JP4655745B2

JP4655745B2 - バックライト装置とその製造方法、液晶表示装置

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Publication number: JP4655745B2
Application number: JP2005130083A
Authority: JP
Inventors: 宜浩大島; 聡冨岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-04-27
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Description

本発明は、液晶表示パネルを背面から照明するバックライト装置とその製造方法、液晶表示装置に関する。

近年、テレビジョン受像機用の表示装置として、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube、陰極線管）に代わり、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）などの非常に薄型化された表示装置が提案され、実用化されている。特に、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型の液晶表示パネルの低価格化などに伴い普及が進み、技術的な研究開発が進められている。

このような液晶表示装置においては、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面側から面状に照明するバックライト装置により照明することにより、カラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。
バックライト装置の光源としては、蛍光管を使った白色光を発光する冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）や、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が有望視されている。
特に、青色発光ダイオードの開発により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードが揃ったことになり、これらの発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光を混色することで、色純度の高い白色光を得ることができる。したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることにより、液晶表示パネルを介した色純度が高くなるため、色再現範囲をＣＣＦＬと比較して大幅に広げることができる。更に、高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを使用することによって、バックライト装置の輝度を大幅に向上させることができる。

このようなＬＥＤを利用して、例えば直下型、すなわちＬＥＤを装置の光出射面の直下に配置するバックライト装置が提案されている（例えば非特許文献１参照。）。

日経エレクトロニクス（日経ＢＰ社）、2004年12月20日号（第 889号）第123〜130頁

ところで、特に上述したような液晶表示装置に用いるバックライト装置においては、液晶表示パネルを均一に照明することが重要である。しかしながら全面を均等に照明することは難しく、また光源そのものの像が見えてしまう場合がある。
蛍光管を光源として用いたバックライト装置においては、拡散板上に密度の異なるドットなどのパターンを印刷等により形成し、このような輝度むらを抑制する手法がとられている。
しかしながら、上述したようなＬＥＤを用いたバックライト装置においては、ＬＥＤ単体の特性にばらつきがあり、ＬＥＤ同士の輝度のばらつきが無視できない。このため、拡散板上などに設けるドット等のパターンを光出射面全面にわたって一様に選定する場合は、依然として輝度むらや色むらを完全に取り去ることが難しいという問題がある。

以上の問題に鑑みて、本発明は、ＬＥＤ等の光源自体のばらつきに起因する輝度むら、色むらを抑制することが可能なバックライト装置とその製造方法、液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明によるバックライト装置は、光源と、この光源に対向して配置され、光源と対向する面に、拡散材が付着されて成る光透過性基体と、を備え、拡散材は、光源から出射される光の照射エネルギーの高い部分の密度が高く、照射エネルギーの低い部分の密度が低い分布をもって、光透過性基体に付着されて成る構成とする。

更に、本発明のバックライト装置の製造方法は、光透過性基体上に、拡散材を含有する感光性材料を塗布する工程と、光透過性基体の感光性材料と対向して、最終的に上記バックライト装置に組み込む光源、又は当該光源と同一の照射エネルギー分布を有する光源を配置する工程と、光源からの光を感光性材料に照射する工程と、感光性材料を現像する工程と、を有することを特徴とする。
更に、本発明は、透過型の液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備えて成る液晶表示装置において、このバックライト装置には、上述の本発明構成のバックライト装置を用いる構成とする。

上述したように、本発明においては、光透過性基体を光源に対向して配置し、その光源と対向する面に、ＬＥＤ等の光源から出射され、光透過性基体に到達する光の光量の分布に対応した分布をもって、拡散材が付着される構成とするものである。
すなわち、この拡散材は、例えば光源から出射される光の照射エネルギーの高低に対応して密度を高く、もしくは低くされた分布をもって付着させる構成とする。

