JP2006092985A - 電気光学装置、照明装置及び電子機器 - Google Patents

電気光学装置、照明装置及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 基板上に実装した光源を所定位置に配置する構造の電気光学装置において、光源の位置が縦方向にずれるのを防止する。
【解決手段】 液晶を含む液晶パネル2と、光入射面11aから取り込んだ光を光出射面11bから出射して液晶パネル2へ導く導光体11と、導光体11における光出射面11bの反対側の面に設けられた反射シート13と、導光体11の光入射面11aに対向して配置されていて光を発するLED6と、LED6が実装される光源用基板5であって反射シート13に面状に接触した状態でLED6を導光体11に対する所定位置に配置させる光源用基板5とを有する液晶表示装置1である。導光体11はLED6の側方に突出する突起12を有し、その突起12は導光体11の厚さ方向であって反射シート13が設けられた方向に反射シート13の厚さに対応する高さの段差D2を有する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、液晶表示装置、EL表示装置、プラズマディスプレイ装置等といった電気光学装置に関する。また、本発明は、電気光学装置に用いられる照明装置に関する。また、本発明は、電気光学装置を用いて構成される電子機器に関する。
液晶装置に関する。
現在、携帯電話機、携帯情報端末機等といった各種の電子機器において、液晶表示装置、EL装置等といった電気光学装置が広く用いられている。例えば、電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として電気光学装置が用いられている。上記の液晶表示装置は、電気光学物質として液晶を用いた電気光学装置である。また、上記のEL装置は、電気光学物質としてEL(Electro Luminescence)を用いた電気光学装置である。
例えば、液晶表示装置は電気光学パネルとしての液晶パネルを有する。この液晶パネルは、一般に、それぞれが電極を備えた一対の基板の間に液晶層を介在させた構造を有する。この液晶層は、例えば、前記一対の基板の間にシール材によって囲まれた空間を形成した上で、この空間の中に液晶を封止することによって形成される。この液晶表示装置では、液晶層に光を供給すると共に該液晶層に印加される電圧を画素ごとに制御することにより、液晶層内の液晶分子の配向を画素ごとに制御する。液晶層へ供給された光は、液晶分子の配向状態に従って変調され、この変調された光を偏光板の液晶側表面に供給することにより、その偏光板の観察側表面に文字、数字、図形等といった像が表示される。
上記の液晶層へ光を供給するために照明装置が用いられることがある。この照明装置は、一般に、透光性の樹脂によって形成された導光体と、光を発生する光源とを有する。光源は、例えば、LED(Light Emitting Diode)や冷陰極管等によって構成される。光源から発せられた光は導光体の光入射面からその導光体の内部に導入され、導光体の内部を進行した後、導光体の光出射面から面状の光となって液晶表示装置の液晶層へ出射されて表示が行われる。
上記のような液晶表示装置として、従来、基板上に実装された光源であるLEDを導光体に対して一定の位置に位置決めするために、そのLEDの側方に突出する突起を導光体に設けた構造の液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来装置では、導光体に設けた突起によって基板の動きを規制することにより、その基板上に実装されたLEDが導光体に対して位置ずれするのを防止することを企図している。この従来装置で用いられた突起の高さは、導光体の厚さと同じであった。つまり、突起の高さ方向の両端面は、導光体の光出射面及びそれと反対側の面を延長させた状態で、段差のない状態であった。
特開2003−57650号公報(第3頁、図1)
上記従来の液晶表示装置において、上記光源は、例えば、可撓性の基板や可撓性の無い固い基板に実装された上で、導光体に対する位置に配置される。導光体には突起が設けられているので、基板の動きが規制されて光源が導光体に対して位置ずれしないように思われる。しかしながら、一般的な液晶表示装置においては、用途に応じて導光体の光出射面又はその反対側の面に光拡散シートや光反射シートといった、いわゆる光学シートが設けられることがある。
この光学シートを用いる液晶表示装置において、基板上に実装した光源を導光体に対する位置に配置しようとする場合には、導光体と光源実装基板との間に光学シートが介在する状態になると考えられる。この場合、光学シートは、導光体における液晶パネルの表示領域に対応する位置に設けられ、導光体の突起に重なる位置まで設けられていない。従って、導光体の突起部分と表示領域に対応する部分との境界部分で、光学シートの厚み分の段差が生じ、がたつきが生じることがある。
液晶表示装置は、一般に、外装ケース等といった筐体に格納されたり、電子機器の機枠に固定されたりするが、それらの場合には、光源実装基板に筐体や機枠から外力が付与されると考えられる。このように光源実装基板に外力が加わるとき、光源実装基板と導光体との間に光学シートが介在していると、突起部分の段差によって、外力によって押された光源実装基板が光学シートの厚み分だけ撓んだり、傾いたりして、その基板上の光源の位置がずれるおそれがある。この問題を解決するために、光学シートを導光体の突起に重なる位置まで設けて突起部分の段差を無くすことも考えられるが、光学シートは高価なので液晶表示装置がその分高価になるおそれがある。
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、基板上に実装した光源を所定位置に配置する構造の電気光学装置において、光源の位置が縦方向にずれるのを防止することを目的とする。
本発明に係る電気光学装置は、電気光学物質を含む電気光学パネルと、光入射面から取り込んだ光を光出射面から出射して前記電気光学パネルへ導く導光体と、該導光体における前記光出射面の反対側の面に設けられた少なくとも1つの光学シートと、前記導光体の光入射面に対向して配置されていて光を発する光源と、該光源が実装される光源用基板であって前記光学シートに面状に接触した状態で前記光源を前記導光体に対する位置に配置させる光源用基板とを有する。そして、前記導光体は前記光源の側方に突出する突起を有し、該突起は前記導光体の厚さ方向であって前記光学シートが設けられた方向に該光学シートの厚さに対応する高さの段差を有し、前記光源を位置決めすることを特徴とする。
