| 【発明の名称】 |
平面表示装置のバックライト |
| 【発明者】 |
【氏名】松尾 眞二
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| 【要約】 |
【課題】上側の輝度を落とし、左右両側の輝度を上げることができる平面表示装置のバックライトを提供するものである。
【解決手段】導光板１２の上方に第１のプリズムシート１４、拡散シート１６、第２のプリズムシート１８を積層し、第１のプリズムシート１４の基材の下面に設けた断面形状三角形のプリズムが二等辺三角形であり、第２のプリズムシート１８の基材の上面に設けた断面形状三角形のプリズムの立ち上がり角度θが９０゜である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に光源が配されるとともに、前記導光板の上方にプリズムシートを積層したものであり、前記プリズムシートの基材の上面に設けた断面形状三角形のプリズムの立ち上がり角度θが、８５°以上であることを特徴とする平面表示装置のバックライト。
【請求項２】前記プリズムの立ち上がり角度側を、前記表示セルの輝度を必要としない側になるように、前記プリズムシートを前記導光板の上方に配することを特徴とする請求項１記載の平面表示装置のバックライト。
【請求項３】表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に光源が配されるとともに、前記導光板の上方にプリズムシートを積層したものであり、前記プリズムシートの基材の下面に断面形状二等辺三角形のプリズムを設け、前記プリズムシートの上方に拡散シートを積層したことを特徴とする平面表示装置のバックライト。
【請求項４】表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に線状光源を配し、前記導光板の上方に第１のプリズムシートを積層し、前記第１のプリズムシートの上方に拡散シートを積層し、前記拡散シートの上方に第２のプリズムシートを積層したものであり、前記第１のプリズムシートの基材の下面に設けた断面形状三角形のプリズムが、二等辺三角形であり、前記第２のプリズムシートの基材の上面に設けた断面形状三角形のプリズムの立ち上がり角度θが、８５°以上であり、前記第１のプリズムシートと前記第２のプリズムシートを直交して配することを特徴とする平面表示装置のバックライト。
【請求項５】表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の相対向する側面に沿って直管状の光源を１本づつ、少なくとも計２本配したことを特徴とする平面表示装置のバックライト。
【請求項６】表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に光源を配したものであり、前記光源を反射シートで覆うと共に、前記光源と前記表示セルとの間に導電性樹脂よりなる導電性フレームを配し、この導電性フレームが接地されていることを特徴とする平面表示装置のバックライト。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等の平面表示装置のバックライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置のバックライトとしては、従来より図１０に示すようなものがある。
【０００３】このバックライト１００は合成樹脂製のフレーム１０２の内部に、導光板１０４が設けられ、この側方に直管状のランプ１０６が配されている。導光板１０４の上面には、第１のプリズムシート１０８と拡散シート１１０と第２のプリズムシート１１２よりなる光学シート１１４が積層されている。また、ランプ１０６の周りには反射シート１１６が設けられ、この反射シート１１６が導光板１０４の下方に伸びて、そのさらに下面に導電性シート１１８が配されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、自動車においては、液晶表示装置を用いたナビゲーションシステムが実用化されている。このナビゲーションシステムは、図１２に示すように、運転席と助手席との間の車のセンターコンソロールにセットされている。そのために、この液晶表示装置は、他のノートパソコン等の液晶表示装置とは異なる次のような仕様が要求される場合がある。
【０００５】（第１の仕様）第１の仕様としては、図１２に示すようにセンターコンソロールに設けるため、液晶表示装置の画面がフロントガラスへ写らないようにすることである。
【０００６】そのため、ナビゲーションシステムに用いられる液晶表示装置においては、上下視角を制御するルーパを取り付けている場合があるが、コストが高くなるという問題点がある。
【０００７】また、従来の他の解決策としては、図１１に示すように、バックライト１００の第１のプリズムシート１０８の断面形状三角形のプリズム１２０の形状を、一方の辺が長くなるようにして、極力上方への視角を制限するようにしたものがある。
