(57)【要約】【課題】  直下型バックライトの製品重量の増大を抑える。【解決手段】  光拡散面部材９の背後に光源７が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材９は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、前記シート材９には、全光線透過率が１０〜５０％の低透過率拡散シートが含まれている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、
前記光拡散面部材は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、
前記シート材には、全光線透過率が１０〜５０％の低透過率拡散シートが含まれていることを特徴とする直下型バックライト。
【請求項２】
前記低透過率拡散シートは、ヘーズ値が７０〜１００％であることを特徴とする請求項１記載の直下型バックライト。
【請求項３】
前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の直下型バックライト。
【請求項４】
前記支持部材は、フレームと、前記シート材のシート周縁部の複数箇所をシート材の面外方向に引っ張るように前記フレームに設けられた複数のテンション付与部材と、を有して構成されていることを特徴とする請求項３記載の直下型バックライト。
【請求項５】
光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、
前記光拡散面部材は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、
前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えていることを特徴とする直下型バックライト。
【請求項６】
光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、
前記光拡散面部材は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、
前記シート材の縁部には、補強枠が設けられていることを特徴とする直下型バックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直下型バックライトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直下型バックライトは、液晶表示装置の背面照明などとして使用されるものであり、拡散板の背後に冷陰極管からなる光源を配置して構成されているのが一般的である。拡散板は、合成樹脂材の中に拡散剤を混練して形成されており、光源からの光を拡散して略均一な発光面を形成するためのものであり、バックライトの発光品位、液晶表示装置用に使用される場合には液晶画面の品位を保つために重要な部材の一つである。
大型の液晶表示装置のように大型のバックライトが要求される場合には、拡散板の体積の大きくなり、製品重量が大きくなる。例えば、２０インチ画面用のバックライトの拡散板の重量は３５０ｇであり、３０インチ画面用のバックライトの拡散板にいたっては５３０ｇにもなり、軽量化の要求に反していた。
【特許文献１】特開平７−６４０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、直下型バックライトの製品重量の増大を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、前記シート材には、全光線透過率が１０〜５０％の低透過率拡散シートが含まれていることを特徴とする。
光拡散面部材は、従来のように厚さが何ミリもあるような拡散板ではなく、厚さ１ｍｍ未満のシート材だけで構成されているため、たとえ大画面化しても軽量である。
【０００５】
また、従来のバックライトで用いられている拡散シートは、拡散板と組み合わせて輝度上昇のために使用されるもの（輝度上昇用拡散シート）であって、全光線透過率が比較的高い（８０％以上）。したがって、従来、拡散板と組み合わせて使用されていた拡散シートだけを光拡散面部材として用いると、拡散効果が十分に得られず、ランプの直上位置が明るくランプ間が暗くなるランプイメージが強く残ってしまい良好な発光品位が得られない。
【０００６】
これに対し、本発明では、全光線透過率を従来より低くして、１０〜５０％とした低透過率拡散シートを用いているため、光源の直上位置において拡散シートを透過する光が低く抑えられ、しかも、透過する光は、拡散シートの光拡散作用によって拡散される。したがって、薄い拡散シートであってもランプイメージが改善される。
【０００７】
また、前記低透過率拡散シートは、ヘーズ値が７０〜１００％であるのが好ましく、この場合、ランプイメージが一層改善される。
【０００８】
