(57)【要約】【課題】導光板の一端の入光面に対向する他端面を特定の三角山形の屈曲面に形成することで、導光板の入光面から入射して他端面に届いた光の大部分を導光板に戻して出光面から出射できるようにしたエッジライト型バックライトユニットと、このバックライトユニットを用いた液晶モジュールを提供する。【解決手段】導光板１の一端の入光面１Ｄに対向する他端面が、導光板の入光面１Ａに向かって斜め上向きに傾斜する第一傾斜面１Ｂと、斜め下向きに傾斜する第二傾斜面１Ｃとを備えた、三角山形の屈曲面に形成され、入光面１Ａに対する第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃの傾斜角θが、導光板１の材料樹脂の光屈折の臨界角θｃより大きく、且つ、（１８０°−臨界角θｃ）／３より小さく設定されたバックライトユニットとする。液晶モジュールは、バックライトユニットの導光板の出光面の上に光学シートを介して液晶パネルを配置した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板の一端の入光面に沿って光源が配置されたエッジライト型バックライトユニットであって、
導光板の一端の入光面に対向する他端面が、導光板の一端の入光面に向かって斜め上向きに傾斜する第一傾斜面と、導光板の一端の入光面に向かって斜め下向きに傾斜する第二傾斜面とを備えた、外側に突き出す三角山形の屈曲面に形成されており、導光板の一端の入光面に対する第一傾斜面及び第二傾斜面のそれぞれの傾斜角θが、導光板を構成する材料樹脂の光屈折の臨界角θｃよりも大きく、且つ、（１８０°−臨界角θｃ）／３よりも小さく設定されていることを特徴とする、エッジライト型バックライトユニット。
【請求項２】
導光板がポリメチルメタクリレートからなり、この導光板の一端の入光面に対する第一傾斜面及び第二傾斜面のそれぞれの傾斜角θが、ポリメチルメタクリレートの光屈折率の臨界角である４２°よりも大きく、且つ、４６°よりも小さく設定されていることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト型バックライトユニット。
【請求項３】
導光板の一端の入光面に対する第一傾斜面及び第二傾斜面のそれぞれの傾斜角θが４５°に設定されていることを特徴とする、請求項２に記載のエッジライト型バックライトユニット。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載されたエッジライト型バックライトユニットの導光板の出光面の上に、光学シートを介して液晶パネルを配置したことを特徴とする液晶モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト型バックライトユニット及びこれを用いた液晶モジュールに関し、更に詳しくは、導光板の一端の入光面に対向する他端面に光反射テープを貼着しなくても、導光板の一端の入光面から入射した光の大部分を他端面で反射させて導光板の出光面から出射できるように改良したエッジライト型バックライトユニットと、これを用いた液晶モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶モジュールに組み込まれる一般的なエッジライト型バックライトユニットは、透明な合成樹脂よりなる導光板の一端の入光面に沿って光源を配置したものである。このようなエッジライト型バックライトユニットでは、入光面から導光板に入射した光が導光板の入光面以外の端面から射出しないように、導光板の入光面以外の端面に光反射テープを貼り付け、入射光の大部分を導光板の出光面から出光させるようにして光の利用効率を高めている。
【０００３】
一方、光源を配置した導光板の端面に対向する終端面に、光源からの光の直進成分の一部分を導光板の表面又は裏面方向に反射、散乱させ、他の一部分を屈折、透過させる機能を有する表面レリーフ構造を設けたエッジライト型バックライト用導光板が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、導光板の出光面と対向する面に、光源を見込む傾斜角度が１５°〜７５°の平滑な傾斜面からなる凹みアレーを多数配置した光取出し機構を設けた導光板も提案されている（特許文献２）。
【０００５】
更に、導光板の入光側面に対向する対向側面が、入光側面の方向から投射された光の少なくとも一部を発光面に対して非平行に反射するように内角θが９０°未満の傾斜面とし、この傾斜面にアルミニウム皮膜の反射層を形成した導光板も提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２００７４１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５５６０号公報
