JP3133859U

JP3133859U - バックライト

Info

Publication number: JP3133859U
Application number: JP2007003447U
Authority: JP
Inventors: 柏修宋; 柏宏林; 冠綸黄
Original assignee: 政翔精密股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: TW200815853A; US20080074900A1

Abstract

【課題】バックライトの出射光の輝度が従来より低くなくその全体の厚さを従来より薄くするバックライトの構造を提供する。
【解決手段】上平面２１を出射面とし、下平面２２を反射面とし、一端面２３を入射面とする四方形の板体であり、前記上平面と下平面の少なくとも一つに角錐形の導光部２４が複数分布してある導光板２と、前記導光板の一端面である前記入射面に対向して配置された光源３と、前記導光板の下平面に臨んでいる反射シート１と、前記導光板の上平面と対面して配置され、且つその前記導光板の上平面と対面している下平面に一連のプリズム構造がそれぞれ前記入射面と平行するように形成されたプリズムシート４とを備えている。
【選択図】図１

Description

この考案はバックライトに関し、もっと詳しくは液晶表示装置や照明装置などに用いられるバックライトに関する。

従来の、液晶表示装置や照明装置などに用いられるバックライト６０は、図８に示すように、その上平面６１１を出射面とし、下平面６１２を反射面とし、一端面６１３を入射面とする四方形の平板体であって前記反射面にエッチングにより窪み（図に示していない）が複数散在するように形成された導光板６１と、導光板６１の一端面６１３である前記入射面に対向して配置された光源６２と、導光板６１の下平面６１２に臨んでいる反射シート６３と、導光板６１の上平面６１１と対面して配置された第１拡散シート６４と、第１拡散シート６４の上平面６４１と対面して配置され且つその上平面６４１に一連のプリズム構造６５１がそれぞれ前記入射面と平行するように形成された第１プリズムシート６５と、第１プリズムシート６５の上平面と対面して配置され且つその上平面に一連のプリズム構造６６１がそれぞれ前記入射面と垂直するように形成された第２プリズムシート６６と、第２プリズムシート６６の上平面と対面して配置された第２拡散シート６７とを備えている。

前記光源６２は、無数の光線を含む輻射光を発生し、導光板６１の入射面に投光するものである。

前記構成における導光板６１は、前記複数の窪みの内表面の反射により前記入射面から入って前記複数の窪みの内表面に至る光線をそれぞれ前記出射面の方へ案内して投光させるものである。

前記構成における反射板は、導光板６１の下平面を反射面となるようにさせるものである。

前記構成における第１拡散シート６４及び第２拡散シート６７は、それぞれの下平面から入る射光を連続的に屈折させてから上平面から分散的に投光し、射光を拡散して平面化させるものである。

前記構成における第１プリズムシート６５及び第２プリズムシート６６は、それぞれの下平面から入る射光をその上平面にあるプリズム構造により屈折させて更に絞り、前記出射面の法線に段階的に収束し、射光の輝度を高めるものである。

しかしながら、このような従来のバックライト６０は、上下６層となっていて厚過ぎて薄型化の時代流れに適っていない。

本考案は上記問題点に鑑みてなされたものであり、即ち、本考案は、バックライトの出射光の輝度が従来より低くなくその全体の厚さを低減させようとすることを目的とする。

上記目的を達成するために、考案者は、研究に研究を重ねた結果、とうとう本考案を完成した。

即ち、考案者は、まず、従来のバックライトにおける導光板の複数の窪みは、エッチングにより形成されたので、それらの大小や形状がばらつきになっており、出射面の方への反射は散乱になり、即ち直光も出射面の法線とどんな角度となる斜光もあり、少なくとも二つのプリズムシート（図１における第１プリズムシート６５及び第２プリズムシート６６を参照）により絞らなければ、射光を集中して輝度を高めることができない事実に気づき、該事実に基づき、該複数の窪みを角錐形に統一すると、それによる反射は法線の方へより集中的になるので、プリズムシートの使用数を減らすことができることを考え出した。

しかし、前記角錐形の窪みは導光板の導光部であって、その内面の反射により導光板の入射面から入ってそこに至る射光を出射面の方へ案内して投光させるものであるが、これはこの導光部が導光板の反射面である下平面に形成される場合に限られ、導光板の出射面である上平面に形成される場合、導光部は射光を法線の方へ屈折させる突起とならなければならない。即ち、角錐形であれば、導光部は導光板の上平面と下平面のいずれかに形成されても良く、上平面にある場合、突起となる必要があり、下平面にある場合、窪みとなる必要があり、もちろん上平面に突起がある上、下平面に窪みがあっても良い。

