JP2001067919A

JP2001067919A - 面状光源ユニット

Info

Publication number: JP2001067919A
Application number: JP24411599A
Authority: JP
Inventors: Michihide Watanabe; 通英渡辺; Takashi Shimura; 崇志村
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-16
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP4321923B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光源としてＬＥＤ等の点光源を用いたエッジ
ライト方式の面状光源ユニットにおける、照明光の輝度
の不均一性を改善するとともに、ＬＥＤの取付及び配線
のための部品点数と組立工数を低減することを課題とす
る。【解決手段】透光材よりなる導光部材１とＬＥＤ光源
２を有するエッジライト方式の面状光源ユニット１０に
おいて、前記導光部材１は、略四辺形の平面形状の平板
部分１１と、該平板部分１１の一方の端部からその面に
対し垂直方向又は斜め方向に折れ曲がって接続する板状
の延出部分１２を有し、該延出部分の側面１２に近接し
て前記ＬＥＤ光源２を配するとともに、前記延出部分１
２に光源の出射光を屈折、反射する機能を有する１個以
上の貫通穴８を又は盲穴を設けることにより、ＬＥＤ２
の取付を容易にし、照明光９の輝度を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、透過型又は半透
過型パネルを背面より照射するバックライト機構を有す
る表示装置の面状光源ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ブック型のワードプロセッサやコ
ンピュータ、又は携帯電話器、携帯ＴＶのような小型、
薄型の情報機器の表示装置として、薄型でしかも見易い
バックライト機構を有する液晶表示装置が用いられてい
る。このようなバックライト機構としは、液晶パネルを
背後から全面にわたり照射する面状光源が用いられてお
り、この面状光源としては線状の発光源である蛍光ラン
プと、その光束を液晶パネルを照射する面状の光束に変
換する導光板よりなるものが一般的であったが、近年、
更なる薄型と長寿命化を目的として線状の発光源として
蛍光ランプの代わりに複数のＬＥＤ（発光ダイオード）
を一列に配列したものが用いられるようになってきた。

【０００３】図８および図９はこのような従来のバック
ライト機構の一例として、ＬＥＤ（発光ダイオード）ア
レイ光源を持つエッジライト方式のパネル用の面状光源
ユニットを示す図であり、図８は斜視図、図９はその断
面図である。図８および図９において、１１０は面状光
源ユニットであり、導光部材１０１と光源として線状に
配列した複数個のＬＥＤ１０２を有している。導光部材
１０１の一側面１０１ｄには円弧状の逃げ部をなす複数
の入射部１０５が設けられている。ここで、複数個のＬ
ＥＤ１０２はＬＥＤ基板１０８に搭載され、該ＬＥＤ基
板１０８は、前記複数の入射部１０５内に各ＬＥＤ２が
位置するようにして、前記側面１０１ｄに接合される。

【０００４】１０６は回路基板（又はロジック基板）で
ある。１０９は回路基板１０６とＬＥＤ基板１０８上の
ＬＥＤ１０２を接続するＦＰＣであり、ＦＰＣ１０９上
の配線を介してに前記ＬＥＤ１０２と回路基板１０６上
に配された図示しない駆動回路が接続され、導通する。

【０００５】導光部材１０１は透明なプラスチック材等
の透光部材よりなる板状で略直方体形状をしており、そ
の一方の広い面を光出射面１０１ｂとし、該光出射面１
０１ｂと対向する面には、光源からの光を対向する前記
光出射面に向けて反射させるための手段として、その表
面に複数の微小なシボ又は複数個の半球状ドット等の光
拡散面１０１ａが形成されている。

【０００６】更に、前記光拡散面１０１ａに近接して白
色シート等の反射板１０３を配設する。ＬＥＤ１０２か
ら放射する光は導光体１０１に入り、大部分の光は上面
（光出射面）１０１ｂでは全反射、下面では全反射又は
シボもしくは半球状ドット等の光拡散面１０１ａによる
散乱を１回又は複数回行った後に上面より外部へ出射す
る。この際一部の光は下面を透過して反射板１０３に入
射するが、ここで反射されて再び導光部材１０１に入
り、直接に又は反射を経た後に上面より外部に出射する
ことになる。外部に出射した光は、液晶パネル１０７を
透過し照明する。前記照明する面内の輝度の均一性を確
保するために上記下面内のシボの粗さを調整したり、半
球状ドットの形状、密度を場所により変えたりしてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た面状光源ユニットには次のような問題点がある。その
一つは、光源としてＬＥＤ等点光源を用いる場合には多
数の光源を必要とすることである。これはＬＥＤの指向
性のため、これが１個の場合は、発光の強さはその方向
により大幅に変化するので、シボの粗さを調整したり、
半球状ドットの形状、密度を場所により変えたりして照
明光の輝度の均一化を図ろうとしても限度がある。よっ
て、多数のＬＥＤが必要となり、コストアップ、消費電
流の増大を招くという問題があった。問題点の他の一つ
としては、ＬＥＤを板状の導光部材の側面に配置する必
要があり、このためには、図８に示すようにＬＥＤ基板
１０８等の支持部材を介して側面に配置する必要があ
り、更に、回路基板との導通をとるために、ＦＰＣ等の
別個の配線手段を、ＬＥＤと回路基板の間に設ける必要
があり、このため、部品点数および組立工数の増加によ
り、コストアップを招くという問題があった。

