JP2004037982A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導光体GLPが液晶表示パネルと対向する光出射面に主光線の進行方向(出射方向)と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンDPを形成し、液晶表示パネルPNLと反対向する光反射面に主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光反射パターンRPを形成することにより、導光体内GLBに導入された光は光拡散パターンDP及び光反射パターンRPにより拡散及び反射を繰り返し、液晶表示パネルに対して一様に照明光が照射され、液晶表示パネルの表示面に対して輝度バランスと輝度ピークとが自在に調整された明るい表示画面が得られる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に光源として発光ダイオード等の固体発光素子の光源光を液晶表示パネルの背面に照射させる導光体を有する液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機や携帯情報端末などの小型携帯端末機器では、その表示デバイスとして省電力かつ小型軽量である液晶表示装置が一般的に採用されている。この種の液晶表示装置には、液晶表示パネルに形成した電子潜像を可視化するための照明手段として外光を利用した構造、液晶表示パネルの前面側または背面側に補助照明装置を設置した構造のものが用いられている。液晶表示パネルの背面側に設置する補助照明装置はバックライト装置と称し、液晶表示パネルの前面側に設置する補助照明装置はフロントライト装置と称している。
【0003】
このような小型携帯端末機器の補助照明装置用光源としては、表示画面寸法が比較的大きなノート型パソコン等のように冷陰極蛍光ランプを側壁(サイドエッジ)側に配設した導光体を有する構造のものもあるが、携帯電話機や小型携帯情報端末装置(所謂、PDAなど)には、前記冷陰極蛍光ランプに代えて消費電力が少ない発光ダイオード(LED)に代表される固体発光素子が多く用いられている。
【0004】
図15は、導光体に発光素子として発光ダイオードを用いたバックライト装置を有する液晶表示装置の要部構成例を模式的に説明する断面図である。この種のバックライト装置は、液晶表示パネルPNLに背面側に設置された導光体GLBの側壁(サイドエッジ)に対向させて発光ダイオードLEDが配設されている。ここでは、発光ダイオードLEDはプリント基板PCBに植立させて実装されている。
【0005】
プリント基板PCBは、硬質プリント基板あるいはフレキシブルプリント基板などが用いられており、このプリント基板PCBの背面側(発光ダイオードLEDと反対面)には、図示しないが、駆動ICや他の電子部品等が実装されている。発光ダイオードLEDは、その発光部Eを導光体GLBのサイドエッジに接して配置されている。発光ダイオードLEDの発光部Eから出光した光は、このサイドエッジを入光面として導光体GLB内に導入される。
【0006】
導光体GLBは、図示されないが、その光反射面側または両面側に複数の凹溝または凸溝を有する光拡散パターンが形成されており、導光体GLB内に導入された光は、その光拡散パターンにより乱反射されて拡散され、液晶表示パネルPNLの背面に照射されて一様に明るい表示画面が得られる。
【0007】
なお、液晶表示パネルPNLと、この液晶表示パネルPNLの前面側に配置され、光を拡散させる複数の凸部または凹部からなる光拡散部が形成された導光体GLBとに関連する従来技術を開示したものとして例えば、特開平11−72787号公報があるが、透過型液晶表示パネルPNLと、光拡散面及び光反射面とが形成された導光体GLBとの関連については何ら開示されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成される液晶表示装置において、導光体GLBは、光反射面側のみに複数の凹溝または凸溝を形成した光拡散パターンを有していることから、液晶表示パネルPNLの画面上において、その中央部に輝度ピークを配置し、周辺部方向に向かって徐々に輝度を低下させ、表示面の全域にわたって輝度バランスの良好な輝度分布特性が得られないという問題があった。
【0009】
また、液晶表示パネルPNLの画面上の中央部に輝度ピークを配置し、徐々に輝度を低下させて輝度バランスを向上させ、良好な輝度分布状態を得ることは、技術的に極めて困難であり、また、これを実現可能とするには、多大な設計時間を要するという問題があった。
【0010】
したがって、本発明は、前述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶表示パネルの表示画面における輝度バランスと、輝度ピーク分布とを自在に調整可能とした液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
