JP2009099427A - 液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステム - Google Patents

Abstract

【課題】
液晶ディスプレイ機器の表示画面の枠体を縮小し、かつ表示パネル上の輝度ムラを抑制するバックライトシステムを提供することにある。
【解決手段】
バックライトシステムの光源を、異なる形状を含む複数の蛍光ランプで構成し、蛍光ランプの各々が有する輝度の低い電極部を表示画面上の領域内に配置し、輝度の低い電極部を隣接して配置される他の蛍光ランプの輝度の高い発光部と、互いに対向する配置として構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイ機器にかかわり、特に液晶表示パネルの輝度むらを抑制するための改良が為されたバックライトシステムに関するものである。

液晶ディスプレイ機器のバックライトシステムは、従来から、光源として複数の冷陰極管（CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp）を平面的に並行に配置した構成のものが用いられている。

ＣＣＦＬは、線状の発光部と、その両端部に電極部を有するものであり、この電極部は、当然ながら発光部に比べて発光輝度が低くなる。ただ、従来、この電極部は、液晶ディスプレイ機器の表示画面を囲う枠体部分の背面に隠れるように配置することによって、電極部が表示パネルの表示画面上で輝度分布に影響を及ぼすことのないように配慮されていた。

しかしながら、近年の液晶ディスプレイ機器は、表示パネルの大型化に反して、表示画面を囲う枠体部分の縮小化、および液晶ディスプレイ機器の薄型化の要望が強くなっている。枠体部分が小さくなると、それまで枠体部分によって隠されていたＣＣＦＬの電極部が表示画面内に現れることになり、この電極部における表示画面上での輝度むらが生じる可能性がある。

この電極部分による表示画面上における輝度むらを抑制するための技術としては、例えば特許文献１、および特許文献２に開示されている。また、画面の大型化に対応したバックライト技術は、例えば特許文献３に開示されている。

特開平１−２７６５０３号公報 特開２００４−３３５３７８号公報 特開２００４−２００１７２号公報

特許文献１に記載されている照明装置は、管軸方向の長さが異なる直管部を２つ以上有し、コ字状に屈曲させた光源を複数向かい合わせて併置して画像表示素子の輝度分布特性を均一にしている。しかしながら、特許文献１に記載のものは、光源を向かい合わせに併置するために管端部の電極部分を表示パネルの表示面と直交する方向に配列する構造とすることから、画像表示装置の薄型化に有利ではない。

特許文献２に記載されている直下型バックライトは、冷陰極管を略矩形形態とすることにより、電極部分を形成する短管部を左右同等の長さの発光部として構成することにより、左右端部の明るさを均一にしている。しかしながら、特許文献２に記載のものは、冷陰極管の左右の発光部長さの相違における明るさの問題には対応しているものの、アウターリードにつながる管内の電極部における低い発光輝度による影響については解消されていない。

特許文献３に記載されているバックライトユニットは、発光面全体の横方向の長さをｎ等分し、バックライトを各等分領域に交互にかつ水平に配列した複数の発光ランプによって構成している。発光ランプを千鳥状に配置することで中央部分に電極部が配置されることによって形成される暗部を除去されるとしているが、画面端部側の電極における暗部についての配慮はなされていない。

このように、従来技術には、例えば表示画面の枠体を縮小した場合における表示画面上の輝度ムラを抑制することでの課題を有している。

上記の課題を解決するために、本発明のバックライトシステムは、液晶表示パネルに複数の光源によって光を投射するバックライトシステムにおいて、前記バックライトシステムの光源は、異なる形状を有する複数の蛍光ランプを含み、前記蛍光ランプの各々は、発光部と、前記発光部の端部に位置し、該発光部よりも発光輝度の低い電極部とを有し、前記各々の蛍光ランプの電極部は、隣接して配置される他の蛍光ランプの発光部と互いに対向するように配置されていることを特徴とする。

