液晶表示装置
【課題】液晶表示装置において、発光ダイオードからの光漏れを防止し光の利用効率を高めると同時に、発光ダイオードを配置した側においても液晶表示装置の枠を細くすること。
【解決手段】液晶表示装置１において、液晶パネル３と、導光板１２と、導光板１２の少なくとも一側面である入射面に対向し、前記入射面の長手方向に並んで配置される発光ダイオードを有するバックライトユニット５と、導光板１２の出射面側に突出する複数の突出部を有するとともに、液晶パネル３とバックライトユニット５の間に配置される中間枠９と、中間枠９の出射面であり前記突出部に隣接して配置され、前記発光ダイオードの配列方向に延び、隣接する前記突出部の間に延びる舌状部を有する端部反射シート１４と、を備えたものとする。
【解決手段】液晶表示装置１において、液晶パネル３と、導光板１２と、導光板１２の少なくとも一側面である入射面に対向し、前記入射面の長手方向に並んで配置される発光ダイオードを有するバックライトユニット５と、導光板１２の出射面側に突出する複数の突出部を有するとともに、液晶パネル３とバックライトユニット５の間に配置される中間枠９と、中間枠９の出射面であり前記突出部に隣接して配置され、前記発光ダイオードの配列方向に延び、隣接する前記突出部の間に延びる舌状部を有する端部反射シート１４と、を備えたものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｒｄ）光源からの光線を導光板の側面から入射し、光路変換して液晶表示パネルに面状の照明光を出射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置が記載されている。同文献には、発光ダイオード光源を含む導光板の背面に反射シートが配置され、発光ダイオード光源の直上にプリズムシート等の光学シートを介して、遮光及び反射の機能を有するリムシートが設けられている様子が図示されている（図３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０１９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のバックライトユニットの構造では、発光ダイオード光源からの光の一部が導光板でなく光学シートを通して伝播するため、光線が漏れだすことによる輝度のムラを生じたり、光の利用効率が低下したりする。そこで、発光ダイオード光源の直上に反射の機能を有するシートを光学シートを介することなく直接導光板の端部上面に貼り付けることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、単純に導光板の端部上面に反射の機能を有するシートを張り付けると、その貼り付け代が大きくなるため、発光ダイオード光源を配置した側の液晶表示装置の枠が太くなってしまう。
【０００６】
本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、液晶表示装置において、発光ダイオードからの光漏れを防止し光の利用効率を高めると同時に、発光ダイオードを配置した側においても液晶表示装置の枠を細くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）液晶パネルと、導光板と、前記導光板の少なくとも一側面である入射面に対向し、前記入射面の長手方向に並んで配置される発光ダイオードを有するバックライトユニットと、前記導光板の出射面側に突出する複数の突出部を有するとともに、前記液晶パネルと前記バックライトユニットの間に配置される中間枠と、前記中間枠の出射面側であり前記突出部に隣接して配置され、前記発光ダイオードの配列方向に延び、隣接する前記突出部の間に延びる舌状部を有する端部反射シートと、を備える液晶表示装置。
（２）（１）において、前記突出部は、前記発光ダイオードの配列方向に沿って断続的に配列され、且つ、前記導光板の前記入射面よりも前記入射面の光入射方向側に設けられている液晶表示装置。
（３）（１）又は（２）において、隣接する前記突出部の間であって、前記入射面の光入射方向側の部分に光を遮蔽する遮蔽部が設けられている液晶表示装置。
（４）（１）乃至（３）のいずれかであって、前記中間枠は、前記導光板の四隅に対応する位置において、前記導光板と接触し、前記突出部より大きい第二突出部を有する液晶表示装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記端部反射シートは、前記入射面の光入射方向と反対方向に、前記中間枠からはみ出した部分を有することを有する液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００８】
以上の本出願において開示される発明によれば、液晶表示装置において、発光ダイオードからの光漏れを防止し光の利用効率を高めると同時に、発光ダイオードを配置した側においても液晶表示装置の枠を細くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】液晶パネルに形成される画素の一つを回路図により示したものである。
【図３】液晶表示装置の分解斜視図である。
【図４】図３中に示したＡ方向からみた中間枠及び中間枠に貼り付けられた端部反射シートを図示する部分拡大図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置の断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線による液晶表示装置の断面図である。
【図７】液晶表示装置の中間枠、導光板及び光学シートの平面視における位置関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置において、図３中に示したＡ方向からみた中間枠及び中間枠に貼り付けられた端部反射シートを図示する部分拡大図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線による液晶表示装置の断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置において、図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図７を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１の構成を表す図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、制御装置２と、液晶パネル３と、液晶パネル駆動回路４とを含んでいる。液晶パネル駆動回路４は走査線駆動回路４ａと映像線駆動回路４ｂとを含んでいる。また、液晶表示装置１は、バックライトユニット５と、バックライト駆動回路６とを有している。
【００１２】
液晶パネル３は矩形であり、その左右方向及び上下方向の長さは、当該液晶表示装置１の用途に応じて定められる。また、液晶表示パネルは縦長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより長い）であっても横長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより短い）であっても、左右方向と上下方向の長さが等しくともよい。本実施形態では、液晶表示装置１はテレビジョン受像機に用いられることを想定しているので、液晶パネル３は横長形状である。
【００１３】
液晶パネル３は一対の透明基板を有している。透明基板の一方の基板であるＴＦＴ基板には複数の映像信号線Ｙと複数の走査信号線Ｘとが形成されている。映像信号線Ｙと走査信号線Ｘは互いに直交しており、格子状に形成されている。そして隣接する２つの映像信号線Ｙと隣接する２つの走査信号線Ｘとによって囲まれた領域が１つの画素となっている。
【００１４】
図２は、液晶パネル３に形成される画素の一つを回路図により示したものである。図中に示した映像信号線Ｙｎ及びＹｎ＋１、並びに走査信号線Ｘｎ及びＸｎ＋１に囲まれた領域が一つの画素となっている。ここで注目する画素は、映像信号線Ｙｎ及び走査信号線Ｘｎにより駆動されるものとする。各画素のＴＦＴ基板側には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３ａが設けられている。ＴＦＴ３ａは走査信号線Ｘｎから入力される走査信号によってオン状態となる。映像信号線Ｙｎは当該画素の画素電極３ｂに、オン状態のＴＦＴ３ａを介して電圧（各画素の階調値を表す信号）を加える。
【００１５】