また、本発明の他の目的は、導光体に導入された発光素子の導入光を効率良く反射及び拡散させて液晶表示パネル上に一様に明るい表示画面を得ることができる液晶表示装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、導光体が液晶表示パネルと対向する光出射面に主光線の進行方向(出射方向)と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、液晶表示パネルと反対向する光反射面に主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光反射パターンを有することにより、導光体内に導入された光は光拡散パターン及び光反射パターンにより拡散及び反射を繰り返し、液晶表示パネルに対して一様に照明光が照射されるので、その画面中央部において、輝度ピークが保持されることになる。
【0013】
また、本発明による他の液晶表示装置は、光反射面を、発光素子と対向する近傍領域に発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を破線状に断続させて配列して形成した第1の光反射パターンと、この第1の光反射パターンを介して離間した領域に発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を配列して形成した第2の光反射パタ−ンとを有して構成するものである。
【0014】
また、本発明によるさらに他の液晶表示装置は、光反射面を、発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成したものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明による液晶表示装置の一実施例を説明するための液晶表示パネル及び金属ケース等を除いた要部構成を示す展開斜視図である。図1において、モールドケースMLDは略矩形の枠状体である。このモールドケースは全体として弾性を有する樹脂材料で形成されている。第1辺LW1の内壁には発光素子としての発光ダイオードの収容部AV1,AV2,AV3が形成されている。第1辺LW1の対辺である第2辺LW2には内側に突出する湾曲突起J1,J2が形成されている。
【0017】
第1辺LW1,第2辺LW2に隣接する第3辺LW3,第4辺LW4は平行な内壁SW1,SW2を有している。参照符号GLBは透明な樹脂材からなる導光体であり、モールドドケースMLDの発光ダイオードの収容部AV1,AV2,AV3側が入光面LPとなっている。そして、この導光体GLBの両面には、後述する光拡散パターン及び光反射パターンが形成されている。この光拡散パターン及び光反射パターンは、透明樹脂体からなる板材の表裏面に成形加工等により断面略V字状の溝が複数形成されている。
【0018】
本実施例においては、発光素子として3個の発光ダイオードLED1,LED2,LED3を使用しており、その発光部E1,E2,E3が導光体GLBに向くようにプリント基板PCBに植立して実装されている。プリント基板PCBは硬質プリント基板でも良いが、本実施例ではフレキシブルプリント基板を用いており、その背面には図示されないが、駆動IC及びその他の電子部品等が実装されている。
【0019】
図2は、図1に示したモールドケースに導光体を収容して発光ダイオードを実装したプリント基板を組合せて一体化した状態の説明図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は図2(a)のA−A´線に沿った断面図である。図1と同一参照符号は同一機能部分に対応する。組立ては、先ずモールドケースMLDの発光ダイオードの収容部AV1,AV2,AV3に発光ダイオードLED1,LED2,LED3が収まるようにプリント基板PCBを取付ける。図2では、収容部AV1,AV2,AV3の第1辺LW1に沿った方向の寸法が発光ダイオードLED1,LED2,LED3のそれよりも大きく示してあるが、当該方向に発光ダイオードの動きを規制したい場合は、この寸法を発光ダイオードの対応寸法に近似する大きさとする。
【0020】
プリント基板PCBの取付け後、導光体GLBの入光面LP(図1参照)を発光ダイオードLED1,LED2,LED3の発光部に当接させ、かつ第2辺LW2に有する湾曲突起PJ1,PJ2に抗してモールドケースMLDに押し込む。導光体GLBの入光面LPと隣接する辺の動きは第3辺LW3,第4辺LW4の内壁面SW1,SW2(図1参照)で規制される。
【0021】
このような構造としたことにより、導光体GLBには湾曲突起PJ1,PJ2の弾性力により発生する矢印Fで示した押圧力が常に加わり、その入光面LP(図1参照)は発光ダイオードLED1,LED2,LED3の発光部に密接し、この密接状態が常時維持されることになる。したがって、発光ダイオードLED1,LED2,LED3の発光部から放射される光りが導光体GLBの外に漏れることがなく、また両者間で反射することなく、有効に導光体GLBの内部に導入される。
【0022】
