(57)【要約】【課題】同等の光量を有した複数本の線状光源が等間隔で配置された構成であるにもかかわらず、光照射面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度を備えた面光源装置を提供する。【解決手段】互いに平行状に配置された複数本の線状光源２と、これら光源２の前面側に配置された光拡散板３と、光源の背面側に配置された反射板６とを備え、複数本の線状光源２は、同等の光量を有し、かつ互いに等間隔で配置され、光拡散板３の全光線透過率が５２〜６７％、拡散率が６０〜８９％であり、反射板６の正反射率が５０％以上であり、隣り合う光源２の中心間距離を「Ｌ」とし、光源２の中心と光拡散板の光入射面３ａとの距離を「ｄ」としたとき、Ｌ／ｄが１．１以下である構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行状に配置された複数本の線状光源と、これら光源の前面側に配置された光拡散板と、前記光源の背面側に配置された反射板とを備え、
前記複数本の線状光源は、同等の光量を有し、かつ互いに等間隔で配置され、
前記光拡散板の全光線透過率が５２〜６７％、拡散率が６０〜８９％であり、
前記反射板の正反射率が５０％以上であり、
隣り合う光源の中心間距離を「Ｌ」とし、前記光源の中心と前記光拡散板の光入射面との距離を「ｄ」としたとき、Ｌ／ｄが１．１以下であることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の面光源装置と、該面光源装置の前面側に配置された液晶パネルとを備え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】
この発明は、光出射面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度を備えた面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用のバックライトとして用いられる面光源装置としては、互いに平行状に配置された複数本の線状光源と、これら光源の前面側に配置された光拡散板と、光源の背面側に配置された反射板とを備えたものが知られている。
【０００３】
上記従来の面光源装置において、光源の中心と光拡散板の光入射面との距離ｄは、面光源装置の薄型化を図るために、極力小さくなるように設定されるものであり、隣り合う光源の中心間距離Ｌよりも小さくなるように設計されているのが通常であり、従来の面光源装置ではＬ／ｄは１．２以上であった。
【０００４】
ところで、面光源装置としては、液晶表示装置等により表示される画面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度分布を呈するものが、視聴者の疲労を少なくできる点で、好ましい。
【０００５】
このような輝度分布を呈する面光源装置として、隣り合う線状光源同士の間隔が、画面中央部で狭く、その画面周縁側に向けて漸次広くなるように設計されたもの（特許文献１参照）、画面中央部の線状光源の光量が、画面周縁部の線状光源の光量よりも少し大きくなるように設計されたものが公知である。
【特許文献１】特開２００２−８２６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の従来技術（特許文献１）のように隣り合う線状光源同士の間隔を画面の中央部から周縁側に向けて漸次広くなるように構成した場合には、少し複雑な設計を要してコストの増大を来すという問題があった。
【０００７】
また、後者の従来技術のように画面中央部の線状光源の光量を画面周縁部よりも少し大きくなるようにするためには、画面の中央部から周縁側に向けて光源の種類を変えたり、或いは同一光源とした場合には光源に供給する電力を画面の中央部から周縁側に向けて漸次小さくするようにしなければならず、いずれにしても複雑な設計を要する上に、部品点数も増えてコストを増大させるし製造効率も低下するという問題があった。
【０００８】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、同等の光量を有した複数本の線状光源が等間隔で配置された構成であるにもかかわらず、光出射面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度を備えた面光源装置及び画面の中央部において周縁部よりも少し明るい画像の得られる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【００１０】
［１］互いに平行状に配置された複数本の線状光源と、これら光源の前面側に配置された光拡散板と、前記光源の背面側に配置された反射板とを備え、
