JP2004319340A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の裏面に配設した光源によって導光板全体を発光させて液晶等の表示部を照明する構造のバックライトユニットにおいて、光源から発せられる光を効率よく導いて、導光板の隅々にまで光を行き渡らせることができると共に、輝度ムラを抑えたバックライトユニットを提供することである。
【解決手段】導光板２５と、この導光板２５の直下に発光面２４ａを上に向けて配設される複数のＬＥＤ２４とを備え、前記導光板２５にはそれぞれのＬＥＤ２４から発した光を導くための導光領域２５ａが複数形成されるバックライトユニット２１において、前記導光領域２５ａごとにＬＥＤ２４の発光面２４ａと対向する受光凹部２７を設けると共に、この受光凹部２７から導光領域２５ａの周縁部に延びる筋状の導光溝部２８を形成した。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルを備えた時計や携帯電話など小型の電子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又は特許文献２に記載のものが知られている。この例は、図５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とを備えたものである。前記導光板５は、光拡散剤が混入されて乳白色化したアクリル又はポリカーボネイト材によって形成されており、その下面には回路基板１１に実装されたＬＥＤ４の上方を覆う凹部１２が形成されている。
【０００３】
前記ＬＥＤ４から導光板５の下面に向かって放射された光は、導光板５内に入射したのち、そのまま水平方向に拡散されて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、導光板全体の輝度ムラが抑えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５４１９３号公報
【特許文献２】
特開平８−１３６９１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示したような導光板５の直下にＬＥＤ４を配設した構造のバックライトユニット１にあっては、前記ＬＥＤ４を配設した近傍が明るく、ＬＥＤ４から離れるにしたがって次第に輝度が低下する傾向にある。このため、液晶表示パネル３の表面に輝度ムラが生じるといった問題がある。このような輝度ムラを改善するためには、ＬＥＤ４を数多く配設しなければならないことから、部品点数の増加に伴って製品コストが高くなるといった問題が発生する。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、導光板の裏面に配設した光源によって導光板全体を発光させて液晶等の表示部を照明する構造のバックライトユニットにおいて、光源から発せられる光を効率よく導いて、導光板の隅々にまで光を行き渡らせることができると共に、輝度ムラを抑えた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、導光板と、この導光板の直下に発光面を上に向けて配設される光源とを備えたバックライトユニットにおいて、前記光源の発光面と対向する導光板の下面に光源から発した光を受光するための受光凹部と、この受光凹部から導光板の周縁部にまで延びる筋状の導光溝部とを形成したことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、光源の発光面と対向する導光板の裏面に受光凹部を設けているので、光源から発せられる光を効率よく導光板内に取り入れることができる。さらに、前記受光凹部から導光板の周縁部に向かって筋状の導光溝部を形成しているため、受光凹部から取り入れた光が前記導光溝部を介して導光板の端部にまで行き渡らせることができる。その結果、光源から発せられる光を効率よく導いて導光板全体を均等に発光させることができる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係るバックライトユニットは、導光板と、この導光板の直下に発光面を上に向けて配設される複数の光源とを備え、前記導光板にはそれぞれの光源から発した光を導くための導光領域が複数形成されるバックライトユニットにおいて、前記導光領域ごとに光源の発光面と対向する受光凹部を設けると共に、この受光凹部から導光領域の周縁部にまで延びる筋状の導光溝部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、導光板に一つの光源で発光可能な導光領域を複数備え、この導光領域ごとに受光凹部及び導光溝部を形成しているので、広い面積を有する導光板にあっても十分な導光効果が得られると共に、導光板全体の輝度ムラを抑えることができる。
【００１１】
