JP2004220981A

JP2004220981A - 反射体及びバックライト装置

Info

Publication number: JP2004220981A
Application number: JP2003008677A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeuchi; 宏竹内
Original assignee: Tama Electric Co Ltd
Current assignee: Tama Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】バックライト装置の反射板或は照光面端辺部分で円筒光源がとぎれることで輝度が急激に低下して、視覚的に端辺部分が暗く認識されて輝度ムラと感ずる弊害を除去する。
【解決手段】反射板２の周辺端辺部分に於いて輝度変化率が緩やかに変化する様に所定の形状パターンのグレー印刷を反射板２上に施す。また、反射板の底面に設けたパターンは底面の中心から同心円あるいは同心楕円であり同心円あるいは同心楕円のピッチを外周部で密または疎とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いるバックライト装置及びこのバックライト装置に使用される反射体に係わり、特にバックライト装置及び反射体の輝度変化率を補正可能と成したバックライト装置及び反射体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＬＣＤに使用されているバックライト装置は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。ＬＣＤ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状光源に冷陰極管又は熱陰極管等の細径の蛍光管（ランプ）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円筒状光源を配設したエッジライト方式と、筐体内部に反射体（以下反射板と記す）及び円筒状光源を収納し、筐体開口に配設した光透過拡散板に円筒状光源からの直接光及び円筒状光源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ＬＣＤの要求性能に応じて選択されるが直下方式は円筒状光源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１１（Ａ）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１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ′断面矢視図、図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）のＢ−Ｂ′断面矢視図を示している。
【０００６】
バックライト装置のランプハウスとなる筐体１は上面に開口部１ａを有する断面が矩形又は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】
筐体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貼着させて反射面としての反射板２を形成する。図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）では、この反射板２は二辺または四辺を傾斜させた断面台形状の板材で形成されている。
【０００８】
ランプを構成する円筒状光源３は筐体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（図１１（Ａ）〜（Ｃ）では筐体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樹脂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、円筒状光源３から放射状に発した光は直接或は筐体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】
又、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が配設されて照光面の法線方向に光を集光させている。この様なバックライト装置は特許文献１に開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特許公開２００２−１１６７０５号公報（図１０〜図１２）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した反射板２は円筒光源３から出射した筐体１の底部或は底部に設けた反射板２に向かう光、或は光透過拡散板４から反射して来た光を照光面側に向かって反射させるために図１２（Ａ）（Ｂ）に示す様に、例えば白色高反射材から成る反射シートが用いられている。
【００１３】
