JPH1184377A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】直下型バックライトを用いた液晶表示装置にお
ける線状光源の両端領域での輝度低下を補償して液晶パ
ネルを均一な輝度分布で照明する。 【解決手段】液晶パネルと、この液晶パネルの裏面に設
置して照明光を出射する背面照明光源１は、略矩形の底
部２ａの対向する各一対の平行端縁２ｂから液晶パネル
方向に立ち上がる側壁２ｂ，２ｃを有するフレーム２
と、このフレーム２の内底部の前記一対の側壁の一方２
ｂと平行な方向に延在させて取り付けた線状光源３と、
線状光源３と液晶パネルの間に介挿した光拡散板４とを
少なくとも備え、フレーム２の線状光源３と平行な方向
の一対の側壁２ｂの内側が底部２ａから液晶パネル方向
に向けて開く方向の傾斜面を有すると共に、線状光源３
と直交する方向の一対の側壁２ｃの内側が底部２ａから
液晶パネル方向に向けて閉じる方向の傾斜面とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に高輝度で輝度むらのない背面照明光源を備えた
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像再生装置や各種情報端末機の
モニターとしての表示デバイスに、液晶パネルを用いた
所謂液晶表示装置が多用されている。

【０００３】この液晶表示装置には、その液晶パネルと
して、ＳＴＮ型として知られる単純マトリクス型と、Ｔ
ＦＴ等の非線型素子を用いたアクティブ・マトリクス型
とが一般的である。

【０００４】これらの液晶パネルは自己発光型でないた
め、液晶パネルに形成した画像を可視化するためには別
途に照明光源を必要とする。液晶パネルには、透過型と
反射型とがあり、情報端末用モニター等では、高輝度と
高コントラスト表示のために透過型の液晶パネルが多く
用いられ、その裏面に背面照明光源（以下、バックライ
トとも称する）を設置して、このバックライトからの光
を液晶パネルに形成した画像で変調することで可視画像
を形成している。

【０００５】情報機器に内蔵される液晶表示装置では、
その薄型・軽量化のために、導光板と呼ばれる透明な板
状体の側面に冷陰極蛍光灯等の線状光源を設置し、当該
光源からの光を導光板に伝播させることで面状の照明光
を得ている。

【０００６】しかし、近年、ＣＲＴに代わるスタンドア
ローンタイプのモニターとして液晶表示装置を使用する
傾向があり、特に薄型とする必要が無くなったために、
また、高輝度化と大型化に対処するために、液晶パネル
の裏面に直接光源を配置する直下方式のバックライトが
採用されるようになっている。

【０００７】そして、直下型のバックライトの輝度を向
上するための一手段として、線状光源を複数本配置する
ことが行われる。

【０００８】線状光源を用いたバックライトは、略矩形
の底部の対向する各一対の平行端縁から前記液晶パネル
方向に立ち上がる側壁を有するフレームに収容されて液
晶パネルの背面に設置される。そして、液晶パネルと線
状光源との間に照明光の輝度分布を均一化するための光
拡散板とを備えているのが普通である。

【０００９】図１１は直下型バックライトを備えた液晶
表示装置の従来の構成例を説明する模式図であって、
（ａ）はバックライトのみの展開斜視図、（ｂ）は
（ａ）のバックライトを液晶パネルに組み込んだ状態を
説明する線状光源と直角方向の部分断面図、（ｃ）は
（ａ）の線状光源と平行方向の部分断面図を示す。

【００１０】同図（ａ）に示したように、直下型のバッ
クライト１は、矩形の底板２ａの対向する各一対の平行
端縁から前記液晶パネル方向に立ち上がる側壁２ｂと２
ｃを有するフレーム２と、このフレーム２の底板２ａの
内底部の前記一対の側壁２ｂの一方と平行な方向に延在
させて取り付けた線状光源と、前記線状光源と前記液晶
パネルの間に介挿した光拡散板４とを少なくとも備えて
いる。

