(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
右上端部を高圧側とする上辺部側と左下端部を接地側とする左辺部側とを有する１つのＬ字状の光源から出た光を面光源化光学系によって面光源化し、この面光源化した光を液晶表示パネルの裏面に照射するようにした照明装置において、
前記光源の照射量及び発熱量と前記液晶表示パネルの輝度特性に応じて、前記液晶表示パネルの表面から発せられる輝度分布が均一に見えるように、前記面光源化光学系に光学的加工を施し、前記面光源化光学系から前記液晶表示パネルに出射される光学的測定輝度を、前記液晶表示パネルの中央部で最大となし、前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側との間の上辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側に対向する下辺部よりも小さくなし、且つ、前記液晶表示パネルの中央部と、前記光源の左辺部側との間の、前記上辺部を除く左辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の左辺部側に対向する右辺部よりも小さくなしたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、前記面光源化光学系は前記光源の横に設けられた導光板と、該導光板の裏面に設けられた反射板と、前記導光板の表面に設けられた拡散板とからなることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２記載の発明において、前記導光板、前記反射板、前記拡散板のうち少なくとも１つに光吸収加工、光拡散加工、光反射加工のうち少なくとも１つの所定の光学的加工を施したことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１記載の発明において、前記面光源化光学系から前記液晶表示パネルに出射される光学的測定輝度を、前記液晶表示パネルの中央領域を１００としたとき、前記上辺部、前記下辺部、前記左辺部および前記右辺部で７５〜８９となしたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は照明装置に関し、特に、液晶表示装置のバックライトとして用いられる照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、液晶表示パネル自体が自己発光能力を有していないので、液晶表示パネルの裏面側にバックライトとしての照明装置を設けたものがある。図２（Ａ）、（Ｂ）は従来のこのような液晶表示装置の一例を示したものである。この液晶表示装置では、樹脂等からなる下ケース１と上ケース２の内部の下側に照明装置３を、上側に液晶表示パネル４をそれぞれ収納した構造となっている。上ケース２の液晶表示パネル４の表示領域に対応する部分には表示窓５が設けられている。液晶表示パネル４は、詳細には図示していないが、ガラス基板等からなる２枚の透明基板６、７間に液晶を封入したものからなっている。
【０００３】
照明装置３は、表面が発光面となる導光板８と、導光板８の裏面に貼り付けられた反射板９と、導光板８の表面に貼り付けられた拡散板１０と、導光板８の所定の２辺に沿って配置されたＬ字状の蛍光管（光源）１１と、蛍光管１１の外周面に巻き付けられ、両端部を反射板９と拡散板１０の各所定の外面に貼り付けられた反射フィルム１２とからなっている。このうちＬ字状の蛍光管１１は、液晶表示パネル４の上辺と左辺の外側に対応する部分に配置されている。反射フィルム１２は、蛍光管１１からの光を散乱させることなく導光板８の所定の２つの端面８ａに入射させるためのものであり、樹脂フィルムの一面に燐などの金属を蒸着などの方法により被覆させて鏡面状としたものからなっている。
【０００４】
導光板８は、端面８ａから入射された光を内部で反射させて表面を発光させるものであり、アクリル樹脂などの透明な樹脂からなっている。なお、導光板８の裏面には、図示していないが、白色のインクによる多数の点状の調光パターンが、その点状のパターン密度が蛍光管１１の配置された側から離れる方向に向かって漸次大きくなるように、設けられている。これにより、導光板８の裏面から表面に向かって光を反射させるとともに、蛍光管１１から遠ざかるにつれて光量が減少しても、それとともに点状のパターン密度が大きくなることにより、導光板８の表面から発する光量を均一化するようになっている。
【０００５】
反射板９は、導光板８の裏面から光が漏れるのを防止するためのもので、白色の樹脂からなっている。導光板８の表面の発光面以外からの光の漏れ及び所定の２つの端面８ａを除く残りの２つの端面からの光の漏れは、当該部分に塗布された白色塗料によって防止されている。拡散板１０は、導光板８の表面から発する光を拡散して明るさを均一化するためのもので、白濁した半透明な樹脂からなっている。
【０００６】
