JPH10213712A - バックライトユニット - Google Patents

バックライトユニット

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JPH10213712A
JPH10213712A JP1677497A JP1677497A JPH10213712A JP H10213712 A JPH10213712 A JP H10213712A JP 1677497 A JP1677497 A JP 1677497A JP 1677497 A JP1677497 A JP 1677497A JP H10213712 A JPH10213712 A JP H10213712A
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JP
Japan
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light guide
light
guide sheet
sheet
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP1677497A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tanaka
章 田中
Sadao Tezuka
貞雄 手塚
Isao Shiozawa
勇雄 塩沢
Hirotomo Yuza
裕朝 遊座
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Kasei Ltd
Original Assignee
Fujitsu Kasei Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度であるが輝度むらが低レベルに抑えら
れた大型の発光面を有することが可能である超軽量なバ
ックライトユニット(液晶ディスプレイ装置)を実現す
る。 【解決手段】 導光手段と、導光手段の少なくとも1つ
の側面側に配置した光源ユニット7、とを含むバックラ
イトユニット1であって、導光手段は、下方の導光シー
ト15と、上方の光制御導光シート21と、導光シート
15及び光制御導光シート21によって挟まれる中空の
空洞導光部13、とを含み、導光シート15は、下面に
反射層を有し、光制御導光シート21は、プリズムが鋸
歯状に規則正しく形成されて成るプリズムアレイ面を下
面に有し、プリズムの稜線が光源ユニット7と略平行で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
装置(Liquid Crystal Display:LCD)の裏面から平
面的な照明を与えることができる両側点灯方式及び片側
点灯方式のバックライトユニットに関する。特に、本発
明に係るバックライトユニットは、均一な高輝度が要求
される液晶カラーテレビやOA用の液晶表示機器に好適
である。
【0002】
【従来の技術】近時、薄型で低消費電力等の理由で液晶
ディスプレイ(装置)が注目され、ワープロや携帯型パ
ソコン、一部の小型テレビ等に幅広く採用され、更に大
型テレビや大型モニタ等の液晶化も検討されている。こ
のような液晶ディスプレイには、その性能を補完するた
めのバックライトユニットが不可欠であって、視認性や
再現性等の面からバックライトユニットの発光面は、可
能な限り均一且つ高輝度である必要がある。
【0003】他面、液晶画面の大型化に伴いバックライ
トユニットも不可避的に大型化して、ディスプレイ全体
の重量が増加するが、商品の軽量化という普遍的な市場
ニーズのため、重量増を出来得る限り低く抑える必要が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】液晶ディスプレイ全体
の重量軽減、特に抜本的な軽量化のために、バックライ
トユニットの重量の大半を占める導光板をなくすこと
は、一応考えられるが、導光板をなくし且つ均一で高輝
度な発光面を形成することは、従来とは異なる軽量化ア
プローチであって、未知の技術テーマである。
【0005】そこで、本発明においては、高輝度である
が輝度むらが低レベルに抑えられた大型の発光面を有す
ることが可能である超軽量なバックライトユニットを実
現することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、導光手段と、導光手段の少なくとも1つの
側面側に配置した光源ユニット、とを含むバックライト
ユニットであって、導光手段は、下方の導光シートと、
上方の光制御導光シートと、導光シート及び光制御導光
シートによって挟まれる中空の空洞導光部、とを含み、
導光シートは、下面に反射層を有し、光制御導光シート
は、プリズムが鋸歯状に規則正しく形成されて成るプリ
ズムアレイ面を下面に有し、プリズムの稜線が光源ユニ
ットと略平行であることを構成上の特徴とする。
【0007】好ましくは、前記導光手段の上方側に配設
した拡散板を含む。好ましくは、前記導光手段の下方側
に配設した反射板を含む。好ましくは、前記光制御導光
シートのプリズムは、非対称な鋸歯状に形成される。好
ましくは、前記導光手段の両側には、光源ユニットが相
互に略平行に配設され、前記光制御導光シートは、切妻
屋根を逆さにしたような全体形状を呈し、該切妻屋根の
直線状の峰部が光源ユニットと略平行である。
【0008】本発明においては、プリズムアレイ面を有
する光制御導光シートの作用により、光源ユニットから
の光が直接及び間接に表示側に効果的に導かれる。ま
た、発光面の輝度が高いまま輝度分布が著しく平均化・
