JP4255302B2 - 液晶表示用照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示用照明装置、およびこの液晶表示用照明装置上に例えば透過型液晶パネルや反射機能付透過型液晶パネルなどが配置された液晶表示装置に関し、特に、液晶パネルの有効表示領域内に線状光源が配置される超狭額縁の液晶表示用照明装置およびそれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液晶表示装置では、その技術開発要求の一つとして狭額縁化が挙げられる。この狭額縁化とは、液晶パネルの有効表示領域外側の額縁領域を可能な限り狭くしようとするものである。この狭額縁化に答えるため、本発明者らは、研究を重ねて量産化可能な狭額縁化技術を開発して、液晶表示装置の狭額縁化を実現し、これを特許文献１として提案した。例えば液晶表示用照明装置上に液晶パネルを配置したカーナビゲーション用の液晶表示装置などが商品化されている。このような特許文献１の液晶表示装置について図６を参照しながら詳細に説明する。
【０００３】
図６は、従来の液晶表示装置における一方端部を示す断面図である。
【０００４】
図６において、この液晶表示装置２００は照明装置１０上に液晶パネル２０が配置されている。この照明装置１０は、円形状蛍光管１と、光散乱性樹脂部２と、反射板３と、導光体４と、拡散シート５〜７とを有している。これらが金属からなる凹状の裏側筺体３１内に収容されている。
【０００５】
円形状蛍光管１は導光体４の光入射端面４ｃに光を照射する線状光源である。この蛍光管１は、導光体４の光入射端面４ｃと光散乱性樹脂部２とで囲まれた位置に配置されている。
【０００６】
光散乱性樹脂部２は、階段状に厚みが異なる部分を有している。
【０００７】
反射板３は、導光体４から漏れた光を導光体４側に反射させて戻す機能を有している。
【０００８】
導光体４は、一方端面４ｃから入射した光を内部で伝播させて一方表面の上面４ａから液晶パネル２０側に均一に光出射させる。導光体４は、上面４ａ側を所定厚さで外方に突出させた状態の透光性樹脂部分の薄板部４ｄを有しており、薄板部４ｄを光散乱性樹脂部２の厚みが薄い部分で下から受けている。光散乱性樹脂部分２の厚みが薄い部分と薄板部４ｄとの重なり部の端部（薄板部４ｄの端面ｂ）は、液晶パネル２０の有効表示領域Ａの境界面ａと同じ位置に設定されている。
【０００９】
下拡散シート５／プリズムシート６／上拡散シート７は、導光体４からの出射光を拡散させるなどの光学処理を施す。この液晶表示装置２００において、その正面視方向では、光散乱性樹脂部分２の散乱能力の程度を最適化することと、この光散乱性樹脂部２および導光体４上に配置される拡散シート５〜７の組み合せを最適化することによって、ある程度の表示品位を実現することができる。
【００１０】
他の狭額縁化技術例としては、特許文献２に開示されている液晶表示装置が挙げられる。このような特許文献２の液晶表示装置について図７を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図７は、従来の他の液晶表示装置における一方端部を示す断面図である。なお、図６の構成部材と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付する。
【００１２】
図７において、この液晶表示装置３００は、図６の場合と同様に、照明装置１０Ａ上に液晶パネル２０が配置されている。この照明装置１０Ａは、円形状蛍光管１と、反射板３と、導光体４Ａと、拡散シート５、７とを有し、図６の液晶表示装置２００と比べて、特に導光体４Ａの構成が異なっている。
【００１３】
導光体４Ａは、端面４ｃの上面４ａ側を突出させた薄板部４ｄと端面４ｃで構成された逆Ｌ字状の光入射端面から入射された光を内部で伝播させて一方表面の上面４ａから光出射させる。円形状蛍光管１は、逆Ｌ字状の光入射端面と反射板３で囲まれた範囲内に配置されている。
【００１４】
導光体４Ａは、薄板部４ｄ上の表面４０に、発光面に対して３０°〜６０°の角度に傾斜させたプリズム面４０ａが設けられており、このプリズム面４０ａによって、円形状蛍光管１からの光を導光体４の中央方向（矢印方向）に反射させている。これによって、導光板４Ａの薄板部４ｄ上の表面４０から出射される光量が多くなることを抑制し、かつ発光面の均斉度を高めることができる。
【００１５】
この特許文献２に開示されている液晶表示装置３００は、導光体４Ａを単一材料で構成することができるため、低コスト化を図ることができるという点で優れている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−２３５８０５号公報
【特許文献２】
特開平１１−７２６２６号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１の液晶表示装置２００では、正面視方向で、ある程度の表示品位を実現することができるものの、斜め方向から観察すると、光散乱性樹脂部分２と透明樹脂部の薄板部４ｄとの重なり部の外側端（薄板部４ｄの端面ｂ；境界面）が目視で観察される。この境界面では、光散乱性樹脂部分２と透明樹脂部の薄板部４ｄとの厚み方向の重なり割合が変化するため、境界面の外側では境界面の内側に比べて透過率が極端に低下して輝度が不連続となり、透過スペクトルの違いに起因して周辺に色味変化が現れる。その結果、液晶表示装置２００を用いた製品の市場や顧客の要求を充分満足させることができない場合が生じるという問題がある。
【００１８】
さらに、更なる狭額縁化された液晶表示装置が要求されており、このようなさらに狭い額縁部と、発光面の均斉度および斜め視角での輝度連続性という相反する技術を両立させることが強く求められている。
【００１９】
また、特許文献２の液晶表示装置３００では、導光体４Ａを１種類の材料によって構成している点で部品点数は少ないものの、プリズム面の加工など加工性が悪いので、本発明者らは、研究当初から２種類の光学材料の組み合せによって技術解決を図ることを検討している。このため、本発明と特許文献２とは、課題解決のための技術方向性が異なっており、その技術思想が全く異なるものである。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、超狭額縁化と、発光面・表示面の均斉度や斜め方向視角での輝度連続性を得ることができて、光電特性を高次元で保持できる液晶表示用照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示用照明装置は、表面側の端面から突出した薄板部が設けられ、該端面から入射した光を内部で伝播させて該表面から出射させる導光体と、段部を介して厚みが異なるように構成され、該厚みの薄い側の表面上に該薄板部が重なるように配置される光散乱用板部材と、該光散乱用板部材の裏面と該端面近くに設けられ、該光散乱用板部材の裏面および該端面に光を照射する線状光源とを備え、該薄板部の端面位置が液晶パネルの有効表示領域よりも外側に設けられ、該線状光源は、屈曲部を一つ以上有し、断面楕円形状に加工された少なくとも一辺部を有する蛍光管であり、該少なくとも一辺部は、該光散乱用板部材に対する該線状光源の光出射面側よりも該導光体の端面に対する該線状光源の光出射面の方が面積的に広く構成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
また、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の薄板部は、導光体表面と面一の状態で端面から表面幅で突出しており、光散乱用板部材は厚みが厚い側の表面と薄板部の表面とが面一状態で重なっている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における線状光源は断面楕円形状である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における線状光源は、断面楕円形状の長軸方向と導光体の端面に垂線な方向とが略直角になるように配置されている。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置において、断面楕円形状に加工された一辺部が高電圧側に設けられている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における線状光源は、電極部以外の部分に断面楕円形状加工部を有する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における断面楕円形状の短軸／長軸比は０．６以上１．０未満である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における断面楕円形状の蛍光管の光電特性は、楕円加工前と比較して、点灯開始電圧の上昇率が０％を超え１５％以内、駆動電圧の上昇率が０％を超え１０％以内、平均管面輝度の変化率は±１５％以内である。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における光散乱用板部材の導光体側の端面が導光体の端面よりも内側に設けられている。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の表面上に、低濁度拡散シートと高濁度拡散シートとを組み合せた光学シートが設けられている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の表面上に、偏光選択反射シートと高濁度拡散シートとを組み合せた光学シートが設けられている。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の裏面側に反射シートが設けられ、この導光体の端面下部の反射シートの裏面側に固定用副資材が設けられることにより、反射シートの表面と導光体の裏面とが導光体の端面下部で当接している。
【００３５】
本発明の液晶表示装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示用照明装置と、該液晶表示用照明装置上に配置され、該液晶表示用照明装置から照射された光の透過と不透過により表示が行われる透過型液晶パネルとを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
本発明の液晶表示装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示用照明装置と、該液晶表示用照明装置上に配置され、該液晶表示用照明装置からの光が照射されて透過と不透過により表示が行われる共に、外部からの光が反射されることによっても表示が行われる反射機能付透過型液晶パネルとを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
上記構成により、以下、その作用を説明する。
【００３８】
本発明においては、導光体薄板部の例えば透光性樹脂部と光散乱用板部材の例えば光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面；薄板部の端面）が液晶パネルの有効表示領域の外側に設定されているため、特許文献１に開示されている照明装置に比べて、発光面での輝度連続性をより確保することが可能となると共に、照明装置上に液晶パネルを搭載したときに、正面視だけではなく、斜め方向からでも、透光性樹脂部と光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面）を見えないようにすることができ、均斉な表示によって表示品位を確保することが可能となる。
【００３９】
また、断面楕円形状の線状光源、例えば楕円形状蛍光管を用いることにより、円形状蛍光管を用いた場合に比べて、導光体の薄板部の寸法を従来よりも長手方向に短縮化することができるため、超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することが可能となる。また、楕円形状蛍光管の長軸方向を、導光体入射端面に対する垂線方向と略垂直になるように配設することにより、長軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも低輝度となるため、照明装置の額縁部周辺の輝度変化を抑制することが可能となる。さらに、短軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも高輝度となるため、導光体に入射される光量が多くなって全体として輝度を向上させることが可能となる。したがって、製品市場や顧客から強く要求されている超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することが可能となると共に、従来の液晶表示用照明装置の光電特性を保持して、高輝度な照明装置を実現することが可能となる。
【００４０】
また、照明装置を例えば筺体に固定するために用いられる固定副資材を、入射端面の下部に配置することによって、入射端面近傍の導光体下面と反射シートとの隙間をより小さく、または当接させることができるため、この隙間への入射光量を非常に減少または無くすことが可能となる。これによって、導光体入射端面下と反射シートとの間に入射された迷光の不要な照り返し光が生じることが抑制または防止され、導光体入射端面近傍の異常な輝度ばらつきや輝度変化を低減または防止することが可能となる。したがって、この位置関係に固定副資材を配置することによって、従来よりも良好な表示品位の液晶表示装置を得ることが可能となる。
【００４１】
また、直管タイプに限らず、コの字管タイプ、Ｌ字管タイプおよびロの字管タイプなどの蛍光管において、狭額縁を要求される辺に対応して、必要な辺部分を断面楕円加工することによって、製品市場および顧客に要求される超狭額縁化を実現することが可能となる。
【００４２】
また、楕円形状蛍光管は、例えば円形状蛍光管をつぶし加工することによって形状が変更されるため、楕円形状に加工されても正規グロー放電が十分可能な断面積が保持されており、楕円加工による封入ガス圧力上昇も軽微に留めることが可能となる。したがって、楕円加工前の円形状蛍光管と比較して、光電特性に大差はなく、光電特性が、点灯開始電圧は＋１５％以内、駆動電圧は＋１０％以内、平均管面輝度は±１５％以内とすることが可能となるため、従来と同様の光学設計および照明装置の条件設定が可能となる。また、楕円形状は、短軸／長軸比で０．６〜１．０未満とすることによって、楕円加工性を良好にすることが可能となる。
【００４３】
本発明の液晶表示装置によれば、超狭額縁で、従来の液晶表示装置と比べて遜色が無い電気光学特性を有しながら、高輝度で均斉度も高く、かつ、斜め視角方向からも良好な表示品位を有する透過型液晶表示装置および反射機能付き透過型液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施形態１〜３について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
本実施形態１では、本発明の液晶表示装置の構成およびこれに用いられる液晶表示用照明装置の導光体上に設けられる光学シートに関する検討結果について説明する。
【００４５】
まず、本発明の液晶表示用照明装置および液晶表示装置の構成について説明する。
【００４６】
図１は、本発明の液晶表示装置の要部構造を示す断面図であり、図２は、その液晶表示装置の上面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ’線部分の断面図である。また、上記図６および図７の断面も、図２のＡ−Ａ’線部分に対応する部分の断面を示している。
【００４７】
図１において、この液晶表示装置１００は、図６に示す液晶表示装置２００と同様に、液晶表示用の照明装置１０Ｂ上に液晶パネル２０が配置されている。この照明装置１０Ｂは、楕円形状蛍光管１Ｂと、光散乱用板部材としての光散乱性樹脂部２Ｂと、反射板３と、導光体４Ｂと、拡散シート５〜７とを有している。
【００４８】
楕円形状蛍光管１Ｂは導光体４Ｂの光入射端面４ｃに光を照射する線状光源である。この蛍光管１Ｂは、導光体４Ｂの光入射端面４ｃと光散乱性樹脂部２Ｂと反射板３とで囲まれた範囲内に、蛍光管１Ｂの長軸方向と導光体４Ｂの光入射端面４ｃに対する垂直線方向とが略直角になるように配置されている。
【００４９】
光散乱性樹脂部２Ｂは、階段状に厚みが異なる部分２ａ，２ｂを有している。本実施形態では、光散乱性樹脂としてポリカーボネイト（ＰＣ）樹脂に光散乱材として酸化チタンまたは酸化亜鉛を添加したものを用いている。
【００５０】
