JP2002169479A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照光面の輝度ムラの少ないバックライト装置
を提供する。 【解決手段】 底面に反射体２を具備した上面に開口部
１ａを有する扁平なランプハウスとなる筺体１内部に少
なくとも１本以上の円筒光源３を配し、筺体１の開口部
１ａ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、筺体１内面に設けた反射板２とは異なる反射率
の高反射体１８を少なくとも筺体１の四隅１７ＬＢ，１
７ＲＢ，１７ＬＦ，１７ＲＦ或は筺体１の前面左右側面
部１Ｌ，１Ｒ，１Ｆ，１Ｂに設ける。

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、特に輝度ムラを
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、筺体内部に反射体（以下
反射板と記す）及び蛍光管を収納し、筺体の開口部に配
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８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９は図８のＣ−Ｃ′断面矢視
図、図１０は図８のＤ−Ｄ′断面矢視図、図１１は輝度
ムラを説明するための光透過拡散板上の光量分布を示し
ている。

【０００６】バックライト装置のランプハウスとなる筺
体１は上面に開口部１ａを有する断面が台形状の箱状と
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】筺体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筺体１の底部に貼着させてその端部
を折り曲げて筺体１の側壁の内面に固着させて反射体と
しての反射板２を形成する。

【０００８】蛍光管等の円筒光源３は筺体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９〜図１０では筺体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１ａ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筺体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つに輝度ムラがある。輝度
ムラは図１１に示す様に光透過拡散板４から出射する輝
度曲線８の照光面上の最大輝度８ａと照光面上の最小輝
度８ｂで比較した場合の輝度変化率で（照光面上の最大
輝度−照光面上の最小輝度）／照光面上の最大輝度×１
００％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輝度ムラと認
識されてしまう。

【００１２】そのため、円筒光源３の固定位置、筺体１
の形状等の構造設計で可能な限り輝度ムラを小さくする
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に於いて円筒光源としての蛍光管３の外径３．０ｍ
ｍ、内径２．４ｍｍ、蛍光管３間の幅を３５ｍｍとし、
筺体１の開口部１ａの対角線が１８インチで、筺体１の
厚みを１８ｍｍ内に８本の蛍光管３を配設した場合の輝
度ムラを３５％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１２
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１３及び図１
４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１３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１４は筺体１内に３本の円筒光源（蛍光
管）３ａ，３ｂ，３ｃを並設した場合の夫々の単一峰曲
線７ａ〜７ｃ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（Ｘ軸）とこ
のＸ軸と直交する方向（Ｙ軸）の輝度分布を図１５に示
す。図１５は円筒光源３の管軸方向のＸ軸を示す複数峰
曲線１５では筺体１の左右側面近傍での最大輝度１５ａ
に対し最小輝度１５ｂの差は大きく、Ｘ軸方向の輝度ム
ラは大きい、同様にＹ軸方向についても複数峰曲線８の
最大輝度８ａに対し、最小輝度８ｂとの差は大きく、筺
体１の前後側面近傍での輝度ムラが大きくなっている。
従って、全体としては輝度分布図と示される様に光透過
拡散板４を上から見た時の筺体１の左右前後側面と四隅
（コーナ部）１６が暗くなることが解る。

【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筺体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輝度ムラが発生し
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
れたもので円筒光源３から発光される全光量は一定であ
るため輝度ムラを軽減するために光透過拡散板４の照光
面上で輝度が低い部分に向かう光量を増加させ、筺体１
内の側面部の反射性能を他の部分より高くするか、輝度
が高い部分の光量を軽減して、輝度が低い部分と輝度の
高い部分の光量を平均化することで輝度ムラを軽減させ
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
は上面に開口部１ａを有する扁平な筺体１内に少なくと
も１本以上の円筒光源３及び反射板２を配し、筺体１の
開口部１ａに光透過拡散体４を配設したバックライト装
置６であって、筺体１内面の反射板２の底面部１ｂと側
面部１Ｌ，１Ｒ，１Ｂ，１Ｆとが夫々異なる反射性能と
成され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に係わる本発明は筺体１内に設け
た反射板２の側面部１Ｌ，１Ｒ，１Ｂ，１Ｆの四隅１７
ＬＢ，１７ＲＢ，１７ＬＦ，１７ＲＦが底面部１ｂに比
べて高反射性能と成され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に係わる本発明は反射板２の側面
部１Ｌ，１Ｒ，１Ｂ，１Ｆが鏡面反射体であることを特
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
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の側面
部１Ｌ，１Ｒ，１Ｂ，１Ｆの鏡面反射体が銀蒸着層から
成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としたものである。

【００２４】斯かる、本発明のバックライト装置６の構
成によれば、照光面上の輝度が低い部分に対応する筺体
１内の側面部１Ｌ，１Ｒ，１Ｂ，１Ｆと底面部１ｂを比
較して側面部１Ｌ，１Ｒ，１Ｂ，１Ｆに高反射性能を有
する光反射体１８を設ける事により照光面上の輝度が低
い部分へ向かう光量を増加させ、輝度ムラを軽減したバ
ックライト装置を得ることができる。

