(57)【要約】【課題】発光面全体を面発光させた場合の輝度ムラを、従来に比べてさらに抑制することが可能なバックライトユニットを提供する。【解決手段】本発明のバックライトユニット１は、開口部２ａを具備するフロントカバー２と、フロントカバー２の内側に設けられ、開口部２ａに面する領域が発光面３ａとして設定された複数の光学シート３と、発光面３ａに対して略平行な方向に光を出射する側面発光型のＬＥＤ７ａが、発光面３ａに相応する発光領域内に複数配設された光源実装基板７と、ＬＥＤ７ａからの光を発光面３ａ側へ反射する光反射パターン５ａがＬＥＤ７ａと同数の単位領域毎に設けられた導光板５と、を具備し、導光板５を光源実装基板７に被せた際に、ＬＥＤ７ａからの光の出射方向と、光反射パターン５ａが設けられた単位領域の対角方向と、が略一致する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を具備するフロントカバーと、
前記フロントカバーの内側に設けられ、前記開口部に面する領域が発光面として設定された複数の光学部材と、
前記発光面に対して略平行な方向に光を出射する側面発光型の発光素子が、前記発光面に相応する発光領域内に複数配設された光源実装基板と、
前記発光素子からの光を前記発光面側へ反射する光反射パターンが前記発光素子と同数の単位領域毎に設けられた導光部材と、を具備し、
前記導光部材を前記光源実装基板に被せた際に、前記発光素子からの光の出射方向と、前記光反射パターンが設けられた前記単位領域の対角方向と、が略一致することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記光反射パターンは、前記発光素子の光出射面に近いほど相互の間隔が広くなり、かつ、前記発光素子の光出射面から遠くなるほど相互の間隔が狭くなるように形成された、凹部または凸部を複数具備してなることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
開口部を具備するフロントカバーと、
前記フロントカバーの内側に設けられ、前記開口部に面する領域が発光面として設定された複数の光学部材と、
前記発光面に対して略平行な方向に光を出射する側面発光型の発光素子が、前記発光面に相応する発光領域内に複数配設された光源実装基板と、
前記発光素子からの光を前記発光面側へ反射する光反射パターンが前記発光素子と同数の単位領域毎に設けられた光反射部材と、を具備し、
前記光反射部材を前記光源実装基板に被せた際に、前記発光素子からの光の出射方向と、前記光反射パターンが設けられた前記単位領域の対角方向と、が略一致することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項４】
前記光反射パターンは、前記発光素子の光出射面に近いほど傾斜が緩くなり、かつ、前記発光素子の光出射面から遠くなるほど傾斜が急になるように形成された、曲面を具備してなることを特徴とする請求項３に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニットに関し、特に、光源がユニット背面の内側に配置された、いわゆる直下型方式のバックライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等に用いられるバックライト装置においては、拡散板等の内面側に複数の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が光源として対向配置された、いわゆる直下型方式のバックライト装置が従来広く採用されている。この種のバックライト装置は、発光面を均一な輝度として白色発光させるための構成として、例えば、発光面までの空間（空気層）内において、各ＣＣＦＬから出射される光を混合しつつ出射するような構成を具備している。
【０００３】
また、直下型方式のバックライト装置においては、更に細分化された領域毎に発光面の輝度及び色度等を制御するため、ＣＣＦＬの代わりに、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として採用した、例えば、特許文献１のバックライト装置が近年提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２３６７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、バックライト装置において、複数のＬＥＤを光源として用いつつ発光面全体を均一に面発光させようとした場合、例えば、ＬＥＤが配置された箇所から近い箇所の輝度が相対的に高くなり、かつ、ＬＥＤが配置された箇所から遠い箇所の輝度が相対的に低くなるといったような、輝度ムラが生じる虞がある。そのため、バックライト装置においては、各ＬＥＤの配光パターンを考慮しつつ、該各ＬＥＤの配置状態を設定することが望ましい。
【０００５】
