JP3080870B2 - 照明ユニットおよびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透過型の表示装置に
使用される照明ユニットおよびそれを用いた液晶表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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などの情報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。また、これら
の液晶表示装置に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
を当てるという構成をとっているものが多い。この照明
ユニットには、導光板を表示体の裏面に置き、その導光
板の端面に蛍光管等の線光源を配置するエッジライト方
式と、光源を表示体の裏面に設ける直下型方式に大きく
分類される。この両者を比較した場合、直下型方式は比
較的高輝度を得られるが薄型化には適さず、エッジライ
ト方式は薄さと発光面の輝度均一性に優れるが高輝度化
の面で不利であるということができる。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照明ユ
ニットの方式としては、薄さを優先してエッジライト型
方式を採用することが多い。

【０００３】図６と図７は従来のエッジライト方式の照
明ユニットを示す。この照明ユニットは、光を伝達する
平板状の透明な導光板１と、この導光板１の４辺のうち
の少なくとも１辺に近接して設けられた蛍光放電管２
と、蛍光放電管２から発せられた光を導光板１の入射側
端面Ｄに導く反射フィルム３が配置されている。

【０００４】反射フィルム３には高反射率を持つ白色フ
ィルムがよく使用されるが、最近はさらに高輝度を得る
ための高反射フィルムとして、ポリエステルフィルムに
銀（Ａｇ）蒸着を施したものが使用されるようになって
きた。

【０００５】導光板１の裏面には反射シート４が配置さ
れており、導光板１の裏面から外へ出る光を再度導光板
１の中へ戻し出射面Ｅから出る照明光を増大させるとい
う役割を持たせている。導光板１の出射面の側には均斉
度を高めるために拡散板５が設置されている。

【０００６】また、蛍光放電管２の両端には、外部から
電圧を供給するためのリード６が設けられており、出力
周波数が 40 kHz 〜 100 kHzの高周波の交流を発生する
インバータ等の電源ユニット部に接続されたリード線７
に半田づけ等により接続されている。

【０００７】一般的に蛍光放電管２を駆動するためには
高い電圧が必要であり、安全性確保のためリード６およ
びリード線７の露出部を覆うために、ゴム等の絶縁体で
円筒状に形成されたキャップ８が取り付けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、反射フィ
ルム３に銀（Ａｇ）等の高反射金属膜を形成したフィル
ムを使用した場合、この導電性の金属膜が蛍光放電管２
に近接すると、 40 kHz〜 100 kHzの高周波の交流で蛍
光放電管２が駆動されているため、近くの導体、すなわ
ち金属膜が浮遊容量となりインピーダンスが増加し、蛍
光放電管２の点灯特性に異常を生じたり、蛍光放電管２
の発光効率を低下させ、照明ユニットとしての輝度を低
下させるという問題がある。

【０００９】本発明は、簡単な構成で、安定した点灯特
性を持ち、薄型で高い輝度を得ることができる照明ユニ
ットおよびこれを使用した液晶表示装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の照明ユニット
は、導光板の入射側端面に近接して蛍光放電管を配置
し、内側に高反射金属からなる反射面を有する反射体に
よって前記蛍光放電管を包み込み、前記蛍光放電管の両
端の電極部を覆い、かつ前記蛍光放電管と反射体の前記
反射面及び導光板の前記入射側端面の距離を保つキャッ
プを有する照明ユニットにおいて、前記キャップの外形
は、前記導光板の厚み方向に短径、前記導光板の厚み方
向と直角方向には長径を有し、かつ長径と平行な辺を有
する小判形状あって、前記短径は照明ユニット全体の厚
みと同程度としたことを特徴とし、照明ユニット全体の
厚みを薄く保ちつつ、最大の効率で蛍光放電管から導光
板端面へ光を入射させることが可能となり、より高輝度
の照明ユニットを実現できる。

【００１１】さらに望ましくは、高反射金属を銀で構成
したり、また、導光板の厚みと直角の方向における蛍光
放電管の外形から反射面までの距離を0.6mm〜1.2mmに設
定するのが良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図５（ａ）に基づいて説明する。図１と図２に示すよ
うに、光を伝達する平板状の透明な導光板１と、この導
光板１の入射側端面Ｄに沿って設けられた蛍光放電管２
と、蛍光放電管２から発せられた光を導光板１の端面に
集めて中へ導く反射体としての反射フィルム３が配置さ
れている。

