JP2000106024A

JP2000106024A - 面状光源

Info

Publication number: JP2000106024A
Application number: JP10278108A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 敦史伊藤
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型、軽量で、かつ高輝度化を達成すること
ができる面状光源を提供する。【解決手段】光の全反射を行なう第１反射シート７
と、当該第１反射シート７と対向して配置された光の反
射および透過を行なう第２反射シート８と、前記第１反
射シート７および第２反射シート８の側面に沿って配置
されたランプ１とからなる面状光源。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は面状光源に関する。
さらに詳しくは液晶表示装置のバックライトなどに用い
られる面状光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示装置の液晶パネルな
どを後方から均一に照らして画面を見易くするために、
バックライトなどの面状光源が用いられている。

【０００３】従来のバックライトは、図５に示されるよ
うに、ランプ３１、導光板３２、反射シート３３、およ
びシート類３４により構成されている。シート類３４
は、レンズシートまたは拡散シートなどの少なくとも１
枚のシートにより構成されている。

【０００４】ランプ３１は冷陰極管（ＣＦＬ）などの光
源からなり、ランプ３１から出た光は導光板３２に入射
される。また、当該導光板３２への光を多く導くためラ
ンプ３１の導光板３２に対向する向き以外の周囲にラン
プリフレクタ３５が配置されている。

【０００５】導光板３２は、一般的に光の透過率が高い
アクリル樹脂などを用いて作製される。導光板３２に入
射される光は、アクリル樹脂と空気との屈折率との違い
により、導光板３２の内部で全反射を繰り返しながら、
導光板３２の内部をランプ３１と反対側へ伝播されてゆ
く。その際、図６に示されるように、光Ｌの一部が導光
板３２の発光面３２ａに対向する対向面３２ｂに印刷さ
れたドット３６に当たって散乱される。散乱された光の
なかで、対向面３２ｂから外方へ散乱されたものは反射
シート３３により再び導光板３２内に入射する。

【０００６】また、発光面３２ａ側に散乱された光で全
反射の臨界角を超えた入射角で発光面３２ａ入射した光
は、導光板３２から外に出る。その際、導光板３２のド
ット印刷の影響を消すために、導光板３２の前方側のシ
ート類３４の位置に拡散シートが配設されている。光を
ランプ３１の反対側へ効率よく導くとともにランプ３１
からの光を効率よく導光板３２内へ導くために、導光板
３２はくさび型形状を呈しており、ランプ３１側は肉厚
が厚くなっている。また、光を発光面３２ａより均等に
出すために、ドット３６はランプ３１の反対側のドット
密度が高くなっている。

【０００７】液晶ディスプレイ用バックライトとして用
いられる面状光源は、導光板３２から出た光をシート類
３４のうちのレンズシートによってパネルの視野角方向
へ集光される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶ディスプレ
イ業界では薄型、軽量化が求められている。その中で一
般に導光板は厚さが大きく、重さも液晶パネルにつぐ重
量を有している。そのため、大型の液晶ディスプレイ製
造する場合、導光板は厚さ、重量とも非常に大きなもの
となり、ディスプレイ全体の寸法を小さくすることがで
きない。

【０００９】また、光を入射する導光板端面での反射お
よび導光板内での光の減衰が生じるため光の利用効率を
下げている。さらに、導光板の変形により液晶パネルが
裏側から押されることによって液晶パネルのセルギャッ
プが変わり、パドリングと呼ばれるニュートンリングが
発生する問題、または拡散シートと液晶パネルとのあい
だに異物が入り込み、表示不良を起こすなどの問題があ
る。

【００１０】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、薄型、軽量で、かつ高輝度化を達成す
ることができる面状光源を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の面状光源は、光
の全反射を行なう第１反射シートと、当該第１反射シー
トと対向して配置された光の反射および透過を行なう第
２反射シートと、前記第１反射シートおよび第２反射シ
ートの側方に配置されたランプとからなることを特徴と
する。

【００１２】前記第２反射シートが、前記ランプ近傍の
位置では反射率が最も高いとともに透過率が最も低く、
前記ランプから遠ざかるにつれ反射率が低くなるととも
に透過率が高くなるように設定されてなるのが好まし
い。

【００１３】前記第２反射シートが、剛性を有する相手
部材に固着されてなるのが好ましい。断面が略Ｃ字状で
あり、内面側で光を反射させる反射部材が、前記ランプ
の周囲に配設されてなるのが好ましい。

【００１４】前記第１反射シートと第２反射シートとの
あいだの隙間の側方周囲の少なくとも一部に反射シート
が配設されてなるのが好ましい。

【００１５】前記第１反射シートと第２反射シートとの
あいだの間隔を変更することができるのが好ましい。

【００１６】本発明の面状光源は、可視光領域で均一に
反射を行なう一対の第１反射シートおよび第２反射シー
トを対向して置き、当該２枚の反射シートにより形成さ
れる隙間に光を入射する。その際、第２反射シートで光
の透過率を制御することにより、第２反射シート側から
光を均一に取り出すことができる。

