JPH04275526A

JPH04275526A - 照明装置

Info

Publication number: JPH04275526A
Application number: JP3037362A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Nagatani; 真平永谷; Hidetomo Sukenori; 助則　英智
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1992-10-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等で面照
射を行う際に使用される照明装置に関する。近年、液晶
表示装置等において面照明を行う照明装置は、蛍光管式
が主流となっており、蛍光管式には直下型とエッジライ
ト型の方法がある。何れの方法であっても照明面の輝度
が均一であることが必要であり、薄型化が望まれている
。特に直下型では輝度の均一化と薄型化とを共に満足さ
せることが困難であるため、照射面への照射光を効率よ
く制御する必要がある。

【０００２】

【従来の技術】従来、蛍光管式の液晶表示装置等に使用
される照明装置には、直下型とエッジライト型がある。直下型は、液晶パネルの直下に線状光源を配置して直接
照射するものであり、エッジライト型は、液晶パネルの
直下に導光板を配置し、該導光板のサイドに線状光源を
設けて、該導光板を介して液晶パネルに照明するもので
ある。直下型は、光源からの直接出射光を多く利用する
ために厚くならざるおえないと共に、エッジライト方式
の導光方式よりも効率が高く高輝度である反面、光源位
置によって面上の輝度分布が左右され易いという特徴を
有する。

【０００３】図８に、従来の直下型の液晶表示装置の構
成図を示す。図８中、１は液晶パネル、２は照明装置、
３はアクリル樹脂中に光拡散材を加えた拡散板、４は厚
さ２００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
フィルム表面に網点状のアルミ薄膜を形成した光線制御
部材、５は白色ＡＢＳ樹脂からなる反射鏡、６は冷陰極
蛍光管、７は液晶パネル１と照明装置２を一体化して保
持する金属枠である。なお、８は液晶パネル１を保護固
定する緩衝ゴムのスペーサである。

【０００４】このような液晶表示装置は、反射鏡５に配
置された冷陰極蛍光管６からの光を一部は直接拡散板３
へ、他は反射鏡５の反射によって全光線を拡散板３へ入
射しようとするものである。この場合、冷陰極管と拡散
との距離から一部の直接光が他の反射光よりも高輝度と
なっているため拡散板３の冷陰極蛍光管６直上にあたる
部分と他の部分で輝度の不均一が発生する。このため、
拡散板３と冷陰極蛍光管６の間に、透明フィルムを基板
としたライティングカーテンと呼ばれる光線制御部材（
４）を配置することにより、輝度の不均一性を解消して
いるものである。すなわち、前記光線制御部材４はＰＥ
Ｔフィルム上にアルミ膜を網点状に形成したものであり
、その形成状態は光源６の直上にあたる出射光が多い所
ほど密に、出射光が少ない所ほど疎にする面積分布にて
アルミ薄膜を配置形成しているものである。これにより
、輝度が高い部分の光線６をアルミ薄膜にて反射鏡５方
向へ反射し、一部を拡散板３へ透過光として出射するも
のであり、前述の密な部分と疎の部分の分布を適宜設定
することで面状でほぼ均一な発光状態となる。

【０００５】一方、図９に、従来の他の液晶表示装置の
構成図を示す。図９（Ａ）は液晶表示装置を示したもの
で、図９（Ｂ）は冷陰極蛍光管を示したものである。図
９（Ａ）は、図８における照明装置２における拡散板３
の下部に光線制御部材４を設けずに、波形反射鏡９を設
けたものである。この波形反射鏡９は、所望の輝度分布
を得るために決定される四曲面形状とした白色ＡＢＳ樹
脂（アクリルニトリル・ブタジェン・スチレン共重合体
）樹脂で形成され、この表面にアルミ薄膜１０が形成さ
れる。そして、波形反射鏡９の曲面にはそれぞれ冷陰極
蛍光管６が配置され、該冷陰極蛍光管６の拡散板３方向
の半面に、図９（Ｂ）に示すように、黒色塗料の光遮光
膜１１が縞状に所定の面積でスクリーン印刷（又は、ホ
ットスタンプ法）される。

