(57)【要約】【課題】導光板を薄型化した場合においても、光源から発する光を前記導光板内に有効に受光し、且つ導光板内部で反射させることで、液晶表示パネル面を明るく且つ均一に照明することのできる液晶表示パネルのバックライト装置を提供することである。【解決手段】平板状の導光本体部２８ａの下端面及び上端面からそれぞれ突出した受光面３４及び反射面３５を有する導光板２８と、前記受光面３４に向けて光を発するＬＥＤ２７とを備え、前記反射面３５で反射される光を導光本体部２８ａ内に導光させることによって、液晶表示パネル２２を照明するバックライト装置２３において、前記受光面３４及び反射面３５を前記導光本体部２８ａから前記ＬＥＤ２７側に傾斜させて形成した。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の導光本体部の下端面及び上端面からそれぞれ突出した受光面及び反射面を有する導光板と、前記受光面に向けて光を発する光源とを備え、前記反射面で反射される光を導光本体部内に導光させることによって、液晶表示パネルを照明するバックライト装置において、
前記受光面及び反射面が前記導光本体部から前記光源側に傾斜して形成されたことを特徴とする液晶表示パネルのバックライト装置。
【請求項２】
前記受光面と反射面とが平行に保持された状態で傾斜形成されてなる請求項１記載の液晶表示パネルのバックライト装置。
【請求項３】
前記平行に傾斜形成された受光面及び反射面と直交する方向に前記光源を配置した請求項１又は２記載の液晶表示パネルのバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルを背面から照明するバックライト装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶セルを用いた表示装置は、時計、電話機、パソコン等のあらゆる電子機器に搭載されている。このような電子機器にあって、特に時計や携帯電話等は夜間や暗所においても使用されるため、前記液晶セルを照明するバックライト装置を備えたものが多い。
【０００３】
図４は、従来のバックライト装置３を備えた液晶表示装置１の断面構造を示したものである。この液晶表示装置１は、枠体４の下部に前記バックライト装置３を配設し、その上に液晶表示パネル２を配設している。前記液晶表示パネル２は、透明電極膜が形成された２枚のガラス基板の間に液晶物質を挟んだ構造の液晶セルと、この液晶セルの上面及び下面に配設される２枚の偏光板とで構成されている。バックライト装置３は、光源である発光素子（ＬＥＤ７）と、このＬＥＤ７で発した光を導く導光板８とを備えている。前記導光板８は、透明なアクリル材で形成され、前記液晶表示パネル２と略同一面積の導光本体部８ａと、その一端から突出した受光部８ｂとで一体形成されている。前記受光部８ｂは、前記導光本体部８ａの下面から平行に突出した受光面９と、前記導光本体部８ａの上面から下方に傾斜させた反射面１０とを備えている。ＬＥＤ７は各種のＩＣや電子部品が実装される回路基板６の先端部に実装され、発光面１３を前記受光面９に向けた状態で固定されている。また、前記導光板８の下面に光反射シート１１、上面に光拡散シート１２が設けられ、前記光反射シート１１によって導光板８内に導光した光を上方に向けて反射させて輝度を高め、前記光拡散シート１２によって、下方の導光板８の表面から放射される光を適度に拡散させている。
【０００４】
前記ＬＥＤ７の発光面１３から発せられる光は、図５に示すように、受光面９に入射し、所定の傾斜角α１で傾斜形成された反射面１０によって反射され、前記導光本体部８ａ内に導光される。前記導光本体部８ａ内の輝度は、前記反射面１０の傾斜角α１によって異なる。前記傾斜角α１が小さすぎると、導光本体部８ａのＬＥＤ７に近い部分が明るく、ＬＥＤ７から遠ざかるにしたがって暗くなってしまう。このため、ＬＥＤ７から発する光を導光本体部８ａの端部にまで導光させると共に、ＬＥＤ７の近傍においても導光本体部８ａの下面での反射率を高めて導光板８を均一に発光させるためには、前記傾斜角α１を２０〜４５度の範囲に設定する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記液晶表示パネル２のビューエリアを広く確保しつつ、バックライト装置３の小型化を図ろうとする場合は、上記従来の液晶表示装置１のように、ＬＥＤ７からの光を液晶表示パネル２から突出させた受光部８ｂによって、導光本体部８ａ内に導光するといった構成を取らざるを得ない。しかしながら、前記構成のバックライト装置３にあっては、前記導光本体部８ａ内の端部にまで光を導光させるとなると、前述したように、前記受光部８ｂに設けられている反射面１０の傾斜角α１を２０〜４５度の範囲に設定する必要がある。このため、薄型の導光板を採用した場合は、前記反射面１０の傾斜角α１が十分確保できなくなり、導光効率が低下してしまう。したがって、導光板８のＬＥＤ７に近い部分は明るく、逆にＬＥＤ７から遠ざかるにしたがって暗くなるといったような輝度ムラが顕著に現れることとなる。このようなことから、前記導光板８の薄型化が制限されていた。
【０００６】
また、前記導光板８の薄型化に伴って、受光部８ｂ自体の容積も小さくなるため、前記ＬＥＤ７からの光を有効に取り入れることができず、導光板８に導光する光量が不足するといった問題もある。
【０００７】
