JPH11338365A - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導光板方式において、導光板の構造を変えな
くても、導光板と放電ランプとの間隔を近接させること
により高い光放射効率が得られる照明装置およびこの照
明装置を用いた液晶表示装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 少なくとも一面に発光面２を有する導光
板１と、この導光板１の側面４Ａに、内部に放電媒体を
封装するとともに少なくとも一対の電極Ｌ５，Ｌ５を設
けたガラス管バルブＬ１の管軸に沿って形成した平面状
部Ｌ３をほぼ等間隔を隔てて対面するよう配設された放
電ランプＬＡとを備えた照明装置Ｂ１およびこの照明装
置Ｂ１を用いた液晶表示装置Ｅである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶を用いたパソコ
ン、ワープロやテレビ等のバックライト用あるいはディ
スプレーや誘導灯等の表示装置に用いられる導光板方式
の照明装置およびこの照明装置を用いた液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶を用いたパソコン、ワープロ
やテレビ等の液晶表示装置あるいは文字や図形等の表示
装置は小型で高輝度、高均斉度化がすすめられている。

【０００３】この液晶表示装置等を背面から照明するた
めのバックライト装置としては、大きく別けて反射板方
式と導光板方式との２方式がある。反射板方式は凹面状
に形成した反射鏡内に管形や板形の蛍光ランプを配設
し、この反射鏡の開口部に光拡散板を設けておいて、ラ
ンプからの放射光を直接あるいは反射板によって反射さ
せ光拡散板に入射して液晶パネルに光放射させる構造で
ある。また、導光板方式は図５（ａ），（ｂ）に示すよ
うに少なくとも一表面に光放出用の発光面２を形成した
導光板１の側面４Ａに管形蛍光ランプＬＺを配設し、ラ
ンプＬＺからの放射光を導光板１に入射させて発光面２
から外方に光放射させる構造である。

【０００４】一般的には、反射板を用いる反射板方式は
発光効率はよいがバックライト装置が分厚くなるので大
形化し、大型機器に組込み用いられている。また、導光
板方式は薄く小形化できるが、ランプＬＺの大部分の光
放射部と導光板１とが離れていて発光効率が低いという
欠点がある。

【０００５】そして、この導光板方式のバックライト装
置において、液晶パネル面を均一に照明するには、この
パネル面に対応した大きさの導光板１を必要とし、上述
した導光板１の側面４Ａに臨ませて管形の蛍光ランプＬ
Ｚを配設したものでは、導光板１の横幅と蛍光ランプＬ
Ｚの径分を足した幅を要していた。すなわち、バックラ
イト装置は液晶パネルより大きいスペースを要してい
た。また、このバックライト装置は導光板１の外側に沿
って管形の蛍光ランプＬＺが配設され両者は近接してい
るが、横断面が円形をなすバルブＬ１では近接している
一線部分を除いては両者間には徐々に拡がっていく空隙
Ｓがあり、この空隙ＳがランプＬＺからの放射光強度を
低下する一因であった。

【０００６】そこで、たとえば特開平３−２８００７９
号公報に記載されているように、導光板とこの導光板に
沿って配設された管形の蛍光ランプとの空隙を縮めるた
め、導光板の側面に沿って蛍光ランプのバルブが入る凹
部を設け、この凹部内に蛍光ランプを配設し装置を小形
化することが知られている。このような構成とすること
によっても、装置の小形化と発光効率の向上が可能であ
る。

【０００７】しかし、このように導光板の側面に沿って
蛍光ランプのバルブが入る凹部を設けることは、導光板
の形状が複雑で凹部の形成に手間を要するとともに凹部
内に配設した蛍光ランプに温度上昇を来し、発光特性の
低下を招き冷却設備を必要とする等の問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ランプのガラ
ス管バルブを細径化する等のことも行われているが、バ
ルブ径に対応して所定の発光特性を呈する小形の電極を
得るのが困難であった。本発明は上記事情に鑑みなされ
たもので、導光板方式において、導光板の構造を変えな
くても、導光板と放電ランプとの間隔を近接させること
により高い光放射効率が得られる照明装置およびこの照
明装置を用いた液晶表示装置を提供することを課題とす
る。

