フロントライト及び液晶表示装置
【課題】フロントライトにおいて、筐体と導光板との隙間から水、油脂、塵などの侵入物が筐体内に侵入するのを防止すること。
【解決手段】導光板２１の外周縁部を支持枠４０の嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに嵌合して固定する。点灯領域Ｒの外側である非点灯領域であって、嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃと対向する領域に溝２３，２４，２５をそれぞれ形成して侵入阻止構造を構成している。また侵入阻止構造を構成する溝として山と谷が連続する断面鋸歯状の溝４４を設ける。また非点灯領域に形成した溝４６と、その溝４６に配置され支持枠４０の係合部４７との間に所定の押圧力で挟まれるスペーサクッション４５とで侵入阻止構造を構成する。導光板２１の主面２１ｃには防汚・撥水膜４３を形成する。
【解決手段】導光板２１の外周縁部を支持枠４０の嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに嵌合して固定する。点灯領域Ｒの外側である非点灯領域であって、嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃと対向する領域に溝２３，２４，２５をそれぞれ形成して侵入阻止構造を構成している。また侵入阻止構造を構成する溝として山と谷が連続する断面鋸歯状の溝４４を設ける。また非点灯領域に形成した溝４６と、その溝４６に配置され支持枠４０の係合部４７との間に所定の押圧力で挟まれるスペーサクッション４５とで侵入阻止構造を構成する。導光板２１の主面２１ｃには防汚・撥水膜４３を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示パネルに導光板を介して照明光を導くフロントライト及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置の液晶表示パネルを照明する面発光装置としてフロントライトが知られている。従来のフロントライトは、通常、光源と、この光源からの光を液晶表示パネルに出射する導光板とを主な構成要素としている。
【０００３】
図９は、従来の液晶表示装置の構成を示す図である。液晶表示パネルの液晶セル１が、上下二枚のガラスからなる絶縁基板２，３間に液晶（図示せず）を封入し、二枚の絶縁基板２，３の上下に偏光板４，５を付着して構成されている。さらに偏光板５側の端面に反射部材６を配置している。反射部材６の裏面に保護部材７を設置している。一方、液晶セル１の正面側に導光板８が配置され、導光板８に隣接して光源９が配置されている。かかる構成の液晶表示装置では、光源９から出射した光を導光板８によってセル１側に導出し、この光を反射部材６で反射させ、導光板８を通して液晶セル１の表示を観察するようになっている。
【０００４】
図１０は導光板８を筐体の一部である支持枠１１にはめ込んだ状態を示す図である。同図に示すように、支持枠１１の内周縁部１１ａに対して導光板１１の外周縁部８ａをはめ込んで導光板１１を支持枠（筐体）に固定している。かかる構造では、当該液晶表示装置の表示板面にかかる水、油脂、塵などを、支持枠（筐体）に固定した導光板８が遮断する働きをする。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０９３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、支持枠１１と導光板８との機械的な接合だけで当該接合部の機密性を確保するには限界があるため、支持枠１１の内周縁部１１ａと導光板８の外周縁部８ａとの隙間から水、油脂、塵などが筐体内に侵入し、液晶表示パネルの電気的な部分に悪影響を与える可能性があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、筐体と導光板との隙間から水、油脂、塵などの侵入物が筐体内に侵入するのを防止でき、これら侵入物が筐体内の電気部品などに悪影響を与えるのを排除し得るフロントライト及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフロントライトは、液晶表示パネルを照明するフロントライトであって、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の外周縁部を支持する支持体と、前記支持体と該支持体が支持している導光板の外周縁部との接触部に設けられ侵入物の侵入を阻止する侵入阻止構造とを具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、侵入物が導光板と支持体との隙間から入り込んだとしても、侵入物が筐体内に至る途中で、浸入阻止構造がその侵入を阻止するので、筐体内に侵入物が侵入して電気部品などに悪影響を与えるのを防止できる。
【００１０】
本発明のフロントライトにおいては、前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部であって前記支持体との接触面側に開口することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、侵入物が筐体内に侵入する侵入経路上に支持体との接触面側に開口する凹部を設けたので、導光板と支持体との隙間から入り込んだ侵入物は筐体内に至る手前で凹部に捕集されることとなる。
【００１２】
本発明のフロントライトにおいては、前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域であって前記支持体との接触面側に形成された、山と谷が連続する凹凸部で構成されることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、侵入物が筐体内に侵入する侵入経路上に山と谷が連続する凹凸部を設けたので、導光板と支持体との隙間から入り込んだ侵入物は筐体内に至る手前で凹凸部の谷に捕集されることとなる。
【００１４】