反射板３は、導光板４Ｂの下面４ｂ側に設けられ、導光体４Ｂから漏れた光や楕円形状蛍光管１Ｂからの光を導光体４側に反射させて戻す機能を有している。
【００５１】
導光体４Ｂは、一方端面４ｃから入射した光を内部で伝播させて上面４ａから液晶パネル２０側に均一に光出射させる。導光体４Ｂは、上面４ａ側を所定厚さで外方に突出させた状態の透光性樹脂部分の薄板部４ｄを有している。光散乱性樹脂部２Ｂの厚みが薄い部分２ｂと透光性樹脂部の薄板部４ｄとが厚み方向に重なっている。この透光性樹脂部（透明樹脂）としてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂を用いている。この薄板部４ｄを光散乱性樹脂部２Ｂの厚みが薄い部分で下側から受けている。光散乱性樹脂部分２Ｂの厚みが薄い部分２ｂと薄板部４ｄとの重なり部の端部（薄板部４ｄの端面ｂ）は、図２のブラックマトリクス１５によって囲まれた液晶パネル２０の有効表示領域２１（境界ａよりも内側面；図１では領域Ａ）よりも外側に設定されている。
【００５２】
下拡散シート５／プリズムシート６／上拡散シート７が組み合せられた光学シートは、導光板４Ｂの上面４ａ側に設けられ、導光板４Ｂからの光に拡散など光学的処理が施される。本実施形態１では、下拡散シート５としてツジデン社製のＤ１２３を、プリズムシート６として住友スリーエム社製のＢＥＦIIを、上拡散シート７としてツジデン社製のＤ１１７を用いている。
【００５３】
液晶パネル２０は、それぞれ電極が設けられた上側ガラス基板１３と下側ガラス基板１２との間に液晶層（図示せず）が設けられ、その両側に表側偏光板１４と裏側偏光板１１とが設けられている。この液晶層に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させることによって、照明装置１０Ｂから照射される光が変調されて偏光状態が変化し、偏光板１１および１４を透過し、または偏光板１１および１４によって散乱・吸収されるため、透過型の表示が得られる。
【００５４】
照明装置１０Ｂは、金属からなる凹状の裏側筺体３１の中に配置され、固定副資材としての両面テープ４１および４２によって裏側筺体３１に固定されている。両面テープ４１は、導光体４Ｂの有効入射端面である端面４ｃの下部であって、反射シート３と筺体３１の底面との間に配置され、両面テープ４２は、導光板４の光散乱性樹脂部分２と裏側筺体３１の側面との間に配置されている。
【００５５】
また、照明装置１０Ｂおよび裏側筺体３１には、樹脂からなり、側面から照明装置１０Ｂ上に突出して設けられた縁部３２ａを有する内側筺体３２が上からかぶせられており、上拡散シート７の端に配置された両面テープ４３によって照明装置１０が内側筺体３２の縁部３２ａ下面に固定されている。内側筺体３２の縁部３２ａ上には液晶パネル２０が搭載され、下側基板１１の端部に配置された両面テープ４４によって液晶パネル２０が内側筺体３２の縁部３２ａ上面に固定されるようになっている。
【００５６】
さらに、照明装置１０Ｂ、液晶パネル２０、裏側筺体３１および内側筺体３２には、液晶パネル２０の有効表示領域２１（境界面ａ）およびその周囲を囲むブラックマトリクス領域１５を開口させた蓋状の表側筺体３３がかぶせられている。
【００５７】
本実施形態１の液晶表示装置１００において、正面視方向では、図６に示す従来の液晶表示装置２００と同様に、光散乱性樹脂部２の光散乱能力の程度を最適化すると共に、導光体４Ｂ上に配置される光学シートである拡散シート５および７の組み合せを最適化して、拡散シート５および７で光を適度に散乱させ、光散乱性樹脂部２Ｂにて散乱される光と、透明樹脂からなる導光体４Ｂの下面４ｂのシボパターンによって散乱される光とのバランスを取ることによって、高表示品位を実現することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の液晶表示装置１００において、斜め方向視角では、薄板部４ｄの厚みが薄い光散乱性樹脂部２ｂと透光性樹脂部の薄板部４ｄとの重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）が、有効表示領域２１（境界ａより内側面）よりも外側に配置されているため、視角方向を角度ｄだけ傾けて斜め方向視角ｃから観察した場合においても、厚みが薄い光散乱性樹脂部２ｂと透明樹脂部の薄板部４ｄとの重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）が目視で観察されることはない。したがって、周辺部において輝度が不連続となることはなく、良好な表示状態を得ることができる。
【００５９】
次に、本発明の液晶表示用照明装置１０Ｂに用いられる光学シートの組み合せを検討した結果について説明する。
【００６０】
本実施形態における光学シートの組み合せは、従来の液晶表示装置２００と比べて、特に、上拡散シート７を光透過性のよいものに変更している。
【００６１】
図６の液晶表示装置２００では、液晶パネル２０の有効表示領域Ａ（境界面ａ；薄板部４ｄの端面ｂ）から光散乱性樹脂部２の内側端（図では右端）までの距離が約２ｍｍであり、この光学距離を拡散シート５および７の組み合せで境界面を見えにくくするためには、適度な散乱効果を期待することができる拡散シート５，７の組み合せが必要となり、上拡散シート７としては、ツジデン社製Ｄ１２０のように濁度７７％程度のものを用いる必要があった。
【００６２】
これに対して、本実施形態の液晶表示装置１００では、有効表示領域（境界面ａ）から光散乱性樹脂部分２の内側端部分までの距離を、ランプゴムホルダーの形状変更、ランプの製造交差考慮作製仕様、楕円形状蛍光管１Ｂを用いることなどによって、約１ｍｍ程度に短縮することができた。これによって、上拡散シート７の濁度を低下させても、従来の液晶表示装置２００ように、透過スペクトルの違いによるはっきりとした色味の変化は観察されず、均斉度が高く、連続的な照明を行うことができる。
【００６３】
本実施形態の液晶表示用の照明装置１０Ｂにおいて、上拡散シート７は、濁度３５％（ツジデン社製Ｄ１１７ＵＥ）であり、濁度が高いものを用いた場合に比べて、大幅な輝度向上が可能となる。また、上拡散シート７として低濁度のものを用いることができるため、選択肢を広げることができる。さらに、上拡散シート７の代りに、住友スリーエム社製のＤＢＥＦＤやＤＲＰＦＨなどのような選択偏光反射フィルムを用いることも可能となる。
【００６４】
下記表１に、拡散シートの組み合せを変えて輝度を測定した結果を示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
この表１においては、光学シートを構成する上拡散シート７／プリズムシート６／下拡散シート５の組み合せと、各拡散シート５，７の濁度と、ライティング（照明装置）中央部の輝度と、液晶パネル中央部の輝度と、従来の液晶表示装置と比べた輝度上昇率とを示している。
【００６７】
上拡散シート７としては、例えばツジデン社製では、Ｄ１１７ＴＦ（濁度６４％）、Ｄ１１７ＴＹ（濁度７３％）を用い、きもと社製では、ライトアップ１００ＴＬ４（濁度３８％）、ライトアップ１００ＴＬ２（濁度２５％）を用いた。また、上拡散シート７についても様々な組み合せを検討した。従来の液晶表示装置では、ツジデン社製Ｄ１２３を用いていたが、本実施形態ではツジデン社製Ｄ１１４、およびきもと社製の高濁度拡散シート１００ＭＸＥ、１００ＳＸＥ１００ＬＳＥを用いた。
【００６８】
上記表１から分かるように、本実施形態では、従来の光学シートの組み合せに比べて、高輝度で、かつ、様々なシート組み合せを用いることができる。例えば上から１段目の５つのサンプルＮｏ．１〜５に示すように、下拡散シート５として１００ＳＸＥを用いた場合には、最下段の３つのサンプルＮｏ．２６〜２８に示す従来例のものよりも低濁度の上拡散シート７と組み合せることにより、約＋２８％〜＋３２％の輝度向上を図ることができる。ライティング中央輝度は、従来が４５９３ＣＤ／ｍ2〜４７２２ｃｄ／ｍ2であり、本発明ではライティング輝度６０３７ｃｄ／ｍ2〜６２２２ｃｄ／ｍ2という大幅な輝度向上を図ることができた。
【００６９】
また、この照明装置１０Ｂに透過型液晶パネル２０を搭載した場合、従来例では３５５ｃｄ／ｍ2〜３７５ｃｄ／ｍ2程度であるのに対して、４７９ｃｄ／ｍ2〜４９４ｃｄ／ｍ2となり、大幅な輝度向上を図ることができた。従来、選択偏光反射フィルムを用いずに５００ｃｄ／ｍ2に迫る輝度を実現した液晶表示装置はほとんど例がなく、最大輝度が重要視される用途にとっては、非常に有用な照明装置１０Ｂおよびそれを用いた液晶表示装置１００を提供することができる。
【００７０】
この効果については、下拡散シート５および上拡散シート７の組み合わせが最適化されていることもあるが、下から２段目の５つのサンプルＮｏ．２１〜２５に示すように、従来から下拡散シート５として用いられていたＤ１２３と低濁度の上拡散シート７を組み合わせた場合にも、輝度上昇率として、従来比約＋６％〜＋１１％が得られた。
【００７１】
さらに、本実施形態では、上拡散シート７の濁度を様々に変えることによって、従来例のものよりもさらに高い輝度上昇率が得られるのではないかと考え、検討を行った。上拡散シート７としては、きもと社製の１００ＳＸＥ（濁度８９％）、１００ＭＸＥ（濁度８９％）、１００ＬＳＥ（濁度８４％）、ツジデン社製のＤ１１４（濁度８１％）、Ｄ１２３（濁度８２％）を用いた。下拡散シート５としては、ツジデン社製のＤ１１７ＵＥ（濁度３５％）、Ｄ１１７ＴＦ（濁度６４％）、Ｄ１１７ＴＹ（濁度７３％）、きもと社製の１００ＴＬ２（濁度２９％）、１００ＴＬ４（濁度４６％）を用いた。
【００７２】
上から２段目の５つのサンプルＮｏ．６〜１０に示すように、上拡散シート７として１００ＳＸＥを用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋２８％〜３２％が得られた。また、上から３段目の５つのサンプルＮｏ．１１〜１５に示すように、上拡散シート７として１００ＭＸＥを用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋２４％〜３０％が得られた。また、下から３段目の５つのサンプルＮｏ．１６〜２０に示すように、上拡散シート７として１００ＬＳＥを用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋２８％〜２５％が得られた。さらに、下から２段目の５つのサンプルＮｏ．２１〜２５に示すように、上拡散シート７としてＤ１１４を用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋１５％〜１８％が得られ、上拡散シート７としてＤ１２３を用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋７％〜１１％が得られた。
【００７３】
この表１に示すように、下拡散シート５の濁度については、従来用いられていたツジデン社製Ｄ１２３の濁度が８２％であり、本実施形態に用いたものが濁度８１％〜８９％であるため、濁度軸から見た場合には、光学的な差はほとんどない。
【００７４】
しかしながら、上拡散シート７としては、従来用いられていたものが濁度７６％〜７９％であるのに対して、本実施形態に用いたものが濁度２９％〜７３％であるため、従来に比べて非常に範囲が広いものを用いることができる。このように使用可能な上拡散シートの範囲が広がることは、製品市場の要求に対して非常に有効であり、輝度が最優先される用途から、高輝度でありながら適度な広配光性も兼ね備えているというバランス良い特性が要求される用途まで、幅広く対応することができる。
【００７５】
さらに、照明装置１０Ｂおよびこれを用いた液晶表示装置１００の高輝度化を実現するために、従来から用いられていた選択偏光反射フィルムを用いる必要がないため、低コスト化を図ることができ、安価な照明装置１０Ｂおよびこれを用いた液晶表示装置１００が要求される用途まで、高輝度な液晶表示用の照明装置１０Ｂおよびこれを用いた液晶表示装置１００を提供することができる。
【００７６】
ところで、特殊な製品市場として、オープンカーやレーシングカー用途において、特に、日中の高照度下で車両を走らせる場合には、ドライバーがサングラスをかけたり、ヘルメットのフェイスシールドを使用したりすると、それらの材料の光吸収により、光透過率が低下する。その結果、液晶表示装置の表示画面が暗く見えるため、このような用途では、視認性を向上させることが強く要求される。
【００７７】
このような用途に対しては、従来例のものよりも液晶表示装置の輝度を向上させることによって、市場要求に応える必要がある。このためには、従来の液晶パネル２０の透過率を高くするか、または、照明装置の輝度を高くすることが考えられるが、液晶パネル２０の透過率を高くすることは容易ではない。この理由は、液晶パネル２０の透過率を向上させるためには、液晶パネル２０内に配線されているゲート線やソース線の細線化およびＴＦＴの小型化を行い、実質的な絵素面積を増やすことにより透過率向上を図るしかないからである。このような透過率向上策を講じると、製造プロセスの変動マージン（製造マージン）を減少させることになるため、製造プ工程の管理や検査を非常に厳密に行う必要がある。また、何らかの原因で変動マージンを超えたプロセス条件が発生した場合、液晶パネル２０の不良率が大幅に増大し、製造コストが高くなる虞がある。
【００７８】
このように、液晶パネル２０の製造プロセスに関して適度な製造マージンを保持するためには、液晶パネル２０の透過率向上は期待することができないため、本発明者らは、液晶パネル２０の偏光軸に着目し、照明装置１０Ｂからの出射光軸を液晶パネル２０の裏側偏光板１１の偏光軸と一致させることによって、従来の液晶パネル２００を透過する光の絶対量を増やすことを検討した。
【００７９】
具体的には、照明装置１０Ｂの下拡散シート５の代りに、最表面に選択偏光反射フィルムを配置して光学シートを構成し、光のリサイクルを行うことによって、照明装置１０Ｂから出射される光の光軸を特定の偏光軸に揃えることができる。このような方法を、ここでは選択偏光反射方式による実効輝度向上策と称する。この選択偏光反射方式を本発明に適用した場合について、以下に説明する。
【００８０】
照明装置１０Ｂの下拡散シート５の代りに、最表面に選択偏光反射フィルムを配置して光学シートを構成した場合について、輝度を測定した結果を下記表２に示す。
【００８１】
【表２】
【００８２】
この表２において、光学シートを構成する選択偏光反射フィルム／プリズムシート６／下拡散シート５の組み合せと、拡散シートの濁度と、ライティング（照明装置）中央部の有効輝度と、液晶パネル中央部の輝度と、従来の液晶表示装置２００と比べた輝度上昇率とを示している。
【００８３】
従来、この選択偏光反射方式による実行輝度向上策のために用いられる光学シート構成は、最表面側からＤＲＰＦＨ／ＢＥＦ２／Ｄ１２３である。ＤＲＰＦＨは住友スリーエム社製の特殊光学フィルムで、適度な拡散性を有する選択偏光反射フィルムであり、下拡散シートＤ１２３によって適当に光拡散され、さらに選択偏光反射フィルムＤＲＰＦＨでも光散乱されるため、配光性を維持しつつ、高輝度化を図ることができる。
【００８４】
この輝度向上方法によって、従来は、最下段のサンプルＮｏ．３８に示すように、ライティング（照明装置）中央有効輝度で６６０１ｃｄ／ｍ2、液晶パネル中央輝度で５２４ｃｄ／ｍ2が得られていた。
【００８５】
これに対して、本発明では、上から２段目の四つのサンプルＮｏ．３４〜３７に示すように、同じＤＲＰＦＨを用いても、ライティング中央有効輝度として７１２２ｃｄ／ｍ2〜７９２７ｃｄ／ｍ2、液晶パネル中央輝度として５６６ｃｄ／ｍ2〜６２９ｃｄ／ｍ2が得られ、輝度上昇率として従来比８％〜２０％を実現することができた。
【００８６】
さらに、他の選択偏光反射フィルムとして、住友スリーエム社製のＤＢＥＦＤを用いた場合、最上段の五つのサンプルＮｏ．２９〜３５に示すように、輝度上昇率として従来比８％〜２９％を実現することができた。このＤＢＥＦＤは、ＤＲＰＦＨと比べて光の散乱性が少なく、正面方向の輝度上昇としてはＤＢＥＦＤの方が有利である。従来は、額縁周辺の輝度連続性や色度変化を不明瞭にするために、ＤＲＰＦＨの適度な光散乱性も利用する必要があったが、本発明では、このような低光散乱性のＤＢＥＦＤを組み合わせて、さらに高輝度化を図ることが可能になった。
【００８７】
偏光選択反射フィルムとしてＤＢＥＦＤを用いた本実施形態の液晶表示装置によれば、実測値として７００ｃｄ／ｍ2に迫る超高輝度が得られ、特殊な用途での車載用に対しても十分対応することができることが分かる。なお、実質的な要求輝度は、数値ではなく、使用者の感覚であるため、何ｃｄ／ｍ2であるか明確ではないが、６００ｃｄ／ｍ2は必要と考えられる。このようなことを考えても、本発明の液晶表示用照明装置１０Ｂおよびそれを用いた液晶表示装置１００は、特殊用途に対しても充分対応することができる。
