JP2014096312A - 面状ライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を推し進めてもプリズムシートの外縁部に圧力が掛かって発生する照度ムラを著しく低下できる面状ライトユニットを提供する。
【解決手段】テーパー部４７ａを備える導光板４７には拡散シート４４とプリズムシート４２，４３が積層し、その一部を遮光部材３１が覆っている。このとき遮光部材３１と拡散シート４４の縁部とプリズムシート４２，４３の端部から形成される空間にスペーサ４１を配置した。このスペーサ４１は遮光部材３１に貼り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とし、導光板、拡散シート及びプリズムシートを備えた面状ライトユニットに関する。

液晶表示装置のバックライトとして面状ライトユニットを使用することがある。この面状ライトユニットは、導光板の側面に配置した光源から出射し、導光板を伝播する光を上面側から出射するものである。このとき面状ライトユニットは、導光板の上面側に拡散シートやプリズムシートを備えることが多い（例えば特許文献１の図１）。

特許文献１の図１を図３に再掲示し、その構造を説明する。図３は従来のバックライトユニット（面状ライトユニット）の断面図である。図３に示すバックライトユニットにおいて、導光板１の裏面には、光均斉化のためのドットパターンが形成され、その面上に反射シート２が配置されている。導光板１の上面側（出射光面側）には、拡散シート３と、一枚以上のプリズムシート４と拡散板５が順番に積層されている。また、導光板１の側面部に配置された蛍光ランプ６はランプリフレクター７によって覆われ、これらの部材は枠体（ハウジング）８に装着保持されている。

最近では液晶表示装置の薄型化が強く要請されるようになったため、面状ライトユニットも光源をＬＥＤ化しながら薄型化を図っている。さらに薄型化を推し進めると導光板の光出射部をＬＥＤより薄くせざるを得なくなる。このとき光の入射効率を高めるため、ＬＥＤからの光が入射する側面と光出射部の間にテーパーを設けることがある（例えば特許文献２の図１）。

特許文献２の図１を図４に再掲示し、その構造を説明する。図４は、バックライト（面状ライトユニット）を含む従来の液晶表示装置の断面図である。なお図４では符号を変更している。図４に示す液晶表示装置は、光源１０と、液晶パネル１２とを有し、導光板１３上に拡散シート１４と、第１プリズムシート１５と、第２プリズムシート１６とが積層している。導光板１３は受光部の厚さｄ２を光源１０の厚さにそろえ、有効表示領域（光出射部）を厚さｄ１とし、受光部から有効表示領域の間にテーパー部３ａを備えている。しかしながらテーパー部３ａから光が漏れ出すため、本従来例では第１プリズムシート１５を第２プリズムシート１６よりも光源１０側に延長している。

図４に示した液晶表示装置に含まれる面状ライトユニット（バックライト）は、第１プリズムシート１５と第２プリズムシート１６の大きさが異なっているため取り扱いにくくなっている。そこで本願の発明者らは、テーパーを有する導光板に拡散シート１４とプリズムシート１５を積層する際、拡散シート１４の光源１０側の端部よりもプリズムシート１５の光源１０側の端部を光源１０から離した。なお、プリズムシート１５の光源１０側の端部を拡散シート１４の端部より光源１０から離した理由は、テーパー部３ａから漏れ出した光がプリズムシート１５に入り込んで輝線を発生する現象を避けるためである。またテーパー部３ａから漏れ出した光を遮るため、テーパー部３ａ及びプリズムシート１５の縁部の上部に遮光部材を配置した。

特開２０００−１００９５号公報 （図１） 特開２００６−１３３２７４号公報 （図１）

しかしながら本願の発明者らが作成した面状ライトユニットは、プリズムシートの外延部に圧力が加わったとき新たな照度ムラを発生した。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、薄型化を推し進めてもプリズムシートの外縁部に圧力が掛かって発生する照度ムラを著しく低下できる面状ライトユニット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の面状ライトユニットは、ＬＥＤを光源とし、導光板、拡散シート及びプリズムシートを備えた面状ライトユニットにおいて、
前記導光板は、光源からの光が入射する側面と、その光が出射する光出射部との間にテーパーを設け、
前記拡散シートと前記プリズムシートが前記光出射部に積層し、
前記プリズムシートの前記光源側の端部が前記拡散シートの前記光源側の端部より前記光源から離れており、
遮光部材が前記光源並びに前記拡散シートの前記光源側の縁部及び前記プリズムシートの前記光源側の縁部を覆い、
前記遮光部材並びに前記拡散シートの前記光源側の縁部及び前記プリズムシートの前記光源側の端部から形成される空間にスペーサを配置した
ことを特徴とする。

