JP3919601B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、腕時計、パーソナルコンピュータ、カラーテレビなどに搭載される液晶表示装置が実用化されている。近年においては、透明な樹脂で調製された採光板と、この採光板の側方に配置された光源と、を有するエッジライティング方式の液晶表示装置が提案されている。
【０００３】
従来のエッジライティング方式の液晶表示装置の構成例を、図３に示した。かかる液晶表示装置１００は、図３に示されるように、所定の液晶表示領域を有する液晶表示部（Liquid Crystal Display：以下、「ＬＣＤ」という）１１０と、ＬＣＤ１１０の背面側に配置された採光板１２０と、採光板１２０の側方に配置された光源１３０と、採光板１２０の背面側に配置され光源１３０が取り付けられた基板１４０と、を備えている。
【０００４】
このようなエッジライティング方式の液晶表示装置１００においては、ＬＣＤ１１０の有効表示領域ｌ（図３参照）をできるだけ大きくとるために、光源１３０として指向角が比較的小さいＬＥＤを採用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、指向角が比較的小さいＬＥＤを光源１３０として採用すると、図３に示されるように、採光板１２０のＬＥＤ近傍部分に、図３に示されるような未入光領域ａが生じてしまう。このため、視差α（図３参照）を考慮した場合でもＬＣＤ１１０のＬＥＤ側端部近傍に非有効表示領域が生じ、結果的に表示品位が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
一方、未入光領域ａを小さくすることを目的として光源１３０（ＬＥＤ）を採光板１２０から離隔させると、液晶表示装置１００の全長Ｌが大きくなり、空間占有効率が悪くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、エッジライティング方式の液晶表示装置において、指向角が比較的小さい光源を採光板から必要以上に離隔させることなくＬＣＤの有効表示領域を増大させて、表示品位の向上と装置の小型化を同時に達成することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
所定の液晶表示領域を有する液晶表示部と、前記液晶表示部の背面側に配置された透明樹脂製の採光板と、前記採光板の側方に配置された光源と、前記採光板の背面側に配置され前記光源が取り付けられた基板と、を備え、指向角が１５°〜３０°であるＬＥＤを前記光源とした液晶表示装置において、
前記ＬＥＤは、
その中心光軸が、前記液晶表示部と平行な面に対して所定の角度βをなすように前記基板側に傾斜されてなり、
前記所定の角度βは、
３０°以上４５°以下に設定され、
前記光源からの前記基板への入射光の到達位置の中で最も前記光源寄りの位置である光源近傍到達位置が前記採光板の光源側端部であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示装置において、
前記所定の角度βは、
３０°以上３７．５°以下に設定されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態においては、指向角が比較的小さいＬＥＤを光源としたエッジライティング方式の液晶表示装置について説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置１の断面図を示している。図１に示すように、液晶表示装置１は、ＬＣＤ１０、採光板２０、光源３０および基板４０を備えている。
【００１２】
ＬＣＤ１０は、表側液晶ガラス１１と、裏側液晶ガラス１２と、これらの間に封入された所定の液晶材料と、を有し、表側液晶ガラス１１および裏側液晶ガラス１２に設けられた電極間に電圧を加えることによって、所定の液晶表示を行うものである。ＬＣＤ１０の裏側液晶ガラス１２の背面側には、光源３０から出射される光が採光板２０を介して導かれる。