【００８８】
さらに、同じオープンカーやそれに類するオートバイ用途であっても、別の方法によって視認性を向上させる方法が考えられる。上記説明では、液晶パネル２０として透過型液晶パネルを用いた場合について説明を行っているが、さらに、透過型液晶パネルにおいて部分的に反射光を利用することによって表示を行う機能を備えた反射機能付透過型液晶パネルも存在する。
【００８９】
この反射機能付透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置の特徴は、日差しの強い日中は、表示コントロールされた液晶パネルからの反射光と、液晶パネルを透過した光の二つの光が合成されたものを観察することによって、概ね外光照度に依存した液晶表示輝度とし、反射光による自然な感じと人間の視感性とが調和するようにしたというものである。この液晶表示装置は、例えばアドバンスト液晶表示装置と称される。
【００９０】
このアドバンスト液晶表示装置を本発明に適用した場合について、以下に詳細に説明する。
【００９１】
透過型液晶パネルの代りに、反射機能付透過型液晶パネルを用いた場合について、輝度を測定した結果を下記表３に示す。
【００９２】
【表３】
【００９３】
この表３においては、光学シートを構成する選択偏光反射フィルム／プリズムシート６／下拡散シート５の組み合せと、拡散シートの濁度と、液晶パネル中央部の輝度と、従来の液晶表示装置と比べた輝度上昇率とを示している。
【００９４】
反射機能付透過型液晶パネルの透過率は、透過型液晶パネルに比べて約５３％程度である。ここでは、外光を考慮した測定方法は用いていないため、反射光成分を含まない輝度が示されているが、実際の使用環境では、十分な外光が存在すると考えられるため、表３に示したデータよりも有利になる。
【００９５】
上記表３の最下段のサンプルＮｏ．４８に示すように、従来はパネル中央輝度が２８４ｃｄ／ｍ2となっている。一般的な要求水準は２５０ｃｄ／ｍ2であるため、問題は生じないが、さらなる輝度向上が望まれている。
【００９６】
この解決のためには、以下のような三つの方法が考えられる。一つ目は、反射機能を低下させて透過型により近づけることによって高輝度化を図る方法、二つ目は、反射機能をより向上させて外光照度変化により相関性を高めるという方法、三つ目は、現行の反射機能を概ね保持しつつ、照明装置１０Ｂによって輝度向上を図るという方法である。
【００９７】
外光下であっても、適切な視認性を維持したいという要求があるため、適切な反射機能が必要であり、視認性を悪化させるまで反射機能を偏重させることはできない。一つ目の方法では、外光照度が非常に高くなったときには、透過性を高めて高輝度化を図っても、外光照度との絶対差を補完することができない。また、二つ目の方法では、外光照度と強い相関が得られる反面、反射方式に固有の外光スペクトル依存性を排除することができず、色褪せた感じの表示状態になり、観察者の視認印象が悪くなると共に、中低照度下ではパネル透過率が悪くなるために照明光が十分に利用されず、表示が暗くなる。このようなことから、以下では、三つ目の方法について検討を行った。
【００９８】
その結果、上記表３上から２段目の四つのサンプルＮｏ．４４〜４７に示すように、選択偏光反射フィルムとして従来と同じＤＲＰＦＨを用いた場合でも輝度が従来比８％〜２０％上昇し、最上段の五つのサンプルＮｏ．３９〜４３に示すように、ＤＢＥＦＤを用いた場合には輝度を従来比１１％〜３４％上昇させることができた。液晶パネル中央輝度としては、安定して３５０ｃｄ／ｍ2以上の輝度を実現することができるため、製品市場の輝度向上要求に対応することができる。
【００９９】
さらに、以上説明した本実施形態１の液晶表示用照明装置１０Ｂでは、照明装置１０Ｂに使用される蛍光管１Ｂのランプ電流を増やすというような安易な方法により輝度を向上させたものではないので、照明装置１０Ｂの寿命に何ら影響を与えることなく輝度を向上させることができ、高い信頼性も提供することができる。
（実施形態２）
上記実施形態１では、液晶表示装置１００のランプ構成および光学シートの組み合せ、即ち、透過性をよくするために上拡散シート７の濁度を様々に変更する場合（表１）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して照明装置１０Ｂから出射される光の光軸を特定の偏光軸に揃える場合（表２）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して外光下でも適切な視認性を得る場合（表３）について説明したが、本実施形態２では、本発明の液晶表示用照明装置１０Ｂに用いられる楕円形状蛍光管の構造とその電気光学特性について説明する。
【０１００】
まず、図１の楕円形状蛍光管１Ｂの具体的構造について図３および図４を参照しながら詳細に説明する。
【０１０１】
図３は、図１の楕円形状蛍光管１Ｂの蛍光管組品の要部造を示す平面図であり、図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ´線断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ´線断面図である。
【０１０２】
図３において、この蛍光管組品５０は、２箇所の屈曲部を有する平面視コ字状の蛍光管が用いられており、一方の端部に設けられた高電圧側電極５５が半田５６および高電圧側ハーネス５７を介してインバータ回路（図示せず）との接続用コネクタ６２と接続されていると共に、他方の端部に設けられた低電圧側電極５８が半田６０および低電圧側ハーネス６１を介してコネクタ６２と接続されている。電極５５、５８が設けられている蛍光管（ガラス管）の端部、半田５６、６０およびハーネス５７、６１の端部は、その周囲が高電圧側ゴムホルダー５４および低電圧側ゴムホルダー５９によってそれぞれ覆われている。
【０１０３】
この蛍光管組品５０において、楕円形状に加工処理された短辺５１は、インバータ回路からの高出力側（高電圧側）に接続されており、電気的にホット側と称される箇所が真円形状から楕円形状に加工処理されている。インバータ回路からの低出力側（低電圧側）に接続される短辺５２や長辺５３を形状加工処理しても良いことは言うまでもないが、本実施形態２では、インバータ回路からの高出力側の短辺５１部に対して超狭額縁化を図るために、この短辺５１だけに加工処理を施して図４（ａ）に示すような楕円形状とした。短辺５２および長辺５３は、形状加工されておらず、図４（ｂ）に示すような真円形状のままである。
【０１０４】
本実施形態２において、蛍光管の高電圧側の短辺部５１に楕円形状加工処理を施した理由は、以下の通りである。放電状態の蛍光管は、電気的な等価回路では、抵抗として表現することができる。本実施形態２のように形状変更された蛍光管では、楕円形状部はやや高抵抗となり、真円形状部は従来通りの抵抗値として表現することができる。
【０１０５】
蛍光管の内径が細くなったり、ガス圧力が上昇すると、点灯維持電圧が上昇し、放電維持マージンが小さくなってくる。この場合、高抵抗部（楕円形状部）を蛍光管の高電圧側に配置し、低抵抗部（真円形状部）をＧＮＤ側に配置する方が、蛍光管の放電状態を維持するためには有利である。このことは、ＰＷＭ調光試験を行うと容易に理解することができる。
【０１０６】
真円形状の蛍光管であっても、低ＤＵＴＹ状態では、高電圧側とＧＮＤ側とで管面輝度を比較すると、高電圧側の方が輝度が高い。一方の短辺に楕円加工処理を施した本実施形態２の蛍光管について、楕円形状側を低電圧側に接続し、真円形状側を高電圧側に接続して、同様にＰＷＭ調光試験により低ＤＵＴＹ状態で駆動すると、楕円形状に加工した部分で放電が不安定となり、所謂スネーキング現象と称される現象が見られた。この現象は、室温での試験で出現した。したがって、低温で同様の試験を行うと、放電がうまく発生しないことは明白である。
【０１０７】
しかしながら、本実施形態２のように、楕円形状側を高電圧側に接続し、真円形状側を低電圧側に接続した場合、楕円形状加工処理を施していない従来の蛍光管と同様に、安定した放電状態を維持することができた。このことは、当業者にとって予測できない効果が得られたことを示している。
【０１０８】
真円形状の蛍光管の短辺部を楕円形状に加工処理するためには、使用されるガラスの軟化温度よりもやや高めに設定した専用の楕円加工治具を用いることができる。ガラス軟化温度は約７００℃であるので、一旦、加工処理される領域をバーナーで前熱処理し、約８００度程度に加熱された楕円加工治具によって、ゆっくりと所定の寸法までガラス管をつぶしていく。
【０１０９】
楕円加工処理を行う際には、電極部に注意する必要がある。電極５５および５９は、加熱処理によって非常に高温となるため、ガラス管内面と電極５５および５８とが接触すると、ゴムホルダー５４および５９の熱劣化が加速される。電極の直径は１．０ｍｍ〜１．４ｍｍであるので、電極５５および５８を考慮せずにガラス管をつぶすと、ガラス管内面と電極５５および５９とが接触してしまう。さらに、この電極５５および５８には、ガラス管と電極５５および５８とが並行になっているという保証ができないという製造方法固有の問題がある。したがって、本実施形態２では、電極部については、つぶし加工処理を行っていない。
【０１１０】
次に、従来から用いられている真円形状の蛍光管および本実施形態２の楕円形状の蛍光管について、その寸法と電気光学特性を説明する。
【０１１１】
本実施形態２の楕円形状蛍光管の特徴として、蛍光管の高電圧側を楕円加工処理している点が挙げられる。当業者は経験的に感じていることであるが、蛍光管を点灯させる過程を観察すると、蛍光管内部に正規グロー放電が生じる際に、蛍光管の高電圧側から低電圧側（ＧＮＤ側）に放電が成長する。また、蛍光管の径によって、点灯開始電圧が変わることも知られている。しかしながら、本実施形態２のように、楕円形状部と円形状部とを有する変則的蛍光管についての技術は知られていない。そこで、このような変則的蛍光管の電気光学的な特性について、本発明者らが行った検討結果について、以下に説明する。
【０１１２】
下記表４および表５に、楕円加工処理を施す前の従来真円形状蛍光管の寸法とその電気光学特性の評価結果を示す。
【０１１３】
【表４】
【０１１４】
【表５】
【０１１５】
上記表４には、寸法として、上段に管直径（外径）を、下段に管内径を示すと共に、管表面周、管内面直径、管内面周、楕円加工処理が施される短辺のガス体積、全辺のガス体積、短辺／全辺の体積比を示している。
【０１１６】
上記表５には、光電特性として、管電圧、点灯開始時のインバータ出力電圧、点灯開始時のトランス電圧、管面輝度、ライティング（照明装置）中央部の輝度、および液晶ディスプレイ（表示装置）中央部の輝度を測定した結果を示している。
【０１１７】
なお、上記表４，５および下記表９において、点灯開始電圧は室温−３０℃で測定されたデータを示し、管面輝度は室温＋２５℃、電流６.５ｍＡｒｍｓで測定されたデータを示している。蛍光管点灯用インバータは、ハリソン東芝ライティング社製のＨＩＵ−２８８で、バラストコンデンサ２２ｐＦを使用したものを用いた。輝度測定は、トプコン社製のＢＭ−７を用いて行った。
【０１１８】
本実施形態２の蛍光管は、短辺８０ｍｍ、長辺１４５ｍｍのコの字型で、全長は３０５ｍｍである。また、直径は２．４ｍｍで内径は１．８ｍｍであり、ガラスの厚さは０．３ｍｍである。０．３ｍｍ以下のガラス厚さでは、コの字型に屈曲させた場合に、屈曲させた部分のガラス変形が極端となり、放電に影響が生じるからである。このようなことから、本実施形態２では、ガラス管の厚さが０．３ｍｍのものを用いた。屈曲加工部の加工方法が改善されれば、近い将来、ガラス管厚さとして０．２５ｍｍのものを用いることも可能になると考えられる。
【０１１９】
下記表６に、楕円形状蛍光管１Ｂの外形について、その短軸／長軸比と寸法を示している。
【０１２０】
【表６】
【０１２１】
上記表６には、外形の寸法として、短軸／長軸レシオ（比）、楕円短軸半径、楕円短軸直径、楕円長軸半径、楕円長軸直径、楕円管断面積、管断面積真円比率、および真円相当直径を示している。
【０１２２】
下記表７〜９に、楕円形状蛍光管１Ｂの内形について、その内径などの寸法とガス圧力に関する分析、および電気光学特性の評価結果を示している。それぞれ、高電圧側の短辺５１に対して、短軸／長軸比を異ならせて楕円形状加工を施した蛍光管（サンプルＮｏ．Ａ〜Ｄ）と、上記表４および表５に示した楕円形状加工処理を施していない従来の真円形状の蛍光管（サンプルＮｏ．Ｅ）について示している。
【０１２３】
【表７】
【０１２４】
上記表７には、内径の寸法として、短軸／長軸レシオ（比）、楕円短軸半径、楕円短軸直径、楕円長軸半径、楕円長軸直径、楕円管断面積、管断面積真円比率、および真円相当直径を示している。
【０１２５】
【表８】
【０１２６】
上記表８には、寸法として、ガス体積および体積減少率を示すと共に、短軸比／長軸比を変化させた場合の光電特性として、管電圧、点灯開始時のインバータ出力電圧および点灯開始時のトランス電圧を示している。
【０１２７】
【表９】
【０１２８】
上記表９には、光電特性として、真円部の管面輝度、楕円形状部を短軸方向から見た場合の管面輝度、楕円形状部を長軸方向から見た場合の管面輝度、ライティング（照明装置）中央部の輝度、液晶ディスプレイ（表示装置）中央部の輝度を測定した結果および輝度上昇率を示している。
【０１２９】
上記表６〜８に示すように、楕円形状に加工すると、真円形状のときよりもガラス管の内部断面積が減少する。このとき、ガラス管に封入されたガスは他に逃げる場所が無いため、断面積が減少した分だけ内部ガス圧力が上昇することになる。この内部ガス圧力の変化が、最も大きな電気光学的な影響を与えることになる。
【０１３０】
また、上記表８に示すように、電気的な特性として、点灯時の管電圧や点灯開始電圧は、楕円形状の短軸／長軸比が小さくなると上昇する。
【０１３１】
さらに、上記表９に示すように、光学的な特性として、楕円形状の短軸／長軸比が小さくなると、封入ガス圧力が上昇するため、輝度は上昇する。また、上記表９に示すように、楕円形状部を図４に示す短軸方向Ａから見た場合の輝度の方が、長軸方向Ｂから見た場合に比較して、輝度が高くなるという特徴がある。そこで、輝度が高い短軸方向からの光が導光体４の有効入射端面４ｃから入射されるように、輝度が低い長軸方向を導光体４Ｂの切欠部方向（薄板部４ｄ側）に配置して、長軸方向と入射端面４ｂの垂線方向とが略垂直になるようにすることによって、導光体に入射される光の光量を多くすることができる。
【０１３２】
また、導光体４Ｂの薄板部は、蛍光管が高輝度であるために、薄板部４ｄから直接照射された光が表示に影響を与えないように、輝度を低下させるために光散乱材が添加された樹脂が用いられているため、このように輝度が低い長軸方向を薄板部に向けて低輝度化することができれば、光散乱性樹脂部２Ｂを短くしても、額縁周辺の輝度均斉度が悪化することはない。また、光学的マージンが従来のものよりも大きくなるため、光散乱性樹脂部２の製造条件が若干ずれても、製品検査を厳しく行う必要がなく、導光体の低コスト化を図ることができる。
【０１３３】
上記表８に示すように、楕円形状に加工処理した場合でも、電気的な特性は不利になっていないことが分かる。蛍光管電圧や点灯開始電圧は上昇傾向を示しているが、その上昇割合は真円形状時と比較して１５％以下、より好ましくは１０％以下であり、インバータの設計時に設定された点灯マージン内で充分に駆動させることができる。したがって、光学的な不利益は全く生じず、電気的にも十分許容可能な範囲で超狭額縁照明装置を実現することができる。
【０１３４】
上記表８および表９に示すように、楕円形状の短軸／長軸比を小さくすると、楕円形状蛍光管の短軸方向の管面輝度が上昇すること、および封入ガス圧力が上昇することの相乗効果によって、ライティング中央輝度が上昇する。従来の光学シートの構成を用いた場合について比較したところ、例えば蛍光管外形の短軸／長軸比が０．６３のサンプルＮｏ．Ｂでは、輝度が７％上昇した。これによって、楕円形状に加工することは、ライティング輝度に有効に寄与していることが確認された。このライティング輝度上昇は、液晶パネルが搭載されても当然有効であり、ライティング輝度上昇分を反映した輝度上昇率が得られる。
【０１３５】