一方、透明基板の他方の基板であるカラーフィルタ基板にはカラーフィルタが形成されており、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶３ｃが封入されている。そして、画素電極３ｂと液晶３ｃを介して容量を形成するように共通電極３ｄが形成されている。共通電極３ｄは、共通電位に電気的に接続される。そのため、画素電極３ｂに印加された電圧に応じて、画素電極３ｂと共通電極３ｄの間の電界が変化し、それにより液晶３ｃの配向状態が変化し、液晶パネル３を透過する光線の偏光状態を制御する。そして、液晶パネル３の表示面と表示面とは反対側の面である裏面には偏光フィルタが貼り付けられている。これにより、液晶パネル３は、画素毎に、各画素を透過する光線の透過量を制御する光シャッタとして機能する。
【００１６】
なお、共通電極３ｄはＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板のいずれに設けてもよい。共通電極３ｄの配置は液晶の駆動方式に依存する。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であれば共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられる。ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であれば、共通電極はカラーフィルタ基板上に設けられる。本実施形態では、ＩＰＳ方式を用いているため、共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられている。また、透明基板は本実施形態ではガラスであるが、樹脂など他の材質を用いてもよい。
【００１７】
制御装置２には、不図示のチューナやアンテナで受信した映像データや、映像再生装置など別の装置が生成した映像データが入力される。制御装置２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｌｙ）などのメモリとを備えたマイクロコンピュータであってよい。制御装置２は入力された映像データに対して色調整などの各種画像処理を行い、各画素の階調値を示す映像信号を生成する。制御装置２は生成した映像信号を映像線駆動回路４ｂに出力する。また、制御装置２は入力された映像データに基づいて、映像線駆動回路４ｂ、走査線駆動回路４ａ、バックライト駆動回路６が同期を取るためのタイミング信号を生成し、各駆動回路に向けて出力する。但し、本発明は制御装置２の形態に関して特に限定するものではない。例えば、制御装置２は複数のLSIから構成されても良いし、単体であっても良い。また、バックライト駆動回路６とその他の回路との同期をとらないものとしても良い。
【００１８】
また、後述するように本実施形態では、バックライトユニット５の光源として複数の発光ダイオードを用いており、バックライト駆動回路６は、かかる複数の発光ダイオードに必要な電流を供給する回路である。本実施形態では、制御装置２は入力される映像データに基づいて発光ダイオードの輝度を制御するための信号を生成し、バックライト駆動回路６に向けて出力する。そして、バックライト駆動回路６は、当該生成された信号に応じて発光ダイオードに流れる電流の量を制御し、発光ダイオードの輝度を調節する。なお、バックライト駆動回路６は、常に一定の電流を発光ダイオードに供給するものとしてもよい。
【００１９】
走査線駆動回路４ａはＴＦＴ基板に形成された走査信号線Ｘに接続されている。走査線駆動回路４ａは制御装置２から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線Ｘを順番に選択し、選択した走査信号線Ｘに電圧を印加する。走査信号線Ｘに電圧が印加されると、当該走査信号線Ｘに接続されたＴＦＴがオン状態となる。
【００２０】
映像線駆動回路４ｂはＴＦＴ基板に形成された映像信号線Ｙに接続されている。映像線駆動回路４ｂは走査線駆動回路４ａによる走査信号線Ｘの選択に合わせて、当該選択された走査信号線Ｘに設けられるＴＦＴのそれぞれに、各画素の階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。
【００２１】
バックライトユニット５は液晶パネル３の裏面側に配置されている。バックライトユニット５も矩形であり、その大きさ及び形状は液晶パネル３に相応している。
【００２２】
図３は、液晶表示装置１の分解斜視図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル３及びバックライトユニット５を下枠７及び上枠８からなる外枠に収容した構造となっている。そして、液晶パネル３とバックライトユニット５の間には中間枠９が設けられ、液晶パネル３とバックライトユニット５は個別に保持される。
【００２３】
バックライトユニット５は、発光ダイオードユニット１０、反射シート１１、導光板１２及び光学シート１３から構成される。発光ダイオードユニット１０は、本実施形態では、Ｌ字断面の放熱板上に複数の発光ダイオードを実装した基板を取り付けたものであり、液晶表示装置１の図中手前側の辺に設けられている。複数の発光ダイオードは、発光ダイオードユニット１０の長手方向に直線上に並ぶように配置されている。この発光ダイオードユニット１０の構成及び配置については後述する。下枠７の発光ダイオードユニット１０に対応する部分には凹部７ａが設けられており、発光ダイオードユニット１０を収容するようになっている。反射シート１１は、導光板１２の背面に出射した光を反射し導光板１２に再入射させることにより、光の利用効率を高めるための部材である。反射シート１１としては、ＰＥＴ樹脂等を用いた白色の反射シートを用いてもよいし、鏡面反射シート等を用いてもよい。導光板１２は、その少なくとも一側面である入射面（本実施形態の場合、図中手前側に向く面）から入射された発光ダイオードユニット１０からの光をその上面（本実施形態の場合、図中上側に向く面）、すなわち、出射面側に均等に出射することにより、バックライトユニット５を面光源として機能させる部材である。導光板１２の材質は特に限定されないが、屈折率が高く光の透過損失の少ない材料が好ましく、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等の樹脂を好適に用いてよい。また、導光板１２の入射面から入射された光を出射面側に散乱する構造はいかなるものを用いてもよく、例えば、導光板１２の出射面又はその反対側の面、あるいはその両方の面に光散乱インクを塗布したり、溝あるいはディンプルを形成したりしてもよい。光学シート１３は、１枚あるいは複数枚のシートからなり、導光板１２から出射した光の角度分布等を制御する光学部材である。光学シート１３には、拡散シートや、プリズムシートが含まれてよい。
【００２４】
端部反射シート１４は、中間枠９の下側面に貼り付けられる細長形状のシートであり、発光ダイオードユニット１０から出射した光を反射し導光板１２の端部に導入するための部材である。端部反射シート１４もまた、反射シート１１同様に白色の反射シートであっても、鏡面反射シートであってもよい。端部反射シート１４の配置及び形状については、後ほど詳述する。
【００２５】
なお、図３では、図２に示した制御装置２等を搭載した基板の図示は省略している。また、本実施形態では、発光ダイオードユニット１０を導光板１２の長辺にあたる一辺にのみ配置する構造としたが、特にこれに限定されない。導光板１２の短辺にあたる一辺にのみ配置しても、長辺又は短辺の対向する二辺にそれぞれ配置しても、任意の三辺あるいは四辺全てに配置してもよい。
【００２６】
図４は、図３中に示したＡ方向からみた中間枠９及び中間枠９に貼り付けられた端部反射シート１４を図示する部分拡大図である。同図左側が図３の手前側、右側が図３の奥側であり、導光板１２の入射面の光入射方向である。また、図４の上下方向が導光板１２の入射面の長手方向に相当する。同図に示すように、中間枠９は導光板１２の入射面の長手方向に並んで配置される突出部９ａを有する。また、端部反射シート１４は導光板１２の入射面の長手方向に延びる細長い形状をしており、その導光板１２の入射面の光入射方向と反対側の縁は直線状の、また、その導光板１２の入射面の光入射方向の縁には、隣接する突出部９ａの間に、前記入射面の光入射方向に延びる舌状部１４ａを有する。
【００２７】
図５は、図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置１の断面図である。同図には、中間枠９の断面形状、端部反射シート１４の位置のほか、液晶表示装置１を構成する各部材の断面形状と位置関係が詳細に示されている。以下詳細に説明する。
【００２８】
