JP2011243439A

JP2011243439A - バックライト装置および液晶モジュール

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Publication number: JP2011243439A
Application number: JP2010115199A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Sasaki; 久昇佐々木; Sakae Ariga; 栄有賀
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP5452356B2; US8564736B2; US20110285935A1

Abstract

【課題】被照明体の周縁部に輝線が形成されるのを防ぐことができるバックライト装置を提供する。
【解決手段】バックライト装置１では、所定方向に配列された複数本の線状光源２が被照明体８と反対側からケース３に収容されている。ケース３内には、該ケース３の底面上に反射シート４が配設されているとともに、線状光源２の延在方向に離間して一対の支持部材５が配置されている。支持部材５は、拡散板６Ａおよび被照明体８を支持する。拡散板６Ａの出射面には、線状光源２に平行な縞模様を呈する第１光制御部と、支持部材５のそれぞれと対応する位置で前記配列方向に延びる一対の第２光制御部とが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば液晶表示装置に用いられるバックライト装置、およびこのバックライト装置を含む液晶モジュールに関する。

従来、液晶モジュールを筐体で囲繞した液晶表示装置が知られている。液晶モジュールは、液晶パネルと、液晶パネルの裏側に配設されたバックライト装置とを備えている。バックライト装置としては、側光型のバックライト装置と直下型のバックライト装置とがある。例えば、特許文献１には、図８に示すような直下型のバックライト装置１０が開示されている。

バックライト装置１０は、液晶パネル１１を裏側から照明するものであり、直管状の複数本のランプ１２と、ランプ１２を液晶パネル１１と反対側から収容するケース１３と、ケース１３に蓋をするように配置された拡散板１６とを備えている。ケース１３内には、該ケース１３の底面上に反射シート１４が配設されているとともに、ランプ１２の両端部と重なるように、拡散板１６の両端部を支持する一対の下側支持部材１５（図７では一方のみ図示）が配置されている。また、ケース１３には、液晶パネル１１を支持する上側支持部材１７が取り付けられている。

下側支持部材１５では、ランプ１２および反射シート１４から該下側支持部材１５に向かって進む光を拡散板１６に向かって反射させるために、内側側面が傾斜させられる。その傾斜面には反射テープが貼り付けられることもあるが、特許文献１に開示されたバックライト装置では、下側支持部材１５が高反射性の材料で構成されており、下側支持部材１５自身が該下側支持部材１５に向かって進む光を拡散板１６に向かって反射する。

特開２００９−１０４９４６号公報

ところで、特許文献１に開示されたバックライト装置１０では、下側支持部材１５の上面に、拡散板１６の端面に対向する縦壁部１５ａが設けられ、上側支持部材１７の下面に、反射シート１８が貼着されている。従って、拡散板１６内の伝播等により、下側支持部材１５の上面、縦壁部１５ａおよび反射シート１８で囲まれる空間内に導かれた光は、それらによって多重反射されて、液晶パネル１１の周縁部に到達する。

しかしながら、このような構成では、下側支持部材１５の上面、縦壁部１５ａおよび反射シート１８で反射される光は、液晶パネル１１の周縁部における上側支持部材１７の近傍に集中してしまい、液晶パネル１１を表側から見たときに上側支持部材１７に沿った輝線が表れる。

本発明は、このような事情に鑑み、被照明体の周縁部に輝線が形成されるのを防ぐことができるバックライト装置、およびこのバックライト装置を用いた液晶モジュールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、被照明体を裏側から照明するバックライト装置であって、所定方向に配列された複数本の線状光源と、前記線状光源を前記被照明体と反対側から収容するケースと、前記ケースにおける前記複数本の線状光源と対向する底面上に配設された反射シートと、前記複数本の線状光源を挟んで前記反射シートと反対側に配設された、入射面から入射した光を拡散して出射面から出射する拡散板と、前記ケース内に前記複数本の線状光源の延在方向に離間して配置された一対の支持部材であって各々が、前記複数本の線状光源および前記反射シートから該支持部材に向かって進む光を前記拡散板に向けて反射する反射部、前記拡散板を支持する第１支持部、および前記被照明体を支持する第２支持部を有する、支持部材と、を備え、前記拡散板の出射面には、前記複数本の線状光源に平行な縞模様を呈する第１光制御部と、前記支持部材のそれぞれと対応する位置で前記所定方向に延びる一対の第２光制御部とが形成されている、バックライト装置を提供する。

