JP2005150056A - 液晶表示装置用バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直下型のバックライト装置において、液晶パネルの表示画面の輝度ムラをなくして高画質化を図ると共に、部品点数を削減する。
【解決手段】内側の冷陰極管３ｂ，３ｃから反射板４の反射面までの距離ｄ２が、外側の冷陰極管３ａ，３ｄから反射板４の反射面までの距離ｄ３より短くなるようして、液晶パネル１の表示画面の中央部分の輝度ムラをなくす。また、表示画面の縦方向ｈにおける内側の２本の冷陰極管３ｂ，３ｃの間隔ｈ１が、表示画面の縦方向ｈにおける内側の冷陰極管３ｂとこれに隣接する外側の冷陰極管３ａとの間隔ｈ２、又は内側の冷陰極管３ｃとこれに隣接する外側の冷陰極管３ｄとの間隔ｈ２より狭くなるようにして、表示画面の中央部分の輝度を確保する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置の液晶パネルを後方から照射する直下型のバックライト装置に関する。

従来から、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置に代わって、省スペース、省エネルギー等の特徴を有する液晶表示装置が普及してきている。図４に示されるように、従来の液晶表示装置１００は、電子シャッターとして機能する液晶パネル１０１と、光源となるバックライト装置１０２とを備えており、バックライト装置１０２から照射される光の透過を液晶パネル１０１で制御することにより画像を表示する。なお、図１乃至図６において、液晶パネルの表示画面及びバックライト装置の縦方向をｈ、横方向をｗで示している。バックライト装置には、直下型のバックライト装置１０２やサイドエッジ型のバックライト装置等があり、このうち直下型のバックライト装置１０２は、ランプの本数を任意に増加させることができるため、高い画面輝度が要求される液晶表示装置に使用されている。図５に示されるように、直下型のバックライト装置１０２は、液晶パネル１０１を背面から照射するための複数本の冷陰極管（ランプ）１０３と、金属フレーム１４１に反射シート１４２を被覆して形成された、冷陰極管１０３からの光を反射するための反射板１０４と、冷陰極管１０３からの直射光及び反射板１０４からの反射光を前方に拡散照射するための拡散板１０５と、複数枚のレンズシート及び拡散シート等を組み合わせてなるシート１０６と、これらを固定するモールドフレーム１０７等を備えている。このような直下型バックライト装置１０２では、冷陰極管１０３の配置の仕方等によって、液晶パネル１０１の表示画面に輝度ムラが発生する場合があり、画質が低下する虞があった。このため、液晶表示装置１００の画質を向上させるためには、直下型のバックライト装置１０２の発光面の輝度均斉度を高めることが重要な課題となる。

一方、並列配置されたランプの配列間隔、ランプの中心軸と拡散板の間の距離、及び拡散板の全光線透過率の関係を一定の領域内に設定することにより、直下型バックライト装置の基本構成のみによって、高輝度化、薄型化を図り、かつ、輝度均斉度を高くすることができるようにした直下型バックライト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、直管型ランプ間の距離を、液晶パネルの表示画面の中心部で狭く、その表示画面端側に向けて広くなるように設定することにより、直下型のバックライト装置の構成部品を換えることなく、表示画面の実用輝度を確保しつつ、装置の低消費電力化を図ることができるようにした直下型バックライト装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−２２２８５号公報 特開２００２−８２６２６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２のいずれに記載されているバックライト装置においても、ランプは反射面までの距離が一定になるように配置されているため、表示画面の輝度ムラや影をなくすには、ランプの本数を増やすかシート等に頼るしかなく、部品点数が多くなり、コスト的に不利だった。

