(57)【要約】【課題】発光素子の放射光を効率良く導光体に導入して液晶表示パネル上に一様に明るい表示画面を得る。【解決手段】導光体ＧＬＰが液晶表示パネルと対向する光出射面に主光線の進行方向（出射方向）と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンＤＰを形成し、液晶表示パネルＰＮＬと反対向する光反射面に主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光反射パターンＲＰを形成することにより、導光体内ＧＬＢに導入された光は光拡散パターンＤＰ及び光反射パターンＲＰにより拡散及び反射を繰り返し、液晶表示パネルに対して一様に照明光が照射され、液晶表示パネルの表示面に対して輝度バランスと輝度ピークとが自在に調整された明るい表示画面が得られる。【選択図】　　　　図３
2004037982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記導光体の光拡散パターンは、前記発光素子の主光線の進行方向に沿って該主光線と交差する方向に配列ピッチが不連続する断面略Ｖ字状の複数の溝を有する第１の光拡散パターンと、前記発光素子の配列相互間に主光線の進行方向に沿って該主光線と交差する方向に配列ピッチが連続する断面略Ｖ字状の複数の溝を有する第２の光拡散パターンとから構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の光拡散パターンは、前記発光素子と対向する近傍領域を除く個所に前記発光素子の主光線の進行方向に沿って該主光線と交差する方向に配列ピッチが不連続する断面略Ｖ字状の複数の溝を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の光拡散パターンは、前記発光素子の配列相互間に対向する近傍領域に主光線の進行方向に沿って該配列ピッチが連続する断面略Ｖ字状の複数の溝よりも配列ピッチの小さい断面略Ｖ字状の複数の溝を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記導光体の光反射パターンは、前記発光素子の配列相互間に対向する近傍領域に主光線の進行方向と交差する方向に該配列ピッチが連続な断面略Ｖ字状の複数の溝よりも配列ピッチの小さい断面略Ｖ字状の複数の溝を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子と対向する近傍領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を破線状に断続させて配列して形成した第１の光反射パターンを有するとともに、前記第１の光反射パターンを介して離間した領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を配列して形成した第２の光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の光反射パターンは、前記破線状に断続させて形成された溝が前記主光線の進行方向に対して交差する方向の隙間が交互に配置するように配列することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１の光反射パターンは、前記主光線の進行方向に隣接する破線状溝の配列ピッチを前記第２の光反射パターンの配列ピッチよりも小さく形成すること特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成した光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
前記光反射パタ−ンは、前記発光素子の配列相互間に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチが前記発光素子に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチよりも小さく形成されたことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子と対向する近傍領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成した第１の光反射パターンを有するとともに、前記第１の光反射パターンを介して離間した領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を配列して形成した第２の光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１の光反射パターンは、前記発光素子の配列相互間に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチが前記発光素子に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチよりも小さく形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って前記発光素子の出射光直進方向と前記発光素子相互間方向とで深さが異なる断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光反射パターンを有し、前記導光体側壁の前記発光素子発光部の中心部を除く両端部分に前記導光体の厚さ方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝からなる入光パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
