WO2004027315A1 - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 Download PDF

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WO2004027315A1
WO2004027315A1 PCT/JP2002/009595 JP0209595W WO2004027315A1 WO 2004027315 A1 WO2004027315 A1 WO 2004027315A1 JP 0209595 W JP0209595 W JP 0209595W WO 2004027315 A1 WO2004027315 A1 WO 2004027315A1
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crystal display
light source
light
housing
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Toshihiko Ura
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Definitions

  • the present invention relates to a lighting unit and a liquid crystal display device using the same.
  • Image display devices installed in information devices such as notebook personal computer processors and other image devices such as portable TVs, video movies, car navigation systems and other video devices. In many cases, these imaging devices are driven by a built-in primary or secondary battery, so the power consumption is extremely low to ensure sufficient operation time of the imaging devices in such cases. Liquid crystal display devices having such characteristics are widely used.
  • the liquid crystal display device is, for example, a two-transparent glass substrate on which a drive signal supply electrode composed of a conductive transparent thin film and an alignment film are laminated so that the laminated surfaces face each other.
  • the liquid crystal is injected between the two glass substrates, the liquid crystal is injected, and the liquid crystal is sealed.Then, a polarizing plate is provided outside the two glass substrates, and the driving signal input to the driving signal supply electrode is provided.
  • a liquid crystal display panel that displays an image by changing the light transmittance according to the light; a lighting unit that is arranged behind the liquid crystal display panel and supplies light to the liquid crystal display panel; What is constituted including a circuit board for driving a liquid crystal display panel and the like.
  • Fig. 8 shows a liquid with a conventional edge-lighted lighting unit.
  • 1 shows an example of a cross section of a crystal display device.
  • the liquid crystal display device L is a liquid crystal display panel with the display surface 1a on which characters and images are displayed facing forward.
  • the non-display area of the display surface 1a of the LCD panel 1 is the LCD panel.
  • a front frame FC arranged so as to form an upper surface and a lower surface of an end surface of the liquid crystal display device L while being concealed at a predetermined interval from the liquid crystal display device L, and a rear frame disposed at a rear side of the liquid crystal display panel 1. It has a lighting unit UT for supplying light to the liquid crystal display panel, and a back cover RC arranged to cover the entire rear surface of the lighting unit UT.
  • the lighting unit UT is a light guide plate 3 made of a transparent synthetic resin plate such as an acrylic resin or the like emitted from the main surface while guiding light incident from the end surface in a direction parallel to the main surface.
  • a light source 2 such as a fluorescent discharge tube arranged near the end face 3a of the light guide plate 3 along the end face 3a and substantially parallel to the end face 3a.
  • a reflection sheet 5 composed of a white high-reflectance synthetic resin sheet for reflecting light emitted from the rear main surface of the light guide plate 3 toward the light guide plate 3 again.
  • the reflector 4 and the light guide plate 3 are supported by the upper, lower, and front side surfaces of the reflector 4 and the outer peripheral portion of the front main surface of the light guide plate 3, and the liquid crystal display panel 1 and the The light plate 3 is fixed at a predetermined distance, and the front side frame FC is set at a predetermined position to form a gap 7a. And a housing 1 0 consisting of poly carbonate Natick preparative resin used to constant.
  • the light emitted from the light source 2 is efficiently introduced into the end face 3 a of the light guide plate 3 by the reflector 4, and is introduced into the end face 3 a of the light guide plate 3.
  • the reflected light is guided by the light guide plate 3 in a direction away from the light source 2 and reflected by the reflection sheet 5.
  • the light is uniformly emitted from the front side of the light guide plate 3, and the emitted light is incident on the liquid crystal display panel 1.
  • an image is displayed on the liquid crystal display panel 1 by changing the light transmittance according to the drive signal input to the drive signal supply electrode.
  • liquid crystal display device mounted to realize a light and thin image device has been required to be light and thin.
  • liquid crystal display devices used in video equipment such as monitors are required to have higher brightness in addition to the demand for lighter and thinner devices, and to increase the screen size.
  • the liquid crystal display device has an edge-light type lighting unit which is suitable for light weight, thinness, high brightness, and large screen, in which a tubular light source such as a fluorescent discharge tube is arranged on the end face of the lighting unit. Liquid crystal display devices using are widely used.
  • the light source is covered by a reflector, housing, back cover, etc.
  • a cooling device is arranged near the light source to cool the periphery of the light source, the size of the liquid crystal display device will increase as the volume of the device increases, making it difficult to reduce the weight and thickness of the imaging equipment.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and forms a path for releasing heat generated from a light source in a lighting unit, and transfers heat generated from the light source during operation of a device to a liquid crystal.
  • the brightness of the liquid crystal display device can be kept constant during operation of the device, and the lighting unit can be prevented from adversely affecting the life of the light source.
  • a liquid crystal display device using the same By emitting the light to the outside of the display device, the brightness of the liquid crystal display device can be kept constant during operation of the device, and the lighting unit can be prevented from adversely affecting the life of the light source. And a liquid crystal display device using the same.
  • the lighting unit includes a light guide plate that guides light incident from an end surface along a main surface; a light source arranged along the end surface of the light guide plate; A lighting unit comprising: a reflector surrounding the light source so as to reflect light emitted from the light source toward an end face of the light guide plate; and a housing arranged so as to surround at least the reflector. An opening is formed in the housing so as to penetrate toward the reflector.
  • the heat generated from the light source can be released to the outside of the liquid crystal display device through the opening provided in the housing, and the temperature around the light source does not become high.
  • the problem that the light emission intensity of the light source decreases with time and the life of the light source is shortened can be improved.
