JP2002116705A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＣＤパネルの照光面に管ムラの少ないバッ
クライト装置を提供する。 【解決手段】 上面開口の扁平な筐体１内部に少なくと
も１本以上の円筒光源３と光の反射体２を配し、筐体１
の開口部１９に光透過拡散板４を具備したバックライト
装置６において、筐体１内面の少なくとも１部分に光反
射体２とは反射率の異なるパターン１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイに
使用されるバックライト装置に係わり、特にバックライ
トの管ムラを少なくしたバックライト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロコンピュータ、テレビジョン受
像機等の電子機器の表示装置として利用されているＬＣ
Ｄ（液晶ディスプレイ）は非発光性のため、バックライ
ト装置の様な外部照射用の光源を必要としている。

【０００３】この様なバックライト装置としては円筒光
源に冷陰極管又は熱陰極管等の細径の蛍光管を用いるの
が一般的であり、構造としては導光板の側面に蛍光管を
配設したエッジライト方式と、筐体内部に反射体（以下
反射板と記す）及び蛍光管を収納し、筐体開口に配設し
た光透過拡散板に蛍光管からの直接光及び蛍光管からの
光を反射板で反射させた光を光透過拡散板で入射拡散さ
せて均一な面状光を出光させる様にした直下方式が知ら
れている。

【０００４】上述の直下方式或はエッジライト方式はＬ
ＣＤの要求性能に応じて選択されるが直下方式は蛍光管
の直接光を利用するためエッジライト方式に比較して光
の利用効率が高く、モニタ用、テレビジョン受像機用等
の高輝度を必要とする用途に適している。

【０００５】図１０は従来の直下方式のバックライト装
置を示す平面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ′断面
矢視図、図１２（Ａ），（Ｂ）は図１０のＢ−Ｂ′断面
矢視図を、図１２（Ｂ）は光透過拡散板上の光量分布を
示している。

【０００６】バックライトのランプハウスとなる筐体１
は上面に開口部１ａを有する断面が台形状とされた箱状
と成され、白色高反射グレード成型樹脂で一体成型する
か、金属板或は金属板と成型樹脂を組み合わせて作製す
る。

【０００７】筐体１内には高反射塗料を塗布するか、高
反射フィルム材等を貼着させて反射面としての反射板２
を形成する。

【０００８】蛍光管等の円筒光源３は筐体１の底面から
１〜２ｍｍ程度離間した位置に保持されるように端部を
高反射グレード樹脂の射出成型で得た円筒光源支持台５
（図１０〜図１２では筐体１の側板と一体化されてい
る）に固定しており、配置する本数は要求される輝度に
よって決定する。

【０００９】上記した各部品を組み立て、上面に乳白色
アクリル材等を用いた光透過拡散板４を開口部１を覆う
様に配置させることでバックライト装置６が構成され、
円筒光源３から放射状に発した光は直接或は筐体１内の
反射板２で反射されて光透過拡散板４に到達し、光透過
拡散板４で面発光に変換される。

【００１０】ＬＣＤの表示品位の優劣を表す重要な要素
にバックライト装置６の照射面の輝度均一性がある。こ
の輝度均一性を表す要素の１つに管ムラがある。管ムラ
は図１２（Ｂ）に示す様に光透過拡散板４から出射する
照光面上の光を円筒光源３上部と隣接する円筒光源３の
中間部分で比較した場合の輝度変化率で隣接する円筒光
源値の（最大輝度−最小輝度）／最大輝度×１００％で
定義する。

【００１１】バックライト装置の拡散板４の照光面上で
輝度変化がある場合、その個所は視覚的に管ムラと認識
されてしまう。

【００１２】そのため、円筒光源３の固定位置、筐体１
の形状等の構造設計で可能な限り管ムラを小さくする設
計を行う必要があるが上記した従来のバックライト装置
６では管ムラを３〜４％以下に抑えることはできなかっ
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述構成のバックライ
ト装置６では円筒光源３から発光された光は放射線状に
広がり、光透過拡散板４上から出光される光量は図１３
に示すように円筒光源３から離れるに従って低下する単
一峰曲線７となる。

【００１４】また、複数の円筒光源３を一定の間隔を離
して並べた場合には各円筒光源３からの光量が積算され
光透過拡散板４上から出光される光量は図１４及び図１
５に示すようになり、上記と同様円筒光源３から離れる
に従って輝度が低下する複数峰曲線８となる。

【００１５】図１４で円筒光源３ａ及び３ｂの夫々の単
一峰曲線７ａ及び７ｂに於いて、複数峰曲線８の頂部ｃ
点の光量はａ点の光量とｂ点の光量を加算したものであ
り、複数峰曲線８の谷ｅ点での光量はｄ点の光量を２倍
した光量となっている。

