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発明の名称 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−87654(P2007−87654A)
公開日 平成19年4月5日(2007.4.5)
出願番号 特願2005−272536(P2005−272536)
出願日 平成17年9月20日(2005.9.20)
代理人 【識別番号】100105809
【弁理士】
【氏名又は名称】木森 有平
発明者 金田 広美 / 裏 敏彦 / 安田 吉範 / 清水 慎
要約 課題
直下方式の照明ユニットにおいて、輝度効率の低下や装置の厚みの増大を招くことなく、輝度ムラを軽減する。

解決手段
互いに略平行に配列される複数の直管状ランプからなる光源2と、複数配列された直管状ランプ上に配置される拡散板3とを有する。拡散板3は、直管状ランプの長さ方向と略垂直な方向における光拡散が、直管状ランプの長さ方向と略平行な方向における光拡散よりも大である。照明ユニットUTの出光側に液晶パネル1が配されることにより、液晶表示装置が構成される。
特許請求の範囲
【請求項1】
互いに略平行に配列される複数の直管状ランプからなる光源と、
前記複数配列された直管状ランプ上に配置される拡散板とを有し、
前記拡散板は、前記直管状ランプの長さ方向と略垂直な方向における光拡散が、前記直管状ランプの長さ方向と略平行な方向における光拡散よりも大であることを特徴とする照明ユニット。
【請求項2】
前記拡散板は、異方拡散性を有するアクリル板からなることを特徴とする請求項1記載の照明ユニット。
【請求項3】
前記光源の裏面側に配され光源からの光を前記拡散板側へ導く反射板と、当該反射板の背面側より前記光源及び拡散板を保持する裏面カバーと、これらを支持するハウジングとを備えることを特徴とする請求項1または2記載の照明ユニット。
【請求項4】
前記直管状ランプをその両端部にて支持する光源支持部材を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の照明ユニット。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項記載の照明ユニットの出光側に液晶表示パネルが配されていることを特徴とする液晶表示装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶表示装置に用いられ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。
【背景技術】
【0002】
近年、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、テレビ、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長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、表示素子の背後から照明光を当てるための照明ユニットを内蔵した構成をとるものが多い。
【0003】
ここで、照明ユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、表示装置に対向する導光板のエッジに光源を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を表示パネルの裏面に複数配置し、表示パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。
【0004】
これら方式のうち、直下方式はエッジライト方式に比べて高輝度化が容易であり、且つ発光面の輝度均一性に優れるという利点を有している。このため、高輝度が要求される大型液晶テレビ等においては、直下方式の照明ユニットの採用が必須となっている。
【0005】
従来、直下方式の照明ユニットとしては、例えば特許文献1に記載されるように、並列して配置される複数の管状光源からなる光源群と、これら管状光源をその両端の電極部にて支持する光源支持部材と、光源群の裏面側に配されて該光源群からの光を表示パネル配置側へと導く反射板と、該表示パネル配置側に配置されて光源群からの光を拡散させて出射するための拡散板と、これらを支持する金属フレームとからなる構成が知られている。特許文献1の発明では、光源等を支持する金属フレームの窓枠状部分にフランジ状張り出し部を備えることで、製造コストや額縁領域の幅を増大させることなく、フレーム構造に充分な強度を付与することができる。
