JP2001125103A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複合式液晶表示ユニットの輝度のバランスをよ
くすることができる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】冷陰極蛍光ランプ１は、ケーシング２内に
配設されており、ケーシング２の投光開口２ａには光拡
散板３が装着されている。この光拡散板３の光入射面３
ａにはドット印刷３ｅが設けられているドット印刷部３
ｃとドット印刷３ｅを設けていない平坦部３ｄとが区画
して形成されており、ドット印刷部３ｃに対応する領域
にドットマトリクス表示部４ａが配設されるように、ド
ットマトリクス表示部４ａとセグメント表示部４ｂとが
形成されている液晶表示ユニット４が、光拡散板３の光
出射面３ｂ側に配設されている。上記の液晶表示装置
は、所望の輝度均斉度を有するドットマトリクス表示部
４ａとセグメント表示部４ｂとのコントラストが小さい
液晶表示装置を得ることができる。加えて、製造も容易
な光拡散板３を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直下式バックライト
装置を用いた液晶表示装置に関する。

【従来の技術】直下式バックライト装置が用いられる液
晶表示装置は、サイドライト式バックライト装置を用い
た液晶表示装置よりも厚くなり大形化になりやすいとい
うことがあったが、サイドライト式よりも比較的安価で
軽量化ができるという利点もある。

【０００２】直下式バックライト装置を用いると液晶表
示装置の薄形化ができない理由は、液晶表示部の背方に
蛍光ランプが配置されるので、液晶表示部において、蛍
光ランプ直上の輝度と蛍光ランプから離間している部分
とで大きな輝度むらが生じ、所望する輝度均斉度が得ら
れないことによる。

【０００３】これを改善する従来技術として、特開平６
−２５００２３号公報に記載された構成が知られてい
る。この従来技術は、液晶表示部と蛍光ランプとの間の
透明板の裏面に、白色顔料の入っているインクによって
ベタ印刷された拡散層が形成され、その拡散層上に光透
過制御材(白色顔料)の入ったインクがドット印刷された
遮光層が形成された拡散板により、輝度の拡散を調整す
るとともに、遮光層によって輝度むらを抑えることがで
きるため直下式バックライト装置の薄形化ができるいう
ものである。

【発明が解決しようとする課題】こうしたバックライト
装置は、ドットマトリクス表示方式またはセグメント表
示方式のいずれか一方の液晶ユニットに対して一台ずつ
配設されていたが、表示方式の多様化に伴い、一画面で
これらの両方式を備えた複合式液晶ユニットに対応する
バックライト装置も必要となっている。

【０００４】セグメント表示部は、特定の色で表示が行
われことが多く、このようなセグメント表示部には演色
性を持たせるために、液晶裏面にカラー印刷を施した
り、光透過率の低いカラーフィルタを設けたりするなど
の構成がなされている。このようなセグメント表示部
は、光透過率が低いため、同一のバックライトを用いた
場合に、ドットマトリクス表示部と輝度を比較すると大
幅に低くなることが多い。また、セグメント表示部は透
明電極間を投光して発光する表示部の全表示部に対する
面積比が小さく、表示部の組み合わせもドットマトリク
ス表示部に比べると単純なものであるため、バックライ
トの輝度均斉度が見え方にあまり影響することはない。

【０００５】一方、従来技術の直下式バックライト装置
を用いる液晶表示装置は、光拡散板一面に拡散層や遮光
層を設けていることにより、輝度均斉度を必要としない
セグメント表示部に対しても輝度の調整がなされ、ドッ
トマトリクス表示部とセグメント表示部とに照射される
光量が同等となるので、セグメント表示部の方がドット
マトリクス表示部よりも輝度が低下しやすく、液晶表示
ユニット全体としてコントラストが大きく見にくいなど
の外観上の問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、複合式液晶表示ユニットの輝度のバランスをよ
くすることができる液晶表示装置を提供することを目的
とする。

【課題を解決するための手段】請求項1の発明のバック
ライト装置は、線状の蛍光ランプと；蛍光ランプを内部
に収容し投光開口を備えたケーシングと；光入射面と光
出射面を有し、光入射面側にはドット印刷を設けている
ドット印刷部およびドット印刷を設けていない平坦部が
区画して形成されている、ケーシングの投光開口に配設
された光拡散板と；光拡散板の光出射面側に配設され、
光拡散板に設けられたドット印刷部に対応する領域には
ドットマトリクス表示部が、光拡散板に設けられた平坦
部に対応する領域にはセグメント表示部が位置するよう
に配置された液晶表示ユニットと；を具備していること
を特徴としている。

