JP2001281657A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置の外力に対する強度を確保しつ
つ、液晶表示装置の薄形化、映像表示の光むらの低減及
び枠部幅の低減を図る。 【解決手段】従来の導光板と下フレームを一体的に透明
なアクリル等の同一素材により成形し、導光部及び枠部
からの光漏れを防ぐために、これら全体（導光板）を反
射シートで覆う構造とする。具体的には、導光板を有す
る液晶表示装置において、前記導光板の枠部が、前記導
光板の内部の厚さ以上の厚みで成形した構成とする。ま
た、導光板を有する液晶表示装置において、前記導光板
は枠部と一体的に成形され、前記枠部は、液晶表示装置
に備える蛍光管に近接する導光板の厚み以上の厚みを有
する構成とする。また、枠部へ出力される光が導光部へ
反射して戻る割合を高くするため、枠部に略円筒部を設
ける。

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、特に光の透過、不透過を制御する液晶デバイス背面
から光を発するバックライトを有する液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の一例として、特開平１０−６
８８２６号公報に記載の事例を図１４乃至図１５により
説明する。図１４は従来技術の液晶表示装置バックライ
ト部の主な部品構成を示す斜視図、図１５は図１４のA-
A断面図である。

【０００３】図１４乃至図１５に示すように、従来のラ
ップトップパソコン等に使用されている液晶表示装置の
バックライト部は、矩形状に成形された導光板１０１と
該導光板１０１の少なくとも２辺を取り囲んで成形され
るフレーム１０２を二色成形で一体成形していた。ここ
で、導光板１０１の材質はアクリル樹脂などの無色透明
な樹脂である。また、フレーム１０２の材質は、導光板
から漏れる光を反射し、再び導光板に戻すために、白色
に着色したアクリル樹脂またはアクリル樹脂とポリカー
ボネート樹脂とのアロイ材まはたポリカーボネート樹脂
とビニル樹脂のアロイ材などの不透明白色とした樹脂で
ある。

【０００４】さらに、二色成形時の接合面１０３を導光
板前面に平行に設けることにより、導光板から漏れる光
の接合面での乱反射を防止する構造になっている。

【０００５】次に、従来技術の他の一事例を図１６乃至
図１７により説明する。図１６は従来技術の液晶表示装
置の主な部品構成を示す斜視図、図１７は図１６のA-A
断面図である。

【０００６】図１６に示すように、ラップトップパソコ
ン等に使用されている液晶表示装置は、樹脂製下フレー
ム１０４と反射シート１０５と導光板１０６と蛍光管３
とリフレクタ３０１と下拡散シート４とプリズムシート
Ｘ５とプリズムシートＹ６と上拡散シート７と液晶デバ
イス８と上フレーム９により構成されている。

【０００７】図１７に示すように、蛍光管３が発した光
(矢印)はリフレクタ３０１に反射し、透明なアクリル樹
脂からなる導光板１０６に入り、白色のアクリル樹脂等
からなる下フレーム１０４および反射シート１０５に反
射し、下拡散シート４で拡散され、プリズムシートＸ５
とプリズムシートＹ６で図中上面方向に光路変更され、
上拡散シート７でさらに拡散され、液晶デバイス８で透
過、不透過を制御されて表示画像を構成する。

【０００８】図１７では、液晶表示装置の構造上の強度
（落としてしまった場合の壊れ難さ）を左右する主な部
分は、下フレーム１０４と導光板１０６であるが、この
両者の間には反射シート１０５が介在するため物理的に
は別体であり、別々に成形されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置はラップ
トップパソコン等に用いられるが、その持ち運びの利便
性を高めるべく薄型化・小型化が求められている。