このような拡散材の分布は、例えば本発明によるバックライト装置の製造方法により容易に形成することができる。
すなわち、光透過性基体の上に拡散材を含有する感光性材料を塗布し、実際にバックライト装置に組み込む配置とした光源を、この感光性材料を塗布した光透過性基体に対向して配置し、その光源から出射される光を実際に感光性材料に照射して、これを現像することによって、各光源の輝度分布に対応して拡散材を分布させることができる。
このような構成とする本発明のバックライト装置及び液晶表示装置によれば、光透過性基体に光源自体の特性に起因する輝度のばらつきに対応して拡散材が分布されることから、各光源からの出射光の照射エネルギーの高い部分において光を拡散させ、照射エネルギーの低い部分において光の拡散を少なくして透過させる構成とすることが可能となり、従来の一様なドットパターン構造を設ける場合と比較して、より精度良く輝度むら、色むらを抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、バックライト装置及び液晶表示装置において、光源自体のばらつきに起因する輝度むら、色むらの抑制を図ることができる。
また、本発明のバックライト装置の製造方法によれば、光源のばらつきに起因する輝度むら、色むらを改善することが可能なバックライト装置を容易に製造することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
本発明は、例えば図１に示すような構成の透過型のカラー液晶表示装置１００に適用することができる。この透過型カラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１１０と、このカラー液晶表示パネル１１０の背面側に設けられたバックライト装置１４０とからなる。また、図示しないが、この透過型カラー液晶表示装置１００は、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理された音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部などを備えていてもよい。

透過型のカラー液晶表示パネル１１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１１、対向電極基板１１２）を互いに対向配列させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１１には、マトリックス状に配列された信号線１１４と、走査線１１５と、この信号線１１４、走査線１１５の交点に配列されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１６と、画素電極１１７とが形成されている。薄膜トランジスタ１１６は、走査線１１５により、順次選択されると共に、信号線１１４から供給される映像信号を、対応する画素電極１１７に書き込む。一方、対向電極基板１１２の内表面には、対向電極１１８及びカラーフィルタ１１９が形成されている。

カラーフィルタ１１９は、各画素に対応した複数のセグメントに分割されている。例えば、図２に示すように、３原色である赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの３つのセグメントに分割されている。カラーフィルタ１１９の配列パターンは、図２に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがある。

再び、図１を用いて、透過型カラー液晶表示装置１００の構成について説明をする。透過型カラー液晶表示装置１００は、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１１０を２枚の偏光板１３１及び１３２で挟み、バックライト装置１４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリックス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
バックライト装置１４０は、上記カラー液晶表示パネル１１０を背面側から照明する。図１に示すように、バックライト装置１４０は、ここでは図示していない光源や、光源から出射された光を白色光へと混色するためにバックライト筐体部１２０内に、拡散板１４１、拡散板１４１上に重ねて配列される拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４といった光学機能シート群１４５などを備えた構成となっている。
拡散板１４１は、バックライト筐体部１２０から出射された光を内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。
一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置１４０から面発光された光をカラー液晶表示パネル１１０の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群１４５の構成は、上述した拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。

図３に、バックライト筐体部１２０内の概略構成図を示す。この図３に示すように、このバックライト装置においては、発光ダイオードを光源としてもよく、また図示しないがＣＣＦＬ等を用いることも可能である。図示の例においては、バックライト筐体部１２０は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色光を発光する青色発光ダイオード２１Ｂを光源として用いる構成とする。例えば、赤色発光ダイオード２１Ｒで発光される赤色光、緑色発光ダイオード２１Ｇで発光される緑色光、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される青色光のピーク波長は、それぞれ６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍ程度とされる。赤色発光ダイオード２１Ｒ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される赤色光、青色光のピーク波長は、それぞれ６４０ｎｍから長波長側へ、４５０ｎｍから短波長側へシフトしてもよい。このようにピーク波長を、長波長側、短波長側へシフトさせると、色域を広げることができるため、カラー液晶表示パネルに表示させる画像の色再現範囲を拡大することができる。
なお、以下の説明において、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを総称する場合は、単に発光ダイオード２１と呼ぶ。

