JPH0495923A - 照明装置 - Google Patents

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】 【産業上の利用分野】

本発明は、液晶表示装置のバックライト光源などとして
用いる照明装置に関するものである。

【従来の技術】

液晶表示装置のバックライト光源としては、小型の蛍光
ランプが多用されている。その場合、表示面全面を均一
に照明する面光源とするため、第１０図（Ａ）あるいは
（Ｂ）に示すように蛍光ランプａに黒色印刷により光量
調節用パターンｂあるいはＡノ蒸着により光量調節用パ
ターンＣを形成して、高輝度部分（光源付近）の光量を
減少させたり、第１０図（Ｃ）に示すように透明フィル
ムｄに黒色印刷、Ａｆ蒸着あるいはエツチングにより光
量調節用パターン（輝度分布に対応したグラデーション
パターン）ｅを形成し、反射鏡や乳白の拡散板などと共
に蛍光ランプａと組合わせたりしている。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、このような手段では、均一照明のために光源付
近の光を遮断することになり、光源の光束利用率が低下
する。また、光源ａ及び透明フィルムｄに光量調節用パ
ターンｂ、Ｏ１ｅを形成するには、その設計、製作に非
常に高度の技術を必要とし、高価となる。 本発明の目的は、高輝度の均一照明が可能で、しかも安
価に製作することができる照明装置を提供することにあ
る。

【課題を解決するための手段】

本発明は、１本または複数本の蛍光管と、所要の反射面
を有し、所定位置に前記蛍光管を支持したランプハウジ
ングと、前記蛍光管を輪切りにする方向での輝度分布と
相似形もしくは逆数形のブロックパターンを複数個、前
記蛍光管の管軸方向に連続するように所要の透過率を有
するインクにより印刷して形成し、前記蛍光管の前方に
設置した光量調節フィルムと、この光量調節フィルムの
前面に配置した拡散板とを備えてなることを特徴とする
ものである。

