図面 (/)

技術 照明ユニット及びこれを用いた表示装置

出願人 マクセルホールディングス株式会社
発明者 白石幹夫田辺将行谷村美佳山本将史高野健治島根好文小原康彰中村玲士
出願日 2011年8月26日 (9年4ヶ月経過) 出願番号 2011-184274
公開日 2013年3月4日 (7年9ヶ月経過) 公開番号 2013-045733
状態 特許登録済
技術分野 液晶4(光学部材との組合せ) 面状発光モジュール
主要キーワード サブ照明 LED穴 背面側部分 LED光軸 LED付 ピンモールド 上内側 透過型表示デバイス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年3月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (13)

課題

LEDから導光板に光を導いて面状の照明を行う照明ユニットにおいて、LED付近の輝度ムラを抑制する。

解決手段

LED(2)と、LED(2)からの光を面状光として出射する光出射面(110)を有する平板状の導光板(1)とを備え、該導光板(1)の光出射面(110)と反対側の面に凹部(101)が形成され、該凹部(101)に、LED(2)の光軸が導光板(1)の光出射面と平行となるように設けられている。そして、導光板(1)の光出射面(110)のLED(2)と対応する位置に減光パターン(3)を設け、更に、導光板(1)の光出射面(110)に第1の導光パターン(41)を設け、反射面である背面(111)に第2の導光パターン(44)を設けたことを特徴とする。

概要

背景

光源として発光素子であるLEDを用いた照明ユニットは、例えば液晶表示パネル(LCD)などの透過型表示デバイスを備えた表示装置バックライトとして用いられており、広く実用に供されている。

また、バックライトとして用いられる照明ユニットの構成としては、光源としてのLEDと、LEDから出射された光を面光源としてLCD側に導くための導光板を用いた構成のものが知られている。

かかる構成において、光源から入射された光は、全反射などにより導光板内を進行し、導光板表面に設けられた拡散導光パターンにより散乱されて導光板表面から光が取り出される。このとき、導光板の光源近傍部分(光入射付近)においては、他の部分に比べ光の強度が局所的に大きくなり、いわゆる輝度ムラが発生する。かかる輝度ムラを低減するための従来技術として、例えば特許文献1〜2に記載のように、導光板表面の光源近傍部分に遮光部材光反射吸収部材を設けることが知られている。

また、導光板の光出射面から出る光の空間的な輝度分布を均一化させるために、例えば特許文献3〜5のように、導光板表面(光出射面及び/又は背面)や導光板の背面側に設けた反射板に所定のパターンを設けたものが知られている。

概要

LEDから導光板に光を導いて面状の照明を行う照明ユニットにおいて、LED付近の輝度ムラを抑制する。LED(2)と、LED(2)からの光を面状光として出射する光出射面(110)を有する平板状の導光板(1)とを備え、該導光板(1)の光出射面(110)と反対側の面に凹部(101)が形成され、該凹部(101)に、LED(2)の光軸が導光板(1)の光出射面と平行となるように設けられている。そして、導光板(1)の光出射面(110)のLED(2)と対応する位置に減光パターン(3)を設け、更に、導光板(1)の光出射面(110)に第1の導光パターン(41)を設け、反射面である背面(111)に第2の導光パターン(44)を設けたことを特徴とする。

目的

本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みて為されたものであって、光源としてLEDを用い、複数の領域に分割された照明ユニット及びこれを用いた表示装置において、領域間及び領域内の輝度ムラを低減するのに好適な技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

発光素子と、該光源からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、該導光板の光出射面と反対側の面に凹部が形成され、該凹部に、前記発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように前記発光素子を設けて構成された照明ユニットにおいて、前記導光板の光出射面の前記発光素子と位置的に対応する部分に減光パターンを設け、更に、前記導光板の光出射面に第1の導光パターンを設け、前記導光板の背面に第2の導光パターンを設けたことを特徴とする照明ユニット。

請求項2

請求項1記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子は、LEDであることを特徴とする照明ユニット。

請求項3

請求項1記載の照明ユニットにおいて、前記減光パターンは、印刷により形成されることを特徴とする照明ユニット。

請求項4

請求項1記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子が前記凹部の長手方向に沿って複数配列されており、前記導光板の光出射面の、前記発光素子の相互間に、第3の導光パターンが形成されていることを特徴とする照明ユニット。

請求項5

請求項4記載の照明ユニットにおいて、前記第1の導光パターンと前記第3の導光パターンが前記導光板の光出射面において一体的に形成されていることを特徴とする照明ユニット。

