JP4558874B2 - 表示装置の照明装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の照明装置に関し、特に、いわゆるバックライトに代表される液晶表示装置(LCD)に用いて好適な照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
透過型LCDなどの表示装置においては、液晶層を具備するLCDパネルの裏側からその表示画面を照明するバックライトシステムが用いられている。このシステムにより、ユーザは、周囲光の暗い環境下でも表示画像を鮮明に見ることができる。
【0003】
かかるバックライトシステムの代表的な形態には、両側点灯方式や片側点灯方式があり、当該LCDパネルの少なくとも1つの側端部から光源により発せられた光を表示画面全域に均等に導くような種々の工夫がなされている。特開平9−15595号公報には、こうした工夫の施されたバックライトシステムが開示されている。
【0004】
この公報に記載のバックライトシステムは、LCDパネルの一側端部に光源として4本の線状ランプを用い、これらランプ全体をカバーして当該光源から放たれた光を導光部へと反射させるためのリフレクタを有している。そして、この4本のランプは、それぞれLCDパネルの側端部に沿い、交互にパネル側端部からの距離が異なるように配置されている。すなわち、導光部の厚さ方向に順に並べられた第1から第4のランプのうち、第1及び第3ランプは導光部の側端部までの距離が短く、もってリフレクタからの距離が長い一方で、第2及び第4ランプは導光部の側端部までの距離が長く、もってリフレクタからの距離が短い、という配置関係となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような配置形態は、ランプ動作環境、特にリフレクタからの間隙によって生じるランプ各々の寄生容量(浮遊容量)を異ならせる。これにより、同じ駆動電圧を各ランプに印加したとしても、一のランプに流れる電流量よりも他のランプに流れる電流量が多くなってしまい、ひいてはランプ寿命の著しいばらつきが生じる、という結果を招くことになる。
【0006】
ランプの寿命は、ランプに流れる積算電流量に依存し、概して電流が過度に流れ続けたランプは寿命が短いと言える。また、バックライトシステムの寿命は、これに使用されているランプの最短寿命によって規定されることになるので、電流が過度に流れないことはもとより、同じ量の電流を各ランプに流すようにしてランプ寿命の均一化を図ることは重要である。
【0007】
本発明は、上述した点に鑑み、同一駆動電圧下でランプに等しい電流を流すことができ、もって長寿命化に寄与しうる表示装置の照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による表示装置の照明装置は、導光板と、この導光板の少なくとも一方の側端部の近傍に配置される4つ以上の光源と、これら光源を取り囲み前記光源から発せられた光を前記導光板へ反射する光反射部材とを備えた表示装置の照明装置であって、前記光源は、前記光反射部材との間隙により生じる寄生容量が全て等しくなるように配置され、前記光反射部材が前記導光板の厚さの中心線に対して線対称な断面形状を有し、前記光源の配置が前記断面形状内において前記中心線に対して線対称なものとなることを特徴としている。
【0008】
このような光源の配置とすることによって、同一の駆動電圧を各光源に供給した場合に同じ量のランプ電流を流すことができる。また、ランプの寄生容量を均一化することにより、過剰なランプ電流を避けることができるので、ランプの寿命を延ばし、ひいては製品の長寿化に貢献することができる。
【0009】
上記態様の照明装置において、前記光源のうちの中央に配置される少なくとも1つは、他の光源よりも前記光反射部材の前記導光板から最も遠い端部に近づけられる。これにより、効果的にランプの寄生容量を同等とすることができる。
【0010】
また、上記態様の照明装置において、前記光反射部材は、前記導光板の前記側端部に対向する開口部を有し、内部に収容した前記光源からの光及び内部で反射した光を前記開口部から前記導光板に入射する。これにより、光反射機能と光源収容機能とを共通の部材で構成することができる。
【0011】
また、上記態様の照明装置において、前記導光板は、透過型液晶表示装置の表示パネル背面側に設けられ、前記液晶表示装置とは反対側の前記導光板の面上に光反射層が設けられる。これにより、透過型液晶装置のバックライトとして適用可能である。
【0012】
さらに、上記態様の照明装置において、前記光源は、前記導光板の側端部に沿って互いに略平行に配される線状ランプとすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施例による照明装置として、透過型液晶表示装置用バックライトシステムの一部を概略的に示している。
