(57)【要約】【課題】明部及び暗部の集中によって発光面に現出する明度むらを緩和し、見た目上の明度分布を全面に亘って略均等化し得るバックライトユニット、及びこのバックライトユニットを用いてなる液晶表示装置を提供する。【解決手段】発光素子としてのＬＥＤ10，10…の夫々に対応する導光板11，11…を、夫々の発光面14，14…が、相隣する導光板11，11…の発光面14，14…に対して、夫々の導光板11，11…の内部での光の進行方向に位置ずれした状態で配置し、各発光面14に生じる明部及び暗部が線上に集中して発生する明度むらを緩和する。ＬＥＤ10，10…の配置を千鳥配置とし、これらのＬＥＤ10，10…に対応するように同形の導光板11，11…を配置することにより、相隣する発光面14，14…間の前述した位置ずれを実現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、各発光素子に入光端を臨ませた複数の導光板とを基板の一面上に縦横に並べて配置し、前記導光板の内部を進行する前記発光素子の発光を、前記基板上にて面一に並ぶ各導光板の発光面から出射するように構成してあるバックライトユニットにおいて、
前記複数の導光板は、相隣して並ぶ夫々の発光面が、互いに位置ずれして配置してあることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記基板上の一面上での前記発光素子の配置が、相隣する列同士が交互に位置ずれした配置としてあり、各別の発光素子に同形の導光板を合わせて配置して前記発光面の位置ずれを実現してある請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記導光板は、前記入光端と前記発光面とを連絡する導光部を備え、該導光部を、相隣する導光板の発光面の下位置に重ねて前記基板上に並設してある請求項１又は請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットの発光面からの照射光を変調して画像を表示する液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに背面から光を照射すべく使用されるバックライトユニット、及びこのバックライトユニットを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過形の液晶表示装置は、画像表示部としての液晶パネルの背後にバックライトユニットを配置し、該バックライトユニットの発光を液晶パネルにより変調して画像を表示するように構成されている。液晶表示装置は、近年、大画面テレビ用の画像表示部として広く普及している。この種の液晶表示装置に用いるバックライトユニットにおいては、表示画像の品質向上を図るために、液晶パネルの全面に均等な光量分布を実現し、また領域毎の光量制御を実現することが要求され、また一方では、可及的に薄くすることが要求されており、これらの要求に応えるために、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を光源とするバックライトユニットが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来のバックライトユニットの要部の構成を略示する縦断面図、図６は、図５のバックライトユニットの平面図である。図示のバックライトユニットは、多数のＬＥＤ50，50…を縦横に並べて配置した基板５の一面を、各ＬＥＤ50，50…に対応するように配した導光板51，51…により覆って構成されている。導光板51，51…は、矩形断面を有する薄肉の平板であり、図５に示すように、入光端となる一側の端面を夫々に対応するＬＥＤ50，50…の実装位置に臨ませて基板５の一面上に位置決め固定してある。図６に示すようにＬＥＤ50，50…は、縦横に一定の間隔を隔ててマトリックス状に並べて配置してある。これらのＬＥＤ50，50…に対応する導光板51，51…は、相隣するもの同士が相互に接触して縦横に並び、基板５の全面を面一に覆う発光面52，52…を備えている。
【０００４】
以上の構成において基板５上のＬＥＤ50，50…の発光は、対応する導光板51，51…の内部で拡散し、図５中に矢符により示すように、表裏両面で反射しながら進行して発光面52から出射され、該発光面52に重ねて配置した液晶パネル６（図５中に２点鎖線によって示す）に照射される。
