JP2012022863A - 導光板及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 導光板の光路変更面に起因する輝度ムラを抑制する。
【解決手段】 前面と後面との間に厚みを有し、一端面から入射した光を前面の所定領域から射出する導光板である。導光板の一端面と該導光板の前面の所定領域との間には、導光板における一端面が配置された側から前面の所定領域が配置された側にかけて、導光板の後面との間の距離が漸次小さくなるように形成された光路変更面が設けられている。そして、光路変更面は湾曲している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、導光板及び表示装置に関する。

液晶表示装置などの表示装置には光源ユニットが搭載されている。この光源ユニットには、光源としてのＬＥＤと、ＬＥＤからの光を液晶パネルに照射する導光板とが設けられている。導光板は、その一側面がＬＥＤからの光が入射する入射面となっていて、一対の主面（前面）のうち一方の主面が液晶パネルに向けて光を射出する射出面となっている。ここで、導光板には、ＬＥＤの大きさに対応して入射面側の端部が厚く、その他の以外では薄く形成された導光板が知られている（例えば特許文献１参照）。このため、射出面の一部には傾斜面（光路変更面）が形成されている。また、このような導光板を光源ユニットに適用する場合には、画面エリア周辺部に光が漏れ出ることを防止するため、導光板の前側に遮光両面テープ等からなる遮光部を設けていた。

特開２００９−１２８６４７号公報

従来の導光板は、上述の傾斜面が平面状であったため、導光板内を進行し傾斜面を介して導光板から漏れ出た光は、略同じ向きに進行していく。この場合、傾斜面を介して光が漏れ出る方向において、他の方向におけるよりも輝度が高くなってしまう。光源ユニットは上述の遮光部がこのような導光板の傾斜面に起因する輝度ムラを抑制するためにも使用されている。ここで、この遮光部が遮光両面テープであると、その取り付け時に公差が生じてしまっていた。また、近年、表示パネルの小型化の要求に伴って、機能上画面エリア外の領域に配置せざるを得ない遮光両面テープについてもより小さくすることが望まれている。しかしながら、上述した輝度ムラが生じる問題や公差の問題が存在する以上、遮光両面テープを小さくするのにも自ずと限界が生じていた。
また、導光板の後面に形成するドットパターンによって輝度ムラを抑制する方法も考えられるが、輝度ムラが大きい場合は対策が不可能であるか、或いは不十分となってしまうのが実状である。
本発明の課題は、導光板の光路変更面に起因する輝度ムラを抑制することである。

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
前面と後面との間に厚みを有し、一端面から入射した光を前記前面の所定領域から射出する導光板において、
前記導光板の前記一端面と該導光板の前記前面の前記所定領域との間には、前記導光板における前記一端面が配置された側から前記前面の前記所定領域が配置された側にかけて、前記導光板の前記後面との間の距離が漸次小さくなるように形成された光路変更面が設けられていて、
前記光路変更面は湾曲していることを特徴とする導光板が提供される。

上記導光板において好ましくは、前記光路変更面は、その全体が前記導光板の外側に向かって凸となる曲面に形成されている。
上記導光板において好ましくは、前記光路変更面は、前記導光板の前記前面の前記所定領域の縁部のうち、該導光板の前記一端面側の縁部に平行な直線に沿って形成されている。
上記導光板において好ましくは、前記導光板の前記一端面から入射し前記光路変更面から射出した光が、前記導光板の前側に設けられる表示パネルの画面エリアの外側に照射されるように、前記光路変更面が形成されている。

また、本発明の他の態様によれば、
上記導光板及び該導光板の前記一端面に向けて光を射出する光源を含む光源部と、
前記導光板の前側に配置され、前記導光板から射出された光が照射される表示パネルとを備える表示装置であって、
前記表示パネルの前記画面エリアが前記導光板の前記前面の前記所定領域に重なり且つ前記導光板の前記光路変更面に重ならないように、前記表示パネルが配置されている表示装置が提供される。

上記表示装置において好ましくは、前記導光板の前記光路変更面から射出した光の一部又は全部の光の光路を遮るように設けられた遮光部をさらに備える。
上記表示装置において好ましくは、前記遮光部は、前記導光板の前記光路変更面に重なり且つ前記表示パネルの前記画面エリアに重ならないように配置されている。
上記表示装置において好ましくは、前記遮光部は、前記導光板の前記光路変更面と前記表示パネルの前記画面エリアとの間に介在するように配置されている。
上記表示装置において好ましくは、前記導光板の前記光路変更面は、前記表示パネルの前記画面エリアの一辺に沿って設けられている。
上記表示装置において好ましくは、前記表示パネルは、前記導光板の前記一端面から入射し前記光路変更面から射出した光の一部又は全部の光が前記表示パネルの前記画面エリアの外側に照射されるように配置されている。

