JP3036464B2 - バックライト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッライトに関し、
特に液晶表示装置の照明に用いるバックライトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置の主な使途は、携帯
性を重視する携帯情報端末や、ノート型パソコン、家庭
用ワードプロセッサのディスプレイである。これらのも
のの携帯性を損なわず、視認性確保のため、一画素の大
きさ０．２６ｍｍ角以上を維持し、かつ機器の表示画素
数を増加させるため、液晶表示装置の外形に対する表示
面占有率の向上は必須である。同様に液晶表示装置に用
いるバックライトにおいても、バックライト外形に対す
る有効発光面占有率の向上が求められる。

【０００３】この種のバックライトは、液晶表示装置に
おけるバックライトの面輝度の調節をより細かく行うこ
とを目的として用いられている。

【０００４】図４は、従来の液晶表示装置の一例を示す
分解斜視図である。一般にそれぞれ透明電極と配向膜を
積層した面が向かい合うように２枚の透明ガラス基板を
重ね合わせ、両基板間に液晶を封止してなる液晶表示素
子２を備え、液晶表示素子２の表示画面側と反対側に
は、液晶表示素子２に光を照射するためのバックライト
１６が配置してある。

【０００５】一方、液晶表示素子２は、ソース側液晶駆
動回路基板１１とソース側駆動ＩＣ５、ゲート側液晶駆
動回路基板３とゲート側駆動ＩＣ４の各々から送られる
信号により駆動する。ソース側液晶駆動回路基板１１の
露出部は、保護フレーム１４によって保護される構成と
なっている。

【０００６】また、バックライト１６は、光源から発せ
られる光を光源から離された方へ導き、光を液晶表示素
子２全体に均一に照射させるための透明の合成樹脂板か
らなる導光体９と、導光体９の一側面近傍または対向す
る二側面近傍に配置される光源としての冷陰極蛍光灯１
２と、冷陰極蛍光灯１２のフレーム１３とから構成さ
れ、導光体９上に光を集光する集光板８が配置されてい
る。集光板８は、断面形状がくさび状や波形形状をして
いるものが多く、視野角依存性があり、１枚または２枚
が配置されている。また集光板８上に配置され、集光板
８からの光を拡散する拡散板７が設けられている。さら
に導光体９の下に配置され、導光体９からの光を液晶表
示素子２の方へ反射させる反射板１０が枠体６と金属フ
レーム１５にて固定されている。

【０００７】ここで液晶表示装置は、液晶表示素子２が
表金属フレーム１とバックライト１６にって、ネジ止め
や嵌合、もしくは表金属フレーム１に設けられたかしめ
を用いて固定されている。

【０００８】図５は、従来の液晶表示装置における導光
体と冷陰極蛍光灯との配置関係を示す平面図である。ま
た、図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。冷陰極蛍光
灯１２は、光源となる発光部１７と非発光部１８からな
り、非発光部１８は、発光部１７の両端に２箇所ある。
フレーム１３により冷陰極蛍光灯１２が保護されるとと
もに、冷陰極蛍光灯１２より発せられた光が導光体９側
に反射され、入射面２０より導光体９へ光が入射する。
なお、導光体９においては、発光部１７から導光体９内
に入射した光の量は発光部１７から離れるに従って増加
するように反射パターン１９を用いる。光量を増強する
手段としては、他の部位よりも配置密度を大きく設定す
ることがある。図５の方式では、冷陰極蛍光灯１２の端
部の非発光部１８に対面する導光体９の角部が暗くな
る。

【０００９】導光体９の角部が暗くなるのを解決する手
段が特開平７−５６０２２号公報に記載されている。特
開平７−５６０２２号公報に開示された技術を図８に示
す。図７に示すように、光源である冷陰極蛍光灯１２の
発光部１７の長さよりも導光体９の入射面２０は長く設
定される。そのため、有効発光面２３には、明部２１と
暗部２２の領域が生じる。暗部２２は、冷陰極蛍光灯１
２の非発光部１８から導光体９の入射面２０に光が入射
しないために生じる。

【００１０】そこで、特開平７−５６０２２号公報に開
示された技術では図８に示すように、有効発光面２３に
生じた暗部２２に対応する領域２４の反射パターン１９
を明部２１に対応する領域２５よりも密度を大きく設定
して設けている。この解決手段によれば、入射面２０よ
り入光した光は、領域２４の反射パターン１９の密度が
大きいため、領域２４の光の反射量が多くなり、暗部２
２の光量を多くして明るくするというものである。

【００１１】また特開平６−２７３７５４号公報に記載
された技術では、図６に示す拡散板７の拡散度を連続的
に変化させることにより、暗部２２と明部２１の有効発
光面２３の輝度を均一にしている。しかし、拡散度を上
げた場合、入射面２０より入射した光を拡散してしまう
ため、輝度の低下を余儀なくされる。また、逆に輝度を
上げるために拡散度を下げた場合、集光板８の特徴でも
ある断面形状のくさび形状や波形形状が有効発光面２３
よりムラとして認視されてしまう。

