(57)【要約】【課題】始動性が向上した面光源装置、およびこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】液晶表示装置の面光源装置２０は、出射面２２ａとこの出射面と交差して延びた側面２２ｂとを有し、側面から入射した光を出射面から出射する導光体２２と、導光体の側面に対向して設けられ、側面に向けて光を照射する管状光源２５と、管状光源に光を照射する発光素子３６と、を有している。【選択図】図３
2007115530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射面とこの出射面と交差して延びた側面とを有し、前記側面から入射した光を前記出射面から出射する導光体と、
前記導光体の側面に対向して設けられ、前記側面に向けて光を照射する管状光源と、
前記管状光源に光を照射する発光素子と、
を備えた面光源装置。
【請求項２】
前記管状光源の発光量を検出する受光センサと、前記受光センサにより検出された発光量に応じて前記発光素子の点灯を制御する制御部と、を備えている請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記管状光源の発光量を検出する受光センサと、前記管状光源の始動時に前記発光素子を点灯するとともに、前記受光センサにより前記管状光源の発光を検出した際に前記発光素子の点灯を停止する制御部と、を備えている請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記管状光源の発光量を検出する受光センサと、前記受光センサにより検出された発光量に応じて前記発光素子の点灯および前記管状光源の発光を制御する制御部と、を備えている請求項１に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記管状光源の発光量を検出する受光センサと、前記受光センサにより検出された発光量に応じて前記発光素子の点灯を制御するとともに前記管状光源の発光量を一定に制御する制御部と、を備えている請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記発光素子は、前記導光体の側面および前記管状光源のいずれか一方に対向して設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記光電素子および受光センサは一体に形成され、前記導光体の側面および前記管状光源のいずれか一方に対向して設けられている請求項２ないし５のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記発光素子および受光センサは、それぞれ前記導光体の側面および前記管状光源のいずれか一方に対向して設けられている請求項２ないし５のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記導光体は矩形状に形成され、前記出射面を形成した上面と、この上面の４つの辺に沿ってそれぞれ延びた４つの側面とを有し、
前記管状光源は、前記導光体の１つの側面に対向して設けられ、前記発光素子は、前記導光体の他の側面に対向して設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項１０】
前記導光体は矩形状に形成され、前記出射面を形成した上面と、この上面の４つの辺に沿ってそれぞれ延びた４つの側面とを有し、
前記管状光源は、角部を有したＬ字形状あるいはＵ字形状に形成され、前記導光体の連続した複数の側面に対向して設けられ、前記発光素子は、前記管状光源の角部に対向して設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項１１】
前記導光体、管状光源、および発光素子を支持した支持フレームと、前記管状光源を覆って設けられた反射板と、を備えている請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１２】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、
前記液晶表示パネルおよび面光源装置を支持した支持フレームと、を備え、
前記面光源装置は、
出射面とこの出射面と交差して延びた側面とを有し、前記側面から入射した光を前記出射面から出射する導光体と、
前記導光体の側面に対向して設けられ、前記側面に向けて光を照射する管状光源と、
前記管状光源に光を照射する発光素子と、を有している液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置およびこれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置に代表される平面表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった特徴を生かして、テレビ、コンピュータあるいはカーナビゲーション・システム等の各種表示装置として利用されている。
【０００３】
例えば、液晶表示装置は、一般に、一対の基板間に液晶層が保持されて成る光透過型の液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの一方の表面に重ねて配置され液晶表示パネルを照明する面光源装置と、を備えている。そして、液晶表示パネルおよび面光源装置は、ほぼ矩形状の樹脂フレーム上に載置され、また、この樹脂フレームには、液晶表示パネルに重ねて矩形枠状の金属製ベゼルが取り付けられている。それにより、液晶表示パネルおよび面光源装置は、樹脂フレームとベゼルとの間に挟持された状態で保持されている。
