(57)【要約】【課題】バックライト装置の照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度を向上させる。【解決手段】三角溝の底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシート１を偏光シート４と拡散シート６の間に設ける。あるいは、プリズムシート１を別のプリズムシート５と拡散シート６との間、或いは偏光シート４及びプリズムシート５を重ねたものと拡散シート４との間に設ける。底角の大きさは、アイポイント方向への高輝度ピークが、照射面の鉛直中心線に対する垂線から水平方向へ左右とも２５〜３５°の範囲に位置するように設定する。また、底角の大きさを、アイポイント方向及び垂直方向への輝度の差が±１５°以内となるように設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光シート、拡散シート、導光板、反射シートをこの順で備え、三角溝の底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシートを前記偏光シートと前記拡散シートの間に設けたことを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
プリズムシート、拡散シート、導光板、反射シートをこの順で備え、三角溝の底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシートを前記プリズムシートと前記拡散シートとの間に設けたことを特徴とするバックライト装置。
【請求項３】
前記偏光シートと前記プリズムシートとの間に別のプリズムシートを設けたことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
照射面にライトコントロールフィルムを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記底角の大きさを、アイポイントへの高輝度ピークが照射面の鉛直中心線に対する垂線から水平方向に２５〜３５°の範囲に位置するように設定したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記底角の大きさを、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向への輝度の差が±１５％以内となるように設定したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に利用されるバックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載されるナビゲーションシステムが普及しつつある。このシステムは、運転席と助手席の中間位置に対応するフロントパネル上の位置に設置されることが多い。このため、ナビゲーションシステムの液晶表示装置等に利用されるバックライト装置には、光を照射する照射面から運転席や助手席に座る者の視点が位置する２方向（アイポイント方向）への輝度の向上を重視した指向性及び視野角特性が要求されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アイポイントの輝度を向上させる仕様のプリズムシートをバックライト装置に用いた場合には、アイポイント方向への輝度は向上するものの、照射面に対する垂直方向への輝度が低くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度を向上させたバックライト装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバックライト装置は、三角溝の底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシートを用いることで、この底角により設定された２辺によってプリズムシートに入射した光の照射角度を制限し、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度の向上を可能としている。
【０００６】
この底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシートを、偏光シートと拡散シートの間や、別のプリズムシートと拡散シートとの間、あるいは偏光シート及び別のプリズムシートを重ねたものと拡散シートとの間に設けることによって、配光特性を適切に設定することができる。
【０００７】
また、底角の大きさを４０〜６０°の範囲で調節することによって、配光特性を適切に設定することができる。特に、底角の大きさを、アイポイント方向への高輝度ピークが照射面の鉛直中心線に対する垂線から水平方向へ２５〜３５°の範囲に位置するように設定することが望ましい。また、底角の大きさを、アイポイント方向及び垂直方向への輝度の差が±１５°以内となるように設定することが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本実施の形態におけるバックライト装置は、三角溝の底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシート１を用いることによって、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度を向上させるものである。
【０００９】
図１（ａ）の拡大断面図に示すように、プリズムシート１ａは、背面部に三角溝が連なって形成されており、各三角溝の右底角及び左底角は共に５７．５°、頂角は６５°である。また、プリズムシート１ａは厚さが１５０μｍであり、三角溝の幅は５０μｍである。
【００１０】
また、図１（ｂ）の拡大断面図に示すように、別例のプリズムシート１ｂは、右底角及び左底角が共に５６°、頂角が６８°である。プリズムシート１ｂの厚さと三角溝の幅はプリズムシート１ａと同様である。
【００１１】
以下、この底角の大きさとプリズムシート１ａ，１ｂの配置を調節することによって、様々な適切な配光特性が得られることについて説明する。
【００１２】