上記の構成によれば、第２支持部の第１支持部側の面に反射シートが貼着されていたり第２支持部が高反射性の材料で構成されていたりしても、第１支持部と第２支持部の間で反射されて被照明体に向かって拡散板の出射面を透過しようとする光を第２光制御部で制御することができる。これにより、被照明体の周縁部に輝線が形成されるのを防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係るバックライト装置を用いた液晶モジュールの分解斜視図図１の液晶モジュールの部分的な断面図本発明の第１実施形態に係るバックライト装置に用いられる拡散板の斜視図図３の拡散板の第２光制御部の構成を説明するための模式的な断面図本発明の第２実施形態に係るバックライト装置に用いられる拡散板の斜視図図５の拡散板の第２光制御部の構成を説明するための模式的な断面図変形例のバックライト装置を用いた液晶モジュールの分解斜視図従来のバックライト装置の部分的な断面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１および図２に、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置１を用いた液晶モジュールを示す。この液晶モジュールは、液晶パネル８と、液晶パネル８の裏側に配設されたバックライト装置１とを備えている。液晶パネル８の周縁部は、カバーフレーム９によってバックライト装置１に固定されている。なお、液晶モジュールは、液晶パネル８を制御する制御装置、およびバックライト装置１に電源を供給する、ＤＣ／ＤＣ電源等を備える駆動部などを有しているが、これらは公知のものを採用可能であるので、それらの図示および説明は省略する。

バックライト装置１は、液晶パネル（被照明体）８を裏側から照明するものである。以下では、説明の便宜のために、バックライト装置１が光を放射する側を上方、その反対側を下方ともいう。

具体的に、バックライト装置１は、所定方向（液晶パネル８と平行な方向）に配列された複数本の線状光源２と、線状光源２を液晶パネル８と反対側（線状光源２の配列面と直交する方向の一方）から収容するケース３と、ケース３に蓋をするように配置された拡散板６Ａとを備えている。ケース３内には、該ケース３における線状光源２と対向する底面上に反射シート４が配設されているとともに、線状光源２の延在方向に離間して一対の支持部材５が配置されている。また、拡散板６Ａ上には、拡散板６Ａを透過した光を拡散または集光する、プリズムシートなどを含む光学層７が積層されている。

バックライト装置１は、一般に、平面視で線状光源２の延在方向に延びる長方形状をなしており、ケース３の底面および拡散板６Ａも、線状光源２の延在方向が長手方向、線状光源２が配列された前記所定方向（以下「光源配列方向」という。）が短手方向の長方形状をなしている。

本実施形態では、線状光源２として直管状の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が用いられており、これらが互いに平行に配列されている。そして、線状光源２の両端部が支持部材５で覆われている。ただし、ケース３内には、Ｕ字状の冷陰極蛍光ランプを配置することも可能である。この場合には、Ｕ字状のランプの直線部分が本発明の「線状光源」となる。

ケース３は、アルミニウム等の金属または樹脂で構成される。ケース３は、一方向に開口する箱状をなしており、線状光源２の配列面と平行な前記底面を構成する底壁と、この底壁の周縁部から立ち上がる周壁とを有している。また、本実施形態のケース３は、周壁の上端部に連設された鍔部も有している。

反射シート４は、ケース３の底面を略全面的に覆っている。反射シート４は、例えば金属箔で構成され、線状光源２から拡散板６Ａと反対側に放射された光を拡散板６Ａ側に反射する。

