JP2006184347A - 画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストアップを招かずに光源が原因の電磁波障害を確実に防止できると共に小型薄型化に不利とならない電磁波シールド構造を備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】サイドライト型バックライトユニット12における導光板13の後面に設置される光反射シートを、導電シート15aに光散乱反射シート15bを積層した2層シートとして光反射シートと電磁波シールドシートの双方を兼ねる光反射導電シート15とし、この光反射導電シート15の縁部をコの字に折り込んで導光板13の端面に沿って配置される冷陰極管14aを囲繞させる。また、シールド部材のライトカバー17を、その側板17bをメインフレーム18と光反射導電シート15のコの字縁部との間に介装させて、メインフレーム18内の余剰スペースに装着し、冷陰極管14aを光反射導電シート15のコの字縁部とで二重にシールドする。
【選択図】図1

Description

本発明は、電磁波障害(EMI:electromagnetic interference)防止構造を備えた画像表示装置に関する。
近年、小型薄型化に有利な画像表示装置として液晶表示素子を用いた表示装置が多用されているが、その場合の液晶表示素子として、表示面の背面側にバックライトを備え、その照射光が透過する際の透過率を入力画像信号に応じて制御することにより画像表示を行う透過型液晶表示素子が、明瞭な表示が得られるという理由でよく用いられる。この場合、バックライトの光源として、高周波で駆動する冷陰極管等の蛍光管を使用することが多いが、この蛍光管から発せられる電磁波がノイズとなって画像表示に悪影響を及ぼす。このような電磁波障害は、そのバックライトが設けられている画像表示装置だけでなく、周辺の電子機器に及ぶこともある。
上述のようなバックライトからの電磁波ノイズによる障害を防止するため、従来は、バックライトや電子回路基板等の電磁波ノイズ発生源を導電体のシールド部材で被って発生する電磁波を遮蔽する方法が採用されている(特許文献1参照)。
しかるに、電磁波ノイズ発生源を導電体の専用シールド部材で被う方法は、シールド部材費が嵩むと共に構造が複雑化して製造作業工数が増加し、コストアップを引き起こすという問題がある。また、シールド部材を新たに設けることは画像表示装置の小型薄型化に逆行する。
特開平10−153766号公報
本発明の課題は、コストアップを招かずに光源が原因の電磁波障害を確実に防止できると共に小型薄型化に不利とならない電磁波シールド構造を備えた画像表示装置を提供することである。
本発明の画像表示装置は、背面側から表示の観察側へ透過する光を制御して画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面側に配置され、端面から光を入射させて前記画像表示素子に対向させた一方の主面から前記画像表示素子の有効表示エリアに向けて光を面状に出射させる導光板と、前記導光板の端面に沿って配設された管状光源と、導電性で且つ高度な光反射能を備え、少なくとも前記管状光源の前記導光板の端面に対向させる領域を除いた周囲にわたり配設された光反射導電シートと、前記導光板の光出射面をその光出射エリアを除いて被い、且つ、前記光反射導電シートの導電体層に導通接触して前記管状光源を、この管状光源を囲繞する前記光反射導電シートとともに被う導電体からなるライトカバーと、前記ライトカバーを接地接続する接地回路部材とを、有することを特徴とするものである。
本発明の画像表示装置によれば、光源に対する電磁波シールド構造をライトカバーとバックライトの光反射シートを兼用した二重シールド構造としたから、光源が原因の電磁波障害を確実に防止できると共に、電磁波シールドのための部材費が嵩むことがなく、画像表示装置全体の構造が簡素化されて製造が容易となるとともに小型薄型化が促進される。
本発明は、画像表示素子が一対の透明基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子である画像表示装置に適用されることが好ましく、その場合、管状光源を原因とする電磁波障害が確実に防止されるとともに画像表示装置の小型薄型化が一層促進される。
また、本発明では、導光板を矩形に形成し、管状光源として冷陰極管を前記導光板の3辺の端面に沿って対向配設することが好ましく、これにより、大面積の表示エリアを備えるとともに管状光源を原因とする電磁波障害が確実に防止された画像表示装置が得られる。
