JP2005242249A - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックライトユニット自体およびこのバックライトユニットを備えた液晶表示装置の薄型化を可能とし、導光板の入射効率も良好で、しかも低コストであるバックライトユニットを提供する。
【解決手段】 バックライトユニット１において、導光板２の入射面２ａは、導光板２の裏面に対して傾斜した斜面に形成し、光源としてのＬＥＤ６は、その発光面６ａが前記入射面２ａと平行となるように傾斜させてその近傍に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤの実装に特徴を有するサイドライト方式のバックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。

従来から、文字や図形などの各種の画像を表示する表示装置の一種として、２枚の透明基板の間に液晶が密封されている液晶表示パネルを用いた液晶表示装置が知られている。

このような液晶表示装置としては、液晶表示パネルの反視認側に配設したバックライトユニットからの照射光を用いて前記液晶表示パネルの表示部を明るく表示する構成が知られている。

そして、前記バックライトユニットとしては、導光板を用いたサイドライト方式（エッジライト方式）のバックライトユニットが、直下方式のバックライトユニットに比して薄型化および熱対策に有利である等の理由から多く採用されている。

このサイドライト方式のバックライトユニットについて更に説明をすると、前記サイドライト方式のバックライトユニットは、ＬＥＤなどの光源から照射され、導光板の側面に設けられた入射面から当該導光板内部へ入射した光を多重反射させて、当該導光板の液晶表示パネルと対向させて配置される表面からこの光を出射させることにより、バックライトユニットからの光を前記液晶表示パネルの表示領域に向かって平面光として照射するように構成されている。また、導光板の裏面には反射板が配設されており、導光板の裏面から漏れる光を導光板に戻すことができるようになっている。

図３は、一般的な液晶表示装置の要部構成を示している。

この液晶表示装置２０においては、一対の透明基板１１ａ、１１ｂ間に基板間寸法調整用のスペーサ（図示せず）を介在させた状態で液晶が封入され、前記一対の透明基板１１ａ、１１ｂの外表面にそれぞれ偏光板１２ａ、１２ｂが配設された液晶表示パネル１０を有しており、バックライトユニット１は、前記液晶表示パネル１０の反視認側に対向するようにして取り付けられている。

前記バックライトユニット１は、導光板２、反射板３、拡散板４、それらを収納する凹部が形成されたフレームケース５、および光源としてのＬＥＤ６とから構成されている。

更に詳しくは、前記拡散板４は前記導光板２の液晶表示パネル１０に対向する側の表面に配設され、一方、前記反射板３は前記導光板２の背面に配設されて、前記凹部内に収納されている。そして、前記ＬＥＤ６は前記導光板２の側方に配設されている。そして、前記ＬＥＤ６は当該バックライトユニット１の裏面側等に配設された回路基板（図示せず）から電極端子（図示せず）を通じて供給される電力によって発光し、前記ＬＥＤ６から発光される照射光は、前記導光板２によって面光源として機能し、前記液晶表示パネル１０に均一に照射光を照射するように構成されている。

特開２００２−２７００２２号公報 特開２００１−８３５０７号公報

ところで、近年においては各種の装置において薄型化が図られており、前述のバックライトユニット１においても同様である。そのため、前記バックライトユニット１を構成する前記導光板２も、従来に比して格段に薄型の導光板２が提供されるようになっている。

しかしながら、薄型に形成された導光板２を従来の導光板２に代えてバックライトユニット１に組み込む場合、図４に示すように、前記ＬＥＤ６の発光面から照射される光を導光板２の入射面２ａから逃してしまう「光漏れ」が生じ、入射効率が悪くなるといった問題があった。

この問題を解決する導光板として、例えば、図５に示すように、前記導光板２を、その前記フレームケース５の凹部の底壁側に配置されることとなる裏面（下面）が、前記ＬＥＤ６からの光が入射する一側面（入射面）２ａ側からその入射面２ａと対向する対向面側に向けて所定の傾斜角で登り勾配とされた傾斜面とされた断面楔状に前記導光板２を形成し、前記入射面２ａ側の高さ寸法は、前記ＬＥＤ６からの光を効率よく入射可能な寸法とし、前記対向面の高さ寸法を小さくすることで、全体としての薄型化を図るとともに、入射効率をも良好とする導光板２が提案されている。

また、図６に示すように、平板状の薄型に形成された前記導光板２の入射面２ａ側に、前記ＬＥＤ６からの光を入射させて導光板２の内部へ導く突起部２ｂを一体形成することで、全体としての薄型化を図るとともに、入射効率をも良好とする導光板２も提案されている。

しかしながら、図５および図６に示す導光板２は、全体としての薄型化は図られているものの、結局のところ、いずれの導光板２も最も厚く形成された部分の厚さ寸法は従来の導光板と変わらない。

さらに、導光板２は、一般に、アクリル、ポリカーボネートなどの樹脂を射出成型することにより製造されるため、形状が平板状ではない導光板２は、射出成型の金型作成に時間と経費がかかるといった別の解決課題を有するものであった。