楕円形状の最適な範囲については、照明装置の厚さという構造的要因を考慮する必要がある。蛍光管１Ｂが配置される導光体４Ｂの薄板部４ｄの深さは約３．０ｍｍである。したがって、上記表６に示す短軸／長軸比０．５３では、楕円長軸の直径が２．９９ｍｍとなり、ぎりぎりの寸法となる。実際に製品を量産することを考えると、クリアランスゼロという設計は好ましくないため、この比率まで楕円加工されることは好ましくない。また、短軸／長軸比が０．６３では、楕円長軸の直径が２．８８となり、設計マージンは極めて少ないものの、蛍光管の楕円形状加工公差から考えて、可能な範囲である。したがって、楕円加工の範囲（短軸／長軸比の下限）としては、蛍光管の外形から見て、短軸／長軸比が０．５３から０．６３の間であって、０．６３に近い０．６という一つの数値が考えられる。したがって、本発明の楕円形状蛍光管１Ｂにおいて、楕円加工範囲は短軸／長軸比として０．６以上１．０未満であることが好ましい。
【０１３６】
上述したように、楕円形状蛍光管１Ｂを用いることによって、電気的な影響度を＋１０％以下に抑制しつつ、高輝度な超狭額縁の照明装置１０Ｂを実現することができる。このことによって、透過型の高輝度液晶表示装置の実現や、反射機能付透過型の液晶表示装置であっても、実用輝度領域まで高輝度化を達成することができる。したがって、製品市場や顧客に要求される輝度性能や表示品位に対応することができる優れた液晶表示用照明装置および各種液晶表示装置を提供することが可能となる。
【０１３７】
なお、以上の説明では、平面視コ字状形状の蛍光管に本発明を適用した例について説明したが、Ｌ字形状、ロの字形状、直管形状の蛍光管やそれらを組み合せた場合についても本発明を適用可能なことは言うまでもない。
（実施形態３）
上記実施形態１では、液晶表示装置１００の照明装置の構成および光学シートの組み合せ、即ち、透過性をよくするために上拡散シート７の濁度を様々に変更する場合（表１）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して照明装置１０Ｂから出射される光の光軸を特定の偏光軸に揃える場合（表２）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して外光下でも適切な視認性を得る場合（表３）について説明し、また、上記実施形態２では、本発明の楕円形状蛍光管１Ｂの構造およびその電気光学特性、即ち、平面視コ字状形状、断面楕円形状は高圧側のみとし、輝度が低い長軸方向を薄板部４ｄ側に位置させ、輝度が高い短軸方向を入射端面４ｃ側に配置させること、楕円加工範囲が短軸／長軸比として０．６以上１．０未満などについて説明し、本実施形態３では、本発明の液晶表示装置１００に用いられる固定副資材の配置位置関係、および照明装置の端部近傍から中央部までの断面輝度を測定した結果について説明する。
【０１３８】
まず、本実施形態３の液晶表示装置１００と従来の液晶表示装置２００における固定副資材の位置関係について比較して説明する。
【０１３９】
図６に示す従来の液晶表示装置２００では、裏側筐体３１と照明装置１０の反射シート３（反射板）とを固定させる際に、蛍光管１の配置位置から離れた導光体４の有効入射端面４ｃよりも内側の位置で固定副資材としての両面テープ４１により固定されている。
【０１４０】
これに対して、本実施形態３では、図１に示すように、固定副資材としての両面テープ４１を、導光体４Ｂの入射端面４ｃの直下を含み、蛍光管１Ｂ側および導光体４Ｂ側にわたって配置している。
【０１４１】
この位置に固定副資材を配置するのが好ましい理由は、以下の通りである。固定副資材（両面テープ）４１が設けられた位置では、反射シート３が固定副資材の厚さの影響を受けて少し盛上げられる。このため、入射端面４ｃの下部近傍で反射シート３が盛上げられると、この位置で導光体反射シート３と光学的に近接することになる。これによって、入射端面４ｃ近傍の導光体裏面４ｂと反射シート３との隙間が減少し、蛍光管１Ｂから直接発せられた光や薄板部において散乱反射されてきた光などが、この隙間から入射されることは少なくなる。
【０１４２】
図６に示す従来の液晶表示装置２００のように、固定副資材（両面テープ）４１が導光体４Ｂの入射端面４ｃから離れて内側に配置されていると、有効入射端面４ｃ近傍の導光体裏面４ｂと反射シート３との隙間が開いてしまうため、この隙間から光が入り込み、導光体裏面４ｂに設けられた光拡散散乱手段（図示せず）によって、広範囲にわたって違和感を感じるほどに明領域が出現し、照明装置１０Ｂの輝度均斉度が悪化される。また、照明装置１０Ｂの組立作業のばらつきによる影響や、光学部品の寸法や筐体の寸法などによって固定副資材が配置される位置が異なるため、反射シート３と導光体４Ｂの裏面４ｂとの隙間が広くなったり狭くなったりして隙間の寸法を制御することができず、表示品位のばらつきを抑制することができなかった。
【０１４３】
これに対して、本実施形態３では、固定副資材（両面テープ４１）の配置位置を設定しており、固定副資材４１の厚さが有効に寄与して反射シート３が入射端面４ｃで導光体裏面４ｂと適度に接触し、入射端面４ｃと反射シート３との間の隙間がほとんど生じないため、入射端面４ｃへの迷光入射を抑制することができる。
【０１４４】
本実施形態３では、固定副資材４１〜４４として、倉本産業社製の両面テープ＃６０４６(両面テープの品番；総厚７５μｍ）を用いた。この両面テープは、耐光性が強いことを特徴としている。一般に、アクリル製の粘着両面テープは、蛍光管１Ｂから出射される紫外線によって黄色に変色していくが、本実施形態３で用いた両面テープは、この黄変が抑制されたものである。この両面テープ＃６０４６の詳細については、例えば特許文献３（特願２００２−１８２７９４号公報）に開示されているので、ここでは説明を省略する。このような耐光性が強い両面テープを用いることによって、反射シート３を透過して両面テープ４１に入射される光があっても、紫外線による光学的影響を受けることがないため、長期にわたって安定して光学部材の配置を固定することができ、非常に有効である。
【０１４５】
次に、本実施形態３の液晶表示用照明装置と従来の照明装置２００について、端部近傍から中央部までの断面輝度を測定した結果について説明する。
【０１４６】
下記表１０は、固定副資材４１の位置を導光体４Ｂの入射端面４ｃの下部近傍に配置した本実施形態３の照明装置と、固定副資材４１の位置を導光体４Ｂの入射端面４ｃから離れた内側の位置に配置した図６に示す従来の照明装置２００とについて、額縁部から中央部までの断面輝度を比較評価した結果を示す表であり、図５は、この表をグラフ化したものである。
【０１４７】
【表１０】
【０１４８】
上記表１０は、額縁部から中央部までの距離を測定点として示し、中央部の輝度を１００％とした場合の各測定点での輝度相対値を示している。また、図５は、横軸が額縁部から中央部までの距離、縦軸が中央部を輝度１００％に設定した輝度の相対値であり、本実施形態３の照明装置の相対輝度を実線で示し、従来の照明装置２００の相対輝度を点線で示している。
【０１４９】
上記表１０および図５から分かるように、従来の照明装置２００では、導光体４Ｂの入射端面近傍での急激な輝度低下と、照明装置額縁部での大幅な輝度上昇があり、さらに、導光体内部に向かって輝度の上下揺れが生じている。このような輝度の変化が生じると、輝度の微分を解析したときに微分値０で微分値が正負逆転する領域において、明線や黒線が発生したように人間には観察される。
【０１５０】
一方、本実施形態３の液晶表示用照明装置では、断面輝度は理想的な輝度曲線を描き、額縁部から中央部に向かって徐々に輝度が上昇するカーブとなっている。このように額縁部周辺の輝度変化を抑制することができた理由としては、本実施形態３で説明したように、導光体４Ｂの有効入射端面４ｃの下部近傍で導光体裏面４ｂと反射シート３との隙間を少なくしたこと、上記実施形態１で説明したように、導光体薄板部４ｄを構成する透光性樹脂部と厚みが薄い光散乱性樹脂部２ｂとの重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）を導光体端側にシフトして有効表示領域（境界面ａ）よりも外側に配置したこと、および上記実施形態２で説明したように、蛍光管を楕円形状に加工したことによりこれを実現できたことなどが挙げられる。
【０１５１】
以上により、本実施形態１〜３によれば、導光体４Ｂの光入射端面４ｃと薄板部４ｄの近くに光源として例えば蛍光管１Ｂが配置された照明装置１０Ｂにおいて、厚みが異なる部分２ａ，２ｂを有する光散乱性樹脂部２Ｂの厚みが薄い部分２ｂと透光性樹脂部である薄板部４ｄとを重ねて設ける。その重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）は、液晶パネル２０の有効表示領域Ａ（境界面ａ）よりも外側に設定される。斜め方向ｃから液晶パネルを２０観察しても、薄板部４ｄの端面ｂの境界線は見えず、周辺部で色味変化は生じない。蛍光管１Ｂは断面楕円形状であるので、従来の円形状蛍光管と比べて更なる狭額縁化を図ることができる。これによって、発光面・表示面の均斉度や境界面ａと斜め方向ｃとの視角ｄでの輝度連続性と超狭額縁化とを両立でき、光電特性を高次元で保持することができる。
【０１５２】
【発明の効果】
以上により、本発明の液晶表示用照明装置によれば、導光体薄板部の透光性樹脂部と光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面；薄板部の端面）が液晶パネルの有効表示領域の外側に設定されているため、特許文献１に開示されている照明装置に比べて、発光面での輝度連続性をより確保することができると共に、照明装置上に液晶パネルを搭載したときに、正面視だけではなく、斜め方向からでも、透光性樹脂部と光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面）を見えないようにすることができ、均斉な表示によって表示品位を確保することができる。
【０１５３】
また、楕円形状の線状光源、例えば楕円形状蛍光管を用いることにより、円形状蛍光管を用いた場合に比べて、導光体の薄板部の寸法を従来よりも長手方向に短縮化することができるため、超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することができる。また、楕円形状蛍光管の長軸方向を、導光体入射端面に対する垂線方向と略垂直になるように配設することにより、長軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも低輝度となるため、照明装置の額縁部周辺の輝度変化を抑制することができる。さらに、短軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも高輝度となるため、導光体に入射される光量が多くなって全体として輝度を向上させることができる。したがって、製品市場や顧客から強く要求されている超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することができると共に、従来の液晶表示用照明装置の光電特性を保持して、高輝度な照明装置を実現することができる。
【０１５４】
また、照明装置を例えば筺体に固定するために用いられる固定副資材を、入射端面の下部に配置することによって、入射端面近傍の導光体下面と反射シートとの隙間をより小さく、または当接させることができるため、この隙間への入射光量を非常に減少または無くすことができる。これによって、導光体入射端面下と反射シートとの間に入射された迷光の不要な照り返し光が生じることが抑制または防止され、導光体入射端面近傍の異常な輝度ばらつきや輝度変化を低減または防止することができる。したがって、この位置関係に固定副資材を配置することによって、従来よりも良好な表示品位の液晶表示装置を得ることができる。
【０１５５】
また、直管タイプに限らず、コの字管タイプ、Ｌ字管タイプおよびロの字管タイプなどの蛍光管において、狭額縁を要求される辺に対応して、必要な辺の部分を楕円加工することによって、製品市場および顧客に要求される超狭額縁化を実現することができる。
【０１５６】
また、楕円形状蛍光管は、例えば円形状蛍光管をつぶし加工することによって形状が変更されるため、楕円形状に加工されても正規グロー放電が十分可能な断面積が保持されており、楕円加工による封入ガス圧力上昇も軽微に留めることができる。したがって、楕円加工前の円形状蛍光管と比較して、光電特性に大差はなく、光電特性が、点灯開始電圧は＋１５％以内、駆動電圧は＋１０％以内、平均管面輝度は±１５％以内とすることができるため、従来と同様の光学設計および照明装置の条件設定が可能となる。また、楕円形状は、短軸／長軸比で０．６〜１．０未満とすることによって、楕円加工性を良好にすることができる。
【０１５７】
また、本発明の液晶表示装置によれば、超狭額縁で、従来の液晶表示装置と比べて遜色が無い電気光学特性を有しながら、高輝度で均斉度も高く、かつ、斜め視角方向からも良好な表示品位を有する透過型液晶表示装置および反射機能付き透過型液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の要部構造を示す断面図であり、図２は、その液晶表示装置の上面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の上面図である。
【図３】図１の楕円形状蛍光管１Ｂの蛍光管組品の要部造を示す平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＢ−Ｂ´線断面図、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ´線断面図である。
【図５】本発明および従来の各照明装置について額縁部から中央部までの断面輝度相対値を示すグラフである。
【図６】従来の液晶表示装置の構造例を示す断面図である。
【図７】従来の液晶表示装置の他の構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１Ｂ 蛍光管
２Ｂ 光散乱性樹脂部
２ａ 厚みが厚い部分
２ｂ 厚みが薄い部分
３ 反射シート
４Ｂ 導光体
４ａ 導光体上面
４ｂ 導光体裏面
４ｃ 導光体入射端面
４ｄ 薄板部
５ 下拡散シート
６ プリズムシート
７ 上拡散シート
１０ 液晶表示用照明装置
１１ 裏側偏光板
１２ 液晶パネル用下側ガラス基板
１３ 液晶パネル用上側ガラス基板
１４ 表側偏光板
１５ 液晶パネルブラックマトリクス
２０ 液晶パネル
３１ 裏側筐体
３２ 照明装置用の内側筐体
３３ 表側筐体
５０ 蛍光管組品
５１ 楕円加工処理を施した短辺
５２ 楕円加工処理を施していない短辺
５３ 楕円加工処理を施していない長辺
５４ 高電圧側ゴムホルダー
５５ 高電圧側電極
５６ 高電圧側電極部の半田
５７ 高電圧側ハーネス
５８ 低電圧側電極
５９ 低電圧側ゴムホルダー
６０ 低電圧側電極部の半田
６１ 低電圧側ハーネス
６２ コネクター
１００ 液晶表示装置
Ａ 液晶パネルの有効表示領域
ａ 液晶パネルの有効表示領域Ａの境界面
ｂ 重なり部の外側端（薄板部４ｄの端面」
ｃ 斜め視角方向
ｄ 液晶パネルの有効表示領域Ａの境界面ａと斜め視角方向線ｃとがはさむ角
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示用照明装置、およびこの液晶表示用照明装置上に例えば透過型液晶パネルや反射機能付透過型液晶パネルなどが配置された液晶表示装置に関し、特に、液晶パネルの有効表示領域内に線状光源が配置される超狭額縁の液晶表示用照明装置およびそれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液晶表示装置では、その技術開発要求の一つとして狭額縁化が挙げられる。この狭額縁化とは、液晶パネルの有効表示領域外側の額縁領域を可能な限り狭くしようとするものである。この狭額縁化に答えるため、本発明者らは、研究を重ねて量産化可能な狭額縁化技術を開発して、液晶表示装置の狭額縁化を実現し、これを特許文献１として提案した。例えば液晶表示用照明装置上に液晶パネルを配置したカーナビゲーション用の液晶表示装置などが商品化されている。このような特許文献１の液晶表示装置について図６を参照しながら詳細に説明する。
【０００３】
図６は、従来の液晶表示装置における一方端部を示す断面図である。
【０００４】
図６において、この液晶表示装置２００は照明装置１０上に液晶パネル２０が配置されている。この照明装置１０は、円形状蛍光管１と、光散乱性樹脂部２と、反射板３と、導光体４と、拡散シート５〜７とを有している。これらが金属からなる凹状の裏側筺体３１内に収容されている。
【０００５】
円形状蛍光管１は導光体４の光入射端面４ｃに光を照射する線状光源である。この蛍光管１は、導光体４の光入射端面４ｃと光散乱性樹脂部２とで囲まれた位置に配置されている。
【０００６】
