JP2003255309A - 光学ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

光学ユニット及びそれを用いた液晶表示装置

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JP2003255309A
JP2003255309A JP2002057275A JP2002057275A JP2003255309A JP 2003255309 A JP2003255309 A JP 2003255309A JP 2002057275 A JP2002057275 A JP 2002057275A JP 2002057275 A JP2002057275 A JP 2002057275A JP 2003255309 A JP2003255309 A JP 2003255309A
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light guide
optical unit
frame
liquid crystal
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Toshinao Ogawa
俊尚 小川
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Tianma Japan Ltd
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NEC LCD Technologies Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置に用いられる光学ユニットは、特
に従来型のサイドライト方式の光学ユニットを使用した
とき、光源のＬＥＤ、平板型の導光板、その導光板の拡
散光を反射させる反射シート、そしてモールドフレーム
等で構成され、構造的に厚くなることが多く、特に薄型
化の要求に対応できないという問題がある。 【解決手段】対向する辺に互いに嵌合する凸部８及び凹
部９を導光板１及びモールドフレーム２にそれぞれ設
け、凸部８及び凹部９が嵌合するようにモールドフレー
ム２に導光板１を収容し、導光板１を凸部８でモールド
フレーム２に固定する。従って、導光板を載置するため
のモールドフレームの底部は不要となり、モールドフレ
ームを薄くできるので光学ユニット２０の厚さも薄くす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に組
み込まれる光学ユニット及びそれを用いた液晶表示装置
に関し、光学ユニットの薄型化、高信頼性化に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型の液晶パネルの構造において
は、明るい表示画面を実現するために、液晶表示装置に
内蔵した光学ユニットにより表示パネルの背後から照明
光を当てるという構成をとっているものが多い。この光
学ユニットには、表示パネル本体の裏面に配置され、線
状光源である蛍光管の光をその側面から入射する導光板
によって面状に拡散し、この拡散された光によってその
裏面から表示パネルが照射されるものがある。さらに導
光板の裏面に取り付けた反射シートにより、導光板に入
射された光を反射させて液晶パネルを裏面側から照射す
ることで輝度効率を高めたものがある（透過型及び半透
過型）。このように導光板の側面から光源の光を入射す
る、光学ユニットの１つの方式をサイドライト方式と呼
称している。この方式は、薄さと発光面の輝度均一性に
優れていることから液晶表示装置の光学ユニットの方式
として現在採用されることが多い。また、サイドライト
方式の光学ユニットに用いられる導光板には、平板型あ
るいはくさび型等がある。サイドライト方式の光学ユニ
ットは、光源として上記した蛍光管を用いるものの他
に、導光板の一辺に設けられた複数のＬＥＤを光源とす
るものがある。一例として、図６（ａ）に光学ユニット
を構成する平板型の導光板とそれを収容するモールドフ
レームとの関係を平面図で示すとともに、Ａ−Ａ’に沿
った断面図を図６（ｂ）に示す。モールドフレーム１０
２は長方形で底の浅い容器の構造体であり、モールドフ
レーム１０２の底に反射シート１０３を敷き、その上に
導光板１０１がモールドフレーム１０２に丁度納まる形
で収容される。このとき、図に示されるように、モール
ドフレーム１０２の対向する辺にそれぞれ導光板１０１
の位置合わせ用の凹部１１２が設けられ、それに対応し
て導光板１０１に位置合わせ用の凸部１１１が設けられ
る。導光板１０１の上にはさらに、導光板１０１とほぼ
同じ面積のレンズシート１０４、拡散シート１０５が敷
かれる。導光板１０１、レンズシート１０４、拡散シー
ト１０５をモールドフレーム１０２に固定するために、
枠状の遮光シート１０７がモールドフレーム１０２の枠
と拡散シート１０５にまたがる形で粘着剤１０６により
モールドフレーム１０２に固着される。導光板１０１と
モールドフレーム１０２の枠との間には光源としてＬＥ
Ｄ１１３が配置され、光学ユニット１２０が完成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＤＡや携
