CN1696788A - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

在液晶显示元件与多个发光部之间设置了扩散板及棱镜片的液晶显示器，各发光部由具有形成在支撑体上的光反射面和与该反射面紧密连接的光反射面和光透过面的导光体、以及与支撑体一体化的1个或1个以上的发光元件构成。这时，光反射面为漫反射面，光反射面与光透过面形成角的平均在7～23°之间。通过像这样设置，实现了显示器的正面射出的光的亮度高、在出射角度分布和亮度分布均匀性方面有优越性的薄型液晶显示器。

Description

液晶显示器

技术领域

本发明涉及，具有直下型背照灯的，在高亮度、出射角度分布均匀性、亮度分布均匀性、亮度分布控制性方面具有优越性的薄型的液晶显示器。

背景技术

近几年，随着液晶电视(TV)接收机等大画面型液晶显示器的低价化的发展，这些机器广泛地普及起来。这些液晶显示器，与用于个人电脑(PC)的液晶显示器相比，有必要为高亮度。因此，将主要将冷阴极管用于光源的直下型背照灯作为光源的液晶显示器得到使用。

直下型背照灯的结构，如下述专利文献1的图6所记载，由盒、作为发光面的扩散板、盒内部的光源、重叠在扩散板表面的光学片等构成。从光源发出的光，在盒内重复反射，通过扩散板与光源的设置等最适化，以大致均匀的分布从扩散板表面射出。另外，下述专利文献2中，记载了作为直下型背照灯，使用微透镜阵列的平行光的平面光源。

[专利文献1]特开2003-234012号公报

[专利文献2]特开2002-49326号公报

发明内容

用于液晶电视的背照灯所要求的性能是，照射到液晶面板的光的照射量大，且有必要对液晶面板的整个面以均匀的亮度、均匀的出射角分布来照射。而且，如果是壁挂式电视等用途时，有必要在可能的限度内使液晶显示器的厚度变薄。

一般液晶面板的厚度只有几毫米，所以决定液晶显示器厚度的是背照灯的厚度。因此，为了达到液晶显示器的薄型化，背照灯的薄型化是必不可少的。

关于亮度，与用于笔记本电脑的背照灯相比，用于液晶电视的背照灯的亮度通常有必要为5倍或5倍以上，所以，一般使用直下型背照灯。提高光的照射量可以通过增加光源的光照射量容易得到实现。但是，由于会伴随着耗电的增大，不能称为现实的方法。

对液晶面板的整个面得到均匀的亮度、均匀的出射角度分布，如图39(A)所示，通过降低扩散板1的透过率、增加背照灯的厚度、加大光源4与扩散板1的距离得到实现。但是，降低透过率会伴随由背照灯的光取出效率大幅降低引起的大量亮度的减少，加大光源4与扩散板1的距离会伴随由光取出效率降低引起的亮度减少和液晶显示器厚度的增加，因此不能使用。

在这样的情况下，为了不提高光源亮度而提高背照灯的亮度，如图39(B)所示，提高设置在光源4与液晶显示元件3之间的扩散板1的透过率，且缩短光源4与扩散板1的距离的方法是有效的。

缩短光源4与扩散板1的距离是背照灯薄型化的有效方法。如果提高扩散板1的透过率，光源4发出的光减少了在反射板8与扩散板1间反射的次数，由反射板8引起的反射损失变少，提高了亮度。

另外，通过缩短光源4与扩散板1的距离，比较图39(A)所示的光源4与扩散板1的距离大的情况与同图(B)所示的光源4与扩散板1的距离小的情况即可得知，盒端部侧面50中的反射损失减少，亮度上升。

但是，因为光源4的表面亮度和背照灯表面的必要亮度有很大不同，所以为了提高背照灯的亮度而提高扩散板1的透过率、缩短光源4与扩散板1的距离时，会产生以下问题(1)、(2)、(3)。

