JP2003114431A - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源において発生する熱を効率よく放熱さ
せ、熱による液晶表示パネルの表示ムラを改善する。 【解決手段】 光源２と、光源２からの光を導光させる
導光板３と、導光板３の裏面に配され導光板３に入射し
た光を反射させる反射シート５と、光源２の一側面を囲
むように配され光源２からの光を反射させて導光板３に
入射させるリフレクタ４と、反射シート５の裏面からリ
フレクタ４の一側面にまで及ぶように配されて光源２の
熱を放熱させる放熱板６とを備え、また、液晶表示パネ
ル１と照明ユニットＵＴの間に断熱材８を介す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等に
用いられる照明ユニット、及び、それを用いた液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ
や、ワードプロセッサー等の情報機器の表示装置、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
ョンシステム等の映像機器の表示装置において、軽量、
薄型、低消費電力という特徴を生かして液晶表示装置が
多く用いられるようになった。これらの液晶表示装置に
は明るい表示画面を実現するために、内蔵した照明ユニ
ットにより、表示素子の背後から照明光を当てるという
構成をとっているものが多い。

【０００３】この照明ユニットにおいては、導光板を表
示素子の裏面に置き、その導光板の端面に蛍光放電管の
線光源を配置するエッヂライト方式が、薄型化と発光面
の輝度均一性に優れているという特徴を有しており、ノ
ート型パーソナルコンピュータ等に使用される液晶表示
装置のバックライトとして、採用されることが多い。携
帯テレビやカーナビゲーションシステム等に使用される
液晶表示装置においては、薄さと輝度を両立させるため
に、導光板の四方側面や二方側面に光源が配されるエッ
ヂライト方式が採用されることが多い。

【０００４】図４は、従来の光源が導光板の側面に配さ
れるエッヂライト方式の照明ユニットＵＴと、これを有
する液晶表示装置Ｌである。この照明ユニットＵＴは、
背面全体に光を伝達する平板状の透明な導光板３と、こ
の導光板３の一方側面に配された光源２と、光源２を囲
むように断面が略コ字状に配されるリフレクタ４と、導
光板３の裏面に配される反射シート５から構成され、こ
れらはハウジング１０及び裏面カバーＲＣにより保持さ
れる。

【０００５】導光板３は、透過率及び屈折率等の光学特
性が適切なアクリル等の材料で形成される。光源２から
導光板端面３ａに入射された光は、屈折及び反射により
表面側に出射される。反射シート５は、導光板３から裏
面側へ出射する光を反射させて再度導光板３へ入射させ
ることにより、光源の光を効率よく表面から出射させる
という役割を有する。この反射シート５としては、光反
射率の高い白色の樹脂製のフィルムが使用されている。

【０００６】リフレクタ４は、光源２の光を導光板３の
端面３ａに効率よく光を入射させるもので、光源２を囲
むように断面が略コ字状に配されている。上記反射シー
ト５を光源２の方向へ延伸させ、光源２を囲むように略
コ字状に形成することにより、上記反射シート５とリフ
レクタ４を一体構成とするものもある。

【０００７】ハウジング１０は、リフレクタ４と導光板
３の側面と表面の辺縁を囲むように近接配置されてい
る。ハウジング１０は、リフレクタ４のホルダーとして
の役割を果たすとともに、液晶表示パネル１と光源２と
導光板３を保持する役割も有する。このハウジング１０
は、例えばポリカーボネイト樹脂等から作られる。裏面
カバーＲＣは、主にステンレス等の金属で形成され、リ
フレクタ４と反射シート５の裏面に配され、ハウジング
１０と共にホルダーとしての役割を果たす。

