| 【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 |
| 【発明者】 |
【氏名】野村 充生
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】形状がコンパクトであり、かつ温湿度変化や振動、衝撃に対して信頼性が高く、組み立て性の良い照明ユニットを提供する。
【解決手段】導光板の入射側端面に近接して配置される蛍光放電管と、蛍光放電管の周囲を覆い蛍光放電管を固着するゴムホルダーと、導光板上に設置される光学フィルムと、光学フィルムと導光板又はゴムホルダーを狭持する筐体とで構成される照明ユニットであって、導光板のコーナー部分、すなわち蛍光放電管のコーナー曲げ部分にゴムホルダーを配置し、ゴムホルダーに形成された突起部により光学フィルムの位置を固定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 導光板の入射側端面に近接して配置される蛍光放電管と、前記蛍光放電管の周囲を覆い前記蛍光放電管を固着するゴムホルダーと、前記導光板上に設置される光学フィルムと、前記光学フィルムと前記導光板又は前記ゴムホルダーを狭持する筐体とで構成される照明ユニットであって、前記導光板のコーナー部分に前記ゴムホルダーを配置し、前記ゴムホルダーに形成された突起部により前記光学フィルムの位置を固定できることを特徴とした照明ユニット。
【請求項２】 前記筐体において、前記ゴムホルダーの突起部に対応する位置に孔を形成し、前記ゴムホルダーの突起部と前記筐体の孔が嵌合する請求項１記載の照明ユニット。
【請求項３】 前記蛍光放電管がＬ字型又はコの字型に形成され、前記蛍光放電管のコーナー曲げ部分に、前記ゴムホルダーが配置される請求項１記載の照明ユニット。
【請求項４】 導光板の入射側端面に近接して配置される蛍光放電管と、前記蛍光放電管の周囲を覆い前記蛍光放電管を固着するゴムホルダーと、前記導光板上に設置される光学フィルムと、前記光学フィルムと前記導光板又は前記ゴムホルダーを狭持する筐体とで構成される照明ユニットであって、前記導光板のコーナー部分に前記ゴムホルダーを配置し、前記ゴムホルダーに形成された突起部により前記光学フィルムの位置を固定できる照明ユニットを用いることを特徴とした液晶表示装置。
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【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及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【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ている。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有するものが多い。
【０００３】当該照明ユニットは、導光板を表示体の裏面に設置し、その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、一般に、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型化が容易であり、かつ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考えることができる。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、薄型化の実現性を優先してエッジライト方式を採用することが多い（例えば特許文献１を参照）。また、ビデオムービーやカーナビゲーションシステム等に使用される液晶表示装置においても、薄型化と輝度均一性を両立させるために、二本以上の蛍光放電管を使用したエッジライト方式、あるいはＬ字型蛍光放電管やコの字型蛍光放電管を使用したエッジライト方式が採用されるケースが多いことも事実である。
【０００４】ここで、従来のコの字型蛍光放電管を使ったエッジライト方式の照明ユニットについて説明する。図７は、従来のコの字型蛍光放電管を使ったエッジライト方式の照明ユニットの構成平面図、図８は、従来のコの字型蛍光放電管を使ったエッジライト方式の照明ユニットのIII―IIIにおける構成断面図である。
