JP2004235103A - 直下型バックライト - Google Patents

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Abstract

【課題】ランプイメージを抑えつつ、光の出射面における輝度の低下を防ぐことができる直下型バックライトを提供する。
【解決手段】拡散板5の背後に光源7が備わった直下型バックライト2において、前記拡散板5は、それ自体が光拡散性を有する板状の拡散性基材層51と、当該拡散性基材層51の光源7側の入射面52及び当該入射面52の反対面である出射面53の少なくとも一方の面に形成された拡散ビーズ層54とを有している。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直下型バックライト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は、光源の配置の仕方に基づいて大別するとサイド型と直下型に分けられる。サイド型は、光を導く導光板の側部に光源を配置したものであり、直下型は光を拡散させる拡散板の背後(直下)に光源を配置したものである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
ここで、従来の一般的な直下型バックライトを図面により説明する。
図13に示すように、液晶表示装置用バックライト100の場合、ケーシング101と、拡散板102と、ケーシング101内部の光源103と、光源103が接続されるインバータ104と、拡散板102の表面に重ね置きされた拡散シート等の光学シート105等を備えている。
【0004】
前記光源103としては、高い輝度を得るために、複数のランプを使用するのが一般的である。また、光源103の背後に位置するケーシング101底部には、反射層101aが形成される。この反射層101aは、光源103から出射した光のうち、拡散板102側とは反対に照射された光を拡散板102側に反射して、光の効率を高めている。
また、液晶用バックライトの場合、省電力化・薄型化が求められるため、蛍光ランプとしては、照明用として広く用いられている熱陰極管ではなく、管径を小さくでき消費電力も少ない冷陰極管が採用されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−295731号公報(第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
直下型バックライトに用いる拡散板は、ランプイメージを効果的に緩和するために、アクリルやポリカーボネイト等の樹脂板に拡散剤を混ぜた乳白色のものが一般的に採用されている。
この拡散板のランプイメージは、拡散板を通過する光の透過率と拡散板の出射面における輝度とに密接な関係がある。具体的には、透過率が高いと出射面の輝度が高く、ランプイメージが見えやすい。逆に透過率が低いと輝度が低く、ランプイメージが緩和される。
【0007】
また、直下型バックライトの薄型化を図ろうとすると、拡散板と光源の間隔が小さくなるため、よりランプイメージが生じ易くなる。
すなわち、薄型の直下型バックライトでは、ランプイメージによる発光むらを解消しようとすると、透過率の低い拡散板を使用する必要があり、結果として、輝度の低下をもたらす問題があった。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、ランプイメージを抑えつつ、光の出射面における輝度の低下を防ぐことができる直下型バックライトを提供することを目的とする。
【0008】
また、直下型バックライトの光源である蛍光ランプは、電気エネルギーから光への変換効率が低いため、電極付近において無駄なエネルギーが発熱として消費され、電極付近が熱くなる。特に、冷陰極管の場合、電極付近における光の変換効率が熱陰極管に比べて低いため、発熱が大きく電極付近の温度が100℃程度になることがある。
【0009】
ここで、熱に対する考慮がなされた従来の直下型バックライトについて図を用いて説明する。
図14に示すように、この直下型バックライト201は、底面部202と側面部203を有するケーシング204と、ケーシング204内部の光源205と、拡散板206とを備えている。
側面部203は、底面部202の2辺の周縁に立設された立設部207と、前記立設部207の立設端に底面部202に対して平行で外方に延設された台部208と、前記台部208の延設端に底面部202に対して垂直上方に立設された縁部209とを有している。
