(57)【要約】【課題】複数の光源を有するサイドライト型バックライト装置において、各光源から照射される光を導光板全域に均一に行き渡らせるようにして、液晶表示素子に対する照明のより高度な均整化を実現する。【解決手段】導光板１０の光入射面１１に例えば４個のチップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを配置するにあたって、少なくとも両端に位置するチップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄと対向する光入射面１１の光源対向部（好ましくは、光入射面１１の両端部）に、チップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄをその光軸Ｌ１，Ｌ２が導光板１０の中心側に向くように配置するための傾斜面４１ａ，４１ｂを形成する。【選択図】  図２
2004177890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子の裏面側に配置される導光板と、上記導光板の所定の辺の側面を光入射面として、その光入射面と対向的に配置される複数の光源とを含み、上記各光源からの光を上記導光板を介して上記液晶表示素子に照射する液晶表示素子用バックライト装置において、
上記光入射面は、上記複数の光源のうち、少なくとも両端に配置される２個の端部側光源と対向する光源対向部に、上記端部側光源をその光軸が上記導光板の中心側に向くように配置するための傾斜面を備えていることを特徴とする液晶表示素子用バックライト装置。
【請求項２】
液晶表示素子の裏面側に配置される導光板と、上記導光板の所定の辺の側面を光入射面として、その光入射面と対向的に配置される複数の光源とを含み、上記各光源からの光を上記導光板を介して上記液晶表示素子に照射する液晶表示素子用バックライト装置において、
上記複数の光源のうち、少なくとも両端部に配置される２個の端部側光源に、二つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型光源を用いることを特徴とする液晶表示素子用バックライト装置。
【請求項３】
上記光入射面のうち、少なくとも上記二つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型光源が配置される光源対向部には、上記チップ型光源の発光面が上記導光板の中心側に向くように配置するための傾斜面が形成されている請求項２に記載の液晶表示素子用バックライト装置。
【請求項４】
上記傾斜面が、上記光入射面の両端部に形成されている請求項１または３に記載の液晶表示素子用バックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子に対してその背面側から光を当てるバックライト装置に関し、さらに詳しく言えば、サイドライト型であって、複数個の光源を用いる場合の照明の均整化を図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過型もしくは半透過型の液晶表示素子は、その背面側（反観察面側）にバックライト装置を備えている。バックライト装置にはサイドライト型と直下型とがあるが、サイドライト型は直下型に比べて薄型化が可能であるため、特に携帯電話機用などの液晶表示素子に好ましく採用されている。
【０００３】
サイドライト型の一例を図７に示す模式的な断面図および図８の平面図により説明する。これによると、サイドライト型バックライト装置は、液晶表示素子Ｐの裏面側（反観察面側）に配置される導光板１０と、導光板１０の側方に配置される光源２０とを備え、導光板１０および光源２０は、底板３１の４辺に側板３２を有する保持ケース３０内に収納されている。
【０００４】
導光板１０は例えばアクリル樹脂板からなり、その所定の側面を光入射面１１として光源２０からの光Ｌが導光板１０内に照射される。通常、導光板１０の液晶表示素子Ｐと対向する光出射面１２側には光拡散板１３が設けられ、この光拡散板１３で覆われた領域が液晶表示素子Ｐに対する実質的な光出射面となる。なお、導光板１０の底面側には光反射板１４が設けられている。
【０００５】
