(57)【要約】本発明の照明ユニットは、導光板（３）と、導光板の端面に臨むように配設された光源（２）と、光源を囲むように配設されたリフレクタ（４）と、少なくともリフレクタを保持しかつ光源と導光板の端面との間に部分的に介在して導光板を保持する導光板保持部（６ａ）を有するよう配設されたハウジング（６）と、導光板の一方の主面に配設された反射シート（５）とを備え、光源からの光が導光板の端面から入射して導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、反射シートは、端部（５ａ）が前記ハウジングの導光板保持部と前記導光板の端面との間に位置するように折り曲げられて配設されている。
2003031870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、該導光板の端面に臨むように配設された光源と、該光源を囲むように配設されたリフレクタと、少なくとも該リフレクタを保持しかつ前記光源と前記導光板の端面との間に部分的に介在して前記導光板を保持する導光板保持部を有するよう配設されたハウジングと、前記導光板の一方の主面に配設された反射シートとを備え、前記光源からの光が前記導光板の端面から入射して該導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、
前記反射シートは、端部が前記ハウジングの導光板保持部と前記導光板の端面との間に位置するように折り曲げられて配設されてなることを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
前記反射シートの前記折り曲げられた部分の反射率が他の部分の反射率より低い、請求の範囲第１項記載の照明ユニット。
【請求項３】
導光板と、該導光板の端面に臨むように配設された光源と、該光源を囲むように配設されたリフレクタと、少なくとも該リフレクタを保持しかつ前記光源と前記導光板の端面との間に部分的に介在して前記導光板を保持する導光板保持部を有するよう配設されたハウジングと、前記導光板の一方の主面に配設された反射シートとを備え、前記光源からの光が前記導光板の端面から入射して該導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、
前記ハウジングの導光板保持部の、前記導光板の端面側の面が入射光を反射可能であることを特徴とする照明ユニット。
【請求項４】
導光板と、該導光板の端面に臨むように配設された光源と、該光源を囲むように配設されたリフレクタと、少なくとも該リフレクタを保持しかつ前記光源と前記導光板の端面との間に部分的に介在して前記導光板を保持する導光板保持部を有するよう配設されたハウジングと、前記導光板の一方の主面に配設された反射シートとを備え、前記光源からの光が前記導光板の端面から入射して該導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、
前記導光板の端面の、前記ハウジングの導光板保持部に対向する面が入射光を該導光板の内部に反射可能であることを特徴とする照明ユニット。
【請求項５】
請求の範囲第１、３、及び４項のいずれかに記載の照明ユニットを、液晶表示パネルに表示用の光を供給する照明ユニットとして用いた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、液晶表示装置等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。
〔技術背景〕
近年、ノート型パーソナルコンピュータや、ワードプロセッサー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おいては、導光板を表示素子（液晶表示パネル）の裏面に置き、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ヂライト方式が、薄型化と発光面の輝度均一性に優れているという特徴を有している。このため、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バックライトの方式としては、薄さを優先してエッヂ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に使用される液晶表示装置においては、薄さと輝度を両立させるために、矩形の導光板の４つの端面や２つの端面に光源が配されるエッヂライト方式が採用されるケースが多い。
第５図は従来のエッヂライト方式の照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の構成を示す断面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。第５図において、液晶表示装置３０１の方向を使用状態に即して図に示すような方向に取った。
第５図において、この液晶表示装置３０１は、主面に平行な方向に光を伝達する矩形の平板状の透明な導光板３を有している。導光板３の背面には反射シート５が配設されている。また、導光板３の上端面及び下端面に沿って、光源２がそれぞれ配設されている。つまり、この照明ユニットでは、対向する２つの端面に光源が配されたエッジライト方式が採用されている。そして、この一対の光源２を囲むように断面が略Ｕ字状のリフレクタ４がそれぞれ配設されている。この光源２、導光板３、リフレクタ４、及び反射シート５が照明ユニットを構成している。