【０００５】従来の照明ユニットは、光を伝達する平板状の透明な導光板１の四辺のうち三辺に近接して設けられたコの字字型蛍光放電管２から発せられた光を導光板１の入射側端面Ｄに導くように、反射フィルム３が貼り付けられている。
【０００６】一方、導光板１の裏面には反射シート４が取り付けられており、導光板１の裏面から外へ出ようとする光を再度導光板１の中へ戻し、出射面から出る照明光を増大させるという役割を果たしている。導光板１の出射面側には一枚あるいは複数の光学フィルムが設置されている。かかる光学フィルムとしては、導光板１の出射面から出る光の輝度の均一性を高めるために用いる拡散フィルム５や、導光板１の出射面から出た光を出射面の鉛直方向へ集光して輝度を高める役割を果たすレンズフィルム６等が良く用いられている。
【０００７】また、コの字型蛍光放電管２の両端は、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るリード線７に半田付け等により接続され、蛍光放電管２を点灯させるために必要な電圧が印加される。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ゴムホルダー８が取り付けられている。
【０００８】導光板１、蛍光放電管２等は筐体９により狭持されている。すなわち、導光板１の四隅にあるコーナー部には切り欠き部Ａが設けられており、切り欠き部Ａに筐体９に形成されているリブＲがはめ込まれることで、筐体９に対する導光板１の位置が固定されている。導光板１にこの切り欠き部Ａを形成することにより、蛍光放電管２及びゴムホルダー８の障害とならないように筐体９のリブＲを設けることができ、このリブＲを使って導光板１を所定の位置に固定することにより有効発光領域Ｍの位置を精度良く保持することが可能となる。
【０００９】また、拡散フィルム５及びレンズフィルム６もまた、筐体９のリブＲによって位置が固定されており、照明ユニットを組み立てた後で拡散シート５及びレンズフィルム６の位置がずれないように構成されている。
【００１０】こうして筐体９に導光板１、蛍光放電管２、拡散フィルム５，レンズフィルム６等を組み込んだ後、バックカバー１０を取り付けることで照明ユニットとして完成する。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１５２５２８号公報【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のように導光板１および拡散フィルム５及びレンズフィルム６の位置を筐体９に設けたリブＲによって固定した場合、導光板１の切り欠き部Ａを形成するために、切り欠き部Ａが有効発光領域Ｍに入り込まないように導光板１のサイズを十分大きくする必要が生じ、照明ユニット全体のサイズが有効発光領域Ｍとの相対的比較において大きくなってしまうという課題が発生する。
【００１３】すなわち、導光板及び各種光学フィルムの位置を固定するリブＲは、蛍光放電管のない一辺においては、照明ユニット全体のサイズに影響を及ぼすことなく比較的容易に設けることができる。しかし、コの字型蛍光放電管のように導光板の三辺に蛍光放電管が位置するような場合、導光板と各種光学フィルムの位置を固定するためには、有効発光領域Ｍと蛍光放電管２の間にリブＲを設けざるを得ず、有効発光領域Ｍの外にリブＲを設けるスペースが必要となり、照明ユニット全体のサイズが大きくなってしまう。
【００１４】逆に、かかるリブＲを筐体に設けない場合には、照明ユニットに外部から振動や衝撃が加わると、筐体や蛍光放電管が導光板の荷重を受けてダメージを受けてしまうという問題が新たに発生する。
【００１５】あるいはリブＲを設けない場合には、導光板や拡散フィルムを筐体に両面テープ等の接着手段によって固定するという方法を取ることも可能であるが、接着することで導光板、拡散フィルム及び筐体の熱膨張率の差と吸水率の差により、高温高湿環境下で導光板が変形したり、フィルムにしわが入って表示ムラとなる問題が生じるという課題がある。さらに、接着剤等を使用することで組み立てコストも増大するという問題が生じる。
【００１６】また、拡散フィルムについてもリブＲで位置を固定した場合、拡散フィルムは筐体と導光板に挟まれているため、照明ユニットを組み立てて完成させた後においては、拡散フィルムがリブＲに乗り上げたりすることなく確実に所定の位置に納まっているか否か確認する方法がなく、組立不良を検知することができないという課題もある。
