JP4595756B2 - 直下型バックライト装置および薄型表示装置 - Google Patents
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図1は、この発明の実施の形態1に係る直下型バックライト装置1(以降、本装置1と称す)の基本構成を示す概略構成図である。なお、この実施の形態1全体において、説明の便宜上、図1(a)に示すように紙面向かって左右の方向をX方向または縦方向、紙面に垂直な方向をY方向または横方向、紙面向かって上下の方向をZ方向または上下方向とする。本装置1は、独立に輝度調節が可能な円柱光源である冷陰極管2、反射板3、拡散層4および反射壁5から構成され、本装置1のX−Y平面における大きさは、対角約30インチ(縦 384mm×横 644mm)である。なお、反射板3の底面部3aと拡散層4は所定距離だけ離れて対面し、反射板3の底面部3aと拡散層4との間に冷陰極管2が位置している。
図2は、図1(a)の本装置1において、反射壁5を備えない場合の1ユニットの拡大図であり、従来の一般的な直下型バックライト装置を表すものとする。図2において、一対の冷陰極管2が反射板3の底面部3aと拡散層4に対し並設されており、201〜204は冷陰極管2から射出された光の軌跡を示す。
図11は、本装置1において反射壁5を備えない場合および反射壁5の高さを全て8mmにした場合の拡散層4上で観察される相対輝度分布のイメージを示したものである。これは、図10における相対輝度から、図9と同様の方法により求めたものであり、図11(a)は反射壁5を備えない場合の相対輝度分布のイメージ、図11(b)は反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布のイメージを示す。
0≦d=e≦a+b 式(1)
なお、輝度の均一性を保ちつつ、指向性およびコントラストを最大にするためには、反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さ、つまりa+bにすることが望ましい。図1(b)に、反射壁5の高さを冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置の高さにした場合の概略構成図を示す。なお、図中において図1(a)と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
実施の形態1では、全ての反射壁5の高さが同じである場合について述べたが、反射壁5の高さを異なるようにしても良い。この実施の形態2では、X方向に平行に並んだ反射壁5の内、両端に位置する反射壁5が、両端以外に位置する反射壁5よりも低く、両端以外に位置する反射壁5の高さdが、冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高い場合について述べる。
図13は、図1(a)における本装置1の右側を拡大した図であり、反射壁5の高さが全て等しく、また冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高い場合を示す。
図14は、図12における本装置1の右側を拡大した図であり、右端に位置する反射壁5が右端以外に位置する反射壁5よりも低く、また右端以外に位置する反射壁5の高さが冷陰極管2の拡散層4に最も近い位置よりも高い場合を示す。
図18は、図7と同様の帯状制御を行った場合の相対輝度の分布を示すグラフである。点灯または消灯する発光領域、縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。1801の実線は反射壁5の高さを全て8mmにした場合の相対輝度分布を示し、1802の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度分布を示す。
表1は、図12における直下型バックライト装置において、両端以外に位置する反射壁5の高さdに対して、輝度の均一性が最良となるときの両端に位置する反射壁5の高さeを示すものである。
表1で、両端以外に位置する反射壁5の高さdが12mmの時に、両端に位置する反射壁5の高さeで輝度の均一性を保つ最良の高さが4mmであることは、前述の図17で示す通りである。
また、両端以外に位置する反射壁5の高さdが8mmの時に、両端に位置する反射壁5の高さeが8mmであることは、反射壁5の高さが全て8mmであることを示し、実施の形態1で説明した輝度の均一性を保つための条件と同様である。
図19および図20は、相対輝度の分布を示すグラフである。縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。ここでは、全ての冷陰極管2を点灯させている。
なお、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした時の図16と同様に、両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合は、拡散層4の両端、例えば発光領域E7付近の相対輝度がやや高く、相対輝度分布は滑らかではないが、許容範囲内の輝度の均一性は示している。また、両端以外に位置する反射壁5の高さdを12mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした時の図17と同様に、両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の方が相対輝度分布の曲線がより滑らかであり、輝度の均一性が更に良い相対輝度分布を得ることができる。
