JPH06230376A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶テレビ、ワ−プロ、パソコン等の液晶ディ
スプレイ用照明装置に係り、光伝送体内の光束利用率を
向上し、伝送体出射面の輝度を均一にした照明装置を提
供すること。 【構成】上記目的を達成するために、光伝送体の液晶デ
ィスプレイに平行な面のいずれか一方の面を、階段状の
拡散傾斜面を有する出射面とし、傾斜面の幅を光源から
離れるに従い広くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶テレビ、ワ−プロ及
びパソコン等の液晶ディスプレイに係り、特にこれら液
晶ディスプレイに用いる照明装置（バックライト）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイのバックライト光源と
して、冷陰極管及び熱陰極間方式の蛍光灯等が用いられ
ている。従来この円柱状光源（以下単に光源と称す）を
用いた液晶ディスプレイは、拡散板の下に１本若しくは
それ以上の光源を配置する方法が主流となつていたが、
輝度の一様性を確保するために拡散板と光源との距離を
充分にとる必要があった。係る装置に於いて装置の薄型
化を図るためには、光源と拡散板の距離を小さく設定す
ることである。例えば特開平１−１０７２３６に開示さ
れているように、光伝送体内に光源を配置する方法等が
提案されている。しかし、このような装置に於いては拡
散板上で輝度むらが発生し易い。これを防止するため
に、一般に拡散板の拡散性を上げる方法がとられるが、
反面光りの透過率を低下させ、液晶ディスプレイの明る
さを損なう等の問題を生じる。したがって、同一の明る
さを確保するために、光源の数を増やさなければならな
いが、消費電力の増加や温度上昇による対策等を考慮し
なければ成らない。

【０００３】そこで最近では、光伝送体を用いたバック
ライトが提案されている。（特開平３−１１１８１９）
これはエッジライト方式と呼ばれ、光源を光伝送体の端
に配置して光りを液晶ディスプレイに導く照明装置であ
る。光伝送体（以下単に伝送体）の一方の面に反射面を
構成することにより、光伝送体内を屈折しながら進む光
をこの反射面で反射し、光りを液晶ディスプレイ方向に
出射するものである。この方式によれば光源を液晶ディ
スプレイの下に配置する必要がないため、バックライト
装置の厚みを薄くすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エッジライ
ト方式は光源の位置が液晶ディスプレイの真下からはず
れるため、液晶ディスプレイの輝度を低下させるという
問題がある。エッジライト方式の照明装置は、通常光源
と光源からの光りを伝送する光伝送体と、伝送された光
りを一様な輝度分布として拡散板に反射する反射パタ−
ンと、光源及び伝送体を包む反射板からなっている。係
る構成のバックライトでは、各構成部材は光源から出た
光りをディスプレイ面へ伝送する上での損失が大きくな
る。特に光源から伝送体に入る入射部での損失や、伝送
体内での繰返し反射による損失等が大きい。

【０００５】本発明は後者の伝送体での損失と輝度の均
一化に関するものであり、該損失及び輝度の均一化につ
いてさらに詳述する。伝送体上面の出射面輝度を均一に
する方法として例えば上記した反射パタ−ンを用いる方
法がある。これは伝送体の下面に設けた反射パタ−ン
を、光源からの距離に比例してその密度分布を変えて印
刷したもので、これによって伝送体出射面全面に渡って
一様な輝度分布を得ている。ところが該方法は、反射パ
タ−ンの密度分布化が複雑であり、印刷等の複雑な工程
を経なければならない。一方、反射パタ−ンに当たらな
い光は、例えば、伝送体下面に別の反射板を構成した場
合には、伝送体を抜け出た光は反射板に当たりまた伝送
体内に戻ろうとするが、上記反射パタ−ンに阻止され
て、有効な光として働かない問題も起こる。

【０００６】本発明は前記した伝送体内での光伝送効率
を向上すると共に、伝送体出射面全面に渡って一様な輝
度を有する照明装置を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、伝送体の出射面若しくは下面のいずれか一方を、傾
斜と拡散性を有する連続した階段状段差面とし、該段差
面の長さ（又は広さ）を光源から離れるに従い広く構成
するようにしたものである。そして段差面を形成しない
反対側の面に反射膜若しくは反射板を構成し、好ましく
は段差面を形成した面の傾斜面を除く面に反射膜形成し
たものである。

【０００８】

【作用】このように構成したことにより、光源から出射
した光は伝送体側面から伝送体内に入り、階段状段差面
の傾斜面以外の平面とこれに対向する反射面との間で反
射を繰返し伝送体内を進む。この時伝送体内の光は全て
出射面に向かうため、伝送体内での損失は少ない。この
後光は拡散傾斜面に到達すると該傾斜面で初めて拡散
し、液晶パネル方向に出射する。この時光源から遠い拡
散傾斜面は、光源に近接した拡散傾斜面より広く構成し
てるため、光源に近接した場所での光量と離れた場所で
の光量は等しくなり、したがって伝送体全面に渡って一
様な輝度が得られる。