発光ダイオード２１としては、前述の特許文献１に記載されているレンズ形状のＬＥＤチップ、もしくはその他のレンズ形状の放射指向特性を有するＬＥＤチップなどの横方向に主として光を放射するレンズ機能を有するサイドエミッティングタイプのものを使用してもよく、または、横方向ではなく、上方向に放射指向特性を有する発光ダイオードも利用可能である。
この発光ダイオード２１を、図３に示すように、基板２２上に所望の順番で列状に複数配列させることで、発光ダイオードユニット２１ｎ（ｎは、自然数。）が形成される。
発光ダイオードユニット２１ｎを形成するために、基板２２上に発光ダイオード２１を配列する順番は、図３に示すような、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを繰り返し単位とする最も基本的な配列の仕方や、図示しないが、例えば、緑色発光ダイオード２１Ｇを等間隔で配列させ、隣り合う緑色発光ダイオード２１Ｇの間に、赤色発光ダイオード２１Ｒ、青色発光ダイオード２１Ｂを交互に配列させるような順番など様々な配列の仕方がある。
バックライト筐体部１２０内への発光ダイオードユニット２１ｎの配列の仕方は、図３に示すように、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向が、水平方向となるように配列してもよいし、図示しないが、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向が垂直方向となるように配列してもよいし、両者を組み合わせても良い。
なお、発光ダイオードユニット２１ｎの長手方向を、水平方向或いは垂直方向とするように配列する手法は、従来までのバックライト装置の光源として利用していたＣＣＦＬの配列の仕方と同じになるため、蓄積された設計ノウハウを利用することができ、コストの削減や、製造までに要する時間を短縮することができる。
バックライト筐体部１２０の内壁面１２０ａは、発光ダイオード２１から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。

図４に、透過型カラー液晶表示装置１００を組み上げた際に、図１に示す透過型カラー液晶表示装置１００に付したＸＸ線で切断した際の断面図を一部示す。図４に示すように、液晶表示装置１００を構成するカラー液晶表示パネル１１０は、透過型カラー液晶表示装置１００の外部筐体となる外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２とによって、スペーサ１０３ａ及び１０３ｂを介して挟み込むように保持される。また、外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２との間には、ガイド部材１０４が設けられており、外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２によって挟まれたカラー液晶表示パネル１１０が長手方向へずれてしまうことを抑制している。
一方、透過型カラー液晶表示装置１００を構成するバックライト装置１４０は、上述したように光学機能シート群１４５が積層された拡散板１４１を備えている。また、拡散板１４１と、バックライト筐体部１２０との間には、反射シート１２６が配されている。
反射シート１２６は、その反射面が、拡散板１４１の光入射面１４１ａと対向するように、且つ発光ダイオード２１の発光方向よりもバックライト筐体部１２０側となるように配されている。反射シート１２６は、例えば、シート基材上に銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層することで形成された銀増反射膜などを用いることができる。またこの反射シート１２６は、主に発光ダイオード２１から発光され、その放射角度分布によって下向きに放射された光や、バックライト筐体部１２０の反射加工を施され反射面とされた内壁面１２０ａにて反射された光などを反射する。
拡散板１４１は、バックライト筐体部１２０に設けられたブラケット部材１０８で保持される。

そして、本発明のバックライト装置においては、図４に示すように、光源すなわちこの場合発光ダイオード２１に対向して、光透過性基体３０が拡散板１４１との間に配置され、この光透過性基体３０の光源すなわち発光ダイオード２１と対向する面に、発光ダイオード２１から出射され、光透過性基体３０に到達する光の光量の分布に対応する分布を有する拡散材３２が、例えば感光性材料３１に含有されて付着されて成る構成とする。
なお、光透過性基体３０として、拡散板１４１を兼用して用いることもでき、すなわち、拡散板１４１の発光ダイオード２１と対向する内側面１４１ａに、発光ダイオード２１から出射され、光透過性基体３０に到達する光の光量の分布に対応する分布をもって、拡散材３２が付着される構成とすることもできる。