(1)提高扩散板1的透过率后，光源4发出的直射光穿过扩散板1，很容易进入眼睛，就会发生看见光源的现象，严重损害液晶显示器的显示品质。

(2)如图39(B)所示，缩短光源4与扩散板1的距离后，根据扩散板1的位置(光源正上方的A点与光源间的B点)的不同，入射到扩散板1的光的入射角度分布有很大不同。

下面说明不同的原因。图40表示全光线透过率为50％、60％、70％、80％的扩散板中，各入射角的出射光的出射角度分布。如图所示，全光线透过率为50％～小于60％的扩散板的出射光的出射角度几乎不受入射光的入射角的影响。与之相对，全光线透过率为60％或60％以上的扩散板的出射光的出射角度分布，很容易受到入射光的入射角度分布的影响。尤其是在70％或70％以上时，与入射角相同的出射角有很大的峰值。

因此，如图39(B)所示，缩短光源4与扩散板1的距离，扩散板的全光线透过率在60％或60％以上时，根据扩散板的位置的不同，出射角度分布也不同。即，即使进行了不产生正面方向亮度斑的设计，看液晶显示器时有些角度也会产生亮度斑，严重损害液晶显示器的显示品质。

(3)由于冷阴极管横向较长，所以不能控制部分的亮度分布。通常正极侧会变亮，所以成为左右方向产生亮度斑的原因。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而产生的，目的是提供能够不增加光源的光量地使液晶面板的整个面得到均匀的亮度、均匀的出射角度分布的薄型液晶显示器。

为了解决上述课题，在本发明中，根据本发明的第1至3方面，如图1至图4及图13至图16所示，在具有多个发光部、液晶显示元件、设置在上述液晶显示元件与上述发光部间且在上述发光部的光出射方向上的光学片的液晶显示器中，上述发光部由具有光反射面及形成在上述光反射面以外的光透过面的导光体、与上述导光体一体化的一个或一个以上的发光元件构成，上述光反射面为漫反射面，上述光反射面与上述光透过面形成的角平均在7～23°之间。

作为光学片，通常可以使用扩散板、棱镜片或两者的组合，但并不限定于此。

根据本发明的第4方面，如图18所示，发光部中的光源的高度为发光部厚度的20％或20％以下。

根据本发明的第5方面，如图19所示，当发光部的光透过面的面积为S1、上述发光部的数量为N、液晶显示器的有效显示面积为S2时，S2×0.3＜S1×N。

根据本发明的第6方面，如图9所示，发光部的光透过面与扩散板的距离/发光部的大小的值为大于等于0.5且小于等于3.0。

根据本发明的第7至9方面，如图20至图31所示，发光部的光反射面为：四棱锥或变形四棱锥(底面为长方形，纵横比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上是相同的形状)、或者四棱锥或变形四棱锥的底面的角及或棱线上具有R的形状，六棱锥或变形六棱锥(底面的纵横比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上是相同的形状)、或者六棱锥或变形六棱锥的底面的角及或棱线上具有R的形状；将光源设置在中心顶点附近，或者上述发光部的光反射面为球面或椭圆球面(长轴与短轴比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上是相同的形状)、或为其一部分、并将光源设置在球面光轴附近的光反射面的附近。

另外，从正面看到的发光部的光反射面的形状为正方形、长方形(纵横比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上相同)、六边形、变形六边形(底边的纵横比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上相同)。

根据本发明的第10方面，如图33所示，发光部的光透过面为凸状，并且其凸部的高度为发光部厚度的20％或20％以下。

根据本发明的第11方面，在发光部的光透过面与相邻发光部的光透过面之间的区域中的与光透过面大致相同高度、与光透过面平行且不存在光透过面的区域中形成漫反射板14。

根据本发明的第12方面，发光部的光源为由RGB三原色构成的3个或3个以上的发光元件，发光部中设置了3个或3个以上的发光元件，能够由各发光元件的亮度控制来控制色调。

根据本发明的第13方面，如图35所示，发光部的光源为由RGB三原色构成的3个或3个以上的发光元件的情况下，当发光部的光透过面的面积为S1、各发光元件间的距离为L2时，SQRT(S1)×0.02＜L2＜SQRT(S1)×0.06。

根据本发明的第14方面，使光扩散板的透过率，在发光部的光轴轴线上时，比扩散板的全体平均小，并提高光出射角度分布的均匀性。

根据本发明的第15方面，使光扩散板的透过率，在发光部的光轴轴线上时，比扩散板的全体平均大，并提高亮度。

根据本发明的第16方面，如图37所示，按照输入到液晶显示元件的图像，对每个发光部控制发光部的发光量。

根据本发明的第17方面，如图38所示，按照设置在发光部或者发光部附近或发光部光透过面附近的检测装置输出的输出信号，对每个发光部光源控制发光部的光源发光量。

根据本发明的第18方面，如图38所示，按照设置在发光部或者发光部附近或发光部光透过面附近的检测装置输出的输出信号和输入到液晶显示元件的图像，对每个发光部控制发光部的发光量。

