JP2000267096A - 液晶表示用バックライト装置 - Google Patents
液晶表示用バックライト装置Info
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- JP2000267096A JP2000267096A JP11068153A JP6815399A JP2000267096A JP 2000267096 A JP2000267096 A JP 2000267096A JP 11068153 A JP11068153 A JP 11068153A JP 6815399 A JP6815399 A JP 6815399A JP 2000267096 A JP2000267096 A JP 2000267096A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛍光管挿入導光板型バックライト装置は蛍光
管が挿入される部分(直下光部)の輝度が高く、液晶表
示に適した輝度分布とするには高度な技術を必要とし価
格がアップする。 【解決手段】 導光板11の発光面に装着される拡散シ
ート16と、前記導光板11の反射面に装着される反射
シート15とを備えた液晶表示用のバックライト装置に
おいて、底面と前記発光面に対して垂直な側面からなる
蛍光管挿入溝12を前記導光板11の反射面に形成し、
前記蛍光管挿入溝12の底面に光透過反射膜14を形
成、あるいは光透過反射膜シート14を貼付され、光透
過反射膜の透過率は正確かつ簡易な方法でシミュレーシ
ョンされ、前記蛍光管挿入溝12に蛍光管13を挿入配
置した構成として、前記光透過反射膜14により直下光
部と導光板伝搬光部の輝度を調整する。
管が挿入される部分(直下光部)の輝度が高く、液晶表
示に適した輝度分布とするには高度な技術を必要とし価
格がアップする。 【解決手段】 導光板11の発光面に装着される拡散シ
ート16と、前記導光板11の反射面に装着される反射
シート15とを備えた液晶表示用のバックライト装置に
おいて、底面と前記発光面に対して垂直な側面からなる
蛍光管挿入溝12を前記導光板11の反射面に形成し、
前記蛍光管挿入溝12の底面に光透過反射膜14を形
成、あるいは光透過反射膜シート14を貼付され、光透
過反射膜の透過率は正確かつ簡易な方法でシミュレーシ
ョンされ、前記蛍光管挿入溝12に蛍光管13を挿入配
置した構成として、前記光透過反射膜14により直下光
部と導光板伝搬光部の輝度を調整する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像機器やコンピ
ュータなどの情報機器のディスプレイとして非常に有用
である液晶表示装置のバックライト装置に係わり、特
に、大画面の液晶表示装置に適した高輝度で低価格のバ
ックライト装置に関する。
ュータなどの情報機器のディスプレイとして非常に有用
である液晶表示装置のバックライト装置に係わり、特
に、大画面の液晶表示装置に適した高輝度で低価格のバ
ックライト装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置の普及は目覚ましいものが
あり、ノートパソコンの表示装置には必要不可欠なデバ
イスとなっているが、その光源としてバックライト装置
が使用されている。バックライト装置は多種類のものが
開発されているが、一般的に、導光板の端に蛍光管を配
置した構造(エッヂ型と呼称される)のもの、導光板を
用いず拡散板の下に蛍光管を配置した構造(直下型と呼
称される。)のものと、エッヂ型と直下型とを折衷した
構造(蛍光管挿入導光板型と呼ぶものとする)のものが
ある。この中で、エッヂ型は薄型の特徴を活かしてノー
トパソコン等の携帯型に用いられる。直下型は高輝度を
必要とするモニターなどの大画面の表示装置に用いられ
ている。
あり、ノートパソコンの表示装置には必要不可欠なデバ
イスとなっているが、その光源としてバックライト装置
が使用されている。バックライト装置は多種類のものが
開発されているが、一般的に、導光板の端に蛍光管を配
置した構造(エッヂ型と呼称される)のもの、導光板を
用いず拡散板の下に蛍光管を配置した構造(直下型と呼
称される。)のものと、エッヂ型と直下型とを折衷した
構造(蛍光管挿入導光板型と呼ぶものとする)のものが
ある。この中で、エッヂ型は薄型の特徴を活かしてノー
トパソコン等の携帯型に用いられる。直下型は高輝度を
必要とするモニターなどの大画面の表示装置に用いられ
ている。
【0003】蛍光管挿入導光板型はエッジ型と直下型の
長所を取り入れたもので、大画面のバックライト装置と
して有望である。図17は蛍光管挿入導光板型のバック
ライト装置の一例を示す構成図である。(A)はその上
面図であり、(B)は(A)に示す中心線a−a´の断
面図である。
長所を取り入れたもので、大画面のバックライト装置と
して有望である。図17は蛍光管挿入導光板型のバック
ライト装置の一例を示す構成図である。(A)はその上
面図であり、(B)は(A)に示す中心線a−a´の断
面図である。
【0004】図17において、101は導光板、102
は反射シート1、103はフレーム、104は蛍光管、
110は蛍光管104のリード線、105は蛍光管挿入
溝、106はライトカーテン、107は拡散シートであ
る。109はフレームに形成された三角形状の反射面
で、この反射面に108で示す反射シート2が装着され
る。導光板101の片方の面(以降、反射面と呼ぶもの
とする)に102の反射シート1が装着されてフレーム
109に収納される。導光板101の他方の面(以降、
発光面と呼ぶものとする)にはライトカーテン106と
107の反射シート2が重ねて装着される。蛍光管挿入
溝105には蛍光管104が挿入される。なお、液晶パ
ネルは拡散シート107の上に配置される。
は反射シート1、103はフレーム、104は蛍光管、
110は蛍光管104のリード線、105は蛍光管挿入
溝、106はライトカーテン、107は拡散シートであ
る。109はフレームに形成された三角形状の反射面
で、この反射面に108で示す反射シート2が装着され
る。導光板101の片方の面(以降、反射面と呼ぶもの
とする)に102の反射シート1が装着されてフレーム
109に収納される。導光板101の他方の面(以降、
発光面と呼ぶものとする)にはライトカーテン106と
107の反射シート2が重ねて装着される。蛍光管挿入
溝105には蛍光管104が挿入される。なお、液晶パ
ネルは拡散シート107の上に配置される。
【0005】蛍光管挿入溝105は導光板101の反射
面中央部の長辺方向(X方向)に沿って形成され、ここ
に蛍光管104が挿入される。蛍光管挿入溝105は発
光面に垂直な側面と発光面に平行な底面とからなる。側
面からの入射光は蛍光管104からの直接光と反射面1
09からの反射光からなる。一方、蛍光管挿入溝の底面
からの入射光は導光板を経由しない蛍光管104から直
接入射する光である。従って、蛍光管挿入溝が形成され
るバックライト装置の中央部近辺から放射される光は蛍
光管から直接放射される光(以降、この光を直下光と略
する)であり、バックライト装置の中央部近辺外の部分
から放射される光は、導光板101を伝搬し反射シート
2によって反射される光(以降、この光を導光板伝搬光
と略する)である。直下光による輝度は導光板伝搬光の
輝度に比べて著しく高いために、蛍光管が挿入配置され
る部分の輝度を低下させ導光板伝搬光部の輝度レベルと
同じとなるように調光しなければ、バックライト装置の
輝度分布は液晶表示用に適さない(一般的に液晶表示に
は均一な輝度分布が望まれる)。この調光を行うために
ライトカーテン106が装着されるのである。
面中央部の長辺方向(X方向)に沿って形成され、ここ
に蛍光管104が挿入される。蛍光管挿入溝105は発
光面に垂直な側面と発光面に平行な底面とからなる。側
面からの入射光は蛍光管104からの直接光と反射面1
09からの反射光からなる。一方、蛍光管挿入溝の底面
からの入射光は導光板を経由しない蛍光管104から直
接入射する光である。従って、蛍光管挿入溝が形成され
るバックライト装置の中央部近辺から放射される光は蛍
光管から直接放射される光(以降、この光を直下光と略
する)であり、バックライト装置の中央部近辺外の部分
から放射される光は、導光板101を伝搬し反射シート
2によって反射される光(以降、この光を導光板伝搬光
と略する)である。直下光による輝度は導光板伝搬光の
輝度に比べて著しく高いために、蛍光管が挿入配置され
る部分の輝度を低下させ導光板伝搬光部の輝度レベルと
同じとなるように調光しなければ、バックライト装置の
輝度分布は液晶表示用に適さない(一般的に液晶表示に
は均一な輝度分布が望まれる)。この調光を行うために
ライトカーテン106が装着されるのである。
【0006】ライトカーテン106は透明フィルムにア
ルミニウムを蒸着印刷した光透過性薄膜を形成したもの
である。蛍光管が配置される直下光部近辺と導光板伝搬
光部とでは、ライトカーテン106の蒸着印刷されたア
ルミニウム膜の形状と膜厚とを変えて、バックライト装
置の輝度分布を液晶表示に適するようにする。
ルミニウムを蒸着印刷した光透過性薄膜を形成したもの
である。蛍光管が配置される直下光部近辺と導光板伝搬
光部とでは、ライトカーテン106の蒸着印刷されたア
ルミニウム膜の形状と膜厚とを変えて、バックライト装
置の輝度分布を液晶表示に適するようにする。
【0007】上記に説明した構成において、蛍光管10
4から放射される光は蛍光管挿入溝105の底面から導
光板を通過して直接ライトカーテン106に達する直下
光と蛍光管挿入溝105の側面から、直接あるいはフレ
ームの反射面109からの反射光が入射して導光板の中
を伝搬して反射シート2による反射によってライトカー
テン106と拡散シート107を経由して発光面から放
射される導光板伝搬光とからなる。直下光と導光板伝搬
光とはライトカーテン106により調光されて同じ輝度
レベルとされ、拡散シート107によって拡散されて、
バックライト装置は適正な輝度分布で発光する。
4から放射される光は蛍光管挿入溝105の底面から導
光板を通過して直接ライトカーテン106に達する直下
光と蛍光管挿入溝105の側面から、直接あるいはフレ
ームの反射面109からの反射光が入射して導光板の中
を伝搬して反射シート2による反射によってライトカー
テン106と拡散シート107を経由して発光面から放
射される導光板伝搬光とからなる。直下光と導光板伝搬
光とはライトカーテン106により調光されて同じ輝度
レベルとされ、拡散シート107によって拡散されて、
バックライト装置は適正な輝度分布で発光する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記の蛍光管挿入導光
板型バックライト装置は、蛍光管から放射される光の利
用効率が高く、蛍光管の性能と使用本数が同じならば、
エッヂ型より輝度が高く、直下型に比べて薄型でコンパ
クトになるという長所を有する。
板型バックライト装置は、蛍光管から放射される光の利
用効率が高く、蛍光管の性能と使用本数が同じならば、
エッヂ型より輝度が高く、直下型に比べて薄型でコンパ
クトになるという長所を有する。
【0009】しかし、前記した直下光と導光板伝搬光と
をライトカーテンによって調光してバックライト装置の
輝度分布を液晶表示に適した輝度分布とすることは理論
的には示されるが、直下光の輝度に対して導光板伝搬光
の輝度は極めて小さい(直下光による輝度の10%以
下)が、直下光部に対する導光板伝搬光部の面積比は極
めて大きい(10以上)から、バックライト装置の輝度
分布を液晶表示に最適な輝度分布とすることは、反射面
109の形状とライトカーテン106の光透過性膜の厚
さや形状を組み合わせて最適化を図るという高度な技術
が要求されコストがアップするという問題がある。
をライトカーテンによって調光してバックライト装置の
輝度分布を液晶表示に適した輝度分布とすることは理論
的には示されるが、直下光の輝度に対して導光板伝搬光
の輝度は極めて小さい(直下光による輝度の10%以
下)が、直下光部に対する導光板伝搬光部の面積比は極
めて大きい(10以上)から、バックライト装置の輝度
分布を液晶表示に最適な輝度分布とすることは、反射面
109の形状とライトカーテン106の光透過性膜の厚
さや形状を組み合わせて最適化を図るという高度な技術
が要求されコストがアップするという問題がある。
【0010】図18は、図17のバックライト装置のa
−a′断面における輝度分布の一例を示す図である。図
