JP2004012924A

JP2004012924A - 発光装置

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Publication number: JP2004012924A
Application number: JP2002167619A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Haniyu; 羽生　篤史
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15
Also published as: KR200310868Y1; TWI253528B; KR100721118B1; KR20030095192A; TW200307837A

Abstract

【課題】ランプイメージなどの発光ムラを改善して発光品位を向上させるための新たな技術的手段を提供する。
【解決手段】面状の発光部４に拡散シート５が重ねて配置された発光装置において、前記拡散シート５は基材シート５１の一面に拡散層５３を形成するとともに当該基材シートの他面が非拡散面５３として構成され、当該拡散シート５は前記拡散層５３を前記発光部４側に向けて配置されている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用バックライトなどとして用いられる発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置用バックライトとしては、導光板の側面に光源を配置したサイドライト型バックライトの他、拡散板の背後に光源を配置した直下型バックライトが一般的である。いずれのバックライトも冷陰極管などの線状光源又はＬＥＤなどの点状光源を光源としつつ、導光板又は拡散板によって面状に発光する面状発光部を得ることができるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置用バックライトのように高い発光品位を要求される発光装置の場合、面状発光部には発光ムラがなく面全体で均一な輝度を持つことが要求される。しかし、現実には発光ムラが生じ易く、例えば、直下型バックライトの場合、拡散板の背後に複数の冷陰極管が光源として配置されているため、拡散板にランプイメージが表れて発光ムラが生じる。
すなわち、拡散板の冷陰極管直上位置では拡散板と光源の距離が短いため明るく、冷陰極管間の位置では暗くなって、拡散板全体での輝度が不均一になる。
【０００４】
ここで、拡散板等の発光部の上には、光の拡散や集光などの目的で拡散シートやプリズムシートなどの光学シートが設置されているが、このような光学シートは、前述のランプイメージを改善するには十分ではなかった。
【０００５】
そこで、従来は、ランプイメージへの対策として、
（１）ランプ直上が暗くなるようにライティングカーテンを設ける。
（２）拡散板の裏面（ランプ側の面）に白色の拡散性インキを印刷する。
（３）ランプと拡散板の距離をあける。
などが採られていた。
【０００６】
しかし、（１）の対策の場合、ライティングカーテンが必要となってコスト高となる。また、ライティングカーテンは光の遮蔽により均一な発光状態を得るため、遮蔽された分だけ光量が減少し、同じ消費電力でも暗いバックライトになってしまう。
【０００７】
（２）の対策の場合、拡散板の裏へ拡散性インキを印刷すると、拡散性のインキが光の遮蔽と拡散を同時に行うため、ランプイメージの改善に効果がある。しかし、ランプイメージを大きく改善するために使用するインキを厚塗りすると、その部分で黄色がかった光になるため、明るさは均一になるが、色のムラが発生する。
【０００８】
（３）の場合、ランプと拡散板の距離をあけることで発光品位を改善することができるが、ランプと拡散板の距離をあけることで製品厚みが増すとともにバックライトからでる光量が低下する。すなわち、厚く暗いバックライトとなってしまう。
【０００９】
本発明は、かかる実状に鑑みてなされたものであって、その課題は、ランプイメージなどの発光ムラを改善して発光品位を向上させるため、前記（１）〜（３）に替わる新たな技術的手段を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、面状の発光部に拡散シートが重ねて配置された発光装置において、前記拡散シートは基材シートの一面に拡散層を形成するとともに当該基材シートの他面を非拡散面として構成され、当該拡散シートは前記拡散層を発光部側に向けて配置されていることを特徴とする。
