(57)【要約】【課題】発光部と導光板との相対的な位置ずれに起因する光むらを効果的に抑制できるバックライト及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】拡散シート38は、導光板36の出射面47に重ねられ、出射面47から出射した光を拡散させる。プリズムシート39，40は、拡散シート38に重ねられ、拡散シート38により拡散された光を集光する。枠状シート41は、プリズムシート39，40に重ねられてシート38，39，40の液晶パネル側の主面の外縁の少なくとも一部を覆って光漏れを防止する。枠状シート41は、プリズムシート39，40の発光部51側の端面39a，40aと発光部51との間に介在されて拡散シート38に密着された密着部41cを備える。【選択図】図１
2015018768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射対象に対して面状光を照射する面状光源装置であって、
発光部を備えた光源と、
端部に位置して前記発光部と対向し、この発光部からの光が入射する入射面、及び、この入射面に対して交差する方向へと前記発光部から離反する方向に延び前記照射対象側に光を出射する出射面を備えた導光体と、
この導光体の出射面に重ねられ、この出射面から出射した光を拡散させる拡散シートと、
この拡散シートに重ねられ、この拡散シートにより拡散された光を集光するプリズムシートと、
前記プリズムシートに重ねられて前記拡散シート及び前記プリズムシートの前記照射対象側の主面の外縁の少なくとも一部を覆って光漏れを防止する遮光シートとを具備し、
前記遮光シートは、前記プリズムシートの前記発光部側の端面と前記発光部との間に介在されて前記拡散シートに密着された密着部を備えた
ことを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
照射対象としての表示素子と、
この表示素子に対して面状光を照射する請求項１記載の面状光源装置と
を具備したことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光源及び導光体を有する面状光源装置及びこれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面表示装置すなわちフラットパネルディスプレイ(ＦＰＤ)として、液晶表示装置が広く用いられている。透過型の液晶表示装置は、表示モジュールである液晶表示素子(液晶セル)としての液晶パネルと、この液晶パネルの背面側に面状光を照射するバックライトとを備えている。そして、バックライトは、発光ダイオード(ＬＥＤ)などの発光部を備えた光源と、この光源からの光を面状光に変換する導光体である導光板と、この導光板上に重ねられた複数の光学シートとを備えている。これら光学シートとしては、導光板から出射した光を拡散させてむらを抑制する拡散シートと、この拡散シートを通過した光を集光補正して全面への光に変換する例えば２枚のプリズムシートとが設定されている。そして、このプリズムシートにより変換された光を、液晶パネルの各画素でのシャッタ原理を用いて、所定の画像を表示可能となっている。
【０００３】
近年、液晶表示装置における薄型化において、液晶パネルのガラス部及びバックライトの薄型化に対する要求は年々厳しくなっている。そこで、バックライトにおいては、発光部と導光板とが略同じ厚みレベルで構成され、発光部の発光面と導光板の断面方向とのクリアランス設計のマージンが殆どなくなっている。したがって、発光部が外部応力や内部部品の反発力などによって動いたり、フレキシブルプリント基板(ＦＰＣ)と貼り合わせられている導光板がこのフレキシブルプリント基板の弾力(反発力)によって動いたりするおそれがある。そして、これらの動きによって仮に発光部と導光板との位置がずれると、光軸のバランスが崩れて発光部からの光の一部が導光体入射面の外方に抜けてプリズムシートの端面からこれらプリズムシートに直接入射し、明るい光むらになることがある。
【０００４】
