液晶表示装置
【目的】高輝度光源を用いた直下型バックライトを備える液晶表示装置において、高効率化と薄型均一化を両立する。
【構成】 液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトユニットは、筐体と、前記筐体内に配置される複数の光源と、前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板を備え、前記拡散板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする。
【構成】 液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトユニットは、筐体と、前記筐体内に配置される複数の光源と、前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板を備え、前記拡散板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶表示装置に用いられる直下型バックライトに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
TFT(Thin Film Transistor)方式の液晶表示モジュールは、液晶テレビやパーソナルコンピュータ等の表示装置として広く使用されている。
【0003】
これらの液晶表示モジュールは、周囲にドレインドライバおよびゲートドライバが配置された液晶パネルと、当該液晶パネルを照射するバックライトとで構成される。
【0004】
このバックライトは、サイドライト型バックライトと、直下型バックライトに大別される。近年、液晶テレビの普及が著しいが、液晶テレビなどで用いられる液晶表示モジュールは、大型化、大画面化が進んでいる。このような大型、大画面の液晶表示モジュールでは、高輝度が得られる直下型バックライトが採用される。
【0005】
直下型バックライトの光源としては、専ら冷陰極蛍光管(CCFL)が用いられている。CCFLは、長寿命であるが、管径が細く、画面の大型化、大画面化が進むと、適用が困難になってくる。そこで、近年では、大型、大画面の液晶表示モジュールにも十分対応できるように、熱陰極蛍光管(HCFL)の適用が望まれている。
【0006】
HCFLは、CCFLに比べて管径が太く、輝度も高いため、CCFLよりも少ない本数で大画面用のバックライトを実現することが可能となる。しかしながら、本数が少ないために、輝度ムラが問題になってくる。
【0007】
蛍光管の数が少ない場合に、効率よく輝度ムラを低減する手段としては、蛍光管を均等配置するのではなく、粗密をつけて配置することで、画面中央付近の輝度が高く、周辺部の輝度を低くするような輝度分布をつけることが提案されている(下記特許文献1参照)。
【0008】
また、蛍光管に対する輝度ムラを解消する別の手段としては、ライトカーテンを用いる例が知られている。(下記特許文献2参照)
【特許文献1】特開平6−75216号公報
【特許文献2】特開2005−117023号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
HCFLを用いて画面中央の輝度が高い分布を実現しようとした場合、輝度や大きさの関係から、CCFLよりも蛍光管の使用本数が少なくなるため、蛍光管の配置位置だけの工夫では、実現が難しい。したがって、ライトカーテンを併用することが考えられる。
【0010】
上記に示されるような従来のライトカーテンの多くは、CCFLを前提として検討されてきたが、効率の低いCCFLでは、ライトカーテンの採用によって輝度が低下することを嫌い、ライトカーテン自体の採用を避ける傾向にあった。これに対して、HCFLでは、十分高い輝度が得られる。よって、ライトカーテンを用いても十分な輝度を得ることができる。
【0011】
しかしながら、上記従来例に示されるライトカーテンは、径の異なるドットパターンにより透過率分布を制御して輝度の均一化を図る技術である。このようなドットパターンは、管径が10φを超える高輝度光源、例えばHCFLを用いた場合、輝度の均一化には不十分である。なぜなら、ドットパターンには、反射材を印刷して作られるのが通常の方法であるが、印刷できる濃度(濃さ)に限界がある。管径が太いと1本の管から出る光の量が多くなるため、管の直上に照射される光の量が多くなるが、濃度に限界のあるドットパターンでは、管径の太い光源の光を十分に遮光できなくなり、管直上が明るくなりムラとなるからである。したがって、高輝度光源での輝度均一化は、ライトカーテンのみならず、蛍光管の配置位置の工夫まで考慮しなければ、均一化は困難である。
【0012】
本発明は、HCFLのような高輝度光源を用いた直下型バックライトを備える液晶表示装置において、高効率化と薄型均一化を両立することが可能となる技術を提供することにある。
【0013】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【0015】
液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトユニットは、筐体と、前記筐体内に配置される複数の光源と、前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板を備え、前記拡散板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする。
