはり発生してしまう。

なお、第２の比較例において、特許文献１で提案されているように、導光体８１０ｃの入光部の近傍領域２１０に、例えば光拡散反射塗料等による光拡散部を設け、その光拡散反射塗料面の大きさやピッチ、密度を変え、入光部近傍における輝度ムラが改善できる可能性がある。しかしながら、この方法では、凹部８７０やＶ溝形状の凹部８７１とは別の構造である光拡散部を別の方法で設けることになる。このため、構成が複雑になりなり、コスト高に繋がり、また、別に設けた光拡散層の剥離など、信頼性が劣化する懸念が生じる。また、光拡散塗料等によっては輝度ムラの補正効果が小さく、また、輝度が低下するおそれがある。

これに対し、図１〜図３で説明した、本発明の実施形態に係るバックライト１０は、複数の光源３１０の輝度分布を反映して独立形状の複数の光制御凹部２２０が導光体１１０に設けられているので、略点発光する複数の光源の正面と正面以外の領域との輝度差を補償し、輝度の均一な面内分布を得ることができ、高い均一性の出射光を得ることができる。そして、光制御凹部２２０は、導光体１１０に凹部を設けるだけであるので、上記の光拡散反射塗料などの別の部材を用いないので、信頼性が劣化する懸念はない。さらに、導光体１１０の出光端面１５０と光路変換部５２０との間が空間とされているので、軽量である。

以下、光制御凹部２２０について詳しく説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造及び光学特性を例示する模式図である。
図６（ａ)〜（ｃ）は、本実施形態のバックライト１０の光制御凹部２２０に用いることができるムーンカット形状４１０の構造を例示する、それぞれ断面図、平面下図、模式斜視図である。
図６（ａ)〜（ｃ）に表したように、光制御凹部２２０には、ムーンカット形状４１０を用いることができる。このムーンカット形状４１０は、その一部では平坦斜面４１１を有し、その他の部分では湾曲面４１２を有している。
図６（ｄ）、（ｅ）は、ムーンカット形状４１０の光学特性を例示する模式図である。図６（ｄ）に表したように、ムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１の方向から光３０５が入射した時と、図６（ｅ）表したようにムーンカット形状４１０の湾曲面４１２から光３０５が入射した時とでは、その反射光３０８の特性（反射角度）が異なる。従って、ムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１（湾曲面４１２）に対しての入射角度を変えて光３０５を入射することによって、得られる反射光３０８の反射角度（発散角度）が制御でき、これにより、光源３１０の配置に起因した明るさのムラを補償できる。
なお、図６（ａ）、（ｂ）における左側を入光端面１４０の方向とすると、光３０５は左方向から入射し、ムーンカット形状４１０に入射する。すなわち、光３０５は、平坦斜面４１１の方からムーンカット形状４１０に入射する。

図６（ｆ)〜（ｈ）は、ムーンカット形状４１０の配置を例示する、それぞれ断面図、平面下図、模式斜視図である。
図６（ｆ)〜（ｈ）に表したように、ムーンカット形状４１０の配置は、図６（ａ）〜（ｃ）に例示した配置の逆にしても良い。すなわち、光３０５が、湾曲面４１２の方からムーンカット形状４１０に入射するように配置しても良い。
なお、ムーンカット形状４１０は、例えば、エンドミルの軸方向を導光体の第２の主面１３０の法線から傾けて、導光体の第２の主面１３０を切削することによって得られる。

