JPH04487A - 表示装置におけるバックライト式照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどにおけ
る液晶表示装置などのような薄型の表示装置に適するバ
ックライト式照明装置に関し、バックライト式照明装置
を厚くすることなしに、また明るさを犠牲にすることな
しに、輝度が均一な面光源を実現することを目的とし、 拡散板の背部に光源を配設してなる照明装置により、表
示パネルを背部から照明するバックライト式照明装置に
おいて、 少なくとも拡散板側の面に、深さおよびピッチが０．１
ｍｍ〜１．０１の凹凸を有する光学散乱シートを、拡散
板と光源との間に配設してなるように構成する。

［産業上の利用分野］ 近年、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなど
において、液晶表示装置などを使用した薄型の表示装置
が普及してきている。本発明は、このような薄型の液晶
表示装置などに適するバックライト式照明装置に関する
。

〔従来の技術〕

第８図、第９図は従来の表示装置におけるバックライト
式照明装置を示す断面図で、第８図はうイティングカー
テン方式、第９図は自由曲面方式である。

第８図において、１は液晶（ＬＣＤ）からなる表示パネ
ルであり、その背部に配設されたライティングカーテン
方式のバックライト式照明装置２で照明される。液晶表
示パネルｌの各電極には、駆動回路が接続される。

３はバックライトモールドと称されるケーシングであり
、その底部に、光源となる螢光管４が配設されている。

ケーシング３の開口部、すなわち螢光管４の正面位置に
は、アクリル等からなる拡散板５が配設されているが、
螢光管４と拡散板５だけからなる装置では、螢光管４の
付近だけ明るくなり、周囲との明暗の差が大きい。

そこで、拡散板５と螢光管４との間に、ポリエステルな
どの透明フィルムから成るライティングカーテン６を配
設し、螢光管４の真上の領域に重点的にアルミニウム箔
などを付着させ、遮光および反射が行なわれている。

この構造では、螢光管４からの直接光（実線矢印）とケ
ーシング３からの反射光（破線矢印）の合成光をライテ
ィングカーテン６に通過させ、ライティングカーテン６
で透過光量を補正することにより、輝度が均一な面光源
を得るようにしている。

第９図に示す自由曲面方式の装置では、ケーシング３の
内面の形状に工夫を加え、特殊な曲面形状とするととも
に、アルミニウム箔などを貼り付けるなどの手法で、凹
鏡面７を設けている。また第１０図に示すように、螢光
管４の拡散板５例の面に、カーボンを曲面印刷する等の
手法で、縞模様の光量補正パターン８を設けである。

このように、螢光管４からの直接光の光量を補正すると
共に、自由曲面からの反射光とを合成することで、第１
１図において実線■で示されるような均一な面光源が得
られるように設計されている。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、螢光管の明るさには個体差があり、特に
製造ロフトごとの明るさのバラツキが大きい。そのため
、図示のように複数個の螢光管４．４を用いる装置では
、一方が明るく他方が暗いために、表示パネル１におけ
る明るさにむらが発生する、といった事態が起こり得る
。

また、同じ螢光管であっても、経時変化により劣化する
と、明るさの低下の度合いに個体差が生じたり、同−螢
光管でも場所によって、最初からあるいは経時変化によ
り明るさが異なることもある。さらに、バックライト式
照明装置の組立て製造誤差によって、あるいは拡散板５
やケーシング内面の反りなどに起因して、明るさが不均
一となることもある。

このような明るさのバラツキは、第８図、第９図に示す
ような従来のバックライト式照明装置では、解決できな
い。すなわち、螢光管４が明る過ぎたり取り付は位置が
拡散板５に近すぎたりして、設計値よりも螢光管４の真
上が明るいと第１１図に太線■で示すような輝度分布と
なる。また螢光管４の経時変化により光量不足となった
り、取り付は位置が拡散板５から速すぎたりすると、破
線■で示すように螢光管４の付近のみ暗くなる。

このような問題を解決するには、螢光管４と拡散板５と
の間隔を大きくすることが有効であるが、そうするとバ
ンクライト式照明装置自体が形状的に厚（なり、前記の
ような薄型の表示装置には適しない。しかも、光源と表
示パネルｌとの距離が増大するために、全体的な明るさ
が低下する。

本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、バッ
クライト式照明装置を厚くすることなしに、また明るさ
を犠牲にすることなしに、輝度が均一な面光源を実現す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明による表示装置におけるバンクライト式
照明装置の基本原理を説明する断面図である。１は例え
ば液晶表示パネルなどのような被照明物体、２ａは本発
明によるバンクライト式照明装置である。

