JP2008052114A

JP2008052114A - 表示装置

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Publication number: JP2008052114A
Application number: JP2006229279A
Authority: JP
Inventors: Shogo Abo; 省吾阿保; Masaki Tsubokura; 正樹坪倉
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: US7905615B2; JP4842735B2; US20080049167A1

Abstract

【課題】蛍光管を用いた直下型のバックライトユニットを有する表示装置において、表示領域の輝度の均一度の低下を防ぐ。
【解決手段】表示パネルの表示領域の後方に複数本の管状光源が並列配置された表示装置であって、前記表示パネルからみて前記管状光源のさらに後方に配置された第１の反射部材と、前記第１の反射部材の反射面の外周部に配置された第２の反射部材とを有し、前記第２の反射部材は、内周側の端辺から外周側の端辺に向かうにつれて前記液晶表示パネルからの距離が近くなる傾斜した反射面を有し、かつ、内周側の端辺に切り欠き部を有し、前記管状光源の端部は、前記第２の反射部材の前記切り欠き部を通って前記第２の反射部材の前記反射面の裏面側に位置しており、前記第２の反射部材の前記切り欠き部は、終端位置およびその近傍が、前記表示パネル側に突出したひさし形の部材で覆われている表示装置。
【選択図】図２（ａ）

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、蛍光管を光源とする直下型のバックライトユニットを有する液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。

従来、テレビや、パーソナルコンピュータ（ＰＣ：ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）のディスプレイなどの表示装置には、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置がある。また、液晶表示装置には、たとえば、液晶表示パネルの後方に蛍光管などの光源を有するバックライトユニットが配置されているものがある。

前記バックライトユニットには、たとえば、観察者からみて液晶表示パネルの表示面と重なる領域に光源が配置された直下型と呼ばれるバックライトユニットがある。直下型のバックライトユニットは、光量（輝度）を高くすることが容易であり、液晶テレビや、デスクトップ型のＰＣのディスプレイなどの、主に室内で使用される大型の液晶表示装置に用いられる。

また、直下型のバックライトユニットの光源には、一般に、冷陰極蛍光管（ＣＦＬ）などの蛍光管を用いているが、近年は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたバックライトユニットも提案されている。

ところで、蛍光管は、通常、外周面から放射状に光が出射する。そのため、蛍光管を用いた直下型のバックライトユニットには、たとえば、液晶表示パネルがある方向とは反対の方向や、表示面と概略平行な方向に出射した光を液晶表示パネル側に導く反射部材が設けられている。従来、直下型のバックライトユニットにおいて、前記反射部材には、たとえば、金属板の外周部を液晶表示パネル側に折り曲げて傾斜させた反射板を用いることが多かった。

また、液晶テレビなどの大型の液晶表示装置に用いる直下型のバックライトユニットでは、たとえば、曲げやねじれ応力に対する耐性を高めるために、梁状水平板および側壁を有する金属製のフレームを用いたものも提案されている（たとえば、特許文献１を参照。）。
特開２００２−９０７３６号公報

前記直下型のバックライトユニットには、輝度の均一性の高さが要求され、１枚の液晶表示パネルの表示領域における面輝度の均斉度、すなわち１つの表示領域における最小輝度を最大輝度で除した値が、たとえば、０．８から１の間になることが望まれる。

しかしながら、従来の直下型のバックライトユニットを用いた液晶表示装置の場合、たとえば、液晶表示パネルの表示面と同じ平面でみたときに、表示領域のうちの、蛍光管の端部またはその周辺と重なる領域の輝度が他の領域の輝度よりも低くなり、輝度の均一性が低くなることがあるという問題がある。

このような問題が生じるバックライトユニットの構成の一例と、問題が生じる原因について、図３（ａ）乃至図３（ｃ）および図４に沿って簡単に説明する。図３（ａ）は、直下型バックライトユニットを有する液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域ＡＲ２におけるバックライトユニットの光源および反射板の構成の一例を示す模式平面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＣ−Ｃ’における断面構成の一例を示す模式断面図である。図４は、図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示した構成の液晶表示装置で生じる問題の一例を示す模式平面図である。