【００１０】しかし、図１６の構造でそれぞれのパーツ
の厚さを薄くすると、落下時の強度が不足するという問
題があった。具体的には、下フレーム１０４と導光板１
０６が液晶表示装置の強度を担う主たる部分となるが、
両者は上述の通り物理的な一体成形がなされていないた
め単に薄型化が進むと強度が弱くなり、ユーザが誤って
ラップトップパソコンを落とす場合等の不慮の力が加わ
った場合に壊れやすいという問題がある。

【００１１】また、図１４の構造では、材質が異なる２
種類の樹脂を２色成形するため、成形時に、それぞれの
成形時間のずれにより導光板に残留ひずみが発生し、光
学的なむらができる。また、二種類の樹脂を二色成形に
より一体成形しているため、温度、湿度など使用環境の
変化に伴う樹脂の変形量の違いにより導光板に残留ひず
みが発生し、光学的なむらができるという問題があっ
た。さらに、二色成形の接合面が導光板前面に平行に設
けられているため、枠部の幅を短く出来ないという問題
があった。

【００１２】本発明の目的は、厚さが薄く、十分な落下
強度があり、光むらが少なく、かつ枠部の幅の狭い液晶
表示装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下の手段のうちの１つ又は組合わせを用いる。

【００１４】（１）枠を導光部より厚くした導光板を透
明アクリル等の同一素材で成形する。そのために、導光
板を有する液晶表示装置において、前記導光板の枠部
が、前記導光板の内部の厚さ以上の厚みで成形した構成
とする。また、導光板を有する液晶表示装置において、
前記導光板は枠部と一体的に成形され、前記枠部は、液
晶表示装置に備える蛍光管に近接する導光板の厚み以上
の厚みを有する構成とする。

【００１５】（２）枠部を導光部より厚くしたことによ
る「ひけ」が発生しないように、枠部分の構造を導光板
の導光部の先端部と略同一の厚さをもつ構成とする。

【００１６】（３）枠部へ出力される光が導光部へ反射
して戻る割合を高くするため、枠部に略円筒部を設け
る。

【００１７】（４）導光部及び枠部からの光漏れを防ぐ
ため、これら全体を反射シートで覆う構造とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置の一
実施例を図１乃至図１１に基づき詳細に説明する。

【００１９】図１は導光板の表面の斜視図、図２は導光
板の裏面の斜視図を示したものである。ここでいう導光
板は、従来の透明なアクリル樹脂からなる導光板と下フ
レームとを物理的に一体に成形したものである。

【００２０】図３は図１の導光板のX-X断面図、図４は
図１の導光板のY-Y断面図、図５は図１の導光板のZ-Z断
面図である。図６は図１の導光板（透明な樹脂等からな
る）に白色の反射シートを装着した状態を示す斜視面
図、図７は図１の導光板に反射シートを装着した状態を
Z-Z断面からみたZ-Z断面図、図８は図１の導光板に反射
シートを装着し、その後に加熱融着した状態（図６の導
光板）を示すZ-Z断面図である。

【００２１】図９は本発明による導光板（下図）及び、
液晶表示装置を構成するバックライト部等の部品構成
（上図）を示す斜視図、図１０は図９における本発明の
導光板を有する液晶表示装置のX-X断面図、図１１は図
９のZ-Z断面図である。図１、図２、図３、図４、図５
に示すように、導光板１の枠部１１０,１２０,１３０,
１４０は中央部１５０よりも厚くなっている。また、導
光板１の枠部１４０と中央部１５０の間に溝部１６０を
設けて、ここに、蛍光管３を配置可能としている。導光
板１の中央部１５０の枠部１２０側の端部１５１は枠部
１４０側の端部１５２に比べて薄く成形してある。これ
は、バックライト部の蛍光管３から発せられる光を導光
板１及び反射シート２により画面全体に均等に拡散させ
るためである。また、導光板１の枠部１１０,１２０,１
３０,１４０の側面中央部に凹部１１１,１２１,１３１,
１４１を設けてある。導光板１の枠部１１０,１２０,１
３０,１４０は、従来での下フレームに相当し、この枠
部を有することで、導光板乃至は液晶表示装置としての
外力に対する強度を保つことができ、更には導光板と一
体成形させることで、別体に成形した場合以上の強度を
持たせることが可能となっている。

