JP3514047B2 - 表示部の照明装置及びそれを用いた表示装置 - 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、液晶表示装置等の
表示部に対するバックライトとしての照明装置と、その
ような表示部の照明装置を用いた表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、表示装置として液晶を用いた液晶
テレビ等が実用化されている。液晶は薄型、軽量で低消
費電力のため、携帯用に適している。しかし、液晶は受
光型素子のため、照明用のバックライトが必要である。
しかして、従来、バックライトとして蛍光管を使用して
いるが、蛍光管は円筒形をしているため、発光が蛍光管
部のみとなり、液晶表示画面全体に均一な光が行き渡ら
ない。そこで、光が均一に液晶表示画面全域に行き渡る
ようにするため、反射ケースと反射シートを設けて、蛍
光管から発する線光源を全体に行き渡るようにした直下
方式のバックライトがある。また、薄型化のため、透明
導光体の側端面に直管形の蛍光管を配置し、導光体内部
の多重反射を利用して一面側を面光源とするエッジライ
ト方式のバックライトもある。

【０００３】図８は従来の一例としての表示部及びバッ
クライトを示す分解斜視図、図９はそのエッジライト方
式のバックライトユニットの分解斜視図で、図１１はそ
の発光原理を示した縦断側面図である。これらの図８か
ら図１０において、１は光源である蛍光管（冷陰極線
管）、２はアクリル板（透明導光部材）、３はリフレク
ター、４は反射シート（反射部材）、５は反射テープ、
６はアクリル板２の背面に施された拡散印刷、９は拡散
シート、１０はバックライト（光源装置）、１１はバッ
クライトケース（光源ケース）、１２は液晶表示パネル
（表示部）である。

【０００４】図示のように、直管形の蛍光管１は、アク
リル板２の側端面に沿って配設されて、その周囲をリフ
レタクター３により覆われており、アクリル板２には、
その背面側に反射シート４が設けられて、蛍光管１側を
除く周囲三面に反射テープ５，５，５が設けられてい
る。また、図８に示すように、アクリル板２の前面側に
拡散シート９を設けて光源装置であるバックライト１０
が構成され、このバックライト１０は、光源ケースであ
るバックライトケース１１に収納されて、表示部である
液晶表示パネル１２の背面側に配置される。

【０００５】以上のようなエッジライト方式のバックラ
イト１０は、図示のように、直管形の蛍光管１から出射
される光を直接及びリフレクター３により反射させて側
端面からアクリル板２に入射させ、その入射光を、アク
リル板２背面側の反射シート４とアクリル板２周囲の反
射テープ５，５，５とにより反射させると共に、アクリ
ル板２背面の拡散印刷６で拡散させることによって、ア
クリル板２前面からの拡散シート９を透過した出射光が
ほぼ均一な面光源となり、液晶表示パネル１２をほぼ均
一に照射する。なお、アクリル板２背面の拡散印刷６
は、図示のように、蛍光管１から離れるにしたがって
密、蛍光管１に近付くにしたがって疎となるようにグラ
デーションがかけられており、これにより液晶表示パネ
ル１２の液晶表示画面が均一に照明される。また、この
拡散印刷６の表面積が大きい程、蛍光管１の光が当たる
確率が高くなり、アクリル板２前面より出射する光の量
も増えるので、その結果として液晶表示画面の輝度が高
くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導光部材であるアクリル板２の形状では、図１１に示し
たように、蛍光管１の光が端面から均一に入光すること
から、蛍光管１に近い所で拡散印刷６に対しより多く当
たるため（図１１の黒点参照）、蛍光管１側が明るくな
ってしまうという問題があった。特に、画面のサイズが
大型化すればする程、アクリル板２の蛍光管１側が明る
くなる現象が強く現れるため、画面の大型化を図る上で
エッジライト方式のバックライト１０はアクリル板２の
蛍光管１側が明るくなってしまうことが大きな問題とな
っていた。

【０００７】また、エッジライト方式のバックライト１
０においては、蛍光管１の光をアクリル板２内にどれだ
け入光させられるかが、輝度効率を上げる上で一つの大
きな要因となっている。即ち、蛍光管１とアクリル板２
の入光面との関係は、蛍光管１とアクリル板２の入光面
とが密着または１ｍｍ程度のクリアランスをもって従来
から実装されている。この場合、蛍光管１の光が、アク
リル板２の入光面に対して、非常に浅い角度で当たる成
分が発生する。ここで、空気の屈折率が１で、アクリル
の屈折率が１．４９であることから、アクリル板２の入
光面に対しどんなに浅い角度で光が当たっても全反射は
起こさないが、図１２に示すように、アクリル板２の入
光面に光が当たる角度が浅くなればなる程、アクリル板
２内に入光できずに反射する光の成分が多くなってしま
うことになる。

