(57)【要約】【課題】直下型バックライト装置における蛍光管の間の輝度むらを解消する。【解決手段】拡散板２１の下方に反射板２４を略平行に配置し、この拡散板２１と反射板２４の間に蛍光管２２，２３を適間隔に配置した直下型バックライト装置において、蛍光管２２，２３の長手方向と直交する方向の反射板２４の断面形状を、蛍光管２２，２３の取り付けピッチの２分の１のピッチからなるジグザグ形状とするとともに、ジグザグ形状の頂点の山部２４ａ〜２４ｃを隣合う蛍光管２２，２３の中間位置の真下と蛍光管２２，２３の真下の位置とすることにより、蛍光管２２，２３の中間位置への反射光を多くして蛍光管２２，２３の間の輝度むらを解消する。なお、反射板２４の反射面は鏡面または鏡面に近い反射面とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線光源の背面に反射板を配設した直下型バックライト装置において、
前記線光源の真裏の反射板に断面山形の突起を形成したことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項２】
拡散板の下方に反射板を略平行に配置し、この拡散板と反射板の間に２以上の蛍光管を適間隔に配置した直下型バックライト装置において、
隣合う前記蛍光管の中間位置の真下の反射板と前記蛍光管の真下の位置の反射板にそれぞれ断面山形の突起を形成したことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項３】
拡散板の下方に反射板を略平行に配置し、この拡散板と反射板の間に２以上の蛍光管を適間隔に配置した直下型バックライト装置において、
前記蛍光管の長手方向と直交する方向の前記反射板の断面形状を、前記蛍光管の取り付けピッチの２分の１のピッチからなるジグザグ形状とするとともに、前記ジグザグ形状の頂点部を隣合う前記蛍光管の中間位置の真下と前記蛍光管の真下の位置としたことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の直下型バックライト装置において、
前記反射板の反射面を鏡面または鏡面に近い反射面としたことを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の直下型バックライト装置の上方に液晶パネルまたはプラズマディスプレイを配置したことを特徴とする薄型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶テレビ等の薄型表示装置に用いられる蛍光管を光源とした直下型バックライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイ用のバックライト装置としては、蛍光管を光源とした装置が広く用いられており、これにはエッジライト型と直下型の２つのタイプがある。エッジライト型は、細管の蛍光管を導光板の端辺に配置した構成からなり、薄型化が容易で導光板の発光面において高い輝度均一性が得られるが、発光面の高輝度化には限界がある。一方、直下型は複数本の並列配置した蛍光管と、背面に設けられた反射板と、発光面をなす拡散板を組み合わせた構成からなり、エッジライト型とは対照的に、蛍光管から放射される光束の有効利用効率が高く、かつ使用ランプ本数を増やすことができるため発光面の高輝度化が容易である。しかしその反面、蛍光管の真上で輝度が高くなるため、発光面の輝度均一性が悪いという問題点があり、特にバックライト装置を薄型化したときに、この傾向が顕著となる。
【０００３】
従来の直下型バックライト装置を図４および図５に示し説明する。図４は直下型バックライト装置の断面図であり、図５は図４におけるランプ光の反射図である。従来の直下型バックライト装置は、図４に示されるように、液晶パネル１の下方に複数個の蛍光管ランプ２を等間隔で配置し、これらのランプ２の上に光拡散機能をもつ拡散板３および光調整用フィルム（光学シート）４を順次設け、さらにこれら複数のランプ２の下方への照射光を拡散板３側へ反射させるための反射板５が設けられている。
ランプ２から出射された光は、図５に示される光路により、直接または反射して拡散板３および光調整用フィルム４を通過して均一な光として液晶パネル１の背面を照射する。尚、ランプ２の下部より下方に出射された光は反射板５が平板であるため、ランプ２直上近辺に入射され、その結果、各ランプ２の直上と、各ランプ２の中間部との間に輝度差が生じてしまい、実使用においては光学シートによる輝度分布の補正が必要である。
【０００４】
その補正の方法として、一般には、ライトスクリーンと称されるゼブラ状の光量補正パターンを拡散板等に印刷したり、光学シート上に形成した光学シートを用いていた。この手法は、ライトスクリーンによって蛍光管の真上に放射される光束を低減させることにより輝度均一性を向上させる方法である。
また、この方法以外にも、ライトスクリーンを用いないで輝度を均一化する手法が種々提案されており、特許文献１や特許文献２や特許文献３などに開示されている。