【実施例】

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、１
は光源（例えば２本平行設置のＣＦＬ）２は所要の反射
面２Ａを有するランプハウジングである。このハウジン
グ２内の所定位置ｔこ前記光源１を装着している。３は
前記光源１の前方に設置した光量調節フィルム、４はこ
の光量調節フィルム３の前面に配置した拡散板である。 前記ハウジング２は、ポリカーボネート、ノリル、ＡＢ
Ｓなどの白色樹脂により反射面２Ａが放物面（または平
面）となるように成形し、反射面２Ａには酸化チタン、
酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化セリウムなどを含む
白色塗料により拡散反射のための塗装を施している。 前記光量調節フィルム３は、厚さ０．５ｍ−程度の透明
ポリカーボネート板をベースフィルム３Ａとし、その片
面（または両面）にシルク印刷により白色の帯状パター
ン３Ｂを形成したものである。帯状の反射・透過パター
ンは、光源の近傍はと印刷面積が多く、光源から離れる
につれて印刷面積が減少するように形成している。パタ
ーン３Ｂの形成に用いる白色インクとパターン形状につ
いては詳細を後述する。 この光量調節フィルム３は、パターン３Ｂの中心線と前
記光源１の中心線が平行し、かつ重なるように配置して
いる。この場合、ベースフィルム３Ａの色付き、透過の
減少（ポリカーボネート板の透過率９５％）などの影響
をなくすため、片面印刷の場合は光源側に印刷面を向け
て配置している。また、光量調節フィルム３は、前記ハ
ウジング２に設けた２ケ所の位置決めピンに差込むこと
により、手軽に、かつ正確な位置に取付けられるように
している。 前記拡散板４は、透過率４０％、厚さ２酊の乳半アクリ
ル板を使用しており、前記光量調節フィルム３との間隔
を０〜１嘗ｌとしている。 なお、前記光源１としてのＣＦＬ　（蛍光管）は、イン
バータにより点灯するようにしている。 ここで、前記光量調節フィルム３のパターン３Ｂの形成
に用いる白色インクとパターン形状について詳述する。 まず、白色インクについて説明する。白色インクを用い
る理由は、蛍光管からの光を透過Φ反射させる際、色を
付けないことと、透過・反射の効率が良いことにある。 また、前記構成の照明装置の蛍光管横断面方向の輝度分
布を測定すると、第３図に示すようになる。この第３図
を参照して光量調節フィルム３の設計手段を説明する。 蛍光管１の真上で輝度が最も高くなっており、その点を
Ｍａｘｌ、Ｍａｘ２とし、２本の蛍光管１の中間の最も
低い点をＭｉｎとする。輝度Ｍａｘ値及びＭｉｎ値は、
複数の蛍光管を使用した場合、それぞれの平均値をＭａ
ｘ値Ｎ　Ｍ　ｌ　ｎ値と決定する。 現状の輝度分布では輝度ムラがある。このため、均一光
量とするため、均一になり得る輝度レベルを設定し、こ
れを設定値とする。実施例では、Ｍ　ｉ　ｎ値とした。 Ｍ　ｉ　ｎ値の場合、輝度ムラは最小にすることができ
る。なお、この設定値を高くすると、照明装置全体の照
度は上るが、輝度ムラが多（なる。 設定値は、下記の（１）式のようになる。 設定値＝Ｍａｘ値×インクの透過率・・・（１）白色イ
ンクは、上記（１）式に示すようにハウジング２の形状
、光源１の種類、数量、拡散板などの要因により設定値
、Ｍａｘ値が変化するため、透過率を可変とする必要が
ある。その方法として、白色インクと透明インクとを混
合することがあり、任意の透過率を得ることができる。 ここで　その特性データを第４図に示す。透明インクを
増加させると、白色インクの透過率はリニアに増加する
が、白色インク：透明インク＝１：２以上に透明インク
を増加させると飽和領域に達し、この領域ではグラフの
傾きが緩やかになってくるため、誤差及び印刷時のイン
ク管理などの面で多くの問題が発生するようになる。従
って、この領域の混合比は用いないことにした。つまり
、今回使用する白色インクでは、透過率６２〜７６％ま
では作ることが可能である。 また、これ以上透過率を下げる場合は、白色インクで重
ね印刷または両面印刷を行えば可能である。例えば、透
過率を３８％にしたい場合、ＦＮ７１＝０．６２（６２
％）となり、同じ白色インクで重ね印刷または両面印刷
を行えばよいことになる。これらの２回印刷で同じ白色
インクを使用するのは、白色インクを数種類使用する場
合より低コストで、透過率のバラツキが少ないからであ
る。 反対に透過率を上げる方法は、現在のところ、今回使用
した白色インクでは不可能であり、他の透過率の高い白
色インクで対応すれば可能である次に、光量調節フィル
ムのパターン形状について説明する。 第３図に示す輝度分布は、蛍光管の近傍より離れるにつ
れて極端に輝度が減少している。そこで、第５図に示す
ようにＭａｘ値、Ｍｉｎ値、設定値を輝度分布上に示す
。ここでは、輝度分布の半分を用いて説明する。 Ｍａｘ値を通過する縦軸をＹ軸とし、設定値を横軸（Ｙ
軸）とする。今回は、Ｘ軸上にＭｉｎ値の点が乗るよう
に設定した。Ｙ軸上のＭａｘ値の点に垂線を立て、この
垂線（Ｍａｘ点の接線）の任意の点からＹ軸に垂線を下
ろす。この垂線と輝度分布グラフの交点をＡとする。Ａ
点からＹ軸までの長さをｒｌ、Ａ点からＭａｘ値を通る
Ｙ軸と平行な線（前記接線）までの長さを１゜とじ、白
色インクの透過率をｔとすると、光量調節フィルムの印
刷部分（パターン部分）の単位面積当りの透過率（Ｔ）
は １−Ｔ＝ｆ□　（ｔ−ｔ）／　ｕ、＋ｆ２　）Ｔ＝　ｕ
ｌ・１＋１□）／（１□＋１２）・・・・・・・・・　
（２） となる。但し、！□＋１□＝１、Ｔ＝１−Ｄ（Ｄ：光量
調節フィルムの遮光率）、ｔ＝１−ｄ（ｄ：インクの遮
光率）の関係にある。 一般に輝度分布を均一にするための光量調節フィルムは
、輝度の高い部分は遮光率を高＜シ、反対に低い部分は
遮光率を低くしである。 今回用いた光量調節フィルムは、輝度の最も高い部分（
Ｍａｘ値）は設定された白色インクの透過率を掛けた値
（（１）式の算出値）を示し、その他の部分は（２）式
に対応したパターン印刷により単位面積当りの透過率が
変化（増加）している。 第６図は光量調節フィルムの１ブロツクを示すところで
、第３図は蛍光管を輪切りにした拡散板上での輝度分布
である。この輝度分布は、管軸方向に同様に連続して分
布していると考えられる。従って、光量調節フィルムの
パターンも第６図のブロックが管軸方向に連続的につな
がった第７図に示すような形状となる。この場合、ブロ
ック間のピッチは、小さい程拡散板から透かして見えに
くくなり、視認性の高い均一な照明装置となるが、シル
ク印刷を行う際、細線部でのインク溜まりにより実際の
計算以上に白色インクが厚く塗られてしまったり、シル
ク版のメツシュの大きさが通常０　、３　ｍｅ　Ｘ　０
　、３　ｗ　〜０　、２　ｖａｌｌＸ　０　、２　ｍｍ
となっていて、そのメツシュの大きさ以下のパターンの
印刷が困難であることなどを考慮し、ピッチは０．５−
ｍｍ５１の間とした。その特性を第８図に示す。この図
から明らかなようにピッチが２１の時に最も均一性が高
くなる。 第９図は白色パターンの他の形状（１ブロツク分）を示
すものである。 前述の構成（第１図及び第２図）の照明装置は、光量調
節フィルム３における白色インク透過率１パターンが適
切に設計されており、光源１からの光がフィルム３上の
白色パターン３Ｂと反射面２Ａの間で反復反射しながら
光源１から離れた位置まで効率よく伝搬するようになり
、高輝度で均一な照明光が得られる。 なお、前記実施例では、光量調節フィルム３のベースフ
ィルムにポリカーボネートを用いたが、これに限定され
るものではなく、ガラス、ポリエステル、アクリルなど
を使用することもできる。 また、白色パターンを専用のベースフィルムに印刷した
が、パターンを拡散板４の光源側の面に印刷してもよく
、それによってフィルムを省くことができる。但し、パ
ターン印刷が１回塗りで、しかも拡散板の透過率が十分
に低い（４０％以下）場合や、白色インクの透過率が十
分に高い（７０％以上）場合や、パターンのピッチが十
分に小さい（３酊以下）場合のみ可能となる。更に、白
色インク以外に灰色、スモークなどのインクも使用可能
であり、またハーフミラ−をパターニングしたり、任意
の透過率を持つフィルムをベース板に張付けるといった
手段を用いることもできる。