さらには、各々の蛍光ランプの電極部は、前記表示パネルの被光投射領域内に配置する構成としている。

さらには、異なる形状の各々の蛍光ランプは、略Ｌ字状形状の発光部を有する構造としている。

更にまた、略Ｌ字状形状の発光部を有する蛍光ランプと、略コ字状またはＵ字形状の発光部を有する蛍光ランプとで前記バックライトシステムを構成してもよい。

本発明によれば、表示画面の枠体部分の縮小化を可能とすると共に、表示パネルの輝度ムラを抑制した液晶ディスプレイ機器を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。まず、図１によって、液晶ディスプレイ機器１の構成を説明する。図１は、液晶ディスプレイ機器の一般的な構成を示す概念構成図である。図１の正面図は、説明を解かり易くするために表示パネル３を透過して表示している。図１に示すように、液晶ディスプレイ機器１は、少なくとも、筐体２の内部に、情報を表示する液晶表示パネル（表示パネル）３を有し、表示パネル３の背面には、表示パネル３に光を照射する複数の光源４と、光源４の背面に設置され、光源４の背面側に照射された光を表示パネル３側に反射して照射させる反射部材５と、光源４の表示パネル３側の面で表示パネル３との間に設置され、線状の光源４の光を拡散して面状の光源とする拡散部材６と、で構成されている。また、光源４は、説明を解かり易くするために、直線状の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を例として説明するが、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ：External Electrode Fluorescence Lamp）であってもよい。また、詳細は後述するが、本実施例は、直線状管による発光部を含んだ曲げ管を搭載することが好適である。

ここで、光源（ＣＣＦＬ）４は、電極部４２に印加される駆動回路（図示しない）からの電圧によって、内部の陰極から放出された電子が内部の陽極へ移動して内部ガスと衝突して紫外線を発生して蛍光物質により所定の光を発生する。このため、両端側の電極部４２は発光部４１より輝度が低くなる。

また、図１において、ＣＣＦＬ４を中心にしてハッチングを施した領域部分は、ＣＣＦＬ４によって表示パネル３を均一な輝度により照射する範囲（Ｗ）を示したものであり、一般的には、その範囲は、２０〜４０ｍｍ幅程度とされている。このことから、ＣＣＦＬ４の配列ピッチ間隔（Ｐ）は、２０〜４０ｍｍとすることが好ましく、すなわち、表示パネル３上で輝度ムラを生じなさせないためには、ＣＣＦＬ４の光が照射する範囲を表示パネル上での投影距離で少なくとも２０ｍｍ以内にすることである。

上記のような状況における本発明のバックライトシステムの実施例を図２及び図３によって説明する。図２は、本発明におけるバックライトシステムのＣＣＦＬの一実施例を概念的に示した平面構成図である。図３は、本実施例に係るＣＣＦＬの形状を示す概略平面図である。

図２において示されるように、液晶ディスプレイ機器１の光源４は、略Ｌ字形状をしたＣＣＦＬ４４１と、略コ字状あるいはＣ字形状（以下、単にコ字状と称する）をしたＣＣＦＬ４４２とで構成されている。

図３の（ａ）に示すように、略Ｌ字形状をしたＣＣＦＬ４４１は、表示パネル３の４角部側において、表示パネル３の長辺方向、及び短辺方向に略並行に配置される直線状の発光部４１（４１１、４１２）と、各直線状の発光部４１１、４１２の端部において表示パネル３の内部方向に略直角に折り曲げられて配置された電極部４２（４２１、４２２）を有している。また、ＣＣＦＬ４４１の端部からは、管内の電極に接続され、外部より電圧を印加するためのアウターリード４３（４３１、４３２）を導出している。

また、図３の（ｂ）に示すように、略コ字状をしたＣＣＦＬ４４２は、表示パネル３の内部側において、略Ｌ字形状をしたＣＣＦＬ４４１の各直線状の発光部４１１、４１２に並行に配置される直線状の発光部４１（４１３、４１４、４１５）と、発光部４１３、４１５の端部において、表示パネル３の短辺方向に並んで配置された電極部４２（４２３、４２４）を有している。また、ＣＣＦＬ４４２の端部からは、管内の電極に接続され、外部より電圧を印加するためのアウターリード４３（４３３、４３４）を導出している。

再び、図２に戻って、各々のＣＣＦＬ４（４４１、４４２）の配置関係について説明する。図２において、図１示す部材と同じ構成の筐体２、表示パネル３、反射部材５、拡散部材６には、同一の符号を記して示している。