帯電話などの携帯端末装置に用いられる液晶表示装置
は、限りなく薄く、軽く、安くすることが市場から求め
られている。従ってこのような液晶表示装置に用いる光
学ユニットも薄く、軽く、安くする必要がある。しかし
ながら、従来の上記したような光学ユニットでは、市場
の要求を満たすことができず、更なる改善が求められて
いる。また、光学ユニット内で導光板を固定する方法と
して、導光板の裏面を押さえ金具を用いてモールドフレ
ームに固定する方法がある。しかし、この方法では部品
点数が多くなる。そこで、導光板の裏面に設けた遮光シ
ートの周囲をモールドフレームへ粘着する方法が考えら
れる。導光板をモールドフレームへ粘着する方法自体
は、特開平１１−３０５２２８号公報に開示されてい
る。しかしこの方法を利用して導光板をモールドフレー
ムの周辺全体に粘着したとしても、部品点数は減らせる
がこの粘着力を越える垂直方向の外力が加わると導光板
がフレームから飛び出しやすくなり、光学ユニットの強
度が悪くなるという問題が生じる。
【０００４】本発明の目的は、上述のような従来技術の
有する問題を解決するために、外力に対する信頼性が良
く、しかも薄型化が可能な光学ユニット及びそれを用い
た液晶表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光学ユニット
は、フレームと導光板を有する光学ユニットであって、
前記導光板は前記フレームとの組み合わせのみで固定さ
れる状態となることを特徴とする。
【０００６】上記本発明の光学ユニットにおいて、前記
導光板は前記フレームに設けられた凹部に嵌合する形で
前記フレームに固定される状態となり、具体的には、前
記凹部は、少なくとも前記フレームの対向する辺にそれ
ぞれ少なくとも一箇所設けられる。
【０００７】また、上記本発明の光学ユニットにおい
て、前記導光板と前記フレームとの組み合わせの一方の
面には、前記フレームと前記導光板との境界を跨ぐ枠状
の遮光シートが前記フレームに固着する形で設けられ
る、或いは、前記フレームと前記導光板を覆う拡散シー
トが前記フレームに固着する形で設けられ、これらの場
合において、前記導光板と前記フレームとの組み合わせ
の他方の面には、前記フレーム及び前記導光板を覆う反
射シートが前記フレームに固着する形で設けられる。
【０００８】本発明の別の形態の光学ユニットは、導光
板と反射シートと前記導光板の光放出面上に設ける、拡
散シート、プリズムシートのうち少なくとも一方の光学
シートとを有する光学ユニットであって、前記反射シー
トが前記導光板の一方の面の光放出領域を除く前記光学
シートと前記導光板とを覆うと共に、前記導光板の周囲
を前記反射シートに固定することを特徴とする。
【０００９】本発明の液晶表示装置は、液晶及び前記液
晶を挟んで対向配置された一対の基板と、前記一対の基
板のいずれか一方の基板に対向して配置される光学ユニ
ットとを有する液晶表示装置であって、前記光学ユニッ
トはフレームと導光板を有し、前記導光板は前記フレー
ムとの組み合わせのみで固定される状態となることを特
徴とする。
【００１０】本発明の第１の液晶表示装置は、液晶及び
前記液晶を挟んで対向配置された一対の基板と、前記一
対の基板のいずれか一方の基板に対向して配置される光
学ユニットとを有する液晶表示装置であって、前記光学
ユニットはフレームと導光板を有し、前記導光板は前記
フレームとの組み合わせのみで固定される状態となるこ
とを特徴とする。
【００１１】本発明の第２の液晶表示装置は、液晶及び
前記液晶を挟んで対向配置された一対の基板と、前記一
対の基板のいずれか一方の基板に対向して配置される光
学ユニットとを有する液晶表示装置であって、前記光学
ユニットは導光板と反射シートと前記導光板の光放出面
上に設ける、拡散シート、プリズムシートのうち少なく
とも一方の光学シートとを有し、前記反射シートが前記
導光板の一方の面の光放出領域を除く前記光学シートと
前記導光板とを覆うと共に、前記導光板の周囲を前記反
射シートに固定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の光学ユニットの第１の実
施形態を図１を参照して説明する。図１（ａ）は光学ユ
ニットを表示側から眺めた平面図であり、同図（ｂ）は
同図（ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面図である。図１
（ａ）の平面図では、光学ユニットのうち導光板とモー
ルドフレームとの関係を示しており、図１（ｂ）の断面
図では他の光学シート類も含めて示している。まず、対
向する辺の２箇所に固定用凸部８が設けられた矩形状の
導光板１と固定用凸部８と嵌合する固定用凹部９の設け
られたモールドフレーム２を固定用凸部８及び固定用凹
部９が嵌合するようにモールドフレーム２に導光板１を
収容することで、導光板１をモールドフレーム２に固定
する。この後、反射シート３により導光板１の一方の面
を覆うようにしながら、この反射シート３の周囲をモー
ルドフレーム２に両面テープといった粘着剤６により固
着する。導光板１の他方の面をレンズシート４、拡散シ
ート５等の光学シートで覆い、さらに枠状の遮光シート
７をモールドフレーム２に粘着剤６により固着する。こ