【０００６】このような液晶表示装置は、照明装置にお
ける拡散板３の冷陰極蛍光管６直上部分が、拡散板３と
光源（６）との最短距離（Ｌ）と光強度（Ｐ）との関係
（Ｐ＝１／Ｌ２　）から高輝度部分となり、この部分を
冷陰極蛍光管６上の光遮光膜１１により所望の値まで低
下させている。すなわち、冷陰極蛍光管６表面では各位
置（光遮光膜１１のある部分と無い部分）に著しい輝度
差を有するが、拡散板３上では光遮光膜のある部分と無
い部分の輝度の平均として現われ、これらの面積比で所
望の輝度値が得られるものである。

【０００７】また、冷陰極蛍光管６からの出射光のうち
、拡散板３面に略水平な光と、波形反射鏡９方向への光
は波形に形成された反射鏡９の曲面により、所定方向に
反射され拡散板３に入射し、液晶パネル１全面で均一な
発光としている。

【０００８】すなわち、冷陰極蛍光管６の光遮光膜１１
と、波形反射鏡９の曲面形状とにより、光を制御して輝
度の均一化を図っているものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示す液
晶表示装置における照明装置２は、光線制御部材４によ
り輝度分布の均一化が図られているが、薄型化が図れな
いという問題がある。すなわち、薄型化を図るためには
拡散板３と冷陰極蛍光管６との距離を小さくしなければ
ならず、当該距離を小さくすると該冷陰極蛍光管６の直
上にあたる部分と他の部分との輝度比が大きくなり前記
光線制御部材４によって制御される光線量が多くなる。そのため、反射鏡５への反射光が多くなり、該光線制御
部材４と反射鏡５とでなる空間内の反射回数が大幅に増
加し、各部材の光吸収による光損失の増加を招き装置と
しての効率低下となる。

【００１０】また、図９に示す液晶表示装置における照
明装置２においても、輝度分布を均一化しつつ薄型化が
図られないという問題がある。すなわち、上述と同様に
薄型化を図るために拡散板３と冷陰極蛍光管６との距離
を小さくすると該冷極管６上の光遮光膜１１の面積拡大
によって制御される光線量を多くしなければ輝度分布の
均一化が図られず、全体的に低輝度となる。特に冷陰極
蛍光管６の数が増えると遠距離の拡散板３部分の低輝度
化が顕著となる。また、薄型化を図ると、例えば冷陰極
蛍光管の取付け許容範囲が輝度均一をするために０．２
〜０．３ｍｍ程度と小さく、各部品の加工、組立て精度
のばらつきにより輝度分布の均一化が困難であり、ひい
ては製造歩留りを低下させる原因となっている。

【００１１】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、輝度分布を均一化しつつ薄型化を図る照明装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、光を拡散す
る拡散板と、該拡散板に対向配置され、所定の反射部が
形成された反射鏡と、該反射鏡内に設けられた所定数の
光源と、該光源からの光量を制御して該拡散板に入射さ
せる第１の光線制御手段と、を有する照明装置において
、前記反射鏡は、前記拡散板方向に移動可能に設けられ
、または、前記拡散板及び光源の間に介在され、前記移
動する反射鏡と共に該拡散板に水平方向に移動する第２
の光線制御手段を設け、または、前記光線を、前記移動
する反射鏡と共に、前記拡散板に水平方向に移動させて
該拡散板の外周に位置させ、または、前記移動する反射
鏡の所定の位置で前記光源の点灯状態の制御を行うため
の検出手段を設けることにより解決される。また、前記
反射鏡の反射部上の所定位置に、該反射部と反射率の異
なる反射手段を形成することにより解決される。

