(57)【要約】【課題】液晶表示パネルとの間の位置合わせが不要であり、液晶表示パネルを保護することができる導光板及びそれを用いた液晶表示装置を提供すること。【解決手段】液晶表示装置は、導光板１１及び光源１２を含む面発光装置であるフロントライトと、その一方の主面側に取り付けられた液晶表示パネル１３とから主に構成されている。導光板１１は、液晶表示パネル１３側の主面１１ａの法線方向に延在する保持部としての係止部１１ｄを有する。この係止部１１ｄは、その先端に係止爪１１ｅが形成されており、液晶表示パネル１３を抱え込むように保持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板であって、前記一対の主面の一方の主面が複数のプリズムを有しており、前記一対の主面の他方の主面が平坦面であり、前記一方の主面の法線方向に延在する保持部を有することを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記プリズムのそれぞれは、前記端面から相対的に近い比較的緩やかな第１の面と、前記端面から相対的に遠い比較的急な第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間に位置する第３の面とを有し、前記第２の面と前記第３の面との間のなす角が鋭角であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の前記プリズムを有する主面と対向するように配置され、前記保持部により保持された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示装置、主に液晶表示装置の照明手段として、液晶表示パネルを照明する面発光装置、例えばフロントライトが知られている。従来のフロントライトは、通常、光源と、この光源からの光を液晶表示パネルに出射する導光板とから主に構成される。
【０００３】
図５は、従来の液晶表示装置の構成を示す図である。図５に示す液晶表示装置は、液晶表示パネル４と、その上に配置されたフロントライトと、フロントライトの導光板上に配置されたカバー５とから構成されている。フロントライトは、導光板１を有している。この導光板１は、平板形状を有しており、互いに対向する一対の主面及び互いに対向する一対の端面を有し、一方の主面（観察者に近い主面）には複数のプリズム１ａが形成されている。一対の端面の一方の端面近傍にはバー導光体３が配置されており、このバー導光体３の一方の端部に光源２が配置されている。
【０００４】
このフロントライトにおいては、光源２からの光が導光板１の端面から入射し、導光板１内部を伝搬する。導光板１内でプリズム１ａに反射した光は、図中の矢印に示すように、液晶表示パネル４側に向けられ、液晶表示パネル４で反射して、導光板１及びカバー５を透過して観察者側に向けられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０９３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５に示すフロントライト及び液晶表示パネル４は、それぞれ別々に作製され、その後モジュール化されてセット製品となる。このため、モジュール化する工程においては、フロントライトと液晶表示パネル４との間の位置合わせ工程が必要となる。また、両者をモジュール化する際に液晶表示パネル４側のガラス割れが発生したり、両者間に異物が侵入するという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネルとの間の位置合わせが不要であり、液晶表示パネルを保護することができる導光板及びそれを用いた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】
【０００８】
本発明の導光板は、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板であって、前記一対の主面の一方の主面が複数のプリズムを有しており、前記一対の主面の他方の主面が平坦面であり、前記一方の主面の法線方向に延在する保持部を有することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、液晶表示パネルと組み合わせたときに、導光板に対する液晶表示パネルの位置合わせを特別な作業を行うことなしに容易に行うことができる。また、導光板の保持部で荷重や衝撃などを吸収することができるので、液晶表示パネルを保護することができる。
