JPH08160418A - 液晶表示装置用の面状光源装置 - Google Patents

液晶表示装置用の面状光源装置

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JPH08160418A
JPH08160418A JP6299915A JP29991594A JPH08160418A JP H08160418 A JPH08160418 A JP H08160418A JP 6299915 A JP6299915 A JP 6299915A JP 29991594 A JP29991594 A JP 29991594A JP H08160418 A JPH08160418 A JP H08160418A
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浩造 中村
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置用の面状光源装置において、実
用上十分な輝度を確保するとともに、光の出射範囲が広
く、明るく、見易く、疲労しない良好な画質感を有する
液晶表示装置を実現すること。 【構成】 導光板14の前面に少なくとも2枚の第1と
第2の調光シート21、22を具備してなる面状光源装
置12であって、第1の調光シート21が凹凸条を有
し、該凹凸条を横切る断面形状が頂角70度以上、120 度
以下の2等辺3角形状をなし、第2の調光シート22も
凹凸条を有し、該凹凸条を横切る断面形状が連続した曲
線による波型形状をなすもの。

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の画質を改
善する、液晶表示装置用の面状光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータや小型ワードプ
ロセッサ等の液晶表示装置を構成する液晶表示素子は、
自家発光性を有しないので、視認性向上の要求を満たす
ため、その背面光源として面状光源装置を用いている。
【0003】面状光源装置は、開発当初には蛍光ランプ
等の光源を液晶表示素子の背面に直接配置した構造(直
下式)をとっていた。これに対し、近年では、液晶表示
装置全体の厚みを薄くして構造の小型化を図るため、面
状光源装置として導光板を用い、その少なくとも一端面
に蛍光ランプを配置したエッジライト方式という構造を
とることが多い。
【0004】図4はエッジライト方式の面状光源装置の
基本構造を示す模式図である。図4において、1は液晶
表示素子、2は面状光源装置である。面状光源装置2に
あっては、直線状光源としての蛍光ランプ3を導光板4
の側傍に設けている。導光板4の裏面にはドット印刷さ
れた塗料(光散乱性インキ)5が設けられ、導光板4の
背面には反射板6が配置されている。
【0005】蛍光ランプ3から発せられた光線は、導光
板4の端面から内部に侵入し、導光板4の裏面の塗料5
によって乱反射され、導光板4の表面から放出される。
塗料5は蛍光ランプ3から導光板4に入射した光を、導
光板4の表面のどの位置からも均等に放出させるための
光散乱性インキの印刷パターンであり、疑似光源とも言
えるものである。しかし、このままでは、液晶表示装置
として必要とされる輝度が十分でなく、また導光板4の
裏面の塗料5の印刷パターンが液晶表示素子1の正面か
ら視認されてしまう。
【0006】そこで、従来技術では、液晶表示装置の画
面を観察する際に、液晶表示素子1を通して背面の疑似
光源、即ち上述の塗料5の印刷パターンが視認されるこ
となしに、均一発光できるように、導光板4の表面上に
調光シート7を設けることとしている。この調光シート
7としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメ
チルメタクリレート等の透明性の樹脂を用い、片面又は
両面に任意の凹凸形状を施したシート(特開平2-13925
号公報)、又はプリズム形状を付与したシート(プリズ
ムシート)(特開昭62-144102 号公報)、更にプリズム
シートを2枚重ね合わせて用いるもの(特公平1-37801
号公報)が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には、以下の如くの問題点がある。凹凸形状又はプリズ
ム形状を付与した調光シートを用いた場合には、面状光
源装置の正面輝度は向上するものの、液晶表示装置(特
にSTN型カラー液晶)のための実用に必要とされる正
面輝度を得るには未だ不十分である。
【0008】プリズムシートを2枚重ね合わせて用いた
場合には、法線方向への光線の放出は著しく増加するも
のの、その分布は非常に狭い範囲に限られ、観察者の位
置がその範囲から僅かにでもずれるとほとんど光を出射
していないため非常に暗い画面となってしまう。またそ
の境界の両側で輝度が急峻に変化するため画面上に明域
と暗域が視認されてしまい実用上好ましくない。従っ
て、使用者は、位置関係を可能な限り変化させずに使用
することを余儀なくされ、これが使用者の疲労の要因と
なるという問題がある。
【0009】本発明は、液晶表示装置用の面状光源装置
において、実用上十分な輝度を確保するとともに、光の
出射範囲が広く、明るく、見易く、疲労しない良好な画
質感を有する液晶表示装置を実現することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、液晶表示素子の背面に配置して使用され、導光板
と、導光板の側傍に設けた直線状光源と、導光板の前面
に設けた少なくとも2枚の第1と第2の調光シートを具