【0016】
または、液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトユニットは、筐体と、前記筐体内に配置される複数の光源と、前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板と、前記複数の光源と前記拡散板との間に形成される中間板を備え、前記中間板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする。
【0017】
また、前記光源は、熱陰極蛍光管(HCFL)である。
【0018】
また、前記遮光領域は、前記光源の長手方向に平行な山形形状のプリズムが形成される。
【0019】
また、前記複数の遮光領域は、矩形状の反射パターンが複数形成され、当該反射パターンの形成面積は、前記筐体中央部の遮光領域よりも前記筐体エッジ部の遮光領域で、狭い。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、HCFLのような高輝度の光源を用いても、輝度均一性の高い液晶表示モジュールを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【0022】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0023】
図1は、本発明の実施例の液晶表示モジュールの主要な構成を示す斜視図、図2は図1の断面図である。
【0024】
同図において、1は液晶パネル、2はプリズムシート、拡散シートなどの光学フィルム、3は拡散板、4は光源5が設置される筐体である。筐体4には、複数の光源5が設置されるが、本実施例では、HCFLが使用される。32インチのディスプレイの場合、直径16mmの管が、4〜6灯設けられるが、本実施例では、5灯設置した例を示す。また、筐体4内には、光源5からの光を反射するための反射シート6が敷かれている。拡散板3には、上記光源5の設置位置に合わせて、遮光領域7が設けられる。
【0025】
ここで、本実施例の各構成要素の光の分布を図3に示す。尚、この図では、中心から端部までの半分のみを示す。図示しない反対側の構成についても対称的に同じ構成となる。
【0026】
図3(D)は、光源であり、各蛍光管及びエッジまでの間隔は、L1〜L3で示されるが、本実施例では、これらの間隔はほぼ等ピッチである。具体的には、L1=L2≒L3(L3>L2/2)である。もちろん、L1≠L2≠L3とし、特に、L1<L2,L1≠L2≠L3とするの場合もある。例えば、HCFLの場合、L1=65mm、L2=67mm、L3=68mmとなる。これに対して、CCFLの場合、L1=L2≒L3=20〜25mm程度である。これらの光源から発せられる光が、拡散板3に到達する際の照度分布が(C)である。中心、及びその隣の蛍光管上の照度は、ほぼ管断面に沿った形状になる。しかし、エッジ側の蛍光管上では、エッジ側に隣接する蛍光管が無く、空間が広がることにより、照度がエッジ側に行くほど落ちていく傾向になる。そこで、このムラを解消するように構成されるのが拡散板3である。図3(B)は、拡散板3の透過率分布である。また、図3(A)は液晶パネル1に到達する輝度分布である。拡散板3の透過率分布は、図3(A)に示されるような、中心付近の輝度が高い輝度分布になるように構成される。
【0027】
具体的に、本実施例の拡散板3の透過率(図3(B))は、図3(C)の照度分布の明暗を反転しただけの分布ではなく、中心の蛍光管上とエッジ側の蛍光管上で異なる透過率を持つように構成される。そのために、拡散板3に形成される複数の遮光領域7の幅、及び透過率を、図3(B)の透過率を実現するように、それぞれの領域で調整して形成される。
【0028】
本実施例で用いるHCFLの方が、間隔が大きい。またHCFLの方が1つの管から出る光が多い。したがって、管の直情が極端に明るくなる。また、本実施例のように、光学的に考えた場合に管は中央に寄っている(荒い近似だが、反射シート6で光学系は折り返されるので、L1=L2,L3=L1/2が、光学的に均等配置である。)。そのため、エッジ部周辺が暗くなるという課題がある。これらの課題を解決する技術を以下に説明する。
【0029】
図4に拡散板3の上面図を示す。この図に示されるように、遮光領域7は、蛍光管の直上に、蛍光管の数に合わせて形成されている。各遮光領域7は、拡散板3を図3(B)の透過率となるように加工することで実現される。例えば、中央の遮光領域7は、図3(B)の(a)の部分の透過率となるように形成され、エッジ側の遮光領域7は、図3(B)の(b)の部分の透過率となるように形成される。また、この図では、各遮光領域7の間に間隙が設けられているが、この間隙は必ずしも必要ではなく、各遮光領域7は連続して形成されていても良い。
【0030】
以下に、図3(B)のような透過率を実現するための遮光領域7の例を実施例1〜4として示す。
【0031】
(実施例1)