【特許文献1】特開2002−90736号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、直下方式のバックライトを用いた表示装置においては、前記の通り光源となる直管状のランプが所定の間隔を有して複数配置されているため、ランプ直上の領域が明るく、ランプとランプの間の領域が暗くなるという輝度ムラを生じ、表示品位を低下させるという問題がある。この輝度ムラを軽減する方法としては、直管状のランプと表示パネルとの間に配置する拡散板として、拡散度の高い拡散板を用いる方法が考えられる。しかしながら、この方法は、輝度の均一化には有効であるが、光源から出射した光が拡散度の高い拡散板を通過する際に減衰し、輝度効率の低下を招くという問題がある。また、光源と拡散板との間の距離を長くして輝度ムラを軽減する方法も有効であるが、この場合、照明ユニットの厚みが増し、表示装置の薄型化の妨げとなる。
【0007】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、直下方式の照明ユニットにおいて、輝度効率の低下や装置の厚みの増大を招くことなく、輝度ムラを軽減することが可能な照明ユニットを提供することを目的とし、さらには輝度ムラが少なく表示品質に優れた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の問題を解決するために、本発明に係る照明ユニットは、互いに略平行に配列される複数の直管状ランプからなる光源と、前記複数配列された直管状ランプ上に配置される拡散板とを有し、前記拡散板は、前記直管状ランプの長さ方向と略垂直な方向における光拡散が、前記直管状ランプの長さ方向と略平行な方向における光拡散よりも大であることを特徴とする。また、本発明の液晶表示装置は、前記照明ユニットの出光側に液晶表示パネルが配されていることを特徴とする
【0009】
本発明の照明ユニットは、直下方式の照明ユニットであって、直管状ランプが互いに平行に配列されることで、これらが所定のサイズの面状光源として機能する。ただし、この場合、ランプ直上の領域が明るく、ランプとランプの間の領域が暗くなる。すなわち、直管状ランプの配列方向(直管状ランプの長手方向と直交する方向)では、ランプの配列間隔に対応して周期的に明暗が繰り返される。一方、直管状ランプの長手方向では、このような周期的な明暗が生ずることはない。
【0010】
そこで、本発明では、入射した光のうち直管状ランプの長さと略平行な方向へあまり光を拡散させず、直管状ランプの長さ方向と略垂直な方向、すなわち、平行に複数配列された直管状ランプのピッチ方向へ強く光を拡散させるような拡散板を用いる。前記拡散板は、入射した光を光源の長さ方向と垂直な方向へ相対的に強く拡散させるので、直管状ランプ間の暗い領域の輝度が向上するように働き、ランプの配列間隔に対応して繰り返される周期的な明暗が解消される。したがって、例えば液晶表示パネル等の表示パネルに向けて均一性の高い光が照射され、この結果、液晶パネル全体での輝度分布が均一化され、直管状ランプの配列に由来する輝度ムラが軽減される。
【0011】
一方、前記拡散板は、直管状ランプの長さと略平行な方向へは、あまり光を拡散させないが、前記の通り、直管状ランプの長手方向では周期的な明暗が生ずることがないので、輝度ムラが問題になることはない。拡散板において、全方向に対して拡散が大きくなるように設定すると、輝度効率の低下が問題となるが、前記直管状ランプの長さと略平行な方向への拡散を抑えることで、この方向での輝度効率の低下が抑えられ、拡散板全体での輝度効率の低下も抑制される。また、本発明では、拡散板の拡散の度合いを方向によって変えることで輝度ムラを解消するようにしているので、輝度ムラ解消のために光源(直管状ランプ)と拡散板との距離を必要以上に離す必要もなく、装置の厚みを無用に増加させる必要もない。
【発明の効果】
【0012】
本発明の照明ユニットによれば、光の拡散性に異方性を持つ拡散板を用いているので、例えば表示装置のバックライトとして用いたとき、装置の厚みの増加や輝度効率の低下の影響を抑制しつつ、輝度ムラが軽減された優れた表示品位の表示を実現し得る照明ユニットを提供することが可能である。
【0013】
また、本発明の液晶表示装置によれば、光の拡散性に異方性を持つ拡散板を用いた照明ユニットを用いることで、輝度効率の低下や装置の厚みの増加といった不都合を生じることなく、輝度ムラを軽減して優れた表示品位を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明に係る照明ユニット及び液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の照明ユニットの平面図、図2は図1の照明ユニットの分解斜視図、図3は図1の照明ユニットを有する液晶表示装置の拡大断面図である。
【0015】
