(57)【要約】【課題】厚みを薄く形成することができるとともに、平面光を効率的に得ることができるバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置を提供すること。【解決手段】コア８と、前記コア８の外周に周設されたクラッド９とを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア８内を伝送される光の一部を前記クラッド９を透過して外部へ出射可能とされた光ファイバ１０が、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、平面光を発光可能とする。【選択図】      図１
2004327153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から受光した光を平面光に変換可能とされたバックライトユニットにおいて、
コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、平面光を出射可能とされていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記クラッドに粗面化処理を施すことによって前記光ファイバの光伝送効率が低減されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記複数本の光ファイバは、拡散板と反射板との間に挟持されている請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記複数本の光ファイバおよび前記拡散板ならびに前記反射板によって囲繞された空間内に、透明樹脂または光拡散性を有する粒子が含有された樹脂が充填されている請求項３に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
光源から受光した光を平面光に変換可能とされたバックライトユニットを液晶表示パネルの反視認側に備えた液晶表示装置において、
前記バックライトユニットは、コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、前記液晶表示パネルの表示部に対して平面光を照射可能とされていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記クラッドに粗面化処理を施すことによって前記光ファイバの光伝送効率が低減されている請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数本の光ファイバは、拡散板と反射板との間に挟持されている請求項５または６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数本の光ファイバおよび前記拡散板ならびに前記反射板によって囲繞された空間内に、透明樹脂または光拡散性を有する粒子が含有された樹脂が充填されている請求項７に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置に係り、特に、ＬＥＤ等の光源から受光した光を平面光に変換するのに好適なバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、透過型あるいは半透過反射型の液晶表示装置には、液晶表示パネルの表示部に対して反視認側より平面光を照射する面光源としてのバックライトユニットを搭載するようになっていた。
【０００３】
近年、このようなバックライトユニットには、液晶表示装置のさらなる小型化の要請にともなって、さらに厚みが薄く形成されることが求められるようになっている。
【０００４】
このような薄型のバックライトユニットとしては、図４に示すように、導光板１の側端面から導光板１内にランプ等の線光源２の光を入射し、この入射した光を、前記導光板１の光出射側に配置された拡散板３と、反光出射側に配置された反射板４とによって光出射側に平面光として照射するサイドライト方式のバックライトユニット５が主流となっていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１９５１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のバックライトユニット５は、導光板１に所定の厚みが必要であったため、それ以下に薄型化を図ることは困難であった。また、導光板方式の場合、導光板１への光源光の入光の際に光のロスが多く、さらに、光源光を平面光へ変換する際の光の出射方向の変換や、平面光の輝度分布補正が複雑になっていた。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、厚みを薄く形成することができるとともに、平面光を効率的に得ることができるバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の請求項１に係るバックライトユニットの特徴は、光源から受光した光を平面光に変換可能とされたバックライトユニットにおいて、コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、平面光として出射可能とされている点にある。
【０００９】