【０００８】本発明の課題は、表示部に対するエッジラ
イト方式のバックライトによる光源の光を、導光部材内
の光源から離れた所まで導光できるようにした表示部の
照明装置を提供することである。本発明は、このような
表示部の照明装置において、さらに、光源の光の導光部
材内への入光量を増やすようにすることも課題としてい
る。また、本発明の課題は、そのような表示部の照明装
置を用いた表示装置を提供することにもある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、光源部からの光を一端部側から
入光して前面側に配置される表示部に導くための導光部
材を備える表示部の照明装置において、前記導光部材
に、前記一端部側の前記光源部に沿って開口して前記光
源部から離れた所まで前記光源部からの光を導くための
空間としての導光空間を形成し、前記導光空間の両側に
位置する第１の入光面と、前記導光空間の両側面による
第２の入光面と、前記導光空間の底面による第３の入光
面とを備え、前記光源部からの光を前記第２の入光面と
前記第３の入光面に入光させることにより、前記導光部
材の背面において光源から離れた所でより多くの光が集
光して当たるようにしたことを特徴としている。

【００１０】このように、一端部側の光源部に沿って開
口して光源部から離れた所まで光源部からの光を導く第
１の入光面、第２の入光面、第３の入光面を備えた導光
空間が形成された導光部材を備える表示部の照明装置な
ので、光源部からの光を導光空間により光源部から離れ
た所まで導光部材内に導いて、輝度ムラの低減化が図れ
る。

【００１１】そして、請求項２記載の発明は、光源部か
らの光を一端部側から入光して前面側に配置される表示
部に導くための導光部材を備える表示部の照明装置にお
いて、前記導光部材に、前記一端部側の前記光源部に沿
って開口して前記光源部から離れた所まで前記光源部か
らの光を導くための空間としての導光空間を形成し、前
記導光空間内を含む光路に集光レンズを設けたことを特
徴としている。

【００１２】このように、一端部側の前記光源部に沿っ
て開口して前記光源部から離れた所まで前記光源部から
の光を導くための空間としての導光空間を形成し、前記
導光空間内を含む光路に集光レンズを設けた表示部の照
明装置なので、導光空間による導光作用に加えて、集光
レンズにより光源部からの光を屈折させて、導光部材内
への入光量を増やせることから、輝度効率の向上が図れ
る。

【００１３】なお、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の表示部の照明装置であって、前記導光部材内の前記
導光空間からの入光面に前記集光レンズを形成した構成
を特徴としている。

【００１４】このように、請求項２記載の導光部材内の
導光空間からの入光面に集光レンズが形成された表示部
の照明装置なので、導光部材内の導光空間からの入光面
に形成した集光レンズによって、光源部から導光空間に
導かれた光が屈折して、導光部材内へ入光する。

【００１５】また、請求項４記載の発明は、請求項２記
載の表示部の照明装置であって、前記光源部から前記導
光部材の前記導光空間の開口部にかけて前記集光レンズ
を配置した構成を特徴としている。

【００１６】このように、光源部から請求項２記載の導
光部材の導光空間の開口部にかけて集光レンズが配置さ
れた表示部の照明装置なので、光源部から導光部材の導
光空間の開口部にかけて配置した集光レンズによって、
光源部からの光が屈折して、導光空間に導かれて導光部
材内へ入光する。

【００１７】さらに、請求項５記載の発明は、例えば、
液晶表示装置等の表示装置であって、請求項１から請求
項４の何れか記載の表示部の照明装置を用いてなる構成
を特徴としている。

【００１８】このように、請求項１から請求項４の何れ
か記載の表示部の照明装置を用いてなる表示装置なの
で、前述した請求項１から請求項４の何れか記載の表示
部の照明装置による作用が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る表示部の照
明装置及びそれを用いた表示装置の実施の各形態例を図
１から図７に基づいて説明する。

【００２０】＜第１の実施の形態例＞先ず、図１は本発
明を適用したエッジライト方式のバックライトユニット
の第１の実施の形態例を示す分解斜視図で、図２はその
エッジライト方式のバックライトユニットの縦断側面図
である。これらの図１及び図２において、前述した従来
例のもの（図９及び図１０参照）と同様に、１は光源で
ある蛍光管（冷陰極線管）、２はアクリル板（透明導光
部材）、３はリフレクター、４は反射シート（反射部
材）、５は反射テープ、６は拡散印刷、１０はバックラ
イト（光源装置）であり、７は導光用凹部（導光空間）
である。

