JP2009070589A - 液晶ディスプレイ機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】
LEDバックライトを用いた液晶ディスプレイ機器において、均一で、高輝度な画質を得るための技術を提供する。
【解決手段】
液晶ディスプレイと(3)、液晶ディスプレイの背面に配置され、該液晶ディスプレイに光を照射する直下型バックライトである複数の発光ダイオード(7)とを備え、少なくとも1つ以上の発光ダイオード毎に対応して、透光性部材で形成された導光部材(5)を設け、前記導光部材(5)は筒状の形状を為しており、該筒状の導光部材の外壁面(53)と内壁面(52)の各々は反射面が構成され、これら反射面により発光ダイオードから光を反射して液晶ディスプレイ側へ導くようにした。
【選択図】 図4

Description

本発明は、液晶ディスプレイ機器に係わり、特に発光ダイオードによるバックライトの光を好適に液晶ディスプレイに照射するため工夫が為された液晶ディスプレイ機器に関する。
液晶ディスプレイのさらなる画質の向上や薄型化のために、バックライトとして、発光ダイオード(LED)を用いる場合がある。また、液晶ディスプレイの大型化に伴って、LEDによるバックライト方式は、サイドライト型(LEDを液晶パネルの側面に配置する方式)から直下ライト型(液晶パネルの背面にLEDを配置する方式)に移行されることになる。
LEDは、一般的に所定の指向性を有する点光源であることから、液晶ディスプレイの直下のLEDから輻射される光を液晶ディスプレイに均一な面光源として照射する必要がある。
LEDからの光を均一化するための従来技術としては、例えば特許文献1乃至3に記載のものが知られている。
特許文献1は、回路基板に配列された複数のLED光源のそれぞれに対して、各LED光源からの光の出射方向を制御するためのプリズム構造を形成した光制御板を設けた技術を開示する。
特許文献2は、透明な導光板の一方の面の略中央に設けた凹部に光源を配し、この光源の光を導光板により導光し、導光板の出射面から出射するバックライト装置であって、上記導光板の一方の面に、光源からの光を反射させるための同心円状のプリズムを設けた技術を開示する。
また特許文献3は、発光源(LED)からの光を拡散、偏光する透光手段が、発光源からの所定の入射角の光を反射する特性を持つ偏光部材とし、更に、該偏光部材からの反射光を再反射させて透光手段へ出射する再反射部材を設けた技術を開示する。
特開2006−344409号公報 特開2007−48489号公報 特開2007−59146号公報
特許文献1に記載のものは、LED光源からの高角輻射光については考慮されていない。ここで、高角輻射光とは、LED光源の光軸(発光面に垂直な方向)から大きな角度を持ってLED光源から出射される光であり、回路基板の主平面に近い方向への角度で出射される光である。特許文献1は、LED光源の光出射側における対向位置に光制御板を設ける構成であるため、かかる高角輻射光を液晶ディスプレイ側に向けるように制御することは困難となる。
特許文献2に記載のものは、この光源は、全側面を発光面とする発光ダイオードとしたバックライト装置である。しかしながら、導光板の中心から全ての方向に光を伝播する構成は、基本的にサイドライト型バックライトの原理による応用であり、光源から離れるに従い光の輝度が低下するとのサイドライト型の課題を有し、その配慮はなされていない。
特許文献3に記載のものは、光源の光を所望の方向に進行させるために、反射部材を多用して制御し、また発光源と反射部材を一体に構成しているため光源の構造が複雑となる。また、発光源の反射部材によって出射される光は、発光源と反射部材とプリズムシートとの位置関係によって決められるため、バックライト装置としての性能を独自に定めることができず、液晶表示装置の構造ごとに発光源の設置位置を定める必要があり、また上記部材の位置精度により輝度性能が変化する可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、バックライトとしてLEDを用いた液晶ディスプレイ機器において、大面積の液晶ディスプレイを均一に高輝度に照射するための技術を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。
すなわち、本発明に係る液晶ディスプレイ機器は、液晶ディスプレイと、前記液晶ディスプレイの背面に配置され、該液晶ディスプレイに光を照射する直下型のバックライトを有し、前記バックライトは、複数の発光ダイオード群であって、前記複数の発光ダイオードのうち少なくとも1つ以上毎の発光ダイオードに対応して設けられた、透光性の導光部材を備え、前記導光部材は前記液晶ディスプレイの表示面と直交する方向に導光する筒状の形状を為しており、該筒状の導光部材の外壁面と内壁面の各々には、反射面が構成され、これら反射面により前記発光ダイオードから光を反射するとともに、導光部材によって導光して前記液晶ディスプレイ側へ導くように構成したことを特徴とするものである。
