JP2004031023A

JP2004031023A - バックライト、液晶表示装置および表示機器

Info

Publication number: JP2004031023A
Application number: JP2002183340A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Abe; 阿部　和信
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】小型化とともに、導光部材の出射光を容易に色調コントロールできるバックライトを提供する。
【解決手段】バックライト９によれば、導光板１の端面に５個のＬＥＤ２を配列し、さらに導光板１の光出射面側に拡散板６とレンズシート７とを配置し、導光板１の光出射面と対向する面には反射板８も設けている。そして、バックライト９の上面にＳＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示パネル１０を配置し、そして、筐体１１でもってバックライト９と液晶表示パネル１０を支持固定し、液晶表示装置１２をなす。そして、ＬＥＤ２と導光板１との間に、着色シート３を介在する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば液晶表示装置に実装されるごとく、導光部材の端面付近に点状光源を設けてなる低消費電力型エッジライト方式の薄型照明装置（バックライト）の改良に関するものであり、さらにこのバックライトを液晶表示パネルに装着した液晶表示装置ならびに本発明の液晶表示装置を搭載した表示機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話に代表されるような携帯機器に広く用いられる液晶表示装置によれば、画像表示を行う表示部（液晶表示パネル）を照明するために、いわゆるバックライトを配置している。
【０００３】
そして、携帯機器においてはバッテリー寿命という観点から、低消費電力化にあり、これに伴なって、液晶表示装置に対しても、低消費電力化が市場から要求されている。
【０００４】
このような要求に対し、液晶表示装置用のバックライトとして、発光ダイオード（以下、発光ダイオードをＬＥＤと略記する）を用いたエッジライト方式のバックライトシステムが一般的に用いられる。
【０００５】
このようなＬＥＤを用いたエッジライト方式のバックライトを図３と図４により説明する。
【０００６】
図３は従来のバックライト１４の概略平面図であり、図４はそのバックライト１４を搭載した液晶表示装置１５の概略断面図である。
【０００７】
１は透明な合成樹脂材からなる導光板であり、この導光板１の端面に５個のＬＥＤ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ）を配列している。さらにＬＥＤ２の光を外部に漏らさないための遮光板４と、ＬＥＤ２を実装するための基板５と、導光板１に進入した光を拡散させるために導光板１の光出射面側に配置された拡散板６と、あるいは拡散板６からの出射光を集光させるための集光シート、たとえばレンズシート７を少なくとも１枚拡散板６上に配置し、導光板１の光出射面と対向する面に配置された反射板８と、色調コントロールを行うための着色シート１３からなる。
【０００８】
上記構成のバックライト１４の上面に液晶表示パネル１０を配置し、そして、筐体１１でもって、これらバックライト１４と液晶表示パネル１０を支持固定し、液晶表示装置１５をなす。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の液晶表示装置１５によれば、以下のような課題があった。
【００１０】
従来周知のごとく、低消費電力化の要求に対する液晶表示装置用のバックライトとして、光源にＬＥＤを用いたエッジライト方式バックライトシステムが普及しているが、このようなＬＥＤによれば、冷陰極管と異なり、発光色を自由にコントロールできず、これにより、ＬＥＤバックライトの出射光を所望の色度値に設定することができないという課題があった。
【００１１】
かかる課題を解消するために、反射板と着色部材とを組み合わせ、これによって導光板の出射光を容易に色調コントロールする技術が提案されている（特開平８−１４６２２８号公報参照）。
【００１２】
