JP2000267096A - 液晶表示用バックライト装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。）

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００５０】η＝０．６５、ε＝０．２５が標準条件で
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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【図２】図１のａ−ａ´断面における輝度分布の一例を
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

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【図１３】図１２のａ−ａ´断面における輝度分布の一
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

【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

【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

【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

【符号の説明】

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

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)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。