【特許文献１】特開２００７−２９３３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが以上の如く構成された従来のバックライトユニットにおいて、基板５上に並ぶ複数のＬＥＤ50，50…の発光は、各別の導光板51，51…の発光面52，52…の全体に拡がって出射されるが、個々の導光板51の発光面52について見た場合、ＬＥＤ50に近い部分に、図６中にクロスハッチングを施して示す明部が生じる一方、ＬＥＤ50から離れた部分に、図６中に白抜きして示す暗部が生じることが避けられず、バックライトユニットの全体について見た場合、相隣する発光面52，52…の明部及び暗部が線上に集中して並び、図６中にＡとして示すような明度むらが現出し、液晶表示装置に用いた場合、画質の低下を招来する虞れがあった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、明部及び暗部の集中によって発光面に現出する明度むらを緩和し、見た目上の明度分布を全面に亘って略均等化し得るバックライトユニットを提供し、またこのバックライトユニットの使用により、良質の画像表示が可能な液晶表示装置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】
【０００７】
本発明に係るバックライトユニットは、複数の発光素子と、各発光素子に入光端を臨ませた複数の導光板とを基板の一面上に縦横に並べて配置し、前記導光板の内部を進行する前記発光素子の発光を、前記基板上にて面一に並ぶ各導光板の発光面から出射するように構成してあるバックライトユニットにおいて、前記複数の導光板は、相隣して並ぶ夫々の発光面が、互いに位置ずれして配置してあることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、複数の導光板の発光面を、相隣するもの同士が互いに位置ずれするように配置し、相隣する発光面の明部及び暗部が線上に集中しないようにして、発光面の全体に現出する明度むらを緩和する。なお発光面は、夫々の導光板の内部での光の進行方向、即ち、発光面上での明部及び暗部の並び方向に位置ずれさせるのが望ましい。
【０００９】
また本発明に係るバックライトユニットは、前記基板上の一面上での前記発光素子の配置が、相隣する列同士が交互に位置ずれした配置としてあり、各別の発光素子に同形の導光板を合わせて配置して前記発光面の位置ずれを実現してあることを特徴とする。
【００１０】
この発明においては、基板上の発光素子の配置を、相隣する列同士が交互に位置ずれした配置、所謂、千鳥配置とし、夫々の発光素子に入光端を臨ませて同形の導光板を配置することにより、各導光板の発光面間の所望の位置ずれを簡易に実現する。
【００１１】
更に本発明に係るバックライトユニットは、前記導光板は、前記入光端と前記発光面とを連絡する導光部を備え、該導光部を、相隣する導光板の発光面の下位置に重ねて前記基板上に並設してあることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、導光板に入光端から導入される光が導光部により拡散して発光面に達するから、夫々の導光板の発光面上に生じる明部と暗部との明度差自体が緩和され、発光面の位置ずれした配置との相乗作用により、発光面の全体に現出する明度むらを一層良好に緩和する。導光部は、発光面の下位置に重ねて配置し、基板上での発光面の高さを低くし、バックライトユニットの薄さを確保する。
【００１３】
本発明の液晶表示装置は、本発明に係るバックライトユニットと、該バックライトユニットの発光面からの照射光を変調して画像を表示する液晶パネルとを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、明度むらが緩和され、全面に亘って略均等な光照射をなし得るバックライトユニットを使用し、この照射光を液晶パネルにより変調して、良質な画像表示をなし得る液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るバックライトユニットにおいては、発光素子の実装基板上を覆う導光板の発光面が、相隣する列間において、夫々の導光板内での光の進行方向に位置ずれして配置してあるから、相隣する発光面の明部及び暗部が線上に集中せず、発光面の全体に現出する明度むらが緩和され、全面に亘って均等な光照射が可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るバックライトユニットの要部の構成を略示する縦断面図、図２は、図１のバックライトユニットの平面図である。
【００１７】
本発明に係るバックライトユニットは、図５、図６に示す従来のバックライトと同様、光源となる多数のＬＥＤ（発光素子）10，10…が実装された基板１の一面を、各々のＬＥＤ10，10…に対応するように配した導光板11，11…により覆って構成されている。
