JP2006058480A - 液晶表示装置のバックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光の利用効率が高く、ムラなく均一に液晶パネルを照明可能な直下型バックライト装置を提案すること。
【解決手段】 液晶表示装置の直下型バックライト装置１は、複数の線状光源２と反射板３とを備え、反射板３における各線状光源２の反射面部分３１は、複数枚の平面反射面３２（１）〜３２（９）が放物面に沿って配置され、液晶パネル１０１の照射面１０２の垂線に対して３５度以内の角度で反射光が当該照射面１０２に入射するように設定されている。各反射面部分３１の境界３３は約４７度の尖端状となっている。線状光源２からの光の利用効率を高めることができ、また、隣接する反射面部分３１間の反射光の干渉、および反射光のかげり部分の発生が抑制されるので、液晶パネルの照射面１０２を均一でムラなく照明できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置の光源装置として用いられる直下型バックライト装置に関し、特に、光の利用効率が高く、液晶パネルを均一にムラなく照射可能な直下型バックライト装置に関するものである。

液晶表示装置の液晶パネルのバックライト装置としては、液晶パネルの側方に配置した光源からの光を導光板等を介して液晶パネルの背面(照射面)に当てるサイドライト方式と、液晶パネルの背面に対向配置されている光源からの光を直接に当該背面に当てる直下型方式とが知られている。近年では、液晶表示装置の大型化により、高輝度化が容易な直下型方式が採用されるようになってきている。直下型方式のバックライト装置、すなわち直下型バックライト装置は、液晶パネルの背面照射面を照明する光源と、光源からの射出光を背面照射面に向けて反射する反射板とを備えている。光源としては長尺状の蛍光管が用いられており、特に、大型の液晶表示装置の場合には、液晶パネルの背面側に、複数本の蛍光管が等間隔で並列配置されている。下記の特許文献１、２においては、複数の光源の光を大型の液晶パネルの背面に均一に導くための反射板が、光源の数と光源相互の間隔に対応して、反復屈折するように形成されている。
特開平５−１００２２３号公報 特開平５−１５９６０９号公報

本発明の課題は、従来に比べて、光の利用効率が高く、しかも液晶パネルをムラなく均一に照射可能な液晶表示装置の直下型バックライト装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置の直下型バックライト装置は、液晶パネルの照射面に対して一定の間隔で平行配置された複数の線状光源と、前記線状光源の射出光を前記照射面に向けて反射するための反射板とを有し、前記照射面の垂線に対して、約35度以内の角度で、前記反射板からの反射光が当該照射面に入射するように、前記反射板の反射面形状が設定されていることを特徴としている。

ここで、反射板の反射面としては、楕円面、双曲面などを採用することが考えられるが、放物面を採用することにより、光量が均一で、光の利用効率を高めることができる。本発明では、前記反射板は、放物面に沿って配列した複数の平面反射面からなる多角反射面が、各線状光源に対応して配置された構成となっていることを特徴としている。

反射面として放物面を採用することにより、光量が均一で光の利用効率を上げることができる。また、反射面を、放物面に沿って配列した複数の平面反射面によって形成してあるので、製造が容易で、しかも、光量が均一で光の利用効率の高い反射板を実現できる。

また、本発明では、隣り合う前記多角反射面の境界は、一方の側の平面反射面の縁と他方の側の平面反射面の縁が、鋭角で突き合わされた状態となっていることを特徴としている。

各線状光源の反射面の境界を尖端とすると、反射面で反射した光が隣の反射面の側に回り込んで干渉してしまうことを抑制できる。また、境界部分に平坦面などが形成されている場合には、この部分の液晶パネル側にかげりが生じて照度ムラが発生してしまうが、本発明によれば、このような照度ムラを抑制できる。

次に、本発明の前記多角反射面は、反射板に形成されている平行に延びる複数の折り目に沿って折り曲げることにより形成することができる。また、前記境界に対応する折り目には、折り目に沿って一定の間隔で反射板厚さ方向に対して交互に45度の角度で切り込まれた一定幅のミシン目を付けておけば、当該部分を折り曲げることにより尖端状の境界を形成することができる。

