JPH11305222A

JPH11305222A - カラー液晶表示装置用のバックライト

Info

Publication number: JPH11305222A
Application number: JP10108071A
Authority: JP
Inventors: Yasuro Aritake; 康郎有竹
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】組み付け性向上、装置自体の薄型化そして色
彩バランスが損なわることのないカラー液晶表示装置用
のバックライトを提供する。【解決手段】１枚の導光板１３の一端面１３ａに並置
してなる３原色の独立した光源１０、１１、１２と、光
源１０、１１、１２それぞれを囲むと共に導光板１３の
一端面１３ａ側に開口した反射部材１４と、反射部材１
４それぞれの開口側に配設され且つ液晶の駆動タイミン
グに同期し光源１０、１１、１２からの光Ｌを透過又は
遮断制御可能なる光シャッター４、５、６とより少なく
とも構成され、光シャッター４、５、６のそれぞれは、
導光板１３の反射手段１６、１７側に光源１０、１１、
１２からの光Ｌを導くように形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー液晶表示
装置用のバックライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ等のＯＡ
機器やテレビ等の家電のディスプレイに、カラー液晶表
示装置が使用されている。この種のカラー液晶表示装置
として、ＴＦＴ方式のカラー液晶表示装置が広く知られ
ている。すなわち、特開平６ー１３８４５９号公報に示
すように、側面に配置した３原色（赤（Ｒ）色・緑
（Ｇ）色・青（Ｂ）色）の光源の光を表面から射出する
導光板が複数枚重ね合わされ、該重ね合わされた導光板
の表示パネル側に拡散シートが配置され、該重ね合わさ
れた導光板の拡散シートの配置位置の反対側に反射手段
が配置され、前記複数枚の導光板毎の側面と、該側面側
に配置された光源との間に液晶パネルからなる光シャッ
ターが配置されてなる構造のものが提案されている。

【０００３】このようなカラー液晶表示装置は、該光シ
ャッターを駆動することにより、光源から導光板に導入
される光の輝度が調整でき、光源であるＣＦＬ管などは
一定動作で、光シャッターの低電圧駆動によりカラー調
整ができると共に、ＣＦＬ管などをＯＮ−ＯＦＦしなく
て良い分長寿命化できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなカラー液晶表示装置にあっては、導光板が複数枚重
ね合わされているので、それぞれの導光板を図示しない
ケースなどに適切な角度と適切な間隔を持ってセットし
ないければならない。つまり、組立工数を多く必要と
し、原価高騰の一原因になり、改善が求められているば
かりか、導光板そのものの板厚及び間隔の総合計によっ
て、装置自体が厚くなり、この点でも改善が求められて
いる。

【０００５】また、該カラー液晶表示装置は、前記した
ように導光板同士を適切な角度と適切な間隔を常に保持
しなければならないので、ぶつけるなど衝撃を加えない
ように取り扱わなければならないなど、普及性を阻害さ
せるおそれがあり、改善が求められている。

【０００６】また、該カラー液晶表示装置は、前記した
ように導光板が複数枚重ね合わされているので、拡散シ
ート側の導光板は、反射手段から遠い分、反射光量が少
なくなり、輝度が低いものとなり、色彩バランスを欠く
おそれがあり、改善が求められている。

【０００７】また、該カラー液晶表示装置は、前記した
ように導光板が複数枚重ね合わされているので、反射手
段側に配される導光板は、拡散シート側に光を透過する
際に他の導光板を透過していくことになり、該導光板そ
れぞれに配されてなる点刻及び網点によって、該光が遮
光されることで光量が少なくなり、輝度が低いものとな
り、色彩バランスを欠くおそれがあり、この点でも改善
が求められている。