均一化する。更に、中空の空洞導光部を設けるので、バ
ックライトユニット(液晶ディスプレイ装置)が相当軽
くなる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施態様の
(いわゆる)両側点灯方式のバックライトユニット1を
組み込んだ液晶ディスプレイ装置3の概略構成を示す
が、分かり易いように構成要素を適宜誇張して描いてあ
る。尚、本発明に従い、図示しないが、図1の中央の左
右対称線(図示せず)を境にした片側半分のみを有する
構成の(いわゆる)片側点灯方式のバックライトユニッ
トやそれを組み込む液晶ディスプレイ装置を想到するこ
ともできる。
【0010】図示液晶ディスプレイ装置3は、基本的に
上側の液晶表示部5とその下側のバックライトユニット
1とから構成される。液晶表示部5は、一般的に液晶層
を上下の偏光シートでサンドイッチ状態にしたような構
造から成るが、それ自体は、本発明と直接関係しないの
でこれ以上の説明は省略する。図示バックライトユニッ
ト1は、その両側において、相互に略平行に配置した
(同図の紙面に略垂直な方向に延びる)光源ユニット7
(7a、7b)を含む。光源ユニット7(7a、7b)
の各々は、蛍光灯管、具体的には冷陰極管や熱陰極管か
ら成る複数(図示実施態様では、各側2本ずつの熱陰極
管)の、例えば丸棒状のランプ9と、各ランプ9の背面
側を覆い且つ内表面に反射ミラー(層)の形成された、
例えば数字の『3』のような横断面を有したランプホル
ダ11、とを含んで成る。尚、図示実施態様では、バッ
クライトユニット1の高さ寸法を考慮して各側にランプ
2本(上1本、下1本)を配置しているが、各側1本、
あるいは3本以上のランプを配置するように構成するこ
ともできる。
【0011】両光源ユニット7a、7bの間には、中央
が窪んだVブロックのような横断面形状を有した中空の
空洞導光部13が形成される。尚、この空洞導光部13
と両光源ユニット7a、7bとの各間には、図示しない
が、例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂で
形成した薄い(例えば、2mmの板厚)光制御板を設け
ることができる。これらの光制御板の対向する面側に
は、例えば、頂角が略90度のプリズムの列(プリズム
アレイ)が、各プリズムの稜線が図1の紙面に略垂直な
方向(すなわち、光源ユニット(ランプ)と略平行)に
延びるように形成される。
【0012】空洞導光部13の下側を画成するのは、約
6mm程度の薄い導光シート15である。この導光シー
ト15の下面部には、詳細を図示しないが、シルク印刷
や機械加工等によって形成したドット状部や傾斜状部か
ら成る反射層が設けられる。更にこの導光シート15の
下方には、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂
で形成され、上面に銀やアルミニウム等の反射層(反射
率96%(550nm))を有する反射シート17が設
けられる。導光シート15及び反射シート17の両反射
層の作用により、導光シート15を透過する光を液晶表
示部側(表示側)に方向転換させることができる。
【0013】空洞導光部13の上側を画成するのは、切
妻屋根を逆さにしたようにつなぎ合わせた2つの約2m
m程度の薄い光制御導光シート21(21(1)、21
(2))である。光制御導光シート21の各々の下面(プ
リズムアレイ面)には、頂角が略135度のプリズム2
1(1)p、21(2)pが非対称な鋸歯状に規則正しく形成
されている。プリズム21(1)p、21(2)pの稜線は、
光源ユニット7(ランプ9)と略平行である。
【0014】ここで、図1の右側の光制御導光シート2
1(1)の一部を取り出してそれを水平に描いた図2を参
照して、光制御導光シート21の作用につき簡単に説明
する。光制御導光シート21(1)のプリズムアレイ面
(下面)の不等辺三角形状のプリズム部分ABCに着目
し、傾斜の緩い傾斜面ABに対して入射する入射角の異
なる、例えば3つの光線〜を考える。傾斜面ABに
垂直に近い入射角(小)で入射する光線の場合、光制
御導光シートを通って平面DFから上方(反対側)に抜
ける。光線よりも傾いた入射角(中)で入射する光線
の場合、平面DFで全反射し、傾斜のきつい(傾斜面
ACに平行な)傾斜面から下方(同じ側)に抜ける。光
線よりも更に傾いた入射角(大)で入射する光線の
場合、平面DFで全反射し、傾斜の緩い(傾斜面ABに
平行な)傾斜面で全反射し、最終的には、図示していな
いが、傾斜のきつい(傾斜面ACに平行な)傾斜面から
下方(同じ側)に抜けるか、あるいは、平面DFから上
方(反対側)に抜ける。このように、光制御導光シート
21の作用により、入射光線を光制御導光シート21の
上側(反対側)に出射でき、それ以外の光線を下側(同
じ側)に取り戻す(出射させる)ことができる。
【0015】さて、図1を参照すると、光制御導光シー
ト21の上側には、例えばレンズシート25、拡散板2
7がこの順序で配置(例えば、積層形成)される。レン
ズシート25は、フィルム形状を有し、その上面には、
対称的なプリズムから成るプリズムアレイが形成され
る。拡散板27は、表面が凹凸に加工されるかあるいは
光拡散材を混入した樹脂(例えば、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂)の板材(例えば、6mm以下)から成
る。尚、レンズシート25及び拡散板27の順序は、液
晶表示部3側の視覚特性等によって決定することができ
るものであって、上記とは逆の配置にすることもできる
し、別の光学部材(例えば、透明板)を更に介装するこ