【００２１】この第１の実施の形態例において、光源で
ある蛍光管１、導光部材であるアクリル板２、リフレク
ター３、反射シート４、反射テープ５、拡散印刷６につ
いては、前述した従来例のものと同様のため、その説明
を省略し、以下では異なる点について説明する。即ち、
図示のように、このエッジライト方式のバックライト１
０は、アクリル板２に、蛍光管１に沿って端面に開口す
る所定幅で所定深さによる溝状の導光空間としての導光
用凹部７を一様に形成したものである。図示例において
は、アクリル板２の背面側の前述した如く蛍光管１から
離れるにしたがって密、蛍光管１に近付くにしたがって
疎となるようにグラデーションがかけられた拡散印刷
６，６，６，…のうち、小さい方から４番目の部分の深
さまでに導光用凹部７が形成されている。

【００２２】このような導光用凹部７をアクリル板２に
形成したため、アクリル板２は、図２に示すように、蛍
光管１に沿った端面に、導光用凹部７の両側に位置する
入光面７ａ，７ａと、導光用凹部７の両側面による入光
面７ｂ，７ｂと、導光用凹部７の底面（奥壁面）による
入光面７ｃと、を有する所謂段付き入光面構造を具備し
たものとなっている。以上の通り、エッジライト方式の
バックライト１０において、アクリル板２に導光用凹部
７を形成したことにより、蛍光管１に沿った導光用凹部
７の両側端面の入光面７ａ，７ａに加え、その導光用凹
部７において、その両側面による入光面７ｂ，７ｂと底
面（奥壁面）による入光面７ｃとにより入光面積を深く
大きく採ることができる。

【００２３】従って、蛍光管１の光がアクリル板２の導
光用凹部７による空間に導かれて、その両側面の入光面
７ｂ，７ｂ及び底面（奥壁面）の入光面７ｃにおいて、
屈折してアクリル板２内部にそれぞれ入光することか
ら、図３に黒点で示したように、従来のアクリル板（図
１１参照）に比べて、アクリル板２の背面において、蛍
光管１から離れた所でより多くの光が集中して当たるよ
うになることが分かる。この結果、輝度ムラの低減化を
達成でき、また、今までは不可能とされてきたエッジラ
イト方式バックライト付きの液晶表示画面の大型化に対
応でき、さらに、画面中央に輝度のピークを持って来る
ことなどが可能となる。

【００２４】＜第２の実施の形態例＞図４は本発明を適
用したエッジライト方式のバックライトユニットの第２
の実施の形態例を示す分解斜視図で、図５はそのエッジ
ライト方式のバックライトユニットの縦断側面図であ
る。これらの図４及び図５において、前述した第１の実
施の形態例と同様に、１は光源である蛍光管（冷陰極線
管）、２はアクリル板（透明導光部材）、３はリフレク
ター、４は反射シート（反射部材）、５は反射テープ、
６は拡散印刷、７は導光用凹部（導光空間）、１０はバ
ックライト（光源装置）であり、８は集光レンズであ
る。

【００２５】この第２の実施の形態例において、蛍光管
１、アクリル板２、リフレクター３、反射シート４、反
射テープ５、拡散印刷６、導光用凹部７については、前
述した第１の実施の形態例と同様のため、その説明を省
略し、以下では異なる点について説明する。即ち、図示
のように、このエッジライト方式のバックライト１０
は、アクリル板２の導光用凹部７の底面（奥壁面）に、
前述した如く蛍光管１から離れるにしたがって密、蛍光
管１に近付くにしたがって疎となるようにグラデーショ
ンがかけられた拡散印刷６，６，６，…の縦の列に各々
対応させて凸レンズによる集光レンズ８，８，８，…を
それぞれ一体に形成したものである。このような集光レ
ンズ８に用いる材料としては、アクリルよりも屈折率が
大きい材料を用いるのが望ましい。これは、集光レンズ
８による屈折率が大きい程、広範囲の光を集光できるた
めである。