実施例1として、本実施例で用いられる遮光領域7の詳細を図5、図6に示す。図5は、図4のSA1(中心側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図、図6は、図4のSA2(エッジ側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図である。図5、図6の(A)は上面図、(B)は断面図である。本実施例の遮光領域7は、拡散板3を複数の山形形状が連なるプリズム形状に加工したものであり、中心部と周辺部で山の大きさ(幅)の異なる。また、各山の左右の直線(稜線)は等しい長さで形成されている。
【0032】
図5では、幅の狭い山が多く形成され、図6では、幅の広い山が多く形成されている。SA1(中心側蛍光管上)とSA2(エッジ側蛍光管上)の間の蛍光管上の遮光領域7については、示していないが、SA1と同等、若しくはSA1とSA2の中間の大きさの山形形状を持つプリズムにすることで、透過率の連続性を持たせることが出来る。
【0033】
これにより、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0034】
尚、図6からも分かるように、SA2側の遮光領域7の形状は、光源5に対して左右非対称に形成されている。特に、エッジ側に広い山形形状が形成される。これにより、エッジ側でより高い透過率を実現できる。
【0035】
また、各山の形状は、その稜線が直線だけではなく、曲率の変化するものでも良い。例えば、球面レンズや非球面レンズ形状でも良い。
【0036】
(実施例2)
次に、実施例2として、遮光領域7の他の例を示す。図7は、図4のSA1(中心側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図、図8は、図4のSA2(エッジ側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図である。本実施例では、各山の左右の稜線の長さが異なるように形成されている。中心側が長く、周辺側が短い。
【0037】
また、本実施例では、実施例1と同様に、図7では、幅の狭い山が多く形成され、図8では、幅の広い山が多く形成されている。これにより、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0038】
尚、図8からも分かるように、SA2側の遮光領域7の形状は、実施例1と同様に、光源5に対して左右非対称に形成され、エッジ側に広い山形形状が形成される。これにより、エッジ側でより高い透過率を実現できる。
【0039】
(実施例3)
次に、実施例3として、遮光領域7の他の例を図9に示す。上記実施例1,2では、蛍光管に鉛直方向の断面のみが山形のプリズムであったが、本実施例では、蛍光管の鉛直方向と平行方向の2方向の断面で山形形状を持つプリズムである。
【0040】
この実施例においても、SA1(中心側蛍光管上)で幅の狭い山が多く形成し、SA2(エッジ側蛍光管上)で幅の広い山が多く形成することで、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0041】
また、2次元的にプリズム形状が形成されるため、反射する面数が多く、より高い均一化を期待できる。
【0042】
(実施例4)
次に、実施例4として、遮光領域7の他の例を図10、図11に示す。上記実施例1〜3では、プリズム状に加工する例を示したが、本実施例では、アルミなどの反射パターン8を拡散板3上に蒸着で形成し、反射パターン8の面積階調により透過率の位置分布を制御するものである。ここで、反射パターン8は、反射率の高いものであれば、その材質は問わない。図10は、SA1(中心側蛍光管上)の遮光領域7、図11は、SA2(エッジ側蛍光管上)の遮光領域7である。SA1(中心側蛍光管上)で幅の広い反射パターン8が多く形成され、SA2(エッジ側蛍光管上)で幅の狭い反射パターン8が多く形成することで、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0043】
尚、図11からも分かるように、SA2側の遮光領域7の形状は、光源5に対して左右非対称に形成されている。特に、エッジ側では、より狭い反射パターン8が形成される。これにより、エッジ側でより高い透過率を実現できる。また、エッジ側の透過率向上のために、図11の光源5よりもエッジ側の反射パターン8は、形成しなくてもよい。
【0044】
これまでの実施例は、光学シート2の直下に配置される拡散板3に、遮光領域7を形成した例を示した。次に、これ以外の構成例を実施例5として説明する。
【0045】
(実施例5)
本実施例の構成を図12に示す。本実施例では、拡散板3と光源5の間に、新規に中間板9を形成し、この中間板9上に遮光領域7を形成した。中間板9自体は、透明度の高い材質(アクリル板や、全光線透過率の高い拡散板など)で形成され、且つ、拡散板3と光源5からは離間して配置される。拡散板3の全光線透過率T1と中間板9の遮光領域7以外の全光線透過率T2の関係は、T2>T1の関係となるようにする。具体的には、T1は50〜60%、T2は70%程度である。これは、光源と光源の中間において、筐体4内の反射シート6で反射する光を出来るだけ中間板9から出射するためである。遮光領域7の形状は、上記実施例1〜4で示した構成が適用可能である。また、中間板9を光源5に近接出来れば出来るほど、遮光領域7が光源5に近いため、光源5に近いところである程度の均一化が行われ、且つ、中間板9と拡散板3間で更なる均一化が行われる。例えば、直径16mmのHCFLの場合、蛍光管と中間板9の間隔が3mmまで近接できれば、各遮光領域7の透過率分布は等しくても良い。ただし、本実施例では、中間板9と拡散板3の間に、中間板9である程度均一化された光を広げるため(遠方出射させるため)、ある程度の間隔を開けることが必要である。具体的は、直径16mmのHCFLの場合、10mm以上の間隔が必要である。