従来、基材シートの一面に拡散層を形成してなる拡散シートは、拡散層を光照射対象（液晶表示装置用バックライトであれば液晶パネル）に向けて配置されていた（以下、このような配置を「表向き配置」という）。
これに対し、本発明では、拡散シートの拡散層を発光部（直下型バックライトであれば拡散板）側に向けて配置している（以下、このような配置を「裏向き配置」という）。拡散シートを裏向き配置とすることで、同じ拡散シートを表向き配置する場合に比べて、拡散性が向上して発光ムラが一層改善され発光品位が向上することが判明し、本発明に至ったものである。
【００１１】
ここで、前記拡散シートは１枚だけに抑えるのが好ましい。１枚の拡散シート以外に他種類の光学シート（例えばプリズムシート・偏光シート等）を設けてもよいが、拡散シートとしては裏向きのもの１枚だけにしておくことで、構成を簡素にすることができる。
もしくは、裏向き配置の拡散シートを複数枚設けてもよく、複数枚とすることでより一層の発光品位の改善を図ることができる。
【００１２】
また、他の観点からみた本発明は、面状の発光部に複数枚の光学シートが重ねて配置された発光装置において、前記光学シートには、一面に拡散層が形成された拡散シートと、拡散シート以外の種類の光学シートである別種シートとが含まれ、前記拡散シートは前記拡散層を前記発光部側に向けた状態で前記発光部と前記別種シートとの間に配置されていることを特徴とする。
拡散シートを裏向き配置とすることで、同じ拡散シートを表向き配置する場合に比べて、発光ムラが一層改善され発光品位が向上するとともに、裏向き配置の拡散シートが発光部と別種シートとの間に配置されているため、例えば、拡散シートを裏向き配置することにより生じる輝度の低下を別種シートで回復させたり、偏光して視認性を向上させるなど、裏向き配置の拡散シートを透過した光をさらに別種シートで制御することができる。
【００１３】
そして、別種シートとしては、プリズムシート等の集光性を有するシート、又は偏光性を有するシートであるのが好ましく。裏向き配置の拡散シートを透過した光に対して集光作用又は偏光作用を与えることができる。
【００１４】
さらに他の観点からみた本発明は、背面側に配置された複数の光源の光を拡散する拡散板を備え、当該拡散板に複数の光源の光によるランプイメージが生じ得る発光装置において、前記拡散板の表面には拡散シートが配置され、当該拡散シートは、基材シートの一面に拡散層を形成するとともに当該基材シートの他面を非拡散面として構成され、当該拡散シートは前記拡散層が前記光源側に向いていることを特徴とする。
拡散板の背面側に光源が配置されているいわゆる直下型の場合、拡散板表面には背後にある光源のランプイメージが生じるが、拡散板表面の拡散シートが裏向き配置であるため、同じ拡散シートを表向き配置した場合に比べて、ランプイメージが改善され、発光品位が向上する。
【００１５】
また、前記拡散シートの前記非拡散面側には、前記拡散シートを透過した光を集光するための集光性シートが配置されているのが好ましく、裏向きの拡散シートによって低下した輝度を集光性シートによって改善することができ、発光品位と輝度の双方が良好となる。なお、拡散シートは１枚でもよいし、複数枚でもよく、集光性シートとしては、プリズムシートや集光タイプの拡散シートなどが挙げられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、発光装置の一例として直下型バックライト１を示して説明する。図１及び図２は第１実施形態に係る直下型バックライト１を示しており、光源２と、光源２が保持される光源保持体３と、光源保持体３に取り付けられた拡散板４と、拡散板４の表面に載置された拡散シート５とを備えている。
【００１７】
前記光源２は線状光源であり、具体的には、冷陰極管タイプの蛍光灯であり、管径が約３ｍｍとされている。光源２は、複数本設けられており、図示のものでは三本であるが、直下型バックライトは、１５インチを超える大型の液晶表示装置用のバックライトとして好適であり、この場合、光源２は８本以上が好ましい。