のとき、遮光シート７はモールドフレーム２及び拡散シ
ート５にまたがるようにモールドフレーム２に固着され
る。従って、導光板１のモールドフレーム２への前述し
た嵌合による固定だけでなく、モールドフレーム２に固
定された遮光シート７と反射シート３により導光板１を
押さえているので導光板１をモールドフレーム２へ一層
強固に固定する。また、導光板１の上面に設けたレンズ
シート４、拡散シート５等の光学シートを遮光シート７
によって導光板１の上面に固定する。本実施形態では導
光板１とモールドフレーム２との嵌合部をモールドフレ
ーム２の対向する辺にそれぞれ２箇所設けたが、光学ユ
ニットとして必要とされる強度が維持できるのであれ
ば、それぞれ１箇所設ける構成としても良い。さらに、
導光板１とモールドフレーム２との対向する辺の間に光
源として蛍光管１０を配置すると光学ユニット２０が完
成する。以上のように、本実施形態では、導光板をその
側面でモールドフレームへ固定するようにしたので、従
来のようにモールドフレームには導光板を載置するため
の底部が不要となる。これにより、光学ユニット２０の
厚さを大幅に薄くすることができる。本実施形態の光学
ユニットと従来例で説明した光学ユニットとを比較する
と、本実施形態の光学ユニットの方が約２０％薄くする
ことができた。また、導光板１の固定用凸部８とモール
ドフレーム２の固定用凹部９とを嵌合させて導光板１を
モールドフレーム２に固定し、さらに、導光板１の両面
を反射シート３及び遮光シート７で固定するので、光学
ユニット２０が外力を受けた場合でも破損する確率が小
さくなり、信頼性が格段に向上する。更に本実施形態の
代わりに、導光板に凹部を設け、モールドフレームに凸
部を設けた上で両者を互いに嵌合しても良い。次に、図
２に光学ユニットの第１の実施形態の変形例を示す。図
２（ａ）は光学ユニットを表示面側から眺めた平面図で
あり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’に沿った断面
図である。第１の実施形態と異なるのは、導光板１及び
モールドフレーム２に位置合わせ用の凸部１１、凹部１
２を固定用凸部８及び固定用凹部９が形成されない辺に
それぞれ設けた点である。この場合、第１の実施形態の
蛍光管の位置には蛍光管に代わってＬＥＤ１３が複数個
設けられる。この変形例では、第１の実施形態に比べ、
導光板１をモールドフレーム２に位置合わせする作業が
容易になるという利点がある。次に、本発明の光学ユニ
ットの第２の実施形態を図３を参照して説明する。図３
（ａ）は光学ユニットを表示面側から眺めた平面図であ
り、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面図
である。図３（ａ）の平面図では、光学ユニット４０の
うち導光板とモールドフレームとの関係を示したものと
なっており、断面図では他の光学シート類も含めて示し
ている。本実施形態では、第１の実施形態の遮光シート
を用いず、それに代えて拡散シート１５をモールドフレ
ーム２をも覆う大きさとし、モールドフレーム２に粘着
剤６で固着する。従って、第１の実施形態の光学ユニッ
トに比べてさらに遮光シートの厚さ分薄くすることがで
きる。次に、本発明の光学ユニットの第３の実施形態を
図４、５を参照して説明する。図４（ａ）は光学ユニッ
トを表示面側から眺めた平面図であり、同図（ｂ）は同
図（ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面図、同図（ｃ）は同図
（ａ）のＣ−Ｃ’に沿った断面図である。また、図５は
反射シートの展開図であり、図中斜線部は粘着剤により
導光板に固着される領域を示している。本実施形態で
は、第１の実施形態のモールドフレームを用いずに光学
ユニット６０を構成する。すなわち、一辺にフレキシブ
ルケーブル２２及び蛍光管３０を取り付けた導光板１１
の上にレンズシート２４、拡散シート２５を重ね、展開
可能な箱状に形成された反射シート１３でフレキシブル
ケーブル２２、蛍光管３０、レンズシート２４、拡散シ
ート２５とともに導光板１１を包むようにして覆い、こ
の反射シート１３を粘着剤６で導光板１１の周辺に固着
させる。このとき、図５の展開図に示されるように、反
射シート１３は、開口３４、固着領域３５を有してい
る。このように形成された光学ユニット６０は、第１の
実施形態と同様厚さを薄くすることができるのみなら
ず、第１の実施形態に比べてモールドフレームがない
分、部品点数を減らすことができ製造コストを低減する
ことができる。
【００１３】以上のようにして形成された光学ユニット
は、液晶及びそれを挟んで対向配置された一対の基板か
らなる液晶パネルと対向するように液晶表示装置内に組
み込まれる。従って、薄くなった光学ユニットを組み込
んだ液晶表示装置も薄くすることができ、液晶表示装置
を用いる携帯端末装置の薄型化に非常に効果的である。
また、モールドフレームを用いない場合は、部品点数が
削減できるので液晶表示装置のコスト低減にも効果的で
ある。
【００１４】
【発明の効果】本発明の光学ユニット及びそれを用いた
液晶表示装置においては、対向する辺に互いに嵌合する
凸部及び凹部を導光板及びモールドフレームにそれぞれ
