WO2010001649A1

WO2010001649A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2010001649A1
Application number: PCT/JP2009/057201
Authority: WO
Inventors: 康弘古澤
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-01-07
Also published as: US8330896B2; US20110109842A1

Abstract

　本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに光を照射するバックライトとを備えている。バックライトは、熱陰極管（線状光源）（２１）を有しており、該熱陰極管（２１）の外形上の端部（２１ｂ・２１ｂ）は、液晶表示装置を画像表示面側から見た場合に液晶表示パネルの表示領域（Ｒ１）内に位置し、かつ、熱陰極管（２１）は、表示領域（Ｒ１）の縦方向の中心線（Ｃ）を跨いで配置されている。

Description

液晶表示装置

　本発明は、液晶表示パネルとそれに光を照射するためのバックライトとから構成される液晶表示装置に関するものである。

　近年、ブラウン管（ＣＲＴ）に代わり急速に普及している液晶表示装置は、省エネルギー、薄型、軽量等の特長を活かし、液晶テレビ、モニター、携帯電話等に幅広く利用されている。これらの特長をさらに活かす方法として、液晶表示装置の背後に配置される照明装置（いわゆるバックライト）の改良が挙げられる。

　照明装置は、主にサイドライト型（エッジライト型ともいう）と直下型とに大別される。これらのうち、直下型の照明装置は、液晶表示パネルの背後に冷陰極管などの光源を複数個配列し、液晶表示パネルを直接照射する。したがって、大画面でも高輝度が得やすく、２０インチ以上の大型液晶ディスプレイで主に採用されている。

　直下型の照明装置の一例として、特許文献１に開示されているものが挙げられる。特許文献１の照明ユニットでは、光源として両端に電極を有する直管状の光源（線状光源）を使用している。このような線状光源を用いたバックライトにおいては、線状光源の外形上の両端部は、液晶表示パネルにおいて画像が表示される領域（これを、有効表示領域と呼ぶ）の外側に位置している（例えば、特許文献１の図３参照）。

　この点について、図面を参照しながら以下に説明する。
図１４（ａ）（ｂ）には、冷陰極管のような線状光源を用いた従来の直下型の照明装置をバックライトとして備えた液晶表示装置の構成の一例を示す。図１４に示す液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１０１と、それに光を照射するバックライト１０２とを有している。バックライト１０２は、複数個の冷陰極管（線状光源）１１１、反射板１１２、拡散板１１３を備えている。

　図１４（ａ）に示すように、冷陰極管１１１は複数個設けられており、この複数個の冷陰極管１１１は、互いに平行になるように、液晶表示パネル１０１の左右方向（横方向ともいう）ｄ１に沿って並べて配置されている。反射板１１２は、冷陰極管１１１の背面側（液晶表示パネル１０１との対向面とは反対側）に配置されており、冷陰極管１１１から発せられた光を液晶表示パネル１０１の方へ反射させるものである。拡散板１１３は、冷陰極管１１１から発せられた光を拡散して液晶表示パネル１０１側へ出射する。

　図１４（ａ）には、液晶表示パネル１０１の有効表示領域の幅ａと、冷陰極管１１１の長手方向の長さｂとの関係を示している。ここで、液晶表示パネル１０１の有効表示領域とは、各種配線を駆動するための駆動回路などが設けられた周辺領域（額縁領域とも呼ばれる）を除いた領域である。また、冷陰極管１１１の長手方向の長さｂとは、線状の光源である冷陰極管１１１の長手方向の外形上の一端部から他端部までの大きさをいう。

　図１４（ａ）に示すように、従来の液晶表示装置１００においては、冷陰極管１１１の各端部は、有効表示領域の外側に位置している。つまり、冷陰極管１１１の長さｂの範囲内に有効表示領域が含まれる構成となっている。

　なお、図１４（ａ）に示す例では、図中の液晶表示パネル１０１の横方向に沿って冷陰極管１１１が配置されている構成を挙げて説明したが、液晶表示パネル１０１の縦方向に沿って冷陰極管１１１が配置されている構成の場合でも、有効表示領域の幅と冷陰極管の長手方向の長さとは、同じ関係となる。

日本国公開特許公報「特開２００７－８７６５７号公報（公開日：２００７年４月５日）」

　ところで、近年、世界的に地球環境保全の意識が高まる中で、環境に配慮した表示装置の開発が求められている。このような環境保全型の表示装置を実現するためには、消費電力を低下させたり、部品点数を少なくしたりするなどの対策が必要となる。しかし、上記したような現状の直下型の照明装置を液晶表示装置のバックライトとして使用した場合、線状光源の電力消費が嵩んでしまうことで、装置全体としての消費電力を削減することが困難となる。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、バックライトの輝度を損なうことなく消費電力を低下させた液晶表示装置を提供することを目的とする。

　本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに光を照射するバックライトとを備えた液晶表示装置であって、上記バックライトは、線状光源を有しており、上記線状光源の外形上の端部は、液晶表示装置を画像表示面側から見た場合に上記液晶表示パネルの表示領域内に位置し、かつ、上記線状光源は、上記表示領域の縦方向の中心線および横方向の中心線の少なくとも何れかを跨いで配置されていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、線状光源の端部が表示領域内に位置するように、線状光源の長手方向の長さを規定することで、光源の長さを従来の構成と比較して短くすることができる。線状光源の長手方向の長さが短くなれば、管電流を維持したままで管電圧を低下させることができるため、線状光源の消費電力を低減させることができる。

