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WO2008015827A1 - Dispositif d'affichage et son procédé de conception - Google Patents

Dispositif d'affichage et son procédé de conception Download PDF

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WO2008015827A1
WO2008015827A1 PCT/JP2007/058817 JP2007058817W WO2008015827A1 WO 2008015827 A1 WO2008015827 A1 WO 2008015827A1 JP 2007058817 W JP2007058817 W JP 2007058817W WO 2008015827 A1 WO2008015827 A1 WO 2008015827A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
display
arrangement
light emitting
display area
fluorescent lamps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/058817
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasumori Kuromizu
Hirokazu Mouri
Noriyuki Hoshiai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of WO2008015827A1 publication Critical patent/WO2008015827A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133604—Direct backlight with lamps
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity

Definitions

  • the present invention relates to a display device including a display panel and a direct type backlight having a light emitting region for irradiating the display panel from the back side, and a design method thereof.
  • Such a liquid crystal display device usually has a configuration in which polarizing plates are mounted on a light incident side and a light output side of a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is held by a pair of glass substrates, and enters the liquid crystal panel.
  • the image is displayed by modulating the polarization state of the emitted linearly polarized light with the liquid crystal layer.
  • transmissive liquid crystal display devices are currently the mainstream.
  • a backlight for that purpose is an essential component.
  • a side light type backlight and a direct type backlight are known.
  • a sidelight-type backlight has a line light source arranged on the side outside the display area, introduces light from the line light source into the light guide plate, and reflects and diffuses it by a regular uneven pattern of the light guide plate.
  • the surface light source is formed by the above.
  • a direct type backlight is formed by arranging a plurality of fluorescent lamps directly below the back side of the display area of a liquid crystal panel, and reflects the light on the back side of the fluorescent lamp to form a surface light source, and a fluorescent lamp And a functional optical member such as a diffusing sheet or a lens film for uniformizing the brightness of surface emission between the liquid crystal panel and the liquid crystal panel.
  • a fluorescent lamp in a direct type backlight a cold cathode fluorescent tube and a hot cathode fluorescent tube with high luminous efficiency and high brightness can be used.
  • the direct type backlight easily obtains high luminance, and is therefore widely used for configuring monitors and televisions that place importance on luminance.
  • the direct-type backlight has a problem that the luminance uniformity on the light emitting surface is greatly influenced by the arrangement of the fluorescent lamps.
  • Patent Document 1 The technique disclosed in Patent Document 1 is a fluorescent lamp disposed in a direct type backlight for the purpose of improving the central luminance while suppressing unevenness in luminance on the illumination surface of the direct type backlight.
  • the pitch is narrow at the center of the housing and wide at the periphery.
  • luminance unevenness is regarded as a difference between the maximum luminance and the minimum luminance on the entire illumination surface.
  • Patent Document 2 a U-shaped fluorescent lamp or an S-shaped fluorescent lamp is used, but the mounting pitch of the fluorescent lamp is gradually narrowed from the end toward the center.
  • the configuration to be disclosed is disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication “JP 2004-287226” Publication Date (October 14, 2004)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication “JP 2005-292226” (Publication Date: October 20, 2005 (corresponding US Patent Publication “US 2005/219861 A1J (Publication Date: October 6, 2005))”
  • Patent Document 3 Japanese Published Patent Publication “JP 2002-82626” (Published March 2002 2 2)
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is sufficiently good in actual display observation while suppressing the number of linear light emitting portions such as fluorescent lamps.
  • the object is to provide a display device capable of maintaining display quality.
  • the display device is a display device including a display panel and a direct type backlight for irradiating the display panel from the back side, and is parallel to each other across the back side of the display panel.
  • the central portion of the display area has a plurality of linear light emitting portions arranged on the display area, and the number of light emitting sections to be arranged is smaller than the case where the arrangement interval of the light emitting sections is aligned with the arrangement interval of the central area of the display area.
  • the arrangement interval of the light emitting parts is set wider, and along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the light emitting part through the center of the display area, the luminance distribution through the display panel is Approximate quadratic curve of the brightness distribution curve is configured so that the error is within 5%! RU
  • the light emission at the edge of the display area is smaller than that at the center of the display area so that the number of light emitting parts to be arranged is smaller than when the arrangement interval of the light emitting parts is aligned with the arrangement interval of the central area of the display area.
  • the arrangement interval of the parts is set wide. As a result, it is possible to reduce the number of light emitting units, and to suppress the cost and power consumption of the apparatus.
  • the cost of the light emitting units themselves is more than reduced by simplifying circuit elements such as an inverter circuit for driving the light emitting units, reducing the board area, and reducing the number of parts. If the use of fluorescent lamps as light emitting parts is reduced, the amount of mercury used in fluorescent lamps can be reduced by reducing the number of light emitting parts. The effect that it can be configured is also obtained.
  • the luminance unevenness in the display area tends to increase.
  • Conventional display area Although consideration was given to reducing the overall brightness unevenness of the image, it was observed by combining it with a display panel because of sufficient attention to local brightness unevenness. In an actual display, it is easy to observe locally unnatural brightness (for example, the area between the center of the display area and the edge of the display area is brighter or darker than the surrounding area). .
  • the luminance distribution along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the light emitting portion through the center of the display region has an error within ⁇ 5% with respect to the approximate quadratic curve of the luminance distribution curve.