【０００８】しかしながら、このような図１１のプリズム１２０の構造であると、図７の点線に示すように、上方の視角（０゜〜−８０゜）の部分に輝度が生じ、フロントガラスに写り込みが生じる可能性があるため、上記したようなルーパを設ける必要があり、さらにコストがかさむという問題点がある。
【０００９】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、一方の輝度を確実に低減することができる平面表示装置のバックライトを提供するものである。
【００１０】（第２の仕様）第２の仕様としては、上記したように液晶表示装置は、図１２に示すようにセンターコンソロールに設けるため、液晶表示装置を中央から眺めることは少なく、右側の運転席か左側の助手席から眺めることが多い。しかしながら、通常の液晶表示装置においては輝度がその中央で最大になるように設定するため、このような輝度分布では不向きであった。
【００１１】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、左右から見ても平面表示装置の輝度が上昇する平面表示装置のバックライトを提供するものである。
【００１２】（第３の仕様）第３の仕様としては、ナビゲーションシステムは、自動車に搭載されるため広い温度範囲において使用することが必要であり、特に低温での画面の明るさが求められる。
【００１３】ところが、液晶表示装置のランプには冷陰極管を用いているため、冬期（低温時）には、画面が暗いという問題点があった。
【００１４】特に、ナビゲーションシステムはドライバーが車に乗り込んだ場合にすぐに認識できる必要があり、また、いかなる場所の低温地域でもその必要性はある。
【００１５】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、効果かつ安全対策の必要なヒータを必要としないで、低温時に瞬時に明るくなることができる平面表示装置のバックライトを提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に光源が配されるとともに、前記導光板の上方にプリズムシートを積層したものであり、前記プリズムシートの基材の上面に設けた断面形状三角形のプリズムの立ち上がり角度θが、８５°以上であることを特徴とする平面表示装置のバックライトである。
【００１７】請求項２の発明は、前記プリズムの立ち上がり角度側を、前記表示セルの輝度を必要としない側になるように、前記プリズムシートを前記導光板の上方に配することを特徴とする請求項１記載の平面表示装置のバックライトである。
【００１８】請求項３の発明は、表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に光源が配されるとともに、前記導光板の上方にプリズムシートを積層したものであり、前記プリズムシートの基材の下面に断面形状二等辺三角形のプリズムを設け、前記プリズムシートの上方に拡散シートを積層したことを特徴とする平面表示装置のバックライトである。
【００１９】請求項４の発明は、表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に線状光源を配し、前記導光板の上方に第１のプリズムシートを積層し、前記第１のプリズムシートの上方に拡散シートを積層し、前記拡散シートの上方に第２のプリズムシートを積層したものであり、前記第１のプリズムシートの基材の下面に設けた断面形状三角形のプリズムが、二等辺三角形であり、前記第２のプリズムシートの基材の上面に設けた断面形状三角形のプリズムの立ち上がり角度θが、８５°以上であり、前記第１のプリズムシートと前記第２のプリズムシートを直交して配することを特徴とする平面表示装置のバックライトである。
【００２０】請求項５の発明は、表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の相対向する側面に沿って直管状の光源を１本づつ、少なくとも計２本配したことを特徴とする平面表示装置のバックライトである。
【００２１】請求項６の発明は、表示セルの下方に配された平面表示装置のバックライトであって、前記バックライトは、導光板の側方に光源を配したものであり、前記光源を反射シートで覆うと共に、前記光源と前記表示セルとの間に導電性樹脂よりなる導電性フレームを配し、この導電性フレームが接地されていることを特徴とする平面表示装置のバックライトである。
【００２２】請求項１の平面表示装置のバックライトであると、プリズムシートの基材の上面に設けた断面形状三角形のプリズムの立ち上がり角度θが、８５゜以上であるため、この方向における光の照射がなくなり、一方向のみに光が照射される。
【００２３】そのため、請求項２に記載しているように、前記プリズムの立ち上がり角度側を、前記表示セルの輝度を必要としない側になるように、前記プリズムシートを前記導光板の上方に配するのが好適である。
【００２４】請求項３の平面表示装置のバックライトについて説明する。
