CN209070273U - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种显示装置，一个实施方式的显示装置具有由发出激光的半导体激光器构成多个光源、照射从所述多个光源发出的光的导光板和透射从所述导光板照射出的光来显示图像的显示面板。导光板具有与所述显示面板相对置的出射面、与所述出射面相反一侧的反射面和连接所述出射面与所述反射面之间端面。端面包括与所述多个光源相对置的第一入射面和与所述第一入射面正交的第一端面及第二端面。所述多个光源在与所述第一入射面相对置的位置，在所述第一端面到所述第二端面之间排列成一列。多个光源中位于最靠近第一端面侧的第一光源配置在所述第一端面的延长线上，多个光源中位于最靠近第二端面侧的第二光源配置在所述第二端面的延长线上。

Description

显示装置

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2018年1月17日提交的日本专利申请No.2018-005611的优先权，并将其全部内容援引至本文。

技术领域

本实用新型的实施方式涉及将激光用于背面照明的显示装置。

背景技术

液晶显示装置等透射型显示装置具有向显示面板的背面照射光的照明装置。提出有如下的照明装置：使红色LED、绿色LED、蓝色LED沿导光板的入射面排列，并在导光板内将光混合而获得白色光(例如参照JP2006236951A)。

若取代LED而将发出色彩纯度高的激光的半导体激光器(Laser Diode)用于光源，则能够由显示装置表现的色域扩大。然而，激光与从LED发出的光相比其相干性更大。若将激光用于背面照明，则容易视觉确认到光斑(明暗的斑点模样)。

特别是，若朝向导光板的端面的激光与被端面反射并返回的激光重叠，则由于是从同一半导体激光器发出的同波长的激光，因此容易视觉确认到光斑。

实用新型内容

一实施方式的显示装置具有多个光源、导光板和显示面板。各个光源由发出激光的半导体激光器构成。导光板照射从多个光源发出的光。显示面板透射从所述导光板照射出的光来显示图像。

导光板具有出射面、反射面和端面。出射面与显示面板相对置。反射面位于与出射面相反一侧。端面连接出射面及反射面。端面包括第一入射面、第一端面和第二端面。第一入射面与多个光源相对置。第一端面及第二端面与第一入射面正交。

多个光源在与第一入射面相对置的位置，在第一端面到第二端面之间排列成一列。多个光源中位于最靠近第一端面侧的第一光源配置在第一端面的延长线上。多个光源中位于最靠近第二端面侧的第二光源配置在第二端面的延长线上。

根据这种构成，能够提供将激光用于背面照明的高品质的显示装置。

附图说明

图1是示出本实施方式的显示装置的概略构成的立体图。

图2是图1示出的显示面板及照明装置的概略剖视图。

图3是示意性示出本实施方式的照明装置的俯视图。

图4是示意性示出效率低的激光二极管的输出特性的图。

图5是示意性示出本实施方式的变形例的照明装置的俯视图。

图6是示意性示出与本实施方式比较的比较例的照明装置的俯视图。

具体实施方式

参照附图对若干个实施方式进行说明。此外，公开的不过是一例，本领域技术人员在维持实用新型的主旨的前提下容易想到的适当变更，当然包含在本实用新型的范围内。另外，就附图而言，有时为了使说明更明确而与实际形态相比示意性地示出，但不过是一例而已，并非限定对本实用新型的解释。在各图中，有时对连续配置的相同或类似的要素省略附图标记。另外，在本说明书及各图中，有时对发挥与已经说明的附图中相同或类似的功能的构成要素标注同一附图标记，并省略重复的详细说明。

另外，在本说明书中，“α包括A、B或C”、“α包括A、B及C中的某一个”、“α包括从由A、B及C构成的组中选择出的一个”这种表达只要没有特别明确说明，就不排除α包括A～C的多个组合的情况。而且，这些表达也不排除α包括其他要素的情况。在各实施方式中，作为显示装置的一例而公开了液晶显示装置DSP。但各实施方式不妨碍将通过各实施方式公开的各种技术思想对其他种类的显示装置的应用。

作为其他种类的显示装置，可设想例如具有微机电系统(MEMS：Micro ElectroMechanical System)快门等的机械式显示单元的显示装置等。液晶显示装置DSP能够用于例如智能手机、平板终端、便携式电话终端、个人电脑、电视接收装置、车载装置、游戏机、穿戴式终端等的各种装置。