【００１７】本発明は、上記課題を解決すべく、照明ユニット全体のサイズを極力コンパクトに形成するとともに、温湿度変化や振動、衝撃に対して信頼性が高く、かつ組み立て性の良い照明ユニットを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明にかかる照明ユニットは、導光板の入射側端面に近接して配置される蛍光放電管と、蛍光放電管の周囲を覆い蛍光放電管を固着するゴムホルダーと、導光板上に設置される光学フィルムと、光学フィルムと導光板又はゴムホルダーを狭持する筐体とで構成される照明ユニットであって、導光板のコーナー部分にゴムホルダーを配置し、ゴムホルダーに形成された突起部により光学フィルムの位置を固定できることを特徴とする。
【００１９】かかる構成により、有効発光領域Ｍと蛍光放電管２の間にリブＲを設ける必要がなくなり、有効発光領域Ｍの外にリブＲを設けるスペースを必要としないことから、照明ユニット全体のサイズをコンパクトにすることができる。
【００２０】また、両面テープ等の接着手段によって固定するという方法でもないので、接着することで導光板、拡散フィルム及び筐体の熱膨張率の差と吸水率の差により、高温高湿環境下で導光板が変形したり、フィルムにしわが入って表示ムラとなるといった問題も生じない。
【００２１】さらに、組み立てて完成させた後において、各種光学フィルムが確実に所定の位置に納まっているか否かを容易に確認することも可能となり、組み立て性の良い照明ユニットを実現することができる。
【００２２】また、本発明にかかる照明ユニットは、筐体において、ゴムホルダーの突起部に対応する位置に孔を形成し、ゴムホルダーの突起部と筐体の孔が嵌合することが好ましい。ゴムホルダーの突起部と筐体の孔が嵌合することで、ゴムホルダー自身も固定することができ、導光板や各種光学フィルム等を精度良く固定することができるからである。
【００２３】また、本発明にかかる照明ユニットは、蛍光放電管がＬ字型又はコの字型に形成され、蛍光放電管のコーナー曲げ部分にゴムホルダーが配置されることが好ましい。蛍光放電管を確実に固定するとともに、外部からの衝撃が蛍光放電管に直接伝わらないようにする緩衝材としても有効だからである。
【００２４】次に、上記目的を達成するために本発明にかかる液晶表示装置は、導光板の入射側端面に近接して配置される蛍光放電管と、蛍光放電管の周囲を覆い蛍光放電管を固着するゴムホルダーと、導光板上に設置される光学フィルムと、光学フィルムと導光板又はゴムホルダーを狭持する筐体とで構成される照明ユニットであって、導光板のコーナー部分にゴムホルダーを配置し、ゴムホルダーに形成された突起部により光学フィルムの位置を固定できる照明ユニットを用いることを特徴とする。
【００２５】かかる構成により、形状がコンパクトな照明ユニットを用いることで全体としてコンパクトな液晶表示装置を提供することができる。また、かかる照明ユニットは、温湿度変化や振動、衝撃に対して信頼性が高いので、完成精度の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。さらに、組み立て性も良いので、液晶表示装置の製造コストを削減することも期待できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形態にかかる照明ユニットについて、図１から図６を参照しながら説明する。図１は本発明にかかる照明ユニットの構成平面図である。図１において、１は導光板を、１ａは導光板の切り欠き部を、２は蛍光放電管を、５は拡散フィルムを、６はレンズフィルムを、７はリード線を、８ａは蛍光放電管２端部におけるゴムホルダーを、８ｂは蛍光放電管２の曲げコーナー部におけるゴムホルダーを、９は筐体を、１０はバックカバーを、１０ａはバックカバー１０の突出部を、Ｈは開口部を、Ｓは蛍光放電管２の曲げコーナー部を、Ｖは蛍光放電管２の曲げコーナー部におけるゴムホルダー８ｂにおける突起部を、それぞれ示す。
【００２７】図１において、蛍光放電管２の両端に位置するリード線７の接続部分を覆うようにゴムホルダー８ａが取り付けられている。ゴムホルダー８ａ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。このゴムホルダー８ａ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。