このような構成の透過型カラー液晶表示装置１００は、例えば、図５に示すような駆動回路２００により駆動される。駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１１０や、バックライト装置１４０の駆動電源を供給する電源２１０、カラー液晶表示パネル１１０を駆動するＸドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０、外部から供給される映像信号や、当該透過型カラー液晶表示装置１００が備える図示しない受信部で受信され、映像信号処理部で処理された映像信号が、入力端子２４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部２５０、このＲＧＢプロセス処理部２５０に接続された画像メモリ２６０及び制御部２７０、バックライト装置１４０を駆動制御するバックライト駆動制御部２８０などを備えている。

この駆動回路２００において、入力端子２４０を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部２５０により、クロマ処理などの信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル１１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部２７０に供給されるとともに、画像メモリ２６０を介してＸドライバ２２０に供給される。
また、制御部２７０は、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Ｘドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０を制御して、上記画像メモリ２６０からの映像信号とともにＸドライバ回路２２０に供給されるＲＧＢセパレート信号で、カラー液晶表示パネル１１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。

バックライト駆動制御部２８０は、電源２１０から供給される電圧から、パルス幅変調
（ＰＷＭ）信号を生成し、バックライト装置１４０の光源である各発光ダイオード２１を駆動する。一般に発光ダイオードの色温度は、動作電流に依存するという特性がある。したがって、所望の輝度を得ながら、忠実に色再現させる（色温度を一定とする）には、パルス幅変調信号を使って発光ダイオード２１を駆動し、色の変化を抑える必要がある。
ユーザインターフェース３００は、上述した図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、同じく図示しない音声出力部で出力させる音声出力量を調整したり、カラー液晶表示パネル１１０を照明するバックライト装置１４０からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節などを実行するためのインターフェースである。
例えば、ユーザインターフェース３００から、ユーザが輝度調節をした場合には、駆動回路２００の制御部２７０を介してバックライト駆動制御部２８０に輝度制御信号が伝わる。バックライト駆動制御部２８０は、この輝度制御信号に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比を、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂ毎に変えて、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを駆動制御することになる。

次に、本発明のバックライト装置及び液晶表示装置において、拡散材を分布させた光透過性基体（もしくは拡散板）の各例の概略構成について説明する。
図６は、本発明のバックライト装置の一実施形態例の要部の概略断面構成図である。この例においては、光透過性基体３０の光源、すなわちこの場合発光ダイオード２１と対向する面に、拡散材３２を含有する感光性材料３１が塗布されて、発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが矢印Ｌ０で示すように比較的高い領域で、拡散材３２の密度が高く、同様に発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが矢印Ｌ１で示すように比較的低い領域で、拡散材３２の密度が低くなる分布とした場合を示す。また照射エネルギーが例えば矢印Ｌ２で示すように非常に低い領域では、図示の例のように拡散材３２が付着されない構成としてもよい。
このような拡散材３２の分布は、感光性材料３１として、例えば照射エネルギーの強度が高い部分は硬化し、低い部分では硬化しにくく、少なくとも一部が脱落する材料を用いることによって容易に得ることができる。
なお、光源である発光ダイオード２１は、実際に組み込むバックライト筐体に組み込んで固定配置した状態として発光させ、例えば感光性材料３１を露光する。このとき、光源から出射された光は、直接光透過性基体３０に入射される光のみではなく、他の光源で反射するとか、上述の図３において説明した反射構造を有する内側面１２０ａ、反射シート１２６などにより反射されて、光透過性基体３０に到達する。
そしてこの後、現像処理を施すことによって、図６に示す構成の拡散材３２の分布を有する光透過性基体３０を得ることができる。
このような構成の光透過性基体を、上述した照射を行った光源をセットするバックライト装置に組み込むことにより、実際に用いる光源の輝度分布、すなわち光源自体の例えば特性に起因する輝度のばらつきに対応した分布をもって、拡散材が付着されることとなる。