したがって、光源の発光部と導光体との相対的な位置ずれに起因する光むらを抑制したバックライトが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、発光部と導光体との相対的な位置ずれに起因する光むらを効果的に抑制できる面状光源装置及びこれを備えた表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の面状光源装置は、照射対象に対して面状光を照射する面状光源装置である。この面状光源装置は、光源と、導光体と、拡散シートと、プリズムシートと、遮光シートとを有する。光源は、発光部を備える。導光体は、入射面及び出射面を備える。入射面は、端部に位置して発光部と対向し、この発光部からの光が入射する。出射面は、入射面に対して交差する方向へと発光部から離反する方向に延び照射対象側に光を出射する。拡散シートは、導光体の出射面に重ねられ、この出射面から出射した光を拡散させる。プリズムシートは、拡散シートに重ねられ、この拡散シートにより拡散された光を集光する。遮光シートは、プリズムシートに重ねられて拡散シート及びプリズムシートの照射対象側の主面の外縁の少なくとも一部を覆って光漏れを防止する。そして、この遮光シートは、プリズムシートの発光部側の端面と発光部との間に介在されて拡散シートに密着された密着部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態の面状光源装置の作用を模式的に示す一部の断面図であり、(a)は通常状態を示し、(b)は応力負荷により発光部と導光体との相対的な位置ずれが生じた状態を示す。
【図２】同上面状光源装置の密着部の形成工程を(a)(b)の順に示す断面図である。
【図３】同上面状光源装置を備えた表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００１０】
図１ないし図３において、11は表示装置としての液晶表示装置(液晶モジュール)を示し、この液晶表示装置11は、照射対象としての表示素子(液晶表示素子)である液晶パネル(液晶セル)12と、この液晶パネル12の背面側に配置された面状光源装置としてのバックライト13と、セット筐体である筐体フレーム14とを備えて構成され、例えば平面視で四角形状をなしている。なお、以下、説明をより明確にするために、液晶表示装置11の表側を上側あるいは手前側とし、その反対側を下側あるいは背面側とする。
【００１１】
液晶パネル12は、バックライト13からの面状光を透過させて画像を表示する透過型、あるいはバックライト13からの面状光を透過させる透過部と上側からの入射光を反射させる反射部とを備えた半透過型で、かつ、アクティブマトリクス型のものである。そして、この液晶パネル12は、四角形状の一方の基板としてのアレイ基板21と、四角形状の他方の基板としての対向基板22とが、アレイ基板21を下側として所定の隙間(セルギャップ)を介して互いに対向配置され、これら基板21，22間に光変調層である液晶層23、及び、基板21，22間の隙間を保持する図示しないスペーサが介在されてこれら基板21，22が互いに図示しないシール部材により貼り合わせられ、かつ、アレイ基板21の下側と対向基板22の上側とに偏光板26，27がそれぞれ取り付けられて構成され、複数の画素がマトリクス状に配置されて画像を表示可能なアクティブエリアすなわち表示領域28が四角形状に形成されている。
【００１２】
アレイ基板21は、一方の基板本体としての一枚ガラス部であるガラス基板31上の表示領域28に対応する位置に、図示しない複数の格子状の配線部、画素を構成する図示しない画素電極、及び、これら画素電極をそれぞれ駆動するスイッチング素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)などがそれぞれ形成されている。また、このアレイ基板21には、各薄膜トランジスタを駆動するための駆動回路29が表示領域28の外方に位置する周辺接続領域である駆動領域30に実装され、配線部などと電気的に接続されている。この駆動領域30は、このアレイ基板21のガラス基板31において、対向基板22に対向していない位置、換言すれば、対向基板22よりも外方に突出した位置に形成されている。そして、駆動回路29は、図示しない外部回路と電気的に接続されている。
【００１３】