ところで、図６に示されるように、冷陰極管１０３から反射板１０４の反射面までの距離ｄ’２が一律同じになるように冷陰極管１０３を並列配置すると、液晶表示装置本体１１０の薄型化を図ることができる利点がある。しかしながら、直下型のバックライト装置１０２を有する液晶表示装置１００は、図４に示されるように、スタンド１２０を利用して設置される場合が多く、スタンド１２０を利用して設置される場合には設置スペースとして少なくともスタンド１２０の足幅ｄ’が必要となる。従って、液晶表示装置本体１１０の厚さｄ’１が若干厚くなったとしても、設置スペースとしてはあまり問題にならないと考えられる。むしろ、液晶表示装置本体１１０の厚さｄ’１が若干厚くなったとしても、液晶表示装置１００はＣＲＴ表示装置と比較して十分に薄いため、液晶表示装置本体１１０の厚さｄ’１を若干厚くして液晶表示装置１００の高画質化と低価格化が実現できれば、ＣＲＴ表示装置に対する液晶表示装置１００の優位性が更に増すものと考えられる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、液晶パネルの表示画面の輝度ムラをなくして液晶表示装置の高画質化を図ることができると共に、部品点数を削減してコストダウンを図ることができるバックライト装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、液晶パネルを背面から照射するための４本の直管型冷陰極管と、前記冷陰極管の背面に位置して前記冷陰極管からの光を反射する反射板とを備えた直下型のバックライト装置において、前記冷陰極管は、前記液晶パネルの表示画面の略中央を通る横断面を対称面として上下対称に、前記表示画面の横方向と略平行に配置され、前記表示画面の輝度ムラをなくすために、内側の２本の前記冷陰極管から前記反射板の反射面までの距離が、外側の２本の前記冷陰極管から前記反射面までの距離より短くなるように配置され、かつ、前記表示画面の中央部分の輝度を該表示画面の上下端部分の輝度より高くするために、前記表示画面の縦方向における前記内側の２本の冷陰極管の間隔が、前記表示画面の縦方向における前記内側の冷陰極管とこの冷陰極管に隣接する外側の冷陰極管との間隔より狭くなるように配置されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置用バックライト装置において、前記直管型冷陰極管の上側２本を１本のＵ字型冷陰極管に換え、前記直管型冷陰極管の下側２本を１本のＵ字型冷陰極管に換えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、液晶パネルを背面から照射するための複数本の直管型ランプと、前記ランプの背面に位置して前記ランプからの光を反射する反射板とを備えた直下型のバックライト装置において、前記ランプから前記反射板の反射面までの距離を一律同じにせず、前記液晶パネルの表示画面の略中央を通る横断面又は縦断面を対称面として上下対称又は左右対称になるように、前記ランプから前記反射面までの距離を各陰極管ごとに変化させることにより前記表示画面の輝度ムラをなくしたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の液晶表示装置用バックライト装置において、前記直管型ランプの２本を１本のＵ字型ランプに換えたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置用バックライト装置において、前記表示画面の中央部分の輝度を該表示画面の端部分の輝度より高くするために、前記表示画面の縦方向又は横方向における前記ランプの間隔を、前記表示画面の中央部分で狭く、前記表示画面の端部分側に向けて広くなるように設定したことを特徴とする。

以上のように請求項１の発明によれば、内側の冷陰極管から反射板の反射面までの距離が、外側の冷陰極管から反射面までの距離より短くなるように冷陰極管を配置することにより、内側の冷陰極管から液晶パネルまでの距離を長くとることができる。表示画面の輝度ムラは、冷陰極管の近傍が高輝度化することにより発生するため、内側の冷陰極管から液晶パネルまでの距離を長くとることにより、表示画面の中央部分の輝度ムラを抑制して液晶表示装置の高画質化を図ることができる。

また、液晶表示装置が、例えば、テレビジョン受像機として使用された場合、通常、視聴者の注意は表示画面の中央部分に注がれるため、表示画面の端部分を表示画面の中央部分より若干暗くしても、特に表示画面が視難くなるということはない。本発明によれば、表示画面の縦方向における内側の２本の冷陰極管の間隔が、表示画面の縦方向における内側の冷陰極管とこれに隣接する外側の冷陰極管との間隔より狭くなるように冷陰極管を配置することにより、表示画面の中央部分の輝度を表示画面の上下端部分の輝度より高くすることができるため、冷陰極管から照射される光を効率的に利用して、表示画面の実用輝度を確保しつつ、冷陰極管の本数を減らし、コストダウンを図ることができる。

また、直管型の冷陰極管を表示画面の横方向と略平行になるように配置することにより、冷陰極管を表示画面の縦方向と略平行になるように配置する場合と比較して冷陰極管の長さを長くとれるため、十分な輝度を確保しつつ冷陰極管の本数を減らして部品点数を削減することができる。

請求項２の発明によれば、直管型冷陰極管の２本を１本のＵ字型冷陰極管に換えることにより部品点数を減らしてコストダウンを図ることができる。

請求項３の発明によれば、ランプから反射板の反射面までの距離を一律同じにせず、各ランプごとにランプから反射面までの距離を変化させることにより、ランプから液晶パネルまでの距離を調整して表示画面の輝度ムラを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態によるバックライト装置について図１及び図２を参照して説明する。バックライト装置２は、液晶パネル１を背面から照射するための４本の直管型冷陰極管（直管型ランプ）３ａ〜３ｄと、冷陰極管３ａ〜３ｄからの光を反射するための反射板４と、冷陰極管３ａ〜３ｄからの直射光及び反射板４からの反射光を前方に拡散照射するための拡散板５と、複数枚の機能性シートからなるシート６と、これらを固定するモールドフレーム７等を備えている。