【００１０】
本発明の導光板においては、前記プリズムのそれぞれは、前記端面から相対的に近い比較的緩やかな第１の面と、前記端面から相対的に遠い比較的急な第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間に位置する第３の面とを有し、前記第２の面と前記第３の面との間のなす角が鋭角であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、プリズムを有する主面が液晶表示パネルと対向しており、導光板のプリズムを有する主面と反対の主面が平坦面である。このため、導光板のプリズムを保護するカバーが不要となると共に、導光板の平坦な主面上に必要に応じて光学素子を容易に配置することが可能となる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、上記導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の前記プリズムを有する主面と対向するように配置され、前記保持部により保持された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、導光板と液晶表示パネルとが一体化されているので、全体としての剛性が高くなり、強度が向上する。すなわち、液晶表示パネルに加わる荷重を小さくすることができるので、液晶表示パネルの基板の割れなどを防止することができる。また、導光板の保持部で液晶表示パネルをガイドしながら保持するので、液晶表示パネルを導光板に取り付ける際に、特別な作業を行うことなしに液晶表示パネルが導光板に対して位置合わせされる。さらに、液晶表示パネルと導光板とが一体化されるので、両者の間への異物の侵入を防止することができ、防水・防塵構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板であって、前記一対の主面の一方の主面が複数のプリズムを有しており、前記一対の主面の他方の主面が平坦面であり、前記一方の主面の法線方向に延在する保持部を有するので、液晶表示パネルと組み合わせる際に、液晶表示パネルとの間の位置合わせが不要であり、液晶表示パネルを保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１に示す液晶表示装置の側面図であり、図３は、図１に示す液晶表示装置のIII−III線に沿う断面図である。図１から図３に示す液晶表示装置は、導光板１１及び光源１２を含む面発光装置であるフロントライトと、その一方の主面側（図１において下面側）に取り付けられた液晶表示パネル１３とから主に構成されている。
【００１６】
フロントライトは、図２に示すように、互いに対向する一対の主面１１ａ，１１ｂを有する略平板状の透明の導光板１１と、その端面１１ｃに沿って配設された光源１２とから主に構成されている。光源１２は、例えば端面１１ｃに沿って配設された長尺状のバー導光体と、このバー導光体の端面近傍に配置された発光素子であるＬＥＤとを含む。すなわち、本実施の形態に係るフロントライトでは、導光板１１の端面１１ｃが導光板の光入射面を構成している。
【００１７】
フロントライトの導光板１１は、図２及び図３に示すように、液晶表示パネル１３上に配置され、光源１２からの光が光出射面から液晶表示パネル１３に出射される。導光板１１は、透明樹脂材料、例えばアクリル樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂などで構成されており、射出成形などにより作製される。
【００１８】
導光板１１の液晶表示パネル１３側の主面（図２において下側の主面、光出射面）１１ａには、図２に示すように、複数のプリズム１４が形成されている。個々のプリズム１４は、図４に示すように、端面１１ｃから相対的に近い比較的緩やかな第１の面（緩斜面）１４ａと、端面１１ｃから相対的に遠い比較的急な第２の面（急斜面）１４ｂと、第１の面と第２の面との間に位置する第３の面（平坦面）１４ｃとを有し、第２の面と第３の面との間のなす角θ2が鋭角である。したがって、複数のプリズム１４は、図２に示すように、断面略鋸刃状になっている。
【００１９】