図１２（Ａ）は上述の反射シートの平面図、図１２（Ｂ）は側断面図で略矩形状で例えばＡ＝３７２ｍｍ、Ｂ＝３０２ｍｍで２ａで示す部分は筐体１の底部１ｂに接する平面部分であり上下の２ｂ部分は折り曲げられて図１１（Ｃ）の傾斜部２ｂとなる部分である。
【００１４】
上述の様な平面部２ａが一様な高反射を有する、例えば白色高反射材の場合、筐体１内に並設した複数の円筒状光源３の照光面端辺部分、厳密には図１２（Ａ）に示した反射板２の平面部２ａの左右の端部および上下の折曲げられた傾斜部２ｂとの境界部分では円筒光源３がとぎれるために、照光面端辺部では中央部分と比較して輝度が急激に低下する。即ち、輝度変化率が大きくなる。
【００１５】
上述の様な反射板２を用いたバックライト装置６の照光面を正面から視たときに、人間の視覚特性に依って、照光面端辺部分の輝度の急激な変化（以下、本発明では大きな輝度変化率と記す）を輝度ムラとして認識してしまう課題があった。
【００１６】
図１３のパターン１６は筐体１の開口部１ａ上に載置した光透過拡散板４上での輝度分布特性図を示すものでＸ軸方向は図１１（Ａ）に示す筐体１の長辺方向（円筒状光源３の管軸方向）をＹ軸方向は筐体１の短辺方向（複数の円筒状光源３の並設方向）を示すものであり、図１４は規格で定められた管ムラ測定ポイント（１）〜（９）の測定位置を示すものであり、Ａは筐体１の長辺方向の距離、Ｂは短辺方向の距離を示すものである。尚、測定ポイント（１）、（２）、（１２）、（１３）はコーナ部に定められ、１／２５Ａ×１／２５Ｂ□内の輝度測定が行なわれる。
【００１７】
図１３のパターン１６ではＸ軸及びＹ軸方向での輝度変化率が大きく、ベクトルＶ_ＬＥで示す様に勾配が急激な為に、この照光面端部で輝度ムラがある様に人の視覚特性では認識してしまうことになる。
【００１８】
本発明は叙上の課題を解消するために成されたもので、発明が解決しようとする課題はランプハウスを構成する筐体の照光面端辺部分に生ずる輝度変化率の大きい暗所で生ずる輝度ムラを改善して、照光面上での暗所を目立たなくすることで画面上の見易さを改善可能な反射板及びバックライト装置を提供しようとするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射板は円筒状光源近傍に配設され、円筒状光源からの光を反射させる様に成された反射体であって、反射体の輝度変化率の大きい部分の表面に反射率の異なる材料を用いて所定のパターンを施して、輝度変化率を低減させる様に成したものである。
【００２０】
本発明のバックライト装置は複数の円筒状光源を並設した箱状筐体の底面或は底面に配設した反射体の輝度変化率の大きい部分の表面に、反射率の異なる材料を用いて所定のパターンを施して、輝度変化率を低減させる様に成したものである。
【００２１】
第２の本発明のバックライト装置の筐体或は反射体の底面に設けたパターンは底面の中心から同心円或は同心楕円であり、同心円或は同心楕円のピッチを外周部で密又は疎と成したものである。
【００２２】
第３の本発明のバックライト装置は輝度変化率を筐体或は反射体の底面の端辺部分で低減させる様に成したものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１形態例を示すバックライト装置の構成を図１乃至図１０によって説明する。尚、図１１乃至図１４の従来構成との対応部分には同一符号を付して説明する。
【００２４】
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明のバックライト装置の筐体の平面図及び図１（Ａ）のＡ−Ａ′断面矢視図を示すものであり、図２乃至図４は本発明の種々のパターンを示す反射板の平面図である。
【００２５】
図１（Ａ）（Ｂ）及び図２に示す本発明のバックライト装置６の筐体１は平面形状が長方形の筐体（厚みｔ＝２ｍｍのアルミニウム板）であり、筐体１の内部には、複数本の円筒状光源（例えば、冷陰極管）３が、互に平行に配されている。筐体１の内面は図２に示す様に白色の反射面に所定パターンを形成した反射板２が配設され、その四辺は反射効率を高めるため傾斜させ、断面略台形となる様に成されている。
【００２６】
更に、筐体１の図１（Ｂ）の断面図に示す様に内面に並設される複数の円筒状光源３の電極部５が配される筐体１の底部１ｂの裏面にインバータ回路基板１０が固定されている。
【００２７】
更に、本発明のバックライト装置は図１（Ｂ）に示す様に筐体１の開口部１ａを覆う様に、例えば、乳白色アクリル樹脂からなる長方形状の光透過拡散板４及び集光シート９を配設すると共に、集光シート９上に液晶パネル８を枠部材１３や抑え部材１４を介して固定する様に成されている。
【００２８】
上述のバックライト装置６に設けられる筐体１の底部１ｂで構成される反射板２、或は白色の１８０μｍ程度の反射シート等を図２（Ａ）（Ｂ）の様に上下に断面台形状と成る様に折り曲げて傾斜部２ｂを形成している。又、この反射板２の下側には光漏れがない様に５０μｍ厚の透明ＰＥＴフィルム２ｃに黒色粘着剤２ｄを３３μｍ厚に貼着させて上記反射板２を構成している。
