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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2007−87657(P2007−87657A)
公開日 平成19年4月5日(2007.4.5)
出願番号 特願2005−272566(P2005−272566)
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光源のピッチのずれに起因する輝度ムラの軽減を図る。

解決手段
両端に電極2bを有する直管状の光源2を折曲部2aで折り曲げてなる光源2と、光源2に取り付けられて折り曲げられた光源2の間隔を規制する光源支持部材8とを有し、光源支持部材8が、光源2の折曲部2aと電極2bとの中心より折曲部2a寄りの領域に取り付けられる。光源支持部材8は、例えば折曲部2aを介して対向する2本の光源2間に架け渡して取り付けられる。
特許請求の範囲
【請求項1】
両端に電極を有する直管状光源が折曲部で折り曲げられてなる光源と、
前記光源を支持するように取り付けられ、前記折り曲げられた直管状光源間の間隔を規制する光源支持部材とを有し、
前記光源支持部材が、前記光源の前記折曲部と前記電極間の中心位置より前記折曲部寄りの領域に取り付けられていることを特徴とする照明ユニット。
【請求項2】
前記光源支持部材が、折曲部を介して対向する2本の直管状光源間に架け渡して取り付けられてい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】
前記光源支持部材が前記折曲部に取り付けられ、当該光源支持部材は、前記折曲部が嵌め込まれる保持穴と、前記保持穴に前記折曲部が嵌め込まれたときに当該折曲部に対し複数箇所で接触する凸部とを有す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4】
前記光源支持部材がシリコンゴムにより形成されていることを特徴とする請求項3記載の照明ユニット。
【請求項5】
前記光源支持部材が、前記光源の背面に配置される裏面カバーと、前記裏面カバーの前記光源の長さ方向端部に固定される支持部材とにより挟持されていることを特徴とする請求項3又は4記載の照明ユニット。
【請求項6】
両端に電極を有する直管状光源が折曲部で折り曲げられてなる光源と、前記光源を支持するように取り付けられ、前記折り曲げられた直管状光源の間隔を規制する光源支持部材とを有し、前記光源支持部材が、前記光源の前記折曲部と前記電極間の中心位置より前記折曲部寄りの領域に取り付けられてなる照明ユニットと、
前記照明ユニットの前面に配置液晶表示パネルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項7】
前記光源支持部材が、折曲部を介して対向する2本の直管状光源間に架け渡して取り付けられていることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
【請求項8】
前記光源支持部材が前記折曲部に取り付けられ、当該光源支持部材は、前記折曲部が嵌め込まれる保持穴と、前記保持穴に前記折曲部が嵌め込まれたときに当該折曲部に対し複数箇所で接触する凸部とを有することを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
【請求項9】
前記光源支持部材がシリコンゴムにより形成されていることを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
【請求項10】
前記光源支持部材が、前記光源の背面に配置される裏面カバーと、前記裏面カバーの前記光源の長さ方向端部に固定される支持部材とにより挟持されていることを特徴とする請求項8又は9記載の液晶表示装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、直管状光源を折曲部で折り曲げてなる光源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。
【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】
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、蛍光放電管等の管状光源を表示パネルの裏面に置き、表示パネルと管状光源との間に拡散板を配置する方式である。このうち、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。
【0004】
例えば、特許文献1には、複数本の蛍光管を有する直下方式のバックライト装置が提案されている。このバックライト装置においては、一部に開口部を有する欠円状把持形状を成し、可撓性を有する透明部材で作られ、1管用や多管用を一体成型したランプホルダを採用することで、蛍光管を保護すると共に、蛍光管配列の位置精度を確保し情報表示面での輝度ムラを防ぐようにしている。また、透明材を使うことで、ランプホルダの陰による情報表示面の輝度低下や輝度ムラへの影響を防ぐようにしている。