発光ダイオードユニット１０は、放熱板１０ａ上に、発光ダイオード１０ｂが配列された基板１０ｃを搭載したものである。発光ダイオード１０ｂは、一般に発光ダイオードパッケージと呼ばれるものであって、発光ダイオード素子を基板上に実装し、封止樹脂等により封止したものである。発光ダイオード１０ｂは基板１０ｃに直接実装されてもよい。発光ダイオード１０ｂは、発光ダイオード素子の前面に光線の拡散範囲を制御するレンズを備えていてもよい。発光ダイオード１０ｂの形態は特に問わない。基板１０ｃは、導光板１２の入射面１２ａの長手方向に延びる細長い基板であり、同方向に複数の発光ダイオード１０ｂが適宜の間隔で直線状に配置されている。基板１０ｃの材質は特に限定されないが、本実施形態では、発光ダイオード１０ｂが発生する熱の放熱性を考慮して、アルミニウム表面に絶縁性の被覆を施したものを使用している。放熱板１０ａは本実施形態では図示の通りＬ字状の断面を有しており、基板１０ｃが搭載される辺とは異なる辺において、下枠７に形成された凹部７ａに収容され、固定される。基板１０ｃが搭載される辺とは異なる辺に形成された支持部１０ｄは、反射シート１１及び導光板１２を支持する突起である。放熱板１０ａは、発光ダイオード１０ｂが発生する熱を効率よく下枠７に伝達し放散するために、熱伝導率の高い材料であることが好ましく、アルミや鉄などの金属が好適である。なお、発光ダイオード１０ｂによる発熱の程度によっては、基板１０ｃ及び放熱板１０ａの材質に必ずしも熱伝導率の高い材質を用いずともよい。
【００２９】
下枠７及び上枠８は、軽量でかつ剛性の高い材料で形成することが好ましく、鋼板、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属や、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｒａｓｔｉｃ）や各種合成樹脂を用いてよい。特に、下枠７は放熱板１０ａを介して伝導される発光ダイオード１０ｂからの熱を効率よく放散するため熱伝導率の高い材料であることが好ましく、本実施形態では、鋼板を用いている。上枠８の材質は、下枠７と同じであっても、異なっていてもよく、液晶表示装置１のサイズ、用途、外観、重量等の要素を考慮して適宜決定してよい。上枠８の液晶パネル３に面する側の面には、緩衝材８ａが設けられ、振動などにより液晶パネル３が揺れ動き、上枠８と接触する際の衝撃を緩和するようになっている。緩衝材８ａには、適宜のゴム、樹脂、スポンジ等が用いられる。
【００３０】
中間枠９の材質もまた特に限定はないが、成形性の程度及びコストの面から、合成樹脂を用いることが好ましい。本実施形態では、強度の点からポリカーボネートを用いているが、必ずしもこれに限られない。ＦＲＰのように、合成樹脂に強化材を混入してもよい。また、中間枠９は遮光性を有することが好ましく、そのため、黒色あるいは濃色であることが好ましい。中間枠９の着色は、その材料自体が黒色あるいは濃色のものを用いてもよいし、中間枠９の表面を塗装してもよい。本実施形態では、黒色あるいは濃色に着色されたポリカーボネートを成形して中間枠９を得ている。
【００３１】
中間枠９の断面は図示の通りＬ字状であり、導光板１２の入射面１２ａ近傍の出射面１２ｂに接触する突出部９ａが形成されている。光学シート１３は、図示の通り、その端部が導光板１２の入射面１２ａより入射方向側に位置するよう形成されており、突出部９ａは、光学シート１３を介することなく導光板１２の出射面１２ｂに正対する。このことにより、導光板１２の厚さ方向の位置が正確に定められるため、発光ダイオード１０ｂの光軸中心と導光板１２の厚さ方向の中心の位置が精度よく一致させられる。なお、突出部９ａと出射面１２ｂは常に接触している必要はなく、多少の隙間を設けておいてもよい。その場合、振動などにより導光板１２が揺れ動いたときに、突出部９ａと出射面１２ｂが接触することになる。
【００３２】
さらに、中間枠９は突出部９ａから光の入射方向に延びる延出部９ｂを有しており、延出部９ｂの上下両面にはそれぞれ緩衝材９ｃ及び９ｄが設けられる。緩衝材９ｃは、振動などにより導光板１２や光学シート１３が揺れ動いたときに、その位置を支え、衝撃を緩和するものであり、緩衝材９ｄは、液晶パネル３を支え、振動等による衝撃を吸収するものである。緩衝材９ｃ及び９ｄには、適宜のゴム、樹脂、スポンジ等が用いられる。また、緩衝材８ａ、緩衝材９ｃ及び９ｄは、ある場合もあれば無い場合もある。緩衝材９ｃ及び９ｄは中間枠９に形状を付与することで代用される場合がある。
【００３３】
中間枠９の突出部９ａの脇には端部反射シート１４を貼り付けるための貼付面９ｅが形成されており、端部反射シート１４が貼り付けられる。
【００３４】
端部反射シート１４は、中間枠９の貼付面９ｅに貼り付けられ、発光ダイオード１０ｂに対し、導光板１２の出射面１２ｂ側に配置される。また、端部反射シート１４は前述の通り導光板１２の入射面１２ａの長手方向に延びる形状をしているので、同方向に直線状に配置される発光ダイオード１０ｂの出射面１２ｂ側を全て覆うことになる。
【００３５】
導光板１２は、その入射面１２ａと発光ダイオード１０ｂとの間に若干の隙間、本実施形態では１ｍｍ程度の隙間を有するように配置される。これは、導光板１２が温度や湿度などの環境により伸縮し寸法が変化するため、入射面１２ａと発光ダイオード１０ｂとが接触することによる破損を防ぐためである。なお、この隙間の具体的な寸法は、導光板１２のサイズや想定される使用環境等に応じ適宜設計されるものである。これに対し、反射シート１１及び端部反射シート１４の端部は、入射面１２ａより発光ダイオード１０ｂ側に突き出すように配置される。これにより、発光ダイオード１０ｂから図中左右方向に出射した光（導光板１２の入射面１２ａに向かわなかった光）を反射させ、導光板１２の入射面１２ａに入光させる。これにより、発光ダイオード１０ｂからの光漏れが防止され光の利用効率が高まる。
【００３６】
この際、反射シート１１及び端部反射シート１４に鏡面反射シートを用いた場合と、白色の反射シート（すなわち、散乱反射シート）を用いた場合との作用上の差異を説明する。
【００３７】
反射シート１１又は端部反射シート１４として鏡面反射シートを用いた場合は、反射光の光入射方向（発光ダイオード１０ｂの光軸方向）の成分は反射の有無にかかわらず一定であるから、導光板１２の入射面１２ａより発光ダイオード１２ｂ側で反射した光線は効率よく入射面１２ａに入光する。一方、導光板１２の入射面１２ａより入射方向側で反射した光線、例えば、導光板１２の出射面１２ｂと端部反射シート１４との隙間に入り込んで反射した光線は、出射面１２ｂから導光板１２に入射することとなるため、その大部分は迷光となって損失するか、導光板内を導光しないために画像を表示する有効表示領域の端部にて出射し、明るいムラを発生させることがある。
【００３８】
これに対し、反射シート１１又は端部反射シート１４として白色の反射シートを用いた場合は、反射光は散乱光であるため、必ずしも反射光が導光板１２の入射面１２ａに向かうとは限らず損失が発生する一方、導光板１２の入射面１２ａより入射方向側で反射した光線が発光ダイオード１０ｂに向かい散乱された場合には、かかる光線がさらに基板１０ｃの表面等で反射され、入射面１２ａに入光する場合がある。また、一般に白色の反射シートは光線の反射率が９６％程度以上であり、鏡面反射シートより高い。
【００３９】
従って、反射シート１１及び端部反射シート１４に鏡面反射シートを用いるか、白色の反射シートを用いるかは、以上のような事情を勘案の上得失に応じて定めればよい。
【００４０】
また、中間枠９の突出部９ａの高さ、すなわち、貼付面９ｅから突出部９ａの先端までの距離は、端部反射シート１４の厚さ以上である。これにより、導光板１２の出射面１２ｂが端部反射シート１４に接触しない。端部反射シート１４が出射面１２ｂに接触或いは密着すると、導光板１２内における全反射条件が崩れ、光漏れあるいは損失を生じる原因となる。しかしながら、端部反射シート１４の反射面は導光板１２に近いほど、端部反射シート１４と導光板１２間との隙間へ入る光の量が減るので、導光板１２へ入る光の量が増える。したがって、貼付面９ｅから突出部９ａの先端までの距離は、端部反射シート１４の厚さと等しいか、端部反射シート１４の厚さより若干大きい（０．１ｍｍ以下）ことがより望ましい。
【００４１】
ところで、近年、液晶表示装置においてその枠の幅を狭くすること（いわゆる狭額縁化）に対する要求が強い。このことを図５に即して言うと、発光ダイオード１０ｂから、液晶表示装置１の有効表示領域として機能しない部分、すなわち、延出部９ｂの先端までの距離を短くする必要があるということになる。しかしながら、各部の強度や寸法公差を考慮すると、突出部９ａや緩衝材９ｃ、そして延出部９ｂの長さは変更できない。そこで、貼付面９ｅの幅を狭くする、例えば、１ｍｍ以下とすると、端部反射シート１４の貼り付け代が不足し、端部反射シート１４を安定に固定できない。そこで、本実施形態では、図４に示すように、突出部９ａを導光板１２の入射面１２ａの長手方向に断続的に並んで配置されるものとし、その隣接する突出部９ａ間に端部反射シート１４の舌状部１４ａを差し込み貼り付ける。これにより端部反射シート１４の貼り付け代、すなわち、貼付面積が拡大され、安定した固定がなされる。