　また、上記の構成において、上記液晶表示パネルの縦方向の中心線とは、液晶表示パネルの表示領域の中心を通る線のうち、観察者から見て上下方向（鉛直方向）に延びる中心線のことを意味する。また、上記液晶表示パネルの横方向の中心線とは、上記中心線のうち、観察者から見て左右方向（水平方向）に延びる中心線のことを意味する。

　上記の構成によれば、線状光源が、表示領域の縦方向の中心線および横方向の中心線の少なくとも何れかを跨いで配置されていることで、表示領域の中央部に対して充分な量の光を照射することができ、表示領域の何れかの端部に偏って光が照射される場合と比較して、光の利用効率を高めることができる。

　したがって、上記の構成によれば、照明装置の輝度を損なうことなく消費電力を低下させた液晶表示装置を実現することができる。

　なお、上記の液晶表示装置のバックライトにおいて、上記線状光源の数は、１個であっても複数個であってもよい。上記線状光源が１個の場合には、液晶表示装置を画像表示面側から見たときに、上記線状光源が上記表示領域の中央部に（つまり、表示領域の中心線と対応する位置に）配置されていることが好ましい。また、上記線状光源が複数個の場合には、各線状光源が、上記液晶表示パネルの縦方向（鉛直方向）または横方向（水平方向）に沿って互いに平行になるように並んで配置されていることが好ましい。これにより、表示領域全体における輝度斑を低減させることができる。

　また、本発明の液晶表示装置のバックライトでは、上記線状光源の外形上の両端部のうちの少なくとも一方が、液晶表示装置を画像表示面側から見た場合に上記液晶表示パネルの表示領域内に位置していればよいが、上記線状光源の外形上の両端部が上記液晶表示パネルの表示領域内に位置していることがより好ましい。

　上記の構成によれば、線状光源の両端部が均等に表示領域の内側に位置するため、線状光源から照射される光が液晶表示パネルの何れかの領域に偏ることなく、より輝度の均一化を図ることができるとともに、光の利用効率を高めることもできる。

　本発明の液晶表示装置において、上記バックライトには、上記液晶表示パネルと上記線状光源との間に、入射した光の透過率を位置によって変化させる透過率変更部が設けられており、上記透過率変更部では、上記線状光源からの距離が大きくなるにしたがって上記透過率が高くなっていることが好ましい。

　上記の構成によれば、線状光源の端部よりも外側に位置に対応した表示領域の端部と、表示領域の中央部との輝度差を小さくし、線状光源からの距離によって生じる輝度斑を低減することができる。これにより、バックライトの輝度の均一化を図ることができる。

　本発明の液晶表示装置において、上記透過率変更部は、上記線状光源の長手方向において、上記外形上の端部よりも外側の領域では、上記線状光源が配置されている領域と比較して上記透過率が高くなっていることが好ましい。

　また、上記透過率変更部の透過率は、線状光源の端部近傍（すなわち、線状光源の長手方向における表示領域の端部）において生じる明暗斑に応じて、明部の透過率よりも暗部の透過率を高くするという方法で変化させることが好ましい。これにより、表示領域の端部に生じる明暗斑を目立たなくさせることができる。

　本発明の液晶表示装置において、上記バックライトには、上記液晶表示パネルと上記線状光源との間に、光を拡散させる拡散板が設けられており、上記拡散板における、上記線状光源との対向面には、光を拡散させるための拡散処理が施されており、上記拡散板において、上記線状光源の端部との対向面には、上記線状光源の中央部との対向面と比較して拡散率が低くなるような拡散処理が施されていることが好ましい。

　さらに、上記拡散板の拡散率は、線状光源の端部近傍（すなわち、線状光源の長手方向における表示領域の端部）において生じる明暗斑に応じて、明部の拡散率よりも暗部の拡散率を低くするという方法で変化させることが好ましい。これにより、表示領域の端部に生じる明暗斑を目立たなくさせることができる。

　なお、上記拡散処理の例としては、例えば、微細な凹凸加工（シボ加工）、ドットパターン印刷、プリズム加工などが挙げられる。そして、微細な凹凸加工（シボ加工）、ドットパターン印刷によって拡散処理を行う場合、その拡散率は、凹凸パターン、ドットパターンにおける凹凸またはドットの面積占有率によって決まる。

　本発明の液晶表示装置において、上記バックライトには、上記線状光源の背面に、光を反射させる反射板が設けられており、上記反射板における、上記線状光源との対向面には、光を拡散させるための拡散処理が施されており、上記反射板において、上記線状光源の端部との対向面には、上記線状光源の中央部との対向面と比較して拡散率が低くなるような拡散処理が施されていることが好ましい。

　ここで、上記線状光源の背面とは、液晶表示パネルと対向している面とは反対側の面である。バックライトの光照射面とは反対側の面ということもできる。また、バックライトが収容部を有している場合には、上記線状光源の背面が収容部の底面（光源設置面）に相当する。

