JP2007080702A - バックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】挟額縁化、薄型化及び低価格を実現しつつ、簡単な構造で、輝度の均一性を向上させることができるバックライトユニットの提供。
【解決手段】液晶パネルを背面から照明するバックライトユニットにおいて、略平行に配列された複数本のランプ５からの光を反射する反射手段を、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域の第１の領域と、第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割し、第１の領域で反射体を重ね合わせたり、第１の領域に反射率が大きい第１の反射体を配置したり、第２の領域に吸収体を配置したり、反射体の第１の領域に反射膜を形成したり、反射体の第２の領域に吸収膜を形成して、第１の領域の反射率が第２の領域の反射率よりも相対的に高くなるようにする。これにより、ランプの特性やランプの配列に起因する輝度の低下を抑制し、バックライト照光面内の輝度均一性を向上させる。
【選択図】図１４

Description

本発明は、バックライトユニットに関し、特に、直下型液晶表示装置に用いられるバックライトユニットに関する。

液晶表示装置は小型、薄型、低消費電力という特質からＯＡ機器やテレビジョンのモニタなどとして広く用いられている。この液晶表示装置は、対向する透明基板間に液晶が狭持されてなる液晶パネルと、液晶パネルを照明するバックライト光を発生するバックライトユニットなどで構成される。また、バックライトユニットには、液晶パネルの背面に光源を配置して光源から出る光を反射板で反射する直下型と、液晶パネルの側面に光源を配置して光源から出る光を導光板で液晶パネル背面全体に導くエッジライト型（サイドライト型とも呼ばれる。）と、液晶パネルの背面全体に面光源を配置して照明する面光源型などがあるが、大型の液晶表示装置では通常、直下型が利用される。

上記直下型のバックライトユニットは、例えば、図２１に示すように、複数の冷陰極蛍光ランプなどからなるランプ５と、ランプ５の端部を支持するランプ支持台６と、ランプ５をインバータ点灯回路などの外部回路に接続するためのランプコネクタ７と、ランプ５から放射された光を液晶パネル面方向に反射させる反射体８と、ランプ５からの直射光及び反射体８での反射光を拡散して均一光にする拡散板４と、レンズシートや偏光シートなどの光学シート３と、これらを保持するセンターフレーム２及びリアフレーム１０などの筐体とで構成される。

また、図２２は、ランプ５と反射体８との位置関係を示す平面図及びＸ−Ｘ’断面図であり、図２２に示すように、その底面及び傾斜面が一様な反射率を有する部材で形成された反射体８によってランプハウスが構成され、ランプハウス内部の空間に、直線状の複数のランプ５が、略一定の間隔で略平行に配列されている。

ここで、冷陰極蛍光ランプは、その両端に設けられた電極間の放電によって生成される紫外線をガラス管内壁に塗布された蛍光体で可視光に変換するものであり、一般に電極間の放電状態は長手方向で一様ではなく電極近傍で放電が弱い領域が存在するため、通常、ランプ５の電極近傍の領域では輝度が低く、長手方向の中央領域で輝度が高くなる性質を有している。そのため、拡散板を設けたとしても液晶パネルを均一に照明することができず、表示品位が低下してしまうという問題がある。

このような電極近傍領域における輝度低下の問題に対して、例えば、下記特許文献１では、略矩形の底部に対向する各一対の平行端縁から液晶パネル方向に立ち上がる側壁を有するフレームに、線状光源と平行な方向の一対の側壁の内側が底部から液晶パネル方向に向けて開く方向の傾斜面を設けると共に、線状光源と直交する方向の一対の側壁の内側が底部から液晶パネル方向に向けて閉じる方向の傾斜面を設けるバックライトユニットを開示している。

また、下記特許文献２では、反射部の反射面を、発光部の長手方向においては、発光輝度が低下する両端側部分を凹形状とし発光輝度が強まる中央部分を凸形状とし、発光部の側面方向においては、この発光部の少なくとも下側部の周囲を包括し反射光を表示部に向ける傾斜面を有する略凹形状としたバックライトユニットを開示している。

特開平１１−８４３７７号公報（第３−５頁、第１図） 実開昭６３−８７７７号公報（第４−８頁、第２図）

上記特許文献１、２記載の構造を用いることによって、ランプ５の電極近傍領域における輝度の低下を抑制することは可能であるが、特許文献１記載の構造では、ランプ５の長手方向において、底部から液晶パネル方向に向けて閉じる方向の傾斜面を設けているため、その部分でバックライトユニットは液晶パネルよりも外側に突出してしまい、その結果、表示エリア外側の額縁のサイズが大きくなってしまうという問題がある。

