JP5202227B2 - バックライト装置 - Google Patents

Description

本発明は、広告、看板、表示装置などのバックライトとして用いられるバックライト装置に関する。

従来より、パーソナルコンピュータやテレビ受像機の表示装置として用いられる液晶パネルなどにはバックライト装置が用いられている。

バックライト装置として、透明または半透明の光学媒体であってその表面に乱反射部分が形成された導光板を用いたバックライト装置がしばしば用いられる（特許文献１）。このようなバックライト装置は、導光板の端面に配置された光源からの光によって乱反射部分で乱反射が起こり、導光板の表面から照明光が射出されるように構成されている。導光板を用いたバックライト装置は、製品の薄型または小型化に大きく貢献している。

また、導光板の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたバックライト装置は、消費電力が少なく、長寿命であり、耐久力もあり、現在において安定したバックライト装置として普及している。
特開平６−１１８２４７

しかし、従来の導光板を用いたバックライト装置において、表面から出る光にムラが生じることがある。

すなわち、導光板を用いたバックライト装置においては、光源を導光板の端面に配置するので、端面に近い部分は明るくなり遠い部分は暗くなる。これを防ぐため、乱反射部分の模様の大きさまたは密度を光源からの距離によって異ならせているが、端面に近い部分においてはその模様が光線のムラとして現れてしまうことがある。

そのため、バックライト装置によって照明される画像の中に、バックライト装置による光線のムラが反映されてしまうという問題があった。

バックライト装置による光線のムラは、照度をそれほど要求されない小型のもの、例えば携帯電話、パーソナルコンピュータ、小型液晶テレビなどについては、それほど問題とはならないことが多いが、広告や看板などのように高い照度を要求される大型のものについては問題となる。

例えば、一辺が１メートルないし数メートル程度の矩形状の広告塔においては、目立つ必要があることから必然的に高い照度が要求され、しかも乱反射部分の模様も大きくなるため、乱反射部分による光線のムラが目立ち易い。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、導光板を用いたバックライト装置において、乱反射部分による光線のムラを目立ち難くすることを目的とする。

本発明の一実施形態による装置は、透明または半透明の光学媒体であってその表面に乱反射部分が形成された矩形で板状の導光板と、前記導光板の端面に配置された光源と、シート状体であり全体が乳白色の半透明体であってかつ外形が前記導光板とほぼ同じ寸法の矩形状の平らなものであり、前記導光板の中央部分において当該導光板に接した状態で前記導光板の表面に沿って配置され、かつ前記導光板の表面からの距離が前記光源に近い部分の方が遠い部分よりも大きくなるように配置された、光を拡散するための拡散部材と、を有する。

例えば、透明の間隙部材を、前記導光板の表面と前記拡散部材との間に配置し、前記拡散部材における前記導光板の表面からの距離が前記光源に近い部分の方が遠い部分よりも大きくなるように変形させる。

例えば、前記導光板は、シート状であり、前記光源は、前記導光板の１つの辺部に沿った端面、または互いに対向する２つの辺部に沿った端面に配置される。

前記間隙部材の側面の形状は、当該間隙部材における前記光源に最も近い部分を１つの辺とし前記光源から最も遠い部分を１つの頂点とする三角形とすることが可能である。

前記間隙部材は、例えばアクリル樹脂を材料として形成される。

そして、例えば、前記乱反射部分は、縦線および横線からなる枡目の模様であり、その枡目は、前記光源に近い側が荒く、離れるにしたがって細かくなるように形成される。

本発明によると、導光板を用いたバックライト装置において、乱反射部分による光線のムラを目立ち難くすることができる。

図１は本発明の一実施形態のバックライト装置１の全体の外観を示す正面図、図２は図１のバックライト装置１を下方から見た図、図３は図２のバックライト装置１の一部を拡大して示す図、図４はバックライト装置１の光学媒体ＫＢを拡大して示す図である。

図１〜図４において、バックライト装置１は、導光板１１、光源装置１２（１２ａ，１２ｂ）、拡散部材１３、および間隙部材１４（１４ａ，１４ｂ）などからなる。

導光板１１は、透明または半透明の光学媒体ＫＢであってその背面側の表面に乱反射部分２１ａが形成されたものである。

導光板１１のための光学媒体ＫＢとして、アクリル樹脂などの透光性の良い合成樹脂材料が用いられる。光学媒体ＫＢの端面から光を入射させると、内部で反射を繰り返して他方の端面にまで到達する。入射光は、その途中において、乱反射部分２１によって乱反射し、導光板１１の表面ＳＦ１から射出する。

図３および図４に示されるように、乱反射部分２１として、縦線および横線からなる枡目（碁盤目）の模様が描かれている。各線は、光学媒体ＫＢの背面側の表面に、適当な刃物または工具を用いて切り込みを入れることによって形成されている。