18に示すように、蛍光管が挿入される中央部の輝度が
高くなり、均一な輝度分布が得られない。図8のような
輝度分布のバックライト装置を液晶表示装置に用いた場
合には、輝度むらとなって画質を劣化させる。
−a′断面における輝度分布の一例を示す図である。図
18に示すように、蛍光管が挿入される中央部の輝度が
高くなり、均一な輝度分布が得られない。図8のような
輝度分布のバックライト装置を液晶表示装置に用いた場
合には、輝度むらとなって画質を劣化させる。
【0011】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであって、蛍光管挿入導光板型バックライト装
置の直下光を光透過反射膜あるいは光透過反射シートに
よって適正な光量に調光して、直下光部の輝度と導光板
伝搬光部との輝度差を実用上無視できるレベルとし、液
晶表示に適した輝度分布を有する低価格のバックライト
装置、特に大画面液晶表示に適したコンパクトなバック
ライト装置を提供することを目的とする。
するものであって、蛍光管挿入導光板型バックライト装
置の直下光を光透過反射膜あるいは光透過反射シートに
よって適正な光量に調光して、直下光部の輝度と導光板
伝搬光部との輝度差を実用上無視できるレベルとし、液
晶表示に適した輝度分布を有する低価格のバックライト
装置、特に大画面液晶表示に適したコンパクトなバック
ライト装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本願の請求項1記載の発明は、導光板の一方
の面を発光面とし他方の面を反射面として、前記導光板
と、前記発光面に装着される拡散シートと、前記反射面
に装着される反射シートと、蛍光管とを備えた液晶表示
用のバックライト装置であって、底面と前記発行面に垂
直な側面とを有する蛍光管挿入溝を前記導光板の反射面
に形成し、前記蛍光管挿入溝の底面に光透過反射膜を形
成することと、前記蛍光管挿入溝の底面に光透過反射膜
を形成したシートを貼付すること、とからいずれか一つ
を選択するものとして、前記蛍光管挿入溝に蛍光管を挿
入配置したことを特徴とするものであり、直下光部と導
光板伝搬光部との輝度差を無視できるレベルとして、液
晶表示用に、特に大画面液晶表示に適したコンパクトで
低価格のバックライト装置を実現できるという作用を有
する。
るために、本願の請求項1記載の発明は、導光板の一方
の面を発光面とし他方の面を反射面として、前記導光板
と、前記発光面に装着される拡散シートと、前記反射面
に装着される反射シートと、蛍光管とを備えた液晶表示
用のバックライト装置であって、底面と前記発行面に垂
直な側面とを有する蛍光管挿入溝を前記導光板の反射面
に形成し、前記蛍光管挿入溝の底面に光透過反射膜を形
成することと、前記蛍光管挿入溝の底面に光透過反射膜
を形成したシートを貼付すること、とからいずれか一つ
を選択するものとして、前記蛍光管挿入溝に蛍光管を挿
入配置したことを特徴とするものであり、直下光部と導
光板伝搬光部との輝度差を無視できるレベルとして、液
晶表示用に、特に大画面液晶表示に適したコンパクトで
低価格のバックライト装置を実現できるという作用を有
する。
【0013】本願請求項2記載の発明は、請求項1に記
載の発明であって、前記導光板の短辺の長さをLとし長
辺の長さをWとして、前記蛍光管挿入溝は、前記長辺に
平行で前記短辺の中心線を基準として互いに対称な位置
に、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距離を2×S1
として、nを正の整数として2n個形成され、前記中心
線上に1個形成されて合計2n+1個であって、前記長
辺と前記長辺に近接する蛍光管挿入溝の中心線間の距離
をS2とし、L=(2n−1)×2×S1+2×S2と
することと、前記短辺に平行で前記長辺の中心線を基準
として互いに対称な位置に、隣り合う蛍光管挿入溝の中
心線間の距離を2×S1として、nを正の整数として2
n個形成され、前記中心線上に1個形成され合計2n+
1個であって、前記短辺と前記短辺に近接する蛍光管挿
入溝の中心線間の距離をS2とし、W=(2n−1)×
2×S1+2×S2とすることと、とから、いずれか一
つを選択することを特徴とするものであり、複数個の蛍
光管挿入溝を適正な位置に形成するため、薄型コンパク
トで高輝度の大画面液晶表示に適したバックライト装置
を低価格で実現できるという作用を有する。
載の発明であって、前記導光板の短辺の長さをLとし長
辺の長さをWとして、前記蛍光管挿入溝は、前記長辺に
平行で前記短辺の中心線を基準として互いに対称な位置
に、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距離を2×S1
として、nを正の整数として2n個形成され、前記中心
線上に1個形成されて合計2n+1個であって、前記長
辺と前記長辺に近接する蛍光管挿入溝の中心線間の距離
をS2とし、L=(2n−1)×2×S1+2×S2と
することと、前記短辺に平行で前記長辺の中心線を基準
として互いに対称な位置に、隣り合う蛍光管挿入溝の中
心線間の距離を2×S1として、nを正の整数として2
n個形成され、前記中心線上に1個形成され合計2n+
1個であって、前記短辺と前記短辺に近接する蛍光管挿
入溝の中心線間の距離をS2とし、W=(2n−1)×
2×S1+2×S2とすることと、とから、いずれか一
つを選択することを特徴とするものであり、複数個の蛍
光管挿入溝を適正な位置に形成するため、薄型コンパク
トで高輝度の大画面液晶表示に適したバックライト装置
を低価格で実現できるという作用を有する。
【0014】本願請求項3記載の発明は、請求項1に記
載の発明であって、前記導光板の短辺の長さをLとし長
辺の長さをWとして、前記蛍光管挿入溝は前記長辺に平
行で前記短辺の中心線を基準として互いに対称な位置
に、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距離を2×S1
として、nを正の整数として2n個形成され、前記長辺
と前記長辺に近接する蛍光管挿入溝の中心線間の距離を
S2とし、L=(2n−1)×2×S1+S2とするこ
とと、前記短辺に平行で前記長辺の中心線を基準として
互いに対称であって、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間
の距離を2×S1として、nを正の整数として2n個形
成され、前記短辺と前記短辺に近接する蛍光管挿入溝の
中心線間の距離をS2とし、W=(2n−1)×2×S
1+S2とすることと、とから、いずれか一つを選択す
ることを特徴とするものであり、複数個の蛍光管挿入溝
を適正な位置に形成するため、薄型コンパクトで高輝度
の大画面液晶表示に適したバックライト装置を低価格で
実現できるという作用を有する。
載の発明であって、前記導光板の短辺の長さをLとし長
辺の長さをWとして、前記蛍光管挿入溝は前記長辺に平
行で前記短辺の中心線を基準として互いに対称な位置
に、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距離を2×S1
として、nを正の整数として2n個形成され、前記長辺
と前記長辺に近接する蛍光管挿入溝の中心線間の距離を
S2とし、L=(2n−1)×2×S1+S2とするこ
とと、前記短辺に平行で前記長辺の中心線を基準として
互いに対称であって、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間
の距離を2×S1として、nを正の整数として2n個形
成され、前記短辺と前記短辺に近接する蛍光管挿入溝の
中心線間の距離をS2とし、W=(2n−1)×2×S
1+S2とすることと、とから、いずれか一つを選択す
ることを特徴とするものであり、複数個の蛍光管挿入溝
を適正な位置に形成するため、薄型コンパクトで高輝度
の大画面液晶表示に適したバックライト装置を低価格で
実現できるという作用を有する。
【0015】本願請求項4記載の発明は、請求項2と3
に記載の発明であって、前記S1とS2とは、S1=S
2を満たすことを特徴とするものであり、実用的には均
一と見なせるバックライト装置の輝度分布を実現できる
という作用を有する。
に記載の発明であって、前記S1とS2とは、S1=S
2を満たすことを特徴とするものであり、実用的には均
一と見なせるバックライト装置の輝度分布を実現できる
という作用を有する。
【0016】本願請求項5記載の発明は、請求項2に記
載の発明であって、請求項2においてn=0、W=2×
S2あるいはL=2×S2とし、前記蛍光管挿入溝は導
光板の中央部に一つ形成されることを特徴とするもので
あり、蛍光管挿入溝を画面中央部に1個形成した低価格
のバックライト装置を実現できるという作用を有する。
載の発明であって、請求項2においてn=0、W=2×
S2あるいはL=2×S2とし、前記蛍光管挿入溝は導
光板の中央部に一つ形成されることを特徴とするもので
あり、蛍光管挿入溝を画面中央部に1個形成した低価格
のバックライト装置を実現できるという作用を有する。
【0017】本願請求項6記載の発明は、請求項1、2
と3に記載の発明であって、請求項3においてn=1と
して、蛍光管挿入溝は前記長辺あるいは短辺の中心線を
基準として対称となる位置に夫々形成されて2個とする
ものであり、2つの蛍光管挿入溝を適正にな位置に形成
して効率の高いバックライト装置を実現できるという作
用を有する。
と3に記載の発明であって、請求項3においてn=1と
して、蛍光管挿入溝は前記長辺あるいは短辺の中心線を
基準として対称となる位置に夫々形成されて2個とする
ものであり、2つの蛍光管挿入溝を適正にな位置に形成
して効率の高いバックライト装置を実現できるという作
用を有する。
【0018】本願請求項7記載の発明は、請求項1、2
と3に記載の発明であって、前記蛍光管は、蛍光管の中
心と前記蛍光管挿入溝の中心とを結ぶ線上に1本挿入配
置することを特徴とするものであり、1本の蛍光管を蛍
光管挿入溝の適切な位置に挿入配置して光利用率を高く
することができるという作用を有する。
と3に記載の発明であって、前記蛍光管は、蛍光管の中
心と前記蛍光管挿入溝の中心とを結ぶ線上に1本挿入配
置することを特徴とするものであり、1本の蛍光管を蛍
光管挿入溝の適切な位置に挿入配置して光利用率を高く
することができるという作用を有する。
【0019】本願請求項8記載の発明は、請求項1、2
と3に記載の発明であって、前記蛍光管は、前記蛍光管
挿入溝の中心を基準として互いに対称となる位置に1本
ずつ合計2本挿入配置することを特徴とするものであ
り、2本の蛍光管を蛍光管挿入溝の適切な位置に挿入配
置して輝度を高くできるという作用を有する。
と3に記載の発明であって、前記蛍光管は、前記蛍光管
挿入溝の中心を基準として互いに対称となる位置に1本
ずつ合計2本挿入配置することを特徴とするものであ
り、2本の蛍光管を蛍光管挿入溝の適切な位置に挿入配
置して輝度を高くできるという作用を有する。
【0020】本願請求項9記載の発明は、請求項8に記
載の発明であって、蛍光管反射板は、前記2本の蛍光管
の中心を結ぶ直線のほぼ中央にあって、前記蛍光管挿入
溝の底面とほぼ垂直となるように配置され、前記蛍光管
反射板の高さを前記導光板の反射面からの距離とし、前
記蛍光管反射板の高さは、蛍光管反射板の先端と蛍光管
挿入溝の底面と側面とが接するコーナー部とを結ぶ直線
を越えないものとすることを特徴とするものであり、蛍
光管反射板を適切に配置することにより、2管配置の光
利用率を高くすることができるという作用を有する。
載の発明であって、蛍光管反射板は、前記2本の蛍光管
の中心を結ぶ直線のほぼ中央にあって、前記蛍光管挿入
溝の底面とほぼ垂直となるように配置され、前記蛍光管
反射板の高さを前記導光板の反射面からの距離とし、前
記蛍光管反射板の高さは、蛍光管反射板の先端と蛍光管
挿入溝の底面と側面とが接するコーナー部とを結ぶ直線
を越えないものとすることを特徴とするものであり、蛍
光管反射板を適切に配置することにより、2管配置の光
利用率を高くすることができるという作用を有する。
【0021】本願請求項10記載の発明は、請求項1、
2と3に記載の発明であって、前記光透過反射膜は散乱
性物質を印刷あるいは塗布することによって形成される
ことを特徴とするものであり、適正な透過率で散乱性が
高い光透過反射膜を容易に形成できるという作用を有す
る。
2と3に記載の発明であって、前記光透過反射膜は散乱
性物質を印刷あるいは塗布することによって形成される
ことを特徴とするものであり、適正な透過率で散乱性が