【０００７】蛍光ランプは、ガラス管、ガラス管の両端
部に封装した一対の電極、ガラス管の内面側に形成した
蛍光体層、およびガラス管内に封入した放電媒体を備え
て構成されている。放電媒体は、たとえば水銀および希
ガスからなるものと、キセノンなどの希ガスを主体とす
るものとが知られている。電極は、管径が細く、細長い
ガラス管の場合には、主として冷陰極が用いられている
が熱陰極を採用してもよい。しかし、本発明において
は、管径は問わないので、冷陰極および熱陰極のいずれ
であってもよい。

【０００８】また、蛍光ランプは、線状の部分を有して
いれば、任意の形状をなしていることができる。たとえ
ば、直管、Ｕ字状、Ｗ字状などであることを許容する。

【０００９】ガラス管の内面側に形成される蛍光体層
は、ガラス管の内面に直接形成してもよいが、要すれば
アルミナなどの保護膜をガラス管の内面に形成し、その
上に蛍光体層を形成してもよい。蛍光体は、３波長発光
形の蛍光体が演色性および発光効率が高いので好ましい
が、要すればハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体を用いる
ことができる。

【００１０】さらに、蛍光ランプは、光出射面の面積お
よび所要の輝度に応じて任意所望の数の蛍光ランプを用
いることができる。

【００１１】ケーシングは、蛍光ランプを内部に収容
し、投光開口に光拡散板を配設するが、その形状、構造
および材質などは問わない。

【００１２】また、蛍光ランプを所定の位置に支持する
ために、ランプホルダ、ランプソケットなどを配設する
ことができ、蛍光ランプ点灯装置たとえば高周波インバ
ータ点灯装置、蛍光ランプに対する反射板などを内部に
配設することもできる。この反射板は、光拡散板に蛍光
ランプの光が入射する以前に輝度分布をある程度均斉化
することができることにより、反射板を用いることは効
果的である。反射板は、ケーシング内面を白色にするこ
とにより形成することもできるし、ケーシング内に別体
の反射板を配置してもよい。

【００１３】光拡散板は、合成樹脂たとえばアクリル、
ポリカーボネート樹脂を乳白に形成した板材などから形
成されている部材が、蛍光ランプと対面した光入射面
と、部材の外表面の光出射面とを構成し、ケーシングの
投光開口に配設されている。

【００１４】ドットマトリクス表示部は、マトリクス状
に形成された一対の透明電極の間に一対の分子配向膜が
配設されており、さらに、一対の分子配向膜の間には液
晶が配設されて表示セルを形成している。透明電極のピ
ッチの配列は、縦・横略同数である正方形形状であって
もよいし縦・横の配列が異なる長方形形状であってもよ
い。

【００１５】ドットマトリクス表示部は、画像またはグ
ラフィック表示などの多種多様の表示が可能であり、そ
の表示目的は特に限定しない。

【００１６】セグメント表示部は、いわゆる７セグメン
トのように複数の点滅の組み合わせで数字等の表示をし
たり、決められたパターンによって簡単な記号を表示す
るのに用いられるものである。また、このセグメント表
示部には、色彩を持たせるために表示面内に演色性を高
く得るために光透過率の低いカラーフィルタを用いてい
る構成も許容し、表示色は一色でもよいし多色であって
もよい。

【００１７】このようなセグメント表示部は、上述のよ
うに、バックライトの輝度むらが表示に影響することは
少なく、その光透過率特性からむしろ高輝度が求められ
る。

【００１８】請求項1の液晶表示装置は、蛍光ランプの
点灯よりガラス管表面から光が拡散板の光入射面に向か
って照射される。そして、光出射面側に配設された発光
面である液晶表示ユニットで表示される。拡散板に照射
される照射光のうち、ドットマトリクス表示部に対応す
る領域の蛍光ランプ直上方向の照射光は、光拡散板に形
成されたドット印刷によって所望の光で拡散され、光出
射面より出射される。これによりドットマトリクス表示
部は所望の輝度均斉度を得ることができ、セグメント表
示部は光拡散板のドット印刷による輝度の低下を生じる
ことがない。加えて、光拡散板にドット印刷する領域を
少なくすることができるので、光拡散板の製造も容易に
することができる。

【００１９】セグメント表示部は、色彩を持たせるため
にフィルタを用いて構成されるが、このセグメント表示
セルの透過率は、同じ光源を用いたドットマトリクス表
示セルの透過率と比較すると低い。このため、セグメン
ト表示部とドットマトリクス表示部が構成されている液
晶表示ユニットでは、ユニット全体としての輝度に差が
あり、コントラストが大きくなる。このような液晶ユニ
ットは、車載用のディスプレイなどの瞬時に表示内容を
認識するものなどでは瞬時の判別に影響を及ぼしたり、
長時間注視すると疲労の一因となってしまう。したがっ
て、本発明ではセグメント表示部とドットマトリクス表
示部との輝度の差を小さくしている。

