JP2007242450A - 光源ユニット、バックライト及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折り畳み可能な基板に複数の点光源を取付けた光源ユニットを作製する場合に、高価な材料である基板の無駄を無くし、製造コストを低減させる。
【解決手段】光源ユニット９において、折り畳み可能な材料により長尺状に形成され、この長尺状の部材を折り畳むことにより複数の直線部１２ａ，１２ｂが屈曲して連続する形状に形成される基板１２と、基板１２にこの基板１２の長手方向に沿って取付けられる複数の点光源１３と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光源ユニット、バックライト及び表示装置に関し、特に、バックライトの光源として用いる光源ユニット、この光源ユニットを用いたサイドライト型のバックライト、及び、このバックライトを用いた表示装置に関する。

下記特許文献１に記載されているように、液晶表示装置などの表示装置において使用されるバックライトが知られている。

このバックライトでは、薄型化、消費電力の低減化を図るため、光源としてＬＥＤなどの点光源を用い、ＬＥＤなどの点光源を導光体の厚み幅方向の周面（光入射面）に配置している。さらに、バックライトの発光面から発光される光量をアップするため、ＬＥＤなどの点光源を、導光体における２面以上の周面（光入射面）に対向させて配置する場合がある。

光源としてＬＥＤを用いる場合には、基板にＬＥＤを実装した光源ユニットを作製し、ＬＥＤが光り入射面に対向する位置に光源ユニットを設置している。ＬＥＤを実装する基板としては、板状の硬い基板や、可撓性を有する配線基板（ＦＰＣ基板）が用いられている。
特開２００５−３２１５８６号公報

しかしながら、上述した構成の光源ユニット及びバックライトにおいては、以下の点について配慮がなされていない。

基板にＬＥＤを実装した光源ユニットを使用し、ＬＥＤを導光体の２面以上の光入射面に対向させる場合には、基板の形状を２面以上の光入射面の配置形状に倣った形状、例えば、Ｌ字型形状やコの字型形状に形成する必要がある。

しかし、このようなＬ字型形状やコの字型形状の基板を１枚の矩形状の基板材料から切り出すと、基板材料には基板として利用できない部分が発生し、高価な基板材料の一部が無駄になる。このような無駄が生じることにより、光源ユニットやこの光源ユニットを用いるバックライト、さらには、このバックライトを用いる表示装置の製造コストが高くなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、折り畳み可能な基板に複数の点光源を取付けた光源ユニットを作製する場合に、高価な材料である基板の無駄をなくし、製造コストを低減させることことができる光源ユニット、バックライト及び表示装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、光源ユニットにおいて、折り畳み可能な材料により長尺状に形成され、この長尺状の部材を折り畳むことにより複数の直線部が屈曲して連続する形状に形成される基板と、前記基板にこの基板の長手方向に沿って取付けられる複数の点光源と、を備えることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、バックライトにおいて、厚み方向の２面の一方が発光面とされて他方が反射面とされる扁平な形状に形成され、前記発光面と前記反射面との間の厚み幅方向の周面に光入射面が設けられ、この光入射面から入射される光が前記発光面から発光される導光体と、個々の前記直線部を個々の前記光入射面に対向させて配置される請求項１ないし４のいずれか一記載の光源ユニットと、を備えることである。

本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、表示装置において、本発明の実施の形態に係る第２の特徴のバックライトと、前記導光体の前記発光面に対向する位置に配置される表示部と、を備えることである。

本発明によれば、折り畳み可能な基板に複数の点光源を取付けた光源ユニットを作製する場合に、高価な材料である基板の無駄を無くして光源ユニットの製造コストを低減させることことができ、さらに、この光源ユニットを用いるバックライト、このバックライトを用いる表示装置の製造コストを低減させることができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１は、バックライト２と、表示部である液晶表示部３とを備えている。

バックライト２は、反射シート４と、導光体５と、第１の拡散シート６と、レンズシート７と、第２の拡散シート８と、光源ユニット９とを有し、これらの部材４〜９がバックフレーム１０とフロントフレーム１１とにより挟まれて収納されている。

導光体５は、厚み方向の２面の一方が拡散シート６に対向する発光面５ａとされ、他方が反射シート４に対向する反射面５ｂとされる扁平な矩形形状に形成された板状部材である。導光体５における発光面５ａと反射面５ｂとの間には、厚み方向に４面の周面が存在し、これらの周面にうち２面が光入射面５ｃとされ、残りの２面は反射面５ｄとされている。