【００２６】以上のように、拡散印刷６，６，６，…の
縦の列に各々対応させてアクリル板２の導光用凹部７の
底面（奥壁面）に集光レンズ８，８，８，…を一体成形
したため、導光用凹部７による前述した機能に加えて、
蛍光管１から出た光を導光用凹部７を経て集光レンズ８
に通すことにより、アクリル板２の前記入光面７ｃに光
が入光する際の入射角ができるだけ小さいものとなって
いることから、入光面７ｃで反射する成分が減り、入光
効率が良くなる。従って、エッジライト方式のバックラ
イト１０として、輝度効率が向上するといった利点も兼
ね備えたものとなる。

【００２７】＜第３の実施の形態例＞図６は本発明を適
用したエッジライト方式のバックライトユニットの第３
の実施の形態例を示す分解斜視図で、図７はそのエッジ
ライト方式のバックライトユニットの縦断側面図であ
る。これらの図６及び図７においても、前述した第２の
実施の形態例と同様に、１は光源である蛍光管（冷陰極
線管）、２はアクリル板（透明導光部材）、３はリフレ
クター、４は反射シート（反射部材）、５は反射テー
プ、６は拡散印刷、７は導光用凹部（導光空間）、８は
集光レンズ、１０はバックライト（光源装置）であり、
１８はレンズシートである。

【００２８】この第３の実施の形態例においても、蛍光
管１、アクリル板２、リフレクター３、反射シート４、
反射テープ５、拡散印刷６、導光用凹部７については、
前述した第１の実施の形態例と同様のため、その説明を
省略し、以下では異なる点について説明する。即ち、図
示のように、このエッジライト方式のバックライト１０
は、アクリル板２の導光用凹部７の開口部に、前述した
如く蛍光管１から離れるにしたがって密、蛍光管１に近
付くにしたがって疎となるようにグラデーションがかけ
られた拡散印刷６，６，６，…の縦の列に各々対応させ
て凸レンズによる集光レンズ８，８，８，…をそれぞれ
配置したものである。図示例では、凸レンズによる一列
の集光レンズ８，８，８，…を透明透光材料によるレン
ズシート１８に一体成形したものを用いて、このレンズ
シート１８をアクリル板２の蛍光管１に沿った端面に貼
り付けている。なお、このような集光レンズ８も、前述
した第２の実施例と同様に、アクリルよりも屈折率が大
きい材料を用いるのが望ましい。

【００２９】以上のように、アクリル板２の導光用凹部
７の開口部に、拡散印刷６，６，６，…の縦の列に各々
対応させて集光レンズ８，８，８，…をそれぞれ配置し
たため、導光用凹部７による前述した機能に加えて、蛍
光管１から出た光を集光レンズ８に通すことにより、ア
クリル板２の導光用凹部７において、その両側面の前記
入光面７ｂ，７ｂ及び底面（奥壁面）の前記入光面７ｃ
に光がそれぞれ入光する際の入射角が各々できるだけ小
さいものとなっていることから、入光面７ｂ，７ｂ及び
入光面７ｃで各々反射する成分がそれぞれ減り、入光効
率が良くなる。従って、エッジライト方式のバックライ
ト１０として、前述した第２の実施例と同様に、輝度効
率が向上するといった利点も兼ね備えたものとなる。

【００３０】なお、以上の実施の各形態例においては、
液晶表示装置のバックライト用の照明装置としたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、他の表示部に用
いる照明装置であってもよい。また、実施の各形態例で
は、導光空間を一様な凹部形状のものとしたが、複数段
の凹部形状による導光空間としてもよい。このように導
光空間を複数段の凹部形状によるものとすれば、光源か
らの光の入光位置をある程度自由にコントロールするこ
とが可能となる。そして、実施の各形態例では、導光空
間の底面（奥壁面）または開口部に集光レンズを配置し
たが、このような配置に限らず、光源部から導光空間を
含む光路中に集合レンズを設けておけばよい。さらに、
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能
であることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る表示部の照明装置によれば、導光部材に、一端部側の
光源部に沿って開口して光源部から離れた所まで光源部
からの光を導くための空間としての導光空間を形成し、
前記導光空間の両側に位置する第１の入光面と、前記導
光空間の両側面による第２の入光面と、前記導光空間の
底面による第３の入光面とを備え、前記光源部からの光
を前記第２の入光面と前記第３の入光面に入光させるこ
とにより、前記導光部材の背面において光源から離れた
所でより多くの光が集光して当たるようにしたため、光
源部からの光を導光空間により光源部から離れた所まで
導光部材内に導いて、輝度ムラを低減することができ
る。従って、表示画面の大型化に対応でき、画面中央に
輝度のピークを持って来ることもできるようになる。