そして、この請求項１に係る発明によれば、光ファイバの光伝送効率を部分的に低減してコア内を伝送される光の一部をクラッドを透過して外部へ出射させることによって、各光ファイバを線状の発光を行う導光体として機能させ、このように機能する光ファイバを複数本面状に整列させることにより、従来に比べて厚みが格段に薄くされたバックライトユニットを簡便に形成することが可能となる。
【００１０】
また、光ファイバの性質上、平面光の出射位置に至るまでの間は、光源光をほぼ光漏れなく適正に導光することができるため、光源光を平面光に変換する際の光のロスを少なくすることが可能となる。
【００１１】
さらに、光伝送効率の低減の度合を調整することによって、平面光の輝度分布補正を簡便かつ適正に行うことが可能となる。
【００１２】
さらにまた、光ファイバの可撓性を利用してさらにコンパクトで多様な設計を行うことが可能となる。
【００１３】
請求項２に係るバックライトユニットの特徴は、請求項１において、前記クラッドに粗面化処理を施すことによって前記光ファイバの光伝送効率が低減されている点にある。
【００１４】
そして、この請求項２に係る発明によれば、既存の光ファイバに微細な加工を施すだけで線状の発光を行う導光体としての機能をもたせることができるため、このような光ファイバの整列集合体からなるバックライトユニットをさらに簡便に形成することが可能となる。
【００１５】
請求項３に係るバックライトユニットによれば、請求項１または２において、前記複数本の光ファイバが、拡散板と反射板との間に挟持されている点にある。
【００１６】
そして、この請求項３に係る発明によれば、拡散板側に出射された光ファイバの出射光を拡散板によって拡散させることができるとともに、拡散板の反対側に出射された出射光を反射板によって拡散板側に反射させて平面光として有効に利用することができるため、さらに適正かつ効率的に平面光を得ることが可能となる。
【００１７】
請求項４に係るバックライトユニットの特徴は、請求項３において、前記複数本の光ファイバおよび前記拡散板ならびに前記反射板によって囲繞された空間内に、透明樹脂または光拡散性を有する粒子が含有された樹脂が充填されている点にある。
【００１８】
そして、この請求項４に係る発明によれば、樹脂によって光ファイバの周囲の光拡散効率を向上することができるため、さらに良好な平面光を得ることが可能となる。
【００１９】
請求項５に係る液晶表示装置の特徴は、光源から受光した光を平面光に変換可能とされたバックライトユニットを液晶表示パネルの反視認側に備えた液晶表示装置において、前記バックライトユニットが、コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた導光体としての光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、前記液晶表示パネルの表示部に対して平面光を照射可能とされている点にある。
【００２０】
そして、この請求項５に係る発明によれば、光ファイバの光伝送効率を部分的に低減してコア内を伝送される光の一部をクラッドを透過して外部へ出射させることによって、各光ファイバを線状の発光を行う導光体として機能させ、このような線状の導光体として機能する光ファイバを複数本面状に整列させることにより、従来に比べて厚みが格段に薄くされたバックライトユニットを簡便に形成することができ、ひいては、液晶表示装置を小型軽量化することが可能となる。
【００２１】
さらにまた、光ファイバの可撓性を利用してさらにコンパクトで多様な設計を行うことが可能となる。
【００２２】
請求項６に係る液晶表示装置の特徴は、請求項５において、前記クラッドに粗面化処理を施すことによって前記光ファイバの光伝送効率が低減されている点にある。
【００２３】
そして、この請求項６に係る発明によれば、既存の光ファイバに微細な加工を施すだけで線状の導光体としての機能をもたせることができるため、このような光ファイバの整列集合体からなるバックライトユニットをさらに簡便に形成することが可能となる。
【００２４】
請求項７に係る液晶表示装置の特徴は、請求項５または６において、前記複数本の光ファイバが、拡散板と反射板との間に挟持されている点にある。
【００２５】
そして、この請求項７に係る発明によれば、拡散板側に出射された光ファイバの出射光を拡散板によって拡散させることができるとともに、拡散板の反対側に出射された出射光を反射板によって拡散板側に反射させて平面光として有効に利用することができるため、さらに適正かつ効率的な平面光を得るバックライトユニットを具備することが可能となる。
【００２６】
請求項８に係る液晶表示装置の特徴は、請求項７において、前記複数本の光ファイバおよび前記反射板ならびに前記拡散板によって囲繞された空間内に、透明樹脂または光拡散性を有する粒子が含有された樹脂が充填されている点にある。
【００２７】
そして、この請求項８に係る発明によれば、樹脂によって光ファイバの周囲の光拡散効率を向上することができるため、さらに良好な平面光を得るバックライトユニットを具備することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るバックライトユニットおよび液晶表示装置の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。
【００２９】
図１および図２に示すように、本実施形態におけるバックライトユニット７は、光の伝送方向に沿って長尺とされたコア８と、このコア８の外周に周設されたクラッド９とによって構成された複数本の光ファイバ１０を有しており、各光ファイバ１０は、伝送方向と直交する方向に面状に整列されている。