　上記の構成によれば、線状光源の端部よりも外側に位置に対応した表示領域の端部と、表示領域の中央部との輝度斑を低減させることができ、輝度の均一化を図ることができる。

　本発明の液晶表示装置において、上記バックライトは、上記線状光源を収容するための収容部をさらに有しており、上記収容部の光源設置面の大きさは、上記線状光源の外形に合わせて決められているとともに、上記収容部の液晶表示パネルとの対向面の大きさは、上記液晶表示パネルの外形に合わせて決められており、上記光源設置面と、上記液晶表示パネルとの対向面との間に設けられた上記収容部の側面は、上記光源設置面および上記液晶表示パネルとの対向面に対して傾斜していることが好ましい。

　上記の構成においては、上記収容部について、上記表示領域の上下方向および左右方向のそれぞれにおける断面を見た場合、何れも台形になっている。つまり、収容部の形状は、その光源設置面（収容部の底面）から液晶表示パネルとの対向面（液晶表示パネルと収容部との間に拡散板などの他の板状部材が設けられている場合には、該板状部材との対向面）に向かうにしたがって、面積が広がるような形状となっている。

　その内部に線状光源が配置されている収容部内では、線状光源からの光の拡散および反射が多重に繰り返されている。上記の構成によれば、線状光源が設置されている収容部の底面の形状を光源の外形に合わせ、さらに、底面から対向面へむかって側面を傾斜させることで、収容部内部における拡散機能および反射機能を高めることができる。そのため、バックライトの輝度を高めることができる。

　本発明の液晶表示装置において、上記線状光源は、熱陰極管であることが好ましい。

　上記の構成によれば、熱陰極管は、１本当たりの消費電力に対する発光光束が、冷陰極管などの他の線状光源と比較して大きく、発光表面積が大きくなるため、バックライトの発光輝度を低下させることなく消費電力をより低減させることができる。

　本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。

図２に示す液晶表示装置における表示領域と熱陰極管との位置関係を示す模式図である。本発明の第１の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。管状光源の構成と、その管状光源における長手方向の発光輝度の変化を示す模式図である。（ａ）は、（ｃ）に示すＢ－Ｂ’部分の熱陰極管の輝度変化を示すグラフである。（ｂ）は、（ｃ）に示すＡ－Ａ’部分の熱陰極管の輝度変化を示すグラフである。（ｃ）は、図２に示す液晶表示装置における表示領域と熱陰極管との位置関係を示す模式図である。図４（ｃ）のＡ－Ａ’部分における透過率変更シートの透過率変化の一例を示す図である。図４（ｃ）のＢ－Ｂ’部分における透過率変更シートの透過率変化の一例を示す図である。図２に示す液晶表示装置のバックライトに備えられた拡散板の構成を示す模式図である。図７に示す拡散板の裏面に設けられた拡散物の割合と、熱陰極管からの光の進み方の関係を模式的に示す図である。図２に示す液晶表示装置のバックライトに備えられた反射板の構成を示す模式図である。（ａ）は、バックライトに備えられた反射板に拡散処理が施されていない場合の線状光源からの光の進み方、および、拡散板上で発生する輝線の幅を示す模式図であり、（ｂ）は、バックライトに備えられた反射板に拡散処理が施されている場合の線状光源からの光の進み方、および、拡散板上で発生する輝線の幅を示す模式図である。管状光源の一端部における長手方向の発光輝度の変化を示す模式図である。（ａ）は、第２の実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられたバックライトの部分構成を示すものであって、熱陰極管とケースとの位置関係を示す模式図である。（ｂ）は、第２の実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられたバックライトの部分構成を示すものであって、（ａ）に示すＸ－Ｘ’部分の断面図である。（ｃ）は、第２の実施の形態にかかる液晶表示装置に備えられたバックライトの部分構成を示すものであって、（ａ）に示すＹ－Ｙ’部分の断面図である。液晶表示パネルの表示領域の両端部において発生する明暗斑を示す平面図である。（ａ）は、従来の液晶表示装置の模式的な構成を示す平面図である。（ｂ）は、従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。

　〔実施の形態１〕
　本発明の第１の実施形態について図１～図１１に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

　本実施の形態では、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに光を照射する液晶表示装置について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、バックライトに使用する光源の消費電力を抑えることで、装置全体の消費電力を低減させたものである。

　図２は、本実施の形態にかかる液晶表示装置１０の概略構成を示す断面図である。この図は、図１に示す液晶表示装置１０の表示領域Ｒ１のＸ－Ｘ’部分の断面構成を示すものである。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１と、この液晶表示パネル１１に光を照射するために液晶表示パネル１１に対向配置されたバックライト１２とを備えている。

　液晶表示パネル１１は、従来の液晶表示装置に使用される一般的な液晶表示パネルと同様であり、図示はしないが、例えば、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたアクティブマトリクス基板と、それに対向するＣＦ基板とを備え、これらの基板の間に液晶層がシール材により封入された構成を有している。

　通常、液晶表示パネル１１の周囲の領域には、基板上に形成されたＴＦＴなどを駆動するための駆動回路などが設けられており、画像は表示されない。このような領域は、液晶表示パネル１１の周辺領域（または、額縁領域）と呼ばれる。そして、周辺領域の内側に位置し、画像を表示する領域は、表示領域Ｒ１（または、有効表示領域Ｒ１）と呼ばれる。