【０００８】このような構成の照明ユニットＵＴは、そ
の表面側に液晶表示パネル１を配し、裏面カバーＲＣと
金属製の表側フレームＦＣとを取り付けることにより、
液晶表示装置Ｌとなる。光源２から発光された光は、直
接又はリフレクタ４により集光されて導光板３へと導か
れ、液晶表示パネル１の背面全体に均等に伝えられるこ
とにより、液晶表示パネル１の表示面１ａに映し出され
た文字や映像が可視状態となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例の構成では、発光した光源２が発熱し、導光板３
への熱伝導により液晶パネル１に温度分布のムラができ
る。それにより、屈折率の変化が生じ、表示ムラが発生
する。特に、液晶表示パネル１の光源２近傍の温度が上
昇しやすいため、光源２の周辺に発生する表示ムラが著
しいという問題を有していた。さらに、近年は液晶表示
装置の高輝度化が進行していることから、照明ユニット
ＵＴの光源２の消費電力も増加している。したがって、
発熱量も増大することになり、光源２の発熱の影響をい
かに液晶表示パネル１に与えないようにするかが重要な
課題となっている。

【００１０】また、従来、反射シート５の裏面に放熱板
を配するものがあるが、最も光源２の熱の影響を受ける
リフレクタ４の側面には、放熱板は配されておらず、放
熱効率が十分ではなかった。また、従来は裏面カバーＲ
Ｃにより放熱板を覆うために、放熱効率が十分ではなか
った。

【００１１】そこで本発明の目的は、光源の発熱を外部
に効率よく放出させることにより、液晶パネル側への熱
の影響を軽減し、ムラの無い美しい表示画面を実現する
ことのできる照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の照明ユニットは、光源と、
光源からの光を導光させる導光板と、導光板の裏面に配
され導光板に入射した光を反射させる反射シートと、光
源の一側面を囲むように配され光源からの光を反射させ
て導光板に入射させるリフレクタと、反射シートの裏面
からリフレクタの一側面にまで及ぶように配されて光源
の熱を放熱させる放熱板とを備えることを特徴とする。
ここで、放熱板は裏面カバーを兼ねる構成とし、反射シ
ートの裏面側に放熱板のみ配させることが好ましい。

【００１３】この発明によれば、放熱板がリフレクタの
裏面と側面を覆うように配されていることから、光源に
おいて発生した熱は、リフレクタの裏面のみならず側面
からも効率よく放熱板へと伝わり、外部へ効率よく放熱
されることとなる。また、放熱板は裏面カバーを兼ねる
構成とし、反射シートの裏面側に放熱板のみ配させる場
合は、光源から導光板と反射シートに伝導された熱が放
熱板から外部へ効率よく放熱され、裏面カバーにより遮
られることがなくなる。

【００１４】本発明の請求項２記載の照明ユニットは、
光源と、光源からの光を導光させる導光板と、導光板の
裏面に配され導光板に入射した光を反射させる反射シー
トと、反射シートの裏面から光源の一側面を囲むように
配され光源の熱を放熱させる放熱板とを備え、上記放熱
板における光源の一側面側の内側に、白色樹脂フィルム
が貼着されていることを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、放熱板に樹脂フィルム
が貼着されていることから、放熱板の光源の側が従来の
リフレクタの反射機能を備えることとなり、従来のよう
に、放熱板とリフレクタの間に熱伝達の抵抗となる空気
層が形成されないため、更に効率良く光源において発生
した熱を外部へ放出させることとなる。

【００１６】本発明の請求項３記載の照明ユニットは、
請求項１又は請求項２記載の発明を前提に、前記照明ユ
ニットの照射面側に液晶表示パネルが配されるととも
に、前記導光板や反射シート等が保持されるハウジング
が設けられ、これら液晶表示パネルとハウジングとの間
に断熱材が配されていることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、光源において発生した
熱がハウジング等を伝導して表面側（照射面側）に熱伝
導されても、液晶表示パネルとハウジングとの間に断熱
材が配されているため、断熱材が熱伝導の抵抗となり、
液晶表示パネルの温度上昇を防止することができる。こ
れにより、局部的な温度上昇により生ずる屈折率の変化
等による表示ムラを無くした液晶表示装置が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を引用しながら説明する。

