JP2000221502A - 液晶用バックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶画面を一様な明るさで発光させて画像が
見やすい照明ができるバックライトの提供。 【解決手段】 導光板３の側面のエッジ３ａからＬＥＤ
７を光源として光を入射させて液晶パネル５側へ光を透
過させるバックライトであって、ＬＥＤを収納するハウ
ジング２の光源チャンバ６に、エッジ３ａに垂直に光を
入射させる反射面６ａに加えて、エッジ３ａに沿う向き
に光を反射させて広い範囲に拡散させる光拡散面６ｂを
設ける。また、エッジ３ａの表面側にはクリアランス３
ｂを面取り形成し、液晶パネル５側に直に抜ける光を全
反射させて導光板３内に戻し、高輝度の発光を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば携帯電話
やカメラ等の電子機器の液晶表示部の光源として用いる
バックライトに係り、特に液晶パネルへの光の入射分布
を均等化して良好な液晶画面が得られるようにした液晶
用バックライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等の小型機器の表示部には小型
で消費電力も小さい液晶ディスプレイが広く利用されて
いる。この液晶ディスプレイは、基板の上に配置した液
晶パネルを表示面側に向けた姿勢として表示部に配置さ
れるもので、暗い場所でも画像が見えるようにバックラ
イトを基板の裏面側に配置するものが主である。

【０００３】図５は、バックライトを備える液晶表示部
の概略であって、同図の（ａ）はその平面図、同図の
（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図であ
る。

【０００４】図において、携帯電話等の本体の表示部に
組み込まれるハウジング５１に液晶パネル５２が搭載さ
れ、この液晶パネル５２の下に導光板５３と光拡散用の
フィルム５４が積層されている。そして、バックライト
としてたとえば緑色発光の発光ダイオード（以下、「Ｌ
ＥＤ」と記す）５５が４箇所に配置されている。

【０００５】ＬＥＤ５５は液晶パネル５２の側部に沿っ
てそれぞれ２個ずつ配置され、同図の（ｂ）に示すよう
に、上面を光取り出し面とするとともに底面に微小な凹
凸面を形成した導光板５３の側面に光を入射させる。こ
のＬＥＤ５５からの光は直に導光板５３に入り込む成分
のほか散乱光もあるので、ハウジング５１の内部にはＬ
ＥＤ５５からの光を導光板５３の側面に向けてほぼ直角
に曲げるための反射面５１ａを形成し、これによって光
を効率よく回収できるようにしている。

【０００６】このようなＬＥＤ５５をバックライトとし
て用いるものでは、ＬＥＤ５５からの光が導光板５３に
入り込み、導光板５３の底面の凹凸面から光を反射させ
て液晶パネル５２側に取り出すことができる。これによ
り、液晶パネル５２による表示画面を発光させて暗いと
ころでも鮮明な画像が見られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】携帯電話だけの例をみ
ても判るようにその小型化が急速に進み、表示部につい
ても各種の改善が試みられているが、表示という機能の
面からして画面の大きさは或る程度確保しておかないと
本来の役目が果たせない。また、表示される文字や図柄
等も増大する傾向にあり、画面が狭いことは製品の付加
価値に大きく影響する。

【０００８】一方、携帯電話の本体は幅寸法を短くして
よりコンパクト化が進みつつ文字表示可能な面積は大き
くなる傾向にあり、表示部の表示面が本体の幅方向に占
める面積割合は大きくなっている。また、ＬＥＤ５５の
数も旧来では画面の片側に３個ずつの６個配置が主流で
あったが、片側２個ずつの４個に減らすことでコストを
下げることも望まれている。

【０００９】ところが、ＬＥＤ５５を表示画面となる液
晶パネル５２の左右の側部に２個ずつ配列すると、表示
画面の側部の２個のＬＥＤ５５どうしの間隔は広がる。
このため、同図の（ａ）に示すようにＬＥＤ５５に近い
部分の輝度は十分に得られるものの、図中にハッチング
で示す離れた領域では幾分か暗くなってしまう。したが
って、表示画面の全体から見れば、左右の両端側でそれ
ぞれ２箇所が局部的に明るくてそのほかの領域は暗くな
り、一様な明るさの画面が得られない。