各支持部材５は、高反射性の材料で構成されている。このような高反射性の材料としては、例えば酸化チタンを混合したポリカーボネートを用いることができる。本実施形態では、各支持部材５は、一体成型されている。

各支持部材５は、図２に示すように、線状光源２の端部を保持するベース部５１と、ベース部５１の内側端部から外側に開くように斜め上向きに延びる反射部５２とを有している。ベース部５１の内側側面は、反射部５２の内側側面と連続面を構成するように傾斜している。このため、線状光源２および反射シート４から支持部材５に向かって進む光は、ベース部５１の内側側面および反射部５２の内側側面によって拡散板６Ａに向けて反射される。

また、各支持部材５は、拡散板６Ａを支持する第１支持部５３と、液晶パネル８を支持する第２支持部５５と、第１支持部５３と第２支持部５５とを一体的に連結する、拡散板６Ａの端面と対向する縦壁部５４とを有している。第１支持部５３は、反射部５２の上端部からケース３の底面と平行に外側に延びており、縦壁部５４は、第１支持部５３の外側端部から垂直に立ち上がっている。また、第２支持部５５は、縦壁部５４の上端部から第１支持部５３と平行に張り出している。第１支持部５３、第２支持部５５および縦壁部５４は、内側に開口する溝状の凹部５ａを形成しており、この凹部５ａに拡散板６Ａの長手方向の端部が挿入されている。

さらに、各支持部材５は、第２支持部５５の外側端部から上方に向かった後に外側に向かう断面略Ｌ字状の屈曲部５７と、屈曲部５７の外側端部からケース３の周壁に沿って垂れ下がる側壁部５６と、カバーフレーム９を固定するための、屈曲部５７の外側端部に連設された固定部５８とを有している。

拡散板６Ａは、線状光源２を挟んで反射シート４と反対側に配設されており、線状光源２からの直射光および反射シート４からの反射光を内部に入射させる入射面と、内部で拡散した光を出射させる出射面とを有している。上述した光学層７は出射面上に積層されている。

図３に示すように、拡散板６Ａの長手方向において、拡散板６Ａの出射面の中央部には第１光制御部６１が形成されており、拡散板６Ａの出射面の両端部には一対の第２光制御部６２が形成されている。第１光制御部６１は、線状光源２に平行な縞模様を呈しており、第２光制御部６２は、支持部材５のそれぞれと対応する位置で光源配列方向に延びている。本実施形態では、第１光制御部６１および第２光制御部６２は、それぞれ、出射面を透過する光の屈折方向を規定する複数のプリズム構造体（断面三角形状の突条部）で構成されている。

第１光制御部６１は、線状光源２からの直射光および反射シート４からの反射光を光源配列方向に均一化するように構成されている。具体的には、各線状光源２の真上部分ではプリズム構造体のピッチが相対的に密に設定され、その間の部分では線状光源２から離れるにつれてプリズム構造体のピッチが徐々に粗くなるように設定されている。

各第２光制御部６２は、支持部材５の凹部５ａでの反射により第１支持部５３から出射面に到達する光を線状光源２の延在方向に制御し、バックライト装置１における第２支持部５５近傍での輝度を第１光制御部６１に対応する中央部の輝度と均一化する。具体的に、各第２光制御部６２は、図４に示すように、縦壁部５４に隣接する、プリズム構造体のピッチが相対的に密な固定領域６２ａと、第２支持部５５の先端を跨ぐ、換言すれば第２支持部５５の先端から両側に広がる領域である、固定領域６２ａから第１光制御部６１に向かってプリズム構造体のピッチが徐々に粗くなる変化領域６２ｂとを含んでいる。なお、図４では、光学層７の図示を省略している。

