JPH10162616A - 導光ユニット、バックライト及びこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の輝度を確保した上で、輝線を発生させ
ず、しかも製造コストを上昇させない導光ユニット等を
得る。 【解決手段】 導光板５、拡散シート６および集光シー
ト７を収納保持するフレーム４に導光板５の入光面５ａ
における導光板５の裏面側縁部を遮光する段部９を設
け、導光板５の入光面５ａ近傍の発光面５ｂに輝線を発
生させる原因となる導光板５の入光面５ａからの入射光
の一部をその段部９で遮る。これにより、導光板５の入
光面５ａ近傍に位置する発光面５ｂに輝線が発生しな
い。しかも、所定の輝度が確保されて製造コストも上昇
しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等の
背面から照明を必要とする製品のバックライトに用いら
れる導光ユニット、これを用いたバックライト及びこれ
を用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】透過型液晶表示素子の非発光面側に配置
されるバックライトの従来の一例を図５ないし図８に基
づいて説明する。図５は導光ユニットの構造を示す分解
斜視図、図６は導光ユニットとこれを収容する収納フレ
ームとを示す分解斜視図、図７はバックライトの分解斜
視図である。

【０００３】バックライト１０１は、導光ユニット１０
２と光源ユニット１０３とを主要な構成要素として構成
されている（図７参照）。導光ユニット１０２は、端面
に位置する入光面１０４ａからの入射光によって表面の
発光面１０４ｂが発光する導光板１０４を主体とし、こ
の導光板１０４の裏面に反射シート１０５が接着固定さ
れ、導光板１０４の発光面１０４ｂ側に拡散シート１０
６と集光シート１０７とが積層固定されて形成されてい
る（図５参照）。反射シート１０５は発光面１０４ｂの
方向に光を反射する役割を持ち、拡散シート１０６及び
集光シート１０７は発光面１０４ｂに現れる導光板１０
４の発光パターンを隠して集光する役割を果たす。そし
て、これらの各部は両面接着テープ１０８で接着固定さ
れてユニット化され、両端に開口１０９を備えたフレー
ム１１０に収納保持されている（図６参照）。一方、光
源ユニット１０３は、冷陰極ランプ等の光源１１１が光
源カバー１１２に覆われて形成され、光源１１１及び光
源カバー１１２の内面に形成された反射面１１３がフレ
ーム１１０の開口１０９を通して導光板１０４の入光面
１０４ａに対面するように配置されている（図７参
照）。光源カバー１１２の内面に形成された反射面１１
３は、アルミや銀等の高光反射性材料からなる。

【０００４】このような構造をもつバックライト１０１
は、例えば、図示しない透過型液晶表示素子の非発光面
側に配置されて使用される。つまり、光源１１１からの
出射光が導光板１０４の端面に入射され、これによって
導光板１０４の発光面１０４ｂが発光する。これによ
り、透過型液晶表示素子の非発光面が照明され、液晶表
示面が明るく照らされて見易くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５ないし図７に示す
ようなバックライト１０１を実際に作成してみると、導
光板１０４の入光面１０４ａの近傍の発光面１０４ｂに
輝線（異常発光）が発生する。これは、導光ユニットの
入光面と光源ユニットとを拡大して示す図８の縦断側面
図に示すように、光源１１１から出射された拡散光のう
ち、光源カバー１１２の内面に形成された反射面１１３
に当たって光拡散を起こす成分（例えば図８中のＡ）
や、導光板１０４のエッジ部に当たり光拡散を起こす成
分（例えば図８中のＢ）が導光板１０４の内部で内部反
射を繰り返さず、導光板１０４の入光面１０４ａの近傍
の発光面１０４ｂ側に抜けることにより発生する。つま
り、導光板１０４内で内部反射を繰り返さずに発光面１
０４ｂ側に抜ける拡散光は、反射回数が少ないために光
強度が低下しないまま出射してしまい、この部分が他の
部分と比較して明るく見えてしまう。これが輝線とな
る。そして、このような輝線は、導光板１０４の表面に
位置する集光シート１０７によって増幅され、よりはっ
きりと明るく見えてしまう。