【００１２】また特開平８−１５２５２７号公報に記載
された技術では、図６に示す集光板８の集光率を変化さ
せることにより、暗部２２と明部２１の有効発光面２３
の輝度を均一にしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−５６０２２号公報に開示された技術では、入射面２
０より得られる光量に限界があり、暗部２２の輝度を明
部２１の輝度まで高めることはできないという問題があ
った。

【００１４】また特開平６−２７３７５４号公報に開示
された技術では、拡散板７の拡散度を高めた場合、入射
面２０に入射した光を拡散してしまうこととなり、有効
発光面２３内での輝度を低下させてしまうという問題が
あった。また、逆に輝度を上げるために拡散度を下げる
と、集光板８のくさび形状や波形形状が有効発光面２３
内でムラとして視認されてしまうという問題があった。

【００１５】また特開平８−１５２５２７号公報に開示
された技術では、入射面２０より得られる光の量に限り
があり、従って暗部２２の輝度を明部２１の輝度まで向
上させることはできないという問題があった。さらに集
光板８の視野角特性依存性より集光率を変化させた境界
では、液晶表示装置において表示の視野角依存性が顕著
に現れ、違和感を与えてしまうという問題があった。

【００１６】本発明の目的は、バックライト外形に対す
る有効発光面占有率を向上させたものであって、特に光
源である冷陰極蛍光灯の発光部の長さよりも長い入射面
を有する導光体を用いた場合の導光体の発光面での面輝
度均一性を向上させたバックライトを提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るバックライトは、導光体と、光源とを
有し、液晶表示素子の背面側に光照射するバックライト
であって、前記導光体は、面状をなし、少なくとも一辺
の側面に前記光源からの光を受光し、平面部から前記液
晶表示素子に光を出射するものであり、前記光源は、前
記導光体の少なくとも一辺の側面に沿って配設された線
状をなすものであり、さらに前記導光部は、光源の非発
光部に対向した隅部に斜めに切削した傾斜面を備え、前
記傾斜面が鏡面加工され、かつ前記傾斜面と前記面状の
平面部との境界部が歪みのない連続した曲面形状をなす
ものである。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【作用】導光体は、光源の非発光部に対向する隅部に導
光部を有する。導光部は、光源の発光部からの光を受光
して導光体隅部の平面側に反射する。これにより、導光
体の隅部での輝度を向上させ、導光体の有効発光面での
輝度を均一にする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るバッ
クライトを示す主要部を示す正面図、図２は、図１のＡ
−Ａ線断面図である。

【００２５】図において、本発明の一実施形態に係るバ
ックライトは、導光体９と、光源１２とを有し、液晶表
示素子の背面側に光照射するものである。

【００２６】導光体９は、面状をなし、少なくとも一辺
の側面２０に光源１２からの光を受光し、平面部２６か
ら液晶表示素子に光を出射するようになっている。

【００２７】さらに導光体９は、光源１２の非発光部１
８に対向した隅部に、光源１２からの光を受光して該隅
部の平面部２６での輝度を高める導光部２７を有してい
る。

【００２８】図１に示す本発明の実施形態では、導光部
２７として、導光体９の隅部を斜めに切削した傾斜面を
用いている。また傾斜面２７は、鏡面加工されており、
傾斜面２７の角度は約１０〜２０°の範囲に設定してい
る。また傾斜面２７の導光体９の側面に沿う方向の寸法
Ｌは、冷陰極蛍光灯１２の非発光部１８よりも長く、か
つ導光体隅部に生じる暗部２２を包含する寸法に設定さ
れており、冷陰極蛍光灯１２の発光部１７からの光を受
光して導光体隅部の全体に行き渡らせるようになってい
る。

【００２９】また、導光体９の傾斜面２７と平面部２６
との境界は、歪みのない連続した面として形成してい
る。図１に示す実施形態では、前記境界は、曲面形状と
して連続した面２８として形成している。

【００３０】実施形態において、冷陰極蛍光灯１２から
の光は、導光体９の側面２０に受光され、導光体９の平
面部２６の輝度が高まり、液晶表示素子２の背面側に光
を照射することとなる。

【００３１】ここで、導光体９の隅部は、冷陰極蛍光灯
１２の非発光部１８と対向しているため、導光体９の隅
部側面２０に入光する光量が低下する。

【００３２】本発明の実施形態では、導光体９の隅部に
傾斜面２７を設けており、傾斜面２７は、冷陰極蛍光灯
１２の発光部１７からの光を受光し、導光体９の平面部
２６側に反射する。