本明細書において、電気光学物質は、電気的条件の変化に応じて光学的特性が変化する物質のことであり、具体的には、液晶表示装置で用いられる液晶、EL装置で用いられるEL、プラズマディスプレイ装置で用いられるガス等が考えられる。また、導光体に付設して用いる光学シートは、入射した光に何等かの光学的な処理を加えて出射するという光学的特性を有したシートであり、具体的には、入射光を反射する反射シート、入射光を散乱状態で出射する拡散シート、入射光の向き変化させて集光等させるプリズムシート等が考えられる。
「光学シートの厚さに対応する高さの段差」とは、段差の高さが光学シートの厚さと全く同じである場合はもとより、段差の高さが光学シートの厚さに対して全く同じではないが効果的には同じであるような、高さの違いも含む意味である。
上記構成の電気光学装置によれば、光源の側方に突出する突起を導光体に設けたので、光源用基板が光源の近傍において導光体の厚み方向に撓んだり、傾いたりすることを規制できる。このため、光源用基板上に実装された光源が導光体に対して位置ずれすることを防止できる。
さらに、上記構成の電気光学装置によれば、前記突起には導光体の厚さ方向に光学シートの厚さに対応する高さの段差を設けたので、導光体に光学シートを取付けた場合において、突起と光学シートとの間に段差を生じさせることなく、両者の表面を同一高さの表面状態に設定できる。これにより、光源用基板上に実装した光源が導光体に対して位置ずれすることを、さらに一層、防止できる。
そして、以上の位置ずれ防止効果の結果、光源用基板に何等かの外力が加わっても光源を導光体に対して常に一定の位置に保持できるようになり、そのため、導光体から出射される光の輝度を安定させることができ、導光体から一定以上の明るさの光を常に出射させることができ、そして、電気光学装置の表示面に均一な明るさの像を表示できる。
次に、本発明に係る電気光学装置において、前記光源用基板は前記電気光学パネルに接続された可撓性の配線基板であり、該配線基板を前記導光体の方向へ曲げることにより前記光源が該導光体の光入射面に対向する位置に置かれることが望ましい。
電気光学パネルに接続される配線基板には、一般に、可撓性を備えた基板であるFPC(Flexible Printed Circuit)が多く用いられる。そしてこのFPCは、一般に、電気光学パネルに接続されて直線的に延びるというよりも、電気光学パネルに接続された後、その電気光学パネル側へ曲げられることが多い。このように曲げられた基板上に光源が実装される場合、その光源は基板の弾性の影響を受けて位置が変動し易くなる。このような理由で光源の位置が変動し易い場合であっても、本発明のように導光体に突起を設け、その突起に光学シートの厚さ分の段差を設けておけば、基板の変動、従って光源の変動を確実に防止できる。
次に、本発明に係る電気光学装置において、前記光学シートは反射膜、拡散膜及びプリズムシートの少なくとも1つとすることができる。導光体に設ける突起に光学シート分の厚さの段差を付けない場合を考えると、光学シートの全体的な厚さが厚くなればなる程、光源の位置ずれは大きくなると考えられる。従って、導光体に設ける突起に光学シート分の厚さの段差を設けるという本発明は、光学シートの全体的な厚さが厚い場合ほど、有効である。
次に、本発明に係る電気光学装置は、(a)電気光学物質を含む第1電気光学パネルと、(b)該第1電気光学パネルに対向して設けられていて電気光学物質を含む第2電気光学パネルと、(c)前記第1電気光学パネルと前記第2電気光学パネルの間に設けられ、光入射面から取り込んだ光を前記第1電気光学パネルに対向する光出射面から出射して該第1電気光学パネルへ導くと共に、前記光入射面から取り込んだ光を前記第2電気光学パネルに対向する光出射面から出射して該第2電気光学パネルへ導く導光体と、(d)該導光体における前記第2電気光学パネルに対向する面に設けられた少なくとも1つの光学シートと、(e)前記導光体の前記光入射面に対向して配置されていて光を発する光源と、(f)該光源が実装される光源用基板とを有し、(g)前記導光体は前記光源の側方に突出する突起を有し、(h)該突起は前記導光体の厚さ方向であって前記光学シートが設けられた方向に該光学シートの厚さに対応する高さの段差を有し、前記光源を位置決めすることを特徴とする。
この構成の電気光学装置は、2つの電気光学パネルを備えた電気光学装置である。この電気光学装置で用いられる導光体は、その両面で発光してそれぞれの電気光学パネルへ光を供給することができる。このような両面発光方式の導光体には、両面を発光させるという機能を達成するために、多くの光学シートをその導光体に付設する必要がある。この場合には、光学シートの全体的な厚みが相当に厚くなることが考えられる。このような電気光学装置に対して本発明を適用すれば、光源の位置ずれを防止する上で、非常に有効である。
次に、本発明に係る電気光学装置は、前記導光体における前記第1電気光学パネルに対向する面に少なくとも1つの第2の光学シートを有し、前記突起は前記導光体の厚さ方向であって前記第2の光学シートが設けられた方向に該第2の光学シートの厚さに対応する高さの段差を有することが望ましい。
電気光学装置を組み立てる際、第1電気光学パネルと導光体との位置を合わせた上で両者を簡易に接着するために、両者を粘着部材によって粘着、すなわち軽く接着することがある。この場合、導光体の表面に第2の光学シートの厚さ分の段差があると、粘着部材を第2の光学シートを介して導光体の表面に粘着したとき、上記の段差に起因して粘着部材が撓んだり、傾いたりすることがある。これに対し、第2の光学シートの厚さ分の段差を突起に設けた上記の電気光学装置によれば、そのような粘着部材の撓み等を確実に回避できる。
次に、本発明に係る電気光学装置において、前記少なくとも1つの光学シートは複数のプリズムシートを含むことができる。プリズムシートは比較的厚い光学シートである。このプリズムシートを複数枚、重ねて使用する場合を考えると、光学シートの全体的な厚みはかなり大きくなると考えられる。このような電気光学装置に対して本発明を適用すれば、光源の位置ずれを防止する上で、非常に有効である。
次に、本発明に係る電気光学装置において、前記光源はLEDとすることができる。冷陰極管が線状の光源であるのに対し、LED(Light Emitting Diode)は点状の光源である。この点状の光源は、光源用基板に外力が加わったとき、線状の光源に比べてより一層、位置変動し易いということができる。このように位置変動し易い光源を有する電気光学装置に対して本発明を適用すれば、光源の位置ずれを防止する上で、非常に有効である。