図1〜図3に示すように、本発明の照明ユニットUTは、例えば液晶パネル1の裏面側にバックライトとして配置されるものであり、複数灯の直管状の光源2と、これら光源2からの光を拡散させて出射するための拡散板3と、光源2を両端部で支持する光源支持部材4と、光源2の表示面と反対側(裏面側)に配置される反射シート5と、反射シート5の裏面側に配置される裏面カバー6と、拡散板3や裏面カバー6等を囲むように支持する枠状のハウジング7とを有する。液晶パネル1は、前記ハウジング7上に配置されることになる。
【0016】
図1の照明ユニットUTにおいては、拡散板3の裏面側に、複数の光源2が所定の間隔を有して略平行に配置されている。光源2としては、直管状の光源、又は直管状の光源を折曲部にてU字或いはコの字形状等に曲げてなる光源等を用いることができる。ここでは、コの字形状に折り曲げられ、主に2本の直線部分において光照射を行う直管状ランプを光源2として用いた。この直管状ランプとしては、例えば高周波の電流で駆動されて発光する蛍光放電管等を用いることができる。
【0017】
拡散板3は、入射した光を拡散させる性質を有するものであり、これによって光源2の光を拡散し、液晶パネル1に対して均等に光照射が行われるようにするものである。ただし、本実施形態では、この拡散板3として、光源2からの光を光源2の長さ方向にあまり拡散させず、光源2の長さ方向に対し垂直方向に強く拡散させる、いわゆる異方拡散性を有する拡散板3を用いる。ここで、拡散板3は、光伝達に必要な透過率及び屈折率等に代表される光学特性が適切な材料で形成され、例えば前記材料としてアクリル樹脂等を用いることができる。
【0018】
光源支持部材4は、表示装置の両端で光源2を支持する機能を有するとともに、その内面が反射機能を有し、したがって光源2から出射する光をパネル配置側へ導き、射出面から出る照明光を増大させる機能を有する。
【0019】
反射シート5は光源2と裏面カバー6との間に配置され、光源2から裏面側へ出る光を液晶パネル1側へ導き出射面から出る照明光を増大させる機能を有する。この反射シート5としては、高い光反射率を有する白色の樹脂製フィルム等を使用することができる。
【0020】
裏面カバー6は、反射シート5の裏面側から光源2及び拡散板3を支持する機能を有するとともに、照明ユニットUTの筐体としての機能も有する。
【0021】
一方、図2及び図3に示すように、ハウジング7は、拡散板3及び裏面カバー6を側面並びに前方から取り囲むように近接配置されている。ハウジング7は、光源2及び拡散板3を保持する機能を有する。このハウジング7としては、例えばポリカーボネート樹脂等により形成される。
【0022】
以上により構成される照明ユニットUTは、その前方に液晶パネル1を配置し、金属製の表側フレームFCを取り付け固定することにより、液晶表示装置Lに組み込まれる。液晶パネル1は、照明ユニットUTからの光を透過して文字や映像等の画像を表示するものである。
【0023】
前述の照明ユニットUTの光が出射される側に液晶パネル1を搭載した液晶表示装置Lにおいては、光源2から出射された光は、直接又は反射シート5等により集光されて拡散板3へ導かれ、拡散板3を通過した後、液晶パネル1に照射される。その結果、液晶パネル1によって文字や映像等の画像が表示されることになる。
【0024】
このとき、前記照明ユニットUTを用いることで、拡散板3を通過した光は、光源2の長さ方向に弱く拡散され、光源2の長さ方向と垂直な方向に強く拡散される。これにより、光源2間の本来暗い表示となるはずの領域でも明るい表示が可能となり、光源2の直上の領域と光源2の間の領域とでの輝度ムラが改善され、高い表示品位が実現される。
【0025】
また、光源2と拡散板3との距離を短くした場合であっても、前記拡散板3を用いることにより輝度ムラを軽減でき、照明ユニットやこれを用いる液晶表示装置の薄型化と優れた表示品位との両立が可能である。さらに、輝度ムラの改善に際して拡散板3の拡散度を全方位で高くする必要がなく、特定の方向(光源2の長手方向と略直交する方向)のみで拡散度を高くすればよいので、輝度効率の低下が必要最低限に抑えられ、輝度効率の向上と優れた表示品位との両立が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明を適用した照明ユニットの一例を示す平面図である。
【図2】図1に示す照明ユニットを有する液晶表示装置の分解斜視図である。
【図3】図2に示す液晶表示装置の電極近傍を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【0027】
1 液晶パネル、2 光源、3 拡散板、4 支持部材、5 反射シート、6 裏面カバー、7 ハウジング




 

 


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