前記複数本の線状光源は、同等の光量を有し、かつ互いに等間隔で配置され、
前記光拡散板の全光線透過率が５２〜６７％、拡散率が６０〜８９％であり、
前記反射板の正反射率が５０％以上であり、
隣り合う光源の中心間距離を「Ｌ」とし、前記光源の中心と前記光拡散板の光入射面との距離を「ｄ」としたとき、Ｌ／ｄが１．１以下であることを特徴とする面光源装置。
【００１１】
［２］前項１に記載の面光源装置と、該面光源装置の前面側に配置された液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
［１］の発明では、同等の光量を有した複数本の線状光源が等間隔で配置された構成でありながら、光出射面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度分布を呈し、且つ中央部から周縁部に向けて光量が輝度ムラ少なく減少する面光源装置が提供される。また、複数本の線状光源は、同等の光量を有し、かつ互いに等間隔で配置された構成であるので、光源配置の設計が容易であるし、光源の種類を変えたり、光源に供給する電力を光源の配置位置によって調整する必要もないので、コストを低減できるし、生産性も向上させることができる。
【００１３】
［２］の発明では、同等の光量を有した複数本の線状光源が等間隔で配置された構成でありながら、液晶画面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度分布を呈し、且つ液晶画面の輝度が中央部から周縁部に向けて輝度ムラ少なく滑らかに減少する液晶表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明に係る液晶表示装置の一実施形態を図１に示す。図１において、（３０）は液晶表示装置、（１１）は液晶セル、（１２）（１３）は偏光板、（１）は面光源装置（バックライト）である。前記液晶セル（１１）の上下両側にそれぞれ偏光板（１２）（１３）が配置され、これら構成部材（１１）（１２）（１３）によって画像表示部としての液晶パネル（２０）が構成されている。なお、前記液晶セル（１１）としては、カラー画像を表示可能なものが好ましく用いられる。
【００１５】
前記面光源装置（１）は、前記液晶パネル（２０）の下側の偏光板（１３）の下面側（背面側）に配置されている。即ち、この液晶表示装置（３０）は、直下型液晶表示（ディスプレイ）装置である。
【００１６】
前記面光源装置（１）は、平面視矩形状で上面側（前面側）が開放された薄箱型形状のランプボックス（５）と、該ランプボックス（５）内に相互に離間して平行状に配置された複数本の線状光源（２）と、これら複数本の線状光源（２）の上方側（前面側）に配置された光拡散板（３）と、前記複数本の線状光源（２）の下方側（背面側）に配置された反射板（６）とを備えている。前記光拡散板（３）は、前記ランプボックス（５）に対してその開放面を塞ぐように載置されて固定されている。
【００１７】
前記複数本の線状光源（２）は、同等の光量を有し、かつ互いに等間隔で配置されている（図１、２参照）。なお、前記「同等の光量」とは、線状光源の光の強度が同等であることを意味するものであり、各線状光源の光の強度が全て同一である構成のみならず、各線状光源の光の強度が略同等である構成をも含むことを意味するものである。
【００１８】
前記光拡散板（３）としては、全光線透過率が５２〜６７％で、拡散率が６０〜８９％の光拡散板が用いられる。全光線透過率が５２％未満である場合にはランプイメージに対応した輝度ムラが明瞭になる（図８参照）という問題がある。また、全光線透過率が６７％を超えると、ランプイメージを隠蔽することができず、ランプイメージが明らかに見えてしまう（図９参照）。また、拡散率が６０％未満では、ランプイメージを隠蔽することができず、ランプイメージが明らかに見えてしまう（図９参照）。また、拡散率が８９％を超えると、ランプイメージに対応した輝度ムラが明瞭になる（図８参照）という問題を生じる。
【００１９】
前記反射板（６）としては、正反射率が５０％以上である反射板を用いる。正反射率が５０％未満では、拡散性の光反射が多くなる（正反射方向への反射が少なくなる）ので、他の条件（全光線透過率、拡散率）に関わらず本発明の効果を得ることができない。中でも、前記反射板（６）の正反射率は７０％以上１００％以下であるのが好ましい。
【００２０】
この発明では、前記隣り合う光源（２）の中心間距離を「Ｌ」とし、前記光源（２）の中心と前記光拡散板（３）の光入射面（３ａ）との距離を「ｄ」としたとき、Ｌ／ｄが１．１以下に設定される。Ｌ／ｄが１．１を超えるとランプイメージに対応した輝度ムラが明瞭になるという問題を生じる。中でも、Ｌ／ｄは０．５〜０．７に設定されるのが好ましい。
【００２１】