そして、Ｌ字状の蛍光管１１から出た光及び反射シート１２によって反射された光は、導光板８の端面８ａに入射され、導光板８、反射板９及び拡散板１０からなる面光源化光学系によって面光源化され、この面光源化された光が液晶表示パネル４の裏面に照射されることになる。この場合、導光板８の表面から発する光量を均一化するようにしているので、液晶表示パネル４の表面から発せられる輝度分布が均一化されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような照明装置３では、蛍光管１１の照射量に応じて、導光板８の裏面に白色のインクによる多数の点状の調光パターンを、その点状のパターン密度が蛍光管１１の配置された側から離れる方向に向かって漸次大きくなるように、設けることにより、液晶表示パネル４の表面から発せられる輝度分布が均一化されるようにしているだけであるので、次のような問題があった。すなわち、１つは、蛍光管１１が発熱するので、点灯して数分経過すると、図３において斜線（ハッチング）で示すように、蛍光管１１の近傍における液晶表示パネル４の液晶の温度が他の部分よりも上昇することになる。ところで、液晶の温度と輝度特性は、図４に示すように、高温になると、しきい値電圧Ｖthが低下するとともに、透過率が高くなる。この結果、図３の斜線（ハッチング）で示す温度上昇部分において白化現象が生じることがあるという問題があった。もう１つは、人間の視覚特性から見た場合、液晶表示パネル４の表面から発せられる輝度分布が均一であると、液晶表示パネル４の中央部がやや暗く感じることがあるという問題があった。
この発明の目的は、白化現象が生じないようにすることができるとともに、実質的な輝度分布を均一化することができる照明装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、右上端部を高圧側とする上辺部側と左下端部を接地側とする左辺部側とを有する１つのＬ字状の光源から出た光を面光源化光学系によって面光源化し、この面光源化した光を液晶表示パネルの裏面に照射するようにした照明装置において、前記光源の照射量及び発熱量と前記液晶表示パネルの輝度特性に応じて、前記液晶表示パネルの表面から発せられる輝度分布が均一に見えるように、前記面光源化光学系に光学的加工を施し、前記面光源化光学系から前記液晶表示パネルに出射される光学的測定輝度を、前記液晶表示パネルの中央部で最大となし、前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側との間の上辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側に対向する下辺部よりも小さくなし、且つ、前記液晶表示パネルの中央部と、前記光源の左辺部側との間の、前記上辺部を除く左辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の左辺部側に対向する右辺部よりも小さくなしたことを特徴としている。
【０００９】
【作用】
この発明によれば、右上端部を高圧側とする上辺部側と左下端部を接地側とする左辺部側とを有する１つのＬ字状の光源から出た光を面光源化光学系によって面光源化し、この面光源化した光を液晶表示パネルの裏面に照射するようにした照明装置において、前記光源の照射量及び発熱量と前記液晶表示パネルの輝度特性に応じて、前記液晶表示パネルの表面から発せられる輝度分布が均一に見えるように、前記面光源化光学系に光学的加工を施し、前記面光源化光学系から前記液晶表示パネルに出射される光学的測定輝度を、前記液晶表示パネルの中央部で最大となし、前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側との間の上辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側に対向する下辺部よりも小さくなし、且つ、前記液晶表示パネルの中央部と、前記光源の左辺部側との間の、前記上辺部を除く左辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の左辺部側に対向する右辺部よりも小さくなしているので、光源の照射量及び発熱量に応じて液晶表示パネルの液晶に透過率が高くなるという白化現象を生じないようにすることができ、且つ、一平面上における輝度分布が均一の場合に中央領域が暗く感じるという人間の視覚特性をも是正して、実質的な輝度分布を均一化することができる。
【００１０】
【実施例】
図１（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の一実施例を適用した液晶表示装置の要部を示したものである。これらの図において、図２（Ａ）、（Ｂ）と同一名称部分には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。この実施例では、Ｌ字状の蛍光管１１の照射量及び発熱量と液晶表示パネル４の輝度特性に応じて、液晶表示パネル４の表面から発せられる輝度分布が均一に見えるように、導光板８、反射板９及び拡散板１０からなる面光源化光学系に光吸収加工、光拡散加工、光反射加工のうち少なくとも１つの所定の光学的加工を施している。所定の光学的加工については後で説明するが、この所定の光学的加工を施したことにより、一例として、図１（Ａ）において一点鎖線で示すように、液晶表示パネル４の表示領域を縦横各３つずつの合計９つの分割領域に分割し、中央部の分割領域の光学的測定輝度を１００％とした場合、残りの８つの分割領域の各光学的測定輝度が図１（Ａ）に示すようになるようにした。
【００１１】
