JP2007073194A - Direct backlight device and thin display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、独立に輝度調整が可能な複数の円柱光源を備えた直下型バックライト装置の構造およびこの直下型バックライト装置を用いた液晶TV、液晶モニタ等の薄型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a structure of a direct type backlight device including a plurality of cylindrical light sources capable of independently adjusting brightness, and a thin display device such as a liquid crystal TV and a liquid crystal monitor using the direct type backlight device.
従来の液晶表示装置に用いる直下型バックライト装置においては、液晶表示装置を使用する時には常に全光源を点灯しているため、例えば表示画面内の大部分を暗い領域が占める画像を表示する際には白浮きするなど、コントラストが十分に取れないという問題があった。 In a direct backlight device used in a conventional liquid crystal display device, all light sources are always turned on when the liquid crystal display device is used. For example, when displaying an image in which a dark region occupies most of the display screen. There was a problem that the contrast could not be taken sufficiently, such as white floating.
また、液晶表示装置の表示画面内の平均輝度に応じて、全光源の輝度の調整を行った場合でも、コントラストの向上は得られないという問題があった。例えば、表示画面内の大部分を暗い領域が占める場合、全光源の輝度を低下させることにより見かけ上のコントラストの向上を図ることは可能である。しかし、明るい領域も暗い領域と同レベルの輝度調整が行われるため、表示画面内の相対輝度は変化せず、事実上コントラストは向上しない。 Further, there is a problem that the contrast cannot be improved even when the luminance of all light sources is adjusted according to the average luminance in the display screen of the liquid crystal display device. For example, when a dark region occupies most of the display screen, it is possible to improve the apparent contrast by reducing the luminance of all light sources. However, since the brightness adjustment of the bright area is performed at the same level as that of the dark area, the relative brightness in the display screen does not change, and the contrast is not effectively improved.
上述のような課題を解決するために、液晶表示装置のバックライトが複数の発光領域を有し、これらの各発光領域には蛍光ランプが設けられ、各蛍光ランプを1本ずつ順次点灯および消灯させる液晶表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve the above-described problems, the backlight of the liquid crystal display device has a plurality of light emitting regions, and each of these light emitting regions is provided with a fluorescent lamp, and each fluorescent lamp is sequentially turned on and off one by one. A liquid crystal display device is disclosed (for example, see Patent Document 1).
このような装置では、複数の円柱光源を各発光領域に分割し、各発光領域の輝度を独立に調整することにより、表示画面内に帯状の輝度分布を持たせ、表示画面内のコントラストを向上させることができる。例えば、液晶表示装置の表示画面内の大部分を暗い領域が占める場合、暗い領域の輝度のみ低下させ、明るい領域の輝度を変化させないことにより、液晶表示装置の表示画面内のコントラストは向上する。ここでは、この各発光領域の円柱光源を輝度調整することにより表示画面内に帯状の輝度分布を持たせることを帯状制御と呼ぶ。 In such a device, a plurality of cylindrical light sources are divided into each light emitting area, and the brightness of each light emitting area is adjusted independently, thereby providing a band-like luminance distribution in the display screen and improving the contrast in the display screen. Can be made. For example, when a dark region occupies most of the display screen of the liquid crystal display device, only the brightness of the dark region is reduced and the brightness of the bright region is not changed, thereby improving the contrast in the display screen of the liquid crystal display device. Here, providing the striped luminance distribution in the display screen by adjusting the luminance of the cylindrical light source in each light emitting region is referred to as strip-shaped control.
帯状制御を行う場合、発光領域から射出される光の指向性が低いと、発光領域外に光が分散し、消灯している他の領域で光が重畳するため、表示画面内のコントラストが低下する。一方、各発光領域から射出される光の指向性が高いと、消灯している他の領域に光が分散しないため、表示画面内のコントラストが向上する。ここで、指向性とは各発光領域の表示画面上における輝度分布の広がりを示し、輝度分布の広がりが狭くなることを指向性が高くなるという。 When performing strip-shaped control, if the directivity of light emitted from the light emitting area is low, the light is dispersed outside the light emitting area, and light is superimposed on other areas that are turned off, so the contrast in the display screen decreases. To do. On the other hand, when the directivity of the light emitted from each light emitting area is high, the light is not dispersed in other areas that are turned off, so that the contrast in the display screen is improved. Here, the directivity indicates the spread of the luminance distribution on the display screen of each light emitting area, and the directivity increases when the spread of the luminance distribution becomes narrow.
帯状制御を行う場合に各発光領域の指向性を高めるために、特許文献2では、基板に複数の放物面を設け、それぞれの放物面によって規定される空間内に複数の光源を設け、この光源上に遮光層を設けた直下型バックライト装置が開示されている。なお、遮光層は、光源の放物面開口部に面した表面上に形成される。これにより、光源から開口部の方向に発せられる光を遮り、指向性の高い、明るい照明手段を提供できる。
In order to increase the directivity of each light emitting region when performing strip-shaped control, in
しかし、特許文献2に開示されている直下型バックライト装置は、構造が複雑なため、製造が困難な上、コストが高くなるという問題がある。また、全発光領域を点灯させた場合に、表示画面において各放物面の接触部が局所的な暗部となり、表示画面内の輝度均一性が悪くなるという問題がある。なお、この暗部による問題を解決するには、放物面と光拡散板との間隔を広くしたり、光拡散板を多数用いたりして、暗部を拡散させる等の対処が必要であり、装置の厚型化、光学部材の増加等の別の問題が発生する。
However, the direct type backlight device disclosed in
この発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、帯状制御を行う場合に、各発光領域から射出される光の指向性を高めるとともに、全発光領域を点灯させたときの液晶表示装置の表示画面内の輝度均一性が高く、単純な構造の直下型バックライト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When performing strip-shaped control, the directivity of light emitted from each light emitting area is improved and all the light emitting areas are turned on. An object of the present invention is to provide a direct type backlight device having a simple structure with high luminance uniformity in the display screen of a liquid crystal display device.
この発明に係る直下型バックライト装置は、拡散層と反射板との間に、独立に輝度調節が可能な複数本の円柱光源を平行に配列し、反射板から法線方向に高さを持つ反射壁を、円柱光源の間に位置するよう反射板上に配置し、複数配置された反射壁の内、両端に位置する反射壁の高さが両端以外に位置する反射壁の高さより低いことを特徴とする。 In the direct type backlight device according to the present invention, a plurality of cylindrical light sources capable of independently adjusting brightness are arranged in parallel between the diffusion layer and the reflecting plate, and have a height in the normal direction from the reflecting plate. The reflecting wall is arranged on the reflecting plate so as to be positioned between the cylindrical light sources, and the height of the reflecting walls located at both ends of the plurality of reflecting walls is lower than the height of the reflecting wall located at other than both ends. It is characterized by.