サイドライト型では、多くの場合、光源２０としてチップ型の発光ダイオードが用いられる。チップ型の発光ダイオードには、発光ダイオードの実装面に対して平行な方向に光を照射するサイドビュー（側面発光）タイプと、発光ダイオードの実装面に対して直交する上方に光を照射するトップビュー（上面発光）タイプとがあるが、この従来例では、その内部に図示しない一つの発光ダイオード素子を備えるサイドビュータイプのチップ型発光ダイオード光源（以下、チップ型ＬＥＤと表記する。）を採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１個の光源（チップ型ＬＥＤ）では液晶表示素子Ｐに対する照射光量が足りない場合には、図８に示すように、複数個（この例では４個）のチップ型ＬＥＤ２０が用いられる。
【０００７】
その際、照明の均整度を考慮して、チップ型ＬＥＤ２０はできるだけ均等間隔となるように配置され、また、光の損失を少なくするため、チップ型ＬＥＤ２０は導光板１０の光入射面１１に対してできるだけ近付けるように配置される。
【０００８】
しかしながら、図９に示すように、チップ型ＬＥＤ２０の一般的な光照射領域角度は６５゜〜７５゜であるため、チップ型ＬＥＤ２０を導光板１０の光入射面１１に近付けて配置すると、その光入射面１１側には、光照射領域Ａから外れる暗領域Ｂができてしまい、これが光ムラ発生の原因となる。
【０００９】
また、光照射領域Ａにあっても、各チップ型ＬＥＤ２０の光照射領域Ａ同士が重なり合う複合光照射領域Ａ１と、１つのチップ型ＬＥＤ２０による単一光照射領域Ａ２とにおいても明暗が生じる。この明暗は、特に導光板１０の光入射面１１側の両端で顕著に発生する。なお、上記複合光照射領域Ａ１と単一光照射領域Ａ２とにより生ずる明暗は、上記光照射領域Ａと暗領域Ｂとによる明暗に比べれば小さいが、液晶表示素子Ｐに対する照明の均整化を図るうえで、無視することができない問題である。
【００１０】
これを解決するには、チップ型ＬＥＤ２０を導光板１０の光入射面１１から離して配置する方法と、チップ型ＬＥＤ２０の数を増やす方法とが考えられるが、前者の方法によると、別の問題として光漏れによる損失が懸念されることと、小型化の要請による周辺の構造、部品配置などのスペース的な制約を受けるため実現は難しい。また、後者の方法によると、チップ型ＬＥＤのコスト負担が増えるばかりでなく、点灯時の消費電力も増えることになるため、現実的な解決策とは言えない。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、導光板の光入射面に対して複数の光源を配置するにあたって、スペース増やコスト負担などを招くことなく、光源から照射される光を導光板全域に均一に行き渡らせるようにして、液晶表示素子に対する照明のより高度な均整化を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、液晶表示素子の裏面側に配置される導光板と、上記導光板の所定の辺の側面を光入射面として、その光入射面と対向的に配置される複数の光源とを含み、上記各光源からの光を上記導光板を介して上記液晶表示素子に照射する液晶表示素子用バックライト装置において、上記光入射面は、上記複数の光源のうち、少なくとも両端に配置される２個の端部側光源と対向する光源対向部に、上記端部側光源をその光軸が上記導光板の中心側に向くように配置するための傾斜面を備えていることを特徴としている。
【００１３】
この場合、上記傾斜面を光入射面の端部に形成して、そこに端部側光源を配置することが好ましい。この構成によれば、端部側光源からの光が従来では暗くなりがちであった導光板の両端側にも向けられることになるため、導光板全体が明るくなるとともに、端部側光源の光照射領域と隣接する光源の光照射領域とが、従来のものより導光板の光入射面側寄りの位置で重なり合うため、その光入射面側の明暗による照明ムラが解消される。
【００１４】
また、本願の第２発明によっても、上記した課題を解決することができる。そのため、本願の第２発明は、液晶表示素子の裏面側に配置される導光板と、上記導光板の所定の辺の側面を光入射面として、その光入射面と対向的に配置される複数の光源とを含み、上記各光源からの光を上記導光板を介して上記液晶表示素子に照射する液晶表示素子用バックライト装置において、上記複数の光源のうち、少なくとも両端部に配置される２個の端部側光源に、二つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型光源（２素子入りのチップ型光源）を用いることを特徴としている。
【００１５】