【０００９】なお、本発明を構成す平面部を備えた放電
ランプは、たとえば実開平１−５９２８５号公報や実開
平１−１０３８６６号公報に記載されている。しかし、
このランプは上記反射板方式のバックライト装置に装着
されているもので、特に導光板を用いることなくランプ
からの放射光は直接あるいは反射板を介し、ランプのバ
ルブ面と離間した拡散板に入射し、拡散板から輝度ムラ
の少ない光放射がなされるものである。したがって、特
にバルブの平面部と拡散板とを近接させることによって
奏する作用効果についての記載や示唆はない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の照明装置は、少なくとも一面に発光面を有する導光板
と、この導光板の側面に、内部に放電媒体を封装すると
ともに少なくとも一対の電極を設けたガラス管バルブの
管軸に沿って形成した平面状部をほぼ等間隔を隔てて対
面するよう配設された放電ランプとを具備していること
を特徴とする。ランプ点灯時に導光板の側面とランプの
平面状部とは各部位において対面近接しているので、平
面状部から放射した可視光は減衰が少なく側面に入射さ
せることができる。すなわち、側面に高強度（量）の光
入射がなされる。

【００１１】そして、この導光板の側面に入射した光は
導光板の上面および下面や側面の反射面で反射を繰り返
しながら導光板の延在方向へ進み、その一部は発光面を
なす上面側から放射され徐々に減衰される。

【００１２】なお、本発明でいうガラス管バルブに形成
した平面状部とは、完全な平面ではなく平面状部全体が
少々湾曲していたり隣接部分が湾曲しているものも含む
ものである。また、ほぼ等間隔とは完全な等間隔ではな
いことをいう。

【００１３】本発明の請求項２に記載の照明装置は、放
電ランプのガラス管バルブが、導光板の側面周縁を囲繞
する屈曲した形状であることを特徴とする。

【００１４】導光板の側面周縁に合致したバルブを有す
るランプを用いることにより、導光板の光入射および光
放射が多くなる。

【００１５】本発明の請求項３に記載の照明装置は、放
電ランプのガラス管バルブが、平面状部を除く部分に反
射体が設けてあることを特徴とする。

【００１６】光放射部を除く部分に反射体を設けること
により平面状部からの光放射を多くできる。

【００１７】本発明の請求項４に記載の照明装置は、導
光板の上下両面に発光面が形成されていることを特徴と
する。

【００１８】ほぼ全面が均一発光する導光板の発光面を
光源として、導光板の二方の面から文字や図形等の表示
が行える。なお、本発明でいう導光板の上下面とは、実
際の具体的な上下面ではなく相対的な関係を表す。

【００１９】本発明の請求項５に記載の照明装置は、導
光板の発光面側に表示体が設けられていることを特徴と
する。

【００２０】ほぼ全面が均一発光する導光板の発光面を
光源として、文字や図形等の表示が行える。

【００２１】本発明の請求項６に記載の液晶表示装置
は、請求項１ないし請求項４のいずれか一に記載の照明
装置と、この照明装置の導光板の発光面側に設けられた
光拡散板とこの光拡散板に対向して設けられた液晶パネ
ルとを備えていることを特徴とする。

【００２２】上記請求項１ないし請求項４に記載の作用
を奏する照明装置を用いて、液晶パネルの表示面におけ
る輝度むらを低減している。

【００２３】そして、導光板内に入射した光はその表面
および反射面によって反射を繰り返し、導光板の発光面
からほぼ均等に放射されるので、発光面全面に高輝度で
ほぼ均一分布の配光が得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して説明する。図１は導光板方式のバ
ックライト装置（照明装置）Ｂ１を用いた液晶表示装置
Ｅの概略を分解して示す斜視図、図２は図１中の蛍光ラ
ンプと導光板の一部を切断した部分を拡大して示す横断
面図である。