【０００８】この発明は、このような従来の技術に着目
してなされたものであり、組み付け性向上、装置自体の
薄型化そして色彩バランスが損なわることのないカラー
液晶表示装置用のバックライトを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、１枚の導光板の少なくとも一端面に並置してなる３
原色の独立した光源と、該光源それぞれを囲むと共に前
記導光板の一端面側にそれぞれ開口した断面形状の反射
部材と、該反射部材それぞれの開口側に配設され且つ液
晶の駆動タイミングに同期し前記光源からの光を透過又
は遮断制御可能なる光シャッターとより少なくとも構成
され、前記光シャッターのそれぞれは、前記導光板の反
射手段側に光源からの光を導くように形成されてなるこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項１に記載の発明によれば、３原色の
独立した光源の何れかからの光が入射される導光板が１
枚だけであるので、ケースなどへの組み付け時に他の導
光板との間隔、角度などを気にせずに組み立てられるか
ら、組み付け性が向上する。また、前記したように、導
光板が１枚だけであるので、装置自体の薄型化が可能で
ある。更に、全ての光源からの光が１枚の導光板に入射
されるので、該入射された光は、他の部材に干渉された
り、吸収されることがない状態で拡散シート側に光が出
るので、色彩バランスが保たれる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のカラー液晶表示装置用のバックライトであって、前記
導光板の端部と各光シャッターとの間には、前記光源か
らの光が前記導光板の端部の全てに照射可能なる空間部
が形成されてなることを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、各光源か
らの光が光シャッターを透過して、導光板の端部に達す
る前に形成された空間部により、該端部に入射される光
の色が全て該端部に入射されるので、導光板内の光量が
保たれるため、導光板内への光量ロスが減少する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図３に基づいて説明する。

【００１４】この実施形態に係るカラー液晶表示装置用
は、図１に示すように、液晶パネルの１画素を形成する
液晶セル１と、バックライト２と、高速液晶ドライブ回
路３と、光シャッター４、５、６とから構成されてい
る。

【００１５】液晶セル１は、２枚のガラス基板７の間に
液晶（ＳＴＮ）８を封入し、その液晶８をマトリックス
状に配置した透明導電膜（ＩＴＯ膜）９を介してＯＮ−
ＯＦＦする既知のものを使用可能である。この液晶セル
１は、モノクロ用で、カラーフィルタや薄膜トランジス
ターが不要なため、構造が簡単である。

【００１６】液晶セル１の透明導電膜（ＩＴＯ膜）９
は、高速液晶ドライブ回路３に接続されている。また、
この高速液晶ドライブ回路３は、３原色（赤（Ｒ）色・
緑（Ｇ）色・青（Ｂ）色）の３つの端子を有し、それぞ
れの光シャッター４、５、６と接続されている。光シャ
ッター４、５、６の出力端子は、バックライト２におけ
る各光源１０、１１、１２の一端に接続され、光源１
０、１１、１２の他端は、接地されている。

【００１７】バックライト２は、３つの光源１０、１
１、１２と、１枚の導光板１３と、反射部材としての反
射鏡１４と、拡散シート１５と、反射手段である網点
（ドットパターン）１６、反射シート１７、補助反射シ
ート１８とから構成されている。

【００１８】導光板１３は、六面が平滑透明面である透
明樹脂の板又は成形品を用いることができる。透明樹脂
としては、アクリル板、ポリエステル板、ポリ塩化ビニ
ル板等が好適である。導光板１３の一端面（光入射面）
１３ａの断面積（即ち、厚み）は、光源１０、１１、１
２から有効に光を導入する重要な要因であり、厚い程効
率が良く、多くの光量を導光板１３内に入射できるが、
厚すぎるとスペースをとり、電子機器の軽量小型化に反
するし、光のロスにもつながる。この実施形態のバック
ライト２は、導光板１３が１枚で済むため、構造簡単で
装置の小型化・薄型化、反射手段及び導光板など部品点
数減による低価格化を図る上で有利である。

【００１９】導光板１３の裏面（反液晶セル１側の面）
に印刷されているのが白の網点１６である。網点１６
は、光を散乱させるためのものであり、高屈折率を有す
るフィラーを有機樹脂に混合したインクをドット状に印
刷したものである。この網点１６は、光源１０、１１、
１２及び補助反射シート１８から遠くなるほど（中央位
置に近づくほど）、面密度が増大しており、輝度の均一
化に寄与している。

【００２０】反射鏡１４は、導光板１３の一端面１３ａ
に取付けられている。この反射鏡１４は、一端面１３ａ
側に開口すると共に隔壁１４ａ、１４ｂでもって前記光
源１０、１１、１２をそれぞれ囲むような断面形状をし
ている。

【００２１】前記光シャッター４、５、６は、前記光源
１０、１１、１２から導光板１３への光量を調節した
り、遮断したりするもので、反射鏡１４の隔壁１４ａ，
１４ｂで仕切られた三つの部屋のそれぞれの開口にそれ
ぞれ設けられる。前記光シャッター４、５、６として
は、例えば液晶パネルよりなり、電極膜が設けられた透
明基板の間隙に液晶材料を充填したもので、両電極膜間
に電圧を印加すると、液晶分子が一定方向に揃うことで
光を透過する。また、電圧をＯＦＦすることで、遮断で
きる。