【００１０】また、携帯電話の本体は小型化される一方
で、表示画面の大きさは本体の幅方向のほぼ全体を占め
るようにして表示面積が確保される。このため、同図の
（ｂ）のようにＬＥＤ５５の光取り出し面側の直ぐ近く
まで導光板５３の端面がオーバーラップするアセンブリ
となる。このため、同図（ｂ）において矢印Ｃで示すよ
うにＬＥＤ５５の発光面からの光がそのまま導光板５３
の縁部を抜けて外に発光されやすい。このような発光は
表示画像を見えにくくするので、光拡散用のフィルム５
４の縁部を黒く着色することで対応していたが、表示面
の画像へ少なからず干渉する。

【００１１】このように、従来の液晶用バックライトで
は、機器の小型化に伴って画面全体からの一様な発光が
得られないほか、画面の縁部が高輝度で発光して画像に
干渉するという問題がある。

【００１２】本発明において解決すべき課題は、液晶画
面を一様な明るさで発光させて画像が見やすいバックラ
イトを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、側面の一部を
光入射用のエッジとした導光板を前記エッジが外に臨む
姿勢として搭載するハウジングと、前記ハウジングの中
に収納され前記エッジに対向させて配置した光源とを備
え、前記導光板の表面側に画像表示用の液晶パネルを搭
載するとともに前記光源から前記導光板を経由して光を
前記液晶パネルに入射させる液晶用のバックライトであ
って、前記ハウジングには、前記光源からの散乱光を前
記エッジに対してほぼ垂直に入射させる反射面と、前記
光源からの散乱光を前記エッジにほぼ沿う方向に拡散さ
せる光拡散面とを備えてなることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、側面の一
部を光入射用のエッジとした導光板を前記エッジが外に
臨む姿勢として搭載するハウジングと、前記ハウジング
の中に収納され前記エッジに対向させて配置した光源と
を備え、前記導光板の表面側に画像表示用の液晶パネル
を搭載するとともに前記光源から前記導光板を経由して
光を前記液晶パネルに入射させる液晶用のバックライト
であって、前記ハウジングには、前記光源からの散乱光
を前記エッジに対してほぼ垂直に入射させる反射面と、
前記光源からの散乱光を前記エッジにほぼ沿う方向に拡
散させる光拡散面とを備えてなる液晶用バックライトで
あり、光源からの光を光拡散面によってエッジから広い
範囲の導光板の領域に入射させて液晶パネル全体の発光
を均等化するという作用を有する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、前記導光板は、
前記エッジを形成した面の表面側のコーナに前記光源か
らの入射光の一部を全反射させるクリアランスを面取り
形成してなる請求項１記載の液晶用バックライトであ
り、導光板が光源側にオーバーラップするようなアセン
ブリでも、光源から液晶パネルに抜ける光の一部を全反
射させて高輝度の光の放出を抑えるという作用を有す
る。

【００１６】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。

【００１７】図１は本発明のバックライトを備える液晶
表示装置の概略を示す外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ
線矢視による縦断面図である。

【００１８】図において、アセンブリユニットは携帯電
話等の表示部に組み込まれるもので、電源に導通するプ
リント配線基板１とこれに被せるハウジング２とを備え
ている。そして、ハウジング２には、表示窓２ａを開放
してその中に導光板３を組み込むとともに、表示窓２ａ
を含んで全体を光拡散フィルム４によって被膜し、更に
この光拡散フィルム４の上に液晶パネル５を搭載してい
る。