図２（ａ）の組立斜視図に示すように、プリズムシート１ａを用いた一例のバックライト装置は、照射面側から順に、フロントフレーム２、偏光シート４、プリズムシート１ａ、拡散シート６、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１ａは、その背面部を偏光シート４の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の鉛直方向に沿うように配置される。反射シート８は、白ＰＥＴとＥＳＲシートにより形成され、その両端辺に電極放電ランプ１１を装着するための溝を備える。
【００１３】
電極放電ランプ１１は、リード線１３ａ，１３ｂが接続された端部にゴムホルダー１２ａが固定され、リード線１３ｃ，１３ｄが接続された他方の端部にゴムホルダー１２ｂが固定される。２本の電極放電ランプ１１について、それぞれのボムホルダー１２ａ，１２ｂを反射シート８の端辺に設けられた溝に装着することによって、反射シート８の両端辺に電極放電ランプ１１をそれぞれ固定する。
【００１４】
このような構成により、光源から照射された光は、導光板７及び拡散シート６を介してプリズムシート１ａに入射し、プリズムシート１ａの左右の底角で設定された２辺により照射方向が制限され、偏光シート４及びフロントフレーム２を介して、アイポイント方向及び垂直方向へ照射される。
【００１５】
図２（ｂ）の配光特性に示すように、このバックライト装置は、水平方向の照射特性では、照射面の鉛直方向への中心線（鉛直中心線）に対してアイポイント方向及び垂直方向への３方向に高輝度ピークを持ち、これらの輝度値がほぼ同等の特性となっている。鉛直方向の照射特性では、高輝度ピークは１つとなっている。
【００１６】
図３（ａ）の組立斜視図に示すように、プリズムシート１ｂを用いた一例のバックライト装置は、照射面から順に、フロントフレーム２、別のプリズムシート５、プリズムシート１ｂ、拡散シート６、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１ｂは、その背面部をプリズムシート５の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の鉛直方向に沿うように配置される。また、反射シート８の両端辺には電極放電ランプ１１がそれぞれ固定される。
【００１７】
図３（ｂ）の配光特性に示すように、このバックライト装置は、アイポイント方向及び垂直方向への３方向に高輝度ピークを持ち、垂直方向の輝度がアイポイント方向の輝度に比べてやや落ちる特性となっている。
【００１８】
図４（ａ）の組立斜視図に示すように、プリズムシート１ｂを用いた別のバックライト装置は、照射面から順に、フロントフレーム２、偏光シート４、プリズムシート５、プリズムシート１ｂ、拡散シート６、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１ｂは、その背面部を拡散シート６の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の鉛直方向に沿うように配置される。また、反射シート８の両端辺には電極放電ランプ１１がそれぞれ固定される。
【００１９】
図４（ｂ）の配光特性に示すように、このバックライト装置は、アイポイント方向及び垂直方向への３方向に高輝度ピークを持ち、垂直方向の輝度の方がアイポイント方向の輝度よりも高い特性となっている。
【００２０】
図５（ａ）の組立斜視図に示すように、プリズムシート１ｂを用いたさらに別のバックライト装置は、照射面から順に、フロントフレーム２、ライトコントロールフィルム３、偏光シート４、プリズムシート５、プリズムシート１ｂ、拡散シート６、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１ｂは、その背面部を拡散シート６の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の水平方向に沿うように配置される。ライトコントロールフィルム３は、光量或いは照射範囲を制限するために用いられるフィルムである。また、反射シート８の両端辺には電極放電ランプ１１がそれぞれ固定される。
【００２１】
図５（ｂ）の配光特性に示すように、このバックライト装置は、アイポイント方向及び垂直方向への３方向に高輝度ピークを持ち、アイポイントへの２方向の輝度が異なる特性となっている。
【００２２】
このように、底角の大きさとプリズムシート１の配置を調節することによって、様々な配光特性を得ることができる。好ましくは、底角の大きさを、アイポイント方向への高輝度ピークが、照射面の鉛直中心線に対する垂線から水平方向に左右とも２５〜３５°の範囲に位置するように調節する。また、アイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度の差が±１５％以内となるように調節する。さらには、これら３方向への輝度が同等となるように調節する。
【００２３】
ここで、本バックライト装置の効果を確認するために用意した比較例について説明する。
【００２４】
図６（ａ）の組立斜視図に示すように、アイポイント方向集光型の比較例のバックライト装置は、照射面から順に、フロントフレーム２、偏光シート４、プリズムシート５、プリズムシート１０、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１０は、プリズムシート１とは異なる三角溝を有するシートであり、その背面部をプリズムシート５の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の鉛直方向に沿うように配置される。また、反射シート８の両端辺には電極放電ランプ１１がそれぞれ固定される。同図（ｂ）の配光特性に示すように、アイポイント方向集光型のバックライト装置は、照射面からアイポイントへの２方向に高輝度ピークを持つものの、垂直方向へは高輝度ピークがない特性となっている。
【００２５】
