JP2003262866A - バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents
バックライト装置および液晶表示装置Info
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- JP2003262866A JP2003262866A JP2002067190A JP2002067190A JP2003262866A JP 2003262866 A JP2003262866 A JP 2003262866A JP 2002067190 A JP2002067190 A JP 2002067190A JP 2002067190 A JP2002067190 A JP 2002067190A JP 2003262866 A JP2003262866 A JP 2003262866A
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- Japan
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- liquid crystal
- backlight device
- crystal display
- light
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- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 プリズムシートを用いずに部品点数を減少さ
せたバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を
提供すること。 【解決手段】 光源５と導光板７と拡散シート９とを有
するバックライト装置２においてバックライト装置２の
導光板７の上面に、アレイ状の微細構造の突起を形成す
る。微細構造の形状は正四角錐などを用いることができ
る。
せたバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を
提供すること。 【解決手段】 光源５と導光板７と拡散シート９とを有
するバックライト装置２においてバックライト装置２の
導光板７の上面に、アレイ状の微細構造の突起を形成す
る。微細構造の形状は正四角錐などを用いることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバックライト装置と
それを用いた液晶表示装置に関する。
それを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、カラー液晶表示装置は、携帯型ノ
ートパソコンや、カラー液晶パネルを用いた携帯用液晶
テレビや、ビデオ一体型液晶テレビ等の種々の分野で幅
広く使用されてきている。また、情報処理量の増大化ニ
ーズの多様化、更にはマルチメディア対応等の要求に伴
って、液晶表示装置の大画面化及び高精細化が盛んに進
められている。
ートパソコンや、カラー液晶パネルを用いた携帯用液晶
テレビや、ビデオ一体型液晶テレビ等の種々の分野で幅
広く使用されてきている。また、情報処理量の増大化ニ
ーズの多様化、更にはマルチメディア対応等の要求に伴
って、液晶表示装置の大画面化及び高精細化が盛んに進
められている。
【０００３】現在主流の液晶表示装置では、液品表示素
子の背後からの照明を必要とするため、バックライト装
置は必要不可欠なデバイスとなっている。バックライト
装置としては、液晶表示素子の直下に光源を配置した直
下方式のものや、板状の導光体の側端面に対向するよう
に光源を配置したエッジライト方式のものがあり、液晶
表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式の
ものが多用されている。
子の背後からの照明を必要とするため、バックライト装
置は必要不可欠なデバイスとなっている。バックライト
装置としては、液晶表示素子の直下に光源を配置した直
下方式のものや、板状の導光体の側端面に対向するよう
に光源を配置したエッジライト方式のものがあり、液晶
表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式の
ものが多用されている。
【０００４】液晶表示素子は、液晶層を１対のガラス基
板の間に保持した素子の光入射側及び光出射側に１対の
偏光板を配置して構成されている。入射側の偏光板で直
線偏光とされた入射光の偏光状態を液晶層中の液晶分子
の配向状態に応じて変調し、出射側の偏光板を透過する
光の割合を変化させることで表示をおこなっている。
板の間に保持した素子の光入射側及び光出射側に１対の
偏光板を配置して構成されている。入射側の偏光板で直
線偏光とされた入射光の偏光状態を液晶層中の液晶分子
の配向状態に応じて変調し、出射側の偏光板を透過する
光の割合を変化させることで表示をおこなっている。
【０００５】従来の液晶表示装置に用いられているバッ
クライト装置は、図６に示すように冷陰極管を用いた光
源４１を内部に収納した反射板を兼ねた筐体４２の内部
に、光源に対向して導光板４３を配置し、導光板４３の
下方に拡散パターン４３ａを、導光板４３の上方にプリ
ズムシート４４、４５と拡散シート４６を配置してい