前記導光体側壁の前記発光素子の配列相互間のいずれか一方の位置に樹脂注入口を有することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に光源として発光ダイオード等の固体発光素子の光源光を液晶表示パネルの背面に照射させる導光体を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機や携帯情報端末などの小型携帯端末機器では、その表示デバイスとして省電力かつ小型軽量である液晶表示装置が一般的に採用されている。この種の液晶表示装置には、液晶表示パネルに形成した電子潜像を可視化するための照明手段として外光を利用した構造、液晶表示パネルの前面側または背面側に補助照明装置を設置した構造のものが用いられている。液晶表示パネルの背面側に設置する補助照明装置はバックライト装置と称し、液晶表示パネルの前面側に設置する補助照明装置はフロントライト装置と称している。
【０００３】
このような小型携帯端末機器の補助照明装置用光源としては、表示画面寸法が比較的大きなノート型パソコン等のように冷陰極蛍光ランプを側壁（サイドエッジ）側に配設した導光体を有する構造のものもあるが、携帯電話機や小型携帯情報端末装置（所謂、ＰＤＡなど）には、前記冷陰極蛍光ランプに代えて消費電力が少ない発光ダイオード（ＬＥＤ）に代表される固体発光素子が多く用いられている。
【０００４】
図１５は、導光体に発光素子として発光ダイオードを用いたバックライト装置を有する液晶表示装置の要部構成例を模式的に説明する断面図である。この種のバックライト装置は、液晶表示パネルＰＮＬに背面側に設置された導光体ＧＬＢの側壁（サイドエッジ）に対向させて発光ダイオードＬＥＤが配設されている。ここでは、発光ダイオードＬＥＤはプリント基板ＰＣＢに植立させて実装されている。
【０００５】
プリント基板ＰＣＢは、硬質プリント基板あるいはフレキシブルプリント基板などが用いられており、このプリント基板ＰＣＢの背面側（発光ダイオードＬＥＤと反対面）には、図示しないが、駆動ＩＣや他の電子部品等が実装されている。発光ダイオードＬＥＤは、その発光部Ｅを導光体ＧＬＢのサイドエッジに接して配置されている。発光ダイオードＬＥＤの発光部Ｅから出光した光は、このサイドエッジを入光面として導光体ＧＬＢ内に導入される。
【０００６】
導光体ＧＬＢは、図示されないが、その光反射面側または両面側に複数の凹溝または凸溝を有する光拡散パターンが形成されており、導光体ＧＬＢ内に導入された光は、その光拡散パターンにより乱反射されて拡散され、液晶表示パネルＰＮＬの背面に照射されて一様に明るい表示画面が得られる。
【０００７】
なお、液晶表示パネルＰＮＬと、この液晶表示パネルＰＮＬの前面側に配置され、光を拡散させる複数の凸部または凹部からなる光拡散部が形成された導光体ＧＬＢとに関連する従来技術を開示したものとして例えば、特開平１１−７２７８７号公報があるが、透過型液晶表示パネルＰＮＬと、光拡散面及び光反射面とが形成された導光体ＧＬＢとの関連については何ら開示されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成される液晶表示装置において、導光体ＧＬＢは、光反射面側のみに複数の凹溝または凸溝を形成した光拡散パターンを有していることから、液晶表示パネルＰＮＬの画面上において、その中央部に輝度ピークを配置し、周辺部方向に向かって徐々に輝度を低下させ、表示面の全域にわたって輝度バランスの良好な輝度分布特性が得られないという問題があった。
【０００９】
また、液晶表示パネルＰＮＬの画面上の中央部に輝度ピークを配置し、徐々に輝度を低下させて輝度バランスを向上させ、良好な輝度分布状態を得ることは、技術的に極めて困難であり、また、これを実現可能とするには、多大な設計時間を要するという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明は、前述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶表示パネルの表示画面における輝度バランスと、輝度ピーク分布とを自在に調整可能とした液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、導光体に導入された発光素子の導入光を効率良く反射及び拡散させて液晶表示パネル上に一様に明るい表示画面を得ることができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、導光体が液晶表示パネルと対向する光出射面に主光線の進行方向（出射方向）と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、液晶表示パネルと反対向する光反射面に主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光反射パターンを有することにより、導光体内に導入された光は光拡散パターン及び光反射パターンにより拡散及び反射を繰り返し、液晶表示パネルに対して一様に照明光が照射されるので、その画面中央部において、輝度ピークが保持されることになる。