【0046】
本実施例では、遮光領域7が光源5に近いため、斜めから見たときに光源5を直視しできる範囲が狭くなるため、どの視野角でも輝度均一性を保つために有利に働く。
【0047】
また、本実施例では、拡散板3以外に中間板9を挿入し、且つ、中間板9と拡散板3間に距離を設けることで2段階で均一化を行っている。そのため、均一化の効果が大きく、液晶表示モジュールの薄型化が実現可能である。具体的には、図2の実施例では、筐体4の底面から拡散板3までの距離は40mm必要であるが、本実施例では、筐体4の底面から拡散板3までの距離は30mmで実現可能である。
【0048】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の液晶表示モジュールの斜視図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】本実施例の各構成要素の光の分布を示す図である。
【図4】拡散板3の上面図である。
【図5】遮光領域7(中心側蛍光管上)の詳細である。
【図6】遮光領域7(エッジ側蛍光管上)の詳細である。
【図7】遮光領域7(中心側蛍光管上)の詳細である。
【図8】遮光領域7(エッジ側蛍光管上)の詳細である。
【図9】遮光領域7の他の例である。
【図10】遮光領域7(中心側蛍光管上)の詳細である。
【図11】遮光領域7(エッジ側蛍光管上)の詳細である。
【図12】中間板9を有する実施例の断面図である。
【符号の説明】
【0050】
1 液晶パネル
2 光学フィルム
3 拡散板
4 筐体
5 光源
6 反射シート
7 遮光領域
8 反射パターン
9 中間板
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶表示装置に用いられる直下型バックライトに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
TFT(Thin Film Transistor)方式の液晶表示モジュールは、液晶テレビやパーソナルコンピュータ等の表示装置として広く使用されている。
【0003】
これらの液晶表示モジュールは、周囲にドレインドライバおよびゲートドライバが配置された液晶パネルと、当該液晶パネルを照射するバックライトとで構成される。
【0004】
このバックライトは、サイドライト型バックライトと、直下型バックライトに大別される。近年、液晶テレビの普及が著しいが、液晶テレビなどで用いられる液晶表示モジュールは、大型化、大画面化が進んでいる。このような大型、大画面の液晶表示モジュールでは、高輝度が得られる直下型バックライトが採用される。
【0005】
直下型バックライトの光源としては、専ら冷陰極蛍光管(CCFL)が用いられている。CCFLは、長寿命であるが、管径が細く、画面の大型化、大画面化が進むと、適用が困難になってくる。そこで、近年では、大型、大画面の液晶表示モジュールにも十分対応できるように、熱陰極蛍光管(HCFL)の適用が望まれている。
【0006】
HCFLは、CCFLに比べて管径が太く、輝度も高いため、CCFLよりも少ない本数で大画面用のバックライトを実現することが可能となる。しかしながら、本数が少ないために、輝度ムラが問題になってくる。
【0007】
蛍光管の数が少ない場合に、効率よく輝度ムラを低減する手段としては、蛍光管を均等配置するのではなく、粗密をつけて配置することで、画面中央付近の輝度が高く、周辺部の輝度を低くするような輝度分布をつけることが提案されている(下記特許文献1参照)。
【0008】
また、蛍光管に対する輝度ムラを解消する別の手段としては、ライトカーテンを用いる例が知られている。(下記特許文献2参照)
【特許文献1】特開平6−75216号公報
【特許文献2】特開2005−117023号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
HCFLを用いて画面中央の輝度が高い分布を実現しようとした場合、輝度や大きさの関係から、CCFLよりも蛍光管の使用本数が少なくなるため、蛍光管の配置位置だけの工夫では、実現が難しい。したがって、ライトカーテンを併用することが考えられる。
【0010】
上記に示されるような従来のライトカーテンの多くは、CCFLを前提として検討されてきたが、効率の低いCCFLでは、ライトカーテンの採用によって輝度が低下することを嫌い、ライトカーテン自体の採用を避ける傾向にあった。これに対して、HCFLでは、十分高い輝度が得られる。よって、ライトカーテンを用いても十分な輝度を得ることができる。
【0011】