【００１６】図１５は筐体１内に７本の円筒光源（蛍光
管）３ａ，３ｂ‥‥３ｇを並設した場合の夫々の単一峰
曲線７ａ〜７ｇを合成した複数峰曲線８の輝度分布を示
すもので複数峰曲線８の山谷の差が管ムラとして表れて
来るもので、実際のバックライト装置６の光透過拡散板
４上での輝度分布図と円筒光源３の管軸方向と直交する
方向（Ｙ軸）の輝度分布を図１６に示す。図でＸ軸は円
筒光源３の管軸方向であり、複数峰曲線８で８ａは円筒
光源３上の輝度、８ｂは円筒光源間の輝度である。

【００１７】上記したように円筒光源３から離れるに従
って輝度が低下してしまうため筐体１内には必ず光量の
低い箇所８ｂが存在してしまう。

【００１８】この為、直下方式のバックライト装置６に
は照光面上に視覚的に暗いと認識する管ムラが発生して
しまうという問題がある。

【００１９】本発明は叙上の課題を解消するためになさ
れたもので管ムラが高い部分に光量を小さくするために
円筒光源である蛍光管３の管軸方向に沿って反射率の異
なるパターンを反射板２上に形成することで管ムラを減
少する様にしたバックライト装置を得ようとするもので
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は筐体１の開口部１ａを覆う様に光透過拡散板４を配
し、筐体１内に光反射板２及び少なくとも１本以上の円
筒光源３を配したバックライト装置６であって、光反射
板２上に円筒光源３の管軸方向の両側面に沿って反射率
の異なるパターンを形成したことを特徴とするバックラ
イト装置としたものである。

【００２１】請求項２に係わる本発明は光反射板２上に
形成した反射率の異なるパターン形状を円筒光源３の管
軸方向に沿った直線或は波形並びに曲線となしたことを
特徴とする請求項１記載のバックライト装置としたもの
である。

【００２２】請求項３に係わる本発明は光反射板２上に
形成した反射率の異なるパターン１０の形状を点線形状
となしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
バックライト装置６としたものである。

【００２３】請求項４に係わる本発明は反射板２上に形
成した反射率の異なるパターン１０が拡散反射材である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれか
１項記載のバックライト装置６としたものである。

【００２４】請求項５の本発明は反射板２上に形成した
反射率の異なるパターン１０が印刷によって形成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のいずれか
１項記載のバックライト装置６としたものである。

【００２５】斯かる、請求項１乃至請求項５に係わる本
発明の構成によればバックライト装置の光透過拡散板４
の照光面上での輝度（光量）は反射板の上から視て円筒
光源の両側面に配した反射率の異なるパターン１０によ
って反射板で反射される光量と反射角の変化により照光
面の光を均一にする方向に働いて、管ムラを減少させる
ことが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のバックライト装置
の１形態例を図１乃至図４によって詳記する。

【００２７】図１は本発明の１形態例を示すバックライ
ト装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ′断面矢視図、図
３は図１のＢ−Ｂ′断面矢視図、図４は本発明を適用し
たＹ軸方向の輝度分布曲線である。尚、図１０乃至図１
２との対応部分には同一符号を付して説明する。

【００２８】図１に於いて、バックライト装置６のラン
プハウジングとなる筐体１は筐体１内に貼着した反射板
２は反射シート又は反射部材を塗布した光の反射体或は
筐体１自体を白色高反射グレード成型樹脂で一体成型さ
れている。この筐体１は上部に開口部１ａを設けて箱型
に成形される。

【００２９】筐体１の左右及び前後側部は図１のＡ−
Ａ′及びＢ−Ｂ′断面矢視図の図２及び図３に示す様に
断面が台形と成され、左右側部には図示しないが高反射
グレード樹脂で成型した円筒光源支持台５が固定され
て、少なくとも１本以上の冷陰極管や熱陰極管等で構成
された円筒光源３が筐体１の底面の反射板２の表面から
１〜２ｍｍ程度離間した位置に取り付けられている。

【００３０】上述の筐体１の開口部１ａを覆う様に乳白
色のアクリル樹脂等を用いた光透過拡散板４を配設する
ことで、円筒光源３から発せられる光を直接に或は円筒
光源３から下側の反射板２で反射した光と共に光透過拡
散板４に入射させることで光透過拡散板４で面状の光に
変換させて平面光源を構成させている。

【００３１】光透過拡散板４の表面には少なくとも１枚
以上の集光シート９が貼着されて照光面の法線方向に光
を集光し、輝度を高めている。

【００３２】集光シート６の上面にはガラス基板間に配
設したＬＣ、偏光板、カラーフィルタ等を一体化したＣ
Ｄパネル部となるＬＣＤハウジングが取り付けられて液
晶表示装置が構成される。

