JPH09236803A - 液晶ディスプレイ用バックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルを大画面にした場合でも十分な照
度が得られ、なおかつ、表示面の照度ムラ等を十分に防
止でき、しかも低コストで実現できる液晶ディスプレイ
用バックライトを提供すること。 【解決手段】 光源５からの光を均一照度にするための
遮蔽板３と乱反射板２とを有する。透明プラスチックフ
ィルムからなる遮蔽板３の表面には、光源５との距離に
応じた粗密状の模様であって、光源５に近づくに従って
遮光部分の割合が増える模様が印刷される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの表示
面の照度を上げるための液晶ディスプレイ用バックライ
トに関する。そして、この発明は特に、液晶パネルを大
画面にした場合でも十分な照度が得られ、なおかつ、表
示面の照度ムラ等を十分に防止できる液晶ディスプレイ
用バックライトを提供することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルを表示素子とする液晶ディス
プレイにおいては、液晶表示素子だけでは表示画面が暗
く、通常、液晶パネルの裏面に、バックライトと呼ばれ
ている補助照明装置が設けられている。

【０００３】バックライトの光源としては、図６の如
く、例えば２本の蛍光灯が用いらる。２本の蛍光灯は透
明プラスチック板等からなる乱反射盤７の両サイドに設
けられている。乱反射盤７は、下面に多数の凹凸が設け
られ、その面にメッキ加工等が施され、光を乱反射させ
る乱反射面が形成されている。

【０００４】図示のバックライトは、光源５からの光
を、乱反射盤７の上下に設けた乱反射シート２、反射拡
散板等（図示せず）により集光・屈折させ、液晶パネル
（液晶表示素子）１を裏面から照射している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のバックライトの
構成では、光源である蛍光灯が液晶表示面の側面に位置
しているため、蛍光灯を２本、最大でも４本しか配置す
ることができない。よって、液晶パネルを大型化する場
合、液晶表示面での照度を確保するためには、消費電力
の大きな光源が必要となる。また、光源が側面に位置し
ているため、大型の液晶表示面全体に均一な照度を得る
ことが困難であった。

【０００６】さらに、従来の乱反射盤を用いる方法で
は、光源からの光を反射屈折させるために、乱反射盤の
表面を凹凸に加工したり、メッキ加工などを施す必要が
あり、バックライトが高価になってしまう。

【０００７】そこで、特開平６−２５０１７１号では、
図７の如くのバックライトが提案されている。このバッ
クライトは、内面を鏡面とする内面鏡箱９のいずれか一
面が、光の一部の透過可能な半透明鏡８とされている。
内面鏡箱９の内部に光源５が配置される。そして、本バ
ックライトは、光源からの直接的な光、及び内面鏡箱９
内で反射散乱された光のうち、半透明鏡８を透過した光
を液晶表示素子１に照射可能としたことを特徴としてい
る。

【０００８】しかし、図７に示す構成では、光源が一個
のため照度が十分ではなかった。十分な照度を得るため
に光源を複数とすることが考えられるが、光源を複数に
すると、半透明鏡８に多数の光源が映り込み、半透明鏡
８を透過する光の照度にムラが生じてしまう。また、内
面鏡箱９の内面を鏡面にする必要があると共に、半透明
鏡８を使用するため部品点数が多くなりコスト高を招
く。

【０００９】本発明は、低コストで照度ムラ等を防止し
て十分な照度が得られ、しかも、必要に応じて光源の数
を増やした場合でも照度ムラ等を十分に防止でき、均一
で十分な照度が大画面の液晶パネル全面にわたって得ら
れる液晶ディスプレイ用バックライトを提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、液晶パネルの表示面の照度を上げ
るための液晶ディスプレイ用バックライトにおいて、箱
状ケース内に配置された光源からの光を均一照度にする
ための遮蔽板と乱反射板とを、箱状ケースの上面側に有
し、前記遮蔽板は、透明あるいは半透明のプラスチック
からなると共に、前記光源との距離に応じた粗密状の模
様であって、前記光源に近づくに従って遮光部分の割合
が増える模様の印刷面を有することを特徴とする液晶デ
ィスプレイ用バックライトを提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明では、光源からの光を均一
照度にするための遮蔽板と乱反射板を有し、遮蔽板は光
源との距離に応じた粗密状の模様の印刷面を備える。遮
蔽板の粗密状の模様の印刷面と、乱反射板との距離が余
り近すぎると、遮蔽板の印刷模様がそのまま乱反射板に
透視され、照度が不均一になる場合がある。これを回避
するためには、遮蔽板の印刷面と乱反射板との距離を１
ｍｍ以上とすることが望ましく、１ｍｍ以上の距離を確
保するために、空間あるいはガラス板あるいは透明プラ
スチック板などを設ける。