根据本发明的第19方面，如图36所示，设置了多个汇集了多个发光部的发光单元，按照输入到液晶显示元件的图像，对每个发光单元控制发光量。

以上，通过本发明，能够提供在高亮度、出射角度分布均匀性、亮度分布均匀性、亮度分布控制性方面具有优越性的薄型液晶显示器。

附图说明

图1表示涉及本发明的第一实施例的液晶显示器的立体图。

图2表示用于说明图1中发光部7的立体图。

图3表示图1中液晶显示器的剖面图。

图4表示用于说明图1中发光部7的剖面图。

图5为用于说明发光部剖面形状的图。

图6为用于说明光反射面5为镜面时产生的问题的图。

图7为用于说明发光部内的光的传播情况的说明图。

图8为用于说明液晶显示器内的发光部照明区域的图。

图9为用于说明发光部的光透过面与扩散板的距离/发光部的大小和液晶显示器中心部与端部亮度比的图。

图10为用于说明平均形成角的图。

图11为用于说明平均形成角的影响的图。

图12为用于说明平均形成角大时产生的问题的图。

图13为用于说明光透过面与扩散板的距离/发光部的大小为1.5、使用全光线透过率为50％的扩散板时，平均形成角与特定方位亮度斑关系的图。

图14为用于说明光透过面与扩散板的距离/发光部的大小为1.5、使用全光线透过率为60％的扩散板时，平均形成角与特定方位亮度斑关系的图。

图15为用于说明光透过面与扩散板的距离/发光部的大小为1.5、使用全光线透过率为70％的扩散板时，平均形成角与特定方位亮度斑关系的图。

图16为用于说明光透过面与扩散板的距离/发光部的大小为1.5、使用全光线透过率为80％的扩散板时，平均形成角与特定方位亮度斑关系的图。

图17为用于说明光源高度及发光部厚度的图。

图18为用于说明光源高度/发光部厚度与从发光部取出的光取出效率的关系的图。

图19为用于说明S1×N/S2与亮度斑关系的图。

图20表示发光部为正方形，光反射面为圆形的发光部的平面图。

图21为用于说明发光部为正方形，光反射面的形状比发光部内接圆大的发光部的平面图。

图22为表示发光部为六边形，光反射面为圆形的发光部的平面图。

图23为表示发光部为六边形，光反射面的形状比发光部内接圆大的发光部的平面图。

图24表示发光部为长方形，光反射面的形状为椭圆的发光部的平面图。

图25表示发光部为长方形，光反射面的形状比发光部内接椭圆大的发光部的平面图。

图26表示发光部为六边形，光反射面的形状为椭圆的发光部的平面图。

图27表示发光部为六边形，光反射面的形状比发光部内接椭圆大的发光部的平面图。

图28为用于说明发光部为正方形，光反射面为四棱锥或带R的四棱锥的发光部的平面图。

图29为用于说明发光部为长方形，光反射面为四棱锥或带R的四棱锥的发光部的平面图。

图30为用于说明发光部为六边形，光反射面为六棱锥或带R的六棱锥的发光部的平面图。

图31为用于说明发光部为变形六边形，光反射面为六棱锥或带R的六棱锥的发光部的平面图。

图32为用于说明发光部的配置的图。

图33为用于说明光透过面的形状与光取出效率的关系的图。

图34为用于说明反射部效果的图。

图35为用于说明L2/SQRT(S1)与色斑值的关系的图。

图36为用于说明涉及本发明的第2实施例的液晶显示器的立体图。

图37表示用于说明第2实施例的液晶显示器的框图。

图38表示用于说明涉及本发明的第3实施例的液晶显示器的框图。

图39为用于说明缩短扩散板与光源距离时产生的问题的图。

图40为用于说明扩散板的每个入射角的出射角度分布的图。

具体实施方式

下面利用附图，说明本发明的实施例。

图1为涉及本发明的液晶显示器的整体立体图。图2为图1所示的液晶显示器中的包含光源的发光部的部分立体图。图3为图1所示的液晶显示器的剖面图。图4为图2所示的包含光源的发光部的剖面图。