【００１８】
図２に示すように、光源保持体３は、直下型バックライト１のフレームとして構成されており、一面（図において上面）が開口した箱状に形成されている。箱状光源保持体３の内面（底面及び側面）には、光反射層３ａが設けられており、この光反射層３ａによって光源２の光が拡散板４側に反射する。
前記光源２は、長手方向両端が光源保持体３に保持されている。複数の光源２は、光源長手方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて並べて配置されている。大きな輝度が必要な場合、並設されている光源２の本数を増やせばよく、輝度の調整を光源２の本数の増減で簡単に行うことができる。なお、光源２を点灯するための点灯装置としてインバータ（図示省略）が備わっており、このインバータは光源保持体３の底部裏面３ｂに設けられている。
【００１９】
前記拡散板４は、白色のガラス、アクリル又はポリカーボネートなどによって形成されており、光源２の光を拡散する作用を持つ。拡散板４としては、例えば、帝人社製ＰＣ１３１１（５０）を用いることができる。
拡散板４は光源保持体３の開口を覆うように光源保持体３に取り付けられ、その背面側（図１において下方）に光源２が位置する。拡散板４によって面状の発光部が形成されているが、この発光部（拡散板）４には、複数の光源２の直上位置が明るく光源２間が暗いランプイメージが生じる。
【００２０】
前記拡散シート５は、ランプイメージを消して、発光部４を均一な発光面とするためのものである。図３に示すように、この拡散シート５は、透明なポリエステル樹脂等の基材シート５１の一面に光の拡散層５２が形成してなるものであり、基材シート５１の他面には拡散層は形成されておらず非拡散面５３となっている。拡散層５２は、例えば、光を拡散するための微粒子を含む合成樹脂塗料を基材シート５１の一面に形成して構成されている。なお、基材シート他面の非拡散面５３には、貼り付き防止及び帯電防止用のスティッキング防止コートを施し或いはエンボス加工を施してなるバック層が形成されている。拡散シート５としては、例えば、恵和社製のオパルスＢＳ−０１（商品名）を採用できる。このような拡散シート５は、集光性（拡散シートの正面方向（拡散シートに直交する方向）に光を集束させて正面輝度を上昇させる性質）も備えており、集光タイプなどと呼ばれている。なお、拡散シートとしては、プリズムシートなどの上に載置されてプリズムシートを保護するための保護用の拡散シートも存在する。
【００２１】
従来、拡散シート５は、非拡散面５３側から光が照射されるように、拡散層５２の面（表面）を液晶パネル側に向けるとともに、非拡散面（裏面）５３を拡散板４側に向け、非拡散面３が拡散板４表面に接するように配置（表向き配置）するのが常識であり、この表向き配置によって光の拡散と集光を行っていた。
しかし、表向き配置の拡散シートでは、ある程度の光の拡散作用は得られるものの、ランプイメージを消すには十分ではなかった。
【００２２】
これに対し、本発明では、拡散層５２の面（表面）を発光部である拡散板４側に向けるとともに、非拡散面（裏面）を液晶パネル側に向け、拡散層５２が発光部（拡散板）４に接するように配置（裏向き配置）されている。実験の結果、拡散シート５を裏向き配置にすると、同じ拡散シート５を表向き配置にする場合よりも、拡散性が高まり、ランプイメージが消えて均一な発光面が得られ、発光品位が向上することが判明した。
また、拡散シート５を裏向き配置にすると表向き配置よりも輝度が低下することが判明したが、直下型バックライトの場合、その構造上、光源２の数を増やすことが容易であり、拡散シート５の裏向き配置による輝度の低下をカバーするように光源２の数を増加させれば、表向き配置と同等の輝度が得られるとともに、表向き配置よりも優れた発光品位が得られる。
【００２３】
下記の表１は、図１に示す直下型バックライトにおいて裏向き拡散シート５としてヘーズ値の異なる拡散シートによって発光品位（ランプイメージの改善度合い）を目視にて比較した実験結果を示すものである。表１において、×は発光品位の改善度合いが比較的小さい、△は発光品位の改善度合いが中程度、○は発光品位の改善度合いが大きい、◎は発光品位の改善度合いが特に大きいと認められることを意味している。
【００２４】
【表１】

