JPWO2004027312A1 - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
光源と、光源を出射した光を導光させる導光板と、導光板の表面の少なくとも一部に配される反射シートと、反射シートが配された導光板を収容する筐体とを備えた照明ユニットにおいて、筐体と導光板との間に存在する空間が、導光板の表面に配された反射シートを延設した延設部によって、導光板の上方の空間と隔てられている。
Description
本発明は、導光板の側面に光源を配した構成を有する照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
〔技術背景〕
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等の情報機器の表示装置、あるいは携帯型テレビやビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特徴を生かし、液晶表示装置が多く用いられるようになっている。これらの液晶表示装置では、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構成を有するものが多い。
照明ユニットの1つとして、表示素子の裏面(素子の表示面と反対側の面)に配置した導光板の端面に蛍光放電管等の線光源を配置するエッジライト方式の照明ユニットがある。エッジライト方式は、照明ユニットの薄型化を図ることができるとともに、発光面において優れた輝度均一性を実現できるという特徴を有する。それゆえ、ノート型パーソナルコンピュータ等を構成する液晶表示装置のバックライトに用いられる照明ユニットでは、薄さを優先してエッジライト方式を採用することが多い。また、携帯型テレビやカーナビゲーションシステム等を構成する液晶表示装置では、薄さと輝度を両立させるために、2本以上の線状の蛍光放電管を備えたエッジライト方式や、あるいは、導光板の側部外周の広範囲に亘って連続して配設される形状の蛍光放電管、例えばL字型やU字型の蛍光放電管を使用したエッジライト方式を採用することが多い。
光源として用いられる該蛍光放電管は、高周波の交流によって駆動されて発光する。このため、導光板の側部に配置された蛍光放電管の両端部には、所定の駆動電圧を外部から供給するために、それぞれリード線が接続されている。そして、該両端部に接続された2本のリード線は、先端にコネクタが設けられ、さらに外部のインバータに接続されている。ここで、液晶表示装置では、優れた携帯性や省スペース化の実現が望まれることから、照明ユニットを構成する導光板、蛍光放電管、リード線等の部材をいかに照明ユニット内及び液晶表示装置内にコンパクトに配置して装置の軽量化および薄型化を図るかが重要である。
第6図は、従来のエッジライト方式の照明ユニットを光の出射側から見た時の模式的な平面図である。また、第7図は、第6図に示す照明ユニットを備えた液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図であり、照明ユニットの部分は第6図のVII−VII’線における断面図に相当する。なお、第6図では、構造の説明のために、第7図に示す照明ユニットの構成要素のうちの一部についてのみ示している。
第6図及び第7図に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9及び上部筐体10とを含む。そして、この照明ユニットUTの上に液晶パネル11及びフロントカバー12が配設されて液晶表示装置LDが構成される。
照明ユニットUTでは、平板状の透明な導光板1の隣接する2つの端面D1にわたって、光源としてL字型の蛍光放電管2が配設されている。この蛍光放電管2の各端部には、それぞれ半田付け等によりリード線7が取り付けられている。各リード線7は、蛍光放電管2が配設されていない導光板1の2つの端面D2の各々に沿って配置され、さらに、後述するように、下部筐体9の側面に設けられた貫通孔Hを通して、照明ユニットUTの外部に配置されたインバータ等の電源ユニット20に接続されている。照明ユニットUTの発光時には、蛍光放電管2を点灯させるために、リード線7を通じて高電圧が印加される。それゆえ、高電圧の印加に対する安全性の確保及び蛍光放電管2の電極の保護のため、リード線7と蛍光放電管2との接続部には、ゴム等の絶縁体で円筒状に形成されたホルダ8が取り付けられている。
蛍光放電管2が配置されていない導光板1の2つの端面D2と、導光板1の裏面(すなわち光出射面と反対側の面)と、蛍光放電管2を含め該蛍光放電管2が配設された導光板1の2つの端面D1周辺(以下、この領域をリフレクタ部RFと呼ぶ)とを、反射シート3が連続して覆っている。反射シート3としては、例えば、高反射率を有する白色の樹脂性フィルムが用いられる。また、反射シート3は、蛍光放電管2から遠ざかるにつれて光の拡散処理が促進されるような印刷パターンが設けられていてもよい。第8図は、反射シート3の展開図である。第8図に示すように、反射シート3は、前述の導光板1の各領域及びリフレクタ部RFを覆う所定形状に裁断されており、また、覆うべき各領域に対応して折り曲げることができるように、所定箇所に折り目印Sが設けられている。なお、ここでは前記各領域を連続して覆う1枚の反射シート3を用いているが、例えば、リフレクタ部RFを覆う反射シート3と導光板1を覆う反射シート3とを別個に設け、両者を両面テープ等で両者を接着させる構成であってもよい。しかしながら、第8図に示すように一体的な構成を有する反射シート3を用いると、照明ユニットの薄型化、装置コスト及び組み立て工程数の削減が図られるのでより有効である。
第7図に示すように、反射シート3で覆われた導光板1および蛍光放電管2と、反射シート3を介して導光板1の端面D2に配設されたリード線7とが、直方体状の箱形の下部筐体9内に収容されている。下部筐体9内において、各リード線7は、筐体の内壁と反射シート3で覆われた導光板1の端面D2とによって形成されるスペースE2内にそれぞれ収容されている。下部筐体9のスペースE2の所定箇所には、ユニットの外部と連通する貫通孔Hが設けられており、この貫通孔Hからリード線7が外部に引き出されている。一方、蛍光放電管2は、反射シート3とほぼ当接する筐体の内壁と導光板1の端面D1とによって形成されるスペースE1内に収容されている。
照明ユニットUTの小型化を図るために、蛍光放電管2を収容するスペースE1の幅M1と、リード線7を保持するスペースE2の幅M2とは、可能な限り狭くなっており、蛍光放電管2およびリード線7を配置するのに必要な最小幅となっている。ここで、リード線7の直径が蛍光放電管2の直径よりも小さいことから、スペースE2の幅2は、スペースE1の幅1よりも狭くなっている。なお、スペースE1の幅M1とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D1までの距離に相当し、スペースE2の幅M2とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D2までの距離に相当する。
下部筐体9に収容された導光板1の光出射面側には、さらに、光補正シート4,5が配設されている。この光補正シート4,5は導光板1に接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。光補正シートとしては、光を拡散する光拡散シートや、光を集光するプリズムシート等が用いられ、各種シートを必要に応じて任意の枚数配置する。それにより、導光板1から出射された光を拡散・集光するなどして光の均一化および高輝度化を図ることが可能となる。
下部筐体9に収納された導光板1及びその上に配設された光補正シート4,5を収容するように、下部筐体9の蓋材となる上部筐体10が下部筐体9に嵌合されている。このようにして、照明ユニットUTが構成される。この照明ユニットUTの導光板1の光出射面側に液晶パネル11が配置され、さらに、フロントカバー12が取り付けられて液晶表示装置LDが構成される。なお、液晶パネル11と光補正シート4,5とは接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。
上記構成を有する照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの動作時には、インバータ等の電源ユニット(図示せず)で発生した高周波の交流がリード線7を通して蛍光放電管2に与えられる。すると、蛍光放電管2に高電圧が印加され、蛍光放電管2が点灯する。蛍光放電管2から出射された光は、導光板1の端面D1から導光板1内に導入され、導光板1を伝達して出射面から出射する。この時、導光板1および蛍光放電管2から外部に漏れた光は、反射シート3で反射されて再び導光板1内に導かれるため、導光板1の光出射面からの光の出射量を増大させることが可能となる。導光板1から出射した光は、光補正シート4,5により拡散・集光等の補正を受けた後、上方に配置された液晶パネル11に入射する。液晶パネル11では、この光を利用して表示が行われる。以下においては、表示が行われる液晶パネル11の領域と、該領域の下方に位置し該領域に光を供給して表示に関与する領域とを、液晶表示装置LDの表示領域と総称する。
上記構成の従来の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、前述のように導光板1と光補正シート4,5とが接着されておらず、また、光補正シート4,5と液晶パネル11とが接着されていない。このため、導光板1と光補正シート4,5との間や、光補正シート4,5と液晶パネル11との間には隙間が生じており、それゆえ、この隙間に塵埃が入り込む。液晶表示装置LDの表示領域内に塵埃が侵入すると、塵埃により出力光が遮ぎられるため、輝度ムラの発生を招く。また、塵埃と光補正シート4,5との摩擦により光補正シート4,5等の表示領域の部材の損傷を招くため、発光能力が低下する。また、液晶パネル11と照明ユニットUTとの間に塵埃が入り込むと、両者を解体せずに塵埃を取り除くのは非常に困難である。
例えば、上記照明ユニットUTでは、前述のように、リード線7を外部に引き出すための貫通孔Hが下部筐体9に設けられおり、この貫通孔Hを介して、照明ユニットUTの内部がユニットの外部と連通している。このため、液晶表示装置の組み立て時等において生じた外部の塵埃が、第7図の矢印Gで示すように、下部筐体9に設けられた貫通孔Hを通じて、下部筐体9の内部に侵入し、さらに表示領域に侵入する。また、図示を省略しているが、下部筐体9には、上部筐体10との組立等のために貫通孔が複数形成されており、これらの貫通孔からも塵埃が内部に侵入する。さらに、ユニットの外部から侵入するだけでなく、もとからユニットの内部に存在していた塵埃も、表示領域に侵入する。
ここで、前述のように、リード線7が配置されたスペースE2の幅M2は、蛍光放電管2が配置されたスペースE1の幅M1よりも狭いため、スペースE2では、スペースE1に比べて、侵入した塵埃が表示領域に達するまでの距離が短くなる。それゆえ、スペースE2では、特に塵埃が有効表示領域に侵入する危険性が高い。
上記の問題を解決する方法の1つとして、塵埃の侵入経路(例えば第7図の矢印G)に、塵埃侵入防止用の部材を別部材として設置する方法が考えられる。しかしながら、前述のように、照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは軽量化及び小型化が望まれるため、導光板1から液晶表示装置LDの外形までの寸法や重量が制約されており、このような部材を導光板1の周囲に設けることは困難である。
〔技術背景〕
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等の情報機器の表示装置、あるいは携帯型テレビやビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特徴を生かし、液晶表示装置が多く用いられるようになっている。これらの液晶表示装置では、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構成を有するものが多い。