枡目の間隔は、光源装置１２のある端面に近い側が荒く、離れるにしたがって細かくなる。つまり、光源装置１２に近い位置では光源装置１２からの光の強度が大きいので乱反射量を少なくし、遠い位置では光の強度が小さいので乱反射量を多くし、これによってバックライト装置１の全面において均一な光量が得られるようになっている。

なお、乱反射部分２１を形成する線の断面形状は種々のものとすることができる。また、枡目ではなく、他の模様としてもよい。また、線ではなく、多数のドット（点状の凹部）によって乱反射部分２１を形成してもよい。また、光学媒体ＫＢの表面に切り込みを入れることによって乱反射部分２１を形成するのではなく、他の方法によって乱反射部分を形成してもよい。例えば、上に述べた特許文献１に記載のもの、その他のものを用いることも可能である。

また、導光板１１の背面側の表面ＨＦに、乱反射部分２１を覆う白色の反射層２２が形成されている。反射層２２は、反射用のシート状のフィルムを表面ＨＦに貼り付けてもよい。また、白色の塗料または顔料などを表面ＨＦに塗布してもよい。

光源装置１２ａ，ｂは、長いプリント基板３１上に、多数の発光ダイオード３２，３２，３２…が適当な間隔で配置され、かつ、それらの間に発光ダイオード３２の駆動回路が実装されたものである。各発光ダイオード３２は、導光板１１の端面に対して光が入射するように配置されている。

発光ダイオード３２として、種々の形式のものを用いることができる。例えば、１つの正方形状のパッケージに４つの光源を配した発光ダイオードを用いてもよい。また、１つの長いパッケージに６つの光源を一列に配した発光ダイオードを用いてもよい。

拡散部材１３は、シート状体であり全体が乳白色の半透明体であり、外形が導光板１１とほぼ同じ寸法の矩形状の平らなものである。厚さは十分の数ｍｍ乃至数ｍｍ程度、具体的には例えば１〜３ｍｍ程度である。拡散部材１３は、アクリル樹脂などの合成樹脂などを材料として作製される。または、ＰＥＴの表面の表面粗さを粗くしたスリガラス状のものであってもよい。拡散部材１３は、光を拡散するものであればよく、可撓性を有した硬質のものが望ましいが、軟質のものであってもよい。

拡散部材１３は、導光板１１の表面に沿って配置され、かつ導光板１１の表面からの距離が光源装置１２ａ，ｂに近い部分の方が遠い部分よりも大きくなるように配置される。図に示す例では、拡散部材１３は、導光板１１の中央部分において当該導光板１１に接した状態で配置されている。

間隙部材１４ａ，１４ｂは、アクリル樹脂を材料として形成された透明のものであり、導光板１１の表面と拡散部材１３との間に配置されている。間隙部材１４ａ，１４ｂによって、拡散部材１３は、その導光板１１の表面からの距離が、光源装置１２ａ，ｂに近い部分の方が遠い部分よりも大きくなるように変形されている。つまり、拡散部材１３は、図２に示すように弓状（弓形）に曲線を描いて湾曲している。

図４に示す例では、間隙部材１４ａ，１４ｂは、その側面の形状が、当該間隙部材１４ａ，１４ｂにおける光源装置１２ａ，ｂに最も近い部分を１つの辺とし光源装置１２ａ，ｂから最も遠い部分を１つの頂点とする直角三角形である。

光源装置１２ａ，ｂか射出した光は、導光板１１の端面から入射して内部を進行し、乱反射部分２１において乱反射が起こり、導光板１１の表面ＳＦ１から射出する。導光板１１の表面ＳＦ１から射出した光は、拡散部材１３を透過してその表面ＳＦ２から外部に射出するが、その際に拡散部材１３によって光が拡散されてボカされ、均一化される。つまり、導光板１１の表面ＳＦ１から射出した光は、そのままの状態では乱反射部分２１の模様に起因する光線のムラがあるが、拡散部材１３を通過することにより、それが均されて光線のムラがなくなり、または低減されてほとんど目立たなくなる。

さらに、比較的光の強い端部近傍においては、間隙部材１４ａ，１４ｂの存在によって拡散部材１３が導光板１１の表面ＳＦ１から離れているため、光がより一層均されて光線のムラが少なくなる。また、導光板１１の中央部分においては、拡散部材１３が導光板１１の表面ＳＦ１に接しているので、比較的光の弱い中央部分における光の減衰は最小限に抑えられている。

上に述べたバックライト装置１によると、導光板１１の表面ＳＦ１から射出した光が拡散部材１３により拡散されて均一化される。しかも、比較的光の強い端部近傍において光がより一層均され、光線のムラが少なくなる。したがって、拡散部材１３の乳白色の濃度または厚さなどを調整し、光量の減衰を最小限とすることができる。

