JPH06148631A - ディスプレイ用表示面のバックライト装置 - Google Patents
ディスプレイ用表示面のバックライト装置Info
- Publication number
- JPH06148631A JPH06148631A JP4315907A JP31590792A JPH06148631A JP H06148631 A JPH06148631 A JP H06148631A JP 4315907 A JP4315907 A JP 4315907A JP 31590792 A JP31590792 A JP 31590792A JP H06148631 A JPH06148631 A JP H06148631A
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- Japan
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- plate
- reflector
- polarizing plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示面等の明るさを均一にし且つ高輝度
にするためのバックライト装置を提供する。 【構成】 表示面となる拡散板１と背面側の反射板３と
の間に正面側に湾曲し、背面に光を均一に反射する透明
部材からなる偏光板１４を配置し、反射板３の反射面４
内に蛍光管からなる光源７を配設した。
にするためのバックライト装置を提供する。 【構成】 表示面となる拡散板１と背面側の反射板３と
の間に正面側に湾曲し、背面に光を均一に反射する透明
部材からなる偏光板１４を配置し、反射板３の反射面４
内に蛍光管からなる光源７を配設した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は液晶ディスプレイ等に
おける表示面のバックライト装置に関する。
おける表示面のバックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来液晶ディスプレイの表示面明るさ
（輝度）を均一に保つために、液晶板（拡散板）の背面
に反射板を設け、該反射板と拡散板との間隙の両側に光
源として蛍光管を配置するとともに、さらに拡散板の背
面側には光源の光と反射光を拡散板背面に均一に照射さ
せるために導光板を介挿したものが知られている。そし
て上記導光板は光源に近い端部側から中央部に向かって
順次密度が低くなるような遮光性を有する印刷を施し、
表示面全体に均一な光を照射することによって、表示面
の輝度の均一性を保持していた。
（輝度）を均一に保つために、液晶板（拡散板）の背面
に反射板を設け、該反射板と拡散板との間隙の両側に光
源として蛍光管を配置するとともに、さらに拡散板の背
面側には光源の光と反射光を拡散板背面に均一に照射さ
せるために導光板を介挿したものが知られている。そし
て上記導光板は光源に近い端部側から中央部に向かって
順次密度が低くなるような遮光性を有する印刷を施し、
表示面全体に均一な光を照射することによって、表示面
の輝度の均一性を保持していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような装
置では印刷や特殊含有物を含んだ合成樹脂材の導光板を
使用する必要があるため、コスト高になるとともに構造
の複雑化及び消費電力量等の面で不都合があるほか、導
光板が一定以上の厚みを要するため重量も大きくなると
いう欠点があった。この発明は上記のような欠点を解決
しようとするものである。
置では印刷や特殊含有物を含んだ合成樹脂材の導光板を
使用する必要があるため、コスト高になるとともに構造
の複雑化及び消費電力量等の面で不都合があるほか、導
光板が一定以上の厚みを要するため重量も大きくなると
いう欠点があった。この発明は上記のような欠点を解決
しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の装置は、第１に光を拡散透過して表示面を構
成する拡散板１の背面に反射板３を設け、該反射板３と
拡散板１の間隙から拡散板１の背面を照射する光源７を
配置したものにおいて、上記拡散板１の背面位置の反射
板３側に光源７を固定的に配置し、該光源７と拡散板１
の間に、背面側が凹凸面をなし且つ光源７側に凹面をな
すように湾曲し、透光性を有する偏光板１４を固定的に
介挿したことを特徴としている。
の本発明の装置は、第１に光を拡散透過して表示面を構
成する拡散板１の背面に反射板３を設け、該反射板３と
拡散板１の間隙から拡散板１の背面を照射する光源７を
配置したものにおいて、上記拡散板１の背面位置の反射
板３側に光源７を固定的に配置し、該光源７と拡散板１
の間に、背面側が凹凸面をなし且つ光源７側に凹面をな
すように湾曲し、透光性を有する偏光板１４を固定的に
介挿したことを特徴としている。
【０００５】また本発明の第２の特徴は光源７が棒状又
は管状をなし、偏光板１４が上記光源７の軸線と平行又
は同心円をなす軸線に沿って湾曲してなることを特徴と
している。
は管状をなし、偏光板１４が上記光源７の軸線と平行又
は同心円をなす軸線に沿って湾曲してなることを特徴と
している。
【０００６】さらに本発明の第３の特徴は光源７が棒状
又は管状をなし、偏光板１４が上記光源７の軸線と平行
又は同心円をなす軸線に沿って湾曲し、該偏光板１４の
背面側の凹凸が、上記湾曲の軸線に沿った鋸歯状断面の
凹凸条１４ａからなることを特徴としている。
又は管状をなし、偏光板１４が上記光源７の軸線と平行
又は同心円をなす軸線に沿って湾曲し、該偏光板１４の
背面側の凹凸が、上記湾曲の軸線に沿った鋸歯状断面の
凹凸条１４ａからなることを特徴としている。
【０００７】同様に第４の特徴は偏光板１４の略中央部
で光源７の正面位置を所定幅の非湾曲形状をなす通直部
１１とし、該通直部１１の光源正面位置に半透明の帯状
材からなる補正部材１６を介設してなることを特徴とし
ている。
で光源７の正面位置を所定幅の非湾曲形状をなす通直部
１１とし、該通直部１１の光源正面位置に半透明の帯状
材からなる補正部材１６を介設してなることを特徴とし
ている。
【０００８】
【作用】光源７から発光される光は偏光板１４の背面の
凹凸面１４ａにおいて反射板３側に反射し、さらに反射
板３からの反射光を拡散板１側に均一に且つ直角に透過
させる。このとき偏光板１４と反射板３との間には光源
７の倍数の虚数７ａ，７ａが形成され、拡散板１の背面
からは、あたかも２個の光源によって照射される状態と
なる。また偏光板１４，１４間の補正部材１６は虚数７
ａ，７ａ間において光の干渉による暗部の作用で、拡散
板１の中央に暗部が形成されるのを防止する。
凹凸面１４ａにおいて反射板３側に反射し、さらに反射
板３からの反射光を拡散板１側に均一に且つ直角に透過
させる。このとき偏光板１４と反射板３との間には光源
７の倍数の虚数７ａ，７ａが形成され、拡散板１の背面
からは、あたかも２個の光源によって照射される状態と
なる。また偏光板１４，１４間の補正部材１６は虚数７
ａ，７ａ間において光の干渉による暗部の作用で、拡散
板１の中央に暗部が形成されるのを防止する。
【０００９】
【実施例】図面は本発明の一実施例を示す下原理的な構
造図で、図１，図２は装置の側断面と正面図である。こ
の例では先ず縦方向に配置された長方形の液晶ディスプ
レイ用の液晶板等からなる拡散１の背面側に一定の間隙
部２を介して長方形（２００ｍｍ×１７０ｍｍ）板状の
反射板３が平行に配置されており、該反射板３の正面側
は反射塗料又は反射シート等を付した反射面４を形成し
ている。
造図で、図１，図２は装置の側断面と正面図である。こ
の例では先ず縦方向に配置された長方形の液晶ディスプ
レイ用の液晶板等からなる拡散１の背面側に一定の間隙
部２を介して長方形（２００ｍｍ×１７０ｍｍ）板状の