【００３３】本例のバックライト装置６では円筒光源３
である冷陰極管の両側に管軸方向に沿って例えば所定幅
の直線形状のパターン１０を印刷する。

【００３４】印刷する色は反射板２の白色とは反射率の
異なる所定の色及び材質に選択する。又、その形状も適
宜形状に選択可能である。

【００３５】上述の光透過拡散板４の照光面上の管ムラ
は従来の図１４に比較して図４に示す様に夫々の円筒光
源３，３に対応する単一峰曲線７ａ，７ｂに対し、パタ
ーン１０を設けた場合の単一峰曲線７ａ′，７ｂ′の様
に光量のレベルが全体に低くなりなだらかな曲線とな
る。従って、これら単一峰曲線７ａ′，７ｂ′を合成し
た複数峰曲線８′は図１４と同様の曲線８に比べてｃ点
とｅ点間の光量差は格段に小さくなり、管ムラが減少し
ていることが解る。

【００３６】〔実施例〕以下、本発明の円筒光源３の管
軸方向に沿って反射板２上に形成される種々のパターン
１０の形状と形成方法を説明する。

【００３７】〔実施例１〕図５（Ａ）は複数の円筒光源
（冷陰極管：以下ランプと記す）３の管軸方向に沿っ
て、ランプ３の両側に対応する反射板２上に直線状で銀
色の塗料のパターン１０を印刷形成する。この銀色塗料
内にはＡｌ（アルミニウム）の粉末等が混入されてい
る。ランプ３の管径は３φ、反射板２の表面からのラン
プ中心までの高さは３．５ｍｍであり、ランプ３の管軸
方向の中心線は図５（Ａ）の基準線ＣＬ上に一致させ
る。この基準線ＣＬを中心に幅１．５ｍｍの左右の直線
１０Ｌ及び１０Ｒを５ｍｍの間隔をあけて印刷する。こ
の場合パターンの長さはランプ３の長さに対応してい
る。

【００３８】上述の実施例１の輝度分布図とＹ軸方向
（並設ランプ３の管軸方向と直交する方向）の輝度分布
曲線８′を図５（Ｂ）に示す。図１６に示したパターン
１０を形成しないものでは管ムラ２．８％のものが０．
８％と２．０％の改善が成された。また、この様なパタ
ーン形状ではパターン１０Ｌ及び１０Ｒの間隔ａと、パ
ターン幅ｂやパターン１０の色を変化させることで管ム
ラを調整制御可能となる。

【００３９】〔実施例２〕図６（Ａ）はパターン１０を
点線としたもので左右点線１０Ｌ及び１０Ｒ間の寸法ａ
＝５ｍｍ、線幅ｂ＝１ｍｍ、点線長ｃ＝５ｍｍ、点線間
隔ｄ＝5 ｍｍとし、反射板２上にランプ３の両側に管軸
方向に沿って銀色の塗料を印刷した場合である。パター
ン３の長さはランプ３の長さに対応させても、所定の部
位にだけ所定の長さで印刷する様にしてもよい。

【００４０】上述の実施例１の輝度分布図とＹ方向の輝
度分布曲線８′を図６（Ｂ）に示す。この場合も図１６
に示したパターン１０を形成しないものでは２．８％の
管ムラであったものが１．４％と１．４％減少し、改善
が図られた。この場合、点線幅ｂ、点線長ｃ、点線間隔
ｄやパターン１０の色を変えることで管ムラを制御可能
となる。

【００４１】〔実施例３〕図７（Ａ）はパターン１０を
三角波としたもので左右三角波１０Ｌ及び１０Ｒの中心
位置までの間隔ｅ＝４ｍｍ、印刷パターンの線幅ｂ＝
０．５ｍｍ、波長ｆ＝５ｍｍ、波高ｇ＝１．４ｍｍと
し、反射板２上にランプ３の両側に管軸方向に沿って黒
色の塗料を印刷した場合である。パターンの長さはラン
プ３の長さに対応させても、所定の部位にだけ所定の長
さで印刷する様にしてもよい。

【００４２】上述の実施例１の輝度分布図とＹ方向の輝
度分布曲線８′を図７（Ｂ）に示す。この場合も図１６
に示したパターン１０を形成しないものでは２．８％の
管ムラであったものが１．２％と１．６％減少し、改善
が図られた。この場合、波長ｆ、波高ｇ、左右三角波パ
ターン１０Ｌ，１０Ｒ間の間隔ｅ、線幅ｂ、塗料の色等
を変えることで管ムラを変化させ制御可能である。