図3は、本発明による液晶表示装置の一実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードと共に導光体の両面を示している。図3(a)は液晶表示パネルに対して対向配置される導光体の光出射面側を、図3(b)は液晶表示パネルに対して反対向面となる光反射面側をそれぞれ示している。図3(a)に示すように液晶表示パネルと対向配置される導光体GLBの光出射面には、各発光ダイオードLED1,LED2,LED3から放射される光の出射方向(進行方向)と同方向に沿って図4に拡大斜視図で示すような断面略V字状の複数の溝を有する光拡散パターンDPが形成されている。
【0023】
この実施例では、この導光体GLBに形成される光拡散パターンDPは、発光ダイオードLED1,LED2,LED3と対向する個所に図4に要部拡大斜視図で示すように光の出射方向と交差する方向に配列ピッチの不連続な断面略台形状の複数のV字状溝を有する光拡散パターンDP1が形成され、発光ダイオードLED1,LED2,LED3の配列相互間に対応する個所に光の出射方向と交差する方向に配列ピッチの連続した複数のV字状溝を有する光拡散パターンDP2が形成される構成となっている。
【0024】
なお、この光拡散パターンDPは、発光ダイオードLED1,LED2,LED3の発光部の近傍領域LPZ1,LPZ2,LPZ3には図3(a)に要部拡大図で示すように形成されていない。
【0025】
また、図3(b)に示すようにこの導光体GLBの背面(液晶表示パネルと反対向面)となる光反射面には、各発光ダイオードLED1,LED2,LED3から放射される光の出射方向(進行方向)と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝からなる光反射パターンRPが形成されている。
【0026】
また、この光反射パターンRPが形成されている導光体GLBの各発光ダイオードLED1,LED2,LED3の配列列相互間には、図3(b)に要部拡大図で示すように放射光の進行方向と交差する方向にパターン長が進行方向に向かって徐々に短くなり、かつ比較的ピッチの小さい断面略V字状の複数の溝からなる入射部光拡散パターンDP3が形成されている。
【0027】
このような構成において、導光体GLBの光反射面に光の出射方向(進行方向)と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝からなる光反射パターンRPを形成したことにより、各発光ダイオードLED1,LED2,LED3から導入された光が光拡散パターンDPの形成面の方向に向かって導光体中央部に輝度ピークを形成するように全面的に反射される。
【0028】
また、この導光体GLBの光出射面に各発光ダイオードLED1,LED2,LED3と対向する個所に放射光の出射方向(進行方向)と同方向に沿って断面略台形状の複数のV字状溝を有する光拡散パターンDP1を形成し、各発光ダイオードLED1,LED2,LED3相互間の個所に光の出射光と同方向に沿って断面略V字状の複数のV字状溝を有する光拡散パターンDP2を形成したことにより、発光ダイオードLED1,LED2,LED3から導光体GLB内に導入された光及び光反射パターンRPにより全面反射された光が光拡散パターンDP1,DP2を形成するV字状溝及びその傾斜面により光散乱及び拡散され、輝度バランスが補正されて液晶表示パネルの背面に向かって全面的に照射されることになる。
【0029】
したがって、このように形成される光出射面及び光反射面の組合せにより構成された導光体によれば、輝度分布調整を自在に行うことができるので、液晶表示パネルの表示面に対しても輝度バランスと輝度ピークとが自在に調整された明るい表示画面が得られることになる。
【0030】
また、導光体GLBの光出射面上に各発光ダイオードLED1,LED2,LED3と対向する個所及びその相互間、つまり発光ダイオードが位置しない個所に光の出射光と交差する方向に連続な断面略V字状の複数の溝を有する光拡散パターンDP1,DP2を形成したことにより、V字状溝及び傾斜面が連続して形成される構成となるので、これらのV字状溝及びその傾斜面が常に発光ダイオードLED1,LED2,LED3の光の進んでくる方向に向いているので、輝度の高い照明が得られる。
【0031】
また、導光体GLBの光出射面上の各発光ダイオードLED1,LED2,LED3と対向する個所に光の出射光と交差する方向に不連続な断面略台形状の複数のV字状溝で光拡散パターンDP1を形成したことにより、V字状溝の傾斜角度が中央部と周辺部とで異なるので、導光体中央部からその周辺部に向かってなだらかに輝度を低下させることができ、輝度バランスを補正することができる。したがって、V字状溝の傾斜角度を各種調節することにより、液晶表示パネルの表示面における輝度分布をほぼ均一に調整することが可能となり、液晶表示パネルの画面中央部とその周辺部とで輝度バランスのとれた良好な表示画面が得られる。
【0032】