光散乱性樹脂部２は、階段状に厚みが異なる部分を有している。
【０００７】
反射板３は、導光体４から漏れた光を導光体４側に反射させて戻す機能を有している。
【０００８】
導光体４は、一方端面４ｃから入射した光を内部で伝播させて一方表面の上面４ａから液晶パネル２０側に均一に光出射させる。導光体４は、上面４ａ側を所定厚さで外方に突出させた状態の透光性樹脂部分の薄板部４ｄを有しており、薄板部４ｄを光散乱性樹脂部２の厚みが薄い部分で下から受けている。光散乱性樹脂部分２の厚みが薄い部分と薄板部４ｄとの重なり部の端部（薄板部４ｄの端面ｂ）は、液晶パネル２０の有効表示領域Ａの境界面ａと同じ位置に設定されている。
【０００９】
下拡散シート５／プリズムシート６／上拡散シート７は、導光体４からの出射光を拡散させるなどの光学処理を施す。この液晶表示装置２００において、その正面視方向では、光散乱性樹脂部分２の散乱能力の程度を最適化することと、この光散乱性樹脂部２および導光体４上に配置される拡散シート５〜７の組み合せを最適化することによって、ある程度の表示品位を実現することができる。
【００１０】
他の狭額縁化技術例としては、特許文献２に開示されている液晶表示装置が挙げられる。このような特許文献２の液晶表示装置について図７を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図７は、従来の他の液晶表示装置における一方端部を示す断面図である。なお、図６の構成部材と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付する。
【００１２】
図７において、この液晶表示装置３００は、図６の場合と同様に、照明装置１０Ａ上に液晶パネル２０が配置されている。この照明装置１０Ａは、円形状蛍光管１と、反射板３と、導光体４Ａと、拡散シート５、７とを有し、図６の液晶表示装置２００と比べて、特に導光体４Ａの構成が異なっている。
【００１３】
導光体４Ａは、端面４ｃの上面４ａ側を突出させた薄板部４ｄと端面４ｃで構成された逆Ｌ字状の光入射端面から入射された光を内部で伝播させて一方表面の上面４ａから光出射させる。円形状蛍光管１は、逆Ｌ字状の光入射端面と反射板３で囲まれた範囲内に配置されている。
【００１４】
導光体４Ａは、薄板部４ｄ上の表面４０に、発光面に対して３０°〜６０°の角度に傾斜させたプリズム面４０ａが設けられており、このプリズム面４０ａによって、円形状蛍光管１からの光を導光体４の中央方向（矢印方向）に反射させている。これによって、導光板４Ａの薄板部４ｄ上の表面４０から出射される光量が多くなることを抑制し、かつ発光面の均斉度を高めることができる。
【００１５】
この特許文献２に開示されている液晶表示装置３００は、導光体４Ａを単一材料で構成することができるため、低コスト化を図ることができるという点で優れている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−２３５８０５号公報
【特許文献２】
特開平１１−７２６２６号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１の液晶表示装置２００では、正面視方向で、ある程度の表示品位を実現することができるものの、斜め方向から観察すると、光散乱性樹脂部分２と透明樹脂部の薄板部４ｄとの重なり部の外側端（薄板部４ｄの端面ｂ；境界面）が目視で観察される。この境界面では、光散乱性樹脂部分２と透明樹脂部の薄板部４ｄとの厚み方向の重なり割合が変化するため、境界面の外側では境界面の内側に比べて透過率が極端に低下して輝度が不連続となり、透過スペクトルの違いに起因して周辺に色味変化が現れる。その結果、液晶表示装置２００を用いた製品の市場や顧客の要求を充分満足させることができない場合が生じるという問題がある。
【００１８】
さらに、更なる狭額縁化された液晶表示装置が要求されており、このようなさらに狭い額縁部と、発光面の均斉度および斜め視角での輝度連続性という相反する技術を両立させることが強く求められている。
【００１９】
また、特許文献２の液晶表示装置３００では、導光体４Ａを１種類の材料によって構成している点で部品点数は少ないものの、プリズム面の加工など加工性が悪いので、本発明者らは、研究当初から２種類の光学材料の組み合せによって技術解決を図ることを検討している。このため、本発明と特許文献２とは、課題解決のための技術方向性が異なっており、その技術思想が全く異なるものである。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、超狭額縁化と、発光面・表示面の均斉度や斜め方向視角での輝度連続性を得ることができて、光電特性を高次元で保持できる液晶表示用照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示用照明装置は、表面側の端面から突出した薄板部が設けられ、該端面から入射した光を内部で伝播させて該表面から出射させる導光体と、段部を介して厚みが異なるように構成され、該厚みの薄い側の表面上に該薄板部が重なるように配置される光散乱用板部材と、該光散乱用板部材の裏面と該端面近くに設けられ、該光散乱用板部材の裏面および該端面に光を照射する線状光源とを備え、該薄板部の端面位置が液晶パネルの有効表示領域よりも外側に設けられ、該線状光源は、屈曲部を一つ以上有し、断面楕円形状に加工された少なくとも一辺部を有する蛍光管であり、該少なくとも一辺部は、該光散乱用板部材に対する該線状光源の光出射面側よりも該導光体の端面に対する該線状光源の光出射面の方が面積的に広く構成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
また、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の薄板部は、導光体表面と面一の状態で端面から表面幅で突出しており、光散乱用板部材は厚みが厚い側の表面と薄板部の表面とが面一状態で重なっている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における線状光源は断面楕円形状である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における線状光源は、断面楕円形状の長軸方向と導光体の端面に垂線な方向とが略直角になるように配置されている。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置において、断面楕円形状に加工された一辺部が高電圧側に設けられている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における線状光源は、電極部以外の部分に断面楕円形状加工部を有する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における断面楕円形状の短軸／長軸比は０．６以上１．０未満である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における断面楕円形状の蛍光管の光電特性は、楕円加工前と比較して、点灯開始電圧の上昇率が０％を超え１５％以内、駆動電圧の上昇率が０％を超え１０％以内、平均管面輝度の変化率は±１５％以内である。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における光散乱用板部材の導光体側の端面が導光体の端面よりも内側に設けられている。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の表面上に、低濁度拡散シートと高濁度拡散シートとを組み合せた光学シートが設けられている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の表面上に、偏光選択反射シートと高濁度拡散シートとを組み合せた光学シートが設けられている。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示用照明装置における導光体の裏面側に反射シートが設けられ、この導光体の端面下部の反射シートの裏面側に固定用副資材が設けられることにより、反射シートの表面と導光体の裏面とが導光体の端面下部で当接している。
【００３５】
本発明の液晶表示装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示用照明装置と、該液晶表示用照明装置上に配置され、該液晶表示用照明装置から照射された光の透過と不透過により表示が行われる透過型液晶パネルとを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
本発明の液晶表示装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示用照明装置と、該液晶表示用照明装置上に配置され、該液晶表示用照明装置からの光が照射されて透過と不透過により表示が行われる共に、外部からの光が反射されることによっても表示が行われる反射機能付透過型液晶パネルとを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
上記構成により、以下、その作用を説明する。
【００３８】
本発明においては、導光体薄板部の例えば透光性樹脂部と光散乱用板部材の例えば光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面；薄板部の端面）が液晶パネルの有効表示領域の外側に設定されているため、特許文献１に開示されている照明装置に比べて、発光面での輝度連続性をより確保することが可能となると共に、照明装置上に液晶パネルを搭載したときに、正面視だけではなく、斜め方向からでも、透光性樹脂部と光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面）を見えないようにすることができ、均斉な表示によって表示品位を確保することが可能となる。
【００３９】
また、断面楕円形状の線状光源、例えば楕円形状蛍光管を用いることにより、円形状蛍光管を用いた場合に比べて、導光体の薄板部の寸法を従来よりも長手方向に短縮化することができるため、超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することが可能となる。また、楕円形状蛍光管の長軸方向を、導光体入射端面に対する垂線方向と略垂直になるように配設することにより、長軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも低輝度となるため、照明装置の額縁部周辺の輝度変化を抑制することが可能となる。さらに、短軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも高輝度となるため、導光体に入射される光量が多くなって全体として輝度を向上させることが可能となる。したがって、製品市場や顧客から強く要求されている超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することが可能となると共に、従来の液晶表示用照明装置の光電特性を保持して、高輝度な照明装置を実現することが可能となる。
【００４０】
また、照明装置を例えば筺体に固定するために用いられる固定副資材を、入射端面の下部に配置することによって、入射端面近傍の導光体下面と反射シートとの隙間をより小さく、または当接させることができるため、この隙間への入射光量を非常に減少または無くすことが可能となる。これによって、導光体入射端面下と反射シートとの間に入射された迷光の不要な照り返し光が生じることが抑制または防止され、導光体入射端面近傍の異常な輝度ばらつきや輝度変化を低減または防止することが可能となる。したがって、この位置関係に固定副資材を配置することによって、従来よりも良好な表示品位の液晶表示装置を得ることが可能となる。
【００４１】
また、直管タイプに限らず、コの字管タイプ、Ｌ字管タイプおよびロの字管タイプなどの蛍光管において、狭額縁を要求される辺に対応して、必要な辺部分を断面楕円加工することによって、製品市場および顧客に要求される超狭額縁化を実現することが可能となる。
【００４２】
また、楕円形状蛍光管は、例えば円形状蛍光管をつぶし加工することによって形状が変更されるため、楕円形状に加工されても正規グロー放電が十分可能な断面積が保持されており、楕円加工による封入ガス圧力上昇も軽微に留めることが可能となる。したがって、楕円加工前の円形状蛍光管と比較して、光電特性に大差はなく、光電特性が、点灯開始電圧は＋１５％以内、駆動電圧は＋１０％以内、平均管面輝度は±１５％以内とすることが可能となるため、従来と同様の光学設計および照明装置の条件設定が可能となる。また、楕円形状は、短軸／長軸比で０．６〜１．０未満とすることによって、楕円加工性を良好にすることが可能となる。
【００４３】
本発明の液晶表示装置によれば、超狭額縁で、従来の液晶表示装置と比べて遜色が無い電気光学特性を有しながら、高輝度で均斉度も高く、かつ、斜め視角方向からも良好な表示品位を有する透過型液晶表示装置および反射機能付き透過型液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施形態１〜３について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
本実施形態１では、本発明の液晶表示装置の構成およびこれに用いられる液晶表示用照明装置の導光体上に設けられる光学シートに関する検討結果について説明する。
【００４５】
まず、本発明の液晶表示用照明装置および液晶表示装置の構成について説明する。
【００４６】
図１は、本発明の液晶表示装置の要部構造を示す断面図であり、図２は、その液晶表示装置の上面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ’線部分の断面図である。また、上記図６および図７の断面も、図２のＡ−Ａ’線部分に対応する部分の断面を示している。
【００４７】
図１において、この液晶表示装置１００は、図６に示す液晶表示装置２００と同様に、液晶表示用の照明装置１０Ｂ上に液晶パネル２０が配置されている。この照明装置１０Ｂは、楕円形状蛍光管１Ｂと、光散乱用板部材としての光散乱性樹脂部２Ｂと、反射板３と、導光体４Ｂと、拡散シート５〜７とを有している。
【００４８】
楕円形状蛍光管１Ｂは導光体４Ｂの光入射端面４ｃに光を照射する線状光源である。この蛍光管１Ｂは、導光体４Ｂの光入射端面４ｃと光散乱性樹脂部２Ｂと反射板３とで囲まれた範囲内に、蛍光管１Ｂの長軸方向と導光体４Ｂの光入射端面４ｃに対する垂直線方向とが略直角になるように配置されている。
【００４９】
光散乱性樹脂部２Ｂは、階段状に厚みが異なる部分２ａ，２ｂを有している。本実施形態では、光散乱性樹脂としてポリカーボネイト（ＰＣ）樹脂に光散乱材として酸化チタンまたは酸化亜鉛を添加したものを用いている。
【００５０】
反射板３は、導光板４Ｂの下面４ｂ側に設けられ、導光体４Ｂから漏れた光や楕円形状蛍光管１Ｂからの光を導光体４側に反射させて戻す機能を有している。
【００５１】
導光体４Ｂは、一方端面４ｃから入射した光を内部で伝播させて上面４ａから液晶パネル２０側に均一に光出射させる。導光体４Ｂは、上面４ａ側を所定厚さで外方に突出させた状態の透光性樹脂部分の薄板部４ｄを有している。光散乱性樹脂部２Ｂの厚みが薄い部分２ｂと透光性樹脂部の薄板部４ｄとが厚み方向に重なっている。この透光性樹脂部（透明樹脂）としてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂を用いている。この薄板部４ｄを光散乱性樹脂部２Ｂの厚みが薄い部分で下側から受けている。光散乱性樹脂部分２Ｂの厚みが薄い部分２ｂと薄板部４ｄとの重なり部の端部（薄板部４ｄの端面ｂ）は、図２のブラックマトリクス１５によって囲まれた液晶パネル２０の有効表示領域２１（境界ａよりも内側面；図１では領域Ａ）よりも外側に設定されている。
【００５２】
下拡散シート５／プリズムシート６／上拡散シート７が組み合せられた光学シートは、導光板４Ｂの上面４ａ側に設けられ、導光板４Ｂからの光に拡散など光学的処理が施される。本実施形態１では、下拡散シート５としてツジデン社製のＤ１２３を、プリズムシート６として住友スリーエム社製のＢＥＦIIを、上拡散シート７としてツジデン社製のＤ１１７を用いている。
【００５３】
