(57)【要約】【課題】ＬＥＤ等の光源によりＬＣＤの表示部を背面側から効率よく照らし、またＬＣＤの表示部を均一に明るくすることができるＬＣＤバックライトユニットを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のＬＣＤバックライトユニットは、ＬＣＤの背面に配設された導光板と、前記導光板の端部の背面側から光を入射する複数の光源と、前記導光板の端部の前記光源の反対側に形成された導光板反射傾斜面と、前記導光板反射傾斜面の上部に配設された反射部と、を備えたＬＣＤバックライトユニットであって、前記導光板が、端部の背面側に前記光源に対応して各々突設された入光部を備えた構成を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＤの背面に配設された導光板と、前記導光板の端部の背面側から光を入射する複数の光源と、前記導光板の端部の前記光源の反対側に形成された導光板反射傾斜面と、前記導光板反射傾斜面の上部に配設された反射部と、を備えたＬＣＤバックライトユニットであって、
前記導光板が、端部の背面側に前記光源に対応して各々突設された入光部を備えていることを特徴とするＬＣＤバックライトユニット。
【請求項２】
前記導光板反射傾斜面が、前記光源に対して異なる傾斜角度を有する複数の面、又は断面が円弧状の面から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項３】
前記入光部の前記光源側の端部が、前記光源の配列方向に対して前記光源側に凹状の断面円弧状の面、又は異なる傾斜角度を有する複数の面で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＣＤバックライトユニット。
【請求項４】
前記反射部が、前記導光板反射傾斜面の形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１及至３の内いずれかに記載のＬＣＤバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ等の光源によりＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の表示部を背面側から照らして均一に明るくすることができるＬＣＤバックライトユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電圧に応じて光の透過率が変化する液晶をガラス等の板に挟みこんで形成したＬＣＤは低消費電力であるという特徴を有しているため、デジタル表示板として用いられてきた。近年、液晶セルの小型化の成功によりＬＣＤは軽量、小型なものを開発することができるようになり、このためノートパソコン等のＰＣのディスプレイにも使用可能になった。これに伴いＬＣＤの表示部を背面側から照らして明るくするＬＣＤバックライトユニットもコンパクトで表示部を均一に照らして明るくするものが要求されるようになった。
【０００３】
これらを解決する方法として、（特許文献１）には、「ＬＣＤパネル背面の導光体に光源より集光される光により、ＬＣＤパネルを背面から均一に照射する構成の液晶バックライトの反射構造において、上記光源として上面照射型ＬＥＤを用い、該上面照射型ＬＥＤの近傍の導光体表面に反射膜を形成したことを特徴とする液晶バックライトの反射構造。」が提案されている。また、他の従来例として図４に示すような導光板に導光板反射傾斜面を設けたものも提案されている。
【０００４】
図４（ａ）は従来のＬＣＤバックライトユニットの断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ部の拡大図であり、図５は図４（ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【０００５】
図４及び図５において、１０１はＬＣＤバックライトユニット、１０２は基板、１０２ａは基板１０２の背面側から挿嵌され後述する導光板１０３の背面側から光を入射するＬＥＤ等の光源、１０３は端部が光源１０２ａの上部に配設された導光板、１０３ａは導光板１０３の端部の光源１０２ａの反対側に形成された導光板反射傾斜面、１０４は導光板１０３の上部に配設されたＬＣＤ、１０４ａは表示部、１０４ｂは表示部１０４ａの上部に配設された保護板、１０５は導光板１０３の背面側に配設され導光板１０３とＬＣＤ１０４とを保持するホルダ、１０５ａは導光板反射傾斜面１０３ａと接するホルダ１０５の表面に鏡面加工を施して形成された反射部である。
【０００６】
以上のように構成されたＬＣＤバックライトユニットの導光板１０３の光の反射について以下説明する。図４（ａ）に示すように光源１０２ａは導光板１０３の端部の背面側から光（点線）を入射する。入射された光は図４（ｂ）に示すように導光板１０３の内部を直進し、さらに導光板反射傾斜面１０３ａで反射又は屈折される。導光板反射傾斜面１０３ａで屈折された光は、図示はしていないが、反射部１０５ａで反射される。
