(57)【要約】【課題】簡素な構成で輝度の向上を図り、小型・薄型化にも有利な構造を有する液晶表示装置のバックライト構造を提供することにある。【解決手段】導光板２の張り出し部２ｂには発光素子４，６の発光部位置まで突出する受光張出部２ｃが設けられている。受光張出部２ｃには発光素子４，６にそれぞれ対面する溝２ｄ，２ｅが設けられている。溝２ｄ，２ｅは円弧状凹面からなる受光面２ｆ，２ｇを有し、この受光面の円弧が交差して径方向に連結するように連設されている。連結部２ｈにおける受光面２ｆ，２ｇの接線がなす角度を９０度以上に設定するため、連結部２ｈの高さは受光張出部２ｃより低く設定される。このため連結部２ｈ内に入り込んだ光は閉じ込められず、輝度が高まる。連結部２ｈを低くするには、発光素子の間隔を狭めることが必要で、小型化し易い状態となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子からの光を導光板を介して液晶表示パネルに照射することにより照明する液晶表示装置のバックライト構造であって、
少なくとも２個の前記発光素子が設けられ、
前記導光板の一部に前記発光素子の発光部位置まで張り出すと共に光を導入して前記導光板の本体部の方向に導く張り出し部を設け、
該張り出し部の端面に前記発光素子にそれぞれ対面する円弧状凹面からなる受光面を有する溝を設け、
前記受光面が径方向に連結するように前記溝が連設されていることを特徴とする液晶表示装置のバックライト構造。
【請求項２】
前記張り出し部は、前記発光素子側へ向かって突出する受光張出部を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置のバックライト構造。
【請求項３】
前記溝の円弧状凹面からなる受光面は、前記導光板の受光張出部に垂直に立てた仮想軸上に中心があり、前記発光素子は前記仮想軸上に位置していることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置のバックライト構造。
【請求項４】
前記溝は、前記液晶表示パネルに対面する前記導光板の本体部へ向かう光軸と同方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置のバックライト構造。
【請求項５】
前記溝の連結部分は、前記発光素子側へ向かって突出する前記受光張出部より低くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置のバックライト構造。
【請求項６】
前記溝の連結部分は、該連結部分での前記受光面が形成する円弧の接線がなす角度を９０度から１８０度に設定してなることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置のバックライト構造。
【請求項７】
前記導光板の張り出し部における前記本体部へ向かう光軸方向又は前記光軸に対面する側端面の一部を前記光軸に対して一定の角度をなす傾斜面としたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置のバックライト構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に使用するバックライトの構造に関するものであり、特にその導光板の構造及び導光板と発光素子との位置関係に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の液晶表示装置のバックライト構造は、液晶表示パネルの背後に導光板を配設し、この導光板の裏面側又は側方の端面側から光を照射することで導光板を介して液晶表示パネルに光を照射していた（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ハウジングの反射面を利用して、導光板の端部にＬＥＤからの光を入射・拡散させることにより、小型化に伴う不均一な発光を防いだ液晶表示装置のバックライト構造も提案されていた（特許文献２参照）。
【０００４】
また、ＬＥＤの使用数を低減しつつ、照明ムラを少なくするため、導光板の端面に、平面と凹面を組み合わせた光導入部と凹面からなる反射面を設けたバックライト構造も提案されていた（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３５５４２８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２２１５０２号公報
【特許文献３】
特開平９−２５９６２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、単に照明を設けるだけでなく、小型化に伴う照明ムラを防ぐためにハウジングの反射面や導光板の光導入部の形状に改良を加えていたが、近年では更に薄型・小型で、輝度を向上させることが求められている。更なる薄型化・小型化と輝度の向上を図るには、前記従来技術における反射面や光導入部の形状が複雑過ぎて改善の余地がなく、輝度を高めるためにＬＥＤを複数設けると小型化を阻害することにもなっていた。