【００４２】
図６は、図４のＣ−Ｃ線による液晶表示装置１の断面図である。舌状部１４ａが中間枠９に貼り付けられている様子が示されている。
【００４３】
なお、図４において、突出部９ａはその平面形状が長円形のものとして示したが、これに限定されず、いかなる形状であってもよい。また、舌状部１４ａは矩形に突出する形状であるが、これも限定されるものでなく、任意の形状としてよい。また、舌状部１４ａによる固定のみで端部反射シート１４が安定に固定される場合には、貼付面９ｅを省略してもよい。また、本実施形態では突出部９ａ間の全ての隙間において舌状部１４ａを張り付けるものとしている。この形態が最も貼付面積を大きくできるため好ましいが、これに限定されるものではなく、舌状部１４ａの数及び配置は任意としてよい。
【００４４】
ところで、本実施形態において、図５に示す入射面１２ａに対し、突出部９ａは光入射方向側に設けられる。すなわち、突出部９ａの発光ダイオード１０ｂ側の端部の位置は、入射面１２ａよりも光入射方向側である。これは、前述の通り、中間枠９が黒色あるいは濃色で光線を吸収する性質を有するため、突出部９ａが入射面１２ａよりも発光ダイオード１０ｂ側に位置すると、突出部９ａが設けられている場所（図５参照）と、突出部９ａが設けられていない場所（図６参照）とで、端部反射シート１４により反射され入射面１２ａに入射する光の光量が異なり、輝度むらを生じるからである。
【００４５】
図７は、液晶表示装置１の中間枠９、導光板１２及び光学シート１３の平面視における位置関係を示す図である。同図は導光板１２の出射面側からみた図であり、中間枠９は図示の便宜上、破線を用い、その背後のものを透過して示している。また、同図中、導光板１２の入射面１２ａは下側の辺となるように示した。
【００４６】
導光板１２の四隅に対応する位置において、中間枠９の導光板１２側の面に設けられ、導光板１２と接触してこれを支持する第二突出部９ｆが示されている。第二突出部９ｆは、突出部９ａ（図４及び５参照）より平面視においてその大きさが大きい。これは、突出部９ａが前述の狭額縁化のためその幅が狭く、導光板１２の支持が不十分となることから、これを補うものとして設けられたものである。また、光学シート１３は、第二突出部９ｆに応じて切り欠き１３ａが形成されており、第二突出部９ｆと導光板１２の間に挟まれることがないようになされている。
【００４７】
続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、先の第１の実施形態とは、中間枠９の突出部９ａ近辺の構造が相違する他は同一である。従って、第１の実施形態に係る液晶表示装置１を示す図１乃至３、図５及び図７は本実施形態に係る液晶表示装置１０１と共通であるから、これを本実施形態に係る液晶表示装置１０１を示すものとして援用する。また、共通の部材については同符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００４８】
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置１０１において、図３中に示したＡ方向からみた中間枠９及び中間枠９に貼り付けられた端部反射シート１４を図示する部分拡大図である。同図に示すように、本実施形態では、第１の実施形態（図４参照）に比して、端部反射シート１４の舌状部１４ａの光入射方向の長さが若干短くなっており、また、中間枠９の隣接する突出部９ａの間には、光入射方向側の部分に遮蔽部９ｇが設けられている。より詳しくは、遮蔽部９ｇは、隣接する突出部９ａの光入射方向側の端部同士を繋ぐように配置される。
【００４９】
図８のＢ−Ｂ線による液晶表示装置１０１の断面は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１のものと何ら変わりがなく、図５に示した通りである。一方、図９は、図８のＣ−Ｃ線による液晶表示装置１０１の断面図である。
【００５０】
同図に示すように、端部反射シート１４の舌状部１４ａのさらに光入射方向側の部分には、遮蔽部９ｇが導光板１２の出射面１２ｂに向かって突出している。これにより、突出部９ａ間の位置において（すなわち、図９に示す位置）、発光ダイオード１０ｂから出射し、端部反射シート１４と出射面１２ｂの間に入り込んだ光を遮蔽し、光学シート１３側に漏れ出さないようにしている。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置１０１は、突出部９ａを断続的に配置したことにより突出部９ａ間の隙間から漏れだす光により輝度むらを生じる場合に、かかる輝度むらを抑制する。
【００５１】
なお、本実施形態では、遮蔽部９ｇを中間枠９と一体に形成されたものとして示したが、これに限定されない。このほかにも、例えば、実施形態１に示した液晶表示装置１において、隣接する突出部９ａ間に適宜の遮蔽部材を貼り付けたり、突出部９ａの光学シート１３側の面に光を遮蔽するシートを貼り付けたりして遮蔽部９ｇを形成してもよい。
【００５２】
続いて、本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、本実施形態は、先の第１の実施形態とは、中間枠９の延出部９ｂの構造が相違する他は同一である。従って、第１の実施形態に係る液晶表示装置１を示す図１乃至４は本実施形態に係る液晶表示装置２０１と共通であるから、これを本実施形態に係る液晶表示装置２０１を示すものとして援用する。また、共通の部材については同符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００５３】
図１０は、図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置２０１の断面図である。同図に示すように、中間枠９の延出部９ｂに緩衝材は設けられておらず、その代わりとして、延出部９ｂの両面に突出する支持部９ｈが設けられている。本実施形態の場合、液晶パネル３及びバックライトユニット５（図３参照）は支持部９ｈにより支えられ、振動等による衝撃は、延出部９ｂ自体の弾性変形により緩和され、吸収されることとなる。そのため、延出部９ｂは、図１０に示すようにくびれを有し、弾性変形しやすい断面形状であることが好ましい。また、支持部９ｈの一方に対してのみ緩衝材を用いる場合もある。
【００５４】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの各実施形態に本発明を限定するものではない。例えば、以上の各実施形態において図示した各部材の断面を含む形状は、当該部材が有すべき機能を満足するものであれば、必要に応じ適宜設計乃至は最適化するべきものである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 液晶表示装置、２ 制御装置、３ 液晶パネル、４ 液晶パネル駆動回路、４ａ 走査線駆動回路、４ｂ 映像線駆動回路、５ バックライトユニット、６ バックライト駆動回路、７ 下枠、８ 上枠、９ 中間枠、９ａ 突出部、９ｂ 延出部、９ｃ，９ｄ 緩衝材、９ｅ 貼付面、９ｆ 第二突出部、９ｇ 遮蔽部、９ｈ 支持部、１０ 発光ダイオードユニット、１０ａ 放熱板、１０ｂ 発光ダイオード、１０ｃ 基板、１０ｄ 支持部、１１ 反射シート、１２ 導光板、１２ａ 入射面、１２ｂ 出射面、１３ 光学シート、１３ａ 切り欠き、１４ 端部反射シート、１４ａ 舌状部、１０１，２０１ 液晶表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｒｄ）光源からの光線を導光板の側面から入射し、光路変換して液晶表示パネルに面状の照明光を出射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置が記載されている。同文献には、発光ダイオード光源を含む導光板の背面に反射シートが配置され、発光ダイオード光源の直上にプリズムシート等の光学シートを介して、遮光及び反射の機能を有するリムシートが設けられている様子が図示されている（図３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０１９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のバックライトユニットの構造では、発光ダイオード光源からの光の一部が導光板でなく光学シートを通して伝播するため、光線が漏れだすことによる輝度のムラを生じたり、光の利用効率が低下したりする。そこで、発光ダイオード光源の直上に反射の機能を有するシートを光学シートを介することなく直接導光板の端部上面に貼り付けることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、単純に導光板の端部上面に反射の機能を有するシートを張り付けると、その貼り付け代が大きくなるため、発光ダイオード光源を配置した側の液晶表示装置の枠が太くなってしまう。
