JP4631350B2 - 照明装置、液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は照明装置、液晶表示装置および電子機器に関するものである。

液晶ディスプレイは非発光型の表示素子であるので、その表示には光源が必要となる。この光源の種類によって、液晶ディスプレイは反射型、透過型、半透過反射型等に大別される。反射型は周囲光を光源として利用するものであり、透過型は特定光源を備えており、この特定光源からの出射光を利用するものである。半透過反射型は、反射型と透過型との両特性を備え、周囲光と特定光源からの出射光を利用するものであって、透過型と同様に特定光源を必要とする。

これら透過型および半透過型液晶ディスプレイにあっては、液晶表示素子の背面に配置したバックライトによって、特定光源からの出射光を均一に液晶表示素子に照射する方式が普及している。このバックライトは、光源、導光板、光学シート類、筐体とから概略構成される。各光学シート類は筐体内に順次、積層されて、液晶表示素子の背面に導光板と共に設置される。光源からの出射光は導光板により導光され、さらに各種の光学シートを通して液晶表示素子に照射される。

上記構成のバックライトの場合、光学シート類は筐体中で積層されているだけで互いに固定されていないために光学シートがずれて、その表面に微細な傷やゴミが発生し、照明光の均一性が低下するという問題があった。

このような問題に対して、光学シート類の端縁の一部に凸部を設けると共に、これら光学シート類を収容する筐体には、この凸部に対応する位置に凹部を設け、互いに対応する凸部と凹部とを係合させることで複数枚の光学シート類を筐体に固定できるようにした液晶表示装置が提案されている。（特許文献１参照。）
特開２０００−８９２２３号公報

上記特許文献１に記載の液晶表示装置では、光学シートの周縁の中央部に凸部が設けられている。この凸部ではその面積分だけ多くの光が伝達され、他の部分に比べて明るくなるので、照明光に輝度ムラが生じ、ひいては表示画面の縁の中央近傍（前記凹部の近傍）が特に明るくなるようなムラが生じるという問題があった。
さらに上記構成にあっては、最上層の光学シートは筐体に直接、固定されている。しかしながら、その他の各光学シート類に着目すると、筐体に対して各凸部で係合されているのみで、直接筐体に固定はされていない。加えて、各光学シート間では互いに固定されていないので、そこでズレや擦れが発生し、光学シート表面の傷やゴミの発生防止という上記課題を十分に解決するに至っていない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、各構成部材をそれぞれ筐体に確実に固定することにより、輝度ムラのない均一な照明光を得ることができる照明装置、液晶表示装置および電子機器を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の照明装置は、液晶表示素子の有効表示画面を照明するための照明装置であって、光源と導光板と複数の光学シートと筐体とを備え、前記光学シートに凸部を設けると共に、前記凸部に対応する前記筐体の部位に凹部を設け、前記凸部と前記凹部とを係合させた状態で複数の前記光学シートを前記筐体に収容してなり、前記凸部は、前記有効表示画面の各辺の延長線と、前記光学シートの周縁各辺とによって区画された光学シート周縁のコーナー部に設けられ、かつ、複数の前記光学シートを重ね合わせたときに互いに隙間を置いて重なり合わない位置に設けられ、前記凸部の下面は、複数の前記凹部に跨って前記筐体に貼り付けられた接着テープで前記筐体に固定され、前記凸部の上面は、最上層の前記光学シート周縁と前記凸部間の前記隙間と共に遮光テープによって被覆されて前記筐体に固定されていることが望ましい。

本発明の照明装置では、画像表示に影響を与えることのない部位、すなわち有効表示画面を構成する各辺の延長線と光学シートの周縁をなす各辺とで区画される光学シートのコーナー部に凸部を設けた。この凸部に他の部位に比べて多くの照明光が伝達されても、このコーナー部は有効表示画面から離れているので、影響を及ぼすことがなく、有効表示画面における照明光に輝度ムラが生じない。

また、凸部の上面が光学シートの周縁と共に遮光テープで被覆されているので、必要部分以外への照明光の漏れが少なくなり、均一な照明光を得ることができる。

また、光学シートの筐体への固定は凸部と凹部との係合のみならず、凸部の上下両面を接着テープと遮光テープとで挟み、該凸部が筐体に接着される。複数の光学シートの凸部間には隙間を有しているので、当該隙間では接着テープと遮光テープとが直接接着される。したがって、光学シートが筐体からずれたり、互いに擦れたりすることがなくなる。よって、傷やゴミの発生を極力低下させることができ、均一な照明光を得ることができる。