【0010】
また、台部208の長手方向中央には、拡散板206を位置固定する固定部210が設けられている。
一方、拡散板206には、光源205と平行な辺の縁部中央に固定部210と係合する矩形状の切欠部211が設けられている。
ケーシング204には例えば、放熱性の高いアルミニウム等の金属を板金加工して用いられている。この板金加工は、1枚板を折り曲げて加工されており、図15に示すように、固定部210も台部208が切り起こされて形成されていた。このため、台部208に切り起こされた固定部210のところでは、台部208及び縁部209が非連続になって隙間212が生じていた。
この隙間212は、ケーシング204の内部と外部を連通するので、空気中のほこり等の異物が侵入する経路となっていた。
【0011】
また、直下型バックライト内部の空気は、光源の点灯によって熱が供給されて膨張し、消灯することによって熱が絶たれて収縮する。この時、一定容積の直下型バックライト内部において、膨張した体積分の空気は、直下型バックライト内部から外部へ前述の隙間を通じて流出し、その後、消灯によって収縮した体積分の空気が、直下型バックライトの外部から内部へ隙間を通じて流入する。
この流入する空気には、通常の空気中に浮遊するほこり等の異物も含まれている。流入したほこり等の異物は、拡散板の入射面に付着し、光の拡散や透過を阻害し、拡散板の出射面における輝度を低下させる要因となっていた。更に、ほこり等の異物は、拡散板の入射面に部分的に付着し易く、その付着部分が拡散板の出射面において暗部となり、発光むらの要因にもなっていた。
そこで、本発明の他の目的は、固定部を設けることによる隙間によってケーシング内に異物が侵入するのを防止することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、拡散板の背後に光源が備わった直下型バックライトにおいて、前記拡散板は、それ自体が光拡散性を有する板状の拡散性基材層と、当該拡散性基材層の光源側の入射面及び当該入射面の反対面である出射面の少なくとも一方の面に形成された拡散ビーズ層と、を有している。
本発明によれば、拡散板の拡散性基材層による拡散効果と、拡散性基材層に形成された拡散ビーズ層による拡散効果との相乗効果が得られるので、ランプイメージを抑えつつ、光の出射面における輝度の低下を防ぐことができる。
【0013】
また、前記拡散ビーズ層の厚さは、50μm程度以下であるのが好ましい。
厚さが厚くなれば層厚にバラツキが生じやすく、拡散ビーズ層の拡散効果にむらが生じるが、層厚を50μm程度以下とすることで、拡散効果のむらを防止できる。
【0014】
また、前記拡散ビーズ層は、前記入射面及び出射面のいずれか一方の面に形成され、他方の面にはシボが形成されているのが好ましい。
この場合、シボによる凹凸が拡散効果を助けるので、ランプイメージを抑えることができる。
【0015】
また、前記拡散板には、耐光剤が塗布又は混入されているのが好ましい。
この場合、耐光剤が紫外線を吸収するので、拡散板の劣化を防ぐことができる。
【0016】
底面部と当該底面部の周縁から立設した側面部とを有し、前記拡散板によって覆われる開口が形成されたケーシングを備え、前記側面部は、前記拡散板の周縁に形成された凹凸部に係合して当該拡散板を位置固定する固定部を備え、前記固定部は、前記側面部においてケーシング内外に連通する隙間が生じないように前記側面部から突出している。
この発明によれば、拡散板は、ケーシングの側面部に突出して形成された固定部によって位置固定される。また、ケーシングの側面部には、ケーシングの内外と連通する隙間が生じないので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【0017】
また、前記側面部は、前記底面部の周縁から立設した立設部と、当該立設部の立設端から外方に延設されて前記拡散板が載置される台部と、前記台部の延設端から立設された縁部とを有し、前記固定部は、前記台部又は前記縁部に設けられているのが好ましい。
この場合も、拡散板は、固定部によって位置固定され、ケーシングの台部及び縁部には、ケーシングの内外と連通する隙間が生じないので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の直下型バックライトを示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る直下型バックライト2を用いた液晶表示装置1を示す。