本発明の面状ライトユニットに含まれる導光板は、ＬＥＤ光源からの光が入射する側面とその光が出射する光出射部との間にテーパーを設け、光を効率よく入射させている。さらに導光板の光出射部には拡散シートとプリズムシートが積層している。このプリズムシートは、光源側の端部が拡散シートの光源側の端部より光源から離れており、導光板のテーパー部から漏れ出した光をプリズムシートに侵入させないようにしている。また遮光部材がＬＥＤ光源並びに拡散シートの光源側の縁部及びプリズムシートの光源側の縁部を覆い、ＬＥＤ光源及びテーパー部から漏れ出した光を遮光している。このとき遮光部材と拡散シートの光源側の縁部とプリズムシートの光源側の端部から構成される空間にスペーサを配置することにより、プリズムシートの光源側の縁部に圧力が加わってもスペーサでその圧力が分散され照度ムラが発生しづらくなる。

前記スペーサが前記遮光部材に貼り付けられていても良い。

前記スペーサが樹脂シートの両面に粘着層を備えたテープであっても良い。

前記光源が基板を介して前記遮光部材に接着していても良い。

前記基板が可撓性を備えていても良い。

以上のように本発明の面状ライトユニットは、遮光部材と拡散シートにより形成される間隙にスペーサを配したものなので面状ライトユニットの薄型化の障害にならない。さらにプリズムシートの外縁部に圧力が掛かっても、スペーサにより圧力を分散することができるため、圧力により生じる照度ムラを著しく低下できる。

本発明の実施形態として示す面状ライトユニットの外観図。 図１に示す面状ライトユニットの断面図。 第１の従来例として示した面状ライトユニットの断面図。 第２の従来例として示した面状ライトユニットの断面図。

以下、添付図１と図２を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。さらに特許請求の範囲に記載した発明特定事項との関係をカッコ内に記載している。

まず図１により本実施形態の面状ライトユニット３０の外観について説明する。図１は面状ライトユニット３０の外観図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。

図１（ａ）で示すように面状ライトユニット３０を上面から眺めると、遮光部材３１及び遮光部材３１から延出する導光部３２が見える。導光部３２は、後述するように導光板４７（図２参照）や拡散シート４４（図２参照）を含み、その光出射部３３から紙面の垂直方向に光を出射する。この光出射部３３は１１０ｍｍ×６４ｍｍである。また図１（ｂ）で示すように面状ライトユニット３０を側面から眺めると、遮光部材３１及び導光部３２に加え、光源部３４が見える。この光源部３４は後述するようにＬＥＤ４６（図２参照）を含んでいる。遮光部材３１は導光部３２の光源部３４側の縁部と光源部３４を覆っている。光出射部３３は厚さが５００μｍ程度になる。

次に図２により面状ライトユニット３０の積層構造を詳細に説明する。図２は、図１のＡＡ線に沿って描いた面状ライトユニット３０の断面図である。図１に示した導光部３２は、導光板４７及び反射シート４８、拡散シート４４、プリズムシート４２，４３からなる。同様に光源部３４（図１参照）はＬＥＤ４６（光源）と基板４５からなる。また光出射部３３は導光板４７等が遮光部材３１に覆われていない部分となる。

導光板４７は、ＬＥＤ４６からの光が入射する側面からその光が出射する光出射部３３の間にテーパー部４７ａを設けており、光出射部３３において拡散シート４４とプリズムシート４３，４２が積層している。プリズムシート４３，４２のＬＥＤ４６側の端部は、拡散シート４４のＬＥＤ４６側の端部よりＬＥＤ４６から離れている。また遮光部材３１は、ＬＥＤ４６並びに拡散シート４４のＬＥＤ４６側の縁部及びプリズムシート４３，４２のＬＥＤ４６側の縁部を覆っている。このとき遮光部材３１、拡散シート４４の縁部及びプリズムシート４３，４２の端部から構成される空間にはスペーサ４１が配置されている。また導光板４７の底面には反射シート４８が貼り付けられており、ＬＥＤ４６が基板４５を介して遮光部材３１と接着している。

遮光部材３１は、上下の面が黒色のいわゆる両面テープであり、基材がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、厚さが３０μｍである。なお面状ライトユニット３０を液晶表示装置等の製品に組み込むまでは、遮光部材３１の上面に図示していないセパレータが取り付けられている。スペーサ４１も上下の面が黒色の両面テープであり、基材がＰＥＴ、厚さが１００μｍである。プリズムシート４２，４３は、基材がＰＥＴ、マイクロプリズムアレイがアクリル樹脂からなり、厚みが６０〜７０μｍである。プリズムシート４２，４３はそれぞれのマイクロプリズムの稜線が直交しており、紙面に垂直な方向と紙面に平行な方向の視角特性を調整している。拡散シート４４は、ＰＥＴからなり、厚さが３０〜４０μｍである。