従来のバックライト装置で用いられる拡散板は、通常は押し出し成形されるため、出射面に第１制御部のみが形成されている。このようなシンプルな拡散板を本実施形態の拡散板６Ａの代わりに用いた場合には、支持部材５の凹部５ａで多重反射された光が、最終的に第１支持部５３で反射され、第２支持部５５の先端近傍を通って液晶パネル８に照射される。このため、液晶パネル８を表側から見たときに、第２支持部５５に沿った輝線が表れる。

これに対し、本実施形態のバックライト装置１では、支持部材５に対応する位置に第２光制御部６２を有する拡散板６Ａを用いているので、シンプルな拡散板を用いたときには第２支持部５５の先端近傍を通る光が第２光制御部６２の変化領域６２ｂによって第２支持部５５の先端から遠ざかる方向に分配される。その結果、液晶パネル８の周縁部に輝線が形成されるのを防ぐことができる。

ここで、変化領域６２ｂの幅Ｄは、縦壁部５４から拡散板６Ａの端面までの距離Ｌよりも大きいことが好ましい。このようになっていれば、拡散板６Ａが温度変化により膨張または収縮したり、支持部材５に対する拡散板６Ａの位置がズレたりしても、第２支持部５５の先端が変化領域６２ｂの範囲内に保たれるようになり、変化領域６２ｂによる光制御の信頼性を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るバックライト装置を説明する。なお、本実施形態のバックライト装置は、第１実施形態で説明したバックライト装置１の拡散板６Ａを図５に示す拡散板６Ｂに変更しただけのものであるので、以下では拡散板６Ｂについてのみ説明する。

図５に示す拡散板６Ｂでは、出射面の中央部に形成された第１光制御部６１および出射面の両端部に形成された一対の第２光制御部６２が、それぞれ、出射面を透過する光の透過率を規定するドットパターンで構成されている。このドットパターンは、例えばインクジェット装置による印刷により形成することができる。

第１光制御部６１は、線状光源２からの直射光および反射シート４からの反射光を光源配列方向に均一化するように構成されている。具体的には、各線状光源２の真上部分ではドットの密度が相対的に大きく設定され、その間の部分では線状光源２から離れるにつれてドットの密度が徐々に小さくなるように設定されている。

各第２光制御部６２は、支持部材５の凹部５ａでの反射により第１支持部５３から出射面に到達する光を線状光源２の延在方向に制御し、バックライト装置１における第２支持部５５近傍での輝度を第１光制御部６１に対応する中央部の輝度と均一化する。具体的に、各第２光制御部６２は、図６に示すように、縦壁部５４に隣接する、ドットの密度が相対的に大きな固定領域６２ａと、第２支持部５５の先端を跨ぐ、換言すれば第２支持部５５の先端から両側に広がる領域である、固定領域６２ａから第１光制御部６１に向かってドットの密度が徐々に小さくなる変化領域６２ｂとを含んでいる。なお、図６では、光学層７の図示を省略している。

本実施形態のバックライト装置では、第１支持部５３で反射されて第２支持部５５の先端近傍を通る光が、第２光制御部６２の変化領域６２ｂにより第２支持部５５の先端に近づくにつれて徐々に規制される。その結果、液晶パネル８の周縁部に輝線が形成されるのを防ぐことができる。

なお、変化領域６２ｂの幅Ｄは、第１実施形態と同様の理由で、縦壁部５４から拡散板６Ａの端面までの距離Ｌよりも大きいことが好ましい。

（その他の実施形態）
前記第１および第２実施形態では、第２光制御部６２が変化領域６２ｂの外側に固定領域６２ａを含んでいたが、拡散板６Ａの長さおよび支持部材５の凹部５ａの深さによっては固定領域６２ａを省略することも可能である。ただし、製作上の観点からは、プリズム構造体のピッチまたはドットの密度の基準となる固定領域６２ａがあることが好ましい。

また、支持部材５を例えば縦壁部５４の上端または下端で分割し、第１支持部５３と第２支持部５５とを別々のパーツに設けてもよい。ただし、第１支持部５３と第２支持部５５とが縦壁部５４により一体的に連結されていれば、部品コストおよび組立コストを低減することができる。

