JPH10170723A

JPH10170723A - 面光源ユニット

Info

Publication number: JPH10170723A
Application number: JP8329494A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yano; 周治矢野; Yozo Nagai; 陽三長井; Ikuo Hiyama; 郁夫檜山
Original assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】均一かつ高い輝度を有し、軽量かつ薄型の面
光源ユニットを提供する。【解決手段】線状光源１と、この線状光源１を覆い、
かつ、この線状光源１の光出射路となる空間部５を形成
する光源カバー２を有し、この光源カバー２の下面に反
射板３ｂを配設し、かつ、光源カバー２の上面に、線状
光源１から離れるにしたがって、徐々に光の透過量が増
加し、かつ、反射量が減少するように構成された光学シ
ート４を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過型の表示装
置、例えば、透過型の液体表示装置において、液晶表示
板に対して裏側から平面的な照明を与える面光源ユニッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶が使用された、例えば、パーソナル
コンピュータ、ワードプロセッサ、液晶テレビ等の薄型
液晶表示装置においては、その液晶表示部をその背面か
ら照射するためのバックライトが組み込まれている。こ
うした装置に適用されるバックライトは薄く、かつ、表
示装置の面を均一に照射するものである必要がある。

【０００３】こうしたバックライトの例としては、「NI
KKEI MATERIALS & TECHNOLOGY,1993,12,No.136, 第34頁
〜第38頁」に開示された技術がある。すなわち、導光板
は使用せず、光拡散板と反射板によって空気層を形成
し、この空気層内に冷陰極管を配置した構造の直下型バ
ックライトがある。しかし、この直下型バックライト
は、光源ランプの近くは明るいが、このランプから離れ
るにしたがって暗くなり、輝度が不均一となる問題があ
った。また、直下型のものでは、ランプが拡散板を通し
て目に触れることを防ぐために、バックライトの厚みを
ランプの管径の３倍以上に設計する必要があり、薄型化
に限界がある。

【０００４】こうした点を解決したものに、サイドライ
ト型バックライトがある。これは、導光板の側面に冷陰
極管を配置し、この導光板の光出射面に光拡散板を、背
面側に反射板をそれぞれ配置した構造となっている。こ
の構造では、冷陰極管を導光板の側面に配置すること、
さらに導光板の厚みを減少させることにより、上記の直
下型に比べ、薄型化されたものとなっている。また、直
下型を改良したものとして、中空のくさび形の成形体内
の端部に光源を配置し、この内部の空気層に導光板の役
割をもたせるとともに、この光源の上部に斜め下方に傾
斜させて反射板を設置し、この空気層の上面（光出射
面）に拡散板または拡散機能をもつ集光レンズを配置
し、さらにこの成形体内面の背面側には光源から離れる
にしたがって粗から密になる乱反射層が形成された構造
のものが開示されている。この構造により、軽量化およ
び低コスト化が図られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したサ
イドライト型においては、導光板として多くはアクリル
板が用いられており、空気層と比較して重くなる欠点が
ある。また、アクリル板は空気層よりも透過率が低いの
で、そのアクリル板で吸収される光の量が多くなり、光
の有効利用ができないという問題もあった。

【０００６】また、導光板を使用せず、空気層に導光板
の機能をもたせた面光源ユニットでは、光源からの光を
乱反射層と反射板とによって遠くまで導光するのが難し
いため、輝度が不均一となる問題が依然として存在す
る。

【０００７】本発明はこれらの問題点を解決するために
なされたもので、均一かつ高い輝度を有し、軽量かつ薄
型の面光源ユニットを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の面光源ユニットは、線状光源と、この線
状光源を覆い、かつ、この線状光源の長手方向と直交す
る一方向に光出射路となる空間部を形成する光源カバー
を備えるとともに、この光源カバーの下面には反射板が
配設され、かつ、この反射板に対向する上記光源カバー
の上面には、上記線状光源から離れるにしたがって、徐
々に光の透過量が増加し、かつ、反射量が減少するよう
に構成された光学シートが配設されてなることによって
特徴付けられている。