２素子入りのチップ型光源によれば、１素子入りのものより大きな発光量が得られる。したがって、上記第２発明によれば、上記第１発明と同じく、従来では暗くなりがちであった導光板の両端側が明るくなるため、これに伴って、導光板全体の輝度も上昇する。
【００１６】
また、２素子入りのチップ型光源は、１素子入りのものより光照射領域角度が広角である。したがって、上記第１発明と同じく、端部側光源の光照射領域と隣接する光源の光照射領域とが、従来のものより導光板の光入射面側寄りの位置で重なり合うため、その光入射面側の明暗による照明ムラも解消される。
【００１７】
なお、上記第２発明においても、導光板の光入射面のうち、少なくとも２素子入りのチップ型光源が配置される光源対向部には、上記２素子入りのチップ型光源の発光面が導光板の中心側に向くように配置するための傾斜面が形成されていることが好ましい。より好ましくは、上記傾斜面を光入射面の両端に形成して、そこに２素子入りのチップ型光源を配置するとよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
まず、図１のバックライト装置の全体を示す平面図および図２の各光源の光照射領域を模式的に示す要部平面図を参照して、第１発明の実施形態１について説明する。
【００１９】
この実施形態１に係る液晶表示素子用バックライト装置は、光源としてサイドビュー（側面発光）タイプのチップ型ＬＥＤを採用しており、この実施形態の説明において、先に説明した従来技術と同一もしくは同一と見なせる構成要素には同じ参照符号を付している。
【００２０】
図１に示すように、第１発明に係る実施形態１おいても、先に説明した図７の従来技術と同じく、例えば透明アクリル樹脂板からなる導光板１０と、この導光板１０の光入射面１１側に配置される複数（この例においても４個）のチップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄとを備えており、導光板１０およびチップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄは、保持ケース３０内に収納されている。
【００２１】
この実施形態１において、チップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄには、一つの発光ダイオード素子が配設された１素子入りのものが用いられている。なお、保持ケース３０は、図７および図８を参照して先にも説明したように、底板３１の４辺に側板３２を有する底の浅い上面が開放された箱体からなるが、チップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの収納部には、図示しない遮光カバーが被せられる。
【００２２】
チップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄは、導光板１０の光入射面１１に対して、ほぼ等しい間隔をもって光入射面１１に直づけに近い状態で配置される。すなわち、光漏れによる損失を少なくするため、チップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄは、その発光面が光入射面１１に接し、光軸が光入射面１１に対して直交するように配置される。
【００２３】
チップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄのうち、最外側の両端に位置するチップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄが端部側光源であり、このチップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄが配置される光入射面１１の光源対向部には、チップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄをそれらの光軸Ｌ１，Ｌ２が導光板１０の中心線ＣＬ（その延長線を含む）と所定の角度で交差するように配置するための傾斜面４１ａ，４１ｂが形成されている。
【００２４】
光入射面１１の他の部分は平坦であり、中間に配置される残りの２つのチップ型ＬＥＤ２０ｂ，２０ｃについては、それらの光軸Ｌ３，Ｌ４が導光板１０の中心線ＣＬとほぼ平行となるように配置される。なお、導光板１０の中心線ＣＬとは、光入射面１１の中央から反光入射面側に向けて導光板１０の面積を２等分するように引かれた仮想線である。