照明ユニットの1つとして、表示素子の裏面(素子の表示面と反対側の面)に配置した導光板の端面に蛍光放電管等の線光源を配置するエッジライト方式の照明ユニットがある。エッジライト方式は、照明ユニットの薄型化を図ることができるとともに、発光面において優れた輝度均一性を実現できるという特徴を有する。それゆえ、ノート型パーソナルコンピュータ等を構成する液晶表示装置のバックライトに用いられる照明ユニットでは、薄さを優先してエッジライト方式を採用することが多い。また、携帯型テレビやカーナビゲーションシステム等を構成する液晶表示装置では、薄さと輝度を両立させるために、2本以上の線状の蛍光放電管を備えたエッジライト方式や、あるいは、導光板の側部外周の広範囲に亘って連続して配設される形状の蛍光放電管、例えばL字型やU字型の蛍光放電管を使用したエッジライト方式を採用することが多い。
光源として用いられる該蛍光放電管は、高周波の交流によって駆動されて発光する。このため、導光板の側部に配置された蛍光放電管の両端部には、所定の駆動電圧を外部から供給するために、それぞれリード線が接続されている。そして、該両端部に接続された2本のリード線は、先端にコネクタが設けられ、さらに外部のインバータに接続されている。ここで、液晶表示装置では、優れた携帯性や省スペース化の実現が望まれることから、照明ユニットを構成する導光板、蛍光放電管、リード線等の部材をいかに照明ユニット内及び液晶表示装置内にコンパクトに配置して装置の軽量化および薄型化を図るかが重要である。
第6図は、従来のエッジライト方式の照明ユニットを光の出射側から見た時の模式的な平面図である。また、第7図は、第6図に示す照明ユニットを備えた液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図であり、照明ユニットの部分は第6図のVII−VII’線における断面図に相当する。なお、第6図では、構造の説明のために、第7図に示す照明ユニットの構成要素のうちの一部についてのみ示している。
第6図及び第7図に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9及び上部筐体10とを含む。そして、この照明ユニットUTの上に液晶パネル11及びフロントカバー12が配設されて液晶表示装置LDが構成される。
照明ユニットUTでは、平板状の透明な導光板1の隣接する2つの端面D1にわたって、光源としてL字型の蛍光放電管2が配設されている。この蛍光放電管2の各端部には、それぞれ半田付け等によりリード線7が取り付けられている。各リード線7は、蛍光放電管2が配設されていない導光板1の2つの端面D2の各々に沿って配置され、さらに、後述するように、下部筐体9の側面に設けられた貫通孔Hを通して、照明ユニットUTの外部に配置されたインバータ等の電源ユニット20に接続されている。照明ユニットUTの発光時には、蛍光放電管2を点灯させるために、リード線7を通じて高電圧が印加される。それゆえ、高電圧の印加に対する安全性の確保及び蛍光放電管2の電極の保護のため、リード線7と蛍光放電管2との接続部には、ゴム等の絶縁体で円筒状に形成されたホルダ8が取り付けられている。
蛍光放電管2が配置されていない導光板1の2つの端面D2と、導光板1の裏面(すなわち光出射面と反対側の面)と、蛍光放電管2を含め該蛍光放電管2が配設された導光板1の2つの端面D1周辺(以下、この領域をリフレクタ部RFと呼ぶ)とを、反射シート3が連続して覆っている。反射シート3としては、例えば、高反射率を有する白色の樹脂性フィルムが用いられる。また、反射シート3は、蛍光放電管2から遠ざかるにつれて光の拡散処理が促進されるような印刷パターンが設けられていてもよい。第8図は、反射シート3の展開図である。第8図に示すように、反射シート3は、前述の導光板1の各領域及びリフレクタ部RFを覆う所定形状に裁断されており、また、覆うべき各領域に対応して折り曲げることができるように、所定箇所に折り目印Sが設けられている。なお、ここでは前記各領域を連続して覆う1枚の反射シート3を用いているが、例えば、リフレクタ部RFを覆う反射シート3と導光板1を覆う反射シート3とを別個に設け、両者を両面テープ等で両者を接着させる構成であってもよい。しかしながら、第8図に示すように一体的な構成を有する反射シート3を用いると、照明ユニットの薄型化、装置コスト及び組み立て工程数の削減が図られるのでより有効である。
第7図に示すように、反射シート3で覆われた導光板1および蛍光放電管2と、反射シート3を介して導光板1の端面D2に配設されたリード線7とが、直方体状の箱形の下部筐体9内に収容されている。下部筐体9内において、各リード線7は、筐体の内壁と反射シート3で覆われた導光板1の端面D2とによって形成されるスペースE2内にそれぞれ収容されている。下部筐体9のスペースE2の所定箇所には、ユニットの外部と連通する貫通孔Hが設けられており、この貫通孔Hからリード線7が外部に引き出されている。一方、蛍光放電管2は、反射シート3とほぼ当接する筐体の内壁と導光板1の端面D1とによって形成されるスペースE1内に収容されている。
照明ユニットUTの小型化を図るために、蛍光放電管2を収容するスペースE1の幅M1と、リード線7を保持するスペースE2の幅M2とは、可能な限り狭くなっており、蛍光放電管2およびリード線7を配置するのに必要な最小幅となっている。ここで、リード線7の直径が蛍光放電管2の直径よりも小さいことから、スペースE2の幅2は、スペースE1の幅1よりも狭くなっている。なお、スペースE1の幅M1とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D1までの距離に相当し、スペースE2の幅M2とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D2までの距離に相当する。
下部筐体9に収容された導光板1の光出射面側には、さらに、光補正シート4,5が配設されている。この光補正シート4,5は導光板1に接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。光補正シートとしては、光を拡散する光拡散シートや、光を集光するプリズムシート等が用いられ、各種シートを必要に応じて任意の枚数配置する。それにより、導光板1から出射された光を拡散・集光するなどして光の均一化および高輝度化を図ることが可能となる。
下部筐体9に収納された導光板1及びその上に配設された光補正シート4,5を収容するように、下部筐体9の蓋材となる上部筐体10が下部筐体9に嵌合されている。このようにして、照明ユニットUTが構成される。この照明ユニットUTの導光板1の光出射面側に液晶パネル11が配置され、さらに、フロントカバー12が取り付けられて液晶表示装置LDが構成される。なお、液晶パネル11と光補正シート4,5とは接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。
上記構成を有する照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの動作時には、インバータ等の電源ユニット(図示せず)で発生した高周波の交流がリード線7を通して蛍光放電管2に与えられる。すると、蛍光放電管2に高電圧が印加され、蛍光放電管2が点灯する。蛍光放電管2から出射された光は、導光板1の端面D1から導光板1内に導入され、導光板1を伝達して出射面から出射する。この時、導光板1および蛍光放電管2から外部に漏れた光は、反射シート3で反射されて再び導光板1内に導かれるため、導光板1の光出射面からの光の出射量を増大させることが可能となる。導光板1から出射した光は、光補正シート4,5により拡散・集光等の補正を受けた後、上方に配置された液晶パネル11に入射する。液晶パネル11では、この光を利用して表示が行われる。以下においては、表示が行われる液晶パネル11の領域と、該領域の下方に位置し該領域に光を供給して表示に関与する領域とを、液晶表示装置LDの表示領域と総称する。
上記構成の従来の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、前述のように導光板1と光補正シート4,5とが接着されておらず、また、光補正シート4,5と液晶パネル11とが接着されていない。このため、導光板1と光補正シート4,5との間や、光補正シート4,5と液晶パネル11との間には隙間が生じており、それゆえ、この隙間に塵埃が入り込む。液晶表示装置LDの表示領域内に塵埃が侵入すると、塵埃により出力光が遮ぎられるため、輝度ムラの発生を招く。また、塵埃と光補正シート4,5との摩擦により光補正シート4,5等の表示領域の部材の損傷を招くため、発光能力が低下する。また、液晶パネル11と照明ユニットUTとの間に塵埃が入り込むと、両者を解体せずに塵埃を取り除くのは非常に困難である。
例えば、上記照明ユニットUTでは、前述のように、リード線7を外部に引き出すための貫通孔Hが下部筐体9に設けられおり、この貫通孔Hを介して、照明ユニットUTの内部がユニットの外部と連通している。このため、液晶表示装置の組み立て時等において生じた外部の塵埃が、第7図の矢印Gで示すように、下部筐体9に設けられた貫通孔Hを通じて、下部筐体9の内部に侵入し、さらに表示領域に侵入する。また、図示を省略しているが、下部筐体9には、上部筐体10との組立等のために貫通孔が複数形成されており、これらの貫通孔からも塵埃が内部に侵入する。さらに、ユニットの外部から侵入するだけでなく、もとからユニットの内部に存在していた塵埃も、表示領域に侵入する。
ここで、前述のように、リード線7が配置されたスペースE2の幅M2は、蛍光放電管2が配置されたスペースE1の幅M1よりも狭いため、スペースE2では、スペースE1に比べて、侵入した塵埃が表示領域に達するまでの距離が短くなる。それゆえ、スペースE2では、特に塵埃が有効表示領域に侵入する危険性が高い。
上記の問題を解決する方法の1つとして、塵埃の侵入経路(例えば第7図の矢印G)に、塵埃侵入防止用の部材を別部材として設置する方法が考えられる。しかしながら、前述のように、照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは軽量化及び小型化が望まれるため、導光板1から液晶表示装置LDの外形までの寸法や重量が制約されており、このような部材を導光板1の周囲に設けることは困難である。
本発明は、既存の構成部材を利用した簡易な構成で、表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能な照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。
そして、これらの目的を達成するために、本発明に係る照明ユニットは、光源と、前記光源から出射された光を照明対象物に導くための導光部材と、前記導光部材の表面の少なくとも一部を覆う反射部材と、前記光源と前記反射部材で覆われた前記導光部材を収容する筐体とを備えた照明ユニットにおいて、前記導光部材と前記筐体の内壁との間に形成され、かつ、前記照明対象物と連通する空間の少なくとも一部に、前記反射部材の一部である隔絶部が配されたものである。
かかる構成によれば、照明対象物と連通する該空間に隔絶部が配されているため、照明ユニットの外部から侵入した塵埃あるいは内部に存在していた塵埃が照明対象物側にさらに侵入するのを、隔絶部により防止することが可能となる。それにより、導光部材から照明対象物に向けて出射された光が塵埃により遮られるのを防止することが可能となるとともに、塵埃による照明対象物等の構成部材の損傷を防止することが可能となる。
ここで、隔絶部は、反射部材の一部を利用して配されるため、新たに別部材を設ける必要がない。したがって、照明ユニットの軽量化及び小型化に影響することなく、容易な構成で塵埃の侵入を防止することが可能となる。
また、前記筐体が、ユニット外部と前記空間とを連通する貫通孔を有し、少なくとも前記空間の前記貫通孔付近に前記隔絶部が配されることが好ましい。
照明ユニットでは、例えば電気配線のための貫通孔が筐体に設けられており、貫通孔を通してユニット外部と該空間とが連通している。このため、貫通孔を通じて外部からユニット内部に塵埃が侵入するおそれが高い。しかしながら、かかる構成によれば、貫通孔付近に隔絶部が配されているため、外部から侵入した塵埃が照明対象物側にさらに侵入するのを、隔絶部材により、効果的に防止することが可能となる。
また、前記隔絶部が、前記導光部材の表面から前記筐体の内壁まで達することが好ましい。
かかる構成によれば、隔絶部により、該空間から照明対象物に達するまでの経路が完全に隔絶される。このため、照明対象物側への塵埃の侵入を確実に防止することが可能となる。
