JP2009009820A - 照明装置、液晶装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】新たな部品を追加することなく、発光素子の発光面を導光板の入射端面に確実に当接させることが可能な照明装置、液晶装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置100の筐体40は金属板からなり、この筐体40には、フレキシブル基板50に実装された発光素子22を導光板21に向けて押圧して発光面220を導光板21の入射端面210に当接させるバネ部46が折り曲げ形成されている。バネ部46は長手方向に複数配置され、バネ部46は長手方向に繋がって補強リブとして機能する。
【選択図】図2

Description

本発明は、発光素子および導光板を備えた照明装置、この照明装置をバックライト装置として用いた液晶装置、およびこの液晶装置を備えた電子機器に関するものである。
携帯電話機や情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)などの電子機器の表示部には、透過型あるいは半透過反射型の液晶パネルおよび照明装置(バックライト装置)を備えた液晶装置が広く用いられている。かかる液晶装置において、照明装置では、LEDなどの発光素子と導光板とを筐体上に搭載し、発光素子から出射された光を導光板の側端面(入射端面)から入射させる。従って、発光素子の発光面と導光板の入射端面との間に隙間が生じていると、発光装置の輝度が著しく低下してしまう。
そこで、従来は、組み立て工程において発光素子の発光面が導光板の入射端面に当接するように組み立てる方法が採用される他、樹脂製の筐体に対して発光素子の位置決めガイド機能を追加して発光素子の発光面を導光板の入射端面に当接させる構造が採用されている(特許文献1参照)。
特開2006−185724号公報
しかしながら、発光素子の発光面が導光板の入射端面に当接するように組み立てる方法では、多大な手間がかかるため、生産性が低下するという問題点がある。また、樹脂製の筐体に対して発光素子の位置決めガイド機能を追加した構造では、発光素子を確実に位置決めすることが困難であるという問題点がある。かといって、発光素子の位置決めを行うのに新たな部品を筐体上に搭載すると、照明装置のコストが増大するため、好ましくない。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、新たな部品を追加することなく、発光素子の発光面を導光板の入射端面に確実に当接させることが可能な照明装置、この照明装置をバックライト装置として用いた液晶装置、およびこの液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、導光板と、該導光板の入射端面に向けて光を出射する発光素子と、該発光素子および前記導光板が搭載された筐体とを有する照明装置であって、前記筐体は金属板からなり、当該筐体には、前記発光素子を前記導光板に向けて押圧して前記発光面を前記導光板の前記入射端面に当接させるバネ部が折り曲げ形成されていることを特徴とする。
本発明では、金属製の筐体の一部を折り曲げることにより、発光素子を導光板に向けて押圧するバネ部が形成されているため、組み立て工程において多大な手間をかけずに、発光素子の発光面を導光板の入射端面に当接させることができる。このため、組み立て工程において多大な手間をかけずに、発光素子の発光面を導光板の入射端面に隙間なく確実に当接させることができ、輝度の高い照明装置を効率よく製造することができる。また、バネ部により発光素子を押圧して発光素子の発光面を導光板の入射端面に当接させると衝撃が加わっても、発光素子の位置がずれないという利点もある。また、バネ部は、金属製の筐体の一部を折り曲げ形成したものであり、発光素子を押圧することを目的に新たな部品を追加したものではないので、照明装置のコストの増大を抑えることができるとともに、液晶装置の重量増加を避けることができる。しかも、バネ部は、金属製の筐体の一部を折り曲げ形成したものであるため、筐体に対するプレス加工により容易に形成することができ、照明装置の低コストを図ることができる。
本発明において、前記発光素子は、フレキシブル基板に実装されていることが好ましい。フレキシブル基板に発光素子を実装すると、フレキシブル基板の変形によって、発光素子の位置がずれやすいが、本発明では、筐体に形成したバネ部によって発光素子を導光板に向けて押圧するので、フレキシブル基板が変形することを逆に利用して、発光素子の発光面を導光板の入射端面に確実に当接させることができる。