備してなる、液晶表示装置用の面状光源装置であって、
第1の調光シートがその少なくとも一方の面に凹凸条を
有し、該凹凸条を横切る断面形状が頂角70度以上、120
度以下の2等辺3角形状をなし、第2の調光シートもそ
の少なくとも一方の面に凹凸条を有し、該凹凸条を横切
る断面形状が連続した曲線による波型形状をなし、導光
板上に、第1の調光シートと第2の調光シートを順次配
置してなるようにしたものである。
【0011】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の本発明において更に、前記調光シートのうち少なく
とも1枚が、凹凸条を有する面と対向する面に艶消し処
理されてなるようにしたものである。
【0012】請求項3に記載の本発明は、請求項1に記
載の本発明において更に、前記調光シートのうち少なく
とも1枚が、その内部に光線を拡散する粒子を含有し、
またはその凹凸条を有する面と対向する面に光線を拡散
する粒子を含有する層を有してなるようにしたものであ
る。
【0013】
【作用】第1の調光シートにおけるように、直線部分よ
りなるプリズム形状が付与されたようなシートの場合、
頂角の角度によって光学的に光線を放出する範囲が限定
される。ところが第2の調光シートにおけるように、凹
凸条を連続曲面としたシートは光を出射し得ない領域を
持たない。然るに、このような第1と第2の2つの調光
シートを順次配置するものとすれば、法線方向の輝度を
ほとんど低下させることなく、プリズム形状が付与され
たシートのみを用いたときに見られる急峻な輝度の低下
を防止できる。その結果大きなコントラスト変化が現れ
なくなるため、観察方向を正面から傾けていっても明域
と暗域とが視認されることがなくなる。
【0014】尚、第1の調光シートの凹凸条の頂角が70
度を下回ると、法線方向の輝度を著しく低下させるとと
もに、視野角(法線方向の輝度の半分の値以上を取る角
度範囲)を狭めることにもなる。
【0015】120 度を上回ると、上記同様に法線方向の
輝度を著しく低下させることとなる(ただし視野角は狭
くならない)。よって、好ましくは70度以上120 度以下
である。
【0016】また、調光シートのうち少なくとも1枚に
ついて、凹凸条を有する面と対向する面に艶消し処理す
るものとすれば、拡散性を付与することができる。これ
により、ドッド見えの防止作用を一層よくすることがで
きる。しかし、余りにも艶消し処理を多く施すと、調光
シートの集光機能に影響を与えかねない。
【0017】また、調光シートのうち少なくとも1枚に
ついて、光線拡散粒子を含有するものとすれば、拡散性
を付与し、ドッド見え防止作用を一層拡大する。しか
し、拡散剤を入れすぎると集光機能を損なう。拡散剤混
入量は、好ましくは5wt %以下である。それ以上は集光
機能を著しく低下させてしまう。尚、調光シートのうち
少なくとも1枚が、その凹凸条を有する面と対向する面
に光線を拡散する粒子を含有する層を有するものであっ
ても良い。
【0018】
【実施例】液晶表示装置10を構成する液晶表示素子1
1の背面光源として、図5に示す如くの面状光源装置1
2を構成した。
【0019】面状光源装置12は、直線状光源としての
蛍光ランプ13を導光板14の側傍に設けている。導光
板14の裏面にはドット印刷された塗料(光散乱性イン
キ)15が設けられ、導光板14の背面には反射板16
が配置され、導光板14の前面には第1と第2の2枚の
調光シート21、22が設けられた。
【0020】第1の調光シート21は、図2に示す如く
の凹凸条を有し、該凹凸条を横切る断面形状が頂角70度
以上、120 度以下の2等辺3角形状をなすものとした。
【0021】第2の調光シート22も、図3に示す如く
の凹凸条を有し、該凹凸条を横切る断面形状が連続した
曲線による波型形状をなすものとした。
【0022】以下、本発明の具体的実施結果を、比較例
とともに説明する。 (実施例1)面状光源装置12は、太さ3.5mm 、長さ19
6mm の冷陰極管の蛍光ランプ13を、背面にドットパタ
ーンの塗料15を有する導光板14の両側面に配置し
た。導光板14は、横196mm 、縦135mm 、厚さ3.5mm の
ポリメチルメタクリレート板からなる。導光板14の背
面には反射板16が配置され、導光板14の前面にはプ
リズム形状を付与した第1の調光シート21を配置し、
更にその前面に連続した曲面形状を付与した第2の調光
シート22を配置した。反射板16は不透明ポリエチレ
ンテレフタレートの不透明フィルムからなる。こうして
構成されたエッジライト方式の面状光源装置12を直流
12Vのインバーターで駆動し、第1と第2の調光シー
ト21、22の評価に用いた。
【0023】また、第1と第2の調光シート21、22
を以下の如く構成した。即ち、第1の調光シート21と
して透明なポリカーボネート樹脂を用い、プレス成形法
により、一面に頂角90度、斜面の角度45度、ピッチ 300
μm 、全体厚み 500μm のプリズム形状を付与したシー
トを得た(図2)。第2の調光シート22として透明な
ポリカーボネート樹脂を用い、プレス成形法により、一
面に振幅 122μm 、ピッチ 350μm の正弦波状の表面構
造を持ち、全体の厚みが 200μm となるシートを得た
(図3)。
【0024】(実施例2)実施例1において導光板14
上での第1と第2の調光シート21、22の配置順を逆
にし(導光板14の上に第2の調光シート22を配置
し、第2の調光シート22の上に第1の調光シート21
を配置した)、実施例1と同様の評価を行なった。
【0025】(実施例3)第1の調光シート21として
