JP2003234006A - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二本以上の光源を有する構成の照明ユニット
において、光源の電極部が互いに熱的に干渉し合うこと
を防止する。 【解決手段】 両端に電極部ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２を
有する光源Ａ，Ｂと、光源Ａ，Ｂからの光を導光させる
所定厚の導光板１とを備え、光源Ａ，Ｂが導光板の厚さ
方向に二本以上近接した状態で配される照明ユニットに
おいて、隣り合う光源Ａ，Ｂを光源の長手方向に互いに
ずらして配する等して、光源Ａと光源Ｂの互いの電極部
ａ１，ａ２と電極部ｂ１，ｂ２の位置を光源Ａ，Ｂの長
手方向にずらして配することにより、電極部ａ１，ａ
２，ｂ１，ｂ２同士の熱的な干渉を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源が導光板の厚
み方向に並列状態で二本以上配される照明ユニット及び
それを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省スペース・省電力等の耐環境性
の観点より、ディスプレイデバイスとして液晶モニター
や液晶テレビに代表されるようにＣＲＴに変わるディス
プレイとして液晶表示装置を採用した商品が増加しつつ
あり、ノート型パーソナルコンピュータやワードプロセ
ッサ等の情報機器の表示装置、さらには、携帯型テレビ
やビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映
像機器の表示装置において、軽量、薄型、低消費電力と
いう特徴を生かして液晶表示装置が多く用いられるよう
になっている。これらの液晶表示装置には明るい表示画
面を実現するために、内蔵した照明ユニットにより表示
素子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。

【０００３】この照明ユニットにおいては、導光板を表
示素子の裏面に置きその導光板の側面に線光源を配置す
るエッジライト方式(導光板方式とも呼ばれる)が、薄型
化と発光面の輝度均一性に優れるという特徴を有してお
り、ノート型パーソナルコンピュータ等に使用される液
晶表示装置の液晶ユニットでは、薄さを優先してエッジ
ライト方式を採用することが多い。携帯型テレビやカー
ナビゲーションシステム等に使用される液晶表示装置に
おいては、薄さと輝度を両立させるために、導光板の左
右の各入射側面に沿って一本ずつ蛍光放電管を配し、全
体で二本以上の蛍光放電管を使用したエッジライト方
式、あるいはＬ字型蛍光放電管やコ字型蛍光放電管を使
用したエッジライト方式が採用されるケースも多い。そ
して、さらなる高輝度化を達成するものとして、蛍光放
電管を所定厚の導光板の厚み方向に並列状態で二本以上
設置する方式が増加しつつある。

【０００４】図５（ａ）は従来の照明ユニットＵＴを使
用した液晶表示装置ＬＤの蛍光放電管に垂直な断面図で
あり、図５（ｂ）は蛍光放電管に平行な断面図である。
照明ユニットＵＴは、蛍光放電管Ａと蛍光放電管Ｂと、
蛍光放電管Ａ，Ｂからの光を導光し液晶パネル９を照明
する導光板１と、導光板１の裏面に沿うように配され蛍
光放電管Ａ，Ｂからの光を液晶パネル９に向かって反射
させる反射板３と、光源Ａ，Ｂを内包するリフレクタ８
と、導光板１の上側に配される拡散シート４とレンズシ
ート５と、これらの部材を外周側と下側から保持する筐
体７を備える。

【０００５】導光板１は、所定厚の厚みを有する四角形
状の透明な薄板であり、蛍光放電管Ａ，Ｂからの光を入
射して導光板１内に導光させ出射面（図中上面）から出
射している。この導光板１は、光伝達に必要な透過率及
び屈折率で代表される光学特性が最適なアクリル等の材
料で形成されている。

【０００６】蛍光放電管Ａ，Ｂは、冷陰極管（cold cat
hode fluorescent tube）が使用されている。冷陰極管
は、熱陰極管（hot cathode fluorescent tube）の細径
化が難しいことと発熱や寿命等の点から、熱陰極管に代
わって主流となっているもので、金属陰極を用いた蛍光
放電管である。蛍光放電管Ａ，Ｂは、同一寸法のもの
で、所定厚の導光板の厚み方向に並列状態に並べて設置
されている。このように、蛍光放電管Ａ，Ｂを複数使用
すると、照明ユニットＵＴの高輝度化が図られるが、従
来は、一方の蛍光放電管Ａの両端の電極部ａ１，ａ２と
他方の蛍光放電管Ｂの両端の電極部ｂ１，ｂ２とは、各
々上下の同じ位置として設置されている。電極部ａ１，
ａ２，ｂ１，ｂ２は、高周波の交流を発生させるインバ
ータ等の電源ユニット部に接続されるリード線６に半田
付け等により接続され、蛍光放電管Ａ，Ｂを点灯させる
ために必要な電圧が印加される。

