JP2754159B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2754159B2
JP2754159B2 JP6103182A JP10318294A JP2754159B2 JP 2754159 B2 JP2754159 B2 JP 2754159B2 JP 6103182 A JP6103182 A JP 6103182A JP 10318294 A JP10318294 A JP 10318294A JP 2754159 B2 JP2754159 B2 JP 2754159B2
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康家 鈴木
将彦 刈田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、背面照射(バックライ
ト)を有する受光型液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の導光板(ライトガイド)方式のバ
ックライトを有する液晶表示装置1は、図7に示すよう
に、光源2として冷陰極管や熱陰極管等の管状光源を使
用し、光透過性に優れたポリメチルメタアクリレート
(PMMA)樹脂等のアクリル系樹脂からなる導光板3
を設け、光源2から放射された光を、導光板3の裏面の
反射板4又は光錯乱用印刷パターンや高反射フィルムに
て前方に効率良く反射させ、更に、拡散板5によって導
光板3の光出射面での面輝度の均一化を向上させ、液晶
表示板6へ照射させる方式をとっている。
【0003】また、特開平5-249459号公報記載の液晶表
示装置10は、図8に示すように、液晶表示板11と、
この液晶表示板11の後方でこの液晶表示板11と平行
に配設された導光板12と、この導光板12内に光を入
射する光源13とを備え、上記光源13が導光板12の
両端部前面12aに配置され、導光板12の後面に、光
源13から入射された光を液晶表示板11側へ反射させ
る反射板14が形成されたものであり、更に導光板12
の前面に凹部15を形成し、上記液晶表示板11がこの
凹部15に埋設されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記図7に
示す従来例では、光源2が導光板3の側方に配置されて
いるため、導光板3が薄肉化されると、その光入射端面
3aの面積が小さくなり、光源2からの光を有効に利用
できず、高輝度化の要請に反してしまう。
【0005】また、上記図8に示す従来例では、導光板
12に液晶表示板11が収容されているので、その分導
光板12の長さ(幅)が長くなり、光源13から液晶表
示板11の有効表示領域までの光路が大きくなってしま
う。このため、液晶表示装置10の高輝度化の要請を満
たすためには、光源13の輝度を非常に高いものにする
必要があり、一般に輝度の低い発光ダイオードを光源と
して使用することができない。
【0006】本発明は、上述の事情を考慮してなされた
ものでり、高輝度化及び面輝度の均一化を共に達成でき
る液晶表示装置を提供することを目的とし、更に請求項
3に記載の発明では、多色化も達成できる液晶表示装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、液晶表示板と、この液晶表示板の後方でこの液晶表
示板と平行に配置された導光板と、この導光板内に光を
入射する光源とを備えた液晶表示装置において、上記導
光板の前面に段部が形成され、この段部の1前面に上記
液晶表示板が配置されると共に、上記段部の他前面に上
記光源が配置され、さらに上記導光板の後面が円弧面に
形成され、この後面に、上記光源から入射された光を上
記液晶表示板へ反射させる反射層が形成されたことを特
徴とするものである。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
の導光板の端面が湾曲面に形成され、この端面にも反射
層が形成されたものである。
【0009】更に、請求項3に記載の発明は、請求項1
又は2に記載の光源が発光ダイオードにて構成されたも
のである。
【0010】また、請求項4に記載の発明は、請求項3
に記載の光源が、発光色の異なる複数個の発光ダイオー
ドから構成されたものである。
【0011】
【作用】請求項1に記載の発明に係る液晶表示装置で
は、光源からの光は、導光板の端部他側面から導光板内
