(57)【要約】【課題】  バックライトユニットの蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償して均一な輝度の表示画面を得ることができるようにする。【解決手段】  バックライトユニットの反射部に対して蛍光ランプの高電圧側の反射率を低下させるか、もしくは低電圧側の反射率を上げて照明光の輝度むらを補償することにより、輝度の均一化を図る。例えば、バックライトユニットの反射層（１３）に対して、蛍光ランプの輝度が相対的に高い部分に段階的に密度が大きくなるドットパターンの領域（Ｄ1〜Ｄ3）を付与する。また、表示装置に対しては、液晶パネルに供給する表示画像データを制御するか、もしくは液晶パネルの開口率を制御する等により、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償して、輝度の均一化を図る。【選択図】  図３
2008270214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向が略同方向となるように配列した複数の蛍光ランプによって被照明体を照明するためのバックライトユニットにおいて、
前記複数の蛍光ランプからの光を特定の方向に向けて出射させるための反射部を備え、
前記反射部における反射率を制御することにより、前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償する輝度補償手段を設けたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、
前記反射部は、所定レベルの光反射率と透過率とを有する第１及び第２の反射層よりなり、
前記輝度補償手段として、前記反射部を、前記第１及び第２の反射層が光の入射方向に重ねられた第１の領域と、前記第１の反射層のみからなる第２の領域とにより構成し、相対的に反射率の高い前記第１の領域と、該第１の領域より反射率の低い前記第２の領域とによって前記反射部の反射率を制御することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項３】
請求項１に記載のバックライトユニットにおいて、前記輝度補償手段は、前記反射部における反射率が相対的に高い領域と低い領域とを有し、該反射率の差によって前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項４】
請求項３に記載のバックライトユニットにおいて、前記複数の蛍光ランプの一端側に配置され当該一端側の端子に高電圧を印加して前記複数の蛍光ランプを駆動する駆動手段を備え、
前記輝度補償手段は、前記反射部における反射率が漸減もしくは段階的に低下する反射率勾配を有し、該反射率勾配によって前記複数の蛍光ランプの長手方向における前記駆動手段に近い端部側の輝度を低下させることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項５】
請求項４に記載のバックライトユニットにおいて、
前記輝度補償手段は、前記反射部における反射率が漸増もしくは段階的に増加する反射率勾配を有し、該反射率勾配によって前記複数の蛍光ランプの長手方向における前記駆動手段から遠い端部側の輝度を上昇させることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項６】
請求項１、３、４、５のいずれか１項に記載のバックライトユニットにおいて、前記輝度補償手段は、前記反射部に設けられたドットパターンであって、該ドットパターンによって前記反射部の反射率を制御することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項７】
請求項６に記載のバックライトユニットにおいて、前記ドットパターンを設けた前記反射部の反射率は、該ドットパターンを構成する微小なドット群の反射率、ドットの密度，ドットの形状，ドットの色のいずれかまたは複数によって制御することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットによって照明される液晶パネルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットによって照射される液晶パネルとを有する液晶表示装置であって、
入力画像データに所定の階調変換処理を施す階調変換部と、入力画像データの同期信号に基づいて前記階調変換部における階調変換特性を切り替え制御する制御部とを有し、該制御部は、前記複数の蛍光ランプが有する輝度の不均一に応じて、画像データの表示位置に基づいて前記階調変換部における階調変換特性を切り替えることより、前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットによって照射される液晶パネルとを有する液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、表示画面位置に応じて変化された開口率を有するように構成され、該開口率の変化によって前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を裏面から照明するためのバックライトユニット、及び該バックライトユニットを使用した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネル等の被照明対象を照明するユニットとして、バックライトユニットが用いられている。液晶表示装置においては、バックライトユニットとして、直下式とエッジライト式（導光板式）の２通りの構成が採用されている。
【０００３】
直下式は、被照明対象である液晶パネルの直下に光源となる蛍光管を並べる方式であって、表示画面の画面サイズに応じて蛍光管の数を増やすことができるため、十分な輝度は得られるが、蛍光ランプがある部分とない部分の輝度むらが生じやすい。また、直下式の場合は、バックライト装置の強度確保も必要であり、例えば、金属板でバックライトケースを形成し、そのバックライトの内側表面に反射シートを敷設した上に複数の直管ランプを配置する構成が採用されている。
【０００４】
一方、エッジライト式は、透明なアクリル板等で作成された導光体のエッジ部に蛍光ランプを配置する方式であって、導光体内部の多重反射を利用してその一面を面光源とするようにしたものである。エッジライト式の場合は、直管ランプやＬ字ランプの背部にリフレクタを配する。エッジライト式を用いた表示装置は、その薄型化が可能であるが、大型の機種では導光体の質量が過大となり、また大型化によって画面輝度が確保しにくくなる。
【０００５】
上記のような特徴から、一般的には、大画面の液晶表示装置用には直下式のバックライトユニットが使用され、小画面の液晶表示装置用にはエッジライト式のバックライトユニットが使用されている。
【０００６】
上記のようなバックライトユニットに使用する蛍光ランプは、均一で高輝度を得るために、数５０〜７０ＫＨｚ、１ＫＶの高周波数高電圧で駆動される。このときに、蛍光ランプの高電圧側と低電圧側とでリーク電流による輝度勾配等の輝度の不均一、すなわち輝度むらが発生するという問題がある。これは、蛍光ランプが高周波数高電圧で駆動されるため、空気層を浮遊容量としてランプリフレクタや周囲の金属物へ蛍光ランプからリーク電流が流れ、蛍光ランプの低電圧側に流れる電流が減少し、蛍光ランプの高電圧側に比して低電圧側の輝度が相対的に低下することに起因している。
【０００７】
従って、蛍光ランプが長い場合、その長さに比例して漏れ電流が増えることになる。漏れ電流が多いと、駆動回路から遠ざかるほど蛍光ランプが暗くなり、輝度むらの原因になる。すなわち、液晶表示装置が大型になればなるほど、蛍光ランプの高電圧側と低電圧側における蛍光ランプの輝度の差異はより生じやすくなり、輝度むらの少ないバックライトユニットを実現するための技術が重要になるものといえる。
【０００８】
図１８は、蛍光ランプの輝度特性を説明するための図で、バックライト型液晶表示装置に対して一般的に適用する蛍光ランプの長手方向（電圧印加方向）の輝度の分布特性例を示すものである。
【０００９】
図１８に示すように、蛍光ランプは高電圧側Ｈから低電圧側Ｌに向かって相対輝度が減少する輝度勾配を有している。輝度の落ち込みは、特に低電圧側Ｌの端部の近傍で大きくなっている。輝度の分布曲線そのものは、蛍光ランプの形状や蛍光管の長さ、あるいは駆動電圧や駆動周波数によっても変化するが、基本的には、高電圧側Ｈに比して低電圧側Ｌの輝度が相対的に低くなる輝度むらが蛍光ランプに生じる。