【００１７】また、本発明では、導光板を使用しないこ
とにより、導光板の入射端面および導光板内で損失する
光がほとんどなくなり、高い効率の面状光源を得ること
ができる。

【００１８】さらに、本発明の面状光源を液晶表示装置
のバックライトとして使用する場合、従来のように液晶
表示パネルを圧迫する導光板がないため、パドリングが
生じない。

【００１９】さらに、導光板のドット印刷がなくなるた
め、拡散シートが不要となる。

【００２０】本発明の面状光源は、従来のように、導光
板を使用しないため、従来の面状光源として使用しない
ときはさらに薄型に変更することもできる。

【００２１】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら、本
発明の面状光源を詳細に説明する。図１は本発明の面状
光源の一実施の形態を示す断面説明図、図２は図１の面
状光源におけるランプからの距離と透過率および反射率
との関係を示すグラフ、図３は本発明の面状光源の他の
実施の形態を示す断面説明図および図４は本発明のさら
に他の実施の形態を示すランプリフレクタの部分拡大断
面図である。

【００２２】図１に示される面状光源は、たとえば、液
晶表示装置のバックライトとして用いられるものであ
り、液晶表示パネルＰの後面側に配設される。面状光源
は、可視光領域で均一に光の全反射を行なう第１反射シ
ート７と、当該第１反射シート７と対向して配置された
光の反射および透過を行なう第２反射シート８と、前記
第１反射シート７および第２反射シート８の側面に沿っ
て配置されたランプ１とから構成されている。

【００２３】第１反射シート７および第２反射シート８
は、互いに対向する面のあいだで可視光領域における光
の反射を行なうが、紫外線または赤外線の反射が少ない
反射材を用いてもよい。ランプ１から２枚の反射シート
７、８のあいだの隙間１０へ入射された光が、当該隙間
１０の側方から逃げないように、隙間１０の側方周囲の
少なくとも一部、たとえばランプ１が配設された部分以
外の隙間１０の３方の部分に反射シート９が配設されて
いるのが好ましい。

【００２４】ランプ１は、発光される光が隙間１０に効
率よく入射できるように構成されるのが好ましい。たと
えば、図１に示されるランプ１は、ランプ１の周囲に光
を効率よく入射させるためのランプリフレクタ５が配置
されている。

【００２５】２枚の反射シート７、８のあいだの隙間１
０は、一定に保つ必要はなく、変更できるようにしても
よい。たとえば、保管または運搬時などにおいては隙間
１０を小さくしておけば、コンパクトになるため、非常
に便利である。一方、使用するときには、かかる隙間１
０を所定の間隔になるまで拡大すればよい。

【００２６】第１反射シート７は、光を可視光領域で均
一に反射する高反射率の材料、たとえば蒸着されたアル
ミニウムなどの材料を用いて作製するのが好ましい。

【００２７】一方、第２反射シート８は、可視光領域で
光を反射する材料を用いて作製すればよいが、前記第１
反射シート７と異なり、光の一部を前記液晶パネルＰ側
に透過させる必要があるため、光をある所定の割合で透
過および反射の両方を行なう材料および製法を選択する
必要がある。

【００２８】しかも、前記液晶表示パネルＰ側に均一に
光を透過させるためには、図２のグラフに示されるよう
に、反射率Ｒと透過率Ｔとをランプ１から当該ランプ１
の反対側の距離Ｄ（図１参照）まで変化させる必要があ
る。このばあい、透過率Ｔと反射率Ｒとの和が可視光領
域において１００％に近いことが望ましい。また、図２
のグラフより明らかなようにランプ１の反対側に近づく
につれて側面の反射材料の影響により再び透過率Ｔが下
がり、反射率Ｒが上がる。

【００２９】また、図４に示される第２反射シート８の
反射率Ｒの分布は、ランプ１の軸方向（すなわち、図１
における紙面垂直方向）に均一である必要はなく、両端
で変化するようにしてもよい。

【００３０】第２反射シート８には、たとえば、薄いガ
ラス板にアルミニウムなどの薄膜を傾斜させて（すなわ
ち、厚さが異なるように）蒸着したものが考えられる。
蒸着を行なう場合には基板が可視光を吸収しない材料、
たとえばガラス（液晶パネルの基板に用いられるガラス
など）などを選択して作製する必要がある。このように
して第２反射シート８から当該シート全面において均一
に出た光は、シート類４により前記液晶パネルＰに適切
になるように調整することもできるが、シート類４はな
くてもよい。

