JP2004079488A - Ｌｅｄバックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度ムラが無くより均一な照明を行うＬＥＤバックライトユニットを得る。
【解決手段】対向する２個のエッジに設けた光入射面から入射した光を均一化して放出する導光板と、この導光板の光入射面に光を入射する第１、第２の光源とを備えるＬＥＤバックライトユニットにおいて、第１の光源は、対向する２個のエッジの一方の長手方向に沿って配置された複数個のＬＥＤ素子を有し、第２の光源は他方のエッジの長手方向に沿ってかつ導光板内での光軸が第１の光源から入射する光の光軸と重ならないようにして配置された複数のＬＥＤ素子を有するように構成する。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル等を背後から照明するＬＥＤバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは自身では発光しないため、より明るい表示を得るために、周囲光とは別に液晶表示パネルの背面からパネルを照明することが行われている。この照明に用いられるのがバックライトユニットであって、一般には、光を一様に拡散する性質を有する導光板の上下、あるいは左右のエッジから、例えば蛍光灯等の光をこの導光板に導入する構成を有している。なお、導光板の前面には液晶表示パネルを配置し、背面には反射板を配置して、液晶表示パネルが一様に照明されるようにしている。
【０００３】
このようなバックライトユニットの光源としては、従来から蛍光管が使用されているが、環境問題に対する意識が向上するにつれて、環境に易しいＬＥＤが用いられるようになっている。
【０００４】
図１および２は、液晶表示装置に使用される従来のＬＥＤバックライトユニットの概略構造を示す図であり、特に図１はその正面図、図２は側面図である。これらの図において、２は導光板、３はＬＥＤ素子である。このＬＥＤ素子３は、例えばフレキシブルプリント基板４等にマウントされ、導光板２の上下のエッジ部分に固定される。
【０００５】
このような構造のＬＥＤバックライトユニットでは、点光源であるそれぞれのＬＥＤ素子３は、等間隔にかつ導光板２を挟んで上下に対向するように配置されている。図１の点線の矢印は、各ＬＥＤ３から導光板２に入射する光の光軸を示している。導光板内に入射した光は、パネル面全体に渡って均一に拡散され、面状の光源を構成する。このようなＬＥＤバックライトユニットを、透過型の液晶パネルの背面に配置することによって、バックライト型の液晶表示装置が構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１および２に示す従来のＬＥＤバックライトユニットでは、各ＬＥＤ素子３からの発光が対向して導光板２に入射するので、導光板２では、図３に示す様に、ＬＥＤ素子３が対向して設けられた部分、即ち上下のＬＥＤ素子３の光軸が重なる部分５において輝度が高くなり、反対に隣接するＬＥＤ素子３の中間の部分６で輝度が低下する現象を生じる。この結果、バックライトユニット表面に輝度ムラが生じ、これを液晶表示装置に使用した場合、その表示品位を落とすこととなる。
【０００７】
本発明は、ＬＥＤ素子を用いた従来のバックライトユニットの上記のような欠点を解決する目的で成されたものであり、輝度ムラが無くより均一な光の照射が可能なＬＥＤバックライトユニットを得ることを目的として成されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のＬＥＤバックライトユニットは、対向する２個のエッジに設けた光入射面から入射した光を均一化して放出する導光板と、この導光板の光入射面に光を入射する第１、第２の光源とを備え、第１の光源には、前記対向する２個のエッジの一方の長手方向に沿って複数個のＬＥＤ素子を配置し、第２の光源には対向する２個のエッジの他方の長手方向に沿ってかつ導光板内での光軸が第１の光源から入射する光の光軸と重ならないようにして複数のＬＥＤ素子を配置する構成としている。
【０００９】
また、このようなＬＥＤバックライトユニットにおいて、第１、第２の光源の複数のＬＥＤ素子をほぼ等間隔で配置している。さらに、第１、第２の光源の少なくとも一方は反射板によって光路を屈曲させて光入射面に入射する構成としている。
【００１０】
このような構成により、導光板の対向する２個のエッジより入射した光は、対向する２個のエッジ間で光軸がずれていて互いに重なり合うことが無いので、導光板上で光軸の重なりによる輝度の高い領域を形成することが無く、導光板全体が輝度ムラの無い比較的均一な光の放出を行う。従って、このようなＬＥＤバックライトユニットを設けた液晶表示装置では、表示品質の高い表示を行う事ができる。
