JP2009099438A - バックライト及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板と反射シートとの隙間に起因する輝線の発生を防止することができるバックライト及び該バックライトを備える液晶表示装置の提供。
【解決手段】板状の導光板３と、導光板３の側面側に配置される光源４と、導光板３の背面側に配置される反射シート２と、反射シート２を背面から支持すると共に光源４を覆い、光源４からの光を導光板３に反射させるリフレクタ１と、を少なくとも備えるバックライトにおいて、反射シート２を、光源４側の端部が導光板３からはみ出すように形成すると共に、リフレクタ１の、導光板３の稜線３ａに対向する領域に、片側が反射シート２側に迫り上がる隆起部１ａを設け、バックライト組立時に、隆起部１ａの押圧によって、反射シート２と導光板３の稜線３ａとの間に隙間が形成されないようにし、導光板３と反射シート２との隙間に起因する輝線の発生を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライト及び液晶表示装置に関し、特に、エッジライト（サイドライト）方式のバックライト及び該バックライトを備える液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は小型、薄型、低消費電力という特質からＯＡ機器やテレビジョンのモニタなどとして広く用いられている。この液晶表示装置は、対向する透明基板間に液晶が狭持されてなる液晶パネルと、液晶パネルを照明するバックライト光を発生するバックライトなどで構成される。また、バックライトには、液晶パネルの背面に光源を配置して光源から出る光を反射板で反射する直下方式と、液晶パネルの側面に光源を配置して光源から出る光を導光板で液晶パネル背面全体に導くエッジライト方式（サイドライト方式とも呼ばれる。）と、液晶パネルの背面全体に面光源を配置して照明する面光源方式などがあるが、薄型の液晶表示装置では通常、エッジライト方式が利用される。

上記エッジライト方式のバックライトは、図６及び図７に示すように、アクリル樹脂などの透明なプラスチック樹脂からなる導光板１３と、導光板１３の側面に配置される冷陰極蛍光ランプなどの光源１４と、光源１４から出射する光を導光板１３側に反射する機能を具備したコの字形状のリフレクタ１１と、導光板１３の背面（液晶パネルが配置される面と反対側の面）側に配置され、導光板１３から漏れ出る光を反射して導光板１３へ再入射させる反射シート１２と、導光板１３の照光面（液晶パネルが配置される面）側に配置され、導光板１３から出射する光を均一な光にする拡散シートやレンズシートなどの光学シート１５などで構成される（上記エッジライト方式のバックライトの構造に関しては、例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００１−２４９３３２号公報

このように、反射シート１２が導光板１３の背面に配置され、リフレクタ１１に支持される構造の場合、特許文献１のように、反射シート１２が導光板１３の光源１４側の端部よりも内側に配置されると、反射シート１２の厚み分だけ導光板１３の稜線１３ａとリフレクタ１１との間に隙間が生じ、光源１４から発せられた光の一部がこの隙間に入り、反射シート１２で反射されて導光板１３を透過する。この光は、光源１４の強い光が反射された光である上に、稜線部１３ａではこの光が拡散されるため、バックライトは表示上強く光って見えることがあり、これが輝線と呼ばれる表示不具合として認識される。

そこで、稜線１３ａとリフレクタ１１との間に隙間が生じないようにするために、図７に示すように、反射シート１２を光源１４が配置される辺に関しては導光板１３の外形よりもやや長めに設計している。その際、反射シート１２は０．１〜０．３ｍｍ程度のＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などの樹脂材料で作られており、物性上、熱で伸縮する特徴があるため、通常、反射シート１２が熱で縮んだとしても稜線１３ａが覆われるように反射シート１２の長さを規定している。

しかしながら、このように反射シート１２の長さを規定しても、バックライトを構成する部品の寸法ばらつきや組み立てばらつき、光源１４で発生する熱による部材（特に、導光板１３を構成する樹脂部材）の形状変形が発生した場合には、図７のＢ’部の拡大図に示すように、稜線１３ａと反射シート１２との間に隙間が生じることがある。従って、反射シート１２を稜線１３ａからはみ出すようにするだけでは輝線などの表示不具合を完全になくすことができないという問題がある。