【0014】
図1において、このバックライトシステム1は、透過型LCDパネル2の背面側に配される導光板10と、この導光板10の背面上に設けられる光反射板(層)1Rと、導光板10の側部の近傍に配置される3つのランプ11,12,13と、これらランプを全体的に囲繞しかつその内側表面に光反射面を持つリフレクタ19とを有する。
【0015】
LCDパネル2は、封入された液晶を挟持する2枚の透明基板、該基板の一方に形成されマトリックス状に配列されかつ画素電極と接続される薄膜トランジスタ、該基板の他方に形成される共通電極及びカラーフィルタ層、並びにその他各種光学フィルムを有して構成される。上記ランプから発せられた光は、直接及びリフレクタ19により反射されて導光板10に入射し、光反射板1Rによるさらなる反射作用とともに当該導光板10における光拡散作用を受け、LCDパネル2にへ導かれることになる。
【0016】
第1、第2及び第3のランプ11,12,13は、図の紙面に垂直な方向に延在するそれぞれ長手の線状ランプであり、例えば冷陰極管又は熱陰極管の如き丸棒状の蛍光灯管が適用される。かかるランプは、導光板10の側部に沿ってかつ相互に平行に配置されるものの、断面上の配置は、図示のように、中央の第2のランプ12のみが導光板10の側端から大きく離れ、リフレクタ19の最遠部(すなわち、リフレクタ19の導光板10から最も遠い部分)に近づいた位置に配置されている。
【0017】
より詳しくは、ランプとリフレクタ19との間隙により生じるランプの寄生容量(浮遊容量)が互いに等しくなるように第1ないし第3のランプが配置される。本発明者は、ランプが3本以上パネル側部に沿って配され使用される構成の場合、中央の少なくとも1本のランプを他のランプよりもパネル側部から遠ざけリフレクタ最遠部に近づけることにより、当該寄生容量を効果的に等しくすることができることを認識している。
【0018】
リフレクタ19が断面上矩形(コの字状)である本例の場合、一方サイドにある第1のランプ11についてはリフレクタ19の第1面19aと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C1a及びリフレクタ19の第2面19bと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C1bの合成寄生容量C1が主な寄生容量であると考えられる。また、中央の第2のランプ12については、第1面19aと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C2a及び第2面19bと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C2b、並びに第3面19cと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C2cの合成寄生容量C2が主な寄生容量であると考えられる。他方サイドにある第3のランプ13については、第2面19bと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C3b及び第3面19cと当該ランプとの間隙に出来る寄生容量C3cの合成寄生容量C3が主な寄生容量であると考えられる。
【0019】
このように推測される各ランプの主たる寄生容量C1,C2,C3が全て等しくなるようにランプの配置を定めることにより、同じ電圧により各ランプを駆動したときに全て同じランプ電流を流すことができる。リフレクタ19が例えば導光板の厚さの中心線qに線対称な断面形状を有している場合、ランプの配置も断面上同じ中心線に線対称なものとなり、当該配置の決定が容易となる。また、このような配置によって、従来偏重して大きな値をもっていたランプの寄生容量を低減できるので、ランプの寿命を延ばし、ひいては製品の寿命を永くすることが可能となる。
【0020】
他方、リフレクタが断面上矩形ではなく略半円形である場合(第2図参照)、当該リフレクタ19´の内側反射面全域に対する各ランプの寄生容量を求めることにより、ランプ寄生容量を等しくするのに最適なランプ配置を求めることができる。この場合にも、中央のランプを他よりも導光板から遠ざけリフレクタ19´の最遠部に近づけることが有効である。
【0021】
図3は、本発明の他の実施例による照明装置として、透過型液晶表示装置用バックライトシステムの一部を概略的に示している。
【0022】
図3においては、図1と同等部分に同一の符号が付されており、該部分についての説明は省略する。このバックライトシステム1は、図1とは異なり4つのランプを有しているが、断面上の配置は同様の思想に基づいている。すなわち、中央の第2及び第3のランプ12及び13が他のランプよりも導光板10の側端から大きく離れ、リフレクタ19の最遠部に近づいたものとしている。
