JP2004253187A - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板が熱膨張あるいは吸湿により膨潤した場合でも、光源が破損されることのない照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】平板状の透明な導光板３と、導光板の端面に対向させて配置された略Ｌ字形状の光源２と、光源の周囲の一部を包囲するとともに、光源を導光板の端面に対向する位置に保持し、光源が発生する光を反射させて導光板の端面に入射させるリフレクタ４と、リフレクタを囲むように配されたハウジング７とを備え、光源からの光を導光板により導光して導光板の出射面から放出させるように構成される。リフレクタは断面が略コ字状であり、導光板に対するリフレクタの位置を一定に保持するための保持手段３ａ、４ａが設けられ、導光板の端面とリフレクタの内面により形成される空間内に光源が収容されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いら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】
近年、ノート型パーソナルコンピュータや、ワードプロセッサー等の情報機器の表示装置、あるいは携帯型テレビや、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た。これらの液晶表示装置では、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照射する構成をとっているものが多い。
【０００３】
そのような照明ユニットにおいては、エッヂライト方式を採用することが多い。エッヂライト方式は、導光板を表示素子の裏面に配置し、その導光板の端面に、線光源として蛍光放電管を配置する方式であり、薄型化と発光面の輝度均一性に優れている。その特徴のため、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バックライトの方式としては、薄さを優先してエッヂライト方式を採用することが多い。特に、携帯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、導光板の四方端面や二方端面に光源が配されるエッヂライト方式が採用されるケースが多い（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
図３に、従来例の照明ユニットが組み込まれた液晶表示装置の一部を、断面で示す。液晶表示モジュール１が配置された側が前面である。図４は、図３の液晶表示装置のＢ−Ｂ断面で示した平面図である。
【０００５】
１は液晶表示モジュール１であり、その背面に平板状の透明な導光板３が重畳されている。蛍光放電管からなる光源２およびリフレクタ４が導光板３の端面に配置されて、エッヂライト方式の照明ユニットが構成されている。この照明ユニットにより、光源２からの光が液晶表示モジュール１の背面全体に伝達される。リフレクタ４は、光源２から発せられた光を導光板３の端面に導く機能を有し、光源２を囲むように断面が略コ字に形成されている。
【０００６】
導光板３の背面には、反射シート５が配されている。反射シート５は、導光板３から外へ出る光を再度導光板３の中へ戻し、出射面から出る照明光を増大させる役割を有する。これらの導光板３、光源２等が、裏面カバー６およびハウジング７により保持されることにより、照明ユニットが形成されている。裏面カバー６は、反射シート５の背面より導光板３などを保持する機能を有するとともに、照明ユニットの筐体を構成する役割も有する。ハウジング７は、リフレクタ４を側面と前方から囲むように近接配置されている。ハウジング７は、リフレクタ４のホルダーとしての役割を果たすとともに、液晶表示モジュール１、光源２、および導光板３を保持する役割も有する。
【０００７】
図４に示されるように、光源２はＬ字形ランプから構成される。断面が略コ字状のリフレクタ４は、導光板３の端部を挟持するように導光板３に装着される。光源２は、導光板３の端面とリフレクタ４の間に保持されて、位置が決められる。このような構成の照明ユニットの前面に、図３に示したように、光学フィルム９、液晶表示モジュール１を配し、裏面カバー６と金属製の表側フレーム８とを取り付けて、液晶表示モジュール１を固定することにより、液晶表示装置が形成される。光源２から発光された光は、直接又はリフレクタ４により集光されて導光板３へと導かれ、液晶表示モジュール１の背面全体に均等に伝えられることにより、液晶表示モジュール１の表示面に映し出された文字や映像が可視状態となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２０３４２０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例の構成では、断面が略コ字状のリフレクタ４は、導光板３の端部を挟持するように導光板３に装着されるが、導光板３に対して平面位置が固定されることはない。また光源２は、導光板３の端面とリフレクタ４の間に収容され保持されるが、位置が固定されることはない。従って、導光板３が熱膨張あるいは吸湿により膨潤した場合に、光源２と接触して押圧力を加える干渉を生じ、光源２が破損するおそれがあった。