【００２０】請求項２の発明の液晶表示装置は、ドット
印刷部は、蛍光ランプに正対する領域に形成されている
ことを特徴としている。

【００２１】ドット印刷部のドット印刷は、蛍光ランプ
を正対する部分にのみ形成してもよく、蛍光ランプに正
対する部分の光透過率を最小にして、そこから離れるに
したがって順次光透過率を向上させるように形成されて
いてもよい。このとき、ドットパターン印刷された光透
過率の向上の度合いは、段階的であってもよいし、連続
的であってもよい。

【００２２】請求項２の液晶表示装置は、ドット印刷が
蛍光ランプに正対する領域に形成されることにより、さ
らに所望な輝度均斉度が得ることができる。

【００２３】請求項３の発明の液晶表示装置は、ドット
印刷部は、灰色系インクで形成されていることを特徴と
している。

【００２４】インクは、灰色系インクで形成されていれ
ばよく、インクの形成方法は、白色インクと黒色インク
を混合するなどの手法で得られる。灰色系インクを用い
ると、ドット印刷によって形成されたドットは、白色系
インクを用いた場合と比較すると、入射される光に対し
ての反射率が低下するとともに、透過率も低下する。こ
れは、光源との距離が近い液晶表示ユニットほど所望す
る輝度均斉度が得られやすくなる。

【００２５】請求項３の液晶表示装置は、ドット印刷部
に灰色系インクを用いることにより、ドットマトリクス
表示部にランプイメージがより出にくくなる。加えて、
セグメント表示部とドットマトリクス表示部との輝度む
らを少なくすることができる。

【００２６】なお、ドットマトリクス表示部の灰色系イ
ンクによる遮光は、多少遮光されても液晶表示には支障
をきたさない範囲の発光面輝度とすることを意味する。

【００２７】請求項４の発明の液晶表示装置は、装置の
総厚が１５ｍｍ以下であり、総厚に対する蛍光ランプの
直径の割合が５０％以上であることを特徴としている。

【００２８】請求項４の液晶表示装置は、光拡散板の光
入射面のドット印刷を適切におこなうことにより、液晶
表示ユニットと蛍光ランプとの距離が短いものに用いる
のに最適である。

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態で
ある液晶表示装置を示す側面断面図である。図２は、図
1の液晶表示装置の直下式バックライト装置を説明のた
めに光拡散板を除いた状態を示す上面図である。図３
は、図1の液晶表示装置の拡散板の光入射面を示す正面
図である。図4は、図1の液晶表示装置の液晶表示ユニッ
トを示す正面図である。各図において、１は冷陰極蛍光
ランプ、２はケーシング、３は光拡散板、４は液晶表示
ユニットである。冷陰極蛍光ランプ１は、Ｕ字状で形成
され、管径Ｉが６．５ｍｍのガラスバルブの両端に冷陰
極(図示しない)を封装して構成されている。

【００２９】冷陰極蛍光ランプ１は、ケーシング２内に
配設されており、ケーシング２内のソケットに冷陰極蛍
光ランプ１の両端のそれぞれが接続されて配設されてい
る。(図示しない)ケーシング２は、高反射率を有する合
成樹脂からなり、前面の投光開口２ａが長方形をなして
おり、その内面が光反射特性を有する反射板として形成
されている。図１における高さＹは光拡散板の入斜面ま
でが９ｍｍであり、図２における縦Ｈは１３０ｍｍ、横
Ｌは７０ｍｍである。光拡散板３は、酸化チタンなどの
白色顔料を含有する拡散性アクリル樹脂からなり、図1
における板厚Ａは１．５ｍｍで形成され、ケーシング２
の投光開口２ａに装着されている。なお、光拡散板３
は、ポリカーボネイト樹脂で形成されていてもよい。

【００３０】光拡散板３の光入射面３ａは、ドット印刷
部３ｃと平坦部３ｄが区画して形成されており、ドット
印刷部３ｃのドット印刷３ｅは、冷陰極蛍光ランプ1の
中心軸に正対する部分の光透過率を最小にして、そこか
ら離れるにしたがって順次光透過率が大きくなるように
形成されている。

【００３１】また、ドット印刷３ｅは、白色インクが９
５〜９９．９９％で黒色インクが０．０１〜５％で構成
された灰色形インクで形成されている。

【００３２】液晶表示ユニット４は、光拡散板３の光出
射面３ｂ側に配設され、ドットマトリクス表示部4ａと
セグメント表示部４ｂとが形成されている。このドット
マトリクス表示部４ａが、光拡散板３のドット印刷部３
ｃに対応する領域に配設されるように構成がなされてい
る。この液晶表示ユニット４のセグメント表示セルの透
過率は、ドットマトリクス表示セルの透過率と比較する
と１０〜５０％低下する。