直下型のバックライトユニットを有する液晶表示装置を表示面側からみると、たとえば、図３（ａ）に示すような構成になっており、液晶表示パネル１の後方には、ｘ方向に長く延びる蛍光管２が、ｙ方向に複数本、並列配置されている。このとき、液晶表示パネル１やバックライトユニットは、上フレーム６、下フレーム（図示しない）などのフレーム部材により支持されている。

また、バックライトユニットの蛍光管２の端部近傍における蛍光管２および反射板の構成には、種々の構成があるが、そのうちの１つとして、たとえば、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示したような構成がある。このとき、反射板は、たとえば、液晶表示パネル１の表示面と概略平行な反射面３Ｒを有する第１の反射部材３と、第１の反射部材３の反射面３Ｒの外周部に設けられた第２の反射部材３により構成される。

第２の反射部材４は、内周側の端辺４Ｉから外周側の端辺に向かうにつれて前記液晶表示パネル１からの距離が近くなるように傾斜した反射面４Ｒを有する。また、第２の反射部材４は、内周側の端辺４Ｉに切り欠き部４０１を有し、蛍光管２の端部は、第２の反射部材４の切り欠き部４０１を通って、第２の反射部材４の反射面４Ｒの裏面側（空洞部分）に突出している。また、蛍光管２の端部には電極２Ｅが設けられており、蛍光管２の端部は、たとえば、電極２Ｅへの電力（電圧）の供給および蛍光管２の支持を目的とした支持部材９によって支持されている。

このとき、たとえば、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示したように、表示面側からみて、蛍光管２の電極２Ｅが第２の反射部材２の切り欠き部４０１からみているような状態になっていることがある。このような状態であると、蛍光管２の電極２Ｅがみている部分の周辺領域ＢＬと、他の領域における光の反射にむらが発生する。そのため、たとえば、図４に示したように、表示面側からみて蛍光管２の端部およびその周辺と重なる領域１Ｌの光の輝度が、他の領域における光の輝度よりも低くなり、表示領域の輝度の均一度が低くなるという問題が発生する。

本発明の目的は、蛍光管を用いた直下型のバックライトユニットを有する表示装置において、表示領域の輝度の均一度の低下を防ぐことが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

（１）表示パネルと、該表示パネルの後方に配置され、かつ、該表示パネルの表示領域の後方に複数本の管状光源が並列配置されたバックライトユニットとを有する表示装置であって、バックライトユニットは、前記管状光源と、前記表示パネルからみて前記管状光源のさらに後方に配置され、かつ、前記表示パネルの表示面と概略平行な反射面を有する第１の反射部材と、前記第１の反射部材の前記反射面の外周部に配置された額縁状の第２の反射部材と、前記表示パネルからみて前記管状光源および前記第２の反射部材よりも手前に配置された光拡散板とを有し、前記第２の反射部材は、内周側の端辺から外周側の端辺に向かうにつれて前記液晶表示パネルからの距離が近くなる傾斜した反射面を有し、かつ、内周側の端辺に切り欠き部を有し、前記管状光源の端部は、前記第２の反射部材の前記切り欠き部を通って前記第２の反射部材の前記反射面の裏面側に位置しており、前記第２の反射部材の前記切り欠き部は、終端位置およびその近傍が、前記表示パネル側に突出したひさし形の部材で覆われている表示装置。

（２）前記（１）の表示装置において、前記管状光源は、前記表示パネルの表示面と平行な面でみたときに、該管状光源の端部から前記第２の反射部材の前記切り欠き部の終端位置と前記内周側の端辺との間まで延在する電極を有し、前記管状光源の前記電極は、前記表示パネルの表示面と平行な面でみたときに、前記ひさし形の部材で覆われている表示装置。

