JPH10104622A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネル等のバックライトとして用いられ
る面光源装置の高輝度化及び薄型化を図る。 【解決手段】 面光源装置１は筐体２とランプ３と拡散
面部材４とを備えている。筐体２は前方の開放面、後方
の反射面５及び両者の間に介在する偏平な空間６を有す
る。ランプ３は筐体の偏平空間６に配列され反射面５の
直上で且つ開放面の直下に位置し、光源光を開放面に向
けて放射する。拡散面部材４は筐体２の開放面に装着さ
れ、後方から入射した光源光を拡散して一様な面分布を
有する照明光に変換して前方に出射する。この拡散面部
材４は少くとも二枚に分かれた拡散板７，８を重ねた複
合構造を有しており、一枚のみの拡散板からなる単純構
造を用いた場合に比較して照明光の輝度を高めることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過型の液晶パネ
ルの背面直下に配置されるバックライト等に用いられる
面光源装置に関する。より詳しくは、面光源装置に収納
されたランプの直上に配される拡散面部材の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＲＴに代わる大型のフラットディスプ
レイとして液晶パネル等が注目を集めており、現在盛ん
に開発されている。液晶パネルは自発光型ではなく外光
を変調して画像表示を行なうものであり、大別すると透
過型と反射型に分けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】透過型の場合液晶パネ
ルの背面直下にバックライトを取り付ける必要がある。
このバックライトとして従来から偏平形状を有する面光
源装置が使われている。面光源装置は基本的に筐体とラ
ンプと拡散面部材とを備えている。筐体は前方の開放
面、後方の反射面及び両者の間に介在する偏平な空間を
有する。ランプは筐体の空間に配列され反射面の直上で
且つ開放面の直下に位置し光源光を開放面に向けて放射
する。拡散面部材は筐体の開放面に装着され後方から入
射した光源光を拡散して一様な面分布を有する照明光に
変換して前方に出射する。仮に拡散面部材が無いと、液
晶パネルの前方から画面を観察した場合、後方に配列し
たランプがそのまま視認され著しく画像品位が低下す
る。そこで、拡散面部材を介在させて光源光を拡散しラ
ンプの配列に起因する光ムラを除去して一様な面分布を
有する照明光を得るようにしたものである。拡散面部材
としては例えば磨ガラス等の拡散板が用いられる。或い
は、透明な樹脂に光拡散性の微粒子を分散した拡散板も
用いられる。しかしながら、拡散板を介在させると一様
な面分布の照明光が得られる一方、光源光の一部が散乱
により遮断される為、面光源装置の正面輝度が低下する
という課題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
かかる面光源装置は基本的な構成として筐体とランプと
拡散面部材とを備えている。筐体は前方の開放面、後方
の反射面及び両者の間に介在する偏平な空間を有する。
ランプは該筐体の空間に配列され反射面の直上で且つ開
放面の直下に位置し光源光を該開放面に向けて放射す
る。拡散面部材は筐体の開放面に装着され後方から入射
した光源光を拡散して一様な面分布を有する照明光に変
換して前方に出射する。特徴事項として、前記拡散面部
材は少くとも二枚に分かれた拡散板を重ねた複合構造を
有しており、一枚のみの拡散板からなる単純構造を用い
た場合に比較して照明光の輝度を高めている。好ましく
は、前記拡散面部材はランプに近い側の拡散板が比較的
高い拡散能を有し、ランプに遠い側の拡散板が比較的低
い拡散能を有する。又、好ましくは前記拡散面部材は該
複合構造を採用することで単純構造に比較しランプに近
接配置しても照明光の一様な面分布を維持でき、その分
該筐体を薄型化することができる。

