(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、この導光板の少なくとも一方の側端部の近傍に配置される４つ以上の光源と、これら光源を取り囲み前記光源から発せられた光を前記導光板へ反射する光反射部材とを備えた表示装置の照明装置であって、前記光源は、前記光反射部材との間隙により生じる寄生容量が全て等しくなるように配置され、前記光反射部材が前記導光板の厚さの中心線に対して線対称な断面形状を有し、前記光源の配置が前記断面形状内において前記中心線に対して線対称なものとなることを特徴とする表示装置の照明装置。
【請求項２】
前記光源のうちの中央に配置される少なくとも１つは、他の光源よりも前記光反射部材の前記導光板から最も遠い端部に近づけられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置の照明装置。
【請求項３】
前記光反射部材は、前記導光板の前記側端部に対向する開口部を有し、前記光源をその内部に収容し、当該光源からの光を前記開口部から前記導光板に入射することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置の照明装置。
【請求項４】
前記導光板は、透過型液晶表示装置の表示パネル背面側に設けられ、前記液晶表示装置とは反対側の前記導光板の面上に光反射層が設けられることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の表示装置の照明装置。
【請求項５】
前記光源は、前記導光板の側端部に沿って互いに略平行に配される線状ランプであることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載の表示装置の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の照明装置に関し、特に、いわゆるバックライトに代表される液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いて好適な照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過型ＬＣＤなどの表示装置においては、液晶層を具備するＬＣＤパネルの裏側からその表示画面を照明するバックライトシステムが用いられている。このシステムにより、ユーザは、周囲光の暗い環境下でも表示画像を鮮明に見ることができる。
【０００３】
かかるバックライトシステムの代表的な形態には、両側点灯方式や片側点灯方式があり、当該ＬＣＤパネルの少なくとも１つの側端部から光源により発せられた光を表示画面全域に均等に導くような種々の工夫がなされている。特開平９−１５５９５号公報には、こうした工夫の施されたバックライトシステムが開示されている。
【０００４】
この公報に記載のバックライトシステムは、ＬＣＤパネルの一側端部に光源として４本の線状ランプを用い、これらランプ全体をカバーして当該光源から放たれた光を導光部へと反射させるためのリフレクタを有している。そして、この４本のランプは、それぞれＬＣＤパネルの側端部に沿い、交互にパネル側端部からの距離が異なるように配置されている。すなわち、導光部の厚さ方向に順に並べられた第１から第４のランプのうち、第１及び第３ランプは導光部の側端部までの距離が短く、もってリフレクタからの距離が長い一方で、第２及び第４ランプは導光部の側端部までの距離が長く、もってリフレクタからの距離が短い、という配置関係となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような配置形態は、ランプ動作環境、特にリフレクタからの間隙によって生じるランプ各々の寄生容量（浮遊容量）を異ならせる。これにより、同じ駆動電圧を各ランプに印加したとしても、一のランプに流れる電流量よりも他のランプに流れる電流量が多くなってしまい、ひいてはランプ寿命の著しいばらつきが生じる、という結果を招くことになる。
【０００６】
ランプの寿命は、ランプに流れる積算電流量に依存し、概して電流が過度に流れ続けたランプは寿命が短いと言える。また、バックライトシステムの寿命は、これに使用されているランプの最短寿命によって規定されることになるので、電流が過度に流れないことはもとより、同じ量の電流を各ランプに流すようにしてランプ寿命の均一化を図ることは重要である。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑み、同一駆動電圧下でランプに等しい電流を流すことができ、もって長寿命化に寄与しうる表示装置の照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による表示装置の照明装置は、導光板と、この導光板の少なくとも一方の側端部の近傍に配置される４つ以上の光源と、これら光源を取り囲み前記光源から発せられた光を前記導光板へ反射する光反射部材とを備えた表示装置の照明装置であって、前記光源は、前記光反射部材との間隙により生じる寄生容量が全て等しくなるように配置され、前記光反射部材が前記導光板の厚さの中心線に対して線対称な断面形状を有し、前記光源の配置が前記断面形状内において前記中心線に対して線対称なものとなることを特徴としている。