【０００６】このようなことから、従来、反射シート１
０５に黒やグレーのベタ印刷もしくはドット印刷を施
し、入光面１０４ａの近傍における導光板１０４の発光
面１０４ｂからの出射光量を減少させるようなことが一
般に行われている（図９参照）。ここで、図９は、導光
ユニットの入光面と光源ユニットとを拡大して示す縦断
側面図である。ところが、反射シート１０５に黒やグレ
ーのベタ印刷もしくはドット印刷を施すと、反射シート
１０５における光吸収率が高くなって導光板１０４への
入射光量を減少させ、導光ユニットの輝度を低下させて
しまうし、また、印刷の分だけ製造コストを上昇させて
しまうという問題がある。しかも、反射シート１０５に
黒やグレーのベタ印刷もしくはドット印刷を施しただけ
では、図９に示すように、導光板１０４のエッジ部に当
たり光拡散を起こす成分（例えば図９中のＢ）に基づく
輝線の阻止に対しては有効であるものの、光源カバー１
１２の内面に形成された反射面１１３に当たって光拡散
を起こす成分（例えば図９中のＡ）に基づく輝線の発生
に対しては無力であるという問題もある。

【０００７】本発明の目的は、所定の輝度を確保した上
で、輝線を発生させず、しかも製造コストを上昇させな
い導光ユニット、これを用いたバックライト及びこれを
用いた液晶表示装置を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の導光ユニ
ットは、扁平矩形形状を有し、端面に位置する入光面か
らの入射光を表面の発光面に導く導光板と；導光板の発
光面側に配設される拡散シートと；導光板の発光面側に
配設される集光シートと；導光板の入光面における導光
板の裏面側縁部を遮光する段部を備えるとともに導光板
の裏面側縁部をその段部に配設するフレームと；を具備
している。

【０００９】したがって、導光板の入光面に光が入射さ
れると、導光板の発光面が発光し、この光が拡散シート
によって拡散され、この拡散光が集光シートによって集
光されて出射する。この際、導光板の入光面近傍の発光
面に輝線を発生させる原因となる導光板の入光面への入
射光の一部は段部に遮られる。このため、導光板の入光
面近傍に位置する発光面に輝線が発生しない。また、輝
線が発生しないため、導光板の裏面に配置される反射部
材に黒やグレーのベタ印刷やドット印刷を施して輝線の
発生を防止する必要がなくなる。これにより、所定の輝
度を確保した上で、輝線を発生させず、しかも製造コス
トを上昇させない導光ユニットが得られる。

【００１０】ここで、輝線の発生を有効に防止するため
には、段部の高さが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であ
ることが望ましい（請求項２）。また、フレームが高反
射グレードの白色樹脂によって形成されていれば（請求
項３）、導光板の裏面とフレームとを接合させること
で、導光板の裏面に反射シートを設けずともフレームを
反射部材として使用することが可能となる（請求項
４）。

【００１１】請求項５記載のバックライトは、請求項３
又は４記載の導光ユニットと；導光板の少なくとも一方
の入光面に沿って配置された細長い光源と；を備え、フ
レームは光源を覆う形状に形成されている。したがっ
て、光源からの光が導光板の入光面に入射される。この
際、フレームは高反射グレードの白色樹脂により形成さ
れているため、光源からの光の反射率が高く、これによ
って導光板の入光面への入射光量が増大する。したがっ
て、導光板の発光効率が高まる。

【００１２】請求項６記載の液晶表示装置は、透過型液
晶表示素子と；請求項５記載のバックライトと；透過型
液晶表示素子の非発光面側にバックライトを位置させて
それらの透過型液晶表示素子及びバックライトを保持す
るハウジングと；を具備している。このような液晶表示
装置に用いられるバックライトでは、導光板の入光面近
傍に位置する発光面に輝線が発生しない。したがって、
バックライトに照らされる液晶表示装置の表示品質が高
まる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図３に基づいて説明する。図１は導光ユニットの分解
斜視図、図２はバックライトの一部の縦断側面図、図３
は液晶表示装置の縦断側面図である。

【００１４】〔バックライト〕まず、バックライト１に
ついて説明する。このバックライト１は、導光ユニット
２に冷陰極ランプ等の二つの光源３が一つのフレーム４
に収納保持されて形成されている（図２，図３参照）。

【００１５】導光ユニット２は、図１に示すように、導
光板５と拡散シート６と集光シート７とを積層した構造
体である。つまり、端面に位置する入光面５ａからの入
射光によって発光面５ｂが発光するアクリル樹脂製の導
光板５を主体とし、この導光板５の発光面５ｂに光拡散
機能を発揮する拡散シート６と集光機能を発揮する集光
シート７とが積層固定されている。各部の固定は、両面
接着テープ８による。ここで、拡散シート６は光を拡散
させ、集光シート７は光を集光させ、これによって発光
面５ｂに現れる導光板５の発光パターンを隠す役割を果
たす。