【００１１】線状光源３は冷陰極蛍光灯であり、その２
本を側壁２ｃに掛けわたすように他の側壁２ｂと平行に
底面２ａに沿って設置されてる。

【００１２】このバックライト１を液晶パネル５の背面
に設置した状態を同図（ｂ）（ｃ）に示す。液晶パネル
５は２枚の透明基板（ガラス板）５ａと５ｂの間に液晶
層５ｅを挟持し、その上限の面に偏光板５ｃと５ｄを積
層して構成されている。なお、この液晶パネルはＳＴＮ
等の単純マトリクス型、またはＴＦＴ等のアクティブマ
トリクス型の何れでもよく、型式に応じて他の光補償フ
ィルム等が積層されている。

【００１３】同図（ｂ）に示したように、フレーム２の
線状光源３と底板２ａ、そして平行な側壁２ｂは、少な
くともその内面が反射面とされ、当該線状光源からの光
を液晶パネル５方向に反射させ、光の利用効率を図って
いる。

【００１４】一方、同図（ｃ）に示したように、フレー
ム２の線状光源３と直角な側壁２ｃの少なくとも内面
は、その表面が同様の反射面としてはいるが、液晶パネ
ル５に対して垂直面とされている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、バッ
クライトを構成するフレームの線状光源と平行な一対の
側壁の少なくともその内面は、当該フレームの端縁から
液晶パネル方向に開いた形状として、線状光源からの光
の利用効率を向上させているが、線状光源と直角な一対
の側壁は液晶パネル方向に垂直のままとされているた
め、この垂直な側壁での反射光は図中の矢印Ｂで示した
ように液晶パネルの有効表示領域の外側に進行してしま
う。

【００１６】冷陰極蛍光灯等の線状光源は、その長手方
向に沿う発光輝度分布が一様とはならず、その両端付近
では輝度が低下している。

【００１７】そのため、線状光源の長手方向端部近傍に
対向する液晶パネルの表示輝度が低下し、均一な輝度分
布を得ることが出来ないという問題があった。

【００１８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、線状光源の両端領域での輝度低下を補償して液
晶パネルを均一に照明するようにした液晶表示装置を提
供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、線状光源の
両端領域にあるフレームの側壁の少なくとも内面をフレ
ーム内側に傾斜させることによって達成される。

【００２０】すなわち、本発明は、下記（１）〜（３）
の構成とした点に特徴を有する。

【００２１】（１）液晶パネルと、この液晶パネルの裏
面に設置して照明光を出射する背面照明光源とを具備す
る液晶表示装置の前記背面照明光源が、略矩形の底部の
対向する各一対の平行端縁から前記液晶パネル方向に立
ち上がる側壁を有するフレームと、このフレームの内底
部の前記一対の側壁の一方と平行な方向に延在させて取
り付けた線状光源と、前記線状光源と前記液晶パネルの
間に介挿した光拡散板とを少なくとも備え、前記フレー
ムの前記線状光源と平行な方向の一対の側壁の少なくと
も内側が前記底部から前記液晶パネル方向に向けて開く
方向の傾斜面を有すると共に、前記線状光源と直交する
方向の一対の側壁の少なくとも内側が前記底部から前記
液晶パネル方向に向けて閉じる方向の傾斜面を有するこ
とを特徴とする。

【００２２】（２）（１）における前記線状光源を複数
有し、各線状光源の延在方向の間に当該各線状光源から
の光を前記液晶パネル方向に反射する反射面を有する略
々山形形状の反射部材を備えることを特徴とする。

【００２３】（３）（１）または（２）における前記線
状光源の上部に、当該線状光源からの光の強度分布を平
均化するための遮光・反射手段を備えることを特徴とす
る。

【００２４】なお、上記構成における線状光源は１本で
もよく、また３本以上としてもよい。また、上記遮光・
反射手段は一部の光を液晶パネル方向に透過させ、一部
の光を液晶パネルとは反対側に反射させる機能を有し、
線状光源の長手方向中心から離れるに従って線状光源か
らの光を遮光・反射する量が漸減するようなグラデーシ
ョンを持たせた多数個のドット状、あるいは多数本の細
線状とすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明による液晶表示装置の第１実
施例のバックライトの構成を説明する模式図であって、
（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のバックライトを液晶
パネルに組み込んだ状態を説明する線状光源と直角方向
の断面図、（ｃ）は（ａ）の線状光源と平行方向の断面
図を示す。

