JP2004047297A

JP2004047297A - バックライト装置

Info

Publication number: JP2004047297A
Application number: JP2002203801A
Authority: JP
Inventors: Muneo Kitamura; 北村　宗夫
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】簡単な構成で光利用効率を改善し液晶パネルの輝度が向上するバックライト装置を提供する。
【解決手段】導光板８と、該導光板８の下方に配置する基板７と、該基板７上に配置され少なくとも一つのＬＥＤ素子を有し該ＬＥＤ素子からの光を前記導光板８の下面８ｃ側から入射するように設けられたＬＥＤ光源５と、貫通孔１２を有する導光ブロック１１とを備え、該導光ブロック１１の貫通孔１２が前記ＬＥＤ光源５に嵌着されてなることを特徴とするバックライト装置。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型電話、電子手帳等の液晶表示装置に使用されるバックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における液晶表示装置に使用されるバックライト装置の一つの例を図５、図６に示す。図５はバックライト装置を収納した液晶表示装置を示す断面図、図６は、バックライト装置におけるＬＥＤ光源近傍の概略断面図である。以下図面を用いて説明する。
【０００３】
図５に示すように液晶表示装置１０は、枠体２の上部に液晶表示パネル４が配置されている。この液晶表示パネル４の下には拡散板６及び導光板８が重ねられて枠体２内に収められている。導光板８は液晶表示パネル４の図中右側に延びた延長部８ｂを有しており、その延長部８ｂの上面は斜めにカットされ傾斜面８ａが形成されている。また、液晶表示パネル４の真下に当たる導光板８の下面８ｃには、光が照射されるとそれを乱反射する模様が付けられている。
【０００４】
また、前記導光板８の下面８ｃと傾斜面８ａとの表面には照射された光を反射する下面反射シート１と、傾斜面反射シート３が接着固定されている。前記下面反射シート１における導光板８の延長部８ｂの下に当たる部分には後述するＬＥＤ光源５からの光を導光板８に入射するための開口部１ａが設けられている。また、液晶表示パネル４の真下に当たる導光板８の下には、枠体２の底部２ａが設けられており、拡散板６と導光板８を保持している。この底部２ａにおける導光板８の延長部８ｂの下に当たる部分には穴２ｃが設けられている。
【０００５】
前記枠体２の底部２ａの下には、実装部品９等の高さ以上の問隔をあけてＬＥＤ光源用の基板７が配置されている。この基板７における導光板８の延長部８ｂに対面する位置には、ＬＥＤ光源５が実装されている。この基板７は、枠体２の下端に設けられている一対のフック部２ｄ，２ｅにより掛止されている。
【０００６】
また、図６に示すように、前記ＬＥＤ光源５から照射される光の大部分は矢印Ａで示すように導光板８の延長部８ｂに入り、その斜めにカットされた傾斜面８ａにより反射され、更に導光板８の下面８ｃにより反射され、液晶表示パネルの方向へ照射される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来技術におけるバックライト装置においては組立工程、或いは組立後にＬＥＤ光源５が他の部品と接触すると、その衝撃によって前記ＬＥＤ光源５の破損や配線の断線が発生する虞があった。このため前記ＬＥＤ光源５の周囲に所定の隙間が設けられている。これにともない前記ＬＥＤ光源５の上面と導光板８の下面８ｃとの間には光に対する抵抗体である空気層の厚みが大きくなり光の損失が多く、導光板８へ効果的に光を入射させることが出来なかった。
【０００８】
又、図６に示すようにＬＥＤ光源５から出射される大部分の光は矢印Ａに示すように導光板８に入射するが一部の光は矢印Ｂで示すように導光板８の下面８ｃで反射される。更に、矢印Ｃで示す光のように、導光板８に到達しない光も存在する。このように導光板８に入射しない光はＬＥＤ光源５の周辺で反射を繰り返すことになるが、ＬＥＤ光源５の周囲の部材は、光反射性の高い材料を使用することが難しため大部分の光が吸収されてしまうことになる。従って光の損失が多く導光板８へ効果的に光を入射させることが出来なかった。このため導光板８の上方に設ける液晶パネル４の輝度を向上させることが難しいという問題があった。このようにバックライト装置の光利用効率は充分に高いとは言えず、特に小型の液晶表示装置に搭載されるバックライト装置においては、供給電力に対し光利用効率が僅かでも向上することが望まれていた。