【００１３】なお、蛍光放電管２は外径が 2.4 mm 〜
2.6 mm ，ガラス厚が 0.3 mm 〜 0.5mm であった。蛍光
放電管２を駆動する電源周波数は 40 kHz 〜 100 kHzで
あった。

【００１４】導光板１の裏面には反射シート４が配置さ
れており、導光板１の裏面から外へ出る光を再度導光板
１の中へ戻し出射照明光を増大させる役割を持たせてい
る。また、導光板１は裏面に印刷されたドットパターン
（図示せず）等と、表面側に設置された拡散板５によ
り、バックライトの出射照明光の均斉化が図られてい
る。

【００１５】反射フィルム３は、照明ユニットとしてよ
り高い輝度を得るために、ポリエステルフィルムに銀
（Ａｇ）の薄膜を蒸着等の手段により形成することによ
り高反射率としたフィルムを使用している。

【００１６】蛍光放電管２の両端のリード６およびリー
ド線７の部分と蛍光放電管２の端部を覆うようにキャッ
プ８が取り付けられている。キャップ８はゴム等の絶縁
体で形成されており、内部に蛍光放電管２およびリード
線７が入るように中空になっている。このキャップ８に
より電極露出部を絶縁して装置としての安全性を確保し
ている。

【００１７】反射フィルム３はキャップ８に沿って巻き
付けて蛍光放電管２を包み込んでおり、反射フィルム３
の両端は、導光板１の側面部Ｃ１，Ｃ２に接着剤により
固定されている。

【００１８】キャップ８の外形は、導光板１の厚み方向
に短径Ａ、その直角方向に長径Ｂを有し、かつ長径と平
行な辺を有する小判型形状を呈している。この小判型の
短径Ａは、蛍光放電管２と反射フィルム３の間隔Ｔが一
定の距離を保つように、かつ照明ユニット全体の厚みを
越えない範囲で設定される。一般的に蛍光放電管２の直
径は導光板１の厚みよりやや小さい程度が照明ユニット
として最も光利用効率が高いことが知られており、キャ
ップ８の短径Ａを照明ユニット全体の厚みと同程度とす
ることにより蛍光放電管２の外形と反射フィルム３の距
離Ｔが 0.3 mm〜 0.5 mm 程度に保たれ、反射フィルム
３の影響により蛍光放電管２の点灯異常を生じたりする
ことがなく照明ユニット全体の厚みも最小に抑えること
ができた。

【００１９】一方、このキャップ８の長径Ｂは、蛍光放
電管２から反射フィルム３までの間隔Ｓが 0.6 mm 〜
1.2 mm となるように設定されている。反射フィルム３
を、蛍光放電管２から発せられた光を光学的に反射し所
定の方向に集める反射板として考えた場合、反射フィル
ム３は蛍光放電管２に近接させた方が効率が良いといえ
るが、反射フィルム３のように金属膜を形成したフィル
ムの場合、金属膜が高周波で駆動される蛍光放電管２に
対する近接導体となり、反射フィルム３が蛍光放電管２
に近接すればするほど蛍光放電管２の発光効率を低下さ
せる大きな要因となる。したがってこの両者の作用を考
慮し、蛍光放電管２の外形から反射フィルム３までの間
隔Ｓと、導光板１の発光面における輝度の関係を調べた
結果、図３の（ａ）（ｂ）に示すように、Ｓが 0.6 mm
〜 1.2 mm の間が効率が高く、特に0.8 mm 〜 1.0 mm
の領域で最も高い効率を得ることが明らかとなった。こ
れよりも間隔が狭いと金属膜の影響で蛍光放電管２の発
光効率が低下し、広いと反射板としての光学的な損失が
大となり従来より輝度が低下してしまう。

【００２０】すなわち、照明ユニットとして簡易な構成
で、かつ薄型で発光効率の高いものを実現するために、
蛍光放電管２の両端のキャップ８で蛍光放電管２と反射
フィルム３との距離を一定に保ち、その間隔を導光板１
の厚みと同一方向と直角方向で各々最適に設定するため
にはＳ寸法をＴ寸法よりも大きく設定することが必要と
なり、キャップ８の外形を小判型形状としている。

【００２１】また、小判型形状にすることにより上下お
よび左右対称な形状となるため、蛍光放電管２の両端に
配置するキャップ８はそれぞれまったく同一形状のもの
を使用することが可能となる。