【００３３】そのため、傾斜面２７による反射光が、導
光体９の隅部側面２０に入光する光に加重され、その相
乗効果によって導光体９の隅部での輝度が高められ、導
光体９の隅部を含めた平面部２６内での輝度が均一化さ
れることとなる。

【００３４】これにより導光体９の隅部での表示ムラが
解消される。

【００３５】図４は、導光体９と冷陰極蛍光灯１２との
配置関係を示し、導光体９内の○数値は面輝度分布の各
測定部位を示す平面図である。とは、導光体９の暗
部２２に相当する部位である。本発明の導光体を用いた
バックライトにおいて、各測定部位の面輝度をミノルタ
製色彩色差計を用いて測定したところ表１に示すような
結果が得られた。

【００３６】

【表１】

【００３７】同表中の輝度単位はｃｄ／ｍ²であり、面
輝度のバラツキの程度を最小値の輝度を示す測定部位と
最大値の輝度を示す測定部位との比率をもって表し（以
下、この比率をＭＩＮ／ＭＡＸという）、ＭＩＮ／ＭＡ
Ｘの値が１であると理想値となるが、理想値１との差が
小さい程、すなわちＭＩＮ／ＭＡＸが大きい程、バラツ
キが小さくなることを意味する。したがって、本実験例
の全体のバラツキを算出すると、ＭＩＮ／ＭＡＸが０．
９３となる。また、本発明で問題点としている光源側両
端部と中央部との値の比は、（１１９０＋１１７０）／
（１２００＋１１８０）＝０．９９となり、かなり均一
化している。

【００３８】一方、従来の導光体を用いたバックライト
にて同条件で測定したところ表２に示すような結果が得
られ、全体のバラツキは、ＭＩＮ／ＭＡＸ値は０．８０
となる。また、光源側両端部と中央部との値の比は、
（１０４０＋１０２０）／（１２２０＋１２６０）＝
０．８３と悪い。

【００３９】

【表２】

【００４０】これらの結果から明らかな通り、本発明の
バックライトは、従来品と比較して輝度のバラツキは改
善されている。

【００４１】尚、実施形態では、導光部２７を傾斜面と
したが、導光体９の平面部２６に対してほぼ直角に切り
立った鉛直面としてもよく、さらには、この鉛直面に反
射膜を形成して光量の増加を図るようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、導光体の
隅部における光量を増加させるため、導光体の隅部を含
めた平面部での輝度を均一化することができ、したがっ
て発光面の輝度ムラを低減することができる。

【００４３】また光量を増加させる導光部として傾斜面
を用いた場合に、その傾斜面を鏡面加工することによ
り、より光量を増加することができる。

【００４４】さらに導光部と導光体の平面部との境界を
歪みのない連続した面として形成することにより、その
境界に集光作用が起こらず、面輝度の均一性を得ること
ができる。

【００４５】また導光部を傾斜面或いは鉛直面とするこ
とにより、光源からの光は空気層を通して傾斜面或いは
鉛直面に直ちに受光されることとなり、その間での光量
の低下がなく、有効に隅部での輝度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るバックライトの主要
部を示す正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】導光体の各測定部位を示す図である。

【図４】液晶表示装置を示す分解斜視図である。

【図５】従来例のバックライトを示す正面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】従来例の問題点を説明する図である。

【図８】他の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ 表金属フレーム ２ 液晶表示素子 ３ ゲート側液晶駆動回路基板 ４ ゲート側駆動ＩＣ ５ ソース側駆動ＩＣ ６ 枠体 ７ 拡散板 ８ 集光板 ９ 導光体 １０ 反射板 １１ ソース側液晶駆動回路基板 １２ 光源 １３ フレーム １４ 保護フレーム １５ 金属フレーム １６ バックライト １７ 発光部 １８ 非発光部 １９ 反射パターン ２０ 側面 ２１ 明部 ２２ 暗部 ２３ 有効発光面 ２４ 領域 ２５ 領域 ２６ 平面部 ２７ 導光部（傾斜部） ２８ 曲面形状 ２９ 空気層

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21V 8/00 601 G02B 6/00 331 G02F 1/13357

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導光体と、光源とを有し、液晶表示素子の
   背面側に光照射するバックライトであって、 前記導光体は、面状をなし、少なくとも一辺の側面に前
   記光源からの光を受光し、平面部から前記液晶表示素子
   に光を出射するものであり、 前記光源は、前記導光体の少なくとも一辺の側面に沿っ
   て配設された線状をなすものであり、 さらに前記導光部は、光源の非発光部に対向した隅部に
   斜めに切削した傾斜面を備え、前記傾斜面が鏡面加工さ
   れ、かつ前記傾斜面と前記面状の平面部との境界部が歪
   みのない連続した曲面形状をなすものであることを特徴
   とするバックライト。