【００１３】
また、本発明による他の液晶表示装置は、光反射面を、発光素子と対向する近傍領域に発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を破線状に断続させて配列して形成した第１の光反射パターンと、この第１の光反射パターンを介して離間した領域に発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を配列して形成した第２の光反射パタ−ンとを有して構成するものである。
【００１４】
また、本発明によるさらに他の液晶表示装置は、光反射面を、発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例を説明するための液晶表示パネル及び金属ケース等を除いた要部構成を示す展開斜視図である。図１において、モールドケースＭＬＤは略矩形の枠状体である。このモールドケースは全体として弾性を有する樹脂材料で形成されている。第１辺ＬＷ１の内壁には発光素子としての発光ダイオードの収容部ＡＶ１，ＡＶ２，ＡＶ３が形成されている。第１辺ＬＷ１の対辺である第２辺ＬＷ２には内側に突出する湾曲突起Ｊ１，Ｊ２が形成されている。
【００１７】
第１辺ＬＷ１，第２辺ＬＷ２に隣接する第３辺ＬＷ３，第４辺ＬＷ４は平行な内壁ＳＷ１，ＳＷ２を有している。参照符号ＧＬＢは透明な樹脂材からなる導光体であり、モールドドケースＭＬＤの発光ダイオードの収容部ＡＶ１，ＡＶ２，ＡＶ３側が入光面ＬＰとなっている。そして、この導光体ＧＬＢの両面には、後述する光拡散パターン及び光反射パターンが形成されている。この光拡散パターン及び光反射パターンは、透明樹脂体からなる板材の表裏面に成形加工等により断面略Ｖ字状の溝が複数形成されている。
【００１８】
本実施例においては、発光素子として３個の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３を使用しており、その発光部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が導光体ＧＬＢに向くようにプリント基板ＰＣＢに植立して実装されている。プリント基板ＰＣＢは硬質プリント基板でも良いが、本実施例ではフレキシブルプリント基板を用いており、その背面には図示されないが、駆動ＩＣ及びその他の電子部品等が実装されている。
【００１９】
図２は、図１に示したモールドケースに導光体を収容して発光ダイオードを実装したプリント基板を組合せて一体化した状態の説明図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。組立ては、先ずモールドケースＭＬＤの発光ダイオードの収容部ＡＶ１，ＡＶ２，ＡＶ３に発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３が収まるようにプリント基板ＰＣＢを取付ける。図２では、収容部ＡＶ１，ＡＶ２，ＡＶ３の第１辺ＬＷ１に沿った方向の寸法が発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３のそれよりも大きく示してあるが、当該方向に発光ダイオードの動きを規制したい場合は、この寸法を発光ダイオードの対応寸法に近似する大きさとする。
【００２０】
プリント基板ＰＣＢの取付け後、導光体ＧＬＢの入光面ＬＰ（図１参照）を発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部に当接させ、かつ第２辺ＬＷ２に有する湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２に抗してモールドケースＭＬＤに押し込む。導光体ＧＬＢの入光面ＬＰと隣接する辺の動きは第３辺ＬＷ３，第４辺ＬＷ４の内壁面ＳＷ１，ＳＷ２（図１参照）で規制される。
【００２１】
このような構造としたことにより、導光体ＧＬＢには湾曲突起ＰＪ１，ＰＪ２の弾性力により発生する矢印Ｆで示した押圧力が常に加わり、その入光面ＬＰ（図１参照）は発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部に密接し、この密接状態が常時維持されることになる。したがって、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部から放射される光りが導光体ＧＬＢの外に漏れることがなく、また両者間で反射することなく、有効に導光体ＧＬＢの内部に導入される。
【００２２】
図３は、本発明による液晶表示装置の一実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードと共に導光体の両面を示している。図３（ａ）は液晶表示パネルに対して対向配置される導光体の光出射面側を、図３（ｂ）は液晶表示パネルに対して反対向面となる光反射面側をそれぞれ示している。図３（ａ）に示すように液晶表示パネルと対向配置される導光体ＧＬＢの光出射面には、各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から放射される光の出射方向（進行方向）と同方向に沿って図４に拡大斜視図で示すような断面略Ｖ字状の複数の溝を有する光拡散パターンＤＰが形成されている。