【０００６】
本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、液晶表示装置において、発光ダイオードからの光漏れを防止し光の利用効率を高めると同時に、発光ダイオードを配置した側においても液晶表示装置の枠を細くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）液晶パネルと、導光板と、前記導光板の少なくとも一側面である入射面に対向し、前記入射面の長手方向に並んで配置される発光ダイオードを有するバックライトユニットと、前記導光板の出射面側に突出する複数の突出部を有するとともに、前記液晶パネルと前記バックライトユニットの間に配置される中間枠と、前記中間枠の出射面側であり前記突出部に隣接して配置され、前記発光ダイオードの配列方向に延び、隣接する前記突出部の間に延びる舌状部を有する端部反射シートと、を備える液晶表示装置。
（２）（１）において、前記突出部は、前記発光ダイオードの配列方向に沿って断続的に配列され、且つ、前記導光板の前記入射面よりも前記入射面の光入射方向側に設けられている液晶表示装置。
（３）（１）又は（２）において、隣接する前記突出部の間であって、前記入射面の光入射方向側の部分に光を遮蔽する遮蔽部が設けられている液晶表示装置。
（４）（１）乃至（３）のいずれかであって、前記中間枠は、前記導光板の四隅に対応する位置において、前記導光板と接触し、前記突出部より大きい第二突出部を有する液晶表示装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記端部反射シートは、前記入射面の光入射方向と反対方向に、前記中間枠からはみ出した部分を有することを有する液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００８】
以上の本出願において開示される発明によれば、液晶表示装置において、発光ダイオードからの光漏れを防止し光の利用効率を高めると同時に、発光ダイオードを配置した側においても液晶表示装置の枠を細くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】液晶パネルに形成される画素の一つを回路図により示したものである。
【図３】液晶表示装置の分解斜視図である。
【図４】図３中に示したＡ方向からみた中間枠及び中間枠に貼り付けられた端部反射シートを図示する部分拡大図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置の断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線による液晶表示装置の断面図である。
【図７】液晶表示装置の中間枠、導光板及び光学シートの平面視における位置関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置において、図３中に示したＡ方向からみた中間枠及び中間枠に貼り付けられた端部反射シートを図示する部分拡大図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線による液晶表示装置の断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置において、図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図７を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１の構成を表す図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、制御装置２と、液晶パネル３と、液晶パネル駆動回路４とを含んでいる。液晶パネル駆動回路４は走査線駆動回路４ａと映像線駆動回路４ｂとを含んでいる。また、液晶表示装置１は、バックライトユニット５と、バックライト駆動回路６とを有している。
【００１２】
液晶パネル３は矩形であり、その左右方向及び上下方向の長さは、当該液晶表示装置１の用途に応じて定められる。また、液晶表示パネルは縦長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより長い）であっても横長形状（左右方向の長さが上下方向の長さより短い）であっても、左右方向と上下方向の長さが等しくともよい。本実施形態では、液晶表示装置１はテレビジョン受像機に用いられることを想定しているので、液晶パネル３は横長形状である。
【００１３】
液晶パネル３は一対の透明基板を有している。透明基板の一方の基板であるＴＦＴ基板には複数の映像信号線Ｙと複数の走査信号線Ｘとが形成されている。映像信号線Ｙと走査信号線Ｘは互いに直交しており、格子状に形成されている。そして隣接する２つの映像信号線Ｙと隣接する２つの走査信号線Ｘとによって囲まれた領域が１つの画素となっている。
【００１４】
図２は、液晶パネル３に形成される画素の一つを回路図により示したものである。図中に示した映像信号線Ｙｎ及びＹｎ＋１、並びに走査信号線Ｘｎ及びＸｎ＋１に囲まれた領域が一つの画素となっている。ここで注目する画素は、映像信号線Ｙｎ及び走査信号線Ｘｎにより駆動されるものとする。各画素のＴＦＴ基板側には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３ａが設けられている。ＴＦＴ３ａは走査信号線Ｘｎから入力される走査信号によってオン状態となる。映像信号線Ｙｎは当該画素の画素電極３ｂに、オン状態のＴＦＴ３ａを介して電圧（各画素の階調値を表す信号）を加える。
【００１５】
一方、透明基板の他方の基板であるカラーフィルタ基板にはカラーフィルタが形成されており、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶３ｃが封入されている。そして、画素電極３ｂと液晶３ｃを介して容量を形成するように共通電極３ｄが形成されている。共通電極３ｄは、共通電位に電気的に接続される。そのため、画素電極３ｂに印加された電圧に応じて、画素電極３ｂと共通電極３ｄの間の電界が変化し、それにより液晶３ｃの配向状態が変化し、液晶パネル３を透過する光線の偏光状態を制御する。そして、液晶パネル３の表示面と表示面とは反対側の面である裏面には偏光フィルタが貼り付けられている。これにより、液晶パネル３は、画素毎に、各画素を透過する光線の透過量を制御する光シャッタとして機能する。
【００１６】
なお、共通電極３ｄはＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板のいずれに設けてもよい。共通電極３ｄの配置は液晶の駆動方式に依存する。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であれば共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられる。ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であれば、共通電極はカラーフィルタ基板上に設けられる。本実施形態では、ＩＰＳ方式を用いているため、共通電極３ｄはＴＦＴ基板上に設けられている。また、透明基板は本実施形態ではガラスであるが、樹脂など他の材質を用いてもよい。
【００１７】
制御装置２には、不図示のチューナやアンテナで受信した映像データや、映像再生装置など別の装置が生成した映像データが入力される。制御装置２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｌｙ）などのメモリとを備えたマイクロコンピュータであってよい。制御装置２は入力された映像データに対して色調整などの各種画像処理を行い、各画素の階調値を示す映像信号を生成する。制御装置２は生成した映像信号を映像線駆動回路４ｂに出力する。また、制御装置２は入力された映像データに基づいて、映像線駆動回路４ｂ、走査線駆動回路４ａ、バックライト駆動回路６が同期を取るためのタイミング信号を生成し、各駆動回路に向けて出力する。但し、本発明は制御装置２の形態に関して特に限定するものではない。例えば、制御装置２は複数のLSIから構成されても良いし、単体であっても良い。また、バックライト駆動回路６とその他の回路との同期をとらないものとしても良い。
