JPWO2004027315A1 - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の液晶表示装置は、導光板（３）と光源（２）とリフレクタ（４）と反射シート（５）とハウジング（１０）とを備える照明ユニット（ＵＴ）と、液晶表示パネル（１）とを有しており、ハウジング（１０）に、リフレクタ（４）に達する開口部（Ｓ１）を設けることによって光源（２）の温度上昇を防止するものであり、機器動作時の照明ユニット（ＵＴ）の発光強度の低下がなく、さらに光源（２）の寿命低下がないものである。
Description
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るものである。
〔技術背景〕
ノート型のパーソナルコンピュータやワ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ービー、カーナビゲー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いう。
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１ａ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１ａ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ＦＣ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ＵＴと、照明ユニットＵＴの後側の全面を覆うように配置された裏面カバーＲＣとを備える。
ここで、照明ユニットＵＴ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ア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３ａ近傍に該端面３ａに沿って該端面３ａ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ト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７ａを形成すべく表側フレームＦＣ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１０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３ａに効率良く導入され、導光板３の端面３ａ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、照明ユ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ユ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った場合に、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ユ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ー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。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。
〔技術背景〕
ノート型のパーソナルコンピュータやワ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ービー、カーナビゲー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いう。
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１ａ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１ａ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ＦＣ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ＵＴと、照明ユニットＵＴの後側の全面を覆うように配置された裏面カバーＲＣとを備える。
ここで、照明ユニットＵＴ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ア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３ａ近傍に該端面３ａに沿って該端面３ａ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ト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７ａを形成すべく表側フレームＦＣ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１０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３ａに効率良く導入され、導光板３の端面３ａ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、照明ユ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ユ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った場合に、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ユ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ー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。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。
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、照明ユニット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タ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、該折り曲げ部によっ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ユニットであって、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ユ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。
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タ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、該折り曲げ部によっ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ユニットであって、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ユ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。
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ユ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。
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ユ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。
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、リフレクタと、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１０，１０を有している。ハウジング１０は、水平に配置された矩形の板状の本体１０ａと、該本体１０ａ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１０ｂとを有している。一対のハウジング１０，１０の本体１０ａの後端には、矩形の裏面カバーＲＣが配設され、この一対のハウジング１０，１０と裏面カバーＲＣとで筐体２００を形成している。従って、この筐体２００の後壁、及び側壁を、それぞれ、裏面カバーＲＣ、一対のハウジング１０，１０が構成している。裏面カバーＲＣとハウジング１０，１０の本体１０ａ，１０ａ及び隔壁部１０ｂ，１０ｂ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１０の隔壁部１０ｂ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ＲＣとの間には反射シート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の端面及び反射シート５の端面に当接しかつその外面が裏面カバーＲＣならびにハウジング１０の本体１０ａ及び隔壁部１０ｂ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２００（裏面カバーＲＣ並びにハウジング１０の本体１０ａ及び隔壁部１０ｂ）によって保持されている。
また、一対のハウジング１０，１０の隔壁部１０ｂ，１０ｂ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１０，１０に固定されている。ハウジング１０の隔壁部１０ｂから本体１０ａ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１０，１０の本体１０ａ，１０ａ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ＦＣが配設されている。表側フレームＦＣ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１０，１０の本体１０ａ，１０ａとの間に所定の隙間７ａを有するように配設されている。
そして、ハウジング１０，１０の本体１０ａ，１０ａに、例えば円形の貫通孔からなる開口部Ｓ１，Ｓ１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４０〜１００ｋＨｚ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３ａに導入され、導光板３の端面３ａ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。