本発明によれば、導光板の光路変更面に起因する輝度ムラを抑制することができる。

本実施形態にかかる表示装置の全体構成を模式的に示した分解斜視図である。 図１におけるII-II線に沿った面の矢視断面図である。 図１の表示装置に備わる光源ユニットの一部を拡大した拡大図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は本実施形態にかかる表示装置１００の全体構成を模式的に示した分解斜視図である。図２は、図１におけるII-II線に沿った面の矢視断面図である。図３は、表示装置１００に備わる光源ユニット１の一部を拡大した拡大図である。これら図１〜図３に示すように、表示装置１００は光源ユニット１、表示パネル２、ケース３等を備える。

ケース３は、上ケース３１と、下ケース３３とを有する。上ケース３１の天板３１ａには、矩形状の表示用開口３１ｂが形成されている。下ケース３３には、光源ユニット１及び表示パネル２が収納されていて、これらを覆うように上ケース３１が係合している。

表示パネル２は、液晶表示パネルであり、図２に示すように、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の透明基板６，７を備えている。これら透明基板６，７間の間隙には液晶（図示省略）が封入されている。一対の透明基板６，７の互いに向き合う内面には、第一と第二の透明電極（図示省略）が設けられている。第一と第二の透明電極は、電圧の印加により液晶層の液晶分子の配向状態を変化させて光の透過を制御する複数の画素をマトリクス状に形成している。また、前側の透明基板７の外面には偏光板を含む光学シート２３が貼り付けられている。ここで光学シート２３は偏光板及び位相差板を含むものや反射型偏光板及び１／４λ板を含むものであってもよく、用途に応じて適宜変更可能である。他方、後側の透明基板６の外面には偏光板２４が貼り付けられている。また、後側の透明基板６には、前側の透明基板７から張り出す張出部６１が形成されている。張出部６１には、上記の透明電極間に駆動電圧を印加するためのドライバ素子２５が搭載されている。また、張出部６１には、ドライバ素子２５に外部回路からの制御信号を供給するためのフレキシブル配線基板２６が接続されている。

次に光源ユニット１について説明する。
光源ユニット１は、表示パネル２に向けて面発光するものであり、表示パネル２の後側に配置されている。光源ユニット１は、図１及び図２に示すように、反射シート１１と、導光板５と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ユニット１５と、フレーム８０と、遮光部１２と、光散乱シート４１と、第一プリズムシート４２と、第二プリズムシート４３とを備えている。

反射シート１１は、導光板５の後面に対向配置され、導光板５の後面から漏れ出た光を導光板５の内側へと反射するものである。

導光板５は透光性及び非光散乱性を有し、例えばポリカーボネートやアクリル等によって正面視矩形状に形成されている。この導光板５の一対の主面のうち、反射シート１１に対向する後側の主面を第一主面５１（後面）とし、表示パネル２に対向する前側の主面を第二主面５２（前面）とする。導光板５は、一対の主面５１，５２の間に厚みを有している。また、導光板５の一端面５３は、ＬＥＤユニット１５からの光が入射する入射面であり、この入射面から入射した光は、一対の主面５１，５２のうち第二主面５２の第一の所定領域５２１から射出するようになっている。この第一の所定領域５２１が射出面である。第二主面５２の第一の所定領域５２１は、第一の主面５１と平行で、表示パネル２の画面エリアＧに重なっており、画面エリアＧよりも大きく形成されている。

また、図３に示すように、第二主面５２における一端面５３と第一の所定領域５２１との間には、導光板５における一端面５３が配置された側から第二主面５２の第一の所定領域５２１が配置された側にかけて一対の主面５１，５２のうち第一主面５１との間の距離が漸次小さくなるように形成された光路変更面５４が設けられている。このため、導光板５の一端面５３が設けられた一端部においては第一の所定領域５２１に重なる領域よりも厚み（第一主面５１又は第二主面５２のうちいずれかに直交する方向に沿った長さ）が大きく形成されている。また、光路変更面５４は、表示パネル２の画面エリアＧとは重ならないように配置されている。
光路変更面５４は、その全体が導光板５の外側に向かって凸となる曲面に形成され、湾曲している。また、光路変更面５４は、画面エリアＧの一辺に沿うように、一端面５３及び一対の主面５１，５２に平行な直線（図２における手前から奥側に向かう直線）に沿って形成されている。また、光路変更面５４は導光板５の第二主面５２の第一の所定領域５２１の縁部のうち、導光板５の一端面５３側の縁辺５２２に沿って形成されている。
また、導光板５の一端面５３と光路変更面５４との間には、第二の所定領域５２３が設けられている。第二主面５２の第二の所定領域５２３は第一主面５１及び前記第一の所定領域５２１と平行であり、フレキシブル配線基板１６のうちＬＥＤ１７の光射出面１７１に対して該光射出面１７１から光が射出される側の重畳領域に重なっている。尚、この重畳領域のうち一部に重なるように設けられた図示しない固定部材を介して、フレキシブル配線基板１６と導光板５の第二の所定領域５２３とが固定されている。
上述のように、導光板５の第二主面５２には、該導光板５の一端面５３から近い順に、第二の所定領域５２３、光路変更面５４及び第一の所定領域５２１が設けられている。

