JP2005216693A - バックライト - Google Patents

Abstract

【課題】 中空方式によるバックライトの均斉度を向上させる。
【解決手段】 光を出射するＨＩＤランプ３を光を反射する反射手段４の縁端部に配置する。この反射手段４には、ＨＩＤランプ３に近い位置には高反射性フィルム４ａ、遠い位置には拡散反射シート４ｂが配設されている。そして、その反射手段４と中空領域６を介して、反射された光を出光する拡散板７が対向配置される。これにより、ＨＩＤランプ３近くの反射手段４では、光が反射後、ＨＩＤランプ３から遠い拡散板７にまで反射される。すなわち、ＨＩＤランプ３に近いバックライトの発光面では光の出光量を抑え、遠い発光面では出光量を増やすことができ、均斉度を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中空方式のバックライトに関するものである。

従来、特に、２０インチ以上の大型の液晶テレビなどに用いるバックライト方式としては、光源から光を中空領域に出射し、反射シートに反射させ、光拡散シートから出光する中空方式が知られている。（例えば、特許文献１参照）
特開平１１−７２６２５号公報

中空方式のバックライトは、光源に近い発光面ほど光が出光しやすく、輝度ムラが発生しやすかった。特許文献１では、反射体の反射面の光軸を反射手段側に所定の角度傾けることで、光源から出射した光のうち、反射体に反射しないで直接発光面に到達する光について、光源付近での出光を抑えるようにしているが、それでも光の均一さ、すなわち高い均斉度を得ることが難しいことがわかった。

本発明の目的は、高い均斉度を得ることができる中空方式のバックライトを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のバックライトは、光を出射する光源と、この光源を縁端部に配置し、この光源からの光を反射する反射手段と、この反射手段と中空領域を介して対向配置され、この反射手段により反射された光を出光する出光手段とを具備し、前記反射手段は、前記光源に近い位置を鏡面とし、遠い位置を拡散面としたことを特徴とする。

本発明によれば、中空方式のバックライトにおいて均斉度を向上させることができる。

（第１の実施の形態）
以下に、本発明の第1の実施の形態を、図を参照して説明する。図１は、斜視図、図２は、拡散板およびプリズムシートを配置後のＡ−Ａ'方向の断面図である。

バックライトを構成するケース１は、正面板１ａ、背面板１ｂおよび側面板１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４が、例えばアルミニウムで一体的に形成される構造になっている。ケース１の側面板１ｃ１側には、高輝アルミからなる反射体２が、正面板１ａ、背面板１ｂおよび側面板１ｃ１、１ｃ２、１ｃ４が形成する収納部１ｄに配置され、この反射体２は、側面板１ｃ１の長手方向に垂直な断面が放物線形状を形成する反射面２ａを有している。この反射体２の長手方向のほぼ中央には、バックライトの光源として使用されるＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプ３が配置されており、このＨＩＤランプ３はショートアーク型の構造のランプである。
ケース１の背面板１ｂの内側には、反射体２からの反射光と、ＨＩＤランプ３からの光を反射する反射手段４が配設され、この反射手段４に対して、ＨＩＤランプ３は図２のように縁端部に位置する。この反射手段４のＨＩＤランプ３に近い位置には、鏡面である高反射性フィルム４ａ、ＨＩＤランプ３に遠い位置には、拡散面である拡散反射シート４ｂが、それらの境界部がほぼ直線になるようにそれぞれ配設されている。ここで「鏡面」とは、完全な鏡面反射をする反射面でなくても、鏡面反射に近い反射面であればよいことを意味し、同様に「拡散面」も、少なくとも拡散反射に近い反射面であればよいことを意味している。この高反射性フィルム４ａと拡散反射シート４ｂとの面積の比率は、例えば３：４である。また、ケース１の側面板１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４の内側には、ほぼ拡散反射シート４ｂに入射した場合と同じ反射をする白色塗装面５がそれぞれに施されている。
ケース１の正面板１ａに形成された開口面には、中空領域６を介して、反射手段４とほぼ平行に対向して拡散板７が配設される。この拡散板７は、ＨＩＤランプ３からの光および反射体２や反射手段４により反射した光を、拡散を伴い出光する出光手段である。この拡散板７の中空領域６とは反対側には、拡散板７から出光した光を正面方向に集光し、正面輝度を高めるプリズムシート８が貼着される。これらで構成されたバックライトにより、発光面から面発光が得られる。
図３は、第１の実施の形態のバックライトの反射手段において、ＨＩＤランプから出射した光の反射を示す断面図を示している。ＨＩＤランプ３から出射された光は、直接または反射体２の反射面２ａに反射後、高反射性フィルム４ａまたは拡散反射シート４ｂに入射する。高反射性フィルム４ａに入射した場合は、入射角に対し、反射角がほぼ同じ角度で反射するため、光が入射した反射手段４の場所よりもさらに遠い拡散板７に反射される。拡散反射シート４ｂに入射した場合は、さまざまな方向に拡散するため、比較的、光が入射した部分に近い拡散板７に反射される。
したがって、ＨＩＤランプ３に近い位置では、光の出光量を減らし、遠い位置では出光量を増やすことができるため、均斉度を向上させることができる。
次に本発明の均斉度向上の効果について、図４を参照して説明する。このバックライトの構成条件の例を、次のとおりとした。バックライトは、ケース１の大きさを６５０ｍｍ×７１５ｍｍ、正面板１ａの開口面の大きさを３７５ｍｍ×６６５ｍｍ、厚さを７０ｍｍとし、ＨＩＤランプ３には電力３５Ｗ、管壁負荷６０Ｗ／ ｃｍ２、全光束３１５０ｌｍの自動車の前照灯に用いられている電球工業会規格Ｄ２Ｓのランプを１灯使用した。