【００１８】
また、後述するように本実施形態では、バックライトユニット５の光源として複数の発光ダイオードを用いており、バックライト駆動回路６は、かかる複数の発光ダイオードに必要な電流を供給する回路である。本実施形態では、制御装置２は入力される映像データに基づいて発光ダイオードの輝度を制御するための信号を生成し、バックライト駆動回路６に向けて出力する。そして、バックライト駆動回路６は、当該生成された信号に応じて発光ダイオードに流れる電流の量を制御し、発光ダイオードの輝度を調節する。なお、バックライト駆動回路６は、常に一定の電流を発光ダイオードに供給するものとしてもよい。
【００１９】
走査線駆動回路４ａはＴＦＴ基板に形成された走査信号線Ｘに接続されている。走査線駆動回路４ａは制御装置２から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線Ｘを順番に選択し、選択した走査信号線Ｘに電圧を印加する。走査信号線Ｘに電圧が印加されると、当該走査信号線Ｘに接続されたＴＦＴがオン状態となる。
【００２０】
映像線駆動回路４ｂはＴＦＴ基板に形成された映像信号線Ｙに接続されている。映像線駆動回路４ｂは走査線駆動回路４ａによる走査信号線Ｘの選択に合わせて、当該選択された走査信号線Ｘに設けられるＴＦＴのそれぞれに、各画素の階調値を表す映像信号に応じた電圧を印加する。
【００２１】
バックライトユニット５は液晶パネル３の裏面側に配置されている。バックライトユニット５も矩形であり、その大きさ及び形状は液晶パネル３に相応している。
【００２２】
図３は、液晶表示装置１の分解斜視図である。同図に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル３及びバックライトユニット５を下枠７及び上枠８からなる外枠に収容した構造となっている。そして、液晶パネル３とバックライトユニット５の間には中間枠９が設けられ、液晶パネル３とバックライトユニット５は個別に保持される。
【００２３】
バックライトユニット５は、発光ダイオードユニット１０、反射シート１１、導光板１２及び光学シート１３から構成される。発光ダイオードユニット１０は、本実施形態では、Ｌ字断面の放熱板上に複数の発光ダイオードを実装した基板を取り付けたものであり、液晶表示装置１の図中手前側の辺に設けられている。複数の発光ダイオードは、発光ダイオードユニット１０の長手方向に直線上に並ぶように配置されている。この発光ダイオードユニット１０の構成及び配置については後述する。下枠７の発光ダイオードユニット１０に対応する部分には凹部７ａが設けられており、発光ダイオードユニット１０を収容するようになっている。反射シート１１は、導光板１２の背面に出射した光を反射し導光板１２に再入射させることにより、光の利用効率を高めるための部材である。反射シート１１としては、ＰＥＴ樹脂等を用いた白色の反射シートを用いてもよいし、鏡面反射シート等を用いてもよい。導光板１２は、その少なくとも一側面である入射面（本実施形態の場合、図中手前側に向く面）から入射された発光ダイオードユニット１０からの光をその上面（本実施形態の場合、図中上側に向く面）、すなわち、出射面側に均等に出射することにより、バックライトユニット５を面光源として機能させる部材である。導光板１２の材質は特に限定されないが、屈折率が高く光の透過損失の少ない材料が好ましく、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等の樹脂を好適に用いてよい。また、導光板１２の入射面から入射された光を出射面側に散乱する構造はいかなるものを用いてもよく、例えば、導光板１２の出射面又はその反対側の面、あるいはその両方の面に光散乱インクを塗布したり、溝あるいはディンプルを形成したりしてもよい。光学シート１３は、１枚あるいは複数枚のシートからなり、導光板１２から出射した光の角度分布等を制御する光学部材である。光学シート１３には、拡散シートや、プリズムシートが含まれてよい。
【００２４】
端部反射シート１４は、中間枠９の下側面に貼り付けられる細長形状のシートであり、発光ダイオードユニット１０から出射した光を反射し導光板１２の端部に導入するための部材である。端部反射シート１４もまた、反射シート１１同様に白色の反射シートであっても、鏡面反射シートであってもよい。端部反射シート１４の配置及び形状については、後ほど詳述する。
【００２５】
なお、図３では、図２に示した制御装置２等を搭載した基板の図示は省略している。また、本実施形態では、発光ダイオードユニット１０を導光板１２の長辺にあたる一辺にのみ配置する構造としたが、特にこれに限定されない。導光板１２の短辺にあたる一辺にのみ配置しても、長辺又は短辺の対向する二辺にそれぞれ配置しても、任意の三辺あるいは四辺全てに配置してもよい。
【００２６】
図４は、図３中に示したＡ方向からみた中間枠９及び中間枠９に貼り付けられた端部反射シート１４を図示する部分拡大図である。同図左側が図３の手前側、右側が図３の奥側であり、導光板１２の入射面の光入射方向である。また、図４の上下方向が導光板１２の入射面の長手方向に相当する。同図に示すように、中間枠９は導光板１２の入射面の長手方向に並んで配置される突出部９ａを有する。また、端部反射シート１４は導光板１２の入射面の長手方向に延びる細長い形状をしており、その導光板１２の入射面の光入射方向と反対側の縁は直線状の、また、その導光板１２の入射面の光入射方向の縁には、隣接する突出部９ａの間に、前記入射面の光入射方向に延びる舌状部１４ａを有する。
【００２７】
図５は、図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置１の断面図である。同図には、中間枠９の断面形状、端部反射シート１４の位置のほか、液晶表示装置１を構成する各部材の断面形状と位置関係が詳細に示されている。以下詳細に説明する。
【００２８】
発光ダイオードユニット１０は、放熱板１０ａ上に、発光ダイオード１０ｂが配列された基板１０ｃを搭載したものである。発光ダイオード１０ｂは、一般に発光ダイオードパッケージと呼ばれるものであって、発光ダイオード素子を基板上に実装し、封止樹脂等により封止したものである。発光ダイオード１０ｂは基板１０ｃに直接実装されてもよい。発光ダイオード１０ｂは、発光ダイオード素子の前面に光線の拡散範囲を制御するレンズを備えていてもよい。発光ダイオード１０ｂの形態は特に問わない。基板１０ｃは、導光板１２の入射面１２ａの長手方向に延びる細長い基板であり、同方向に複数の発光ダイオード１０ｂが適宜の間隔で直線状に配置されている。基板１０ｃの材質は特に限定されないが、本実施形態では、発光ダイオード１０ｂが発生する熱の放熱性を考慮して、アルミニウム表面に絶縁性の被覆を施したものを使用している。放熱板１０ａは本実施形態では図示の通りＬ字状の断面を有しており、基板１０ｃが搭載される辺とは異なる辺において、下枠７に形成された凹部７ａに収容され、固定される。基板１０ｃが搭載される辺とは異なる辺に形成された支持部１０ｄは、反射シート１１及び導光板１２を支持する突起である。放熱板１０ａは、発光ダイオード１０ｂが発生する熱を効率よく下枠７に伝達し放散するために、熱伝導率の高い材料であることが好ましく、アルミや鉄などの金属が好適である。なお、発光ダイオード１０ｂによる発熱の程度によっては、基板１０ｃ及び放熱板１０ａの材質に必ずしも熱伝導率の高い材質を用いずともよい。
【００２９】
下枠７及び上枠８は、軽量でかつ剛性の高い材料で形成することが好ましく、鋼板、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属や、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｒａｓｔｉｃ）や各種合成樹脂を用いてよい。特に、下枠７は放熱板１０ａを介して伝導される発光ダイオード１０ｂからの熱を効率よく放散するため熱伝導率の高い材料であることが好ましく、本実施形態では、鋼板を用いている。上枠８の材質は、下枠７と同じであっても、異なっていてもよく、液晶表示装置１のサイズ、用途、外観、重量等の要素を考慮して適宜決定してよい。上枠８の液晶パネル３に面する側の面には、緩衝材８ａが設けられ、振動などにより液晶パネル３が揺れ動き、上枠８と接触する際の衝撃を緩和するようになっている。緩衝材８ａには、適宜のゴム、樹脂、スポンジ等が用いられる。
【００３０】
