JP2009199799A - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄型化や軽量化を図ることが可能で、塵埃の侵入も効果的に防ぐことが可能な面状光源装置及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 面状光源装置は、光源（発光ダイオード２）と、光源からの光が端面から入光される導光板４と、導光板４の下面に接して配置される反射シート５と、これらを収容するフレーム（金属フレーム６及びプラスチックフレーム７）とを備えている。反射シート５は、外周部分の厚さが他の部分に比べて薄く設定されており、厚さの厚い部分（支持フィルム５Ａ）が金属フレーム６の開口部６３に臨むように配され、この中に落とし込まれている。また、反射シート５は、厚さの薄い部分（外周部分）において金属フレーム６に貼り付け固定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＬＥＤ等の点光源からの光を導光板によって面状に照射する面光源装置に関するものであり、さらには面光源装置が組み込まれた液晶表示装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶パネルの背後から照明光を当てるためのバックライトユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。

ここで、バックライトユニットとして用いられる面光源装置は、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶パネルに対向する導光板のエッジにＬＥＤ等の点光源を配置する方式である。直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を液晶パネルの裏面に複数配置し、液晶パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。

エッジライト方式の面光源装置においては、光源からの光を導光板に効率的に導入することが輝度を確保する上で重要であり、導光板の背面側に反射シートを配するのが一般的である（例えば、特許文献１等を参照）。また、導光板の背面側に配する反射シートとしては、反射効率を高めること等を目的として、多層膜により構成された反射シートが提案されている（特許文献２等を参照）。

例えば、特許文献１には、反射シートが、光源を囲む側の上端側が折り曲げられると共に、この折り曲げ先端部がその折り曲げによる反発力を利用して光補正シートの裏面と接するように構成された照明ユニットが開示されている。特許文献１記載の照明ユニットでは、反射シートの折り曲げ先端部が導光板の照射面にまで及ばず、光補正シートが導光板の照射面上に配されている。

特許文献２には、液晶表示装置のバックライト機構に使用される面光源用反射フィルムが開示されている。特許文献２に記載される面光源用反射フィルムは、光の入射方向より、白色のポリエステルフィルム層、接着層、酸化防止層、金属銀層、熱可塑性樹脂層を積層してなるものであり、前記多層構造を採用することで、実用上十分な反射性能を保持しつつ、輝度バラツキを小さくし、熱線反射率も高くするようにしている。
特開２００１−２１６８２７号公報 特開２００１−３０５３２１号公報

ところで、例えば特許文献２に開示されるような多層構造を有する反射シートを面状光源装置に用いる場合、厚さの増加が大きな問題になる。多層構造を有する反射シートは、単層で構成される反射シートに比べて厚さの増加は避けられず、面状光源装置の厚さの拡大に繋がる。また、単層の反射シートを用いた場合にも、反射効率等を考慮して厚さを拡大する傾向にあり、同様の問題が生ずる。例えば液晶表示装置においては、薄型化が進められており、面状光源装置の厚さの拡大は大きな障害になる。

さらに、面状光源装置においては、塵埃の侵入を回避する構造が要求されるが、例えば特許文献１記載の発明のように、反射シートの大きさを拡大して塵埃の侵入を回避するような構造を採用した場合、反射シートを必要以上に大きくする必要があり、製造コストの増加を招くという問題がある。また、反射シートをフレームに貼り付けることで塵埃の侵入を防止しようとすると、接着シートの厚さ分だけ反射シートの厚さを拡大する形になり、前記多層構造化による厚さの拡大と相俟って、面状光源装置の厚さをさらに拡大することになる。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、薄型化や軽量化を図ることにより優れた携帯性を実現することができ、塵埃の侵入も効果的に防ぐことが可能な面状光源装置を提供することを目的とし、さらには、液晶表示装置を提供することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明に係る面状光源装置は、光源と、当該光源からの光が端面から入光される導光板と、前記導光板の下面に接して配置される反射シートと、これらを収容するフレームとを備え、前記反射シートは、外周部分の厚さが他の部分に比べて薄く設定されており、厚さの厚い部分が前記フレームの開口部に臨むように配され、厚さの薄い部分において前記フレームに貼り付け固定されていることを特徴とする。また、本発明に係る液晶表示装置は、前述の構成を有する面光源装置が液晶パネル背面に組み込まれたことを特徴とする。

