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JP4155310B2 - バックライト装置と液晶表示装置および液晶表示装置を使用した電子機器 - Google Patents

バックライト装置と液晶表示装置および液晶表示装置を使用した電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、バックライト装置および該バックライト装置により透過型の液晶表示パネルの後面に照明光を付与される液晶表示装置ならびに液晶表示装置を使用した電子機器に関するものである。
携帯電話機等の液晶表示装置を有する電子機器に用いられるバックライト装置として、例えば図１３に示すものが知られている。このバックライト装置１０１は、
白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の光源１０２を直付けしたドライブ基板１０３と、白色の反射シート１０４と、導光板１０５と、拡散シート１０６と、２枚のプリズムシート１０７，１０８と、枠状のフレーム１０９と、を備えている。
前記枠状のフレーム１０９内には、前記２枚のプリズムシート１０７，１０８、
拡散シート１０６、導光板１０５、反射シート１０４が順に収納され、最後に前記ドライブ基板１０３が収納されて、前記枠状のフレーム１０９と前記ドライブ基板１０３がクリップ１１０で結合されて前記バックライト装置１０１が構成される。
前記光源１０２の発光面１０２ａと前記導光板１０５の入光面１０５ａは、対向させた状態で配置されていて、前記光源１０２の発光面１０２ａから出射された光は、前記入光面１０５ａから導光板１０５内に導かれるとともに、該導光板１０５内に導かれた光を前記拡散シート１０６および２枚のプリズムシート１０７，１０８で屈曲されて液晶表示パネル１１１の後面を照射する。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７５０３８号公報（段落００１３等）
ところで、上記従来のバックライト装置１０１は、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の光源１０２をドライブ基板１０３にリジットに直付けしているために、ドライブ基板１０３への光源１０２の実装精度公差、各部品の加工精度公差あるいは前記導光板１０５のフレーム１０９への組付け精度公差等によって、図１４に示すように、光源１０２と導光板１０５との間に不可避的に隙間δが発生する。
前記隙間δが発生すると、図１５に拡大して示すように、前記光源１０２の発光面１０２ａから発射された照射光の一部は、前記導光板１０５の入光面１０５ａに入射されずに所謂漏れ光Ｌとなって、光源１０２の発光効率を低下させる。
そこで、前記隙間δからの漏れ光Ｌによる発光効率の低下を防止するために、図１６に示すように、前記隙間δの上部に反射板として銀シート１１２を配置し、該銀シート１１２により前記漏れ光Ｌを前記導光板１０５の入光面１０５ａ側に戻すようにしたバックライト装置も開発されている。因みに、図１７は前記隙間δの大きさとバックライト装置の中央部の輝度との関係を測定したものであり、隙間δを横軸にとりバックライト装置の中央部の輝度を縦軸にとっている。実線１は銀シート１１２を配置した場合を示し、破線は銀シート１１２を配置しない場合を示す。実線の場合も破線の場合も隙間δが大きくなるに従ってバックライト装置の中央部の輝度は低下するが、銀シート１１２を配置した場合は、銀シート１１２を配置しない場合よりも輝度低下は小さい。なお、実線２は本発明のプリズムシートを反射板として使用した場合の効果を示す。
上述のように、前記隙間δの上部に反射シートとして銀シート１１２を配置し、該銀シート１１２により前記漏れ光を前記導光板１０５の入光面１０５ａ側に戻すようにすることは、光源１０２の発光効率を向上させる上で効果があるが、銀シート１１２を使用するため、そのぶん部品点数が増えるとともに、銀シート１１２を組付けるための組付け工数も増え、バックライト装置の構造の簡素化というニーズに逆行したものになる。このため、部品点数や組付け工数を増やすことなく漏れ光を導光板の入光面側に戻すことがこの種のバックライト装置の課題とされていた。
本発明の目的は、部品点数や組付け工数を増やすことなく、即ち銀シートを使用することなく、漏れ光を導光板の入光面側に戻すことのできるバックライト装置を提供することを目的に成されたものである。
本発明は、光源を直付けしたドライブ基板上に前記光源に対向させて導光板を配置し、前記光源から出射された光を前記導光板内に導くとともに、該導光板内に導かれた光を前記導光板上に重ねた拡散シートおよびプリズムシートで屈曲させて前記プリズムシートの前面から出射させるバックライト装置において、