【０００５】本発明によれば、大型直下式バックライト
等に用いられる面光源装置において、ランプ配列に起因
する光源光ムラを抑制する拡散面部材の構造を改良し、
少くとも二枚に分かれた拡散板を重ねた複合構造を採用
することで、高輝度化並びに薄型化を達成している。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の最良
な実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる
面光源装置の一実施形態を示す模式的な断面図である。
図示するように、本面光源装置１は筐体２と複数のラン
プ３と拡散面部材４とを備えている。筐体２は前方の開
放面、後方の反射面５及び両者の間に介在する偏平な空
間６とを有する。反射面５は例えば断面が波型に加工さ
れたアルミニウム等の金属板からなる。かかる構成を有
する面光源装置１は大画面の透過型液晶表示装置のバッ
クライトとして好適である。ランプ３は長手形状の螢光
管等からなり、所定の間隔で筐体２の偏平空間６に配列
されている。各ランプ３は反射面５の直上で且つ開放面
の直下に位置し光源光を開放面に向けて放射する。拡散
面部材４は少くとも二枚に分かれた下側拡散板７及び上
側拡散板８を重ねた複合構造を有している。一枚のみの
拡散板からなる単純構造を用いた場合に比較して照明光
の輝度を高めることが可能である。この拡散面部材４は
ランプ３に近い下側拡散板７が比較的高い拡散能を有
し、ランプ３に遠い方の上側拡散板８が比較的低い拡散
能を有する。換言すると、下側拡散板７の光透過率は比
較的低く、上側拡散板８の光透過率が比較的高い。即
ち、拡散板は一般的に拡散能（拡散率）が高くなる程入
射光を強く散乱するので正面から見た場合の光透過率は
低くなる。他の特徴として、拡散面部材４は上述した複
合構造を採用することで単純構造に比較しランプ３に近
接配置しても照明光の一様な面分布を維持でき、その分
筐体２を薄型化可能である。尚、本実施形態では下側拡
散板７及び上側拡散板８共にアクリル等の透明樹脂中に
拡散性の微粒子を分散した板状部材を用いている。下側
拡散板７は上側拡散板８に比べて微粒子の分散密度が高
く、その分拡散能が上側拡散板８に比べ高くなってい
る。

【０００７】引き続き、図１を参照して本面光源装置１
の各部品を具体的に説明する。下側拡散板７は例えば３
mmの厚みを有し光透過率は７５％である。又、上側拡散
板８の厚みは例えば２mm程度であり、光透過率は例えば
８０％に設定されている。従って、下側拡散板７と上側
拡散板８を重ねた拡散面部材４全体としての光透過率は
７５％×８０％＝６０％になる。前述したように、下側
拡散板７は比較的高い拡散能を有し、その分光透過率が
７５％と低い。逆に、上側拡散板８は比較的低い拡散能
を有し、その分光透過率が８０％と若干高くなってい
る。又、ランプ３は直径が６．２mmの螢光管を一定のピ
ッチ３２mmでストライプ状に配列したものである。この
ように配列したランプ３の光ムラを無くし、略一様な照
明光の面分布を得る為には、ランプ３の表面と上側拡散
板８の表面との間の距離をＨ１＝２６mm確保する必要が
ある。これ以上拡散面部材４をランプ３に近付けると光
源の光ムラが現われてしまう。かかる構成で本面光源装
置１の正面輝度を測定したところ８２００cd/ｍ²であっ
た。

【０００８】図２は、面光源装置の参考例を表わしてお
り、拡散面部材が一枚の拡散板９からなる単純構造とな
っている。尚、図１に示した本発明にかかる面光源装置
と対応する部分には対応する参照番号を付して理解を容
易にしている。この参考例に用いた拡散板９は厚みが３
mmで６５％の光透過率を有している。従って、本発明で
下側拡散板７と上側拡散板８を重ねた複合構造全体の光
透過率６０％より若干高い。ランプ３は本発明にかかる
面光源装置と同様に直径が６．２mmの螢光管を用い、３
２mmのピッチで複数本配列した。この場合、ランプ３の
光ムラを完全に遮蔽する為には少くとも拡散板９をラン
プ３からＨ２＝２８mm離間させなければならなかった。
これ以上ランプ３に拡散板９を近付けると光ムラが目立
つようになってしまう。図１と図２を比較すれば明らか
なように、本発明では上側拡散板８とランプ３との距離
Ｈ１を２６mm迄近付けることができるのに対し、図２に
示した参考例では拡散板９とランプ３の距離をＨ２＝２
８mm以下に近付けることができない。従って、図１に示
した拡散面部材４の複合構造を採用することで、図２に
示した単純構造に比較し拡散板をランプ３に近接配置し
ても照明光の一様な面分布を維持でき、その分筐体２を
薄型化することが可能である。又、図２に示した参考例
の正面輝度を測定したところ７５００cd/ｍ²であった。
これは、図１に示した本発明にかかる面光源装置１の正
面輝度８２００cd/ｍ²に比べて小さくなっている。参考
例は本発明に比べて拡散面部材の光透過率が若干高いに
もかかわらず、正面輝度が逆に小さくなっている。換言
すると、本発明に従って少くとも二枚に分かれた拡散板
７，８を重ねた複合構造を採用することにより、一枚の
みの拡散板９からなる単純構造を用いた場合に比較して
照明光の輝度を高めることが可能になるという顕著な特
徴が認められる。