【０００８】本発明は従来技術における前記の問題点を
改善することを課題とするものである。そして本発明
は、かかる課題を解決し、エッジライト方式の面状光源
ユニットにおいて光源として点光源に近い１個又は少な
い個数のＬＥＤを用い、均一な面状の光束を出射するこ
とができるようにすることを目的とするとともに、ＬＥ
Ｄの配線のための部品点数および組立工数を低減するこ
とも目的とする。これにより、照明光が均一であり、製
造コストおよび消費電力の低減がなされた面状光源ユニ
ットを提供することが可能となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにその第１の手段として本発明は、導光部材と該導光
部材の側面に近接して配した光源とを備え光源からの光
路を変換して前記導光部材の出光面より外部に光を射出
する面状光源ユニットにおいて、前記導光部材は透光材
よりなり、略四辺形の平面形状の平板部分と、該平板部
分の一方の端部からその面に対し垂直方向又は斜め方向
に折れ曲がって接続する板状の延出部分を有し、該延出
部分の側面に近接して前記光源を配するとともに、前記
延出部分に光源の出射光を屈折、反射する機能を有する
１個以上の貫通穴を又は盲穴を設けたことを特徴とす
る。

【００１０】上記の課題を解決するためにその第２の手
段として本発明は、導光部材と該導光部材の側面に近接
して配した光源とを備え光源からの光路を変換して前記
導光部材の出光面より外部に光を射出する面状光源ユニ
ットにおいて、前記導光部材は透光材よりなり、略四辺
形の平面形状の平板部分と、該平板部分の一方の端部か
らその面に対し垂直方向又は斜め方向に折れ曲がって接
続する板状の延出部分を有し、該延出部分の側面に近接
して前記光源を配するとともに、前記平板部分に光源の
出射光を屈折、反射する機能を有する１個以上の貫通穴
を又は盲穴を設けたことを特徴とする。

【００１１】上記の課題を解決するためにその第３の手
段として本発明は、前記第１の手段又は第２の手段にお
いて、前記導光部材の平板部分の前記延出の方向と反対
側の面である第１の主面を出光面とし、該第１の主面と
対向する第２の主面に光拡散手段を設けたことを特徴と
する。

【００１２】上記の課題を解決するためにその第４の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材の前記延出部分の平面形
状は前記光源から見て略逆台形または逆三角形であり、
逆台形の短い下辺又は逆三角形の下側の頂点に対向して
前記光源を配したことを特徴とする。

【００１３】上記の課題を解決するためにその第５の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第４の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材の前記延出部分の側面に
おいて前記光源と対向する部分の両側に反射部を設けた
ことを特徴とする。

【００１４】上記の課題を解決するためにその第６の手
段として本発明は、前記第５の手段において、前記延出
部分の側面の反射部は、前記延出部分の厚み方向に略平
行な略円弧状の複数の溝よりなることを特徴とする。

【００１５】上記の課題を解決するためにその第７の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第６の手段のい
ずれかにおいて、前記導光部材の前記延出部分と前記略
四辺形の平面形状の平板部分との接続部には前記光源か
ら前記延出部分に入射した光を前記略四辺形の平面形状
の平板部分に導くためのファイバーの原理による斜面等
の反射手段を設けたことを特徴とする。

【００１６】上記の課題を解決するためにその第８の手
段として本発明は、透光材よりなり略板状の形状をな
し、第１の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する
第２の主面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部
材に近接して配した光源とを有する面状光源ユニットに
おいて、前記導光部材に前記光源の出射光を屈折、反射
する機能を有する１個以上の貫通穴又は厚み方向にくぼ
んだ盲穴を設けると共に、前記貫通穴又は盲穴に対向す
る導光部材の端部にファイバーの原理による斜面等の反
射手段を設け、前記導光部材の下方であって、前記反射
手段に対応する位置に前記光源を配置し、前記光源から
前記導光部材に、略その厚み方向に入射した光を前記反
射手段により導光部材の略面方向（厚み方向と垂直な方
向）に光路変換することを特徴とする。