【００１３】

【作用】上述のように、反射膜が形成された反射鏡を拡
散板方向に移動可能に設けている。すなわち、反射鏡と
拡散板との距離を可変にしている。これにより，使用時
には反射鏡内の光源と拡散板との距離を適宜設定し、不
使用時には反射鏡と拡散板との距離を最小とし、又は光
源を反射鏡と連動させて拡散板の外周に位置させる。従
って、不使用時や携帯時に薄型を図ることが可能となる
。また、反射鏡を任意の位置に固定させることも可能で
あり、この場合、拡散板上の輝度分布を、第１の光線制
御手段により調整し、または第１及び第２の光線制御手
段により調整して均一化を図ることが可能である。なお
、移動する反射鏡の所定の位置により光源を自動的に点
灯又は消灯させることが可能となる。

【００１４】また、反射鏡の反射部上の所定位置、例え
ば該反射鏡端部に、該反射部と反射率の異なる反射手段
を形成している。これにより、光源より最長距離の位置
における拡散板の低輝度部分を輝度増加させることが可
能となり、拡散板に光源を近づけて薄型化を図っても拡
散板全面で均一な輝度分布を得ることが可能となる。す
なわち、これらにより輝度分布を均一化しつつ装置の薄
型化を図ることが可能となる。

【００１５】

【実施例】図１に、本発明の第１の実施例の概念図を示
す。図１（Ａ）は光源の非点灯時、図１（Ｂ）は光源の
点灯時を示したもので、図８及び図９と同一の構成部分
には同一の符号を付す。

【００１６】図１（Ａ），（Ｂ）において、液晶表示装
置は、液晶パネル１が照明装置２に金属枠７により挟持
、固定される。ここで、液晶パネル１は、ドットマトリ
クス方式、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動アクティブ
マトリクス方式等の一般的なものが使用され、駆動のた
めの各部品の図示は省略する。金属枠７は、例えば、ア
ルミニウム、ステンレス綱等の金属材料が使用され、表
示窓をなす開口部が形成される。なお、８はスペーサで
あり、液晶パネル１の位置ずれ防止又は保護のためのも
のであって、例えばシリコンゴム（硬度２０°）が使用
される。照明装置２は、拡散板３の下部に第１の光線制
御手段である光線制御部材４が設けられ、その周辺に嵌
合部２０ａ　を有する保持部２０が設けられる。この保
持部２０には反射鏡５が嵌合し、２本（１本又はこれ以
上）の光源６（例えば冷陰極蛍光管）が内設される。

【００１７】ここで、拡散板３はアクリル、ポリカーボ
ネイト、ポリスチレン、ＰＥＴ等の樹脂製板又はフィル
ムからなっており、その材料内部若しくは表面または前
記両方に光拡散材料を含んだ或いは塗布したものやシボ
加工等の表面凹凸処理により拡散効果を持たせたもので
ある。例えば、アクリル樹脂に光拡散材料を含有した（
商品名；アクリルライト・オーパル色Ｎｏ４３５：三菱
レーヨン（株））を厚さ２ｍｍの板材にて使用される。保持部２０及び反射鏡５は、箱形状を持つ樹脂体であり
、例えばＡＢＳ樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の樹脂材
料をモールド成形にて成形したものである。

【００１８】また、光線制御部材４は、前述のように、
ライティングカーテンと呼ばれるもので、ＰＥＴフィル
ム上にアルミニウム薄膜を疎密に所定のパターンで網点
状に形成したものである。

【００１９】このような液晶表示装置は、不使用時は光
源６が非点灯であり、図１（Ａ）に示すように、光源６
と拡散板３との距離を小さくするように反射鏡５が移動
する。また、使用時は光源６と拡散板３とが所定の距離
になるまで反射鏡５が移動し、保持部２０の嵌合部２０
ａ　に嵌合固定される。すなわち、直下型の利点である
高輝度化を図りつつ、不使用時において薄形を図り、携
帯性、保管性を向上させたものである。この場合、拡散
板３の面上における輝度分布は光線制御部材４により輝
度分布の均一化が図られている。すなわち、輝度分布を
均一化しつつ薄型化を図ることができるものである。

