(57)【要約】【課題】より表示品質を向上させたサイドライト方式の液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、光源（１４１）と、光源から発せられた光を入射面から取り入れ、面状の光として出射面から出射する導光板（１２１）と、光源の光の出射方向に垂直な面を有し、光源の少なくとも周囲に配置された板状部材（１３１）と、導光板の出射面上から板状部材までを、光を反射する材料により覆う反射部材（１２８）と、を備える。【選択図】図２
2015108752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発せられた光を入射面から取り入れ、面状の光として出射面から出射する導光板と、
前記光源の光の出射方向に垂直な面を有し、前記光源の少なくとも周囲に配置された板状部材と、
前記導光板の前記出射面上から前記板状部材までを、光を反射する材料により覆う反射部材と、を備える液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記反射部材は、断面をＬ字型とし、前記板状部材の面と接着されている、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記光源から光が照射される領域は、前記導光板の平面視において、
前記光源から前記光源の光の出射方向に延びる領域と重なる光源正面領域と、
前記光源正面領域以外の領域である光源間領域と、を有し、
前記反射部材と前記導光板とは、前記光源間領域においてのみ接着される、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
液晶組成物の配向により光の透過を制御する液晶パネルを更に備え、
前記導光板の側面視において、前記導光板上の前記反射部材の端から前記液晶パネルの表示領域までを最短で結ぶ直線と前記導光板の前記出射面との角度αは２６°以下である、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
前記光源を電気的に制御する光源制御基板を更に備え、
前記板状部材は、前記導光板及び前記光源制御基板を保持するフレームであり、
前記フレームは、前記入射面に対向する面であるフレーム前面の前記光源が配置される位置に孔を有し、
前記光源制御基板は、前記フレーム前面の裏面側から、前記孔の内部に前記光源が配置されるように前記フレームに設置される、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液晶表示装置であって、
前記フレームの前記孔は、前記導光板光学系に向かって広がるテーパー形状である、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項５に記載の液晶表示装置であって、
前記光源制御基板の前記光源が配置された面とは反対側の面には、前記光源から発せられた熱を放熱するヒートシンクを更に備え、
前記フレームは、前記光源から発せられた熱が放熱されるように、前記光源制御基板の光源が配置された面に接触している、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置であって、
前記光源制御基板及び前記フレーム、並びに前記光源制御基板及びヒートシンクは、それぞれガラスフィラーを含む樹脂を介して接触している、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項５に記載の液晶表示装置であって、
前記フレームの前記フレーム前面には、反射シートが配置されている、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
前記板状部材は、前記光源を電気的に制御する光源制御基板である、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、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報通信端末やテレビ受像機の表示装置として、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、２つの基板の間に封じ込められた液晶組成物の配向を電界の変化により変え、２つの基板と液晶組成物を通過する光の透過度合いを制御することにより画像を表示させる装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、光源にはバックライトと呼ばれる照明装置を使用するのが一般的である。バックライトの照明の方式としては、主に、液晶表示面の裏側に光源を有する直下ライト方式と、側方から照らした光を反射させて液晶表示面を照らすサイドライト方式とが知られている。近年の携帯電話等の移動通信端末装置等に用いられる液晶表示装置では、小型化・省電力化が求められることから、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源とするサイドライト方式が用いられるようになってきている。
