JP2006216295A - 液晶表示パネルの面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の光ができるだけ遮られずに液晶表示パネルを照射することに使われるにもかかわらず、光源を液晶表示パネルに近付けて装置の薄形化を図っても、液晶表示パネルでの輝度むらの発生が抑制されてランプイメージが見えにくくなる液晶表示パネルの面光源装置を提供する。
【解決手段】 線状発光部３を備える光源２が液晶表示パネル１の背部に設置される液晶表示パネルの面光源装置において、液晶表示パネル１と光源２との相互間複数箇所に、光源２の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材５を間隔を隔てて複数箇所に平行に配備する。光拡散部材５には、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透光性に優れる材料を用いる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示パネルの面光源装置、特に、液晶表示パネルの背部の線状発光部を発光させる所謂バックライト方式の面光源装置において、輝度むらによる線状発光部のランプイメージを液晶表示パネルに映し出されにくくするための対策を講じた液晶表示パネルの面光源装置に関する。

図８に液晶表示パネルの面光源装置の基本構成を説明的に示してある。同図において、１はテレビジョンモジュールなどに使用される液晶表示パネル、２は光源であり、この光源２は、液晶表示パネル１に対して平行でかつ相互間も平行で相互に間隔を隔てて配備された複数本の線状発光部３を備えている。４は反射板であり、光源２の個々の線状発光部３から出た光を反射して液晶表示パネル１に対して指向させる働きと、個々の線状発光部３から出た光を拡散反射させて光を液晶表示パネルの全体に行き渡らせる働きを持っている。

この面光源装置は、液晶表示パネル１と共に１つの筐体（不図示）に組み付けられて用いられ、その場合に、その筐体の薄形化を図るために光源２の線状発光部３を液晶表示パネル１に近付け過ぎると、液晶表示パネルには、線状発光部３に近い箇所が明るくなるのに対し、線状発光部３から離れた箇所ほど暗くなるという輝度むらを生じ、明るい箇所がランプイメージとなってユーザに見えてしまって映像品質を低下させることが判っている。

従来、並列した複数の直線状蛍光管の裏面側に反射板、表面側に光拡散板を配置した直下型面光源において、上記光拡散板によって輝度むらを軽減することにより蛍光管が透けて見えることを防ぐための提案がなされている（たとえば特許文献１参照）。また、液晶パネルとランプ（光源）との間に、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの拡散性を有する樹脂板を延伸して偏向性を付与した拡散板を配置することによって、液晶パネルにランプイメージが映し出されることを抑制する対策を講じた液晶表示装置も提案されている（たとえば特許文献２参照）。さらに、液晶表示素子用バックライトに関し、輝度調整手段の遮光パターンを２重にして輝度調整する場合に、一方の遮光パターンを縦型パターンとし、他方の遮光パターンを横型パターンとすることも提案されている（たとえば特許文献３参照）。
特開２００１−１２６８１号公報 特開２００４−１９８７２５公報 特開２００２−２０２５０７公報

しかしながら、特許文献１に示されている光拡散板は板状ないしフィルム状であって、それらの光拡散板などを透過した光だけでディスプレイなどの液晶表示パネルを照射させるという使い方が行われるものである。そのため、液晶表示パネルでの輝度むらが軽減されるとしても、その光拡散板の光隠蔽性によって光源の光が遮られることによって液晶表示パネル全体が暗くなりがちであり、そのような明るさの低下を避けるためには光量の多い光源を用いる必要がある。そのため、板状ないしフィルム状の光拡散板を用いて輝度むらの発生を抑制させると、その光拡散板自体が高価であるためにコストアップになることに加え、光源の光量を増やすことによる電力消費量の増大を招いてユーザ側でのランニングコストも高くなる。他の特許文献２や同３によって提案されているものについても同様のことが云える。