【００２５】プリズムシートの基材の下面に設けた断面形状三角形のプリズムが二等辺三角形であるため、視角に対する輝度の分布が２つに分かれ中央部分において輝度が低減される。そして、この中央部分が低減され２つに分かれた輝度分布を有する光が拡散シートを経ることによって、中央部分の輝度分布も補正され、広い視角に対してほぼ一様な輝度分布の光となる。
【００２６】請求項４の平面表示装置のバックライトについて説明する。
【００２７】第１のプリズムシートによって、一方向に関しては一様な輝度が実現される。また、この一方向とは直交する他の方向に関しては、第２のプリズムシートによって、プリズムの立ち上がり角度θが８５゜以上の方向に対してはその輝度が低減される。
【００２８】請求項５の平面表示装置のバックライトであると、導光板の相対向する側面に沿って直管状の光源を一本ずつ配するため、光源の長さが短くなり、かつ、光源が少なくとも２本存在するために、発熱効率が上昇して、低温下でも光源がすぐに明るくなる。
【００２９】請求項６の平面表示装置のバックライトであると、導電性フレームを光源の発行面側に配し、かつ、この導電性フレームが接地されていることにより、光源からのリーク電流を最小限に抑え、かつ、平面表示装置の表示セルへのビートノイズの発生を抑えることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例の液晶表示装置におけるバックライト１０について説明する。このバックライト１０は、図１２に示すナビゲーションシステムの液晶表示装置に使用されるもので、運転席と助手席との間の車のセンターコンソロールにセットされている。以下の説明における上下左右は、図１２に示すように、バックライト１０の上がフロントガラス側、右が運転席側、左が助手席側となる。
【００３１】図１は、バックライト１０の分解斜視図であり、図２はその縦断面図である。以下、これら図を用いてバックライト１０の構造について説明する。
【００３２】長方形の導光板１２には、第１のプリズムシート１４が積層され、その上面に拡散シート１６が積層され、その上面に第２のプリズムシートが積層されている。
【００３３】導光板１２の両長辺側に沿って、一対の直管状のランプ（冷陰極管）２０，２２がそれぞれ配され、これらから並列にランプ２０，２２に電源を供給するコード２４が伸び、このコード２４が不図示のインバータ回路に延びている。
【００３４】導光板１２の下面には反射シート２６が配され、その下面にはさらに補強用の金属板２８が配されている。反射シート２６の両側は、導光板１２の両側に位置する２本のランプ２０，２２を覆うように伸びている。そして、この反射シート２６の上端部は第１のプリズムシート１４の下方に配されている。
【００３５】以上のようにして組み立てられた部材を、合成樹脂よりなる箱状のフレーム３０に収納し、バックライト１０の上面には、額縁状の導電性フレーム３２が被せられている。
【００３６】上記構成のバックライト１０のうち、まず、第１のプリズムシート１４、拡散シート１６、第２のプリズムシート１８の構造について図３〜図６に基づいてさらに詳しく説明する。
【００３７】第２のプリズムシート１８の拡大図が図４である。
【００３８】この図４に示すように、第２のプリズムシート１８は、ポリエステルフィルムよりなる基材３０の上面にアクリル系樹脂よりなるプリズム層３６が形成されたものである。このプリズム層３６のプリズム３８は、バックライト１００の長辺側に沿って平行に、すなわち、液晶表示装置の左右方向に沿ってプリズム３８が伸びている。このプリズム３８は、図４に示すように、基材３０の上面とプリズム層３６の一方の辺との交わる角度（以下、立ち上がり角度という）θが９０゜となっている。そして、この立ち上がり角度９０゜となっている側（以下、立ち上がり側という）が、図１２の液晶表示装置においては上にあたる。
【００３９】この第２のプリズムシート１８を用いて、輝度と視角の分布を表したものが図７である。
【００４０】図７において、視角の−側（立ち上がり側）が図１２の上方であり、＋側が下方となっている。
【００４１】この図の実線に示すように、本実施例の第２のプリズムシート１８を使用すると、視角の−側（上方側）の輝度が従来よりもかなり低減されている。
【００４２】これにより、第２のプリズムシート１８を用いて垂直方向の輝度を制御し、視角の−側が上方になるようにすれば、図１２に示すようにナビゲーションシステムにおいて、フロントガラスへの写り込みを抑えることが可能となる。
【００４３】次に、第１のプリズムシート１４について説明する。
【００４４】図３及び図６に示すように、第１のプリズムシート１４は、ポリエステルフィルム層よりなる基材４０の下面にアクリル系樹脂より形成されるプリズム層４２が形成されている。このプリズム層４２は、図６に示すように、二等辺三角形のプリズム４４が上下方向に沿って平行に形成されている。すなわち、プリズム４４の底辺の角度φが相等しくなっている。
【００４５】この第１のプリズムシート１４の視角と輝度の分布を表したものが図８である。