部へ入射され、導光板の円弧面形状の後面に形成された
反射層にて全反射され、導光板内部でこの全反射を繰り
返しながら液晶表示板へ導かれ、この液晶表示板を後方
から照射する。
【0012】このように、導光板の前面から光が入射さ
れるので、導光板が薄肉化されても、入射光量を有効に
確保できる。更に、導光板の後面及び反射層が円弧面に
形成されたので、導光板への入射光を導光板前面の中央
部、つまり液晶表示板の有効表示領域へ案内でき、入射
光量を有効に確保できる。これらのことから、液晶表示
装置の高輝度化を達成できる。
【0013】また、導光板の前面から導光板内へ光が入
射され、この入射された光が、導光板の後面の円弧面形
状の反射層によって全反射され、更に導光板内部で繰り
返し全反射されるので、特別に光散乱手段を用いなくて
も、導光板の光出射面での面輝度の均一化を図ることが
でき、よって、液晶表示装置の面輝度を均一化できる。
【0014】更に、請求項2に記載の液晶表示装置によ
れば、導光板の端面が湾曲面形状に形成されたので、光
源から導光板内へ入射され上記端面にて全反射された光
は、導光板内部で全反射を繰り返しながら導光板の中央
部(液晶表示板の有効表示領域)へ導かれる。よって、
入射光量をより一層有効に確保できるので、液晶表示装
置の高輝度化を更に高めることができると共に、導光板
端面への入射光が繰り返し全反射されるので、導光板の
光出射面における面輝度も一層均一化でき、液晶表示装
置の面輝度の更なる均一化を達成できる。
【0015】また、請求項4に記載の液晶表示装置によ
れば、光源として、発光色が異なる発光ダイオードが複
数個設置されて構成されたので、これらの発光ダイオー
ドによって混合発光による多色化を図ることができる。
【0016】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1(A)は、本発明に係る液晶表示装置の第
1実施例を示す断面図であり、図1(B)は、図1
(A)のIB-IB 線に沿う断面図である。図2は、図1
(A)の導光板を示す斜視図である。図3は、図1
(A)における入射光の進路を示す図である。図4は、
本発明に係る液晶表示装置の第2実施例を示す断面図で
ある。図5は、本発明に係る液晶表示装置の第3実施例
を示す平面図である。図6は、導光板の変形例を示す斜
視図である。
【0017】図1(A)及び(B)に示すように、液晶
表示装置20は液晶表示板21、導光板22及び光源と
しての発光ダイオード23を有して構成される。
【0018】液晶表示板21は、プリント配線基板24
にリードピン25等を用いて結線及び固定され、このプ
リント配線基板24により液晶表示板21の画素が駆動
される。図中の符号Rが、液晶表示板21の有効表示領
域を示す。
【0019】また、導光板22は、ポリメチルメタアク
リレート(PMMA)やポリカーボネート(PC)樹脂
等にて構成される。この導光板22は、図2に示すよう
に略半円柱形状に構成され、前面略中央部に段部として
の凸部26が形成され、後面27が半円柱形状の円弧面
に形成される。更に、導光板22の両端部28は、円柱
形状の一部としての湾曲面に構成される。
【0020】図1に示すように、導光板22の凸部26
における凸部頂面(光出射面)29は段部一側面として
機能し、この光出射面29に平行に上記液晶表示板21
が配置される。また、導光板22における凸部26の周
囲には、段部他側面としての凸部周面(光入射面)30
が形成される。この光入射面30は、光入射量を有効に
利用するため、発光ダイオード23よりも大きな寸法に
形成される。
【0021】上記導光板22における後面27及び両端
面28に白色インク等が塗布されて、反射層31が形成
される。この白色インクはBaSO4 、TiO2 等の白
色顔料にガラスビーズ等の粒子が混入された光錯乱反射
材から構成される。図3に示すように、この反射層31
により、導光板22内へ入射された光が、液晶表示板2
1側へ全反射される。
【0022】また、前記発光ダイオード23は、導光板
22の凸部26の周囲で光入射面30に対向して複数個
配置される。これらの発光ダイオード23は、プリント
基板24にハンダ付け等により結線される。この発光ダ
イオード23から、導光板22の光入射面30へ向か
い、つまり液晶表示板21に対しては後方へ光が入射さ
れる。
【0023】次に、作用を説明する。発光ダイオード2