請求項6

請求項1記載の照明ユニットにおいて、前記発光素子が前記凹部の長手方向に沿って複数配列されており、前記導光板の背面の、前記発光素子の相互間に、第4の導光パターンが形成されていることを特徴とする照明ユニット。

請求項7

請求項5記載の照明ユニットにおいて、前記第2の導光パターンと前記第4の導光パターンが前記導光板の背面において一体的に形成されていることを特徴とする照明ユニット。

請求項8

請求項1に記載の照明ユニットにおいて、前記導光板の光出射面に設けられた前記減光パターンと前記第1の導光パターンの厚さが互いにに異なることを特徴とする照明ユニット。

請求項9

請求項8に記載の照明ユニットにおいて、前記第1の導光パターンは、異なる厚さを持つ複数のドットで構成されることを特徴とする照明ユニット。

請求項10

請求項1に記載の照明ユニットにおいて、前記導光板に設けた導光パターンの印刷範囲が、導光板外形周囲から10mm以上内側に設定されていることを特徴とする照明ユニット。

請求項11

請求項1から請求項10のいずれかに記載の照明ユニットをバックライトとして用いたことを特徴とする表示装置

技術分野

0001

本発明は、光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いた照明ユニット、およびこれをバックライトとして用いた表示装置に関する。

背景技術

0002

光源として発光素子であるLEDを用いた照明ユニットは、例えば液晶表示パネル(LCD)などの透過型表示デバイスを備えた表示装置のバックライトとして用いられており、広く実用に供されている。

0003

また、バックライトとして用いられる照明ユニットの構成としては、光源としてのLEDと、LEDから出射された光を面光源としてLCD側に導くための導光板を用いた構成のものが知られている。

0004

かかる構成において、光源から入射された光は、全反射などにより導光板内を進行し、導光板表面に設けられた拡散導光パターンにより散乱されて導光板表面から光が取り出される。このとき、導光板の光源近傍部分(光入射付近)においては、他の部分に比べ光の強度が局所的に大きくなり、いわゆる輝度ムラが発生する。かかる輝度ムラを低減するための従来技術として、例えば特許文献1〜2に記載のように、導光板表面の光源近傍部分に遮光部材光反射吸収部材を設けることが知られている。

0005

また、導光板の光出射面から出る光の空間的な輝度分布を均一化させるために、例えば特許文献3〜5のように、導光板表面(光出射面及び/又は背面)や導光板の背面側に設けた反射板に所定のパターンを設けたものが知られている。

先行技術

0006

特開2005−117023号公報
特開2003−242817号公報
特開2005−347010号公報
特開平6−174929号公報
特開2001−42327号公報

発明が解決しようとする課題

0007

ところで、近年のテレビジョン装置等の表示装置においては、大画面化、更には省電力化高画質化が要求されている。大画面の表示装置において省電力化と高画質化を実現するために、表示装置の画面全体を分割し、更に該画面の分割に対応させて照明ユニットの照射面を複数の領域に分割し、分割画面映像に対応して照明ユニットの各領域の光強度を個別に制御する、いわゆるエリア制御ローカルディミング)が行われる。ここで、領域は、光を制御するための最小の単位であって、仮想的なものであり、物理的に分割される必要は無い。

0008

このような複数の領域を有する照明ユニットの構成において、上記従来技術に記載のパターンでは、照明ユニットの領域間の輝度ムラが抑え切れないことがある。すなわち、従来技術においては、照明ユニットを複数の分割した場合の輝度ムラの抑制については十分に考慮されていなかった。

0009

また、LEDは、その発光面の中央(光軸)を中心にして放射状に拡がる光放出特性を有している。ここで、光軸とは、LEDの光放出面の中心から光放出面と直交する方向に延びる軸であるものとする。例えばLEDが、その光放出方向が電極面と並行側面発光型サイドビュー型)のLEDの場合、該サイドビュー型LEDを上から(上面側から)見たときに、発光面側からその前方に向かって、光軸を中心に放射状に拡がるように光が放出される。

0010

上記した従来技術においては、導光板に設けられる遮光部材或いは光反射吸収部材は、上述したようなLEDの光放出特性を考慮した構成となっていない。従って、従来技術においては、前述のような、LED近傍において光強度が局所的に高くなるような輝度ムラ、つまり、一つの領域内における輝度ムラを良好に低減することは困難であった。

0011

本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みて為されたものであって、光源としてLEDを用い、複数の領域に分割された照明ユニット及びこれを用いた表示装置において、領域間及び領域内の輝度ムラを低減するのに好適な技術を提供するものである。