そして、反射シート５及びリフレクタ４の背面に接するように裏面カバーＲＣが配設され、この裏面カバーＲＣの上端及び下端にハウジング６がそれぞれ配設されている。ハウジング６は、リフレクタ４の端面及び前面と導光板３の前面の端部とを囲うとともに、リフレクタ４と導光板３の端面との間に部分的に介在して導光板３を保持するように配設されている。この導光板３を保持する部分（以下、導光板保持部という）６ａは、第６図に示すように、中央部に矩形の窓部１０１を有している。この裏面カバーＲＣとその上端及び下端に配された一対のハウジング６，６とが液晶表示装置３０１の筐体を構成している。
一対のハウジング６，６の前面の端部には凸部６ｂが形成されるとともに、両ハウジング６，６の前面間に渡るように液晶表示パネル（液晶表示素子）１が配設されている。そして、それぞれ、各ハウジング６の凸部６ｂに当接しかつ該ハウジング６の端面と液晶表示パネル１の端部とを覆うように一対の表側フレームＦＣが配設されている。この一対の表側フレームＦＣが液晶表示装置３０１の筐体の蓋部を構成している。液晶表示装置３０１には、さらに、図示されない液晶表示パネル１の駆動回路が組み込まれている。
導光板３は、アクリル等の材料で形成されている。反射板シート５は、例えば光反射性の白色の樹脂製のフィルムで構成されている。ハウジング６は、例えばポリカーボネイト樹脂等で構成されている。
このように構成された液晶表示装置３０１では、薄型であっても、光源２及びリフレクタ４がハウジング６によって保持されるとともに、導光板３が導光板保持部６ａによって好適に保持される。
そして、光源２から発せられた光が、直接又はリフレクタ４で反射され、ハウジング６の導光板保持部６ａの窓部１０１を通って導光板３の端面に入射し、導光板３中を伝搬してその前面から出射される。この際、導光板３の背面から洩れた光が反射シート５によって導光板３中に戻される。また、導光板３の背面には散乱ドットが光源２からの距離に応じた密度で設けられ、それにより、導光板３から出射される光の強度分布が均一なものとなる。導光板３から出射された光は液晶表示パネル１を通過し、その際に、その透過率が駆動回路により画像信号に応じて制御され、それにより、液晶表示パネル１の表示画面１ａに画像が表示される。
しかしながら、この薄型の液晶表示装置３０１では、ハウジング６の導光板保持部６ａによって導光板３の端面に入射しようとする光が遮られ、その光が遮られた部分が暗い影となって表示画面１ａに現れるという輝度ムラが発生していた。これは、特に、導光板３の隣接する２つの端面に沿って略Ｌ字状に光源２を配置するエッジライト方式において、顕著であった。その理由は、ハウジング６の導光板保持部６ａの形状に起因して、導光板３に入射しようとする光が該導光板保持部６ａによって遮られる割合が大きいからである。
〔発明の開示〕
本発明は、ハウジングに起因する輝度ムラを低減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。
この目的を達成するために、本発明に係る照明ユニットは、導光板と、該導光板の端面に臨むように配設された光源と、該光源を囲むように配設されたリフレクタと、少なくとも該リフレクタを保持しかつ前記光源と前記導光板の端面との間に部分的に介在して前記導光板を保持する導光板保持部を有するよう配設されたハウジングと、前記導光板の一方の主面に配設された反射シートとを備え、前記光源からの光が前記導光板の端面から入射して該導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、前記反射シートは、端部が前記ハウジングの導光板保持部と前記導光板の端面との間に位置するように折り曲げられて配設されている。
かかる構成とすると、導光板内部に散乱された光が、反射シートの、ハウジングの導光板保持部と導光板の端面との間に位置する部分で反射されて結果的に導光板の他方の主面から出射されるので、液晶表示装置のハウジングに起因する輝度ムラを低減することができる。
前記反射シートの前記折り曲げられた部分の反射率は他の部分の反射率より低いことが好ましい。
かかる構成とすると、反射シートの折り曲げ箇所の鏡面反射による輝線状の輝度ムラを低減することができる。
また、本発明に係る照明ユニットは、導光板と、該導光板の端面に臨むように配設された光源と、該光源を囲むように配設されたリフレクタと、少なくとも該リフレクタを保持しかつ前記光源と前記導光板の端面との間に部分的に介在して前記導光板を保持する導光板保持部を有するよう配設されたハウジングと、前記導光板の一方の主面に配設された反射シートとを備え、前記光源からの光が前記導光板の端面から入射して該導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、前記ハウジングの導光板保持部の、前記導光板の端面側の面が入射光を反射可能である。
