JP2008034223A - 照明装置、液晶表示装置、及び、携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板を固定するために用いる嵌合爪が表示装置の表示品質に与える影響を低減できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】導光板１０４の側面には、フレームに形成された凹部に嵌め込まれることで導光板１０４をフレーム１０１に固定する嵌合爪１０５が形成される。ＬＥＤ１０７の出射光は、光入射端面から導光板１０４内に入射し、扇状に広がりながら導光板１０４内を進行する。嵌合爪１０５は、扇状に広がる光線１０９の出射角度範囲外に形成されており、嵌合爪１０５の付け根の角で光が反射することで発生する輝線の発生が抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置、液晶表示装置、及び、携帯端末装置に関し、更に詳しくは、光源からの光を縁部から取り込み面状の発光部から出射する照明装置、並びに、そのような照明装置を用いた液晶表示装置及び携帯端末装置に関する。

液晶表示部を備える携帯電話機やＰＨＳなどの携帯端末装置が広く用いられている。これら携帯端末装置は、一般に、周囲が暗い状況でも液晶表示部を視認できるように、照明装置を備えている。携帯端末装置で用いられる照明装置としては、ＬＥＤが出射する光を導光板内部に取り入れ、平板状の導光板の前面側から光を出射する導光板方式の照明装置がある。携帯端末装置の小型化・薄型化に伴い、携帯端末装置に搭載される照明装置には、省スペースで導光板をフレームに固定することが求められている。

導光板方式の照明装置において、導光板をフレームに固定する方法としては、導光板の側面に突起部（嵌合爪）を形成し、この嵌合爪をフレームに形成した凹部に嵌め合わせる方式がある。図６は、この方式の照明装置を含む液晶表示装置を示し、（ａ）は液晶表示装置の平面図、（ｂ）は断面図である。フレーム２０１は、液晶表示装置の構成部品を固定する役割を有する。液晶表示パネル２０２は、一対のガラス基板と、それらに挟み込まれた液晶層とを有しており、液晶層に電界を印加することで液晶分子の配向方向を制御し、透過する光の量を制御することで、画像の表示を行う。

導光板２０４は、光源であるＬＥＤ２０７の出射光を光入射端面から内部に取り込み、取り込んだ光を、発光部にて、反射と透過を繰り返しながら面状発光に変化させ、液晶表示パネル２０２側に出射する。導光板２０４の光入射端面に直行する側面には、それぞれ突起状の嵌合爪２０５が形成される。嵌合爪２０５は、導光板２０４の一部であり、フレーム２０１に形成された凹部に適合した形状を有する。嵌合爪２０５は、フレームの凹部に嵌め込まれ、導光板２０４をフレーム２０１に固定する。

光学シート２０３は、導光板２０４から出射する光を液晶表示パネル２０２側に集光する。反射シート２０６は、導光板２０４から反射シート２０６側へ漏れる光を反射し、導光板２０４側に戻す。各ＬＥＤ２０７から出射する光は、図６に光線２０９として示すように、扇状に広がって導光板２０４内に入射する。有効表示エリア２０８は、液晶表示パネル２０２の表示画面を視認する上で有効となる範囲を示している。

図６に示す液晶表示装置２００では、導光板２０４の側面に形成された嵌合爪２０５の付け根の角（コーナー部分）で、光が反射することにより、輝線２１０が発生する。この輝線２１０は、有効表示エリア２０８内に侵入し、液晶表示装置２００の表示品質を低下させる。嵌合爪による輝線の問題を回避する技術としては、特許文献１に記載の技術がある。図７に、特許文献１に記載の照明装置を含む液晶表示装置を示す。この液晶表示装置２００ａは、嵌合爪２０５が、導光板２０４の側面の全体にわたって形成される点で、図６に示す液晶表示装置２００と相違する。特許文献１では、このような構成を採用することにより、嵌合爪２０５の付け根の角で発生する輝線を防止している。
再公表特許ＷＯ２００４／０５５４３０号公報 特開平９−２４３８２８号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、嵌合爪２０５が導光板２０４の側面全体にわたって形成され、縦方向に長くなるので、フレーム２０１を、嵌合部分で縦方向全体において薄くする必要がある。このため、特許文献１では、液晶表示装置の構成部品を支える機能を持つ上で強度不足が許されないフレーム２０１の強度が低下するという問題が発生する。

