JP2005166321A - バックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 面発光部以外における光ファイバの占有スペースを小さくすることによって、さらなる小型化を実現することができるバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 複数本の発光用光ファイバ１０の伝送方向の端面に、前記複数本の発光用光ファイバ１０の整列方向に沿って長尺とされるとともに、光源１３から受光した光源光を前記発光用光ファイバ１０内に導光可能とされた導光用光ファイバ１５が密着して配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置に係り、特に、光源から受光した光を平面光に変換して出射するのに好適なバックライトユニットに関する。

従来から、透過型あるいは半透過反射型の液晶表示装置には、液晶表示パネルの表示部に対して反視認側より平面光を照射する面光源としてのバックライトユニットを搭載するようになっていた。

近年、このようなバックライトユニットには、液晶表示装置のさらなる小型化の要請にともなって、さらに厚みが薄く形成されることが求められるようになっている。

このような要求を満足するために、本出願人は、既に特願２００３−１１８２１９号において、複数本の光ファイバを面状に整列させることによって、光源光を平行光に変換するバックライトユニットを提案した。

このバックライトユニットによれば、厚みを薄く形成することができるとともに、平面光を効率的に得ることができる。

ところで、図７に示すように、従来の光ファイバ１を用いたバックライトユニット２においては、複数本の光ファイバ１が面状に整列されることによって平面光を発する面発光部３が構成され、この面発光部３の平面外側位置に、各光ファイバ１の延長部分からなる導光部４が構成され、この導光部４の光源１３側の端部が結束リング５によって撚り合わされるようになっていた。

しかし、このような構成の場合、前記導光部４を収納するための収納スペースを、面発光部３の平面外側方向に大きく確保することが必要となっていたため、バックライトユニット２の平面積をこれまで以上に小さくすることが困難となっていた。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、面発光部以外における光ファイバの占有スペースを小さくすることによって、さらなる小型化を実現することができるバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係るバックライトユニットの特徴は、コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた発光用光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、光源から受光した光を平面光に変換して出射可能とされているバックライトユニットにおいて、前記複数本の発光用光ファイバの伝送方向の端面に、当該複数本の発光用光ファイバの整列方向に沿って長尺とされるとともに、光源から受光した光を前記発光用光ファイバ内に導光可能とされた導光用光ファイバが密着して配設されている点にある。

そして、このような構成によれば、従来の導光部に相当する構成をコンパクトな導光用光ファイバに置き換えることができるため、面発光部以外の光ファイバの平面上における配設スペースを縮小化することが可能となる。

請求項２に係るバックライトユニットの特徴は、請求項１において、前記導光用光ファイバが、前記発光用光ファイバの伝送方向の両端面に密着して配設されている点にある。

そして、このような構成によれば、発光用光ファイバに入射する光源光の光量をさらに増加させることができるため、発光用光ファイバによって出射される平面光の輝度を向上することが可能となる。

請求項３に係るバックライトユニットの特徴は、請求項１または２において、前記導光用光ファイバの長手方向の両端面から前記導光用光ファイバ内に光源光が入射するようにされている点にある。

そして、このような構成によれば、発光用光ファイバに入射する光源光の光量をさらに増加させることができるため、発光用光ファイバによって出射される平面光の輝度をさらに向上することが可能となる。

請求項４に係る液晶表示装置の特徴は、コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた発光用光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、光源から受光した光を平面光に変換して出射可能とされているバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、前記複数本の発光用光ファイバの伝送方向の端面に、当該複数本の発光用光ファイバの整列方向に沿って長尺とされるとともに、光源から受光した光を前記発光用光ファイバ内に導光可能とされた導光用光ファイバが密着して配設されている点にある。

そして、このような構成によれば、従来の光ファイバの導光部に相当する構成をコンパクトな導光用光ファイバに置き換えることができるため、面発光部以外の光ファイバの平面上における配設スペースを縮小化することが可能となる。

請求項５に係る液晶表示装置の特徴は、請求項４において、前記導光用光ファイバが、前記発光用光ファイバの伝送方向の両端面に密着して配設されている点にある。

そして、このような構成によれば、発光用光ファイバに入射する光源光の光量をさらに増加させることができるため、発光用光ファイバによって出射される平面光の輝度を向上することが可能となる。

