JP4438672B2 - バックライト及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶表示装置に適用して好適なバックライト及びそのバックライトを備えた表示装置に関する。

液晶表示装置は、表示パネルに配置された画素そのものが発光しないため、表示パネルの背面に、バックライトを配置して、そのバックライトで背面を照明させて、画像などを表示させるようにしてある。表示パネルの表示面積は拡大する方向にあり、バックライトそのものも非常に大型化しつつある。

図８は、従来の液晶表示装置の表示パネルの背面に配置されるバックライトの構成例を示した図である。図８（ａ）は、正面から見た図であり、図８（ｂ）は側面側から見た断面図である。この例では、発光部材として、冷陰極蛍光ランプ（CCFL）を使用した例としてあり、バックライトを構成するライトボックス１内に、それぞれ水平に配置した冷陰極蛍光ランプ２を、垂直方向に複数本配置してある。蛍光ランプ２の背面には、反射部材３が配置してある。各冷陰極蛍光ランプ２が配置されたライトボックス１の前面（ここでは表示パネルが配置される側を前、反対側を後として説明する。本明細書で以下同じ）に、散乱板４が配置してある。散乱板４は、表示パネルの表示面積とほぼ同じサイズであり、例えば所定の厚さのアクリル板で構成して、光を散乱させるようにしてある。さらに、その散乱板４の前面に、複数枚の散乱シート５，６が配置してある。各散乱シート５，６としては、薄膜の樹脂で形成されて、例えば光にある程度の方向性を持たせるような性質のものを使用する。

このような構成のバックライトを使用した液晶表示装置で、画像を表示させる際に、動画応答性の改善のために、ブリンキングと称される、バックライトの発光制御を行う場合がある。即ち、液晶表示パネルは、そのパネルに配置された画素に、表示信号を書き込ませている期間には、表示状態が定まらない状態に一時的になり、そのような状態が見えてしまうと、表示画像の画質、特に動画の応答性が劣化してしまう。このため、各画素に表示信号を書き込ませている期間には、該当するライン（水平ライン）の背面のバックライトを消灯させて、動画の応答性を改善することが行われている。

このブリンキングを行うためには、例えば図８の構造の場合、画素への信号の書込みが、１フィールド期間に、１画面の上の水平ラインから順に行われるとすると、その書込みが行われる水平ラインの背面に位置する冷陰極蛍光ランプ２を、上から順に一時的に消灯させる。図９には、このようにして特定の冷陰極蛍光ランプ２を消灯させた場合の、表示画面全体の明暗状態の例を示した図である。図９の例では、ほぼ中央の冷陰極蛍光ランプを消灯させたタイミングを示している。

この図９に示すように、ランプを消灯させた個所があっても、隣接したランプが点灯しているために、消灯させた個所とそれ以外の個所との明暗のコントラストが十分でなく、消灯部分の輝度が十分に落ちてなく、ブリンキングの効果が十分でない問題があった。

この問題点を解決するために、例えば図１０に示した構造のバックライトが提案されている。図１０（ａ）は、正面から見た図であり、図１０（ｂ）は側面側から見た断面図である。この例では、蛍光ランプ２の背面には配置される反射部材３′に、仕切り部材３ａを設けて、仕切り部材３ａで仕切られたそれぞれ別の空間に、蛍光ランプ２を配置するようにしてある。仕切り部材３ａの前面には、散乱板４が配置してあり、その前面に、複数枚の散乱シート５，６が配置してある。

このように、仕切り部材を配置して、各蛍光ランプからの光が、相互に干渉しない構造とすることで、図９に示した如き、消灯させた個所とそれ以外の個所との明暗のコントラストが十分でない問題について、解決することができる。