【００２２】導光板１の枠部１１０,１２０,１３０,１
４０と中央部１５０は、図１６の従来構造の下フレーム
１０４と同様に液晶デバイス８を保護する役割を果た
す。また、導光板１の中央部１５０は、図１６の従来構
造の導光板１０６と同様に、蛍光管３の発した光を液晶
デバイス８の上面に導く役割を果たす。よって、本発明
による導光板１は、図１６、図１７に示す従来構造の下
フレーム１０４と導光板１０６の機能を合わせ持つもの
である。また、従来の構造（図１６、図１７参照）で
は、例えば蛍光管３の直径２mmに対し、導光板１０６の
厚さ２mm、下フレーム１０４の中央部１０４aの厚さを
１mmとした場合、厚さの合計は３mmとなり、導光板１０
６と下フレーム１０４とを別体に成形すること及び蛍光
管３の直径の制約下、これ以上の薄型化を図ることはで
きない。これに対して、本発明の導光板１は、下フレー
ムとの一体化によって強度の維持を保ちつつ、厚さを蛍
光管３と同じ２mmまで薄形化を図ることができる。

【００２３】導光板、液晶表示装置の外力に対する強度
を高く維持すること、即ち曲げ剛性を高めることについ
ては、具体的には以下のように実現している。導光板１
の枠部１１０,１２０,１３０,１４０を「コの字」の構
造とし、上部フ゛ロック１１０a,１２０a, １３０a, １４０a
と下部フ゛ロック １１０ｂ, １２０ｂ, １３０ｂ, １４０b
及び連結部１１０c, １２０c, １３０c, １４０cによ
り、導光板１の曲げ剛性を高めている。導光板１の枠部
１１０,１２０,１３０,１４０の溝部１１１,１２１,１
３１,１４１は、導光板１と後述する反射シート２との
締結時の抜け防止として使用するとともに、導光板１と
後述する上フレーム９の締結に使用する。導光板１の枠
部１４０と中央部１５０の間の溝部１６０には、蛍光管
３を取り付ける。蛍光管３の発した光を効率よくかつ均
一に画面に導くために、導光板１の中央部１５０の枠部
１２０側の端部１５１は枠部１４０側の端部１５２に比
べて薄く成形してある。本実施例では導光板１の端部１
５１と端部１５２の間を直線上の斜面（平面）で構成し
ているが、それに限らず曲線（曲面）等でもよい。

【００２４】図６では、反射シート２を導光板１に覆う
形に立体成形した導光板を示している。反射シート２
は、導光板１の溝部１１１,１２１,１３１,１４１に係
合する凹部２０１を有するように導光板１に立体成形さ
れる。また、反射シート２を導光板１に装着するため
に、立体成形される前の反射シート２（平面状態）の角
部にスリット２０２を設け、その後に立体成形する。図
７に、成形した本発明の導光板１に立体成形した反射シ
ート２を装着した状態を示す。

【００２５】さらに、図８に示すように、導光板１に装
着した反射シート２の枠部を加熱融着することもでき
る。図７、図８に示すように、導光板１の下部に反射シ
ート２を取り付けることによって、導光板１に入射した
蛍光管３の光を画面上面に効率よく反射することができ
る。また、反射シート２の枠部を導光板１の枠部に加熱
融着することで、反射シート２を導光板１に強固に取り
付けることができる。従来、反射シートは、導光板と下
フレームの間に介在させることで保持していたが、本発
明では、上述の実施の形態による導光板１の枠部の構造
によって、反射シートを確実に保持することを実現して
いる。

