JPH09292529A - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】有効発光領域に輝線および輝度ムラが生じなく
なる。 【構成】有効発光領域１１より光出射する導光板４に光
散乱層９を形成し、この光散乱層９上に光反射板７を配
設し、導光板４の端面に蛍光ランプ５を設けて、さらに
ドット状にパターンしてなる帯状の光吸収層１３を導光
板４上に設けるとともに、有効発光領域１１の端部付近
の輝度を均一にさせるべく光吸収層１３のドット状パタ
ーンの分布密度を調整した照明装置３ａ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は面状に光照射する照明装
置に関するものであり、さらにこの照明装置を搭載した
液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種表示装置には面状に光照射する照明
装置が搭載されるタイプのものがあり、たとえば時分割
方式やアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の分野
においては、その視認性の向上をはかるためにバックラ
イト方式が採用されている。そして、特にカラー液晶表
示装置では、モノクロの液晶表示装置と比べてパネル透
過率がきわめて低いため、さらに高輝度の薄型照明装置
が要求される。

【０００３】図３はバックライト方式の液晶表示装置１
の断面概略図であり、図４はその要部断面概略図であ
る。液晶表示装置１は液晶パネル２と照明装置３とから
構成され、照明装置３は矩形状の導光板４の端面に長尺
円筒状の蛍光ランプ５を配置する２灯タイプのエッジラ
イト方式である。導光板４の一方主面に拡散板６を設
け、その他方主面には板状の光反射部材７を設けてい
る。また、蛍光ランプ５を覆うようにＡｌ等から成るリ
フレクター８を設けている。そして、導光板４の他方主
面上には白色ないし乳白色系を呈してガラスビーズを含
有するドット状の印刷パターンを設けて、光散乱層９を
構成している。この光散乱層９によれば、ほぼ全面に多
数個でもって高密度にドット分布し、これによって輝度
を高める調整手段となしている。

【０００４】この液晶表示装置１によれば、液晶パネル
２が実際に画像表示する領域である有効表示領域１０が
設定され、この有効表示領域１０と対応する位置に、そ
れと同じサイズの有効発光領域１１が設けられている。

【０００５】そして、２個の蛍光ランプ５の照射光が導
光板４に入射すると、光散乱層９と光反射部材７との組
合せにより、有効発光領域１１の全面にわたって輝度を
高めるとともに、均一な光量で出射するようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
構成の液晶表示装置１においては、その薄型軽量化とと
もに、有効表示領域１０以外の構成部分をさらに小さく
することが要求され、導光板４の端面と拡散板６の端面
との間隔Ｄ１（たとえば４ｍｍ）を小さくしているが、
その反面、有効表示領域１０に輝線が発生するという問
題点があった。この輝線は有効表示領域１０内に視認さ
れる光線であり、有効発光領域１１から蛍光ランプ５ま
での距離を短くしたために生じている。

【０００７】この問題点を解決するために、導光板４の
他方主面上の光散乱層９が形成されていない端部領域
に、もしくは光反射部材７上の光散乱層９と対向しない
端部領域にカーボン等を含有した黒色インクでもってド
ット状にパターンしてなる光吸収層を設け、この光吸収
層により余分な輝線を吸収する構成が提案されている
（特開平８−４３６３６号参照）。

【０００８】しかしながら、この提案の液晶表示装置に
よっても未だ満足し得る程度にまで輝線問題が解決され
ていないことが判明した。すなわち、蛍光ランプ５の発
熱に起因して、装置の面内に温度ムラが発生するが、こ
の温度ムラは、とくに蛍光ランプ５にもっとも近い輝度
発生領域で顕著であり、これによって輝度にもムラが生
じ（かかる温度ムラによって液晶のしきい値電圧が部分
的に変動することで、その液晶の透過率が変わるためで
ある）、これによって単に光吸収層を設けただけでは輝
度の問題が満足できる程度に解決できないことが判明し
た。

【０００９】しかも、蛍光ランプ５の点灯直後において
表示全面にわたり均一な輝度が得られても、点灯時間が
長くなると、蛍光ランプ５の発熱によって液晶表示面に
まで熱伝導し、これにより、ネガティブタイプの液晶表
示装置では高温領域で透過率が大きくなって、その高温
領域で輝度が高くなるという問題点があった。

【００１０】したがって本発明は上記事情に鑑みて完成
されたものであり、その目的は輝線の発生をさらに効果
的に防いで、有効発光領域の全面にわたって均一な光量
で出射させる高品位かつ小型の照明装置を提供すること
にある。