また、前記導光部材が導光板であり、前記導光板の第1の端面に沿って前記光源が配置されるとともに、前記導光板の第2の端面に沿って前記光源に電圧を供給するためのリード線が配置され、前記導光板の底面と、前記光源も含めて前記導光板の前記第1の端面と、前記導光板の前記第2の端面とが前記反射部材で覆われ、前記隔絶部が、少なくとも前記導光板の前記第2の端面と前記筐体の内壁との間の前記空間に配設されてもよい。
かかる構成によれば、導光板の第1の端面に沿って光源が配置されたエッジライト方式の照明ユニットが得られる。この照明ユニットでは、光源や導光板から外部に漏れた光が、反射部材によって反射されて導光板に導かれるため、導光板の光出射面から照明対象物に向けて出射する光の量を増加させることが可能となる。ここで、かかる構成では、通常、ユニットの小型化を図るために、導光板の第1の端面と筐体の内壁との間の空間(以下、第1の空間と呼ぶ)の幅が、該第1の空間内に配置される光源の径に対応して決められている。また、同様に、導光板の第2の端面と筐体の内壁との間の空間(以下、第2の空間と呼ぶ)の幅が、該第2の空間内に配置されるリード線の径に対応して決められている。通常、リード線の径は光源の径に比べて大きいため、該第2の空間の幅は、該第1の空間の幅に比べて小さくなる。このため、該第2の空間では、該第1の空間に比べて、照明対象物に達するまでの距離が短くなり、よって、塵埃は、特に該第2の空間を通じて照明対象物に侵入しやすい傾向にある。かかる構成では、このように塵埃が侵入しやすい該第2の空間に隔絶部が配設されているため、塵埃の侵入を効果的に防止することが可能となる。
前記反射部材が、反射シートであってもよい。かかる構成によれば、折り曲げ加工や裁断加工が容易である反射シートを利用して隔絶部を配するため、所定の配置及び形状で容易に隔絶部を配することが可能となる。また、反射シートは薄くて軽量であるため、反射シートからなる隔絶部を設けても、照明ユニットの軽量化及び小型化を阻害するものではない。
本発明に係る液晶表示装置は、本発明に係る上記の照明ユニットと、前記照明ユニットの光出射面側に配設される液晶パネルとを備えたものである。
かかる構成においては、本発明に係る照明ユニットが用いられているため、装置の軽量化及び小型化を図りつつ、照明ユニットから照明対象物たる液晶パネル側への塵埃の侵入を防止することが可能となる。このため、液晶表示装置の表示領域への塵埃の侵入に起因する輝度ムラの発生を防止することができるとともに、該表示領域の部材が塵埃により損傷するのを防止することが可能となる。さらに、侵入した塵埃を除去するための装置の解体作業が不要又は減少するので、装置のメンテナンスが容易となる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
そして、これらの目的を達成するために、本発明に係る照明ユニットは、光源と、前記光源から出射された光を照明対象物に導くための導光部材と、前記導光部材の表面の少なくとも一部を覆う反射部材と、前記光源と前記反射部材で覆われた前記導光部材を収容する筐体とを備えた照明ユニットにおいて、前記導光部材と前記筐体の内壁との間に形成され、かつ、前記照明対象物と連通する空間の少なくとも一部に、前記反射部材の一部である隔絶部が配されたものである。
かかる構成によれば、照明対象物と連通する該空間に隔絶部が配されているため、照明ユニットの外部から侵入した塵埃あるいは内部に存在していた塵埃が照明対象物側にさらに侵入するのを、隔絶部により防止することが可能となる。それにより、導光部材から照明対象物に向けて出射された光が塵埃により遮られるのを防止することが可能となるとともに、塵埃による照明対象物等の構成部材の損傷を防止することが可能となる。
ここで、隔絶部は、反射部材の一部を利用して配されるため、新たに別部材を設ける必要がない。したがって、照明ユニットの軽量化及び小型化に影響することなく、容易な構成で塵埃の侵入を防止することが可能となる。
また、前記筐体が、ユニット外部と前記空間とを連通する貫通孔を有し、少なくとも前記空間の前記貫通孔付近に前記隔絶部が配されることが好ましい。
照明ユニットでは、例えば電気配線のための貫通孔が筐体に設けられており、貫通孔を通してユニット外部と該空間とが連通している。このため、貫通孔を通じて外部からユニット内部に塵埃が侵入するおそれが高い。しかしながら、かかる構成によれば、貫通孔付近に隔絶部が配されているため、外部から侵入した塵埃が照明対象物側にさらに侵入するのを、隔絶部材により、効果的に防止することが可能となる。
また、前記隔絶部が、前記導光部材の表面から前記筐体の内壁まで達することが好ましい。
かかる構成によれば、隔絶部により、該空間から照明対象物に達するまでの経路が完全に隔絶される。このため、照明対象物側への塵埃の侵入を確実に防止することが可能となる。
また、前記導光部材が導光板であり、前記導光板の第1の端面に沿って前記光源が配置されるとともに、前記導光板の第2の端面に沿って前記光源に電圧を供給するためのリード線が配置され、前記導光板の底面と、前記光源も含めて前記導光板の前記第1の端面と、前記導光板の前記第2の端面とが前記反射部材で覆われ、前記隔絶部が、少なくとも前記導光板の前記第2の端面と前記筐体の内壁との間の前記空間に配設されてもよい。
かかる構成によれば、導光板の第1の端面に沿って光源が配置されたエッジライト方式の照明ユニットが得られる。この照明ユニットでは、光源や導光板から外部に漏れた光が、反射部材によって反射されて導光板に導かれるため、導光板の光出射面から照明対象物に向けて出射する光の量を増加させることが可能となる。ここで、かかる構成では、通常、ユニットの小型化を図るために、導光板の第1の端面と筐体の内壁との間の空間(以下、第1の空間と呼ぶ)の幅が、該第1の空間内に配置される光源の径に対応して決められている。また、同様に、導光板の第2の端面と筐体の内壁との間の空間(以下、第2の空間と呼ぶ)の幅が、該第2の空間内に配置されるリード線の径に対応して決められている。通常、リード線の径は光源の径に比べて大きいため、該第2の空間の幅は、該第1の空間の幅に比べて小さくなる。このため、該第2の空間では、該第1の空間に比べて、照明対象物に達するまでの距離が短くなり、よって、塵埃は、特に該第2の空間を通じて照明対象物に侵入しやすい傾向にある。かかる構成では、このように塵埃が侵入しやすい該第2の空間に隔絶部が配設されているため、塵埃の侵入を効果的に防止することが可能となる。
前記反射部材が、反射シートであってもよい。かかる構成によれば、折り曲げ加工や裁断加工が容易である反射シートを利用して隔絶部を配するため、所定の配置及び形状で容易に隔絶部を配することが可能となる。また、反射シートは薄くて軽量であるため、反射シートからなる隔絶部を設けても、照明ユニットの軽量化及び小型化を阻害するものではない。
本発明に係る液晶表示装置は、本発明に係る上記の照明ユニットと、前記照明ユニットの光出射面側に配設される液晶パネルとを備えたものである。
かかる構成においては、本発明に係る照明ユニットが用いられているため、装置の軽量化及び小型化を図りつつ、照明ユニットから照明対象物たる液晶パネル側への塵埃の侵入を防止することが可能となる。このため、液晶表示装置の表示領域への塵埃の侵入に起因する輝度ムラの発生を防止することができるとともに、該表示領域の部材が塵埃により損傷するのを防止することが可能となる。さらに、侵入した塵埃を除去するための装置の解体作業が不要又は減少するので、装置のメンテナンスが容易となる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
第1図は、本発明の実施の形態1に係る照明ユニットの構成を模式的に示す平面図である。
第2図は、第1図のII−II‘線における模式的な断面図である。
第3図は、第1図に示す反射シートの展開図である。
第4図は、第1図に示す照明ユニットを備えた本発明に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
第5図は、本発明の実施の形態2に係る照明ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
第6図は、従来の照明ユニットの構成を模式的に示す平面図である。
第7図は、第6図のVII−VII‘線における模式的な断面図である。
第8図は、第6図に示す反射シートの展開図である。
第2図は、第1図のII−II‘線における模式的な断面図である。
第3図は、第1図に示す反射シートの展開図である。
第4図は、第1図に示す照明ユニットを備えた本発明に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
第5図は、本発明の実施の形態2に係る照明ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
第6図は、従来の照明ユニットの構成を模式的に示す平面図である。
第7図は、第6図のVII−VII‘線における模式的な断面図である。
第8図は、第6図に示す反射シートの展開図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態1
第1図は、本発明の実施の形態1に係る照明ユニットを光出射面側から見た平面図である。また、第2図は、第1図のII−II‘線における断面図である。なお、第1図では、照明ユニットの構造の説明のため、第2図に示す構成要素のうちの一部の図示を省略している。第1図及び第2図に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、光源たる蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9と、上部筐体10とを含む。
導光板1は、透明な平板であり、光伝達に必要又は最適な透過率及び屈折率等の光学特性を有するアクリル等の材料から構成される。導光板1の裏面には、蛍光放電管2から導光板1内に入射した光を拡散するために、例えば、蛍光放電管2からの距離に応じて形状が変化するドットパターン又は溝パターン(図示せず)等が設けられている。導光板1の長辺および短辺に沿って連続する端面D1にわたって、L字型の蛍光放電管2が配設されている。よって、ここでは、導光板1の端面D1が、光の入射端面である。蛍光放電管2の両端部には、蛍光放電管2に外部から駆動電圧を供給するためのリード線7がそれぞれ半田付け等により取り付けられている。リード線7と蛍光放電管2との接続部には、ゴム等の絶縁体からなるで円筒状のホルダ8が取り付けられている。各リード線7は、蛍光放電管2が配設されていない導光板1の長辺及び短辺に沿って連続する端面D2に沿って配置され、さらに、照明ユニットUTの外部に配置されたインバータ等の電源ユニット20に接続されている。
蛍光放電管2が配置されていない導光板1の端面D2と、導光板1の裏面(光出射面と反対側の面)と、蛍光放電管2を含めた該蛍光放電管2が配設された導光板1の端面D1周辺(以下、この部分をリフレクタ部RFと呼ぶ)とが、反射シート3により連続して覆われている。反射シート3が導光板1の端面D1とともに蛍光放電管2を覆っているリフレクタ部RFでは、蛍光放電管2を囲むように折り曲げられた反射シート3の端部が、両面テープ等の接着部材6により、導光板1の表面(光出射面)に固定されている。さらに、リード線7が配置される導光板1の端面D2に沿った後述のスペースE2の所定部分、具体的には、下部筐体9に設けられた後述の貫通孔Hを含む角部CRのスペースE2では、導光板1の端面D2を覆う反射シート3が、さらに下部筐体9の側壁の内面に達するように延設されている。以下においては、この延設された反射シート3の領域を、隔絶用延股部3Aと呼ぶ。このような隔絶用延設部3Aにより、スペースE2の該部分は覆われる。それにより、導光板1の主面の法線方向において、導光板1よりも上方の領域とスペースE2とが隔てられる。
