JP4467491B2 - バックライト装置，液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は，例えば液晶テレビに代表される液晶表示装置に用いられるバックライト装置に関し，特に，バックライト装置の発光色の色純度の向上を図る技術に関するものである。

一般に，液晶テレビに代表される液晶表示装置のバックライト装置には，Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）を原色とする蛍光管が用いられている。この蛍光管には，赤色の波長光の発光強度が緑色や青色の波長光の発光強度に比べて小さいという特性があり，バックライト装置の発光色の色純度が十分ではなく，液晶表示装置における表示画像の色再現性に影響することが問題となっている。具体的には，液晶表示装置では，純粋な赤色が表示されにくい。
そこで，特許文献１では，バックライト装置に蛍光管及びＬＥＤ（発光ダイオード）の２種類の光源を用いることによって，表示画像の色再現性の向上を図った液晶表示装置が提案されている。このように構成された液晶表示装置Ｃが図７（特許文献１の図７を引用）に示されている。ここに，図７（ａ）は従来の液晶表示装置Ｃの正面図，図７（ｂ）は従来の液晶表示装置Ｃの側断面図である。
図７に示すように，前記液晶表示装置Ｃは，上下方向に配列された複数の蛍光管３１と，該蛍光管３１各々の間に配列されて赤色の波長光を発光するＬＥＤ３２と，前記蛍光管３１の駆動を制御するインバータ回路３３と，前記ＬＥＤの点灯を制御するＬＥＤ点灯回路３４と，前記蛍光管３１及び前記ＬＥＤ３２の発光強度を調整する調光制御手段３５と，電源回路部３６と，各種の光学部材である反射シート３７Ａ，拡散板３７Ｃ，拡散シート３７Ｄ，プリズムシート３７Ｅ及び反射偏光シート３７Ｆと，これらを収容する筐体３８と，画像を表示するための液晶パネル３９とを備えて構成されている。
このように構成された液晶表示装置Ｃでは，前記蛍光管３１によるＲ（赤）の波長光の発光強度が，該蛍光管３１各々の間に配置された前記ＬＥＤ３２による赤色の波長光の発光により補強されて色純度が向上するため，該液晶表示装置Ｃにおける表示画像の色再現性の改善が図られる。
特開２００４−１３９８７６号公報

しかしながら，前記液晶表示装置Ｃでは，前記ＬＥＤ３２が前記蛍光管３１各々の間だけに配置されているため，前記液晶表示装置Ｃの上下端部に配置された蛍光管３１の外側における該蛍光管３１の赤色の波長光の発光強度が補強されない。そのため，前記液晶表示装置Ｃでは，上下端部付近と中央部付近との間でバックライトの発光色が異なり，該液晶表示装置Ｃにおける表示画像に色ムラが生じることが問題となる。
従って，本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，所定の発光色の色純度を向上させると共に装置全体で均一な発光色を得ることのできるバックライト装置及びこれを備えた液晶表示装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明は，所定の方向に配列された複数の蛍光管各々の間に配置されて該蛍光管の所定の波長光の発光強度を補強する第１の補強光源を有するバックライト装置に適用されるものであって，前記複数の蛍光管のうち最も外側に配置された二つの蛍光管各々の外側に配置されて該蛍光管の所定の波長光の発光強度を補強する第２の補強光源を備えてなり，前記第２の補強光源の発光強度が，前記第１の補強光源の発光強度よりも低い関係にあることを特徴とするバックライト装置として構成される。なお，前記第１の補強光源，前記第２の補強光源及び前記蛍光管は筐体内に配置される。
このように構成された本発明のバックライト装置では，前記蛍光管各々の間における該蛍光管の所定の波長光の発光強度が補強されるだけでなく，最も外側に配置された二つの蛍光管の外側における該蛍光管の所定の波長光の発光強度が補強されるため，前記所定の発光色の色純度を向上させると共に当該バックライト装置全体で均一な発光色を得ることができる。
したがって，このように構成されたバックライト装置を備えてなる液晶表示装置では，表示画像における色再現性が高まり，色ムラの発生が防止される。