【００１７】上記の課題を解決するためにその第９の手
段として本発明は、前記第１の手段乃至第８の手段のい
ずれかにおいて、前記光源はＬＥＤ（発光ダイオード）
であることを特徴とする。

【００１８】上記の課題を解決するためにその第１０の
手段として本発明は、前記第１の手段乃至第７の手段の
いずれかにおいて、前記光源はＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥ
Ｄであり、前記導光部材の延出部分の厚み方向に一列に
配置されていることを特徴とする。

【００１９】上記の課題を解決するためにその第１１の
手段として本発明は、前記第８の手段において、前記光
源はＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤであり、前記導光部材の
前記反射手段により光路が変換された後の方向と略平行
な方向に一列に配置されていることを特徴とする。

【００２０】上記の課題を解決するためにその第１２の
手段として本発明は、前記第９の手段において、前記光
源は白色のＬＥＤであることを特徴とする。

【００２１】上記の課題を解決するためにその第１３の
手段として本発明は、液晶パネルと該液晶パネルの背後
に設けられた前記第１の手段乃至第１２の手段のいずれ
かに係る面状光源ユニットと、これらを動作させるため
の回路を搭載したロジック基板を、前記面状光源ユニッ
トの背後に備えた液晶表示装置において、前記ロジック
基板上に前記光源を実装したことを特徴とする。

【００２２】上記の課題を解決するためにその第１４の
手段として本発明は、透光材よりなり板状の形状をな
し、第１の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する
第２の主面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部
材の側面に近接して配した光源とを有するエッジライト
方式の面状光源ユニットであって、前記導光部材に前記
光源の出射光を屈折、反射する機能を有する１個以上の
貫通穴を又は盲穴を設け、前記導光部材の側面において
前記光源と対向する部分の両側に反射部を設けたものに
おいて、前記光源としてサイド発光型ＬＥＤを用いたこ
とを特徴とする。

【００２３】上記の課題を解決するためにその第１５の
手段として本発明は、液晶パネルと該液晶パネルの背後
に設けられた前記第１４の手段に係る面状光源ユニット
と、これらを動作させるための回路を搭載したロジック
基板を、前記面状光源ユニットの背後に備えた液晶表示
装置において、前記ロジック基板上に前記サイド発光型
ＬＥＤを実装したことを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態に係る面
状光源ユニットを液晶表示装置の要部として示す斜視図
であり、図２は図１に示す装置を面状光源ユニットの中
央に沿って切断したときの断面図である。ここで図１に
おいては、液晶パネルの表示は便宜上省略してある。図
１および図２において、１０は面状光源ユニットであ
り、導光部材１と光源であるＬＥＤ２および反射板３に
より構成されている。図２に示す７は液晶パネルであ
る。

【００２５】導光部材１は光学プラスチック材料等の透
光材よりなり、四辺形の平面形状の平板部分１１と、該
平板部分１１の一方の端部から主面に対し略垂直方向に
折れ曲がって接続する略逆三角形（又は逆台形）の板状
の延出部分１２を有している。前記平板部分１１はその
上面は滑らか出光面１１ｂとなっており、出光面１１ｂ
に対向する平板部下面１１ａは、その表面に複数の微小
なシボ又は複数個の半球状ドットのくぼみ等を有する光
拡散面となっている。前記延出部分１２の三角形の頂点
部分には面取り部１２ｃが設けられ、この面取り部１２
ｃには円弧状の逃げ部をなす入射部５が設けられてい
る。２はＬＥＤであり、回路基板４（又はロジック基
板、以下同様）に直接に実装されて保持され、ＬＥＤ２
の発光がなされる先端部２ａは入射部５の逃げ部内に配
置されている。前記回路基板４には図示しない駆動回路
が実装され、プリント配線４ｂによりＬＥＤ２と導通し
ている。

【００２６】前記延出部分１２には、光屈折及び光反射
する機能を有する略逆三角形の平面形状を有する貫通穴
８がＬＥＤ２の略直上に設けられている。そして貫通穴
８の形状はＬＥＤ２に対向する三角形の頂点にあたる部
分（ｐ１〜ｐ２間）は丸められた曲面をなす先端曲面８
ｂであり、その先端曲面８ｂの両側に反射側面８ａが設
けられている。反射側面８ａは放物面とすることがで
き、この場合は、放物面の焦点から出た光は放物面に当
たると全反射により、放物面の軸線に平行な光となる。
従って、ＬＥＤ２を左右の反射側面８ａの共通の焦点の
近傍に配置することにより、これら反射側面８ａを反射
した光を左右に振り分けることができる。前記貫通穴８
には、前記先端曲面８ｂと対向して平面状の底辺側面８
ｃが設けられている。