課題を解決するための手段

0012

本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。

0013

より具体的には、本発明は、光源としての発光素子(LED)と、該光源からの光を面状光として出射する光出射面を有する平板状の導光板とを備え、該導光板の光出射面と反対側の面に凹部が形成され、該凹部に、前記発光素子の光軸が前記導光板の光出射面と平行となるように前記発光素子を設けて構成されており、前記導光板の光出射面の前記発光素子と位置的に対応する部分に減光パターンを設け、更に、前記導光板の光出射面に第1の導光パターンを設け、前記導光板の背面に第2の導光パターンを設けたことを特徴とする。

0014

上記導光板の光出射面側の減光パターンは、第1の導光パターンとは個別に設けられており、減光パターン、第1及び第2の導光パターンは、それぞれ印刷により形成される。

発明の効果

0015

本発明によれば、領域間及び領域内の輝度ムラの両方を好適に低減することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の第1実施例に係る減光パターン部及びその周辺を示す図。
本発明が適用される表示装置6の一例の外観を示す斜視図。
図2に示された表示部610における主要部品配置構成例を示す分解斜視図。
図3に示されたサブ照明ユニット5一構成例を示す断面図。
図4に示された照明基板10の一構成例を示す斜視図。
本発明の実施例に用いられる導光板1の外形形状の一例を示す斜視図。
本発明の第1実施例による導光板に形成された減光パターン及び導光パターンの一例を示す斜視図
本発明の第1実施例による減光パターンの一例を示す図。
本発明の第1実施の形態による、導光板の出射面に形成された導光パターン及び減光パターンの一例を示す図。
本発明の第2実施例を示す図。
本発明の第3実施例を示す図。
第1実施例に係る減光パターンの一例を示す図。

0017

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。尚、各図または各実施例において、同一の構成、機能または作用を有する要素には同じ番号を付し、重複した説明を省略するものとする。

0018

図1は、本発明の第1実施例による導光板1の光学的作用を説明するための図である。本実施例は、発光素子であるLED2からの光を面状光にして出射する導光板1の光出射面110の、LED2と位置的に対応する部分(LED2の直上部分)に、放射状の突起を有する例えば毬栗状の減光パターンを設け、更に、導光板1の光出射面110に第1の導光パターンである出射面側導光パターン41、及び導光板1の背面(反射面)111に第2の導光パターンである反射面側導光パターン44を設けたことを特徴とするものである。この実施例の詳細については後述するものとし、まず図2から図6を用いて本実施形態が適用される表示装置及び照明ユニットについての詳細な説明を行うものとする。

0019

図2は、本発明が適用される表示装置の一例の外観を示す斜視図である。図2において、表示装置の例として、テレビジョン受信機の形態を例として挙げている。

0020

図2において、表示装置6は、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であり、表示部610及びこれを下方から支持しているスタンド部620とを備えている。表示部610の内部には、後述するように、表示デバイスである液晶表示パネルや照明ユニットが設けられている。

0021

図3は、図2に示された表示装置6の表示部610における主要部品の配置構成例を示す分解斜視図である。

0022

図3において、表示装置6を構成している主要部分は、液晶表示パネル(液晶セル)8と、この液晶表示パネル8の背面から光を照射するためのバックライトである照明ユニット7である。ここで、照明ユニット7から出た光は、矢印A710のように進み、拡散板901、プリズムシート902などを経て矢印B720のように液晶表示パネル8に至る。液晶表示パネル8には映像信号が供給され、該映像信号に基づいて各ピクセルを構成する液晶素子光透過率が制御される。そして液晶表示パネル8に矢印B720に従って入射された光は、液晶表示パネル8の各ピクセルにより空間的に変調されて光学像が形成され、出射面801に画像として表示される。すなわち、液晶表示パネル8に入射した光は矢印C730のように画像光として出射する。

0023

照明ユニット7は、単一のサブ照明ユニット5又はサブ照明ユニットを複数個組み合わせて構成されており、照明ユニット7全体を構成する下シャーシ760に取り付けられて保持される。

0024

引き続き図4を参照してサブ照明ユニット5の内部構成を説明する。図4(a)において、導光板1には、照明基板10を介してLED2が所定の方向に沿って複数個、所定の間隔を以って配列されるように取り付けられている。ここでLED2は、その光放出方向が導光板1の光出射面110と平行な方向、すなわちLED2の光軸が導光板1の光出射面110と平行な方向とされるように設けられている。LED2から出射された光は導光板1の光入射面102に入射して導光板1内部を進み、導光板1の出射面110から適宜照射されて、拡散板901、プリズムシート902などを経由して、液晶パネルセル8へと至る。ここで、LED2は、本実施例では側面発光型(サイドビュー型)のLEDであり、白色光を放出するものとする。サイドビュー型のLEDを用いることによって、照明基板10にLED2を取り付けるだけで、LED2の光放出方向が導光板1の光出射面110と平行な方向となる。