前記プリズムシートは、表面に断面略三角形状の突起を多数平行に配置することにより断面鋸刃状に形成されていて、前記断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略直角方向に伸びるように配置された第１プリズムシートと、該第１プリズムシート上に重ねられていて断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略平行方向に伸びるように配置された第２プリズムシートと、で構成され、前記第１プリズムシートは、前記光源と前記導光板の間の隙間の上部を覆っているとともに、前記光源と前記導光板の間の隙間の真上に位置する部分よりも中央部側において前記複数の断面略三角形状の突起を横断するスリットを備えている。
本発明は、プリズムシートを、表面に断面略三角形状の突起を多数平行に配置することにより断面鋸刃状に形成されていて、前記断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略直角方向に伸びるように配置された第１プリズムシートと、該第１プリズムシート上に重ねられていて断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略平行方向に伸びるように配置された第２プリズムシートと、で構成し、前記第１プリズムシートで、前記光源と前記導光板の間の隙間の上部を覆うとともに、前記光源と前記導光板の間の隙間の真上に位置する部分よりも中央部側において前記複数の断面略三角形状の突起を横断するスリットを形成したので、
前記第１プリズムシートに入射された漏れ光のうち、前記バックライト用光源の発光面に反射されなかった漏れ光の一部が、前記複数の断面略三角形状の突起内を該突起の長さ方向に沿って移動することにより起こる所謂縞状の輝線が発生するのを、前記スリットによって防止する。
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は電子機器１としてのデジタルビデオカメラの斜視図であり、該電子機器１は、液晶表示装置２を備えている。
図２は、液晶表示装置２の分解斜視図であり、該液晶表示装置２は、筐体３と、該筐体３内に収容された液晶表示パネル４と、該液晶表示パネル４の後面に照明光を付与するバックライト装置５と、を備えている。
前記液晶表示パネル４は、画像が表示される表示面４ａと、その反対側に位置する後面４ｂと、を備えていて、該後面４ｂ側をバックライト装置５で照射して、照射光を透過させることにより前記表示面４ａに画像を表示する所謂透過型液晶表示器に構成されている。
図３は、前記バックライト装置４の分解斜視図であり、該バックライト装置５は、複数の光源６を直付けしたドライブ基板７と、該ドライブ基板７の上面側に反射シート８を介して配置された導光板９と、該導光板９の上面側に配置された拡散シート１０と、該拡散シート１０の上面側に配置された第１，第２プリズムシート１１，１２と、枠状のフレーム１３と、該枠状のフレーム１３内に前記第１，第２プリズムシート１１，１２、拡散シート１０、導光板９、反射シート８、ドライブ基板７を収納して係止するクリップ１４と、を備えている。
図４、図５に示すように、前記枠状のフレーム１３内に、第２プリズムシート１２と、第１プリズムシート１１と、拡散シート１０と、導光板９と、反射シート８と、前記ドライブ基板７を順に重ね合わせ、該ドライブ基板７に設けた複数の光源６を、前記枠状のフレーム１３の一側部に設けた光源収容部１５内に挿入し、前記光源６の発光面６ａと前記導光板９の入光面９ａとを対向させて、前記クリップ１４で挟むことにより、前記ドライブ基板７、反射シート８、導光板９、拡散シート１０、第１，第２プリズムシート１１，１２、枠状のフレーム１３は一体化（ユニット化）されて前記バックライト装置５が構成される。
図６は、前記液晶表示装置２の組み立てを示す分解斜視図である。組立に際しては、先ず筐体３内に液晶表示パネル４を組付ける。次に、前記液晶表示パネル４に重ね合わせるようにしてバックライト装置５を組付ける。バックライト装置５の組み付けに際しては、バックライト装置５のフレーム１３の一側部に突出形成した一対の係合突起１６を、前記筐体３の一側面に設けた一対の係合孔部１７に嵌合して位置決めした状態で前記液晶表示パネル４にバックライト装置５を重ね合わせると、前記筐体３に設けたネジ結合部１８と前記ドライブ基板８に設けたネジ結合部１９が互いに重なり合った状態になる。これらネジ結合部１８、１９をネジ２０で結合することにより、バックライト装置５は筐体３に位置決め固定される。
図７は、前記バックライト装置５の要部の断面図である。前記光源６の発光面６ａと前記導光板９の入光面９ａとの間には隙間δが存在する。この隙間δは、光源６をドライブ基板７にリジットに直付けする際に発生する実装精度公差あるいは各部品の加工精度公差等を吸収して、前記光源６の発光面６ａと前記導光板９の入光面９ａを対向させて組付けるために必要不可欠のものである。そして、前記隙間δの上部を、第１プリズムシート１１の延長部２３で覆って、前記光源６からの漏れ光を反射させて前記導光板９の入光面９ａ側に反射させて戻す。
次に、バックライト装置５を構成する光源６、ドライブ基板７、反射シート８、導光板９等の各部品について図３等を参照して簡単に説明する。
前記光源６は、複数の白色発光ダイオード（ＬＥＤ）により直方体形状のチップ部品として構成され、前記ドライブ基板７の上面側に突出させた状態でマウントされている。