ここで、導光板の側面に位置決め用の突起部を有する照明装置について、特許文献２では、突起部を導光板の光入射面側の側面に形成し、その突起部の形状を選定することで、突起部に起因する輝度むらを低減している。しかし、特許文献２では、光入射面に光を照射する光源として、蛍光ランプを想定し、光が扇状に広がる光源を想定しておらず、扇状に広がる光源を使用した場合に生じる、入射面から入射した光の広がりについては考慮されていない。このため、特許文献２においても、扇状に広がる出射光の出射角度の範囲内に突起部が存在すると、その位置で輝線が生じることになるという問題は解消しない。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、省スペースで導光板をフレームに固定できると共に、導光板を固定するために用いる突起部が表示装置の表示品質に与える影響を低減できる照明装置、液晶表示装置、及び、携帯端末装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、扇状に広がる光を出射する光源と、前記光源の出射光を内部に取り込む光入射端面と、前記内部に取り込まれた光を面状発光に変換し出射する発光部と、導光板を筐体に固定するための突起部とを有する導光板とを有し、前記突起部が、前記光入射端面に直交する側面で、前記入光端面から扇状に広がる光の出射角度範囲外に形成されていることを特徴とする。

本発明の照明装置では、導光板の側面に形成された突起部が、導光板の光入射端面に直交する側面内で、光源の出射光の出射角度範囲外の位置に形成される。ここで、出射光の出射角度範囲外とは、光源からの出射光のうちで、光強度が最も高い方向における光強度に対して、相対的な光強度が所定の値、例えば２０％よりも低くなる角度範囲を表す。導光板をフレームに固定するための突起部の形成位置を、光源の出射光の出射角度範囲が意図することで、突起部の付け根の角で発生する輝線を抑えることができ、発光部における輝度を均一化することができる。

本発明の液晶表示装置は、上記本発明の照明装置と、前記照明装置が出射する光をバックライト光源として用いる液晶表示パネルとを有することを特徴とする。

本発明の液晶表示装置では、照明装置における導光板を固定するための突起部が、導光板の光入射端面に直交する側面内で、光源の出射光の出射角度範囲外の位置に形成されるため、突起部の付け根の角で発生する輝線を抑えることができ、発光部における輝度を均一化することができる。従って、均一な面発光の光を液晶パネルに照射することができ、液晶表示装置における表示品位の低下を防止することができる。

本発明の別の視点の液晶表示装置は、扇状に広がる光を出射する光源と、前記光源の出射光を内部に取り込む光入射端面と、前記内部に取り込まれた光を面状発光に変換し出射する発光部と、導光板を筐体に固定するための突起部とを有する導光板と、前記導光板の発光部が出射する光をバックライト光源として用いる液晶表示パネルとを有し、前記突起部が、前記光入射端面に直交する側面で、前記液晶表示パネルの有効表示エリアと重ならない位置に形成されていることを特徴とする。

本発明の別の視点の液晶表示装置では、導光板を固定するための突起部が、導光板の光入射端面に直交する側面内で、液晶表示パネルの有効表示エリアと重ならない位置に形成される。このため、突起部の付け根で導光板の側面から内側に向かって輝線が発生したとしても、この輝線は、有効表示エリアには侵入しない。従って、液晶表示パネルの有効表示エリア内における導光板の発光部の輝度を均一化することができ、液晶表示装置の表示品位の低下を防止することができる。