対向基板22は、他方の基板本体としてのガラス基板33上に共通電極である図示しない対向電極及びカラーフィルタ層などが形成されて構成されている。なお、共通電極は、液晶層23のモードによってはアレイ基板21側に形成してもよい。また、カラーフィルタ層は、アレイ基板21側に形成してもよい。
【００１４】
液晶層23としては、例えばＴＮモード、ＳＴＮモード、ＶＡ(ＭＶＡ)モード、ＩＰＳモードなどの各種モードを用いることができる。
【００１５】
シール部材は、例えば紫外線硬化樹脂などにより液晶層23の周囲を囲んで四角形枠状に形成されている。
【００１６】
各偏光板26，27は、それぞれシート状に形成された光学部材であり、液晶層23のモードに応じて、所定の偏光成分を選択的に透過・遮断するように配置されている。なお、上側の偏光板27には、保護用のカバーガラス、あるいはタッチパネル基板などが重ねられていてもよい。
【００１７】
一方、バックライト13は、導光板36、光源37、導光板36の上側に重ねて配置された拡散シート38、この拡散シート38の上側に重ねて配置された複数、例えば２枚のプリズムシート39，40、このプリズムシート40の上側に重ねて配置された遮光シートとしての枠状シート41、導光板36の下側に重ねて配置された反射シート42、及び、導光板36及び光源37を支持する支持フレーム43などにより構成され、液晶パネル12の下側に対して面状光を照射する。そして、このバックライト13は、図示しない両面テープなどの固定体により、液晶パネル12に対向する上側の位置で支持フレーム43が液晶パネル12に対して固定されている。なお、支持フレーム43は、筐体フレーム14と一体でも別体でもよい。
【００１８】
導光板36は、液晶パネル12の下側に対向配置されており、少なくとも液晶パネル12の表示領域28全体に対応する領域に面状光を照射できるように、外端部がこの表示領域28及び液晶パネル12の外端部よりも外方に延びている。そして、この導光板36は、例えばアクリルなどの透光性を有する合成樹脂などの部材によって四角形平板状に形成されており、光源37に対向する入射面45と、この入射面45の下部の位置でこの入射面45に対して交差する方向へと光源37から離反する方向に延びる屈折面46と、入射面45の上部の位置でこの入射面45に対して交差する方向へと光源37から離反する方向に延びる、すなわち屈折面46の上方に対向する出射面47とを備えている。そして、この導光板36は、入射面45側の端部36aの位置で、この入射面45側へと徐々に厚みが大きくなるように形成されている。なお、図示しないが、この導光板36には、例えば可撓性及び弾力性を有するフレキシブルプリント基板が貼り付けられている。
【００１９】
入射面45は、例えば導光板36の短辺に位置する平面状の端面部であり、この入射面45に光源37からの光が入射される。
【００２０】
屈折面46は、プリズム面とも呼ばれる導光板36の背面側の主面であり、入射面45から導光板36内に入射した光を出射面47(液晶パネル12)側へと屈折(反射)させて出射面47全体に面状に広げるようになっている。
【００２１】
出射面47は、発光面とも呼ばれる導光板36の手前側の主面であり、液晶パネル12の背面側に対向して位置し、屈折面46で屈折された光が出射するようになっている。
【００２２】
光源37は、例えば発光ダイオード(ＬＥＤ)などの発光部51と、この発光部51が一主面に実装された基板である配線基板52とを備えている。
【００２３】
発光部51は、平面状の発光面51aを導光板36の入射面45に近接対向させて配置されている。また、この発光部51の上下方向の最大厚みは、導光板36の最大厚み、すなわち入射面45側の位置での厚みと略等しく設定されており、理想的には、発光面51a全体が導光板36の入射面45の範囲内に対向するように配置されている。
【００２４】
配線基板52は、可撓性を有するフレキシブルプリント基板(ＦＰＣ)、あるいは可撓性を有しないプリント回路基板(ＰＣＢ)などであり、例えば発光部51を実装した主面を下側として支持フレーム43に、例えば両面テープなどの固定部材56を介して貼り付けられて支持され、導光板36の入射面45近傍の上側を覆っている。
【００２５】
