(57)【要約】【課題】  より薄型化されたバックライトユニットを提供する。【解決手段】  本発明のバックライトユニット１００は、光源２０１と、その光源２０１を配置する基板１０２と、その基板１０２を配置する金属フレーム１０３と、光源２０１の発光面２０１ａと向かい合う入光面１０１ａを有する導光体１０１と、それらを収容する凹部を有する筐体１０４と、を備えたバックライトユニットにおいて、上記金属フレーム１０３は、屈曲され、上記凹部の側面１０４ａおよび底面１０４ｂに沿って配置されており、上記基板１０２は、上記凹部の側面１０４ａに配置された金属フレーム１０３の主面に配置されており、上記基板１０２が配置された金属フレーム１０３は、傾斜され、上記光源２０１の発光面２０１ａが上記入光面１０１ａに対して傾斜されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、その光源を配置する基板と、その基板を配置する金属フレームと、前記光源の発光面と向かい合う入光面を有する導光体と、それらを収容する凹部を有する筐体と、を備えたバックライトユニットにおいて、
前記金属フレームは、屈曲され、前記凹部の底面に配置された平坦部と、前記凹部の側面に面して配置され前記平坦部に対して傾斜された屈曲部と、を有しており、
前記基板は、前記屈曲部の主面に配置されており、
前記光源の発光面は、前記導光体の入光面に対して傾斜されていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記導光体は、前記入光面に隣接する発光面の上に光学シートを備えており、その光学シートは、前記導光体の側から前記基板の側に延長して配置され、その周縁部が前記導光体の入光面と前記光源の発光面との間の隙間を覆う請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記導光体は、前記金属フレームとの間に反射シートを備えており、その反射シートは、前記導光体の側から前記基板の側に延長して配置され、その周縁部が前記導光体の入光面と前記光源の発光面との間の隙間を覆う請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記導光体は、前記入光面に隣接する反射面が、前記平坦部の主面に接して配置されている請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記金属フレームは、前記平坦部と前記屈曲部との間に貫通孔または切り欠きを有しており、その貫通孔または切り欠きを通じて、前記基板の一部が金属フレームの外側に延出されている請求項１から４のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記光源の発光面は、前記入光面に対して、０°よりも大きく１０°以下の角度で傾斜されている請求項１から５のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記光源は、発光ダイオードである請求項１から６のいずれか一項に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に使用されるバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶セルを用いた液晶表示装置が、時計、携帯電話機、パソコンなどのあらゆる電子機器に搭載されている。このような電子機器における液晶表示装置の照明用光源として、バックライトユニットが備えられている。特に、携帯電話機に代表される最近の携帯用電子機器は、様々な機能が付加されてきており、バックライトユニットを薄型にすることが求められてきている。
【０００３】
バックライトユニットは、主に、光源と、その光源の光を入射させる入光面および、その入射された光を出射させる発光面を有する導光体と、その導光体から出射された光の光学特性を制御するための拡散シートやプリズムシートなどの種々の光学シートから構成されている。このようなバックライトユニットにおいて、光源は、その発光面が導光体の入光面に向かい合うように配置されている。そして、光源から出射した光が導光体の入光面から導光体の内部に効率よく入射できるようにするため、導光体の入光面に切り欠きを設けることがある。このような切り欠きを設けることにより、導光体の入光面から所定距離の範囲にある入光部において光が拡散する。そのため、導光体の発光面から見て、導光体の入光部において、光が集中することにより発生する異常発光の問題を解決することができる。
【０００４】