一方、特許文献１においては、導光板の周辺部の輝度ムラを抑制するための構成が記載されている反面、該導光板の周辺部以外の部分の輝度ムラを抑制するための構成（例えば各ＬＥＤの配置状態）について具体的に言及されておらず、この点が課題となっている。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、発光面全体を面発光させた場合の輝度ムラを、従来に比べてさらに抑制することが可能なバックライトユニット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】
本発明におけるバックライトユニットは、開口部を具備するフロントカバーと、前記フロントカバーの内側に設けられ、前記開口部に面する領域が発光面として設定された複数の光学部材と、前記発光面に対して略平行な方向に光を出射する側面発光型の発光素子が、前記発光面に相応する発光領域内に複数配設された光源実装基板と、前記発光素子からの光を前記発光面側へ反射する光反射パターンが前記発光素子と同数の単位領域毎に設けられた導光部材と、を具備し、前記導光部材を前記光源実装基板に被せた際に、前記発光素子からの光の出射方向と、前記光反射パターンが設けられた前記単位領域の対角方向と、が略一致することを特徴とする。
【０００８】
本発明におけるバックライトユニットは、開口部を具備するフロントカバーと、前記フロントカバーの内側に設けられ、前記開口部に面する領域が発光面として設定された複数の光学部材と、前記発光面に対して略平行な方向に光を出射する側面発光型の発光素子が、前記発光面に相応する発光領域内に複数配設された光源実装基板と、前記発光素子からの光を前記発光面側へ反射する光反射パターンが前記発光素子と同数の単位領域毎に設けられた光反射部材と、を具備し、前記光反射部材を前記光源実装基板に被せた際に、前記発光素子からの光の出射方向と、前記光反射パターンが設けられた前記単位領域の対角方向と、が略一致することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明におけるバックライトユニットによると、発光面全体を面発光させた場合の輝度ムラを、従来に比べてさらに抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１から図４は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図１は、本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットの要部を示す分解斜視図である。図２は、第１の実施形態における導光板の反射パターン及びＬＥＤの配置状態の一例を示す図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。図４は、第１の実施形態において、図２とは異なる他のＬＥＤの配置状態及び光の出射方向の例を示す図である。
【００１２】
本実施形態に係るバックライトユニット１は、図１に示すように、開口部２ａを具備するフロントカバー２と、レンズシート及び拡散シート等からなる複数の光学シート３と、導光板５と、反射シート６と、発光素子としてのＬＥＤ７ａが実装面上に複数配設された光源実装基板７と、バックフレーム８と、を要部として有している。また、複数の光学シート３のうち、最外部に位置する光学シートの表面のうち、開口部２ａに面する領域がバックライトユニット１における発光面３ａとして設定されている。
【００１３】
光学部材としての複数の光学シート３は、各々が重ねられた状態として、フロントカバー２の内側であり、かつ、導光板５の表面（バックライトユニット１における発光面３ａ側の面）側である位置に配置されている。
【００１４】
平面視略矩形形状をなす導光板５は、使用する波長帯域において光透過性を有する、例えばアクリル系樹脂等の無色透明の樹脂により形成されている。また、導光板５の縁辺部には、フロントカバー２が冠設される。
【００１５】
また、導光部材としての導光板５の裏面（バックライトユニット１における発光面３ａと反対の側の面）には、図２に示すように、ＬＥＤ７ａから出射された光を表面側（バックライトユニット１における発光面３ａ側）に反射可能な構造を有する光反射パターン５ａが、光源実装基板７上のＬＥＤ７ａの個数と同数設けられている。さらに、導光板５の裏面側には、図３に示すように、光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａを個別に格納可能な程度の容積をそれぞれ有する孔として形成された、ＬＥＤ格納部５ｂが設けられている。なお、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。
【００１６】
光反射パターン５ａは、例えば図２に示すように、導光板５の裏面において、ＬＥＤ７ａの配光パターンに応じて設定される領域である、矩形形状の単位領域毎に１つずつ設けられている。