【０００４】
通常、面光源装置は、導光板と、導光板の一側縁に対向して設けられた光源と、を備えている。光源としては、冷陰極蛍光ランプが用いられている。また、導光板の下側には反射シートが設けられ、出射面側には出光特性を制御する目的で拡散シート、プリズムシートなど複数の光学シートが設置されている。
【０００５】
冷陰極蛍光ランプは、面光源装置の構造上、外光が遮断された状態に配置されている。そのため、暗黒下で冷陰極蛍光ランプを点灯させようとした場合、点灯に寄与する初期電子数が少なく、冷陰極蛍光ランプの放電開始電圧が高くなったり、放電遅れ時間が長くなるなど、始動性が低下する問題が生じている。特に、暗黒下で長期保管された液晶表示装置の点灯時に上記問題の生じることが多い。
【０００６】
冷陰極蛍光ランプの始動性の問題を解決するためには、インバータの始動電圧を高くする方法、あるいは、インバータの出力保持時間を長くする解決策が考えられる。一方、冷陰極蛍光ランプの暗黒下での始動性を高めるために、ランプ管壁へのスパッタ膜の生成、ランプ電極への光電物質の塗布などにより、放電の始動を容易にする試みがなされている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−２７３５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記構成の液晶表示装置において、インバータの始動電圧を高くする場合、トランスのサイズが大きくなり、製造コストの増加、装置の大型化を招くという問題がある。また、出力保持時間を長くすると安全上の問題が新たに発生する。冷陰極蛍光ランプを改善することにより始動性を高める工夫がなされているが、放電開始電圧が低い場合、あるいは、安全上の観点からインバータの放電保持時間を制限している場合、充分な始動性向上の効果を得ることが難しい。
【０００８】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、始動性が向上した面光源装置、およびこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の態様に係る面光源装置は、出射面とこの出射面と交差して延びた側面とを有し、前記側面から入射した光を前記出射面から出射する導光体と、前記導光体の側面に対向して設けられ、前記側面に向けて光を照射する管状光源と、前記管状光源に光を照射する発光素子と、を備えている。
【００１０】
この発明の他の態様に係る液晶表示装置は、有効表示領域を有したほぼ液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する面光源装置と、前記液晶表示パネルおよび面光源装置を支持した支持フレームと、を備え、  
前記面光源装置は、出射面とこの出射面と交差して延びた側面とを有し、前記側面から入射した光を前記出射面から出射する導光体と、前記導光体の側面に対向して設けられ、前記側面に向けて光を照射する管状光源と、前記管状光源に光を照射する発光素子と、を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光素子の光を照射することで光電離により電子を生成し、管状光源の放電開始に必要な初期電子を補うことにより、暗黒下での始動性が向上した面光源装置、およびこれを備えた液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、この発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。  
図１は、液晶表示装置全体を示す斜視図、図２は、液晶表示装置全体を分解して示す斜視図である。図１および図２に示すように、液晶表示装置は、光透過型の液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０の裏面側に重ねて配置されたほぼ矩形状の面光源装置２０と、を備え、これら液晶表示パネルおよび面光源ユニットは、ほぼ矩形状の樹脂製の支持フレーム３０上に載置されている。液晶表示パネル１０の周縁部には、矩形枠状の金属製のベゼル４１が被せられ、このベゼルは支持フレーム３０に接合されている。これにより、液晶表示パネル１０および面光源装置２０は、支持フレーム３０とベゼル４１との間に挟持された状態で保持されている。ベゼル４１は、例えば０．２ｍｍ厚のステンレスによって形成されている。
【００１３】
図２に示すように、液晶表示パネル１０は、矩形状のアレイ基板１２および対向基板１４、これらの基板間に封入された図示しない液晶層等を備えている。アレイ基板１２上において、有効表示領域には図示しない多数の表示画素、スイッチング素子、および配線が形成され、また、有効表示領域の外側には、アナログサンプルホールド回路を含む駆動回路が形成されている。アレイ基板１２には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１５を介してデジタル・アナログ変換回路（ＤＡＣ）を含む駆動回路基板１６が接続されている。この駆動回路基板１６は、面光源装置２０の裏面側に配置されている。
【００１４】
図３は、面光源装置２０を分解して示す斜視図である。図２および図３に示すように、面光源装置２０は、サイドエッジ型の面光源ユニットとして構成され、アクリル製の矩形状の導光板２２、管状光源としての冷陰極管２５、および２つの発光素子２７を備えている。導光体として機能する導光板２２は、出射面２２ａを形成した上面、この上面と直交して延びた４つの側面を有し、一辺の側面は入射面２２ｂを形成している。出射面２２ａと対向して複数の光学シート２４が設けられ、また、導光板２２の下面には、反射シート２３が貼付されている。