次に、本発明に係る照明装置は、光入射面から取り込んだ光を光出射面から出射して前記電気光学パネルへ導く導光体と、該導光体における前記光出射面の反対側の面に設けられた少なくとも1つの光学シートと、前記導光体の前記光入射面に対向して配置されていて光を発する光源と、該光源が実装される光源用基板であって前記光学シートに面状に接触した状態で前記光源を前記導光体に対する位置に配置させる光源用基板とを有する。そして、前記導光体は前記光源の側方に突出する突起を有し、該突起は前記導光体の厚さ方向であって前記光学シートが設けられた方向に該光学シートの厚さに対応する高さの段差を有し、前記光源を位置決めすることを特徴とする。
上記構成の照明装置によれば、光源の側方に突出する突起を導光体に設けたので、光源用基板が光源の近傍において導光体の厚み方向に撓んだり、傾いたりすることを規制できる。このため、光源用基板上に実装された光源が導光体に対して位置ずれすることを防止できる。
さらに、上記構成の照明装置によれば、前記突起には導光体の厚さ方向に光学シートの厚さに対応する高さの段差を設けたので、導光体に光学シートを取付けた場合において、突起と光学シートとの間に段差を生じさせることなく、両者の表面を同一高さの表面状態に設定できる。これにより、光源用基板上に実装した光源が導光体に対して位置ずれすることを、さらに一層、防止できる。
そして、以上の位置ずれ防止効果の結果、光源用基板に何等かの外力が加わっても光源を導光体に対して常に一定の位置に保持できるようになり、そのため、導光体から出射される光の輝度を安定させることができ、導光体から一定以上の明るさの光を常に出射させることができる。この照明装置を電気光学装置のための照明装置として用いれば、その電気光学装置の表示面に均一な明るさの像を表示できる。
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の電気光学装置を有することを特徴とする。このような電子機器としては、携帯電話機、携帯情報端末機、ICレコーダ、パーソナルコンピュータ、その他種々の電子機器が考えられる。本発明に係る電気光学装置によれば、照明装置における光源の位置ずれを防止することによって、均一で明るい表示を得られるようになったので、その電気光学装置を用いた本発明の電子機器においても、電子機器に関連する表示を均一で明るく表示できる。
(電気光学装置および照明装置の第1実施形態)
以下、本発明を電気光学装置の一例である液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、これ以降に説明する実施形態は本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。また、これからの説明では必要に応じて図面を参照するが、この図面では、複数の構成要素から成る構造のうち重要な構成要素をわかり易く示すため、各要素を実際とは異なった相対的な寸法で示している。
図1は、本発明に係る電気光学装置である液晶表示装置の一実施形態を分解状態で示している。また、図2は、図1の液晶表示装置を組み立てた場合の要部の断面構造を示している。図2において、液晶表示装置1は、電気光学パネルとしての液晶パネル2と、光源用基板としてのFPC5と、照明装置4とを有する。
照明装置4は、導光体11と、その導光体11の光入射面11aに対向して配置された光源としてのLED(Light Emitting Diode)6と、光学シートとしての反射シート13と、拡散シート14とを有する。LED6は図1の分解状態では導光体11から離れた状態であるが、図2のように液晶表示装置1を組み立てたときに、導光体11に対する所定位置に配置される。この状態で、LED6、導光体11、反射シート13および拡散シート14によって照明装置4が構成される。この照明装置4によって液晶パネル2へ光が供給される。なお、光源は、LED6以外の点状光源や、冷陰極管等といった線状光源によって構成することもできる。
図1において、導光体11はフレーム31の内側に嵌め込まれる。フレーム31は、例えば弾性を備えた材料、例えばプラスチックによって形成される。また、導光体11の液晶パネル2側の面には粘着部材32が粘着される。ここで粘着とは、人手によって容易に剥がすことができる程度の接着の意味である。粘着部材32の他の面には、液晶パネル2が粘着される。
液晶パネル2は、第1基板21と、それに対向する第2基板22とを有し、それらの基板を矢印A方向から見て正方形又は長方形の枠状のシール材26によって貼り合わせて形成する。第1基板21と第2基板22との間には間隙、いわゆるセルギャップが形成され、その中に電気光学物質としての液晶が封入されて液晶層を構成する。
図2において、第1基板21は、矢印A方向から見て長方形または正方形の第1の透光性の基板23aを有する。この第1透光性基板23aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。また、この第1透光性基板23aの外側表面には、位相差板24aおよび偏光板25aが、それぞれ貼着等によって装着される。
また、第1基板21に対向する第2基板22は、矢印A方向から見て長方形または正方形の第2の透光性の基板23bを有する。この第2透光性基板23bは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。第2透光性基板23bの外側表面には、位相差板24b及び偏光板25bが、それぞれ、貼着等によって装着される。
液晶パネル2は任意の表示モードによって構成できる。例えば、液晶駆動方式でいえば、単純マトリクス方式およびアクティブマトリクス方式のいずれであっても良い。また、液晶モードの種別でいえば、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、その他任意の液晶を用いることができる。また、採光方式でいえば、透過型、反射型、半透過反射型のいずれであっても良い。なお、本実施形態では、図1に示すように照明装置4を用いるので、採光方式としては透過型または半透過反射型ということになる。