【０００７】反射板３は、高反射率を有する白色の樹脂
製フィルムであり、導光板１の裏面に沿うようにして配
されており、導光板１の裏面から外へ出る光を再度導光
板１の中へ戻し発光面から出射する照明光を増大させる
役割を果たしている。リフレクタ８は、蛍光放電管Ａ，
Ｂを内包するようにコ字型に折り曲げられており、蛍光
放電管Ａ，Ｂからの照射光を反射することで導光板１の
入射側面ｃに効率良く光を入射させる役割を果たしてい
る。リフレクタ８は反射板３と一体となって設けられる
ものもあり、例えば、反射板３の蛍光放電管Ａ，Ｂ側が
蛍光放電管Ａ，Ｂを内包するようにＬ字型に折り曲げら
れて、リフレクタ８の役割を果たしているものもある。

【０００８】照明ユニットＵＴには、照射面側に拡散シ
ート４とレンズシート５が配されている。拡散シート４
は導光板１からの光を照射面上で均一化するものであ
り、レンズシート（プリズムシートとも呼ばれる）５は
拡散シート４から照射される均一な照射光をより垂直方
向に集光させている。レンズシート５は複数枚配される
場合もある。そして、このような照明ユニットＵＴの上
方（レンズシート５の照射面上）に、液晶パネル９が搭
載され、フロントカバー１０が配されて液晶表示装置Ｌ
Ｄが構成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の照明ユニットＵＴでは、蛍光放電管Ａの電極
部ａ１，ａ２と蛍光放電管Ｂの電極部ｂ１，ｂ２とが互
いに上下の同じ位置になっているため、蛍光放電管Ａ，
Ｂの管電流を上げると、電極部ａ１と電極部ｂ１及び電
極部ａ２と電極部ｂ２とが互いに熱的に干渉し合い、電
極部ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の温度が上昇し過ぎること
により、蛍光放電管Ａ，Ｂの発光効率及び輝度が低下す
るという問題が生じていた。すなわち、照明ユニットＵ
Ｔの輝度の向上を図るために二本以上配している割に
は、効率的な輝度の向上を図ることができないという問
題（発光効率の低下の問題）を有していた。

【００１０】この問題を発生させることなく高輝度化を
図るためには、上記並列状態の二本の蛍光放電管Ａ，Ｂ
の互いの間隔を広くする配置方法が考えられる。しか
し、この配置方法では照明ユニットの厚みが厚くなると
いう問題が生じていた。一方、導光体の左右の各入射側
面に沿って一本ずつ蛍光放電管を配し、全体で二本の蛍
光放電管を使用したエッジライト方式、あるいはＬ字型
蛍光放電管やコ字型蛍光放電管を一本のみ使用したエッ
ジライト方式等を採用することも考えられる。しかし、
これらの方式では、導光板の二以上の側面に沿って蛍光
放電管を配置するためのスペースが必要となり、画像表
示領域に対する照明ユニットＵＴのサイズが大きくな
り、液晶表示装置の狭額縁化を阻害するという問題が生
じていた。

【００１１】そこで、本発明の目的は、隣り合う光源の
電極部同士の熱的な干渉を少なくして電極部の温度上昇
を防止することにより、光源の発光効率及び輝度の低下
を防止することができる照明ユニット、及び発光効率や
輝度の低下を防止しつつも薄型化や狭額縁化を達成する
ことができる液晶表示装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
照明ユニットは、両端に電極部を有する光源と、光源か
らの光を導光させる所定厚の導光板とを備え、光源が導
光板の厚さ方向に二本以上近接した状態で配される照明
ユニットにおいて、隣り合う光源の互いの電極部の位置
が光源の長手方向にずれて配されていることを特徴とす
る。

【００１３】この発明によれば、例えば、光源を光源の
長手方向に互いにずらしたり、光源の長さを互いに異な
らせて、隣り合う光源の電極部の位置を光源の長手方向
に互いにずらすことにより、一の光源の電極部と他の光
源の電極部との熱的な干渉を少なくすることができ、光
源の局部的な温度上昇を抑制することができる。

【００１４】本発明の請求項２記載の照明ユニットは、
請求項１記載の照明ユニットを前提として、前記隣り合
う光源の互いの電極部の位置が重ならないようにずれて
配されていることを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、隣り合う光源の電極部
の位置が互いに重ならないようにずれて配されているた
め、一の光源の電極部と他の光源の電極部との熱的な干
渉を防止でき、光源の局部的な温度上昇を抑制すること
ができる。