【００２７】前記延出部分１２において、前記入射部５
の設けられた面取り部１２ｃの両側の側面１２ｄには厚
み方向に平行な複数の円弧溝よりなる反射部６が形成さ
れている。この反射部６の溝は光源のＬＥＤ２ら遠ざか
るほど密に配置させている。なお、本例に示した反射部
６は円弧溝よりなるものであるが、この代わりに乱反射
を起こす粗面等を部分的又は全体的に側面に形成するこ
とにより、反射部としてもよい。

【００２８】前記平板部分１１と延出部分１２が接続す
る折曲げのラインに沿って、平板部分１１の主面に対し
略４５度程度の傾角をなす反射面１３が設けられてい
る。図１に示す実施の形態においては、導光部材１は前
記平板部分１１と延出部分１２を一体として射出成形等
により形成されるのであるが、これらを別々に形成した
後、互いに接合して導光部材１を形成してもよい。

【００２９】前記平板部分１１の前記平板部下面１１ａ
に接近して白色シート等の反射板３が配設されている。
反射板３により、出射部下面１１ａから外部に漏れて出
射した光を反射させ、前記光出射部１１に再び入射ささ
せることは従来技術と同様である。この反射板３の代わ
りに銀蒸着膜等を前記平板部下面１１ａに付着させても
同様の効果が得られる。又、図示は省略するが、必要に
応じて、前記円弧溝よりなる反射部６が形成されている
側面１２ｄもしくはその他の側面に対向又は接触して、
反射シートや銀蒸着等による反射部材を設けることもで
きる。上記した逆三角形の貫通穴８以外に、その左右の
所望の位置に図示しない複数個の貫通穴又は盲穴を形成
し、自由に光の放射方向を調整することができる。な
お、本実施の形態に用いるＬＥＤ２はＲ、Ｇ、Ｂのいず
れか１色のＬＥＤであってもよいし、又、白色ＬＥＤで
あってもよい。

【００３０】以上の構成により、本実施の形態に係る面
状光源ユニットの作用につき説明する。前記回路基板４
上の図示しない駆動回路からプリント配線４ｂを介して
ＬＥＤ２に駆動電圧が加えられると、ＬＥＤ２が発光す
る。発光によりＬＥＤ２から射出する光は入射部５から
導光部材１の延出部分１２に入り、貫通穴８の前記先端
曲面８ｂに入射した光は、当該曲面を屈折により通過し
た後、貫通穴８内を通過し、反対側の底辺側面８ｃを屈
折により通過して再び導光部材１内に入った後、反射面
１３に達して全反射により略９０度方向を変えて平板部
分１１に入り、出光面１１ｂで全反射、これと対向する
平板部下面１１ａの光拡散面で全反射又は乱反射されて
最終的には出光面１１ｂから照明光９として外部に射出
する。ここで、先端曲面８ｂに対する光の入射角は最大
の場合でも、導光部材１の（空気に対する）臨界角θｃ
より小となるように先端曲面の位置および寸法が設定さ
れている。

【００３１】貫通穴８の前記先端曲面８ｂの両側の反射
側面８ａに入射した光は当該側面において全反射されて
左右に振り分けられ、前記円弧溝よりなる反射部６によ
り反射された後、反射面１３に達して全反射により略９
０度方向を変えて平板部分１１に入り、その後は上記と
同様の原理により最終的には出光面１１ｂから照明光９
として外部に射出する。ここで、反射側面８ａに対する
光の入射角は最小の場合でも、導光部材１の（空気に対
する）臨界角θｃより大となるように反射側面８ａの寸
法、形状が設定されている。なお、反射部６に入射する
光の輝度は立体角の関係でＬＥＤから遠ざかるほど低下
する傾向にある。しかし、前記のように、反射部６の複
数の溝の密度はＬＥＤ２から遠ざかるほど密となってい
るので反射部６から導光部材１内に反射される光の輝度
はその左右の端部近傍においても低下しないように設計
されている。

【００３２】ＬＥＤ２から射出し入射部５から入射した
光のうち貫通穴８から外れてその両側に入射した光は直
接に前記反射面１３に達し、ここで全反射により略９０
度方向を変えて平板部分１１に入り、その後は上記と同
様の原理により最終的には出光面１１ｂから照明光９と
して外部に射出する。このようにして、ＬＥＤ２から入
射部５を経て導光部材１の光路変換部分１２に入射した
光は上記の３種類のルートを経て出光面１１ｂから射出
して全体としての照明光となるのであるが、各ルートに
よる照明光に関しては、それぞれ次のような特性があ
る。