拡散シート38は、導光板36の出射面47に重ねられ、この出射面47から出射した光を拡散させて均一化するものである。この拡散シート38は、少なくとも表示領域28を覆う大きさに形成されており、導光板36の入射面45側である光源37の発光部51側の端部38aが、プリズムシート39，40の導光板36の入射面45側の端面39a，40aよりも発光部51側に延びて配置されて導光板36の端部36a上に重ねられている。したがって、この拡散シート38の導光板36の入射面45側の端面である発光部51(発光面51a)に対向する端面38bは、プリズムシート39，40の端面39a，40aよりも発光部51に近接して位置している。
【００２６】
プリズムシート39，40は、拡散シート38により拡散された光を全面に集光するものである。これらプリズムシート39，40は、少なくとも表示領域28を覆う大きさに形成され、互いに略等しい大きさを有しており、導光板36の入射面45側の端面である発光部51(発光面51a)に対向する端面39a，40aが、拡散シート38の端面38bに対して発光部51(発光面51a)から離反する側に位置している。
【００２７】
枠状シート41は、枠状テープとも呼ばれ、四角形枠状に形成され、少なくとも表示領域28の外方の領域にて、プリズムシート40に重ねられて拡散シート38及びプリズムシート39，40の液晶パネル12側である上側の主面の外縁を額縁状に覆い、これらの外縁からの液晶パネル12側への光漏れを防止するものである。すなわち、この枠状シート41は、少なくとも表示領域28に対応する位置にてプリズムシート40を露出させる四角形状の開口部41aを中央部に有している。換言すれば、この枠状シート41は、発光部51側の端部41bがプリズムシート39，40の端面39a，40aよりも光源37(発光部51)側に延びている。また、この枠状シート41は、シート38，39，40を上方から押さえつけているとともに、端部41bが光源37の配線基板52の上面に貼り付けられて、配線基板52(光源37)とともに、シート38，39，40を支持フレーム43に対して固定している。そして、この枠状シート41には、発光部51(発光面51a)とプリズムシート39，40の端面39a，40aとの間に介在される段差状の密着部41cが設けられている。この密着部41cは、枠状シート41の一部を下方、すなわち拡散シート38の端部38aに向けてＵ字状に屈曲させて形成されており、拡散シート38の端部38aに密着して固定されている。すなわち、この密着部41cは、発光部51の発光面51aに対向して上下方向に沿う遮断壁部41dと、プリズムシート39，40の端面39a，40aに対向して上下方向に沿う壁部41eと、これら壁部41d，41e間の下端部に連続して拡散シート38の端部38a上に面状に貼り付けられた貼付部41fとを有している。なお、この密着部41cは、例えば図２(a)及び図２(b)に示すように、鋭利な形状の押さえ部54aを有する治具54を用いて、プリズムシート39，40と光源37(配線基板52)とに亘って枠状シート41を貼り付けた状態で、一定荷重下で押さえ部54aによってこの枠状シート41を拡散シート38へと押し付けることで形状を構成しつつ、拡散シート38に密着させることができる。
【００２８】
反射シート42は、導光板36の屈折面46からの漏れ光を反射させて導光板36の出射面47から出射させるものである。
【００２９】
支持フレーム43は、例えば合成樹脂などにより四角形枠状に形成されており、光源37の配線基板52が固定部材56を介して取り付けられる支持部43aが内縁の一端部の位置に切欠形成されている。そして、この支持フレーム43(バックライト13)は、例えば両面テープなどの支持部材58を介して筐体フレーム14に支持されている。
【００３０】
筐体フレーム14は、例えば合成樹脂、あるいは金属などにより四角形枠状に形成され、液晶パネル12及びバックライト13の外方を枠状に囲んで支持フレーム43を収納支持している。
【００３１】
次に、上記一実施形態の作用を説明する。
【００３２】
液晶表示装置11は、電源に接続されると、光源37の発光部51の発光面51aからの光が導光板36の入射面45へと入射する(図１(a))。この導光板36に入射された光は、屈折面46により屈折され、また屈折面46から漏れた漏れ光は反射シート42により反射されて導光板36へと再入射し、面状光に変換されて出射面47から出射する。
【００３３】