（３）前記（１）または（２）の表示装置において、前記ひさし形の部材は、前記第２の反射部材と一体形成されている表示装置。

（４）前記（１）または（２）の表示装置において、前記ひさし形の部材は、粘着材または接着材で前記第２の反射部材に貼り付けられている表示装置。

（５）前記（１）乃至（４）のいずれかの表示装置において、前記管状光源は、冷陰極蛍光管である表示装置。

（６）前記（１）乃至（５）のいずれかの表示装置において、前記表示パネルは、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルである表示装置。

本発明の表示装置によれば、前記第２の反射部材の前記切り欠き部がある領域と、その他の領域における光の反射むらを低減することができ、表示領域の輝度の均一度の低下を防ぐことができる。

また、本発明は、特に、前記表示パネルの表示面と平行な面でみたときに、管状光源の端部から前記第２の反射部材の前記切り欠き部の終端位置と前記内周側の端辺との間まで延在する電極を有する場合に適用することが望ましい。このとき、前記ひさし形の部材は、前記表示パネルの表示面と平行な面でみたときに、前記管状光源の前記電極が前記ひさし形の部材で覆われる大きさにすれば、光の反射むらをより一層低減することができる。

なお、本発明の表示装置において、前記ひさし形の部材は、第２の反射部材と一体形成されていてもよいし、第２の反射部材とは別工程で形成したものを粘着材または接着材などで貼り付けてもよい。

また、本発明の表示装置において、前記管状光源は、たとえば、蛍光管であることが望ましく、特に望ましいのは冷陰極蛍光管である。また、前記管状光源は、表示領域を通る部分が並列配置されていればよいので、たとえば、表示領域の外側で曲がっているＵ字型の蛍光管などでもよい。

また、本発明は、表示パネルの後方に直下型のバックライトユニットが配置されており、該バックライトユニットからの光を表示パネルに照射して観察者に映像や画像を提示する表示形式の表示装置に適用されるものである。そのような表示形式の表示パネルとしては、たとえば、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルがある。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１（ａ）は、本発明による一実施例の液晶表示装置の概略構成を示す模式平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
図２（ａ）は、本実施例の液晶表示装置における蛍光管および反射部材の概略構成の一例を示す模式斜視図である。図２（ｂ）は、図１（ａ）の領域ＡＲ１における蛍光管および反射部材の概略構成の一例を示す模式平面図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。

本発明は、表示パネルの後方に、蛍光管を光源とする直下型のバックライトユニットが配置された表示装置に関し、このような表示装置としては、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有する透過型または半透過型の液晶表示装置がある。

透過型の液晶表示装置は、たとえば、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、観察者からみて液晶表示パネル１の後方に、冷陰極蛍光管などの蛍光管２が並列配置されている。このとき、蛍光管２は、たとえば、液晶表示パネル１の表示領域に複数の管状の発光領域が並列配置されていればよい。そのため、蛍光管２は、Ｉ字形の蛍光管であってもよいし、表示領域の外側で曲がっているＵ字型の蛍光管であってもよい。

また、液晶表示パネル１からみて蛍光管２のさらに後方には、液晶表示パネル１の表示面１Ｄと概略平行な反射面３Ｒを有する第１の反射部材３が設けられている。また、第１の反射部材３の反射面３Ｒの外周部には、たとえば、蛍光管２から表示面１Ｄと概略平行な方向に出射した光２Ｌなどを液晶表示パネル１側に導く傾斜した反射面４Ｒを有する第２の反射部材４が配置されている。第１の反射部材３と第２の反射部材４とは、たとえば、ねじ止め固定されている。

また、液晶表示パネル１と、蛍光管２および第２の反射部材４との間には、液晶表示パネル１に照射される面状光の輝度の均一性を高める光拡散板５などの光学シートが配置されている。