ここで，前記蛍光管各々の間に配置される前記第１の補強光源は，その両脇の二つの蛍光管の前記所定の波長光の発光強度を補強するものであるが，前記バックライト装置の上下端部近傍に配置された前記第２の補強光源は，一つの蛍光管の発光強度だけを補強するものであるため，その蛍光管の前記所定の波長光の発光強度が必要以上に補強されて，当該バックライト装置の発光色が不均一になることが考えられる。また，前記第２の補強光源から発光された前記所定の波長光が，該第２の補強光源の上方又は下方に配置された他の構成要素や当該バックライト装置の筐体などに反射して，最も外側に配置された前記蛍光管の外側の発光強度が必要以上に補強されるおそれもある。
しかし，本発明によれば，前記第２の補強光源の発光強度は，前記第１の補強光源の発光強度よりも低い関係にあるため，前記バックライト装置全体で発光色の均一性を高めることができ，ひいては当該バックライト装置を備えた液晶表示装置における表示画像の色ムラをより確実に防止することができる。具体的には，前記第２の補強光源の発光強度が前記第１の発光強度の略半分であることが考えられる。

ここに，前記第１の補強光源や前記第２の補強光源は，例えば前記蛍光管の長手方向に配列された複数の発光素子によって具現される。
このとき，その発光素子各々が，別々に発光の有無の制御が可能な少なくとも２以上の発光素子を含んでなるものであれば，発光させる発光素子の数を切り換えることによって，前記第１の補強光源と前記第２の補強光源との発光強度を容易に異ならせることができる。具体的には，前記第１の補強光源では二つの発光素子を発光させ，前記第２の補強光源では一つの発光素子を発光させることにより，前記第２の補強光源による発光強度を前記第１の補強光源による発光強度の略半分にすることができる。また，このような構成では前記第１及び第２の補強光源に用いる発光素子を共通化することができ，異なる発光素子を必要としないため，生産性に優れるという効果もある。

また，大型のバックライト装置などでは，前記第１の補強光源や前記第２の補強光源が実装される光源基板が，前記蛍光管の配列方向に分割された複数の分割基板を含む構成，換言すれば前記複数の分割基板を組み合わせることにより前記光源基板を構成する構成が考えられる。
この場合には，前記蛍光管の配列数をＬ，前記分割基板において前記蛍光管の配列方向と平行な方向に配列される発光素子の配列数をＸ，前記分割基板の数をＮとしたとき，Ｘ＝（Ｌ＋１）／Ｎの関係が満たされるように構成することが望ましい。これにより前記分割基板の構成が共通化されるため，異なる構成の分割基板を必要とせず，生産性に優れた構成となる。
また，２本の前記蛍光管を駆動する一又は複数のインバータ回路が採用されたバックライト装置では，そのインバータ回路の数をＭとしたとき，Ｘ＝（２・Ｍ＋１）／Ｎの関係が満たされるように構成してもよい。即ち，前記インバータ回路の数で，前記蛍光管の本数を特定することにより，前記分割基板の構成を共通化し得る構成を実現することができる。

ところで，前記発光素子は，前記分割基板において千鳥状に配列することが望ましく，これにより，前記発光素子で補強された前記蛍光管の所定の波長光の発光強度にムラが生じない。
ここで，特に，前記発光素子を，前記分割基板における一方の対角線上の両端部に配置されず，前記分割基板における他方の対角線上の両端部に配置されるように配列すれば，該分割基板を組み合わせたときに，その組み合わせ部位においても，前記発光素子を千鳥状に配置させることができる。また，この場合，前記分割基板の構成の共通化によって生産性に優れた構成を実現し得ることはいうまでもない。

本発明によれば，前記蛍光管各々の間における該蛍光管の所定の波長光の発光強度が補強されるだけでなく，最も外側に配置された二つの蛍光管の外側における該蛍光管の所定の波長光の発光強度が補強されるため，前記所定の発光色の色純度を向上させると共に当該バックライト装置全体で均一な発光色を得ることができる。
したがって，このように構成されたバックライト装置を備えてなる液晶表示装置では，表示画像における色再現性が高まり，色ムラの発生が防止される。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る液晶表示装置Ａの側断面図，図２は本発明の実施の形態に係るバックライト装置Ｂの概略構成図であって（ａ）は斜視図，（ｂ）は正面図である。
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る液晶表示装置Ａの概略構成について説明する。
図１に示すように，前記液晶表示装置Ａは，画像を表示するための液晶パネル１と，該液晶パネル１を背後から照明するバックライト装置Ｂと，該バックライト装置Ｂの発光に配色特性及び輝度分布特性を持たせる光学部材である反射シート２，拡散板３，拡散シート４，プリズムシート５及び反射偏光シート６と，これらを収容する筐体７と，を備えて概略構成されている。