さらに、導光体の入光面に切り欠きを設ける他の解決手段として、例えば、特開２００５−２６８０２１号公報に記載されたバックライトユニットは、発光ダイオードの発光面が導光体の入光面に対して所定の角度だけ傾斜するように、発光ダイオードが実装された配線基板を、導光体を収納する筐体の底面に設けられた傾斜面に配置させている。これにより、導光体の入光部における異常発光が低減され、光源から出射した光が導光体の入光面から導光体の内部に効率よく入射できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の先行技術文献に開示されるバックライトユニットは、基板を配置する筐体の底面に傾斜面を形成するため、筐体の底部をある程度厚肉に形成させておく必要がある。そのため、このようなバックライトユニットでは、薄型化に限界があり、薄型化が求められる市場の要求に応えることができない。
【０００７】
また、上記バックライトユニットは、導光体の入光面に対する発光ダイオードの発光面の角度を最適化したい場合、傾斜角度が異なる傾斜面を有する新たな筐体を作成する必要がある。そのため、バックライトユニットの製造工程において、各構成部材の実装精度に誤差が生じることを考慮すると、導光体の入光部における異常発光を、各バックライトユニットについて同程度に解消することが難しい。
【０００８】
そこで、本発明は、導光体の入光部における異常発光を解消することができる薄型のバックライトユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために本発明に係るバックライトユニットは、光源と、その光源を配置する基板と、その基板を配置する金属フレームと、上記光源の発光面と向かい合う入光面を有する導光体と、それらを収容する凹部を有する筐体と、を備えたバックライトユニットにおいて、上記金属フレームは、屈曲され、上記凹部の底面に配置された平坦部と、上記凹部の側面に面して配置され上記平坦部に対して傾斜された屈曲部と、を有しており、上記基板は、上記屈曲部の主面に配置されており、上記光源の発光面は、上記導光体の入光面に対して傾斜されていることを特徴とする。
【００１０】
上記導光体は、上記入光面に隣接する発光面の上に光学シートを備えており、その光学シートは、上記導光体の側から上記基板の側に延長して配置され、その周縁部が上記導光体の入光面と上記光源の発光面との間の隙間を覆うことが好ましい。
【００１１】
上記導光体は、上記金属フレームとの間に反射シートを備えており、その反射シートは、上記導光体の側から上記基板の側に延長して配置され、その周縁部が上記導光体の入光面と上記光源の発光面との間の隙間を覆うことが好ましい。
【００１２】
上記導光体は、上記入光面に隣接する反射面が、上記平坦部の主面に接して配置されていることが好ましい。
【００１３】
上記金属フレームは、上記平坦部と上記屈曲部との間に貫通孔または切り欠きを有しており、その貫通孔または切り欠きを通じて、上記基板の一部が金属フレームの外側に延出されていることが好ましい。
【００１４】
上記光源の発光面は、上記入光面に対して、０°よりも大きく１０°以下の角度で傾斜されていることが好ましい。
【００１５】
上記光源は、発光ダイオードであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるバックライトユニットは、筐体とは別に設けた金属フレームの一部を折り曲げることにより基板の配置場所を確保しており、金属フレームの折り曲げ角度により導光体の入光面に対する光源の発光面の傾斜角度が決定される。これにより、筐体に形成させた傾斜面に基板を配置させたものと比較して、バックライトユニットを薄型化することができる。
【００１７】
また、本発明にかかるバックライトユニットは、光源が配置された基板を、金属フレームの一部に配置しているので、金属フレームの弾性を利用して、導光体の入光面に対する光源の発光面の角度を所望の値に調整し、導光体への光の入射効率が向上するように最適化することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一形態のバックライトユニットを構成する各構成部材を分解して示す模式的な斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一形態のバックライトユニットの模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明の別の形態のバックライトユニットの模式的な断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の形態のバックライトユニットの模式的な断面図である。
【図５】図５は、本発明の別の形態のバックライトユニットの模式的な断面図である。