次に、考案者は、従来のバックライトにおける拡散板は射光を連続的に屈折させてから分散的に投光し、射光を拡散して平面化させるものであるが、この拡散化・平面化という作用は導光板及びプリズムシートの、射光が経過する厚さにもあるので、絶対に欠かせないものではなく、実際の需要に応じてそれらを削除すると、バックライトの全体の厚さを大幅に減らすことができる。なお、考案者は、前記平面化という作用が前記導光部のサイズの大小や分布によっても果たせることを発見した。例えば、複数の導光部のサイズの大小が導光板に入る射光を受ける度合いに反比例となる複数のグールプになった場合、射光を受ける度合いの強いグループが狭くてそれによる導光が割合に少なくなり、射光を受ける度合いの弱いグループが広くてそれによる導光が割合に多くなるので、射光が平均化され、平面化という作用を果たすことができる。それにより、場合により拡散板を削除したり減らしたりすることができる。

因みに、入射面を経由して導光板に入る入射光は前記のような導光板の屈折による拡散化により、半分位は直接に出射面から出て、半分位は反射面の反射により導光板内に戻って更に屈折し、最後に出射面から出る。

即ち、本考案は、その上平面を出射面とし、下平面を反射面とし、一端面を入射面とする四方形の板体であり、前記上平面と下平面の少なくとも一つに角錐形の導光部が複数分布してある導光板と、前記導光板の一端面である前記入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の下平面に臨んでいる反射シートと、前記導光板の上平面と対面して配置され、且つその前記導光板の上平面と対面している下平面に一連のプリズム構造がそれぞれ前記入射面と平行するように形成されたプリズムシートとを備えているバックライトを提供する。

前記角錐形は、三角錐でも四角錐でも多角錐でも良い。
前記反射シートは前記導光板の下平面と対面して配置されている板体でも良く、前記導光板の下平面にぴったりとついている膜でも良い。

前記複数の導光部は前記導光板の下平面にある角錐形の窪みである場合、いずれも菱形の底面と、該底面を離れた頂点と、該頂点と前記底面の４辺の間に延在している四つの斜面とを有し、また、前記底面は、前記板体の下平面にあって前記窪みの開口となっている上、該底面の菱形における一対角線がその延長線で前記入射面と垂直になったものが挙げられる。

前記複数の導光部は、それらの角錐形がいずれもその入射光を受ける斜面で入射光を反射して前記出射面から該出射面の法線と５５°乃至７５°となる方向に投光できるようになっているものが挙げられる。

前記プリズムシートにおける各プリズム構造は、前記入射面に近い面と遠い面とを有する上、それぞれ前記プリズムシートの下平面から遠ざかって互いに５５°〜６５°の稜角となるように交わったものが挙げられる。

前記各プリズム構造の稜角は６２°のものが挙げられる。
そして、場合により、前記バックライトにおいて、更に、前記プリズムシートの上平面と対面して拡散シートが配置されていても良い。
でも、前記拡散シートの代わりに、前記プリズムシートの上平面に光拡散性塗料か偏光塗料が塗布されていても良い。

前記構成によるバックライトは、その導光板における複数の導光部が形状が統一的である角錐形なので、従来のバックライトより出射光の射光角度が集中的になり、プリズムシートの数を減らしてバックライト全体の厚さを減少させることができる。

また、前記構成によるバックライトは、その導光板における角錐形導光部の大小や分布によって射光を平面化させるという作用が果たせるので、拡散板を削除したり減らしたりし、バックライト全体の厚さを減少させることができる。

以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、図中、似ている部品には、同一の参照符号を付する。

図１は本考案の実施例であるバックライトの分解斜視図、図２はその導光板の部分下面図である。
図１において、１は反射シート、２は導光板、３は光源、４はプリズムシート、５は拡散シートである。
図１に示すように、導光板２は、その上平面２１を出射面とし、下平面２２を反射面とし、一端面２３を入射面とする四方形の板体であり、下平面２２に導光部としての角錐形窪み２４が複数分布してある。