しかしながら、上記従来例に示されるライトカーテンは、径の異なるドットパターンにより透過率分布を制御して輝度の均一化を図る技術である。このようなドットパターンは、管径が10φを超える高輝度光源、例えばHCFLを用いた場合、輝度の均一化には不十分である。なぜなら、ドットパターンには、反射材を印刷して作られるのが通常の方法であるが、印刷できる濃度(濃さ)に限界がある。管径が太いと1本の管から出る光の量が多くなるため、管の直上に照射される光の量が多くなるが、濃度に限界のあるドットパターンでは、管径の太い光源の光を十分に遮光できなくなり、管直上が明るくなりムラとなるからである。したがって、高輝度光源での輝度均一化は、ライトカーテンのみならず、蛍光管の配置位置の工夫まで考慮しなければ、均一化は困難である。
【0012】
本発明は、HCFLのような高輝度光源を用いた直下型バックライトを備える液晶表示装置において、高効率化と薄型均一化を両立することが可能となる技術を提供することにある。
【0013】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【0015】
液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトユニットは、筐体と、前記筐体内に配置される複数の光源と、前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板を備え、前記拡散板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする。
【0016】
または、液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、前記バックライトユニットは、筐体と、前記筐体内に配置される複数の光源と、前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板と、前記複数の光源と前記拡散板との間に形成される中間板を備え、前記中間板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする。
【0017】
また、前記光源は、熱陰極蛍光管(HCFL)である。
【0018】
また、前記遮光領域は、前記光源の長手方向に平行な山形形状のプリズムが形成される。
【0019】
また、前記複数の遮光領域は、矩形状の反射パターンが複数形成され、当該反射パターンの形成面積は、前記筐体中央部の遮光領域よりも前記筐体エッジ部の遮光領域で、狭い。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、HCFLのような高輝度の光源を用いても、輝度均一性の高い液晶表示モジュールを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【0022】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0023】
図1は、本発明の実施例の液晶表示モジュールの主要な構成を示す斜視図、図2は図1の断面図である。
【0024】
同図において、1は液晶パネル、2はプリズムシート、拡散シートなどの光学フィルム、3は拡散板、4は光源5が設置される筐体である。筐体4には、複数の光源5が設置されるが、本実施例では、HCFLが使用される。32インチのディスプレイの場合、直径16mmの管が、4〜6灯設けられるが、本実施例では、5灯設置した例を示す。また、筐体4内には、光源5からの光を反射するための反射シート6が敷かれている。拡散板3には、上記光源5の設置位置に合わせて、遮光領域7が設けられる。
【0025】
ここで、本実施例の各構成要素の光の分布を図3に示す。尚、この図では、中心から端部までの半分のみを示す。図示しない反対側の構成についても対称的に同じ構成となる。
【0026】
図3(D)は、光源であり、各蛍光管及びエッジまでの間隔は、L1〜L3で示されるが、本実施例では、これらの間隔はほぼ等ピッチである。具体的には、L1=L2≒L3(L3>L2/2)である。もちろん、L1≠L2≠L3とし、特に、L1<L2,L1≠L2≠L3とするの場合もある。例えば、HCFLの場合、L1=65mm、L2=67mm、L3=68mmとなる。これに対して、CCFLの場合、L1=L2≒L3=20〜25mm程度である。これらの光源から発せられる光が、拡散板3に到達する際の照度分布が(C)である。中心、及びその隣の蛍光管上の照度は、ほぼ管断面に沿った形状になる。しかし、エッジ側の蛍光管上では、エッジ側に隣接する蛍光管が無く、空間が広がることにより、照度がエッジ側に行くほど落ちていく傾向になる。そこで、このムラを解消するように構成されるのが拡散板3である。図3(B)は、拡散板3の透過率分布である。また、図3(A)は液晶パネル1に到達する輝度分布である。拡散板3の透過率分布は、図3(A)に示されるような、中心付近の輝度が高い輝度分布になるように構成される。
【0027】
具体的に、本実施例の拡散板3の透過率(図3(B))は、図3(C)の照度分布の明暗を反転しただけの分布ではなく、中心の蛍光管上とエッジ側の蛍光管上で異なる透過率を持つように構成される。そのために、拡散板3に形成される複数の遮光領域7の幅、及び透過率を、図3(B)の透過率を実現するように、それぞれの領域で調整して形成される。
【0028】