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、上記問題点を解決し、簡単な構成で供給電力に対する光利用効率を改善し液晶パネルの輝度が向上するバックライト装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１の発明に係わるバックライト装置は、導光板と、該導光板の下方に配置する基板と、該基板上に配置され少なくとも一つのＬＥＤ素子を有し該ＬＥＤ素子からの光を前記導光板の下面側から入射するように設けられたＬＥＤ光源と、貫通孔を有する導光ブロックとを備え、該導光ブロックの貫通孔が前記ＬＥＤ光源に嵌着されてなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のうちで請求項２の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロックが前記導光板と前記基板とに狭持されるように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のうちで請求項３の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロックの外形形状は前記導光板側が前記基板側より大きく、前記導光ブロックの側壁に傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のうちで請求項４の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロックの貫通孔の形状は前記ＬＥＤ光源５に嵌着する形状に形成され且つ前記ＬＥＤ光源５に嵌着された状態において前記貫通孔の内周面と前記ＬＥＤ光源５の外周面とが密着するように寸法が設定されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のうちで請求項５の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロックの基板側に一対の切欠部が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のうちで請求項６の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロックは透光性部材で形成され、前記導光ブロックの切欠部の表面に光反射性の高い高反射部材が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のうちで請求項７の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロックは透光性部材で形成され、前記導光ブロックの側壁の表面に光反射性の高い高反射部材が配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のうちで請求項８の発明に係わるバックライト装置は、前記導光ブロック高さは前記ＬＥＤ光源の基板からの高さより若干大きい寸法に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
（作用）
以上のように本発明のバックライト装置は、導光ブロックの貫通孔をＬＥＤ光源に嵌着すると共に前記導光ブロックを基板と導光板とで狭持されるように配置することにより、貫通孔の内周面とＬＥＤ光源の外周面とが密着し且つ導光ブロックの導光板側の表面が前記導光板と密着される。このため、光の抵抗となる空気の抵抗がなくなり導光ブロック或いは導光板への光の入射効率が向上する。更に、前記集光ブロックの側壁に傾斜面を形成すると共に高反射部材を配置することによりＬＥＤ光源から横方向或いは斜上方に照射される光が効率的に導光板に入射することになる。
【００１９】
また、前記導光板とＬＥＤ光源の上面との隙間が小さく設定されているので光の抵抗体である空気層の厚みが薄くなる。これによって光の損失が少なくなり導光板へ効果的に光を入射させることが出来る。これによって光利用効率が改善され液晶パネルの輝度を向上させることが出来る。以下、実施形態に基づいて詳述する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１から図４を用いて説明する。図１は、本実施形態におけるバックライト装置の主要部を示す上視平面図である。又、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図、図４はバックライト装置の構成要素である導光ブロックを基板側から見た斜視図である。本実施形態におけるバックライト装置は、ＬＥＤ光源に導光ブロックの貫通孔を嵌着させ、且つ前記導光板と前記基板とに導光ブロックが狭持されるように設けられていることを特徴としており、その他の構成は従来技術に類似している。従って、構成要素についても前記導光ブロック以外の構成要素は従来技術と同様であるため同一番号を付与し説明を省略する。