【０００８】
このような光源の配置とすることによって、同一の駆動電圧を各光源に供給した場合に同じ量のランプ電流を流すことができる。また、ランプの寄生容量を均一化することにより、過剰なランプ電流を避けることができるので、ランプの寿命を延ばし、ひいては製品の長寿化に貢献することができる。
【０００９】
上記態様の照明装置において、前記光源のうちの中央に配置される少なくとも１つは、他の光源よりも前記光反射部材の前記導光板から最も遠い端部に近づけられる。これにより、効果的にランプの寄生容量を同等とすることができる。
【００１０】
また、上記態様の照明装置において、前記光反射部材は、前記導光板の前記側端部に対向する開口部を有し、内部に収容した前記光源からの光及び内部で反射した光を前記開口部から前記導光板に入射する。これにより、光反射機能と光源収容機能とを共通の部材で構成することができる。
【００１１】
また、上記態様の照明装置において、前記導光板は、透過型液晶表示装置の表示パネル背面側に設けられ、前記液晶表示装置とは反対側の前記導光板の面上に光反射層が設けられる。これにより、透過型液晶装置のバックライトとして適用可能である。
【００１２】
さらに、上記態様の照明装置において、前記光源は、前記導光板の側端部に沿って互いに略平行に配される線状ランプとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例による照明装置として、透過型液晶表示装置用バックライトシステムの一部を概略的に示している。
【００１４】
図１において、このバックライトシステム１は、透過型ＬＣＤパネル２の背面側に配される導光板１０と、この導光板１０の背面上に設けられる光反射板（層）１Ｒと、導光板１０の側部の近傍に配置される３つのランプ１１，１２，１３と、これらランプを全体的に囲繞しかつその内側表面に光反射面を持つリフレクタ１９とを有する。
【００１５】
ＬＣＤパネル２は、封入された液晶を挟持する２枚の透明基板、該基板の一方に形成されマトリックス状に配列されかつ画素電極と接続される薄膜トランジスタ、該基板の他方に形成される共通電極及びカラーフィルタ層、並びにその他各種光学フィルムを有して構成される。上記ランプから発せられた光は、直接及びリフレクタ１９により反射されて導光板１０に入射し、光反射板１Ｒによるさらなる反射作用とともに当該導光板１０における光拡散作用を受け、ＬＣＤパネル２にへ導かれることになる。
【００１６】
第１、第２及び第３のランプ１１，１２，１３は、図の紙面に垂直な方向に延在するそれぞれ長手の線状ランプであり、例えば冷陰極管又は熱陰極管の如き丸棒状の蛍光灯管が適用される。かかるランプは、導光板１０の側部に沿ってかつ相互に平行に配置されるものの、断面上の配置は、図示のように、中央の第２のランプ１２のみが導光板１０の側端から大きく離れ、リフレクタ１９の最遠部（すなわち、リフレクタ１９の導光板１０から最も遠い部分）に近づいた位置に配置されている。
【００１７】
より詳しくは、ランプとリフレクタ１９との間隙により生じるランプの寄生容量（浮遊容量）が互いに等しくなるように第１ないし第３のランプが配置される。本発明者は、ランプが３本以上パネル側部に沿って配され使用される構成の場合、中央の少なくとも１本のランプを他のランプよりもパネル側部から遠ざけリフレクタ最遠部に近づけることにより、当該寄生容量を効果的に等しくすることができることを認識している。
【００１８】
リフレクタ１９が断面上矩形（コの字状）である本例の場合、一方サイドにある第１のランプ１１についてはリフレクタ１９の第１面１９ａと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ１ａ及びリフレクタ１９の第２面１９ｂと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ１ｂの合成寄生容量Ｃ１が主な寄生容量であると考えられる。また、中央の第２のランプ１２については、第１面１９ａと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ２ａ及び第２面１９ｂと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ２ｂ、並びに第３面１９ｃと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ２ｃの合成寄生容量Ｃ２が主な寄生容量であると考えられる。他方サイドにある第３のランプ１３については、第２面１９ｂと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ３ｂ及び第３面１９ｃと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量Ｃ３ｃの合成寄生容量Ｃ３が主な寄生容量であると考えられる。