本発明のフロントライトにおいては、前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部と、該凹部に配置され前記支持体との間に所定の押圧力で挟まれたスペーサクッションと、を有することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、侵入物が筐体内に侵入する侵入経路上に凹部及びそこに配置されたスペーサクッションが設けられたので、筐体内はスペーサクッションによって密封された状態となり、侵入物はスペーサクッションによって進行が阻止されるものとなる。
【００１６】
本発明のフロントライトにおいては、前記導光板の一方の主面であって液晶表示パネルに対向する主面とは反対側の主面に撥水処理又は防汚処理の少なくとも一方の処理を施したことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、導光板表面が撥水処理による撥水機能を奏するので、導光板と支持体との隙間からの水の侵入自体を抑制することができる。また導光板表面が防汚処理による防汚機能を奏するので、導光板の表面に油脂その他の汚れ自体が付着しづらくなり導光板と支持体との隙間から油脂その他の侵入物が侵入することを防止できる。
【００１８】
本発明の液晶表示装置は、上記フロントライトと、前記導光板の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする。
【００１９】
このように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネルなどが設置された筐体内に侵入物が侵入することを防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、筐体と導光板との隙間から水、油脂、塵などの侵入物が筐体内に侵入するのを防止でき、これら侵入物が筐体内の電気部品に悪影響を与えるのを排除し得るフロントライト及び液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置のうち液晶表示パネル正面に配置するフロントライトの構成を示す上面図及び側面図である。同図に示すように、フロントライトは、全体が矩形状をなし液晶表示パネルの点灯領域Ｒよりも広範囲をカバーする導光板２１と、導光板２１の一端面に密着配置された長尺なバー導光体２２と、バー導光体２２に光を入射する不図示のＬＥＤと、を主な構成要素とする。バー導光体２２とＬＥＤとで光源を構成する。導光板２１は、バー導光体２２と接していてＬＥＤからの光が入射する端面２１ａと、液晶表示パネルに対向する主面２１ｂと、該主面２１ｂと対向し液晶表示パネルからの光を観察者側に出射する主面２１ｃとを有する。
【００２２】
導光板２１は、主面２１ｃ側であって導光板外周に沿って侵入阻止構造を構成する溝２３，２４，２５が形成されている。溝２３，２４，２５は、液晶表示パネルの点灯領域Ｒよりも外側の非発光領域に形成されている。なお、本実施の形態ではバー導光体２２が接する一辺を除く三辺を筐体の一部である支持枠に固定する構造を採る。
【００２３】
図２は導光板２１が筐体（支持枠）に固定された状態を示す図である。支持枠４０は矩形形状の表示窓を形成する開口部４１を有している。導光板２１を支持する開口部４１の各辺（バー導光体２２が接する一辺を除く）の開口縁部に、導光板２１の肉厚と略同一の厚さを有する嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（図２では現れていない）を設けている。これら嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃにより導光板２１と同一サイズの嵌合部を構成している。図２に示すように、嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの上面側の係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ（図２では現れていない）は導光板２１の対応する溝２３，２５，２４よりも中央側に延出している。すなわち、支持枠４０の嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに導光板２１の外周縁部が密着していて、該密着面の途中に侵入物（水、コンタミ、油脂など）を阻止する侵入阻止構造となる溝２３，２５，２４が設けられている。溝２３，２５，２４はバー導光体２２が接する一辺を除く三辺に連続して一繋がりで形成されているので、導光板２１及び支持枠４０で構成する表示板の周囲に一連の侵入阻止構造が形成されていることになる。
【００２４】
フロントライトの背面には液晶表示パネルの構成要素である上下二枚のガラスからなる絶縁基板２７，２８が配置されている。絶縁基板２７，２８間に液晶（図示せず）を封入している。液晶表示パネルの詳細な構造の説明はここでは省略する。
【００２５】
図３（ａ）は嵌合凹部４１に導光板２１の外周縁部がはめ込まれた状態の拡大図である。本実施の形態では侵入防止効果を高めるために導光板２１の主面２１ｃに防汚機能を持たせる防汚処理及び撥水機能を持たせる撥水処理を施して防汚・撥水膜４３を形成している。なお、導光板２１の主面２１ｃに対する処理は防汚処理又は撥水処理のいずれか一方であっても良い。
【００２６】
ここで、侵入阻止構造となる溝２３を含んだ各部の寸法について説明する。溝２３の深さＧは、導光板の材料などを考慮して、導光板２１の肉厚Ｌの１０％から５０％程度を目安にして設計される。本例ではＧ＝０．１ｍｍから０．５ｍｍを想定している。また溝２３の幅Ｈは最大３ｍｍ、溝２３よりも中央側に延出した部分の長さＪは最大３ｍｍに設定している。
【００２７】
以上のように構成された液晶表示装置において筐体外面又は導光板２１の外側板面に水が付着した場合の作用について説明する。
【００２８】
