(57)【要約】【課題】カバーを小型化あるいは無くすことが可能となるバックライトを得ることを目的とする。【解決手段】本発明に係るバックライト５は、平面視多角形状を有する導光板２と、多角形状の所定の複数辺２ａ，２ｂに沿った形状１２ａ，１２ｂを有する屈曲状の光源ユニット１２と、導光板２を内部に収納するとともに、当該収納した導光板２の所定の複数辺２ａ，２ａに隣接して、光源ユニット１２を収納する収納スペース１３を有するフレーム８，９とを備える。フレーム８，９の側面は、光源ユニット１２の一の端辺１２ａが、挿入可能な挿入口８ａ，９ａにおいてのみ開口している。フレーム８，９の下面は、一の端辺１２ａ以外の光源ユニットの辺１２ｂが収納スペース１３に収納可能な取入口９ｂにおいてのみ開口している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視多角形状を有する導光板と、
前記多角形状の所定の複数辺に沿った形状を有する屈曲状の光源ユニットと、
前記導光板を内部に収納するとともに、当該収納した前記導光板の前記所定の複数辺に隣接して、前記光源ユニットを収納する収納スペースを有するフレームとを備え、
前記フレームの側面は、前記光源ユニットの一の端辺が、当該端辺の長さ方向にスライドして、前記収納スペースまで挿入可能な挿入口において開口し、
前記フレームの下面は、前記一の端辺を前記収納スペースに挿入した状態で、前記一の端辺を軸として前記光源ユニットを回転移動した場合に、前記一の端辺以外の前記光源ユニットの辺が前記収納スペースに収納可能な取入口において開口している、
バックライト。
【請求項２】
前記光源ユニットは、
前記屈曲状の光源と、
前記光源の前記屈曲状の各辺に沿って配置され、前記光源から受けた光を前記導光板の側面に向けて反射するリフレクタとを含み、
前記リフレクタは、
断面形状が、前記導光板の方向に開口した略半円状である、
請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
前記導光板の下面に配置された反射板をさらに備え、
前記反射板は、
前記光源ユニットの前記一の端辺に対応する位置において、前記リフレクタの開口端まで延出して前記リフレクタと接触する、
請求項２に記載のバックライト。
【請求項４】
前記導光板の下面に配置された反射板をさらに備え、
前記リフレクタは、
前記光源ユニットの前記一の端辺に対応する位置において、開口端が前記反射板まで延出して前記反射板と接触し、
前記フレームは、
前記光源ユニットの前記一の端辺に対応する前記収納スペースに沿った凹溝を有し、
前記光源ユニットは、
前記一の端辺を前記収納スペースに挿入した状態で、前記一の端辺を軸として回転移動した場合に、延出した前記開口端が前記フレームと非接触で前記凹溝内を回転移動する、
請求項２に記載のバックライト。
【請求項５】
前記リフレクタは、
前記一の端辺以外の前記光源ユニットの辺に対応する位置において、前記開口端が前記反射板まで延出して前記反射板と接触する、
請求項３または請求項４に記載のバックライト。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のバックライトと、
前記バックライトに重ねて配置される平面表示パネルとを備える、
平面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などの平面表示装置に用いられるバックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）は、その軽量性、薄型性などの利点により、各種用途に広く使用されている。液晶表示パネルは、配線および電極が形成されたガラス基板と、それと対向する対向基板が平行に配置され、両基板間に液晶が挟持されている。この液晶表示パネルの両面側には偏光板がそれぞれ貼り付けられている。液晶表示パネルの表示領域は、多数の画素から構成され、この各画素に表示画像と対応する信号が印加されることにより、画像が表示される。この表示画像は液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトにより光が照射され、表示画像が観察者に視認される。
【０００３】
このように、液晶表示装置は、画素ごとに光の透過率を制御する液晶表示パネルとバックライトにより構成される、いわゆる受光型の表示装置を実現している。この特性を利用して、例えば、産業用途に使用される装置類の表示装置など、種々の用途に使用されている。
【０００４】
このような液晶表示装置では、高輝度で視認性の高い表示が求められるとともに、産業装置の長期寿命に対応する必要がある。このため、ランプなどの光源の輝度が低下した場合、その光源を交換する構造が求められており、それに関する発明がなされている。
