(57)【要約】【課題】凸状に湾曲した光学部材を使用しても、照射領域の出射光量を均一にすることができるバックライトユニットを提供する。【解決手段】複数の光源２ａ〜２ｃと、複数の光源の光の照射方向に対向して配置した光学部材７とを備えたバックライトユニット１０である。光学部材は、複数の光源から離間する方向に凸状に湾曲した形状として複数の光源に対向する光学部材である。複数の光源のうち、光学部材の凸状の湾曲の頂部領域に対向して配置された第１の光源２ａは、他の領域に配置された第２の光源２ｂ，２ｃよりも、光学部材に向けた出射光量が多く、且つ出射角度が狭い光を照射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、当該複数の光源の光の照射方向に対向して配置した光学部材とを備えたバックライトユニットにおいて、
前記光学部材は、前記複数の光源から離間する方向に凸状に湾曲した形状として前記複数の光源に対向する光学部材であり、
前記複数の光源のうち、前記光学部材の前記凸状の湾曲の頂部領域に対向して配置された第１の光源は、他の領域に配置された第２の光源よりも、前記光学部材に向けた出射光量が多く、且つ出射角度が狭い光を照射することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記第１の光源は、前記第２光源よりも発光強度が強い特性であることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記複数の光源は、前記第１の光源を列状に配置した第１の光源列と、前記第２の光源を列状に配置した第２の光源列とを有し、
前記第１の光源列の数は、前記第２の光源列の数より少ないことを特徴とする請求項２記載のバックライトユニット。
【請求項４】
複数の光源と、当該複数の光源の光の照射方向に対向して配置した光学部材とを備えたバックライトユニットにおいて、
前記光学部材は、前記複数の光源から離間する方向に凸状に湾曲した複数の光学部材を並べて配置した構成とし、
前記複数の光源は、発光強度が同一で同数の光源を複数列に配置し、
前記複数の光源の各々は、前記複数の光学部材の各々の前記凸状の湾曲の頂部領域に対向して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。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のバックライトユニットと、このバックライトユニットの前記光学部材に重ねて配置した表示パネルとを備え、
前記光学部材は、前記表示パネルを支持する剛性を有していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項５記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸状に湾曲する光学部材を備えた直下型のバックライトユニット、このバックライトユニットを使用した電気光学装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌiquid  Ｃrystal  Ｄisplay）は、一般に、画像を表示する表示パネルと、この表示パネルの背面に配置され、表示パネルに向けて光を照射するバックライトユニットとを備えている。
近年、パーソナルコンピュータ、ＣＡＤ装置の表示装置として普及している液晶表示装置は大画面化が図られており、この大画面化の液晶表示装置は、ブラウン管を用いた表示装置と比較しても見劣りしないような輝度が要求される。
【０００３】
このような大画面化の液晶表示装置は、通常据え置き型として、机上、床上等において使用されるため、特徴を生かすために適度の薄型化が求められている。そのため、表示パネルは透過型が採用され、バックライトユニットは、表示パネルの直下に複数の光源を配置した直下型のバックライトユニットが採用されている。
直下型バックライトユニットは、筐体の底面にＬＥＤ等からなる複数の光源を所定の配列で配置し、前記複数の光源の出射領域である筐体の開口部に、光を分散させる光学部材を配置している。
【０００４】
ここで、表示パネル側に向けて凸状に湾曲した光学部材（拡散シート）を用いた直下型バックライトユニットが知られている（例えば、特許文献１）。
この特許文献１の技術は、ユニット内の温度が上昇すると、凸状に湾曲した光学部材は中央部（曲率が最も増大している部位）から端縁部に向かって熱膨張し、ユニット内の温度が低下すると光学部材は端縁部から中央部に向かって熱収縮するので、拡散板の変形やしわの形成が防止されるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２３３８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１の技術は、複数の光源の光学特性を特定しておらず、複数の光源の発光強度が同一であると、光学部材の端縁部側に近接している光源の光は、出射光量が増大し、且つ出射角度が狭くなり、逆に、光学部材の中央部側に離間している光源の光は、出射光量が減少し、且つ出射角度が広くなる。このため、複数の光源から光学部材を透過して側壁で囲まれた開口部の照射領域に照射されると、照射領域の出射光量が不均一になる。
【０００６】
