JP2006215249A - 液晶表示装置用バックライト及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の輝度調整を行った場合であっても、斜め方向からでも良好な画像を観測できるようにする液晶表示装置用バックライト及び液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 液晶表示装置用バックライト２は、表示パネル１の背面側に配置された輝度調整可能な複数の光源３と、光源３から出射される光束を表示パネル１側に反射する反射板４と、表示パネル１と光源３との間に配置された光拡散板５と、光源３と光拡散板５との間に配置され、光拡散板５側に突起部を有する集光層６とを備えて構成される。集光層６を設けて光束の出射方向を揃えることで、斜め方向から観察した場合のピーク位置ずれを低減し、輝度むら等の発生を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶テレビや液晶モニタ等に用いられる液晶表示装置用バックライトに関し、特に、それぞれの輝度調整が可能な複数の光源を備えた直下型バックライトに関する。

従来の液晶表示装置用バックライトは、単一の光源から出射された光束を、導光板中を伝播させて液晶パネル側に出射するよう構成されている。導光板の裏面側（液晶パネルと反対の側）には反射板が配置されており、導光板の液晶パネル側には、導光板側から順に、散乱シートとプリズムシートとが配置されている。散乱シートは、導光板から出射された光束を散乱し、むらなくプリズムシートに入射させるためのものである。プリズムシートは、導光板から出射された光束を使用者の視認方向に効率よく集光するためのものである（例えば、特許文献１参照）。

ここで、従来の導光板を用いたバックライトには、液晶パネルの大型化に伴って光源の数を増やすことが構造上難しいという欠点がある。そのため、導光板を用いたバックライトに代わって、直管型又はＵ字管型の冷陰極管を複数本配置した直下型のバックライトが用いられるようになっている。このような直下型バックライトであれば、冷陰極管の本数を増やすことで液晶パネルの大型化に対応することができ、画面輝度を向上することができる。

直下型バックライトにおいても、画面輝度の均一性を高めるため、光源の裏面側に反射板を配置し、光源の液晶パネル側に散乱シートを配置している。また、光源から出射された光束を使用者の視認方向に効率よく集光するために、散乱シートと液晶パネルとの間にプリズムシートを配置したものもある。

しかしながら、直下型バックライトには、光源の本数を増すことにより消費電力が大幅に増加するという問題があった。また、装置使用時に常に光源を点灯状態にしているため、例えば画面内に暗い領域が多い画像を表示する際に白浮き（本来の黒よりも白ずんで見えること）が生じ、十分なコントラストが得られないという問題があった。

そこで、入力映像信号に応じて動的にコントラスト調整及び光源の輝度調整を行う画像表示装置が提案されている。このタイプの画像表示装置は、コンピュータ等から入力された入力映像信号に対して動的にコントラスト調整を行うコントラスト調整手段と、コントラスト調整により変化するＤＣレベルに基づいて、画像表示した際の視覚上の平均輝度レベルが変化しないように光源の輝度調整を行う光源輝度調整手段とを備えている。コントラスト調整との相関を持たせて光源の輝度調整を行うことにより、光源の平均消費電力を増やすことなくコントラスト感を改善することができる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１７２９３１号公報（第６−７頁、図２） 特許第３２１５３８８号公報（第５−６頁、図１−３）

直下型の液晶表示装置用バックライトの画面内の輝度分布は、光源を全て点灯させた状態で、画面中央付近をピークに、画面周辺に向かって輝度が緩やかに減少する分布となっている。一般に、画面中央付近のピーク輝度（１００％）に対し、画面周辺では約８０％程度までの輝度低下が許容されている。使用者が画面を斜め方向から観測した場合、画面を正面から観察した場合と比較して、視差の影響からピーク輝度位置が異なる輝度分布となるが、上述したように画面内の輝度分布が緩やかであるため、ピーク輝度位置のずれはあまり気にならない。