請求項６に係る液晶表示装置の特徴は、請求項４または５において、前記導光用光ファイバの長手方向の両端面から前記導光用光ファイバ内に光源光が入射するようにされている点にある。

そして、このような構成によれば、発光用光ファイバに入射する光源光の光量をさらに増加させることができるため、発光用光ファイバによって出射される平面光の輝度をさらに向上することが可能となる。

請求項１に係るバックライトユニットによれば、薄型でしかも平面積が小さなバックライトユニットを実現することができる。

請求項２に係るバックライトユニットによれば、請求項１に係るバックライトユニットの効果に加えて、さらに輝度の良好な平面光を得ることができるバックライトユニットを実現することができる。

請求項３に係るバックライトユニットによれば、請求項１または２に係るバックライトユニットの効果に加えて、さらに高輝度の平面光を得ることができるバックライトユニットを実現することができる。

請求項４に係る液晶表示装置によれば、バックライトユニットの厚みおよび平面積が小さな液晶表示装置を実現することができる。

請求項５に係る液晶表示装置によれば、請求項５に係る液晶表示装置の効果に加えて、バックライトユニットの平面光の輝度をさらに向上することによって、さらに明るい表示を行うことができる液晶表示装置を実現することができる。

請求項６に係る液晶表示装置によれば、請求項４または５に係る液晶表示装置の効果に加えて、バックライトユニットの平面光をさらに高輝度にすることによって、より明るい表示を行うことができる液晶表示装置を実現することができる。

以下、本発明に係るバックライトユニットおよびこれを備えた液晶表示装置の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態におけるバックライトユニット７は、光の伝送方向に沿って長尺とされたコア８と、このコア８の外周に周設されたクラッド９とによって構成された複数本の発光用光ファイバ１０を有しており、各発光用光ファイバ１０は、伝送方向と直交する方向に面状に整列されることによって面発光部１１を構成している。

前記各発光用光ファイバ１０は、光伝送効率が部分的に低減されており、この結果、前記コア８内を伝送される光の一部を前記クラッド９を透過して外部へ出射可能とされている。

前記各発光用光ファイバ１０のコア８の一方の端面（図２における右端面）は発光用光ファイバ１０の受光面１２とされており、この受光面１２を通ってコア８内に入射した光源光は、他方の端面（左端面）側に向って伝送される過程において、光伝送効率が低減された部位を介してクラッド９から外部に出射されるようになっている。

これにより、各発光用光ファイバ１０を線状の発光を行う発光体として機能させることができ、このような線状に発光する発光用光ファイバ１０を複数本面状に整列されることによって、面発光部１１として機能させることができるようになっている。

また、図１および図２に示すように、発光用光ファイバ１０の他方の端面（左端面）には、この端面から伝送光が出射しないようにメタルコート等の表面処理１４が施されている。

このような発光用光ファイバ１０を整列集合させたバックライトユニット７によれば、導光板方式のバックライトユニット２に比べて厚みを格段に薄くすることができる。また、導光板方式では困難であった光の射出方向の変換を、クラッド９に対する光伝送効率の低減化処理によって簡便かつ適正に実現することができる。さらに、粗面化度等のクラッド９に対する低減化処理の度合を調整することによって、平面光の輝度分布を簡便に補正することができる。例えば、粗面化度を大きくすれば、平面光の光量を多くすることができる。この場合、粗面化処理の手法としては、サンドブラストやエッチング等の種々の手法を考えることができる。

上記構成に加えて、さらに、本実施形態においては、面発光部１１に光源光を導光するための構成部の平面積が、従来の導光部４よりも格段に縮小化されている。

すなわち、図１および図２に示すように、前記複数本の発光用光ファイバ１０の受光面１２には、これら複数本の発光用光ファイバ１０の整列方向に沿って長尺とされるとともに、光源１３から受光した光源光を前記発光用光ファイバ１０内に導光可能とされた導光用光ファイバ１５が、透明接着剤等の接合手段１６を介して前記発光用光ファイバ１０の端部１２に直交するように密着して接合されている。

前記導光用光ファイバ１５は、前記発光用光ファイバ１０のコア８よりも直径が大きなコア１７と、このコア１７の外周を囲繞するクラッド１８とを有しており、前記発光用光ファイバ１０の受光面１２との接合面１９は、クラッド１８が削落されてコア１７が表出された平面に形成されている。