単純マトリクス方式とは、各画素に能動素子を持たず、走査電極とデータ電極との交差部が画素またはドットに対応し、駆動信号が直接に印加されるマトリクス方式である。この方式に対する液晶モードとしては、TN、STNが用いられる。次に、アクティブマトリクス方式とは、画素またはドットごとに能動素子が設けられ、書き込み期間では能動素子がON状態となってデータ電圧が書き込まれ、他の期間では能動素子がOFF状態になって電圧が保持されるマトリクス方式である。この方式で使用する能動素子には3端子型と2端子型がある。3端子型の能動素子には、例えば、TFT(Thin Film Transistor)がある。また、2端子型の能動素子には、例えば、TFD(Thin Film Diode)がある。
上記のような液晶パネル2において、カラー表示を行う場合には、第1基板21または第2基板22にカラーフィルタが設けられる。カラーフィルタは、特定の波長域の光を選択的に透過するフィルタである。具体的には、3原色であるB(青)、G(緑)、R(赤)の1色ずつを第1基板21または第2基板22上の各ドットに対応させて所定の配列、例えばストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列で並べる。
第2基板22を構成する第2透光性基板23bは、対向基板である第1基板21の外側へ張り出す張出し部27を有する。この張出し部27の第1基板21側の表面上には、駆動用IC3が、例えばACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)33を用いたCOG(Chip On Glass)技術によって実装される。駆動用IC3は、図1に示すように複数個、本実施形態では3個実装されている。これらの駆動用IC3は、液晶パネル2の電極に走査信号およびデータ信号を出力して液晶パネル2を駆動する。
図3は、図1において矢印Bで示す部分、すなわち張出し部27の辺端部を拡大して示している。この張り出し部27の辺端部には、複数の外部接続用端子34が形成される。これらの外部接続用端子34は、図2に示すように、駆動用IC3の入力用端子、例えば入力用バンプにつながる。また、これらの外部接続用端子34には、可撓性の配線基板であるFPC5が、例えばACF33によって接続される。FPC5と外部接続用端子34との接続には、ハンダ付け、ヒートシール等といった導電接続手法を用いることもできる。
張出し部27の液晶層側には配線28が形成される。この配線28は、その複数本が図2の紙面垂直方向に互いに間隔を開けて平行に形成されている。これらの配線28は駆動用IC3の出力用端子、例えば出力用バンプに繋がる。また、これらの配線28は液晶パネル2の内部、すなわち液晶層へ向かって延びており、単純マトリクス方式の場合には走査電極およびデータ電極に接続される。また、アクティブマトリクス方式の場合にはTFD素子やTFT素子といった能動素子および電極に接続される。
張出し部27に接続されるFPC5は、例えば、ポリイミドやポリエステル等から成るフィルムを基材として形成される曲げ性に優れた基板である。このFPC5は、図1の矢印Cのように曲げられたときに液晶パネル2に対面する表面S2とその反対面である表面S1とを有する。表面S1は曲げられて延びる面である。一方、表面S2は曲げられて縮む面である。また、FPC5は、回路形成部5aと、入力用端子5bと、曲げ部5cと、出力用端子5d(図3参照)とを有する。回路形成部5aは電子回路が形成される部分である。曲げ部5cはFPC5を矢印Cのように曲げたときに曲がる部分である。また、入力用端子5bには、携帯電話機、携帯情報端末機等といった電子機器内に設けられる制御回路、電源等が接続される。
本実施形態ではFPC5として2層の配線構造を有するFPCを用いるものとする。従って、回路形成部5aは表面S1と表面S2との間にわたって形成され、必要に応じてスルーホールによってそれら各面間で導通がとられる。表面S1側の回路形成部5aの上には、液晶パネル2を駆動するために必要となる複数の回路部品35が実装され、また、これらの回路部品35を駆動するために必要な電力を供給する電源用IC36が実装され、さらに、各回路部品35を接続して回路を構成する複数の配線がパターニングによって形成される。
図3において、曲げ部5cの表面S2には、回路形成部5aから液晶パネル2へ向けて延びる複数の配線37が設けられる。これらの配線37は、回路形成部5a(図1参照)上の電子回路の出力信号を出力用端子5dへ伝送するための配線である。出力用端子5dは第2基板22の外部接続用端子34に接続される。配線37を通じて電子回路から出力用端子5dへ伝送された信号は、液晶パネル2の外部接続用端子34を通して駆動用IC3へ伝送されて液晶パネル2を駆動するために用いられる。
図1に戻って、液晶パネル2の第2基板22に対向する位置に導光体11が配置される。導光体11は、例えば透光性の樹脂によって形成される。導光体11の光入射面11aには複数、本実施形態では4個の突起12が設けられる。これらの突起12は、樹脂の一体成形によって導光体11と一緒に形成される。図2に示すように、矢印A方向から見て導光体11の背面に反射シート13が設けられる。また、導光体11の観察側の面、すなわち光出射面11bに、必要に応じて拡散シート14が設けられる。光入射面11aに対向して配置されたLED6から発生した光は、光入射面11aを通して導光体11の内部へ導入され、導光体11の内部を進行した後、光出射面11bから面状の光として出射する。
図4は、図1の矢印Dで示す部分、すなわち突起12の部分を拡大して示している。図4では、主に突起12を含んだ導光体11を示しており、導光体11に装着する光学シートは破線で示している。図4において、突起12には導光体11の厚さ方向、すなわち図2の紙面上下方向であって液晶パネル2(図1参照)へ向かう方向に高さH1の段差D1が設けられ、さらに、導光体11の厚さ方向であって反射シート13が設けられた方向に高さH2の段差D2が設けられている。なお、液晶パネル2の方向の段差D1は、必ずしも設けなくても良い。
液晶パネル2方向の段差D1の高さH1は拡散シート14の厚さと略同じである。このため、突起12と拡散シート14との間には段差が生じておらず、拡散シート14を装着した導光体11の光出射面11bは突起12も含めて一様な面となっている。また、反射シート13方向の段差D2の高さH2は反射シート13の厚さと略同じである。このため、突起12と反射シート13との間には段差が生じておらず、反射シート13を装着した側の導光体11の面は突起12を含めて一様な面となっている。