特許文献１には、このように仕切り部材を設ける構造としたバックライトについての開示がある。
特開２００２−７２１６７号公報（図５、図６）

ところが、従来の仕切り板の設ける構造のバックライトとした場合、表示画面上に、筋ムラが発生する問題があった。図１０はその筋ムラの発生例を示した図であり、仕切り部材を設けた位置のバックライトの明るさが、若干低下する筋ムラが発生してしまう問題があった。この問題点を解決するためには、例えば散乱板で光を散乱させる程度を高くして、筋ムラを無くすことが考えられるが、そのようなことをすると、バックライトとしての明るさが低下してしまう問題があり、バックライトとして効率が悪いものなってしまう。また、上述した特許文献１には、散乱板の厚みを薄くして、筋ムラが極力目立たなくする構造についても記載されているが、十分な解決とはいえなかった。

図１０に示した構成のバックライトを実際に製作して、表示装置を組み立てた場合、仕切り部材３ａの先端と散乱板４との間の隙間をなくすことが理想であるが、実際には、各部材の寸法の精度などから、完全に隙間をなくすことは困難であった。特に、近年はこの種のバックライトを必要とする表示装置が大型化する傾向があり（例えば画面の対角線の長さが４０インチ以上）、図１０に示した構造で、筋ムラをなくすことは困難であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ブリンキングを行う際の表示ムラをなくすようにすることを目的とする。

第１の発明は、バックライトとして、並列に複数配置された光源を用意し、その複数の光源からの光を、それぞれ個別に表示部側に伝え、先端が薄肉とされた仕切り部と、仕切り部の先端の薄肉部と接着される散乱シートと、散乱シートの前面に配置される所定の厚さの散乱板とを備えた構成としたものである。

このようにしたことで、仕切り部の先端と接する部材は、ある程度の柔軟性を有するシート状部材である散乱シートであり、仕切り部の先端と散乱シートとが密着した状態で接着させることが容易に行え、筋ムラの発生を効果的に防止することができる。

第２の発明は、バックライトとして、並列に複数配置された光源を用意し、その複数の光源からの光を、それぞれ個別に表示部側に伝え、先端が薄肉とされた仕切り部と、表示部の表示面積に対応した形状で所定の厚さを有し、光源が複数並べられた方向に対して、湾曲した形状の散乱板と、湾曲した散乱板の表面を、仕切り部の先端と接触した状態で、前記散乱板の一端及び他端を、仕切り部と接続する接続部材とを備えた構成としたものである。

このようにしたことで、散乱板が、予め加えられた湾曲方向と逆方向に力を作用させた状態で、接続部材により仕切り部材と固定され、仕切り部の先端と散乱板とが密着した状態となり、筋ムラの発生を効果的に防止することができる。

本発明によると、仕切り部の先端と、散乱シート又は散乱板とが密着する状態となり、仕切り部の先端との間で隙間が発生することがなくなり、いわゆる筋ムラの発生を防止させて、各発光部からの光を個別に伝えることができ、例えば一部の発光部を一時的に消灯させるブリンキング処理を行った場合に、消灯部と点灯部のコントラストが十分な良好な照明状態となる。従って、このバックライトを備えた表示装置は、動画応答性に優れた良好な表示が行える。

以下、本発明の第１の実施の形態を、図１〜図４を参照して説明する。

本例においては、液晶表示装置に適用したものである。まず、液晶表示装置全体の構成例を、図２を参照して説明する。本例の表示装置に入力した映像信号は、液晶パネル制御回路１１に供給されて、その映像信号に基づいて、液晶表示パネル１２での表示駆動を行う信号が生成される。生成された表示駆動信号は、液晶表示パネル１２のソースドライバ１３及びゲートドライバ１４に供給されて、パネル上の各画素に表示信号が書き込まれる。表示信号の書込みについては、例えば供給される映像信号のフィールド周期に同期して、１フィールド周期で行われる。

そして、液晶表示パネル１２の背面には、バックライトが配置してある。本例においては、バックライトを構成する光源として、複数の発光ダイオードを水平方向に直列に複数配置させた光源２１を、垂直方向に配列させた構成としてある。複数の発光ダイオードとしては、例えば赤色の発光ダイオード、緑色の発光ダイオード、青色の発光ダイオードを所定状態で配列して、白色となるようにしてある。