【００１１】
また、上記構成のＬＥＤバックライトユニットにおいて、第１、第２の光源の複数のＬＥＤ素子は導光板の中央部付近において密に配置されている。これによって、導光板中心付近の輝度が周辺の輝度よりも高くなり、このようなＬＥＤバックライトユニットを設けた液晶表示装置では、より人間の視覚に適合した品質の高い表示を行う事ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施形態を示して説明する。なお、以下の図において、図１乃至３と同一の参照符号は同一または類似の構成要素を示し、従ってその重複した説明は行わない。
【００１３】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの構造を示す正面図、図５はその側面図、図６は導光板２における光の分布を示す説明図である。本実施形態では、図示するように、ＰＣＢ等で構成されるプリント基板４１、４２上に、等間隔にＬＥＤ素子３１、３２が配置されているが、上下のＰＣＢ基板４１、４２上で、ＬＥＤ素子３１とＬＥＤ素子３２をずらせて配置している。
【００１４】
従って、図６に示す様に、上下のＬＥＤ素子群において、対向するＬＥＤ素子３１と３２の光軸（図に点線矢印で示す）が重ならないので、導光板２の中心部５１の輝度が特に高くなることは無い。また、隣接するＬＥＤ素子３１と３１、およびＬＥＤ素子３２と３２間の領域６１の面積が減少し、さらに、導光板２の中心付近５１の輝度と領域６１の輝度との差も、従来のものに比べて低下する。この結果、導光板２における輝度ムラが解消し、導光板２は比較的均一に発光するようになる。
【００１５】
図７乃至図９は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの側面図である。これらの実施形態では、導光板２とＰＣＢ基板４１，４２の配置に特徴を有している。まず、図７に示す実施形態では、ＰＣＢ基板４１および４２を導光板２の斜め上側（または斜め下側）に配置して、ＬＥＤ素子３１、３２からの発光を反射板７を介して導光板２の上下エッジに導き、ここから入射させる構造としている。
【００１６】
図８に示す実施形態では、上部のＰＣＢ基板４１およびＬＥＤ素子３１を導光板２の斜め上に配置し、ＬＥＤ素子３１からの発光を反射板７を介して導光板２の上部エッジに導きここから入射させ、一方、下部のＰＣＢ基板４２およびＬＥＤ素子３２は、導光板２の上部エッジ上に配置してＬＥＤ素子３２の発光を直接導光板２に入射させる構成を特徴としている。
【００１７】
図９に示す実施形態では、上下のＰＣＢ基板４１，４２を導光板２の背面に配置し、ＬＥＤ素子３１，３２からの発光を光軸を１８０度回転させる反射板８によって曲げて、導光板２の上下のエッジから入射させる構造を特徴としている。
【００１８】
これら図７乃至図９に示した各実施形態は、構成しようとする表示パネルの構造に応じて適宜選択されるものである。
【００１９】
図１０および図１１は、本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの正面図である。これらの実施形態では、表示素子において人間の視線が最も集まる中央部分の輝度を積極的に上げることによって、人間の目から見た高い表示品質を得ることを目的としている。
【００２０】
従って、図１０に示す実施形態では、上下のＰＣＢ基板４１、４２上で、それぞれのＬＥＤ素子３１，３２を対向配置せず、ずらせて配置すると共に、各基板上でその中央部におけるＬＥＤ素子の間隔を狭めて配置し（ＬＥＤ素子３１’および３２’参照）、導光板２の中央部の輝度を周辺部の輝度よりも高くしている。この場合も、導光板２の上下のエッジでは、ＬＥＤ素子を上下でずらせて配置することにより、上下のエッジに設けられたＬＥＤ素子の光軸が導光板内で重なることによって生じる輝度ムラの問題は解消される。
【００２１】
図１１に示す実施形態は、導光板２において更に高い輝度を獲るための構成を示すもので、上下のエッジに加えて、左右のエッジからＬＥＤ素子の発光を導光板２内に導入する構成をとっている。従ってこの実施形態では、左右のエッジ上にさらに第３、第４のＰＣＢ基板を配置し、これらの基板上に、左右のエッジ間で光軸が重ならないようにＬＥＤ素子３３、３４を互いにずらせて配置し、さらに、ＰＣＢ基板３４と４４においてその中心部のＬＥＤ素子の配置間隔を周辺のものに比べて狭くしている。これによって、導光板２全体で輝度ムラが無くしかも中心部において輝度の高い発光を得ることが可能なＬＥＤバックライトユニットを構成することができる。
【００２２】
なお、従来のバックライトユニットでは、ユニットの中心部の輝度をあげるために、導光板を特殊加工し、導光板のエッジから均等に入射した光がユニット中心部に集まる構造としていた。しかしながら、導光板をこのような構造に加工するためには、比較的煩雑な作業を要し、これが導光板の単価を上げる原因ともなっていた。本実施形態によれば、導光板に特殊な加工を施すことなく、導光板の中心部の輝度を上げることが出来るので、非常に有用である。
【００２３】
図１２は、上述した構成のＬＥＤバックライトユニットを備える液晶表示装置の概略構成図である。図において、１は透過型の液晶表示パネル、２０は本発明のＬＥＤバックライトユニットである。このＬＥＤバックライトユニットは、導光板２と導光板２の上下のエッジに設けた第１、第２の光源１４，１６を有し、光源１４，１６には複数のＬＥＤ素子３０，３０…がエッジの長手方向に沿って線状に配置されている。なお、上下のエッジに設けたＬＥＤ素子３０、３０…は、導光板内で互いに光軸が重なり合わないように、互いに横方向にずらせて配置されている。
【００２４】
【発明の効果】
以上、各種の実施形態を示して説明したように、本発明のＬＥＤバックライトユニットでは、ユニットの対向する２個のエッジに設けたＬＥＤ素子からの光軸が導光板内で重ならないので、導光板はより均一に光を拡散することが出来る。従って、このようなＬＥＤバックライトユニットを設けた液晶表示装置では、より品質の高い表示を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＬＥＤバックライトユニットの概略構成を示す正面図。
【図２】図１のＬＥＤバックライトユニットの側面図。
【図３】図１および２に示すＬＥＤバックライトユニットの光の分布を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの概略構成を示す正面図。
【図５】図４に示すＬＥＤバックライトユニットの側面図。
【図６】図４および５に示すＬＥＤバックライトユニットの光の分布を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの側面図。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの側面図。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの側面図。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの正面図。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの正面図。
【図１２】本発明のＬＥＤバックライトユニットを備えた液晶表示装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
２…導光板
１４、１６…プリント基板
２０…ＬＥＤバックライトユニット
３０、３１、３１’、３２、３２’、３３、３４…ＬＥＤ素子
４１，４２、４３，４４…プリント基板
５１…輝度の高い部分
６１…輝度の低い部分

Claims (5)

1. 対向する２個のエッジに設けた光入射面から入射した光を均一化して放出する導光板と、前記導光板の前記光入射面に光を入射する第１、第２の光源とを備えるＬＥＤバックライトユニットにおいて、
   前記第１の光源は、前記対向する２個のエッジの一方の長手方向に沿って配置された複数個のＬＥＤ素子を有し、前記第２の光源は前記対向する２個のエッジの他方の長手方向に沿ってかつ前記導光板内での光軸が前記第１の光源から入射する光の光軸と重ならないようにして配置された複数のＬＥＤ素子を有することを特徴とする、ＬＥＤバックライトユニット。
2. 請求項１に記載のＬＥＤバックライトユニットにおいて、前記第１、第２の光源の前記複数のＬＥＤ素子はほぼ等間隔で配置されていることを特徴とするＬＥＤバックライトユニット。
3. 請求項１または２に記載のＬＥＤバックライトユニットにおいて、前記第１、第２の光源の少なくとも一方は反射板によって光路を屈曲させて前記光入射面に入射されることを特徴とする、ＬＥＤバックライトユニット。
4. 請求項１に記載のＬＥＤバックライトユニットにおいて、前記第１、第２の光源の前記複数のＬＥＤ素子は前記導光板の中央部付近において密に配置されていることを特徴とする、ＬＥＤバックライトユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤバックライトユニットを透過型液晶パネルの背面に設けたことを特徴とする液晶表示装置。

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