図３に示す溝２３に着目して説明するが、その他の侵入阻止構造においても同様の作用効果を奏する。筐体外面又は導光板２１の外側板面に付着した水が係合部４１ａ先端に到達すると、毛細管現象により該係合部４１ａと導光板２１との隙間を伝わり内部に入り込もうとする。侵入阻止構造が無い場合、係合部４１ａと導光板２１とが密着している上部の密着面、側部の密着面、下部の密着面を伝わり内部に侵入することとなる。ところが、本実施の形態では、上部の密着面において溝２３が形成されているので、上部の密着面の隙間を伝わって侵入してきた水は溝２３に入り込んで溝２３内に溜まることになる。その結果、上部の密着面の先端から侵入した水は、溝２３で捕集されるので、溝２３よりも内部の密着面には伝わらず、水が筐体内に入り込むのを防止できる。なお、溝２３に溜まった水は、その後に蒸発してしまうので、いつまでも溝２３に水が溜まった状態となることは無い。
【００２９】
このような侵入阻止構造となる溝２３，２４，２５が点灯領域Ｒの外側となる導光板２１の外周に形成されているので、導光板２１の外周縁部と支持枠４０の係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの密着面のどこから水が浸入しても、必ず侵入経路となる接合部に設けた溝２３，２４，２５で捕集することができ、筐体内部への侵入を防止できる。
【００３０】
なお、侵入物は水に限られたものではなく、油脂、コンタミ及びその他のものであっても、侵入経路となる接合部に設けた溝２３，２４，２５で確実に捕集することができる。
【００３１】
また本実施の形態は、導光板２１の主面２１ｃである外表面に防汚・撥水膜４３を形成している。導光板２１の主面２１ｃに形成した防汚・撥水膜４３の有する防汚機能により導光板２１の主面２１ｃに油脂などの汚れが付着しづらくなる。これにより、主面２１ｃに油脂などの汚れが付着して係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの密着面から侵入する可能性を大幅に低下させることができる。また、防汚・撥水膜４３の有する撥水機能により係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの密着面から水が侵入すること自体を抑制することができ、侵入阻止構造と併せてより侵入防止効果を上げることが出来る。
【００３２】
このように本実施の形態によれば、導光板２１における点灯領域Ｒの周囲であって支持枠４０の係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃと密着する領域に溝２３，２４，２５からなる侵入阻止構造を設けたので、導光板２１と係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの隙間から侵入する水、コンタミ、油脂などを溝２３，２４，２５内部に捕集でき、水、コンタミ、油脂などが筐体内部に入り込むのを防止できる。
【００３３】
図４及び図５に侵入阻止構造の他の構成例を示す。なお、図１から図３に示すフロントライトの各部と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３４】
図４に示すように、断面形状が鋸歯状をなす溝４４により侵入阻止構造を構成することも出来る。鋸歯状をなす溝４４は、谷と山が繰り返す形状をしているので、侵入してきた侵入物を先ず前方の谷に落とし、水のような侵入物が前方の谷から溢れた場合に後続の谷に留めることができる。すなわち、鋸歯状をなす溝４４は侵入物の侵入を阻止するトラップを何重（谷の数）にも亘って設けたのと同等の効果を奏することができ、侵入防止効果を高めることができる。
【００３５】
図５に示すように、スペーサクッション４５を配置して侵入阻止構造を構成しても良い。図３において溝２３を形成した位置に、スペーサクッション４５の形状及び肉厚に合わせた溝４６を形成すると共に、係合部４７における溝４６に対向する位置に溝４７ａを形成する。そして、導光板２１側の溝４６と支持枠４０側の溝４７ａとの間にスペーサクッション４５を配置して挟み込む構造とする。スペーサクッション４５の上下両面に両面テープを貼付すれば侵入防止効果をより高めることができる。
【００３６】
このように導光板２１と支持枠４０との間にスペーサクッション４５を配置して所定の圧力で挟み込むことにより、筐体内部の密封効果を高めることが出来る。なお、スペーサクッション４５自体を撥水処理して撥水膜を形成すれば、水の侵入をより効果的に防止できる。
【００３７】
次に、導光板の正面側に保護カバーを設置しなくても良い液晶表示装置の例について説明する。
【００３８】
図６は保護カバーと導光板とを一体化したカバー一体型の液晶表示装置の構成を示す斜視図であり、図７は図６に示す液晶表示装置の断面図である。図６に示す液晶表示装置は、面発光装置であるフロントライト１１０と、その背面側に配置された液晶表示パネル１２０とから主に構成されている。
【００３９】
フロントライト１１０は、図6に示すように、略平板状の透明の導光板１１２と、その端面１１２ａに沿って配設された長尺状のバー導光体１１３と、このバー導光体１１３の端面近傍に配置された発光素子であるＬＥＤ１１３ａと、から主に構成されている。
【００４０】
導光板１１２の上面に侵入阻止構造を構成する溝を形成している。端面１１２ｂに沿った点灯領域Ｒの外側に溝１３１を形成している。他の端面１１２ｃ，１１２ｄにおいても同様に各端面１１２ｃ，１１２ｄに沿った点灯領域Ｒの外側に溝１３２，１３３を形成している。また端面１１２ａは上面をＬ字型に成形してバー導光体１１３から導光板１１２内に光を入射する薄肉部１３４を形成している。そして、溝１３１，１３２，１３３が形成された導光板１１２の外周部を、図２に示すように支持枠４０の嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃにはめ込んで固定している。
【００４１】
導光板１１２の液晶表示パネル１２０側の主面（図７において下側の主面、光出射面）１１２ｅには、図７に示すように、複数のプリズム１１４が形成されている。個々のプリズム１１４は、端面１１２ａから相対的に近い比較的緩やかな第１の面（緩斜面）１１４ａと、端面１１２ａから相対的に遠い比較的急な第２の面（急斜面）１１４ｂと、第１の面１１４ａと第２の面１１４ｂとの間に位置する第３の面（平坦面）１１４ｃとを有し、第２の面１１４ｂと第３の面１１４ｃとの間のなす角が鋭角である。したがって、複数のプリズム１１４は、図５に示すように、互いに平行なストライプ状に位置し、図７に示すように、断面略鋸刃状になっている。