本実施例で用いるHCFLの方が、間隔が大きい。またHCFLの方が1つの管から出る光が多い。したがって、管の直情が極端に明るくなる。また、本実施例のように、光学的に考えた場合に管は中央に寄っている(荒い近似だが、反射シート6で光学系は折り返されるので、L1=L2,L3=L1/2が、光学的に均等配置である。)。そのため、エッジ部周辺が暗くなるという課題がある。これらの課題を解決する技術を以下に説明する。
【0029】
図4に拡散板3の上面図を示す。この図に示されるように、遮光領域7は、蛍光管の直上に、蛍光管の数に合わせて形成されている。各遮光領域7は、拡散板3を図3(B)の透過率となるように加工することで実現される。例えば、中央の遮光領域7は、図3(B)の(a)の部分の透過率となるように形成され、エッジ側の遮光領域7は、図3(B)の(b)の部分の透過率となるように形成される。また、この図では、各遮光領域7の間に間隙が設けられているが、この間隙は必ずしも必要ではなく、各遮光領域7は連続して形成されていても良い。
【0030】
以下に、図3(B)のような透過率を実現するための遮光領域7の例を実施例1〜4として示す。
【0031】
(実施例1)
実施例1として、本実施例で用いられる遮光領域7の詳細を図5、図6に示す。図5は、図4のSA1(中心側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図、図6は、図4のSA2(エッジ側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図である。図5、図6の(A)は上面図、(B)は断面図である。本実施例の遮光領域7は、拡散板3を複数の山形形状が連なるプリズム形状に加工したものであり、中心部と周辺部で山の大きさ(幅)の異なる。また、各山の左右の直線(稜線)は等しい長さで形成されている。
【0032】
図5では、幅の狭い山が多く形成され、図6では、幅の広い山が多く形成されている。SA1(中心側蛍光管上)とSA2(エッジ側蛍光管上)の間の蛍光管上の遮光領域7については、示していないが、SA1と同等、若しくはSA1とSA2の中間の大きさの山形形状を持つプリズムにすることで、透過率の連続性を持たせることが出来る。
【0033】
これにより、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0034】
尚、図6からも分かるように、SA2側の遮光領域7の形状は、光源5に対して左右非対称に形成されている。特に、エッジ側に広い山形形状が形成される。これにより、エッジ側でより高い透過率を実現できる。
【0035】
また、各山の形状は、その稜線が直線だけではなく、曲率の変化するものでも良い。例えば、球面レンズや非球面レンズ形状でも良い。
【0036】
(実施例2)
次に、実施例2として、遮光領域7の他の例を示す。図7は、図4のSA1(中心側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図、図8は、図4のSA2(エッジ側蛍光管上)の遮光領域7の拡大図である。本実施例では、各山の左右の稜線の長さが異なるように形成されている。中心側が長く、周辺側が短い。
【0037】
また、本実施例では、実施例1と同様に、図7では、幅の狭い山が多く形成され、図8では、幅の広い山が多く形成されている。これにより、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0038】
尚、図8からも分かるように、SA2側の遮光領域7の形状は、実施例1と同様に、光源5に対して左右非対称に形成され、エッジ側に広い山形形状が形成される。これにより、エッジ側でより高い透過率を実現できる。
【0039】
(実施例3)
次に、実施例3として、遮光領域7の他の例を図9に示す。上記実施例1,2では、蛍光管に鉛直方向の断面のみが山形のプリズムであったが、本実施例では、蛍光管の鉛直方向と平行方向の2方向の断面で山形形状を持つプリズムである。
【0040】
この実施例においても、SA1(中心側蛍光管上)で幅の狭い山が多く形成し、SA2(エッジ側蛍光管上)で幅の広い山が多く形成することで、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0041】
また、2次元的にプリズム形状が形成されるため、反射する面数が多く、より高い均一化を期待できる。
【0042】
(実施例4)
次に、実施例4として、遮光領域7の他の例を図10、図11に示す。上記実施例1〜3では、プリズム状に加工する例を示したが、本実施例では、アルミなどの反射パターン8を拡散板3上に蒸着で形成し、反射パターン8の面積階調により透過率の位置分布を制御するものである。ここで、反射パターン8は、反射率の高いものであれば、その材質は問わない。図10は、SA1(中心側蛍光管上)の遮光領域7、図11は、SA2(エッジ側蛍光管上)の遮光領域7である。SA1(中心側蛍光管上)で幅の広い反射パターン8が多く形成され、SA2(エッジ側蛍光管上)で幅の狭い反射パターン8が多く形成することで、中心側蛍光管上SA1とエッジ側蛍光管上SA2で透過率を変えることができる。
【0043】