さらに、本発明の画像表示装置においては、光反射導電シートが、導電体層に光反射層が積層されてなり、管状光源の導光板の端面に対向させる領域を除く周囲に前記光反射層を前記管状光源に対向させて配置されるリフレクタ部と導光板の背面側主面に前記反射層を対向させて配置される平面シート部とを備えていることが好ましく、これにより、管状光源から発せられる電磁波ノイズだけでなく、バックライトの背面で発生する電磁波ノイズも確実にシールドできるとともに、管状光源から射出される光をロスを抑えて効率良く有効利用することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す模式的断面図、図2はその要部を分解して示す斜視図である。
本液晶表示モジュールの筐体は、外形が扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース1に、同様の扁平な直方体をなす箱の底板を除去した形状のカバーケース2が、嵌合状態で被装されてなる。これら両ケース1、2は、共に金属板を加工して形成されている。この場合、収納ケース1にカバーケース2を嵌装したときに、収納ケース1の底板1aの周縁に立設された側板1bがカバーケース2の天板2aの周縁に立設された側板2bにより内側へ若干押圧される構成となっている。これにより、収納ケース1とカバーケース2が確実に導通接触した状態が安定して維持される。カバーケース2の天板2aには、表示を観察するための表示窓2cが穿設されている。
収納ケース1にカバーケース2が嵌装されてなる筐体内の上部には、液晶表示パネル3が配置されている。液晶表示パネル3は、電極(不図示)が形成された一対のガラス基板4、5を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材(不図示)により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板4、5の対向面(以下、内面という)間に液晶(不図示)を封入して、構成されている。そして、ガラス基板4、5の各外面には、一対の前、後偏光板6、7がそれぞれ貼着されている。本実施形態の液晶表示パネル3はアクティブマトリックス方式の液晶表示パネルであり、一対のガラス基板4、5のうちの一方のガラス基板の内面には複数の画素電極(不図示)がマトリックス配設され、これに対向する他方のガラス基板の内面には、一枚膜状の対向電極(不図示)が設置されている。
ガラス基板4、5のうちの一方のガラス基板5には、縁部を他方のガラス基板4の対応する端面よりも外側へ延出させて、延出部5aが形成されている。この延出部5aの表面(電極形成面の延長面)には、両基板4、5の各電極に接続されている引回し配線とそれらの各接続端子(不図示)が並設されている。
上記電極配線及び接続端子列が形成された延出部5aには、液晶を駆動する駆動回路素子8がCOG(Chip On Glass)方式により直接搭載されている。そして、この延出部5aの縁部には、フレキシブル配線基板9が導通接合されている。
上述のように構成された液晶表示パネル3は、パネルフレーム10内に収納されている。パネルフレーム10は樹脂材料を用いて天板が除去された底の浅い箱型に形成され、底板に液晶表示パネル3の表示領域に対応する開口10aが穿設されている。この開口10aを通して液晶表示パネル3の背面に光が照射される。収納された液晶表示パネル3とパネルフレーム10は、両面接着シート11により固着されている。
パネルフレーム10に収納された液晶表示パネル3の表示の観察側とは反対側の背面側には、バックライトユニット12が配置されている。本実施形態のバックライトユニット12においては、図2に示すように、平面外形が長方形をなす導光板13の短手の一辺を除く3辺の端面に沿って、冷陰極管アセンブリ14を構成する冷陰極管14aがコの字状に延在させて対向配設されている。導光板13は、アクリル樹脂等の透明度の高い樹脂材料を用いて形成され、液晶表示パネル3の有効表示エリアAdを内側に含む面積を備えている。そして、その液晶表示パネル3に対向させる前面13aとは反対側の後面13bには、微小な凹凸(不図示)が形成されている。
冷陰極管アセンブリ14は、コの字状をなす冷陰極管14aの両端部の各端子電極にハーネス14b、14bがそれぞれ電気接続され、これら一対のハーネス14b、14bの各他端がコネクタ14cに電気接続されてなる。