また、特許文献２記載の構造では、反射部をランプ５の電極近傍領域で凹形状、長手方向の中央領域で凸形状となるように波形に加工しているため、構造が複雑になり製造コストが増加してしまい、また、反射部の凹凸により、必然的にバックライトユニットの厚みが増してしまうという問題がある。

また、ランプ５の長手方向の輝度の低下の他に、ランプ５の配列方向において輝度が低下する問題もある。すなわち、ランプ５の配列方向の中央領域は、少なくとも隣り合う２本のランプ５によって照明されるのに対して、配列方向の端部に配置されるランプ５近傍の領域は、端部の１本のランプ５のみによって照明されるため、配列方向の中央領域に比べて端部ランプ近傍領域の輝度が低下してしまう。そこで、通常は配列方向の側部の傾斜面の反射率を高めて上記輝度の低下を抑制しているが、端部に配置されるランプ５と傾斜面との間隔が大きい場合には、傾斜面の反射だけでは輝度の低下を十分に抑制することができない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、挟額縁化、薄型化及び低価格を実現しつつ、簡単な構造で、輝度の均一性を向上させることができるバックライトユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のバックライトユニットは、表示パネルを背面から照明するバックライトユニットにおいて、前記表示パネルに略平行な面に沿って略平行に配列された複数本のランプと、前記複数本のランプからの光を前記表示パネル側に反射する反射手段と、を少なくとも備え、前記反射手段は、少なくとも、前記複数本のランプの端部に設けられた電極近傍に対向する第１の領域と、該第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割され、前記第１の領域の反射率が前記第２の領域の反射率よりも高いものである。

また、本発明のバックライトユニットは、表示パネルを背面から照明するバックライトユニットにおいて、前記表示パネルに略平行な面に沿って略平行に配列された複数本のランプと、前記複数本のランプからの光を前記表示パネル側に反射する反射手段と、を少なくとも備え、前記反射手段は、少なくとも、前記複数本のランプの端部に設けられた電極近傍及び配列方向端部に配置されたランプ近傍に対向する第１の領域と、前記第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割され、前記第１の領域の反射率が前記第２の領域の反射率よりも高いものである。

本発明においては、前記反射手段は、前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される第１の反射体と、前記第１の領域に配設される第２の反射体と、を含む構成とすることができる。

また、本発明においては、前記反射手段は、前記第２の領域に配設される第１の反射率の第１の反射体と、前記第１の領域に配設される、前記第１の反射率よりも高い第２の反射率を有する第２の反射体とを含む構成とすることができ、前記第１の反射体と前記第２の反射体とは、前記第１の領域と前記第２の領域との境界において、相重なるように配設されていることが好ましい。

また、本発明においては、前記反射手段は、前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される反射体と、前記第２の領域に配設される、所定の吸収率を有する吸収体とを含む構成とすることができる。

また、本発明においては、前記反射手段は、前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される反射体と、前記反射体の前記第１の領域に形成される、所定の反射率を有する反射膜とを含む構成とすることができる。

また、本発明においては、前記反射手段は、前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される反射体と、前記反射体の前記第２の領域に形成される、所定の吸収率を有する吸収膜とを含む構成とすることができる。

また、本発明においては、前記第１の反射体及び前記第２の反射体、又は、前記反射体は、プラスチック基材の表面に白色の塗料又は白色の顔料を塗布したシート材、プラスチック基材を発泡させた板材、又は、プラスチック基材中に白色の塗料又は白色の顔料を含有して射出成型した板材のいずれかで構成することができる。

また、本発明においては、前記ランプは直線状又はＵ字状とすることができる。

このように、本発明では、略平行に配列された複数本のランプから放射される光を液晶パネル方向に反射する反射手段を、少なくとも、ランプの電極近傍、又は該電極近傍及び配列方向端部に配置されるランプ近傍に対向する第１の領域と、該第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割し、第１の領域の反射率が第２の領域の反射率よりも高くなるようにしているため、ランプの特性によって生じる電極近傍領域の輝度の低下やランプの配置によって生じる端部ランプ近傍領域の輝度の低下を確実に抑制することができ、バックライトの照光面内の輝度均一性を向上させることができる。

また、第１の領域で反射体を重ね合わせたり、第１の領域に反射率が相対的に大きい第１の反射体を配置したり、第２の領域に吸収体を配置したり、第１の領域に反射膜を形成したり、第２の領域に吸収膜を形成するという簡単な構造により第１の領域の反射率を相対的に高めているため、額縁サイズの増加や厚みの増加、価格の上昇を抑制することができる。