図1において、LED6はFPC5の縮み側の表面S2上の曲げ部5cに近い所であって、第2基板22の辺端、すなわち液晶パネル2の辺端と略平行に並べて配置される。そして、そのLED6の発光面6aは回路形成部5aの方向に向けられている。本実施形態では、3個のLED6が等間隔に設けられている。FPC5を矢印C方向に曲げた状態、すなわち図2に示す状態において、3個のLED6は、図5に示すように、それぞれが4個の突起12の間に配置される。つまり、突起12は、個々のLED6の両側の側方に突出するように導光体11に設けられている。なお、場合によっては、突起12は個々のLED6の片側の側方に突出するように設けても良い。
図1において、フレーム31は、例えば樹脂を用いて矢印A方向から見て長方形の枠状に形成される。また、フレーム31の四隅には、液晶パネル2へ向かって突出する受部31aが設けられる。導光体11はフレーム31の内側に嵌合して収容され、さらにその上に液晶パネル2が上記受部31aに合わせて載置される。
粘着部材32は、図1の矢印A方向から見て枠形状を有する薄い部材である。枠状の粘着部材32は、液晶表示パネル2の表示領域に表示される像を視認する上で邪魔にならない位置にある。この粘着部材32は、液晶パネル2と導光体11との位置を合わせて液晶表示装置1を組み立てる際に、それらの位置が互いにずれないように貼り付けるために用いる。また、液晶表示装置1を組み立てた後の検査において何等かの不良が発生した場合、液晶表示装置1を分解し、不良である部品を交換して再度組み立てることがあるので、粘着部材32は液晶パネル2から簡単に剥がせることが必要である。
これらの理由から、粘着部材32は液晶パネル2と導光体11とを合わせた状態からそれらの相対位置がずれない程度の粘着力を有していれば十分であり、それらを固着させる程の粘着力は必要としない。また、粘着部材32の導光体11の突起12に対向する面32aは光を反射する反射面となっている。なお、反射面とするのは突起12に対向する一部分であっても良いし、面32aの全体であっても良い。
図2に示す液晶表示装置1は、図1に示した次の各要素、すなわち液晶パネル2、駆動用IC3、FPC5、照明装置4、粘着部材32、そしてフレーム31を用いて以下のように組み立てられる。まず、駆動用IC3を液晶パネル2の張出し部27に実装し、図2の位相差板24a,24b及び偏光板25a,25bを液晶パネル2に装着する。次に、FPC5を液晶パネル2の張出し部27の外部接続用端子34を設けた部分に接続する。
次に、フレーム31に導光体11を嵌め込む。ことのき、導光体11の反射シート13側をフレーム31側、すなわち図1の下方へ向けて嵌め込む。そして、導光体11に装着した拡散シート14の上面に粘着部材32を、反射面32aが導光体11の突起12に対面する向きに貼り付ける。
このようにして組み合わせた導光体11とフレーム31と粘着部材32とを液晶パネル2の第2基板22側に置く。そして、図1の矢印Cのように、FPC5の先端が導光体11に接触するまでFPC5を曲げる。このとき、FPC5はその曲げ部5cの所で曲がる。このように組み立てた液晶パネル2、導光体11、フレーム31、FPC5は、所定の位置関係で、例えばステンレスといった金属等によって形成される外枠(図示せず)の中に収容される。このようにして、液晶表示装置1が作製される。このとき、FPC5に実装された3個のLED6は、FPC5が図1の矢印C方向に曲がることにより、導光体11に設けた4個の突起12に挟まれる所定位置にセットされ、上記の外枠によって図2の矢印Eで示す方向から押し付けられる。
ところで、導光体11から液晶パネル2へ向けて出射される光の輝度にむらが生じないようにするためには、LED6が導光体11に対して常に所定の位置に配置されることが望ましい。しかしながら、LED6を実装した面の裏面から、すなわち図2の矢印E方向からFPC5が押されると、例えば図6(a)に示すように、FPC5に撓みや傾きが生じるおそれがあった。このように撓みや傾きが生じると、LED6の導光体11に対する位置がずれるおそれがあった。また、図2のように、FPC5は曲げ部5cにおいて曲げられている。LED6はこの曲げ部5cの近傍に実装されるので、FPC5の弾性によってLED6の位置が導光体11に対してずれるおそれもあった。
このことに関し、本実施形態では、図1に示すように導光体11の光入射面11aに4個の突起12を設けた。そして、図2に示すように、FPC5を矢印C方向に曲げて液晶表示装置1を組み立てた状態において、4個の突起12は、それぞれ、3個のLED6の側方に突出する状態に配置される。つまり、LED6は、突起12がそれぞれLED6を挟んで両側に位置するように設けられる。これにより、図6(b)に示すように、LED6を実装したFPC5は突起12の働きにより、LED6の近傍において電気光学パネル2の厚み方向F−Fに撓んだり、あるいは傾いたりすることを規制される。その結果、FPC5上に実装したLED6が導光体11に対して位置ずれすることを防止できる。
さらに、本実施形態では、図4に示すように、突起12の反射シート13側の面に段差D2を設け、この段差D2の高さを反射シート13の厚さと略同じに設定したので、突起12と反射シート13との間に段差が生じない。こうすれば、図6(b)においてFPC5を金属の外装ケース等によって矢印E方向へ押し付けても、FPC5が撓んだり、傾いたりすることを突起12の働きによって確実に防止できる。そして、これにより、FPC5上に実装したLED6が導光体11に対して位置ずれすることを確実に防止できる。この結果、LED6からの光は導光体11の内部に正確に入射できるので、導光体11から出射される光の輝度を安定させることができる。
なお、本発明のように導光体に突起を設けて光源の位置ずれを防止する技術は、本実施形態のように光源として点状光源であるLED6を用いたときに、特に有利である。具体的には、図1に示すように、LED6は小さな電子部品であり、液晶表示装置1はそのLED6を3個用いている。そして、これらのLED6を導光体11に対して所定の位置にずれないように配置することはかなり難しい。しかしながら、導光体11に突起12を設ければ、全てのLED6は突起12によって液晶パネル2の厚さ方向に動くことを規制されるので、3個のLED6を導光体11に対して位置ずれしないように保持できる。
(電気光学装置および照明装置の第2実施形態)
図7は、本発明に係る電気光学装置及び照明装置の他の実施形態を示している。ここに示す実施形態も本発明を電気光学装置の一例である液晶表示装置に適用した場合の実施形態である。
図1に示した先の実施形態では1つ照明装置4によって1つの液晶パネル2を照明するようにした。これに対し、図7に示す本実施形態では、1つの照明装置44によって第1液晶パネル2及び第2液晶パネル42の2つの液晶パネルを照明する。つまり、本実施形態で用いる照明装置44は両面発光方式の照明装置として構成されている。第1液晶パネル2は主たる表示を行う表示要素であり、第2液晶パネル42は補助となる表示を行う表示要素である。