したがって、画像形成装置１を大型の広告や看板などに適用した場合に、光源装置１２ａ，ｂの輝度を高くしても乱反射部分２１による模様をほとんど目立たないものとすることができる。

上に述べた実施形態において、導光板１１、拡散部材１３、間隙部材１４ａ，１４ｂなどの間の適当な箇所に接着剤などを適用し、互いに固定するようにしてもよい。

上に述べた実施形態においては、間隙部材１４ａ，１４ｂの側面を三角形状としたが、つまり間隙部材１４ａ，１４ｂの表面を平面状としたが、表面を曲面状としてもよい。例えば、側面視が円弧状、放物線状、双曲線状などとなるように、間隙部材１４ａ，１４ｂの表面を曲面に形成してもよい。

また、２つの間隙部材１４ａ，１４ｂを用いたが、これらを中央部文において連結し、１つの一体の間隙部材としてもよい。また、間隙部材１４ａ，１４ｂを用いることなく、他の適当な部材によって拡散部材１３を湾曲した状態で支持するようにしてもよい。

また、間隙部材１４ａ，１４ｂを拡散部材１３と一体としてもよい。つまり、例えば、拡散部材１３それ自体を、その端面に近い部分を厚くし、中央部分を薄くするように形成してもよい。

上に述べた実施形態においては、１つの導光板１１を用いた例を説明したが、２つまたは３つ以上の導光板１１を用いてそれらを重ね合わせてもよい。その場合には、外部に射出する光量が２倍またはそれ以上となり、光量が大幅に増大して明るくすることができる。

上に述べた実施形態において、光源装置１２ａ，ｂとして、蛍光灯、冷陰極放電管などを用いることが可能である。光学媒体ＫＢの周囲の１つの端面のみに、または全部の端面に光源装置１２を配置してもよい。バックライト装置１は、適当なハウジングの中に収めればよい。また、バックライト装置１は、適当な表示装置、広告塔、または看板などの中に装着することが可能である。

上に述べた実施形態において、その全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質、組成などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明の一実施形態のバックライト装置の全体の外観を示す正面図である。 図１のバックライト装置を下方から見た図である。 図２のバックライト装置の一部を拡大して示す図である。 バックライト装置の光学媒体を拡大して示す図である。

符号の説明

１ バックライト装置
１１ 導光板（導光板）
１２ａ，ｂ 光源装置（光源）
１３ 拡散部材
１４ａ，１４ｂ 間隙部材
２１ 乱反射部分
ＳＦ１，２ 表面

Claims (6)

1. 透明または半透明の光学媒体であってその表面に乱反射部分が形成された矩形で板状の導光板と、
   前記導光板の端面に配置された光源と、
   シート状体であり全体が乳白色の半透明体であってかつ外形が前記導光板とほぼ同じ寸法の矩形状の平らなものであり、前記導光板の中央部分において当該導光板に接した状態で前記導光板の表面に沿って配置され、かつ前記導光板の表面からの距離が前記光源に近い部分の方が遠い部分よりも大きくなるように配置された、光を拡散するための拡散部材と、
   を有することを特徴とするバックライト装置。
2. 透明または半透明の光学媒体であってその表面に乱反射部分が形成された矩形で板状の導光板と、
   前記導光板の端面に配置された光源と、
   シート状体であり全体が乳白色の半透明体であってかつ外形が前記導光板とほぼ同じ寸法の矩形状の平らなものであり、前記導光板の中央部分において当該導光板に接した状態で前記導光板の表面に沿って配置された、光を拡散するための拡散部材と、
   前記導光板の端部近傍において前記導光板の表面と前記拡散部材との間に配置され、前記拡散部材における前記導光板の表面からの距離が前記光源に近い部分の方が遠い部分よりも大きくなるように変形させるための透明の間隙部材と、
   を有することを特徴とするバックライト装置。
3. 前記光源は、前記導光板の１つの辺部に沿った端面、または互いに対向する２つの辺部に沿った端面に配置されている、
   請求項２記載のバックライト装置。
4. 前記間隙部材の側面の形状は、当該間隙部材における前記光源に最も近い部分を１つの辺とし前記光源から最も遠い部分を１つの頂点とする三角形である、
   請求項３記載のバックライト装置。
5. 前記間隙部材は、アクリル樹脂を材料として形成されている、
   請求項４記載のバックライト装置。
6. 前記乱反射部分は、縦線および横線からなる枡目の模様であり、その枡目は、前記光源に近い側が荒く、離れるにしたがって細かくなるように形成されている、
   請求項２ないし５のいずれかに記載のバックライト装置。

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