本発明のバックライトによれば、挟額縁化、薄型化及び低価格を実現しつつ、バックライトの照光面内の輝度均一性を向上させることができる。

その理由は、直下型液晶表示装置のバックライトとして使用される冷陰極ランプなどは電極近傍の領域の輝度が中央領域に比べて低くなるという性質を有し、また、ランプの配置によっては配列方向端部に配置されるランプ近傍の領域の輝度が中央領域に比べて低くなるため、バックライトの照光面内の輝度の均一性が低下するという問題を有しているが、本発明では、反射手段を一様な反射率にするのではなく、少なくとも、電極近傍領域や端部ランプ近傍領域からなる第１の領域と、第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割し、第１の領域の反射率が第２の領域の反射率よりも高くなるようにしているため、ランプの性質やランプの配置によって生じる輝度の低下を確実に抑制することができるからである。

また、第１の領域の反射率が第２の領域の反射率よりも高くなるようにする構造として、第１の領域で反射体を重ね合わせたり、第１の領域に反射率が相対的に大きい第１の反射体を配置したり、第２の領域に吸収体を配置したり、第１の領域に反射膜を形成したり、第２の領域に吸収膜を形成するという簡単な構造を採用しているため、額縁サイズの増加や厚みの増加、価格の上昇を抑制することができるからである。

本発明は、その好ましい一実施の形態において、直下型液晶表示装置に使用されるバックライトユニットにおいて、略平行に配列された複数本の直線状又はＵ字状のランプから放射される光を液晶パネル面側に反射する反射手段を、電極近傍や端部ランプ近傍に対向する第１の領域と、第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割し、第１の領域で反射体を重ね合わせたり、第１の領域に反射率が相対的に大きい第１の反射体を配置したり、第２の領域に吸収体を配置したり、反射体の第１の領域に反射膜を形成したり、反射体の第２の領域に吸収膜を形成するなどによって、第１の領域の反射率が第２の領域の反射率よりも相対的に高くなるようにする。これにより、ランプの特性上、輝度が低下する電極近傍領域の輝度を高めたり、ランプの配列上、輝度が低下する端部ランプ近傍領域の輝度を高めることができ、バックライト照光面内の輝度均一性を向上させることができる。

上記実施形態について詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットについて、図１乃至図１２を参照して説明する。図１は、本実施例のバックライトユニットの構造を模式的に示す組み立て図であり、図２は、バックライトユニットの主要部材の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。又、図３乃至図７は、本実施例の反射手段の他の構造を示す図であり、図８及び図９は、本実施例の反射手段による効果を説明するための図である。また、図１０乃至図１２は、本実施例のバックライトユニットの他の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。

図１に示すように、本実施例の直下型液晶表示装置に使用されるバックライトユニット１は、複数本のランプ５と、複数本のランプ５の端部を支持する一対のランプ支持台６と、各々のランプ５をインバータ点灯回路などの外部回路に接続するためのランプコネクタ７と、ランプ５から放射される光を照光面側へ反射する第１反射体９ａや第２反射体９ｂなどの反射手段と、ランプ５からの直射光や反射手段での反射光を拡散して全体的な輝度の均一性を向上させる拡散板４と、拡散された光を液晶パネルの各々の画素に集光するためのレンズシートや集光された光を偏光する偏光シートなどの光学シート３と、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂやランプ５、ランプ周辺の構造部材を保持するリアフレーム１０と、拡散板４や光学シート３を保持して液晶パネルを搭載するためのセンターフレーム２などで構成され、センターフレーム２はリアルフレーム１０にネジ留め、あるいは嵌合機構によって強固に固定される。

上記第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂは、ランプ５の光を乱反射する機能を有していればよく、その材料や厚み、製造方法などは特に限定されないが、例えば、ＰＥＴ（POLYETHYLENE TEREPHTHALATE）などのプラスチック基材上に白色の塗料や顔料を塗布した薄型のシート材や、発泡ＰＥＴ、ポリカーボネートなどのプラスチック基材に白色の塗料や顔料を含有させて射出成型した板材などで形成することができる。また、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂの固定方法も特に限定されないが、例えば、第１反射体９ａは、両面テープなどの粘着材や接着剤などを用いてリアフレーム１０に固定され、第２反射体９ｂは、同様に粘着材や接着剤などを用いて第１反射体９ａに固定される構成とすることができる。なお、図１は、本実施例のバックライトユニットの一例であり、反射手段以外の部材の構成、形状、配置などは適宜変更することができる。

また、図２に示すように、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂでランプハウスが構成され、ランプハウス内部の空間に、バックライト照光面と平行な面に、断面が円柱状、楕円状、平板状などの複数本のランプ５が、略一定の間隔で略平行に配列される。また、バックライト照光面は、ランプ５の電極近傍に対向する領域（以下、電極近傍領域と呼ぶ。）と電極近傍領域よりも中央寄りの領域（以下、長手方向中央領域と呼ぶ。）で構成される。なお、図２における電極近傍領域及び長手方向中央領域は例示であり、電極近傍領域は輝度が低下する領域を含むように構成されていればよく、各々の領域の形状やその境界位置はランプ５の特性などに応じて適宜変更することができる。

