(57)【要約】【課題】  光源が設けられた箇所から離れた部分でも出射面積が小さい導光板を重ねた構造とすることにより、導光板の出射面全体から均一に光が出射される液晶表示装置および照明装置を提供すること。【解決手段】  液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、プリズムシート３と、内部に入射した光を出射面から出射し液晶表示パネル２に供給する導光板４１および導光板４１内部に入射する光を発光する光源４２から成る導光板ユニットが、３段構成されている段階式導光板ユニット４００と、反射板５とを備えている。第１、第２の導光板ユニット４ａ、４ｂにおいて、それぞれから出射される光のうち弱まり暗くなる部分が生じても、第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃから出射される光により補強されるため、表示画面が見やすくなる。【選択図】図１
2006301082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を液晶表示する液晶表示パネルと、
内部に入射した光を出射面から前記液晶表示パネルに出射する第１の導光板と、
前記第１の導光板の背面側に構成された当該背面全体よりも出射面積が小さい第２の導光板と、
前記第１および第２の導光板の背部に設けられた反射板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第１の導光板は、当該背面全体よりも出射面積が小さい前記第２の導光板を背面上の前記光源から離れた箇所に備えて構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記光源は、前記第１および第２の導光板の対向する両側部のそれぞれに設けられ、
前記第２の導光板は、前記第１の導光板の背面側中央に構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
内部に入射した光を出射面から出射する第１の導光板と、
前記第１の導光板の背面側に構成された当該背面全体よりも出射面積が小さい第２の導光板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源により発光された光が導光板に入射し、導光板の出射面から出射する液晶表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピュータ等においてユーザーがキーボードやマウス等の操作手段を操作したり、アプリケーション等のプログラムが実行されてハードディスクやＣＤ−ＲＯＭに格納された画像情報に基づいて生成された画像を液晶表示する液晶表示装置においては、光源が発光した光が導光板内部に入射されこの入射された光が導光板内部を反射し、また、導光板背面側に設けられた反射板を反射して導光板出射面から出射された光が、画像情報に基づいて生成された画像を表示する液晶表示パネルに供給されて、画像がユーザーに視認できるようになっていた。また、例えば、液晶表示パネルに光源が発光した光をより多く供給してユーザーがより画像を見易くするようにした液晶表示装置として、導光板の裏面に光源から遠ざかるに従って溝深さが漸減する第１の微細溝および溝深さが漸減しその後溝が切り上がり突起に変形する第２の微細溝が形成され集光機能が向上し導光板の出射面から出射される光の輝度がアップしたものが特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７１８７１号公報（第４−８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来の液晶表示装置では、光源が導光板の側部やコーナー部に設けられているため、光源周辺の箇所には発光された光が多く行き届き、光源から離れた箇所には光が届きにくくなるため、光源から離れた箇所は光源周辺と比較して光が弱くなることとなり、暗くなっていた。特許文献１に記載された液晶表示装置において、例え集光機能が向上し出射面から出射される光全体の輝度がアップしたとしても、光源から離れた箇所は光源周辺と比較して光が弱く暗くなることは改善されないため、光全体の輝度にムラが生じることとなっていた。液晶表示装置の表示画面の光の輝度にムラが生じると、ユーザーは表示画面に表示された画像の一部が見えにくくなったり、その部分をよく見ようとして目を凝らすため目の疲労が生じ易くなるという問題があった。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源が設けられた箇所から離れた部分でも出射面積が小さい導光板を重ねた構造とすることにより、導光板の出射面全体から均一に光が出射されるようにした液晶表示装置および照明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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、画像を液晶表示する液晶表示パネルと、
内部に入射した光を出射面から前記液晶表示パネルに出射する第１の導光板と、
前記第１の導光板の背面側に構成された当該背面全体よりも出射面積が小さい第２の導光板と、
前記第１および第２の導光板の背部に設けられた反射板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、を備えたことを特徴とするようにした。
【０００６】
