JP2005044747A - Overhead backlight - Google Patents
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Description
本発明は、直下型バックライトに関するものである。 The present invention relates to a direct type backlight.
直下型バックライトは、液晶表示装置の背面照明などとして使用されるものであり、拡散板の背後に冷陰極管からなる光源を配置して構成されているのが一般的である。拡散板は、合成樹脂材の中に拡散剤を混練して形成されており、光源からの光を拡散して略均一な発光面を形成するためのものであり、バックライトの発光品位、液晶表示装置用に使用される場合には液晶画面の品位を保つために重要な部材の一つである。
大型の液晶表示装置のように大型のバックライトが要求される場合には、拡散板の体積の大きくなり、製品重量が大きくなる。例えば、20インチ画面用のバックライトの拡散板の重量は350gであり、30インチ画面用のバックライトの拡散板にいたっては530gにもなり、軽量化の要求に反していた。
When a large backlight is required as in a large liquid crystal display device, the volume of the diffusion plate increases and the product weight increases. For example, the weight of the backlight diffuser for a 20-inch screen is 350 g, and the backlight diffuser for a 30-inch screen is 530 g, which is against the demand for weight reduction.
本発明が解決しようとする課題は、直下型バックライトの製品重量の増大を抑えることである。 The problem to be solved by the present invention is to suppress an increase in the product weight of the direct type backlight.
本発明は、光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材は、厚さが1mm未満のシート材だけで構成され、前記シート材には、全光線透過率が10〜50%の低透過率拡散シートが含まれていることを特徴とする。
光拡散面部材は、従来のように厚さが何ミリもあるような拡散板ではなく、厚さ1mm未満のシート材だけで構成されているため、たとえ大画面化しても軽量である。
The present invention relates to a direct type backlight in which a light source is disposed behind a light diffusing surface member, and the light diffusing surface member is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm. A low transmittance diffusion sheet having a transmittance of 10 to 50% is included.
The light diffusing surface member is not a diffusing plate having a thickness of several millimeters as in the prior art, but is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm.
また、従来のバックライトで用いられている拡散シートは、拡散板と組み合わせて輝度上昇のために使用されるもの(輝度上昇用拡散シート)であって、全光線透過率が比較的高い(80%以上)。したがって、従来、拡散板と組み合わせて使用されていた拡散シートだけを光拡散面部材として用いると、拡散効果が十分に得られず、ランプの直上位置が明るくランプ間が暗くなるランプイメージが強く残ってしまい良好な発光品位が得られない。 In addition, the diffusion sheet used in the conventional backlight is used for increasing the brightness in combination with the diffusion plate (brightness increasing diffusion sheet), and has a relatively high total light transmittance (80 %more than). Therefore, if only the diffusion sheet that has been used in combination with the diffusion plate is used as the light diffusion surface member, the diffusion effect cannot be sufficiently obtained, and the lamp image in which the position directly above the lamp is bright and the space between the lamps is dark remains strong. As a result, good light emission quality cannot be obtained.
これに対し、本発明では、全光線透過率を従来より低くして、10〜50%とした低透過率拡散シートを用いているため、光源の直上位置において拡散シートを透過する光が低く抑えられ、しかも、透過する光は、拡散シートの光拡散作用によって拡散される。したがって、薄い拡散シートであってもランプイメージが改善される。 On the other hand, in the present invention, since the low transmittance diffusion sheet having a total light transmittance lower than that of the prior art and 10 to 50% is used, light transmitted through the diffusion sheet is kept low at a position directly above the light source. In addition, the transmitted light is diffused by the light diffusion action of the diffusion sheet. Therefore, the lamp image is improved even with a thin diffusion sheet.
また、前記低透過率拡散シートは、ヘーズ値が70〜100%であるのが好ましく、この場合、ランプイメージが一層改善される。 The low transmittance diffusion sheet preferably has a haze value of 70 to 100%. In this case, the lamp image is further improved.
前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えているのが好ましい。シート材を引っ張り支持することで、拡散板がなく薄いシート材だけであっても、シート材の撓みを防止できる。
シート材に張力を与えるため、前記支持部材は、フレームと、前記シート材のシート周縁部の複数箇所をシート材の面外方向に引っ張るように前記フレームに設けられた複数のテンション付与部材と、を有して構成されているのが好ましい。
It is preferable to provide a supporting member that applies tension to and supports the sheet material so that the sheet material does not bend. By pulling and supporting the sheet material, it is possible to prevent the sheet material from being bent even if there is only a thin sheet material without a diffusion plate.