ＬＥＤユニット１５は、導光板５に光を供給する光源部である。図１〜図３に示すように、ＬＥＤユニット１５は、フレキシブル配線基板１６と、光源としての複数のＬＥＤ１７とを有している。複数のＬＥＤ１７は、それぞれ略直方体状をした光源であり、フレキシブル配線基板１６の後面に形成された光源用配線（不図示）に接続された状態で、該後面に搭載されている。ＬＥＤ１７は、導光板５の一端面５３に対向し、ＬＥＤ１７の該対向面が光射出面１７１とされている。ＬＥＤ１７は光射出面１７１から導光板５に向けて光を射出する。ＬＥＤ１７から照射された光は一端面５３から導光板５内に入射し、第一の所定領域５２１から導光板５の前側へ射出される。

遮光部１２は、図１に示すように、正面視略ロ字状に形成されていて、導光板５の周縁部を囲んで、導光板５の周縁から光が漏れることを防止するものである。また、図２及び図３に示すように、この遮光部１２のうち、導光板５の一端面５３に沿った部分には、他の縁辺と比べて幅広に形成された光路変更光遮断部１２１が形成されている。この光路変更光遮断部１２１は、光路変更面５４に重なり、且つ画面エリアＧに重ならないように、また光路変更面５４と画面エリアＧとの間に介在するように延在している。これにより、光路変更面５４から漏れ出た光のうち大部分が、遮光部１２の光路変更光遮断部１２１によって遮られるようになっている。

光散乱シート４１は、導光板５の第二主面５２の第一の所定領域５２１から射出した光を散乱させるものである。第一プリズムシート４２及び第二プリズムシート４３は、光散乱シート４１により散乱された光が各プリズムシート４２、４３を透過する際にこの散乱光を屈折させて、導光板５の第二主面５２の法線方向の強度が高い光にして射出するために設けられている。

フレーム８０は、反射シート１１、導光板５、光散乱シート４１、第一プリズムシート４２、第二プリズムシート４３、遮光部１２を収容する略矩形枠状に形成された樹脂部材である。フレーム８０の内周面には、内側に向かって延出する延出部８２が形成されている。延出部８２は、正面視略コ字状に形成され、ＬＥＤユニット１５に近接する一辺が開口している。延出部８２の前面に設けられた凹部と、光散乱シート４１、第一プリズムシート４２及び第二プリズムシート４３にそれぞれ設けられた凸部とが互いに係合し合うことにより、光散乱シート４１、第一プリズムシート４２及び第二プリズムシート４３がフレーム８０の延出部８２に重なって支持されている。

次に本実施形態の作用について説明する。
ＬＥＤ１７を点灯すると光射出面１７１が発光し、導光板５の一端面５３に光が入射する。入射した光は導光板５内で導光されてそのほとんどが第一の所定領域５２１から前側に向けて射出される。残りの光は、光路変更面５４から漏れ出ることになるが、光路変更面５４の曲面によって分散した光として漏れ出る（図３の矢印参照）。さらに光路変更面５４から射出した光のほとんどは、遮光部１２の光路変更光遮断部１２１により遮られることとなる。
一方、第一の所定領域５２１から射出された光は、光散乱シート４１、第一プリズムシート４２及び第二プリズムシート４３を透過して、表示パネル２に向けて射出される。これにより光源ユニット１が表示パネル２を後側から照らすことができる。

以上のように、本実施形態によれば、光路変更面５４が湾曲しているので、この光路変更面５４から漏れ出る光を分散させることができる。これにより、光路変更面５４から漏れ出る光の強度を小さくすることができ、光路変更面５４に起因する輝度ムラを抑制することができる。