しかしながら、この技術によれば、着色部材の厚みが加算され、このためにＬＥＤバックライトの総厚が増加し、その結果、携帯機器などに代表される近年の小型化傾向と相反することになる。
【００１３】
したがって本発明の目的は小型化とともに、導光部材の出射光を容易に色調コントロールできるバックライトを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は導光部材からの出射光の色調を均一化したバックライトを提供することにある。
【００１５】
本発明の目的は色調調整を容易にして輝度特性を高めた高品質かつ高性能または小型化を達成した液晶表示装置を提供することにある。
【００１６】
本発明のさらに他の目的はかかる本発明の液晶表示装置を搭載した表示機器を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のバックライトは、透明材料から成る板状の導光部材と、この導光部材の少なくとも一方の端面付近に配した点状光源と、導光部材の一方主面に形成した光反射体とからなり、前記点状光源の照射光を導光部材の内部に導入し、光反射体にて光反射し、導光部材の他方主面より出射せしめるようになし、そして、前記点状光源と導光部材の間に、光透過後に色調を変えるべく、色調変換部材を介在したことを特徴とする。
【００１８】
本発明の他のバックライトは、前記導光部材の端面に複数の点状光源を配し、これら各点状光源に対しそれぞれに前記色調変換部材を設けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の液晶表示装置は、本発明のバックライトをなす導光部材の他方主面上に液晶表示パネルを配設したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の表示機器は、本発明の液晶表示装置を搭載したことを特徴とする。
【作用】
本発明のバックライトによれば、上記構成のように、点状光源と導光部材の間に、光透過後に色調を変えるべく色調変換部材を介在したことで、点状光源からの出射光を、色調変換部材を通過させるだけで、容易に所定通りの色調に設定することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、点状光源と導光部材の間に色調変換部材を介在したことで、その付設のためのスペースが小さくなり、もしくはほとんど無視できる程度のスペースとなり、その結果、小型化を達成したバックライトもしくは液晶表示装置が提供できる。
【００２２】
さらに本発明のバックライトによれば、前記導光部材の端面に複数の点状光源を配し、これら各点状光源に対しそれぞれに前記色調変換部材を設けたことで、これら各色調変換部材を透過した後にて、同一の色調に設定することができ、その結果、導光部材からの出射光の色調を均一化させることができる。
【００２３】
さらにまた、本発明によれば、かかる本発明のバックライトを用いたことで、表示面にわたって均等な輝度を達成した液晶表示装置ならびに表示機器を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面により詳述する。
図１はバックライト９の概略平面図であり、図２はバックライト９を搭載した液晶表示装置１２の概略断面図である。
【００２５】
本発明のバックライト９において、１はたとえばアクリル合成樹脂等の透明材料からなる前記板状の導光部材である導光板１であり、この導光板１の端面には、前記点状光源である５個のＬＥＤ（発光ダイオード）２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ）を配列している。
【００２６】
さらに各ＬＥＤ２の光を外部に漏らさないための遮光板４と、各ＬＥＤ２を実装するための基板５とを設けている。
【００２７】
また、導光板１に進入した光を拡散させるために導光板１の光出射面側に配置された拡散板６と、あるいは拡散板６からの出射光を集光させるための集光シート、たとえばレンズシート７を少なくとも１枚拡散板６上に配置している。そして、導光板１の光出射面と対向する面に配置された前記光反射体である反射板８も設けている。
【００２８】
さらに上記構成のバックライト９の上面にＳＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示パネル１０を配置し、そして、筐体１１でもって、これらバックライト９と液晶表示パネル１０を支持固定し、液晶表示装置１２をなす。