【図６】図６は、本発明の別の形態のバックライトユニットの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのバックライトユニットを例示するものであって、本発明はバックライトユニットを以下に限定するものではない。
【００２０】
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２１】
図１は、本形態のバックライトユニットにおける各構成部材を示す斜視図である。また、図２は、本形態のバックライトユニットの断面図である。
【００２２】
図１および図２に示されるように、本形態のバックライトユニット１００は、光源２０１と、その光源２０１を主面に配置させた基板１０２と、光源２０１からの光を導光する導光体１０１と、それらが収容された凹部を有する筐体１０４とを備えたバックライトユニットである。このようなバックライトユニットにおいて、入光部における異常発光を低減させて光源の光を効率よく入射させるため、本発明者らは種々の検討を行った。
【００２３】
その結果、筐体の凹部の側面から底面に沿って屈曲された金属フレームを配置し、光源が配置された基板を筐体の凹部の側面に配置された金属フレームの主面に配置させ、基板が配置された金属フレームの主面を、筐体の凹部の底面に対して傾斜させることで、光源の発光面を導光体の入光面に対して傾斜させる。これにより、上述の課題を解決するに至った。
【００２４】
以下、図面を参照しながら本形態のバックライトユニット１００について詳述する。図１に示されるように、本形態のバックライトユニット１００は、光源を配置させた基板１０２と、その基板１０２および導光体１０１を配置させる金属フレーム１０３と、それらの部材を収納する凹部を有する筐体１０４から構成されている。
【００２５】
図２に示されるように、金属フレーム１０３は、その側面方向から見て、ほぼＬ字型に屈曲されており、筐体１０４の凹部の側面１０４ａと、凹部の底面１０４ｂとに沿うように筐体１０４の凹部内に配置されている。すなわち、図１に示されるように、金属フレーム１０３は、筐体１０４の凹部の側面１０４ａに向かって配置された屈曲部１０３ａと、筐体１０４の凹部の底面１０４ｂに向かって配置された平坦部１０３ｂとを有する。
【００２６】
金属フレーム１０３の各部位のうち、筐体１０４の凹部の側面１０４ａに配置された屈曲部１０３ａの主面には、光源が配置された側が導光体１０１の側面１０１ａ（入光面）の方に向くように、基板１０２が配置されている。一方、筐体１０４の凹部の底面１０４ｂに配置された平坦部１０３ｂの主面上には、導光体１０１が配置されている。本形態の導光体１０１は、略直方体状の透光性部材であり、複数の側面１０１ａ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆのうち少なくとも一つの側面１０１ａを入光面とし、上下方向に向かい合う二つの主面１０１ｂ、１０１ｃのうち、一方の主面１０１ｂを反射面とし、他方の主面１０１ｃを発光面とする。
【００２７】
基板１０２が配置された金属フレーム１０３の屈曲部１０３ａは、金属フレーム１０３を筐体１０４の凹部に収納したとき、筐体１０４の凹部の底面１０４ｂに対して所定の角度だけ傾斜するように、予め、金属フレーム１０３の屈曲部１０３ａの主面が平坦部１０３ｂの主面に対して所定の角度αだけ傾斜させて、金属フレーム１０３が屈曲されている。これにより、光源２０１の発光面２０１ａを屈曲部１０３ａの主面に平行とし、導光体１０１の入光面となる側面１０１ａを金属フレーム１０３の平坦部１０３ｂの主面に垂直となるように導光体を配置させることで、光源の発光面が導光体の入光面に対して角度αだけ傾いて、光源の発光面と導光体の入光面とが非平行とされる。これにより、導光体の入光面に切り欠きを形成しなくとも、導光体の入光部における異常発光が低減される。すなわち、導光体の内部への光の入射効率を向上させ、導光体の発光面から出射する光がどの場所も均一なるようにすることができる。なお、このような効果が奏される限りにおいて、本発明は、導光体１０１の入光面となる側面１０１ａを金属フレーム１０３の平坦部１０３ｂの主面に垂直とすることに限定されることなく、導光体１０１の入光面が平坦部１０３ｂの主面に対して、ある程度の角度で傾斜されていてもよい。
【００２８】
なお、光源の発光面を導光体の入光面に非平行にすることは、光源の光軸が導光体の発光面と向かい合う反射面に交わるように、光源を導光体に配置することを含むが、光を発光面から効率よく取り出すため、光源の光軸が導光体の発光面と交わるように、すなわち、光源の発光面が筐体の凹部の開口方向に向くように配置することが好ましい。
【００２９】