  • the housing may be provided with a concave portion or a convex portion, and the opening may be formed on at least one of the side surfaces of the concave portion or the convex portion.
  • the housing is folded inward so that a predetermined area is supported by a part of the outer periphery as a fulcrum and the remaining part is cut off.
  • a bent portion formed by bending may be formed, and a step formed by the bent portion may form the opening.
  • the lighting unit includes: a light guide plate for guiding light incident from an end face along a main surface; a light source arranged along the end face of the light guide plate; and a light guide for emitting light emitted from the light source.
  • a lighting unit including a reflector surrounding the light source so as to reflect toward an end face of the light plate, and a housing arranged so as to surround at least the reflector, wherein the housing is insulative and It is made of a heat conductive resin.
  • the heat generated from the light source can be released to the outside of the liquid crystal display device by the thermal conductivity of the housing, and the temperature around the light source does not become high. And the life of the light source is shortened.
  • a liquid crystal display device displays an image by changing the light transmittance according to the illumination unit according to claim 1 or 4 and an input image signal.
  • the liquid crystal display panel is arranged on the front surface of the lighting unit.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of another liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention. '
  • FIG. 5 is a perspective sectional view schematically showing a configuration of another liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device using a conventional edge light type illumination unit.
  • Embodiment 1 of the present invention is directed to a lighting unit capable of releasing heat generated from a light source to the outside of a liquid crystal display device through a reflector and an opening provided in a housing, and a liquid crystal display device using the same. It shows a first configuration example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the same.
  • the liquid crystal display device L has a pair of housings 10 and 10 that are arranged to face each other in the up-down direction.
  • the housing 10 includes a rectangular plate-shaped main body 10a disposed horizontally, and a rectangular plate-shaped partition wall 1 extending vertically from a position a predetermined distance behind the front end of the main body 10a. 0 b.
  • a rectangular back cover RC is disposed, and the pair of housings 10 and 10 and the back cover RC form a housing 200. Is formed.
  • the rear wall and the side wall of the housing 200 are constituted by the back cover RC and the pair of housings 10 and 10, respectively.
  • the main bodies 10 & 10a of the housings 10 and 10 and the partition walls 10b and 10b there is a rectangular flat light guide plate. Is arranged.
  • the light guide plate 3 is disposed such that the upper end and the lower end of the front surface thereof are in contact with the partition wall 10 b of the housing 10, and a reflection shutter is provided between the rear surface of the light guide plate 3 and the back cover RC. 5 is located.
  • Two light sources 2 such as fluorescent discharge tubes are arranged so as to extend in the left-right direction along the upper end surface and the lower end surface of the light guide plate 3.
  • a reflector 4 is provided so as to surround the two light sources 2.
  • the reflector 4 has a U-shaped cross section, the tip of which abuts against the end face of the light guide plate 3 and the end face of the reflection sheet 5, and whose outer face has the rear cover RC and the housing 10. It is arranged so as to be in contact with the main body 10a and the partition 10b.
  • the light guide plate 3 and the reflectors 4 and 4 are held by the housing 200 (the back cover RC and the main body 10a and the partition wall 10b of the housing 10).
  • a liquid crystal display panel 1 is disposed on the front surfaces of the partition walls 10b, 10b of the pair of housings 10, 10.
  • the liquid crystal display panel 1 is fixed to the housings 10 and 10 by fixing means (not shown).
  • From the partition wall 1 O b of the housing 10 to the front end of the main body 10 a Is set to a value substantially equal to the thickness of the liquid crystal display panel 1.
  • a pair of front sides having an L-shaped cross-section so as to cover the upper and lower ends of the front surface of the liquid crystal display panel 1 and the outer surfaces of the main bodies 10a, 10a of the pair of housings 10,10.
  • Frame FC is installed.
  • the front side frame FC is arranged so as to have a small space between the front side frame FC and the liquid crystal display panel 1 and to have a predetermined gap 7a between the main body 10a of the housing 10 and the main body 10a of the housing 10.
  • openings S 1 and S 1 formed of, for example, circular through holes are provided in the main bodies 10 a and 10 a of the housings 10 and 10.
  • the light source 2 is driven by a high-frequency alternating current of 40 to 100 kHz to emit light, and the light emitted from the light source 2 is a resin film having a high reflectance.
  • 4 is introduced into the end face 3a of the light guide plate 3 by the reflector 4 made of a metal film such as silver, aluminum, or the like, and the light introduced into the end face 3a of the light guide plate 3 is separated from the light source 2 by the light guide plate 3.
  • the light is guided in the same direction, is reflected by the reflection sheet 5 made of a high-reflectance resin film, and is uniformly emitted from the front side of the light guide plate 3.
  • Light is incident on panel 1.
  • an image is displayed on the liquid crystal display panel 1 by changing the light transmittance in accordance with the drive signal input to the drive signal supply electrode.
  • the housing 10 is usually made of an insulating resin material (ie, a heat insulating material). This is to insulate the light source 2 from the outside in consideration of safety. Therefore, when the liquid crystal display device L operates, the heat generated from the light source 2 installed inside the lighting unit UT is confined in the vicinity of the light source 2 by the reflector 4 and the end face 3a of the light guide plate 3. It is. Therefore, the light source 2 finally reaches a high temperature state corresponding to the power consumption of the light source 2, and the light source 2 When the temperature is maintained, the light emission intensity of the light source 2 decreases with time, and the life of the light source 2 is shortened.
  • an insulating resin material ie, a heat insulating material
  • the reflector 4 needs to be cooled in order to keep the brightness of the liquid crystal display device L constant during operation of the device and not to adversely affect the life of the light source 2.