反射板３が平行に配置されており、該反射板３の正面側
は反射塗料又は反射シート等を付した反射面４を形成し
ている。
【００１０】上記反射板３の上下方向の略中央部には図
４に示すように所定の幅（５ｍｍ）と深さ（３ｍｍ）の
横向きの溝からなる光源の収容部６が形成され、該収容
部６内には冷陰極蛍光ランプからなる棒状の光源７が左
右方向に収容されている。上記収容部６は光源７の背面
側からの乱反射を防止するためのもので、さらにその底
面乱反射を防止のための反射防止材８が介挿されてい
る。また収容部６の正面側開放端は光源７の光を正面側
の広い範囲に照射させるための面取り９が施されてい
る。上記反射板３の左右端には正面側中央の所定幅（約
３０ｍｍ）部分が通直部１１をなし、その上下部分が同
心的に正面に向かって所定の曲率（Ｒ＝２９１．１ｍ
ｍ）で湾曲した円弧をなす湾曲部１２を形成したスペー
サー１３が縦方向に平行に固設されている。
４に示すように所定の幅（５ｍｍ）と深さ（３ｍｍ）の
横向きの溝からなる光源の収容部６が形成され、該収容
部６内には冷陰極蛍光ランプからなる棒状の光源７が左
右方向に収容されている。上記収容部６は光源７の背面
側からの乱反射を防止するためのもので、さらにその底
面乱反射を防止のための反射防止材８が介挿されてい
る。また収容部６の正面側開放端は光源７の光を正面側
の広い範囲に照射させるための面取り９が施されてい
る。上記反射板３の左右端には正面側中央の所定幅（約
３０ｍｍ）部分が通直部１１をなし、その上下部分が同
心的に正面に向かって所定の曲率（Ｒ＝２９１．１ｍ
ｍ）で湾曲した円弧をなす湾曲部１２を形成したスペー
サー１３が縦方向に平行に固設されている。
【００１１】そして上記光源の正面側には上記スペーサ
ー１３の正面側形状に沿って背面側に凹部をなすように
湾曲する透明樹脂製のレンズフィルム（厚み０．５ｍ
ｍ）からなる偏光板１４が上下２枚に分割されて固着さ
れている。上下の偏光板１４，１４の間には通直部１１
の略中央部、即ち光源７に沿ってその正面位置に左右方
向の帯状をなす半透明（例えば摺りガラス又はトレーシ
ングペーパー状のもので光を乱反射させるように透過す
るもの）の補正部材１６が介設されている。
ー１３の正面側形状に沿って背面側に凹部をなすように
湾曲する透明樹脂製のレンズフィルム（厚み０．５ｍ
ｍ）からなる偏光板１４が上下２枚に分割されて固着さ
れている。上下の偏光板１４，１４の間には通直部１１
の略中央部、即ち光源７に沿ってその正面位置に左右方
向の帯状をなす半透明（例えば摺りガラス又はトレーシ
ングペーパー状のもので光を乱反射させるように透過す
るもの）の補正部材１６が介設されている。
【００１２】また上記偏光板１４は、図３に示すように
例えば０．５ｍｍ厚みに対してその背面側に深さ０．１
７５ｍｍ，ピッチ０．３５ｍｍ，山及び谷が９０゜の二
等辺三角形をなすような鋸歯状断面の左右方向（光源７
の軸線方向）の凹凸条１４ａからなる条線を形成したも
のを用いている。このようなレンズフィルムは凹凸条１
４ａ側からの光を内面反射によって均一に遠方まで届か
せるものである。ちなみに偏光板１４の通直部１１の背
面と反射面４との間隙２ａは９ｍｍである。
例えば０．５ｍｍ厚みに対してその背面側に深さ０．１
７５ｍｍ，ピッチ０．３５ｍｍ，山及び谷が９０゜の二
等辺三角形をなすような鋸歯状断面の左右方向（光源７
の軸線方向）の凹凸条１４ａからなる条線を形成したも
のを用いている。このようなレンズフィルムは凹凸条１
４ａ側からの光を内面反射によって均一に遠方まで届か
せるものである。ちなみに偏光板１４の通直部１１の背
面と反射面４との間隙２ａは９ｍｍである。
【００１３】上記構成によれば、光源７によって正面側
に照射された光の大部分は偏光板１４の凹凸条１４ａの
背面を通過して正面側の一方向に透過するほか、他の部
分は凹凸条１４ａから屈折又は反射して反射面４に反射
し、さらに反射面４から凹凸条１４ａを通って正面側に
