(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャーシと、前記シャーシの表面に重ねられるエッジライト方式の導光板と、前記導光板の端面に配される光源と、前記導光板の保持部材とを備えたバックライト装置において、
前記保持部材は前記導光板の光出射面の周縁に対峙する保持面を備え、
前記保持面には前記導光板に接触する接触部と前記導光板に接触しない非接触部が形成され、
前記非接触部は前記接触部より大なる面積を有し、
前記接触部は前記保持面に前記導光板に向かって突出する凸部を前記光源の出射方向に直交する方向に複数並設して形成されることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記凸部は前記保持面に複数のプリズム形状を形成することで形成され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。
【請求項３】
前記プリズム形状同士の間隙は断面アーチ形の空間とされていることを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記凸部は前記保持面に小数形成された突起であ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。
【請求項５】
前記非接触部に鏡面反射コーティング層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記保持部材が液晶パネルを保持する液晶パネル台であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかのバックライト装置を液晶パネルに組み合わせた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示パネルのバックライト装置及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自ら発光することのない表示パネル、例えば液晶パネルには、通常、バックライト装置が組み合わせられる。液晶パネルに組み合わせられるバックライト装置の例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されたバックライト装置は、エッジライト方式の導光板と、線状光源の両端を保持するとともに線状光源を囲むランプハウスを備える。導光板の側面をランプハウスが挟み込むことにより、導光板は保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２２０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エッジライト方式の導光板を備えた従来のバックライト装置の一例を図１６から図１８に示す。液晶パネル１に組み合わせられるバックライト装置１０は組立の基礎として裏面シャーシ１１を有する。裏面シャーシ１１は平面形状矩形であり、板金のプレス加工または合成樹脂の射出成型で形成される。裏面シャーシ１１の上には反射シート１２と導光板１３が載置される。反射シート１２は導光板１３に入射した光のできるだけ多くの部分が液晶パネル１に向かうようにするためのものであり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の発泡体などからなる、反射率の高いものが用いられる。
【０００６】
反射シート１２も導光板１３も平面形状略矩形である。導光板１３は、位置決め等の目的で縁に切り欠きが設けられ、輪郭が不整になった矩形であることも多い。
【０００７】
導光板１３の端面には光源となる発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）１４が向き合わせられ、導光板１３はＬＥＤ１４からの出射光を端面から受け入れる。導光板１３の複数の端面に対しＬＥＤ１４が配置されることもある。導光板１３に入射した光は導光板１３の裏面に形成されたシボパターン（ドットパターン）で反射され、導光板１３の表面側の光出射面１３ａから出射する。その光が液晶パネル１を裏面から照射する。図１７及び図１８に示す通り、ＬＥＤ１４は複数のものが光源基板１５に所定間隔で１列に配置されている。なおＬＥＤに代え冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を光源とすることとしてもよい。
【０００８】
導光板１３から出射する光は、導光板１３の表面に重ねられる光学シート積層体１６を通じて液晶パネル１を照射する。図１６の構成例では、光学シート積層体１６は２層の光学シートにより構成される。２層の光学シートには、導光板１３に近い側から１６ａ、１６ｂの符号が付されている。光学シート１６ａ、１６ｂは、拡散シート、マイクロレンズシート、プリズムシート、偏光反射シート等である。光学シート１６ａ、１６ｂはサイズが等しく、端が上下に整列している。
【０００９】
裏面シャーシ１１や光源基板１５と共にバックライト装置１０の枠組みを構成するのが液晶パネル台１７である。この液晶パネル台１７が、導光板１３の光出射面１３ａの周囲を押さえ、導光板１３を固定する。すなわち液晶パネル台１７は導光板１３の保持部材として機能する。液晶パネル台１７は表面側で液晶パネル１を支持する。
【００１０】
導光板１３の材料としてはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：アクリル樹脂の一種）などが使用される。液晶パネル台１７の材料としてはＰＣ（ポリカーボネート）やＰＰ（ポリプロピレン）などが使用される。空気の屈折率を１．０とした場合、ＰＭＭＡの屈折率は１．４９、ＰＣの屈折率は１．５９、ＰＰの屈折率は１．４８である。
【００１１】