高い光透過反射膜を容易に形成できるという作用を有す
る。
【0022】本願請求項11記載の発明は、請求項1に
記載の発明であって、Q1を前記蛍光管挿入溝の側面に
入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q2を前記蛍光管
挿入溝の底面に入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q
1<180°とQ2<360°を満たすものであって、
Hを前記蛍光管挿入溝の長さとし、d2を前記蛍光管挿
入溝の幅とし、d1は、前記蛍光管挿入溝の一方の側面
から導光板の端までの距離とことと、前記蛍光管挿入溝
の一方の側面に隣接する第2の蛍光管挿入溝の側面まで
の距離とすることとからいずれか一つを選択するものと
して、前記光透過反射膜の透過率Trは [(Q1/Q2)+0.5](d2/d1)>Tr>(Q1/Q
2)[d2/(2・d1)] 満たすことを特徴とするものであり、光透過反射膜の透
過率の最大値と最小値を簡易に正確に定められるという
作用を有する。
記載の発明であって、Q1を前記蛍光管挿入溝の側面に
入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q2を前記蛍光管
挿入溝の底面に入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q
1<180°とQ2<360°を満たすものであって、
Hを前記蛍光管挿入溝の長さとし、d2を前記蛍光管挿
入溝の幅とし、d1は、前記蛍光管挿入溝の一方の側面
から導光板の端までの距離とことと、前記蛍光管挿入溝
の一方の側面に隣接する第2の蛍光管挿入溝の側面まで
の距離とすることとからいずれか一つを選択するものと
して、前記光透過反射膜の透過率Trは [(Q1/Q2)+0.5](d2/d1)>Tr>(Q1/Q
2)[d2/(2・d1)] 満たすことを特徴とするものであり、光透過反射膜の透
過率の最大値と最小値を簡易に正確に定められるという
作用を有する。
【0023】本願請求項12記載の発明は、請求項1に
記載の発明であって、前記光透過反射膜の透過率Tr
は、0.25>Tr>0.008を満たすことを特徴と
するものであり、光透過反射膜の透過率の範囲を明確に
できるという作用を有する。
記載の発明であって、前記光透過反射膜の透過率Tr
は、0.25>Tr>0.008を満たすことを特徴と
するものであり、光透過反射膜の透過率の範囲を明確に
できるという作用を有する。
【0024】本願請求項13記載の発明は、請求項1に
記載の発明であって、Q1を前記蛍光管挿入溝の側面に
入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q2を前記蛍光管
挿入溝の底面に入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q
1<180°とQ2<360°を満たすものであって、
Hを前記蛍光管挿入溝の長さとし、d2を前記蛍光管挿
入溝の幅とし、d1は、前記蛍光管挿入溝の一方の側面
から導光板の端までの距離とことと、前記蛍光管挿入溝
の一方の側面に隣接する第2の蛍光管挿入溝の側面まで
の距離とすることとからいずれか一つを選択するものと
して、εを側面に入射する反射光の利用率、ηを底面に
入射する反射光の利用率とすれば、ε<1、η<1、ε
+η<1を満たすものとし、前記光透過反射膜の透過率
Trは、前記透過率の標準値Tを T=2・β[(Q1/Q2)+η/2](d2/d1)
×[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)} として、1.6T>Tr>0.4Tを満たすことを特徴
とするものであり、光透過反射膜の透過率を簡易な式に
より正確にシミュレーションできるという作用を有す
る。
記載の発明であって、Q1を前記蛍光管挿入溝の側面に
入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q2を前記蛍光管
挿入溝の底面に入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q
1<180°とQ2<360°を満たすものであって、
Hを前記蛍光管挿入溝の長さとし、d2を前記蛍光管挿
入溝の幅とし、d1は、前記蛍光管挿入溝の一方の側面
から導光板の端までの距離とことと、前記蛍光管挿入溝
の一方の側面に隣接する第2の蛍光管挿入溝の側面まで
の距離とすることとからいずれか一つを選択するものと
して、εを側面に入射する反射光の利用率、ηを底面に
入射する反射光の利用率とすれば、ε<1、η<1、ε
+η<1を満たすものとし、前記光透過反射膜の透過率
Trは、前記透過率の標準値Tを T=2・β[(Q1/Q2)+η/2](d2/d1)
×[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)} として、1.6T>Tr>0.4Tを満たすことを特徴
とするものであり、光透過反射膜の透過率を簡易な式に
より正確にシミュレーションできるという作用を有す
る。
【0025】本願請求項14記載の発明は、請求項13
に記載の発明であって、前記透過率の標準値Tにおい
て、ε=0.25、η=0.65とするものであり、光
透過反射膜の透過率の標準値を容易に求めることができ
るという作用を有する。
に記載の発明であって、前記透過率の標準値Tにおい
て、ε=0.25、η=0.65とするものであり、光
透過反射膜の透過率の標準値を容易に求めることができ
るという作用を有する。
【0026】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態におけ
るバックライト装置について図面に基づいて説明する。
るバックライト装置について図面に基づいて説明する。
【0027】(実施の形態1)図1には発明の実施の形
態1における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示めす。
態1における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示めす。
【0028】図1において、11は導光板、12は蛍光
管挿入溝、13は蛍光管、19は蛍光管13のリード
線、14は光透過反射膜、15は反射シート、16は拡
散シート、17はレンズシート、18はフレームであ
る。なお、(A)はバックライト装置の上面図、導光板
11の長辺(y方向)の中心線a−a′断面図である。
管挿入溝、13は蛍光管、19は蛍光管13のリード
線、14は光透過反射膜、15は反射シート、16は拡
散シート、17はレンズシート、18はフレームであ
る。なお、(A)はバックライト装置の上面図、導光板
11の長辺(y方向)の中心線a−a′断面図である。
【0029】導光板11は光の全反射を利用して導光板
内を効率よく光を伝搬させるもので、図1に示すように
短辺の長さがL、長辺の長さがWである。導光板11の
反射面には蛍光管13を挿入配置する蛍光管挿入溝12
が形成される。図1において、蛍光管挿入溝12は導光
板11の中心線b−b′上(短辺の中心線)に形成さ
れ、蛍光管13の中心が蛍光管挿入溝12の中心と一致
するように挿入配置されている。この導光板11の発光
面には拡散シート16とレンズシート17が重ねて装着
される。拡散シート16は導光板11から放射される光
を拡散するもので、レンズシート17は前記拡散された
光を一定の角度内に集光するものである。導光板11の
反射面には反射シート15が装着されフレーム18に収
納される。反射シート15は導光板11から放射される
光を発光面に向かって反射するもので、フレーム18は
導光板11、反射シート15、蛍光管13等を保持固定
するものである。光透過反射膜14は入射する光の一部
を透過しかつ反射する膜であり、蛍光管13の直下光に
よる輝度を調光してバックライト装置の輝度分布を液晶
表示に適したものとする。
内を効率よく光を伝搬させるもので、図1に示すように
短辺の長さがL、長辺の長さがWである。導光板11の
反射面には蛍光管13を挿入配置する蛍光管挿入溝12
が形成される。図1において、蛍光管挿入溝12は導光
板11の中心線b−b′上(短辺の中心線)に形成さ
れ、蛍光管13の中心が蛍光管挿入溝12の中心と一致
するように挿入配置されている。この導光板11の発光
面には拡散シート16とレンズシート17が重ねて装着
される。拡散シート16は導光板11から放射される光
を拡散するもので、レンズシート17は前記拡散された
光を一定の角度内に集光するものである。導光板11の
反射面には反射シート15が装着されフレーム18に収
納される。反射シート15は導光板11から放射される
光を発光面に向かって反射するもので、フレーム18は
導光板11、反射シート15、蛍光管13等を保持固定
するものである。光透過反射膜14は入射する光の一部
を透過しかつ反射する膜であり、蛍光管13の直下光に
よる輝度を調光してバックライト装置の輝度分布を液晶
表示に適したものとする。
【0030】光透過反射膜14は蛍光管挿入溝13の底
面に光散乱性の高い着色がない物質を塗布して形成され
る。光散乱性の高い着色がない物質の一例として酸化チ
タンがある。また塗布方法には酸化チタン等の光散乱性
の高い物質を蒸着する方法、印刷によるむ方法(シルク
印刷等)がある。大量に生産する場合には蒸着が適して
おり、光透過反射膜14の形成精度や光学特性が優れて
いる。生産数が少なくバックライト装置の品種が多い場
合などには印刷による方法が適しいる。さらに、少量の
生産やテストサンプルの制作には、透明なフィルムに酸
化チタン等の光散乱性の高い物質によって光透過反射膜
を形成して光透過反射シートととし、このシートを蛍光
管挿入溝13に貼付する方法が適している。
面に光散乱性の高い着色がない物質を塗布して形成され
る。光散乱性の高い着色がない物質の一例として酸化チ
タンがある。また塗布方法には酸化チタン等の光散乱性
の高い物質を蒸着する方法、印刷によるむ方法(シルク
印刷等)がある。大量に生産する場合には蒸着が適して
おり、光透過反射膜14の形成精度や光学特性が優れて
いる。生産数が少なくバックライト装置の品種が多い場
合などには印刷による方法が適しいる。さらに、少量の
生産やテストサンプルの制作には、透明なフィルムに酸
化チタン等の光散乱性の高い物質によって光透過反射膜
を形成して光透過反射シートととし、このシートを蛍光
管挿入溝13に貼付する方法が適している。
【0031】図2には図1(A)のa−a′断面におけ
る輝度分布の一例を示す。中央部は蛍光管13が挿入配
置される位置であり端部は導光板11の長辺である。図
2に示すようにa−a′断面の輝度分布は均一で、従来
のバックライト装置の輝度輝度分布(図18)より格段
に優れたものである。ライトカーテンによる調光より本
願発明の光透過反射膜による調光が優れていることを示
すものである。
る輝度分布の一例を示す。中央部は蛍光管13が挿入配
置される位置であり端部は導光板11の長辺である。図
2に示すようにa−a′断面の輝度分布は均一で、従来
のバックライト装置の輝度輝度分布(図18)より格段
に優れたものである。ライトカーテンによる調光より本
願発明の光透過反射膜による調光が優れていることを示
すものである。
【0032】本願発明のバックライト装置の説明を図3
と図4により詳細に行う。図3はバックライト装置の光
伝搬を示す図である。図3(A)はバックライト装置か
ら放射される光の様子を示す図であり、(B)は蛍光管
から放射される光の角度を示す図である。(A)と
(B)の図はa−a′断面について示すものである。
と図4により詳細に行う。図3はバックライト装置の光
伝搬を示す図である。図3(A)はバックライト装置か
ら放射される光の様子を示す図であり、(B)は蛍光管
から放射される光の角度を示す図である。(A)と
(B)の図はa−a′断面について示すものである。
【0033】図3(A)に示すように蛍光管13から放
射される光は蛍光管挿入溝12の底面に入射して発光面
に出る直下光と蛍光管挿入溝12の側面から入射して導
光板11と反射シート15により発光面にでる導光板伝
搬光に分類できる。図3(A)には導光板伝搬光が放射
される領域を導光板伝搬光部1と2とし(蛍光管挿入溝
を除く、長さd1の領域)、直下光が放射される領域
(蛍光管挿入溝の幅)を直下光部としている。なお、導
光板伝搬光部1と2の光量は同じである。なお、蛍光管
挿入溝12の側面から導光板の端までの長さをd1と