さらに、凹部に接着テープを配することにより、複数枚の光学シートを順次、積層する際にも、筐体の所定位置に各光学シートが接着テープで直ちに接着、固定されることとなり、実装時の作業効率性が高まるという利点もある。

また、本発明の照明装置において、前記接着テープは、複数の前記凸部に対応する複数の前記凹部に跨って前記筐体に貼り付けられていることが望ましい。
この構成によれば、複数の凹部のそれぞれに接着テープを配する場合に比べて、部品点数を減らすことができる。

また、本発明の照明装置において、前記遮光テープは、最上層の前記光学シートの周縁と複数の前記凸部の上面と前記凸部間の前記隙間を被覆していることが望ましい。
この構成によれば、複数の光学シートに設けられたそれぞれの凸部を一括して筐体に固定できる。また、凸部間に隙間を設けても当該隙間部分からの光漏れも遮光できる。

また、本発明の照明装置において、前記筐体における前記凹部ごとの深さが、当該凹部に収容される前記凸部を有する前記光学シートの前記筐体における積層厚と前記接着テープの膜厚との和に等しいことが望ましい。
この構成によれば、各凹部の深さを上記のように調整することにより、凸部を隙間無く凹部内に収容することができ、筐体からの光学シートの浮きを防止することができる。また、各光学シートを接着する際の糊代となる接着テープの膜厚分を凹部内に収容することができるので、筐体の全体厚に糊代分が上乗せされることがなくなり、逆に接着テープの厚さ分を筐体の全体厚に組み込むことができるので、上面が平坦となり、その分だけ照明装置の薄型化が可能となる。

また、本発明の照明装置において、前記導光板は、前記導光板上の前記有効表示画面の各辺の延長線と、前記導光板の周縁各辺とによって区画された導光板周縁のコーナー部であって前記光学シートの前記凸部と隙間をおいて重なり合わない位置に凸部を有し、前記筐体は、前記導光板の凸部が係合する凹部をさらに備え、前記導光板の凸部の下面が前記凹部の底面に配された前記接着テープで前記筐体に固定され、前記導光板の凸部の上面が最上層の前記光学シートの周縁と共に被覆されるように前記遮光テープで前記筐体に固定されていることが望ましい。
この構成によれば、複数の光学シートと導光板とを筐体内に収容して確実に固定できる。それゆえに、より一層の照明装置の小型化が可能となる。さらに導光板とその他の部材とのズレや擦れが発生しなくなり、均一な照明光を得ることができる。

また、本発明の照明装置において、前記凹部は、その断面形状が開口部へ向かって広がるテーパー形状をなすことが望ましい。
この構成によれば、凹部の側壁をその深さ方向に対して傾斜させてテーパー形状にすると、その開口端部の角度が鈍角となる。側壁が傾斜せず直立していて開口端部の角度が直角であると、凹部と凸部上面とを被覆するように遮光テープを貼着する際に、凹部の開口端部で遮光テープを大きく屈曲させる必要がある。これに対し、凹部の開口端部が鈍角であると、そこでの遮光テープの屈曲が小さくて済み、遮光テープと凸部とに隙間が生じない。さらに、側壁が直立している場合に比較して、遮光テープの凹部への接着面積が大きくなるので、より確実に光学シートや導光板を固定することができる。
さらに、凹部の開口部面積がその底面よりも大きくなるので、凸部を凹部へ係合し易くなり、光学シートや導光板の筐体への実装が容易となる。また、凹部に接着テープを貼り付けし易い。

本発明の液晶表示装置は、先に記載の本発明の照明装置と、この照明装置から出射される照明光が入射される画像表示用の液晶表示素子とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。本発明の液晶表示装置および電子機器によれば、先に記載の本発明の照明装置を備えたことで、輝度の均一な照明光で画像を表示できるだけでなく、長期間の使用によっても照明光の品質が低下することがなく、良好な表示品質を有する液晶表示装置および電子機器とすることができる。また照明装置の小型化により、それを備えた液晶表示装置および電子機器の小型化も可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、以下で参照する各図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などを適宜異ならせて示している。

