JP2005077753A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 導光板から漏れる光の利用効率を向上させることで、輝度の向上を容易に図ることのできるバックライトユニットを提供する。
【解決手段】 液晶表示パネル２の表示領域に表面が対向するように配置される導光板３と、前記導光板３の少なくとも１つの側面３ｄと対向するように配置される光源８と、少なくとも前記導光板３が収納される凹部９が形成された反射ケース１０とを有するバックライトユニット１の、前記反射ケース１０の凹部９を構成する底面９ｅに、白色系の発泡性樹脂材料からなり、前記導光板３の裏面から漏れる前記光源８の光を微細泡１７が形成された層内において反射させて前記導光板３に戻すように作用する光反射層１５を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置の構成部品としてのバックライトユニットであり、特に、光源から放射される光を導光板の側面から入射させるサイドライト方式のバックライトユニットに関する。

一対の透明基板間に液晶を封止してなり、前記一対の透明基板の所定の部分に選択的に電界を与えて特定の図形や文字等の情報を表示する液晶表示パネルが内蔵された液晶表示装置が、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の表示装置として多く用いられている。

このような液晶表示装置は、当該液晶表示装置の筐体内に、電気回路系等を組み込んだ液晶表示パネルをその表示領域が前記筐体の上面に位置するようにして配設させるとともに、前記液晶表示パネルの反視認側にバックライトユニットを配置させた構成とされている。

前記バックライトユニットとしては、例えば、ＬＥＤやＣＣＴ（冷陰極蛍光管）などの光源と、導光板と、反射ケースとを備えるとともに、反射ケースを反射グレードのポリカーボネイトにより形成することで反射効率の向上、すなわち高輝度化を図る構成とされているものを例示することができる。

特開２００２−２７７８７３号公報

前述した従来のバックライトユニットにおいては、導光板から漏れる光を反射ケースの内表面に反射させて導光板に戻すことができる。しかしながら、導光板から漏れる光の一部は再利用することができるものの、反射ケースで反射せずに反射ケースを透過してしまう光も多く、光源の光の利用効率が低いという問題点があった。特に、携帯電話などの小型の液晶表示装置に用いる場合などのように反射ケースの厚みが薄い場合、反射ケースを透過してしまう光が顕著になる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、導光板から漏れる光の利用効率を向上させることで、輝度の向上を容易に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を目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明のバックライトユニットは、液晶表示パネルの表示領域に表面が対向するように配置される導光板と、前記導光板の少なくとも１つの側面と対向するように配置される光源と、少なくとも前記導光板が収納される凹部が形成された反射ケースとを有するバックライトユニットであって、前記反射ケースの凹部を構成する底面には、白色系の発泡性樹脂材料からなり、前記導光板の裏面から漏れる前記光源の光を微細泡が形成された層内において反射させて前記導光板に戻すように作用する光反射層が形成されていることを特徴とする。

また、前記導光板の光源が配置されていない側面と対向する前記反射ケースの凹部の側面にも、前記光反射層が形成されていることを特徴とする。

本発明のバックライトユニットの反射ケースの内面には、発泡性樹脂からなり、層内に形成された多数の微細泡を利用して、該微細泡の空気層をレンズ様に用いて入射する光と出射する光の屈折率方向を変化させることで高反射率を得ることができる光反射層が形成されている。この光反射層は、前記導光板の裏面から漏れる前記光源の光を微細泡が形成された層内において反射させて確実に導光板の内部に戻すように働く。

したがって、前記光反射層が反射ケースの凹部の底面に形成されたバックライトユニットは、導光板から漏れる光の利用効率を容易かつ格段に向上させることができ、輝度の向上を図ることができる。

さらに、前記光反射層が、前記導光板の光源が配置されていない側面と対向する反射ケースの凹部の側面にも形成されたバックライトユニットは、前述のように、導光板から漏れる光の利用効率を容易かつ格段に向上させることができ、輝度の向上を図ることができるとともに、導光板の光源が配置されていない側面から漏れる光を導光板の内部に確実に戻すことができるので、導光板の光源が配置されていない側面の周辺の輝度の低下を防止することができ、その結果、導光板の表面の輝度をより均一にすることができる。

以下、本発明のバックライトユニットの実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。

本実施形態のバックライトユニット１は、液晶表示装置の構成部品の１つであり、液晶表示パネル２と、側面に設けられた入射面から内部へ入射した光を前記液晶表示パネル２の表示領域に向う平面光として照射する導光板３と、前記導光板３から照射される光を拡散させるための拡散フィルム４と、輝度を上昇させるための２枚の光学フィルム５ａ、５ｂと、プリント配線基板６上に搭載された複数のＬＥＤチップ７からなる光源８（以下、液晶表示パネル２、導光板３、拡散フィルム４、光学フィルム５ａ、５ｂ、光源８を総称するときは、「液晶表示パネル２等の各種部品」という。）と、前記液晶表示パネル２等の各種部品を収納する凹部９が形成された下ケースとしての反射ケース１０と、前記反射ケース１０に前記液晶表示パネル２等の各種部品を順次積層させた状態で固定して凹部９に保持する上ケース１１とを有している。なお、前記液晶表示パネル２等の各種部品については、従来より公知の構成のものを使用することとし、その構成についての説明は省略する。