図７は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造を例示する模式図である。
図７（ａ１）〜（ａ３）は、光制御凹部２２０に用いることができる三角錐形状４２０の構造を例示する、それぞれ断面図、平面下図、模式斜視図である。なお、図７（ｂ１）〜（ｅ３）の各３つずつの組の図は、各形状の、それぞれ、断面図、平面下図、模式斜視図である。
図７（ａ１）〜（ａ３）に表したように、光制御凹部２２０には、三角錐形状４２０を用いることができる。この時、三角錐形状４２０は、傾斜した三角錐の形状とすることができ、特定の平坦斜面４２１を有することができる。
図７（ｂ１）〜（ｂ３）に表したように、光制御凹部２２０には、四角錐台形状４３０を用いることができる。この時、四角錐台形状４３０は、傾斜した四角錐台形の形状とすることができ、特定の平坦斜面４３１を有することができる。また、これらに限らず、光制御凹部２２０には、各種の多角錐台形を用いることができ、また、傾斜した多角錐台形の形状とすることができ、その時、特定の平坦斜面を有することができる。
さらに、図７（ｃ１）〜（ｃ３）に表したように、光制御凹部２２０には、円柱形状４４０を用いることができる。
また、図７（ｄ１）〜（ｄ３）に表したように、光制御凹部２２０には、円錐形状４５０を用いることができる。
また、図７（ｅ１）〜（ｅ３）に表したように、光制御凹部２２０には、円錐台形状４６０を用いることができる。また、これら円柱形状４４０、円錐形状４５０、円錐台形状４６０において、それぞれ、傾斜した形状とすることもでき、それぞれ、特定の傾斜面を有することができる。

光制御凹部２２０として、以上例示した、ムーンカット形状４１０、三角錐形状４２０、四角錐台形状４３０、多角錐形状、円柱形状４４０、円錐形状４５０、円錐台形状４６０等の、大きさ、配置密度を、光源３１０の輝度分布を反映させて設けることにより、光源３１０の配置に起因した輝度ムラを解消できる。また、これらの各種形状を傾斜させた場合、各光制御凹部２２０と光源３１０のなす角に基づいて、この傾斜軸を変えることで、光源３１０の配置に起因した輝度ムラを解消できる。例えば、ムーンカット形状４１０、三角錐形状４２０、四角錐台形状４３０の場合、上記の平坦斜面４１１、特定の平坦斜面４２１、４３１と、入光端面１４０とのなす角を光源３１０の輝度分布を反映して変えることで光源３１０の配置に起因した輝度ムラを解消できる。このように、光制御凹部２２０の配置角度とは、光制御凹部２２０の形状が第２の主面１３０に平行な平面内において異方性を有していた場合に、その異方性の方向の角度と同義であり、例えば、傾斜した円柱、円錐、多角柱、多角錐の場合、その傾斜軸の、第２の主面１３０に平行な平面内における角度とすることができる。

また、本実施形態に係るバックライト１０に用いられる光制御凹部２２０には、上記説明したムーンカット形状４１０、三角錐形状４２０、四角錐台形状４３０、多角錐形状、円柱形状４４０、円錐形状４５０、円錐台形状４６０等の各種の形状を混在して用いることができる。さらには、Ｖ溝形状の凹部と併用することもできる。

本実施形態のバックライト１０に用いられる光制御凹部２２０には、上記の各種の形状の独立形状の光制御凹部２２０を用いるため、種々の光学特性を有する複数の光源の輝度分布への対応が容易である。
なお、上記の光制御凹部２２０は、切削加工の他、型押し法等、樹脂を成形する各種の手法によって得ることができる。

図８は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造を例示する模式図である。
図８（ａ）に表したように、各光源３１０の正面領域２１４では、光制御凹部２２４のムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１を入光端面１４０と実質的に平行とし、各光源３１０の左側領域２１２では、光制御凹部２２２のムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１を入光端面１４０に対して例えば約４５度とし、そして、各光源３１０の右側領域２１６では、光制御凹部２２６のムーンカット形状４１０の平坦斜面４１１を入光端面１４０に対して約１３５度の配置とすることができる。
すなわち、光源３１０の正面領域２１４と正面領域以外（左側領域２１２と右側領域２１６）とで、光制御凹部２２０の配置角度を変えることができる。
上記の例では、正面領域２１４、左側領域２１２、右側領域２１６の３つの領域に分けて、光制御凹部２２０の配置角度を変えたが、これに限らず、さらに多くの領域に分けて光制御凹部２２０の配置角度を変えても良い。
また、さらには、光源３１０の正面領域２１４と、左側領域２１２と、右側領域２１６と、で、光制御凹部２２０の配置角度、形状、大きさ及び密度の少なくとも１つを変えることもできる。

また、図８（ｂ）に表したように、各光源３１０を中心とした放射状に、規則性を持たせて、光制御凹部２２０の配置角度を変えても良い。また、各光源３１０を中心とした同心円状に、規則性を持たせて、光制御凹部２２０の配置角度を変えても良い。