また、他の方法として、反射シート１２の端部を折り曲げ、導光板１３の稜線１３ａを覆うような構造とすることもできる。しかしながら、この方法では、反射シート１２の折れ癖が、光源１４の熱によって元の状態に戻ったり、組立状態のときに反射シート１２の端部が光源１４に接触し、振動・衝撃などの負荷によって光源１４を破損してしまうなどの不具合が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、導光板と反射シートとの隙間に起因する輝線の発生を防止することができるバックライト及び該バックライトを備える液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、板状の導光板と、前記導光板の側面側に配置される光源と、前記導光板の背面側に配置される反射シートと、前記反射シートを背面側から支持し、前記光源から出射する光を前記導光板に反射するリフレクタと、を少なくとも備えるエッジライト方式のバックライトにおいて、前記反射シートは、前記光源側の端部が、前記導光板からはみ出すように形成され、前記リフレクタは、前記反射シートを支持する部分の、前記導光板の側面と背面とが交わる稜線に対向する領域近傍に、一方の端部が固定され、他方の端部が前記反射シート側に向かって迫り上がる隆起部を備え、前記隆起部により、前記反射シートが前記導光板側に湾曲して、前記導光板の前記稜線と前記反射シートとが当接するものである。

また、本発明は、板状の導光板と、前記導光板の側面側に配置される光源と、前記導光板の背面側に配置される反射シートと、前記反射シートを背面側から支持し、前記光源から出射する光を前記導光板に反射するリフレクタと、を少なくとも備えるエッジライト方式のバックライトにおいて、前記反射シートは、前記光源側の端部が、前記導光板からはみ出すように形成され、前記リフレクタは、前記反射シートを支持する部分に、前記導光板の側面と背面とが交わる稜線に対向する領域近傍をコの字状に刳り貫き、開放端側が前記反射シート側に向かって迫り上がるように加工した隆起部を備え、前記隆起部により、前記反射シートが前記導光板側に湾曲して、前記導光板の前記稜線と前記反射シートとが当接するものである。

本発明においては、前記隆起部は、前記導光板の前記稜線に沿って複数配置され、前記稜線の両端部に配置される隆起部の迫り上がり量と、前記稜線の中央部に配置される隆起部の迫り上がり量と、が異なる構成とすることができる。

また、本発明の液晶表示装置は、上記いずれか一に記載のバックライトと、対向する基板間に液晶が挟持されてなる液晶パネルと、を少なくとも備えるものである。

このように、本発明は上記構成により、反射シートと導光板の稜線との間に隙間が発生しないため、稜線における光の乱反射を抑制して輝線の発生を防止することができ、液晶表示装置の表示品位及び信頼性の向上を図ることができる。

本発明のバックライト及び液晶表示装置によれば、導光板と反射シートとの間に隙間に起因する輝線の発生を防止し、液晶表示装置の表示品位及び信頼性の向上を図ることができる。

その理由は、反射シートが導光板の背面側に配置され、反射シートがリフレクタに支持されるエッジライト型のバックライトにおいて、反射シートを、光源側の端部が導光板の稜線からはみ出すように形成すると共に、リフレクタの、導光板の稜線に対向する領域に、一方の端部が反射シート側に向かって迫り上がる１又は複数の隆起部を設けることによって、バックライトを構成する部品の寸法ばらつきや組み立てばらつき、光源から発生する熱による部材の形状変形が発生した場合でも、導光板の稜線と反射シートとを接触させることができるからである。

また、隆起部は片側だけがリフレクタに固定される構造であり、隆起部が弾性特性を有するため、導光板自体が熱等で変形しても、リフレクタの隆起部をその変形に追従させることができ、導光板の稜線と反射シートとを常に接触させることができるからである。

また、隆起部を導光板の稜線に沿って複数配置し、稜線の両端部に配置される隆起部の迫り上がり量と、稜線の中央部に配置される隆起部の迫り上がり量とを変えることにより、光源で発生する熱の分布に伴って導光板の変形の度合いが変化する場合でも、導光板の稜線と反射シートとを確実に接触させることができるからである。

本発明は、その好ましい一実施の形態において、板状の導光板と、導光板の側面側に配置される光源と、導光板の背面（非発光面）側に配置される反射シートと、反射シートを背面から支持すると共に光源を覆い、光源からの光を導光板に反射させるリフレクタと、を少なくとも備えるバックライトにおいて、反射シートを、光源側の端部が導光板の外形よりもやや長い形状とする（すなわち、光源側の端部が導光板からはみ出すように形成する）と共に、リフレクタの、導光板の稜線に対向する領域に、片側が反射シート側に迫り上がる隆起部を設け、バックライト組立時に、導光板の稜線が反射シートを介してリフレクタの隆起部によって押圧されるようにして、反射シートと導光板の稜線との間に隙間が形成されないようにし、これにより、導光板と反射シートとの隙間に起因する輝線の発生を防止する。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係るバックライト及び液晶表示装置について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施例のバックライトを構成するリフレクタの構造を示す斜視図であり、図２は、バックライトの光源近傍の構造を示す断面図である。

