JP2006120355A - バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄型の液晶表示装置及びバックライト装置を得る。
【解決手段】 光を拡散する拡散シート36と、拡散板の背後に配置された光源部40を有し、光源部から出射された光を拡散板で拡散して面発光を得るバックライト装置14である。光源部は拡散板と平行な平面に沿って配置された複数の発光部50を有する。複数の発光部はそれぞれ、拡散板に対向する出射面68を備えた透光性の材料からなる基材66と、基材の内部に埋め込まれた発光素子72と、発光素子で発生した光を出射面の全域又はほぼ全域から拡散板に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する反射面77、反射部70を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】 光を拡散する拡散シート36と、拡散板の背後に配置された光源部40を有し、光源部から出射された光を拡散板で拡散して面発光を得るバックライト装置14である。光源部は拡散板と平行な平面に沿って配置された複数の発光部50を有する。複数の発光部はそれぞれ、拡散板に対向する出射面68を備えた透光性の材料からなる基材66と、基材の内部に埋め込まれた発光素子72と、発光素子で発生した光を出射面の全域又はほぼ全域から拡散板に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する反射面77、反射部70を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示装置に用いられるバックライト装置及びこのバックライト装置を備えた液晶表示装置に関する。
コンピュータの表示装置として利用されている液晶表示装置は、液晶自体が非発光性であることから、いわゆるバックライト装置のような照明装置を必要とする。このようなバックライト装置の光源として、従来、冷陰極管等の細径の蛍光管が一般的に用いられている。一方、冷陰極管の配置方法として、液晶パネルの縁に沿って蛍光管を配置したエッジライト方式と、液晶パネルの背後に複数の蛍光管を配置した直下方式が知られている(特許文献1参照)。これら2つの方式を比べると、直下方式は蛍光管から出射される光が導光板等を経ることなく直接出射されるのでエッジライト方式よりも光の利用効率が高い。そのため、直下方式は高輝度が要求されるテレビジョン受像機などの用途に適している。
具体的に、図9と図10を参照して直下方式を採用した従来のバックライト装置を簡単に説明する。図示するように、液晶パネル110の背後に配置されるバックライト装置112は、四角形のフロントフレーム114を有する。フロントフレーム114の内側には、複数の透光板を積層した透光部116が収容されている。図示する従来例において、透光部116は、液晶パネル側から順番に配置された4枚の透光板、すなわち偏光シート118、フロント側拡散シート120、リア側拡散シート122、拡散板124を有する。透光部の背後には、リアフレーム126が配置されている。リアフレーム126は、一枚の板を折り曲げ、透光部116と所定の間隔をあけて対向する四角形の基部128と、基部128の対向する両縁部から上方に向けて折り曲げられた支持部130が形成されており、両支持部130が透光部116を支持するように、フロントフレーム114の内側に配置されて固定されている。リアフレーム126の内側に形成された空間132には、複数の冷陰極管(蛍光管)134が並列に配置されている。これら冷陰極管134は、2つの支持台136によって所定の位置に保持され、それぞれの両端がランプ支持ブロック138に支持されている。また、基部128は所定の間隔をあけて配置された複数のスペーサピン140を支持しており、各スペーサピン140の上端を透光部116に当接して該
透光部116の撓みを防止している。リアフレーム126の背後には、冷陰極管点灯用インバータ142が配置されており、このインバータ142に複数の冷陰極管134が接続されている。
透光部116の撓みを防止している。リアフレーム126の背後には、冷陰極管点灯用インバータ142が配置されており、このインバータ142に複数の冷陰極管134が接続されている。