【００２９】
そして、本発明においては、ＬＥＤ２と導光板１との間に、光透過後に色調を変えるよう制御するために、前記色調変換部材である着色シート３（３ａ〜３ｅ）を介在したことが特徴である。
【００３０】
この着色シート３は、たとえば厚み１２０μｍ程度のＰＥＴ基材（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）で構成された薄い透明なシートに着色層が設けられた構造であって、各着色シート３ａ〜３ｅを、それぞれＬＥＤ２ａ〜２ｅと対向する部位に配置している。
【００３１】
かかる着色シート３ａ〜３ｅの他の構成として、ＰＥＴ自体にポリオレヒィン系、ポリスチレン系の顔料を練り込み、そして、成形することで着色したＰＥＴシートとして作製してもよい。
【００３２】
さらに他の例として、ＰＥＴシート上に顔料を含んだインクを印刷してもよい。さらにまた、簡単に印刷する手段として、たとえば汎用のカラープリンターもしくはカラーコピー機を用いてもよい。
【００３３】
以上のような着色シート３に用いるシート材料としては、ＰＥＴ以外に、ＰＣ（ポリカーボネート合成樹脂）などの、透明性を有する合成樹脂を用いてもよい。
【００３４】
かくして本発明のバックライト９によれば、上記構成のごとく、ＬＥＤ２と導光板１との間に着色シート３を配したことで、導光板１に入射される光の色調を所要とおりに調整することができ、これに伴なって導光板１の出射光に対しても色調をコントロールすることができる。
【００３５】
たとえば、導光板１からの出射光の色調はＬＥＤ２の発光色のばらつきに依存するが、このようなばらつきに依存されることもなく、着色シート３を用いることで所要とおりに色調をコントロールすることができ、これにより、各バックライト製品間にて、導光板１からの出射光の色調のばらつきを緩和することができ、その結果、均一な色調が達成した高品質なバックライトが提供できる。
【００３６】
なお、本例のバックライト９によれば、複数のＬＥＤ２ａ〜２ｅを用いているが、１個のＬＥＤ２を用いたバックライトであっても、各バックライト製品間にて、導光板１からの出射光の色調のばらつきを緩和することができ、均一な色調が達成した高品質なバックライトが提供できる。
【００３７】
また、本例のごとく、複数のＬＥＤ２ａ〜２ｅを用いた構成であれば、ＬＥＤ２ａに対し着色層３ａを、ＬＥＤ２ｂに対し着色層３ｂを・・・というように、それぞれ個々のＬＥＤ２ａ〜２ｅの色調に対応して着色層３ａ〜３ｅの色調を変えればよく、各ＬＥＤ２から発せられた光がそれぞれ着色シート３を通過することで均一なもしくはほぼ同一な色調となった透過光が発せられ、これらが導光板１に入射され、その結果、導光板１からの出射光の色調を均一化させることができる。
【００３８】
たとえば、ＬＥＤ２ａの色調をＸａ、ＬＥＤ２ｂの色調をＸｂ、ＬＥＤ２ｃの色調をＸｃ、ＬＥＤ２ｄの色調をＸｄ、ＬＥＤ２ｅの色調をＸｅとした場合、ＬＥＤ２ａ〜ＬＥＤ２ｅの発光面側に設けられる着色シート３ａ〜３ｅを通過した光の色調が全て同じになるように設定すればよい。
【００３９】
すなわち、着色シートの色調は各ＬＥＤに対しＸａ’〜Ｘｅ’の色調を有する場合、それぞれのＬＥＤ２ａ〜２ｅから発せられた光の色調は、各ＬＥＤに対応して色調調整を行った着色シート３ａ〜３ｅを通過することで、各着色シート３ａ〜３ｅ通過後の光は同一の色調に変換され、その結果、導光板１に入射する光の色調はほぼ同一となり、そして、導光板１から出射する光の色調も同一となる。
【００４０】
参考までに、図７にて、ＬＥＤ２ａおよびＬＥＤ２ｂから発せられた光の色調が導光板１から出射されるまでに、どの様に色調が変化するか、その変化を模式的に示す。
【００４１】
つぎに本発明の表示機器を携帯端末を例にして述べる。
（携帯端末）
図５にて本発明の液晶表示装置１２を搭載した携帯電話１６を説明する。
本携帯電話１６によれば、小型の筐体１７内に本発明の液晶表示装置１２を配設している。また、筐体１７の上部には送／受信用のアンテナ１８を設け、さらに表面にはレシーバ１９とマイク２０とが形成されている。
【００４２】