光源３は、間隔を空けた一列のＬＥＤからなり、且つ導光板２の入射面としての一端面２３に対向して配置されている。
反射シート１は、平板体で導光板２の下平面２２と対面して配置されている。
プリズムシート４は、導光板２の上平面２１と対面して配置され、且つその導光板２の上平面２１と対面している下平面４１に一連のプリズム構造４２がそれぞれ前記入射面と平行するように形成されている。
拡散シート５は、プリズムシート４の上平面４３と対面して配置されている。

なお、本実施例の導光板２は、図２をも参照すると、その下平面に形成されている複数の角錐形窪み２４Ａ，２４Ｂは、いずれも菱形の底面２４１と、底面２４１を離れた頂点２４２と、頂点２４２と底面２４１の４辺の間に延在している四つの斜面２４３Ａ、２４３Ｂ、２４３Ｃ、２４３Ｄとを有し、また、底面２４１は、前記板体の下平面２２にあって前記窪みの開口となっている上、底面２４１の菱形における一対角線がその延長線で前記入射面と垂直になった。

そして、図３は図２における３−３線に沿う一部拡大断面図であり、図４は前記バックライトの図２における３−３線に沿う構成図であり、図５は図４の一部拡大図であり、いずれにも導光路が例示されている。

図３を参照しながら導光板２の導光作用と導光部の構成条件を共に説明する。図示のように、各導光部２４Ａ，２４Ｂは、それらの斜面２４３Ａ、２４３Ｂでそれらに至る射光を板体前方の両側へ斜めに反射してから導光板２の出射面（即ち導光板２の上平面２１）で更に屈折し、他の直接に出射面へ行く射光と共に導光板２の出射面から該出射面の法線Ｚと５５°乃至７５°となる方向に投光できるような形状になった。即ち、斜面２４３Ａ、２４３Ｂはそれぞれ凸面となった（この実施例においては、四つの斜面２４３Ａ、２４３Ｂ、２４３Ｃ、２４３Ｄはいずれも同一の形状を有する凸面となった）。それに、それらのサイズの大小が二種類Ａ、Ｂになっている。入射光を受ける度合いが割合に弱いところに大きなサイズの導光部２４Ａが、入射光を受ける度合いが割合に強いところに小さなサイズの導光部２４Ｂが設けられている。これにより、入射光を受ける度合いの差異性を補償することができるが、二種類の限りでなく、必要があれば、入射光を受ける度合いに反比例となる（即ち光源からの距離に正比例となっている）三種類乃至多種類に分けられても良い。種類が多ければ多いほど、出射光の分布がもっと平均的になり、平面的になる。

また、図４をみてみると、プリズムシート４における一連のプリズム構造４２は、いずれも導光板２の入射面（即ち導光板２の端面２３）に近い面４２１と遠い面４２２とを有する上、それぞれプリズムシート４の下平面４１から遠ざかって互いに６２°の稜角Ａとなるように交わった。

この実施例における前記一連のプリズム構造４２は、同ピッチ、同サイズで連設されているが、前記角錐形窪みのサイズに応じて若干変化があっても良い。

さらに、図５を参照しながらこの実施例全体の導光作用を説明する。
図示のように、導光板２は、その各導光部としての窪み２４の内面によってそれに至る射光を反射してからその出射面としての上平面２１で更に屈折し、他の直接に出射面へ行く射光と共に上平面２１から法線Ｚと５５°乃至７５°となる方向の投光をしてから、各プリズム構造４２によって前記投光を更に絞り、ほぼ法線Ｚの方向に投光をする。

また、図６はこの実施例における導光板２の出射光の輝度及び角度分布を示すグラフである。縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表示し、横軸は光の放射角度（ｄｅｇｒｅｅ）を表示している。前記グラフに示すように、曲線Ｃの横軸における幅は、５５°乃至７５°であるので、この実施例における導光板２の出射光は、法線Ｚと５５°から７５°までの２０°範囲内に分布している。

なお、図７において、曲線Ｃ１と曲線Ｃ２は対照例のグラフであり、曲線Ｃ３は本実施例のグラフである。もっと詳しく説明すると、曲線Ｃ１は上記従来例のバックライトにおける出射光の輝度及び角度分布を示すグラフであり、曲線Ｃ２は、上記従来例のバックライトにおける導光板６１が前記本実施例における導光板２に取り替えられた場合の出射光の輝度及び角度分布を示すグラフであり、なお、この二対照例のバックライトにおけるプリズムシート（図８の６５，６６参照）はいずれも３Ｍの製品が使われた。