第3図は、反射シート3の展開図である。反射シート3は、前述のように、導光板1と、蛍光放電管2と、リード線7が配置されるスペースE2の所定部分とを覆うように、所定形状に裁断されている。なお、図示を省略しているが、反射シート3には、リード線7を通すための開口部が設けられている。反射シート3には、覆うべき該各領域に対応して折り曲げることができるように、表面(ここでは、導光板1および蛍光放電管2と直接接触する面をさす)の所定箇所に、折り目印S1〜S8がつけられている。反射シート3の組み立ての際には、折り目印S1〜S4に沿って反射シート3を谷折りし、箱形形状とする。この箱形の反射シート3の中に、端面D1に蛍光放電管2を配設した導光板1が配置されて、導光板1の端面D1,D2及び底面(光出射面と反対側の面)と蛍光放電管2の側部とが反射シート3で覆われる。そして、リフレクタ部RFの折り目印S5,S6に沿って反射シート3を谷折りし、蛍光放電管2の上部を覆う。また、折り目印S7,S8に沿って反射シート3を山折し、角部CRに設けられた方形状の突出部3bと突出部3b’とを重ね合わせる。それにより、角部CRに、L字状の連続した隔絶用延設部3Aが形成される。
反射シート3は、例えば、高い反射率を有する白色の樹脂製フィルムからなる。反射シート3は、導光板1の底面に位置する部分に蛍光放電管2から遠ざかるにつれて光の拡散が促進されるように、各種の印刷パターンが形成されたものであってもよい。
上記のように反射シート3で覆われた導光板1及び蛍光放電管2は、樹脂材料を直方体状の箱形に成形してなる下部筐体9の内部に収容される。そして、下部筐体9内において、蛍光放電管2の各端部に接続された各リード線7が、筐体の内壁と反射シート3で覆われた導光板1の端面D2とによって形成されるスペースE2内に配置されている。リード線7は、角部CRの筐体側壁に設けられた貫通孔Hを通して、外部に引き出されている。そして、貫通孔Hを含む角部CR周辺部分のスペースE2に、前述の反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されてスペースE2が覆われる。一方、蛍光放電管2は、筐体内壁と導光板1の端面D1とによって形成されるスペースE1内に配置された構成となっている。
下部筐体9内に形成されたスペースE1,E2に関し、スペースE1,E2では、照明ユニットUTの小型化を図るために、スペースE1の幅W1が蛍光放電管2を配置するのに必要な最小幅となっており、また、スペースE2の幅W2がリード線7を配置するのに必要な最小幅となっている。ここで、リード線7の直径は、蛍光放電管2の直径よりも小さいことから、スペースE2の幅W2は、スペースE1の幅W1よりも狭くなっている。なお、スペースE1の幅W1とは、下部筐体9の内壁から導光板1の端面D1までの距離に相当し、スペースE2の幅W2とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D2までの距離に相当する。
下部筐体9に収容された導光板1の光出射面側には、さらに、光補正シートたる光拡散シート4とプリズムシート5とが順次配設されている。なお、光拡散シート4及びプリズムシート5は、導光板1、反射シート3、上部及び下部筐体10,9のいずれにも接着されていない。光拡散シート4は、導光板1から出射した光を拡散させ、後述の液晶パネル11に均一に光を入射させるために用いられるシート状の光学部材である。プリズムシート5は、三角形状の規則的な溝が表面に形成された透明性の樹脂性フィルムである。
下部筐体9に収納された導光板1、及び、その上に配設された各シート4,5を収容するように、樹脂材料を枠状に成形してなる上部筐体10が、下部筐体9の蓋材として下部筐体9に嵌合されている。このようにして、照明ユニットUTが構成される。
第4図は、上記の照明ユニットUTを備えた本発明に係る液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。第4図に示すように、液晶表示装置LDは、照明ユニットUTの光出射面側に表示部として液晶パネル11が配置され、さらに、筐体の一種であるフロントカバー12が取り付けられて構成される。なお、液晶パネル11と光補正シート4,5とは接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。
上記構成を有する照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの動作時には、インバータ等の電源ユニット(図示せず)で発生した高周波の交流(40〜100kHz)が、リード線7を通して蛍光放電管2に与えられる。すると、蛍光放電管2に高電圧が印加され、蛍光放電管2が点灯する。蛍光放電管2から出射された光は、導光板1の端面D1から導光板1内に入射し、導光板1内を伝達して出射面から出射する。この時、導光板1および蛍光放電管2から外部に漏れた光は、反射シート3で反射されて再び導光板1内に導かれるため、導光板1の光出射面からの光の出射量を増大させることが可能となる。導光板1から出射した光は、光拡散シート4及びプリズムシート5により拡散・集光等の補正を受ける。それにより、光の均一化及び高輝度化が図られる。各シート4,5を透過した光は、上方に配置された液晶パネル11に入射する。液晶パネル11では、この光を利用して表示が行われる。以下においては、表示が行われる液晶パネル11の領域と、該領域の下方に位置し該領域に光を供給して表示に関与する領域とを、液晶表示装置LDの有効表示領域と呼ぶ。
上記の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、前述のように、貫通孔Hの周辺部分のスペースE2が反射シート3の隔絶用延設部3Aで覆われている。このため、図中の矢印Gで示すように、隔絶用延設部3により、装置の外部から内部に侵入した塵埃あるいはもとから内部に存在した塵埃が、スペースE2から装置の有効表示領域(具体的には、導光板1と各シート4,5との間や、各シート4,5と液晶パネル11との間の隙間)に侵入するのを防止することが可能となる。ここで、特に、貫通孔Hの周辺部のスペースE2では、外部と連通する貫通孔Hを通じて外部から塵埃が侵入しやすく、かつ、スペースE1に比べてスペースE2の幅W2が狭く有効表示領域に達するまでの距離が短いため、隔絶用延設部3Aが設けられていない場合には、スペースE1に比べて塵埃が有効表示領域に侵入しやすい。しかしながら、上記構成では、スペースE2の前記部分に隔絶用延設部3Aが配設されているため、塵埃の侵入を効果的に防止することができる。
隔絶用延設部3Aは、折り曲げ加工や裁断加工が容易である反射シート3の一部により構成されるため、塵埃の侵入防止のために別部材を改めて設ける必要がなく、また、部分的に折り曲げたり所定の形状に裁断することにより、所望の位置や形状で容易に配設することが可能である。さらに、反射シート3は薄く軽量であるため、照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの小型化及び軽量化に影響を及ぼすものではない。
以上のように、本実施の形態の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、軽量化及び小型化を図ると同時に、塵埃の侵入による輝度ムラの発生を防止することができ、かつ、光補正シート等の表示領域の部材が塵埃により損傷するのを防止することが可能となる。また、侵入した塵埃を除去するための装置の解体が不要となりメンテナンスが容易となる。
実施の形態2
第5図は、本発明の実施の形態2に係る照明ユニットの構成を模式的に示す断面図である。本実施の形態の照明ユニットUTは、実施の形態1の照明ユニットUTと同様の構成を有するが、以下の点が実施の形態1と異なっている。すなわち、実施の形態1の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から下部筐体9の内壁に達するように反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されており、それにより、スペースE2の所定部分が完全に隔絶用延設部3Aで覆われているが、第5図に示すように、本実施の形態の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から延設された隔絶用延設部3Aが、下部筐体9の内壁まで到達せずに途中まで突出した状態で配置されている。このように隔絶用延設部3によりスペースE2の一部のみが覆われた構成の本実施の形態においても、有効表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能となる。
上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、反射シート3の隔絶用延設部3AがスペースE2の貫通孔Hの周辺部に設けられる場合について説明したが、隔絶用延設部3Aの配置位置はこれに限定されるものではなく、塵埃が侵入しやすい部分に任意に配置されてもよい。例えば、導光板1の端面D2に沿ったL字状のスペースE2の全体にわたって隔絶用延設部3Aが設けられると、塵埃の侵入を確実かつ効果的に防止することが可能となるため好ましい。また、隔絶用延設部3Aの配置は、スペースE2のみに限定されるものではなく、スペースE1に設けられてもよい。幅W2が狭く有効表示領域までの距離が小さいために塵埃が有効表示領域に侵入しやすいスペースE2では、隔絶用延設部3Aを配置することにより、より有効な侵入防止効果が奏される。一方、スペースE2に比べて幅W1が広いスペースE1では、有効表示領域までの距離がスペースE2に比べて大きいため、スペースE2に比べて塵埃が表示領域に侵入しにくいが、この場合でも、隔絶用延設部3Aを設けることにより、塵埃の侵入の防止効果が奏される。例えば、スペースE1及びスペースE2の全域に隔絶用延設部3Aを設けることにより、さらに効果的に塵埃の侵入を防止することが可能となる。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、第3図に示すように、反射シート3の角部CRに突出部3b,3b’が設けられ、この突出部3bと突出部3b’とを重ねることによりL字状の隔絶用延設部3Aとするが、突出部3b,3b’のいずれか一方だけが設けられた構成であってもよい。なお、一方にのみ設ける場合は、突出部を他方の隔絶用延設部と連続させてL字状を構成する。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、照明ユニットUTがL字型の蛍光放電管を有する場合について説明したが、蛍光放電管の形状はこれに限定されるものではない。また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、リフレクタ部RFと導光板1の端面D2及び底面とが、連続した1枚の反射シート3で覆われているが、例えば、リフレクタ部のみを覆う反射シートと、それ以外の部分を覆う反射シートとが別々に設けられてもよい。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、光補正シートとして光拡散シート4及びプリズムシート5を各1枚ずつ配設しているが、光補正シートの種類及び配置枚数は、これに限定されるものではない。また、照明ユニットUTを構成する筐体の構造は、上記の実施の形態1及び実施の形態2の構造に限定されるものではなく、これ以外であってもよい。例えば、液晶パネル11も合わせて収容する構造の筐体であってもよい。
さらに、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、本発明をエッジライト方式の照明ユニットに適用する場合について説明したが、本発明を、エッジライト方式以外の照明ユニットに適用することも可能である。また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、本発明に係る照明ユニットUTを液晶表示装置LDに利用する場合について説明したが、照明ユニットUTの用途はこれに限定されるものではない。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
実施の形態1
第1図は、本発明の実施の形態1に係る照明ユニットを光出射面側から見た平面図である。また、第2図は、第1図のII−II‘線における断面図である。なお、第1図では、照明ユニットの構造の説明のため、第2図に示す構成要素のうちの一部の図示を省略している。第1図及び第2図に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、光源たる蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9と、上部筐体10とを含む。
