JP2007163823A - 液晶表示装置及びバックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライト装置が所望の性能を達成しつつ、コストダウンを図ることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル１と液晶表示パネル１の背面にバックライト装置を配置した液晶表示装置において、このバックライト装置は、導光板４と、導光板４の入光面となる一側面８に配置された２個の点光源５を有して構成されており、２個の点光源５は、導光板４の一側面８の中央寄りに並んで配置されており、２個の点光源５のそれぞれの点光源の出光面が反り合うように傾けて配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特にサイドライト型のバックライト装置を液晶表示パネルの背面に配置した液晶表示装置に関する。

現在、液晶表示装置に使用するバックライト装置として、液晶表示パネルの背面に複数のＣＣＦＬを配置して構成した所謂直下型のバックライト装置と、液晶表示パネルの背面に導光板を配置し、この導光板の側面に線状光源又はＬＥＤ等の点光源を配置して構成したサイドライト型のバックライト装置がある。

このサイドライト型のバックライト装置は、携帯端末やノート型の中小型サイズ用液晶表示パネルの背面に配置されて使用されている。近年では、特にこのサイドライト型のバックライト装置として、導光板の側面にＬＥＤを配置した構成のバックライト装置が多く使用されてきている。このようなバックライト装置を記載した文献として下記特許文献１が挙げられる。

特開２００３−１４９６３９号公報

液晶表示装置を量産する上では、必然的に液晶表示装置のコストを下げる必要があり、液晶表示装置全体に占めるバックライト装置のコスト割合が高いことから、バックライト装置のコストを下げることが、即ち液晶表示装置のコストを下げることに繋がる。

特許文献１は、導光板の側面に複数個のＬＥＤを配置して構成されているものであるが、コスト削減の手段の一つとして、配置しているＬＥＤの個数を減らすことが考えられる。しかしながらＬＥＤの個数を減らすと輝度が低下してしまうことになり、単にＬＥＤの個数を減らすのではバックライト装置としての所望の性能を達成することができなくなってしまうという課題がある。

本発明の目的は、バックライト装置が所望の性能を達成しつつ、コストダウンを図ることができる液晶表示装置を提供することにある。

本発明の一つの実施態様によれば、液晶表示パネルと該液晶表示パネルの背面にバックライト装置を配置した液晶表示装置において、前記バックライト装置は、導光板と、該導光板の入光面となる一側面に配置された２個の点光源を有して構成されており、前記２個の点光源は、前記導光板の一側面の中央寄りに並んで配置されており、前記２個の点光源のそれぞれの点光源の出光面が反り合うように傾けて配置されている、というものである。

本発明の別の実施態様によれば、液晶表示パネルと該液晶表示パネルの背面にバックライト装置を配置した液晶表示装置において、前記バックライト装置は、導光板と、該導光板の入光面となる一側面に配置された複数個の点光源を有して構成されており、前記複数個の点光源は、前記導光板の入光面となる一側面の中央寄りに並んで配置されており、前記複数個の点光源のうち最外側に配置された２個の点光源は、該２個の点光源から出射される光が前記導光板の出光面の中心からそれぞれ外側を向くように配置されている、というものである。

本発明のさらに別の実施態様によれば、導光板と、該導光板の入光面となる一側面に配置された２個の点光源を有して構成されており、前記２個の点光源は、前記導光板の一側面の中央寄りに並んで配置されており、前記２個の点光源がそれぞれの点光源の出光面が反り合うように傾けて配置されている、というものである。

本発明によれば、バックライト装置が所望の性能を達成しつつ、コストダウンを図ることができる液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明について図面を用い詳細に説明する。

図１は、本発明の液晶表示装置の全体構成を示す図である。

図１に示すように、液晶表示パネル１、遮光両面テープ２、複数の拡散シートやプリズムシート等の光学シート類３、及び導光板４、導光板４の側面に配置されたＬＥＤ等の点光源５、導光板４を保持する例えば樹脂性のモールド６、反射シート７により構成されている。尚、本発明で云う点光源とは、ＣＣＦＬ等の線状光源に対して使用する用語である。

また、光学シート類３、導光板４、点光源５、及び反射シート７を含めてバックライト装置と呼ぶこともある。

図２は、本発明の点光源５を導光板４に対して配置した上図面である。図２のように導光板４の短辺側面８には、点光源５が配置されており、本発明では２個の点光源５から出射される光が図２に示すように導光板４の出光面の中心２４からそれぞれ外側を向くように配置されている。図２の場合は、この短辺側面８（中央部８ａ、光源配置対応部８ｂ、側辺部８ｃ）が点光源５の入光面となる一側面となっている。別の見方をすれば、２個の点光源５は、導光板４の一側面８の中央寄りに、それぞれの点光源５の出光面が光板の一側面の中央部に対して外側を向くように配置されているというものである。更にこの導光板４に対して点光源５が配置される側面８（光源配置対応部８ｂ及び中央部８ａ）は、点光源５の配置個所に対応して凹状になっており、図２では中央の平坦部（側面８の点光源５が配置されていない辺（側辺部８ｃ）と平行）を上側から見てハの字の形状で構成されている。