【００２３】
この実施例では、この導光体ＧＬＢに形成される光拡散パターンＤＰは、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と対向する個所に図４に要部拡大斜視図で示すように光の出射方向と交差する方向に配列ピッチの不連続な断面略台形状の複数のＶ字状溝を有する光拡散パターンＤＰ１が形成され、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の配列相互間に対応する個所に光の出射方向と交差する方向に配列ピッチの連続した複数のＶ字状溝を有する光拡散パターンＤＰ２が形成される構成となっている。
【００２４】
なお、この光拡散パターンＤＰは、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部の近傍領域ＬＰＺ１，ＬＰＺ２，ＬＰＺ３には図３（ａ）に要部拡大図で示すように形成されていない。
【００２５】
また、図３（ｂ）に示すようにこの導光体ＧＬＢの背面（液晶表示パネルと反対向面）となる光反射面には、各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から放射される光の出射方向（進行方向）と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝からなる光反射パターンＲＰが形成されている。
【００２６】
また、この光反射パターンＲＰが形成されている導光体ＧＬＢの各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の配列列相互間には、図３（ｂ）に要部拡大図で示すように放射光の進行方向と交差する方向にパターン長が進行方向に向かって徐々に短くなり、かつ比較的ピッチの小さい断面略Ｖ字状の複数の溝からなる入射部光拡散パターンＤＰ３が形成されている。
【００２７】
このような構成において、導光体ＧＬＢの光反射面に光の出射方向（進行方向）と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝からなる光反射パターンＲＰを形成したことにより、各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から導入された光が光拡散パターンＤＰの形成面の方向に向かって導光体中央部に輝度ピークを形成するように全面的に反射される。
【００２８】
また、この導光体ＧＬＢの光出射面に各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と対向する個所に放射光の出射方向（進行方向）と同方向に沿って断面略台形状の複数のＶ字状溝を有する光拡散パターンＤＰ１を形成し、各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３相互間の個所に光の出射光と同方向に沿って断面略Ｖ字状の複数のＶ字状溝を有する光拡散パターンＤＰ２を形成したことにより、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から導光体ＧＬＢ内に導入された光及び光反射パターンＲＰにより全面反射された光が光拡散パターンＤＰ１，ＤＰ２を形成するＶ字状溝及びその傾斜面により光散乱及び拡散され、輝度バランスが補正されて液晶表示パネルの背面に向かって全面的に照射されることになる。
【００２９】
したがって、このように形成される光出射面及び光反射面の組合せにより構成された導光体によれば、輝度分布調整を自在に行うことができるので、液晶表示パネルの表示面に対しても輝度バランスと輝度ピークとが自在に調整された明るい表示画面が得られることになる。
【００３０】
また、導光体ＧＬＢの光出射面上に各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と対向する個所及びその相互間、つまり発光ダイオードが位置しない個所に光の出射光と交差する方向に連続な断面略Ｖ字状の複数の溝を有する光拡散パターンＤＰ１，ＤＰ２を形成したことにより、Ｖ字状溝及び傾斜面が連続して形成される構成となるので、これらのＶ字状溝及びその傾斜面が常に発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の光の進んでくる方向に向いているので、輝度の高い照明が得られる。
【００３１】
また、導光体ＧＬＢの光出射面上の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と対向する個所に光の出射光と交差する方向に不連続な断面略台形状の複数のＶ字状溝で光拡散パターンＤＰ１を形成したことにより、Ｖ字状溝の傾斜角度が中央部と周辺部とで異なるので、導光体中央部からその周辺部に向かってなだらかに輝度を低下させることができ、輝度バランスを補正することができる。したがって、Ｖ字状溝の傾斜角度を各種調節することにより、液晶表示パネルの表示面における輝度分布をほぼ均一に調整することが可能となり、液晶表示パネルの画面中央部とその周辺部とで輝度バランスのとれた良好な表示画面が得られる。