導光板1は、透明な平板であり、光伝達に必要又は最適な透過率及び屈折率等の光学特性を有するアクリル等の材料から構成される。導光板1の裏面には、蛍光放電管2から導光板1内に入射した光を拡散するために、例えば、蛍光放電管2からの距離に応じて形状が変化するドットパターン又は溝パターン(図示せず)等が設けられている。導光板1の長辺および短辺に沿って連続する端面D1にわたって、L字型の蛍光放電管2が配設されている。よって、ここでは、導光板1の端面D1が、光の入射端面である。蛍光放電管2の両端部には、蛍光放電管2に外部から駆動電圧を供給するためのリード線7がそれぞれ半田付け等により取り付けられている。リード線7と蛍光放電管2との接続部には、ゴム等の絶縁体からなるで円筒状のホルダ8が取り付けられている。各リード線7は、蛍光放電管2が配設されていない導光板1の長辺及び短辺に沿って連続する端面D2に沿って配置され、さらに、照明ユニットUTの外部に配置されたインバータ等の電源ユニット20に接続されている。
蛍光放電管2が配置されていない導光板1の端面D2と、導光板1の裏面(光出射面と反対側の面)と、蛍光放電管2を含めた該蛍光放電管2が配設された導光板1の端面D1周辺(以下、この部分をリフレクタ部RFと呼ぶ)とが、反射シート3により連続して覆われている。反射シート3が導光板1の端面D1とともに蛍光放電管2を覆っているリフレクタ部RFでは、蛍光放電管2を囲むように折り曲げられた反射シート3の端部が、両面テープ等の接着部材6により、導光板1の表面(光出射面)に固定されている。さらに、リード線7が配置される導光板1の端面D2に沿った後述のスペースE2の所定部分、具体的には、下部筐体9に設けられた後述の貫通孔Hを含む角部CRのスペースE2では、導光板1の端面D2を覆う反射シート3が、さらに下部筐体9の側壁の内面に達するように延設されている。以下においては、この延設された反射シート3の領域を、隔絶用延股部3Aと呼ぶ。このような隔絶用延設部3Aにより、スペースE2の該部分は覆われる。それにより、導光板1の主面の法線方向において、導光板1よりも上方の領域とスペースE2とが隔てられる。
第3図は、反射シート3の展開図である。反射シート3は、前述のように、導光板1と、蛍光放電管2と、リード線7が配置されるスペースE2の所定部分とを覆うように、所定形状に裁断されている。なお、図示を省略しているが、反射シート3には、リード線7を通すための開口部が設けられている。反射シート3には、覆うべき該各領域に対応して折り曲げることができるように、表面(ここでは、導光板1および蛍光放電管2と直接接触する面をさす)の所定箇所に、折り目印S1〜S8がつけられている。反射シート3の組み立ての際には、折り目印S1〜S4に沿って反射シート3を谷折りし、箱形形状とする。この箱形の反射シート3の中に、端面D1に蛍光放電管2を配設した導光板1が配置されて、導光板1の端面D1,D2及び底面(光出射面と反対側の面)と蛍光放電管2の側部とが反射シート3で覆われる。そして、リフレクタ部RFの折り目印S5,S6に沿って反射シート3を谷折りし、蛍光放電管2の上部を覆う。また、折り目印S7,S8に沿って反射シート3を山折し、角部CRに設けられた方形状の突出部3bと突出部3b’とを重ね合わせる。それにより、角部CRに、L字状の連続した隔絶用延設部3Aが形成される。
反射シート3は、例えば、高い反射率を有する白色の樹脂製フィルムからなる。反射シート3は、導光板1の底面に位置する部分に蛍光放電管2から遠ざかるにつれて光の拡散が促進されるように、各種の印刷パターンが形成されたものであってもよい。
上記のように反射シート3で覆われた導光板1及び蛍光放電管2は、樹脂材料を直方体状の箱形に成形してなる下部筐体9の内部に収容される。そして、下部筐体9内において、蛍光放電管2の各端部に接続された各リード線7が、筐体の内壁と反射シート3で覆われた導光板1の端面D2とによって形成されるスペースE2内に配置されている。リード線7は、角部CRの筐体側壁に設けられた貫通孔Hを通して、外部に引き出されている。そして、貫通孔Hを含む角部CR周辺部分のスペースE2に、前述の反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されてスペースE2が覆われる。一方、蛍光放電管2は、筐体内壁と導光板1の端面D1とによって形成されるスペースE1内に配置された構成となっている。
下部筐体9内に形成されたスペースE1,E2に関し、スペースE1,E2では、照明ユニットUTの小型化を図るために、スペースE1の幅W1が蛍光放電管2を配置するのに必要な最小幅となっており、また、スペースE2の幅W2がリード線7を配置するのに必要な最小幅となっている。ここで、リード線7の直径は、蛍光放電管2の直径よりも小さいことから、スペースE2の幅W2は、スペースE1の幅W1よりも狭くなっている。なお、スペースE1の幅W1とは、下部筐体9の内壁から導光板1の端面D1までの距離に相当し、スペースE2の幅W2とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D2までの距離に相当する。
下部筐体9に収容された導光板1の光出射面側には、さらに、光補正シートたる光拡散シート4とプリズムシート5とが順次配設されている。なお、光拡散シート4及びプリズムシート5は、導光板1、反射シート3、上部及び下部筐体10,9のいずれにも接着されていない。光拡散シート4は、導光板1から出射した光を拡散させ、後述の液晶パネル11に均一に光を入射させるために用いられるシート状の光学部材である。プリズムシート5は、三角形状の規則的な溝が表面に形成された透明性の樹脂性フィルムである。
下部筐体9に収納された導光板1、及び、その上に配設された各シート4,5を収容するように、樹脂材料を枠状に成形してなる上部筐体10が、下部筐体9の蓋材として下部筐体9に嵌合されている。このようにして、照明ユニットUTが構成される。
第4図は、上記の照明ユニットUTを備えた本発明に係る液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。第4図に示すように、液晶表示装置LDは、照明ユニットUTの光出射面側に表示部として液晶パネル11が配置され、さらに、筐体の一種であるフロントカバー12が取り付けられて構成される。なお、液晶パネル11と光補正シート4,5とは接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。
上記構成を有する照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの動作時には、インバータ等の電源ユニット(図示せず)で発生した高周波の交流(40〜100kHz)が、リード線7を通して蛍光放電管2に与えられる。すると、蛍光放電管2に高電圧が印加され、蛍光放電管2が点灯する。蛍光放電管2から出射された光は、導光板1の端面D1から導光板1内に入射し、導光板1内を伝達して出射面から出射する。この時、導光板1および蛍光放電管2から外部に漏れた光は、反射シート3で反射されて再び導光板1内に導かれるため、導光板1の光出射面からの光の出射量を増大させることが可能となる。導光板1から出射した光は、光拡散シート4及びプリズムシート5により拡散・集光等の補正を受ける。それにより、光の均一化及び高輝度化が図られる。各シート4,5を透過した光は、上方に配置された液晶パネル11に入射する。液晶パネル11では、この光を利用して表示が行われる。以下においては、表示が行われる液晶パネル11の領域と、該領域の下方に位置し該領域に光を供給して表示に関与する領域とを、液晶表示装置LDの有効表示領域と呼ぶ。
上記の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、前述のように、貫通孔Hの周辺部分のスペースE2が反射シート3の隔絶用延設部3Aで覆われている。このため、図中の矢印Gで示すように、隔絶用延設部3により、装置の外部から内部に侵入した塵埃あるいはもとから内部に存在した塵埃が、スペースE2から装置の有効表示領域(具体的には、導光板1と各シート4,5との間や、各シート4,5と液晶パネル11との間の隙間)に侵入するのを防止することが可能となる。ここで、特に、貫通孔Hの周辺部のスペースE2では、外部と連通する貫通孔Hを通じて外部から塵埃が侵入しやすく、かつ、スペースE1に比べてスペースE2の幅W2が狭く有効表示領域に達するまでの距離が短いため、隔絶用延設部3Aが設けられていない場合には、スペースE1に比べて塵埃が有効表示領域に侵入しやすい。しかしながら、上記構成では、スペースE2の前記部分に隔絶用延設部3Aが配設されているため、塵埃の侵入を効果的に防止することができる。
隔絶用延設部3Aは、折り曲げ加工や裁断加工が容易である反射シート3の一部により構成されるため、塵埃の侵入防止のために別部材を改めて設ける必要がなく、また、部分的に折り曲げたり所定の形状に裁断することにより、所望の位置や形状で容易に配設することが可能である。さらに、反射シート3は薄く軽量であるため、照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの小型化及び軽量化に影響を及ぼすものではない。
以上のように、本実施の形態の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、軽量化及び小型化を図ると同時に、塵埃の侵入による輝度ムラの発生を防止することができ、かつ、光補正シート等の表示領域の部材が塵埃により損傷するのを防止することが可能となる。また、侵入した塵埃を除去するための装置の解体が不要となりメンテナンスが容易となる。
実施の形態2
第5図は、本発明の実施の形態2に係る照明ユニットの構成を模式的に示す断面図である。本実施の形態の照明ユニットUTは、実施の形態1の照明ユニットUTと同様の構成を有するが、以下の点が実施の形態1と異なっている。すなわち、実施の形態1の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から下部筐体9の内壁に達するように反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されており、それにより、スペースE2の所定部分が完全に隔絶用延設部3Aで覆われているが、第5図に示すように、本実施の形態の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から延設された隔絶用延設部3Aが、下部筐体9の内壁まで到達せずに途中まで突出した状態で配置されている。このように隔絶用延設部3によりスペースE2の一部のみが覆われた構成の本実施の形態においても、有効表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能となる。
上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、反射シート3の隔絶用延設部3AがスペースE2の貫通孔Hの周辺部に設けられる場合について説明したが、隔絶用延設部3Aの配置位置はこれに限定されるものではなく、塵埃が侵入しやすい部分に任意に配置されてもよい。例えば、導光板1の端面D2に沿ったL字状のスペースE2の全体にわたって隔絶用延設部3Aが設けられると、塵埃の侵入を確実かつ効果的に防止することが可能となるため好ましい。また、隔絶用延設部3Aの配置は、スペースE2のみに限定されるものではなく、スペースE1に設けられてもよい。幅W2が狭く有効表示領域までの距離が小さいために塵埃が有効表示領域に侵入しやすいスペースE2では、隔絶用延設部3Aを配置することにより、より有効な侵入防止効果が奏される。一方、スペースE2に比べて幅W1が広いスペースE1では、有効表示領域までの距離がスペースE2に比べて大きいため、スペースE2に比べて塵埃が表示領域に侵入しにくいが、この場合でも、隔絶用延設部3Aを設けることにより、塵埃の侵入の防止効果が奏される。例えば、スペースE1及びスペースE2の全域に隔絶用延設部3Aを設けることにより、さらに効果的に塵埃の侵入を防止することが可能となる。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、第3図に示すように、反射シート3の角部CRに突出部3b,3b’が設けられ、この突出部3bと突出部3b’とを重ねることによりL字状の隔絶用延設部3Aとするが、突出部3b,3b’のいずれか一方だけが設けられた構成であってもよい。なお、一方にのみ設ける場合は、突出部を他方の隔絶用延設部と連続させてL字状を構成する。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、照明ユニットUTがL字型の蛍光放電管を有する場合について説明したが、蛍光放電管の形状はこれに限定されるものではない。また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、リフレクタ部RFと導光板1の端面D2及び底面とが、連続した1枚の反射シート3で覆われているが、例えば、リフレクタ部のみを覆う反射シートと、それ以外の部分を覆う反射シートとが別々に設けられてもよい。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、光補正シートとして光拡散シート4及びプリズムシート5を各1枚ずつ配設しているが、光補正シートの種類及び配置枚数は、これに限定されるものではない。また、照明ユニットUTを構成する筐体の構造は、上記の実施の形態1及び実施の形態2の構造に限定されるものではなく、これ以外であってもよい。例えば、液晶パネル11も合わせて収容する構造の筐体であってもよい。