【０００４】
特許文献１は、サイドライト方式の液晶表示装置において、ＬＥＤの発光により発生した熱を放熱する放熱板について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１６４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
サイドライト方式の液晶表示装置においては、導光板の側面の入光面から光を入射させて、上面である出射面から表示パネル側に面状の光を出射させている。この際、ＬＥＤと導光板の入光面との間には少なからず隙間が生じるため、その隙間からの光漏れがある。図９は、サイドライト方式の液晶表示装置の光源付近の断面について示しており、光漏れの様子について示されている。この図に示されるように、フレーム９３１に取付けられた光源制御基板９４３の光源であるＬＥＤ９４１から出射される光の大部分は、ＬＥＤ９４１に対向する位置に配置された導光板９２１に入射され、導光板９２１の下に配置された反射シート９２２で反射されることにより、表示パネル９１１に面状の光として出射される。しかしながら、ＬＥＤ９４１から出射された光の一部は、矢印に示されるように導光板９２１より上方に出射され、反射を繰返すことにより、導光板９２１上に載置されている光学シート９２３等に入り、表示パネル９１１に照射される光に輝線等を発生させ、表示品質に影響を与える恐れがある。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、より表示品質を向上させたサイドライト方式の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】
本発明の液晶表示装置は、光源と、前記光源から発せられた光を入射面から取り入れ、面状の光として出射面から出射する導光板と、前記光源の光の出射方向に垂直な面を有し、前記光源の少なくとも周囲に配置された板状部材と、前記導光板の前記出射面上から前記板状部材までを、光を反射する材料により覆う反射部材と、を備える。
【０００９】
また、本発明の液晶表示装置において、前記反射部材は、断面をＬ字型とし、前記板状部材の面と接着されていてもよい。
【００１０】
また、本発明の液晶表示装置において、前記光源から光が照射される領域は、前記導光板の平面視において、前記光源から前記光源の光の出射方向に延びる領域と重なる光源正面領域と、前記光源正面領域以外の領域である光源間領域と、を有し、前記反射部材と前記導光板とは、前記光源間領域においてのみ接着される、こととしてもよい。
【００１１】
また、本発明の液晶表示装置において、液晶組成物の配向により光の透過を制御する液晶パネルを更に備え、前記導光板の側面視において、前記導光板上の前記反射部材の端から前記液晶パネルの表示領域までを最短で結ぶ直線と前記導光板の前記出射面との角度αは２６°以下である、こととしてもよい。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置において、前記光源を電気的に制御する光源制御基板を更に備え、前記板状部材は、前記導光板及び前記光源制御基板を保持するフレームであり、前記フレームは、前記入射面に対向する面であるフレーム前面の前記光源が配置される位置に孔を有し、前記光源制御基板は、前記フレーム前面の裏面側から、前記孔の内部に前記光源が配置されるように前記フレームに設置されることとしてもよい。
【００１３】
また、本発明の液晶表示装置において、前記フレームの前記孔は、前記導光板光学系に向かって広がるテーパー形状としてもよい。
【００１４】
また、本発明の液晶表示装置において、前記光源制御基板の前記光源が配置された面とは反対側の面には、前記光源から発せられた熱を放熱するヒートシンクを更に備え、前記フレームは、前記光源から発せられた熱が放熱されるように、前記光源制御基板の光源が配置された面に接触していてもよい。この場合には、前記光源制御基板及び前記フレーム、並びに前記光源制御基板及びヒートシンクは、それぞれガラスフィラーを含む樹脂を介して接触していてもよい。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置において、前記フレームの前記フレーム前面には、反射シートが配置されていてもよい。
【００１６】
また、本発明の液晶表示装置において、前記板状部材は、前記光源を電気的に制御する光源制御基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置について概略的に示す図である。
【図２】図１の液晶モジュールの光源付近における光学部材の配置について概略的に示す断面図である。
【図３】下フレーム、光源及び導光板の配置について示す斜視図である。
【図４】図３に反射部材を配置した場合の斜視図である。
【図５】導光板、液晶パネル及び反射部材の配置について概略的に示す側面図である。
【図６】導光板と下フレームとの間に配置される反射部材を平面視で概略的に示す図である。