图1是示出本实施方式的液晶显示装置DSP的概略构成的立体图。为了便于说明实施方式，如图1所示，定义了左右方向、前后方向、上下方向。上下方向例如是液晶显示装置DSP的厚度方向。此外，在倾斜配置液晶显示装置DSP的情况下，上下方向与重力方向并不一定一致。左侧为第一侧的一例，右侧为与第一侧相反的第二侧的一例。此外，也可以是右侧为第一侧、且左侧为第二侧。

液晶显示装置DSP具有显示面板PNL、向显示面板PNL的背面照射光的照明装置(背光源)BL、控制显示面板PNL或照明装置BL的动作的控制模块、驱动显示面板PNL的驱动IC芯片4、和向显示面板PNL或照明装置BL传送控制模块的控制信号的柔性电路基板FPC1、FPC2。

显示面板(液晶单元)PNL具有第一基板(阵列基板)SUB1、与第一基板SUB1相对置的第二基板(对置基板)SUB2、配置在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间的液晶层LC。液晶层LC为被电驱动而选择性地透射光的电光层的一例。此外，电光层可以是上述MEMS快门或电泳元件等。显示面板PNL具有显示图像的显示区域DA。显示面板PNL具有在显示区域DA中沿前后左右排列成矩阵状的多个像素PX。

驱动IC芯片4例如安装在第一基板SUB1上。此外，驱动IC芯片4也可以安装在上述控制模块等上。柔性电路基板FPC1将第一基板SUB1和控制模块连接。柔性电路基板FPC2将照明装置BL和控制模块连接。

上述控制模块从搭载有液晶显示装置DSP的电子设备的主板等依次接收用于在显示区域DA显示的1帧大小的图像数据。该图像数据例如包括各像素PX的显示色等的信息。控制模块基于接收到的图像数据而将用于驱动各像素PX的信号供给至驱动IC芯片4。另外，控制模块将控制点亮或熄灭的信号供给至照明装置BL。

照明装置BL朝向显示面板PNL的背面照射偏振了的白色光。将红色激光、绿色激光及蓝色激光混合而得到的白色光为包括两种以上颜色的激光的一例。在图1示出的例子中，照明装置BL具有以与显示面板PNL在上下方向上重叠的方式配置的导光板LG、隔着导光板LG而彼此相对置的第一光源组LS1及第二光源组LS2。此外，也可以省略第一光源组LS1及第二光源组LS2的某一方。

图2是显示面板PNL及照明装置BL的概略剖视图。如图2所示，导光板LG具有与第一基板SUB1相对置的第一主面(出射面)31、与第一主面31相反一侧的第二主面(反射面)32、位于第一主面31与第二主面32之间的端面30。

第一光源组LS1及第二光源组LS2与导光板LG的端面30相对置。第二主面32以越远离第一光源组LS1及第二光源组LS2则导光板LG的厚度越增加的方式倾斜。第一光源组LS1及第二光源组LS2发出的偏振了的激光入射至导光板LG的端面30，一边被第二主面32反射一边在导光板LG内传播，并从第一主面31射出。

从维持在导光板LG的内部通过的、偏振了的激光的偏振方向的观点出发，导光板LG优选具有低双折射性。导光板LG的相位差为入射来的激光的主波长的例如四分之一以下。导光板LG例如利用由正双折射物质和负双折射物质的混合物或共聚物构成的固有双折射率的绝对值为3×10^-3以下的聚合物等来形成。

混合物通过以适当的比率将固有双折射率为正的聚合物和固有双折射率为负的聚合物混合，而在聚合物产生了取向时使彼此之间双折射相抵消，使得在宏观上双折射不显现出来。或者，混合物通过将具有棒状的分子形状和极化率的各向异性的低分子量添加至聚合物，来抵消聚合物的双折射。

共聚物使固有双折射率为正的单体和固有双折射率为负的单体以适当的比率共聚，在一个聚合物链内使各向异性相抵消。作为这种聚合物，例如能够使用JP5263771B2的段落[0043]至段落[0052]所记载的聚合物。

如图2所示，显示面板PNL还具有使第一基板SUB1及第二基板SUB2贴合的密封材料3、及贴付在第二基板SUB2的上表面的偏振片PL。液晶层LC在密封材料3的内侧被封入在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间。

