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技術 バックライト

出願人 シチズン電子株式会社シチズン時計株式会社
発明者 堀内拓磨宮下卓巳渡辺清一
出願日 2018年4月23日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2019-514482
公開日 2020年3月19日 (8ヶ月経過) 公開番号 WO2018-199011
状態 特許登録済
技術分野 面状発光モジュール
主要キーワード 正四角錐台 正四角錐形状 正四角柱 正四角錐 多角錐形状 パッケージ品 三角錐形状 部分点灯
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題・解決手段

薄型化を推し進めながらも、LEDの使用個数を低減できる直下型バックライトを提供する。実装基板(11)上には、LED(13)が正方格子状実装されている。この正方格子の各ユニット中心付近の上方に、拡散板(14)の突起部(15)が配置される。LED(13)から発せられた光のうち、実装基板(11)と拡散板(14)の間を横方向に進行する光は、突起部(15)に捕獲され、突起部(15)の界面における屈折及び反射、並びに拡散粒子による拡散によって、上方に向かう照明光となる。

概要

背景

液晶表示装置では、画面に表示された画像を直視するため、通常、バックライトによって、液晶パネルの背面から拡散光照射される。このバックライトは、液晶パネルの背面に光源が配置された直下型バックライトと、液晶パネルの背面に導光板が配置され、その側面に光源が配置されたサイドエッジ型バックライトに大別される。直下型バックライトでは、拡散板が光源を覆い、拡散板からの均一な拡散光が液晶パネルに向けて照射される。サイドエッジ型バックライトでは、光源から導光板に入射された光が、液晶パネルの背面と対向する導光板の主面から、液晶パネルに向けて照射される。

大面積化しやすい直下型バックライトは、液晶テレビなどの大型の液晶パネルを備える機器に採用されることが多い。一方、薄型化しやすいサイドエッジ型バックライトは、携帯電話機などの中小型の液晶パネルを使用する機器に採用されることが多い。ところが、画質向上を目的として、直下型バックライトが得意とする部分点灯制御(以下「ローカルディミング」ともいう)を、中小型の液晶パネルを使用するカーナビゲーションシステムに適用することが最近注目されてきた。

中小型の液晶パネルを備える表示装置に直下型バックライトを適用する場合、直下型バックライトの薄型化が必要である。しかしながら、直下型バックライトの薄型化は輝度ムラを目立たせる。すなわち、光源として用いるLEDの直上部が明るくなる一方で、LED同士の間の上方が暗くなってしまう。この輝度ムラに対し、例えば、特許文献1には、拡散板の一方の面に凹部を設け、輝度ムラを低減した表示装置が示されている。

概要

薄型化を推し進めながらも、LEDの使用個数を低減できる直下型のバックライトを提供する。実装基板(11)上には、LED(13)が正方格子状実装されている。この正方格子の各ユニット中心付近の上方に、拡散板(14)の突起部(15)が配置される。LED(13)から発せられた光のうち、実装基板(11)と拡散板(14)の間を横方向に進行する光は、突起部(15)に捕獲され、突起部(15)の界面における屈折及び反射、並びに拡散粒子による拡散によって、上方に向かう照明光となる。

目的

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、LEDの使用個数が低減できる薄型の直下型バックライトを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

実装基板と、前記実装基板上に実装された複数のLEDと、前記複数のLEDと間隔を設けて前記複数のLEDを覆う拡散板と、を有し、前記拡散板が下面に平坦部と複数の突起部を備え、前記複数のLEDの上方に前記平坦部が配置され、前記複数のLEDの間の上方に前記複数の突起部が配置されたバックライト

請求項2

請求項1において、3つ以上のLEDから構成されるユニットが繰り返されるように、前記複数のLEDが前記実装基板上に実装され、それぞれの前記ユニットの中心付近の上方に、前記複数の突起部の少なくとも1つが配置されたバックライト。