【００４２】
液晶表示パネル１２０は、互いに対向して配置された絶縁基板１２１と絶縁基板１２２とを備え、絶縁基板１２１，１２２間に液晶層１２３が挟持されている。この液晶層１２３は、絶縁基板１２１及び絶縁基板１２２の内側の周縁部に沿って設けられたシール材１２４により封止されている。絶縁基板１２１の内側の主面上には、液晶制御層１２６が形成されており、絶縁基板１２２の内側の主面上には、フロントライト１１０の光や外光を反射するための反射層１２７が形成されている。この反射層１２７上には、液晶制御層１２８が形成されている。
【００４３】
液晶制御層１２６，１２８は、液晶層１２３を駆動制御するための電極、配向膜、及び電極をスイッチングするための半導体素子などを含む。また、必要に応じてカラー表示のためのカラーフィルタを含む。反射層１２７は、液晶表示パネル１２０に入射した外光やフロントライト１１０の光を反射するために、高反射率を有するアルミニウムや銀などの金属で構成された反射薄膜を含む。
【００４４】
図６において、液晶表示パネル１２０の破線で示す矩形状の領域１２０Ｄが点灯領域である。点灯領域１２０Ｄには、多数のセル（画素）がマトリクス状に形成されている。この点灯領域１２０Ｄ上にフロントライト１１０の導光板１１２が屈折率調整層１１５を介して配置されている。このとき、フロントライト１１０は、導光板１１２の光出射面１１２ｂ（プリズム１１４を有する面）が液晶表示パネル１２０と対向するようにして配置される。したがって、屈折率調整層１１５が、液晶表示パネル１２０とプリズム１１４の平坦面（第３の面）との間に介在している。
【００４５】
以上のように構成された液晶表示装置において、フロントライト１１０のＬＥＤ１１３ａを点灯させると、図８に示すように、導光板１１２の内部を伝搬した光（矢印Ａ）が急斜面１１４ｂで反射し、その反射光（矢印Ｂ）が平坦面１１４ｃに向う。矢印Ａで示す光は、急斜面１１４ｂで急斜面１１４ｂの法線（一点鎖線）に対して４５°を越える角度で入射する。これにより、急斜面１１４ｂに入射した光（矢印Ａ）が急斜面１１４ｂを透過することを最大限防止することが可能になる。その結果、急斜面１１４ｂで反射する光量が増加して、フロントライト１１０の輝度が向上する。急斜面１１４ｂで反射した光は、平坦面１１４ｃに対して略直角で平坦面１１４ｃに達する。平坦面１１４ｃは屈折率調整層１１５と接しているので、平坦面１１４ｃに達した光は、屈折率調整層１１５を介して液晶表示パネル１２０の上側の絶縁基板１２１に入射する。
【００４６】
このように導光板１１２の液晶表示パネル側の主面１１２ｅにプリズム１１４を形成したことにより、導光板１１２の正面側を平坦面とすることができ、導光板１１２自体を保護カバーとしても機能させることができる。
【００４７】
図６、図７に示す液晶表示装置のように、導光板１１２の正面側から保護カバーを除去した構成では、導光板１１２が最も外側に配置されるので、水、コンタミ、油脂などが導光板１１２に直接付着する可能性が増大するが、支持枠４０と導光板１１２の外周縁部との接触部に侵入阻止構造を設けたことにより、筐体内部への侵入物の侵入を防止することができる。
【００４８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において、光源が発光素子であるＬＥＤとバー導光体とで構成されている場合について説明しているが、本発明においては光源がＬＥＤとバー導光体以外のもので構成されていても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施の形態に係る液晶表示装置のフロントライトの上面図及び側面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図３】図１に示すフロントライトに設けた侵入阻止構造の部分拡大図である。
【図４】フロントライトに設けた他の構造の侵入阻止構造の部分拡大図である。
【図５】フロントライトに設けたさらに他の構造の侵入阻止構造の部分拡大図である。
【図６】カバー一体型フロントライトを備えた液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示すフロントライトの断面図である。
【図８】図６に示すフロントライトの導光状態を示す部分断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置における導光板の断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置における導光板の取付構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
２１ 導光板
２２ バー導光体
２３，２４，２５，４４ 溝
２７，２８ 絶縁基板
４０ 支持枠
４２ａ，４２ｂ 嵌合凹部
１１４ プリズム
１１４ａ 緩斜面
１１４ｂ 急斜面
１１４ｃ 平坦面
１１５ 屈折率調整層
１１６ 空気層
１２０ 液晶表示パネル
１２６，１２８ 液晶制御層
１２７ 反射層
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示パネルに導光板を介して照明光を導くフロントライト及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置の液晶表示パネルを照明する面発光装置としてフロントライトが知られている。従来のフロントライトは、通常、光源と、この光源からの光を液晶表示パネルに出射する導光板とを主な構成要素としている。
【０００３】
図９は、従来の液晶表示装置の構成を示す図である。液晶表示パネルの液晶セル１が、上下二枚のガラスからなる絶縁基板２，３間に液晶（図示せず）を封入し、二枚の絶縁基板２，３の上下に偏光板４，５を付着して構成されている。さらに偏光板５側の端面に反射部材６を配置している。反射部材６の裏面に保護部材７を設置している。一方、液晶セル１の正面側に導光板８が配置され、導光板８に隣接して光源９が配置されている。かかる構成の液晶表示装置では、光源９から出射した光を導光板８によってセル１側に導出し、この光を反射部材６で反射させ、導光板８を通して液晶セル１の表示を観察するようになっている。