上記構成に係る面光源装置（１）は、光拡散板の全光線透過率：５２〜６７％、拡散率：６０〜８９％、反射板の正反射率：５０％以上、Ｌ／ｄ：１．１以下という４つの条件を全て充足しているので、同等の光量を有した複数本の線状光源（２）が等間隔で配置された構成でありながら、光出射面（３ａ）の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度分布を呈し、且つ中央部から周縁部に向けて光量が輝度ムラ少なく滑らかに減少するものとなる（図３〜６参照）。従って、この面光源装置（１）をバックライトに用いて構成された前記液晶表示装置（３０）を視聴者が見たときにその疲労は少ないものとなる。
【００２２】
また、複数本の線状光源（２）は、同等の光量を有し、かつ互いに等間隔で配置された構成であるので、光源配置の設計が容易でありコストを低減できるし、また従来のように光源の種類を変えたり、光源に供給する電力を光源の配置位置によって調整する必要もないので、コストをさらに低減できるし、生産性も向上させることができる。
【００２３】
この発明において、前記光拡散板（３）としては、透過光を拡散し得るものであればどのようなものでも使用できるが、中でも透明材料中に光拡散粒子（光拡散剤）が分散されてなる板が好ましく用いられる。
【００２４】
前記光拡散板（３）を構成する透明材料としては、特に限定されるものではないが、例えば透明樹脂、無機ガラス等が挙げられる。前記透明樹脂としては、成形が容易である点で、透明熱可塑性樹脂が好適に用いられる。この透明熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂）、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）、ポリオレフィン樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）などが挙げられる。
【００２５】
前記光拡散粒子としては、光拡散板（３）を構成する透明樹脂に対して非相溶性であって且つこの透明樹脂と屈折率が相違する粒子であって透過光を拡散し得るものであれば特に限定されずどのようなものでも使用できる。例えば、シリカ粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子、水酸化アルミニウム粒子、無機ガラス粒子、マイカ粒子、タルク粒子、ホワイトカーボン粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化亜鉛粒子等の無機粒子であっても良いし、或いはメタクリル系架橋樹脂粒子、メタクリル系高分子量樹脂粒子、スチレン系架橋樹脂粒子、スチレン系高分子量樹脂粒子、シロキサン系重合体粒子等の有機粒子であっても良い。前記光拡散粒子としては、上記例示したもの等の１種を用いても良いし、或いはこれらの２種以上を混合して用いても良い。
【００２６】
前記光拡散粒子としては、通常、その体積平均粒子径が０．１〜５０μｍの範囲にあるものが用いられる。なお、体積平均粒子径（Ｄ50）は、全粒子の粒子径及び体積を測定し、小さい粒子径のものから順次体積を積算し、該積算体積が全粒子の合計体積に対して５０％となる粒子の粒子径である。
【００２７】
前記光拡散粒子の使用量は、目的とする透過光の拡散の程度により異なるが、通常、前記透明樹脂１００質量部に対して光拡散粒子を０．０１〜２０質量部含有せしめる。中でも、前記透明樹脂１００質量部に対して光拡散粒子を０．１〜１０質量部含有せしめるのが好ましい。
【００２８】
前記光拡散板（３）の厚さは、通常、０．１〜１０ｍｍの範囲に設定される。中でも、前記光拡散板（３）の厚さは１．５〜２ｍｍに設定されるのが好ましい。
【００２９】
前記反射板（６）としては、その正反射率が５０％以上である反射板であればどのようなものでも使用できる。具体的には、特に限定されるものではないが、例えば鏡面または鏡面に近いアルミニウム板等が挙げられる。また、前記反射板（６）としては、平板状のものが好ましく用いられる。
【００３０】
この発明において、前記隣り合う光源（２）の中心間距離（Ｌ）は、通常５〜３０ｍｍの範囲に設定される。３０ｍｍを超えると輝度の低下や輝度均一度の低下を招くことが懸念されるので好ましくない。しかして、本発明の面光源装置（１）を設計するに際しては、このような範囲の光源（２）の中心間距離Ｌに対してＬ／ｄが１．１以下になるようにｄ（光源の中心と光拡散板の光入射面との距離）を設定する。
【００３１】
この発明の面光源装置（１）及び液晶表示装置（３０）において、前記線状光源（２）としては、特に限定されるものではないが、例えば冷陰極線管、ハロゲンランプ、タングステンランプ等が用いられる。また、前記線状光源（２）の外径は、通常２〜４ｍｍである。
【００３２】
