JP2010061863A - 照明装置、製造方法、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光品位に優れたコスト安価な照明装置、その製造方法、及びその照明装置を用いた表示装置を提供する。
【解決手段】冷陰極蛍光管（光源）と、冷陰極蛍光管からの光を拡散する拡散板１５を備えた照明装置において、拡散板１５の冷陰極蛍光管側の表面１５ｂには、凸部１５ｂ１及び凹部１５ｂ２が設けられている。そして、照明装置では、拡散板１５の凸部１５ｂ１に対して、冷陰極蛍光管側に光を反射する反射部２１を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライトなどに使用される照明装置、その製造方法、及びその照明装置を用いた表示装置に関する。

近年、例えば家庭用のテレビ受信装置では、液晶表示装置に代表されるように、在来のブラウン管に比べ薄型、軽量等の多くの特長を有するフラットな表示部としての液晶パネルを備えた表示装置が主流になりつつある。このような液晶表示装置には、光を発光する照明装置（バックライト）と、照明装置に設けられた光源からの光に対してシャッターの役割を果たすことで、所望画像を表示する液晶パネルとが設けられている。そして、テレビ受信装置では、テレビ放送の映像信号に含まれた文字、画像等の情報を液晶パネルの表示面上に表示するようになっている。

また、上記照明装置では、液晶パネルに対する光源の配置の仕方によって直下型とエッジライト型とに大別されるが、２０インチ以上の液晶パネルを備えた液晶表示装置では、エッジライト型よりも高輝度・大型化を図り易い直下型の照明装置が一般的に使用されている。すなわち、直下型の照明装置は、液晶パネルの背後（非表示面）側に、複数の光源を配置して構成されており、液晶パネルのすぐ裏側に光源を配置できるため、多数の光源を使用することが可能となり、高輝度が得やすく高輝度・大型化に適している。また、直下型の照明装置は、装置内部が中空構造であるため、大型化しても軽量であることからも、高輝度・大型化に適している。

また、従来の照明装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、光源としての複数の冷陰極蛍光管を設けるとともに、これら冷陰極蛍光管からの光を拡散する拡散板を設置して、拡散板を介して液晶パネルに光を照射することが提案されている。また、この従来の照明装置では、冷陰極蛍光管に対向する拡散板の表面に対して、ＵＶ硬化型遮光インクからなる印刷膜を形成することにより、拡散板から出射される平面状の光に輝度ムラが発生するのを防止可能とされていた。すなわち、この従来の照明装置では、冷陰極蛍光管に対向するように、上記印刷膜を拡散板の表面に設けることによって、当該冷陰極蛍光管のイメージ（ランプイメージ）が現れるのを印刷膜にて防いで、上記平面状の光に輝度ムラの発生を防ぐことができるとされていた。
特開２００５−３４７０６２号公報

しかしながら、上記のような従来の照明装置では、冷陰極蛍光管（光源）の設置箇所に合致するように、印刷膜を拡散板の表面に形成する必要があった。このため、従来の照明装置では、印刷膜の形成に時間及び手間を要して、拡散板及び照明装置のコストアップを発生するという問題点があった。また、この従来の照明装置では、印刷膜と冷陰極蛍光管とが互いに対向するように、拡散板を高精度に組み付ける必要があり、印刷膜と冷陰極蛍光管との位置がずれると、印刷膜による輝度ムラの発生の防止効果が著しく低下し、照明装置の発光品位もまた著しく低下することがあった。

上記の課題を鑑み、本発明は、発光品位に優れたコスト安価な照明装置、その製造方法、及びその照明装置を用いた表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、光源と、前記光源からの光を拡散する拡散板を備えた照明装置であって、
前記拡散板の前記光源側の表面には、凸部及び凹部が設けられ、
前記拡散板では、前記凸部または前記凹部に、前記光源からの光を反射する反射部を形成したことを特徴とするものである。

上記のように構成された照明装置では、拡散板の光源側の表面に設けられた凸部または凹部に対して、光源からの光を反射する反射部を形成している。これにより、光源のイメージが拡散板の表面に現れるのを防ぐことができ、当該拡散板から外部に出射される光に輝度ムラが発生するのを防止することができる。この結果、上記従来例と異なり、発光品位に優れたコスト安価な照明装置を構成することができる。