【００３０】
前記各光ファイバ１０は、光伝送効率が部分的に低減されることによって、前記コア８内を伝送される光の一部を前記クラッド９を透過して光ファイバ１０の外部へ出射可能とされている。
【００３１】
すなわち、図１に示すように、前記各光ファイバ１０における一方の端部（図１における右端部）は、光源１１に連結された受光部１２とされており、この受光部１２は、前記光源１１から発光された光源光を受光するようになっている。
【００３２】
前記受光部１２の伝送方向下流側には、導光部１３が連設されており、この導光部１３は、通常の光ファイバと同様に、前記受光部１２で受光した光をコア８とクラッド９との境界面で全反射させながら伝送方向に導くようになっている。
【００３３】
そして、前記導光部１３の伝送方向下流側には、面発光部１５が連設されており、この面発光部１５には、クラッド９の外周面に対する粗面化処理等の光伝送効率を低減させる処理１７が施されている。このような低減化処理１７を施せば、コア８内を伝送される伝送光は、前記クラッド９の低減化処理１７の施された部分を透過して光ファイバ１０の外部へ出射することになる。また、面発光部１５の下流の終端面より伝送光が出射しないように各光ファイバの終端面にメタルコート等の表面処理がなされていることが特に好ましい。この結果、各光ファイバ１０を線状の発光を行う導光体として機能させることができるようになっている。
【００３４】
そして、このような線状に発光する機能を有する光ファイバ１０が、複数本面状に整列されることによって、平面状の発光を行うバックライトユニットが構成されている。
【００３５】
このように、線状に発光する機能を有する光ファイバ１０を整列集合させたバックライトユニット７によれば、従来の導光板方式のバックライトユニット５に比べて厚みを格段に薄くすることができる。
【００３６】
また、前記受光部１２によって受光された光源光を前記導光部１３によって前記面発光部１５まで光漏れなく導光することができるため、各光ファイバの光発光部１５における出射光を等しくすることができ、平面光を効率的に得ることができる。
【００３７】
さらに、導光板方式では大変であった光の射出方向の変換を、クラッド９に対する低減化処理１７によって簡便かつ適正に実現することができる。
【００３８】
さらにまた、粗面化度等のクラッド９に対する低減化処理１７の度合を調整することによって、平面光の輝度分布を簡便に補正することができる。例えば、粗面化度を大きくすれば、平面光の光量を多くすることができる。
【００３９】
なお、粗面化処理の手法としては、サンドブラストやエッチング等の種々の手法を考えることができる。
【００４０】
また、本実施形態において、前記複数本の光ファイバ１０は、平面光の照射側に位置する拡散板３と、反照射側に位置する反射板４との間に挟持されている。
【００４１】
これにより、前記拡散板３によって面発光部１５からの出射光を拡散させることができるとともに、前記拡散板３の反対側に出射した光を前記反射板４によって前記拡散板３側に反射させて平面光として有効に利用することができるため、さらに適正かつ効率的に平面光を得ることが可能とされている。
【００４２】
また、図２において、左右両端からの光漏れ防止手段としては、両端に光ファイバと同径の表面に光反射特性を有するワイヤーを配設したり、反射板を垂直方向に延ばして側壁としても良い。
【００４３】
さらに、本実施形態において、前記複数本の光ファイバ１０および前記拡散板３ならびに前記反射板４によって囲繞された空間内には、樹脂１６が充填されており、この樹脂１６は、透明樹脂または光拡散性を有する粒子が含有された樹脂とされている。
【００４４】
これにより、前記樹脂１６によって光拡散光率を向上することができるため、さらに良好な平面光を得ることが可能とされている。
【００４５】
このように構成されたバックライトユニット７は、図３に示すように、液晶表示パネル１８の反視認側に配設されることによって、液晶表示装置１９を構成するようになっている。
【００４６】
この液晶表示パネル１８は、シール２０を介して互いに貼り合わされた視認側および反視認側の二枚の透明基板２１、２２を有しており、両透明基板２１、２２および前記シール２０によって囲繞された空間内には、液晶２３が封入されている。
【００４７】
前記両透明基板２１、２２の厚み方向の内側には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる表示電極２４、２５が互いに交差するように配設されており、これら表示電極２４、２５の交差部分によって、表示の最小単位である画素が構成されている。さらに、前記両表示電極２４、２５の内側には、所定のラビング処理が施された配向膜２６が配設されている。
【００４８】
一方、前記両透明基板２１、２２の厚み方向の外側には、一対の偏光板２７が配設されており、これら偏光板２７によって液晶２３の透過光の振動方向を規制するようになっている。
【００４９】
また、前記反視認側の表示電極２５のリード端子２５ａには、異方性導電膜２８を介して液晶駆動用配線基板２９が接続されており、この液晶駆動用配線基板２９を介して表示電極２４、２５の画素間に液晶駆動電圧を印加するようになっている。
【００５０】
なお、前記バックライトユニット７の出射面は、液晶表示パネル１８における反視認側の偏光板２７に直接当接するようにしてもよい。
【００５１】