特許文献１は、少なくとも光源としての蛍光管と該蛍光管からの光を反射する反射板とを具備し、被照明物の直下に配置される直下型バックライトにおいて、プリズム列を有する第１のプリズム板を上記蛍光管と被照明物との間に設け、該プリズム板のプリズムの長手方向が上記蛍光管の長手方向と平行となるように配置し、蛍光管直上の輝度を低下させ、バックライトの輝度分布を平均化させるように構成したものである。この直下型バックライトは、蛍光管管径方向の局所的輝度むらが発生しにくく、且つ薄形化および高輝度化を可能にするものである。
【０００５】
また、特許文献２は、バックライトより発せられて直接拡散板を介し液晶表示装置に照射される直接光線が、バックライトの近傍とその外側では明るさに差が生じ輝度むらになるため、バックライトより発せられる直接光線以外の光線を反射板で反射して液晶表示装置を照射するようにしたものである。しかも反射板は、すじ目状又はシボ状の凹凸反射面と放物線或は疑似放物線状の鏡面反射面を有し、バックライトの２本の光源から発せられる光線が光の干渉を起す中央部は凹凸反射面で光を拡散反射させることにより均一な光線を液晶表示装置に照射させ、光の干渉を起しにくい外側は鏡面反射面で光を均一に反射して液晶表示装置に照射させることで輝度むらのない均一で鮮明な画面を映し出すようにしたものである。図６は特許文献２における直下型バックライト装置の１例を示す断面図であり、反射板１３は隣接するランプ２間の中間部に山部１３ａが形成されている。
また、特許文献３は、蛍光管に直交する断面において、反射板の表面形状が、蛍光管直下が凹面となる余弦関数曲線からなることを特徴とする直下型バックライト装置であり、かかる反射板の形状により、蛍光管からの直接光による輝度むらを反射板からの反射光によって打ち消して、輝度分布を均一化することができる。即ち、直下型バックライトの基本構成のみによって均一な輝度分布を実現するものであり、ライトスクリーンを用いないため光の有効利用率が高く、特殊な光学素子を用いないため製造コストが安く、また、高精度な位置合わせが不用であるため、製造も容易である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３３３３３３号公報
【特許文献２】
特開平１−１１６５２８号公報
【特許文献３】
特開２００１−１３８８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の直下型バックライト装置を用いた液晶表示装置では、厚み分布をつけた拡散板やプリズム等の特殊な光学素子を必要とする場合は構成が複雑となるとともに、バックライト装置の組立て時に高精度な位置合わせが必要となるという課題がある。また、反射板が平板であったり、隣接するランプ間の中間部に山状の突起を形成した場合においても、ランプ下部より下方へ出射された光は反射板に反射されランプ直上に照射されてしまうため、ランプ直上とランプ中間部との間に輝度差が生じてしまう問題があった。このように、ランプ直上とランプ中間部との間に輝度差が生じた場合には、輝度を均一化するために拡散板の他に多くの光学シートを必要とし、また均一化された光は最も暗い光源間の中央部の輝度で平滑化されてしまうことになり、光源の利用効率が低下するという問題があり、特に近年要望されつつある低消費電力化に対して最適なバックライト装置とは言えず、又、カラー液晶表示ユニットに要求される安価で高輝度達成の面からも問題があった。そこで、本発明は、上記課題に対し、ランプからの照射光を輝度むらを発生することなく高効率で液晶パネルに伝えるとともに、光学シートの使用枚数を削減した高輝度の直下型バックライト装置を低コストで提供することを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、線光源の背面に反射板を配設した直下型バックライト装置において、前記線光源の真裏の反射板に断面山形の突起を形成することにより輝度むらを解消した。また、本発明は、拡散板の下方に反射板を略平行に配置し、この拡散板と反射板の間に２以上の蛍光管を適間隔に配置した直下型バックライト装置において、隣合う前記蛍光管の中間位置の真下の反射板と前記蛍光管の真下の位置の反射板にそれぞれ断面山形の突起を形成することにより、蛍光管の間の輝度むらを解消した。さらに、本発明は、拡散板の下方に反射板を略平行に配置し、この拡散板と反射板の間に２以上の蛍光管を適間隔に配置した直下型バックライト装置において、前記蛍光管の長手方向と直交する方向の前記反射板の断面形状を、前記蛍光管の取り付けピッチの２分の１のピッチからなるジグザグ形状とするとともに、前記ジグザグ形状の頂点部を隣合う前記蛍光管の中間位置の真下と前記蛍光管の真下の位置とすることにより、蛍光管の間の輝度むらを解消した。なお、前記反射板の反射面は鏡面または鏡面に近い反射面とすることが好ましい。また、本発明に係る薄型表示装置は、前記直下型バックライト装置の上方に液晶パネルまたはプラズマディスプレイを配置して構成されるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係る直下型バックライト装置の要部の断面図である。図において、２１は拡散板であり、その下方に線光源である蛍光管２２，２３が適間隔で平行に配置されている。蛍光管２２，２３の下方には、山部と谷部が等間隔で交互に連続する断面ジグザグ形状をした反射板２４が、拡散板２１と平行に配設されている。反射板２４の山部２４ａ，２４ｃは蛍光管２２，２３の真下に位置し、反射板２４の山部２４ｂは蛍光管２２，２３の中間位置の真下に位置している。断面山形の突起である各山部２４ａ〜２４ｃは左右対称の形状をし、山部２４ａ〜２４ｃの各ピッチは蛍光管２２，２３の取り付けピッチの２分の１である。なお、反射板２４の上面は、光の入射角と出射角が等しくなるように鏡面または鏡面に近い反射面とする。