各光源２１の制御は、光源制御回路１５により制御される。光源制御回路１５には、液晶パネル制御回路１１から、映像信号の垂直同期信号が供給され、垂直周期に同期して、複数用意された光源２１を順に、一時的に消灯させる処理が行われる。この光源２１が消灯する位置と、その消灯位置の前に配置された液晶表示パネル１２の画素への書込みが行われる水平ラインの位置とは、一致するようにしてあり、背景技術で説明したブリンキング処理が行われる。

次に、図１を参照して本例のバックライトの構成について説明する。図１は、バックライトを縦方向に切断して示す断面図である。図１に示すように、複数用意された光源２１が、垂直方向に配置してあり、それぞれの光源２１の背面側には、仕切り部３１を有する反射部材３０が配置してある。仕切り部３１は、先端が肉薄としてあり、水平方向には、同じ形状で連続して形成されている。図１の例では、光源２１の背面の反射部材３０は、半円形としてあるが、後述する図３に示すように、直線的な形状でもよい。

反射部材３０の表面は、仕切り部３１を含めて、光の反射率が高い表面処理が施してある。但し本例の場合には、仕切り部３１の先端側を、多少光の反射率を落としてあり、仕切り部３１の後端側と、残りの反射部材３０の表面とを、反射率が高くしてある。

即ち、例えば図３に示すように、仕切り部３１の先端部３１ａとして、比較的光の反射率を低くしてあり、仕切り部３１の後端部３１ｂと、反射部材３０の底部３２とを、比較的光の反射率を高くしてある。このように反射率を変化させる処理としては、例えば、仕切り部３１を含めた反射部材３０として、白色の樹脂で形成させ、仕切り部３１の先端部３１ａは、その樹脂を表面にそのまま露出させる。そして、仕切り部３１の後端部３１ｂと底部３２については、炭酸バリウムなどの反射用に適した粒子を含有させた白色の塗料で塗装させる。なお、図３の例では、底部３２を直線状の形状としたが、図１に示すように、半円形上としてもよい。使用する光源の特性に応じて、これらの形状は選択すればよい。

図１の説明に戻ると、このように構成される仕切り部３１の先端部３１ａに、散乱シート４５を配置する。この散乱シート４５は、例えば厚さ１mm以下の薄膜の樹脂シートで構成させてあり、光に方向性を持たせる作用を有している。この散乱シート４５は、仕切り部３１の先端部３１ａと接着させるようにしてある。この接着処理としては、例えば散乱シートの背面側に、予め接着剤（又は粘着剤）を均一に塗布しておき、仕切り部３１の上に配置する際に、散乱シート４５を軽く押して、仕切り部３１の先端と、散乱シート４５との間の隙間が完全になくなるような状態で、接着されるようにする。このような完全に隙間がない状態での接着は、散乱シート４５が薄膜であり、ある程度の柔軟性を有する素材であるために可能となったものである。

そして、図１に示すように、その散乱シート４５の前面側に、ある程度の厚さのある（例えば厚さ数mm程度）の散乱板４２を配置して、光源からの光を散乱させる。さらに、その散乱板４２の前面に、２枚の散乱シート４３，４４を配置してある。

そして、図１では図示していないが、散乱シート４４の前面側に、図２に示した液晶表示パネル１２を配置し、液晶表示パネル１２の画像表示面全体を背面から照明する。従って、反射部材３０、散乱板４２、各散乱シート４３，４４，４５は、液晶表示パネル１２の表示面積に対応したサイズとしてある。

なお、散乱シート４３，４４と散乱板４２については、それぞれ隣接する散乱板又はシートと多少の隙間を設けて配置するようにしてある。

このように構成される本例のバックライトを備えた表示装置によると、バックライトが、筋ムラのない良好な発光状態となる。即ち、仕切り部３１を設けた構成として、各光源２１からの光が個別に届くようにしてあるが、その仕切り部３１の先端と散乱シート４５とが密着した状態となっているので、図１１に示した如き筋ムラが発生しない発光状態となる。そして、各光源からの光が完全に仕切られているので、ブリンキング処理を行って一部の光源を消灯させた場合には、例えば図４に示すように、その消灯した部分と、点灯した部分とのコントラストが高く、消灯個所が十分に暗い状態となる。