【００１０】
そこで、本発明は、導光板が熱膨張あるいは吸湿により膨潤した場合でも、光源が破損されることのない照明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を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明ユニットは、平板状の透明な導光板と、前記導光板の端面に対向させて配置された略Ｌ字形状の光源と、前記光源の周囲の一部を包囲するとともに、前記光源を前記導光板の端面に対向する位置に保持し、前記光源が発生する光を反射させて前記導光板の端面に入射させるリフレクタと、前記リフレクタを囲むように配されたハウジングとを備え、前記光源からの光を前記導光板により導光して前記導光板の出射面から放出させるように構成される。上記課題を解決するために、前記リフレクタは断面が略コ字状であり、前記導光板に対する前記リフレクタの位置を一定に保持するための保持手段が設けられ、前記導光板の端面と前記リフレクタの内面により形成される空間内に前記光源が収容されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の照明ユニットは、リフレクタの断面が略コ字状であり、導光板に対して装着されたリフレクタの平面位置を一定に保持するための保持手段が設けられ、導光板の端面とリフレクタの内面により形成される空間内に光源が収容されている。
【００１３】
この構成によれば、導光板が熱膨張または、吸湿膨潤によりサイズに変化を生じても、光源と導光板の位置関係を一定に保つことが出来るので、熱および湿度の影響により光源が破損することを防止することができる。
【００１４】
リフレクタは、そのコ字状断面を形成する前面梁と後面梁の少なくとも一方の側縁に設けられ内方に屈曲した爪部を有し、導光板はリフレクタの爪部に対応する凹部を有する構成とすることができる。爪部と凹部により保持手段が構成され、爪部と凹部の嵌合により、導光板に対してリフレクタが保持位置決めされる。
【００１５】
リフレクタは、平面形状が前記光源に沿った略Ｌ字状であることが好ましい。
【００１６】
上記の照明ユニットを用い、その導光板の出射面に対向して液晶パネルが配置された液晶表示装置を構成することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態における照明ユニットおよび液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１に示す断面構造を有する。図２は、図１の液晶表示装置をＡ−Ａ断面で示した平面図である。基本的な構造は、図３に示した従来例の液晶表示装置と同様である。液晶表示モジュール１の背面に、平板状の透明な導光板３が重畳されている。光源２およびリフレクタ４が導光板３の端面に配置されて、エッヂライト方式の照明ユニットが構成されている。
【００１９】
照明ユニットにより、光源２からの光が液晶表示モジュール１の背面全体に伝達される。リフレクタ４は、光源２から発せられた光を導光板３の端面に導く機能を有し、光源２を囲むように断面が略コ字に形成されている。導光板３の背面には反射シート５が配されている。これら導光板３、光源２等は、裏面カバー６、およびハウジング７により保持されることにより、照明ユニットが構成されている。また、ハウジング７に取り付けられた金属製の表側フレーム８により、液晶パネル１がハウジング７に固定されている。
【００２０】
液晶表示モジュール１は、表示用電極が付設された一対の透明基板を所定の間隔で対峙させて周辺をシール材で封止し、その透明基板の間隙に液晶材料を注入した液晶パネルを含む。液晶パネルの周囲には、液晶パネルを表示させるための複数の駆動用回路を実装した基板などが配置され、文字及び映像の表示を可能としている。
【００２１】
光源２は、高周波の交流で駆動されて発光する蛍光放電管である。本実施の形態の光源２は、導光板３の端面に対向して配されている。光源２の平面形状は、図２に示すように略Ｌ字形状をしており、導光板３の角を挟む２端面にそれぞれ対向するように、１灯或いは複数灯配置されている。導光板３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適切な、アクリル等の材料で形成されている。この導光板３には、光源２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）等が裏面に施されている。
【００２２】
反射シート５は、導光板３の裏面から外へ出る光を再度導光板３内へ戻し、出射する照明光を増大させる役割を有し、導光板３の裏面に沿うように配されている。この反射シート５としては、光反射率を有する白色の樹脂製のフィルムが使用される。裏面カバー６は、反射シート５の背面から導光板３などを保持する機能を有するとともに、照明ユニットの筐体を形成する役割も有する。ハウジング７は、照明ユニットを構成する部品を保持する役割を果たすとともに、液晶表示モジュール１を保持する役割も有する。このハウジング７は、例えばポリカーボネイト樹脂等から作られる。