【００２５】又、照光面の輝度が高い部分の光量を軽減
して輝度が低い部分の光量と輝度の高い部分の光量を平
均化して輝度ムラを軽減したバックライト装置を得るこ
とができる。

【００２６】更に照光面上で輝度の低い部分に対応する
筺体１内の反射板２を鏡面反射体とすることで反射板２
が拡散反射することなく直接照光面上の輝度の低い位置
に光を入射することができ輝度ムラを軽減できるバック
ライト装置が得られる。

【００２７】

【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及び図２によって詳記する。

【００２８】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′断面矢視図であ
る。

【００２９】図１及び図２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筺体１は筺体１内に貼着し
た反射板２を有し、この反射板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筺体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。この筺体１の
上部には開口部１ａを設けて箱型に成形される。

【００３０】筺体１は前後側面部１Ｆ及び１Ｂと左右側
面部１Ｌ及び１Ｒで矩形状に成され、図１のＡ−Ａ′断
面矢視図の図２に示す様に断面が台形と成され、左右側
面部１Ｌ及び１Ｒ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が筺体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。

【００３１】上述の筺体１の底面部１ｂ、左右側面部１
Ｌ及び１Ｒ、前後側面部１Ｆ及び１Ｂの内面は所定の反
射率を有する反射板２と成され、本例では例えばアルミ
ニウム材よりなる反射板２を筺体１の底面部１ｂと略同
一寸法に矩形状とし、筺体１の左右側面部１Ｌ及び１Ｒ
と前後側面部１Ｆ及び１Ｂの内面に沿う様に傾斜させて
折り曲げて筺体１の内面に所定方法で固定させている。

【００３２】更に、前後左右側面部１Ｆ，１Ｂ，１Ｌ，
１Ｒに跨って四隅（以下コーナと記す）１７ＬＦ，１７
ＲＦ，１７ＬＢ，１７ＲＢに反射板２よりも高い反射率
を有する高反射体１８を配設する。

【００３３】上述の筺体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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】本例のバックライト装置６では図１５で詳
記した光透過拡散板４の照光面上での輝度分布図及び輝
度特性を示すＹ軸及びＸ軸方向での複数峰曲線８及び１
５の前後左右側面部近傍及びコーナ１６に於ける輝度低
下が軽減され輝度ムラの減少したバックライト装置が得
られた。

【００３７】〔実施例〕以下、本発明の反射板２上への
高反射体１８への形成方法を説明する。 〔実施例１〕図１及び図２に示す実施例に於いて、反射
板２として１ｍｍのアルミニウム材を底面部１ｂの対角
線寸法が１８．１インチになる様に箱状の台形に加工
し、底面部１ｂ、左右前後側面部１Ｌ，１Ｒ，１Ｆ，１
Ｂの厚みｔ＝０．１８８ｍｍ、反射率９８．０％のポリ
エステル材の白色拡散反射シートを貼着させ、筺体１の
底面部１ｂから２ｍｍ離間した位置に直径φ＝３ｍｍの
冷陰極管を円筒光源３として円筒光源支持台５，５間に
３５ｍｍピッチで８本配設し、反射板２よりも高い反射
率を有する反射率が９９．０％の高反射体１８を略Ｌ字
状に切断し、円筒光源３の管軸方向の長辺の長さを４０
ｍｍ、管軸方向と直交する短辺の長さを３０ｍｍとした
白色拡散板シートを両面テープで筺体１のコーナ１７Ｌ
Ｂ，１７ＲＢ，１７ＬＦ，１７ＲＦに貼着させた。

【００３８】本実施例のバックライト装置では比較例の
照光面コーナ１６の輝度が図１５の様に低下していたが
コーナ１６の輝度を図７の様に上昇させることが可能に
なり、比較例の輝度ムラが３７％であったのに対して本
発明によって２５％まで抑制することが可能になり、輝
度ムラ改善に極めて大きな効果を発揮した。

【００３９】〔実施例２〕図３は図１の実施例１と同一
構成の筺体１内面の底面部１ｂ、左右前後側面部１Ｌ，
１Ｒ，１Ｆ，１Ｂの四隅のコーナ１７ＬＢ，１７ＲＢ，
１７ＬＦ，１７ＲＦに実施例１と同様の反射率９８．０
％の白色拡散性反射シートを高反射体１８として円筒光
源３の管軸方向の長辺の長さ４０ｍｍ、管軸と直交する
方向の短辺の長さを３０ｍｍのＬ字状にして貼着させ、
高反射板１８の四隅のコーナ１７ＬＢ，１７ＲＢ，１７
ＬＦ，１７ＲＦを除く他の斜線で示す底面部１ｂ、左右
前後面部１Ｌ，１Ｒ，１Ｆ，１Ｂを反射率９７．０％の
反射体２としたものである。