図４は、図２に示すフロントライトの導光状態を説明するための部分断面図である。図４に示すように、光出射面１１ｂに形成されたプリズム１４は、上述したように光出射面１１ａの水平基準面ｚに対して傾斜して形成された一対の斜面により構成されており、端面１１ｃから相対的に近い緩斜面１４ａと、端面１１ｃから相対的に遠い急斜面１４ｂと、緩斜面１４ａと急斜面１４ｂとの間に位置する平坦面１４ｃとを有し、急斜面１４ｂと平坦面１４ｃとの間のなす角（傾斜角）θ2が鋭角である。また、緩斜面１４ａは、光出射面１１ａの水平基準面ｚに対して傾斜角θ1で形成されている。
【００２０】
本発明においては、前記なす角θ2は、端面１１ｃから入射した光が急斜面１４ｂで反射し、その反射光が平坦面１４ｃから外界に出射するような角度であることが好ましい。また、プリズム１４のピッチＰ（プリズム１４の頂部Ｘの間隔又は頂部Ｙの間隔）は、導光板の光出射面１１ａ内で一定であり、プリズム１４の高さｈ（水平基準面ｚとプリズム１４の頂部Ｙとの間の距離）は、光出射面１１ａ内で光源から離れるにしたがって大きくなるように変化する。なお、プリズム１４のピッチＰは、必ずしも光出射面１１ａ内で一定である必要はなく、光出射面１１ａ内で適宜変更しても良い。また、プリズム１４の高さｈは、必ずしも光出射面１１ａ内で変化する必要はなく、光出射面１１ａ内で一定であっても良い。また、光出射面１１ａ内でそれぞれのプリズム１４の傾斜角θ1及びθ2を適宜変更しても良い。その他、図４に示すプリズム１４に関しては本出願人の出願である特願２００４−１５０２８６号に記述されている。この内容はすべてここに含めておく。
【００２１】
導光板１１は、液晶表示パネル１３側の主面１１ａの法線方向に延在する保持部としての係止部１１ｄを有する。すなわち、この係止部１１ｄは、図１に示すように、導光板１１の側面に複数個設けられており、主面１１ａを越えて主面１１ａの法線方向（図２において下方）に突出して延びている。この係止部１１ｄは、その先端に係止爪１１ｅが形成されており、液晶表示パネル１３を抱え込むように保持する。すなわち、係止部１１ｄで囲まれた領域に液晶表示パネル１３を押し込んだ際に係止部１１ｄが外側に撓み、液晶表示パネル１３が前記領域に入り込んだ際に係止爪１３ｅが液晶表示パネル１３を係止する。このように導光板１１に保持部（ここでは係止部１３ｄ）を設けることにより、液晶表示パネル１３と組み合わせたときに、導光板１１に対する液晶表示パネル１３の位置合わせを特別な作業を行うことなしに容易に行うことができる。また、導光板１１の保持部で荷重や衝撃などを吸収することができるので、液晶表示パネル１３を保護することができる。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、係止部１１ｄが６個形成されている場合について説明しているが、本発明においては、係止部１１ｄの数については特に制限はない。また、本実施の形態においては、保持部が係止部１１ｄである場合について説明しているが、本発明においては、導光板１１が液晶表示パネル１３を抱え込むように保持できれば、他の構成であっても良い。すなわち、保持部については、上記のようにして液晶表示パネル１３を確実に保持できるように、液晶表示パネル１３のサイズを考慮して、その数や形成位置、構成などが適宜設定される。
【００２３】
この保持部は、導光板１１を作製する際に一体に形成される。例えば、射出成形などにより導光板１１に保持部を容易に形成することができる。なお、導光板１１に一体に保持部を形成しても光学的な問題は生じない。すなわち、フロントライトにおいては、それぞれの光線を制御するように設計されるので、保持部が形成された際にこの保持部から光の漏洩が起こらないような設計をすることにより光学的な問題を回避することが可能である。
【００２４】
液晶表示パネル１３は、互いに対向して配置された上基板１３ｂと下基板１３ａとを備え、上基板１３ｂと下基板１３ａとの間には液晶層（図示せず）が挟持されている。この液晶層は、上基板１３ｂ及び下基板１３ａの内側の周縁部に沿って設けられたシール材（図示せず）により封止されている。なお、液晶表示パネル１３には、液晶層を駆動制御するための電極、配向膜、及び電極をスイッチングするための半導体素子、反射層、必要に応じてカラー表示のためのカラーフィルタが含まれる。
【００２５】
液晶表示パネル１３の上基板１３ｂは、導光板１１の領域から延在しており（図２において左側に延在）、その一方の主面側（図２において上表面）には、光源１２が配設されており、他方の主面側（図２において下表面）には、ＩＣ１６が実装されている。このドライバーＩＣ１６は、液晶駆動のために液晶表示パネル１３の電極と電気的に接続されている。光源１２は、導光板１１の端面１１ｃに沿って配設される。また、液晶表示パネル１３の上基板１３ｂと導光板の主面１１ａとの間には、スペーサ１５が配置されている。このスペーサ１５により導光板１１のプリズム１４側の主面１１ａと液晶表示パネル１３の上基板１３ｂとの間のがたつきを防止することができる。