【図７】下フレームの孔の断面形状が異なる例について示す図である。
【図８】下フレームが異なる形状である例について示す図である。
【図９】従来のサイドライト方式の液晶表示装置の光源付近の断面について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１００について概略的に示す図である。この図に示されるように、液晶表示装置１００は、２つの基板の間に封止された液晶の配向により光の透過を制御する液晶モジュール１１０と、液晶モジュール１１０を固定するフレーム１３０とにより構成されている。ここで、フレーム１３０は、表示面側の上フレーム１３２とその反対側の下フレーム１３１とを有している。なお、本実施形態では、上フレーム１３２及び下フレーム１３１を別体としたが、一体的に構成されたフレーム１３０であってもよい。
【００２０】
図２は、図１の液晶モジュール１１０の光源であるＬＥＤ１４１付近における光学部材の配置について概略的に示す断面図である。この図に示されるように、光源であるＬＥＤ１４１は、ＬＥＤ１４１の動作を制御する回路が形成された光源制御基板１４３上に載置されており、その光源制御基板１４３の背面には、ＬＥＤ１４１で発生した熱を放熱するためのヒートシンク１３６が取付けられている。また、ヒートシンク１３６は、液晶パネル１１１を載置するための樹脂パネル１１５と共にネジ１３８により、下フレーム１３１に固定されている。下フレーム１３１と光源制御基板１４３とは、下フレーム１３１の孔１３５にＬＥＤ１４１が入るように、固定用基板１５２を用いてネジ１５３及び１５４により固定されている。下フレーム１３１上には、クッションゴム１２６を介して反射シート１２２が載置され、その上に導光板１２１がＬＥＤ１４１と同じ高さとなるように載置される。導光板１２１上には、プリズムシートや拡散シートからなる光学シート１２３が載置される。下フレーム１３１は、ＬＥＤ１４１の少なくとも周囲に配置され、ＬＥＤ１４１の光の出射方向に垂直な面を有する板状部材であり、下フレーム１３１と導光板１２１との間には、漏れ光を反射するために、導光板１２１の入光面１２５に近い出射面上から下フレーム１３１までを覆い、断面をＬ字形状とする反射部材１２８が配置されている。
【００２１】
このような構成とすることにより、ＬＥＤ１４１から出射された光の大部分は、導光板１２１の入光面１２５から導光板１２１内に入り、上下面での反射を繰り返し、液晶パネル１１１側の出射面から面状の光として出射される。ここで、ＬＥＤ１４１から出射された光は、孔１３５の内壁面で反射すると、面状の出射光の均一性、つまり表示品質に影響を与えてしまう恐れがあるため、板厚は、孔１３５の内壁面で反射しないように設計されている。つまり、板厚は、ＬＥＤ１４１の高さ又は出射光の広がり角度に合わせて定められる。また、上述の構成では、下フレーム１３１の孔１３５にＬＥＤ１４１を配置しているため、下フレーム１３１をより導光板１２１に近づけることができ、表示領域の周囲に形成される額縁領域をより小さくすることができる。また、導光板１２１の入光面１２５にＬＥＤ１４１から直接入らない光を減らし、輝線の発生等を抑制することができ、結果として表示品質を高めることができる。また、下フレーム１３１が、光源制御基板１４３を覆うようなＵ字型の形状ではないため、より薄型にすることができる。
【００２２】
また、下フレーム１３１と導光板１２１との間には僅かながら隙間が生じるが、反射部材１２８は、この図の矢印に示されるように、ＬＥＤ１４１から出射された光のうち、導光板１２１の入光面１２５に向わずに入光面１２５より上方向う光を反射して、導光板１２１の入光面１２５に向わせる。これにより、反射部材１２８がない場合に、導光板１２１の入光面１２５より上方に出射されて、光学シート２１３等から液晶パネル１１１に出射されて輝線等の原因となる光を導光板１２１に入射させることができるため、表示品質を向上させることができる。また、従前漏れ光となっていた光を利用するため、光の利用効率を向上させると共に、表示領域の中央付近の輝度を向上させ、導光板１２１の外周近くの輝度ムラを抑制するため、輝度分布を改善し、表示品質を向上させることができる。
【００２３】
光源制御基板１４３は、ＬＥＤ１４１で発生する熱の放熱性を高めるため、下フレーム１３１の面と接触されると共に、裏面において、ヒートシンク１３６に接触される。特に本実施形態では、光源制御基板１４３と下フレーム１３１との間、及び光源制御基板１４３とヒートシンク１３６との間のそれぞれに熱伝導性部材１４８及び１４９を挟み、熱伝導性を高めている。ここで、熱伝導性部材１４９は、例えばガラスフィラーを含む樹脂とすることができる。一方でこのような熱伝導性部材１４９を用いない構成であってもよい。更に、導光板１２１の入光面１２５から出射してしまった光を導光板１２１内に戻すために、下フレーム１３１の入光面１２５に対向する面であるフレーム前面１３７には、反射シート１２９が設置されている。これにより、光の利用効率を向上させ、更に導光板１２１の出射面における輝度分布を改善することができる。
【００２４】