【００１２】遮蔽板には、透明あるいは半透明のプラス
チックからなる板状のものや、フィルム状のものを用い
る。このプラスチック樹脂としては、板状もしくはシー
ト状に加工できる通常の汎用プラスチック樹脂を使用す
ればよい。

【００１３】大画面用のバックライトを作成する場合、
遮蔽板への印刷性、材料コストを考慮すると、遮蔽板と
して透明高分子樹脂フィルムを用いることが好ましい。
透明高分子樹脂フィルムを用いる場合は、例えば、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポ
リイミド、ポリスチレン、ポリエステル、アクリルフィ
ルム等が挙げられる。この中で、機械的強度、熱的強
度、寸法安定性、コスト、透明性などを総合的に考慮す
ると、ポリエステルフィルムを用いることが望ましい。
透明高分子樹脂フィルムの厚みは、通常の印刷方法、あ
るいはプリンタ等で印刷できる厚みでよいが、印刷性、
材料コストの点から５０〜３００μｍが望ましい。透明
高分子樹脂フィルムの表面は、必要に応じて、マット化
と呼ばれる粗し処理、帯電防止処理を施してもよい。

【００１４】遮蔽板が透明素材である場合、粗密状の模
様を印刷するためのインクとしては、例えば白色に印刷
する場合には、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化アル
ミニウム、酸化珪素等の白色顔料にアクリル樹脂等のバ
インダを添加した塗料を用いる。また、金属粉末含有イ
ンクを用いる場合には、アルミニウム、銀、パラジウ
ム、亜鉛等の灰白色金属粉を含有させて調合した塗料を
用いる。

【００１５】遮蔽板に印刷したインクの不透明度を、Ｊ
ＩＳ Ｐ８１３８により測定することができるが、不透
明度が低いと光源による照度ムラが生じやすい。不透明
度は４０％以上あればよいが、好ましくは６０％以上で
ある。

【００１６】光源を収納する箱状ケースの内面は、アル
ミニウム、クロムメッキ等の金属表面であり、場合によ
っては、白色塗料または金属粉末を含有する塗料を塗布
した面である。さらに、箱状ケースの内面に、白色ある
いは灰色あるいは銀色の紙またはフィルムを設けてもよ
い。この紙またはフィルムは、白色塗料または金属粉末
を含有する塗料を塗布した面の上に設けてもよいし、塗
料を塗布していない面の上に設けてもよい。

【００１７】箱状ケースの内面に用いる白色塗料または
金属粉末を含有する塗料としては、上記遮蔽板への印刷
に用いた塗料と同一のものでよい。白色の紙としては、
普通紙、上質紙、コート紙、ラミネート紙、ポリプロピ
レンを主成分とする合成紙、ポリエステルを主成分とす
る合成紙等を使うことができ、これらの表面をマット加
工、グロス加工してもよい。白色のフィルムとしては、
白色ポリエステルフィルム、白色塩化ビニルフィルム等
が使用できる。灰色あるいは銀色の紙あるいはフィルム
としては、灰色あるいは銀色の塗料を塗布した紙あるい
はフィルムを用いることができる。また、箱状ケースを
白色あるいは灰色あるいは銀色のプラスチックによって
成形してもよい。

【００１８】本発明の液晶ディスプレイ用バックライト
の一実施例を図１に示す。図１（ａ）は分解図、同図
（ｂ）は側面図である。プラスチック成形品、アルミニ
ウム板あるいは金属板よりなる箱状ケース４は、内面が
白色の塗料で塗装されている（あるいは白色の合成紙で
内面が覆われている）。箱状ケース４中には、光源とし
て例えば蛍光灯５を設置する。