【００２０】ここで、図２に、本発明の第１の実施例に
おける他の実施例の概念図を示す。図２（Ａ）は光源の
非点灯時、図２（Ｂ）は光源の点灯時を示したものであ
る。図２（Ａ），（Ｂ）における液晶表示装置は、図１
（Ａ），（Ｂ）における反射鏡５を同材質の波形反射鏡
９ａ　に置き換えたものである。また、保持部２０及び
反射鏡５は、その拡散板３に対向する面に反射光の反射
率を向上させるため反射部例えばアルミの真空蒸着薄膜
フィルム２１をホットスタンプ法により接着されている
。この場合、第１の光線制御手段として光線制御部材４の
代りに、光源６上に前述の如く所定面積の光遮光膜１１
を形成している（図９（Ｂ））。このような液晶表示装
置の動作は図１と同様であり、使用時においては光遮光
膜１１により輝度分布を均一化しつつ不使用時において
薄型化を図ったものである。

【００２１】次に、図３に、本発明の実施例の第２の概
念図を示す。図３（Ａ）は照明装置２が最大厚さの場合
を示しており、図３（Ｂ）は輝度調整を行う場合を示し
ている。図３（Ａ），（Ｂ）において、第１の光線制御
手段である光線制御部材４の周辺に、先端が段階的に屈
曲可能な屈曲部２２が設けられ。該屈曲保持部２２に光
源６が内設された反射鏡５ａ　が取着される。この反射
鏡５ａ　の光源６の軸方向に沿って２枚の第２の光線制
御手段である可撓性光線制御部材２３が取付けられ、ホ
ルダ２４により光線制御部材４に当接し、該反射鏡５ａ
　の移動に連動して拡散板と水平方向に移動する。この
場合、可撓性光線制御部材２３は光線制御部材４と同様
に、ＰＥＴフィルム上にアルミニウム薄膜を疎密に所定
パターンで網点状に形成したものである。

【００２２】このような液晶表示装置は、反射鏡５ａ　
が図３（Ａ）の位置で、光源６の取付け位置精度や各部
材の加工、組立て精度が許容範囲を越えて拡散板３の全
面上で輝度分布が均一でない場合、図３（Ｂ）のように
、屈曲保持部２２を段階的に屈曲させるように反射鏡５
ａ　を移動する。このとき可撓性光線制御部材２３が移
動して光線制御部材４との互いの網点状アルミニウム薄
膜が重複、又は、ずれることにより光線を制御して輝度
分布を均一にするものである。そして、不使用時には光
源６を拡散板３までの位置に屈曲保持部２２を屈曲させ
て薄型化を図るものである。すなわち、前述と同様に、
輝度分布を均一化しつつ、不使用時に薄型化を図ること
ができる。

【００２３】次に、図４に本発明の第３の実施例の構成
図を示す。図４（Ａ）は使用時の状態を示しており、図
４（Ｂ）は不使用時の状態を示している。図４（Ａ），
（Ｂ）において、拡散板３の下部には第１の光線制御手
段である光線制御部材４が形成されて輝度分布を均一化
している。反射鏡５ｂ　は平板状に形成され、光源６を
導くためのテーパ形状のつば部２５が形成されている。光源６は、その軸部６ａには可動部材２６の一端が取着
され、可動部材２６の他端はレール部材２７の溝２７ａ
　に嵌合する。レール部材２７の一端は金属枠７の液晶
パネル１の側部外側にヒンジ２８により蝶着される。支
持アーム２９の他端は、反射鏡５ｂに蝶着されると共に
、常に反射鏡を閉箱状とするため内部へバネ性が働いて
おり図４（Ｂ）の状態となっている。また、光源６に取
着された可動部材２６の一端同士がバネ性のダンパ３１
により連結されている。