また、前記導光溝部が受光凹部を中心にして放射状に広がるように形成されているため、受光凹部に入射された光を導光板の端部に向けて均等且つ素早く導光させることができる。
【００１２】
また、前記受光凹部及び導光溝部の断面を三角形状又は半円形状とすることで、光源から発せられた光を漏れなく導光板内に入射させることができると共に、導光板と略平行に進行する光にして導光板内を伝播させることができる。このため、導光板全体をムラなく均等に発光させることができる。
【００１３】
また、前記導光溝部が導光板を支持するための周縁部を残して、受光凹部から大きな切込角度で形成することで、導光溝部領域を広く設定することができる。これによって、光源で発せられた光を導光板の周縁部にまで効率よく導光することができ、輝度ムラのない照明効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明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は本発明の第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、図２は前記液晶表示装置の平面図、図３は前記バックライトユニットを構成する光源及び導光板の要部拡大図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、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とを備える。前記導光板２５は、光拡散剤を混入したアクリル板によって形成されており、その下方にＬＥＤ２４が実装された回路基板３０が配設されている。
【００１６】
前記導光板２５は、図３に示すように、一個のＬＥＤ２４を中心とする導光領域２５ａを複数備えた構成になっている。そして、ＬＥＤ２４の発光面２４ａと対向する導光板２５の裏面に受光凹部２７が設けられ、この受光凹部２７を中心として導光溝部２８が放射状に延びている。前記受光凹部２７は、発光面２４ａの中心部から上方に延びる点Ａを頂点としてピラミッド状に凹設して形成される。また、前記導光溝部２８は、前記点ＡからＬＥＤ２４を中心として導光領域２５ａの四隅（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）に向けて三角柱状に凹設して形成される。これらの受光凹部２７及び導光溝部２８は、ＬＥＤ２４や導光板２５のサイズに応じて決定されるが、本実施形態では、厚みが２．５５ｍｍの導光板２５に対して前記導光溝３１の深さを１．５５ｍｍ程度に設定した。また、前記受光凹部２７及び導光溝部２８の傾斜角θは、導光板２５の厚み寸法や、ＬＥＤ２４の大きさ、光の放射特性により適正な数値を、例えば５０〜１５０度の範囲から設定する。本実施形態では略８０度に形成した。なお、本実施形態では、比較的広い面積を有する液晶表示パネルを照明するために、複数の導光領域を設定したが、表示エリアの狭い液晶表示パネルを使用する場合にあっては、導光板全体が一つの導光領域に設定される。
【００１７】
また、前記ＬＥＤ２４が実装される回路基板３０の表面やバックライトユニット２１が組み込まれる枠体２２の内壁面を白色に塗装あるいは蒸着することによって、ＬＥＤ２４で発した光や導光板２５の裏面又は側面から発せられる光の二次的な反射効果が得られるので、導光板２５全体の更なる輝度アップが図られる。
【００１８】
次に、バックライトユニット２１の導光作用について図１及び図３に基づいて説明する。ＬＥＤ２４の発光面２４ａを中心に上方へ発せられた光は、導光板２５の下面から入射して導光板２５内を拡散しながら上方に配置されている液晶表示パネル２３の裏面を照らす。このとき、前記ＬＥＤ２４の発光面２４ａの真上に位置する受光凹部２７に入射した光は、その受光凹部２７の傾斜角θに沿って屈折されて導光板２５内を平行に拡散されていく。図３に示した実施形態の導光板２５では、ＬＥＤ２４の発光面２４ａの真上に位置する発光中心点Ａには最も強い光が入射され、ここから放射状に延びる筋状の導光溝部２８に沿って導光領域２５ａの角部（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）に向けて導光される。また、この導光板２５は図１及び図２に示したように、枠体２２で周囲を囲われているため、前記角部（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）に到達した光が再度導光領域２５ａの中央部に向けて反射されることになる。このような導光溝部２８を伝播する光によって、導光領域２５ａ全体の輝度を高めると共に、周縁部での輝度ムラを抑えることができる。
【００１９】