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、光源とカバーを一体化し、カバーとフレームを脱着可能な構造にすることにより、光源の交換を容易にしている。特許文献２に記載の発明は、導光板と光源を一体化し、導光板をスライド収納する構造にすることにより、光源の交換を容易にしている。特許文献３に記載の発明は、カバーがフレームに対して回転自在に軸支されることにより、光源の交換を容易にするとともに、フレームの強度の低下を防いでいる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１３３４０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５５８２号公報
【特許文献３】特開２００１−５２５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液晶表示装置では、以上のような光源交換に関する発明がなされている一方、高輝度を実現するために、光源の発光長を伸ばし、導光板への入光光線を増やしたＬ字型やＵ字型の屈曲光源が用いられるようになっている。しかしながら、これらの屈曲光源の交換構造は、背面のフレームごと分解して取り外す構造、もしくは、フレームの一部に設けられた取入口のカバーを外して取り外す構造となっているため、複数部材の取り外し作業が必要となり、容易な交換作業ができないという問題があった。また、フレームの側面に交換構造を設けようとすると、側面一辺全体を開口させる必要があり、フレームの強度を確保できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、Ｌ字型やＵ字型の光源を用いた場合においても、複数の部材を取り外すことなく、容易に光源交換をすることができる液晶表示装置などに用いられるバックライトを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のバックライトは、平面視多角形状を有する導光板と、前記多角形状の所定の複数辺に沿った形状を有する屈曲状の光源ユニットと、前記導光板を内部に収納するとともに、当該収納した前記導光板の前記所定の複数辺に隣接して、前記光源ユニットを収納する収納スペースを有するフレームとを備え、前記フレームの側面は、前記光源ユニットの一の端辺が、当該端辺の長さ方向にスライドして、前記収納スペースまで挿入可能な挿入口においてのみ開口し、前記フレームの下面は、前記一の端辺を前記収納スペースに挿入した状態で、前記一の端辺を軸として前記光源ユニットを回転移動した場合に、前記一の端辺以外の前記光源ユニットの辺が前記収納スペースに収納可能な取入口においてのみ開口している。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、カバーを小型化、あるいは無くすことが可能となり、容易に光源交換をすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
本実施の形態に係るバックライトは、受光型の平面表示装置一般に用いられるものであるが、ここでは、液晶表示装置に用いられるものとして説明する。液晶表示装置は、図１の概略構成を示す分解斜視図に示すように、平面表示パネルである液晶表示パネル３と、バックライト５と、フロントフレーム１０により構成されている。バックライト５は、辺１２ａと辺１２ｂでＬ字型を形成する屈曲状の光源ユニット１２を備えている。図２は、光源ユニット１２の辺１２ａの長さ方向からみた液晶表示装置の断面図である。なお、以下では辺１２ａを特に一の端辺と呼ぶ。
【００１２】
液晶表示パネル３は、バックライト５からの光の透過率を制御するものであり、バックライト５の上面に配置されている。図２に示すように、液晶表示パネル３は、上側基板３ａと下側基板３ｂと、偏光板４ａ，４ｂから構成される。上側基板３ａまたは下側基板３ｂ上には、着色層、遮光層、スイッチング素子となる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）と画素電極等の電極と配線とが形成されたＴＦＴアレイ基板などが形成されている。そして、二枚の基板の間には、二枚の基板を等間隔に保持するスペーサ、二枚の基板を貼り合わせるシール材、二枚の基板の間に注入される液晶、液晶を封止する封止材、液晶に初期配向を持たせる配向膜が設けられている。偏光板４ａ，４ｂは、バックライト５からの光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有するものであり、上側基板３ａの上面、下側基板３ｂの下面にそれぞれ形成されている。このように、本発明においては既存の液晶表示パネルを用いる。
【００１３】
フロントフレーム１０は、中間フレーム８との間に液晶表示パネル３を保持する。本実施の形態では、図１に示すように、フロントフレーム１０の側面には、挿入口１０ａが形成されている。
