JP2007179930A - 面状光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプユニットの交換が容易な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】ランプユニット22のランプホルダ25の内側面30に凹凸面部31を形成する。ランプホルダ25の内側面30と導光板42の光入射面41との接触面積を少なくする。バックライト21の点灯による冷陰極管23,24からの熱が導光板42に伝わることで生じる導光板42の光入射面41とランプホルダ25の内側面30との密着を防止する。バックライト21の点灯による冷陰極管23,24からランプホルダ25を介して導光板42に伝わる熱がランプホルダ25の凹凸面部31と導光板42の光入射面41との間にできる空気層で遮断される。ランプホルダ25を交換する際にバックライト21の導光板42の光入射面41にランプホルダ25の一部がこびり付いて残ってしまうことを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源から入射される光を一主面に向けて面状に導光させる導光体を有する面状光源装置に関する。

従来、この種の面状光源装置としての照射ユニットは、ラップトップやノートブックタイプのワードプロセッサあるいはパーソナルコンピュータなどの情報機器用の表示装置として、軽量、薄型および低消費電力などの特徴から用いられている。特に、このバックライトは、透過型の液晶パネルに積層させて取り付けられており、この液晶パネルに表示される画像を目視可能にさせている。

また、近年のアミューズメント業界への液晶表示装置の普及によって、この種の液晶表示装置として用いられる液晶パネルの画面サイズを、大型化し、より明るく、長寿命化させることが求められている。

さらに、この種の液晶表示装置に用いられる液晶パネルを裏面から照射させる照射ユニットとしては、細長状のランプユニットを備えている。このランプユニットは、管状の光源の両端部に、この光源を支持するランプホルダが取り付けられて構成されている。また、このランプユニットには、このランプユニットの光源からの光を液晶パネル側に反射させる反射シートが取り付けられている。

そして、このランプユニットには、このランプユニットの光源からの光を効率良く液晶パネルに透過させる導光板がその一端部を光源に対向させつつ、かつその一端面をランプホルダの一側面に当接させた状態で取り付けられている。さらに、このランプユニットは、このランプユニットの長手方向に向けて照射ユニットから引き出すことによって、このランプユニットを照射ユニットから抜き差しして交換できるように構成されている。(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００３−６６４４８号公報

しかしながら、上述した液晶表示装置では、導光板の一端面にランプホルダの一側面を当接させた状態で、このランプホルダが取り付けられている。したがって、このランプユニットの長時間の使用によって、このランプユニットの光源からの熱で、このランプユニットのゴムホルダが溶けてしまい、このゴムホルダの一側面が導光板に付着してしまう。よって、このランプユニットを交換するたびに、照射ユニットの内にランプホルダの一部が破損して残ってしまうおそれがあるので、このランプユニットの交換が容易ではないという問題を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光源の交換を容易にできる面状光源装置を提供することを目的とする。

本発明は、管状の光源と、この光源の少なくとも一端部に取り付けられ少なくとも一側面を有するホルダと、このホルダの一側面に一端部を接触させ、この一端部を前記光源に対向させた状態で、これら光源およびホルダが取り外し可能に取り付けられ、この一端部から入射される光を一主面に向けて面状に導光させる平板状の導光体とを具備し、前記ホルダは、このホルダの一側面に設けられ、前記導光体の一端部との間の接触面積を少なくさせる接触面積削減手段を備えたものである。

本発明によれば、導光体の一端部との間の接触面積を少なくさせる接触面積削減手段をホルダの一側面に設けたことにより、このホルダの一側面を導光体の一端部に接触させて取り付けても、光源からの熱によるホルダの一側面の導光体の一端部への付着が防止される。したがって、このホルダの一部が導光体の一端部に付着して破損して残るなどなく、このホルダを光源とともに導光体から容易に取り外すことができるので、この光源の交換を容易にできる。

以下、本発明の面状光源装置の第１の実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。

図１ないし図３において、１は平面表示装置としての透過型の液晶表示装置で、この液晶表示装置１は、比較的大型で、狭額縁および携帯性に優れた薄型の入出力一体型液晶ディスプレイとしての液晶モジュールである。そして、この液晶表示装置１は、例えばラップトップ型やノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の画像表示部などとして用いられる透過型の略矩形平板状の液晶パネル２を備えている。