前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えているのが好ましい。シート材を引っ張り支持することで、拡散板がなく薄いシート材だけであっても、シート材の撓みを防止できる。
シート材に張力を与えるため、前記支持部材は、フレームと、前記シート材のシート周縁部の複数箇所をシート材の面外方向に引っ張るように前記フレームに設けられた複数のテンション付与部材と、を有して構成されているのが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、前記シート材が撓まないように当該シート材に張力を与えて引っ張り支持する支持部材を備えていてもよい。光拡散面部材は、従来のように厚さが何ミリもあるような拡散板ではなく、厚さ１ｍｍ未満のシート材だけで構成されているため、たとえ大画面化しても軽量である。しかも、シート材を引っ張り支持することで、拡散板がなく薄いシート材だけであっても、シート材の撓みを防止できる。
【００１０】
また、本発明は、光拡散面部材の背後に光源が配置された直下型バックライトにおいて、前記光拡散面部材は、厚さが１ｍｍ未満のシート材だけで構成され、前記シート材の縁部には、補強枠が設けられていることを特徴とする。光拡散面部材は、従来のように厚さが何ミリもあるような拡散板ではなく、厚さ１ｍｍ未満のシート材だけで構成されているため、たとえ大画面化しても軽量である。しかも、薄いシート材の縁部に補強枠が設けられているため、シート材の撓みを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光拡散面部材が薄いため、直下型バックライトの製品重量の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は、第１実施形態に係る直下型バックライト１を示している。この直下型バックライト１は、液晶表示装置用のバックライトとして好適に用いられるものである。バックライト１は、ランプハウジングとなる下フレーム２と、この下フレーム２に装着される上フレーム３とを具備しており、これら両フレーム２，３によって装置の筐体が構成されている。
【００１３】
下フレーム２は、矩形状の底面部４と、底面部４の各辺から立設された側面部５と、を有し、上面開口の箱状体として構成されている。下フレーム２は、アルミニウムなどの金属によって形成されている。下フレーム２内部には、光源７が配置されており、光源７としては、線状光源が用いられている。より具体的には、光源７は冷陰極管ランプである。なお、光源７としてはＬＥＤなどの点状光源であってもよい。
【００１４】
下フレーム２内部には、複数の光源７が所定間隔をおいて並置されている。下フレーム２の上面開口には、光拡散面部材９が配置されている。光拡散面部材９の背後に位置する光源７からの光は、光拡散面部材９に照射され、この光拡散面部材９が発光面となる。線状又は点状の光は、光拡散面部材９において拡散されることで、面内の光の強さが略均一な面状光となって、液晶表示装置の液晶パネルに対して照射される。
【００１５】
下フレーム２の内面（底面部４の内面４ａと、必要であれば側面部の内面５ａ）は、光反射面とされている。ここでの光反射面４ａ，５ａは、拡散反射面であり、少なくとも光源７の背後に位置して、光を光拡散面部材９側へ反射させる。具体的には、下フレーム内面４ａ，５ａには、白色の反射シートを設置したり、白色塗装が施されて、拡散反射面が形成されている。
【００１６】
光拡散面部材９としては、拡散シートが採用されている。この拡散シートは、厚さが１ｍｍ未満の薄いシート材である。シート９の厚さは、０．１〜０．８ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは、０．１〜０．３ｍｍである。具体的には、シート９の厚さは、０．２ｍｍ程度にできる。ここでは、光拡散面部材９として、厚さが何ミリもあり重い拡散板は用いられていない。したがって、バックライト１の軽量化が可能である。また、比較的多くの樹脂材料が必要となる拡散板を省略したため、材料コストが低減可能である。
【００１７】
拡散シート９は、全光線透過率が１０〜５０％の低透過率である。透過率は２０〜４０％が好ましく、具体的には３０％程度にできる。拡散シート９は、ＰＥＴ、ＰＣ、アクリルなどの透明樹脂を基材として、基材表面に拡散剤を塗布することによって形成できる。あるいは、シート内部に拡散剤を練り込むことによっても形成できる。拡散シート９を低透過率にするには、拡散剤の量を調整して拡散剤によって吸収される光の量を調整したり、シート表面の反射率を上げることで、実現できる。
【００１８】
また、ここでの拡散シート９は、ランプイメージを改善するためのものであるから、ヘーズ値は、７０〜１００％にする。ヘーズ値を上げるには、拡散剤を塗布したり、シート表面を微細な凹凸にすることなどで達成できる。
【００１９】