【００１７】
具体的には、導光板５の裏面側には、一のＬＥＤ７ａから出射された光を発光面３ａ側に反射させるための光反射パターン５ａが、該一のＬＥＤ７ａの光出射面７ｂから遠くなるほど光の反射割合が大きくなる（疎から密になる）ように、矩形形状の単位領域毎に１つずつ設けられている。
【００１８】
本実施形態における光反射パターン５ａの構成例としては、例えば下記のようなものが挙げられる。
【００１９】
一の単位領域における光反射パターン５ａは、例えば、図２の破線に示す部分が凹部または凸部となるような凹凸パターンとして構成される。そして、前記凹部または凸部は、光の出射方向が前記一の単位領域の対角方向に沿うように前記一の単位領域の隅部に配置された、一のＬＥＤ７ａを中心とする同心円の円弧に沿って（例えば図２に示すように）複数形成されている。さらに、前記凹部または凸部は、一のＬＥＤ７ａの光出射面７ｂに近いほど相互の間隔が広くなり（疎となり）、かつ、該一のＬＥＤ７ａの光出射面７ｂから遠くなるほど相互の間隔が狭くなる（密となる）ように形成されている。なお、前記凹部または凸部の疎密は、ＬＥＤ７ａの配光パターンの個体差に応じ、該ＬＥＤ７ａが配置された単位領域毎に適宜調整され得るものであるとする。
【００２０】
図３に示すように、断面視略台形形状をなすように形成されたＬＥＤ格納部５ｂは、内部に格納されるＬＥＤ７ａ以外の他のＬＥＤ７ａから出射される光の進行方向を導光板５の表面側に変更するための斜面５ｃをそれぞれ具備している。
【００２１】
反射シート６は、平面視略矩形形状をなすとともに、光源実装基板７上に貼着された際に、各ＬＥＤ７ａと接触しないようにするための穴が形成されている。なお、本実施形態においては、反射シート６を光源実装基板７上に貼着する代わりに、光源実装基板７の表面を白色にレジスト印刷するものであっても良い。また、本実施形態においては、反射シート６を光源実装基板７上に貼着した場合に比べてより効率的に光を反射するために、（反射シート６を用いる代わりに、）例えば、光源実装基板７上に白色のシルク印刷を施すものであっても良い。
【００２２】
光源実装基板７は、平面視略矩形形状をなす回路基板であり、例えば、難燃性グレードＦＲ−４のプリント配線基板、ガラス不織布とガラス布とエポキシ樹脂とを用いたコンポジット積層基板（ＣＥＭ−３基板）、フレキシブル基板、または、アルミ基板等を用いて構成されている。
【００２３】
光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａは、バックライトユニット１における発光面３ａに対して略平行な方向に光を出射する（バックライトユニット１における発光面３ａに対して略平行な方向に光出射面７ｂが設定された）、いわゆるサイドビュータイプ（側面発光型）のＬＥＤとして構成されている。また、光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａは、格子状、かつ、光の出射方向が光源実装基板７の表面における縦横方向に対して斜めに向くように配置されている。さらに、光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａは、バックライトユニット１における発光面３ａに相応する発光領域内に配置されている。
【００２４】
すなわち、本実施形態においては、例えば図２に示すように、導光板５を光源実装基板７に被せた際に、光源実装基板７の表面における縦横方向に対して斜めに設定された各ＬＥＤ７ａの光の出射方向と、導光板５の裏面における光反射パターン５ａが設けられた各単位領域の対角方向と、が略一致するように構成されている。
【００２５】
バックフレーム８は、平面視略矩形形状をなす扁平かつ箱形の中空部材として構成されており、厚さ方向の一方の面が全面開放されている。また、バックフレーム８には、フロントカバー２が冠設されるとともに、導光板５及び光源実装基板７が収納される。
【００２６】
ここで、本実施形態のバックライトユニット１の作用について説明を行う。
【００２７】
導光板５を光源実装基板７に被せた状態において、光源実装基板７に対して電源が供給されると、ＬＥＤ７ａは、導光板５の裏面における光反射パターン５ａが設けられた単位領域の対角方向、すなわち、光反射パターン５ａにおける凹部または凸部が疎である部分から密である部分に向かう方向へ光を出射する。これにより、ＬＥＤ７ａの光出射面７ｂに近い位置においては導光板５の表面側へ出射される光量が相対的に少なくなり、該ＬＥＤ７ａの光出射面７ｂから遠い位置においては導光板５の表面側へ出射される光量が相対的に多くなる。
【００２８】
また、導光板５を光源実装基板７に被せた状態において、ＬＥＤ７ａから出射された光は、バックライトユニット１における発光面３ａに対して略平行な方向に進んだ後、ＬＥＤ格納部５ｂに形成された斜面５ｃにおいて反射し、導光板５の表面側へ出射される。これにより、ＬＥＤ７ａの光出射面７ｂから遠い位置において、導光板５の表面側へ出射される光量をさらに多くすることができる。