導光板13の後面13bには、光反射導電シート15が配置されている。光反射導電シート15は、導電シート15aに光を散乱反射させる光反射シート15bが積層されてなり、光反射シート15bを導光板後面13bに対面させて配置されている。本実施形態の光反射導電シート15は、光反射シート15bとして白色のPET(ポリエチレンテレフタレート:polyethylene terephthalate)シートを用い、これに導電シート15aとして片面にアクリル系粘着剤を塗着したアルミニウム箔を接着してなる。
そして、本光反射導電シート15は、導光板13の冷陰極管14が対向配設される3辺の端面に対応する縁部が、光反射シート15bを内側にして断面がコの字になるように折り込まれている。この断面がコの字型をなす縁部には、冷陰極管14が収容される。これにより、冷陰極管14から導光板13の対向端面側以外の方向に射出された光が内面側の光反射シート15bにより対向端面に向けて反射されると共に、冷陰極管14から発せられる電磁波ノイズが外面側の導電シート15aによりシールドされる。
光反射導電シート15のコの字に折り込まれていない縁辺の一部を適長延出させて、舌部15cが形成されている。この舌部15cは、光反射導電シート15を接地接続するために設けられている。
上述のように構成された平面発光パネルにおいては、冷陰極管14aから射出された光が、直接或いは3方を囲繞する光反射導電シート15の光反射シート15bにより反射されて、対向する端面から導光板13内に入射し、この入射光が後面13bの図示しない微小な凹凸に入射すると、ここで前面13a向けて全反射され、この前面13aから面状に出射される。なお、微小な凹凸に入射して導光板13外に出射する光も存在するが、これらの出射光は光反射導電シート15の光反射シート15bにより反射され、再度、導光板13内に入射する。これにより、冷陰極管14aからの射出光の利用効率が格段に高められる。
図1に戻って、導光板13の光出射面(前面)13aには、光学シート積層体16が設置されている。光学シート積層体16は、下拡散シート16a、プリズムシート16b、及び上拡散シート16cが、光出射面14a上に順次積層されてなる。これにより、導光板13の光出射面13aから面状に出射された光は、上、下拡散シート16a、16cにより輝度分布が大略均一化されると共に、プリズムシート16bにより出射方向を光出射面14aの略法線方向に揃えられる。
上述した導光板13、冷陰極管14、光反射導電シート15、及び光学シート積層体16からなる平面発光パネルに、金属等の導電材料からなるライトカバー17が嵌装され、バックライトユニット12が構成されている。このライトカバー17は、導光板13に対応して外形が長方形をなす天板17aとその4辺に設けられた側板17bからなり、天板17aには導光板13からの出射光を液晶表示パネル3の背面に向けて照射させるための照射窓17cが穿設されている。
上述のように構成されたバックライトユニット12とパネルフレーム10に収納された前記液晶表示パネル3とは、メインフレーム18内に上下に重ねて収納されている。すなわち、メインフレーム18の底部(下段)にバックライトユニット12が収納され、その上段にパネルフレーム10に収納された液晶表示パネル3が落とし込み式に装填されている。
メインフレーム18は、樹脂材料を用いて、光反射導電シート15の平面外形に対応した長方形の底板18aとその4辺に立設された側板18bとからなる箱体に、例えば射出成形法等によって形成されている。このように、メインフレーム18を誘磁率の低い樹脂材料で形成することにより、冷陰極管14に通電した高圧電流の一部が「漏れ電流」としてメインフレーム18を通じて失われる電力ロスが回避される。
このメインフレーム18には、その底板18aに光反射導電シート15の舌部15cをメインフレーム18の外部に取り出すための取出し孔18cが穿設され、この取出し孔18cの近傍の側板18bに、取り出した舌部15cを折り返して再度メインフレーム18内に挿入するための取入れ孔18dが穿設されている。また、メインフレーム18の底板18aには、冷陰極管14のハーネス14b、14bをメインフレーム18外に取り出す孔(不図示)も穿設されている。さらに、底板18aの後面(外面)には、複数本の回路基板を止着するための係止フック18eが、立設されている。そして、メインフレーム18の側板18bには、ランプケース17を被装する際に用いる治具孔18fが穿設されている。治具孔18fは、図3(a)に示されるように、光反射導電シート15の3辺のコの字折返し部に対応するメインフレーム18の三方の側板18bに、それぞれ2個づつ、合計で6個が穿設されている。なお、図3(a)は光反射導電シート15等がメインフレーム18内に収納装着された中間組立状態を示す平面図である。