請求項3

請求項2において、それぞれの前記ユニットの中心付近の上方に前記複数の突起部の一部が配置され、隣接する2つの前記LEDの間の上方に前記複数の突起部の残部が配置されたバックライト。

請求項4

請求項1から3のいずれかにおいて、前記平坦部の面積が、前記複数の突起部が設けられている領域の面積より大きいバックライト。

請求項5

請求項1から4のいずれかにおいて、前記拡散板が、平面方向に分割された複数の拡散板片から構成されたバックライト。

請求項6

請求項1から4のいずれかにおいて、前記拡散板が、透明部材と、前記透明部材の上に設けられた薄板状の拡散部材を備え、前記透明部材が、薄板状の基部と、前記基部の下面に設けられた前記複数の突起部を備えるバックライト。

請求項7

請求項6において、前記透明部材が、平面方向に分割された複数の透明部材片から構成されたバックライト。

請求項8

請求項6又は7において、前記複数の突起部が前記基部に貼り付けられたバックライト。

請求項9

請求項1から8のいずれかにおいて、前記複数のLEDが角柱形状を備え、隣接する2つの前記LEDの側面の境界母線同士が対向しているバックライト。

請求項10

請求項1から9のいずれかにおいて、前記複数の突起部の少なくとも1つが多角錐形状を備えているバックライト。

請求項11

請求項1から10のいずれかにおいて、前記複数の突起部の少なくとも1つの先端部が前記実装基板の上面近傍に配置されたバックライト。

請求項12

請求項1から10のいずれかにおいて、前記複数の突起部の少なくとも1つが前記実装基板を貫通しているバックライト。

請求項13

請求項12において、前記実装基板を貫通している前記突起部が前記実装基板にかしめ固定されたバックライト。

請求項14

請求項1から13のいずれかにおいて、前記複数のLEDの少なくとも1つが上面に半透過反射層を備えているバックライト。

技術分野

0001

本発明は、平面的に配列した複数のLEDによって、液晶パネルなどの透過型表示装置を背面から照明する直下型バックライトに関する。

背景技術

0002

液晶表示装置では、画面に表示された画像を直視するため、通常、バックライトによって、液晶パネルの背面から拡散光照射される。このバックライトは、液晶パネルの背面に光源が配置された直下型バックライトと、液晶パネルの背面に導光板が配置され、その側面に光源が配置されたサイドエッジ型バックライトに大別される。直下型バックライトでは、拡散板が光源を覆い、拡散板からの均一な拡散光が液晶パネルに向けて照射される。サイドエッジ型バックライトでは、光源から導光板に入射された光が、液晶パネルの背面と対向する導光板の主面から、液晶パネルに向けて照射される。

0003

大面積化しやすい直下型バックライトは、液晶テレビなどの大型の液晶パネルを備える機器に採用されることが多い。一方、薄型化しやすいサイドエッジ型バックライトは、携帯電話機などの中小型の液晶パネルを使用する機器に採用されることが多い。ところが、画質向上を目的として、直下型バックライトが得意とする部分点灯制御(以下「ローカルディミング」ともいう)を、中小型の液晶パネルを使用するカーナビゲーションシステムに適用することが最近注目されてきた。

0004

中小型の液晶パネルを備える表示装置に直下型バックライトを適用する場合、直下型バックライトの薄型化が必要である。しかしながら、直下型バックライトの薄型化は輝度ムラを目立たせる。すなわち、光源として用いるLEDの直上部が明るくなる一方で、LED同士の間の上方が暗くなってしまう。この輝度ムラに対し、例えば、特許文献1には、拡散板の一方の面に凹部を設け、輝度ムラを低減した表示装置が示されている。

先行技術

0005

特開2007−95674号公報(図10

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に記載されているように、LEDを覆う拡散板は、LEDの直上部に凹部を設けると、LEDから斜め上方放射された光線屈折させ、LED同士の間に生じる暗部を補償する。しかしながら、LEDは直上方向に強い配光分布を有している。このため、この凹部によってLEDの直上方向の光を屈折させてLED同士の間に生じる暗部を補償する場合、隣接するLED同士の距離が広げられない。すなわち、拡散板の凹部により輝度ムラを低減させようとするバックライトは、LEDを密集させなければならない。このため、バックライトに使用するLEDが多くなり実装負荷が増大する。