前記反射ケース１０は、図１および図２に示すように、前記液晶表示パネル２とほぼ同じ大きさの略矩形状とされた筐体とされており、その上面には、前記液晶表示パネル２等の各種部品を収納する凹部９が形成されている。本実施形態においては、前記反射ケース１０は、例えばＳＵＳ等の金属の薄板を成形することにより所望の形状とされたものを用いるが、前記反射ケース１０は、例えば、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂などの樹脂素材を射出成型することなどにより形成したものであってもよい。

前記反射ケース１０の一側壁には、当該反射ケース１０の凹部９に収納する液晶表示パネル２の図示しない電極端子に接続されたＦＰＣ１２や、前記光源８を構成するプリント配線基板６を当該反射ケース１０外に導出させるための切欠き状の開口部１３が形成されている。また、反射ケース１０の外周面には、前記凹部９に収納した前記液晶表示パネル２等の各種部品を前記凹部９の底面と前記上ケース１１の上壁下面との間で保持した状態で前記上ケース１１を反射ケース１０に固定させるための嵌合用凸部１４が形成されている。

そして、本実施形態においては、前記反射ケース１０の凹部９を構成する底面９ｅおよび当該反射ケース１０の当該凹部９に収納される導光板３の４つの側面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうち前記光源８が配置されない側面３ａ、３ｂ、３ｃに対向することとなる３つの内側面９ａ、９ｂ、９ｃには、前記導光板３の周辺から漏れる光源８からの光を反射させて、再び前記導光板３へ戻す光反射層１５が形成されている。

本実施形態において、前記光反射層１５は、発泡性樹脂材料からなり、図３に示すように、層内に形成された多数の微細泡１７を利用して、前記微細泡１７の空気層をレンズ様に用い、入射する光と出射する光の屈折方向を変化させることで高反射率を得ることができるように構成された白色系の発泡性樹脂シート１６である。前記発泡性樹脂シート１６を白色系のものとすることにより、光の吸収損失を低減させることができる。そして、当該発泡性樹脂シート１６が反射ケース１０の凹部９の底面９ｅと前述の３つの内側面９ａ、９ｂ、９ｃに貼着されることにより、前記反射ケース１０が構成されている。前記発泡性樹脂シート１６としては、例えば、三井化学株式会社のホワイトレフスター（商品名）等を例示することができる。なお、前記発泡性樹脂シート１６の貼着作業は、例えば、前記反射ケース１０の本体を構成する金属が平板状とされているときに、前記凹部９の所定の内表面、本実施形態においては前記凹部９の底面９ｅと前述の３つの内側面９ａ、９ｂ、９ｃとなる部分に貼着するようにすると、本実施形態の構成の反射ケース１０の製造が簡便となる。

そして、前記反射ケース１０の凹部９内の最下層には、前記凹部９の底面９ｅに形成された光反射層１５の上面の所定領域を、導光板３の裏面に密着させるようにして前記導光板３が収納されている。前記導光板３の４つの側面のうちの１つの側面３ｄは、当該導光板３の内部に入射される光の入射面とされており、前記導光板３の入射面と対向する位置には、光源８としての複数のＬＥＤチップ７が所定の間隔をおいて整列配設されている。また、前記導光板３の上方には、前記拡散フィルム４、２枚の光学フィルム５ａ、５ｂおよび液晶表示パネル２が順に積層されて、前記凹部９に収納されている。

また、前記上ケース１１は、前記反射ケース１０の本体と同じ素材の金属、例えばＳＵＳ等により形成され、前記反射ケース１０の外形寸法より一回り大きい寸法の略矩形状とされた筐体とされており、その裏面（下面）には、前記反射ケース１０を収納するための凹部１９が形成されている。そして、前記凹部１９の天壁となる当該上ケース１１の上面には、前記反射ケース１０の凹部９の最上位に収納される液晶表示パネル２の表示領域を露出させるための窓部１８が形成されている。そして、前記上ケース１１の一側壁には、当該反射ケース１０の凹部９に収納する液晶表示パネル２の図示しない電極端子に接続されたＦＰＣ１２や、前記光源８を構成するプリント配線基板６を当該反射ケース１０外に導出させるための切欠き状の開口部２１が、前記反射ケース１０の開口部１３と対応するようにして形成されている。また、この上ケース１１の外周壁には、前記反射ケース１０と当該上ケース１１とを、前記反射ケース１０の凹部９に積層して収納した前記液晶表示パネル２等の各種部品を前記凹部９の底面９ａと前記上ケース１１の凹部１９の天壁との間で挟持した状態で押圧しつつ組み合わせるときに、前記反射ケース１０の外周面に形成された嵌合用凸状部１４に嵌合することとなる嵌合用孔２０が形成されている。