　液晶表示装置１０に備えられたバックライト１２の構成について以下に詳しく説明する。

　バックライト１２は、液晶表示パネル１１の背後（画像表示面とは反対の側）に配置されている。図２に示すように、バックライト１２は、熱陰極管（線状光源）２１、反射シート（反射板）２２、拡散板２３、透過率変更シート（透過率変更部）２４、光学シート２５、ケース２６を備えている。

　熱陰極管２１は、バックライト１２の光源であり、本実施の形態では、熱陰極管の長手方向が液晶表示パネル１１の表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１に沿って、上下方向ｄ２の略中央部に１本配置されている。ここで、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１とは、観察者が液晶表示装置１０を表示画面側から見た場合の左右の方向（すなわち、水平方向）であり、上下方向ｄ２とは、観察者が液晶表示装置１０を表示画面側から見た場合の上下の方向（すなわち、鉛直方向）である（図１参照）。また、熱陰極管２１は、表示領域Ｒ１の縦方向ｄ２の中心線Ｃを跨ぐように配置されている。

　なお、本実施の形態では、光源として熱陰極管を用いているが、本発明はこの構成に限定されることなく、線状光源として通常使用される管状の光源であれば、どのようなものでも使用可能である。上記線状光源としては、例えば、熱陰極管（ＨＣＦＬ：Ｈｏｔ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ）、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ）、外部電極管（ＥＥＦＬ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ）などが挙げられる。但し、消費電力に対する発光輝度は、冷陰極管や外部電極管に比べて熱陰極管のほうが高いため、環境保全型の液晶表示装置に適用する場合には、熱陰極管を用いることが好ましい。

　反射シート２２は、熱陰極管２１の背面（液晶表示パネル１１と対向している面とは反対側の面）に設けられている。反射シート２２は、熱陰極管２１からの光を反射し、より多くの光を液晶表示パネル１１側へ出射するためのものである。

　本実施の形態では、ケース２６の底部分に反射シート２２が配置されており、反射シート２２の上に熱陰極管２１が配置されている。

　拡散板２３は、液晶表示パネル１１と熱陰極管２１との間に設けられており、熱陰極管２１から発せられた光を拡散して液晶表示パネル１１側へ出射する。拡散板２３の裏面（熱陰極管２１との対向面）には、拡散処理が施されている。なお、本実施の形態では、後述するように、拡散板２３の裏面の各場所によって拡散率が異なるように拡散処理が施されている。

　透過率変更シート２４は、拡散板２３上に配置されており、入射した光の透過率を位置によって変化させるものである。

　光学シート２５は、透過率変更シート２４上に配置されている。光学シート２５は、重ねて配置された複数のシートによって構成され、熱陰極管２１から出射された光を均一化するとともに集光して、液晶表示パネル１１へ照射するものである。光学シート２５は、光を集光しつつ散乱させる拡散シートや、光を集光して正面方向（液晶表示パネル１１の方向）の輝度を向上させるレンズシートや、光の一方の偏光成分を反射して他方の偏光成分を透過することによって液晶表示装置１０の輝度を向上させる偏光反射シートなどを適宜組み合わせて構成されている。

　なお、本実施の形態では、熱陰極管２１が設けられたケース２６の上に、拡散板２３、透過率変更シート２４、光学シート２５がこの順で配置されているが、これは本発明の一例であり本発明は必ずしもこのような構成に限定はされない。

　続いて、本実施の形態の液晶表示装置１０において、液晶表示パネル１１の表示領域Ｒ１と線状光源である熱陰極管２１との位置関係について説明する。

　図１には、液晶表示パネル１１の表示領域Ｒ１と、熱陰極管２１との位置関係を模式的に示す。また、図１では、液晶表示装置１０が２６型である場合の、表示領域Ｒ１と熱陰極管２１の各部分の寸法の一例を示す。

　図１に示すように、例えば、液晶表示装置１０のサイズが２６型である場合には、液晶表示パネル１１の表示領域Ｒ１は、５９０ｍｍ（横幅（Ｓ３）×３４０ｍｍ（縦幅（Ｓ４））である。また、このとき使用される熱陰極管２１の管径は、例えば、Φ＝１５．５ｍｍであり、ケース２６の厚さＳ１（図２参照）は、例えば、２０ｍｍである。

　図１に示す本実施の形態の液晶表示装置１０と、図１４（ａ）に示す従来の液晶表示装置１００とを比較すると、従来の液晶表示装置１００では、幅ａを有する表示領域の外側に線状光源である冷陰極管１１１の端部が位置している。これに対して、本実施の形態の液晶表示装置１０では、表示領域Ｒ１の横幅Ｓ３よりも熱陰極管２１の長手方向の長さＳ２が短くなっている。さらに、熱陰極管２１の外形上の両端部２１ｂ・２１ｂは、液晶表示装置１０の表示画面側から見て表示領域Ｒ１内に位置するように配置されている。

　なお、図３に示すように、熱陰極管や熱陰極管などの管状の光源２１には、その両端部に放電用の電極２１ａ・２１ａが設けられており、電極が設けられている領域は無発光領域Ｒｂとなる。ここで、線状光源の外形上の端部とは、光源の有効発光領域Ｒａ（図示せず）と、その両脇に設けられた無発光領域Ｒｂとの両方を含めた場合の線状光源の端部を意味する。