前記筒状の導光部材は、前記液晶ディスプレイの表示面と平行な断面の形状が多角形もしくは円形であってもよい。
また、前記導光部材の液晶ディスプレイ側の内壁面と外壁面は、所定の長さを有する並行壁面で構成され、前記導光部材の内壁面の、前記発光ダイオード側の端部は、前記導光部材の外壁面の、前記発光ダイオード側の端部よりも前記液晶ディスプレイ側に位置しており、前記内壁面の前記発光ダイオード側の並行壁面の端部と外壁面の前記発光ダイオード側の並行壁面の端部とが傾斜面で接続されていてもよい。
更に、前記導光部材の、前記液晶ディスプレイ側と対向する面に、前記発光ダイオードの光を拡散して出射する微細な凹凸拡散パターンを形成してもよい。
更にまた、前記導光部材と、前記液晶ディスプレイとの間に、前記発光ダイオード群からの光及び前記導光部材で導かれた光を拡散する拡散部材を配置してもよい。更にまた、前記導光部材の傾斜面に、プリズムパターンを形成してもよい。
上記の本発明の構成によれば、バックライトとしてLEDを用いた液晶ディスプレイ機器において、大面積の液晶ディスプレイを均一に高輝度に照射することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、液晶ディスプレイ機器の概略構成図である。図1の正面図においては、説明を解かり易くするために構成部品の一部である液晶ディスプレイ3を透視して示している。液晶ディスプレイ機器1の筐体2内には、情報を表示する液晶ディスプレイ3と、液晶ディスプレイ3の背面にバックライト装置としての複数個のLED光源(以下、単に「LED」と称する)7と、LED7を縦横のマトリックス状に載置した回路基板4とが配置されている。回路基板4と液晶ディスプレイ3との間には、点光源のLED7の光を面光源として、液晶ディスプレイ3を高輝度に照射するための導光部材5を有している。さらには、導光部材5から出射された光や、LED7から直接照射される光を液晶ディスプレイ3に均一に照射するための、板状もしくはシート状に構成された拡散部材6を設けている。ここで、拡散部材6は、導光部材5と一体的に構成してもよい。
つぎに、図2及び図3を参照にして、本発明に係るバックライト装置の第1実施例について説明する。図2は、本発明に係るバックライト装置の第1実施例の概要を示す分解斜視図で、図3はその断面図である。尚、図2、図3は、説明を容易にするために1組のバックライト装置のみを図示しているが、実際にはこの1組のバックライト装置は、前述のように縦横のマトリックス状に複数を配設されている。また、マトリック状に配設されるLED7の間隔は、LED7の光量によって定められるものである。すなわち、1つのLED7によって、液晶ディスプレイ3の所定の面積を所望の輝度で照射するように設定されることになる。
よって、本実施例において、複数個のLED7を載置する回路基板4の表面積、各LED7に対応して設けられた導光部材5の全ての断面積の合計、及び拡散部材6の表面積は、各々、液晶ディスプレイ3の表示面に略等しい大きさとなる。
ここで、本実施例のバックライト装置は、図2及び図3に示すような回路基板4上に載置された光源(LED)7と、LED7からの光を液晶ディスプレイ3の方向に出射する光として導く導光部材5と、導光部材5からの出射光を拡散し、液晶ディスプレイ3に照射する拡散部材6とを備えているものとする。これにより、LED7の光を液晶ディスプレイ3に均一で高輝度に照射可能にしている。本実施例の導光部材5は、液晶ディスプレイの表示面と直交する方向に導光する筒状の形状を為しており、その内壁面と外壁面のそれぞれに反射面を形成している。これにより、LED7からの光を内壁面と外壁面の反射面でそれぞれ反射させことにより液晶ディスプレイ3へ導くようにしている。筒状の導光部材5は、その液晶ディスプレイの表示面もしくは回路基板4の主平面と平行な断面の形状は、本実施形態では四角形状を為すものとしている。この導光部材5の詳細については後述するものとする。
続いて、本実施例に係るバックライト装置の構造について詳細に説明する。LED7は、回路基板4の液晶ディスプレイ3側の平面41上に載置され、回路基板4の平面41、あるいは対向平面42に付設される配線(図示しない)にワイヤボンディング等によって電気的に接続されて、通電される。そのLED7は、光輻射において所定の指向特性をもっている。