また、この発明に係る直下型バックライト装置は、拡散層と反射板との間に、独立に輝度調節が可能な複数本の円柱光源を平行に配列し、反射板から法線方向に高さを持つ反射壁を、円柱光源の間に位置するよう反射板上に配置し、全ての反射壁の高さは反射板と円柱光源との最短距離と円柱光源の管径との和以下であることを特徴とする。 In the direct type backlight device according to the present invention, a plurality of cylindrical light sources capable of independently adjusting the brightness are arranged in parallel between the diffusion layer and the reflecting plate, and the height from the reflecting plate in the normal direction is set. A reflecting wall having a thickness of 2 is placed on the reflecting plate so as to be positioned between the cylindrical light sources, and the height of all the reflecting walls is equal to or less than the sum of the shortest distance between the reflecting plate and the cylindrical light source and the tube diameter of the cylindrical light source. It is characterized by that.
この発明によれば、帯状制御を用いる場合において、液晶表示装置のコントラストが向上し、かつ表示画面内の輝度均一性が高い、単純な構造の直下型バックライト装置を実現できる。 According to the present invention, when the strip-like control is used, it is possible to realize a direct type backlight device having a simple structure in which the contrast of the liquid crystal display device is improved and the luminance uniformity in the display screen is high.
この発明に係る直下型バックライト装置は、平行に配列された円柱光源を備えたあらゆるバックライト装置に適用することができるが、以降では液晶パネルを備えた液晶表示装置に適用した場合を想定し、液晶表示装置において一般的である冷陰極管を円柱光源として使用する場合について説明する。 The direct type backlight device according to the present invention can be applied to any backlight device including columnar light sources arranged in parallel, but hereinafter, it is assumed to be applied to a liquid crystal display device including a liquid crystal panel. A case where a cold cathode tube that is common in a liquid crystal display device is used as a cylindrical light source will be described.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る直下型バックライト装置1(以降、本装置1と称す)の基本構成を示す概略構成図である。なお、この実施の形態1全体において、説明の便宜上、図1(a)に示すように紙面向かって左右の方向をX方向または縦方向、紙面に垂直な方向をY方向または横方向、紙面向かって上下の方向をZ方向または上下方向とする。本装置1は、独立に輝度調節が可能な円柱光源である冷陰極管2、反射板3、拡散層4および反射壁5から構成され、本装置1のX−Y平面における大きさは、対角約30インチ(縦 384mm×横 644mm)である。なお、反射板3の底面部3aと拡散層4は所定距離だけ離れて対面し、反射板3の底面部3aと拡散層4との間に冷陰極管2が位置している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of a direct type backlight device 1 (hereinafter referred to as the present device 1) according to
冷陰極管2は、管径が4mmであり、Y方向を長手方向として16本が平行に配列され、光を射出する。また、この実施の形態1では、2本の冷陰極管2を1ユニットとして8ユニットが形成され、ユニット毎にインバータ制御を行う。
The
反射板3は、底面部3aと側面部3bから構成されており、冷陰極管2から射出される光を拡散層4に向け反射する。反射板3のうち、底面部3aは冷陰極管2の下面にX−Y平面に平行に配置され、側面部3bは底面部3aと角度α=60°をなして傾斜して配置されている。
The reflecting
拡散層4は、厚さ約2mmの光拡散板の上に厚さ約0.2mmの集光型の拡散シート2枚を重ねたものであり、冷陰極管2の上面にX−Y平面に平行に配置されている。拡散層4は、冷陰極管2を間にして反射板3の底面部3aと向かい合っており、冷陰極管2から射出された光のうち、拡散層4の方向へ直接向かう光、および反射板3の底面部3aと側面部3bとにより拡散層4の方向へ反射された光は、この拡散層4に入射した後、拡散シートを通過しながら拡散され、更に拡散層4の上方に配置された液晶パネル(図示せず)に向かう。
The
反射壁5は、冷陰極管2からなる各ユニット間の中央に位置する平面で、反射板3の底面部3aに直立して、つまりY−Z平面に平行に配置されている。具体的には、反射壁5は、反射板3の底面部3aから法線方向に所定の高さを持ち且つY方向に延在する、薄い板状の部材であり、表面には冷陰極管2から射出された光を反射する反射膜がコーティングされている。従って、冷陰極管2から射出された光は、反射板3に加え、反射壁5にも反射される。また、本装置1には複数枚の反射壁5が設置され、複数の発光領域のそれぞれを仕切るように配置されている。この実施の形態1では、反射壁5により区切られた8つのユニットを発光領域E1〜E8とする。この発光領域E1〜E8のX方向の間隔はそれぞれ48mmである。
The reflecting
図1(a)では、冷陰極管2の反射板3の底面部3aに最も近い位置までの反射板3の底面部3aから法線方向の間隔、つまり反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離をa、冷陰極管2の管径をb、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置までの拡散層4から法線方向の間隔、つまり拡散層4と冷陰極管2との最短距離をc、複数の反射壁5のうち各発光領域E2〜E7を仕切る反射壁5、つまり両端以外に位置する反射壁5の高さをd、発光領域E1とE2、およびE7とE8を仕切る反射壁5、つまり両端に位置する反射壁5の高さをe、反射板3の底面部3aと反射板3の側面部3bとのなす角度をαと記している。本装置1においては、aは4mm、bは前述の通り4mm、cは18mm、αは前述の通り60°である。
In FIG. 1A, the distance in the normal direction from the
次に、図2および図3を用いて、冷陰極管2から射出する光の軌跡に対する反射壁5の作用を説明する。
図2は、図1(a)の本装置1において、反射壁5を備えない場合の1ユニットの拡大図であり、従来の一般的な直下型バックライト装置を表すものとする。図2において、一対の冷陰極管2が反射板3の底面部3aと拡散層4に対し並設されており、201〜204は冷陰極管2から射出された光の軌跡を示す。
Next, the action of the reflecting
FIG. 2 is an enlarged view of one unit when the
図2において、冷陰極管2から射出された光は201や204のように反射板3の底面部3aで反射した後、または202や203のように直接拡散層4に向かい、X方向に大きく分散した後、拡散層4に到達する。
In FIG. 2, the light emitted from the
図3は、図1(a)の本装置1において、反射壁5を備えた場合の1ユニットの拡大図であり、図2のように設置した一対の冷陰極管2に加え、この一対の冷陰極管2のX方向における外側に反射壁5を1枚ずつ設けている。所定の高さを持った2枚の反射壁5は、反射板3の底面部3aに直立するように設置されている。図3における301〜306は冷陰極管2から射出された光の軌跡を示す。
FIG. 3 is an enlarged view of one unit when the