図１６の構成では、液晶パネル台１７と導光板１３との重なり部分において、両者の接触箇所は特定されておらず、重なり部分の全体で接触が起こり得る形になっている。この構成は次のような問題を引き起こす。
【００１２】
ＬＥＤ１４が発光すると、ＬＥＤ１４からの出射光が導光板１３の端面より導光板１３に入光する。入光した光が導光板１３とその外側の物質との界面に達したとき、前述した屈折率の差により全反射が生じ、全反射状態で光が導光板１３内を伝播して行くというのが理想の形である。
【００１３】
光の反射角θが臨界角を超えれば全反射となるが、超えなければ全反射とならず、拡散反射の現象が生じる。導光板１３の材料として屈折率１．４９のＰＭＭＡを使用した場合、外側の物質が屈折率１．０の空気層であれば臨界角４２°となる。外側の物質が屈折率１．５９のＰＣであれば臨界角は無い。外側の物質が屈折率１．４８のＰＰであれば臨界角は８３°となる。
【００１４】
空気層と導光板１３との界面に光が当たった場合は、臨界角が小さいので全反射しやすくなる。これに対し導光板１３に液晶パネル台１７が接触している箇所に光が当たると拡散反射となってしまう。図１６において、液晶パネル台１７と導光板１３の界面から発している破線矢印の束と、図１８に描かれた実線矢印の束は、いずれも拡散反射をイメージしたものである。
【００１５】
拡散反射では、光が四方八方に拡散し、一部は導光板１３の外に出射したり、光源基板１５の方向に戻ったりする。導光板１３の外に出射したり光源基板１５の方向に戻ったりした光が導光板１３に再入光すればよいが、多くの場合そうはならず、導光板１３の周囲の部材で多重反射して吸収される。これにより、光利用効率が低下する。
【００１６】
また、上記のような拡散反射が生じているバックライト装置１０を光出射面１３ａの側から見ると、液晶パネル台１７のエッジ付近より導光板１３の中心方向に光が出射している、すなわち光漏れが生じているとして認識される。光漏れが生じると、バックライト装置１０で照明される液晶パネル１の表示画面に不要な輝線が生じ、液晶パネル１の表示品位が悪化する。
【００１７】
本発明は上記の点を改善すべくなされたものであり、エッジライト方式の導光板と、それを保持する保持部材の間に生じる拡散反射を少なくし、光漏れを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、シャーシと、前記シャーシの表面に重ねられるエッジライト方式の導光板と、前記導光板の保持部材とを備えたバックライト装置において、前記保持部材は前記導光板の光出射面の周縁に対峙する保持面を備え、前記保持面には前記導光板に接触する接触部と前記導光板に接触しない非接触部が形成され、前記非接触部は前記接触部より大なる面積を有することを特徴としている。
【００１９】
上記構成のバックライト装置において、前記接触部は前記保持面に凸部を形成することで形成されることが好ましい。
【００２０】
上記構成のバックライト装置において、前記凸部は前記保持面の粗面化により形成されることが好ましい。
【００２１】
上記構成のバックライト装置において、前記凸部は前記保持面にレンチキュラーレンズ形状を形成することで形成されることが好ましい。
【００２２】
上記構成のバックライト装置において、前記凸部は前記保持面に複数のプリズム形状を形成することで形成されることが好ましい。
【００２３】
上記構成のバックライト装置において、前記プリズム形状同士の間隙は断面アーチ形の空間とされていることが好ましい。
【００２４】
上記構成のバックライト装置において、前記凸部は前記保持面に小数形成された突起であることが好ましい。
【００２５】
上記構成のバックライト装置において、前記非接触部に反射率向上処理が施されることが好ましい。
【００２６】
上記構成のバックライト装置において、前記反射率向上処理が鏡面反射コーティングであることが好ましい。
【００２７】
上記構成のバックライト装置において、前記保持部材が液晶パネルを保持する液晶パネル台であることが好ましい。
【００２８】
また本発明は、上記構成のバックライト装置を液晶パネルに組み合わせた液晶表示装置であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、導光板を保持する保持部材には、導光板の光出射面の周縁に対峙する保持面に、導光板に接触する接触部と、導光板に接触しない非接触部が形成され、非接触部は接触部より大なる面積を有することとされているから、接触部で生じる拡散反射よりも非接触部で生じる全反射の方が優勢となり、光漏れが発生する確率が低減する。光利用効率の低下も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】バックライト装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】バックライト装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係るバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図４】第１実施形態に係るバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図５】第１実施形態に係るバックライト装置の部分平面図である。