一方、本発明の直下型バックライト装置は、上記構成に加えて、前記液晶パネルの照射面と、前記線状光源および前記反射板との間に、光拡散特性などの光学特性を備えた光学フィルムあるいは光学シートが配置されていることを特徴としている。この構成によれば、液晶パネルの背面(照射面)に対して、広範囲に亘って均一に光源からの光を当てることができる。

本発明では、液晶表示装置の直下型バックライト装置において、液晶パネルの照射面(背面)の垂線に対して、約35度以内の角度で、反射板からの反射光が当該照射面に入射するように、当該反射板の反射面形状が設定されている。よって、光量の均一化、および反射光の利用効率を高めることができる。

また、本発明では、隣り合う光源の光線が互いに干渉しないように、各光源に対応する反射面が形成されている。さらに、隣り合う反射面の境界は尖端形状となっている。したがって、輝度ムラを低減でき、均一に液晶パネルを照明できるので、均一な画面照度を確保できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した液晶表示装置の直下型バックライト装置を説明する。

図１は本例の液晶表示装置の直下型バックライト装置の概略構成図である。図２(ａ)は反射板の構成図であり、図２(ｂ)は反射板を平面上に展開した状態を示す説明図である。

直下型バックライト装置１は、液晶表示装置１００の液晶パネル１０１の背面側に配置されており、液晶パネル１０１の背面側照射面１０２に対して一定の間隔で平行に配列されている複数本の線状光源２と、各線状光源２に対応する反射面部分を備えた反射板３とを有している。また、液晶パネル１０１と、線状光源２および反射板３との間の位置において、液晶パネルの照射面１０２に平行に対向配置されている複数枚の光拡散手段４を有している。光拡散手段４は、例えば、２枚の拡散シート４１、４２と１枚の拡散パネル４３から構成されている。

線状光源２としては長尺管状の冷陰極蛍光管などを用いることができる。本例では、一定の間隔で、液晶パネルの照射面１０２に平行に配置された線状光源２が複数状配列された構成となっている。

反射板３は、液晶パネルの照射面１０２に平行な線状光源２の軸線方向から見た場合に、全体として放物面形状をした反射面部分３１が各線状光源２に対応して配置された構成となっている。また、各反射面部分３１は、複数枚の平面反射面、図示の例では９枚の平面反射面３２(１)〜３２(９)を放物面に沿って配列した多角反射面となっている。

本例の各反射面部分３１は、焦点距離ｆ＝ａ／４、曲率半径Ｒ＝ａ／２、曲率Ｃ＝２ａの放物面に近似している。図示の例では、ａ＝１８．４mmであり、ｆ＝Ｚ＝４．８mm、Ｒ＝ρ＝９．６mmであり、かかる放物面を、９枚の平面反射面によって近似させ、線状光源２をその焦点位置に配置してある。この結果、本例の反射板３の反射光５は、液晶パネル１０１の照射面１０２に引いた垂線に対してほぼ35度以内の角度で当該照射面１０２に入射する。

また、放物面状の各反射面部分３１の境界３３においては、一方の反射面部分３１の平面反射面３２(１)と、他方の反射面部分３１の平面反射面３２(９)とのなす角度を鋭角、本例では、約47度の角度としてある。すなわち、各反射面部分３１の境界は液晶パネル側に突出する尖端(３３)とされている。

ここで、本例の反射板３は、反射率の高い拡散反射をする素材、例えば、マイクロセルラープラスチック系の反射材を用いて形成されている。このような反射材としては、例えば、ＭＣＰＥＴ−ＲＢ(古河電気工業株式会社製)を用いることができる。

また、反射板３は、各平面反射面３２(１)〜３２(９)をそれぞれ備えた反射板を折り目３４に沿って折り曲げることにより形成することができる。反射面部分３１の境界３３の部位の折り目３５には、図２(ｂ)に示すように、左右45度の方向から数mmの長さで交互に所定幅のミシン目(切断部)３６が付いており、この折り目３５に沿って折り曲げることにより、ほぼ47度の尖端状の境界３３が形成されるようになっている。なお、反射板３を、各平面反射面を備えた反射板を所定の角度で連結することにより構成できる。この代わりに、放物面状となるように射出成形により一体成形することも可能である。