【特許文献1】特開2001−210126号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、直下方式の照明ユニットとして、例えば図7に示すように、両端に電極101を有する直管状の冷陰極管等の光源102を、コの字状やU字状等に折曲部103で折り曲げ、この折り曲げた光源102を適度な間隔でもって平行に複数配置する構造が知られている。コの字状やU字状等に折り曲げてなる光源102は、電極101となる両端と折曲部103とが図示しない両側支持部材で支持され、光源102の裏面に位置する裏面カバー104に固定されている。また、光源102の長さ方向の中間部に光源支持部材105を取り付け、光源102の位置決めや折り曲げられた光源102間のピッチの規制が行われる。
【0006】
しかしながら、図7に示すように光源支持部材105が電極101寄りに取り付けられている場合、光源102が直管状の管を折り曲げてなる構造のため、例えば電極101近傍で間隔が広く折曲部103近傍で間隔が狭くなり、ピッチがばらついてしまう可能性が高い。また、光源102の固定が不十分であるために、光源102が位置ずれを起こしてピッチがずれることもある。このような理由で光源102のピッチずれが生ずる結果、輝度ムラが生じて表示品位が低下するという問題がある。
【0007】
前述の特許文献1においては、可撓性を有する透明なランプホルダの取付け位置を、蛍光管の長手方向に対し隣接位置で重ならないように配置したり、蛍光管の並び方向に対し千鳥状に配置したりしているが、折り曲げ構造の光源を用い、さらに光源の特定の位置にランプホルダを偏在させるという考えはない。
【0008】
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、光源のピッチのずれに起因する輝度ムラを軽減することが可能な照明ユニットを提供し、さらには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】
【0009】
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、両端に電極を有する直管状光源が折曲部で折り曲げられてなる光源と、前記光源を支持するように取り付けられ、前記折り曲げられた直管状光源間の間隔を規制する光源支持部材とを有し、前記光源支持部材が、前記光源の前記折曲部と前記電極間の中心位置より前記折曲部寄りの領域に取り付けられていることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の液晶表示装置は、両端に電極を有する直管状光源が折曲部で折り曲げられてなる光源と、前記光源を支持するように取り付けられ、前記折り曲げられた直管状光源の間隔を規制する光源支持部材とを有し、前記光源支持部材が、前記光源の前記折曲部と前記電極間の中心位置より前記折曲部寄りの領域に取り付けられてなる照明ユニットと、前記照明ユニットの前面に配置液晶表示パネルとを有することを特徴とする。
【0011】
本発明においては、折り曲げられた光源の長手方向の中心位置より折曲部側に光源支持部材を取り付けるので、光源の間隔が狭くなり易い折曲部近傍の光源の間隔が強制的に規制される。この結果、折り曲げられた光源の平行な距離が長くなり、光源のピッチのばらつきが抑制される。また、本発明によれば、折り曲げられた光源の折曲部寄りに光源支持部材を取り付けるので、折曲部近傍の光源の強度が補強される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の照明ユニットによれば、光源支持部材により折曲部近傍の光源の間隔を均一とするので、折り曲げた構造に起因する光源の変形を防止して、全長にわたって光源の間隔を均一とすることができる。したがって、本発明によれば光源のピッチのずれに起因する輝度ムラを軽減可能な照明ユニットを提供することができる。また、本発明によれば、光源のピッチのずれに起因する輝度ムラが軽減された照明ユニットを用いることにより、優れた表示品位の液晶表示装置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】
【0013】
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。
【0014】
(第1の実施形態)
先ず、本発明を適用した第1の実施形態の照明ユニット及びこの照明ユニットを有する液晶表示装置について説明する。図1は、第1の実施形態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2の照明ユニットを用いた液晶表示装置の断面図である。なお、図3において、照明ユニットについては、図1におけるA−A線位置での断面を示している。
【0015】
図3に示すように、第1の例の照明ユニットUT1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、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。光源2は、直管状の光源を折曲部2aでコの字状やU字状等に折り曲げてなり、両端が電極2bとされる。また、照明ユニットUT1は、裏面カバー6とともに光源2の電極2b及び折曲部2aの両側を挟持する支持部材4を有する。
【0016】