この液晶パネル２は、光変調層を液晶層とした平面表示パネルとしての液晶表示パネルで、カラー表示が可能な光透過型である。そして、この液晶パネル２の中央部には、画像を表示させる有効表示領域としての矩形状の表示画面エリア３が形成されている。この表示画面エリア３には、複数の図示しない表示画素がマトリクス状に配列されている。

さらに、液晶パネル２は、図示しない薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:ＴＦＴ）が一主面である表面にマトリクス状に設けられたアレイ基板４を備えている。このアレイ基板４の表面には、裏面側に図示しない対向電極がマトリクス状に形成された対向基板５が対向して配設されている。なお、この対向基板５の高さ方向における一側部である上端部は、アレイ基板４の上端部よりも内側に位置している。さらに、これらアレイ基板４と対向基板５との間には、図示しない液晶層が挿入、封止されて液晶パネル２とされている。

そして、この液晶パネル２の高さ方向における一側縁であるアレイ基板４の下端部の表面側には、細長矩形平板状の複数、例えば４個のプリント配線基板（Flexible Print Circuit:ＦＰＣ）６の一端縁が電気的に接続されている。これらプリント配線基板６は、フレキシブルな可撓性を有する駆動集積回路であり、アレイ基板４の幅方向における中央部から所定距離離間させた位置に取り付けられている。

さらに、このプリント配線基板６の他端縁には、走査線駆動回路基板としての制御回路基板である細長矩形平板状のドライバ回路７が取り付けられている。このドライバ回路７は、プリント配線基板６を介して幅方向に沿ってアレイ基板４の上端部の表面側に、幅方向における一側縁が取り付けられている。すなわち、このドライバ回路７は、プリント配線基板６を介してアレイ基板４に電気的に接続されている。さらに、このドライバ回路７は、液晶を駆動させる液晶駆動回路基板でもある。

なお、このドライバ回路７は、プリント配線基板６に対して制御信号を供給する。そして、このプリント配線基板６は、液晶パネル２の図示しない各走査線あるいは信号線に対して駆動信号を供給して、この液晶パネル２を駆動させて、この液晶パネル２の表示画面エリア３に画像を表示させる。

一方、液晶パネル２の表示画面エリア３の表面および裏面には、この表示画面エリア３から出射あるいは入射する光を光学的に変化させる光学シートとしての矩形平板状の偏光板11,12が取り付けられている。これら偏光板11,12は、液晶パネル２の表示画面エリア３の表面から出射される面状の光、あるいはこの表示画面エリア３の裏面へと入射する光を偏光して、この表示画面エリア３における面内輝度の均一化や輝度を向上させる。

さらに、この液晶パネル２の表面側には、矩形枠状のベゼルカバー13が取り付けられている。このベゼルカバー13は、液晶パネル２の表示画面エリア３の表面側を露出させる開口部としての矩形状の窓部14が中央部に開口形成された矩形枠状の本体部15を備えている。ここで、この本体部15の窓部14は、液晶パネル２の表示画面エリア３に対応した形成に形成されている。

一方、液晶パネル２の裏面側には、面状光源としての面状光源装置である矩形平板状のバックライト21が対向されて取り付けられている。このバックライト21は、液晶パネル２を裏面から照射させる照明用として使用される照明ユニットである。すなわち、このバックライト21は、液晶パネル２の表示画面エリア３に面状の光を出射させて透過させて、この液晶パネル２の表示画面エリア３に表示される画像を目視可能にする。また、このバックライト21は、線状の光を発する細長棒状の線状光源としてのランプユニット22を備えている。

そして、このランプユニット22は、複数、例えば２本の長尺状であるとともに管状の光源である放電ランプとしての冷陰極管23,24を備えている。そして、これら冷陰極管23,24それぞれの長手方向に沿った両端部には、これら冷陰極管23,24を保持する略直方体状のランプホルダ25,26がそれぞれ嵌合されて取り付けられている。これらランプホルダ25,26は、例えばゴムにて成型されている。さらに、これらランプホルダ25,26の長手方向の一端面である内端面27には、冷陰極管23,24の長手方向の端部が挿入されて取り付けられている挿入凹部28が設けられている。この挿入凹部28は、各ランプホルダ25,26の内端面27の長手方向に向けて所定の間隙を介して並設されている。