0007

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、LEDの使用個数が低減できる薄型の直下型バックライト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

0008

上記課題を解決するため、本発明のバックライトは、実装基板と、実装基板上に実装された複数のLEDと、複数のLEDと間隔を設けて複数のLEDを覆う拡散板とを有し、拡散板が下面に平坦部と複数の突起部を備え、複数のLEDの上方に平坦部が配置され、複数のLEDの間の上方に複数の突起部が配置されている。

0009

本発明のバックライトにおいて、3つ以上のLEDから構成されるユニットが繰り返されるように、複数のLEDが実装基板上に実装され、それぞれのユニットの中心付近の上方に、複数の突起部の少なくとも1つが配置されていてもよい。本発明のバックライトにおいて、それぞれのユニットの中心付近の上方に複数の突起部の一部が配置され、隣接する2つのLEDの間の上方に複数の突起部の残部が配置されていてもよい。

0010

本発明のバックライトにおいて、平坦部の面積が、複数の突起部が設けられている領域の面積より大きいことが好ましい。本発明のバックライトにおいて、拡散板が、平面方向に分割された複数の拡散板片から構成されていてもよい。本発明のバックライトにおいて、拡散板が、透明部材と、透明部材の上に設けられた薄板状の拡散部材を備え、透明部材が、薄板状の基部と、基部の下面に設けられた複数の突起部を備えていてもよい。

0011

本発明のバックライトにおいて、透明部材が、平面方向に分割された複数の透明部材片から構成されていてもよい。本発明のバックライトにおいて、複数の突起部が基部に貼り付けられていてもよい。本発明のバックライトにおいて、複数のLEDが角柱形状を備え、隣接する2つのLEDの側面の境界母線同士が対向していてもよい。本発明のバックライトにおいて、複数の突起部の少なくとも1つが多角錐形状を備えていてもよい。

0012

本発明のバックライトにおいて、複数の突起部の少なくとも1つの先端部が実装基板の上面近傍に配置されていてもよい。本発明のバックライトにおいて、複数の突起部の少なくとも1つが実装基板を貫通していてもよい。本発明のバックライトにおいて、実装基板を貫通している突起部が実装基板にかしめ固定されていてもよい。本発明のバックライトにおいて、複数のLEDの少なくとも1つが上面に半透過反射層を備えていてもよい。

発明の効果

0013

本発明のバックライトは、拡散板と実装基板との間を横方向に進行し、複数の突起部がなければほとんどバックライトの輝度向上に関与しない光を、複数の突起部で捕獲し、上方に向けている。すなわち、隣接するLED同士の間隔が広くても、これまで利用されなかった横方向に進行する光が、LED同士の間の暗部を解消している。この結果、本発明のバックライトは、薄型化を推し進めながらも、LEDの使用個数を低減できる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の第1実施形態として示すバックライトの分解斜視図である。
図1に示すバックライトに含まれるLEDの断面図である。
図1に示すバックライトの平面図である。
図1に示すバックライトの断面図である。
図3に示す平面図の一部分の拡大図である。
図3に示す平面図の一部分の他の拡大図である。
本発明の第2実施形態として示すバックライトの一部分の平面図である。
図7に示すバックライトの一部分の切断部端面図である。
図7に示すバックライトの一部分の他の切断部断面図である。
本発明の第3実施形態として示すバックライトの一部分の平面図である。
図10に示すバックライトの一部分の断面図である。
本発明の第4実施形態として示すバックライトの一部分の断面図である。
本発明の第5実施形態として示すバックライトの一部分の切断部端面図である。
本発明の第6実施形態として示すバックライトの一部分の切断部端面図である。

