(57)【要約】【課題】バックライト装置内の冷陰極蛍光ランプの配列により輝度分布をコントロールし、輝度ムラのない高品位の画像表示が得られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面に光を供給するバックライト装置とを備え、バックライト装置は、液晶表示パネルの背面に拡散光を照射させる照光面を有する拡散板１５と、拡散板１５の背面に光源光を照射する複数の冷陰極蛍光ランプ１４と、複数の冷陰極蛍光ランプ１４の背面に対向して設置されて複数の冷陰極蛍光ランプ１４から照射された光源光を拡散板１５に反射させる反射板１３とを有し、複数の冷陰極蛍光ランプ１４は、中央部分から周辺部分に向かう配列間隔をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとしたとき、ａ＞ｂ≧ｃ≧ｄ≧ｅ≧ｆの関係を有して設置することにより、液晶表示パネルの有効表示エリアＡＲ内の輝度分布が向上するので、輝度むらのない高品位の画像表示が得られる。【選択図】図６
2009251157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極を有する第１の透光性基板とカラーフィルタを有する第２の透光性基板との間に液晶層が挟持され、且つ前記第１の透光性基板の背面に第１の偏光板を有し、前記第２の透光性基板の前面に第２の偏光板を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に設置されて前記液晶表示パネルに光を供給するバックライト装置と、
を備え、
前記バックライト装置は、前記液晶表示パネルの背面に拡散光を照射する照光面を有する拡散板と、
前記拡散板の背面に対向して並列に配列して設置されて当該拡散板に光源光を放射する複数の冷陰極蛍光ランプと、
前記複数の冷陰極蛍光ランプの背面に対向して設置されて当該複数の冷陰極蛍光ランプから放射された光源光を前記拡散板に反射させる反射板と、
から構成され、
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、配列間隔が前記液晶表示パネルの表示画面中央部に対応する中央部分で当該表示画面周辺部に対応する周辺部分よりも広くして設置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、配列間隔が前記中央部分から前記周辺部分に向かって同等または徐々に狭くして設置され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。
【請求項３】
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、前記中央部分から前記周辺部分に向かう配列間隔をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとしたとき、ａ＞ｂ≧ｃ≧ｄ≧ｅ≧ｆの関係を有して設置されていること特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、内部電極型冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の冷陰極蛍光ランプは、外部電極型冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルの背面側に設置されて当該液晶表示パネルに光源光を照射させる冷陰極蛍光ランプ直下型バックライト装置を用いた液晶表示装置に係り、特にバックライト装置内に設置される複数の冷陰極蛍光ランプの配列構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン，携帯電話機などの各種情報端末用モニタまたはテレビ受像機などの表示手段として液晶表示装置が多用されている。この種の液晶表示装置は、液晶表示パネルに形成される電子画像に光を当てることによって可視化するものである。小型の情報機器では、この可視化のための光源に周囲光を利用する構造もあるが、周囲光の状態に係らずに、または比較的大きな画面で良好な画像を観察するためには、液晶表示パネルに照明光源を備え、液晶表示パネルに形成される電子画像をこの照明光源からの照明光で照明する構成としているものが多い。
【０００３】
小型の液晶表示装置では、液晶表示パネルの前面または周囲近傍に照明光源として所謂フロントライト装置を設置した構造があるが、ノート型パソコンやコンピュータモニター及びテレビ受像機などでは、液晶表示パネルの背面側に設置するバックライト装置と称する照明光源が採用される。
【０００４】