In order to apply tension to the sheet material, the support member includes a frame, and a plurality of tension applying members provided on the frame so as to pull a plurality of portions of the sheet peripheral edge of the sheet material in an out-of-plane direction of the sheet material, It is preferable that it is comprised.
また、本発明は、光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材は、厚さが1mm未満のシート材だけで構成され、前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えていてもよい。光拡散面部材は、従来のように厚さが何ミリもあるような拡散板ではなく、厚さ1mm未満のシート材だけで構成されているため、たとえ大画面化しても軽量である。しかも、シート材を引っ張り支持することで、拡散板がなく薄いシート材だけであっても、シート材の撓みを防止できる。 Further, the present invention provides a direct type backlight in which a light source is disposed behind a light diffusing surface member, wherein the light diffusing surface member is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm, and the sheet material is bent. There may be provided a supporting member that applies tension to the sheet material to support it. The light diffusing surface member is not a diffusing plate having a thickness of several millimeters as in the prior art, but is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm. In addition, by pulling and supporting the sheet material, it is possible to prevent the sheet material from being bent even if there is only a thin sheet material without a diffusion plate.
また、本発明は、光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材は、厚さが1mm未満のシート材だけで構成され、前記シート材の縁部には、補強枠が設けられていることを特徴とする。光拡散面部材は、従来のように厚さが何ミリもあるような拡散板ではなく、厚さ1mm未満のシート材だけで構成されているため、たとえ大画面化しても軽量である。しかも、薄いシート材の縁部に補強枠が設けられているため、シート材の撓みを防止できる。 In the direct type backlight in which the light source is disposed behind the light diffusing surface member, the light diffusing surface member is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm, and the edge of the sheet material Is provided with a reinforcing frame. The light diffusing surface member is not a diffusing plate having a thickness of several millimeters as in the prior art, but is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm. And since the reinforcement frame is provided in the edge part of the thin sheet material, the bending of a sheet material can be prevented.
本発明によれば、光拡散面部材が薄いため、直下型バックライトの製品重量の増大を抑えることができる。 According to the present invention, since the light diffusing surface member is thin, an increase in the product weight of the direct type backlight can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図4は、第1実施形態に係る直下型バックライト1を示している。この直下型バックライト1は、液晶表示装置用のバックライトとして好適に用いられるものである。バックライト1は、ランプハウジングとなる下フレーム2と、この下フレーム2に装着される上フレーム3とを具備しており、これら両フレーム2,3によって装置の筐体が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a direct type backlight 1 according to the first embodiment. The direct type backlight 1 is suitably used as a backlight for a liquid crystal display device. The backlight 1 includes a lower frame 2 serving as a lamp housing and an upper frame 3 attached to the lower frame 2, and the frame of the apparatus is configured by both the frames 2 and 3.