  • a cooling device is arranged in the vicinity of the reflector 4 to cool the reflector 4, the size of the liquid crystal display device L increases with the increase in the device capacity. There is a problem that it becomes difficult.
  • the power consumption of the entire imaging device increases, so the load on the built-in primary battery or the secondary battery increases, and therefore, the original purpose of the imaging device is reduced. There is also a problem that sufficient operation time is hindered.
  • a circular opening S 1 penetrating toward the reflector 4 is formed in the housing 10.
  • the heat of the reflector 4 is released from the surface of the reflector 4
  • the liquid can be discharged to the outside of the liquid crystal display device L via the section S 1 and further via the gap 7 a.
  • the heat of the reflector 4 is transmitted from the surface of the reflector 4 through the opening S1 to the front frame FC via the gap 7a, and is transmitted to the front frame FC. It can be released outside the device L.
  • the temperature of the reflector 4 becomes an equilibrium temperature due to heating by the heat emitted from the light source 2 and heat radiation through the opening S1 and the gap 7a, etc. This is because a part of the heat generated from the light source 2 moves to the opening S1 via the reflector 4, and is further released to the outside of the liquid crystal display device L via the gap 7a. Can be understood. As a result, the temperature of the light source 2 does not rise to a temperature corresponding to the power consumption of the light source 2, and The light emission intensity becomes constant, so that the luminance of the liquid crystal display device L can be kept constant. In addition, it is possible to prevent the life of the light source 2 from being adversely affected.
  • the shape of the opening S 1 is not limited to a circular shape, but may be any shape and size.
  • the number of openings S 1 may be set arbitrarily.
  • the opening S1 may be provided in any part of the main body 10a.
  • the distribution of the openings S 1 is not limited to a row, and may be an arbitrary distribution.
  • Embodiment 2 of the present invention is directed to a lighting unit capable of releasing heat generated from a light source to the outside of a liquid crystal display device through a reflector and an opening provided in a housing, and a liquid crystal display device using the same.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the same.
  • FIG. 3 is a perspective sectional view schematically showing the illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the illumination unit.
  • the main body 10a of the housing 10 is formed to be thin, and a concave portion 101 is formed in the main body 10a in the longitudinal direction of the housing 10. It is formed at a predetermined pitch in the direction (left-right direction).
  • One end of the concave portion 101 formed at both ends of the housing 10 is open.
  • An opening S2 is provided in a portion (here, a rear portion) of the side wall (step surface) of the concave portion 101.
  • the bottom wall 101a of the concave portion 101 is in contact with the end face of the reflector 4, whereby the reflector 4 is positioned in the vertical direction.
  • Other points are the same as in the first embodiment.
  • the light intensity of the light source becomes constant without increasing the temperature of the light source to a temperature corresponding to the power consumption of the light source, and therefore, the luminance of the liquid crystal display device becomes constant. It is possible to keep In addition, it is possible to prevent the life of the light source from being adversely affected. Further, by forming the main body 10a of the housing 10 to be thin, it is possible to suppress an increase in the vertical dimension of the lighting device UT due to the provision of the concave portion 101. Furthermore, since the opening S2 has a small opening size, it is possible to prevent dust and the like outside the liquid crystal display device from adhering to the reflector.
  • the shape of the recess 101 is not limited to a rectangle, but may be any shape.
  • the opening S2 may be provided at any part of the side wall of the recess 101.
  • the distribution of the concave portions 101 is not limited to a row shape, and can be an arbitrary distribution.
  • a concave portion is provided in the main body 10a of the housing 10.
  • the present invention is not limited to the concave portion, and may be a convex portion.
  • another illumination unit according to the present embodiment in the case where a projection is provided on the main body 10a of the housing 10 and a liquid crystal display device using the same will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Will be explained.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the same.
  • FIG. 5 is a perspective sectional view schematically showing another illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the same.
  • a main body 10a of a housing 10 is formed to be thin and a convex portion 102 is formed on the main body 10a.
  • a convex portion 102 is formed on the main body 10a.
  • Both ends of housing 10 One end of the convex portion 102 formed in the portion is open.
  • An opening S2 is provided in a part of the side wall (step surface) of the convex part 102 (the rear part in this case).
  • the body 10a of the housing 10 is in contact with the end face of the reflector 4, whereby the reflector 4 is positioned vertically. Other points are the same as in the present embodiment.
  • the shape of the protrusion 102 is not limited to a rectangle, but may be any shape. Further, the opening S 2 may be provided at any part of the side wall of the projection 102. Further, the distribution of the convex portions 102 is not limited to a line shape, and may be an arbitrary distribution.
  • Embodiment 3 of the present invention shows a third configuration example of a lighting unit and a liquid crystal display device capable of releasing heat accumulated in a peripheral portion of a light source to the outside of the liquid crystal display device via a reflector. Things.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the same.
  • FIG. 7 is a perspective sectional view schematically showing an illumination unit according to the present embodiment and a liquid crystal display device using the same.
  • the opening forming region 10 3 In a predetermined region (hereinafter, referred to as an opening forming region) 103 of the main body 10 a of the housing 10, the opening forming region 10 3 3 Inner side wall (hereinafter referred to as a bent portion) 10 3 It is bent inward so that one end of a is a fulcrum and the remaining portion is cut, whereby the bent portion is formed. Opening between the periphery of 103 a and the rest of the opening forming area 103 S 3 is formed. Further, the tip of the bent portion 103a is in contact with the end face of the reflector 4, whereby the reflector 4 is positioned vertically. The other points are the same as in the second embodiment.
