JPH0527237A - 液晶用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶用照明装置の輝度を均一にし、光利用効
率を上げる。 【構成】 反射板１３の隣り合う管状光源１２の間の中
間位置付近に、複数の三角プリズム２２を有する光指向
膜１６を形成し、三角プリズム２２の傾斜面の傾斜角度
を、入射光と出射光とが直交するよう設定し、拡散板１
４の光出射面に対して垂直方向の指向性をもたせて光を
反射させる。光指向膜１６を管状光源１２から離れた位
置に配し、特に反射板１３とのなす角が４５°以上の光
について、前方への指向角を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、受光型液晶表示装置の
背面照明（バツクライト）に用いられる照明装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カラー液晶表示装置の背面照
明としての液晶用照明装置は、図４の如く、高輝度の照
明装置の実現の立場より、直下型方式のバツクライトシ
ステムが広く採用されており、これは冷陰極管や熱陰極
管当の管状光源１と、管状光源１からの背面光を有効に
液晶表示板Ｘに反射させるための反射板２と、液晶表示
板Ｘの表示エリア内において、輝度の均一性を得るため
の光量調節体３と、管状光源からの光を有効に液晶表示
エリアに拡散させるための拡散板４とから成るものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の直下型のバツク
ライトシステムでは、隣接する管状光源１のランプ間中
央で最も拡散板４上の輝度が低くなり、また管状光源１
の直上で最も拡散板４上の輝度が高くなり、それを拡散
板４の下に設けた光量調節体３、すなわち、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフイルム上に形成した
アルミニウム（Ａｌ）のドツトパターン濃度によつて、
管状光源１のランプ間中央の最も低い拡散板４上の輝度
に均一化し、液晶表示板Ｘの表示エリア内での輝度均一
性を達成していた。

【０００４】ところが、より高輝度対応のバツクライト
照明装置特にカラー液晶表示装置の分野において実現す
るためには、管状光源１のランプ間中央における拡散板
４上の輝度が最も低い。そして、上述のように、光量調
節体３にてその最も低い輝度に均一化するときは、均一
性の立場からは良好と言えるが、バツクライトシステム
としての光利用効率をその分低下させることになり問題
があつた。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑み、輝度を均一に
し、光利用効率を向上し得る液晶用照明装置の提供を目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１の如く、液晶表示板Ｘを後方から照
明する管状光源１２と、該管状光源１２からの後方への
照射光を液晶表示板Ｘ側へ反射させる反射板１３と、前
記管状光源１２の前方に配され管状光源１２からの直接
光および前記反射板１３からの反射光を液晶表示板Ｘに
拡散する拡散板１４と、該拡散板１４への光量を均一化
する光量調整体１５とを備え、前記管状光源１２は複数
個間隔をおいて並列配置され、前記反射板１３の隣り合
う管状光源１２の間の中間位置付近に、斜め後方への光
を前方へ指向させる光指向膜１６が形成されたものであ
る。

【０００７】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載の光指向膜１６は、反射率の高い反射層２１
と、該反射層２１の全面に形成された透光層２３とが積
層されてなり、該透光層２３に、管状光源１２に直交す
る方向に並置された複数の三角プリズム２２が有せしめ
られ、該三角プリズム２２の傾斜角度は、三角プリズム
２２への入射光と前方への出射光とがほぼ直交するよう
に設定されたものである。

【０００８】本発明請求項３による課題解決手段は、請
求項１，２記載の光指向膜１６は、隣接する管状光源１
２の中心間距離をＰ、管状光源１２の下面から反射板１
３までの距離をｄ、光指向膜１６の厚さ寸法をｔ、管状
光源１２の半径をｒとした場合、隣合う管状光源１２間
の中間位置を基準原点Ｏとして、｛−Ｐ／２＋（ｒ＋ｄ
−ｔ）｝から｛Ｐ／２−（ｒ＋ｄ−ｔ）｝までの間に配
されたものである。

【０００９】

【作用】上記請求項１，２による課題解決手段におい
て、使用時には、管状光源１２からの前方への光は直
接、管状光源１２からの後方への光は反射板１３にて一
旦反射された後、光量調整体１５にて前方に配光され、
さらに拡散板１４にて拡散され液晶表示板Ｘを後方から
照射する。

【００１０】このとき、反射板１３の一部に反射層２１
と透光層２３とからなる光指向膜１６を設け、管状光源
１２からの後方への光を、一旦透光層２３の三角プリズ
ム２２にて光を屈折させた後、反射層２１にて前方へ反
射させ、さらに三角プリズム２２にて指向性を持たせて
から前方へ照射し光の指向性を確保する。