【0023】
こうすることにより、4つのランプの寄生容量を効果的に等しくすることができ、上述した図1の構成と同様の効果が得られることになる。なお、図4に示されるように、リフレクタが断面上半円形状のものであっても、やはり同様の趣旨で同様の効果が得られる。
【0024】
なお、上記実施例では、3本及び4本のランプの構成についてしか説明していないが、これより多くのランプを用いた構成についても同様に、中央のランプを導光部から遠ざけることにより寄生容量を効果的に等しくさせることができる。特に冷陰極管のランプは、これを駆動するインバータの回路構成が容易で小型化に有利であり、輝度制御も容易である反面熱陰極管のランプに比べて輝度が低いので、多くのランプを使用して輝度を高くする場合が多い。このような場合には、より一層本発明の効果が著しい。
【0025】
また、上記実施例では、リフレクタの断面が矩形及び半円形状の場合について説明したが、例えば、パラボラ形状あるいは台形であってもよい。リフレクタの断面形状にかかわらず、3つ以上のランプを用いたバックライトシステムにおいて、全てのランプの寄生容量を等しくする配置によって、同様の効果が得られる。
【0026】
また、上記実施例では、液晶表示装置についての例を挙げたが、本発明は、必ずしも液晶表示装置に適用されることに限定されない。本発明は、照明装置を用いる他の種類の表示装置にも適用可能である。
【0027】
さらに、上記実施例では、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置のバックライトシステムにつき説明しているが、本発明は、単純マトリクス方式のものにも適用可能であるし、反射型液晶表示装置における補助的照明を担う照明システムに対しても基本的には適用可能である。かかる照明システムにおいては、上記実施例のような光反射板1Rの使用の仕方が変更され得る。
【発明の効果】
本発明によれば、同一の駆動電圧を各光源に供給した場合に同じ量のランプ電流を流すことができる。したがって、略均一な輝度でランプを発光させることができる。また、ランプの寄生容量を等しくすることにより、過剰なランプ電流を防止することができ、ランプの寿命を延ばし、ひいては製品の長寿命化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による照明装置としてのバックライトシステムの概略構成を示す一部断面図。
【図2】図1のバックライトシステムの変形例を示す断面図。
【図3】本発明の他の実施例による照明装置としてのバックライトシステムの概略構成を示す一部断面図。
【図4】図3のバックライトシステムの変形例を示す断面図。
【符号の説明】
1…バックライトシステム
10…導光板
1R…光反射板
11〜14…ランプ
19,19´…リフレクタ
19a〜19c…第1〜第3面
2…LCD
Claims (5)
- 導光板と、この導光板の少なくとも一方の側端部の近傍に配置される4つ以上の光源と、これら光源を取り囲み前記光源から発せられた光を前記導光板へ反射する光反射部材とを備えた表示装置の照明装置であって、前記光源は、前記光反射部材との間隙により生じる寄生容量が全て等しくなるように配置され、前記光反射部材が前記導光板の厚さの中心線に対して線対称な断面形状を有し、前記光源の配置が前記断面形状内において前記中心線に対して線対称なものとなることを特徴とする表示装置の照明装置。
- 前記光源のうちの中央に配置される少なくとも1つは、他の光源よりも前記光反射部材の前記導光板から最も遠い端部に近づけられていることを特徴とする請求項1記載の表示装置の照明装置。
- 前記光反射部材は、前記導光板の前記側端部に対向する開口部を有し、前記光源をその内部に収容し、当該光源からの光を前記開口部から前記導光板に入射することを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置の照明装置。
- 前記導光板は、透過型液晶表示装置の表示パネル背面側に設けられ、前記液晶表示装置とは反対側の前記導光板の面上に光反射層が設けられることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の表示装置の照明装置。
- 前記光源は、前記導光板の側端部に沿って互いに略平行に配される線状ランプであることを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1つに記載の表示装置の照明装置。
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