【００１６】本発明の請求項３記載の液晶表示装置は、
請求項１又は請求項２記載の照明ユニットと、その照明
ユニットの照射面側に配される液晶表示パネルを備える
ことを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、電極部同士の熱的な干
渉を原因とする光源の発光効率の低下及び輝度の低下を
防止することができる照明ユニットを備えた液晶表示装
置となる。すなわち、光源が二本以上配される照明ユニ
ットの効率的な輝度の向上を図ることができる液晶表示
装置となる。また、本発明によれば、電極部同士の熱的
な干渉を原因とする発光効率及び輝度の問題を解消しつ
つも、複数の光源の互いの間隔を広くすることなく導光
板の一つの側面にのみ並列状態で配する構成とすること
ができるため、液晶表示装置の薄型化及び狭額縁化を図
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づき詳細に述べる。

【００１９】図１の（ａ）は本実施の形態の照明ユニッ
トＵＴ１の蛍光放電管に垂直な断面図であり、（ｂ）は
その照明ユニットＵＴ１の蛍光放電管に平行な断面図で
ある。本実施の形態の照明ユニットＵＴ１は、二本の光
源を並列状態に並べて配置することにより高輝度化が図
られたエッジライト方式の照明ユニットであり、二本の
光源Ａ，Ｂと、光源Ａ、Ｂに近接して配置される導光板
１と、導光板１の裏面に沿うように配される反射板３
と、光源Ａ，Ｂを内包するリフレクタ８と、導光板１の
照射面側に配される拡散シート４及びレンズシート５
と、これらの部材を保持する筐体７を備える。

【００２０】導光板１は、所定厚の厚みを有する四角形
状の透明な薄板であり、光伝達に必要な透過率及び屈折
率で代表される光学特性が最適なアクリル等の材料で形
成されている。導光板１の四周側面の一つの側面ｃ（以
下、入射側面ｃという）には蛍光放電管Ａ，Ｂが近接し
て配され、入射側面ｃから入射した光を導光板内に導光
させて出射面（図中上面）から出射している。導光板１
の出射面に対向する面（図中下面）には、蛍光放電管
Ａ，Ｂからの距離に応じて形状を変化させたドットパタ
ーンあるいは溝パターン（図示せず）等が施されると共
に、表面側に設置された拡散シート４及びレンズシート
５により、照明ユニットＵＴの照明光の均斉化及び高輝
度化が図られている。

【００２１】光源Ａ、Ｂは、高周波の交流（４０〜１０
０ｋＨｚ）で駆動されて発光する同一寸法の二本の蛍光
放電管Ａ，Ｂが使用されている。一方の蛍光放電管Ａの
両端には電極部ａ１，ａ２が設けられており、他方の蛍
光放電管Ｂの両端には電極部ｂ１，ｂ２が設けられてい
る。この電極部ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は、高周波の交
流を発生させるインバータ等の電源ユニット部に接続さ
れるリード線に半田付け等により接続され、蛍光放電管
Ａ，Ｂを点灯させるために必要な電圧が印加される。こ
の蛍光放電管Ａ，Ｂは、導光板１の入射側面ｃに沿って
導光板１の厚み方向に並列状態に並ぶとともに、蛍光放
電管Ａ，Ｂの長手方向に互いにずらして配置されてお
り、これによって、蛍光放電管Ａ，Ｂの互いの電極部ａ
１，ａ２と電極部ｂ１，ｂ２の位置が蛍光放電管Ａ，Ｂ
の長手方向にずれて配されている。つまり、蛍光放電管
Ａの電極部ａ１，ａ２の位置と蛍光放電管Ｂの電極部ｂ
１，ｂ２の位置は蛍光放電管Ａ，Ｂの長手方向に互いに
ずれて配されている。これにより、蛍光放電管Ａの電極
部ａ１，ａ２と蛍光放電管Ｂの電極部ｂ１，ｂ２との熱
的な干渉を少なくすることができ、電極部ａ１，ａ２，
ｂ１，ｂ２の温度上昇を抑制することができる。したが
って、電蛍光放電管Ａ，Ｂの電極部ａ１，ａ２，ｂ１，
ｂ２の温度上昇を原因とする蛍光放電管Ａ，Ｂの発光効
率及び輝度の低下を防止することができる。すなわち、
光源が二本以上配される照明ユニットＵＴ１の輝度を効
果的に向上させることができる。