この発明に係る面光源装置（１）及び液晶表示装置（３０）は、上記実施形態のものに特に限定されるものではなく、請求の範囲内であれば、その精神を逸脱するものでない限りいかなる設計的変更をも許容するものである。
【実施例】
【００３３】
次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
【００３４】
＜実施例１＞
ポリスチレン樹脂１００質量部、シリコーン樹脂粒子（東レ・ダウコーニング株式会社製の「ＤＹ３３−７１９」）（光拡散粒子）０．４７質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で溶融混練して押出すことによって、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１９９７に準拠して測定した全光線透過率が５５％であり、拡散率Ｄが７９％である厚さが２ｍｍの光拡散板（３）を得た。
【００３５】
次に、この光拡散板（３）を用いて前述した図１、２に示す構成の面光源装置（１）を製作した。なお、線状光源（２）として１０本の小型蛍光管（冷陰極線管）を用い、隣り合う光源（２）の中心間距離（Ｌ）を２４ｍｍ、光源（２）の中心と光拡散板の光入射面（３ａ）との距離（ｄ）を８０ｍｍに設定した。即ちＬ／ｄは０．３である。これら１０本の線状光源（２）は、同等の光量を有しており、互いに２４ｍｍの等間隔で配置した。また、反射板（６）として正反射率が８０％の鏡面の反射面を有した平板状のアルミニウム板を用いた。
【００３６】
＜実施例２＞
光源の中心と光拡散板の光入射面との距離（ｄ）を６０ｍｍに設定した、即ちＬ／ｄを０．４に設定した以外は、実施例１と同様にして面光源装置を製作した。
【００３７】
＜実施例３＞
光源の中心と光拡散板の光入射面との距離（ｄ）を４８ｍｍに設定した、即ちＬ／ｄを０．５に設定した以外は、実施例１と同様にして面光源装置を製作した。
【００３８】
＜実施例４＞
光源の中心と光拡散板の光入射面との距離（ｄ）を２１．８２ｍｍに設定した、即ちＬ／ｄを１．１に設定した以外は、実施例１と同様にして面光源装置を製作した。
【００３９】
＜比較例１＞
光源の中心と光拡散板の光入射面との距離（ｄ）を２０ｍｍに設定した、即ちＬ／ｄを１．２に設定した以外は、実施例１と同様にして面光源装置を製作した。
【００４０】
＜比較例２＞
ポリスチレン樹脂１００質量部、シリコーン樹脂粒子（東レ・ダウコーニング株式会社製の「ＤＹ３３−７１９」）（光拡散粒子）０．９４質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で溶融混練して押出すことによって、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１９９７に準拠して測定した全光線透過率が５０．１％であり、拡散率Ｄが９０％である厚さが２ｍｍの光拡散板（３）を得た。
【００４１】
次に、この光拡散板（３）を用いて前述した図１、２に示す構成の面光源装置（１）を製作した。なお、線状光源（２）として１０本の小型蛍光管（冷陰極線管）を用い、隣り合う光源（２）の中心間距離（Ｌ）を２４ｍｍ、光源（２）の中心と光拡散板の光入射面（３ａ）との距離（ｄ）を４８ｍｍに設定した。即ちＬ／ｄは０．５である。これら１０本の線状光源（２）は、同等の光量を有しており、互いに２４ｍｍの等間隔で配置した。また、反射板（６）として正反射率が８０％の鏡面の反射面を有した平板状のアルミニウム板を用いた。
【００４２】
＜比較例３＞
ポリスチレン樹脂１００質量部、シリコーン樹脂粒子（東レ・ダウコーニング株式会社製の「ＤＹ３３−７１９」）（光拡散粒子）０．２７質量部をヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で溶融混練して押出すことによって、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１９９７に準拠して測定した全光線透過率が７０．６％であり、拡散率Ｄが４７％である厚さが２ｍｍの光拡散板（３）を得た。この光拡散板（３）を用いた以外は、比較例２と同様にして面光源装置を製作した。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
上記のようにして得られた各面光源装置について光出射面（３ｂ）における光強度分布を調べた。即ち、ゴニオフォトメーター（日本電色工業株式会社製「ＧＣ５０００Ｌ」）を用いて、光源の並び方向（Ｙ）（図１、２参照）に沿って光出射面（３ｂ）の光強度分布を調べた。これらの結果を図３〜９に示す。即ち、実施例１での光強度分布を図３に、実施例２での光強度分布を図４に、実施例３での光強度分布を図５に、実施例４での光強度分布を図６に、比較例１での光強度分布を図７に、比較例２での光強度分布を図８に、比較例３での光強度分布を図９にそれぞれ示す。これら図３〜９のグラフにおいて、横軸は線状光源の並び方向（Ｙ）での位置を示す、即ちグラフの横軸の中央領域は光出射面（３ｂ）の並び方向（Ｙ）における中央領域に対応する一方、グラフの横軸の左右両端部は光出射面（３ｂ）の並び方向（Ｙ）における周縁部に対応する。また、縦軸は、線状光源の並び方向（Ｙ）での各位置における光強度を示す。