し、蛍光管挿入溝12の幅をd2とする。従って、L=
2(d1+d2/2)である。(d1は正確には光が導
光板を直進する距離である。例えば、複数個の蛍光管挿
入溝が形成され、光が導光板の端まで到達しない場合が
ある。本実施例は蛍光管挿入溝が一つのみであるから問
題はない。)
射される光は蛍光管挿入溝12の底面に入射して発光面
に出る直下光と蛍光管挿入溝12の側面から入射して導
光板11と反射シート15により発光面にでる導光板伝
搬光に分類できる。図3(A)には導光板伝搬光が放射
される領域を導光板伝搬光部1と2とし(蛍光管挿入溝
を除く、長さd1の領域)、直下光が放射される領域
(蛍光管挿入溝の幅)を直下光部としている。なお、導
光板伝搬光部1と2の光量は同じである。なお、蛍光管
挿入溝12の側面から導光板の端までの長さをd1と
し、蛍光管挿入溝12の幅をd2とする。従って、L=
2(d1+d2/2)である。(d1は正確には光が導
光板を直進する距離である。例えば、複数個の蛍光管挿
入溝が形成され、光が導光板の端まで到達しない場合が
ある。本実施例は蛍光管挿入溝が一つのみであるから問
題はない。)
【0034】図3(B)では蛍光管13の中心から光が
放射されるものとして光放射角を示すものである。ここ
で、蛍光管13の中心は蛍光管挿入溝12の中心線線上
にあり、図3(B)に示す断面は、蛍光管挿入溝の中心
線について対称となるものとする。蛍光管挿入溝12は
底面と側面1と2及び底面に形成された光透過反射膜1
4から構成され、底面は発光面と平行であり側面1と2
は発光面と垂直であり、側面1と2と蛍光管13からの
距離は同じとする。
放射されるものとして光放射角を示すものである。ここ
で、蛍光管13の中心は蛍光管挿入溝12の中心線線上
にあり、図3(B)に示す断面は、蛍光管挿入溝の中心
線について対称となるものとする。蛍光管挿入溝12は
底面と側面1と2及び底面に形成された光透過反射膜1
4から構成され、底面は発光面と平行であり側面1と2
は発光面と垂直であり、側面1と2と蛍光管13からの
距離は同じとする。
【0035】角度φ2は蛍光管12から側面1と2と底
面とによるコーナを結ぶ直線間の角度である(図3
(B)では光透過反射膜14を誇張して示しているが、
膜厚は無視できるものである)。角度φ1は側面1ある
いは2と反射面とのコーナを結ぶ直線と、側面1あるい
は2と底面とによるコーナを結ぶ直線間の角度である。
角度φ3は反射シート15で反射して底面に入射する光
線間の角度である。角度φ4は反射シート15で反射し
て側面1あるいは2に入射する光線間の角度である。蛍
光管13の中心から底面までの距離をk1、拡散シート
までの距離をk2、側面1あるいは2までの距離をk3
とする。よって、k=k1+k2、d2=2・k3であ
る。
面とによるコーナを結ぶ直線間の角度である(図3
(B)では光透過反射膜14を誇張して示しているが、
膜厚は無視できるものである)。角度φ1は側面1ある
いは2と反射面とのコーナを結ぶ直線と、側面1あるい
は2と底面とによるコーナを結ぶ直線間の角度である。
角度φ3は反射シート15で反射して底面に入射する光
線間の角度である。角度φ4は反射シート15で反射し
て側面1あるいは2に入射する光線間の角度である。蛍
光管13の中心から底面までの距離をk1、拡散シート
までの距離をk2、側面1あるいは2までの距離をk3
とする。よって、k=k1+k2、d2=2・k3であ
る。
【0036】上記の角度φ1〜4は図4に示す座標を用
いれば容易に求められる。図4は蛍光管13の中心と拡
散シートが直交する点を原点として蛍光管挿入溝12を
座標で示すものである。φ1=A1+A2、φ2=2・
A3である。アークタンジェントをATANと記すもの
とする。角度φ1〜4は図4からA1=ATAN(k−
k2/k3)、A2=ATAN(k2/k3)、φ4=
ATAN(k2/x2)―d2、φ3=ATAN(k2
/x1)−A2−φ4で求められる。光透過反射膜の透
過率Tとして、バックライト装置の輝度が液晶表示に適
したTを求めるものとする。蛍光管13から放射される
光は蛍光管の中心より放射されるものとし、図4に示す
蛍光管断面から放射される単位角度あたりの光量をqと
する。光透過反射膜の反射率を(1−T)、側面と底面
の反射光利用率と夫々ηとε、蛍光管の光吸収率をγと
すれば、図3(A)の直下光部と導光板伝搬光部の輝度
は式1でもとめられる。
いれば容易に求められる。図4は蛍光管13の中心と拡
散シートが直交する点を原点として蛍光管挿入溝12を
座標で示すものである。φ1=A1+A2、φ2=2・
A3である。アークタンジェントをATANと記すもの
とする。角度φ1〜4は図4からA1=ATAN(k−
k2/k3)、A2=ATAN(k2/k3)、φ4=
ATAN(k2/x2)―d2、φ3=ATAN(k2
/x1)−A2−φ4で求められる。光透過反射膜の透
過率Tとして、バックライト装置の輝度が液晶表示に適
したTを求めるものとする。蛍光管13から放射される
光は蛍光管の中心より放射されるものとし、図4に示す
蛍光管断面から放射される単位角度あたりの光量をqと
する。光透過反射膜の反射率を(1−T)、側面と底面
の反射光利用率と夫々ηとε、蛍光管の光吸収率をγと
すれば、図3(A)の直下光部と導光板伝搬光部の輝度
は式1でもとめられる。
【0037】(数1) 直下光部の輝度=(φ2+2φ3)(1+ε)q・T/
(W・d2) 導光間伝搬光部の輝度={φ1+φ4+η(φ2+2・
φ3)/2−−(φ2+2φ3)T・η/2}q/(W
・d1) 但し、η+ε+γ=1とする。
(W・d2) 導光間伝搬光部の輝度={φ1+φ4+η(φ2+2・
φ3)/2−−(φ2+2φ3)T・η/2}q/(W
・d1) 但し、η+ε+γ=1とする。
【0038】直下光部の輝度=導光間伝搬光部の輝度と
する条件から、直下光部と導光板伝搬部の輝度を同じに
する光透過反射膜の透過率Tは式2で与えられる。
する条件から、直下光部と導光板伝搬部の輝度を同じに
する光透過反射膜の透過率Tは式2で与えられる。
【0039】(数2) T={φ1+φ4+η(φ2+2・φ3)/2}×2・
d2/{(φ2+2φ3)(2(1+ε)d1+η・d
2)} 蛍光管の直径が3.6mmの場合について、式2による
計算結果を計算1に示す。蛍光管の全発光量に対するバ
ックライト装置が利用できる光量との比を光利用率El
とする。計算1と後述する計算2と3は画面サイズが対
角15インチである液晶表示用のバックライト装置につ
いてシミュレーションした結果である。
d2/{(φ2+2φ3)(2(1+ε)d1+η・d
2)} 蛍光管の直径が3.6mmの場合について、式2による
計算結果を計算1に示す。蛍光管の全発光量に対するバ
ックライト装置が利用できる光量との比を光利用率El
とする。計算1と後述する計算2と3は画面サイズが対
角15インチである液晶表示用のバックライト装置につ
いてシミュレーションした結果である。
【0040】計算1のTr、Tmax、Tmin、Tmax2、T
min2ついては後述する。(長さの単位はmmである) (計算1) 条件:k=5.6、k2=2.8、k3=2.8、d1=116.2、d2=7.6 El=90.3%、ε=0.25、η=0.65、γ=0.1、d1=117.2、d2=5.6 [Φ1=81°、Φ2=91°、Φ3=6°、Φ4=30°] T=0.072 Tmax=0.103、Tmin=0.035 Tmax2=0.116、Tmin2=0.029 このように、光透過反射膜の透過率により蛍光管の光量
を直下光部と導光板伝搬部にバランスよく配分して液晶
表示に適した輝度分布が実現される。エッジ型の光利用
率は65%前後であるから、導光板挿入型の光利用率が
極めて高いことが示される。
min2ついては後述する。(長さの単位はmmである) (計算1) 条件:k=5.6、k2=2.8、k3=2.8、d1=116.2、d2=7.6 El=90.3%、ε=0.25、η=0.65、γ=0.1、d1=117.2、d2=5.6 [Φ1=81°、Φ2=91°、Φ3=6°、Φ4=30°] T=0.072 Tmax=0.103、Tmin=0.035 Tmax2=0.116、Tmin2=0.029 このように、光透過反射膜の透過率により蛍光管の光量
を直下光部と導光板伝搬部にバランスよく配分して液晶
表示に適した輝度分布が実現される。エッジ型の光利用
率は65%前後であるから、導光板挿入型の光利用率が
極めて高いことが示される。
【0041】(実施の形態2)発明の実施の形態2は光
透過反射膜の光透過率と光利用率を定める基本式を導出
し、蛍光管挿入導光板型バックライト装置の最適な透過
率を求める。
透過反射膜の光透過率と光利用率を定める基本式を導出
し、蛍光管挿入導光板型バックライト装置の最適な透過
率を求める。
【0042】Q1を蛍光管から一方の側面に入射する光
の放射角の総和とし、Q2を蛍光管から底面に入射する
光の放射角の総和とする。Hを蛍光管挿入溝に平行な導
光板の辺の長さ(短辺あるいは長辺のいずれか)とす
る。また、d1は蛍光管挿入溝が複数個ある場合には隣
接する蛍光管挿入溝の側面間の距離であり、導光板伝搬
光部の長さである。
の放射角の総和とし、Q2を蛍光管から底面に入射する
光の放射角の総和とする。Hを蛍光管挿入溝に平行な導
光板の辺の長さ(短辺あるいは長辺のいずれか)とす
る。また、d1は蛍光管挿入溝が複数個ある場合には隣
接する蛍光管挿入溝の側面間の距離であり、導光板伝搬
光部の長さである。
【0043】いずれか一方の側面からの全入射光量=
{Q1+Q2・(1−T)η/2}qであり、底面から
の全入射光量=Q2(1+ε)T・qである。従って、
導光板伝搬光部の輝度は{Q1+Q2・(1−T)η/
2}q/(H・d1)であり、直下光部の輝度はQ2
(1+ε)T・q/(H・d2)である。また、光利用
率は[Q1+{η+(1+ε−η)Q2}]/360°
として求められるが、η=1でε=0の場合についての
み計算結果を示した。(直下光部の輝度/導光板伝搬光
部の輝度)をβとすれば、式3が得られる。
{Q1+Q2・(1−T)η/2}qであり、底面から
の全入射光量=Q2(1+ε)T・qである。従って、
導光板伝搬光部の輝度は{Q1+Q2・(1−T)η/
2}q/(H・d1)であり、直下光部の輝度はQ2
(1+ε)T・q/(H・d2)である。また、光利用
率は[Q1+{η+(1+ε−η)Q2}]/360°
として求められるが、η=1でε=0の場合についての
み計算結果を示した。(直下光部の輝度/導光板伝搬光
部の輝度)をβとすれば、式3が得られる。
【0044】(数3) T=2・β[(Q1/Q2)+η/2](d2/d1)
×[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)}] 但し、 直下光部の輝度=Q2(1+ε)T・q/(H・d2) 導光板伝搬光部の輝度={Q1+Q2・(1−T)η/
2}q/(H・d1) H=2(d1+d2/2) 当然ながら、式3おいて、複数個の導光板伝搬光部が存
在する場合には、式3のd1に対応する導光板伝搬光部
の輝度である。従って、蛍光管挿入溝の2つの側面に対
応する導光板伝搬光部の輝度は、蛍光管挿入溝の数とd
1によって異なる。
×[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)}] 但し、 直下光部の輝度=Q2(1+ε)T・q/(H・d2) 導光板伝搬光部の輝度={Q1+Q2・(1−T)η/
2}q/(H・d1) H=2(d1+d2/2) 当然ながら、式3おいて、複数個の導光板伝搬光部が存
在する場合には、式3のd1に対応する導光板伝搬光部
の輝度である。従って、蛍光管挿入溝の2つの側面に対
応する導光板伝搬光部の輝度は、蛍光管挿入溝の数とd
1によって異なる。
【0045】式3から、η=1、ε=0の条件のときT
が最大となり、η=0、ε=1の条件のときTが最小と
なり、d1≫d2である。Tの最大値をTmax、Tの最
小値をTminとすれば、Tmax=β(Q1/Q2+1/
2)(d2/d1)、Tmin=β(Q1/Q2)[d2
/(2・d1)]である。Q1とQ2の単位を度とすれ
ば、Q1<180°かつQ2<360°である。Q1と
Q2の最小値は90°程度と見込めるから、(Q1/Q
2)の最大値は2で最小値は1/4である。[d2/d
1]はバックライト装置の画面サイズと蛍光管挿入溝の
数によって変化するが、約0.1から0.06程度の範
囲と見込める。よって、2.5β×0.1と(0.05
/8)×βを四捨五入して、透過率は0.25β〜0.