図1に戻って、メインフレーム18の底板18aの後面には、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御する電子回路基板19が上記係止フック18eにより止着された状態で設置されている。この電子回路基板19には、前述した液晶表示パネル3の基板延出部5aに一端部を導通接合されたフレキシブル配線基板9の他端部が導通接続されるコネクタ20が設置されている。また、冷陰極管アセンブリ14における一対のハーネス14b、14bがメインフレーム18の背面側に引き出され、この引き出されたハーネス14b、14bの他端部が導通接続されるコネクタ14cが電子回路基板19上の対応する駆動回路部(不図示)に導通設置されている。そして、この電子回路基板19に設けられている接地回路19aには、バネ接触子21が導通接触されている。バネ接触子21は、ベリリウム銅等の弾性に富む金属材料からなり、先端接触部21aを支持する基体部21bが接地回路19aに半田接合されている。
ここで、上述のように構成された液晶表示モジュールを組み立てる際の作業手順について説明する。
まず、液晶表示パネル3を組み立て、パネルケース10に収納する。この際、液晶表示パネル3の後側ガラス基板5の周縁を両面接着テープ11によりパネルケース10の底板内面に貼着する。
次に、メインフレーム18の底部に、図2に示すような形状に折曲形成された光反射導電シート15を配置する。この際、その舌部15cを取出し孔18cを通してメインフレーム18の外部に引き出し、引き出した舌部15cの先端部を折り返し、取入れ孔18dを通してメインフレーム18内に突出させておく。
次いで、上述のようにメインフレーム18の底部に装着された光反射導電シート15上に、導光板13を配置する。このとき、導光板13をコの字縁部等の周囲を除いた平坦な光反射シート15b上に載置する。この後、コの字縁部の先端を捲り上げてその中に冷陰極管アセンブリ14のコの字をなす冷陰極管14aを収納する。冷陰極管14aのハーネス14bは、メインフレーム側板18bの適所に穿設されている挿通孔を通して外部に引き出しておく。また、導光板13の光出射面13a上に、光学積層体16を設置する。図3(a)は、ここまでの組立作業が完了した状態を示している。このとき、光反射導電シート15のコの字に折り込まれた縁部は、それ自体の弾性によりその折り曲げを解く方向に変形し、図示されるようにメインフレーム側板18bの内面に略隙間無く接触している。
次に、ライトカバー17を被装するが、この際にライトカバー側板17bを介装させるべきメインフレーム側板18bの内面と光反射導電シート15のコの字縁部との隙間が、上述したように略無くなっているため、この被装作業が極めて困難なものとなる。そこで、ライトカバー17を容易に被装するため、図3(b)に示す治具30を用いる。
治具30は、樹脂材料を用いて容易に弾性変形可能に形成されており、コの字型に形成された枠体31と、6個の突起32とからなる。枠体31は、断面がL字型をなし、メインフレーム18の治具孔18fを設けた三方の側板18bの外面に略密着できる縦壁31aと、この縦壁31aを支える基板31bからなる。6個の突起32は、縦壁31aの内面におけるメインフレーム18の6個の治具孔18に対応する位置に、それぞれ立設されている。ここで、各突起32の高さは、メインフレーム側板18bの厚さの約2倍程度に設定されている。
上述の治具30を、図4に示すように、図3(a)に示した中間組立品に装着する。この場合、各突起32を対応する治具孔18fにそれぞれ挿通する。このとき、枠体31を開いたコの字型に弾性変形させれば、容易に各突起32を対応する治具孔18fに挿通させることができる。これにより、図4に示されるように、メインフレーム18の内側に突き出た各突起32の先端部が光反射導電シート15のコの字縁部の背面を内側に押し込み、コの字縁部の背面とメインフレーム側板18bとの間に隙間cが生じる。
上述の隙間cが生じた状態で、ライトカバー17を被装する。このとき、発生させた隙間cにライトカバー17の側板17bの先端部を挿入することにより、側板17b全体を容易にメインフレーム側板18bと光反射導電シート15との間に介装することができる。
