JP2010251122A - バックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光強度の低下を抑制することができるバックライトを提供する。
【解決手段】筐体２４と、筐体２４の開口部２４ａを覆う光学シート２６と、筐体２４内に設けられた反射シート２８とを備え、反射シート２８と光学シート２６の間に線状光源２２は配置され、反射シート２８は線状光源２２の間に稜線２８ａを有するように折り曲げられ、反射シート２８の稜線２８ａと光学シート２６とが接することにより、線状光源２２のそれぞれが区画されている、バックライト２０である。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライトおよび液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、一対の透光性基板の間に液晶層が配置された液晶パネルと、その液晶パネルに光を照射するバックライトとから構成されている。液晶表示装置用のバックライトでは、冷陰極管（ＣＣＦＬ）のような線状光源が複数配列されて筐体に収納された構造が広く採用されている（例えば、特許文献１、２など）。

また、バックライトの筐体には液晶パネル側に開口部が設けられており、その開口部には、光学シートが設けられている。その光学シートを支持する支持ピンが筐体内に配置されている。

特開２００８−１２９２００号公報 特開２００５−１０８７７６号公報

バックライトの筐体の中に支持ピンが存在すると、その支持ピンに線状光源から発せられる光の一部が吸収され、その結果、バックライトの光の強度が低下する問題がある。特許文献２では、支持ピンが透光性を有するようにしたり、支持ピンに光反射性を持たせてもよいことが開示されている。したがって、その技術によって、支持ピンの吸収に起因する光の強度が低下する問題を解決または緩和することができる。

しかしながら、バックライトの光の強度の低下の要因は、支持ピンによる吸収だけではない。バックライトの筐体の内部は、線状光源ごとに仕切られていないので、広い空間が存在している。この広い空間を通る光のうち光路の長いものは、光の強度が低下してしまう。特に、今日、液晶パネルの寸法が大きくなる傾向が強まっており（例えば４２インチ以上、または６５インチもしくはそれ以上）、光路の長い光による強度低下の問題を無視せずに、それについて対応することが明るいバックライトを実現する上で望ましい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、光強度の低下を抑制することができるバックライトを提供することにある。

本発明に係るバックライトは、複数の線状光源が配列されたバックライトであり、前記複数の線状光源を収容する筐体と、前記筐体の上面に設けられた開口部を覆う光学シートと、前記筐体内に設けられた反射シートとを備え、前記反射シートと前記光学シートの間に、前記複数の線状光源は配置されており、前記反射シートは、前記複数の線状光源における隣接する線状光源の間に稜線を有するように折り曲げられており、前記反射シートの稜線と前記光学シートとが接することにより、前記複数の線状光源のそれぞれが区画されている。
ある好適な実施形態において、前記筐体内における隣接する線状光源の間には、前記光学シートを支持する支持ピンが設けられており、前記支持ピンは、前記反射シートの前記稜線の部位を介して前記光学シートに接触している。
本発明に係る液晶表示装置は、上記バックライトを備えた液晶表示装置である。

本発明に係るバックライトによれば、筐体内に設けられた反射シートが、隣接する線状光源の間に稜線を有するように折り曲げられており、反射シートの稜線と光学シートとが接することによって、複数の線状光源のそれぞれが区画されている。したがって、それぞれの線状光源から発せられた光は、バックライトの筐体の内部の全体にわたって進むのではなく、反射シートと光学シートによって区画された領域内に制限されて進むことになる。それゆえ、バックライトの筐体の内部の全体にわたって進む光路の長い成分の光は発生しないので、光強度の低下を抑制することが可能となる。
加えて、筐体内に設けられた支持ピンが、反射シートの稜線の部位を介して光学シートに接触している場合、支持ピンは反射シートに覆われるので、支持ピンが光の一部を吸収することによる光強度の低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係るバックライト２０を備えた液晶表示装置１００の断面構成を模式的に示した図である。 （ａ）は、バックライト２０の拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のIIＢ−IIＢ線に沿った拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るバックライト２０の拡大断面図である。 （ａ）は、バックライト１０００（比較例）の拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のIVＢ−IVＢ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態にかかるバックライト２０および液晶表示装置１００について説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図１は、本実施形態の液晶表示装置１００の断面構成を模式的に示している。液晶表示装置１００は、液晶パネル１０と、液晶パネル１０の背面に配置されたバックライト２０とから構成されている。本実施形態のバックライト２０は、直下型のバックライトであり、複数の線状光源２２が筐体２４内に配列されている。