【００２５】液晶表示装置Ｅは液晶パネルＰの背面に光
拡散板Ｋを介してバックライト装置（照明装置）Ｂ１が
重合して設けられた形態をなしている。このバックライ
ト装置（照明装置）Ｂ１は、たとえば透光性のアクリル
樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂や石英ガラス
製の四角形や長四角形をした所定の肉厚でもって延在し
てなる平板状の導光板１を備えている。この導光板１の
液晶パネルＰと対向する上面２は平坦な発光面が、ま
た、下面３および上面２と下面３とを結ぶ三方の側面
４，４，４には白色金属ペーストを塗布したりアルミニ
ウム箔を貼付等した反射面５，５，…が形成してある。
また、これら反射面５，５，…は平滑なものでなく、凹
凸面等を有している光拡散作用を奏するものであっても
よい。また、反射面５を形成していない一方の側面４Ａ
には直管状の蛍光ランプＬＡが配設されている。

【００２６】この蛍光ランプＬＡは、図２にそのガラス
管バルブＬ１の横断面を示すように、両端部側を除く円
形状部Ｌ２の一部に平面状部Ｌ３を形成したほぼ半円形
の非真円形状をなしていて、バルブＬ１内面には蛍光体
被膜Ｌ４が形成されているとともに内部にキセノンＸｅ
等の希ガスおよび必要に応じ水銀Ｈｇが所定量封入され
ている。また、Ｌ５，Ｌ５はバルブＬ１の両端部に導入
線Ｌ６を介し設けられている冷陰極からなる電極であ
る。

【００２７】そして、蛍光ランプＬＡは、上記導光板１
の側面４Ａの長さより長く、上記導光板１の側面４Ａと
対面する部分が平面状部Ｌ３をなしていて、電極Ｌ５が
配設されている両端部側のバルブＬ１は従来と同様な円
形状をなしている。もちろんバルブＬ１の全長に亘り平
面状部Ｌ３となっていてもよい。

【００２８】上記バルブＬ３の平面状部Ｌ３の幅寸法
は、上記導光板１の側面厚さ（肉厚）とほぼ同寸でバル
ブ軸に沿って側面４Ａと対面して連続形成されていて、
ランプＬの平面状部Ｌ３と導光板１の側面４Ａとは近接
しているとともに各部がほぼ等間隔を隔てるよう配設さ
れている。そして、このランプＬＡは、バルブＬ１の横
断面積を同じとすれば平面状部Ｌ３とこの平面状部Ｌ３
の反対側との寸度は、バルブＬ１の円形状部Ｌ２の円弧
をなす外径寸度より小さく、すなわち図２で横方向の径
より縦方向の径の方が約半分の小径にできる。

【００２９】この液晶表示装置Ｅのバックライト装置
（照明装置）Ｂ１を図示しない点灯回路装置を介して通
電すると、ランプＬＡは電極Ｌ５，Ｌ５間の放電によっ
て蛍光体被膜Ｌ４を励起して、バルブＬ１の全周から蛍
光体被膜Ｌ４を介して外方に可視光を放射する。このと
き導光板１の側面４ＡとランプＬＡの平面状部Ｌ３とは
各部位において対面近接しているので、平面状部Ｌ３か
ら放射した可視光は減衰が少なく側面４Ａに入射させる
ことができる。すなわち、側面４Ａに高強度（量）の光
入射がなされる。

【００３０】そして、ランプＬＡの平面状部Ｌ３から導
光板１の側面４Ａに入射した光は導光板１の上面および
下面３や側面４，…の反射面５，５，…で反射を繰り返
しながら導光板１の延在方向へ進み、その一部は発光面
をなす上面２側から放射され徐々に減衰して反対面側の
側面４に達し、この側面４で反対方向に反射され、さら
に反射を繰り返しながら上面２から放射される。