以下、図7の液晶表示装置を図1の液晶表示装置と異なる点を中心として説明する。なお、図1の実施形態と同じ要素は同じ符号を付して示すことにして、その説明は省略する。図7において、第1液晶パネル2の構成は図1に示した液晶パネル2と同じとすることができる。第2液晶パネル42は第1基板61と第2基板62とを環状のシール材66によって貼り合せて形成されており、基本的には第1液晶パネル2と同じ構成となっている。また、第2基板62の張出し部には駆動用IC43が設けられている。
第1液晶パネル2に接続される光源用基板としてのFPC45は、図1の実施形態と同様に組み立ての際に矢印C方向へ曲げられる。そして、曲げ部5cに近い位置に複数、本実施形態では3個の光源としてのLED6が実装されている。FPC45の中央部分には開口45aが開けられている。これは、FPC45が矢印C方向へ曲げられて照明装置44の背面に配置されたとき、その照明装置44の背面への光照射、すなわち第2液晶パネル42への光照射を邪魔しないようにするためである。なお、駆動用IC3を駆動するための回路はFPC45内の他の領域に形成したり、別の配線基板に形成したりする。
照明装置44は、図8に示すように、導光体51と、光源としてのLED6と、導光体51の第1液晶パネル2側の面に設けられた第1光学シート束64と、導光体51の第2液晶パネル42側の面に設けられた第2光学シート束65とを有する。導光体51の光入射面51aには図7に示すように複数、本実施形態では4個の突起52が設けられている。
第1光学シート束64は、導光体51に接着された拡散シート14aと、拡散シート14aに積層されたプリズムシート15aとを有する。また、第2光学シート束65は、導光体51に接着された半透過反射シート16と、半透過反射シート16に積層された拡散シート14bと、拡散シート14bに積層された第1プリズムシート15bと、第1プリズムシート15bに積層された第2プリズムシート15cとを有する。
半透過反射シート16は、一部の光を反射し、他の一部の光を透過させるという特性を有する光学要素である。この半透過反射シート16を用いるのは、LED6からの光を第1液晶パネル2及び第2液晶パネル42の両方へ分けて供給するためである。
プリズムシート15a.15b,15cは入射光を特定の方向へ集束させるために用いられる光学要素であり、例えば、図10に示すような多数のプリズム形状を互いに平行に配列して形成される。また、図8で第2液晶パネル42に対向して配置される2つのプリズムシート15b,15cは、図10に示すように、プリズム形状の配列方向が互いに直交するように配置される。これらのプリズムシート15a.15b,15cを用いるのは、第1液晶パネル2及び第2液晶パネル42のそれぞれの方向へ向かう光を集束して強度を高めるためである。
このように両面発光方式の照明装置44では、図2に示した片面発光方式の照明装置4に比べて、多くの種類の光学シートを使用する。そのため、光学シートの全体の厚さが厚くなる傾向にある。例えば、各光学シートの厚さは、半透過反射シート16が約0.1mm、拡散シート14a,14bが約0.05mm、プリズムシート15a,15b,15cが約0.062mmである。特に、半透過反射シート16を用いている第2光学シート束65の全体の厚さはかなり厚くなる。
図9は、図7において矢印Gで示す部分、すなわち突起52の部分を拡大して示している。図9は、主に突起52を含んだ導光体51を示しており、導光体51に装着する光学シート束は破線で示している。図9において、突起52には導光体51の厚さ方向、すなわち紙面上下方向であって液晶パネル2(図1参照)へ向かう方向に高さH3の段差D1が設けられ、さらに、導光体51の厚さ方向であって第2光学シート束65が設けられた方向に高さH4の段差D2が設けられている。なお、液晶パネル2へ向かう方向の段差D1は、必ずしも設けなくても良い。
液晶パネル2方向の段差D1の高さH3は第1光学シート束64の厚さ、すなわち、拡散シート14とプリズムシート15aの合計の厚さと略同じである。このため、突起52と第1光学シート束64との間には段差が生じておらず、第1光学シート束64を装着した導光体51の光出射面51bは突起52も含めて一様な面となっている。また、第2光学シート束65方向の段差D2の高さH4は第2光学シート束65の厚さ、すなわち、半透過反射シート16と拡散シート14と2つのプリズムシート15b,15cの合計の厚さと略同じである。このため、突起52と第2光学シート束65との間には段差が生じておらず、第2光学シート束65を装着した側の導光体51の面は突起52を含めて一様な面となっている。
本実施形態の液晶表示装置は以上のように構成されているので、図8においてLED6が発光すると、半透過反射シート16で反射した一部の光が光出射面51bから面状に出射して第1液晶パネル2へ供給される。他方、半透過反射シート16を透過した一部の光がもう一方の光出射面51cから面状に出射して第2液晶パネル42へ供給される。そして、必要に応じてそれら2つの液晶パネル2,42の一方又は両方によって必要な表示が行われる。
本実施形態では、図7に示すように導光体51の光入射面51aに4個の突起52を設けた。そして、FPC45を矢印C方向に曲げて液晶表示装置41を図8に示すように組み立てた状態において、4個の突起52は、それぞれ、3個のLED6の側方に突出する状態に配置される。つまり、LED6は、突起52がそれぞれLED6を挟んで両側に位置するように設けられる。これにより、LED6を実装したFPC45は突起52の働きにより、LED6の近傍において第1液晶パネル2の厚み方向F−Fに撓んだり、あるいは傾いたりすることを規制される。その結果、FPC5上に実装したLED6が導光体51に対して位置ずれすることを防止できる。
さらに、本実施形態では、図9に示すように、突起52の第2光学シート束65側の面に段差D2を設け、この段差D2の高さを第2光学シート束65の厚さH4と略同じに設定したので、突起52と第2光学シート束65との間に段差が生じない。こうすれば、図8でFPC45を金属の外装ケース等によって矢印E方向へ押し付けても、FPC45が撓んだり、傾いたりすることを突起52の働きによって確実に防止できる。そして、これにより、FPC45上に実装したLED6が導光体51に対して位置ずれすることを確実に防止できる。この結果、LED6からの光は導光体51の内部に正確に入射できるので、導光体51から出射される光の輝度を安定させることができる。