一方、このバックライトユニットと表示パネルとを組み込んだ液晶表示装置は、バックライトユニットの照射領域の光量が不均一になると、表示パネルの画像に、輝度むらや色むら等の表示むらが発生するおそれがある
本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、凸状に湾曲した光学部材を使用しても、照射領域の出射光量を均一にすることができるバックライトユニットを提供するとともに、このバックライトユニットを備えた電気光学装置及び電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記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、複数の光源と、当該複数の光源の光の照射方向に対向して配置した光学部材とを備えたバックライトユニットにおいて、前記光学部材は、前記複数の光源から離間する方向に凸状に湾曲した形状として前記複数の光源に対向する光学部材であり、前記複数の光源のうち、前記光学部材の前記凸状の湾曲の頂部領域に対向して配置された第１の光源は、他の領域に配置された第２の光源よりも、前記光学部材に向けた出射光量が多く、且つ出射角度が狭い光を照射するようにしている。
【０００８】
この発明によると、複数の第１の光源及び第２の光源から出射した光が、凸状に湾曲した拡散板の端縁部から中央部にかけて均一の出射光量で照射し、この拡散板を透過した光は、照射領域に均一の出射光量として出射することができる。
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記第１の光源が、前記第２光源よりも発光強度が強い特性とした。
【０００９】
この発明によると、光学部材の凸状の湾曲の頂部領域に対向して配置された第１の光源から指向性が強い光が照射するので出射光量を増大させることができる。また、他の領域に配置された第２の光源から指向性が弱い光が照射するので出射光量を減少させることがでる。したがって、光源の発光強度を調整することで、凸状に湾曲した拡散板の端縁部から中央部にかけて均一の出射光量の光を照射することができる。
【００１０】
また、本発明に係るバックライトユニットは、前記複数の光源が、前記第１の光源を列状に配置した第１の光源列と、前記第２の光源を列状に配置した第２の光源列とを有し、前記第１の光源列の数は、前記第２の光源列の数より少ないようにしてもよい。
この発明によると、光学部材の凸状の湾曲の頂部領域に対向している光源の数と、光学部材の端縁部に対向している光源の数を調整することで、凸状に湾曲した拡散板の端縁部から中央部にかけて均一の出射光量の光を照射することができる。
【００１１】
また、本発明のバックライトユニットは、複数の光源と、当該複数の光源の光の照射方向に対向して配置した光学部材とを備えたバックライトユニットにおいて、前記光学部材は、前記複数の光源から離間する方向に凸状に湾曲した複数の光学部材を並べて配置した構成とし、前記複数の光源は、発光強度が同一で同数の光源を複数列に配置し、前記複数の光源の各々は、前記複数の光学部材の各々の前記凸状の湾曲の頂部領域に対向して配置されていてもよい。
【００１２】
この発明によると、複数の凸状に湾曲した光学部材のそれぞれに、発光強度が同一で同数の光源を対向して配置すると、発光強度が同一で同数の光源から、各光学部材の中央部に向けて均一の出射光量の光が照射するので、これらの拡散板を透過した光は、照射領域に均一の出射光量として出射することができる。
一方、本発明に係る電気光学装置は、上記構成のバックライトユニットを備えているとともに、凸状に湾曲した光学部材は表示パネルを支持する剛性を有していてもよい。
【００１３】
この発明によると、表示パネルを支持するためのスペーサが不要になり、光源の出射を遮るものが存在しなくなるので、光源の光学特性を向上させることができる。また、照射領域全域の出射光量を均一したバックライトユニットを使用しているので、高画質、高輝度の表示を行う電気光学装置を提供することができる。
さらに、本発明に係る電子機器は、上記構成の電気光学装置を備えている。この発明によると、高画質、高輝度の表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態：バックライトユニット）
図１は本発明に係る第１実施形態のバックライトユニットを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はバックライトユニットから拡散板を取り外した状態を示す平面図である。
【００１５】
本実施形態のバックライトユニット１０は、有底箱形状の筐体１と、筐体１の底面１ａに所定の間隔をあけて複数列配置されたＬＥＤ等からなる複数の光源２ａ〜２ｃと、筐体１の縁部から立上がる複数の側壁３〜６の基部側に固定され、これら側壁３〜６で画成された開口部を閉塞している拡散板（光学部材）７とを備えた装置である。
拡散板７は、互いに平行に対向している一対の側壁３，５の基部から底面１ａの中央位置に向かうに従い凸状に湾曲しながら全ての光源２ａ〜２ｃに対向しているアーチ形状の１つ部材であり、凸状の湾曲の頂部領域（中央部）７ａに矢印方向の外力Ｆが作用すると、その外力Ｆに抗する剛性を有している。
【００１６】