【００１９】プリント配線基板１は平板状であって、図
２に示すように、ハウジング２の底面に形成されたフッ
ク２ｂに係合して一体に固定される。ハウジング２は、
表示窓２ａに連なる部分を凹ませた偏平部材であり、図
示の例では左端側に光源チャンバ６を表示窓２ａの一辺
に沿って形成し、この光源チャンバ６には２個のＬＥＤ
７を収納している。導光板３はＬＥＤ７からの光を受け
て液晶パネル５側に放出するためのもので、たとえば透
明のアクリル樹脂を素材としその底面側にはＬＥＤ７か
らの入射光を液晶パネル５側に反射させる微小な凹凸パ
ターンを形成したものである。なお、この微小な凹凸パ
ターンは液晶パネルのバックライト構造では従来周知で
ある。更に、光拡散フィルム４は、たとえばＰＥＴ等の
硬質シート材を利用したものである。

【００２０】図３はハウジング２の光源チャンバ６と導
光板３の要部であって、同図の（ａ）は分解して示す縦
断面図、同図の（ｂ）は組立てたときの縦断面図であ
る。

【００２１】光源チャンバ６は、下端から表示窓２ａま
でにかけて斜めに立ち上がってＬＥＤ７の真上に被さる
断面形状の反射面６ａをほぼ全長に形成し、この反射面
６ａによってプリント配線基板１の上に導通搭載された
ＬＥＤ７の発光面（上面及び側面）からの光を導光板３
の側面に入射させる。一方、導光板３は一様な厚さを持
つが、表示窓２ａに組み込んだとき光源チャンバ６に臨
む側縁だけは、光源チャンバ６の側面の全体に被さって
光の入射面とするためエッジ３ａを形成している。この
エッジ３ａは、図３の（ａ）に示すように、光源チャン
バ６を向く面を垂直面として下端側に向けて先細りする
断面形状を持ち、上端側は４５°の面取り角度で切除し
たクリアランス３ｂとしている。そして、導光板３をハ
ウジング２の表示窓２ａに組み込むと、図３の（ｂ）に
示すように、エッジ３ａの側面が光源チャンバ６の開放
面を塞ぎ、クリアランス３ｂは表示窓２ａの内周面に対
向するように位置する。

【００２２】ＬＥＤ７は先に述べたようにプリント配線
基板１に導通搭載されたものである。このＬＥＤ７は適
切な間隔をおいて２個配置され、これらのＬＥＤ７の位
置に対応させて光源チャンバ６の反射面６ａには光拡散
面６ｂを設ける。この光拡散面６ｂは、図４に示すよう
に導光板３側から見ると反射面６ａから下に向けて三角
形状に突き出る外形を持ち、その中央の下端に走る稜線
６ｃが中心線となるようにＬＥＤ７が配置されている。

【００２３】以上の構成において、通電によってＬＥＤ
７が発光すると、その光は導光板３のエッジ３ａから内
部に入射して拡散し、導光板３の底面の微小凹凸パター
ン（図示せず）によって液晶パネル５側に反射される。
これにより、液晶パネル５の表示面が発光し、暗いとこ
ろでもその画像を鮮明に見ることができる。

【００２４】ＬＥＤ７からの光はエッジ３ａ側だけでな
くほぼ全方位に拡散する。このとき、従来構造では、Ｌ
ＥＤ７からの光が導光板３の縁部を抜けて直に外に放出
されていたが、本発明ではクリアランス３ｂを設けたこ
とによって、光を導光板３の中に戻すことができる。す
なわち、図３の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ７からの斜
め上に放射された光の成分の一部はエッジ３ａから内部
に入射してクリアランス３ｂ側へ向かう。このとき、ク
リアランス３ｂへ達する光の入射角度は浅くなり、全反
射角となって、光は全反射されて導光板３内に戻る。し
たがって、導光板３の縁部からＬＥＤ７の発光が直接外
に漏れ出ることがなく、局所的な高輝度の発光が抑えら
れる。