ここで、従来技術で示したように、ランプ５はその両端部に設けた電極間の放電によって発光させるものであり、ランプの一般的な性質として、電極近傍領域では輝度が相対的に小さく、長手方向中央領域では輝度が相対的に大きいため、ランプ５の長手方向に輝度の分布が生じ、液晶パネルを均一に照明することができない。この問題に対して、ランプ５の長手方向の端部に設ける反射体の傾斜面を閉じる方向に折り込んだり、反射体に凹凸を設けて中央領域の光を電極近傍領域に分散させる構造などが提案されているが、これらの方法では額縁サイズが大きくなったり、厚みが増したり、価格が上昇してしまうなどの問題がある。

そこで、本実施例では、液晶表示装置の挟額縁化、薄型化、低価格化を実現しつつ、ランプの一般的な性質である電極近傍領域での輝度の低下を抑制するために、図３乃至図７に示す方法を用いて、反射手段の電極近傍領域の反射率が長手方向中央領域の反射率よりも高くなるようにする。以下、各々の方法について順に説明する。なお、図３乃至図７では底面の反射手段の構造のみを示しているが、図１及び図２に示すように第１反射体９ａをランプ５の配列方向に延ばして傾斜面を形成してもよいし、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂの双方を延ばして傾斜面を形成してもよい。

まず、第１の方法は、反射体を重ね合わせることによって反射率の高い領域を形成する方法である。具体的には、図１乃至図３に示すように、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び長手方向中央領域の双方）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの上面側（ランプ５側）又は背面側（図１及び図２は上面側の例を示している。）の電極近傍領域に第２反射体９ｂを配置する。この構造の場合、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂの反射率をα、リアフレーム１０の反射率αＦとし、第１反射体９ａ及び第２反射体での吸収がないとすると、長手方向中央領域では、第１反射体９ａを透過した光はその裏面に配置されたリアフレーム１０で反射されて第１反射体９ａに戻るため、長手方向中央領域の反射率はほぼα＋（１−α）×αＦとなる。一方、電極近傍領域では、第２反射体９ｂを透過した光はその裏面に配置された第１反射体９ａで反射されて第２反射体９ｂに戻るため、第１の反射体９ａを透過する成分を無視すると、電極近傍領域の反射率はほぼα＋（１−α）×αとなる。従って、電極近傍領域の反射率と長手方向中央領域の反射率との差は、（１−α）×（α−αＦ）となり、α＞αＦとなるように第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂを形成すれば、電極近傍領域の反射率を長手方向中央領域の反射率よりも高くすることができる。上記構造の場合、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂの反射率は同じであっても異なってもよく、反射率を変える場合は、ＰＥＴ上に塗布又はポリカーボネートに含有させる白色塗料又は白色顔料の量を変えればよい。

また、第２の方法は、反射率の異なる反射体を配置することによって反射率を変化させる方法である。具体的には、図４に示すように、長手方向中央領域に反射率が相対的に小さい第１反射体９ａを配置し、電極近傍領域に反射率が相対的に大きい第２反射体９ｂを配置する。この構造によっても電極近傍領域の反射率を長手方向中央領域の反射率よりも高くすることができる。ここで、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂは上述したようにＰＥＴやポリカーボネートなどのプラスチックを基材としており、熱によって収縮又は膨張するため、反射体自体が熱収縮した場合、第１反射体９ａと第２反射体９ｂと間に隙間が生じてリアフレーム１０が露出し、その部分で輝度が著しく低下して画質に影響を及ぼす可能性がある。また、反射体自体が熱膨張した場合は、分割された第１反射体９ａと第２反射体９ｂとが衝突し、反射体が変形してその境界にて反射特性が変化してしまう可能性がある。従って、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂは、その境界部分において各々が若干重なり合うように固定することが望ましい。

また、第３の方法は、吸収体を配置することによって反射率の低い領域を形成する方法である。具体的には、図５に示すように、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び長手方向中央領域の双方）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの上面側又は背面側の長手方向中央領域に所定の吸収率を有する吸収体１１を配置する。この構造の場合、第１反射体９ａを透過する成分を無視すると、中央領域では、吸収体１１で吸収される分、反射率が低下するため、電極近傍領域の反射率を長手方向中央領域の反射率よりも高くすることができる。この吸収体１１は、電極近傍領域の輝度の低下分を補償可能な吸収率を有していることが好ましく、その材料や厚み、製造方法などは特に限定されないが、例えば、ＰＥＴ上に黒色の塗料や顔料を塗布した薄型のシート材や、ポリカーボネートに黒色の顔料や顔料を含有させて射出成型した板材などで構成することができる。

