JPH06230378A - 液晶表示素子のバックライト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部分によって明るさに差異がなく、しかも均
一照明が得られる薄型の液晶表示素子のバックライト装
置を提供することである。 【構成】 複数個のＬＥＤを一列に直列接続してなる樹
脂モールド化ＬＥＤランプ１０と、ランプ１０の発光側
に配置されたライトコンダクタ１１と、ランプ１０を取
付けたライトコンダクタ１１を収容するリフレクタ１２
とを備え、ライトコンダクタ１１の表面はシボ加工が施
されたシボ面１１ａであり、裏面には光の進行方向に延
伸する三角形断面の凹状光路１１ｂが形成されている。 【作用】 ＬＥＤランプ１０からの光は、凹状光路１１
ｂによってライトコンダクタ１１の隅々まで導かれると
共に、リフレクタ１２とシボ面１１ａによって拡散・放
射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照明光源を必要とする
液晶表示素子のバックライト装置、詳細には光源の光を
発光面に対して横方向（平行方向）から導くサイドライ
ト方式のバックライト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子（ＬＣＤ）のバックライト
装置は、電卓、デジタル時計、パーソナルコンピュー
タ、パーソナルワープロ等の各種機器に内蔵されたＬＣ
Ｄの照明光源として広く使用されている。このバックラ
イト装置として、複数個の発光素子〔例えば発光ダイオ
ード（ＬＥＤ〕を一定間隔を置いて接続してなる光源
と、光源の発光側に設けられたライトコンダクタ（導光
板）とを備えるサイドライト方式がある。サイドライト
方式のバックライト装置では、一般にライトコンダクタ
は、表面が発光面で、それ以外の面（裏面及び側面）が
反射面になっている。このようなバックライト装置で
は、光源からの光はライトコンダクタによって分散さ
れ、最終的に発光面から放射される。又、光をより効率
的に拡散させるために、発光面の内側にシボ（梨地）加
工を施したり、発光面の外側に透光性の拡散シートを貼
付したりする場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のようなバックライト装置では、ＬＥＤの光は光源に
近いほど明るく光源から遠くなるほど暗くなるという関
係があり、これを解決するために、リフレクタ（反射
板）等を用いて光を拡散させ、均一照明が得られるよう
工夫した装置も提供されているが、ライトコンダクタの
発光面の中央部と周辺部との明るさの差異（周辺部の方
が暗くなる欠点）は依然解消されていない。

【０００４】又、均一照明を得るための１つの方策とし
て、ＬＥＤの数を増やしたり、ＬＥＤの印加電圧を上げ
たりするなどして、照度を高めることも行われている
が、この場合、光源の発熱量が増加するばかりか、光源
の劣化が早まる。この他、ライトコンダクタやリフレク
タに仕切り板等を設けて、均一で鮮明な照度を得るため
の工夫もなされているが、いずれも構造が複雑になり、
光の透過率が著しく減少してしまう。

【０００５】更に、従来のバックライト装置では、厚さ
が２．５〜６．０ｍｍであり、特に厚さ２ｍｍ以下とす
ることは困難である。従って、本発明は、上記種々の問
題点に着目してなされたもので、部分によって明るさに
差異がなく、しかも均一照明が得られる薄型の液晶表示
素子のバックライト装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示素子のバックライト装置は、列状
に接続した複数個の発光素子からなる光源と、この光源
の発光側に設けられ、表面が発光面で、光源からの光を
導く平板状のライトコンダクタと、ライトコンダクタの
裏面に配置されたリフレクタとを備え、前記ライトコン
ダクタの表面をシボ面に加工し、裏面に光の進行方向に
延伸する多数の凹状光路を形成してなることを特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】光源から出射した光の大部分は、ライトコンダ
クタ内部に入射し、内部を方々に分散されながら進行す
る。又、光の一部は、ライトコンダクタの裏面に設けら
れた凹状光路を通過する過程で光路によって分光・拡散
され、更にリフレクタによって乱反射され、光分散が行
われる。ライトコンダクタの発光面に向かう直接光及び
分散反射光は、発光面を通過する際にシボ面によって最
終的に分散・放射される。