  • the liquid crystal display panel has been described as an example of the image display element
  • the liquid crystal display device has been described as an example of the image display device.
  • the housing 10 is provided with the opening S 1, S 2, or S 3 .
  • the housing 10 may be made of a resin material having good insulation and heat conductivity. Good. According to this, the temperature in the vicinity of the light source 2 can be reduced. Examples of such a resin material include high-density polyethylene (thermal conductivity: 0.6 WZm * K) of a thermoplastic resin.
  • the lighting unit according to the present invention is useful as a lighting unit for consumer and industrial liquid crystal display devices requiring a thin display unit.
  • the liquid crystal display device according to the present invention can be used as an information device such as a notebook personal computer processor for consumer or industrial use requiring a thin display unit, or a portable television or a video movie. First, it is useful as an image display device for car navigation systems and the like.

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Description

明
照明ュニッ ト及びそれを用いた液晶表示装置
〔技術分野〕
本発明は、 照明ユニッ ト及びそれを用いた液晶表示装置に関す 糸
るものである。 田 〔技術背景〕
ノー ト型のパーソナルコ ンピュータゃヮー ドプロセッサ等の 情報機器、 あるいは携帯型のテレビやビデオム一ビー、 カーナビ ゲ一ショ ンシステム等の映像機器等の画像機器に搭載される画 像表示装置には、 内蔵等されている一次電池もしく は二次電池に よってこれらの画像機器を駆動させる場合が多いため、 その場合 の画像機器の動作時間を十分に確保すべく 、 消費電力が非常に小 さいという特徴を有する液晶表示装置が広く用いられている。 こ こで、 液晶表示装置とは、 例えば導電性透明薄膜からなる駆動信 号供給用電極及び配向膜等が積層された 2 枚の透明なガラス基 板をその積層面が対向するよ う に所定の間隔を隔てて重ね合わ せ、 両ガラス基板の間に液晶を注入した後に封止し、 さ らに両ガ ラス基板の外側に偏光板を設けて、 駆動信号供給用電極に入力さ れる駆動信号に応じて光の透過率が変化する こ とによ り画像を 表示する液晶表示パネルと、 液晶表示パネルの後方に配置されて おり、 液晶表示パネルに光を供給するための照明ユニッ ト と、 液 晶表示パネルを駆動するための回路基板等とを含んで構成され るものをレ う。
第 8 図に、 従来のエッジライ ト方式の照明ユニッ トを備えた液 晶表示装置の断面の一例を示す。 なお、 便宜上、 液晶表示装置の 方向を図に示すよう に表した。 液晶表示装置 Lは、 文字や映像が 表示される表示面 1 a を前側に向けて配置した液晶表示パネル
1 と、 一定の厚みを有する金属板を L字状に成型加工したものを 液晶表示パネル 1 の表示面 1 a の非表示領域を液晶表示パネル
1 に対して所定の間隔を隔てて覆い隠すとともに、 液晶表示装置 L の端面の上面及び下面を形成するよ う に配置した表側フ レー ム F C と、 液晶表示パネル 1 の後側に配置されており、 液晶表示 パネルに光を供給するための照明ユニッ ト U Tと、 照明ュニッ ト U T の後側の全面を覆う よう に配置された裏面カバ一 R C とを 備える。
こ こで、 照明ユニッ ト U Tは、 端面から入射された光を主面に 平行な方向に導きつつ該主面から出射するァク リ ル樹脂等の透 明な合成樹脂板からなる導光板 3 と、 導光板 3 の端面 3 a近傍に 該端面 3 a に沿って該端面 3 a と略平行に配置された蛍光放電 管等の光源 2 と、 光源 2 をその略全長に渡ってコの字状に覆う リ フレクタ 4 と、 導光板 3 の後側主面から出射された光を再び導光 板 3 の方向へ反射するための白色の高反射率合成樹脂シー 卜等 から成る反射シー ト 5 と、 リ フ レクタ 4の上側、 下側及び前側の 各側面と導光板 3 の前側主面の外周部とでリ フ レクタ 4 と導光 板 3 とを支持するとともに、 液晶表示パネル 1 と導光板 3 とを所 定の間隔を隔てて固定し、 さ らに隙間 7 a を形成すべく表側フレ —ム F C を所定の位置に固定するために用い られるポリ カーボ ネー ト樹脂等からなるハウジング 1 0 とを備える。
