(57)【要約】【課題】  液晶表示装置の管ムラ及びバックライト装置の集光シートの照光面上での管ムラを一定に抑え、液晶表示装置及びバックライト装置の照光面を所定の角度をつけて視る場合に輝度が半減する角度を拡げると共に配光特性を改善ことの出来るＬＣＤ及びバックライト装置を提供しようとするものである。【解決手段】  液晶表示装置及びバックライト装置６の筐体１の開口部１ａ上に配設する光透過拡散板４の上下に光拡散シート９ａ、９ｂを配設して、サンドイッチ状になして蛍光ランプ（円筒状光源）３からの光を照光面上に出射させる【選択図】          図１
2005166504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプハウスを構成する略長方形状の筐体の内面に反射面を有し、複数の円筒状光源が該筐体内に配設され、該筐体の開口部上に光透過拡散板を設けて照光面上に該円筒状光源の透過光を得る様に成されたバックライト装置に於いて、
上記開口部上の上記光透過拡散板を光拡散シートによりサンドイッチ状に積層して配光特性を向上させて成ることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記光拡散シートの光学特性を略同一に選択する様に成し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３】
前記光拡散シートの光学特性を異ならす様に成し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】
ランプハウスを構成する略長方形状の筐体の内面に反射面を有し、複数の円筒状光源が該筐体内に配設され、該筐体の開口部上に光透過拡散板を設けて照光面上に該円筒状光源の透過光を得る様に成されたバックライト装置に於いて、
上記開口部上の上記光透過拡散板の両面に光拡散面を形成して配光特性を向上させて成ることを特徴とするバックライト装置。
【請求項５】
略長方形状の筐体の内面に複数の円筒状光源を配設させて該筐体の開口部上に光透過拡散板を設けた液晶表示装置であって、
上記開口部上の上記光透過拡散板を光拡散シートによりサンドイッチ状に積層して配光特性を向上させて成ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
略長方形状の筐体内に複数の円筒状光源を配設させて該筐体の開口部に光透過拡散板を設けた液晶表示装置であって、
上記開口部上の上記光透過拡散板の両面に光拡散面を形成して配光特性を向上させて成ることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置（以下ＬＣＤと記す）に用いるバックライト装置に係わり、特にＬＣＤの画面上に表示される動画像の管ムラおよび配光特性を良好に成したバックライト装置及びＬＣＤの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＣＤやバックライト装置はマイクロコンピュータ、テレビジョン受像機等の電子機器の表示装置として利用されている。ＬＣＤは非発光性のため、バックライト装置の様な外部照射用の光源を必要としている。
【０００３】
このようなＬＣＤに用いるバックライト装置としては、円筒状光源に冷陰極管又は熱陰極管等の細径の蛍光管（蛍光ランプ）を用いるのが一般的であり、構造としては導光板の側面に円筒状光源を配設したエッジライト方式と、筐体内部に反射体（以下反射板と記す）及び円筒状光源を収納し、筐体の開口部に配設した光透過拡散板に円筒状光源からの直接光及び円筒状光源からの光を反射板で反射させた光を光透過拡散板で入射拡散させて均一な面状光を出光させる様にした直下方式が知られている。
【０００４】
上述の直下方式或いはエッジライト方式はＬＣＤの要求性能に応じて選択されるが直下方式は円筒状光源の直接光を利用するためエッジライト方式に比較して光の利用効率が高く、モニタ用、テレビジョン受像機用等の高輝度を必要とする用途に適している。
【０００５】
図７（Ａ）は従来の直下方式のバックライト装置を示す平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ断面矢視図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ断面矢視図を示している。
【０００６】
バックライト装置のランプハウスとなる筐体１は上面に開口部１ａを有する断面が矩形または台形状の箱状と成され、白色高反射グレード成型用合成樹脂で一体成型するか、金属板或は金属板と成型用合成樹脂を組み合わせて作製する。