液晶表示装置は、液晶パネル（形状や構造、駆動方式は問わない。）と、液晶パネルにバックライト光を照射するエッジライト（サイドライト）方式のバックライトと、を主な構成要素としている。

液晶パネルは、マトリクス状に配列された各々の画素に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などのスイッチング素子が形成された第１の基板と、カラーフィルタやブラックマトリクスなどが形成された第２の基板と、の間に液晶が挟持されて構成される。

バックライトは、図１及び図２に示すように、アクリル樹脂などの透明なプラスチック樹脂などからなる板状の導光板３と、導光板３の側面側に配置される、１又は複数の冷陰極蛍光ランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源４と、導光板３の背面（非発光面）側に配置され、導光板３から漏れ出る光を反射して導光板３へ再入射させて光の利用効率を高める反射シート２と、反射シート２を背面側から支持すると共に光源４を覆うようにコの字状に形成され、光源４から出射する光を導光板３に反射させるリフレクタ１と、導光板３から出射するバックライト光を均一な光にするための拡散シートやレンズシート、偏光シートなどの光学シート５などで構成される。

上記リフレクタ１は、主に金属板や金属板に白色のプラスチックフィルムを張り合わせた複合材料などからなり、光源４が発した光を効率よく導光板３へ入射させると共に、光源４から発せられる熱を効率よく放熱できるように構成されている。また、反射シート２は、主に白色のプラスチックフィルムなどの可撓性を有する材料からなり、導光板３から漏れ出る光を確実に反射できるように構成されている。

なお、本発明はバックライトの背面側の構造に特徴を有するものであり、他の部分（導光板３や光源４、光学シート５、液晶パネルなど）の構成や配置、寸法などは任意である。また、本発明はエッジライト方式全般に適用することができ、例えば、冷陰極蛍光ランプを導光板３の対向する２辺に配置する構造に対しても適用することもできる。

上記構成の液晶表示装置用のバックライトにおいて、従来技術で示したように、バックライトを構成する部品の寸法ばらつきや組み立てばらつき、光源で発生する熱による部材の形状変形などにより、導光板３の光源４側の側面と反射シート２側の底面とが交わる領域（以下、稜線３ａと呼ぶ。）と反射シート５との間に隙間が生じやすく、隙間が生じた場合に、稜線３ａにおいて光の乱反射が生じ、表示上、光源４の近傍に輝線が発生するという問題が生じる。

そこで、本実施例のバックライトでは上記隙間に起因する輝線の発生を防止するために、反射シート２及びリフレクタ１の形状に特徴を持たせている。具体的には、図２に示すように、反射シート２を、光源４側の端部が導光板３の外形よりもやや長い形状とし、反射シート２が導光板３の稜線３ａを覆うように（すなわち、反射シート２の光源４側の端部が導光板３からはみ出すように）する。また、図１及び図２に示すように、断面がコの字状のリフレクタ１の反射シート２を支持する部分の、導光板３の稜線３ａに対向する領域に、一方の端部が固定され、他方の端部が反射シート２側に迫り上がる隆起部１ａを設ける。

このような構造を採用することにより、バックライトを組み立てる際に、隆起部１ａが反射シート２を導光板３の稜線３ａ方向に押圧し、可撓性を有する反射シート２が変形し、反射シート２と導光板３の稜線３ａとが接触して隙間をなくすことができる。また、この隆起部１ａは、片側のみが固定されており、材料の可撓性に応じた弾性特性を有するため、導光板３自体が熱等で変形したとしても、その変形に隆起部１ａが追従することができるため、反射シート２と導光板３の稜線３ａとを常に接触させることができる。

なお、図２では、反射シート２が隆起部１ａの端部からはみ出すようにしているが、反射シート２は、光源４側の端部が導光板３の稜線３ａからはみ出す形状であればよく、そのはみ出し量は特に限定されない。