  • the approximate quadratic curve means an approximate quadratic curve obtained by the method of least squares.
  • the ratio of the luminance at the edge of the display area to the luminance at the center of the display area in the luminance distribution is 55% or more.
  • the light emitting units are arranged at substantially equal intervals in a region of 30% of the center of the display region.
  • a region where the light emitting units are arranged at substantially equal intervals is a region that is 40% or less of the central portion of the display region.
  • a display device design method is a display device design method including a display panel and a direct type backlight for illuminating the display panel with a back force, and includes the direct type backlight.
  • the light emitting parts are arranged at the end of the display area wider than the center of the display area, so that the light emitting parts pass through the center of the display area and are orthogonal to the longitudinal direction of the light emitting part.
  • FIG. 1 (a) is a plan view showing a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (a).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a backlight portion for explaining the arrangement relationship of fluorescent lamps in the liquid crystal display device of FIG.
  • FIG. 3 A chart summarizing the results of experiments conducted to investigate the relationship between the arrangement of fluorescent lamps and display quality.
  • FIG. 4 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 4 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 4 (a).
  • FIG. 5 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 5 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 5 (a).
  • FIG. 6 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 6 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 6 (a).
  • FIG. 7 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 7 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 7 (a).
  • FIG. 8 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 8 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 8 (a).
  • FIG. 9 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 9 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 9 (a).
  • FIG. 10 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 10 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 10 (a).
  • FIG. 11 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 11 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 11 (a).
  • FIG. 12 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 12 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 12 (a).
  • FIG. 13 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 13 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 13 (a).
  • FIG. 14 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 14 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 14 (a).
  • FIG. 15 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 15 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 15 (a).
  • FIG. 16 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 16 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 16 (a).
  • FIG. 17 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 17 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 17 (a).
  • FIG. 18 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 18 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 18 (a).
  • FIG. 19 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 19 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 19 (a).
  • FIG. 20 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 20 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 20 (a).
  • FIG. 21 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 21 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 21 (a).
  • FIG. 22 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 22 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 22 (a).
  • FIG. 23 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 23 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 23 (a).
  • FIG. 24 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 24 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 24 (a).
  • FIG. 25 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 25 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 25 (a).
  • FIG. 26 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 26 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 26 (a).
  • FIG. 27 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 27 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 27 (a).
  • FIG. 28 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 28 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 28 (a).
  • FIG. 29 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 29 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 29 (a).
  • FIG. 30 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 30 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 30 (a).
  • FIG. 31 (a) is a chart showing an example of arrangement of fluorescent lamps.
  • FIG. 31 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 31 (a).
  • FIG. 32 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 32 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 32 (a).
  • FIG. 33 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 33 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 33 (a).
  • FIG. 34 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 34 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 34 (a).
  • FIG. 35 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 35 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 35 (a).
  • FIG. 36 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 36 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 36 (a).
  • FIG. 37 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 37 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 37 (a).
  • FIG. 38 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 38 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 38 (a).
  • FIG. 39 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 39 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 39 (a).
  • FIG. 40 (a) is a chart showing an arrangement example of fluorescent lamps.
  • FIG. 40 (b) is a graph showing the luminance distribution in the arrangement of FIG. 40 (a).
  • FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) show a plan view and a cross-sectional view, respectively, of the liquid crystal display device 1 in the present embodiment.
  • the cross-sectional view of FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (a).
  • the liquid crystal display device (display device) 1 includes a transmissive liquid crystal display panel (display panel) 20 and a direct backlight 10 for irradiating the liquid crystal display panel 20 from the back. Has been.
  • the liquid crystal display panel 20 is a display panel that displays an image by controlling the transmission state of light irradiated on the back surface for each pixel. Since the liquid crystal display panel 20 having a conventional configuration can be used, a detailed description of the configuration is omitted here. Instead of the liquid crystal display panel 20, another display panel that displays an image by controlling the transmission state of the light applied to the back surface for each pixel may be used.
  • the backlight 10 is for irradiating the back surface of the liquid crystal display panel 20 by emitting surface emitting light on the back surface of the liquid crystal display panel 20.
  • the backlight 10 includes a housing 11, a fluorescent lamp 12, and a diffusing member 13. Details of these members are as follows.
  • the knocklight 10 is further provided with a power supply device that supplies power for causing the fluorescent lamp 12 to emit light. Illustration of this power supply device is omitted.
  • the housing 11 is a box having a rectangular opening, a rectangular bottom slightly smaller than the opening, and a side surface inclined so as to face the opening, and the cross-sectional shape thereof is a trapezoid. It has become.
  • the planar shape of the opening corresponds to the shape of the display area 20a of the liquid crystal display panel 20.
  • the inner surface of the housing 11 is surface-treated so as to efficiently reflect the light of the fluorescent lamp 12, and functions as a reflector.
  • Each of these fluorescent lamps 12 forms a linear light-emitting portion, and the respective longitudinal directions thereof coincide with the longitudinal direction of the display region 20a and are arranged in parallel to each other on the same plane.
  • the fluorescent lamp 12 is supported through a support member (not shown) in a state where the bottom surface force of the housing 11 is slightly lifted. Note that the fluorescent lamp 12 does not necessarily have to be a straight line, but even if it is U-shaped or S-shaped, if there are linear portions arranged parallel to each other on the same plane, Each of these parts forms the linear light emitting part.
  • the diffusing member 13 reflects and diffuses the light emitted from the fluorescent lamp 12.
