JP2002093229A - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的簡単な構成で輝度を向上することができ
るバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】導光板２は、側端面に光入射面２１、光出
射面２２が形成されている。また、光出射面２２には複
数の凸部２３が形成されている。光源３は、光入射面２
１に沿うように設けられている。多孔プレート４は、導
光板２の凸部２３に凹設されるような孔部４１が凸部に
対応する数だけ形成されている。孔部４１の内面には高
反射部材であるアルミ箔４２が蒸着されている。レンズ
プレート５は、凸形に形成された凸レンズ部５１が複数
設けられている。本実施形態は、導光板２に複数の凸部
２３が設けられれ、かつ、導光板２の凸部２３に凹設さ
れるような複数の孔部４１を有する多孔プレート４が設
けられることにより、光源３から入射される光りをバッ
クライトユニットの光出射方向Ｚに多く出射することが
できるので、液晶表示手段６の輝度を向上させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトユニ
ットおよび液晶表示装置に関する。

【従来の技術】バックライトユニットを用いた表示装置
には、サイドライト方式のバックライトユニットが多く
用いられている。サイドライト方式とは、導光板などの
導光手段の端面から光を入射させ、端面と略直交する一
面へ入射光を伝播し、この一面から光を出射させること
で表示部を照射するものである。

【０００２】サイドライト方式のバックライトユニット
は、光源が表示部の内側に配設される内照式に比べて装
置全体を薄形化できるため主流になりつつあり、このよ
うなバックライトユニットを用いた表示装置は装置全体
の薄形化とともに輝度均斉度が求められている傾向にあ
る。

【０００３】このような傾向に対して例えば特開平１０
−２１７２０号公報（以下従来技術）に記載されたもの
が知られている。この従来技術は、サイドライト方式の
バックライトユニットにおいて、導光板と反射板とが光
散乱物質の粒子を含む接着材層によって接合されてお
り、光散乱物質の粒子を含む接着層をその面積が線状光
源からの距離が大になるにつれて大となるようドット状
に設置するというものである。これにより、光散乱物質
の粒子を含んだ接着層の面積あるいは、光散乱物質の量
を制御することで輝度の均斉化を高めることができると
いうものである。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
は、光源から導光板に入射された光りが光散乱物質を含
む接着材層で拡散反射されて導光板より出射されるの
で、導光板の光出射面の直上方向に出射される光量には
眼界があるとともに接着材層に吸収される光もあるの
で、バックライトユニットの輝度を向上させるには限界
があった。また、輝度を向上させようとすると光出力の
大きい大形の光源を設けなくてはならなくなり、バック
ライトユニットが大形化につながってしまうという問題
もあった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、比較的簡単な構成で輝度を向上することができ
るバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のバック
ライトユニットは、光出射面およびこの光出射面に略直
交する端面に設けられた光入射面を有し、かつ、光出射
面側に複数の凸部が設けられている導光手段と；導光手
段の光入射面に設けられた光源と；導光手段の光出射面
側に設けられ、かつ、導光板の凸部に凹設されるような
複数の孔部を有する多孔プレートと；を具備しているこ
とを特徴とする。

【０００５】本発明において、特に指定しない限り用語
の定義および技術的意味は次による。

【０００６】導光手段は、光入射面から入射された光を
光学的に内部で伝播させて光出射面から出射させる面状
光源としての機能を有したものであり、内部の光伝播機
能は特に限定されない。例えば、導光手段を反射手段と
透過部で形成する中空方式などの導光方式も許容する。

【０００７】好ましい導光手段としては、合成樹脂によ
り形成されている導光板を用いることである。また、導
光板の形状は平板状であることが望ましいが、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲であればどのような形状であって
もよい。

【０００８】光源は、両端に電極を備えた放電ランプで
あるのが好ましいが、両端部から給電されることによっ
て所望の出力で点灯するものであれば光源の種類は特に
限定されず、ＬＥＤなどであってもよい。

【０００９】多孔プレートは、孔部の内面が反射特性を
有するように形成されていることが好ましい。

【００１０】請求項１のバックライトユニットは、まず
導光手段の光入射面の設けられた光源により、導光手段
に光が入射され導光手段内部を伝播する。そして、導光
手段内部を伝播してきた光が導光手段に設けられた凸部
に達すると反射臨界角が小さくなるので光が出射され
る。