図４は、本発明の第２実施形態のバックライトユニット３１を示したものである。このバックライトユニット３１に備える導光板３５には、ＬＥＤ２４の発光面２４ａの真上に断面が三角形状の受光凹部３７（受光中心点Ａ）を設け、この受光中心点Ａを基点にして一つの導光領域３５ａを対角線状に仕切る四筋の導光溝部３８ａ（Ａ−Ｂ，Ａ−Ｃ，Ａ−Ｄ，Ａ−Ｅ）と、前記導光領域３５ａを十字に仕切る導光溝部３８ｂ（Ａ−Ｆ，Ａ−Ｇ，Ａ−Ｈ，Ａ−Ｉ）とで構成される。このような導光溝部３８ａ，３８ｂを形成することで、ＬＥＤ２４を中心にした放射状の導光路が増えると共に、各導光路がＬＥＤ２４を中心にして均等配置されるため、輝度ムラなく導光領域３５ａをより明るく照明することができる。また、前記導光溝部３８ａ，３８ｂの角度を大きく設定することで、導光板３５を回路基板３０上に支持するための外周底面部の一部を残して全て導光溝部にすることができる。このように、導光溝部を導光板３５の外周部に掛けて幅広く形成することで、ＬＥＤ２４から発せられた光を導光板３５全体に効率よく導くことができ、輝度ムラのない照明効果が得られる。
【００２０】
上記第１実施形態及び第２実施形態のバックライトユニット２１，３１では、受光凹部２７，３７の断面形状を先端が鋭角な三角形状に形成したが、前記先端部を丸く加工することによって、発光中心点Ａでの光の分散をソフトに行うことができる。また、前記受光凹部２７，３７全体を角部のない半円形状に形成することもできる。このような半円形状にすることによって、ＬＥＤ２４の発光面２４ａから発せられる光の受光凹部２７，３７への入射角を略ゼロに抑えることができるので、反射のない効率的な受光効果を得ることができる。なお、前記受光凹部２７，３７及び導光溝部２８，３８ａ，３８ｂは導光板２５，３５の裏面を切削することによって容易に形成することができる。
【００２１】
以上説明したように、バックライトユニット２１，３１を構成する導光板２５，３５の裏面に断面が三角形状あるいは半円形状の受光凹部２７，３７及びこの受光凹部から延びる導光溝部２８，３８ａ，３８ｂを形成したことによって、ＬＥＤ２４から発する光を導光板２５，３５に対して平面的に伝播する光に変換される。また、前記導光溝部２８，３８ａ，３８ｂがＬＥＤ２４からの光を強く受ける受光凹部２７，３７を中心にして導光板２５，３５の周縁部に向けて放射状に延びているので、導光板２５，３５の隅々にまで光を行き渡らせて輝度ムラを抑えることが可能となる。
【００２２】
【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、光源から発せられる光を効率よく入射させるための受光凹部と、この受光凹部を中心として四方に拡散させながら導光させるための導光溝部を導光板の裏面に形成したので、従来のような導光板の裏面側に光源を複数配設した構造のバックライトユニットに比べて光源から遠い周縁部にも十分に光を行き渡らせることが可能となる。これによって、前記導光板の上方に配設される液晶表示パネル面をより明るく且つムラなく照明させることができる。
【００２３】
また、前記導光溝部を設けることにより、一つの光源で導光させる領域が広くなることから、光源の配設個数が少なくて済む。このため、部品点数が削減されて製造コストを低く抑えることができる。
【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】上記液晶表示装置の平面図である。
【図３】上記バックライトユニットの要部斜視図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態のバックライトユニットの要部斜視図である。
【図５】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。
【符号の説明】
２１，３１ バックライトユニット
２２ 枠体
２４ ＬＥＤ（光源）
２４ａ 発光面
２５，３５ 導光板
２５ａ，３５ａ 導光領域
２７，３７ 受光凹部
２８，３８ａ，３８ｂ 導光溝部

Claims (5)

1. 導光板と、この導光板の直下に発光面を上に向けて配設される光源とを備えたバックライトユニットにおいて、
   前記光源の発光面と対向する導光板の下面に光源から発した光を受光するための受光凹部と、この受光凹部から導光板の周縁部にまで延びる筋状の導光溝部とを形成したことを特徴とするバックライトユニット。
2. 導光板と、この導光板の直下に発光面を上に向けて配設される複数の光源とを備え、前記導光板にはそれぞれの光源から発した光を導くための導光領域が複数形成されるバックライトユニットにおいて、
   前記導光領域ごとに光源の発光面と対向する受光凹部を設けると共に、この受光凹部から導光領域の周縁部にまで延びる筋状の導光溝部を形成したことを特徴とするバックライトユニット。
3. 前記導光溝部が受光凹部を中心として放射状に広がる請求項１又は２記載のバックライトユニット。
4. 前記受光凹部及び導光溝部が断面三角形状又は断面半円形状に形成されてなる請求項１又は２記載のバックライトユニット。
5. 前記導光溝部が前記受光凹部を中心に導光板の周縁部の一部を残して形成された請求項１又は２記載のバックライトユニット。

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