ここで、搭載されるＣＣＦＬ４４１、４４２の数は、表示画面の大きさや、ＣＣＦＬ４４１、４４２の発光輝度の強さによって異なるため、図２に記載されている数に限定されるものではないが、実施例においては、説明を分かりやすくするために、略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１を４個、略Ｃ字形状のＣＣＦＬ４４２を２個配置する構成として図示している。また、略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１は、短辺方向に沿う直線状の発光部４１２の長さを異にした２組の形状としている（詳細は後述する）。

具体的には、画面サイズの大きさによって、略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１は、個数を４個として、直線状の発光部４１１、４１２の長さを変更させたものとなり、略Ｃ字状形状のＣＣＦＬ４４２は、直線状の発光部４１３、４１５の長さを変更させながら、配置される個数を増減することで構成されるのが実際的である。

ここで、ＣＣＦＬの形状、及び配置に関して、より詳細に説明する。ＣＣＦＬ４４１、４４２が、表示パネル３を輝度ムラなく均一に照射する状況において、各ＣＣＦＬ４４１、４４２が表示パネル３を照射する領域を（Ｗ）とすると、少なくとも、各ＣＣＦＬの配置間隔（Ｐ）は、（Ｗ）に等しいか、それ以下（Ｐ≦Ｗ）である必要がある。

まず、表示画面の枠体２１の側に沿って配置されるＣＣＦＬ４４１について説明する。表示画面の枠体２１の際まで均一に照射するためには、枠体２１の内側からＣＣＦＬ４４１の中心までの距離を（Ｗ／２）以内としてＣＣＦＬ４４１が配置される必要がある。すなわち、表示画面の枠体２１から（Ｗ／２）の距離内には、少なくとも、ＣＣＦＬ４４１の発光部４１が全域にわたって並行に配置されている必要がある。よって、表示画面上の外周部分に配置される略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１における発光輝度の低い電極部４２１、４２２、及び電極部４２１、４２２に対して電源回路（図示しない）から電力を供給するためのランプソケット７は、表示画面の枠体２１から（Ｗ／２）の範囲内には配置されていないことが好ましい。これに対応するために、本実施例のＣＣＦＬ４４１の電極部４２１、４２２は、ＣＣＦＬ４４１の端部から、内部に略直角に折り曲げた領域に配置される構成としている。上記の構成によって、少なくとも、表示画面の周辺部における輝度ムラを抑制することができる。

しかしながら、この表示画面の内側に折り曲げた領域に配置されるＣＣＦＬ４４１の電極部４２１、４２２における低輝度部分の影響が表示画面上のいずれの場所にも及ばないようにする必要がある。このために、本実施例は、ＣＣＦＬ４４１の電極部４２１、４２２をＣＣＦＬ４４２の発光部４１（４１３、４１４）の照射領域（Ｗ）内に配置されるように構成している。また、同様に、ＣＣＦＬ４４２にも電極部４２３、４２４を有していることから、ＣＣＦＬ４４２の電極部４２３、４２４の低輝度部分の影響は、ＣＣＦＬ４４１の発光部４１（４１２）の照射領域（Ｗ）内にＣＣＦＬ４４２の電極部４２３、４２４を配置する構成として互いの低輝度領域における輝度低下を抑制している。上記関係を実現する構成として、本発明の各々のＣＣＦＬは、少なくとも直交する直線状の発光部４１を有する構成としている。

つぎに、ＣＣＦＬ４４１の内側に配置される略コ字形状のＣＣＦＬ４４２について説明する。ＣＣＦＬ４４２の直線状の発光部４１３、４１４、４１５により矩形の一辺を開口した略コの字形状を形成している。略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１における電極４２１、及び４２２は、略コ字形状のＣＣＦＬ４４２における直線状の発光部４１３、および４１４に各々対向するように配置される。また、直線状の発光部４１３、４１５の端部には、電極部４２３、４２４が設けられているが、表示画面上の上下に配置される各々のＣＣＦＬ４４２は、コの字状の開口部を左右側で反対の方向にしてＣＣＦＬ４４１に対向するように配置するようにしている。これにより、表示画面上の上下に隣接して配置されるＣＣＦＬ４４２における電極部４２３、４２４同志は、並行して配置されないようにしている。