また、図７に示すように、拡散材３２を、光源である発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが矢印Ｌ０で示すように比較的高い領域で、拡散材３２の密度が低く、同様に発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが矢印Ｌ１で示すように比較的低い領域で、拡散材３２の密度が高くなる分布としてもよい。
このような拡散材３２の分布は、感光性材料３１として、例えば照射エネルギーの強度が高い部分は硬化しにくく少なくとも一部が脱落し、低い部分では硬化する材料を用いることによって容易に得ることができる。

これら各例において、光透過性基体３０として、拡散板を用いることも可能である。
なお、光透過性基体３０、また拡散板を光透過性基体３０に換えて用いる場合の拡散板の材料としてはアクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどから選ばれる材料が好ましい。
また拡散材３２としては、アクリル、スチレン、シリカなどから１種あるいは数種選ばれ、感光材３２に添加されて用いられる。

このような構成とする場合の、光源からの光の透過、散乱態様について説明する。
図８は、一例として、拡散板１４１の発光ダイオード２１と対向する内側面１４１ａに、上述の図６において説明した分布の拡散材３２を付着した場合の概略断面構成図である。
この場合、発光ダイオード２１から出射される光のうち高い照射エネルギーの光Ｌ０が照射する部分は、拡散材３２が比較的高い密度とされ、より強い拡散特性を持つため、光線は矢印Ｌｄ０で示すように散乱してさまざまな角度に放射される。一方、照射エネルギーの弱い部分は、拡散材３２が比較的低い密度とされ、弱い拡散特性となっているため、比較的散乱せずに、矢印Ｌｄ１で示すように、そのままの強度で透過し、取り出される。このため、拡散板１４１から出射される光の輝度むらが低減される。

一方、図９に示す例は、光源である発光ダイオード２１と拡散板１４１との間に光透過性基体３０を設け、その光源と対向する面に、前述の図７において説明した分布の拡散材３２を付着した場合の概略断面構成図である。
なお、この例においては、光透過性基体３０の拡散材３２が付着する面には、誘電体薄膜の積層構造等からなるハーフミラーなどが設けられることが望ましい。
このように、光透過性基体３０の内面にハーフミラーが形成されている場合、光源である発光ダイオード２１から出射される光のうち高い照射エネルギーの光Ｌ０が照射する部分は、拡散材３２が比較的低い密度とされた比較的散乱の弱い部分に入射するため、入射角度をほぼ保ったまま反射される。また矢印Ｌ１で示す照射エネルギーの比較的低い光は、拡散材３２が比較的高い密度とされた部分で、強い散乱によるレンズ効果で上方へ取り出される。このため、結果として輝度ムラを低減することが可能となる。

次に、本発明のバックライト装置の製造方法の各例について説明する。
図１０Ａ〜Ｃは、本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の製造工程図を示す。
この場合、図１０Ａに示すように、光透過性基体３０の上に、図示しないが拡散材３２を所定の密度で含有する感光性材料３１が、ほぼ均一な厚さをもって塗布される。
次に、図１０Ｂに示すように、光透過性基体３０の感光性材料３１と対向して光源、すなわち例えば発光ダイオード２１を配置して、この発光ダイオード２１からの出射光を感光性材料３１に照射して、露光を行う。このとき、発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが図１０Ｂにおいて実線Ｉで示す分布とすると、例えば感光性材料３１として、照射エネルギーが一定以上の領域が現像後に硬化し、一定未満の領域で現像後に脱落する材料を用いる場合、この感光性材料３１を現像すると、図１０Ｃに示すように、比較的照射エネルギーの高い部分の拡散材３２の密度が高く、照射エネルギーの低い部分の拡散材３２の密度が低い分布となるように、拡散材３２を分布させる構成とすることができる。