本発明の携帯端末装置は、上記本発明の液晶表示装置を有することを特徴とする。

本発明の照明装置、液晶表示装置、及び、携帯端末装置では、導光板の側面に形成される突起部が、光源の出射光の出射角度範囲外に形成されていることで、突起部による輝線の発生を抑えることができ、突起部による表示品質の低下を防止することができる。また、本発明の別の視点の液晶表示装置及び携帯端末装置では、導光板の側面に形成される突起部が、液晶表示パネルの有効表示エリアと重ならない位置に形成されることで、突起部による輝線が有効表示エリア内に侵入することを防止することができ、突起部による表示品位の低下を防止できる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の照明装置を含む液晶表示装置を示し、（ａ）は液晶表示装置の正面図、（ｂ）は中央付近の断面図である。この液晶表示装置１００は、例えば、小型の携帯端末装置に搭載される。液晶表示パネル１０２は、一対のガラス基板と、それらに挟み込まれた液晶層とを有しており、液晶層に電界を印加することで液晶分子の配向方向を制御し、透過する光の量を制御することで、画像の表示を行う。導光板１０４は、光源であるＬＥＤ１０７の出射光を光入射端面から内部に取り込み、取り込んだ光を、発光部にて、内部で反射と透過を繰り返しながら面状に変化させ、液晶表示パネル１０２側に出射する。

フレーム１０１は、液晶表示装置の構成部品を固定する役割を有する。導光板１０４の光入射端面に直交する側面には、それぞれ突起状の嵌合爪１０５が形成される。嵌合爪１０５は、導光板１０４と一体に形成されており、フレーム１０１に形成された凹部に嵌め込まれることで、導光板１０４をフレーム１０１に固定する。光学シート１０３は、導光板１０４から出射する光を液晶表示パネル１０２側に集光する。反射シート１０６は、導光板１０４から反射シート１０６側へ漏れる光を反射し、導光板１０４側に戻す。各ＬＥＤ１０７から出射する光は、図１に光線１０９として示すように、扇状に広がって導光板１０４内に入射する。有効表示エリア１０８は、液晶表示パネル１０２の表示画面を視認する上で有効となる範囲を示している。

図２は、図１に示す液晶表示装置１００の嵌合爪１０５付近を拡大して示している。ＬＥＤ１０７から出射する光は、扇状に広がって導光板１０４内に入射する。この入射光の光強度は、ＬＥＤ１０７の正面方向（光入射に垂直な方向）が最大であり、正面方向からの角度が大きくなるにつれて弱くなる。図２中に示す光度分布１１３は、正面方向での光強度を１００とおき、正面方向から角度が広がるに従って、光強度（相対値）が低下していることを表している。

図２において、ＬＥＤ１０７から延びる直線１１４は、光強度の相対値が２０となる直線を表しており、これら直線に挟まれる範囲、つまりは直線の内側では、光強度の相対値は２０以上であり、直線の外側では、光強度の相対値は２０よりも小さくなる。ここでは、この直線１１４に挟まれる範囲の光を、ＬＥＤ１０７から扇状に広がる光の出射角度範囲内の光と定義し、外側の光を、出射角度範囲外の光と定義する。

本実施形態では、嵌合爪１０５を、光入射面と垂直な方向の側面で、ＬＥＤ１０７から、出射光の光強度の相対値が２０となる角度で延ばした直線１１４よりもＬＥＤ１０７に近い位置に形成する。つまりは、嵌合爪１０５を、ＬＥＤ１０７の出射光の出射角度範囲外に形成する。この構成では、嵌合爪１０５の付け根の角で反射する光の量が少ないため、嵌合爪１０５の付け根の角による輝線１１５の発生はほぼ認められない。

比較例として、嵌合爪が、ＬＥＤ１０７の出射光の光強度の相対値が２０となる角度よりも光進行方向側（ＬＥＤ１０７から離れる方向）に形成される場合を考える。図３は、比較例の液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示している。同図に示すように、比較例の液晶表示装置３００では、嵌合爪１０５の付け根の角の位置での光が強く、付け根の角による輝線１２１は長くなり、この輝線１２１は、液晶表示パネル１０２の有効表示エリア１０８（図１）に侵入する。

本実施形態では、導光板１０４をフレーム１０１に保持するための嵌合爪１０５を、導光板１０４の光入射面に直交する側面の、ＬＥＤ１０７から扇状に広がる光の出射角度範囲外に形成する。このようにすることで、嵌合爪１０５を、導光板１０４の光入射面に直交する側面の全体にわたって形成しなくても、ＬＥＤ１０７の出射光が導光板１０４を固定する嵌合爪１０５の根元の角で反射することで生じる輝線を防止でき、嵌合爪を小型化することで、フレームの強度を低下させることなく、搭載される液晶表示装置１００の小型化に寄与できる。

