JP2019184635A

JP2019184635A - 表示装置

Info

Publication number: JP2019184635A
Application number: JP2018070724A
Authority: JP
Inventors: 上坂　望; Nozomi Kamisaka; 望上坂; 浩一安蘇; Koichi Aso
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2019-10-24
Also published as: US10545277B2; US20190302342A1; CN110346964A

Abstract

【課題】貫通穴が設けられた場合でも、貫通穴の光源とは反対側の領域７０と、領域７０以外の領域との輝度ムラを低減することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置（１００）は、液晶パネルとユニット貫通穴（４２）が設けられたバックライトユニットを備える。バックライトユニットは、光源（２１）と、光入射面（２２１）とは反対側に位置する反対端面（２２４）を有する導光板（２２）を含む。反対端面（２２４）には、光源（２１）からの光をユニット貫通穴（４２）と反対端面（２２４）との間の領域７０に向けて反射させる光反射部（５０）が設けられる。光反射部（５０）は反射面を有する鋸歯状に形成される。【選択図】図３

Description

本発明は表示装置に関し、特に、表示領域の一部に貫通穴が形成された表示装置に関する。

表示領域の一部に貫通穴が形成された表示装置が特許文献１および２に開示されている。特許文献１および２の表示装置はエッジ型バックライトを用いた表示装置であって、バックライトは表示領域に対応する位置に貫通穴を備えている。特許文献１および２の表示装置によれば、貫通穴の周囲の輝度ムラを低減することができる。

国際公開第２０１７／０６１３１２号特開２０１７−１０２４５２

ところで、一般的に貫通穴が形成されたバックライトは、図９に示すように、光源８１から出射した光Ｌ１は貫通穴８３の端面で反射されるため、貫通穴８３の光源８１とは反対側の領域７０には、光源８１からの光が伝搬しにくくなり、光源８１近傍の領域に比べて暗くなってしまう。一方、領域７０周囲の領域７５は、光源８１からの光Ｌ２が伝搬されるため、光源８１近傍の領域と同等な明るさが得られる。このように、領域７０の輝度が領域７５の輝度よりも低くなり、輝度ムラが発生する問題があった。この問題は、光源８１を導光体８２の一辺のみに配置した場合、特に顕著にあらわれる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、貫通穴の光源とは反対側の領域７０と、領域７０以外の領域との輝度ムラを低減することが可能な表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、表示領域を有する表示素子と、光源と、前記光源と対向して前記光源からの光を入射する端面である光入射面と、前記光入射面とは反対側の端面である反対端面と、前記表示素子に向かって前記光を出射する板面である光出射面と、前記光出射面とは反対側の板面である反対板面と、を有する導光体と、を備え、前記導光体は、前記光出射面から前記反対板面を貫通する貫通穴が、前記表示領域に対応する位置に設けられ、前記反対端面の近傍である近傍部には、平面視が鋸歯状の形をなし、前記導光体にて前記反対端面側に導光された光を前記貫通穴側へ反射する反射面を備えた光反射部が配されている。なお、反対端面の近傍である近傍部とは、反対端面そのものと、その周辺とを含むものである。

本発明の一態様に係る表示装置によれば、貫通穴の光源とは反対側の領域７０と、領域７０以外の領域との輝度ムラを低減できる。

本発明の実施形態１に係る液晶表示装置を概略的に示す上面図図１に示したＡ−Ａ線断面図図１に示したバックライトユニットを概略的に示す上面図図３に示した導光板の反対端面を拡大した模式図実施形態１の変形例Ａを示す模式図実施形態１の変形例Ｂを示す模式図実施形態２に係る導光板の反対端面を拡大した模式図実施形態２の変形例Ｃを示す模式図貫通穴が形成されたバックライトにおいて、光源から出射された光が伝搬する様子を模式的に示す説明図

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１から図４に基づいて詳細に説明する。

はじめに、図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置（表示装置）を概略的に示す上面図である。図２は、図１に示したＡ−Ａ線断面図である。