【００３１】この構成のバックライト装置（照明装置）
Ｂ１は、導光板１の一側面全面にほぼ等間隔でランプＬ
Ａの光放射部（平面状部Ｌ３）を対面近接させて配設し
てあるので、装置Ｂ１をランプＬＡの小径化した分小形
化がはかれる。また、発光特性的には導光板１の一側面
４Ａのほぼ全面にランプＬＡの光放射部（平面状部Ｌ
３）が対面近接しているので、高強度（量）の光入射が
でき、結果的には導光板１の表面２の発光面全面の輝度
が高く、明暗差が少なく輝度分布のむらを低減でき、一
様な発光をなすことができる。

【００３２】そして、液晶表示装置Ｅは、このバックラ
イト装置（照明装置）Ｂ１の導光板１の発光面に対面し
て光拡散板Ｋを配設してあるのでさらに輝度むらが改善
され、液晶パネルＰへ光入射させることができる。よっ
て、高輝度で、かつ、輝度むらが少なく均斉度の高い視
認性の向上した液晶表示装置Ｅを提供することができ
る。

【００３３】また、図３は本発明に係わるバックライト
装置（照明装置）Ｂ２の他の実施の形態の概略を示す上
面図で、図１および図２と同一部分には同一の符号を付
してその説明は省略する。

【００３４】この図３の場合は、たとえば四角形状をな
す導光板１の周縁を囲繞するようほぼ口字状をなす蛍光
ランプＬＢが配設されている。すなわち、導光板１は下
面３を除いては反射面５が形成されていない。また、蛍
光ランプＬＢのバルブＬ１は４か所において約９０度屈
曲されていて、バルブＬ１の形状を除いては図１および
図２と同様な構成で、横断面でみるとバルブＬ１の上記
導光板１の側面４，４，４と対面近接する部分は平面状
部Ｌ３となっていて、導光板１の側面４Ｂと対面するバ
ルブＬ１の両端部側は従来と同様な円形状Ｌ９となって
いる。もちろんバルブＬ１の導光板１の全側面４，４，
…を囲繞するよう、全体が平面状部Ｌ３となっていても
差支えない。

【００３５】そして、この導光板１と蛍光ランプＬＢの
組合わせでは、ランプＬＢの平面状部Ｌ３から導光板１
の４面の側面４，４，…にそれぞれ光放射があり、入射
した光線は下面３の反射面５で反射して上面２から放射
される。このものは、面積の大きい導光板１に適用して
上記実施の形態と同様な作用効果を奏する。

【００３６】なお、本発明は上記の実施の形態に限るも
のではない。たとえば上記蛍光ランプＬＡ，ＬＢは、バ
ルブの横断面が半円形状に限らず、多角形状であっても
よく、平面状部は、平面が望ましいが少々湾曲している
ものであってもよい。

【００３７】また、図４（ａ）に示すようにバルブＬ１
の平面状部Ｌ３の表面に蛍光体被膜を形成していない開
口部Ｌ７を設けたアパーチャ形の蛍光ランプであっても
あるいは図４（ｂ）に示すようにバルブＬ１の平面状部
Ｌ３を除く外面または内面に反射膜Ｌ８を形成したり、
別途バルブに近接してＵ字形等の反射体を設けるように
してもよい。このアパーチャ形の蛍光ランプや反射膜や
反射体を設けた蛍光ランプは、平面状部Ｌ３からの光放
射強度をさらに高めることができ、このランプを用いた
バックライト装置は、さらには発光特性を向上できる。

【００３８】また、ランプは蛍光ランプに限らず希ガス
発光による放電ランプ等であってもよく、電極も冷陰極
形のほか熱陰極形あるいはバルブの外面に電極を形成し
たものでもよい。またバルブの外観形状もＬ字形状、コ
字形状、環形状や半円状等であってもよく、要するに導
光板の外周縁の形状に合致したものであればよい。

【００３９】また、導光板１の形状は、四角形や長四角
形に限らず、円形状等であってもよく、その板厚も均一
のものでなくランプの配設側から離れるにしたがい薄肉
として、さらに輝度の均斉度を高めるようにしてもよ
い。また、ディスプレイ用や表示用等の場合は上下両面
を発光面としても差支えない。さらに、一つの導光板に
対して１本のランプを配設したものに限らず、導光板１
の相対する側面にそれぞれランプを配設してもよい。