しかしながら、特許文献２に記載されたように入力映像信号に応じて光源の輝度調整を行う液晶表示装置用バックライトでは、黒レベルについては光源の輝度を下げ、白レベルについては光源の輝度を上げることで、明るい部分をより際立たせてコントラストを改善しているため、画面内の輝度分布の変化幅（振幅）が大きくなる場合がある。このように画面内の輝度分布の変化幅が大きくなると、画面を斜め方向から観察した場合のピーク輝度位置のずれが、従来の液晶表示装置用バックライトよりも視認しやすくなる。その結果、使用者が画面を斜め方向から観測した場合、例えば輝度むらのような画像の不具合を観測してしまうという問題が発生する。

本発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、光源の輝度調整を行った場合であっても、斜め方向からでも良好な画像を観測できるようにすることを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置用バックライトは、表示パネルの背面側に配置され、それぞれの輝度調整が可能な複数の光源と、前記光源から出射される光束を表示パネル側に反射する反射板と、前記表示パネルと前記光源との間に配置され、前記光源から出射された光束を拡散させる光拡散板と、前記光源と前記光拡散板との間に配置され、前記光源から出射された光束が入射し、当該光束を入射角度よりも小さい角度で出射する集光層とを備えたものである。

本発明によれば、光源と光拡散板の間に光拡散板側に集光層を配置したため、集光層からの光束の出射方向（すなわち光拡散板に対する光束の入射方向）を揃えることができ、その結果、使用者が画面を斜め方向から観察した場合のピーク輝度位置のずれを抑制することができる。これにより、画面を斜め方向から観察した場合でも、良好な画像を観測することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置用バックライトを備えた液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置は、表示パネルとしての液晶パネル１と、この液晶パネル１の背面側に設置される直下型のバックライト２を有している。液晶パネル１は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いた透過型液晶表示パネルであり、長軸方向Ｘと短軸方向Ｙとを有する矩形状の表示面（画面）１ａを有している。

バックライト２は、複数の光源３と、光源３の裏面側（液晶パネル１側と反対の側）に配置された反射板４と、光源３の液晶パネル１側に配置された光拡散板５と、光源３と光拡散板５との間に配置された集光層６とを備えている。反射板４は、光源３から出射された光束を液晶パネル１に向けて反射するものである。光拡散板５は、光源３から出射された光束を拡散し、液晶パネル１に均一に入射させるものである。集光層６は、光源３から出射された光束を、液晶パネル１の表示面１ａに対して略直交する方向（図１に示すＺ方向）、すなわち使用者による視認方向に効率よく集光させるものである。

各光源３は、その軸方向が液晶パネル１の短軸方向Ｙと平行に配置された直管型の冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）である。複数（図１では１６本）の光源３が、液晶パネル１の長軸方向Ｘに沿って配列されている。各光源３は、液晶パネル１の画面サイズに応じて、必要な明るさ及びその均一性が得られるように配置されている。各光源３は、図示しない駆動手段により駆動制御され、それぞれが入力映像信号に応じて輝度を調整できるよう構成されている。

図２は、光拡散板５の機能を説明するための拡大断面図である。光拡散板５は、光源３側から順に、拡散板５１と、集光型拡散シート５２，５３とを有している。拡散板５１は、アクリルやポリカーボネートのような樹脂により形成されるものであり、この拡散板５１には、光源３からの直接光束１１と反射板４からの反射光束１２とが入射する。拡散板５１は、入射光束を拡散することで均一化する（すなわち、上記複数の光源６を略均一な面光源に変換する）作用を有する。集光型拡散シート５２，５３は、拡散板５１により拡散された光束を、液晶パネル１の表示面１ａに直交する方向に効率よく集光する作用を持つものである。集光型拡散シート５２，５３は、例えば、表面に多数のプリズムを含むプリズム層が形成されたプリズムシート、表面に多数のビーズ状の粒子がコーティングされた集光シート又はレンチキュラーレンズにより構成されるものである。