次に、本発明の第２の実施の形態を、図５及び図６を参照して説明する。この図５及び図６において、第１の実施の形態で説明した図１〜図４に対応する部分には同一符号を付す。

本例においても、液晶表示装置に適用したものであり、表示装置全体の構成については、図２で説明した構成と同じであり、ここでは説明を省略する。図５は、本例の表示装置が備えるバックライトを縦方向に切断して示す断面図である。５１に示すように、複数用意された光源２１が、垂直方向に配置してあり、それぞれの光源２１の背面側には、仕切り部３１を有する反射部材３０が配置してある。仕切り部３１は、先端が肉薄としてあり、水平方向には、同じ形状で連続して形成されている。

反射部材３０そのものは、第１の実施の形態で説明した反射部材３０と同じである。即ち、既に説明した図３に示したように、仕切り部３１の先端部３１ａとして、比較的光の反射率を低くしてあり、仕切り部３１の後端部３１ｂと、反射部材３０の底部３２とを、比較的光の反射率を高くしてある。

そして本例においては、図５に示すように、このように構成される仕切り部３１の先端部３１ａに、散乱板４２を配置する。本例の散乱板４２は、例えば厚さ数mmのアクリル板に、散乱作用のある素材を充填させて構成させてある。本例の散乱板４２は、後述する図６に示すように、垂直方向に多少湾曲した形状としてあり、上下を、接続部材５１，５２で挟むようにして、ある程度の圧力をかけて、反射部材３０と散乱板４２とが密着した状態で接続されるようにしてある。

即ち、組み立て状態を図６に示すと、組み立て前の状態では、図６（ａ）に示すように、湾曲して、中央部だけが仕切り部３１の先端部３１ａと接した状態の散乱板４２を、上下から接続部材５１，５２で挟むことで、仕切り部３１が取り付けられた反射部材３０と接続させ、図６（ｂ）に示す状態に組み立てる。このようにして組み立てられることで、接続部材５１，５２で挟む力が作用して、全ての仕切り部３１の先端部３１ａが、散乱板４２の背面と完全に接触する状態となる。

図５の説明に戻ると、このようにして組み立てられた散乱板４２の前面側に、２枚の散乱シート４３，４４を配置する。散乱シート４３，４４は、厚さが例えば１mm以下の薄膜のシートであり、光の方向性を整えるなどの作用を有する。

そして、図５では図示していないが、散乱シート４４の前面側に、図２に示した液晶表示パネル１２を配置し、液晶表示パネル１２の画像表示面全体を背面から照明する。従って、本例においても、反射部材３０、散乱板４２、各散乱シート４３，４４は、液晶表示パネル１２の表示面積に対応したサイズとしてある。

なお、散乱シート４３，４４と散乱板４２については、それぞれ隣接する散乱板又はシートと多少の隙間を設けて配置するようにしてある。

このように構成したことで、筋ムラのない良好な発光状態となる。即ち、仕切り部３１を設けた構成として、各光源２１からの光が個別に届くようにしてあるが、その仕切り部３１の先端と散乱板４２とが密着した状態となっているので、図１１に示した如き筋ムラが発生しない発光状態となる。そして、各光源からの光が完全に仕切られているので、ブリンキング処理を行って一部の光源を消灯させた場合には、消灯した部分と、点灯した部分とのコントラストが高く、消灯個所が十分に暗い状態となる。

なお、図５の例では、前面側の散乱シート４３，４４については、接続部材では固定されない構造としたが、散乱シート４３，４４についても、接続部材で固定させても良い。即ち、例えば図７に示すように、散乱シート４３，４４まで含めて、接続部材５１′，５２′で挟んで固定させる構成としてもよい。この場合、散乱シート４３，４４と散乱板４２との間で、ある程度の隙間が必要な場合には、各部材４２，４３，４４の間で、何らかのスペーサを上下に配置して、接続部材５１′，５２′で挟むようにすればよい。