0025

本実施例では、導光板1の光出射面110と反対側の面(以下、背面と呼ぶ場合もある)には凹部101が形成されており、LED2は、この導光板1背面に形成された凹部101内に配置されている。ここで、凹部101は、本実施例では導光板1の左右方向(紙面奥行き方向で、液晶表示パネル8の水平方向(横方向)と等しい)の延びる溝で構成されているため、以下では、この凹部を溝部と呼ぶこととする。この溝部は導光板1の左右方向に連続的に形成されたものである。溝部101の一側面は上述した光入射面102とされており、LED2から出射された光は溝部101の一側面である入射面102から導光板1内部に取り込まれる。

0026

図4(b)は、照明ユニット5の分解図を示している。導光板1とLED2が実装される照明基板10との間には、反射シート920が設けられている。すなわち、反射シート920は導光板1の背面側に配置されるように、導光板1背面と照明基板10とによって挟持されて保持される。この反射シート920によって、導光板1の背面から外部へ透過した光が反射されて導光板1内部に戻される。これによって光の利用効率を向上させる。そして、反射シート920に設けてあるLED穴921からLED2が露出し、その発光部分が導光板1の溝部101に差し込まれている。照明基板10の導光板1への保持構造は、導光板1の厚さ方向に突出する、液晶表示パネル8側に向けて先細りの形状となっているピンモールド70を用いて取り付けられている。本実施例では、ピンモールド70は、樹脂で構成されて所定の弾性を有しており、更に前方爪71と後方爪72とを有している。そして、ピンモールド70が照明基板穴930、反射シート穴931,導光板穴932を貫通した後に、照明基板10,反射シート920及び導光板1を前方爪71と後方爪72とで挟み込んで保持する構成となっている。

0027

図5は、照明基板10の一構成例を示す斜視図である。図5に示されるように、照明基板10は導光板1の左右方向を長手方向とした長方形を有している。照明基板10の長手方向に沿ってLED2が複数個所定間隔を空けて配列され、半田付けなどにより照明基板10に取り付けられている。また、照明基板10には、照明基板穴930が複数個設けてあり、先ほどの図4の説明のように、ピンモールド70が挿入されて導光板1へと取り付け固定される。

0028

図6は、図1図4等に示した導光板1の外形の一例を示す斜視図である。図6(a)は、導光板1の背面側(溝部101が形成される側)を示し、同図(b)には導光板1の端部の拡大図を示している。

0029

図6(a)に示されるように、本実施例に係る導光板1は、液晶表示パネルの表示面とほぼ同じ大きさを有する平板状の1枚の導光板で構成されている。またその背面側には、図6(b)に示されるように、導光板1の左右一方の端部105から他方の端部にわたって連続して形成された溝部101が複数本、平行して設けられている。この例では、7本の溝部101が設けられるものとする。ここでは、導光板1の最下端にも溝部101が形成されるものとする。各溝部101には複数のLED2が挿入され、各溝のLED2は、それぞれ個別にその光強度が制御されるように構成される。また各溝部101に挿入された複数のLED2も複数のグループに分割される。例えば1つの溝部101に挿入されるLEDの個数が30個の場合、これを3個1グループとして10のグループに分割され、各グループのLEDが個別に制御されるように構成される。従って、この例では、導光板1が7×10の計70個の(仮想的な)領域に分割される。この領域は光の強度が制御される最小単位であり、各領域の光強度(すなわち各領域に対応するLEDで、この場合では3個のLED)が、その領域に対応する映像信号の輝度に応じて制御される。これによって、いわゆるエリア制御(ローカルディミング)が可能となる。

0030

また、導光板1には照明基板10を取り付けるためのピンモールド70が挿入される複数の導光板穴932が設けてある。

0031

図7は、本発明の第1実施例による、導光板1の光出射面110側と背面(反射面)111側の概略構成を示す図である。本図は、概略構成の説明のために、光出射面110及び反射面111の全体的な形態を示すことを主眼としているため、詳細な部分については図面が不明瞭にならないよう簡略化して図示している。よって、本図と後述の詳細図とパターン細部の形状が異なることがあるが、内容・機能に付いては差違はなく同一部品番号については、同一の機能、動作を有するものとする。