また、隆起部１ａの形状も図１及び図２に限定されない。例えば、図１では、リフレクタ１をコの字に刳り貫いているが、刳り貫く形状はコの字に限定されるものではなく、折り曲げて隆起できる形状であればよく、例えば、コの字のコーナー部を円弧状にしてもよいし、隆起部１ａの加工方法も特に限定されない。また、図２のＡ部詳細図では、隆起部１ａの迫り上がり量を０．５ｍｍ程度としているが、迫り上がり量は各構成部材の寸法精度に応じて適宜調整することができる。また、隆起部１ａの稜線３ａからのはみ出し量は、０．５ｍｍ以下ではバックライトの組立てにおいて、各部材のばらつきのため導光板３の稜線３ａを確実に押すことが出来ない問題が生じ、５ｍｍ以上では額縁部分が大きくなりすぎ、狭額縁化が困難となる問題が生じてしまうことから、０．５〜５ｍｍの範囲にすることが好ましい。また、図１及び図２では、光源４側を隆起部１ａの開放端としているが、光源４側を隆起部１ａの固定端とすることもできる。

次に、本発明の第２の実施例に係るバックライト及び液晶表示装置について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、本実施例のバックライトを構成するリフレクタの構造を示す斜視図である。

光源４として冷陰極蛍光ランプを使用する場合、一般的に冷陰極蛍光ランプの高圧部・低圧部はその中央部に比べて温度が数十度高くなる。ここで、導光板３は、光源４の光をより効率よく取り込むため、光源４に近接して配置され、また、導光板３はアクリルなどの樹脂で形成されているため、前述した通り熱の影響を受けることにより伸縮（変形）するが、冷陰極蛍光ランプの高圧・低圧部と中央部とで温度が違うために導光板３の変形の度合いが異なり、それに伴って反射シート２と導光板３の稜線３ａとの隙間の大きさも異なってくる。

具体的には、反射シート２と導光板３の稜線３ａとの隙間は、一般的に冷陰極蛍光ランプの高圧・低圧側（稜線３ａの両端部）の方が大きく、冷陰極蛍光ランプの中央部（稜線３ａの中央部）の方が小さくなり、隙間に起因する輝線の発生する場所が、特定の位置に依存する場合がある。

この場合、前記した第１の実施例のように、隆起部１ａをリフレクタ１の長手方向に延在させると、ある場所（例えば、リフレクタ１の長手方向の中央部）では反射シート２と導光板３の稜線３ａとが接触するが、他の場所（例えば、リフレクタ１の長手方向の両端部）では反射シート２と導光板３の稜線３ａとの間に隙間が生じる恐れがある。

そこで、本実施例では、刳り貫きを数ヶ所に分割して形成し、隆起部１ａを稜線３ａに沿って配列すると共に、各々の隆起部１ａの迫り上がり量を、光源４の熱による構成部材の伸縮変形の度合いに応じて変化させる。例えば、光源４の発熱が大きく、導光板３の変形の度合いが大きい部分（稜線３ａの両端部）に配置される隆起部１ａの迫り上がり量を相対的に大きくし、光源４の発熱が小さく、導光板３の変形の度合いが小さい部分（稜線３ａの中央部）に配置される隆起部１ａの迫り上がり量を相対的に小さくする。

このような構造を採用することにより、光源４で発生する熱による構成部材の変形度合いに分布が生じる場合であっても、リフレクタ１の長手方向の全領域において、導光板３の稜線３ａと反射シート２とを確実に接触させることができ、これにより、輝線の発生を防止し、液晶表示装置の表示品位及び信頼性を向上させることができる。

なお、図３では、隆起部１ａを６つに分割する場合を示しているが、隆起部１ａは２以上であればよく、構成部材の変形度合いの分布に応じて適宜設定することができる。また、図３では、複数の隆起部１ａを同じ形状としているが、例えば、両端側の隆起部１ａの幅を広くするなど、隆起部１ａの形状を変化させてもよい。また、図３では、隣り合う隆起部１ａ間の領域の幅を略等しくしているが、例えば、構成部材の変形が略一定の場所では隆起部１ａを離して配置するなど、隆起部１ａ間の領域の幅を変化させてもよい。

また、本実施例においても、刳り貫く形状はコの字に限定されるものではなく、折り曲げて隆起できる形状であればよく、例えば、図４に示すように、コの字のコーナー部を円弧状にしてもよい。また、隆起部１ａの加工方法も特に限定されないし、光源４側を隆起部１ａの固定端としてもよい。また、隆起部１ａの稜線３ａからのはみ出し量は、０．５〜５ｍｍの範囲にすることが好ましい。