【００２４】このような液晶表示装置は、使用時（図４
（Ａ））においては、反射鏡５ｂ　は下方に位置してお
り、光源６は反射鏡５ｂ　の所定位置で拡散板３の直下
に位置する。そして、光源６からの直接光及び反射鏡５
ｂ　からの反射光が、光制御部材４により輝度分布の均
一化が行われて拡散板３より液晶パネル１を照射する。また、不使用時（図４（Ｂ））においては、反射鏡５ｂ
　を上方に移動させると、つば部２５のテーパ形状に沿
って光源２がダンパ３１を引張しながら外側方向に移動
する。そして、反射鏡５ｂ　が拡散板３側に移動終了す
ると、光源６は液晶パネル１の側部（被拡散板３の外周
）に位置する。

【００２５】これにより、輝度分布を均一化しつつ不使
用時に大幅な薄型化を図ることができる。

【００２６】次に図５に本発明の第４の実施例の概念図
を示す。図５（Ａ）は使用時の状態を示しており、図５
（Ｂ）は不使用時の状態を示している。図５（Ａ），（
Ｂ）の液晶表示装置は、図１における液晶表示装置に、
移動する反射鏡５の所定の位置で光源６の点灯状態の制
御を行うための検出手段であるスイッチ３２を保持部２
０部分に設けたものである。なお、反射鏡２０上に形成
される反射部２１は省略する。

【００２７】この液晶表示装置は、図１と同様に輝度分
布を均一化しつつ、不使用時に薄型にする場合に、図５
（Ａ）の使用時にはスイッチ３２により光源６を点灯状
態とし、図５（Ｂ）の不使用時にはスイッチ３２により
光源６を消灯状態に自動的に切換えるものである。例え
ば、拡散板３を半透過半反射特性のものを選択すること
により、反射鏡５の位置の変化で、光源６の点灯時には
透過型液晶表装置とし、非点灯時には反射型液晶表示装
置として使用することができるものである。次に、図６
に、本発明の第５の実施例の概念図を示す。なお、他の
実施例と同一の構成部部分には同一の符号を付し、説明
を省略する。図６の液晶表示装置における照明装置２の
反射鏡は、４つの波が形成された波形反射鏡９であり、
その谷部に４つの光源（例えば冷陰極蛍光管）６が配設
される。この光源６には図２，図９（Ｂ）と同様に第１
の光線制御手段である光遮光膜１１が所定面積で形成さ
れており、拡散板３の下部に光線制御部材を設けずに輝
度分布を均一化している。また、波形反射鏡９の拡散板
３に対向する内側表面には反射部２１であるアルミニウ
ムの真空蒸着膜がホットスタンプ法により形成され、該
反射部２１上に該反射部２１と反射率の異なる反射手段
３３が形成される。すなわち、反射手段３３は、例えば
銀の薄膜フィルムを光源６の軸方向に平行な照明装置２
の端部２辺から近傍の光源６の直下までの幅と前記軸方
向に平行な方向の金属枠７の窓部の長さより２０ｍｍ長
い形状にて、例えばエポキシ接着材を用いて接着してい
る。また、この反射手段３３は、５０μｍ厚さのＰＥＴ
フィルムに真空蒸着にて銀薄膜を形成し、その蒸着厚さ
は短波長における光吸収を低くするため１５００Å以上
としてその表面に酸化防止膜としてアクリル系樹脂をオ
ーバコートしている。

【００２８】なお、銀の薄膜フィルム（３３）は前述す
る形状、厚さ、蒸着厚さ、構成に限定されるものではな
く適宜所望の特性に応じて決定されるものであり材料に
ついても銀に限定されるものではない。また、下層とな
る反射部２１についても同様に本実施例に限定されるも
のではなく、反射率の差があればよい。