0032

図7(a)に示されるように、導光板1の光出射面110側には、毬栗状の減光パターン3、導光パターン4の一部である、微小ドット集合体で構成された出射面側導光パターン41、及びLED2の相互間に設けられた、微小ドットの集合体で構成された出射面LED間導光パターン43が設けられている。減光パターン3の位置は、導光板1の光入射面側に設けた溝部101に収納されたLED2の位置に対応して設定されてある。出射面LED間導光パターン43は、LED2の相互間で、光出射側寄りに形成されている。また導光パターン4と減光パターン3とは、光の透過率及び拡散性が異なる構成であり、印刷などにより設けられる。

0033

また図7(b)に示されるように、導光板1の反射面111には、導光パターン4の一部である反射面導光パターン44、及び反射面LED間導光パターン45が設けられている。また、これらパターンの位置は、LED2のは位置位置に応じて設定される。反射面導光パターン44と反射面LED間導光パターン45とは、光の透過率・反射率及び拡散性については同一の構成であり、それぞれ同じプロセス、例えば印刷などにより設けられている。

0034

図7に示されたそれぞれのパターンの詳細について以下に説明する。
減光パターン3は、図1に示されるように、導光板1の光出射面110において、溝部101内のLED2の直上部分に設けられている。本実施例に係る減光パターン3は、図12に示されるように、LED2の直上に位置しLED2の中心をカバーする主部分33と、LED2中心からLED2の光出射側に延びる放射状の出射側突起部分31と、更にLED2の背面側(光出射側とは反対側)に延びる放射状の背面側突起部分32とを有している。主部分33は、光の出射方向と直交する方向を長軸とする楕円形状を為しているので、以下では主部分33を楕円部分33と呼ぶこととする。しかしながら、主部分33は楕円ではなく光の出射方向と直交する方向を長軸とする長円形状でもよく、また円形でもよい。また、出射側突起部分31及び背面側突起部分32は、LED2または楕円部分33から離れるに従い徐々に細くなる先細りの形状を有している。

0035

本実施例においては、楕円部分33と出射側突起部分31、及び背面側突起部分32は互いに結合され一体化されている。また減光パターン3は、後述のように該減光パターン3に入射される光の一部を反射し、一部を透過する光学作用を有しており、これによって減光パターン3を通過する光の強度を低減する。減光パターン3の透過率は、例えば5%〜10%程度に、反射率は例えば80%〜90%などに設定される。

0036

上述のように、溝部101にはLED2が設けてあり、LED2から出た光が導光板1の光入射面102に入射されて導光板1の内部を進む。ここで、LED2は上述のようにサイドビュー型のLEDを使用しているが、サイドビュー型LEDであっても、LEDの外郭を構成するパッケージの上側を光が透過し、LED2の直上方向に向かう。また溝部101の光入射面102で反射した光がLED2の直上方向に向かう。このような光によって、導光板1の光出射面110のLED2直上部分は、他の部分に比べて光強度が局所的に強くなる。以下、この局所的に光強度が強くなる部分を「光スポット」と呼ぶ。またLED2からの光はその光出射方向に向かって放射状に拡がるので、光スポットも放射状に拡がる形状となる。

0037

そこで本実施例では、導光板1の光入射面102において、特に光スポットが生じるLED2の直上部分をカバーする楕円部分33と、更に、光出射方向に向かって放射状に延びる出射側突起部分31との組合せにより減光パターン3を構成したものである。これによって、LED2の直上に向かって光入射面102から出射する光、及びそこから光放出方向に向かって放射状に広がる光の強度を弱めて光スポットの明るさを低減させるようにしている。

0038

また、LED2の背面側(光放出面と反対側)にも光が回り込むため、LED2の背面方向においても若干光スポットが放射状に拡がる。このため本実施例では、減光パターン3としてLED2の背面側に延びる放射状の背面側突起部分32を更に設けることで、導光板1の光入射面102におけるLED2の背面側部分の光強度を弱めることができる。

0039

すなわち本実施例は、LED2の光放出特性を考慮した形状の減光パターン3を用いることで、光スポットを低減し適度ムラを好適に抑制するものである。以下、減光パターン3の光学的作用の詳細について説明する。