また、本実施形態では、図9に示すように、突起52の第1光学シート束64側の面に段差D1を設け、この段差D1の高さを第1光学シート束64の厚さH3と略同じに設定したので、突起52と第1光学シート束64との間に段差が生じない。こうすれば、図8の粘着部材32が撓んだり、傾いたりすることを突起52の働きによって防止できるので、導光体51と液晶パネル2とを確実に接着できる。
(電気光学装置及び照明装置に関するその他の実施形態)
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、図1や図7の実施形態では導光体11,51に設ける突起12,52の形状を直方体に近い形状としたが、突起12,52の形状はFPC5,45の撓み等を規制できるものであれば任意に選定できる。例えば、立方体形状、角柱形状、円錐形状、その他種々に選定できる。
また、図1及び図7ではLED6の両側の側方に突起12,52が突出するようにしたが、LED6の片側の側方に突起12,52が突出するようにしても良い。
また、上記の実施形態では、光源を支持するための光源用基板を、液晶パネル2,42に接続される配線基板であるFPC5,45によって構成した。そして、このFPC5,45を曲げることによって光源を所定位置に配置させた。このような光源の支持構造に代えて、液晶パネル2,42と別体の独立した光源用基板によって光源を支持することもできる。この場合、光源用基板は必ずしも可撓性を有するものに限られず、可撓性を有さない基板によって形成することもできる。
また、上記実施形態では電気光学装置として液晶表示装置を例示したが、本発明は、有機EL装置、無機EL装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、フィールドエミッションディスプレイ装置(すなわち、電界放出表示装置)等といった各種の電気光学装置にも適用できる。
(電子機器の実施形態)
次に、本発明に係る電子機器の実施形態を図面を用いて説明する。図11は、本発明に係る電子機器の一実施形態のブロック図を示している。ここに示す電子機器は、液晶表示装置71と、これを制御する制御回路70とを有する。液晶表示装置71は、液晶パネル72と、半導体IC等で構成される駆動回路73とを有する。また、制御回路70は、表示情報出力源74と、表示情報処理回路75と、電源回路76と、タイミングジェネレータ77とを有する。
表示情報出力源74は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等から成るメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等から成るストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを有する。この表示情報出力源74は、タイミングジェネレータ77によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路75に供給する。
表示情報処理回路75は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路73へ供給する。駆動回路73は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路76は、上記の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
液晶表示装置71は、例えば、図1に示した液晶表示装置1、または図7に示した液晶表示装置41によって構成できる。これらの液晶表示装置1または41では、照明装置4,44におけるLED6の位置ずれを防止することによって、均一で明るい表示を得られるようにしたので、その液晶表示装置1,41を用いた本実施形態の電子機器においても、電子機器に関連する表示を均一で明るく表示できる。
次に、図12は、本発明を電子機器の一例である携帯電話機に適用した場合の一実施形態を示している。ここに示す携帯電話機80は、本体部81と、これに開閉可能に設けられた表示体部82とを有する。液晶表示装置等といった電気光学装置によって構成された表示装置83は、表示体部82の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部82において表示画面84によって視認できる。本体部81には操作ボタン86が配列されている。
表示体部82の一端部にはアンテナ87が伸縮自在に取付けられている。表示体部82の上部に設けられた受話部88の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部81の下端部に設けられた送話部89の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置83の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部81又は表示体部82の内部に格納される。
表示装置83は、例えば、図1に示した液晶表示装置1、または図7に示した液晶表示装置41によって構成できる。これらの液晶表示装置1,41では、照明装置4,44におけるLED6の位置ずれを防止することによって、均一で明るい表示を得られるようにしたので、その液晶表示装置1,41を用いた本実施形態の電子機器においても、電子機器に関連する表示を均一で明るく表示できる。
(変形例)
本発明に係る電子機器としては、以上に説明した携帯電話機の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、デジタルスチルカメラ、腕時計、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、その他各種の機器が考えられる。
本発明に係る電気光学装置は、携帯電話機、携帯情報端末機、ICレコーダ、その他の電子機器で各種の表示を行う際に表示用の機器として好適に用いられる。また、本発明に係る照明装置は液晶表示装置、EL表示装置、プラズマディスプレイ装置等といった電気光学装置の光供給源として好適に用いられる。また、本発明に係る電子機器は携帯電話機、携帯情報端末機、ICレコーダ等といった民生機器や、計測器その他の工業用機器等として用いられる。