【００２２】図４は本発明における照明ユニットを使用
した液晶表示装置を示したものである。前述した、少な
くとも蛍光放電管２と導光板１と反射フィルム３と楕円
状のキャップ８で構成された照明ユニットが、樹脂枠体
９の下部に配置され、裏面カバー１０により前記照明ユ
ニットを機械的に保護するとともに樹脂枠体９にビス等
で保持される構成としている。樹脂枠体９の上部には、
液晶表示素子１１と、ＴＡＢ（Tape Automated Bondi
ng）実装された液晶駆動用ＬＳＩ１２と、バス回路基板
１３が、互いに接続された状態で設置されている。さら
に、液晶表示素子１１の上部に、液晶表示部分を開孔し
た金属フレーム１４を設置することにより液晶表示装置
が完成される。

【００２３】なお、上記の実施の形態では、直線状の蛍
光放電管２を使用した場合について説明したが、必ずし
も直線状でなくともよく、例えばＬ字型等の蛍光放電管
を使用することも可能である。

【００２４】また、本発明の実施の形態で説明した、キ
ャップ８の外形形状である小判形状を図５の（ａ）に示
す。さらに、小判型とほぼ同等の効果が得られる参考例
として、楕円形状を図５の（ｂ）に示す。Ｆは貫通孔で
ある。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の照明装置による
と、導光板の入射側端面に近接して蛍光放電管を配置
し、内側に高反射金属からなる反射面を有する反射体に
よって前記蛍光放電管を包み込み、前記蛍光放電管の両
端の電極部を覆い、かつ前記蛍光放電管と反射体の前記
反射面及び導光板の前記入射側端面の距離を保つキャッ
プを有する照明ユニットにおいて、前記キャップの外形
は、前記導光板の厚み方向に短径、前記導光板の厚み方
向と直角方向には長径を有し、かつ長径と平行な辺を有
する小判形状あって、前記短径は照明ユニット全体の厚
みと同程度としたため、特別な部材を使うことなく、簡
単な構成で、安定した点灯特性を持ち、薄型で従来以上
に高い輝度を得ることができるものである。

【００２６】また、キャップの形状を最適化して上記効
果を得られるとともに、蛍光放電管の両端部のキャップ
の形状を同一にすることができ、部品の共通化が図れ組
立性も良好であるという効果がある。

【００２７】また、この照明ユニットを使用した液晶表
示装置によると、高輝度の安定した表示を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における照明ユニット断面図

【図２】同実施の形態の平面図

【図３】同実施の形態における反射フィルムの位置と照
明ユニットの輝度との説明図

【図４】同実施の形態の照明ユニットを使用した液晶表
示装置の断面図

【図５】同実施の形態の照明ユニットで使用したキャッ
プ形状と参考例のキャップ形状を示す正面図

【図６】従来の照明ユニットの断面図

【図７】従来の照明ユニットの平面図

【符号の説明】

１ 導光板 ２ 蛍光放電管 ３ 反射フィルム〔反射体〕 ８ キャップ １１ 液晶表示素子 Ｄ 導光板１の入射側端面 Ｅ 導光板１の出射面

フロントページの続き (72)発明者 長浜 寛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 唐崎 安彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−9305（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−47585（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13357 F21V 8/00 601 G02B 6/00 331 G02F 1/1333

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導光板の入射側端面に近接して蛍光放電
   管を配置し、内側に高反射金属からなる反射面を有する
   反射体によって前記蛍光放電管を包み込み、前記蛍光放
   電管の両端の電極部を覆い、かつ前記蛍光放電管と反射
   体の前記反射面及び導光板の前記入射側端面の距離を保
   つキャップを有する照明ユニットにおいて、 前記キャップの外形は、前記導光板の厚み方向に短径、
   前記導光板の厚み方向と直角方向には長径を有し、かつ
   長径と平行な辺を有する小判形状あって、前記短径は照
   明ユニット全体の厚みと同程度とした 照明ユニット。
2. 【請求項２】 前記高反射金属が銀である請求項１記載
   の照明ユニット。
3. 【請求項３】 導光板の厚み方向と直角の方向におけ
   る、前記蛍光放電管の外形から前記反射体の反射面まで
   の距離を、0.6mm〜1.2mmとした請求項１記載の照明ユニ
   ット。
4. 【請求項４】 請求項１記載の照明ユニットを使用した
   液晶表示装置。