【０００８】つまり、本発明のバックライト装置におい
ては、凹状光路によって光がライトコンダクタの隅々ま
で満遍なく導かれることと、リフレクタの反射効果とシ
ボ面の拡散効果との相乗効果とにより、高輝度で発光ム
ラのない均一な照明光源が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のバックライト装置を実施例に
基づいて説明する。一実施例に係るバックライト装置
を、例えば液晶ディスプレイに液晶表示素子（ＬＣＤ）
用照明光源として組み込んだ分解斜視図を図１に、その
要部断面図を図２に示す。この例では、バックライト装
置１は適当な大きさの回路基板２上に実装され、バック
ライト装置１上に載置させて液晶装置３が回路基板２に
取付けられ、更に液晶装置３を覆うようにカバー４が回
路基板２に装着されている。

【００１０】バックライト装置１は、その詳細は後述す
るが、発光素子として複数個のＬＥＤが一列に直列接続
された樹脂モールド化ＬＥＤランプ（光源）１０と、こ
のＬＥＤランプ１０の発光側に設けられ、光の進行方向
に延伸する平板状のライトコンダクタ（導光板）１１
と、ライトコンダクタ１１の発光面以外の面（側面及び
裏面）を包囲するリフレクタ（反射板）１２とで構成さ
れ、ＬＥＤランプ１０は回路基板２の配線パターン（図
示せず）に接続されている。

【００１１】なお、液晶装置３は、ＬＣＤ３０を２枚の
偏光板３１，３２で挟持した構造になっており、ＬＣＤ
３０には回路基板２の配線パターンに接続するためのコ
ネクタ３３が取付けられている。この液晶装置３は、従
来通りのもので、本発明の要旨ではないから詳細は省略
する。バックライト装置１の平面図を図３の（ａ）に、
（ａ）の線Ａ−Ａにおける断面図を図３の（ｂ）に、分
解斜視図を図４に示す。ＬＥＤランプ１０は、前述した
ように複数個のＬＥＤを一列に直列接続して樹脂モール
ド化したもので、図面には特に示していないが、これは
例えばＬＥＤチップを実装したリードフレームを利用
し、リードフレームとＬＥＤチップをＡｕワイヤで接続
すると共に、隣接のリードフレーム同士をＡｕワイヤで
接続し、全体を樹脂モールドすればよい。

【００１２】このようなＬＥＤランプ１０は、この実施
例では、ライトコンダクタ１１の端部に嵌挿される（図
４参照）。ライトコンダクタ１１の発光面１１ａは、図
４に一部だけ示すように、シボ（梨地）加工が施された
シボ面になっており、このシボ面１１ａは、ライトコン
ダクタ１１によって導かれた光が最終的に発光面１１ａ
を通過する時に光を拡散する作用を行う。

【００１３】ライトコンダクタ１１の裏面（発光面の反
対側の面）には、ＬＥＤランプ１０の近傍からその対向
端部まで発光の進行方向に延びる多数の凹状光路１１ｂ
が形成されている。この実施例では、凹状光路１１ｂは
断面形状が三角形を呈するものであり（図６参照）、こ
の凹状光路１１ｂによってライトコンダクタ１１の裏面
は波状になっている。従って、凹状光路１１ｂとリフレ
クタ１２とにより、両者の間に間隙が形成され、この間
隙が実質的な光路となり、この光路１１ｂによって光が
ＬＥＤランプ１０からより遠くに安定して供給される。

【００１４】リフレクタ１２は、ＬＥＤランプ１０を取
付けたライトコンダクタ１１を収容する収容部１２ａを
有し、この収容部１２ａにライトコンダクタ１１が嵌め
込まれる。収容部１２ａの内面は反射面になっており、
ライトコンダクタ１１の側面及び裏面から出る光を反射
する。次に、上記のように構成したバックライト装置１
の作用について、図５（凹状光路１１ｂを縦断する断面
図）及び図６（凹状光路１１ｂを横断する断面図）を参
照して述べる。ＬＥＤランプ１０から出射された光の大
部分は、ライトコンダクタ１１の内部を進行しつつ、方
々に分散される。残りの光は、ライトコンダクタ１１の
裏面の光路１１ｂに進入し、波状の光路１１ｂにより分
光・拡散され、更にリフレクタ１２によって乱反射さ
れ、光分散が行われる。勿論、ライトコンダクタ１１を
通過してリフレクタ１２に達した光は、リフレクタ１２
によって反射される。そして、ライトコンダクタ１１の
発光面に進む直接光及び分散反射光は、発光面を通過す
る時にシボ面１１ａにより最終的に分散・放射される。