バックライト式照明装置２ａは、拡散板５の背部に光源
４を配設し、表示パネル１を背部から照明する構成にな
っている。

拡散板５と光源４との間には、光学散乱シート９が配設
されている。光学散乱シート９は、少なくとも拡散板５
例の面に、深さおよびピッチが０゜１ｍｍ−１，Ｏｍｍ
といった粗い凹凸を有するシート状部材であり、それぞ
れの凹凸面における反射ないし散乱の方向がランダムで
かつ拡散光量の大きいことが特徴である。

なお、光学散乱シート９と第８図におけるライティング
カーテン６、第９図における反射凹鏡面や遮光パターン
印刷螢光管４を併用すると、より有効である。

〔作用〕

光源４と拡散板５との間に、光学散乱シート９が存在す
るため、光源４から出射した光は、光学散乱シート９を
透過する際に、光学散乱シート９の凹凸によって散乱さ
れる。

光学散乱シート９の凹凸が微細であると、近傍のみにし
か散乱されないが、本発明の光学散乱シート９の凹凸は
、少なくとも拡散板５側の面に形成されており、しかも
深さおよびピッチが０．１ｍｍ〜ｌ　、　Ｏｍｍといっ
た粗い凹凸である。そのため、それぞれの凹凸面におけ
る散乱光量が大きく、かつ遠方まで散乱されるとともに
、拡散板５のあらゆる方向に向けて確実に散乱する。そ
の結果、拡散板５の各部位に到達する時点では、明るい
場所から散乱されて来た光と暗い場所から散乱されて来
た光とがミックスされて、拡散板５における明るさが均
一化され、全面均一な輝度となる。

しかも拡散板５と表示パふルｌとの間に間隔があるため
、表示パネル１に到達した時点では、拡散板５による散
乱効果によって、輝度がさらに均一化される。

〔実施例］ 次に本発明による表示装置におけるハシクライト式照明
装置が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明
する。第２図は光学散乱シート９の実施例を示す断面図
であり、透明または半透明のポリカーボネートフィルム
の両面が三角状の凹凸となっている。この凹凸の山のピ
ッチおよび山の頂上から谷の底までの深さが、０．１ｍ
ｍ−１，０ｍｍといった粗い凹凸になっている。

この［凹凸の深さおよびピッチが０．１〜１．０ｍｍ　
Ｊとは、 （１）凹凸の深さおよびピッチが０．１ｍｍ〜１．０ｍ
ｍの範囲内のある値において、凹凸の深さおよびピッチ
が均一に揃っていること、または、（２）凹凸の深さお
よびピッチが０．１ｍｍ　〜１．０ｍｍの範囲内であれ
ば、それぞれの凹凸の深さおよびピッチが均一に揃って
おらず、大小混在している場合、 の双方を含むものである。また、いずれの場合も散乱効
果がすぐれている。

（１）の光学散乱シートとしては、米国ジェネラルエレ
クトリック社製のレキサンフィルム８Ｂ３６などが適し
ている。

なお凹凸は、拡散板５側の面のみに形成してもよく、両
面に形成してもよい。

第３図は光学散乱シート９の別の実施例であり、透明ま
たは半透明のポリカーボネートなどの絹糸を織物状に織
ってなる布である。この場合は、隣接する糸のピッチお
よび片面から他面までの厚さもが０．１ｍｍ〜１．０ｍ
ｍとなる。

織り方は、網目が皆無となるように密に織ることが望ま
しい。縦横の糸の断面形状は円形であっても、角張って
いてもよい。

第４図は本発明の光学散乱シート９とライティングカー
テン６とを併用したバックライト式照明装置の実施例で
ある。光学散乱シート９は、図示のように、螢光管４と
ライティングカーテン６との間に互いに平行に配設して
もよいが、ライティングカーテン６と拡散板５との間に
平行に配設することもできる。あるいはライティングカ
ーテン６の両側に配設してもよい。

図示ようにライティングカーテン６と螢光管４との間に
光学散乱シート９を配設した場合、螢光管４から出射し
た光は、光学散乱シート９によって、ライティングカー
テン６のあらゆる方向に散乱され、かつ周辺に多重反射
される。ライティングカーテン６は、螢光管４の真上の
領域のみ重点的にアルミニウムパターンが形成されてい
るため、明るさのバラツキが更に抑制される。

第５図は光学散乱シート９およびライティングカーテン
６の組立て部を示す断面図である。図示のようにケーシ
ング３の開口部側に階段状の段部１０．１１を形成し、
段部１０に光学散乱シート９を、段部１１にライティン
グカーテン６を、最上部に拡散板５の順に載置すること
で、光学散乱シート９、ライティングカーテン６および
拡散板５を精度良く、かつ均一に組立てることができる
。

第６図は本発明の光学散乱シート９と第９図の自由曲面
方式とを併用したハックライト式照明装置の実施例であ
る。光学散乱シート９は、図示のように、螢光管４と拡
散板５との間において、拡散板５と平行に配設される。