尚、図２の導光板４における２１が液晶表示パネル１の有効表示領域であり、２２が遮光開口端、２３が導光板４のパターン開始位置である。

図３により、図２の点光源５が配置された導光板４の入光面である一側面８（中央部８ａ、光源配置対応部８ｂ、側辺部８ｃ）について詳細に説明する。図３に示すように、点光源５を導光板４における液晶表示パネル１の有効表示領域２１までの距離Ｌに対し、どのくらいの位置関係で配置すれば良好な輝度を得られるかについて説明する。

図３に示すようθは導光板４の側面８の中央平坦部に対する傾け角度（別の言い方をすれば、点光源５を導光板４の中央に対して点光源５の外側が開くように傾けた角度、さらに別の言い方をすれば、点光源５が導光板４の中央から外側に向くよう点光源５を導光板４の側辺部８ｃに対し傾けた角度、さらにまた別の言い方をすれば、点光源５を導光板４の側辺部８ｃに対し傾けた角度）であり、Ｌは、ＬＥＤ光源５の中心と液晶表示パネルの有効表示領域２１との距離である。また、Ｐは２個の光源５のＬＥＤピッチ寸法（中心間距離）である。

ここで、θ、Ｌ、Ｐの関係について実験を行なった結果を図４に示す。

図４の横軸は点光源間の距離であるＰを示しており、縦軸は点光源と液晶表示パネルの有効表示領域を点光源間の距離で割った値であるＬ／Ｐを示している。Ｌ／Ｐは点光源間の距離であるＰが大きくなると小さくなり、点光源を傾ける角度であるθが大きくなると大きくなる。図４の４０１は点光源５を傾けずに配置した場合の点光源間隔ＰとＬ／Ｐの関係を示すグラフであり、４０２は点光源５を導光板４の中央に対して点光源５の外側が５°開くように配置した場合の点光源間隔ＰとＬ／Ｐの関係を示すグラフであり、４０３は点光源５を導光板４の中央に対して点光源５の外側が１０°開くように配置した場合の点光源間隔ＰとＬ／Ｐの関係を示すグラフである。また、液晶表示装置おけるＬＥＤ等の点光源５の輝度特性にて黒ずみ・輝線なし領域を得るには、Ｌ／Ｐが０．４５０よりも大きいことが実験によりわかった。

まず、グラフ４０３の場合、Ｌ／Ｐ＞０．４５０を満たす点光源間隔Ｐは、１１．４ｍｍ以下であることがわかる。また、入光面である一側面８のコーナーの輝度落ち込みを許容できる条件が、実験の結果、実画レベル（輝度落込みレベル）でＬ/Ｐ値が０．６３２以下であることがわかったので、このグラフ４０３の場合には点光源間隔Ｐが７．８ｍｍ以上を満たせば良いことになる。よって、両者を満たす範囲として、点光源間隔Ｐが７．８ｍｍ以上１１．４ｍｍ以下の範囲が適していることがわかる。

本発明の構成の場合、量産品の製造尤度を考慮すると、θが８°以上１２度以下の範囲において、７．８ｍｍ以上１１．４ｍｍ以下の範囲が適しているといえる。

一方、グラフ４０１の場合のような、点光源５を傾けない構造においては、Ｌ／Ｐ＞０．４５０を満たす点光源間隔Ｐは、１０．５ｍｍ以下であることがわかる。

また入光面である一側面８のコーナーの輝度落ち込みを許容できる条件が、実験の結果、実画レベル（輝度落込みレベル）でＬ/Ｐ値が０．５００以下であることがわかったので、このグラフ４０１の場合には、点光源間隔Ｐが９．５ｍｍ以上を満たせば良いことになる。よって、両者を満たす範囲として、点光源間隔Ｐが９．５ｍｍ以上１０．５ｍｍ以下の範囲が適していることがわかる。

図５は、液晶表示パネル１の有効表示領域における輝度落ち込み（暗い）範囲４４をＨ寸法で表したものである。４１は、点光源５が配置された導光板４の入光面である一側面８の左側に配置された点光源から発せられた光を示すものであり、４２は、導光板４の入光面である一側面８の右に配置された点光源から発せられた光を示すものである。そして、４３が左側の点光源と右側の点光源の発する光が重畳する領域を示している。本発明では、このＨ寸法を、導光板４の点光源５が配置される側面８を斜め形状としない点光源正常配置と比べ、点光源５の光を有効活用することができるため輝度落ち込み（暗い）範囲が小さくすることが可能となる。