【０００９】本発明の光学シートは、光源から出射され
た光の一部を透過し、残りの光は反射する機能を備えて
いる。すなわち、光源から出射された光は、その光学シ
ートにより、面光源ユニットの正面方向に出射される成
分と、反射板側に反射され、光源より遠方まで導光され
る成分とに分けられる。この光学シートは、光源に近い
方は光の透過量を少なく、反射量を多くし、光源から離
れるにしたがって、徐々に透過量が増加し、反射量が減
少するよう制御された構成となっており、これにより、
最適な光出射特性を得ることができ、面光源ユニットの
光出射面は均一な輝度となる。

【００１０】光学シートの光の透過量の分布に関しては
特に限定されるものではなく、面光源ユニットの大きさ
や形状により最適化すればよい。このような光学シート
としては、透明フィルムの面に銀あるいはアルミニウム
等の金属を蒸着したものや、透明フィルムの面に透明樹
脂中に酸化チタンや酸化アルミニウム等の光を反射する
粒子を分散した樹脂塗料を塗布したものを挙げることが
できるが、これに限定されるものではない。

【００１１】また、透過量と反射量を制御する方法とし
ては、特に限定されるものではなく、蒸着や塗布の厚み
を変化させても良いし、図２乃至図４に示すようなスト
ライプ形状、あるいは、ドット形状などの光反射面を形
成する。こうした構造の光学シートにより、光源から離
れるにしたがって、光の反射量を減少させるとともに、
透過量の増加が可能となる。

【００１２】また、上記反射板は、上記光学シートと一
定の距離間隔を有して配設された構造、もしくは光源か
ら離れるにしたがって上記光学シートにくさび形もしく
は舟型のごとく連続的に接近する構造、もしくは光源か
ら離れるにしたがって上記光学シートに階段状の多角形
のごとく段階的に接近する構造であることが好ましい。
このような構造により、最適な光出射特性を得ることが
でき、また、これらの構造のうち後者２つの構造では、
光源から離れるにしたがって空間部は次第に狭くなり、
省スペース化を可能としている。

【００１３】さらに、本発明の面光源ユニットは、以上
の構成をそのまま用いてもよいし、必要に応じて拡散板
や光の拡散角度を制御するための集光シートと組み合わ
せて用いてもよい。この集光シートは、面光源ユニット
の上部に配置される。

【００１４】特に、本発明の面光源ユニットをＬＣＤの
バックライトとして使用する場合、この集光シートの構
成により、光の拡散角度を制御することができ、この結
果、光を有効に利用でき、しかも輝度を向上させること
が可能となる。現在、ＬＣＤに使用されている液晶パネ
ルは、その表示動作の原理により、視野角依存性があ
る。つまり、好適な視野角を外れると、コントラスト比
の低下や色調の反転が起こり、画像の表示が困難とな
る。すなわち、液晶パネルが有する視野角よりも広い範
囲に光を拡散させた場合、その視野角よりも広い部分の
光は損失となる。したがって、液晶パネルの視野角に合
わせて光の拡散角度を制御することが最適であり、これ
により、光の損失をなくし、輝度を高めることができ
る。散乱角度としては、一般的なＬＣＤの視野角である
±３５°が好ましいが、これに限定されるものではな
く、使用する液晶パネルの特性に合わせて設定すれば良
い。また、この集光シートに用いられる部材としては、
マイクロレンズアレイ、レンチキュラーレンズ、フレネ
ルレンズ、プリズムシートなどを挙げることができる
が、これらに限ることなく、集光機能を有し、かつ、シ
ート状のものであればよい。また、この集光シートは、
１枚使用してもよいし、２枚使用してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１は本実施の形
態の構成を示す模式的断面図である。

【００１６】この実施例は一辺点灯型の面光源ユニット
に適用した例である。この面光源ユニットは、冷陰極管
からなる線状光源１と、この線状光源１を覆うととも
に、この線状光源１の長手方向と直交する一方向に光出
射路となる空間部５を形成する光源カバー２とからな
る。この光源カバー２の材質としては、例えば、鏡面反
射を起こすようにアルミニウム蒸着を施したポリエステ
ルフィルムなどが望ましい。さらに、この光源カバー２
の下面３および線状光源１に対向する空間部５の端部５
ａに，それぞれ反射板３ａ，３ｂが配設され、かつ、反
射板３ｂに対向する光源カバー２の上面には、線状光源
１から離れるにしたがって、徐々に光の透過量が増加す
るとともに、その反射量が減少するように構成された光
学シート４が配設されている。この光学シート４と反射
板３ｂとの間の距離は一定であり、空間部５は光出射方
向に対し、均一な厚みを有している。また、この光学シ
ート４の上方には、光の拡散角度を制御するための集光
シート６が配置されている。この集光シート６により、
面光源ユニットからの出射光の光散乱角度を制御し、輝
度を高める構成となっている。

