JP3447864B2 - 照明装置、バックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

照明装置、バックライトおよび液晶表示装置

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JP3447864B2
JP3447864B2 JP25415195A JP25415195A JP3447864B2 JP 3447864 B2 JP3447864 B2 JP 3447864B2 JP 25415195 A JP25415195 A JP 25415195A JP 25415195 A JP25415195 A JP 25415195A JP 3447864 B2 JP3447864 B2 JP 3447864B2
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Harison Toshiba Lighting Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置、バック
ライトおよびこのバックライトを使用した液晶表示装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のバックライトは、U.S.Pa
tent5,396,350号公報(従来例)等に開示
されている。このバックライトを使用した液晶表示装置
を図4を参照して説明する。
【0003】図4は、液晶表示装置の側面図である。こ
れに使用されているバックライトは導光板の出光面側に
複数の集光レンズが形成されてなる光制御板が配設さ
れ、この光制御板に近接して液晶表示板が配設されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4において光線軌跡
を参照すると、液晶表示板に入射する光は集光レンズの
周辺で多く、中央部で少なくなっている。
【0005】したがって、集光レンズによって導光板か
ら出射された光が集光されて光制御板表面の絶対的な輝
度は向上するが、輝度分布が均一になりにくいという問
題がある。また、光制御板表面の不均一な輝度分布は、
液晶表示板表面に光干渉縞を発生させることがある。
【0006】そこで、本発明では光制御板を使用した場
合に、輝度分布が均一になる照明装置、バックライトお
よび光干渉縞の発生が抑制された液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、側
面、背面および出光面を有する導光手段と;導光手段の
側面側に配設された光源と;導光手段の出光面側に配設
され、所定方向に主として光を放射することのできる光
制御板と;光制御板の出光面側に配設された複屈折板
と;を具備している。
【0008】導光手段は、光源から入射した光を出光面
方向に光を搬送するものをいう。また、光源は例えば蛍
光ランプのような放電ランプ、電球等をいう。また、光
制御板は所定方向に主として光を放射することのできる
例えば光の出射方向を制御するレンズ等が複数個形成さ
れて構成されているものをいう。複屈折板は、例えば方
解石である。
【0009】本発明では、光制御板の各所から所定方向
に主として光が出射するので、光制御板表面の輝度は不
均一であるが、複屈折板によって光線が異なる速度をも
つ2成分に分かれる。したがって、複屈折板上の輝度が
均一化される。
【0010】請求項2の発明は、側面、背面および出光
面を有する導光板と;導光板の側面側に配設された光源
と;光源を包囲するように配設された反射鏡と;導光板
の出光面側に配設され、所定方向に主として光を放射す
ることのできる光制御板と;光制御板の出光面側に配設
された複屈折板と;導光板の背面に配設された反射体
と;を具備している。
【0011】導光板は、例えば可視光透過率の優れた透
明なアクリル樹脂等である。また、反射体は、導光板か
ら漏れた光を導光板に効率よく戻す役割を有し、例えば
白色シート状のもの、インクをドット状に印刷したもの
等がある。
【0012】本発明では、請求項1の発明と同様の作用
を有する。
【0013】請求項3の発明は、側面、背面および出光
面を有する導光板と;導光板の側面側に配設された光源
と;光源を包囲するように配設された反射鏡と;導光板
の出光面側に配設され、所定方向に主として光を放射す
ることのできる光制御板と;光制御板の出光面側に配設
された複屈折板と;導光板の背面に配設された反射体
と;導光板、光源、反射鏡、反射体、光拡散板および光
制御板を収容するケース本体と;を具備している。
【0014】ケース本体は、例えばプラスチック等で成
形され、一体でもいくつかに分かれているものでもよ
い。
【0015】本発明では、請求項1の発明の作用に加え
て、ケース本体に各部材を順次配置して組立の効率化を
向上させる。
【0016】請求項4の発明は、側面、背面および出光
面を有する導光板と;導光板の側面側に配設された光源
と;光源を包囲するように配設された反射鏡と;導光板
の出光面側に配設され、所定方向に主として光を放射す
ることのできる光制御板と;光制御板の出光面側に配設
された複屈折板と;導光板の背面に配設された反射体
と;導光板、光源、反射鏡、反射体、光拡散板および光
制御板を収容するケース本体と;ケース本体に配設さ
れ、光源に高周波電力を供給する点灯手段と;を具備し
ている。
【0017】点灯手段は、例えばインバータ回路等であ
る。
