JPH0536792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示装置、特に液晶表示パネルを
背面側から照明するいわゆるバツクライトと称す
る照明装置を備えた液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕

近年この種の液晶表示装置においては、液晶の
諸特性が改善されるにつれ、液晶の応用分野が拡
大し、オモチヤ用表示、クロツク用表示、事務機
器用表示、端末用表示、ターミナル用表示や自動
車用表示等に応用されるのに伴つて、長時間の照
明、比較的大型パネルの照明、装飾性のある照明
や、効率の良い照明が要求されるようになつた。

従来、例えば腕時計において、液晶表示パネル
の背面に小型ランプよりなるバツクライトを備え
たものが実用化されている。しかし、腕時計にお
いては、夜間ごく短時間照明して表示を識別し、
時刻を知るためにのみ最小限必要なバツクライト
であつて、明るさ、光の均一性、装飾性、寿命等
においては充分満足のいくものではなかつた。

例えば第９図および第１０図は液晶表示パネル
１の背面側に光源２と反射体９とを配した従来の
液晶表示装置の一例を示す縦断正面図および縦断
側面図である。

液晶表示パネル１は、液晶３を上電極基板４と
下電極基板５の間に、スペーサ６を介して挾み、
上偏光体７と下偏光体８を付加することにより構
成されている。図中２は光源で、その光源２から
放出された光は、光散乱反射体９で反射し、乳白
色の光散乱体１０を介して液晶表示パネル１に照
射される。

上記の光源２としては、従来一般にヒユーズ
型、円筒型、ラインフイラメント型等の線形形状
をしたタングステンランプが用いられている。以
下、略して線状光源と呼ぶ。

また光散乱体１０としては、一般に乳白色のポ
リカーボネイト樹脂や、乳白色のアクリル樹脂が
用いられ、均一な厚さの平板状であつた。さらに
前記反射体９としては、Ａ等の金属板が用いら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のような液晶表示装置にあつて
は、液晶表示パネル１の真下に線状光源２が配さ
れるため、光源２に近い領域は明るく、光源から
離れた領域は暗くなつて照明ムラが生じたり、あ
るいは線状光源に沿つて表示パネル表面に線状の
明るい縞模様が生じる等の不具合がある。

例えば、線状光源２の発光する部分の径は、一
般に液晶表示パネル１の側面の見切り幅に比べて
小さため、表示パネル１の見切り内で、線状光源
２の長手方向と交差する方向に照明ムラが出やす
い。

第１２図は前記従来例における表示状態の一例
を示す平面図であり、「AM ５：45」の表示の上
下部分１ｄは暗く、中心部分１ｃは明るくなつて
いる。ここで、線状光源２を表示パネル１から遠
ざければ、照明ムラは緩和されるが、やはり若干
残つてしまい、また、液晶表示装置全体が厚くな
つてしまう。

また第９図に示すように線状光源２の端部２ｂ
に非発光部又は弱発光部が存在する場合には、線
状光源２の長手方向に照明ムラが生じやすい。

第１１図は上記のような非発光部または弱発光
部が存在する線状光源を用いた場合の表示状態の
一例を示すもので、光散乱体１０の中央部は、発
光強度の強い線状光源２の中心部２ａと近距離に
あるので強い光が当たり、光散乱体１０の端部は
非発光または発光強度の弱い線状光源２の端部２
ｂと近距離にあり発光の中心部２ａと遠距離にあ
るので当たる光が弱い。そのため第１１図の表示
状態においては、液晶表示パネル１の端部１ｂの
表示「AM」や「３」の部分は暗く、中央部１ａ
の表示「５：４」の部分は明るいので、美観が損
なわれる。この場合、線状光源２を液晶表示パネ
ル１から遠ざければ、照明ムラは多少緩和される
が、やはり若干残つてしまい、また液晶表示装置
全体が厚くなつてしまう。

さらに上記のような液晶表示装置においては、
光源２を常時点灯させると消費電力が増大して不
経済である等の問題があつた。

本発明は、上記の問題点を解消することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は以下の構
成としたものである。

即ち、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの
裏面側に該液晶表示パネルと略平行に配設された
線状光源とを備えた液晶表示装置において、上記
線状光源からの光を透過すると同時に散乱させる
機能を有し、かつ前記液晶表示パネルと略平行な
面上での光散乱強度を異ならせて前記線状光源に
近接する領域での光散乱強度が他の領域よりも漸
次大きくなるようにした光散乱体を前記線状光源
と液晶表示パネルとの間に配設し、上記光散乱体
の液晶表示パネル側の面に半透過反射体を配設し
たことを特徴とする。

〔作用〕

上記のように線状光源と液晶表示パネルとの間
に線状光源に近接する領域での光散乱強度が他の
領域よりも漸次大きくなるようにした光散乱体を
配設したので、上記線状光源からの光を上記光散
乱体を介して液晶表示パネルを均一に照明するこ
とが可能となる。

また上記光散乱体の液晶表示パネル側の面に半
透過反射体を配設したので、例えば周囲が暗いと
きは上記光源を点灯して半透過反射体を介して液
晶表示パネルを照明し、周囲が明るいときには外
部からの光を半透過反射体で反射させることによ
つて光源を点灯することなく表示を見ることがで
きる。