【００１１】請求項３による課題解決手段において、管
状光源１２からの後方への光のうち、反射板１３の反射
面に対して４５°より浅く照射する領域にのみ光指向膜
１６を配し、特に管状光源１２から離れた位置での指向
性の低い光線について指向性を確保する。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す液晶用照明装
置の断面図、図２は同じく光指向膜を示す要部拡大断面
図、図３は本発明と従来例の鏡面反射パターンの説明図
である。

【００１３】図示の如く、本実施例の液晶用照明装置
は、例えばラツプトツプ型パーソナルコンピユータに用
いられるものであり、液晶表示板Ｘを後方から照明する
複数の管状光源１２と、該管状光源１２からの後方への
照射光を液晶表示板Ｘ側へ反射させる反射板１３と、前
記管状光源１２の前方に配され管状光源１２からの直接
光および前記反射板１３からの反射光を液晶表示板Ｘに
拡散する拡散板１４と、該拡散板１４への光量を均一化
する光量調整体１５とを備え、前記管状光源１２は複数
個間隔をおいて並列配置され、前記反射板１３の隣り合
う管状光源１２の間の中間位置付近に、斜め後方への光
を前方へ指向させる光指向膜１６（ライトアングルフイ
ルム）が形成されたものである。

【００１４】前記各管状光源１２は、フイラメントなど
の発光体と、これを覆う外装管とからなり、その直径が
６.５ｍｍ、ランプ有効長が２４０ｍｍの直管型の冷陰
極管（ＣＣＦＴ）が四本使用されている。該各管状光源
１２は、ランプ間ピツチＰを３２ｍｍとして一定間隔で
並置されている。

【００１５】前記反射板１３は、図１の如く、前記４個
の管状光源１２を収納するよう、全面開放の箱形に形成
され、その側壁は、管状光源１２からの光を前方に反射
するよう傾斜して形成されている。

【００１６】前記拡散板１４は、例えば、乳白色の半透
明アクリルを用いて長方形の平板状に形成され、液晶表
示板Ｘの後方に液晶表示板Ｘと平行に配される。

【００１７】前記光量調整体１５は、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）シートの上に、前記管状光源１２
の取付け位置に合わせてアルミニウム蒸着によりドツト
パターンを形成したフイルム状のライテイングカーテン
である。

【００１８】前記光指向膜１６は、図２の如く、反射率
の高い反射層２１と、該反射層２１の全面に形成された
透光層２３とが積層されてなる積層シートである。

【００１９】前記反射層２１は、前記透光層２３の後面
に蒸着されたアルミニウム製の薄膜であり、その後面に
はさらに粘着剤２１ａおよび表面膜２１ｂが順次配され
ている。

【００２０】前記透光層２３は透光性の樹脂にて成形さ
れ、その全面にわたつて複数の三角プリズム２２が管状
光源１２と直交する方向に並置されている。該各三角プ
リズム２２は、例えば高さ１６５μｍ、幅３５０μｍに
均一に設定されている。これは、三角プリズム２２の傾
斜面２５の傾斜角度を、三角プリズム２２に斜めに入射
した光がこれを直交する方向に出射されるように設定さ
れたもので、その傾斜角度は約４３°とされている。

【００２１】該光指向膜１６は、隣接する管状光源１２
の中心間距離をＰ、管状光源の下面から反射板までの距
離をｄ、光指向膜１６の厚さ寸法をｔ、管状光源１２の
半径をｒとした場合、隣接した管状光源１２間でランプ
間の中心を基準として、｛−Ｐ／２＋（ｒ＋ｄ−ｔ）｝
から｛Ｐ／２−（ｒ＋ｄ−ｔ）｝の間に配されている。

【００２２】ここで、光指向膜１６をこのような領域に
設けるのは、次の理由による。すなわち、図３の如く、
管状光源１２の直下付近では、反射板１３に対して入射
する入射光と反射板１３からの反射光とのなす角が鋭角
であるが、管状光源１２から離れるにしたがつて、反射
板１３上で入射する光と反射する光のなす角が増大して
鈍角となり（Ｂ）、それにつれて拡散板１４上に出射す
る光の利用効率が低下していく。そこで、特に光の利用
効率が低下する管状光源１２から離れた位置において、
光指向膜１６を配置することにしたのである。

