(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定状態で配置され、混合された状態でほぼ白色となる光を発光する光源と、
前記光源からの光を散乱させる散乱部材を備えたバックライト装置において、
前記散乱部材として、アクリル樹脂で構成される樹脂シートの中に、ポリエチレンテレフタレート樹脂で構成される小径の散乱子としての粒子をほぼ均一に分散させて、透過及び反射散乱分布が入射波長によって異なる特性とした
バックライト装置。
【請求項２】
請求項１記載のバックライト装置において、
前記散乱部材の透過及び反射散乱分布が入射波長によって異なる特性は、波長が短くなるに従って周囲への散乱率が高くなる特性としたことを特徴とする
バックライト装置。
【請求項３】
請求項２記載のバックライト装置において、
前記粒子の粒径を、樹脂シートを透過する光の波長とほぼ同じ程度の粒径とした
バックライト装置。
【請求項４】
所定状態で配置され、混合された状態でほぼ白色となる光を発光する光源と、
前記光源からの光を散乱させる散乱部材と、
前記散乱部材で散乱された光を、背面から透過させる透過型表示パネルとを備え、
前記散乱部材として、アクリル樹脂で構成される樹脂シートの中に、ポリエチレンテレフタレート樹脂で構成される小径の散乱子としての粒子をほぼ均一に分散させて、透過及び反射散乱分布が入射波長によって異なる特性とした
表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の表示装置において、
前記散乱部材の透過及び反射散乱分布が入射波長によって異なる特性は、波長が短くなるに従って周囲への散乱率が高くなる特性とし、前記透過型表示パネルの光透過時の光透過率角度依存性の特性を補正するほぼ逆の特性となるようにしたことを特徴とする
表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示装置において、
前記粒子の粒径を、樹脂シートを透過する光の波長とほぼ同じ程度の粒径とした
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトに適用して好適なバックライト装置及びそのバックライトを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、表示パネルに配置された画素そのものが発光しないため、表示パネルの背面に、バックライトを配置して、そのバックライトで背面を照明させて、画像などを表示させるようにしてある。表示パネルの表示面積は拡大する方向にあり、バックライトそのものも非常に大型化しつつある。
【０００３】
バックライトとして使用される光源については、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの光源が使用されるが、いずれにしても大面積の表示面積を照明させる場合には、その光源を多数配置する必要ある。例えば、冷陰極管を使用する場合には、複数並列に表示管を配置するようにしてある。発光ダイオードを使用する場合にも、縦横マトリクス状に複数の発光ダイオードを配置するようにしてある。
【０００４】
これらの光源を多数配置して構成されるバックライト装置を、単純に表示パネルの背面に配置しただけでは、光源の配置位置では発光輝度が明るくなり、各光源間の位置では発光輝度が暗くなってしまい、バックライト全面で見ると発光輝度に非常が不均一になってしまう。このため、通常のバックライト装置の場合には、光源からの光を、散乱シートで散乱させて、均一な発光状態となるようにしてある。特許文献１には、バックライトとして使用される散乱部材についての例についての開示がある。
【特許文献１】特開２００４−６１６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液晶表示パネルにバックライトを組み合わせて構成される画像表示装置の場合、液晶パネルの色味（色度）が、そのパネルを正面から見た場合と、斜めから見た場合とで異なる問題があった。具体的には、例えば図８に示すように、液晶表示パネルａに表示される画像を、正面の方向（法線方向）の光Ｌ１をユーザの目ｅ１で見るようにした場合と、所定の角度をもった方向の光Ｌ２をユーザの目ｅ２で見るようにした場合とで、色味（色度）が変化してしまう。色度が変化する度合いは、液晶パネルの特性に依存するが、正面の方向の光Ｌ１を見る場合には、白色光がそのままの色合いで見えるのに対して、ある程度角度をもった方向の光Ｌ２を見る場合には、白色光がマゼンタ色を帯びた色に見えてしまう問題がある。
【０００６】
