JP2000356774A - カラー液晶表示装置用のバックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色バランスが良く、色ムラが生じないカラー
液晶表示装置用のバックライトを提供する。 【解決手段】 最も導光板２寄りの光源４を、導光板２
の厚さ方向において、導光板２の裏面側へオフセット配
置したため、その光源４からの光の入射角度θが変化
し、その光源４の近接領域Ｅにおける輝度が弱まる。従
って、当該光源４の輝度は、光源４からの距離にかかわ
らず一定（フラット）になり、他の光源５、６とのバラ
ンスが良くなって、色ムラが生じなくなる。

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、３原色（Ｒ・Ｇ・Ｂ）に対応したカ
ラーフィルタと、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を備え
たカラー液晶セルに、白色光源のバックライトを組み合
わせ、各カラーフィルタに対応する液晶をドライブ回路
により開いて光を透過させて、Ｒ・Ｇ・Ｂの組み合わせ
によるモザイク混色が得られる構造になっている。

【０００３】このようなＴＦＴ方式のカラー液晶表示装
置は、鮮明なフルカラー画像が得られる反面、各画素
（液晶セル）にカラーフィルタと薄膜トランジスターが
必要なため、液晶セルの製造に非常に微細な加工が要求
されると共に、カラーバランス調整が困難であるなどの
問題点もある。

【０００４】そこで、最近では、カラーフィルタや薄膜
トランジスターを必要としないモノクロ液晶セルに３原
色バックライトを組み合わせたカラーフィルタレスのカ
ラー液晶表示装置が提案されている（例えば、特開平７
−２８１６４７号公報参照）。すなわち、３原色の光源
を順次周期的にパルス発光させ、その発光する色と同タ
イミングで液晶を開くことにより、Ｒ・Ｇ・Ｂの組み合
わせによる残像混色が得られるようになっている。

【０００５】そして、この種のカラー液晶表示装置で使
用されるバックライトとしては、一般に、１枚の導光板
の一端面に、該一端面側に開口した断面Ｕ字状の反射鏡
を設け、その反射鏡内にＲ・Ｇ・Ｂの３つの光源を並べ
て配置した構造になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、最も導光板寄りに位置する
光源の近接領域において、当該光源の輝度の方が他の光
源よりも強くなるため、その近接領域では色のバランス
がくずれてしまい、最も導光板寄りの光源の色合いが強
くなる色ムラを生じる。

【０００７】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、色バランスが良く、色ムラが
生じ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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
１枚の導光板の一端面に該一端面側に開口した断面形状
の反射鏡を設けると共に、該反射鏡内に順次周期的にパ
ルス発光する３原色の独立した光源を導光板の面方向に
並べて配置したカラー液晶表示装置用のバックライトで
あって、前記３つの光源のうち、最も導光板寄りの光源
を、導光板の厚さ方向において、導光板の裏面側へオフ
セット配置した。

【０００９】請求項１記載の発明によれば、最も導光板
寄りの光源を、導光板の厚さ方向において、導光板の裏
面側へオフセット配置したため、その光源からの光の入
射角度が変化し、その光源の近接領域における輝度が弱
まる。従って、当該光源の輝度は、光源からの距離にか
かわらず一定（フラット）になり、他の光源とのバラン
スが良くなって、色ムラが生じなくなる。

【００１０】請求項２記載の発明は、最も導光板寄りの
光源が、緑（Ｇ）光源である。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、最も導光板
寄りの光源が、色バランスの上で最も高輝度が要求され
る緑（Ｇ）光源であるため、オフセット配置した時の効
果が他の光源よりも大きい。

【００１２】請求項３記載の発明は、導光板の裏面に網
点がドットパターンで設けられ、該網点の面密度が光量
の減衰する範囲ほど増大している。

【００１３】請求項３記載の発明によれば、導光板の裏
面に設けられた網点の面密度が、光量の減衰する範囲ほ
ど増大しているため、輝度が減衰しやすい範囲での反射
効率が高まり、輝度の均一化を図ることができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、導光板の表面に光
の拡散手段を設けた。

【００１５】請求項４記載の発明によれば、導光板の表
面側から照射された光は、拡散手段により拡散されて散
乱光となるため、光源自体や網点の模様が直接見えず、
全面が均一に光る効果が得られる。

【００１６】

【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〜図３に基づいて説明する。尚、図１中、矢印Ｘ
が面方向であり、矢印Ｙが厚さ方向であり、上側が表面
側で、下側が裏面側である。

【００１７】図１及び図２は、カラー液晶表示装置に使
用されるバックライト１を示しており、その表面側に
は、図示せぬ液晶セルが設けられている。この液晶セル
は、２枚のガラス基板の間に液晶（ＳＴＮ）を封入し、
その液晶をマトリックス状に配置した透明導電膜（ＩＴ
Ｏ膜）を介してＯＮ−ＯＦＦする既知のものである。こ
の液晶セルは、モノクロ用で良く、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。

【００１８】そして、バックライト１は、１枚の導光板
２と、反射鏡３と、３つの光源４、５、６と、拡散シー
ト（拡散手段）７と、網点（ドットパターン）８と、反
射シート９とから構成されている。

【００１９】導光板２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、塩化ビニル板等
が好適である。導光板２の一端面（光入射面）２ａの断
面積（即ち、厚み）は、光源４、５、６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２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１は、導光板
２が１枚で済むため、構造簡単で装置の小型化・薄型化
を図る上で有利である。

