JP2015111518A - バックライト及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

バックライト及びそれを用いた液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】青色ＬＥＤと量子ドットフィルムを用いたバックライトであっても、液晶セルの周辺が青色に光らないバックライトを提供する。
【解決手段】青色ＬＥＤ４６から青色の光が入射する導光板２８と、導光板２８に積層され、青色の光が透過したときに緑色と赤色にピーク特性を有する光に変換する量子ドットフィルム３０と、導光板２８と量子ドットフィルム３０とを収納する額縁状のフレーム２６とを有し、青色ＬＥＤ４６から青色の光に対するフレーム２６の内周面の反射率が５０％以下であるバックライト１４を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、バックライト及びそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
スマートフォン、タブレット端末などのモバイル機器の液晶表示装置は薄型化のために、エッジライト方式の導光板を備えたバックライトが用いられている。このエッジライト方式のバックライトは、導光板の一辺に白色ＬＥＤなどの光源を配置し、面発光させる構造となっている。
近年、量子ドットを用いた量子ドットフィルムが商品化されている。この量子ドットフィルムは、従来の白色ＬＥＤでなく、青色ＬＥＤを用い、青色の光が量子ドットフィルムを透過することで、白色光を発光できる。そして、この量子ドットフィルムを用いることにより、ＮＴＳＣ比１００％相当の色再現性を実現できる。
特開２０１２−０２２０２８号公報 特表２０１３−５３９１７０号公報
量子ドットフィルムは、青色の光を緑色の光に変換し、青色の光を赤色の光に変換し、青色の光はそのまま出射される。この量子ドットフィルムの原理から、量子ドットフィルムを通らない光は青色のまま出射されるので、液晶表示装置の端部ではフレームに反射した青色の光が量子ドットフィルムを通らず出射され、液晶セルの周辺の色が青く光るという問題点があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、青色ＬＥＤと量子ドットフィルムを用いたバックライトであっても、液晶セルの周辺が青色に光らないバックライト及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、液晶セルの裏面側に取り付けられるバックライトにおいて、青色ＬＥＤと、前記青色ＬＥＤから光が入射する導光板と、前記導光板に積層され、光が透過したときに緑色と赤色にピーク特性を有する光に変換する量子ドットフィルムと、前記量子ドットフィルムに積層された光学フィルムと、積層された前記導光板、前記量子ドットフィルム、前記光学フィルムを収納する額縁状のフレームと、を有し、前記青色ＬＥＤからの光に対する前記フレームの内周面の反射率が５０％以下である、ことを特徴としたバックライトである。
他の態様として、前記青色ＬＥＤの光のピーク波長が３８０〜４９５ｎｍである。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面における３８０〜４９５ｎｍの分光反射率が７％以下である。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面が少なくとも黒色である。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面に黒色の塗料が塗布されている。
また、他の態様として、前記フレームが、黒色である。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面が黒色になるように、前記フレームが２種類の樹脂で形成されている。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面の上部が黒色である。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面に遮光テープが貼り付けられている。
また、他の態様として、前記フレームの前記内周面が拡散反射特性を有する。
また、他の態様として、上記態様の前記バックライトと、液晶セルとを有する。
実施形態１の液晶表示装置の分解斜視図である。 液晶表示装置の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。 液晶表示装置の一部拡大縦断面図である。 実施形態２の液晶表示装置の一部拡大縦断面図である。 実施形態３の一部拡大縦断面図である。 実施形態４の一部拡大縦断面図である。 実施形態５の一部拡大縦断面図である。
以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置１０ついて図面に基づいて説明する。
なお、実施形態における開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の趣旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の対応に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまでも一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