導光体の入光面と、光源の発光面のなす角度αは、導光体の入光面と、光源の発光面との間に形成される角度であり、その大きさは０°よりも大きく、１０°以下であることが好ましい。あまり大きくなりすぎると、光源から出射された光が導光体の入光面へ入射する効率が低下するからである。また、同様の理由から、光源の発光面は、導光体の入光面に接触することなく、両面の間にある程度の間隔を設けることにより、光源の発光面が、導光体の入光面から離間されていることが好ましい。
【００３０】
以上説明したように、本形態のバックライトユニットは、筐体とは別に設けた金属フレームの一部を折り曲げることにより基板の配置場所を確保しており、金属フレームの折り曲げ角度により導光体の入光面に対する光源の発光面の傾斜角度αが決定される。
【００３１】
これにより、先行技術について説明したような、筐体に形成させた傾斜面に基板を配置させたものと比較して、本形態のバックライトユニットは、筐体の底面に傾斜面を形成させる必要がなくなるので、バックライトユニットを薄型化することが容易にできる。
【００３２】
また、本形態のバックライトユニットは、光源が配置された基板を、金属フレームの一部に配置しているので、金属フレームの弾性を利用して、導光体の入光面に対する光源の発光面の角度を所望の値に微調整することもできる。そのため、バックライトユニットの製造工程において、各構成部材の実装精度のばらつきにより、個々のバックライトユニットごとに光学特性がばらついたとしても、各バックライトユニットについて、導光体への光の入射効率が向上するように最適化して光学特性を揃えることも容易にできる。
【００３３】
なお、本形態では特に詳細に説明することはないが、バックライトユニットの光学特性を良好にするため、導光体の反射面の側に反射シートを配置したり、導光体の発光面の側に拡散シートやプリズムシートのような光学シートを配置したりしてもよい。なお、図３、図４および図５は、反射シートや光学シートを備えた別の形態のバックライトユニット２００、３００、４００の断面図を示す。
【００３４】
図３に示されるように、導光体１０１が、反射面１０１ｂに向かい合う発光面１０１ｃの上に光学シート３０１を備える場合は、その光学シート３０１が、導光体１０１の側から光源２０１が配置された基板１０２の側に延長して配置され、その周縁部３０１ａが導光体１０１の入光面１０１ａと光源２０１の発光面２０１ａとの間の隙間を覆うことが好ましい。ここで、図３に示されるバックライトユニット２００における「周縁部」とは、光学シートを導光体の発光面の上に配置したとき、導光体の入光面からはみ出した部位をいうものとする。これにより、導光体の入光面と光源の発光面との間の隙間からの光漏れを抑制することができるからである。
【００３５】
または、図４に示されるように、導光体１０１が、反射面１０１ｂと金属フレームとの間に反射シート４０１を備える場合は、その反射シート４０１が、導光体１０１の側から光源２０１が配置された基板１０２の側に延長して配置され、その周縁部４０１ａが導光体１０１の入光面１０１ａと光源２０１の発光面２０１ａとの間の隙間を覆うことが好ましい。ここで、図４に示されるバックライトユニット３００における「周縁部」とは、導光体に対して反射シートを配置したとき、導光体の入光面からはみ出した部位をいうものとする。これにより、導光体の入光面と光源の発光面との間の隙間からの光漏れを抑制することができるからである。以下、本形態のバックライトユニットの各構成部材について詳述する。
【００３６】
（光源）
本形態における光源とは、発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子や、冷陰極線管あるいはそれらから種々選択して組み合わせた複合的な光源など、導光体に入射させることができる光を発するものをいう。特に、発光ダイオードは、板状の導光体の側面から光を入射させる光源として好適に利用することができる。導光体への光源の配置の仕方について、本形態では、導光体の側面に設けられた入光面に光源の発光面が向かい合うように光源を配置したエッジライト方式について説明する。しかし、導光体の発光面に向かい合う反射面（すなわち、筐体の底面の側）に対面させて光源を配置した直下型方式を併用した方式としてもよい。
【００３７】
以下、発光ダイオードについて説明する。発光ダイオードは、半導体層から放出される光の主波長によって種々選択させることができる。特に、白色系の混色光を発する発光ダイオードが広く利用されている。このような発光ダイオードは、ＲＧＢ各色を発するＬＥＤチップを組み合わせたものや、ＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップから放出された光により励起された光を発する蛍光体とを備えた発光ダイオードなど種々のものが挙げられる。青色系が発光可能なＬＥＤチップは、例えば、窒化ガリウム系化合物半導体を利用することによって高輝度に発光させることができる。