液晶表示装置１００は、液晶パネル（表示素子）１０と、バックライトユニット２０と、液晶パネル１０とバックライトユニット２０を収納するフレーム３０から構成されている。液晶表示装置１００は、スマートフォンや時計、自動車のスピードメータ等の表示装置に用いられる。

液晶パネル１０は、画像等を表示する表示領域１１と、表示領域１１の周囲に設けられ、画像等を表示しない非表示領域とを含んでいる。液晶パネル１０の表示領域１１には、厚み方向に貫通したパネル貫通穴（貫通孔）４１が設けられている。

バックライトユニット２０は、レンズシートや拡散シート等の光学シート２４、導光板（導光体）２２及び反射シート２３を積層した構造となっており、厚み方向に貫通したユニット貫通穴４２が設けられている。

バックライトユニット２０は、導光板２２の端面に設けられた光源２１をさらに有している。光源２１は特に限定されず、例えばＬＥＤ等を用いることができる。導光板２２は、光源２１からの光を入射する光入射面２２１と、入射された光を液晶パネル１０に向けて出射する光出射面２２２と、光出射面２２２とは反対側の板面である反対板面２２３と、光入射面２２１とは反対側の端面である反対端面２２４とを有する。導光板２２は、光透過率が高い材料が用いられ、薄型化及び軽量化の観点から、アクリルやポリカーボネート等の樹脂を用いることが好ましい。反射シート２３は、導光板２２の反対板面２２３に設けられており、反対板面２２３から出射された光を、光出射面２２２に向けて反射させる。光学シート２４は、導光板２２の光出射面２２２に設けられており、光出射面２２２から出射された光を拡散または集光させる。

フレーム３０は、液晶パネル１０とバックライトユニット２０を収納可能な箱型に形成されている。フレーム３０の材料は特に限定されないが、ポリカーボネート等の樹脂やアルミニウム等の金属が用いられる。また、フレーム３０の底面には、フレーム貫通穴４３が設けられている。

パネル貫通穴４１とユニット貫通穴４２、フレーム貫通穴４３で構成される貫通穴４０内には、例えばＣＣＤカメラや照度センサ等のデバイスが設けられる。また、時計やスピードメータ等の表示針を通すこともできる。なお、貫通穴４０の口径や形状は特に限定されず、貫通穴４０内に設けられるデバイスや表示針のサイズや形状等に合わせて適宜設定すればよい。

図３は、図１に示した液晶表示装置１００から液晶パネル１０と光学シート２４を取り除いた上面図である。図３に示すように、導光板２２の端面のうち、光入射面２２１とは反対側に位置する反対端面２２４に、平面視が鋸歯状の光反射部５０が形成されている。

次に、図４を参照して光反射部５０について、詳しく説明する。図４は、図３に示した反対端面２２４を拡大した模式図である。

まず、導光板２２の反対端面２２４には、平面視が鋸歯状の導光板光反射部５１（光反射部５０）が複数形成されている。導光板光反射部５１は、光源２１からの光Ｌ２を、ユニット貫通穴４２と反対端面２２４との間の領域７０に向かって反射させる反射面５３と、反対板面２２４から垂直方向に延びる面５４を有する。反射面５３は、領域７０に向かって光Ｌ２を反射させるように大きさや角度が異なるように形成されている。なお、反射面５３の大きさや角度は、ユニット貫通穴４２の大きさや位置、光源２１の個数などに応じて、適宜設定される。

また、導光板光反射部５１の個数や形成位置についても同様に、ユニット貫通穴４２の大きさや位置、光源２１の個数、反射面５３の大きさや角度などに応じて、適宜設定される。