【００２６】
上記構成の導光板１１と液晶表示パネル１３とをモジュール化する場合、導光板１１の係止部１１ｄで囲まれた領域に、上基板１３ｂがプリズム１４に対向するようにして液晶表示パネル１３を押し込む。このとき、液晶表示パネル１３が係止爪１３ｅに当接して係止爪１３ｅを押し広げるので、係止部１１ｄが外側に撓む。さらに、液晶表示パネル１３を押し込んで液晶表示パネル１３が係止爪１３ｅよりもプリズム１４側に入り込むと、係止部１３ｄがその弾性により元の位置に戻る。このとき、係止爪１３ｅが液晶表示パネル１３を係止する。また、上基板１３ｂと導光板１１との間には、スペーサ１５が配設される。このようにして、導光板１１に液晶表示パネル１３が保持されて一体化される。
【００２７】
上記構成を有する液晶表示装置においては、観察者はこの導光板１１を通して液晶表示パネル１３の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗い所では、フロントライトの光源１２を点灯させる。この光源１２から出射された光は、導光板１１の端面１１ｃから導光板１１の内部へ導入され、導光板１１の内部を伝搬して、導光板１１の光出射面（図中の下面）１１ａから液晶表示パネル１３へ向けて出射される。このように液晶表示パネル１３を照明することにより、暗い所でも観察者が導光板１１を通して液晶表示パネル１３の表示を視認できるようになっている。
【００２８】
上記液晶表示装置は、導光板１１と液晶表示パネル１３とが一体化されているので、全体としての剛性が高くなり、強度が向上する。すなわち、導光板１３の平坦面１１ｂ側から荷重が加わっても、導光板１１の保持部である係止部１１ｄで荷重を吸収することができる。その結果、液晶表示パネル１３に加わる荷重を小さくすることができ、液晶表示パネル１３の基板の割れなどを防止することができる。また、導光板１１の保持部（ここでは係止部１３ｄ）で液晶表示パネル１３をガイドしながら保持するので、液晶表示パネル１３を導光板１１に取り付ける際に、特別な作業を行うことなしに液晶表示パネル１３が導光板１１に対して位置合わせされる。さらに、液晶表示パネル１３と導光板１１とが一体化されるので、両者の間への異物の侵入を防止することができ、防水・防塵構造を実現することができる。
【００２９】
さらに、プリズム１４を有する光出射面１１ａが液晶表示パネル１３と対向しており、導光板１１のプリズム１４を有する光出射面１１ａとは反対の主面１１ｂが平坦面である。このため、図５に示すような導光板１１のプリズム１４を保護するカバーが不要となると共に、導光板１１の主面１１ｂ上に必要に応じて光学素子を容易に配置することが可能となる。
【００３０】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において、導光板のような光学部品は、板状体に限定されず、適宜フィルム状体、シート状体に変更して実施しても良い。また、上記実施の形態においては、光源が発光素子であるＬＥＤとバー導光体とで構成されている場合について説明しているが、本発明においては光源がＬＥＤとバー導光体以外のもので構成されていても良い。また、上記実施の形態においては、液晶表示装置が反射型液晶表示装置である場合について説明しているが、本発明は半透過型液晶表示装置にも同様に適用することができる。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の側面図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２に示すフロントライトの導光状態を説明するための部分断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１  導光板
１１ａ，１１ｂ  主面
１１ｃ  端面
１１ｄ  係止部
１１ｅ  係止爪
１２  光源
１３  液晶表示パネル
１３ａ  下基板
１３ｂ  上基板
１４  プリズム
１４ａ  緩斜面
１４ｂ  急斜面
１４ｃ  平坦面
１５  スペーサ
１６  ドライバーＩＣ
【図１】
2006323061.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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