本発明の面状光源装置においては、反射シートの厚さの厚い部分をフレームの開口部に臨むように配置し、これを落とし込むように設置しているので、反射シート全体の厚さを削減した場合と同様の効果が得られ、面状光源装置の厚さの拡大が抑えられる。また、反射シートの厚さの薄い部分を貼り付け固定するようにしているので、厚さの拡大を抑えながら、塵埃の侵入経路が遮断される。

本発明によれば、反射シートの厚さが厚い場合にも、面状光源装置の厚さの拡大を最小限に抑えることができ、薄型化及び軽量化により携帯性に優れた面状光源装置及び液晶表示装置を実現することが可能である。また、塵埃の侵入を確実に防止することができるので、信頼性の高い面状光源装置及び液晶表示装置を提供することが可能である。

以下、本発明に係る面状光源装置及びこれを用いた液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した面状光源装置１の基本構成を示すものである。本実施形態の面状光源装置１は、図１に示すように、点光源である発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３と平板状の導光板４、反射シート５を備えており、点光源である発光ダイオード２からの光が前記導光板４によって平面光に変換される。

点光源である発光ダイオード２は、前記導光板４の少なくとも一辺に沿って設けられており、本実施形態の場合、発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３が導光板４の長辺側に設置されている。導光板４の下面には反射シート５が配され、発光ダイオード２から出射された光は、直接又は反射シート５により反射されて導光板４の端面から入光し、導光板４を通過した後、例えば液晶表示パネルに照射される。したがって、本実施形態の面状光源装置１は、エッジライト方式の照明ユニットということになる。

前述の構成要素（発光ダイオード２が実装されたフレキシブル配線基板３や導光板４）は、フレーム内に組み込まれて面状光源装置１として組み立てられる。本実施形態の面状光源装置１の場合、前記フレームが金属製の金属フレーム６とプラスチック製のプラスチックフレーム７とを組み合わせることにより構成されており、前記導光板４や反射シート５は、これら金属フレーム６とプラスチックフレーム７の間に挟持される形で収容されている。

前記金属フレーム６は例えばステンレス等の金属材料により形成され、プラスチックフレーム７は各種プラスチック材料により形成されるものである。これら金属フレーム６及びプラスチックフレーム７は、それぞれ前記導光板４の主面と略垂直な外枠部６１，７１を有しており、これら外枠部６１，７１によって導光板４や反射シート５の外周を保持する。また、前記金属フレーム６の底部には、内方に張り出した底板部６２を有するとともに、開口部６３を有しており、前記底板部６２によって前記導光板４の底面及び反射シート５の外周部分を支持するように構成されている。

同様に、プラスチックフレーム７には、内方に張り出した支持板部７２を有しており、この支持板部７２の下面によって導光板４の外周縁、または導光板４上に拡散シートやプリズムシート等の光学シート（図示せず）を配置している場合には、これら光学シートと導光板４とを上から支持し、前記金属フレーム６の底板部６２と前記支持板部７２の間に導光板４や反射シート５を挟み込む形でこれを支持する。なお、前記金属フレーム６とプラスチックフレーム７は、それぞれ爪部や孔部を有し、いわゆる嵌合構造を構成することで互いに組み付けられ、前記導光板４等を保持するように構成されている。

本実施形態の面状光源装置１においては、反射シート５と金属フレーム６の組み合わせ構造に大きな特徴を有する。この組み合わせ構造を図２に示す。図２は、前記導光板４や反射シート５の筐体（金属フレーム６及びプラスチックフレーム７）への組み込み状態を示すものである。

先ず、反射シート５であるが、図２に示すように、支持フィルム５Ａと、金属（例えば銀）の薄膜を蒸着形成したＡｇ蒸着フィルム５Ｂとからなる２層フィルムを用いている。Ａｇ蒸着フィルム５Ｂは、金属層（銀の蒸着膜）が形成されているので反射率が高く、発光ダイオード２の光を効率的に反射することが可能である。ただし、このＡｇ蒸着フィルム５Ｂは、厚さが１０μｍ〜５０μｍ程度と薄く、取り扱いが難しいので、前記支持フィルム５Ａが裏打ちされている。前記支持フィルム５Ａは、例えば白色のポリエチレンテレフタレートフィルムであり、ある程度の厚さを有している。前記Ａｇ蒸着フィルム５Ｂの裏面側を支持フィルム５Ａで裏打ちすることにより、反射シート５の取り扱いが容易なものとなる。