  • This is a sheet-like or plate-like member for converting the light emitted from the knocklight 10, that is, the light irradiating the liquid crystal display panel 20, into a surface-emitting state with a flattened brightness. It is provided to cover.
  • a polarizing conversion film that converts the transmitted light into linearly polarized light, a prism layer and a prism protective sheet for improving the luminance in the front direction of the liquid crystal display panel 20 may be provided on the diffusing member 13.
  • the prism protective sheet prevents the prism sheet as the prism layer from being damaged by contact with the polarization conversion film, etc., and suppresses deformation by sandwiching the prism sheet that is easily deformed due to temperature changes. By functioning as a lid, it contributes to higher brightness.
  • the longitudinal direction of the display region 20a and the direction perpendicular thereto are referred to as a horizontal direction and a vertical direction, respectively.
  • the multiple fluorescent lamps 12 are arranged so as to be plane-symmetric with respect to a virtual plane N perpendicular to the display surface at the longitudinal center of the display region 20a. Therefore, unless otherwise specified, only one side (the right side in FIG. 2) with respect to the virtual plane N will be described below.
  • the fluorescent lamp 12 has a distance from the virtual plane N of XI, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ , Xi, ⁇ , Xn (where i is an integer from 1 to n and n is the number of fluorescent lamps 12). There are a total of n at the position (2n in total when combined on both sides).
  • the interval between the position X (i ⁇ 1) and XI, that is, the pitch of the fluorescent lamp 12 is Pi.
  • the arrangement of the fluorescent lamp 12 is closely related to the display quality when the liquid crystal display device 1 performs display. Therefore, how to arrange the fluorescent lamp 12 is important in order to maintain a sufficiently good display quality.
  • each arrangement in Fig. 3 is as shown in Fig. 4 (a) to Fig. 40 (a) described in "Reference drawing for arrangement". It is a cage.
  • the display quality is verified for each of the case where a moving image is displayed and the case where a still image is displayed. The results are shown as ⁇ (good), ⁇ (somewhat bad), and X (bad) in FIG. The comment of the judge is added.
  • the brightness distribution measurement results conducted in search of conditions for maintaining good display quality are shown in Fig. 3.
  • a display area 20a having a width of about 1020 mm and a length of about 570 mm is used.
  • the diffusing member 13 a common diffusing plate in which three common diffusing sheets were stacked was used.
  • the luminance distribution is measured using a general luminance distribution meter installed at a position where the entire display area 20a can be measured from the center of the display area 20a on the display surface of the liquid crystal display panel 20 to the normal direction of the display surface.
  • the test was performed for a white display state (maximum luminance display) of 1.
  • the result of measurement by the luminance distribution meter is input to a personal computer and processed to obtain a vertical luminance distribution in the center of the display area 20a shown in the graphs of FIGS. 4 (b) to 40 (b) (in the graph (Solid line).
  • the vertical axis in the graphs of Fig. 4 (b) to Fig. 40 (b) is the ratio to the brightness of the light source as a reference, that is, a relative value, and "20" corresponds to 600 cd / m 2.
  • the horizontal axis in the graphs of FIGS. 4B to 40B indicates the vertical position in the central portion of the display area 20a (the central portion is 0).
  • the luminance at the center of the display area 2 Oa greatly affects the brightness of the entire display perceived by the observer. It is necessary to maintain the brightness at the center of the area 20a. As shown in the figure, the arrangement interval of the fluorescent lamps 12 needs to be set wider at the end of the display area 20a than at the center of the display area 20a.
  • the fluorescent lamp 12 when considering the arrangement of the fluorescent lamp 12 so as not to satisfy the condition 1, the fluorescent light in the central area 30% of the display area 20a, that is, in the range of about 85 mm from the virtual plane N shown in FIG.
  • the distance between the lamps 12 is almost equal (the variation of the distance from the central distance (24mm) is within 5% (1.2mm).
  • the fluorescent lamp 12 is arranged such that the condition that the fluorescent lamps 12 are arranged at almost equal intervals in the central 30% of the display area 20a (hereinafter referred to as “condition 3” t) is satisfied. I hope.
  • condition 4 the arrangement of the fluorescent lamp 12 satisfies the condition 3 and the condition that the area where the arrangement of the fluorescent lamp 12 is substantially equidistant is 40% or less (hereinafter referred to as “condition 4”). It is desirable to satisfy.
  • the liquid crystal display panel 20 has a display area 20a having a width of about 1020 mm and a length of about 570 mm.
  • the above conditions 1 to 4 obtained thereby Is generally applicable to liquid crystal display panels 20 of other sizes. Because, normally, when an observer observes the liquid crystal display panel 20, the distance from the liquid crystal display panel 20 is naturally adjusted according to the size (screen size) of the display area 20a of the liquid crystal display panel 20. This is because if the screen size is large, the distance is increased, and if the screen size is small, the distance is decreased. As a result, the influence of the screen size is offset by adjusting the distance. In particular, conditions 1, 3, and 4 are less related to the screen size because they focus on local luminance unevenness.
  • the liquid crystal display device 1 is configured by arranging the fluorescent lamps 12, and the luminance distribution is measured in the same manner as in the above-described experiment.