一方、本実施形態における下フレーム１３１は、図９のフレーム９３１の形状よりも折り曲げ数が少なく形状が単純化されていることから、金型費用等を含む加工費用を抑えることができると共に、不良加工品の発生数を低減させ、歩留まりを向上させることができる。また、光源であるＬＥＤ１４１は、フレーム１３０を外すことなく交換可能となるため、修理や製造時の不良に対しても、より容易に対応することができる。更に、下フレーム１３１に伝わった熱は、図９のフレーム９３１のようなＵ字型の形状でなく、一度折り曲げられただけの形状であるため、よりＬＥＤ１４１から離れた位置に熱を伝え放熱させることができる。更に、ヒートシンク１３６は光源制御基板１４３の裏面に直接又は熱伝導性部材１４９を介するのみで取付けられているため、効率よく放熱することができる。したがって、本実施形態の構成では、ＬＥＤ１４１からより多くの方向に熱を伝えることができると共に、伝えられた熱も効率よく放熱することができる。また、下フレーム１３１の光源付近での折り曲げ数が少ないため、光源付近に熱を溜めることなく、効率よく放熱することができる。このように放熱効率を上げることにより、光源の劣化が抑えられるため、表示品質が高い状態を長期間に渡り維持することができ、液晶表示装置１００の耐用年数をより長くすることができる。
【００２５】
反射部材１２８は、板状部材である下フレーム１３１に例えば粘着テープ等により接着される。また、反射部材１２８は、導光板１２１の入光面１２５側の出射面に対して接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。導光板１２１は反射部材１２８と接着されることにより、下フレーム１３１に対して固定されることとなる。下フレーム１３１は、通常、導光板１２１の温度による伸縮を考慮してクリアランスを設けて形成されており、これにより導光板１２１は下フレーム１３１に対して移動することができる。そのため、導光板１２１の移動により、がたつき音を発生する等の不具合となってしまう恐れがある。また、更に、がたつきにより導光板１２１に傷がつき、出射される光に影響を与える恐れがあると共に、導光板１２１の位置のばらつきが、輝度分布にばらつきの原因となったり、光の利用効率のばらつきの原因となる恐れもある。しかしながら、導光板１２１を反射部材１２８を介して下フレーム１３１に固定することにより、伸縮に対してのクリアランスを保ちつつ、がたつきを抑えることができる。これにより、がたつき音を防ぐと共に、輝度分布及び光の利用効率のばらつきを抑えることができる。
【００２６】
図３は、下フレーム１３１、ＬＥＤ１４１及び導光板１２１の配置について示す斜視図である。この図に示されるように、ＬＥＤ１４１は、入光面１２５に沿って複数配置されており、図においては、１つの孔１３５に２つのＬＥＤ１４１が配置されている。しかしながらこれに限られず、１つの孔１３５に１つのＬＥＤ１４１が配置されていることとしてもよいし、１つの孔１３５に３つ以上のＬＥＤ１４１が配置されているものであってもよい。
【００２７】
図４は、図３に反射部材１２８を配置した場合の斜視図である。上述したように、反射部材１２８は、導光板１２１の出射面におけるＬＥＤ１４１側の端から下フレーム１３１までを覆うように配置される。しかしながら、ＬＥＤ１４１側の端だけでなく、この図に示されるように、導光板１２１の他の辺の端から下フレーム１３１までを覆うように反射部材１２８を配置させてもよい。このように反射部材１２８をＬＥＤ１４１側の端以外にも配置させることにより、導光板１２１の端部から出射され、下フレーム１３１と導光板１２１の間から上方に出射される光を導光板１２１内に戻すことができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００２８】
導光板１２１と反射部材１２８を接着する際には、粘着テープ等の接着材料により接着されるが、光源であるＬＥＤ１４１に近くに配置されるため、使用を継続すると、熱による接着材料の劣化により黄ばんだ色等に変色することがある。この場合には接着材料の部分で反射した光は色が変化することとなり、表示装置の表示品質に影響を与える恐れがある。
【００２９】
図５は、導光板１２１、液晶パネル１１１及び反射部材１２８の配置について概略的に示す側面図である。発明者らの研究によれば、この図に示されるように、導光板１２１上の反射部材１２８の端から液晶パネル１１１の表示領域のＬＥＤ１４１側の端までを結ぶ直線と導光板１２１の出射面との角度αが２６°以下とすることにより、例え接着材料が劣化により変色したとしても、表示品質に与える影響は抑えられることがわかった。したがって、角度αを２６°以下に設計し、導光板１２１と反射部材１２８を接着することにより、がたつき音を防ぐと共に、輝度分布及び光の利用効率のばらつきを抑えることができ、更に、接着材料の変色による影響を最小限に抑えることができ、より長期間に渡る使用においても表示品質を維持することができる。
【００３０】