【0018】本発明では、請求項3の発明の作用に加え
て、点灯手段から導出される配線の引き回しおよび組立
が効率よく行える。
【0019】請求項5の発明は、請求項2ないし4のい
ずれか一に記載のバックライトにおいて、複屈折板は、
方解石で形成されている。
【0020】本発明では、請求項1の発明と同様の作用
を有する。
【0021】請求項6の発明は、請求項2ないし5のい
ずれか一に記載のバックライトと;複屈折板の出光面側
に配設された液晶表示板と;を具備している。
【0022】本発明では、液晶表示板の画面がさらに鮮
明になる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置であるバ
ックライトの第1の実施の形態について、図1および2
を参照して説明する。
【0024】図1は、バックライトの分解斜視図であ
り、図2は、要部側面図である。図において、符号1
は、導光手段であるほぼ四角形の導光板であり、側面1
a、背面1bおよび出光面1cを有する。この側面1a
側には、光源2である蛍光ランプが配設され、また反射
鏡3はこの蛍光ランプ2を包囲するように配設される。
また、導光板1の背面1bには反射体4が配設されてい
る。
【0025】そして、導光板1の出光面1c側には所定
方向に主として光を放射することのできる光制御板5が
配設されている。本実施の形態では、光制御板5の所定
方向の角度θは、光制御板5の鉛直方向に対して20゜
に設定してある。
【0026】さらに、光制御板5の出光面側に、複屈折
板6例えば板状の方解石が配設されている。
【0027】そして、導光板1、蛍光ランプ2、反射鏡
3、反射体4、光制御板5および光拡散板6および収容
するケース本体7には、蛍光ランプ2に高周波電力を供
給する点灯手段8であるインバータ回路が装着されてい
る。
【0028】次に、上述した各構成要素について、以下
詳細に説明する。
【0029】導光板1は、蛍光ランプ2から放射された
光を側面1aから導入し、出光面1c側から放射する。
この導光板1は、可視光透過率の優れた透明なアクリル
樹脂からなり、外形寸法、横150mm、縦100m
m、蛍光ランプ2の外径よりも大きい肉厚である厚さ4
mmの平板状ほぼ四角形に形成されている。
【0030】なお、出光面1cは平坦に加工されている
が、この出光面1cと対向する背面1bに円錐状の***
を形成し、蛍光ランプ2からの距離が大きくなるにつれ
て、その大きさが大きくなるようにしてもよい。このよ
うにすると、出光面1cの輝度の均一化がより向上す
る。また、この円錐状の***は、加熱された円錐状の金
型をアクリル樹脂表面に押圧することにより形成する
か、ボール盤で切削加工するか、導光板の成形時、金型
で形成してもよい。
【0031】また、導光板1は、蛍光ランプ2の折曲部
2aが配置された部分を切除して形成した切除部1dを
有している。切除部1dの形状は、直線状や曲率半径が
0.5mm〜10mmの曲線でもよい。この切除部1d
には反射用の塗料を塗布したり、反射機能を有する部材
を配置することが好ましく、この部分からの導光板1へ
の入射を防止することによって出光面1cから放射され
る光の輝度を均一にすることができる。
【0032】すなわち、蛍光ランプ2の折曲部2aで
は、蛍光ランプ2から放射された光は導光板1へ両側面
1aから光が入射するので輝度が高くなる。したがっ
て、導光板1の切除部1dに反射用の塗料を塗布した
り、反射機能を有する部材を配置すれば、導光板1に入
射する光は直線部分の光となり、導光板1から放射され
る光の輝度分布が一段と均一になる。なお、切除部1d
を多角形にすると、蛍光ランプ2を比較的導光板1の側
面1aに近接させることができる。
【0033】蛍光ランプ2は、軟質ガラスからなる外径
3mm(内径2mm)全長160mmの円筒状バルブの
内面に蛍光体被膜を形成し、その両端に電極を配置して
希ガスと水銀を封入して気密に封止する。この後、バル
ブの一端を固定し、他端をフリーにして低速で回転させ
ながら折曲予定部分を加熱し、所定時間加熱した後、回
転を止めてフリーにしてある他端を直角方向に折り曲げ
一方の辺が70mm、他方が90mmの曲率半径約6m
mのL字に形成し、L字状の蛍光ランプ2を完成させ
る。
【0034】この蛍光ランプ2は、熱陰極形、冷陰極形
の何れであってもよいが、バックライトに使用される蛍
光ランプ2としては、立ち上がり特性がよく、低消費電
力が好まれるので、冷陰極形の蛍光ランプが好ましい。
【0035】反射鏡3は、内面に反射シートが添接され
ている構成され、蛍光ランプ2を包囲している。なお、
反射シートは、透明なフィルムの表面に銀蒸着し、この
表面を酸化バリウム等を主体とする白色塗料で被覆して
形成されている。この白色塗料により銀蒸着部分から光
が漏れることを防止している。
【0036】反射体4は、導光板1の背面1b全体に添
接して配置されている。この反射体4は、導光板1とほ
ぼ同様、外形寸法横150mm、縦100mmである。
【0037】なお、反射体4は導光板1からの漏れ光を
多く導光板1側に反射するために、白色シートが使用さ
れているが、銀蒸着シートでもよい。
【0038】光制御板5は、V字状の溝部5aがピッチ
0.8mmで複数縦横に配列されてなる入光面5bおよ
び溝部5aに対向して外方に膨出する曲面を有する凸部
5cに形成されてなる出光面5dで構成されている。
【0039】この凸部5cの各所から入射した光は、所
定方向であるθがほぼ20゜以内で出光面5dから出射