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ＵＴにおいては、通常、ハウジング１０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ＵＴ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３ａ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１０に、リフレクタ４に向かって貫通する例えば円形の開口部Ｓ１を形成する。この場合、開口部Ｓ１と液晶表示装置Ｌの外部とが隙間７ａ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Ｓ１を経由し、さらに隙間７ａ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Ｓ１を経由し、隙間７ａを経由して表側フレームＦＣに伝達し、表側フレームＦＣを介することによっても液晶表示装置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Ｓ１と隙間７ａ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Ｓ１に移動し、さらに隙間７ａ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Ｓ１の形状は円形に限らず任意の形状でよく、サイズも任意でよい。また、開口部Ｓ１の設置数は任意の設置数でよい。また、開口部Ｓ１は、本体１０ａのいずれの部分に設けてもよい。また、開口部Ｓ１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、リフレクタと、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１０の本体１０ａが薄肉に形成され、該本体１０ａに凹部１０１が該ハウジング１０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１０の両端部に形成された凹部１０１はその一端が開放されている。凹部１０１の側壁（段差面）の一部（ここでは後側部分）には、開口部Ｓ２が設けられている。また、凹部１０１の底壁１０１ａがリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０の本体１０ａを薄肉に形成することにより、凹部１０１を設けることによる照明装置ＵＴ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Ｓ２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１０１の形状は、矩形に限らず、任意の形状でよい。また、開口部Ｓ２は、凹部１０１の側壁のいずれの部分に設けてもよい。また、凹部１０１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１０の本体１０ａ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１０の本体１０ａに凸部を設ける場合の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ユニットでは、ハウジング１０の本体１０ａが薄肉に形成され、該本体１０ａに凸部１０２が該ハウジング１０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１０の両端部に形成された凸部１０２はその一端が開放されている。凸部１０２の側壁（段差面）の一部（ここでは後側部分）には、開口部Ｓ２が設けられている。また、ハウジング１０の本体１０ａがリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０２の形状は、矩形に限らず、任意の形状でよい。また、開口部Ｓ２は、凸部１０２の側壁のいずれの部分に設けてもよい。また、凸部１０２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１０の本体１０ａの所定の領域（以下、開口形成領域という）１０３において、該開口形成領域１０３内の側壁（以下、折り曲げ部という）１０３ａ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１０３ａの周囲と開口形成領域１０３の他の部分との間に開口部Ｓ３が形成されている。また、折り曲げ部１０３ａの先端がリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０に開口部Ｓ１又はＳ２又はＳ３を設けたが、ハウジング１０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。これによっても、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：０．６Ｗ／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／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
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、リフレクタと、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１０，１０を有している。ハウジング１０は、水平に配置された矩形の板状の本体１０ａと、該本体１０ａ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１０ｂとを有している。一対のハウジング１０，１０の本体１０ａの後端には、矩形の裏面カバーＲＣが配設され、この一対のハウジング１０，１０と裏面カバーＲＣとで筐体２００を形成している。従って、この筐体２００の後壁、及び側壁を、それぞれ、裏面カバーＲＣ、一対のハウジング１０，１０が構成している。裏面カバーＲＣとハウジング１０，１０の本体１０ａ，１０ａ及び隔壁部１０ｂ，１０ｂ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１０の隔壁部１０ｂ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ＲＣとの間には反射シート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の端面及び反射シート５の端面に当接しかつその外面が裏面カバーＲＣならびにハウジング１０の本体１０ａ及び隔壁部１０ｂ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２００（裏面カバーＲＣ並びにハウジング１０の本体１０ａ及び隔壁部１０ｂ）によって保持されている。
また、一対のハウジング１０，１０の隔壁部１０ｂ，１０ｂ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１０，１０に固定されている。ハウジング１０の隔壁部１０ｂから本体１０ａ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１０，１０の本体１０ａ，１０ａ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ＦＣが配設されている。表側フレームＦＣ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１０，１０の本体１０ａ，１０ａとの間に所定の隙間７ａを有するように配設されている。
そして、ハウジング１０，１０の本体１０ａ，１０ａに、例えば円形の貫通孔からなる開口部Ｓ１，Ｓ１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４０〜１００ｋＨｚ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３ａに導入され、導光板３の端面３ａ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。
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ＵＴにおいては、通常、ハウジング１０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ＵＴ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３ａ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１０に、リフレクタ４に向かって貫通する例えば円形の開口部Ｓ１を形成する。この場合、開口部Ｓ１と液晶表示装置Ｌの外部とが隙間７ａ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Ｓ１を経由し、さらに隙間７ａ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Ｓ１を経由し、隙間７ａを経由して表側フレームＦＣに伝達し、表側フレームＦＣを介することによっても液晶表示装置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Ｓ１と隙間７ａ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Ｓ１に移動し、さらに隙間７ａ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Ｓ１の形状は円形に限らず任意の形状でよく、サイズも任意でよい。また、開口部Ｓ１の設置数は任意の設置数でよい。また、開口部Ｓ１は、本体１０ａのいずれの部分に設けてもよい。また、開口部Ｓ１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、リフレクタと、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１０の本体１０ａが薄肉に形成され、該本体１０ａに凹部１０１が該ハウジング１０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１０の両端部に形成された凹部１０１はその一端が開放されている。凹部１０１の側壁（段差面）の一部（ここでは後側部分）には、開口部Ｓ２が設けられている。