JP4544259B2 - Liquid crystal device - Google Patents
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Description
本発明は、被照射体、特に液晶パネルを照明するための照明装置及びこの照明装置を備えた液晶装置に関する。 The present invention relates to an illumination device for illuminating an object to be irradiated, particularly a liquid crystal panel, and a liquid crystal device including the illumination device.
近年、電子機器の小型化に伴い、ディスプレイ装置として液晶パネルを用いることが行なわれている。また、この液晶パネルを暗所で使用できるように、一般に、液晶パネルには照明装置が付設されている。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, liquid crystal panels have been used as display devices. In general, an illumination device is attached to the liquid crystal panel so that the liquid crystal panel can be used in a dark place.
前記照明装置は、放電管やLED等の光源と、光源からの光を液晶パネルの全体に均一に供給するための導光板とによって構成されるバックライトとして、液晶パネルの裏側に配置される。特にサイドライト方式のバックライトは、図8に示されるように、液晶パネル110と対向するように導光板102が光源100の側方に配置されて成る。この場合、光源100は、例えば、光源用基板104上に複数の発光ダイオード(LED)100a…を一定間隔をもって配列して成る。また、導光板102は、表面102bが発光面(出射面)で、裏面および側面が遮光面になっている。
The illuminating device is disposed on the back side of the liquid crystal panel as a backlight composed of a light source such as a discharge tube or LED and a light guide plate for uniformly supplying light from the light source to the entire liquid crystal panel. In particular, as shown in FIG. 8, the sidelight type backlight has a
このようなバックライトにおいて、LED100aからの光は、導光板102の入射面102aから導光板102内に入り込み、導光板102の内面によって反射されながら出射面102bの前面に導かれる。この時、光をより効率的に出射面102bに導くために、出射面102bの外側(導光板102と液晶パネル110との間)には、透光性の拡散シート(プリズムシート)106が貼付される。
しかしながら、このようなバックライトでは、拡散シート106と液晶パネル110とが直接に接触しているため、拡散シート106と液晶パネル110とが干渉し、それに伴って干渉縞が発生する場合がある。したがって、表示画面が見にくくなる虞がある。
In such a backlight, light from the
However, in such a backlight, since the
また、光源100の周囲を完全且つ効率的に遮光することが難しく、光源100からの光の全てを導光板102の入射面102に入射させることが難しい。すなわち、光源から発せられた光の一部は導光板102の入射面102に入射しないで漏洩する場合がある。このような漏洩光は、他の回路や機械要素に悪影響を及ぼす虞があるばかりでなく、液晶パネルを照明するのに寄与しない損失となるため、照明効率を悪くしてしまう。
Further, it is difficult to completely and efficiently shield light around the
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは光源の周囲を完全且つ効率的に遮光して照明効率を向上させることができる照明装置を備えた液晶装置を提供することにある。
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal device including an illuminating device capable of improving the illumination efficiency by completely and efficiently shielding the periphery of the light source. There is to do.
前記課題を解決するために、請求項1に記載された液晶装置は、表示領域を有する液晶パネルと、光を発する少なくとも1つの発光ダイオードからなる光源と、前記光源からの光を受ける入射面と、前記液晶パネルに対向して位置し且つ該入射面から入射した光を前記液晶パネルに向けて出射する出射面とを有する導光板と、前記導光板に対して前記液晶パネルとは反対側に設けられた基板と、前記光源を前記入射面に対向するように支持し、前記基板から前記導光板の厚みに対応する高さを有して立設された立設部と、を有する光源用基板と、前記立設部の頂部と前記導光板に平面的に重なる領域とに亘って形成された光反射性を有する遮光部材と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a liquid crystal device according to
この請求項1に記載された液晶装置によれば、光源からの光を効率的に導光板の入射面に無駄無く入射させることができる。したがって、照明効率が従来に比べて格段に向上し、明るく、消費電力が小さい液晶装置を提供することができる。
According to the liquid crystal device of the first aspect, light from the light source can be efficiently incident on the incident surface of the light guide plate without waste. Therefore, it is possible to provide a liquid crystal device with significantly improved illumination efficiency, brightness, and low power consumption.