【０００４】
図１０は導光板８を筐体の一部である支持枠１１にはめ込んだ状態を示す図である。同図に示すように、支持枠１１の内周縁部１１ａに対して導光板１１の外周縁部８ａをはめ込んで導光板１１を支持枠（筐体）に固定している。かかる構造では、当該液晶表示装置の表示板面にかかる水、油脂、塵などを、支持枠（筐体）に固定した導光板８が遮断する働きをする。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０９３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、支持枠１１と導光板８との機械的な接合だけで当該接合部の機密性を確保するには限界があるため、支持枠１１の内周縁部１１ａと導光板８の外周縁部８ａとの隙間から水、油脂、塵などが筐体内に侵入し、液晶表示パネルの電気的な部分に悪影響を与える可能性があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、筐体と導光板との隙間から水、油脂、塵などの侵入物が筐体内に侵入するのを防止でき、これら侵入物が筐体内の電気部品などに悪影響を与えるのを排除し得るフロントライト及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフロントライトは、液晶表示パネルを照明するフロントライトであって、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の外周縁部を支持する支持体と、前記支持体と該支持体が支持している導光板の外周縁部との接触部に設けられ侵入物の侵入を阻止する侵入阻止構造とを具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、侵入物が導光板と支持体との隙間から入り込んだとしても、侵入物が筐体内に至る途中で、浸入阻止構造がその侵入を阻止するので、筐体内に侵入物が侵入して電気部品などに悪影響を与えるのを防止できる。
【００１０】
本発明のフロントライトにおいては、前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部であって前記支持体との接触面側に開口することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、侵入物が筐体内に侵入する侵入経路上に支持体との接触面側に開口する凹部を設けたので、導光板と支持体との隙間から入り込んだ侵入物は筐体内に至る手前で凹部に捕集されることとなる。
【００１２】
本発明のフロントライトにおいては、前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域であって前記支持体との接触面側に形成された、山と谷が連続する凹凸部で構成されることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、侵入物が筐体内に侵入する侵入経路上に山と谷が連続する凹凸部を設けたので、導光板と支持体との隙間から入り込んだ侵入物は筐体内に至る手前で凹凸部の谷に捕集されることとなる。
【００１４】
本発明のフロントライトにおいては、前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部と、該凹部に配置され前記支持体との間に所定の押圧力で挟まれたスペーサクッションと、を有することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、侵入物が筐体内に侵入する侵入経路上に凹部及びそこに配置されたスペーサクッションが設けられたので、筐体内はスペーサクッションによって密封された状態となり、侵入物はスペーサクッションによって進行が阻止されるものとなる。
【００１６】
本発明のフロントライトにおいては、前記導光板の一方の主面であって液晶表示パネルに対向する主面とは反対側の主面に撥水処理又は防汚処理の少なくとも一方の処理を施したことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、導光板表面が撥水処理による撥水機能を奏するので、導光板と支持体との隙間からの水の侵入自体を抑制することができる。また導光板表面が防汚処理による防汚機能を奏するので、導光板の表面に油脂その他の汚れ自体が付着しづらくなり導光板と支持体との隙間から油脂その他の侵入物が侵入することを防止できる。
【００１８】
本発明の液晶表示装置は、上記フロントライトと、前記導光板の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする。
【００１９】
このように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネルなどが設置された筐体内に侵入物が侵入することを防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、筐体と導光板との隙間から水、油脂、塵などの侵入物が筐体内に侵入するのを防止でき、これら侵入物が筐体内の電気部品に悪影響を与えるのを排除し得るフロントライト及び液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置のうち液晶表示パネル正面に配置するフロントライトの構成を示す上面図及び側面図である。同図に示すように、フロントライトは、全体が矩形状をなし液晶表示パネルの点灯領域Ｒよりも広範囲をカバーする導光板２１と、導光板２１の一端面に密着配置された長尺なバー導光体２２と、バー導光体２２に光を入射する不図示のＬＥＤと、を主な構成要素とする。バー導光体２２とＬＥＤとで光源を構成する。導光板２１は、バー導光体２２と接していてＬＥＤからの光が入射する端面２１ａと、液晶表示パネルに対向する主面２１ｂと、該主面２１ｂと対向し液晶表示パネルからの光を観察者側に出射する主面２１ｃとを有する。
【００２２】