【００２９】
以上に述べたように、本実施形態のバックライトユニット１は、導光板５の表面側へ出射される光量の差異が（導光板５の）単位領域間において極力生じないように構成されている。これにより、本実施形態のバックライトユニット１は、発光面３ａ全体を面発光させた場合の輝度ムラを、従来に比べてさらに抑制することができる。
【００３０】
なお、本実施形態のＬＥＤ７ａは、図２に示すように、光の出射方向が同一の方向に揃えられつつ配置されるものに限らず、例えば図４（ａ）に示すように、光の出射方向が１８０°異なるもの同士が互い違いになるように配置されるものであっても良い。
【００３１】
また、本実施形態のＬＥＤ７ａは、図２に示すように、格子状、かつ、光の出射方向が光源実装基板７の表面における縦横方向に対して斜めに向くように配置されているものに限らず、例えば図４（ｂ）に示すように、千鳥状、かつ、光の出射方向が光源実装基板７の表面における縦方向に対して平行になるように配置されているものであっても良い。なお、この場合、光反射パターン５ａが設けられる単位領域の形状は、図４（ｂ）に示すように、ひし形形状になる。さらに、この場合、図４（ｃ）に示すように、光の出射方向が１８０°異なるＬＥＤ７ａ同士が互い違いに配置されるものであっても良い。
【００３２】
また、本実施形態のＬＥＤ７ａは、図２に示すように、単位領域の形状が矩形になるように配置されるものに限らず、例えば図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、単位領域の形状が六角形になるように配置されるものであっても良い。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５から図７は、本発明の第２の実施形態に係るものである。図５は、本発明の第２の実施形態に係るバックライトユニットの要部を示す分解斜視図である。図６は、第２の実施形態における光反射部材の反射パターン及びＬＥＤの配置状態の一例を示す図である。図７は、図６におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った概略断面図である。
【００３４】
なお、以降の説明において、第１の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細な説明を省略する。また、本実施形態におけるバックライトユニットの構成は、第１の実施形態におけるバックライトユニットと類似の構成を有している。そのため、本実施形態においては、第１の実施形態におけるバックライトユニットと異なる部分について主に説明を行うものとする。
【００３５】
本実施形態に係るバックライトユニット１Ａは、図５に示すように、フロントカバー２と、レンズシート及び拡散シート等からなる複数の光学シート３と、拡散板４と、光反射部材９と、ＬＥＤ７ａが複数配設された光源実装基板７と、バックフレーム８と、を要部として有している。また、最外部に位置する光学シートの表面のうち、開口部２ａに面する領域がバックライトユニット１Ａにおける発光面３ａとして設定されている。
【００３６】
光学部材としての複数の光学シート３は、各々重ねられた状態として、フロントカバー２の内側であり、かつ、拡散板４の表面（バックライトユニット１Ａにおける発光面３ａ側の面）側である位置に配置されている。
【００３７】
光学部材としての拡散板４は、平面視略矩形形状をなす平板状の部材により形成され、各々重ねられた複数の光学シート３が表面側に配置されている。また、拡散板４の縁辺部には、フロントカバー２が冠設される。
【００３８】
一方、拡散板４は、ＬＥＤ７ａから出射された光を拡散可能な構造として、例えば、多数の微小な突起（図示せず）を裏面（バックライトユニット１Ａにおける発光面３ａと反対の側の面）側に具備して形成されている。
【００３９】
さらに、拡散板４は、裏面が導光板５の表面と接触するように配置されている。
【００４０】
光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａは、バックライトユニット１Ａにおける発光面３ａに相応する発光領域内に配置されている。
【００４１】
平面視略矩形形状をなす光反射部材９の表面側には、ＬＥＤ７ａから出射された光を拡散板４側（バックライトユニット１Ａにおける発光面３ａ側）に反射可能な構造を有する光反射パターン９ａが、光源実装基板７上のＬＥＤ７ａの個数と同数並設されている。また、光反射部材９の裏面側には、光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａを個別に格納可能な程度の容積をそれぞれ有し、かつ、一端側が開口するように形成されたＬＥＤ格納部９ｂが設けられている。なお、図７は、図６におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った概略断面図である。