【００３８】
また、本形態における発光ダイオードは、ＬＥＤチップがパッケージに搭載されたものである。そのＬＥＤチップの電極は、パッケージに配置された電極と、金線などの導電性ワイヤや、Ａｇ含有エポキシ樹脂などの導電性ペーストなどにより電気的に接続される。ＬＥＤチップや導電性ワイヤは、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透光性樹脂によって被覆され、外部環境から保護される。
【００３９】
本形態に用いられるパッケージは、ＬＥＤチップが配置される凹部を有するフレームインサート成型体が好ましく、成型体の材料として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、液晶ポリマー、芳香族ナイロンなどの各種樹脂に白色顔料などの添加物を混入させたものが挙げられる。
【００４０】
その他のパッケージとして、セラミックグリーンシートを積層させ、焼成することにより得られるセラミックパッケージとすることができる。セラミックパッケージは、樹脂材料からなるパッケージと比較して耐熱性および耐光性に優れるため、高出力かつ信頼性の高い発光ダイオードとすることができる。なお、凹部を有するパッケージとした場合には、凹部の開口形状を有する面を発光面とすることができる。
【００４１】
ここで、ＬＥＤチップを被覆する透光性樹脂には、必要に応じて蛍光物質が含有されても良い。本形態に用いられる蛍光物質は、ＬＥＤチップの光を波長変換するものである。すなわち、蛍光物質は、ＬＥＤチップの光の少なくとも一部を吸収し、異なる波長を有する光を発するものである。ここで、蛍光物質は、ＬＥＤチップからの光を、より長波長側に変換させる蛍光体が好ましい。ＬＥＤチップからの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるＹＡＧ：Ｃｅ（例えば、ＹＡｌＯ３：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）やＥｕ又はＣｒで付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2などの無機蛍光体など種々好適に用いられる。特に、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、その含有量によってＬＥＤチップからの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光ダイオードを、比較的簡単に形成することができる。
【００４２】
（基板）
基板は、光源を実装するための板材であり、光源に電力を供給するための導体配線が施されている。本形態の基板として、絶縁性樹脂からなる基板に導体配線が印刷された通常のプリント基板やフレキシブル基板を好適に利用することができる。例えば、銅箔などからなる導電性パターンが施されたガラスエポキシ基板や絶縁性樹脂で結合された金属体などによって好適に形成することができる。あるいは、アルミニウムや銅からなる金属材料に絶縁性材料を介して導体配線が施された放熱性が高い基板とすることができる。特に、フレキシブル基板は、屈曲された金属フレームの表面や金属フレームに形成された貫通孔や切り欠きに沿って柔軟に配置することができ、バックライトユニットを組み立て易いので、より好ましい。
【００４３】
（導光体）
本形態における導光体とは、入光面から入射された光源からの光を、その内部の反射を利用して導光し、所定の部位に設けられた発光面から所望の形状に発光させることができる透光性の部材である。したがって、発光面の所望形状により、メーターの針として利用可能な針状、液晶バックライト光源として利用可能な板状など種々の形状を取ることができる。導光体は発光ダイオードからの光或いはその光を波長変換させた光を効率よく発光面から放出するために、透光性を有している。このような導光体の材料としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリカーボネート、ガラスなど種々の材料が好適に挙げられる。
【００４４】
導光体の入光面には、断面三角形状の切り欠きや、プリズム形状を設けることもできる。これにより、導光体に入射された光が拡散するので、導光体への光の入光効率を向上させることができる。また、導光体の入光面および発光面以外の反射面は、鏡面加工を施したり、プリズム形状を設けたり、光反射率の高い金属を配置させたりすることもできる。これにより、導光体の発光面以外からの光漏れを低減させて、光取り出し効率が高いバックライトユニットとすることができる。