  • the desired arrangement interval of the fluorescent lamp 12 is determined by the process and the step of adjusting the arrangement interval of the fluorescent lamp 12 so that the error with respect to the approximated quadratic curve of the obtained luminance distribution curve is within ⁇ 5%. If you do,
  • the present invention can be applied to a display device including a display panel and a direct type backlight having a light emitting region for irradiating the display panel from the back side.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

明 細 書
表示装置及びその設計方法
技術分野
[0001] 本発明は、表示パネルとこの表示パネルを背面から照射するための発光領域を有 する直下型バックライトとを備えた表示装置及びその設計方法に関するものである。 背景技術
[0002] 近年、例えば液晶表示装置などを構成する液晶パネルに関する技術進歩には目 覚ましいものがある。特に、大型画面を形成する液晶パネルの開発や、装置全体の 薄型化による省スペース化あるいは省電力化は、販売市場の一層の開拓に欠かせ ないものとなっている。
[0003] このような液晶表示装置は、通常、一対のガラス基板で液晶層を挾持してなる液晶 パネルの光入射側及び光出射側に偏光板を装着した構成を有し、液晶パネルに入 射された直線偏光の偏光状態を液晶層によって変調することにより画像の表示を行
[0004] 液晶表示装置の中では、透過型の液晶表示装置が現在では主流となっている。こ の透過型液晶表示装置にぉ 、ては、液晶パネルの背後側からの照明を必要とする ことから、そのためのバックライトが不可欠な構成要素となっている。
[0005] ノ ックライトには、サイドライト型バックライトと直下型バックライトとが知られている。
[0006] サイドライト型バックライトは、表示領域外の側辺に線光源を配し、この線光源から の光を導光板に導入し、導光板の規則的な凹凸模様によって反射、拡散させること によって面光源化するものである。
[0007] 一方、直下型バックライトは、液晶パネルの表示領域裏側直下に複数の蛍光ランプ を並べて配したものであり、蛍光ランプの背面において光を反射させ面光源化する 反射板と、蛍光ランプと液晶パネルとの間において面発光の明るさを均一化する拡 散シートやレンズフィルムなどの機能性光学部材とを備えるものである。直下型バック ライトにおける蛍光ランプとしては、冷陰極蛍光管のほか、発光効率が高く高輝度化 が容易な熱陰極蛍光管などが用いられる。 [0008] これらのうち直下型バックライトは、高輝度が得られやす 、ことから、輝度を重視す るモニタやテレビを構成するために多く採用されている。し力しながら、直下型バック ライトでは、発光面における輝度の均一性が蛍光ランプの配置によって大きく影響さ れるという問題がある。
[0009] そこで、従来、輝度の均一性を保っための配置に関する様々な工夫がなされて!/ヽ る（例えば特許文献 1〜3参照)。
[0010] 特許文献 1に開示されている技術は、直下型バックライトの照光面上における輝度 ムラを抑えつつ中央輝度の向上を図ることを目的として、直下型バックライトに配置す る蛍光ランプのピッチを、筐体の中心部で狭く周辺部で広くなるようにするものである
。なお、この技術においては、輝度ムラを、照光面全面における最大輝度と最小輝度 との差として捉えている。
[0011] また、特許文献 2においても、 U字型蛍光ランプや S字型蛍光ランプを用いるもので あるが、端部から中央部に向かうにつれて蛍光ランプの取付けピッチを徐々に狭くな るようにする構成が開示されて 、る。
特許文献 1 :日本国公開特許公報「特開 2004— 287226」公報 (公開日 2004年 10 月 14曰）
特許文献 2 :日本国公開特許公報「特開 2005— 292226」公報 (公開日 2005年 10 月 20日（対応米国特許公開公報「US 2005/219861 A1J (公開日 2005年 10 月 6日））
特許文献 3 :日本国公開特許公報「特開 2002— 82626」公報 (公開日 2002年 3月 2 2曰）
発明の開示
[0012] 上記特許文献 1に開示の技術では、照光面全面における最大輝度と最小輝度との 差を輝度ムラとして捉えて 、る。
[0013] し力しながら、直下型バックライトを用いて構成した表示装置における実際の表示を 観察、検討した結果、輝度ムラとして照光面全面における最大輝度と最小輝度との 差のみを考慮したのでは、必ずしも十分良好な表示品位は得られないことが判明し [0014] すなわち、仮に照光面全面における最大輝度と最小輝度との差は小さい場合であ つても、局所的に輝度変化の比較的大きな部分が存在すれば、その部分において 輝度ムラが認識されやす 、ことが判明した。
[0015] そして、このような問題は、蛍光ランプの使用本数を削減するために蛍光ランプのピ ツチを不均一にしたときに特に顕著となることもわ力 た。
[0016] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蛍光ランプ等 の直線状の発光部の数を抑制しつつ、実際の表示の観察においても十分良好な表 示品位を維持できる表示装置を提供することにある。
[0017] 本発明に係る表示装置は、表示パネルとこの表示パネルを背面から照射するため の直下型バックライトとを備えた表示装置であって、前記表示パネルの背面側にぉ ヽ て互いに平行に配置された直線状の発光部を複数有し、前記発光部の配置間隔を 表示領域中央部の配置間隔にそろえた場合よりも配置する発光部の数が少なくなる ように、表示領域中央部よりも表示領域端部において前記発光部の配置間隔が広く 設定されており、表示領域中央部を通り前記発光部の長手方向と直行する方向に沿 い、前記表示パネルを介した輝度分布は、当該輝度分布曲線の近似 2次曲線に対 する誤差が士 5%以内となるように構成されて！、る。
[0018] 上記構成では、発光部の配置間隔を表示領域中央部の配置間隔にそろえた場合 よりも配置する発光部の数が少なくなるように、表示領域中央部よりも表示領域端部 において発光部の配置間隔が広く設定されている。これにより、発光部の数を削減で きること力 、装置のコストや消費電力を抑制することができる。
[0019] また、発光部の数の削減により、発光部を駆動するためのインバータ回路などの回 路要素の簡素化や基板面積の縮小、部品点数の削減などによる、発光部そのもの のコストダウン以上のコストダウンが可能となると 、う効果や、発光部として蛍光ランプ を用いる場合には、発光部の数の削減により、蛍光ランプに使用される水銀の使用 量をも削減でき、環境に優しい装置構成とすることができるという効果が得られること もめる。