008βの範囲にある。
が最大となり、η=0、ε=1の条件のときTが最小と
なり、d1≫d2である。Tの最大値をTmax、Tの最
小値をTminとすれば、Tmax=β(Q1/Q2+1/
2)(d2/d1)、Tmin=β(Q1/Q2)[d2
/(2・d1)]である。Q1とQ2の単位を度とすれ
ば、Q1<180°かつQ2<360°である。Q1と
Q2の最小値は90°程度と見込めるから、(Q1/Q
2)の最大値は2で最小値は1/4である。[d2/d
1]はバックライト装置の画面サイズと蛍光管挿入溝の
数によって変化するが、約0.1から0.06程度の範
囲と見込める。よって、2.5β×0.1と(0.05
/8)×βを四捨五入して、透過率は0.25β〜0.
008βの範囲にある。
【0046】輝度分布一定の条件はβ=1であるから、
実用的な透過率Trは式4aを満たすものである。
実用的な透過率Trは式4aを満たすものである。
【0047】(数4a)実用的な透過率Trは、Q1<
180°かつQ2<360°で、Tmax=(Q1/Q2
+1/2)(d2/d1)、Tmin=(Q1/Q2)
[{d2/(2・d1)}]としてTmin<Tr<Tmax
を満たすことあるいは、0.008<Tr<0.25を
満たす。
180°かつQ2<360°で、Tmax=(Q1/Q2
+1/2)(d2/d1)、Tmin=(Q1/Q2)
[{d2/(2・d1)}]としてTmin<Tr<Tmax
を満たすことあるいは、0.008<Tr<0.25を
満たす。
【0048】一方、バックライト装置の輝度分布は発光
面中央部の輝度を基準として±60%以内が実用的限度
とされる。従って、式3のTを標準値として、Tmax2=
1.6T、Tmin2=0.4Tとなる。さらに、γ=0.
1、η=0.65、ε=0.25とする場合が標準的実
使用条件に近い。実用的な透過率Trは式4bとしても
良い。
面中央部の輝度を基準として±60%以内が実用的限度
とされる。従って、式3のTを標準値として、Tmax2=
1.6T、Tmin2=0.4Tとなる。さらに、γ=0.
1、η=0.65、ε=0.25とする場合が標準的実
使用条件に近い。実用的な透過率Trは式4bとしても
良い。
【0049】(数4b)実用的な透過率TrはQ1<1
80°かつQ2<360°で、透過率の標準値をTと
し、ε<1,η<1,ε+η<1であって、 T=2・[(Q1/Q2)+η/2](d2/d1)×
[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)}] であり、Tmax2=1.6T、Tmin2=0.4Tとして、
1.6T>Tr>0.4Tである。
80°かつQ2<360°で、透過率の標準値をTと
し、ε<1,η<1,ε+η<1であって、 T=2・[(Q1/Q2)+η/2](d2/d1)×
[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)}] であり、Tmax2=1.6T、Tmin2=0.4Tとして、
1.6T>Tr>0.4Tである。
【0050】η=0.65、ε=0.25が標準条件で
ある。
ある。
【0051】このように、Q1、Q2、d1、d2は蛍
光管挿入溝の形状と蛍光管の配置が定まれば一義的に決
定される。従って、Q1、Q2、d1、d2、ε,η、
βをパラメータとして、式4a、4bを用いて光透過反
射膜の実用的な透過率のシミュレーションを簡易で正確
にできるから、蛍光管挿入導光板型バックライト装置の
開発設計が非常に容易で迅速にできる。
光管挿入溝の形状と蛍光管の配置が定まれば一義的に決
定される。従って、Q1、Q2、d1、d2、ε,η、
βをパラメータとして、式4a、4bを用いて光透過反
射膜の実用的な透過率のシミュレーションを簡易で正確
にできるから、蛍光管挿入導光板型バックライト装置の
開発設計が非常に容易で迅速にできる。
【0052】なお、d1は蛍光管挿入溝の2つの側面に
ついて同じとして式3と4を求めたが、異なる場合には
直下光部と比較した側面からの導光板伝搬光の輝度を基
準として補正する必要がある。例えば、一方の側面につ
いてd1とし、他方の側面については2d1であった場
合には、他方の側面による導光板伝搬光の輝度は1/2
となる(光量は一定で面積が2倍となるから)。
ついて同じとして式3と4を求めたが、異なる場合には
直下光部と比較した側面からの導光板伝搬光の輝度を基
準として補正する必要がある。例えば、一方の側面につ
いてd1とし、他方の側面については2d1であった場
合には、他方の側面による導光板伝搬光の輝度は1/2
となる(光量は一定で面積が2倍となるから)。
【0053】(実施の形態3)図5には発明の実施の形
態3における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示めす。図5は図1の蛍光管挿入溝12を導光板11の
長辺の中心線a−a′上に形成したもので、(A)は上
面図、(B)はb−b′断面図である。蛍光管挿入溝の
形成位置を変更した以外は図1と同様であるため説明を
省略する。式1のWをLに置き換えて、W=2(d1+
d2/2)とすれば同様に適用でき、その効果は実施の
形態1と同様である。当然ながら、式3、4aと4bも
同様に適用できる。
態3における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示めす。図5は図1の蛍光管挿入溝12を導光板11の
長辺の中心線a−a′上に形成したもので、(A)は上
面図、(B)はb−b′断面図である。蛍光管挿入溝の
形成位置を変更した以外は図1と同様であるため説明を
省略する。式1のWをLに置き換えて、W=2(d1+
d2/2)とすれば同様に適用でき、その効果は実施の
形態1と同様である。当然ながら、式3、4aと4bも
同様に適用できる。
【0054】(実施の形態4)図6には発明の実施の形
態4における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示す。図6は蛍光管挿入溝12に2本の蛍光管13を並
列に挿入配置(以降、2管配置と略する)したものであ
る。蛍光管13は蛍光管挿入溝12の中心(図6の中心
線a−a′)を基準として対称に配置される。このよう
に蛍光管が2本挿入配置する以外は図5と同様であるか
ら詳細な説明は省略する。
態4における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示す。図6は蛍光管挿入溝12に2本の蛍光管13を並
列に挿入配置(以降、2管配置と略する)したものであ
る。蛍光管13は蛍光管挿入溝12の中心(図6の中心
線a−a′)を基準として対称に配置される。このよう
に蛍光管が2本挿入配置する以外は図5と同様であるか
ら詳細な説明は省略する。
【0055】図7は図6に示すバックライト装置の光伝
搬を示す図である。(A)はバックライト装置からの放
射光の様子を示す図である。(B)は蛍光管13からの
放射光の角度を示す図である。蛍光管が1本(以降、単
管配置と略する)の場合の図3に対応する。図6に示す
ように発光面は、2管配置においても単管配置と同じく
導光板伝搬光部と直下光部とに分けられる。
搬を示す図である。(A)はバックライト装置からの放
射光の様子を示す図である。(B)は蛍光管13からの
放射光の角度を示す図である。蛍光管が1本(以降、単
管配置と略する)の場合の図3に対応する。図6に示す
ように発光面は、2管配置においても単管配置と同じく
導光板伝搬光部と直下光部とに分けられる。
【0056】図7(B)は図4と同様に光は蛍光管13
の中心より放射されるとした場合の放射角を示し、蛍光
管挿入溝12と蛍光管13とを座標上に表したものであ
る。P1とP2は蛍光管13の中心の座標、P3は座標
軸の原点を示す。なお、蛍光管は互いに対称に配置され
るから放射角も対称となるために1本の蛍光管の放射角
のみ示す。
の中心より放射されるとした場合の放射角を示し、蛍光
管挿入溝12と蛍光管13とを座標上に表したものであ
る。P1とP2は蛍光管13の中心の座標、P3は座標
軸の原点を示す。なお、蛍光管は互いに対称に配置され
るから放射角も対称となるために1本の蛍光管の放射角
のみ示す。
【0057】θ1は蛍光管13の光が底面に直接入射す
る角度、θ2は蛍光管13の光が側面に直接入射する角
度、θ4とθ5は反射シート15により反射された光が
底面に入射する角度、θ3、θ7とθ8は反射シート1
5により反射された光が側面に入射する角度である。
る角度、θ2は蛍光管13の光が側面に直接入射する角
度、θ4とθ5は反射シート15により反射された光が
底面に入射する角度、θ3、θ7とθ8は反射シート1
5により反射された光が側面に入射する角度である。
【0058】図7(B)より直下光部と導光板伝搬光部
のQ1とQ2が式5で求められる。2管配置の光透過反
射膜の透過率をT2とし、ε、η、γ、d1,d2、r
は式1〜4と同じ内容とする。
のQ1とQ2が式5で求められる。2管配置の光透過反
射膜の透過率をT2とし、ε、η、γ、d1,d2、r
は式1〜4と同じ内容とする。
【0059】
【式5】Q2=2(θ1+θ4+θ5) Q1=(θ2+θ3+θ7+θ8) 式5のQ2は2本の蛍光管による光の放射角の総和とな
る点が単管の場合と異なる。式3と式5より、2管配置
の場合に関する光透過反射膜の透過率T2とすれば式6
で与えられる。
る点が単管の場合と異なる。式3と式5より、2管配置
の場合に関する光透過反射膜の透過率T2とすれば式6
で与えられる。
【0060】
【式6】T2=β{(θ2+θ3+θ7+θ8)+(θ1+θ
4+θ5)η}d2×1/[2(θ1+θ4+θ5)
{(1+ε)・d1+η・β・d2/2}] 但し、η+ε+γ=1 さらに、2管配置の場合においても、実用的な光透過反
射膜の透過率は式4aと4bで定められる。
4+θ5)η}d2×1/[2(θ1+θ4+θ5)
{(1+ε)・d1+η・β・d2/2}] 但し、η+ε+γ=1 さらに、2管配置の場合においても、実用的な光透過反
射膜の透過率は式4aと4bで定められる。
【0061】蛍光管の直径が3.6mmの場合につい
て、式4a、4bと6によってシミュレーションした結
果を計算2に示す。(長さの単位はmmである)
て、式4a、4bと6によってシミュレーションした結
果を計算2に示す。(長さの単位はmmである)
【0062】 (計算2) 条件:k=6.6、k2=2.8、k3=6.6、k4=2.8、d1=113.4、 d2=13.2、El=74.8%、ε=0.25、η=0.65、γ=0.1 [θ1=113°、θ2=82°、θ3=31°、θ4=6°、θ5=20°、 θ6=22°、θ7=13.5°、θ8=3.7°、d1=113.4、d2=13.2] T=0.072 Tmax=0.113、Tmin=0.027 Tmax2=0.115、Tmin2=0.029 このように蛍光管挿入溝12に蛍光管を2管配置した場
合も図1と同様の効果が得られる。図面は省略するが、
蛍光管挿入溝12を中心線b−b′に形成し蛍光管を2
管挿入配置した場合も全く同様であることは言うまでも
ない。いずれの場合にも、式3、4aと4bを適用でき
る。
合も図1と同様の効果が得られる。図面は省略するが、
蛍光管挿入溝12を中心線b−b′に形成し蛍光管を2
管挿入配置した場合も全く同様であることは言うまでも
ない。いずれの場合にも、式3、4aと4bを適用でき
る。
【0063】(実施の形態5)図8には発明の実施の形
