JP4751209B2 - 液晶表示装置及びバックライト装置 - Google Patents

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Description

本発明は、偏光板の貼られた液晶セルを有する液晶表示装置及びそれに用いられるバックライト装置に関するものである。
液晶表示装置は、液晶セルを照明するために、液晶セルの裏面側にバックライトが配されている。このバックライトは、導光板と、導光板の側部に配されたランプと、導光板の裏面側に配された反射板を有している。また、ランプからの光を均一に液晶セルに照射するために、導光板の裏面側にドットパターンが形成されている（例えば、特許文献１と特許文献２参照）。
特開２００３−１３１０４０号公報 特開２０００−２２１３２９号公報
上記のような液晶表示装置を、連続通電したり、高温の動作させたりした場合において、図３に示すような表示ムラが画面上下に発生する。すなわち、図３に示すように、液晶セル１００の左下の角部１０２から隣接する右下の角部１０４に向かって境界がはっきりしない円弧１０６と下辺とで囲まれた部分１０８に表示ムラ（白ムラ）が発生する。また、上部の円弧１１０と上辺とで囲まれた部分１１２にも同様の表示ムラが生じる。この表示ムラは主に、液晶セル１００の両面に貼られている偏光板が熱により伸び、裏と表の偏光板の吸収軸がずれることによる光抜けにより発生し、黒画面で顕著に見える。つまり、光抜けする部分が白くムラになって見える。
この光抜けは、最近の横長画面サイズ（１６：９）の液晶セルの長辺側において顕著に見られる。この表示ムラは、バックライトの点灯開始時にはそれほどでもないが、連続点灯時にランプの熱によって発生する。特に、サイドライト型のバックライトにおいては、ランプを液晶表示領域周辺に配置するため、液晶セルの周辺部においてランプからの発熱の影響を受け、液晶セルの中央部と周辺部で温度差が発生し、偏光板の伸びに違いが生じて、図３に示すような表示ムラが発生する。
このような表示ムラの対策として、従来より次のような４つの対策が施されていた。
第１の対策は、偏光板を耐熱性にすることである。第２の対策はランプの電流低減によるバックライト自体での熱の上昇を防止することである。第３の対策はバックライトと液晶セルの間に断熱性シートを挿入し、バックライトから液晶セルに与える熱を阻止するものである。第４の対策は熱伝導シートをバックライト内部に配置し、バックライトの発光面の温度分布の均一化を行うものである。
しかしながら、第１の対策については、偏光板の材料自身が樹脂であり、耐熱性の向上が困難である。第２の対策についてはランプの電流低減による熱上昇の低減の効果は微小で、かつ、輝度低下に繋がるという問題がある。第３の対策については、断熱シートを挿入しても、液晶表示装置の薄型の筐体の中に挿入する薄い断熱シートではその効果が少ない。第４の対策については、ランプ自体の温度上昇が妨げられ、ランプの始動特性（輝度立ち上がり特性）が悪化するという問題がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ランプの熱による偏光板の伸びによる表示ムラを防止することができる液晶表示装置及びそれに用いられるバックライト装置を提供することを目的とする。
本発明は、横長画面サイズの液晶セルと、前記液晶セルの両面に貼り付けられた偏光板と、前記液晶セルの裏面側に配されたバックライトとを有した液晶表示装置において、前記バックライトは、前記液晶セルに対応する横長形状の導光板と、前記導光板の側部に配されたランプと、前記導光板の裏面側に配された反射板とを有し、前記導光板の裏面には、複数の大小のドットからなる光分散ドットパターンが形成され、前記光分散ドットパターンは、前記大きなドットが密に配置された密な領域と、前記小さなドットが疎に配置された疎な領域からなり、前記導光板の長辺一端の角部近傍から前記長辺の他端の角部近傍に向かって円弧状に伸びる線を境界として、前記疎の領域は前記円弧状に伸びる線の前記長辺側に形成され、前記密な領域は前記円弧状に伸びる線の前記導光板中央側に形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。
また、本発明は、両面に偏光板が貼り付けられた横長画面サイズの液晶セルを有する液晶表示装置に用いられ、前記液晶セルに対応する横長形状の導光板と、前記導光板の側部に配されたランプと、前記導光板の裏面側に配された反射板とを有したバックライト装置において、前記導光板の裏面には、複数の大小のドットからなる光分散ドットパターンが形成され、前記光分散ドットパターンは、前記大きなドットが密に配置された密な領域と、前記小さなドットが疎に配置された疎な領域からなり、前記導光板の長辺一端の角部近傍から前記長辺の他端の角部近傍に向かって円弧状に伸びる線を境界として、前記疎の領域は前記円弧状に伸びる線の前記長辺側に形成され、前記密な領域は前記円弧状に伸びる線の前記導光板中央側に形成されていることを特徴とするバックライト装置である。
本発明によれば、表示ムラが発生する部分に対応して輝度が異なるようにしているため、表示ムラが発生しない。
本発明の一実施形態の液晶表示装置１０について図１と図２に基づいて説明する。
図１に基づいて、液晶表示装置１０の構造について説明する。
液晶表示装置１０は、液晶セル１２とバックライト１４とから構成されている。尚、液晶セル１２とバックライト１４とは、不図示のベゼルカバーによって一体に収納されている。
液晶セル１２は、横長画面サイズのものであり、表面と裏面にそれぞれ偏光板１６が貼り付けられている。なお、本明細書において、「液晶セルの表面」とは表示面側の面を意味し、「裏面側」とはその反対側の面を意味するものとする。
バックライト１４は、導光板１８と、導光板１８の側部に配されたランプ２０と、導光板裏面側に配された反射板２２と導光板１８の表面側に配された拡散板２４と、この拡散板２４の表面側に配されたプリズムシート２６とからなる。なお、本明細書において、「導光板の表面」とは液晶セルの裏面と対向配置される光出射面を意味し、「裏面」とはその反対側の面を意味するものとする。また、ランプ２０は、直管状の冷陰極管であり、図２に示すようにＬ字型であり、液晶セル１２の長辺側と短辺側に沿って配されている。更に、このランプ２０はリフレクタ２８によって覆われている。
次に、導光板１８の構成について図１及び図２に基づいて説明する。
導光板１８の表面側は、平らな面からなり、裏面側には、光分散ドットパターンが形成されている。この光分散ドットパターンは、大きなドットが密に配された密領域３２と小さなドット３４が疎に配された疎領域３６とから形成されている。大きなドット３０及び小さなドット３４共に、平面形状が長方形の凹部からなる。尚、この平面形状は光分散が行われればよく、長方形に限らず円形、楕円形、多角形でもよい。また、ドット３０，３４は凹部ではなく凸部から形成されてもよい。
そして、疎領域３６は、図２に示すように、導光板１８の左下の角部３８から、隣接する右下の角部４０に向かって円弧状に伸びる線を境界として、左下の角部３８から右下の角部４０に伸びる長辺側に形成されている。また、左上の角部４２と右上の角部４４の間の長辺側においても同様に形成されている。そして、この２つの疎領域３６と疎領域３６との間に密領域３２が形成されている。
上記のような導光板１８を用いた液晶表示装置１０においては、疎領域３６，３６の部分の輝度が低くなり、密領域３２の輝度が大きくなる。したがって、バックライト１４のランプ２０が発熱して、偏光板１６が伸び、表裏の偏光板１６の吸収軸がずれて光抜けが起きても、この光抜けの部分だけ疎領域３６，３６による輝度の低減があるため、図３に示すような表示ムラを低減することができる。
この導光板１８における光分散ドットパターンの設計としては、予め液晶セル１２の輝度分布を測定し、表示セル１２の表示領域における各エリアでの輝度分布の連続データに基づいて大きなドット３０と小さなドット３４の形状及び配置を決定する。尚、この表示ムラは黒画面で顕著に見えるため、黒画面時の表示ムラデータに直接合わせると、白画面での表示ムラに逆に繋がる可能性があるため、黒画面の表示ムラと白画面の表示ムラの中間レベルを狙って密領域３２と疎領域３６の配置を決定する。
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
上記実施形態では、導光板１８の長辺側にのみ疎領域３６，３６を設けたが、偏光板１６は実際には短辺側においても表示ムラが発生している。これは、熱によって偏光板１６の短辺側においても収縮が起こるためである。そのため、この短辺側においても円弧状の疎領域３６，３６を形成してもよい。
上記実施形態では、光分散ドットパターンとして、大きなドット３０による密領域３２と小さなドット３４による疎領域３６を形成したが、配置密度は同じで、ドットの大きさのみを変更してもよい。また、逆にドットの大きさが同じで、配置密度のみを変更してもよい。
上記実施形態では、Ｌ字型のランプ２０を用いたが、これに限らず一辺のみ照明するランプを用いてもよいし、相対向するランプ２０を２本配置した構造であってもよい。
上記実施形態では、大きなドット３０と小さなドット３４の２種類を用いて説明したが、表示ムラの境界線は不明確であるため、複数の大きさのドットを用いて、小さなドットから大きなドットに次第に大きくなるようにパターンを配置してもよい。
本発明の一実施形態を示す液晶表示装置の縦断面図である。 本実施形態の導光板の平面図と、その導光板の一部拡大平面図である。 背景技術における表示ムラの状態を示した液晶セルの平面図である。
符号の説明
１０ 液晶表示装置
１２ 液晶セル
１４ バックライト
１６ 偏光板
１８ 導光板
２０ ランプ
３０ 大きなドット
３２ 密領域
３４ 小さなドット
３６ 疎領域
３８ 左下の角部
４０ 右下の角部
４２ 左上の角部
４４ 右上の角部