【０００９】この顕著な特徴は主として厚み効果と分布
効果により得られたものであると考えられる。先ず、厚
み効果については、参考例の単純構造が一枚の拡散板の
みを用いており、その厚みは必然的に複合構造に比べ小
さくなる。厚みの薄い拡散板に比較的高密度で光拡散性
微粒子を分散させる為、光の散乱や吸収が強く起こり、
正面輝度がその分低下すると考えられる。これに対し、
本発明では複合構造を採用しており拡散面部材の全体的
な厚みが大きくなり、その分光拡散性微粒子の密度が低
くてよい。従って、光拡散性微粒子による散乱や吸収が
それ程強く生じない為正面輝度が向上する。又、分布効
果についてはランプ３に近い方の下側拡散板７が比較的
高い拡散能を有し、ランプ３に遠い側の上側拡散板８が
比較的低い拡散能を有する。換言すると、下側拡散板７
に含まれる微粒子の密度が比較的高く、上側拡散板８に
含まれる微粒子の密度は比較的低い。従って、照明光の
進行方向に沿って拡散性微粒子の分布密度に勾配が生じ
ており、ランプ３からの光源光はこの分布効果に従って
効率良く拡散面部材４を通過できるものと考えられる。

【００１０】図３は、本発明にかかる面光源装置をバッ
クライトとして用いた透過型フラットディスプレイの一
例を示す分解斜視図である。このフラットディスプレイ
はフレーム１１と表示ユニット１２とバックライトユニ
ットとして用いられる面光源装置１とシャーシ１３とを
備えている。又、一対のスピーカ１４，１５とシールド
カバー１６とリアカバー１７も含んでいる。フレーム１
１はフラットディスプレイセットの前側に位置すると共
に窓部１８が開口している。表示ユニット１２は偏平形
状を有すると共に透過型であり、フレーム１１に後方か
ら組み込まれ窓部１８に整合して画面を構成する。シャ
ーシ１３はフラットディスプレイの後側に位置すると共
に表示ユニット１２を間にしてフレーム１１と係合し、
表示ユニット１２の背面側に偏平な収納空間１９を形成
する。面光源装置１は前述したように偏平形状を有する
筐体２を用いて予め組み立てられており、収納空間１９
に対して着脱自在に挿入可能であり、透過型の表示ユニ
ット１２を背面から照明する。前述したように、面光源
装置１の筐体２の開放面には二枚の光拡散板が装着され
ている。但し、本発明はこの構造に限られるものではな
く、場合によっては面光源装置１に下側の拡散板を装着
し、上側の拡散板はこれから分離して表示ユニット１２
の後面に装着するようにしてもよい。このように、下側
拡散板と上側拡散板が組み立て前の段階では分離してい
ても、一旦面光源装置１をシャーシ１３の収納空間１９
に格納すれば、表示ユニット１２と対向配置されること
になり、面光源装置１側の拡散板と表示ユニット１２側
の拡散板が互いに重なり合うことになる。この構造は図
１に示した一対の拡散板７，８からなる複合構造と光学
的に見て等価である。