設け、凸部及び凹部が嵌合するようにモールドフレーム
に導光板を収容して固定する。従って、導光板を載置す
るためのモールドフレームの底部は不要となり、モール
ドフレームを薄くできるので光学ユニットの厚さも薄く
することができる。さらに、光学ユニットの薄型化によ
り、光学ユニットが組み込まれた液晶表示装置の厚さも
薄くすることができる。さらに、導光板の一方の面を反
射シートで、また他方の面を遮光シートを用いてモール
ドフレームに粘着剤で固着する場合には、前述した嵌合
だけによるよりも外力に対して高い強度を示す光学ユニ
ットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学ユニットの第１の実施形態の平面
図及び断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の変形例の平面図及び
断面図である。
【図３】本発明の光学ユニットの第２の実施形態の平面
図及び断面図である。
【図４】本発明の光学ユニットの第３の実施形態の平面
図及び断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に用いられる反射シー
トの展開図である。
【図６】従来の光学ユニットの平面図及び断面図であ
る。
【符号の説明】
１、１１、１０１ 導光板 ２、１０２ モールドフレーム ３、１３、１０３ 反射シート ４、２４、１０４ レンズシート ５、１５、２５、１０５ 拡散シート ６、１０６ 粘着剤 ７、１０７ 遮光シート ８ 固定用凸部 ９ 固定用凹部 １０、３０ 蛍光管 １１、１１１ 位置合わせ用の凸部 １２、１１２ 位置合わせ用の凹部 １３、１１３ ＬＥＤ ２０、４０、６０、１２０ 光学ユニット ２２ フレキシブルケーブル ３４ 開口 ３５ 粘着領域

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレームと導光板を有する光学ユニット
    であって、前記導光板は前記フレームとの組み合わせの
    みで固定される状態となることを特徴とする光学ユニッ
    ト。
  2. 【請求項２】 前記導光板は前記フレームに設けられた
    凹部に嵌合する形で前記フレームに固定される状態とな
    る請求項１記載の光学ユニット。
  3. 【請求項３】 前記凹部は、少なくとも前記フレームの
    対向する辺にそれぞれ少なくとも一箇所設けられる請求
    項２記載の光学ユニット。
  4. 【請求項４】 前記導光板と前記フレームとの組み合わ
    せの一方の面には、前記フレームと前記導光板との境界
    を跨ぐ枠状の遮光シートが前記フレームに固着する形で
    設けられる請求項１、２又は３記載の光学ユニット。
  5. 【請求項５】 前記導光板と前記フレームとの組み合わ
    せの一方の面には、前記フレームと前記導光板を覆う拡
    散シートが前記フレームに固着する形で設けられる請求
    項１、２又は３記載の光学ユニット。
  6. 【請求項６】 前記導光板と前記フレームとの組み合わ
    せの他方の面には、前記フレーム及び前記導光板を覆う
    反射シートが前記フレームに固着する形で設けられる請
    求項４又は５記載の光学ユニット。
  7. 【請求項７】 導光板と反射シートと前記導光板の光放
    出面上に設ける、拡散シート、プリズムシートのうち少
    なくとも一方の光学シートとを有する光学ユニットであ
    って、前記反射シートが前記導光板の一方の面の光放出
    領域を除く前記光学シートと前記導光板とを覆うと共
    に、前記導光板の周囲を前記反射シートに固定すること
    を特徴とする光学ユニット。
  8. 【請求項８】 液晶及び前記液晶を挟んで対向配置され
    た一対の基板と、前記一対の基板のいずれか一方の基板
    に対向して配置される光学ユニットとを有する液晶表示
    装置であって、前記光学ユニットはフレームと導光板を
    有し、前記導光板は前記フレームとの組み合わせのみで
    固定される状態となることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 液晶及び前記液晶を挟んで対向配置され
    た一対の基板と、前記一対の基板のいずれか一方の基板
    に対向して配置される光学ユニットとを有する液晶表示
    装置であって、前記光学ユニットは導光板と反射シート
    と前記導光板の光放出面上に設ける、拡散シート、プリ
    ズムシートのうち少なくとも一方の光学シートとを有
    し、前記反射シートが前記導光板の一方の面の光放出領
    域を除く前記光学シートと前記導光板とを覆うと共に、
    前記導光板の周囲を前記反射シートに固定することを特
    徴とする液晶表示装置。
JP2002057275A 2002-03-04 2002-03-04 光学ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 Pending JP2003255309A (ja)

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