図６は、点光源５が配置された導光板４の入光面の一側面８の端をカット５１する事により導光板４全体の発光領域を縮小し、光量ロスを抑え、且つ点光源５の発散光を有効表示領域２１側に反射させることでバックライト装置としての輝度効率向上を図ることを示す図面である。

図７は、点光源５が配置された導光板４の入光面である一側面８に垂直な側面の両端を鋸状にすることにより入光面である一側面８から入射された光量を有効表示領域側に反射させバックライト装置としての輝度効率向上を図るものである。

図８は、導光板４の反射面（液晶表示パネル１に対向する面が出光面であるので、その反対側の面が反射面となる）をスプーン形状とすることで光を発散させバックライト装置としての輝度全面性向上を図るものである。

図９は、バックライト装置として高輝度対応する場合、点光源５が配置された導光板４の入光面である一側面８を斜め形状とし、中央の平坦部にも点光源を配置することで高輝度対応を図るというものである。

図１０は、点光源５が配置された導光板４の入光面である一側面８を斜め形状且つ、点光源５を嵌め込みする形状とすることで、一般的に適用されているＦＰＣを削除しコスト低減を図るというものである。

図１１、１２は、本発明の点光源５であるＬＥＤを配置したＦＰＣを示す図である。

まず、図１１はＦＰＣ１０１の配線パターン１０２を示している図であり、実際には開口部１０３、１０４以外は露出していない。図１１に示すように、左側の開口部１０３に点光源５を配置し、また右側の開口部１０４に別の点光源５を配置する構成をとっている。本発明で使用するＦＰＣ１０１は点光源５を導光板４の入光面である一側面８に対して中央寄りに配置する構成のため、ＦＰＣ自体もこの一側面８に対向する長さＬ１を短くすることができ、ＦＰＣのコストの面でも大変有利となる。

即ち、本発明では、図１１のように一側面８に対向する長さＬ１と、図示しないメインフレキシブル回路ＦＰＣ側に引き回すためのＦＰＣ部分の長さＬ２との関係が、Ｌ１よりもＬ２の方が長くなっていることも特徴の一つである。

さらに、点光源５をＦＰＣ１０１の導光板４に対向する辺１０５に対して傾けて配置しているため、ＦＰＣ１０１の矩形の開口部１０３、１０４もそれぞれ角度θ傾けて開口されている点が特徴である。

図１２は、図１１のＦＰＣ１０１に実際に点光源５であるＬＥＤ光源１１１、１１２を配置した状態を示している。

図１３は、本発明の導光板４を配置した場合、光学シート３の一つであるプリズムシートの溝パターンを斜め形状角度と合わせることでＬＥＤより照射する光を有効活用する例である。

本発明の液晶表示装置の全体構成である。 本発明の点光源を導光板に対して配置した上図面である。 図２の点光源が配置された導光板の側面についての説明図である。 横軸をＬＥＤ間の間隔、縦軸をＬ／Ｐで示したグラフである。 液晶表示パネルの有効表示領域における輝度落ち込み（暗い）範囲をＨ寸法で表したものである。 バックライト装置としての輝度効率を説明する図である。 本発明の導光板の実施形態を示す図である。 本発明の導光板の実施形態を示す図である。 バックライト装置として高輝度対応する場合の実施例の図である。 本発明の導光板の実施形態を示す図である。 本発明の点光源を実装するＦＰＣの構成を示す。 本発明の点光源であるＬＥＤを配置したＦＰＣを示す。 本発明で使用するプリズムシートの溝パターンを示す図である。

符号の説明

１ 液層表示パネル、２ 遮光両面テープ、３ 光学シート類、４ 導光板、
５ 点光源、６ モールド、７ 反射シート、
８ 導光板の短辺側面であり点光源の入光面、２１ 液晶表示パネルの有効表示領域、
２２ 遮光開口端、２３ 導光板のパターン開始位置。

Claims (20)