【００３３】すなわち、先端曲面８ｂを通過する光を第
１のルートの光、反射側面８ａで反射された光を第２の
ルートの光、貫通穴８から外れてその両側に入射した光
を第３のルートの光とするならば、第１のルートの光に
よる出光面１１ｂからの照明光９の輝度は出光面１１ｂ
の中央部で大きく、両側部で小さい。第２のルートの光
による出光面１１ｂからの照明光９の輝度は出光面１１
の中央部で小さく、両側部で大きい。第３のルートの光
による出光面１１ｂからの照明光９の輝度は出光面１１
ｂの中央部で小さく、両側部で大きい。そこで、前記第
２および第３のルートの光の量に対し第１のルートの光
の量の割合を適切に選定することにより、互いにその輝
度の特性を補完し合うようにすることにより、出光面１
１ｂ全体における照明光の輝度を均一又は略均一のもの
とすることができる。図２において７は液晶パネルであ
り、導光部材１の前記平板部分１１の出光面１１ｂに対
向して配設され、輝度の均一な前記照明光９が入射する
ことにより液晶パネル７の均一な明るさの照明がなされ
る。

【００３４】このような輝度のバランスは、例えば、前
記貫通穴８の先端曲面８ｂと反射側面８ａの寸法比率お
よび、前記側面１２ｄと貫通穴８の距離を適切に選択す
ることにより達成することができる。又、この際、照明
光の輝度の均一化のために平板部下面１１ａの光拡散面
のシボの粗さを変えたり、半球状ドットのくぼみの形
状、密度を場所により変えたりすることは従来技術と同
様である。

【００３５】このように、本実施の形態によれば、光源
として１個のＬＥＤ２により液晶パネル７の均一な明る
さの照明が可能となる。そして、更に、本実施の形態に
おいては、上記のように面状光源ユニットの光源として
のＬＥＤ２は、図８に示した従来例の場合と異なり、Ｌ
ＥＤ基板等の保持部品、ＦＰＣ等の仲介手段を用いるこ
となく、回路基板４に表面実装により簡単に取付けて、
駆動回路との導通をとることができる。すなわち、従来
よりもＬＥＤの個数が低減され、配線の部品も低減さ
れ、組立工数も低減される。よって、従来よりも、消費
電力および製造コストが大幅に低減される。

【００３６】以下に、図面に基づいて本発明の他の一つ
実施の形態を説明する。本実施の形態は図１に示した面
状光源ユニットの変型例に関するものである。図３は本
実施の形態に係る面状光源ユニットの構成を示す斜視図
である。１０は面状光源ユニットであり、導光部材１と
光源であるＬＥＤ２および反射板３により構成されてい
る。導光部材１は、光学プラスチック材料等の透光材よ
りなり、基本部分２０とこれに接続して下方に延出する
光導入部分３０とよりなる。基本部分２０は平板状であ
り、平面形状が四辺形の出光部分２１と、平面形状が逆
台形形状の光路変換部分２２とよりなる。前記出光部分
２１はその上面は滑らか出光面２１ｂとなっており、出
光面２１ｂに対向する出光部下面２１ａは、その表面に
複数の微小なシボ又は複数個の半球状ドットのくぼみ等
を有する光拡散面となっている。前記出光部分２１の出
光部下面２１ａに接近して図１に示したのと同様の反射
板３が配設されている。

【００３７】前記光路変換部分２２には、逆台形の短い
下辺に対向して、図１に示したのと同様の略逆三角形の
貫通穴８が設けられている。逆台形の斜辺に相当する斜
辺側面２２ｄには図１に示したのと同様の厚み方向に平
行な複数の円弧状の溝よりなる反射部６が設けられてい
る。前記光導入部分３０は前記光路変換部分２２の逆台
形の短い下辺に接続して下方に略垂直に折れ曲がって延
出された舌状の部分である。この光導入部分３０の下端
面３０ｃには円弧状の逃げ部をなす入射部５が設けられ
ている。前記基本部分２０と光導入部分３０が接続する
折曲げのライン（前記光路変換部分２２の逆台形の短い
下辺に相当する部分）に沿って、基本部分２０の主面に
対し略４５度程度の傾角をなす反射面１３が設けられて
いる。

【００３８】図３に示す実施の形態においては、導光部
材１は前記基本部分２０と光導入部分３０は一体として
射出成形等により形成される。４は回路基板であり、回
路基板４に表面実装されたＬＥＤ２の先端部２ａは前記
入射部５内に配されている。

【００３９】以上の構成により、本実施の形態に係る面
状光源ユニットの作用につき説明する。回路基板４上の
図示しない駆動回路からプリント配線４ｂを介してＬＥ
Ｄ２に駆動電圧が加えられると、ＬＥＤ２が発光する。
発光によりＬＥＤ２から射出する光は前記入射部５から
光導入部分３０に入り、前記反射面１３において全反射
され、略９０度方向を変えて、前記光路変換部分２２に
入射する。このようにして光路変換部分２２に入射した
光のうち貫通穴８の前記先端曲面８ｂに入射した光は、
当該曲面を屈折により通過した後、貫通穴８内を通過
し、反対側の底辺側面８ｃを屈折により通過して、再び
導光部材１内に入った後、出光部分２１に達し、出光面
２１ｂで全反射、、これと対向する出光部下面２１ａで
全反射又は乱反射されて最終的には出光面２１ｂから照
明光９として外部に射出する。