　上記の構成のより具体的な構成例を示すと、図１に示すようなサイズ（管径Φ＝１５．５ｍｍ）の液晶表示装置において線状光源を使用する場合、管電流１４０ｍＡとすると、従来の構成において通常使用される熱陰極管の管長は、横幅Ｓ３よりも大きく、例えば５９５ｍｍである。これに対して、本実施の形態においては、熱陰極管の管長を５７０ｍｍ（Ｓ２）としている。そして、このときの管電圧は、管長５９５ｍｍの場合には１００Ｖであるのに対して、管長５７０ｍｍの場合には９５Ｖに低減することができる。これにより、管電力を５％低減させることができる。

（表示領域の端部に発生する明暗斑について）
　ところで、上記のように熱陰極管の管長を短くし、その端部を表示領域内に配置すると、消費電力を抑えることができる反面、表示領域の端部において明暗斑が発生してしまう。この点について、以下に説明する。

　上記したように、熱陰極管や熱陰極管などの管状の光源２１には、その両端部に放電用の電極２１ａ・２１ａが設けられており、電極が設けられている領域は無発光領域Ｒｂとなる（図３参照）。実際には、電極２１ａ・２１ａが設けられている端部２１ｂ・２１ｂ付近の管壁にも蛍光体が塗布されているため、若干は発光しているが、管の中央部と比べるとその輝度は低く、図３に示すような輝度分布となる。

　そして、このような無発光領域Ｒｂが表示領域Ｒ１内に位置すると、図１３に示すように、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１の両端部において明暗斑が発生してしまう。なお、図１３では、画像表示面から見た場合の熱陰極管２１の配置位置を一点鎖線で示している。また、図１３では、表示領域Ｒ１の両端部に発生する明暗斑のうち、明部は白く示しており、暗部は影付きで示している。

　このように、表示領域Ｒ１の幅よりも短い管長の熱陰極管２１が、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１に沿って配置されていると、表示領域の左右方向ｄ１の両端部において、明暗斑が発生してしまう。なお、図１３では、熱陰極管２１が複数個設けられている構成を示しているが、図１（ｃ）に示すような熱陰極管２１が１個設けられている構成においても同様の問題が発生する。

（明暗斑を低減させるための透過率変更シートの構成について）
　上記したような明暗斑の発生を抑えるために、本実施の形態のバックライト１２には、熱陰極管２１と液晶表示パネル１１との間に、入射した光の透過率を位置によって変化させる透過率変更シート２４が設けられている。

　ここで、透過率変更シート２４の透過率を位置によってどのように変化させるのかについて説明する。

　図４（ｃ）には、液晶表示装置１０における表示領域Ｒ１と熱陰極管２１との位置関係を示す。図４（ｃ）の左側の図は平面図であり、右側の図は、平面図におけるＡ－Ａ’断面の構成を示す断面図である。また、図４（ａ）には、図４（ｃ）のＢ－Ｂ’部分における熱陰極管２１から発せられる光の輝度変化を示し、図４（ｂ）には、図４（ｃ）のＡ－Ａ’部分における熱陰極管２１から発せられる光の輝度変化を示す。

　これらの図に示されるように、各部分の輝度は、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１においても上下方向ｄ２においても、熱陰極管２１からの距離が大きくなるにしたがって低下している。

　そこで、透過率変更シート２４の各領域における透過率は、熱陰極管２１からの距離に応じて規定されている。つまり、透過率変更シート２４は、熱陰極管からの距離が大きくなるにしたがってその透過率が高くなるような構成となっている。

　図５には、図４（ｃ）のＡ－Ａ’部分における透過率変更シート２４の透過率変化の一例を示す。また、図６には、図４（ｃ）のＢ－Ｂ’部分における透過率変更シート２４の透過率変化の一例を示す。なお、これらは、表示領域Ｒ１に対応するように配置された透過率変更シート２４のＡ－Ａ’部分またはＢ－Ｂ’部分において、透過率をどのように変化させるかという例を示すものである。

　ところで、通常のバックライトでは、光源は拡散板の下に設けられているため、拡散板上の輝度は、光源の直上付近では、光源の発光輝度が高い部分ほど高く、またその他の部分では、光源から離間する程低くなる。このような発光輝度の差により輝度斑が生じる。

　本実施の形態における透過率変更シート２４は、上記したように、輝度の高い部分の透過率を下げ、低い部分の透過率を上げることで、輝度の均一化を図るものである。通常は、線状光源の場合、両端の電極近傍以外は、蛍光体が均一に塗布されているので、ほとんど輝度斑はない。そのため、図１４に示すような従来のバックライトにおいては、表示領域Ｒ１の上下方向ｄ２のみに透過率が変化するパターンでよい。そして、変化のパターンは、上記したように、光源直上の透過率が一番小さく、そこから上下方向ｄ２に離間する程、透過率が上昇するパターンでよい。

　さらに、本実施の形態の場合は、上記のような透過率変化に加え、図１３に示すように、表示領域Ｒ１の両端部にも明暗斑が生じるため、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１にも上記と同じコンセプトで透過率の強弱パターンを付加する。この強弱パターンは、上記と同様に光源直上から離間する程低くすればよく、方向性と変化割合が異なるが、上下方向ｄ２と同様のパターンでよい。

