説明

照明装置及び液晶表示装置

【課題】液晶表示装置のバックライトとして、液晶表示パネルの背面全体に照明光を一様に照射させることのできる照明装置を提供する。
【解決手段】一端が開口部34として開放されると共に内部33が凹状の反射面とされるリフレクタ3と、リフレクタ3内に光を放つ光源4とを有する。リフレクタ3は、その底部32内面よりも開口部34の面積が大きい形態であり、底部32の内面周囲が所定の曲率1/Rを有する主反射曲面35とされ、その主反射曲面35の一部分にリフレクタ3の軸線と直交する方向に沿ってこのリフレクタ3の底部32側の周壁を貫通する光源挿入口36が穿設される。一方、光源4は、主反射曲面35に光軸を向けて光源挿入口36に差し込まれる。又、リフレクタ3の内面には、光源4に近接してこの光源4を開口部34側から遮蔽する小片状の遮光板38が突設され、開口部34には液晶表示パネル1が装着される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置のバックライトなどとして用いられる照明装置と、これをバックライトとして用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、オーディオ装置などの電子機器に用いられる表示器として、消費電力が少なく薄型で軽量な液晶表示装置(LCD:liquid crystal display)がよく知られる。このLCDには電気アドレス方式、熱アドレス方式、光アドレス方式があり、このうち電気アドレス方式は電極構成の相違によりセグメント電極駆動方式とマトリクス電極駆動方式とに大別される。更に、電気アドレス方法の相違によって、前者はスタティック駆動とダイナミック駆動に、後者はパッシブマトリクス(PM)駆動とアクティブマトリクス(AM)駆動に分類される。
【0003】
特に、a−Si形やp−Si形などの薄型トランジスタを用いるTFT(Thin Film Transistor)駆動AM−LCDはコントラストやレスポンスなどの表示性能に優れるが、何れのLCDでも液晶表示パネル自体は非発光であるため外部照射光を必要とする。
【0004】
その中で、MIN(metal-insulator-metal)形AM−LCDなどにみられるように、外部照射光として自然光を用いる反射形の液晶表示パネルもあるが、明るさや画質を要求されるものは透過形が主流である。このため、LCDの多くは液晶表示パネルの背面側に照明装置としてバックライトを備えている。
【0005】
従来、このようなバックライトとして、導光体方式(エッジライト方式)や反射板方式(直下方式)が知られている。
【0006】
このうち、導光体方式では、アクリルやポリカーボネートといった導光板の側面に蛍光管などの発光体からなる光源を配置し、光源から導光板への入射光を導光板内で多重反射させて面発光させるようにしている(例えば、特許文献1)。
【0007】
一方、反射板方式では、反射板と拡散板とで構成される光学筺体の中に光源を収納し、その放射光を反射・拡散させて面発光させるようにしている(例えば、特許文献2)。
【0008】
【特許文献1】特開平10−133204号公報
【0009】
【特許文献2】特開平03−150589号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献1のような液晶表示装置用バックライトでは、光源から遠ざかるに伴って画面輝度が低下するばかりでなく、画面サイズに比べて装置の横幅が大きくなり、しかも光源として発光ダイオード(LED)などの点状光源を用いた場合、光源側において画面の角部が光の放射角度に関係して暗くなるという難点がある。
【0011】
一方、特許文献2のように、カバー(リフレクタ)の中心に光源を配置すると共に、その光軸上に遮蔽板を設けた構成では、遮蔽板に対向する表示パネルの中央部分が他の領域に比べて暗くなり、遮蔽板を取り除けば表示パネルの中央部分に光が集中的に照射されるため、いずれの場合も表示パネルの全域に亘って輝度を一様にすることが困難である。
【0012】
又、特許文献2において、遮蔽板はカバーの内面に支持構造物を介して固定する必要があり、その支持構造物によっても光源の光が遮られるので、支持構造物の位置に関係して表示パネルに照射される光量が部分的に低減するという問題がある。
【0013】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は液晶表示装置のバックライトとして、液晶表示パネルの背面全体に照明光を一様に照射させることのできる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は上記目的を達成するため、
一端が開口部34として開放されると共に内部33が凹状の反射面とされるリフレクタ3と、リフレクタ3内に光を放つ光源4とを有する照明装置2であり、