[照明装置]
（第１の実施の形態）
本実施形態の照明装置は、光源と、この光源から出射された光を伝達する導光板と、導光板から出射される照明光を屈折または反射させて画像表示素子に照明光として照射する光学シートと、この光学シートを収容する筐体とから概略構成される。
光源は特に限定されるものではないが、冷陰極管、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、熱陰極管、有機ＥＬ（Electroluminescence）、Ｘｅ放電管、無電極ランプ等である。これらは単独で使用するほか、主光源に補助光源を加えて、同一または異種の複数の光源を組み合わせて用いてもよい。

導光板は、光源から出射された光を伝達し、これを画像表示素子の照明光として出射するものであって、光源の発光部に対向するように配設される。面状導光板の場合、たとえば、透明なアクリル樹脂製の板からなり、光源から出射された光はその側面から入射し、その内部にて全反射を繰り返して直進するようになっている。この面状導光板の下側の裏面には、複数の溝や孔などが形成されており、光源から出射された光の入射角を変更させることにより、その上側の出射面から面発光する照明光として出射できるようになっている。

光学シートは、導光板から出射された光を所定特性の照明光とするためのものであって、その用途によって適宜選択される。これらを例示すれば、導光板から出射された照明光の面輝度を均一にするための拡散シート、照明光を画像表示素子方向へ指向、集光させるためのプリズムシート、導光板裏面から漏れ出す光を反射して再び導光板に入射させる反射シートなどである。これらは単独で用いるほか、各種の光学シートを複数枚を組み合わせて用いることもできる。通常、これらの光学シートは筐体に収容されて導光板の出射表面上に配設されるが、反射シートは導光板の出射裏面に配設される。

図１は、光学シートを収容した筐体を示す概略平面図、図２はその積層状態を透かした状態で見た概略構成図であり、図３は図２のＡ―Ａ´線に沿った断面図である。図４（ａ）〜（ｆ）は筐体内に収容される各部材を導光板に近い側から出射方向に向かって積層順に並べた部品構成図である。
筐体１はモールド成形された樹脂製の枠体であって、本実施の形態にあっては、光学シートとしての拡散シート２と第１のプリズムシート３と第２のプリズムシート４とを導光板の出射面側から順に積層して収容している。

これらの光学シート２、３、４は略矩形状であり、矩形の短辺から外側に張り出した凸部２１、３１、４１がそれぞれ設けられている。各凸部２１、３１、４１に対応する筐体１の部位（上面）には、凹部１１が設けられており、それぞれ凸部２１、３１、４１が係合されている。これらの各凸部２１、３１、４１の下面は接着テープ５で凹部１１に接着されており、その上面は遮光テープ６で筐体１に接着されている。接着テープ５は、両面接着性のテープであって、凹部１１の底面および側壁を覆い、さらに凹部１１の開口部周辺まで延設されている。遮光テープ６は遮光性を有する接着テープであって、凸部２１、３１、４１の上側の全面を覆い、さらに最上層となる第２のプリズムシート４の有効表示画面７の外側を額縁状に被覆して筐体１に接着されている。

凸部２１、３１、４１は、各光学シート２、３、４のそれぞれ４つのコーナー部、すなわち液晶パネルなどの画像表示素子の有効表示画面７（図２中に一点破線で示した。）を構成する各辺の延長線７１と、各光学シート２、３、４の周縁をなす各辺とで囲まれた領域内に設けられている。この領域は有効表示画面７の画質に影響を与えることのない部位であって、各凸部２１、３１、４１において、その面積に相当する分だけ多くの照明光が伝達されても、コーナー部が有効表示画面７から離れているので、照明光に輝度ムラが発生しない。さらに、表示画面に対して垂直方向からでなく、斜め方向から画面を見た場合にも、凸部がコーナー部に設けられていれば、凸部と、そこから洩れる照明光が見えにくいという効果もある。