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたもので、簡素な形状及び構成で輝度の向上を図り、複数の発光素子を使いながら小型・薄型化にも有利な構造を有する液晶表示装置のバックライト構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置のバックライト構造は、請求項１に示すように、発光素子からの光を導光板を介して液晶表示パネルに照射することにより照明する液晶表示装置のバックライト構造であって、少なくとも２個の前記発光素子が設けられ、前記導光板の一部に前記発光素子の発光部位置まで張り出すと共に光を導入して前記導光板の本体部の方向に導く張り出し部を設け、該張り出し部の端面に前記発光素子にそれぞれ対面する円弧状凹面からなる受光面を有する溝を設け、前記受光面が径方向に連結するように前記溝が連設されているものとなっている。また、請求項２に示すように、前記張り出し部は、前記発光素子側へ向かって突出する受光張出部を有する。また、請求項３に示すように、前記溝の円弧状凹面からなる受光面は、前記導光板の端面に垂直に立てた仮想軸上に中心があり、前記発光素子は前記仮想軸上に位置している。また、請求項４に示すように、前記溝は、前記液晶表示パネルに対面する前記導光板の本体部へ向かう光軸と同方向に形成されている。また、請求項５に示すように、前記溝の連結部分は、前記発光素子側へ向かって突出する前期受光張出部より低くなるように設定されている。また、請求項６に示すように、前記溝の連結部分は、該連結部分での前記受光面が形成する円弧の接線がなす角度を９０度から１８０度に設定してなるものである。また、請求項７に示すように、前記導光板の張り出し部における前記本体部へ向かう光軸方向又は前記光軸に対面する側端面の一部を前記光軸に対して一定の角度をなす傾斜面としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置のバックライト構造における導光板には張り出し部が設けられており、この張り出し部には背面側に配置された発光素子の発光部位置まで突出する受光張出部が設けられている。この張り出し部の端面からなる受光張出部には、少なくとも２個の発光素子にそれぞれ対面する溝が設けられている。この溝は、液晶表示パネルに対面する導光板の本体部へ向かう光軸と同方向に形成されている。また、溝は円弧状凹面からなる受光面を有し、この受光面の円弧が交差して径方向に連結するように連設され、その連結部が受光張出部より低くなるように設定される。
【００１０】
このような構成からなる導光板に発光素子から光を照射すると、照射された光は、円弧状凹面からなる受光面から導光板内に導入される。受光面から導入された光は、導光板の光軸方向へ向かうと共に導光板の張り出し部の内面にある反射面にて光軸方向へ反射され、導光板の表面側から液晶表示パネルの方向へ照射される。また、前述したように連結部の高さを設定するのは、連結部における受光面の接線がなす角度を９０度以上に設定するためであり、このように設定すると連結部内に入り込んだ光が閉じ込められることがなく、有効な光となって輝度を高めることができる。また、連結部を低くするには、受光面の円弧形状の半径を大きくし、更に中心の間隔、即ち発光素子の間隔を狭めることが必要になる。
【００１１】
上記のような発光素子と張り出し部との位置関係あるいは溝の構成により、発光素子からの光を有効に利用できると共に発光素子の間隔を狭めて小型化し易い状態にすることができる。
【００１２】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る液晶表示装置のバックライト構造における導光板の要部を示す正面拡大図、図２は図１に示す導光板を用いたバックライト構造を示す断面図、図３は図１及び図２に示す導光板の平面図、図４は図３に示す導光板の正面図である。２は導光板、４，６はＬＥＤ等の発光素子、８は液晶表示パネルである。発光素子４，６は導光板２の裏面側に配置され、導光板２は液晶表示パネル８の裏面側に配置されている。
【００１３】
導光板２は、液晶表示パネル８に対面する本体部２ａと、この本体部２ａの端部からその延長方向に突出すると共に発光素子４，６の方向（本体部２ａの方向へ向かう光軸に対して９０度の方向）へ張り出す張り出し部２ｂを有している。この張り出し部２ｂの裏面側の端面は、発光素子４，６の発光部４ａ，６ａの位置に達するまで突出し、受光張出部２ｃを形成している。また、張り出し部２ｂの受光張出部２ｃには、発光素子４，６にそれぞれ対面する溝２ｄ，２ｅが設けられている。この溝２ｄ，２ｅは、共に本体部２ｄへ向かう光軸と同方向に向かって形成されており、その内面の横断面形状が円弧状凹面からなる受光面２ｆ，２ｇとなるように形成されている。この受光面２ｆ，２ｇの円弧形状の中心は、受光張出部２ｃに垂直に立てた仮想軸上に位置している。この受光面２ｆ，２ｇにおいては、発光素子からの光と受光面での接線とがなす角度が９０度の場合に、最も反射が少ない。また、導光板２の材質であるアクリル材の場合、当角度が４６度になるまでは反射率が１％以内の減少で済む。従って、発光素子からの光と受光面での接線とがなす角度が９０度〜４６度の間になるように受光面の円弧形状の中心を設定している。
【００１４】
また、溝２ｄ，２ｅは、その受光面２ｆ，２ｇの円弧形状が径方向に交差するように、径方向に連結されている。この溝２ｄ，２ｅが連結した連結部２ｈは、光軸方向へ向かう円弧状凹面に挟まれた山頂形状をなしている。この連結部２ｈの高さ（導光板２の厚み方向の寸法）は、端面２ｃの高さ（即ち、発光素子４，６の発光部４ａ，６ａに達する高さ）より低くなるように設定され、これにより受光面２ｆ，２ｇの接線がなす角度が９０度以上となるように設定している。この連結部２ｈの高さ等の設定に関しては後に詳述する。
【００１５】