図３は、２本の光源３を点灯した状態で、バックライト２の表示面２ａ（図１）を正面から観察した場合の輝度分布を示した特性図である。なお、図３に示した輝度分布は、バックライト２の短軸方向Ｙにおける中央部での縦断面（長軸方向Ｘに沿った断面）における分布である。図３において、曲線Ａは、光拡散板５を除去した状態における輝度分布を示しており、曲線Ｂは、光拡散板５を拡散板５１のみで構成した場合の輝度分布を示している。また、曲線Ｃは、光拡散板５を拡散板５１と集光型拡散シート５２，５３とで構成した場合の輝度分布を示している。曲線Ａは２つの高いピークを有しており、２本の光源３の影響がはっきりと認識できる。これに対し、曲線Ｂでは、拡散板５１の作用（光源３からの光束を拡散して均一化する作用）により、曲線Ａよりも輝度分布が滑らかになっている。また、曲線Ｃでは、光束を液晶パネル１の表示面１ａに略直交する方向に集光するという集光型拡散シート５２，５３の作用により、曲線Ｂよりも輝度が高くなっている。

本実施の形態では、２枚の集光型拡散シート５２，５３を重ねて使用することにより、その効果を高めているが、集光型拡散シートの数を１枚又は３枚以上としても、光束を液晶パネル１の表示面１ａに略直交する方向に集光するという効果を得ることは可能であり、バックライト２の特性に応じて適宜変更することができる。また、光拡散板５を拡散板５１のみで構成した場合も、バックライト２の表示面２ａ上での輝度分布を滑らかにできるため（図３の曲線Ｂ）、光拡散板５を拡散板５１のみで構成してもよい。

このように、光拡散板５の作用によりバックライト２の表示面２ａでの輝度分布は均一化され、その均一化された輝度分布を有する光束が液晶パネル１に入射することになる。

図４は、３０インチの液晶テレビに用いられるバックライト２の輝度分布の一例を示す特性図である。このバックライト２には、光源３として１６本の直管型の冷陰極管が配置されており、ここでは１６本の光源３を全てが点灯されているものとする。なお、図４に示した輝度分布は、バックライト２の短軸方向Ｙにおける中央部での縦断面（長軸方向Ｘに沿った断面）における分布である。図４に示すように、１６本の光源３から出射された光束による輝度分布が重畳される結果、バックライト２の表示面２ａにおける有効表示領域内では、画面中央付近をピークに、画面周辺に向かって輝度が緩やかに低下する分布となる。図４に示したような緩やかな輝度分布であれば、観察者（人間）の目には十分に均一と認識される。

図５は、図４に示した特性を有するバックライト２（１６本の光源３が全て点灯されている）において、使用者がバックライト２の表示面２ａを斜め４５°から観測した場合の輝度分布を説明するための特性図である。図５において、曲線Ａは、バックライト２の表示面２ａを正面から観測した輝度分布（図４に示した輝度分布）を示し、曲線Ｂは、バックライト２の表示面２ａを斜め４５°から観測した場合の輝度分布を示している。曲線Ａのピーク輝度位置Ｐ１と、曲線Ｂのピーク輝度位置Ｐ２との間には、距離ｄの位置ずれが発生していることがわかる。

図６は、図５に示したピーク位置ずれの発生原因を説明するための図である。バックライト２の光源３とバックライト２の表示面２ａとは距離Ｌだけ離れているため、視差が生じる。この視差により、使用者が表示面２ａを正面から観測した場合には輝度分布Ａを持つ画像を観測するが、表示面２ａを斜め方向から観察した場合には、ピーク位置が輝度分布Ａから距離ｄだけずれた輝度分布Ｂの画像を観測することになる。

一方、入力映像信号には、表示装置としてＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を想定したガンマ補正処理が施されたものがある。このように入力映像信号を液晶パネル１に入力する際には、この入力映像信号に予め施されているガンマ補正処理を相殺するようなガンマ逆補正処理を施して、適切な階調制御を行う必要がある。例えば、ＮＴＳＣの規格においては、ガンマ＝２．２となり、図７に示すようなガンマ逆補正特性を採用する。