【００１３】
採光板２０は、光源３０から出射される光をＬＣＤ１０の裏側液晶ガラス１２へ導くという機能を果たし、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの透明な樹脂によって射出成形法で調製される。採光板２０は、図１に示すようにＬＣＤ１０の背面側に配置されており、光源３０からの出射光をＬＣＤ１０の裏側液晶ガラス１２へ反射させる曲面２１を有する。
【００１４】
光源３０は、比較的小さい指向角（１５°〜３０°）を有する白色発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、基板４０に支持部３１を介して取り付けられて採光板２０の側方（図１の紙面左側）に配置されている。光源３０の中心光軸３０ａは、図１に示すように、ＬＣＤ１０と平行な面１０ａに対して所定の角度βをなすように基板４０側に傾斜されている。なお、中心光軸３０ａとは、光源３０であるＬＥＤの長さ方向に平行で発光中心３２を通る光軸を意味する。
【００１５】
所定の角度βは、３０°以上４５°以下に設定される。所定の角度が３０°より小さいと、採光板２０の光源３０近傍部分に未入光領域が残存するので好ましくない。一方、所定の角度βが４５°を超える場合には、光源３０からの出射光が採光板２０の内部に充分に入射せず、光の利用効率が落ちるので好ましくない。所定の角度βは、特に３０°以上３７．５°以下に設定されるのが好ましい。
【００１６】
光源３０の中心光軸３０ａを、ＬＣＤ１０と平行な面１０ａに対して所定の角度βをなすように基板４０側に傾斜させることの作用効果について、図２を用いて説明する。
【００１７】
図２（ａ）は、図３のＡ部分の拡大図であり、中心光軸１３０ａを基板１４０側に傾斜させない従来の光源１３０の配置態様を示すものである。図２（ａ）において、光源１３０の支持部１３１の高さをＨ、支持部１３１の上端から発光中心１３２までの距離をｌ1、発光中心１３２の高さをｈ1、基板１４０への入射光の到達位置の中で最も光源１３０寄りの位置（以下、「光源近傍到達位置」という）から、発光中心１３２までの水平距離をｌ2、光源１３０の指向角をγと定義する。
【００１８】
この場合には、図２（ａ）から明らかであるようにｌ2は、
ｌ2＝ｈ1／ｔａｎ０．５γ （i）
なる式で定められる。また、中心光軸１３０ａはＬＣＤ１１０に平行とされているので、光源１３０の支持部１３１の高さＨと発光中心１３２の高さｈ1は同一となる。このため、ｌ2は結果的に
ｌ2＝Ｈ／ｔａｎ０．５γ （ii）
なる式で定められる。
【００１９】
一方、図２（ｂ）は、本実施の形態における図１のＢ部分の拡大図であり、中心光軸３０ａを、ＬＣＤ１０と平行な面１０ａに対して所定の角度βをなすように基板４０側に傾斜させた光源３０の配置態様を示すものである。図２（ｂ）においては、図２（ａ）と同様に、光源３０の支持部３１の高さをＨ、支持部３１の上端から発光中心３２までの距離をｌ1、光源３０の指向角をγと定義する。また、発光中心３２の高さをｈ1β、光源近傍到達位置から発光中心３２までの水平距離をｌ2β、支持部３１の高さと発光中心３２の高さの差をｈ2と定義する。
【００２０】
この場合には、光源３０の中心光軸３０ａが、ＬＣＤ１０と平行な面１０ａに対して所定の角度βをなすように基板４０側に傾斜されているので、図２（ｂ）から明らかなように、ｌ2βは以下のようなβの関数で表される。
ｌ2β＝ｈ1β／ｔａｎ（β＋０．５γ） （iii）
ここで、図２（ｂ）から明らかなように、ｈ1βもまた以下のようなβの関数で表される。
ｈ1β＝Ｈ−ｈ2＝Ｈ−ｌ1ｓｉｎβ （iv）
（iii）式および（iv）式より、ｌ2βは以下のようなβの関数で表される。
ｌ2β＝（Ｈ−ｌ1ｓｉｎβ）／ｔａｎ（β＋０．５γ） （v）
【００２１】
所定の角度βは正であるから、（i）式と（v）式を比較すると明らかなように、
ｌ2β＜ｌ2 （vi）
なる関係が成立する。そして、図２（ｂ）に示したように所定の角度βを特定の値に設定することによって、未入光領域ａ（図２（ａ）参照）の形成を阻止することができる。