このよ う に構成された液晶表示装置 Lでは、 光源 2から発せら れた光はリ フ レクタ 4 によって導光板 3 の端面 3 a に効率良く 導入され、 導光板 3 の端面 3 a に導入された光は導光板 3 によつ て光源 2 か ら離れた方向に導かれる と共に反射シー ト 5 で反射 されるなどして導光板 3 の前側から均等に出射され、 その出射さ れた光が液晶表示パネル 1 に入射する。 そして、 液晶表示パネル 1 には、 駆動信号供給用電極に入力される駆動信号に応じて光の 透過率が変化する ことによ り画像が表示される。
ところで、 近年、 画像機器の軽量薄型化を実現すべく搭載され る液晶表示装置には軽量薄型化が要求されている。 また、 モニタ 等の映像機器に用いられる液晶表示装置では、 軽量薄型化の要請 に加えて高輝度化も要求されている上に、 大画面化も進んでいる このような動向に対応するため、 液晶表示装置には、 照明ュニッ トの端面に蛍光放電管等の管状の光源を配置する、 軽量薄型化、 高輝度化及び大画面化のそれぞれに好適であるエッ ジライ ト方 式の照明ュニッ ト を用いる液晶表示装置が広く用いられている。
一方、 この液晶表示装置は、 照明ユニッ トの内部に設置された 光源か ら発せられる熱によって光源周辺部の温度が高温になつ た場合に、 光源の発光強度が経時的に低下し、 光源の寿命が短く なるという性質を有する。 従って、 機器動作中において液晶表示 装置の輝度を一定に保ち、 さ らに光源の寿命に悪影響を与えない よう にするためには、 光源周辺部を冷却するか、 光源周辺部の熱 を放出させる経路を確保する必要がある。
しかし、 従来のエッジライ ト方式の照明ュニッ トを用いた液晶 表示装置では、 光源がリ フレクタやハウジングや裏面カバ一等に よ り覆われているため、 機器動作中において光源から発せられる 熱によって光源周辺部の温度が高温に達する という 問題が生じ る。 また、 光源周辺部を冷却するために光源周辺部の近傍に冷却 装置を配置すれば、 その装置容積の追加に伴い液晶表示装置のサ ィズが大きく なるため、 画像機器の軽量薄型化が困難になるとい う課題が生じる。 さ らに、 冷却装置を配置すれば画像機器全体と しての消費電力が増大するため、 内蔵等されている一次電池また は二次電池に対する負荷が増大し、 従って本来の目的である画像 機器の動作時間を十分に確保する こ とが阻害される という 問題 も生じる。
〔発明の開示〕
本発明は、 上記のような課題を解決するためになされたもので, 照明ュニッ 卜 に光源か ら発せられる熱を放出するための経路を 形成し、 機器動作中に光源から発せられる熱を液晶表示装置の外 部に放出する ことによ り、 機器動作中において液晶表示装置の輝 度を一定に保ち、 さ らに光源の寿命に悪影響を与えないよう にす る こ とが可能な照明ユニッ 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。
そして、 これらの目的を達成するために、 本発明にかかる照明 ユニッ トは、 端面から入射した光を主面に沿って導く導光板と、 該導光板の端面に沿って配置された光源と、 該光源が発した光を 前記導光板の端面に向け反射するよう に該光源を囲むリ フ レクタ と、 少なく とも該リ フレク夕を囲むよう に配設されたハウジング とを備えた照明ユニッ トであって、 前記ハウジングには、 前記リ フレクタに向かって貫通する開口部が形成されている。
かかる構成とすれば、 光源から発せられる熱をハウジングに設 けられた開口部を通じて液晶表示装置の外部に放出する ことがで き、 光源周辺部の温度が高温になる ことがなく なるので、 光源の 発光強度が経時的に低下し、 光源の寿命が短く なるという不具合 を改善する ことができる。
この場合、前記ハウジングには凹部又は凸部が形成されており、 該凹部又は凸部の側面の少なく とも一つの面に前記開口部が形成 されてなるものとしてもよい。
また、 上記の場合、 上記ハウジングには、 所定領域を、 その外 周の一部を支点とし、 かつ残り の部分を切断するよう に内方に折 り曲げてなる折り曲げ部が形成されており、 該折り 曲げ部によつ て形成される段差部が前記開口部を形成してなるものとしてもよ い。
かかる構成としても、 光源から発せられる熱をハウジングに設 けられた開口部を通じて液晶表示装置の外部に放出する こ とがで き、 光源周辺部の温度が高温になる ことがなく なるので、 光源の 発光強度が経時的に低下し、 光源の寿命が短く なる という不具合 を改善する ことができる。
また、 本発明にかかる照明ユニッ トは、 端面から入射した光を 主面に沿って導く導光板と、 該導光板の端面に沿って配置された 光源と、 該光源が発した光を前記導光板の端面に向け反射するよ う に該光源を囲むリ フレクタと、 少なく とも該リ フレクタを囲む よう に配設されたハウジングとを備えた照明ュニッ 卜であって、 前記ハウジングが絶縁性でかつ熱伝導性の樹脂からなる。
かかる構成とすれば、 光源から発せられる熱をハウジングの熱 伝導性によって液晶表示装置の外部に放出する ことができ、 光源 周辺部の温度が高温になることがなくなるので、 光源の発光強度 が経時的に低下し、 光源の寿命が短くなるという不具合を改善す る ことができる。
また、 本発明にかかる液晶表示装置は、 請求の範囲第 1 項又は 4項に記載の照明ユニッ ト と、 入力される画像信号に応じて光の 透過率が変化することによ り画像を表示する液晶表示パネルとを 備え、 該液晶表示パネルが前記照明ュニッ トの前面に配置される よう に構成されてなるものである。
かかる構成とすれば、 機器動作中において液晶表示装置の輝度 が一定に保たれ、 さ らに光源の寿命特性が改善された液晶表示装 置を得る 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 < 〔図面の簡単な説明〕