【０００９】

【実施例】以下図１と図２を用いて本発明の一実施例を
説明する。図１は本実施例の照明装置及びこれを用いた
液晶ディスプレイの断面図である。図２は本発明に係る
伝送体を拡大して図示した断面図である。液晶ディスプ
レイ１は詳細には図示しないが、例えば液晶の電気光学
的変調を背面の照明装置２によって識別し、画像として
認識するものである。伝送体３は例えばポリメタクリル
メチル（ＰＭＭＡ）等の透明体から成り、光源４からの
光を液晶ディスプレイ側に出射する機能を有している。
５は拡散板であり、伝送体からの出射光量のむらを緩和
する機能を有する。６は反射板であり、本実施例では光
源４の周囲に筒状に設けられるとともに、伝送体下面に
接着剤等により密着するように構成されている。本発明
に係る伝送体について図２を用いてさらに詳述する。伝
送体の液晶ディスプレイに対応する出射面は、傾斜面７
を階段状に設けてなるもので、該傾斜面７は、例えば小
さな凹凸を有する拡散面で形成されている。拡散面を形
成する方法は、伝送体表面を直接サンドブラスト等で荒
しても良く、プラスチック成形にて形成する場合には、
金型に小さな凹凸を形成しても良い。また、塗装もしく
は印刷により白色ペイントを層状に形成しても良い。

【００１０】また傾斜面７の寸法は、図に示す如く光源
４に近い傾斜面７の幅ａと、光源４から離れた傾斜面７
の幅ｅとの関係を次式に示す通りに設定する。

【００１１】〔数１〕 ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅ すなわち、光源４から離れるに従い傾斜面の幅は広くな
るように設定される。

【００１２】ここで、本伝送体が効率良くかつ均一に液
晶ディスプレイを照明できる原理について説明する。光
源４をでて伝送体３内に入射した光は、伝送体３内の上
面と下面で反射されて光源と反対側に伝送されて行く。
この光が傾斜面７に当るとそこで拡散されて液晶ディス
プレイ１側に出射する。傾斜面７以外の面は、伝送体の
下面８と平行で凹凸のない平な面であり、ここでは全反
射される。従って、傾斜面７の幅が広いほど多くの光が
液晶ディスプレイ１に出射される。一方、伝送体３内を
伝搬する光は、反射を繰り返すごとに減衰して行く。そ
のため、伝送体３内で光源４から遠いほど、光のエネル
ギ−は少なくなる。そこで、この光エネルギ−の減衰に
応じて、光源から遠いほど傾斜面７の幅を広くするよう
にすれば一つの傾斜面から出射される全光量を均一にす
ることができる。傾斜面７のある部分と内部分による輝
度のむらは、拡散シ−ト５によって均一化を図る。これ
は、傾斜面のピッチが充分に小さければ均一化が可能で
ある。

【００１３】本発明によれば、上記従来の技術のような
光量の損失を低減することができる。すなわち、上記従
来の構造では、前述したように印刷パタ−ンと反射面の
間に入った光は両者の間で散乱、反射を繰返し有効に利
用されない。これに対し本発明では、散乱面と反射面が
十分に離れているため、拡散面で液晶ディスプレイ１側
に出射されない光は再び伝送体内を伝幡し他の散乱面で
出射することができ効率良く光を利用できる。

【００１４】本発明の他の実施例を図３、図４を用いて
説明する。なお、同じ機能を有する構成部材について
は、図１と同符号を付している。図３は光源を２灯用い
た場合の実施例を示す液晶ディスプレイと照明装置の断
面図である。伝送体３の出射面は中央に向かって左右対
称に階段状傾斜面が形成されている。該傾斜面は光源４
から遠い中央部の傾斜面の幅が最も広くなるよう上記
（数１）式に従って決められる。図４は伝送体の上下を
逆にしたものである。伝送体の出射面側を平面とし液晶
ディスプレイに向かう光を通過させるっために反射膜は
形成しない。一方下面は階段状傾斜面を形成し、該傾斜
面を含め下面全体に渡って反射膜が形成される。したが
って本実施例は、光源からの光は伝送体下面の拡散傾斜
面から液晶ディスプレイに向かうことになる。

【００１５】本発明の特徴である伝送体について詳しく
述べたが、光源から伝送体に入る手段については、例え
ば光源と接する伝送体の端面を凹レンズ面とし、該光線
を伝送体内で平行光としても同様の効果が得られること
は言うまでもない。また、前記拡散傾斜面の幅のみを限
定したが、該傾斜面の角度を規定しても同様の効果がえ
られる。以上述べたように、本発明は簡単な構造にして
輝度の均一化が容易に達成しえるものである。

【００１６】

【発明の効果】前記したように本発明は、簡単な構造に
してその効果は極めて優れたものである。すなわち伝送
体の一面を階段状の拡散傾斜面にすることおにより、伝
送体出射面全体に渡って一様な輝度を確保することがで
きる。従来のような反射パタ−ンを構成する必要がない
ため、伝送体のコストも安価に提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液晶ディスプレイ及び
照明装置の断面図である。

【図２】本発明伝送体の詳細を示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す液晶ディスプレイ及
び照明装置の断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す液晶ディスプレイ及
び照明装置の断面図である。

【符号の説明】

１…液晶ディスプレイ、２…照明装置、３…光伝送体、
４…円筒状光源、６…反射板、７…拡散傾斜面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶ディスプレイを透過により照明するエ
   ッジライト式照明装置であって、円柱状光源からの光り
   を伝送して、前記液晶ディスプレイを照明する光伝送体
   において、該光伝送体の液晶ディスプレイと平行な面の
   いずれか一方の面に階段状の段差を構成し、該段差部を
   拡散性を有する斜面ととするとともに、該斜面の幅を円
   柱状光源から離れるに従い広くしたことを特徴とする照
   明装置。