以上説明したように、本例の直下型バックライト装置１の反射板３は放物面を採用し、光源２をその焦点位置に配置し、さらに、反射板３の反射光５は、液晶パネル１０１の照射面１０２に引いた垂線に対してほぼ35度以内の角度で当該照射面１０２に入射する。

光源２から液晶パネルに照射される直接光は、光源の真上の部分ではその輝度が高く、周辺部に向けて輝度が低下する。反射板３による反射光５において、光源２の真上の液晶パネル照射面１０２に到達する反射光成分が反射板３の反射面によって調節される。すなわち、反射面への入射が概ね25度以下とされ、反射光量が抑制される。このようにするために、本例では、液晶パネルの照射面１０２に入射する反射光の当該照射面に引いた垂線に対する角度が、ほぼ35度以内の角度とされている。逆に、周辺部への反射光量が高まるように、周辺部に入射する反射光成分における反射板３の反射角度が50度以上となるように大きくして全反射状態を形成している。この場合にも、液晶パネルの背面(照射面)に入射する反射光の前記垂線に対する角度を約35度以内としておけばよい。かかる反射特性を備えた反射面形状は放物面を採用することにより実現できる。

よって、本例によれば、光源２の真上の部分に入射する反射角度を小さくして光量を抑制することにより、光源２の真上の部分および周辺部における入射光量の均一化を図り、輝度むらを抑制することができる。

また、本例では、放物面に沿って配列した複数枚の平面反射面３２(１)〜３２(９)から各線状光源２の反射面部分３１が規定されており、各反射面部分３１の境界３３は、尖端形状(本例では47度)をしている。したがって、放物面状の反射面を簡単に形成することができ、また、線状光源２から射出されて各反射面部分３１で反射された反射光を効率良く液晶パネルの照射面１０２に導くことができる。さらに、尖端状の境界３３によって、反射面部分３１の反射光が隣接する反射面部分の側に回り込み干渉してしまうことが抑制される。さらにまた、境界３３が尖端状となっているので、この液晶パネル側の部位にかげりが生じて、液晶パネルの照射面１０２に照度ムラが発生するという弊害も発生しない。

このように、本例によれば、液晶パネルの照射面１０２の全体を均一にムラ無く照明可能な直下型バックライト装置を実現できる。

本発明を適用した液晶表示装置の直下型バックライト装置の概略構成図である。 図１の反射板を取り出して示す構成図、および当該反射板を平面上に展開した展開図である。

符号の説明

１ 直下型バックライト装置
２ 線状光源
３ 反射板
３１ 反射面部分
３２ (１)〜３２(９) 平面反射面
３３ 境界
３４、３５ 折り目
３６ ミシン目
４ 光拡散手段
１００ 液晶表示装置
１０１ 液晶パネル
１０２ 照射面

Claims (5)

1. 液晶パネルの照射面に対して一定の間隔で平行配置された複数の線状光源と、
   前記線状光源の射出光を前記照射面に向けて反射するための反射板とを有し、
   前記照射面の垂線に対して、約３５度以内の角度で、前記反射板からの反射光が当該照射面に入射するように、前記反射板の反射面形状が設定されていることを特徴とする液晶表示装置の直下型バックライト装置。
2. 請求項１において、
   前記反射板は、放物面に沿って配列した複数の平面反射面からなる多角反射面が、各線状光源に対応して配置された構成となっていることを特徴とする液晶表示装置の直下型バックライト装置。
3. 請求項２において、
   隣り合う前記多角反射面の境界は、一方の側の平面反射面の縁と他方の側の平面反射面の縁が、鋭角で突き合わされた状態となっていることを特徴とする液晶表示装置の直下型バックライト装置。
4. 請求項３において、
   前記多角反射面は、反射板に形成されている平行に延びる複数の折り目に沿って折り曲げることにより形成されており、
   前記境界に対応する折り目には、一定の間隔で反射板厚さ方向に対して４５度の角度で交互に切り込まれた一定幅のミシン目が形成されていることを特徴とする液晶表示装置の直下型バックライト装置。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記液晶パネルの照射面と、前記線状光源および前記反射板との間には、光拡散特性などの光学特性を備えた光学フィルムあるいは光学シートが配置されていることを特徴とする液晶表示装置の直下型バックライト装置。
   

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