また、液晶表示パネル１は、たとえば、上フレームと呼ばれる金属製の第１のフレーム部材６と、中フレームまたはモールドフレームと呼ばれる樹脂製の第２のフレーム部材７とで、液晶表示パネル１の外周部を挟むようにして支持されている。このとき、第１のフレーム部材６と第２のフレーム部材７とは、たとえば、ねじ止め固定されている。またこのとき、第１のフレーム部材６と液晶表示パネル１との間、第２のフレーム部材７と液晶表示パネル１との間には、それぞれ、クッション材８Ａ，８Ｂが介在している。

また、第１の反射部材３は、たとえば、下フレームと呼ばれるフレーム部材としての機能も有する外周部を折り曲げた概略箱形の部材であり、その内部に、蛍光管２や第２の反射部材４が収容されている。そして、第１の反射部材３の端部と第２のフレーム部材７は、たとえば、ねじ止め固定されている。またこのとき、第２のフレーム部材７と光拡散板５の間には、たとえば、クッション材８Ｃが介在している。

また、本実施例の液晶表示装置は、蛍光管２の端部がある領域のうちの、図１（ａ）に示した領域ＡＲ１における蛍光管２および第１の反射部材３、ならびに第２の反射部材４の構成が、たとえば、図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示したような構成になっている。すなわち、蛍光管２の端部がある領域では、第２の反射部材４が、反射面４Ｒ（傾斜面）に沿った薄板状になっており、平面でみて第１の反射部材３と第２の反射部材４が重なる領域は空洞になっている。

また、第２の反射部材４は、内周側の端辺４Ｉに切り欠き部４０１を有し、蛍光管２の端部は、第２の反射部材４の切り欠き部４０１を通って、第２の反射部材４の反射面４Ｒの裏面側、すなわち第１の反射部材３と第２の反射部材４が重なる領域の空洞部分に突出している。またこのとき、蛍光管２の端部には、電極２Ｅが設けられており、蛍光管２の端部は、たとえば、電極２Ｅへの電力（電圧）の供給および蛍光管２の支持を目的とした支持部材９によって支持されている。

またさらに、本実施例の液晶表示装置では、第２の反射部材４の切り欠き部４０１の終端位置４０１Ｅおよびその周辺に、第２の反射部材４の反射面４Ｒから液晶表示パネル１の方向に突出したひさし形の部材４Ｃが設けられている。

なお、ひさし形の部材４Ｃは、たとえば、金型を用いた射出成形で第２の反射部材４を形成するときに第２の反射部材４と一体形成してもよいし、第２の反射部材４とは別に形成したものを粘着材または接着材などで貼り付けてもよい。

このようなひさし形の部材４Ｃを設けると、蛍光管２の電極２Ｅが、たとえば、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示したように、第２の反射部材４の切り欠き部４０１Ｅ（反射面４Ｒ）とほぼ同じ平面位置まで延在している場合でも、表示面側からみると、蛍光管２の電極２Ｅはひさし形の部材４Ｃで覆われていて観察者にはみえない。そのため、第２の反射部材４の切り欠き部４０１で起こる、たとえば、蛍光管２の電極２Ｅによる光の反射むらを低減できる。その結果、たとえば、図４に示したような液晶表示パネル１の端部の領域１Ｌに生じる輝度の低下を少なくでき、表示領域における光の輝度の均一性の低下を防げる。

なお、ひさし形の部材４Ｃを設けるときには、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示したような例に限らず、たとえば、第２の反射部材４の切り欠き部４０１の終端位置４０１Ｅから内周側の端辺４Ｉまでを覆うように設けてもよいことはもちろんである。

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。

たとえば、前記実施例では、第２の反射部材４をｘ方向またはｙ方向に切断したときに、反射面４Ｒが、内周側の端辺４Ｉから外周側に向かうにつれて、単調に増加する平坦な傾斜面になっている。しかしながら、これに限らず、たとえば、第２の反射部材４をｘ方向またはｙ方向に切断したときの反射面４Ｒが、凹面状または凸面状になっていてもよいことはもちろんである。