このような角度依存性の問題は、液晶表示パネルの液晶層の分光透過率が光の波長により角度依存性を持つことに起因するものである。即ち、液晶層を斜めに光が通過する際に、短波長の光が、相対的に吸収されてしまう点に起因する。その色味が変化する度合いは、パネル構成により多少異なるが、原理的に避けられない問題である。図７は、ある液晶表示パネルの透過率の相対比較をした場合の特性を測定した例である。この図の縦軸の相対値は、（６０度透過率÷０度透過率）を求めた値であり、横軸の波長変化から判るように、波長４００ｎｍ程度の場合には、約０．４であるのに対して、波長７００ｎｍ程度では約０．６となっており、色により角度依存性があることが判る。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネルなどの透過性の表示パネルを使用する場合に有する表示色の角度依存性を補正できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、表示装置が備えるバックライトの散乱部材として、アクリル樹脂で構成される樹脂シートの中に、ポリエチレンテレフタレート樹脂で構成される小径の散乱子としての粒子をほぼ均一に分散させて、透過及び反射散乱分布が入射波長によって異なる特性としたものである。
【０００９】
かかる散乱部材を備えることで、その散乱部材が持つ透過及び反射散乱分布特性によって、表示パネル側が持つ表示色の角度依存性を補正するように作用し、表示パネルが持つ表示色の角度依存性を無くすことが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、散乱部材が持つ透過及び反射散乱分布特性によって、表示パネル側が持つ表示色の角度依存性を補正するように作用し、表示パネルが持つ表示色の角度依存性を無くすことが可能になる。この場合、散乱部材そのものは、バックライトが本来備える部材であり、本発明を実現する上で構成部材が増えることはなく、簡単な構成で表示色の角度依存性を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。本例においては、バックライトを有する液晶画像表示装置に適用したものである。図２は、本例の液晶画像表示装置１の全体構成例を示した図である。本例の液晶画像表示装置１は、テレビジョン受像機として構成された表示装置であり、本体２の前面に液晶表示パネル３が配置してある。液晶表示パネル３の背面には、後述するバックライト装置１０が組み込んである。液晶表示パネル３を保持する前面枠４の左右には、スピーカ５が配置してある。本体２は、例えばスタンド６により支持される。なお、液晶表示パネル３そのものは、図６を参照して既に説明したように、液晶層の分光透過率が光の波長により角度依存性を持つパネルであり、垂直方向から角度を持つに従って、赤みを持つ特性を有する。
【００１２】
図１は、液晶表示パネル３と、その背面に配置されるバックライト装置１０を分解して示す図であり、図３は、これらを組み立てた状態を縦断面で示した図である。図１及び図３に示すように、液晶表示パネル３の画像表示領域を背面から照明するバックライト装置１０は、光源保持部材１１内に複数並列に配置された光源１２を有する。光源１２としては、ここでは冷陰極管を使用した例としてあり、白色光を発光する。光源１２が配置された光源保持部材１１の前面には、光源１２からの光を、どの位置でもほぼ均一な光強度となるように拡散する拡散部材として機能する、所定の厚さの拡散板１７を配置し、その拡散板１７の前面にさらに所定の厚さの拡散シート１３を配置する。拡散シート１３についても、光源１２からの光を、均一な光強度となるように拡散する拡散部材として機能する。拡散シート１３の構成については後述する。
【００１３】
拡散シート１３の前面には、拡散シート１３よりも厚さが薄い光学シート１４及び１５を配置する。光学シート１４，１５についても散乱作用を有するシートや、プリズムシートなどの、所定の光学特性が得られるシートが使用される。
【００１４】
ここで本例の拡散シート１３は、図４に断面で一部を示すように、拡散シート１３の内部に散乱子１６をほぼ均一に分散させて、散乱作用を持たせるようにしてある。具体的には、例えば散乱シート１３を構成する素材としてアクリル樹脂を使用し、その中に、アクリル樹脂よりも光の屈折率が高い、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂：Polyethylene Terephthalate）で構成される小径の散乱子１６をほぼ均一に分散させて構成させる。このように構成した散乱シート１３は、散乱子１６に入射した光が矢印αで示すように拡散して、光強度を均一とする散乱作用を有する。そして、この散乱作用が働く際に、分光透過率に角度依存性を持つようにしてある。
【００１５】
この角度依存性を持つ点について説明すると、拡散シート１３を構成する基材に、屈折率の異なる粒子である散乱子１６を入れる構成としてある。ここで、その粒子の粒径を、このシートを通過する波長と同程度にすると、波長による散乱分布を変えることができ、その結果、拡散シート１３からの分光透過率に角度依存性を付与することができる。
【００１６】
粒径や基材との屈折率の差により、散乱分布は可変させることが可能であり、波長と同程度の粒子の場合はミー散乱理論を、それ以下の場合はレイリー散乱理論を使用することになる。例えば、長波長ほど比較的スペキュラーな散乱分布となるため、拡散シート１３の法線方向への出射ほど赤っぽく、斜めになるにつれて青っぽくすることができる。
【００１７】
具体的な特性例を示すと、以下に示す散乱材（散乱子）１６を分散させた拡散シート１３に対して、３種類の波長の光を入射させたときの透過光の配光分布として、図５に示す状態となる。図５の特性となる上での各値は、以下の通りである。