冷陰極管３ａ〜３ｄの両端部にはランプソケット３1が取り付けられており、各冷陰極管３ａ〜３ｄは、このランプソケット３1を介して不図示のインバータ回路に接続されている。また、冷陰極管３ａ〜３ｄは、ランプホルダー３２により両端部付近が覆われた状態で反射板４の前方に固定される。反射板４は、金属フレーム４１に光反射率の高い反射シート４２を被覆することにより形成されており、縦方向ｈの端部には、光を液晶パネル１側に向けて集光させるために勾配が設けられている。シート６は、表示画面を明るくするためのレンズシート６１や光を拡散するための拡散シート６２等により構成されている。

次に、冷陰極管３ａ〜３ｄの配置について、より詳細に説明する。冷陰極管３ａ〜３ｄは、内側の冷陰極管３ｂ，３ｃから反射板４の反射面までの距離ｄ２が、外側の冷陰極管３ａ，３ｄから反射面４までの距離ｄ３より短くなるように配置されている。距離ｄ２が距離ｄ３より短くなるように冷陰極管３ａ〜３ｄを配置することにより、内側の冷陰極管３ｂ，３ｃから液晶パネル１までの距離を長くとることができる。表示画面の輝度ムラは、冷陰極管３ａ〜３ｄの近傍が高輝度化することにより発生するため、内側の冷陰極管３ｂ，３ｃから液晶パネル１までの距離を長くとることにより、表示画面の中央部分の輝度ムラを抑制して液晶表示装置の高画質化を図ることができる。本実施形態においては、後述するように、表示画面の中心部分の輝度を表示画面の上下端部分の輝度より高くしているため、内側の冷陰極管３ｂ，３ｃから液晶パネル１までの距離を長くとることによって、表示画面の中央部分の輝度ムラを、より効果的に抑制することができる。

図６に示されるように、従来のバックライト装置１０２においては、冷陰極管１０３から反射板１０４の反射面までの距離ｄ’２を一律同じにして、冷陰極管１０３の本数やシート１０６の枚数を増やすことにより輝度ムラをなくしていたが、本実施形態においては、冷陰極管３ａ〜３ｄから反射面までの距離ｄ２，ｄ３を冷陰極管３ａ〜３ｄごとに変化させることにより表示画面の輝度ムラをなくしている。このため、液晶表示装置本体１０の厚さｄ１は、従来の液晶表示装置本体１１０の厚さｄ’１より厚いものとなるが、冷陰極管の本数や、これに付随するランプソケット３１、インバータ回路等の部品や、シートの枚数を削減することでき、コストダウンを図ることができる。

また、冷陰極管３ａ〜３ｄは、表示画面の縦方向ｈにおける内側の２本の冷陰極管３ｂ，３ｃの間隔ｈ１が、表示画面の縦方向ｈにおける内側の冷陰極管３ｂとこれに近接する外側の冷陰極管３ａとの間隔ｈ２、又は内側の冷陰極管３ｃとこれに隣接する外側の冷陰極管３ｄとの間隔ｈ２より狭くなるように配置されている。本実施形態によれば、間隔ｈ１が間隔ｈ２より狭くなるように冷陰極管３ａ〜３ｄを配置することにより、表示画面の中央部分の輝度を表示画面の上下端部分の輝度より高くすることができるため、冷陰極管３ａ〜３ｄから照射される光を効率的に利用して、表示画面の実用輝度を確保しつつ、冷陰極管の本数やこれに付随する部品を減らし、コストダウンを図ることができる。

また、冷陰極管３ａ〜３ｄは、液晶パネル１の表示画面の略中央を通る横断面ｓを対称面として上下対称に、表示画面の横方向ｗと略平行に配置されている。冷陰極管３ａ〜３ｄが表示画面の横方向ｗと略平行になるように配置されることにより、冷陰極管３ａ〜３ｄが表示画面の縦方向ｈと略平行になるように配置される場合と比較して、冷陰極管３ａ〜３ｄの長さを長くとれるため、十分な輝度を確保しつつ冷陰極管の本数を減らすことができ、部品点数を削減することができる。