【００２５】また、ＬＥＤ７からの光は光源チャンバ６
内の反射面６ａから導光板３側に向けて反射される。こ
の反射面６ａからの光はエッジ３ａに垂直に入射するの
がほとんどであり、このような反射の形態では従来例で
説明したようにＬＥＤ７が位置している部分に対応する
導光板３の領域が明るく発光してしまう。これに対し
て、ＬＥＤ７の真上に光拡散面６ｂを形成したことによ
って、図４の（ａ）に示すようにＬＥＤ７から上に向け
て発光された光の成分は光拡散面６ｂの稜線６ｃを境界
として左右方向へも反射される。すなわち、光拡散面６
ｂはＬＥＤ７からの光をハウジング２の表示窓２ａの縁
に沿う向きに反射させるので、導光板３に対してそのエ
ッジ３ａに沿う向きに光を拡散させることができる。し
たがって、導光板３へは反射面６ａからエッジ３ａに垂
直に入射する光と、光拡散面６ｂから拡散する光とが合
成されて入り込み、ＬＥＤ７が位置している部分だけが
局所的に高輝度で発光することがなく、全体への光の入
射を均等化できる。

【００２６】このように光源チャンバ６に光拡散面６ｂ
を設けるだけで、導光板３に光を均等に配分できるの
で、導光板３から液晶パネル５へ反射される光も一様に
分散される。したがって、液晶パネル５へのバックライ
トの光量の分布も一様化でき、ＬＥＤ７に近い部分だけ
が高輝度で発光することはなく、良好な発光画面による
液晶表示が可能となる。

【００２７】なお、本実施の形態では、光拡散面６ｂを
稜線６ｃを持つ三角形状のものとしたが、ＬＥＤ７から
の光を導光板３のエッジ３ａに沿う方向に振り分ける形
状のものであればよく、たとえば円弧面や台形のような
傾斜面を持つものが利用できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明では、ＬＥＤ等の光源の数が少な
くてその間隔が広い場合でも、導光板を通して液晶パネ
ルに入射させる光を一様に分散させることができ、液晶
表示画面に明暗の差がない良好な画像表示が得られる。
また、導光板のエッジにクリアランスを持たせると、光
源から直に液晶パネルを抜ける光が抑えられるので、局
所的な高輝度の発光がなく、表示画像が見えにくくなる
こともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバックライトを備えた液晶表示装置の
概略を示す外観斜視図

【図２】上下のハウジング等と液晶パネルのアセンブリ
構造を示す縦断面図

【図３】プリント配線基板と導光板３との要部の詳細で
あって、 （ａ）は分解して示す縦断面図 （ｂ）はアセンブリしたときの縦断面図

【図４】光源チャンバに設ける光拡散面の詳細であっ
て、 （ａ）は導光板側から見た要部の正面図 （ｂ）は光源チャンバ内での光拡散面の配置を示す要部
の底面図

【図５】バックライトを備える液晶表示装置の従来例で
あって、 （ａ）は概略平面図 （ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視の縦断面図

【符号の説明】

１ プリント配線基板 ２ ハウジング ２ａ 表示窓 ３ 導光板 ３ａ エッジ ３ｂ クリアランス ４ 光拡散フィルム ５ 液晶パネル ６ 光源チャンバ ６ａ 反射面 ６ｂ 光拡散面 ７ ＬＥＤ（光源）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA23Z FA41Z FA45Z LA11 LA16 5G435 AA02 BB12 BB15 DD09 DD14 EE03 EE04 EE05 EE07 EE27 FF03 FF06 FF08 GG23 LL07 LL14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面の一部を光入射用のエッジとした導
   光板を前記エッジが外に臨む姿勢として搭載するハウジ
   ングと、前記ハウジングの中に収納され前記エッジに対
   向させて配置した光源とを備え、前記導光板の表面側に
   画像表示用の液晶パネルを搭載するとともに前記光源か
   ら前記導光板を経由して光を前記液晶パネルに入射させ
   る液晶用のバックライトであって、前記ハウジングに
   は、前記光源からの散乱光を前記エッジに対してほぼ垂
   直に入射させる反射面と、前記光源からの散乱光を前記
   エッジにほぼ沿う方向に拡散させる光拡散面とを備えて
   なる液晶用バックライト。
2. 【請求項２】 前記導光板は、前記エッジを形成した面
   の表面側のコーナに前記光源からの入射光の一部を全反
   射させるクリアランスを面取り形成してなる請求項１記
   載の液晶用バックライト。