【００２７】同図において、符号１はバックライト全体
を示し、２はフレーム、２ａは底部、２ｂは線状光源と
平行な側壁、２ｃは線状光源と直角な側壁、３は線状光
源（冷陰極蛍光灯）、４は光拡散板である。なお、液晶
パネルは光拡散板４の上方に積層されるが、図示を省略
してある。

【００２８】この実施例では、線状光源３は２本設置さ
れており、フレーム２の底面２ａ、側壁２ｂおよび２ｃ
の内面は反射面とされている。

【００２９】線状光源と平行な一対の側壁２ｂは、前記
図１１と同様にその内側が前記底部２ａから液晶パネル
方向（光拡散板４方向）に向けて開く方向の傾斜面を有
する。

【００３０】そして、線状光源３と直交する方向の一対
の側壁２ｃの内側は底部２ａから液晶パネル方向に向け
て閉じる方向の傾斜面を有するごとく形成されている。

【００３１】これにより、この側壁２ｃで反射した光は
液晶パネルの有効表示領域内に進行し、線状光源３の端
部の光量不足を補償して輝度を上げ、均一な輝度分布を
得ることができる。

【００３２】図２は本発明による液晶表示装置の第２実
施例のバックライトの構成を説明する線状光源と平行方
向の要部断面図である。

【００３３】この実施例では、線状光源３と平行な一対
の側壁は、第１の実施例と同様にその内側が前記底部２
ａから液晶パネル方向（光拡散板４方向）に向けて開く
方向の傾斜面を有するが、線状光源３と直交する方向の
一対の側壁２ｃの内側は底部２ａから液晶パネル方向に
向けて閉じる方向の曲面を有するごとく形成されてい
る。

【００３４】これにより、この曲面の側壁２ｃで反射し
た光は液晶パネルの有効表示領域内に進行し、線状光源
３の端部の光量不足を補償して輝度を上げ、均一な輝度
分布を得ることができる。

【００３５】図３は本発明による液晶表示装置の第３実
施例のバックライトの構成を説明する線状光源と平行方
向の要部断面図である。

【００３６】この実施例でも、線状光源３と平行な一対
の側壁は、第１および第２の実施例と同様にその内側が
底部２ａから液晶パネル方向（光拡散板４方向）に向け
て開く方向の傾斜面を有するが、線状光源３と直交する
方向の一対の側壁２ｃの内側はその途中部分までは液晶
パネル方向に垂直であるが、その後は液晶パネル方向に
向けて閉じる方向の傾斜面を有するごとく形成されてい
る。

【００３７】これにより、この曲面の側壁２ｃで反射し
た光は液晶パネルの有効表示領域内に進行し、線状光源
３の端部の光量不足を補償して輝度を上げ、均一な輝度
分布を得ることができる。

【００３８】図４は本発明による液晶表示装置の第４実
施例のバックライトの構成を説明する線状光源と直交方
向の要部断面図である。

【００３９】この実施例は、フレーム２の線状光源３と
平行な一対の側壁は、第１の実施例と同様にその内側が
前記底部２ａから液晶パネル方向（光拡散板４方向）に
向けて開く方向の傾斜面を有し、線状光源３と直交する
方向の一対の側壁２ｃの内側は図１、図２または図３の
何れかと同様の底部２ａから液晶パネル方向に向けて閉
じる方向の傾斜面または曲面とされると共に、当該底部
２ａに設置した２本の線状光源３の間に当該各線状光源
３からの光を液晶パネル方向に反射する反射面を有する
山形形状の反射部材（山形突堤）６を備えている。