　なお、透過率変更シートにおける透過率の制御については、従来から行われている方法を採用すればよい。具体的には、透過率の制御は、シートの表面または裏面に白色系の塗料を印刷し、該塗料の占有面積を場所によって変化させたり、シートの内部にナノバブルを形成し、該ナノバブルの密度を場所によって変化させたりすることで行うことができる。

（明暗斑を低減させるための拡散板の構成について）
　また、上記したような明暗斑の発生を抑えるために、本実施の形態のバックライト１２では、拡散板２３に対する拡散処理を以下のようにして行っている。

　図７には、拡散板２３の裏面（熱陰極管２１と対向している側の面）に施された拡散処理を模式的に示している。図７に示す例では、拡散板２３の裏面に白色系の拡散物２３ａを印刷することによって拡散処理を行っている。

　拡散板に対して行われる拡散処理は、輝度の高い部分（すなわち、熱陰極管２１に近い部分）では、拡散板の裏面において拡散反射される光の割合を多くして、透過率を低下させるという手法に基づいている。

　従って、輝度の高い部分（すなわち、熱陰極管２１に近い部分）には、白色系の拡散物を多く印刷して拡散率を高くすることによって、拡散板を透過させずに、拡散反射させて再度ランプ側へ返す割合を多くする。一方、輝度の低い部分（すなわち、熱陰極管２１から遠い部分）は、拡散物の割合を小さくして拡散率を低くすることで、輝度の均一化を図っている。このとき、拡散反射だけでなく、印刷物に光を吸収するようなグレー系の成分を添加し、輝度の均一化を図ってもよい。この場合、白色系の成分を含む拡散物に、グレー系の成分を含む吸収物を混ぜて印刷する処理を行えばよい。グレー系の成分としては、例えば、白色系の成分にカーボン系の材料を混ぜたものを挙げることができる。グレー系の成分は、例えば、光源の輝度が高過ぎる場合に、輝度をある程度低下させるための手段として用いられる。

　図８には、拡散板２３の裏面に設けられた拡散物２３ａの割合と、熱陰極管２１からの光の進み方の関係を模式的に示す。この図に示されるように、熱陰極管２１の真上では、拡散物２３ａの割合が他の部分に比べて多く、熱陰極管２１からの光の多くが拡散反射される。一方、熱陰極管２１から離れた場所は、拡散物２３ａの割合が真上部分と比較して少なくなっており、熱陰極管２１からの光の多くが透過される。

　また、拡散率の制御は、拡散物の面積占有率を場所ごとに変化させることによって行うことができる。例えば、拡散物の面積占有率が高くすることで拡散率を高くすることができる。そして、同じドット径の拡散物を用いて、その配置ピッチを変えることで、面積占有率を変化させてもよいし、ドットの径を変化させて、ドットの面積占有率を変化させることによって行ってもよい。

　図７に示す例では、ドット径を変化させることによって、拡散率を制御している。図７では、熱陰極管２１の配置位置を破線で示している。この図に示されるように、熱陰極管２１からの距離が大きくなるにしたがって、拡散率が低くなるように拡散処理が施されている。

　特に、本実施の形態では、熱陰極管２１の端部２１ｂ・２１ｂが表示領域Ｒ１内に位置しているため、上記したように、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１の端部において明暗斑が発生する。そこで、図７に示されるように、拡散板２３の裏面における熱陰極管２１の端部およびその近傍と対向する位置には、熱陰極管２１の中央部に対向する位置と比較して拡散率が低くなるような拡散処理が施されている。これにより、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１の端部において明暗斑を低減させることができる。

　なお、上記拡散処理の他の例としては、微細な凹凸加工（シボ加工）、プリズム加工などが挙げられる。

（明暗斑を低減させるための反射シートの構成について）
　さらに、上記したような明暗斑の発生を抑えるために、本実施の形態のバックライト１２では、反射シート２２に対する拡散処理を以下のようにして行っている。

　図９には、反射シート２２における熱陰極管２１との対向面（以下、この面を反射シート２２の表面と呼ぶ）に施された拡散処理を模式的に示している。図９に示す例では、反射シート２２の表面に白色系の拡散物２２ａを印刷することによって拡散処理を行っている。拡散処理の方法については、上記した拡散板２３に対して行われる拡散処理と同様に拡散物を対向面に印刷することによって行うことができる。

　ところで、通常、反射シート２２は線状光源２１の真下に設けられる。そのため、反射シート２２の表面に拡散処理が施されていない場合には、図１０（ａ）に示すように、拡散板２３での輝度斑は、線状光源２１からの直接光だけではなく、線状光源２１から一旦反射シート２２へ照射され、その後反射シート２２から反射した反射光も原因となって発生する。そのため、図１０（ａ）に示すように、線状光源２１の幅以上に太い輝線幅が生じる。

　そこで、反射シート２２の表面にも拡散板２３の裏面と同様に輝度の高低に応じて、拡散物２２ａを形成することで、図１０（ｂ）に示すように輝線幅を小さくできる。図１０（ａ）（ｂ）では、光源からの光の進行を矢印で示している。

　図９に示す拡散処理の一例では、熱陰極管２１の配置場所と対応する位置およびその周辺に拡散物２２ａを形成している。なお、図９では、熱陰極管２１の配置位置を破線で示している。