本発明は以上の状況に鑑みてなされたものであり、光源の光ができるだけ遮られずに液晶表示パネルを照射することに使われるにもかかわらず、光源を液晶表示パネルに近付けて装置の薄形化を図っても、液晶表示パネルでの輝度むらの発生が効果的に抑制されてランプイメージが見えにくくなる液晶表示パネルの面光源装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示パネルの面光源装置は、間隔を隔てて配備された複数の線状発光部を備える光源が、液晶表示パネルの背部に設置されている液晶表示パネルの面光源装置において、液晶表示パネルと上記光源の線状発光部との相互間複数箇所に、光源の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材が間隔を隔てた複数箇所に配備されている、というものである。

この構成であれば、光拡散部材がロッド状であって、間隔を隔てた複数箇所に配備されているので、光源の線状発光部から出た光の一部が光拡散部材の相互間の空間を通過して直接に液晶表示パネルに照射される。また、光源の線状発光部から出た光の他の一部がロッド状の光拡散部材を透過して拡散した後、液晶表示パネルに照射される。そのため、上掲の特許文献１〜３に記載されているように光拡散板などを通過した光だけが液晶表示パネルに照射されるものに比べて液晶表示パネルの全体が明るくなり、それだけ光源の光量を低減させることが可能になる。また、光源の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材が間隔を隔てた複数箇所に配備されているために、液晶表示パネルを照射する光の光量がその液晶表示パネルの全体に亘って均一化され、液晶表示パネルの光源に近い箇所が明るくなり遠い箇所が暗くなるという現象が軽減される。

本発明では、複数の上記線状発光部が互いに平行に配備され、複数箇所の上記光拡散部材がそれらの線状発光部に対し直交して配備されている、という構成を採用することが可能である。これによれば、複数箇所の光拡散部材を透過して拡散した光が、光源の線状発光部に近い箇所とその両側の遠い箇所との明るさの差を少なくすることに役立って液晶表示パネルでの輝度むらの発生が抑制される。

また、複数箇所の上記光拡散部材を光源の線状発光部に対し直交して配備する場合には、上記光拡散部材を個々の上記線状発光部に対向する交差部とそれらの交差部の相互間に位置する非交差部とに区画し、上記交差部に、上記線状発光部の長手方向よりも上記線状発光部に対する直交方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してある、という構成を採用することが可能である。これによれば、光拡散部材を透過して拡散される光の光量が、光源の線状発光部に近い箇所（明るい箇所）では少なくなり、その両側の遠い箇所（暗い箇所）では多くなるので、液晶表示パネルの全体の明るさが効果的に均一化されて輝度むらの発生がいっそう抑制される。これと同様の作用は、上記光拡散部材を個々の上記線状発光部に対向する交差部とそれらの交差部の相互間に位置する非交差部とに区画し、上記非交差部に、上記線状発光部に対する直交方向よりも上記線状発光部の長手方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してある、という構成によっても得られる。

本発明に係る液晶表示パネルの面光源装置では、複数の上記線状発光部が互いに平行に配備されていて、複数箇所の上記光拡散部材が個々の上記線状発光部に対して個別に平行に対向配備されているものであってもよい。これによれば、液晶表示パネルの線状発光部に近い箇所には光拡散部材を透過した光だけが主に照射され、液晶表示パネルの線状発光部から遠い箇所には、複数箇所の光拡散部材の相互間空間を通過した光と光拡散部材を透過して拡散した光とが照射されるようになるので、液晶表示パネルが全体に明るくなり、しかも、全体の明るさが均一化されて輝度むらが生じにくくなる。

本発明に係る液晶表示パネルの面光源装置は、間隔を隔てて配備された複数の線状発光部を備える光源が、液晶表示パネルの背部に設置されている液晶表示パネルの面光源装置において、複数の上記線状発光部が互いに平行に配備されていて、液晶表示パネルと上記光源の線状発光部との相互間複数箇所に、光源の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材が間隔を隔てた複数箇所で上記線状発光部に対し直交して配備されていると共に、それらの光拡散部材を個々の上記線状発光部に対向する交差部とそれらの交差部の相互間に位置する非交差部とに区画し、上記交差部に、上記線状発光部の長手方向よりも上記線状発光部に対する直交方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してあり、かつ、上記非交差部に、上記線状発光部に対する直交方向よりも上記線状発光部の長手方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してある、という構成を採用することも可能であり、これによれば、光拡散部材を設置したことに伴う液晶表示パネルの明るさの低減が最少限度に抑制された上で、その液晶表示パネルでの輝度むらが良好に抑制されて、液晶表示パネルにランプイメージが映し出されるという現象がきわめて起こりにくくなる。この発明の構成や作用は後述する実施形態を参照して詳細に説明する。