凸部２１、３１、４１を係合する凹部１１は、その断面形状が開口部へ向かって広がるテーパー形状をしている。
凹部１１の側壁をその深さ方向に対して傾斜させてテーパー形状とすると、その開口端部１２の角度は鈍角となる。側壁が傾斜せずに直立していて開口端部１２の角度が直角であると、凸部２１、３１、４１の上面を遮光テープ６で被覆する際に、遮光テープ６を凹部１１の開口端部１２で大きく屈曲させる必要がある。これに対して、図３に示したように、凹部１１の開口端部１２を鈍角とすれば、遮光テープ６の屈曲度合いが小さくても、遮光テープ６を凹部１１および凸部２１、３１、４１の形状に十分に沿わせることができ、遮光テープ６と凸部２１、３１、４１とに隙間が生じない。加えて、遮光テープ６の凸部２１、３１、４１への接着面積が大きくなるので、光学シート２、３、４を筐体１に確実に接着することができる。さらに、凹部１１がテーパー形状であると、その底面よりも開口部の方が大きくなるので、凸部２１、３１、４１を凹部１１へ係合し易くなり、光学シート２、３、４の筐体１への実装が容易となる。

凹部１１の深さは、光学シート２、３、４の積層厚と接着テープ５の膜厚との和に等しくなるように設定する。
最下層の拡散シート２の凸２１に対する凹部１１２の深さを、拡散シート２と、この上に積層される２枚のプリズムシート３、４との膜厚の合計に、接着テープ５の膜厚を加えたものとする。第１のプリズムシート３の凸部３１に対する凹部１１３の深さは、拡散シート２と第１のプリズムシート３との膜厚の合計に、接着テープの膜厚を加えたものとする。最上層となる第２のプリズムシート４の凸部４１に対する凹部１１４の深さは、第２のプリズムシート４の膜厚と接着テープ５の膜厚の和に等しくする。これにより、第２のプリズムシート４と筐体１の上面の面位置を一致させることができるばかりでなく、糊代となる接着テープ５の膜厚分を筐体１の厚さとして組み込むことができ、上面が平坦になるとともに接着テープの膜厚分だけ照明装置を薄型化することができる。
また、凹部の深さをこのように設定することにより、各光学シート２、３、４の間に隙間を生じさせることなく積層することができ、筐体１からの光学シート２、３、４の浮きを防止することができる。

凸部２１、３１、４１は各光学シート２、３、４のそれぞれのコーナー部で互いに重なり合わないように設け、これらに対応する各凹部１１２、１１３、１１４は階段状に筐体１に設ける。これにより、凸部２１、３１、４１の各下面は接着テープ５で、また各上面は遮光テープ６で、筐体１にそれぞれ接着される。いずれの光学シートであっても、各凸部２１、３１、４１が接着テープ５と遮光テープ６とで挟持され、直接、筐体１に接着、固定されるわけである。よって、各光学シート２、３、４間でのズレや擦れが発生することがなくなり、傷やゴミの発生が抑えられるので、均一な輝度の照明光を得ることができる。また、長期間の使用によっても、光学シートがずれたり擦れたりすることが無くなり、照明光の輝度が経時的に低下するのを防止できる。

凹部１１に配された接着テープ５は凸部の下面を接着、固定するばかりでなく、筐体１内に各光学シート２、３、４を積層して収納する際には、仮止めテープとして用いることができる。筐体１の凹部１１に、下層から順に拡散シート２、第１のプリズムシート３、第２のプリズムシート４を順次、積層する際には、凹部１１に各シートを載置すると同時に各凸部が所定位置に接着テープ５で仮止め接着され、その位置がずれることがない。これにより製造時の作業効率が高まるという利点がある。加えて、最上層の第２のプリズムシート４が積層され、遮光テープ６で筐体１に完全に接着されるまでの間に、各光学シート２、３、４が移動することがなくなるので、ズレや擦れを原因とする照明光の輝度ムラの発生をより一層、低減することができる。

本発明の照明装置にあっては、光学シート２、３、４が複数枚であっても、それらを固定する部材は接着テープ５と遮光テープ６のみであり、別途、接着部材を必要としないので、照明装置の構成部品の少数化および小型化が可能となる。特に接着テープ５は筐体１の全面でなく、凹部１１とその開口部付近にのみ配設されれば良いので、低コストで光学シートを固定できる。

さらに凸部２１、３１、４１の上面はそれぞれの光学シート２、３、４の周縁と共に、有効表示画面７の外側を囲むように額縁状に遮光テープ６で被覆されるので、周縁からの照明光の漏れがなくなり、より一層、均一な照明光を効率良く得ることができる。