さらには、各光源３１０を中心とした放射状、または、同心円状に、規則性を持たせて、光制御凹部２２０の配置角度、形状、大きさ及び密度の少なくとも１つを変えても良い。
なお、上記において、放射状または同心円状の規則性は厳密なものでなく、実質的に放射状または同心円状の規則性であれば良い。

図９は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造を例示する模式図である。
図９（ａ）に表したように、各光源３１０の正面領域２１４の光制御凹部２２４の大きさに比べ、各光源３１０の左側領域２１２と右側領域２１６の光制御凹部２２８の大きさを大きくしている。すなわち、光源３１０の正面領域２１４と正面領域以外（左側領域２１２と右側領域２１６）とで、光制御凹部２２０の大きさを変えることができる。
上記の例では、正面領域２１４、左側領域２１２、右側領域２１６の３つの領域に分けて、光制御凹部２２０の大きさを変えたが、これに限らず、さらに多くの領域に分けて光制御凹部２２０の大きさを変えても良い。また、各光源３１０を中心とした放射状、または、同心円状に、規則性を持たせて、光制御凹部２２０の大きさを変えてもよい。

図９（ｂ）に表したように、各光源３１０の正面領域２１４の光制御凹部２２４の密度に比べ、各光源３１０の左側領域２１２と右側領域２１６の光制御凹部２２９の密度を高くしている。すなわち、光源３１０の正面領域２１４と正面領域以外（左側領域２１２と右側領域２１６）とで、光制御凹部の密度を変えることができる。
上記の例では、正面領域２１４、左側領域２１２、右側領域２１６の３つの領域に分けて、光制御凹部２２０の密度を変えたが、これに限らず、さらに多くの領域に分けて光制御凹部２２０の密度を変えても良い。また、各光源３１０を中心とした放射状、または、同心円状に、規則性を持たせて、光制御凹部２２０の密度を変えてもよい。
また、光源３１０の輝度分布を反映させて、上記の光制御凹部２２０の配置角度、形状、大きさ及び密度を組み合わせて変えても良い。

次に、導光体１１０の入光端面１４０及び出光端面１５０について詳しく説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式図である。
図１０に表したように、第１の実施形態に係るバックライト１０の導光体の入光端面１４０及び出光端面１５０は、各種の構成を有することができる。
すなわち、図１０（ａ）に表したように、導光体１１６ａの出光端面１５０ａの断面形状は、凹面状とすることができる。なお、この時、入光端面１４０ａは平面である例である。
また、図１０（ｂ）に表したように、導光体１１６ｂの出光端面１５０ｂの断面形状は凸面状とすることができる。なお、この時は、入光端面１４０ｂは平面である例である。

また、図１０（ｃ）に表したように、導光体１１６ｃの出光端面１５０ｃにフレネルレンズ１５２を設けることができる。このフレネルレンズ１５２は、導光体１１６ｃの厚み方向に対して実質的に垂直方向に延在するレンズ溝が複数設けられているものであり、出光端面１５０ｃから出射する光の、導光体１１６ｃの厚み方向の広がりを制御する。なお、この時、入光端面１４０ｃは平面である例である。
また、図１０（ｄ）に表したように、導光体１１６ｄの出光端面１５０ｄは平面とし、入光端面１４０ｄに、導光体１１６ｄの厚み方向（縦方向）に延在するレンズ溝を有するプリズムレンズ１５３を設けることができる。
さらに、図１０（ｅ）に表したように、導光体１１６ｅの入光端面１４０ｅに縦方向のプリズムレンズ１５３を設け、出光端面１５０ｅに集光性のあるレンズを設けることもできる。この場合は、出光端面１５０ｅにフレネルレンズ１５２が設けられた例である。 なお、導光体の入光端面１４０及び出光端面１５０の間の上下の面である、第１の主面１２０及び第２の主面１３０の少なくともいずれかは、略平坦面である。