図８は、バックライト２の表示面２ａを正面から観察した場合の輝度分布、斜め方向から観察した場合の輝度分布、及びバックライト２に入力されるガンマ逆補正（図７）を考慮した入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴを示す特性図である。図８において、輝度分布Ａ，Ｂは、図５と同様に、それぞれバックライト２の表示面２ａを正面から観察した場合の輝度分布、斜め方向から観察した場合の輝度分布を示す。入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴは、正面から観察した場合の輝度分布Ａに対するガンマ逆補正（図７）を考慮したものである。図９は、図５（図８）に示した輝度分布を有するバックライト２に対し、図７に示したガンマ補正を考慮した入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴを入力した場合の輝度分布を示す特性図である。正面から観察した場合の輝度分布Ａ（図８）は、入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴ（図８）が入力されて互いの特性が相殺されることにより、画面内で略均一な輝度分布Ｃ（図９）となる。これに対し、斜め４５°から観察した場合の輝度分布Ｂ（図８）は、同一の入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴ（図８）が入力されても均一にはならず、若干不均一な輝度分布Ｄ（図９）となる。

図１０は、図９に示した輝度分布Ｄを有する画像をシミュレーションにより作成した図である。図９に示した輝度分布Ｄは若干不均一であるが、もともと緩やかに変化する分布である。そのため、図１０に示したように、使用者が実際に観察する画像では、よく見ると僅かに輝度が変化しているものの、実質的に均一といえるレベルであることが分かる。

次に、各光源３の輝度調整について説明する。図１１は、バックライト２の光源３を全て点灯させ（すなわち各光源３の輝度調整を行わずに）、液晶パネル１に、夜空に星が出ている画像を表示した状態を示す図である。光源３が全て点灯しているため、図１１に示すように夜空の暗い部分も白浮きしてしまい、コントラストの低い画像となってしまう。

図１２は、各光源３を輝度調整して、液晶パネル１に図１１と同じ画像を表示した例を示す図である。図１２において、夜空の暗い部分（領域Ｂ）に対応する光源３については輝度を最低レベルまで落とすことにより、沈んだ黒を表示することができる。また、星が表れている部分（領域Ａ）に対応する光源３については、星の明るさに応じて輝度調整を行う。このように、画像に応じて各光源３の輝度調整を行うことにより、コントラストの高い画像を表示することができる。

図１３は、上述した光源３の輝度調整を行った場合のバックライト２の表示面２ａにおける輝度分布を示す。曲線Ａは、表示面２ａを正面から観察した場合の輝度分布であり、曲線Ｂは、斜め４５°から観察した場合の輝度分布である。また、図１３には、正面から観察した場合の輝度分布Ａに対するガンマ逆補正（図７）を考慮した入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴを併せて示す。光源３の輝度調整は、入力映像信号に応じて決定されるものであるが、図１３に示すように、輝度調整の内容によっては、輝度分布の変化幅（振幅）が図８に示した輝度分布の変化幅よりも大きくなる場合がある。

図１４は、光源３の輝度調整を行っているバックライト２に対し、ガンマ補正を考慮した入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴ（図１３）を入力した場合の輝度分布を示す特性図であり、図９に対応する図である。バックライト２の表示面２ａを正面から観察した場合の輝度分布Ｃは、図９と同様、画面内において均一であるが、斜め４５°から観察した場合の輝度分布Ｄは、図９に示した輝度分布よりも大きな変化幅を有している。

図１５は、図１４に示した輝度分布Ｄを有する画像を、図１０と同様にシミュレーションにより作成したものを示す図である。図１５に示した画像は、輝度の変化は比較的緩やかではあるが、輝度むらがはっきり認識できるレベルであり、好ましい画像とはいえないことがわかる。

上述したように、バックライト２の光源３の輝度調整を行うことで輝度分布の変化幅が大きくなるため、ガンマ逆補正処理を考慮した入力映像信号が入力されると、斜め方向から輝度むらが観測される場合がある。この輝度むらは、図６に示した光源３とバックライト２の表示面２ａとの距離Ｌに起因する視差のために生じるピーク位置ずれによるものである。

そこで、本実施の形態では、光源３と光拡散板５との間に、配光分布を揃える機能を有する集光層６を設けることにより、図１６に示すようにバックライト２からの光束の出射方向を液晶パネル１（図１）の表示面１ａと略直交する方向に揃え、これにより、液晶パネル１の表示面１ａを斜め方向から観測した場合の輝度分布Ｂと正面から観察した場合の輝度分布Ａとでピーク位置ずれが少なくなるようにしている。なお、集光層６を光源３と光拡散板５との間に配置したのは、光束が光拡散板５により拡散される前に進行方向を揃えるためである。