【００２６】本実施の形態では、導光板１の枠部は４辺
設けることとしているが、３辺設けることでもよく、ま
た、相対する２つの辺の２辺に「コの字形」の枠部を設
ける構造も、本発明の範囲内である。コの字形の枠部構
造を、複数の辺の一部（例えば４辺の、それぞれの一
部）に設けることでも、本発明の目的を達成することが
でき、本発明の範囲内である。この様な変形例では、強
度の面で多少劣ることにはなるが、導光板と下フレーム
とを物理的に一体成形する製造工程、反射シートを設け
る製造工程を容易化するという利点がある。

【００２７】図１４に示す従来例では、導光板１０１と
フレーム１０２の強度が拮抗しているため、液晶表示装
置の使用時において、導光板１０１とフレーム１０２と
の熱膨張量の違いにより導光板１０１に熱歪みが発生
し、色むらの原因となる。これに対し、本発明では、導
光板１に比べて反射シートの強度は無視できるほど小さ
いので、熱膨張量の違いに起因する導光板の熱歪みが少
なく、これによる色むらも少なくすることができる。

【００２８】本発明による液晶表示装置は、図９、図１
０、図１１に示すように、導光板１に反射シート２を装
着したものに、蛍光管ユニット３、下拡散シート４、下
プリズムシート５、上プリズムシート６、上拡散シート
７、セル８、及び上フレーム９を重ねて成形される。そ
の後、上フレーム９に設けた舌部９１０を導光板１の辺
１１０,１２０,１３０,１４０の中央部凹部１１１,１２
１,１３１,１４１に折り返して、上フレーム９と導光板
１を締結する。

【００２９】図１１に示すように、蛍光管ユニット３に
より発せられ、導光板１の中央部１５０の端部１５２か
ら導光板１に入った光３１の一部３１１は、反射シート
２の中央部２５０に反射して導光板１の上部１５３に向
かう。また、残りの光３１２は導光板１の枠部１１０,
１２０,１３０,１４０に至る。しかし、これらの光３１
２の多くは反射シート２の枠部２１０,２２０,２３０,
２４０に反射し、再び導光板１の中央部１５０に戻り、
最終的に上部１５３に向かうので、光のロスは少ないと
考えられる。

【００３０】以上のように、導光板１の枠部１１０,１
２０,１３０,１４０を中央部１５０より厚くすることに
より曲げ剛性を強化し、かつ下フレームがなくても必要
な強度を確保できるため、液晶表示装置全体を薄くする
ことが出来る。また、導光板は透明アクリルの単一材料
で成形されているため、成形時及び環境変化による内部
ひずみがなく、むらを無くすことができる。さらに、従
来例図１５に示す導光板部１０１と枠部１０２の接合部
１０３がないので、その分だけ液晶表示装置の外観にお
ける画面部分以外の枠部の幅を短くすることができ、広
い画面を確保しつつ小型化を図ることができる。

【００３１】以下、本発明の他の一実施例を図１２乃至
図１３に基づき詳細に説明する。図１２は導光板１の枠
部１３０のX-X断面図、図１３は導光板１の枠部１３０
のY-Y断面図である。

【００３２】図１２、図１３に示すように、導光板１の
枠部１３０の凹部１３１に円弧状の凸部１３２X（導光
板１の薄い部分）及び１３２Y（導光板１の厚い部分：
蛍光管３に近い部分）を設ける。凸部１３２X、１３２Y
の形状は、導光板中央部１５０の上部１５３と下部１５
４の二等分線と、上部１５３の端部１５３aを通り４０
度の傾きを持つ直線の交点を中心とし、導光板１５０の
最も薄い部分の厚さと枠部１３０の厚さがほぼ等しくな
る点１３９を通る円弧とする。