さらに、これらランプホルダ25,26の幅方向の両側面には、これら両側面より外側に突出した係合凸部29がそれぞれ設けられている。これら係合凸部29は、ランプホルダ25,26の両側面の長手方向および幅方向それぞれの中央部に突設されており、これら両側面に対して垂直に突出している。さらに、これらランプホルダ25,26の厚さ方向の一側面である接触面としての内側面30には、この内側面30の接触面積を少なくさせる接触面積削減手段としての凹凸面部31が設けられている。ここで、この凹凸面部31は、このランプホルダ25,26の厚さ方向の内側面30の密着を防止させるための構造である。

そして、この凹凸面部31には、ランプホルダ25,26の挿入凹部28に一端部が挿入された冷陰極管23,24の長手方向としての取り外し方向である引き出し方向Ａに沿った断面凹溝状の複数、例えば４本の溝部32が直線的に設けられている。これら溝部32は、ランプホルダ25,26の長手方向に沿って設けられており、このランプホルダ25,26の幅方向に向けて等間隔に離間されて並設されている。さらに、これら溝部32の間には、ランプホルダ25,26の長手方向である引き出し方向Ａに沿った断面凸弧状の突部33がそれぞれ設けられている。したがって、このランプホルダ25,26の凹凸面部31に、このランプホルダ25,26の幅方向に向けて溝部32と突部33とが交互に平行に設けられている。また、ランプホルダ25,26の幅方向の両側縁に位置する溝部32の外側には、突部33より幅寸法が大きな断面凸弧状の径大突部34がそれぞれ設けられている。この径大突部34もまた、ランプホルダ25,26の長手方向である引き出し方向Ａに沿って設けられている。よって、これら径大突部34および突部33の間のそれぞれに溝部32が設けられて凹凸面部31が構成されている。

さらに、これらランプホルダ25,26にて両端部が支持された一対の冷陰極管23,24のそれぞれは、略コ字状に湾曲した細長棒状の反射体としてのランプリフレクタ35内に嵌合されて取り付けられている。このランプリフレクタ35の互いに対向する両側面の長手方向の両端部には、このランプリフレクタ35に一対の冷陰極管23,24を保持させる際に、これら一対の冷陰極管23,24の両端部に取り付けられているランプホルダ25,26それぞれの係合凸部29が挿入されて係合される矩形状の係合孔部36が設けられている。これら係合孔部36は、ランプリフレクタ35の両側面の長手方向の両端部から内側に向けて所定距離離間させた位置に設けられている。

また、これらランプホルダ25の長手方向の他端面である外端面には、このランプホルダ25およびランプホルダ26にて保持された冷陰極管23,24を点灯させるケーブル37の一端部である基端部が導入されている。そして、このケーブル37の他端部である先端部には、コネクタとしてのハウジング38が取り付けられている。よって、これらケーブル37およびハウジング38は、このハウジング38を介してケーブル37へと供給される電力にて冷陰極管23,24のそれぞれを点灯させる。

そして、このランプリフレクタ35に嵌合保持された冷陰極管23,24の外周面に対して一辺であるランプ側の一端部としての光入射面41を平行に対向させた状態で、プリズム導光体である矩形略平板状の樹脂製の導光板42が配設されている。さらに、この導光板42は、この導光板42の光入射面41を、冷陰極管23,24の両端部に取り付けられている各ランプホルダ25,26の凹凸面部31に対向させつつ、これら各ランプホルダ25,26の凹凸面部31の突部33および径大突部34のそれぞれに当接させた状態で取り付けられる。すなわち、この導光板42は、ランプホルダ25,26によってベゼルカバー13内に保持されている。そして、この導光板42は、冷陰極管23,24から出射されランプリフレクタ35の内側面にて反射された線状の光が光入射面41を介して入射される。