【００４５】
なお、上記面光源装置で用いた各光拡散板の全光線透過率及び拡散率、反射板の正反射率は、下記測定法により求められた値である。
【００４６】
＜全光線透過率測定法＞
ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１９９７に準拠して光拡散板の全光線透過率（％）を測定した。
【００４７】
＜拡散率の測定法＞
自動変角光度計（株式会社村上色彩技術研究所製「ＧＰ−２３０」）を用い、光拡散板に対して、法線方向から光を入射させた時の透過光のうち、法線方向に対して５°の角度への透過光の強度Ｉ5、法線方向に対して２０°の角度への透過光の強度Ｉ20、法線方向に対して７０°の角度への透過光の強度Ｉ70をそれぞれ測定し、
Ｄ＝１００×（Ｉ20＋Ｉ70）／（２×Ｉ5）
上記算出式により拡散率Ｄ（％）を求めた。
【００４８】
＜反射板の正反射率測定法＞
ＪＩＳ  Ｋ７１０５−１９８１に準拠して測定して求められる全光線反射率（Ｒｔ）と拡散光線反射率（Ｒｄ）の差（Ｒｔ−Ｒｄ）を正反射率とした。
【００４９】
図３〜６から明らかなように、この発明の実施例１〜４の面光源装置は、光出射面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度分布を呈し、且つ中央部から周縁部に向けて光量が輝度ムラ少なく滑らかに減少する。
【００５０】
これに対し、図７から明らかなように、Ｌ／ｄが１．１より大きい比較例１の面光源装置では、光出射面の中央部が周縁部よりも少し明るい輝度分布を呈するものの、ランプイメージに対応する輝度ムラが明瞭に認められた。
【００５１】
また、図８から明らかなように、全光線透過率がこの発明の規定範囲の下限より小さく、拡散率がこの発明の規定範囲の上限より大きい比較例２の面光源装置では、中央領域が幅広くフラットであり、またランプイメージに対応する輝度ムラが明瞭に認められた。
【００５２】
また、図９から明らかなように、全光線透過率がこの発明の規定範囲の上限より大きく、拡散率がこの発明の規定範囲の下限より小さい比較例２の面光源装置では、ランプイメージを隠蔽することができず、ランプイメージが明らかに認識された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
この発明の面光源装置は、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が、特にこのような用途に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】この発明の面光源装置の一実施形態を分離状態で示す模式的斜視図である。
【図３】実施例１の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【図４】実施例２の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【図５】実施例３の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【図６】実施例４の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【図７】比較例１の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【図８】比較例２の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【図９】比較例３の面光源装置の光出射面での光強度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１…面光源装置
２…光源
３…光拡散板
３ａ…光入射面
６…反射板
２０…液晶パネル
３０…液晶表示装置
ｄ…光源の中心と光拡散板の光入射面との距離
Ｌ…隣り合う光源の中心間距離
【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】
2009230963.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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