【特許文献３】特開２００３−１５６６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のエッジライト型バックライトユニットのように、導光板の一端の入光面以外の端面に光反射テープを貼着して光の利用効率を向上させたものは、近年の導光板の薄肉化によって、光反射テープの貼り付け作業がし辛くなっており、光反射テープのコストや貼り付け作業のコストも嵩むため、コスト高になるという問題があった。
【０００８】
また、前記特許文献１のエッジライト型バックライト用導光板のように、光源を配置した導光板の端面に対向する終端面に表面レリーフ構造を設けたものは、表面レリーフ構造の形成が容易でなく、導光板成形用の金型代が嵩み、やはりコスト高になるという問題があった。
【０００９】
一方、前記特許文献２の導光板のように、出光面と対向する面に平滑な傾斜面からなる凹みアレーを多数配置したものは、導光板の一端の入光面に対向する他端面から光が出射されるのを防止できないため、この技術を適用しても、従来のエッジライト型バックライトユニットが有する上記問題を解決することはできない。
【００１０】
更に、前記特許文献３の導光板のように、導光板の入光側面に対向する対向側面を傾斜面とし、この傾斜面にアルミニウム皮膜の反射層を形成したものも、反射層の形成が容易でなく、コスト高を招くという問題があった。
【００１１】
本発明は上記事情の下になされたもので、その解決しようとする課題は、導光板の一端の入光面に対向する他端面を特定の三角山形の屈曲面に形成することによって、導光板の他端面に光反射テープを貼着しなくても、導光板の一端の入光面から入射した光の大部分を他端の屈曲面で反射させて導光板に戻し、導光板の出光面（上面）から出射できるようにしたエッジライト型バックライトユニットと、このバックライトユニットを用いた液晶モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るバックライトユニットは、導光板の一端の入光面に沿って光源が配置されたエッジライト型バックライトユニットであって、導光板の一端の入光面に対向する他端面が、導光板の一端の入光面に向かって斜め上向きに傾斜する第一傾斜面と、導光板の一端の入光面に向かって斜め下向きに傾斜する第二傾斜面とを備えた、外側に突き出す三角山形の屈曲面に形成されており、導光板の一端の入光面に対する第一傾斜面及び第二傾斜面のそれぞれの傾斜角θが、導光板を構成する材料樹脂の光屈折の臨界角θｃよりも大きく、且つ、（１８０°−臨界角θｃ）／３よりも小さく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のエッジライト型バックライトユニットの代表例は、導光板がポリメチルメタクリレートからなるものであって、この導光板の一端の入光面に対する第一傾斜面及び第二傾斜面のそれぞれの傾斜角θが、ポリメチルメタクリレートの光屈折率の臨界角である４２°よりも大きく、且つ、４６°以下に設定されているものであり、特に、第一傾斜面及び第二傾斜面のそれぞれの傾斜角θが４５°に設定されているものが好ましい。
【００１４】
そして、本発明に係る液晶モジュールは、本発明に係る上記エッジライト型バックライトの導光板の出光面の上に、光学シートを介して液晶パネルを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエッジライト型バックライトは、図１に示すように、導光板１の一端の入光面１Ａに沿って光源２ａが配設され、導光板１の入光面１Ａに対向する他端面が、導光板１の入光面１Ａに向かって斜め上向きに傾斜する第一傾斜面１Ｂと、導光板１の入光面１Ａに向かって斜め下向きに傾斜する第二傾斜面１Ｃとを備えた、外側に突き出す三角山形の屈曲面に形成されたものである。
このようなエッジライト型バックライトにおいて、導光板１の入光面１Ａに対する第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃのそれぞれの傾斜角をθとし、導光板１の入光面１Ａより入射して導光板１の出光面１Ｄと平行に直進する光Ｌ１が第一傾斜面１Ｂで全反射し、この反射光Ｌ２が更に第二傾斜面１Ｃで全反射して反射光Ｌ３が導光板１へ戻されるとする。この場合、光Ｌ１の第一傾斜面１Ｂｂへの入射角ａと反射角ｂは等しくθであり、角ｃと角ｅも等しく９０°−θであり、角ｄは２（９０°−θ）であり、角ｆは３θ−９０°であり、反射光Ｌ２の第二傾斜面１Ｃへの入射角ｇと反射角ｈは等しく１８０°−３θである。