液晶パネル１０は、全体的に矩形の形状を有しており、一対の透光性基板（ガラス基板）１１、１２から構成されている。この基板１１、１２は互いに対向して配置されており、その間には液晶層１３が設けられている。基板１１、１２の外縁部には、シール材１５が配置されており、液晶層１３を封止している。また、２枚の基板１１、１２の外面には偏光板１７、１８が貼り付けられている。さらに、液晶パネル１０とバックライト２０とはベゼル３０によって固定されている。

バックライト２０では、線状光源２２が並列に配置されている。本実施形態の線状光源２２は、蛍光ランプであり、さらに詳細には、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）である。本実施形態では、蛍光ランプ２２は、等間隔にて筐体２４内に収納されている。

筐体２４の上面（液晶パネル１０側）には、開口部２４ａが設けられており、開口部２４ａは光学シート２６によって覆われている。光学シート２６は、例えば、拡散シートまたはそれを含むシートである。本実施形態の光学シート２６は、複数のシート（例えば、拡散シート、レンズシートなど）が積層されたものである。この例における光学シート２６は、裏面側から順に、拡散板、拡散シート、レンズシートおよび輝度上昇シートが積層されたものを使用している。

また、筐体２４内には、反射シート２８が設けられており、反射シート２８と光学シート２６の間に線状光源２２は配置されている。反射シート２８は、線状光源２２から発せられた光のうち、光学シート２６側（液晶パネル１０側）に向かわなかった光を反射させて、光学シート２６の方へ向かわせる役割を持っている。

本実施形態の構成では、反射シート２８は、隣接する線状光源２２の間に稜線２８ａを有するように折り曲げられている。そして、反射シート２８の稜線２８ａと光学シート２６とが接することにより、複数の線状光源２２のそれぞれが区画されている。したがって、線状光源２２は、反射シート２８と光学シート２６によって区画された領域５０内に位置している。

また、隣接する線状光源２２の間には、光学シート２６を支持する支持ピン２９が設けられている。支持ピン２９は、反射シート２８の稜線２８ａの部位を介して光学シート２６に接触している。本実施形態の構成では、反射シート２８は、線状光源２２の下側と支持ピン２９の上側を通るように延びている。そして、支持ピン２９は、線状光源２２から発せられた光が支持ピン２９に到達しないように反射シート２８によって覆われている。

次に、図２（ａ）および（ｂ）も加えて、本実施形態のバックライト２０についてさらに詳述する。図２（ａ）は、本実施形態のバックライト２０の拡大平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるIIＢ−IIＢ間に沿った断面図である。

図２（ａ）に示すように、反射シート２８は、稜線２８ａを頂点とする山状の壁部２８ｂと、隣接する壁部２８ｂの間に位置する谷部２８ｃとを含んでいる。線状光源（例えば、冷陰極管）２２は、山状の壁部２８ｂの間に挟まれた谷部２８ｃに配置されている。

また、図２（ｂ）に示すように、反射シート２８の壁部２８ｂの間に線状光源２２が位置しており、壁部２８ｂの頂点（稜線２８ａ）は光学シート２６に接触している。この例においては、反射シート２８の谷部２８ｃは、筐体２４の内面側２４ｂに沿って延びて形成されている。この谷部２８ｃの上方で光学シート２６の下方において線状光源２２は位置付けられている。本実施形態では、線状光源２２の端部（両端）が光源保持部（ランプホルダ）２３を用いて保持され、それによって線状光源２２は筐体２４に固定されている。

上述したように、本実施形態の構成では、個々の線状光源２２は、反射シート２８と光学シート２６によって区画された領域５０内に位置している。したがって、線状光源２２から発せられた光は、山状の壁部２８ｂと光学シート２６とによって囲まれた狭い領域５０内を進行するように制約されるので、光学シート２６に到達するまでの光路が短くなり、その結果、光の強度の低下を抑制することができる。

さらに説明すると、図２（ｂ）に示すように、線状光源２２からは光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が出射される。ここで、光Ｌ１は最短距離で光学シート２６に向かう光であり、光Ｌ２は、斜めに進行して光学シート２６に向かう光である。光Ｌ３は、反射シート２８で反射されて光学シート２６に向かう光である。

本実施形態の構成によれば、反射シート２８の稜線２８ａと光学シート２６とが接しているので、その区画された領域５０を越えて、光Ｌ１〜Ｌ３は進行しない。したがって、筐体２４全体にわたるような長さの光路を持った光（光路長が長い光）は発生せず、それゆえに、光路長の短い光Ｌ１〜Ｌ３が光学シート２６に到達するので、光強度の低下を抑制することができる。換言すると、本実施形態の構成では、線状光源２２から発せられた光は、光強度の低下が少ないうちに光学シート２６に到達するので、明るいバックライトを実現することができる。