本発明に係る電気光学装置及び照明装置のそれぞれの一実施形態を分解状態で示す斜視図である。 図1の主要部の断面構造を示す断面図である。 図1の矢印Bで示す部分を拡大して示す斜視図である。 図1の矢印Dで示す部分を拡大して示す図である。 図2の主要部分の斜視図である。 図2の主要部分の作用を説明するための図である。 本発明に係る電気光学装置及び照明装置のそれぞれの他の実施形態を分解状態で示す斜視図である。 図7の主要部の断面構造を示す断面図である。 図7の矢印Gで示す部分を拡大して示す図である。 光学シートの一例を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る電子機器の他の実施形態を示斜視図である。
符号の説明
1.液晶表示装置(電気光学装置)、 2.液晶パネル(電気光学パネル)、
3.駆動用IC、 4.照明装置、 5.FPC、 5a.回路形成部、
5b.入力用端子、 5c.曲げ部、 5d.出力用端子、 6.LED(光源)、
11.導光体、 11a.光入射面、 11b.光出射面、 12.突起、
13.反射シート(光学シート)、 14.拡散シート、
14a,14b.拡散シート(光学シート)、
15a,15b,15c.プリズムシート(光学シート)、
16.半透過反射シート(光学シート)、 21.第1基板、 22.第2基板、
23a.第1透光性基板、 23b.第2透光性基板、 24a,24b.位相差板、
25a,25b.偏光板、 26.シール材、 27.張出し部、 28.配線、
31.フレーム、 31a.受部、 32.粘着部材、 32a.面、
34.外部接続用端子、 35.回路部品、 36.電源用IC、 37.配線、
41.液晶表示装置(電気光学装置)、 42.第2液晶パネル(電気光学パネル)、
43.駆動用IC、 44.照明装置、 45.FPC、 45a.開口、
51.導光体、 51a.光入射面、 51b,51c.光出射面、 52.突起、
61.第1基板、 62.第2基板、 64.第1光学シート束、
65.第2光学シート束、 70.制御装置、 71.液晶表示装置、
72.液晶パネル、 73.駆動回路、 80.携帯電話機(電子機器)、
81.本体部、 82.表示体部、 83.表示装置、 84.表示画面、
86.操作ボタン、 87.アンテナ、 88.受話部、 89.送話部、
D1,D2.段差、 H1,H2,H3,H4.高さ、 S1,S2.面

Claims (9)

  1. 電気光学物質を含む電気光学パネルと、
    光入射面から取り込んだ光を光出射面から出射して前記電気光学パネルへ導く導光体と、
    該導光体における前記光出射面の反対側の面に設けられた少なくとも1つの光学シートと、
    前記導光体の光入射面に対向して配置されていて光を発する光源と、
    該光源が実装される光源用基板であって前記光学シートに面状に接触した状態で前記光源を前記導光体に対する位置に配置させる光源用基板とを有し、
    前記導光体は前記光源の側方に突出する突起を有し、該突起は前記導光体の厚さ方向であって前記光学シートが設けられた方向に該光学シートの厚さに対応する高さの段差を有し、前記光源を位置決めする
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1記載の電気光学装置において、前記光源用基板は前記電気光学パネルに接続された可撓性の配線基板であり、該配線基板を前記導光体へ向けて曲げることにより前記光源が該導光体の光入射面に対向する位置に置かれることを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項1又は請求項2記載の電気光学装置において、前記光学シートは反射シート、拡散シート及びプリズムシートの少なくとも1つであることを特徴とする電気光学装置。
  4. 電気光学物質を含む第1電気光学パネルと、
    該第1電気光学パネルに対向して設けられていて電気光学物質を含む第2電気光学パネルと、
    前記第1電気光学パネルと前記第2電気光学パネルの間に設けられ、光入射面から取り込んだ光を前記第1電気光学パネルに対向する光出射面から出射して該第1電気光学パネルへ導くと共に、前記光入射面から取り込んだ光を前記第2電気光学パネルに対向する光出射面から出射して該第2電気光学パネルへ導く導光体と、
    該導光体における前記第2電気光学パネルに対向する面に設けられた少なくとも1つの光学シートと、
    前記導光体の前記光入射面に対向して配置されていて光を発する光源と、
    該光源が実装される光源用基板とを有し、
    前記導光体は前記光源の側方に突出する突起を有し、
    該突起は前記導光体の厚さ方向であって前記光学シートが設けられた方向に該光学シートの厚さに対応する高さの段差を有し、前記光源を位置決めする
    ことを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項4記載の電気光学装置において、前記導光体における前記第1電気光学パネルに対向する面に少なくとも1つの第2の光学シートを有し、前記突起は前記導光体の厚さ方向であって前記第2の光学シートが設けられた方向に該第2の光学シートの厚さに対応する高さの段差を有することを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項4または請求項5記載の電気光学装置において、前記少なくとも1つの光学シートは少なくとも1つのプリズムシートを含むことを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の電気光学装置において、前記光源はLEDであることを特徴とする電気光学装置。
  8. 光入射面から取り込んだ光を光出射面から出射して前記電気光学パネルへ導く導光体と、
    該導光体における前記光出射面の反対側の面に設けられた少なくとも1つの光学シートと、
    前記導光体の前記光入射面に対向して配置されていて光を発する光源と、
    該光源が実装される光源用基板であって前記光学シートに面状に接触した状態で前記光源を前記導光体に対する位置に配置させる光源用基板とを有し、
    前記導光体は前記光源の側方に突出する突起を有し、該突起は前記導光体の厚さ方向であって前記光学シートが設けられた方向に該光学シートの厚さに対応する高さの段差を有し、前記光源を位置決めする
    ことを特徴とする照明装置。
  9. 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。

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