また、凹部１０１の底壁１０１ａがリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０の本体１０ａを薄肉に形成することにより、凹部１０１を設けることによる照明装置ＵＴ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Ｓ２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１０１の形状は、矩形に限らず、任意の形状でよい。また、開口部Ｓ２は、凹部１０１の側壁のいずれの部分に設けてもよい。また、凹部１０１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１０の本体１０ａ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１０の本体１０ａに凸部を設ける場合の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ユニットでは、ハウジング１０の本体１０ａが薄肉に形成され、該本体１０ａに凸部１０２が該ハウジング１０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１０の両端部に形成された凸部１０２はその一端が開放されている。凸部１０２の側壁（段差面）の一部（ここでは後側部分）には、開口部Ｓ２が設けられている。また、ハウジング１０の本体１０ａがリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０２の形状は、矩形に限らず、任意の形状でよい。また、開口部Ｓ２は、凸部１０２の側壁のいずれの部分に設けてもよい。また、凸部１０２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１０の本体１０ａの所定の領域（以下、開口形成領域という）１０３において、該開口形成領域１０３内の側壁（以下、折り曲げ部という）１０３ａ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１０３ａの周囲と開口形成領域１０３の他の部分との間に開口部Ｓ３が形成されている。また、折り曲げ部１０３ａの先端がリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０に開口部Ｓ１又はＳ２又はＳ３を設けたが、ハウジング１０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。これによっても、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：０．６Ｗ／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／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
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ユニットとして有用である。
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ート型パーソナルコンピュータやワ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ー、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。
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ート型パーソナルコンピュータやワ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ー、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。
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るものである。
ノート型のパーソナルコンピュータやワ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ービー、カーナビゲー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いう。
図８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１ａ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１ａ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ＦＣ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ＵＴと、照明ユニットＵＴの後側の全面を覆うように配置された裏面カバーＲＣとを備える。
ここで、照明ユニットＵＴ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ア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３ａ近傍に該端面３ａに沿って該端面３ａ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ト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７ａを形成すべく表側フレームＦＣ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１０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３ａに効率良く導入され、導光板３の端面３ａ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、照明ユ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ユ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った場合に、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ユ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ー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。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。
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、照明ユニット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。
上記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タ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（請求項１）。
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（請求項２）。
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、該折り曲げ部によっ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（請求項３）。
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ユニットであって、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（請求項４）。
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、請求項１又は請求項４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ユ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（請求項５）。
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。
本発明は、以上に述べたような手段で実施され、照明ユニット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が可能になるという効果が得られる。
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、リフレクタと、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。
本発明の実施の形態１は、光源から発せられる熱を、リフレクタと、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。
図１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１０，１０を有している。ハウジング１０は、水平に配置された矩形の板状の本体１０ａと、該本体１０ａ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１０ｂとを有している。一対のハウジング１０，１０の本体１０ａの後端には、矩形の裏面カバーＲＣが配設され、この一対のハウジング１０，１０と裏面カバーＲＣとで筐体２００を形成している。従って、この筐体２００の後壁、及び側壁を、それぞれ、裏面カバーＲＣ、一対のハウジング１０，１０が構成している。裏面カバーＲＣとハウジング１０，１０の本体１０ａ，１０ａ及び隔壁部１０ｂ，１０ｂ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１０の隔壁部１０ｂ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ＲＣとの間には反射シート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の端面及び反射シート５の端面に当接しかつその外面が裏面カバーＲＣならびにハウジング１０の本体１０ａ及び隔壁部１０ｂ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２００（裏面カバーＲＣ並びにハウジング１０の本体１０ａ及び隔壁部１０ｂ）によって保持されている。