【００１９】箱状ケース４の上面側に、１００μｍ厚の
透明ポリエステルフィルムからなる遮蔽板３を設ける。
遮蔽板３には、例えば酸化チタンを主成分とする白色イ
ンクを用いて、蛍光灯５の長手方向に平行であるスリッ
ト状の模様が印刷されている。遮蔽板３の上には、１ｍ
ｍ以上の間隔をあけて、厚さ１５０μｍの白色の乱反射
板２を設け、乱反射板２の上に液晶表示素子（液晶パネ
ル）１を配置する。

【００２０】液晶表示素子（液晶パネル）１と乱反射板
２との間、及び乱反射板２と遮蔽板３との間は、空間を
保持するようにしてもよいし、透明プラスチック板を挿
入するようにしてもよい。

【００２１】図２に遮蔽板３に印刷されるスリット状の
模様を示す。遮蔽板３は透明フィルムであるので、図の
黒い部分が印刷部分（即ち、遮光部分）である。遮蔽板
３に印刷されるスリット状の模様は、光源近くは密に印
刷され（即ち、黒い部分が多い）、光源から離れるに従
って粗に印刷される。スリット状の印刷部分の総面積
（即ち、遮光部分の面積）を５０％以上とする。最も密
の印刷部分では、例えば印刷幅４ｍｍ、未印刷幅１ｍｍ
とする。最も粗の印刷部分では、未印刷幅３ｍｍ、印刷
幅１ｍｍとする。密の部分から粗の部分へは、印刷幅と
未印刷幅とを段階的に変えていく。この遮蔽板３の印刷
面は、光源５側でもよいし液晶表示素子１側でもよい。

【００２２】遮蔽板３への印刷模様は、スリット状に限
定されるものではなく、光源からの距離に応じた粗密状
の模様、即ち光源に近づくに従って遮光部分の割合が増
える粗密状の模様であればよく、ドット状、格子状等の
模様でもよい。

【００２３】光源からの光を均一照度にするめための遮
蔽板の加工は、上述の粗密状の模様の印刷のみでよく、
遮蔽板の表面を凹凸に加工したりメッキ加工したりする
必要がなく、本実施例は低コストで実現できる。

【００２４】光源として、蛍光灯は１個でもよいし、必
要に応じて（液晶表示素子の大きさ等に応じて）複数個
用いてもよい。図３に、蛍光灯５を３個用いた実施例を
示す。図３（ａ）は側面図、同図（ｂ）は遮蔽板３の印
刷面を示す図である。同図（ｂ）に示すように、蛍光灯
と平行なスリット状の粗密模様は、蛍光灯が３本あるの
で、蜜の印刷部分が３箇所できる。

【００２５】次に、効果確認に用いた具体的な実施例に
ついて説明する。 ［実施例１］図３に示す構成のバックライトとし、光源
として蛍光灯５を３本用いた。アルミニウムによりなる
箱状ケース４の内面は無処理とした。１００μｍ厚の透
明ポリエステルフィルムからなる遮蔽板３の光源側に
は、カーボンブラックを主成分とする黒色インクを用い
て、蛍光灯５の長手方向に平行であるスリット状の模様
を印刷した。光源に近い最も密の印刷部分では、印刷幅
４ｍｍ、未印刷幅１ｍｍとし、光源から遠い最も粗の印
刷部分では、未印刷幅３ｍｍ、印刷幅１ｍｍとした。密
の部分から粗の部分へは、印刷幅と未印刷幅とを段階的
に変えた。遮蔽板３と乱反射板２との間隔は５ｍｍと
し、乱反射板２には厚さ１５０μｍの白色のものを用い
た。乱反射板２の上に２０インチ相当の液晶表示素子
（液晶パネル）１を配置した。

【００２６】［実施例２］実施例１において、遮蔽板の
印刷模様を、図４の如くドット状とし、光源に近い最も
密の印刷部分では直径５ｍｍのドットを印刷し、光源か
ら遠い最も粗の印刷部分では、直径１ｍｍのドットを印
刷した。密の部分から粗の部分へは、ドット直径を段階
的に小さくした。その他の部分は実施例１と同様にして
バックライトを作成した。

【００２７】［実施例３］実施例１において、遮蔽板と
して１００μｍ厚の透明ポリエステルフィルムの代わり
に、３００μｍ厚の透明ポリエステルフィルムを用い、
その他の部分は実施例１と同様にしてバックライトを作
成した。

