JP3867711B2

JP3867711B2 - 液晶テレビ用バックライト装置

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Publication number: JP3867711B2
Application number: JP2004103457A
Authority: JP
Inventors: 昌晴岡
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: US20050219861A1; EP1582913A1; CN1677189A; EP1582913B1; JP2005292226A

Description

本発明は、液晶テレビ用の液晶パネルを背面から照射する直下型のバックライト装置に関する。

従来の液晶パネル用のバックライト装置は、液晶モニタの液晶パネル用のバックライト装置（以下、液晶モニタ用バックライト装置という）が主流であったたために、液晶パネルの表示画面全体において均一な輝度を有する必要があった。このため、この種の装置では、液晶パネルを背面から照射する各蛍光ランプの画面上下方向における取り付けピッチを均一にするか、下記の特許文献１に示されるように、各蛍光ランプの画面上下方向中央部における取り付けピッチを、画面上下方向端部における取り付けピッチよりも広くして、表示画面全体における輝度の均一性を確保していた。また、この種の装置において、表示画面全体における輝度の均一性を確保しつつ、低消費電力化を図ることを目的として、各蛍光ランプの画面上下方向における取り付けピッチを、画面上下方向中央から画面上下端に向けて徐々に広げていくようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。これらのバックライト装置では、１５インチ以上の液晶モニタ又は液晶テレビ用のものの場合には、輝度のむらを最小限にしつつ、一定の輝度を確保するために、６本以上の直管型蛍光ランプを使用する必要があった。

しかし、上記のように、６本以上の直管型蛍光ランプを使用した場合には、ランプ本数が多くなると共に、インバータ回路やランプ用のホルダ等のランプに付随した部品の点数が増え、装置全体のコストが高くなるだけではなく、装置の組立時における作業性が悪くなるという問題があった。そこで、直管型蛍光ランプの代わりにＵ字型蛍光ランプを用いることにより、ランプ本数とランプ付随部品の点数を減らして、装置全体のコストの削減を図った液晶パネル用のバックライト装置がある。
特開平７−２７０７８３号公報特開２００２−８２６２６号公報

しかしながら、上記のような従来のバックライト装置内の直管型蛍光ランプを単純にＵ字型蛍光ランプで置き換えた液晶パネル用のバックライト装置では、対象となる液晶パネルが１５インチ以上の画面の液晶パネルの場合、表示画面の上下方向における輝度むらを２０％までに抑えるためには、３本以上のＵ字型蛍光ランプが必要になる。これは、装置全体のコスト削減を図る上で障害となる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、蛍光ランプ等の冷陰極管の本数とその付随部品の点数を削減して、装置全体のコスト削減と装置組立時における作業性の改善を図ることが可能な液晶テレビ用バックライト装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、液晶テレビ用の液晶パネルを背面から照射するための２本のＵ字型冷陰極管と、冷陰極管の背面に位置してＵ字型冷陰極管からの光を反射する反射板とを備えた直下型の液晶テレビ用バックライト装置において、液晶テレビは、１５インチの液晶テレビであり、２本のＵ字型冷陰極管は、それぞれ液晶パネルの表示画面の上下方向における略中央を通る横断面を対称面として上下対称に配置され、上記反射板の側板は、液晶パネルの取り付け時に液晶パネルと成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように形成されており、液晶パネルの表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、表示画面の上下方向中央部における輝度が５０％以上高くなる程度にまで、上記２本のＵ字型冷陰極管の取り付けピッチを、これらのＵ字型冷陰極管の中心間距離よりも狭くしたものである。

上記構成においては、液晶パネルの表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、表示画面の上下方向中央部における輝度が５０％以上高くなる程度にまで、上記２本のＵ字型冷陰極管の取り付けピッチを、これらのＵ字型冷陰極管の中心間距離よりも狭くした。上記のように、表示画面の上下方向端部における輝度を犠牲にすることにより、１５インチの液晶テレビ用のバックライト装置において、２本のＵ字型冷陰極管で表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保することができる。ここで、液晶モニタ用のバックライト装置と異なり、液晶テレビ用のバックライト装置の場合、表示画面の上下方向中央部における輝度を一定以上の値に保持することができれば、表示画面の上下方向端部における輝度がある程度（中央部における輝度の５０％程度）低くても、実用上問題とならない。むしろ、画面の見易さの観点から言えば、液晶テレビの場合、従来のＣＲＴテレビの場合と同様に、表示画面の上下方向中央部の輝度を高くして、上下方向端部における輝度を低くした方が好ましい。