ともできる。
【0016】以上の構成を有する本実施態様の両側点灯
方式のバックライトユニット1(液晶ディスプレイ装置
3)においては、光源ユニット7から出射されて空洞導
光部13に進入する光は、上記光制御導光シート21の
作用のために、それより上方か下方に二者択一的に確実
に振り分けられる。そして、下方に振り分けられる(内
部に取り戻される)光は、光源ユニット7からの光と共
に、下方側の導光シート15に入射した後、反射し、
(再度)光制御導光シート21に入射することになる。
すなわち、光源ユニット7からの光を非常に効率的に無
駄なく表示側(発光(拡散)面側)に導くことができ
る。
【0017】また、このような光の進行中に、光制御導
光シート21(プリズムアレイ)の作用により、発光
(拡散)面における輝度を高く維持しながら同時に輝度
分布を著しく均一化することができる。すなわち、発光
面において光源に近い両側部分が明るく、中央部分が暗
くなり、その差が大きいのが一般的であるが、本実施態
様の構成によれば、明るさ(輝度分布)に関してこの両
側部分も中央部分もほぼ同じにすることができる。
【0018】更に、空洞導光部を設けたこと等により、
大幅な軽量化が可能になり、また、バックライトユニッ
ト単体の高さ寸法(厚さ)が約35mmであるというよ
うに、非常にコンパクトなものとすることができる。す
なわち、従来のアクリル樹脂から成る導光板を用いた構
造で、CRT並みの表面輝度を確保しようとすると、例
えば42インチ型の大型パネルの場合、導光板単体で1
0kg程度の重さになることが必至であるが、本実施態
様に従えば、そのような荷重が全くなくなるので、大幅
な軽量化が可能となる。
【0019】斯かる本実施態様の優れた効果を実際に検
証するために、図3に示したように、上記特徴を組み込
んだ42インチ型バックライトユニットの発光面におけ
る、Y方向6箇所(Y01〜Y06)、X方向3箇所
(X01〜X03)、従って合計18箇所の測定点にお
ける輝度分布状態、色度等を測定した。その実験結果を
図4〜図7に示す。これらから、本願実施態様装置にお
いては、発光面中央の輝度を高く維持でき且つ全体的に
輝度が平均化・均一化されていることが理解されよう。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光面が高輝度であり且つ全体的に輝度むらが低レベルに
抑えられた超軽量な、大型発光面を有することも可能な
バックライトユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様の両側点灯方式のバックラ
イトユニットを組み込んだ液晶ディスプレイ装置の概略
構成を示す図である。
【図2】図1の光制御導光シートの要部を拡大して水平
に描いた図である。
【図3】発光面における測定点の位置関係等を示す図で
ある。
【図4】測定結果の概要を示す図である。
【図5】輝度の測定結果を示す図である。
【図6】輝度ムラの状態を示す図である。
【図7】色度の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
1…バックライトユニット 3…液晶ディスプレイ装置 5…液晶表示部 7、7a、7b…光源ユニット 9…ランプ 11…ランプホルダ 13…空洞導光部 15…導光シート 17…反射シート 21、21(1)、21(2)…光制御導光シート 21p、21(1)p、21(2)p…プリズム 25…レンズシート 27…拡散板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遊座 裕朝 神奈川県横浜市都築区川和町654番地 富 士通化成株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導光手段と、導光手段の少なくとも1つ
    の側面側に配置した光源ユニット、とを含むバックライ
    トユニットであって、 導光手段は、下方の導光シートと、上方の光制御導光シ
    ートと、導光シート及び光制御導光シートによって挟ま
    れる中空の空洞導光部、とを含み、 導光シートは、下面に反射層を有し、 光制御導光シートは、プリズムが鋸歯状に規則正しく形
    成されて成るプリズムアレイ面を下面に有し、プリズム
    の稜線が光源ユニットと略平行であることを特徴とする
    バックライトユニット。
  2. 【請求項2】 更に、前記導光手段の上方側に配設した
    拡散板を含むことを特徴とする請求項1記載のバックラ
    イトユニット。
  3. 【請求項3】 更に、前記導光手段の下方側に配設した
    反射板を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のバ
    ックライトユニット。
  4. 【請求項4】 前記光制御導光シートのプリズムは、非
    対称な鋸歯状に形成されることを特徴とする請求項1〜
    3のいずれか1項記載のバックライトユニット。
  5. 【請求項5】 前記導光手段の両側には、光源ユニット
    が相互に略平行に配設され、 前記光制御導光シートは、切妻屋根を逆さにしたような
    全体形状を呈し、該切妻屋根の直線状の峰部が光源ユニ
    ットと略平行であることを特徴とする請求項1〜4のい
    ずれか1項記載のバックライトユニット。
JP1677497A 1997-01-30 1997-01-30 バックライトユニット Pending JPH10213712A (ja)

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