[0020] ところが、表示領域中央部よりも表示領域端部において発光部の配置間隔を広く 設定しょうとすると、表示領域における輝度ムラが大きくなりやすい。従来、表示領域 の全体的な輝度ムラを低減することについては配慮されていたものの、局所的な輝 度ムラにつ 、ては十分な配慮がなされて 、な力つたため、表示パネルと組み合わせ ることによって観察される実際の表示においては、局所的に不自然な明暗 (例えば、 表示領域中央部と表示領域端部との間の領域が周辺領域よりも明るいあるいは暗い 状態)が観察されやすくなつて!ヽた。
[0021] そこで、上記構成では、表示領域中央部を通り発光部の長手方向と直行する方向 に沿った輝度分布は、当該輝度分布曲線の近似 2次曲線に対する誤差が ± 5%以 内となるように設定されている。ここで、近似 2次曲線とは、最小自乗法による近似 2 次曲線を意味する。
[0022] これにより、上述した局所的な不自然な明暗が観察されることを抑制することができ るよつになる。
[0023] 以上のように、上記構成では、直線状の発光部の数を削減しつつ、実際の表示の 観察においても十分良好な表示品位を維持できる表示装置を提供することができる
[0024] 本発明に係る表示装置は、上記表示装置において、前記輝度分布における表示 領域中央部の輝度に対する表示領域端部の輝度の比は 55%以上であることが望ま しい。
[0025] 上述した条件、すなわち表示領域中央部を通り発光部の長手方向と直行する方向 に沿った輝度分布は当該輝度分布曲線の近似 2次曲線に対する誤差が ± 5%以内 となると 、う条件を満たす範囲にぉ 、て、上記輝度分布における表示領域中央部の 輝度に対する表示領域端部の輝度の比を 55%以上とすることにより、特に表示パネ ルにおいて静止画を表示している際に、表示領域端部が暗く観察されてしまうことを 抑帘 Uすることができる。
[0026] 本発明に係る表示装置は、上記表示装置において、表示領域中央部 30%の領域 における前記発光部の配置はほぼ等間隔であることが望ましい。
[0027] 上記構成では、表示領域中央部において不自然に明るく観察される領域の発生を 抑制し、表示領域中央部付近においてなだらかな輝度分布が得られる結果、表示品 位を維持することができるようになる。 [0028] 本発明に係る表示装置は、上記表示装置において、前記発光部の配置がほぼ等 間隔となる領域は表示領域中央部 40%以下の領域であることが望ましい。
[0029] 上記構成では、表示領域中央付近におけるなだらかな輝度分布の外側において 輝度分布の急激な落ち込みの発生を抑制し、表示品位を維持することができるように なる。
[0030] 本発明に係る表示装置の設計方法は、表示パネルとこの表示パネルを背面力 照 射するための直下型バックライトとを備えた表示装置の設計方法であって、前記直下 型バックライトは前記表示パネルの背面側にぉ 、て互いに平行に配置された直線状 の発光部を複数有しており、前記発光部の配置間隔を表示領域中央部の配置間隔 にそろえた場合よりも配置する発光部の数が少なくなるように、表示領域中央部よりも 表示領域端部において前記発光部の配置間隔を広く設定するために、表示領域中 央部を通り前記発光部の長手方向と直行する方向に沿 、、前記表示パネルを介した 輝度分布を測定する工程と、当該輝度分布曲線の近似 2次曲線に対する誤差が ± 5 %以内となるように前記発光部の配置間隔を調整する工程とを含んでいる。
[0031] 上記方法により、上述したような、直線状の発光部の数を削減しつつ、実際の表示 の観察にお 、ても十分良好な表示品位を維持できる表示装置を容易に設計すること ができるようになる。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1(a)]本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
[図 1(b)]図 1 (a)の A— A線矢視断面図である。
[図 2]図 1の液晶表示装置における蛍光ランプの配置関係を説明するためのバックラ イト部分の断面図である。
[図 3]蛍光ランプの配置と表示品位との関係を調べるために行った実験の結果をまと めた図表である。
[図 4(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 4(b)]図 4 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 5(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 5(b)]図 5 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。 [図 6(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 6(b)]図 6 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 7(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 7(b)]図 7 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 8(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 8(b)]図 8 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 9(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 9(b)]図 9 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 10(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 10(b)]図 10 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 11(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 11(b)]図 11 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 12(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 12(b)]図 12 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 13(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 13(b)]図 13 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 14(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 14(b)]図 14 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 15(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 