図5は、導光体の発光ダイオード光源光の入射面に平行する面輝度データを示したものであり、横軸には導光体の入光面に平行する方向の長さL(mm)を示し、縦軸にはその輝度(cd)を示している。図5(a)は光出射面に光拡散パターンDP1,DP2を形成した場合の輝度むらを示すデータであり、図5(a)から明らかなようにA部で示すように導光体の中央部分において輝度ピークが高くなる。また、図5(b)は光出射面に光拡散パターンDP1を形成しないで、その全面を光拡散パターンDP2のみで形成した場合の輝度むらを示すデータであり、同図から明らかなように導光体の全面にわたってほぼ均一な輝度が得られる。
【0033】
図6は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードとともに導光体の両面を示している。図6(a)は液晶表示パネルに対して対向配置される導光体の光出射面側を、図6(b)は液晶表示パネルに対して反対向面となる光反射面側をそれぞれ示している。図6(a)に示すように導光体GLBの光出射面には、発光ダイオードLED1,LED2,LED3から放射される光の出射方向(進行方向)と同方向に沿って図7(a)に拡大断面図で示すような断面略台形状の複数のV字状溝を有する光拡散パターンDP4が形成されている。
【0034】
また、図6(b)に示すように導光体GLBの発光ダイオードLED1,LED2,LED3と対向する近傍領域には光の出射方向と交差する方向に複数のV字状溝を破線状に断続して形成した光反射パターンRP4が形成されている。この光反射パターンRP4は、隣り合う各破線状のV字状溝はその隙間が重ならないように交互に配置され、さらに隣り合う破線状のV字状溝の配列ピッチが異ならせて形成されている。また、この導光体GLBの光反射パターンRP4を介して離間した領域には光の出射方向と交差する方向に図7(b)に拡大断面図で示すような断面略台形状の複数のV字状溝を有する光反射パターンRP5が形成されている。
【0035】
このような構成においては、発光ダイオードLED1,LED2,LED3と対向する近傍領域に光の出射方向と交差する方向に複数のV字状溝を破線状に断続して形成した光反射パターンRP4を形成し、導光体GLBの光反射パターンを介して離間した領域に複数のV字状溝を有する光反射パターンRP5を形成したことにより、導光体GLB内に導入された光の遠い領域における光の減衰を阻止し、輝度を維持させることができるので、液晶表示パネルの画面中央部とその周辺部とでさらに輝度バランスのとれた良好な表示画面が得られる。
【0036】
図8は、本発明による液晶表示装置のさらに他の実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードとともに導光体の光反射面側を示している。図8(a)に示すように導光体GLBの光反射面には、発光ダイオードLED1,LED2,LED3から放射される光の出射方向(進行方向)と交差する方向に図8(b)に拡大断面図で示すような断面略三角形状の複数の台形状溝を所定の配列ピッチをもたせて曲線状(蛇行状)に配列して形成した光反射パターンRP6が設けられている。なお、この光反射パターンRP6は、図8(c)に拡大断面図で示すように断面略台形状の複数のV字状溝を所定の配列ピッチをもたせて曲線状(蛇行状)に形成しても良い。
【0037】
また、この実施例では、この曲線状に形成される光反射パターンRP6は、発光ダイオードLED1,LED2,LED3から放射される光の直進方向に向かってその溝形状または山形状の配列ピッチが大きく形成され、さらに各発光ダイオードLED1,LED2,LED3相互間の溝形状または山形状の配列ピッチがそれよりも小さく形成されている構成となっている。
【0038】
このような構成によれば、前述した第1の実施例の効果に加えて導光体GLB内に導入された光の反射効率をさらに向上させることができるので、発光ダイオードLED1,LED2,LED3からの導入光を有効に利用でき、明るい照明装置が実現可能となる。
【0039】
図9は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による導光体の構成を説明する平面図であり、発光ダイオードとともに導光体の光反射面側を示している。図9に示すように導光体GLBの光反射面には、発光ダイオードLED1,LED2,LED3の近傍領域に曲線状に配列して形成された複数の光反射パターンRP6が設けられ、さらにこの光反射パターンRP6を介して離間した領域に直線状に配列して形成された複数の光反射パターンRP5が設けられた構造となっている。このような構成においても前述と同様な作用効果が得られる。
【0040】