図６にて本発明の液晶表示装置１２を配設した情報携帯端末２１を説明する。この情報携帯端末２１は携帯電話以外の様々な情報端末として示す。たとえば、時計、計算機、ゲーム機器、万歩計（Ｒ）、ＧＰＳ、ＰＯＳ、ハンディーターミナル、工業計器などがあるが、これらに限定されるものではない。この携帯端末においても、筐体２２内に本発明の液晶表示装置１２を配設している。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改善などは何ら差し支えない。
【００４４】
たとえば、上記の実施形態においては、ＳＴＮ型単純マトリックスタイプ液晶表示装置でもって説明しているが、その他に双安定型単純マトリックスタイプの液晶表示装置やＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても同様な作用効果が得られる。
【００４５】
また、本発明の液晶表示装置を配設した装置として、携帯端末でもって例示したが、その他、この液晶表示装置を表示デバイスとして使用する各種機器にも適用できる。たとえば、ミシン、ステレオ、楽器、ビデオ、ＡＴＭ、複写機やファクシミリの他、駅、レストラン、工場内の表示パネルなどの様々な表示機器の表示板に使用してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
従来のＬＥＤバックライトシステムにおいては、色調コントロールするために反射板と着色部材とを組み合わせる手段を用いており、そのために着色部材の厚み分が小型化の市場要求と反していたが、これに対し、本発明のバックライトによれば、点状光源と導光部材の間に色調変換部材を介在したことで、その付設のためのスペースが小さくなり、もしくはほとんど無視できる程度となり、その結果、小型化を達成したバックライトもしくは液晶表示装置が提供できた。
【００４７】
また、本発明のバックライトによれば、点状光源と導光部材の間に、光透過後に色調を変えるべく色調変換部材を介在したことで、点状光源からの出射光を色調変換部材を通過させるだけで、容易に所定通りの色調に設定することができ、その結果、さまざまな製品特性に応じられるバックライトまたは液晶表示装置が提供できた。
【００４８】
さらにまた、本発明のバックライトによれば、導光部材の端面に複数の点状光源を配し、これら各点状光源に対しそれぞれに前記色調変換部材を設けたことで、これら各色調変換部材を透過した後にて、同一の色調に設定することができ、その結果、導光部材からの出射光の色調を均一化させたり、あるいは表示面にわたって均等な輝度を達成した液晶表示装置ならびに表示機器が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックライトの概略平面図である。
【図２】本発明のバックライトを搭載した液晶表示装置の概略断面図である。
【図３】従来のバックライトの概略平面図である。
【図４】従来の液晶表示装置の概略断面図である。
【図５】本発明の液晶表示装置を搭載した携帯電話の概略正面図である。
【図６】本発明の液晶表示装置を搭載した携帯端末の概略正面図である。
【図７】各ＬＥＤの色調から導光板の出射光の色調までの変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・導光板
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ・・・ＬＥＤ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ・・・着色シート
６・・・拡散板
７・・・レンズシート
８・・・反射板
９、１４・・・バックライト
１０、１２・・・液晶表示パネル
１１・・・筐体
１２、１５・・・液晶表示装置

Claims

透明材料から成る板状の導光部材と、この導光部材の少なくとも一方の端面付近に配した点状光源と、導光部材の一方主面に形成した光反射体とからなり、前記点状光源の照射光を導光部材の内部に導入し、光反射体にて光反射し、導光部材の他方主面より出射せしめるようになしたバックライトにおいて、前記点状光源と導光部材の間に、光透過後に色調を変えるべく、色調変換部材を介在したことを特徴とするバックライト。
前記導光部材の端面に複数の点状光源を配し、これら各点状光源に対しそれぞれに前記色調変換部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のバックライト。
請求項１または２のバックライトをなす導光部材の他方主面上に液晶表示パネルを配設した液晶表示装置。
請求項３の液晶表示装置を搭載した表示機器。