また、請求項2に記載された液晶装置は、請求項1に記載の液晶装置において、前記遮光部材は、前記液晶パネルの表示領域の外縁に対応する第1遮光部と、前記第1遮光部から前記立設部に亘って延在する第2遮光部と、を有することを特徴とする。
The liquid crystal device according to
この請求項2に記載された液晶装置によれば、光反射性を有する遮光部材の第1遮光部と第2遮光部とにより、光漏れを防止して証明効率を向上させることができる。
According to the liquid crystal device according to the second aspect, the first light shielding portion and the second light shielding portion of the light shielding member having light reflectivity can prevent light leakage and improve the proof efficiency.
また、請求項3に記載された液晶装置は、前記導光板の前記液晶パネルとは反対側の面に反射部材が設けられていることを特徴とする。
The liquid crystal device according to claim 3 is characterized in that a reflective member is provided on a surface of the light guide plate opposite to the liquid crystal panel.
この請求項3に記載された照明装置によれば、光が反射し易く、照明効率を更に向上させることができる。
According to the illumination device described in claim 3, light is easily reflected, and the illumination efficiency can be further improved.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2には、本発明の一実施形態に係る照明装置を備えた液晶装置1が示されている。図示のように、液晶装置1は、被照射体としての矩形の液晶パネル60と、液晶パネル60に照明光を供給する照明装置としてのバックライトとから主に構成されており、偏平な直方体状に形成されている。バックライトは、光源としての複数の発光ダイオード(LED)20と、LED20からの光を液晶パネル60の全体に均一に供給する矩形の導光板50とを備えており、液晶パネル60の裏側に配置される。
1 and 2 show a
導光板50は矩形枠状の遮光部材40に収容状態で載置されており、LED20と対向する導光板50の側面部位は、LED20からの光を受ける入射面50aとして形成されている。また、発光面(出射面)である導光板50の表面50b上には、バックライトの光を均一に分散(拡散)して液晶パネル60に導く拡散板としての矩形の拡散シート(プリズムシート)70が貼付されている。また、拡散シート70と液晶パネル60との間には、拡散シート70と液晶パネル60との接触を防止する矩形枠状の接触防止シート10が介挿されている。そして、液晶パネル60とバックライトとを含むこれら一連の部材の側面および上面(表面)の周縁部、すなわち、液晶パネル60の矩形の表示領域60aを除く部位は、遮光を兼ねたカバー80によって覆われている。ここで、液晶パネル60の表示領域60aとは、液晶パネルに形成される電極によって点灯画素として表わされる領域のことを言う。
The
遮光部材40は、導光板10を載置する凹状の載置面44を有し且つ導光板10とその上のシート10,70及び液晶パネル60が載置される矩形枠状の載置部40aと、導光板10の側方に配置され且つ複数のLED20を収容する収容空間Sを形成する箱状の光源収容部40bとから成る。
The
図1〜図4に示されるように、載置部40aは、導光板50の入射面50aを除く3つの側面を覆ってこれらの側面からの光の漏れを防止する3つの側壁45a,45b,45cと、導光板50の発光面50bと反対側の裏面を覆ってこの裏面からの光の漏れを防止する底壁45dとを有している。また、光源収容部40bは、収容空間S内に配置される複数のLED20を側方から取り囲んで外部への光の漏れを防止する3つの側壁42a,42b,42cと、収容空間S内に配置されるLED20を上側から覆う上壁42dとを有している。光源収容部40bのうち、側壁42cと対向する側には、導光板50の入射面50aを収容空間Sに対して露出させる開口43が形成されている。なお、遮光部材40の4つの角部には、遮光部材40を介して液晶装置1を図示しない取付枠に取り付けるためのブラケット49が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
なお、遮光部材40は、その遮光性能を向上させるため、導光板50とLED20とに対向する少なくとも内面部位(遮光面)が白色に塗装され或いは白色のシートで被覆(貼付)されている。特に本実施形態では、遮光部材40の全体が白色に塗装されている。
In order to improve the light shielding performance of the