導光部材5は、光透過性を有する例えば透明樹脂により形成されている。また導光部材5は、回路基板4の平面41に載置されており、LED7の四方を囲むように回路基板4の平面41と直交する方向を中心軸とした筒状に形成している。換言すれば、導光部材5は、その内部が中空にされた四角柱の形状を為しており、その中空部分57にLED7が位置するように回路基板4の平面41に配置される。更に、本実施例に係る導光部材5は、その内壁面52と外壁面53とで形成される肉厚部分(透明樹脂部分)を光の導光部として構成しており、更にまた、内壁面52と外壁面53とは、それぞれ反射面が構成されている。従って、本実施形態に係る導光部材5は、LED7を内在する中空部分57とLED7の周辺に位置する肉厚部分の2つの導光部を備えた、複合導光体を構成するものである。ここで内壁面52と外壁面53は、4つの各面において互いに平行であるものとする。
尚、図2及び図3に示される実施例における導光部材5の形状は、LED7をマトリックス状に配置するに都合の良い略四角柱の筒状形状としているが、この筒状の平面形状は、円形であっても他の多角形であってもよい。また、本実施例においては、1つのLED7に対し1つの導光部材5を設けているようにしているが、複数個(例えば2〜5個)のLED7のサブグループとし、そのLED7のサブグループを囲うように導光部材5を設けてもよい。すなわち複数個のLEDを単位として、当該複数個のLED7毎に導光部材5を設けるようにしてもよい。
導光部材5は、LED7の光を液晶ディスプレイ3に効率良く照射するために、下端部51をLED7の載置されている回路基板4の平面41と接触、あるいは近接するように配置し、また回路基板4上におけるLED7を導光部材5の中空部分58に包含するように設置される。導光部材5の中心軸方向の寸法(高さ)は、図2に示されるように(h)である。ここで、内壁面52の下端部58(すなわちLED7側の端部)は、外壁面53の下端部51(すなわちLED7側の端部)よりも距離(h1)だけLED7の光出射側(つまり液晶ディスプレイ3側)に位置している。換言すれば、内壁面52の下端部58の位置は、距離(h1)液晶ディスプレイ3側へシフトされている。また内壁面52の高さは(h2)であり、外壁面53の上端部と内壁面52の上端部は同一平面状にあるため、h、h1及びh2は、図2に示されるようにh=h1+h3の関係にある。
更に、外壁面53の下端部51と内壁面52の下端部58とは、傾斜部521で互いに接続されている。すなわち外壁面53の下端部51と内壁面52の下端部58との間には傾斜部521が形成されており、この傾斜部521は、外壁面53の下端部に向かって漸次拡大する形状となっている。
ここで、導光部材5の外壁面53は、導光部材5に入射された光を反射させ液晶ディスプレイ3に導光する反射面として作用させるための処理が施されている。すなわち、LED7から輻射され導光部材5に入射された光が、導光部材5の外壁面53より外側の領域には、原則的に出光されない様にしている。よって、導光部材5の外壁面53の幅(D)は、液晶ディスプレイ3を所望の輝度で照射する所望の範囲(L)に対応して設定されることになる。一方、導光部材5の内壁面52の幅(d)は、LED7の指向特性、すなわちLEDからの出射光の指向角度に基づいて設定される(詳細は後述する)。
さらには、導光部材5の下部(LED7側)に設けられる傾斜面521には、LED7からの光を導光部材5に入射し、液晶ディスプレイ3方向に導光するためのプリズムパターン55(図3は概念的な形状を拡大して図示)が形成されている。ここで、プリズムパターン55は、傾斜面521の全平面に渡って形成されているものとする。また、導光部材5の液晶ディスプレイ3と対向する上側の平面54は、導光部材5に入射された光を出射する面であり、例えば図3に示されるように、光を拡散して液晶ディスプレイ3に照射するための凹凸拡散パターン56を形成してもよい。また、内壁面52にも、外壁面53による反射光を反射する面として、またLED7からの直接の高角輻射光を反射する面として、反射処理の加工が施されて反射面とされている。
図2及び図3に示す第1の実施例における導光部材5は、中央部で上下に貫通した筒状としていることから、LED7の指向特性によって、低角輻射光が中央の中空部分57から液晶ディスプレイ3に直接照射される。このため、液晶ディスプレイ3の中空部分57と対応する部分の輝度が他の部分と比べて非常に高くなり、液晶ディスプレイ3に輝度むらが生じる原因となる。これを回避するために、導光部材5と液晶ディスプレイ3の間にLED7の光を拡散する拡散部材6を配置することが好ましい。
上記第1実施例は、拡散部材6と導光部材5を別部材として構成しているが、拡散部材6と導光部材5とを一体的に構成してもよい。これを本発明の第2実施例として図4を参照しつつ説明する。図4において、導光部材5の中央部の上部(液晶ディスプレイ3側の部分)には、凹凸拡散パターン56が形成された拡散面542が中空部分57を覆うように設けられている。つまり本実施例は、第1の実施例に比べ、中空部分57の上部が拡散面542により覆われている点で相違しており、傾斜面521、プリズムパターン55、内壁面52及び外壁面53の構成、機能等は第1の実施例と同一である。