入射した光Ｌ１が第一傾斜面１Ｂで全反射するためには、入射角ａが導光板１の材料樹脂の光屈折の臨界角θｃより大きいことが必須であり、反射光Ｌ１が第二傾斜面１Ｃで全反射するためには、入射角ｇが上記臨界角θｃより大きいことが必須である。入射角ａは上記のように傾斜角θであり、入射角ｇは上記のように１８０°−３θであるから、臨界角θｃ＜傾斜角θであること、及び、臨界角θｃ＜１８０°−３θであることが必須となり、これより、下記の不等式が成立する。
臨界角θｃ＜傾斜角θ＜（１８０°−臨界角θｃ）／３
【００１６】
本発明のエッジライト型バックライトユニットは、導光板１の入光面１Ａに対する第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃの傾斜角θを、導光板１の材料樹脂の光屈折の臨界角θｃよりも大きく、且つ、（１８０°−臨界角θｃ）／３よりも小さく設定して、上記不等式を満足させているため、入射光Ｌ１を第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃで反射して導光板１に戻すことができる。従って、従来のように光反射テープを導光板１の入光面と対向する他端面に貼り付けなくても、入射光の大部分を導光板１の出光面１Ｄから出光させることができるので光の利用効率が高くなり、しかも、光反射テープのコストやその貼り付け作業コストを削減できるのでコストダウンを図ることができる。
なお、導光板１の入光面から入射した光には、導光板の出光面（上面）１Ｄや下面で反射され拡散されて第一傾斜面１Ｂや第二傾斜面１Ｃに届くものがあり、このような光の大部分は臨界角θｃよりも小さい角度で第一傾斜面１ｂや第二傾斜面１Ｃに入射して外部へ出射されるので、実際に導光板１に戻すことができる光量は、入光量の約２０〜２５％程度である。
【００１７】
また、導光板がポリメチルメタクリレートからなる場合は、臨界角θｃが４２°であるため、上記の不等式を満たすように第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃの傾斜角θを４２°より大きく、且つ、４６°より小さく設定すると、入射光の一部を第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃで反射させて導光板１に戻し、光の利用効率を高めることができ、特に、傾斜角θを４５°に設定した場合は効果が顕著である。
【００１８】
本発明の液晶モジュールは、上記のエッジライト型バックライトユニットの導光板の出光面の上に光学シートを介して液晶パネルを配置したものであるから、上記バックライトユニットによって、液晶パネルの表示面の輝度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るエッジライト型バックライトユニットの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエッジライト型バックライトユニットの正面図である。
【図３】同エッジライト型バックライトユニットを組み込んだ本発明の液晶モジュールの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエッジライト型バックライトユニットと、これを用いた本発明の液晶モジュールについて説明する。
【００２１】
図１は本発明に係るエッジライト型バックライトユニットの説明図、図２は同エッジライト型バックライトユニットの正面図であって、１はアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）からなる方形板状の導光板を示しており、この導光板１は浅い箱型の板金製のリアフレーム３に収容されている。
【００２２】
導光板１の左右両側縁には凹部１ａ，１ａが形成されており、これらの凹部１ａ，１ａにリアフレーム３の位置決め用の切起し片３ａ，３ａが嵌め込まれて、導光板２が上下方向及び左右方向に位置決めされている。尚、導光板１の熱伸縮を吸収するために、凹部１ａと切起し片３ａとの間には隙間が設けられている。
【００２３】
図２に示すように、導光板１の入光面１Ａとなる下端面沿いには、光源として多数のＬＥＤ２ａを一列に並べて矩形の配線基板２ｂに搭載してなるＬＥＤバー２が、各ＬＥＤ２ａと導光板１の入光面１Ａとの間にクリアランスを保って配置されており、図３に示すように、ＬＥＤバー２の配線基板２ｂが放熱シート２ｃを介してリアフレーム３の下側の側板３ｂの内面に接着固定されている。このＬＥＤバー２の配線基板２ｂは、アルミニウムをコア材とする熱伝導性の良好な基板であり、ＬＥＤ２ａで発生した熱が配線基板２ｂと放熱シート２ｃを伝導してリアフレーム３の側板３ｂ及び背板３ｃから効率良く放熱されるようになっている。