液晶パネル２０は、それぞれ電極が設けられた上側ガラス基板１３と下側ガラス基板１２との間に液晶層（図示せず）が設けられ、その両側に表側偏光板１４と裏側偏光板１１とが設けられている。この液晶層に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させることによって、照明装置１０Ｂから照射される光が変調されて偏光状態が変化し、偏光板１１および１４を透過し、または偏光板１１および１４によって散乱・吸収されるため、透過型の表示が得られる。
【００５４】
照明装置１０Ｂは、金属からなる凹状の裏側筺体３１の中に配置され、固定副資材としての両面テープ４１および４２によって裏側筺体３１に固定されている。両面テープ４１は、導光体４Ｂの有効入射端面である端面４ｃの下部であって、反射シート３と筺体３１の底面との間に配置され、両面テープ４２は、導光板４の光散乱性樹脂部分２と裏側筺体３１の側面との間に配置されている。
【００５５】
また、照明装置１０Ｂおよび裏側筺体３１には、樹脂からなり、側面から照明装置１０Ｂ上に突出して設けられた縁部３２ａを有する内側筺体３２が上からかぶせられており、上拡散シート７の端に配置された両面テープ４３によって照明装置１０が内側筺体３２の縁部３２ａ下面に固定されている。内側筺体３２の縁部３２ａ上には液晶パネル２０が搭載され、下側基板１１の端部に配置された両面テープ４４によって液晶パネル２０が内側筺体３２の縁部３２ａ上面に固定されるようになっている。
【００５６】
さらに、照明装置１０Ｂ、液晶パネル２０、裏側筺体３１および内側筺体３２には、液晶パネル２０の有効表示領域２１（境界面ａ）およびその周囲を囲むブラックマトリクス領域１５を開口させた蓋状の表側筺体３３がかぶせられている。
【００５７】
本実施形態１の液晶表示装置１００において、正面視方向では、図６に示す従来の液晶表示装置２００と同様に、光散乱性樹脂部２の光散乱能力の程度を最適化すると共に、導光体４Ｂ上に配置される光学シートである拡散シート５および７の組み合せを最適化して、拡散シート５および７で光を適度に散乱させ、光散乱性樹脂部２Ｂにて散乱される光と、透明樹脂からなる導光体４Ｂの下面４ｂのシボパターンによって散乱される光とのバランスを取ることによって、高表示品位を実現することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の液晶表示装置１００において、斜め方向視角では、薄板部４ｄの厚みが薄い光散乱性樹脂部２ｂと透光性樹脂部の薄板部４ｄとの重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）が、有効表示領域２１（境界ａより内側面）よりも外側に配置されているため、視角方向を角度ｄだけ傾けて斜め方向視角ｃから観察した場合においても、厚みが薄い光散乱性樹脂部２ｂと透明樹脂部の薄板部４ｄとの重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）が目視で観察されることはない。したがって、周辺部において輝度が不連続となることはなく、良好な表示状態を得ることができる。
【００５９】
次に、本発明の液晶表示用照明装置１０Ｂに用いられる光学シートの組み合せを検討した結果について説明する。
【００６０】
本実施形態における光学シートの組み合せは、従来の液晶表示装置２００と比べて、特に、上拡散シート７を光透過性のよいものに変更している。
【００６１】
図６の液晶表示装置２００では、液晶パネル２０の有効表示領域Ａ（境界面ａ；薄板部４ｄの端面ｂ）から光散乱性樹脂部２の内側端（図では右端）までの距離が約２ｍｍであり、この光学距離を拡散シート５および７の組み合せで境界面を見えにくくするためには、適度な散乱効果を期待することができる拡散シート５，７の組み合せが必要となり、上拡散シート７としては、ツジデン社製Ｄ１２０のように濁度７７％程度のものを用いる必要があった。
【００６２】
これに対して、本実施形態の液晶表示装置１００では、有効表示領域（境界面ａ）から光散乱性樹脂部分２の内側端部分までの距離を、ランプゴムホルダーの形状変更、ランプの製造交差考慮作製仕様、楕円形状蛍光管１Ｂを用いることなどによって、約１ｍｍ程度に短縮することができた。これによって、上拡散シート７の濁度を低下させても、従来の液晶表示装置２００ように、透過スペクトルの違いによるはっきりとした色味の変化は観察されず、均斉度が高く、連続的な照明を行うことができる。
【００６３】
本実施形態の液晶表示用の照明装置１０Ｂにおいて、上拡散シート７は、濁度３５％（ツジデン社製Ｄ１１７ＵＥ）であり、濁度が高いものを用いた場合に比べて、大幅な輝度向上が可能となる。また、上拡散シート７として低濁度のものを用いることができるため、選択肢を広げることができる。さらに、上拡散シート７の代りに、住友スリーエム社製のＤＢＥＦＤやＤＲＰＦＨなどのような選択偏光反射フィルムを用いることも可能となる。
【００６４】
下記表１に、拡散シートの組み合せを変えて輝度を測定した結果を示す。
【００６５】
【表１】
この表１においては、光学シートを構成する上拡散シート７／プリズムシート６／下拡散シート５の組み合せと、各拡散シート５，７の濁度と、ライティング（照明装置）中央部の輝度と、液晶パネル中央部の輝度と、従来の液晶表示装置と比べた輝度上昇率とを示している。
【００６７】
上拡散シート７としては、例えばツジデン社製では、Ｄ１１７ＴＦ（濁度６４％）、Ｄ１１７ＴＹ（濁度７３％）を用い、きもと社製では、ライトアップ１００ＴＬ４（濁度３８％）、ライトアップ１００ＴＬ２（濁度２５％）を用いた。また、上拡散シート７についても様々な組み合せを検討した。従来の液晶表示装置では、ツジデン社製Ｄ１２３を用いていたが、本実施形態ではツジデン社製Ｄ１１４、およびきもと社製の高濁度拡散シート１００ＭＸＥ、１００ＳＸＥ１００ＬＳＥを用いた。
【００６８】
上記表１から分かるように、本実施形態では、従来の光学シートの組み合せに比べて、高輝度で、かつ、様々なシート組み合せを用いることができる。例えば上から１段目の５つのサンプルＮｏ．１〜５に示すように、下拡散シート５として１００ＳＸＥを用いた場合には、最下段の３つのサンプルＮｏ．２６〜２８に示す従来例のものよりも低濁度の上拡散シート７と組み合せることにより、約＋２８％〜＋３２％の輝度向上を図ることができる。ライティング中央輝度は、従来が４５９３ＣＤ／ｍ2〜４７２２ｃｄ／ｍ2であり、本発明ではライティング輝度６０３７ｃｄ／ｍ2〜６２２２ｃｄ／ｍ2という大幅な輝度向上を図ることができた。
【００６９】
また、この照明装置１０Ｂに透過型液晶パネル２０を搭載した場合、従来例では３５５ｃｄ／ｍ2〜３７５ｃｄ／ｍ2程度であるのに対して、４７９ｃｄ／ｍ2〜４９４ｃｄ／ｍ2となり、大幅な輝度向上を図ることができた。従来、選択偏光反射フィルムを用いずに５００ｃｄ／ｍ2に迫る輝度を実現した液晶表示装置はほとんど例がなく、最大輝度が重要視される用途にとっては、非常に有用な照明装置１０Ｂおよびそれを用いた液晶表示装置１００を提供することができる。
【００７０】
この効果については、下拡散シート５および上拡散シート７の組み合わせが最適化されていることもあるが、下から２段目の５つのサンプルＮｏ．２１〜２５に示すように、従来から下拡散シート５として用いられていたＤ１２３と低濁度の上拡散シート７を組み合わせた場合にも、輝度上昇率として、従来比約＋６％〜＋１１％が得られた。
【００７１】
さらに、本実施形態では、上拡散シート７の濁度を様々に変えることによって、従来例のものよりもさらに高い輝度上昇率が得られるのではないかと考え、検討を行った。上拡散シート７としては、きもと社製の１００ＳＸＥ（濁度８９％）、１００ＭＸＥ（濁度８９％）、１００ＬＳＥ（濁度８４％）、ツジデン社製のＤ１１４（濁度８１％）、Ｄ１２３（濁度８２％）を用いた。下拡散シート５としては、ツジデン社製のＤ１１７ＵＥ（濁度３５％）、Ｄ１１７ＴＦ（濁度６４％）、Ｄ１１７ＴＹ（濁度７３％）、きもと社製の１００ＴＬ２（濁度２９％）、１００ＴＬ４（濁度４６％）を用いた。
【００７２】
上から２段目の５つのサンプルＮｏ．６〜１０に示すように、上拡散シート７として１００ＳＸＥを用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋２８％〜３２％が得られた。また、上から３段目の５つのサンプルＮｏ．１１〜１５に示すように、上拡散シート７として１００ＭＸＥを用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋２４％〜３０％が得られた。また、下から３段目の５つのサンプルＮｏ．１６〜２０に示すように、上拡散シート７として１００ＬＳＥを用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋２８％〜２５％が得られた。さらに、下から２段目の５つのサンプルＮｏ．２１〜２５に示すように、上拡散シート７としてＤ１１４を用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋１５％〜１８％が得られ、上拡散シート７としてＤ１２３を用いた場合には、輝度上昇率として従来比約＋７％〜１１％が得られた。
【００７３】
この表１に示すように、下拡散シート５の濁度については、従来用いられていたツジデン社製Ｄ１２３の濁度が８２％であり、本実施形態に用いたものが濁度８１％〜８９％であるため、濁度軸から見た場合には、光学的な差はほとんどない。
【００７４】
しかしながら、上拡散シート７としては、従来用いられていたものが濁度７６％〜７９％であるのに対して、本実施形態に用いたものが濁度２９％〜７３％であるため、従来に比べて非常に範囲が広いものを用いることができる。このように使用可能な上拡散シートの範囲が広がることは、製品市場の要求に対して非常に有効であり、輝度が最優先される用途から、高輝度でありながら適度な広配光性も兼ね備えているというバランス良い特性が要求される用途まで、幅広く対応することができる。
【００７５】
さらに、照明装置１０Ｂおよびこれを用いた液晶表示装置１００の高輝度化を実現するために、従来から用いられていた選択偏光反射フィルムを用いる必要がないため、低コスト化を図ることができ、安価な照明装置１０Ｂおよびこれを用いた液晶表示装置１００が要求される用途まで、高輝度な液晶表示用の照明装置１０Ｂおよびこれを用いた液晶表示装置１００を提供することができる。
【００７６】
ところで、特殊な製品市場として、オープンカーやレーシングカー用途において、特に、日中の高照度下で車両を走らせる場合には、ドライバーがサングラスをかけたり、ヘルメットのフェイスシールドを使用したりすると、それらの材料の光吸収により、光透過率が低下する。その結果、液晶表示装置の表示画面が暗く見えるため、このような用途では、視認性を向上させることが強く要求される。
【００７７】
このような用途に対しては、従来例のものよりも液晶表示装置の輝度を向上させることによって、市場要求に応える必要がある。このためには、従来の液晶パネル２０の透過率を高くするか、または、照明装置の輝度を高くすることが考えられるが、液晶パネル２０の透過率を高くすることは容易ではない。この理由は、液晶パネル２０の透過率を向上させるためには、液晶パネル２０内に配線されているゲート線やソース線の細線化およびＴＦＴの小型化を行い、実質的な絵素面積を増やすことにより透過率向上を図るしかないからである。このような透過率向上策を講じると、製造プロセスの変動マージン（製造マージン）を減少させることになるため、製造プ工程の管理や検査を非常に厳密に行う必要がある。また、何らかの原因で変動マージンを超えたプロセス条件が発生した場合、液晶パネル２０の不良率が大幅に増大し、製造コストが高くなる虞がある。
【００７８】
このように、液晶パネル２０の製造プロセスに関して適度な製造マージンを保持するためには、液晶パネル２０の透過率向上は期待することができないため、本発明者らは、液晶パネル２０の偏光軸に着目し、照明装置１０Ｂからの出射光軸を液晶パネル２０の裏側偏光板１１の偏光軸と一致させることによって、従来の液晶パネル２００を透過する光の絶対量を増やすことを検討した。
【００７９】
具体的には、照明装置１０Ｂの下拡散シート５の代りに、最表面に選択偏光反射フィルムを配置して光学シートを構成し、光のリサイクルを行うことによって、照明装置１０Ｂから出射される光の光軸を特定の偏光軸に揃えることができる。このような方法を、ここでは選択偏光反射方式による実効輝度向上策と称する。この選択偏光反射方式を本発明に適用した場合について、以下に説明する。
【００８０】
照明装置１０Ｂの下拡散シート５の代りに、最表面に選択偏光反射フィルムを配置して光学シートを構成した場合について、輝度を測定した結果を下記表２に示す。
【００８１】
【表２】
この表２において、光学シートを構成する選択偏光反射フィルム／プリズムシート６／下拡散シート５の組み合せと、拡散シートの濁度と、ライティング（照明装置）中央部の有効輝度と、液晶パネル中央部の輝度と、従来の液晶表示装置２００と比べた輝度上昇率とを示している。
【００８３】
従来、この選択偏光反射方式による実行輝度向上策のために用いられる光学シート構成は、最表面側からＤＲＰＦＨ／ＢＥＦ２／Ｄ１２３である。ＤＲＰＦＨは住友スリーエム社製の特殊光学フィルムで、適度な拡散性を有する選択偏光反射フィルムであり、下拡散シートＤ１２３によって適当に光拡散され、さらに選択偏光反射フィルムＤＲＰＦＨでも光散乱されるため、配光性を維持しつつ、高輝度化を図ることができる。
【００８４】
この輝度向上方法によって、従来は、最下段のサンプルＮｏ．３８に示すように、ライティング（照明装置）中央有効輝度で６６０１ｃｄ／ｍ2、液晶パネル中央輝度で５２４ｃｄ／ｍ2が得られていた。
【００８５】
これに対して、本発明では、上から２段目の四つのサンプルＮｏ．３４〜３７に示すように、同じＤＲＰＦＨを用いても、ライティング中央有効輝度として７１２２ｃｄ／ｍ2〜７９２７ｃｄ／ｍ2、液晶パネル中央輝度として５６６ｃｄ／ｍ2〜６２９ｃｄ／ｍ2が得られ、輝度上昇率として従来比８％〜２０％を実現することができた。
【００８６】
さらに、他の選択偏光反射フィルムとして、住友スリーエム社製のＤＢＥＦＤを用いた場合、最上段の五つのサンプルＮｏ．２９〜３５に示すように、輝度上昇率として従来比８％〜２９％を実現することができた。このＤＢＥＦＤは、ＤＲＰＦＨと比べて光の散乱性が少なく、正面方向の輝度上昇としてはＤＢＥＦＤの方が有利である。従来は、額縁周辺の輝度連続性や色度変化を不明瞭にするために、ＤＲＰＦＨの適度な光散乱性も利用する必要があったが、本発明では、このような低光散乱性のＤＢＥＦＤを組み合わせて、さらに高輝度化を図ることが可能になった。
【００８７】
偏光選択反射フィルムとしてＤＢＥＦＤを用いた本実施形態の液晶表示装置によれば、実測値として７００ｃｄ／ｍ2に迫る超高輝度が得られ、特殊な用途での車載用に対しても十分対応することができることが分かる。なお、実質的な要求輝度は、数値ではなく、使用者の感覚であるため、何ｃｄ／ｍ2であるか明確ではないが、６００ｃｄ／ｍ2は必要と考えられる。このようなことを考えても、本発明の液晶表示用照明装置１０Ｂおよびそれを用いた液晶表示装置１００は、特殊用途に対しても充分対応することができる。
【００８８】
さらに、同じオープンカーやそれに類するオートバイ用途であっても、別の方法によって視認性を向上させる方法が考えられる。上記説明では、液晶パネル２０として透過型液晶パネルを用いた場合について説明を行っているが、さらに、透過型液晶パネルにおいて部分的に反射光を利用することによって表示を行う機能を備えた反射機能付透過型液晶パネルも存在する。
【００８９】
この反射機能付透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置の特徴は、日差しの強い日中は、表示コントロールされた液晶パネルからの反射光と、液晶パネルを透過した光の二つの光が合成されたものを観察することによって、概ね外光照度に依存した液晶表示輝度とし、反射光による自然な感じと人間の視感性とが調和するようにしたというものである。この液晶表示装置は、例えばアドバンスト液晶表示装置と称される。
【００９０】
このアドバンスト液晶表示装置を本発明に適用した場合について、以下に詳細に説明する。
【００９１】
透過型液晶パネルの代りに、反射機能付透過型液晶パネルを用いた場合について、輝度を測定した結果を下記表３に示す。
【００９２】
【表３】
この表３においては、光学シートを構成する選択偏光反射フィルム／プリズムシート６／下拡散シート５の組み合せと、拡散シートの濁度と、液晶パネル中央部の輝度と、従来の液晶表示装置と比べた輝度上昇率とを示している。
【００９４】
反射機能付透過型液晶パネルの透過率は、透過型液晶パネルに比べて約５３％程度である。ここでは、外光を考慮した測定方法は用いていないため、反射光成分を含まない輝度が示されているが、実際の使用環境では、十分な外光が存在すると考えられるため、表３に示したデータよりも有利になる。