以上のように、本発明に係る液晶表示パネルの面光源装置によれば、液晶表示パネルと光源の線状発光部との相互間複数箇所に、光源の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材が間隔を隔てて配備されていることにより、光源の光ができるだけ遮られずに液晶表示パネルを照射することに使われるにもかかわらず、光拡散部材を透過して拡散した光によって全体の明るさが均一化される。そのため、光源を液晶表示パネルに近付けて装置の薄形化を図っても、液晶表示パネルでの輝度むらの発生が効果的に抑制されてランプイメージが見えにくくなり、液晶表示パネルによって映し出される映像品質の低下が抑制される。それにもかかわらず、光拡散部材をロッド状として複数箇所に配備したことにより、冒頭で説明した板状ないしフィルム状の高価な光拡散板を用いる必要がなくなってコストダウンを図りやすくなる。したがって、ユーザに対して薄形化されたディスプレイで良質の映像を安価に提供することが可能になるという効果が奏される。

図１は本発明に係る実施形態の面光源装置の概略正面図、図２は同装置を説明的に示した側面図である。

この面光源装置において、その基本構成は図８を参照して説明したものと同様である。すなわち、この面光源装置は、テレビジョンモジュールなどに使用される液晶表示パネル１と、光源２と、反射板４とを有している。

図１のように、図例の面光源装置では、蛍光管でなる２つの光源２，２を備えていて、個々の光源２，２のそれぞれはＵ字形に形成された互いに平行な２本の線状発光部３，３を有し、それらの線状発光部３…が互いに平行に、しかも、液晶表示パネル１に対しても平行に配備されている。そして、反射板４の光学的作用により、光源２の個々の線状発光部３から出た光が反射されて液晶表示パネル１に対して指向され、また、個々の線状発光部３から出た光が拡散反射されて光が液晶表示パネルの全体に行き渡るようになっている。そして、図８を参照して説明したところと同様に、この面光源装置は、液晶表示パネル１と共に１つの筐体１０に組み付けられて用いられる。この実施形態の面光源装置では、液晶表示パネル１と光源２の線状発光部３との相互間複数箇所に、上記線状発光部３に対し直交してロッド状の光拡散部材５が等間隔を隔てた複数箇所（図例では３箇所）に互いに平行に配備されている。光拡散部材５には、アクリル樹脂やポリカーポネート樹脂、ガラスなどの透明で光透過性に優れる材料を断面四角形に成形したものが用いられていて、それらの光拡散部材５の外面はいずれも表面粗度の小さな平坦面として形成されている。

この構成を備えた面光源装置によると、光源２の線状発光部３から出た光は、直接に液晶表示パネル１に向かって照射されるものと、反射板４で反射して液晶表示パネル１に向かって照射されるものとに分かれる。また、光源２の線状発光部３から出た光は、その一部がロッド状の光拡散部材５の相互間空間Ｓを通過して直接に液晶表示パネル１に照射され、他の一部がロッド状の光拡散部材５を透過して拡散した後、液晶表示パネル１に照射される。このように、光源２の光は、その一部が光拡散部材５を透過することなく、光拡散部材５の相互間空間Ｓを通過して直接に液晶表示パネル１に照射されるため、光拡散部材５を透過した光だけで液晶表示パネル１を照射させる場合に比べて液晶表示パネル１が明るくなり、それだけ光源の光量を低減させることが可能になる。そのため、この実施形態の面光源装置では、光源の光量を低下させ得ることによる電力消費量の低下が促進されてそのランニングコストが安く抑えられる。