なお、前記第１および第２実施形態では、各線状光源２が１本の冷陰極蛍光ランプで構成されていたが、各線状光源２は、図７に示すように、直線上に並ぶように配列された複数のＬＥＤで構成されていてもよい。このようにＬＥＤを用いて線状光源２を構成した場合でも、前記第１および第２実施形態と同様に、液晶パネル８の周縁部に輝線が形成されるのを防ぐことができる。

本発明は、均一な輝度のバックライト装置を実現することができ、種々の用途のバックライト装置に適用可能である。

１バックライト
２線状光源
３ケース
４反射シート
５支持部材
５ａ凹部
５２反射部
５３第１支持部
５４縦壁部
５５第２支持部
６Ａ，６Ｂ拡散板
６１第１光制御部
６２第２光制御部
６２ａ固定領域
６２ｂ変化領域
８液晶パネル（被照明体）

Claims

被照明体を裏側から照明するバックライト装置であって、
所定方向に配列された複数本の線状光源と、
前記線状光源を前記被照明体と反対側から収容するケースと、
前記ケースにおける前記複数本の線状光源と対向する底面上に配設された反射シートと、
前記複数本の線状光源を挟んで前記反射シートと反対側に配設された、入射面から入射した光を拡散して出射面から出射する拡散板と、
前記ケース内に前記複数本の線状光源の延在方向に離間して配置された一対の支持部材であって各々が、前記複数本の線状光源および前記反射シートから該支持部材に向かって進む光を前記拡散板に向けて反射する反射部、前記拡散板を支持する第１支持部、および前記被照明体を支持する第２支持部を有する、支持部材と、を備え、
前記拡散板の出射面には、前記複数本の線状光源に平行な縞模様を呈する第１光制御部と、前記支持部材のそれぞれと対応する位置で前記所定方向に延びる一対の第２光制御部とが形成されている、
バックライト装置。
前記支持部材は、前記拡散板の端面と対向する縦壁部をさらに有し、前記第１支持部と前記第２支持部は、前記縦壁部により一体的に連結されている、請求項１に記載のバックライト装置。
前記第１光制御部は、前記複数本の線状光源からの直射光および前記反射シートからの反射光を前記所定方向に均一化するように構成されており、
前記第２光制御部は、前記第１支持部、前記第２支持部および前記縦壁部で形成される凹部での反射により前記第１支持部から前記出射面に到達する光を、前記複数本の線状光源の延在方向に制御する、請求項２に記載のバックライト装置。
前記第１光制御部および前記第２光制御部は、それぞれ複数のプリズム構造体で構成されている、請求項３に記載のバックライト装置。
前記第２光制御部のそれぞれは、前記縦壁部に隣接する、プリズム構造体のピッチが相対的に密な固定領域と、前記第２支持部の先端を跨ぐ領域である、前記固定領域から前記第１光制御部に向かってプリズム構造体のピッチが徐々に粗くなる変化領域とを含む、請求項４に記載のバックライト装置。
前記変化領域の幅は、前記縦壁部から前記拡散板の端面までの距離よりも大きい、請求項５に記載のバックライト装置。
前記第１光制御部および前記第２光制御部は、それぞれドットパターンで構成されている、請求項３に記載のバックライト装置。
前記第２光制御部のそれぞれは、前記縦壁部に隣接する、ドットの密度が相対的に大きい固定領域と、前記第２支持部の先端を跨ぐ領域である、前記固定領域から前記第１光制御部に向かってドットの密度が徐々に小さくなる変化領域とを含む、請求項７に記載のバックライト装置。
前記変化領域の幅は、前記縦壁部から前記拡散板の端面までの距離よりも大きい、請求項８に記載のバックライト装置。
請求項１〜９のいずれか一項に記載されたバックライト装置と、
前記バックライト装置によって裏側から照明される前記被照明体である液晶パネルと、
を備える、液晶モジュール。