基板４５はポリイミドシートにＣｕ配線を形成したフレキシブル・プリント基板（ＦＰ
Ｃともいう）であり、厚さが８０〜９０μｍで可撓性を有する。また基板４５は図示していない電力供給部を有し、この電力供給部により外部から電力の供給を受ける。ＬＥＤ４６は、リードフレーム又はサブマウウント基板等にＬＥＤダイを実装し蛍光樹脂で被覆したパッケージ品であり、導光板４７方向にのみ光を出射させるための反射部材を備えている。またＬＥＤ４６は、厚さが０．４ｍｍで紙面に垂直な方向に複数配置される。導光板４７は、ＰＥＴからなり、受光部の高さが４００μｍ、光出射部３３における厚さが３００μｍ、テーパー部４７ａの長さが１．５ｍｍである。反射シート４８はＰＥＴからなり、厚さが６０〜７０μｍである。

ＬＥＤ４６から発した光は、導光板４７の側面から導光板４７に入射し、大部分が全反射をくり返しながら光出射部３３に達する。この光は、光出射部３３における導光板４７の底面に形成された凹凸により進行方向が変えられ、導光板４７の上方又は下方に向かう。上方に向う光及び下方に向かって反射シート４８で反射し上方に向かう光は導光板４７から出射し拡散シート４４に入射する。その後、拡散シート４４で拡散した光はプリズムシート４３，４２で所望の視野角特性になるよう調整される。これに対し、導光板４７のテーパー部４７ａで導光板４７から漏れ出した光は遮光部材３１に吸収される。このとき拡散シート４４の端部に対しプリズムシート４３，４２の端部をＬＥＤ４６から離しているため、テーパー部４７ａから漏れ出た光がプリズムシート４３，４２にほとんど入射しない。

プリズムシート４２，４３のＬＥＤ４６側の縁部に圧力が掛かると、この圧力はスペーサ４１にも伝わるため、プリズムシート４２，４３の縁部に掛かる力が軽減する。この結果、プリズムシート４２，４３に圧力を加えたときに発生する照度ムラが著しく軽減する。

本実施形態の面状ライトユニット３０ではスペーサ４１が遮光部材３１に貼り付けられていた。圧力又は応力を分散するためであれば、スペーサ４１は必ずしも遮光部材３１に貼り付けられている必要はない。すなわちスペーサ４１は、遮光部材３１又は拡散シート４４に貼りつけてもよいし、遮光部材３１又は拡散シート４４に貼り付けなくても良い。しかしながら面状ライトユニット３０のようにスペーサ４１を遮光部材３１に貼り付けておくと、面状ライトユニット３０の組み立て時に取り扱い易くなる。

本実施形態の面状ライトユニット３０ではスペーサ４１が樹脂シートの両面に粘着層を備えたいわゆる両面テープであった。スペーサ４１は、圧力を分散させるためだけなら両面テープである必要はないが、本実施形態のようにすると遮光部材３１をしっかりと固定できる。

本実施形態の面状ライトユニット３０ではＬＥＤ４６が基板４５を介して遮光部材３１に接着していた。ＬＥＤ４６の固定方法はこの方法に限られず、枠状のハウジング等を設け、そのハウジングに固定しても良い。しかしながら本実施形態のようにＬＥＤ４６を遮光部材３１に固定することにより、部品点数を削減しながら薄型化をいっそう推し進めることができる。

本実施形態の面状ライトユニット３０では基板４５が可撓性を備えたＦＰＣであった。基板４５は硬質の材料からなるもであってもて良いが、本実施形態のように可撓性をもたせることにより液晶表示装置等の製品に組み込み易くできる。

３０…面状ライトユニット、
３１…遮光部材、
３２…導光部、
３３…光出射部、
３４…光源部、
４１…スペーサ、
４２，４３…プリズムシート、
４４…拡散シート、
４５…基板、
４６…ＬＥＤ（光源）、
４７…導光板、
４７ａ…テーパー部、
４８…反射シート。

Claims (5)

1. ＬＥＤを光源とし、導光板、拡散シート及びプリズムシートを備えた面状ライトユニットにおいて、
   前記導光板は、光源からの光が入射する側面と、その光が出射する光出射部との間にテーパーを設け、
   前記拡散シートと前記プリズムシートが前記光出射部に積層し、
   前記プリズムシートの前記光源側の端部が前記拡散シートの前記光源側の端部より前記光源から離れており、
   遮光部材が前記光源並びに前記拡散シートの前記光源側の縁部及び前記プリズムシートの前記光源側の縁部を覆い、
   前記遮光部材並びに前記拡散シートの前記光源側の縁部及び前記プリズムシートの前記光源側の端部から形成される空間にスペーサを配置した
   ことを特徴とする面状ライトユニット。
2. 前記スペーサが前記遮光部材に貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の面状ライトユニット。
3. 前記スペーサが樹脂シートの両面に粘着層を備えたテープであることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状ライトユニット。
4. 前記光源が基板を介して前記遮光部材に接着していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の面状ライトユニット。
5. 前記基板が可撓性を備えていていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の面状ライトユニット。

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