しかも上記のような半透過反射体自体にも光散
乱効果があるので、上記のように光散乱体を設け
ることと相まつて液晶表示パネルを更に均一に照
明することが可能となる。

〔実施例〕

以下、図に示す実施例に基づいて本発明を具体
的に説明する。

第１図および第２図は本発明による表示体用照
明装置の一実施例を示す縦断正面図および縦断側
面図であり、前記第９図・第１０図と同一もしく
は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し
て再度の説明を省略する。

本実施例は液晶表示パネル１と線状光源２との
間に乳白色のポリカーボネイト樹脂や、乳白色の
アクリル樹脂等からなる光散乱体１０を配設し、
線状光源２と平行な方向における光散乱体１０の
厚さを、中央部は厚く、端部は薄くなるように構
成することによつて、線状光源の長手方向中央部
での光散乱強度が他の領域よりも漸次大きくなる
ようにした例を示す。

上記のように構成することによつて、強い光の
当たる光散乱体１０の中心部は厚くなつているた
め光を多く散乱して端部に伝えられて中心部の光
強度は若干弱くなると共に、光散乱体１０の端部
に於いては、厚さが薄いため光をよく通し、かつ
中心部で散乱された光が伝えられて光散乱強度が
大きくなり、例えば線状光源２の両端部に弱発光
部等が存在する線状光源を用いた場合にも、表示
体の長手方向の照明強度を平均化することができ
る。

また上記光散乱体１０の液晶表示パネル１側の
面に半透過反射体１１を設けたもので、光源２を
点灯させない昼間の状態ではパネル１側から入射
する光を半透過反射体１１で反射させ、光源２を
点灯させた状態では、バツクライトからの光を散
乱、透過させることができる。

このため、周囲が明るい時には光源２を消して
バツクライトなしで表示し、暗いときのみ光源２
を点灯させることができ、バツクライトの消費電
力を小さくできる。

しかも、半透過反射体１１自体にも光散乱効果
があり、上記のように光散乱体１０と重ねて使用
することにより光のムラを更に小さくできる。ま
たバツクライトの照度が強すぎる場合、半透過反
射体１１の挿入により液晶表示パネル１を照明す
る光の強さを適当に落とすこともできるものであ
る。

なお本実施例の反射体９は、線状光源２の下面
および光源の長手に沿う両側面側を覆うように断
面略Ｕ字形に形成したもので、図には省略した
が、その内面すなわち光源側の反射面は透明のプ
ラスチツク導光体で形成され、その外側に反射層
が設けられている。

上記のプラスチツク導光体としては、例えばポ
リカーボネート樹脂やアクリル樹脂等を用い、反
射層としては、アルミニウムその他の金属薄板や
金属箔とプラスチツクとのラミネートシートを接
着または機械的取付もしくは機械的圧力等で装着
したもの、あるいはＡやNi，Agを上記の導光
体に蒸着やスパツタしたり、接着剤や塗料中に混
合して塗ることにより構成することができる。そ
のように構成すると、軽量で反射性能に優れた反
射体が得られる。

また第３図・第４図に示すように線状光源２の
下面および光源の長手に沿う両側面を覆う断面略
Ｕ字状の反射体９ａの両端部にも、線状光源２の
長手方向両端部側を覆う反射体９ｂを前記反射体
９と同様の構成により一体的に設けるようにして
もよい。

そのようにすると、特に前記のように線状光源
２の端部２ｂに弱発光部等が存在する場合に、そ
の端部2bに対応した表示面の光量不足を補うこ
とができる。さらに前記第１図・第２図例と同様
に光散乱体１０の光源長手方向の厚さを中心部は
厚く端部は薄くなるようにすれば、相まつて表示
面の光源長手方向の明るさを更に良好に平均化す
ることが可能となる。

第５図・第６図は本発明による液晶表示装置の
他の実施例を示すもので、線状光源２の長手方向
及びそれと交差する方向における光散乱体１０の
厚さをそれぞれ変化させることによつて、線状光
源の長手方向およびそれと直交する方向における
中央部での光散乱強度が他の領域よりも漸次大き
くなるようにした例を示す。他の構成は前記第１
図・第２図の実施例の場合と同様である。

すなわち、本例の光散乱体１０は、第７図に示
すように、線状光源２の長手方向と平行する方向
の厚さを、中心部は厚く、端部は漸次薄くなるよ
うにすると共に、第８図に示すように線状光源２
と交差する方向の厚さも、中心部は厚く、端部は
漸次薄くなるようにしたものである。

前記のように一般に、線状光源２の発光する部
分の径が、液晶表示パネル１の側面の見切り幅に
比べて小さいときには、表示パネル１の見切り内
で、線状光源２の長手方向と交差する方向に照明
ムラが出やすいが、上記のように、線状光源２と
交差する方向の光散乱体１０の厚さを、光源に近
い中心部は厚く、光源から遠い端部は薄くするこ
とにより、前記第１図・第２図例の場合とほぼ同
様の理由で、線状光源と直交方向の照明ムラをも
なくすことができる。