下フレーム2は、矩形状の底面部4と、底面部4の各辺から立設された側面部5と、を有し、上面開口の箱状体として構成されている。下フレーム2は、アルミニウムなどの金属によって形成されている。下フレーム2内部には、光源7が配置されており、光源7としては、線状光源が用いられている。より具体的には、光源7は冷陰極管ランプである。なお、光源7としてはLEDなどの点状光源であってもよい。
The lower frame 2 includes a rectangular
下フレーム2内部には、複数の光源7が所定間隔をおいて並置されている。下フレーム2の上面開口には、光拡散面部材9が配置されている。光拡散面部材9の背後に位置する光源7からの光は、光拡散面部材9に照射され、この光拡散面部材9が発光面となる。線状又は点状の光は、光拡散面部材9において拡散されることで、面内の光の強さが略均一な面状光となって、液晶表示装置の液晶パネルに対して照射される。
Inside the lower frame 2, a plurality of
下フレーム2の内面(底面部4の内面4aと、必要であれば側面部の内面5a)は、光反射面とされている。ここでの光反射面4a,5aは、拡散反射面であり、少なくとも光源7の背後に位置して、光を光拡散面部材9側へ反射させる。具体的には、下フレーム内面4a,5aには、白色の反射シートを設置したり、白色塗装が施されて、拡散反射面が形成されている。
The inner surface of the lower frame 2 (the
光拡散面部材9としては、拡散シートが採用されている。この拡散シートは、厚さが1mm未満の薄いシート材である。シート9の厚さは、0.1〜0.8mm程度が好ましく、より好ましくは、0.1〜0.3mmである。具体的には、シート9の厚さは、0.2mm程度にできる。ここでは、光拡散面部材9として、厚さが何ミリもあり重い拡散板は用いられていない。したがって、バックライト1の軽量化が可能である。また、比較的多くの樹脂材料が必要となる拡散板を省略したため、材料コストが低減可能である。
As the light
拡散シート9は、全光線透過率が10〜50%の低透過率である。透過率は20〜40%が好ましく、具体的には30%程度にできる。拡散シート9は、PET、PC、アクリルなどの透明樹脂を基材として、基材表面に拡散剤を塗布することによって形成できる。あるいは、シート内部に拡散剤を練り込むことによっても形成できる。拡散シート9を低透過率にするには、拡散剤の量を調整して拡散剤によって吸収される光の量を調整したり、シート表面の反射率を上げることで、実現できる。
The
また、ここでの拡散シート9は、ランプイメージを改善するためのものであるから、ヘーズ値は、70〜100%にする。ヘーズ値を上げるには、拡散剤を塗布したり、シート表面を微細な凹凸にすることなどで達成できる。
Moreover, since the
拡散シート9の透過率が50%以下であるため、光源7から拡散シート9に照射された光L1の半分以上は、直接透過することはない。すなわち、直接透過する光L2は、全光線量に比して低く抑えられ、しかも、透過する光は、拡散シート9の光拡散作用によって拡散される。このため、ランプ直上位置が非常に高輝度となることが防止され、従来の拡散板のように厚みが小さくてもランプイメージの緩和を図ることができる。
Since the transmittance of the
さらに、拡散シート9を透過しない光の一部L3は、反射面4a側に反射され、反射面4a,5aによる再反射によって最終的に拡散シート9から出光する。なお、拡散シート9のランプ側の面9aの反射率を高めることによって透過率を下げている場合には、透過しない光の多くを反射光L3とすることができ、効率がよい。
Further, a part L3 of the light that does not pass through the
図3に示すように、拡散シート9の反射光L3は、拡散シート9の拡散作用によって、拡散シート9の入射光L1よりも広がる。この広がった光L3が、反射面4aによって再反射されて、拡散シート9に向かって、再反射光L4の一部が拡散シート9によって拡散されつつ出光する。なお、反射面4a,5aが拡散反射面であれば、さらなる拡散効果が得られる。
As shown in FIG. 3, the reflected light L <b> 3 of the
このように、光源7からの光は、拡散シート9から直接出光する量が抑えられているため、多くの光が下フレーム内部の空間で反射と拡散を繰り返し、光源7から十分に広がった光として拡散シート9表面に現れ、ランプイメージが緩和された発光面が得られる。
つまり、拡散板なしで、薄い拡散シートを用いるだけでも、透過率を低くすることで、ランプイメージを拡散板と同様に緩和でき、しかもバックライト1の軽量化が行える。具体的には、20インチ液晶表示装置用のものでは、300g前後の軽量化が達成でき、30インチ液晶表示装置用のものでは、500g前後の軽量化が達成できた。
In this way, since the amount of light emitted from the
That is, even if a thin diffusion sheet is used without a diffusion plate, the lamp image can be relaxed similarly to the diffusion plate by reducing the transmittance, and the backlight 1 can be reduced in weight. Specifically, for a 20-inch liquid crystal display device, a weight reduction of about 300 g could be achieved, and for a 30-inch liquid crystal display device, a weight reduction of about 500 g could be achieved.