媒質（拡散シート１３）の屈折率＝1.49
粒子（散乱材）の屈折率＝1.57
粒子の半径＝100[nm]
入射光線波長＝450[nm] & 550[nm] & 650[nm]
【００１８】
図５の配光分布図は、拡散シートの法線方向を０度として-90度から+90度までの配光分布を示したものであり、各々の波長において角度０度の強度を正規化した。図５から各々の波長により配光分布が異なっていることが示されており、短い波長のほうが相対的に分散する傾向となる。すなわち分散度の関係は450[nm]＞550[nm]＞650[nm]となる。これにより法線方向への出射ほど赤っぽく、斜めになるにつれて青っぽくなる。このような波長毎に異なる角度依存性を持つ特性は、液晶表示パネル３の波長毎の角度依存性を補正するように選定する。なお、上述した値の粒子径とした散乱子は、従来、一般的に使用されているバックライト用の散乱シートに混入されている散乱子に比べて、１／１０程度の非常に小径のものである。
【００１９】
かかる構成の拡散シート１３を使用した画像表示装置は、液晶表示パネルが持つ光の波長による角度依存性を、拡散シート１３の配光分布で補正することができる。即ち、例えば図６に示すように、バックライト装置１０からの発光としては、法線方向への出射光Ｌ１１は、比較的赤系色が強くでる傾向になり、斜めに角度を持った出射光Ｌ１２は、比較的青系色が強くでる傾向になる。
【００２０】
ここで、既に説明したように、液晶表示パネル３そのものは、波長毎の角度依存性を持つが、拡散シート１３側での角度依存性が、液晶表示パネル３側の特性とほぼ逆特性となるようにしてあるので、液晶表示パネル３の出射光としては、正面の方向（法線方向）の光Ｌ２１をユーザの目ｅ１で見るようにした場合と、所定の角度をもった方向の光Ｌ２２をユーザの目ｅ２で見るようにした場合とで、色味（色度）の変化がなくなり、例えばバックライトが発光する白色が、どの方向でも同様な白色に見えるようになる。従って、画像表示装置として、見る角度により色味（色度）が変化することがない、良好な表示色となる表示装置が得られる。この場合、散乱シートそのものは、バックライトが本来備える部材であり、本実施の形態の構成を実現する上で、従来のバックライトに比べて構成部材が増えることはなく、装置の製造コストを上昇させることなく、簡単な構成で表示色の角度依存性を補正することができる。
【００２１】
なお、ここまで説明した実施の形態では、液晶表示装置の背面を照らすバックライト装置として、冷陰極管を光源として使用したものに適用した例としたが、発光ダイオードを光源として使用したバックライト装置にも適用可能である。発光ダイオードを光源として使用する場合には、各原色光を発光するダイオードを所定の順序で配置して、照明光が混色で白色光となるようにしてある。バックライト装置と組み合わされる表示装置についても、液晶表示パネルと同様の色の角度依存性を持つものであれば、その他の透過型の表示パネルを使用した表示装置にも適用可能である。
【００２２】
また、図１などに示したバックライトを構成する散乱シート（散乱部材）の配置位置についても、一例を示したものであり、例えば、光学シート１４，１５のいずれかのシートについても、同様な作用を有する散乱シートとしてもよい。或いは、通常の照明光の光強度を均一とするための散乱シート（部材）とは別の角度依存性を持つ専用の部材を追加して配置するようにして、色の角度依存性を補正するようにしてもよい。
【００２３】
また、角度依存性を持つ散乱部材の構成や各値についても、上述した実施の形態では一例を示したものであり、別の構成で同様の特性が得られるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態による構成例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態による全体構成例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態による断面構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態による拡散シートの要部の断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態による出射光の配光分布例を示す特性図である。
【図６】本発明の一実施の形態による補正例を示す説明図である。
【図７】液晶表示パネルの透過率の角度依存性を説明するための特性図である。
【図８】液晶表示パネルの角度依存性を示すための説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…画像表示装置、２…本体、３…液晶表示パネル、４…前面枠、５…スピーカ、６…スタンド、１０…バックライト装置、１１…光源保持部材、１２…光源、１３…拡散シート、１４，１５…光学シート、１６…散乱子、１７…拡散板
【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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