15(b)]図 15 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 16(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 16(b)]図 16 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 17(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 17(b)]図 17 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 18(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 18(b)]図 18 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 19(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 19(b)]図 19 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。 [図 20(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 20(b)]図 20 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 21(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 21(b)]図 21 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 22(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 22(b)]図 22 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 23(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 23(b)]図 23 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 24(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 24(b)]図 24 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 25(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 25(b)]図 25 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 26(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 26(b)]図 26 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 27(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 27(b)]図 27 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 28(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 28(b)]図 28 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 29(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 29(b)]図 29 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 30(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 30(b)]図 30 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 31(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 31(b)]図 31 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 32(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 32(b)]図 32 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 33(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 33(b)]図 33 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。 [図 34(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 34(b)]図 34 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 35(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 35(b)]図 35 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 36(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 36(b)]図 36 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 37(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 37(b)]図 37 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 38(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 38(b)]図 38 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 39(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 39(b)]図 39 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
[図 40(a)]蛍光ランプの配置例を示す図表である。
[図 40(b)]図 40 (a)の配置における輝度分布を示すグラフである。
符号の説明
[0033] 1 液晶表示装置
10 ノ ックライ卜
11 筐体
12 蛍光ランプ
13 拡散部材
20 液晶表示パネル
20a 表示領域
発明を実施するための最良の形態
[0034] 本発明の実施の一形態について、図 1から図 40に基づいて説明すると以下の通り である。