【００４０】光路変換部分２２に入射した光のうち貫通
穴８の前記先端曲面８ｂの両側の反射側面８ａに入射し
た光は当該側面において全反射されて左右に振り分けら
れ、前記円弧溝よりなる反射部６により反射された後、
出光部分２１に達し、その後は上記と同様の原理により
最終的には出光面２１ｂから照明光９として外部に射出
する。光路変換部分２２に入射した光のうち貫通穴８か
ら外れてその両側に入射した光は直接に出光部分に達
し、その後は上記と同様の原理により最終的には出光面
２１ｂから照明光９として外部に射出する。上記の３種
類の各ルートによる出射光に関しては、それぞれ図１の
場合と同様の輝度の特性を有する。そして、本実施の形
態においても、すでに説明したのと同様の原理と方法に
より、出光面２１ｂ全体における総和的な照明光９の輝
度を均一又は略均一のものとすることができる。なお、
本実施の形態においても、上記のようにＬＥＤ２がＬＥ
Ｄ基板、ＦＰＣ等の仲介なしに直接回路基板４に実装さ
れるので、部品点数、組立工数が低減される。

【００４１】以下に、図面に基づいて本発明の他の一つ
実施の形態を説明する。本実施の形態は図３に示した面
状光源ユニットの変型例に関するものである。図４は本
実施の形態に係る面状光源ユニットの構成を示す斜視図
である。１０は面状光源ユニットであり、導光部材１と
光源であるＬＥＤ２および反射板３により構成されてい
る。導光部材１は、図３の導光部材１から下方への延出
部分である光導入部分３０を省き、基本部分２０のみか
らなっていると考えてよい。光路変換部分２２の逆台形
の短い下辺に相当する部分に沿って、主面に対し略４５
度程度傾斜する反射面１３が設けられている。ＬＥＤ２
は回路基板４の上において、前記反射面１３の下方であ
って前記光路変換部分２２とと近接、対向する位置に表
面実装により取り付けられ配置されている。その他の構
成については図３に示した面状光源ユニットと同様であ
る。

【００４２】以上の構成により、本実施の形態に係る面
状光源ユニットの作用につき説明する。下方より光路変
換部分２２に入射したＬＥＤ２の発光は、反射面１３に
おいて全反射により略９０度方向を変換し、以後図３に
示した説明した面状光源ユニットと同様の作用により、
出光面２１ｂより均一な照明光９を出射する。このよう
にして、本実施の形態に係る面状光源も図３に示したも
のと同様の効果を有する。

【００４３】以下に、図面に基づいて本発明の他の一つ
実施の形態を説明する。本実施の形態は図４に示した面
状光源ユニットの変型例に関するものである。図５は本
実施の形態に係る面状光源ユニットの構成を示す斜視図
である。１０は面状光源ユニットであり、導光部材１と
光源であるＬＥＤ２および反射シート２３により構成さ
れている。導光部材１は、図４の導光部材１から反射面
１３を省き、光路変換部分２２の逆台形の短い下辺に相
当する側面２２ｃに円弧状の逃げ部である入射部５を設
けたものである。ＬＥＤ２はサイド発光型のＬＥＤであ
り、その一方の側面２ｃが入射部５に対向するように配
置されて、回路基板４に実装され、主として前記側面２
ｃより入射部５に対しサイド発光がなされる。なお、本
実施の形態においては図３の反射板３の代わりに薄い反
射シート２３が出光部下面２１ａに張り付けられてい
る。

【００４４】以上の構成により、本実施の形態に係る面
状光源ユニットの作用につき説明する。ＬＥＤ２の発光
はサイド発光により入射部５を経てそのまま光路変換部
分２２に入射し、その後は、すでに説明したのと同様の
原理により、出光面２１ｂ全体における照明のための出
射光９の輝度を均一又は略均一のものとすることができ
る。このようにして、本実施の形態も図３又は図４に示
した実施の形態と同様の効果を有する。