中間枠９の材質もまた特に限定はないが、成形性の程度及びコストの面から、合成樹脂を用いることが好ましい。本実施形態では、強度の点からポリカーボネートを用いているが、必ずしもこれに限られない。ＦＲＰのように、合成樹脂に強化材を混入してもよい。また、中間枠９は遮光性を有することが好ましく、そのため、黒色あるいは濃色であることが好ましい。中間枠９の着色は、その材料自体が黒色あるいは濃色のものを用いてもよいし、中間枠９の表面を塗装してもよい。本実施形態では、黒色あるいは濃色に着色されたポリカーボネートを成形して中間枠９を得ている。
【００３１】
中間枠９の断面は図示の通りＬ字状であり、導光板１２の入射面１２ａ近傍の出射面１２ｂに接触する突出部９ａが形成されている。光学シート１３は、図示の通り、その端部が導光板１２の入射面１２ａより入射方向側に位置するよう形成されており、突出部９ａは、光学シート１３を介することなく導光板１２の出射面１２ｂに正対する。このことにより、導光板１２の厚さ方向の位置が正確に定められるため、発光ダイオード１０ｂの光軸中心と導光板１２の厚さ方向の中心の位置が精度よく一致させられる。なお、突出部９ａと出射面１２ｂは常に接触している必要はなく、多少の隙間を設けておいてもよい。その場合、振動などにより導光板１２が揺れ動いたときに、突出部９ａと出射面１２ｂが接触することになる。
【００３２】
さらに、中間枠９は突出部９ａから光の入射方向に延びる延出部９ｂを有しており、延出部９ｂの上下両面にはそれぞれ緩衝材９ｃ及び９ｄが設けられる。緩衝材９ｃは、振動などにより導光板１２や光学シート１３が揺れ動いたときに、その位置を支え、衝撃を緩和するものであり、緩衝材９ｄは、液晶パネル３を支え、振動等による衝撃を吸収するものである。緩衝材９ｃ及び９ｄには、適宜のゴム、樹脂、スポンジ等が用いられる。また、緩衝材８ａ、緩衝材９ｃ及び９ｄは、ある場合もあれば無い場合もある。緩衝材９ｃ及び９ｄは中間枠９に形状を付与することで代用される場合がある。
【００３３】
中間枠９の突出部９ａの脇には端部反射シート１４を貼り付けるための貼付面９ｅが形成されており、端部反射シート１４が貼り付けられる。
【００３４】
端部反射シート１４は、中間枠９の貼付面９ｅに貼り付けられ、発光ダイオード１０ｂに対し、導光板１２の出射面１２ｂ側に配置される。また、端部反射シート１４は前述の通り導光板１２の入射面１２ａの長手方向に延びる形状をしているので、同方向に直線状に配置される発光ダイオード１０ｂの出射面１２ｂ側を全て覆うことになる。
【００３５】
導光板１２は、その入射面１２ａと発光ダイオード１０ｂとの間に若干の隙間、本実施形態では１ｍｍ程度の隙間を有するように配置される。これは、導光板１２が温度や湿度などの環境により伸縮し寸法が変化するため、入射面１２ａと発光ダイオード１０ｂとが接触することによる破損を防ぐためである。なお、この隙間の具体的な寸法は、導光板１２のサイズや想定される使用環境等に応じ適宜設計されるものである。これに対し、反射シート１１及び端部反射シート１４の端部は、入射面１２ａより発光ダイオード１０ｂ側に突き出すように配置される。これにより、発光ダイオード１０ｂから図中左右方向に出射した光（導光板１２の入射面１２ａに向かわなかった光）を反射させ、導光板１２の入射面１２ａに入光させる。これにより、発光ダイオード１０ｂからの光漏れが防止され光の利用効率が高まる。
【００３６】
この際、反射シート１１及び端部反射シート１４に鏡面反射シートを用いた場合と、白色の反射シート（すなわち、散乱反射シート）を用いた場合との作用上の差異を説明する。
【００３７】
反射シート１１又は端部反射シート１４として鏡面反射シートを用いた場合は、反射光の光入射方向（発光ダイオード１０ｂの光軸方向）の成分は反射の有無にかかわらず一定であるから、導光板１２の入射面１２ａより発光ダイオード１２ｂ側で反射した光線は効率よく入射面１２ａに入光する。一方、導光板１２の入射面１２ａより入射方向側で反射した光線、例えば、導光板１２の出射面１２ｂと端部反射シート１４との隙間に入り込んで反射した光線は、出射面１２ｂから導光板１２に入射することとなるため、その大部分は迷光となって損失するか、導光板内を導光しないために画像を表示する有効表示領域の端部にて出射し、明るいムラを発生させることがある。
【００３８】
これに対し、反射シート１１又は端部反射シート１４として白色の反射シートを用いた場合は、反射光は散乱光であるため、必ずしも反射光が導光板１２の入射面１２ａに向かうとは限らず損失が発生する一方、導光板１２の入射面１２ａより入射方向側で反射した光線が発光ダイオード１０ｂに向かい散乱された場合には、かかる光線がさらに基板１０ｃの表面等で反射され、入射面１２ａに入光する場合がある。また、一般に白色の反射シートは光線の反射率が９６％程度以上であり、鏡面反射シートより高い。
【００３９】
従って、反射シート１１及び端部反射シート１４に鏡面反射シートを用いるか、白色の反射シートを用いるかは、以上のような事情を勘案の上得失に応じて定めればよい。
【００４０】
また、中間枠９の突出部９ａの高さ、すなわち、貼付面９ｅから突出部９ａの先端までの距離は、端部反射シート１４の厚さ以上である。これにより、導光板１２の出射面１２ｂが端部反射シート１４に接触しない。端部反射シート１４が出射面１２ｂに接触或いは密着すると、導光板１２内における全反射条件が崩れ、光漏れあるいは損失を生じる原因となる。しかしながら、端部反射シート１４の反射面は導光板１２に近いほど、端部反射シート１４と導光板１２間との隙間へ入る光の量が減るので、導光板１２へ入る光の量が増える。したがって、貼付面９ｅから突出部９ａの先端までの距離は、端部反射シート１４の厚さと等しいか、端部反射シート１４の厚さより若干大きい（０．１ｍｍ以下）ことがより望ましい。
【００４１】
ところで、近年、液晶表示装置においてその枠の幅を狭くすること（いわゆる狭額縁化）に対する要求が強い。このことを図５に即して言うと、発光ダイオード１０ｂから、液晶表示装置１の有効表示領域として機能しない部分、すなわち、延出部９ｂの先端までの距離を短くする必要があるということになる。しかしながら、各部の強度や寸法公差を考慮すると、突出部９ａや緩衝材９ｃ、そして延出部９ｂの長さは変更できない。そこで、貼付面９ｅの幅を狭くする、例えば、１ｍｍ以下とすると、端部反射シート１４の貼り付け代が不足し、端部反射シート１４を安定に固定できない。そこで、本実施形態では、図４に示すように、突出部９ａを導光板１２の入射面１２ａの長手方向に断続的に並んで配置されるものとし、その隣接する突出部９ａ間に端部反射シート１４の舌状部１４ａを差し込み貼り付ける。これにより端部反射シート１４の貼り付け代、すなわち、貼付面積が拡大され、安定した固定がなされる。
【００４２】
図６は、図４のＣ−Ｃ線による液晶表示装置１の断面図である。舌状部１４ａが中間枠９に貼り付けられている様子が示されている。
【００４３】
なお、図４において、突出部９ａはその平面形状が長円形のものとして示したが、これに限定されず、いかなる形状であってもよい。また、舌状部１４ａは矩形に突出する形状であるが、これも限定されるものでなく、任意の形状としてよい。また、舌状部１４ａによる固定のみで端部反射シート１４が安定に固定される場合には、貼付面９ｅを省略してもよい。また、本実施形態では突出部９ａ間の全ての隙間において舌状部１４ａを張り付けるものとしている。この形態が最も貼付面積を大きくできるため好ましいが、これに限定されるものではなく、舌状部１４ａの数及び配置は任意としてよい。
【００４４】
ところで、本実施形態において、図５に示す入射面１２ａに対し、突出部９ａは光入射方向側に設けられる。すなわち、突出部９ａの発光ダイオード１０ｂ側の端部の位置は、入射面１２ａよりも光入射方向側である。これは、前述の通り、中間枠９が黒色あるいは濃色で光線を吸収する性質を有するため、突出部９ａが入射面１２ａよりも発光ダイオード１０ｂ側に位置すると、突出部９ａが設けられている場所（図５参照）と、突出部９ａが設けられていない場所（図６参照）とで、端部反射シート１４により反射され入射面１２ａに入射する光の光量が異なり、輝度むらを生じるからである。
【００４５】
図７は、液晶表示装置１の中間枠９、導光板１２及び光学シート１３の平面視における位置関係を示す図である。同図は導光板１２の出射面側からみた図であり、中間枠９は図示の便宜上、破線を用い、その背後のものを透過して示している。また、同図中、導光板１２の入射面１２ａは下側の辺となるように示した。
【００４６】
導光板１２の四隅に対応する位置において、中間枠９の導光板１２側の面に設けられ、導光板１２と接触してこれを支持する第二突出部９ｆが示されている。第二突出部９ｆは、突出部９ａ（図４及び５参照）より平面視においてその大きさが大きい。これは、突出部９ａが前述の狭額縁化のためその幅が狭く、導光板１２の支持が不十分となることから、これを補うものとして設けられたものである。また、光学シート１３は、第二突出部９ｆに応じて切り欠き１３ａが形成されており、第二突出部９ｆと導光板１２の間に挟まれることがないようになされている。