【０００７】
さらに、導光板反射傾斜面１０３ａで反射した光、及び導光板反射傾斜面１０３ａで屈折して反射部１０５ａで反射した光は、導光板１０３内部で反射を繰り返しながら拡散して、ＬＣＤ１０４の表示部１０４ａを明るくする。このとき、図示はしていないが、導光板１０３の底部に微細凹凸を施して乱反射面を形成し、光を乱反射させることにより、ＬＣＤ１０４の表示部１０４ａに向かい光が広範囲に屈折し拡散し発光する。また、図５に示すように、隣接する光源１０２ａ同士からの入射光が干渉部分（図５のハッチ部分）を生じさせるように、光源１０２ａは所定の間隔で配設されている。
【０００８】
【特許文献１】
登録実用新案第３０１６９４５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＬＣＤバックライトユニットでは次のような問題点を有していた。
【００１０】
（１）特許文献１に記載の技術は、反射膜が上面照射型ＬＥＤに対して垂直に配設されているため、上面照射型ＬＥＤの光を導光板の全面へとスムーズに反射させることができず、ＬＣＤパネルに輝度むらが生じる。
【００１１】
（２）図４（ｂ）に示すように、導光板に導光板反射傾斜面を設けたものは、光源と導光板との間の距離があるため、光源からの光が効率よく導光板反射傾斜面に入光しない。
【００１２】
（３）図４（ｂ）に示すように、導光板に導光板反射傾斜面を設けたものは、導光板反射傾斜面が１面で角度が決まっているため、ＬＣＤの表示範囲内で輝度に差が出るため、輝度むらが生じ、画面が大きなＬＣＤ等には対応することができない。
【００１３】
（４）図５に示すように、隣接する光源同士から入射する光が干渉部分を生じているため、ＬＣＤに輝度むらが生じる。
【００１４】
このＬＣＤバックライトユニットでは、大型の表示部を有するＬＣＤにも対応することができ、コンパクトに形成することができ、ＬＥＤ等の光源によりＬＣＤの表示部を背面側から効率よく照らすとともに均一に明るくすることができるものが要求されている。
【００１５】
本発明は、これらの要求を満たすため、大型の表示部を有するＬＣＤにも対応することができ、コンパクトに形成することができ、ＬＥＤ等の光源によりＬＣＤの表示部を背面側から効率よく照らし、またＬＣＤの表示部を均一に明るくすることができるＬＣＤバックライトユニットを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のＬＣＤバックライトユニットは、ＬＣＤの背面に配設された導光板と、導光板の端部の背面側から光を入射する複数の光源と、導光板の端部の光源の反対側に形成された導光板反射傾斜面と、導光板反射傾斜面の上部に配設された反射部と、を備えたＬＣＤバックライトユニットであって、導光板が、端部の背面側に光源に対応して各々突設された入光部を備えた構成を有している。
【００１７】
これにより、大型の表示部を有するＬＣＤにも対応することができ、コンパクトに形成することができ、ＬＥＤ等の光源によりＬＣＤの表示部を背面側から効率よく照らすことができるＬＣＤバックライトユニットが得られる。
【００１８】
また、導光板反射傾斜面が、光源に対して異なる傾斜角度を有する複数の面、又は断面が円弧状の面から形成されている。
【００１９】
これにより、ＬＣＤの表示部を均一に明るくすることができるＬＣＤバックライトユニットが得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニットは、ＬＣＤの背面に配設された導光板と、導光板の端部の背面側から光を入射する複数の光源と、導光板の端部の光源の反対側に形成された導光板反射傾斜面と、導光板反射傾斜面の上部に配設された反射部と、を備えたＬＣＤバックライトユニットであって、導光板が、端部の背面側に光源に対応して各々突設された入光部を備えた構成を有している。
【００２１】
この構成により、以下の作用が得られる。
【００２２】
（１）入光部を突設させて光源に接近させることにより光源からの光を効率よく導光板に入射することができるため、入射光量が増加しＬＣＤの表示部を背面側から照らしてより明るくすることができる。
【００２３】
ここで、入光部の光源側の端部は、光源の配列方向に対して光源側に凹状の断面円弧状の面、異なる傾斜角度を有する複数の面で形成されたもの等が用いられる。これにより、入射された光が広範囲に屈折され拡散されるため、隣接する光源の間で輝度むらが生じるのを防ぐことができる。
【００２４】
光源から入光部の端部までの距離は、近ければ近いほど入光部から入射される光が増加するため、好ましい。
【００２５】
光源としては、ＬＥＤ、ランプ、蛍光管等の発光素子が用いられ、前述の発光素子の１及至複数を１つのユニットとして光源として用いることもできる。特に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色のＬＥＤを１つのユニットとして同じ箇所に配設したものは、それらの発光の組み合わせにより発光色を好みの色に変更することができるとともに発光色の違いで例えば赤色のように注意を喚起できる状態を表示することもでき、好ましい。