【００１９】本実施の形態の照明ユニットＵＴは、図１
に示すように、光源２と、光源２からの光を伝達する平
板状の導光板３と、光源２を囲むように配されて導光板
３の方向に光を反射させるリフレクタ４と、導光板３の
裏面に沿うように配された反射シート５と、前記リフレ
クタ４の側面及び裏面と導光板３の裏面を覆うように配
した熱伝導性の高い材料で構成された放熱板６と、リフ
レクタ４と導光板３の側面と表面の辺縁を囲むように配
されるハウジング１０とを備える。光源２は、高周波で
駆動されて発光する蛍光放電管である。本実施の形態の
光源２は、導光板３の一辺の側面に配されているが、導
光板３の二辺の側面にそれぞれ１灯或いは複数灯配され
るものや、導光板３の四辺の側面に配されるもの等があ
り、いずれもエッヂライト方式と呼ばれる。

【００２０】導光板３は、透過率及び屈折率等の光伝達
に必要な光学特性が適切なアクリル等の材料で形成され
ている。この導光板３には、光源２からの距離に応じて
形状を変化させたドットパターンあるいは、溝パターン
（図示せず）等が裏面に施されている。

【００２１】反射シート５は、導光板３の裏面から外へ
出る光を再度導光板３内へ反射させて戻し、照明光とし
て効率よく出射させる役割を有している。この反射シー
ト５には、光反射率の高い白色の樹脂フィルムが使用さ
れる。なお、この反射シート５を光源２の方向へ延伸さ
せ、光源２を囲むように略コ字状に形成して、この反射
シート５と一体的構成のリフレクタ４を構成したものも
ある。リフレクタ４は、光源２の光を導光板３の端面３
ａに効率よく光を入射させるもので、光源２を囲むよう
に断面が略コ字状に配されている。

【００２２】本実施の形態の放熱板６は、アルミニウム
等の金属が使用され、リフレクタ４の裏面と側面及び反
射シート５の裏面を覆うようにＬ字状に配されるが、リ
フレクタ４の表面をも覆うようにコ字状としてもよい。
また、放熱板６は、照明ユニットＵＴの裏面を構成する
裏面カバーの役割も有する場合もある。すなわち、放熱
板６に、従来の裏面カバーＲＣが有していた照明ユニッ
トＵＴの裏面側構造体としての役割を持たせることによ
り、放熱板６のみでユニットＵＴの裏面が構成されてい
る。

【００２３】ハウジング１０は、照明ユニットＵＴを構
成する部品を保持する役割を果たすとともに、液晶表示
パネル１を保持する役割も有する。このハウジング１０
は、例えばポリカーボネイト樹脂等から作られる。

【００２４】このような照明ユニットＵＴは、その前方
に液晶表示パネル１を配し、金属製の表側フレームＦＣ
を取り付けることにより、液晶表示装置Ｌとなる。液晶
表示パネル１は、文字及び映像を表示するもので、表示
用電極が敷設された一対の透明基板を適宜な間隔で対峙
させ、その間隔に液晶材料を前記透明基板の周辺をシー
ル材で封止して構成される液晶表示パネルと、この液晶
表示パネルの周囲に配置され、液晶パネルを表示させる
ための複数の駆動用回路と、この駆動用回路を実装した
基板などから構成される。

【００２５】この照明ユニットＵＴの出射光面側に液晶
表示パネル１が搭載された液晶表示装置Ｌにおいて、光
源２から発光された光は、直接又はリフレクタ４により
集光されて導光板３へと導かれ、液晶表示パネル１の背
面全体に均等に伝えられることにより、液晶表示パネル
１の表示面１ａに映し出された文字や映像が可視状態と
なる。

【００２６】通常、光源２において発生した熱は、リフ
レクタ４及びハウジング１０に伝わるが、本実施の形態
の放熱板６は、リフレクタ４の側面とハウジング１０に
挟まれるように、及びリフレクタ４の裏面を覆うように
配されているため、光源２において発生した熱は効率良
く放熱板６へと伝わり、照明ユニットＵＴの裏面へと熱
伝導され、外部に放熱される。したがって、光源２の発
熱による影響を液晶表示パネル１に与えないこととな
る。また、放熱板６に、従来の裏面カバーＲＣが有して
いた照明ユニットＵＴの裏面側構造体としての役割を持
たせることにより、放熱板６のみでユニットＵＴの裏面
が構成されている。これにより、放熱効果が高まり、ま
た、従来の裏面カバーＲＣが不要となることで部品構成
が削減され、組み立ても容易になる。