【００１６】次に、導光ユニット２は、図２に示すよう
に、光源３のための収納保持スペースをも備えたフレー
ム４に収納保持されている。このフレーム４は、高反射
グレードの白色樹脂によって形成されており、導光ユニ
ット２の収納部分と光源３の収納部分との間に段部９を
備える。この段部９は、高さが０．２ｍｍ以上１．０ｍ
ｍ以下に形成されており、導光板５の入光面５ａにおけ
る導光板５の裏面側縁部を遮光している。また、導光板
５は、フレーム４の底部に接合するように配置され、接
着等の手法で固定されている。

【００１７】〔液晶表示装置〕図３に示すように、透過
型液晶表示素子１０と共にバックライト１がハウジング
１１に取り付けられることにより液晶表示装置１２が組
み立てられる。つまり、透過型液晶表示素子１０は、そ
の液晶表示面１３を開口１４に位置させてハウジング１
１に取り付けられている。そして、バックライト１は、
導光板５の発光面５ｂ側を透過型液晶表示素子１０の裏
面１５に対面させてハウジング１１に取り付けられてい
る。なお、ハウジング１１は裏シェル１６と表シェル１
７とに分割可能である。

【００１８】次に作用について説明する。光源３を駆動
して発光させるとその光が端面から導光板５に入射され
る。その入射光は、高反射グレードの白色樹脂により形
成されて光反射率が高いフレーム４の底面が反射部材と
して機能するためにこれを反射し、かつ、直接に発光面
５ｂに導かれる。そして、発光面５ｂからの出射光は、
拡散シート６により拡散され、この拡散光が集光シート
７により集光され、発光面５ｂに現れる導光板５の発光
パターンが隠された状態で光源ユニット３から出射さ
れ、透過型液晶表示素子１０の裏面１５に入射される。
これにより、画像データに基づき駆動された透過型液晶
表示素子１０が表示する画像は、バックライト１に照ら
されて明るく表示される。

【００１９】一方、導光板５の入光面５ａへの入射光の
一部は段部９に遮られ、この遮られた部分については反
射部材として機能するフレーム４の底面に至らない。こ
こで、段部９に遮られる導光板５の入光面５ａへの入射
光の一部は、導光板５における入光面５ａの近傍の発光
面５ｂに輝線を発生させるような種類の拡散光（例え
ば、図８中のＡ，Ｂ、図９中のＡを参照）である。した
がって、導光板５の入光面５ａ近傍に位置する発光面５
ｂに輝線が発生しない。ここで、図２に示すように、光
源３から出射された拡散光のうちフレーム４の内面を反
射した光（例えば、図２中のＡ，Ｂ）は、導光板５の内
部に侵入して反射を繰返し、いずれ減衰するため輝線の
発生原因とならない。なお、図２中のＡ，Ｂは一本の光
束を例示するので反射していないが、実際には拡散光の
大部分が反射を繰り返す。

【００２０】このように、導光板５の入光面５ａへの入
射光の一部が段部９に遮られて輝線の発生が防止される
ため、導光板５の裏面に配置される反射部材に黒やグレ
ーのベタ印刷やドット印刷を施して輝線の発生を防止す
る必要がなくなり、これにより、所定の輝度を確保した
上で、輝線を発生させず、しかも製造コストを上昇させ
ないバックライト１が得られる。

【００２１】図４は、変形例を示すバックライトの一部
の縦断側面図である。図４に示すように、フレーム４を
段部９の部分で湾曲させても良い。この場合、光源３か
ら出射された拡散光のうちフレーム４の内面を反射した
光（例えば、図４中のＡ，Ｂ）は、導光板５まで至らな
いか（Ａ）、あるいは、導光板５の内部に侵入して反射
を繰返し（Ｂ）、いずれ減衰するため輝線の発生原因と
ならない。そして、このように構成すれば、光源３の収
納容積を不要に狭めることなく、段部９の高さが適宜調
節される。なお、フレーム４の段部９の湾曲の程度や傾
斜角によっては、導光板５まで至らない光（Ａ）は光源
３の裏面側に回り込んだりもする。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の導光ユニットは、導光
板、拡散シートおよび集光シートを収納保持するフレー
ムに導光板の入光面における導光板の裏面側縁部を遮光
する段部を設け、導光板の入光面近傍の発光面に輝線を
発生させる原因となる導光板の入光面からの入射光の一
部をその段部で遮るようにしたので、導光板の入光面近
傍に位置する発光面に輝線を発生させないようにするこ
とができる。これにより、導光板の裏面に配置される反
射部材に黒やグレーのベタ印刷やドット印刷を施して輝
線の発生を防止する必要がなくなるので、所定の輝度を
確保した上で、輝線を発生させず、しかも製造コストを
上昇させない導光ユニットが得られる。