ライトカバー17を被装した後は、治具30をメインフレーム18から外す。このときも、装着時と同様に治具30を弾性変形させることにより、容易に外すことができる。これにより、コの字に折り曲げられていた光反射導電シート15の縁部は、それ自体の弾性でその折り曲げを解く方向に変形し、図3(a)に示される状態に戻ろうとするため、ライトカバー側板17bの内面と導電シート15aの表面が略コの字縁部全域にわたって接触した状態となり、両者が確実に導通接触される。
次に、メインフレーム18内のライトカバー17が被装されたバックライトユニット12上に、液晶表示パネル3が収納されたパネルケース10を落とし込み式に装填する。この後、メインフレーム18の底板18a後面に、電子回路基板19を複数の係止フック18eにより止着する。この電子回路基板19には、各種コネクタ14c、20、及び接地接続用接触子21等が既に搭載されている。なお、この電子回路基板19は、メインフレーム18にバックライトユニット12等を収納装着する前に、設置しておいてもよい。
次に、液晶表示パネル3の基板延出部5aに一方の端部を導通接合されているフレキシブル配線基板9の他端部を、電子回路基板19の対応するコネクタ20導通接続する。また、メインフレーム18の後面側に取り出されているハーネス14b、14bの先端部をコネクタ14cに導通接続する。
次いで、上述のように組み立てられた組立体を、収納ケース1内に落とし込み式に収納装着する。このとき、光反射導電シート15の舌部15cは、メインフレーム18外へ一旦引き出された後に内部へ折り返されているため、導電シート15a側表面がメインフレーム側板18bの外面に露出されている。従って、上記組立体を収納ケース1内に落とし込むだけで、そのメインフレーム18外に露出されている舌部15cの導電シート15a表面と収納ケース1の側板1b内面とが面接触する。この場合、その面接触部におけるメインフレーム18と収納ケース1間に生じるクリアランスが光反射導電シート15の厚さよりも若干小さくなるようにそれぞれの外形寸法を設定することにより、メインフレーム18と収納ケース1との間に光反射導電シート15が挟圧される状態となり、露出された導電シート15a表面と収納ケース1の側板1b内面とを確実に長期にわたり安定して面接触させることができる。
また、組立体を収納ケース1内に落とし込み式に装着することにより、電子回路基板19に設置されているバネ接触子21の先端接触部21aが収納ケース底板1aの内面に弾接され、収納ケース1がバネ接触子21を介して接地回路19aに確実に導通接続される。
組立体の収納ケース1内への装入作業が終了した後は、カバーケース2を収納ケース1に嵌装する。この嵌装状態においては、カバーケース2の側板2bが収納ケース1の側板1bを内側へ僅かに押圧しているから、収納ケース1とカバーケース2は充分に導通接触している。これにより、本実施形態の液晶表示モジュールが完成する。
以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールにおいては、液晶表示パネル3に対して、電磁波ノイズの主な発生源となる冷陰極管14aを光反射導電シート15のコの字縁部とライトカバー17とで二重に遮蔽すると共に、もう一方の発生源である冷陰極管14aの駆動回路を光反射導電シート15で遮蔽するから、液晶表示パネル3に対する光源が原因の電磁波障害は勿論、光源以外が原因となる他の電磁波障害を含む略全ての電磁波障害を確実に防止することができる。
また、バックライト光のロスを防止するために設ける光反射シートを導電シート15aに散乱反射シート15bを積層した積層体とし、電磁波ノイズのシールド部材として兼用するとともに、シールド部材のライトカバー17をメインフレーム18内の余剰スペースに装着して二重に電磁波ノイズをシールドする構成とするから、コストアップを招かずに電磁波障害を確実に防止でき、且つ、液晶表示モジュールの小型薄型化に不利とならない、電磁波シールド構造を得ることができる。
さらに、本実施形態の液晶表示モジュールで用いられている全ての導電部材を接地接続したから、内部の液晶表示パネル3に対する電磁波ノイズの遮蔽効果だけでなく外部に対する電磁波ノイズ遮蔽効果も奏される包括的な電磁波ノイズの遮蔽構造が得られる。
