JP2006253104A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトユニットにおいて、導光板の薄肉厚化を図り、光源数を少なくしながらも高輝度の特性を実現することができるバックライトユニットを提供することにある。
【解決手段】光源１と、フレーム２と、導光板３と、反射板５とを有し、パターン６が形成された面が背面を向いて構成されている楔形の２枚の導光板３が長方形を形成するように交差して重ねられており、その重ねられた導光板３の両端に光源カバー７で覆われた光源１と、下側の導光板３２の下には反射板５とを備え、光源１から発光された光が、下側の導光板３２のパターン６により散乱又は屈折されて前面へ向かう光となって、上側の導光板３１のパターンにより散乱又は屈折することにより前面へ向かう光となり、又、パターン６で前面に導かれない光は、反射板５で反射して前面へ向かう光となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶ディスプレー(ＬＣＤ)及び広告用又は照明用として用いられるバックライトユニット(ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ)に関するものであって、バックライトユニットの構成要素である導光板を設けるにあたって、従来技術は分厚い平板一枚から構成されていた導光板を、楔形の２枚の導光板を交差して重ねることにより、導光板の厚みが相対的に薄く、且つ、輝度が相対的に高いという特性を持つバックライトユニットに関するものである。

従来のバックライトユニットは、ノートブック型コンピュータ用と、モニタ用と、薄型ＴＶ用との三つに大別される。ノートブック型コンピュータ用のバックライトユニットは、楔形の導光板の片端に光源が設けられており、光源から発光された光は、導光板の背面に様々な方式により形成されたパターンにより、適切に屈折、且つ、散乱されて、前面に向けて均一に導かれる。

モニタ用バックライトユニットは、長方形の導光板の両端に光源が設けられており、光源から発光された光は、導光板の背面に様々な方式により形成されたパターンにより、前面に向けて導かれる。また、光源が導光板の背面に設けられていて、前面に向けて光を送る方式もある。

ＴＶ用バックライトユニットは、光源が前画面の背面に並んで設けられた導光板のない形態であり、背面の光源の光が拡散板を介して前面に向けて均一に導かれる。

図６は、一般のノートブック型コンピュータ用のバックライトユニットの背面図であり、図７は、両端に光源のあるモニタ用バックライトユニットの背面図であり、図８は、導光板の下方に光源がある直下型方式のモニタ及びＴＶ用バックライトユニットの背面図である。図において、１０００はバックライトユニット、１００は光源、２００はフレーム、３００は導光板、そして４００は拡散板である。

ノートブック型コンピュータ用のバックライトユニットは、ノートブック型コンピュータの様々な特性、例えば、軽量化、画面の薄型化、省電力化、及び最終使用者(消費者)と画面との距離が短いといった点などを考慮すると、相対的に低輝度の背面発光装置でも充分であったため、楔形の導光板の片端に単一光源を用いることが主になっていた。

しかし、モニタ用又はＴＶ用のバックライトユニットは、高輝度の背面発光装置を必要とするため、ノートブック型コンピュータ用のバックライトユニットの構成は不都合である。そのため、モニタ用バックライトユニットは、高輝度を実現するために、導光板の両端に光源を一つ又は複数設けたり、ＴＶ用のバックライトユニット形態の構造を一部採択したりしている。同様に、ＴＶ用バックライトユニットは、高輝度を実現するために、複数の光源を画面の背面に並べて設けている。

図９は、図６の側面図である。光源１００から楔形の導光板３００に入射した光が、光源１００と反対側の導光板３００の端へ直進し、前面に導かれないため損失となる光量を最小化する形態である。光の経路は、光源１００から発光されて、パターン６００で屈折、散乱、又は、反射板５００での反射を介して、前面方向に光の経路を切換える。

図１０は、図７の側面図である。平面(六面体)状の導光板３００´の側面に光源数を増やして、バックライトユニットの全体輝度を高めた形態である。光の経路は、光源１００から発光されて、パターン６００で散乱、屈折、又は、拡散板４００での反射現状を介して、前面方向に光の経路を切換える。