態5における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示す。図8は図6の蛍光管挿入溝12の中心線上(中心
線a―a′)に蛍光管反射板20を形成(以降、2管配
置反射板付と略する)したものである。バックライト装
置の光利用率を高めることを目的としている。それ以外
は図6と全く同様である。
態5における液晶表示用のバックライト装置の構成図を
示す。図8は図6の蛍光管挿入溝12の中心線上(中心
線a―a′)に蛍光管反射板20を形成(以降、2管配
置反射板付と略する)したものである。バックライト装
置の光利用率を高めることを目的としている。それ以外
は図6と全く同様である。
【0064】図8はバックライト装置の光伝搬の様子と
蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表し光の放射角度を
図である。図9(A)は図7(A)と同様に導光板伝搬
光部と直下光部の光伝搬の様子を示し、図9(B)は図
7(B)と同様に蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表
し光の放射角度を示すもので記号は同じである。蛍光管
反射板20の反射シート15からの距離を高さとし、
(0,j)の座標で表している。
蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表し光の放射角度を
図である。図9(A)は図7(A)と同様に導光板伝搬
光部と直下光部の光伝搬の様子を示し、図9(B)は図
7(B)と同様に蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表
し光の放射角度を示すもので記号は同じである。蛍光管
反射板20の反射シート15からの距離を高さとし、
(0,j)の座標で表している。
【0065】図9(C)には蛍光管反射板20の高さに
よる直下光部の輝度を示すように、蛍光管反射板20の
高さが高くなると直下光部に明と暗で示す輝度差が生じ
る。これは、蛍光管反射板20の影といってもよいがバ
ックライト装置の輝度の均一性を損なう。従って、本願
発明では、蛍光管反射板20の高さは、蛍光管反射板の
先端(図9(B)の座標(0,j))と側面と底面との
コーナを結ぶ直線より下となるものとする。蛍光管13
の半径をrとすれば、蛍光管反射板20の高さは、すな
わちjはj<r+k2を満たす。
よる直下光部の輝度を示すように、蛍光管反射板20の
高さが高くなると直下光部に明と暗で示す輝度差が生じ
る。これは、蛍光管反射板20の影といってもよいがバ
ックライト装置の輝度の均一性を損なう。従って、本願
発明では、蛍光管反射板20の高さは、蛍光管反射板の
先端(図9(B)の座標(0,j))と側面と底面との
コーナを結ぶ直線より下となるものとする。蛍光管13
の半径をrとすれば、蛍光管反射板20の高さは、すな
わちjはj<r+k2を満たす。
【0066】図9(B)のθ1は蛍光管13の光が底面
に直接入射する角度、θ2は蛍光管13の光が側面に直
接入射する角度、θ4は反射シート15により反射され
た光が底面に入射する角度、θ3は反射シート15によ
り反射された光が側面に入射する角度、θ7とθ8は反
射シート15と蛍光管反射板20で反射されて底面に入
射する角度、θ5、θ6とθ10は反射シート15と蛍
光管反射板20で反射されて側面に入射する角度であ
る。以上の角度により2管配置反射板付のQ1とQ2が
式7で求められる。
に直接入射する角度、θ2は蛍光管13の光が側面に直
接入射する角度、θ4は反射シート15により反射され
た光が底面に入射する角度、θ3は反射シート15によ
り反射された光が側面に入射する角度、θ7とθ8は反
射シート15と蛍光管反射板20で反射されて底面に入
射する角度、θ5、θ6とθ10は反射シート15と蛍
光管反射板20で反射されて側面に入射する角度であ
る。以上の角度により2管配置反射板付のQ1とQ2が
式7で求められる。
【0067】
【式7】Q1=(θ2+θ3+θ5+θ6+θ10) Q2=2(θ1+θ4+θ7+θ8) 従って、2管配置反射板付の場合に関する光透過反射膜
の透過率T3は式3と7から式8で与えられる。
の透過率T3は式3と7から式8で与えられる。
【0068】
【式8】T3=β{(θ2+θ3+θ5+θ6+θ10)+η
(θ1+θ4+θ7+θ8)}×d2/[(θ1+θ4+θ7
+θ8){2(1+ε)d1+η・β・d2}] 2管配置反射板付の場合にも式4aと4bが適用できる
ことは言うまでもない。
(θ1+θ4+θ7+θ8)}×d2/[(θ1+θ4+θ7
+θ8){2(1+ε)d1+η・β・d2}] 2管配置反射板付の場合にも式4aと4bが適用できる
ことは言うまでもない。
【0069】蛍光管の直径が3.6mmの場合につい
て、式4a、4bと8によってシミュレーションした結
果を計算3に示す。(長さの単位はmmである)
て、式4a、4bと8によってシミュレーションした結
果を計算3に示す。(長さの単位はmmである)
【0070】 (計算3) 条件:k=6.6、k2=2.8、k3=6.6、k4=2.8、d1=113.4、d2=13. 2、El=80.6%、ε=0.25、η=0.65、γ=0.1 [θ1=113°、θ2=81°、θ3=31°、θ4=6°、θ5=11.5°、 θ6=1°、θ7=4°、θ8=27.5°、θ9=0°、θ10=15°] T=0.071 Tmax=0.112、Tmin=0.027 Tmax2=0.114、Tmin2=0.029 このように2管配置反射板付の場合には光利用率が向上
する。蛍光管反射板20は反射シート15に装着する構
成でも良い。また、蛍光管反射板20と反射シート15
を樹脂あるいは金属等に反射膜を形成して一体型の反射
板としても良い。さらに、図10には蛍光管反射板20
の一例を示すが、図10に示すような水平部と垂直部と
垂直部と水平部のつなぎが曲面となるような構成の反射
板を蛍光管挿入溝にはめこんでも良い。
する。蛍光管反射板20は反射シート15に装着する構
成でも良い。また、蛍光管反射板20と反射シート15
を樹脂あるいは金属等に反射膜を形成して一体型の反射
板としても良い。さらに、図10には蛍光管反射板20
の一例を示すが、図10に示すような水平部と垂直部と
垂直部と水平部のつなぎが曲面となるような構成の反射
板を蛍光管挿入溝にはめこんでも良い。
【0071】(実施の形態6)図11には発明の実施の
形態6におけるバックライト装置の構成図を示す。図1
1は図8の蛍光管挿入溝12を導光板11の短辺の中心
線b−b′上に形成したものである。蛍光管挿入溝の形
成位置を変更した以外は図8と同様であるため説明を省
略する。式3、4a、4b、7、8は図11の場合にも
同様に適用でき、その効果は実施の形態4と全く同様で
ある。
形態6におけるバックライト装置の構成図を示す。図1
1は図8の蛍光管挿入溝12を導光板11の短辺の中心
線b−b′上に形成したものである。蛍光管挿入溝の形
成位置を変更した以外は図8と同様であるため説明を省
略する。式3、4a、4b、7、8は図11の場合にも
同様に適用でき、その効果は実施の形態4と全く同様で
ある。
【0072】(実施の形態7)図12は発明の実施の形
態7におけるバックライト装置の構成図を示す。図12
(A)は上面図、(B)はa−a′断面図である。この
実施例は、短辺側の中心線Coを基準として互いに対称
となる距離S1の位置に蛍光管挿入溝12を形成し、夫
々の蛍光管挿入溝12に蛍光管を1本挿入配置した構成
とするものである。
態7におけるバックライト装置の構成図を示す。図12
(A)は上面図、(B)はa−a′断面図である。この
実施例は、短辺側の中心線Coを基準として互いに対称
となる距離S1の位置に蛍光管挿入溝12を形成し、夫
々の蛍光管挿入溝12に蛍光管を1本挿入配置した構成
とするものである。
【0073】2つの蛍光管挿入溝12の中心線を夫々C
1、C2とする。図12では導光板の端と蛍光管挿入溝
12の中心線C1、C2までの距離をS2として、C1
とC2間の距離を2×S1として、S1とS2により導
光板の輝度分布(Y方向の輝度分布)を調整する。
1、C2とする。図12では導光板の端と蛍光管挿入溝
12の中心線C1、C2までの距離をS2として、C1
とC2間の距離を2×S1として、S1とS2により導
光板の輝度分布(Y方向の輝度分布)を調整する。
【0074】単管配置のバックライト装置の輝度を向上
させる場合に適する。光利用率が高いことが特徴であ
る。
させる場合に適する。光利用率が高いことが特徴であ
る。
【0075】図13に図12(A)のa−a′断面図の
輝度分布の一例を示す。図13(A)はS1>S2の場
合の輝度分布を、(B)にはS1=S2とした場合の輝
度分布を示す。このように、S1とS2を変えることに
よって輝度分布を調整できる。
輝度分布の一例を示す。図13(A)はS1>S2の場
合の輝度分布を、(B)にはS1=S2とした場合の輝
度分布を示す。このように、S1とS2を変えることに
よって輝度分布を調整できる。
【0076】例えば、S2=1.2×S1とすれば、式
3をもとにすれば、S1領域の輝度はS2領域の輝度の
1.2倍となる。従って画面中央部の輝度を高くする大
画面テレビジョン受像器の液晶ディスプレイ等に有用で
ある。S1=S2の場合は、高品位の画質が要求される
CAD等の大画面モニターの液晶ディスプレイなどに有
用である。図面は省略するが、図12の蛍光管挿入溝1
2を中心線a−a′を基準として互いに対称となる距離
S1の位置に形成しても同様の効果が得られる。但し、
輝度分布はX方向に変化が付けられる。
3をもとにすれば、S1領域の輝度はS2領域の輝度の
1.2倍となる。従って画面中央部の輝度を高くする大
画面テレビジョン受像器の液晶ディスプレイ等に有用で
ある。S1=S2の場合は、高品位の画質が要求される
CAD等の大画面モニターの液晶ディスプレイなどに有
用である。図面は省略するが、図12の蛍光管挿入溝1
2を中心線a−a′を基準として互いに対称となる距離
S1の位置に形成しても同様の効果が得られる。但し、
輝度分布はX方向に変化が付けられる。
【0077】さらに、X方向あるいはY方向に蛍光管挿
入溝を複数個(n>2)形成しても同様の効果が得られ
る。即ち、導光板の短辺あるいは長辺の中心線(中心線
a−a′あるいはb−b′)を基準として互いに対称
で、隣り合う蛍光管挿入溝の間隔が2×S1である蛍光
管挿入溝を2n個形成する。但し、nは正の整数とす
る。蛍光管挿入溝に平行な導光板の端(短辺あるいは長
辺)とそれに近接する蛍光管挿入溝の中心までの距離を
S2とする。従って、蛍光管挿入溝が短辺に平行であれ
ばW=(2n−1)×2×S1+2×S2であり、長辺
に平行であればL=(2n−1)×2×S1+2×S2
である。よって、図12はn=1で蛍光管挿入溝は長辺
に平行な場合に相当する。
入溝を複数個(n>2)形成しても同様の効果が得られ
る。即ち、導光板の短辺あるいは長辺の中心線(中心線
a−a′あるいはb−b′)を基準として互いに対称
で、隣り合う蛍光管挿入溝の間隔が2×S1である蛍光
管挿入溝を2n個形成する。但し、nは正の整数とす
る。蛍光管挿入溝に平行な導光板の端(短辺あるいは長
辺)とそれに近接する蛍光管挿入溝の中心までの距離を
S2とする。従って、蛍光管挿入溝が短辺に平行であれ
ばW=(2n−1)×2×S1+2×S2であり、長辺
に平行であればL=(2n−1)×2×S1+2×S2
である。よって、図12はn=1で蛍光管挿入溝は長辺
に平行な場合に相当する。