【００４５】
（筐体）
本形態における筐体とは、光源が配置された基板と、導光体と、金属フレームと、拡散シートやプリズムシートを含む光学シートを収容する凹部を有し、その凹部の開口部に枠体が配置され、それらの部材を保持する部材である。なお、枠体は、本形態において特に詳細に説明することはないが、筐体の凹部に導光体や金属フレームや光学シートを収納した後、それらの部材が筐体から脱落しないように、筐体の凹部の開口方向に取り付けられる部材である。
【００４６】
筐体の材料は、各種光拡散剤を含有した樹脂や金属など種々のものが好適に挙げられる。特に、発熱を伴う発光ダイオードの放熱性や光反射などを考慮してニッケル、鉄、銅、アルミニウムなどの金属、ステンレスなどの各種合金がより好適に用いられる。筐体の大きさや形状は、収容する部材の大きさや形状に合わせて適宜選択できる。
【００４７】
（金属フレーム）
本形態における金属フレームとは、筐体の凹部の側面から底面にかけて延長して配置される金属平板である。金属フレームの各部位のうち、筐体の凹部の側面に配置された屈曲部の主面には、光源が配置された基板が配置され、筐体の凹部の底面に配置された平坦部の主面の上には、導光体や、反射シートや光学シートが配置される。この金属フレームは、屈曲部が平坦部に対して所定の角度だけ傾斜するように折り曲げられている。なお、屈曲部に配置させる光源の発光面が、導光体の入光面に対して所定の位置および角度となるように、金属フレームの折り曲げ箇所を複数設けたり、その折り曲げ角度を調節したりしてもよい。本形態の金属フレームによる別の効果として、金属フレームを筐体の凹部の側面から底面に渡って配置することにより、屈曲部に配置させた光源から平坦部への放熱性を向上させることができる。
【００４８】
金属フレームは、筐体の凹部の側面から底面に沿って延長して配置することができるように、屈曲させやすい厚みを有する金属平板とすることが好ましい。また、発熱を伴う発光ダイオードの放熱性や光反射などを考慮して、金属フレームの材料は、ニッケル、鉄、銅、アルミニウムなどの金属、ステンレスなどの各種合金から好適に選択される。また、ニッケル、鉄、銅の少なくとも一種を含む金属を母材として、その表面を銀やアルミニウムなどの光反射率が高い金属を鍍金やスパッタリングにより被覆したものとすることができる。金属フレームの大きさや形状は、基板や導光体の部材の大きさや形状に合わせて種々選択できる。
【００４９】
本形態における金属フレームは、一枚の金属平板を折り曲げることにより筐体の凹部の側面および底面に沿う形状とさせているが、このような形態に限定されることはない。例えば、複数の金属平板を所定の角度だけ傾けて繋げることにより、ほぼＬ字型の金属フレームを構成し、筐体の内面に沿う形状として配置させてもよい。
【００５０】
金属フレームの一部に貫通孔または切り欠きを設けておくことが好ましい。図６に示されるように、基板の一部を貫通孔または切り欠きを通過させることにより、基板の一部を金属フレームの外側に導出させ、その基板と外部との電気的接続に利用することができる。貫通孔または切り欠きを設ける箇所は、金属フレームの屈曲部と平坦部との間あるいはその近傍とすることが好ましい。他の部材の実装の妨げとならないような箇所に設けることにより、組み立て易いバックライトユニットとすることができるからである。また、貫通孔または切り欠きの箇所から光が漏れやすいので、基板の一部を通過させるための必要最小限の大きさとすることが好ましい。図２に示されるように、光源の発光面が筐体の凹部の開口方向へ向くように配置させたバックライトユニットについては、筐体の凹部の底面側の光の量が少なくなると考えられるので、光漏れを最小限に防ぐ点からも、金属フレームの屈曲部と平坦部の間の、金属フレームが折り曲げられた箇所に、表面から筐体の凹部の底面に向かって貫通孔または切り欠きを設けることが好ましい。
【００５１】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００５２】
図１は、本実施例のバックライトユニット１００を構成する各構成部材を分解して示す斜視図である。図２は、本実施例のバックライトユニット１００の断面図である。
【００５３】