【００３１】シート類４としては、光を前記液晶パネル
Ｐの視野角方向へ集光させるレンズシートなどが用いら
れる。

【００３２】第１反射シート７は、面状発光体のフレー
ムまたは液晶ディスプレイの筐体に貼り付けるか直接塗
装、蒸着することによって得られる。

【００３３】第２反射シート８は、側面に配置された反
射部材９によって支えられた構造を採用することができ
る。また、本実施の形態の面状光源のように液晶表示装
置のバックライトとして用いられる場合には、液晶表示
パネルＰに偏光板、レンズシートまたは拡散シートなど
とともに前記第２反射シート８を貼り付けてもよい。こ
の場合、光学的な観点から第２反射シート８などを貼り
付けるための粘着材などは、可視光の領域で吸収がない
ことが望ましい。

【００３４】また、図３に示されるように、前記隙間１
０の側方周囲の反射部材９およびランプ１を当該隙間１
０から退避できるように構成、たとえば反射部材９およ
びランプリフレクタ５をヒンジ部材によって第２反射シ
ート８の側部付近に連結した構成にすれば、２枚の反射
シート７、８の隙間１０を狭めることができる。それに
より、さらに面状光源（および当該面状光源を用いた液
晶表示装置全体）をさらに薄型にすることができる。

【００３５】また、本実施の形態の面状光源では、従来
の面状光源のように導光板における光散乱用のドット印
刷部分を必要としないため、拡散シートを必要としな
い。しかしながら、前記第２反射シート８と液晶表示パ
ネルＰとのあいだに、液晶表示装置の製造過程で混入す
る異物などの影響を隠すための目的で拡散シートを設け
てもよい。

【００３６】第１反射シート７および第２反射シート８
の光の反射率は、たとえ蒸着したアルミニウムを用いた
ものであっても図２に示されるように、最大で９０％程
度であり、従来の面状光源おける導光板を使用した場合
に生じるほぼ１００％の全反射には遠く及ばない。その
ため、第１反射シート７と第２反射シート８とのあいだ
の隙間１０に入射される光は、隙間１０で反射を繰り返
すたびに減衰する。したがって、前記反射シート７、８
のあいだで光が反射する回数は最大でも１０回程度にす
る必要がある。そのため、ランプ１から出た光は、なる
べく前記液晶表示パネルＰに対して平行の方向になるよ
うにするのが好ましい。

【００３７】ランプリフレクタ５は、図４に示されるよ
うに、部分Ａのところで反射された光が直接第２反射シ
ート８から出ることを防ぐために部分Ａに対向する液晶
表示パネルＰ側の部分Ｂを長くしたり、または部分Ａを
傾斜（たとえば、液晶表示パネルＰに対して平行になる
方向へ傾斜）させるなど種々の工夫をすればよい。ま
た、ランプ１の配置も適宜変更すればよい。

【００３８】また、図１に示される液晶表示パネルＰな
どの側面に対して外部から光が当ることによって光漏れ
などの問題が生じないようにするために、液晶表示パネ
ルＰの側面にマスク用のシールを貼るなどして遮光する
のが好ましい。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、導光板を用いない薄
型、軽量の面状光源を得ることができ、しかも高輝度化
を達成することができる。したがって、本発明の面状光
源をバックライトとして用いることにより、液晶表示装
置の重要な課題である薄型、軽量化および高輝度化を達
成することができる。また、導光板を用いないためパド
リングも抑制することができる。

【００４０】さらに、拡散シートを用いれば、液晶表示
パネルとバックライトとのあいだに侵入する異物に対す
る許容量を大幅に大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状光源の一実施の形態を示す断面説
明図である。

【図２】図１の面状光源におけるランプからの距離と透
過率および反射率との関係を示すグラフである。

【図３】本発明の面状光源の他の実施の形態を示す断面
説明図である。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態を示すランプリ
フレクタの部分拡大断面図である。

【図５】従来の面状光源の断面図である。

【図６】図５の面状光源におけるドット印刷部分の部分
拡大断面図である。

【符号の説明】

１ランプ７第１反射シート８第２反射シート１０隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光の全反射を行なう第１反射シートと、
当該第１反射シートと対向して配置された光の反射およ
び透過を行なう第２反射シートと、前記第１反射シート
および第２反射シートの側方に配置されたランプとから
なる面状光源。
【請求項２】前記第２反射シートが、前記ランプ近傍
の位置では反射率が最も高いとともに透過率が最も低
く、前記ランプから遠ざかるにつれ反射率が低くなると
ともに透過率が高くなるように設定されてなる請求項１
記載の面状光源。
【請求項３】前記第２反射シートが、剛性を有する相
手部材に固着されてなる請求項１または２記載の面状光
源。
【請求項４】断面が略Ｃ字状であり、内面側で光を反
射させる反射部材が、前記ランプの周囲に配設されてな
る請求項１、２または３記載の面状光源。
【請求項５】前記第１反射シートと第２反射シートと
のあいだの隙間の側方周囲の少なくとも一部に反射シー
トが配設されてなる請求項１、２、３または４記載の面
状光源。
【請求項６】前記第１反射シートと第２反射シートと
のあいだの間隔を変更することができる請求項１、２、
３、４または５記載の面状光源。