導光板50は、液晶パネル60と対向するように、遮光部材40の凹状の載置面44上に位置して設けられている。この場合、前述したように、導光板50の4つの側面のうち、遮光部材40の側壁45a,45b,45cによって覆われていない側面は、LED20と対向するように遮光部材40の開口43を通じて収容空間Sに対して露出する入射面50aとなっている。
The
また、導光板50は透明なアクリル樹脂によって直方体状に形成されている。この場合、導光板50の出射面(表面)50b及びこれと対向する裏面は互いに平行な平面に形成されており、また、入射面50aを含む4つの側面は出射面50bに対して直角を成す平面に形成されている。
The
なお、導光板50の光拡散性能を向上させるために、導光板50の例えば表面に光拡散形状の突起を射出成形等によって形成しても良い。また、導光板50の全ての面は、内反射する光が乱反射(及び透過)して拡散するように、シボ加工がなされた乱反射面として形成されていても良い。また、導光板50を形成する透明材料は、アクリル樹脂の他、ポリカーボネート樹脂、非結晶ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体を用いても良い。
In addition, in order to improve the light diffusion performance of the
導光板50の側方に位置する複数のLED20は、光源用基板30上に互いに一定の間隔をもって配列されている。具体的には、基板30上に立設された支持体30aによって複数のLED20が支持されており、基板30が遮光部材40に取り付けられると、支持体30aによって支持された複数のLED20が遮光部材40の収容空間S内に位置されて導光板50の入射面50aと対向するようになっている。この時、収容空間Sと対向する基板30の部位30bは、収容空間Sの底部を塞ぐように光源収容部40bの一部を成し、遮光部材40の側壁42a,42b,42c及び上壁42dとともに、LED20からの光が外部に漏れることを防止する。なお、光源としては、LED20の他、放電管(蛍光管)、ランプ等の点光源もしくは線光源を用いることができる。また、LED20の数は任意である。
The plurality of
また、導光板50上に載置される拡散シート70は、例えば透明なアクリル樹脂板の表面をマット化して光を反射・屈折するようにしたものであり、導光板の出射面から出射された光を均一に分散(拡散)して液晶パネル60に導く。
Further, the
また、拡散シート70と後述する接触防止シート10とを介して導光板50と対向する液晶パネル60の構成としては、単純マトリックス型の液晶パネル、TFTやMIMなどのアクティブ素子を用いた液晶パネル、また、液晶材料についても高分子が液晶中に分散した高分子液晶材料を使った液晶パネル、を用いることが可能である。なお、高分子分散型の液晶パネルの場合、偏光板を用いる必要はない。さらに、単純マトリックス型の液晶パネルの場合、特にSTN型液晶を用いる場合、必要に応じて少なくとも1枚の位相差板を配置する。反射型の液晶パネルであるため、偏光板を1枚のみ使うタイプの液晶パネルを用いることによって、より明るい表示が得られる。
The
図5には、拡散シート70と液晶パネル60との間に介挿される接触防止シート10が示されている。図示のように、接触防止シート10は、拡散シート70と液晶パネル60とを所定距離だけ離間させて両者間の接触を防止するスペーサとして機能する矩形状の枠部10aを有している。この枠部10aは、拡散シート70上に載置されるとともに、導光板50からの光を液晶パネル60の表示領域60aへと導く開口15を有しており、この開口15によって液晶パネル60と拡散シート70との間に空気層を形成する。また、枠部10aは、拡散シート70と液晶パネル60とが干渉して干渉縞が発生することを防止するために、その厚さtが0.1mm〜0.5mmに設定されている。特に、本実施形態では、t=0.25mm(250μm)に設定されている。
FIG. 5 shows the
また、この接触防止シート10は、拡散シート70と液晶パネル60との接触を防止するスペーサとしての機能の他、遮光板としての機能も有している。そのため、接触防止シート10は、その全体が白色のPET(ポリエチレンテレフタラート)によって形成されるとともに、枠部10aの他、枠部10aから外側に向かって延びる平板状の延在部10bを有している。接触防止シート10を遮光板として見た場合、枠部10aは導光板50からの光を遮る(導光板50に向けて反射する)第1の遮光部を形成するとともに、延在部10bは、LED20からの光が開口43を通じて光源収容部40bの外側に漏れ出ることを防止する第2の遮光部を形成する。
Further, the
具体的には、枠部10aは、図6に破線で示されるように、拡散シート70上に載置されて液晶パネル60と重ね合わされた際に、その内縁が液晶パネル60の表示領域60a(図中に一点鎖線で示されている)の近傍に位置するようになっている。すなわち、枠部10aは、表示領域60aをほぼ規定するような幅で延びている。特に、本実施形態では、表示領域60aの外縁と枠部10aの内縁との間の距離Xが0.5〜1mmに設定されている。この距離Xは、表示領域60aに枠部10aの内縁が重ならない範囲で設定してある。また、延在部10bは、図1、図2、図7に示されるように、枠部10aが拡散シート70上に載置された状態で、遮光部材40の光源収容部40bの開口43から収容空間S内へと延びて、LED20の全てを上側から覆うように配置される。特に、本実施形態において、延在部10bは、開口43によって導光板50側と遮光部材40側との間に形成される隙間を略完全に閉塞するような幅と長さとに設定されている。この場合、延在部10bと、導光板50及び拡散シート70と、光源収容部40bの側壁42a,42bと、基板30の支持体30aとによって囲まれる閉空間S1が形成されることが望ましい。なお、本実施形態では、延在部10bとLED20との間の距離Yは、特に限定されず、導光板50の位置に合わせて適宜設定可能である。
