JP2007059122A

JP2007059122A - 光源及び光源ユニット

Info

Publication number: JP2007059122A
Application number: JP2005240969A
Authority: JP
Inventors: Kimitoshi Nagao; 公俊長尾
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】光源自体に高い反射機能を持たせることで、光の利用効率を高めることを可能にする。
【解決手段】表示素子を背面から照明して表示を行う表示装置のバックライト用の光源ユニットであって、発光面として４つの平坦面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを有する四角柱状の冷陰極蛍光管からなる複数の光源３０と、複数の光源３０を収容する中空構造となっており、光源３０から出射された光を液晶表示素子１９側に導く反射板２２とを備え、光源３０は、平坦面３０ａが液晶表示素子１９に最も近い位置にあり且つ液晶表示素子１９に平行となるように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光面が管状の光源に関する。

従来、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）をバックライト光源として持つ液晶表示装置（例えば特許文献１参照）が知られている。図３は、従来の液晶表示装置の要部概略構成を示す断面図である。図３に示す液晶表示装置１００は、複数の光源１０と反射板１２からなる光源ユニットと、光源ユニット上に積層された拡散シート１８と、拡散シート１８上に積層された第１のプリズムシート２０と、第１のプリズムシート２０上に積層された第２のプリズムシート２１と、第２のプリズムシート２１上に積層された液晶表示素子１９とを備える。

光源１０は、発光面が管状となっている冷陰極蛍光管である。光源１０は、紙面手前から奥に向かって延在し、紙面左から右に向かって所定間隔で複数本が設置されている。

反射板１２は、複数の光源１０を収容可能な中空構造となっており、光源１０から出射された光を反射させて液晶表示素子１９側に導く導光部材として機能する。

拡散シート１８は、光源１０から出射された光を拡散して輝度むらを解消し、拡散した光を第１のプリズムシート２０および第２のプリズムシート２１に供給するものである。

プリズムシート２０，２１は拡散シート１８で拡散された光を集光して、液晶表示素子１９に供給するように機能する。

液晶表示素子１９は、液晶層と、これを挟む一対のガラス基板と、液晶層に電圧を印加するための電極とから構成される。

図４は、図３に示す液晶表示装置の要部拡大図である。図４を参照して、光源１０から出射される光の経路を説明する。
光源１０から真上に出射される光Ｌ１は、拡散シート１８を透過し、その表面で拡散される。拡散された光は、さらに、プリズムシート２０，２１で集光されて、これらの上方に設置される液晶表示素子１９の背面に入射される。

また、拡散シート１８を真直ぐに通過する光の一部は、プリズムシート２０の内部で反射されて、拡散シート１８および反射板１２間に放射され、その一部は迷光となる。

また、光源１０から上方に所定の傾きで出射される光Ｌ２は、一部が拡散シート１８を透過し、残りは反射される。この反射光は、さらに管状の光源１０の表面で反射され、拡散シート１８および反射板１２間に放射され、その一部は迷光となる。

また、光源１０から真下に出射された光Ｌ３は、平らな反射板１２で真上に反射して光源１０に戻り、さらに光源１０で真下に反射される。以後、この光は同様の反射を繰り返し、迷光となる。

また、光源１０から下方に所定の傾きで出射される光Ｌ４は、反射板１２で反射され、さらに光源１０の表面により反射され、拡散シート１８および反射板１２間に放射され、その一部が迷光となる。

特開２００５−１８９５６９号公報（図９）

このように、従来の液晶表示装置では、図４に示した光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の一部が迷光となって液晶表示素子に到達することができず、この結果、光利用効率が良くなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表示装置等に適用した際の光利用効率を上げることが可能な光源を提供することを目的とする。

本発明の光源は、発光面が管状の光源であって、前記発光面に少なくとも１つの平坦面を備える。

本発明の光源ユニットは、表示素子を背面から照明して表示を行う表示装置のバックライト用の光源ユニットであって、複数の請求項１記載の光源と、前記複数の光源を収容する中空構造となっており、前記表示装置に前記光源ユニットを搭載した搭載状態で、前記光源から出射された光を前記表示素子側に導く導光部材とを備え、前記光源は、前記搭載状態で、前記少なくとも１つの平坦面のいずれかが前記表示素子に最も近い位置にあり且つ前記表示素子に平行となるように配置される。

