JP2004311219A

JP2004311219A - バックライトユニット

Info

Publication number: JP2004311219A
Application number: JP2003103542A
Authority: JP
Inventors: Muneo Kitamura; 宗夫北村; Shigeru Watanabe; 茂渡辺; Masakazu Hirose; 将一廣瀬
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】受光面での反射を抑えて入射効率を高める一方、取り込んだ光を多く反射させるようにすることで、導光板内の隅々に光を導光させて輝度アップを図ることのできるバックライトユニットを提供することである。
【解決手段】光源であるＬＥＤ２４と、このＬＥＤ２４で発した光を導く導光板２５とを備え、この導光板２５の一端にＬＥＤ２４からの光を受光する受光反射部２８が形成されてなるバックライトユニット２１において、前記受光反射部２８に導光板２５の下面からＬＥＤ２４に向けて突出し且つ両側面が内側に傾斜する張出部３１を設けると共に、この張出部３１の下面にはＬＥＤ２４の発光面上に位置し且つ前記導光板２５の長手方向に沿って延びる凹部３２を形成した。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時計や携帯電話などの液晶表示パネルを備えた小型の機器に組み込まれるバックライトユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のバックライトユニットとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この例は、図７に示すように、枠体２の上部に保持された液晶表示パネル３の下部にバックライトユニット１を設けた構造のもので、このバックライトユニット１は、光源であるＬＥＤ４と、このＬＥＤ４で発した光を液晶表示パネル３の裏面側に導くための導光板５と、この導光板５の上面に配置された拡散シート６と、導光板５の下面に配置された反射シート７とを備えた構造である。前記導光板５は、透明なアクリル板等によって形成されており、その一端にはＬＥＤ４の上方にまで延びる受光反射部８を有している。この受光反射部８は上面が斜めにカットされた反射面９を有すると共に、ＬＥＤ４と向かい合う受光反射部８の下面には平面状の受光面１０を有した形状となっている。なお、前記ＬＥＤ４は各種のＩＣや電子部品が実装される回路基板１１の先端部に実装されている。
【０００３】
前記ＬＥＤ４から導光板５の受光反射部８に向かって放射された光は、受光面１０から受光反射部８内に入射したのち、受光反射部８の反射面９で前方側に反射され、そのまま導光板５内を進んで上方の液晶表示パネル３を背面側から照射する。そして、導光板５内を光が進むときに前記導光板５の上面に配置された拡散シート６及び導光板５の下面に配置された反射シート７によって光の拡散や反射が繰り返され、導光板全体の輝度が高められると共に輝度ムラが抑えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３５５４２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示すように、ＬＥＤ４から受光面１０に向かって放射した光は、受光面１０に広範囲で入射するが、上記従来のように導光板５の受光面１０が平面形状であるために、受光面１０への入射角θが所定角度より大きいような光線Ｌは受光面１０でその多くが反射してしまい、受光面１０から入射する光の受光量が低下して輝度にも影響を及ぼすおそれがあった。特に、導光板５の厚さが薄くなると導光板５の先端部分へは光が届きにくくなり、そのために輝度が著しく低下すると共に輝度ムラが現れるといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、受光面での反射を抑えて入射効率を高める一方、取り込んだ光を多く反射させるようにすることで、導光板内の隅々に光を拡散させて輝度アップを図ることのできるバックライトユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るバックライトユニットは、光源と、この光源で発した光を導く導光板とを備え、この導光板の一端に光源からの光を受光する受光反射部が形成されてなるバックライトユニットにおいて、前記受光反射部に導光板の下面から光源に向けて突出し且つ両側面が内側に傾斜する張出部を設けると共に、この張出部の下面には光源の発光面上に位置し且つ前記導光板の長手方向に沿って延びる凹部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、光源から発せられた光が前記張出部の下面に設けられている凹部を介して受光反射部内に効率よく入射させることができる。また、前記凹部が導光板の長手方向に向かって延びると共に、受光反射部の両側面が内側に傾斜形成されているので、前記受光反射部内に取り込んだ光を導光板の隅々にまで素早く導光させることができる。