また、上記照明装置において、前記反射部は、前記凸部または前記凹部に塗布された光反射率の高い所定色の塗料によって構成されていることが好ましい。

この場合、構造簡単で発光品位に優れた照明装置を容易に構成することができる。

また、本発明の表示装置は、上記いずれかの照明装置を用いたことを特徴とするものである。

上記のように構成された表示装置では、発光品位に優れたコスト安価な照明装置が用いられているので、コスト安価で高性能な表示装置を容易に構成することができる。

また、本発明の照明装置の製造方法は、光源と、前記光源からの光を拡散する拡散板を備えた照明装置の製造方法であって、
前記拡散板の凸部及び凹部を有する表面に対し、転写法を用いて、前記凸部または前記凹部に、前記光源からの光を反射する反射部を形成する形成工程を具備することを特徴とするものである。

上記のように構成された照明装置の製造方法では、形成工程において、拡散板の凸部及び凹部を有する表面に対し、転写法を用いて、凸部または凹部に、光源からの光を反射する反射部を形成している。これにより、光源のイメージが拡散板の表面に現れるのを防ぐことができ、当該拡散板から外部に出射される光に輝度ムラが発生するのを防止することができる。この結果、上記従来例と異なり、発光品位に優れたコスト安価な照明装置を構成することができる。

また、上記照明装置の製造方法において、前記形成工程では、ローラーを用いて、前記反射部を前記凸部にのみ形成してもよい。

この場合、形成工程をより容易に行うことができ、発光品位に優れたコスト安価な照明装置を簡単に構成することができる。

また、上記照明装置の製造方法において、前記反射部は、光反射率の高い所定色の塗料によって構成されていることが好ましい。

この場合、構造簡単で発光品位に優れた照明装置を容易に構成することができる。

本発明によれば、発光品位に優れたコスト安価な照明装置、その製造方法、及びその照明装置を用いた表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の照明装置、その製造方法、及び表示装置を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１は、本発明の一実施形態にかかる照明装置及び液晶表示装置を説明する概略断面図である。図において、本実施形態の液晶表示装置１には、図の上側が視認側（表示面側）として設置される表示部としての液晶パネル２と、液晶パネル２の非表示面側（図の下側）に配置されて、当該液晶パネル２を照明する照明光を発生する本発明の照明装置３とが設けられている。

液晶パネル２は、液晶層４と、液晶層４を狭持する一対の透明基板としてのアクティブマトリクス基板５及びカラーフィルタ基板６と、アクティブマトリクス基板５及びカラーフィルタ基板６の各外側表面上にそれぞれ設けられた偏光板７、８とを備えている。また、液晶パネル２には、当該液晶パネル２を駆動するためのドライバ装置９、及びフレキシブルプリント基板１１を介してドライバ装置９に接続された駆動回路装置１０が設けられており、液晶パネル２では、液晶層４を画素単位に駆動可能に構成されている。そして、液晶パネル２では、液晶層４によって偏光板７を介して入射された上記照明光の偏光状態が変調され、かつ、偏光板８を通過する光量が制御されることにより、所望画像が表示される。

尚、液晶パネル２の液晶モードや画素構造は任意である。また、液晶パネル２の駆動モードも任意である。すなわち、液晶パネル２としては、情報を表示できる任意の液晶パネルを用いることができる。それ故、図１においては液晶パネル２の詳細な構造を図示せず、その説明も省略する。

照明装置３には、図の上側（液晶パネル２側）が開口した有底状のシャーシ１２と、シャーシ１２の液晶パネル２側に設置された枠状のフレーム１３とが設けられている。また、シャーシ１２及びフレーム１３は、金属または合成樹脂によって構成されており、フレーム１３の上方に液晶パネル２が設置された状態で、断面Ｌ字状のベゼル１４にて狭持されている。これにより、照明装置３は、液晶パネル２に組み付けられて、当該照明装置３からの照明光が液晶パネル２に入射される透過型の液晶表示装置１として一体化されている。