実施形態１
実施形態１の液晶表示装置１０について図１〜図５に基づいて説明する。
（１）液晶表示装置１０の構成
液晶表示装置１０の構成について図１と図２に基づいて説明する。図１は、液晶表示装置１０の分解斜視図であり、図２は平面図である。
液晶表示装置１０は、液晶セル１２、バックライト１４、液晶セル１２とバックライト１４を収納する金属製のカバー１６とより構成されている。
液晶セル１２は、マトリックス状に形成された画素を有するアレイ基板１８と、対向基板２０とを有し、アレイ基板１８と対向基板２０との間には液晶層が挟持されている。アレイ基板１８は、対向基板２０より大きく形成されて棚部を有し、この棚部にはフレキシブルプリント基板２２が取り付けられている。この液晶セル１２に取り付けられているフレキシブルプリント基板２２は、図３に示すように、カバー１６の裏面側に折り返して配置されている。また、対向基板２０の表面とアレイ基板の裏面には、偏光板２４，２５が貼り付けられている。
（２）バックライト１４の構成
バックライト１４について図３〜図４に基づいて説明する。
バックライト１４は、額縁状のフレーム２６内部に導光板２８、量子ドットフィルム３０、光学フィルム（プリズムシート３２、プリズムシート３４、拡散シート３６）が順番に積層されて収納されている。また、導光板２８の下面には反射シート３８が配されている。
額縁状のフレーム２６は、白色の合成樹脂製であって、上面と下面は開口し、フレーム２６の上端部内側には、液晶セル１２を載置するための段部５４が形成されている。フレーム２６の下面には、遮光両面テープ４０，４０を用いてカバー１６の底面に貼り付けられ、また、フレーム２６の上面にある段部５４には、遮光両面テープ４２を用いて液晶セル１２の裏面の縁部が固定されている。
導光板２８の短辺側の側方であって、かつ、フレーム２６の内部には、ＬＥＤ用フレキシブル基板４４が配され、このＬＥＤ用フレキシブル基板４４に所定間隔毎に、かつ、導光板２８の短辺に沿って青色ＬＥＤ４６が複数配列されている。青色ＬＥＤ４６は、光のピーク波長が３８０〜４９５ｎｍである青色の光を、図３に示すように導光板２８の側面に向かって発光する。
量子ドットフィルム（QDEF：Quantum Dot Enhancement Film）３０は、例えば住友スリーエム株式会社製の「ＱＤＥＦ（商標）」であり、３ｍｍ径と７ｍｍ径のコロイド状の量子ドット（ＱＤ；Quantum Dot）をフィルム中に分散させ、それを保護フィルムで挟み込んだ構造となっている。図５に示すように、青色ＬＥＤ４６からの青い色の光が導光板２８を通って面状に光り、この青色の光が３ｍｍ径の量子ドットで緑色の光に変換され、７ｍｍ径の量子ドットで赤色の光に変換され、青色の光はそのまま透過される。この結果、従来のブロードな波長特性を持つ白色ＬＥＤに対し、赤色、緑色、青色の鋭いピークを持った面状光源になり、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。
額縁状の合成樹脂製のフレーム２６の内周面には、青色ＬＥＤ４６からの青色の光に対する反射率が５０％以下、好ましくは、青色の光である３８０〜４９５ｎｍに対する分光反射率が７％以下の塗料が塗布されている。具体的には、図５に示すように、フレーム２６における導光板２８、量子ドットフィルム３０、プリズムシート３２，３４及び拡散シート３６が収納される内周面４８に黒色の塗料５０が塗布されている。この黒色の塗料５０が塗布されている内周面４８は、図３及び図４に示すようにフレーム２６の４つの内周面４８全てに塗布されている。特に、青色ＬＥＤ４６が配置されている内周面４８側においては、青色ＬＥＤ４６の上面に位置するフレーム２６の天井面５２にも黒色の塗料５０が塗布されている。
（３）バックライト１４の発光状態
本実施形態の液晶表示装置１０において、バックライト１４の複数の青色ＬＥＤ４６をそれぞれ発光させると、図５に示すように、青色ＬＥＤ４６から３８０〜４９５ｎｍの青色の光が導光板２８の側面に出射される。導光板２８に入射した青色の光は反射シート３８で反射されながら、３ｍｍ径の量子ドットで青色の光が緑色の光に変換されプリズムシート３２に面状に出射し、７ｍｍ径の量子ドットで青色の光が赤色の光に変換されプリズムシート３２に面状に出射される。また、青色の光はそのままの状態でプリズムシート３２に面状に出射される。一方、図５に示すように、導光板２８の４つの周辺部に至った青色の光は、従来はフレーム２６の内周面に反射されてそのまま液晶セル１２の周辺部に至ったが、本実施形態ではフレーム２６の内周面が黒色の塗料５０が塗布されているため、青色の光が反射されず液晶セル１２の４つの周辺部が青く光ることがない。
（４）効果
本実施形態によれば、青色ＬＥＤ４６からの青色の光がフレーム２６の内周面４８から反射することがないため、液晶セル１２の周辺部が青色に光ことがない。そのため、液晶セル１２の発光エリアを削ることなく、狭額縁のモジュールにも適用できる。
実施形態２
次に、実施形態２の液晶表示装置１０について図６に基づいて説明する。