Specifically, as shown by a broken line in FIG. 6, when the
次に、上記構成の照明装置及び液晶装置の作用について説明する。 Next, operations of the illumination device and the liquid crystal device having the above-described configurations will be described.
まず、LED20が発光すると、LED20からの光は、導光板50の入射面50aから導光板50内に入り込む。この時、LED20から導光板50内に直接に入射しない光も、遮光部材40の光源収容部40bの内面や基板30(支持体30aも含む)或いは接触防止シート10の延在部10bによって反射されながら、導光板50の入射面50aへと導かれる。すなわち、本実施形態では、遮光部材40の光源収容部40bによって光源(LED20)が外部から隔離されるとともに、導光板50の入射面50aを光源に対して露出すべく形成した開口43を閉塞するように接触防止シート10の延在部10bが収容空間S内へと延び、光源収容部40bと延在部10bとが共同して閉空間S1を形成している。そのため、LED20からの光は、外部に漏れ出ることなくその略全てが導光板50の入射面50aに入射する。
First, when the
このようにして導光板50内に入射した光は、導光板50の表面および裏面によって多重反射および拡散され、導光板50の全体に均一に拡散していく。この場合、導光板50の側面及び裏面は遮光部材40によって外側から覆われているため、これらの側面及び裏面から外部に透過する光はなく、導光板50内に入射した光は、全て、乱反射されて拡散され、導光板50の出射面50bの全域から略均等なエネルギ密度にて(均一に)出射される。すなわち、遮光部材40は、導光板50内を導光して端面まで達した光線を再び導光板50内に戻して、照明効率を向上させる。
The light that has entered the
こうして導光板50の出射面50bから出射された光は、拡散シート(プリズムシート)70によって更に均一に分散(拡散)された後、接触防止シート10の枠部10bの開口15を通って液晶パネル60を照明する。この時、枠部10aは、その内縁が液晶パネル60の表示領域60aの近傍に位置して表示領域60aをほぼ規定するように延びているため、表示領域60aから逸れる光は、枠部10aによって反射されて再び導光板50側に戻され、開口15を通じて表示領域60aのみに導かれる。すなわち、光は、表示領域60aに向かって絞られるように導かれる。
The light emitted from the
以上説明したように、本実施形態の照明装置及び液晶装置では、拡散シート70と液晶パネル60との間に、拡散シート70と液晶パネル60との接触を防止するスペーサとしての接触防止シート10が介挿されている。そのため、拡散シート70と液晶パネル60との干渉が防止され、液晶パネル60の表示領域60a内に干渉縞が発生することが防止される。なお、拡散シート70と液晶パネル60との干渉を防止して干渉縞が発生しないようにするには、本実施形態のように、接触防止シート10の厚さtを0.1mm〜0.5mmに設定することが望ましい。接触防止シート10の厚さtが0.1mm以下だと、干渉縞の発生を防止できなくなる。また、接触防止シート10の厚さtが0.5mmを超えると、照明装置全体が厚くなってしまい、液晶装置1の小型化に支障をきたしてしまう。
As described above, in the illumination device and the liquid crystal device according to the present embodiment, the
また、本実施形態の照明装置及び液晶装置において、接触防止シート10は、拡散シート70と液晶パネル60との接触を防止するスペーサとしての機能の他、遮光板としての機能も有している。したがって、光漏れを防止して照明効率を向上させることができる。特に、本実施形態において、接触防止シート10の延在部10bは、光源収容部40bおよび基板30と共同して、LED20と導光板50の入射面50aとの間の光路を外部から遮断する閉空間を形成し、また、枠部10aは、その内縁が液晶パネル60の表示領域60aの近傍に位置して表示領域60aをほぼ規定するように延びている。すなわち、第2の遮光部である延在部10bによってLED20からの光を無駄無く導光板50内に導き、また、第1の遮光部である枠部10aによって導光板50から出射された光を無駄無く効率的に液晶パネル60の表示領域60aに導くようにしている。開口43から抜けようとする光が延在部10bによって防止されると、照射光のムラに起因する液晶パネル60の表示ムラや、観察者側への不要な光漏れをなくすことができる。また、枠部10aも同様にして液晶パネル60の表示ムラを防止する。すなわち、仮に、枠部10aで光が吸収されてしまうと、液晶パネル60の表示領域60aの中央部と周縁部とで表示ムラ(光ムラ)が生じてしまうが、本実施形態では枠部10aで光が反射されて表示領域60aに向けて光が均等に集光されるため、表示ムラがなくなる。このように、接触防止シート10は、枠部10aと延在部10bとの相乗効果によって、照明効率を従来よりも格段に向上させることができる。