また、照明装置３は、シャーシ１２の開口部を覆うように設置された拡散板１５と、拡散板１５の上方で液晶パネル２側に設置された光学シート１７と、シャーシ１２の内面に設けられた反射シート１９とを備えている。また、照明装置３では、複数、例えば６本の冷陰極蛍光管２０がシャーシ１２の内部で液晶パネル２の下方側に設けられており、直下型の照明装置３を構成している。そして、照明装置３では、各冷陰極蛍光管２０からの光が液晶パネル２に対向配置される照明装置３の発光面から上記照明光として出射されるようになっている。

尚、上記の説明以外に、冷陰極蛍光管２０に代えて、熱陰極蛍光管やＬＥＤなどを光源として用いることができる。

拡散板１５は、例えば厚さ２ｍｍ程度の長方形状のポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂を用いて構成されており、冷陰極蛍光管２０からの光を拡散して、光学シート１７側に出射する。また、拡散板１５は、その四辺側がシャーシ１２の上側に設けられた枠状の表面上に載置されており、弾性変形可能な押圧部材１６を介在させてシャーシ１２の当該表面とフレーム１３の内面とで狭持された状態で照明装置３の内部に組み込まれている。さらに、拡散板１５では、その略中央部がシャーシ１２内部に設置された透明な支持部材（図示せず）にて支えられており、シャーシ１２の内側に撓むのが防がれている。

また、拡散板１５は、シャーシ１２と押圧部材１６との間で移動可能に保持されており、冷陰極蛍光管２０の発熱やシャーシ１２の内部の温度上昇などの熱の影響により、当該拡散板１５に伸縮（塑性）変形が生じたときでも、押圧部材１６が弾性変形することにて当該塑性変形が吸収されて、冷陰極蛍光管２０からの光の拡散性を極力低下しないようになっている。

さらには、拡散板１５では、後に詳述するように、冷陰極蛍光管（光源）２０側の表面に、当該冷陰極蛍光管２０からの光を反射する反射部が設けられており、輝度ムラが上記照明光に生じるのを極力防止できるようになっている。

光学シート１７には、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の合成樹脂フィルムにより構成された集光シートが含まれており、液晶パネル２への上記照明光の輝度を上昇させるように構成されている。また、光学シート１７には、液晶パネル２の表示面での表示品位の向上を行うためなどのプリズムシート、拡散シート、偏光シートなどの公知の光学シート材が必要に応じて適宜積層されるようになっている。そして、光学シート１７は、拡散板１５から出射された光を、所定の輝度（例えば、１００００ｃｄ／ｍ²）以上で、かつ、均一な輝度を有する面状光に変換し照明光として液晶パネル２側に入射させるように構成されている。なお、上記の説明以外に、例えば液晶パネル２の上方（表示面側）に当該液晶パネル２の視野角を調整するための拡散シート等の光学部材を適宜積層してもよい。

また、光学シート１７では、例えば液晶表示装置１の実使用時に上側となる、図１の左端辺側の中央部に、同図の左側に突出した突出部が形成されている。そして、光学シート１７では、上記突出部だけが弾性材１８を介在させてフレーム１３の内面と押圧部材１６とで狭持されており、当該光学シート１７は、照明装置３の内部に伸縮可能な状態で組み込まれている。これにより、光学シート１７では、冷陰極蛍光管２０の発熱などの上記の熱の影響により、伸縮（塑性）変形が生じたときでも、上記突出部を基準とした自由な伸縮変形が可能となり、シワや撓みなどが当該光学シート１７に発生するのが極力防がれるように構成されている。この結果、液晶表示装置１では、光学シート１７の撓み等に起因して、輝度ムラなどの表示品位の低下が液晶パネル２の表示面に発生するのを極力防止できるようになっている。

各冷陰極蛍光管２０には、直管状のものが用いられており、その両端部に設けられた電極部（図示せず）がシャーシ１２の外側にて支持されている。また、各冷陰極蛍光管２０には、直径３．０〜４．０ｍｍ程度の発光効率に優れた細管化されたものが使用されており、各冷陰極蛍光管２０は、図示しない光源保持具によって拡散板１５及び反射シート１９との各間の距離を所定距離に保たれた状態で、シャーシ１２の内部に保持されている。さらに、冷陰極蛍光管２０は、その長手方向が重力の作用方向と直交する方向に平行となるように、配置されている。これにより、冷陰極蛍光管２０では、その内部に封入された水銀（蒸気）が重力の作用により長手方向の一方の端部側に集まるのが防がれて、ランプ寿命が大幅に向上されている。