【００２２】蛍光放電管Ａ，Ｂの電極部ａ１，ａ２と電
極部ｂ１，ｂ２は、図１に示すように一部が互いに重な
るように少しずれて配置されても、互いの熱的な干渉を
少なくすることができるが、蛍光放電管Ａ，Ｂの電極部
ａ１，ａ２と電極部ｂ１，ｂ２は、図２に示すように互
いに重ならないように大きくずれて配置させると、更に
効果的に互いの熱的な干渉を少なくすることができる。

【００２３】上記の蛍光放電管Ａ，Ｂは同一寸法であ
り、蛍光放電管Ａ，Ｂを蛍光放電管の長手方向にずらし
て配置することにより、電極部ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２
の位置をずらしたが、図３に示すように、長さの異なる
蛍光放電管Ａと蛍光放電管Ｂを配することにより、蛍光
放電管Ａの電極部ａ１，ａ２と蛍光放電管Ｂの電極部ｂ
１，ｂ２の位置を蛍光放電管Ａ，Ｂの長手方向にずらし
てもよい。

【００２４】反射板３は、高反射率を有する白色の樹脂
製フィルムであり、導光体１の裏面に沿うようにして配
されており、導光板１の裏面から外へ出る光を再度導光
板１の中へ戻し発光面から出射する照明光を増大させる
役割を果たしている。リフレクタ８は、蛍光放電管Ａ，
Ｂを内包するようにコ字型に折り曲げられており、蛍光
放電管Ａ，Ｂからの照射光を反射することで導光板１の
入射側面ｃに効率良く光を入射させる役割を果たしてい
る。リフレクタ８は反射板３と一体となって設けられる
ものもあり、例えば、反射板３の蛍光放電管Ａ，Ｂ側が
蛍光放電管Ａ，Ｂを内包するようにＬ字型に折り曲げら
れて、リフレクタ８の役割を果たしているものでもよ
い。

【００２５】導光板１の照射面側には、拡散シート５と
レンズシート６が配されている。拡散シート５は照明ユ
ニットＵＴ１の出射光の均斉化を図るためのものであ
り、レンズシート６は照明ユニットＵＴ１の出射光をよ
り垂直方向に集光し高輝度化を図るものである。レンズ
シート５は複数枚配される場合もある。

【００２６】筐体７は、導光板１を外周側と下方側から
保持するものであり、反射シート３と蛍光放電管２を組
み立てた後、箱型をした筐体７に収納することによりこ
れらの部材を保持している。このような筐体７として
は、様々なものがあり、導光板１の上側に配される液晶
パネル９を同時に保持するものもある。

【００２７】（液晶表示装置への適用）図４（ａ）は上
記実施の形態の照明ユニットＵＴ１を使用した液晶表示
装置ＬＤ１の蛍光放電管に垂直な断面図であり、（ｂ）
はその液晶表示装置ＬＤ１の蛍光放電管に平行な断面図
である。照明装置ＵＴ１の照射面側（上方）には、液晶
表示パネル９が配され、フロントカバー１０が取り付け
られて液晶表示装置ＬＤ１となる。液晶表示パネル９
は、文字や映像を表示するもので、表示用電極部が敷設
された一対の透明基板を適宜な間隔で対峙させ、その間
隔に液晶材料を注入し、前記透明基板の周辺をシール材
で封止して構成され、この液晶表示パネル９の周囲に配
置されて液晶表示パネルを表示させる複数の駆動用回路
や、この駆動用回路を実装する基板等を備える。本発明
の照明ユニットＵＴ１を使用することにより、蛍光放電
管Ａの電極部ａ１，ａ２と蛍光放電管Ｂの電極部ｂ１，
ｂ２の熱的な干渉を原因とする発光効率及び輝度の低下
を防止することができる照明ユニットＵＴ１を備えた液
晶表示装置ＬＤ１となる。また、従来は、高輝度化を図
りつつも電極部同士の熱的な干渉の問題を解消するため
には、並列状態の二本の蛍光放電管Ａ，Ｂの互いの間隔
を広くする必要があったため、照明ユニットが厚くなっ
たり、導光体の左右の各入射側面に沿って一本ずつ蛍光
放電管を配し、全体で二本の蛍光放電管を使用したエッ
ジライト方式、あるいはＬ字型蛍光放電管やコ字型蛍光
放電管を一本のみ使用したエッジライト方式等を採用す
る必要があったため、導光板の２以上の側面付近にエッ
ジライトを配置するスペースが必要となり液晶表示装置
の額縁が広くなっていた。本発明によれば、複数の蛍光
放電管Ａ，Ｂを並列状態に並べて配しても電極部ａ１，
ａ２，ｂ１，ｂ２同士の熱的な干渉の問題が発生しにく
いため、導光板の一つの側面にのみ複数の蛍光放電管
Ａ，Ｂを間隔を広くすることなく並列状態で配すること
ができる。したがって、本発明の液晶表示装置ＬＤ１に
よれば、液晶表示装置の薄型化及び狭額縁化を図ること
ができる。