また、この導光板42は、この導光板42の光入射面41から入射した線状の光を、この導光板42の一主面である裏面43に対向した光出射面としての発光面である表面44側に向けて面状に屈折させる。すなわち、この導光板42は、この導光板42の表面44側に向けて面状に屈折させた面状の光を平面光に変換して、この平面光を液晶パネル２の表示画面エリア３の裏面側へと照射させる透光性を有している。なお、ランプリフレクタ35は、冷陰極管23,24から発光した光を反射して導光板42の光入射面41へと効率良く入射させて導入させる。

さらに、この導光板42の表面44には、この導光板42の表面44を覆う複数、例えば２枚の略矩形シート状の光学シート45,46が重ね合わされた状態で取り付けられて配置されている。これら光学シート45,46は、導光板42の表面44に対向して配設されており、この導光板42の表面44から出射される面状の光を光学的に変化させて、この導光板42の表面44の面内輝度の均一化や輝度を向上させる。

一方、この導光板42の裏面43には、この導光板42の裏面43を覆う矩形シート状の光学シートである反射体としての反射シート47が取り付けられている。この反射シート47は、この導光板42内からこの導光板42の裏面43を介して外部へと照射される光を、導光板42の表面44側に向けて反射させる。

また、各光学シート45,46が導光板42の表面44に取り付けられ、反射シート47が導光板42の裏面に取り付けられ、さらにランプユニット22が導光板42の光入射面41側に対向して取り付けられて構成されたバックライト21は、ハウジングとしての略矩形平板状のフレーム51の一主面である表面側に収容されて保持されている。

そして、このフレーム51は、略矩形枠状の本体部52を備えている。この本体部52の表面側の中央部には、バックライト21が嵌め込まれて保持される凹状の保持凹部53が設けられている。この保持凹部53の中央部には、本体部52の厚さ方向に向けて貫通し、液晶パネル２の表示画面エリア３を露出させる矩形状の開口部54が形成されている。

ここで、バックライト21のランプユニット22は、フレーム51の長手方向に沿って、このランプユニット22のケーブル37が導出している側を先頭にして長手方向である引き出し方向Ａに沿って移動させて引き出すことによって、このフレーム51から取り外しおよび引き抜き可能に取り付けられている。すなわち、このランプユニット22は、このランプユニット22のケーブル37が取り付けられている側を先頭にしてフレーム51の一端から引き出すことによって、このランプユニット22が交換可能に取り付けられている。さらに、これらランプユニット22に保持されている各ランプホルダ25,26の溝部32、突部33および径大突部34のそれぞれは、このランプユニット22の取り外し方向および取り付け方向に沿った交換方向に沿って設けられている。

そして、フレーム51は、このフレーム51の保持凹部53にてバックライト21を保持しつつ、このフレーム51にて液晶パネル２を保持した状態で、ベゼルカバー13の内側に収容されて保持される。さらに、ドライバ回路７は、液晶パネル２の表示画面エリア３をベゼルカバー13の窓部14から露出させつつ、この液晶パネル２、バックライト21およびフレーム51のそれぞれをベゼルカバー13内に収容させて保持させた状態で、液晶パネル２の裏面側に向けてプリント配線基板６を湾曲させることによって、この液晶パネル２の裏面側に対向して重ね合わされてフレーム51内に収容されている。

次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。

まず、ハウジング38およびケーブル37を介してバックライト21のランプユニット22の各冷陰極管23,24へと電流を供給して、これら冷陰極管23,24のそれぞれを発光させる。

このとき、これら冷陰極管23,24から発光した線状の光は、直接に、もしくはこれら冷陰極管23,24を覆うランプリフレクタ35の内側面にて反射されて導光板42の光入射面41へと入射する。

そして、この導光板42の光入射面41へと入射した光は、この導光板42の裏面43に形成された図示しないプリズムや、この導光板42の裏面43に取り付けた反射シート47によって、この導光板42の表面44側に向けた面状光に変換されて、この導光板42の表面44から出射される。

この後、この導光板42の表面44から出射された面状の光は、各光学シート45,46をそれぞれ透過して、これら光学シート45,46にて光学的に変化されて、この導光板42の表面44の面内輝度の均一化や輝度を向上させる。