本实施例如图1、3所示，由多个发光部7，液晶显示元件3，设置在液晶显示元件3与发光部7之间且在发光部7的光出射方向上的光学片1、2，以及支撑它们的盒9构成。光学片可以使用扩散板1、棱镜片2、扩散性棱镜片等。

将1张或1张以上的扩散板1和1张或2张棱镜片2组合是合适的，但并不限定于此。本实施例中，是由扩散板1和棱镜片2构成。

发光部7如图2、4所示，由具有光反射面5和形成在光反射面5以外的光透过面6的导光体10，与导光体10一体化的一个或一个以上的发光元件11，给发光元件11供电的电极12，支撑导光体10的支撑体13，与光透过面6实质上是形成在同一面上的反射部14构成。电极12被分割成足于驱动发光元件11的数量的区域，但此区域没有特别在图2、4中图示。

发光元件11埋设在导光体10中，由导光体10自身或实质上具有相同折射率的树脂，与导光体10在物理上、光学上结合。由此，由发光元件11发出的光高效地入射到导光体10。光反射面5和光透过面6如图4所示，是相对设置的。

光反射面5的形成方法，可以考虑很多种，有效的方法为：支撑体13由高反射率的白色树脂制成，在设置了发光元件11后，用透明树脂压模，由支撑体13的表面形成光反射面5。但并不限定于此。

关于光反射面5和光透过面6的剖面形状，除了图4所示的光透过面6为平面、光反射面5为凹状之外，如图5(A)～(B)所示，光反射面5可以使用平面[同图(A)(B)]或凹状[同图(C)(D)]、光透过面6可以使用平面[同图(A)]或凸状[同图(B)(C)]或凹状[同图(D)]。

而且，本实施例中，如图2所示，内含由RGB三原色构成的4个发光元件，且光反射面5是球面、光透过面6是平面。但并不限定于此。另外，发光元件不是3个是由于，发光元件因每种RGB效率不同而使用效率最低的一种颜色的两个发光元件，由此增大液晶显示器的最大亮度。

光反射面5有必要为漫反射面。这是因为如图6所示，当光反射面5为镜面时，由光透过面6射出的光会发生显著的指向性。这时，即使在能够合理地设计光反射面5的形状，使到达扩散板1的光的强度分布均匀化的情况下，发光元件附近的光15和发光元件间的光16，根据扩散板1的位置的不同，照射到扩散板1的光15、16的入射角度分布会变得明显不同。

这种情况从图40中便可得知，使用全光线透过率为60％或60％以上的扩散板1时，扩散板1的出射光17、18的出射角度分布与发光元件11附近的出射光17和发光元件11间的出射光18一样，因扩散板1与发光部7的位置关系，产生很大不同的结果。

由此，因为根据看液晶显示器的角度的不同，亮度分布会不同，所以从正面观察时，即使为了避免产生亮度斑而在反射面的形状上下功夫，从斜方向观察时，也会产生亮度斑，成为显著降低图像显示品质的原因。

以下，将由于看液晶显示器角度(从液晶显示器看到的出射角度)的不同，产生不同分布的亮度斑的现象叫做出射角度差别亮度斑。另外，由于特定方位亮度斑根据看液晶显示器角度的不同而不同，所以必须从多个出射角度来评价亮度斑。

将扩散板的全光线透过率明显减小，能够在一定程度上防止这个问题，但是如图40所示，在全光线透过率为60％或60％以上的扩散板中，透过光的出射角度分布对入射角度有依赖性，解决上述问题是极困难的。

另外，降低全光线透过率会使背照灯的光取出效率降低，成为背照灯亮度降低的原因，因此不令人满意。

在此，光反射面5为漫反射时，如图7所示，由发光元件11发出的光在光透过面6反射，在光反射面5进行漫反射19，所以，从光透过面6射出的光通过漫反射成为散射光。因此，从光透过面6射出的光的出射角度分布，由光透过面6的位置引起的影响与镜面反射相比，降低了很多。