【００２９】
更に、本発明のバックライト装置６に用いる反射シート２では反射シート２の中心位置ＣＬから同心円状のパターン７を印刷している。
【００３０】
この同心円状のパターン７は例えばグレーで幅１ｍｍの円を同心円状に、そのピッチが順次狭くなる様に印刷する。又、反射板２の四隅に対応する同心円パターン７を切断する位置は上下については上下の折返しライン１７近傍まで、反射板２の左右については左右ライン１８Ｌ，１８Ｒ近傍までとし、これら切断位置は後述するが反射板２の輝度変化率の大きい（輝度が急激に変化しているライン）に定める。
【００３１】
図２の場合は画面サイズ１８インチのＸ軸方向（円筒状光源３の長手方向）の中心ＣＬからＬ_１＝１４６．８ｍｍ位置に左右ライン１８Ｌ，１８Ｒをとり、Ｙ軸方向は中心ＣＬからＬ_２＝１３３．９５ｍｍ位置に折返しライン１７，１７をとっている。
【００３２】
以下、図２乃至図４を用いて、本発明の反射板２へのパターン７の印刷方法を説明する。
〔実施例１〕
図２に示す反射板２及びバックライト装置６としては画面サイズ１８インチの筐体１内に１２本の円筒状光源３を図１（Ａ）の様に並設し、管電流３．５ｍＡを流して点灯させ、反射板２は膜厚１８μｍの白色反射シート（三井化学、ＷＳ１８０）を用いて、横（Ｘ軸方向）Ｌ_１＋Ｌ_１＝２９３．６ｍｍ×縦（Ｙ軸方向）Ｌ_２＋Ｌ_２＝２６７．９ｍｍの長方形の中心ＣＬから同心円状の円印刷を施した、印刷方法はスクリーン印刷法を用い、インクは白色に対し、黒色が数％以下のグレー系の２原色の材料とし、シクロヘキサンを溶剤にし、塩化ビニール系樹脂と成したものを反射板２の中心ＣＬから半径がＲ_１＝１０ｃｍ、Ｒ_２＝１３ｃｍ、Ｒ_３＝１５ｃｍ、Ｒ_４＝１６．５ｃｍ、Ｒ_５＝１７．５ｃｍの同心円状に幅１ｍｍの淡いグレー印刷を施した。
【００３３】
〔実施例２〕
図３は実施例１と同様構成の反射板２及びバックライト装置６を用い長方形状の反射シートとして横Ｌ_１＋Ｌ_１＝３５３．６ｍｍ×縦Ｌ_２＋Ｌ_２＝２６７．９ｍｍの長方形の範囲内に中心ＣＬから半径がＲ_１＝７．５ｃｍ、Ｒ_２＝９．５ｃｍ、Ｒ_３＝１１．５ｃｍ、Ｒ_４＝１３．５ｃｍ、Ｒ_５＝１４．５ｃｍ、Ｒ_６＝１５．５ｃｍ、Ｒ_７＝１６．５ｃｍ、Ｒ_８＝１７．５ｃｍ、Ｒ_９＝１８．５ｃｍの９つの同心円上に１ｍｍ幅の淡いグレー印刷を施したものである。
【００３４】
〔実施例３〕
図４は実施例１と同様構成の反射板２及びバックライト装置６を用い長方形状の反射シートとして横Ｌ_１＋Ｌ_１＝２９３．６ｍｍ×縦Ｌ_２＋Ｌ_２＝２６７．９ｍｍの長方形の範囲内に中心ＣＬから半径Ｒ_１＝１０ｃｍ、Ｒ_２＝１０．７５ｃｍ、Ｒ_３＝１１．５ｃｍ、Ｒ_４＝１２．２５ｃｍ、Ｒ_５＝１３ｃｍ、Ｒ_６＝１４ｃｍ、Ｒ_７＝１５ｃｍ、Ｒ_８＝１６．５ｃｍ、Ｒ_９＝１７．５ｃｍの９つの円上に幅１ｍｍの淡いグレー印刷を施したものである。
【００３５】
従来例の図１４で示した測定方法に基づく各測定ポイントで計測した輝度分布特性図と同様の上記実施例１乃至実施例３の輝度分布特性図を図５乃至図７に示すと共に下記表１に各測定ポイントでの輝度の測定値及び輝度ムラを示し、表２に実施例１乃至実施例３の従来例からの輝度変化率を示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
又、表１の各測定ポイント（１）〜（１３）での従来例と実施例１乃至実施例３の輝度の変化を図９のグラフに示している。
【００３９】
先ず図１３に示す従来例と本発明の実施例１乃至実施例３の図５乃至図７に示す輝度分布特性図での反射板２の上下の折返しライン１７，１７及び左右ライン１８Ｌ，１８Ｒ近傍（以下端辺部分と記す）での輝度が急激に変化する部分、即ち輝度変化率のベクトルＶ_ＬＥの勾配が従来例では大きいが実施例１乃至実施例３では勾配が緩やかになっていることが解る。又、図９に示すグラフでは従来例の曲線２０に比べて本発明の実施例１乃至実施例３の曲線２１〜２３の輝度レベルは下がっていることが解る。
【００４０】
図８は、上述の従来例と本発明の輝度分布特性図を模式的に解り易く説明したもので、筐体１の端辺部分２８では図１３で示したＹ軸方向の輝度分布特性曲線では特性曲線１８の様に端辺部分２８で輝度２９が急激に低下するため、端辺部分の暗さが人間の視覚特性によって目立つことになる。
【００４１】
これに対し、本発明では輝度分布特性曲線１９の様に周辺輝度の低下はあるが端辺部分２８に向かって輝度３０はなだらかに低下している。この場合、人間の視覚特性は、端辺部分の暗さをあまり感ぜず、輝度変化、即ち、暗さを目立たなくすることが出来る。
【００４２】
本発明では表２に示されている様に従来例からみて、実施例１乃至実施例３に於いて輝度の変化量の平均値は夫々−２．０％、−４．２％、−６．６％とベクトルＶ_ＥＬの勾配が緩やかになる方向に成されていることが解る。
【００４３】
下表３及び下表４並びに図１０に於いて、表３は輝度分布の従来例と実施例１乃至実施例３の平均値を表４は輝度分布の平均の変化率％を示すものである。
【００４４】
【表３】