尚、図11からも分かるように、SA2側の遮光領域7の形状は、光源5に対して左右非対称に形成されている。特に、エッジ側では、より狭い反射パターン8が形成される。これにより、エッジ側でより高い透過率を実現できる。また、エッジ側の透過率向上のために、図11の光源5よりもエッジ側の反射パターン8は、形成しなくてもよい。
【0044】
これまでの実施例は、光学シート2の直下に配置される拡散板3に、遮光領域7を形成した例を示した。次に、これ以外の構成例を実施例5として説明する。
【0045】
(実施例5)
本実施例の構成を図12に示す。本実施例では、拡散板3と光源5の間に、新規に中間板9を形成し、この中間板9上に遮光領域7を形成した。中間板9自体は、透明度の高い材質(アクリル板や、全光線透過率の高い拡散板など)で形成され、且つ、拡散板3と光源5からは離間して配置される。拡散板3の全光線透過率T1と中間板9の遮光領域7以外の全光線透過率T2の関係は、T2>T1の関係となるようにする。具体的には、T1は50〜60%、T2は70%程度である。これは、光源と光源の中間において、筐体4内の反射シート6で反射する光を出来るだけ中間板9から出射するためである。遮光領域7の形状は、上記実施例1〜4で示した構成が適用可能である。また、中間板9を光源5に近接出来れば出来るほど、遮光領域7が光源5に近いため、光源5に近いところである程度の均一化が行われ、且つ、中間板9と拡散板3間で更なる均一化が行われる。例えば、直径16mmのHCFLの場合、蛍光管と中間板9の間隔が3mmまで近接できれば、各遮光領域7の透過率分布は等しくても良い。ただし、本実施例では、中間板9と拡散板3の間に、中間板9である程度均一化された光を広げるため(遠方出射させるため)、ある程度の間隔を開けることが必要である。具体的は、直径16mmのHCFLの場合、10mm以上の間隔が必要である。
【0046】
本実施例では、遮光領域7が光源5に近いため、斜めから見たときに光源5を直視しできる範囲が狭くなるため、どの視野角でも輝度均一性を保つために有利に働く。
【0047】
また、本実施例では、拡散板3以外に中間板9を挿入し、且つ、中間板9と拡散板3間に距離を設けることで2段階で均一化を行っている。そのため、均一化の効果が大きく、液晶表示モジュールの薄型化が実現可能である。具体的には、図2の実施例では、筐体4の底面から拡散板3までの距離は40mm必要であるが、本実施例では、筐体4の底面から拡散板3までの距離は30mmで実現可能である。
【0048】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の液晶表示モジュールの斜視図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】本実施例の各構成要素の光の分布を示す図である。
【図4】拡散板3の上面図である。
【図5】遮光領域7(中心側蛍光管上)の詳細である。
【図6】遮光領域7(エッジ側蛍光管上)の詳細である。
【図7】遮光領域7(中心側蛍光管上)の詳細である。
【図8】遮光領域7(エッジ側蛍光管上)の詳細である。
【図9】遮光領域7の他の例である。
【図10】遮光領域7(中心側蛍光管上)の詳細である。
【図11】遮光領域7(エッジ側蛍光管上)の詳細である。
【図12】中間板9を有する実施例の断面図である。
【符号の説明】
【0050】
1 液晶パネル
2 光学フィルム
3 拡散板
4 筐体
5 光源
6 反射シート
7 遮光領域
8 反射パターン
9 中間板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、
前記バックライトユニットは、
筐体と、
前記筐体内に配置される複数の光源と、
前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板を備え、
前記拡散板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、
前記バックライトユニットは、
筐体と、
前記筐体内に配置される複数の光源と、
前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板と、
前記複数の光源と前記拡散板との間に形成される中間板を備え、
前記中間板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
前記光源は、熱陰極蛍光管(HCFL)であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記複数の遮光領域のそれぞれの幅は、前記光源の径方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記遮光領域は、前記光源の長手方向に平行な山形形状の凹凸が形成されることを特徴とする請求項1または5に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記遮光領域の山形形状は、中心部で幅の狭い山形であり、周辺部で幅の広い山形形状であることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
前記遮光領域の凹凸のそれぞれの山は、中心側の稜線が長く、周辺側の稜線が短いことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項9】