図４は、バックライトの発光面であるプリズムシート８の面上を縦横それぞれ三等分し、計９つの場所について発光面輝度を測定した測定結果を示している。図４（ａ）は、反射手段の全面に拡散反射シートを配設したバックライトの発光面輝度分布表、図４（ｂ）は第１の実施の形態のバックライトの発光面輝度分布表を示している。ここで、発光面輝度の単位はｃｄ／ｍ２である。

図４（ａ）では、バックライトの発光面において、ＨＩＤランプ３付近から遠くに向かうにつれて発光面輝度が低下している。ここで、均斉度は表の最も低い発光面輝度から最も高い発光面輝度の値を割ることで求めることができ、このバックライトの均斉度は６４．４％である。この均斉度の値は、輝度ムラが気になる値である。
図４（ｂ）では、図４（ａ）と比較すると、バックライトの発光面において、ＨＩＤランプ３に近い位置では発光面輝度が下がり、遠い位置では発光面輝度が上昇している。すなわち、反射手段４を本実施の形態のようにすることで、ＨＩＤランプ３付近の発光面で出光していた光が、より遠くまで反射されているということができる。このバックライトの均斉度は８６％まで上昇し、図２よりも約２０％均斉度が上昇している。
なお、この実施例では、光源に１灯の点光源を使用しているため、反射体２の長手方向に発光面輝度のばらつきがあるが、線状光源を用いたり、点光源の個数を増やしたりする等で解決できるので本発明では問題ではない。
この実施の形態では、ＨＩＤランプ３に近い位置に高反射性フィルム４ａ、遠い位置に拡散反射シート４ｂを配設することで、ＨＩＤランプ３に近い位置では光の出光量を減らし、遠い位置では出光量を増やすことができるため、均斉度を向上させることができる。
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態であるバックライトの断面図である。この第２の実施の形態の各部について、図１の第１の実施の形態のバックライトの断面図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第２の実施の形態が、第１の実施の形態と異なる点は、高反射性フィルム４ａの上に、さらに拡散透過手段である拡散シート９を配設した点である。
図６は、第２の実施の形態のバックライトにおいて、ＨＩＤランプに近い位置の反射手段に光が入射したときの光の反射を示す拡大断面図である。この鏡面と拡散透過の２層に形成された反射手段４に光が入射すると、鏡面で鏡面反射後に拡散シート９で拡散透過する。この拡散透過は、拡散反射シート４ｂに入射した場合のように反射光がさまざまな方向に拡散されるわけではなく、拡散シート９から出射するときの角度にほぼ依存する。すなわち、反射後の光の方向をある程度制御しながら拡散することができるため、第１の実施の形態のように光を遠くに反射することができる。
図７は、第２の実施の形態のバックライトにおいて、図４の場合と同様に測定した結果を示している。図４（ａ）の結果と比較すると、バックライトの発光面において、ＨＩＤランプ３に近い位置と遠い位置での発光面輝度の差が少なくなっていることがわかる。それを示すように均斉度も８２％まで向上し、第１の実施の形態と同程度の均斉度を得ることができた。
この実施の形態では、反射手段４のＨＩＤランプ３に近い位置に高反射性フィルム４ａ、遠い位置に拡散反射シート４ｂを配設することで、その反射手段４で反射した後の光の方向をある程度制御しながら拡散することができるため、均斉度を向上させることができる。
ここで、この実施の形態については、高反射性フィルム４ａの上に拡散シート９を配設する代わりに、鏡面反射作用と拡散透過作用の両方の特性をもつ１枚のシートで代用してもよい。
この発明は、上記した実施の形態に限定されるものではない。例えば、ケース１の正面板１ａ、背面板１ｂおよび側面板１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４は、所望により形状を変えてもよく、例えば背面板１ｂを、断面をＨＩＤランプ３側から奥に向かうにつれて出光面に近づくような、くさび形形状にすることで、ＨＩＤランプ３から遠い発光面において光を出光しやすくすることができる。

