JP2006019270A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光が入射する導光板の入射面を曲線で形成することや、光源の周面に曲線型の構造物を形成することによって、光効率を向上させるようにしたバックライトユニットを提供する。
【解決手段】本発明に係るバックライトユニットは、光を発光する光源１００、光源１００を囲んでいるハウジング２００、光源１００から発光した光を液晶パネル側に出射する導光板３００、導光板３００の下部に形成された反射板４００とを含んで構成され、上記光が入射する導光板３００の入射面３００ａは曲線からなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに係り、特に、光が入射する導光板の入射面を曲線で形成することやハウジング内に曲線型の構造物を形成することによって、光効率を向上させたバックライトユニットに関する。

表示画面の厚さが数センチメートルに過ぎない超薄型平板表示装置、その中でも液晶表示装置は、主にノートブック型コンピュータ、モニタ、航空機などに至るまでその応用分野が広く多様である。

かかる液晶表示装置は、他の自発的な平板表示装置とは異なって非発光性であるため、液晶パネルの後ろに光源としてバックライトユニットが装着されている。

液晶表示装置で光源に用いられるバックライトユニットは、大きく直下型方式とエッジ型方式とに区分される。

直下型方式は、液晶パネルの下部の全面に複数のランプを配置し、各ランプから放出された光が直接液晶パネル側に伝達される方式である。一方、エッジ型方式は、液晶パネルの下部の一側面にランプを配置し、導光板によって光が液晶パネル側に伝達される方式である。
以下、図面を参照して従来のエッジ型方式のバックライトユニットについて説明する。

図１は、従来のエッジ型方式のバックライトユニットの概略的な断面図である。
従来のエッジ型方式のバックライトユニットは、図１に示したように、液晶パネル(図示せず)の一方の下部に配置され、光を発光するランプ１０と、ランプ１０を囲み、ランプ１０を支持するハウジング２０と、この液晶パネルの下部にランプ１０と一側面が向き合うように設けられ、ランプ１０から出射した光を液晶パネル側に供給する導光板３０と、導光板３０の下部に形成され、液晶パネルの反対側に漏れる光を導光板３０に反射させる反射板４０とを含んで構成されている。

また、図示してはいないが、導光板３０の上部には導光板から放出された光を均一に液晶パネルの側に拡散させるための拡散シート、プリズムシート、及び保護シートを備えた光学シートが配置されている。

また、ランプ１０、ハウジング２０、導光板３０、反射板４０及び光学シートはサポートメイン５０によって収納されている。このように構成された従来のエッジ型バックライトユニットの動作は次の通りである。

ランプ１０から出射した光は、直接導光板３０の入射面を介して導光板３０に入射するか、又はランプ１０を囲んでいるハウジング２０に反射された後に導光板３０の入射面を介して導光板３０に入射する。

導光板３０に入射した光の一部は導光板３０の上部面にそのまま放出されるが、その他一部は導光板３０の下部に漏れ、反射板４０によって反射された後、液晶パネル側に放出される。

そして、導光板３０から放出された光は、光学シートを経て液晶パネル内に入射する。光学シートは拡散シート、プリズムシート、及び保護シートを含んで構成されるが、拡散シートは導光板３０から放出された光を均一に拡散させる役割を、プリズムシートは放出される光が垂直に放出されるようにする役割を、保護シートは通常プリズムシートの上部に位置して、プリズムシートに形成された谷と山のようなパターンを保護する役割をする。

このように作動するバックライトユニットによって液晶パネル内に光が照射され、画像が表示される。一方、液晶表示素子の動作のために必要なエネルギーの相当量がバックライトユニットで使われる。したがって、バックライトユニットの光効率を向上させることは液晶表示素子の省エネルギーのために必須の事項である。

しかしながら、上記構成を有する従来のバックライトユニットは、ランプ１０の発光時にランプ自体による光吸収が起こるばかりでなく、ランプ１０を囲んでいるハウジング２０による光吸収も起こり、光効率が劣るという限界点を抱えている。
したがって、光効率を向上させることのできるバックライトユニットへの開発が要求されている実状である。