本実施例に係る導光部材は、中空部分を有する筒状の導光部材5と、その上側を覆うように導光部材5の上面に取り付けられた拡散面542とにより箱型の形状を為している。すなわち本実施例は、実質的に導光部材5と拡散部材6とを一体化させたものであり、第1実施例における導光機能と拡散部材6の拡散機能とを併せ持つものとなっている。従って本実施例に拠れば、LED7の光を液晶ディスプレイ3に導光、および拡散するバックライト装置が、より簡素な構造として実現できる。
次に、LED7からの光が導光部材5によって液晶ディスプレイ3へ導かれる様子を、図4に示すように、3つの光((イ)光、(ロ)光、(ハ)光)を例にして説明する。尚、以下に説明するLED7からの光の導光の様子は、先に説明した第1実施例でも同様である。
LED7の光は、所定の指向特性を有しており、その指向特性よって定まる指向角度をαとする。この指向角度αの範囲内においてLED7から出射される(イ)光、すなわち低角輻射光は、導光部材5の内壁面52に入射する(当たる)ことなく直接拡散面平面542に入射される。ここで低角輻射光は、LED7の光軸に対して小さい角度(ここでは指向角度α以内)でLED7から出射される光とする。また、角度αの範囲の境界を直線Aで示すものとする。この低角輻射光は、拡散面542の出射面に形成された凹凸拡散パターン56により拡散されて液晶ディスプレイ3に照射される。これにより、LED7からの光を、液晶ディスプレイ3上に高輝度でかつ均一に照射することができる。
ここで、LED7からの低角輻射光が液晶ディスプレイ3を直接照射できる範囲は、直線Aと液晶ディスプレイ3のLED7側の面と交差する位置より内側のエリアとなる。仮に、図4の(イ)光で示された低角輻射光のみで液晶ディスプレイ3を照射するならば、導光部材5を用いずに、拡散部材6のみで低角輻射光を液晶ディスプレイ3上にほぼ均一に照射することができる。しかしながら、この場合、LED7が液晶ディスプレイ3を照射可能なエリアは、図4の(l)に示すように狭くなってしまう。照射可能エリアを例えば図4の(L)まで広げようとする場合は、LED7の液晶ディスプレイ3に対する距離を長くする必要がある。この場合、液晶ディスプレイ機器の奥行きが大きくなり、機器の薄型化に不利となる。またLED7からの液晶ディスプレイ3までの距離が離れるために液晶ディスプレイ3照射する光の全体の輝度を低下することになる。また、照射エリア(l)のままLED間の輝度むらが無いようにLEDを配置しようとすると、LED相互間の配置間隔を狭める必要があり、このため使用するLEDの個数も増大する。
液晶ディスプレイ機器1の薄型化、およびLED7の光源数の削減を図りながら、かつ簡素な構成によって高輝度で均一な画質を得るためには、上述した低角輻射光のみならず、LED7の指向角度αよりも大きい出射角度を持つ高角輻射光の(ロ)光、(ハ)光を利用する必要がある。本実施形態では、このような高角輻射光を、上述した導光部材5によって有効に利用して、液晶ディスプレイ機器1の薄型化及び部品点数の削減をしつつ高画質な映像を得るようにしたものである。
すなわち、図4に示すように、指向角度αの範囲の境界を示す直線Aと拡散面542とが交差する位置に導光部材5の内壁面52を設ける。これにより、LED7の指向角度αよりも大きな高角輻射光は、導光部材5の内壁面52に入射される。高角輻射光の(ロ)光、(ハ)光のうち、空気中から導光部材5への入射光の臨界角(β度)以上の出射角を持つ光(例えば(ロ)光)は内壁面52に入射されて反射され、拡散面542に導かれる。内壁面52における反射損失を低減するために、内壁面52は反射処理がなされている。
臨界角βよりもさらに高角輻射の(ハ)光は、導光部材5の傾斜面521に屈折入射される。図5は、高角輻射光の傾斜面521への入射状態を説明する図である。図5(b)は、傾斜面521への入射状態を説明し、図5(c)は傾斜面521に設けられたプリズムパターン55への入射状態を説明している。また、図5(a)は比較のために、導光部材5に傾斜面521を設けない場合の光の導光状態を示す。
図5(b)、(c)に示すように、傾斜面521に入射された高角輻射の(ハ)光は、傾斜面521で屈折されて進行方向を変え、外壁面53に入射される。外壁面53は、導光部材5に入射された光を損失無く液晶ディスプレイ3に照射するために反射面とされている。従って、この外壁面53に入射された光は、外壁面53で全反射され、場合によっては更に再度内壁面52によって全反射され、拡散面542の導光部材の上面部もしくは上側の平面54に導かれる。この構成によって、高角輻射の(ハ)光は、損失が低減されつつ、拡散面542の凹凸拡散パターン56、もしくは平面54の凹凸拡散パターン56により拡散されて液晶ディスプレイ3を均一に照射する。