【００４３】尚、上記実施例１〜実施例３では、反射板
２の表面と反射率の異なる反射材として銀色、黒色等の
塗料を印刷した場合を説明したが、これらの色は赤、
緑、青、灰色等のどの様な色であってもよく、又、パタ
ーン形成方法も印刷に限らず黒色テープや銀色テープを
ランプ３の両側に長さ方向に貼着させる様にしてもよ
い。

【００４４】〔実施例４〕図８及び図９にパターン１０
の形状種々に変化させた場合の反射板２を上側から視た
場合のパターン形状を示す。

【００４５】図８（Ａ）はランプ３の長さ方向の略中心
部に漸近する様に中心から左右に末広がり状に拡がった
パターン１０Ｌ，１０Ｒを形成した場合のパターン１０
である。

【００４６】図８（Ｂ）はランプ３の左右端でパターン
１０Ｌ，１０Ｒがランプ３の左右側面から遠ざける様に
パターンを印刷したものである。

【００４７】図８（Ｃ）はランプ３の両側のパターン１
０Ｌ，１０Ｒをドット状となし、ランプ３の管軸方向と
直交する方向にドット直径を小又は疎にしてドットのグ
ラデーションを施したものである。

【００４８】図８（Ｄ）はランプ３の左右のパターン１
０Ｌ，１０Ｒを複数本管軸方向と平行に印刷し、印刷の
濃さをランプから離れる方向に薄く印刷したものであ
る。

【００４９】図９（Ａ）は左右パターン１０Ｌ，１０Ｒ
を鋸歯状波とし、図９（Ｂ）では矩形波とし、図９
（Ｃ）ではランプと直交する方向にストライプを形成し
た場合である。

【００５０】これら反射板２と反射率の異なるパターン
１０を形成する反射材としては乱反射（拡散反射）を起
こす様に白色微粒子を塗料中に混入した乱反射体であっ
ても本発明の効果を充分に奏することが出来る。本発明
は管ムラ改善手段として拡散板にグラデーション形成し
たものとの併用が可能である。

【００５１】

【発明の効果】本発明では反射板の上面から視て円筒光
源の両側面に配置されるように反射率の異なるパターン
を設けたので、反射板で反射されるべき光量と反射角の
変化により照光面の光を均一にする方向に働き管ムラを
減少させ、且つパターン色調及び形状の選択により管ム
ラを制御可能なバックライト装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１形態例を示すバックライト装置の平
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ′断面矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ′断面矢視図である。

【図４】本発明の管ムラを説明するための光量分布曲線
図である。

【図５】本発明に用いるパターン形状と輝度分布図及び
光量分布曲線図である。

【図６】本発明に用いる他のパターン形状と輝度分布及
び光量分布曲線図である。

【図７】本発明に用いる更に他のパターン形状と輝度分
布図及び光量分布曲線図である。

【図８】本発明に用いるパターン形状を示す平面図であ
る。

【図９】本発明に用いる他のパターン形状を示す平面図
である。

【図１０】従来のバックライト装置の平面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ′断面矢視図である。

【図１２】図１０のＢ−Ｂ′断面矢視図である。

【図１３】従来の１つの光源からの出射光の光量説明図
である。

【図１４】従来の複数の光源からの出射光の光量説明図
である。

【図１５】従来の複数本の光源からの光量分布特性曲線
とその総合特性曲線図である。

【図１６】従来のバックライト装置の輝度分布図と光量
分布特性曲線である。

【符号の説明】

１‥‥筐体、２‥‥反射板、３‥‥円筒光源（冷陰極
管）、４‥‥光透過拡散板、５‥‥集光シート、６‥‥
バックライト装置、１０‥‥パターン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体の開口部を覆う様に光透過拡散板を
   配し、該筐体内に光反射体及び少なくとも１本以上の円
   筒光源を配したバックライト装置であって、 上記光反射体の上に上記円筒光源の管軸方向の両側面に
   沿って反射率の異なるパターンを形成したことを特徴と
   するバックライト装置。
2. 【請求項２】 前記光反射体上に形成した前記反射率の
   異なるパターン形状を前記円筒光源の管軸方向に沿った
   直線或は波形並びに曲線となしたことを特徴とする請求
   項１記載のバックライト装置。
3. 【請求項３】 前記光反射体上に形成した前記反射率の
   異なるパターン形状を点線形状となしたことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２記載のバックライト装置。
4. 【請求項４】 前記反射体上に形成した前記反射率の異
   なるパターンが拡散反射材であることを特徴とする請求
   項１乃至請求項３記載のいずれか１項記載のバックライ
   ト装置。
5. 【請求項５】 前記反射体上に形成した前記反射率の異
   なるパターンが印刷によって形成されたことを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４記載のいずれか１項記載のバッ
   クライト装置。