さらに、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、本発明をエッジライト方式の照明ユニットに適用する場合について説明したが、本発明を、エッジライト方式以外の照明ユニットに適用することも可能である。また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、本発明に係る照明ユニットUTを液晶表示装置LDに利用する場合について説明したが、照明ユニットUTの用途はこれに限定されるものではない。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明に係る照明ユニットは、ノート型パソコン等の情報機器の表示装置、あるいは、携帯型テレビ等の映像機器の表示装置等に用いられる照明ユニットとして有用である。また、本発明に係る液晶表示装置は、ノート型パソコン等の情報機器の表示装置、あるいは、携帯型テレビ等の映像機器の表示装置等として有用である。
本発明は、導光板の側面に光源を配した構成を有する照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
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等の情報機器の表示装置、あるいは携帯型テレビやビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特徴を生かし、液晶表示装置が多く用いられるようになっている。これらの液晶表示装置では、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構成を有するものが多い。
照明ユニットの1つとして、表示素子の裏面(素子の表示面と反対側の面)に配置した導光板の端面に蛍光放電管等の線光源を配置するエッジライト方式の照明ユニットがある。エッジライト方式は、照明ユニットの薄型化を図ることができるとともに、発光面において優れた輝度均一性を実現できるという特徴を有する。それゆえ、ノート型パーソナルコンピュータ等を構成する液晶表示装置のバックライトに用いられる照明ユニットでは、薄さを優先してエッジライト方式を採用することが多い。また、携帯型テレビやカーナビゲーションシステム等を構成する液晶表示装置では、薄さと輝度を両立させるために、2本以上の線状の蛍光放電管を備えたエッジライト方式や、あるいは、導光板の側部外周の広範囲に亘って連続して配設される形状の蛍光放電管、例えばL字型やU字型の蛍光放電管を使用したエッジライト方式を採用することが多い。
光源として用いられる該蛍光放電管は、高周波の交流によって駆動されて発光する。このため、導光板の側部に配置された蛍光放電管の両端部には、所定の駆動電圧を外部から供給するために、それぞれリード線が接続されている。そして、該両端部に接続された2本のリード線は、先端にコネクタが設けられ、さらに外部のインバータに接続されている。ここで、液晶表示装置では、優れた携帯性や省スペース化の実現が望まれることから、照明ユニットを構成する導光板、蛍光放電管、リード線等の部材をいかに照明ユニット内及び液晶表示装置内にコンパクトに配置して装置の軽量化および薄型化を図るかが重要である。
図6は、従来のエッジライト方式の照明ユニットを光の出射側から見た時の模式的な平面図である。また、図7は、図6に示す照明ユニットを備えた液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図であり、照明ユニットの部分は図6のVII−VII’線における断面図に相当する。なお、図6では、構造の説明のために、図7に示す照明ユニットの構成要素のうちの一部についてのみ示している。
図6及び図7に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9及び上部筐体10とを含む。そして、この照明ユニットUTの上に液晶パネル11及びフロントカバー12が配設されて液晶表示装置LDが構成される。
照明ユニットUTでは、平板状の透明な導光板1の隣接する2つの端面D1にわたって、光源としてL字型の蛍光放電管2が配設されている。この蛍光放電管2の各端部には、それぞれ半田付け等によりリード線7が取り付けられている。各リード線7は、蛍光放電管2が配設されていない導光板1の2つの端面D2の各々に沿って配置され、さらに、後述するように、下部筐体9の側面に設けられた貫通孔Hを通して、照明ユニットUTの外部に配置されたインバータ等の電源ユニット20に接続されている。照明ユニットUTの発光時には、蛍光放電管2を点灯させるために、リード線7を通じて高電圧が印加される。それゆえ、高電圧の印加に対する安全性の確保及び蛍光放電管2の電極の保護のため、リード線7と蛍光放電管2との接続部には、ゴム等の絶縁体で円筒状に形成されたホルダ8が取り付けられている。
蛍光放電管2が配置されていない導光板1の2つの端面D2と、導光板1の裏面(すなわち光出射面と反対側の面)と、蛍光放電管2を含め該蛍光放電管2が配設された導光板1の2つの端面D1周辺(以下、この領域をリフレクタ部RFと呼ぶ)とを、反射シート3が連続して覆っている。反射シート3としては、例えば、高反射率を有する白色の樹脂性フィルムが用いられる。また、反射シート3は、蛍光放電管2から遠ざかるにつれて光の拡散処理が促進されるような印刷パターンが設けられていてもよい。図8は、反射シート3の展開図である。図8に示すように、反射シート3は、前述の導光板1の各領域及びリフレクタ部RFを覆う所定形状に裁断されており、また、覆うべき各領域に対応して折り曲げることができるように、所定箇所に折り目印Sが設けられている。なお、ここでは前記各領域を連続して覆う1枚の反射シート3を用いているが、例えば、リフレクタ部RFを覆う反射シート3と導光板1を覆う反射シート3とを別個に設け、両者を両面テープ等で両者を接着させる構成であってもよい。しかしながら、図8に示すように一体的な構成を有する反射シート3を用いると、照明ユニットの薄型化、装置コスト及び組み立て工程数の削減が図られるのでより有効である。
図7に示すように、反射シート3で覆われた導光板1および蛍光放電管2と、反射シート3を介して導光板1の端面D2に配設されたリード線7とが、直方体状の箱形の下部筐体9内に収容されている。下部筐体9内において、各リード線7は、筐体の内壁と反射シート3で覆われた導光板1の端面D2とによって形成されるスペースE2内にそれぞれ収容されている。下部筐体9のスペースE2の所定箇所には、ユニットの外部と連通する貫通孔Hが設けられており、この貫通孔Hからリード線7が外部に引き出されている。一方、蛍光放電管2は、反射シート3とほぼ当接する筐体の内壁と導光板1の端面D1とによって形成されるスペースE1内に収容されている。
照明ユニットUTの小型化を図るために、蛍光放電管2を収容するスペースE1の幅M1と、リード線7を保持するスペースE2の幅M2とは、可能な限り狭くなっており、蛍光放電管2およびリード線7を配置するのに必要な最小幅となっている。ここで、リード線7の直径が蛍光放電管2の直径よりも小さいことから、スペースE2の幅2は、スペースE1の幅1よりも狭くなっている。なお、スペースE1の幅M1とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D1までの距離に相当し、スペースE2の幅M2とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D2までの距離に相当する。
下部筐体9に収容された導光板1の光出射面側には、さらに、光補正シート4,5が配設されている。この光補正シート4,5は導光板1に接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。光補正シートとしては、光を拡散する光拡散シートや、光を集光するプリズムシート等が用いられ、各種シートを必要に応じて任意の枚数配置する。それにより、導光板1から出射された光を拡散・集光するなどして光の均一化および高輝度化を図ることが可能となる。
下部筐体9に収納された導光板1及びその上に配設された光補正シート4,5を収容するように、下部筐体9の蓋材となる上部筐体10が下部筐体9に嵌合されている。このようにして、照明ユニットUTが構成される。この照明ユニットUTの導光板1の光出射面側に液晶パネル11が配置され、さらに、フロントカバー12が取り付けられて液晶表示装置LDが構成される。なお、液晶パネル11と光補正シート4,5とは接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。
上記構成を有する照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの動作時には、インバータ等の電源ユニット(図示せず)で発生した高周波の交流がリード線7を通して蛍光放電管2に与えられる。すると、蛍光放電管2に高電圧が印加され、蛍光放電管2が点灯する。蛍光放電管2から出射された光は、導光板1の端面D1から導光板1内に導入され、導光板1を伝達して出射面から出射する。この時、導光板1および蛍光放電管2から外部に漏れた光は、反射シート3で反射されて再び導光板1内に導かれるため、導光板1の光出射面からの光の出射量を増大させることが可能となる。導光板1から出射した光は、光補正シート4,5により拡散・集光等の補正を受けた後、上方に配置された液晶パネル11に入射する。液晶パネル11では、この光を利用して表示が行われる。以下においては、表示が行われる液晶パネル11の領域と、該領域の下方に位置し該領域に光を供給して表示に関与する領域とを、液晶表示装置LDの表示領域と総称する。
上記構成の従来の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、前述のように導光板1と光補正シート4,5とが接着されておらず、また、光補正シート4,5と液晶パネル11とが接着されていない。このため、導光板1と光補正シート4,5との間や、光補正シート4,5と液晶パネル11との間には隙間が生じており、それゆえ、この隙間に塵埃が入り込む。液晶表示装置LDの表示領域内に塵埃が侵入すると、塵埃により出力光が遮ぎられるため、輝度ムラの発生を招く。また、塵埃と光補正シート4,5との摩擦により光補正シート4,5等の表示領域の部材の損傷を招くため、発光能力が低下する。また、液晶パネル11と照明ユニットUTとの間に塵埃が入り込むと、両者を解体せずに塵埃を取り除くのは非常に困難である。
例えば、上記照明ユニットUTでは、前述のように、リード線7を外部に引き出すための貫通孔Hが下部筐体9に設けられおり、この貫通孔Hを介して、照明ユニットUTの内部がユニットの外部と連通している。このため、液晶表示装置の組み立て時等において生じた外部の塵埃が、図7の矢印Gで示すように、下部筐体9に設けられた貫通孔Hを通じて、下部筐体9の内部に侵入し、さらに表示領域に侵入する。また、図示を省略しているが、下部筐体9には、上部筐体10との組立等のために貫通孔が複数形成されており、これらの貫通孔からも塵埃が内部に侵入する。さらに、ユニットの外部から侵入するだけでなく、もとからユニットの内部に存在していた塵埃も、表示領域に侵入する。