【０００７】
筐体１内には高反射塗料を塗布するか、高反射フィルム材等を貼着させて反射面としての反射板２を形成する。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）では、この反射板２は四辺を傾斜させた断面台形状の板材で形成されている。
【０００８】
円筒状光源３は筐体１の底面から１〜２ｍｍ程度離間した位置に保持されるように端部を高反射グレード樹脂の射出成型で得た円筒光源支持台（図７（Ａ）〜（Ｃ）では筐体１の側板と一体化されている）に固定されている。筐体１内に配置する円筒状光源３の本数は要求される輝度によって決定される。
【０００９】
上記した各部品を組み立て、上面に乳白色アクリル樹脂等を用いた光透過拡散板４が開口部１ａを覆う様に配置させてバックライト装置６が構成され、円筒状光源３から放射状に発した光は直接或いは筐体１内の反射板２で反射されて光透過拡散板４に到達し、光透過拡散板４で照光面となされた光は面発光に変換される。
【００１０】
また、光透過拡散板４の表面には少なくとも１枚以上の光拡散シート９が配設されて照光面の法線方向に光を集光させている。
【００１１】
従来から使用されているＬＣＤは大別すると液晶セルとバックライト装置に分けられ、液晶セルはカラーフィルタ、ＴＦＴアレイを生成した２枚のガラス基板間に封じ込んだ液晶、ガラス基板の夫々の外側の面に配置された偏光板とで構成されている。また、バックライト装置は図７（Ａ）乃至（Ｃ）の様に円筒状光源（以下蛍光ランプと記す）、反射板、光透過拡散板および光拡散シートで構成されている。この様なＬＣＤやバックライト装置は例えば、特許文献１に詳記されている。
【００１２】
液晶セルではＴＦＴアレイの作製工程での不具合や液晶やセルの厚みの不均一等により輝度ムラを発生し、バックライト装置６では光透過拡散板４や光拡散シート９によるムラ、円筒状光源３の光の不均一による輝度ムラ等が考えられる。しかし、例えば、上述の光透過拡散板４上に載置された光拡散シート９はＬＣＤの使用目的性能によって、１枚乃至複数枚を光透過拡散板上に積層させているが、基本的には光拡散シート９を積み重ねるにしたがつて、配光特性（視野角特性）は狭く（悪化）なってしまう欠点があった。また、光透過拡散板４上に１枚の光拡散シート９を配設する場合は、図７（Ｂ）に示す光透過拡散板９の背面から蛍光ランプ３までの距離Ｌが充分に長いことが必要であり、この距離が短いと照光面に蛍光ランプ３の複数の波のような陰影の輝度ムラ（以下管ムラと記す）が生じてしまう欠点を有する。また、光透過拡散板４上に２枚以上の光拡散シート９を重ねると、管ムラに対しては使用目的に応じた性能輝度を満たすことができるが、配光特性が劣化してしまう問題があつた。
【００１３】
近時、ＬＣＤおよびバックライト装置はＬＣＤの大型化やモニタの高視野角化が求められている、このようなＬＣＤおよびバックライト装置では、使用目的性能に応じた要求する輝度を得るには蛍光ランプ３に流す管電流を増加する、光透過拡散板4の種類を選択する、使用する光拡散シート９の組み合わせを選択するなどで、ある程度満足させることができる。しかしながら、光拡散シート９を光透過拡散板４上に複数枚積層させた場合にはバックライト装置の配光特性（視野角特性）に関しては、光透過拡散板4上に使用する光拡散シート９の組み合わせの選択のみでは限界があつた。例えば、光透過拡散板４に同じ構成の光拡散シート９を１枚置くのと２枚置くのでは、照光面を所定の角度をつけて視た場合、輝度が半減するポイントは光拡散シート９を光透過拡散板４上に１枚載置させた場合にはバックライト装置の配光特性（視野角特性）は５５°であるのに対し２枚積層させた場合には４５°であり、１枚のみ使用した方が高視野角となる。しかし、光拡散シート９の１枚使いでは管ムラを生ずることになる。
【００１４】
以下に、上述の問題を詳細に説明する。図８は従来のバックライト装置を示すもので、筺体1の内面に反射板２を配し、筺体１の底面近傍に蛍光ランプ３を設けて開口部１ａ上に載置させた光透過拡散板４上に１枚の光拡散シート９ａを配設させた場合を模式的に示したものであり、この様な構成でのＬＣＤの液晶パネルあるいは光拡散シート９ａの照光面に対して角度をつけて上方から見た場合に輝度が半減するポイントは図９に示すように５５°となる、図９で横軸は照光面に対して角度をつけて上方（正面）から見た場合の角度（°）を示し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を示している。このグラフ２０からも明らかなように輝度値が半分となる角度は±５５°を示している。