【００２２】そして、図３に示すように、最も網点１６
に近接した赤（Ｒ）色光源１２に対向した位置に配され
る光シャッター４は、ほぼ平板状をなす。最も拡散シー
ト１５に近接した緑（Ｇ）色光源１０に対向した位置に
配される光シャッター６は、該緑（Ｇ）色光源１０から
発した光Ｌが反射手段である網点１６と反射シート１７
とに向けて曲がるようにプリズム状に形成されてなる。
そして、赤（Ｒ）色光源１２の光シャッター４と、緑
（Ｇ）色光源１０の光シャッター６との間に配される青
（Ｂ）色光源１１に対向した位置に配される光シャッタ
ー５は、前記光シャッター４と前記光シャッター６との
略中間の形状に形成されてなる。要は、光源１０、１
１、１２からの光Ｌが、反射手段である網点１６と反射
シート１７とに向けるような断面形状であれば良いので
ある。

【００２３】前記反射鏡１４の光源１０、１１、１２を
それぞれ囲む部屋の内面には、該光源１０、１１、１２
からの光Ｌを導光板１３の中に導入し、外部に漏らさな
いようにするために、高反射率を有する銀鏡面が形成さ
れているが、合成樹脂（例えばＰＥＴ）に白色材などを
練り込んでなる反射手段でも良い。また、反射鏡１４
は、図２に示すような直線状に限らず、Ｌ字状に形成し
ても良い。この場合、反射鏡１４の開口は、導光板１３
の二端面に夫々開口することは勿論である。

【００２４】前記導光板１３の端部１３ａと各光シャッ
ター４、５、６との間には、空間部１９が形成されてな
ることで、各光源１０、１１、１２からの光Ｌが光シャ
ッター４、５、６を透過して、導光板１３の端部１３ａ
に達する前に形成された空間部１９により、該端部１３
ａに入射される光の色が全て該端部１３ａに入射される
ので、導光板１３内の光量が保たれるため、導光板１３
内への光量ロスが減少する。

【００２５】光源１０、１１、１２は、それぞれ３原色
（赤（Ｒ）色・緑（Ｇ）色・青（Ｂ）色）を発光する冷
陰極管が用いられている。この光源１０、１１、１２
は、冷陰極管の内面に塗布した蛍光体自体が発光して３
原色の純色が表示されるもので、カラーフィルタが不要
である。また、この光源１０、１１、１２は、一定のパ
ルス周期で連続点灯する。

【００２６】反射シート１７は、合成樹脂（例えばＰＥ
Ｔ）に白色材などを練り込んでなる白色の高反射率材料
のシートであり、導光板１３の網点１６側に微細の空気
層を介して当接して配置してある。

【００２７】他端面に設けられる補助反射シート１８も
同様である。この補助反射シート１８を設けたことによ
り、光源１０、１１、１２から遠い部分における輝度の
減衰を防止して、輝度の均一化を図ることができる。

【００２８】拡散シート１５は、シート表面を梨地状に
荒らした粗面で、導光板１３より透過した光を散乱透過
させるためのものである。

【００２９】次ぎに、このカラー液晶表示装置の作用を
説明する。高速液晶ドライブ回路３より、光シャッター
４、５、６の何れかが透過状態になり、３原色の独立し
た光源１０、１１、１２の何れかからの光Ｌが入射され
る導光板１３が１枚だけであるので、図示しないケース
などへの組み付け時に、従来のように他の導光板との間
隔、角度などを気にせずに組み立てられるから、組み付
け性が向上する。

【００３０】また、前記したように、導光板１３が１枚
だけであるので、装置自体の薄型化が可能である。

【００３１】更に、全ての光源１０、１１、１２からの
光Ｌが１枚の導光板１３に入射されるので、該入射され
た光Ｌは、他の導光板（そもそも存在しないが）に干渉
されたり、吸収されることがない状態で拡散シート１５
側に光が出るので、色彩バランスが保たれる。

【００３２】導光板１３内に入った光Ｌは、導光板１３
の内面に当たって全反射を繰り返し、一部は、裏面の網
点１６に当たり散乱することで、液晶セル１側へ出射す
る。網点１６に当たった光Ｌの一部は、導光板１３内で
反射された後、反射シート１７に当たって液晶セル１側
へ導かれる。

【００３３】導光板１３から液晶セル１に入る光Ｌは、
拡散シート１５を透過する。拡散シート１５を通過する
光Ｌは、表面の微小な凹凸・梨地状により散乱光となる
ため、光源１０、１１、１２自体や網点１６の模様が直
接見えず、全面が均一に光る効果が得られる。