【００４２】
光反射パターン９ａは、例えば図６に示すように、ＬＥＤ７ａの配光パターンに応じて設定される領域である、矩形形状の単位領域毎に１つずつ設けられている。
【００４３】
光反射パターン９ａは、図６及び図７に示すように、一のＬＥＤ７ａの光出射面７ｂに近いほど傾斜が緩くなり、かつ、該一のＬＥＤ７ａの光出射面７ｂから遠くなるほど傾斜が急になるような曲面９ｃを具備して形成されている。なお、図６の破線は、光反射パターン９ａにおける曲面９ｃの傾斜の状態を等高線的かつ模式的に示したものである。また、光反射パターン９ａにおける曲面９ｃの傾斜の状態は、ＬＥＤ７ａの配光パターンの個体差に応じ、該ＬＥＤ７ａが配置された単位領域毎に適宜調整され得るものであるとする。
【００４４】
一方、図７に示すように、光反射部材９は、光反射パターン９ａの曲面９ｃの端部のみが拡散板４と接するように形成されている。そのため、拡散板４と光反射パターン９ａとの間には、空気層１０が形成されている。
【００４５】
ＬＥＤ格納部９ｂは、図７に示すように、一端側、すなわち、内部に格納されるＬＥＤ７ａの光出射面７ｂ側が空気層１０と接するように開口している。これにより、ＬＥＤ７ａの光出射面７ｂにおいて出射された光は、空気層１０を経た後、光反射パターン９ａの曲面９ｃに対して出射される。
【００４６】
光源実装基板７上の各ＬＥＤ７ａは、格子状、かつ、光の出射方向が光源実装基板７の表面における縦横方向に対して斜めに向くように配置されている。
【００４７】
すなわち、本実施形態においては、例えば図６に示すように、光反射部材９を光源実装基板７に被せた際に、光源実装基板７の表面における縦横方向に対して斜めに設定された各ＬＥＤ７ａの光の出射方向と、光反射部材９の表面における光反射パターン９ａが設けられた各単位領域の対角方向と、が略一致するように構成されている。
【００４８】
ここで、本実施形態のバックライトユニット１Ａの作用について説明を行う。
【００４９】
光源実装基板７に対して電源が供給されると、ＬＥＤ７ａから光が出射される。
【００５０】
そして、拡散板４を光反射部材９に被せ、かつ、光反射部材９を光源実装基板７に被せた状態において、ＬＥＤ７ａから出射された光は、光反射部材９の表面における光反射パターン９ａが設けられた単位領域の対角方向、すなわち、曲面９ｃにおける傾斜が緩い部分から急である部分に向かう方向へ進んだ後、拡散板４側へ出射される。これにより、ＬＥＤ７ａの光出射面７ｂに近い位置においては拡散板４側へ出射される光量が相対的に少なくなり、該ＬＥＤ７ａの光出射面７ｂから遠い位置においては拡散板４側へ出射される光量が相対的に多くなる。
【００５１】
以上に述べたように、本実施形態のバックライトユニット１Ａは、拡散板４側へ出射される光量の差異が光反射部材９の単位領域間において極力生じないように構成されている。これにより、本実施形態のバックライトユニット１Ａは、発光面３ａ全体を面発光させた場合の輝度ムラを、従来に比べてさらに抑制することができる。
【００５２】
なお、本実施形態のＬＥＤ７ａは、図６に示すように、光の出射方向が同一の方向に揃えられつつ配置されるものに限らず、例えば、第１の実施形態における図４（ａ）から図４（ｅ）までに示したもののうち、いずれか１つと同様の配列を具備するように配置されるものであっても良い。
【００５３】
また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニットの要部を示す分解斜視図。
【図２】第１の実施形態における導光板の反射パターン及びＬＥＤの配置状態の一例を示す図。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図。
【図４】第１の実施形態において、図２とは異なる他のＬＥＤの配置状態及び光の出射方向の例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るバックライトユニットの要部を示す分解斜視図。
【図６】第２の実施形態における光反射部材の反射パターン及びＬＥＤの配置状態の一例を示す図。
【図７】図６におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った概略断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ・・・バックライトユニット、２・・・フロントカバー、３・・・光学シート、４・・・拡散板、５・・・導光板、６・・・反射シート、７・・・光源実装基板、８・・・バックフレーム、９・・・光反射部材、１０・・・空気層
【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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