【００１１】導光手段の凸部から出射された光は、導光
手段の凸部に凹設されるような孔部が設けられた多孔プ
レートに入射する。そして、多孔プレートの孔部に入射
された光は、孔部の内面でバックライトユニットの光出
射方向に反射される。

【００１２】なお、「バックライトユニットの光出射方
向」とは、バックライトユニットの直上に設けられる液
晶表示装置などの表示部にバックライトユニットから略
垂直に入射される光の方向である。

【００１３】請求項１の発明は、導光手段に複数の凸部
が設けられれ、かつ、導光手段の凸部に凹設されるよう
な複数の孔部を有する多孔プレートが設けられることに
より、光源から入射される光りをバックライトユニット
の光出射方向に多く出射することができるので、バック
ライトユニットの輝度を向上させることができる。

【００１４】請求項２のバックライトユニットは、光出
射面およびこの光出射面に略直交する端面に設けられた
光入射面を有し、かつ、光出射面側に複数の凹部が設け
られている導光手段と；導光手段の光入射面に設けられ
た光源と；導光手段の光出射面側に設けられ、かつ、導
光手段の凹部に凸設されるような複数の孔部を有する多
孔プレートと；を具備していることを特徴とする。

【００１５】請求項２のバックライトユニットは、まず
導光手段の光入射面の設けられた光源により、導光手段
に光が入射され導光手段内部を伝播する。そして、導光
手段内部を伝播してきた光が導光手段に設けられた凹部
に達すると反射臨界角が小さくなるので、光が出射され
る。

【００１６】導光手段の凹部から出射された光は、導光
手段の凹部に凸設されるような孔部が設けられた多孔プ
レートに入射する。そして、多孔プレートの孔部に入射
された光は、孔部の内面でバックライトユニットの光出
射方向に反射される。

【００１７】請求項２の発明は、導光手段に複数の凹部
が設けられれ、かつ、導光手段の凹部に凸設されるよう
な複数の孔部を有する多孔プレートが設けられることに
より、光源から入射される光りをバックライトユニット
の光出射方向に多く出射することができるので、バック
ライトユニットの輝度を向上させることができる。

【００１８】請求項３のバックライトユニットは、請求
項１または２記載のバックライトユニットにおいて、多
孔プレートの光出射方向側にレンズプレートを設けたこ
とを特徴とする。

【００１９】レンズプレートは、透光性材料で形成され
ていれば特に限定しない。好ましいレンズプレートとと
しては、凸形のレンズが複数設けられたレンズプレート
である。この場合、凸形レンズは、多孔プレートの孔部
直上に凸形の中心が設けられるように形成されることが
好ましいが、凸形の中心が２つの孔部の中間に設けられ
るように形成されていてもよい。

【００２０】要するにレンズプレートは、多孔プレート
から出射された光がバックライトユニットの光出射方向
に平行に出射されるような集光機能を有して形成されて
いればよい。

【００２１】請求項３の発明は、多孔プレートの光出射
方向側にレンズプレートを設けたことにより、よりバッ
クライトユニットの光出射方向に出射される光りを多く
することができるので、バックライトユニットの輝度を
より向上させることができる。

【００２２】請求項４のバックライトユニットは、請求
項１ないし３いずれか一記載のバックライトユニットに
おいて、多孔プレートの孔部は、多孔プレートの光出射
方向側が導光手段側よりも大きくなるように形成されて
いる。

【００２３】請求項４のバックライトユニットは、多孔
プレートの孔部が、多孔プレートの光出射方向側が導光
手段側よりも大きくなるように形成されていることによ
り、導光手段の凸部から出射され、孔部の内面に照射さ
れた光がよりバックライトユニットの光出射方向に対し
て平行となるように反射されやすくなるので、バックラ
イトユニットの輝度をさらに向上させることができる。

【００２４】請求項５のバックライトユニットは、請求
項１ないし４いずれか一記載のバックライトユニットに
おいて、多孔プレートの孔部の内面に高反射部材を設け
たことを特徴とする。