第 1 図は、 本発明の実施の形態 1 にかかる液晶表示装置の構成 を模式的に示す断面図である。
第 2 図は、 本発明の実施の形態 2 にかかる液晶表示装置の構成 を模式的に示す断面図である。
第 3 図は、 本発明の実施の形態 2 にかかる液晶表示装置の構成 を模式的に示す斜視断面図である。
第 4図は、 本発明の実施の形態 2 にかかる他の液晶表示装置の 構成を模式的に示す断面図である。 '
第 5 図は、 本発明の実施の形態 2 にかかる他の液晶表示装置の 構成を模式的に示す斜視断面図である。
第 6 図は、 本発明の実施の形態 3 にかかる液晶表示装置の構成 を模式的に示す断面図である。
第 7 図は、 本発明の実施の形態 3 にかかる液晶表示装置の構成 を模式的に示す斜視断面図である。
第 8 図は、 従来のエッジライ ト方式の照明ュニッ トを用いた液 晶表示装置の構成を示す断面図である。
〔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
本発明の実施の形態 1 は、 光源から発せられる熱を、 リ フレク 夕 と、 ハウジングに設けた開口部とを通して液晶表示装置の外部 に放出可能な照明ユニッ ト及びそれを用いた液晶表示装置の第 1 の構成例を示したものである。
第 1 図は、 本実施の形態にかかる照明ユニッ ト及びそれを用い た液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 液晶表示装置 Lは、 上下方向に対向するよう に配置された一対 のハウジング 1 0 , 1 0 を有している。 ノ、ウジング 1 0 は、 水平 に配置された矩形の板状の本体 1 0 a と、 該本体 1 0 aの前端か ら所定距離後方の位置から垂直方向に延びる矩形の板状の隔壁部 1 0 b とを有している。 一対のハウジング 1 0 , 1 0 の本体 1 0 aの後端には、 矩形の裏面カバー R Cが配設され、 この一対のハ ウジング 1 0 , 1 0 と裏面カバー R C とで筐体 2 0 0 を形成して いる。 従って、 この筐体 2 0 0 の後壁、 及び側壁を、 それぞれ、 裏面カバー R C、 一対のハウジング 1 0 , 1 0 が構成している。 裏面カバー R C とハウジング 1 0 , 1 0 の本体 1 0 &， 1 0 a及 び隔壁部 1 0 b , 1 0 b とで囲まれた空間の中央部には、 矩形の 平板状の導光板 3が配置されている。 導光板 3 は、 その前面の上 端部及び下端部がハウジング 1 0 の隔壁部 1 0 b に当接するよう に配置され、 導光板 3 の後面と裏面カバー R C との間には反射シ — 卜 5 が配置されている。 そして、 導光板 3 の上端面及び下端面 に沿って左右方向に延びるよう に、 それぞれ、 蛍光放電管等の 2 本の光源 2が配設されている。 そして、 この 2本の光源 2 を囲む よう にリ フレクタ 4が配設されている。 リ フレクタ 4は、 ここで はコの字状の断面を有し、 その先端が導光板 3 の端面及び反射シ ト 5 の端面に当接しかつその外面が裏面カバ一 R Cならびにハ ウジング 1 0 の本体 1 0 a及び隔壁部 1 0 b に接するように配設 されている。 これにより、 導光板 3及びリ フレクタ 4， 4が筐体 2 0 0 (裏面カバー R C並びにハウジング 1 0 の本体 1 0 a及び 隔壁部 1 0 b ) によって保持されている。
また、 一対のハウジング 1 0 , 1 0 の隔壁部 1 0 b , 1 0 bの 前面には液晶表示パネル 1 が配置されている。 液晶表示パネル 1 は図示されない固定手段によってハウジング 1 0 ， 1 0 に固定さ れている。 ハウジング 1 0 の隔壁部 1 O bから本体 1 0 aの前端 までの距離は、 この液晶表示パネル 1 の厚みに略等しい値に設定 されている。 そして、 この液晶表示パネル 1 の前面の上端部及び 下端部と一対のハウジング 1 0， 1 0 の本体 1 0 a , 1 0 aの外 面を覆うよう に L字状の断面を有する一対の表側フレーム F Cが 配設されている。 表側フレーム F Cは、 液晶表示パネル 1 との間 に微小な間隔を有しかつハウジング 1 0 , 1 0 の本体 1 0 a， 1 0 a との間に所定の隙間 7 a を有するよう に配設されている。 そして、 ノ、ウジング 1 0 , 1 0 の本体 1 0 a， 1 0 a に、 例え ば円形の貫通孔からなる開口部 S 1， S 1 が設けられている。
以上のよう に構成された液晶表示装置 Lでは、 光源 2が 4 0〜 1 0 0 k H z の高周波交流で駆動されて発光し、 光源 2から発せ られた光は高反射率の樹脂製フィルムや銀、 アルミニウム等の金 属膜か らなる リ フ レクタ 4 によって導光板 3 の端面 3 a に導入 され、 導光板 3 の端面 3 a に導入された光は導光板 3 によって光 源 2から離れた方向に導かれるとともに、 高反射率の樹脂製フィ ルムか らなる反射シ一 卜 5 で反射されるなどして導光板 3 の前 側から均等に出射され、 その出射された光が液晶表示パネル 1 に 入射する。 そして、 液晶表示パネル 1 には、 駆動信号供給用電極 に入力される駆動信号に応じて光の透過率が変化する ことによ り画像が表示される。
次に、 本実施の形態の効果を説明する。 エッジライ ト方式の照 明ユニッ ト U Tにおいては、 通常、 ハウジング 1 0 は絶縁性の樹 脂材料 （すなわち断熱材料） で構成されている。 これは、 安全に 配慮して光源 2 を外部から絶縁するためである。 そのため、 液晶 表示装置 Lが動作時、 照明ユニッ ト U Tの内部に設置される光源 2から発せられる熱は、 リ フ レクタ 4 と導光板 3 の端面 3 a とに よって光源 2 の近傍に封じ込まれる。 このため、 光源 2 は最終的 に光源 2 の消費電力に相当する高温状態となり、 光源 2がこの高 温状態を維持した場合、 光源 2 の発光強度は経時的に低下し、 光 源 2 の寿命は短く なる。