光入射面５ｃは、光源から出射された光を導光体５の内部に入射させる機能を有する。反射面５ｂ，５ｄは、導光体５の内部に入射された光を導光体５外に漏れ出さないように反射させる機能を有する。発光面５ａは、導光体５内に入射され光を導光体５外に出射させる機能を有する面である。即ち、光源から出射されて光入射面５ｃから導光体５内に入射された光は、直接に、又は、反射面５ｂ，５ｄで反射した後に、又は、導光体５から出射した後に反射シート４で反射されて再び導光体５内に入射され、発光面５ａから発光される。

拡散シート６，８は、表面にドットパターン処理等がなされたシートであり、発光面５ａから発光された光を透過させるとともに拡散させる機能を有する。レンズシート７は、拡散シート６を透過した光を集光して透過させる機能を有する。導光体５の発光面５ａから出射された光は、拡散シート６とレンズシート７と拡散シート８とを透過し、液晶表示部３に照射される。光が液晶表示部３に照射されている場合に液晶表示部３を駆動させることにより、液晶表示部３に液晶画像が表示される。

光源ユニット９は、基板である配線基板１２とこの配線基板１２に実装された複数の点光源である複数のＬＥＤ１３とにより形成されている。配線基板１２は、折り畳み可能な材料により長尺状に形成され、可撓性を有している。配線基板１２は、長尺状の配線基板１２を折り畳むことにより、２つの直線部１２ａ，１２ｂが直角に屈曲して連続するＬ字型に形成されている。配線基板１２は、片面にのみＬＥＤ１３を実装可能に形成されており、ＬＥＤ１３は折り畳む前の配線基板１２の片面に実装されている。なお、配線基板１２には直線部１２ｂに連続してＬＥＤ１３が実装されていない延出部１２ｃが設けられており、この延出部１２ｃは、ＬＥＤ１３に電力供給をするリード線として機能する。

図２（ａ）は、長尺状の配線基板１２を折り畳む前の光源ユニット９を示す平面図である。図２（ｂ）は、配線基板１２を２つの直線部１２ａ，１２ｂを有するように略直角に折り畳んだ後の光源ユニット９を示す平面図である。長尺状の配線基板１２において、第１の折り目１４ａを谷折りとし、第２の折り目１４ｂを山折りとすることにより、配線基板１２は２つの直線部１２ａ，１２ｂを有する形状に折り畳まれる。

折り畳む前の長尺状の配線基板１２の片面に複数のＬＥＤ１３が実装されている場合において、この配線基板１２を第１の折り目１４ａと第２の折り目１４ｂとに沿って２回折り畳むことにより、折り畳まれた後の配線基板１２において、全てのＬＥＤ１３が同じ側に位置することになる。

このため、折り畳んみを行った後の２つの直線部１２ａ，１２ｂを有する光源ユニット９を、図３に示すように導光体５の周囲に配置し、直線部１２ａ，１２ｂを導光体５の光入射面５ｃに対向させた場合に、直線部１２ａ上に配列されたＬＥＤ１３と、直線部１２ｂ上に配列されたＬＥＤ１３とが略同一面上に位置することになる。これにより、光源ユニット９の厚み寸法を小さくしてバックライト２の薄型化を図ることができる。また、各ＬＥＤ１３から出射された光を薄型化された導光体５の光入射面５ｃから効率良く入射させることができる。

このような構成において、この光源ユニット９を用いたバックライト２においては、配線基板１２が直角に屈曲した２つの直線部１２ａ，１２ｂを有し、これらの直線部１２ａ，１２ｂが導光体５における２つの光入射面５ｃに対向している。このため、直線部１２ａ，１２ｂに実装されているＬＥＤ１３から出射された光が、２つの光入射面５ｃから導光体５内に入射され、導光体５に入射される光量を増大させることができる。

配線基板１２における２つの直線部１２ａ，１２ｂは、図２に示すように、長尺状の配線基板１２を第１の折り目１４ａと第２の折り目１４ｂとに沿って折り畳むことにより形成されている。このため、１枚の配線基板材料から配線基板１２を切り出す場合には、切り出される配線基板１２は長尺の矩形状であるため、配線基板材料を無駄なく利用することができる。これにより、高価な配線基板材料を効率良く利用することができ、光源ユニット９の製造コスト、この光源ユニット９を用いるバックライト２の製造コスト、さらには、このバックライト２を用いる表示装置１の製造コストを低減させることができる。