【００２５】
本発明において、端部側光源であるチップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄは光入射面１１の両端部に配置され、これに対応して光入射面１１の両端部に上記傾斜面４１ａ，４１ｂが形成される。
【００２６】
これによれば、端部側光源であるチップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄからの光が、従来では暗くなりがちであった導光板１０の両端側にも向けられることになるため、導光板１０の全体が明るくなる。
【００２７】
また、図２に示すように、端部側光源であるチップ型ＬＥＤ２０ａの光照射領域と、隣接するチップ型ＬＥＤ２０ｂの光照射領域とが、従来のものより導光板１０の光入射面１１側寄りの位置で重なり合うため（もう一方の端部側光源であるチップ型ＬＥＤ２０ｄと、それに隣接するチップ型ＬＥＤ２０ｃについても同じ）、光入射面１１側の明暗による照明ムラが解消される。
【００２８】
なお、光拡散板１３で覆われた領域が液晶表示素子Ｐに対する実質的な光出射面となるため、先の図９に示した暗領域Ｂが光拡散板１３の外側（光入射面１１側）に出るように、傾斜面４１ａ，４１ｂの角度を選択することが好ましい。
【００２９】
また、図３に示すように、中間に配置されるチップ型ＬＥＤ２０ｂ，２０ｃについても、それらの光入射面１１の光源対向部に、チップ型ＬＥＤ２０ｂ，２０ｃをそれらの光軸Ｌ３，Ｌ４が導光板１０の中心線ＣＬ（その延長線を含む）と所定の角度で交差するように配置するための傾斜面４１ｃ，４１ｄを形成することにより、チップ型ＬＥＤ２０ｂ，２０ｃ間における暗領域Ｂを光拡散板１３の外側に位置させることもできる。
【００３０】
このことは、光入射面１１と光拡散板１３の端部との距離を狭くできることにつながり、したがって、導光板１０の小型化が可能もしくは同じ大きさであれば相対的に光拡散板１３による光出射面積を広げることができることを意味している。なお、図３においては、中間に配置される光源対向部を突出させて傾斜面４１ｃ，４１ｄを形成したが、図４に示すように、光源対向部を窪ませて傾斜面４１ｃ，４１ｄを形成してもよい。
【００３１】
また、上記実施形態１においては、４個のチップ型ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを用いているが、導光板１０の大きさやチップ型ＬＥＤの発光量などによっては、中間のチップ型ＬＥＤ２０ｂ，２０ｃを省いて、端部側光源である２つのチップ型ＬＥＤ２０ａ，２０ｄだけで済ませることが可能である。
【００３２】
次に、図５により、第２発明の実施形態２について説明する。上記第１発明と異なる点は二つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型光源を使用する点で、その他の構成要素は上記第１発明の実施形態１と同じであってよい。
【００３３】
この実施形態２によると、導光板１０の光入射面１１に対して、例えば３個の光源がほぼ等間隔で配置される。この３個の光源のうち、中央に配置される光源２０は、上記実施形態１と同じく一つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型発光ダイオード光源であり、その両端に配置される光源２１ａ，２１ｂは、同一パッケージ内に二つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型光源（以下、ツインＬＥＤと表記する。）である。このようなツインＬＥＤとしては、例えばシチズン電子社製の高輝度白色ＬＥＤ型番ＣＬ−４３０Ｓなどがある。
【００３４】
ツインＬＥＤ２１ａ，２１ｂは、２つの光軸Ｌ５１，Ｌ５２を持つが、本発明においては、光軸Ｌ５１，Ｌ５２が平行ではなく、互いに交差しない異なる２つの方向に線対称的に配向されていて、従来のチップ型ＬＥＤ２０よりも、光照射領域角度が広角であるものが好ましく採用される。
【００３５】
したがって、ツインＬＥＤ２１ａ，２１ｂを端部側光源として、光入射面１１の両端側に配置することにより、上記実施形態１で説明した傾斜面を特に設けなくても、従来では暗くなりがちであった導光板１０の両端側にもより多くの光が照射され、導光板１０全体の明るさが増すことになる。
【００３６】