【００１５】
光学シート２４は、例えば、２枚の拡散シートを含み、導光板２２側から順に積層して設けられている。これらの光学シート２４は導光板２２の平面形状とほぼ同一寸法の矩形状に形成され、導光板２２上に重ねて配置されている。前述した液晶表示パネル１０は、光学シート２４に重ねて配設され、導光板２２の出射面２２ａと対向している。
【００１６】
冷陰極管２５は直管状に形成されているとともに、導光板２２の入射面２２ｂと対向して設けられている。冷陰極管２５の両端部にはそれぞれホルダ５０が装着され、これらのホルダからグランドケーブル５２およびホットケーブル５４が延出している。これらのケーブル５２および５４の延出端には、コネクタ５５が取り付けられている。
【００１７】
冷陰極管５２の周囲および導光板２２の入射面２２ｂを覆うように反射板２６が設けられている。反射板２６は断面Ｕ字形状に形成され、導光板２２の端縁に嵌合保持されている。反射板２６は、例えばステンレスの成形品の内面に銀からなる反射膜を形成することにより構成されている。
【００１８】
反射シート２３が貼付された導光板２２、冷陰極管２５および反射板２６は、支持フレーム３０内に嵌合され所定位置に保持されている。冷陰極管２５は、ホルダ５０が支持フレーム３０に嵌合した状態で保持されている。
【００１９】
２つの発光素子３６は、それぞれ発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられているとともに、それぞれ受光センサ３７と一体に形成されている。発光素子３６は、導光板２２の側面の内、入射面２２ｂに連続した２つの側面、つまり、入射面と直交する２つの側面にそれぞれ対向して設けられ、かつ、冷陰極管２５に隣接した位置に設けられている。各発光素子３６は、支持フレーム３０に支持されている。
【００２０】
図４は、液晶表示装置の制御部を示している。制御部は、液晶表示パネル１０および面光源装置２０の動作を制御するＣＰＵ６０を備えている。ＣＰＵ６０には、冷陰極管２５を駆動するインバータ６２、発光素子３６を駆動するドライバ６４、受光センサ３７、電源６６、種々の制御データを記憶したメモリ６８、液晶表示パネル１０の駆動回路７０が接続されている。なお、メモリ６８は、制御データとして、冷陰極管２５の発光量と駆動電流との比較テーブルを含んでいる。
【００２１】
上記構成の面光源装置２０において、ＣＰＵ６０の制御の下、インバータ６２を介して所定の駆動電流にて冷陰極管２５が点灯されると、この冷陰極管から導光板２２の入射面２２ｂに向けて照明光が出射される。出射された照明光は、導光板２２の入射面３３ｂから導光板内に入射した後、導光板の出射面２２ａ全体から面状に出射され、液晶表示パネル１０をその裏面側から照明する。また、冷陰極管２５から出射された照明光の一部および導光板２２から戻った戻り光は、反射板２６によって導光板２２の入射面２２ｂ側に反射され、導光板２２内に入射する。これにより、冷陰極管２５から直接、導光板２２に入射した照明光に加え、反射板２６で反射した光を導光板に導き、液晶表示パネル１０の照明に興じることができる。
【００２２】
一方、冷陰極管２５の始動時、例えば、暗黒下で冷陰極管２５を点灯開始する際、ＣＰＵ６０は先ず２つの発光素子３６を点灯させ、導光板２２を通して冷陰極管２５に照明光を照射する。これにより、冷陰極管２５において、放電開始に必要な初期電子を補い、冷陰極管を点灯し易くする。この状態で、ＣＰＵ６０は、インバータ６２を介して所定の駆動電流を冷陰極管２５に供給し、冷陰極管を点灯させる。
【００２３】
冷陰極管２５の点灯により冷陰極管自身からの発光が生じると、受光センサ３７によりこの発光を受光し、ＣＰＵ６０は、受光センサ３７により冷陰極管２５の発光が検出された時点で発光素子３６の点灯を停止する。以後、冷陰極管２５は点灯状態に維持され、液晶表示パネル１０が照明される。
【００２４】
また、冷陰極管２５が点灯している状態において、ＣＰＵ６０は、受光センサ３７からの検出信号に基づいて冷陰極管の発光量を検出し、検出した発光量に応じて冷陰極管の駆動電流を制御する。すなわち、冷陰極管２５の発光量は、冷陰極管の点灯寿命と共に低下する。そこで、ＣＰＵ６０は、受光センサ３７の受光量を換算して冷陰極管２５の駆動電流へフィードバックすることにより、冷陰極管の発光量を一定に保持する。
【００２５】
以上のように構成された面光源装置およびこれを備えた液晶表示装置によれば、液晶表示装置の始動時、発光素子３６を点灯させ、冷陰極管２５の放電開始に必要な初期電子を補うことにより、冷陰極蛍光ランプを点灯し易くすることができ、暗黒下においても始動性を向上することができる。同時に、放電保持時間に制限のあるインバータを用いた場合でも、冷陰極管が点灯しなくなるという課題を解決することができる。更に、面光源装置の発光量を長期間に渡って一定に保つことができ、安定性および信頼性を向上することが可能となる。
【００２６】
次に、この発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置について説明する。  
前述した第１の実施形態において、発光素子は受光センサを一体に備えた構成としたが、これに限らず、発光素子および受光センサはそれぞれ独立して設けても良い。図５に示すように、第２の実施形態に係る面光源装置２０によれば、発光素子３６は、導光板２２の一方の側面に対向して設けられ、受光センサ３７は、導光板２２の他方の側面に対向して設けられている。これにより、発光素子３６および受光センサ３７は、導光板２２を挟んで互いにほぼ対向して設けられているとともに、冷陰極管２５の近傍に配置されている。