また図１１Ａ〜Ｃにおいては、感光性材料として、照射エネルギーの比較的低い領域が硬化する材料を用いる場合を示す。
すなわち、例えば図１１Ａに示すように、光透過性基体３０の上に、図示しないが拡散材３２を所定の密度で含有する感光性材料３１が、ほぼ均一な厚さをもって塗布される。
次に、図１１Ｂに示すように、光透過性基体３０の感光性材料３１と対向して光源、すなわち例えば発光ダイオード２１を配置して、この発光ダイオード２１からの出射光を感光性材料３１に照射して、露光を行う。このとき、発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが図１１Ｂにおいて実線Ｉで示す分布とすると、例えば感光性材料３１として、照射エネルギーが一定以上の領域で現像後に脱落し、一定未満の領域で現像後に硬化する材料を用いる場合、この感光性材料３１を現像すると、図１１Ｃに示すように、比較的照射エネルギーの高い部分の拡散材３２の密度が低く、照射エネルギーの低い部分の拡散材３２の密度が高い分布となるように、拡散材３２を分布させる構成とすることができる。

更に、図１２Ａ〜Ｄにおいては、光源からの光の照射エネルギーの強い部分で拡散材の密度が低くなる構成とするために、レジストを用いる場合を示す。
この場合、図１２Ａに示すように、光透過性基体３０の上にほぼ均一な厚さをもってレジスト３３を塗布する。
その後、図１２Ｂに示すように、光透過性基体３０上に塗布したレジスト３３と対向して光源、すなわち例えば発光ダイオード２１を配置して、この発光ダイオード２１からの出射光をレジスト３３に照射して、露光を行う。このとき、発光ダイオード２１から出射される光の照射エネルギーが図１２Ｂにおいて実線Ｉで示す分布とすると、レジスト３３として、照射エネルギーが一定以上の領域で現像後に残り、一定未満の領域で現像後に脱落する材料を用いる場合、現像後には、図１２Ｃに示すように、比較的照射エネルギーの高い部分のレジスト３３が残留し、照射エネルギーの低い部分のレジスト３３が除去される。
その後、このようにしてパターニングされたレジスト３３の上に、図示しないが拡散材３２が所定の密度をもって添加された感光性材料３１を塗布した後、例えば破線Ｓで示す残留するレジスト３３の上面に沿う面内で、ほぼ均一な厚さとなるように、感光性材料３１をスキージする。その後、この感光性材料３１を一様に硬化し、また残留するレジスト３３を除去することによって、比較的照射エネルギーの高い部分の拡散材３２の密度が低く、照射エネルギーの低い部分の拡散材３２の密度が高い分布となるように、拡散材３２を分布させる構成とすることができる。

以上の本発明の製造方法によれば、比較的簡単な製造工程をもって、容易に、目的とする分布の拡散材が付着された光透過性基体を、バックライト装置の光源に対応して形成することができ、本発明構成のバックライト装置を容易に製造することが可能となる。
なお、拡散材３２の大きさは、目的とする散乱の強さに対応して適宜選定することができ、また２種以上の大きさ、材料の拡散材３２を用いてもよい。
また、感光性材料３１としては、例えばポリビニルアルコール／スチルバゾリウム系などの水溶性感光樹脂、ケイ皮酸系などの光架橋型感光性樹脂、ビスアジド系などの光分散架橋型感光性樹脂、Ｏ−キノンジアド系などの光分解極性変化感光性樹脂などの油溶性感光性樹脂などを用いることができる（例えば特開昭６０−１２９７３９号公報参照。）。

感光性材料が紫外線に感光する材料である場合、例えば、バックライト装置に組み込む光源を発光させ、光透過性基体を配置する位置での光量の分布を予め測定しておき、一方、例えば紫外線を発光する光源（例えばＬＥＤ）をマトリクス状に配置し、例えば上述のバックライト装置に組み込む光源からの光の光量の分布とほぼ同一の分布をもってこの紫外線発光ＬＥＤを発光させて、露光、現像を行うことによって、バックライト装置に組み込む光源の光に対応するパターンをもって、拡散材を分布させることが可能である。
感光性材料に達する光の光量の高いところを残す場合と残さない場合で、上述の光量分布の測定後、その結果をマトリクス状に並べた紫外線発光ＬＥＤに例えば信号強度に反映させて出力する際に、データを反転させることによって、残すところと除去するところを逆転させることも可能である。