実施形態１では、フレーム２６の内周面４８のみ黒色の塗料５０を塗布したが、本実施形態では図６に示すようにフレーム２６自身を黒色の合成樹脂で形成する。これにより、フレーム２６の内周面４８での青色ＬＥＤ４６からの青色の光の反射を防止できる。
実施形態３
次に、実施形態３の液晶表示装置１０について図７に基づいて説明する。
実施形態２では、フレーム２６全体を黒色の合成樹脂で形成したが、本実施形態ではこれに代えて、フレーム２６の内側のみ黒色の合成樹脂で形成し、外側は白色の合成樹脂で形成する２色成形で形成する。
本実施形態であっても、フレーム２６の内周面４８から青色ＬＥＤ４６からの青色の光の反射を防止できる。
実施形態４
次に、実施形態４の液晶表示装置１０について図８に基づいて説明する。
実施形態１のフレーム２６の内周面４８は、全ての面を黒色の塗料５０で塗布したが、本実施形態では図８に示すように青色の光が反射するであろうフレーム２６の上部のみを黒色の塗料５０で塗布する。このような塗布の仕方であっても、青色ＬＥＤ４６からの青色の光が反射して液晶セル１２の外周部に至ることがない。
実施形態５
次に、実施形態５の液晶表示装置１０について図９に基づいて説明する。
実施形態１では、フレーム２６の内周面４８に黒色の塗料５０を塗布したが、本実施形態ではそれに代えて、塗布する面に遮光テープ５２を貼り付ける。本実施形態でも遮光テープ５２によって青色ＬＥＤ４６からの青色の光の反射を防止できる。
変更例
上記各実施形態では、フレーム２６の内周面４８を黒色で形成したが、色は黒色に限らずグレーなどの色でもよく、青色ＬＥＤ４６からの光に対する反射率が５０％以下であればよく、特に青色ＬＥＤ４６からの光のピーク長３８０〜４９５ｎｍに対する分光反射率が７％以下の色であればよい。
また、上記実施形態では、フレーム２６の内周面４８における鏡面反射を防止したが、それに加えて内周面４８に凹凸を設けることにより拡散反射特性を与え、液晶セル１２により青色の光が届かないようにしてもよい。
また、本発明の実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての実施形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
また、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上記実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、本実施形態において述べた対応によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は、当業者において時に想到し得るものについては、当然に発明によりもたらされるものと解される。
１０・・・液晶表示装置、１２・・・液晶セル、１４・・・バックライト、２６・・・フレーム、２８・・・導光板、３０・・・量子ドットフィルム、３２・・・プリズムシート、３４・・・プリズムシート、３６・・・拡散シート、３８・・・反射シート、４６・・・青色ＬＥＤ、４８・・・内周面、５０・・・黒色の塗料

Claims (11)

  1. 液晶セルの裏面側に取り付けられるバックライトにおいて、
    青色ＬＥＤと、
    前記青色ＬＥＤから光が入射する導光板と、
    前記導光板に積層され、光が透過したときに緑色と赤色にピーク特性を有する光に変換する量子ドットフィルムと、
    前記量子ドットフィルムに積層された光学フィルムと、
    積層された前記導光板、前記量子ドットフィルム、前記光学フィルムを収納する額縁状のフレームと、
    を有し、
    前記青色ＬＥＤからの光に対する前記フレームの内周面の反射率が５０％以下である、
    バックライト。
  2. 前記青色ＬＥＤの光のピーク波長が３８０〜４９５ｎｍである、
    請求項１に記載のバックライト。
  3. 前記フレームの前記内周面における３８０〜４９５ｎｍの分光反射率が７％以下である、
    請求項２に記載のバックライト。
  4. 前記フレームの前記内周面が少なくとも黒色である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバックライト。
  5. 前記フレームの前記内周面に黒色の塗料が塗布されている、
    請求項４に記載のバックライト。
  6. 前記フレームが、黒色である、
    請求項４に記載のバックライト。
  7. 前記フレームの前記内周面が黒色になるように、前記フレームが２種類の樹脂で形成されている、
    請求項４に記載のバックライト。
  8. 前記フレームの前記内周面の上部が黒色である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバックライト。
  9. 前記フレームの前記内周面に遮光テープが貼り付けられている、
    請求項１に記載のバックライト。
  10. 前記フレームの前記内周面が拡散反射特性を有する、
    請求項１に記載のバックライト。
  11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の前記バックライトと、
    液晶セルと、
    を有する液晶表示装置。
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