このように、ユニット貫通穴４２の周囲を伝搬する光Ｌ２を、導光板光反射部５１の反射面５３で反射させ、ユニット貫通穴４２と反対端面２２４との間の領域７０に向かって伝搬させる。したがって、光源２１から出射された光Ｌ１が伝搬しにくい領域７０に、反射面５３で反射された光Ｌ２が伝搬して照射されるので、領域７０が明るくなる。その結果、領域７０の輝度を、領域７０以外の領域の輝度と同等レベルに向上でき、輝度ムラを低減できる。

なお、反射面５３の表面を、反射シートや白色塗料等の反射率の高い反射材料で覆ってもよい。

また、本実施形態では１つの円形の貫通穴を有する液晶表示装置について説明したが、ユニット貫通穴の数や形状は、本実施形態に示す形状に限定されない。したがって、ユニット貫通穴は複数あってもよい。また、ユニット貫通穴の形状も、例えば平面視において楕円形、正方形及び長方形等の多角形、又は曲線部分を含むような形状であってもよい。

さらに、本実施形態において、液晶表示装置は他の構成を有していてもよい。以下、液晶表示装置の変形例について説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

（変形例Ａ）
図５は、本発明の実施形態１の変形例Ａに係るバックライトユニット２０の反対端面２２４を拡大した模式図である。

図５に示すように、導光板２２の短手方向に、形状の異なるユニット貫通穴４２１、４２２が並列して設けられている。

このような構成の液晶表示装置であっても、それぞれのユニット貫通穴４２１、４２２と反対端面２２４との間の領域７０に向かって光Ｌ２を反射させる導光板光反射部５１を適宜設定して設けることで、実施形態１と同様な効果が得られる。

（変形例Ｂ）
次に、変形例Ｂについて、図６を用いて説明する。図６は、変形例Ｂに係るバックライトユニット２０の反対端面２２４を拡大した模式図である。

図６に示すように、導光板２２の反対端面２２４が凸状の湾曲面で形成されている。

このような構成の液晶表示装置であっても、ユニット貫通穴４２と反対端面２２４の間の領域７０に向かって光Ｌ２を反射させる導光板光反射部５１を適宜設定して設けることで、実施形態１と同様な効果が得られる。

なお、変形例Ｂでは導光板の対向面を凸状の湾曲面で形成したが、例えば平面視において、１つの頂角を有する「くの字形」の形状や曲線部分を含むような形状であってもよい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図７は、本発明の実施形態２に係るバックライトユニット２０の反対端面２２４を拡大した模式図である。本実施形態に係るバックライトユニット２０は、光反射部５０をフレーム３０に設けたことが、実施形態１とは異なる。つまり、実施形態１では、反対端面２２４そのものに光反射部を設けたが、実施形態２では近傍にあるフレーム３０に光反射部を設けるものとしている。このように、光反射部は、反対端面２２４の近傍である近傍部として反対端面２２４そのものの他、フレーム３０にも設けることができる。

図７を参照して説明すると、反対端面２２４の近傍であって、図示しない光源２１と向かい合う面（光源２１から出射され、導光板２２によって導光された光が照射される面）であるフレーム３０の内面３１に、平面視が鋸歯状のフレーム光反射部５２が複数設けられている。また、フレーム光反射部５２は、光源２１からの光Ｌ２を、ユニット貫通穴４２と反対端面２２４との間の領域７０に向かって反射させる反射面５３と、導光板２２の反対端面２２４に対して垂直方向に延びる面５５を有する。

なお、フレーム光反射部５２の数や形成位置および反射面５３の大きさや角度は、実施形態１と同様に、ユニット貫通穴４２の大きさや位置、光源２１の個数などに応じて、適宜設定される。

このように、ユニット貫通穴４２の周囲を伝搬する光Ｌ２を、フレーム光反射部５２の反射面５３で反射させ、ユニット貫通穴４２と反対端面２２４との間の領域７０に向かって伝搬させる。したがって、光源２１から出射された光Ｌ１が伝搬しにくい領域７０に、反射面５３で反射された光Ｌ２が伝搬して照射されるので、領域７０が明るくなる。その結果、領域７０の輝度を、領域７０以外の領域の輝度と同等レベルに向上でき、輝度ムラを低減できる。