【００２２】
基板４０は、所定の電気回路が形成されたプリント基板であり、採光板２０の背面側に配置されている。基板４０の図１の紙面左側端部には、前記した光源３０が取り付けられている。
【００２３】
なお、ＬＣＤ１０、採光板２０、光源（ＬＥＤ）３０および基板４０は、図示されていないケーシングに収納された状態で、所定の場所に配置される。
【００２４】
本実施の形態に係る液晶表示装置１においては、光源（ＬＥＤ）３０の中心光軸３０ａが、ＬＣＤ１０と平行な面１０ａに対して所定の角度βをなすように基板４０側に傾斜されてなるので、採光板２０の光源（ＬＥＤ）３０近傍部分に未入光領域ａ（図２（ａ）および図３参照）が生じるのを阻止することができる。従って、ＬＣＤ１０の有効表示領域を増大させることができ、表示品位を向上させることができる。
【００２５】
また、本実施の形態に係る液晶表示装置１においては、光源（ＬＥＤ）３０の中心光軸３０ａが、ＬＣＤ１０と平行な面１０ａに対して所定の角度βをなすように基板４０側に傾斜されてなるので、未入光領域ａ（図２（ａ）および図３参照）を小さくするために光源（ＬＥＤ）３０を採光板２０から離隔させる必要がない。従って、液晶表示装置１の全長Ｌを大きくする必要がなく、装置の小型化が可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、指向角が比較的小さい光源を用いたエッジライティング方式の液晶表示装置において、表示品位の向上と装置の小型化を同時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエッジライティング方式の液晶表示装置の断面図である。
【図２】図１に示した液晶表示装置において、光源の中心光軸を、ＬＣＤと平行な面に対して所定の角度βをなすように基板側に傾斜させることの作用効果を説明するためのものであり、（ａ）は図３のＡ部分の拡大図、（ｂ）は図１のＢ部分の拡大図である。
【図３】従来のエッジライティング方式の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
１０ 液晶表示部（ＬＣＤ）
１０ａ 液晶表示部（ＬＣＤ）と平行な面
１１ 表側液晶ガラス
１２ 裏側液晶ガラス
２０ 採光板
２１ 曲面
３０ 光源（ＬＥＤ）
３０ａ 中心光軸
３１ 支持部
３２ 発光中心
４０ 基板
１００ 液晶表示装置
１１０ 液晶表示部（ＬＣＤ）
１２０ 採光板
１３０ 光源（ＬＥＤ）
１３０ａ 中心光軸
１３１ 支持部
１３２ 発光中心
１４０ 基板
ａ 未入光領域
Ｈ 支持部の高さ
ｈ1、ｈ1β 発光中心の高さ
ｈ2 支持部の高さと発光中心の高さの差
ｌ 有効表示領域
ｌ1 支持部の上端から発光中心までの距離
ｌ2、ｌ2β 光源近傍到達位置から発光中心までの水平距離
Ｌ 液晶表示装置の全長
α 視差
β 所定の角度
γ 指向角
Claims (2)
- 所定の液晶表示領域を有する液晶表示部と、前記液晶表示部の背面側に配置された透明樹脂製の採光板と、前記採光板の側方に配置された光源と、前記採光板の背面側に配置され前記光源が取り付けられた基板と、を備え、指向角が１５°〜３０°であるＬＥＤを前記光源とした液晶表示装置において、
前記ＬＥＤは、
その中心光軸が、前記液晶表示部と平行な面に対して所定の角度βをなすように前記基板側に傾斜されてなり、
前記所定の角度βは、
３０°以上４５°以下に設定され、
前記光源からの前記基板への入射光の到達位置の中で最も前記光源寄りの位置である光源近傍到達位置が前記採光板の光源側端部であることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記所定の角度βは、
３０°以上３７．５°以下に設定されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
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