【００２５】高反射部材は、照射された光が所望の反射
特性を有しているように設けられていれば、材料または
構成などは特に限定しない。

【００２６】なお好ましい高反射部材としては、孔部の
内面にアルミ蒸着またはクロムメッキなどで形成し、全
反射特性を有するように形成されることである。

【００２７】請求項５のバックライトユニットは、多孔
プレートの孔部の内面に高反射部材を設けたことによ
り、導光手段の凸部から出射され、孔部の内面に照射さ
れた光が、よりバックライトユニットの光出射方向に対
して平行となるように出射されやすくなるので、バック
ライトユニットの輝度をさらに向上させることができ
る。

【００２８】請求項６の液晶表示装置は、請求項１また
は７いずれか一記載のバックライトユニットと；バック
ライトユニットが設けられる装置本体と；バックライト
ユニットの光出射方向に設けられる液晶表示手段と；を
具備することを特徴とする液晶表示装置。

【００２９】装置本体は、バックライトユニットが設け
られるように形成されていれば、形状、構造および材質
などは問わない。

【００３０】なお液晶表示装置は、バックライトユニッ
ト、装置本体、および液晶表示手段が設けられていれば
よく、液晶表示装置としての機能を有するために上記以
外の所望の部材を設けることができることはいうまでも
ない。

【００３１】請求項６の液晶表示装置は、請求項１ない
し５いずれか一記載の作用を有する。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００３２】図１は、本発明の第一実施形態である液晶
表示装置の一部断面側面図、図２は導光板、多孔プレー
トおよびレンズプレートを示す断面側面図、図３は導光
手段である導光板を説明する説明図、図４は多孔プレー
トを示す説明図、図５はレンズプレートを示す説明図で
ある。

【００３３】各図において、１は装置本体、２は導光手
段としての導光板、３は光源、４は多孔プレート、５は
レンズプレート、６は液晶表示手段である。

【００３４】装置本体１は、高反射率を有する合成樹脂
からなり、開口（図示しない）が矩形形状をなしてお
り、その内面１ａ、１ｂおよび１ｃが光反射特性を有す
る反射板として形成されている。また装置本体１の内部
には点灯装置（図示しない）が収納されている。

【００３５】光源３は、光入射面２１に沿うように設け
られた冷陰極蛍光ランプであり、ランプホルダ（図示し
ない）に支持されている。

【００３６】また光源３は、それぞれの端部に電極（図
示しない）を有しており、この端部から点灯装置に電気
接続するための配線（図示しない）が設けられている。

【００３７】導光板２について図１および図３を参照し
て説明する。

【００３８】図３の（ａ）は、導光板２の要部を示す上
面図、（ｂ）は、導光板２の要部を示す側面図である。

【００３９】導光板２は、図１に示すように透明なアク
リル樹脂で形成された平板状本体を有し、側端面に光入
射面２１、この光入射面２１に略直交する一面に光出射
面２２が形成されている。また、図３の（ａ）および
（ｂ）に示すように、導光板２の光出射面２２には複数
の凸部２３が形成されている。この凸部２３は、図３の
（ａ）に示すように所定の間隔ｌを設けて形成されてい
る。なお間隔ｌは２ｍｍであり、Ａは０．１５ｍｍ、Ｒ
は０．１２ｍｍである。

【００４０】多孔プレート４およびレンズプレート５に
ついて図２、図４および 図５を参照して説明する。

【００４１】図２は導光板２、多孔プレート４およびレ
ンズプレート５が設けられている状態を示す要部拡大断
面図である。

【００４２】図４の（ａ）は、多孔プレート４の要部を
示す上面図、（ｂ）は、多孔プレート４の要部を示す断
面側面図である。

【００４３】図５の（ａ）は、レンズプレート５の要部
を示す上面図、（ｂ）は、レンズプレート５の要部を示
す側面図である。

【００４４】多孔プレート４は、透光性を有するプラス
チック製材料からなり、図２および図４に示すように導
光板２の凸部２３に凹設されるような孔部４１が凸部に
対応する数だけ形成されている。