また、複数箇所に配備されているロッド状の光拡散部材５を透過して拡散した光は、線状発光部２から遠い箇所に届いてその箇所を明るくすることに役立つので、線状発光部２から遠い箇所の明るさが、光拡散部材５を設置していない場合に比べて明るくなり、そのために、液晶表示パネル１を照射する光の光量がその液晶表示パネル１の全体に亘って均一化され、液晶表示パネルの光源に近い箇所が明るくなり遠い箇所が暗くなるという現象が軽減される。

特に、この実施形態では、複数箇所のロッド状の光拡散部材５が線状発光部２に対し直交して配備されているために、複数箇所の光拡散部材５を透過して拡散した光が、光源２の線状発光部３に近い箇所とその両側の遠い箇所との明るさの差を少なくすることに役立って液晶表示パネル１での輝度むらの発生が抑制され、その結果として、液晶表示パネル１に線状発光部３のランプイメージが映し出されにくくなる。

図３は本発明に係る他の実施形態の面光源装置の概略正面図、図４は図３の同装置を説明的に示した側面図である。

この実施形態において、図１及び図２で説明したところと異なる点は、ロッド状の光拡散部材５に所定の光配向性を付与してある点である。すなわち、光拡散部材５を個々の線状発光部３…に対向する交差部イとそれらの交差部イの相互間に位置する非交差部ロとに区画した上で、交差部イや非交差部ロの表面形状を変えることにより、交差部イに、線状発光部３の長手方向ａよりも線状発光部３に対する直交方向ｂへの拡散光量を多くする光学特性を付与し、非交差部ロに、線状発光部２に対する直交方向ｂよりも線状発光部２の長手方向ａへの拡散光量を多くする光学特性を付与してある。なお、図例では、交差部イの線状発光部３との対向面に湾曲した凹入部５１を具備させ、非交差部ロの左右両側面に湾曲した凹入部５２，５２を具備させることによって上記光学特性を付与してある。

この構成によれば、光拡散部材５の交差部イでは、図４の矢印Ｐ１のように光が線状発光部３の直交方向ｂ、すなわち線状発光部３の両側へ離れる方向により多く拡散され、また、光拡散部材５の非交差部ロでは、図３の矢印Ｐ２のように光が線状発光部３の長手方向ａにより多く拡散されるので、光拡散部材５を透過して拡散される光の光量が、線状発光部３に近い箇所（明るい箇所）で少なくなり、その両側の遠い箇所（暗い箇所）で多くなって、液晶表示パネル１の全体の明るさが高度に均一化されて輝度むらの発生が顕著に抑制される。したがって、液晶表示パネル１に線状発光部３のランプイメージが映し出されにくくなる。

この実施形態では、光拡散部材５の交差部イと非交差部ロとの両方に光配向性を付与してあるけれども、この点は、交差部イだけ、あるいは、非交差部ロだけに光配向性を付与しただけでも、光拡散部材５を透過して拡散される光の光量が、線状発光部３に近い箇所（明るい箇所）で少なくなり、その両側の遠い箇所（暗い箇所）で多くなって液晶表示パネル１の全体の明るさが均一化されるようになる。

図５は本発明に係るさらに他の実施形態の面光源装置の概略正面図、図６は図５の同装置を説明的に示した側面図である。

この実施形態において、図１及び図２で説明したところと異なる点は、ロッド状の光拡散部材５を、個々の線状発光部３に対して個別に平行に対向配備している点だけである。この実施形態によれば、液晶表示パネル１の線状発光部３に近い箇所には光拡散部材５を透過した光だけが主に照射され、液晶表示パネル１の線状発光部３から遠い箇所には、光拡散部材５の相互間空間Ｓを通過した光と光拡散部材５を透過して拡散した光とが照射されるようになるので、液晶表示パネル１が全体に明るくなり、しかも、全体の明るさが均一化されて輝度むらが生じにくくなる。したがって、液晶表示パネル１に線状発光部３のランプイメージが映し出されにくくなる。