すなわち、液晶表示パネル４の中央部の分割領域の光学的測定輝度を１００％とした場合、上辺部の３つの分割領域を共に７５％とし、左辺中央部を７９％とし、右辺中央部を８２％とし、下辺左部を８０％とし、下辺中央部を８９％とし、下辺右部を８６％とした。中央部の分割領域を１００％とし、その他の分割領域をそれよりも小さくしたのは、人間の視覚特性を考慮し、中央部が暗いと感じないようにするためである。上辺部の３つの分割領域を共に７５％と最も小さくしたのは、蛍光管１１の近傍であるので、蛍光管１１の発熱量を考慮し、これらの分割領域において白化現象が生じないようにするためである。左辺中央部と下辺左部をそれぞれ８０％、７９％としたのは、１つは、蛍光管１１の近傍であるので、蛍光管１１の発熱量を考慮し、これらの分割領域において白化現象が生じないようにするためである。もう１つは、蛍光管１１の特性を考慮したもので、すなわち、蛍光管１１の右上端部が高圧側、左下端部が接地側であるとすると、高圧側の照射量が１０％程度高いので、これに起因する輝度ムラを防止するためである。右辺中央部を８２％とし、下辺中央部を８９％とし、下辺右部を８６％としたのは、その他の分割領域の光学的測定輝度と相俟って、特に蛍光管１１の照射量を考慮したためである。
【００１２】
このように、液晶表示パネル４の表示領域を縦横各３つずつの合計９つの分割領域に分割し、その各分割領域における光学的測定輝度を、Ｌ字状の蛍光管１１の照射量及び発熱量と液晶表示パネル４の輝度特性に応じて、それぞれ設定しているので、白化現象が生じないようにすることができるとともに、実質的な輝度分布を均一化することができる。
【００１３】
ここで、導光板８、反射板９及び拡散板１０からなる面光源化光学系に施す光学的加工について説明する。導光板８の場合には、例えば図１（Ａ）に示すような光学的測定輝度に応じて、裏面に、白色インクによる多数の点状の調光パターンを印刷する方法、金型加工や研磨加工により円錐状の凹部やＶ字状の溝を形成する方法、金型加工により円錐状の凸部やＶ字状の突条部を形成する方法などがある。反射板９の場合には、例えば図１（Ａ）に示すような光学的測定輝度に応じて、白色の高反射シートの表面に白系統のインクをシルクスクリーン印刷により多数の点状あるいは線状に印刷し、反射率を変える方法、シートの表面に燐などの金属を蒸着などの方法により密度を変えて付着し、反射率を変える方法、シートの表面にガラス粉末を密度を変えて接着し、反射率を変える方法、シートの表面に金属粉末などを含む塗料を濃度を変えて塗布し、反射率を変える方法などがある。また、反射板９の場合には、白色の高反射シートの輝度を落としたい箇所に孔を開け、下ケース１の内面に白色塗料を塗布し、反射率の違いを利用する方法もある。拡散板１０の場合には、例えば図１（Ａ）に示すような光学的測定輝度に応じて、裏面あるいは表面に、白系統のインクをシルクスクリーン印刷により多数の点状あるいは線状に印刷し、透過率を変える方法などがある。
【００１４】
なお、上記実施例では、蛍光管１１としてＬ字状のものを用いた場合について説明したが、直線状のものであってもよいことはもちろんである。また、上記実施例では、この発明をエッジライト式の照明装置に適用した場合について説明したが、直下式の照明装置にも適用することができる。直下式の照明装置には、直線状、Ｕ字状あるいはＷ字状の蛍光管の裏面側に反射板を配置し、蛍光管の表面側に拡散板を配置したもの、あるいはさらに蛍光管と拡散板との間に光スクリーンを配置したものがある。したがって、直下式の照明装置の場合には、反射板と拡散板（あるいはさらに光スクリーン）からなる面光源化光学系に所定の光学的加工を施すことになる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、右上端部を高圧側とする上辺部側と左下端部を接地側とする左辺部側とを有する１つのＬ字状の光源から出た光を面光源化光学系によって面光源化し、この面光源化した光を液晶表示パネルの裏面に照射するようにした照明装置において、前記光源の照射量及び発熱量と前記液晶表示パネルの輝度特性に応じて、前記液晶表示パネルの表面から発せられる輝度分布が均一に見えるように、前記面光源化光学系に光学的加工を施し、前記面光源化光学系から前記液晶表示パネルに出射される光学的測定輝度を、前記液晶表示パネルの中央部で最大となし、前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側との間の上辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の上辺部側に対向する下辺部よりも小さくなし、且つ、前記液晶表示パネルの中央部と、前記光源の左辺部側との間の、前記上辺部を除く左辺部を前記液晶表示パネルの中央部と前記光源の左辺部側に対向する右辺部よりも小さくなしているので、光源の照射量及び発熱量に応じて液晶表示パネルの液晶に透過率が高くなるという白化現象を生じないようにすることができ、且つ、一平面上における輝度分布が均一の場合に中央領域が暗く感じるという人間の視覚特性をも是正して、実質的な輝度分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例を適用した液晶表示装置の要部の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図２】（Ａ）は従来の液晶表示装置の一例を示す一部の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図３】同従来の液晶表示装置における白化現象を説明するために示す平面図。
【図４】液晶の温度と輝度特性を示す図。
【符号の説明】
３  照明装置
４  液晶表示パネル
８  導光板
９  反射板
１０  拡散板
１１  蛍光管（光源）
【図１】
0003773123.tif 000002
【図２】
0003773123.tif 000003
【図３】
0003773123.tif 000004
【図４】
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