続いて，図１及び図２を用いて，前記バックライト装置Ｂについて詳説する。
前記バックライト装置Ｂは，上下方向に配列された複数の蛍光管１１と，該蛍光管１１各々の駆動を制御する複数のインバータ回路１２と，前記蛍光管１１の長手方向及び配列方向に複数配列されて赤色の波長光を発光することにより該蛍光管１１による赤色の波長光の発光強度を補強するＬＥＤ（発光ダイオード）１３と，該ＬＥＤ１３が搭載された複数のＬＥＤ基板１４（分割基板の一例）と，前記蛍光管１１を支持するランプホルダ１５と，前記ＬＥＤ１３の発光を制御する不図示のＬＥＤ制御回路と，を備えて概略構成されている。
前記ＬＥＤ１３各々は，赤色の波長光を略同一の発光強度で発光する二つの発光素子を内部に備えた同一部品であって，該発光素子各々の発光の有無は，前記ＬＥＤ制御回路（不図示）によって別々に制御可能である。
なお，本実施の形態においては，前記蛍光管１１の赤色の波長光の発光強度を前記ＬＥＤ１３で補強して赤色の色純度を高める手法を例にして説明するが，その他の色，例えば青色，又は緑色の色純度を高める場合にも本発明が適用できることは言うまでもない。

ここで，前記バックライト装置Ｂは，前記蛍光管１１の配列数をＬ，前記ＬＥＤ基板１４において前記蛍光管１１の配列方向と平行な方向に配列される前記ＬＥＤ１３の配列数をＸ，前記ＬＥＤ基板１４の数をＮとしたとき，Ｘ＝（Ｌ＋１）／Ｎの関係が満たされるように構成されている。具体的には，前記バックライト装置Ｂでは，図示するように，Ｘ＝４，Ｌ＝１１，Ｎ＝３であり，Ｘ＝（Ｌ＋１）／Ｎの関係が満たされている（Ｘ，Ｌ，Ｎは整数）。
これにより，前記バックライト装置Ｂでは，前記複数のＬＥＤ基板１４として同一の形状の基板を用いることができるため，形状の異なる基板を用いる必要がなく生産性に優れている。もちろん，本実施の形態における前記蛍光管１１や前記ＬＥＤ１３，前記ＬＥＤ基板１４の数は一例に過ぎず，前記複数のＬＥＤ基板１４として同一形状の基板を用いるためには，前記したＸ＝（Ｌ＋１）／Ｎの関係を満たすように構成すればよい。

ところで，前段で説明したように，従来の液晶表示装置Ｃ（図７参照）では，前記蛍光管３１各々の間だけに前記ＬＥＤ３２が配置されているため，該蛍光管３１のうちの最も外側に設けられた蛍光管３１の外側における発光強度が補強されず，該液晶表示装置Ｃにおける表示画面に色ムラが生じていた。
しかし，前記バックライト装置Ｂでは，図１及び図２に示すように，前記蛍光管１１各々の間だけではなく，前記蛍光管１１のうち最も外側に配置された二つの蛍光管１１ａ各々の外側にもＬＥＤ１３ａが配置されている。ここに，前記蛍光管１１各々の間に配置された前記ＬＥＤ１３（以下，「ＬＥＤ１３ｂ」という）が第１の補強光源の一例，前記ＬＥＤ１３ａが第２の補強光源の一例である。

このように構成された前記バックライト装置Ｂでは，前記蛍光管１１が発光するときに，前記ＬＥＤ１３ａ及び前記ＬＥＤ１３ｂも同時に発光される。ここで，前記ＬＥＤ１３ｂが，両脇の２本の前記蛍光管１１の赤色の波長光の発光強度を適度に補強するように設計されているとすると，１本の前記蛍光管１１の赤色の波長光の発光強度を補強するものである前記ＬＥＤ１３ａの発光により，前記蛍光管１１ａの赤色の波長光の発光強度が必要以上に補強されるおそれがある。そのため，前記ＬＥＤ１３ａの発光強度は，前記ＬＥＤ１３ｂの発光強度よりも低いことが望ましい。
そこで，前記バックライト装置Ｂでは，前記ＬＥＤ１３ｂは内部の二つの発光素子が共に発光し，前記ＬＥＤ１３ａは内部の二つの発光素子のうち一つの発光素子だけが発光するように，前記ＬＥＤ制御回路によって制御される。これにより，前記ＬＥＤ１３ａの発光強度が，前記ＬＥＤ１３ｂの発光強度の半分になる。
したがって，前記バックライト装置Ｂでは，前記蛍光管１１各々の間における赤色の波長光の発光強度，及び前記蛍光管１１ａの外側における該蛍光管１１ａの赤色の波長光の発光強度が，前記ＬＥＤ１３ａ及び前記ＬＥＤ１３ｂによって補強される。これにより，前記バックライト装置Ｂ全体における赤色の波長光の色純度を向上させることができ，該バックライト装置Ｂ全体で均一な発光色を得ることができる。ひいては，前記バックライト装置Ｂを備えた前記液晶表示装置Ａにおける表示画像の色ムラの発生を防止することができる。
特に，前記バックライト装置Ｂでは，前記ＬＥＤ１３ａの発光強度が前記ＬＥＤ１３ｂの発光強度の半分であり，前記ＬＥＤ１３ａによって補強された前記蛍光管１１各々の間における赤色の波長光の発光強度と，前記ＬＥＤ１３ｂによって補強された前記蛍光管１１ａの外側における該蛍光管１１ａの赤色の波長光の発光強度とが均一となるため，当該バックライト装置Ｂ全体における発光色の高い均一性を得ることができる。
なお，本実施の形態では，前記蛍光管１１の赤色の波長光の発光強度を補強する光源としてＬＥＤを用いているがこれに限られず，他の光源を用いてもかまわない。また，前記ＬＥＤ１３ａの発光強度を前記蛍光管１１各々の間に配置された前記ＬＥＤ１３の発光強度よりも低くするための手法としては，各々の印加電圧に差を設けることや，同電圧における発光強度の異なる発光素子を用いること等が考えられる。