図1に示すように、この液晶表示装置1は、直下型バックライト2の他に、文字や画像を表示する液晶パネル3と、発光品位を整えるための光学シート4とで構成され、液晶テレビ又はコンピュータ用液晶ディスプレイ等として用いられるものである。
【0019】
液晶パネル3は、直下型バックライト2が背後に位置するように設置され、直下型バックライト2における面状光がほぼ均一に当該パネル3に照射される。このため、直下型バックライト2は、液晶表示装置1の画面寸法よりも大きく形成されている。
また、光学シート4は、発光品位を整えるための拡散シート、レンズシート、偏光シート等が、液晶パネル3と直下型バックライト2の間に必要に応じて配設される。
【0020】
直下型バックライト2は、例えば、樹脂からなる拡散板5が一面に取り付けられたケーシング6内部に、複数の光源7が配置されている。
ケーシング6は、放熱を考慮した例えばアルミ製で、矩形状の底面部61と底面部61の周縁に立設された側面部62を有する一面が開口した薄箱状に形成されている。
前記底面部61の内面は、光源7の光を拡散板5に向かって反射する反射面を備えており、例えば、合成樹脂フィルム又はアルミニウム等の金属薄膜により構成された反射シート61aが設けられている。
この反射シート61aは、光源7側の表面が例えば白色に塗装されて上記光を拡散板5側に効率よく反射し、当該光の利用効率及び拡散板5での輝度を高めている。
【0021】
拡散板5の背後に配置された光源7は、細長い線状光源であり、具体的には、冷陰極管タイプの蛍光ランプである。これら蛍光ランプ7は、複数本が略等しい間隔で平行に配置されている。
冷陰極管タイプの蛍光ランプ7は、径が細く、直下型バックライト2の薄型化に適しているが、電極部分からの発熱が大きいものであり、多数の蛍光ランプ7を設けると、発熱によってケーシング6内部の温度が非常に高くなる。
また、蛍光ランプ7は、電極から飛び出した電子によって励起された水銀等が紫外線71を放出し、この紫外線71が管内側の蛍光体に当たって可視光を生ずるものであるため、蛍光ランプ7からは若干の紫外線71が発生する。この蛍光ランプ7から照射される紫外線71によって、直下型バックライト2内部の構成部材は、劣化し易い。
【0022】
前記拡散板5は、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の樹脂板で、拡散剤が混入された光拡散性を有する拡散性基材層51と、拡散性基材層51の蛍光ランプ7側の入射面52と、入射面52の反対面である出射面53とを備えている。
拡散性基材層51の厚さは、0.5〜3mmが好ましく、この厚さ以上になると、自重が増加し、その自重によるたわみが生じる等の弊害が生じる場合がある。また、逆に厚さが薄すぎると、光の透過率を低くすることが難しくなり、ランプイメージの緩和が困難になる。その結果、直下型バックライト2の厚みが増す、蛍光ランプ7の本数を増やす等の対策が必要となる。
【0023】
図2に、第一実施形態の拡散板5の部分断面図を示す。
図2に示すように、拡散板5は、その拡散基材層51の入射面に設けられた鏡面状の平坦面56と、出射面53に設けられた光拡散性を有する拡散ビーズ層54とを備えている。
この場合の拡散板5によれば、拡散性基材層51の拡散効果と、拡散ビーズ層54による拡散効果との相乗効果が得られ、拡散基材層51の光の透過率をそれほど落とさなくてもランプイメージを改善でき、光の出射面における輝度の低下も防ぐことができる。
【0024】
拡散ビーズ層54は、拡散板5の出射面53に例えば、塗布されて形成された拡散ビーズコート層で、透明な大小様々な粒径の例えば、樹脂やガラス等からなる拡散ビーズ54aと、拡散ビーズ54aを定着させるバインダー54bとを備えている。この拡散ビーズ54aは、拡散シートに使用される拡散ビーズと同様のものである。
拡散ビーズコート層54の表面は、拡散ビーズ54aによる凹凸を有するので、液晶パネル3と拡散板5との間に配置される光学シート4が密着するのを防止することができる。
【0025】
また、拡散ビーズコート層54の厚さは、50μm程度までが良く、更に10〜30μmが良い。これによって、塗厚が厚くなることで生じる層厚のバラツキを抑え、拡散効果のむらを防ぐことができる。