また、上記反射板の側板を、液晶パネルの取り付け時に液晶パネルと成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように形成した。これにより、液晶テレビ用のバックライト装置において、表示画面の上下方向端部における実用輝度を確保することができる。

上記のように、上記構成の液晶テレビ用バックライト装置は、２本のＵ字型冷陰極管で１５インチの液晶テレビの表示画面全体における実用輝度を確保することができるので、従来の１５インチの液晶パネル用の直下型バックライト装置に比べて、冷陰極管の本数とその付随部品（インバータ回路等）の点数を削減することができる。これにより、装置全体のコスト削減を図ることができる。

以上のように、請求項１の発明によれば、液晶パネルの表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、表示画面の上下方向中央部における輝度が５０％以上高くなる程度にまで、上記２本のＵ字型冷陰極管の取り付けピッチを、これらのＵ字型冷陰極管の中心間距離よりも狭くしたことにより、１５インチの液晶テレビ用のバックライト装置において、２本のＵ字型冷陰極管で表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保することができる。また、反射板の側板を、液晶パネルの取り付け時に液晶パネルと成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように形成したことにより、表示画面の上下方向端部における実用輝度を確保することができる。これにより、２本のＵ字型冷陰極管で１５インチの液晶テレビの表示画面全体における実用輝度を確保することができるので、従来の１５インチの液晶パネル用の直下型バックライト装置に比べて、冷陰極管の本数とその付随部品（インバータ回路等）の点数を削減して、装置全体のコスト削減と装置組立時における作業性の改善を図ることができる。

本発明の第１の実施形態による液晶テレビ用バックライト装置（以下、バックライト装置と略す）について図１及び図２を参照して説明する。図１は第１の実施形態によるバックライト装置の液晶パネル取付前の平面図、図２は液晶パネル取付後におけるバックライト装置の図１中のＡ−Ａ線断面図である。このバックライト装置１は、直下型の液晶テレビ用バックライト装置であり、液晶テレビ用の液晶パネル５を背面から照射するための２本のＵ字型蛍光ランプ２(Ｕ字型冷陰極管)と、これらのＵ字型蛍光ランプ２の背面に位置してＵ字型蛍光ランプ２からの光を反射する反射板３と、Ｕ字型蛍光ランプ２からの直射光及び反射板３からの反射光を前方に拡散照射するための拡散板４等を備えている。上記の液晶パネル５は、１５インチの液晶テレビ用の液晶パネルである。

また、図２に示されるように、反射板３の側板３ａは、この側板３ａと液晶パネル５とが成す内角θが３０度から６０度までの間の角度になるように形成されている。これにより、液晶テレビの表示画面の上下方向端部における実用輝度を確保することができる。

また、２本のＵ字型蛍光ランプ２は、それぞれ液晶パネル５の表示画面（以下、表示画面と略す）上下方向中央を通る横断面（図１及び図２中の線７に対応した断面）を対称面として上下対称に配置されている。図１に示されるように、これらの２本のＵ字型蛍光ランプ２は、その取り付けピッチｌ₁が各Ｕ字型蛍光ランプ２の中心間距離ｌ₂よりも狭くなるように、バックライト装置１に取り付けられる。これにより、表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、上下方向中央部における輝度を高くすることができるので、１５インチの液晶テレビ用のバックライト装置１において、２本のＵ字型蛍光ランプ２で表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保することができる。換言すれば、表示画面の上下方向端部における輝度を犠牲にすることにより、１５インチの液晶テレビ用のバックライト装置１において、２本のＵ字型蛍光ランプ２で表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保するようにした。このように、表示画面の上下方向端部における輝度を犠牲にした理由は、液晶テレビ用のバックライト装置１の場合、表示画面の上下方向中央部における輝度を一定以上の値に保持することができれば、表示画面の上下方向端部における輝度がある程度低くても、実用上問題とならないからである。また、液晶テレビの場合、画面の見易さの観点から言えば、むしろ、従来のＣＲＴテレビの場合と同様に、表示画面の上下方向中央部の輝度を高くして、上下方向端部における輝度を低くした方が好ましいからである。