透過させられる。この時反射面４と偏光板１４の通直部
１１付近位置には、偏光板１４の偏光レンズとしての作
用により、図１，図２に示すような光源７の２個の虚像
７ａ，７ａが結像され、偏光板１４の正面側には２個の
光源によって光が照射されるのと同様な作用が得られ
る。
に照射された光の大部分は偏光板１４の凹凸条１４ａの
背面を通過して正面側の一方向に透過するほか、他の部
分は凹凸条１４ａから屈折又は反射して反射面４に反射
し、さらに反射面４から凹凸条１４ａを通って正面側に
透過させられる。この時反射面４と偏光板１４の通直部
１１付近位置には、偏光板１４の偏光レンズとしての作
用により、図１，図２に示すような光源７の２個の虚像
７ａ，７ａが結像され、偏光板１４の正面側には２個の
光源によって光が照射されるのと同様な作用が得られ
る。
【００１４】また上下の偏光板１４の間の補正部材１６
は、上記のような偏光板１４の作用により、２個の光源
の虚像７ａ，７ａの中間に光の干渉による暗部が形成さ
れるのを防止するための部材で、この部分は光源７の光
が直接補正部材１６を透過して正面側に乱反射し、表示
面中央部の輝度の低下を防止する。
は、上記のような偏光板１４の作用により、２個の光源
の虚像７ａ，７ａの中間に光の干渉による暗部が形成さ
れるのを防止するための部材で、この部分は光源７の光
が直接補正部材１６を透過して正面側に乱反射し、表示
面中央部の輝度の低下を防止する。
【００１５】ちなみに上記偏光板１４（フィルムレン
ズ）の曲率半径Ｒを求める計算例を示すと次のようにな
る。 （イ） 回析格子式 ｄ＊ｓｉｎθ＝ｍλ （ロ） レンズ式 １／Ｐ＋１／ｑ＝１／ｆ （ハ） ガウス式 １／ｐ＋ｎ’／ｐ’＝（ｎ−１）
／Ｒ ｄ ：レンズ背面の波状間隔（３５０μｍ） θ ：屈折角 ｍλ：波長 ｑ ：レンズ中心から虚像までの距離 ｐ ：レンズ中心から光源までの距離 ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ’：フィルムの屈折率（１．５３） Ｒ ：レンズの曲率半径 制約条件として 輝度面積を２００ｍｍ×１６０ｍｍ フィルム面の屈折角θを３゜〜２３゜の間で振らす。
（光源からの有効入射角） （ニ） （ロ），（ハ）式を用いてｑ／ｐ（倍率）を１
０〜３０の間でＲを求める。 （ホ） （イ）式から、光源からフィルム迄の距離と回
折縞間の距離を求める。 （ヘ） 回折縞の間隔とｑ／ｐとがほぼ一致する距離の
時の曲率半径と光源の距離を線形計画法によって近似さ
せる。
ズ）の曲率半径Ｒを求める計算例を示すと次のようにな
る。 （イ） 回析格子式 ｄ＊ｓｉｎθ＝ｍλ （ロ） レンズ式 １／Ｐ＋１／ｑ＝１／ｆ （ハ） ガウス式 １／ｐ＋ｎ’／ｐ’＝（ｎ−１）
／Ｒ ｄ ：レンズ背面の波状間隔（３５０μｍ） θ ：屈折角 ｍλ：波長 ｑ ：レンズ中心から虚像までの距離 ｐ ：レンズ中心から光源までの距離 ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ’：フィルムの屈折率（１．５３） Ｒ ：レンズの曲率半径 制約条件として 輝度面積を２００ｍｍ×１６０ｍｍ フィルム面の屈折角θを３゜〜２３゜の間で振らす。
（光源からの有効入射角） （ニ） （ロ），（ハ）式を用いてｑ／ｐ（倍率）を１
０〜３０の間でＲを求める。 （ホ） （イ）式から、光源からフィルム迄の距離と回
折縞間の距離を求める。 （ヘ） 回折縞の間隔とｑ／ｐとがほぼ一致する距離の
時の曲率半径と光源の距離を線形計画法によって近似さ
せる。
【００１６】光源からの距離を１０ｍｍ以下の時の曲率
半径Ｒを近似させると、 ｑ／ｐ 曲率半径（ｍｍ） 光源距離（ｍｍ） １０ １００２．０５ ７．０ １２ ６１３．１５ ８．５ １５ ２９１．１ ９．１ １７ ２５４．３ ９．４ １９ ２４２．１ ９．４ ２１ ２３１．５ ９．７ ２３ ２３１．４ ９．８ ２５ ２３１．３ ９．８ ２７ ２３０．８ ９．８ ２９ ２３０．４ ９．９ となる。