本発明において、前記バネ部は、前記発光素子において前記発光面とは反対側に位置する背面を押圧していることが好ましい。このように構成すると、筐体に形成したバネ部によって発光素子を導光板に向けて押圧するだけで発光素子の発光面が導光板の入射端面に確実に当接する。
本発明において、前記発光素子は、前記導光板の前記入射端面の長手方向に沿って複数配置され、前記筐体では、複数の前記発光素子の各々に対する複数の前記バネ部が前記長手方向に沿って繋がっていることが好ましい。バネ部が長手方向に沿って繋がっていると、バネ部が筐体に対する補強リブとして機能するので、筐体の強度を高めることができる。
このように構成するにあたっては、前記筐体には、前記導光板の前記入射端面に対向する位置で当該筐体の底板部から折れ曲がって前記長手方向に連続的に延びた帯状板部が形成され、前記バネ部は、前記帯状板部の前記長手方向における所定位置を前記導光板に向けて突出した形状に変形させてなる構成を採用することが好ましい。このように構成すると、複数のバネ部を効率よく形成できる。また、帯状板部が筐体に対する補強リブとして機能するので、筐体の強度を高めることができる。
この場合、前記発光素子は、前記帯状板部において前記の突出した形状の部分で押圧されている構成を採用することができる。
本発明において、前記帯状板部と前記底板部との屈曲部分では、前記バネ部の下方部分が切り抜かれていることが好ましい。このように構成すると、帯状板部のうち、バネ部に相当する部分を導光板に向けて容易に突出させることができる。
本発明を適用した照明装置は、液晶装置においてバックライト装置として用いられる。この場合、液晶装置では、前記筐体上において、前記照明装置より出射された光により透過モードで画像を表示可能な液晶パネルが前記導光板に重ねて配置される。
本発明を適用した液晶装置は、例えば、携帯電話機や情報携帯端末などの電子機器において、表示部を構成するのに用いられる。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
(全体構成)
図1は、本発明を適用した液晶装置(液晶表示装置)の構成を模式的に示す分解斜視図である。図2(a)、(b)は各々、本発明を適用した液晶装置を、図1に示すX−X′線に相当する位置で切断した様子を示す斜視図、およびその断面図である。なお、図1には、偏光板などの図示を省略してある。
図1および図2(a)、(b)において、本形態の液晶装置100は概ね、バックライト装置としての照明装置20と、この照明装置20の上面に重ねて配置された透過型あるいは半透過反射型の液晶パネル10(電気光学パネル)と、液晶パネル10および照明装置20が樹脂製のフレーム30を介して搭載される箱状の筐体40とを有している。本形態の液晶装置100では、筐体40の内側に照明装置20および液晶パネル10を収納した状態で、液晶パネル10の上面は、液晶パネル10の画像表示領域と重なる領域に開口部を備えた上枠(図示せず)で覆われる。
液晶パネル10は、矩形の平面形状を有しており、ガラス基板に画素電極などが形成された素子基板11と、素子基板11に対して所定の隙間を介して対向配置された対向基板12と、この対向基板12と素子基板11との間に保持された液晶層(図示せず)とを備えている。本形態では、対向基板12が表示光の出射側に配置され、素子基板11は照明装置20の側に配置されている。対向基板12は、共通電極やカラーフィルタが形成されたガラス基板からなり、液晶装置100において、いわゆるフリンジフィールドスイッチング(以下、FFS(Fring Field Switching)という)方式やインプレンスイッチング(以下、IPS(In Plane Switching)という)方式等が採用されている場合、共通電極は素子基板11の側に形成される。
素子基板11において、対向基板12の縁からの張り出し部分110の上面には駆動用IC14が実装されているとともに、かかる張り出し部分140の端部にはフレキシブル基板50の第1面51が接続されている。フレキシブル基板50は、帯状に延びた接続部分58が形成され、接続部分58の端部は外部回路に接続されている。液晶パネル10の上面には上偏光板17が重ねて配置され、液晶パネル10の下面と照明装置20の導光板21との間には下偏光板18が配置されている。