また、第４の方法は、第１反射体９ａに反射膜を形成することによって反射率の高い領域を形成する方法である。具体的には、図６に示すように、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び長手方向中央領域の双方）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの表面又は裏面の少なくとも一方の電極近傍領域にリアフレーム１０よりも高い反射率で光を乱反射する反射膜１２を配置する。この構造の場合、電極近傍領域では、反射膜１２で反射される分、反射率が向上するため、電極近傍領域の反射率を長手方向中央領域の反射率よりも高くすることができる。上記反射膜１２は、リアフレーム１０よりも高い反射率を有していれば良く、その構造や製造方法は特に限定されないが、例えば、第１反射体９ａの裏面に金属の微粉末を付着させることによって形成することができる。

また、第５の方法は、第１反射体９ａに吸収膜を形成することによって反射率の低い領域を形成する方法である。具体的には、図７に示すように、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び長手方向中央領域の双方）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの表面又は裏面の少なくとも一方の長手方向中央領域に吸収膜１３を配置する。この構造の場合、長手方向中央領域では、吸収膜１３で吸収される分、反射率が低下するため、電極近傍領域の反射率を長手方向中央領域の反射率よりも高くすることができる。この吸収膜１３は、電極近傍領域の輝度の低下分を補償可能な吸収率を有していることが好ましく、その構造や製造方法などは特に限定されないが、例えば、第１反射体９ａ裏面に黒色塗料や黒色顔料などでドットパターンを印刷することによって形成することができる。

次に、本発明の反射手段による効果を確認するために、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び長手方向中央領域の双方）に反射体（反射率９８．８％）を配置し、ランプの長手方向を９分割したときの両端部の２／９の領域に同じ反射体を配置した構造（第１の方法（図１乃至図３）に相当する構造）のバックライトユニットを製作し、各々の分割位置の略中央における反射率を測定した。また、比較のため、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び長手方向中央領域の双方）に反射体（反射率９８．８％）のみを配置した構造（従来構造）のバックライトユニットを製作し、同様に反射率を測定した。その結果を図８及び図９に示す。

図８の横軸はランプ５の長手方向の分割位置を示し、縦軸は各々の分割位置における輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示している。また、図９の横軸はランプの長手方向の分割位置を示し、縦軸は各々の分割位置における輝度を最大値で規格化した値を示している。なお、黒丸、破線は従来構造のバックライトユニットにおける輝度分布であり、白丸、実線は本実施例に構造のバックライトユニットにおける輝度分布である。図８及び図９より、従来構造に比べて本実施例の構造では電極近傍領域の輝度の低下が抑制されていることが分かる。

このように、電極近傍領域で反射体を重ね合わせたり、電極近傍領域の反射体を反射率が高い材料で形成したり、長手方向中央領域に吸収体１１を配置したり、反射体の電極近傍領域に反射膜１２を形成したり、反射体の長手方向中央領域に吸収膜１３を形成するなどの方法を用いて、電極近傍領域の反射率を相対的に高めることにより、額縁サイズの増加や厚みの増加、価格の上昇を抑制しつつ、ランプ５の特性に起因する電極近傍領域での輝度の低下を確実に抑制することができ、バックライト照光面内の輝度均一性を向上させることができる。

なお、図１及び図２では直線状のランプ５を示したが、図１０（ａ）に示すようにＵ字型のランプを用いた場合でも同様の効果を得ることができる。その場合は、ランプ５の電極は一側の端部に配置されるため、電極が配置される側（図の左側）の電極近傍領域の反射率が相対的に高くなるように、第１反射体９ａ、第２反射体９ｂ、吸収体１１、反射膜１２、吸収膜１３などを配置すればよい。あるいは、Ｕ字屈曲部近傍領域での輝度低下がある場合は、図１０（ｂ）に示すように、電極近傍領域とＵ字屈曲部近傍領域の反射率が相対的に高くなるように、第１反射体９ａ、第２反射体９ｂ、吸収体１１、反射膜１２、吸収膜１３などを配置すればよい。

また、上記説明では、バックライトの照光面をランプ５の電極近傍の電極近傍領域と電極近傍領域よりも中央寄りの長手方向中央領域の２つの領域に分割したが、例えば、図１１に示すように、電極近傍領域と長手方向中央領域との間に中間領域を設けるなど、バックライトの照光面を３つ以上の領域に分割することも可能である。その場合は、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域と中間領域と長手方向中央領域）に第１反射体９ａを設け、電極近傍領域と中間領域に第２反射体９ｂを設け、電極近傍領域のみに第３反射体９ｃを設けるなどによって、反射率が、電極近傍領域＞中間領域＞長手方向中央領域となるように調整することができる。