【００２７】
図６に示すように、この発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置によれば、導光板２２の連続する２つの側面は入射面２２ｂを形成している。冷陰極管２５はＬ字形状に形成され、導光板２２の連続する２つの側面、つまり、入射面２２ｂと対向して設けられている。冷陰極管２５の２つの直線部は、それぞれ反射板２６によって覆われ、角部２５ａは露出している。また、発光素子３６は受光センサ３７を一体に備えているとともに、冷陰極管２５の角部２５ａに対向して設けられている。
【００２８】
このような構成において、発光素子３６は、導光板２２を介することなく、直接、冷陰極管２５に光を照射し、冷陰極管２５の放電開始に必要な初期電子を補う。また、受光センサ３７は、冷陰極管２５の発光を直接受光し、発光量を検出する。
【００２９】
第３の実施形態において、発光素子３６および受光センサ３７はそれぞれ独立して設けても良い。図７に示すように、第４の実施形態に係る面光源装置２０によれば、発光素子３６は、冷陰極管２５の角部２５ａと対向して設けられ、受光センサ３７は、冷陰極管２５の近傍で、導光板２２の他の側面に対向して設けられている。受光センサ３７は、導光板２２を通して冷陰極管２５の発光を受光する。
【００３０】
図８に示すように、この発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置２０によれば、導光板２２の連続する３つの側面は入射面２２ｂを形成している。冷陰極管２５はＵ字形状に形成され、導光板２２の連続する３つの側面、つまり、入射面２２ｂと対向して設けられている。冷陰極管２５の３つの直線部は、それぞれ反射板２６によって覆われ、２つの角部２５ａは露出している。また、２つの発光素子３６はそれぞれ受光センサ３７を一体に備えているとともに、冷陰極管２５の２つの角部２５ａに対向して設けられている。
【００３１】
このような構成において、各発光素子３６は、導光板２２を介することなく、直接、冷陰極管２５に光を照射し、冷陰極管２５の放電開始に必要な初期電子を補う。また、受光センサ３７は、冷陰極管２５の発光を直接受光し、発光量を検出する。
【００３２】
第５の実施形態において、発光素子３６および受光センサ３７はそれぞれ独立して設けても良い。図９に示すように、第６の実施形態に係る面光源装置２０によれば、発光素子３６は、冷陰極管２５の１つの角部２５ａと対向して設けられ、受光センサ３７は、冷陰極管２５の他の角部に対向して設けられている。
【００３３】
上述した第２ないし第６の実施形態において、液晶表示装置および面光源装置の他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第２ないし第６の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、発光素子３６を冷陰極管２５に直接、対向して設けた場合、冷陰極管を直接照明し、放電開始に必要な初期電子を効率良く補うことが可能となる。
【００３４】
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。  
例えば、面光源装置において、発光素子および受光センサは１つあるいは２つに限らず、必要に応じて３つ以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図。
【図３】図３は、上記液晶表示装置の面光源装置を示す分解斜視図。
【図４】図４は、上記液晶表示装置の制御系を示すブロック図。
【図５】図５は、この発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置を示す分解斜視図。
【図６】図６は、この発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置を示す分解斜視図。
【図７】図７は、この発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置を示す分解斜視図。
【図８】図８は、この発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置を示す分解斜視図。
【図９】図９は、この発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の面光源装置を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００３６】
１０…液晶表示パネル、  ２０…面光源装置、  ２２…導光板、  ２２ａ…出射面、
２２ｂ…入射面、  ２４…光学シート、  ２５…冷陰極管、  ２６…反射板、
３０…支持フレーム、  ３６…発光素子、  ３７…受光センサ
【図１】
2007115530.tif 000003
【図２】
2007115530.tif 000004
【図３】
2007115530.tif 000005
【図４】
2007115530.tif 000006
【図５】
2007115530.tif 000007
【図６】
2007115530.tif 000008
【図７】
2007115530.tif 000009
【図８】
2007115530.tif 000010
【図９】
2007115530.tif 000011