【００２６】
請求項２に記載のＬＣＤバックライトユニットは、請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニットであって、導光板反射傾斜面が、光源に対して異なる傾斜角度を有する複数の面、又は断面が円弧状の面から形成されている構成を有している。
【００２７】
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下の作用が得られる。
【００２８】
（１）導光板反射傾斜面が光源に対して異なる傾斜角度を有する複数の面、又は断面が円弧状の面から形成されていることにより、光源からの光を反射傾斜面からの反射で直接導光板の底部の広い範囲に反射させることができるため、ＬＣＤの表示部を効率よくかつ均一に明るくすることができる。
【００２９】
（２）導光板反射傾斜面の角度を調節することで、反射させる光の向きや光の量を変化させることができるため、発光させたい導光板の個所に意図的に反射させることができる。
【００３０】
ここで、導光板反射傾斜面の傾斜角度は、導光板反射傾斜面の面数及び面の幅は、ＬＣＤの大きさや厚さなどにより決めることができる。
【００３１】
請求項３に記載のＬＣＤバックライトユニットは、請求項１又は２に記載のＬＣＤバックライトユニットにおいて、入光部の光源側の端部が、光源の配列方向に対して光源側に凹状の断面円弧状の面、又は異なる傾斜角度を有する複数の面で形成されている構成を有している。
【００３２】
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下の作用が得られる。
【００３３】
（１）入光部の光源側の端部が、光源の配列方向に対して光源側に凹状の断面円弧状、又は異なる傾斜角度を有する複数の面で形成されていることにより、入射された光が広範囲に屈折され拡散されるため、隣接する光源の間で輝度むらが生じるのを防ぐことができる。
【００３４】
ここで、断面円弧状の円弧の曲率半径は、光源からの距離や光源同士の間隔及び端部から反射傾斜面までの距離などにより決められる。
【００３５】
請求項４に記載のＬＣＤバックライトユニットは、請求項１乃至３のいずれか１に記載のＬＣＤバックライトユニットにおいて、反射部が、導光板反射傾斜面の形状に沿って形成されている構成を有している。
【００３６】
この構成により、請求項１及至３のいずれかで得られる作用に加え、以下の作用が得られる。
【００３７】
（１）反射部が導光板反射傾斜面の形状に沿って形成されていることにより、反射部と導光板反射傾斜面との間に隙間が無く空気が入らないため、反射率が上昇しＬＣＤの表示部をより効率よくかつより均一に明るくすることができる。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図１及至図３を用いて説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるＬＣＤバックライトユニットを示す斜視図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部の拡大図であり、図３は図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００４０】
図１及至図３において、１は実施の形態１におけるＬＣＤバックライトユニット、２は基板、２ａは基板２の背面側から挿嵌され後述する導光板３の背面側から光を入射するＬＥＤ等の光源、３は端部が光源２の上部に配設された導光板、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは導光板３の端部の光源２ａの反対側に光源２ａに対して異なる傾斜角度を有するように形成された導光板反射傾斜面、３ｅは導光板３の端部の導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと反対側に形成され光源２ａに対応して各々突設された入光部、３ｆは導光板３の底部に微細凹凸を有し形成された乱反射面、３ｇは入光部３ｅの光源２ａ側の端部、４は導光板３の上部に配設されたＬＣＤ、４ａは表示部、４ｂは表示部４ａの上部に配設された保護板、５は略箱型に形成され導光板３とＬＣＤ４とを内部に保持し基板２の上部に配設固定されたホルダ、５ａはホルダ５の対向する両側面に形成され基板２へ係止されたホルダ係止部、５ｂはホルダ係止部５ａより光源２ａ側の両側面に形成されたＬＣＤ係止部、５ｃはＬＣＤ係止補助部、５ｄは導光板３の導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと接するホルダ５の傾斜部、５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈは傾斜部５ｄの導光板３側に鏡面加工を施して各々形成された反射部である。
【００４１】