Claims (2)

  1. 横長画面サイズの液晶セルと、前記液晶セルの両面に貼り付けられた偏光板と、前記液晶セルの裏面側に配されたバックライトとを有した液晶表示装置において、
    前記バックライトは、前記液晶セルに対応する横長形状の導光板と、前記導光板の側部に配されたランプと、前記導光板の裏面側に配された反射板とを有し、
    前記導光板の裏面には、複数の大小のドットからなる光分散ドットパターンが形成され、
    前記光分散ドットパターンは、前記大きなドットが密に配置された密な領域と、前記小さなドットが疎に配置された疎な領域からなり、
    前記導光板の長辺一端の角部近傍から前記長辺の他端の角部近傍に向かって円弧状に伸びる線を境界として、前記疎の領域は前記円弧状に伸びる線の前記長辺側に形成され、前記密な領域は前記円弧状に伸びる線の前記導光板中央側に形成されている
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 両面に偏光板が貼り付けられた横長画面サイズの液晶セルを有する液晶表示装置に用いられ、前記液晶セルに対応する横長形状の導光板と、前記導光板の側部に配されたランプと、前記導光板の裏面側に配された反射板とを有したバックライト装置において、
    前記導光板の裏面には、複数の大小のドットからなる光分散ドットパターンが形成され、
    前記光分散ドットパターンは、前記大きなドットが密に配置された密な領域と、前記小さなドットが疎に配置された疎な領域からなり、
    前記導光板の長辺一端の角部近傍から前記長辺の他端の角部近傍に向かって円弧状に伸びる線を境界として、前記疎の領域は前記円弧状に伸びる線の前記長辺側に形成され、前記密な領域は前記円弧状に伸びる線の前記導光板中央側に形成されている
    ことを特徴とするバックライト装置。
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