実施例

0015

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面は、バックライト、バックライトの構成部材、及びバックライトの周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法及び寸法比は、図面上の寸法及び寸法比と必ずしも一致していない。また、特にことわらない限り、本願では便宜上、図4に示すバックライトの向きを基準に、上下左右などの方向を表す。重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付与することがある。

0016

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態として示すバックライト10の分解斜視図である。図1に示すように、バックライト10は、実装基板11と、複数のLED13と、反射シート17と、樹脂フレーム12と、拡散板14と、プリズムシート16と、反射型偏光板18を備えている。反射シート17、樹脂フレーム12、拡散板14、プリズムシート16、及び反射型偏光板18は、下からこの順に、実装基板11上に積層されている。

0017

実装基板11は、厚さが1mmで、表面を絶縁処理した金属、セラミック、又は熱伝導率が高い樹脂などを母材とする。実装基板11上には、LED13を個別又はグループ点灯制御し、ローカルディミングを行うための配線(図示せず)が形成されている。角柱形状である正四角柱の形状を備える複数のLED13は、実装基板11の上面にマトリクス状に実装されている。なお、LED13の形状は、円柱や底面が長方形である四角柱であってもよい。

0018

反射シート17は、厚さが0.188mmで白色の樹脂からなる。反射シート17には、LED13に対応する位置に穴171が設けられている。LED13が実装された実装基板11上に反射シート17を積層すると、LED13の上部が穴171を通って反射シート17から突き出る。樹脂フレーム12は、厚さ5.5mmの白色樹脂からなる枠体である。樹脂フレーム12は、実装基板11に取り付けられる。

0019

拡散板14は複数のLED13を覆っている。拡散板14は、樹脂フレーム12によって、LED13との間隔が形成されている。拡散板14は、厚さ約1mmの半透明の樹脂、例えば、拡散材混入されたポリカーボネイトから構成されている。拡散板14は、下面が平坦部15bとなっている板状部15cと、この板状部15cの下面に形成された複数の突起部15を備えている。突起部15は、板状部15cと一体に形成されていてもよいし、板状部15cと別体であってもよい。本実施形態では、突起部15と板状部15cは、射出成形によって一体に形成されている。また、それぞれの突起部15は、マトリクス状に配置されている。

0020

また、拡散板14は、平坦部15bが複数のLED13の上方に配置され、複数の突起部15が複数のLED13の間の上方に配置されるように構成されている。このため、LED13から発せられた光のうち、実装基板11と拡散板14の間を横方向に進行する光は突起部15に捕獲される。そして、突起部15に捕獲されたこの横方向からの光は、突起部15の界面における屈折及び反射、並びに拡散粒子による拡散によって、上方向への照明光となる。

0021

すなわち、バックライト10では、光は、拡散板14と実装基板11の間を横方向に進行し、突起部15がなければ暗部となってしまう領域で突起部15に捕獲され、上方向に放射される。このため、発光効率が向上する。さらに、バックライト10では、横方向に進行する光の成分を増強するので、輝度ムラが抑えられる。この結果、バックライト10では、薄型化を推し進めながらも発光効率が向上する。したがって、バックライト10では、LED13のピッチが大きくでき、LED13の使用個数を減らせる。

0022

プリズムシート16は、厚さ0.155mmの透明な樹脂から構成されており、上面に微小プリズム群が形成されている。これらの微小プリズム群は、LED13の配光分布を調整している。反射型偏光板18は、厚さ0.390mmの樹脂膜が積層された構造を備えている。反射型偏光板18は、ある方向の成分をもった偏光を透過し、他の光の成分を反射することにより、光リサイクルを行う。

0023

図2は、バックライト10に含まれるLED13の断面図である。図2に示すように、LED13は、サブマウント基板71にLEDダイ73が実装され、LEDダイ73が蛍光樹脂74で封止されたパッケージ品である。サブマウント基板71は接続電極72を下面に備えている。接続電極72は、実装基板11の上面に形成された配線と半田で接続される。LEDダイ73の電極(図示せず)は、フリップチップ実装又はワイヤーボンディングにより、サブマウント基板71の上面に形成された電極(図示せず)と電気的に接続される。蛍光樹脂74の上面には、半透過反射層である金属反射層75が形成されている。金属反射層75は、複数の貫通孔76を備えている。