また、光路変更面５４の全体が導光板５の外側に向かって凸となる曲面に形成されているので、光路変更面５４からの射出光を確実に分散させることができる。
また、画面エリアＧが導光板５の第二主面５２の第一の所定領域５２１に重なり且つ光路変更面５４に重ならないように、表示パネル２が配置されているので、第一の所定領域５２１から射出した光を確実に表示パネル２に照射するとともに、光路変更面５４から漏れ出た光を表示パネル２内に進入させにくくすることができる。

また、遮光部１２によって、光路変更面５４から漏れ出た光の一部又は全部の光の光路が遮られるので、当該光が表示パネル２内に進入してしまうことを抑制することができる。
また、遮光部１２が、光路変更面５４に重なり且つ表示パネル２の画面エリアＧに重ならないように配置されているので、光路変更面５４から漏れ出た光を遮りつつも、第一の所定領域５２１から射出した光を遮ってしまうことを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
上記実施形態では、導光板５の光路変更面５４が該導光板５の外側に向けて凸となる曲面に形成されている場合を例示して説明したが、光路変更面の形状はこれ限定されるものではなく、例えば、導光板５の一端面５３から入射し光路変更面５４から漏れ出た光の一部又は全部の光が、表示パネル２の画面エリアＧの外側に照射されるように、光路変更面５４が形成されていればよい。

１ 光源ユニット
２ 表示パネル
３ ケース
５ 導光板
６ 透明基板
７ 透明基板
１１ 反射シート
１２ 遮光部
１５ ＬＥＤユニット（光源部）
１６ フレキシブル配線基板
１７ ＬＥＤ（光源）
２３ 光学シート
２４ 偏光板
２５ ドライバ素子
２６ フレキシブル配線基板
３１ 上ケース
３３ 下ケース
４１ 光散乱シート
４２ 第一プリズムシート
４３ 第二プリズムシート
５１ 第一主面（後面）
５２ 第二主面（前面）
５３ 一端面
５４ 光路変更面
８０ フレーム
８２ 延出部
１００ 表示装置
１２１ 光路変更光遮断部
１７１ 光射出面
５２１ 第一の所定領域（所定領域）
５２３ 第二の所定領域
Ｇ 画面エリア

Claims (10)

1. 前面と後面との間に厚みを有し、一端面から入射した光を前記前面の所定領域から射出する導光板において、
   前記導光板の前記一端面と該導光板の前記前面の前記所定領域との間には、前記導光板における前記一端面が配置された側から前記前面の前記所定領域が配置された側にかけて、前記導光板の前記後面との間の距離が漸次小さくなるように形成された光路変更面が設けられていて、
   前記光路変更面は湾曲していることを特徴とする導光板。
2. 請求項１記載の導光板において、
   前記光路変更面は、その全体が前記導光板の外側に向かって凸となる曲面に形成されていることを特徴とする導光板。
3. 請求項１又は２記載の導光板において、
   前記光路変更面は、前記導光板の前記前面の前記所定領域の縁部のうち、該導光板の前記一端面側の縁部に平行な直線に沿って形成されていることを特徴とする導光板。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の導光板において、
   前記導光板の前記一端面から入射し前記光路変更面から射出した光が、前記導光板の前側に設けられる表示パネルの画面エリアの外側に照射されるように、前記光路変更面が形成されていることを特徴とする導光板。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の導光板及び該導光板の前記一端面に向けて光を射出する光源を含む光源部と、
   前記導光板の前側に配置され、前記導光板から射出された光が照射される表示パネルとを備える表示装置であって、
   前記表示パネルの前記画面エリアが前記導光板の前記前面の前記所定領域に重なり且つ前記導光板の前記光路変更面に重ならないように、前記表示パネルが配置されている表示装置。
6. 請求項５記載の表示装置において、
   前記導光板の前記光路変更面から射出した光の一部又は全部の光の光路を遮るように設けられた遮光部をさらに備えることを特徴とする表示装置。
7. 請求項６記載の表示装置において、
   前記遮光部は、前記導光板の前記光路変更面に重なり且つ前記表示パネルの前記画面エリアに重ならないように配置されていることを特徴とする表示装置。
8. 請求項６又は７記載の表示装置において、
   前記遮光部は、前記導光板の前記光路変更面と前記表示パネルの前記画面エリアとの間に介在するように配置されていることを特徴とする表示装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の表示装置において、
   前記導光板の前記光路変更面は、前記表示パネルの前記画面エリアの一辺に沿って設けられていることを特徴とする表示装置。
10. 請求項５〜９のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記表示パネルは、前記導光板の前記一端面から入射し前記光路変更面から射出した光の一部又は全部の光が前記表示パネルの前記画面エリアの外側に照射されるように配置されていることを特徴とする表示装置。

Images