本实施方式的照明装置BL照射偏振了的激光。因此，在第一基板SUB1的下表面并未配置偏振片，而仅在第二基板SUB2的上表面配置有偏振片PL。由于偏振片为一片，所以在提高了第一基板SUB1及第二基板SUB2的透明度的情况下，能够得到可透过看到液晶显示装置DSP的背景的所谓透明液晶装置。

此外，照明装置BL也可以构成为照射无偏振的激光，且显示面板PNL具有两片偏振片。在图2示出的例子中，液晶显示装置DSP还具有配置在导光板LG与第一基板SUB1之间的棱镜片PS及扩散片DS。

棱镜片PS使从照明装置BL照射出的激光的光路在上下方向上一致。扩散片DS使从棱镜片PS通过的激光向左右方向扩散来扩大视角。从维持偏振度的观点出发，棱镜片PS及扩散片DS优选使用与导光板LG同样的低双折射材料。

图3是示意性示出本实施方式的照明装置BL的俯视图。导光板LG的端面30具有与第一光源组LS1相对置的后端面33、与第二光源组LS2相对置的前端面34、左端面35和右端面36。后端面33沿左右方向延伸。前端面34与后端面33平行地延伸。左端面35及右端面36均与后端面33及前端面34正交。

后端面33为第一入射面的一例，前端面34为第二入射面的一例。左端面35为第一端面的一例，右端面36为第二端面的一例。第一光源组LS1包括沿着导光板LG的后端面33隔开等间隔地排列成一列的多个半导体激光器20。同样地，第二光源组LS2包括沿着前端面34隔开等间隔地排列成一列的多个半导体激光器20。半导体激光器20为由半导体激光器构成的多个光源的一例。

第一光源组LS1及第二光源组LS2包括发出第一色的光的一对第一色光源、发出第二色的光的第二色光源、和发出第三色的光的第三色光源。第一光源～第三光源为例如与三原色对应的半导体激光器20。

第一光源组LS1及第二光源组LS2是使按照第二色光源、第一色光源、第三色光源、第一色光源的顺序排列的单位光源连续而构成的。换言之，在第一光源组LS1及第二光源组LS2中，在排列成一列的第一光源之间交替配置有第二光源和第三光源。

在图3示出的例子中，第一色为绿色，第二色为红色，第三色为蓝色。第一光源组LS1及第二光源组LS2是使按照发出红色的光的红色半导体激光器R、发出绿色的光的第一绿色半导体激光器G1、发出蓝色的光的蓝色半导体激光器B及发出绿色的光的第二绿色半导体激光器G2的顺序排列的单位光源RGBG连续而构成的。此外，第一色可以为红色，第一色也可以为蓝色。

第一绿色半导体激光器G1及第二绿色半导体激光器G2交替排列。红色半导体激光器R在第一绿色半导体激光器G1的左侧相邻位置，配置在第一绿色半导体激光器G1与第二绿色半导体激光器G2之间。蓝色半导体激光器B在第一绿色半导体激光器G1的右侧相邻位置，配置在第一绿色半导体激光器G1与第二绿色半导体激光器G2之间。也就是说，红色半导体激光器R及蓝色半导体激光器B隔着发出绿色的光的第一绿色半导体激光器G1或第二绿色半导体激光器G2而交替配置。

第一绿色半导体激光器G1发出的绿色激光和第二绿色半导体激光器G2发出的绿色激光可以为相同主波长，也可以为不同的主波长。在为不同的主波长的情况下，第二绿色半导体激光器G2发出的绿色激光的主波长与第一绿色半导体激光器G1相比可以偏红色，也可以偏蓝色。第一绿色半导体激光器G1与第二绿色半导体激光器G2的主波长之差为例如数十nm左右。

在以下的说明中，将第一光源组LS1及第二光源组LS2所包含的多个半导体激光器20中位于最左侧(从右端面36来看的左端面35侧)的半导体激光器20称为第一光源21或第一半导体激光器21，将位于最右侧(从左端面35来看的右端面36侧)的半导体激光器20称为第二光源22或第二半导体激光器22。本实施方式的液晶显示装置DSP的特征之一在于，第一半导体激光器21与将导光板LG的左端面35延长的平面X交叉，第二半导体激光器22与将导光板LG的右端面36延长的平面Y交叉。