【００２８】以上、各実施の形態では、二本の光源Ａ，
Ｂが並列状態に並んで構成されている場合について説明
したが、本発明は、光源が二本の場合に限らず、三本以
上の光源が並列状態に並んで構成されている場合にも適
用可能である。この場合は、すべての隣り合う光源の電
極部の位置が光源の長手方向に互いにずれていることが
望ましいが、少なくとも二本の光源についてのみ電極部
がずれていればよい。また、本発明は、液晶表示装置の
狭額縁化の観点からは導光板の一つの側面にのみ二本以
上の蛍光放電管が配される構成に適用するのが望ましい
が、高輝度化を重視する場合はＬ字型蛍光放電管やコ字
型蛍光放電管等が並列状態で二本以上配されるエッジラ
イト方式に汎用的に適用することも可能である。Ｌ字型
蛍光放電管やコ字型蛍光放電管のエッジライト方式に適
用する場合は、Ｌ字又はコ字の各辺のうち電極部が設け
られている辺の長さを異ならせることにより、電極部の
位置をずらして配する。

【００２９】

【発明の効果】本発明の照明ユニットによれば、光源の
電極部の位置が光源の長手方向に互いにずれて配される
ことにより、一の光源の電極部と他の光源の電極部との
熱的な干渉を少なくすることができ、光源の局部的な温
度上昇を抑制することができ、光源の発光効率及び輝度
の低下を防止することができる。すなわち、光源が並列
状態で二本以上配される照明ユニットＵＴの輝度を効果
的に向上させることができる。

【００３０】そして、本発明の照明ユニットを用いた液
晶表示装置によれば、電極部同士の熱的な干渉を原因と
する光源の発光効率及び輝度の低下を防止することがで
きる照明ユニットを用いた液晶表示装置を提供すること
が可能となる。また、電極部同士の熱的な干渉を少なく
するために、光源と光源の間隔を広くしたりＬ字型蛍光
放電管やコ字型蛍光放電管を使用する必要がないため、
複数の光源を互いの間隔を広くせずに並列状態で導光板
の一つの側面にのみ配すことができ、液晶表示装置の薄
型化及び狭額縁化を図ることができる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施の形態の照明ユニット
の蛍光放電管に垂直な断面図、（ｂ）はその照明ユニッ
トの蛍光放電管に平行な断面図

【図２】（ａ）は本発明の他の実施の形態の照明ユニッ
トの蛍光放電管に垂直な断面図、（ｂ）はその照明ユニ
ットの蛍光放電管に平行な断面図

【図３】（ａ）は本発明の他の実施の形態の照明ユニッ
トの蛍光放電管に垂直な断面図、（ｂ）はその照明ユニ
ットの蛍光放電管に平行な断面図

【図４】（ａ）は上記実施の形態の照明ユニットを使用
した液晶表示装置の蛍光放電管に垂直な断面図、（ｂ）
はその液晶表示装置の蛍光放電管に平行な断面図

【図５】（ａ）は従来の照明ユニットを使用した液晶表
示装置の蛍光放電管に垂直な断面図、（ｂ）はその液晶
表示装置の蛍光放電管に平行な断面図

【符号の説明】

１ 導光板 ｃ 導光板の入射側面 Ａ 一方の蛍光放電管（光源） Ｂ 他方の蛍光放電管（光源） ３ 反射板 ４ 拡散シート ５ レンズシート ６ リード線 ７ 筐体 ８ リフレクタ ９ 液晶パネル １０ フロントカバー ａ１，ａ２ 一方の蛍光放電管の電極部 ｂ１，ｂ２ 他方の蛍光放電管の電極部 ＵＴ，ＵＴ１ 照明ユニット ＬＤ，ＬＤ１ 液晶表示装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に電極部を有する光源と、光源から
   の光を導光させる所定厚の導光板とを備え、光源が導光
   板の厚さ方向に二本以上近接した状態で配される照明ユ
   ニットにおいて、 隣り合う光源の互いの電極部の位置が光源の長手方向に
   ずれて配されていることを特徴とする照明ユニット。
2. 【請求項２】 前記隣り合う光源の互いの電極部の位置
   が重ならないようにずれて配されていることを特徴とす
   る請求項１記載の照明ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載した照明ユ
   ニットと、この照明ユニットの上方に配される液晶パネ
   ルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。