本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、光が入射する導光板の入射面を曲線で形成することや光源の周面に曲線型の構造物を形成することによって、光効率を向上させるようにしたバックライトユニットを提供することにその目的がある。

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、光を発光する光源、この光源を囲んでいるハウジング、光源から発光した光を液晶パネル側に出射する導光板、この導光板の下部に形成された反射板とを含んで構成され、上記光が入射する導光板の入射面は曲線からなることを特徴とする。

ここで、上記導光板の入射面は凸状に形成されていることを特徴とする。

上記導光板の入射面は凹状に形成されていることを特徴とする。

また、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、光を発光する光源、この光源を囲んでいるハウジング、光源から発生した光を液晶パネル側に出射する導光板、この導光板の下部に形成された反射板とを含んで構成され、上記ハウジング内に曲線型の構造物が形成されていることを特徴とする。

ここで、上記曲線型の構造物は、光源と導光板との間のハウジング内に形成されていることを特徴とする。

上記曲線型の構造物は、光源を中心として導光板と対向する側のハウジング内に形成されていることを特徴とする。

上記曲線型の構造物は凸状に形成されていることを特徴とする。

上記曲線型の構造物は凹状に形成されていることを特徴とする。

上記曲線型の構造物は透過物質で形成されていることを特徴とする。

上記曲線型の構造物は反射物質で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、導光板の入射面を凸状又は凹状に形成することで、入射面の面積を増加させ、入光量を増加させると共に、光の集光機能又は拡散機能を向上させ、光効率が向上する。また、ハウジングの内部に凸状又は凹状の構造物を形成することで、光の集光機能又は拡散機能を向上させ、光効率が向上する。

以下、本発明に係るバックライトユニットを添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図２は、本発明の第１実施例におけるバックライトユニットの概略的な断面図である。
本発明の第１実施例におけるバックライトユニットは、図２に示したように、液晶パネル（図示せず）の一側に形成され、光を発光する光源１００と、光源１００を囲み、光源１００を支持するハウジング２００と、この液晶パネルの下部に光源１００と一側面が向き合うように設けられ、光源１００から出射した光を液晶パネル側に供給する導光板３００と、導光板３００の下部に形成され、液晶パネルの反対側に漏れる光を導光板３００に反射させる反射板４００とを含んで構成されている。

そして、光源１００、ハウジング２００、導光板３００、及び反射板４００は、サポートメイン５００によって収納されている。

また、図示してはいないが、導光板２００と上記液晶パネルとの間には、導光板２００から放出された光を均一に液晶パネル側に拡散させるための拡散シート、プリズムシート、及び保護シートを備えた光学シートが配置されている。

光源１００としては冷陰極の蛍光ランプが好ましい。また、図面には光源１００として二つのランプが示されており、液晶表示素子のサイズ又は用途などによって適切に変更することができる。

ハウジング２００は、光源１００を囲んでおり、光源１００から出射した光を導光板３００側に反射させる役割をする。したがって、ハウジング２００の内側面には銀などの反射物質が塗布されていることが好ましい。

導光板３００は、光源１００と向き合って形成されており、光源１００から直接に、又はハウジング２００から反射された光がその内部に入射する。この際、導光板３００の入射面３００ａは凸状で形成されている。したがって、従来の直線形状に比べて面積が増加して、入射光の入光量が増加し、また、入射した光が集光され、光効率が向上する。

このように導光板３００の入射面３００ａは入光量及び光の集光増進に作用し、入射面３００ａは凸状であれば充分で、その曲率などは適切に変更可能である。

前記導光板３００の材料は、特に限定されるものではないが、高強度で割れにくく、透過率に優れたアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が好ましい。

反射板４００は、導光板３００の下部に形成され、導光板３００の下部に漏れる光を導光板３００に反射させる役割をするもので、その材料などは当業者が適切に変更可能である。