導光板２１は、主面２１ｃ側であって導光板外周に沿って侵入阻止構造を構成する溝２３，２４，２５が形成されている。溝２３，２４，２５は、液晶表示パネルの点灯領域Ｒよりも外側の非発光領域に形成されている。なお、本実施の形態ではバー導光体２２が接する一辺を除く三辺を筐体の一部である支持枠に固定する構造を採る。
【００２３】
図２は導光板２１が筐体（支持枠）に固定された状態を示す図である。支持枠４０は矩形形状の表示窓を形成する開口部４１を有している。導光板２１を支持する開口部４１の各辺（バー導光体２２が接する一辺を除く）の開口縁部に、導光板２１の肉厚と略同一の厚さを有する嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（図２では現れていない）を設けている。これら嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃにより導光板２１と同一サイズの嵌合部を構成している。図２に示すように、嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの上面側の係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ（図２では現れていない）は導光板２１の対応する溝２３，２５，２４よりも中央側に延出している。すなわち、支持枠４０の嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに導光板２１の外周縁部が密着していて、該密着面の途中に侵入物（水、コンタミ、油脂など）を阻止する侵入阻止構造となる溝２３，２５，２４が設けられている。溝２３，２５，２４はバー導光体２２が接する一辺を除く三辺に連続して一繋がりで形成されているので、導光板２１及び支持枠４０で構成する表示板の周囲に一連の侵入阻止構造が形成されていることになる。
【００２４】
フロントライトの背面には液晶表示パネルの構成要素である上下二枚のガラスからなる絶縁基板２７，２８が配置されている。絶縁基板２７，２８間に液晶（図示せず）を封入している。液晶表示パネルの詳細な構造の説明はここでは省略する。
【００２５】
図３（ａ）は嵌合凹部４１に導光板２１の外周縁部がはめ込まれた状態の拡大図である。本実施の形態では侵入防止効果を高めるために導光板２１の主面２１ｃに防汚機能を持たせる防汚処理及び撥水機能を持たせる撥水処理を施して防汚・撥水膜４３を形成している。なお、導光板２１の主面２１ｃに対する処理は防汚処理又は撥水処理のいずれか一方であっても良い。
【００２６】
ここで、侵入阻止構造となる溝２３を含んだ各部の寸法について説明する。溝２３の深さＧは、導光板の材料などを考慮して、導光板２１の肉厚Ｌの１０％から５０％程度を目安にして設計される。本例ではＧ＝０．１ｍｍから０．５ｍｍを想定している。また溝２３の幅Ｈは最大３ｍｍ、溝２３よりも中央側に延出した部分の長さＪは最大３ｍｍに設定している。
【００２７】
以上のように構成された液晶表示装置において筐体外面又は導光板２１の外側板面に水が付着した場合の作用について説明する。
【００２８】
図３に示す溝２３に着目して説明するが、その他の侵入阻止構造においても同様の作用効果を奏する。筐体外面又は導光板２１の外側板面に付着した水が係合部４１ａ先端に到達すると、毛細管現象により該係合部４１ａと導光板２１との隙間を伝わり内部に入り込もうとする。侵入阻止構造が無い場合、係合部４１ａと導光板２１とが密着している上部の密着面、側部の密着面、下部の密着面を伝わり内部に侵入することとなる。ところが、本実施の形態では、上部の密着面において溝２３が形成されているので、上部の密着面の隙間を伝わって侵入してきた水は溝２３に入り込んで溝２３内に溜まることになる。その結果、上部の密着面の先端から侵入した水は、溝２３で捕集されるので、溝２３よりも内部の密着面には伝わらず、水が筐体内に入り込むのを防止できる。なお、溝２３に溜まった水は、その後に蒸発してしまうので、いつまでも溝２３に水が溜まった状態となることは無い。
【００２９】
このような侵入阻止構造となる溝２３，２４，２５が点灯領域Ｒの外側となる導光板２１の外周に形成されているので、導光板２１の外周縁部と支持枠４０の係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの密着面のどこから水が浸入しても、必ず侵入経路となる接合部に設けた溝２３，２４，２５で捕集することができ、筐体内部への侵入を防止できる。
【００３０】
なお、侵入物は水に限られたものではなく、油脂、コンタミ及びその他のものであっても、侵入経路となる接合部に設けた溝２３，２４，２５で確実に捕集することができる。
【００３１】
また本実施の形態は、導光板２１の主面２１ｃである外表面に防汚・撥水膜４３を形成している。導光板２１の主面２１ｃに形成した防汚・撥水膜４３の有する防汚機能により導光板２１の主面２１ｃに油脂などの汚れが付着しづらくなる。これにより、主面２１ｃに油脂などの汚れが付着して係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの密着面から侵入する可能性を大幅に低下させることができる。また、防汚・撥水膜４３の有する撥水機能により係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの密着面から水が侵入すること自体を抑制することができ、侵入阻止構造と併せてより侵入防止効果を上げることが出来る。
【００３２】
このように本実施の形態によれば、導光板２１における点灯領域Ｒの周囲であって支持枠４０の係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃと密着する領域に溝２３，２４，２５からなる侵入阻止構造を設けたので、導光板２１と係合部４１ａ，４１ｂ，４１ｃとの隙間から侵入する水、コンタミ、油脂などを溝２３，２４，２５内部に捕集でき、水、コンタミ、油脂などが筐体内部に入り込むのを防止できる。
【００３３】
図４及び図５に侵入阻止構造の他の構成例を示す。なお、図１から図３に示すフロントライトの各部と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３４】