【００４０】また、光拡散板は必須のものではなく、設
ける場合は導光板の表面に直接刻設形成したり導光板中
に粒体を混入させる等してもあるいは別部材で構成して
も差支えない。

【００４１】さらに、照明装置としての用途はテレビ、
ＯＡ機器等の液晶表示装置のバックライト装置用、広告
等のディスプレイや誘導灯等の表示用等種々のものに適
用できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、導光板
の側面全面にランプの光放射部（平面状部）を対面近接
させて配設してあるので、導光板に高強度（量）の光入
射および光放射を行わせることができ導光板の発光面全
面の輝度が高く、明暗差が少なく輝度分布のむらを低減
できるとともに、ランプをほぼ半円として小径化した
分、小形化がはかれた導光板方式の照明装置を提供する
ことができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、特に大形
の導光板に適用して、上記請求項１に記載したと同様な
効果を奏する。

【００４４】請求項３に記載の発明によれば、ガラス管
バルブに反射体を設けることによりさらにランプからの
光放射を多くできるとともに、導光板における高強度
（量）の光入射および光放射を行わせることができる。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、導光板の
複数面から発光させて上記請求項１ないし請求項３に記
載したと同様な効果を奏する。

【００４６】請求項５に記載の発明によれば、導光板の
発光面側に表示体を設けたものにおいて、上記請求項１
ないし請求項３に記載したと同様な効果を奏する。

【００４７】請求項６に記載の発明によれば、上記請求
項１ないし請求項４に記載の効果を奏する照明装置を用
いたので高輝度で、輝度分布のむらを低減できるととも
に小形化がはかれた液晶表示装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す導光板方式の照明装
置を用いた液晶表示装置の概略の分解斜視図である。

【図２】図１中の蛍光ランプと導光板の一部を切断した
部分を拡大して示す横断面図である。

【図３】本発明の実施の形態を示す照明装置の概略の上
面図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の照明装置に用
いられる蛍光ランプの他の実施の形態を示す横断面図で
ある。

【図５】従来の照明装置の概略を示し、図（ａ）は上面
図、図（ｂ）は蛍光ランプと導光板の一部を切断した部
分を拡大して示す横断面図である。

【符号の説明】

Ｂ１，Ｂ２：バックライト装置（照明装置） Ｅ：液晶表示装置 Ｐ：液晶パネル Ｋ：光拡散板 １：導光板 ２：上面（発光面） ３：下面 ４，４Ａ：側面 ５：反射面 ＬＡ，ＬＢ：蛍光ランプ（放電ランプ） Ｌ１：ガラス管バルブ Ｌ２：円形状部 Ｌ３：平面状部 Ｌ４：蛍光体被膜 Ｌ５：電極 Ｌ８：反射膜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一面に発光面を有する導光板
   と；この導光板の側面に、内部に放電媒体を封装すると
   ともに少なくとも一対の電極を設けたガラス管バルブの
   管軸に沿って形成した平面状部をほぼ等間隔を隔てて対
   面するよう配設された放電ランプと；を具備しているこ
   とを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 放電ランプのガラス管バルブは、導光板
   の側面周縁を囲繞する屈曲した形状であることを特徴と
   する請求項１に記載の照明装置。
3. 【請求項３】 放電ランプのガラス管バルブは、平面状
   部を除く部分に反射体が設けてあることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 【請求項４】 導光板の上下両面に発光面が形成されて
   いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
   か一に記載の照明装置。
5. 【請求項５】 導光板の発光面側に表示体が設けられて
   いることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
   か一に記載の照明装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項４のいずれか一に
   記載の照明装置と；この照明装置の導光板の発光面側に
   設けられた光拡散板と；この光拡散板に対向して設けら
   れた液晶パネルと；を備えていることを特徴とする液晶
   表示装置。