このような発明においては、内部に入射した光を出射面から液晶表示パネルに出射する導光板の出射面から均一に光が出射されなくても、第１の導光板の背面側に重ねて構成された第２の導光板により出射される光が補強されるため、第１、第２の導光板全体から出射される光では光が弱く暗くなる箇所が無くなり、第１、第２の導光板の出射面全体から均一に光が出射され液晶表示パネルに供給される。
【０００７】
また、上述の液晶表示装置において、前記第１の導光板は、当該背面全体よりも出射面積が小さい前記第２の導光板を背面上の前記光源から離れた箇所に備えて構成されていても良い。
【０００８】
このような発明によれば、第１の導光板の背面側に備えた第２の導光板により、光源から離れて光が弱く暗くなっている箇所で出射される光が補強されるため、より効果的に光を補強することができ、導光板全体から出射される光では光が弱く暗くなる箇所が無くなり、導光板の出射面全体から均一に光が出射され液晶表示パネルに供給される。
【０００９】
また、上述の液晶表示装置において、前記光源は、前記第１および第２の導光板の対向する両側部のそれぞれに設けられ、
前記第２の導光板は、前記第１の導光板の背面側中央に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、光源を導光板の対向する両側部に設けた場合に、第１の導光板の出射面から出射される光が、第１の導光板の背面側中央に備えた第２の導光板により、光源からの光が最も弱まる中央部分で出射される光が補強されるため、更に効果的に光を補強することができ、第１、第２の導光板の出射面全体から均一に光が出射され液晶表示パネルに供給される。
【００１１】
また、本発明に係る照明装置は、内部に入射した光を出射面から出射する第１の導光板と、
前記第１の導光板の背面側に構成された当該背面全体よりも出射面積が小さい第２の導光板と、
前記導光板内部に入射する光を発光する光源と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
このような発明によれば、上述の第１および第２の導光板を用いて照明装置を実現することもでき、第１、第２の導光板の出射面全体から均一に光が出射されることにより、光にムラが無く照明対象を均一に照明することが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明の液晶表示装置および照明装置は、光源が設けられた箇所から離れた部分でも出射面積が小さい導光板を重ねた構造とすることにより、導光板の出射面全体から均一に光が出射されるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（構成）
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る液晶表示装置１の構成を示す説明図、図２は、液晶表示装置１の構成を示す断面図である。本発明に係る液晶表示装置１は、図示しない情報処理装置本体のＣＰＵがハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等に格納された画像情報に基づいて生成された画像を液晶により表示する液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の背面側に取り付けられたプリズムシート３と、内部に入射した光を出射面から液晶表示パネル２に出射する導光板および導光板内部に入射する光を発光する光源から成る導光板ユニットが、背面側に当該背面全体よりも出射面積が小さい導光板ユニットを複数段重ねて構成されている段階式導光板ユニット４００と、段階式導光板ユニット４００の背部に設けられた反射板５とを備えている。
【００１５】
液晶表示パネル２は、ＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板、これらの両基板の間に位置した液晶により構成されている。そして、液晶を微小面積単位に精密に制御して画像を液晶表示する機能を有する。プリズムシート３は、光制御材として用いられ視野角を向上させる機能を有する。
【００１６】
段階式導光板ユニット４００は、プリズムシート３を介して液晶表示パネル２の背面側に取り付けられている。また、図３に示すように、出射面積が液晶表示パネル２の背面に対応した平面形状を有する導光板４１ａおよび導光板４１ａの対向する両側部に設けられた光源４２ａから成る第１の導光板ユニット４ａと、第１の導光板ユニット４ａの背面側に重ねて構成された第１の導光板ユニット４ａの背面全体よりも出射面積が小さい第２の導光板ユニット４ｂと、第２の導光板ユニット４ｂの背面側に重ねて構成された第２の導光板ユニット４ｂの背面全体よりも出射面積が小さい第３の導光板ユニット４ｃとを備えている。第２の導光板ユニット４ｂは、第１の導光板ユニット４ａと同様の構成を有しており、第１の導光板ユニット４ａの背面全体よりも出射面積が小さい導光板４１ｂと、導光板４１ｂの対向する両側部に設けられた光源４２ｂとから成っている。第３の導光板ユニット４ｃも同様に、第２の導光板ユニット４ｂの背面全体よりも出射面積が小さい導光板４１ｃと、導光板４１ｃの対向する両側部に設けられた光源４２ｃとから成っている。
【００１７】
第２の導光板ユニット４ｂは、第１の導光板ユニット４ａの背面側において光源４２ａから離れた箇所、即ち導光板４１ａの両側部に設けられた光源４２ａから発行された光が最も届きにくく弱い箇所である背面側中央に導光板４１ｂの出射面が第１の導光板ユニット４ａの背面に密接するように構成されている。第３の導光板ユニット４ｃも同様に、第２の導光板ユニット４ｂの背面側において光源４２ｂから離れた箇所、即ち背面側中央に導光板４１ｃの出射面が第２の導光板ユニット４ｂの背面に密接するように構成されている。