これを改善するために、上記図４に示したように、導光板８の下面に光反射シート１１を設けたり、上面に光拡散シート１２を配設するなどしているが、これでもある一定の厚み以下になると、輝度ムラが無視できなくなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、導光板を薄型化した場合においても、光源から発する光を前記導光板内に有効に受光し、且つ導光板内部で反射させることで、液晶表示パネル面を明るく且つ均一に照明することのできる液晶表示パネルのバックライト装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る液晶表示パネルのバックライト装置は、平板状の導光本体部の下端面及び上端面からそれぞれ突出した受光面及び反射面を有する導光板と、前記受光面に向けて光を発する光源とを備え、前記反射面で反射される光を導光本体部内に導光させることによって、液晶表示パネルを照明するバックライト装置において、前記受光面及び反射面が前記導光本体部から前記光源側に傾斜して形成されたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、前記受光面及び反射面を導光本体部からそのまま延設し、光源側に向けて傾斜形成させているので、薄型の導光板を搭載した場合においても前記反射面を所定の傾斜角に設定することができる。また、受光面も広く確保できることから、光源から発した光を有効に受光部内に取り込むことができ、また、取り込んだ光を前記反射面によって導光本体部内の端部にまで導光させることができる。
【００１１】
また、前記受光面と反射面とを平行に形成することで、受光面に取り入れた光が拡散することなく、真直ぐ反射面に向けて照射される。したがって、前記反射面における反射率も高まり、光量の多い反射光を作り出すことができる。
【００１２】
さらに、前記傾斜させた受光面及び反射面と直交する方向に光源の発光正面を配設した場合には、受光効率及び反射効率が最も高まり、導光本体部内を一層明るく且つムラなく照明させることができる。
【００１３】
このような受光面及び反射面を備えることによって、導光本体部を薄型化した場合でも導光効率の低下を抑えることができるので、発光特性を劣化させることなく、バックライト装置の小型化及び薄型化が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る液晶表示パネルのバックライト装置を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明のバックライト装置２３を組み込んだ液晶表示装置２１の構造を示したものである。前記バックライト装置２３は、光源である発光素子（ＬＥＤ２７）と、このＬＥＤ２７が発する光を液晶表示パネル２２に導光する導光板２８を中心にして構成されている。前記ＬＥＤ２７は、上面に発光面３２、下面に電極部（図示せず）を備え、この電極部が回路基板２６の先端部に実装配置される。
【００１６】
前記ＬＥＤ２７は、電極が形成された基板上に発光素子をダイボンドあるいはワイヤボンドで実装され、その周囲を透明な樹脂材で封止して形成されている。前記封止した上面が発光面３２となっており、光を集光して放射するために凸レンズ状に形成されている。
【００１７】
前記導光板２８は、透明なアクリル板で形成され、液晶表示パネル２２と略同面積で一定の厚みを有する導光本体部２８ａと、前記液晶表示パネル２２から突出して設けられる受光部２８ｂとで一体形成されている。前記受光部２８ｂは、ＬＥＤ２７から発する光を受光する受光面３４と、前記受光した光を導光本体部２８ａ内に向けて反射させる反射面３５を備えている。図２に示すように、前記反射面３５は、導光本体部２８ａの端部まで光を導光させるために、所定の傾斜角α２でＬＥＤ２７側に傾斜形成されている。
【００１８】
また、受光面３４も前記反射面３５に対して平行となるように、同様な傾斜角α２で傾斜形成される。このように、前記反射面３５に対して受光面３４を平行にして形成することで、前記受光面３４全面から放射される光を前記反射面３５の全面で受けて反射することができるので、それだけ導光本体部２８ａ内に導光させる光量も多くなる。
【００１９】
また、前記受光部２８ｂの傾斜角α２に対応させてＬＥＤ２７の配置を設定することによって、さらなる導光効率の向上効果が得られる。即ち、ＬＥＤ２７の発光面３２が図１及び図２に示されるように、傾斜形成させた受光面３４及び反射面３５と平行になるように配置させることで、前記ＬＥＤ２７で発した光を真直ぐ受光面３４及び反射面３５に照射させることができる。特に、前記受光面３４及び反射面３５に対して、ＬＥＤ２７の中心光軸Ｌが直交するように配設した場合は、前記受光面３４で受光する光量及び反射面３５で反射される光量が最も強くなる。なお、前記ＬＥＤ２７を傾斜した状態で回路基板２６上に実装させるには、前記受光面３４及び反射面３５の傾斜角α２と同じ傾斜角に形成された電極基板３１が使用される。
【００２０】
前記反射面３５、受光面３４及びＬＥＤ２７の発光面３２の適正な傾斜角α２は、導光板２８の平面サイズや厚みによってことなるが、２０〜４５度の範囲で設定するのが好ましい。この範囲であれば、導光本体部２８ａ内を直進する光と、反射部材３８で反射される光のバランスがよくなり、導光板２８全体の輝度を略均一にすることができる。
【００２１】
また、前記ＬＥＤ２７の発光面３２と受光面３４とを隙間なく密着させるほど受光部２８ｂ内に取り込まれる光量が多くなって導光効率が高まるが、振動や衝撃等の影響によるＬＥＤ２７や受光部２８ｂの損傷等を考慮して、０．１〜０．２ｍｍ程度の隙間を持たせて配設するのが好ましい。
【００２２】