照明装置20は、液晶パネル10に対して重ねて配置された矩形の導光板21と、面実装タイプのLEDからなる発光素子22と、発光素子22に対する駆動用IC23とを備えている。本形態において、液晶パネル10に一方端が接続されているフレキシブル基板50は両面基板であり、発光素子22および駆動用IC23は、フレキシブル基板50の第2面52に実装されている。ここで、発光素子22は、面実装タイプのLEDであり、発光素子22の側面がフレキシブル基板50に実装される。このため、発光素子22の発光面220は、フレキシブル基板50の第2面52に垂直であり、フレキシブル基板50と平行な方向に出射光軸を向けている。
導光板21は、対向基板12と略同一サイズの透光性の樹脂板であり、4つの側端面のうち、液晶パネル10において素子基板11が対向基板12から張り出している一方端側の側端面が入射端面210とされる。このため、発光素子22は、発光面220が導光板21の入射端面210に向くように配置されている。導光板21では、入射端面210から入射した光が導光板21内を進行しながら上面から光が出射されるようになっており、本形態において、導光板21の下面には反射シート24が重ねて配置されている。導光板21の上面には散乱板などの光学シートが重ねて配置される場合や、導光板21自身に散乱性や輝度分布を均一化するための凹凸やドットパターンが形成される場合もある。
フレーム30は、コの字状の平面形状になっており、一方端が開放端になっている。フレーム30において、3つの枠部31、32、33の内側には、液晶パネル10を保持する段部36が形成されている。
筐体40は、厚さが0.15mm程度の薄い金属板、例えばSUS板などに対するプレス加工などにより形成され、上面が開口する矩形の箱状になっている。かかる筐体40の底板部41の上には、コの字形状のフレーム30が保持されるとともに、フレーム30の内側に反射シート24、導光板21、下偏光板18、液晶パネル10および上偏光板17が順に重ねて配置されている。
(筐体40および照明装置の詳細な構成)
図3(a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用した液晶装置に用いた筐体の端部を斜め上方からみた斜視図、当該筐体の端部を斜め下方からみた斜視図、および当該筐体の端部に発光素子を配置した状態を斜め上方からみた斜視図である。図4(a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用した液晶装置に用いた筐体にバネ部を形成するための構成を示す説明図である。
図1、図2(a)、(b)および図3(a)、(b)、(c)に示すように、本形態において、筐体40は、底板部41と、底板部41の3方の辺部で起立する側板部42、43、44とを備えており、発光素子22やフレキシブル基板50が配置されている一方端側は、側板部の形成されていない開放端になっている。また、底板部41には、一方端寄りの位置に、幅方向(矢印Wで示す方向)に長辺が延びた矩形窓状の切り抜き部分47が形成されている。切り抜き部分47は、底板部41の幅方向において、その略全体にわたって形成されており、切り抜き部分47の長手方向の両側には、底板部41が狭い幅寸法で残っているだけである。
また、筐体40において、切り抜き部分47より一方端側に隣接する部分は、底板部41を帯状に残してなるブリッジ部48になっており、筐体40の幅方向において、切り抜き部分47を挟んで対向する一対の側板42、44はブリッジ部48を介して連結されている。
ブリッジ部48は、底板部41から上方に屈曲した立ち上がり部481を両端部の各々に備えており、ブリッジ部48は、立ち上がり部481の上端部において底板部41と平行に屈曲することにより平板部484が形成されている。また、ブリッジ部48の長手方向(筐体40の幅方向)の両端部において、底板部41と立ち上がり部481との間の屈曲部分には補強用の凹凸が形成されており、本形態においては、底板部41と立ち上がり部481との間の屈曲部分を内側からみると、補強用のディンプルと称せられる凹部482が2箇所に形成されている。かかる形状も所定形状の金属板をプレス加工して筐体40を製造する際、同時に形成される。
さらに、筐体40において、底板部41の一方端側は、幅方向の略全体が上方に折り曲げられ、導光板21の入射端面210に対向する位置には、入射端面210の長手方向(筐体40の幅方向)に帯状に延びた帯状板部45が起立している。ここで、帯状板部45は、長手方向において所定の間隔をあけた複数個所が、導光板21に向けて突出するように変形したバネ部46になっており、かかる複数のバネ部46は各々、以下に説明するように、フレキシブル基板50に実装された複数の発光素子22を導光板21に向けて押圧する。