かかる構成とすると、導光板内部に散乱された光が、ハウジングの導光板保持部の、導光板の端面側の面で反射されて結果的に導光板の他方の主面から出射されるので、液晶表示装置のハウジングに起因する輝度ムラを低減することができる。
また、本発明に係る照明ユニットは、導光板と、該導光板の端面に臨むように配設された光源と、該光源を囲むように配設されたリフレクタと、少なくとも該リフレクタを保持しかつ前記光源と前記導光板の端面との間に部分的に介在して前記導光板を保持する導光板保持部を有するよう配設されたハウジングと、前記導光板の一方の主面に配設された反射シートとを備え、前記光源からの光が前記導光板の端面から入射して該導光板の他方の主面から出射するよう構成された照明ユニットにおいて、前記導光板の端面の、前記ハウジングの導光板保持部に対向する面が入射光を該導光板の内部に反射可能である。
かかる構成とすると、導光板内部に散乱された光が、導光板の端面の、ハウジングの導光板保持部に対向する面で反射されて結果的に導光板の他方の主面から出射されるので、液晶表示装置のハウジングに起因する輝度ムラを低減することができる。
また、本発明に係る液晶表示装置は、請求の範囲第１、３、及び４項のいずれかに記載の照明ユニットを、液晶表示パネルに表示用の光を供給する照明ユニットとして用いたものである。
かかる構成とすると、上述のように、照明ユニットから出射される光の強度分布がハウジングに起因する輝度ムラを低減可能なものになっているので、そのハウジングに起因する輝度ムラを好適に低減することができる。
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。
〔発明を実施するための最良の形態〕
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及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。
本実施の形態に係る照明ユニット及び液晶表示装置の全体構成は、第５図及び第６図に示す従来例と同様である。従って、第１図には本発明の特徴的構成を含む部分のみが示されている。
第１図において、本実施の形態に係る液晶表示装置２０１は、主面に平行な方向に光を伝達する矩形の平板状の透明な導光板３を有している導光板３の背面には反射シート５が配設されている。また、導光板３の上端面及び下端面に沿って、光源２がそれぞれ配設されている。この一対の光源２を囲むように、断面が略Ｕ字状のリフレクタ４がそれぞれ配設されている。この光源２、導光板３、リフレクタ４、及び反射シート５が照明ユニットを構成している。そして、反射シート５及びリフレクタ４の背面に接するように裏面カバーＲＣが配設され、この裏面カバーＲＣの上端及び下端にハウジング６がそれぞれ配設されている。ハウジング６は、リフレクタ４の端面及び前面と導光板３の前面の端部とを囲うとともに、リフレクタ４と導光板３の端面との間に導光板保持部６ａが部分的に介在して導光板３を保持するように配設されている。この導光板保持部６ａは、第６図から明らかなように、中央部に矩形の窓部１０１を有している。この裏面カバーＲＣとその上端及び下端に配された一対のハウジング６，６とが液晶表示装置２０１の筐体を構成している。ここで、本実施の形態では、その特徴として、反射シート５の両端部（第１図には上端部のみ示す。以下、折り曲げ部という）５ａが折り曲げられて、導光板３の両端面（第１図には上端面のみ示す）とハウジング６の導光板保持部６ａとの間に介挿されている。反射シート５の折り曲げ部５ａには、ハウジング６の導光板保持部６ａの窓部１０１に対応するように窓部１０２が設けられている。
一対のハウジング６，６の前面の端部には凸部６ｂが形成されるとともに、両ハウジング６，６の前面間に渡るように液晶表示パネル１が配設されている。そして、それぞれ、各ハウジング６の凸部６ｂに当接しかつ該ハウジング６の端面と液晶表示パネル１の端部とを覆うように一対の表側フレームＦＣが配設されている。この一対の表側フレームＦＣが液晶表示装置２０１の筐体の蓋部を構成している。そして、液晶表示パネル１の、表側フレームＦＣによって覆われていない部分が表示画面１ａを構成している。液晶表示装置２０１には、さらに、図示されない液晶表示パネル１の駆動回路が組み込まれている。
光源２は、ここでは、高周波の交流で駆動されて発光する蛍光放電管で構成されている。導光板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アクリル等の材料で形成されている。反射板シート５は、例えば光反射性の白色の樹脂製のフィルムで構成されている。ハウジング６は、例えばポリカーボネイト樹脂等で構成されている。表側フレームＦＣは、例えば、金属製である。
液晶表示パネル１は、表示用電極が形成された一対の透明基板が所定の間隔で対向するように配置され、両基板間に液晶がシール材で封止されて構成されている。
次に、以上のように構成された照明ユニット及び液晶表示装置２０１の動作を説明する。