次に、このバックライト装置１における表示画面の上下方向中央部と上下方向端部との輝度差について、図３及び図４を参照して説明する。図３は本バックライト装置１における表示画面上の輝度分布を示し、図４は図３中の各測定ポイントにおける輝度を示す。図３中の１〜５５は、表示画面上の上下方向（縦方向）の測定位置（測定ポイント）を示し、Ａ〜Ｅは、表示画面上の左右方向（横方向）の測定位置を示すラインである。また、図３中の等輝度線３０は、表示画面上における輝度が均一な部分を結んだ線である。また、図４中の３１，３２，３３，３４，３５は、それぞれ図３中のラインＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける各縦方向の測定ポイント毎の輝度を結んだグラフである。これらの図に示されるように、このバックライト装置１の表示画面上における最も輝度の高い部分と最も輝度の低い部分との輝度差（輝度むら）は、最大で５０％以上にもなっている。この５０％以上の輝度差は、上記特許文献２に示されるような従来のバックライト装置における輝度差（１８％程度）と比較にならない。このように、従来のバックライト装置と比べて、表示画面の上下方向中央部と上下方向端部との輝度差を大きくしたことにより、上記のように、管の直径が３ｍｍの２本のＵ字型蛍光ランプ２で１５インチの液晶テレビ表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保することができる。

ここで、本バックライト装置１と上記特許文献２に示されるバックライト装置とに関するもう１つの相違点を述べる。上記特許文献２に示されるバックライト装置では、各直管型冷陰極管の取り付けピッチは、上下方向中央部から上下方向端部に向かうに連れて１ｍｍずつ広くなるにすぎず、例えば、３４：３５：３６のピッチ間隔となる。これに対して、本バックライト装置１では、各Ｕ字型蛍光ランプ２をそれぞれ２本の直管型蛍光ランプとみなした場合に、上下方向中央部の２本の直管型蛍光ランプの取り付けピッチは４０ｍｍであり、これら中央部の各直管型蛍光ランプとその外側（上下方向端部側）の各直管型蛍光ランプとの間の取り付けピッチは４５ｍｍである。上記のように、特許文献２に示されるバックライト装置において、各直管型冷陰極管の取り付けピッチを中央部から端部に向かうに連れて１ｍｍずつしか広げることができなかった理由は、特許文献２の発明が表示画面上の輝度を均一に保ちながら、低消費電力化を図ることを目的としたものだからである。これに対して、本バックライト装置１は、中央部における蛍光ランプの取り付けピッチと端部における蛍光ランプの取り付けピッチとの差を大きくして、ある程度輝度むらを人為的に作りこむことにより、管の直径が３ｍｍの２本のＵ字型蛍光ランプ２で１５インチの液晶テレビ表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保するようにしたものであり、上記特許文献２の発明との違いは大きい。