図４に示すように、断面形状が鋸歯状をなす溝４４により侵入阻止構造を構成することも出来る。鋸歯状をなす溝４４は、谷と山が繰り返す形状をしているので、侵入してきた侵入物を先ず前方の谷に落とし、水のような侵入物が前方の谷から溢れた場合に後続の谷に留めることができる。すなわち、鋸歯状をなす溝４４は侵入物の侵入を阻止するトラップを何重（谷の数）にも亘って設けたのと同等の効果を奏することができ、侵入防止効果を高めることができる。
【００３５】
図５に示すように、スペーサクッション４５を配置して侵入阻止構造を構成しても良い。図３において溝２３を形成した位置に、スペーサクッション４５の形状及び肉厚に合わせた溝４６を形成すると共に、係合部４７における溝４６に対向する位置に溝４７ａを形成する。そして、導光板２１側の溝４６と支持枠４０側の溝４７ａとの間にスペーサクッション４５を配置して挟み込む構造とする。スペーサクッション４５の上下両面に両面テープを貼付すれば侵入防止効果をより高めることができる。
【００３６】
このように導光板２１と支持枠４０との間にスペーサクッション４５を配置して所定の圧力で挟み込むことにより、筐体内部の密封効果を高めることが出来る。なお、スペーサクッション４５自体を撥水処理して撥水膜を形成すれば、水の侵入をより効果的に防止できる。
【００３７】
次に、導光板の正面側に保護カバーを設置しなくても良い液晶表示装置の例について説明する。
【００３８】
図６は保護カバーと導光板とを一体化したカバー一体型の液晶表示装置の構成を示す斜視図であり、図７は図６に示す液晶表示装置の断面図である。図６に示す液晶表示装置は、面発光装置であるフロントライト１１０と、その背面側に配置された液晶表示パネル１２０とから主に構成されている。
【００３９】
フロントライト１１０は、図6に示すように、略平板状の透明の導光板１１２と、その端面１１２ａに沿って配設された長尺状のバー導光体１１３と、このバー導光体１１３の端面近傍に配置された発光素子であるＬＥＤ１１３ａと、から主に構成されている。
【００４０】
導光板１１２の上面に侵入阻止構造を構成する溝を形成している。端面１１２ｂに沿った点灯領域Ｒの外側に溝１３１を形成している。他の端面１１２ｃ，１１２ｄにおいても同様に各端面１１２ｃ，１１２ｄに沿った点灯領域Ｒの外側に溝１３２，１３３を形成している。また端面１１２ａは上面をＬ字型に成形してバー導光体１１３から導光板１１２内に光を入射する薄肉部１３４を形成している。そして、溝１３１，１３２，１３３が形成された導光板１１２の外周部を、図２に示すように支持枠４０の嵌合凹部４２ａ，４２ｂ，４２ｃにはめ込んで固定している。
【００４１】
導光板１１２の液晶表示パネル１２０側の主面（図７において下側の主面、光出射面）１１２ｅには、図７に示すように、複数のプリズム１１４が形成されている。個々のプリズム１１４は、端面１１２ａから相対的に近い比較的緩やかな第１の面（緩斜面）１１４ａと、端面１１２ａから相対的に遠い比較的急な第２の面（急斜面）１１４ｂと、第１の面１１４ａと第２の面１１４ｂとの間に位置する第３の面（平坦面）１１４ｃとを有し、第２の面１１４ｂと第３の面１１４ｃとの間のなす角が鋭角である。したがって、複数のプリズム１１４は、図５に示すように、互いに平行なストライプ状に位置し、図７に示すように、断面略鋸刃状になっている。
【００４２】
液晶表示パネル１２０は、互いに対向して配置された絶縁基板１２１と絶縁基板１２２とを備え、絶縁基板１２１，１２２間に液晶層１２３が挟持されている。この液晶層１２３は、絶縁基板１２１及び絶縁基板１２２の内側の周縁部に沿って設けられたシール材１２４により封止されている。絶縁基板１２１の内側の主面上には、液晶制御層１２６が形成されており、絶縁基板１２２の内側の主面上には、フロントライト１１０の光や外光を反射するための反射層１２７が形成されている。この反射層１２７上には、液晶制御層１２８が形成されている。
【００４３】
液晶制御層１２６，１２８は、液晶層１２３を駆動制御するための電極、配向膜、及び電極をスイッチングするための半導体素子などを含む。また、必要に応じてカラー表示のためのカラーフィルタを含む。反射層１２７は、液晶表示パネル１２０に入射した外光やフロントライト１１０の光を反射するために、高反射率を有するアルミニウムや銀などの金属で構成された反射薄膜を含む。
【００４４】
図６において、液晶表示パネル１２０の破線で示す矩形状の領域１２０Ｄが点灯領域である。点灯領域１２０Ｄには、多数のセル（画素）がマトリクス状に形成されている。この点灯領域１２０Ｄ上にフロントライト１１０の導光板１１２が屈折率調整層１１５を介して配置されている。このとき、フロントライト１１０は、導光板１１２の光出射面１１２ｂ（プリズム１１４を有する面）が液晶表示パネル１２０と対向するようにして配置される。したがって、屈折率調整層１１５が、液晶表示パネル１２０とプリズム１１４の平坦面（第３の面）との間に介在している。
【００４５】
以上のように構成された液晶表示装置において、フロントライト１１０のＬＥＤ１１３ａを点灯させると、図８に示すように、導光板１１２の内部を伝搬した光（矢印Ａ）が急斜面１１４ｂで反射し、その反射光（矢印Ｂ）が平坦面１１４ｃに向う。矢印Ａで示す光は、急斜面１１４ｂで急斜面１１４ｂの法線（一点鎖線）に対して４５°を越える角度で入射する。これにより、急斜面１１４ｂに入射した光（矢印Ａ）が急斜面１１４ｂを透過することを最大限防止することが可能になる。その結果、急斜面１１４ｂで反射する光量が増加して、フロントライト１１０の輝度が向上する。急斜面１１４ｂで反射した光は、平坦面１１４ｃに対して略直角で平坦面１１４ｃに達する。平坦面１１４ｃは屈折率調整層１１５と接しているので、平坦面１１４ｃに達した光は、屈折率調整層１１５を介して液晶表示パネル１２０の上側の絶縁基板１２１に入射する。
【００４６】
このように導光板１１２の液晶表示パネル側の主面１１２ｅにプリズム１１４を形成したことにより、導光板１１２の正面側を平坦面とすることができ、導光板１１２自体を保護カバーとしても機能させることができる。
【００４７】