ここで、前述のように、リード線7が配置されたスペースE2の幅M2は、蛍光放電管2が配置されたスペースE1の幅M1よりも狭いため、スペースE2では、スペースE1に比べて、侵入した塵埃が表示領域に達するまでの距離が短くなる。それゆえ、スペースE2では、特に塵埃が有効表示領域に侵入する危険性が高い。
上記の問題を解決する方法の1つとして、塵埃の侵入経路(例えば図7の矢印G)に、塵埃侵入防止用の部材を別部材として設置する方法が考えられる。しかしながら、前述のように、照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは軽量化及び小型化が望まれるため、導光板1から液晶表示装置LDの外形までの寸法や重量が制約されており、このような部材を導光板1の周囲に設けることは困難である。
本発明は、既存の構成部材を利用した簡易な構成で、表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能な照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。
これらの目的を達成するために、本発明に係る照明ユニットは、光源と、前記光源から出射された光を照明対象物に導くための導光部材と、前記導光部材の表面の少なくとも一部を覆う反射部材と、前記光源と前記反射部材で覆われた前記導光部材を収容する筐体とを備えた照明ユニットにおいて、前記導光部材と前記筐体の内壁との間に形成され、かつ、前記照明対象物と連通する空間の少なくとも一部に、前記反射部材の一部である隔絶部が配されたものである。
かかる構成によれば、照明対象物と連通する該空間に隔絶部が配されているため、照明ユニットの外部から侵入した塵埃あるいは内部に存在していた塵埃が照明対象物側にさらに侵入するのを、隔絶部により防止することが可能となる。それにより、導光部材から照明対象物に向けて出射された光が塵埃により遮られるのを防止することが可能となるとともに、塵埃による照明対象物等の構成部材の損傷を防止することが可能となる。
ここで、隔絶部は、反射部材の一部を利用して配されるため、新たに別部材を設ける必要がない。したがって、照明ユニットの軽量化及び小型化に影響することなく、容易な構成で塵埃の侵入を防止することが可能となる。
また、前記筐体が、ユニット外部と前記空間とを連通する貫通孔を有し、少なくとも前記空間の前記貫通孔付近に前記隔絶部が配されることが好ましい。
照明ユニットでは、例えば電気配線のための貫通孔が筐体に設けられており、貫通孔を通してユニット外部と該空間とが連通している。このため、貫通孔を通じて外部からユニット内部に塵埃が侵入するおそれが高い。しかしながら、かかる構成によれば、貫通孔付近に隔絶部が配されているため、外部から侵入した塵埃が照明対象物側にさらに侵入するのを、隔絶部材により、効果的に防止することが可能となる。
また、前記隔絶部が、前記導光部材の表面から前記筐体の内壁まで達することが好ましい。
かかる構成によれば、隔絶部により、該空間から照明対象物に達するまでの経路が完全に隔絶される。このため、照明対象物側への塵埃の侵入を確実に防止することが可能となる。
また、前記導光部材が導光板であり、前記導光板の第1の端面に沿って前記光源が配置されるとともに、前記導光板の第2の端面に沿って前記光源に電圧を供給するためのリード線が配置され、前記導光板の底面と、前記光源も含めて前記導光板の前記第1の端面と、前記導光板の前記第2の端面とが前記反射部材で覆われ、前記隔絶部が、少なくとも前記導光板の前記第2の端面と前記筐体の内壁との間の前記空間に配設されてもよい。
かかる構成によれば、導光板の第1の端面に沿って光源が配置されたエッジライト方式の照明ユニットが得られる。この照明ユニットでは、光源や導光板から外部に漏れた光が、反射部材によって反射されて導光板に導かれるため、導光板の光出射面から照明対象物に向けて出射する光の量を増加させることが可能となる。ここで、かかる構成では、通常、ユニットの小型化を図るために、導光板の第1の端面と筐体の内壁との間の空間(以下、第1の空間と呼ぶ)の幅が、該第1の空間内に配置される光源の径に対応して決められている。また、同様に、導光板の第2の端面と筐体の内壁との間の空間(以下、第2の空間と呼ぶ)の幅が、該第2の空間内に配置されるリード線の径に対応して決められている。通常、リード線の径は光源の径に比べて大きいため、該第2の空間の幅は、該第1の空間の幅に比べて小さくなる。このため、該第2の空間では、該第1の空間に比べて、照明対象物に達するまでの距離が短くなり、よって、塵埃は、特に該第2の空間を通じて照明対象物に侵入しやすい傾向にある。かかる構成では、このように塵埃が侵入しやすい該第2の空間に隔絶部が配設されているため、塵埃の侵入を効果的に防止することが可能となる。
前記反射部材が、反射シートであってもよい。かかる構成によれば、折り曲げ加工や裁断加工が容易である反射シートを利用して隔絶部を配するため、所定の配置及び形状で容易に隔絶部を配することが可能となる。また、反射シートは薄くて軽量であるため、反射シートからなる隔絶部を設けても、照明ユニットの軽量化及び小型化を阻害するものではない。
本発明に係る液晶表示装置は、本発明に係る上記の照明ユニットと、前記照明ユニットの光出射面側に配設される液晶パネルとを備えたものである。
かかる構成においては、本発明に係る照明ユニットが用いられているため、装置の軽量化及び小型化を図りつつ、照明ユニットから照明対象物たる液晶パネル側への塵埃の侵入を防止することが可能となる。このため、液晶表示装置の表示領域への塵埃の侵入に起因する輝度ムラの発生を防止することができるとともに、該表示領域の部材が塵埃により損傷するのを防止することが可能となる。さらに、侵入した塵埃を除去するための装置の解体作業が不要又は減少するので、装置のメンテナンスが容易となる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置によれば、既存の構成部材を利用した簡易な構成で、表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能な照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置を実現することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態1
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明ユニットを光出射面側から見た平面図である。また、図2は、図1のII−II‘線における断面図である。なお、図1では、照明ユニットの構造の説明のため、図2に示す構成要素のうちの一部の図示を省略している。図1及び図2に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、光源たる蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9と、上部筐体10とを含む。
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明ユニットを光出射面側から見た平面図である。また、図2は、図1のII−II‘線における断面図である。なお、図1では、照明ユニットの構造の説明のため、図2に示す構成要素のうちの一部の図示を省略している。図1及び図2に示すように、照明ユニットUTは、主な構成要素として、導光板1と、光源たる蛍光放電管2と、反射シート3と、下部筐体9と、上部筐体10とを含む。
導光板1は、透明な平板であり、光伝達に必要又は最適な透過率及び屈折率等の光学特性を有するアクリル等の材料から構成される。導光板1の裏面には、蛍光放電管2から導光板1内に入射した光を拡散するために、例えば、蛍光放電管2からの距離に応じて形状が変化するドットパターン又は溝パターン(図示せず)等が設けられている。導光板1の長辺および短辺に沿って連続する端面D1にわたって、L字型の蛍光放電管2が配設されている。よって、ここでは、導光板1の端面D1が、光の入射端面である。蛍光放電管2の両端部には、蛍光放電管2に外部から駆動電圧を供給するためのリード線7がそれぞれ半田付け等により取り付けられている。リード線7と蛍光放電管2との接続部には、ゴム等の絶縁体からなるで円筒状のホルダ8が取り付けられている。各リード線7は、蛍光放電管2が配設されていない導光板1の長辺及び短辺に沿って連続する端面D2に沿って配置され、さらに、照明ユニットUTの外部に配置されたインバータ等の電源ユニット20に接続されている。
蛍光放電管2が配置されていない導光板1の端面D2と、導光板1の裏面(光出射面と反対側の面)と、蛍光放電管2を含めた該蛍光放電管2が配設された導光板1の端面D1周辺(以下、この部分をリフレクタ部RFと呼ぶ)とが、反射シート3により連続して覆われている。反射シート3が導光板1の端面D1とともに蛍光放電管2を覆っているリフレクタ部RFでは、蛍光放電管2を囲むように折り曲げられた反射シート3の端部が、両面テープ等の接着部材6により、導光板1の表面(光出射面)に固定されている。さらに、リード線7が配置される導光板1の端面D2に沿った後述のスペースE2の所定部分、具体的には、下部筐体9に設けられた後述の貫通孔Hを含む角部CRのスペースE2では、導光板1の端面D2を覆う反射シート3が、さらに下部筐体9の側壁の内面に達するように延設されている。以下においては、この延設された反射シート3の領域を、隔絶用延設部3Aと呼ぶ。このような隔絶用延設部3Aにより、スペースE2の該部分は覆われる。それにより、導光板1の主面の法線方向において、導光板1よりも上方の領域とスペースE2とが隔てられる。
図3は、反射シート3の展開図である。反射シート3は、前述のように、導光板1と、蛍光放電管2と、リード線7が配置されるスペースE2の所定部分とを覆うように、所定形状に裁断されている。なお、図示を省略しているが、反射シート3には、リード線7を通すための開口部が設けられている。反射シート3には、覆うべき該各領域に対応して折り曲げることができるように、表面(ここでは、導光板1および蛍光放電管2と直接接触する面をさす)の所定箇所に、折り目印S1〜S8がつけられている。反射シート3の組み立ての際には、折り目印S1〜S4に沿って反射シート3を谷折りし、箱形形状とする。この箱形の反射シート3の中に、端面D1に蛍光放電管2を配設した導光板1が配置されて、導光板1の端面D1,D2及び底面(光出射面と反対側の面)と蛍光放電管2の側部とが反射シート3で覆われる。そして、リフレクタ部RFの折り目印S5,S6に沿って反射シート3を谷折りし、蛍光放電管2の上部を覆う。また、折り目印S7,S8に沿って反射シート3を山折し、角部CRに設けられた方形状の突出部3bと突出部3b’とを重ね合わせる。それにより、角部CRに、L字状の連続した隔絶用延設部3Aが形成される。
反射シート3は、例えば、高い反射率を有する白色の樹脂製フィルムからなる。反射シート3は、導光板1の底面に位置する部分に蛍光放電管2から遠ざかるにつれて光の拡散が促進されるように、各種の印刷パターンが形成されたものであってもよい。
上記のように反射シート3で覆われた導光板1及び蛍光放電管2は、樹脂材料を直方体状の箱形に成形してなる下部筐体9の内部に収容される。そして、下部筐体9内において、蛍光放電管2の各端部に接続された各リード線7が、筐体の内壁と反射シート3で覆われた導光板1の端面D2とによって形成されるスペースE2内に配置されている。リード線7は、角部CRの筐体側壁に設けられた貫通孔Hを通して、外部に引き出されている。そして、貫通孔Hを含む角部CR周辺部分のスペースE2に、前述の反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されてスペースE2が覆われる。一方、蛍光放電管2は、筐体内壁と導光板1の端面D1とによって形成されるスペースE1内に配置された構成となっている。
下部筐体9内に形成されたスペースE1,E2に関し、スペースE1,E2では、照明ユニットUTの小型化を図るために、スペースE1の幅W1が蛍光放電管2を配置するのに必要な最小幅となっており、また、スペースE2の幅W2がリード線7を配置するのに必要な最小幅となっている。ここで、リード線7の直径は、蛍光放電管2の直径よりも小さいことから、スペースE2の幅W2は、スペースE1の幅W1よりも狭くなっている。なお、スペースE1の幅W1とは、下部筐体9の内壁から導光板1の端面D1までの距離に相当し、スペースE2の幅W2とは、筐体9の内壁から導光板1の端面D2までの距離に相当する。