本発明の光源ユニットは、前記導光部材の前記光源に対向する位置に隆起面が形成されている。

本発明の光源ユニットは、前記光源が、前記搭載状態で前記表示素子に最も近い位置にあり且つ前記表示素子に平行となる平坦面の裏面に、該平坦面に平行な平坦面を更に有する。

本発明の光源ユニットは、前記搭載状態で前記表示素子に平行となる前記平坦面の反射率が、それ以外の発光面の反射率よりも高い。

本発明の光源ユニットは、前記表示装置が液晶表示装置であり、前記表示素子が液晶表示素子である。

本発明によれば、表示装置等に適用した際の光利用効率を上げることが可能な光源を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態を説明するための液晶表示装置の要部の拡大断面図である。
図１に示す液晶表示装置２００は、上述した液晶表示装置１００において、光源１０を光源３０に変更し、反射板１２を反射板２２に変更した以外は図３，４と同じ構成である。

光源３０は、発光面として４つの平坦面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを有する四角柱状の冷陰極蛍光管であり、平坦面３０ａと拡散シート１８とが対向し且つ平行になるように配置されている。このことは、平坦面３０ａが、４つの平坦面の中で液晶表示素子１９の最も近くにあり、且つ、液晶表示素子１９に対して平行であることを意味する。平坦面３０ａの裏面の平坦面３０ｂは、平坦面３０ａと平行になっている。光源３０は、紙面手前から奥に向かって延在し、紙面左から右に向かって所定間隔で複数本が設置されている。

反射板２２は、複数の光源３０を収容する中空構造となっており、複数の光源３０から出た光を反射させて液晶表示素子１９側に導く導光部材として機能する。反射板２２の複数の光源３０の各々に対向する位置には、反射面が山形に立ち上がった隆起面３１が形成されている。この隆起面３１は、平坦面３０ｂから出射された光が効率良く拡散シート１８側に向かうように、その隆起の高さや傾斜角等が決められる。

次に、液晶表示装置２００の光源３０から出射される光の経路を説明する。
液晶表示装置２００において、光源３０から真上に出射される光Ｌ１は、拡散シート１８を透過した後、その表面で拡散される。拡散された光は、さらに、プリズムシート２０，２１で集光されて、これらの上方に設置される液晶表示素子１９の背面に入射する。

また、拡散シート１８を真直ぐに通過する光の一部は、プリズムシート２０の内部で反射されて、拡散シート１８方向に戻され、迷光となる。

光源３０から上方に所定の傾きで出射される光Ｌ５は、一部が拡散シート１８を透過するが、残りは反射されて光源３０に到達する。この光源３０の上面は平坦面３０ａとなっているため、ここに到達した光Ｌ５は、この平坦面３０ａで反射されて、再び拡散シート１８方向に放出される。この光もまた、一部が拡散シート１８を通過してプリズムシート２０に至り、液晶表示素子１９の照明に寄与する。

また、光源３０から真下に出射された光Ｌ６は、反射板２２の隆起面３１で反射され、光源３０の平坦面３０ｂで反射された後、再び隆起面３１またはその周辺で反射される。こうして隆起面３１またはその周辺で反射された光は、略全てが拡散シート１８へ向う。

また、光源３０から下方に所定の傾きで出射される光Ｌ７は、反射板２２の隆起面３１で反射された後、光源３０の平坦面３０ｂには入射せずに、そのまま拡散シート１８に至る。