る。導光板４３の拡散パターン４３ａは、導光板４３の
上面から出射する光の照度がなるべく均一となるように
作用している。
クライト装置は、図６に示すように冷陰極管を用いた光
源４１を内部に収納した反射板を兼ねた筐体４２の内部
に、光源に対向して導光板４３を配置し、導光板４３の
下方に拡散パターン４３ａを、導光板４３の上方にプリ
ズムシート４４、４５と拡散シート４６を配置してい
る。導光板４３の拡散パターン４３ａは、導光板４３の
上面から出射する光の照度がなるべく均一となるように
作用している。
【０００６】プリズムシート４４、４５は、例えば、特
開２００１−３３２１１５公報に記載されているよう
に、光透過率の高い合成樹脂であるメタクリル樹脂、ア
クリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂および塩化ビニル
系樹脂等から構成せれている。
開２００１−３３２１１５公報に記載されているよう
に、光透過率の高い合成樹脂であるメタクリル樹脂、ア
クリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂および塩化ビニル
系樹脂等から構成せれている。
【０００７】図７に示したように、プリズムシート４
４、４５は下側（導光板４３からの出射光が入射する
側）に、いずれか一方が、光源４１と平行な方向あるい
はこれに対して１５°以下の角度を有する方向に互いに
平行に延びる多数のプリズム列４７が形成されている。
また、他方は、それに直交する方向にプリズム列４７が
形成されている。
４、４５は下側（導光板４３からの出射光が入射する
側）に、いずれか一方が、光源４１と平行な方向あるい
はこれに対して１５°以下の角度を有する方向に互いに
平行に延びる多数のプリズム列４７が形成されている。
また、他方は、それに直交する方向にプリズム列４７が
形成されている。
【０００８】このプリズム列４７は、断面の形状が略三
角形状の表面を有するプリズム列が好ましい。プリズム
シート４４への入射光の大半は、図７に示されているよ
うに、プリズム列４４の全反射作用によって進行方向を
変換される。プリズム列のプリズム頂角φは５０°〜８
０°であるのが好ましく、この角度範囲内であれば、入
射光を目的の方向（例えば導光板４３の光出射面の法線
方向の近傍）に効率よく全反射で進行方向変換させて上
側面から出射させることができる。プリズム頂角φは、
より好ましくは５５°〜７５°の範囲である。
角形状の表面を有するプリズム列が好ましい。プリズム
シート４４への入射光の大半は、図７に示されているよ
うに、プリズム列４４の全反射作用によって進行方向を
変換される。プリズム列のプリズム頂角φは５０°〜８
０°であるのが好ましく、この角度範囲内であれば、入
射光を目的の方向（例えば導光板４３の光出射面の法線
方向の近傍）に効率よく全反射で進行方向変換させて上
側面から出射させることができる。プリズム頂角φは、
より好ましくは５５°〜７５°の範囲である。
【０００９】また、特開平３−９３０４号公報には、導
光板の表面（出射面）に光乱反射層を設けた技術が開示
されている。この光乱反射層は、光源から遠ざかるに従
って高密度のパターンになっており、しかも透明基板の
表面の出光面積に対して５〜５０％の占有率で形成させ
ており、透明基板の表面の全出光領域において均一に外
部に放射される。また、光拡散層（拡散シート）は、透
明基板内から外部に向う放射光を拡散して、光乱反射層
と光乱反射層が形成されていないパターン間隔の領域と
の間の照射むらの発生を防いでいる。
光板の表面（出射面）に光乱反射層を設けた技術が開示
されている。この光乱反射層は、光源から遠ざかるに従
って高密度のパターンになっており、しかも透明基板の
表面の出光面積に対して５〜５０％の占有率で形成させ
ており、透明基板の表面の全出光領域において均一に外
部に放射される。また、光拡散層（拡散シート）は、透
明基板内から外部に向う放射光を拡散して、光乱反射層
と光乱反射層が形成されていないパターン間隔の領域と
の間の照射むらの発生を防いでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように液晶表示装置を構成するバックライト装置にプリ
ズムシートを用いた場合は、プリズムシートのコストが
高いために、液晶表示装置もコストアップになる。ま
た、プリズムシートを用いることで、バックライト装置
の部品点数が多くなり、組立工程での工数が大きくなり
好ましくない。
ように液晶表示装置を構成するバックライト装置にプリ
ズムシートを用いた場合は、プリズムシートのコストが
高いために、液晶表示装置もコストアップになる。ま
た、プリズムシートを用いることで、バックライト装置
の部品点数が多くなり、組立工程での工数が大きくなり
好ましくない。
【００１１】本発明はこれらの事情にもとづいてなされ
たもので、プリズムシートを用いずに部品点数を減少さ
せたバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を
提供することを目的としている。
たもので、プリズムシートを用いずに部品点数を減少さ
せたバックライト装置と、それを用いた液晶表示装置を