図７（ａ）の組立斜視図に示すように、垂直方向集光型の比較例のバックライト装置は、照射面から順に、フロントフレーム２、偏光シート４、プリズムシート５、プリズムシート１０、拡散シート６、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１０は、その背面部を拡散シート６の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の鉛直方向に沿うように配置される。また、反射シート８の両端辺には電極放電ランプ１１がそれぞれ固定される。同図（ｂ）の配光特性に示すように、垂直方向集光型のバックライト装置は、照射面に対して垂直方向への１方向に高輝度ピークを持つ特性となっている。
【００２６】
図８（ａ）の組立斜視図に示すように、拡散バルーン型の比較例のバックライト装置は、照射面から順に、フロントフレーム２、偏光シート４、プリズムシート１０、拡散シート６、導光板７、反射シート８、バックフレーム９を重ねて組み立てた構成である。プリズムシート１０は、その背面部を拡散シート６の方へ向けた状態で、三角溝が照射面の水平方向に沿うように配置される。また、反射シート８の両端辺には電極放電ランプ１１がそれぞれ固定される。同図（ｂ）の配光特性に示すように、拡散バルーン型のバックライト装置は、照射方向へ光が一様に拡散する特性である。
【００２７】
このように、比較例は、いずれも照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向への３方向に高輝度ピークを持つものではない。これに対し、本実施の形態におけるバックライト装置は、これら３方向に高輝度ピークを持つものである。
【００２８】
したがって、本実施の形態によれば、三角溝の底角が４０〜６０°の範囲にあるプリズムシート１を用いることで、この底角により設定された２辺により、プリズムシート１に入射した光の照射角度を制限し、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度を向上させることができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、プリズムシート１を偏光シート４と拡散シート６の間や、別のプリズムシート５と拡散シート６との間、あるいは偏光シート４及びプリズムシート５を重ねたものと拡散シート４との間に設けることによって、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への高輝度ピークを保ちつつ、配光特性を適切に設定することができる。
【００３０】
本実施の形態によれば、底角の大きさを４０〜６０°の範囲で調節することによって、配光特性を適切に設定することができる。特に、底角の大きさを、アイポイント方向への高輝度ピークが照射面の鉛直中心線に対する垂線から水平方向へ左右とも２５〜３５°の範囲に位置するように設定することが望ましい。また、底角の大きさを、アイポイント方向及び垂直方向への輝度の差が±１５°以内となるように設定することが望ましい。
【００３１】
なお、本実施の形態では、図２に示すバックライト装置において、プリズムシート１ａを用いることとしたが、これに代えてプリズムシート１ｂを用いることとしてもよいし、あるいは底角が４０〜６０°の範囲にある別のプリズムシートを用いることとしてもよい。
【００３２】
図３乃至５に示すバックライト装置でも同様に、プリズムシート１ｂに代えてプリズムシート１ａを用いることとしてもよいし、底角が４０〜６０°の範囲にある別のプリズムシートを用いることとしてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、図５に示すバックライト装置において、ライトコントロールフィルム３を照射面に用いることとしたが、図２乃至４に示すバックライト装置でも同様にライトコントロールフィルム３を照射面に用いるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るバックライト装置によれば、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の３方向への輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図（ａ）（ｂ）は、一実施の形態におけるバックライト装置に用いるプリズムシートのそれぞれ異なる構成を示す拡大断面図である。
【図２】同図（ａ）は、図１（ａ）のプリズムシートを用いたバックライト装置の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【図３】同図（ａ）は、図１（ｂ）のプリズムシートを用いたバックライト装置の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【図４】同図（ａ）は、図１（ｂ）のプリズムシートを用いたバックライト装置の別の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【図５】同図（ａ）は、図１（ｂ）のプリズムシートを用いたバックライト装置のさらに別の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【図６】同図（ａ）は、比較例のバックライト装置の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【図７】同図（ａ）は、別の比較例のバックライト装置の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【図８】同図（ａ）は、さらに別の比較例のバックライト装置の構成を示す組立斜視図であり、同図（ｂ）は、その配光特性を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…プリズムシート
２…フロントフレーム
３…ライトコントロールフィルム
４…偏光シート，５…プリズムシート
６…拡散シート，７…導光板，８…反射シート
９…バックフレーム，１０…プリズムシート
１１…電極放電ランプ
１２ａ，１２ｂ…ゴムホルダー
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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