図１７は、集光層６の透過特性を示す特性図である。図１７は、集光層６をレンチキュラーレンズにより構成した場合の透過特性を示しており、光線が斜め４５°に入射したときに出射される光線のピークが３２°となり、入射角度に対して出射角度を狭める効果を有している。この効果を利用することにより、バックライト２における光源３からの光束の射出方向を揃えることができる。

図１８は、配光分布を揃える機能を有する集光層６の構成例を示す断面図である。図１８に示す構成例では、集光層６として、集光シート１０１を用いている。この集光シート１０１は、シート状の基材１０２の表面（液晶パネル側の面）１０２ａに、多数のビーズ状の粒子（突起部）１０３をコーティングしたものである。粒子１０３は、例えばバインダ１０３ａを介して基材１０２に固定されている。集光シート１０１の裏面１０２ｂは平坦面である。集光シート１０１に入射した光１１，１２は、粒子１０３の表面で反射され、入射角度よりも小さい出射角度（すなわち、表面１０２ａに直交する方向により近い角度）で出射される。その結果、光源３からの光束の出射方向は、液晶パネル１の表示面１ａに略直交する方向に揃えられる。

図１９は、配光分布を揃える機能を有する集光層６の別の構成例を示す断面図である。図１９に示す構成例では、集光層６として、プリズムシート１１１を用いている。このプリズムシート１１１は、シート状の基材１１２の表面１１２ａに、多数のプリズム（突起部）１１３ａからなるプリズム層１１３を形成したものである。基材１１２の裏面１１２ｂは平坦面である。各プリズム１１３ａは、例えば液晶パネル１の短軸方向Ｙ（図１）を軸方向とする略三角柱状であり、液晶パネル１の長軸方向Ｘ（図１）に多数配列されている。プリズムシート１１１に入射した光１１，１２は、プリズム１１３ａの表面で反射され、入射角度よりも小さい出射角度で出射される。その結果、光源３からの光束の出射方向は、液晶パネル１の表示面１ａに略直交する方向に揃えられる。

図２０は、配光分布を揃える機能を有する集光層６の更に別の構成例を示す断面図である。図２０に示す構成例では、集光層６として、レンチキュラーレンズ１２１を用いている。このレンチキュラーレンズ１２１は、基材１２２の表面１２２ａに、多数のレンズ要素（突起部）１２３を形成したものである。基材１２２の裏面１２２ｂは平坦面である。各レンズ要素１２３は、例えば液晶パネル１の短軸方向Ｙ（図１）を軸方向とする略半円柱状であり、液晶パネル１の長軸方向Ｘ（図１）に多数配列されている。レンチキュラーレンズ１２１に入射した光１１，１２は、レンズ要素１２３の表面で反射され、入射角度よりも小さい出射角度で出射される。その結果、光源３からの光束の出射方向は、液晶パネル１の表示面１ａに略直交する方向に揃えられる。

なお、図１８〜図２０に示した光学部材は、それぞれ単独で使用してもよいし、複数枚重ねて使用してもよい。また、図１には、集光層６として、２つの光学部材６１，６２を重ねて使用した構成例を示しているが、集光層６を構成する光学部材の数は幾つであってもよく、バックライト２の構成及び特性に応じて決定することができる。

図２１は、配光分布を揃える機能を有する光学部材（図１８〜図２０参照）を設けたことによる、ピーク位置ずれ量（すなわち、液晶パネル１の表示面１ａを正面から観察した場合の輝度分布と斜め方向から観察した場合の輝度分布とのピーク位置ずれ量）の低減効果を説明するための特性図である。図２１において、曲線Ａ１は、配光分布を揃える機能を有する光学部材からなる集光層６を設けなかった場合のピーク位置ずれ量を表す。この場合、斜め３０°から観測した場合のピーク位置ずれ量は１０ｍｍであり、斜め６０°から観察した場合のピーク位置ずれ量は１４ｍｍである。一方、曲線Ａ２は、配光分布を揃える機能を有する光学部材からなる集光層６を設けた場合のピーク位置ずれ量を表す。この場合、斜め３０°から観測した場合の位置ずれ量は６．５ｍｍであり、斜め６０°から観察した場合の位置ずれ量は８．５ｍｍとなる。すなわち、集光層６を設けることで、ピーク位置ずれ量を３０％〜４０％低減することができる。