表１によると、拡散シート５のヘーズ値にかかわらず、発光品位の改善がみられるものの、発光品位のヘーズ値が６０％程度以上のものがよく、特に７５％以上のものでランプイメージの改善が大きくみられた。
【００２５】
本実施形態によれば、良好な発光品位と十分な輝度が確保されるため、従来のように（１）ライティングカーテンを設ける、（２）拡散板裏へ拡散性インキの印刷を施す、（３）ランプと拡散板との間の距離をあけるなどの対策を採る必要がなくなる。特に、ランプと拡散板との間の距離をあける必要がないため、所定の発光品位を得つつバックライトの厚みを薄く抑えることができる。具体的には厚みを６０ｍｍ以内、より具体的には厚みを１５ｍｍ〜４５ｍｍに抑えることができる。そして、ライティングカーテンを設ける必要がなく、また、拡散性インキの印刷も不要であるからコストを低減できる。したがって、本実施形態に係る直下型バックライトは、低コストで高品位及び薄型化が要求される液晶表示装置に最適である。
【００２６】
図４は、本発明の第２実施形態を示している。第２実施形態に係る直下型バックライト１では、拡散シート５が１枚だけである第１実施形態と異なり、裏向き配置の拡散シート５が複数枚配置されている。具体的には、裏向き配置の拡散シート５が２枚配置されている。裏向き配置の拡散シート５の数を増やすことでより一層ランプイメージが改善され、発光品位が向上する。なお、裏向き配置の拡散シート５の数を増やすと輝度の低下が大きくなるので、裏向き配置の拡散シート５の数は３枚以内が好ましい。
【００２７】
図５は、本発明の第３実施形態を示している。第３実施形態に係る直下型バックライト１では、裏向き配置の拡散シート５の上（非拡散面側）に、拡散シートではない別の種類の光学シート（別種シート）として偏光シート６が設けられている。すなわち、裏向き配置の拡散シート５は拡散板４と別種シートである偏光シート６との間に配置されている。裏向き配置の拡散シート５と偏光シート６とを設けることで、裏向き配置の拡散シート５によって発光品位を向上させるとともに、偏光シートによって光の角度を変更制御することができる。また、拡散板４と別種シート６との間に配置される拡散シート５の枚数は１枚でも複数枚でもよい。また、別種シート６は、１枚でも複数枚でもよく、異なる種類の別種シートが複数枚設けられていても良い。なお、ここでは例えば、偏光シート５としては住友３Ｍ社製のＤＢＥＦ−Ｄ（商品名）、拡散シート５としてはきもと社製の１８８ＧＭ２（商品名）、拡散板４としては帝人社製のＰＣ−１３１１（５０）（商品名）を用いることができる。
【００２８】
図６は、第４実施形態を示している。第４実施形態に係る直下型バックライト１では、別種シートとしてプリズムシート（レンズシート）７が設けられており、プリズムシート（レンズシート）７は多数の微細なプリズム部（レンズ部）によって光の集光性を有している。裏向き配置の拡散シート５とプリズムシート（レンズシート）７を設けることで、裏向き配置の拡散シート５によって発光品位を向上させるとともに、プリズムシート（レンズシート）７によって光を集光することで、裏向き配置の拡散シート５によって低下した輝度を回復することができる。また、プリズムシート７の上にはさらにプリズムシート７保護用の拡散シート８が表向き配置で設けられている。
なお、ここでは、例えば、保護用拡散シート８としては恵和社製の＃１００−ＢＭＵ４Ｓ（商品名）、プリズムシート７としては住友３Ｍ社製のＢＥＦ　ＩＩＩ−７（商品名）、拡散シートとしては恵和社製のＢＳ−０４２（商品名）、拡散板としては三菱レーヨン社製のアクリライトＬＮｏ４３０（商品名）を用いることができる。
【００２９】
図７は、第５実施形態を示している。第５実施形態に係る直下型バックライト１では、裏向き配置の拡散シート（第１拡散シート）５の上には、別種シートではなく、第２の拡散シートとして表向き配置の拡散シート９が設けられている。第２拡散シート９自体は、第１拡散シート５と同じものであるが、非拡散面５３が光源２に向けられており、拡散層の面５２が液晶パネル側に向けられている。第２拡散シート９は、元来、第１拡散シート５と同様に拡散性の他に集光性を有しており、この第２拡散シート９を通常の使用形態である表向き配置で用いることで、第１拡散シート５を透過した光を集光する機能が発揮される。