図3において、301や306のように、冷陰極管2から射出された後に反射壁5のZ方向における上端部より上を通過する光のみが拡散層4に直接到達する。反射壁5が高くなると反射壁5の上端部を通過できる光の量は制限され、また反射壁5の上端部を通過できた光のX方向への分散は抑制される。一方、302〜305のように、反射壁5や反射板3の底面部3aに反射された光は、反射された後に反射壁5の上端部より上を通過できるようになった光のみが拡散層4に到達する。従って、拡散層4に到達するいずれの光とも、反射壁5によりX方向への分散が抑制されて、当該ユニットの上方の拡散層4に集中して到達する。
In FIG. 3, only light that has passed through the upper end of the reflecting
図4は、図2および図3の場合の一般的な輝度分布を説明するグラフである。縦軸は拡散層4から射出される光の輝度を示し、横軸は拡散層4におけるX方向の位置を示す。401は反射壁5を備えない場合、402は反射壁5を備えた場合の輝度分布を示す。横軸において、輝度分布401または402の輝度がピークとなる拡散層4の位置付近に、図2または図3における1ユニットが位置している。図4において、輝度分布402に示すように、反射壁5を備えると、反射壁5を備えない場合の輝度分布401に比べて、当該ユニットの位置付近での拡散層4上の輝度が高まり、X方向への輝度の広がりが抑えられて指向性が向上する。
FIG. 4 is a graph for explaining a general luminance distribution in the case of FIG. 2 and FIG. The vertical axis indicates the luminance of light emitted from the
更に、図5および図6を用いて、この発明における反射壁5により得られる指向性の向上について詳しく説明する。
Furthermore, the directivity improvement obtained by the reflecting
図5は、図1(a)の本装置1において、反射壁5の高さを変化させた場合の輝度分布を示すグラフである。縦軸は拡散層4上の輝度を示し、横軸は拡散層4におけるX方向の位置を示す。ここでは、発光領域E4の冷陰極管2のみ点灯し、拡散層4上の輝度を、Y方向の位置を中央部に固定し、X方向の各位置で測定したものである。図5において、501は反射壁5を備えない場合、502は反射壁5の高さが全て8mmの場合、503は反射壁5の高さが全て12mmの場合、504は反射壁5の高さが全て16mmの場合の輝度分布を示す。
FIG. 5 is a graph showing the luminance distribution when the height of the reflecting
図5では、反射壁5の高さが高くなると、輝度のピーク値が上がり、横軸方向における輝度の広がりが狭まっている。なお、拡散層4が、拡散シート2枚を用いず光拡散板のみからなる場合においても、図5と同様の輝度分布となる。
In FIG. 5, when the height of the reflecting
図6は、図5の場合の輝度の半値幅を示すグラフであり、縦軸は拡散層4上の輝度の半値幅を示し、横軸は反射壁5の高さを示す。ここでは、反射壁5を備えない場合(高さ0mm)、反射壁5の高さを全て4mm、8mm、12mm、16mmにした場合に測定した輝度から半値幅を求めている。図6において、反射壁5を高くするほど半値幅が狭くなっている。
FIG. 6 is a graph showing the half-value width of the luminance in the case of FIG. 5, the vertical axis shows the half-value width of the luminance on the
図5および図6が示すように、図1(a)の本装置1のように反射壁5を設けることで、冷陰極管2から射出される光の指向性を高めることができ、更に反射壁5の高さを高くするほど、輝度の半値幅が狭くなり、指向性が更に高い輝度分布を得ることができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, by providing the reflecting
次に、反射壁5の帯状制御に対する作用を説明する。帯状制御は、液晶表示装置の表示画面内の輝度分布に応じて各発光領域の輝度を調整することにより、表示画面内のコントラストを向上させることを目的とするものである。帯状制御の制御性は各発光領域における最大レベルでの点灯時と消灯時との輝度の差で判断でき、帯状制御の制御性が良ければ、各発光領域における輝度の明暗の差が大きくなり、ひいては表示画面内の明部と暗部の輝度差が大きくなり、コントラストが向上する。
Next, the effect | action with respect to strip | belt-shaped control of the
図3に示すように、反射壁5は拡散層4に到達する光のX方向への分散を抑制するため、当該ユニットの冷陰極管2の輝度が拡散層4上における輝度に強く反映される。従って、コントラストが向上する。
As shown in FIG. 3, the
図7は、図1(a)の本装置1において、発光領域E1、E2、E5およびE6の冷陰極管2を消灯し、発光領域E3、E4、E7およびE8の冷陰極管2を点灯した場合の相対輝度の分布を示すグラフである。縦軸は相対輝度を示し、横軸は拡散層4のX方向の位置を示す。ここでは、図5で輝度を測定した箇所と同様の箇所で輝度を測定し、拡散層4上での最大輝度を1として相対輝度を求めている。この横軸におけるE1〜E8は、図1(a)の本装置1の発光領域E1〜E8に対応している。701の実線は反射壁5を備えない場合、702の点線は反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布を示す。なお、発光領域E3およびE4における相対輝度の最大値をm、発光領域E5およびE6における相対輝度の最小値をnとして、発光領域E3〜E6のコントラストであるm/nを評価する。
FIG. 7 shows that the
図7において、相対輝度の最大値mは、反射壁5を備えない場合よりも反射壁5の高さを全て8mmにした場合の方が大きく、相対輝度の最小値nは、反射壁5を備えない場合よりも反射壁5の高さを全て8mmにした場合の方が小さい。すなわち、反射壁5を備えない場合よりも反射壁5を備えた場合の方が、m/nの値が大きく、拡散層4上のE3〜E6領域におけるコントラストが高くなる。
In FIG. 7, the maximum value m of the relative luminance is larger when the height of the reflecting
図8は、図1(a)の本装置1において、反射壁5の高さを変化させた場合のm/nの値を示すグラフである。縦軸は、発光領域E3〜E6におけるm/nを示し、横軸は反射壁5の高さを示す。点灯および消灯する発光領域、輝度の測定箇所、mとnの選出方法は図7と同じである。ここでは、全ての反射壁5の高さを0mm、4mm、8mm、12mm、13mm、14mm、16mmにした場合のm/nを測定した。なお、反射壁5の高さが0mmとは、反射壁5を備えない場合を示す。
FIG. 8 is a graph showing the value of m / n when the height of the reflecting
図8において、反射壁5の高さが高くなると、m/nの値が高くなり、コントラストが向上していることが分かる。
In FIG. 8, it can be seen that as the height of the reflecting
図9は、図7における状態のときに拡散層4上で観察される相対輝度分布のイメージを示したものである。これは、図7で得られたY方向の中央部でのX方向の各位置における拡散層4上の相対輝度をもとに、冷陰極管2の長手方向となるY方向に相対輝度を引き伸ばして表したものであり、帯状制御をした場合の拡散層4のX−Y平面を模している。なお、このイメージ図は、図7の相対輝度の最大値である1をR=B=G=255とした256階調のグレースケールで表している。図9のE1およびE8は、図1(a)の発光領域E1およびE8に対応している。
FIG. 9 shows an image of the relative luminance distribution observed on the
図9(a)は図7の相対輝度701から求めたもので反射壁5を備えない場合の相対輝度分布のイメージを示し、図9(b)は図7の相対輝度702から求めたもので反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布のイメージを示す。図9より、反射壁5を備えない場合は2つある明部の広がりが大きいが、反射壁5を備えた場合は、2つの明部の広がりが狭く、特に中央部の暗部での暗さが強まり、コントラストが向上していることが視覚的にも確認できる。
FIG. 9A shows an image of the relative luminance distribution obtained from the
図7から図9に示すように、図1(a)の本装置1のように反射壁5を設けることで帯状制御の制御性を向上させることができ、更に反射壁5の高さを高くするほど、帯状制御の制御性を高くすることができる。
As shown in FIGS. 7 to 9, by providing the reflecting
次に、本装置1の輝度の均一性の効果について説明する。
Next, the effect of luminance uniformity of the