このように構成されたバックライト装置112によれば、インバータ142から電力が供給されることによって複数の冷陰極管134が光を発する。冷陰極管134から出射した光のうち、冷陰極管134から透光部116に向かって進む光(図面の上方に進む光)は、透光部116に直接入射する。また、冷陰極管134からリアフレーム126に向かって進む光(図面の下方及び横方向に進む光)は、リアフレーム126に反射し、または隣接する冷陰極管134に反射した後、透光部116に入射する。そして、透光部116に到達した光は、拡散板124と拡散シート120,122によって拡散される。このとき、拡散板124はこれに入射した光の視野角を拡大する。また、拡散シート120,122は拡大された視野角を狭める。そのため、最後の拡散シート120から出射する光は高輝度の均一面発光となっている。最後に、拡散シート120から出射した光は偏光シート118に入射し、そこで特定の方向に偏光されて液晶パネル110に入射する。
しかし、上述のバックライト装置112では、光源として冷陰極管134を使用しており、この冷陰極管134は横断面上の全方向に光を出射するものである。そのため、冷陰極管134からリアフレーム126に向かって出射した光を回収して有効利用するために、冷陰極管134とその背後に配置されるリアフレーム126との間に所定の間隔を設けると共に隣接する冷陰極管134の間にある程度の大きさの隙間を設け、これにより冷陰極管134からリアフレーム126に入射する光を反射し、隣接する冷陰極管134の間の隙間を通じて液晶パネル110に送ることが必要である。そのため、透光部116に垂直な方向の寸法が大きくなり、そのことが液晶表示装置を小型化するうえで問題となっている。また、冷陰極管134は所定の間隔をあけて配置されているため、冷陰極管134の直上に位置する透光部領域に入射する光量は、隣接する冷陰極管134の中間領域に対向する透光部領域に入射する光量よりも多く、このことが液晶パネル110に表示される画像の輝度むらを招く原因となる。そこで、液晶パネルに表示される画像の輝度むらを無くすために、上述のように透光部116に多数の拡散部材(拡散板124、拡散シート120,122)を設ける必要がある。
さらに、冷陰極管134はブラウン管に比べると色再現性が悪いという欠点がある。この問題を解消するためにバックライト光源として半導体発光素子である発光ダイオードを利用することも考えられるが、カラー画像を再生するためには赤・青・緑の色の光を発生する3種類の発光ダイオードを設けなればならない。この場合、3つの発光ダイオードから出射した光を十分に混色させて白色光を生成するために、発光ダイオードから液晶パネルまでの距離を十分大きく取らなければならず、そのためにバックライト装置の厚みが大きくなるという問題がある。
そこで、本発明は、冷陰極管に代わる別の光源を利用し、小型のバックライト装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の第1の形態は、
光を拡散するシート状の拡散部材と、
上記拡散部材の背後に配置された光源部を有し、
上記光源部から出射された光を上記拡散部材で拡散して面発光を得るバックライト装置において、
上記光源部は上記拡散部材と平行な平面に沿って配置された複数の発光部を有し、
上記複数の発光部はそれぞれ、
上記拡散部材に対向する出射面を備えた透光性の材料からなる基材と、
上記基材の内部に埋め込まれた発光素子と、
上記発光素子で発生した光を上記出射面の全域又はほぼ全域から上記拡散部材に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する光案内部を備えたことを特徴とする。
光を拡散するシート状の拡散部材と、
上記拡散部材の背後に配置された光源部を有し、
上記光源部から出射された光を上記拡散部材で拡散して面発光を得るバックライト装置において、
上記光源部は上記拡散部材と平行な平面に沿って配置された複数の発光部を有し、
上記複数の発光部はそれぞれ、
上記拡散部材に対向する出射面を備えた透光性の材料からなる基材と、
上記基材の内部に埋め込まれた発光素子と、
上記発光素子で発生した光を上記出射面の全域又はほぼ全域から上記拡散部材に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する光案内部を備えたことを特徴とする。