【００４７】
続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、先の第１の実施形態とは、中間枠９の突出部９ａ近辺の構造が相違する他は同一である。従って、第１の実施形態に係る液晶表示装置１を示す図１乃至３、図５及び図７は本実施形態に係る液晶表示装置１０１と共通であるから、これを本実施形態に係る液晶表示装置１０１を示すものとして援用する。また、共通の部材については同符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００４８】
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置１０１において、図３中に示したＡ方向からみた中間枠９及び中間枠９に貼り付けられた端部反射シート１４を図示する部分拡大図である。同図に示すように、本実施形態では、第１の実施形態（図４参照）に比して、端部反射シート１４の舌状部１４ａの光入射方向の長さが若干短くなっており、また、中間枠９の隣接する突出部９ａの間には、光入射方向側の部分に遮蔽部９ｇが設けられている。より詳しくは、遮蔽部９ｇは、隣接する突出部９ａの光入射方向側の端部同士を繋ぐように配置される。
【００４９】
図８のＢ−Ｂ線による液晶表示装置１０１の断面は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１のものと何ら変わりがなく、図５に示した通りである。一方、図９は、図８のＣ−Ｃ線による液晶表示装置１０１の断面図である。
【００５０】
同図に示すように、端部反射シート１４の舌状部１４ａのさらに光入射方向側の部分には、遮蔽部９ｇが導光板１２の出射面１２ｂに向かって突出している。これにより、突出部９ａ間の位置において（すなわち、図９に示す位置）、発光ダイオード１０ｂから出射し、端部反射シート１４と出射面１２ｂの間に入り込んだ光を遮蔽し、光学シート１３側に漏れ出さないようにしている。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置１０１は、突出部９ａを断続的に配置したことにより突出部９ａ間の隙間から漏れだす光により輝度むらを生じる場合に、かかる輝度むらを抑制する。
【００５１】
なお、本実施形態では、遮蔽部９ｇを中間枠９と一体に形成されたものとして示したが、これに限定されない。このほかにも、例えば、実施形態１に示した液晶表示装置１において、隣接する突出部９ａ間に適宜の遮蔽部材を貼り付けたり、突出部９ａの光学シート１３側の面に光を遮蔽するシートを貼り付けたりして遮蔽部９ｇを形成してもよい。
【００５２】
続いて、本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、本実施形態は、先の第１の実施形態とは、中間枠９の延出部９ｂの構造が相違する他は同一である。従って、第１の実施形態に係る液晶表示装置１を示す図１乃至４は本実施形態に係る液晶表示装置２０１と共通であるから、これを本実施形態に係る液晶表示装置２０１を示すものとして援用する。また、共通の部材については同符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００５３】
図１０は、図４のＢ−Ｂ線による液晶表示装置２０１の断面図である。同図に示すように、中間枠９の延出部９ｂに緩衝材は設けられておらず、その代わりとして、延出部９ｂの両面に突出する支持部９ｈが設けられている。本実施形態の場合、液晶パネル３及びバックライトユニット５（図３参照）は支持部９ｈにより支えられ、振動等による衝撃は、延出部９ｂ自体の弾性変形により緩和され、吸収されることとなる。そのため、延出部９ｂは、図１０に示すようにくびれを有し、弾性変形しやすい断面形状であることが好ましい。また、支持部９ｈの一方に対してのみ緩衝材を用いる場合もある。
【００５４】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの各実施形態に本発明を限定するものではない。例えば、以上の各実施形態において図示した各部材の断面を含む形状は、当該部材が有すべき機能を満足するものであれば、必要に応じ適宜設計乃至は最適化するべきものである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 液晶表示装置、２ 制御装置、３ 液晶パネル、４ 液晶パネル駆動回路、４ａ 走査線駆動回路、４ｂ 映像線駆動回路、５ バックライトユニット、６ バックライト駆動回路、７ 下枠、８ 上枠、９ 中間枠、９ａ 突出部、９ｂ 延出部、９ｃ，９ｄ 緩衝材、９ｅ 貼付面、９ｆ 第二突出部、９ｇ 遮蔽部、９ｈ 支持部、１０ 発光ダイオードユニット、１０ａ 放熱板、１０ｂ 発光ダイオード、１０ｃ 基板、１０ｄ 支持部、１１ 反射シート、１２ 導光板、１２ａ 入射面、１２ｂ 出射面、１３ 光学シート、１３ａ 切り欠き、１４ 端部反射シート、１４ａ 舌状部、１０１，２０１ 液晶表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
導光板と、前記導光板の少なくとも一側面である入射面に対向し、前記入射面の長手方向に並んで配置される発光ダイオードを有するバックライトユニットと、
前記導光板の出射面側に突出する複数の突出部を有するとともに、前記液晶パネルと前記バックライトユニットの間に配置される中間枠と、
前記中間枠の出射面側であり前記突出部に隣接して配置され、前記発光ダイオードの配列方向に延び、且つ、隣接する前記突出部の間に延びる舌状部を有する端部反射シートと、
を備える液晶表示装置。
【請求項２】
前記突出部は、前記発光ダイオードの配列方向に沿って断続的に配列され、且つ、前記導光板の前記入射面よりも前記入射面の光入射方向側に設けられている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
隣接する前記突出部の間であって、前記入射面の光入射方向側の部分に光を遮蔽する遮蔽部が設けられている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記中間枠は、前記導光板の四隅に対応する位置において、前記導光板と接触し、前記突出部より大きい第二突出部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記端部反射シートは、前記入射面の光入射方向と反対方向に、前記中間枠からはみ出した部分を有することを有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項１】
液晶パネルと、
導光板と、前記導光板の少なくとも一側面である入射面に対向し、前記入射面の長手方向に並んで配置される発光ダイオードを有するバックライトユニットと、
前記導光板の出射面側に突出する複数の突出部を有するとともに、前記液晶パネルと前記バックライトユニットの間に配置される中間枠と、
前記中間枠の出射面側であり前記突出部に隣接して配置され、前記発光ダイオードの配列方向に延び、且つ、隣接する前記突出部の間に延びる舌状部を有する端部反射シートと、
を備える液晶表示装置。
【請求項２】
前記突出部は、前記発光ダイオードの配列方向に沿って断続的に配列され、且つ、前記導光板の前記入射面よりも前記入射面の光入射方向側に設けられている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
隣接する前記突出部の間であって、前記入射面の光入射方向側の部分に光を遮蔽する遮蔽部が設けられている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記中間枠は、前記導光板の四隅に対応する位置において、前記導光板と接触し、前記突出部より大きい第二突出部を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記端部反射シートは、前記入射面の光入射方向と反対方向に、前記中間枠からはみ出した部分を有することを有する請求項１記載の液晶表示装置。
【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２０１２−１３３２７７（Ｐ２０１２−１３３２７７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７２０２（Ｐ２０１０−２８７２０２）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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