ただし、このような２層構造の反射シート５を用いた場合、例えば図３に示すように、そのまま導光板４の裏面に配して筐体（金属フレーム６及びプラスチックフレーム７）に組み込むと、反射シート５の厚さが厚くなった分だけ面状光源装置１の厚さｄも厚くなる。これでは面状光源装置１を薄型化する上で不利である。

そこで、本実施形態の面状光源装置１では、図２に示すように、反射シート５の外周部分において金属フレーム６の開口部６３の大きさに対応して支持フィルム５Ａを除去し、当該外周部分がＡｇ蒸着フィルム５Ｂのみで構成されるようにしている。図４は、支持フィルム５ＡやＡｇ蒸着フィルム５Ｂ、金属フレーム６の開口部６３の大きさを示す平面図である。反射シート５の外周部分をＡｇ蒸着フィルム５Ｂのみで構成することにより、当該外周部分の厚さをその他の部分に比べて薄くすることができる。また、Ａｇ蒸着フィルム５Ｂの反射率が極めて高く、反射シート５の反射率の大部分がこのＡｇ蒸着フィルム５Ｂの反射率に依存しているので、外周部分の支持フィルム５Ａを除去しても、反射シート５全体の反射状態に影響を及ぼすことはない。

本実施形態の面状光源装置１では、反射シート５を前述のような構成とした上で、厚さの薄い反射シート５の外周部分（Ａｇ蒸着フィルム５Ｂのみで構成される部分）を金属フレーム６内に収容し、厚さの厚い部分（すなわち支持フィルム５Ａ）を金属フレーム６の開口部に臨ませ、ここに落とし込むようにしている。支持フィルム５Ａの厚さを金属フレーム６の厚さと同等、あるいはそれ以下とすれば、前記落とし込みにより支持フィルム５Ａの厚さは金属フレーム６の厚さで相殺されることになる。

このような構造を採用することで、面状光源装置１の厚さＤを、実質的にＡｇ蒸着フィルム５Ｂのみからなる反射シートを組み込んだ場合と同等の厚さに抑えることができ、先の厚さｄに比べて厚さＤを小（Ｄ＜ｄ）とすることが可能になる。

また、本実施形態の面状光源装置１においては、前記反射シート５の外周部分（Ａｇ蒸着フィルム５Ｂのみで構成される部分）を両面接着テープ８を用いて金属フレーム６の内面に貼り付け固定している。反射シート５の外周部分を貼り付け固定することで、塵埃の侵入経路が遮断され、金属フレーム６内に塵埃が侵入することがなくなる。なお、Ａｇ蒸着フィルム５Ｂは反射率が極めて高いので、両面接着テープ８を用いて貼り付け固定しても光学特性に悪影響を及ぼすおそれはない。

以上のような構成とすることにより、２層構造の反射シート５を用いた場合にも、面状光源装置１の厚さを抑えることができ、薄型化及び軽量化を実現することが可能である。また、塵埃の侵入も確実に防止することができる。

なお、前述の実施形態では反射シート５を２層構造としているが、これに限らず、例えば３層、あるいはそれ以上の反射シートであってもよい。その場合には、１層あるいは２層以上を除去することで、反射シートの外周部分における厚さが薄くなるようにすればよい。さらには、単層の反射シートに適用することも可能である。例えば単層の反射シートの外周部分の厚さをプレス等によって薄くし、厚さの厚い部分を金属フレーム６の開口部６３に落とし込むことにより、同様の効果を得ることができる。このように構成された単層の反射シートの裏面にＡｇ蒸着フィルム５Ｂを積層すれば、Ａｇ蒸着フィルム５Ｂの固定の際の補強にもなるので有効な手段となる。

また、前記反射シート５の外周部分（Ａｇ蒸着フィルム５Ｂのみで構成される部分）を発光ダイオード２の設置位置まで拡大することで、反射効率をより一層高めることも可能である。