図3に示すように、反射壁5を設けることで冷陰極管2から射出される光のX方向の分散を抑制できるが、光は各発光領域上の拡散層4に集光されるため、1つの発光領域上の拡散層4に他の発光領域から到達する光が減る。従来から、全発光領域の輝度を同じにした場合は、拡散層4の中央部より両端部の方が重畳する光の量は少なかったが、反射壁5により他の発光領域から到達する光が減って光の重畳が抑制されることで、反射壁5を備えない場合と比較して端部の輝度の低下が大きくなり、それが拡散層4上の輝度むらとして観察される可能性がある。また、拡散層4の反射壁5の真上部分に進入する光が減少するため、拡散層4上に局所的な暗部が発生し、これにより輝度むらが観察される可能性がある。なお、反射壁5の高さを高くする程、冷陰極管2からの光のX方向への分散が抑制されて端部の輝度の低下が大きくなり、また拡散層4の反射壁5の真上部分に進入する光が減少して拡散層4上の局所的な暗部が発生し易くなり、輝度むらが観察される可能性が高くなると考えられる。
As shown in FIG. 3, by providing the reflecting
図10は、本装置1において反射壁5を備えない場合および反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度の分布を示すグラフである。縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は図7と同じであるため説明を省略する。ここでは、全ての冷陰極管2を点灯させている。なお、図1(a)において、反射板3の底面部3aから冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置までの間隔a+bが8mmである。
FIG. 10 is a graph showing a relative luminance distribution when the
図10において、1001の実線は反射壁5を備えない場合の相対輝度分布を示し、1002の点線は反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布を示す。図10が示すように、反射壁5を備えた場合の相対輝度分布1002は、反射壁5を備えない場合の相対輝度分布1001と略等しい。従って、反射壁5の高さが8mmの場合、輝度むらが発生せず、反射壁5を備えない場合と同程度の輝度の均一性を保てることが分かる。
In FIG. 10, a
次に、この状態を拡散層4上で観察した場合を説明する。
図11は、本装置1において反射壁5を備えない場合および反射壁5の高さを全て8mmにした場合の拡散層4上で観察される相対輝度分布のイメージを示したものである。これは、図10における相対輝度から、図9と同様の方法により求めたものであり、図11(a)は反射壁5を備えない場合の相対輝度分布のイメージ、図11(b)は反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布のイメージを示す。
Next, the case where this state is observed on the
FIG. 11 shows an image of the relative luminance distribution observed on the
図11(b)を目視した場合も輝度むらが観察されず、図11(a)と(b)とは略等しく、視覚的にも輝度の均一性を保っていることが分かる。 When viewing FIG. 11 (b), luminance unevenness is not observed, and FIGS. 11 (a) and 11 (b) are substantially equal, and it can be seen that the luminance uniformity is maintained visually.
反射壁5の設置により、拡散層4の両端部に到達する光や、反射壁5の真上部分に進入する光が減少して輝度むらが観察される可能性が考えられたが、上記のように、反射壁5の高さが冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さのときにおいても、拡散層4の端部や拡散層4の反射壁5の真上部分の輝度の低下は発生せず、輝度むらが観察されない。従って、全て同じ高さの反射壁5を設置する場合、反射壁5の高さは、反射板3の底面部3aから冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置までの高さ、つまり反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離aと冷陰極管2の管径bとの和以下であれば、どのような高さにしても、反射壁5を設けない場合と同様の相対輝度の分布となり、同程度の輝度の均一性を保つことができる。
Although the light reaching the both end portions of the
図1(a)における反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離a、冷陰極管2の管径b、両端以外に位置する反射壁5の高さd、両端に位置する反射壁5の高さeを用いると、全て同じ高さの反射壁5を設置する場合に輝度の均一性を保つことができる反射壁5の高さdおよびeの条件は、次の式(1)で表すことができる。
0≦d=e≦a+b 式(1)
なお、輝度の均一性を保ちつつ、指向性およびコントラストを最大にするためには、反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さ、つまりa+bにすることが望ましい。図1(b)に、反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さにした場合の概略構成図を示す。なお、図中において図1(a)と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
In FIG. 1A, the shortest distance a between the
0 ≦ d = e ≦ a + b Formula (1)
In order to maximize the directivity and contrast while maintaining the uniformity of brightness, the height of the reflecting
上記では反射壁5の高さが全て同じ場合について述べたが、全て同じ高さの反射壁5が冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さであるときに、輝度の低下による輝度むらが観察されないことから、複数配置された反射壁5のうち一部の反射壁5の高さが冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置より低くしても、輝度の低下による輝度むらは観察されないと考えられる。つまり、反射壁5の高さが反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離aと冷陰極管2の管径bとの和以下でありさえすれば、反射壁5の高さが全て同じでなくても、輝度むらは観察されないと考えられる。
In the above description, the
以上のように、この実施の形態1によれば、反射壁5を設けることにより、指向性と帯状制御の制御性を示すコントラストが高い直下型バックライト装置を得ることができる。そして、この反射壁5を高くすることで、指向性および帯状制御の制御性を更に高めることができる。
As described above, according to the first embodiment, by providing the reflecting
また、反射板3に反射壁5を備えるという単純な構造のため、指向性および帯状制御の制御性の高い直下型バックライト装置を、低コストでかつ簡単に製造することができる。
In addition, the simple structure in which the reflecting
更に、反射壁5の高さを全て同じ高さにする場合は、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さ以下にすることで、輝度の均一性を十分保った直下型バックライト装置を得ることができる。
Further, when the height of the reflecting
上述のような直下型バックライト装置を薄型表示装置の1つである液晶表示装置に適用すれば、指向性および帯状制御の制御性が高く、輝度の均一性を十分保った液晶表示装置を得ることができる。また、このような液晶表示装置を低コストでかつ簡単に製造することができる。 By applying the direct type backlight device as described above to a liquid crystal display device which is one of thin display devices, a liquid crystal display device with high directivity and controllability of band-like control and sufficiently uniform luminance can be obtained. be able to. Further, such a liquid crystal display device can be easily manufactured at low cost.