【００４５】
【表４】

【００４６】
表３は反射板２の中央の測定ポイント（７）と、端辺部分の測定ポイント（１）、（２）、（１２）、（１３）の平均輝度の値と、夫々が隣接する測定ポイント（３）、（５）、（９）、（１１）の平均輝度を示すものである。
【００４７】
図１０及び表４は中央輝度（測定ポイント（７））の値を１００％とし、端辺輝度（測定ポイント（１）、（２）、（１２）、（１３）の平均値）と隣接輝度（測定ポイント（３）、（５）、（９）、（１１）の平均値）の従来例の特性曲線２４と本発明の実施例１乃至実施例３の特性曲線２５乃至２７を示すもので、隣接輝度は従来例１では８８．８％に対し、実施例１では８３．２％、実施例２では８０．１％、実施例３では７８．８％となっている。これは従来例と比較した時、実施例１では５．６％、実施例２では８．７％、実施例３では１０．０％の輝度低下があったことになり、この低下分だけ端辺部分の暗所を目立たなくして、照光面上での輝度ムラが改善され、明るさの変化を少なくすることが可能となり、照光面を正面から視たときの明暗差を改善することが出来る。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の反射板及びバックライト装置に依れば、輝度変化率を補正することで明るさの急激な変化によって生ずる輝度ムラと認識する照光面端辺部分の明暗差を視識させない様に成して照光面の見やすさを改善可能と成る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックライト装置の平面図及び側断面図である。
【図２】本発明の１形態例を示す反射板の平面図及び側断面図である。
【図３】本発明の他の形態例を示す反射板の平面図である。
【図４】本発明の更に他の形態例を示す反射板の平面図である。
【図５】本発明の１形態例を示す輝度分布特性曲線図である。
【図６】本発明の他の形態例を示す輝度分布特性曲線図である。
【図７】本発明の更に他の形態例を示す輝度分布特性曲線図である。
【図８】本発明と従来の輝度特性曲線を比較するための模式的説明図である。
【図９】本発明と従来例との反射板の輝度比較曲線図である。
【図１０】本発明と従来例との輝度分布の平均の変化量比較曲線図である。
【図１１】従来のバックライト装置の平面図及び平面図のＡ−Ａ′及びＢ−Ｂ′断面矢視図である。
【図１２】従来の反射板の平面図である。
【図１３】従来の輝度分布特性曲線図である。
【図１４】従来の照光面上の測定ポイントを示す説明図である。
【符号の説明】
１‥‥筐体、１ａ‥‥開口部、１ｂ‥‥底部、２‥‥反射板、３‥‥円筒状光源（ランプ）、４‥‥光透過拡散板、７，１６‥‥パターン、１７‥‥折返しライン、１８Ｌ，１８Ｒ‥‥左右ライン

Claims

円筒状光源近傍に配設され、該円筒状光源からの光を反射させる様に成された反射体であって、
上記反射体の輝度変化率の大きい部分の表面に反射率の異なる材料を用いて所定のパターンを施して、輝度変化率を低減させる様に成したことを特徴とする反射体。
複数の円筒状光源を並設した箱状筐体の底面或は底面に配設した反射体の輝度変化率の大きい部分の表面に、反射率の異なる材料を用いて所定のパターンを施して、輝度変化率を低減させる様に成したことを特徴とするバックライト装置。
前記筐体或は反射体の底面に設けた前記パターンは該底面の中心から同心円或は同心楕円であり、該同心円或は同心楕円のピッチを外周部で密又は疎と成したことを特徴とする請求項２記載のバックライト装置。
前記輝度変化率を前記筐体或は反射体の底面の端辺部分で低減させて成ることを特徴とする請求項２記載のバックライト装置。