【００１５】
また、図８に示す蛍光ランプ３の管軸方向（Ｘ軸）および、この管軸方向と直交する方向（Ｙ軸）の輝度分布特性のグラフ２１および２２を図１０に示す。この場合の照光面に複数本の配列された蛍光ランプ３の明暗の波の様なムラ（以下管ムラと記す）は略１％の値を示している。但し、図１０に示す輝度分布特性グラフ２１、２２はライテングカーテン等の輝度ムラを改善するためのシート等を載置せずに管ムラが大きくなるようにした状態で測定している。
【００１６】
さらに、図１１は配光特性を示す視野角の状態図であり、指向特性曲線２３はかなり広い範囲にわたった広視野角特性を示していることが解かる
【００１７】
一方、上述の図７および図１２に示すように開口部１ａ上に載置させた透過拡散板４の上に２枚の光拡散シート９ａ、９ｂを積層するように配設させた場合の構成での、ＬＣＤの液晶パネルあるいはバックライト装置６の光拡散シート９ｂの照光面に対して角度をつけて上方から見た場合に輝度が半減するポイントは図１３のグラフ２４に示すように４５°となって、図９の１枚のみを光拡散シート９ａに載置した場合の５５°に比べて輝度が半減するポイントを示す特性は劣化する。
【００１８】
また、配光特性を示す視野角の状態を示す指向特性曲線は図１５から解かるように狭い範囲にわたっての鋭い指向特性曲線２７を示している。さらに、輝度分布特性のグラフ２５および２６は図１４に示すように管ムラは略０％の値を示して図１０の場合に比べて改善されている事が解かる。但し、図１４に示す輝度分布特性グラフ２５、２６はライテングカーテン等の輝度ムラを改善するためのシート等を載置せずに管ムラが大きくなるようにした状態で測定している。
【特許文献１】特開２００２−１１６７０５号公報（図１０、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明が解決しようとする課題は、ランプハウスを構成する開口部１ａ上に載置させた透過拡散板４上に２枚の光拡散シート９ａ、９ｂを積層するように配設させた場合に生ずる配光特性の劣化を防止すると共に透過拡散板４上に１枚の光拡散シート９ａを配設させた場合に生ずる管ムラの増大を防止可能なＬＣＤおよびバックライト装置を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１の本発明のバックライト装置は、ランプハウスを構成する略長方形状の筐体の内面に反射面を有し、複数の円筒状光源（蛍光ランプ）が筐体内に配設され、筐体の開口部上に光透過拡散板を設けて照光面上に蛍光ランプの透過光を得る様に成されたバックライト装置に於いて、開口部上の光透過拡散板を光拡散シートによりサンドイッチ状に積層して配光特性を向上させて成ることを特徴とするバックライト装置と成したものである。
【００２１】
第２の本発明のバックライト装置は、ランプハウスを構成する略長方形状の筐体の内面に反射面を有し、複数の蛍光ランプが筐体内に配設され、筐体の開口部上に光透過拡散板を設けて照光面上に蛍光ランプの透過光を得る様に成されたバックライト装置に於いて、開口部上の光透過拡散板の両面に光拡散面を形成して配光特性を向上させて成ることを特徴とするバックライト装置と成したものである。
【００２２】
第３の本発明のＬＣＤは、略長方形状の筐体の内面に複数の蛍光ランプを配設させて筐体の開口部上に光透過拡散板を設けたＬＣＤであって、開口部上の光透過拡散板を光拡散シートによりサンドイッチ状に積層して配光特性を向上させて成ることを特徴とするＬＣＤと成したものである。
【００２３】
第４の本発明のＬＣＤは、略長方形状の筐体内に複数の蛍光ランプを配設させて筐体の開口部に光透過拡散板を設けたＬＣＤであって、開口部上の光透過拡散板の両面に光拡散面を形成して配光特性を向上させて成ることを特徴とするＬＣＤと成したものである。
【発明の効果】
【００２４】
斯かる、本発明のＬＣＤ及びバックライト装置に依れば、ＬＣＤの液晶セルの照光面上での管ムラおよびバックライト装置の集光シートの照光面上での管ムラ並びに配光特性を向上させたＬＣＤ及びバックライト装置を提供可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の１形態例を示すバックライト装置の構成を図１乃至図４によって説明する。なお、図７乃至図１５の従来構成との対応部分には同一符号を付して説明する。
【００２６】