実施の形態2.
実施の形態1では、全ての反射壁5の高さが同じである場合について述べたが、反射壁5の高さを異なるようにしても良い。この実施の形態2では、X方向に平行に並んだ反射壁5の内、両端に位置する反射壁5が、両端以外に位置する反射壁5よりも低く、両端以外に位置する反射壁5の高さdが、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高い場合について述べる。
In
図12は、この発明の実施の形態2に係る本装置1の基本構成を示す概略構成図である。図中において実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態2は、実施の形態1の基本構成を示す図1(a)における発光領域E1とE2,およびE7とE8を仕切る反射壁5、つまり両端に位置する反射壁5の高さeを、各発光領域E2〜E7を仕切る反射壁5、つまり両端以外に位置する反射壁5の高さdよりも低くしたものである。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of the
第1に、図13および図14を用いて、この実施の形態2における反射壁5の冷陰極管2から射出する光の軌跡に対する作用を説明する。
図13は、図1(a)における本装置1の右側を拡大した図であり、反射壁5の高さが全て等しく、また冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高い場合を示す。
図14は、図12における本装置1の右側を拡大した図であり、右端に位置する反射壁5が右端以外に位置する反射壁5よりも低く、また右端以外に位置する反射壁5の高さが冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高い場合を示す。
First, with reference to FIG. 13 and FIG. 14, the action of the
FIG. 13 is an enlarged view of the right side of the
FIG. 14 is an enlarged view of the right side of the
図13において、各発光領域からの光は、反射壁5でX方向への広がりが抑制されるため、1301で示す拡散層4の右端の領域に他の領域から到達する光が減少する。これにより、拡散層4において、右端の輝度が低下して輝度の均一性が損なわれ、輝度むらが発生する可能性がある。
In FIG. 13, the light from each light emitting region is suppressed from spreading in the X direction by the
一方、図14においては、右端に位置する反射壁5の高さが、図13における右端に位置する反射壁5よりも低いため、図13よりも他の領域から到達する光が重畳されやすくなり、多くの光が、1401で示す拡散層4の右端の領域まで到達する。従って、反射壁5の高さが全て同じ高さの場合よりも拡散層4の右端の輝度低下を防ぐことができる。
On the other hand, in FIG. 14, the height of the reflecting
このような両端に位置する反射壁5の高さeを、両端以外に位置する反射壁5の高さdよりも低くする場合の例として、高さdを12mmにして以下に説明する。
As an example in which the height e of the reflecting
図15乃至図17は、相対輝度の分布を示すグラフである。縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。ここでは、全ての冷陰極管2を点灯させている。
15 to 17 are graphs showing the distribution of relative luminance. Since the vertical axis, the horizontal axis, the measurement location of the luminance, and the method of obtaining the relative luminance are the same as those in FIG. Here, all the cold
図15において、1501の実線は反射壁5を備えない場合、1502の点線は反射壁5の高さを全て12mmにした場合の相対輝度分布を示し、図16において、1601の実線は反射壁5を備えない場合、1602の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合の相対輝度の分布を示し、図17において、1701の実線は反射壁5を備えない場合、1702の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度の分布を示す。
15, the
図15において、反射壁5の高さを全て12mmにした場合の相対輝度分布1502は、反射壁5を備えない場合の相対輝度分布1501と比べると、拡散層4中央部、例えば発光領域E3からE6では、一部低下しているものの、大幅な輝度低下ではなく、滑らかな曲線であるため輝度むらの問題はない。しかし、拡散層4の両端部では、輝度が大幅に低下しており、輝度むらとして観察される。
In FIG. 15, the
図16において、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5を備えない(高さ0mm)場合の相対輝度分布1602は、図15における反射壁5の高さを全て12mmにした場合の相対輝度分布1502に比べて、相対輝度が全体的に向上して、反射壁5を備えない場合の相対輝度分布1601に近づくため、このような反射壁5の高さの設定は、低下した相対輝度を高くする効果がある。なお、発光領域E2やE7など、拡散層4の両端部における相対輝度が中央部における相対輝度よりも高くなる箇所があり、相対輝度分布は滑らかではないが、許容範囲内の輝度の均一性は示している。
In FIG. 16, the
図17において、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度分布1702は、図15における反射壁5の高さを全て12mmにした場合の相対輝度分布1502が示すような拡散層4の両端における相対輝度の低下が改善されており、図16における両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5を備えない(高さ0mm)場合の相対輝度分布1602が示すような拡散層4の両端部の相対輝度の上昇が発生しておらず、相対輝度分布が滑らかな曲線になっている。また、反射壁5を備えない場合の相対輝度分布1701と同様の形の相対輝度分布となっている。従って輝度むらは観察されず、反射壁5を備えない場合と同程度の輝度の均一性を保つことができる。
In FIG. 17, the
上記では、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmにして、両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合と4mmにした場合について述べたが、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmにする場合は、両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにしたときに最も良好な相対輝度分布を示す。
In the above description, the case where the height d of the reflecting
実施の形態1では輝度の均一性を保つための反射壁5の高さは「反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置以下」という制限が存在したが、図15乃至図17が示すように、反射壁5の高さが冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置より高い場合でも、両端に位置する反射壁5の高さeを両端以外に位置する反射壁5の高さdよりも低くすることで、輝度の均一性を保つための反射壁5の高さの制限を広げることができる。
In the first embodiment, there is a restriction that the height of the reflecting
なお、実施の形態1で説明したように、反射壁5の高さを全て同じにする場合は、反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置以下にすれば拡散層4の両端部の輝度が低下しないことから、この実施の形態2における両端に位置する反射壁5の高さeも、輝度の均一性を保つためには冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置以下にすることが望ましい。
As described in the first embodiment, when the heights of the
更に、両端に位置する反射壁5の高さeを調節することで、反射壁5を備えない場合と同程度の相対輝度分布に近づけることができる。この実施の形態2の装置のサイズにおいては、図17に示すように、両端以外に位置する反射壁5の高さdが12mmの場合は、両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにするのが望ましい。
Furthermore, by adjusting the height e of the reflecting
このときの帯状制御の制御性について、図18を用いて説明する。
図18は、図7と同様の帯状制御を行った場合の相対輝度の分布を示すグラフである。点灯または消灯する発光領域、縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。1801の実線は反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布を示し、1802の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度分布を示す。
