説明

面光源装置

【課題】傾斜面を有する導光板を用いた面光源装置において、傾斜面から漏れ出た光によって光源に近い縁部に輝度むらが発生するのを防止する。
【解決手段】面光源装置10は、導光板11の上に拡散板26とプリズムシート27を積層し、導光板の端面14に対向して配置された光源23から出射された光を、導光板の端面から内部に導き入れ、導光板の内部で拡散された光を拡散板に対向する前面13を介して拡散板とプリズムシートから出射することにより面発光35を得る。導光板は、光源に対向する端面を含む導光部16と、拡散板に対向する発光部21と、導光部と発光部を連結する連結部19を有する。連結部における前面は、導光部から発光部に向かって、反対側の背面12に向かって次第後退する傾斜面20を有する。導光部と連結部の前面は遮光部材32によって覆われている。遮光部材は、プリズムシートを介することなく、拡散板に対して固定されており、遮光部材と傾斜面との間には空気が介在している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置のバックライト装置として用いられる面光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
面光源装置として、導光板の上に拡散板とプリズムシートを積層した面発光部と、導光板の端面に対向して配置された光源とを有し、光源から出射された光を導光板の端面から内部に導き入れ、導光板の内部で拡散された光を拡散板とプリズムシートから出射することにより面発光を得る端面入射型面光源装置が知られている。
【0003】
また、端面入射型面光源装置として、光源に隣接する導光板の端部に、入射端面から離れるに従って厚みを薄くした断面縮小部を設け、端面から入射された光を絞って面発光領域に伝播させるようにしたものが特許文献1で提案されている。
【0004】
特許文献1に開示の技術によれば、面光源装置における面発光領域の厚みを小さくして、液晶表示装置をより薄型化できるという利点がある。しかし、光源から出射された光の一部については傾斜面に対する入射角が小さくなる。その結果、光の一部が傾斜面から漏れ出る。また、漏れ出た光がプリズムシートの端面又はプリズムシートの間に入射し、液晶パネル(特に、光源に近い縁部)に輝度むらを生じる。
【0005】
この問題を解消するため、例えば、特許文献2に提案されているように、プリズムシートの端面にインクを塗付することも考えられる。しかし、極めて薄い(約60μm)プリズムシートの端面に均一にインクを塗付することは、プリズムシートの量産を著しく阻害するものである。また、たとえインクを塗付することができたとしても、とても信頼性に乏しいうえ、乾燥したインクが欠け落ちたときの問題を考慮すると、実用できる技術ではない。
【特許文献1】特開平6−317797号公報
【特許文献2】特許第3437029号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は、以上の問題を解決し、プリズムシートに入射する光を遮る新たな技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的を達成するため、本発明に係る面光源装置(10)は、導光板(11)の上に拡散板(26)とプリズムシート(27)を積層し、上記導光板の端面(14)に対向して配置された光源(23)から出射された光を、上記導光板(11)の端面(14)から内部に導き入れ、上記導光板(11)の内部で拡散された光を上記拡散板(26)に対向する前面(13)を介して上記拡散板(26)と上記プリズムシート(27)から出射することにより面発光(35)を得る面光源装置(10)であって、
上記導光板(11)は、上記光源(23)に対向する端面(14)を含む導光部(16)と、上記拡散板(26)に対向する発光部(21)と、上記導光部(26)と上記発光部(21)を連結する連結部(19)を有し、
上記連結部(19)における前面は、上記導光部(16)から上記発光部(21)に向かって、反対側の背面(12)に向かって次第後退する傾斜面(20)を有し、
上記導光部(16)と上記連結部(19)の前面は遮光部材(32)によって覆われており、
上記遮光部材(32)は、上記プリズムシート(27)を介することなく、上記拡散板(26)に対して固定されており、上記遮光部材(32)と上記傾斜面(20)との間には空気が介在できるようにしてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
このように構成された本発明の面光源装置(10)によれば、傾斜面(20)から漏れ出た光(36)は、遮光部材(32)によって遮られる。そして、遮光部材(32)の端部は拡散板(26)に固定されているため、漏れ出た光(36)が、プリズムシート(27)に伝わることがない。そのため、発光部(21)の端に輝度むらを生じることがなく、面発光(35)の均一性が保たれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語(「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後(背)」、及びそれらを含む他の用語)を使用するが、その目的は図面を参照して発明の理解を容易にすることであり、それらの用語によって発明の技術的範囲が限定されるものでない。