そこで、本発明は、バックライトユニット自体およびこのバックライトユニットを備えた液晶表示装置の薄型化を可能とし、導光板の入射効率も良好で、しかも低コストであ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、ＬＥＤの発光面から照射された光を、表面および裏面を備えた導光板の側面に設けられた入射面から前記導光板の内部へ入射させ、前記導光板の内部において多重反射させて、液晶表示パネルと対向する前記導光板の前記表面から平面光として出射するように構成されたバックライトユニットであって、前記導光板の入射面は、導光板の裏面に対して傾斜した斜面とされ、前記ＬＥＤは、その発光面が前記導光板の入射面と平行となるように、前記入射面の近傍に配置されていることを特徴とする。

その際、前記導光板の入射面は、その高さ方向寸法が、前記ＬＥＤの発光面における高さ方向寸法の０．９倍以上となるように形成することが望ましい。

また、本発明の液晶表示装置は、上記構成のバックライトユニットを備えたことを特徴とする。

本発明のバックライトユニットおよび液晶表示装置によれば、導光板の形状を平板状とすることができるので、バックライトユニット自体や液晶表示装置装置の薄型化を容易に図ることができ、しかも、導光板の金型作製にかかる日数やコストを削減することができる。

そして、前記導光板の入射面をその裏面に対して傾斜した斜面とすることにより、導光板の厚み寸法を変えることなく、前記入射面の高さ方向寸法が大きく確保され、ＬＥＤの発光面から照射される光を漏らすことなく前記導光板内部に入射させることが可能となる。

図１は、本実施形態のバックライトユニット１を備えた液晶表示装置２０の要部構成を示している。

この液晶表示装置２０の液晶表示パネル１０や、バックライトユニット１における反射板３等の各構成部品で、前述の従来例に示した構成および配設と同様であるものに関しては、その説明を省略する。

本実施形態のバックライトユニット１は、導光板２、反射板３、拡散板４、それらを収納する凹部が形成されたフレームケース５、および光源としてのＬＥＤ６とから構成されている。

本実施形態において、前記導光板２は、前記ＬＥＤ６の発光面６ａにおける高さ方向寸法よりも小さい厚さ寸法とされた平板状に形成されており、その入射面２ａは、導光板２の裏面に対して傾斜した斜面に形成されている。そして前記ＬＥＤ６が前記フレームケース５に前記入射面２ａと近接させて組み込まれる際に、前記ＬＥＤ６の発光面６ａが前記入射面２ａに対して平行となるように、前記ＬＥＤ６を配置する。このように入射面２ａが斜面に形成された導光板２は、その厚さ寸法よりも入射面２ａの高さ方向寸法を大きく確保したものとなる。

そして、本実施形態においては、前記フレームケース５は、前記ＬＥＤ６が配設される凹部の底壁部分が、その上面を、前記凹部内の導光板２の配設側へ向いた斜面として形成されており、この所定位置に配設された前記ＬＥＤ６は、その発光面６ａを導光板２の入射面２ａと平行となるように傾斜させた状態で配設されることとなる。

このような構成を有する本実施形態のバックライトユニット１は、近接するＬＥＤ６の発光面６ａからの照射光を、厚さ寸法よりも大きい高さ方向寸法となるような斜面に形成された入射面２ａで受けることが可能となり、ＬＥＤ６から照射される照射光を漏らすことなく前記導光板２の内部に入射させることが可能となる。

また、前記ＬＥＤ６を、その発光面６を前記導光板２の反表面側となる裏面側に向かせて、傾斜させて配設することにより、このバックライトユニット１を備えた液晶表示パネル１０においては、前記ＬＥＤ６の発光面６ａがユーザに視認されることを防止することができる。

表１は本実施形態のバックライトユニット１における、前記ＬＥＤ６の発光面６ａにおける高さ方向寸法（ｔ１）、前記ＬＥＤ６の長さ寸法（ｔ２）、前記ＬＥＤ６についての前記フレームケース５の凹部の底壁からの傾斜角（θ１）、平板状に形成された導光板２の厚さ寸法（ｔ３）、前記導光板２の入射面２ａについての前記導光板２の裏面からの傾斜角（θ２）、前記導光板２の入射面２ａの高さ方向寸法（ｔ４）、および前記導光板２の表面からの前記ＬＥＤ６の突出寸法（ｔ５）と、ＬＥＤ６の光漏れの有無の視認検査の結果等を示している。