また、反射手段４の鏡面と拡散面は、それぞれ高反射性フィルム４ａと拡散反射シート４ｂにより構成されているが、例えば高反射性フィルム４ａの代わりに、鏡面反射シートを配設したり、銀を蒸着させたりしてもよく、すなわちそれぞれの反射作用を有する反射面を形成するならば何を使用してもよい。また、これらの境界部は、図１のように直線状に設けたが、例えば本実施の形態よりもさらに大型のバックライトに点光源を使用した場合などは、曲線状にすることで効果を増すことができる。
また、鏡面と拡散面の比率は、反射手段４の鏡面の面積をＡ、拡散面の面積をＢとすると、その面積比Ａ／Ｂが、３分の１以上、３以下が好適で、この場合は実施例のような効果を得ることができる。
また、ケース１の側面板１ｃ２、１ｃ４の内側には、白色塗装面５を施していたが、この反射手段４と同様に鏡面と拡散面に分けて配設してもよい。そして、鏡面を施した場合は、その上に第２の実施の形態と同様に拡散透過手段を配設してもよい。
出光手段として配設された拡散板７の中空領域６側には、例えば透明ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）フィルムのような透過性のあるフィルムやシールを貼着してもよい。これらは、光を透過するフィルムであるが、光の一部を透過させないで、反射手段４の方向に光を反射する作用があるため、さらに光源から遠い位置まで光を伝達することができる。

本発明による第１の実施の形態のバックライトの斜視図。 図１のバックライトに拡散板およびプリズムシートを配置後のＡ−Ａ'方向の断面図。 第１の実施の形態のバックライトの反射手段においての反射を示す断面図。 従来と第１の実施の形態のバックライトの発光面において、発光面輝度を測定した測定結果表。 本発明による第２の実施の形態のバックライトの断面図。 第２の実施の形態のバックライトの反射手段におけるＨＩＤランプ３付近での反射を示す拡大断面図。 第２の実施の形態のバックライトの発光面において、発光面輝度を測定した測定結果表。

符号の説明

１ ケース
２ 反射体
３ ＨＩＤランプ
４ 反射手段
４ａ 高反射性フィルム
４ｂ 拡散反射シート
５ 白色塗装面
６ 中空領域
７ 拡散板
８ プリズムシート
９ 拡散シート

Claims (2)

1. 光を出射する光源と、この光源を縁端部に配置し、この光源からの光を反射する反射手段と、この反射手段と中空領域を介して対向配置され、この反射手段により反射された光を出光する出光手段とを具備し、
   前記反射手段は、前記光源に近い位置を鏡面とし、遠い位置を拡散面としたことを特徴とするバックライト。
2. 前記反射手段の鏡面上に、光を拡散透過させる拡散透過手段を施したことを特徴とする請求項1記載のバックライト。
   
   

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