【００１７】以上の構成により、線状光源１から出射し
た光は、線状光源１から離れた距離にあっても導光可能
となり、その結果、均一、かつ高い輝度の面光源ユニッ
トが得られる。

【００１８】

【実施例】本発明を、実施例に基づいて、さらに詳細に
説明する。図１に示すような断面形状の面光源ユニット
を作成した。

【００１９】光学シート４は、ポリカーボネートフィル
ムの片面全面にアルミニウムを蒸着して作製したもので
ある。この蒸着の際、蒸着の厚みを変化させることによ
り、図５に示すような透過特性をもつ光学シート４を作
製した。

【００２０】また、集光シート６には、（３Ｍ）社製の
プリズムシートＢＥＦ９０を２枚使用し、集光方向が直
交するように配置した。このようにして作製した面光源
ユニット中心部の正面輝度は、１６００ｃｄ／ｍ²とな
り、また、ユニット全面内における輝度分布は±２０％
以内となり、高い輝度が得られた。

【００２１】

【発明の効果】本発明の面光源ユニットは、線状光源
と、この線状光源を覆い、かつ、この線状光源の光出射
路となる空間部を形成する光源カバーを有し、この光源
カバーの下面に反射板を配設し、かつ、光源カバーの上
面に、線状光源から離れるにしたがって、徐々に光の透
過量が増加し、かつ、反射量が減少するように構成され
た光学シートを配設した構成としたので、従来のような
導光板を用いる必要がなく、軽量、かつ薄型化を可能と
することができる。さらに、最適な光出射特性を得るこ
とができ、均一かつ高い輝度の面光源ユニットを実現す
ることができる。

【００２２】また、反射板を光源から離れるにしたがっ
て光学シートに連続的に接近、あるいは、段階的に接近
する構造とした場合は、省スペース化を図ることができ
る。さらに、光学シートの上方に、集光シートを配置さ
せた場合は、面光源ユニットからの出射光を最適な光散
乱角度に制御することができ、光を有効に利用でき、輝
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源ユニットの実施の形態を示す模
式的断面図

【図２】本発明の面光源ユニットの実施の形態に適用さ
れる光学シートを示す図

【図３】本発明の面光源ユニットの実施の形態に適用さ
れるもう１つの光学シートを示す図

【図４】本発明の面光源ユニットの実施の形態に適用さ
れるさらにもう１つの光学シートを示す図

【図５】本発明の面光源ユニットの実施の形態に適用さ
れた光学シートの透過特性を示す図

【符号の説明】

１‥‥線状光源２・・・・ランプカバー３ａ，３ｂ・・・・反射板４・・・・光学シート５・・・・空間部６‥‥集光シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者檜山郁夫茨城県日立市大みか町７丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状光源と、この線状光源を覆い、か
つ、この線状光源の長手方向と直交する一方向に光出射
路となる空間部を形成する光源カバーを備えるととも
に、この光源カバーの下面には反射板が配設され、か
つ、この反射板に対向する上記光源カバーの上面には、
上記線状光源から離れるにしたがって、徐々に光の透過
量が増加し、かつ、反射量が減少するように構成された
光学シートが配設されてなる面光源ユニット。
【請求項２】上記反射板は、上記光学シートと一定の
距離間隔を有して配設された構造、もしくは光源から離
れるにしたがって上記光学シートに連続的に接近する構
造、もしくは光源から離れるにしたがって上記光学シー
トに段階的に接近する構造であることを特徴とする請求
項１に記載の面光源ユニット。
【請求項３】上記光学シートの上方に、光の拡散角度
を制御するための集光シートが配設されていることを特
徴とする請求項１または２に記載の面光源ユニット。