図６、図７に示す液晶表示装置のように、導光板１１２の正面側から保護カバーを除去した構成では、導光板１１２が最も外側に配置されるので、水、コンタミ、油脂などが導光板１１２に直接付着する可能性が増大するが、支持枠４０と導光板１１２の外周縁部との接触部に侵入阻止構造を設けたことにより、筐体内部への侵入物の侵入を防止することができる。
【００４８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において、光源が発光素子であるＬＥＤとバー導光体とで構成されている場合について説明しているが、本発明においては光源がＬＥＤとバー導光体以外のもので構成されていても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施の形態に係る液晶表示装置のフロントライトの上面図及び側面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図３】図１に示すフロントライトに設けた侵入阻止構造の部分拡大図である。
【図４】フロントライトに設けた他の構造の侵入阻止構造の部分拡大図である。
【図５】フロントライトに設けたさらに他の構造の侵入阻止構造の部分拡大図である。
【図６】カバー一体型フロントライトを備えた液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示すフロントライトの断面図である。
【図８】図６に示すフロントライトの導光状態を示す部分断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置における導光板の断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置における導光板の取付構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
２１ 導光板
２２ バー導光体
２３，２４，２５，４４ 溝
２７，２８ 絶縁基板
４０ 支持枠
４２ａ，４２ｂ 嵌合凹部
１１４ プリズム
１１４ａ 緩斜面
１１４ｂ 急斜面
１１４ｃ 平坦面
１１５ 屈折率調整層
１１６ 空気層
１２０ 液晶表示パネル
１２６，１２８ 液晶制御層
１２７ 反射層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルを照明するフロントライトであって、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の外周縁部を支持する支持体と、前記支持体と該支持体が支持している導光板の外周縁部との接触部に設けられ侵入物の侵入を阻止する侵入阻止構造と、を具備することを特徴とするフロントライト。
【請求項２】
前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部であって前記支持体との接触面側に開口したことを特徴とする請求請１記載のフロントライト。
【請求項３】
前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域であって前記支持体との接触面側に形成された、山と谷が連続する凹凸部で構成されることを特徴とする請求請１記載のフロントライト。
【請求項４】
前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部と、該凹部に配置され前記支持体との間に所定の押圧力で挟まれたスペーサクッションと、を有することを特徴とする請求項１記載のフロントライト。
【請求項５】
前記導光板の一方の主面であって液晶表示パネルに対向する主面とは反対側の主面に撥水処理又は防汚処理の少なくとも一方の処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のフロントライト。
【請求項６】
請求請１から請求請5のいずれかに記載のフロントライトと、前記導光板の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
液晶表示パネルを照明するフロントライトであって、互いに対向する一対の主面と光源から光を入射する端面とを有する導光板と、前記導光板の前記端面の近傍に配置された光源と、前記導光板の外周縁部を支持する支持体と、前記支持体と該支持体が支持している導光板の外周縁部との接触部に設けられ侵入物の侵入を阻止する侵入阻止構造と、を具備することを特徴とするフロントライト。
【請求項２】
前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部であって前記支持体との接触面側に開口したことを特徴とする請求請１記載のフロントライト。
【請求項３】
前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域であって前記支持体との接触面側に形成された、山と谷が連続する凹凸部で構成されることを特徴とする請求請１記載のフロントライト。
【請求項４】
前記侵入阻止構造は、前記導光板の非点灯領域を囲む所定領域に亘って形成された凹部と、該凹部に配置され前記支持体との間に所定の押圧力で挟まれたスペーサクッションと、を有することを特徴とする請求項１記載のフロントライト。
【請求項５】
前記導光板の一方の主面であって液晶表示パネルに対向する主面とは反対側の主面に撥水処理又は防汚処理の少なくとも一方の処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のフロントライト。
【請求項６】
請求請１から請求請5のいずれかに記載のフロントライトと、前記導光板の主面と対向するように配置された液晶表示パネルと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３２３０８５（Ｐ２００６−３２３０８５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４５５４１（Ｐ２００５−１４５５４１）
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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