さらに、これら光学シート45,46を透過した面状の光は、偏光板11に入射され、この偏光板11にて偏光されてから、液晶パネル２の表示画面エリア３へと照射される。

そして、この液晶パネル２の表示画面エリア３へと照射した光は、この表示画面エリア３を選択的に透過した後に、偏光板12に入射され、この偏光板12にて偏光されてから、使用者の目に入り、この液晶パネル２の表示画面エリア３にて表示される所定の画像が使用者に視認される。

ここで、液晶表示装置１の長時間の使用によってバックライト21のランプユニット22内の冷陰極管23,24の輝度が低下した場合や、これら冷陰極管23,24が点灯しなくなった場合には、このランプユニット22のケーブル37が導出している側を先頭にして、このランプユニット22を液晶表示装置１から、この液晶表示装置１の横方向に沿った引き出し方向Ａに沿って引き出すことによって、このランプユニット22を取り外すことができる。したがって、このランプユニット22を交換することによって、この液晶表示装置１のバックライト21の輝度の低下を改善できるとともに、このバックライト21の点灯不良を改善できる。

ところが、バックライト21の導光板42の光入射面41に、ランプユニット22の各ランプホルダ25,26の厚さ方向の一側面である平坦な内側面30が対向して取り付けられている構成の比較例となる液晶表示装置１の場合には、この液晶表示装置１のバックライト21を長時間点灯させた場合に、このバックライト21の各冷陰極管23,24の点灯による熱によって、ランプホルダ25,26の内側面30が熱膨張するとともに溶けてしまうおそれがある。

また、このバックライト21の各冷陰極管23,24の点灯による熱によって、ランプホルダ25,26の内側面30の粘着性が向上してしまうおそれがあるので、これらランプホルダ25,26の内側面30が導光板42の光入射面41により強固に密着して付着してしまうおそれがある。したがって、この状態でランプユニット22を引き出して交換する際に、バックライト21の導光板42の光入射面41に付着しているランプホルダ25,26の内側面30の少なくとも一部が破損して、これらランプホルダ25,26の内側面30の一部が、バックライト21の導光板42の光入射面41に付着した状態で残ってしまうおそれがある。

そこで、上述した第１の実施の形態のように、ランプユニット22の各ランプホルダ25,26の厚さ方向の内側面30に凹凸面部31を形成して、この内側面30の導光板42の光入射面41に対する接触面積を少なくさせる構成とした。この結果、これらランプホルダ25,26の内側面30と導光板42の光入射面41との間にある程度の間隙が形成され、この間隙によって空気層が介在される構成となる。

よって、液晶表示装置１のバックライト21を点灯させた場合に発生する各冷陰極管23,24からの熱が、ランプホルダ25,26の内側面30に設けた凹凸面部31によって、導光板42の光入射面41との間で遮断される。したがって、バックライト21を長時間点灯させた場合に、バックライト21の各冷陰極間23,24の熱によってランプホルダ25,26の内側面30が溶けた場合であっても、これらランプホルダ25,26の内側面30と導光板42の光入射面41との間に介在させた空気層によって、導光板42の光入射面41とランプホルダ25,26の内側面30との密着を防止できる。

また仮に、ランプホルダ25,26の内側面30が溶けて導光板42の光入射面41に付着した場合であっても、これらランプホルダ25,26の内側面30に凹凸面部31を形成したことにより、これらランプホルダ25,26の内側面30と導光板42の光入射面41との接触面積を少なくできる。したがって、これらランプホルダ25,26を交換する際に、バックライト21の導光板42の光入射面41にランプホルダ25,26の一部が付着してこびり付いて残ってしまうことを防止でき、バックライト21の導光板42の光入射面41へのランプホルダ25,26の付着量であるこびり付き量を少なくできる。

よって、ランプユニット22の部品点数を維持したまま、このランプユニット22のランプホルダ25,26の内側面30の一部が導光板42の光入射面41にくっ付いて残ってしまうことなどなく、これらランプホルダ25,26を冷陰極管23,24およびランプリフレクタ35とともにランプユニット22として導光板42から容易に取り外すことができる。このため、このランプユニット22の交換を容易にできる。