リフレクタ3は、その底部32内面よりも開口部34の面積が大きい形態で、底部32の内面周囲が所定の曲率1/Rを有する主反射曲面35とされ、その主反射曲面35の一部分にリフレクタ3の軸線と直交する方向に沿ってこのリフレクタ3の底部32側の周壁を貫通する光源挿入口36が穿設されると共に、
光源4は、主反射曲面35に光軸を向けて光源挿入口36に差し込まれ、
リフレクタ3の内面には、光源4に近接して光源4を開口部34側から遮蔽する小片状の遮光板38が突設されることを特徴とする。
【0015】
又、本発明は、以上のように構成される照明装置2を備えた液晶表示装置であり、上記リフレクタ3の開口部34に液晶表示パネル1が装着されて成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、リフレクタの底部内面周囲が所定の曲率を有する主反射曲面とされると共に、その主反射曲面の一部分にリフレクタの軸線と直交する方向に沿ってこのリフレクタの底部側の周壁を貫通する光源挿入口が穿設され、その光源挿入口に光源が差し込まれることから、リフレクタの開口部中央から光源の光が集中的に放出されてしまうことがなく、このため開口部に装着される液晶表示パネルの中央部分が他の領域に比べて高輝度発光することを防止できる。
【0017】
加えて、光源は主反射曲面に光軸が向けられることから、光源が発した光を主反射曲面により周方向に広げながら開口部側に導き、その反射光を開口部に装着される液晶表示パネルの背面全体に一様に照射することができる。
【0018】
又、リフレクタの内面には、光源に近接してこの光源を開口部側から遮蔽する小片状の遮光板が突設されることから、光源の配置側の輝度が高くなることを防止でき、しかも遮光板はリフレクタの開口部とは離間した底部側に配置される光源に近接しても設けられることから、開口部に装着される液晶表示パネルに遮光板の陰影が現れることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳しく説明する。図1は本発明に係る照明装置を備えた液晶表示装置を示した斜視分解図である。図1において、1は透過型の液晶表示パネルであり、これにはTN形、IPS形、GH形、ECB形、高分子分散形、強誘電性形などが用いられる。2は液晶表示パネル1の背面側に設けられる反射板方式の照明装置(バックライト)であり、これは液晶表示パネル1を保持するプラスチック製のリフレクタ3と、このリフレクタ3内に光を放つ光源4とにより構成される。
【0020】
リフレクタ3は、筒状胴部31の一端背面側に円形状の底部32を一体に連ねて形成した前面開放型の中空錐台状(すり鉢形)であり、その内部33は光源4の光を反射する凹状の反射面とされ、底部32に対向する前側の一端は底部32の内面よりも面積が大きい矩形の開口部34として全開放されている。
【0021】
特に、本例において、リフレクタ3は筒状胴部31を4つの内角部に丸みを付けた中空四角錐台状にして、その小径側を底部32により閉鎖した形態とされている。又、底部32の内面周囲は環状の主反射曲面35とされ、その主反射曲面35を介して筒状胴部31と底部32との内面が段差なく連ねられている。
【0022】
主反射曲面35は、リフレクタ3の軸線に平行する面と直交する面とに対して凹形に湾曲した球面状の三次元曲面であり、その一部分にはリフレクタ3の軸線と直交する方向に沿ってこのリフレクタ3の底部32側の周壁を貫通する光源挿入口36が穿設され、その光源挿入口36に光源4が差し込まれるようになっている。
【0023】
本例において、光源4は回路基板5に実装される単一の発光ダイオード(LED)から成る。尚、係る光源4として、赤色LED、青色LED、黄色LED、橙色LED、又は緑色LEDなどのほか、白色電球その他の点状光源を用いてもよい。
【0024】
ここで、本願における照明装置2は、回路基板5に実装された光源4を光源挿入口36に差し込み、その回路基板5をリフレクタ3の底部32側に固定して構成される。又、リフレクタ3の開口部34には、光拡散シート6を介して上記の液晶表示パネル1が開口部34を覆うよう装着され、これにより液晶表示装置が構成される。
【0025】
尚、光拡散シート6は、プラスチックフィルムの表面に薬剤による化学的加工やサンドブラストなどの物理的加工を施して光拡散性をもつ微細な凹凸を形成したもので、その周縁は開口部34の周囲でリフレクタ3により支持される。
【0026】
図2は以上のように構成される液晶表示装置の正面図、図3は同装置の平面図であり、図4、図5には図2のX−X線、Y−Y線に沿う縦断面を示している。図3〜図5から明らかなように、リフレクタ3にはその底部32側に突出する複数のフック37が形成されており、その各フック37が回路基板5を貫通してこの回路基板5の部位に係止するようになっている。
【0027】
又、図4及び図5で明らかなように、リフレクタ3の底部32は、その内面による反射光がリフレクタ3の軸線に平行しないよう平面状でなく外側に凹形に湾曲された皿型とされており、これにより液晶表示パネル1側から底部32の輪郭が視認されることがないよう配慮されている。尚、リフレクタ3の底部32は、その内面の曲率が主反射曲面35のそれより小さく(曲率半径は大きく)されることにより主反射曲面35とは区分されるが、主反射曲面35から底部32にかけてリフレクタ3の内部縦断面形状を放物線状とするなどしてもよい。