也就是说，在俯视时，位于最左端面35侧的第一半导体激光器21的框体的至少一部分配置在左端面35的延长线上。位于最右端面36侧的第二半导体激光器22的框体的至少一部分配置在右端面36的延长线上。在图3示出的例子中，第一半导体激光器21的出射光的中心位置配置在左端面35的延长线上，第二半导体激光器22的出射光的中心位置配置在右端面36的延长线上。

此外，第二半导体激光器22具有与第一半导体激光器21大致相同的配置及功能。因此，以第一半导体激光器21为代表进行详细说明，对第二半导体激光器22省略重复的说明。图6是示意性示出用于与本实施方式对比的比较例的照明装置BL的俯视图。

假设如图6示出的比较例那样，在第一半导体激光器21不与将导光板LG的左端面35延长的平面X交叉的情况下，从第一半导体激光器21发出的激光被左端面35反射。反射后的激光就像在以左端面35为中心折叠的位置设有虚拟的半导体激光器24那样返回至导光板LG内。

在虚拟的半导体激光器24及实际的半导体激光器21、23中，相对于红色半导体激光器R、VR的间隔，绿色半导体激光器G1、VG1的间隔比较大，蓝色半导体激光器B、VB的间隔更大。因此，在左端面35的附近，红色激光的比例相对增加而导致从导光板LG出射的光发红。

另外，激光的相干性很大。例如，若从红色半导体激光器R向导光板LG内照射的激光、与被左端面35反射而返回的激光重叠，则由于是从同一第一半导体激光器21发出的同波长的激光，从而容易产生光斑。由于光路差也很短，所以难以产生位相的偏移，从而也难以减少光斑。

与之相对地，在图3示出的本实施方式的照明装置BL中，第一半导体激光器21的中心与将导光板LG的左端面35延长的平面X交叉。若第一半导体激光器21为红色半导体激光器R或蓝色半导体激光器B，则在虚拟的半导体激光器24及实际的半导体激光器21、23中，绿色半导体激光器VG1、红色半导体激光器R、绿色半导体激光器G1、蓝色半导体激光器B彼此以等间隔排列。

即，在第一半导体激光器21侧，在虚拟的半导体激光器24内不存在图6示出的虚拟的红色半导体激光器VR。因此，从虚拟的半导体激光器24到实际的半导体激光器21、23，RGBG的单位光源连续地排列。根据这种本实施方式，在激光不易被左端面35反射的位置配置有第一半导体激光器21，因此，能够抑制因从同一第一半导体激光器21发出的同波长的激光而产生光斑。

而即便是比较例的照明装置BL，在导光板LG的中央也不易视觉确认到光斑。中央的半导体激光器23因它们的个体差，而使波长有例如±5～6nm左右的偏差。为了更可靠地抑制光斑的产生，优选将波长的带宽扩大到±5～6nm左右或者该程度以上。

在本实施方式中，半导体激光器20由频率50～500kHz以下的交流电源驱动。若驱动半导体激光器的电流以低频率上下变化，则连带着接合部温度周期性变动。若接合部温度变动，则波长周期性变动。若将用直流驱动的半导体激光器的带宽的一例设为从中心波长±1.5nm，则以低频率的交流驱动的半导体激光器的带宽的一例为从中心波长±2～3nm。

而且，若将位于最外侧的第一半导体激光器21及第二半导体激光器22设为与位于它们之间的其他半导体激光器23相比发光效率更低的半导体激光器，则能够更可靠地抑制光斑。图4是示意性示出效率低的激光二极管的输出特性的图。如图4所示，效率低的半导体激光器与效率高的半导体激光器相比，到射出激光为止的阈值2较大，激光的输出相对于所投入的电流的斜率2较小。也就是说，电流损失大。

接合部温度的上升与电流损失大小成正比例。若为效率低的激光二极管，则与电流损失大的量对应地，温度大幅度地上下波动，波长域大幅度变动。若取代效率高的半导体激光器而设置效率低的半导体激光器，则带宽从中心波长例如扩大±5～6nm。

图5是示意性地示出本实施方式的变形例的照明装置BL的俯视图。图5示出的变形例的特征在于，第一半导体激光器21的出射光的中心位置配置在与左端面35的延长线上稍偏移的位置。作为一例，第一半导体激光器21的出射光的中心位置与左端面35的延长线之间的偏移量为，第一半导体激光器21的框体自身仍位于左端面35的延长线上的程度的偏移。即使在该变形例中，虚拟的红色半导体激光器VR也与实际的红色半导体激光器R在几乎同一位置重叠。