図１および図２に示されるように、本実施例に係るバックライトユニット１００は、光源として複数の発光ダイオード２０１が配置された基板１０２と、発光ダイオード２０１からの光を導光する導光体１０１と、それらが収容される凹部を有する筐体１０４と、筐体１０４の凹部の側面１０４ａから底面１０４ｂに沿うように延長して配置された金属フレーム１０３と、を備えたバックライトユニットである。さらに、複数の発光ダイオード２０１が配置された基板１０２は、筐体１０４の凹部の側面に配置させた金属フレーム１０３の屈曲部１０３ａの主面に配置され、導光体１０１は、筐体１０４の凹部の底面１０４ｂに配置させた金属フレーム１０３の平坦部１０４ｂの主面の上に配置されている。
【００５４】
本実施例の発光ダイオード２０１は、リード電極を有する樹脂成型体からなるパッケージの凹部にＬＥＤチップが配置されてなるものであり、その凹部が開口された面が光源の発光面２０１ａとされている。また、発光ダイオード２０１のリード電極がフレキシブル基板１０２に配置された導体配線に半田付けされることにより、発光ダイオード２０１は、フレキシブル基板１０２に電気的および機械的に接続されている。
【００５５】
図１に示されるように、本実施例の導光体１０１は、複数の側面１０１ａ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆと、それらの側面により接続され上下方向に互いに向かい合う二つの主面１０１ｂおよび主面１０１ｃとにより構成された、ほぼ直方体の導光板である。このような導光板は、透光性のアクリル樹脂を材料として、射出成型により形成させたものである。
【００５６】
図２に示されるように、導光板の複数の側面のうちの一つである側面１０１ａは、発光ダイオード２０１の発光面２０１ａと向かい合っており、発光ダイオード２０１からの光を取り込むための入光面とされている。また、導光板の二つの主面のうちの一つである主面１０１ｃは、筐体１０４の凹部の開口方向に配置された主面であり、導光板の内部を伝播した光が出射する発光面とされている。また、その主面１０１ｃに向かい合った主面１０１ｂは、反射面とされており、この反射面は、導光板内を伝播した光の一部を主面１０１ｃのほうへ反射させる。
【００５７】
なお、本実施例の導光体は、筐体１０４の凹部の底面１０４ｂに配置させた金属フレーム１０３の平坦部１０４ｂの主面の上に、直接配置されている。すなわち、導光体１０１の反射面１０１ｂは、金属フレーム１０３の平坦部１０４ｂの主面に接している。この平坦部１０４ｂの主面は、鏡面加工や、銀メッキなどにより光反射面とすることができる。これにより、導光体を伝播した光は、導光体の反射面で反射されるだけでなく、金属フレームの表面でも反射されるので、導光体の反射面と金属フレームとの間に反射シートを要することなく、少ない構成部材で、導光体の発光面から取り出される光を増加させることができる。
【００５８】
本実施例の金属フレーム１０３は、アルミニウムを材料とする金属平板に、折り曲げ加工を施したものである。また、複数の発光ダイオード２０１を配置した基板１０２は、フレキシブル基板とされており、折り曲げ加工された金属フレーム１０３の表面に沿うように、その金属フレーム１０３の主面に貼り付けられている。
【００５９】
本実施例の金属フレーム１０３における、基板１０２が配置された屈曲部１０３ａは、その主面が、筐体１０４の凹部の底面１０４ｂに垂直な方向から角度α（＝１０°）だけ傾斜されている。これにより、基板１０２に配置された発光ダイオード２０１の発光面２０１ａは、筐体１０４の凹部の開口方向に向いており、さらに導光体１０１の入光面である側面１０１ａに対して１０°だけ傾いている。また、本実施例の発光ダイオード２０１の発光面２０１ａは、導光板の側面１０１ａから０．１ｍｍから０．５ｍｍだけ離間されている。
【００６０】
本実施例のバックライトユニットにより、導光体の入光面に切り欠きを設けなくとも、導光体の入光面の近くの入光部における異常発光が十分に低減され、光源からの光が導光体の内部に効率よく入射することができる。
【実施例２】
【００６１】
図３は、本実施例のバックライトユニット２００の断面図である。本実施例のバックライトユニット２００は、導光体１０１の発光面１０１ｃの側にプリズムシートと拡散シートとからなる光学シート３０１を備える他は、実施例１と同様にバックライトユニットを構成する。この光学シート３０１により、バックライトユニットの発光観測面における発光むらを低減させることができる。
【００６２】
図３に示されるように、光学シート３０１は、導光体の入光面１０１ａからはみ出した周縁部３０１ａの端が、発光ダイオード２０１のパッケージの直上に位置するように、導光体１０１の上から基板１０２のほうへ向けて延長されている。
【００６３】
本実施例のバックライトユニット２００は、光源２０１の発光面２０１ａが筐体１０４の凹部の開口方向へ向いており、導光体１０１の入光面１０１ａと光源２０１の発光面２０１ａとの間に形成された隙間が、開口方向へ向かって広がるので、隙間の上のほうから光が漏れやすい。