【００３２】
図５は、導光体の発光ダイオード光源光の入射面に平行する面輝度データを示したものであり、横軸には導光体の入光面に平行する方向の長さＬ（ｍｍ）を示し、縦軸にはその輝度（ｃｄ）を示している。図５（ａ）は光出射面に光拡散パターンＤＰ１，ＤＰ２を形成した場合の輝度むらを示すデータであり、図５（ａ）から明らかなようにＡ部で示すように導光体の中央部分において輝度ピークが高くなる。また、図５（ｂ）は光出射面に光拡散パターンＤＰ１を形成しないで、その全面を光拡散パターンＤＰ２のみで形成した場合の輝度むらを示すデータであり、同図から明らかなように導光体の全面にわたってほぼ均一な輝度が得られる。
【００３３】
図６は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードとともに導光体の両面を示している。図６（ａ）は液晶表示パネルに対して対向配置される導光体の光出射面側を、図６（ｂ）は液晶表示パネルに対して反対向面となる光反射面側をそれぞれ示している。図６（ａ）に示すように導光体ＧＬＢの光出射面には、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から放射される光の出射方向（進行方向）と同方向に沿って図７（ａ）に拡大断面図で示すような断面略台形状の複数のＶ字状溝を有する光拡散パターンＤＰ４が形成されている。
【００３４】
また、図６（ｂ）に示すように導光体ＧＬＢの発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と対向する近傍領域には光の出射方向と交差する方向に複数のＶ字状溝を破線状に断続して形成した光反射パターンＲＰ４が形成されている。この光反射パターンＲＰ４は、隣り合う各破線状のＶ字状溝はその隙間が重ならないように交互に配置され、さらに隣り合う破線状のＶ字状溝の配列ピッチが異ならせて形成されている。また、この導光体ＧＬＢの光反射パターンＲＰ４を介して離間した領域には光の出射方向と交差する方向に図７（ｂ）に拡大断面図で示すような断面略台形状の複数のＶ字状溝を有する光反射パターンＲＰ５が形成されている。
【００３５】
このような構成においては、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と対向する近傍領域に光の出射方向と交差する方向に複数のＶ字状溝を破線状に断続して形成した光反射パターンＲＰ４を形成し、導光体ＧＬＢの光反射パターンを介して離間した領域に複数のＶ字状溝を有する光反射パターンＲＰ５を形成したことにより、導光体ＧＬＢ内に導入された光の遠い領域における光の減衰を阻止し、輝度を維持させることができるので、液晶表示パネルの画面中央部とその周辺部とでさらに輝度バランスのとれた良好な表示画面が得られる。
【００３６】
図８は、本発明による液晶表示装置のさらに他の実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードとともに導光体の光反射面側を示している。図８（ａ）に示すように導光体ＧＬＢの光反射面には、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から放射される光の出射方向（進行方向）と交差する方向に図８（ｂ）に拡大断面図で示すような断面略三角形状の複数の台形状溝を所定の配列ピッチをもたせて曲線状（蛇行状）に配列して形成した光反射パターンＲＰ６が設けられている。なお、この光反射パターンＲＰ６は、図８（ｃ）に拡大断面図で示すように断面略台形状の複数のＶ字状溝を所定の配列ピッチをもたせて曲線状（蛇行状）に形成しても良い。
【００３７】
また、この実施例では、この曲線状に形成される光反射パターンＲＰ６は、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３から放射される光の直進方向に向かってその溝形状または山形状の配列ピッチが大きく形成され、さらに各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３相互間の溝形状または山形状の配列ピッチがそれよりも小さく形成されている構成となっている。
【００３８】
このような構成によれば、前述した第１の実施例の効果に加えて導光体ＧＬＢ内に導入された光の反射効率をさらに向上させることができるので、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３からの導入光を有効に利用でき、明るい照明装置が実現可能となる。
【００３９】
図９は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードとともに導光体の光反射面側を示している。図９に示すように導光体ＧＬＢの光反射面には、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の近傍領域に曲線状に配列して形成された複数の光反射パターンＲＰ６が設けられ、さらにこの光反射パターンＲＰ６を介して離間した領域に直線状に配列して形成された複数の光反射パターンＲＰ５が設けられた構造となっている。このような構成においても前述と同様な作用効果が得られる。