此时，若实际的红色半导体激光器R及虚拟的红色半导体激光器VR设为两个灯具有一个灯的亮度，则红色激光的比例不会增加。若第一半导体激光器21与其他半导体激光器23相比为效率更低的半导体激光器，则不仅能够减小相干性，还能将输出设为其他的一半而易于调整色调。

根据以上述方式构成的本实施方式及其变形例的液晶显示装置DSP，实际的第一半导体激光器21和其虚拟光源配置成基本重叠。特别是在将左端面35延长了的平面X与第一半导体激光器21的中心交叉时，实际的第一半导体激光器21和其虚拟光源配置成完全重叠，因此，即使将激光用于背面照明也不易产生光斑。而且，能防止特定颜色的激光的比例相对增加而导致色调变得不均等这样的情况。

即使第一半导体激光器21的出射光的中心位置与延长了左端面35的平面X偏移地配置，只要将第一半导体激光器21的输出设为一半，仍就能够防止特定颜色的激光的比例相对增加而导致色调变得不均等这样的情况。例如，若将第一半导体激光器21设为与其他半导体激光器23相比效率更低的半导体激光器，则能够将输出调整为其他的一半。而且，由于波长域扩大，所以不易产生光斑。

若将所有半导体激光器都设为效率低的半导体激光器，则虽不易产生光斑，但耗电量会变大。在本实施方式及其变形例中，由于仅有两端的第一半导体激光器21及第二半导体激光器22使用与其他半导体激光器23相比效率更低的半导体激光器，所以能够不过度增加耗电量地抑制光斑的产生。

除此之外，根据本实施方式及其他变形例，能够得到各种各样的适宜效果。

以上说明了本实用新型的若干个实施方式，这些实施方式是作为例子而被提出的，并不意味着限定本实用新型的范围。这些新的实施方式能够利用其他各种各样的方式来实施，在没有脱离实用新型的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形例包含在实用新型的范围和主旨内，并且包含在权利要求的范围所记载的实用新型和与之均等的范围内。在各实施方式中公开的构成能够适当地组合。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，

具有由发出激光的半导体激光器构成的多个光源、照射从所述多个光源发出的光的导光板、和透射从所述导光板照射出的光来显示图像的显示面板，

所述导光板具有与所述显示面板相对置的出射面、与所述出射面相反一侧的反射面、和连接所述出射面与所述反射面之间的端面，

所述端面包括与所述多个光源相对置的第一入射面、和与所述第一入射面正交的第一端面及第二端面，

所述多个光源在与所述第一入射面相对置的位置，在所述第一端面到所述第二端面之间排列成一列，

所述多个光源中位于最靠近第一端面侧的第一光源配置在所述第一端面的延长线上，所述多个光源中位于最靠近第二端面侧的第二光源配置在所述第二端面的延长线上。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述多个光源通过频率在500kHz以下的交流电源驱动。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述第一光源及所述第二光源由与位于所述第一光源与所述第二光源之间的其他光源相比发光效率低的光源构成。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述多个光源包括发出第一色的光的一对第一色光源、发出第二色的光的第二色光源、和发出第三色的光的第三色光源，按照所述第一色光源、所述第二色光源、所述第一色光源、所述第三色光源的顺序排列的单位光源连续地构成。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述第一光源及所述第二光源为所述第二色光源或所述第三色光源。

6.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述第一色光源为发出绿色的光的绿色光源，

所述单位光源所包含的一对所述绿色光源中的一方发出的绿色激光、与另一方发出的绿色激光的主波长不同。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述导光板具有第二入射面，该第二入射面与所述第一入射面相对置且位于所述第一端面与所述第二端面之间，

所述多个光源在与所述第一入射面相对置的位置且在所述第一端面到所述第二端面之间排列成一列，并且在与所述第二入射面相对置的位置且在所述第一端面到所述第二端面之间排列成一列。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述第一光源的出射光的中心位置从所述第一端面的延长线上偏移，所述第二光源的出射光的中心位置从所述第二端面的延长线上偏移。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的显示装置，其特征在于，

所述反射面以随着远离所述多个光源而所述导光板的厚度增大的方式倾斜。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的显示装置，其特征在于，

还具有偏振片，

所述显示面板配置在所述偏振片与所述导光板之间，

所述多个光源发出偏振了的激光，

在所述显示面板与所述导光板之间未配置偏振片。