JP2000321574A

JP2000321574A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000321574A
Application number: JP11130624A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Yamakita; 裕文山北; Katsuhiko Kumakawa; 克彦熊川; Kazuo Inoue; 一生井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】大型化しても、軽量かつ低消費電力で、落下
衝撃等の外力に対して機械的強度が強い液晶表示装置を
提供する。【解決手段】光反射板４と光拡散板５との間に支持部
材８を設けるため、光拡散板５、光反射板４、背面基板
６等を厚肉化しなくても、バックライトモジュールとし
ての機械的強度は向上する。また、支柱部材８に透明樹
脂材料を用いると、光源１からの光の伝達を大きく損失
することもない。この支持部材８は、多数本の支柱から
構成されるものでもかまわないし、また、井桁状、ある
いはハニカム状に一体成型した板状体でもかまわない。
したがって、液晶表示装置が大型化した場合でも、光源
からの光の伝達効率を低下することなく、また、機械的
強度を低下することなく、液晶表示装置全体を軽量化す
ることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に液晶パネルの背後側に照明手段を設けた液晶表
示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、図面を参照しながら、上記した液
晶表示装置の一例について説明する。

【０００３】図９は特公平７−７６８１７公報に示す面
状液晶表示装置の構成を示す要部の断面図である。

【０００４】図９おいて、３１は液晶モジュール、３２
はバックライトモジュール、３３は発光ランプ、３４は
液晶モジュール３１の作動を制御するプリント配線回路
をもった基板、３５は液晶モジュール３１と基板３４と
を結合するフレーム、３６は投光空間である。

【０００５】バックライトモジュール３２は、光反射板
３７と、光反射板に対向する光拡散板３８とを備え、こ
れら光反射板３７と光拡散板３８との一側に発光ランプ
３３を配設するとともに、光反射板３７と光拡散板３８
との間に、発光ランプ３３から照射される光の投光空間
３６を形成したものである。

【０００６】従来の導光板方式のバックライトで液晶表
示装置をそのまま大型化しようとすれば、導光板の重量
が大きくなり、それに伴って必然的に液晶表示装置の重
量も大きくなってしまう。そこで、このようにバックラ
イトを中空形の導光構造にすれば、従来の導光板を使用
する方式に比べ、バックライトの重量を低減することが
でき装置全体の重量を軽量化することが可能である。し
たがって、特に大型の液晶表示装置のバックライトに有
効である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のバックライトを有する液晶表示装置の場
合、以下のような課題が残されていた。

【０００８】（１）バックライトが完全な中空構造の場
合、落下衝撃等に対する機械的強度が弱くなるため、保
持する筐体の機械的強度を向上するための対策が必要で
あり、結果として、表示装置全体の重量が大きくなる、
あるいはコスト高になる、等の課題が生じる。

【０００９】（２）特に、光源からの距離が長い大型の
液晶表示装置の場合、空気層だけを伝播することで光源
からの光を液晶表示素子まで導光するのは効率が悪くな
り、消費電力が大きくなってしまう。

【００１０】（３）導光板方式のような全反射を繰り返
しながら伝播する光よりも、光反射板で直接反射した光
が空気層を伝播し表示面に到達する光が多いため、輝度
分布の調整が困難で、輝度ムラが発生してしまう。

【００１１】本発明は、上記課題を解決し、大型の液晶
表示装置の場合であっても、機械的強度が低下すること
なく、輝度むらのない液晶表示装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１記載の発明は、液晶表示パネ
ルの背後側に、光源とバックライトモジュールから構成
される照明手段を配置してなる液晶表示装置において、
前記光源は前記バックライトモジュールの少なくとも一
端部に配設され、バックライトモジュールは、前記光源
から出射した光を反射する光反射板と、前記光反射板に
対向する側に設けた光拡散板と、前記光反射板と前記光
拡散板との間に配設された支持手段と、を含むことを特
徴とする。