バックライト装置には、大別して２種類あり、その１つはノート型パソコンや機器の奥行き寸法が制限されるコンピュータモニターなどに用いられるサイドエッジ型バックライト装置であり、他の１つは高輝度が要求される比較的大型のコンピュータモニターまたはテレビ受像機には、液晶表示パネルの背面直下に設置される直下型バックライト装置である。
【０００５】
これらのバックライト装置は、その照明光源として主に冷陰極蛍光ランプが多く使用されている。この冷陰極蛍光ランプを使用したサイドエッジ型バックライト装置は、液晶表示パネルの背面に設置する導光体の側辺に冷陰極蛍光ランプを配置して構成されることから、比較的コンパクトに構成できる長所がある反面、光利用効率が低いという短所があり、直下型バックライト装置は、液晶表示パネルの背面に導光体を配置せずに複数本の冷陰極蛍光ランプを併設して構成されることから、光利用効率が高く得られる長所がある反面、バックライト装置自体の厚さが大きくなってしまうという短所がある。
【０００６】
なお、光源としての複数本の直管型冷陰極蛍光ランプと、これらの各冷陰極蛍光ランプの液晶表示パネル側に配置される光拡散板と、偏光変換フィルム及びプリズムシートと、各冷陰極蛍光ランプに背面側に設置された反射板とから構成されるバックライト装置ついては、例えば下記「特許文献１」に開示されている。また、この種のバックライト装置を液晶表示パネルの背面側に設置し、その光源光を液晶表示パネルの背面に照射するように構成された液晶表示装置については、例えば下記「特許文献２」に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８２６２６号公報
【特許文献２】特開平６−７５２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記構成による液晶表示装置に適用されるバックライト装置は、冷陰極蛍光ランプの本数を増加させることによって輝度を向上させることができる反面、バックライト装置の消費電力を増加させることになり、また、バックライト装置の温度を上昇させてしまうという課題があった。
【０００９】
また、冷陰極蛍光ランプの本数を増加させることなく、液晶表示パネルの表示画面中央部分の冷陰極蛍光ランプの配列間隔を小さくすると、相対的に表示画面の周辺部分の冷陰極蛍光ランプの配列間隔が大きくなってしまい、周辺部分の輝度が低下し、表示画面の輝度均一性が低下してしまうという課題があった。
【００１０】
さらに、この輝度均一性の課題は、光学シート及び高反射部材からなる反射板を使用することにより、ある程度解消することができる反面、材料費が高価となってしまうという新たな課題が発生する。
【００１１】
したがって、本発明は前述した従来の課題を解決するためになされたものあり、その目的は、表示画面中央部分の輝度を向上させ、かつ表示画面周辺部分に輝度低下を補正し、表示画面における輝度均一性を向上させることができる冷陰極蛍光ランプ直下型バックライト装置を用いて液晶表示パネルの表示画面に輝度ムラの発生しない高品位の画像表示が得られる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、画素電極を有する第１の透光性基板とカラーフィルタを有する第２の透光性基板との間に液晶層が挟持され、且つ第１の透光性基板の背面に第１の偏光板を有し、第２の透光性基板の前面に第２の偏光板を有する液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面側に設置されて当該液晶表示パネルに光を供給するバックライト装置とを備え、このバックライト装置は、液晶表示パネルの背面に拡散光を照射させる照光面を有する拡散板と、この拡散板の背面に対向して並列に配列して設置され、且つ拡散板に光源光を放射する複数の冷陰極蛍光ランプと、複数の冷陰極蛍光ランプの背面に対向して設置され、且つ複数の冷陰極蛍光ランプから放射された光源光を前記拡散板に反射させる反射板とから構成され、複数の冷陰極蛍光ランプは、配列間隔が液晶表示パネルの表示画面中央部に対応する中央部で当該表示画面周辺部に対応する周辺部分よりも広くして設置されることにより、液晶表示パネルの有効表示エリア内の輝度分布が向上し、液晶表示パネルの背面に輝度均一性の高い面光源光が照射されるので、背景技術の課題を解決することができる。
【００１３】