以上のように、液晶表示装置２００によれば、バックライト用の光源ユニットとして平坦面を持つ光源３０を用いているため、従来は迷光となっていた光（図４のＬ２）の一部をこの平坦面で液晶表示素子１９側へ効果的に反射させることができる。また、反射板２２の光源３０に対向する位置に隆起面３１を設けているため、従来は迷光となっていた光（図４のＬ３，Ｌ４）の一部をこの隆起面３１で液晶表示素子１９側へ効果的に反射させることができる。この結果、光源３０から出射される光の利用効率を従来よりも向上させることができ、高輝度表示が可能となる。

尚、上記では、光源３０の形状を四角柱状とした場合について述べたが、形状はこれに限らない。図４に示した光Ｌ２が迷光となるのを防ぐためには、拡散シート１８に対向する位置に、拡散シート１８に対して平行な平坦面を持つように、光源の形状及び配置を決めれば良い。例えば、図２(ａ）に示すように、断面形状において上面および下面が平坦面３０ｅを持ち、両側面が円弧面３０ｆを持つような管状光源や、図２（ｂ）に示すように、断面形状において上面のみが平坦面３０ｇを持ち、下面が半円形や半楕円形の円弧面３０ｈを持つような管状光源を、その平坦面が拡散シート１８に対向してかつ平行となるように配置することでも、光利用効率を向上させることは可能である。

又、光源３０の有する平坦面のうち、光Ｌ５や光Ｌ６，Ｌ７が入射される平坦面３０ａ，３０ｂについては、その反射率を、その他の発光面よりも大きくしておくことが好ましい。これにより、拡散シート１８側に向かう光量をより多くすることができ、より高輝度の表示が可能となる。平坦面３０ａ，３０ｂの反射率を大きくする方法としては、この平坦面にチタンホワイト粒子を塗布する方法がある。チタンホワイト粒子は、その塗布量を調整することで、光源３０から出射された光についてはほぼ全てを透過し、拡散シート１８や反射板２２からの反射光については効率良く反射するといった機能を持たせることができる。光源３０が図２に示す構成の場合には、平坦面３０ｅや平坦面３０ｇにチタンホワイト粒子を塗布すれば良い。

又、本実施形態では光源ユニットを搭載する表示装置を液晶表示装置として説明したが、表示素子にその背面から光を照明して表示を行わせるような表示装置であれば、本発明の光源および光源ユニットを適用可能である。

本発明の実施形態を説明するための液晶表示装置の要部の拡大断面図本発明の実施形態を説明するための液晶表示装置に使用する光源の形状の一例を示す図従来の液晶表示装置の要部概略構成を示す断面図図３に示す液晶表示装置の要部拡大図

符号の説明

１２，２２反射板
１８拡散シート
１９液晶表示素子
２０第１プリズムシート
２１第２プリズムシート
１０，３０光源
３０ａ〜３０ｄ平坦面
３１隆起面
１００，２００液晶表示装置

Claims

発光面が管状の光源であって、
前記発光面に少なくとも１つの平坦面を備える光源。
表示素子を背面から照明して表示を行う表示装置のバックライト用の光源ユニットであって、
複数の請求項１記載の光源と、
前記複数の光源を収容する中空構造となっており、前記表示装置に前記光源ユニットを搭載した搭載状態で、前記光源から出射された光を前記表示素子側に導く導光部材とを備え、
前記光源は、前記搭載状態で、前記少なくとも１つの平坦面のいずれかが前記表示素子に最も近い位置にあり且つ前記表示素子に平行となるように配置される光源ユニット。
請求項２記載の光源ユニットであって、
前記導光部材の前記光源に対向する位置に隆起面が形成されている光源ユニット。
請求項２または３記載の光源ユニットであって、
前記光源は、前記搭載状態で前記表示素子に最も近い位置にあり且つ前記表示素子に平行となる平坦面の裏面に、該平坦面に平行な平坦面を更に有する光源ユニット。
請求項２〜４のいずれか記載の光源ユニットであって、
前記搭載状態で前記表示素子に平行となる前記平坦面の反射率が、それ以外の発光面の反射率よりも高い光源ユニット。
請求項２〜５のいずれか記載の光源ユニットであって、
前記表示装置は液晶表示装置であり、前記表示素子は液晶表示素子である光源ユニット。