【００４０】上述の場合は四隅のコーナに高反射体１８
を貼着したが、実施例１と同様に筺体１の内面に反射板
２として反射率９８．０％のポリエステル材の白色拡散
性反射シートを箱状の台形に貼着し、コーナ１７ＬＢ，
１７ＲＢ，１７ＬＦ，１７ＲＦを除く部分（斜線部分）
に反射率９７．０％の光の反射板２を両面テープ等で貼
着させてもよい。

【００４１】実施例２のバックライト装置では比較例の
照光面中央部の輝度が高かったが同部の輝度を減少させ
ることが可能になり、比較例の輝度ムラが３７％であっ
たのに対して本発明によって２９％まで抑制することが
可能になり輝度ムラ改善に極めて大きな効果を発揮し
た。

【００４２】〔実施例３〕図４は実施例１と同様構成の
筺体１の底面部１ｂの対角線寸法を１８．１インチにな
るように箱状の台形に１ｍｍのアルミニウム板で加工す
る。このＢ−Ｂ′断面矢視図を図５に示す。筺体１の底
面部１ｂ上に矩形状の厚み０．１８ｍｍのポリエステル
材の白色拡散シートをアルミニウム板上に両面テープ等
で貼着し、反射体２とは異なる高反射板１８として９
９．８％の反射率を有する銀のフィルムを筺体１内の全
斜面部の前後左右側面部１Ｆ，１Ｂ，１Ｌ，１Ｒに両面
テープで貼着させた。円筒光源支持台５，５間に底面部
１ｂから２ｍｍの間隔を置いて直径φ＝３ｍｍの冷陰極
管を３５ｍｍピッチで８本を円筒光源３として配置し、
集光シート９を上面に貼着した光透過拡散板４を筺体１
の開口部１ａを覆う様に固定し、光透過拡散板４から一
様に面発光させた。

【００４３】この実施例３の場合も、図１５に示す比較
例の輝度ムラが３７％であったものが、本発明では輝度
ムラを３０％迄小さく出来て７％の改善がみられた。

【００４４】〔実施例４〕図６は筺体１のコーナの一部
を断面とした斜視図であり、実施例１及び実施例２と同
一構造のランプハウスとしての筺体１のコーナ１７Ｌ
Ｂ，１７ＲＢ，１７ＬＦ，１７ＲＦの傾斜側面に形成す
るＬ字状の高反射体１８或は実施例３と同一構成の前後
左右側面１Ｆ，１Ｂ，１Ｌ，１Ｒの傾斜側面に形成する
高反射体１８を銀等で蒸着して鏡面反射体とすることも
出来る。

【００４５】上述の実施例４の構成に置いても輝度ムラ
は比較例の図１５に比べてＹ及びＸ方向での複数峰曲線
８及び１５での最大輝度１５ａ及び８ａと最低輝度との
特に周辺での落込みが補正され、四隅１６での輝度ムラ
が図７の様に大きく改善され小さくなったバックライト
装置を得ることが出来た。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば筺体内面の少なくとも一
部分に反射体とは異なる高反射体を設けることにより、
従来品に比べて照光面上の輝度ムラを減少させることが
可能となり、特にバックライト装置の光透過拡散板の上
面側から視て筺体の四隅に生ずる影がなくなり、輝度ム
ラを小さくした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】本発明の他の形態例を示すバックライト装置の
平面図である。

【図４】本発明の更に他の形態例を示すバックライト装
置の平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ′断面矢視図である。

【図６】本発明の更に他の形態例を示すバックライト装
置の斜視図である。

【図７】本発明の輝度分布図及び光量分布曲線図であ
る。

【図８】従来のバックライト装置の平面図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ′断面矢視図である。

【図１０】図８のＤ−Ｄ′断面矢視図である。

【図１１】輝度ムラの説明図である。

【図１２】従来の１つの光源からの出射光の光量説明図
である。

【図１３】従来の複数の光源からの出射光の光量説明図
である。

【図１４】従来の複数本の光源からの光量分布曲線図と
その総合特性曲線図である。

【図１５】従来のバックライト装置の輝度分布図と光量
分布曲線図である。

【符号の説明】

１‥‥筺体、２‥‥反射板、３‥‥円筒光源（冷陰極
管）、４‥‥光透過拡散板、６‥‥バックライト装置、
９‥‥集光シート、１８‥‥高反射体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に開口部を有する扁平な筺体内に少
   なくとも１本以上の円筒光源及び反射体を配し、該筺体
   の該開口部に光透過拡散体を配設したバックライト装置
   であって、 上記筺体内面の上記反射体の底面部と側面部とが夫々異
   なる反射性能と成されたことを特徴とするバックライト
   装置。
2. 【請求項２】 前記筺体内に設けた反射体の前記側面部
   の四隅が底面部に比べて高反射性能と成されたことを特
   徴とする請求項１記載のバッククライト装置。
3. 【請求項３】 前記反射体の側面部が鏡面反射体である
   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】 前記反射体の側面部の鏡面反射体が銀蒸
   着層から成ることを特徴とする請求項３記載のバックラ
   イト装置。