3からの光は、導光板22の光入射面30から導光板2
2内部へ入射され、この導光板22の円弧面形状の後面
27及び湾曲面形状の両端面28に形成された反射層3
1にて全反射される。全反射された光は、導光板22内
で全反射を繰り返しながら、導光板22の光出射面29
から液晶表示板21へ後方から照射される。
【0024】上記実施例によれば、導光板22の前面に
形成された光入射面30から光が入射されるので、導光
板22が薄肉化されても、入射光量を有効に確保でき
る。更に、導光板22の後面27に形成された反射層3
1が円弧面形状に形成されたので、導光板22への入射
光を導光板22の光出射面29の中央部、つまり液晶表
示板21の有効表示領域Rへ案内でき、入射光量を有効
に確保できる。これらのことから、液晶表示装置20の
高輝度化を達成できる。
【0025】また、導光板22の光入射面30から導光
板22内へ光が入射され、この入射された光が導光板2
2の後面27に形成された円弧面形状の反射層31によ
って全反射され、更に導光板22内部で繰り返し全反射
されるので、導光板22の光出射面29での面輝度の均
一化を図ることができ、よって液晶表示板20の高輝度
化を達成できる。この結果、導光板22に拡散板、拡散
フィルム或いはライティングカーテン等の光散乱手段を
形成する必要がなく、部品点数の削減や加工工程の簡素
化を図ることができ、コストを低減できる。
【0026】更に、導光板の両端面28に湾曲面形状の
反射層31が形成されたので、発光ダイオード23から
導光板22内へ入射されて、上記端面28の反射層31
に反射された光は、導光板22の内部で全反射を繰り返
しながら、導光板22の光出射面29における中央部、
つまり液晶表示板21の有効表示領域Rへ導かれる。よ
って、入射光量をより一層有効に確保できるので、液晶
表示装置20の高輝度化を更に高めることができると共
に、導光板22の両端面28における反射層31への入
射光も繰り返し全反射されるので、導光板22の光出射
面29における面輝度も一層均一化させることができ、
液晶表示装置20の面輝度をより一層均一化させること
ができる。
【0027】ところで、発光ダイオード23は点光源と
なり、発光ダイオード23の投射面32に直交する光が
最も強く、遠ざかるにつれて徐々に光の強さが弱くな
る。光の強さが上記最も強い光の半分になる光の位置を
角度表示したものが、図3に示す発光半値角θである。
一般に、高輝度タイプの発光ダイオード程発光半値角θ
が小さく、低輝度タイプのものほど発光半値角θが大き
い。例えば、高輝度タイプの発光ダイオード23を使用
すると、発光半値角θが小さいので、導光板22の光出
射面29において面輝度が不均一となる。そこで、導光
板22の厚さL(図3)と上記発光半値角θとの関係式
【0028】
【数1】
【0029】を考慮して、上記導光板22の厚さLを大
きくし、面輝度の均一化を図る必要がある。しかし、導
光板22の厚さLを大きくすると光路が長くなってしま
い、光が減衰して、導光板22の光出射面29における
輝度が低下してしまう。上記実施例の液晶表示装置20
では、上述のように、導光板22の後面27が円弧面
に、両端面28が湾曲面にそれぞれ形成され、これらの
面に反射層31が形成されて高輝度化を達成できるの
で、発光ダイオード23として例えば、θ≒120 ℃の低
輝度タイプのものを使用し、L≧10〜15mmに設定して、
最適な高輝度化及び面輝度の均一化を達成できる。
【0030】図4に示す第4実施例の液晶表示装置40
では、導光板41の前面に、段部として階段形状部42
が形成されている。液晶表示板21は、段部一側面とし
てのステップ頂面(光出射面)43に平行に配置され
る。また、複数個の発光ダイオード23は、段部他側面
としてのステップ前面(光入射面)44に対向して配置
される。更に、この導光板41においても、後面45が
半円柱形状の円弧面に形成されると共に、両端部(図示
せず)が湾曲面に形成されている。これらの後面及び両
端面に反射層31が形成される。
【0031】従って、この液晶表示装置40において
も、発光ダイオード23から放射された光は、光入射面
44から導光板41内へ入射され、反射層31にて全反
射され、導光板41内で全反射を繰り返しながら光出射
面29へ導かれるので、第1実例の液晶表示装置20と
同様に、高輝度化及び面輝度の均一化を達成できる。
【0032】図5に示す第3実施例の液晶表示装置50