裏向き配置の拡散シート５と表向き配置の拡散シート９を設けることで、裏向き配置の拡散シート５によって発光品位を向上させるとともに、表向き配置の拡散シート９によって光を集光することで、裏向き配置の拡散シート５によって低下した輝度を回復することができる。
第１拡散シート５及び第２拡散シート９としては、ツジデン社製のＤ１２６（商品名）を用いることができる。また、第１拡散シート５と第２拡散シート９とはヘーズ値など拡散シートとしての特性が同じでもよいし異なっていてもよい。
【００３０】
なお、第２〜第５実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、本発明の発光装置（バックライト）は液晶表示装置用に限定されるものではなく、写真のネガをみるためのライトボックス、看板、Ｘ線写真をみるためのシャウカステンなどとして用いることができる。また、発光部は、導光板の側面に光源が配置されたサイド型バックライトにおける導光板であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、一面に拡散層を有する拡散シートを単に裏向き配置で用いることで、簡単に発光品位を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
【図２】第１実施形態に係る光源保持体（フレーム）及び光源の斜視図である。
【図３】拡散シートの拡大断面図である。
【図４】第２実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
【図５】第３実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
【図６】第４実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
【図７】第５実施形態に係る発光装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１　直下型バックライト（発光装置）
２　光源
４　拡散板
５　第１拡散シート
６　偏光シート（別種シート）
７　プリズムシート（別種シート；集光性シート）
９　第２拡散シート（集光性シート）

Claims

面状の発光部に拡散シートが重ねて配置された発光装置において、
前記拡散シートは基材シートの一面に拡散層を形成するとともに当該基材シートの他面を非拡散面として構成され、当該拡散シートは前記拡散層を前記発光部側に向けて配置されていることを特徴とする発光装置。
面状の発光部に拡散シートが重ねて配置された発光装置において、
前記拡散シートは基材シートの一面に拡散層を形成するとともに当該基材シートの他面を非拡散面として構成され、
当該拡散シートは１枚だけ備わっているとともに、前記拡散層を前記発光部側に向けて配置されていることを特徴とする発光装置。
面状の発光部に拡散シートが重ねて配置された発光装置において、
前記拡散シートは基材シートの一面に拡散層を形成するとともに当該基材シートの他面を非拡散面として構成され、
前記拡散層を前記発光部側に向けて配置されている拡散シートが複数枚設けられていることを特徴とする発光装置。
面状の発光部に複数枚の光学シートが重ねて配置された発光装置において、
前記光学シートには、一面に拡散層が形成された拡散シートと、拡散シート以外の種類の光学シートである別種シートとが含まれ、
前記拡散シートは、前記拡散層を前記発光部側に向けた状態で前記発光部と前記別種シートとの間に配置されていることを特徴とする発光装置。
前記別種シートは集光性を有するシート又は偏光性を有するシートであることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
背面側に配置された複数の光源の光を拡散する拡散板を備え、当該拡散板に複数の光源の光によるランプイメージが生じ得る発光装置において、
前記拡散板の表面には拡散シートが配置され、
当該拡散シートは、基材シートの一面に拡散層を形成するとともに当該基材シートの他面を非拡散面として構成され、当該拡散シートは前記拡散層が前記光源側に向いていることを特徴とする発光装置。
前記拡散シートの前記非拡散面側には、前記拡散シートを透過した光を集光するための集光性シートが配置されていることを特徴とする請求項６記載の発光装置。