図10は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による構成を説明する図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付しその説明は省略する。図10において、導光体GLBは、図10(a)に斜視図で示すようにその入光面LPには図10(b)に要部拡大平面図で示すように発光素子LEDの発光部の中心部を除く両端部分をカバーする位置にこの導光体GLBの厚さ方向に沿って図10(c)に示すように断面略V字状の複数の溝からなる入光パターンLLPが形成されている。なお、この入光パターンLLPの溝形状は、図10(c)に傾斜角度aが30°乃至60°の範囲とし、その深さdが5乃至30μmの範囲で形成されている。
【0041】
このような構成において、導光体GLBの光入光面LPに発光素子LEDの両端部分をカバーするように入光パターンLLPを形成したことにより、発光素子LEDの放射光の一部が図10(b)に示すように導光体GLBの内側面方向に向かって図中符号W1で示すように広い範囲にわたって拡散させることができる。なお、図中符号W2は光入光面LPに入光パターンLLPを形成しなかった場合の導光体GLB内への光拡散度合いを示している。
【0042】
このような構成によれば、発光素子LEDからの放射光を損失させることなく、導光体GLB内に最大限に導入させることができるので、入光効率を大幅に向上させることができる。
【0043】
また、この図10に示す導光体GLBは、光拡散パターンDPが形成された光出射面と反対向する光反射面には図11(a)に要部拡大斜視図で示すように発光素子の出射光の進行方向と交差する方向に沿って発光素子の発光部分Aで溝の深さが小さく、発光素子の配列相互間の部分Bで溝の深さが大きくなるような形状となる断面略V字状の複数に溝を有する光反射パターンRP7が形成されている。
【0044】
なお、この光反射パターンRP7の溝形状は、図11(b)に要部拡大断面図で示すように傾斜角度aが25°乃至45°の範囲とし、その深さdが3乃至30μmの範囲で形成されている。
【0045】
また、この導光体GLBの光出射面には、図12(a)に要部拡大斜視図で示すように発光素子の主光線の進行方向ろ同方向に沿って図12(b)に要部拡大断面図で示すような断面略V字状の複数の溝を有する光拡散パターンDP1が形成されおり、この光拡散パターンDP1の溝形状は、傾斜角度aが40°乃至50°の範囲とし、その深さが3乃至30μmの範囲で形成されている。また、これらの断面略V字状の溝ピッチpは図12(a)に示すように0.1乃至0.4mmの範囲で形成されている。
【0046】
このような構成において、導光体GLBの光反射面に発光素子の発光部分Aと、発光素子の配列相互間の部分Bとで溝の深さが異なる複数の溝を有する光反射パターンRP7を形成したことにより、導光体GLBの各発光素子の近傍領域における輝度をほぼ均一化させることができる。
【0047】
したがって、このような構成によれば、発光素子の入光量を大幅に向上させ、かつ導光体GLBの発光素子の近傍領域における輝度が均一となるので、液晶パネルにおける輝度むらの生じない綺麗な表示画面が得られる。
【0048】
図13は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による導光体の構成を説明する図であり、前述の図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図13において、導光体GLBは、その光反射面には図13(a)に示すように発光素子LED1,LED2,LED3の発光部からの光の直進方向と交差する方向に沿って図13(c)に要部拡大断面図で示すように断面略三角形状の山形状を有する逆台形状溝からなる直線状の光反射パターンRP8と、同様な構成で蛇行状の光反射パターンRP9とが交互に配列して形成されている。なお、図13(b)は図13(a)に示す導光体GLBの一点破線に沿った方向の断面を示している。
【0049】
また、これらの光反射パターンRP8,RP9は、発光素子LED1,LED2,LED3の発光部方向が溝深さの小さい断面略三角形状の山形状を有する逆台形状溝RPAで形成され、発光素子LED1,LED2,LED3の配列相互間の光進行方向が溝深さの大きい断面略三角形状の山形状を有する逆台形状溝RPBで形成される構造となっている。
【0050】
なお、これらの光反射パターンRP8,RP9の溝形状は、傾斜角度aが25°乃至30°及び傾斜角度bが90°乃至130°の範囲とし、その深さが2乃至40μmの範囲で形成されている。また、この光反射パターンRP8,RP9は、図13図(d)に要部拡大断面図で示すように断面略台形状の山形状を有するV字状溝で形成しても良い。この場合も、溝形状は図13(c)と同一な構造である。
【0051】
このような構成によれば、発光素子LED1,LED2,LED3の発光部方向に形成される深さの小さい溝RPA部分では導入光の反射量が少なくなり、発光素子LED1,LED2,LED3の配列相互間の光進行方向に形成される深さの大きい溝RPB部分では導入光の反射量が多くなる。また、直線状の光反射パターンRP8と、蛇行状光反射パターンRP9との交互の形成配置により、溝RPA,RPBの反射面による反射角度も変わり、導入光の進路を斜め方向に変更できるので、発光素子LED1,LED2,LED3の近傍領域における輝度むらの発生がなくなる。また、導入光を有効に利用でき、明るい照明手段が実現可能となる。