【００４５】また孔部４１は、図４の（ａ）に示すよう
に所定の間隔Ｘを設けて形成されている。なおＸ間隔は
２ｍｍである。

【００４６】孔部４１は、図４の（ｂ）に示すように多
孔プレート４の光出射方向側の方が導光板２側よりも大
きくなるように形成され、孔部４１の内面には高反射部
材であるアルミ箔４２が蒸着されている。さらにまた孔
部４１は、図４の（ａ）に示すように、導光板２側であ
る底部４３が略正四角形状に形成されており、光出射方
向側である上部４４は、底部４３が略中心となるような
略正四角形状に形成されている。なおＢは１．８６ｍ
ｍ、Ｃは０．９ｍｍ、Ｄは０．１４ｍｍ、θは３９度で
ある。

【００４７】レンズプレート５は、凸形に形成された凸
レンズ部５１が複数設けられている。この凸レンズ部５
１は、図２に示すように多孔プレート４の孔部４１直上
に凸形の中心５２が設けられるように形成されている。

【００４８】また凸レンズ部５１は、図５の（ａ）に示
すように所定の間隔Ｙを設けて形成されている。なおＹ
間隔は２ｍｍであり、図５の（ｂ）のＥは０．８８ｍ
ｍ、Ｆは０．５ｍｍである。

【００４９】また図２における矢印Ｐは、光入射面２１
から入射されてレンズプレート５から出射される光の一
例である。

【００５０】第一実施形態の作用について説明する。

【００５１】まず導光板２の光入射面２１に設けられた
光源３により、導光板２に光が入射され導光板２内部を
伝播する。そして、導光板２内部を伝播してきた光が導
光板２に設けられた凸部２３に達すると反射臨界角が小
さくなることにより、図２に示したように導光板２の光
出射面から光が出射される。

【００５２】導光板２の凸部２３から出射された光は、
凸部２３に凹設されるような多孔プレート４の孔部４１
内面に照射される。そして、孔部４１内面に照射された
光は、孔部４１が多孔プレート４の光出射方向側の方が
導光板２側より大きく形成され、かつ、孔部４１の内面
にアルミ箔４２が蒸着されていることにより、図１にお
けるバックライトユニットの光出射方向Ｚ側に全反射さ
れる。

【００５３】多孔プレート４から出射された光は、凸レ
ンズ部５１を有するレンズプレート５入射することによ
り光出射方向Ｚとより平行となるように屈折されてレン
ズプレート５から出射し、液晶表示手段６を照射する。

【００５４】第一実施形態は、導光板２に複数の凸部２
３が設けられれ、かつ、導光板２の凸部２３に凹設され
るような複数の孔部４１を有する多孔プレート４が設け
られることにより、光源３から入射される光りをバック
ライトユニットの光出射方向Ｚに多く出射することがで
きるので、液晶表示手段６の輝度を向上させることがで
きる。

【００５５】また孔部４１の光出射方向側が導光板２側
よりも大きくなるように形成されており、かつ、孔部４
１の内面に高反射部材であるアルミを蒸着させたことに
より、バックライトユニットの光出射方向Ｚに全反射さ
れるので、液晶表示手段６の輝度をより向上させること
ができる

【００５６】また多孔プレート４は、導光板２と凹設す
ることによって設けることができるので、輝度を向上さ
せることができる構成を容易に得ることができる。

【００５７】次に第二実施形態について図６を参照して
説明する。

【００５８】図６の（ａ）は、第二実施形である多孔プ
レート４０の要部を示す上面図、（ｂ）は同じく多孔プ
レート４０の要部を示す側面断面図であり、第一実施形
態と同一構成については同一符号を付してその説明は省
略する。

【００５９】多孔プレート７の孔部７１は、図４の
（ｂ）に示すように多孔プレート７の光出射方向側の方
が導光板２側よりも大きくなるように形成されており、
図４の（ａ）に示すように、導光板２側である底部７２
が略円形状に形成されており、光出射方向側である上部
７３は、底部７２が略中心となるような略円形状に形成
されている。

【００６０】第二実施形態は、第一実施形態と同様の効
果を有する。

【００６１】また第一実施形態および第二実施形態にお
いては凸部２３、孔部４１、７１、レンズプレートの凸
レンズ部５１が所定の間隔で形成されているが、それぞ
れの間隔は所望する特性を有するように間隔を変えて設
けることができる。