本発明の第2の形態に係るバックライト装置は、上記発光部の出射面が矩形の平面形状を有することを特徴とする。
本発明の第3の形態に係るバックライト装置は、上記光案内部が、上記発光素子から出射された光を反射して上記拡散部材に垂直又はほぼ垂直に案内する反射部を備えていることを特徴とする。
本発明の第4の形態に係るバックライト装置は、
上記光案内部が、
上記出射面に形成されており、上記発光素子から出射された第1の光が臨界角未満の入射角をもって直接入射され且つ上記臨界角未満の入射角度をもって直接入射された第1の光を上記拡散部材に向けて垂直又はほぼ垂直に出射する第1の表面部と、
上記出射面に形成されており、上記発光素子から出射された第2の光が臨界角以上の入射角をもって直接に入射されると共に上記臨界角以上の入射角をもって入射された第2の光を内部反射する第2の表面部と、
上記基材の表面に形成され、上記第2の表面部で内部反射した第2の光を反射して上記第2の表面部に臨界角未満の入射角をもって入射させた後に上記第2の表面部から上記拡散部材に向けて垂直又はほぼ垂直に出射させる反射部を備えたことを特徴とする。
上記光案内部が、
上記出射面に形成されており、上記発光素子から出射された第1の光が臨界角未満の入射角をもって直接入射され且つ上記臨界角未満の入射角度をもって直接入射された第1の光を上記拡散部材に向けて垂直又はほぼ垂直に出射する第1の表面部と、
上記出射面に形成されており、上記発光素子から出射された第2の光が臨界角以上の入射角をもって直接に入射されると共に上記臨界角以上の入射角をもって入射された第2の光を内部反射する第2の表面部と、
上記基材の表面に形成され、上記第2の表面部で内部反射した第2の光を反射して上記第2の表面部に臨界角未満の入射角をもって入射させた後に上記第2の表面部から上記拡散部材に向けて垂直又はほぼ垂直に出射させる反射部を備えたことを特徴とする。
本発明の第5の形態に係るバックライト装置は、
上記複数の発光部のうちの少なくとも2つの隣接する発光部の間には隙間が形成されており、上記隙間には上記発光部から上記拡散部材に向かう方向に伸び且つ上記拡散部材を支持するピンが配置されていることを特徴とする。
上記複数の発光部のうちの少なくとも2つの隣接する発光部の間には隙間が形成されており、上記隙間には上記発光部から上記拡散部材に向かう方向に伸び且つ上記拡散部材を支持するピンが配置されていることを特徴とする。
本発明の第6の形態に係るバックライト装置は、上記光源部は上記拡散部材と平行に配置された複数の発光部搭載基板を有し、上記発光部が上記発光部搭載基板上で第1の方向と上記平面に沿って上記第1の方向に直交する第2の方向に配置されていることを特徴とする。
本発明の第7の形態に係るバックライト装置は、上記発光部搭載基板上で上記第1の方向に配置された複数の発光部が対応する一つの光量調整部に接続されていることを特徴とする。
本発明の第8の形態に係るバックライト装置は、上記発光素子が、赤色、緑色、青色の光を出射する3つの発光源を備えていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、上述のいずれかの形態のバックライト装置と、上記バックライト装置の拡散部材から出射された光が投射される液晶パネルを備えたことを特徴とする。
第1の形態のバックライト装置によれば、発光素子で発生した光は発光部の出射面全域又はほぼ全域から拡散部材に向かって垂直又はほぼ垂直に案内される。そのため、管状の冷陰極管を用いたバックライト装置では該冷陰極管から全方向に出射した光を有効利用するために冷陰極管の背後に空間を形成する必要があり、そのためにバックライト装置の厚みが大きくなるという問題があったが、本発明のバックライト装置では発光部の背後にそのような空間を設ける必要がないので、全体の厚みを小さくして小型化できる。
第2の形態のバックライト装置では、発光部の出射面が矩形を有することから、複数の発光部を拡散部材と平行に隙間無く又はほぼ隙間無く配置し、拡散部材に向かって進む面状光束を得ることができる。
第3の形態のバックライト装置は発光素子から斜め方向又は横方向に出射された光を反射して拡散部材に垂直又はほぼ垂直に案内されるので、発光素子から出射した光を有効に活用できる。