【００１８】
導光板11は、くさび状の導光部12と、該導光部12の拡がり側に連設された発光部13とを備え、図１に示すような断面形状を有する板材である。発光部13には、導光部12の軸線に対して所定角度傾斜する発光面14が設けてある。導光部12及び発光部13の外面には、入光端となる導光部12の縮幅側の端面及び発光面14を除いて反射シート15が被着されている。      
【００１９】
以上の構成を有する導光板11は、導光部12の縮幅側の端面を対応するＬＥＤ10の実装位置に臨ませ、発光部13の発光面14がＬＥＤ10，10…の実装面と略平行となる姿勢を保って基板１の一面上に位置決め固定してある。このような導光板11の姿勢は、発光面14を備える発光部13を、相隣する導光板11の導光部12の上に重ねて配置することにより相互に維持されており、導光板11，11…の発光面14，14…は、相隣するもの同士が相互に隙間なく略面一に並んだ状態となる。なお導光板11は、導光部12の端部の両側から延設された図示しない脚部を有しており、この脚部を、前記基板１又は該基板１の支持体２（図４参照）にリベット止めすることにより、１個又は数個単位で固定されている。
【００２０】
基板１上のＬＥＤ10の発光は、対応する導光板11の導光部12内に、当該ＬＥＤ10に臨ませた入光端を経て進入し、図１中に矢符により示すように、導光部12の表裏両面で反射しながら進行する。導光部12内での反射は、該導光部12の外面に被着した反射シート15の作用により確実になされ、ＬＥＤ10の発光は、導光部12内での進行の間に十分に拡散された状態で発光部13に達し、該発光部13に設けた発光面14から出射される。発光面14からの発光は、面一に並ぶ各導光板11，11…の発光面14，14…に重ねて配した液晶パネル３に照射される。なお、導光板11，11…と液晶パネル３との間には、２枚の拡散板30，31と光学シート32とが介装してあり、発光面14，14…からの発光は、拡散板30，31及び光学シート32を経て液晶パネル３に照射される。
【００２１】
本発明に係るバックライトユニットにおいて、基板１の面上でのＬＥＤ10，10…の配置は、図２に示すように、相隣する列同士が交互に位置ずれした千鳥配置としてある。図１に示す導光板11，11…の配置は、一列に並ぶＬＥＤ10，10…に対して実現されており、このように配置された導光板11，11…の発光面14，14…は、図２に示すように、相隣する列の発光面14，14…に対して相互に位置ずれして並ぶ。各列の発光面14，14…の位置ずれの方向は、対応するＬＥＤ10の発光が導光板11内を進行する方向である。
【００２２】
このように配置された発光面14，14…の夫々においても、光源となるＬＥＤ10に近い部分に、図６中にクロスハッチングを施して示す明部が生じ、またＬＥＤ10から離れた部分に、図６中に白抜きして示す暗部が生じるが、これらの明部及び暗部は、相隣する列に並ぶ発光面14，14…に生じる明部及び暗部と位置ずれして出現する。従って、バックライトユニットの全体について見た場合、前記図６に示すような一直線上に並ぶ明部及び暗部は発生せず、見た目上の明度むらが緩和され、図１に示すように配された液晶パネル３の全面に均等に光を照射することができる。
【００２３】
発光面14，14…の位置ずれ量は、適宜に設定することができるが、図２に示すように、一列上に並ぶ発光面14，14…の境界部が、相隣する列上に並ぶ発光面14，14…夫々の中央部に整合するように設定するのが望ましい。このような配置は、光の進行方向の発光面14の長さが、基板１上に千鳥配置されるＬＥＤ10，10…の列間の位置ずれ量の略２倍となるように設計された導光板11，11…を使用することにより達成される。
【００２４】
図１に示す導光板11は、ＬＥＤ10に対面する入光端と発光面14とを連絡するくさび形の導光部12を備えており、ＬＥＤ10の発光は、導光部12の内部を進行する間に拡散されるから、図２に示すように発光面14に生じる明部と暗部との間の明暗差自体を小さく抑えることができ、これによる明度むらの緩和効果も併せて達成される。
【００２５】
導光部12は、発光面14を有する発光部13に対して傾斜を有して連設されており、相隣する導光板11の発光面14の下位置に重ねて配置してある。従って、バックライトユニット全体の厚さの増加を軽微に抑えることができる。
【００２６】