1. 液晶表示パネルと該液晶表示パネルの背面にバックライト装置を配置した液晶表示装置において、
   前記バックライト装置は、導光板と、該導光板の入光面となる一側面に配置された２個の点光源を有して構成されており、
   前記２個の点光源は、前記導光板の一側面の中央寄りに並んで配置されており、前記２個の点光源のそれぞれの点光源の出光面が反り合うように傾けて配置されている液晶表示装置。
2. 請求項１の液晶表示装置において、
   前記点光源はＬＥＤ光源である液晶表示装置。
3. 請求項２の液晶表示装置において、
   前記導光板は、前記２個のＬＥＤ光源が配置されている箇所に対向している前記一側面の箇所が凹んでいる液晶表示装置。
4. 請求項２又は３の液晶表示装置において、
   前記２個のＬＥＤ光源のそれぞれは、前記２個のＬＥＤ光源を傾けずに配置した場合に比べて、８°以上１２°以下の角度で傾けて配置されている液晶表示装置。
5. 請求項２又は３の液晶表示装置において、
   前記２個のＬＥＤ光源は基板上に配置されており、
   前記２個のＬＥＤ光源のそれぞれは、該基板の前記導光板に対向する辺に対して、８°以上１２°以下の角度で傾けて配置されている液晶表示装置。
6. 請求項２乃至５の何れか一項に記載の液晶表示装置において、
   前記２個のＬＥＤ光源の中心位置の間隔は、７．８ｍｍ以上１１．４ｍｍ以下である液晶表示装置。
7. 請求項２又は３の液晶表示装置において、
   前記２個のＬＥＤ光源は基板上に配置されており、
   該基板には、前記２個のＬＥＤ光源を実装する２箇所の矩形の開口部が形成されており、
   前記２箇所の矩形の開口部のそれぞれは、該基板の前記導光板に対向する辺に対して、８°以上１２°以下の角度で傾けて構成されている液晶表示装置。
8. 請求項７の液晶表示装置において、
   前記２個のＬＥＤ光源の中心位置の間隔は、７．８ｍｍ以上１１．４ｍｍ以下である液晶表示装置。
9. 液晶表示パネルと該液晶表示パネルの背面にバックライト装置を配置した液晶表示装置において、
   前記バックライト装置は、導光板と、該導光板の入光面となる一側面に配置された複数個の点光源を有して構成されており、
   前記複数個の点光源は、前記導光板の入光面となる一側面の中央寄りに並んで配置されており、
   前記複数個の点光源のうち最外側に配置された２個の点光源は、該２個の点光源から出射される光が前記導光板の出光面の中心からそれぞれ外側を向くように配置されている液晶表示装置。
10. 請求項９の液晶表示装置において、
    前記点光源はＬＥＤ光源である液晶表示装置。
11. 請求項９又は１０の液晶表示装置において、
    前記導光板は、前記複数個の点光源が配置されている箇所に対向している前記一側面の箇所が凹んでいることを特徴とする液晶表示装置。
12. 請求項１０又は１１の液晶表示装置において、
    前記２個のＬＥＤ光源のそれぞれは、前記２個のＬＥＤ光源を傾けずに配置した場合に比べて、８°以上１２°以下の角度で傾けて配置されている液晶表示装置。
13. 請求項１０又は１１の液晶表示装置において、
    前記２個のＬＥＤ光源は基板上に配置されており、
    前記２個のＬＥＤ光源のそれぞれは、該基板の前記導光板に対向する辺に対して、８°以上１２°以下の角度で傾けて配置されている液晶表示装置。
14. 請求項１０又は１１の液晶表示装置において、
    前記２個のＬＥＤ光源は基板上に配置されており、
    該基板には、前記２個のＬＥＤ光源を実装する２箇所の矩形の開口部が形成されており、
    前記２箇所の矩形の開口部のそれぞれは、該基板の前記導光板に対向する辺に対して、８°以上１２°以下の角度で傾けて構成されている液晶表示装置。
15. 請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の液晶表示装置において、
    前記導光板の一側面には３個のＬＥＤ光源が配置されており、
    前記３個のＬＥＤ光源のうち、真ん中に配置されているＬＥＤ光源は、傾けずに配置されている液晶表示装置。
16. 導光板と、該導光板の入光面となる一側面に配置された２個の点光源を有して構成されており、
    前記２個の点光源は、前記導光板の一側面の中央寄りに並んで配置されており、前記２個の点光源がそれぞれの点光源の出光面が反り合うように傾けて配置されているバックライト装置。
17. 請求項１６の液晶表示装置において、
    前記点光源はＬＥＤ光源であるバックライト装置。
18. 請求項１７のバックライト装置において、
    前記導光板は、前記複数個のＬＥＤ光源が配置されている箇所に対向している前記一側面の箇所が凹んでおいることを特徴とするバックライト装置。
19. 請求項１７又は１８のバックライト装置において、
    前記２個のＬＥＤ光源のそれぞれは、前記２個のＬＥＤ光源を傾けずに配置した場合に比べて、８°以上１２°以下の角度で傾けて配置されているバックライト装置。
20. 請求項１９の液晶表示装置において、
    前記２個のＬＥＤ光源の中心位置の間隔は、７．８ｍｍ以上１１．４ｍｍ以下であるバックライト装置。
    

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