図３は、本発明の第２実施例におけるバックライトユニットの概略的な断面図である。
本発明の第２実施例におけるバックライトユニットは、上述した本発明の第１実施例とその構成が類似であるが、前記導光板３００の入射面３００ｂが凸状ではなく凹状に形成されていることに特徴がある。その他の構成は、図２に示した本発明の第１実施例と類似であって、同一の部分は同一の図面符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第２実施例において、導光板３００の入射面３００ｂを凹状に形成させることで、従来の直線状に比べて入射面の面積が増加して入射光の入光量が増加し、また、入射した光が広く拡散され、光効率が向上する。凹状の入射面３００ｂの曲率も適切に変更可能である。

図４は、本発明の第３実施例におけるバックライトユニットの概略的な断面図である。
本発明の第３実施例におけるバックライトユニットは、図４に示したように、光源１００、ハウジング２００、導光板３００、及び反射板４００を含んだ構成は従来と同一であるが、ハウジング２００内に凸状の構造物６００ａが形成されていることにその特徴がある。

但し、光源１００は、冷陰極の蛍光ランプが好ましい。

ハウジング２００は、光源２００を囲んでおり、光源２００から出射した光を導光板３００の側に反射させる役割をするもので、その内側には銀などの反射物質が塗布されていることが好ましい

凸状の構造物６００ａは、ハウジング２００内に、より具体的には光源１００を中心として導光板３００と対向する側であるハウジング２００の内側に形成されている。

凸状の構造物６００ａは、光を反射させる反射物質、或いは光を透過させる透過物質で形成される。反射物質で形成された場合は、光源１００から出射した光が凸状の構造物６００ａから反射され、導光板３００に入射する。この際、凸状の構造物６００ａが凸鏡のような機能をして、導光板３００に入射する光は広く拡散され広がるので、光効率が増加する。

一方、透過物質で形成された場合は、光源１００から出射した光が凸状の構造物６００ａを透過し、ハウジング２００から反射され、導光板３００に入射する。この際、凸状の構造物６００ａは凸レンズのような機能をするので、光が集光され光効率が増加する。凸状の構造物６００ａの曲率半径などは適切に変更することができる。

導光板３００は、光源１００と向き合って形成されており、導光板３００の入射面３００ｃは、従来と同様に直線状に形成されている。導光板３００の材料は、特に限定されるわけではないが、高強度で割れにくく、透過率に優れたアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が好ましい。

反射板４００は、導光板３００の下部に形成され、導光板３００の下部に漏れる光を導光板３００に反射させる役割をする。

また、図示してはいないが、導光板３００の上部には光学シートがさらに形成されることが好ましい。光学シートは、拡散シート、プリズムシート、及びプリズムシートを保護する保護シートを含む。

図５は、本発明の第４実施例におけるバックライトユニットの概略的な断面図である。
本発明の第４実施例におけるバックライトユニットは、図５に示したように、ハウジング２００内に凸状ではなく凹状の構造物６００ｂが形成されていることにその特徴がある。そして、その他の構成は、図４に示した本発明の第３実施例と同一である。したがって、同一の部分は同一の図面符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第４実施例のバックライトユニットにおいて、ハウジング２００内の凹状の構造物６００ｂが反射物質で形成された場合は、光源１００から出射した光が凹状の構造物６００ｂから反射され、導光板３００に入射する。この際、凹状の構造物６００ｂが凹鏡のような機能をするため、導光板３００に入射する光の集光機能が向上して、光効率が増加する。

一方、透過物質で形成された場合は、光源１００から出射した光が凹状の構造物６００ｂを透過し、ハウジング２００から反射され導光板３００に入射する。この際、凹状の構造物６００ａは凹レンズのような機能をするため、光を広く拡散させ、光効率が増加する。凹状の構造物６００ａの曲率半径などは適切に変更可能である。