【0028】
又、図4から明らかなように、光源4はその光軸を光源挿入口36と正対する主反射曲面35に向けて光源挿入口36に差し込まれ、その先端がリフレクタ3内に突出するようになっている。特に、リフレクタ3を構成する筒状胴部31の内面には、光源挿入口36の開口縁に連ねて光源4に近接する小片状の遮光板38が突設され、その遮光板38により光源4が開口部34側から遮蔽されるようにしてある。
【0029】
尚、本例において、開口部34の口径が60×60mm(縦×横)、開口部34から底部32までの中心間距離L1が約40mm、開口部34から遮光板38までの距離L2が約30mm、リフレクタ3の軸線から光源4までの光軸距離L3が20〜25mmに設定されている(図4参照)。又、図5のように、リフレクタ3の軸線に沿う縦断面にあらわれる主反射曲面35の曲率半径R(リフレクタ3の軸線に直交する軸回りの曲率半径であり、曲率は1/R)は10mmとされている。
【0030】
ここで、以上のように構成される照明装置2の作用を説明すると、光源4から発せられた光は、その一部が底部32の内面に直接入射して開口部34側に反射されるが、大部分は主反射曲面35に入射し、光源4から開口部34側への直接光は遮光板38により遮蔽される。主反射曲面35に入射した光は、その入射角によって開口部34側に反射される成分と、主反射曲面35で繰り返し反射される成分とに分かれるが、主反射曲面35による反射光はそのまま開口部34まで導かれるか、あるいは筒状胴部31の内面による反射を経て開口部34まで導かれる。
【0031】
このようにして、光源4から発せられた光は、リフレクタ3内の全域に広がって開口部34に装着される液晶表示パネル1の背面全体に一様に照射される。よって、液晶表示パネル1の表面側から視認される輝度ムラを防止することができる。
【0032】
特に、光源4がリフレクタ3の軸線から離間した位置に配置されるので、その光軸上に位置する主反射曲面35に光源4の光が集中的に入射することがない。更に、光源4が遮光板38により開口部34側から遮蔽されるので、光源4の位置がスポット光のように視認されることがない。
【0033】
又、主反射曲面35による反射光は遮光板38に対向する液晶表示パネル1の背面に照射されるので、遮光板38が陰影として視認されることを防止でき、リフレクタ3内には光源4の光が直接放射されるので開口部34まで到達する光量のロスも少ない。尚、図4及び図5には、リフレクタ3内における光の経路の一部を概略的に示している。
【0034】
以上、本発明について説明したが、このような照明装置は液晶表示装置のバックライトとしてだけでなく、液晶表示パネル1に代えて開口部34にレンズを装着して屋内外の照明としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明に係る照明装置を備えた液晶表示装置を示す斜視分解図
【図2】同液晶表示装置の正面図
【図3】同液晶表示装置の平面図
【図4】図2におけるX−X断面図
【図5】図2におけるY−Y断面図
【符号の説明】
【0036】
1 液晶表示パネル
2 照明装置
3 リフレクタ
5 回路基板
6 光拡散シート
31 筒状胴部
32 底部
33 内部
34 開口部
35 主反射曲面
36 光源挿入口
37 フック
38 遮光板
4 光源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端が開口部として開放されると共に内部が凹状の反射面とされるリフレクタと、前記リフレクタ内に光を放つ光源とを有する照明装置であり、
前記リフレクタは、その底部内面よりも前記開口部の面積が大きい形態で、前記底部の内面周囲が所定の曲率を有する主反射曲面とされ、その主反射曲面の一部分に前記リフレクタの軸線と直交する方向に沿って前記リフレクタの底部側の周壁を貫通する光源挿入口が穿設されると共に、
前記光源は、前記主反射曲面に光軸を向けて前記光源挿入口に差し込まれ、
前記リフレクタの内面には、前記光源に近接して前記光源を前記開口部側から遮蔽する小片状の遮光板が突設されることを特徴とする照明装置。
【請求項2】
請求項1に記載した前記リフレクタの開口部を覆うように液晶表示パネルを装着して成ることを特徴とする液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−76311(P2009−76311A)
【公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−244040(P2007−244040)
【出願日】平成19年9月20日(2007.9.20)
【出願人】(000004329)日本ビクター株式会社 (3,896)
【Fターム(参考)】