図４は、本発明の第２実施形態の照明装置を含む液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示している。本実施形態の液晶表示装置１００ａは、導光板１０４における嵌合爪１０５の形成位置が、第１実施形態の液晶表示装置１００と相違する。本実施形態では、嵌合爪１０５は、導光板１０４の光入射面と直交する側面内で、液晶表示パネル１０２（図１）における有効表示エリア１０８とオーバーラップしない位置に形成される。

図４における直線１２６は、ＬＥＤ１０７の出射光の相対値が２０となる線を示しており、ＬＥＤ１０７からの出射光の出射角度の範囲を示している。本実施形態では、第１実施形態で比較例として考えた図３と同様に、嵌合爪１０５が、ＬＥＤ１０７の出射光の出射角度範囲内に形成されており、付け根の角で、輝線１２７が生じている。しかしながら、この輝線１２７は、液晶表示パネル１０２の有効表示エリア１０８からは外れており、表示品位の低下は発生しない。

比較例として、嵌合爪１０５が、有効表示エリア１０８と縦方向（光入射面に垂直な方向）でオーバーラップする位置に形成される場合を考える。図５は、比較例の液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示している。同図に示すように、比較例の液晶表示装置３００ａでは、嵌合爪１０５の付け根の角で輝線１３３が発生し、かつ、導光板１０４の側面における嵌合爪１０５の形成位置が有効表示エリア１０８とオーバーラップしているので、輝線１３３は液晶表示パネル１０２（図１）の有効表示エリア１０８内に侵入する。従って、表示品位が低下する。

本実施形態では、導光板１０４をフレーム１０１に保持するための嵌合爪１０５を、導光板１０４の光入射面に直交する側面で、液晶表示パネル１０２の有効表示エリア１０８とオーバーラップしない位置に形成する。このようにすることで、嵌合爪１０５の付け根の角で輝線が発生した場合でも、その輝線が有効表示エリア内に入る事態を避けることができ、表示品位の低下を回避できる。また、本実施形態では、嵌合爪１０５を、導光板１０４の光入射面に直交する側面の全体にわたって形成する必要がないため、嵌合爪を小型化することができ、フレームの強度を低下させることなく、液晶表示装置１００ａの小型化に寄与できる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の照明装置、液晶表示装置、及び、携帯端末装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の第１実施形態の液晶表示装置の構成を示し、（ａ）は正面から見た平面図、（ｂ）は中央付近を横から見た断面図。 図１の液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示す平面図。 比較例の液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示す平面図。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示す平面図。 比較例の液晶表示装置における嵌合爪付近を拡大して示す平面図。 従来の液晶表示装置の構成を示し、（ａ）は正面から見た平面図、（ｂ）は中央付近を横から見た断面図。 特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示し、（ａ）は正面から見た平面図、（ｂ）は中央付近を横から見た断面図。

符号の説明

１００：液晶表示装置
１０１：フレーム
１０２：液晶表示パネル
１０３：光学シート
１０４：導光板
１０５：嵌合爪
１０６：反射シート
１０７：ＬＥＤ
１０８：有効表示エリア
１０９：光線

Claims (4)

1. 扇状に広がる光を出射する光源と、
   前記光源の出射光を内部に取り込む光入射端面と、前記内部に取り込まれた光を面状発光に変換し出射する発光部と、導光板を筐体に固定するための突起部とを有する導光板とを有し、
   前記突起部が、前記光入射端面に直交する側面で、前記入光端面から扇状に広がる光の出射角度範囲外に形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置と、
   前記照明装置が出射する光をバックライト光源として用いる液晶表示パネルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
3. 扇状に広がる光を出射する光源と、
   前記光源の出射光を内部に取り込む光入射端面と、前記内部に取り込まれた光を面状発光に変換し出射する発光部と、導光板を筐体に固定するための突起部とを有する導光板と、
   前記導光板の発光部が出射する光をバックライト光源として用いる液晶表示パネルとを有し、
   前記突起部が、前記光入射端面に直交する側面で、前記液晶表示パネルの有効表示エリアと重ならない位置に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項２又は３に記載の液晶表示装置を有することを特徴とする携帯端末装置。

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