【0052】
図14は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による構成を説明する図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図14において、図14(a)に示すような導光体GLBは、通常プラスチック射出成形製法により形成されるが、この成形製法おける樹脂注入口(ゲート)の位置は、一般的に発光素子LED1,LED2,LED3が設置される入光面LPを除く他の3辺のいずれかに設置するケースが主流となっている。また、入光面LPの全域または入光面LPの中央部に設置される場合もある。この場合、樹脂注入口Gの切断部の鏡面性を損なわないように鏡面仕上げを二次的に加工する必要性が生じる。
【0053】
また、導光体GLPの出射成形製法では、射出成形用金型において多数個取りの場合、成形材料が各キャビティに同時に充填されるようにキャビティ及びランナの配置を考慮したり、樹脂注入口Gの位置,樹脂注入口Gの長さ及び断面積などを各種調節する必要性が生じる。
【0054】
したがって、このような問題を回避または解決するものとしては、図14(b)に示すように導光体GLBの入光面LPと対向する反対向面の中央部Cに樹脂注入口Gを設置する手段が多く採用されている。
【0055】
しかしながら、このような手段を用いると、入光面LPに導光体GLPの厚さ方向に縦バリが発生し易いという問題があった。また、樹脂注入口Gから離れた入光面LPの近傍領域に存在する断面略V字状光拡散パターンの樹脂転写性が変動し易いという問題があった。また、多数個取りの場合には、これらの問題が更に顕著に悪くなり、成形条件の調整が困難にとなる。
【0056】
いずれの問題点は、組立作業におけるバリ屑の付着及びバリがそのまま残っていると、発光素子と導光体入光面との位置ずれを起こし、輝度が低下する。また、転写性が変動すると、面内輝度の均一性が崩れ、輝度むらが生じるなど異常現象として影響を与える易くなる。
【0057】
したがって、本発明に係わる導光体GLBは、図14(a)に斜視図で示すようにその入光面LPと対向する位置に複数個の発光素子LP1,LED2,LED3が設置されるが、この発光素子LED1と発光素子LED2との配列相互間A部に図14(c)に示すように1個の樹脂注入口Gが設けられている。なお、本実施例では、樹脂注入口Gを発光素子LED1と発光素子LED2との間に設けたが、発光素子LED2と発光素子LDE3との間に設けても良い。
【0058】
このような構成によれば、導光体GLBの入光面LPに発生し易いバリが生じなくなるので、実装時における輝度低下などの悪影響がなくなる。また、入光面LPの近傍領域Bにおける樹脂転写性が向上し、面内輝度均一性に対する安定性が向上する。さらに各発光素子LED1,LED2,LED3の配列相互間のいずれかの間に1個の樹脂注入口Gを設けることにより、樹脂注入口G処理後の品質面に影響を与えることがなくなる。なお、樹脂注入口Gの処理面粗さ及び出っ張り等は画像品質及び組立て性に影響を与えることはない。
【0059】
なお、本発明は、液晶表示装置として透過形液晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係わる導光体は、小型携帯端末機器及び各種のサイドライト型面光源装置等の照明装置などに適用しても前述とほぼ同様な効果が得られることは勿論である。
【0060】
【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によれば、導光体の光出射面に発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿っては配列ピッチの異なる断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを設け、光反射面に発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を設けたことにより、導光体内に導入された光は光拡散パターン及び光反射パターンにより拡散及び反射を繰り返し、液晶表示パネルに対して一様に照明光が照射されるので、その表示画面中央部において、輝度バランス及び輝度ピークを自在に調整でき、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【0061】
また、本発明による他の液晶表示装置によれば、導光体の光反射面に発光素子近傍領域に断面略V字状の複数の溝を破線状に断続させて配列した光反射パターンを設け、この光反射パターンを介して離間した領域に直線状の光反射パターンを設けたことにより、導光体内に導入された光の遠い領域における光の減衰を阻止し、輝度を維持させることができるので、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【0062】