図１１は、図８の側面図である。高輝度の実現を望むＴＶ用バックライトユニット構造は、図１０の形態の平面導光板３００´構造の側面に光源１００の数を増やすと、導光板の厚みの増加につながるため、光の経路誘導役割(Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ)を奏する導光板を除去して、図８のように前画面の背面に複数の光源１００を連ねて並べた形態である。光の経路は、光源１００から発光されて、上側の拡散板４００を介して散乱、屈折して、前面に進むことになる。

現在、液晶表示装置(ＬＣＤ)の光源として作用するバックライトユニットは、薄型化、高輝度及び省電力化がさらに要求されている。しかし、常用のノートブック型コンピュータのバックライトユニットは、薄く、且つ、高輝度にすることは実現しにくいものである。また、モニタ用又は薄型ＴＶ用などの常用の大型バックライトユニットは、光源を複数用いることによって、高輝度を実現できるが、製品の設定構造上、厚くなるため薄型化を実現できない。また、導光板を用いないため、光源の光を効率良く前面へ導けないため、高消費電力となるという問題がある。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、導光板の薄型化を図ると共に、光源数を少なくしながらも高輝度の特性を実現することが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。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、一面に光の経路を制御するパターンが形成された楔形の２枚の導光板と、光を発生する光源と、前記光源から発光された光を反射して前記導光板へ導く光源カバーと、を備えるバックライトユニットにおいて、前記２枚の導光板を長方形が形成されるように交差して重ねたものの両端に前記光源を備え、前記光源を前記光源カバーで覆うものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、前記パターンが、一定サイズ又は多様なサイズの半球のレンズ形状、又は、頂角が一定角度又は多様な角度のプリズム形状であるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、前記導光板の両端に、前記光源を複数備えるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、前記２枚の導光板を、パターンの形成された面をすべて背面向き、若しくは、前面向きとし、又は、一方の導光板のパターンの形成された面を前面向きとすると共に他方の導光板のパターンの形成された面を背面向きとなるように重ねたものである。

本発明によれば、背面にパターンの形成された楔形の２枚の導光板を長方形が形成されるように交差して重ねたものの両端に光源を設けることで、従来技術によるバックライトユニットの厚みより薄型化が図られ、且つ、楔形の構造により、光源の光量を最大限効率的に前面に導くことができる。そのため、相対的に少ない光源数でも高輝度を実現することができ、バックライトユニットの消費電力を低くすることが可能となる。また、光源を駆動するためのインバーター装置の簡便化も可能となる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るバックライトユニットの背面図であり、図２は本実施形態の側面図を示す。このバックライトユニット１０は、光源１と、フレーム２と、導光板３と、反射板５とを有し、一面に一定サイズの半球のレンズ形状をした凸状のパターン６が形成された楔形の２枚の導光板３のうち、１枚はパターン面を背面向きに、もう１枚はパターン面を前面向きにして重られており、その重ねられた導光板３の両端にはそれぞれ光源カバー７で覆われた光源１と、下側の導光板３２の下には反射板５と、を備えている。

バックライトユニット１０は、左側の光源１から発光され、下側の導光板３２のパターン６により散乱、屈折されて、上側の導光板３１を通過する光と、右側の光源１から発光され、上側の導光板３１のパターン６により散乱、屈折されて、前面に向く光とを、共に用いて、それぞれの光源１の光量を最大限効率的に活用し得る。そのため、相対的に少ない光源数を用いながらも、高輝度の光特性を具現することができる。

次に、本実施形態に係るバックライトユニット１０と従来技術のバックライトユニットとの比較資料について説明する。表１は、本実施形態と、現在、量産されている従来技術のバックライトユニットの１５０ＸＨ（従来例１）との比較資料である。１５０ＸＨは、モニタ用のバックライトユニットで、現在、量産されている製品として、図１０のような構造をしている。