0040

減光パターン3中心の楕円部分33では、LED2から出た光に対して減光と反射を与える。周辺の放射状の出射側突起部分31付近において、突起が形成される部分ではLED2から出た光に対して、上記の楕円部分と同様に減光と反射を与え、突起間の隙間、つまり突起の谷間にあたる突起が形成されない部分では、LED2からの光を透過して導光板1外に光を出射する。すなわち、放射状の出射側突起部分31付近では減光・反射・透過の異なる光学的作用がそれぞれの場所により与えられ、全体として導光板1から出射される光の量を、出射側突起部分31の形状により、徐々に変化させて制御する。また、LED2から出た光が回り込んで背面側に進んだ分については、放射状の背面側突起部分32によって、上記出射側突起部分31と同様に、減光・反射・透過の異なる光学的作用がそれぞれの場所により与えられ、導光板1より出射される光の量を徐々に変化させている。ここで、出射側突起部分31は背面側突起部分32よりも長く形成されているので、上述した減光・反射・透過の光学的作用を与える範囲が、出射側突起部分31の方(つまりLED2の光放出方向側)が大きくなっている。

0041

図1(a)は、上記LED2周りの光学的作用を説明するための断面図である。ここで、たとえば光線58に与えられる光学的作用を説明する。光線58は導光板1内を進み、減光パターン3にて反射・透過し、減光透過した光線60と反射した光線59とに分かれる。さらに光線59は導光板1の反射面111側で、反射面111に対する入射角臨界角以下のため全反射し光線61のように導光板1内部を進み、さらに光出射面110にて全反射して光線84のように導光板1内部を進み、以下図示しない場所で光出射面110から導光板1の外部に進む。

0042

光軸に対する出射角が光線51よりも小さい光線62の場合は、導光板1の光出射面110の、減光パターン3が形成された位置よりも先の位置に進む。この光線62は、光出射面110に設けられている出射面側導光パターン41にあたる。このとき、一部の光は全反射せずに光出射面110(出射面側導光パターン41)を透過し、拡散しながら光線63のように出射する。残りの一部の光は臨界角以下となり、拡散しながら反射し、その一部は光線64ように導光板1の先に進み、以下図示していない場所で光出射面110より導光板1の外部に進む。

0043

このように、出射面110側の出射面導光パターン41、及び減光パターン3により、出射面側の出射光量調整部材が構成されている。

0044

続いて、図1(b)を用いて反射面111に形成された反射面導光パターン44の光学的作用を説明する。例えば光線68は、導光板1内部を進み、反射面111に形成された反射面導光パターン44にあたる。ここの界面で、光線68は全反射条件崩れ反射面導光パターン44のドット部分で拡散され、光線82のように導光板1の内部及び反射シート920付近に散らばりながら進行する。反射シート920に進んだ光は反射して再度導光板1に戻り光出射面110から導光板1外部に出射される。

0045

また光軸に対する出射角が光線68よりも小さい光線69は、導光板1内部を進み、反射面111に到達する。ここで、光線69の反射面111への入射角が臨界角以下のため反射面111にて全反射して光線80のように導光板1内部を進み、光出射面110に到達する。ここでも、光線80の光出射面110への入射角が臨界角以下のため光出射面110にて全反射して光線81のように導光板1内部を進み、反射面111にて反射面導光パターン44のドット部分で拡散され、光線83のように導光板1内部及び反射シート920付近に散らばりながら進行する。反射シート920に進んだ光は反射して再度導光板1に戻り光出射面110から導光板1の外部に出射される。このようにして、導光板1の出射面110と反射面111とに設けた減光パターン3、出射導光パターン41、及び反射面導光パターン44などにより、導光板1から均一に光を取り出すことができる。

0046

続いて、LED間均一化パターン43について図8を参照して説明する。図8(a)に示されるように、光出射面110には、導光パターン4の一部であるLED間均一化パターン43と、減光パターン3とが設けられている。減光パターン3は、複数のLED2(図では2つ)のそれぞれの位置に対応するように配置されており、またLED2の間にはLED間均一化パターン43が設けられている。

0047

上記LED間均一化パターン43及び減光パターン3、更に図7(b)に示された反射面LED間導光パターン45の光学的作用について、図8(a)の側面断面図を示す図8(b)を参照しながら説明する。

0048

照明基板10上に取り付けられたLED201(図面右側のLED)から出た光のうち、斜め上に上がる光線85は光入射面102を経由して導光板1内に入り、光出射面110上に形成された減光パターン3にあたり、ここで減光・透過して散乱し光線86のように導光板1の外部に出射する。また、減光パターン3で反射した光は光線87として反射面111に進み、ここに設けられた反射面LED間導光パターン45(図7にて説明した反射面LED間導光パターン45と同一)にて一部は拡散反射及し光線88のように導光板1内部を進む。また残りの一部は、反射面LED間導光パターン45を透過し反射シート920にて拡散反射されて導光板1方面に向かい、導光板1の内部に戻る。。一方、光線88は、光出射面110を透過して出射し、光線89として導光板1の外部に進む。