機器動作中において液晶表示装置 Lの輝度を一定に保ち、 さ ら に光源 2 の寿命に悪影響を与えないよう にするためには、 リ フレ クタ 4 を冷却する必要がある。 しかし、 リ フ レクタ 4 を冷却する ためにリ フレクタ 4 の近傍に冷却装置を配置すれば、 その装置容 積の追加に伴い液晶表示装置 Lのサイズが大きく なるため、 画像 機器の軽量薄型化が困難になるという課題が生じる。 また、 冷却 装置を配置すれば画像機器全体と しての消費電力が増大するた め、 内蔵等されている一次電池または二次電池に対する負荷が増 大し、 従って本来の目的である画像機器の動作時間を十分に確保 する ことが阻害されるという問題も生じる。
第 1 図に示すよう に、 ハウジング 1 0 に、 リ フレクタ 4 に向か つて貫通する例えば円形の開口部 S 1 を形成する。 この場合、 開 口部 S 1 と液晶表示装置 L の外部とが隙間 7 a を介して同一空 気層として連通しているため、 リ フレクタ 4がもつ熱は、 リ フレ クタ 4の表面から開口部 S 1 を経由し、 さ らに隙間 7 a を経由し て、 液晶表示装置 Lの外部に放出され得る。 また、 リ フレクタ 4 がもつ熱は、 リ フレクタ 4の表面から開口部 S 1 を経由し、 隙間 7 a を経由して表側フレーム F Cに伝達し、 表側フレーム F Cを 介する ことによつても液晶表示装置 Lの外部に放出され得る。 こ のため、 光源 2から熱が発せられた場合のリ フレクタ 4の温度は 光源 2から発せられる熱による加熱と、 開口部 S 1 と隙間 7 a等 とを経由する放熱とによる平衡温度となり、 これは、 光源 2から 発せられる熱の一部がリ フ レクタ 4 を介して開口部 S 1 に移動 し、 さ らに隙間 7 a等を経由して液晶表示装置 Lの外部へ放出さ れる現象と解する こ とができる。 その結果、 光源 2 の温度は、 光 源 2 の消費電力に相当する温度まで上昇する ことなく、 光源 2 の 発光強度は一定になり、 従って液晶表示装置 Lの輝度を一定に保 つことが可能になる。 また、 光源 2 の寿命に悪影響を与えないよ う にする ことが可能になる。
なお、 開口部 S 1 の形状は円形に限らず任意の形状でよく、 サ ィズも任意でよい。 また、 開口部 S 1 の設置数は任意の設置数で よい。 また、 開口部 S 1 は、 本体 1 0 a のいずれの部分に設けて もよい。 また、 開口部 S 1 の分布は列状に限られず、 任意の分布 とする ことができる。
実施の形態 2
本発明の実施の形態 2 は、 光源から発せられる熱を、 リ フレク 夕と、 ハウジングに設けた開口部とを通して液晶表示装置の外部 に放出可能な照明ュニッ ト及びそれを用いた液晶表示装置の第 2 の構成例を示したものである。
第 2 図は、 本実施の形態にかかる照明ユニッ ト及びそれを用い た液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 また、 第 3 図は、 本実施の形態にかかる照明ュニッ ト及びそれを用いた液晶表示 装置を模式的に示す斜視断面図である。
• 第 2 図及び第 3 図において、 第 1 図と同一符号は同一または相 当する部分を示す。
第 2 図及び第 3 図に示すよう に、 本実施の形態では、 ハウジン グ 1 0 の本体 1 0 aが薄肉に形成され、 該本体 1 0 a に凹部 1 0 1 が該ハウジング 1 0 の長手方向 （左右方向） に所定のピッチで 形成されている。 ハウジング 1 0 の両端部に形成された凹部 1 0 1 はその一端が開放されている。 凹部 1 0 1 の側壁 （段差面） の —部 （こ こでは後側部分） には、 開口部 S 2 が設けられている。 また、 凹部 1 0 1 の底壁 1 0 1 aがリ フ レクタ 4の端面に当接し ており、 それによつてリ フレクタ 4が上下方向に位置決めされて いる。 その他の点については、 実施の形態 1 と同様である。 このような構成とすると、 実施の形態 1 と同様、 光源の温度が 光源の消費電力に相当する温度まで上昇する ことなく、 光源の発 光強度は一定になり、 従って液晶表示装置の輝度を一定に保つこ とが可能になる。 また、 光源の寿命に悪影響を与えないよう にす る ことが可能になる。 また、 ハウジング 1 0 の本体 1 0 a を薄肉 に形成するこ とによ り、 凹部 1 0 1 を設ける ことによる照明装置 U Tの上下方向における寸法の増加を抑制する ことができる。 さ らに、 開口部 S 2 の開口サイズが小さいため、 液晶表示装置の外 部の粉塵等がリ フレクタに付着するこ とも防止できる。
なお、 凹部 1 0 1 の形状は、 矩形に限らず、任意の形状でよい。 また、 開口部 S 2 は、 凹部 1 0 1 の側壁のいずれの部分に設けて もよい。 また、 凹部 1 0 1 の分布は列状に限られず、 任意の分布 とすることができる。
なお、 本実施の形態ではハウジング 1 0 の本体 1 0 a に凹部を 設けたが、 凹部に限らず、 これを凸部としてもよい。 以下、 ハウ ジング 1 0 の本体 1 0 a に凸部を設ける場合の本実施の形態に かかる他の照明ュニッ ト及びそれを用いた液晶表示装置場合に ついて、 第 4図及び第 5 図を用いて説明する。
第 4図は、 本実施の形態にかかる他の照明ュニッ ト及びそれを 用いた液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 また、 第 5 図 は、 本実施の形態にかかる他の照明ユニッ ト及びそれを用いた液 晶表示装置を模式的に示す斜視断面図である。