由此，扩散板1的入射光的角度分布，与扩散板1的位置无关，大致相同，能够减少出射角度差别亮度斑的发生。

接着说明光透过面6与扩散板1的距离的合适范围。加大发光部7的光透过面6与扩散板1的距离，能够减少特定方位亮度斑，但液晶显示器的薄型化会变得困难，不令人满意。

另外，加大发光部7的光透过面6与扩散板1的距离，图8(A)所示的光透过面与扩散板的距离大时，与同图(B)所示的光透过面与扩散板的距离小时比较来看，同图(A)的情况下，每个发光部的照明区域变大。这时，如后面所述，发光部的发光量由各自控制时，相临发光部的发光量控制变得困难，不令人满意。

而且，加大发光部7的光透过面6与扩散板1的距离，光会很容易聚集到液晶显示器的中心部，结果液晶显示器端部的亮度降低，亮度分布均匀性降低，不令人满意。

图9表示发光部的光透过面与扩散板的距离/发光部的大小和液晶显示器中心部与端部的亮度比。通过将发光部的光透过面与扩散板的距离/发光部的大小控制在3.0或3.0以下(最好为2.0或2.0以下)，能够抑制端部的亮度减低。而且，发光部的大小为发光部的光透过面的大小(是圆时，为直径；是多边形时为外接圆与内接圆的直径的平均)。

关于发光部的光透过面与扩散板的距离的下限，如果过小，光透过面中的光量斑的影响就会变大，因此应该在不引起液晶显示器端部的亮度降低的范围内，尽量增大其距离。希望为0.5或0.5以上(最好为1.0或1.0以上)。

接着就光透过面6与光反射面5的关系进行叙述。发光部的光透过面与扩散板的距离/发光部的大小在大于等于0.5且小于等于3.0时，发光部的光反射面5与光透过面6的形成角的平均(以下称为“平均形成角”)，有必要在7～25°之间。平均形成角用以下的方法计算。

如图10所示，将光透过面6分割为微小区域30，设通过微小区域30并垂直于液晶显示元件3的直线31与光透过面6的交点为P1，设经过此交点P1的光透过面6的法线与通过微小区域30并垂直于液晶显示元件的直线31的形成角度为θ1。

另外，设通过微小区域30并垂直于液晶显示元件3的直线31与光反射面5的交点为P2，设经过此交点P2的光反射面5的法线与通过微小区域30并垂直于液晶显示元件3的直线31的形成角度为θ2，计算形成角度θ1和θ2。平均形成角为，θ1与θ2的差的值，考虑微小区域的面积，侧重考虑全光透过面取得的平均值。

在此，平均形成角在7～23°之间是根据以下理由。平均形成角小的时候，如图11(A)所示，在光反射面5各向同性散射的光20，从光透过面6开始成为几乎接近各向同性散射形状的出射光21。与之相对，平均形成角大的时候，如图11(B)所示，在光反射面5各向同性散射的光20，从光透过面6开始成为在垂直于光反射面5的方向上具有峰值的形状的出射光22。

因此，平均形成角大的时候，如图12所示，在发光部光轴附近和发光部光轴之间的区域中，来自扩散板1的发光部光轴附近的出射光23和发光部光轴间的出射光23′的出射角度分布会变得不同，会产生出射角度差别亮度斑。

图13～16为，光透过面与扩散板的距离/发光部的大小为1.5，使用全光线透过率为50％、60％、70％、80％的扩散板，为了使出射角为0°的特定方位亮度斑变得最小(目标是亮度斑为20％或20％以下)，将反射面形状最适化的情况下，评价平均形成角与特定方位亮度斑的产生状况的结果。而且，亮度斑＝(最大亮度-最小亮度)÷平均亮度。

用于评价特定方位亮度斑的出射角度为45°。这是因为用于液晶电视和PC用的监视器时，有必要在这个程度的出射角内将亮度斑抑制到与正面一样。

亮度斑的允许范围为20％或20％以下。在20％或20％以下时，肉眼不会将其作为斑观测到。即，特定方位亮度斑(0°)与特定方位亮度斑(45°)两者都有必要为20％或20％以下。

由上可知，平均形成角的合适范围最好是：全光线透过率为50％的扩散板时，如图13所示，平均形成角为7～25°；全光线透过率为60％的扩散板时，如图14所示，平均形成角为10～23°；全光线透过率为70％的扩散板时，如图15所示，平均形成角为10～19°；全光线透过率为80％的扩散板时，如图16所示，平均形成角为10～18°。