【００１９】
このように推測される各ランプの主たる寄生容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が全て等しくなるようにランプの配置を定めることにより、同じ電圧により各ランプを駆動したときに全て同じランプ電流を流すことができる。リフレクタ１９が例えば導光板の厚さの中心線ｑに線対称な断面形状を有している場合、ランプの配置も断面上同じ中心線に線対称なものとなり、当該配置の決定が容易となる。また、このような配置によって、従来偏重して大きな値をもっていたランプの寄生容量を低減できるので、ランプの寿命を延ばし、ひいては製品の寿命を永くすることが可能となる。
【００２０】
他方、リフレクタが断面上矩形ではなく略半円形である場合（第２図参照）、当該リフレクタ１９´の内側反射面全域に対する各ランプの寄生容量を求めることにより、ランプ寄生容量を等しくするのに最適なランプ配置を求めることができる。この場合にも、中央のランプを他よりも導光板から遠ざけリフレクタ１９´の最遠部に近づけることが有効である。
【００２１】
図３は、本発明の他の実施例による照明装置として、透過型液晶表示装置用バックライトシステムの一部を概略的に示している。
【００２２】
図３においては、図１と同等部分に同一の符号が付されており、該部分についての説明は省略する。このバックライトシステム１は、図１とは異なり４つのランプを有しているが、断面上の配置は同様の思想に基づいている。すなわち、中央の第２及び第３のランプ１２及び１３が他のランプよりも導光板１０の側端から大きく離れ、リフレクタ１９の最遠部に近づいたものとしている。
【００２３】
こうすることにより、４つのランプの寄生容量を効果的に等しくすることができ、上述した図１の構成と同様の効果が得られることになる。なお、図４に示されるように、リフレクタが断面上半円形状のものであっても、やはり同様の趣旨で同様の効果が得られる。
【００２４】
なお、上記実施例では、３本及び４本のランプの構成についてしか説明していないが、これより多くのランプを用いた構成についても同様に、中央のランプを導光部から遠ざけることにより寄生容量を効果的に等しくさせることができる。特に冷陰極管のランプは、これを駆動するインバータの回路構成が容易で小型化に有利であり、輝度制御も容易である反面熱陰極管のランプに比べて輝度が低いので、多くのランプを使用して輝度を高くする場合が多い。このような場合には、より一層本発明の効果が著しい。
【００２５】
また、上記実施例では、リフレクタの断面が矩形及び半円形状の場合について説明したが、例えば、パラボラ形状あるいは台形であってもよい。リフレクタの断面形状にかかわらず、３つ以上のランプを用いたバックライトシステムにおいて、全てのランプの寄生容量を等しくする配置によって、同様の効果が得られる。
【００２６】
また、上記実施例では、液晶表示装置についての例を挙げたが、本発明は、必ずしも液晶表示装置に適用されることに限定されない。本発明は、照明装置を用いる他の種類の表示装置にも適用可能である。
【００２７】
さらに、上記実施例では、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置のバックライトシステムにつき説明しているが、本発明は、単純マトリクス方式のものにも適用可能であるし、反射型液晶表示装置における補助的照明を担う照明システムに対しても基本的には適用可能である。かかる照明システムにおいては、上記実施例のような光反射板１Ｒの使用の仕方が変更され得る。
【発明の効果】
本発明によれば、同一の駆動電圧を各光源に供給した場合に同じ量のランプ電流を流すことができる。したがって、略均一な輝度でランプを発光させることができる。また、ランプの寄生容量を等しくすることにより、過剰なランプ電流を防止することができ、ランプの寿命を延ばし、ひいては製品の長寿命化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による照明装置としてのバックライトシステムの概略構成を示す一部断面図。
【図２】図１のバックライトシステムの変形例を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施例による照明装置としてのバックライトシステムの概略構成を示す一部断面図。
【図４】図３のバックライトシステムの変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１…バックライトシステム
１０…導光板
１Ｒ…光反射板
１１〜１４…ランプ
１９，１９´…リフレクタ
１９ａ〜１９ｃ…第１〜第３面
２…ＬＣＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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