【0078】また、導光板の短辺あるいは長辺の中心線
(中心線a−a′あるいはb−b′)を基準として互い
に対称で、隣り合う蛍光管挿入溝の間隔が2×S1であ
る蛍光管挿入溝を2n個、中心線a−a′あるいはb−
b′上に1個、合計2n+1個の蛍光管を形成する。蛍
光管挿入溝に平行な導光板の端(短辺あるいは長辺)と
それに近接する蛍光管挿入溝の中心までの距離をS2と
する。従って、蛍光管挿入溝が短辺に平行であればW=
(2n−1)×2×S1+2×S2であり、長辺に平行
であればL=(2n−1)×2×S1+2×S2であ
る。図1、5、6、8、11はn=0でWあるいはLが
2×S2の場合に相当する。
(中心線a−a′あるいはb−b′)を基準として互い
に対称で、隣り合う蛍光管挿入溝の間隔が2×S1であ
る蛍光管挿入溝を2n個、中心線a−a′あるいはb−
b′上に1個、合計2n+1個の蛍光管を形成する。蛍
光管挿入溝に平行な導光板の端(短辺あるいは長辺)と
それに近接する蛍光管挿入溝の中心までの距離をS2と
する。従って、蛍光管挿入溝が短辺に平行であればW=
(2n−1)×2×S1+2×S2であり、長辺に平行
であればL=(2n−1)×2×S1+2×S2であ
る。図1、5、6、8、11はn=0でWあるいはLが
2×S2の場合に相当する。
【0079】このような複数個の蛍光管挿入溝が形成さ
れるバックライト装置は、高輝度が要求される超大画面
の液晶表示用に適する。当然であるが、式3と4は問題
なく適用できる。
れるバックライト装置は、高輝度が要求される超大画面
の液晶表示用に適する。当然であるが、式3と4は問題
なく適用できる。
【0080】(実施の形態8)図14は発明の実施の形
態8におけるバックライト装置の構成図を示す。図14
は上面図、(B)はb−b′断面図である。この実施例
は、短辺側の中心線Coを基準として互いに対称となる
距離S1の位置に蛍光管挿入溝12を形成し、夫々の蛍
光管挿入溝12に2本の蛍光管を並列に挿入配置した構
成とするものである。この2管配置は図6と同様であ
り、蛍光管13は蛍光管挿入溝12の中心線(図14の
C1とC2)を基準として対称に配置される。
態8におけるバックライト装置の構成図を示す。図14
は上面図、(B)はb−b′断面図である。この実施例
は、短辺側の中心線Coを基準として互いに対称となる
距離S1の位置に蛍光管挿入溝12を形成し、夫々の蛍
光管挿入溝12に2本の蛍光管を並列に挿入配置した構
成とするものである。この2管配置は図6と同様であ
り、蛍光管13は蛍光管挿入溝12の中心線(図14の
C1とC2)を基準として対称に配置される。
【0081】隣り合う蛍光管挿入溝12の中心線間の距
離は2・S1、導光板の短辺側の端と中心線C1とC2
までの距離はS2である。S1とS2を調整して輝度を
制御することは図12の場合と同様であるため説明は省
略する。当然ながら、図12の構成に2管配置を加えた
構成でも全く同様の効果が得られる。
離は2・S1、導光板の短辺側の端と中心線C1とC2
までの距離はS2である。S1とS2を調整して輝度を
制御することは図12の場合と同様であるため説明は省
略する。当然ながら、図12の構成に2管配置を加えた
構成でも全く同様の効果が得られる。
【0082】図15は発明の実施の形態7におけるバッ
クライト装置の第2の構成図を示す。図15は中心線C
1とC2上に蛍光管反射板20を装着した2管配置反射
板付である。これ以外は、図14と同様であるため説明
は省略する。
クライト装置の第2の構成図を示す。図15は中心線C
1とC2上に蛍光管反射板20を装着した2管配置反射
板付である。これ以外は、図14と同様であるため説明
は省略する。
【0083】本実施例においても、X方向あるいはY方
向に蛍光管挿入溝を複数個(n>2)形成しても同様の
効果が得られ、高輝度が要求される超大画面液晶表示用
バックライト装置に適する。さらに、図12に2管配置
反射板付を加えた構成でも同様の効果が得られ、式3、
4aと4bが適用できることは言うまでもない。
向に蛍光管挿入溝を複数個(n>2)形成しても同様の
効果が得られ、高輝度が要求される超大画面液晶表示用
バックライト装置に適する。さらに、図12に2管配置
反射板付を加えた構成でも同様の効果が得られ、式3、
4aと4bが適用できることは言うまでもない。
【0084】(実施の形態9)図1、図3〜9、図1
1、12、14、15では蛍光管挿入溝12の断面形状
が長方形としているが、一例としたのであって、これに
限定するものではない。図16は発明の実施の形態9に
おける蛍光管挿入溝12の断面図の一例を示すものであ
る。
1、12、14、15では蛍光管挿入溝12の断面形状
が長方形としているが、一例としたのであって、これに
限定するものではない。図16は発明の実施の形態9に
おける蛍光管挿入溝12の断面図の一例を示すものであ
る。
【0085】図16(A)は図1、図3〜9、図11、
12、14、15で示す蛍光管挿入溝12の断面形状で
あるが、中央部の透過率をTaとし、両端の透過率をT
bとした光透過反射膜14を底面に形成するものであ
る。(B)は底面の断面形状を台形としたもので、台形
の斜辺と上辺に光透過反射膜14を形成し、斜辺に形成
した光透過反射膜14の透過率をTa、上辺に形成した
光透過反射膜14の透過率をTbとするものである。
(C)は底面と側面とのコーナ部を曲線としたものであ
り、導光板と平行な底面部には(斜線で示す)透過率T
aの光透過反射膜14を、コーナ部には透過率Tbの光
透過反射膜14を形成するものである。(D)は底面を
曲面(楕円あるいは円)とし、中央部の透過率をTaと
し、両端の透過率をTbとした光透過反射膜14を底面
に形成するものである。もちろん、Ta=Tbであって
も良い。なお、図16の光透過反射膜14は、説明を容
易にするために膜厚を誇張した図としている。
12、14、15で示す蛍光管挿入溝12の断面形状で
あるが、中央部の透過率をTaとし、両端の透過率をT
bとした光透過反射膜14を底面に形成するものであ
る。(B)は底面の断面形状を台形としたもので、台形
の斜辺と上辺に光透過反射膜14を形成し、斜辺に形成
した光透過反射膜14の透過率をTa、上辺に形成した
光透過反射膜14の透過率をTbとするものである。
(C)は底面と側面とのコーナ部を曲線としたものであ
り、導光板と平行な底面部には(斜線で示す)透過率T
aの光透過反射膜14を、コーナ部には透過率Tbの光
透過反射膜14を形成するものである。(D)は底面を
曲面(楕円あるいは円)とし、中央部の透過率をTaと
し、両端の透過率をTbとした光透過反射膜14を底面
に形成するものである。もちろん、Ta=Tbであって
も良い。なお、図16の光透過反射膜14は、説明を容
易にするために膜厚を誇張した図としている。
【0086】図16(A)〜(D)に示すように、底面
の断面形状を変えて、光透過反射膜の透過率が一様でな
く底面部の場所によって変化(図16では2種類の透過
率としている)させて、蛍光管挿入導光板型バックライ
ト装置の輝度を制御することができる。図16の蛍光管
挿入溝は図1、図3〜9、図11、12、14、15で
は蛍光管挿入溝12に適用できる。式1〜8と同様の方
法により輝度と光透過反射膜の透過率を求めることがで
きる。
の断面形状を変えて、光透過反射膜の透過率が一様でな
く底面部の場所によって変化(図16では2種類の透過
率としている)させて、蛍光管挿入導光板型バックライ
ト装置の輝度を制御することができる。図16の蛍光管
挿入溝は図1、図3〜9、図11、12、14、15で
は蛍光管挿入溝12に適用できる。式1〜8と同様の方
法により輝度と光透過反射膜の透過率を求めることがで
きる。
【0087】これまで、蛍光管とのみ表記したが、蛍光
管には熱陰極型と冷陰極型がある。熱陰極蛍光管は管径
が大きく導光板の厚みを大にする必要があり、バックラ
イト装置の厚みを大きくできる超大型画面サイズの液晶
表示用に適する。超大型画面サイズを除く液晶表示用、
もしくは導光板の厚みを薄くする液晶表示用には冷陰極
蛍光管が適することを加えておく。
管には熱陰極型と冷陰極型がある。熱陰極蛍光管は管径
が大きく導光板の厚みを大にする必要があり、バックラ
イト装置の厚みを大きくできる超大型画面サイズの液晶
表示用に適する。超大型画面サイズを除く液晶表示用、
もしくは導光板の厚みを薄くする液晶表示用には冷陰極
蛍光管が適することを加えておく。
【0088】反射シート15には、フィルムに反射率が
高く散乱性の高い金属膜を形成したものでも、反射率と
散乱性を高くした金属板を用いても良い。また、フレー
ム18と反射シート15とを一体化した構成であっても
良い。
高く散乱性の高い金属膜を形成したものでも、反射率と
散乱性を高くした金属板を用いても良い。また、フレー
ム18と反射シート15とを一体化した構成であっても
良い。
【0089】レンズシート17は必要に応じて装着する
ものであって、装着されなくとも本願発明の効果は損な
われない。また、レンズシート17に換えてライトカー
テンを装着するか拡散シートを重ねて装着しバックライ
ト装置の調光を行うことができることを付け加えてお
く。
ものであって、装着されなくとも本願発明の効果は損な
われない。また、レンズシート17に換えてライトカー
テンを装着するか拡散シートを重ねて装着しバックライ
ト装置の調光を行うことができることを付け加えてお
く。
【0090】
【発明の効果】以上のように、蛍光管挿入溝の底面に光
透過反射膜を形成することにより、蛍光管挿入導光板型
バックライト装置の欠点である蛍光管挿入部の輝度むら
をなくし、光透過反射膜の透過率を簡易な方法で正確に
シミュレーションして、液晶表示に適した光利用率が高
いコンパクトなバックライト装置を低価格で実現できる
という効果がある。大画面液晶装置のバックライト装置
には前記効果が一層顕著に現れる。
透過反射膜を形成することにより、蛍光管挿入導光板型
バックライト装置の欠点である蛍光管挿入部の輝度むら
をなくし、光透過反射膜の透過率を簡易な方法で正確に
シミュレーションして、液晶表示に適した光利用率が高
いコンパクトなバックライト装置を低価格で実現できる
という効果がある。大画面液晶装置のバックライト装置
には前記効果が一層顕著に現れる。
【図1】発明の実施の形態1におけるバックライト装置
の構成図
の構成図
【図2】図1のa−a´断面における輝度分布の一例を
示す図
示す図
【図3】バックライト装置の光伝搬を示す図
【図4】蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表す図
【図5】発明の実施の形態3におけるバックライト装置
の構成図
の構成図
【図6】発明の実施の形態4におけるバックライト装置
の構成図
の構成図
【図7】図6に示すバックライト装置の光伝搬の様子と
蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表し光の放射角度図
蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表し光の放射角度図
【図8】発明の実施の形態5におけるバックライト装置
の構成図
の構成図
【図9】図8に示すバックライト装置の光伝搬の様子と
蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表し光の放射角度図
蛍光管と蛍光管挿入溝を座標軸上で表し光の放射角度図
【図10】蛍光管反射板の一例を示す図
【図11】発明の実施の形態6におけるバックライト装
置の構成図
置の構成図