【００２７】（第２の実施の形態）本実施の形態の照明
ユニットＵＴは、図２に示すように、リフレクタ機能と
放熱機能を同時に有する一体構成の放熱板６としたもの
である。放熱板６は、例えば、アルミニウム製の放熱板
６の内側に高反射率の白色の樹脂フィルムを貼り合わせ
る構成にすると良い。リフレクタ４と放熱板６とが別部
材であると、リフレクタ４と放熱板６との間に空気層が
でき、空気層が熱抵抗の働きを持っていた。しかし、リ
フレクタ４と放熱板６が同一部材で一体構成とすると、
熱抵抗となる空気層ができないため、光源２において発
生した熱をさらに効率良く照明ユニットＵＴ裏面に熱伝
達することができる。また、従来のリフレクタと放熱板
とを別個に用意することが不要になり、部品構成が削減
され、組み立ても容易になる。

【００２８】以上の第１及び第２の実施の形態における
照明ユニットＵＴは、図３に示すように、表側フレーム
ＦＣに覆われた表面部分において、液晶表示パネル１と
の間に発泡ウレタン等の断熱材８を介してもよい。液晶
表示パネル１は、熱によって屈折率が変化してしまう
が、断熱材８を配することにより、光源２において発生
した熱がリフレクタ４及びハウジング１０を伝わって表
面側に伝導されても、断熱材８が液晶表示パネル１に熱
伝導されることを防止させるためである。このとき、放
熱板６の形状は、リフレクタ４に沿ってＬ字状もしくは
コ字状に形成されていても、又、放熱板６とリフレクタ
４が一体構造となっていても、断熱材８による効果を有
する。

【００２９】

【発明の効果】本発明の照明ユニットは、リフレクタの
裏面と側面及び導光板裏面を覆うように放熱板が配置さ
れ、更に液晶表示パネルが断熱材を介して照明ユニット
に設置されることから、光源において発生した熱は放熱
板を介して裏面側に熱伝導され、外部に放熱される。一
方、ハウジングを介して表面側に伝導された熱は、断熱
材により、液晶表示パネルに熱伝導されないこととな
る。したがって、光源において発生した熱は、表面側に
伝わることなく効率的に裏面側から放熱されるため、こ
の照明ユニットを用いれば、液晶表示装置における熱に
よる表示ムラを少なくすることが可能となる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における照明ユニットを用い
た液晶表示装置の断面図

【図２】第２の実施の形態における照明ユニットを用い
た液晶表示装置の断面図

【図３】本発明の別の実施の形態における照明ユニット
を用いた液晶表示装置の断面図

【図４】従来の液晶表示装置の断面図

【符号の説明】

１ 液晶表示パネル ２ 光源 ３ 導光板 ４ リフレクタ ５ 反射シート ６ 放熱板 ８ 断熱材 １０ ハウジング ＲＣ 裏面カバー ＦＣ 表側フレーム ＵＴ 照明ユニット Ｌ 液晶表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 吉範 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 瀬戸口 広志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 前田 宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA16Z FA23Z FA32Z FA41Z FD06 LA18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光源からの光を導光させる導光
   板と、導光板の裏面に配され導光板に入射した光を反射
   させる反射シートと、光源の一側面を囲むように配され
   光源からの光を反射させて導光板に入射させるリフレク
   タと、反射シートの裏面からリフレクタの一側面にまで
   及ぶように配されて光源の熱を放熱させる放熱板とを備
   えることを特徴とする照明ユニット。
2. 【請求項２】 光源と、光源からの光を導光させる導光
   板と、導光板の裏面に配され導光板に入射した光を反射
   させる反射シートと、反射シートの裏面から光源の一側
   面を囲むように配され光源の熱を放熱させる放熱板とを
   備え、上記放熱板における光源の一側面側の内側に、白
   色樹脂フィルムが貼着されていることを特徴とする照明
   ユニット。
3. 【請求項３】 前記照明ユニットの照射面側に液晶表示
   パネルが配されるとともに、前記導光板や反射シート等
   が保持されるハウジングが設けられ、これら液晶表示パ
   ネルとハウジングとの間に断熱材が配されていることを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明ユニット。