【０００９】
また、前記凹部が半円筒形状であり、且つ前記半円筒形状凹部の任意の断面の円弧の形状が、該円弧の接線と光源からの光軸線とがなす角度が９０〜４６度の範囲であるならば、前記光源から発せられる放射状の光を円弧面に対して略直交して入射させることができる。このため、光源から発せられる光のほとんどを受光反射部内に取り込むことが可能である。
【００１０】
また、前記張出部の両側面が光源から導光板の長手方向に向かう中心光軸に対して約４５度の角度で傾斜させているので、前記受光面から入射した光を効率よく且つ素早く導光板内の隅々に導光させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の第１の実施の形態に係るバックライトユニットを詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係るバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置の断面図、図２は導光板の受光反射部の要部を示す斜視図、図３は受光反射部のＡ−Ａ断面図、図４は導光板の平面図、また、図５は受光反射部のＢ−Ｂ断面図である。
【００１２】
図１に示された本発明のバックライトユニット２１は、基本的には従来のバックライトユニットと同様、枠体２２の上部に保持された液晶表示パネル２３の下部に配設された構造である。即ち、光源であるＬＥＤ２４と、このＬＥＤ２４で発した光を液晶表示パネル２３の裏面側に導くための導光板２５と、この導光板２５の上面に配置された拡散シート２６と、導光板２５の下面に配置された反射シート２７とを備える。前記導光板２５は、透明なアクリル板によって形成されており、その一端にはＬＥＤ２４の上方にまで延びる受光反射部２８を有している。なお、前記ＬＥＤ２４は各種のＩＣや電子部品が実装される回路基板３０の先端部に実装されている。
【００１３】
前記受光反射部２８は、図２及び図３に示すように、従来と異なって、導光本体部２５ａの下面よりＬＥＤ２４側に厚みを有する張出部３１が形成されると共に、両側面２８ａ，２８ｂを内側に略４５度の角度で傾斜させている。また、前記張出部３１の下面には、ＬＥＤ２４から放射される光を集中的に受ける凹部３２が形成されている。この凹部３２は、図３に示されるように、ＬＥＤ２４の発光部２４ａを中心として断面円弧状に形成されたもので、その内壁面が受光面３３となっている。さらに、この受光面３３は導光本体部２５ａに向かって半円筒形状に延びている。この半円筒形状とは後述のように必ずしも同心円の円弧形状に限定されるものではない。
【００１４】
前記導光板２５とＬＥＤ２４の平面的な位置関係を図４に示す。この図に示したように、ＬＥＤ２４の発光部２４ａは、受光反射部２８の張出部３１に設けられている凹部３２の下方の略中央部に位置決め固定される。
【００１５】
次に、前記図３及び図４に基づいて受光反射部２８における受光及び反射作用を説明する。まず、受光においては、図３に示されるように、ＬＥＤ２４の発光の中心が受光面３３の略中心に位置しているため、ＬＥＤ２４から放射状に発せられる光は受光面３３での各接線ｇに対して略９０度の角度で入射する。そのために、ＬＥＤ２４からの光は受光面３３に、いわゆる入射角がほとんど零に近い状態で入射するので、受光面３３での反射が非常に少なくなり、そのほとんどが受光反射部２８内に入射することになる。その結果、受光反射部２８での受光量が飛躍的に増大し、導光本体部２５ａ内に導かれる光量が多くなる。
【００１６】
一方、図４に示されるように、前記受光面３３から入射した光は、導光本体部２５ａへ向かって直接進む直進光と、両側面２８ａ，２８ｂによって反射されて導光本体部２５ａへ向かう側面反射光と、後面２８ｃで反射されて導光本体部２５ａへ向かう後面反射光、さらに、図５に示すように、傾斜した上面２８ｄに当たって導光本体部２５ａへ向かう上面反射光とが合成されたものとなる。特に、両側面２８ａ，２８ｂが導光本体部２５ａの長手方向に対して略４５度の傾斜角を有しているため、受光面３３から入射した光を効率よく導光本体部２５ａの長手方向に向かって反射させることができる。
【００１７】
以上説明したように、受光反射部２８の下方に受光面３３を形成するための断面が円弧状で半円筒形状に延びる凹部３２を形成したことによって、ＬＥＤ２４から発する光を有効に取り入れることが可能となると共に、受光反射部２８の両側面２８ａ，２８ｂ、後面２８ｃ、上面２８ｄすべてが導光本体部２５ａに向かって傾斜させているため、前記ＬＥＤ２４から入射させた光を効率よく導光本体部２５ａ内に向けて導光させることができる。したがって、従来のバックライトユニットに比べて、ＬＥＤ２４の輝度や消費電流をアップさせることなく導光本体部２５ａ内の輝度が高くなり、導光板２５の上方に配設される液晶表示パネル２３を明るく照らすことができる。
【００１８】