【００２８】筐体９は樹脂成形材料から形成されており、導光板１、蛍光放電管２等の部材を保持するように箱形の形状をしている。筐体９の中央部には照明光を取り出すための開口部Ｈが設けられている。
【００２９】さらに、コの字型蛍光放電管２の曲げコーナー部Ｓにはゴムホルダー８ｂが設置されている。ゴムホルダー８ｂはゴム等の弾性体で形成されており、蛍光放電管の周囲を覆うような形状に成形されている。また、ゴムホルダー８ｂの上面には突起部Ｖが形成されている。
【００３０】導光板１にある４つのコーナーのうちコの字型蛍光放電管２の曲げコーナー部Ｓに対応する２つのコーナーは図１に示すような形状でカットされ、前記ゴムホルダー８ｂが取り付けられる。残り２つのコーナー、すなわち蛍光放電管２の両端部にはあらかじめ蛍光放電管２に取り付けられているＬ型状のゴムホルダー８ａが取り付けられている。さらに、反射フィルム３が導光板１の裏面に取り付けられ、反射フィルム３の一部は導光板１の四辺のうち蛍光放電管２が位置する三辺において蛍光放電管２を巻き込んだ後、導光板１の出射面にて接着され固定されている。
【００３１】図２は、コの字型蛍光放電管２の曲げコーナー部Ｓに対応する２つのコーナーについての詳細図である。まず（ａ）に示すようにコの字型蛍光放電管２の曲げコーナー部Ｓにはゴムホルダー８ｂが取り付けられ、これに隣接する形で（ｂ）に示すような導光板１が取り付けられる。
【００３２】導光板１の上面に配置される各種光学フィルムは（ｃ）に示すような形状で取り付けられる。すなわち、ゴムホルダー８ｂに形成される突起部Ｖの位置に合わせた大きさの切り欠き部Ｌを有し、光学フィルムである拡散フィルム５やレンズフィルム６の位置がずれないように固定するだけでなく、組立完了後に当該フィルムの張り付け状態が確認できるようになっている。
【００３３】次に、図３は本発明にかかる照明ユニットのＩ−Ｉにおける構成断面図、図４は本発明にかかる照明ユニットのII―IIにおける構成断面図である。図３及び図４において、３は反射フィルムを、Ｄは入射側端面を、それぞれ示す。
【００３４】図３において、光を伝達する平板上の透明な導光板１の入射側端面Ｄに沿って設けられたコの字型をした蛍光放電管２から発せられた光を、導光板１の入射側端面Ｄに集めて中へ導くように反射フィルム３が取り付けられている。導光板１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最適なアクリル等の材料で形成される。
【００３５】導光板１の裏面にも同様の反射フィルム３が配置されており、導光板１の裏面から外へ出ようとする光を再度導光板１の中へ戻し、出射する照明光を増大させる役割を果たしている。また、導光板１には、蛍光放電管２からの距離に応じて形状を変化させたドットパターンあるいは溝パターン（図示せず）等が裏面に施されると共に、出射面側に設置された拡散フィルム５により、照明ユニットの出射光における輝度の均一化が図られている。さらに、拡散フィルム５の出射面側には、集光効果による高輝度化を図るためのレンズフィルム６が設置されている。
【００３６】このようにして、導光板１、蛍光放電管２、ゴムホルダー８及び反射フィルム３が一体となった状態で、バックカバー１０に組み込まれる。バックカバー１０には突出部１０ａが設けられ、これに導光板１の切り欠き部１ａが嵌合する。また、４つのゴムホルダー８は導光板１とバックカバー１０の間に隙間無く嵌合した状態で組み立てられる。
【００３７】また、拡散フィルム５及びレンズフィルム６は、導光板１の出射面に取り付けられる。拡散フィルム５及びレンズフィルム６には、バックカバー１０の突出部１０ａに対応する位置に導光板１と同様に切り欠き部Ｋが設けられており、さらにゴムホルダー８ｂの突起Ｖに対応する位置に切り欠き部Ｌが設けられている。これらの切り欠き部の位置を合わせて導光板１の出射面へ取り付けることで、図１の平面図上において拡散フィルム５及びレンズフィルム６は左右上下どの方向においても位置を固定することができる。
【００３８】次に筐体９が導光板１の出射面側から取り付けられる。図４に示すように筐体９は、筐体９自身によって光学フィルムが押さえつけられないように、導光板１との間に所定の空間を保って取り付けられるとともに、ゴムホルダー８ｂに設けられた突起部Ｖに対応する位置に孔９ａを設け、それらを嵌合させて組み立てられ、照明ユニットが完成する。