図１は、本発明のＬＣＤ及びバックライト装置の筐体の模式的な組み立て状態を示す斜視図、図２（Ａ）（Ｂ）は、図１の組み立て構成を示す側断面図であり、図３は、ランプハウスとなる筺体の開口部に配設した光透過拡散板にサンドイッチ状に積層した光拡散シートの側断面図、図４（Ａ）（Ｂ）は本発明の他の構成を示す光透過拡散板の断面図である。
【００２７】
図１於いて、略直方体状の上下左右側板１ｃ，１ｄ、１Ｌ、１Ｒおよび底面板１ｂよりなる筺体１の上部に形成した開口部１ａと、底面板１ｂから上下左右側板１ｃ，１ｄ、１Ｌ、１Ｒの開口部１ａに向かって傾斜するように打ち抜かれた反射体（反射板）２が配設され、左右側板１Ｌ、１Ｒと傾斜した反射板２間には円筒光源支持台５、５が形成されている。
【００２８】
この、円筒光源支持台５、５間には図１および図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の円筒光源となる蛍光ランプ３を並設させると共に開口部１ａ上に第１の光拡散シート９ａと、光透過拡散板４と、第２の光拡散シート９ｂとを順次積層させて所定の方法で筺体１の開口部１ａ上に固定させることでバックライト装置６が構成される。このバックライト装置６の第２の光拡散シート９ｂ上には液晶パネル８を載置固定させることでＬＣＤを構成させている。
【００２９】
図２（Ａ）のＡ部拡大図の図２（Ｂ）に示すように、光透過拡散板４は、この光透過拡散板４を挟み込むように第１および第２の光透過シート９ａ、９ｂでサンドイッチされている。光透過シート９ａ、９ｂの１実施例を図３に示す。この光拡散シート９は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の合成樹脂シート（ＰＥＴ）９ｃの表面にビーズコート層９ｄおよびステッキング（貼り付き）防止コート層９ｅを形成してなるもので、ビーズコート層９ｄおよびステッキング防止コート層９ｅはアクリル樹脂材料内に小径のガラスビーズ９ｆが練りこまれ、このガラスビーズ９ｆに入射した蛍光ランプ３からの入射光は乱反射されることになる。
【００３０】
上述の第１および第２の光透過シート９ａ、９ｂのステッキング防止コート層９ｅ側を光透過拡散板４の表裏面に対抗させるようにサンドイッチ状に挟着固定させることを可とする。勿論、第１および第２の光透過シート９ａ、９ｂを同一の光拡散特性とするものを選択しても、あるいは、異なる光拡散特性のものを選択するようにしてもよい。このような構成によると、光透過拡散板４状の光透過シート９ａは図８と同様に１枚にすることで光透過拡散板４の表面から出射する蛍光ランプ３からの光の出射条件を同じにすることができる。したがって、視野角状態は、光透過シート９ａを１枚のみ光透過拡散板４上に載置させたと同様に照光面を所定の角度をつけて視る場合に輝度が半減してしまうことなく５５°と高視野角とすることが出来る。
【００３１】
また、管ムラについは、光透過拡散板４に対して２枚の光拡散シート９ａ、９ｂがサンドイッチ状に配されるため、図１２に示すように光透過拡散板４上に２枚の光拡散シート９ａ、９ｂを載置すると同様に２枚の光拡散シートが使用されるために、図１４に示すように管ムラを略０％に抑えることが出来る。
【００３２】
上述の構成では、２枚の光拡散シートで光透過拡散板４をサンドイッチ状に挟着した構成を説明したが、図４Ａに示すように、光透過拡散板４の表裏面に第１の凹凸部４ａ、４ｂを形成させるようしてもよい。図４Ａでは山形の凹凸部４ａ、４ｂを一面にあるいはレンチキュラーレンズのように蛍光ランプ３の管軸方向あるいは管軸と直行する方向に断面を山型に形成した単位レンズと成したものである。
【００３３】
図４Ｂはアクリル樹脂などで構成した、光透過拡散板４の表裏面に第１および第２のビーズコート層９ｇ、９ｈを形成したものである。
【実施例】
【００３４】
図５（Ａ）（Ｂ）は本発明の１実施例を示すＬＣＤおよびバックライト装置で、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は断面図であり、筐体１は平面形状が長方形の筐体（厚みｔ＝２ｍｍのアルミニウム板）であり、筐体１の内部には、複数本の円筒状光源（例えば、蛍光ランプ）３が、筐体１の長辺方向に沿い、且つ短辺方向には互に平行に配されている。また、この互に並設された蛍光ランプ３間の間隔は等ピッチと成されている。筐体１の内面は白色の反射面とした反射板２が配設され、その四辺は反射効率を高めるため傾斜させ、断面略台形となる様に成されている。
【００３５】