また、上記説明では、液晶パネルの長手方向とランプ５の長手方向とが略一致するように複数本のランプ５を配列したが、例えば、図１２に示すように、直線状のランプ５（又はＵ字型のランプ）を、液晶パネルの長手方向とランプ５の長手方向とが略直交するように配列してもよい。

次に、本発明の第２の実施例に係るバックライトユニットについて、図１３乃至図２０を参照して説明する。図１３は、本実施例のバックライトユニットの構造を模式的に示す組み立て図であり、図１４は、バックライトユニットの主要部材の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。又、図１５乃至図１７は、本実施例の反射手段の他の構造を示す図であり、図１８乃至図２０は、本実施例のバックライトユニットの他の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。

図１３に示すように、本実施例の直下型液晶表示装置に使用されるバックライトユニット１は、複数本のランプ５と、ランプ支持台６と、ランプコネクタ７と、ランプ５から放射される光を照光面側へ反射する第１反射体９ａや第２反射体９ｂなどの反射手段と、拡散板４と、光学シート３と、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂやランプ５、ランプ周辺の構造部材を保持するリアフレーム１０と、拡散板４や光学シート３を保持して液晶パネルを搭載するためのセンターフレーム２などで構成される。この第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂは、例えば、ＰＥＴなどのプラスチック基材上に白色の塗料や顔料を塗布した薄型のシート材や、発泡ＰＥＴ、ポリカーボネートなどのプラスチック基材に白色の塗料や顔料を含有させて射出成型した板材などで形成することができ、第１反射体９ａは粘着材や接着剤などによってリアフレーム１０に固定され、第２反射体９ｂは粘着材や接着剤によって第１反射体９ａに固定される。なお、図１３は、本実施例のバックライトユニットの一例であり、反射手段以外の部材の構成、形状、配置などは適宜変更することができる。

また、図１４に示すように、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂでランプハウスが構成され、ランプハウス内部の空間に、バックライト照光面と平行な面に、断面が円柱状、楕円状、平板状などの複数本のランプ５が、略一定の間隔で略平行に配列される。また、バックライト照光面は、長手方向においては、ランプ５の電極に対向する電極近傍領域と電極近傍領域よりも中央寄りの長手方向中央領域とで構成され、配列方向においては、配列方向の端部に配置されるランプ５近傍に対向する領域（以下、端部ランプ近傍領域と呼ぶ。）と端部ランプ近傍領域よりも中央寄りの領域（以下、配列方向中央領域と呼ぶ。）で構成される。なお、図１４における電極近傍領域、長手方向中央領域、端部ランプ近傍領域、配列方向中央領域は例示であり、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域は輝度が低下する領域を含むように構成されていればよく、各々の領域の形状やその境界はランプ５の特性やランプ５の配列などに応じて適宜変更することができる。

ここで、前記した第１の実施例では、ランプ５の特性上、電極近傍の輝度が低下する問題を解決する構造を示したが、従来技術で示したように、配列方向の端部に配置されるランプ５と反射手段の傾斜面との距離が大きい場合に、ランプ５の配列方向に輝度の分布が生じ、液晶パネルを均一に照明することができない。そこで、本実施例では、ランプ５の特性に起因する輝度の低下のみならず、ランプ５の配列に起因する輝度の低下も抑制するために、図１５乃至図１７に示す方法を用いて、反射手段の電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域の反射率が、中央領域（長手方向中央領域と配列方向中央領域とが重なる領域を中央領域と呼ぶ。）の反射率よりも高くなるようにする。以下、各々の方法について順に説明する。なお、第１の実施例と同様に、図１５乃至図１７では底面の反射手段の構造のみを示すが、図１３及び図１４に示すように第１反射体９ａをランプ５の配列方向に延ばして傾斜面を形成してもよいし、第２反射体９ｂを延ばして傾斜面を形成してもよいし、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂの双方を延ばして傾斜面を形成してもよい。

まず、第１の方法は、反射体を重ね合わせることによって反射率の高い領域を形成する方法である。具体的には、図１３乃至図１５に示すように、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域並びに中央領域）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの上面側（ランプ５側）又は背面側（図１３及び図１４は上面側の例を示している。）の電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域に枠状の第２反射体９ｂを配置する。この構造において、第１反射体９ａと第２反射体９ｂの反射率は同じであっても異なってもよく、反射率を変える場合は、ＰＥＴ上に塗布又はポリカーボネートに含有する白色塗料又は白色顔料の量を変えればよい。