図1及び図2に示すように、薄い拡散シート9が下方に撓まないように、拡散シート9は、その周縁部がバネ11によって面外方向に引っ張られている。具体的には、矩形状の拡散シート9のコーナー部と、長辺の中央部と、にバネ11の一端が取り付けられ、バネ11の他端は、下フレーム2(の側面部5の上部)に取り付けられている。なお、拡散シート9には、バネ11の一端を取り付けるための取付孔12が形成されている。取付孔12及びその付近(バネ11で引っ張られる部分)は、シートの破れ又は伸びを防ぐため、丸金具などの補強具を入れて補強するのが好ましい。なお、矩形状の拡散シート9は、下フレーム2の矩形状上面開口よりも小さく形成されており、拡散シート9の周縁と下フレーム側面部5との間の隙間13に、バネ11が配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the periphery of the
バネ11は、拡散シート9に対して張力を与えて当該シート9にテンションを与えるテンション付与部材となっており、バネ11によって薄い拡散シート9の撓みが防止されている。また、バネ11は、下フレーム2に取り付けられているため、拡散シート9は、バネを介して下フレーム2に支持されることになる。このように、バネ11と下フレーム2は、拡散シート9に張力を与えて引っ張り支持する支持部材となっている。また、バネ11によって引っ張り支持する場合、シート9が経時変化によって膨張しても撓みを防止できるし、収縮してもバネ11の伸びで対応できる。すなわち、シート9が膨張収縮してもバネ力によって適度な張力が維持される。
The
バネ11は、拡散シート9の中心Cを基準として対向する位置にそれぞれ設けられており、拡散シート9が固定の支持体である下フレーム2のセンターに自動的に保持される。このように、拡散シート9は、バネ11によって自動的にセンタリングされており、バネ11はセンタリング機構を構成する。したがって、拡散シート9が熱又は吸水などにより膨張収縮したとしても、拡散シート9は自動的にセンタリングされ、下フレーム2(光源7)に対する相対位置のズレがさほど生じない。したがって、拡散シート9にライティングカーテン(ランプ直上位置の光を多く遮り、ランプ間位置の光を少なく遮るパターンを印刷などにより施して、ランプイメージの緩和を図ったもの)を形成した場合に、ライティングカーテンの位置と光源7の位置を保つことができる。
The
従来の拡散板でも、熱又は吸水による膨張収縮の問題があり、このため拡散板は、アソビを持って配置されており、ガタが生じていた。このような拡散板にライティングカーテンを施した場合、ライティングカーテンの位置と光源7との位置が拡散板のガタにより変動するため、ライティングカーテンの位置の最適設計が難しい。
これに対して、本実施形態のようにライティングカーテンが形成されている拡散シート9が自動センタリングされるものであれば、ライティングカーテンの位置と光源7との位置を略一定に保つことができるため、ライティングカーテンの位置を最適設計することが可能となって、設計通りの発光品位を得やすい。
Even the conventional diffuser plate has a problem of expansion and contraction due to heat or water absorption. For this reason, the diffuser plate is arranged with play and generates play. When a lighting curtain is applied to such a diffusing plate, the position of the lighting curtain and the position of the
On the other hand, if the
図2及び図4に示すように、下フレーム2に装着される上フレーム3は、拡散シート9の大きさに略対応又は拡散シート9よりも小さい窓部14が設けられている。窓部14は、上フレーム3を下フレーム2の上方開口にかぶせても、発光面となる拡散シート9からの光が通過できるようにするためのものであり、ここでは、窓部14は矩形上の孔として形成されている。
上フレーム3は、窓部14の周囲に矩形枠状の額縁部15を有している。この額縁部15は、シート9と下フレーム側面部5の間の隙間13を塞ぐように位置する。額縁部15が隙間13を覆うため、隙間13があっても当該隙間から光が漏れるのを防ぐことができ、光漏洩による輝度低下や発光面周辺の発光品位劣化を防止できる。また、隙間13が塞がれることで、当該隙間13から異物がバックライト内部に進入することを防止でき、異物混入による発光品位劣化を防止できる。さらに、額縁部15は、テンション付与部材(バネ)11も覆っているため、テンション付与部材11を保護でき、その動作が安定する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the upper frame 3 attached to the lower frame 2 is provided with a
The upper frame 3 has a rectangular frame-shaped
また、額縁部15の裏側15aには液晶パネルが保持され、窓部14に液晶画面が位置するように配置される。つまり、上フレーム3は、液晶パネルの保持体として機能し、液晶表示装置の正面側筐体となる。
なお、上フレーム3の4辺からは側面部16が垂設されており、上フレーム3の側面部16が下フレーム2に嵌合することで、両フレーム2,3が一体化する。必要に応じて、両フレーム2,3はネジなどの固定手段によって強固に固定される。
また、上フレームは、液晶パネルを保持するための筐体としても機能する。
A liquid crystal panel is held on the
Note that
The upper frame also functions as a housing for holding the liquid crystal panel.