【００２４】
導光板１とリアフレーム３の背板３ｃとの間には、図３に示すように光反射シート４が設けられており、ＬＥＤバー２の各ＬＥＤ２ａから導光板１に入射した光の大部分が、導光板１の出光面（上面）から出射されるようになっている。なお、光反射シート４を設ける代わりに、導光板１の背面に光反射塗料層を形成してもよい。
【００２５】
この導光板１の入光面１Ａに対向する他端面は、図１，図３に示すように、導光板１の入光面１Ａに向かって斜め上向きに傾斜する第一傾斜面１Ｂと、導光板１の入光面１Ａに向かって斜め下向きに傾斜する第二傾斜面１Ｃとを備えた、外側に突き出す三角山形の屈曲面に形成されており、導光板１の入光面１Ａに対する第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃのそれぞれの傾斜角θが、導光板を構成するメチルメタクリレートの光屈折の臨界角θｃよりも大きく、且つ、（１８０°−臨界角θｃ）／３よりも小さく設定されている。即ち、メチルメタクリレートの臨界角θｃは４２°であるから、この導光板１の第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃのそれぞれの傾斜角θは４２°よりも大きく、且つ、４６°よりも小さく設定されている。そのため、前述したように、光反射テープを導光板１の他端面に貼り付けなくても、導光板１の入光面１Ａから出光面１Ｄと平行に入射した入射光Ｌ１を第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃで反射させて導光板１に戻し、入射光の大部分を導光板１の出光面１Ｄから出光させることが可能となる。従って、光の利用効率が向上し、また、光反射テープのコストやその貼り付け作業コストが削減されるのでコストダウンを図ることができる。
【００２６】
特に、この実施形態のエッジライト型バックライトユニットは、導光板１の第一傾斜面１Ｂ及び第二傾斜面１Ｃのそれぞれの傾斜角θを最適な４５°に設定しているため、上記の作用効果が顕著に奏される。
【００２７】
この実施形態のエッジライト型バックライトユニットでは、光源として、ＬＥＤ２ａを基板２ｂに搭載したＬＥＤバー２を用いているが、これに代えて、冷陰極管などの線状光源を導光板１の入光面１Ａに沿って配設してもよい。
また、この実施形態のエッジライト型バックライトユニットでは、透明性に優れたアクリル樹脂（ポリメチルメタアクリレート）からなる導光板１を使用しているが、これに代えて、例えばポリカーボネートなどの透明性の良好な合成樹脂からなる導光板を採用しても勿論よい。
【００２８】
本発明の液晶モジュールは、図３に示すように、上記エッジライト型バックライトユニットの導光板１の四周に合成樹脂製のモールドフレーム５を設け、その裏面の押え凸部５ｂで導光板１の四周縁を浮き上がらないように押えると共に、導光板２の出光面１Ｄ（上面）の上に光拡散シートやプリズムシートなどの光学シート６を複数枚重ねて、更にその上に液晶パネル７を配設したものであり、この液晶パネル７はモールドフレーム５の内周縁に支持されている。そして、この液晶パネル７とリアフレーム３の四周をベゼル８で囲繞、被覆して、液晶モジュールが組み立てられている。
なお、図示はしていないが、この液晶パネル７の端縁には、ソースドライバＩＣチップを搭載したチップオンフィルムを介してＸ−基板が接続されると共に、ゲートドライバＩＣチップを搭載したチップオンフィルムを介してＹ−基板が接続されている。
【００２９】
このような液晶モジュールは、上記のエッジライト型バックライトユニットによって、液晶パネル７の背面が明るく照射されるので、表示面の輝度が向上し、鮮明な画像を視認できるようになる。
【符号の説明】
【００３０】
１    導光板
１Ａ  入光面
１Ｂ  第一傾斜面
１Ｃ  第二傾斜面
１Ｄ  出光面
２    ＬＥＤバー
２ａ  光源（ＬＥＤ）
２ｂ  配線基板
３    リアフレーム
４    光反射シート
５    モールドフレーム
６    光学シート
７    液晶パネル
８    ベゼル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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