次に、本発明の第３の実施例に係るバックライト及び液晶表示装置について、図５を参照して説明する。図５は、本実施例のバックライトの光源近傍の構造を示す断面図である。

前記した第１の実施例では、隆起部１ａの先端部の稜線３ａからのはみ出し量を規定したが、本実施例では、図５に示すように、隆起部１ａの先端部と光源４の外形端との距離（図のＬ）を規定する。具体的には、隆起部１ａの先端部が導光板３の稜線３ａからはみ出している点は同じであるが、隆起部１ａの先端部の最大長さが光源４の外形端までとしている。

このように、隆起部１ａの先端部の最大長さを光源４の外形端までとすることによって、額縁部分を大きくすることなく、導光板３の稜線３ａで発生する輝線を抑えることができる。

なお、図１乃至図５では、隆起部１ａの先端部がリフレクタ１の背面と平行になるようにしているが、隆起部１ａの先端部は必ずしもリフレクタ１の背面と平行でなくてもよい。また、上記各実施例では、リフレクタ１を刳り貫いて隆起部１ａを形成したが、リフレクタ１上に、弾性を有するバネ板を配置し、その一端をリフレクタ１に固定し、他端をリフレクタ１から浮かせる構造としても、同様の効果を得ることができる。また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、各構成部材の構成や形状、材料などは適宜変更可能である。

本発明は、エッジライト方式で照明するバックライト、及び、該バックライトを備える任意の液晶表示装置、並びに、該液晶表示装置を表示手段として備える任意の機器に適用することができる。

本発明の第１の実施例に係るバックライトを構成するリフレクタの構造を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係るバックライトの光源近傍の構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトを構成するリフレクタの構造を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトを構成するリフレクタの他の構造を示す斜視図である。 本発明の第３の実施例に係るバックライトの光源近傍の構造を示す断面図である。 従来のバックライトを構成するリフレクタの構造を示す斜視図である。 従来のバックライトの光源近傍の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ リフレクタ
１ａ 隆起部
２ 反射シート
２ａ 稜線近傍部
３ 導光板
３ａ 稜線
４ 光源
５ 光学シート
１１ リフレクタ
１１ａ 隆起部
１２ 反射シート
１３ 導光板
１３ａ 稜線
１４ 光源
１５ 光学シート

Claims (4)

1. 板状の導光板と、前記導光板の側面側に配置される光源と、前記導光板の背面側に配置される反射シートと、前記反射シートを背面側から支持し、前記光源から出射する光を前記導光板に反射するリフレクタと、を少なくとも備えるエッジライト方式のバックライトにおいて、
   前記反射シートは、前記光源側の端部が、前記導光板からはみ出すように形成され、
   前記リフレクタは、前記反射シートを支持する部分の、前記導光板の側面と背面とが交わる稜線に対向する領域近傍に、一方の端部が固定され、他方の端部が前記反射シート側に向かって迫り上がる隆起部を備え、
   前記隆起部により、前記反射シートが前記導光板側に湾曲して、前記導光板の前記稜線と前記反射シートとが当接することを特徴とするバックライト。
2. 板状の導光板と、前記導光板の側面側に配置される光源と、前記導光板の背面側に配置される反射シートと、前記反射シートを背面側から支持し、前記光源から出射する光を前記導光板に反射するリフレクタと、を少なくとも備えるエッジライト方式のバックライトにおいて、
   前記反射シートは、前記光源側の端部が、前記導光板からはみ出すように形成され、
   前記リフレクタは、前記反射シートを支持する部分に、前記導光板の側面と背面とが交わる稜線に対向する領域近傍をコの字状に刳り貫き、開放端側が前記反射シート側に向かって迫り上がるように加工した隆起部を備え、
   前記隆起部により、前記反射シートが前記導光板側に湾曲して、前記導光板の前記稜線と前記反射シートとが当接することを特徴とするバックライト。
3. 前記隆起部は、前記導光板の前記稜線に沿って複数配置され、
   前記稜線の両端部に配置される隆起部の迫り上がり量と、前記稜線の中央部に配置される隆起部の迫り上がり量と、が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト。
4. 請求項１乃至３のいずれか一に記載のバックライトと、対向する基板間に液晶が挟持されてなる液晶パネルと、を少なくとも備えることを特徴とする液晶表示装置。

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