【００３３】上記構成により、本実施形態の総厚は１１
ｍｍとなる。

【００３４】図５は本実施形態および比較例のドットマ
トリクス表示部４ａの輝度分布の比較を示すグラフであ
る。

【００３５】なお、比較例はドット印刷部３ｃを有して
いない以外は本実施形態と同一の構造の液晶表示装置で
ある。

【００３６】図５において、縦軸は液晶表示ユニット４
のドットマトリクス表示部４ａの相対輝度を、横軸は、
ドットマトリクス表示部４ａの横方向の位置をそれぞれ
示す。

【００３７】曲線Ａは本実施形態の輝度分布を、曲線Ｂ
は比較例の輝度分布をそれぞれ示す。

【００３８】図５から理解できるように、比較例は輝度
均斉度が３５．２％となり、輝度分布にむらが生じてい
るのに対し、本実施形態においては、輝度均斉度が５
２．１％となっており、輝度分布の均斉度が極めて優れ
ている。なお、これは一例であり、ランプの配置、ドッ
ト印刷の調整によって均斉度をさらに向上できる。

【００３９】本実施形態の液晶表示装置は、光拡散板３
に設けられたドット印刷部３ｃにより、ドットマトリク
ス表示部４ａが所望の輝度均斉度を得ることができ、セ
グメント表示部は輝度の低下を生じることがなく、加え
て、製造も容易な光拡散板３を得ることができる。加え
て、ドット印刷３ｅに灰色系インクを使用したことによ
り、ランプイメージがより出にくくなり、ドットマトリ
クス表示部４ａとセグメント表示部４ｂとのコントラス
トもさらに小さくすることができる。

【発明の効果】請求項1の発明によれば、光拡散板がド
ット印刷部と平坦部に区画されて形成されているので、
所望の輝度均斉度を有するドットマトリックス表示部と
セグメント表示部とのコントラストが小さい液晶表示装
置を得ることができる。加えて、光拡散板にドット印刷
する領域を少なくすることができるので、光拡散板の製
造も容易にすることができる液晶表示装置を提供でき
る。

【００４０】請求項２の発明によれば、ドット印刷が蛍
光ランプに正対する領域に形成されることにより、さら
に所望な輝度均斉度を得ることができる液晶表示装置を
提供できる。

【００４１】請求項３の発明によれば、ドット印刷部に
灰色系インクを用いることにより、ドットマトリクス表
示部にランプイメージがより出にくくなる。加えて、セ
グメント表示部とドットマトリクス表示部とのコントラ
ストをさらに小さくできる液晶表示装置を提供できる。

【００４２】請求項４の発明によれば、光拡散板の光入
射面のドット印刷を適切におこなうことにより、液晶表
示ユニットと蛍光ランプとの距離が短いものに用いるの
に最適である液晶表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である液晶表示装置を示す
側面断面図

【図２】同上液晶表示装置の直下式バックライト装置を
説明のために光拡散板を除いた状態を示す上面図

【図３】同上液晶表示装置の拡散板の光入射面を示す正
面図

【図４】同上液晶表示装置の液晶表示ユニットを示す正
面図

【図５】同上液晶表示装置の実施形態における輝度分布
を比較例のそれとともに示すグラフ

【符号の説明】

１…冷陰極蛍光ランプ ２…ケーシング ３…光拡散板 ４…液晶表示ユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線状の蛍光ランプと；蛍光ランプを内部に
   収容し投光開口を備えたケーシングと；光入射面と光出
   射面を有し、光入射面側にはドット印刷を設けているド
   ット印刷部およびドット印刷を設けていない平坦部が区
   画して形成されている、ケーシングの投光開口に配設さ
   れた光拡散板と；光拡散板の光出射面側に配設され、光
   拡散板に設けられたドット印刷部に対応する領域にはド
   ットマトリクス表示部が、光拡散板に設けられた平坦部
   に対応する領域にはセグメント表示部がそれぞれ位置す
   るように配置された液晶表示ユニットと；を具備してい
   ることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】ドット印刷部は、蛍光ランプに正対する領
   域に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液
   晶表示装置。
3. 【請求項３】ドット印刷部は、灰色系インクで形成され
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表
   示装置。
4. 【請求項４】装置の総厚が１５ｍｍ以下であり、総厚に
   対する蛍光ランプの直径の割合が５０％以上であること
   を特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の液晶表
   示装置。