【００３２】そして、請求項２記載の発明に係る表示部
の照明装置によれば、導光部材に、一端部側の光源部に
沿って開口して光源部から離れた所まで光源部からの光
を導くための空間としての導光空間を形成し、前記導光
空間内を含む光路に集光レンズを設けたため、光源部か
らの光を導光空間により光源部から離れた所まで導光部
材内に導いて、輝度ムラを低減することができる。従っ
て、表示画面の大型化に対応でき、画面中央に輝度のピ
ークを持って来ることもできるようになる。さらに、集
光レンズにより光源部からの光の導光部材内への入光効
率を向上させて、輝度効率を向上することができる。

【００３３】なお、請求項３記載の発明に係る表示部の
照明装置によれば、導光部材内の導光空間からの入光面
に集光レンズを形成したため、光源部から導光空間に導
かれた光の導光部材内への入光効率を向上させて、請求
項２記載の発明のように輝度効率を向上することができ
る。

【００３４】また、請求項４記載の発明に係る表示部の
照明装置によれば、光源部から導光部材の導光空間の開
口部にかけて集光レンズを配置したため、光源部から屈
折して導光空間に導かれた光の導光部材内へ入光効率を
向上させて、請求項２記載の発明のように輝度効率を向
上することができる。

【００３５】さらに、請求項５記載の発明に係る表示装
置によれば、請求項１から請求項４の何れか記載の表示
部の照明装置を用いたため、前述した請求項１から請求
項４の何れか記載の発明に係る表示部の照明装置による
得られる効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したエッジライト方式のバックラ
イトユニットの第１の実施の形態例を示す分解斜視図で
ある。

【図２】図１のエッジライト方式のバックライトユニッ
トの縦断側面図である。

【図３】図１の導光部材内の光の進み方を示す側面図で
ある。

【図４】本発明を適用したエッジライト方式のバックラ
イトユニットの第２の実施の形態例を示す分解斜視図で
ある。

【図５】図４のエッジライト方式のバックライトユニッ
トの縦断側面図である。

【図６】本発明を適用したエッジライト方式のバックラ
イトユニットの第３の実施の形態例を示す分解斜視図で
ある。

【図７】図６のエッジライト方式のバックライトユニッ
トの縦断側面図である。

【図８】従来の一例としての表示部及びバックライトを
示す分解斜視図である。

【図９】図８のエッジライト方式のバックライトユニッ
トの分解斜視図である。

【図１０】図８のエッジライト方式のバックライトユニ
ットの発光原理を示した縦断側面図である。

【図１１】図１０の導光部材内の光の進み方を示す側面
図である。

【図１２】図１０の光源から導光部材への入光成分と反
射成分を示す要部拡大の側面図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ リフレクター ３ 導光部材 ４ 反射部材 ５ 反射テープ ６ 拡散印刷 ７ 導光空間 ７ａ，７ｂ，７ｃ 入光面 ８ 集光レンズ ９ 拡散シート １０ 光源装置 １１ 光源ケース １２ 表示部 １８ レンズシート

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源部からの光を一端部側から入光して
   前面側に配置される表示部に導くための導光部材を備え
   る表示部の照明装置において、前記導光部材に、前記一端部側の前記光源部に沿って開
   口して前記光源部から離れた所まで前記光源部からの光
   を導くための空間としての導光空間を形成し、 前記導光空間の両側に位置する第１の入光面と、前記導
   光空間の両側面による第２の入光面と、前記導光空間の
   底面による第３の入光面とを備え、 前記光源部からの光を前記第２の入光面と前記第３の入
   光面に入光させることにより、前記導光部材の背面にお
   いて光源から離れた所でより多くの光が集光して当たる
   ようにしたことを特徴とする表示部の照明装置。
2. 【請求項２】 光源部からの光を一端部側から入光して
   前面側に配置される表示部に導くための導光部材を備え
   る表示部の照明装置において、 前記導光部材に、前記一端部側の前記光源部に沿って開
   口して前記光源部から離れた所まで前記光源部からの光
   を導くための空間としての導光空間を形成し、前記導光
   空間内を含む光路に集光レンズを設けたことを特徴とす
   る表示部の照明装置。
3. 【請求項３】 前記導光部材内の前記導光空間からの入
   光面に前記集光レンズを形成したことを特徴とする請求
   項２記載の表示部の照明装置。
4. 【請求項４】 前記光源部から前記導光部材の前記導光
   空間の開口部にかけて前記集光レンズを配置したことを
   特徴とする請求項２記載の表示部の照明装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れか記載の表
   示部の照明装置を用いてなることを特徴とする表示装
   置。