【００１８】
導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、透明な厚板状のアクリル等の素材から成る液晶表示パネル２の平面形状に一致する長方形等の矩形状板部材であり、側部から入射した光が導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃ内部を透過して反射板５を反射し出射面、即ち正面から出射するようになっている。
【００１９】
光源４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、光を発光するＬＥＤや半導体レーザ、電球等の光源であり、発光した光が導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃの側部から内部に入射するように発光部分が導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃの側部に対向するようにして取り付けられている。また、第２の導光板ユニット４ｂ、第３の導光板ユニット４ｃの対向する両側部に取り付けられた各光源４２ｂ、４２ｃは、それらの上面、即ち第２の導光板ユニット４ｂ、第３の導光板ユニット４ｃの背面との接触面に、白色の顔料が塗布される、または、アルミニウム等の金属を蒸着したフィルム等が貼り付けられており、光反射性に優れたものとなっている。
【００２０】
反射板５は、段階式導光板ユニット４００の背部に対応した形状を有しており、３段階の平面領域が形成されるように成形されている。第３の導光板ユニット４ｃの背面に接触する平面領域およびその平面領域の周囲に設けられ第３の導光板ユニット４ｃの側面の側壁を囲む壁面と、この壁面の周囲に形成された第２の導光板ユニット４ｂの背面のうち第３の導光板ユニット４ｃの範囲外側部分に接触する平面領域およびその平面領域の周囲に設けられ第２の導光板ユニット４ｂの側面の側壁を囲む壁面と、この壁面の周囲に形成された第１の導光板ユニット４ｂの背面のうち第２の導光板ユニット４ｂの範囲外側部分に対応した平面領域とを備えて構成されている。
【００２１】
そして、各平面領域は、白色の顔料が塗布され光反射性が優れており、または、アルミニウム等の光反射性に優れた金属を蒸着したフィルム等により構成されている。導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃ内部に入射した光を反射させて出射面、即ち正面から出射させるようになっている。
【００２２】
以上のような構成を有する液晶表示装置１は、図示しないケーシングにより図１、図２に示す構成状態のまま一体的に形成されて、実際の液晶表示装置１が実現される。
【００２３】
（作用）
続いて本発明に係る液晶表示装置の作用について詳細に説明する。まず、ユーザーが液晶表示装置１に接続された図示しない情報処理装置本体のマウスやキーボード等の操作手段を操作し、情報処理装置に内蔵されたＣＰＵがプログラム等に基づいて画像表示処理を実行し、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等に格納された画像情報に基づいて画像を生成し、液晶表示装置１に表示させると液晶表示パネル２に液晶により画像が表示される。すると、段階式導光板ユニット４００の各光源４２ａ、４２ｂ、４２ｃが発光し、この発光した光が各導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃに入射して反射板５または光源４２ｂ、４２ｃの上面を反射し、各導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出射面から出射されて出段階式導光板ユニット４００の導光板の出射面全体から光が出射される。そして、プリズムシート３を介して液晶表示パネル２が背面側から照明され、ユーザーが液晶表示装置１に表示された画像を見ることができるようになる。
【００２４】
このとき、段階式導光板ユニット４００において、第１の導光板ユニット４ａの導光板４１ａの出射面から出射した光は液晶表示パネル２の画像の表示領域の大部分を背面側から照明するが、光源４２ａから最も離れた箇所、即ち中央部分では光が届きにくくなっており光が弱く暗くなっている。しかし、この光が弱く暗くなっている中央部分は、第１の導光板ユニット４ａの背面側に重ねられて構成された第２の導光板ユニット４ｂの導光板４１ｂの出射面から出射された光により補強され弱められることが無い。
【００２５】
また、同様に第２の導光板ユニット４ｂの導光板４１ｂの出射面から出射した光も中央部分では光が届きにくくなっており光が弱く暗くなっているが、第２の導光板ユニット４ｂの背面側に重ねられて構成された第３の導光板ユニット４ｃの導光板４１ｃの出射面から出射された光により補強され弱められることが無い。
【００２６】
従って、第１の導光板ユニット４ａ、第２の導光板ユニット４ｂから出射される光が、それぞれ第２の導光板ユニット４ｂ、第３の導光板ユニット４ｃから出射される光により補強されて光が弱まり暗くなっている部分が無くなり、結果として段階式導光板ユニット４００自体の第１乃至第３の導光板ユニット４ａ、４ｂ、４ｃに含まれる導光板４１ａ、４１ｂ、４１ｃの出射面全体から出射される光が均一となる。
【００２７】
（効果）
このように、第１の導光板ユニット４ａ、第２の導光板ユニット４ｂにおいて、それぞれから出射される光のうち弱まり暗くなる部分が生じても、第２の導光板ユニット４ｂ、第３の導光板ユニット４ｃから出射される光により補強されるため、光が弱まり暗くなる部分が無くなることになる。このため、段階式導光板ユニット４００全体から出射される光が均一となり、ユーザーに対して液晶表示装置１の表示画面から見えにくくなる部分が無くなり、表示画面が見やすくなる。また、目を凝らす負担が無くなって目の疲労が生じ易くなることが解消される。