筐体１の底面１ａに配置されている光源２ａ〜２ｃは、アーチ形状の拡散板７の中央部７ａに対向した位置に、複数の光源２ａが列状に配置され、拡散板７の一方の端縁部７ｂに対向した位置に、複数の光源２ｂが列状に配置され、拡散板７の他方の端縁部７ｃに対向した位置に、列状の複数の光源２ｃが配置されている。
拡散板７の中央部７ａに離間して列状に配置されている複数の光源２ａは、発光強度が強く、出射面からの光の指向性が強い特性を有した装置を使用している。
【００１７】
また、拡散板７の一方及び他方の端縁部７ｂに近接して列状に配置されている複数の光源２ｂ，２ｃは、発光強度が弱く、出射面からの光の指向性が弱い特性を有した装置を使用している。
そして、図３に示すように、拡散板７の中央部７ａに対向して配置した複数の光源２ａの総数（２個）は、拡散板７の一方及び他方の端縁部７ｂに対向して配置した複数の光源２ｂの総数（４個），２ｃの総数（４個）より少なく設定されている。
【００１８】
ここで、本発明の光学部材が拡散板７に対応し、本発明の第１の光源及び第１の光源列が列状に配置した複数の光源２ａに対応し、本発明の第２の光源及び第２の光源列が列状に配置した複数の光源２ｂ、複数の光源２ｃに対応している。
本実施形態のバックライトユニット１０において、複数の光源２ａ〜２ｃから出射した光は、拡散板７を透過して筐体１の側壁３〜６で画成された開口部、すなわち、図１に示す照射領域Ａｒに入射する。
【００１９】
列状に配置した複数の光源２ａは、アーチ形状の拡散板７の中央部７ａに離間して配置されているが、これらの光源２ａは、発光強度が強く、出射面からの光の指向性が強い特性を有しているので、中央部７ａ側には出射光量が増大し、出射角度を狭くした光が照射される。
また、他の複数の光源２ｂ，２ｃは、アーチ形状の拡散板７の端縁部７ｂ，７ｃに近接して列状に配置されているが、これらの光源２ｂ，２ｃは、発光強度が弱く、出射面からの光の指向性が弱い特性を有しているので、端縁部７ｂ，７ｃ側には、出射光量が減少し、出射角度を拡げた光が照射される。
【００２０】
これにより、アーチ形状の拡散板７には端縁部７ｂ，７ｃから中央部７ａにかけて均一の出射光量で照射し、この拡散板７を透過した光は、照射領域Ａｒに均一の出射光量として出射する。
したがって、アーチ形状の拡散板７を配置しても照射領域Ａｒ全域の出射光量が均一になるので、光学特性を向上させたバックライトユニット１０を提供することができる。
【００２１】
なお、拡散板７の中央部７ａに対向して配置した光源２ａの総数、拡散板７の一方及び他方の端縁部７ｂに対向して配置した光源２ｂ，２ｃの総数は、本実施形態に限るものではない。
また、本発明に係る光学部材は、本実施形態の拡散板７に限るものではなく、拡散シート、或いは拡散板と拡散シートを重ねたものであってもよい。
【００２２】
また、本実施形態ではアーチ形状の拡散板７を用いたが、ドーム（半球面）形状の拡散板を用いてもよく、その場合には、光源２ａ〜２ｃを直線状に列状配置するのではなく、ドーム形状の拡散板の中央部に対向する位置に、複数の光源を小さな直径の円形列状に配置し、ドーム形状の拡散板の端縁部に対向した位置に、複数の光源を大きな直径の円形列状に配置すればよい。
【００２３】
（第２実施形態：バックライトユニット）
次に、図４は本発明に係る第２実施形態のバックライトユニットを示す平面図、図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。なお、図１から図３で示した構成と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
本実施形態のバックライトユニット１０は、筐体１の底面１ａに所定の間隔をあけて複数列配置されたＬＥＤ等からなる複数の光源２ｄ〜２ｆと、複数の光源２ｄの列、複数の光源２ｅの列及び複数の光源２ｆの列に対向するように配置した複数の拡散板（光学部材）１１〜１３とを備えた装置である。
拡散板１１は、底面１ａから離間する方向に凸状に湾曲した部材であり、凸状の湾曲の頂部領域（中央部）１１ａに複数の光源２ｄが対向している。また、拡散板１２、１３も、底面１ａから離間する方向に凸状に湾曲した部材であり、凸状の湾曲の頂部領域（中央部）１２ａ，１３ａに複数の光源２ｅ，２ｆが対向している。
【００２５】
また、これら拡散板１１〜１３は、中央部１１ａ，１２ａ，１３ａに矢印方向の外力Ｆ１が作用すると、その外力Ｆに抗する剛性を有している。
複数の光源２ｄ〜２ｆは、同一の発光強度を有する装置であり、各列とも同数（３個）が配列されている。
ここで、本発明の光学部材が拡散板１１〜１３に対応し、本発明の複数列に配置した光源が光源２ｄの列、光源２ｅの列及び光源２ｆの列に対応している。
【００２６】
本実施形態のバックライトユニット１０において、複数の光源２ｄ〜２ｆから出射した光は、複数の拡散板１１〜１３を透過して筐体１の側壁３〜６で画成された開口部、すなわち、図４に示す照射領域Ａｒに入射する。
同一の発光強度を有する各列の光源２ｄ，光源２ｅ，光源２ｆは、アーチ形状の拡散板１１，１２，１３の中央部１１ａ，１２ａ，１３ａに向けて、略同量の出射光量、出射角度で光を出射する。
【００２７】
これにより、各拡散板１１，１２，１３を透過した光は、照射領域Ａｒに均一の出射光量として出射する。