【００４５】以上に説明した本発明の種々の実施の形態
においては、光源としてのＬＥＤは１個のものであった
が、本発明はこれに限らず、光源としてＲ、Ｇ、Ｂの計
３個のＬＥＤを用いることもできる。図６はこの場合の
Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤの配置を示す断面図であり、（ａ）
は図１に示す面状光源ユニットに対応する配置を示す図
であり、（ｂ）は図４に示す面状光源ユニットに対応す
る配置を示す図であり、それぞれ導光部材１の中央を通
る断面図である。図１に示す面状光源ユニットを用いる
場合には６（ａ）に示すようにＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤであ
る２ｒ、２ｇ、２ｂは回路基板４上において導光部材１
の延出部分１２の入射部５に対向する位置において、延
出部分１２の厚み方向に平行な方向に一列に配置されて
いる。このような配置により、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤであ
る２ｒ、２ｇ、２ｂのそれぞれの発光が図１に示したＬ
ＥＤ２の発光と同様に均一な照明光を生じさせる。よっ
て、均一な明るさの多色照明が可能となる。このような
作用は図３に示す面状光源ユニットを用いる場合にも同
様である。

【００４６】図４に示す面状光源ユニットを用いる場合
には図６（ｂ）に示すようにＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤである
２ｒ、２ｇ、２ｂは回路基板４上において、光路変換部
分２２に設けられた反射面１３の中央部の下方で光路変
換部分２２の下面と近接、対向する位置において、反射
面１３の長手方向と直交する方向（反射面１３により入
射光の方向が変換される方向）に一列に並んで配置され
る。この場合は、２ｒ、２ｇ、２ｂのそれぞれの発光が
図４に示したＬＥＤ２の発光と同様に均一な照明光を生
じ、均一な明るさの多色照明が可能となる。

【００４７】以上に説明した本発明の実施の形態におい
ては、面状光源ユニットの導光部材（１）に入射光を屈
折および反射させる貫通穴（８）が設けられていた。し
かし本発明はこれに代わり、同様の作用をなす盲穴を用
いることもできる。図７はかかる盲穴の構造を示す図で
あり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡーＡ断面図
を示す。図７において１４は導光部材１に設けた盲穴で
あり、平面形状は入射光の方向に対し尖った先端を有す
る逆三角形であり、１４ａは入射光に対向する盲穴３の
反射側面であり、放物面とすることができる。１ｃは盲
穴１４の下のバイパス部である。このような構造の盲穴
１４およびバイパス部１ｃの部分に入射光が入ってきた
とき、盲穴１４に関しては前記反射側面に入射した光が
全反射により左右に振り分けられ、盲穴１４から下に外
れてその下のバイパス部１ｃに入射した光は、直接に又
は界面での反射を経てこの部分を通過し、導光部材１に
おける盲穴１４の背後の部分に入ることになる。このよ
うにして、盲穴１４は結局、図１、図３、図４、および
図５に示した貫通穴８と同様の作用をなす。

【００４８】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、エ
ッジライト方式の面状光源ユニットにおいて光源として
点光源に近い１個又は少ない個数のＬＥＤを用い、均一
な面状の光束を出射することができるようにするととも
に、ＬＥＤを回路基板に配置できるような構成とするこ
とにより、ＬＥＤの配線のための部品点数および組立工
数を低減することができる。これにより、照明光が均一
であり、製造コストおよび消費電力の低減がなされた面
状光源ユニットを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る面状光源ユニット
の構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す面状光源ユニットを用いた液晶表示
装置の要部の構成を示す断面図である。