【００１１】本発明の他の目的は長尺状光源の発熱がお
よぼす影響を小さくして、長期間にわたって輝線の発生
を防いだ長期信頼性の照明装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明のさらに他の目的は、かかる
本発明の照明装置を搭載した高性能かつ高信頼性、なら
びに小型の液晶表示装置を提供することにある。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】本発明の照明装置は、
一方主面の有効発光領域より光出射する導光板の他方主
面に光散乱させるべくドット状にパターンして成る光散
乱層を形成し、この光散乱層上に光反射部材を配設し、
上記導光板の端面に長尺状光源を設けてなり、さらに有
効発光領域の長尺状光源にもっとも近接する辺にまたが
って、その辺の両側の部位にドット状にパターンしてな
る帯状の光吸収層を導光板の他方主面上もしくは光反射
部材上に設けるとともに、有効発光領域の端部付近の輝
度を均一にさせるべく光吸収層のドット状パターンの分
布密度を調整したことを特徴とする。

【００１４】本発明の液晶表示装置は、本発明の照明装
置の一方主面上に、有効発光領域に対応する有効表示領
域を有する液晶パネルを配したことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の液晶表示装置１２
の要部断面概略図であり、図２は液晶表示装置１２に設
けられた光吸収層１３のドット状パターンの密度の大小
関係を示す要部拡大断面概略図である。なお、同図の液
晶表示装置１２において、図３と図４に示す液晶表示装
置１と同一部材には同一符号を付す。

【００１６】この液晶表示装置１２によれば、一対の金
属ケース（例示せず）に液晶パネル２と照明装置３ａと
を組み入れたものであって、この照明装置３ａによれ
ば、厚さ３ｍｍのポリメチルメタアクリレート製導光板
４の端面に沿って２個の長尺状光源としての管径２．６
ｍｍの冷陰極型の蛍光ランプ５を配設し、その蛍光ラン
プ５の外周に銀を蒸着したアルミニウムもしくはＰＥＴ
製光源用反射板８を設けている。この光源用反射板８は
蛍光ランプ５の長手方向に沿って横断面形状が湾曲した
反射面を有している。

【００１７】上記導光板４の一方主面上にＰＥＴもしく
はポリカーボネイト（ＰＣ）製の光拡散板６を設け、他
方主面上にはドット状光散乱層９を形成している。この
ドット状光散乱層９は、輝度を面状に高める調整手段と
して、白色乃至乳白色系を呈するガラスビーズ（酸化チ
タン添加）が含有されたものを印刷パターンして、多数
高密度に分布するように形成したものである。このドッ
ト状光散乱層上に白色のポリエチレンテレフタレート製
光反射板７を設けている。

【００１８】上記液晶パネル２はパターニングされた２
枚のガラス基板をシール剤でもって貼り合わせ、その後
に所定の寸法でもって切り出し、液晶を封入した構成で
あって、この液晶パネル２のうち画像表示する領域を有
効表示領域１０となし、この有効表示領域１０と対応す
る同一位置に、それと同じサイズの有効発光領域１１が
ある。

【００１９】そして、上記構成の液晶表示装置１２を小
型化するに当たって、導光板４の端面と有効発光領域１
１との間隔を小さくすると、その端面にそって輝線発生
領域１４（幅Ｄ２）が生じる。また、この輝線発生領域
１４においては、点灯の当初において一様な輝線が発生
するが、時間経過とともに蛍光ランプ５の発熱によって
輝度ムラが生じる輝度ムラ領域１５（幅Ｄ３）ができ
る。

【００２０】そこで、本発明においては、この輝線発生
領域１４および輝度ムラ領域１５にわたって光吸収層１
３を形成して余分な輝線を吸収するようにしている。こ
の光吸収層１３はカーボン等を含有した黒色インクでも
ってドット状にパターンしてなり、しかも、有効発光領
域１１の辺にまたがって、その辺の両側の部位に帯状を
なしている。

【００２１】さらに輝線発生領域１４と輝度ムラ領域１
５とが重ねられた領域１６は、その両側の他の領域１
７、１８と比べて輝線がより多く発生することがわか
り、そのために、領域１６の光吸収率を領域１７、１８
よりも高め、これによって輝度ムラが生じないようにし
ている。このように高い光吸収率を得るためには、ドッ
ト状のパターンの密度を高めたり、あるいはそのドット
面積を広くすればよい。

【００２２】かくして上記構成の液晶表示装置１２によ
れば、ドット状パターンの光吸収層１３を形成するに当
たって、ドット状パターンの密度を調整したことで有効
発光領域１１の端部付近の輝度を均一にできた。

【００２３】つぎに本発明の他の実施形態を図５により
説明する。同図は本発明の液晶表示装置１９の要部断面
概略図であり、図１の液晶表示装置１２と同一部材には
同一符号を付す。