また、上記のような受光反射部２８の下面に張出部３１を設けているにも関わらず、ここにＬＥＤ２４の上方スペースを確保するための凹部３２を形成した構造となっているため、バックライトユニット２１の全体の厚みは従来構造のバックライトユニットに比べてそれほど変化はない。
【００１９】
次に本発明に係わる第２の実施の形態について説明する。上記第１実施形態で示したバックライトユニット２１は、光源であるＬＥＤを１個で構成した場合の例であるが、複数のＬＥＤからなる構成にすることも可能である。単に受光光量を多くすることを目的とするものであれば、導光本体部２５ａに向かって延びる凹部に沿ってＬＥＤを複数配設すればよい。また、幅の広い導光板を使用する場合であれば、図６に示すように、導光板４５の幅方向に対してＬＥＤを２個併設させると共に、前記それぞれのＬＥＤに対して凹部３２を形成する。このように、凹部３２を２系統以上形成することによって、受光反射部４８内への受光量を増大させて、導光板４５の隅々にまで光を導光させることが可能となる。
【００２０】
尚、第１、第２の実施形態共に、凹部３２の断面形状を光源を中心とする同心円の一部の円弧として説明した。すなわち光源よりの光軸と凹部３２の円弧部の接線とがなす角度を略９０度、入射角ゼロとして説明した訳である。しかしながら導光板２５、４５の材料がアクリル樹脂で構成される場合、光源よりの光軸と凹部３２の円弧部接線とがなす角度を４６度、すなわち入射角４４度まで変化させても、アクリル樹脂における反射率はおよそ１％しか変化しない。このことは、円弧の中心をＬＥＤ２４の発光位置より遠ざけて、円弧半径を図３に示す円弧形状よりも大きく設定しても、導光板２５、４５に取り込まれる光量はほとんど変化しないことを意味する。換言すれば凹部３２の円弧の任意の一点における接線と、光軸とがなす角度が９０〜４６度の範囲内となるような円弧形状ならば、導光板内に効率よく光が取り込まれる効果はほとんど変化しない。また前記接線と光軸とがなす角度の条件を満足する範囲であるならば、凹部３２の円弧形状は必ずしも同心円の円弧である必要はなく、楕円曲線や放物線の一部などの２次曲線でも同様な効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るバックライトユニットによれば、導光板の受光面を光源側に張り出すと共に、この張出部分に半円筒状の凹部を設け、この凹部の内周面に光源から放射する光を入射させるようにしたので、内周面に対する光の入射角を小さく保つことができ、受光面から導光板に入射する光量を大幅に増加させることができる。また、前記張出部の側面を導光方向に向けて傾斜させたことで、受光反射部内に入射されてきた光を効率よく導光板全体に拡散させることができる。そのため、導光板全体の輝度がアップするのは勿論のこと、光源から遠く離れた導光部の先端部分にも十分な光量が届けられ、先端部分での輝度低下を防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明における凹部の断面形状が光源の発光部を中心として描いた円弧上にある場合には、入射角を極めて零に近づけることができるため、受光面から導光板内に入射する光量が最も増加するとともに、導光板を射出成形で製作する場合に金型の設計、製作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図２】上記バックライトユニットを構成する導光板の受光反射部の拡大斜視図である。
【図３】上記受光反射部のＡ−Ａ断面図である。
【図４】上記受光反射部の平面図である。
【図５】上記受光反射部のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のバックライトユニットを構成する導光板の受光反射部の拡大斜視図である。
【図７】従来のバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図８】上記従来のバックライトユニットにおける受光面での入射光を示す説明図である。
【符号の説明】
２１バックライトユニット
２４ＬＥＤ（光源）
２５導光板
２５ａ導光本体部
２８受光反射部
２８ａ，２８ｂ側面
２８ｃ後面
２８ｄ上面
３１張出部
３２凹部
３３受光面

Claims

光源と、この光源で発した光を導く導光板とを備え、この導光板の一端に光源からの光を受光する受光反射部が形成されてなるバックライトユニットにおいて、
前記受光反射部に導光板の下面から光源に向けて突出し且つ両側面が内側に傾斜する張出部を設けると共に、この張出部の下面には光源の発光面上に位置し且つ前記導光板の長手方向に沿って延びる凹部を形成したことを特徴とするバックライトユニット。
前記凹部が半円筒形状である請求項１記載のバックライトユニット。
前記半円筒形状凹部の任意の位置の断面の円弧の形状が、該円弧の接線と前記光源よりの光軸線とがなす角度が９０〜４６度の範囲であることを特徴とする請求項１及び２記載のバックライトユニット。
前記張出部の両側面が光源から導光板の長手方向に向かう中心光軸に対して約４５度の角度で傾斜している請求項１記載のバックライトユニット。