そして、このような液晶表示装置１９を用いて表示を行うには、バックライトユニット７の光源１１を駆動することによって、光ファイバ１０の受光部１２に光源光を所定の角度で入射すると、この光源光は前記受光部１２に連なる導光部１３によって伝送方向へ伝送される。
【００５２】
このとき、前記導光部１３は、通常の光ファイバと同様の構造を有しているため、光源光を減衰させることなく伝送方向に伝送することができる。
【００５３】
そして、導光部１３内を伝送した光源光は、前記面発光部１５に到達すると、コア８内から前記クラッド９を透過して外部に出射される。
【００５４】
前記面発光部１５において外部に出射された光のうち、拡散板３側に出射した光は、この拡散板３によって拡散された後、拡散板３の視認側に位置する液晶表示パネル１８の表示部に対して平面光として照射される。
【００５５】
一方、前記面発光部１５において外部に出射した光のうち、反射板４側に出射した光は、反射板４によって拡散板３側に反射され、拡散板３によって拡散された後に、液晶表示パネル１８の表示部に対して平面光として照射される。
【００５６】
このとき、前記クラッド９の処理１７部分によって、光の進行方向を伝送方向からこの伝送方向に直交する方向へと簡便に変換することができるため、従来よりも効率よく平面光を得ることができる。
【００５７】
このようなバックライトユニット７からの平面光が照射される液晶表示パネル１８側においては、表示電極２４、２５の画素間に液晶駆動電圧を選択的に印加することによって液晶２３の配向を部分的に変化させる。
【００５８】
これによって、バックライトユニット７からの平面光の透過を規制して視認側に所望の表示が形成される。
【００５９】
したがって、本実施形態によれば、バックライトユニット７およびこのバックライトユニット７を備えた液晶表示装置１９を従来よりも格段に薄型で軽量なものにすることができる。より具体的には、バックライトユニット７の厚みを１／５ｍｍ〜１／３ｍｍにすることも可能となる。
【００６０】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００６１】
例えば、前記光源１１としては、輝度調整を容易に行う観点から、ＬＥＤ等の小型光源を用いることが好ましい。
【００６２】
また、複数本の光ファイバ１０を整列方向に沿って１本おきに束ね、束ねられた各光ファイバ１０の束をそれぞれ別色の光源１１によってパルス駆動するようにすれば、可変色型のバックライトユニットを構成することができる。
【００６３】
さらに、前記面発光部１５における粗面化処理は一様なものとは限らず、平面光の輝度を均一なものにするために、例えば光源からの距離に応じて粗面化度を漸次変化させるように構成する場合があり得ることは勿論である。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１に係るバックライトユニットによれば、薄型で、かつ、平面光を効率的に発光することができる安価なバックライトユニットを実現することができ、さらに、フレキシブルな構成によって設計の自由度を広げることができる。
【００６５】
請求項２に係るバックライトユニットによれば、請求項１に係るバックライトユニットの効果に加えて、平面光をさらに簡便に得ることができ、コストが低減されたバックライトユニットを実現することができる。
【００６６】
請求項３に係るバックライトユニットによれば、請求項１または２に係るバックライトユニットの効果に加えて、さらに効率的に平面光を得ることができるバックライトユニットを実現することができる。
【００６７】
請求項４に係るバックライトユニットによれば、請求項３に係るバックライトユニットの効果に加えて、さらに良好な平面光を効率的に発光することができるバックライトユニットを実現することができる。
【００６８】
請求項５に係る液晶表示装置によれば、薄型で、かつ、平面光を効率的に発光することができる安価なバックライトユニットを搭載した液晶表示装置を実現することができ、さらに、バックライトユニットのフレキシブルな構成によって液晶表示装置の設計の自由度を広げることができる。
【００６９】
請求項６に係る液晶表示装置によれば、請求項５に係る液晶表示装置の効果に加えて、平面光を簡便に得ることができ、コストが低減された液晶表示装置を実現することができる。
【００７０】
請求項７に係る液晶表示装置によれば、請求項５または６に係る液晶表示装置の効果に加えて、さらに効率的に平面光を得ることができる液晶表示装置を実現することができる。
【００７１】
請求項８に係る液晶表示装置によれば、請求項７に係る液晶表示装置の効果に加えて、さらに良好な平面光を効率的に得ることができる液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバックライトユニットの実施形態を模式的に示した側面図
【図２】図１の左側からの模式的正面図
【図３】本発明に係る液晶表示装置の実施形態を模式的に示した断面図
【図４】従来から採用されていた導光板方式のバックライトユニットを模式的に示した図
【符号の説明】
３  拡散板
４  反射板
７  バックライトユニット
８  コア
９  クラッド
１０  光ファイバ
１１  光源
１５  面発光部
１６  樹脂
１８  液晶表示パネル
１９  液晶表示装置
【図１】
2004327153.tif 000003
【図２】
2004327153.tif 000004
【図３】
2004327153.tif 000005
【図４】
2004327153.tif 000006