第4の形態のバックライト装置は、発光素子から出射面に臨界角以上の角度をもって斜めに入射する光が該出射面と反射部で反射された後に出射面から拡散部材に向かって垂直又はほぼ垂直に案内されるので、発光素子から出射した光を有効に活用できる。
第5の形態のバックライト装置は、隣接する発光部の間に配置されたピンによって拡散部材が支持されるので、拡散部材の撓みがなく、均一な面発光を得ることができる。
第6の形態のバックライト装置は、個々の発光部搭載基板をこれに支持した複数の発光部と共に取り外すことができるので、組立とメンテナンスが容易になる。
第7の形態のバックライト装置は、個々の発光部搭載基板に搭載された多数の発光部の中で第1の方向に配置された複数の発光部が一つの光量調整部に接続されているので、これら複数の発光部の光量を一つユニットとして一つの光量調整部で調整できる。
第8の形態のバックライト装置は、発光素子が赤色、緑色、青色の発光源を備えているので、このバックライト装置を備えた液晶表示装置に対して、これら3つの色を混合した白色光を供給することができる。
本発明の液晶表示装置には、上述の各形態のバックライト装置が有する利点が与えられる。
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を示す用語(例えば「上」、「下」、「右」、「左」)及びそれらの用語を含む別の用語(例えば「上方」、「下方」、「右側」、「左側」)を適宜使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語によって発明の技術的範囲が限定されものではない。したがって、以下に説明する発明の実施形態を上下反転して、または任意の方向(例えば、時計回り方向又は反時計回り方向)に所定角度(例えば、90度)回転した形態も当然本発明の技術的範囲に属するものである。
図1は液晶表示装置の断面図で、図示する液晶表示装置10は液晶パネル12と該液晶パネル12の背後に配置されたバックライト装置14を備えている。液晶パネル12は、従来から知られているすべての液晶パネルを利用でき、液晶の種類やパネル構造によって本発明の液晶表示装置が限定されるものではない。
バックライト装置14は、箱形の筐体16を有する。図2に示ように、筐体16は、概略、液晶パネル12に隣接して配置されるフロントフレーム18と、該フロントフレーム18の内側に挿入されるリアフレーム20を有する。フロントフレーム18は、長方形の横枠22と、液晶パネル12に対向する横枠22の縁部(図の上端縁部)から内側に突出するフランジ部24を有し、このフランジ部24の内側に面発光領域となる開口部26が形成されている。リアフレーム20は、液晶パネル12に対向する領域(上部領域)を開放した箱形をしており、フロントフレーム18の開口部26に所定の間隔をあけて対向する四角形の底部28と、底部28の周縁から液晶パネル12に向かって上方に伸びる側壁30を有し、リアフレーム20の内側に後述する光源部を収容する矩形の空間32が形成されている。
空間32の内部には、開口部26の近傍に、開口部26よりも大きな複数の透光板が積層されて配置されている。実施の形態において、複数の透光板は、リアフレーム20の底部から液晶パネル12に向かって順番に、硬質透明材料からなる自立性のある透明板(支持板)34と、入射した光を拡散させる軟質シート状態の拡散シート(拡散部材)36と、入射した光のうち特定の方向に振動する光成分だけを透過させる偏光板38を有し、図1に示すように、フロントフレーム18のフランジ部24とリアフレーム20の側壁30に挟まれて保持されている。
空間32の底部には光源部40が配置されている。光源部40は、後述する多数の発光部を支持する複数の発光部搭載基板42を有する。実施の形態において、複数の発光部搭載基板42は、液晶パネル12及び開口部26と平行な平面に沿って、空間32内のほぼ全域に敷設されている。各発光部搭載基板42は、図4に詳細に示ように、一枚の板材を折り曲げて形成されており、矩形空間32の短辺方向長さとほぼ同一の長さを有する一辺(長辺)と、矩形空間32の長辺方向長さを均等に分割した長さの一辺(短辺)を有する長方形の底板部44と、底板部44の両短辺の一部を下方に折り曲げて形成された脚部46と、底板部44の両短辺の残り部分を上方に折り曲げて形成された固定部48を有する。