【００２１】
図１、図２、図３に示すように本実施形態におけるバックライト装置は、透明なアクリル樹脂からなる導光板８と、この導光板８の下方に配置する基板７と、この基板７上に配置され１個のＬＥＤ素子からの光を前記導光板８の下面側から入射するように設けられたＬＥＤ光源５と、貫通孔１２を有する導光ブロック１１とを備えており、この導光ブロック１１の貫通孔１２が前記ＬＥＤ光源５に嵌着され、前記導光板８と前記基板７とに導光ブロック１１が狭持されるように設けられている。また、前記導光板８の下面８ｃと前記ＬＥＤ光源５の上面５ａとの間には両者が接触しない程度の隙間が出来るように、前記導光ブロック１１の高さは前記基板７からのＬＥＤ光源５の高さより若干大きい寸法に設定されている。
【００２２】
前記導光体ブロック１１は、図４に示すように、略中央部に貫通孔１２が設けられており、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂等のような透光性部材で形成されている。前記貫通孔１２は前記ＬＥＤ光源５に嵌着するように矩形形状に形成され且つ前記ＬＥＤ光源５に嵌着された状態において前記貫通孔１２の内周面と前記ＬＥＤ光源５の外周面とが密着するように寸法が設定されている。
【００２３】
また、前記導光ブロック１１の外形形状は矩形形状で、前記導光板８側が前記基板５側より大きく、前記導光ブロック１１の側壁１１ａには前記基板５側から前記導光板８側に向かって広がる傾斜面が形成されている。更に、基板５と接する面には一対の切欠部１４、１５が形成されている。この切欠部１４、１５は、図３に示すように、前記ＬＥＤ光源５接続する配線１３ａ、１３ｂ及び半田１６の逃げ部ととして設けられている。また、前記導光ブロック１１の側壁１１ａ及び前記切欠部１４、１５の表面１４ａ、１５ａには光反射性の高い高反射部材として白色の反射シート１７が貼付されている。
【００２４】
このように本実施形態におけるバッライト装置は、導光ブロック１１がＬＥＤ光源５を包囲するように嵌着されており、前記導光ブロック１１の側壁１１ａ及び切欠部の表面１４ａ、１５ａには反射シート１７が配置され、更に前記側壁１１ａが基板側から導光板に向かって広がる傾斜面に形成されている。このため、前記ＬＥＤ光源５から横方向或いは斜上方に照射される光は前記導光ブロック１１に入射し、側壁１１ａ或いは切欠部の表面１４ａ、１５ａで反射され導光板８に入射することになる。従って外部に漏れることによる光の損失がほとんどなくなり、前記導光板８に効果的に入射することになる。尚、導光ブロックの側壁が傾斜面に形成されていない場合においても、照射光は前記側壁で反射され導光板８に効果的に入射されるが、傾斜面が形成されている場合の方が光の利用効率に優れており好ましい。
【００２５】
また、導光板８の下面８ｃと、前記ＬＥＤ光源５との間の隙間が小さく設定されているため空気層の厚みが薄くなり、これによって光の損失が少なくなり導光板８へ効果的に光を入射させることが出来る。また、前記導光ブロックの貫通孔１２の内周面と前記ＬＥＤ光源５の外周面とが密着するように寸法が設定され、且つ前記導光ブロックの導光板側の表面は前記導光板と密着されているため空気層による光の損失が極めて少なくなる。
【００２６】
以上のようにＬＥＤ光源から横方向或いは斜上方に照射される光は図２の矢印で示すように導光ブロック１１に入射し、反射シート１７で反射され導光板８の上方に導かれ、導光板８の内部で反射されながら液晶パネルを照射することになる。このため、光の利用効率が改善され液晶パネルの輝度を向上させることが出来る。また時計などの小型の液晶表示装置に使用されるバックライト装置においては、より大きい効果を得ることが出来る。
【００２７】
尚、実施形態においてＬＥＤ光源については１個のＬＥＤ素子を使用する例で説明したが、２個以上のＬＥＤ素子を使用する場合においても、同様の効果を得ることが出来ることは言うまでもない。
又、高反射部材として反射シートを導光ブロックの側壁及び切欠部の表面に貼付けることを例として説明したが、酸化チタン等の高反射部材をコーテイングしても同様の効果を得ることが出来る。