なお、フレーム３０を、光を吸収する黒色等で形成した場合、反射面５３の表面を反射シートや白色塗料等の反射率の高い反射材料（反射部材）で覆うことで、反射面５３で光Ｌ２が吸収されることを防止できる。

また、反射面５３で反射された光Ｌ２は、反対端面２２４の表面で反射または屈折される場合がある。このような場合、反対端面２２４の表面で反射または屈折されることを考慮して、フレーム光反射部５２の数や形成位置、反射面５３の大きさや角度を設定すればよい。また、反対端面２２４の表面を粗面化することで、光Ｌ２が反対端面２２４の表面で反射されにくくすることもできる。

また、本実施形態２では円形の貫通穴を有する液晶表示装置について説明したが、ユニット貫通穴の形状や数は、実施形態１と同様に限定されない。また、反対端面２２４の形状についても、実施形態１と同様に湾曲面や曲面を含んでいてもよい。

（変形例Ｃ）
図８は、本発明の実施形態２の変形例Ｃに係るバックライトユニット２０の反対端面２２４を拡大した模式図である。

図８に示すように、導光板２２の反対端面２２４の形状を、フレーム３０の内面３１の形状と合致するような形状に形成している。

このような構成の液晶表示装置であっても、それぞれのユニット貫通穴４２と反対端面２２４との間の領域７０に向かって光Ｌ２を反射させるフレーム光反射部５２を適宜設定して設けることで、実施形態１と同様な効果が得られる。さらに、反対端面２２４とフレーム３０の内面３１との間の空間が無くなるため、この空間に異物が入り込むような不具合を防止できる。

なお、実施形態１も同様に、フレーム３０の内面３１を、導光板２２の反対端面２２４の形状に合致するような形状に形成してもよい。この場合も同様に、反対端面２２４とフレーム３０の内面３１との間の空間に異物が入り込む不具合を防止できる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

上述した実施形態では、導光板２２の反対端面２２４に光反射部５０を配し、フレーム３０の内面３１にフレーム光反射部５２を配するものとしているが、ユニット貫通穴４２よりも導光板２２の反対端面２２４側に位置する箇所（「反対端面２２４よりも更に外側（ユニット貫通穴４２から遠ざかる側）」を含む）、すなわちユニット貫通穴４２を挟んで光源２１とは反対側に位置する箇所に光反射部を設ければ良く、例えば導光板２２のユニット貫通穴４２と反対端面２２４の間の位置において導光板２２の一部を加工して光反射部を設けることも可能である。

１００液晶表示装置（表示装置）
１０液晶パネル（表示素子）
２０バックライトユニット
２１光源
２２導光板（導光体）
２２１光入射面
２２４反対端面
３０フレーム
４０貫通穴
４２、４２１、４２２ユニット貫通穴
５０光反射部
５１導光板光反射部
５２フレーム光反射部
５３反射面

Claims

表示領域を有する表示素子と、
光源と、
前記光源と対向して前記光源からの光を入射する端面である光入射面と、前記光入射面とは反対側の端面である反対端面と、前記表示素子に向かって前記光を出射する板面である光出射面と、前記光出射面とは反対側の板面である反対板面と、を有する導光体と、を備え、
前記導光体は、前記光出射面から前記反対板面を貫通する貫通穴が、前記表示領域に対応する位置に設けられ、
前記反対端面の近傍である近傍部には、平面視が鋸歯状の形をなし、前記導光体にて前記反対端面側に導光された光を前記貫通穴側へ反射する反射面を備えた光反射部が配されていることを特徴とする表示装置。
前記光反射部は前記反対端面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光源と前記導光体とを収納するフレームを備え、前記光反射部は前記フレームに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記反対端面は粗面化されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記反射面は、反射部材で覆われていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
前記導光体は、１つの前記光入射面を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示素子は、前記貫通穴に対応する位置に孔が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。