【００２３】請求項２記載の導光ユニットは、請求項１
記載の発明において、段部の高さを０．２ｍｍ以上１．
０ｍｍ以下としたので、確実に輝線の発生を防止するこ
とができる。

【００２４】請求項３記載の導光ユニットは、請求項２
記載の発明において、フレームを高反射グレードの白色
樹脂によって形成したので、例えば、請求項４記載の発
明のように導光板の裏面とフレームとを接合させること
で、導光板の裏面に反射シートを設けずともフレームを
反射部材として使用することができ、したがって、製造
工程及び部品点数を減少させることができる。

【００２５】請求項５記載のバックライトは、請求項３
又は４記載の導光ユニットを用い、導光板の少なくとも
一方の入光面に沿って細長い光源を配置し、光源を覆う
形状にフレームを形成したので、高反射グレードの白色
樹脂により形成されて光の反射率が高いフレームによっ
て導光板の入光面への入射光量を増大させることがで
き、したがって、導光板の発光効率を高めることができ
る。

【００２６】請求項６記載の液晶表示装置は、導光板の
入光面近傍に位置する発光面に輝線が発生しない請求項
５記載のバックライトを透過型液晶表示素子の裏面に配
置したので、バックライトに照らされる液晶表示装置の
表示品質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す導光ユニットの分
解斜視図である。

【図２】バックライトの一部を拡大する縦断側面図であ
る。

【図３】液晶表示装置の縦断側面図である。

【図４】変形例を示すバックライトの一部を拡大する縦
断側面図である。

【図５】従来の一例として、導光ユニットの構造を示す
分解斜視図である。

【図６】図５に示す従来の導光ユニットとこれを収容す
る収納フレームとを示す分解斜視図である。

【図７】図５及び図６に示す従来の導光ユニット及びそ
の収納フレームを用いたバックライトの分解斜視図であ
る。

【図８】導光ユニットの入光面と光源ユニットとを拡大
して示す縦断側面図である。

【図９】輝線防止対策を施した従来の一例として、導光
ユニットの入光面と光源ユニットとを拡大して示す縦断
側面図である。

【符号の説明】

１ バックライト ２ 導光ユニット ３ 光源 ４ フレーム ５ 導光板 ５ａ 入光面 ５ｂ 発光面 ６ 拡散シート ７ 集光シート ９ 段部 １０ 透過型液晶表示素子 １１ ハウジング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扁平矩形形状を有し、端面に位置する入
   光面からの入射光を表面の発光面に導く導光板と；導光
   板の発光面側に配設される拡散シートと；導光板の発光
   面側に配設される集光シートと；導光板の入光面におけ
   る導光板の裏面側縁部を遮光する段部を備えるとともに
   導光板の裏面側縁部をその段部に配設するフレームと；
   を具備していることを特徴とする導光ユニット。
2. 【請求項２】 段部の高さは、０．２ｍｍ以上１．０ｍ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の導光ユニ
   ット。
3. 【請求項３】 フレームは、高反射グレードの白色樹脂
   によって形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の導光ユニット。
4. 【請求項４】 導光板の裏面とフレームとが接合してい
   ることを特徴とする請求項３記載の導光ユニット。
5. 【請求項５】 請求項３又は４記載の導光ユニットと；
   導光板の少なくとも一方の入光面に沿って配置された細
   長い光源と；を備え、フレームは光源を覆う形状に形成
   されていることを特徴とするバックライト。
6. 【請求項６】 透過型液晶表示素子と；請求項５記載の
   バックライトと；透過型液晶表示素子の非発光面側にバ
   ックライトを位置させてそれらの透過型液晶表示素子及
   びバックライトを保持するハウジングと；を具備してい
   ることを特徴とする液晶表示装置。