【００２８】
（他の実施の形態）
上述の実施の形態においては、導光板ユニットを複数段重ねて構成されている段階式導光板ユニット４００の具体例として、第１乃至第３の導光板ユニットを重ねた３段構成としたが、これに限られず２段又は４段以上の構成等としても良い。
【００２９】
上述の実施の形態においては、第１、第２の導光板ユニット４ａ、４ｂの背面の中央部分の１箇所のみに第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃを構成したが、これに限られず、光源４２ａ、４２ｂにより発光する光が弱く暗くなっている箇所が２箇所以上ある場合には第１、第２の導光板ユニット４ａ、４ｂの背面の２箇所以上に第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃを構成しても良い。このような構成により、光が弱く暗くなっている箇所が２箇所以上ある場合でも効果的に補強されて段階式導光板ユニット４００全体から出射される光を均一とすることができる。
【００３０】
上述の実施の形態においては、第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃの平面形状を、第１の導光板ユニット４ａと同様の出射面積が液晶表示パネル２の背面に対応したものとしたが、これに限られず、第１、第２の導光板ユニット４ａ、４ｂの背面の光が弱く暗くなっている箇所の領域の形状に応じた平面形状としても良い。このような構成とすることにより、光が弱く暗くなっている箇所のみを適切且つ効果的に光を補強することができ、第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃの平面形状のうち無駄な部分を省いて、第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃ等の製造コストの低減を図ることができる。
【００３１】
また、図４に示すように、第１乃至第３の導光板ユニット４０ａ、４０ｂ、４０ｃにおいて、それらに含まれる導光板４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃの両側部のうち一方の側部のみに光源４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃを設けた構成とした場合には、第１、第２の導光板ユニット４０ａ、４０ｂに対して他方の側部側に第２、第３の導光板ユニット４０ｂ、４０ｃを構成することとしても良い。第１乃至第３の導光板ユニット４０ａ、４０ｂ、４０ｃにおいて、４隅のコーナー部のうち１箇所のコーナー部のみに光源４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃを設けた構成とした場合には、第１、第２の導光板ユニット４０ａ、４０ｂに対してそれらの背面の対角線上に対向するコーナー部に第２、第３の導光板ユニット４０ｂ、４０ｃを構成することとしても良い。このような構成により、光が弱く暗くなっている部分が効果的に補強され、段階式導光板ユニット５００全体から均一に光が出射され液晶表示パネル２に供給される。
【００３２】
反射板５は、第２、第３の導光板ユニット４ｂ、４ｃの側部の側壁を囲む壁面を有していたがこれを除いた各平面領域だけで構成されていても良い。
【００３３】
上述の実施の形態においては、第１乃至第３の導光板ユニット４ａ、４ｂ、４ｃを重ね３段構成として液晶表示装置1に用いたが、これに限られずこれらの３段構成の第１乃至第３の導光板ユニット４ａ、４ｂ、４ｃを用いて、これらの前面を覆うカバー等を備えることにより照明装置を構成することも可能である。本明細書では、この照明装置を広く捉えるものとし、照明装置の例としては、室内灯、街灯等のみでなく信号機、サインボード、案内板、広告板等をも広く含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、光源により発光された光が導光板に入射し、導光板の出射面から出射する液晶表示装置および照明装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の段階式導光板ユニットの構成を示す説明図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の他の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  液晶表示装置
２  液晶表示パネル
３  プリズムシート
４ａ、４ｂ、４ｃ、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  導光板ユニット
５  反射板
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ  導光板
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ  光源
４００、５００  段階式導光板ユニット
【図１】
2006301082.tif 000003
【図２】
2006301082.tif 000004
【図３】
2006301082.tif 000005
【図４】
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