また、照明ユニットUT1においては、光源2の折曲部2aと電極と2bの中心より折曲部2a寄りの領域に、折曲部2aを介して対向する2本の光源2間に架け渡すように、光源支持部材8が取り付けられる。さらに、照明ユニットUT1の中央であり光源2の間隙には、光源2と拡散板3との距離を保ち、拡散板3の熱膨張による反りを防止して輝度ムラの発生を抑制する突起9が形成されている。
【0017】
図1の照明ユニットUT1においては、拡散板3の裏面側に、複数の光源2が間隔を有して略平行に配置されている。光源2としては、図示のようなコの字状に折り曲げられた形状に限らず、U字状等、直管状の光源が折り曲げられてなる折曲部を有する構造の光源を用いることができる。光源2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。
【0018】
拡散板3は、光を散乱・拡散させるシート又は板であり、表示面全体の輝度分布を均一とするために使用する。拡散板3は、光伝達に必要な透過率及び屈折率で代表される光学特性が適切な材料で形成され、例えばアクリル樹脂等を用いることができる。
【0019】
支持部材4は、表示パネルの長さ方向の両端で光源2を支持する機能を有するとともに、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。
【0020】
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パネル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。
【0021】
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UT1の筐体としての機能も有する。
【0022】
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、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。
【0023】
前述のような第1の例の照明ユニットUT1においては、光源2の長さ方向の中心、すなわち図1中B−B線で示す折曲部2aと電極2bとの中心より折曲部2a寄りの領域の光源2に、光源支持部材8が取り付けられる。光源支持部材8は、折曲部2aを介して対向する光源間に架け渡して取り付けられ、光源2を裏面カバー6に固定することにより、対向する光源2間の間隔を規制する。図1〜図3に示す光源支持部材8は、例えば折り曲げられた光源2の間隔を規制するための支持部を介して、光源2を固定し保持する光源保持部が2つ連結した形状とされている。光源支持部材8の下部はビス等により裏面カバー6に固定されている。
【0024】
このような照明ユニットUT1は、その前方に液晶パネル1を配置され、金属製の表側フレームFCを取り付けて固定されることにより、液晶表示装置Lを構成する。液晶パネル1は、照明ユニットUT1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、表示用電極等が形成された一対の透明基板を適当な間隔で対峙させた間隙に液晶材料を注入するとともに透明基板の周縁をシール材で封止してなるパネル、このパネルの周囲に配置されたパネルを駆動するための複数の駆動用回路、この駆動用回路を実装した基板等から構成される。
【0025】
照明用ユニットUT1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等により反射されて拡散板3へ導かれ、拡散板3を通過し、輝度分布を均一化される。次いで、拡散板3を通過した光は、液晶パネル1の背面全体に均等に伝えられて液晶パネル1の表面に文字や映像等の画像を表示する。
【0026】
以上のような第1の例の照明ユニットUT1においては、折り曲げられた光源2の折曲部2a付近に、光源2間を架け渡す光源支持部材8を取り付けるので、例えば電極2b近傍で間隔が広く折曲部2a近傍で間隔が狭くなるといった折り曲げ構造に起因する光源2の変形を防止し、光源2のピッチのばらつきを解消して、輝度ムラを軽減することができる。したがって、光源2のピッチのばらつきが解消され、輝度ムラの軽減された優れた表示品位の液晶表示装置を実現することができる。
【0027】
ところで、従来の照明ユニットのように、光源管を架け渡す光源支持部材が電極寄りに取り付けられている場合、光源の折曲部付近の機械的強度が極めて低くなり、落下等の衝撃により光源がたやすく破損してしまうという問題がある。これに対して、第1の例の照明ユニットUT1においては、折り曲げられた光源2の折曲部2a付近に光源2間を架け渡す光源支持部材8を取り付けるので、光源2の折曲部2a付近の強度を高めることができる。このため、この照明ユニットUT1を用いた液晶表示装置は、落下等の衝撃に対しても光源2の破損が抑制され、耐久性の向上を図ることができる。
【0028】
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態の照明ユニット及びこの照明ユニットを有する液晶表示装置について説明する。第2の実施形態の照明ユニットUT2は、光源2の折曲部2aと電極2bとの中心より折曲部2a寄りの領域に光源支持部材が取り付けられている点で第1の例の照明ユニットUT1と共通するが、光源支持部材の取り付け位置及び構造が異なるものである。図4は、第2の例の照明ユニットUT2の斜視図、図5(a)は図4の光源折曲部付近の拡大斜視図、図5(b)は図5(a)の分解斜視図である。なお、図4及び図5中、第1の例の図1〜図3と同じ部材については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0029】