0049

一方、照明基板10上に取り付けられたLED202(図面左側のLED)から出た光のうち、斜め上に上がる光線90は光入射面102を経由して導光板1内に入り、光出射面110上に形成された減光パターン3にあたり、ここで減光・透過して散乱し光線91のように導光板1の外部に出射する。また、減光パターン3で反射した光は光線92として反射面111に進み、ここに設けられた反射面LED間導光パターン45にて一部は拡散反射し光線94のように導光板1内部を進む。また残りの一部は、反射面LED間導光パターン45を透過し反射シート920にて拡散反射されて導光板1方面に向かい、導光板1の内部に戻る。一方光線94は、光出射面110に設けられたLED間均一化パターン43にて拡散しながら透過し光線95として導光板1の外部に進む。

0050

このようにして、LED間の光が届かない又は到達する光量が少ない部分にも、減光パターン3の一部とLED間均一化パターン43及び反射面LED間導光パターン45を用いることにより、導光板1の光出射面110から十分な光を取り出すことが可能となり、LED間が局所的に暗くなるような輝度ムラの発生を防止することができる。

0051

以上の説明のように、本実施例によれば、輝度ムラを良好に低減することができる。特に照明ユニットを複数の領域に分割する場合において、領域の相互間はLEDの相互間となるために上述したような局所的に輝度が暗くなる輝度ムラが生じるが、上述のようにして領域間(LED間)の輝度ムラが低減できる。また領域内に複数のLEDが所定間隔離されて配置された場合でも同様にLED間の輝度ムラが低減でき、よって、領域内の輝度ムラも低減できる。更には、光出射面110のLED直上部分には、上述のような形状を有する減光パターン3が形成されているため、LEDの光放出特性に適した光スポット(輝度ムラ)の低減を行うことができる。

0052

このように本実施例によれば、領域間及び領域内の輝度ムラが低減された照明ユニットを提供できる。更に、これを適用した表示装置においては、輝度が均一な高画質な映像を表示することが可能となる。

0053

続いて、本発明の第2実施例について図9を参照して説明する。上記第1実施例では、図7に示されるように、光出射面110側の導光パターン4として、出射面導光パターン41とLED間均一化パターン43を所定の距離を空けて設けたが、本実施例ではLED間均一化パターン43と出射面導光パターン41とが一体となった出射導光パターン46として構成されている。

0054

このとき、図示していない反射面111側にも反射面導光パターン44が設けられており、これは反射面LED間導光パターン45が一体となって構成されている。このような構成によれば、反射面導光パターンつまり本実施例に係る導光板1には、パターンとして、減光パターン3と、出射面導光パターン46と、の反射面導光パターンの3つのパターンが設けられている。

0055

このようにして、導光板1の光出射面110から十分な光を取り出すことが可能となり、LED間が局所的に暗くなるような輝度ムラの発生を防止することができる。

0056

続いて、本発明の第3実施例について図10を参照して説明する。図10(a)に示されるように、減光パターン304と導光パターン400が導光板1の光出射面110に設けられている。また導光パターン400は、複数段の導光パターン、例えば第1段出射面導光パターン47、第3段出射面導光パターン48、第5段出射面導光パターン49などにより構成されている。それぞれの段の導光パターンは、形成されているインクの厚さが変えてある。ここで、紙面横方向に配列されたパターン(ドット群)の列のうち、LEDに最も近いを第1段とし、LEDからの距離が遠くなりに従い第2段、第3段…のように段数が増えていくものとする。

0057

図10(b)は、図10(a)の断面図を示す。反射面111側にも反射面導光パターン44が設けてあり、よって導光板1には、減光パターン304、導光パターン400及び反射面導光パターン44の3つのパターンが設けられている。さらに、本実施例では、光出射面110側の導光パターン400が、複数の厚さの導光パターンの組み合わせにより構成されている。例えば第1段出射面導光パターン47は、厚さB、第3段出射導光面パターン48は厚さC、第5段出射面導光パターン49は厚さDとしている。さらに減光パターン304は厚さAに設定しており、この図では、厚い順にA>B>C>Dのように設定している。

0058

第1段出射面導光パターン47と第3段出射面導光パターン48の厚さの違いは、グラビア印刷のようなドット毎にインクの厚さを変える印刷方法や、インクジェットプリント方式などにより実現することができる。