上述したように、第１の実施形態によるバックライト装置によれば、表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、表示画面の上下方向中央部における輝度が最大で５０％以上高くなる程度にまで、２本のＵ字型蛍光ランプ２の取り付けピッチを、これらのＵ字型蛍光ランプ２の中心間距離よりも狭くしたことにより、１５インチの液晶テレビ用のバックライト装置１において、２本のＵ字型蛍光ランプ２で表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保することができる。また、反射板３の側板３ａを、液晶パネル５の取り付け時に液晶パネル５と成す内角θが３０度から６０度までの間の角度になるように形成したことにより、表示画面の上下方向端部における実用輝度を確保することができる。これにより、２本のＵ字型蛍光ランプ２で１５インチの液晶テレビの表示画面全体における実用輝度を確保することができるので、従来の１５インチの液晶パネル用の直下型バックライト装置に比べて、蛍光ランプの本数とその付随部品（インバータ回路等）の点数を削減して、装置全体のコスト削減と装置組立時における作業性の改善を図ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態によるバックライト装置について図５を参照して説明する。図５は第２の実施形態によるバックライト装置の液晶パネル取付前の平面図である。図において、第１の実施形態と同等の部材には、同番号を付している。第２の実施形態のバックライト装置１は、原則として１５インチ以上の液晶テレビ用の液晶パネルのバックライト装置である。このバックライト装置１に用いられる２本のＳ字型蛍光ランプ１２は、第１の実施形態のバックライト装置１に用いられるＵ字型蛍光ランプ２と１本の直管型蛍光ランプをつないだ蛇行形状の冷陰極管である。これらのＳ字型蛍光ランプ１２は、それぞれ表示画面の上下方向中央を通る横断面（図中の線７に対応した断面）を対称面として上下対称に配置されている。図に示されるように、これらの２本のＳ字型蛍光ランプ１２は、一方の中心間距離ｌ₄が他方の中心間距離ｌ₅よりも狭くなるように形成されており、各Ｓ字型蛍光ランプ１２を３本の直管型蛍光ランプとみなした場合に、表示画面の上下方向端部から中央部に向かうにつれて、各直管型蛍光ランプの取り付けピッチが、徐々に狭くなるように（ｌ₃＜ｌ₄＜ｌ₅となるように）、反射板３に取り付けられる。これにより、表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、上下方向中央部における輝度を高くすることができるので、１５インチ以上の液晶テレビ用のバックライト装置１において、２本のＳ字型蛍光ランプ２で表示画面の上下方向中央部における実用輝度を確保することができる。なお、この場合に、表示画面の上下方向中央部における輝度は、表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、最大で５０％以上高くなる。

また、第２の実施形態のバックライト装置１においても、第１の実施形態のバックライト装置１と同様に、反射板３の側板３ａを、その側板３ａと液晶パネルとが成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように形成している。これにより、１５インチ以上の液晶テレビ用のバックライト装置１において、表示画面の上下方向端部における実用輝度を確保することができる。

上記のように、第２の実施形態のバックライト装置によれば、各Ｓ字型蛍光ランプ１２を３本の直管型蛍光ランプとみなした場合に、表示画面の上下方向端部から中央部に向かうにつれて、各直管型蛍光ランプの取り付けピッチが、徐々に狭くなるようにすると共に、側板３ａと液晶パネルとが成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように側板３ａを形成したことにより、２本のＳ字型蛍光ランプ２で１５インチ以上の液晶テレビの表示画面全体における実用輝度を確保することができる。これにより、従来の１５インチ以上の液晶テレビ用のバックライト装置に比べて、蛍光ランプの本数とその付随部品（インバータ回路等）の点数を削減して、装置全体のコスト削減と装置組立時における作業性の改善を図ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態によるバックライト装置について図６を参照して説明する。図６は第３の実施形態によるバックライト装置の液晶パネル取付前の平面図である。図において、第１の実施形態と同等の部材には、同番号を付している。第３の実施形態のバックライト装置１には、第１の実施形態のバックライト装置１と同様なＵ字型蛍光ランプ２が４本用いられている。図に示されるように、これらの４本のＵ字型蛍光ランプ２は、上側の２本のＵ字型蛍光ランプ２のセット４１と、下側の２本のＵ字型蛍光ランプ２のセット４２とに分けられる。これらのセット４１、４２は、それぞれ液晶パネル５（図２参照）の表示画面の上下方向における略中央を通る横断面（図中の線７に対応した断面）を対称面として上下対称に配置されており、上側の２本のＵ字型冷陰極管のセット４１と下側の２本のＵ字型冷陰極管のセット４２との取り付け間隔（取り付けピッチ）ｌ₁が、各Ｕ字型蛍光ランプ２の中心間距離ｌ₂よりも狭くなるように、バックライト装置１に取り付けられる。