また、前記実施例では、第１の反射部材３が下フレームの機能も併せ持つ場合を例に挙げたが、これに限らず、たとえば、第１の反射部材３と下フレームがそれぞれ別の部材であってもよい。

また、前記実施例では、本発明を適用できる表示装置の一例として透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、これに限らず、直下型のバックライトユニットを有する透過型の液晶表示装置と同等の構成および表示形式の表示装置であれば、本発明を適用できることはもちろんである。

本発明は、上記のように、直下型のバックライトユニットを有する表示装置のうちの、バックライトユニットの構成に関するものであり、蛍光管などの管状光源から出射した光を面状に変換して表示パネルなどに照射するときに、光の輝度の面内均一性の低下を防ぐことができる。そのため、前記実施例で挙げた構成は、たとえば、写真のネガフィルムやポジフィルムの観察や、下書き図面をトレースする際に使用されるライトボックスに適用することもできる。

本発明による一実施例の液晶表示装置の概略構成を示す模式平面図である。図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。本実施例の液晶表示装置における蛍光管および反射部材の概略構成の一例を示す模式斜視図である。図１（ａ）の領域ＡＲ１における蛍光管および反射部材の概略構成の一例を示す模式平面図である。図２（ｂ）のＢ−Ｂ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。直下型バックライトユニットを有する液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式平面図である。図３（ａ）の領域ＡＲ２におけるバックライトユニットの光源および反射板の構成の一例を示す模式平面図である。図３（ｂ）のＣ−Ｃ’における断面構成の一例を示す模式断面図である。図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示した構成の液晶表示装置で生じる問題の一例を示す模式平面図である。

符号の説明

１…液晶表示パネル
１Ｄ…表示面
２…蛍光管
２Ｅ…電極
２Ｌ…光
３…第１の反射部材
４…第２の反射部材
３Ｒ，４Ｒ…反射面
４Ｉ…第２の反射部材の内周側の端辺
４０１…切り欠き部
４０１Ｅ…切り欠き部の終端位置
４Ｃ…ひさし形の部材
５…光拡散板
６…第１のフレーム部材（上フレーム）
７…第２のフレーム部材
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…クッション材
９…支持部材

Claims

表示パネルと、該表示パネルの後方に配置され、かつ、該表示パネルの表示領域の後方に複数本の管状光源が並列配置されたバックライトユニットとを有する表示装置であって、
バックライトユニットは、前記管状光源と、
前記表示パネルからみて前記管状光源のさらに後方に配置され、かつ、前記表示パネルの表示面と概略平行な反射面を有する第１の反射部材と、
前記第１の反射部材の前記反射面の外周部に配置された額縁状の第２の反射部材と、
前記表示パネルからみて前記管状光源および前記第２の反射部材よりも手前に配置された光拡散板とを有し、
前記第２の反射部材は、内周側の端辺から外周側の端辺に向かうにつれて前記液晶表示パネルからの距離が近くなる傾斜した反射面を有し、かつ、内周側の端辺に切り欠き部を有し、
前記管状光源の端部は、前記第２の反射部材の前記切り欠き部を通って前記第２の反射部材の前記反射面の裏面側に位置しており、
前記第２の反射部材の前記切り欠き部は、終端位置およびその近傍が、前記表示パネル側に突出したひさし形の部材で覆われていることを特徴とする表示装置。
前記管状光源は、前記表示パネルの表示面と平行な面でみたときに、該管状光源の端部から前記第２の反射部材の前記切り欠き部の終端位置と前記内周側の端辺との間まで延在する電極を有し、
前記管状光源の前記電極は、前記表示パネルの表示面と平行な面でみたときに、前記ひさし形の部材で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記ひさし形の部材は、前記第２の反射部材と一体形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
前記ひさし形の部材は、粘着材または接着材で前記第２の反射部材に貼り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
前記管状光源は、冷陰極蛍光管であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示パネルは、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。