【００４０】
図１０は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による構成を説明する図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付しその説明は省略する。図１０において、導光体ＧＬＢは、図１０（ａ）に斜視図で示すようにその入光面ＬＰには図１０（ｂ）に要部拡大平面図で示すように発光素子ＬＥＤの発光部の中心部を除く両端部分をカバーする位置にこの導光体ＧＬＢの厚さ方向に沿って図１０（ｃ）に示すように断面略Ｖ字状の複数の溝からなる入光パターンＬＬＰが形成されている。なお、この入光パターンＬＬＰの溝形状は、図１０（ｃ）に傾斜角度ａが３０°乃至６０°の範囲とし、その深さｄが５乃至３０μｍの範囲で形成されている。
【００４１】
このような構成において、導光体ＧＬＢの光入光面ＬＰに発光素子ＬＥＤの両端部分をカバーするように入光パターンＬＬＰを形成したことにより、発光素子ＬＥＤの放射光の一部が図１０（ｂ）に示すように導光体ＧＬＢの内側面方向に向かって図中符号Ｗ１で示すように広い範囲にわたって拡散させることができる。なお、図中符号Ｗ２は光入光面ＬＰに入光パターンＬＬＰを形成しなかった場合の導光体ＧＬＢ内への光拡散度合いを示している。
【００４２】
このような構成によれば、発光素子ＬＥＤからの放射光を損失させることなく、導光体ＧＬＢ内に最大限に導入させることができるので、入光効率を大幅に向上させることができる。
【００４３】
また、この図１０に示す導光体ＧＬＢは、光拡散パターンＤＰが形成された光出射面と反対向する光反射面には図１１（ａ）に要部拡大斜視図で示すように発光素子の出射光の進行方向と交差する方向に沿って発光素子の発光部分Ａで溝の深さが小さく、発光素子の配列相互間の部分Ｂで溝の深さが大きくなるような形状となる断面略Ｖ字状の複数に溝を有する光反射パターンＲＰ７が形成されている。
【００４４】
なお、この光反射パターンＲＰ７の溝形状は、図１１（ｂ）に要部拡大断面図で示すように傾斜角度ａが２５°乃至４５°の範囲とし、その深さｄが３乃至３０μｍの範囲で形成されている。
【００４５】
また、この導光体ＧＬＢの光出射面には、図１２（ａ）に要部拡大斜視図で示すように発光素子の主光線の進行方向ろ同方向に沿って図１２（ｂ）に要部拡大断面図で示すような断面略Ｖ字状の複数の溝を有する光拡散パターンＤＰ１が形成されおり、この光拡散パターンＤＰ１の溝形状は、傾斜角度ａが４０°乃至５０°の範囲とし、その深さが３乃至３０μｍの範囲で形成されている。また、これらの断面略Ｖ字状の溝ピッチｐは図１２（ａ）に示すように０．１乃至０．４ｍｍの範囲で形成されている。
【００４６】
このような構成において、導光体ＧＬＢの光反射面に発光素子の発光部分Ａと、発光素子の配列相互間の部分Ｂとで溝の深さが異なる複数の溝を有する光反射パターンＲＰ７を形成したことにより、導光体ＧＬＢの各発光素子の近傍領域における輝度をほぼ均一化させることができる。
【００４７】
したがって、このような構成によれば、発光素子の入光量を大幅に向上させ、かつ導光体ＧＬＢの発光素子の近傍領域における輝度が均一となるので、液晶パネルにおける輝度むらの生じない綺麗な表示画面が得られる。
【００４８】
図１３は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による導光体の構成を説明する図であり、前述の図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１３において、導光体ＧＬＢは、その光反射面には図１３（ａ）に示すように発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部からの光の直進方向と交差する方向に沿って図１３（ｃ）に要部拡大断面図で示すように断面略三角形状の山形状を有する逆台形状溝からなる直線状の光反射パターンＲＰ８と、同様な構成で蛇行状の光反射パターンＲＰ９とが交互に配列して形成されている。なお、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す導光体ＧＬＢの一点破線に沿った方向の断面を示している。
【００４９】
また、これらの光反射パターンＲＰ８，ＲＰ９は、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部方向が溝深さの小さい断面略三角形状の山形状を有する逆台形状溝ＲＰＡで形成され、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の配列相互間の光進行方向が溝深さの大きい断面略三角形状の山形状を有する逆台形状溝ＲＰＢで形成される構造となっている。
【００５０】
なお、これらの光反射パターンＲＰ８，ＲＰ９の溝形状は、傾斜角度ａが２５°乃至３０°及び傾斜角度ｂが９０°乃至１３０°の範囲とし、その深さが２乃至４０μｍの範囲で形成されている。また、この光反射パターンＲＰ８，ＲＰ９は、図１３図（ｄ）に要部拡大断面図で示すように断面略台形状の山形状を有するＶ字状溝で形成しても良い。この場合も、溝形状は図１３（ｃ）と同一な構造である。