【００２３】具体的には、ｒを３．２５ｍｍ、Ｐを３２
ｍｍ、ｄを０.７５ｍｍ、ｔを０.５０ｍｍとした場合
に、図２に示した光指向膜１６の形成領域は、ランプ間
の中心位置を基準原点Ｏとして ｛−３２／２＋（３．２５＋０．７５−０．５）｝＝−１２．５ｍｍ から ｛３２／２−（３．２５＋０．７５−０．５）｝＝１２．５ｍｍ の位置まで設けることになり、その形成領域寸法ｌは、
２５．００ｍｍとなる。このように光指向膜１６の領域
を設定することにより、反射板１３とのなす角が４５°
以上の光について、図３のＡの如く、前方への指向角を
付与する。

【００２４】上記構成の液晶用照明装置において、使用
時に管状光源１２を発光させると、管状光源１２からの
前方への光は直接、管状光源１２からの後方および側方
への光は反射板１３にて一旦反射された後、光量調整体
１５にて前方に均一に配光され、さらに拡散板１４にて
拡散されて液晶表示板Ｘを後方から照射する。

【００２５】このとき、反射板１３に光指向膜１６を形
成し、光指向膜１６の三角プリズム２２の傾斜面２５の
傾斜角度を、入射光と出射光とが直交するよう設定して
いるので、図３の如く、従来では利用効率の悪かつた光
Ｂについて、拡散板１４の光出射面に対して垂直方向の
指向性をもたせて光Ａを反射させることができる。

【００２６】特に、光指向膜１６を、ランプ間の中心を
基準原点Ｏとして｛−Ｐ／２＋（ｒ＋ｄ−ｔ）｝から
｛Ｐ／２−（ｒ＋ｄ−ｔ）｝の間に配しているので、特
に管状光源１２から離れた位置での反射板１３とのなす
角が４５°以上の光について、前方への指向角を付与す
ることができる。

【００２７】以上により、従来において拡散板上で２８
００ｕｔを得ていたが、本実施例によれば、３１００ｕ
ｔを実現でき、約１１％の拡散板上の輝度向上を達成し
た。

【００２８】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１，２によると、反射板の隣り合う管状光源の間の
中間位置付近に光指向膜を形成し、光指向膜の三角プリ
ズムの傾斜面の傾斜角度を、入射光と出射光とが直交す
るよう設定しているので、拡散板の光出射面に対して垂
直方向の指向性をもたせて光を反射させることができ
る。

【００３０】また、本発明請求項３によると、特に管状
光源から離れた位置での反射板とのなす角が４５°以上
の光について、前方への指向角を付与することができる
といつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示す液晶用照明装置
の断面図である。

【図２】図２は同じく光指向膜１６を示す要部拡大断面
図である。

【図３】図３は本発明と従来例の鏡面反射パターンの説
明図である。

【図４】図４は従来の液晶用照明装置の断面図である。

【符号の説明】

１１ 導光板 １２ 管状光源 １３ 反射板 １４ 拡散板 １５ 光量調整体 １６ 光指向膜 ２１ 反射層 ２２ 三角プリズム ２３ 透光層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示板を後方から照明する管状光源
   と、該管状光源からの後方への照射光を液晶表示板側へ
   反射させる反射板と、前記管状光源の前方に配され管状
   光源からの直接光および前記反射板からの反射光を液晶
   表示板に拡散する拡散板と、該拡散板への光量を均一化
   する光量調整体とを備え、前記管状光源は複数個間隔を
   おいて並列配置され、前記反射板の隣り合う管状光源の
   間の中間位置付近に、斜め後方への光を前方へ指向させ
   る光指向膜が形成されたことを特徴とする液晶用照明装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光指向膜は、反射率の高
   い反射層と、該反射層の全面に形成された透光層とが積
   層されてなり、該透光層に、管状光源に直交する方向に
   並置された複数の三角プリズムが有せしめられ、該三角
   プリズムの傾斜角度は、三角プリズムへの入射光と前方
   への出射光とがほぼ直交するように設定されたことを特
   徴とする液晶用照明装置。
3. 【請求項３】 請求項１，２記載の光指向膜は、隣接す
   る管状光源の中心間距離をＰ、管状光源の下面から反射
   板までの距離をｄ、光指向膜の厚さ寸法をｔ、管状光源
   の半径をｒとした場合、隣合う管状光源間の中間位置を
   基準原点として、｛−Ｐ／２＋（ｒ＋ｄ−ｔ）｝から
   ｛Ｐ／２−（ｒ＋ｄ−ｔ）｝までの間に配されたことを
   特徴とする液晶用照明装置。