下部筐体9に収容された導光板1の光出射面側には、さらに、光補正シートたる光拡散シート4とプリズムシート5とが順次配設されている。なお、光拡散シート4及びプリズムシート5は、導光板1、反射シート3、上部及び下部筐体10,9のいずれにも接着されていない。光拡散シート4は、導光板1から出射した光を拡散させ、後述の液晶パネル11に均一に光を入射させるために用いられるシート状の光学部材である。プリズムシート5は、三角形状の規則的な溝が表面に形成された透明性の樹脂性フィルムである。
下部筐体9に収納された導光板1、及び、その上に配設された各シート4,5を収容するように、樹脂材料を枠状に成形してなる上部筐体10が、下部筐体9の蓋材として下部筐体9に嵌合されている。このようにして、照明ユニットUTが構成される。
図4は、上記の照明ユニットUTを備えた本発明に係る液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図4に示すように、液晶表示装置LDは、照明ユニットUTの光出射面側に表示部として液晶パネル11が配置され、さらに、筐体の一種であるフロントカバー12が取り付けられて構成される。なお、液晶パネル11と光補正シート4,5とは接着されておらず、両者の間には隙間が存在する。
上記構成を有する照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの動作時には、インバータ等の電源ユニット(図示せず)で発生した高周波の交流(40〜100kHz)が、リード線7を通して蛍光放電管2に与えられる。すると、蛍光放電管2に高電圧が印加され、蛍光放電管2が点灯する。蛍光放電管2から出射された光は、導光板1の端面D1から導光板1内に入射し、導光板1内を伝達して出射面から出射する。この時、導光板1および蛍光放電管2から外部に漏れた光は、反射シート3で反射されて再び導光板1内に導かれるため、導光板1の光出射面からの光の出射量を増大させることが可能となる。導光板1から出射した光は、光拡散シート4及びプリズムシート5により拡散・集光等の補正を受ける。それにより、光の均一化及び高輝度化が図られる。各シート4,5を透過した光は、上方に配置された液晶パネル11に入射する。液晶パネル11では、この光を利用して表示が行われる。以下においては、表示が行われる液晶パネル11の領域と、該領域の下方に位置し該領域に光を供給して表示に関与する領域とを、液晶表示装置LDの有効表示領域と呼ぶ。
上記の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、前述のように、貫通孔Hの周辺部分のスペースE2が反射シート3の隔絶用延設部3Aで覆われている。このため、図中の矢印Gで示すように、隔絶用延設部3により、装置の外部から内部に侵入した塵埃あるいはもとから内部に存在した塵埃が、スペースE2から装置の有効表示領域(具体的には、導光板1と各シート4,5との間や、各シート4,5と液晶パネル11との間の隙間)に侵入するのを防止することが可能となる。ここで、特に、貫通孔Hの周辺部のスペースE2では、外部と連通する貫通孔Hを通じて外部から塵埃が侵入しやすく、かつ、スペースE1に比べてスペースE2の幅W2が狭く有効表示領域に達するまでの距離が短いため、隔絶用延設部3Aが設けられていない場合には、スペースE1に比べて塵埃が有効表示領域に侵入しやすい。しかしながら、上記構成では、スペースE2の前記部分に隔絶用延設部3Aが配設されているため、塵埃の侵入を効果的に防止することができる。
隔絶用延設部3Aは、折り曲げ加工や裁断加工が容易である反射シート3の一部により構成されるため、塵埃の侵入防止のために別部材を改めて設ける必要がなく、また、部分的に折り曲げたり所定の形状に裁断することにより、所望の位置や形状で容易に配設することが可能である。さらに、反射シート3は薄く軽量であるため、照明ユニットUT及び液晶表示装置LDの小型化及び軽量化に影響を及ぼすものではない。
以上のように、本実施の形態の照明ユニットUT及び液晶表示装置LDでは、軽量化及び小型化を図ると同時に、塵埃の侵入による輝度ムラの発生を防止することができ、かつ、光補正シート等の表示領域の部材が塵埃により損傷するのを防止することが可能となる。また、侵入した塵埃を除去するための装置の解体が不要となりメンテナンスが容易となる。
実施の形態2
図5は、本発明の実施の形態2に係る照明ユニットの構成を模式的に示す断面図である。本実施の形態の照明ユニットUTは、実施の形態1の照明ユニットUTと同様の構成を有するが、以下の点が実施の形態1と異なっている。すなわち、実施の形態1の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から下部筐体9の内壁に達するように反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されており、それにより、スペースE2の所定部分が完全に隔絶用延設部3Aで覆われているが、図5に示すように、本実施の形態の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から延設された隔絶用延設部3Aが、下部筐体9の内壁まで到達せずに途中まで突出した状態で配置されている。このように隔絶用延設部3によりスペースE2の一部のみが覆われた構成の本実施の形態においても、有効表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能となる。
図5は、本発明の実施の形態2に係る照明ユニットの構成を模式的に示す断面図である。本実施の形態の照明ユニットUTは、実施の形態1の照明ユニットUTと同様の構成を有するが、以下の点が実施の形態1と異なっている。すなわち、実施の形態1の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から下部筐体9の内壁に達するように反射シート3の隔絶用延設部3Aが配置されており、それにより、スペースE2の所定部分が完全に隔絶用延設部3Aで覆われているが、図5に示すように、本実施の形態の照明ユニットUTでは、導光板1の端面D2から延設された隔絶用延設部3Aが、下部筐体9の内壁まで到達せずに途中まで突出した状態で配置されている。このように隔絶用延設部3によりスペースE2の一部のみが覆われた構成の本実施の形態においても、有効表示領域への塵埃の侵入を防止することが可能となる。
上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、反射シート3の隔絶用延設部3AがスペースE2の貫通孔Hの周辺部に設けられる場合について説明したが、隔絶用延設部3Aの配置位置はこれに限定されるものではなく、塵埃が侵入しやすい部分に任意に配置されてもよい。例えば、導光板1の端面D2に沿ったL字状のスペースE2の全体にわたって隔絶用延設部3Aが設けられると、塵埃の侵入を確実かつ効果的に防止することが可能となるため好ましい。また、隔絶用延設部3Aの配置は、スペースE2のみに限定されるものではなく、スペースE1に設けられてもよい。幅W2が狭く有効表示領域までの距離が小さいために塵埃が有効表示領域に侵入しやすいスペースE2では、隔絶用延設部3Aを配置することにより、より有効な侵入防止効果が奏される。一方、スペースE2に比べて幅W1が広いスペースE1では、有効表示領域までの距離がスペースE2に比べて大きいため、スペースE2に比べて塵埃が表示領域に侵入しにくいが、この場合でも、隔絶用延設部3Aを設けることにより、塵埃の侵入の防止効果が奏される。例えば、スペースE1及びスペースE2の全域に隔絶用延設部3Aを設けることにより、さらに効果的に塵埃の侵入を防止することが可能となる。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、図3に示すように、反射シート3の角部CRに突出部3b,3b’が設けられ、この突出部3bと突出部3b’とを重ねることによりL字状の隔絶用延設部3Aとするが、突出部3b,3b’のいずれか一方だけが設けられた構成であってもよい。なお、一方にのみ設ける場合は、突出部を他方の隔絶用延設部と連続させてL字状を構成する。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、照明ユニットUTがL字型の蛍光放電管を有する場合について説明したが、蛍光放電管の形状はこれに限定されるものではない。また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、リフレクタ部RFと導光板1の端面D2及び底面とが、連続した1枚の反射シート3で覆われているが、例えば、リフレクタ部のみを覆う反射シートと、それ以外の部分を覆う反射シートとが別々に設けられてもよい。
また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、光補正シートとして光拡散シート4及びプリズムシート5を各1枚ずつ配設しているが、光補正シートの種類及び配置枚数は、これに限定されるものではない。また、照明ユニットUTを構成する筐体の構造は、上記の実施の形態1及び実施の形態2の構造に限定されるものではなく、これ以外であってもよい。例えば、液晶パネル11も合わせて収容する構造の筐体であってもよい。
さらに、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、本発明をエッジライト方式の照明ユニットに適用する場合について説明したが、本発明を、エッジライト方式以外の照明ユニットに適用することも可能である。また、上記の実施の形態1及び実施の形態2においては、本発明に係る照明ユニットUTを液晶表示装置LDに利用する場合について説明したが、照明ユニットUTの用途はこれに限定されるものではない。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明に係る照明ユニットは、ノート型パソコン等の情報機器の表示装置、あるいは、携帯型テレビ等の映像機器の表示装置等に用いられる照明ユニットとして有用である。また、本発明に係る液晶表示装置は、ノート型パソコン等の情報機器の表示装置、あるいは、携帯型テレビ等の映像機器の表示装置等として有用である。
1 導光板
2 蛍光放電管
3 反射シート
4 光拡散シート
5 プリズムシート
11 液晶パネル
12 フロントカバー
2 蛍光放電管
3 反射シート
4 光拡散シート
5 プリズムシート
11 液晶パネル
12 フロントカバー
Claims (6)
- 光源と、前記光源から出射された光を照明対象物に導くための導光部材と、前記導光部材の表面の少なくとも一部を覆う反射部材と、前記光源と前記反射部材で覆われた前記導光部材とを収容する筐体とを備えた照明ユニットにおいて、
前記導光部材と前記筐体の内壁との間に形成され、かつ、前記照明対象物と連通する空間の少なくとも一部に、前記反射部材の一部である隔絶部が配されたことを特徴とする照明ユニット。 - 前記筐体が、ユニット外部と前記空間とを連通する貫通孔を有し、少なくとも前記空間の前記貫通孔付近に前記隔絶部が配された請求の範囲1記載の照明ユニット。
- 前記隔絶部が、前記導光部材の表面から前記筐体の内壁まで達する請求の範囲1記載の照明ユニット。
- 前記導光部材が導光板であり、前記導光板の第1の端面に沿って前記光源が配置されるとともに、前記導光板の第2の端面に沿って前記光源に電圧を供給するためのリード線が配置され、前記導光板の底面と、前記光源も含めて前記導光板の前記前記第1の端面と、前記導光板の前記第2の端面とが前記反射部材で覆われ、
前記隔絶部が、少なくとも前記導光部板の前記第2の端面と前記筐体の内壁との間の前記空間に配された請求の範囲1記載の照明ユニット。 - 前記反射部材が、反射シートである請求の範囲1記載の照明ユニット。
- 請求の範囲1記載の照明ユニットと、
前記照明ユニットの光出射面側に配設される液晶パネルとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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