反射シート１９は、例えば厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度のアルミニウムや銀などの光反射率の高い金属薄膜により構成されており、冷陰極蛍光管２０の光を拡散板１５に向かって反射する反射板として機能するようになっている。これにより、照明装置３では、冷陰極蛍光管２０から発光された光を拡散板１５側に効率よく反射して当該光の利用効率及び拡散板１５での輝度を高めることができる。なお、この説明以外に、上記金属薄膜に代えて、合成樹脂製の反射シート材を使用したり、例えばシャーシ１２の内面に光反射率の高い白色等の塗料を塗布することによって当該内面を反射板として機能させたりすることもできる。

ここで、図２及び図３も参照して、上記拡散板１５について具体的に説明する。

図２は図１に示した拡散板の要部構成を示す側面図であり、図３は図１に示した冷陰極蛍光管側からみたときの上記拡散板の表面を示す平面図である。

図２及び図３において、拡散板１５は、液晶パネル２側に配置され、平面状の上記照明光を発光する発光面１５ａと、冷陰極蛍光管（光源）２０側に配置される表面１５ｂを備えている。また、拡散板１５では、上述したように、冷陰極蛍光管（光源）２０側の表面１５ｂに冷陰極蛍光管２０からの光を反射する反射部２１が形成されている。

具体的にいえば、拡散板１５の表面１５ｂは、図２に例示するように、凸部１５ｂ１及び凹部１５ｂ２を有する凸凹形状に構成されている。この凸凹形状は、拡散板１５を構成する上記ポリスチレン樹脂やポリカーボネート樹脂が本来的に具備するものであり、凸凹形状の高低差は、例えば５０〜１００ミクロン程度の非常に微少なものである。そして、拡散板１５では、凸部１５ｂ１に反射部２１が形成されている。

この反射部２１は、光反射率の高い所定色（例えば、白色や銀色）の塗料によって構成されており、ローラーを用いた転写法によって凸部１５ｂ１上に設けられている（詳細は後述。）。また、反射部２１は、図３に丸印にて例示するように、不規則に設けられた表面１５ｂの凸凹形状に応じて、当該表面１５ｂ上でランダムに形成されている。そして、反射部２１は、冷陰極蛍光管２０からの光を反射シート１９側に反射するようになっている。これにより、冷陰極蛍光管２０からの光の光路がシャーシ１２と拡散板１５との間の空間内部で長くされる。この結果、発光面１５ａにおける、冷陰極蛍光管２０の直上の部分での輝度を適切に低下させて、当該発光面１５ａから出射される上記照明光に輝度ムラが生じるのを極力防止できる。

尚、発光面１５ａについては、図２では、図面の簡略化のために、発光面１５ａ側の凸部及び凹部の図示については省略している（後述の図４でも、同様。）。

以下、図４を参照して、上記のように構成された照明装置３の製造方法について具体的に説明する。尚、以下の説明では、拡散板１５の表面１５ｂに反射部２１を形成する形成工程について説明する。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、図２に示した反射部の形成工程を説明する図である。

図４（ａ）に示すように、拡散板１５は、まず表面１５ｂが上側に配置されるように、図示しない作業台上に発光面１５ａを接した状態で設置される。なお、図４（ａ）に“Ｈ”にて示す寸法は、上記凸凹形状の高低差（５０〜１００ミクロン程度）であり、凸部１５ｂ１の頂部から凹部１５ｂ２の底部までの寸法である。

次に、図４（ｂ）に示すように、拡散板１５の表面１５ｂに対して、上記所定色の塗料が塗られたローラーＲを図の矢印ｒ方向に転がして、当該塗料を転写する。この結果、図４（ｃ）に示すように、凸部１５ｂ１及び凹部１５ｂ２のうち、凸部１５ｂ１のみに反射部２１が形成される。

以上のように構成された本実施形態の照明装置３では、拡散板１５の冷陰極蛍光管（光源）２０側の表面１５ｂに設けられた凸部１５ｂ１に対して、冷陰極蛍光管２０からの光を反射する反射部２１を形成している。これにより、本実施形態の照明装置３では、冷陰極蛍光管２０のイメージ（ランプイメージ）が拡散板１５の発光面１５ａに現れるのを防ぐことができ、当該拡散板１５から外部に出射される光に輝度ムラが発生するのを防止することができる。この結果、本実施形態では、上記従来例と異なり、発光品位に優れたコスト安価な照明装置３を構成することができる。