このように、実際に用いる光源ではなく、その出射光の光量の分布と対応する分布をもって別体の光源を発光させて感光性材料を感光する場合においても、上述の各例と同様に、実際に用いる光源の輝度分布、すなわち光源自体の例えば特性に起因する輝度のばらつきに対応した分布をもって、良好に拡散材を付着させて構成することが可能である。

以上説明したように、本発明のバックライト装置及び液晶表示装置においては、拡散板あるいは光透過性基体に、拡散材を含有する感光性材料を塗布し、実際に組み込むバックライト装置の光源、又はこの光源の出射光の分布と対応する分布をもって感光用の光源を発光させ、その光を照射して感光性材料を感光し、現像することによって、発光ダイオードや蛍光管等の光源の輝度の照射強度に対応する分布をもって拡散材を設けることができる。そして、この拡散材の分布に対応して光を散乱、または透過させることによって、光源自体の輝度のばらつきに起因する輝度むら、色むらを低減させることが可能となり、より均一な輝度を持って照明又は表示することが可能な、特性の優れたバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。

なお、本発明は、以上説明した例に限定されるものではなく、光源として各種構成の発光ダイオードやその他の蛍光管等の光源を用いることが可能であり、またバックライト装置及び液晶表示装置のその他の構成において、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。

本発明による液晶表示装置の一実施形態例の概略分解斜視構成図である。本発明による液晶表示装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略斜視構成図である。本発明による液晶表示装置の一実施形態例の概略断面構成図である。本発明による液晶表示装置を駆動する駆動回路の一実施形態例の概略ブロック構成図である。本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略断面構成図である。本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略断面構成図である。本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略断面構成図である。本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略断面構成図である。Ａは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｂは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｃは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ａは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｂは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｃは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ａは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｂは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｃは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。Ｄは本発明によるバックライト装置の製造方法の一実施形態例の一製造工程図である。

符号の説明

２１．発光ダイオード、３０．光透過性基体、３１．感光性材料、３２．拡散材、３３．レジスト、２１．発光ダイオード、２１Ｒ．赤色発光ダイオード、２１Ｇ．緑色発光ダイオード、２１Ｂ．青色発光ダイオード、１００．液晶表示装置、１１０．カラー液晶表示パネル、１２０．バックライト筐体部、１２６．反射シート、１４０．バックライト装置、１４１．拡散板

Claims

光源と、
上記光源に対向して配置され、上記光源と対向する面に、拡散材が付着されて成る光透過性基体と、を備え、
上記拡散材は、上記光源から出射される光の照射エネルギーの高い部分の密度が高く、上記照射エネルギーの低い部分の密度が低い分布をもって、上記光透過性基体に付着されて成る
バックライト装置。
上記光透過性基体が拡散板とされて成る請求項１記載のバックライト装置。
上記拡散材が、感光性材料に添加されて成る請求項１又は２に記載のバックライト装置。
上記光源が、発光ダイオードとされて成る請求項１〜３のいずれかに記載のバックライト装置。
バックライト装置の製造方法であって、
光透過性基体上に、拡散材を含有する感光性材料を塗布する工程と、
上記光透過性基体の上記感光性材料と対向して、最終的に上記バックライト装置に組み込む光源、又は当該光源と同一の照射エネルギー分布を有する光源を配置する工程と、
上記光源からの光を上記感光性材料に照射する工程と、
上記感光性材料を現像する工程と、を有する
バックライト装置の製造方法。
上記感光性材料として、照射エネルギーが一定以上の領域が現像後に硬化し、一定未満の領域で現像後に脱落する材料を用いる請求項５に記載の製造方法。
透過型の液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備えて成り、
上記バックライト装置は、光源と、前記光源に対向して配置され、前記光源と対向する面に、拡散材が付着されて成る光透過性基体と、を備え、
上記拡散材は、上記光源から出射される光の照射エネルギーの高い部分の密度が高く、上記照射エネルギーの低い部分の密度が低い分布をもって、上記光透過性基体に付着されて成る
液晶表示装置。