【図12】発明の実施の形態7におけるバックライト装
置の構成図
置の構成図
【図13】図12のa−a´断面における輝度分布の一
例を示す図
例を示す図
【図14】発明の実施の形態8におけるバックライト装
置の構成図
置の構成図
【図15】発明の実施の形態8におけるバックライト装
置の第2の構成図
置の第2の構成図
【図16】実施の形態9における蛍光管挿入溝の断面の
一例を示す図
一例を示す図
【図17】従来のバックライト装置の構成図を示す図
【図18】図17のa−a´断面における輝度分布の一
例を示す図
例を示す図
11,101 導光板 12,105 蛍光管挿入溝 13,104 蛍光管 14 光透過拡散シート又は膜 15 反射シート 16 拡散シート 17 レンズシート 18,103 フレーム 19,110 リード線 20 蛍光管反射板 102 反射シート1 106 ライトカーテン 107 拡散シート 108 反射面 109 反射シート2 a,a´ 長辺の中心線 b,b´ 短辺の中心線 Co 導光板の中心線 C1,C2 蛍光管挿入溝の中心線 d バックライト装置の厚さ d1 蛍光管挿入溝の幅 d2 導光板伝搬光部の長さ H 蛍光管挿入溝の長さ El 光利用率 L 導光板の短辺の長さ W 導光板の長辺の長さ P1,P2 蛍光管の中心の座標 P3 座標の原点 Φ1〜Φ4、θ1〜θ11、A1〜A3 光の放射角 k 蛍光管挿入溝の深さ k2 蛍光管の中心から反射シートまでの距離 k3 蛍光管の中心から側面までの距離 k4 蛍光管挿入溝の中心と蛍光管の中心間の距離 S,S1 蛍光管挿入溝の中心線と導光板の中心線間の
距離 S,S2 蛍光管挿入溝の中心線と導光板の端との距離 T,T2,T3,Tr,Ta,Tb 光透過反射膜の透
過率 Tr 実用的な透過率 Tmax,Tmax2 透過率の最大値 Tmin,Tmin2 透過率の最小値 ε 底面に入射する反射光の利用率 η 側面に入射する反射光の利用率 γ 蛍光管の光吸収率
距離 S,S2 蛍光管挿入溝の中心線と導光板の端との距離 T,T2,T3,Tr,Ta,Tb 光透過反射膜の透
過率 Tr 実用的な透過率 Tmax,Tmax2 透過率の最大値 Tmin,Tmin2 透過率の最小値 ε 底面に入射する反射光の利用率 η 側面に入射する反射光の利用率 γ 蛍光管の光吸収率
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 336 G09F 9/00 336F (72)発明者 山内 英樹 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) 2H038 AA52 AA55 2H042 DA06 DA21 DB01 DC01 DC02 DE00 2H091 FA16Z FA23Z FA32Z FA42Z FC12 FD06 FD13 LA12 LA18 5G435 AA01 BB12 EE26 FF03 FF06 GG24 LL08 LL13
Claims (14)
- 【請求項1】 導光板の一方の面を発光面とし他方の面
を反射面として、前記導光板と、前記発光面に装着され
る拡散シートと、前記反射面に装着される反射シート
と、蛍光管とを備えた液晶表示用のバックライト装置で
あって、 底面と前記発光面に垂直な側面とを有する蛍光管挿入溝
を前記導光板の反射面に形成し、 前記蛍光管挿入溝の底面に光透過反射膜を形成すること
と前記蛍光管挿入溝の底面に光透過反射膜を形成したシ
ートを貼付することとからいずれか一つを選択するもの
として、前記蛍光管挿入溝に蛍光管を挿入配置したこと
を特徴とする液晶表示用バックライト装置。 - 【請求項2】 前記導光板の短辺の長さをLとし長辺の
長さをWとして、前記蛍光管挿入溝は、 前記長辺に平行で、前記短辺の中心線を基準として互い
に対称な位置に、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距
離を2×S1として、nを正の整数として2n個形成さ
れ、前記中心線上に1個形成されて合計2n+1個であ
って、前記長辺と前記長辺に近接する蛍光管挿入溝の中
心線間の距離をS2とし、L=(2n−1)×2×S1
+2×S2とすることと、 前記短辺に平行で、前記長辺の中心線を基準として互い
に対称な位置に、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距
離を2×S1として、nを正の整数として2n個形成さ
れ、前記中心線上に1個形成され合計2n+1個であっ
て、前記短辺と前記短辺に近接する蛍光管挿入溝の中心
線間の距離をS2とし、W=(2n−1)×2×S1+
2×S2とすることと、とから、いずれか一つを選択す
ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示用バック
ライト装置。 - 【請求項3】 前記導光板の短辺の長さをLとし長辺の
長さをWとして、 前記蛍光管挿入溝は前記長辺に平行で前記短辺の中心線
を基準として互いに対称な位置に、隣り合う蛍光管挿入
溝の中心線間の距離を2×S1として、nを正の整数と
して2n個形成され、前記長辺と前記長辺に近接する蛍
光管挿入溝の中心線間の距離をS2とし、L=(2n−
1)×2×S1+S2とすることと、 前記短辺に平行で前記長辺の中心線を基準として互いに
対称であって、隣り合う蛍光管挿入溝の中心線間の距離
を2×S1として、nを正の整数として2n個形成さ
れ、前記短辺と前記短辺に近接する蛍光管挿入溝の中心
線間の距離をS2とし、W=(2n−1)×2×S1+
S2とすることと、とから、いずれか一つを選択するこ
とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示用バックライ
ト装置。 - 【請求項4】 前記S1とS2とは、S1=S2を満た
すことを特徴とする請求項2と3に記載の液晶表示用バ
ックライト装置。 - 【請求項5】 請求項2においてn=0、W=2×S2
あるいはL=2×S2とし、前記蛍光管挿入溝は導光板
の中央部に一つ形成されることを特徴とする請求項2に
記載の液晶表示用バックライト装置。 - 【請求項6】 請求項3においてn=1として、蛍光管
挿入溝は前記長辺あるいは短辺の中心線を基準として対
称となる位置に夫々形成されて2個とする請求項3に記
載の液晶表示用バックライト装置。 - 【請求項7】 前記蛍光管は、蛍光管の中心と前記蛍光
管挿入溝の中心とを結ぶ線上に1本挿入配置することを
特徴とする請求項1、2と3に記載の液晶表示用バック
ライト装置。 - 【請求項8】 前記蛍光管は、前記蛍光管挿入溝の中心
を基準として互いに対称となる位置に1本ずつ合計2本
挿入配置することを特徴とする請求項1、2と3に記載
の液晶表示用バックライト装置。 - 【請求項9】 蛍光管反射板は、、前記2本の蛍光管の
中心を結ぶ直線のほぼ中央にあって、前記蛍光管挿入溝
の底面とほぼ垂直となるように配置され、 前記蛍光管反射板の高さを前記導光板の反射面からの距
離とし、前記蛍光管反射板の高さは、蛍光管反射板の先
端と蛍光管挿入溝の底面と側面とが接するコーナー部と
を結ぶ直線を越えないものとすることを特徴とする請求
項8に記載の液晶表示用バックライ装置。 - 【請求項10】 前記光透過反射膜は散乱性物質を印刷
あるいは塗布することによって形成されることを特徴と
する請求項1、2と3に記載の液晶表示用バックライト
装置。 - 【請求項11】 Q1を前記蛍光管挿入溝の側面に入射
する蛍光管の放射角の総和とし、Q2を前記蛍光管挿入
溝の底面に入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q1<
180°とQ2<360°を満たすものであって、Hを
前記蛍光管挿入溝の長さとし、d2を前記蛍光管挿入溝
の幅とし、d1は、 前記蛍光管挿入溝の一方の側面から導光板の端までの距
離とことと、 前記蛍光管挿入溝の一方の側面に隣接する第2の蛍光管
挿入溝の側面までの距離とすることとからいずれか一つ
を選択するものとして、 前記光透過反射膜の透過率Trは [(Q1/Q2)+0.5](d2/d1)>Tr>(Q1/Q
2)[d2/(2・d1)] 満たすことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示用バ
ックライト装置。 - 【請求項12】 前記光透過反射膜の透過率Trは、
0.25>Tr>0.008を満たすことを特徴とする
請求項1に記載の液晶表示用バックライト装置。 - 【請求項13】 Q1を前記蛍光管挿入溝の側面に入射
する蛍光管の放射角の総和とし、Q2を前記蛍光管挿入
溝の底面に入射する蛍光管の放射角の総和とし、Q1<
180°とQ2<360°を満たすものであって、Hを
前記蛍光管挿入溝の長さとし、d2を前記蛍光管挿入溝
の幅とし、 d1は、 前記蛍光管挿入溝の一方の側面から導光板の端までの距
離とことと、 前記蛍光管挿入溝の一方の側面に隣接する第2の蛍光管
挿入溝の側面までの距離とすることとからいずれか一つ
を選択するものとして、 εを側面に入射する反射光の利用率、ηを底面に入射す
る反射光の利用率とすれば、ε<1、η<1、ε+η<
1を満たすものとし、 前記光透過反射膜の透過率Trは、前記透過率の標準値
Tを T=2・β[(Q1/Q2)+η/2](d2/d1)
×[1/{2(1+ε)+η(d2/d1)} として、1.6T>Tr>0.4Tを満たすことを特徴
とする請求項1に記載の液晶表示用バックライト装置。 - 【請求項14】 前記透過率の標準値Tにおいて、ε=
0.25、η=0.65とする請求項13に記載の液晶
表示用バックライト装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11068153A JP2000267096A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 液晶表示用バックライト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11068153A JP2000267096A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 液晶表示用バックライト装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000267096A true JP2000267096A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13365524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11068153A Pending JP2000267096A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 液晶表示用バックライト装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000267096A (ja) |
Cited By (12)
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-
1999
- 1999-03-15 JP JP11068153A patent/JP2000267096A/ja active Pending
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