本形態において、導光板21は、筐体40の他方端で起立している側板部43に当接して、底板部41のうち、バネ部46から発光素子22の長さ寸法と略同一の距離だけ離れた箇所に位置決めされるようになっている。このため、発光面220が導光板21の入射端面210に向くように、フレキシブル基板50に実装された発光素子22を導光板21の入射端面210とバネ部46との間に挿入すると、バネ部46は、発光素子22において発光面220とは反対側の背面に直接、あるいは絶縁シートなどの絶縁層(図示せず)を介して当接する。その際、バネ部46および帯状板部45の全体がわずかに外側に撓むため、その形状復帰力により、発光素子22は、バネ部46により導光板21に向けて押圧される。その結果、発光素子22の発光面220は導光板21の入射端面210に当接することになり、発光素子22の発光面220と導光板21の入射端面210との間には隙間が発生しない。
かかる形状も所定形状の金属板をプレス加工して筐体40を製造する際、同時に形成される。すなわち、図4(a)に示すように、筐体40の底板部41の一方側端部に所定の間隔で矩形の開口450をプレス加工により切り抜いた後、図4(b)に示すように、プレス加工により、開口450の一部にかかる箇所で筐体40の底板部41の一方側端部を上方に折り曲げて帯状板部45を起立させるとともに、図4(c)に示すように、プレス加工により、帯状板部45のうち、開口450に対応する箇所を導光板21が配置される側に突出させ、バネ部46を形成する。従って、帯状板部45と底板部41との屈曲部分では、バネ部46の下方部分が切り抜かれた構造になっている。このように構成すると、底板部41から帯状板部45を容易に起立させる際のプレス加工を容易に行うことができるとともに、帯状板部45のうち、開口450に対応する箇所を導光板21が配置される側に突出させてバネ部46を形成するプレス加工を容易に行うことができる。
また、本形態では、筐体40に形成したブリッジ部48は、液晶パネル10の支持に利用される。すなわち、液晶パネル10の素子基板11は、その張り出し部分110がブリッジ部48と重なっており、面で支持されている。ここで、ブリッジ部48と素子基板11とは粘着テープなどにより接着固定してもよい。
さらに、本形態では、筐体40に形成したブリッジ部48は、フレキシブル基板50の固定に利用される。すなわち、筐体40上において、フレキシブル基板50は、一方端側にU字状の折り曲げ部分53を向けて折り重ねられた状態で底板部41の延在方向に沿って配置されており、この状態で、フレキシブル基板50は、元の形状に戻ろうとする力が作用しているので、フレキシブル基板50をブリッジ部48に接着することにより、フレキシブル基板50の折り曲げ部分53が開こうとするのを防止する。特に本形態において、ブリッジ部48は、フレキシブル基板50の折り曲げ部分53の内側に位置しており、この状態で、フレキシブル基板50において折り曲げ部分53の下側に位置する部分は、第1面51がブリッジ部48の下面に重なる。そこで、本形態では、ブリッジ部48に対して、フレキシブル基板50の折り曲げ部分53の下側に位置する部分を両面粘着テープなどにより接着固定する。
(液晶装置100の組み立て方法)
本形態の液晶装置100を組み立てるには、例えば以下の工程が行われる。まず、フレキシブル基板50を液晶パネル10に接続するとともに、フレキシブル基板50に発光素子22および駆動用IC23を実装しておく。次に、筐体40に対してフレーム30を搭載した後、フレーム30の内側において、筐体40の底板部41に反射シート24および導光板21を配置する。
次に、フレキシブル基板50において発光素子22が実装されている側を、筐体40の底板部41の切り抜き部分47を通して下方から上方に引き出した後、発光素子22を導光板21の入射端面210とバネ部46との間に装着する。