【００１４】
本実施の形態に係るバックライト５は、図１に示すように、面状導光板２と、光学シート６と、反射板７と、屈曲状の光源ユニット１２と、バックライト５のフレームを構成する中間フレーム８およびリアフレーム９から構成される。
【００１５】
面状導光板２は、面状であって、平面視した場合に多角形状を有する導光板である。本実施の形態では、平面視した場合に四角形となる面状導光板２を用いる。面状導光板２は、光源ユニット１２から光が入射される入射面２ａ、入射面２ｂを有する。そして、図２に示すように、この入射面２ａと入射面２ｂにそれぞれ略直交する位置に出射面２ｃを有し、この出射面２ｃと対向する反出射面２ｄには、光の伝搬方向を乱すための印刷ドットパターン２ｅが形成されている。
【００１６】
この面状導光板２は、アクリルやポリカーボネイトやガラスなどの透明体で構成される。また、反出射面２ｄに設けた印刷ドットパターン２ｅの代わりに、出射面２ｃまたは反出射面２ｄを粗面としても良いし、微小な球面やプリズムなど光の伝搬方向を変化させる凹凸で構成してもよい。
【００１７】
光学シート６は、面状導光板２の出射面２ｃに近接して設けられた拡散シートである。この光学シート６には、プリズムシートを用いてもよく、また、複数枚のシートで構成されていてもよいし、場合によっては設けなくてもよい。
【００１８】
反射板７は、面状導光板２の入射面２ａ，２ｂおよび出射面２ｃを除く面に近接して設けられたもので、光を反射するものである。その反射板７には、反射率９０％以上の拡散反射材を用いる。あるいは、銀蒸着シートなどの正反射させるものを用いてもよい。
【００１９】
光源ユニット１２は、面状導光板２の平面視多角形状の所定の複数辺に沿った形状を有する屈曲状に形成されている。本実施の形態では、図１に示すように、面状導光板２の平面視四角形状の辺となる入射面２ａ，２ｂのそれぞれに対して、辺１２ａ，１２ｂのそれぞれで沿った形状を有するＬ字型の屈曲状の光源ユニット１２を用いる。
【００２０】
この光源ユニット１２は、図２に示すように、光源１、リフレクタ１１から構成される。光源１は、上記と同じＬ字型の屈曲状に形成されたランプを用いる。あるいは、ＬＥＤ等の点光源をＬ字形状に並べたものを用いてもよい。なお、この光源１の輝度が低下して液晶表示装置の輝度が低下する場合には、光源ユニット１２を１つのセットとして交換される。
【００２１】
リフレクタ１１は、光源１の屈曲状の各辺に沿って配置され、光源１から受けた光を面状導光板２の側面である入射面２ａ，２ｂに向けて反射する。図２に示すように、リフレクタ１１の断面形状は、面状導光板２の方向に開口した略半円状となっている。図２では、断面形状が曲面の形状である場合を示しているが、これに限定されるものではなく、多角曲げの半円形状であってもよい。このリフレクタ１１は、反射率９０％以上の拡散反射材を金属板と貼り合せた材料を用いる。あるいは、銀蒸着シートなどの正反射させるものや、偏光反射させるものを貼り付けたものでもよく、塗装や銀面加工した材料でもよい。
【００２２】
中間フレーム８とリアフレーム９は、バックライト５のフレームを構成する。以下、「フレーム」は、中間フレーム８とリアフレーム９を合わせたものを意味するものとする。図１に示すように、フレームは、面状導光板２、光学シート６、反射板７を内部に収納する。そして、これらを収納した場合に、収納した面状導光板２の上記所定の複数辺に対応する側面に隣接して、光源ユニット１２を収納する収納スペース１３を有する。図２では、フレームが内部に、面状導光板２の入射面２ａに隣接して、光源ユニット１２の一の端辺１２ａを収納する収納スペース１３を有している様子が示されている。
【００２３】
図１に示した、面状導光板２、液晶表示パネル３、光源シート６、反射板７、中間フレーム８、リアフレーム９、フロントフレーム１０をすべて組み合わせた液晶表示装置１５を図３の左側に示す。中間フレーム８の側面は挿入口８ａのみ開口し、リアフレーム９の側面は挿入口９ａのみ開口し、それぞれ同じ位置付近に形成される。そのため、フレームの側面は、図３に示すように、挿入口８ａと挿入口９ａとで形成される挿入口１６においてのみ開口する。ただし、図３では、バックライト５のフレームは、フロントフレーム１０で覆われており、フレームの挿入口１６とフロントフレーム１０の挿入口１０ａとが重なった状態が示されている。この挿入口１６は、光源ユニット１２の一の端辺１２ａが、この辺１２ａの長さ方向にスライドして、収納スペース１３まで挿入可能なように形成されている。
【００２４】
フレームの下面であるリアフレーム９の下面は、取入口９ｂにおいてのみ開口している。この取入口９ｂは、一の端辺１２ａを収納スペース１３に挿入した状態で、一の端辺１２ａを軸として光源ユニット１２を回転移動した場合に、一の端辺１２ａ以外の光源ユニット１２の辺である辺１２ｂが、収納スペース１３に収納可能となるように形成されている。