【図６】第２実施形態に係るバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図７】第２実施形態に係るバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図８】第３実施形態に係るバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図９】第３実施形態に係るバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図１０】第４実施形態に係るバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図１１】第４実施形態に係るバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図１２】第５実施形態に係るバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図１３】第５実施形態に係るバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図１４】第６実施形態に係るバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図１５】第６実施形態に係るバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図１６】従来のバックライト装置の部分構造を示す概略断面図である。
【図１７】従来のバックライト装置において、光源基板を正面から見る形の断面図である。
【図１８】従来のバックライト装置の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図１から図１５までの図面に基づき本発明に係るバックライト装置の第１実施形態から第６実施形態までを説明する。いずれの実施形態においても、図１６以下の従来のバックライト装置と機能的に共通する構成要素については図１６以下で用いた符号をそのまま付し、説明は省略するものとする。
【００３２】
図１には、バックライト装置１０のうち、裏面シャーシ１１、導光板１３、ＬＥＤ１４、及び光源基板１５が描かれている。光源基板１５は導光板１３の対向二辺に配置されている。ここでは導光板１３の対向２辺に光源基板１５を配置することとしたが、導光板１３の一辺のみに光源基板１５を配置する構成、導光板１３の三辺に対し光源基板１５を配置する構成、導光板１３の四辺に対し光源基板１５を配置する構成、のいずれの構成も可能である。
【００３３】
図２には、図１に表れた構成要素の他、反射シート１２、光学シート積層体１６、液晶パネル台１７、及び液晶パネル１が描かれている。液晶パネル台１７の材料は合成樹脂でも金属でもどちらでもよい。
【００３４】
バックライト装置１０の第１実施形態から第６実施形態までの全てにおいて、液晶パネル台１７が導光板１３の保持部材の役割を果たす。液晶パネル台１７は導光板１３の光出射面１３ａの周縁に対峙する保持面１７ａを備える（図３参照）。保持面１７ａは導光板１３の四辺に対し設けられ、導光板１３をその四辺で裏面シャーシ１１の方へ押すというのが基本的な構成であるが、これに限定されるものではない。導光板１３を確実に保持できるかぎり、導光板１３の三辺のみ、あるいは二辺のみに対し保持面１７ａを設ける構成であってもよい。
【００３５】
保持面１７ａに凸部が形成され、この凸部により保持面１７ａには導光板１３に接触する接触部と導光板１３に接触しない非接触部が形成され、非接触部は接触部よりも大なる面積を有することとなる、というのが本発明の眼目である。かかる凸部をどのように形成したかが各実施形態の特徴点である。
【００３６】
図３から図５に示す第１実施形態では、保持面１７ａが粗面化され、粗面に生じる凸部１７ｂが、導光板１３に対する接触部を形成する凸部となる。凸部１７ｂにより形成される接触部と、それ以外の保持面１７ａである非接触部は、非接触部の方が接触部よりも大なる面積を有することとなるようにされる。
【００３７】
凸部１７ｂが存在することにより、保持面１７ａの導光板１３に対する接触面積が減る。これにより、ＬＥＤ１４から出射して導光板１３に入光した光が保持面１７ａに当たる確率、すなわち拡散反射が生じる確率が低下する。これは全反射が乱される確率が低下するということであり、光利用効率の低下が抑制される。また、光漏れが低下するから、液晶パネル１の表示品位も向上する。図５の実線矢印の束は図１８の実線矢印の束よりも収束した形に描かれており、全反射が乱される確率が低下していることを象徴している。
【００３８】
図６及び図７に示す第２実施形態では、保持面１７ａにレンチキュラーレンズ形状１８が形成されている。個々のレンチキュラーレンズ形状１８の軸線は導光板１３の辺と直角に延びる。レンチキュラーレンズ形状１８が、導光板１３に対する接触部を形成する凸部となる。レンチキュラーレンズ形状１８により形成される接触部と、それ以外の保持面１７ａである非接触部は、非接触部の方が接触部よりも大なる面積を有することとなるようにされる。
【００３９】
レンチキュラーレンズ形状１８が存在することにより、保持面１７ａの導光板１３に対する接触面積が減る。これにより、ＬＥＤ１４から出射して導光板１３に入光した光が保持面１７ａに当たる確率、すなわち拡散反射が生じる確率が低下する。これは全反射が乱される確率が低下するということであり、光利用効率の低下が抑制される。また、光漏れが低下するから、液晶パネル１の表示品位も向上する。
【００４０】
保持面１７ａに当たる光はレンチキュラーレンズ形状１８の溝の傾斜面で反射されるため、導光板１３に再入光する際、吸収ロスを低減させて輝度を向上させることや、再入光方向の制御が容易である。
【００４１】
図８及び図９に示す第３実施形態では、保持面１７ａに複数のプリズム形状１９が形成されている。個々のプリズム形状１９は導光板１３の辺と直角に延びる三角柱となっており、そのプリズム形状１９が複数個、導光板１３の辺の方向に沿って隙間無く並ぶ。プリズム形状１９が、導光板１３に対する接触部を形成する凸部となる。プリズム形状１９により形成される接触部と、それ以外の保持面１７ａである非接触部は、非接触部の方が接触部よりも大なる面積を有することとなるようにされる。
【００４２】