Further, in the illumination device and the liquid crystal device of the present embodiment, the
また、本実施形態では、接触防止シート10が白色のPETによって形成されているため、光が反射し易く、光漏れや表示ムラを防止して照明効率を更に向上させることができる。
Moreover, in this embodiment, since the contact prevention sheet |
なお、上記実施形態においては、光源収容部40b内における遮光性能を向上させて照明効率を更にアップさせるために、収容空間Sと対向する基板30の部位30bおよび支持体30aを白色に設定しても良い。これによって、LED20を取り囲む遮蔽部分(閉空間S1)の内面の全てが白色になり、LED20からの光の略全てを外部に漏らすことなく導光板50の入射面50aに無駄無く入射させることができる。したがって、照明効率が従来に比べて格段に向上する。
In the above embodiment, in order to improve the light shielding performance in the light
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、遮光部材40を使用する代わりに、導光板50の出射面50bである表面以外の面、すなわち、側面や底面に反射膜を形成しても良い。この反射膜は、溶着膜でも良く、箔を貼り付けたものでも良い。また、水銀を塗り付けたものでも良い。この反射膜を蒸着膜とする場合には、その蒸着材料としては、金属、例えばアルミニウムを用いることができる。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, instead of using the
10…接触防止シート(スペーサ)、20…LED(光源)、50…導光板、50a…入射面、50b…出射面、60…液晶パネル(被照射体)、70…拡散シート(拡散板)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光源からの光を受ける入射面と、前記液晶パネルに対向して位置し且つ該入射面から入射した光を前記液晶パネルに向けて出射する出射面とを有する導光板と、
前記導光板に対して前記液晶パネルとは反対側に設けられた基板と、前記光源を前記入射面に対向するように支持し、前記基板から前記導光板の厚みに対応する高さを有して立設された立設部と、を有する光源用基板と、
前記立設部の頂部と前記導光板に平面的に重なる領域とに亘って形成された光反射性を有する遮光部材と、を有することを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal panel having a display area; a light source comprising at least one light emitting diode that emits light;
A light guide plate having an incident surface that receives light from the light source, and an output surface that faces the liquid crystal panel and emits light incident from the incident surface toward the liquid crystal panel;
A substrate provided on the opposite side of the light guide plate from the liquid crystal panel, and the light source is supported so as to face the incident surface, and has a height corresponding to the thickness of the light guide plate from the substrate. A light source substrate having a standing portion that is erected,
A liquid crystal device comprising: a light-shielding member having light reflectivity formed over a top portion of the standing portion and a region overlapping the light guide plate in a planar manner .
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