加えて、支持ピン２９は反射シート２８によって覆われている。したがって、線状光源２２から支持ピン２９の方へ向かう光（例えば、Ｌ３）が含まれていても、その光は反射シート２８によって反射され、その後、光学シート２６に向かう。その結果、支持ピン２９による光の吸収を防止することができるので、光強度の低下を抑制することができる。

一方、本実施形態の構成を採用しないバックライト（比較例）の場合には、光路長の長い成分を持った光が生じるので、光強度の低下の問題が生じる。図４（ａ）は、比較例となるバックライト１０００の構成を示す拡大平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるIVＢ−IVＢ間に沿った断面図である。

比較例のバックライト１０００では、筐体１２４内に線状光源１２２が配列されており、筐体１２４の開口部１２４ａに光学シート１２６が設けられている。光学シート１２６は円錐状の支持ピン１２９によって支持されている。筐体１２４の内面側１２４ｂには反射シート１２８が形成されている。ただし、反射シート１２８は、線状光源１２２を区画するような構成とはなっていない。

図４（ａ）および（ｂ）に示した比較例１０００の場合、線状光源１２２からは光Ｌ１１〜Ｌ１５が出射される。光Ｌ１１は最短距離で光学シート１２６に向かう光であり、光Ｌ１２は斜めに進行して光学シート１２６に向かう光である。光Ｌ１３は、反射シート２８で反射される光であり、光Ｌ１４は光路長の長い光である。なお、光Ｌ１５は支持ピン１２９に吸収される光である。

比較例１０００の場合、光Ｌ１１およびＬ１２は比較的短い光路長で光学シート１２６に到達するが、光Ｌ１３およびＬ１４は光路長が長くなり、それゆえに、光強度の低下の問題が生じる。さらには、光Ｌ１５のように、支持ピン１２９に吸収される光もあり、それによっても光強度の低下が生じる。

比較例１０００と比較するとよく理解できるが、本実施形態のバックライト２０によれば、比較例１０００において発生する問題を解決することができる。

また、比較例１０００における光Ｌ１３およびＬ１４は、その光が出た線状光源１２２の直ぐ上の箇所（光Ｌ１１またはＬ１２が到達する箇所）の光学シート１２６には到達せず、そこから離れた箇所の光学シート１２６に到達するため、輝度ムラの原因になりやすい。すなわち、光Ｌ１３およびＬ１４は、光学シート１２６のどの箇所に到達するかが予測しづらいので、輝度ムラの問題が発生しやすくなり、その分、バックライトの光学設計が難しくなる。

一方、本実施形態のバックライト２０では、反射シート２８と光学シート２６とによって囲まれた領域５０を越えて、光Ｌ１〜Ｌ３は進行しないので、すなわち、比較例１０００の光Ｌ１３及びＬ１４（光路長の長い光）が生じない。その結果、輝度ムラの原因の一つを抑制することが容易となるので、バックライトの光学設計が容易となったり、あるいは、そのバックライトの設計自由度を向上させることができる。

本実施形態の反射シート２８は、白色の樹脂シートであり、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から構成されている。反射シート２８の厚さは、例えば、０．０５〜０．５ｍｍである。また、本実施形態では、反射シート２８の稜線２８ａは、支持ピン２９によって規定されている。したがって、支持ピン２９は、光学シート２６を支持するように配置されるとともに、反射シート２８の稜線２８ａを規定できるように筐体２４内に配置されることが好ましい。具体的には、反射シート２８の稜線２８ａを規定する上で、一つの稜線２８ａについて複数の支持ピン２９が配置されていることが好ましい。

また、反射シート２８は、稜線２８ａが支持ピン２９によって規定されるものに限らない。すなわち、稜線２８ａ（または、山状の壁部２８ｂ）の形状となるように硬化させた樹脂シートからなる反射シート２８を用いることも可能である。可撓性を有する樹脂シートからなる反射シート２８の場合、上述したように支持ピン２９を用いて稜線２８ａを規定するか、あるいは、支持ピン２９以外の手段によって稜線２８ａを規定するようにすればよい。