【００２８】［実施例４］実施例１において、遮蔽板と
して１００μｍ厚の透明ポリエステルフィルムの代わり
に、２ｍｍのアクリル板を用い、その他の部分は実施例
１と同様にしてバックライトを作成した。

【００２９】［実施例５］実施例１において、遮蔽板へ
の印刷に用いるインクを、酸化チタンを主成分とする白
色インクに代えた以外は、実施例１と同様にしてバック
ライトを作成した。

【００３０】［実施例６〕実施例１において、遮蔽板へ
の印刷に用いるインクを、アルミニウムの金属粉を主成
分とする銀色インクに代えた以外は、実施例１と同様に
してバックライトを作成した。

【００３１】［実施例７］実施例１において、箱状ケー
ス４としてアルミニウム板の代わりに鉄板を用い、箱状
ケースの内面にクロムメッキを施した。また、遮蔽板へ
の印刷に用いるインクを、酸化チタンを主成分とする白
色インクに代えた。その他の部分は実施例１と同様にし
てバックライトを作成した。

【００３２】［実施例８］実施例１において、アルミニ
ウム板によりなる箱状ケースの内面を白色インクで塗装
し、遮蔽板への印刷に用いるインクを、酸化チタンを主
成分とする白色インクに代えた以外は、実施例１と同様
にしてバックライトを作成した。

【００３３】［実施例９］実施例１において、アルミニ
ウム板によりなる箱状ケースの内面に白色の上質紙を貼
り付け、遮蔽板への印刷に用いるインクを、酸化チタン
を主成分とする白色インクに代えた以外は、実施例１と
同様にしてバックライトを作成した。

【００３４】［実施例１０］実施例１において、アルミ
ニウム板によりなる箱状ケースの内面に白色の上質紙を
貼り付け、遮蔽板として５０μｍ厚の透明ポリエステル
フィルムを用いた。また、遮蔽板への印刷に用いるイン
クを、アルミニウムの金属粉を主成分とする銀色インク
に代えた。他の部分は、実施例１と同様にしてバックラ
イトを作成した。

【００３５】［実施例１１］実施例１において、箱状ケ
ースを白色プラスチック成形品に代え、遮蔽板への印刷
に用いるインクを、酸化チタンを主成分とする白色イン
クに代えた以外は、実施例１と同様にしてバックライト
を作成した。

【００３６】［実施例１２］実施例１において、プラス
チック板よりなる箱状ケース４の内面に、図５に示すよ
うに、ポリプロピレンを主成分とする合成紙６を、箱の
内面底部の端部に相当する位置に曲面をつけて設ける。
また、遮蔽板への印刷に用いるインクを、酸化チタンを
主成分とする白色インクに代える。その他の部分は、実
施例１と同様にしてバックライトを作成した。

【００３７】［実施例１３］実施例１において、プラス
チック板よりなる箱状ケース４の内面に、図５に示すよ
うに、白色の上質紙を箱の内面底部の端部に相当する位
置に曲面をつけて設ける。また、遮蔽板への印刷に用い
るインクを、酸化チタンを主成分とする白色インクに代
えると共に、光源として平行に並んだ７本の蛍光灯を用
い、３２インチディスプレイ相当とした。遮蔽板へのス
リット状の印刷模様は、図３（ｂ）では蜜の部分が３箇
所あるものであったが、本実施例では、蛍光灯が７本で
あるので蜜の部分が７箇所あるものとする。その他の部
分は、実施例１と同様にしてバックライトを作成した。

【００３８】［比較例１］図６に示す構成の従来のバッ
クライトである。２本の蛍光灯５は透明プラスチック板
からなる乱反射盤７の両サイドに設けられている。乱反
射盤７は、下面に多数の凹凸が設けられ、その面にメッ
キ加工等が施され、光を乱反射させる乱反射面が形成さ
れている。光源５からの光を乱反射盤７の上下に設けた
乱反射シート２により集光・屈折させ、２０インチ相当
の液晶表示素子（液晶パネル）１の裏面から光を照射し
ている。