【実施例1】
【0010】
図1は、本発明に係る面光源装置10の一部を示す。図示する面光源装置10は、導光板11を有する。導光板11は、前方(図の上方)から見たとき、長方形又は正方形の四角形を有し、図の下側に位置する背面12、図の上側に位置する前面13、背面12と前面13を連結する4つの端面によって外形が形成されている。
【0011】
図示するように、導光板11はその一つの端面14の近傍において、その厚み(上下方向の幅)が大きくしてある。具体的に説明すると、導光板11の背面12は一つの平坦な面によって形成されている。他方、導光板11の前面13は、端面14から所定距離だけ離れた第1の位置(傾斜始端部)15までの領域16が平らな面(回路基板支持面)17によって形成され、また、第1の位置15から右側(端面14とは反対側)に所定距離だけ離れた第2の位置(傾斜終端部)18までの領域19は、第1の位置15から第2の位置18に向かって次第に導光板11の厚みが小さくなるように傾斜した面(傾斜面)20で形成され、さらに、第2の位置18から右側の領域21が再び平らな面(フィルム支持面)22によって形成されている。ここで、傾斜面は、図1に示すように2次元的なものでも、図7に示すように3次元的なものでもよい。また、傾斜面にV溝(図7参照)や凹凸形状を設け、傾斜面から光が漏れにくくする工夫をしてもよい。以下の説明では、導光板11における、端面14に隣接する平らな面を含む領域16を導光部、端面14から離れた平らな面を含む領域21を発光部、これら導光部16と発光部21の間にある傾斜した領域19を連結部(又は絞り部)という。
【0012】
光源23は、端面14に対向して配置されている。実施形態では、光源23には発光ダイオードが利用されており、複数の発光ダイオードが図面の表裏方向(図に示すX、Y方向と直交するZ方向)に所定の間隔をあけて配置されている。光源23と電源(図示せず)とを電気的に接続する回路基板24は、好ましくは導光部16の回路基板支持面17に固定される。
【0013】
なお、導光板11の端面14と光源23は、光源23から出射された光が効率よく導光板内部に入射されるように光学的に接続されなければならない。そのために、導光部16の厚み(端面14のY方向の高さ)はある程度必要である。
【0014】
後に説明するように、導光板11に入射した光のうち、導光板背面12側から漏れ出た光は、反射部材25によって再利用させるようにしている。この反射部材25は、単独の反射シートで形成してもよいし、導光板11の背面12に反射材料を塗付して形成してもよい。このようにすることで、入射された光を前面13から効率よく出射させられる。
【0015】
発光部21を形成するフィルム支持面22の上には、複数の光学シートが配置される。実施形態では、導光板11の上に、一枚の拡散板26と、一枚又は二枚のプリズムシート27,28が配置される。図示するように、拡散板26の左端(傾斜面20に隣接する端部29)は、傾斜終端部18の近傍に配置してある。他方、プリズムシート27,28の左端(傾斜面20に隣接する端部30)は、拡散板端部29よりも右側にずらしてあり、拡散板26の端部近傍の前面部分を露出させて遮光シート貼着部(遮光部材固定部)31が形成されている。
【0016】
傾斜面20の上には遮光シート32が配置される。遮光シート32は、傾斜面20から漏れた光がプリズムシート27,28の端面及びプリズムシート27,28の間からそれらの内部に入るのを防止するもので、端面14に沿って導光板11の端部にZ方向に連続的に配置されて傾斜面20の全体を覆っており、一端側(左側)が回路基板24を介して導光部16に固定され、他端側が拡散板26の遮光部材固定部31に固定されている。
【0017】
このように、遮光シート32を導光部16と拡散板26に固定するために、遮光シート32の背面には粘着層(図示せず)が形成されている。しかし、遮光シート32の傾斜面20を覆う部分(傾斜面被覆部)は、遮光シート32と傾斜面20が密着するのを防止して両者の間に空気層33ができるように、非粘着層34が形成されている(図2参照)。非粘着層34は、粘着層の上に非粘着材を印刷して形成することが好ましい。この印刷技術は、例えば特開2006−69045号公報に開示されている。これに代えて、非粘着性のフィルムを遮光シート32の背面に貼り着けることによって、非粘着層を形成してもよい。なお、遮光シート32は、その目的からして光の吸収性に優れた色(例えば、黒)が好ましい。非粘着層34も、黒色であることが好ましいが、非粘着層が確認できるようにするために、黒色以外の色で形成してもよい。
【0018】
この面光源装置10によれば、光源23から導光板11に入射された光は、その殆どが、導光板11の背面12と前面13で反射を繰り返しながら、導光部16と連結部19を通過して発光部21に伝播されて広がり、発光部21から出射する。発光部21から出た光は、拡散板26で拡散され、プリズムシート27,28で前方に向けて集光され、発光部21の上に均一な面発光35を形成する。
【0019】
このように、導光板11に入射した光の殆どは面発光35を形成するが、傾斜面20に入射した光の一部は、傾斜面20を透過して外部に漏れ出る。しかし、傾斜面20から漏れ出た光36は、遮光シート32によって捉えられる。また、遮光シート32の右側端部は拡散板26に貼り着けて固定されているため、漏れ出た光36が、プリズムシート27,28に伝わることがない。そのため、発光部21の端に輝度むらを生じることがなく、面発光35の均一性が保たれる。