なお、ここまで説明した実施の形態では、バックライトが備える光源として、発光ダイオードを配列して使用した例としたが、冷陰極蛍光ランプなどのその他の発光手段を使用するようにしてもよい。但し、ブリンキング処理を行う場合には、発光及び消灯の応答性が高いものを使用した方が好ましく、特性的には発光ダイオードが優れている。

本発明の第１の実施の形態による構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態による表示装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による仕切り板の例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態によるブリンキング状態の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態による構成例を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態による組み立て状態の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態による構成の変形例を示す断面図である。 従来の液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来の発光状態の例を示す説明図である。 従来の液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来の発光状態の例を示す説明図である。

符号の説明

１２…液晶表示パネル、１５…光源制御回路、２１…光源、３０…反射部材、３１…仕切り部、３１ａ…先端部、３１ｂ…後端部、３２…底部、４１…ライトボックス、４２…散乱板、４３，４４，４５…散乱シート、５１，５１′，５２，５２′…接続部材

Claims (6)

1. 表示部の背面を照明するバックライトにおいて、
   前記表示部の表示面積に対応して、並列に複数配置された光源と、
   前記複数の光源からの光を、それぞれ個別に前記表示部側に伝え、先端が薄肉とされた仕切り部と、
   前記表示部の表示面積に対応した形状であり、前記仕切り部の先端の薄肉部と接着される散乱シートと、
   前記表示部の表示面積に対応した形状で所定の厚さを有し、前記散乱シートの前面に配置される散乱板とを備えたことを特徴とする
   バックライト。
2. 請求項１記載のバックライトにおいて、
   前記仕切り部は、先端側の表面と後方の表面とで光の反射率を変化させ、先端側の表面よりも後方の表面の反射率を高くしたことを特徴とする
   バックライト。
3. 表示部の背面を照明するバックライトにおいて、
   前記表示部の表示面積に対応して、並列に複数配置された光源と、
   前記複数の光源からの光を、それぞれ個別に前記表示部側に伝え、先端が薄肉とされた仕切り部と、
   前記表示部の表示面積に対応した形状で所定の厚さを有し、前記光源が複数並べられた方向に対して、湾曲した形状の散乱板と、
   前記湾曲した散乱板の表面を、前記仕切り部の先端と接触した状態で、前記散乱板の一端及び他端を、前記仕切り部と接続する接続部材とを備えたことを特徴とする
   バックライト。
4. 請求項３記載のバックライトにおいて、
   前記仕切り部は、先端側の表面と後方の表面とで光の反射率を変化させ、先端側の表面よりも後方の表面の反射率を高くしたことを特徴とする
   バックライト。
5. 入力画像信号に対応した画像を表示する表示部と、
   前記表示部の背面を照明するバックライトとを備えた表示装置において、
   前記バックライトとして、
   前記表示部の表示面積に対応して、並列に複数配置された光源と、
   前記複数の光源からの光を、それぞれ個別に前記表示部側に伝え、先端が薄肉とされた仕切り部と、
   前記表示部の表示面積に対応した形状であり、前記仕切り部の先端の薄肉部と接着される散乱シートと、
   前記表示部の表示面積に対応した形状で所定の厚さを有し、前記散乱シートの前面に配置される散乱板とを備えたことを特徴とする
   表示装置。
6. 入力画像信号に対応した画像を表示する表示部と、
   前記表示部の背面を照明するバックライトとを備えた表示装置において、
   前記バックライトとして、
   前記表示部の表示面積に対応して、並列に複数配置された光源と、
   前記複数の光源からの光を、それぞれ個別に前記表示部側に伝え、先端が薄肉とされた仕切り部と、
   前記表示部の表示面積に対応した形状で所定の厚さを有し、前記光源が複数並べられた方向に対して、湾曲した形状の散乱板と、
   前記湾曲した散乱板の表面を、前記仕切り部の先端と接触した状態で、前記散乱板の一端及び他端を、前記仕切り部と接続する接続部材とを備えたことを特徴とする
   表示装置。