【００２５】
光源ユニット１２を収納スペース１３に収納した断面図を図２と図５に示す。図２は、光源ユニット１２の一の端辺１２ａの長さ方向からみた液晶表示装置１５の断面図であり、図５は、光源ユニット１２の辺１２ｂの長さ方向から見た液晶表示装置１５の断面図である。図２に示すように、反射板７は、光源ユニット１２の一の端辺１２ａに対応する位置において、リフレクタ１１の開口端まで延出して、リフレクタ１１と接触している。一方、図５では、リフレクタ１１は、一の端辺１２ａ以外の光源ユニットの辺１２ｂに対応する位置において、リフレクタ１１の開口端が反射板７まで延出して、反射板７と接触している。
【００２６】
以上のような構成をもつ液晶表示装置１５において、光源ユニット１２を交換する方法を説明する。図３の左側に示した液晶表示装置１５の側面には、光源ユニット１２の一の端辺１２ａを挿入するための挿入口１６が設けられている。
【００２７】
光源ユニット１２は、挿入口１６に一の端辺１２ａを挿入し、スライドして入射面２ａに隣接する収納スペース１３まで押し込まれる。このとき、一の端辺１２ａ以外の光源ユニット１２の辺１２ｂが、液晶表示装置１５の下面方向に傾けた状態で、一の端辺１２ａは挿入口１６に挿入される。図４は、光源ユニット１２の一の端辺１２ａを収納スペース１３まで挿入した状態を表している。
【００２８】
次に、一の端辺１２ａを収納スペース１３に挿入した状態で、光源ユニット１２を回転移動させる。図６は、一の端辺１２ａを収納スペース１３に挿入し、光源ユニット１２を回転移動させる前の一の端辺１２ａの長さ方向からみた液晶表示装置の断面図である。図６に示すように、光源ユニット１２の一の端辺１２ａの断面形状が略半円状となっているため、光源ユニット１２は省スペースである収納スペース１３内を回転移動することができる。この状態から、光源ユニット１２を回転移動させると、光源ユニット１２の辺１２ｂは、液晶表示装置１５の下面に設けられた取入口９ｂを経て、図５のように収納スペース１３に収納される。光源ユニット１２の辺１２ｂ部分は、ネジなどの固定手段により固定される。あるいは、カシメやつめなどの引っ掛け構造による固定、または、テープ類による固定であってもよい。取り外す場合には、上記と逆の動作を行う。
【００２９】
このように、本実施の形態に係るバックライトを有する液晶表示装置は、従来であればリアフレーム９に、光源ユニット１２の辺１２ａと１２ｂの両方をかたどった取入口が設けられるのに対し、以上のように光源ユニット１２を挿入することにより、一の端辺１２ａの部分を塞いだ取入口９ｂが設けられることになる。これにより、取入口のカバーを小型化、あるいは、カバーを必要としない交換容易な液晶表示装置１５を得ることができる。また、辺１２ｂを回転移動により下面から収納することにより、バックライト５のフレームの挿入口１６およびフロントフレーム１０の挿入口１０ａを小型化することができるので、液晶表示装置１５の外力に対する強度の低下を防止することができる。
【００３０】
なお、以上では、１つのＬ字型の屈曲状の光源ユニット１２を用いて、面状導光板２の平面視四角形の２辺に沿うようにしているが、Ｌ字型の屈曲状の光源ユニット１２をさらに用いて、２つのＬ字型の屈曲状の光源ユニットをその四角形の対角の位置に配置できるようにして、面状導光板２の全ての辺に沿うようにしてもよい。
【００３１】
また、光源ユニット１２の一の端辺１２ａの断面形状が略半円状となっているため、光源ユニット１２は省スペースである収納スペース１３内を回転移動することができる。また、光源ユニット１２の一の端辺１２ａの位置では、反射板７がリフレクタ１１の開口端まで延出しているため、リフレクタ１１と面状導光板２の隙間からの光漏れを低減させることができる。また、光源ユニット１２の辺１２ｂの位置では、リフレクタ１１の開口端が反射板７まで延出しているため、リフレクタ１１と面状導光板２の隙間からの光漏れを低減させることができる。これらにより、表示品位の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００３２】
この光源ユニット１２の形状は、Ｌ字型の屈曲状に限ったものではない。図７は、その例を示す液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図のように、平面視した場合に、面状導光板２の四角形状の所定の複数辺となる入射面２ａ，２ｂ，２ｆそれぞれに対して、辺１２ａ，１２ｂ，１２ｃそれぞれで沿った形状を有する屈曲状のＵ字型の光源ユニット１２を用いる。この図７において、下記で説明しない構成については、図１の液晶表示装置の構成と同一であるものとする。
【００３３】