【００１３】上記の如く、支持手段を設けることによ
り、機械的強度を大きくすることができる。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、液晶表示パ
ネルの背後側に、光源とバックライトモジュールから構
成される照明手段を配置してなる液晶表示装置におい
て、前記光源は前記バックライトモジュールの少なくと
も一端部に配設され、バックライトモジュールは、前記
光源から出射した光を反射する光反射板と、前記光反射
板に対向する側に設けた光拡散板と、前記光反射板の上
部に配設した導光板と、前記導光板と前記光拡散板との
間に配設した支持手段と、を含むことを特徴とする。

【００１５】上記の如く、導光板を設けることにより、
輝度の均一性を向上できる。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は請求項２記載の液晶表示装置において、前記支持手段
は、導光体からなることを特徴とする。

【００１７】上記構成により、支持手段が導光体でない
構成に比べて、光損出を抑制することができる。

【００１８】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の液晶表示装置において、前記支持手段は、屈折率の
異なる複数の柱状支持部材から構成されることを特徴と
する。

【００１９】上記構成により、輝度分布を制御すること
が可能となる。

【００２０】また、請求項５記載の発明は、請求項３記
載の液晶表示装置において、前記支持手段は、異なる肉
厚を有する複数の柱状支持部材から構成されることを特
徴とする。

【００２１】このような構成によってもまた、輝度分布
を制御することが可能となる。

【００２２】また、請求項６記載の発明は、請求項４又
は請求項５記載の液晶表示装置において、前記支持部材
は、前記光反射板を設けた側の面に光散乱手段を有する
ことを特徴とする。

【００２３】上記構成により、輝度の均一性が向上す
る。

【００２４】また、請求項７記載の発明は、請求項４乃
至請求項６の何れかに記載の液晶表示装置において、前
記支持部材は、前記光源からの距離に対応した密度分布
をもって配置されていることを特徴とする。

【００２５】このような構成によってもまた、輝度分布
を制御することが可能となる。

【００２６】また、請求項８記載の発明は、請求項３項
記載の液晶表示装置において、前記支持手段は、複数の
貫通孔を有する板状体からなることを特徴とする。

【００２７】上記構成により、複数の支持部材よりも機
械的強度が向上する。

【００２８】また、請求項９記載の発明は、請求項３記
載の液晶表示装置において、記支持手段と前記導光板と
を一体化成形してなることを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００３０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係る液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図
２及び図３は本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置
の構成を示す分解斜視図である。

【００３１】図１において、１は液晶表示パネルを含む
液晶モジュール、２は光源、３は反射カバー、４は光反
射板、５は光拡散板、６は液晶モジュール１の作動を制
御するプリント配線回路（図示せず）をもった背面基
板、７は液晶モジュール１と基板６とを結合するフレー
ム、Ａは支持手段、９は光散乱手段である。

【００３２】本実施の形態のバックライト（バックライ
トモジュール）は、アルミや銀など高反射率の材料で形
成された反射面を有する光反射板４と、光反射板４に対
向する光拡散板５とで形成された投光空間の間に、導光
体よりなる支持手段Ａを設けた構成であり、この投光空
間の両側に冷陰極管等の光源２を設けている。

【００３３】次いで、上記構成の液晶表示装置の動作に
ついて述べる。光源２から出射した光は、直接、あるい
は反射カバー３で反射を繰り返した後、光反射板４で反
射されたり、あるいは支持手段Ａの裏面に設けた光散乱
手段９によって散乱光となり、さらに反射を繰り返しな
がら、最終的には対向する側に設けた光拡散板５に達
し、液晶モジュール１の照明光として使われる。

【００３４】ここで、支持手段Ａを設けたことが本発明
の主たる特徴である。従来例のように支持手段Ａがない
完全な中空構造の場合、液晶モジュール１側、あるいは
光反射板４側からの外力、衝撃に対して機械的強度に耐
え得るような構造にしようとすると、光拡散板５、ある
いは光反射板４、または背面基板６を厚肉化しなければ
ならず、結局、液晶表示装置全体の重量は大きくなって
しまう。この点に関して、本実施の形態のように光反射
板４と光拡散板５との間に支持手段Ａを設けることによ
り、光拡散板５、光反射板４、背面基板６等を厚肉化し
なくても、バックライトとしての機械的強度を向上する
ことができる。従って、液晶表示装置全体の軽量化を達
成することができる。