【００１１】最後に図４を参照して、図３に示した表示
ユニット１２に組み込まれる透過型液晶パネルの一例を
説明する。この液晶パネルはプラズマアドレス型であ
り、液晶セル１０１とプラズマセル１０２と両者の間に
介在する共通の中間基板１０３とからなるフラットパネ
ル構造を有している。中間基板１０３は極薄の板ガラス
等からなりマイクロシートと呼ばれている。プラズマセ
ル１０２は中間基板１０３に接合したガラス等からなる
下側基板１０４から構成されており、両者の空隙にイオ
ン化可能なガスが封入されている。下側基板１０４の内
表面にはストライプ状の放電電極１０５が形成されてい
る。放電電極１０５はスクリーン印刷法等により平坦な
ガラス基板１０４の上に印刷焼成できるので、生産性や
作業性に優れていると共に微細化が可能である。放電電
極１０５の上には隔壁１０６が形成されており、イオン
化可能なガスが封入された空隙を分割して放電チャネル
１０７を構成する。この隔壁１０６もスクリーン印刷法
により印刷焼成でき、その頂部が中間基板１０３の一面
側に当接している。ストライプ状の放電電極１０５は交
互にアノードＡ及びカソードＫとして機能し、両者の間
にプラズマ放電を発生させる。尚、中間基板１０３と下
側基板１０４はガラスフリット１０８等により互いに接
合している。

【００１２】一方、液晶セル１０１は透明な上側基板１
０９を用いて構成されている。この上側基板１０９は中
間基板１０３の他面側に所定の間隙を介してシール材１
１０等により接着されており、間隙には液晶１１１が封
入充填されている。上側基板１０９の内表面には透明な
導電膜からなる信号電極１１２が形成されている。この
信号電極１１２はストライプ状の放電電極１０５と直交
している。信号電極１１２と放電チャネル１０７の交差
部分にマトリクス状の画素が規定される。

【００１３】かかる構成を有するプラズマアドレス型の
液晶パネルでは、プラズマ放電が行なわれる行状の放電
チャネル１０７を線順次で切り換え走査すると共に、こ
の走査に同期して液晶セル１０１側の列状信号電極１１
２に画像信号を印加することにより表示駆動が行なわれ
る。放電チャネル１０７内にプラズマ放電が発生すると
内部は略一様にアノード電位になり一行毎の画素選択が
行なわれる。即ち放電チャネル１０７はサンプリングス
イッチとして機能する。プラズマサンプリングスイッチ
が導通した状態で各画素に画像信号が印加されると、サ
ンプリングが行なわれ画素の光透過率が制御できる。プ
ラズマサンプリングスイッチが非導通状態になった後に
も画像信号はそのまま画素内に保持される。かかる構成
を有する透過型の液晶パネルを本発明にかかる面光源装
置を用いて背面から照明すれば、前方に鮮明な画像が映
し出される。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面光源装置はランプに対面して二枚に分かれた拡散板を
重ねて配置しており、一枚のみの拡散板からなる単純構
造を用いた場合と比較して照明光の輝度を高めることが
可能になる。又、二枚の拡散板を重ねた複合構造を採用
することで単純構造に比較しランプに近接配置しても照
明光の一様な面分布を維持でき、その分面光源装置を薄
型化することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる面光源装置の一実施形態を示す
断面図である。

【図２】面光源装置の参考例を示す断面図である。

【図３】図１に示した面光源装置をバックライトとして
利用したフラットディスプレイの一例を示す分解斜視図
である。

【図４】図３に示したフラットディスプレイに組み込ま
れる透過型液晶パネルの一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…面光源装置、２…筐体、３…ランプ、４…拡散面部
材、５…反射面、６…偏平空間、７…下側拡散板、８…
上側拡散板、９…拡散板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方の開放面、後方の反射面及び両者の
   間に介在する偏平な空間を有する筐体と、該筐体の空間
   に配列され反射面の直上で且つ開放面の直下に位置し光
   源光を該開放面に向けて放射するランプと、該開放面に
   装着され後方から入射した光源光を拡散して一様な面分
   布を有する照明光に変換して前方に出射する拡散面部材
   とを備えた面光源装置であって、 前記拡散面部材は少くとも二枚に分かれた拡散板を重ね
   た複合構造を有しており、一枚のみの拡散板からなる単
   純構造を用いた場合に比較して照明光の輝度を高めるこ
   とを特徴とする面光源装置。
2. 【請求項２】 前記拡散面部材はランプに近い側の拡散
   板が比較的高い拡散能を有し、ランプに遠い側の拡散板
   が比較的低い拡散能を有することを特徴とする請求項１
   記載の面光源装置。
3. 【請求項３】 前記拡散面部材は該複合構造を採用する
   ことで単純構造に比較しランプに近接配置しても照明光
   の一様な面分布を維持でき、その分該筐体を薄型化する
   ことを特徴とする請求項１記載の面光源装置。