【００３３】具体的には、例えば導光板１の素材をアク
リル(屈折率ｎ＝１.５)とした場合、導光板１５０の内
部から入射角４１.８度以上で導光板上部１５３に至っ
た光３１は全て全反射する。全反射を繰り返して枠部１
３０に至った光３１は円弧上の凸部１３２Xに密着した
反射シート２の凸部２３２Xに反射し、再び導光板中央
部１５０に戻る。なお、本実施例は円弧状の凸部（円柱
の一部）を用いた実施例を示したが、光の反射に適した
形状であれば、いかなる曲線でもよく、また多面形状
（多角柱の一部等）でもよい。また、本実施例は、導光
板１の枠部１３０に設けた場合で説明したが、枠部１１
０や枠部１２０に設ける場合にも同様にして適用でき
る。

【００３４】このように、枠部１３０の凹部１３１に、
円弧状凸部１３２X乃至１３２Yを設けることにより、枠
部１３０に至った光３１の導光板１５０への戻し率を向
上させることが出来、液晶表示画面の表示における光の
出力を均一化することができる。

【００３５】なお、導光板１の枠部の形状として、本実
施例以外にも、図１８及び図１９に示す形状も考えられ
る。いずれも、導光板１または液晶表示装置の外力に対
する強度を確保するための形状であり、その後の反射シ
ートとの立体成形を考慮した構造をしている。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明の液晶表示装置は、
導光板の枠部を中央部より厚くすることにより、下フレ
ームを必要としないため、液晶表示装置全体を薄く、か
つ枠部幅を短くすることが出来る。また、導光板は透明
アクリルの単一材料で成形されているため、成形時及び
環境変化による内部ひずみがなく、むらを無くすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の導光板(表面)斜視図

【図２】本発明の一実施例の導光板(裏面)斜視図

【図３】本発明の一実施例の図１のX-X断面図

【図４】本発明の一実施例の図１のY-Y断面図

【図５】本発明の一実施例の図１のZ-Z断面図

【図６】本発明の一実施例の反射シートの形状を示す立
体図

【図７】本発明の一実施例の導光板に反射シートを装着
した状態を示す図１のZ-Z断面図

【図８】本発明の一実施例の導光板に反射シートを加熱
融着した状態を示す図１のZ-Z断面図

【図９】本発明の一実施例のバックライト部部品構成を
示す斜視図

【図１０】本発明の一実施例のバックライト部X-X断面
図

【図１１】本発明の一実施例のバックライト部Z-Z断面
図

【図１２】本発明の他の一実施例のX-X断面図

【図１３】本発明の他の一実施例のY-Y断面図

【図１４】従来の液晶表示装置の一体成形導光板の斜視
図

【図１５】図１４のA-A断面図

【図１６】従来の液晶表示装置の他の一実施例の立体図

【図１７】図１６の組立状態を示す断面図

【図１８】本発明の他の一実施例の導光板枠部形状を示
す断面図

【図１９】本発明の他の一実施例の導光板枠部形状を示
す断面図

【符号の説明】

１…導光板、２…反射シート、１１０,１２０,１３０,
１４０…導光板枠部、１５０…導光板中央部、

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H089 HA40 QA02 QA11 2H091 FA14Z FA23Z FA42Z LA02 LA11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導光板を有する液晶表示装置において、前
   記導光板の枠部が、前記導光板の内部の厚さ以上の厚み
   で成形されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】導光板を有する液晶表示装置において、前
   記導光板は枠部と一体的に成形され、前記枠部は、液晶
   表示装置に備える蛍光管に近接する導光板の厚み以上の
   厚みを有することを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】導光板を有する液晶表示装置において、前
   記導光板の有する枠部分の厚さを、蛍光管に近接する前
   記導光板の先端部と略同一の厚さをもつ構成にしてなる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表
   示装置であって、前記枠部は、凹形状であることを特徴
   とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表
   示装置であって、前記枠部に略円筒部を有することを特
   徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表
   示装置であって、導光板の下部及び側面を反射シートで
   覆うことを特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表
   示装置であって、前記枠部が導光板の少なくとも２辺以
   上に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。