また、第２の方法は、反射率の異なる反射体を配置することによって反射率を変化させる方法である。具体的には、図１６に示すように、中央領域に反射率が相対的に小さい第１反射体９ａを配置し、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域に反射率が相対的に大きい枠状の第２反射体９ｂを配置する。この構造では、第１の実施例で示したように、反射体は熱によって収縮又は膨張するため、反射体自体が熱収縮した場合にリアフレーム１０が露出してその部分で輝度が著しく低下したり、反射体自体が熱膨張した場合に分割された第１反射体９ａと第２反射体９ｂとが衝突し、反射体が変形してその境界にて反射特性が変化してしまう可能性があるため、第１反射体９ａ及び第２反射体９ｂは、その境界部分において各々が若干重なり合うように固定することが望ましい。

また、第３の方法は、吸収体を配置することによって反射率の低い領域を形成する方法である。具体的には、図１７に示すように、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域並びに中央領域）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの上面側又は背面側の中央領域に所定の吸収率を有する吸収体１１を配置する。この吸収体１１は、例えば、ＰＥＴ上に黒色の塗料や顔料を塗布した薄型のシート材や、ポリカーボネートに黒色の顔料や顔料を含有させて射出成型した板材などで構成することができる。

また、第４の方法は、第１反射体９ａに反射膜を形成することによって反射率の高い領域を形成する方法である。具体的には、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域並びに中央領域）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの表面又は裏面の少なくとも一方の電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域にリアフレーム１０よりも高い反射率で光を乱反射する反射膜１２を配置する。この反射膜１２は、例えば、第１反射体９ａの表面又は裏面に金属の微粉末を付着させることによって形成することができる。

また、第５の方法は、第１反射体９ａに吸収膜を形成することによって反射率の低い領域を形成する方法である。具体的には、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域並びに中央領域）に第１反射体９ａを配置し、第１反射体９ａの表面又は裏面の少なくとも一方の中央領域に吸収膜１３を配置する。この吸収膜１３は、例えば、第１反射体９ａの表面又は裏面に黒色塗料や黒色顔料などでドットパターンを印刷することによって形成することができる。

このように、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域で反射体を重ね合わせたり、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域の反射体を反射率が高い材料で形成したり、中央領域に吸収体１１を配置したり、反射体の電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域に反射膜１２を形成したり、反射体の中央領域に吸収膜１３を形成するなどの方法を用いて、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域の反射率を相対的に高める。これにより、額縁サイズの増加や厚みの増加、価格の上昇を抑制しつつ、ランプの特性に起因する輝度の低下とランプの配列に起因する輝度の低下の双方を確実に抑制することができ、バックライト照光面内の輝度均一性を向上させることができる。更に、この構造の場合、ランプ５をよりバックライトの中央に寄せ集めることが可能となり（ランプピッチを狭められるため）、設計の自由度を高めることもできる。

なお、図１３及び図１４では、直線状のランプ５を示したが、第１の実施例と同様に、図１８（ａ）に示すようなＵ字型のランプを用いることもできる。この構造の場合、ランプの電極は一側の端部に配置されるため、電極が配置される側（図の左側）の電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域のコの字型の領域の反射率が相対的に高くなるように、第１反射体９ａ、第２反射体９ｂ、吸収体１１、反射膜１２、吸収膜１３などを配置すればよい。あるいは、Ｕ字屈曲部近傍領域での輝度低下がある場合は、図１８（ｂ）に示すように、電極近傍領域、Ｕ字屈曲部近傍領域及び端部ランプ近傍領域の反射率が相対的に高くなるように、第１反射体９ａ、第２反射体９ｂ、吸収体１１、反射膜１２、吸収膜１３などを配置すればよい。

また、上記説明では、バックライトの照光面をランプ５の電極近傍の電極近傍領域及び配列方向端部に配置されるランプ５近傍の端部ランプ近傍領域と、中央領域とに分割したが、例えば、図１９に示すように、電極近傍領域と端部ランプ近傍領域と中央領域の３つの領域に分割するなど、バックライトの照光面を３つ以上の領域に分割することも可能である。その場合は、バックライトの照光面の全面（電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域並びに中央領域）に第１反射体９ａを設け、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域に第２反射体９ｂを設け、電極近傍領域のみに第３反射体９ｃを設けるなどによって、反射率を調整することができる。

また、上記説明では、液晶パネルの長手方向とランプの長手方向とが略一致するように複数のランプ５を配列したが、第１の実施例と同様に、例えば、直線状のランプ５（又はＵ字型のランプ）を、液晶パネルの長手方向とランプ５の長手方向とが略直交するように配列してもよい。