導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと反射部５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈとは各々が同じ傾斜角度を有しており、隙間無く密着している。
【００４２】
また、入光部３ｅの光源２ａ側の端部３ｇは光源２ａの配列方向に対して（図１で横方向）凹状の断面円弧状に形成され、光源２ａの配列方向に垂直な方向（図１で奥方向）には平板状に形成されている。
【００４３】
ホルダ５は、図示はしていないがＬＣＤ４を外部の形状に合わせるため、基板２と角度をつけることができるように底部に所定の傾斜を設けている。
【００４４】
以上のように構成された実施の形態１のＬＣＤバックライトユニットについての導光板３の光の反射について以下説明する。図２（ｂ）に示すように光源２ａから放射された光（点線）は、入光部３ｅの端部３ｇに入射される。入光部３ｅは光源２ａに向けて突設されており、光源２ａに近い分効率良く光を入射させるとともに、入光部３ｅの光源２ａ側の端部３ｇは光源２ａの配列方向に対して断面円弧状に形成されおり、図３に示すように光源２ａから入射される光を屈折させ拡散させて広範囲に広げる。
【００４５】
次に、入光部３ｅに入射された光は、図２（ｂ）に示すように導光板３の内部を直進し、さらに各導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで反射又は屈折される。各導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで反射された光は、各導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが光源２ａに対して異なる傾斜角度を有する複数の面から形成されていることにより、各導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからの反射で直接導光板３のより遠い箇所（図２（ａ）の右方向）まで均一に反射される。また、各導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで屈折された光は、鏡面加工を施した各反射部５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈで図示はしていないが、同様に導光板３のより遠い箇所まで均一に反射される。
【００４６】
次に、各導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで反射した光及び一度屈折した後に反射部５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈで反射した光は、導光板３の底部に形成された乱反射面３ｆに照射され、乱反射面３ｆにより乱反射されることにより、ＬＣＤ４の表示部４ａに向かい光が広範囲に屈折し拡散し、図示はしていないが導光板３の上部側を均一に照らす。これにより、ＬＣＤ４の表示部４ａは効率よくかつ均一に明るくなる。
【００４７】
なお、実施の形態１においては、光源２ａは入光部３ｅに各々一つずつ配設される場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば各々にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色のＬＥＤを同じ箇所に配設することもできる。これにより、それらの発光の組み合わせにより発光色を好みの色に変更することができるとともに発光色の違いで例えば赤色のように注意を喚起できる状態を表示することもできる。
【００４８】
また、導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、４面の異なる面を有する場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＬＣＤの大きさや厚さなどの条件により面数及び面の幅を決定することができる。また、導光板反射傾斜面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、断面が円弧状の面に形成することもできる。
【００４９】
また、入光部３ｅの光源２ａ側の端部３ｇは光源２ａの配列方向に対して光源２ａ側に凹状の断面円弧状に形成される場合について説明したが、これに限られることはなく、異なる傾斜角度を有する複数の面で形成することもできる。
【００５０】
また、ホルダ５の導光板３の乱反射面３ｆとの接触面に鏡面加工を施すこともできる。これにより、乱反射面３ｆに照射される光をより効率良く上方へと送ることができる。
【００５１】
以上のように実施の形態１におけるＬＣＤバックライトユニットは構成されているので、以下の作用を有する。
【００５２】
（１）入光部を突設させて光源に接近させることにより光源からの光を効率よく導光板に入射することができるため、入射光量が増加しＬＣＤの表示部を背面側から照らしてより明るくすることができる。