図６は、導光板１２１と下フレーム１３１との間に配置される反射部材１２８を平面視で概略的に示す図である。導光板１２１と反射部材１２８とは粘着テープ等の接着材料により全面を接着せずに、部分的に接着することとしてもよい。この場合には、例えば、ＬＥＤ１４１から光が出射される方向の領域を、この図に示されるように、光源であるＬＥＤ１４１から光の出射方向に延びる光源正面領域２０１と、それ以外の領域である光源間領域２０２に分けることとすると、ＬＥＤ１４１からの熱を受けてより早い段階で接着材料の劣化が進行すると考えられる光源正面領域２０１での接着は行わずに、光源間領域２０２に含まれる領域２１０においてのみ接着を行うこととしてもよい。つまり反射部材１２８と導光板１２１が重なる領域のうち、光源間領域２０２が更に重なる領域２１０又は領域２１０に含まれる一部を接着領域とすることにより、第１に、劣化による変色が起こる領域を限定するため、全体として変色による影響を抑えることができ、第２に、劣化が進行しにくい光源間領域２０２において接着するため、変色の進行も遅らせることができる。したがって、導光板１２１と反射部材１２８を接着することにより、がたつき音を防ぐと共に、輝度分布及び光の利用効率のばらつきを抑えることができ、更に、接着材料の変色による影響を最小限に抑えることができ、より長期間に渡る使用においても表示品質を維持することができる。なお、光源間領域２０２には、平面視で最も端の光源の光源正面領域２０１よりも端の導光板１２１上の領域も含んでいてもよい。
【００３１】
図７は、図２と同じ視野において、下フレーム１３１の孔の断面形状が異なる例について示す図である。この図に示されるように下フレーム１３１の孔２３５は、導光板１２１に向かって広がるテーパー形状となっている。孔２３５をこのようなテーパー形状とすることにより、特に薄型の光源であるＬＥＤ１４１を使用する場合には、下フレーム１３１の板厚を維持して強度を保ちつつ、ＬＥＤ１４１から出射された光の孔２３５の内壁面における反射を防ぎ、輝線の発生等の表示品質への影響を抑えることができる。
【００３２】
図８は、下フレームが異なる形状である例について示す図である。この図の例では、下フレーム３３１の内側に光源制御基板１４３及びＬＥＤ１４１が配置される。光源制御基板１４３には、制御ケーブル３０１を接続するためのコネクタ３０２が載置されており、下フレーム３３１は光源制御基板１４３及びコネクタ３０２等を収めるために、大きくＵ字型に曲げられている。このような形状の下フレーム３３１を利用する場合であっても、下フレーム３３１は、ＬＥＤ１４１の光の出射方向に垂直な面を有し、ＬＥＤ１４１の少なくとも周囲に配置された板状部材であり、導光板１２１の入光面１２５に近い出射面上から、光源制御基板１４３までを覆い、断面をＬ字形状とした反射部材１２８を配置することにより、上述の形態と同様の効果を得ることができる。つまり、反射部材１２８がない場合に、導光板１２１の入光面１２５より上方に出射されて、光学シート２１３等から液晶パネル１１１に出射されて輝線等の原因となる光を導光板１２１に入射させることができるため、表示品質を向上させることができる。また、従前漏れ光となっていた光を利用するため、光の利用効率を向上させ、更に表示領域の中央付近の輝度を向上させ、導光板１２１の外周近くの輝度ムラを抑制するため、輝度分布を改善することができる。更に、導光板１２１と反射部材１２８を接着することにより、がたつき音を防ぐと共に、輝度分布及び光の利用効率のばらつきを抑え、更に、接着材料の変色による影響を最小限に抑えることができるため、より長期間に渡る使用においても表示品質を維持することができる。
【００３３】
上述の実施形態においては、光源をＬＥＤ１４１としたが、他の自発光型の発光素子を用いることとしてもよい。
【００３４】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１００  液晶表示装置、１１０  液晶モジュール、１１１  液晶パネル、１１５  樹脂パネル、１２１  導光板、１２２  反射シート、１２３  光学シート、１２５  入光面、１２６  クッションゴム、１２８  反射部材、１２９  反射シート、１３０  フレーム、１３１  下フレーム、１３２  上フレーム、１３５  孔、１３６  ヒートシンク、１３７  フレーム前面、１３８  ネジ、１４１  ＬＥＤ、１４３  光源制御基板、１４８  熱伝導性部材、１４９  熱伝導性部材、１５２  固定用基板、１５３  ネジ、１５４  ネジ、２０１  光源正面領域、２０２  光源間領域、２１０  領域、２１３  光学シート、２３５  孔、３０１  制御ケーブル、３０２  コネクタ、３３１  下フレーム、９３１  フレーム。
【図１】
2015108752.tif 000003
【図２】
2015108752.tif 000004
【図３】
2015108752.tif 000005
【図４】
2015108752.tif 000006
【図５】
2015108752.tif 000007
【図６】
2015108752.tif 000008
【図７】
2015108752.tif 000009
【図８】
2015108752.tif 000010
【図９】
2015108752.tif 000011