次いで、この出射面47から出射した光は、拡散シート38により拡散されて均一化された後、プリズムシート39，40により全面に集光されて、液晶パネル12の背面側に照射する。
【００３４】
液晶パネル12では、表示する画像に対応して画素が駆動されて下側の偏光板26を介して入射した面状光の偏光方向が変換され、上側の偏光板27を透過する光の量(透過量)が画素毎に設定されることで、光が画像としてユーザに視認される。
【００３５】
ここで、例えば発光部51が外部応力や内部部品の反発力などによって動いたり、導光板36がフレキシブルプリント基板の弾力(反発力)によって動いたりするなど、応力負荷によって発光部51の発光面51aが相対的に導光板36の入射面45に対して上方に位置ずれした場合(図１(b))には、発光面51aからの光の一部が導光板36の入射面45に入射せず、導光板36の上面に沿ってシート38，39，40側へと照射されることとなる(矢印Ｌに示す)。このとき、枠状シート41に密着部41cが形成されているため、この光は密着部41cの遮断壁部41dに当たって遮断され、プリズムシート39，40の端面39a，40aからこれらプリズムシート39，40へと入射することがなく、拡散シート38の端面38bなどから拡散シート38へと入射する。したがって、この光は、拡散シート38により拡散されて分散光となり、むらとなって見えにくくなる。
【００３６】
以上説明した一実施形態によれば、光を集光するプリズムシート39，40に重ねられて拡散シート38及びプリズムシート39，40の液晶パネル12側の主面の外縁の少なくとも一部を覆って光漏れを防止する枠状シート41に、プリズムシート39，40の発光部51側の端面39a，40aと発光部51との間に介在される密着部41cを、拡散シート38に密着して設けることで、応力負荷などにより発光部51と導光板36との相対的な位置ずれが生じた場合でも、発光部51から端面39a，40aを介してプリズムシート39，40へと光が直接入射することを防止でき、このような位置ずれに起因する光むらを効果的に抑制できる。
【００３７】
特に近年、バックライト13においては、発光部51と導光板36とが略同じ厚みレベルで構成され、発光部51の発光面51aと導光板36の断面方向とのクリアランス設計のマージンが殆どなくなっているため、発光部51や導光板36が応力負荷によって動いて仮に発光部51と導光板36との位置がずれると、光軸のバランスが崩れて発光部51からの光の一部が導光板36の入射面45の外方に容易に抜ける。したがって、上記の密着部41cによって、この抜けた光をプリズムシート39，40の端面39a，40aからこれらプリズムシート39，40に直接入射させないようにし、プリズムシート39，40によって集光された明るい光むらが生じることを抑制できる。
【００３８】
そして、このようにむらを抑制した面状光を照射できるバックライト13を用いることで、液晶表示装置11の表示品位を向上できる。
【００３９】
なお、上記一実施形態において、バックライト13は、液晶表示装置などの平面表示装置に用いるものに限られない。
【００４０】
また、密着部41cは、バックライト13の組み立ての際に枠状シート41をプリズムシート39，40などに貼り付けた後、治具54を用いて形成する他に、例えば予め密着部41cを形成した枠状シート41を用いてバックライト13を組み立ててもよい。
【００４１】
さらに、密着部41cの形状は、発光部51からの光のプリズムシート39，40への入射を確実に遮断できれば、任意の形状とすることができる。
【００４２】
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
11    表示装置としての液晶表示装置
12    照射対象としての表示素子である液晶パネル
13    面状光源装置としてのバックライト
36    導光体である導光板
37    光源
38    拡散シート
39，40    プリズムシート
39a，40a  端面
41    遮光シートとしての枠状シート
41c   密着部
45    入射面
47    出射面
51    発光部
【図１】
2015018768.tif 000003
【図２】
2015018768.tif 000004
【図３】
2015018768.tif 000005