また、本発明による他の液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、複数の冷陰極蛍光ランプは、中央部分から周辺部分に向かって配列間隔が同等または徐々に狭くして配列されることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明による他の液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、複数の冷陰極蛍光ランプは、中央部分から周辺部分に向かって配列間隔をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとしたとき、ａ＞ｂ≧ｃ≧ｄ≧ｅ≧ｆの関係を有して設置されていること特徴としている。
【００１５】
また、本発明による他の液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、複数の冷陰極蛍光ランプは、内部電極型冷陰極蛍光ランプまたは外部電極型冷陰極蛍光ランプであることを特徴としている。
【００１６】
なお、本発明は上記構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液晶表示パネルの背面側に設置されるバックライト装置内の複数の冷陰極蛍光ランプが配列間隔を液晶表示パネルの表示画面中央部に対応する中央部分で表示画面周辺部に対応する周辺部分よりも広くして設置させたことにより、冷陰極蛍光ランプの数量，消費電力及び温度上昇等を増大させることなく、周辺部分における輝度低下が補正され、表示エリア内の輝度分布が向上し、液晶表示パネルの背面に輝度均一性の高い面光源光が照射されるので、輝度ムラのない高品位の画像表示が実現可能となる等の極めて優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による液晶表示装置の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例による構成を説明する要部縦断面図である。図１において、この液晶表示パネル１は、透光性ガラス板からなる第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との間に液晶層を挟持してなり、第１のガラス基板２と第２のガラス基板３との双方または一方の内面に画素形成用の電極またはアクティブ素子などを有している。なお、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子を形成した第１のガラス基板２をアクティブ・マトリクス基板、薄膜トランジスタを用いたものをＴＦＴ基板とも称し、カラーフィルタを形成した第２のガラス基板３をフィルタ基板とに称する。
【００２０】
また、第１のガラス基板２の主面（バックライト装置側）には第１の偏光板４が、第２のガラス基板３の主面（表示面側）には第２の偏光板５がそれぞれ貼り付けなどにより積層されて設置されている。さらに、この液晶表示パネル１の背面側には、光学補償シート６が設置されており、この光学補償シート６は、後述するバックライト装置の拡散板と対向する側から第１の拡散シート７，第１のプリズムシート８，第２のプリズムシート９，第２の拡散シート１０の順で貼り付けなどにより積層されて構成されている。また、この光学補償シート６の背面側には、直下型のバックライト装置１１が設置されている。
【００２１】
図２及び図３は、図１の液晶表示パネル１の背面側に配設される直下型のバックライト装置の構成を説明する図であり、図２は要部展開図、図３は組み立て後の要部斜視図である。これらの図において、このバックライト装置１１は、例えば樹脂材または金属材の成型体からなる枠状のフレーム１２内には内壁面が鏡面加工された例えばアクリル系またはポリカボネート系の白色樹脂材の成型体からなる反射板１３が収容され、この反射板１３の内部には、複数の冷陰極蛍光ランプ１４が後述する不等間隔（任意の配列間隔）で並列に配列されて設置されている。また、この反射板１３の上部開口端には、液晶表示パネル１の背面側に光源光を拡散させる照光面１５ａを有する拡散板１５が複数の冷陰極蛍光ランプ１４の配列面に対向して設置されて構成されている。
【００２２】
図４及び図５は、バックライト装置１１内に設置される複数の冷陰極蛍光ランプ１４の配列構造を説明する図であり、図４はバックライト装置の上方から見た要部平面図、図５は図４のＡ−Ａ線で切断した要部断面図である。なお、これらの図中、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。これらの図において、バックライト装置１１内に不等間隔で並列に配列して設置される複数の冷陰極蛍光ランプ１４は、図１に示す液晶表示パネル１の有効表示エリアＡＲ内において、表示画面中央部に対応する中央部分から周辺部分に向かって配列間隔が同等または徐々に狭くして配列されている。
【００２３】