図5は、第2実施形態に係る直下型バックライト1(上フレームを除く)を示している。ここでは、低透過率拡散シート9の上に、低透過率拡散シート以外の光学シート20,21を配置したものである。光学シート20,21も厚さ1mm未満のシート材である。光学シート20,21としては、輝度向上用拡散シート20とレンズシート21とが備わっている。輝度向上用拡散シート20は、シート表面のビーズコートなどにより低透過率拡散シート9から出る拡散光を垂直方向に変換することで輝度向上を果たすものである。また、レンズシート21も輝度向上用のものであり、微細なレンズによって集光して輝度を向上させる。
FIG. 5 shows a direct type backlight 1 (excluding the upper frame) according to the second embodiment. Here, optical sheets 20 and 21 other than the low transmittance diffusion sheet are arranged on the low
これらの光学シート20,21は、単に低透過率拡散シート9の上に載せられているのではなく、低透過率拡散シート9と同様にバネ11によって引っ張られている。光学シート20,21も引っ張られていることで、シート20,21の撓みが防止される。バネ11の一端が取り付けられる取付孔12は、重ねられた複数のシート9,20,21の同位置に形成されており、共通の取付孔12となっている。
なお、図5に関し、説明を省略した点は、図1〜図4に示すバックライト1と同様である。
These optical sheets 20 and 21 are not simply placed on the low
In addition, the point which abbreviate | omitted regarding FIG. 5 is the same as that of the backlight 1 shown in FIGS.
図6及び図7は、第3実施形態に係る直下型バックライト1(上フレームを除く)を示している。低透過率拡散シート9の辺縁部には、全体で矩形状の補強枠30が設けられている。補強枠30は、撓みやすいシート9の4辺に剛性を与えて、撓みにくくするためのものである。補強枠30を設けることにより、シート9に張力を与えなくても撓みを軽減できる。
補強枠30は、合成樹脂などの剛性のある部材を、シート9の4辺に配することによって全体が矩形状に構成されている。補強枠30は、断面四角形(中空)の棒状部材として形成されており、各棒状部材はシート9の4辺にそれぞれ粘着剤などで固定されている。補強枠30に用いられる材料は、シート9と熱膨張係数が近いものが用いられており、熱膨張によってシートにしわ等が発生するのが防止されている。なお、バックライトのサイズが小さい場合(8インチ液晶表示装置用の場合)には、補強枠30の熱膨張係数は特に考慮する必要はない。
6 and 7 show a direct backlight 1 (excluding the upper frame) according to the third embodiment. A rectangular reinforcing
The
4辺に設けられた4つの補強枠30,30,30,30は、シート9の四隅31でそれぞれ離れて配置されている。このように全体で矩形状の枠30が部分的に途切れていることで、シート9の熱膨張に対処しやすくなる。
図6に示すように、補強枠付きシート9は、補強枠30が下フレーム2上に載置されるように補強枠30を下向きにして設置される。
なお、シート9の上には、他の光学シートを配置できる。他の光学シートは、上フレーム3とシート9とによって挟み込まれて固定される。
The four reinforcing
As shown in FIG. 6, the
Note that another optical sheet can be disposed on the
1 直下型バックライト
3 下フレーム(フレーム)
9 光拡散面部材(低透過率拡散シート;シート材)
11 バネ(テンション付与部材)
20 光学シート(シート材)
21 光学シート(シート材)
30 補強枠
1 Direct type backlight 3 Lower frame (frame)
9 Light diffusion surface member (low transmittance diffusion sheet; sheet material)
11 Spring (tensioning member)
20 Optical sheet (sheet material)
21 Optical sheet (sheet material)
30 Reinforcement frame
Claims (6)
前記光拡散面部材は、厚さが1mm未満のシート材だけで構成され、
前記シート材には、全光線透過率が10〜50%の低透過率拡散シートが含まれていることを特徴とする直下型バックライト。 In the direct type backlight in which the light source is arranged behind the light diffusing surface member,
The light diffusing surface member is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm,
The direct backlight according to claim 1, wherein the sheet material includes a low transmittance diffusion sheet having a total light transmittance of 10 to 50%.
前記光拡散面部材は、厚さが1mm未満のシート材だけで構成され、
前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えていることを特徴とする直下型バックライト。 In the direct type backlight in which the light source is arranged behind the light diffusing surface member,
The light diffusing surface member is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm,
A direct type backlight comprising a support member that supports the sheet material by pulling the sheet material so that the sheet material is not bent.
前記光拡散面部材は、厚さが1mm未満のシート材だけで構成され、
前記シート材の縁部には、補強枠が設けられていることを特徴とする直下型バックライト。 In the direct type backlight in which the light source is arranged behind the light diffusing surface member,
The light diffusing surface member is composed only of a sheet material having a thickness of less than 1 mm,
A direct-type backlight having a reinforcing frame provided at an edge of the sheet material.
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