【００５１】
このような構成によれば、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の発光部方向に形成される深さの小さい溝ＲＰＡ部分では導入光の反射量が少なくなり、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の配列相互間の光進行方向に形成される深さの大きい溝ＲＰＢ部分では導入光の反射量が多くなる。また、直線状の光反射パターンＲＰ８と、蛇行状光反射パターンＲＰ９との交互の形成配置により、溝ＲＰＡ，ＲＰＢの反射面による反射角度も変わり、導入光の進路を斜め方向に変更できるので、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の近傍領域における輝度むらの発生がなくなる。また、導入光を有効に利用でき、明るい照明手段が実現可能となる。
【００５２】
図１４は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による構成を説明する図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１４において、図１４（ａ）に示すような導光体ＧＬＢは、通常プラスチック射出成形製法により形成されるが、この成形製法おける樹脂注入口（ゲート）の位置は、一般的に発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３が設置される入光面ＬＰを除く他の３辺のいずれかに設置するケースが主流となっている。また、入光面ＬＰの全域または入光面ＬＰの中央部に設置される場合もある。この場合、樹脂注入口Ｇの切断部の鏡面性を損なわないように鏡面仕上げを二次的に加工する必要性が生じる。
【００５３】
また、導光体ＧＬＰの出射成形製法では、射出成形用金型において多数個取りの場合、成形材料が各キャビティに同時に充填されるようにキャビティ及びランナの配置を考慮したり、樹脂注入口Ｇの位置，樹脂注入口Ｇの長さ及び断面積などを各種調節する必要性が生じる。
【００５４】
したがって、このような問題を回避または解決するものとしては、図１４（ｂ）に示すように導光体ＧＬＢの入光面ＬＰと対向する反対向面の中央部Ｃに樹脂注入口Ｇを設置する手段が多く採用されている。
【００５５】
しかしながら、このような手段を用いると、入光面ＬＰに導光体ＧＬＰの厚さ方向に縦バリが発生し易いという問題があった。また、樹脂注入口Ｇから離れた入光面ＬＰの近傍領域に存在する断面略Ｖ字状光拡散パターンの樹脂転写性が変動し易いという問題があった。また、多数個取りの場合には、これらの問題が更に顕著に悪くなり、成形条件の調整が困難にとなる。
【００５６】
いずれの問題点は、組立作業におけるバリ屑の付着及びバリがそのまま残っていると、発光素子と導光体入光面との位置ずれを起こし、輝度が低下する。また、転写性が変動すると、面内輝度の均一性が崩れ、輝度むらが生じるなど異常現象として影響を与える易くなる。
【００５７】
したがって、本発明に係わる導光体ＧＬＢは、図１４（ａ）に斜視図で示すようにその入光面ＬＰと対向する位置に複数個の発光素子ＬＰ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３が設置されるが、この発光素子ＬＥＤ１と発光素子ＬＥＤ２との配列相互間Ａ部に図１４（ｃ）に示すように１個の樹脂注入口Ｇが設けられている。なお、本実施例では、樹脂注入口Ｇを発光素子ＬＥＤ１と発光素子ＬＥＤ２との間に設けたが、発光素子ＬＥＤ２と発光素子ＬＤＥ３との間に設けても良い。
【００５８】
このような構成によれば、導光体ＧＬＢの入光面ＬＰに発生し易いバリが生じなくなるので、実装時における輝度低下などの悪影響がなくなる。また、入光面ＬＰの近傍領域Ｂにおける樹脂転写性が向上し、面内輝度均一性に対する安定性が向上する。さらに各発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３の配列相互間のいずれかの間に１個の樹脂注入口Ｇを設けることにより、樹脂注入口Ｇ処理後の品質面に影響を与えることがなくなる。なお、樹脂注入口Ｇの処理面粗さ及び出っ張り等は画像品質及び組立て性に影響を与えることはない。
【００５９】
なお、本発明は、液晶表示装置として透過形液晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係わる導光体は、小型携帯端末機器及び各種のサイドライト型面光源装置等の照明装置などに適用しても前述とほぼ同様な効果が得られることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による液晶表示装置によれば、導光体の光出射面に発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿っては配列ピッチの異なる断面略Ｖ字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを設け、光反射面に発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝を設けたことにより、導光体内に導入された光は光拡散パターン及び光反射パターンにより拡散及び反射を繰り返し、液晶表示パネルに対して一様に照明光が照射されるので、その表示画面中央部において、輝度バランス及び輝度ピークを自在に調整でき、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【００６１】