【００３９】［比鮫例２］図７に示す構成の従来のバッ
クライトである。プラスチック板よりなる箱状ケースの
内面にクロムメッキ加工を施し全反射鏡面とした内面鏡
箱９の内部に光源５が配置される。内面鏡箱９の上面側
に、光の一部が透過可能な半透明鏡８を設ける。半透明
鏡８はプラスチックパネルからなり、プラスチックパネ
ルの上面は微小の凹凸が無数に形成された乱反射面に加
工されている。プラスチックパネルの下面はドット状の
メッキ加工が施され半反射面とされている。液晶表示素
子（液晶パネル）１は２０インチ相当である。

【００４０】［比較例３］図８に示す構造のバックライ
ト装置である。プラスチック板よりなる箱状ケースの内
面にクロムメッキ加工を施し全反射鏡面とした内面鏡箱
９の内部に光源として蛍光灯５を３本配置する。内面鏡
箱９の上面側に、プラスチックパネルを加工して光の一
部が透過可能である鏡面体とした半透明鏡８を設ける。
このプラスチックパネルの上面は微小の線状の凹凸が無
数に形成された乱反射面に加工されている。プラスチッ
クパネルの下面はスリット状のメッキ加工が施されてい
る。このスリット状のメッキ加工は、光源の上の部分は
光の反射率が高く、光源の周辺に位置する部分は、光の
反射率が光源の上の部分よりも低くなるように施されて
いる。液晶表示素子（液晶パネル）１は２０インチ相当
である。

【００４１】上記の実施例１〜１２、比較例１〜３につ
いて、液晶表示素子が設けられる位置での照度と照度ム
ラとを測定し、その結果を表１に示す。表１に記載の照
度は１５箇所測定の最高照度値を示し、照度ムラは最高
照度値と最低照度値との差である。なお、表１の遮蔽板
の欄における比較例部分は、半透明鏡の特徴を示すもの
である。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示す結果より、比較例１〜３はいず
れも照度ムラが大きく、液晶表示面の全面にわたっては
均一な照度が得られない。これに対して各実施例は、照
度ムラが比較例に比べて極めて小さく、かつ十分な照度
が得られ、液晶表示面の全面にわたり均一な照度が得ら
れる。また、実施例１３のように、液晶表示面の大画面
化に伴い光源の数をさらに増やした場合においても、照
度ムラは極めて小さく、大画面全面にわたって均一な照
度が得られる。さらに各実施例は、均一な照度を得るた
めに遮蔽板の表面を凹凸に加工したりメッキ加工したり
する必要がなく、粗密状の模様の印刷のみでよいので低
コストで実現できる。また、表１には示していないが、
もちろん光源が一つの場合においても照度ムラが極めて
小さい均一な照度が得られる。

【００４４】

【発明の効果】以上の通り、本発明の液晶ディスプレイ
用バックライトは、低コストで、照度ムラ等を十分に防
止でき、また、十分な照度が得られる。従って、本液晶
ディスプレイ用バックライトは、液晶表示面全面にわた
って、均一な照度を与えることができる。さらに、この
液晶ディスプレイ用バックライトは、必要に応じて光源
の数を増やした場合でも、照度ムラ等を防止して十分な
強度で広い面積にわたって均一な照度が得られ、大型の
液晶パネルを用いた液晶ディスプレイにも好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す図である。

【図２】図１に示す実施例の遮蔽板の印刷模様を示す図
である。

【図３】他の実施例を示す図である。

【図４】他の実施例の遮蔽板の印刷模様を示す図であ
る。

【図５】他の実施例を示す図である。

【図６】従来例を示す図である。

【図７】従来例を示す図である。

【図８】比較例を示す図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子（液晶パネル） ２ 乱反射板 ３ 遮蔽板 ４ 箱状ケース ５ 光源（蛍光灯）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶パネルの表示面の照度を上げるための
   液晶ディスプレイ用バックライトにおいて、 箱状ケース内に配置された光源からの光を均一照度にす
   るための遮蔽板と乱反射板とを、箱状ケースの上面側に
   有し、前記遮蔽板は、透明あるいは半透明のプラスチッ
   クからなると共に、前記光源との距離に応じた粗密状の
   模様であって、前記光源に近づくに従って遮光部分の割
   合が増える模様の印刷面を有することを特徴とする液晶
   ディスプレイ用バックライト。