プリズム形状１９が存在することにより、保持面１７ａの導光板１３に対する接触面積が減る。これにより、ＬＥＤ１４から出射して導光板１３に入光した光が保持面１７ａに当たる確率、すなわち拡散反射が生じる確率が低下する。これは全反射が乱される確率が低下するということであり、光利用効率の低下が抑制される。また、光漏れが低下するから、液晶パネル１の表示品位も向上する。
【００４３】
保持面１７ａに当たる光はプリズム形状１９の間の溝の傾斜面で反射されるため、導光板１３に再入光する際、吸収ロスを低減させて輝度を向上させることや、再入光方向の制御が容易である。
【００４４】
図１０及び図１１に示す第４実施形態は、保持面１７ａに複数のプリズム形状１９が形成されている点は第３実施形態と同じであるが、プリズム形状１９同士の間隙の形状が第３実施形態とは異なる。すなわち第４実施形態のプリズム形状１９は互いの間隔が広く、プリズム形状１９同士の間隙は断面アーチ形の空間２０とされている。第３実施形態と同じく、プリズム形状１９が、導光板１３に対する接触部を形成する凸部となる。プリズム形状１９により形成される接触部と、それ以外の保持面１７ａである非接触部は、非接触部の方が接触部よりも大なる面積を有することとなるようにされる。
【００４５】
プリズム形状１９が存在することにより、保持面１７ａの導光板１３に対する接触面積が減る。これにより、ＬＥＤ１４から出射して導光板１３に入光した光が保持面１７ａに当たる確率、すなわち拡散反射が生じる確率が低下する。これは全反射が乱される確率が低下するということであり、光利用効率の低下が抑制される。また、光漏れが低下するから、液晶パネル１の表示品位も向上する。
【００４６】
第４実施形態では、プリズム形状１９の間隔が広く、断面アーチ状の空間となっているため、液晶パネル台１７の体積が減り、軽量化を図ることができる。
【００４７】
図１２及び図１３に示す第５実施形態では、保持面１７ａに突起２１が小数形成されている。突起２１が、導光板１３に対する接触部を形成する凸部となる。ここでは突起２１は第３実施形態のプリズム形状１９と同様の形状とされており、それが導光板１３の辺の両端近傍に１個ずつ設けられている。この構成では、突起２１により形成される接触部と、それ以外の保持面１７ａである非接触部を比較した場合、非接触部の方が接触部よりもはるかに大きな面積を有することとなる。
【００４８】
突起２１が存在することにより、保持面１７ａの導光板１３に対する接触面積が減る。これにより、ＬＥＤ１４から出射して導光板１３に入光した光が保持面１７ａに当たる確率、すなわち拡散反射が生じる確率が低下する。これは全反射が乱される確率が低下するということであり、光利用効率の低下が抑制される。また、光漏れが低下するから、液晶パネル１の表示品位も向上する。
【００４９】
第５実施形態では、導光板１３に入光した光が液晶パネル台１７に当たる確率が第４実施形態よりもさらに低下し、光利用効率の低下の抑制や液晶パネル１の表示品位の向上といった効果を一層顕著に得ることができる。
【００５０】
図１４及び図１５に示す第６実施形態は、第５実施形態にさらに次の構成を加えたものである。すなわち、保持面１７ａの非接触部に反射率向上処理が施される。反射率向上処理は、例えば鏡面反射コーティング２２によって実現される。
【００５１】
保持面１７ａの非接触部に反射率向上処理を施すことで、第５実施形態よりもさらに拡散反射を抑制することができる。周辺部材が光を吸収することによるロスも少なくなる。そのため、光利用効率の低下を第５実施形態よりもさらに抑制することができる。
【００５２】
第６実施形態では保持面１７ａの全面に鏡面反射コーティング２２を施し、接触部か非接触部かに関係なく反射率を向上させているが、非接触部のみに鏡面反射コーティングを施す構成であっても勿論構わない。
【００５３】
第１から第６までの全ての実施形態において、液晶パネル台１７が導光板１３の保持部材の役割を果たすものとされたが、液晶パネル台１７以外の部材が導光板１３の保持部材となる構成であっても構わない。
【００５４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明はエッジライト方式のバックライトに広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１    液晶パネル
１０  バックライト装置
１１  裏面シャーシ
１２  反射シート
１３  導光板
１４  ＬＥＤ
１５  光源基板
１６  光学シート積層体
１７  液晶パネル台
１７ａ  保持面
１７ｂ  凸部
１８  レンチキュラーレンズ形状
１９  プリズム形状
２０  断面アーチ形の空間
２１  突起
２２  鏡面反射コーティング
【図１】
0005931512.tif 000002
【図２】
0005931512.tif 000003
【図３】
0005931512.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005931512.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005931512.tif 000008
【図８】
0005931512.tif 000009
【図９】
0005931512.tif 000010
【図１０】
0005931512.tif 000011
【図１１】
0005931512.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005931512.tif 000014
【図１４】
0005931512.tif 000015
【図１５】
0005931512.tif 000016
【図１６】
0005931512.tif 000017
【図１７】
0005931512.tif 000018
【図１８】
0005931512.tif 000019