このように、導光体１１０の入光端面１４０に縦方向のプリズムレンズ１５３を設けることにより各光源から出射する光の輝度の均一性をより高めることができる。また、出光端面１５０に、凹レンズ、凸レンズ、フレネルレンズ１５２等の集光作用を持ったレンズを設けることにより、出光端面１５０から出射される出射光３０６を集光させることができ、光路変換部５２０の反射部５２１に効率的に出射光３０６を照射でき、より均一な照明光３０７を得ることができる。
なお、図１０（ａ）〜（ｅ）では、光制御凹部２２０は、光源３１０の正面と正面以外とで大きさが異なる場合を例示したが、これに限らず、光制御凹部２２０の形状、大きさ、密度及び配置角度の少なくともいずれかが、光源３１０から出射された光３０５の輝度分布を反映して変えられる。

（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式断面図である。
図１１に例示したバックライト１１は、図１に例示した光ガイド部１８０において、光路変換部５２０の構成を変えたものである。
すなわち、図１１に表したように、本実施形態に係る光路変換部５２２は、湾曲した薄い板状体であり、反射部５２１の裏面である光路変換部裏面５２３とバックフレーム５１０の間も空間とされている。これにより、本実施形態に係るバックライト１１は、図１に例示した光ガイド部１８０及びそれを用いたバックライト１０に比べ、さらなる軽量化が可能となる。なお、上記の薄い板状体の光路変換部５２２の断面形状は、出射光３０６の光路を変更できれば任意で良いが、図１１に例示されているように、Ｒ形状、放物線形状、多項式形状等の上に凹の曲線形状とすることができる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、バックライトを構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述したバックライトを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのバックライトも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明の第１の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトにおける輝度分布を例示する模式図である。 第１の比較例のバックライトの構造と輝度分布を例示する模式図である。 第２の比較例のバックライトの構造を例示する模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造及び光学特性を例示する模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造を例示する模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造を例示する模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトに用いられる光制御凹部の構造を例示する模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバックライトの導光体の構成を例示する模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るバックライトの構成を例示する模式断面図である。

符号の説明

１０、１１、１８、１９ バックライト
１１０、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ、１１６ｅ、８１０ａ、８１０ｃ 導光体
１２０、８２０ 第１の主面
１３０、８３０ 第２の主面
１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、８４０ 入光端面
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、 出光端面
１５２ フレネルレンズ
１５３ プリズムレンズ
１８０ 光ガイド部
２１０ 近傍領域
２１２、８１２ 左側領域
２１４、８１４ 正面領域
２１６、８１６ 右側領域
２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２２９ 光制御凹部
２６０ 遠方領域
２７０ 光出射凹部
２９０ 光放射部
３０５ 光
３０６ 出射光
３０７ 照明光
３０８ 反射光
３１０ 光源
３２０ 光源ユニット
４１０ ムーンカット形状
４１１ 平坦斜面
４１２ 湾曲面
４２０ 三角錐形状
４２１ 平坦斜面
４３０ 四角錐台形状
４３１ 平坦斜面
４４０ 円柱形状
４５０ 円錐形状
４６０ 円錐台形状
５１０ バックフレーム
５２０、５２２ 光路変換部
５２１ 反射部
５２３ 光路変換部裏面
５３０ 拡散シート
５４０ レンズシート
５５０ 偏光シート
５６０ フロントフレーム
８７０、８７１ 凹部

Claims (6)

1. 略点発光する複数の光源と、
   前記光源から出射される光が入射する入光端面と、
   前記入光端面に対向し、前記入光端面から入射した光を出射する出光端面と、
   前記入光端面に対して略垂直な第１の主面と、
   前記第１の主面に対向する第２の主面と、
   を有し、前記第１の主面と前記第２の主面の少なくともいずれかに、独立形状の複数の光制御凹部が設けられ、前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくともいずれかが平坦面である導光体と、
   前記出光端面から出射した出射光の光路を変換する光路変換部と、
   を備えたことを特徴とするバックライト。
2. 前記複数の光制御凹部のいずれか２つは、形状及び大きさの少なくともいずれかが異なることを特徴とする請求項１記載のバックライト。
3. 前記複数の光制御凹部の少なくともいずれかは、ムーンカット形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト。
4. 前記光制御凹部の配置角度及び密度の少なくともいずれかは、近接する前記光源との配置関係に応じて変えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のバックライト。
5. 前記入光端面と前記出光端面の少なくともいずれかが、集光性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のバックライト。
6. 前記光路変換部は、前記出光端面から出射した前記出射光を反射する曲面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のバックライト。
   

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