[0035] 図 1 (a)及び図 1 (b)に、本実施形態における液晶表示装置 1のそれぞれ平面図及 び断面図を示す。なお、図 1 (b)の断面図は、図 1 (a)における A— A線矢視断面図 である。 [0036] 液晶表示装置 (表示装置） 1は、透過型の液晶表示パネル (表示パネル） 20と、この 液晶表示パネル 20を背面から照射するための直下型のバックライト 10とを備えて構 成されている。
[0037] 液晶表示パネル 20は、背面に照射される光の透過状態を画素ごとに制御すること によって画像の表示を行う表示パネルである。液晶表示パネル 20としては、従来周 知の構成のものを利用できることから、ここではその構成についての詳細な説明は省 略する。なお、液晶表示パネル 20に代えて、背面に照射される光の透過状態を画素 ごとに制御することによって画像の表示を行う他の表示パネルを用いることもできる。
[0038] バックライト 10は、液晶表示パネル 20の背面において面発光状態の光を出射する ことによって液晶表示パネル 20の背面を照射するためのものである。このバックライト 10は、筐体 11と、蛍光ランプ 12と、拡散部材 13とを備えている。これら部材につい て詳述すると以下のとおりである。なお、ノ ックライト 10は、蛍光ランプ 12を発光させ るための電力を供給する電源装置をさらに備えている力 この電源装置については 図示を省略している。
[0039] 筐体 11は、矩形の開口部と、開口部よりもやや小さい矩形の底面と、開口部側を向 くように傾斜した側面とを有する箱体であり、その断面形状は台形となっている。この 開口部の平面形状は、液晶表示パネル 20の表示領域 20aの形状に対応している。 筐体 11の内面は蛍光ランプ 12の光を効率よく反射するように表面処理されており、 反射板として機能する。
[0040] 筐体 11内側には、例えば直管型の冷陰極蛍光管力もなる多数の蛍光ランプ 12が 配置されている。これら蛍光ランプ 12は、それぞれ直線状の発光部をなしており、そ れぞれの長手方向が表示領域 20aの長手方向と一致し、かつ、同一平面上に互い に平行に配置されている。蛍光ランプ 12は、図示しない支持部材を介して、筐体 11 の底面力も少し浮かせた状態で支持されている。なお、蛍光ランプ 12は必ずしも直 線状のものである必要はなぐ U字型や S字型のものであっても、同一平面上に互い に平行に配置された直線状の部分があれば、それら各部分は上記直線状の発光部 をなすことになる。
[0041] 拡散部材 13は、蛍光ランプ 12から発せられた光を反射及び拡散することによって 、ノ ックライト 10の出射する光、つまり液晶表示パネル 20を照射する光を、輝度が平 された面発光状態に変換するためのシート状又は板状の部材であり、筐体 11の開口 部を覆うように設けられている。なお、拡散部材 13に重ねて、透過する光を直線偏光 に変換する偏光変換フィルムや、液晶表示パネル 20の正面方向の輝度を向上する ためのプリズム層及びプリズム保護シートなどを設けてもよい。この場合、プリズム保 護シートは、プリズム層としてのプリズムシートが偏光変換フィルムなどとの接触によつ て傷つくことを抑制するとともに、温度変化などによって変形しやすいプリズムシート を挟み込むことによって変形を抑制する蓋として機能することにより、高輝度化に寄 与するものである。
[0042] 次に、ノ ックライト 10における蛍光ランプ 12の配置について説明する。なお、以下 では、表示領域 20aの長手方向及びこれに直交する方向をそれぞれ横方向及び縦 方向と称する。
[0043] 図 2に示すように、多数の蛍光ランプ 12は、表示領域 20aの縦方向中央において 表示面に垂直な仮想平面 N対して面対称となるように配置されて 、る。したがって、 以下では、特に断らない限り、上記仮想平面 Nに対する片側（図 2における右側）に つ 、てのみ説明することとする。
[0044] 蛍光ランプ 12は、仮想平面 Nからの距離が XI、 Χ2、 Χ3、 · · ·、 Xi、 · · ·、 Xn (iは 1 〜nの整数、 nは蛍光ランプ 12の本数)それぞれの位置に合計 n本（両側あわせると 合計 2n本)配置されている。ここで、位置 X(i—1)と XIとの間隔、すなわち蛍光ランプ 12のピッチを Piとする。
[0045] 蛍光ランプ 12の配置は、液晶表示装置 1において表示を行ったときの表示品位と 密接な関係がある。したがって、十分良好な表示品位を維持するためには、蛍光ラン プ 12をどのように配置するかが重要となる。
[0046] そこで、蛍光ランプ 12の配置を様々に変化させて実際に液晶表示装置 1の表示実 験を行い、そのときの表示品位を検証した。その結果を図 3に示す。
[0047] なお、図 3において、「配置」として記載した記号は実際の表示実験において用い た記号をそのまま記載したものであり、記号自体には特段の意味はない。また、図 3 における各配置の具体的内容は「配置参照図面」に記載した図 4 (a)〜図 40 (a)のと おりである。表示品位の検証は、動画を表示した場合、及び静止画を表示した場合 それぞれについて行っており、その結果を図 3において〇（良好）、△ (やや不良）、 X (不良）として示すとともに、判定者のコメントを付記している。さらに、各配置に関 する表示品位の検証結果に基づ!、て、良好な表示品位を維持するための条件を探 る上で行った輝度分布の測定結果は、図 3における「輝度分布参照図面」に記載し た図 4 (b)〜図 40 (b)のとおりである。
[0048] 表示実験に用いた構成、及び表示実験の条件は次のとおりである。
[0049] 液晶表示パネル 20としては、表示領域 20aが横約 1020mm X縦約 570mmのも のを用いている。拡散部材 13としては、一般的な拡散板に一般的な拡散シートを 3 枚重ねたものを用いた。表示品位の検証は、液晶表示パネル 20の表示面における 表示領域 20aのほぼ中央力も表示面ほぼ法線方向にほぼ 2m離れた位置から観察 者が観察し、その主観に基づく判定を行った。輝度分布の測定は、液晶表示パネル 20の表示面における表示領域 20aの中央から表示面法線方向に表示領域 20a全 体を測定できる位置に設置した一般的な輝度分布計を用い、液晶表示装置 1の白表 示 (最大輝度表示)状態に対して行った。輝度分布計による測定結果をパーソナルコ ンピュータにぉ 、て演算処理することにより、図 4 (b)〜図 40 (b)のグラフに示す表示 領域 20aの中央部における縦方向の輝度分布 (グラフにおける実線)を得た。なお、 図 4 (b)〜図 40 (b)のグラフにおける縦軸は、基準として!/、る光源の輝度に対する割 合、つまり相対値であり、「20」は 600cd/m2に相当している。また、図 4 (b)〜図 40 (b)のグラフにおける横軸は、表示領域 20aの中央部における縦方向の位置（中央 部を 0とする。）を示している。
[0050] 表示実験の結果につ!、て考察すると次のとおりである。
[0051] すべての蛍光ランプ 12を等間隔（24mm間隔）に配置した A配置（図 4 (a)参照）で は、表示領域 20aの中央部の輝度と端部の輝度との差 (以下「全体輝度ムラ」 t 、う。 )は小さぐ局所的な輝度ムラ (以下「局所輝度ムラ」という。）も小さい（図 4 (b)参照)。