半径Ｒを近似させると、 ｑ／ｐ 曲率半径（ｍｍ） 光源距離（ｍｍ） １０ １００２．０５ ７．０ １２ ６１３．１５ ８．５ １５ ２９１．１ ９．１ １７ ２５４．３ ９．４ １９ ２４２．１ ９．４ ２１ ２３１．５ ９．７ ２３ ２３１．４ ９．８ ２５ ２３１．３ ９．８ ２７ ２３０．８ ９．８ ２９ ２３０．４ ９．９ となる。
【００１７】（ト） 上下に虚像を作り、お互いに干渉
しないようにするには上記で求められた曲率半径のレン
ズを２個用意し、そのレンズの中心をずらせば良い。ず
らす距離は実験的に求め、曲率半径２９１．１ｍｍのレ
ンズの場合５．２ｍｍを得た。 （チ） 従ってバックライトに使用するレンズフィルム
の曲率楕円半径は、 ２９１．１×２９５．３ｍｍ となる。
しないようにするには上記で求められた曲率半径のレン
ズを２個用意し、そのレンズの中心をずらせば良い。ず
らす距離は実験的に求め、曲率半径２９１．１ｍｍのレ
ンズの場合５．２ｍｍを得た。 （チ） 従ってバックライトに使用するレンズフィルム
の曲率楕円半径は、 ２９１．１×２９５．３ｍｍ となる。
【００１８】次に拡散板１の表面の輝度分布の測定結果
を下記に示す。 （１）測定箇所（表示面の上下方向の中心を基準とし
て） ａ： 中心 ｂ： 中心から３０ｍｍ ｃ： 中心から６０ｍｍ （２）使用光源平均輝度：２３０００ｃｄ／ｍ２ 白紙の拡散板を敷きその輝度を測定 ａ： ２００００〜４００００ｃｄ／ｍ２ ｂ： １００００〜２５０００ｃｄ／ｍ２ ｃ： １００００〜２２０００ｃｄ／ｍ2 （レンズフィルムは輝度を増幅させる効果をもってい
る。）
を下記に示す。 （１）測定箇所（表示面の上下方向の中心を基準とし
て） ａ： 中心 ｂ： 中心から３０ｍｍ ｃ： 中心から６０ｍｍ （２）使用光源平均輝度：２３０００ｃｄ／ｍ２ 白紙の拡散板を敷きその輝度を測定 ａ： ２００００〜４００００ｃｄ／ｍ２ ｂ： １００００〜２５０００ｃｄ／ｍ２ ｃ： １００００〜２２０００ｃｄ／ｍ2 （レンズフィルムは輝度を増幅させる効果をもってい
る。）
【００１９】なお上記実施例では光源７が棒状又は直線
状のものを示したが、光源７が環状をなし、偏光板１４
が球面状をなすとともに、拡散板１も円形のものを用い
ることも可能であり、この場合通直部１１の正面形状，
凹凸条１４ａ等はすべて光源７の中心と同心の円形をな
すことになる。その他上記のような装置を複数個配して
単一の画面を照射し、あるいは高輝度の画面を得るため
に複数本の光源を用いることも可能である。
状のものを示したが、光源７が環状をなし、偏光板１４
が球面状をなすとともに、拡散板１も円形のものを用い
ることも可能であり、この場合通直部１１の正面形状，
凹凸条１４ａ等はすべて光源７の中心と同心の円形をな
すことになる。その他上記のような装置を複数個配して
単一の画面を照射し、あるいは高輝度の画面を得るため
に複数本の光源を用いることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように構成される本発明によれ
ば、従来の装置に比して輝度調整用のプリントを施した
り、特殊材料の導光板を使用する必要もなくまた薄手の
プレート又はフィルムで足りるので、低コスト化及び軽
量化が実現できるほか、光量の無駄がないだけでなく、
偏光板の作用により従来のものに比して光源１個によっ
て生じる輝度が高いために、光源の本数を減らせること
ができ、部品コスト及び消費電力の面でも低コスト化が
実現できる利点がある。しかも上記偏光板により従来の
導光板と同等以上の性能が保持できる。
ば、従来の装置に比して輝度調整用のプリントを施した
り、特殊材料の導光板を使用する必要もなくまた薄手の
プレート又はフィルムで足りるので、低コスト化及び軽
量化が実現できるほか、光量の無駄がないだけでなく、
偏光板の作用により従来のものに比して光源１個によっ
て生じる輝度が高いために、光源の本数を減らせること