図5(b)に示されるように、この臨界角βの範囲の境界を示す直線Bと内壁面52とが交差する点(内壁面52の下端部58)を始点として、導光部材5の下端部に向かって傾斜面521が形成されている。この傾斜面521は、導光部材5の下端部に向かって漸次拡大する形状となっている。このように導光部材5に傾斜面521を設けることによって、外壁面53に向かう高角輻射光の、外壁面53に対する入射角を大きくすることができる。この傾斜面521がない場合、図5(a)に示されるように、
高角輻射光の外壁面53への入射角が小さくなり、高角輻射光は外壁面53と内壁面52との間で反射を繰り返す回数が増加する。よって、本実施例では、傾斜面521によって高角輻射光の外壁面53への入射角を大きくし、高角輻射光を外壁面53で全反射し易くしている。
また、図5(c)に示すように、傾斜面521にプリズムパターン55を形成してもよい。これにより、傾斜面521に入射した光の進行方向をより早く液晶ディスプレイ3側に向けることができ、さらには、外壁面53への入射角を大きくして全反射をより発生させやすくすることができる。
本実施形態の導光部材5は、LED7の指向特性に対応して、LED7の低角輻射光と高角輻射光を各々最適な導光方法により、損失を低減して液晶ディスプレイ3への照射することができる。本実施形態の導光部材5は、反射光の損失を無くす、もしくは損失を低減しつつ照射方向に導光することができる。これにより、本実施形態によれば、LED7の点光源を液晶ディスプレイ3に面光源として利用することができ、機器の薄型化を達成しつつ、より均一で高輝度な画質の液晶ディスプレイ機器を実現できる。
尚、内壁面52及び外壁面53は平面形状であり、その反射面の処理は、高反射性のシート部材等を導光部材5に貼り付けることにより行うことができる。また、導光部材5の内壁面52及び外壁面53に高反射性の塗料を塗布してもよく、またアルミニウームや銀等の高反射率の金属を蒸着して構成しても良い。
本実施形態における1組のバックライト装置は、液晶ディスプレイ3の所定の面積(L)を所望の輝度で照射するために、照射面積(L)に略等しい大きさ(D)の導光部材5を用いる構成としていることから、1組のバックライト装置の照射能力を適宜設定することができ、かつ同一の性能状態を確保できる。よって、液晶ディスプレイ3の表示面積に応じて1組のバクライト装置を複数組み合わせて一体構成として、所望の画面サイズに対応するバックライト装置を提供でき、かつ画面サイズに係わらず所定の輝度を得ることが容易に実現できるものである。
また、大画面に対応するバックライト装置でありながら、小形のバックライト装置の結合体で構成しているので、導光部材等の生産において小形の製造設備で対応が可能であり、画面サイズに対応した新たな開発も省略でき生産の効率化が図れる。さらには、同一物を多量に生産することから価格の低減等も図れる等の効果を有するものである。
尚、複数個のバックライト装置を、枠体部材により保持することで結合してもよく、またバックライト装置同士を接着によって互いに結合してもよい。
液晶ディスプレイ機器の概略構成図である。 本発明におけるバックライト装置の第1実施例を示す図。 本発明におけるバックライト装置の第1実施例を示す図。 本発明におけるバックライト装置の第2実施例を示す図。 高角輻射光の導光部材5への入射の様子を説明する図。
符号の説明
1…液晶ディスプレイ機器、2…筐体、3…液晶ディスプレイ、
4 回路基板、5…導光部材、6…拡散部材、7…発光ダイオード。

Claims (6)

  1. 液晶ディスプレイと、前記液晶ディスプレイの背面に配置され、該液晶ディスプレイに光を照射する直下型のバックライトとを有する液晶ディスプレイ機器において、
    前記バックライトは、複数の発光ダイオード群であって、
    前記複数の発光ダイオードの少なくとも1つ以上毎に対応して設けられた透光性の導光部材を備え、
    前記透光性の導光部材は、前記液晶ディスプレイの表示面と直交する方向に導光部を設けた筒状の形状を為しており、該筒状の導光部材の外壁面と内壁面の各々には反射面が構成され、これら反射面により前記発光ダイオードから光を反射するとともに、導光部材によって導光して前記液晶ディスプレイ側へ導くように構成した
    ことを特徴とする液晶ディスプレイ機器。
  2. 請求項1に記載の液晶ディスプレイ機器において、前記筒状の導光部材は、前記液晶ディスプレイの表示面と平行な断面の形状が多角形もしくは円形であることを特徴とする液晶ディスプレイ機器。
  3. 請求項1に記載の液晶ディスプレイ機器において、
    前記導光部材の液晶ディスプレイ側の内壁面と外壁面は、所定の長さを有する並行壁面で構成され、
    前記導光部材の内壁面の、前記発光ダイオード側の端部は、前記導光部材の外壁面の、前記発光ダイオード側の端部よりも前記液晶ディスプレイ側に位置しており、前記内壁面の前記発光ダイオード側の並行壁面の端部と外壁面の前記発光ダイオード側の並行壁面の端部側との間に傾斜面が形成されていることを特徴とする液晶ディスプレイ機器。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶ディスプレイ機器において、