【００６２】また導光板２の凸部２３の変わりに凹部を
設け、多孔プレート４、７の孔部４１、７１が凹部に凸
設されるように形成されるような構成でもあってもよ
い。この場合においても第一実施形態および第二実施形
態と略同様の効果を有する。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の発明は、導光手段に複数の凸
部が設けられれ、かつ、導光手段の凸部に凹設されるよ
うな複数の孔部を有する多孔プレートが設けられること
により、光源から入射される光りをバックライトユニッ
トの光出射方向に多く出射することができるので、バッ
クライトユニットの輝度を向上させることができる。

【００６４】請求項２の発明は、導光手段に複数の凹部
が設けられれ、かつ、導光手段の凹部に凸設されるよう
な複数の孔部を有する多孔プレートが設けられることに
より、光源から入射される光りをバックライトユニット
の光出射方向に多く出射することができるので、バック
ライトユニットの輝度を向上させることができる。

【００６５】請求項３の発明は、多孔プレートの光出射
方向側にレンズプレートを設けたことにより、よりバッ
クライトユニットの光出射方向に出射される光りを多く
することができるので、バックライトユニットの輝度を
より向上させることができる。

【００６６】請求項４のバックライトユニットは、多孔
プレートの孔部が、多孔プレートの光出射方向側が導光
手段側よりも大きくなるように形成されていることによ
り、導光手段の凸部から出射され、孔部の内面に照射さ
れた光がよりバックライトユニットの光出射方向に対し
て平行となるようにより反射されやすくなるので、バッ
クライトユニットの輝度をさらに向上させることができ
る。

【００６７】請求項５のバックライトユニットは、多孔
プレートの孔部の内面に高反射部材を設けたことによ
り、導光手段の凸部から出射され、孔部の内面に照射さ
れた光が、よりバックライトユニットの光出射方向に対
して平行となるように出射されやすくなるので、バック
ライトユニットの輝度をさらに向上させることができ
る。

【００６８】請求項６の液晶表示装置は、請求項１ない
し５いずれか一記載の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態である液晶表示装置の一
部断面側面図。

【図２】同上、導光板、多孔プレートおよびレンズプレ
ートを示す拡大断面側面図。

【図３】同上、導光手段である導光板を説明する説明
図。

【図４】同上、多孔プレートを示す説明図。

【図５】同上、レンズプレートを示す説明図。

【図６】本発明の第二実施形態である液晶表示装置の多
孔プレートを示す説明図。

【符号の説明】

１…装置本体、 ２…導光手段である導光板、 ３…光源、 ４…多孔プレート、 ５…レンズプレート、 ６…液晶表示手段、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光出射面およびこの光出射面に略直交する
   端面に設けられた光入射面を有し、かつ、光出射面側に
   複数の凸部が設けられている導光手段と；導光手段の光
   入射面に設けられた光源と；導光手段の光出射面側に設
   けられ、かつ、導光手段の凸部に凹設されるような複数
   の孔部を有する多孔プレートと；を具備していることを
   特徴とするバックライトユニット。
2. 【請求項２】光出射面およびこの光出射面に略直交する
   端面に設けられた光入射面を有し、かつ、光出射面側に
   複数の凹部が設けられている導光手段と；導光手段の光
   入射面に設けられた光源と；導光手段の光出射面側に設
   けられ、かつ、導光手段の凹部に凸設されるような複数
   の孔部を有する多孔プレートと；を具備していることを
   特徴とするバックライトユニット。
3. 【請求項３】多孔プレートの光出射方向側にレンズプレ
   ートを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の
   バックライトユニット。
4. 【請求項４】多孔プレートの孔部は、多孔プレートの光
   出射方向側が導光手段側よりも大きくなるように形成さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一
   記載のバックライトユニット。
5. 【請求項５】多孔プレートの孔部の内面に高反射部材を
   設けたことを特徴とする請求項１または４いずれか一記
   載のバックライトユニット。
6. 【請求項６】請求項１または５いずれか一記載のバック
   ライトユニットと；バックライトユニットが設けられる
   装置本体と；バックライトユニットの光出射方向に設け
   られる液晶表示手段と；を具備することを特徴とする液
   晶表示装置。