図２２は、配光分布を揃える機能を有する光学部材からなる集光層６を設けた場合（図２１に示したようにピーク位置ずれ量の低減を実現した場合）の輝度分布を示す特性図である。図２２において、曲線Ａは、バックライト２の表示面２ａを正面から観察した場合の輝度分布であり、曲線Ｂは、斜め４５°から観察した場合の輝度分布である。Ｓ−ＩＮＰＵＴは、正面から観察した場合の輝度分布Ａに対してガンマ逆補正処理を考慮した入力映像信号である。

図２３は、集光層６を備えたバックライト２に対し、ガンマ補正を考慮した入力映像信号Ｓ−ＩＮＰＵＴ（図２２）を入力した場合の輝度分布を示す特性図であり、図９及び図１４に対応する図である。バックライト２の表示面２ａを正面から観察した場合の輝度分布Ｃは、図９及び図１４に示した輝度分布Ｃと同様、画面内で均一である。また、斜め方向から観察した場合の輝度分布Ｄは、図１４に示した輝度分布Ｄと比較して変化幅が小さく、ピーク位置ずれの影響が大幅に低減されていることがわかる。

図２４は、図２３の輝度分布Ｄを有する画像を、図１０，１５と同様にシミュレーションにより作成したものを示す図である。図２４に示すように、輝度むらは、図１５と比較して大きく改善されており、ほとんど気にならないレベルであると言えることがわかる。このように、本実施の形態によれば、光源３と光拡散板５との間に集光層６を設けることで、輝度むらの発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、光源３を、直管型の冷陰極管で構成したが、代わりに、Ｕ字管型の冷陰極管で構成してもよい。直管型の冷陰極管を用いた場合も、Ｕ字管型の冷陰極管を用いた場合も、輝度むらがなく、且つ安価で大型のバックライト２を実現することができる。

また、光源３として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いてもよい。この場合には、輝度むらがなく、且つ色再現性が良く、寿命の長いバックライト２を実現することができる。さらに、光源３として、ＬＥＤと冷陰極管（直管型又はＵ字型）とを混在させて用いることもできる。この場合には、高輝度で輝度むらが少なく、且つ色再現性の良いバックライト２を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光源３と光拡散板５との間に集光層６を設け、集光層６の作用（入射光束を、その入射角度よりも小さい角度で出射する作用）により光束の出射方向を揃えるよう構成したので、光源３の輝度調整を行った場合においても、使用者が液晶パネル１を斜め方向から観測した場合の輝度分布のピーク位置ずれを低減することができる。これにより、輝度分布のピーク位置ずれによって発生する輝度むらの発生を抑制することができる。

特に、集光層６を、基材１０２の表面にビーズ状の粒子１０３をコーティングして形成される少なくとも１枚の集光シート１０１で構成することにより、光源３の輝度調整を行った場合においても、斜め方向からでも良好な画像を観測できるバックライト２を実現することができる。

また、集光層６を、基材１１２にプリズム層１１３を配置した少なくとも１枚のプリズムシート１１１で構成することにより、光源３の輝度調整を行った場合においても、斜め方向からでも良好な画像を観測できるバックライト２を実現することができる。

さらに、集光層６を、基材１２２にレンズ層１２３を配置した少なくとも１枚のレンチキュラーレンズ１２１で構成することにより、光源３の輝度調整を行った場合にも、光源３の輝度調整を行った場合においても、斜め方向からでも良好な画像を観測できるバックライト２を実現することができる。