【００２０】導光板２の裏面２ｂに印刷されているのが
白の網点８である。網点８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
８は、光源４、５、６及び反射シート９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。尚、網点８は、本来ほと
んど厚みのないものであるが、図では分かり易くするた
めに厚みをもたせて図示してある。

【００２１】反射鏡３は、導光板２の一端面２ａ側に取
付けられている。この反射鏡３は、一端面２ａ側に開口
した断面湾曲形状をしている。この反射鏡３の内面は、
全て、光源４、５、６からの光を効率良く導光板２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
率を有する銀鏡面となっている。

【００２２】反射シート９は、白色の高反射率材料のシ
ートであり、アルミニウムや銀等の金属膜を蒸着等によ
り付着させたものである。アルミ、銀等の金属テープを
側面に接着しても良い。

【００２３】導光板２の表面から照射される光は、拡散
シート７を透過する。拡散シート７を通過する光は、表
面の微小な凹凸・梨子地状により散乱光となるため、光
源４、５、６自体や網点８の模様が直接見えず、全面が
均一に光る効果が得られる。

【００２４】そして、光源４、５、６としては、Ｇ光源
４を最も導光板２寄りの１番目に配置し、Ｒ光源５を２
番目に配置し、Ｂ光源６を最も奥側の３番目に配置し
た。この光源４、５、６は、一定のパルス周期で連続点
灯するもので、光シャッター等も不要である。これらの
光源４、５、６は、導光板２の面方向に並べて配置され
ているとと共に、Ｒ光源５とＢ光源６は、導光板２の厚
さ方向の中心に配置され、最も導光板２寄りのＧ光源４
は、導光板２の厚さ方向において、導光板２の裏面２ｂ
側へオフセット配置されている。

【００２５】次ぎに、このバックライト１の作用を説明
する。各光源４、５、６は、パルス波形のデューティが
１／３に設定され、他の色との同時点灯を避けている。
このようにして、光源４、５、６から発生した色光は、
直接或いは反射鏡３で反射して、導光板２の端面２ａよ
り導光板２内へ入射される。導光板２内に入った光は、
網点８に当たり散乱することで、導光板２の表面２ｃ側
へ反射される。導光板２の表面２ｃから出た光は、拡散
シート７で拡散された後、図示せぬ液晶セルに至り、そ
こでカラーの液晶表示を行うことができる。

【００２６】そして、この実施形態では、最も導光板２
寄りのＧ光源４が、導光板２の裏面２ｂ側へオフセット
配置されているため、図３に示すように、そのＧ光源４
からの光の入射角度θが変化し、Ｇ光源４の近接領域
（導光板２の端末から約２０ミリ付近）Ｅにおける輝度
が、中心配置の場合よりも弱まる。従って、Ｇ光源４の
輝度は、Ｇ光源４からの距離にかかわらず一定（フラッ
ト）になり、他の光源５、６とのバランスが良くなっ
て、色ムラが生じなくなる。特に、この実施形態では、
色バランスの上で最も高輝度が要求されるＧ光源４をオ
フセット配置したため、オフセットした時の効果が他の
光源よりも大きい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、最も導光
板寄りの光源を、導光板の厚さ方向において、導光板の
裏面側へオフセット配置したため、その光源からの光の
入射角度が変化し、その光源の近接領域における輝度が
弱まる。従って、当該光源の輝度は、光源からの距離に
かかわらず、一定（フラット）になり、他の光源とのバ
ランスが良くなって、色ムラが生じなくなる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、最も導光板
寄りの光源が、色バランスの上で最も高輝度が要求され
る緑（Ｇ）光源であるため、オフセット配置した時の効
果が他の光源よりも大きい。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、導光板の裏
面に設けられた網点の面密度が、光量の減衰する範囲ほ
ど増大しているため、輝度が減衰しやすい範囲での反射
効率が高まり、輝度の均一化を図ることができる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、導光板の表
面側から照射された光は、拡散手段により拡散されて散
乱光となるため、光源自体や網点の模様が直接見えず、
全面が均一に光る効果が得られる。

【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】反射鏡内における光の反射状態を示す拡大断面
図。

【符号の説明】 １ バックライト ２ 導光板 ２ａ 一端面 ２ｂ 裏面 ３ 反射鏡 ４ Ｇ光源（最も導光板寄りの光源） ５ Ｒ光源 ６ Ｂ光源 ７ 拡散シート（拡散手段） ８ 網点 Ｘ 面方向 Ｙ 厚さ方向 Ｅ 近接領域 θ 入射角度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １枚の導光板の一端面に該一端面側に開
   口した断面形状の反射鏡を設けると共に、該反射鏡内に
   順次周期的にパルス発光する３原色の独立した光源を導
   光板の面方向に並べて配置したカラー液晶表示装置用の
   バックライトであって、 前記３つの光源のうち、最も導光板寄りの光源を、導光
   板の厚さ方向において、導光板の裏面側へオフセット配
   置した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。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラー液晶表示装置用の
   バックライトであって、 最も導光板寄りの光源が、緑（Ｇ）光源であることを特
   徴とするカラー液晶表示装置用のバックライト。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のカラー液晶
   表示装置用のバックライトであって、 導光板の裏面には、網点がドットパターンで設けられ、
   該網点の面密度が光量の減衰する範囲ほど増大している
   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。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のカ
   ラー液晶表示装置用のバックライトであって、 導光板の表面には、光の拡散手段を設けたことを特徴と
   するカラー液晶表示装置用のバックライト。