前記筐体エッジ部の前記遮光領域の山形形状は、前記光源を中心にして、筐体中心側と筐体エッジ側の形状が非対称に形成され、筐体エッジ側の方が透過率が高く形成されることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項10】
前記複数の遮光領域は、矩形状の反射パターンが複数形成され、当該反射パターンの形成面積は、前記筐体中央部の遮光領域よりも前記筐体エッジ部の遮光領域で、狭いことを特徴とする請求項1または5に記載の液晶表示装置。
【請求項11】
前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が同じであることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項12】
前記中間板の遮光領域を除く全光線透過率が、前記拡散板の全光線透過率よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項1】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、
前記バックライトユニットは、
筐体と、
前記筐体内に配置される複数の光源と、
前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板を備え、
前記拡散板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備え、前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの表示面と反対の側に配置されるバックライトユニットとを備える液晶表示装置であって、
前記バックライトユニットは、
筐体と、
前記筐体内に配置される複数の光源と、
前記複数の光源と前記液晶パネル間に配置される拡散板と、
前記複数の光源と前記拡散板との間に形成される中間板を備え、
前記中間板は、前記複数の光源の各光源上に相当する位置に複数の遮光領域を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項3】
前記光源は、熱陰極蛍光管(HCFL)であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記複数の遮光領域のそれぞれの幅は、前記光源の径方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が異なることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記遮光領域は、前記光源の長手方向に平行な山形形状の凹凸が形成されることを特徴とする請求項1または5に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記遮光領域の山形形状は、中心部で幅の狭い山形であり、周辺部で幅の広い山形形状であることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
前記遮光領域の凹凸のそれぞれの山は、中心側の稜線が長く、周辺側の稜線が短いことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項9】
前記筐体エッジ部の前記遮光領域の山形形状は、前記光源を中心にして、筐体中心側と筐体エッジ側の形状が非対称に形成され、筐体エッジ側の方が透過率が高く形成されることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項10】
前記複数の遮光領域は、矩形状の反射パターンが複数形成され、当該反射パターンの形成面積は、前記筐体中央部の遮光領域よりも前記筐体エッジ部の遮光領域で、狭いことを特徴とする請求項1または5に記載の液晶表示装置。
【請求項11】
前記筐体中央部の遮光領域と、前記筐体エッジ部の遮光領域とでは、透過率が同じであることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項12】
前記中間板の遮光領域を除く全光線透過率が、前記拡散板の全光線透過率よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2008−14984(P2008−14984A)
【公開日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−182951(P2006−182951)
【出願日】平成18年7月3日(2006.7.3)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】(506087819)株式会社IPSアルファテクノロジ (443)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年7月3日(2006.7.3)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】(506087819)株式会社IPSアルファテクノロジ (443)
【Fターム(参考)】
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