さらに、反射シート２８は、樹脂材料から構成されていなくても、金属材料（例えば、アルミニウム、ステンレスなど）から構成されていてもよい。金属材料からなる反射シート２８の場合は、折り曲げの加工によって稜線２８ａ（または、山状の壁部２８ｂ）の形状を作製することが可能である。なお、反射シート２８は、白色表面層による乱反射によって反射機能を持たせてもよいし、金属表面による反射によって反射機能を持たせてもよい。

反射シート２８および線状光源２２を収納する筐体２４は、金属材料（例えば、アルミニウム、ステンレスなど）から構成されている。また、本実施形態の構成では、図１に示すように、筐体２４の開口部２４ａの周囲に位置する縁部とフレーム３２とによって光学シート２６は固定されている。なお、フレーム３２は、ベゼル３０に締結部材（例えば、ボルト、ネジ）によって固定されている。

ここで、本実施形態の構成の寸法を例示的に示すと次の通りである。液晶パネル１０の寸法（対角線長さ）は、例えば、８００ｍｍ〜１７００ｍｍであり、液晶パネル１０の厚さは、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍである。また、バックライト２０の筐体２４の寸法（対角線長さ）は、例えば、８００ｍｍ〜１７００ｍｍであり、筐体２４の厚さは、例えば、１０ｍｍ〜１００ｍｍである。なお、本実施形態の構成は、ここで例示した寸法に限られるものでなく、適宜好適なものを採用すればよい。また、液晶パネル１０またはバックライト２０の寸法・性能にあわせて、線状光源２２の種類、本数、間隔などを決定すればよい。同様に、支持ピン２９の寸法・形状なども適時好適なものを採用することができる。

上述の実施形態では、線状光源２２として、蛍光ランプ（特に、ＣＣＦＬ）を用いた例を示したが、線状光源２２であれば、それに限定されるものではない。図３は、線状光源２２として、棒状導光体を用いた構成例を示している。図３に示した線状光源２２は、棒状導光体と、その端部に光源（例えば、ＬＥＤ）が配置された構造を有している。また、ＬＥＤを直列状に配列した棒状構造体を、図３に示した線状光源２２にしても構わない。

図３に示した構造においても、線状光源２２から発せられた光Ｌ１〜Ｌ３は、反射シート２８と光学シート２６とによって囲まれた領域５０に制約された状態で進み、次いで、光学シート２６に到達する。したがって、比較例１０００の構成と比べて、図３に示した構成によれば、線状光源２２からの光Ｌ１〜Ｌ３は、光強度の低下が少ないうちに光学シート２６に到達するので、明るいバックライトを実現することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、反射シート２８と光学シート２６とによって線状光源２２を区画する領域５０を形成することができるのであれば、反射シート２８と光学シート２６とが接する稜線２８ａは、細い直線に限らず、他の線（例えば、太い直線）であっても構わない。加えて、領域５０内において、連結された蛍光ランプ（複数本の蛍光ランプ）が位置するときには、その連結された蛍光ランプを一つの線状光源２２として扱って、本実施形態の技術を適用すればよい。

本発明によれば、光強度の低下を抑制することができるバックライトおよびそれを備えた液晶表示装置を提供することができる。

１０ 液晶パネル
１１、１２ 基板
１３ 液晶層
１５ シール材
１７、１８ 偏光板
２０ バックライト
２２ 線状光源
２３ 光源保持部
２４ 筐体
２４ａ 筐体の開口部
２４ｂ 筐体の内面側
２６ 光学シート
２８ 反射シート
２８ａ 稜線
２８ｂ 壁部
２８ｃ 谷部
２９ 支持ピン
３０ ベゼル
３２ フレーム
１００ 液晶表示装置
１０００ バックライト

Claims (3)

1. 複数の線状光源が配列されたバックライトであって、
   前記複数の線状光源を収容する筐体と、
   前記筐体の上面に設けられた開口部を覆う光学シートと、
   前記筐体内に設けられた反射シートと
   を備え、
   前記反射シートと前記光学シートの間に、前記複数の線状光源は配置されており、
   前記反射シートは、前記複数の線状光源における隣接する線状光源の間に稜線を有するように折り曲げられており、
   前記反射シートの稜線と前記光学シートとが接することにより、前記複数の線状光源のそれぞれが区画されていることを特徴とする、バックライト。
2. 前記筐体内における隣接する線状光源の間には、前記光学シートを支持する支持ピンが設けられており、
   前記支持ピンは、前記反射シートの前記稜線の部位を介して前記光学シートに接触している、請求項１に記載のバックライト。
3. 請求項１または２に記載のバックライトを備えた液晶表示装置。

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