したがって、アーチ形状の拡散板７を配置しても照射領域Ａｒ全域の出射光量が均一になるので、光学特性を向上させたバックライトユニット１０を提供することができる。
なお、各列の光源２ｄ，光源２ｅ，光源２ｆの数は、本実施形態に限るものではない。
また、本発明に係る光学部材は、本実施形態の拡散板１１，１２，１３に限るものではなく、拡散シート、或いは拡散板と拡散シートを重ねたものであってもよい。
【００２８】
（第３実施形態：液晶表示装置）
次に、上記実施形態のバックライトユニット１０を使用した本発明の電気光学装置としての液晶表示装置について説明する。
図６は液晶表示装置を示す側方断面図である。
本実施形態の液晶表示装置２０は、第１実施形態のバックライトユニット１０上に重ねて配置した液晶表示パネル２１、上偏光板２２、下偏光板２３及び液晶駆動用ＩＣ（不図示）を備えた装置である。
【００２９】
液晶表示パネル２１は、詳細には図示しないが、液晶層を挟んで対向する前面側基板と背面側基板とを、それら２枚の基板の周縁部間に枠状に設けたシール材によって接着一体化したものである。前面側基板は、透明基板である基板本体の液晶層側の面に、透明導電材料からなる前面側電極や配向膜等を有する液晶配向制御層を形成した構成としている。背面側基板も、透明基板である基板本体の液晶層側の面に、透明導電材料からなる背面側電極や配向膜等を有する液晶配向制御層を形成した構成としている。また、前面側基板及び背面側基板の一方には、他方の外周側に張り出した張出部が設けられており、この張出部には配線パターンが形成されている。また、前面側基板の前面側電極及び背面側基板の背面側電極は、張出部に形成した配線パターンに電気的接続されている。そして、張出部に形成した配線パターンに、液晶表示パネル２１を電気的に駆動する液晶駆動用ＩＣが実装されている。
【００３０】
そして、前面に層状に上偏光板２２を配置し、背面に層状に下偏光板２３を配置した液晶表示パネル２１は、バックライトユニット１０の拡散板７に重ねて配置されている。
なお、本発明の表示パネルが液晶表示パネル２１に対応している。
本実施形態によると、バックライトユニット１０を構成しているアーチ形状の拡散板７は、液晶表示パネル２１を背面側から支持することが可能な剛性を有しているので、液晶表示パネル２１を支持するためのスペーサが不要になる。このスペーサが不要になることで、光源２ａ〜２ｃの光の出射を遮るものが存在せず、光源２ａ〜２ｃの光学特性を向上させることができる。
【００３１】
また、照射領域Ａｒ全域の出射光量を均一したバックライトユニット１０を使用しているので、高画質、高輝度の表示を行う液晶表示装置２０を提供することができる。
なお、前述した第２実施形態のバックライトユニット１０を使用しても、同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（第４実施形態：パーソナルコンピュータ）
次に、上記構成の液晶表示装置２０を使用した本発明の電子機器としてのパーソナルコンピュータについて説明する。
図７のパーソナルコンピュータ３０は、キーボード３１を備えた本体部３２と、液晶表示装置２０を適用した表示部３３とを備えている。
本実施形態のパーソナルコンピュータ３０によると、高画質、高輝度の表示を行う表示部３３を提供することができる。
【００３３】
なお、本発明の電子機器は、パーソナルコンピュータ３０に限らず、種々の電子機器に搭載することができる。例えば、ＰＤＡ（Ｐersonal  Ｄigital  Ａssistant）、パームトップ・コンピュータ等の小型情報電子機器、携帯電話、電子ブック、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、印刷装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る第１実施形態のバックライトユニットの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】光学部材を配置しない第１実施形態のバックライトユニットの平面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態のバックライトユニットの平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図６】本発明に係る第３実施形態の電気光学装置を示す断面図である。
【図７】本発明に係る第４実施形態の電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…筐体、１ａ…底面、２ａ〜２ｃ…光源、２ｄ〜２ｆ…光源、３〜６…側壁、７…拡散板、７ａ…拡散板の中央部、７ｂ，７ｃ…拡散板の端縁部、１０…バックライトユニット、１１〜１３…拡散板、１１ａ，１２ａ，１３ａ…拡散板の中央部、２０…液晶表示装置、２１…液晶表示パネル、２２…上偏光板、２３…下偏光板、３０…パーソナルコンピュータ、３１…キーボード、３２…本体部、３３…表示部、Ａｒ…照射領域
【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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【図７】
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