【００３９】以上のように、本実施の形態によれば、導光板１と光学フィルム５、６の位置を固定する部材が入るスペースが導光板１の周辺になくとも、導光板１に最小限の切り欠き部を設けて、ゴムホルダー８ｂを導光板１と蛍光放電管２及び蛍光放電管２とバックカバー１０の間に挿入することで、バックカバー１０に対する導光板１及び蛍光放電管２の位置を精度良く固定された状態にすることが可能となる。弾性体で形成されたゴムホルダー８は緩衝剤の役目も果たすため、照明ユニットに外部から衝撃や振動が加わった場合においても、導光板１が蛍光放電管２と衝突したり、あるいは蛍光放電管２に局部的に負荷がかかってしまうことにより、蛍光放電管２が破損することを防止することが可能となる。
【００４０】さらに、照明ユニットが完成した後でも筐体９の孔９ａから光学フィルムがずれていないか確認することが可能となる。すなわち、光学フィルムが所定の位置にない場合は、光学フィルムがゴムホルダー８ｂの突起Ｖに乗り上げてしまうため、組立不良を簡単に発見し修正することができる。
【００４１】光学フィルムが正規の位置にないと、有効発光領域の中に光学フィルムの端が入ってしまって線状のムラとなる危険が生じたり、光学フィルムが他の構成部材の間に挟まって固定されてしまうことにより、温度変化及び湿度変化による光学フィルムの膨張、収縮が自由に行われず、光学フィルムにしわが入ってしまい、ひいては輝度ムラとなってしまうおそれがある。
【００４２】また、光学フィルムの位置を固定するために、接着剤等を使って光学フィルムを導光板等に固定する方法が採られる場合もあるが、これも同様の理由により光学フィルムにしわが入ってしまうおそれがあると同時に、組立、解体の作業性が悪いという問題も内在する。これらの問題についても照明ユニットが完成した後で光学フィルムがずれていないか確認できることで回避することが可能となる。
【００４３】なお、本実施の形態においては、コの字型の蛍光放電管２を使用した場合について説明したが、必ずしもコの字型である必要はなく、例えばＬ字型の蛍光放電管を使用した場合にも適用することが可能である。
【００４４】また、図５及び図６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の断面図を、図３及び図４と同様の位置について示したものである。前述した照明ユニットが、シールドケース１１と液晶パネル１２と合体することにより、液晶表示装置が完成する。かかる液晶表示装置によって、液晶表示装置全体をコンパクトにすることが可能となり、温湿度変化や衝撃、振動等に対する信頼性を高く維持することができ、さらに組み立てコストも削減できることが期待される。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明にかかる照明ユニットによれば、特別な部材を使用することなく、従来からあるゴムホルダーを利用した簡単な構成で、照明ユニット全体のサイズをコンパクトにすることが可能となり、温湿度変化や衝撃、振動等に対する信頼性が高く、組み立て性も良い照明ユニットを実現できる。
【００４６】さらに、本発明にかかる照明ユニットによれば、照明ユニットの出射面側を上にした状態で容易にかつ確実に照明ユニットを組み立てることができるため、たとえば蛍光放電管を点灯させた状態で組立を行うことで、照明ユニットの異常を早く発見できるという利点が生じ、さらにその場合の解体修正作業も容易であるという効果も期待できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２８日（１９９８．１２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１１０００００４０
【氏名又は名称】特許業務法人池内・佐藤アンドパートナーズ
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２９７１２５（Ｐ２００３−２９７１２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−１１６１０４（Ｐ２００３−１１６１０４） |
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