図３は、本発明に係るバックライトユニットの他の実施の形態を示す平面図である。本図においては、図１に示す形状を有する導光板11ではなく、図５に示すような矩形断面を有する導光板11を用い、夫々の導光板11，11…を一側端面に近接して配置したＬＥＤ10，10…の配置に合わせて千鳥配置して構成されている。このように構成されたバックライトユニットにおいても、各列に並ぶ導光板11，11…の発光面14，14…に生じる明部及び暗部は、図示のように、相隣する列の発光面14，14…に生じる明部及び暗部と位置ずれして出現するから、バックライトユニットの全体における見た目上の明度むらが緩和される。但しこの場合、各導光板11が導光部12を有していないことから、１つの発光面14における明部と暗部との明暗差は、図２に示す実施の形態に比較して大きくなる。
【００２７】
図４は、本発明に係る液晶表示装置の要部の縦断面図である。この液晶表示装置は、画像を前面に表示する液晶パネル３と、該液晶パネル３の後側に配置したバックライトユニット４とを備えている。バックライトユニット４は、複数のＬＥＤ10，10…が実装された基板１の表面を、各ＬＥＤ10，10…に対応する導光板11，11…により覆って、図１に示す断面構造を有して構成されている。
【００２８】
液晶パネル３は、前保持枠33と後保持枠34とにより周縁部を前後から挾圧保持してパネルモジュールを構成している。後保持枠34の後側には、支持体２が固着してあり、バックライトユニット４は、支持体２の前面に基板１を支持し、導光板11，11…を液晶パネル３の背面に対向させた状態で取付けてある。
【００２９】
液晶パネル３とバックライトユニット４の導光板11，11…との間には、図１にも示したように、２枚の拡散板30，31と光学シート32とが介装してある。拡散板30，31は、導光板11，11…からの発光を拡散する作用をなす。光学シート32は、薄肉の偏光シート、プリズムシート及び拡散シートを積層して構成されており、導光板11，11…からの発光は、拡散板30，31及び光学シート32を経て液晶パネル３に照射されるようになしてある。
【００３０】
図４中の35は、前分体 35a及び後分体 35bとを前後に組み合わせて構成されたキャビネットであり、前保持枠33と後保持枠34との間に組み付けられた液晶パネル３及びバックライトユニット４は、前分体 35aの前面開口の周縁に、液晶パネル３を前側としてねじ止め固定してある。
【００３１】
キャビネット35の後分体 35bの内部には、仕切り板36により液晶パネル３及びバックライトユニット４の配設空間と隔絶された基板室が設けてあり、該基板室の内部には、回路部品 37a,37a…が実装された回路基板37が固定されている。
【００３２】
このように構成された液晶表示装置においては、バックライトユニット４からの照射光が液晶パネル３により変調して透過され、キャビネット35の前面開口に露出する液晶パネル３の表示面に画像表示がなされる。バックライトユニット４は、前述した構成により、明度むらが緩和された光を発光するから、液晶パネル３の表示面に良質な画像を表示させることができる。
【００３３】
なお、以上の実施の形態においては、基板１上にＬＥＤ10，10…を千鳥配置し、これらのＬＥＤ10，10…に対応する導光板11，11…の発光面14，14…の間に位置ずれを生じさせてあるが、基板１上でのＬＥＤ10，10…の配置は、従来と同様に縦横に整列したマトリックス配置とし、例えば、相隣する列に導光部12，12…の長さが異なる導光板11，11…を配置して発光面14，14…の位置ずれを実現することも可能である。但しこの場合、異なる形状を有する複数種の導光板11，11…が必要である。
【００３４】
また以上の実施の形態においては、発光素子としてＬＥＤ10，10…を用いてあるが、自立発光が可能な他の発光素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るバックライトユニットの要部の構成を略示する縦断面図である。
【図２】図１のバックライトユニットの平面図である。
【図３】本発明に係るバックライトユニットの他の実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の要部の縦断面図である。
【図５】従来のバックライトユニットの要部の構成を略示する縦断面図である。
【図６】図５のバックライトユニットの平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  基板
３  液晶パネル
４  バックライトユニット
10  ＬＥＤ（発光素子）
11  導光板
12  導光部
14  発光面
【図１】
2010113836.tif 000003
【図２】
2010113836.tif 000004
【図３】
2010113836.tif 000005
【図４】
2010113836.tif 000006
【図５】
2010113836.tif 000007
【図６】
2010113836.tif 000008