更に、拡散ビーズ54aは、指向性の高いものを使用し、拡散板5に対して垂直方向に光を向けるようにすることで、拡散ビーズコート層54を設けない従来の拡散板5の輝度に比べて30%程度の向上が期待できる。この場合には、光学シート4を省略できるので、直下型バックライト2のコストダウンにも寄与することができる。
また、拡散性基材層51の素材は、気泡を有する発泡体で形成されても良い。
この場合も、上述と同様の効果が得られる。
【0026】
また、上述の拡散性基材層51及び拡散ビーズコート層54には、紫外線71を吸収する耐光剤54bが塗布又は混入されることで、蛍光ランプ7から照射される紫外線71による拡散板5の劣化を防止することができる。但し、拡散ビーズコート層54については、その表面に塗布すると効果が損なわれ易いので、拡散ビーズ54aの内部に耐光剤54bを混入するのが最も良い。また、混入が困難である場合は、塗布する前の拡散ビーズ54aの状態で耐光剤54bを均一に塗り、その後、拡散板5に拡散ビーズ54aを塗布すると良い。
【0027】
図3に、第二実施形態の拡散板5の部分断面図を示す。
図3に示すように、拡散板5は、その拡散性基材層51の入射面52に設けられた凹凸を有するシボ55と、出射面53に設けられた拡散ビーズコート層54とを備えている。
この場合の拡散板5によれば、シボ55による凹凸が、鏡面状の平坦面56の場合よりも光の拡散効果を助けるので、ランプイメージの緩和に効果的である。
【0028】
図4に、第三実施形態の拡散板5の部分断面図を示す。
図4に示すように、拡散板5は、その拡散性基材層51の入射面52に設けられた拡散ビーズコート層54と、出射面に設けられた鏡面状の平坦面56とを備えている。
この場合の拡散板5によれば、拡散ビーズコート層54を設けない従来の拡散板5に比べ、ランプイメージの改善が期待できる。
【0029】
図5に、第四実施形態の拡散板5の部分断面図を示す。
図5に示すように、拡散板5は、その拡散性基材層51の入射面52に設けられた拡散ビーズコート層54と、出射面53に設けられたシボ55とを備えている。
この場合の拡散板5によれば、シボ55の凹凸によって、ランプイメージの緩和が促進され、しかも液晶パネル3と拡散板5との間に配置される光学シート4の密着を防止することができる。
【0030】
図6に、第五実施形態の拡散板5の部分断面図を示す。
図6に示すように、拡散板5は、その拡散性基材層51の入射面52と出射面53の両面に拡散性ビーズコート層54を備えている。
この場合の拡散板5によれば、互いの拡散ビーズコート層54の相乗効果が得られる。
【0031】
次に、ケーシング62内部への異物の侵入を防止することができる直下型バックライト2の実施形態について説明する。
図7に、拡散板5がケーシング6に位置固定された直下型バックライト2の斜視図を示す。
この直下型バックライト2は、底面部61と側面部62を有するケーシング6と、ケーシング6の側面部62に支持された拡散板5と、ケーシング6内部に収められた蛍光ランプ7とを備えている。
【0032】
ケーシング6の側面部62は、蛍光ランプ7と平行な底面部61の2辺周縁から末広がりに傾斜して立設した立設部62aと、前記立設部62aの立設端に底面部61に対して平行で外方に延設された台部62bと、前記台部62bの延設端に底面部61に対して垂直上方に立設された縁部62cとを有している。
台部62bは、拡散板5を支持して底面部61との距離を所定寸法に保持し、縁部62cは、拡散板5の水平方向の位置ズレを防止する。
また、台部62bの長手方向中央には、拡散板5を位置固定する固定部8が、例えば、台部62bからケーシング6の内部へ突出して設けられている。
一方、拡散板5には、蛍光ランプ7と平行な辺の縁部中央に、固定部8と係合する凹凸部として、例えば、内方に凹んだ切欠部57が設けられている。
【0033】
図8に示すように、固定部8は、ケーシング6の台部62bの長手方向中央に円柱状のピン81aが一体的に形成されている。
拡散板5には、蛍光ランプ7と平行な辺の縁部中央にピン81aと係合するアーチ状の切欠部57aが設けられている。
このように、ピン81aと切欠部57aとが係合することで、拡散板5をケーシング6に位置固定することができる。
また、ケーシング6の台部62b及び縁部62cには、ケーシング6の内外と連通する隙間が生じないので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【0034】