本願発明者は、図１及び図２を参照して説明した実施形態の面光源装置を用いたディスクプレイの液晶表示パネル上の輝度むらを、図８を参照して説明した基本構成だけの面光源装置を用いたディスクプレイの液晶表示パネル上の輝度むらと比較する調査を行った。この調査は、図７に示したように、液晶表示パネル１上に想定した等間隔の縦線Ｙと横線Ｘとの各交差点Ｚを測定点とし、それぞれの測定点の輝度を測定して縦方向及び横方向での輝度の平坦性を比較したものである。この調査により、液晶表示パネル１上の輝度分布は、基本構成だけの面光源装置を用いた場合よりも、実施形態の面光源装置を用いた場合の方が平坦性にすぐれていること、並びに、基本構成だけの面光源装置では液晶表示パネル１にランプイメージが視認されたが、実施形態の面光源装置では、そのようなランプイメージが視認されないということを確認できた。また、液晶表示パネル１の全体の明るさについては遜色のない明るさが得られていた。

本発明に係る実施形態の面光源装置の概略正面図である。 図１の装置を説明的に示した側面図である。 本発明に係る他の実施形態の面光源装置の概略正面図である。 図３の装置を説明的に示した側面図である。 本発明に係るさらに他の実施形態の面光源装置の概略正面図である。 図５の装置を説明的に示した側面図である。 輝度の測定点の配列を示した説明図である。 面光源装置の基本構成の説明図である。

符号の説明

１ 液晶表示パネル
２ 光源
３ 線状発光部
５ 光拡散部材
イ 交差部
ロ 非交差部

Claims (6)

1. 間隔を隔てて配備された複数の線状発光部を備える光源が、液晶表示パネルの背部に設置されている液晶表示パネルの面光源装置において、
   複数の上記線状発光部が互いに平行に配備されていて、液晶表示パネルと上記光源の線状発光部との相互間複数箇所に、光源の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材が間隔を隔てた複数箇所で上記線状発光部に対し直交して配備されていると共に、それらの光拡散部材を個々の上記線状発光部に対向する交差部とそれらの交差部の相互間に位置する非交差部とに区画し、上記交差部に、上記線状発光部の長手方向よりも上記線状発光部に対する直交方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してあり、かつ、上記非交差部に、上記線状発光部に対する直交方向よりも上記線状発光部の長手方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してあることを特徴とする液晶表示パネルの面光源装置。
2. 間隔を隔てて配備された複数の線状発光部を備える光源が、液晶表示パネルの背部に設置されている液晶表示パネルの面光源装置において、
   液晶表示パネルと上記光源の線状発光部との相互間複数箇所に、光源の光を透過して拡散させるロッド状の光拡散部材が間隔を隔てた複数箇所に配備されていることを特徴とする液晶表示パネルの面光源装置。
3. 複数の上記線状発光部が互いに平行に配備され、複数箇所の上記光拡散部材がそれらの線状発光部に対し直交して配備されている請求項２に記載した液晶表示パネルの面光源装置。
4. 上記光拡散部材を個々の上記線状発光部に対向する交差部とそれらの交差部の相互間に位置する非交差部とに区画し、上記交差部に、上記線状発光部の長手方向よりも上記線状発光部に対する直交方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してある請求項３に記載した液晶表示パネルの面光源装置。
5. 上記光拡散部材を個々の上記線状発光部に対向する交差部とそれらの交差部の相互間に位置する非交差部とに区画し、上記非交差部に、上記線状発光部に対する直交方向よりも上記線状発光部の長手方向への拡散光量を多くする光学特性を付与してある請求項３又は請求項４に記載した液晶表示パネルの面光源装置。
6. 複数の上記線状発光部が互いに平行に配備されていて、複数箇所の上記光拡散部材が個々の上記線状発光部に対して個別に平行に対向配備されている請求項２に記載した液晶表示パネルの面光源装置。

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