なお、前記発光用光ファイバ１０の受光面１２および前記導光用光ファイバ１５の接合面１９には、ともに鏡面加工がなされていることが好ましい。

前記導光用光ファイバ１５の長手方向の一方の端面（図１における下端面）は、光源光の受光面２１とされ、この受光面２１に臨む位置には、ＬＥＤ等の光源１３が配設されている。また、前記導光用光ファイバ１５の他方の端面（図１における上端面）には、メタルコート等の表面処理１４が施されている。

従って、前記導光用光ファイバ１５の受光面２１を介して導光用光ファイバ１５のコア１７内に入射した光源光は、コア１７内を伝送される過程において、前記発光用光ファイバ１０との接合面１９を介して前記発光用光ファイバ１０の受光面１２に入射するようになっている。

従って、従来の光ファイバ１の導光部４に相当する構成部をコンパクトな導光用光ファイバ１５に置き換えることができるため、光ファイバの平面上における配設スペースを縮小化することができるようになっている。

なお、上記の構成に限らず、例えば、光源１３を、導光用光ファイバ１５の長手方向の両端面に臨む位置に別個に配設してもよい。そのようにすれば、導光用光ファイバ１５の両端面から導光用光ファイバ１５内にそれぞれ光源光を入射させることができるため、導光用光ファイバ１５を介して面発光部１１に入射する光源光の光量を増加させることができる。その結果、面発光部１１によって出射される平面光の輝度をさらに向上させることができる。

さらに、図３に示すように、前記導光用光ファイバ１５を、発光用光ファイバ１０の伝送方向の両端面に接合し、各導光用光ファイバ１５の受光面２１に臨む位置に光源１３を別個に設けるようにしてもよい。この場合においても、各導光用光ファイバ１５を介して面発光部１１に入射する光源光の光量を増加させることができる。なお、このようにする場合であっても、導光用光ファイバ１５の本数が１本増えるに過ぎないため、光ファイバの配設スペースがさほど大きくなることはなく、小型な構成を維持することができる。

上記のように構成されたバックライトユニット７は、図４に示すように、液晶表示パネル２３の反視認側に配設された状態で筐体２４内に収容されることによって液晶表示装置２５を構成するようになっている。なお、図４のバックライトユニット７は、図３に示した構成のバックライトユニット７となっているが、図１、図２に示したバックライトユニット７であってもよいことは勿論である。

なお、前記液晶表示パネル２３は、図示しない表示電極を備えた二枚のパネル基板２６を有しており、これら二枚のパネル基板２６の間には、液晶（図示せず）が封入されている。前記パネル基板２６の端子部２７上には、駆動用ＩＣ２９が搭載されており、この駆動用ＩＣ２９は、端子部２７に接続された可撓配線基板２８を介して図示しない外部駆動回路から信号を入力されることによって、表示電極に電圧を印加するようになっている。これにより、液晶の配列が選択的に変化して、前記液晶表示パネル２３を透過する前記バックライトユニット７からの平面光が規制され、この結果、視認側に所望の表示が形成されるようになっている。

また、図４において、バックライトユニット７の光源１３は、前記可撓配線基板２８上に搭載された光源チップ１３とされており、この光源チップ１３は、外部駆動回路からの電力の供給によって光源光を発光可能とされている。前記光源チップ１３は、筐体２４内への収容状態において、前記導光用光ファイバ１５の受光面２１に臨む位置に位置されるようになっている。

次に、前記液晶表示装置２５を駆動するには、可撓配線基板２８を介して光源チップ１３に電力を供給することによって、光源チップ１３から光源光を発光させる。

この光源光は、導光用光ファイバ１５の受光面２１を通して導光用光ファイバ１５のコア１７内に入射するとともに、このコア１７の長手方向の内側を反射して伝送される。

このとき、前記導光用光ファイバ１５の前記発光用光ファイバ１０との接合面１９において、前記コア１７内の光源光が前記接合面１９に接する発光用光ファイバ１０の受光面１２を通って面発光部１１内に入射する。