また、長尺状の配線基板１２を折り畳む作業を、長尺状の配線基板１２にＬＥＤ１３を実装した後に行うことができる。このため、配線基板１２へのＬＥＤ１３の実装を従来と同様に行うことができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図４を参照して説明する。なお、第２の実施の形態及び以下に説明する他の実施の形態において、先行して説明した実施の形態の構成と同じ構成は同じ符号を付けて示し、重複する説明は省略する。

この第２の実施の形態では、第１の実施の形態で説明した光源ユニット９に代えて、光源ユニット２０が用いられている。光源ユニット２０は、基板である配線基板２１とこの配線基板２１に実装された複数の点光源である複数のＬＥＤ１３とにより形成されている。配線基板２１は、折り畳み可能な材料により長尺状に形成され、可撓性を有している。配線基板２１は、長尺状の配線基板２１を折り畳むことにより、３つの直線部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが直角に屈曲して連続するコの字型に形成されている。配線基板２１は、片面にのみＬＥＤ１３を実装可能に形成されており、ＬＥＤ１３は折り畳む前の配線基板２１の片面に実装されている。なお、配線基板２１には直線部２１ｃに連続してＬＥＤ１３が実装されていない延出部２１ｄが設けられており、この延出部２１ｄは、ＬＥＤ１３に電力供給をするリード線として機能する。

各直線部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの間の折り畳み構造は、第１の実施の形態で説明した直線部１２ａ，１２ｂの間の折り畳み構造と同じである。

なお、この光源ユニット２０を用いるバックライトにおいては、バックライトにおける導光体５における４面の周面のうち、３つの直線部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対向する３つの周面が光入射面５ｃとされている。

このような構成において、この配線基板２１を用いたバックライト２においては、配線基板２１が直角に屈曲した３つの直線部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有し、これらの直線部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが導光体５における３つの光入射面５ｃに対向している。このため、直線部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに実装されているＬＥＤ１３から出射された光が、３つの光入射面５ｃから導光体５内に入射され、導光体５に入射される光量を増大させることができる。

１枚の配線基板材料から配線基板２１を切り出す場合には、切り出される配線基板２１は長尺の矩形状であるため、配線基板材料を無駄なく利用することができる。これにより、高価な配線基板材料を効率良く利用することができ、光源ユニット２０の製造コスト、この光源ユニット２０を用いるバックライトの製造コスト、このバックライトを用いる表示装置の製造コストを低減させることができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図５を参照して説明する。

第３の実施の形態の光源ユニット３０においては、基板である配線基板３１は、第１の実施の形態の配線基板１２と同様に、長尺状の配線基板３１を折り畳むことにより、２つの直線部３１ａ，３１ｂが直角に屈曲して連続するＬ字型に形成されている。しかし、第１の実施の形態の配線基板１２と異なり、配線基板３１の両面にＬＥＤ１３が実装されている。ＬＥＤ１３は、折り畳む前の配線基板３１における折り畳み箇所を挟んだ位置で異なる面に実装されている。例えば、直線部３１ａにおいては一方の片面（表面側）にＬＥＤ１３が実装され、直線部３１ｂにおいては他方の片面（裏面側）にＬＥＤ１３が実装されている。

図５（ａ）は、長尺状の配線基板３１を折り畳む前の光源ユニット３０を示す平面図である。図５（ｂ）は、配線基板３１を２つの直線部３１ａ，３１ｂを有するように略直角に折り畳んだ後の光源ユニット３０を示す平面図である。長尺状の配線基板３１において、一つの折り目３２に沿って折り畳むことにより、配線基板３１は２つの直線部３１ａ，３１ｂを有する形状に折り畳まれる。

折り畳む前の長尺状の配線基板３１においては、折り畳む箇所を挟んだ位置の両面にＬＥＤ１３が実装されていることにより、この配線基板３１を折り目３２に沿って１回折り畳むことにより、折り畳まれた後の配線基板３１において、全てのＬＥＤ１３が同じ側に位置することになる。

このような構成において、この第３の実施の形態の光源ユニット３０によれば、直線状の配線基板３１を折り目３２に沿って１回折り畳むことにより、折り畳まれた後の配線基板３１において、全てのＬＥＤ１３が同じ側に位置することになる。このため、長尺状の配線基板３１を折り畳んでＬ字型の配線基板３１を形成する場合の折り畳みに要する手間を軽減することができる。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態について図６を参照して説明する。