【００１０】
図１９は、図１８の輝度勾配を持つ蛍光ランプに比して、駆動電圧をさらに上げたときの蛍光ランプの長手方向（電圧印加方向）の輝度の分布特性を示すグラフである。図１９の例では、蛍光ランプのセンタ及び低電圧側Ｌの輝度はほぼ等しくなるが、高電圧側Ｈの端部近傍で相対的に輝度の高い部分が生じている。例えば、センタ位置及び低電圧側の輝度を１００とするとき、高電圧側Ｈでは、１１５〜１２５の高い相対輝度を有する。そして高電圧側Ｈの端部で最も高い輝度は、蛍光ランプのセンタに向かって漸減していく。
【００１１】
上記のごとくの蛍光ランプの長手方向における輝度むらによって、表示画面においても輝度むらが発生するが、このような表示画面内の輝度むらを低減する技術として、以下に示すようなバックライトユニットを用いた液晶表示装置が知られている。
【００１２】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、従来の直下式のバックライトユニットを有する液晶表示装置の一例を説明するための図で、液晶表示装置の側断面の概略構成を図２０Ａに、バックライトユニットの光源である蛍光ランプの平面概略構成を図２０Ｂに示すものである。
【００１３】
図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、バックライトユニットは、複数本の蛍光ランプ１０１と、その蛍光ランプ１０１からの光を反射する反射板１０２と、蛍光ランプ１０１の前面側に配置され、この蛍光ランプ１０１から直接入射する光もしくは反射板１０２によって反射された光を拡散する光拡散部１０３とを有しており、光拡散部１０３を通してその前面（表面側）に配置された液晶パネル１０４の照明を行うものである。
【００１４】
上記のバックライトユニットでは、蛍光ランプ１０１の輝度むらを補償して均一な輝度の表示画面を得るために、２本の蛍光ランプ１０１を一組とし、一方の蛍光ランプの高電圧側と他方の蛍光ランプの低電圧側が隣接するように配置する。
【００１５】
すなわち、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、バックライトユニットには、２本の蛍光ランプ１０１よりなる組を複数組（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・）設け、各組の蛍光ランプ１０１において、一方の蛍光ランプの高電圧側Ｈと、他方の蛍光ランプの低電圧側Ｌとが隣接するように配置する。このような構成によって、１本の蛍光ランプに生じる輝度むらを相殺せしめ、表示画面上における輝度むらを解消して均一な表示を得るようにしている。
【００１６】
上記のような高電圧側Ｈと低電圧側Ｌとを隣接させて配置した例として、例えば、特許文献１の液晶表示装置が開示されている。
【００１７】
さらに、バックライトからの光反射率を向上させるための液晶表示装置に関し、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すような技術がある。図２１Ａ及び図２１Ｂは、従来の液晶表示装置が有するバックライトユニットの他の例を示す図で、バックライトユニットの側断面概略構成を図２１Ａに、上記バックライトユニット表面に配された光拡散シートを外したユニット内部を示す平面概略構成を図２１Ｂに示すものである。図２１Ａ及び図２１Ｂにおいて、２０１は線状の蛍光ランプ、２０２は光拡散シート、２０３は反射シート、２０４は反射層、２０５は筐体である。
【００１８】
図２１Ａ及び図２１Ｂに示すバックライトユニットは、線状蛍光ランプ２０１の背面に設けられた反射シート２０３のさらに背面の筐体２０５の底部内面に、アルミニウム等の高反射率素材による反射層２０４を設けることにより、効率的に輝度を高めるようにしたものである。ここでは、反射シート２０３に入射した光のうち、反射シート２０３によって反射されずに透過した光を、反射シート２０３の背面側で消散させずに、反射層２０４によって再び反射シート２０３の方向に反射させ、反射シート２０３を背面から透過した光を有効利用することによって、輝度を高めるようにしている。
【００１９】
一般に、直下式の反射部（上記反射シート２０３に相当）には、発泡ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephtalate）のシートが用いられることが多い。発泡ＰＥＴの反射シートは、ＰＥＴを発泡させ、シート内部に微細な気泡を生成させてなるもので、発泡ＰＥＴシートに入射した光は気泡によって屈折し回帰して、再度入射側に出射してくる。このようなＰＥＴ材料と気泡の空気との間の屈折特性によって光を反射するため、光の損失が少なく、安価な部材ながら反射率の高い反射部が得られている。この他、反射部としては、表面を銀またはアルミ等の高反射率材料を用いて加工した素材等を用いることができる。
【００２０】
例えば上記のような発泡ＰＥＴシートによって反射シート２０３が形成されているとき、上記のように発泡ＰＥＴシートでは高反射率特性が得られるものの、入射した光源光の一部は、発泡ＰＥＴシートを透過して、裏面側（光源と反対側の背面側）に抜けてしまい、光の利用効率が低下する。このような点を改良し、より光利用効率を高めるために、アルミニウム等の高反射率素材による反射層２０４を反射シート２０３の背面側の筐体２０５の内面に設けることにより、反射シート２０３で透過された光を反射層２０４で反射させる。反射層２０４における反射光の一部は、再び反射シート２０３を透過して表面側（光源側）に出射するため光の利用効率を向上させることができる。
【００２１】
上記のように、反射シートの背面に他の反射層が積層された構成をもつバックライト装置として、例えば、特許文献２には、導光板を用いたエッジライト式のバックライト装置が開示されている。
【００２２】
さらに、特許文献３においては、エッジライト式のバックライトユニットにおいて、蛍光管の高電圧側と低電圧側におけるリーク電流を変えることによって、画面の輝度むらを抑えるようにした技術が開示されている。このバックライトユニットでは、蛍光ランプを、導光板の一方の長辺部に沿った直管部と、導光板の両方の短辺部にそれぞれ沿った直管部とを一体に有する形状に形成し、導光板の短辺部に沿った直管部のうち、蛍光ランプの高電圧側の直管部に配置されたリフレクタを白色の反射部材により形成し、低電圧側のリフレクタ内側を銀蒸着処理している。このような構成により、高電圧側と低電圧側のリーク電流を変え、長方形の画面に対して必要な輝度を発生させるための適正な蛍光ランプ長を確保すると共に、画面左右の輝度差を最小限に抑えるようにしている。
【００２３】
更には、高周波数で駆動させることがこの問題の発生源であるので、可能な限り低周波数で駆動させ、浮遊容量のインピーダンスを上げて漏れ電流を減らすことにより、蛍光ランプの輝度むらを解消する方法も考えられている。
【特許文献１】特開平１１−２９５７３１号公報
【特許文献２】特開平８−３３５０４８号公報
【特許文献３】特開平１０−１１２２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上記特許文献１に記載された液晶表示装置では、２本の蛍光ランプを一組とする蛍光ランプにおいて、一方の蛍光ランプの高電圧側Ｈと他方の蛍光ランプの低電圧側Ｌとが隣接するように平行配置されている。このときに、蛍光ランプの高電圧側端子と隣接する他の蛍光ランプの低電圧側端子とが接近するため、両電極間の放電が生じ、蛍光ランプ自体の安定放電が極めて困難となり、かつ、信頼性の点でも問題が発生するおそれがある。
【００２５】
また、蛍光ランプの高電圧側端子と低電圧側端子とのそれぞれが、表示画面の両側に分かれて配設されるので、インバータ電源回路が２組必要になり、コストが高くなるという問題が生じ、さらには、表示装置が薄型で大型になるほど蛍光ランプに対する配線の接続が困難になり、その安全確保とリーク対策がさらに必要になるという問題が生じる。
【００２６】
また、上記特許文献２のバックライト装置では、蛍光ランプの輝度分布が、その長手方向において均一ではない時は、蛍光ランプの輝度むらを反映して表示画面全体にも輝度むらが生じる可能性があり、輝度分布の制御が困難であるという問題を有している。特に、蛍光ランプからの電流漏れがＧＮＤ側（低電圧側）で発生するケースが多く、蛍光ランプの高電圧側だけ高輝度で、ＧＮＤ側が低輝度になるという問題が生じる。
【００２７】
また、上記特許文献３の場合、蛍光ランプの短辺部の一方に白色のリフレクタを配しただけでは、本来的に蛍光ランプのもつ輝度勾配に対応することはできない。蛍光ランプは、少なくともその長辺部において輝度勾配が生じることに変わりはなく、液晶表示装置に輝度むらが生じることになる。そして液晶表示装置サイズの大型化により蛍光ランプサイズも長くなると、上記のごとくの問題はより顕著になる。
【００２８】
さらに、上述したごとくの駆動周波数を下げて点灯させる方法については、トランスの熱暴走が発生しない範囲で設計可能ではあるが、極端な低周波数設計は、信頼性が問題となる。また、駆動周波数を下げることにより、トランス等の部品が大型になってしまうという問題も生じる。
【００２９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、光源として備える蛍光ランプの高電圧側と低電圧側の輝度差を補正し、出射光の輝度を均一化したバックライトユニットと、表示画面全域で均一な輝度を得ることができるようにした液晶表示装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の第１の技術手段は、長手方向が略同方向となるように配列した複数の蛍光ランプによって被照明体を照明するためのバックライトユニットにおいて、前記複数の蛍光ランプからの光を特定の方向に向けて出射させるための反射部を備え、前記反射部における反射率を制御することにより、前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償する輝度補償手段を設けたことを特徴としたものである。
【００３１】
本発明の第２の技術手段は、上記第１の技術手段において、前記反射部は、所定レベルの光反射率と透過率とを有する第１及び第２の反射層よりなり、前記輝度補償手段として、前記反射部を、前記第１及び第２の反射層が光の入射方向に重ねられた第１の領域と、前記第１の反射層のみからなる第２の領域とにより構成し、相対的に反射率の高い前記第１の領域と、該第１の領域より反射率の低い前記第２の領域とによって前記反射部の反射率を制御することを特徴としたものである。
【００３２】
本発明の第３の技術手段は、上記第１の技術手段において、前記輝度補償手段が、前記反射部における反射率が相対的に高い領域と低い領域とを有し、該反射率の差によって前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償することを特徴としたものである。
【００３３】
本発明の第４の技術手段は、上記第３の技術手段において、前記複数の蛍光ランプの一端側に配置され当該一端側の端子に高電圧を印加して前記複数の蛍光ランプを駆動する駆動手段を備え、前記輝度補償手段は、前記反射部における反射率が漸減もしくは段階的に低下する反射率勾配を有し、該反射率勾配によって前記複数の蛍光ランプの長手方向における前記駆動手段に近い端部側の輝度を低下させることを特徴としたものである。
【００３４】
本発明の第５の技術手段は、上記第４の技術手段において、前記輝度補償手段が、前記反射部における反射率が漸増もしくは段階的に増加する反射率勾配を有し、該反射率勾配によって前記複数の蛍光ランプの長手方向における前記駆動手段から遠い端部側の輝度を上昇させることを特徴としたものである。
【００３５】
本発明の第６の技術手段は、上記第１、３、４または第５のいずれか１の技術手段において、前記輝度補償手段が、前記反射部に設けられたドットパターンであって、該ドットパターンによって前記反射部の反射率を制御することを特徴としたものである。
【００３６】
本発明の第７の技術手段は、上記第６の技術手段において、前記ドットパターンを設けた前記反射部の反射率が、該ドットパターンを構成する微小なドット群の反射率、ドットの密度，ドットの形状，ドットの色のいずれかまたは複数によって制御することを特徴としたものである。
【００３７】
本発明の第８の技術手段は、上記第１乃至７のいずれか１の技術手段のバックライトユニットと、該バックライトユニットによって照明される液晶パネルとを有することを特徴とする液晶表示装置である。
【００３８】
本発明の第９の技術手段は、上記第１の技術手段に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットによって照射される液晶パネルとを有する液晶表示装置であって、入力画像データに所定の階調変換処理を施す階調変換部と、入力画像データの同期信号に基づいて前記階調変換部における階調変換特性を切り替え制御する制御部とを有し、該制御部は、前記複数の蛍光ランプが有する輝度の不均一に応じて、画像データの表示位置に基づいて前記階調変換部における階調変換特性を切り替えることより、前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償することを特徴としたものである。
【００３９】
本発明の第１０の技術手段は、上記第１の技術手段に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットによって照射される液晶パネルとを有する液晶表示装置であって、前記液晶パネルは、表示画面位置に応じて変化された開口率を有するように構成され、該開口率の変化によって前記複数の蛍光ランプの輝度の不均一を補償することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、輝度補償手段を設けることにより、蛍光ランプが本来的に備える輝度むらを補償して均一な輝度の表示画面を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
上述したように、バックライトユニットの蛍光ランプは、高電圧側の輝度が相対的に高く輝度の不均一（輝度むら）が生じる。本発明では、このような蛍光ランプが本来的に備える輝度むらを補償して均一な輝度の表示画面を得ることができるようにするために、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償する輝度補償手段をバックライトユニット、または液晶表示装置に付与した。
【００４２】
バックライトユニットに付与する輝度補償手段は、
（１）蛍光ランプの光を反射して一方向に向けるための反射手段に対して、蛍光ランプの輝度の高い部分（高電圧側）の反射率を低下させるか、もしくは輝度の低い部分（低電圧側）の反射率を上昇させる手段を施す、
（２）蛍光ランプのガラス管表面に対して、蛍光ランプの輝度の高い部分（高電圧側）の透過率を低下させるか、もしくは輝度の低い部分（低電圧側）の透過率を上昇させる手段を施す、
（３）蛍光ランプのガラス管内面に対して、蛍光ランプの高電圧側の発光輝度を低下させるか、もしくは低電圧側の発光輝度を上昇させる手段を施す、
（４）拡散シートに対して、蛍光ランプの輝度の高い部分（高電圧側）の透過率を低下させるか、もしくは輝度の低い部分（低電圧側）の透過率を上昇させる手段を施す、
ことにより、照明光の輝度の均一化を図るものとする。また、これらの手段を組み合わせて輝度の均一化を図ることを可能とする。
【００４３】
また、表示装置に付与する輝度補償手段は、
（１）液晶パネルに供給する画像データを制御することによって、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償する、
（２）液晶パネルの開口率を制御することによって、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償する、
ことにより、輝度の均一化を図るものとする。
【００４４】
以下に上記輝度補償手段を具体化する本発明の実施の形態を、添付された図面を参照しながら説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同様の機能を有する部分には同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００４５】
（実施形態１）
本実施形態では、バックライトユニットが備える反射層に対して、蛍光ランプの長手方向における輝度を補償する輝度補償手段を設け、これによって蛍光ランプの輝度むらを補償し、液晶表示装置等の被照明物を均一に照明できるようにする。この輝度補償手段は、本実施形態においては、蛍光ランプからの光の反射率を制御する目的で設けられる。
【００４６】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明による直下式のバックライトユニットの一実施形態を説明するための図で、バックライトユニット内部を示す平面概略図を図１Ａに、図１ＡのＢ−Ｂ断面部のバックライトユニットの概略構成図を図１Ｂに示すものである。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、１０はバックライトユニット、１１は蛍光ランプ、１２は筐体、１３は筐体の底部に配設された反射層、１４は拡散部、１５はランプ支持部材である。なお、図１Ａは、図１Ｂに示す拡散部１４を取り外したユニット内部の状態を示している。
【００４７】
バックライトユニット１０は、前記蛍光ランプ１１からの光を特定の方向に向けて出射させるための反射部を有しているが、本実施形態では、該反射部として、バックライトユニット１０の筐体１２の底部内面に反射層１３が設けられている。この筐体１２は、蛍光ランプ１１から発生する電磁波を遮蔽するためのシールド板によって構成することができる。
【００４８】
反射層１３は、バックライトユニット１０の筐体１２の底部内面上で、該底部内面との間で間隙をもってもしくは底部内面に直接載置されて保持されるもので、例えば、前述のごとくの発泡ＰＥＴシートや、銀やアルミニウム等の光反射面を備えた素材等を適用することができる。発泡ＰＥＴシートとしては、例えば、東レ株式会社のルミラー（Ｒ）のＥ６０ＬタイプもしくはＥ６０Ｖタイプを好適に使用することができる。
【００４９】
蛍光ランプ１１の前面（表面）に配置された拡散部１４は、アクリル板等の光拡散特性を有する素材で構成され、蛍光ランプ１１から直接入射する光もしくは反射層１３において反射され再び前面側に導かれる光を拡散させる。この他、液晶表示装置に適用するときに、拡散部１４と蛍光ランプ１１との間に、反射偏光フィルム，プリズムシート，ＩＴＯシート，等の機能性フィルムまたはシートを含ませることができる。
【００５０】
そして拡散部１４を透過した透過光により、さらにその前面側に配置される液晶パネル等の被照明物（図示せず）の照明を行う。複数の蛍光ランプ１１を点灯する際には、当該蛍光ランプ１１に対してインバータ電源回路（図示せず）により高電圧が印加される。
【００５１】
図２は、蛍光ランプ１１の配置構成を説明するための図であり、蛍光ランプの平面配置を概略的に示すものである。ここでは、複数の蛍光ランプ１１の長手方向が平行となるように設定されている。そして各蛍光ランプ１１における高電圧側Ｈと低電圧側Ｌとは、同一の側に配置され、蛍光ランプ１１の高電圧側Ｈが他の蛍光ランプ１１の高電圧側Ｈに隣接し、低電圧側Ｌは他の蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌに隣接するように構成されている。
【００５２】
蛍光ランプ１１は、上述したごとくその長手方向の相対輝度分布において、高電圧側の輝度が相対的に高くなる輝度むらを有する。本実施形態では、このような蛍光ランプ１１が本来的に備える長手方向の輝度むらを補償し、均一な輝度の表示画面を得ることができるようにするために、反射層１３に対し、蛍光ランプ１１の輝度むらに応じた輝度補償手段を設ける。
【００５３】
輝度補償手段としては、蛍光ランプ１１の輝度が相対的に高い部分（高電圧側Ｈ）における反射層１３の反射率を低下させる手段と、蛍光ランプ１１の輝度が相対的に低い部分（低電圧側Ｌ）における反射層１３の反射率を上昇させる手段とを使い分けることができ、またこれらを組み合わせるようにしてもよい。
【００５４】
上記の輝度補償手段の一例として、反射層１３に対して反射率を制御するためのドットパターンを付与し、そのドットパターンにより、蛍光ランプ１１からの出射光の反射率を制御することによって蛍光ランプ１１の長手方向で発生する輝度むらを補償するようにした。
【００５５】
図３は、反射層１３に付与したドットパターンの一例を説明するための図である。また図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示す反射層のドットパターンを拡大して示す図で、図３の領域Ｄ3の拡大図を図４Ａに、図３の領域Ｄ1の拡大図を図４Ｂに示すものである。
【００５６】
本実施形態において、反射層１３に付与するドットパターンは、反射層１３の反射率を低下させる作用を有するもので、ドットパターンを形成する素材の反射率が、反射層表面の反射率よりも相対的に低くなっている。
【００５７】
そして本実施形態では、図３に示すように、反射層１３には、蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かって反射率が段階的に小さくなる領域Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3が設けられている。この領域は、蛍光ランプ１１の輝度むらに対応して、その輝度むらを補償するように形成される。本実施形態では、図１８の輝度分布の補償に相当するドットパターンが反射層１３に付与されている。
【００５８】
本実施形態において、反射層１３に付与するドットパターンは、蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かって反射率を低下させるために、低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かうドットパターンの付与領域Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3のドット密度を段階的に大きくしている。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ドットパターンの各ドットを同じ大きさとし、高電圧側Ｈに近い側のドットパターンのドット密度を大きくする。こうして、反射層１３の反射率を蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらに応じて変化させることにより、均一な輝度分布による照明光を得ることができる。
【００５９】
反射部の反射率を制御するためにドットパターンを用いる場合、上述の例のように、反射層１３の反射面に比して反射率が低くなるドットパターンを付与し、これによって反射層１３の反射率を制御することができるが、これとは逆に、反射層１３の反射面に比して反射率が高くなるドットパターンを付与して反射層１３の反射率を制御するようにしてもよい。この場合、蛍光ランプ１１の輝度分布において相対的に輝度の低い領域に対応付けて、相対的に反射率が高くなるドットパターンを反射層１３に設けるようにする。例えば、反射層１３に発泡ＰＥＴシートを用いた場合、蛍光ランプ１１の低輝度領域に相当する反射層１３の領域に、銀やアルミニウム等の高反射率素材によるドットパターンを付与することにより、蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらを補償せしめることができる。
【００６０】
また、上記のごとくの反射率を制御するためのドットパターンは、図３，図４Ａ及び図４Ｂに示す例のように、同一形状のドット密度を変化させるのみならず、ドット形状（大きさ）を変化させることにより反射率を制御してもよく、さらにはドット形状と密度とを組み合わせるようにしてもよい。さらにドットの色を変えることによって反射率が変化することから、上記のドット形状、及び密度に加えて、ドットの色を組み合わせて反射率を制御してもよい。例えば、ドットパターンの各ドットの形状は、円、三角形、多角形、星形、楕円形などでもよく、またドットの色は、灰色、こげ茶色、銀色、緑色、黒色、白色、紫色などでもよい。
【００６１】
さらに、上記のごとくのドットパターンは、図３の例のごとくに段階的にその反射率を変化させることなく、蛍光ランプ１１の輝度むらに合わせてその低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かって反射率を漸減させる（すなわち高電圧側Ｈから低電圧側Ｌに向かって反射率を漸増させる）ような勾配を付与してもよい。このような反射率の勾配は、ドットの形状，大きさ，密度，及び色のいずれかまたはこれらの組み合わせによって実現することができる。
【００６２】
反射層１３に付与するドットパターンは、スクリーン印刷やインクジェット等の印刷によって反射層１３にインクを付与することで形成することができる。また、印刷以外にも、スパッタリングや蒸着、フォトリソグラフィやレーザ光による光加工、あるいはドットパターンを備えた透明フィルムのラミネート等によって、ドットパターンを形成するようにしてもよい。
【００６３】
また、輝度補償手段の他の具体例として、反射部の反射率を段階的にもしくは漸減／漸増するように制御するために、濃度が変化するインクないし染料を反射層１３に塗布することができる。このときの濃度の変化は、染料や色素の濃度自体を変化させてもよく、また塗布の膜厚を変化させて見かけ上の濃度を変化させるようにしてもよい。
【００６４】
また、輝度補償手段として、反射率が異なる複数の材料を反射層１３の表面に付与して、段階的に反射率を変化させるようにしてもよい。さらには、反射層１３の表面粗さを変化させ、光拡散特性ないし表面の光吸収特性の差によって、反射率を制御するようにしてもよい。
【００６５】
また、反射層１３の反射率を制御するために、上記のごとくの反射層１３の反射率を相対的に下げる手段と、反射率を上げる手段とを組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
（実施形態２）
図５は、本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図で、図１ＡのバックライトユニットのＢ−Ｂ部に相当する断面概略図を示すものである。本実施形態のバックライトユニットは、反射部として、上記実施形態１の反射層１３に代えて、蛍光ランプ１１の光を拡散部１４に向けて反射させるための反射面１２ａを有している。反射面１２ａは、筐体１２の底部内側表面に形成された銀やアルミニウム等の高反射率素材の反射膜によって形成されている。また、蛍光ランプ１１は、図２に示すごとくに、高電圧側Ｈと低電圧側Ｌのそれぞれが同じ側に位置するように配されている。
【００６７】
本実施形態では、上記実施形態１で説明したごとくの光反射率を制御するための輝度補償手段を、反射面１２ａに設ける。これによって、反射面１２ａの反射率を蛍光ランプ１１の長手方向における輝度分布に応じて補償し、均一な輝度分布の照明光を得ることができるようにする。輝度補償手段の具体的構成については、上記実施形態１の輝度補償手段を適用することができるため、その繰り返しの説明は省略する。
【００６８】
（実施形態３）
図６は、本発明のバックライトユニットの更に他の構成例を説明するための図で、図１ＡのバックライトユニットのＢ−Ｂ部に相当する断面概略図を示すものである。本実施形態のバックライトユニットは、反射部として、上記図１Ａ及び図１Ｂに示す構成における反射層１３と、図５に示す反射面１２ａとを有している。また、蛍光ランプ１１は、図２に示すごとくに、高電圧側Ｈと低電圧側Ｌのそれぞれが同じ側に位置するように配されている。
【００６９】
バックライトユニット１０の筐体１２には、実施形態１で説明したごとくの反射層１３が設けられる。反射層１３には、例えば上述の発泡ＰＥＴシートが用いられ、蛍光ランプ１１の光を反射させる反射機能を有するが、その一部の光は反射層１３を透過して、裏面側に出射する。バックライトユニット１０の底部内面には、上記実施形態２で説明したごとくの反射面１２ａが設けられ、反射層１３を透過してきた光を反射させて、反射層１３の方向に戻す。反射面１２ａで反射した光は、反射層１３において再び反射光と透過光に別れ、透過光は拡散部１４へ向かって有効利用される。
【００７０】
反射層１３は、フレームやランプホルダーなどの枠状支持体や、ねじやビス、ステイ等の支持部材等を用いて支持されている。そして反射層１３は、反射面１２ａには密着することなく、反射層１３と反射面１２ａとの間に空気層を介在させる。空気層を介在させるためには、反射層１３を反射面１２ａとの間に一定の間隙を設けるようにしてもよいが、単純に反射層１３を反射面１２ａの上に載置して支持するだけでもよい。すなわち、反射層１３の背面側表面に薄膜の空気層が存在することにより、反射層１３の背面側表面における反射層１３と空気との屈折率差が大きくなり、反射層１３の反射率を高めることができる。例えば、反射層１３の背面に、反射層１３の屈折率に近い接着剤等の材料を配設してしまうと、反射層１３における透過光成分が増加して、光反射特性が阻害される。
【００７１】
本実施形態では、上記の実施形態における輝度補償手段を、反射層１３に付与することで均一な照明光を得ることができるが、さらに上記の輝度補償手段を反射層１３及び反射面１２ａの両方、もしくは反射面１２ａのみに付与するようにしてもよい。反射面１２ａに付与した輝度補償手段は、反射層１３における透過光のみに寄与するため、反射層１３の反射率（すなわち透過率）に基づいた反射率分布を設計する必要がある。
【００７２】
（実施形態４）
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図で、バックライトユニット内部を示す平面概略図を図７Ａに、図７Ａの蛍光ランプ１１に沿う断面で、拡散部１４を含んだ構成を図７Ｂに示すものである。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、１６は反射層１３ａ，１３ｂの保持手段として使用するねじである。また、蛍光ランプ１１は、図２に示すごとくに、高電圧側Ｈと低電圧側Ｌのそれぞれは同じ側に位置するように配されている。
【００７３】
図７Ａ及び図７Ｂのバックライトユニットは、蛍光ランプからの光を特定の方向に向けて出射させるための反射部として、２枚の反射層１３ａ，１３ｂとを備えている。各反射層１３ａ，１３ｂは、上述した発泡ＰＥＴシートのごとくの特性を有し、高い反射率で光を反射するが、入射光の一部は裏面側に透過する。本実施形態においては、反射層１３ａ，１３ｂが垂直方向（光の入射方向）に２枚重なっている領域Ｗと、一方の反射層１３ｂのみが存在する領域Ｓとが設定される。
【００７４】
上述のように、反射層１３ａ，１３ｂは、入射光の一部が裏面側に透過する。ここで２枚の反射層１３ａ，１３ｂが重ねられた領域Ｗでは、表側（蛍光ランプ１１側）に配された第１の反射層１３ａを透過した透過光は、裏面側の第２の反射層１３ｂにて反射し、第１の反射層１３ａ側に戻される。そして第１の反射層１３ａを透過した光は、拡散部１４に向かって有効利用される。
【００７５】
一方、第２の反射層１３ｂのみが存在する領域Ｓでは、当該反射層１３ｂで反射した光が有効利用されるが、反射層１３ｂの透過光はその裏面側で消散する。このとき透過光が筐体１２内面等で反射して反射層１３ｂに戻ったとしてもその有効利用率は少ない。従って、上記領域Ｗと領域Ｓとを比較したとき、２枚の反射層１３ａ，１３ｂが重ねられた領域Ｗの方が、１枚の反射層１３ｂのみが存在する領域Ｓよりも相対的に高い反射率が得られる。
【００７６】
なお、図７Ａ及び図７Ｂの構成では、表面側の第１の反射層１３ａよりも裏面側の第２の反射層１３ｂの面積を大きくして領域Ｗ及び領域Ｓを構成しているが、第１の反射層１３ａの方を大きくして構成してもよい。
【００７７】
上記の２枚構成の反射層１３ａ，１３ｂを用いて、蛍光ランプ１１の輝度の低い領域に２枚の反射層１３ａ，１３ｂによる領域Ｗを配設し、反射率を相対的に高くして均一な輝度分布の照明光を得るようにする。
【００７８】
上記第１の反射層１３ａとして、例えばハーフミラーを用いても良い。ハーフミラーを用いることにより、第２の反射層１３ｂで反射して第１の反射層１３ａ（ハーフミラー）に戻った光の透過率を高くすることができ、結果として高い反射率を得ることができる。
【００７９】
また、上記の２枚の反射層１３ａ，１３ｂによる構成に対して、上記実施形態１ないし３で説明したごとくの輝度補償手段を組み合わせるようにしてもよい。
【００８０】
本実施形態のごとくに、２枚の反射層１３ａ，１３ｂが重なる領域Ｗと、１枚の反射層１３ｂのみが存在する領域Ｓとを形成するとき、各反射層１３ａ，１３ｂ、特に前面側の第１の反射層１３ａの保持安定性を付与するために、保持部材を設けることが好適である。例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、筐体１２、第１の反射層１３ａ、第２の反射層１３ｂの各部材に貫通孔を設け、この貫通孔にねじ１６を挿通して、筐体１２の内面に反射層１３ａ，１３ｂを保持することにより、重力等による反射層１３ａ，１３ｂの撓みを抑制して、それらの形状を保持することができる。なお、この保持手段としては、ねじのみならず、反射層１３ａ，１３ｂを筐体内面に保持することができる公知の手段を適用することができる。
【００８１】
尚、上記のごとくのねじ１６等の保持手段が表示画面に映りこむことを防ぐため、図７Ｂに示すように、保持手段を蛍光ランプ１１の背面に隠れるように配置することが好ましい。さらには、保持手段に対して、上記の反射層１３ａ，１３ｂの保持機能と、蛍光ランプ１１の保持機能とを同時に持たせるようにしてもよい。
【００８２】
（実施形態５）
図８は、本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明する図で、蛍光ランプ１１の平面概略図を示すものである。本実施形態においては、蛍光ランプ１１の輝度むらを補償して均一な輝度分布の光を得るための輝度補償手段を、蛍光ランプ１１を構成するガラス管に設けるものである。ここで、ガラス管に設ける輝度補償手段は、上述した実施形態のように反射率を制御するものではなく、蛍光ランプ１１のガラス管の光透過率を制御するものであるが、被照明対象への出射光量を制御して輝度均一化を図るという技術思想は共通するものである。
【００８３】
図８においては、輝度補償手段としてガラス管の光透過率を低下させるためのドットパターンを用いている。ここでは、密度の異なる３種類のドットパターンの領域Ｄ11，Ｄ12，Ｄ13を、蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向けて段階的にドット密度が大きくなるように配設している。この領域Ｄ11，Ｄ12，Ｄ13は、蛍光ランプ１１の輝度むらに対応して、その輝度むらを補償するように形成される。本実施形態では、図１９の輝度分布の補償に相当するドットパターンが蛍光ランプ１１のガラス管に付与されている。
【００８４】
本実施形態において、反射層１３に付与するドットパターンは、蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かって透過率を低下させるために、低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かうドットパターンの付与領域Ｄ11，Ｄ12，Ｄ13のドット密度を段階的に大きくする。例えば、図８に示すように、ドットパターンの各ドットを同じ大きさとし、高電圧側Ｈに近い側のドットパターンのドット密度を大きくする。こうして、ガラス管の透過率を蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらに応じて変化させることにより、均一な輝度分布による照明光を得ることができる。
【００８５】
上記のごとくの透過率を制御するためのドットパターンは、図８に示す例のように、同一形状のドット密度を変化させるのみならず、ドット形状（大きさ）を変化させることにより透過率を制御してもよく、さらにはドット形状と密度とを組み合わせるようにしてもよい。さらにドットの色を変えて透過率を変化させてもよい。例えば、ドットパターンの各ドットの形状は、円、三角形、多角形、星形、楕円形などでもよく、またドットの色は、灰色、こげ茶色、銀色、緑色、黒色、白色、紫色などでもよい。
【００８６】
さらに、上記のごとくのドットパターンは、図８の例のごとくに段階的にその透過率を変化させることなく、蛍光ランプ１１の輝度むらに合わせてその低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに向かって透過率を漸減させて勾配を付与するようにしてもよい。このような透過率の勾配は、ドットの形状，大きさ，密度，及び色のいずれかまたはこれらの組み合わせによって実現することができる。
【００８７】
ガラス管表面に付与するドットパターンは、スクリーン印刷やインクジェット等の印刷によってガラス管にインクを付与することよって形成することができる。また、印刷以外にも、スパッタリングや蒸着、フォトリソグラフィやレーザ光による光加工、あるいはドットパターンを備えた透明フィルムのラミネート等によって、ドットパターンを形成するようにしてもよい。
【００８８】
また、蛍光ランプ１１のガラス管に付与する輝度補償手段の他の具体例として、透過率を段階的にもしくは漸減／漸増するように制御するために、濃度が変化するインクないし染料をガラス管に塗布することができる。このときの濃度の変化は、染料や色素の濃度自体を変化させてもよく、また塗布の膜厚を変化させて見かけ上の濃度を変化させるようにしてもよい。
【００８９】
また、輝度補償手段として、透過率が異なる複数の材料をガラス管表面に付与してもよい。さらには、ガラス管の表面粗さを変化させ、光拡散特性ないし表面の光吸収特性の差によって、透過率を制御するようにしてもよい。
【００９０】
（実施形態６）
図９Ａないし図９Ｄは、本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明する図で、バックライトユニットの断面概略図を図９Ａに、図９ＡのＢ部，Ｃ部，及びＤ部における蛍光ランプ１１の断面概略図をそれぞれ図９Ｂ，図９Ｃ，図９Ｄに示すものである。図９Ａないし図９Ｄにおいて、１１ａは蛍光ランプを構成するガラス管、１１ｂはガラス管の内面に設けられる蛍光体、ｄは蛍光体の膜厚である。
【００９１】
本実施形態は、蛍光ランプ１１の輝度むらを補償して均一な輝度分布の光を得るための輝度補償手段として、蛍光ランプのガラス管１１ａ内側に形成される蛍光体１１ｂの膜厚ｄを、蛍光ランプ１１の長手方向で変化させることにより、蛍光ランプ１１の点灯時の輝度むらを補償するようにしたものである。
【００９２】
すなわち、本実施形態は、蛍光体１１ｂの膜厚ｄに応じて管面輝度が変化する特性を利用して、蛍光ランプ１１の長手方向位置に応じて蛍光体１１ｂの膜厚ｄを変化させ、蛍光ランプ１１の長手方向における発光輝度を均一化する。図９Ａないし図９Ｄの例では、相対的に輝度が低くなる蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌにおける蛍光体の膜厚ｄを、最高輝度が得られる最適な膜厚に設定し、相対輝度が高くなる高電圧側Ｈに向けて膜厚ｄを厚くしている。
【００９３】
図１０は、蛍光体の膜厚ｄとそのときの管面輝度（発光輝度）との関係の一例を示す図である。図１０に示すように、一般的に蛍光体の膜厚ｄについてはその材質が何であれ、蛍光体の膜厚ｄに応じて点灯時の輝度が変化する。そしてこのときに最も明るく発光させるための膜厚ｄの最適値が存在する。つまり、図１０に示すように、最適値より膜厚ｄが薄くなると蛍光体の量が不足して暗くなり、逆に最適値より膜厚ｄが厚くなると膜の内部で光が散乱してしまうことで暗くなってしまう。
【００９４】
本実施形態では、上記のごとくの特性を逆に利用し、蛍光ランプ１１において相対的に輝度が低くなる低電圧側Ｌから輝度の高い高電圧側Ｈにかけて、蛍光体１１ｂの膜厚ｄを変化させる。このときに、上記のごとくに膜厚ｄの最適値から薄くなっても厚くなっても輝度が低下するため、例えば、輝度の低くなる低電圧側Ｌの蛍光体１１ｂを最適膜厚に設定し、輝度が相対的に高くなる高電圧側Ｈに向かって膜厚ｄが薄くなるか、もしくは厚くなるように設定する。
【００９５】
なお、実施形態５及び６に説明したごとくに、蛍光ランプ１１のガラス管自体に輝度補償手段を付与する手法は、直管式の蛍光ランプのみならず、Ｕ字管式の蛍光ランプやコの字管式の蛍光ランプ、及びＬ字管式の蛍光ランプに対しても適用することができる。
【００９６】
（実施形態７）
図１１は、本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。本実施形態では、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償して均一な輝度分布の光を得るための輝度補償手段を、拡散部１４に設けるものである。拡散部１４としては、光拡散機能を有する拡散板や拡散シートが用いられる。このような拡散部１４の表面に、光の透過率を制御する輝度補償手段を設ける。
【００９７】
例えば、図１１に示すように拡散部１４の表面に、光透過率を低下させるためのドットパターンを付与する。ここでは、密度の異なる３種類のドットパターンの領域Ｄ21，Ｄ22，Ｄ23を、蛍光ランプ１１の低電圧側Ｌから高電圧側Ｈに対応させて段階的にドット密度が大きくなるように配設している。この領域Ｄ21，Ｄ22，Ｄ23は、蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらに対応して、その輝度むらを補償するように形成される。ここで、ドットパターンは、拡散部１４の前面側（蛍光ランプ１１の反対側）表面に設けるよりも、裏面側（蛍光ランプ１１側）に設けた方が、拡散部１４の面内の拡散均一性を阻害しにくいため好適である。
【００９８】
この他、上記のごとくの光の透過率を制御するための輝度補償手段として、上述した実施形態５の蛍光ランプ１１への輝度補償手段を同様に適用することができる。また、本実施形態においては、拡散部１４の厚さを蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらに応じて変化させ、拡散部１４を透過する光の透過率を変えることにより、蛍光ランプ１１の輝度むらを補償するようにしてもよい。
【００９９】
（実施形態８）
上記の実施形態では、直下式のバックライトユニットの構成例を説明したが、本発明のバックライトユニットは、直下式のみならず、エッジライト式にも適用することができる。すなわち、上記の各実施形態の反射部を構成する反射層ないし反射面、蛍光ランプ、及び拡散部に対して付与する輝度補償手段は、直下式のバックライトユニットにのみ適用可能なものではなく、エッジライト式のバックライトユニットおいても、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償して、均一な輝度の照明光を得ることができる。
【０１００】
エッジライト式のバックライトユニットの一例について説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明によるエッジライト式のバックライトユニットの構成例を説明するための図で、バックライトユニットの平面概略図において一部の要素を削除した説明図を図１２Ａに、蛍光ランプの長手方向に沿った断面概略構成を図１２Ｂに示すものである。
【０１０１】
図１２Ａ及び図１２Ｂに示すごとくのエッジライト式のバックライトユニット１０は、導光板１７の側方にエッジライトとして蛍光ランプ１１を配置する。導光板１７の裏面側には、反射層１３が設けられる。そして導光板１７と反射層１３とによって蛍光ランプ１１の光が表面側に導光され、拡散部１４の表面から照明光として出射する。反射層１３は、上述した第１の実施形態の反射層１３に相当するもので、発泡ＰＥＴシートや、銀やアルミニウム等の光反射率を有する反射面を備えた素材等を適用することができる。
【０１０２】
而して、蛍光ランプ１１が有する輝度むらに応じて上述した実施形態で説明した輝度補償手段を反射層１３，蛍光ランプ１１，拡散部１４のいずれかまたは複数に付与することによって、エッジライト式のバックライトユニットにおいても蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらを補償して、均一な輝度の照明光を得ることができる。すなわち、蛍光ランプ１１に対しては、該蛍光ランプ１１の高電圧側Ｈから低電圧側Ｌの輝度むらを補償する輝度補償手段を設ければよく、また、反射層１３及び拡散部１４に対しては、蛍光ランプ１１の高電圧側Ｈから低電圧側Ｌの輝度むらに起因して生じる導光板１７の出射面の輝度むらに従って、上述のごとくの輝度補償手段を付与すればよい。
【０１０３】
（実施形態９）
上述した各実施形態に示すごとくの輝度補償手段を有するバックライトユニットを用いて液晶表示装置を構成することによって、表示画面上において輝度むらのない、高画質の表示画像を得ることができるようになる。
【０１０４】
図１３は、本発明の液晶表示装置の一実施形態を説明するための図で、バックライトユニットを有する液晶表示装置の断面概略構成を示すものである。図１３において、２０は液晶表示装置、２１は液晶パネルである。
【０１０５】
液晶表示装置２０は、２枚の透明絶縁性基板の間に液晶材料を封入した主要構成を有する一般的な液晶パネル２１と、液晶パネル２１に光を照射するためのバックライトユニット１０とを具備している。本実施形態の液晶表示装置２０が備えるバックライトユニット１０には、上記第１から第８の各実施の形態によるバックライトユニットのいずれかを適用することができる。
【０１０６】
本発明に関わる輝度補償手段を設けたバックライトユニット１０を用いて液晶パネル２１を照明することによって、蛍光ランプ１１の長手方向における輝度むらが補償され、輝度が均一化された照明光を得ることができ、これによって輝度むらがなく高画質の液晶パネル２１の表示画面を得ることができる。
【０１０７】
上記のごとくの液晶表示装置２０において、液晶パネル２１とバックライトユニット１０の拡散部１４との間に、図示しない偏光反射フィルムを設けることによって、光利用効率の高い液晶表示装置が得られる。ここでは、偏光反射フィルムの偏光透過軸を液晶パネル２１の入射側偏光板の偏光透過軸に合わせる。そして、偏光反射フィルムで反射した偏光成分が、拡散部１４や反射層１３等で拡散・反射を受けるときにその直交方向の偏光成分（偏光透過軸に一致する成分）が生じると、その成分は偏光反射フィルムを透過することができ、液晶パネル２１への有効光として利用できる。こうして偏光反射フィルムによって、偏光方向が揃った照明光を効率良く生成することができ、この照明光の偏光方向を液晶パネルの入射側偏光板の偏光軸に一致させることで、光利用効率の高い液晶表示装置を得ることができる。また。偏光反射フィルムと拡散部１４との間には、さらにＩＴＯシート，拡散フィルム，プリズムシート等の機能性フィルムまたはシートを配置することができる。
【０１０８】
（実施形態１０）
本実施形態は、液晶表示装置において、その液晶パネルに供給する表示画像データを制御することによって、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償し、均一な輝度の表示画面を得るようにしたものである。これについて、図１４ないし図１６とともに以下説明する。ここで、図１４は本実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す要部ブロック図、図１５は本実施形態の液晶表示装置における表示画面領域を示す説明図、図１６は本実施形態の液晶表示装置における階調変換部の階調変換特性（入出力特性）を示す説明図である。
【０１０９】
本実施形態の液晶表示装置は、図１４に示すように、入力画像データに所定の階調変換処理を施す階調変換部３１と、該階調変換部３１により階調変換が施された画像データに基づいて、液晶パネル３３のゲートドライバ３４及びソースドライバ３５に液晶駆動信号を出力する液晶コントローラ３２とを備えている。また、入力画像データの同期信号に基づいて、階調変換部３１での階調変換特性を切換制御するとともに、バックライト光源（線状蛍光ランプ）３７を駆動するための光源駆動部３８を制御するマイコン３６を備えている。
【０１１０】
すなわち、マイコン３６は、入力画像データの同期信号に基づいて、当該画像データが表示される画面位置を判別し、その画面位置に応じて階調変換部３１の階調変換特性を切り換えるよう、階調変換部３１に対して指示出力を行う。ここでは、図１５に示すように、線状蛍光ランプ３７の低電圧側に対応する表示画面上の領域Ｄ31と、線状蛍光ランプ３７のやや高電圧側に対応する表示画面上の領域Ｄ32と、線状蛍光ランプ３７の最も高電圧側に対応する表示画面上の領域Ｄ33とに分割し、各々の分割領域Ｄ31〜Ｄ33のいずれに表示されるべきデータかによって、該データに対する階調変換特性を切り換えるものとする。
【０１１１】
階調変換部３１は、図１６に示すように、入力階調レベルをそのまま（無変換で）出力する階調変換特性ａと、入力階調レベルをやや抑制して出力する階調変換特性ｂと、入力階調レベルを更に抑制して出力する階調変換特性ｃとを切換可能に有している。この階調変換部３１は、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いた構成でもよいし、所定の係数を入力画像データに乗算する乗算回路による構成としてもよい。後者の場合、例えば乗算係数ｋａ＝１．０、乗算係数ｋａ＝０．９、乗算係数ｋａ＝０．８を、マイコン３６からの制御信号に応じて切り換え、入力画像データに乗算することで、図１６に示すような階調変換特性ａ〜ｃを実現することができる。
【０１１２】
マイコン３６は、当該画像データが表示される画面位置が表示画面上の領域Ｄ31に属すると判別した場合、階調変換特性ａを選択するように、階調変換部３１に対し制御信号を出力する。すなわち、表示画面上の領域Ｄ31に表示される画像データに対しては、階調変換特性ａが選択されるので、そのまま（無変換で）液晶コントローラ３２に出力される。また、マイコン３６は、当該画像データが表示される画面位置が表示画面上の領域Ｄ32に属すると判別した場合、階調変換特性ｂを選択するように、階調変換部３１に対し制御信号を出力する。
【０１１３】
すなわち、表示画面上の領域Ｄ32に表示される画像データに対しては、階調変換特性ｂが選択されて階調変換処理が施されるので、表示画面上の領域Ｄ32では表示輝度が僅かに減少される。さらに、マイコン３６は、当該画像データが表示される画面位置が表示画面上の領域Ｄ33に属すると判別した場合、階調変換特性ｃを選択するように、階調変換部３１に対し制御信号を出力する。すなわち、表示画面上の領域Ｄ33に表示される画像データに対しては、階調変換特性ｃが選択されて階調変換処理が施されるので、表示画面上の領域Ｄ33では更に表示輝度が減少される。
【０１１４】
これによって、線状蛍光ランプ３７の高電圧側に位置する液晶パネル３３の透過光量が減少（表示輝度が低減）されるので、全表示画面で均一な輝度分布を実現することができる。以上のとおり、本実施形態においては、画像データの表示画面位置に応じて、該画像データの階調レベルを制御することにより、線状蛍光ランプ３７の長手方向における輝度不均一を低減して、輝度分布の均一化を図ることが可能である。
【０１１５】
尚、上記実施形態においては、線状蛍光ランプ３７の長手方向位置に応じて、表示画面上を３つの領域Ｄ31〜Ｄ33に分割し、各分割領域Ｄ31〜Ｄ33のそれぞれに表示される画像データに対する階調変換特性ａ〜ｃを切り換えるものについて説明したが、表示画面上の領域分割数、領域分割位置は、線状蛍光ランプ３７の長手方向における輝度分布（輝度むら）に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１１６】
また、液晶パネルを駆動するための基準階調電圧を、液晶パネルの表示画面位置に応じて可変することで、線状蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償する構成としてもよい。
【０１１７】
（実施形態１１）
液晶表示装置において、その液晶パネルの表示画面位置に応じて開口率を変化させることによっても、蛍光ランプの長手方向における輝度むらを補償し、均一な輝度の表示画面を得ることができる。すなわち、線状蛍光ランプの長手方向位置に応じて、液晶パネルの開口率を変化させることによって、線状蛍光ランプ光源の両端部における輝度不均一を低減することが可能である。
【０１１８】
例えば、直下式では、液晶パネルの線状蛍光ランプの高電圧側に対向する部分では開口率を小さく形成することで、パネル透過光量を低減するとともに、線状蛍光ランプの低電圧側に対向する部分では開口率を大きく形成することで、パネル透過光量を増大することができ、上述した線状蛍光ランプの長手方向における輝度不均一を低減して、輝度分布の均一化を図ることが可能となる。また、エッジライト式では、蛍光ランプの長手方向における輝度むらによって生じる照明光の面内の輝度ムラに応じて、液晶パネルの開口率を制御することにより、輝度分布の均一化を図ることができる。
【０１１９】
図１７は、開口率を制御する構成の一例を示す図で、図中、２１は液晶パネル、４１は遮光膜、４２は透明電極、４３はＴＦＴ駆動素子、ｉは液晶パネルに対する入射光、oは
液晶パネルからの出射光である。液晶パネル２１において、一般には格子状のメタル膜による遮光膜４１が設けられる。本実施形態の一例においては、この遮光膜４１の形成時に、蛍光ランプによる輝度むらに応じて遮光膜４１による各画素の開口率を制御し、蛍光ランプの長手方向における輝度むらをその画素毎の光透過率によって補償することにより、均一な輝度の表示画面を得ることができる。
【０１２０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、線状の蛍光ランプが本来的に備える長手方向における輝度むらを補償して均一な輝度の表示画面を得ることができるようにするために、蛍光ランプが有する輝度むらを補償する輝度補償手段を、バックライトユニットに付与することにより、光源として備える蛍光ランプの高電圧側と低電圧側の輝度差を補正し、出射光の輝度を均一化したバックライトユニットを得ることができる。またこのバックライトユニットを使用することにより、表示画面全域で均一な輝度を得ることができるようにした液晶表示装置を得ることができる。さらには、液晶パネルに供給する画像データの制御もしくは液晶パネルの開口率の制御等によって蛍光ランプの長手方向における輝度を補償することにより、表示画面全域で均一な輝度の液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１Ａ】本発明のバックライトユニットの一実施形態を説明するための図である。
【図１Ｂ】本発明のバックライトユニットの一実施形態を説明するための図である。
【図２】本発明に適用するバックライトユニットにおける蛍光ランプの配置構成例を説明するための図である。
【図３】反射層に付与したドットパターンの一例を説明するための図である。
【図４Ａ】図３に示す反射層のドットパターンを拡大して示す図である。
【図４Ｂ】図３に示す反射層のドットパターンを拡大して示す図である。
【図５】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図６】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図７Ａ】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図７Ｂ】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図８】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図９Ａ】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図９Ｂ】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図９Ｃ】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図９Ｄ】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図１０】蛍光体の膜厚とそのときの管面輝度との関係の一例を示す図である。
【図１１】本発明のバックライトユニットの更に他の実施形態を説明するための図である。
【図１２Ａ】本発明のエッジライト式のバックライトユニットの構成例を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明のエッジライト式のバックライトユニットの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置の一実施形態を説明するための図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の他の実施形態の概略構成を示す要部ブロック図である。
【図１５】図１４の液晶表示装置における表示画面領域を説明するための図である。
【図１６】図１４の液晶表示装置における階調変換部の階調変換特性（入出力特性）を示す説明図である。
【図１７】液晶パネルの開口率の制御について説明するための図である。
【図１８】蛍光ランプの長手方向（電圧印加方向）の相対輝度の分布特性例を説明するための図である。
【図１９】図１８の輝度勾配を持つ蛍光ランプに比して、駆動電圧をさらに上げたときの蛍光ランプの長手方向（電圧印加方向）の相対輝度の特性を示すグラフである。
【図２０Ａ】従来の直下式のバックライトユニットを有する液晶表示装置の一例を説明するための図である。
【図２０Ｂ】従来の直下式のバックライトユニットを有する液晶表示装置の一例を説明するための図である。
【図２１Ａ】従来の液晶表示装置が有するバックライトユニットの他の例を示す図である。
【図２１Ｂ】従来の液晶表示装置が有するバックライトユニットの他の例を示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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