そして、面発光部１１に達した光源光は、発光用光ファイバ１０のコア８内から前記クラッド９を透過して平面光として外部に出射される。

一方、液晶表示パネル２３側においては、液晶表示パネル２３の表示電極間の液晶に電圧を選択的に印加することによって液晶の配列を部分的に変化させる。

これによって、バックライトユニット７からの平面光の透過が規制されて視認側に所望の表示が形成される。

したがって、本実施形態によれば、バックライトユニット７およびこのバックライトユニット７を備えた液晶表示装置２５の平面積を従来よりもさらに縮小化することができる。

なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

例えば、図５に示すように、図３に示した構成のバックライトユニット７に加えて、さらに、発光用光ファイバ１０の両端面に配設された一対の導光用光ファイバ１５のそれぞれの長手方向の両端面に臨む位置に、計４個の光源１３を配設するようにしてもよい。そのようにすれば、導光用光ファイバ１５を介して前記発光用光ファイバ１０に入射する光源光の光量をさらに増加させることができ、平面光の輝度をさらに向上することができる。

また、導光用光ファイバは、完全な断面円形のものに限る必要はない。例えば、図６に示すように、導光用光ファイバ１５における前記液晶表示パネル２３および前記バックライトユニット７の端面に望む部位が、これら液晶表示パネル２３およびバックライトユニット７の端面に沿って平面状に形成され、かつ、底面が前記発光用光ファイバ１０の底面と同一面上に位置するように平面状に形成されているものであってもよい。そのようにすれば、液晶表示装置２５の厚みをさらに薄くすることができ、さらなる小型化を実現することができる。

さらに、前記導光用光ファイバ１５のクラッド１８における接合面１９以外の部位に、ブラスト処理等によって光伝送効率の低減化処理を必要に応じて施すことによって、面発光部１１に入射させる光源光の光量調整を行うようにしてもよい。

さらにまた、バックライトユニット７の平面照射効率を高めるため、バックライトユニット７の反視認側に反射板を配設するとともに、視認側に拡散板を配設するようにしてもよいことは勿論である。

本発明に係るバックライトユニットの実施形態を模式的に示す斜視図 図１の横断面図 本発明に係るバックライトユニットの実施形態において、図１と異なる他の形態を模式的に示す斜視図 本発明に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置の実施形態を模式的に示す分解斜視図 本発明に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置の実施形態において、図４と異なる他の形態を模式的に示す平面図 本発明に係るバックライトユニットを備えた液晶表示装置の実施形態において、図４、図５と異なる他の形態を模式的に示す横断面図 従来採用されていた光ファイバを用いたバックライトユニットの一例を模式的に示す斜視図

符号の説明

７ バックライトユニット
８ コア
９ クラッド
１０ 発光用光ファイバ
１３ 光源
１５ 導光用光ファイバ
２５ 液晶表示装置

Claims (6)

1. コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた発光用光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、光源から受光した光を平面光に変換して出射可能とされているバックライトユニットにおいて、
   前記複数本の発光用光ファイバの伝送方向の端面に、当該複数本の発光用光ファイバの整列方向に沿って長尺とされるとともに、光源から受光した光を前記発光用光ファイバ内に導光可能とされた導光用光ファイバが密着して配設されていることを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記導光用光ファイバが、前記発光用光ファイバの伝送方向の両端面に密着して配設されている請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記導光用光ファイバの長手方向の両端面から前記導光用光ファイバ内に光源光が入射するようにされている請求項１または２に記載のバックライトユニット。
4. コアと、前記コアの外周に周設されたクラッドとを有するとともに、光伝送効率が部分的に低減されることによって前記コア内を伝送される光の一部を前記クラッドを透過して外部へ出射可能とされた発光用光ファイバが、伝送方向と直交する方向に複数本面状に整列されることにより、光源から受光した光を平面光に変換して出射可能とされているバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、
   前記複数本の発光用光ファイバの伝送方向の端面に、当該複数本の発光用光ファイバの整列方向に沿って長尺とされるとともに、光源から受光した光を前記発光用光ファイバ内に導光可能とされた導光用光ファイバが密着して配設されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記導光用光ファイバが、前記発光用光ファイバの伝送方向の両端面に密着して配設されている請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記導光用光ファイバの長手方向の両端面から前記導光用光ファイバ内に光源光が入射するようにされている請求項４または５に記載の液晶表示装置。