また、本実施形態の液晶表示装置１では、発光品位に優れたコスト安価な照明装置３が用いられているので、コスト安価で高性能な液晶表示装置１を容易に構成することができる。

尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の照明装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、画像、文字などの情報を表示する非発光型の表示部を備えた各種表示装置に適用することができる。具体的には、半透過型の液晶表示装置、あるいは液晶パネルをライトバルブに用いた投写型表示装置に本発明の照明装置を好適に用いることができる。

また、上記の説明では、拡散板の表面に設けられた凸部に反射部を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、拡散板の表面に設けられた凸部または凹部の一方に対して、反射部を形成するものであればよい。具体的には、例えば拡散板の表面全面に対して、反射部を設けた後、マスク部材などを用いて、凸部上に形成された反射部だけを除去し、凹部のみに反射部を形成してもよい。また、スクリーン印刷法を用いて、凸部または凹部に反射部を形成してもよい。

但し、上記実施形態のように、形成工程において、ローラーを用いて、反射部を凸部にのみ形成する場合の方が、当該形成工程をより容易に行うことができ、発光品位に優れたコスト安価な照明装置を簡単に構成することができる点で好ましい。

また、上記の説明では、反射部が光反射率の高い所定色の塗料により構成されている場合について説明したが、本発明の反射部はこれに限定されるものではなく、光源からの光を反射できるものであればよい。具体的にいえば、拡散板の屈折率とは異なる屈折率を有するビーズ材、アルミナなどの金属の微粒子などを反射部に用いることができる。

但し、上記実施形態のように、光反射率の高い所定色の塗料によって反射部を構成する場合の方が、構造簡単で発光品位に優れた照明装置を容易に構成することができる点で好ましい。

また、上記の説明では、拡散板の表面に自然に設けられている凸部に対し、反射部を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば拡散板の表面に対して、エンボス加工等を施すことにより、当該表面を凹凸形状として、この凸部または凹部に反射部を設ける構成でもよい。

また、上記の説明以外に、例えば光源側の表面に凸部と凹部とが規則的に形成されたプリズム形状付きの拡散板を使用して、規則的な凸部または凹部に反射部を形成することもできる。

本発明は、発光品位に優れたコスト安価な照明装置、その製造方法、及びその照明装置を用いた表示装置に対して有用である。

本発明の一実施形態にかかる照明装置及び液晶表示装置を説明する概略断面図である。 図１に示した拡散板の要部構成を示す側面図である。 図１に示した冷陰極蛍光管側からみたときの上記拡散板の表面を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図２に示した反射部の形成工程を説明する図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置（表示装置）
３ 照明装置
１５ 拡散板
１５ｂ （光源側の）表面
１５ｂ１ 凸部
１５ｂ２ 凹部
２０ 冷陰極蛍光管（光源）
２１ 反射部
Ｒ ローラー

Claims (6)

1. 光源と、前記光源からの光を拡散する拡散板を備えた照明装置であって、
   前記拡散板の前記光源側の表面には、凸部及び凹部が設けられ、
   前記拡散板では、前記凸部または前記凹部に、前記光源からの光を反射する反射部を形成した、
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記反射部は、前記凸部または前記凹部に塗布された光反射率の高い所定色の塗料によって構成されている請求項１に記載の照明装置。
3. 請求項１または２に記載の照明装置を用いたことを特徴とする表示装置。
4. 光源と、前記光源からの光を拡散する拡散板を備えた照明装置の製造方法であって、
   前記拡散板の凸部及び凹部を有する表面に対し、転写法を用いて、前記凸部または前記凹部に、前記光源からの光を反射する反射部を形成する形成工程、
   を具備することを特徴とする照明装置の製造方法。
5. 前記形成工程では、ローラーを用いて、前記反射部を前記凸部にのみ形成する請求項４に記載の照明装置の製造方法。
6. 前記反射部は、光反射率の高い所定色の塗料によって構成されている請求項４または５に記載の照明装置の製造方法。

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