【0020】
面光源装置10を構成する部材に利用される具体的な材料(商品)の一例を以下の表1に示す。
【表1】

【0021】
図3に実施例1の変形例に係る面光源装置10Bを示す。図示するように、面光源装置10Bでは、遮光シート32の端部40とこれに対向する拡散板26の遮光シート固定部31との間に、遮光性のスペーサ41を介在している。具体的なスペーサ41の材料としては、例えば、日東電工(株)製の「薄肉クリーンフォームSCF400」がある。遮光スペーサ41は、例えば両面テープ(図示せず)によって、遮光シート32と拡散板26に連続的に又は部分的にそれぞれ固定することが好ましい。また、図示するように、面光源装置10の上に液晶パネル42(43:液晶ガラス、44,45:偏光板を含む。)を載せた状態で、遮光スペーサ41は、図示するように、遮光スペーサ41の前面とプリズムシート28の前面が面一又はほぼ面一となるように、すなわち、両者の前面が一つの平らな面上に位置することが好ましい。そのために、遮光スペーサ41は、遮光性のほかに、柔軟性と圧縮性能を有する発泡樹脂で形成することが好ましい。
【0022】
このように構成された面発光装置10Bによれば、傾斜面20から漏れ出た光36がプリズムシート27,28に侵入するのを確実に防止できる。また、液晶パネル42と組み合わせた状態で、液晶パネル42(特に、偏光板44)によって遮光シート32が遮光スペーサ41に押圧されるので、遮光スペーサ41が拡散板26から浮き上がることもなく、また、拡散板26が導光板11の前面13から浮き上がることもない。
【実施例2】
【0023】
面光源装置の端部に配置される構成の寸法の一例とその寸法が制限される理由を、表2に示す(図4を参照)。
【表2】

【0024】
この表2と図4から明らかなように、遮光シート32の固定幅Gは、1.1mmとなる。また、遮光シートの非粘着剤の印刷公差(±0.4mm)と各部材の加工公差を考慮すると、固定幅Gの実質的な値Hは0.7mm±0.4mmである。そのため、以下に説明する実施例2では、種々の工夫がなされている。
【0025】
具体的に、図5を参照すると、実施例2の面光源装置10Cでは、遮光シート固定部31の上に配置された遮光シート端部46の上に、第2のプリズムシート28の端部47が配置されている。また、第2のプリズムシート28の端部47の上に、別の遮光シート48が配置されている。そして、図6に示すように、下層の遮光シート32の遮光シート固定部31に対向する部分は非粘着層49が形成されている。したがって、下層の遮光シート32は遮光シート固定部31に対して重ねて配置されているだけである。一方、上層の遮光シート48は、その両面に粘着層が形成されており、上層のプリズムシート28と、遮光シート32の上に配置される液晶パネル42に接着して固定される。このように構成された面光源装置10Cによれば、下層の遮光シート32は拡散板26に貼り着けられていないが、その上に配置されたプリズムシート28、上層の遮光シート48を介して液晶パネル42によって押圧され、拡散板26と上層プリズムシート28との間に挟まれて確実に固定される。したがって、端部デッドスペースが小さい場合でも、遮光シートは拡散板に対して確実に固定され、光の漏れを防止できる。なお、図面からも理解できるように、下層の遮光シート32と下層のプリズムシート27はほぼ同じ厚みのものを使用し、上層のプリズムシート28で確実に遮光シート32の端部を固定することが好ましい。
【実施例3】
【0026】
傾斜面を有する導光板として、傾斜面に扇状の三次元レンズを形成した導光板(日経エレクトロニクス、2008年6月30日を参照)を利用することもできる。この三次元レンズ付き導光板は、傾斜面の領域に、円錐形状の扇面を形成するとともに、各扇面に多数の放射方向の溝(ラジアルプリズム構造)を形成したものである。そして、このような三次元レンズを形成した導光板を使用する場合、図7,8に示すように、拡散板26の端部には、隣接するラジアルプリズム構造50の間に位置する突出部51を形成するとともに、遮光シート32の対応端部には該突出部51に対応する領域だけに粘着部53を形成し、突出部51に遮光シート32の粘着部53を貼り着けて固定してもよい。この場合、遮光シート32によって拡散板26の端部全体が持ち上げられるのを防止するために、突出部51の両側には切り込み52を形成することが好ましい。
【0027】
なお、以上の説明では、光源23として発光ダイオードを使用したが、光源23は管状光源であってもよい。この場合、光源23は端面14に沿って図1のZ方向に連続的に配置される。
【0028】
また、以上の説明では、導光板11の前面13のみが傾斜面20を有するが、導光板11の背面12に傾斜面を形成してもよい。
【0029】
以上、本発明の面光源装置について説明したが、本発明は、上述の面光源装置の上に液晶パネルを配置した液晶表示装置のその対象としている。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の実施例1に係る面光源装置の部分拡大断面図である。
【図2】図1に示す面光源装置の遮光シートと拡散板の一部を示す平面図である。
【図3】実施例1に係る面光源装置の変形例を示す部分拡大断面図である。