光源２から光が発せられると、その光が直接又はリフレクタ４で反射され、ハウジング６の導光板保持部６ａの窓部１０１と反射シート５の折り曲げ部５ａの窓部１０２とを通って導光板３の端面に入射し、導光板３中を伝搬してその前面から出射される。この際、導光板３の背面から洩れた光が反射シート５によって導光板３中に戻される。また、反射シート５には散乱ドットが光源２からの距離に応じた密度で設けられ、それにより、導光板３から出射される光の強度分布が均一なものとなる。導光板３から出射された光は液晶表示パネル１を通過し、その際に、その透過率が駆動回路により画像信号に応じて制御され、それにより、液晶表示パネル１の表示画面１ａに画像が表示される。ここで、本実施の形態では、ハウジング６の導光板保持部６ａの外面に沿って反射シート５の折り曲げ部５ａが配設されているので、反射シート５等によって導光板３中に散乱された光がこの折り曲げ部５ａで導光板３に反射され、結果的に導光板３の前面から出射される。そのため、ハウジング６の導光板保持部６ａの影が表示画面１ａに現れて輝度ムラとなるのが防止される。
なお、本実施の形態では、光源２を導光板３の対向する端面にそれぞれ配設したが、４つの端面にそれぞれ配設してもよく、また、隣接する２つの端面に略Ｌ字状に配設してもよい。また、光源は２以上配設してもよい。
また、導光板保持部６ａの形状は任意であり、例えば、前部及び後部に縦枠部を有するような形状、あるいは上部及び下部に横枠部を有するような形状とすることができる。
実施の形態２
第２図は本発明の実施の形態２に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。第２図において第１図と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
第２図において、本実施の形態では、反射シート５の折り曲げ部５ａの折り曲げ箇所１０３の反射率が他の部分より低くなるように構成されている。具体的には、折り曲げ箇所１０３が例えば透明に形成されている。また、折り曲げ箇所１０３を反射率の低い材料で構成したり、反射率の低い色に着色したりしてもよい。
液晶表示装置においては、反射シート５の折り曲げ箇所１０３において鏡面反射をし、それが表示画面１ａに輝線となって現れる場合があるが、このような構成とすると、その折曲げ箇所１０３の反射率が低くなるため、それが輝線となって表示ムラが発生するのを抑制することができる。
実施の形態３
第３図は本発明の実施の形態３に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。第３図において第１図と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
第３図において、本実施の形態では、反射シート５の両端部を折り曲げる代わりに、ハウジング６の導光板保持部６ａの外面６ｃが高反射性に構成されている。例えば、当該箇所が白色に着色され、あるいは散乱反射層が形成されている。その他の点は実施の形態１と同様である。
このような構成としても、実施の形態１と同様に、輝度ムラを低減すすることができる。
実施の形態４
第４図は本発明の実施の形態４に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。第４図において第１図と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
第４図において、本実施の形態では、反射シート５の両端部を折り曲げる代わりに、導光板３の端面の、ハウジング６の導光板保持部６ａに当接する部分３ａが導光板３の内部に光を反射可能に構成されている。例えば、当該箇所が白色に着色され、あるいは散乱反射層が形成されている。その他の点は実施の形態１と同様である。
このような構成としても、実施の形態１と同様に、輝度ムラを低減することができる。
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。
〔産業上の利用の可能性〕
本発明に係る照明ユニットは、薄型の液晶表示装置用の照明ユニットとして有用である。
本発明に係る液晶表示装置は、ノート型パーソナルコンピュータやワードプロセッサー等の情報機器に用いられる薄型の表示装置、あるいは携帯型テレビ、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に用いられる薄型の表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施の形態１に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。
第２図は本発明の実施の形態２に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。
第３図は本発明の実施の形態３に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。
第４図は本発明の実施の形態４に係る照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。
第５図は従来のエッヂライト方式の照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2003031870.tif 000009
2003031870.tif 000010