加えて、本実施の形態によれば、光源３を直管型の冷陰極管で構成することにより、輝度むらが少なく、大型で安価なバックライト２を実現することができる。

また、光源３をＵ字型の冷陰極管で構成することにより、輝度むらが少なく、大型で安価なバックライト２を実現することができる。

さらに、光源３をＬＥＤで構成することにより、輝度むらが少なく、且つ色再現性が良く、寿命の長い色再現性が良いバックライト２を実現することができる。

また、光源３をＬＥＤと冷陰極管を混在して構成することにより、高輝度で輝度むらが少なく、なお且つ色再現性の良いバックライト２を実現することができる。

この発明の実施の形態に係る液晶表示装置用バックライトを備えた液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。 図１に示した液晶表示装置の光拡散板の機能を説明するための拡大断面図である。 ２本の光源を点灯した状態で、バックライトの表示面を正面から観察した場合の輝度分布を示した特性図である。 ３０インチの液晶テレビに用いられるバックライトの輝度分布の一例を示す特性図である。 図４に示した特性を有するバックライトの表示面を斜め４５°から観測した場合の輝度分布を説明するための特性図である。 図５に示した輝度分布のピーク位置ずれの発生原因を説明するための図である。 図１に示した液晶表示装置で用いられるガンマ逆補正特性の一例を示す図である。 バックライトの表示面を正面から観察した場合の輝度分布、斜め方向から観察した場合の輝度分布、及びガンマ逆補正を考慮した入力映像信号を示す特性図である。 入力映像信号が入力された場合に、使用者が観察する輝度分布を示す特性図である。 図９に示した輝度分布を有する画像の例を示す図である。 バックライトの光源を全て点灯させた状態で表示した画像の例を示す図である。 バックライトの光源の輝度調整を行って表示した画像の例を示す図である。 光源の輝度調整を行った場合のバックライトの表示面における輝度分布を示す特性図である。 光源の輝度調整を行い、入力映像信号を入力した場合に、使用者が観察する輝度分布を示す特性図である。 図１４に示した輝度分布を有する画像の例を示す図である。 この発明の実施の形態に係る集光層の作用を説明するための図である。 この発明の実施の形態に係る集光層の透過特性を示す特性図である。 この発明の実施の形態に係る集光層を構成する集光シートを示す断面図である。 この発明の実施の形態に係る集光層を構成するプリズムシートを示す断面図である。 この発明の実施の形態に係る集光層を構成するレンチキュラーレンズを示す断面図である。 この発明の実施の形態に係る集光層を設けたことによる効果を示す特性図である。 この発明の実施の形態に係るバックライトを正面から観察した場合及び斜め方向から観察した場合の輝度分布及び入力映像信号を示す図である。 光源の輝度調整を行い、入力映像信号を入力した場合に、使用者が観察する輝度分布を示す特性図である。 図２３に示した輝度分布を有する画像の例を示す図である。

符号の説明

１ 表示パネル、 １ａ 表示面、 ２ バックライト、 ２ａ 表示面、 ３ 光源、 ４ 反射板、 ５ 光拡散板、 ５１ 拡散板、 ５２，５３ 集光型拡散シート、 ６ 集光層、 １０１ 集光シート、 １０３ 粒子、 １１１ プリズムシート、 １１３ａ プリズム、 １２１ レンチキュラーレンズ、 １２３ レンズ要素。

Claims (10)

1. 表示パネルの背面側に配置され、それぞれの輝度調整が可能な複数の光源と、
   前記光源から出射される光束を表示パネル側に反射する反射板と、
   前記表示パネルと前記光源との間に配置され、前記光源から出射された光束を拡散させる光拡散板と、
   前記光源と前記光拡散板との間に配置され、前記光拡散板側に突起部を有する集光層と
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置用バックライト。
2. 前記集光層が、前記光源から出射された光束が入射し、当該光束を入射角度よりも小さい角度で出射するものである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。
3. 前記集光層が、表面に粒子がコーティングされた少なくとも一つのシート状部材により構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置用バックライト。
4. 前記集光層が、表面に複数のプリズムを含むプリズム層が形成された少なくとも一つのシート状部材により構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置用バックライト。
5. 前記集光層が、少なくとも一つのレンチキュラーレンズにより構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置用バックライト。
6. 前記光源が、直管型の冷陰極管により構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置用バックライト。
7. 前記光源が、Ｕ字型の冷陰極管から構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置用バックライト。
8. 前記光源が、発光ダイオードにより構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置用バックライト。
9. 前記光源が、発光ダイオードと冷陰極管とにより構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置用バックライト。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置用バックライトと、前記表示パネルとしての液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置。

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