【００２４】液晶表示装置１２の照明装置３ａでは、光
吸収層１３を導光板４に設けているのに対して、液晶表
示装置１９の照明装置３ｂにおいては、光反射板７の上
に同様な光吸収層１３ａを形成している。

【００２５】この構成の照明装置３ｂまたは液晶表示装
置１９であっても、輝線発生領域と輝度ムラ領域とが重
ねられた領域において、その両側の他の領域と比べて光
吸収率を高めているので、これによって輝度ムラが生じ
なくなり、有効発光領域１１の端部付近の輝度を均一に
できた。

【００２６】

【実施例】つぎに本発明者は上記構成の照明装置３ａを
用いて、下記のように輝度を測定した。図６の照明装置
３ａの平面図が示すように、その面に番号付与された９
個の部位を指定し、個々の部位の輝度を測定し、さらに
これらの平均値を求めたところ、図７に示す通りの結果
が得られた。また、従来の図３の照明装置３についても
同様に輝度を測定したところ、図８に示す通りの結果が
得られた。各輝度の数値の単位はｃｄ／ｍ² である。

【００２７】これらの図から明らかなとおり、本発明
（図７）においては、９点平均輝度が６７．７ｃｄ／ｍ
² であるが、これと対比して、その差が小さくなってい
る。しかるに、比較例（図８）では、その９点平均輝度
よりもエッジ部において輝度が著しく高くなって、輝度
ムラとして認められる。

【００２８】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更、改良等は何ら差し支えない。たとえば上記実施
形態においては導光板４が平板であるが、それに代わっ
てクサビ状の導光板を用いた１灯式のバックライトの照
明装置にしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の照明装置によれ
ば、有効発光領域の長尺状光源にもっとも近接する辺に
またがって、その辺の両側の部位にドット状にパターン
してなる帯状の光吸収層を導光板の他方主面上もしくは
光反射部材上に設けるとともに、有効発光領域の端部付
近の輝度を均一にさせるべく光吸収層のドット状パター
ンの密度を調整したことにより、輝線の発生や輝度ムラ
を防いで、これによって有効発光領域の全面にわたって
輝度を高めて、均一な光量で出射させる高品位かつ小型
の照明装置が提供できた。

【００３０】また、本発明の照明装置によれば、輝線が
発生しないような部位に調整しながら最適な条件でもっ
て配することで、長尺状光源の発熱がおよぼす影響を小
さくして、長期間にわたって輝線の発生を防いた長期信
頼性の照明装置が提供できた。

【００３１】さらにまた、本発明の液晶表示装置によれ
ば、本発明の照明装置の一方主面上に、有効発光領域に
対応する有効表示領域を有する液晶パネルを配したこと
によって、高信頼性かつ小型の液晶表示装置が提供でき
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の液晶表示装置の要部断面概略図であ
る。

【図２】実施形態の液晶表示装置の要部拡大断面概略図
である。

【図３】従来の液晶表示装置の断面概略図である。

【図４】従来の液晶表示装置の要部断面概略図である。

【図５】他の実施形態の液晶表示装置の要部断面概略図
である。

【図６】照明装置の輝度測定部位を示す説明図である。

【図７】実施形態の照明装置の輝度の経時変化を示す線
図である。

【図８】従来の照明装置の輝度の経時変化を示す線図で
ある。

【符号の説明】

２ 液晶パネル ３ａ、３ｂ 照明装置 ４ 導光板 ５ 蛍光ランプ ６ 光拡散板 ７ 光反射板 ８ 反射板 ９ 光散乱層 １０ 有効表示領域 １１ 有効発光領域 １２、１９ 液晶表示装置 １３、１３ａ 光吸収層 １４ 輝線発生領域 １５ 輝度ムラ領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方主面の有効発光領域より光出射する
   導光板の他方主面に光散乱させるべくドット状にパター
   ンして成る光散乱層を形成し、この光散乱層上に光反射
   部材を配設し、上記導光板の端面に長尺状光源を設けて
   成る照明装置において、有効発光領域の長尺状光源にも
   っとも近接する辺にまたがって、その辺の両側の部位に
   ドット状にパターンしてなる帯状の光吸収層を導光板の
   他方主面上もしくは光反射部材上に設けるとともに、有
   効発光領域の端部付近の輝度を均一にさせるべく光吸収
   層のドット状パターンの分布密度を調整したことを特徴
   とする照明装置。
2. 【請求項２】 請求項１の照明装置の一方主面上に、有
   効発光領域に対応する有効表示領域を有する液晶パネル
   を配した液晶表示装置。