第４の実施の形態の光源ユニット４０においては、基板である配線基板４１は、第１の実施の形態の配線基板１２と同様に、長尺状の配線基板４１を折り畳むことにより、２つの直線部４１ａ，４１ｂが直角に屈曲して連続するＬ字型に形成されている。直線部４１ａ，４１ｂにはＬＥＤ１３が実装されている。

配線基板４１の直線部４１ａ，４１ｂに実装されているＬＥＤ１３は、隣合って位置するＬＥＤ１３の間隔が、配線基板４１における折り畳み箇所（直線部４１ａ，４１ｂの境目の箇所）から離れるにつれて次第に狭くなるように設定されている。

このような構成において、１つのＬＥＤ１３から出射されて導光体５に入射された光による照度、又は、導光体５に入射された光が発光面５ａから発光される場合の光の明るさは、ＬＥＤ１３から離れるにつれて低くなる。そこで、配線基板４１における折り畳み箇所から離れるにつれて隣合うＬＥＤ１３の間隔を次第に狭くすることにより、導光体５における２つの領域Ａ，Ｂ、の照度が均一になり、更には、これらの領域Ａ，Ｂとそれ以外の領域においても照度が均一になり、導光体５の発光面５ａから発光される光量が発光面５ａの全域で略均一になる。なお、領域Ａは、ＬＥＤ１３から近く、かつ、粗に配置されたＬＥＤ１３から出射された光により照明される領域である。領域Ｂは、ＬＥＤ１３から遠く、かつ、密に配置されたＬＥＤ１３から出射された光ににより照明される領域である。

このような構成において、隣合って位置するＬＥＤ１３の間隔、即ち、配線基板４１上のＬＥＤ１３の配列密度を、配線基板４１における折り畳み箇所（直線部４１ａ，４１ｂの境目の箇所）から離れるにつれて次第に狭くなるように設定することにより、導光体５発光面５ａから発光される光量を発光面５ａの全域で略均一にすることができる。これにより、明るさの均一性に関する性能が良好であるバックライトを得ることができ、及び、このバックライトを用いることにより表示される液晶画像の明るさの均一性に関する性能が良好な液晶表示装置を得ることができる。

なお、上述した各実施の形態では、扁平な矩形状の導光体５を用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用できる導光体の形状としては矩形状のものに限定されることはない。例えば、表示装置の表示面の形状が異形状であり、その異形状の外形形状に合わせた形状の導光体を用いた場合には、配線基板を異形状の導光体の外形形状に合わせて折り畳むことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置を示す分解斜視図である。 配線基板を折り畳む前と折り畳んだ後の光源ユニットを示す平面図である。 光源ユニットと導光体とを示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光源ユニットと導光体とを示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る配線基板を折り畳む前と折り畳んだ後の光源ユニットを示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光源ユニットと導光体とを示す平面図である。

符号の説明

１ 表示装置
２ バックライト
３ 表示部
５ 導光体
５ａ 発光面
５ｂ 反射面
５ｃ 光入射面
９ 光源ユニット
１２ 基板
１２ａ，１２ｂ 直線部
２０ 光源ユニット
２１ 基板
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 直線部
３０ 光源ユニット
３１ 基板
３１ａ，３１ｂ 直線部
４０ 光源ユニット
４１ 基板
４１ａ，４１ｂ 直線部

Claims (6)

1. 折り畳み可能な材料により長尺状に形成され、この長尺状の部材を折り畳むことにより複数の直線部が屈曲して連続する形状に形成される基板と、
   前記基板にこの基板の長手方向に沿って取付けられる複数の点光源と、
   を備えることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記基板に取付けられて隣合って位置する前記点光源の間隔は、前記基板における折り畳み箇所から離れるにつれて次第に狭くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
3. 前記点光源は、折り畳む前の前記基板における片面に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光源ユニット。
4. 前記点光源は、折り畳む前の前記基板における折り畳み箇所を挟んだ位置で異なる面に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光源ユニット。
5. 厚み方向の２面の一方が発光面とされて他方が反射面とされる扁平な形状に形成され、前記発光面と前記反射面との間の厚み幅方向の周面に光入射面が設けられ、この光入射面から入射される光が前記発光面から発光される導光体と、
   個々の前記直線部を個々の前記光入射面に対向させて配置される請求項１ないし４のいずれか一記載の光源ユニットと、
   を備えることを特徴とするバックライト。
6. 請求項５記載のバックライトと、
   前記導光体の前記発光面に対向する位置に配置される表示部と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
   
   
   

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