すなわち、図５に示すように有効表示エリアＡＲ内において、表示画面中央部に対応する中央部分から表示画面周辺部に対応する周辺部分に向かって各冷陰極蛍光ランプ１４の配列間隔をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとしたとき、ａ＞ｂ≧ｃ≧ｄ≧ｅ≧ｆの関係を有して配列されている。なお、中央部分の配列間隔ａは、目標とする画面中央部輝度が得られる冷陰極蛍光ランプ１４の配列間隔である。
【００２４】
図６は、図１に示す液晶表示パネル１の有効表示エリアＡＲ内に複数の冷陰極蛍光ランプ１４を不等間隔で配列した設置構造における輝度分布の関係を示したものである。また、図７は比較例として有効表示エリアＡＲ内に複数の冷陰極蛍光ランプ１４を均等間隔ｐで配列した現行の設置構造における輝度分布の関係を示したものである。なお、この輝度分布は、図１に示す拡散板１５の照光面１５ａ上における測定値である。図６と図７において、図の左側の数値１〜２１は測定点を示す。
【００２５】
図６に示すように液晶表示パネルの有効表示エリアＡＲ内に複数の冷陰極蛍光ランプ１４を中央部分から周辺部分に向かって各冷陰極蛍光ランプ１４の配列間隔をａ＞ｂ≧ｃ≧ｄ≧ｅ≧ｆの関係で配列した設置構造とすることによって、複数の冷陰極蛍光ランプ１４から放射されるの全光束は変わらないので、中央部分の光束量を冷陰極蛍光ランプ１４の配列により減らすことにより、その減らした分を周辺部分で利用することができる。これによって、液晶表示パネル１の有効表示エリアＡＲ内の規格エリアＳＡにおいて、最大輝度と最小輝度との輝度差を大幅に低減させることができる。
【００２６】
これに対して、比較例として図７に示すように複数の冷陰極蛍光ランプ１４を中央部分から周辺部分に向かって均等間隔ｐで配列した現行の設置構造では、規格エリアＳＡにおいて、中央部分では最大輝度が得られるが、周辺部分に向かって徐々に輝度分布が低下し、最大輝度と最小輝度との輝度差が漸次に増大することになる。
【００２７】
したがって、図６に示した本実施例による複数の冷陰極蛍光ランプ１４を中央部分から周辺部分に向かって並列に不等間隔で配列する設置構造では、有効表示エリアＡＲの内における輝度分布が大幅に向上し、輝度均一性が得られることが明らかとなる。
【００２８】
なお、図６に示した複数の冷陰極蛍光ランプ１４の中央部分での配列間隔ａが他の配列間隔ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆよりも広くなることによって輝度分布特性の中央部分が若干低下することが考えられるが、他の配列による複数の冷陰極蛍光ランプ１４の光束量により補完されるので、実用上全く支障がないことが明らかになった。
【００２９】
また、図６及び図７において、有効表示エリアＡＲ内の上下端に配置される冷陰極蛍光ランプ１４の設置位置は、変更されておらず、予め設定された設置位置に固定されているものである。また、複数の冷陰極蛍光ランプ１４に流す管電流は、全て一定電流とし、一括点灯させた状態で測定して比較したものである。
【００３０】
このように構成されたバックライト装置は、バックライト装置１１内の冷陰極蛍光ランプ１４の数量，消費電力及び温度上昇等を増大させることなく、液晶表示パネル１の周辺部分における輝度低下が補正され、有効表示エリアＡＲ内における輝度分布が向上し、液晶表示パネル１の背面に輝度均一性の高い面光源光を照射させることができる。
【００３１】
図８は、本発明の他の実施例によるバックライト装置１１の構成による輝度分布の関係を示した図である。本実施例では、液晶表示パネル１の有効表示エリアＡＲ内で、複数の冷陰極蛍光ランプ１４が等間隔で配置してある。隣り合う冷陰極蛍光ランプは間隔ｐで配置してある。また、冷陰極蛍光ランプの管電流は、画面中央部に配置した冷陰極蛍光ランプ最も小さく、画面周辺部に配置した冷陰極蛍光ランプが最も大きい。つまり、中央部に配置した冷陰極蛍光ランプから順に周辺に配置した冷陰極蛍光ランプかけて、管電流をそれぞれ、Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ，Ｉｅ，Ｉｆとした場合、Ｉａ＜Ｉｂ≦Ｉｃ≦Ｉｄ≦Ｉｅ≦Ｉｆの関係にある。画面中央部分の光束量を冷陰極蛍光ランプの管電流によって減らすことで、画面中央部と画面周辺部との輝度差を調整することができる。これによって、液晶表示パネル１の有効表示エリアＡＲ内の規格エリアＳＡにおいて、最大輝度と最小輝度との輝度差を大幅に低減させることができる。
【００３２】