The controllability of the strip control at this time will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is a graph showing the distribution of relative luminance when the strip control similar to that in FIG. 7 is performed. Since the light emitting area to be turned on or off, the vertical axis, the horizontal axis, the measurement location of the luminance, and the method for obtaining the relative luminance are the same as those in FIG. The
図18において、相対輝度の最大値mと最小値nとの差は、反射壁5の高さを全て8mmにした場合よりも両端以外に位置する反射壁5の高さを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmとした場合の方が大きく、帯状制御の制御性が良い。またm/nの値が大きく、拡散層4上の発光領域E3〜E6におけるコントラストは、反射壁5の高さを全て8mmとするよりも、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmとした場合の方が高くなる。
In FIG. 18, the difference between the maximum value m and the minimum value n of the relative luminance is that the height of the
また、図8より、反射壁5の高さを全て12mmとした場合のm/n値は約3.8である。一方、図18より、両端以外に位置する反射壁5の高さを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmとした場合のm/n値も約3.8である。このように、両端に位置する反射壁5の高さeを低くしたことによるコントラストへの影響はない。
Further, from FIG. 8, the m / n value when the height of the reflecting
上記では、反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高くする場合の例として、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmにした場合を説明したが、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mm以外にしても、両端に位置する反射壁5の高さeを調節することで、輝度の均一性を保つことができる。以降に、両端以外に位置する反射壁5の高さdが12mm以外である場合について説明する。
表1は、図12における直下型バックライト装置において、両端以外に位置する反射壁5の高さdに対して、輝度の均一性が最良となるときの両端に位置する反射壁5の高さeを示すものである。
In the above description, the case where the height d of the reflecting
Table 1 shows the heights of the reflecting
表1において、1段目は両端以外に位置する反射壁5の高さdを示し、2段目は、両端以外に位置する反射壁5が1段目に示す高さの場合に、目視にて輝度むらが観察されない場合に両端に位置する反射壁5の高さeを示すものである。
表1で、両端以外に位置する反射壁5の高さdが12mmの時に、両端に位置する反射壁5の高さeで輝度の均一性を保つ最良の高さが4mmであることは、前述の図17で示す通りである。
また、両端以外に位置する反射壁5の高さdが8mmの時に、両端に位置する反射壁5の高さeが8mmであることは、反射壁5の高さが全て8mmであることを示し、実施の形態1で説明した輝度の均一性を保つための条件と同様である。
In Table 1, the first level indicates the height d of the reflecting
In Table 1, when the height d of the reflecting
Further, when the height d of the reflecting
両端以外に位置する反射壁5の高さdが10mmの場合、および13mmの場合の輝度均一性を保つ最良の高さは、それぞれ6mm、4mmだが、この詳細を、図19および図20を用いて以下に説明する。
図19および図20は、相対輝度の分布を示すグラフである。縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。ここでは、全ての冷陰極管2を点灯させている。
When the height d of the reflecting
19 and 20 are graphs showing the distribution of relative luminance. Since the vertical axis, the horizontal axis, the measurement location of the luminance, and the method of obtaining the relative luminance are the same as those in FIG. Here, all the cold
図19において、1901の実線は反射壁5の高さを全て10mmにした場合、1902の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを10mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを6mmにした場合の相対輝度分布を示す。
In FIG. 19, the
図19より、反射壁5の高さを全て10mmにした場合には低下していた拡散層4の両端部の相対輝度が、両端以外に位置する反射壁5の高さdを10mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを6mmにした場合には改善し、これにより相対輝度の曲線が滑らかになっている。
From FIG. 19, the relative luminance at both ends of the
図20において、2001の実線は反射壁5の高さを全て13mmにした場合、2002の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを13mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合、2003の一点鎖線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを13mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度分布を示す。
In FIG. 20, the
図20より、反射壁5の高さを全て13mmにした場合には低下していた拡散層4の両端部の相対輝度が、両端以外に位置する反射壁5の高さdを13mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmまたは4mmにした場合には改善しており、このような反射壁5の設定で両端の急激な輝度低下による輝度むらを防ぐことができる。
なお、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした時の図16と同様に、両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合は、拡散層4の両端、例えば発光領域E7付近の相対輝度がやや高く、相対輝度分布は滑らかではないが、許容範囲内の輝度の均一性は示している。また、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした時の図17と同様に、両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の方が相対輝度分布の曲線がより滑らかであり、輝度の均一性が更に良い相対輝度分布を得ることができる。
From FIG. 20, the relative luminance at both ends of the
In addition, the height of the reflecting
更に、反射壁5の高さを14mmにした場合について図21を用いて以下に説明する。
図21は、相対輝度の分布を示すグラフであり、反射壁5の高さ以外は、図19、図20と全く同じである。図21において、2101の実線は反射壁5の高さを全て14mmにした場合、2102の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを14mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合、2103の一点鎖線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを14mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度分布を示す。
Furthermore, the case where the height of the reflecting
FIG. 21 is a graph showing the distribution of relative luminance, which is exactly the same as FIGS. 19 and 20 except for the height of the reflecting
図21より、両端に位置する反射壁5の高さeを0mmおよび4mmにした場合の相対輝度分布2102および2103は、図17、図19および図20における相対輝度分布1702、1902および2003に比べて曲線が滑らかではないため、両端以外に位置する反射壁5の高さdを10mm、12mmまたは13mmにした場合に比べると、輝度むらが観察される可能性がある。しかし、反射壁5の高さを全て14mmにした場合には低下していた拡散層4の両端部の相対輝度が、両端以外に位置する反射壁5の高さdを14mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmまたは4mmにした場合には改善しており、相対輝度分布の曲線がより滑らかになっている。