0024

図3は、バックライト10の平面図である。図3では、拡散板14より下の構造を明示するため、反射型偏光板18、プリズムシート16、及び反射シート17を省略し、さらに、拡散板14の板状部15cを透明としている。図3に示すように、LED13は正方格子状に実装されている。LED13のピッチは18mmである。また、突起部15も正方格子状に配置されている。このように、バックライト10では、隣接する4つのLED13から構成される正方形のユニットが繰り返されるように、複数のLED13が実装基板11上に実装されている。

0025

そして、それぞれのユニットの中心付近の上方に、1つの突起部15が配置されている。突起部15は、円錐形状、三角錐形状若しくは四角錐形状等の多角錐形状、円柱形状、又はドーム形状を備えていてもよい。突起部15が円錐形状、円柱形状、又はドーム形状であると、ユニットの中心の暗部を円形に補償する。これに対し、突起部15が正四角錐形状であるとユニットの中心の暗部を正方形に補償する。本実施形態のように、LED13が正方格子状に配列されると正方形の暗部を生じやすい。したがって、本実施形態では、突起部15を正四角錐形状にするのが好ましい場合がある。

0026

突起部15は、下方にった正四角錐の形状を備えている。図3ではこの正四角錐の側面の境界を点線で示している。LED13と突起部15の配置は、本実施形態に限定されない。3つ以上のLED13から構成されるユニットが繰り返されるように、複数のLED13が実装基板11上に実装され、それぞれのユニットの中心付近の上方に、複数の突起部15の少なくとも1つが配置されていてもよい。ユニットの形状は、正方形に限らず、円形、三角形、長方形、六角形八角形などであってもよい。

0027

図4は、図3のA−A´線で切断したバックライト10の断面図である。図4に示すように、反射シート17が実装基板11上に接着されている。また、複数のLED13が実装基板11上に実装されている。そして、反射シート17の穴171からLED13の上部が突き出ている。突起部15の形状が正四角錐なので、図4では、突起部15の形状が三角形となる。なお、A−A´線が矩形波状の折れ線であるため、図4では、隣接する2つのLED13の中間の直上に突起部15が存在する。拡散板14上には、プリズムシート16と反射型偏光板18が積層されている。

0028

平坦部15bからの突起部15の厚さ、すなわち板状部15cから下方に突出した高さは3mmである。突起部15の底面の形状は一辺が4mmの正方形である。樹脂フレーム12は実装基板11に接着されている。拡散板14、プリズムシート16、及び反射型偏光板18は、光学的な密着を起こさないように空気層を介して積層されているだけで、接着されていない。バックライト10はケース(図示せず)に収納される。拡散板14、プリズムシート16、及び反射型偏光板18は、このケースによって支持固定される。

0029

図5は、図3に示したバックライト10の平面図から、4つのLED13から構成されるユニット部分を抜き出し、LED13と突起部15のみを表示した平面図である。LED13から構成される正方格子状の繰り返し単位となるユニットは、4つのLED13からなる。より正確には、隣接する他のユニットとの関係から、4つのそれぞれのLED13の1/4の部分から1つのユニットが構成される。ユニットの中央付近の上方には突起部15が配置されている。

0030

図6は、図5の平面図の表示方法を変更した他の平面図である。図6では、板状部15cの下面の平坦な部分である平坦部15bと、板状部15cの下面で突起部15が設けられている領域15aを明示している。なお、LED13は破線で示されている。領域15aの面積は4mm×4mm=16mm2であり、平坦部15bの面積は18mm×18mm−4mm×4mm=308mm2である。すなわち、平坦部15bの面積は、複数の突起部15が設けられている領域15aの面積より大きい。