提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１による発明の手
段によれば、光源と、この光源に対して側面に形成され
た光入射面を対向させ、かつ、上面にはアレイ状の微細
構造が形成されている導光板と、この導光板の上方に配
置された拡散シートとを有することを特徴とするバック
ライト装置である。
段によれば、光源と、この光源に対して側面に形成され
た光入射面を対向させ、かつ、上面にはアレイ状の微細
構造が形成されている導光板と、この導光板の上方に配
置された拡散シートとを有することを特徴とするバック
ライト装置である。
【００１３】また請求項２による発明の手段によれば、
前記微細構造の形状は四角錐の突起であることを特徴と
するバックライト装置である。
前記微細構造の形状は四角錐の突起であることを特徴と
するバックライト装置である。
【００１４】また請求項３による発明の手段によれば、
前記微細構造は、同一平面上に三角柱を直交させて形成
されていることを特徴とするバックライト装置である。
前記微細構造は、同一平面上に三角柱を直交させて形成
されていることを特徴とするバックライト装置である。
【００１５】また請求項４による発明の手段によれば、
バックライト装置上に液晶表示素子を配置して構成した
液晶表示装置において、前記バックライト装置は上記の
いずれかに記載のバックライト装置であることを特徴と
する液晶表示装置である。
バックライト装置上に液晶表示素子を配置して構成した
液晶表示装置において、前記バックライト装置は上記の
いずれかに記載のバックライト装置であることを特徴と
する液晶表示装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１７】図１は本発明の実施の形態の一例を示す液
晶表示装置の模式構成図である。液晶表示装置１は、バ
ックライト装置２の上部に、このバックライト装置２か
ら出射した光を受光する液晶表示素子３が配置されてい
る。
晶表示装置の模式構成図である。液晶表示装置１は、バ
ックライト装置２の上部に、このバックライト装置２か
ら出射した光を受光する液晶表示素子３が配置されてい
る。
【００１８】バックライト装置２は、リフレクタを兼ね
た筐体４の内部の一側方に棒状の光源５（例えば蛍光ラ
ンプ）が配置されており、この光源５と対向する位置
に、偏光変換素子である偏光反射フィルム６を介して導
光板７の光入射面７aが配置している。偏光反射フィル
ム６は、導光板７の光入射面７ａに単に積層してもよい
し、粘着材等により光入射面７ａに貼付してもよい。ま
た、導光板７の下面には光反射面７ｂを有し、かつ、拡
散パターンが形成されている光反射シート８が配置され
ている。この光反射シート８は、導光板７の下面に接着
されていてもよいし、単に密着して配置されていてもよ
い。導光板７の上方には視野角を広げるために、光拡散
効果のある拡散シート９が配置されている。
た筐体４の内部の一側方に棒状の光源５（例えば蛍光ラ
ンプ）が配置されており、この光源５と対向する位置
に、偏光変換素子である偏光反射フィルム６を介して導
光板７の光入射面７aが配置している。偏光反射フィル
ム６は、導光板７の光入射面７ａに単に積層してもよい
し、粘着材等により光入射面７ａに貼付してもよい。ま
た、導光板７の下面には光反射面７ｂを有し、かつ、拡
散パターンが形成されている光反射シート８が配置され
ている。この光反射シート８は、導光板７の下面に接着
されていてもよいし、単に密着して配置されていてもよ
い。導光板７の上方には視野角を広げるために、光拡散
効果のある拡散シート９が配置されている。
【００１９】光源５は、一般に広く用いられている蛍光
灯の他、細い管径の冷陰極管が、バックライト装置２の
全体の薄形化及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに
対する温度の影響を押えることができて利用上有利であ
る。又光源５としてはアパーチャー型のランプを用いて
もよい。
灯の他、細い管径の冷陰極管が、バックライト装置２の
全体の薄形化及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに
対する温度の影響を押えることができて利用上有利であ
る。又光源５としてはアパーチャー型のランプを用いて
もよい。
【００２０】導光板７は、厚さが２〜３ｍｍ程度のアク
リル樹脂、例えば、ポリメチルメタクリレート（屈折率
１．４９、臨界反射角４２度）のように、光透過率の優
れたアクリル樹脂、より詳しくは、アクリル系モノマ・
コモノマのみで形成されているのが好ましい。
リル樹脂、例えば、ポリメチルメタクリレート（屈折率
１．４９、臨界反射角４２度）のように、光透過率の優
れたアクリル樹脂、より詳しくは、アクリル系モノマ・
コモノマのみで形成されているのが好ましい。
【００２１】図２に示すように、導光板７の上面には、
正四角錐の微細構造の突起１０が形成されている。ま
た、この突起１０はＸＹ方向に等ピッチでアレイ状に形
成されている。各正四角錐の突起１０のサイズは、ピッ
チが３０μｍ、ピッチと高さのアスペクト比が１に形成
されている。なお、この導光板７の製造は、基本的に
は、金型（成型用スタンパ）を製作し、それを用いたプ
ラスチック成型（射出成型）により製造することができ