【００３４】液晶セル１では、高速液晶ドライブ回路３
の制御により、発光する色と同じタイミングで、光シャ
ッター４、５、６が開くようになっている。光シャッタ
ー４、５、６が開いたタイミングの色が液晶セル１を透
過し、その色が表示される。混色は、他の色のタイミン
グで光シャッター４、５、６を開くことにより行われ
る。例えば、図１に示すように、赤（Ｒ）色光源１０用
の光シャッター４と緑（Ｇ）色光源１２用の光シャッタ
ー６との両方のタイミングで透過させれば、赤（Ｒ）色
と緑（Ｇ）色の混色である「黄色」が表示される。ま
た、赤（Ｒ）色光源１０用の光シャッター４と青（Ｂ）
色光源１１用の光シャッター５との両方のタイミングで
透過させれば、赤（Ｒ）色と青（Ｂ）色の混色である
「紫色」が表示される。また、光シャッター４、５、６
のすべてを開き放しにして赤（Ｒ）色・緑（Ｇ）色・青
（Ｂ）色の３光源１０、１１、１２を混色すれば、「白
色」が表示される。これは、光源１０、１１、１２のパ
ルスが目の残像時間よりも十分に速いために起きる残像
混色である。

【００３５】この実施形態のカラー液晶表示装置によれ
ば、カラーフィルターを用いないカラー液晶表示装置が
可能で、従来のカラーフィルターを用いたカラー液晶表
示装置よりも液晶セル１の製造が容易である。また、バ
ックライト２に関しては、ＴＦＴ方式が１本の白色光源
で済むのに対し、本実施形態が３本の光源１０、１１、
１２を必要とするため、本来ならば小型化・薄型化の面
で不利であるが、前述のように、導光板１３が１枚で、
光源１０、１１、１２を反射鏡１４内にそれぞれ収納し
た構造にすることにより、バックライト２の小型化・薄
型化が可能になっている。また、同様の理由により部品
点数減による低価格化を図ることができる。

【００３６】このバックライト２の白色調整、即ち、Ｃ
ＩＥ(Ｃomission Ｉnternationalde Ｌeclairage）と
略称される国際照明委員会で採用している所謂白色領域
の中心に調整するには、光シャッター４、５、６の出力
電流調整により各光源１０、１１、１２の光量（輝度）
比率を調整して行われる。３原色が人間の目の明るさを
感じる割合、即ち輝度の視覚実験により３原色の赤
（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）が調整されている。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、３原色の
独立した光源の何れかからの光が入射される導光板が１
枚だけであるので、ケースなどへの組み付け時に他の導
光板との間隔、角度などを気にせずに組み立てられるか
ら、組み付け性が向上する。また、前記したように、導
光板が１枚だけであるので、装置自体の薄型化が可能で
ある。更に、全ての光源からの光が１枚の導光板に入射
されるので、該入射された光は、他の部材に干渉された
り、吸収されることがない状態で拡散シート側に光が出
るので、色彩バランスが保たれる。

【００３８】請求項２に記載の発明によれば、各光源か
らの光が光シャッターを透過して、導光板の端部に達す
る前に形成された空間部により、該端部に入射される光
の色が全て該端部に入射されるので、導光板内の光量が
保たれるため、導光板内への光量ロスが減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカラー液晶表示装置用のバックライ
トを示す断面図。

【図２】バックライトを示す分解斜視図。

【図３】図１の要部を示す断面図。

【符号の説明】

１液晶セル２バックライト３高速液晶ドライブ回路４、５、６光シャッター１０、１１、１２光源１３導光板１４反射部材（反射鏡）１５拡散シート１６反射手段（網点）１７反射手段（反射シート）１９空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１枚の導光板の少なくとも一端面に並置
してなる３原色の独立した光源と、該光源それぞれを囲
むと共に前記導光板の一端面側にそれぞれ開口した断面
形状の反射部材と、該反射部材それぞれの開口側に配設
され且つ液晶の駆動タイミングに同期し前記光源からの
光を透過又は遮断制御可能なる光シャッターとより少な
くとも構成され、前記光シャッターのそれぞれは、前記導光板の反射手段
側に光源からの光を導くように形成されてなることを特
徴とするカラー液晶表示装置用のバックライト。
【請求項２】請求項１に記載のカラー液晶表示装置用
のバックライトであって、前記導光板の端部と各光シャッターとの間には、前記光
源からの光が前記導光板の端部の全てに照射可能なる空
間部が形成されてなることを特徴とするカラー液晶表示
装置用のバックライト。