また、導光ブロックの外形形状については矩形形状の例で説明したが、この形状に限定されるものではなく、例えば円形であっても同様の効果を得られることは、言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によるバックライト装置は、導光ブロックの貫通孔をＬＥＤ光源に嵌着すると共に前記導光ブロックを基板と導光板とで狭持するように配置することにより前記貫通孔の内周面とＬＥＤ光源の外周面とが密着し且つ導光ブロックの導光板側の表面が前記導光板と密着される。このため、光の抵抗となる空気層がなくなり導光ブロック或いは導光板への光の入射効率が向上する。更に、前記集光ブロックの側壁に傾斜面を形成すると共に高反射部材を配置することによりＬＥＤ光源から横方向或いは斜上方に照射される光が効率的に導光板に入射する効果を有する。
【００２９】
また、前記導光板とＬＥＤ光源の上面との隙間が小さく設定されているので光の抵抗体である空気層の厚みが薄くなる。これによって光の損失が少なくなり導光板へ効果的に光を入射させることが出来る。これによって光利用効率が改善され液晶パネルの輝度を向上させることが出来る。
この結果、光の損失が小さくなり導光板へ効果的に光を入射させることが出来、光の利用効率が改善され液晶パネルの輝度を向上させることが出来る。特に、時計などの小型の液晶表示装置に使用されるバックライト装置においては、より大きい効果を得ることが出来る。
【００３０】
更に、前記導光ブロックの貫通孔をＬＥＤ光源に嵌着することで、組立工程におけるＬＥＤ光源の破損及び配線の断線を防止することが出来る。従って組立作業が容易となり部品の取り扱いも容易となる。この結果、低価格で高品質の製品を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるバックライト装置の主要部を示す上視平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の実施形態における導光ブロックを基板側から見た斜視図である。
【図５】従来技術におけるバックライト装置を収納した液晶表示装置の断面図である。
【図６】従来技術におけるバックライト装置におけるＬＥＤ光源近傍の概略断面図である。
【符号の説明】
１　　下面反射シート
１ａ　開口部
２　　枠体
２ａ　底部
２ｃ　穴
２ｄ、２ｅ　フック部
３　　傾斜面反射シート
４　　液晶表示パネル
５　　ＬＥＤ光源
６　　拡散板
７　　ＬＥＤ光源用の基板
８　　導光板
８ａ　傾斜面
８ｂ　延長部
８ｃ　下面
９　　実装部品
１０　液晶表示装置
１１　導光ブロック
１１ａ　導光ブロックの側壁
１２　　貫通孔
１３ａ、１３ｂ　配線
１４、１５　切欠部
１４ａ、１５ａ　切欠部の表面
１６　半田
１７　反射シート

Claims

導光板と、該導光板の下方に配置する基板と、該基板上に配置され少なくとも一つのＬＥＤ素子を有し該ＬＥＤ素子からの光を前記導光板の下面側から入射するように設けられたＬＥＤ光源と、貫通孔を有する導光ブロックとを備え、該導光ブロックの貫通孔が前記ＬＥＤ光源に嵌着されてなることを特徴とするバックライト装置。
前記導光ブロックが前記導光板と前記基板とに狭持されるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
前記導光ブロックの外形形状は前記導光板側が前記基板側より大きく、前記導光ブロックの側壁に傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバックライト装置。
前記導光ブロックの貫通孔の形状は前記ＬＥＤ光源５に嵌着する形状に形成され且つ前記ＬＥＤ光源５に嵌着された状態において前記貫通孔の内周面と前記ＬＥＤ光源５の外周面とが密着するように寸法が設定されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
前記導光ブロックの基板側に一対の切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のバックライト装置。
前記導光ブロックは透光性部材で形成され、前記導光ブロックの切欠部の表面に光反射性の高い高反射部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライト装置。
前記導光ブロックは透光性部材で形成され、前記導光ブロックの側壁の表面に光反射性の高い高反射部材が配置されていることを特徴とする請求項１、２、３、５、６のいずれか１項に記載のバックライト装置。
前記導光ブロック高さは前記ＬＥＤ光源の基板からの高さより若干大きい寸法に設定されていることを特徴とする請求項１、２、３、５、６、７のいずれか１項に記載のバックライト装置。