するので、光が集光され光制御板表面の絶対的な輝度は
向上するが、分布は不均一となりやすい。
【0040】複屈折板6は、光制御板5の出光面5d側
に配置され、複屈折板によって光線が異なる速度をもつ
2成分に分かれるようなものである。したがって、複屈
折板6上の輝度が格段に均一化される。
【0041】ケース本体7は、ポリカーボネート樹脂等
の合成樹脂で一体成形されており、外形が概略四角形
(縦約90mm,横約120mm)であって、導光板
1、蛍光ランプ2、反射鏡3、反射体4、光制御板5お
よび複屈折板6を収容する部分が形成され、その周囲に
は点灯手段8を装着する部分も形成されている。
【0042】点灯手段8は、高周波電力を発生するイン
バータ回路であって、本実施の形態では40KHzのほ
ぼ正弦波の電力を蛍光ランプ2に供給している。この点
灯手段8をケース本体7に設けることによって、蛍光ラ
ンプ2と点灯手段8との配線の引き回し接続等を容易に
している。さらにはバックライトの小形化を容易に行う
ことができる。
【0043】次に、本発明の第2の実施の形態を示す液
晶表示装置を図3を参照して説明する。
【0044】図3は、液晶表示装置の側面図である。図
において、液晶表示装置は第1の実施の形態のバックラ
イトと、複屈折板6側に配設された液晶表示板9とで構
成されている。したがって、液晶表示板9上の輝度が向
上するとともに、液晶表示板の光干渉縞が抑制され、さ
らに鮮明になる。
【0045】
【発明の効果】請求項1の発明では、複屈折板表面の輝
度分布の均一性が格段に向上するとともに、外形寸法も
比較的薄くできる。
【0046】請求項2の発明では、請求項1の発明と同
様の効果を有する。
【0047】請求項3の発明では、請求項1の発明の効
果に加えて、ケース本体に各部材を順次配置するので組
立効率が向上する請求項4の発明では、請求項3の発明
の効果に加えて、点灯手段から導出される配線の引き回
しおよび組立効率が向上する。
【0048】請求項5の発明では、請求項1の発明と同
様の効果を有する。
【0049】請求項6の発明では、液晶表示板上の光干
渉縞が発生しにくくなるとともに、外形寸法も比較的薄
くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すバックライト
の分解斜視図。
【図2】同じく、要部側面図。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す液晶表示装置
の側面図。
【図4】従来例のバックライトの側面図。
【符号の説明】
1…導光板 2…光源 3…反射鏡 4…反射体 5…光制御板 6…複屈折板 7…ケース本体 8…点灯手段 9…液晶表示板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13357 F21V 8/00 601 G02B 6/00 331

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】側面、背面および出光面を有する導光手段
    と;導光手段の側面側に配設された光源と;導光手段の
    出光面側に配設され、所定方向に主として光を放射する
    ことのできる光制御板と;光制御板の出光面側に配設さ
    れた複屈折板と;を具備していることを特徴とする照明
    装置。
  2. 【請求項2】側面、背面および出光面を有する導光板
    と;導光板の側面側に配設された光源と;光源を包囲す
    るように配設された反射鏡と;導光板の出光面側に配設
    され、所定方向に主として光を放射することのできる光
    制御板と;光制御板の出光面側に配設された複屈折板
    と;導光板の背面に配設された反射体と;を具備してい
    ることを特徴とするバックライト。
  3. 【請求項3】側面、背面および出光面を有する導光板
    と;導光板の側面側に配設された光源と;光源を包囲す
    るように配設された反射鏡と;導光板の出光面側に配設
    され、所定方向に主として光を放射することのできる光
    制御板と;光制御板の出光面側に配設された複屈折板
    と;導光板の背面に配設された反射体と;導光板、光
    源、反射鏡、反射体、光拡散板および光制御板を収容す
    るケース本体と;を具備していることを特徴とするバッ
    クライト。
  4. 【請求項4】側面、背面および出光面を有する導光板
    と;導光板の側面側に配設された光源と;光源を包囲す
    るように配設された反射鏡と;導光板の出光面側に配設
    され、所定方向に主として光を放射することのできる光
    制御板と;光制御板の出光面側に配設された複屈折板
    と;導光板の背面に配設された反射体と;導光板、光
    源、反射鏡、反射体、光拡散板および光制御板を収容す
    るケース本体と;ケース本体に配設され、光源に高周波
    電力を供給する点灯手段と;を具備していることを特徴
    とするバックライト。
  5. 【請求項5】複屈折板は、方解石で形成されているこ
    と;を特徴とする請求項2ないし4のいずれか一に記載
    のバックライト。
  6. 【請求項6】請求項2ないし5のいずれか一に記載のバ
    ックライトと;複屈折板の出光面側に配設された液晶表
    示板と;を具備していることを特徴とする液晶表示装
    置。
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