关于发光部7中的发光元件11的位置，发光部7中的发光元件11的高度最好为发光部7厚度的20％或20％以下。

发光元件11的高度如图17所示，为点25到点26间的距离。并且，点25是通过发光元件11并垂直于液晶显示元件的直线24与光反射面(实际上，由于存在电极12，所以是将光反射面延长得到的假想反射面)的交点。另外，点26是发光元件11与直线24的交点。

发光部7的厚度如图17所示，为点25与点27(光透过面6与直线24的交点)间的距离。发光部7中的发光元件11的位置被指定在上述范围内是因为，将从作为光源的发光元件11发出的光取出效率最大化。

图18表示光源高度/发光部厚度与发光部的光取出效率的关系。通过将光源高度/发光部厚度设定为0.2或0.2以下，能够提高取出效率。

关于发光部7的光透过面面积S1与液晶显示器的有效显示面积S2的比例，当发光部的数量为N时，最好S2×0.3＜S1×N。

图19表示S1×N/S2与正面亮度斑的关系，在上述范围以外，正面亮度斑在视认界限的20％或20％以上，不令人满意。这是因为S2×0.3＞S1×N时，光源变成点光源状，容易出现发光部与扩散板的位置关系的影响。

并且，考虑特定方位亮度斑时，正面亮度斑在可能的限度内越少越好，如图13～16所示，考虑将特定方位亮度斑(45°)比正面亮度斑高10％左右时，也可以将正面亮度斑定为10％或10％以下，S2×0.5＜S1×N＜S2×0.8。

光反射面5的立体形状与作为光源的发光元件11的位置关系如图20所示，最好是光反射面5为球面的一部分，在球面的光轴附近的光反射面附近设置发光元件11。

通过像这样设置，能够减少发光元件的光出射面的出射光的出射角度分布的各向异性(左右方向和上下方向的出射角度分布的不同)，因此能够在全方位将液晶显示器的视场角特性均匀化并提高视认性。

另外如图21所示，光反射面5也可以比发光部的内接圆大。此形状能够增加对光透过面6的液晶显示器有效显示面积的比例，有减少正面亮度和亮度斑的效果。

另外如图22所示，发光部的正面形状也可以是六边形。这时，因为能够增大光透过面6的面积，所以与图21所示的正方形相比，减少了正面亮度和亮度斑。

而且如图23所示，光反射面5也可以比发光部的内接圆大。此形状能够增加对光透过面6的液晶显示器有效显示面积的比例，有减少正面亮度和亮度斑的效果。

作为上述以外的形状，如图24～27所示，发光部7的光反射面5为椭圆球面(图24、26所示，长轴与短轴比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上是相同的形状)，或者为其一部分(图25、27)，将光源设置在球面光轴附近的光反射面的附近，将长轴方向设置为与画面横方向平行。

通过像这样设置，能够使上下方向的视场角比左右方向小，因此，在像液晶电视等这样与左右方向相比不需要上下方向的视场角的情况下，能够提高正面亮度。

而且，在图21～27中，光反射面5也可以为圆锥和任意曲线的旋转体。与球面相比，设计上有困难，但有亮度分布均匀化的效果。

另外，如图28所示，光反射面5可以为四棱锥或带R的四棱锥(四棱锥的棱线及或底面的角具有圆形的形状)，并可以将光源设置在四棱锥中心顶点附近。由此，即使发光部的正面形状为四边形，也能够增加光透过面6对液晶显示器有效显示面积的比例，有减少正面亮度和亮度斑的效果。

另外，如图29所示，使长边与短边之比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上相同，将长边方向设置为与画面横方向平行。通过像这样设置，能够使上下方向的视场角比左右方向小，因此在像液晶电视等这样与左右方向相比不需要上下方向的视场角的情况下，能够提高正面亮度。

而且，作为上述以外的形状，如图30所示，最好是发光部5为六棱锥或带R的六棱锥(六棱锥的棱线及底面的角具有圆形的形状)，并将光源设置在六棱锥中心顶点附近。通过像这样设置，在增大光发光面面积的同时，能够减少发光元件11的光出射面的出射光的出射角度分布的各向异性。