フレームの側面は、中間フレーム８の側面の挿入口８ａと、リアフレーム９の側面の挿入口９ａとから構成される挿入口においてのみ開口している。また、リアフレーム９の下面は、取入口９ｂにおいてのみ開口している。この取入口９ｂは、一の端辺１２ａを収納スペース１３に挿入した状態で、一の端辺１２ａを軸として光源ユニット１２を回転移動した場合に、一の端辺１２ａ以外の光源ユニット１２の辺である１２ｂ，１２ｃが、収納スペース１３に収納可能となるように形成されている。
【００３４】
以上のように構成されたバックライトにおいて、Ｕ字型の光源ユニット１２の収納方法は、図３、図４で示したＬ字型の光源ユニット１２の交換方法と同じである。なお、ここでは、収納後の光源ユニット１２を固定するカバー１４が設けられている。
【００３５】
こうして、従来であれば光源ユニット１２の一の端辺１２ａ，１２ｂ，１２ｃをかたどった取入口を設けて、それに対応するカバーを必要とするのに対し、本実施の形態では一の端辺１２ａの部分を塞いだ取入口９ｂであればよい。従って、それに対応するカバー１４を小型化することができ、安価な液晶表示装置を得ることができる。同様にすれば、一の端辺１２ａが、挿入口に挿入可能な限りにおいて、面状導光板２の平面視多角形状の辺をほぼ全てに沿った形状を有する屈曲状の光源ユニットであっても交換を行うことができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図８は、本実施の形態に係るバックライトを用いた液晶表示装置の、光源ユニット１２の一の端辺１２ａの長さ方向からみた断面図である。本実施の形態において、下記で説明しない構成については、実施の形態１の液晶表示装置の構成と同一であるものとする。
【００３７】
本実施の形態では、光源ユニット１２の一の端辺１２ａに対応する位置におけるリフレクタ１１の断面形状は、反射板７まで延出して反射板７と接触している。バックライト５のフレームを構成するリアフレーム９は、光源ユニット１２の一の端辺１２ａに対応する収納スペース１３に沿った凹溝９ｃを有している。そして、光源ユニット１２は、一の端辺１２ａを収納スペース１３に挿入した状態で、一の端辺１２ａを軸として回転移動した場合に、図面矢印で示すように、延出したリフレクタ１１の開口端が、フレームであるリアフレーム９と非接触で凹溝９ｃ内を回転移動する。
【００３８】
このように、バックライト５を形成することにより、実施の形態１と同じ交換方法を行っても、延出した開口端を有するリフレクタ１１およびリアフレーム９に損傷を与えることなく、光源ユニット１２を回転移動させることができる。また、リフレクタ１１の開口端が反射板７まで延出しているため、リフレクタ１１と面状導光板２の隙間からの光漏れを低減させることができる。これらにより、表示品位の高い液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】一の端辺（１２ａ）の長さ方向からみた実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置の断面図である。
【図３】実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置における光源ユニットの交換方法を示す概略分解図である。
【図４】実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置における光源ユニットの交換方法を示す概略図である。
【図５】辺（１２ｂ）の長さ方向からみた実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置の断面図である。
【図６】一の端辺（１２ａ）の長さ方向からみた実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置の断面図である。
【図７】実施の形態１に係るバックライトを用いた液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図８】一の端辺（１２ａ）の長さ方向からみた実施の形態２に係るバックライトを用いた液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  光源、２  面状導光板、２ａ，２ｂ，２ｆ  入射面、２ｃ  出射面、２ｄ  反出射面、２ｅ  印刷ドットパターン、３  液晶表示パネル、３ａ  上側基板、３ｂ  下側基板、４ａ，４ｂ  偏光板、５  バックライト、６  光学シート、７  反射板、８  中間フレーム、８ａ，９ａ，１０ａ，１６  挿入口、９  リアフレーム、９ｂ  取入口、９ｃ  凹溝、１０  フロントフレーム、１１  リフレクタ、１２  光源ユニット、１２ａ  一の端辺、１２ｂ，１２ｃ  光源ユニットの辺、１３  収納スペース、１４  カバー、１５  液晶表示装置。
【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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