る。
正四角錐の微細構造の突起１０が形成されている。ま
た、この突起１０はＸＹ方向に等ピッチでアレイ状に形
成されている。各正四角錐の突起１０のサイズは、ピッ
チが３０μｍ、ピッチと高さのアスペクト比が１に形成
されている。なお、この導光板７の製造は、基本的に
は、金型（成型用スタンパ）を製作し、それを用いたプ
ラスチック成型（射出成型）により製造することができ
る。
【００２２】液晶表示素子３は、図３に透視斜視図を示
すように、ＴＦＴ−ＬＣＤの場合、２枚の基板（ガラス
基板）１１ａ、１１ｂを対向させ、その間隙に液晶１２
を封入して形成されている。下側のガラス基板１１ａの
上には、駆動用ＩＣにより表示信号を画素電極１３に書
き込む際に用いる信号線１４と走査線１５がマトリック
ス状に配置されており、それらにより区画された内側の
交点にＴＦＴ１６と画素電極１３が配置されている。一
方、上側のガラス基板１１ａ上には共通電極１７やカラ
ー表示のための各画素電極１３に対応したＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタ１８が配置されてい
る。このようなＴＦＴ−ＬＣＤを２枚の偏光板１９で挟
み、白色光を入射させることで透過形の表示素子を形成
している。
すように、ＴＦＴ−ＬＣＤの場合、２枚の基板（ガラス
基板）１１ａ、１１ｂを対向させ、その間隙に液晶１２
を封入して形成されている。下側のガラス基板１１ａの
上には、駆動用ＩＣにより表示信号を画素電極１３に書
き込む際に用いる信号線１４と走査線１５がマトリック
ス状に配置されており、それらにより区画された内側の
交点にＴＦＴ１６と画素電極１３が配置されている。一
方、上側のガラス基板１１ａ上には共通電極１７やカラ
ー表示のための各画素電極１３に対応したＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタ１８が配置されてい
る。このようなＴＦＴ−ＬＣＤを２枚の偏光板１９で挟
み、白色光を入射させることで透過形の表示素子を形成
している。
【００２３】これらの構成により、光源５から出射した
光は偏光反射フィルム６を通過して導光板７の側端面に
形成された光入射面７ａより入射する。入射した光は導
光板７の下面に設けられた光反射シート８に形成されて
いる拡散パターンおよび反射板により、導光板７の上面
に形成されている正四角錐の突起１０の各頂部からより
出射して拡散シート９を通過し、液晶表示素子３に入光
する。この場合、導光板７の正四角推の突起１０の頂部
から出射した光は、相互に直交することなく光束の指向
性が向上しており、従来のようにプリズムシートを用い
ることなく輝度の向上が図れる。
光は偏光反射フィルム６を通過して導光板７の側端面に
形成された光入射面７ａより入射する。入射した光は導
光板７の下面に設けられた光反射シート８に形成されて
いる拡散パターンおよび反射板により、導光板７の上面
に形成されている正四角錐の突起１０の各頂部からより
出射して拡散シート９を通過し、液晶表示素子３に入光
する。この場合、導光板７の正四角推の突起１０の頂部
から出射した光は、相互に直交することなく光束の指向
性が向上しており、従来のようにプリズムシートを用い
ることなく輝度の向上が図れる。
【００２４】なお、上述の実施の形態では、導光板７の
上面に正四角推の突起１０によるアレイを形成したが、
正四角推でなくとも以下のような微細構造の変形例を用
いることもできる。
上面に正四角推の突起１０によるアレイを形成したが、
正四角推でなくとも以下のような微細構造の変形例を用
いることもできる。
【００２５】図４に示すように、四角推の突起１０ａで
アレイを形成するが、四角推の底辺の長さを液晶画面の
横方向を縦方向に対してやや長くする。これは、人間の
視野角が縦方向に比べて横方向の方が広いために、この
ような構造を用いることが可能である。
アレイを形成するが、四角推の底辺の長さを液晶画面の
横方向を縦方向に対してやや長くする。これは、人間の
視野角が縦方向に比べて横方向の方が広いために、この
ような構造を用いることが可能である。
【００２６】また、図５に示すように、縦方向と横方向
に直交するように三角柱状（横に寝た）に凸部２０ａ、
２０ｂを形成する。従って、凸部２０ａ、２０ｂは上方
から見ると、碁盤目状に見える。
に直交するように三角柱状（横に寝た）に凸部２０ａ、
２０ｂを形成する。従って、凸部２０ａ、２０ｂは上方
から見ると、碁盤目状に見える。
【００２７】以上に説明したように、上述の導光板を装
着したバックライト装置は、光源からの光量の利用効率
が高く、プリズムシートを省いても同等の効果が得られ
る。
着したバックライト装置は、光源からの光量の利用効率
が高く、プリズムシートを省いても同等の効果が得られ
る。
【００２８】また、上述のバックライト装置を用いた液
晶表示装置１は、十分な輝度の表示を行うことができ
る。
晶表示装置１は、十分な輝度の表示を行うことができ
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、プリズムシートを用い
ずに部品点数を減少させた効率のよいバックライト装置
が得られる。
ずに部品点数を減少させた効率のよいバックライト装置
が得られる。