また、一対のハウジング１０，１０の隔壁部１０ｂ，１０ｂ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１０，１０に固定されている。ハウジング１０の隔壁部１０ｂから本体１０ａ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１０，１０の本体１０ａ，１０ａ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ＦＣが配設されている。表側フレームＦＣ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１０，１０の本体１０ａ，１０ａとの間に所定の隙間７ａを有するように配設されている。
そして、ハウジング１０，１０の本体１０ａ，１０ａに、例えば円形の貫通孔からなる開口部Ｓ１，Ｓ１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４０〜１００ｋＨｚ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３ａに導入され、導光板３の端面３ａ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。
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ＵＴにおいては、通常、ハウジング１０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ＵＴ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３ａ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。
図１に示すように、ハウジング１０に、リフレクタ４に向かって貫通する例えば円形の開口部Ｓ１を形成する。この場合、開口部Ｓ１と液晶表示装置Ｌの外部とが隙間７ａ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Ｓ１を経由し、さらに隙間７ａ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Ｓ１を経由し、隙間７ａを経由して表側フレームＦＣに伝達し、表側フレームＦＣを介することによっても液晶表示装置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Ｓ１と隙間７ａ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Ｓ１に移動し、さらに隙間７ａ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Ｓ１の形状は円形に限らず任意の形状でよく、サイズも任意でよい。また、開口部Ｓ１の設置数は任意の設置数でよい。また、開口部Ｓ１は、本体１０ａのいずれの部分に設けてもよい。また、開口部Ｓ１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、リフレクタと、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２の構成例を示したものである。
本発明の実施の形態２は、光源から発せられる熱を、リフレクタと、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２の構成例を示したものである。
図２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、図３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斜視断面図である。
図２及び図３において、図１と同一符号は同一または相当する部分を示す。
図２及び図３に示すように、本実施の形態では、ハウジング１０の本体１０ａが薄肉に形成され、該本体１０ａに凹部１０１が該ハウジング１０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１０の両端部に形成された凹部１０１はその一端が開放されている。凹部１０１の側壁（段差面）の一部（ここでは後側部分）には、開口部Ｓ２が設けられている。また、凹部１０１の底壁１０１ａがリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０の本体１０ａを薄肉に形成することにより、凹部１０１を設けることによる照明装置ＵＴ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Ｓ２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１０１の形状は、矩形に限らず、任意の形状でよい。また、開口部Ｓ２は、凹部１０１の側壁のいずれの部分に設けてもよい。また、凹部１０１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１０の本体１０ａ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１０の本体１０ａに凸部を設ける場合の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について、図４及び図５を用いて説明する。
図４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断面図である。また、図５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。
図４及び図５において、図１と同一符号は同一または相当する部分を示す。
図４及び図５に示すように、本実施の形態にかかる他の照明ユニットでは、ハウジング１０の本体１０ａが薄肉に形成され、該本体１０ａに凸部１０２が該ハウジング１０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１０の両端部に形成された凸部１０２はその一端が開放されている。凸部１０２の側壁（段差面）の一部（ここでは後側部分）には、開口部Ｓ２が設けられている。また、ハウジング１０の本体１０ａがリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０２の形状は、矩形に限らず、任意の形状でよい。また、開口部Ｓ２は、凸部１０２の側壁のいずれの部分に設けてもよい。また、凸部１０２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。
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。
図６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、図７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斜視断面図である。
図６及び図７において、図１と同一符号は同一または相当する部分を示す。
図６及び図７に示すように、本実施の形態では、ハウジング１０の本体１０ａの所定の領域(以下、開口形成領域という)１０３において、該開口形成領域１０３内の側壁（以下、折り曲げ部という）１０３ａ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１０３ａの周囲と開口形成領域１０３の他の部分との間に開口部Ｓ３が形成されている。また、折り曲げ部１０３ａの先端がリフレクタ４の端面に当接しており、それによってリフレクタ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１０に開口部Ｓ１又はＳ２又はＳ３を設けたが、ハウジング１０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。これによっても、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：０．６Ｗ／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／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
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ユニットとして有用である。
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ート型パーソナルコンピュータやワ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ー、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。
１ 液晶表示パネル
１ａ 表示面
２ 光源
３ 導光板
３ａ 端面
４ リフレクタ
５ 反射シート
７ａ 隙間
１０ ハウジング
１０ａ 本体
１０ｂ 隔壁部
１０１ 凹部
１０１ａ 底壁
１０２ 凹部
１０３ 開口形成領域
１０３ａ 側壁
２００ 筐体
Ｌ 液晶表示装置
ＦＣ 表側フレーム
ＲＣ 裏面カバー
Ｓ１ 開口部
Ｓ２ 開口部
Ｓ３ 開口部
ＵＴ 照明ユニット
１ａ 表示面
２ 光源
３ 導光板
３ａ 端面
４ リフレクタ
５ 反射シート
７ａ 隙間
１０ ハウジング
１０ａ 本体
１０ｂ 隔壁部
１０１ 凹部
１０１ａ 底壁
１０２ 凹部
１０３ 開口形成領域
１０３ａ 側壁
２００ 筐体
Ｌ 液晶表示装置
ＦＣ 表側フレーム
ＲＣ 裏面カバー
Ｓ１ 開口部
Ｓ２ 開口部
Ｓ３ 開口部
ＵＴ 照明ユニット
Claims (5)
- 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ことを特徴とする照明ユニット。 - 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項記載の照明ユニット。
- 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項記載の照明ユニット。
- 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ユニットであって、
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ユニット。 - 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ユニット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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