また、張り出し部２ｂには、光軸方向又は光軸に対面する側端面の一部に、光軸に対して一定の角度をなす傾斜面２ｉ，２ｊが設けられている。本実施例では傾斜面２ｉ，２ｊの角度を光軸に対して４５度の角度に設定している。
【００１６】
一方、発光素子４，６は、張り出し部２ｂの端面２ｃに垂直に立てた仮想軸（受光面２ｆ，２ｇとその中心とを結ぶ線）上にそれぞれ配置されている。
【００１７】
次に、上記構成からなる液晶表示装置のバックライト構造における光の照射状態について図５乃至図９を用いて説明する。はじめに、図１及び図５に示すように、発光素子４，６から照射される光１０，１２は、発光素子４，６に対面する溝２ｄ，２ｅの受光面２ｆ，２ｇが円弧状凹面であるため、平面に比べて反射が少なく、効率良く導光板２内に導入される。受光面２ｆ，２ｇから導入された光のうち本体部２ａへ向かう光軸上の光１４，１６はそのまま又は導光板２の反射面２ｎにて反射されて本体部２ａへ向かう。また、光軸に対して９０度等の角度を持った光１８，２０は、傾斜面２ｉ，２ｊにて反射されることにより光軸方向の光となって本体部２ａへと向かう。
【００１８】
また、発光素子４，６からの光は、発光素子４，６と受光面２ｆ，２ｇとの距離が離れるに従って受光面２ｆ，２ｇに対して斜めに光が当たる。このため、図７に示すように、発光素子４，６からの溝２ａ，２ｅの長手方向（光軸方向）に向かう光は、一部が反射されて反射光２２となってしまう。そこで、図８に示すように、溝２ｄ（２ｅ）の光軸方向の端部に壁部２ｋ，２ｍを設けると、反射光２２を取り込むことが可能となる。しかしながら、この場合、図８に示すように、壁部２ｋ、２ｍに入射した光は、壁部内で反射を繰り返して壁部２ｋ、２ｍから抜け出せなくなり、光を有効利用できず、結局、輝度を低下させることになってしまう。このため、実験を行ったところ、溝２ｄ，２ｅの光軸方向の端部に壁部２ｋ、２ｍを設けない構造とすることにより、輝度が向上することを確認することができた。
【００１９】
また、図５に示す連結部２ｈにおける受光面２ｆ，２ｇの接線がなす角度を９０度以上に設定すると、図９（ａ）に示す９０度未満のように、連結部２ｈ内に入り込んだ光が閉じ込められることはなくなり、図９（ｂ）に示すように、光は抜け出すことができ、利用効率を高めることができる。このように接線がなす角度を９０度以上に設定するには、連結部２ｈを低くすることが必要であり、これには図１に示す受光面２ｆ，２ｇの半径Ｒを大きくして、中心間の距離Ｌを小さくすることが条件となる。距離Ｌを小さくすると、受光面２ｆ，２ｇとその中心とを結ぶ線上に配置された発光素子４，６の間隔も狭まることになり、小型化が容易となる。
【００２０】
尚、距離Ｌを小さくすることができずに、連結部２ｈが高くなってしまう場合には、図１０に示すように、受光面２ｆ，２ｇの底部を径方向に延長して連結するように構成しても良い。この場合、受光面２ｆ，２ｇの接線がなす角度は１８０度となる。
【００２１】
尚、上記実施例においては、発光素子を２個設け、この発光素子に対応するように受光面に溝を２本設けているが、液晶表示パネルの大きさによっては発光素子の数を更に増加させ、その数に応じて溝の数も増やすことが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、張り出し部に設けた受光面を円弧状凹面を有する溝にして光を導入し易くすると共に発光素子との位置を特定することにより、簡素な構成で発光素子からの光を有効に利用して、輝度を向上させることができる。
【００２３】
また、複数の発光素子を接近させて配置することができるので、薄型化・小型化が容易であり、発光素子を増やして輝度を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る液晶表示装置のバックライト構造における導光板の要部を示す正面拡大図である。
【図２】図１に示す導光板を用いたバックライト構造を示す断面図である。
【図３】図１及び図２に示す導光板の平面図である。
【図４】図３に示す導光板の正面図である。
【図５】図１に示す導光板の要部に光が入射する状態を示す正面図である。
【図６】図３に示す導光板の要部に光が入射する状態を示す平面図である。
【図７】図２に示す導光板の要部に光が入射及び反射する状態を示す断面図である。
【図８】図７に示す導光板の要部を変更したときの内部における光の反射状態を示す断面図である。
【図９】（ａ）は接線がなす角度が９０度未満の場合、（ｂ）は接線がなす角度が９０度以上の場合における連結部内部における光の反射状態をしめす正面拡大図である。
【図１０】溝を連結して、接線がなす角度を１８０度にした場合の導光板の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
２            導光板
２ａ          本体部
２ｂ          張り出し部
２ｃ          受光張出部
２ｄ，２ｅ    溝
２ｆ，２ｇ    受光面
２ｈ          連結部
２ｉ，２ｊ    傾斜面
４，６        発光素子
４ａ，６ａ    発光部
８            液晶表示パネル
【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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【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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