この検査においては、表１および図２に示すように、発光面６ａにおける高さ方向寸法（ｔ１）を０．８ｍｍ、長さ寸法（ｔ２）を１．４ｍｍとするＬＥＤ６と、厚さ寸法（ｔ３）を０．７ｍｍとする導光板２を用い、前記ＬＥＤ６についての前記フレームケース５の凹部の底壁からの傾斜角（θ１）を、１５°から５°づつ４０°まで傾斜させた６パターンについて、それぞれ前記導光板２の入射面２ａの高さ方向寸法（ｔ４）と、前記導光板２の上面からの前記ＬＥＤ６の突出寸法（ｔ５）を求めるとともに、ＬＥＤ６の光漏れの有無の視認検査を行った。なお、前記導光板２の入射面の前記導光板の裏面からの傾斜角（θ２）は、前記ＬＥＤ６の発光面と前記導光板の入射面とが平行に配設された本実施形態のバックライトユニット１においては、９０°−θ１（°）となる。

この視認試験の結果、前記導光板２の入射面２ａの高さ方向寸法（ｔ４）が前記ＬＥＤ６の発光面６ａにおける高さ方向寸法（ｔ１）の０．８８倍となる第１パターン（θ１＝１５°）においては光漏れが視認されたが、前記導光板２の入射面２ａの高さ方向寸法（ｔ４）が前記ＬＥＤ６の発光面における高さ方向寸法（ｔ１）の０．９３倍となる第２パターン（θ１＝２０°）においては光漏れは視認されなかった。

このことから、前記導光板２の入射面２ａは、その高さ方向寸法が、前記ＬＥＤ６の発光面６ａにおける高さ方向寸法の約０．９倍以上となるように形成することが望ましい。

なお、前記ＬＥＤ６の前記フレームケース５の凹部の底壁からの傾斜角（θ１）については、前記ＬＥＤ６の長さ寸法（ｔ２）や、バックライトユニット１および液晶表示パネル１０の各構成部品の厚さ寸法との関係から求められるところの前記導光板２の上面からの前記ＬＥＤ６の突出寸法（ｔ５）を考慮して、適切な数値を選択することになる。

具体的には、図１に示す液晶表示装置２０に前述の視認試験に用いた条件のバックライトユニット１を搭載する場合において、導光板２の表面に積層される拡散板４の厚さ寸法を０．２ｍｍ、その上方に配設される偏光板１２ｂの厚さ寸法を０．３ｍｍ、反視認側に配設された透明基板１１ｂの厚さ寸法を０．５ｍｍとすると、前記導光板２の表面から、前記視認側に配設された透明基板１１ａの背面までのクリアランスは１．０ｍｍとなる。この１．０ｍｍの空間に、前記視認試験に用いた条件のバックライトユニット１を搭載する場合、前記導光板２の表１から前記ＬＥＤ６が０．９０ｍｍほど突出することとなる第６パターンの傾斜角（θ１＝４０°）が限界であり、それ以下の数値の傾斜角を選択すればよい。

このように、本実施形態のバックライトユニットは、導光板の形状は平板状であるので、導光板の金型作製にかかる日数やコストを削減することができる。そして、ＬＥＤの発光面と対向させる前記導光板の入射面を斜面に形成することで、前記入射面の高さ方向寸法を大きく確保することができ、ＬＥＤの発光面を前記導光板の入射面と近接させ、平行となるように対向させて配設することで、ＬＥＤの発光面から照射される光を漏らすことなく前記導光板内部に入射させることが可能となる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態において、前記ＬＥＤはフレームケースの凹部底壁に配設したが、前記導光板の入射面との位置関係を前述のように設定可能であれば、前記ＬＥＤを実装する基板を断面楔状としてもよい。また、本実施形態においては、前記ＬＥＤを、その発光面が前記導光板の裏面側に向くように傾斜させて配設した場合を以て示したが、前記ＬＥＤの発光面が前記導光板の裏面側に向くような組込み構成とすることも可能である。

本発明のバックライトユニットと、このバックライトユニットを備えた液晶表示装置の要部構成を示す説明図 本発明のバックライトユニットにおけるＬＥＤと導光板の構成および配置関係の説明図 従来のバックライトユニットと、このバックライトユニットを備えた液晶表示装置の要部構成を示す説明図 従来のバックライトユニットにおける解決すべき課題を示す説明図 従来のバックライトユニットにおける導光板の形状を示す説明図 従来の他のバックライトユニットにおける導光板の形状を示す説明図

符号の説明

１ バックライトユニット
２ 導光板
３ 反射板
４ 拡散板
５ フレームケース
６ ＬＥＤ
１０ 液晶表示パネル
１１ 透明基板
１２ 偏光板
２０ 液晶表示装置

Claims (3)

1. ＬＥＤの発光面から照射された光を、表面および裏面を備えた導光板の側面に設けられた入射面から前記導光板の内部へ入射させ、前記導光板の内部において多重反射させて、液晶表示パネルと対向する前記導光板の前記表面から平面光として出射するように構成されたバックライトユニットであって、
   前記導光板の入射面は、導光板の裏面に対して傾斜した斜面とされ、前記ＬＥＤは、その発光面が前記導光板の入射面と平行となるように、前記入射面の近傍に配置されていることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記導光板の入射面は、その高さ方向寸法が前記ＬＥＤの発光面の高さ寸法の０．９倍以上となるように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。
3. 請求項１または２に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴とする液晶表示装置。