(57)【要約】【課題】  薄型表示装置を構成する光透過型液晶パネルは、背面に多数の発光管を平行に配置するとともに光拡散板／光学シートを具備したバックライトユニットを面近似特性の光源としているが、画面の周辺部が画面の中心部に比し暗くなる輝度不均一性の課題を有する。【解決手段】  本発明はバックライトユニットの構成要素である光拡散板８／光学シート１７、および光透過型液晶パネル６との間隙であって、且つ、光透過型液晶パネル６の有効表示画面の外周部に前記の間隙に向かう光反射体１４を配設し、光反射体１４により反射される光束を光透過型液晶パネル６の画面周辺部の光源とする。【選択図】  図５
2006049062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過型パネルを背面から照明するバックライト装置において、光源と前記光透過型パネルとの間に設けられ光源光を前記光透過型パネルの背面に均一に照射するための第一の光学部材、または光学部材群と、前記光透過型パネルと該第一の光学部材、または光学部材群との間に設けられ、前記光透過型パネルの表示領域周辺部に配光するための第二の光学部材とを配設したことを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
光透過型パネルを背面から照明するバックライト装置において、光源と前記光透過型パネルとの間に設けられ光源光を前記光透過型パネルの背面に均一に照射するための光拡散板／光学シートと、前記光透過型パネルと前記光拡散板／光学シートとの間に設けられ、前記光透過型パネルの表示領域周辺部に配光するための光学部材とを配設したことを特徴とするバックライト装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のバックライト装置において、光透過型パネルと第一の光学部材、または光学部材群、または光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、前記光透過型パネルの有効表示領域を光源側へ投影した場合の投影領域外に配設したことを特徴とするバックライト装置。
【請求項４】
光透過型液晶パネル、およびバックライトユニットにて構成される薄型表示装置において、光源と前記光透過型液晶パネルとの間に設けられる光拡散板／光学シートと、前記光透過型液晶パネルと前記光拡散板／光学シートとの間に設けられ、前記光透過型液晶パネルの有効表示画面周辺部に配光するための光学部材とを配設したことを特徴とする薄型表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の薄型表示装置において、光透過型液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、前記光透過型液晶パネルの有効表示領域を光源側へ投影した場合の投影領域外に配設したことを特徴とする薄型表示装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の薄型表示装置において、光透過型液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、該光拡散板／光学シートに一面を当接して配設してことを特徴とする薄型表示装置。
【請求項７】
請求項４ないし６に記載の薄型表示装置において、光透過型液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、光反射体であることを特徴とする薄型表示装置。
【請求項８】
請求項４ないし６に記載の薄型表示装置において、光透過型液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、光拡散体であることを特徴とする薄型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過型液晶パネル、およびバックライトユニットにて構成される薄型表示装置において、該光透過型液晶パネルの有効表示画面内の中心部と周辺部における表示画面の明るさの均一性を改善するための照明技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光透過型液晶パネル、およびバックライトユニットにて構成される薄型表示装置において、該光透過型液晶パネルの表示画面の全領域で明るさの均一性を維持するため、光透過型液晶パネルの背面に配設するバックライトは面発光源であることが望ましい。しかしながら光透過型液晶パネルのバックライトとして使用可能な発光輝度を有する面発光素子が存在しない現状では、特開２００１−３５６７０２、特開平８−８２７９７、特開２００１−３５６７０２などの考案に見られるごとく、多数の発光管を平行に配置した線条光源を構成し、さらに前記の線条光源の配光分布の不均一性を軽減し、光透過型液晶パネルの表示画面を観視時に実用上の不自然さを感じさせないために、該発光管の前面に光拡散板／光学シートを配置したバックライトユニットを光透過型液晶パネル用の面近似光源として適用している。
【０００３】
前記の光拡散板の前面と光透過型液晶パネルの間にはバックライトの偏光特性や配光特性の改善などの光学特性改善を目的に複数枚の膜状の光学シートが配設されている。これらの光学シートに所望の機能を発揮させ、さらに光学シートの熱収縮や熱膨張による撓みの発生により、あるいは製品の輸送途上での振動により、光学シートの前面が光透過型液晶パネルの背面に接触し、擦り傷を発生することを防止するために、光学シート／光拡散板、および光透過型液晶パネル間には間隙が設けられている。
【０００４】
図６は従来技術を構成するバックライトユニットの主要構成部分を示している。バックライトユニットの前面に配設された複数枚の光学シート１７、光拡散板８、および光透過型液晶パネル６の縦断面図を示している。前述のとおり膜状の光学シート１７、および光透過型液晶パネル６が相互に接触することを防止するために光透過型液晶パネル６、および光学シート１７間の間隙を確保する目的から光透過型液晶パネルの有効表示画面の外周部全域にスペーサー１８を配設している。
【特許文献１】特開２００１−３５６７０２  「直管式バックライト型照明装置」
【特許文献２】特開平８−８２７９７  「バックライト付き表示装置」
【特許文献３】特開２００１−３５６７０２  「直管式バックライト型照明装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薄型表示装置を構成する光透過型液晶パネルの背面に配設するバックライトは面発光源であることが望ましいが、光透過型液晶パネルのバックライトとして使用可能な高い発光輝度を有する面発光素子が存在しない現状では、多数の発光管を平行に配置し、さらに該発光管の前面、および光透過型液晶パネルとの間に光拡散板／光学シートを配置したバックライトユニットを光透過型液晶パネルの面近似特性の光源として適用している。しかしながら、光透過型液晶パネルを表示素子とする薄型表示装置の表示画面を近距離で観視したとき、画面の中心部の明るさに比し画面周辺部が暗くなる輝度不均一性の課題がある。
【０００６】
たとえば、図６中に第２の観視方向１５bとして示すごとく、視線を光透過型液晶パネル６の表示画面の法線に一致させ表示画面を観視した場合は、第2の発光管９bを光源とする光束が光透過型液晶パネル６の第2の表示領域６bの透過光となり明るい表示画面を観視することができる。また、第３の観視方向１５cとして示すごとく、視線を光透過型液晶パネル６の表示画面の法線に一致させ表示画面を観視した場合は、第3の発光管９cを光源とする光束が光透過型液晶パネル６の第3の表示領域６cの透過光となり、前記と同様に明るい表示画面を観視することができる。
【０００７】
しかしながら、図６中の第１の観視方向１５aから有効表示画面の周辺部（図６では画面の上端部を見上げた場合を図示）を観視した場合には、光透過型液晶パネル６の第1の表示領域６aへの透過光を構成する光源は存在せず、第1の表示領域６aの表示画面は前記の第2の表示領域６bや第3の表示領域６cに比し、極度に暗い画面となる。これが有効表示領域の最周辺部、および中央部との輝度均一性を損なう原因となっている。また、この現象に対する対応としては、観視方向１５aの延長線上の領域まで拡散板８と光学シート１７を拡大するか、更には観視方向１５aの延長線上に光源を配置することも考えられるが、共にバックライト装置が大型化することになり、結果として薄型表示装置自体が大型化してしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、光透過型パネルを背面から照明するバックライト装置において、光源と前記光透過型パネルとの間に設けられ光源光を前記光透過型パネルの背面に均一に照射するための第一の光学部材、または光学部材群と、前記光透過型パネルと該第一の光学部材、または光学部材群との間に設けられ、前記光透過型パネルの表示領域周辺部に配光するための第二の光学部材とを配設したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明においては、光透過型パネルを背面から照明するバックライト装置において、光源と前記光透過型パネルとの間に設けられ光源光を前記光透過型パネルの背面に均一に照射するための光拡散板／光学シートと、前記光透過型パネルと前記光拡散板／光学シートとの間に設けられ、前記光透過型パネルの表示領域周辺部に配光するための光学部材とを配設したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明においては、本発明のバックライト装置において、光透過型パネルと第一の光学部材、または光学部材群、または光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、前記光透過型パネルの有効表示領域を光源側へ投影した場合の投影領域外に配設したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明においては、光透過型液晶パネル、およびバックライトユニットにて構成される薄型表示装置において、光源と前記光透過型液晶パネルとの間に設けられる光拡散板／光学シートと、前記光透過型液晶パネルと前記光拡散板／光学シートとの間に設けられ、前記光透過型液晶パネルの有効表示画面周辺部に配光するための光学部材とを配設したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明においては、本発明の薄型表示装置において、光透過型液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、前記光透過型液晶パネルの有効表示領域を光源側へ投影した場合の投影領域外に配設したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明においては、本発明の薄型表示装置において、光透過型液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、該光拡散板／光学シートに一面を当接して配設してことを特徴とする。また、液晶パネルと光拡散板／光学シートとの間に設けられ光学部材は、光反射体や拡散体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は光透過型パネル、およびバックライトユニットにて構成される表示装置において、バックライトの配光分布の不均一に起因して発生する光透過型画面の中心部、および画面周辺部の輝度不均一性に対し、表示装置を大型化することなく改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図に基づいて本発明の実施形態を液晶テレビに適用した場合に関し、以下に説明する。図１は液晶テレビの外観斜視図である。図１において、６は画像表示を行う光透過型液晶パネル、１は前キャビネット、２は後ろキャビネット、３は液晶テレビ本体の操作ボタン、４はスピーカー、５はスタンドを示す。
【００１６】
次に、図２に基づいて液晶テレビ内部の表示光学系の構成を説明する。光透過型液晶パネル６は液晶パネル保持金具７に保持され、液晶パネルユニット１３を構成している。バックライトシャーシ１１の光透過型液晶パネル６側には光反射板１０が図示しないランプクリップで固定され、光反射板１０の前面には、両端を固定された複数本の発光管９が、さらに、その前面には光拡散板８、および偏光シート、プリズムシート、光拡散シートで構成される光学シート１７が配置されている。この部分の組み立て手順としては、バックライトシャーシ１１の光反射型液晶パネル６側にランプクリップにて光反射板１０を固定した後にランプクリップをバックライトシャーシ１１に固定し、次に、バックライトシャーシ１１に固定されたランプホルダー（図示せず）により複数本の発光管９の両端を保持し、さらに、光拡散板８、および光学シート１７をバックライトシャーシ１１に図示しないビスにて固定し、バックライトユニット１２が完成する。
【００１７】
本発明の実施形態として、以下に図とともに本発明に関連する構成部分を説明する。図３は図１中に鎖線で示す切断線Ｃ−Ｃに沿って切断した縦断面図を示す。１は前キャビネット、２は後ろキャビネットで製品の筐体を構成している。筐体内部には光透過型液晶パネル６の表示画面が前キャビネット１の開口部を通じ外部から観視できるよう光透過型液晶パネル６が液晶パネル保持金具７を介して前キャビネット１に取り付けられている。さらに、バックライトユニットはバックライトシャーシ１１内に光反射板１０、複数本の発光管９、光拡散板８、および光学シート１７を収容し、図３に示すごとくバックライト保持金具１９を介して前キャビネット１に取り付けられている。なお、１８は光拡散板８、および光学シート１７を保持するスペーサーである。
【００１８】
図４は液晶テレビの内部構成を示す縦断面図３の内の主に表示光学系のみを抽出した拡大図である。図４中に示すバックライトシャーシ１１内の発光管９の管軸から放射状に放射される光束の内の前面に配置された光透過型液晶パネル６に向かって放射される光束は光拡散板８、および光学シート１７を透過し、さらに光透過型液晶パネル６の前面へ透過する。一方、前記の発光管９から側方、および背面方向に放射される光束は反射板１０により反射された後に、前記同様に光拡散板８、および光学シート１７を透過し、光透過型液晶パネル６の前面へ透過し、光透過型液晶パネル６の表示画面上に再生された表示画像を観視することができる。
【００１９】
図5は光透過型液晶パネル６の画面表示領域の周辺部から離れた表示領域における法線上の観視点を第５の観視方向１６bとし、表示画面の中央部付近を観視した場合は、光透過型液晶パネル６、光拡散板８、および光学シート１７を通じ第1の発光管９a、第2の発光管９b、第3の発光管９c、からの各発光管の管軸から放射される光束を光透過型液晶パネル６のバックライト光源として観視することになり、第４の表示領域６a’、第５の表示領域６b’、および第６の表示領域６c’の各表示領域は明るい表示画面として観視することができる。