[0052] これに対して、蛍光ランプ 12の使用本数を削減することを考えた場合、表示領域 2 Oaの中央部の輝度は観察者が感じる表示全体の明るさに大きく影響することから、 表示領域 20aの中央部の輝度を維持する必要があり、そのため、 A配置以外の各配 置のように、表示領域 20aの中央部よりも表示領域 20aの端部にぉ 、て蛍光ランプ 1 2の配置間隔を広く設定する必要が生じる。
[0053] ところが、 A配置以外の各配置では、全体輝度ムラ及び局所輝度ムラが A配置と比 較して大きくなつてしまい、その結果として、配置によっては静止画判定に関し、さら には動画判定に関しても判定結果がやや不良又は不良となってしまう。
[0054] そこで、少なくとも動画判定の判定結果が良好となる条件について検討した。その 結果、図 4 (b)〜図 40 (b)のグラフに示した輝度分布曲線について、最小自乗法によ つて求めた近似 2次曲線 (グラフにおける一点鎖線)を基準とし、この近似 2次曲線に 対する誤差が ± 5% (グラフにおける二点鎖線)以内の範囲に上記輝度分布曲線が 入っているという条件 (以下「条件 1」という。）を満たすことにより、少なくとも動画判定 の判定結果が良好（〇）となることがわ力つた。
[0055] また、さらに静止画判定の判定結果についても良好となる条件について検討した。
その結果、条件 1を満たし、かつ、図 4 (b)〜図 40 (b)のグラフに示した輝度分布曲 線において、表示領域 20aの中央部の輝度に対する表示領域 20aの端部の輝度の 比が 55%以上であるという条件（以下「条件 2」という。）を満たすことにより、静止画判 定の判定結果にっ 、ても良好（〇）となることがわ力つた。
[0056] さらに、条件 1を満たさなくなるような蛍光ランプ 12の配置について検討すると、表 示領域 20aの中央部 30%の領域、つまり図 2に示した仮想平面 Nから士約 85mmの 範囲における蛍光ランプ 12の配置間隔がほぼ等間隔（中央の間隔（24mm)に対す る間隔のバラツキが 5% (1. 2mm)以内。例えば B、 J、 K、 Lの各配置参照。 )になつ ていない配置、具体的には、 S2 (18)、 N、 Sl (18)、 P、 Q、 Rの各配置では、表示 領域 20aの中央にぉ 、て不自然に明るく観察される領域が存在することによって、条 件 1を満たさなくなる傾向にあることがわ力つた。このことから、蛍光ランプ 12の配置と しては、表示領域 20aの中央部 30%の領域ではほぼ等間隔に配置されているという 条件 (以下「条件 3」 t 、う。 )を満たすことが望ま 、と 、える。
[0057] 逆に、条件 3を満たす場合においても、 A配置以外の配置、つまり A配置と比較して 使用する蛍光ランプ 12の本数を削減する配置では、蛍光ランプ 12の配置がほぼ等 間隔となる領域が表示領域 20aの中央 40%を超える、つまり図 2に示した仮想平面 Nから士約 115mmの範囲を超えると、表示領域 20aの中央付近においてはなだら かな輝度分布が得られる反面、その外側において輝度分布の急激な落ち込みが観 察されることになり、望ましくない。具体的には、 S7 (20)、 S8 (20) 2、 S8 (20)、 S9 ( 20)、 S9 (20) 2、 S6 (18)、 S7 (18)力上記望ましくな!/、 f列に該当する。このこと力ら 、蛍光ランプ 12の配置としては、条件 3を満たし、かつ、蛍光ランプ 12の配置がほぼ 等間隔となる領域が 40%以下であるという条件 (以下「条件 4」という。）を満たすこと が望ましい。
[0058] なお、上述した実験結果は、液晶表示パネル 20として表示領域 20aが横約 1020 mm X縦約 570mmのものを用いたものである力 これによつて得られた上記各条件 1〜4は他のサイズの液晶表示パネル 20に対しても一般的に適用できるものである。 なぜなら、通常、観察者が液晶表示パネル 20を観察するときは、液晶表示パネル 20 の表示領域 20aのサイズ (画面サイズ）に応じて液晶表示パネル 20との距離を自然と 調整するものであり、画面サイズが大きければ距離を大きくとり、画面サイズが小さけ れば距離を小さくとる結果、画面サイズによる影響は距離の調整によって相殺される ためである。また、特に条件 1, 3, 4については、局所的な輝度ムラに着目している 関係上、画面サイズとの関連性はより低いといえる。
[0059] また、上述した実験結果は、蛍光ランプ 12を偶数本（図 2における左右両側あわせ た本数)用いた場合に関するものである力 これによつて得られた上記各条件 1〜4 は蛍光ランプ 12を奇数本用いた場合についても同じく成り立つものである。
[0060] また、上述した実験結果に基づいて液晶表示装置 1を設計するにあたっては、蛍光 ランプ 12を配置して液晶表示装置 1を構成し、上述した実験と同じように輝度分布の 測定を行う工程と、得られた輝度分布曲線の近似 2次曲線に対する誤差が ± 5%以 内となるように蛍光ランプ 12の配置間隔を調整する工程とにより、望ましい蛍光ラン プ 12の配置間隔を決定するようにすればょ 、。
産業上の利用の可能性
[0061] 本発明は、表示パネルとこの表示パネルを背面から照射するための発光領域を有 する直下型バックライトとを備えた表示装置に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 表示パネルとこの表示パネルを背面力 照射するための直下型バックライトとを備 えた表示装置において、
前記表示パネルの背面側にぉ 、て互いに平行に配置された直線状の発光部を複 数有し、
前記発光部の配置間隔を表示領域中央部の配置間隔にそろえた場合よりも配置 する発光部の数が少なくなるように、表示領域中央部よりも表示領域端部において前 記発光部の配置間隔が広く設定されており、
表示領域中央部を通り前記発光部の長手方向と直行する方向に沿い、前記表示 パネルを介した輝度分布は、当該輝度分布曲線の近似 2次曲線に対する誤差が ± 5 %以内であることを特徴とする表示装置。
[2] 前記輝度分布における表示領域中央部の輝度に対する表示領域端部の輝度の比 は 55%以上であることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。
[3] 表示領域中央部 30%の領域における前記発光部の配置はほぼ等間隔であること を特徴とする請求項 1又は 2に記載の表示装置。
[4] 前記発光部の配置がほぼ等間隔となる領域は表示領域中央部 40%以下の領域 であることを特徴とする請求項 3に記載の表示装置。
[5] 表示パネルとこの表示パネルを背面力も照射するための直下型バックライトとを備 えた表示装置の設計方法にお!、て、
前記直下型バックライトは前記表示パネルの背面側にぉ 、て互いに平行に配置さ れた直線状の発光部を複数有しており、
前記発光部の配置間隔を表示領域中央部の配置間隔にそろえた場合よりも配置 する発光部の数が少なくなるように、表示領域中央部よりも表示領域端部において前 記発光部の配置間隔を広く設定するために、
表示領域中央部を通り前記発光部の長手方向と直行する方向に沿い、前記表示 パネルを介した輝度分布を測定する工程と、
当該輝度分布曲線の近似 2次曲線に対する誤差が ± 5%以内となるように前記発 光部の配置間隔を調整する工程とを含むことを特徴とする表示装置の設計方法。
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