さらに、このランプユニット22の各ランプホルダ25,26の凹凸面部31に、このランプユニット22の引き出し方向Ａに沿った断面凹溝状の溝部32や、断面凸弧状の突部33および径大突部34をそれぞれ設けたことにより、このランプユニット22を液晶表示装置１から引き出して取り外す際に生じる、このランプユニット22の各ランプホルダ25,26の凹凸面部31と導光板42の光入射面41との摩擦力や接触面積をより小さくできるので、このランプユニット22をより交換しやすくできる。

同時に、これら溝部32、突部33および径大突部34のそれぞれをランプホルダ25,26の長手方向に沿って設け、これらランプホルダ25,26の幅方向の両側面に凸状の係合凸部29を設けた構成としたことにより、これらランプホルダ25,26の幅方向に沿って分割した一対の金型によって、これらランプホルダ25,26が成型できる。したがって、これらランプホルダ25,26に対する金型の抜きが容易になるので、これらランプホルダ25,26の製造性を向上できる。

なお、上記第１の実施の形態では、ランプユニット22の各ランプホルダ25,26の内側面30に、溝部32、突部33および径大突部34のそれぞれを有する凹凸面部31を形成したが、図４に示す第２の実施の形態のように、これら各ランプホルダ25,26それぞれの内側面30を、不規則な凹凸状の凹凸面部31として、これら各ランプホルダ25,26の内側面30による導光板42の光入射面41に対する接触面積を少なくさせる構成とすることもできる。

この場合、これらランプホルダ25,26それぞれの凹凸面部31は、ランダムであるとともに微細な凹凸形状の、いわゆるナシ地形状に形成されている。言い換えると、これら凹凸面部31は、例えば鋳物などの表面加工をしないことによって形成されるナシ地状に形成されている。この結果、液晶表示装置１のバックライト21を点灯させた場合に発生する各冷陰極管23,24からの熱が、各ランプホルダ25,26の内側面30に設けた凹凸面部31によって、導光板42の光入射面41との間で遮断されるので、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、上記各実施の形態では、ランプユニット21の各ランプホルダ25,26の内側面30に凹凸面部31を設けたが、これらランプホルダ25,26の内側面30による導光板42の光入射面41に対する接触面積を少なくできる構成であれば、これらランプホルダ25,26それぞれの内側面30の表面形状としてはどのような形状であっても良い。また、光変調層を液晶層とした液晶表示装置１に用いられるバックライト21について説明したが、この液晶表示装置１以外の平面表示装置であっても、対応させて用いることができる。

本発明の面状光源装置の第１の実施の形態の一部を示す斜視図である。 同上面状光源装置を備えた液晶表示装置の一部を示す断面図である。 同上液晶表示装置を示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施の形態の面状光源装置の一部を示す斜視図である。

符号の説明

21 バックライト
23,24 冷陰極管
25,26 ランプホルダ
30 内側面
31 凹凸面部
32 溝部
41 光入射面
42 導光板
44 導光板表面

Claims (5)

1. 管状の光源と、
   この光源の少なくとも一端部に取り付けられ少なくとも一側面を有するホルダと、
   このホルダの一側面に一端部を接触させ、この一端部を前記光源に対向させた状態で、これら光源およびホルダが取り外し可能に取り付けられ、この一端部から入射される光を一主面に向けて面状に導光させる平板状の導光体とを具備し、
   前記ホルダは、このホルダの一側面に設けられ、前記導光体の一端部との間の接触面積を少なくさせる接触面積削減手段を備えた
   ことを特徴とした面状光源装置。
2. 接触面積削減手段は、ホルダの一側面に設けられた凹凸面部である
   ことを特徴とした請求項１記載の面状光源装置。
3. 凹凸面部は、断面凹溝状の溝部を備えている
   ことを特徴とした請求項２記載の面状光源装置。
4. 光源およびホルダは、導光体から取り外し可能で、
   溝部は、前記導光体に対する前記光源およびホルダの取り外し方向に沿って設けられている
   ことを特徴とした請求項３記載の面状光源装置。
5. 光源およびホルダは、この光源の長手方向に沿って移動させて導光体から取り外し可能で、
   溝部は、前記光源の長手方向に沿って設けられている
   ことを特徴とした請求項３記載の面状光源装置。

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