ここで、本実施例では、略コ字形状のＣＣＦＬ４４２における直線状の発光部４１４は、表示画面上の上下において、その配置位置が互いに反対となっている（つまり、表示画面上部に位置するＣＣＦＬ４４２の直線状の発光部４１４は右側に配置され、表示画面下部に位置するＣＣＦＬ４４２の直線状の発光部４１４は右側に配置されている）。このために、このＣＣＦＬ４４２の直線状の発光部４１４に対向配置される略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１の電極部４２１、４２２の配置位置は、表示画面の左右で異なる位置となる。このことから、略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１における短辺方向の直線状の発光部４１２は、上下において異なる長さのものを１組として構成している。

以上のように、本実施例では、表示画面上を照射するＣＣＦＬ４の電極部分４２を表示画面内に配置されるように構成することによって、表示画面の枠体２１の縮小化を阻害することなく輝度むらを低減している。すなわち本実施例では、上述のように、略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１と略Ｃ字形状のＣＣＦＬ４４２との間で、互いの電極部４２と発光部４１とを対向して配置している。これによって、一方のＣＣＦＬの低輝度部分である電極部が他方のＣＣＦＬの高輝度部である発光部によって相互に照射され合うので、電極部が画面上において暗部となる状態を回避して、表示画面を均一の輝度とすることを可能としている。

尚、表示画面内側に配置されるＣＣＦＬを略Ｃ字形状のＣＣＦＬ４４２としているのは、ＣＣＦＬの電極部の数を低減する上で好ましいためである。しかしながら、かかる場合は蛍光ランプの管長が長くなるため、図４に示すように、略Ｃ字形状のＣＣＦＬ４４２を２分割して、２つの略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４２Ａ、４４２Ｂとしてもよい。すなわち、外側に配置する略Ｌ字形状のＣＣＦＬ４４１の電極部と対向する位置に、ＣＣＦＬ４４２の直線状の発光部を配置するためには、内側に配置されるＣＣＦＬ４４２は、少なくとも発光部４１３、４１５に略直交する直線状の発光部を有する蛍光ランプであればよい。

また、図３、図４に示すＣＣＦＬ４４２は、表示パネルの長辺方向（横方向）を長手方向とした形状としているが、液晶ディスプレイ機器の使い方等によって、短辺方向を長手方向とした形状であってもよい。

液晶ディスプレイ機器の一般的な構成を示す概念構成図である。 本発明のおけるバックライトシステムのＣＣＦＬの一実施例を概念的に示した平面構成図である。 本実施例におけるＣＣＦＬの形状を示す概略平面図である。 本実施例におけるＣＣＦＬの他の形状による実施例を示す平面構成図である。

符号の説明

１…液晶ディスプレイ機器
２…筐体、２１…枠体
３…表示パネル
４…光源、 ４１…発光部、 ４２…電極部
４４１、４４２…ＣＣＦＬ
５…反射部材
６…拡散部材
７…ランプソケット

Claims (4)

1. 液晶表示パネルに複数の光源によって光を投射するバックライトシステムにおいて、
   前記バックライトシステムの光源は、異なる形状を有する複数の蛍光ランプを含み、
   前記蛍光ランプの各々は、発光部と、前記発光部の端部に位置し、該発光部よりも発光輝度の低い電極部とを有し、
   前記各々の蛍光ランプの電極部は、隣接して配置される他の蛍光ランプの発光部と互いに対向するように配置されている
   ことを特徴とする液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステム。
2. 請求項１に記載の液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステムにおいて、
   前記各々の蛍光ランプの電極部は、前記液晶表示パネルの被光投射領域内に配置される構成とした
   ことを特徴とする液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステム。
3. 請求項１または２に記載の液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステムにおいて、
   前記異なる形状の各々の蛍光ランプは、少なくとも略Ｌ字状形状の発光部を有する構造である
   ことを特徴とする液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステム。
4. 請求項１または２に記載の液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステムにおいて、
   前記バックライトシステムの光源は、前記異なる形状の各々の蛍光ランプとして、略Ｌ字状形状の発光部を有する蛍光ランプと、略コ字状またはＣ字形状の発光部を有する蛍光ランプとで構成される
   ことを特徴とする液晶ディスプレイ機器用のバックライトシステム。

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