図21は、相対輝度の分布を示すグラフであり、反射壁5の高さ以外は、図19、図20と全く同じである。図21において、2101の実線は反射壁5の高さを全て14mmにした場合、2102の点線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを14mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを0mmにした場合、2103の一点鎖線は両端以外に位置する反射壁5の高さdを14mmかつ両端に位置する反射壁5の高さeを4mmにした場合の相対輝度分布を示す。
0≦e≦a+b 式(3)
図12の本装置1において、a+bは8mmである。
図12の本装置1において、a+b+c/3は14mmである。
実施の形態2では、両端に位置する反射壁5の高さeを、両端以外に位置する反射壁5の高さdよりも低くする場合について述べ、両端以外に位置する反射壁5の高さdはそれぞれ同じ高さである場合を例として説明したが、反射壁5の高さを、「高い」と「低い」の2段階の高さでなく、更に複数段階の高さを持つようにしても良い。この実施の形態3では、X方向に平行に並んだ反射壁5の高さを、本装置1のX方向における中央部に近い程、高くする場合について述べる。
ここでは、最も高い反射壁5の高さは5d=16mmであり、実施の形態2では言及していなかった高さである。
一方、反射壁5の高さを5a、5b、5cおよび5dのように徐々に変化させた場合は、反射壁5の高さが全て16mmである場合に対して、拡散層4の左端および反射壁5の部分、特に発光領域E5とE6、E6とE7、E7とE8の間の反射壁5の部分の相対輝度の低下が改善され、相対輝度の曲線が滑らかになっている。また、発光領域E1からE4にかけては、反射壁5を全て16mmにした場合に比べて、相対輝度は全体的に低くなっているが、反射壁5の上部分での相対輝度の低下がないため、滑らかになっている。従って、反射壁5の高さを徐々に変化させた場合は、輝度むらが観察されない。
図24は、反射壁5の高さが全て8mmの場合、および、反射壁5の高さが図22に示すように5a=4mm、5b=8mm、5c=12mm、5d=16mmの場合の相対輝度分布を示すグラフであり、図24における2401の実線が前者の場合の相対輝度分布を示し、2402の点線が後者の場合の相対輝度分布を示す。なお、縦軸、横軸、輝度の測定箇所および相対輝度の求め方は、実施の形態1における図7と同じであるため説明を省略する。なお、点灯または消灯する発光領域は、この実施の形態3においては、E1、E3、E5、E7を消灯し、E2、E4、E6、E8を点灯させた。
実施の形態1から3では、図1、図12、図22で示すように、平面状の反射壁5を反射板3の底面部3aに等間隔に直立させる場合について述べたが、反射壁5同士の間隔を変化させたり、反射壁5を斜めに設置したりしても良い。
2 冷陰極管
3a 反射板の底面部
4 拡散層
5 反射壁
Claims (10)
- 独立に輝度調節が可能な複数の円柱光源が拡散層と反射板との間に並列した直下型バックライト装置であって、
前記反射板から法線方向に高さを持つ反射壁を前記円柱光源の間の前記反射板上に配置し、
複数配置された前記反射壁の内、両端に位置する前記反射壁の高さが両端以外に位置する前記反射壁より低いことを特徴とする直下型バックライト装置。 - 両端に位置する反射壁の高さが反射板と円柱光源との最短距離と前記円柱光源の管径との和以下であることを特徴とする、請求項1に記載の直下型バックライト装置。
- 独立に輝度調節が可能な複数の円柱光源が拡散層と反射板との間に並列した直下型バックライト装置であって、
前記反射板から法線方向に高さを持つ反射壁を前記円柱光源の間の前記反射板上に配置し、
全ての前記反射壁の高さが、前記反射板と前記円柱光源との最短距離と前記円柱光源の管径との和以下(前記反射板と前記円柱光源の中心との距離以上の範囲を除く)であることを特徴とする直下型バックライト装置。 - 両端以外に位置する反射壁の高さが反射板と円柱光源との最短距離と前記円柱光源の管径との和より高いことを特徴とする、請求項2に記載の直下型バックライト装置。
- 反射板と円柱光源との最短距離をa、
前記円柱光源の管径をb、
拡散層と前記円柱光源との最短距離をc、
両端以外に位置する反射壁の高さをdとすると、
d<a+b+c/3を満たすことを特徴とする、請求項4に記載の直下型バックライト装置。 - 複数の反射壁の配置された位置が両端から中央部に向かうに連れて、前記反射壁の高さが高くなることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の直下型バックライト装置。
- 連続して隣り合い且つ同一の輝度調節を行う円柱光源を1ユニットとし、前記ユニット間に反射壁を備えたことを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の直下型バックライト装置。
- 円柱光源が直管型の冷陰極管であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の直下型バックライト装置。
- 円柱光源がU字型の冷陰極管であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の直下型バックライト装置。
- 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の直下型バックライト装置に液晶パネルを配置し、前記液晶パネルと前記直下型バックライト装置の反射板との間に前記直下型バックライト装置の拡散層が位置することを特徴とする薄型表示装置。
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