【００９５】
上記表３の最下段のサンプルＮｏ．４８に示すように、従来はパネル中央輝度が２８４ｃｄ／ｍ2となっている。一般的な要求水準は２５０ｃｄ／ｍ2であるため、問題は生じないが、さらなる輝度向上が望まれている。
【００９６】
この解決のためには、以下のような三つの方法が考えられる。一つ目は、反射機能を低下させて透過型により近づけることによって高輝度化を図る方法、二つ目は、反射機能をより向上させて外光照度変化により相関性を高めるという方法、三つ目は、現行の反射機能を概ね保持しつつ、照明装置１０Ｂによって輝度向上を図るという方法である。
【００９７】
外光下であっても、適切な視認性を維持したいという要求があるため、適切な反射機能が必要であり、視認性を悪化させるまで反射機能を偏重させることはできない。一つ目の方法では、外光照度が非常に高くなったときには、透過性を高めて高輝度化を図っても、外光照度との絶対差を補完することができない。また、二つ目の方法では、外光照度と強い相関が得られる反面、反射方式に固有の外光スペクトル依存性を排除することができず、色褪せた感じの表示状態になり、観察者の視認印象が悪くなると共に、中低照度下ではパネル透過率が悪くなるために照明光が十分に利用されず、表示が暗くなる。このようなことから、以下では、三つ目の方法について検討を行った。
【００９８】
その結果、上記表３上から２段目の四つのサンプルＮｏ．４４〜４７に示すように、選択偏光反射フィルムとして従来と同じＤＲＰＦＨを用いた場合でも輝度が従来比８％〜２０％上昇し、最上段の五つのサンプルＮｏ．３９〜４３に示すように、ＤＢＥＦＤを用いた場合には輝度を従来比１１％〜３４％上昇させることができた。液晶パネル中央輝度としては、安定して３５０ｃｄ／ｍ2以上の輝度を実現することができるため、製品市場の輝度向上要求に対応することができる。
【００９９】
さらに、以上説明した本実施形態１の液晶表示用照明装置１０Ｂでは、照明装置１０Ｂに使用される蛍光管１Ｂのランプ電流を増やすというような安易な方法により輝度を向上させたものではないので、照明装置１０Ｂの寿命に何ら影響を与えることなく輝度を向上させることができ、高い信頼性も提供することができる。
（実施形態２）
上記実施形態１では、液晶表示装置１００のランプ構成および光学シートの組み合せ、即ち、透過性をよくするために上拡散シート７の濁度を様々に変更する場合（表１）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して照明装置１０Ｂから出射される光の光軸を特定の偏光軸に揃える場合（表２）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して外光下でも適切な視認性を得る場合（表３）について説明したが、本実施形態２では、本発明の液晶表示用照明装置１０Ｂに用いられる楕円形状蛍光管の構造とその電気光学特性について説明する。
【０１００】
まず、図１の楕円形状蛍光管１Ｂの具体的構造について図３および図４を参照しながら詳細に説明する。
【０１０１】
図３は、図１の楕円形状蛍光管１Ｂの蛍光管組品の要部造を示す平面図であり、図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ´線断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ´線断面図である。
【０１０２】
図３において、この蛍光管組品５０は、２箇所の屈曲部を有する平面視コ字状の蛍光管が用いられており、一方の端部に設けられた高電圧側電極５５が半田５６および高電圧側ハーネス５７を介してインバータ回路（図示せず）との接続用コネクタ６２と接続されていると共に、他方の端部に設けられた低電圧側電極５８が半田６０および低電圧側ハーネス６１を介してコネクタ６２と接続されている。電極５５、５８が設けられている蛍光管（ガラス管）の端部、半田５６、６０およびハーネス５７、６１の端部は、その周囲が高電圧側ゴムホルダー５４および低電圧側ゴムホルダー５９によってそれぞれ覆われている。
【０１０３】
この蛍光管組品５０において、楕円形状に加工処理された短辺５１は、インバータ回路からの高出力側（高電圧側）に接続されており、電気的にホット側と称される箇所が真円形状から楕円形状に加工処理されている。インバータ回路からの低出力側（低電圧側）に接続される短辺５２や長辺５３を形状加工処理しても良いことは言うまでもないが、本実施形態２では、インバータ回路からの高出力側の短辺５１部に対して超狭額縁化を図るために、この短辺５１だけに加工処理を施して図４（ａ）に示すような楕円形状とした。短辺５２および長辺５３は、形状加工されておらず、図４（ｂ）に示すような真円形状のままである。
【０１０４】
本実施形態２において、蛍光管の高電圧側の短辺部５１に楕円形状加工処理を施した理由は、以下の通りである。放電状態の蛍光管は、電気的な等価回路では、抵抗として表現することができる。本実施形態２のように形状変更された蛍光管では、楕円形状部はやや高抵抗となり、真円形状部は従来通りの抵抗値として表現することができる。
【０１０５】
蛍光管の内径が細くなったり、ガス圧力が上昇すると、点灯維持電圧が上昇し、放電維持マージンが小さくなってくる。この場合、高抵抗部（楕円形状部）を蛍光管の高電圧側に配置し、低抵抗部（真円形状部）をＧＮＤ側に配置する方が、蛍光管の放電状態を維持するためには有利である。このことは、ＰＷＭ調光試験を行うと容易に理解することができる。
【０１０６】
真円形状の蛍光管であっても、低ＤＵＴＹ状態では、高電圧側とＧＮＤ側とで管面輝度を比較すると、高電圧側の方が輝度が高い。一方の短辺に楕円加工処理を施した本実施形態２の蛍光管について、楕円形状側を低電圧側に接続し、真円形状側を高電圧側に接続して、同様にＰＷＭ調光試験により低ＤＵＴＹ状態で駆動すると、楕円形状に加工した部分で放電が不安定となり、所謂スネーキング現象と称される現象が見られた。この現象は、室温での試験で出現した。したがって、低温で同様の試験を行うと、放電がうまく発生しないことは明白である。
【０１０７】
しかしながら、本実施形態２のように、楕円形状側を高電圧側に接続し、真円形状側を低電圧側に接続した場合、楕円形状加工処理を施していない従来の蛍光管と同様に、安定した放電状態を維持することができた。このことは、当業者にとって予測できない効果が得られたことを示している。
【０１０８】
真円形状の蛍光管の短辺部を楕円形状に加工処理するためには、使用されるガラスの軟化温度よりもやや高めに設定した専用の楕円加工治具を用いることができる。ガラス軟化温度は約７００℃であるので、一旦、加工処理される領域をバーナーで前熱処理し、約８００度程度に加熱された楕円加工治具によって、ゆっくりと所定の寸法までガラス管をつぶしていく。
【０１０９】
楕円加工処理を行う際には、電極部に注意する必要がある。電極５５および５９は、加熱処理によって非常に高温となるため、ガラス管内面と電極５５および５８とが接触すると、ゴムホルダー５４および５９の熱劣化が加速される。電極の直径は１．０ｍｍ〜１．４ｍｍであるので、電極５５および５８を考慮せずにガラス管をつぶすと、ガラス管内面と電極５５および５９とが接触してしまう。さらに、この電極５５および５８には、ガラス管と電極５５および５８とが並行になっているという保証ができないという製造方法固有の問題がある。したがって、本実施形態２では、電極部については、つぶし加工処理を行っていない。
【０１１０】
次に、従来から用いられている真円形状の蛍光管および本実施形態２の楕円形状の蛍光管について、その寸法と電気光学特性を説明する。
【０１１１】
本実施形態２の楕円形状蛍光管の特徴として、蛍光管の高電圧側を楕円加工処理している点が挙げられる。当業者は経験的に感じていることであるが、蛍光管を点灯させる過程を観察すると、蛍光管内部に正規グロー放電が生じる際に、蛍光管の高電圧側から低電圧側（ＧＮＤ側）に放電が成長する。また、蛍光管の径によって、点灯開始電圧が変わることも知られている。しかしながら、本実施形態２のように、楕円形状部と円形状部とを有する変則的蛍光管についての技術は知られていない。そこで、このような変則的蛍光管の電気光学的な特性について、本発明者らが行った検討結果について、以下に説明する。
【０１１２】
下記表４および表５に、楕円加工処理を施す前の従来真円形状蛍光管の寸法とその電気光学特性の評価結果を示す。
【０１１３】
【表４】
【表５】
上記表４には、寸法として、上段に管直径（外径）を、下段に管内径を示すと共に、管表面周、管内面直径、管内面周、楕円加工処理が施される短辺のガス体積、全辺のガス体積、短辺／全辺の体積比を示している。
【０１１６】
上記表５には、光電特性として、管電圧、点灯開始時のインバータ出力電圧、点灯開始時のトランス電圧、管面輝度、ライティング（照明装置）中央部の輝度、および液晶ディスプレイ（表示装置）中央部の輝度を測定した結果を示している。
【０１１７】
なお、上記表４，５および下記表９において、点灯開始電圧は室温−３０℃で測定されたデータを示し、管面輝度は室温＋２５℃、電流６.５ｍＡｒｍｓで測定されたデータを示している。蛍光管点灯用インバータは、ハリソン東芝ライティング社製のＨＩＵ−２８８で、バラストコンデンサ２２ｐＦを使用したものを用いた。輝度測定は、トプコン社製のＢＭ−７を用いて行った。
【０１１８】
本実施形態２の蛍光管は、短辺８０ｍｍ、長辺１４５ｍｍのコの字型で、全長は３０５ｍｍである。また、直径は２．４ｍｍで内径は１．８ｍｍであり、ガラスの厚さは０．３ｍｍである。０．３ｍｍ以下のガラス厚さでは、コの字型に屈曲させた場合に、屈曲させた部分のガラス変形が極端となり、放電に影響が生じるからである。このようなことから、本実施形態２では、ガラス管の厚さが０．３ｍｍのものを用いた。屈曲加工部の加工方法が改善されれば、近い将来、ガラス管厚さとして０．２５ｍｍのものを用いることも可能になると考えられる。
【０１１９】
下記表６に、楕円形状蛍光管１Ｂの外形について、その短軸／長軸比と寸法を示している。
【０１２０】
【表６】
上記表６には、外形の寸法として、短軸／長軸レシオ（比）、楕円短軸半径、楕円短軸直径、楕円長軸半径、楕円長軸直径、楕円管断面積、管断面積真円比率、および真円相当直径を示している。
【０１２２】
下記表７〜９に、楕円形状蛍光管１Ｂの内形について、その内径などの寸法とガス圧力に関する分析、および電気光学特性の評価結果を示している。それぞれ、高電圧側の短辺５１に対して、短軸／長軸比を異ならせて楕円形状加工を施した蛍光管（サンプルＮｏ．Ａ〜Ｄ）と、上記表４および表５に示した楕円形状加工処理を施していない従来の真円形状の蛍光管（サンプルＮｏ．Ｅ）について示している。
【０１２３】
【表７】
上記表７には、内径の寸法として、短軸／長軸レシオ（比）、楕円短軸半径、楕円短軸直径、楕円長軸半径、楕円長軸直径、楕円管断面積、管断面積真円比率、および真円相当直径を示している。
【０１２５】
【表８】
上記表８には、寸法として、ガス体積および体積減少率を示すと共に、短軸比／長軸比を変化させた場合の光電特性として、管電圧、点灯開始時のインバータ出力電圧および点灯開始時のトランス電圧を示している。
【０１２７】
【表９】
上記表９には、光電特性として、真円部の管面輝度、楕円形状部を短軸方向から見た場合の管面輝度、楕円形状部を長軸方向から見た場合の管面輝度、ライティング（照明装置）中央部の輝度、液晶ディスプレイ（表示装置）中央部の輝度を測定した結果および輝度上昇率を示している。
【０１２９】
上記表６〜８に示すように、楕円形状に加工すると、真円形状のときよりもガラス管の内部断面積が減少する。このとき、ガラス管に封入されたガスは他に逃げる場所が無いため、断面積が減少した分だけ内部ガス圧力が上昇することになる。この内部ガス圧力の変化が、最も大きな電気光学的な影響を与えることになる。
【０１３０】
また、上記表８に示すように、電気的な特性として、点灯時の管電圧や点灯開始電圧は、楕円形状の短軸／長軸比が小さくなると上昇する。
【０１３１】
さらに、上記表９に示すように、光学的な特性として、楕円形状の短軸／長軸比が小さくなると、封入ガス圧力が上昇するため、輝度は上昇する。また、上記表９に示すように、楕円形状部を図４に示す短軸方向Ａから見た場合の輝度の方が、長軸方向Ｂから見た場合に比較して、輝度が高くなるという特徴がある。そこで、輝度が高い短軸方向からの光が導光体４の有効入射端面４ｃから入射されるように、輝度が低い長軸方向を導光体４Ｂの切欠部方向（薄板部４ｄ側）に配置して、長軸方向と入射端面４ｂの垂線方向とが略垂直になるようにすることによって、導光体に入射される光の光量を多くすることができる。
【０１３２】
また、導光体４Ｂの薄板部は、蛍光管が高輝度であるために、薄板部４ｄから直接照射された光が表示に影響を与えないように、輝度を低下させるために光散乱材が添加された樹脂が用いられているため、このように輝度が低い長軸方向を薄板部に向けて低輝度化することができれば、光散乱性樹脂部２Ｂを短くしても、額縁周辺の輝度均斉度が悪化することはない。また、光学的マージンが従来のものよりも大きくなるため、光散乱性樹脂部２の製造条件が若干ずれても、製品検査を厳しく行う必要がなく、導光体の低コスト化を図ることができる。
【０１３３】
上記表８に示すように、楕円形状に加工処理した場合でも、電気的な特性は不利になっていないことが分かる。蛍光管電圧や点灯開始電圧は上昇傾向を示しているが、その上昇割合は真円形状時と比較して１５％以下、より好ましくは１０％以下であり、インバータの設計時に設定された点灯マージン内で充分に駆動させることができる。したがって、光学的な不利益は全く生じず、電気的にも十分許容可能な範囲で超狭額縁照明装置を実現することができる。
【０１３４】
上記表８および表９に示すように、楕円形状の短軸／長軸比を小さくすると、楕円形状蛍光管の短軸方向の管面輝度が上昇すること、および封入ガス圧力が上昇することの相乗効果によって、ライティング中央輝度が上昇する。従来の光学シートの構成を用いた場合について比較したところ、例えば蛍光管外形の短軸／長軸比が０．６３のサンプルＮｏ．Ｂでは、輝度が７％上昇した。これによって、楕円形状に加工することは、ライティング輝度に有効に寄与していることが確認された。このライティング輝度上昇は、液晶パネルが搭載されても当然有効であり、ライティング輝度上昇分を反映した輝度上昇率が得られる。
【０１３５】
楕円形状の最適な範囲については、照明装置の厚さという構造的要因を考慮する必要がある。蛍光管１Ｂが配置される導光体４Ｂの薄板部４ｄの深さは約３．０ｍｍである。したがって、上記表６に示す短軸／長軸比０．５３では、楕円長軸の直径が２．９９ｍｍとなり、ぎりぎりの寸法となる。実際に製品を量産することを考えると、クリアランスゼロという設計は好ましくないため、この比率まで楕円加工されることは好ましくない。また、短軸／長軸比が０．６３では、楕円長軸の直径が２．８８となり、設計マージンは極めて少ないものの、蛍光管の楕円形状加工公差から考えて、可能な範囲である。したがって、楕円加工の範囲（短軸／長軸比の下限）としては、蛍光管の外形から見て、短軸／長軸比が０．５３から０．６３の間であって、０．６３に近い０．６という一つの数値が考えられる。したがって、本発明の楕円形状蛍光管１Ｂにおいて、楕円加工範囲は短軸／長軸比として０．６以上１．０未満であることが好ましい。
【０１３６】
上述したように、楕円形状蛍光管１Ｂを用いることによって、電気的な影響度を＋１０％以下に抑制しつつ、高輝度な超狭額縁の照明装置１０Ｂを実現することができる。このことによって、透過型の高輝度液晶表示装置の実現や、反射機能付透過型の液晶表示装置であっても、実用輝度領域まで高輝度化を達成することができる。したがって、製品市場や顧客に要求される輝度性能や表示品位に対応することができる優れた液晶表示用照明装置および各種液晶表示装置を提供することが可能となる。
【０１３７】
なお、以上の説明では、平面視コ字状形状の蛍光管に本発明を適用した例について説明したが、Ｌ字形状、ロの字形状、直管形状の蛍光管やそれらを組み合せた場合についても本発明を適用可能なことは言うまでもない。
（実施形態３）