本発明による他の液晶表示装置によれば、導光体の光反射面に発光素子近傍領域に断面略V字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成した光反射パターンを設け、この光反射パターンを介して離間した領域に直線状の光反射パターンを設けたことにより、光反射パターンの溝の傾斜面が常に光の進行方向を向いているので、輝度の高い照明が得られるとともに、発光素子からの放射光を有効に利用できるので、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【0063】
また、本発明による他の液晶表示装置によれば、導光体の入光面の発光素子の発光部中心を除く両端部分をカバーする位置に導光体の厚さ方向に沿って断面略V字状の複数の溝からなる入光パターンを設けたことにより、発光素子からの放射光を損失させることなく、導光体内に最大限に導入することができるので、入光効率を大幅に向上させることができるので、液晶表示パネル上に輝度むらの無い一様に明るい表示画面が得られるという極めて優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の実施例を説明するための液晶表示パネル及び金属ケースを除いた要部構成の展開斜視図である。
【図2】図1に示したモールドケースに導光体を収容して発光ダイオードを実装したプリント基板を組合せて一体化した状態を示す説明図である。
【図3】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の一実施例による構成を説明する図である。
【図4】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の光拡散面を示す拡大斜視図である。
【図5】本発明による液晶表示装置に係わる導光体を用いた場合の光出射光と面とるり表示画面の長さに対する輝度の関係を説明する図である。
【図6】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による構成を説明する図である。
【図7】図6に示す光反射パターンの溝形状を示す要部拡大断面図である。
【図8】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の光反射面の他の実施例による構成を説明する図である。
【図9】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の光反射面のさらに他の実施例による構成を説明する図である。
【図10】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による構成を説明する図である。
【図11】図10に示す導光体の光反射面の構成を説明する要部斜視図である。
【図12】図11に示す導光体の光出射面の構成を説明する要部拡大斜視図である。
【図13】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による光反射面の構成を説明する図である。
【図14】本発明による液晶表示装置に係わる導光体の他の実施例による構成を説明する図である。
【図15】導光体に発光素子として発光ダイオードを用いたバックライトを有する液晶表示装置の要部構成例を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
PNL 液晶表示パネル
MDL モールドケース
LW1 モールドケースの第1辺
LW2 モールドケースの第2辺
LW3 モールドケースの第3辺
LW4 モールドケースの第4辺
AV1 発光ダイオードに収容部
PJ1,PJ2 湾曲突起
TW 穏やかな湾曲突起
SW1,SW2 内壁
GLB 導光体
LP 入光面
LPP 入光パターン
G 樹脂注入口
RP1乃至RP9 光反射パターン
DP1乃至DP5 光拡散パターン
LED1,LED2,LED3 発光ダイオード
PCB プリント基板
SHC 金属ケース。
Claims (14)
- 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記導光体の光拡散パターンは、前記発光素子の主光線の進行方向に沿って該主光線と交差する方向に配列ピッチが不連続する断面略V字状の複数の溝を有する第1の光拡散パターンと、前記発光素子の配列相互間に主光線の進行方向に沿って該主光線と交差する方向に配列ピッチが連続する断面略V字状の複数の溝を有する第2の光拡散パターンとから構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の光拡散パターンは、前記発光素子と対向する近傍領域を除く個所に前記発光素子の主光線の進行方向に沿って該主光線と交差する方向に配列ピッチが不連続する断面略V字状の複数の溝を有することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記第2の光拡散パターンは、前記発光素子の配列相互間に