次に，図３及び図４を用いて，本発明の実施例１に係る液晶表示装置Ａ１について説明する。ここに，図３は本発明の実施例１に係る液晶表示装置Ａ１の側断面図，図４は前記液晶表示装置Ａ１に設けられたバックライト装置Ｂ１の正面図である。なお，前記液晶表示装置Ａ１及び前記バックライト装置Ｂ１において前記液晶表示装置Ａ（図１参照）及び前記バックライト装置Ｂ（図２参照）と同様の構成要素については同じ符号を付してその図示及び説明を省略する。
図３に示すように，前記液晶表示装置Ａ１に設けられたバックライト装置Ｂ１は，前記バックライト装置Ｂに設けられたインバータ回路１２に代えて，２本の前記蛍光管１１の駆動を制御するインバータ回路１２１（所謂ツーインワントランス）を備えている。このインバータ回路１２１は，前記バックライト装置Ｂが大型化し，前記蛍光管１１の数が多くなるにつれてより好適に用いられる。
また，前記バックライト装置Ｂ１には，前記複数のＬＥＤ基板１４に代えて，前記ＬＥＤ１３が縦７列，横９列に配列されて搭載された複数のＬＥＤ基板１４ａが設けられている。
このように構成された前記バックライト装置Ｂ１では，２本の前記蛍光管１１を駆動するインバータ回路１２１の数によって，該蛍光管１１の配列数を特定することができる。具体的には，前記蛍光管１１の配列数は，前記インバータ回路１２１の数の二倍となる。
そこで，前記インバータ回路１２１の数をＭ，前記ＬＥＤ基板１４ａにおいて前記蛍光管１１の配列方向と平行な方向に配列されるＬＥＤ１３の配列数をＸ，前記ＬＥＤ基板１４ａの数をＮとしたとき，Ｘ＝（２・Ｍ＋１）／Ｎの関係が満たされるように前記バックライト装置Ｂ１を構成することにより，前記ＬＥＤ基板１４ａの構成を同一にすることが可能である。具体的には，前記バックライト装置Ｂ１では，図示するように，Ｘ＝７，Ｍ＝１０，Ｎ＝３であり，Ｘ＝（２・Ｍ＋１）／Ｎの関係が満たされている（Ｘ，Ｎ，Ｎは整数）。

続いて，図５及び図６を用いて，前記ＬＥＤ基板１４（１４ａ）の変形例について説明する。ここに，図５は前記ＬＥＤ基板１４（１４ａ）の変形例を説明するための図，図６は前記ＬＥＤ基板１４（１４ａ）の他の変形例を説明するための図である。
図５に示すように，前記ＬＥＤ基板１４（１４ａ）の変形例であるＬＥＤ基板１４１では，前記ＬＥＤ１３が千鳥状に配列されている。このように前記ＬＥＤ１３が配列されることにより，前記バックライト装置Ｂ（Ｂ１）全体における発光色の均一性が高まる。