【００５３】
（２）導光板反射傾斜面が光源に対して異なる傾斜角度を有する複数の面から形成されていることにより、光源からの光を反射傾斜面からの反射で直接導光板の底部の広い範囲に反射させることができるため、ＬＣＤの表示部を効率よくかつ均一に明るくすることができる。
【００５４】
（３）入光部の光源側の端部が、光源の配列方向に対して光源側に凹状の断面円弧状に形成されていることにより、入射された光が広範囲に屈折され拡散されるため、隣接する光源の間で輝度むらが生じるのを防ぐことができる。
【００５５】
（４）反射部が導光板反射傾斜面の形状に沿って形成されていることにより、反射部と導光板反射傾斜面との間に隙間が無く空気が入らないため、反射率が上昇しＬＣＤの表示部をより効率よくかつより均一に明るくすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のＬＣＤバックライトユニットによれば、以下のような有利な効果が得られる。
【００５７】
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
【００５８】
（１）入光部を突設させて光源に接近させることにより光源からの光を効率よく導光板に入射することができるため、入射光量が増加しＬＣＤの表示部を背面側から照らしてより明るくすることができ、省エネルギー性に優れたＬＣＤバックライトユニットを提供することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
【００６０】
（１）導光板反射傾斜面が光源に対して異なる傾斜角度を有する複数の面、又は断面が円弧状の面から形成されていることにより、光源からの光を反射傾斜面からの反射で直接導光板の底部の広い範囲に反射させることができるため、ＬＣＤの表示部を効率よくかつ均一に明るくすることができ、大型のＬＣＤ等にも用いることができるＬＣＤバックライトユニットを提供することができる。
【００６１】
（２）導光板反射傾斜面の角度を調節することで、反射させる光の向きや光の量を変化させることができるため、発光させたい導光板の個所に意図的に反射させることができるＬＣＤバックライトユニットを提供することができる。
【００６２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
【００６３】
（１）入光部の光源側の端部が、光源の配列方向に対して光源側に凹状の断面円弧状、又は異なる傾斜角度を有する複数の面で形成されていることにより、入射された光が広範囲に屈折され拡散されるため、隣接する光源の間で輝度むらが生じるのを防ぐことができるＬＣＤバックライトユニットを提供することができる。
【００６４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１及至３のいずれかに記載の効果に加え、以下のような効果を有する。
【００６５】
（１）反射部が導光板反射傾斜面の形状に沿って形成されていることにより、反射部と導光板反射傾斜面との間に隙間が無く空気が入らないため、反射率が上昇しＬＣＤの表示部をより効率よくかつより均一に明るくすることができ、省資源性に優れたＬＣＤバックライトユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるＬＣＤバックライトユニットを示す斜視図
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ矢視断面図
（ｂ）図２（ａ）のＢ部の拡大図
【図３】図１のＣ−Ｃ矢視断面図
【図４】（ａ）従来のＬＣＤバックライトユニットの断面図
（ｂ）図４（ａ）のＤ部の拡大図
【図５】図４（ｂ）のＥ−Ｅ矢視断面図
【符号の説明】
１  実施の形態１におけるＬＣＤバックライトユニット
２  基板
２ａ  光源
３  導光板
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  導光板反射傾斜面
３ｅ  入光部
３ｆ  乱反射面
３ｇ  端部
４  ＬＣＤ
４ａ  表示部
４ｂ  保護板
５  ホルダ
５ａ  ホルダ係止部
５ｂ  ＬＣＤ係止部
５ｃ  ＬＣＤ係止補助部
５ｄ  傾斜部
５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ  反射部
１０１  ＬＣＤバックライトユニット
１０２  基板
１０２ａ  光源
１０３  導光板
１０３ａ  導光板反射傾斜面
１０４  ＬＣＤ
１０４ａ  表示部
１０４ｂ  保護板
１０５  ホルダ
１０５ａ  反射部
【図１】
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【図２】
2004342545.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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