また、管電流を画面中央部に配置した冷陰極蛍光ランプと画面周辺部に配置した冷陰極蛍光ランプとで変える場合、画面上半分の領域に配置した冷陰極蛍光ランプと、画面下半分の領域に配置した冷陰極蛍光ランプとで、それぞれ別に制御することができる。つまり画面上半分の領域で、且つ画面中央部から画面上部に向って管電流をそれぞれ、Ｉａu，Ｉｂu，Ｉｃu，Ｉｄu，Ｉｅu，Ｉｆuとした場合、Ｉａu＜Ｉｂu≦Ｉｃu≦Ｉｄu≦Ｉｅu≦Ｉｆuの関係にある。一方、画面下半分の領域で、且つ画面中央部から画面上部に向って管電流をそれぞれ、Ｉａd，Ｉｂd，Ｉｃd，Ｉｄd，Ｉｅd，Ｉｆdとした場合、Ｉａd＜Ｉｂd≦Ｉｃd≦Ｉｄd≦Ｉｅd≦Ｉｆdの関係にある。画面上側と下側とで異なる制御とすることで、温度上昇に配慮した輝度の制御ができる。
【００３３】
また、上記構成によるバックライト装置１１を液晶表示パネル１の背面側に設置した液晶表示装置は、液晶表示パネル１の背面にはバックライト装置１１から開口率が高く、輝度均一性の高い面光源光が照射されることになるので、液晶表示パネル１の表示画面の中央部分と周辺部分とで輝度むらが生じない高品位の画像表示が得られる。
【００３４】
なお、前述した実施例では、複数の冷陰極蛍光ランプ１４は、中央部分から周辺部分に向かう配列間隔をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとしたとき、ａ＞ｂ≧ｃ≧ｄ≧ｅ≧ｆの関係を有して設置した構成について説明したが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、他の実施例として、液晶表示装置の設置の仕方等の使用条件による温度特性の影響も考慮して図６に示す有効表示エリアＡＲ内を中央部分の間隔ａを境界として上下方向に上側部分と下側部分とに分け、上側部分をｂ1≧ｃ1≧ｄ1≧ｅ1≧ｆ1の配列とし、下側部分をｂ2≧ｃ2≧ｄ2≧ｅ2≧ｆ2の配列として個別の間隔とし、面内を９分割する配列構成としても前述と略同等の効果が得られる。
【００３５】
また、前述した実施例において、冷陰極蛍光ランプ直下型バックライト装置を構成する複数の冷陰極蛍光ランプは、特に電極の型式について限定されるものではなく、内部電極型冷陰極蛍光ランプまたは外部電極型冷陰極蛍光ランプの何れを用いても、前述の効果と同等の効果が得られることはいうまでもない。
【００３６】
また、前述した実施例では、冷陰極蛍光ランプ直下型バックライト装置を液晶表示パネルの背面側に実装した液晶表示装置について説明したが、上記構成によるバックライト装置を用いた液晶テレビ受像機，大型液晶モニタ，車載用液晶ディスプレイ（液晶カーナビゲーション），携帯電話用ディスプレイ，ゲーム機用液晶ディスプレイ，医療用液晶モニタ，印刷／デザイン用液晶モニタ等の表示装置に適用しても前述の効果と同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例による構成を示す要部断面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の直下型バックライト装置の構成を示す要部展開図である。
【図３】図２のバックライト装置の組み立て後の構造を示す要部斜視図である。
【図４】図２のバックライト装置内に設置された複数の冷陰極蛍光ランプの設置構造を示す上方から見た要部平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線で切断した面を示す要部断面図である。
【図６】液晶表示パネルの有効表示エリア内に複数の冷陰極蛍光ランプを不等間隔で配列した設置構造における輝度分布の関係を示す図である。
【図７】比較用として液晶表示パネルの有効表示エリア内に複数の冷陰極蛍光端プを均等間隔で配列した現行の設置構造における輝度分布の関係を示す図である。
【図８】本発明の他の実施例によるバックライト装置の構成による輝度分布の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・液晶表示パネル、２・・・第１のガラス基板、３・・・第２のガラス基板、４・・・第１の偏光板、５・・・第２の偏光板、６・・・光学補償シート、７・・・第１の拡散シート、８・・・第１のプリズムシート、９・・・第２のプリズムシート、１０・・・第２の拡散シート、１１・・・直下型のバックライト装置、１２・・・フレーム、１３・・・反射板、１４・・・冷陰極蛍光ランプ、１５・・・拡散板、１５ａ・・・照光面。
【図１】
2009251157.tif 000003
【図２】
2009251157.tif 000004
【図３】
2009251157.tif 000005
【図４】
2009251157.tif 000006
【図５】
2009251157.tif 000007
【図６】
2009251157.tif 000008
【図７】
2009251157.tif 000009
【図８】
2009251157.tif 000010