図６は、本発明の第５実施例におけるバックライトユニットの概略的な断面図である。
本発明の第５実施例におけるバックライトユニットは、図６に示したように、光源１００と導光板３００との間に凸状の構造物６００ａが形成されていることにその特徴がある。そして、残りの構成は、図４で示したように、本発明の第３実施例と同一である。よって、同一の部分には同一の図面符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第５実施例におけるバックライトユニットは、凸状の構造物６００ａが導光板３００と光源１００との間に形成されているため、光源１００から直接に、又はハウジング２００から反射された光が凸状の構造物６００ａを透過した後に、導光板３００に入射する。したがって、凸状の構造物６００ａは透過物質で形成され、凸レンズのような機能をして導光板３００に入射する光の集光機能が向上する。

図７は、本発明の第６実施例におけるバックライトユニットの概略的な断面図である。
本発明の第６実施例におけるバックライトユニットは、図７に示したように、光源１００と導光板３００との間に凹状の構造物６００ａが形成されていることにその特徴がある。そして、その他の構成は、図６で示したように、本発明の第５実施例と同一である。よって、同一の部分には同一の図面符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第６実施例におけるバックライトユニットは、凹状の構造物６００ａが導光板３００と光源１００との間に形成されているので、光源１００から直接に、又はハウジング２００から反射された光が凹状の構造物６００ｂを通過した後に、導光板３００に入射する。したがって、凹状の構造物６００ｂは透過物質で形成され、凹レンズのような機能をして導光板３００に入射する光を広く拡散させ、光効率を増加させる。

また、図示してはいないが、図２及び図３に示した入射面３００ａ、３００ｂが曲線である導光板と、図４乃至図７に示した曲線型の構造物６００ａ、６００ｂとを同時に形成して、集光機能又は拡散機能を極大化させることも可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有するものに自明な範囲内で変更実施が可能である。

従来における導光板方式のバックライトユニットの概略的な断面図である。 本発明の第１実施例によるバックライトユニットの概略的な断面図である。 本発明の第２実施例によるバックライトユニットの概略的な断面図である。 本発明の第３実施例によるバックライトユニットの概略的な断面図である。 本発明の第４実施例によるバックライトユニットの概略的な断面図である。 本発明の第５実施例によるバックライトユニットの概略的な断面図である。 本発明の第６実施例によるバックライトユニットの概略的な断面図である。

符号の説明

１０ ランプ
１００ 光源
２０、２００ ハウジング
３０、３００ 導光板
３００ａ、３００ｂ、３００ｃ 入射面
４０、４００ 反射板
５０、５００ サポートメイン
６００ａ 凸状の構造物
６００ｂ 凹状の構造物

Claims (15)

1. 光を発光する光源、
   前記光源を囲んでいるハウジング、
   前記光源から発光した光を液晶パネル側に出射する導光板、
   前記導光板の下部に形成された反射板とを含んで構成され、
   前記光が入射する導光板の入射面は曲線からなることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記導光板の入射面は凸状に形成されてい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。
3. 前記導光板の入射面は凹状に形成されてい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。
4. 前記導光板と液晶パネルとの間に光学シートがさらに形成されてい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。
5. 光を発光する光源、
   前記光源を囲んでいるハウジング、
   前記光源から発生した光を液晶パネル側に出射する導光板、
   前記導光板の下部に形成された反射板とを含んで構成され、
   前記ハウジング内に曲線型の構造物が形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
6. 前記曲線型の構造物は、前記光源と導光板との間のハウジング内に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
7. 前記曲線型の構造物は、前記光源を中心として導光板と対向する側のハウジング内に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
8. 前記曲線型の構造物は凸状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
9. 前記曲線型の構造物は凹状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
10. 前記曲線型の構造物は透過物質で形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
11. 前記曲線型の構造物は反射物質で形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
12. 前記光源から発光した光が入射する前記導光板の入射面が曲線からなることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
13. 前記導光板の入射面は凸状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
14. 前記導光板の入射面は凹状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のバックライトユニット。
15. 前記導光板と液晶パネルとの間に光学シートがさらに形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
    

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