0031

特許文献1に記載されたLEDの直上に拡散板の凹部を備えるバックライトでは、平坦部15bに相当する平坦部がほとんどない。したがって、バックライト10における平坦部15bの面積と複数の突起部15が設けられている領域15aの面積の大小関係は、特許文献1に記載されたバックライトにおけるこの面積の大小関係と明確に異なる。また、バックライト10におけるこの面積の大小関係は、ある突起部15とこれに隣接する他の突起部15の間に十分広い平坦部15bが存在するとも言える。隣接する突起部15の間隔が長いので、バックライト10は、実装基板11と拡散板14の間で、反射を繰り返しながら進行し、突起部15がなければ迷光となる光を、突起部15で照明光に変換している。したがって、図5及び図6からも分かるように、バックライト10ではLED13を離して配置できる。

0032

LEDダイ73から発せられた上方向の光の大部分は、金属反射層75で反射して、蛍光樹脂74の側面から放射される。金属反射層75で反射しなかった残りの光は、貫通孔76を通り抜け、平坦部15bから上方に向かう光となる。このように、LED13は横方向に放射される光を増強している。この光は突起部15で照明光に変換される。横方向に放射される光を増強するために、蛍光樹脂74の上面に広角レンズを設けてもよい。この広角レンズは、例えば、上面が円錐になっている、又は角錐状に陥没し、陥没した面がTIR反射面になっていることが好ましい。このTIR反射面は、TIR反射面への入射角に応じて上方に向かう透過光が現れる。つまり、バックライト10では、LED13又は光角レンズを備えるLEDのように、上方に向かう光の多くを横方向に放射できるLEDを使用することが好ましい。

0033

(第2実施形態)
第1実施形態のバックライト10は、図3に示すように、平面視したときにLED13及び突起部15の辺は、正方格子横軸又は縦軸と平行であった。しかしながら、本発明のバックライトでは、個々のLED及び突起部の回転角について自由度が存在する。そこで、本発明の第2実施形態として、LED23及び突起部25の辺が、ユニットである正方格子の横軸又は縦軸に対し45°傾いたバックライト20について、図7から図9に基づいて説明する。バックライト20では、ユニットの中心付近の上方に、複数の突起部の一部である突起部25が配置されている。また、隣接する2つのLED23の間の上方には、複数の突起部の残部であり、下方が尖っている三角柱形状を備える突起部25aが配置されている。

0034

図7は、バックライト20において、4つのLED23が構成する正方格子の1つのユニットを図5と同様に示す平面図である。図7に示すように、バックライト20では、バックライト10と同様に、実装基板21に正方形状に実装された4つのLED23からなるユニットを備え、このユニットの中心付近の上方に突起部25が配置されている。バックライト20では、LED23の側面が正方格子の横軸又は縦軸に対し45°傾いている。つまり、隣接する2つのLED23の側面の境界の母線同士が対向している。

0035

同様に、正四角錐形状を備える突起部25の底面の四辺も、正方格子の横軸又は縦軸に対し45°傾いている。なお、図7では、突起部25の正四角錐の側面の境界、及び突起部25aの下端である三角柱の側面の境界を点線で示している。図7に示すユニットの左右の辺に配置された突起部25aの下端は左右方向に延在している。また、図7に示すユニットの上下の辺に配置された突起部25aの下端は上下方向に延在している。

0036

図8は、図7のB−B´線で切断したバックライト20の一部分の切断部端面図である。図8に示すように、実装基板21上には反射シート27が積層され、拡散板24にはプリズムシート16及び反射型偏光板18が積層されている。反射シート27は、図1に示した反射シート17と基本的な構成が共通である。拡散板24の下面には突起部25,25aが設けられている。図8では、突起部25の断面は、底面の一方の対角線に沿った正四角錐の切断面となり、頂角鈍角となる二等辺三角形として観察される。また、突起部25aの断面は、下端から鉛直方向に切断した三角柱の切断面となり、長方形として観察される。突起部25,25aの間には平坦部25bが存在する。