【００３５】ここで、支柱手段Ａには光源１からの光の
伝達損失を抑えるため、ＰＭＭＡなど透明樹脂材料から
なる導光体を用いる。支持部材８に導光体を用いれば、
光反射板４と光拡散板５で形成される投光空間内に支持
手段Ａを設けても、ほとんどの光が透過することにな
り、完全な中空構造とほとんど変わらない光線軌跡を描
くので、不要な反射を低減することができる。

【００３６】この支持手段Ａの構造としては、図２に示
すような多数本の柱状支持部材８から構成されるもので
もかまわないし、また、図３に示すような複数の貫通孔
１１を有する板状体１２であってもよい。なお、貫通孔
１１の形状は、４角形、６角形、あるいは円形であって
もよい。特に６角形のハニカム状であれば、より機械的
強度の向上が図れる。

【００３７】支持手段Ａが、図２に示すような多数本の
支持部材８から構成される場合、これらの支持部材８は
光源２から離れるにしたがって密になるよう配置する。
そして、その裏面に光散乱手段９を設けておく。この光
散乱手段９として、支持部材８と光反射板４との接合面
に設けた微小な凸凹で代替することができる。もちろ
ん、裏面に、従来の導光板方式で適用されているような
シルク印刷を施してもかまわない。

【００３８】また、支持手段Ａが図３に示すような複数
の貫通孔１１を有する板状体１２である場合、その裏面
に、従来の導光板方式で適用されているような光源２か
ら離れるほど密になる散乱ドットパターンを有する光散
乱手段９を設ければよい。

【００３９】このような構成にすることで、光源２から
の光の伝達損失を抑え、輝度分布の制御が可能となる。

【００４０】支持手段Ａとして支持部材８を用いた場合
は、板状体１２に比べれば機械的強度は劣るが、光源２
からの光が液晶モジュール１に至るまでの光の損失を少
なくすることができ、高効率な照明が可能である。一
方、板状体１２を使用した場合、支持部材８を用いた場
合より強固な液晶表示装置を得ることが可能である。

【００４１】このようにして、本実施の形態は、支持部
材８又は板状体１２の何れを使用するにしても、従来例
に比べて、液晶表示装置が大型化した場合であっても、
光源からの光の伝達効率を低下することなく、また、機
械的強度を低下することなく、液晶表示装置全体を軽量
化することが可能となる。

【００４２】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。本
実施の形態２は、実施の形態１に類似し対応する部分に
は同一の参照符号を付す。本実施の形態２が実施の形態
１と異なるのは、光反射板４の上側に導光板１０を設け
た点である。本発明に係る液晶表示装置は、従来の導光
板方式と異なり、光源２からの光の大部分は空気層を伝
播する中空構造であるため、導光板１０は光源と同じ厚
さにする必要がなく、薄肉化することができる。

【００４３】なお、ＰＭＭＡなどの透明樹脂材料で予め
導光板１０と支持部材８とを一体的に成型したものを用
いれば、支持部材と導光板１０とを接着剤を介して固着
するのに代えて、支持部材８と導光板１０との接合部で
の乱反射もほとんどなく、導光板１０から支持部材８内
を光が伝播していくため、光源からの光の伝達損失を抑
えることが可能となる。また、支持部材と導光板１０と
を接着剤を介して固着する場合であっても、接着剤に微
粒粉末が含まれた散乱性接着剤を使用すれば、光散乱手
段９を設けることなく、輝度の向上を図ることができ
る。

【００４４】また、導光板１０にはＰＭＭＡなどの透明
樹脂材料を用い、支持部材８にも同様にＰＭＭＡなどの
透明樹脂材料を使えば、超音波溶着等の接着剤を用いな
い手段で導光板１０と支持部材８とを強固に接合でき、
一体化成形した時と同様の効果を得ることが可能であ
る。