【００１０】
反射板２４の形状をこのように構成したことで、蛍光管２２，２３から出射された光は、図示された光路を通り、拡散板２１に到達する。特に、蛍光管２２，２３の下部から下方へ出射された光は、山部２４ａ，２４ｃで左右方向に反射されて蛍光管２２，２３の中間位置の拡散板２１に入射される光路を辿る。同様に、蛍光管２２，２３の斜め下部から斜め下方へ出射された光は、蛍光管２２，２３の間の山部２４ｂに入射された後、反射して上方の蛍光管２２，２３の中間位置の拡散板２１に入射される。その結果、従来の直下型バックライト装置では、光の入射量が不足していた蛍光管の間の拡散板についても、充分な光量が得られて輝度むらが解消され、拡散板上で均一な輝度が得られる。なお、図１の実施形態では、反射板２４の山部と谷部の形状を直線により形成していたが、余弦関数曲線等の曲線で形成することも可能である。また、山部を蛍光管の真下のみに形成して、中間位置に形成しない場合も、図６の従来例に比較して一定の効果が得られることが確認できた。
【００１１】
図２は、図１の直下型バックライト装置を２０インチの液晶表示装置に用いた場合の実施例を示し、その要部の拡大断面図である。図では、拡散板２１の厚みを２ｍｍとし、その下方１０ｍｍの位置に径４ｍｍの蛍光管を３０ｍｍピッチで配置し、さらに、拡散板２１から谷部までの距離を１８ｍｍとして反射板２４を支持し、反射板２４の山部のピッチを１５ｍｍとするとともに山部と谷部の内側の角度を１２０度したものである。これらの構成により、輝度むら補正用の光学シートを用いることなく、２０インチの液晶表示装置の液晶パネル部を照射できることが確認できた。
【００１２】
図３は、本発明に係る直下型バックライト装置と従来例との輝度分布を模式的に比較した説明図である。図示されるように、反射板がフラットの場合のＡ例と、蛍光管の中間位置に反射板突起を設けた場合のＢ例と、蛍光管の中間位置および蛍光管の真下に突起を設けた場合すなわち本発明のＣ例とにおけるＦ方向から見た拡散板上の水平方向の輝度分布は、下のグラフに示されるようになり、本発明のＣ例では、輝度分布がほぼ平坦となるとともに輝度自体も最も明るくなる。その結果、輝度むら補正のための光学シートが不要になり、部品点数が削減されて直下型バックライト装置のコストダウンが可能となる。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の直下型バックライト装置によれば、線光源である蛍光管の真下の位置の反射板と蛍光管の中間位置の真下の位置の反射板にそれぞれ断面山形の突起を形成することにより、蛍光管の間への光量が増して蛍光管の中間位置に発生していた輝度むらが解消される。それにより、蛍光管の上方の拡散板上に配置していた光学シートの使用を不要にし、または使用枚数を削減することが可能となり、コストダウンの効果が得られる。また、本発明の直下型バックライト装置は、蛍光管からの出射光が効率よく上方に伝達されるため、従来よりも明るい薄型表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直下型バックライト装置の要部の断面図である。
【図２】本発明に係る直下型バックライト装置の実施例の要部の拡大断面図である。
【図３】本発明と従来例との輝度分布を模式的に比較した説明図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】従来例の断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
２１  拡散板
２２，２３  蛍光管
２４  反射板
２４ａ〜２４ｃ  山部
【図１】
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【図２】
2005017412.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005017412.tif 000006
【図５】
2005017412.tif 000007
【図６】
2005017412.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月12日(2003.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005017412.tif 000009