さらに遮光テープ６を両面接着性のものとすれば、光学シートを収容した筐体１を直に画像表示素子に接着することができ、小型化および製造プロセスの簡略化を図れて好適である。

（第２の実施の形態）
さらに、本発明の照明装置にあっては、筐体１内に光学シート２、３、４に加えて導光板を収容してもよい。筐体１への導光板の接着、固定は、各光学シート２、３、４と全く同様にして行うことができる。すなわち、導光板のコーナー部に凸部を設け、この凸部を筐体１の凹部に係合させると共に、凸部の両面を接着テープ５と遮光テープ６とで挟持するようにして固定すればよい。導光板の凸部は、上記光学シートの各凸部と同様に、有効表示画面７を構成する各辺の延長線７１と導光板の周縁の各辺とに囲まれたコーナー部に、上記光学シートの各凸部と重なり合わないような位置に設ければよい。加えて、全く同様にして、導光板の出射側と反対面、すなわち最下層側に反射シートを筐体内に収容することもできる。この構成によれば、導光板と、所望の照明光を得るために必要とする各種の光学シート類を総て筐体１内に収納可能となるので、照明装置の小型化と構成部品の少数化ができて好適である。

[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、本発明の照明装置と液晶セルとから構成され、この照明装置から照明光を液晶セルに入射させて、画像を表示する。本発明の液晶表示装置にあっては、照明光に輝度ムラがないので、明瞭で視認性が良好な高品質の画像を表示できる。また、照明光に経時変化がないので、超寿命の表示装置となる。さらに照明装置が小型化されているので、表示装置全体の小型化も可能となる。

［電子機器］
図６は、本発明の液晶表示装置を搭載した電子機器の一例を示す斜視図である。図６に示す携帯電話１０００は、本発明の液晶表示装置をその表示部１００１として備えて構成される。

本発明の電子機器は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の画像表示手段として好適に用いることができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態に種々の変更を加えたものを含む。

本発明の照明装置の一実施形態を示す概略平面図。 本発明の照明装置の一実施形態を示す概略構成図。 図２に示した照明装置のＡ―Ａ´線の概略断面図。 本発明の照明装置の一実施形態における構成部材の概略図。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１…筐体、１１…凹部、２…拡散シート、３…第１のプリズムシート、４…第２のプリズムシート、５…接着テープ、６…遮光テープ、７…有効表示画面、２１…凸部、３１…凸部、４１…凸部、１０００…電子機器、１００１…表示部。

Claims (6)

1. 液晶表示素子の有効表示画面を照明するための照明装置であって、
   光源と導光板と複数の光学シートと筐体とを備え、前記光学シートに凸部を設けると共に、前記凸部に対応する前記筐体の部位に凹部を設け、前記凸部と前記凹部とを係合させた状態で複数の前記光学シートを前記筐体に収容してなり、
   前記凸部は、前記有効表示画面の各辺の延長線と、前記光学シートの周縁各辺とによって区画された光学シート周縁のコーナー部に設けられ、かつ、複数の前記光学シートを重ね合わせたときに互いに隙間を置いて重なり合わない位置に設けられ、
   前記凸部の下面は、複数の前記凹部に跨って前記筐体に貼り付けられた接着テープで前記筐体に固定され、
   前記凸部の上面は、最上層の前記光学シート周縁と前記凸部間の前記隙間と共に遮光テープによって被覆されて前記筐体に固定されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記筐体における前記凹部ごとの深さが、当該凹部に収容される前記凸部を有する前記光学シートの前記筐体における積層厚と前記接着テープの膜厚との和に等しいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記導光板は、前記導光板上の前記有効表示画面の各辺の延長線と、前記導光板の周縁各辺とによって区画された導光板周縁のコーナー部であって前記光学シートの前記凸部と隙間をおいて重なり合わない位置に凸部を有し、
   前記筐体は、前記導光板の凸部が係合する凹部をさらに備え、
   前記導光板の凸部の下面が前記凹部の底面に配された前記接着テープで前記筐体に固定され、前記導光板の凸部の上面が最上層の前記光学シートの周縁と前記凸部間の前記隙間と共に前記遮光テープよって被覆されて前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記凹部は、その断面形状が開口部へ向かって広がるテーパー形状をなすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置と、この照明装置から出射される照明光が入射される液晶表示素子とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項５記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

Images