　なお、本実施の形態のバックライト１２では、図１１に示すように、表示領域Ｒ１の左右方向において、熱陰極管２１の端部２１ｂから表示領域Ｒ１と周辺領域Ｒ２の境界までの領域（すなわち、Ｒｃの領域）には光源が存在しない。そのため、図１１のグラフに示されるように、Ｒｃの領域では輝度が著しく低下している。ここで、輝度がゼロとなる領域に拡散物２２ａを施すことは望ましくない。しかし、実際にはＲｃの領域には光の回り込み等もあるため、輝度はゼロにはならない。

　したがって、Ｒｃの領域から急に拡散物２２ａを無くすと、逆にその有無での境界線が生じる可能性がある。そこで、その輝度レベルの変化に応じて、徐々に拡散物を少なくすることが好ましい。これにより、反射シート２２における熱陰極管２１の端部２１ｂとの対向面では、反射シート２２における熱陰極管２１の中央部との対向面と比較して、光の拡散率を低くすることができる。そのため、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１の端部において明暗斑を低減させることができる。

　この点、図９に示す反射シート２２においても、熱陰極管２１の端部２１ｂおよびその近傍との対向面では、反射シート２２における熱陰極管２１の中央部との対向面と比較して、光の拡散率が低くなるような拡散処理が施されている。そのため、表示領域Ｒ１の左右方向ｄ１の端部において明暗斑を低減させることができる。

　以上のように、本実施の形態の液晶表示装置によれば、熱陰極管２１の端部が表示領域Ｒ１内に位置するように、熱陰極管２１の長さＳ２を規定することで、光源の長さを従来の構成と比較して短くすることができる。熱陰極管２１の長さが短くなれば、管電流を維持したままで管電圧を低下させることができるため、光源の消費電力を低減させることができる。

　特に本実施の形態の液晶表示装置は、環境保全型の表示装置に好適に利用することができる。環境保全型の液晶表示装置では、バックライトの消費電力を抑えるために、線状光源の本数を減らし、かつ、本数を減らしたことによる輝度斑を改善するために通常の液晶表示装置用のバックライトと比較して線状光源から液晶表示パネルまでの距離を大きくしている。このように、光源から液晶表示パネルまでの距離を大きくとることで、線状光源の長さを短くしたことによる輝度斑への影響を抑えることができる。

　なお、本実施の形態１では、特に線状光源の端部付近に対応する位置で発生する明暗斑を低減し、輝度の均一化を図るための構成として、（１）透過率変更シートを設け、（２）拡散板に対して拡散処理を施し、さらに、（３）反射板に拡散処理を施す、という（１）～（３）の全てを実施した構成を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定はされない。つまり、上記（１）～（３）のうちの何れか１つまたは２つを採用した構成も本発明に含まれる。

　また、上記した実施の形態では、１つのバックライトに１本の線状光源を備えている液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限定はされない。複数個の線状光源が設けられている場合には、各光源が互いに平行になるように液晶表示パネルの縦方向または横方向に沿って配置されており、各光源の端部が液晶表示パネルの表示領域の内側に位置していればよい。なお、消費電力の低減を図るという観点からすると、線状光源の数は、１つのバックライトにつき１～２本であることが好ましい。

　また、上記した実施の形態では、液晶表示パネルの表示領域の左右方向に沿って線状光源が配置されている例を挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限定はされない。つまり、液晶表示パネルの表示領域の上下方向に沿って線状光源が配置されているものも、本発明の液晶表示装置に含まれる。

　〔実施の形態２〕
　続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施の形態においては、上述した実施の形態１とは異なる構成のみを説明する。

　本実施の形態の液晶表示装置１０の構成は、図２に示す断面構成を有する液晶表示装置１０とほぼ同様の構成であるが、ケース（収容部）の部分が図２に示すケース２６とは異なっている。

　図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）には、本実施の形態の液晶表示装置１０に備えられているケース（収容部）３６および熱陰極管２１の構成を示す。図１２（ａ）は、熱陰極管２１とケース３６との位置関係を示す模式図である。この図は、液晶表示パネル１１側からケース３６および熱陰極管２１を見た場合の平面構成を示している。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すＸ－Ｘ’部分の断面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）に示すＹ－Ｙ’部分の断面図である。

　図１２（ａ）においては、ケース３６の外枠が、拡散板２３との対向面３６ａ（拡散板、光学シートなどの板状部材を介して液晶表示パネル１１と対向している面）となっている。また、ケース３６の底面３６ｂ（光源設置面）を破線で示している。

　図１２（ａ）では、液晶表示パネル１１の表示領域Ｒ１については示していないが、本実施の形態の液晶表示装置１０では、実施の形態１の構成と同様に、表示領域Ｒ１の横幅Ｓ３よりも熱陰極管２１の長手方向の長さＳ２が短くなっている。さらに、熱陰極管２１の外形上の両端部２１ｂ・２１ｂは、液晶表示装置１０の表示画面側から見て表示領域Ｒ１内に位置するように配置されている。

　また、図１２（ａ）に示すように、ケース３６の底面３６ｂの大きさは、熱陰極管２１の外形に合わせて決められているとともに、ケース３６の対向面３６ａの大きさは、液晶表示パネル１１の外形に合わせて決められている。