ができ、部品コスト及び消費電力の面でも低コスト化が
実現できる利点がある。しかも上記偏光板により従来の
導光板と同等以上の性能が保持できる。
【図１】本発明装置の構成を示す側面断面図。
【図２】同装置の正面図。
【図３】同装置に用いる主要部品の拡大断面図。
【図４】同装置の光源取付部の断面図。
１ 拡散板 ２ 間隙 ３ 反射板 ７ 光源 １１ 通直部 １４ 偏光板 １４ａ 凹凸面（条） １６ 補正部材
Claims (4)
- 【請求項１】 光を拡散透過して表示面を構成する拡散
板（１）の背面に反射板（３）を設け、該反射板（３）
と拡散板（１）の間隙から拡散板（１）の背面を照射す
る光源（７）を配置したものにおいて、上記拡散板
（１）の背面位置の反射板（３）側に光源（７）を固定
的に配置し、該光源（７）と拡散板（１）の間に、背面
側が凹凸面をなし且つ光源（７）側に凹面をなすように
湾曲し、透光性を有する偏光板（１４）を固定的に介挿
してなるディスプレイ用表示面のバックライト装置。 - 【請求項２】 光源（７）が棒状又は管状をなし、偏光
板（１４）が上記光源（７）の軸線と平行又は同心円を
なす軸線に沿って湾曲してなる請求項１に記載のディス
プレイ用表示面のバックライト装置。 - 【請求項３】 光源（７）が棒状又は管状をなし、偏光
板（１４）が上記光源（７）の軸線と平行又は同心円を
なす軸線に沿って湾曲し、該偏光板（１４）の背面側の
凹凸が、上記湾曲の軸線に沿った鋸歯状断面の凹凸条
（１４ａ）からなる請求項１に記載のディスプレイ用表
示面のバックライト装置。 - 【請求項４】 偏光板（１４）の略中央部で光源（７）
の正面位置を所定幅の非湾曲形状をなす通直部（１１）
とし、該通直部（１１）の光源正面位置に半透明の帯状
材からなる補正部材（１６）を介設してなる請求項１に
記載のディスプレイ用表示面のバックライト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4315907A JPH07104511B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ディスプレイ用表示面のバックライト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4315907A JPH07104511B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ディスプレイ用表示面のバックライト装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148631A true JPH06148631A (ja) | 1994-05-27 |
| JPH07104511B2 JPH07104511B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=18071045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4315907A Expired - Fee Related JPH07104511B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ディスプレイ用表示面のバックライト装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104511B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4315907A patent/JPH07104511B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07104511B2 (ja) | 1995-11-13 |
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