0037

図9は、図7のC−C´線で切断したバックライト20の一部分の切断部端面図である。反射シート27の穴271の幅は、図1に示した反射シート17の穴171の幅と異なり、LED23の底面の対角線の長さよりやや大きい。穴271からLED23の上部が突き出している。拡散板24の下面に設けられた突起部25aの断面は、下端と直交するように鉛直方向に切断した三角柱の切断面となり、直角二等辺三角形として観察される。突起部25aの両側には平坦部25bが存在する。

0038

バックライト20では、LED23の1つの側面から放射された光は、突起部25の1つの側面方向に向かう(図7参照)ので、突起部25に入射しやすくなる。このため、バックライト20は、バックライト10と比べて、突起部25がないときに生じるLED23のユニットの中心の暗部が解消されやすくなる。また、突起部25aは隣接するLED23の間に発生する暗部を解消している。

0039

(第3実施形態)
第1実施形態及び第2実施形態として示したバックライト10,20では、突起部15,25の下端が、実装基板11,21の上面から高さ3mmの位置にあった。この高さは、実装基板11,21の上面から拡散板14,24の平坦部15b,25bまでの高さ5.5mmの約半分である。しかしながら、突起部の下端はこの位置に限られない。そこで、図10及び図11により、本発明の第3実施形態として、突起部35の先端部である下端が実装基板31の上面近傍に配置されたバックライト30について説明する。

0040

図10は、バックライト30において、4つのLED33が構成する正方格子の1つのユニットを図5と同様に示す平面図である。図10に示すように、バックライト30では、バックライト10と同様に、実装基板21に正方形状に実装された4つのLED33からなるユニットを備え、このユニットの中心付近の上方に突起部35が配置されている。バックライト30では、突起部35が、底面と平行に正四角錐を切断し、頂点を含む一部分を切除した正四角錐台の形状を備えている。なお、図10では、突起部35の正四角錐部分の側面の境界、及び下面の周囲の辺を点線で示している。

0041

図11は、図10のD−D´線で切断したバックライト30の一部分の断面図である。図11に示すように、実装基板31上には反射シート37が積層され、拡散板34にはプリズムシート16及び反射型偏光板18が積層されている。反射シート37の穴371からLED33の上部が突き出ている。バックライト30の実装基板31及び反射シート37は、図1に示したバックライト10の実装基板11及び反射シート17と同じものである。拡散板34の下面には突起部35が設けられている。

0042

突起部35の下面は反射シート37に接している。突起部35の両側には平坦部35bが存在する。図11に示した突起部35は、前述のように、拡散板34と実装基板31の間を横方向に伝搬する光を捕獲し、上方に照明光として放射する。すなわち、バックライト30は、突起部35がないときに生じるユニットの中央の暗部を解消する。さらに、突起部35は、支柱として拡散板34を支持し、拡散板34が撓まないようにしている。

0043

(第4実施形態)
第3実施形態として示したバックライト30では、突起部35の下端が実装基板31の上面近傍に配置されていた。しかし、突起部35の下端の位置には、さらなる自由度が存在する。そこで、本発明の第4実施形態として、突起部35の下端が実装基板を貫通しているバックライト40について、図12に基づいて説明する。突起部35の形状と設置状態を除いて、バックライト40のユニットの構成は、バックライト30のユニットの構成と同じである。

0044

図12は、バックライト40の一部分を図11と同様に示す断面図である。図12に示すように、実装基板41上には反射シート47が積層され、拡散板44にはプリズムシート16及び反射型偏光板18が積層されている。反射シート47の穴471からLED43の上部が突き出ている。バックライト40の実装基板41及び反射シート47は、図1に示したバックライト10の実装基板11及び反射シート17と同じものである。

0045

拡散板44の下面には突起部45が設けられている。突起部45は、反射シート47の穴472と実装基板41の穴411を貫通している。実装基板41を貫通しているこの突起部45は、実装基板41の下面で実装基板41にかしめ固定されている。このため、突起部45は、支柱として拡散板44を強固に支持できる。また、かしめ固定された突起部45によって、拡散板44とLED43の距離が一定に保てる。