対向する近傍領域に主光線の進行方向に沿って該配列ピッチが連続する断面略V字状の複数の溝よりも配列ピッチの小さい断面略V字状の複数の溝を有することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記導光体の光反射パターンは、前記発光素子の配列相互間に対向する近傍領域に主光線の進行方向と交差する方向に該配列ピッチが連続な断面略V字状の複数の溝よりも配列ピッチの小さい断面略V字状の複数の溝を有することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子と対向する近傍領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を破線状に断続させて配列して形成した第1の光反射パターンを有するとともに、前記第1の光反射パターンを介して離間した領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を配列して形成した第2の光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1の光反射パターンは、前記破線状に断続させて形成された溝が前記主光線の進行方向に対して交差する方向の隙間が交互に配置するように配列することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の光反射パターンは、前記主光線の進行方向に隣接する破線状溝の配列ピッチを前記第2の光反射パターンの配列ピッチよりも小さく形成すること特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
- 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成した光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記光反射パタ−ンは、前記発光素子の配列相互間に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチが前記発光素子に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチよりも小さく形成されたことを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
- 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子と対向する近傍領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を蛇行状に配列して形成した第1の光反射パターンを有するとともに、前記第1の光反射パターンを介して離間した領域に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って断面略V字状の複数の溝を配列して形成した第2の光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1の光反射パターンは、前記発光素子の配列相互間に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチが前記発光素子に対向する延長線上の領域に形成される蛇行状溝の配列ピッチよりも小さく形成されたことを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置。
- 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面に設置され、かつ前記液晶表示パネルに対向して光を面状に展開して出射する光出射面を有し、前記光出射面と対向する背面に形成され、かつ前記光出射面に対して光を反射させる光反射面を有する導光体と、
前記導光体の側壁に設置され、かつ前記導光体内に光を照射する発光素子と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面に前記発光素子の主光線の進行方向と同方向に沿って断面略V字状の複数の溝を形成した光拡散パターンを有し、かつ、前記光反射面に前記発光素子の主光線の進行方向と交差する方向に沿って前記発光素子の出射光直進方向と前記発光素子相互間方向とで深さが異なる断面略V字状の複数の溝を形成した光反射パターンを有し、前記導光体側壁の前記発光素子発光部の中心部を除く両端部分に前記導光体の厚さ方向に沿って断面略V字状の複数の溝からなる入光パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記導光体側壁の前記発光素子の配列相互間のいずれか一方の位置に樹脂注入口を有することを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置。
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