【図３】図１に示す面状光源ユニットの変型例の構成を
示す斜視図である。

【図４】図３に示す面状光源ユニットの変型例の構成を
示す斜視図である。

【図５】図４に示す面状光源ユニットの変型例の構成を
示す斜視図である。

【図６】本発明に係る面状光源ユニットの光源Ｒ、Ｇ、
ＢのＬＥＤを用いた場合の要部の構成を示す断面図であ
る。

【図７】本発明に係る面状光源ユニットの交路変換手段
として盲穴を用いた場合の要部の構造を示す図である。

【図８】従来の面状光源ユニットの構成を示す斜視図で
ある。

【図９】図８に示す面状光源ユニットの断面図である。

【符号の説明】

１導光部材２ＬＥＤ２ｒＲＬＥＤ２ｇＧＬＥＤ２ｂＢＬＥＤ３反射板４回路基板４ｂプリント配線５入射部６反射部７液晶パネル８貫通穴８ａ、１４ａ反射側面８ｂ先端曲面９照明光１０面状光源ユニット１１平板部分１１ａ平板部下面１１ｂ、２１ｂ出光面１２延出部分１２ｃ、２２ｃ面取り部１２ｄ,２２ｄ側面１３反射面１４盲穴２０基本部分２１出光部分２２光路変換部分２３反射シート３０光導入部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06 2H091 FA23Z FA45Z LA12 LA18 5F041 AA05 AA42 DC07 DC23 EE23 EE25 FF11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導光部材と該導光部材の側面に近接して
配した光源とを備え光源からの光路を変換して前記導光
部材の出光面より外部に光を射出する面状光源ユニット
において、前記導光部材は透光材よりなり、略四辺形の
平面形状の平板部分と、該平板部分の一方の端部からそ
の面に対し垂直方向又は斜め方向に折れ曲がって接続す
る板状の延出部分を有し、該延出部分の側面に近接して
前記光源を配するとともに、前記延出部分に光源の出射
光を屈折、反射する機能を有する１個以上の貫通穴を又
は盲穴を設けたことを特徴とする面状光源ユニット。
【請求項２】導光部材と該導光部材の側面に近接して
配した光源とを備え光源からの光路を変換して前記導光
部材の出光面より外部に光を射出する面状光源ユニット
において、前記導光部材は透光材よりなり、略四辺形の
平面形状の平板部分と、該平板部分の一方の端部からそ
の面に対し垂直方向又は斜め方向に折れ曲がって接続す
る板状の延出部分を有し、該延出部分の側面に近接して
前記光源を配するとともに、前記平板部分に光源の出射
光を屈折、反射する機能を有する１個以上の貫通穴を又
は盲穴を設けたことを特徴とする面状光源ユニット。
【請求項３】前記導光部材の平板部分の前記延出の方
向と反対側の面である第１の主面を出光面とし、該第１
の主面と対向する第２の主面に光拡散手段を設けたこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の面状光源
ユニット。
【請求項４】前記導光部材の前記延出部分の平面形状
は前記光源から見て略逆台形または逆三角形であり、逆
台形の短い下辺又は逆三角形の下側の頂点に対向して前
記光源を配したことを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項５】前記導光部材の前記延出部分の側面にお
いて前記光源と対向する部分の両側に反射部を設けたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の面状光源ユニット。
【請求項６】前記延出部分の側面の反射部は、前記延
出部分の厚み方向に略平行な略円弧状の複数の溝よりな
ることを特徴とする請求項５に記載の面状光源ユニッ
ト。
【請求項７】前記導光部材の前記延出部分と前記略四
辺形の平面形状の平板部分との接続部には前記光源から
前記延出部分に入射した光を前記略四辺形の平面形状の
平板部分に導くためのファイバーの原理による斜面等の
反射手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項８】透光材よりなり略板状の形状をなし、第
１の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する第２の
主面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部材に近
接して配した光源とを有する面状光源ユニットにおい
て、前記導光部材に前記光源の出射光を屈折、反射する
機能を有する１個以上の貫通穴又は厚み方向にくぼんだ
盲穴を設けると共に、前記貫通穴又は盲穴に対向する導
光部材の端部にファイバーの原理による斜面等の反射手
段を設け、前記導光部材の下方であって、前記反射手段
に対応する位置に前記光源を配置し、前記光源から前記
導光部材に、略その厚み方向に入射した光を前記反射手
段により導光部材の略面方向（厚み方向と垂直な方向）
に光路変換することを特徴とする面状光源ユニット。
【請求項９】前記光源はＬＥＤ（発光ダイオード）で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか
に記載の面状光源ユニット。
【請求項１０】前記光源はＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ
であり、前記導光部材の延出部分の厚み方向に一列に配
置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の
いずれかに記載の面状光源ユニット。
【請求項１１】前記光源はＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤ
であり、前記導光部材の前記反射手段により光路が変換
された後の方向と略平行な方向に一列に配置されている
ことを特徴とする請求項８に記載の面状光源ユニット。
【請求項１２】前記光源は白色のＬＥＤであることを
特徴とする請求項９に記載の面状光源ユニット。
【請求項１３】液晶パネルと該液晶パネルの背後に設
けられた請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の面
状光源ユニットと、これらを動作させるための回路を搭
載したロジック基板を、前記面状光源ユニットの背後に
備えた液晶表示装置において、前記ロジック基板上に前
記光源を実装したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】透光材よりなり板状の形状をなし、第
１の主面を出光面とし、該第１の主面と対向する第２の
主面に光拡散手段を設けた導光部材と、該導光部材の側
面に近接して配した光源とを有するエッジライト方式の
面状光源ユニットであって、前記導光部材に前記光源の
出射光を屈折、反射する機能を有する１個以上の貫通穴
を又は盲穴を設け、前記導光部材の側面において前記光
源と対向する部分の両側に反射部を設けたものにおい
て、前記光源としてサイド発光型ＬＥＤを用いたことを
特徴とする面状光源ユニット。
【請求項１５】液晶パネルと該液晶パネルの背後に設
けられた請求項１４に記載の面状光源ユニットと、これ
らを動作させるための回路を搭載したロジック基板を、
前記面状光源ユニットの背後に備えた液晶表示装置にお
いて、前記ロジック基板上に前記前記サイド発光型ＬＥ
Ｄを実装したことを特徴とする液晶表示装置。