【００４５】さらに、この導光板１０の裏面には、従来
の導光板方式で適用されているような散乱ドットパター
ンを有する光散乱手段９を設け、光源２から離れるほど
密なパターンにするようにしてもよく、このようにすれ
ば、輝度分布を制御することが可能となる。

【００４６】このように実施の形態２は、実施の形態１
に比べ、さらに、光源からの光の伝達損失を抑え、輝度
分布の制御を容易にできるという利点がある。

【００４７】（実施の形態３）本実施の形態３は、複数
の支持部材８の間隔を光源２から離れるに連れて大きく
なるように配置するか、複数の支持部材８の屈折率を光
源２から離れるに連れて大きくなるように配置するもの
である。このような構成により、輝度の均一性が向上
し、輝度むらを防止することができる。なお、本実施の
形態のように光源２が両側に配設された構成のものであ
る場合には、２つの光源２の中央位置付近で、支持部材
８の間隔が最大となり、また、支持部材８の屈折率が最
大となる。

【００４８】以下に、上記構成により、輝度の均一性が
向上し、輝度むらを防止できる理由について、図５〜図
８を参照して詳述する。なお、図５及び図６は本発明の
実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示す要部断面
図であり、図７は図５の拡大図であり、図８は図６の拡
大図である。

【００４９】（１）支持部材の間隔を大きくする場合先ず、図５及び図７を参照して、支持部材８（８ａ、８
ｂ、８ｃ）が同一材料の場合には、光源２から出射した
光は、直接、あるいは、光反射板４で反射され、空気層
→支持部材８ａ→空気層→支持部材８ｂ→空気層→支持
部材８ｃ…と伝播しながら、光拡散板５に到達する。こ
こで、支持部材８ｂがある場合は光線２１ａ（実線）の
ように進み、また、支持部材８ｂがない場合は、光線２
１ｂ（波線）のように進む。光線２１ａ、あるいは２１
ｂは、さらに、光拡散板５を経て照明光として使われる
か、または、さらに反射して、光反射板４と光拡散板
５、支持部材８で形成される投光空間を伝播していく。

【００５０】いずれにしても、光源２から出射した光の
大部分は、最終的に光拡散板５に達し、出射して照明光
として使われるが、支持部材８の有無によって光線２１
の軌跡は異なる。即ち、光線２１ａ（実線）と、光線２
１ｂ（波線）とを比べると、光線２１ａ（実線）の方が
光源からより遠くに進行する。このことは、支持部材８
の間隔を大きくすれば光線はより遠くに進行することを
意味する。よって、支持部材８の間隔を大きくすれば、
光強度の大きい光源に近い位置での反射光を光源から遠
くに進行させることができ、散乱ドットパターンを配置
したことに相当し、液晶表示パネルへの照明光の輝度の
分布が均一になる。この結果、輝度むらのない照明光が
得られることになる。

【００５１】（２）支持部材の屈折率を大きくする場合図６及び図８を参照して、光源２から出射した光は、直
接、あるいは、光反射板４で反射され、空気層→支持部
材８ｄ→空気層→支持部材８ｅ…と伝播しながら、光拡
散板５に到達する。ここで、支持部材８ｅの屈折率＜支
持部材８ｄの屈折率、の場合、光線２１は２１ｃのよう
に進み、支持部材８ｅの屈折率＝支持部材８ｄの屈折
率、の場合、光線２１は２１ｄのように進み、支持部材
８ｅの屈折率＞支持部材８ｄの屈折率、の場合、光線２
１は２１ｅのように進む。光線２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ
は、さらに、光拡散板５を経て照明光として使われる
か、または、さらに反射して、光反射板４と光拡散板
５、支持部材８で形成される投光空間を伝播していく。