0046

(第5実施形態)
第1実施形態から第4実施形態として示したバックライト10,20,30,40では、拡散板14,24,34,44が一体物であった。しかし、拡散板は一体物に限定されない。そこで、本発明の第5実施形態として、拡散板54が平面方向に分割された複数の拡散板片54aから構成されたバックライト50について、図13に基づいて説明する。本実施形態では、バックライト20の拡散板24が分割されたものを例示している。拡散板54の構造を除いて、バックライト50の構成は、バックライト20の構成と同じである。

0047

図13は、バックライト50の一部分を図8と同様に示す切断部端面図である。図13に示すように、実装基板51上には反射シート57が積層され、拡散板54にはプリズムシート16及び反射型偏光板18が積層されている。反射シート57は、図8に示した反射シート27と基本的な構成が共通である。拡散板54は、複数の拡散板片54aから構成されている。なお、拡散板54を平面方向に分割して複数の拡散板片54aとする分割位置は任意に設定できる。また、拡散板54の切断面は、拡散板54の平面方向と直角ではなく、拡散板54の平面方向に対して斜めになっていってもよい。本実施形態では、拡散板54が複数の拡散板片54aから構成されているため、拡散板54の熱膨張緩和でき、熱の発生によるバックライト50の損傷が抑えられる。

0048

(第6実施形態)
第5実施形態として示したバックライト50では、拡散板54が平面方向に分割されていた。しかし、拡散板の分割は平面方向に限定されない。そこで、本発明の第6実施形態として、拡散板64が上下方向に分割されたバックライト60について、図14に基づいて説明する。本実施形態では、バックライト20の拡散板24が上下方向に分割されたものを例示している。拡散板64の構造を除いて、バックライト60の構成は、バックライト20の構成と同じである。

0049

図14は、バックライト60の一部分を図8と同様に示す切断部端面図である。図14に示すように、実装基板61上には反射シート67が積層され、拡散板64にはプリズムシート16及び反射型偏光板18が積層されている。反射シート67は、図8に示した反射シート27と基本的な構成が共通である。拡散板64は、透明部材68と、透明部材68の上に設けられた薄板状の拡散部材69を備えている。透明部材68は、例えば、ポリカーボネイトから構成されている。拡散部材69は、例えば、拡散材が混入されたポリカーボネイトから構成されている。透明な拡散材を用いることによって、拡散部材69が透明な樹脂で構成されていてもよい。さらに、透明部材68にも透明な拡散材が含まれていてもよい。なお、拡散部材69は、フレキシブルシートであってもよい。

0050

透明部材68は、薄板状の基部70と、基部70の下面に設けられた複数の突起部である突起部65,65aを備えている。基部70と突起部65,65aは一体物であってもよい。また、本実施形態のように、基部70と突起部65,65aが別体で、両面テープ等によって、突起部65,65aが基部70に貼り付けられていてもよい。基部70に突起部65,65aが貼り付けられる透明部材68は、作製しやすい上、突起部65の様々な配置に対応できる。さらに、透明部材68が、平面方向に分割された複数の透明部材片から構成されていてもよい。透明部材68の熱膨張が緩和できるからである。

0051

10、20、30、40、50、60…バックライト
11、21、31、41、51、61…実装基板
12…樹脂フレーム
13、23、33、43、53、63…LED
14、24、34、44、54、64…拡散板
15、25、25a、35、45、55、65、65a…突起部
15a…突起部が設けられている領域
15b、25b、35b、45b、55b、65b…平坦部
15c…板状部
16…プリズムシート
17、27、37、47、57、67…反射シート
18…反射型偏光板
68…透明部材
69…拡散部材
70…基部
71…サブマウント基板
72…接続電極
73…LEDダイ
74…蛍光樹脂
75…金属反射層
76…貫通孔
171、271、371、411、471、472、571、771…穴

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