以上の構成を有する面状光源装置１は、液晶表示装置において、バックライトユニットとして組み込まれる。そこで次に、前述の面状光源装置１を組み込んだ液晶表示装置について説明する。

図５は、面光源装置である照明ユニット１が組み込まれた液晶表示装置を分解して示すものであり、図６は組み立て状態の断面図である。本実施形態の液晶表示装置は、図５及び図６に示すように、液晶パネル１１と前述の面状光源装置とを備え、これらを金属材料や樹脂材料等で形成されたバックカバー１２で保持するようにしている。

液晶パネル１１は、例えばアレイ基板と対向基板の間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板には、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板と対向基板の外表面には、それぞれ偏光板が偏光軸を互いに直交させて貼り合わされている。

液晶パネル１１には、駆動信号を供給するＬＳＩ１３が実装されており、外部回路基板からの駆動信号に基づいて前記スイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記液晶パネル１１は多数の画素が配列された表示領域を有することになる。

前記面状光源装置１は、前記液晶パネル１１のバックライトとして組み込まれるものであり、光源である発光ダイオード２から出射された光は、直接又は反射シート５により反射されて導光板４へ導かれ、導光板４を通過した後、液晶パネル１１に照射される。液晶パネル１１では照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示されることになる。

前記導光板４と液晶パネル１１の間には、複数枚の光学シート（ここでは３枚の光学シート１４，１５，１６）が介在されており、これらが重ね合わされた状態でフレーム１２に固定されている。なお、液晶パネル１１の固定には、枠状の固定テープ１７が用いられ、当該固定テープ１７により液晶パネル１１をフレーム１２に接着固定することで、液晶パネル１１や前記光学シート１４，１５，１６、面状光源装置を構成する導光板４や反射シート５がフレーム１２に固定される。

前記導光板４や反射シート５の取り付け固定状態においては、先の面状光源装置１の実施形態においても説明したように、２層構造を有する反射シート５のうち厚さの厚い部分（すなわち支持フィルム５Ａの積層部分）をバックカバー１２の開口部１２ａに臨ませ、ここに落とし込むようにしている。また、反射シート５の外周部分（Ａｇ蒸着フィルム５Ｂのみで構成される部分）を両面接着テープ８を用いてバックカバー１２の内面に貼り付け固定している。

前述の構成を有する液晶表示装置では、面状光源装置において良好な反射率を確保しながら厚さの削減を実現することができるので、薄型化や軽量化を実現することができ、携帯性に優れた液晶表示装置を提供することができる。また、反射シート５の取り付け部分からの塵埃の侵入を確実に防止することができるので、信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能である。

本発明を適用した面状光源装置の分解斜視図である。 図１に示す面状光源装置の概略断面図である。 反射シートの外周部分の厚さを薄くしない場合の面状光源装置の組み立て状態を示す概略断面図である。 支持フィルム、Ａｇ蒸着フィルム、及び金属フレームの開口部の大きさを示す概略平面図である。 図１及び図２に示す面状光源装置を組み込んだ液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。 図５に示す液晶表示装置の概略断面図である。

符号の説明

１ 面状光源装置、２ 発光ダイオード、３ フレキシブル配線基板、４ 導光板、５ 反射シート、５Ａ 支持フィルム、５Ｂ Ａｇ蒸着フィルム、６ 金属フレーム、７ プラスチックフレーム、８ 両面接着テープ、６１ 外枠部、６２ 底板部、６３ 開口部、１１ 液晶パネル、１２ バックカバー、１３ ＬＳＩ、１４，１５，１６ 光学シート、１７ 固定テープ

Claims (4)

1. 光源と、当該光源からの光が端面から入光される導光板と、前記導光板の下面に接して配置される反射シートと、これらを収容するフレームとを備え、
   前記反射シートは、外周部分の厚さが他の部分に比べて薄く設定されており、厚さの厚い部分が前記フレームの開口部に臨むように配され、厚さの薄い部分において前記フレームに貼り付け固定されていることを特徴とする面光源装置。
2. 前記反射シートが多層構造を有し、少なくとも１層が外周部分において除去されていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
3. 前記反射シートが支持フィルムと表面に金属層が形成されたフィルムとから構成され、前記支持フィルムが外周部分において除去されていることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の面光源装置が液晶パネル背面に組み込まれたことを特徴とする液晶表示装置。

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