拡散シート９の透過率が５０％以下であるため、光源７から拡散シート９に照射された光Ｌ１の半分以上は、直接透過することはない。すなわち、直接透過する光Ｌ２は、全光線量に比して低く抑えられ、しかも、透過する光は、拡散シート９の光拡散作用によって拡散される。このため、ランプ直上位置が非常に高輝度となることが防止され、従来の拡散板のように厚みが小さくてもランプイメージの緩和を図ることができる。
【００２０】
さらに、拡散シート９を透過しない光の一部Ｌ３は、反射面４ａ側に反射され、反射面４ａ，５ａによる再反射によって最終的に拡散シート９から出光する。なお、拡散シート９のランプ側の面９ａの反射率を高めることによって透過率を下げている場合には、透過しない光の多くを反射光Ｌ３とすることができ、効率がよい。
【００２１】
図３に示すように、拡散シート９の反射光Ｌ３は、拡散シート９の拡散作用によって、拡散シート９の入射光Ｌ１よりも広がる。この広がった光Ｌ３が、反射面４ａによって再反射されて、拡散シート９に向かって、再反射光Ｌ４の一部が拡散シート９によって拡散されつつ出光する。なお、反射面４ａ，５ａが拡散反射面であれば、さらなる拡散効果が得られる。
【００２２】
このように、光源７からの光は、拡散シート９から直接出光する量が抑えられているため、多くの光が下フレーム内部の空間で反射と拡散を繰り返し、光源７から十分に広がった光として拡散シート９表面に現れ、ランプイメージが緩和された発光面が得られる。
つまり、拡散板なしで、薄い拡散シートを用いるだけでも、透過率を低くすることで、ランプイメージを拡散板と同様に緩和でき、しかもバックライト１の軽量化が行える。具体的には、２０インチ液晶表示装置用のものでは、３００ｇ前後の軽量化が達成でき、３０インチ液晶表示装置用のものでは、５００ｇ前後の軽量化が達成できた。
【００２３】
図１及び図２に示すように、薄い拡散シート９が下方に撓まないように、拡散シート９は、その周縁部がバネ１１によって面外方向に引っ張られている。具体的には、矩形状の拡散シート９のコーナー部と、長辺の中央部と、にバネ１１の一端が取り付けられ、バネ１１の他端は、下フレーム２（の側面部５の上部）に取り付けられている。なお、拡散シート９には、バネ１１の一端を取り付けるための取付孔１２が形成されている。取付孔１２及びその付近（バネ１１で引っ張られる部分）は、シートの破れ又は伸びを防ぐため、丸金具などの補強具を入れて補強するのが好ましい。なお、矩形状の拡散シート９は、下フレーム２の矩形状上面開口よりも小さく形成されており、拡散シート９の周縁と下フレーム側面部５との間の隙間１３に、バネ１１が配置される。
【００２４】
バネ１１は、拡散シート９に対して張力を与えて当該シート９にテンションを与えるテンション付与部材となっており、バネ１１によって薄い拡散シート９の撓みが防止されている。また、バネ１１は、下フレーム２に取り付けられているため、拡散シート９は、バネを介して下フレーム２に支持されることになる。このように、バネ１１と下フレーム２は、拡散シート９に張力を与えて引っ張り支持する支持部材となっている。また、バネ１１によって引っ張り支持する場合、シート９が経時変化によって膨張しても撓みを防止できるし、収縮してもバネ１１の伸びで対応できる。すなわち、シート９が膨張収縮してもバネ力によって適度な張力が維持される。
【００２５】
バネ１１は、拡散シート９の中心Ｃを基準として対向する位置にそれぞれ設けられており、拡散シート９が固定の支持体である下フレーム２のセンターに自動的に保持される。このように、拡散シート９は、バネ１１によって自動的にセンタリングされており、バネ１１はセンタリング機構を構成する。したがって、拡散シート９が熱又は吸水などにより膨張収縮したとしても、拡散シート９は自動的にセンタリングされ、下フレーム２（光源７）に対する相対位置のズレがさほど生じない。したがって、拡散シート９にライティングカーテン（ランプ直上位置の光を多く遮り、ランプ間位置の光を少なく遮るパターンを印刷などにより施して、ランプイメージの緩和を図ったもの）を形成した場合に、ライティングカーテンの位置と光源７の位置を保つことができる。
【００２６】
従来の拡散板でも、熱又は吸水による膨張収縮の問題があり、このため拡散板は、アソビを持って配置されており、ガタが生じていた。このような拡散板にライティングカーテンを施した場合、ライティングカーテンの位置と光源７との位置が拡散板のガタにより変動するため、ライティングカーテンの位置の最適設計が難しい。
これに対して、本実施形態のようにライティングカーテンが形成されている拡散シート９が自動センタリングされるものであれば、ライティングカーテンの位置と光源７との位置を略一定に保つことができるため、ライティングカーテンの位置を最適設計することが可能となって、設計通りの発光品位を得やすい。
【００２７】
図２及び図４に示すように、下フレーム２に装着される上フレーム３は、拡散シート９の大きさに略対応又は拡散シート９よりも小さい窓部１４が設けられている。窓部１４は、上フレーム３を下フレーム２の上方開口にかぶせても、発光面となる拡散シート９からの光が通過できるようにするためのものであり、ここでは、窓部１４は矩形上の孔として形成されている。