【００２３】
光源２から発光された光は、直接又はリフレクタ４により集光されて導光板３へと導かれ、液晶表示モジュール１の背面全体に均等に伝えられることにより、液晶表示モジュール１の表示面に映し出された文字や映像が可視状態となる。
【００２４】
図２に示されるように、リフレクタ４の平面形状も、光源２に沿った略Ｌ字形状を有し、簡単な曲げ構造で構成される。リフレクタ４は、そのコ字状断面を形成する前面梁及び後面梁の間に導光板３の端部を挟むようにして、導光板３に装着される。リフレクタ４の前面梁及び後面梁の側縁にはそれぞれ、内側に屈曲した爪部４ａが形成されている。導光板３には、リフレクタ４の爪部４ａと嵌合する凹部３ａが形成されている。爪部４ａと凹部３ａの嵌合により、導光板３に対してリフレクタ４が一体化され、平面位置が保持される。その状態で形成される空間に光源２が収容される。爪部４ａは、前面梁及び後面梁の双方に形成されなくとも、少なくとも一方に形成されれば、上記の機能を持たせることは可能である。
【００２５】
この構造によれば、熱膨張あるい吸湿に起因する膨潤により、導光板３のサイズが変化しても、リフレクタ４が導光板３の変化に追従して動き、導光板３の端面とリフレクタ４の内面により形成される空間の形状・寸法は実質的に変化しない。従って、光源２と導光板３の位置関係が一定に保たれ、導光板３が光源２に対して押圧されることはない。したがって、本実施の形態の液晶表示装置においては、導光板３の膨張、膨潤によるサイズ変化による光源２への負荷を抑制し、破損に至ることが防止される。
【００２６】
光源２と導光板３の位置関係を一定に保るためには、爪部４ａと凹部３ａの嵌合による係止構造に限らず、導光板３に対するリフレクタ４の平面位置を保持することが可能であれば、他のどのような構造を採ってもよい。
【００２７】
照明ユニットを作製する際には、光源２を構成するＬ字形ランプを、リフレクタ４のコ字状断面の内部に収容し、次に、導光板３の端部に装着して、リフレクタ４の爪部４ａを導光板３の凹部３ａに嵌合させる。この場合、図２に示したように、リフレクタ４の平面形状が略Ｌ字形状であると、光源２を構成するＬ字形ランプを保護して、作業が容易になる。但し、リフレクタ４の平面形状が略Ｌ字形状であることは、本実施の形態の効果を奏するために必須の構成ではない。
【００２８】
あるいは、光源２を構成するＬ字形ランプを導光板３の端面に対向させて配置した後、光源２を挟むようにリフレクタ４を配置し、導光板３の端面部をリフレクタ４に挿入して、爪部４ａを凹部３ａに嵌合させることも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の照明ユニットによれば、リフレクタと導光板を嵌合させ一体化することで、導光板と光源の位置関係を一定に保ち、導光板のサイズ変化に起因して光源に加わる負荷により、光源が破損することを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における照明ユニットを用いた液晶表示装置の断面図
【図２】図１の液晶表示装置の一部を示す平面図
【図３】従来の液晶表示装置の断面図
【図４】図３の液晶表示装置の一部を示す平面図
【符号の説明】
１ 液晶表示モジュール
２ 光源
３ 導光板
３ａ 凹部
４ リフレクタ
４ａ 爪部
５ 反射シート
６ 裏面カバー
７ ハウジング
８ 表側フレーム
９ 光学フィルム

Claims (4)

1. 平板状の透明な導光板と、前記導光板の端面に対向させて配置された略Ｌ字形状の光源と、前記光源の周囲の一部を包囲するとともに、前記光源を前記導光板の端面に対向する位置に保持し、前記光源が発生する光を反射させて前記導光板の端面に入射させるリフレクタと、前記リフレクタを囲むように配されたハウジングとを備え、前記光源からの光を前記導光板により導光して前記導光板の出射面から放出させるように構成された照明ユニットにおいて、
   前記リフレクタは断面が略コ字状であり、前記導光板に対する前記リフレクタの位置を一定に保持するための保持手段が設けられ、前記導光板の端面と前記リフレクタの内面により形成される空間内に前記光源が収容されていることを特徴とする照明ユニット。
2. 前記リフレクタは、そのコ字状断面を形成する前面梁と後面梁の少なくとも一方の側縁に設けられ内方に屈曲した爪部を有し、前記導光板は前記リフレクタの爪部に対応する凹部を有し、前記保持手段は前記爪部と前記凹部により構成され、前記爪部と前記凹部の嵌合により、前記導光板に対して前記リフレクタが保持位置決めされた請求項１記載の照明ユニット。
3. 前記リフレクタは、平面形状が前記光源に沿った略Ｌ字状である請求項１記載の照明ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明ユニットと、前記照明ユニットの前記導光板の出射面に対向して配置された液晶パネルとを備えた液晶表示装置。

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