では、第1実施例の液晶表示装置20において導光板2
2の凸部26の周囲に、光入射面30に対向して複数個
設置された発光ダイオードが、発光色の異なるA色発光
ダイオード51A及びB色発光ダイオード51Bを交互
に配置して構成されたものである。これらのA色発光ダ
イオード51A及びB色発光ダイオード51Bを同時に
発光させることにより、混色化を達成できる。例えば、
A色発光ダイオード51Aとして赤色(発光波長660 n
m)発光ダイオードを用い、B色発光ダイオード51B
として黄色(発光波長570 nm)発光ダイオードを用い
れば、橙色(発光波長605 nm)の発光を実現できる。
従って、この液晶表示装置50によれば、多色の高輝度
化を確保しつつ、多色の面輝度均一化を達成できる。
【0033】尚、上記実施例においては、導光板60と
して図6に示すように、後面61が半円柱形状の円弧面
であり、両端面62が四半球形状の湾曲面を有するよう
構成されても良い。また、各実施例において、発光ダイ
オード23、A色発光ダイオード51A及びB色発光ダ
イオード51Bの代わりに、光源として冷陰極管や熱陰
極管等の管状光源であっても、小型ランプ等であっても
良い。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る液晶表示装
置によれば、高輝度化及び面輝度の均一化を共に達成で
き、更に、請求項3に記載の発明によれば、多色化も達
成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は、本発明に係る液晶表示装置の第
1実施例を示す断面図であり、図1(B)は、図1
(A)のIB-IB 線に沿う断面図である。
【図2】図2は、図1(A)の導光板を示す斜視図であ
る。
【図3】図3は、図1(A)における入射光の進路を示
す図である。
【図4】図4は、本発明に係る液晶表示装置の第2実施
例を示す断面図である。
【図5】図5は、本発明に係る液晶表示装置の第3実施
例を示す平面図である。
【図6】図6は、導光板の変形例を示す斜視図である。
【図7】図7は、従来の液晶表示装置を示す断面図であ
る。
【図8】図8は、従来の他の液晶表示装置を示す断面図
である。
【符号の説明】
20 液晶表示装置 21 液晶表示板 22 導光板 23 発光ダイオード 26 凸部 27 導光板の後面 28 導光板の端面 29 凸部頂面(光出射面) 30 凸部周面(光入射面) 31 反射層 51A A色発光ダイオード 51B B色発光ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/00 331 F21V 8/00 G02F 1/1335 530

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶表示板と、この液晶表示板の後方で
    この液晶表示板と平行に配置された導光板と、この導光
    板内に光を入射する光源とを備えた液晶表示装置におい
    て、 上記導光板の前面に段部が形成され、この段部の一前面
    に上記液晶表示板が配置されると共に、上記段部の他前
    面に上記光源が配置され、さらに上記導光板の後面が円
    弧面に形成され、この後面に、上記光源から入射された
    光を上記液晶表示板へ反射させる反射層が形成されたこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 上記導光板の端面が湾曲面に形成され、
    この端面にも反射層が形成された請求項1に記載の液晶
    表示装置。
  3. 【請求項3】 上記光源は、発光ダイオードである請求
    項1又は2に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 上記光源は、発光色の異なる複数個の発
    光ダイオードにて構成された請求項3に記載の液晶表示
    装置。
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KR101096758B1 (ko) * 2006-07-21 2012-01-03 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치

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