表１の結果から容易に分かるように、本発明によると、既存製品に比べ、より薄く、高効率、且つ、高輝度の光特性を有するバックライトユニットを構成することができる。

次に、本発明によるバックライトユニット製品が、前述した効果を奏するか否かを検証するために、２つのバックライトユニット製品を製作し、且つ、実験を行った。１つは、図４に示すように、一面に一定サイズの半球のレンズ形状をした凸状のパターンが形成された楔形の２枚の導光板を、共にパターン面を背面向きにして長方形が形成されるように交差して重ね、その両端にそれぞれ光源１と、光源１を覆う光源カバー７とを備えたバックライトユニット１０である（実施例１）。また、他の１つは、一面に一定角度のプリズム形状を前記と同様な方法により構成した以外は図４と同様の構成であるバックライトユニットである(実施例２)。従来技術のバックライトユニットの１５０ＸＨ（従来例１）と１５０ＸＯ（従来例２）とは、モニタ用のバックライトユニットで、現在、量産されている製品として、共に図１０に示すような構造をしている。比較した結果について表２に示す。

表２より、本実施形態のバックライトユニット１０は、従来例のバックライトユニット１０００の１５０ＸＨ（従来例１）と比較すると、導光板３の厚みが４２％薄く、電源の数が半分だが輝度は１２％高く、電力消費が４５％少ないことが分かる。また、本実施形態のバックライトユニット１０は、従来例のバックライトユニット１０００の１５０ＸＯ（従来例２）と比較すると、導光板３の厚みが１３％薄く、光源の数は同じであるが輝度は９０％高く、電力消費が１５％少ないことが分かる。

この結果より、本発明によるバックライトユニットは、既存量産製品に比べ、バックライトユニットの性能を評価し得る様々な項目に優れていることが分かる。

本発明の実施形態は、図４及び図５に示すように、パターンの形成された導光板の面が、２枚共に背面を向いて構成されてもよい。また、図２及び図３に示すように、パターンの形成された導光板の面が、下側の導光板３２は前面向きに、且つ、上側の導光板３１は背面向きに向いて構成されてもよい。

本発明の実施形態は、図２及び図４に示すように、バックライトユニット１０の光源カバー７が、上側の導光板３１と下側の導光板３２のそれぞれ１枚と組み合って構成されてもよい。また、図３及び図５に示すように、上側の導光板３１と下側の導光板３２の導光板２枚を重ねたものと組み合って構成されてもよい。

本発明の実施形態のバックライトユニット１０の導光板３に形成されたパターン６は、一定サイズ又は多様なサイズの半球のレンズ形状、又は、頂角が一定角度又は多様な角度のプリズム形状など、用途に応じて形成してもよい。

本発明の実施形態は、光源カバー７の内側に備えられる光源１が、両端に単一又は多数設けられた形態でも構わない。

本発明のバックライトユニットは、導光板の方向、光源数などを用度合いに応じて多様に構成することができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。

本発明の実施形態に係るバックライトユニットの背面図。 同上のバックライトユニットの側面図。 本発明の他の実施形態に係るバックライトユニットの側面図。 本発明のさらに他の実施形態に係るバックライトユニットの側面図。 本発明のさらに他の実施形態に係るバックライトユニットの側面図。 従来のノートブック型コンピュータ用のバックライトユニットの背面図。 従来のモニタ用バックライトユニットの背面図。 従来の薄型ＴＶ用バックライトユニットの背面図。 従来のノートブック型コンピュータ用のバックライトユニットの側面図。 従来のモニタ用バックライトユニットの側面図。 従来の薄型ＴＶ用バックライトユニットの側面図。

符号の説明

１ 光源
３ 導光板
３１ 上側の導光板
３２ 下側の導光板
５ 反射板
６ パターン
７ 光源カバー
１０ バックライトユニット

Claims (4)

1. 一面に光の経路を制御するパターンが形成された楔形の２枚の導光板と、光を発生する光源と、前記光源から発光された光を反射して前記導光板へ導く光源カバーと、を備えるバックライトユニットにおいて、
   前記２枚の導光板を長方形が形成されるように交差して重ねたものの両端に前記光源を備え、前記光源を前記光源カバーで覆うことを特徴としたバックライトユニット。
2. 前記パターンが、一定サイズ又は多様なサイズの半球のレンズ形状、又は、頂角が一定角度又は多様な角度のプリズム形状であることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記導光板の両端に、前記光源を複数備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
4. 前記２枚の導光板を、パターンの形成された面をすべて背面向き、若しくは、前面向きとし、又は、一方の導光板のパターンの形成された面を前面向きとすると共に他方の導光板のパターンの形成された面を背面向きとなるように重ねたことを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。

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