次に、フレキシブル基板50とブリッジ部48の平板部484の下面とを両面粘着テープなどにより接着固定した後、ブリッジ部48を上下から挟むようにしてフレキシブル基板50を折り返し、下偏光板18、液晶パネル10および上偏光板17を導光板21の上に重ねる。次に、液晶パネル10の上方を被うように上枠が取り付けられる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態において、筐体40は金属板からなり、この筐体40には、発光素子22を導光板21に向けて押圧して発光面220を導光板21の入射端面210に当接させるバネ部46が折り曲げ形成されている。しかも、バネ部46は、発光素子22において発光面220とは反対側に位置する背面を押圧している。このため、組み立て工程において多大な手間をかけずに、発光素子22の発光面220を導光板21の入射端面210に隙間なく確実に当接させることができ、輝度の高い照明装置20を備えた液晶装置100を効率よく製造することができる。また、バネ部46により発光素子22を押圧して発光素子22の発光面220を導光板21の入射端面210に当接させると衝撃が加わっても、発光素子22の位置がずれないという利点もある。
また、バネ部46は、金属製の筐体40の一部を折り曲げ形成したものであり、発光素子22を押圧することを目的に新たな部品を追加したものではないので、照明装置20のコストの増大を抑えることができるとともに、液晶装置100の重量増加を避けることができる。しかも、バネ部46は、金属製の筐体40の一部を折り曲げ形成したものであるため、筐体40に対するプレス加工により容易に形成することができ、照明装置20の低コストを図ることができる。
また、発光素子22は、フレキシブル基板50に実装されているため、筐体40に形成したバネ部46によって発光素子22を導光板21に向けて押圧した際、フレキシブル基板50が適度に変形するので、発光素子22の発光面220を導光板21の入射端面210に確実に当接させることができる。
さらに、バネ部46を構成するにあたって、筐体40を金属製とし、かつ、筐体40の幅方向の略全体にわたって延びるように帯状板部45を底板部41から起立させ、この帯状板部45の部分的に導光板21に向けて突出させて複数のバネ部46が繋がった状態にしてある。このため、帯状板部45が筐体40に対する補強リブとして機能するので、筐体40の強度を高めることができる。
さらにまた、液晶装置100を組み立てる際、フレキシブル基板50を折り返すことにより、液晶パネル10を導光板21の上に重ねて配置できように、筐体40は、一方端が側板の形成されていない開放端になっているとともに、筐体40の底板部41には窓状の切り抜き部分47が形成されている。但し、本形態においては、筐体40が金属製であって、底板部47の一部を残してブリッジ部48を形成したため、切り抜き部分47を挟んで対向する一対の側板42、44は、ブリッジ部48を介して連結されている。しかも、ブリッジ部48の立ち上がり部481と底板部41との間の屈曲部分には補強用の凹部482が形成されているため、筐体40の強度が高い。
このように、本形態の液晶装置100では、筐体40を金属製とするとともに、リブ状の帯状板部45およびブリッジ部48によって筐体40の強度を高め、かつ、かかる強度の高い筐体40に対して液晶パネル10を強固に固定しているので、液晶装置100は耐衝撃性に優れている。また、液晶パネル10の素子基板11は、その張り出し部分110がブリッジ部48により支持されている。このため、液晶装置100に対して衝撃試験を行っても、液晶装置100では筐体40、フレーム30、液晶パネル10、照明装置20、フレキシブル基板50が一体になっており、相対的な変位が起こらないので、液晶装置100内の特定箇所に応力が集中しない。それ故、本形態の液晶装置100によれば、衝撃が加わっても、液晶パネル10において、素子基板11における対向基板12からの張り出し部分110での割れ、この張り出し部分110の端部で対向基板12の基板縁が重なっている箇所での割れ、駆動用IC14の割れなどが発生しない。
また、U字状に折り曲げたフレキシブル基板50を筐体40のブリッジ部48に固定しているので、フレキシブル基板50が元の形状に戻ろうとするのを防止できる。それ故、フレキシブル基板50が液晶パネル10から剥がれることがない。しかも、筐体40がSUSなどの金属製であるため、樹脂製の筐体にフレキシブル基板50を接着する場合と比較して、ブリッジ部48とフレキシブル基板50との接着が容易で、接着強度も高い。
[電子機器への搭載例]