而且，根据需要，如图31所示，将发光部设计成为变形六边形(画面的纵横比与4∶3、16∶9等电视的画面纵横比实质上相同)。

通过使用这些形状，能够增加光透过面面积对液晶显示器有效显示面积的比例，有减少亮度斑的效果。

关于发光部的设置方法，如图32所示，可以使用围棋盘设置[同图(A)(B)]和交错设置[同图(C)(D)]。设置发光部时，应当尽量不使发光部的间隙空着。因此，发光部为正方形时，适用围棋盘设置；发光部为六边形时，适用交错设置。

作为发光部7的光透过面6的剖面形状有，如图5(A)所示的平面形状，同图(B)(C)所示的凸状，同图(D)所示的凹状。但如图33所示，与凹状(横轴为负)和平面形状(横轴为0)相比，从取出效率的观点看来，最好为凸状(横轴为正)。凸部的高度越大效率越高，但是，为发光部厚度的20％或20％以上时，平均形成角变大，因此不令人满意。

在发光部的光透过面与相临发光部的光透过面之间的区域(相当于图4所示的反射部14)中，最好在与光透过面大致相同的高度、与光透过面平行且不存在光透过面的区域中形成漫反射板。

这是将作为发光部的光透过面与相临发光部的光透过面之间的区域的图4的反射部14设置为在光透过面6大致相同的高度、与光透过面平行且不存在光透过面6的区域中形成的漫反射板。

图34是比较形成反射部14和未形成反射部14时的亮度的结果。通过这样将反射部14设置为漫反射，能够将扩散板1的反射光以高效率再次返回到扩散板，能够提高液晶显示器的亮度。

作为发光部的光源，最好为由RGB三原色构成的3个或3个以上的发光元件，发光部中设置了3个或3个以上发光元件，由各发光元件的亮度控制来控制色调。由此，能够得到发光元件的色度偏差按每个发光部进行修正、具有均匀色度特性的液晶显示器。

发光元件为由RGB三原色构成的3个或3个以上的发光元件，发光部中设置了3个或3个以上发光元件的情况下，当发光部7的光透过面6的面积为S1、各发光元件间的距离为L2时，最好将各发光元件间的距离固定，使得L2＜SQRT(S1)×0.06。

图35为测定L2/SQRT(S1)与色斑的关系的结果。同图的色斑值为，色斑值＝[(R亮度、G亮度、B亮度中的最大亮度)-(R亮度、G亮度、B亮度中的最小亮度)]/(R亮度、G亮度、B亮度中的平均亮度)。

目视研究的结果为，色斑值为2或2以下时，由于不会看到色斑，所以上述范围正合适。另外，关于下限，L2过小时，会由发光元件表面的反射的影响引起的色斑值增加和产生组装、散热等问题，因此，色斑值最小为0.02是合适范围的下限。

光扩散板的透过率，在发光部的光轴轴线上比扩散板的全体平均小时，有提高出射角度分布均匀性的效果。这是因为，在发光部的光轴轴线上时，在发光元件发出的光的出射角度分布的对称性方面有优越性，但在光轴线与光轴线之间时，对称性不好，成为液晶显示元件的视认性降低的原因。因此，通过降低在对称性方面有优越性的部分的扩散板的透过率，能够填补对称性的不足。

光扩散板的透过率，在发光部的光轴轴线上比扩散板的全体平均大时，有提高亮度的效果。这是因为，在发光部的光轴轴线上时，在发光元件发出的光的出射角度分布的对称性方面有优越性，能够提高扩散板的透过率。

[实施例2]

图36是涉及本发明的第二实施例的液晶显示器的立体图。根据本发明的液晶显示器，由于发光部7直接照射扩散板1，所以能够按照输入到液晶显示元件3的图像，通过对每个发光部控制发光部7的发光量，降低画面上暗区域的背照灯亮度，减少耗电。

另外，通过降低暗部分的背照灯亮度，能够减少液晶显示元件的泄漏光，由此，有增大对比度的效果。

图37是本实施例的框图，向图像信号分析部40中输入图像信号、来自外部传感器的周围亮度信号及来自遥控等的用户设定信号，将根据这些信号分析出的图像信号，提供给液晶显示元件驱动器41，在液晶显示元件3中显示。