このように自由曲面方式のバックライト式照明装置に適
用した場合も、螢光管４から直接にあるいは凹鏡面７か
ら反射されて光学散乱シート９に到達した光は、該光学
散乱シート９によって、拡散板５に向けて散乱される。

このとき、光学散乱シート９の各部位において、拡散板
５の各方向に向けて散乱されるので、拡散板５の各部位
に到達する時点では、明るい場所から散乱された光と暗
い場所から散乱された光とがミックスされて、明るさが
均一化される。

なお、拡散板５の内面または両面を粗して粗面化すると
、より有効である。

第７図は従来の装置と本発明装置との輝度分布の測定結
果を示す図で、（ａ）が第９図に示す自由曲面方式の従
来装置における輝度分布、（ｂ）が本発明を自由曲面方
式の装置に適用した第６図の実施例における輝度分布で
ある。

（ａ）図においては、４１．４２で示す２か所において
、輝度が大きくなっている。これは、螢光管の真上の領
域であり、輝度分布が不均一であることがわかる。

これに対しくｂ）図では、（ａ）図に見られるような突
出部が存在しない。すなわち、本発明の光学散乱シート
を適用した装置では、散乱が効果的に行なわれ、輝度分
布が均一になっていることが認められる。なお、両端の
輝度が低い部分は、表示に使用されない領域である。

また従来のバッタライト式照明装置では、厚さが２０〜
２５ｍｍと比較的厚かったが、本発明の装置は、１４．
５ｍｍ程度まで薄くでき、かつ輝度が５００ｃｄ／ｃｒ
Ａ、輝度むら６％以下まで実現できた。

〔発明の効果］ 以上のように本発明によれは、螢光管等の光源と拡散板
５との間に、深さおよびピッチが０．１ｍｍ〜１．０ｍ
ｍの凹凸を有する光学散乱シート９を配設しているため
、光学散乱シート９によって拡散板５の各部位に向けて
効果的に散乱され、拡散板５においては各方向からの散
乱光が混在して輝度が平均化される。その結果、拡散板
５を透過して、表示パネルｌに到達する位置では、さら
に均一な明るさとなる。そのため、寸法を厚くすること
なしに、かつ輝度が充分なバックライト式照明装置を得
ることができ、薄型の表示装置に最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による表示装置におけるバックライト式
照明装置の基本原理を説明する断面図、第２図、第３図
は本発明による光学散乱シートの各種実施例を示す断面
図、 第４図は本発明をライティングカーテン方式のハックラ
イト式照明装置に実施した例を示す断面図、 第５図は第４図の装置における組立て構造を例示する断
面図、 第６図は本発明を自由曲面方式のバックライト式照明装
置に実施した例を示す断面図、第７図は従来の装置と本
発明装置との輝度分布の測定結果を示す図、 第８図は従来のライティングカーテン方式のバックライ
ト式照明装置を示す断面図、 第９図は従来の自由曲面方式のバックライト式照明装置
を示す断面図、 第１Ｏ図は螢光管表面に光量補正パターンを曲面印刷し
てなる光源を示す斜視図、 第１１図は従来装置における輝度分布を示す図である。 図において、■は表示バ名ル、２．２ａはバックライト
式照明装置、３はケーシング、４は光源（螢光管）、５
は拡散板、６はライティングカーテン、７は凹鏡面、８
は縞模様の光量補正パターン、９は光学散乱シートをそ
れぞれ示す。 特許出願人　　　　　冨士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 寥３図 ３ＰＩＩＩ！Ｉ 光せ依乱シートの実範例１ 第２図 ’ＩＡｓ口 自白ｌ君酌方’ｉｌ：莢ぶ五しｒ−１ｐ１第６凶 （り） 反光νｔ１【にＨＬ’Ｔる１震ｅ＊ （ｂ） ７Ｎｔ８Ｍｖ４１：ｊ−；＋ｊ”＋ｆｌ！＋１ｊ４千Ｉ
β本を鳴（剖シＩＬオ＼４朽唱題こＯオ澤ａｌ；ｎ　比
卑交ｌ長ホＩマ才ル 木む秋のライ子インプカーテン万ｒ（魚下（１八゛ツフ
ライトず（μ夕ＥＲ＆ｆ箋も８閉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 拡散板（５）の背部に光源（４）を配設してなる照明装
   置により、表示パネル（１）を背部から照明するバック
   ライト式照明装置において、 少なくとも拡散板（５）側の面に、深さおよびピッチが
   ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの凹凸を有する光学散乱シート
   （９）を、拡散板（５）と光源（４）との間に配設して
   なることを特徴とする表示装置におけるバックライト式
   照明装置。