　ここで、熱陰極管２１の外形に合わせて底面３６ｂの大きさが決められているとは、熱陰極管２１を設置するのに充分な広さがあり、かつ、熱陰極管２１の外形と比較して広過ぎない程度の大きさのことを意味する。また、液晶表示パネル１１の外形に合わせて決められているとは、対向面３６ａにおけるケース３６の外枠の形状が、液晶表示パネル１１の形状とほぼ同様の形状を有していることを意味している。

　そして、図１２（ｂ）（ｃ）に示すように、ケース３６の側面３６ｃは、底面３６ｂおよび対向面３６ａに対して傾斜している。つまり、図１２（ｂ）（ｃ）に示すように、ケース３６の断面形状は台形となっている。

　上記の構成によれば、熱陰極管２１が設置されているケース３６の底面３６ｂの形状を熱陰極管２１の外形に合わせ、さらに、底面３６ｂから対向面３６ａへむかって側面３６ｃを傾斜させることで、ケース内部における拡散機能および反射機能を高めることができる。そのため、バックライト１２の輝度を高めることができる。また、熱陰極管２１が配置されているケース３６の内側の表面には、反射機能をより高めるために、反射シートを貼り付けたり、反射性材料を塗布したりしてもよい。

　なお、本実施の形態の液晶表示装置１０においても、実施の形態１で説明したような透過率分布を有する透過率変更シート２４、拡散処理された拡散板２３および反射シート２２が設けられていてもよい。また、実施の形態１で説明したような透過率変更シートが設けられていない構成や、実施の形態１で説明したような拡散処理の行われていない拡散板および反射シートを備える構成であってもよい。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　以上のように、本発明にかかる液晶表示装置に備えられた上記バックライトは、線状光源を有しており、上記線状光源の外形上の端部は、液晶表示装置を画像表示面側から見た場合に上記液晶表示パネルの表示領域内に位置し、かつ、上記線状光源は、上記表示領域の縦方向の中心線および横方向の中心線の少なくとも何れかを跨いで配置されている。

　上記の構成によれば、照明装置の輝度を損なうことなく消費電力を低下させた液晶表示装置を実現することができる。

　発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。

　本発明の液晶表示装置によれば、バックライトの輝度を損なうことなく消費電力を低下させることができる。従って、本発明の液晶表示装置は、環境保全型の表示装置として好適に利用することができる。

　　１０　　液晶表示装置
　　１１　　液晶表示パネル
　　１２　　バックライト
　　２１　　熱陰極管（線状光源）
　　２１ｂ　（線状光源の）端部
　　２２　　反射シート（反射板）
　　２３　　拡散板
　　２４　　透過率変更シート（透過率変更部）
　　２５　　光学シート
　　２６　　ケース
　　３６　　ケース（収容部）
　　３６ａ　（収容部の液晶表示パネルとの）対向面
　　３６ｂ　（収容部の）底面（光源設置面）
　　３６ｃ　（収容部の）側面
　　Ｒ１　　（液晶表示パネルの）表示領域
　　Ｒ２　　（液晶表示パネルの）周辺領域
　　Ｒａ　　（線状光源の）有効発光領域
　　Ｒｂ　　（線状光源の）無発光領域
　　ｄ１　　（表示領域の）左右方向（横方向）
　　ｄ２　　（表示領域の）上下方向（縦方向）

Claims

　液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに光を照射するバックライトとを備えた液晶表示装置であって、
　上記バックライトは、線状光源を有しており、
　上記線状光源の外形上の端部は、液晶表示装置を画像表示面側から見た場合に上記液晶表示パネルの表示領域内に位置し、かつ、上記線状光源は、上記表示領域の縦方向の中心線および横方向の中心線の少なくとも何れかを跨いで配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
　上記バックライトには、上記液晶表示パネルと上記線状光源との間に、入射した光の透過率を位置によって変化させる透過率変更部が設けられており、
　上記透過率変更部では、上記線状光源からの距離が大きくなるにしたがって上記透過率が高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
　上記透過率変更部は、上記線状光源の長手方向において、上記外形上の端部よりも外側の領域では、上記線状光源が配置されている領域と比較して上記透過率が高くなっていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
　上記バックライトには、上記液晶表示パネルと上記線状光源との間に、光を拡散させる拡散板が設けられており、
　上記拡散板における、上記線状光源との対向面には、光を拡散させるための拡散処理が施されており、
　上記拡散板において、上記線状光源の端部との対向面には、上記線状光源の中央部との対向面と比較して拡散率が低くなるような拡散処理が施されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
　上記バックライトには、上記線状光源の背面に、光を反射させる反射板が設けられており、
　上記反射板における、上記線状光源との対向面には、光を拡散させるための拡散処理が施されており、
　上記反射板において、上記線状光源の端部との対向面には、上記線状光源の中央部との対向面と比較して拡散率が低くなるような拡散処理が施されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
　上記拡散処理は、拡散物を上記線状光源との対向面に印刷することによって行われることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。
　上記バックライトは、上記線状光源を収容するための収容部をさらに有しており、
　上記収容部の光源設置面の大きさは、上記線状光源の外形に合わせて決められているとともに、上記収容部の液晶表示パネルとの対向面の大きさは、上記液晶表示パネルの外形に合わせて決められており、上記光源設置面と、上記液晶表示パネルとの対向面との間に設けられた上記収容部の側面は、上記光源設置面および上記液晶表示パネルとの対向面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
　上記線状光源は、熱陰極管であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の液晶表示装置。