另外，将在图像信号分析部40中分析出的作为图像信号的亮度分布或色度分布信号提供给发光部电流控制电路42，控制各发光部7的亮度或色度。

这里，发光部7例如在图36中，以3×3的9个为一组控制发光量，但并不限定于此，既可以为4×4或4×4以上，也可以将所有发光部个别控制或以2×2、4×4为控制单位。像这样，通过将多个发光部7单元化，能够谋求图像信号分析部40和发光部电流控制电路42的简化和组装的效率化。

而且，能够对每个作为光源的每个RGB发光元件控制驱动电流，按照用户的喜好调整色调、色度。另外，通过按照输入的图像信号，调整各发光部的亮度及色度，使之与周围亮度一致，能够进一步谋求低耗电化。

[实施例3]

图38为涉及本发明的第三实施例的框图。本实施例，在图37所示的实施例2的基础上，按照来自设置在发光部或者发光部附近或发光部光透过面附近的检测装置43的输出信号，图像信号分析部40对每个发光元件控制发光部7的作为光源的发光元件的发光量。

由此，能够对每个发光部修正作为光源的发光元件的长期变化、长年老化、元件特性的偏差。另外，图像信号分析部40既可以对每个发光部控制发光部7的发光量，也可以对每个汇集了多个发光部7的发光单元进行控制。

以上说明并描述了涉及本发明的几个实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，允许有变化和修改。因此，本发明并不限定于此，在不脱离后面附加的权利要求时，可以有变化和修改。

Claims (20)

1.一种具有多个发光部和液晶显示元件的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部由具有光反射面和光透过面的导光体、与上述导光体一体化的1个或1个以上的光源构成，上述光反射面为漫反射面。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，具有：

设置在上述液晶显示元件与上述发光部之间且在上述发光部的光出射方向上的光学片。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述光反射面与上述光透过面形成的角平均在7～23°之间。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部中的光源的高度为发光部厚度的20％或20％以下。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

当上述发光部的光透过面的面积为S1、上述发光部的数量为N、液晶显示器的有效显示面积为S2时，S2×0.3＜S1×N。

6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光透过面与扩散板的距离/发光部的大小的值大于等于0.5且小于等于3.0。

7.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光反射面为四棱锥或带R的四棱锥，光源设置在四棱锥中心顶点附近。

8.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光反射面为六棱锥或带R的六棱锥，光源设置在六棱锥中心顶点附近。

9.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光反射面为球面的一部分，光源设置在上述光反射面的光轴附近。

10.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光透过面为凸状，并且其凸部的高度为发光部厚度的20％或20％以下。

11.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

在上述发光部的光透过面与相邻发光部的光透过面之间的区域中的与光透过面大致相同高度、与光透过面平行且不存在光透过面的区域中形成漫反射板。

12.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光源为由RGB三原色构成的3个或3个以上的发光元件，上述发光部中设置了3个或3个以上的发光元件，由各发光元件的亮度控制来控制色调。

13.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

上述发光部的光源为由RGB三原色构成的3个或3个以上的发光元件，上述发光部中设置了3个或3个以上的发光元件，当上述发光部的光透过面的面积为S1、各发光元件间的距离为L2时，L2＜SQRT(S1)×0.06。

14.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

在上述液晶显示元件与上述发光部之间设置扩散板，使上述扩散板的透过率，在发光部的光轴轴线上，比扩散板的全体平均小，并提高光出射角度分布的均匀性。

15.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

在上述液晶显示元件与上述发光部之间设置扩散板，使上述扩散板的透过率，在发光部的光轴轴线上，比扩散板的全体平均大，提高亮度。

16.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

按照输入到上述液晶显示元件的图像，对每个发光部控制发光部的发光量。

17.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

按照设置在上述发光部或者发光部附近或发光部光透过面附近的检测装置输出的输出信号，对每个发光部光源控制发光部的光源发光量。

18.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：

按照从设置在上述发光部或者发光部附近或发光部光透过面附近的检测装置输出的输出信号和输入到液晶显示元件的图像，对每个发光部控制发光部的发光量。

19.根据权利要求16所述的液晶显示器，其特征在于：

设置了多个汇集了多个上述发光部的发光单元，按照输入到液晶显示元件的图像，对每个发光单元控制发光量。

20.根据权利要求17所述的液晶显示器，其特征在于：

设置了多个汇集了多个上述发光部的发光单元，按照输入到液晶显示元件的图像，对每个发光单元控制发光量。

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