【００４６】図８の一点鎖線は、従来の基材の上面に二等辺三角形のプリズムを設けたものであり、この図に示すように視角の中心部において輝度が最大となっている。
【００４７】点線は、本実施例の第１のプリズムシート１４を用いたものであり、輝度が中央部で低くなり、その両側で最大となっている。しかしながら、視角の中央部分で輝度が落ちるのは、液晶表示装置としては好ましくないため、図３に示すように第１のプリズムシート１４の上面に拡散シート１６を積層している。これによって、図８の実線に示すように、視角の中央部分においてもその輝度の低減が少なくなり、かつ、その左右においても輝度が上昇している。
【００４８】以上の特性を利用して、ナビゲーションシステムにおける液晶表示装置の左右方向の輝度を制御すると、図１２に示すように左右、すなわち、運転席及び助手席から見てもその輝度が明るく、かつ、中央から見てもその輝度が落ちていないため、ナビゲーションシステムの液晶表示装置としては最適なものとなる。
【００４９】以上の第１のプリズムシート１４と拡散シート１６と、第２のプリズムシート１８を組み合わせた状態が図３であり、この図に示すように、第１のプリズムシート１４プリズム４４と第２のプリズムシート１８のプリズム３８とは直交するように配すると、それぞれ上下方向と左右方向の輝度制御を行うことが可能となる。
【００５０】なお、上記実施例の第２のプリズムシート１８において立ち上がり角度θを９０゜としたが、図５に示すように、鈍角（例えば１２０゜）にしても、一方向への輝度を低減することが可能となる。また、立ち上がり角度θは８５°以上であれば一方向への輝度は十分に低減できる。
【００５１】次に、低温においてもバックライト始動が迅速になる構造について説明する。
【００５２】第１の構造は、上記で説明したように、導光板１２の相対向する側面にそれぞれ１本ずつ直管状のランプ２０，２２を設けることにより、Ｌ字状、コの字状のようなランプよりも発熱効率が上昇する。この理由は、２本の直管状のランプ２０，２２を設けることにより、Ｌ字状やコの字状のランプよりもランプの長さが短くなり、それによりランプに対する負荷が小さくなので、インバータの発熱効率が高まるからである。また、２本存在することにより輝度も落ちない。
【００５３】第２の構造は、冷陰極管であるランプ２０，２２のガス圧力とガス混合比を変更したものである。その変更した内容が表１に示すものである。
【００５４】
【表１】
このように、従来よりもアルゴンの比率を多くし、かつガス圧を約３倍にすることにより、冷陰極管の始動負荷を上昇させ、冷陰極管自身を発熱させ低温時の輝度を上昇させることができる。
【００５５】第３の構造は、合成樹脂に金属製フィラーを含有した導電性フレーム３２を液晶セル５０と、ランプ２０，２２の間に配し、かつ、この導電性フレーム３２を不図示の金蔵製ベゼルカバーとネジでアースを取ることにより、この導電性フレーム３２がシールドの役割を果たし、液晶セル５０のビートノイズの発生を防止することができる。
【００５６】第４の構造は、図２に示すように、補強板である金属板２８がランプ２０，２２から離れた構造となっている。これにより、ランプ２０，２２からのリーク電流を最小限に抑え、また、液晶セル５０のビートノイズの発生を防止することができる。
【００５７】図９が、従来のランプと本実施例のランプ２０，２２の輝度の立ち上がりの比較を行ったものであり、本実施例のランプ２０，２２であると、３００秒で、輝度が１，６００ｃｄ／ｍ２に達している。
【００５８】そのため、冬場においてもこのバックライト１０を使用したナビゲーションシステムであると、すぐに画面が明るくなり、その使用できる。
【００５９】
【発明の効果】請求項１の発明であると、一方の視角の輝度を充分に低減することができる。
【００６０】請求項２であると、視角の中央部分の輝度を低減すると共に、その左右の輝度を上げることができる。
【００６１】請求項３の発明であると、第１のプリズムシートによって視角の上下方向の一方の輝度を低減させ、かつ、第２のプリズムシートによって視角の中央部分の輝度を低減しつつ左右の視角を上昇させることができる。
【００６２】請求項３、４であると、低温時における光源の立ち上がりを迅速に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１２年１月７日（２０００．１．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５９２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】蔦田 璋子 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９５９１３（Ｐ２００１−１９５９１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２６３（Ｐ２０００−１２６３） |
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