上フレーム３は、窓部１４の周囲に矩形枠状の額縁部１５を有している。この額縁部１５は、シート９と下フレーム側面部５の間の隙間１３を塞ぐように位置する。額縁部１５が隙間１３を覆うため、隙間１３があっても当該隙間から光が漏れるのを防ぐことができ、光漏洩による輝度低下や発光面周辺の発光品位劣化を防止できる。また、隙間１３が塞がれることで、当該隙間１３から異物がバックライト内部に進入することを防止でき、異物混入による発光品位劣化を防止できる。さらに、額縁部１５は、テンション付与部材（バネ）１１も覆っているため、テンション付与部材１１を保護でき、その動作が安定する。
【００２８】
また、額縁部１５の裏側１５ａには液晶パネルが保持され、窓部１４に液晶画面が位置するように配置される。つまり、上フレーム３は、液晶パネルの保持体として機能し、液晶表示装置の正面側筐体となる。
なお、上フレーム３の４辺からは側面部１６が垂設されており、上フレーム３の側面部１６が下フレーム２に嵌合することで、両フレーム２，３が一体化する。必要に応じて、両フレーム２，３はネジなどの固定手段によって強固に固定される。
また、上フレームは、液晶パネルを保持するための筐体としても機能する。
【００２９】
図５は、第２実施形態に係る直下型バックライト１（上フレームを除く）を示している。ここでは、低透過率拡散シート９の上に、低透過率拡散シート以外の光学シート２０，２１を配置したものである。光学シート２０，２１も厚さ１ｍｍ未満のシート材である。光学シート２０，２１としては、輝度向上用拡散シート２０とレンズシート２１とが備わっている。輝度向上用拡散シート２０は、シート表面のビーズコートなどにより低透過率拡散シート９から出る拡散光を垂直方向に変換することで輝度向上を果たすものである。また、レンズシート２１も輝度向上用のものであり、微細なレンズによって集光して輝度を向上させる。
【００３０】
これらの光学シート２０，２１は、単に低透過率拡散シート９の上に載せられているのではなく、低透過率拡散シート９と同様にバネ１１によって引っ張られている。光学シート２０，２１も引っ張られていることで、シート２０，２１の撓みが防止される。バネ１１の一端が取り付けられる取付孔１２は、重ねられた複数のシート９，２０，２１の同位置に形成されており、共通の取付孔１２となっている。
なお、図５に関し、説明を省略した点は、図１〜図４に示すバックライト１と同様である。
【００３１】
図６及び図７は、第３実施形態に係る直下型バックライト１（上フレームを除く）を示している。低透過率拡散シート９の辺縁部には、全体で矩形状の補強枠３０が設けられている。補強枠３０は、撓みやすいシート９の４辺に剛性を与えて、撓みにくくするためのものである。補強枠３０を設けることにより、シート９に張力を与えなくても撓みを軽減できる。
補強枠３０は、合成樹脂などの剛性のある部材を、シート９の４辺に配することによって全体が矩形状に構成されている。補強枠３０は、断面四角形（中空）の棒状部材として形成されており、各棒状部材はシート９の４辺にそれぞれ粘着剤などで固定されている。補強枠３０に用いられる材料は、シート９と熱膨張係数が近いものが用いられており、熱膨張によってシートにしわ等が発生するのが防止されている。なお、バックライトのサイズが小さい場合（８インチ液晶表示装置用の場合）には、補強枠３０の熱膨張係数は特に考慮する必要はない。
【００３２】
４辺に設けられた４つの補強枠３０，３０，３０，３０は、シート９の四隅３１でそれぞれ離れて配置されている。このように全体で矩形状の枠３０が部分的に途切れていることで、シート９の熱膨張に対処しやすくなる。
図６に示すように、補強枠付きシート９は、補強枠３０が下フレーム２上に載置されるように補強枠３０を下向きにして設置される。
なお、シート９の上には、他の光学シートを配置できる。他の光学シートは、上フレーム３とシート９とによって挟み込まれて固定される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】上フレームを除く直下型バックライトの斜視図である。
【図２】直下型バックライトの分解断面図である。
【図３】光の拡散・反射状態を示す概念図である。
【図４】上フレームの斜視図である。
【図５】第２実施形態に係る直下型バックライト（上フレームを除く）の断面図である。
【図６】第３実施形態に係る直下型バックライト（上フレームを除く）の断面図である。
【図７】第３実施形態に係る補強枠付きシートの斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  直下型バックライト
３  下フレーム（フレーム）
９  光拡散面部材（低透過率拡散シート；シート材）
１１  バネ（テンション付与部材）
２０  光学シート（シート材）
２１  光学シート（シート材）
３０  補強枠
【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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