図9は、固定部8の他の例を示す部分斜視図である。
図9に示すように、固定部8は、ケーシング6の台部62bの長手方向中央に深絞りによって起伏した起伏部81bが形成されている。
拡散板5には、蛍光ランプ7と平行な辺の縁部中央に起伏部81bと係合する扇状の切欠部57bが設けられている。
このように、起伏部81bと切欠部57bとが係合することで、拡散板5をケーシング6に位置固定することができる。
また、ケーシング6の台部62b及び縁部62cには、ケーシング6の内外と連通する隙間が生じないので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【0035】
図10は、固定部8の他の例を示す部分斜視図である。
図10に示すように、固定部8は、ケーシング6の縁部62cの長手方向中央に所定の幅で切り欠かれた挿入部63と、ケーシング6の外方から挿入部63に装着された貼付片83とを備えている。
この貼付片83は、ケーシング6とは独立して形成され、挿入部63を塞ぐ板状の蓋部83aと、蓋部83aの中央部に突起する直方体状の突起部83bとを備えている。
拡散板5には、蛍光ランプ7と平行な辺の縁部中央に突起部83bと係合する矩形状の切欠部57cが形成されている。
【0036】
このように、貼付片83の突起部83bと切欠部57cが係合することによって、拡散板5をケーシング6に位置固定することができる。
また、縁部62cに形成された挿入部63は、貼付片83の蓋部83aによって塞ぐことができる。よって、ケーシング6の内外と連通する隙間が生じないので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【0037】
図11は、固定部8の他の例を示す部分斜視図である。
図11に示すように、固定部8は、ケーシング6の縁部62cの長手方向中央に所定の幅で切り欠かれた挿入部64と、ケーシング6の外方から挿入部64に挿通された嵌合片84とを備えている。
この嵌合片84は、ケーシング6とは独立して形成され、一端がアーチ状に角取りされた角柱状の係合部84aと、他端に設けられた平面エの字形状の挟持部84bとを備えている。
挟持部84bは、可撓性を有する、例えば、ゴム、樹脂等からなり、ケーシング6の縁部62cをその内外から挟持するとともに、縁部62cの挿入部64の隙間を塞ぐ。
拡散板5には、蛍光ランプ7と平行な辺の縁部中央に係合部84aと係合するアーチ状の切欠部57dが形成されている。
【0038】
このように、嵌合片84の係合部84aと切欠部57dが係合することによって、拡散板5をケーシング6に位置固定することができる。
また、縁部62cに形成された挿入部64は、嵌合片84の挟持部84bによって塞ぐことができる。よって、ケーシング6の内外と連通する隙間が生じないので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【0039】
ここで、上述した蛍光ランプ7から照射される紫外線71の性質について説明する。蛍光ランプ7から照射される紫外線71には、白色光に比べ昆虫を誘引し易い性質がある。そのため、直下型バックライト2を有する例えば、図12に示すシャウカステン9の場合、ケーシング6に形成した放熱用の空気孔91から漏れる紫外線71に昆虫が誘われ、シャウカステン9内部に侵入する場合がある。シャウカステン9内部に侵入した昆虫は、その内部を徘徊する様子が蛍光ランプ7によって投影され、観察面のチラツキとなる。また、昆虫の死骸が製品内部に残ることによってその死骸が影となって観察面に現れる。このような観察面に現れるチラツキや影は、その観察面を観察する者や患者に不快感を与える。
【0040】
従って、ケーシング6に蛍光ランプ7から発生する熱を前記ケーシング6内部からその外部へ放散させる空気孔9を備えた直下型バックライト2において、前記蛍光ランプ7は、虫を誘引する紫外線71がカットされた蛍光ランプ7で構成されるのが好ましい。
この場合、白熱電灯程度まで昆虫の誘引性が改善されるので、直下型バックライト2内部への昆虫の侵入を改善するとともに、直下型バックライト2が設置された周囲の環境をクリーンに保つことができる。
【0041】