【００１５】このようにＬＥＤランプ１０からの光の一
部が凹状光路１１ｂによって有効発光面全体に隈なく行
き渡ることに加えて、リフレクタ１２の反射効果とシボ
面１１ａの拡散効果との相乗効果により、高輝度でムラ
の無い均一な発光が得られ、優れた照明光源が提供され
る。この結果、液晶装置３のＬＣＤ３０の全体に均一に
光が照射され、ＬＣＤ３０の部分によって明暗が生ずる
ような不都合が起こらなくなる。

【００１６】上記実施例では、ライトコンダクタ１１の
裏面に形成した凹状光路１１ｂの断面形状は、図７の
（ａ）に示すような三角形であるが、光路として機能す
る限りこれに限定されることはなく、図７の（ｂ）の円
形状、（ｃ）の六角形状、（ｄ）の四角形状などの断面
形状でもよい。なお、ライトコンダクタ１１の奥行き寸
法を大きくして、即ち凹状光路１１ｂの延伸方向の長さ
を長くして有効発光面積を増やすには、例えばライトコ
ンダクタ１１の両側にもＬＥＤランプを配すればよく、
こうすることで均一な発光を損なうことなく奥行きを６
５ｍｍ程度まで延ばすことが可能となる。

【００１７】また、上記実施例では、光源としてＬＥＤ
ランプを使用する場合について説明したが、本発明はこ
れに限ることなく、ＥＬ、白光ランプ等のほかの発光素
子を使用してもよいことはいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子のバックライト装
置は、以上説明したように構成されるため、下記の効果
を有する。 （１）ライトコンダクタの表面がシボ面で、裏面には凹
状光路が形成されているため、光源からの光が光路によ
って有効発光面全体に満遍なく届くと共に、リフレクタ
の反射効果とシボ面の拡散効果との相乗効果によって光
が効率良く分散・放射され、発光面の中央部と周辺部で
の明るさの差異は解消され、高輝度でムラの無い均一な
発光の照明光源が得られる。 （２）発光素子の数を増やしたり印加電圧を上げたりす
る必要がなく、またライトコンダクタやリフレクタに仕
切り板等を設ける必要もないので、光源の発熱量増加や
光源の劣化促進が起こらず、構造も単純で光の透過率の
著しい減衰現象もみられない。 （３）ライトコンダクタの凹状光路、ライトコンダクタ
のシボ面、及びリフレクタによって光を拡散放射させる
構造であるため、装置の薄型化が可能であり、厚さ２．
５ｍｍ（特に２．０ｍｍ）以下のものも実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るバックライト装置を照
明光源として組み込んだ液晶ディスプレイの分解斜視図
である。

【図２】図１に示す液晶ディスプレイの要部断面図であ
る。

【図３】一実施例に係るバックライト装置の平面図
（ａ）、及び（ａ）の線Ａ−Ａにおける断面図（ｂ）で
ある。

【図４】図３に示すバックライト装置の分解斜視図であ
る。

【図５】図３に示すバックライト装置の作用を説明する
ための図である。

【図６】図３に示すバックライト装置の作用を説明する
ための図である。

【図７】図３に示すバックライト装置におけるライトコ
ンダクタの凹状光路の形状を示す断面図（ａ）、及びそ
の変更例を示す断面図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子のバックライト装置 １０ ＬＥＤランプ（光源） １１ ライトコンダクタ １１ａ シボ面（発光面） １１ｂ 凹状光路 １２ リフレクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】列状に接続した複数個の発光素子からなる
   光源と、この光源の発光側に設けられ、表面が発光面
   で、光源からの光を導く平板状のライトコンダクタと、
   ライトコンダクタの裏面に配置されたリフレクタとを備
   え、前記ライトコンダクタの表面をシボ面に加工し、裏
   面に光の進行方向に延伸する多数の凹状光路を形成して
   なることを特徴とする液晶表示素子のバックライト装
   置。