0059

ここで、LED2から放出される光線95を例にして、これらの導光パターンによる光学的動作を説明する。

0060

LED2から出た光線95は導光板1内部を進み、反射面111側で全反射して光線96として減光パターン304に進む。ここで、一部の光は減光透過し、光線121のように拡散しながら導光板1の外部に進む。一方、反射した光線97は、再び反射面111に進み全反射して光線98のように光出射面110にすすみ、ここで第3段出射面導光パターン48の所定の厚さのドットにあたる。ここで、光線は減光透過して光線99のように拡散しながら導光板1外部に進む。

0061

このとき、例えば第3段出射面導光パターン48のように、導光パターンから拡散して出射する光量をパターン(ドット)の厚さにより調整することができる。例えば、多く光を出射させたい位置の出射面導光パターンの厚さを厚くし、出射光量を減少させたい位置の出射面導光パターンの厚さを薄くする。すなわち本実施例では、出射面導光パターンの形状ではなく、厚さのみにより光量を制御するものである。

0062

このようにすることにより、導光板1の光出射面110において、同じ形状、大きさの出射面導光パターンのドットを用いて、光出射面110に位置に応じた光量調整をすることができる。

0063

続いて、本発明の第4実施例について図11を参照して説明する。図11は、導光板1の光出射面110表面に設けられた減光パターンと導光パターンの印刷領域106と導光板1の外形とを示している。

0064

印刷領域106は、導光板1外周の辺(端部)から所定の間隔を空けて設置されている。このとき、導光板1の辺からこれに並行する印刷領域106の辺までの距離E,F,G,Hは、例えば約10mmである。すなわち、印刷領域106は導光板1の辺から10mm又はそれ以上の距離を置いて印刷を行っている。

0065

このようにしても、導光板1の機能としては導光板1の周辺部分の光量が減るなどの問題は小さい。逆に、導光板1の周辺部分にパターンを印刷しなければ、導光板1の周辺部分を把持または保持するための領域として利用することができる。このため、導光板1の周辺部分を含む全面に渡ってにパターンが印刷されることによる、導光板1の把持または保持の際の印刷部分の脱落などを防止できる。すなわち、このように構成することで、導光板1の取り扱い上の問題を解消する事ができる。

0066

上記した実施例にて説明したように、本実施形態によればにより、LED近傍において導光板から出射された光を均一化することができる。すなわち、本実施形態によれば、輝度ムラが低減された安定した性能の照明ユニット及び表示装置を提供することができ、ひいては安定した性能の表示装置を提供することが可能となる。
本実施形態の説明においては、導光板に設けた減光パターンや導光パターンの形成方法として、印刷や塗装などによる方法で説明したが、他の方法、たとえばインクジェット方式に依る印刷やフレキソ印刷熱転写方式印刷、静電吸着方式によるパターン形成(いわゆる電子写真方式)などであっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

0067

また、出射側突起部分及びは背面側突起部分のそれぞれにおける突起の長さは、一つの減光パターンにおいて同じ長さとされているが異なる長さとしてもよい。例えば、出射側突起部分のLED光軸との為す角度が小さいものほど長さを大きくし、LED光軸との為す角度が大きいものほど長さを短くしてもよい。

実施例

0068

本実施形態の説明においては、LEDをいわゆるサイドビュータイプ型のLEDを例にして説明したが、例えばトップビュー(上向き出射構成)のものであっても同様に構成でき、同様の効果があることはいうまでもない。

0069

1…導光板、2…LED素子、3…減光パターン、4…導光パターン、41…出射面導光パターン、43…LED間均一化パターン、44…反射面導光パターン、45…反射面LED間導光パターン、5…サブ照明ユニット、6…表示装置、7…照明ユニット、8…液晶表示パネル、101…溝部、102…光入射面、110…光出射面

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 青島欧昇灯具有限公司の「 卓面多機能LEDライト」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】本発明は卓面多機能LEDライトを開示した。【解決手段】ライト棒と、デスクライト台と、ベッドライト台とを含み、前記ライト棒は前記デスクライト台と前記ベッドライト台とに取り付けられることができ、前... 詳細

  • 株式会社ジャパンディスプレイの「 表示装置、発光モジュール、及び、電子部品」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置、発光モジュール、及び電子部品を提供する。【解決手段】高分子分散液晶層を備えた表示パネルPNLと、表示パネルPNLの側面に沿って設けられた発光モジュ... 詳細

  • 株式会社ジャパンディスプレイの「 カバーガラス及び表示装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】光漏れを抑制する。【解決手段】第1側面と、前記第1側面と向かい合う第2側面と、を有し、前記第2側面には反射材が設けられ、前記第1側面には前記反射材が設けられず、前記第2側面の表面粗さは、前記第... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