    前記導光部材の、前記液晶ディスプレイ側と対向する面に、前記発光ダイオードの光を拡散して出射する微細な凹凸拡散パターンを形成したことを特徴とする液晶ディスプレイ機器。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ機器において、
    前記導光部材と、前記液晶ディスプレイとの間に、前記発光ダイオード群からの光及び前記導光部材で導かれた光を拡散する拡散部材を配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ機器。
  6. 請求項4に記載の液晶ディスプレイ機器において、
    前記導光部材の傾斜面に、プリズムパターンを形成したことを特徴とする液晶ディスプレイ機器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109823A1 (ja) 2009-03-23 2010-09-30 新日本石油株式会社 水素化精製用触媒およびその製造方法、炭化水素油の水素化精製方法
JP2015225345A (ja) * 2014-05-29 2015-12-14 友達光電股▲ふん▼有限公司AU Optronics Corporation 透過表示機能を有する表示装置及びこの表示装置を備える電子装置
JP2019144378A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 株式会社五藤光学研究所 プラネタリウムの恒星投映筒

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5496344B2 (ja) * 2009-10-14 2014-05-21 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション バリアブルなフラワーディスプレイのバックライトシステム
US9035975B2 (en) 2009-10-14 2015-05-19 Dolby Laboratories Licensing Corporation Variable flower display backlight system
EP3591463B1 (en) * 2011-09-09 2022-11-02 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting unit
JP6404363B2 (ja) * 2014-12-11 2018-10-10 堺ディスプレイプロダクト株式会社 照明装置及び表示装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114573U (ja) * 1974-07-18 1976-02-02
JPS5120776U (ja) * 1974-08-02 1976-02-16
JPH0162587U (ja) * 1987-10-15 1989-04-21
JPH11213730A (ja) * 1998-01-26 1999-08-06 Mitsubishi Electric Corp 照明器具
JP3110287U (ja) * 2005-02-09 2005-06-16 科橋電子股▲ふん▼有限公司 ライトガイドの入光構造
JP2005339822A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Hitachi Displays Ltd バックライト装置及び表示装置
WO2006033030A1 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system
JP2007194119A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Skg:Kk 面発光装置
JP2007194132A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Fujifilm Holdings Corp 照明装置
JP2008523600A (ja) * 2004-12-09 2008-07-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 照明システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5613769A (en) * 1992-04-16 1997-03-25 Tir Technologies, Inc. Tir lens apparatus having non-circular configuration about an optical axis