この紫外線71がカットされた蛍光ランプ7には、紫外線71をカットする、例えば、酸化チタン等からなる膜を蛍光ランプ7のガラス面の内面もしくは外面に設けたものがある。この場合、紫外線71が蛍光ランプ7のガラス面から出射しないよう膜で紫外線71を吸収するよりも、蛍光ランプ7の内部に反射して戻すのが良い。また、紫外線71がカットされた蛍光ランプ7には、蛍光ランプ7に紫外線71をカットするフィルムを巻くものもある。
【0042】
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、拡散基材層に拡散ビーズ層を設けることによって、ランプイメージを抑えつつ、光の出射面における輝度の低下を防ぐことができる。
また、拡散板を位置固定する固定部を、ケーシングの側面部に突出して設けることによって、ケーシング6の内外と連通する隙間が生じないようにすることができるので、ほこり等の異物の侵入を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施形態に係る直下型バックライトを用いた液晶表示装置の断面図である。
【図2】第一実施形態に係る直下型バックライトの拡散板の部分断面図である。
【図3】第二実施形態に係る直下型バックライトの拡散板の部分断面図である。
【図4】第三実施形態に係る直下型バックライトの拡散板の部分断面図である。
【図5】第四実施形態に係る直下型バックライトの拡散板の部分断面図である。
【図6】第五実施形態に係る直下型バックライトの拡散板の部分断面図である。
【図7】ケーシングに拡散板が位置固定された直下型バックライトの斜視図である。
【図8】ケーシングに拡散板が位置固定された直下型バックライトの部分斜視図である。
【図9】固定部の他の例を示す部分斜視図である。
【図10】固定部の他の例を示す部分斜視図である。
【図11】固定部の他の例を示す部分斜視図である。
【図12】シャウカステンの側面図である。
【図13】直下型バックライトの断面図である。
【図14】ケーシングに拡散板が位置固定された従来の直下型バックライトの斜視図である。
【図15】ケーシングに拡散板が位置固定された従来の直下型バックライトの部分斜視図である。
【符号の説明】
2 直下型バックライト
5 拡散板
51 拡散性基材層
52 入射面
53 出射面
54 拡散ビーズ層(拡散ビーズコート層)
54b 耐光剤
55 シボ
57 切欠部(凹凸部)
6 ケーシング
61 底面部(反射面)
62 側面部
62a 立設部
62b 台部
62c 縁部
7 光源(蛍光ランプ)
8 固定部

Claims (6)

  1. 拡散板の背後に光源が備わった直下型バックライトにおいて、
    前記拡散板は、それ自体が光拡散性を有する板状の拡散性基材層と、当該拡散性基材層の光源側の入射面及び当該入射面の反対面である出射面の少なくとも一方の面に形成された拡散ビーズ層と、を有していることを特徴とする直下型バックライト。
  2. 前記拡散ビーズ層の厚さは、50μm程度以下であることを特徴とする請求項1記載の直下型バックライト。
  3. 前記拡散ビーズ層は、前記入射面及び出射面のいずれか一方の面に形成され、他方の面にはシボが形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の直下型バックライト。
  4. 前記拡散板には、耐光剤が塗布又は混入されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の直下型バックライト。
  5. 底面部と当該底面部の周縁から立設した側面部とを有し、前記拡散板によって覆われる開口が形成されたケーシングを備え、
    前記側面部は、前記拡散板の周縁に形成された凹凸部に係合して当該拡散板を位置固定する固定部を備え、
    前記固定部は、前記側面部においてケーシング内外に連通する隙間が生じないように前記側面部から突出していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の直下型バックライト。
  6. 前記側面部は、前記底面部の周縁から立設した立設部と、当該立設部の立設端から外方に延設されて前記拡散板が載置される台部と、前記台部の延設端から立設された縁部と、を有し、
    前記固定部は、前記台部又は前記縁部に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の直下型バックライト。
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