前記ドライブ基板７は、上面側に前記光源６をマウントし、下面側に光源駆動回路等をマウントしている。前記ドライブ基板７は、ガラスエポキシ樹脂等により形成されている。
前記反射シート８は、白色で反射効率のよい樹脂シートで構成されている。
前記導光板９は、入光面９ａから入射された前記光源６の光を内部で拡散し、反射シート８で反射されるなどして光出射面９ｂから照明光として出射する。前記導光板９は、透明のアクリル樹脂等により形成されている。
前記拡散シート１０は、前記導光板９からの照明光を文字通り拡散させるものであり、透明なアクリル樹脂の基材の中に、該基材とは屈折率の異なる透明で微小な粒子を分散させて混入することにより形成されている。そして、前記導光板９の光出射面９ｂからの照明光を主として前方（図３の上方）、即ち第１，第２プリズムシート１１，１２側に向けて散乱させる。
前記第１，第２プリズムシート１１，１２は、表面に断面略三角形状の突起２１を多数平行に設けることにより断面鋸刃状に形成されている。
前記第１プリズムシート１１は、前記断面略三角形状の突起２１の稜線（頂部）２２が前記光源６の発光面６ａに対して略垂直方向に伸びるように前記拡散シート１０上に配置されている。
前記第２プリズムシート１２は、前記断面略三角形状の突起２１の稜線（頂部）２２が前記光源６の発光面６ａに対して平行方向に伸びるように前記第１プリズムシート１１上に配置されている。
前記第１プリズムシート１１の長さＬ１は、前記第２プリズムシート１２や拡散シート１０の長さＬ２よりも長めに形成されている。そして、図７に示すように、前記第１プリズムシート１１の一端部１１ａは、前記第２プリズムシート１２の一端部１２ａや拡散シート１０の一端部１０ａよりも前記光源６側に延びて該延長部２３で前記隙間δの上部を覆っている。
次に、前記バックライト装置５の作用について説明する。図７に示すように、前記光源６の発光面６ａからの光Ｌは前記入光面９ａから導光板９に向けて出射される。前述したように前記光源６の発光面６ａと前記導光板９の入光面９ａとの間には隙間δが存在するので前記光源６から出射された光の一部は、所謂漏れ光Ｌとして斜め上方の前記入光面９ａ上部から外れた位置に向かって出射されるが、前述したように、前記隙間δの上部は、前記第１プリズムシート１１の延長部２３で塞がれた状態になっている。従って、前記漏れ光Ｌは、前記第１プリズムシート１１の延長部２３で反射されて前記導光板９の入光面９ａに入射され、前記漏れ光による光源６の発光効率の低下を、図１７に実線２で示すように、従来の銀シートを使用した実線１で示す場合と略同じ効果で抑制する。
特に、前記第１プリズムシート１１は、前記断面略三角形状の突起２１の稜線２２が前記バックライト用光源６の発光面６ａに対して略直角方向（略垂直方向）に伸びるように配置したので、図８に示すように、前記延長部２３の下面２３ａから前記第１プリズムシート１１内に侵入した漏れ光Ｌは、前記断面略三角形状の突起２１の第１の傾斜面２１ａの内面および第２の傾斜面２１ｂの内面で反射して、前記導光板９の入光面９ａに効果的に入射させることができる。また、重ね合わせた２枚のプリズムシートのうち、導光板９に近い位置にある第１プリズムシート１１に延長部２３を設けたので、導光板９から遠い位置にある第２プリズムシート１２に延長部２３を設けて漏れ光を反射させる場合に較べて反射効率を高めることができる。
図９は、バックライト装置５の他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、前記第１プリズムシート１１に前記複数の断面略三角形状の突起２１を分断するスリット（切り欠き開口部）２４を形成した。前記スリット２４は、前記光源６と前記導光板９の間の隙間δの真上に位置する部分よりも中央部側で、且つバックライト装置５の均一発光エリア２５である前記フレーム１３の窓枠１３ａよりも外側に設けられる。
前記スリット２４は、前記延長部２３に入射された漏れ光のうち、前記バックライト用光源６の発光面６ａに反射されなかった漏れ光の一部が、前記複数の断面略三角形状の突起２１内を該突起２１の長さ方向に沿って移動することにより起こる所謂縞状の輝線の発生を防止するためのものであり、図１０に示すように複数の孔で構成してもよい。又は、図１１に示すように一本の長孔状に形成してもよい。或いは、図１２に示すように、前記長孔の一端側を除去した形状に形成することにより、スリット２４を形成し易いものにしてもよい。他の構成は基本となる実施の形態と同じであるので重複する説明は省略する。なお、上記実施の形態においては、液晶表示装置２を備えた電子機器１としてデジタルビデオカメラを示したが、電子機器１は、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ゲーム機、電子辞書などの各種の電子機器であってもよい。