次に、第２の実施形態によるバックライト装置について図３を参照して説明する。第２の実施形態によるバックライト装置２は、Ｕ字型冷陰極管（Ｕ字型ランプ）１３ａ，１３ｂを用いる点で第１の実施形態によるバックライト装置２と異なる。図３に示されるように、本実施形態におけるバックライト装置２は、第１の実施形態におけるバックライト装置２の上側２本の直管型冷陰極管３ａ，３ｂを１本のＵ字型冷陰極管１３ａに換え、下側２本の直管型冷陰極管３ｃ，３ｄを１本のＵ字型冷陰極管１３ｂに換えている。４本の直管型冷陰極管３ａ〜３ｄを２本のＵ字型冷陰極管１３ａ，１３ｂに換えることにより、インバータ回路やランプソケット３１などの部品点数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られることなく、種々の変形が可能である。例えば、冷陰極管として、直管型冷陰極管又はＵ字型冷陰極管のいずれか一種類を用いる必要はなく、これらを組み合わせて使用することも可能である。また、本実施形態においては、冷陰極管を表示画面の横方向と略平行になるように配置した場合について説明したが、冷陰極管を表示画面の縦方向と略平行になるように配置してもよい。また、使用される冷陰極管は、偶数本である必要はなく、奇数本であってもよい。奇数本の場合、１本を対称面付近に配置することにより、対称面に対して上下対称又は左右対称になるように冷陰極管を配置することができる。また、本実施形態においては、ランプとして冷陰極管を用いた場合について説明したが、他の種類のランプであってもよい。

本発明の第１の実施形態によるバックライト装置の斜視図。 同バックライト装置に液晶パネルを取り付けた状態のＡ−Ａ線断面図。 本発明の第２の実施形態によるバックライト装置の斜視図。 従来例による液晶表示装置の側面図。 従来例によるバックライト装置の斜視図。 従来例によるバックライト装置に液晶パネルを取り付けた状態のＡ’−Ａ’線断面図。

符号の説明

１ 液晶パネル
２ バックライト装置
３ａ〜３ｄ 直管型冷陰極管（直管型ランプ）
４ 反射板
１３ａ，１３ｂ Ｕ字型冷陰極管（Ｕ字型ランプ）
ｄ２ 内側の冷陰極管（ランプ）から反射板の反射面までの距離
ｄ３ 外側の冷陰極管（ランプ）から反射板の反射面までの距離
ｈ 表示画面の縦方向
ｈ１ 表示画面の縦方向における内側の２本の冷陰極管の間隔
ｈ２ 表示画面の縦方向における内側の冷陰極管とこの冷陰極管に隣接する外側の冷陰極管との間隔
ｓ 液晶パネルの表示画面の略中央を通る横断面
ｗ 表示画面の横方向

Claims (5)

1. 液晶パネルを背面から照射するための４本の直管型冷陰極管と、前記冷陰極管の背面に位置して前記冷陰極管からの光を反射する反射板とを備えた直下型のバックライト装置において、
   前記冷陰極管は、
   前記液晶パネルの表示画面の略中央を通る横断面を対称面として上下対称に、前記表示画面の横方向と略平行に配置され、
   前記表示画面の輝度ムラをなくすために、内側の２本の前記冷陰極管から前記反射板の反射面までの距離が、外側の２本の前記冷陰極管から前記反射面までの距離より短くなるように配置され、
   かつ、前記表示画面の中央部分の輝度を該表示画面の上下端部分の輝度より高くするために、前記表示画面の縦方向における前記内側の２本の冷陰極管の間隔が、前記表示画面の縦方向における前記内側の冷陰極管とこの冷陰極管に隣接する外側の冷陰極管との間隔より狭くなるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置用バックライト装置。
2. 前記直管型冷陰極管の上側２本を１本のＵ字型冷陰極管に換え、前記直管型冷陰極管の下側２本を１本のＵ字型冷陰極管に換えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライト装置。
3. 液晶パネルを背面から照射するための複数本の直管型ランプと、前記ランプの背面に位置して前記ランプからの光を反射する反射板とを備えた直下型のバックライト装置において、
   前記ランプから前記反射板の反射面までの距離を一律同じにせず、前記液晶パネルの表示画面の略中央を通る横断面又は縦断面を対称面として上下対称又は左右対称になるように、前記ランプから前記反射面までの距離を各陰極管ごとに変化させることにより前記表示画面の輝度ムラをなくしたことを特徴とする液晶表示装置用バックライト装置。
4. 前記直管型ランプの２本を１本のＵ字型ランプに換えたことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置用バックライト装置。
5. 前記表示画面の中央部分の輝度を該表示画面の端部分の輝度より高くするために、前記表示画面の縦方向又は横方向における前記ランプの間隔を、前記表示画面の中央部分で狭く、前記表示画面の端部分側に向けて広くなるように設定したことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置用バックライト装置。

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