第2の例で用いられる光源支持部材21は、光源2の折曲部2aを保持するための部材である。光源支持部材21は、図5及び図6に示すように、コの字状やU字状等に折り曲げられた光源2の折曲部2bの形状に沿った形状の開口であり、光源2の折曲部2bが嵌め込まれる保持穴21aを有する。また、図6に示すように、光源支持部材21の保持穴21aの内壁には、光源2の折曲部2bが嵌め込まれたときに、保持穴21aと光源2の折曲部2bとが完全に密着するのを防止する凸部21bが3カ所形成されている。光源支持部材21の保持穴21aに折曲部2bが嵌め込まれたとき、保持穴21a内の凸部21bと光源2の折曲部2bとが長さ方向の3カ所で接触することで、折曲部2bを保持する。光源支持部材21は、例えばシリコンゴム等から形成される。
【0030】
なお、光源支持部材21の保持穴21aに形成される凸部21bは、図6に示すような保持穴21aの両端部及び略中央の3カ所に限定されず、光源支持部材21により光源2の折曲部2bを保持可能であれば、配置箇所及び配置数は任意である。
【0031】
さらに、図5に示すように、複数の光源支持部材21が光源2の両端に配置される支持部材4と光源2の背面に配置される裏面カバー6とで挟持されることにより、複数の光源2が照明ユニットUT2の所定位置に確実に固定される。
【0032】
第2の実施形態の照明ユニットUT2においては、光源支持部材21の保持穴21aに光源2の折曲部2bを嵌め込んで3カ所で折曲部2bを保持することにより、光源2の折曲部2bが照明ユニットUT2に確実に固定され、位置精度が向上する。したがって、第2の例の照明ユニットUT2をバックライトとして有する液晶表示装置は、光源2が位置ずれを生じることに起因する輝度ムラが軽減され、優れた表示品位を実現することができる。特に、光源2を保持した光源支持部材21を支持部材4と裏面カバー6とで挟持することで、保持穴21aに設けられた凸部21bで折曲部2bを部分的に保持する構造とされていても、光源2が動くことによる位置ずれを確実に抑制することができる。したがって、第2の例の照明ユニットUT2をバックライトとして有する液晶表示装置の輝度ムラを軽減し、表示品位の向上を図ることができる。
【0033】
ところで、従来の直下方式の照明ユニットに用いられ、折曲部でコの字状やU字状等に折り曲げてなる光源は、折曲部の全体をシリコンゴム等からなるゴムホルダー(光源支持部材)で覆われ、この光源支持部材を介して裏面カバーと支持部材とに挟持されることにより、光源の折曲部が照明ユニットに支持される。しかしながら、前述のように、光源の折曲部の全体を光源支持部材により保持すると、光源支持部材に保持された部分のみが冷却されることにより、例えば光源が冷陰極管である場合には光源の管内の水銀が偏り、ランプ寿命が低下するという問題がある。逆に、光源支持部材の冷却によるランプ寿命の短縮を回避するために光源支持部材を用いない場合、照明ユニット内で光源が動いて位置ずれを起こし、輝度ムラを生じるという問題がある。
【0034】
これに対して第2の実施形態の照明ユニットUT2によれば、第2の例の照明ユニットUT2においては、光源支持部材21で光源2の折曲部2b全体を保持するのではなく、保持穴21aに設けられた凸部21bで折曲部2bを部分的に保持することにより、光源2と光源支持部材21との接触が最低限に抑えられる。したがって、例えば光源2が冷陰極管等である場合には、内部の水銀が偏ることに起因するピンク放電が抑制され、光源2の寿命短縮を抑制する。したがって、第2の実施形態の照明ユニットUT2をバックライトとして有する液晶表示装置の長寿命化を図ることができる。
【0035】
また、本発明の照明ユニットは、図4に示すように、折り曲げられた光源2の折曲部2a付近に光源支持部材8を偏らせて取り付けた第1の実施形態と、保持穴21aに凸部21bを有する光源支持部材21を用いる第2の実施形態とを組み合わせても、第1の実施形態又は第2の実施形態を単独で採用してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明を適用した照明ユニットの第1の実施形態を一部切欠いて示す平面図である。
【図2】図1に示す照明ユニットの分解斜視図である。
【図3】図1に示す照明ユニットを有する液晶表示装置の要部概略断面図である。
【図4】本発明を適用した照明ユニットの第2の実施形態を示す斜視図である。
【図5】図4の光源の折曲部付近を示す図であり、(a)は拡大斜視図、(b)は(a)の分解斜視図である。
【図6】第2の実施形態の光源支持部材を示す図であり、(a)斜視図、(b)は側面図である。
【図7】従来の照明ユニットの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【0037】
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、8 光源支持部材、21 光源支持部材




 

 


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