また、ツインＬＥＤ２１ａ，２１ｂは、光照射領域角度が広角であるため、その光照射領域と中央のチップ型ＬＥＤ２０の光照射領域とが、上記実施形態１と同じく、従来のものより導光板１０の光入射面１１側寄りの位置（好ましくは、光拡散板１３の外側）で重なり合うようにすることができ、これにより光入射面１１側の明暗による照明ムラが解消される。
【００３７】
別の見方をすれば、図９に示した暗領域Ｂが従来のものより導光板１０の光入射面１１側寄りとなるため、その分、光入射面１１と光拡散板１３の端部との距離を狭くできる。したがって、上記実施形態１と同じく、導光板１０の小型化が可能もしくは同じ大きさであれば相対的に光拡散板１３による光出射面積を広げることができる。
【００３８】
また、ツインＬＥＤ２１ａ，２１ｂは発光量が大きいため、使用する光源の個数を減らして部品コストの低減を図ることもできる。例えば、導光板１０の大きさにもよるが、図５の実施形態２において、中央の１素子入りチップ型ＬＥＤ２０を省いて、２つのツインＬＥＤ２１ａ，２１ｂで済ませることもできる。なお、本発明は、中央に配置される光源をツインＬＥＤとすることを排除するものではない。
【００３９】
この実施形態２においても、図６に示すように、ツインＬＥＤ２１ａ，２１ｂを光入射面１１の両端部に配置し、これに対応して光入射面１１の両端の光源対向部に、その光軸Ｌ５１，Ｌ５２が導光板１０の中心線ＣＬ側に傾くような傾斜面４１ｅ，４１ｆを形成することが好ましく、これによれば、図９に示した暗領域Ｂを上記実施形態１と同じく、光入射面１１側寄りに位置させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、導光板の所定の辺の側面を光入射面として、その光入射面に複数の光源を対向して配置してなるサイドライト型バックライト装置において、第１発明では、複数の光源のうち、少なくとも両端に配置される２個の端部側光源と対向する光入射面の光源対向部に、端部側光源をその光軸が導光板の中心側に向くように配置するための傾斜面を形成し、第２発明では、複数の光源のうち、少なくとも両端部に配置される２個の端部側光源に、二つの発光ダイオード素子が配設されたチップ型光源を用いるようにしたことにより、スペース増やコスト負担などを招くことなく、光源から照射される光を導光板全域に均一に行き渡らせるようにして、液晶表示素子に対する照明のより高度な均整化を実現することができる。
【００４１】
また、隣接する光源の間で不可避的に生ずる暗領域を、従来のものよりも光入射面側寄りに位置させることができるため、実質的に液晶表示素子に対する光出射面を構成する光拡散板と光入射面との距離を短くすることができる。したがって、導光板の小型化が可能となり、もしくは導光板を同じ大きさのままとすれば、相対的に光拡散板を大きくすることができることになり、いずれにしても導光板の有効利用面積の拡大が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の第１発明の実施形態１に係る全体構成を示す平面図。
【図２】上記実施形態１における光源の光照射領域を示す要部平面図。
【図３】上記実施形態１の他の例を示す模式的平面図。
【図４】図３とは異なる他の例を示す模式的平面図。
【図５】本願の第２発明に係る実施形態２を示す模式的な平面図。
【図６】上記実施形態２の他の例を示す模式的平面図。
【図７】従来例に係るバックライト装置を示す模式的断面図。
【図８】従来例に係るバックライト装置の全体構成を示す平面図。
【図９】従来例における光源の光照射領域を示す要部平面図。
【符号の説明】
１０  導光板
１１  光入射面
１２  光出射面
１３  光拡散板
１４  光反射板
２０  光源（チップ型ＬＥＤ）
２１  光源（ツインＬＥＤ）
３０  保持ケース
３１  底板
３２  側板
４１ａ〜４１ｆ  傾斜面
Ｐ  液晶表示素子
Ｌ  光軸
ＣＬ  中心線
【図１】
2004177890.tif 000003
【図２】
2004177890.tif 000004
【図３】
2004177890.tif 000005
【図４】
2004177890.tif 000006
【図５】
2004177890.tif 000007
【図６】
2004177890.tif 000008
【図７】
2004177890.tif 000009
【図８】
2004177890.tif 000010
【図９】
2004177890.tif 000011