【００２９】ここで、表１にアルミニウムと銀の反射率
を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】このように、照明装置２ではアルミニウム
の反射部２１で光損失として失う光を、銀の反射手段に
より光源６から距離の長い拡散板３の端部への光反射率
を向上させて光損失を低減して輝度を向上させ、拡散板
３の全体の輝度分布を均一化している。この場合の輝度
分布のグラフを図７に示す。図７における破線は反射手
段３３を設けない場合のもので、実線は反射手段３３を
設けた場合のものである。

【００３２】すなわち、反射手段３３により輝度を低下
させることなく輝度分布の均一化を図ることができるこ
とから光源６を拡散板３に近づけて薄型を図ることがで
きるものである。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、反射鏡を
拡散板方向に移動させることにより、または移動する反
射鏡に連動させて第２の光線制御手段を該拡散板に水平
移動させることにより、または反射鏡に連動させて光源
を拡散板の外周に位置させることにより、または反射鏡
の反射部上に反射率の異なる反射手段を形成させること
により、拡散板全面上で輝度分布を均一化しつつ、不使
用時又は使用時において、装置を薄型とすることができ
る。また、移動する反射鏡の位置を検出手段により検出
して光源の点灯状態を制御することにより、上記輝度分
布を均一化しつつ薄型化することかできると共に、光源
の点灯消灯を自動的に切換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の概念図である。

【図２】本発明の第１の実施例における他の実施例の概
念図である。

【図３】本発明の第２の実施例の概念図である。

【図４】本発明の第３の実施例の構成図である。

【図５】本発明の第４の実施例の概念図である。

【図６】本発明の第５の実施例の概念図である。

【図７】図６における輝度分布のグラフである。

【図８】従来の直下型の液晶表示装置の構成図である。

【図９】従来の他の液晶表示装置の構成図である。

【符号の説明】

１　　液晶パネル２　　照明装置３　　拡散板４　　光線制御部材５，５ａ　，５ｂ　　　反射鏡６　　光源９，９ａ　　　波形反射鏡１１　　光遮光膜２１　　反射部２３　　可撓性光線制御部材３２　　スイッチ３３　　反射手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　光を拡散する拡散板（３）と、該拡散
板（３）に対向配置され所定の反射部（２１）が形成さ
れた反射鏡（５，５ａ　，５ｂ　，９，９ａ　）と、該
反射鏡（５，５ａ　，５ｂ　，９，９ａ　）内に設けら
れた所定数の光源（６）と、該光源（６）からの光量を
制御して該拡散板（３）に入射させる第１の光線制御手
段（４）と、を有する照明装置において、前記反射鏡（
５，５ａ　，５ｂ　，９，９ａ　）は、前記拡散板（３
）方向に移動可能に設けられることを特徴とする照明装
置。
【請求項２】　　前記拡散板（３）及び光源（６）の間
に介在され、前記移動する反射鏡（５ａ）と共に該拡散
板（３）に水平方向に移動する第２の光線制御手段（２
３）を設けることを特徴とする請求項１記載の照明装置
。
【請求項３】　　前記光源（６）を、前記移動する反射
鏡（５ｂ）と共に、前記拡散板（３）に水平方向に移動
させて該拡散板（３）の外周に位置させることを特徴と
する請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】　　前記移動する反射鏡（５，５ａ　，５
ｂ　，９，９ａ）の所定の位置で前記光源（６）の点灯
状態の制御を行うための検出手段（３２）を設けること
を特徴とする請求項１、２又は３記載の照明装置。
【請求項５】　　光を拡散する拡散板（３）と、該拡散
板（３）に対向配置され所定の反射膜（２１）が形成さ
れた反射鏡（９）と、該反射鏡（９）内に設けられた所
定数の光源（６）と、該光源からの光量を制御して該拡
散板（３）に入射させる第１の光線制御手段（１１）と
、を有する照明装置において、前記反射鏡（９）の反射
部（２１）上の所定位置に、該反射部（２１）と反射率
の異なる反射手段（３３）を形成することを特徴とする
照明装置。