【００４０】この山形突堤６を設けたことにより、２本
の線状光源の間の輝度不足を補償してさらに均一な照明
光分布を得ることが可能となる。なお、山形突堤６の形
状は直線傾斜に限らず、曲面傾斜で均一照明光分布はよ
り向上する。

【００４１】図５は本発明による液晶表示装置の第５実
施例のバックライトの構成を説明する線状光源と直交方
向の要部断面図である。

【００４２】この実施例は、フレーム２の線状光源３と
平行な一対の側壁は、第１の実施例と同様にその内側が
前記底部２ａから液晶パネル方向（光拡散板４方向）に
向けて開く方向の傾斜面を有し、線状光源３と直交する
方向の一対の側壁２ｃの内側は図１、図２または図３の
何れかと同様の底部２ａから液晶パネル方向に向けて閉
じる方向の傾斜面または曲面とされると共に、第４実施
例と同様に当該底部２ａに設置した２本の線状光源３の
間に当該各線状光源３からの光を液晶パネル方向に反射
する反射面を有する反射部材（山形突堤）６を線状光源
と平行に備えている。そして、さらに線状光源３の上部
に当該線状光源３からに光を一部遮光してフレーム２側
に反射させるための遮光・反射部材７を設けたものであ
る。

【００４３】上記遮光・反射部材７は、光拡散板４にア
ルミニウム材料等の薄膜をドット状あるいは細線状に印
刷等で被着することにより形成される。

【００４４】この遮光・反射部材７を設けたことによ
り、２本の線状光源の上方の過度の輝度を抑制してさら
に均一な照明光分布を得ることが可能となる。

【００４５】また、山形突堤６を設けることで、より一
様な照明光の輝度分布を得ることができる。なお、この
実施例では、山形突堤６を設けたことは必須ではない。

【００４６】図６は本発明による液晶表示装置の第６実
施例のバックライトの構成を説明する線状光源と直交方
向の要部断面図である。

【００４７】サイズの大きい液晶表示装置である場合は
線状光源の本数を増加させる必要があり、この実施例で
は線状光源３を４本設置した。

【００４８】この実施例は、線状光源３の本数が増加し
た点を除いて、前記第４実施例と同様である。

【００４９】また、図７は本発明による液晶表示装置の
第７実施例のバックライトの構成を説明する線状光源と
直交方向の要部断面図である。

【００５０】この実施例は、線状光源３の本数が第６実
施例と同様に増加した点を除いて、前記第５実施例と同
様であり、各線状光源３の上部に当該線状光源３からに
光を一部遮光してフレーム２側に反射させるための遮光
・反射部材７を設けたものである。

【００５１】上記第６および第７実施例の効果はそれぞ
れ前記第４および第５実施例と同様である。

【００５２】図８は第５および第７実施例の光拡散板に
形成する遮光・反射部材の一例を示す一部平面図であっ
て、Ｃ−Ｃは線状光源の長手方向中心に相当する。

【００５３】この遮光・反射部材７はＣ−Ｃ上で大径の
ドットで、このＣ−Ｃ線から当該線状光線から離れる方
向に小径のドットとしたものである。

【００５４】このドットの大きさと間隔により液晶パネ
ル方向に出射する光の輝度分布は（ａ）に示したように
なり、線状光源の輝度分布が（ｂ）に示したように中心
線から左右に離れるに従って減少する特性を補正して
（ｃ）のような一様な輝度分布とすることができる。

【００５５】図９と図１０は本発明の実施例の効果を説
明するためのフレームの線状光源と直角方向の側壁下部
から線状光源の長手方向内側に５０ｍｍまでの輝度分布
特性図である。

【００５６】図９は拡散板とフレームの底部の距離を２
０ｍｍ、当該側壁が垂直な従来の特性曲線Ａと、側壁下
部から有効表示領域側に当該側壁を前記第１実施例の如
く３ｍｍ傾斜させた場合の特性曲線Ｂおよび５ｍｍ傾斜
させた場合の特性曲線Ｃを示す。

【００５７】特性曲線Ｂ，Ｃを特性曲線Ａと比較して、
線状光源と直角方向の側壁を前記実施例の如く傾斜させ
ることで当該線状光源の端部の輝度が上昇することが分
かる。