加えて、全ての導電部材を嵌合装着構造により互いに導通接触させ、最終的に接地回路19aへバネ接触子21により導通接続する構成としたから、ネジや半田接合等による場合に比べて導通接続作業が容易となって製造工数が低減され、包括的電磁波シールド構造を備える液晶表示モジュールの原価低減が促進される。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、収納ケース1を電子回路基板19の接地回路19aに導通接続する導通部材として、上述のバネ接触子21のような別部材を介在させるのではなく、収納ケース1の電子回路基板19における接地回路19aの接続端子に対応する部分に切り込みを入れて内側に折り曲げることによって、導通部材を得るようにしてもよい。これにより、更に本画像表示装置のコストダウンを促進できる。
また、本発明は、管状光源として冷陰極管を用いる場合に限らず、他の管状光源を用いる場合にも良好に適用できる。さらに、管状光源は、コの字に限らず、1本の直管の場合、或いはL字管を2本使って導光板の4辺の全端面に管状光源を配設した場合にも、本発明は有効に適用される。
またさらに、光反射導電シートは、管状光源を囲繞するリフレクタ部を光源に対向させる表面に光反射率を高める表面処理を施した金属等の導電体で形成し、導光板の後面に対向させる平面シート部は単に光を拡散反射させる樹脂シートのみとした構成としてもよい。
加えて、本発明は、画像表示素子として、上述の実施形態のような透過式液晶表示パネルではなく、半透過反射式液晶表示パネルや液晶表示パネル以外でバックライト光の透過を制御して画像表示を行う他の画像表示素子を用いる画像表示装置にも、広く適用できることは勿論である。
本発明の一実施形態としての透過型液晶表示モジュールを示す模式的断面図である。 上記透過型液晶表示モジュールにおいて用いられているバックライトユニットの冷陰極管アセンブリと導光板及び光反射シートを示す分解斜視図である。 (a)は上記透過型液晶表示モジュールの製造工程における中間組立体を示す平面図で、(b)はその製造工程において用いる治具を示す平面図である。 上記治具を使用した状態を示す平面図である。
符号の説明
1 収納ケース
2 カバーケース
3 液晶表示パネル
4、5 ガラス基板
6、7 偏光板
8 駆動回路素子
9 フレキシブル配線基板
10 パネルケース
12 バックライトユニット
13 導光板
14 冷陰極管アセンブリ
15 光反射導電シート
15a 導電シート
15b 光散乱反射シート
16 光学シート積層体
17 ライトカバー
18 メインフレーム
19 電子回路基板
20 コネクタ(フレキシブル配線基板接続用)
21 バネ接触子
30 治具
31 枠体
32 突起

Claims (4)

  1. 背面側から表示の観察側へ透過する光を制御して画像を表示する画像表示素子と、
    前記画像表示素子の背面側に配置され、端面から光を入射させて前記画像表示素子に対向させた一方の主面から前記画像表示素子の有効表示エリアに向けて光を面状に出射させる導光板と、
    前記導光板の端面に沿って配設された管状光源と、
    導電性で且つ高度な光反射能を備え、少なくとも前記管状光源の前記導光板の端面に対向させる領域を除いた周囲にわたり配設された光反射導電シートと、
    前記導光板の光出射面をその光出射エリアを除いて被い、且つ、前記光反射導電シートの導電体層に導通接触して前記管状光源を、この管状光源を囲繞する前記光反射導電シートとともに被う導電体からなるライトカバーと、
    前記ライトカバーを接地接続する接地回路部材とを、
    有することを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記画像表示素子は、一対の透明基板間に液晶を封入してなる液晶表示素子であることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
  3. 前記導光板は矩形をなし、前記管状光源は前記導光板の3辺の端面に沿って対向配設された冷陰極管であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。
  4. 前記光反射導電シートは、導電体層に光反射層が積層されてなり、前記管状光源の前記導光板の端面に対向させる範囲を除く周囲に前記光反射層を前記管状光源に対向させて配置されるリフレクタ部と前記導光板の背面側主面に前記光反射層を対向させて配置される平面シート部とを備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の画像表示装置。
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