また、上記実施例では、ランプ５の電極近傍領域における輝度の低下とランプ５の端部ランプ近傍領域における輝度の低下の双方を抑制するために、電極近傍領域及び端部ランプ近傍領域の反射率を大きくしたが、例えば、ランプ５の特性がよく、電極近傍の輝度の低下が問題とならない場合には、図２０に示すように、少なくとも一方の端部ランプ近傍領域のみの反射率を相対的に高くする構造とすることもできる。

また、上記各実施例では、第１反射体９ａ、第２反射体９ｂ、吸収体１１、反射膜１２、吸収膜１３を矩形形状としたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、各々の形状は輝度の分布を考慮して適宜変更することができ、例えば、円、楕円、多角形、角部に丸みを持たせた形状など、任意の形状にすることができる。

本発明は、任意の駆動方式の液晶表示装置などの表示装置を直下から照明するバックライトユニット全般に適用することができる。

本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの構造を示す分解図である。 本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの主要部材の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の構造を示す平面図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の他の構造を示す平面図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の他の構造を示す平面図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の他の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の他の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の効果を説明するための図である。 本発明の第１の実施例に係る反射手段の効果を説明するための図である。 本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの他の例を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの他の例を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第１の実施例に係るバックライトユニットの他の例を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトユニットの構造を示す分解図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトユニットの主要部材の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第２の実施例に係る反射手段の構造を示す平面図である。 本発明の第２の実施例に係る反射手段の他の構造を示す平面図である。 本発明の第２の実施例に係る反射手段の他の構造を示す平面図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトユニットの他の例を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトユニットの他の例を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 本発明の第２の実施例に係るバックライトユニットの他の例を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。 従来のバックライトユニットの構造を示す分解図である。 従来のバックライトユニットの主要部材の構造を示す平面図及びＸ−Ｘ’線における断面図である。

符号の説明

１ バックライトユニット
２ センターフレーム
３ 光学シート
４ 拡散板
５ ランプ
６ ランプ支持台
７ ランプコネクタ
８ 反射体
９ａ 第１反射体
９ｂ 第２反射体
１０ リアフレーム
１１ 吸収体
１２ 反射膜
１３ 吸収膜

Claims (10)

1. 表示パネルを背面から照明するバックライトユニットにおいて、
   前記表示パネルに略平行な面に沿って略平行に配列された複数本のランプと、前記複数本のランプからの光を前記表示パネル側に反射する反射手段と、を少なくとも備え、
   前記反射手段は、少なくとも、前記複数本のランプの端部に設けられた電極近傍に対向する第１の領域と、該第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割され、前記第１の領域の反射率が前記第２の領域の反射率よりも高いことを特徴とするバックライトユニット。
2. 表示パネルを背面から照明するバックライトユニットにおいて、
   前記表示パネルに略平行な面に沿って略平行に配列された複数本のランプと、前記複数本のランプからの光を前記表示パネル側に反射する反射手段と、を少なくとも備え、
   前記反射手段は、少なくとも、前記複数本のランプの端部に設けられた電極近傍及び配列方向端部に配置されたランプ近傍に対向する第１の領域と、前記第１の領域よりも中央寄りの第２の領域とに分割され、前記第１の領域の反射率が前記第２の領域の反射率よりも高いことを特徴とするバックライトユニット。
3. 前記反射手段は、
   前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される第１の反射体と、
   前記第１の領域に配設される第２の反射体と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
4. 前記反射手段は、
   前記第２の領域に配設される第１の反射率の第１の反射体と、
   前記第１の領域に配設される、前記第１の反射率よりも高い第２の反射率を有する第２の反射体と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
5. 前記第１の反射体と前記第２の反射体とは、前記第１の領域と前記第２の領域との境界において、相重なるように配設されていることを特徴とする請求項４記載のバックライトユニット。
6. 前記反射手段は、
   前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される反射体と、
   前記第２の領域に配設される、所定の吸収率を有する吸収体と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
7. 前記反射手段は、
   前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される反射体と、
   前記反射体の前記第１の領域に形成される、所定の反射率を有する反射膜と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
8. 前記反射手段は、
   前記第１の領域及び前記第２の領域に配設される反射体と、
   前記反射体の前記第２の領域に形成される、所定の吸収率を有する吸収膜と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
9. 前記第１の反射体及び前記第２の反射体、又は、前記反射体は、プラスチック基材の表面に白色の塗料又は白色の顔料を塗布したシート材、プラスチック基材を発泡させた板材、又は、プラスチック基材中に白色の塗料又は白色の顔料を含有して射出成型した板材のいずれかで構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載のバックライトユニット。
10. 前記ランプは直線状又はＵ字状であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のバックライトユニット。

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