更に、筐体１の図５（Ｂ）の断面図に示す様に内面に並設される複数の円筒状光源３の電極部５が配される筐体１の底部１ｂの裏面にインバータ回路基板１０が固定されている。
【００３６】
さらに、本発明のバックライト装置６は図５（Ｂ）に示す様に筐体１の開口部１ａを覆う様に、例えば、乳白色アクリル樹脂からなる長方形状の光透過拡散板４および第１および第２の光拡散シート９ａ，９ｂを光透過拡散板４にサンドイッチするように筐体１と一体形成したフランジ部１２上に配設される。液晶セパネル８は枠部材１３や抑え部材１４を介して第１の光拡散シート９ａ上に固定する様にしてＬＣＤが構成されている。
【００３７】
図５（Ａ）（Ｂ）のように構成したバックライト装置６の８本の蛍光ランプ３による集光シート９ｂの照光面上のＹ軸方向の図６（Ａ）に示す輝度分布特性測定曲線図と、比較例として、図５（Ｂ）に示す光透過拡散板４の下側に配設させた光拡散シート９ａを除去して上側の光拡散シート９ａのみとした場合の集光シート９ｂの照光面上のＹ軸方向の輝度分布特性測定曲線図を図６（Ｂ）に示す。なお、図５（Ａ）（Ｂ）には示されていないが、図６（Ａ）（Ｂ）に示す輝度分布特性グラフ３０、３１はライテングカーテン等の輝度ムラを改善するためのシート等を載置して輝度ムラが平滑化されるようにした状態で測定している。
【００３８】
図６（Ｂ）の輝度分布特性測定曲線図３０に比べて図６（Ａ）の本発明の輝度分布特性測定曲線図３１は管ムラは０％あるのに対して図６（Ｂ）の輝度分布特性曲線図３１では管ムラは１％と大きくなっていることが解る。
【００３９】
上記した、いずれの構成の本発明のＬＣＤ及びバックライト装置に於いて、液晶セルでの輝度ムラ及びバックライト装置６の集光シート９の照光面上での輝度ムラ並びに輝度（明るさ）を改善し、配光特性が改善され、照光面を所定の角度をつけて視る場合に輝度が半減してしまうことなく５５°と高視野角とすることが出来るＬＣＤ及びバックライト装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の１形態例を示す液晶表示装置及びバックライト装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の液晶表示装置およびバックライト装置の側断面図と図１（Ａ）のＡ部拡大図である。
【図３】本発明の液晶表示装置およびバックライト装置に用いる光拡散シートの側断面図である。
【図４】本発明の他の形態例を示す液晶表示装置及びバックライト装置の光透過拡散板の側断面図である。
【図５】本発明の１実施例を示す液晶表示装置及びバックライト装置の平面図および側断面図である。
【図６】本発明の１実施例を示す液晶表示装置及びバックライト装置および従来の輝度分布特性曲線図である。
【図７】従来の液晶表示装置及びバックライト装置の平面図および平面図のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図８】従来の液晶表示装置及びバックライト装置の側断面図である。
【図９】従来の図８に示す液晶表示装置及びバックライト装置の照光面を所定の角度をつけて視る場合に輝度が半減する角度を示す配光特性曲線図である。
【図１０】従来の図８に示す液晶表示装置及びバックライト装置の輝度分布特性曲線図である。
【図１１】従来の図８に示す液晶表示装置及びバックライト装置の配光特性曲線図である。
【図１２】従来の液晶表示装置及びバックライト装置の側断面図である。
【図１３】従来の図１２に示す液晶表示装置及びバックライト装置の照光面を所定の角度をつけて視る場合に輝度が半減する角度を示す配光特性曲線図である。
【図１４】従来の図１２に示す液晶表示装置及びバックライト装置の輝度分布特性曲線図である。
【図１５】従来の図１２に示す液晶表示装置及びバックライト装置の配光特性曲線図である。
【符号の説明】
【００４１】
１‥‥筐体、１ａ‥‥開口部、１ｂ‥‥底部、１ｃ‥‥上側板、１ｄ‥‥下側板、１Ｌ‥‥左側板、１Ｒ‥‥右側板、２‥‥反射板、３‥‥円筒状光源（蛍光ランプ）、４‥‥光透過拡散板、９ａ，９ｂ‥‥第１および第２の光拡散板
【図１】
2005166504.tif 000003
【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】
2005166504.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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