上記実施形態１では、液晶表示装置１００の照明装置の構成および光学シートの組み合せ、即ち、透過性をよくするために上拡散シート７の濁度を様々に変更する場合（表１）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して照明装置１０Ｂから出射される光の光軸を特定の偏光軸に揃える場合（表２）、下拡散シート５の代りに選択偏光反射フィルムを配置して外光下でも適切な視認性を得る場合（表３）について説明し、また、上記実施形態２では、本発明の楕円形状蛍光管１Ｂの構造およびその電気光学特性、即ち、平面視コ字状形状、断面楕円形状は高圧側のみとし、輝度が低い長軸方向を薄板部４ｄ側に位置させ、輝度が高い短軸方向を入射端面４ｃ側に配置させること、楕円加工範囲が短軸／長軸比として０．６以上１．０未満などについて説明し、本実施形態３では、本発明の液晶表示装置１００に用いられる固定副資材の配置位置関係、および照明装置の端部近傍から中央部までの断面輝度を測定した結果について説明する。
【０１３８】
まず、本実施形態３の液晶表示装置１００と従来の液晶表示装置２００における固定副資材の位置関係について比較して説明する。
【０１３９】
図６に示す従来の液晶表示装置２００では、裏側筐体３１と照明装置１０の反射シート３（反射板）とを固定させる際に、蛍光管１の配置位置から離れた導光体４の有効入射端面４ｃよりも内側の位置で固定副資材としての両面テープ４１により固定されている。
【０１４０】
これに対して、本実施形態３では、図１に示すように、固定副資材としての両面テープ４１を、導光体４Ｂの入射端面４ｃの直下を含み、蛍光管１Ｂ側および導光体４Ｂ側にわたって配置している。
【０１４１】
この位置に固定副資材を配置するのが好ましい理由は、以下の通りである。固定副資材（両面テープ）４１が設けられた位置では、反射シート３が固定副資材の厚さの影響を受けて少し盛上げられる。このため、入射端面４ｃの下部近傍で反射シート３が盛上げられると、この位置で導光体反射シート３と光学的に近接することになる。これによって、入射端面４ｃ近傍の導光体裏面４ｂと反射シート３との隙間が減少し、蛍光管１Ｂから直接発せられた光や薄板部において散乱反射されてきた光などが、この隙間から入射されることは少なくなる。
【０１４２】
図６に示す従来の液晶表示装置２００のように、固定副資材（両面テープ）４１が導光体４Ｂの入射端面４ｃから離れて内側に配置されていると、有効入射端面４ｃ近傍の導光体裏面４ｂと反射シート３との隙間が開いてしまうため、この隙間から光が入り込み、導光体裏面４ｂに設けられた光拡散散乱手段（図示せず）によって、広範囲にわたって違和感を感じるほどに明領域が出現し、照明装置１０Ｂの輝度均斉度が悪化される。また、照明装置１０Ｂの組立作業のばらつきによる影響や、光学部品の寸法や筐体の寸法などによって固定副資材が配置される位置が異なるため、反射シート３と導光体４Ｂの裏面４ｂとの隙間が広くなったり狭くなったりして隙間の寸法を制御することができず、表示品位のばらつきを抑制することができなかった。
【０１４３】
これに対して、本実施形態３では、固定副資材（両面テープ４１）の配置位置を設定しており、固定副資材４１の厚さが有効に寄与して反射シート３が入射端面４ｃで導光体裏面４ｂと適度に接触し、入射端面４ｃと反射シート３との間の隙間がほとんど生じないため、入射端面４ｃへの迷光入射を抑制することができる。
【０１４４】
本実施形態３では、固定副資材４１〜４４として、倉本産業社製の両面テープ＃６０４６(両面テープの品番；総厚７５μｍ）を用いた。この両面テープは、耐光性が強いことを特徴としている。一般に、アクリル製の粘着両面テープは、蛍光管１Ｂから出射される紫外線によって黄色に変色していくが、本実施形態３で用いた両面テープは、この黄変が抑制されたものである。この両面テープ＃６０４６の詳細については、例えば特許文献３（特願２００２−１８２７９４号公報）に開示されているので、ここでは説明を省略する。このような耐光性が強い両面テープを用いることによって、反射シート３を透過して両面テープ４１に入射される光があっても、紫外線による光学的影響を受けることがないため、長期にわたって安定して光学部材の配置を固定することができ、非常に有効である。
【０１４５】
次に、本実施形態３の液晶表示用照明装置と従来の照明装置２００について、端部近傍から中央部までの断面輝度を測定した結果について説明する。
【０１４６】
下記表１０は、固定副資材４１の位置を導光体４Ｂの入射端面４ｃの下部近傍に配置した本実施形態３の照明装置と、固定副資材４１の位置を導光体４Ｂの入射端面４ｃから離れた内側の位置に配置した図６に示す従来の照明装置２００とについて、額縁部から中央部までの断面輝度を比較評価した結果を示す表であり、図５は、この表をグラフ化したものである。
【０１４７】
【表１０】
上記表１０は、額縁部から中央部までの距離を測定点として示し、中央部の輝度を１００％とした場合の各測定点での輝度相対値を示している。また、図５は、横軸が額縁部から中央部までの距離、縦軸が中央部を輝度１００％に設定した輝度の相対値であり、本実施形態３の照明装置の相対輝度を実線で示し、従来の照明装置２００の相対輝度を点線で示している。
【０１４９】
上記表１０および図５から分かるように、従来の照明装置２００では、導光体４Ｂの入射端面近傍での急激な輝度低下と、照明装置額縁部での大幅な輝度上昇があり、さらに、導光体内部に向かって輝度の上下揺れが生じている。このような輝度の変化が生じると、輝度の微分を解析したときに微分値０で微分値が正負逆転する領域において、明線や黒線が発生したように人間には観察される。
【０１５０】
一方、本実施形態３の液晶表示用照明装置では、断面輝度は理想的な輝度曲線を描き、額縁部から中央部に向かって徐々に輝度が上昇するカーブとなっている。このように額縁部周辺の輝度変化を抑制することができた理由としては、本実施形態３で説明したように、導光体４Ｂの有効入射端面４ｃの下部近傍で導光体裏面４ｂと反射シート３との隙間を少なくしたこと、上記実施形態１で説明したように、導光体薄板部４ｄを構成する透光性樹脂部と厚みが薄い光散乱性樹脂部２ｂとの重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）を導光体端側にシフトして有効表示領域（境界面ａ）よりも外側に配置したこと、および上記実施形態２で説明したように、蛍光管を楕円形状に加工したことによりこれを実現できたことなどが挙げられる。
【０１５１】
以上により、本実施形態１〜３によれば、導光体４Ｂの光入射端面４ｃと薄板部４ｄの近くに光源として例えば蛍光管１Ｂが配置された照明装置１０Ｂにおいて、厚みが異なる部分２ａ，２ｂを有する光散乱性樹脂部２Ｂの厚みが薄い部分２ｂと透光性樹脂部である薄板部４ｄとを重ねて設ける。その重なり部の外側端（境界面；薄板部４ｄの端面ｂ）は、液晶パネル２０の有効表示領域Ａ（境界面ａ）よりも外側に設定される。斜め方向ｃから液晶パネルを２０観察しても、薄板部４ｄの端面ｂの境界線は見えず、周辺部で色味変化は生じない。蛍光管１Ｂは断面楕円形状であるので、従来の円形状蛍光管と比べて更なる狭額縁化を図ることができる。これによって、発光面・表示面の均斉度や境界面ａと斜め方向ｃとの視角ｄでの輝度連続性と超狭額縁化とを両立でき、光電特性を高次元で保持することができる。
【０１５２】
【発明の効果】
以上により、本発明の液晶表示用照明装置によれば、導光体薄板部の透光性樹脂部と光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面；薄板部の端面）が液晶パネルの有効表示領域の外側に設定されているため、特許文献１に開示されている照明装置に比べて、発光面での輝度連続性をより確保することができると共に、照明装置上に液晶パネルを搭載したときに、正面視だけではなく、斜め方向からでも、透光性樹脂部と光散乱性樹脂部との重なり部の外側端（境界面）を見えないようにすることができ、均斉な表示によって表示品位を確保することができる。
【０１５３】
また、楕円形状の線状光源、例えば楕円形状蛍光管を用いることにより、円形状蛍光管を用いた場合に比べて、導光体の薄板部の寸法を従来よりも長手方向に短縮化することができるため、超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することができる。また、楕円形状蛍光管の長軸方向を、導光体入射端面に対する垂線方向と略垂直になるように配設することにより、長軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも低輝度となるため、照明装置の額縁部周辺の輝度変化を抑制することができる。さらに、短軸方向の管面輝度は、円形状蛍光管よりも高輝度となるため、導光体に入射される光量が多くなって全体として輝度を向上させることができる。したがって、製品市場や顧客から強く要求されている超狭額縁化された液晶表示用照明装置を実現することができると共に、従来の液晶表示用照明装置の光電特性を保持して、高輝度な照明装置を実現することができる。
【０１５４】
また、照明装置を例えば筺体に固定するために用いられる固定副資材を、入射端面の下部に配置することによって、入射端面近傍の導光体下面と反射シートとの隙間をより小さく、または当接させることができるため、この隙間への入射光量を非常に減少または無くすことができる。これによって、導光体入射端面下と反射シートとの間に入射された迷光の不要な照り返し光が生じることが抑制または防止され、導光体入射端面近傍の異常な輝度ばらつきや輝度変化を低減または防止することができる。したがって、この位置関係に固定副資材を配置することによって、従来よりも良好な表示品位の液晶表示装置を得ることができる。
【０１５５】
また、直管タイプに限らず、コの字管タイプ、Ｌ字管タイプおよびロの字管タイプなどの蛍光管において、狭額縁を要求される辺に対応して、必要な辺の部分を楕円加工することによって、製品市場および顧客に要求される超狭額縁化を実現することができる。
【０１５６】
また、楕円形状蛍光管は、例えば円形状蛍光管をつぶし加工することによって形状が変更されるため、楕円形状に加工されても正規グロー放電が十分可能な断面積が保持されており、楕円加工による封入ガス圧力上昇も軽微に留めることができる。したがって、楕円加工前の円形状蛍光管と比較して、光電特性に大差はなく、光電特性が、点灯開始電圧は＋１５％以内、駆動電圧は＋１０％以内、平均管面輝度は±１５％以内とすることができるため、従来と同様の光学設計および照明装置の条件設定が可能となる。また、楕円形状は、短軸／長軸比で０．６〜１．０未満とすることによって、楕円加工性を良好にすることができる。
【０１５７】
また、本発明の液晶表示装置によれば、超狭額縁で、従来の液晶表示装置と比べて遜色が無い電気光学特性を有しながら、高輝度で均斉度も高く、かつ、斜め視角方向からも良好な表示品位を有する透過型液晶表示装置および反射機能付き透過型液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の要部構造を示す断面図であり、図２は、その液晶表示装置の上面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の上面図である。
【図３】図１の楕円形状蛍光管１Ｂの蛍光管組品の要部造を示す平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＢ−Ｂ´線断面図、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ´線断面図である。
【図５】本発明および従来の各照明装置について額縁部から中央部までの断面輝度相対値を示すグラフである。
【図６】従来の液晶表示装置の構造例を示す断面図である。
【図７】従来の液晶表示装置の他の構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１Ｂ 蛍光管
２Ｂ 光散乱性樹脂部
２ａ 厚みが厚い部分
２ｂ 厚みが薄い部分
３ 反射シート
４Ｂ 導光体
４ａ 導光体上面
４ｂ 導光体裏面
４ｃ 導光体入射端面
４ｄ 薄板部
５ 下拡散シート
６ プリズムシート
７ 上拡散シート
１０ 液晶表示用照明装置
１１ 裏側偏光板
１２ 液晶パネル用下側ガラス基板
１３ 液晶パネル用上側ガラス基板
１４ 表側偏光板
１５ 液晶パネルブラックマトリクス
２０ 液晶パネル
３１ 裏側筐体
３２ 照明装置用の内側筐体
３３ 表側筐体
５０ 蛍光管組品
５１ 楕円加工処理を施した短辺
５２ 楕円加工処理を施していない短辺
５３ 楕円加工処理を施していない長辺
５４ 高電圧側ゴムホルダー
５５ 高電圧側電極
５６ 高電圧側電極部の半田
５７ 高電圧側ハーネス
５８ 低電圧側電極
５９ 低電圧側ゴムホルダー
６０ 低電圧側電極部の半田
６１ 低電圧側ハーネス
６２ コネクター
１００ 液晶表示装置
Ａ 液晶パネルの有効表示領域
ａ 液晶パネルの有効表示領域Ａの境界面
ｂ 重なり部の外側端（薄板部４ｄの端面」
ｃ 斜め視角方向
ｄ 液晶パネルの有効表示領域Ａの境界面ａと斜め視角方向線ｃとがはさむ角
Claims (14)
- 表面側の端面から突出した薄板部が設けられ、該端面から入射した光を内部で伝播させて該表面から出射させる導光体と、段部を介して厚みが異なるように構成され、該厚みの薄い側の表面上に該薄板部が重なるように配置される光散乱用板部材と、該光散乱用板部材の裏面と該端面近くに設けられ、該光散乱用板部材の裏面および該端面に光を照射する線状光源とを備え、
該薄板部の端面位置が液晶パネルの有効表示領域よりも外側に設けられ、
該線状光源は、屈曲部を一つ以上有し、断面楕円形状に加工された少なくとも一辺部を有する蛍光管であり、
該少なくとも一辺部は、該光散乱用板部材に対する該線状光源の光出射面側よりも該導光体の端面に対する該線状光源の光出射面の方が面積的に広く構成されている液晶表示用照明装置。 - 前記導光体の薄板部は、前記表面と面一の状態で端面から該表面幅で突出しており、前記光散乱用板部材は厚みが厚い側の表面と前記薄板部の表面とが面一状態で重なっている請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記線状光源は断面楕円形状である請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記線状光源は、前記断面楕円形状の長軸方向と前記導光体の端面に垂線な方向とが略直角になるように配置されている請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記断面楕円形状に加工された一辺部が高電圧側に設けられている請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記線状光源は、電極部以外の部分に前記断面楕円形状加工部を有する請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記断面楕円形状の短軸／長軸比は０．６以上１．０未満である請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記断面楕円形状の蛍光管の光電特性は、楕円加工前と比較して、点灯開始電圧の上昇率が０％を超え１５％以内、駆動電圧の上昇率が０％を超え１０％以内、平均管面輝度の変化率は±１５％以内である請求項７記載の液晶表示装置用照明装置。
- 前記光散乱用板部材の前記導光体側の端面が該導光体の端面よりも内側に設けられている請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記導光体の表面上に、低濁度拡散シートと高濁度拡散シートとを組み合せた光学シートが設けられている請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記導光体の表面上に、偏光選択反射シートと高濁度拡散シートとを組み合せた光学シートが設けられている請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 前記導光体の裏面側に反射シートが設けられ、該導光体の端面下部の該反射シートの裏面側に固定用副資材が設けられることにより、該反射シートの表面と該導光体の裏面とが該導光体の端面下部で当接している請求項１記載の液晶表示用照明装置。
- 請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶表示用照明装置と、該液晶表示用照明装置上に配置され、該液晶表示用照明装置から照射された光の透過と不透過により表示が行われる透過型液晶パネルとを備えた液晶表示装置。
- 請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶表示用照明装置と、該液晶表示用照明装置上に配置され、該液晶表示用照明装置からの光が照射されて透過透過と不透過により表示が行われる共に、外部からの光が反射されることによっても表示が行われる反射機能付透過型液晶パネルとを備えた液晶表示装置。
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