【００５２】いずれにしても、光源２から出射した光の
大部分は、最終的に光拡散板に達し、出射して照明光と
して使われるが、支持部材８ｅの屈折率によって光線２
１の軌跡は異なる。即ち、光線２１ｃ〜２１ｅのうち光
線２１ｅが光源から最も遠くに進行する。このことは、
屈折率が大きい程、光線はより遠くに進行することを意
味する。よって、上記（１）の場合と同様に考えて、支
持部材８の屈折率を光源から遠ざかるに連れて大きくす
れば、光強度の大きい光源に近い位置での反射光を光源
から遠くに進行させることができ、散乱ドットパターン
を配置したことに相当し、液晶表示パネルへの照明光の
輝度の分布が均一になる。この結果、輝度むらのない照
明光が得られることになる。

【００５３】上記の例では、輝度むらを防止する観点か
ら、支持部材の間隔を光源から遠ざかるに連れて大きく
し、また、支持部材の屈折率を光源から遠ざかるに連れ
て大きくしたけれども、支持部材の間隔または支持部材
の屈折率を適宜変えることにより、希望する輝度分布を
得ることが可能となる。

【００５４】また、上記の例では、支持部材８について
説明したけれども、貫通孔の大きさ等を変えること等に
より板状体についても適用することが可能である。

【００５５】また、支持部材８の肉厚によっても光線２
１の軌跡は変わるので、肉厚の異なる支持部材８を配置
することで輝度分布を制御することも可能である。

【００５６】したがって、実施の形態２のように光散乱
手段９を設けなくても、光源２からの光の伝達損失を抑
え、輝度分布の制御をできるという利点がある。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明による液晶表
示装置は、液晶表示装置が大型化した場合でも、光源か
らの光の伝達効率を低下することなく、また、機械的強
度を低下することなく、液晶表示装置全体を軽量化する
ことが可能である。

【００５８】また、光源からの光の伝達損失を抑え、輝
度むらを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構
成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構
成を示す分解斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の変
形例の構成を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構
成を示す断面図である。

【図５】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構
成を示す要部断面図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の変
形例の構成を示す要部断面図である。

【図７】図５の拡大図である。

【図８】図６の拡大図である。

【図９】従来の面状液晶表示装置の構成を示す要部拡大
断面図である。

【符号の説明】

１液晶モジュール２光源３反射カバー４光反射板５光拡散板６背面基板７フレーム８支持部材９光散乱手段１０導光板１２板状体２１光線Ａ支持手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上一生大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA14Z FA23Z FA31Z FA41Z FB02 KA01 LA11 5G435 AA01 AA08 BB12 BB15 EE27 FF03 FF06 FF08 GG24 HH02 KK02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示パネルの背後側に、光源とバッ
クライトモジュールから構成される照明手段を配置して
なる液晶表示装置において、前記光源は前記バックライトモジュールの少なくとも一
端部に配設され、バックライトモジュールは、前記光源から出射した光を反射する光反射板と、前記光反射板に対向する側に設けた光拡散板と、前記光反射板と前記光拡散板との間に配設された支持手
段と、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】液晶表示パネルの背後側に、光源とバ
ックライトモジュールから構成される照明手段を配置し
てなる液晶表示装置において、前記光源は前記バックライトモジュールの少なくとも一
端部に配設され、バックライトモジュールは、前記光源から出射した光を反射する光反射板と、前記光反射板に対向する側に設けた光拡散板と、前記光反射板の上部に配設した導光板と、前記導光板と前記光拡散板との間に配設した支持手段
と、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】前記支持手段は、導光体からなることを
特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記支持手段は、屈折率の異なる複数の
柱状支持部材から構成されることを特徴とする請求項３
記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記支持手段は、異なる肉厚を有する複
数の柱状支持部材から構成されることを特徴とする請求
項３記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記支持部材は、前記光反射板を設けた
側の面に光散乱手段を有することを特徴とする請求項４
又は請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記支持部材は、前記光源からの距離に
対応した密度分布をもって配置されていることを特徴と
する請求項４乃至請求項６の何れかに記載の液晶表示装
置。
【請求項８】前記支持手段は、複数の貫通孔を有する
板状体からなることを特徴とする請求項３項記載の液晶
表示装置。
【請求項９】前記支持手段と前記導光板とを一体化成形
してなることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装
置。