【００２０】
しかしながら、図５に示す第４の観視方向１６aから光透過型液晶パネル６の表示画面の周辺部を観視した場合、視線の延長線上には発光管が存在せず、従って図６を基に説明した従来技術においては、光透過型液晶パネル６の背面に入射する光束が存在せず、これが光透過型液晶パネル６の画面の周辺領域が中心領域に比し暗く見える原因となっている。そのため、本発明の実施形態を示す図５中に示すごとく、光透過型液晶パネル６、および光学シート１７との間隙を確保するために配設されているスペーサー１８の光透過型液晶パネル６、および光学シート１７との間隙に向かう面に光反射体１４を形成する。
【００２１】
バックライトユニットの最上端部に配設された図５中に示す第1の発光管９aから管軸の周囲に放射された光束の一部が図中の矢印に示すごとく光反射体１４へ向かい、光反射体１４への光線入射角度と等しい光線出射角度で反射され、光透過型液晶パネル６を透過し、第４の観視方向１６aに向かう。この状態では第4の観視方向１６aの位置から光透過型液晶パネル６の表示画面の周辺部を観視すると図５中に破線で示す視線の延長線上には筐体外であるにもかかわらず、第1の発光管９aの虚像９a’が存在することになる。第1の発光管９aの虚像９a’はあたかもその位置に発光管９a’が存在するかのごとく機能し、虚像である発光管９a’を光源とし、光透過型液晶パネル６の表示領域の最周辺部である第７の表示領域６a’’における表示画面をも表示領域の中心部と同様に明るく観視することができる。
【００２２】
ここで、光透過型液晶パネル６の表示画面は前キャビネット１の開口部により有効表示領域が規定される。この有効表示領域の光学シート１７側への投影領域内に光反射体１４が存在することは正面方向からの観視に対し照明光の遮蔽となり、輝度の不均一の原因にもなるため、光反射体１４はこの投影領域外に設けたれる。
【００２３】
なお、光反射体１４では最周辺部の輝度が上がり過ぎ、表示面全体の輝度の不均一が生じる場合や、最周辺部の輝度を敢えて低めにシフトさせて表示画面全体に自然感をもたせる場合には、光反射体１４に代えて光拡散体を配置することも可能である。また、光反射体１４や光拡散体に限定されるものではなく、最周辺部には配光する光学部材が用途に応じて配置されることになる。さらに、配光のために配置される光学部材を、光拡散板８と光学シート１７を保持するスペーサー１８を兼用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は光透過型液晶パネル、およびバックライトユニットにて構成される薄型表示装置の光透過型液晶パネルの前面から表示画面を観視したとき、画面の法線に視線を一致させた場合の画面の明るさに比し、画面周辺部を大きな視角で観視したときに暗く見える輝度不均一性の課題を解決する手段を提供するものであり、適用対象は前記の薄型表示装置に限定せず、電飾看板などにも利用し有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例である液晶テレビの外観を示す斜視図である。
【図２】液晶テレビ内部の表示光学系の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１中の切断線Ｃ−Ｃに沿って切断した液晶テレビの縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態の詳細な構成を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態を説明するための光路図である。
【図６】従来技術の実施形態を説明するための光路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：前キャビネット
２：後ろキャビネット
３：操作ボタン
４：スピーカー
５：スタンド
６：光透過型液晶パネル
６a：第１の表示領域
６b：第２の表示領域
６c：第３の表示領域
６a’： 第４の表示領域
６b’： 第５の表示領域
６c’： 第６の表示領域
６a’’： 第７の表示領域
７：液晶パネル保持金具
８：光拡散板
９：発光管
９a：第１の発光管
９b：第２の発光管
９c：第３の発光管
１０：光反射板
１１：バックライトシャーシ
１２：バックライトユニット
１３：液晶パネルユニット
１４：光反射体
１５a：第１の観視方向
１５b：第２の観視方向
１５c：第３の観視方向
１６a：第４の観視方向
１６b：第５の観視方向
１７：光学シート
１８：スペーサー
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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