上記構成においては、上側の２本のＵ字型冷陰極管のセット４１と下側の２本のＵ字型冷陰極管のセット４２との取り付けピッチｌ₁を、各Ｕ字型蛍光ランプ２の中心間距離ｌ₂よりも狭くしたことにより、直下型の液晶テレビ用バックライト装置において、Ｕ字型蛍光ランプ２を４本用いて、表示画面の実用輝度を確保することができる。これにより、従来の直下型バックライト装置に比べて、蛍光ランプの本数とその付随部品の点数を削減して、装置全体のコスト削減と装置組立時における作業性の改善を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られることなく、種々の変形が可能である。例えば、第２の実施形態では、蛇行形状の冷陰極管として、１本のＵ字型蛍光ランプ２と１本の直管型蛍光ランプをつないだＳ字型蛍光ランプ１２を用いたが、蛇行形状の冷陰極管はこれに限られず、例えば２本のＵ字型蛍光ランプ２をつないだ蛍光ランプや、２本のＵ字型蛍光ランプ２と１本の直管型蛍光ランプをつないだ蛍光ランプであってもよい。また、第１及び第２の実施形態では、２本のＵ字型蛍光ランプ２又は２本のＳ字型蛍光ランプ１２を用いたが、これらの代わりに４本の直管型蛍光ランプ又は６本の直管型蛍光ランプを用いてもよい。さらにまた、本発明の適用対象が１５インチ以上の液晶テレビ用のバックライト装置１である場合には、反射板の側板が、液晶パネルの取り付け時に液晶パネルと成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように形成されている必要はない。また、上記の各実施形態では、冷陰極管として蛍光ランプを用いた例について説明したが、ネオン管等の他の種類の冷陰極管を用いてもよい。

本発明の第１の実施形態によるバックライト装置の液晶パネル取付前の平面図。同バックライト装置の液晶パネル取付後におけるＡ−Ａ線断面図。同バックライト装置における表示画面上の輝度分布を示す図。図３中の各測定ポイントにおける輝度を示すグラフ。本発明の第２の実施形態によるバックライト装置の液晶パネル取付前の平面図。本発明の第３の実施形態によるバックライト装置の液晶パネル取付前の平面図。

符号の説明

１バックライト装置
２Ｕ字型蛍光ランプ（Ｕ字型冷陰極管）
３反射板
５液晶パネル
１２Ｓ字型蛍光ランプ（Ｓ字型冷陰極管）
３ａ側板
４１上側の２本のＵ字型蛍光ランプのセット（上側の２本のＵ字型冷陰極管のセット）
４２下側の２本のＵ字型蛍光ランプのセット（下側の２本のＵ字型冷陰極管のセット）
θ 内角（反射板の側板が液晶パネルと成す内角）
ｌ₁ ２本のＵ字型蛍光ランプ（Ｕ字型冷陰極管）の取り付けピッチ
ｌ₂ Ｕ字型蛍光ランプ（Ｕ字型冷陰極管）の中心間距離

Claims

液晶テレビ用の液晶パネルを背面から照射するための２本のＵ字型冷陰極管と、前記冷陰極管の背面に位置して前記Ｕ字型冷陰極管からの光を反射する反射板とを備えた直下型の液晶テレビ用バックライト装置において、
前記液晶テレビは、１５インチの液晶テレビであり、
前記２本のＵ字型冷陰極管は、それぞれ前記液晶パネルの表示画面の上下方向における略中央を通る横断面を対称面として上下対称に配置され、
前記反射板の側板は、前記液晶パネルの取り付け時に該液晶パネルと成す内角が３０度から６０度までの間の角度になるように形成されており、
前記液晶パネルの表示画面の上下方向端部における輝度に比べて、前記表示画面の上下方向中央部における輝度が５０％以上高くなる程度にまで、前記２本のＵ字型冷陰極管の取り付けピッチを、これらのＵ字型冷陰極管の中心間距離よりも狭くしたことを特徴とする液晶テレビ用バックライト装置。
前記２本のＵ字型冷陰極管の取り付けピッチが、４０ｍｍであり、前記各Ｕ字型冷陰極管の中心間距離が、４５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の液晶テレビ用バックライト装置。