【００３０】また、そのバックライト装置を用いた輝度
の十分な液晶表示装置が実現できる。
の十分な液晶表示装置が実現できる。
【図１】本発明の液晶表示装置の模式構成図。
【図２】導光板の斜視図。
【図３】液晶表示素子の透視斜視図。
【図４】導光板の変形例の説明図。
【図５】導光板の変形例の説明図。
【図６】従来のバックライト装置の説明図。
【図７】プリズムシートの斜視図。
１…液晶表示装置、２…バックライト装置、３…液晶表
示素子、４…筐体、５…光源、７…導光板、９…拡散シ
ート、１０、１０ａ…突起、２０ａ、２０ｂ…凸部
示素子、４…筐体、５…光源、７…導光板、９…拡散シ
ート、１０、１０ａ…突起、２０ａ、２０ｂ…凸部
─────────────────────────────────────────────────────
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）
// Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00
Claims (4)
- 【請求項１】 光源と、この光源に対して側面に形成さ
れた光入射面を対向させ、かつ、上面にはアレイ状の微
細構造が形成されている導光板と、この導光板の上方に
配置された拡散シートとを有することを特徴とするバッ
クライト装置。 - 【請求項２】 前記微細構造の形状は四角錐の突起であ
ることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。 - 【請求項３】 前記微細構造は、同一平面上に三角柱を
直交させて形成されていることを特徴とする請求項１記
載のバックライト装置。 - 【請求項４】 バックライト装置上に液晶表示素子を配
置して構成した液晶表示装置において、前記バックライ
ト装置は請求項１乃至請求項３記載のいずれかに記載の
バックライト装置であることを特徴とする液晶表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002067190A JP2003262866A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | バックライト装置および液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002067190A JP2003262866A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | バックライト装置および液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003262866A true JP2003262866A (ja) | 2003-09-19 |
Family
ID=29198656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002067190A Pending JP2003262866A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | バックライト装置および液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003262866A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007280952A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 導光板及びこれを有する液晶ディスプレー装置 |
| JP2009506492A (ja) * | 2005-08-24 | 2009-02-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 照明モジュール |
-
2002
- 2002-03-12 JP JP2002067190A patent/JP2003262866A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009506492A (ja) * | 2005-08-24 | 2009-02-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 照明モジュール |
| US9411088B2 (en) | 2005-08-24 | 2016-08-09 | Koninklijke Philips N.V. | Illumination module |
| JP2007280952A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 導光板及びこれを有する液晶ディスプレー装置 |
| JP4649553B2 (ja) * | 2006-04-04 | 2011-03-09 | サムソン エルイーディー カンパニーリミテッド． | 導光板及びこれを有する液晶ディスプレー装置 |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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