【発明の効果】

以上のように本発明によれば、ベースフィルムまたは拡
散板などに所要形状の白色パターンを形成し、この白色
パターンとハウジングの反射面の間で光を反復反射させ
て光源から離れた位置までに伝搬するようにしたので、
明るい部分の光を白色インクにより任意の明るさに透過
減光するとともに、反射により光を拡散して暗い部分に
割当てることが可能となり、光源の発光を有効に利用で
きる。また、光量調節フィルムを用いたことにより、高
輝度・高均一性で、薄型・軽量の照明装置を得ることが
できる。しかも、光量調節フィルムはシルク印刷で製造
できるため、大量に、かつ低価格で得ることが可能であ
り、コストの低減が図れる。更に、パターン設計及び印
刷用インクの選定が容易であるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る照明装置の一実施例を示す分解斜
視図、第２図は同実施例の拡散板を取外した状態の正面
図、第３図は照明装置の横断面輝度分布図、第４図は白
色インクと透明インクを混合した場合の混合比に対する
輝度特性図、第５図は基本パターン設計の説明図、第６
図は白色パターンの１ブロツクのパターン図、第７図は
ブロック集合状態のパターン図、第８図は光量調節フィ
ルムのブロック間ピッチと均一性の関係を示す特性図、
第９図は白色パターンの他の形状例（１ブロック分）を
示すパターン図、第１０図（Ａ）Ｂ）（Ｃ）は従来例を
示す斜視図である。 １・・・光源（蛍光管）、 ２・・・ランプハウジング、 ２Ａ・・・反射面、 ３・・・光量調節フィルム、 ３Ａ・・・ベースフィルム、 ３Ｂ・・・白色パターン、 ４・・・拡散板。 特許出願人　　　スタンレー電気株式会社代 理 人 秋 光輝 雄 第３ 図 第４図 励竪明イニク二″量の嘗１合（白こイユク１＋ＳＸＱで
）第２図 第５．図 ム／悔４ 第６図 第７ 因 第８図 第９ 図 鴨暑 （Ａ） ＣＢ） （Ｃ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）１本または複数本の蛍光管と、所要の反射面を有
   し、所定位置に前記蛍光管を支持したランプハウジング
   と、前記蛍光管を輪切りにする方向での輝度分布と相似
   形もしくは逆数形のブロックパターンを複数個、前記蛍
   光管の管軸方向に連続するように所要の透過率を有する
   インクにより印刷して形成し、前記蛍光管の前方に設置
   した光量調節フィルムと、この光量調節フィルムの前面
   に配置した拡散板とを備えてなることを特徴とする照明
   装置。
2. （２）前記輝度分布の輝度値が最大となる点をＭａｘと
   し、更に任意に求めた点をＭｉｎとし、Ｍａｘ点を通過
   する軸をＹ軸、このＹ軸と直交し、かつＭｉｎ点を通過
   する軸をＸ軸とし、前記Ｍａｘ点の接線からＸ軸に対し
   て垂線を引き、その輝度分布グラフとの交点をＡ、この
   Ａ点からＸ軸までの長さをｌ＿１、Ａ点から前記接線ま
   での長さをｌ＿２、前記インクの透過率をｔ、前記光量
   調節フィルムの印刷部分の蛍光管輪切り方向の単位面積
   当りの透過率をＴとした時、 Ｔ＝（ｌ＿１・ｔ＋ｌ＿２）／（ｌ＿１＋ｌ＿２）但し
   、ｌ＿１＋ｌ＿２＝１ となる関係にパターンを印刷したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の照明装置。
3. （３）前記Ｍｉｎと前記Ｍａｘと前記インクの透過率の
   関係が Ｍｉｎ＝Ｍａｘ×インクの透過率 となるように光量調節フィルムを形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の照明装置
   。
4. （４）前記光量調節フィルムのブロックパターン間ピッ
   チを０．５〜５ｍｍとしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項または第３項記載の照明装置。
5. （５）白色インクと透明インクを１：２〜１：０の混合
   比で混合したインクによりパターンの印刷を行ったこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項ま
   たは第４項記載の照明装置。