ここで，前記ＬＥＤ基板１４１では，該ＬＥＤ基板１４１における両方の対角線上の両端部に前記ＬＥＤ１３が配置されている。そのため，図５（ｂ）に示すように，複数の前記ＬＥＤ基板１４１を組み合わせたときに，その組み合わせ部位（図示する領域Ｒ）において，前記ＬＥＤ１３が千鳥状に配列されない。また，前記ＬＥＤ基板１４１とは逆の配列，即ち，両方の対角線上の両端部に前記ＬＥＤ１３が配置されないＬＥＤ基板を用意すれば，それらの組み合わせ部位において前記ＬＥＤ１３の千鳥状の配列を実現することができるが，これでは生産性に優れない。

そこで，図６（ａ）に示すように，前記ＬＥＤ基板１４（１４ａ）の他の変形例であるＬＥＤ基板１４２では，前記ＬＥＤ１３が，一方の対角線上の両端部に配置され，他方の対角線上の両端部に配置されないように千鳥状に配列されている。即ち，前記ＬＥＤ基板１４２では，前記ＬＥＤ１３の横方向各々の配列数が同一，且つ縦方向各々の配列数が同一である。
したがって，図６（ｂ）に示すように，複数の前記ＬＥＤ基板１４２を組み合わせたときに，その組み合わせ部位（図示する領域Ｓ）において前記ＬＥＤ１３の千鳥状の配列を実現することができる。これにより，他の形状のＬＥＤ基板を必要としないため，生産性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の側断面図。 本発明の実施の形態に係るバックライト装置の概略構成図。 本発明の実施例１に係る液晶表示装置の側断面図。 本発明の実施例１に係るバックライト装置の正面図。 ＬＥＤ基板の変形例を説明するための図。 ＬＥＤ基板の他の変形例を説明するための図。 従来の液晶表示装置の概略構成図。

符号の説明

１…液晶パネル
２…反射シート
３…拡散板
４…拡散シート
５…プリズムシート
６…反射偏光シート
７…筐体
１１（１１ａ）…蛍光管
１２，１２１…インバータ回路
１３（１３ａ）…ＬＥＤ
１４，１４１，１４２…ＬＥＤ基板
１５…ランプホルダ
Ａ，Ａ１…液晶表示装置
Ｂ，Ｂ１…バックライト装置

Claims (10)

1. 所定の方向に配列された複数の蛍光管各々の間に配置されて該蛍光管の所定の波長光の発光強度を補強する第１の補強光源を有するバックライト装置であって，
   前記複数の蛍光管のうち最も外側に配置された二つの蛍光管各々の外側に配置されて該蛍光管の所定の波長光の発光強度を補強する第２の補強光源を備えてなり，
   前記第２の補強光源の発光強度が，前記第１の補強光源の発光強度よりも低い関係にあることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記第１の補強光源，前記第２の補強光源及び前記蛍光管が筐体内に配置されてなる請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記第２の補強光源の発光強度が，前記第１の発光強度の略半分である請求項１又は２のいずれかに記載のバックライト装置。
4. 前記第１の補強光源及び／又は前記第２の補強光源が，前記蛍光管の長手方向に配列された複数の発光素子を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載のバックライト装置。
5. 前記発光素子各々が，別々に発光の有無の制御が可能な少なくとも２以上の発光素子を含んでなる請求項４に記載のバックライト装置。
6. 前記第１の補強光源及び／又は前記第２の補強光源が実装される光源基板が，前記蛍光管の配列方向に分割された複数の分割基板を含んでなり，
   前記蛍光管の配列数をＬ，前記分割基板において前記蛍光管の配列方向と平行な方向に配列される発光素子の配列数をＸ，前記分割基板の数をＮとしたとき，Ｘ＝（Ｌ＋１）／Ｎの関係が満たされるように構成されてなる請求項４又は５のいずれかに記載のバックライト装置。
7. ２本の前記蛍光管を駆動する一又は複数のインバータ回路を更に備えてなり，
   前記第１の補強光源及び／又は前記第２の補強光源が実装される光源基板が，前記蛍光管の配列方向に分割された複数の分割基板を含んでなり，
   前記インバータ回路の数をＭ，前記分割基板において前記蛍光管の配列方向と平行な方向に配列される発光素子の配列数をＸ，前記分割基板の数をＮとしたとき，Ｘ＝（２・Ｍ＋１）／Ｎの関係が満たされるように構成されてなる請求項４又は５のいずれかに記載のバックライト装置。
8. 前記発光素子が，前記分割基板において千鳥状に配列されてなる請求項６又は７のいずれかに記載のバックライト装置。
9. 前記発光素子が，前記分割基板における一方の対角線上の両端部に配置されず，前記分割基板における他方の対角線上の両端部に配置されるように配列されてなる請求項８に記載のバックライト装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のバックライト装置を備えてなる液晶表示装置。

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