透明なポリカーボネート樹脂を用い、プレス成形法によ
り、一面に頂角 100度、斜面の角度40度、ピッチ 100μ
m 、全体厚み 250μm のプリズム形状を付与したシート
を得た。第2の調光シート22として透明なポリカーボ
ネート樹脂を用い、プレス成形法により、一面に振幅60
μm 、ピッチ 100μm の正弦波状の表面構造を持ち、全
体の厚みが 180μm となるシートを得た。そして、導光
板14の上に第2の調光シート22を配置し、第2の調
光シート22の上に第1の調光シート21を配置した。
これらの調光シート21、22を用いて実施例1と同様
の評価を行なった。
【0026】(実施例4)実施例1において第2の調光
シートの裏面を艶消し処理したものを用意し、実施例1
と同様の評価を行なった。
【0027】(実施例5)実施例1において第2の調光
シートの裏面に粒径7 μm のアクリルビーズ、バインダ
ーにポリカーボネートを用いたものをコーティングし、
全体の厚みが230μm 、シート全体に対しアクリルビー
ズが3wt %混入されたものを用意し、実施例1と同様の
評価を行なった。
【0028】(比較例1)調光シートとして、厚さ 250
μm のポリカーボネート樹脂を用い、押出成形法によっ
て得られた成形体の一面に深さ 150μm で凹凸密度 120
本/インチの不規則な凹凸面を形成したものを用い、実
施例1と同様の評価を行なった。
【0029】(比較例2)実施例1より第2の調光シー
ト22を除き、実施例1と同様の評価を行なった。
【0030】(比較例3)実施例1の第1の調光シート
21を2枚重ねて使用し、実施例1と同様の評価を行な
った。
【0031】以上の実施例1〜5、比較例1〜3につい
て、下記(1) 〜(3) の評価試験を行なった。 (1) 画面の明るさ 画面上の定点( 9ケ所)において、法線方向に30cm離れ
た位置から視野角 2度の輝度計で測定し、明るさのデー
タとした。測定データが2400cd/m2 以上であれば実用上
問題のない明るさである。
【0032】(2) 出射光範囲 画面上中央の点において、法線方向を 0度とし 5度おき
に輝度を両方向80度まで測定した。測定輝度が240cd/m2
以下になると明暗のコントラストが悪く、表示が不明瞭
となる。従って測定輝度が240cd/m2以上となる範囲を出
射光範囲として評価した。
【0033】(3) 明域と暗域の視認性 シートを配した面状発光装置において明域と暗域が視認
されるか否かを画質感として評価した。 〇:明域と暗域は視認されない。 ×:明域と暗域が視認され実用上支障をきたす。
【0034】表1の結果より、本発明の調光シート2
1、22を用いた面状光源装置12を液晶表示装置10
に搭載すれば、実用上十分な輝度であるとともに、光の
出射範囲が広く、明域と暗域が視認されることのない画
質感の良い液晶表示装置10を実現できることが認めら
れる。
【表1】
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶表示
装置用の面状光源装置において、実用上十分な輝度を確
保するとともに、光の出射範囲が広く、明るく、見易
く、疲労しない良好な画質感を有する液晶表示装置を実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明において実施例に係る液晶表示装
置を示す模式図である。
【図2】図2は第1の調光シートを示す模式図である。
【図3】図3は第2の調光シートを示す模式図である。
【図4】図4は従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
10 液晶表示装置 11 液晶表示素子 12 面状光源装置 13 蛍光ランプ(光源) 14 導光板 21 第1の調光シート 22 第2の調光シート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶表示素子の背面に配置して使用さ
    れ、 導光板と、導光板の側傍に設けた直線状光源と、導光板
    の前面に設けた少なくとも2枚の第1と第2の調光シー
    トを具備してなる、液晶表示装置用の面状光源装置であ
    って、 第1の調光シートがその少なくとも一方の面に凹凸条を
    有し、該凹凸条を横切る断面形状が頂角70度以上、120
    度以下の2等辺3角形状をなし、 第2の調光シートもその少なくとも一方の面に凹凸条を
    有し、該凹凸条を横切る断面形状が連続した曲線による
    波型形状をなし、 導光板上に、第1の調光シートと第2の調光シートを順
    次配置してなる液晶表示装置用の面状光源装置。
  2. 【請求項2】 前記調光シートのうち少なくとも1枚
    が、凹凸条を有する面と対向する面に艶消し処理されて
    なる請求項1記載の液晶表示装置用の面状光源装置。
  3. 【請求項3】 前記調光シートのうち少なくとも1枚
    が、その内部に光線を拡散する粒子を含有し、またはそ
    の凹凸条を有する面と対向する面に光線を拡散する粒子
    を含有する層を有してなる請求項1記載の液晶表示装置
    用の面状光源装置。
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JP2004110025A (ja) * 2002-09-14 2004-04-08 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示装置

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