電子機器の斜視図。 液晶表示装置の分解斜視図。 バックライト装置の分解斜視図。 バックライト装置の組付け程図。 バックライト装置の組付け工程図。 筐体へのバックライト装置の組付けを示す説明図。 バックライト装置の要部の断面図。 Ａは第１プリズムシートの作用を示す斜視図、ＢはＡの正面図、ＣはＡの側面図。 バックライト装置の他の実施の形態の断面図。 プリズムシートの変形例の斜視図。 プリズムシートの変形例の斜視図。 プリズムシートの変形例の一部破断斜視図。 従来例の斜視図。 従来例の断面図。 従来例の問題点を示す説明図。 他の従来例の断面図。 光源の発光面と導光板の入光面の間の隙間と輝度の関係を示す特性図。
符号の説明
１…電子機器、２…液晶表示装置、３…筐体、４…液晶表示パネル、５…バックライト装置、６…光源、６ａ…発光面６ａ、７…ドライブ基板、８…反射シート、９…導光板、９ａ…入光面、１０…拡散シート、１１…第１プリズムシート、１２…第２プリズムシート、１３…枠状のフレーム、１４…クリップ、２１…突起、２２…稜線、２３…延長部、２４…スリット（切り欠き開口部）。

Claims (4)

  1. 光源を直付けしたドライブ基板上に前記光源に対向させて導光板を配置し、前記光源から出射された光を前記導光板内に導くとともに、該導光板内に導かれた光を前記導光板上に重ねた拡散シートおよびプリズムシートで屈曲させて前記プリズムシートの前面から出射させるバックライト装置において、
    前記プリズムシートは、表面に断面略三角形状の突起を多数平行に配置することにより断面鋸刃状に形成されていて、前記断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略直角方向に伸びるように配置された第１プリズムシートと、該第１プリズムシート上に重ねられていて断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略平行方向に伸びるように配置された第２プリズムシートと、で構成され、
    前記第１プリズムシートは、前記光源と前記導光板の間の隙間の上部を覆っているとともに、前記光源と前記導光板の間の隙間の真上に位置する部分よりも中央部側において前記複数の断面略三角形状の突起を横断するスリットを備えていることを特徴とするバックライト装置。
  2. 前記第１プリズムシートは、前記第２プリズムシートよりも前記導光板側に配置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装置。
  3. 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面に照明光を付与するバックライト装置と、を備え、前記バックライト装置は、光源を直付けしたドライブ基板上に前記光源に導光板を対向させて配置し、前記光源から出射された光を前記導光板内に導くとともに、該導光板内に導き入れた光を前記導光板上に重ねた拡散シートおよびプリズムシートで屈曲させて前記液晶表示パネルの後面に向けて出射させる液晶表示装置において、
    前記プリズムシートは、表面に断面略三角形状の突起を多数平行に配置することにより断面鋸刃状に形成されていて、前記断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略直角方向に伸びるように配置された第１プリズムシートと、該第１プリズムシート上に重ねられていて断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略平行方向に伸びるように配置された第２プリズムシートと、で構成され、
    前記第１プリズムシートは、前記光源と前記導光板の間の隙間の上部を覆っているとともに、前記光源と前記導光板の間の隙間の真上に位置する部分よりも中央部側において前記複数の断面略三角形状の突起を横断するスリットを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの後面に照明光を付与するバックライト装置と、からなる液晶表示装置を備え、前記バックライト装置は、光源を直付けしたドライブ基板上に前記光源に導光板を対向させて配置し、前記光源から出射された光を前記導光板内に導くとともに、該導光板内に導かれた光を前記導光板上に重ねた拡散シートおよびプリズムシートで屈曲させて前記プリズムシートの前面から前記液晶表示パネルの後面に向けて出射させる電子機器において、
    前記プリズムシートは、表面に断面略三角形状の突起を多数平行に配置することにより断面鋸刃状に形成されていて、前記断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略直角方向に伸びるように配置された第１プリズムシートと、該第１プリズムシート上に重ねられていて断面略三角形状の突起の稜線が前記光源の発光面に対して略平行方向に伸びるように配置された第２プリズムシートと、で構成され、
    前記第１プリズムシートは、前記光源と前記導光板の間の隙間の上部を覆っているとともに、前記光源と前記導光板の間の隙間の真上に位置する部分よりも中央部側において前記複数の断面略三角形状の突起を横断するスリットを備えていることを特徴とする電子機器。
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