【図4】面光源装置の各部の寸法関係を説明するための図である。
【図5】本発明の実施例2に係る面光源装置の部分拡大断面図である。
【図6】図5に示す面光源装置の遮光シートと拡散板の一部を示す平面図である。
【図7】本発明の実施例3に係る面光源装置の部分斜視図である。
【図8】図7に示す面光源装置の遮光シートと拡散板の一部を示す平面図である。
【符号の説明】
【0031】
10:面光源装置
11:導光板
12:背面
13:前面
14:端面
15:第1の位置(傾斜始端部)
16:領域(導光部)
17:面(回路基板支持面)
18:第2の位置(傾斜終端部)
19:領域(連結部、絞り部)
20:傾斜面
21:領域(発光部)
22:面(フィルム支持面)
23:光源
24:回路基板
25:反射部材
26:拡散板
27,28:プリズムシート
29:拡散板端部
30:プリズムシート端部
31:遮光シート固定部(遮光部材固定部)
32:遮光シート(遮光部材)
33:空気層
34:非粘着層(接着防止層)
35:面発光
40:遮光シート端部
41:スペーサ
42:液晶パネル
46:遮光シート端部
50:ラジアルプリズム構造
51:突出部
52:切り込み
53:粘着部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導光板の上に拡散板とプリズムシートを積層し、上記導光板の端面に対向して配置された光源から出射された光を、上記導光板の端面から内部に導き入れ、上記導光板の内部で拡散された光を上記拡散板に対向する前面を介して上記拡散板と上記プリズムシートから出射することにより面発光を得る面光源装置であって、
上記導光板は、上記光源に対向する端面を含む導光部と、上記拡散板に対向する発光部と、上記導光部と上記発光部を連結する連結部を有し、
上記連結部における前面は、上記導光部から上記発光部に向かって、反対側の背面に向かって次第後退する傾斜面を有し、
上記導光部と上記連結部の前面は遮光部材によって覆われており、
上記遮光部材は、上記プリズムシートを介することなく、上記拡散板に対して固定されており、上記遮光部材と上記傾斜面との間には空気が介在できるようにしてあることを特徴とする面光源装置。
【請求項2】
上記遮光部材の上記傾斜面に対向する部分には接着防止層が形成されていることを特徴とする請求項1の面光源装置。
【請求項3】
上記プリズムシートの上記光源側の縁を上記拡散板の上記光源側の縁よりも上記光源とは反対側にずらすことにより上記拡散板に遮光部材固定部を形成し、
上記遮光部材固定部に上記遮光部材を固定したことを特徴とする請求項1又は2の面光源装置。
【請求項4】
上記拡散板に固定された上記遮光部材の前面と上記プリズムシートの前面はほぼ面一に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの面光源装置。
【請求項5】
上記遮光部材と上記プリズムシートは、上記拡散板上で重なることなく配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの面光源装置。
【請求項6】
上記プリズムシートの上に配置された第2のプリズムシートを有し、
上記第2のプリズムシートは上記拡散板に固定された上記遮光部材の上に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの面光源装置。
【請求項7】
上記遮光部材はスペーサを介して上記拡散板に固定されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの面光源装置。
【請求項8】
上記遮光スペーサが弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項7の面光源装置。
【請求項9】
上記遮光部材は、上記導光板に対向する部分がすべて接着されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの面光源装置。
【請求項10】
上記遮光部材は、上記導光板に対向する部分が部分的に接着されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの面光源装置。
【請求項11】
上記拡散板は上記遮光部材に向かって突出する複数の突出部を有し、各突出部が上記遮光部材に接着されていることを特徴とする請求項10の面光源装置。
【請求項12】
上記導光板の連結部は、前面側からみて扇形の傾斜面を有し、隣接する上記突出部の間に上記扇状の傾斜面が配置されていることを特徴とする請求項11の面光源装置。
【請求項13】
上記拡散板は、各突出部の両側に切り込みが形成されていることを特徴とする請求項11又は12の面光源装置。
【請求項14】
上記面光源装置を備えた液晶表示装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2010−40434(P2010−40434A)
【公開日】平成22年2月18日(2010.2.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−204525(P2008−204525)
【出願日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【出願人】(000002945)オムロン株式会社 (3,542)
【Fターム(参考)】