そして、前記液晶表示パネル２等の各種部品は、前記反射ケース１０と、上ケース１１とを組み合わせ、前記反射ケース１０の嵌合用凸部１４と上ケース１１の嵌合用孔２０とを嵌合させることで、順次積層された状態で前記反射ケース１０の凹部９の底面９ｅと前記上ケース１１の上壁下面との間で挟持され、保持される。

このように構成された本実施形態のバックライトユニット１によれば、光源８から放射される光は、導光板３の１つの側面３ｄに形成されている入射面から導光板３の内部に入射する。そして、導光板３の内部に入射した光は、導光板３の内部で多重反射して導光板３の表面から出射し、拡散フィルム４および２枚の光学フィルム５ａ、５ｂをこの順に通過し、平面光として液晶表示パネル２の表示領域に向かって照射される。

この時、導光板３の裏面や側面３ａ、３ｂ，３ｃから漏れる光は、反射ケース１０の凹部９の内面に形成された光反射層１５によって導光板３の内部に容易かつ確実に戻すことができる。

すなわち、本実施形態のバックライトユニット１によれば、前記導光板３が収納された凹部９には光反射層１５が形成されているので、導光板３の裏面や側面３ａ、３ｂ、３ｃから漏れる光が反射ケース１０を透過せず、導光板３の裏面や側面３ａ、３ｂ、３ｃから漏れる光を、当該光反射層１５の層内に形成された多数の微細泡１７を利用して、前記微細泡１７の空気層をレンズ様に用い、入射する光と出射する光の屈折方向を変化させることで、当該光反射層１５の内面で確実に反射させて、導光板３の内部に容易かつ確実に戻すことができる。

したがって、本実施形態のバックライトユニット１によれば、導光板３の側面から漏れる光の利用効率を格段に向上することができるので、光源８から導光板３に入射する光のうち、液晶表示パネル２の表示領域に向かって照射するのに用いる光の割合を格段に多くすることがきる。その結果、輝度を容易に向上することができる。

また、本実施形態のバックライトユニット１によれば、前記反射ケース１０の当該凹部９に収納される導光板３の４つの側面３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうち前記光源８が配置されない側面３ａ、３ｂ、３ｃに対向することとなる３つの内側面９ａ、９ｂ、９ｃにも光反射層１５が形成されているので、前記導光板３の側面３ａ、３ｂ、３ｃから漏れる光を導光板３の内部に確実に戻すことができ、導光板３の側面３ｂ，３ｃ，３ｄ側に位置する表面の周辺の輝度の低下を防止することができる。その結果、導光板３の表面の輝度をより均一にすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。

例えば、前記反射ケースは上ケースと嵌合させて組み合わせることにより、前記反射ケースの凹部に前記液晶表示パネル等の各種部品を積層して保持することができる構成としたが、前記反射ケースの凹部に前記液晶表示パネル等の各部品を積層して保持する構成としては、前述の構成に限らない。例えば、前記上ケースを省略し、前記反射ケースの凹部を構成する側壁に、前記凹部の上方へ延出する爪状部材を形成し、この爪状部材と前記凹部の底面との間に前記液晶表示パネル等の各種部品を挟み込んで保持するように構成してもよい。

さらに、本実施形態のバックライトユニットにおいては、前記反射ケース内に導光板と共に液晶表示パネルや光源を収納する構成としたが、本発明のバックライトユニットは、前記反射ケースに少なくとも前記導光板を収納する構成とすれば、前述のような効果を得ることができる。

本発明の実施形態のバックライトユニットの分解斜視図 図１のII−II断面図 本発明の実施形態の光反射層を構成する発泡性樹脂シートの反射構造を示す概念図

符号の説明

１ バックライトユニット
２ 液晶表示パネル
３ 導光板
４ 拡散フィルム
５ 光学フィルム
６ プリント配線基板
７ ＬＥＤチップ
８ 光源
９ 凹部
１０ 反射ケース
１１ 上ケース
１２ ＦＰＣ
１３ 切欠き開口部
１４ 嵌合用凸部
１５ 光反射層
１６ 発泡性樹脂シート
１７ 微細泡
１８ 窓部
１９ 凹部
２０ 嵌合用孔

Claims (2)

1. 液晶表示パネルの表示領域に表面が対向するように配置される導光板と、前記導光板の少なくとも１つの側面と対向するように配置される光源と、少なくとも前記導光板が収納される凹部が形成された反射ケースとを有するバックライトユニットにおいて、
   前記ケースの凹部を構成する底面には、白色系の発泡性樹脂材料からなり、前記導光板の裏面から漏れる前記光源の光を微細泡が形成された層内において反射させて前記導光板に戻すように作用する光反射層が形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記導光板の光源が配置されていない側面と対向する前記ケースの凹部の側面にも、前記光反射層が形成されている請求項１に記載のバックライトユニット。