この二対照例のバックライトは、導光板以外の構造がまったく同一であるが、曲線Ｃ２は遥かに狭くて高いので、本実施例における導光板２の光集中効果がかなり良いだと分かる。

そして、曲線Ｃ３はこの実施例のバックライトの出射光の輝度及び角度分布を示すグラフである。この曲線Ｃ３は更に曲線Ｃ２より狭くて高いので、本実施例におけるプリズムシート４の、導光板２に対する光調整効果が図８におけるプリズムシート６５、６６より良いだと分かる。

即ち、図７における各曲線から、この実施例のバックライトによるものは角度分布が狭くて輝度が従来より高くなることがよく分かる。

本考案は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。

叙上のように、本考案によるバックライトは、厚さが従来のものより遥かに薄いがその輝度が従来のものより絶対に低くないので、バックライトの薄型化の時代流れによく適える。

本考案の実施例であるバックライトの分解斜視図である。前記実施例の導光板の部分下面図である。図２における３−３線に沿う一部拡大断面図である。前記実施例の図２における３−３線に沿う構成図である。図４の一部拡大図である。この実施例における導光板の出射光の輝度及び角度分布を示すグラフである。実施例のバックライト、従来例及び導光板が前記実施例における導光板に取り替えられた従来例それぞれの出射光の輝度及び角度分布を示すグラフである。従来のバックライトの分解斜視図である。

符号の説明

１反射シート
２導光板
３光源
４プリズムシート
５拡散シート
２１上平面
２２下平面
２３端面
２４、２４Ａ、２４Ｂ導光部としての窪み
４１下平面
４２プリズム構造
４３上平面
２４１底面
２４２頂点
２４３Ａ、２４３Ｂ、２４３Ｃ、２４３Ｄ斜面
４２１近い面
４２２遠い面
Ａ稜角
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３曲線
Ｚ導光板２の出射面としての上平面２１の法線

Claims

その上平面を出射面とし、下平面を反射面とし、一端面を入射面とする四方形の板体であり、前記上平面と下平面の少なくとも一つに角錐形の導光部が複数分布してある導光板と、前記導光板の一端面である前記入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の下平面に臨んでいる反射シートと、前記導光板の上平面と対面して配置され、且つその前記導光板の上平面と対面している下平面に一連のプリズム構造がそれぞれ前記入射面と平行するように形成されたプリズムシートとを備えていることを特徴とするバックライト。
その上平面を出射面とし、下平面を反射面とし、一端面を入射面とする四方形の板体であり、前記下平面に導光部としての角錐形窪みが複数分布してある導光板と、前記導光板の一端面である前記入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の下平面に臨んでいる反射シートと、前記導光板の上平面と対面して配置され、且つその前記導光板の上平面と対面している下平面に一連のプリズム構造がそれぞれ前記入射面と平行するように形成されたプリズムシートとを備えていることを特徴とするバックライト。
前記反射シートは平板体で前記導光板の下平面と対面して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のバックライト。
前記角錐形窪みは、いずれも菱形の底面と、該底面を離れた頂点と、該頂点と前記底面の４辺の間に延在している四つの斜面とを有し、
また、前記底面は、前記板体の下平面にあって前記窪みの開口となっている上、該底面の菱形における一対角線がその延長線で前記入射面と垂直になったことを特徴とする請求項２に記載のバックライト。
前記複数の導光部は、それらの角錐形がいずれもその入射光を受ける斜面で入射光を反射して前記出射面から該出射面の法線と５５°乃至７５°となる方向に投光できるようになっており、
且つ、それらのサイズの大小が入射光を受ける度合いに反比例となる複数のグループになっていることを特徴とする請求項４に記載のバックライト。
前記プリズムシートにおける各プリズム構造は、前記入射面に近い面と遠い面とを有する上、それぞれ前記プリズムシートの下平面から遠ざかって互いに５５°〜６５°の稜角となるように交わったことを特徴とする請求項５に記載のバックライト。
前記各プリズム構造の稜角は６２°のであることを特徴とする請求項６に記載のバックライト。
前記プリズムシートの上平面と対面して拡散シートが配置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載のバックライト。
前記プリズムシートの上平面に光拡散性塗料が塗布してあることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載のバックライト。
前記プリズムシートの上平面に偏光塗料が塗布してあることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載のバックライト。