また、本発明による他の液晶表示装置によれば、導光体の光反射面に発光素子近傍領域に断面略Ｖ字状の複数の溝を破線状に断続させて配列した光反射パターンを設け、この光反射パターンを介して離間した領域に直線状の光反射パターンを設けたことにより、導光体内に導入された光の遠い領域における光の減衰を阻止し、輝度を維持させることができるので、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【００６２】
本発明による他の液晶表示装置によれば、導光体の光反射面に発光素子近傍領域に断面略Ｖ字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成した光反射パターンを設け、この光反射パターンを介して離間した領域に直線状の光反射パターンを設けたことにより、光反射パターンの溝の傾斜面が常に光の進行方向を向いているので、輝度の高い照明が得られるとともに、発光素子からの放射光を有効に利用できるので、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【００６３】
また、本発明による他の液晶表示装置によれば、導光体の入光面の発光素子の発光部中心を除く両端部分をカバーする位置に導光体の厚さ方向に沿って断面略Ｖ字状の複数の溝からなる入光パターンを設けたことにより、発光素子からの放射光を損失させることなく、導光体内に最大限に導入することができるので、入光効率を大幅に向上させることができるので、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の実施例を説明するための液晶表示パネル及び金属ケースを除いた要部構成の展開斜視図である。
【図２】図１に示したモールドケースに導光体を収容して発光ダイオードを実装したプリント基板を組合せて一体化した状態を示す説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の一実施例による構成を説明する図である。
【図４】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の光拡散面を示す拡大斜視図である。
【図５】本発明による液晶表示装置に係わる導光体を用いた場合の光出射光と面とるり表示画面の長さに対する輝度の関係を説明する図である。
【図６】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による構成を説明する図である。
【図７】図６に示す光反射パターンの溝形状を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の光反射面の他の実施例による構成を説明する図である。
【図９】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の光反射面のさらに他の実施例による構成を説明する図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による構成を説明する図である。
【図１１】図１０に示す導光体の光反射面の構成を説明する要部斜視図である。
【図１２】図１１に示す導光体の光出射面の構成を説明する要部拡大斜視図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による光反射面の構成を説明する図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による構成を説明する図である。
【図１５】導光体に発光素子として発光ダイオードを用いたバックライトを有する液晶表示装置の要部構成例を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
ＰＮＬ　液晶表示パネル
ＭＤＬ　モールドケース
ＬＷ１　モールドケースの第１辺
ＬＷ２　モールドケースの第２辺
ＬＷ３　モールドケースの第３辺
ＬＷ４　モールドケースの第４辺
ＡＶ１　発光ダイオードに収容部
ＰＪ１，ＰＪ２　湾曲突起
ＴＷ　穏やかな湾曲突起
ＳＷ１，ＳＷ２　内壁
ＧＬＢ　導光体
ＬＰ　入光面
ＬＰＰ　入光パターン
Ｇ　樹脂注入口
ＲＰ１乃至ＲＰ９　光反射パターン
ＤＰ１乃至ＤＰ５　光拡散パターン
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３　発光ダイオード
ＰＣＢ　プリント基板
ＳＨＣ　金属ケース。
【図１】
2004037982.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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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