【００６４】
そこで、光学シート３０１の一部で導光体１０１の入光面１０１ａと光源２０１の発光面２０１ａとの間に形成された隙間を上から覆うことにより、光源２０１からの光を漏れなく導光体１０１の入光面１０１ａに導くことができる。そのため、導光体への光入射効率が高いバックライトユニットとすることができる。
【実施例３】
【００６５】
図４は、本実施例のバックライトユニット３００の断面図である。本実施例のバックライトユニット３００は、導光体１０１の反射面１０１ｂの側に反射シート４０１を備える他は、実施例１と同様にバックライトユニットを構成する。反射シート４０１は、導光体１０１の反射面１０１ｂから出射した光を反射して、導光体１０１に再入光させて、導光体１０１の発光面１０１ｃから出射される光を増加させることができる。
【００６６】
図４に示されるように、反射シート４０１は、導光体の入光面１０１ａからはみ出した周縁部４０１ａの端が、発光ダイオード２０１のパッケージの直下に位置するように、導光体１０１のほうから基板１０２や屈曲部１０３ａのほうへ向けて延長されている。このように、導光体１０１の入光面１０１ａと光源の発光面２０１ａとの間に形成された隙間を反射シート４０１で下から覆うことにより、光源２０１の発光面２０１ａと導光体１０１の入光面１０１ａとの間の隙間から漏れた光が反射シート４０１により導光体１０１のほうへ反射され、導光体１０１に入射する光が増える。そのため、光源からの光を漏れなく導光体の入光面に導くことができる導光体への光入射効率が高いバックライトユニットとすることができる。
【実施例４】
【００６７】
図５は、本実施例のバックライトユニット４００の断面図である。本実施例のバックライトユニット４００は、導光体１０１の発光面１０１ｃの側にプリズムシートと拡散シートとからなる光学シート３０１と、導光体１０１の反射面１０１ｂの側に反射シート４０１を備える他は、実施例１と同様にバックライトユニットを構成する。光学シート３０１により、バックライトユニットの発光観測面における発光むらを低減させることができる。
【００６８】
図５に示されるように、光学シート３０１および反射シート４０１は、導光体の入光面１０１ａからはみ出した周縁部３０１ａおよび周縁部４０１ａの端が、発光ダイオード２０１のパッケージの直上および直下にそれぞれ位置するように、導光体１０１のほうから光源２０１や基板１０２のほうへ向けて延長されている。このように、光学シート３０１の一部で導光体１０１の入光面１０１ａと光源２０１の発光面２０１ａとの間に形成された隙間を上と下から覆うことにより、光源２０１からの光を漏れなく導光体１０１の入光面１０１ａに導くことができる。そのため、導光体への光入射効率が高いバックライトユニットとすることができる。
【実施例５】
【００６９】
図６は、本実施例のバックライトユニット５００の断面図である。本実施例のバックライトユニット５００は、筐体１０４の凹部の底面から裏面に通じ、さらに、金属フレームの平坦部１０３ｂの屈曲部１０３ａ近傍にて表面から裏面に通じる貫通孔５０１を設けており、フレキシブル基板２０１の一部を、貫通孔５０１の内部を通じて筐体１０４の裏面に延出させる他は、実施例１と同様にバックライトユニットを構成する。
【００７０】
本実施例のバックライトユニット５００は、光源２０１の発光面２０１ａが筐体１０４の凹部の開口方向を向いており、その発光面２０１ａが向く方向とは反対側の、光の量が比較的少ない箇所に貫通孔５０１を設けることにより、バックライトユニットの内部からの光漏れを最小限に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、放熱性が向上されたバックライトユニットとして、車載用の液晶表示装置、携帯機器のディスプレイ、大型ディスプレイなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００、２００、３００、４００、５００・・・バックライトユニット、１０１・・・導光体、１０２・・・基板、１０３・・・金属フレーム、１０３ａ・・・金属フレームの屈曲部、１０３ｂ・・・金属フレームの平坦部、１０４・・・筐体、１０４ａ・・・筐体の凹部の側面、１０４ｂ・・・筐体の凹部の底面、２０１・・・光源、２０１ａ・・・光源の発光面、３０１・・・光学シート、３０１ａ・・・光学シートの周縁部、４０１・・・反射シート、４０１ａ・・・反射シートの周縁部、５０１・・・貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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