【００５８】また、図１０は線状光源と直角方向の側壁
の光拡散板側端部を従来の垂直とした場合に合わせたと
きの図９と同様の傾斜条件で測定した特性曲線を示す。

【００５９】この場合も、特性曲線Ｂ，Ｃを特性曲線Ａ
と比較して、線状光源と直角方向の側壁を前記実施例の
如く傾斜させることで当該線状光源の端部の輝度が上昇
することが分かる。

【００６０】また、同図Ｂ’とＣ’は線状光源と直角方
向の側壁を前記第３実施例の如く途中で傾斜させた場合
の特性曲線を示す。この場合も当該線状光源の端部の輝
度がＢとＣより若干低下はするが、従来のＡより上昇す
ることが分かる。

【００６１】このように、各実施例によれば、線状光源
の両端領域での輝度低下が補償される。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶パネルの背面に１または複数の線状光源を備えた直
下型のバックライトを用いた液晶表示装置における線状
光源の端部での低輝度を補償し、表示画面の輝度を一様
な分布として高品質の画像表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例のバッ
クライトの構成を説明する模式図である。

【図２】本発明による液晶表示装置の第２実施例のバッ
クライトの構成を説明する線状光源と平行方向の要部断
面図である。

【図３】本発明による液晶表示装置の第３実施例のバッ
クライトの構成を説明する線状光源と平行方向の要部断
面図である。

【図４】本発明による液晶表示装置の第４実施例のバッ
クライトの構成を説明する線状光源と直交方向の要部断
面図である。

【図５】本発明による液晶表示装置の第５実施例のバッ
クライトの構成を説明する線状光源と直交方向の要部断
面図である。

【図６】本発明による液晶表示装置の第６実施例のバッ
クライトの構成を説明する線状光源と直交方向の要部断
面図である。

【図７】本発明による液晶表示装置の第７実施例のバッ
クライトの構成を説明する線状光源と直交方向の要部断
面図である。

【図８】第５および第７実施例の光拡散板に形成する遮
光・反射部材の一例を示す一部平面図である。

【図９】本発明の実施例の効果を説明するためのフレー
ムの線状光源と直角方向の側壁下部から線状光源の長手
方向内側に５０ｍｍまでの輝度分布特性図である。

【図１０】本発明の実施例の効果をさらに説明するため
のフレームの線状光源と直角方向の側壁上部から線状光
源の長手方向内側に５０ｍｍまでの輝度分布特性図であ
る。

【図１１】直下型バックライトを備えた液晶表示装置の
従来の構成例を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ バックライト ２ バックライトのフレーム ２ａ 底部 ２ｂ 線状光源と平行な側壁 ２ｃ 線状光源と直角な側壁 ３ 線状光源（冷陰極蛍光灯） ４ 光拡散板。 ５ 液晶パネル ６ 山形突堤 ７ 遮光・反射部材。

【手続補正書】

【提出日】平成１０年６月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶パネルと、この液晶パネルの裏面に設
   置して照明光を出射する背面照明光源とを具備する液晶
   表示装置において、 前記背面照明光源は、略矩形の底部の対向する各一対の
   平行端縁から前記液晶パネル方向に立ち上がる側壁を有
   するフレームと、このフレームの内底部の前記一対の側
   壁の一方と平行な方向に延在させて取り付けた線状光源
   と、前記線状光源と前記液晶パネルの間に介挿した光拡
   散板とを少なくとも備え、 前記線状光源と直交する方向の一対の側壁の少なくとも
   内側が前記底部から前記液晶パネル方向に向けて閉じる
   方向の傾斜面を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記線状光源を複数有し、各線状光源の延
   在方向の間に当該各線状光源からの光を前記液晶パネル
   方向に反射する反射面を有する略々山形形状の反射部材
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】前記線状光源の上部に、当該線状光源から
   の光の強度分布を平均化するための遮光・反射手段を備
   えることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表
   示装置。