また、図３に示す導光板４８のように、受光部４８ｂをさらに延設して受光面４４を広く形成することで、複数のＬＥＤ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを一列に並べて配設させることが可能となる。このように、複数のＬＥＤを配設する用途としては、高輝度発光型あるいはカラー発光型の液晶表示装置などがある。図３に示した実施形態は、色の３原色である赤、青、緑に発光するＬＥＤ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを前記傾斜させた受光面４４に対向するように一列に並べ、前記各ＬＥＤの発光強度を調整することで導光板４８内を様々な色合いでカラー発光させるように構成したものである。このようなＬＥＤ４７ａ，４７ｂ，４７ｃの複数配設は図４及び図５に示した従来の導光板８でも受光部８ｂの突出量を大きくすれば可能であるが、各ＬＥＤの発光面に対向する反射面の距離が異なるので、各ＬＥＤから反射された光がばらついた状態で導光本体部８ａ内に導光されるといった問題があった。その点、本発明のように、傾斜形成された受光面４４及び反射面４５に対して、各ＬＥＤ４７ａ，４７ｂ，４７ｃが均等距離に配設されているため、前記受光部４８ｂ内での光量が略均等となって導光本体部４８ａ内に導光させることができる。このため、前記３種のＬＥＤ４７ａ，４７ｂ，４７ｃから発する色合いにバラツキが生じなくなる。
【００２３】
前記構成からなるバックライト装置２３を液晶表示装置２１に組み込む際には、前記導光本体部２８ａ，４８ａの上面に上拡散部材３６、下面に反射部材３８が配設される。前記上拡散部材３６は、厚みが約１００μｍの透明なポリエステルフィルムの表面に微細な凹凸部が形成されたものである。この凹凸部は大小様々なビーズをコーティングして形成される。前記上拡散部材３６は、導光本体部２８ａの上面から放射する光を拡散させて液晶表示パネル２２に照射するために設けられる。前記反射部材３８は、高反射率を有する銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等を蒸着したシート状のもので、前記導光本体部２８ａ内に導光された光を漏れなく有効に液晶表示パネル２２に向けて反射させるために設けられる。
【００２４】
また、前記説明した受光部２８ｂ及びＬＥＤ２７の構造以外に、これらのバックライト装置２３及び液晶表示パネル２２が組み込まれる枠体２４の内壁に白色系の塗料を塗布したり、枠体２４自体を白色系の顔料あるいは染料を混合した樹脂材で成形することによって、ＬＥＤ２７で発光した光を外部に漏らさずに受光及び反射させて導光本体部２８ａへの導光効率を高めることができる。また、導光板２８と枠体２４との間に銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）蒸着シート等の高反射率を有する反射シートを設けることによっても効果がある。
【００２５】
液晶表示パネル２２は、周知のように、相対して配設された上ガラス基板及び下ガラス基板の内側に上透明電極と下透明電極及び上配向膜と下配向膜が設けられ、封止部材で一定の間隔をおいて封止し、その中に液晶物質が封入された構造となっている。この液晶表示パネル２２は、下ガラス基板側を下にした状態で前記バックライト装置２３の上方に配設される。
【００２６】
上記導光板２８の受光部２８ｂ全体を傾斜形成させたことで、導光板２８を薄型化した場合でも、反射面３５を所定の傾斜角に形成できると共に、ＬＥＤ２７からの光も有効に取り入れることができる。このため、図４に示した従来の厚みｔ１の液晶表示装置１に比べて、図１に示した厚みｔ２の液晶表示装置２１のように全体の薄型化が図られた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶表示パネルのバックライト装置によれば、受光面及び反射面を導光本体部からそのまま延設し、光源側に寄せて傾斜形成させているので、薄型の導光板を搭載した場合においても前記反射面を所定の傾斜角に設定することができる。また、受光面も広く確保できることから、光源から発した光を有効に受光部内に取り込むことができ、また、取り込んだ光を前記反射面によって導光本体部内の端部にまで導光させることができる。
【００２８】
このように、導光本体部を薄型化した場合でも導光効率の低下を抑えることができるので、発光特性を劣化させることなく、バックライト装置の小型化及び薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックライト装置を組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図２】上記バックライト装置の要部断面図である。
【図３】上記バックライト装置の他の形態における要部断面図である。
【図４】従来のバックライト装置を組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図５】上記従来のバックライト装置の要部断面図である。
【符号の説明】
２１　液晶表示装置
２２　液晶表示パネル
２３　バックライト装置
２６　回路基板
２７　ＬＥＤ（光源）
２８，４８　導光板
２８ａ，４８ａ　導光本体部
２８ｂ，４８ｂ　受光部
３２　発光面
３４　受光面
３５　反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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