From FIG. 21, the
以上のように、この実施の形態1または2の本装置1において、反射壁5の高さが全て同じ場合は、輝度の均一性を保つ限界の反射壁5の高さは、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置である8mmであったが、両端に位置する反射壁5の高さeを両端以外に位置する反射壁5の高さdより低くすれば、輝度の均一性を保つ限界の反射壁5の高さを、両端以外の反射壁5において13mmまで高くすることができる。なお、両端以外に位置する反射壁5の高さdが14mmの場合においても、拡散層4の両端部における輝度の低下を改善することはできるため、ある程度の輝度の均一性を維持することができる。また、本装置1のサイズで両端以外に位置する反射壁5の高さdを10、12、13mmにする場合、両端に位置する反射壁5の高さeは、各々6mm、4mm、4mmが適していることが確認できた。
As described above, in the
上記では、両端に位置する反射壁5の高さeについて、輝度の均一性を保つ上で最適の高さを示した。それらより、両端以外に位置する反射壁5の高さdが、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さより大きい場合、つまり反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離aと冷陰極管2の管径bとの和、a+bより大きい場合は、両端に位置する反射壁5の高さeが、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さより小さい、つまり反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離aと冷陰極管2の管径bとの和、a+b未満であれば、輝度の均一性を保てることが分かる。しかし、実施の形態1で説明したように、反射壁5の高さが全て同じ場合に輝度の均一性を保つ反射壁5の高さの条件は、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さ以下、つまり反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離aと冷陰極管2の管径bとの和、a+b以下であることから、実施の形態2において、輝度の均一性を保つための両端に位置する反射壁5の高さeの上限もa+bであると考えられる。
In the above description, the height e of the reflecting
ここで、図12における反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離a、冷陰極管2の管径b、拡散層4と冷陰極管2との最短距離c、両端以外に位置する反射壁5の高さd、両端に位置する反射壁5の高さeを用いると、指向性および帯状制御の制御性が実施の形態1よりも高く、かつ輝度の均一性を保つことができる反射壁5の高さの条件は、次の式(2)および式(3)で表すことができる。
Here, the shortest distance a between the
a+b<d 式(2)
0≦e≦a+b 式(3)
図12の本装置1において、a+bは8mmである。
a + b <d Formula (2)
0 ≦ e ≦ a + b Formula (3)
In the
なお、図12の本装置1において、拡散層4と冷陰極管2との最短距離cは18mmである。また上述のように輝度の均一性を十分保つことができる、両端以外に位置する反射壁5の高さdは14mm未満であることから、式(2)ついて両端以外に位置する反射壁5の高さdの上限を定め、式(4)のように表すことができる。
In the
a+b<d<a+b+c/3 式(4)
図12の本装置1において、a+b+c/3は14mmである。
a + b <d <a + b + c / 3 Formula (4)
In the
式(4)では両端以外に位置する反射壁5の高さdを(a+b+c/3)未満としたが、反射板3の底面部3aと冷陰極管2との最短距離a、および冷陰極管2の管径bの大きさを変えずに、拡散層4と冷陰極管2との最短距離cを増した場合は、dの上限を、例えば(a+b+c/2)のように高くすることができる。拡散層4と冷陰極管2との最短距離cを大きくすれば、反射壁5と拡散層4との空間が広がり、冷陰極管2から射出された光が拡散層4の反射壁5の真上部分に進入しやすいため、局所的な暗部が発生しにくくなるからである。
In the formula (4), the height d of the reflecting
以上のように、この実施の形態2によれば、両端に位置する反射壁5の高さeを両端以外に位置する反射壁5の高さdより低くすることにより、輝度の均一性を保つことができる反射壁5の高さの制限を、反射壁5の高さが全て同じである場合より広げることができる。従って、この構成のように両端以外に位置する反射壁5の高さdを高くして、指向性および帯状制御の制御性を更に向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, the uniformity of luminance is maintained by making the height e of the reflecting
実施の形態3.
実施の形態2では、両端に位置する反射壁5の高さeを、両端以外に位置する反射壁5の高さdよりも低くする場合について述べ、両端以外に位置する反射壁5の高さdはそれぞれ同じ高さである場合を例として説明したが、反射壁5の高さを、「高い」と「低い」の2段階の高さでなく、更に複数段階の高さを持つようにしても良い。この実施の形態3では、X方向に平行に並んだ反射壁5の高さを、本装置1のX方向における中央部に近い程、高くする場合について述べる。
In the second embodiment, the case where the height e of the reflecting
図22は、この発明の実施の形態3に係る本装置1の基本構成を示す概略構成図である。図中において実施の形態2と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態3は、実施の形態2の基本構成を示す図12における発光領域E1とE2,およびE7とE8を仕切る反射壁5の高さを5a、発光領域E2とE3,およびE6とE7を仕切る反射壁5の高さを5b、発光領域E3とE4,およびE5とE6を仕切る反射壁5の高さを5c、発光領域E4とE5を仕切る反射壁5の高さを5dとし、両端に近い反射壁5より本装置1の中央部に近い反射壁5の方が高いように、つまり5a<5b<5c<5dとなるようにしたものである。
ここでは、最も高い反射壁5の高さは5d=16mmであり、実施の形態2では言及していなかった高さである。
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of the
Here, the height of the highest reflecting
図23は、図22に示す本装置1における相対輝度の分布を示すグラフである。図23において、2301の実線は反射壁5の高さを全て16mmにした場合の相対輝度分布、2302の点線は反射壁5の高さを5a=4mm、5b=8mm、5c=12mm、5d=16mmにした場合の相対輝度分布を示している。縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。ここでは、全ての冷陰極管2を点灯させている。
FIG. 23 is a graph showing a distribution of relative luminance in the
図23において、反射壁5の高さが全て16mmの場合には、拡散層4の左端と各反射壁5の上部で相対輝度が低下している。それらにより、相対輝度分布の曲線は、段階的な変化が目立つ。このため、拡散層4の左端および反射壁5の上部分で暗部が発生し、輝度むらが観察される可能性が高い。
一方、反射壁5の高さを5a、5b、5cおよび5dのように徐々に変化させた場合は、反射壁5の高さが全て16mmである場合に対して、拡散層4の左端および反射壁5の部分、特に発光領域E5とE6、E6とE7、E7とE8の間の反射壁5の部分の相対輝度の低下が改善され、相対輝度の曲線が滑らかになっている。また、発光領域E1からE4にかけては、反射壁5を全て16mmにした場合に比べて、相対輝度は全体的に低くなっているが、反射壁5の上部分での相対輝度の低下がないため、滑らかになっている。従って、反射壁5の高さを徐々に変化させた場合は、輝度むらが観察されない。
In FIG. 23, when the heights of the
On the other hand, when the height of the reflecting
このように、両端から本装置1の中央部に向かうに連れて反射壁5の高さを徐々に高くすれば、輝度の均一性を保ちつつ、装置中央部に位置する反射壁5の高さ5dを実施の形態2における両端以外に位置する反射壁5の高さdよりも高くすることができる。
Thus, if the height of the reflecting
次に、図24を用いて、コントラストが向上していることを説明する。
図24は、反射壁5の高さが全て8mmの場合、および、反射壁5の高さが図22に示すように5a=4mm、5b=8mm、5c=12mm、5d=16mmの場合の相対輝度分布を示すグラフであり、図24における2401の実線が前者の場合の相対輝度分布を示し、2402の点線が後者の場合の相対輝度分布を示す。なお、縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。なお、点灯または消灯する発光領域は、この実施の形態3においては、E1、E3、E5、E7を消灯し、E2、E4、E6、E8を点灯させた。
Next, the improvement in contrast will be described with reference to FIG.