次に、上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図5(a)に、液晶装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての液晶装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶装置100に表示される画面がスクロールされる。図5(b)に、液晶装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての液晶装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置100に表示される。
なお、液晶装置100が適用される電子機器としては、図5に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した液晶装置100が適用可能である。
本発明を適用した液晶装置(液晶表示装置)の構成を模式的に示す分解斜視図である。 (a)、(b)は各々、本発明を適用した液晶装置を、図1に示すX−X′線に相当する位置で切断した様子を示す斜視図、およびその断面図である。 (a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用した液晶装置に用いた筐体の端部を斜め上方からみた斜視図、当該筐体の端部を斜め下方からみた斜視図、および当該筐体の端部に発光素子を配置した状態を斜め上方からみた斜視図である。 (a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用した液晶装置に用いた筐体にバネ部を形成するための構成を示す説明図である。 本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の説明図である。
符号の説明
10・・液晶パネル(電気光学パネル)、20・・照明装置、21・・導光板、22・・発光素子、30・・フレーム、40・・筐体、41・・筐体の底板部、45・・筐体の帯状板部、46・・発光素子に対するバネ部、47・・筐体の底板部、48・・筐体のブリッジ部、50・・フレキシブル基板、100・・液晶装置、210・・導光板の入射端面、220・・発光素子の発光面、482・・補強用の凹部

Claims (9)

  1. 導光板と、該導光板の入射端面に発光面を向ける発光素子と、該発光素子および前記導光板が搭載された筐体と、を有する照明装置であって、
    前記筐体は金属板からなり、
    当該筐体には、前記発光素子を前記導光板に向けて押圧して前記発光面を前記導光板の前記入射端面に当接させるバネ部が折り曲げ形成されていることを特徴とする照明装置。
  2. 前記発光素子は、フレキシブル基板に実装されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記バネ部は、前記発光素子において前記発光面とは反対側に位置する背面を押圧していることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。
  4. 前記発光素子は、前記導光板の前記入射端面の長手方向に沿って複数配置され、
    前記筐体では、複数の前記発光素子の各々に対する複数の前記バネ部が前記長手方向に沿って繋がっていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の照明装置。
  5. 前記筐体には、前記導光板の前記入射端面に対向する位置で当該筐体の底板部から折れ曲がって前記長手方向に連続的に延びた帯状板部が形成され、
    前記バネ部は、前記帯状板部の前記長手方向における所定位置を前記導光板に向けて突出した形状に変形させてなることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
  6. 前記発光素子は、前記帯状板部において前記の突出した形状の部分で押圧されていることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
  7. 前記帯状板部と前記底板部との屈曲部分では、前記バネ部の下方部分が切り抜かれていることを特徴とする請求項5または6に記載の照明装置。
  8. 請求項1乃至7の何れか一項に規定する照明装置を備えた液晶装置において、
    前記筐体では、前記照明装置より出射された光により透過モードで画像を表示可能な液晶パネルが前記導光板に重ねて配置されていることを特徴とする液晶装置。
  9. 請求項8に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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