第 4図及び第 5 図において、 第 1 図と同一符号は同一または相 当する部分を示す。
第 4図及び第 5 図に示すよう に、 本実施の形態にかかる他の照 明ュニッ トでは、 ハウジング 1 0 の本体 1 0 aが薄肉に形成され 該本体 1 0 a に凸部 1 0 2が該ハウジング 1 0 の長手方向 （左右 方向） に所定のピッチで形成されている。 ハウジング 1 0 の両端 部に形成された凸部 1 0 2 はその一端が開放されている。 凸部 1 0 2 の側壁 （段差面） の一部 （こ こでは後側部分） には、 開口部 S 2が設けられている。 また、 ノ、ウジング 1 0 の本体 1 0 aがリ フ レク夕 4 の端面に当接しており、 それによつてリ フレクタ 4が 上下方向に位置決めされている。 その他の点については、 本実施 の形態と同様である。
このような構成としても、 本実施の形態と同様の効果を得る こ とができる。
なお、 凸部 1 0 2 の形状は、 矩形に限らず、任意の形状でよい。 また、 開口部 S 2 は、 凸部 1 0 2 の側壁のいずれの部分に設けて もよい。 また、 凸部 1 0 2 の分布は列状に限られず、 任意の分布 とする ことができる。
実施の形態 3
本発明の実施の形態 3 は、 光源周辺部に蓄積される熱をリ フ レ ク タ経由で液晶表示装置の外部に放出可能な照明ユニッ ト及び 液晶表示装置の第 3 の構成例を示したものである。
第 6 図は、 本実施の形態にかかる照明ユニッ ト及びそれを用い た液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 また、 第 7 図は、 本実施の形態にかかる照明ュニッ ト及びそれを用いた液晶表示 装置を模式的に示す斜視断面図である。
第 6 図及び第 7 図において、 第 1 図と同一符号は同一または相 当する部分を示す。
第 6 図及び第 7 図に示すよう に、 本実施の形態では、 ハウジン グ 1 0 の本体 1 0 aの所定の領域（以下、 開口形成領域という） 1 0 3 において、 該開口形成領域 1 0 3 内の側壁 （以下、 折り 曲げ 部という） 1 0 3 aの一端を支点とし、 かつ残りの部分を切断す るよう に内方に折り 曲げられてお り、 それによ り、 該折り 曲げ部 1 0 3 a の周囲と開口形成領域 1 0 3 の他の部分との間に開口部 S 3 が形成されている。 また、 折り 曲げ部 1 0 3 a の先端がリ フ レクタ 4の端面に当接しており、 それによつてリ フレクタ 4が上 下方向に位置決めされている。 その他の点については、 実施の形 態 2 と同様である。
このような構成としても、 実施の形態 2 と同様の効果が得られ る。
なお、 上記実施の形態 1 〜 3 では、 画像表示素子として液晶表 示パネルを、 画像表示装置として液晶表示装置を例にとって説明 したが、 他のものであってもよい。
また、 上記実施の形態 1 〜 3ではハウジング 1 0 に開口部 S 1 又は S 2又は S 3 を設けたが、 ハウジング 1 0 を絶縁性及び熱伝 導性の良好な樹脂材料で構成してもよい。 これによつても、 光源 2 の近傍の温度を下げる ことができる。 このような樹脂材料とし て熱可塑性樹脂の高密度ポリエチレン （熱伝導率： 0 . 6 W Z m * K ) 等が挙げられる。
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 Z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〕
本発明にかかる照明ユニッ トは、 薄型の表示部が必要とされる 民生用及び産業用の液晶表示装置の照明ュニッ 卜 と して有用で ある。
本発明にかかる液晶表示装置は、 薄型の表示部が必要とされる 民生用及び産業用のノ一 ト型パーソナルコ ンピュー夕ゃヮー ド プロセッサ等の情報機器、 あるいは携帯型テレビやビデオムービ 一、 カーナビゲーショ ンシステム等の画像表示装置として有用で ある。

Claims

求 の
1 . 端面から入射した光を主面に沿って導く導光板と、 該導 光板の端面に沿って配置された光源と、 該光源が発した光を前記 導光板の端面に向け反射するよう に該光源を囲むリ フレクタと、 少なく とも該リ フレクタを囲むよう に配設されたハウジングとを 備えた照明ュニッ トであって、
前記ハウジングには、 前記リ フレクタに向かって貫通する開口 部が形成されている ことを特徴とする照明ュニッ ト。
2 . 前記ハウジングには凹部又は凸部が形成されてお り、 該 凹部又は凸部の側面の少なく とも一つの面に前記開口部が形成 されてなる請求の範囲第 1 項記載の照明ュニッ ト。
3 . 前記ハウジングには、 所定領域を、 その外周の一部を支 点とし、 かつ残り の部分を切断するよう に内方に折り曲げてなる 折り曲げ部が形成されており、 該折り曲げ部によって形成される 段差部が前記開口部を形成してなる請求の範囲第 1 項記載の照 明ュニッ ト。
4 . 端面から入射した光を主面に沿って導く導光板と、該導 光板の端面に沿って配置された光源と、 該光源が発した光を前記 導光板の端面に向け反射するよう に該光源を囲むリ フレクタ と、 少なく とも該リ フ レク タを囲むよ う に配設されたハウジングと を備えた照明ュニッ 卜であって、
前記ハウジングが絶縁性でかつ熱伝導性の樹脂か らなる照明 ュニッ ト。
5 . 請求の範囲第 1項又は 4項に記載の照明ユニッ ト と、 入 力される画像信号に応じて光の透過率が変化する こ とによ り画 像を表示する液晶表示パネルとを備え、 該液晶表示パネルが前記 照明ュニッ 卜の前面に配置されるよう に構成されてなる液晶表 示装置。
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