また本実施例においても光散乱体１０の液晶表
示パネル１側の面に半透過反射体１１を設けたも
ので、周囲が暗いときには光源２を点灯させて表
示を見ることができ、周囲が明るいときには光源
２を点灯させることなく、パネル表面から入射す
る光を半透過反射体１１で反射させて表示を見る
ことができ、光源２の消費電力を低減できる。

しかも、半透過反射体１１自体にも光散乱効果
があり、前記例と同様に光散乱体１０と併用する
ことにより光のムラを更に小さくできると共に、
バツクライトの照度が強すぎる場合には、半透過
反射体１１の挿入により液晶表示パネル１を照明
する光の強さを適当に落とすこともできるもので
ある。

なお前記の光源２としては、従来のタングステ
ンランプその他各種の線状光源が適用可能である
が、好ましくは冷陰極放電管を用いるを可とす
る。以下その理由を述べる。

液晶表示パネル等の表示体の照明手段として
は、表示体が薄型である特性を生かすため、小
型、薄型、低価格、また低消費電力を満足する必
要性があり、かかる光源はタングステンランプが
よいとされてきたが、タングステンランプは、第
１に色温度が2000°K前後であり、やや赤い発光
分光特性をもち、液晶の透過分光特性が赤い光を
強調する傾向があるため、液晶のバツクライトと
しては、見栄えや色合いが悪くなる不具合があ
る。また第２に、メーカーにより定義に若干の差
異はあるが、ランプの５割から８割が断線しない
点灯寿命がせいぜい数万時間であり、長時間点灯
あるいは常時点灯用として使用する場合には、ラ
ンプ交換を容易に行える構造にする必要があり、
構造が複雑になり、小型化に不利になる。また、
例えばランプ交換を容易にするためにソケツト等
を使用すると、その分コストアツプになる。さら
に照明面積が大きくなり、ランプの使用数が多く
なると、そのうち１個が断線し、取替える確率が
増大し、より不利になる。また、線状光源とする
には、フイラメント部を線状にする必要があり長
くなる程構造上無理がかかるので、寿命や信頼性
をより低下させる原因となる。

これに対し、冷陰極放電管は、第１に断線寿命
は定格で使用する限り、ほぼ半永久的であり常時
点灯した際、発光強度が半減する時間も数万時間
以上であり、光源交換の必要性を生じない利点が
ある。また第２に発光色が白であり、特に液晶の
バツクライトとして使用すると、色合いが液晶と
よく調和し、液晶の点灯状態がよく栄え、バツク
ライト装飾効果の大きい利点がある。この為、特
に色偏光板や色フイルターを使用した液晶のカラ
ー表示用やゲストホストタイプのカラー表示用の
バツクライトとして最適であり、相転位型やDS
型、DTN型のバツクライトとしても適する。以
上の理由により、常時点灯用、あるいは長時間点
灯用の装飾性のある液晶照明用光源としては冷陰
極放電管が好ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による液晶表示装
置は、液晶表示パネル１と線状光源２との間に該
線状光源２に近接する領域での光散乱強度が他の
領域よりも漸次大きくなるようにした光散乱体１
０を配設したので、上記線状光源２からの光を上
記光散乱体１０を介して液晶表示パネルを均一に
照明することができる。

また上記光散乱体１０の液晶表示パネル１側の
面に半透過反射体１１を配設したので、例えば周
囲が暗いときは上記光源２を点灯して半透過反射
体１１を透して液晶表示パネル１を照明し、周囲
が明るいときには外部からの光を半透過反射体１
１で反射させることによつて光源２を点灯するこ
となく表示を見ることができるので、消費電力が
低減され経済的である。

しかも上記のような半透過反射体１１自体にも
光散乱効果があるので、上記のように光散乱体１
０を設けることと相まつて液晶表示パネルを更に
均一に照明することが可能となり、表示体全面の
照明強度が一定で照明ムラのない良好な液晶表示
装置を提供できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示装置の一実施例
を示す縦断正面図、第２図はその縦断側面図、第
３図は変形例の縦断正面図、第４図はその縦断側
面図、第５図は他の変形例の縦断正面図、第６図
はその縦断側面図、第７図は光散乱体の正面図、
第８図はその側面図、第９図は従来の液晶表示装
置の縦断正面図、第１０図はその縦断側面図、第
１１図及び第１２図は従来の液晶表示装置による
表示状態の一例を示す平面図である。 １は液晶表示パネル、２は線状光源、９は反射
体、１０は光散乱体、１１は半透過反射体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの裏面
   側に該液晶表示パネルと略平行に配設された線状
   光源とを備えた液晶表示装置において、 上記線状光源からの光を透過すると同時に散乱
   させる機能を有し、かつ前記液晶表示パネルと略
   平行な面上での光散乱強度を異ならせて前記線状
   光源に近接する領域での光散乱強度が他の領域よ
   りも漸次大きくなるようにした光散乱体を前記線
   状光源と液晶表示パネルとの間に配設し、上記光
   散乱体の液晶表示パネル側の面に半透過反射体を
   配設したことを特徴とする液晶表示装置。