US5592578A (en) * 1995-11-01 1997-01-07 Hewlett-Packard Company Peripheral optical element for redirecting light from an LED
JP3585097B2 (ja) * 1998-06-04 2004-11-04 セイコーエプソン株式会社 光源装置,光学装置および液晶表示装置
US7072096B2 (en) * 2001-12-14 2006-07-04 Digital Optics International, Corporation Uniform illumination system
US7510316B2 (en) * 2003-07-14 2009-03-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ultra compact illumination system for display systems
JP2006302710A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 面光源装置
US7720347B2 (en) * 2006-03-28 2010-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight having all-in-one type light guide plate and method of manufacturing all-in-one type light guide plate
EP2050138A2 (en) * 2006-07-31 2009-04-22 3M Innovative Properties Company Integrating light source module
TWI410711B (zh) * 2007-03-27 2013-10-01 Cpt Technology Group Co Ltd 背光模組及具有此背光模組之液晶顯示器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114573U (ja) * 1974-07-18 1976-02-02
JPS5120776U (ja) * 1974-08-02 1976-02-16
JPH0162587U (ja) * 1987-10-15 1989-04-21
JPH11213730A (ja) * 1998-01-26 1999-08-06 Mitsubishi Electric Corp 照明器具
JP2005339822A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Hitachi Displays Ltd バックライト装置及び表示装置
WO2006033030A1 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system
JP2008523600A (ja) * 2004-12-09 2008-07-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 照明システム
JP3110287U (ja) * 2005-02-09 2005-06-16 科橋電子股▲ふん▼有限公司 ライトガイドの入光構造
JP2007194119A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Skg:Kk 面発光装置
JP2007194132A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Fujifilm Holdings Corp 照明装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109823A1 (ja) 2009-03-23 2010-09-30 新日本石油株式会社 水素化精製用触媒およびその製造方法、炭化水素油の水素化精製方法
JP2015225345A (ja) * 2014-05-29 2015-12-14 友達光電股▲ふん▼有限公司AU Optronics Corporation 透過表示機能を有する表示装置及びこの表示装置を備える電子装置
JP2019144378A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 株式会社五藤光学研究所 プラネタリウムの恒星投映筒
JP7104874B2 (ja) 2018-02-20 2022-07-22 株式会社五藤光学研究所 プラネタリウムの恒星投映筒

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