FIG. 24 shows the relative values when the height of the reflecting
図24において、2402のように反射壁5の高さを5a<5b<5c<5dとした場合は、反射壁5の高さを全て8mmにした場合に比べて、発光領域E1〜E3、およびE6〜E8の相対輝度の差に大きな違いはないものの、拡散層4の中央部、つまり発光領域E3〜E6において、相対輝度の差が大きくなっている。これは、反射壁5の中央部の高さ5dを最も高くしたからであり、拡散層4の中央部で反射壁5の高さを高くすることによるコントラスト向上の効果が大きく現れているからである。
In FIG. 24, when the height of the reflecting
以上のように、この実施の形態3に示すように、両端から本装置1の中央部に向かうにつれて、反射壁5の高さを高くすることにより、輝度の均一性を保持しながら、帯状制御の制御性を更に向上させることができる。特に画面表示装置の中央部で、コントラストが良くなる直下型バックライト装置を得ることができる。
As described above, as shown in the third embodiment, the strip-shaped control is performed while maintaining the uniformity of luminance by increasing the height of the
なお、上記では本装置1の中央部に位置する反射壁5の高さ5dを最も高くした場合について説明したが、本装置1の中央側の反射壁5c、5dの高さを等しくしても良い。このようにすると、コントラストの高い領域が広くなり、拡散層4中央部における帯状制御の制御性が更に向上する。その場合、5aや5bなど、5cや5d以外の反射壁5の高さを低くする等、工夫をする必要がある。
In the above description, the case where the
実施の形態4
実施の形態1から3では、図1、図12、図22で示すように、平面状の反射壁5を反射板3の底面部3aに等間隔に直立させる場合について述べたが、反射壁5同士の間隔を変化させたり、反射壁5を斜めに設置したりしても良い。
In the first to third embodiments, as shown in FIGS. 1, 12, and 22, the
図25は、この発明の実施の形態4に係る本装置1の基本構成の一例を示す概略構成図である。図中において実施の形態2と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。実施の形態4は、実施の形態2の基本構成を示す図12において直立して設置されていた平板状の反射壁5の替わりに、断面が逆V字形で冷陰極管2から射出された光を表面が反射するY方向に延在する反射部材を反射壁5として、反射板3の底面部3a上に設置したものである。実施の形態2と同様に、両端に位置する2枚の反射壁5の高さeは、両端以外に位置する反射壁5の高さdより低い。
FIG. 25 is a schematic configuration diagram showing an example of a basic configuration of the
この場合、実施の形態2に示すように輝度の均一性を保ちながら、斜めにして設置した反射壁5の反射板3の底面部3aに対する角度や長さを変化させて、指向性や帯状制御の制御性の向上を図ることができる。
In this case, as shown in the second embodiment, the angle and the length of the reflecting
また、これらの反射壁5の高さは、実施の形態1や3に示すように、全て同じ高さにしたり、反射壁5の設置される位置により高さを変化させても良い。その場合は、実施の形態1や実施の形態3で示すように輝度の均一性を保ちながら、反射壁5の角度や長さを変化させて、更に指向性や帯状制御の制御性の向上を図ることができる。
Further, as shown in the first and third embodiments, the heights of these
以上のように、この実施の形態4によれば、実施の形態1から3で述べたような指向性や帯状制御の制御性を向上させ、更に反射壁5の形状を変化させて光路の制御を行うことで更に指向性の良い直下型バックライト装置を得ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the directivity and the controllability of the strip-like control as described in the first to third embodiments are improved, and the shape of the reflecting
ところで、上記説明では、本装置1における拡散層4を光拡散板の上に拡散シート2枚を重ねる場合について述べたが、拡散層4はどのような構成にしても良い。例えば、拡散層4の反射板3側に集光型の拡散シートを備えてもよく、光拡散板のみで構成してもよい。また、光拡散板および観測者側に集光効果のあるプリズムシートを用いた構成にしてもよい。
By the way, in the above description, the
また、冷陰極管2が2本で1ユニットとして、ユニットごとに同一輝度の制御を行う場合について述べたが、冷陰極管2を1本ずつ帯状制御を行っても良い。このようにすると、冷陰極管2を2本ごとに制御した場合よりも、より精細な輝度分布を持たせることが可能となる。
Moreover, although the case where two
また、冷陰極管2が3本以上で1ユニットとしたり、1ユニットにおける冷陰極管2の本数を本装置1における位置によって異なるようにしたり、発光領域に合わせて冷陰極管2の本数を変えたりなど、冷陰極管2の本数を任意に変更しても良い。また反射壁5の高さを、発光領域の位置や広さに合わせて変えても良い。このように、表示画面の場所により異なった輝度制御を行えば、更に精細な直下型バックライト装置を得ることができる。
Further, the number of the
更に、円柱光源として直管の冷陰極管2の替わりにU字型の冷陰極管2で直下型バックライト装置を構成しても良い。このようにすることにより、本装置1を大型化したとき、輝度むらの少ない良好な画像を実現することができる。
Furthermore, a direct type backlight device may be configured with a U-shaped
また、ここでは、この発明を円柱光源を用いたバックライト装置に適用する場合について述べたが、円柱光源を並列に配列することを模して、LED光源を直線状、かつ並列に配列したバックライト装置等に適用しても良い。 Also, here, the case where the present invention is applied to a backlight device using a cylindrical light source has been described, but a backlight in which LED light sources are linearly arranged in parallel is simulated by arranging the cylindrical light sources in parallel. You may apply to a light apparatus etc.
1 直下型バックライト装置
2 冷陰極管
3a 反射板の底面部
4 拡散層
5 反射壁
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記反射板から法線方向に高さを持つ反射壁を前記円柱光源の間の前記反射板上に配置し、
複数配置された前記反射壁の内、両端に位置する前記反射壁の高さが両端以外に位置する前記反射壁より低いことを特徴とする直下型バックライト装置。 A direct-type backlight device in which a plurality of cylindrical light sources capable of independently adjusting brightness are arranged in parallel between a diffusion layer and a reflector,
A reflecting wall having a height in the normal direction from the reflecting plate is disposed on the reflecting plate between the cylindrical light sources,
A direct type backlight device characterized in that, among the plurality of reflection walls, the height of the reflection wall located at both ends is lower than that of the reflection wall located outside the both ends.
前記反射板から法線方向に高さを持つ反射壁を前記円柱光源の間の前記反射板上に配置し、
全ての前記反射壁の高さが、前記反射板と前記円柱光源との最短距離と前記円柱光源の管径との和以下であることを特徴とする直下型バックライト装置。 A direct-type backlight device in which a plurality of cylindrical light sources capable of independently adjusting brightness are arranged in parallel between a diffusion layer and a reflector,
A reflecting wall having a height in the normal direction from the reflecting plate is disposed on the reflecting plate between the cylindrical light sources,
A direct type backlight device characterized in that the height of all the reflecting walls is equal to or less than the sum of the shortest distance between the reflecting plate and the cylindrical light source and the tube diameter of the cylindrical light source.
前記円柱光源の管径をb、
拡散層と前記円柱光源との最短距離をc、
両端以外に位置する反射壁の高さをdとすると、
d<a+b+c/3を満たすことを特徴とする、請求項4に記載の直下型バックライト装置。 The shortest distance between the reflector and the cylindrical light source is a,
The tube diameter of the cylindrical light source is b,
The shortest distance between the diffusion layer and the cylindrical light source is c,
If the height of the reflection wall located at both ends is d,
The direct-type backlight device according to claim 4, wherein d <a + b + c / 3 is satisfied.
A liquid crystal panel is arranged in the direct type backlight device according to any one of claims 1 to 9, and the direct type backlight device is disposed between the liquid crystal panel and a reflector of the direct type backlight device. A thin display device characterized in that a diffusion layer is located.
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