各発光部搭載基板42の上には多数の発光部50が格子状に配置されて光源ユニット52が形成されている。後に詳細に説明するように各発光部50は四角形板状の外観を有し、底板部44の表面全域又はほぼ全域に、隣接する発光部50との間に隙間を設けることなく、または隣接する発光部50との間には僅かな隙間(例えば、約5mm以下、好ましくは約2mm以下、更に好ましくは約1mm以下の隙間)をあけて固定されている。発光部50の固定方法は任意であり、例えばねじ、接着剤、両面接着材が利用される。例えば、発光部50が縦横30mmの平面寸法を有する場合、隣接する発光部50との間には約1mmの隙間をあけて配置される。また、例えば、30インチ型のバックライト装置の場合、各発光部搭載基板42の上に、縦横30mmの平面寸法を有する発光部50が、底板部短辺方向(第1の方向)に3個、これと直交する方向(第2の方向)に13個並べて配置される。そして、このように発光部50を搭載した7枚の発光部搭載基板42が図3に示すように平面配置されて面発光源が形成される。
空間32内に配置された複数の光源ユニット52は、各発光部搭載基板42の固定部48をリアフレーム20の側壁30にねじ等で着脱自在に連結して固定される。また、光源ユニット52とリアフレーム底部28との間には、脚部46の存在によって、所定の厚みを有する空隙54が形成される。この空隙54は、電気配線用の空間として利用されるだけでなく、リアフレーム底部28に形成された換気窓(換気用/放熱用の開口部)56〔図1参照〕を通じて外気に接続され、発光部50で発生した熱を排気するための空間として利用される。
図1に戻り、実施の形態では、3枚の透光板(透明板34、拡散シート36、偏光板38)を背後から支持してそれらの撓みを防止するために、空間32の内部には複数のスペーサピン60が配置されている。スペーサピン60は、円盤状の基部と、基部の中心から上方に向かって伸びる先細り形状の軸部からなり、リアフレーム底部28上に配置され、発光部搭載基板42に形成された貫通孔62にその下方から軸部を挿入して保持され、この状態で軸部上端が透光板を支持している。これらの複数のスペーサピン60は、図3に示すように、発光部50を四分割した各領域の中央に配置するのが好ましい。ただし、開口部26が小さく、または透明板34の剛性が高く、透光板に撓みが発生しない場合、またはたとえ撓みが生じてもそれが問題無い程度の場合、スペーサピン60は不要である。
図5と図6に示すように、発光部50は、正方形の平面形状を有する板状の外観をしており、液晶パネル12に対向する正方形の表面を有する。この表面は、ほぼ一定の厚みを有する透明板からなる被覆層64によって形成されている。被覆層64の下には、概略、下方に湾曲した皿形状の底面を有する透明基材66が一体的に設けてある。透明基材66は透明樹脂を一体的に成形して構成されており、被覆層64の透明部材に接する面が出射面68を形成し、透明基材66の底面が高反射率を有する反射部(光案内部)70を支持している。反射部70は、例えば、透明基材66の底面に金属を蒸着して形成される。透明基材66の中央底部近傍には発光素子72が埋め込まれている。実施の形態において、発光素子72は、赤色、緑色、青色の光を出射する3つの発光源(赤色ダイオード、緑色ダイオード、青色ダイオード)74R,74G,74Bを備えており、これら3つの発光源から赤色、緑色、青色の光が出射されるようにしてある。反射部70の背後には、透明基材66を支持するための支持部75が設けてある。この支持部75は、反射部70の背後に樹脂をモールドして形成することができる。また、支持部75の背後には、基板部76が配置されている。
透明基材66の底面は、発光部50の中心に対して同心的に配置された複数の反射面77が形成され、この反射面77に沿って反射部70が配置されており、これにより発光素子72から出射した光がすべて液晶パネル12に向かって垂直に又はほぼ垂直に出射されるようにしてある。具体的に、光の進行を具体的に説明すると、図6に示すように、発光素子72から出射した光のうち、出射面68の第1の表面部(光案内部)78に全反射の臨界角未満の入射角をもって入射する第1の光80は、透光部及び液晶パネル12に向かってこれに垂直又はほぼ垂直に出射する。また、発光素子72から出射した光のうち、出射面68の第2の表面部(光案内部)82に臨界角以上の入射角をもって入射する第2の光84は出射面68で内部反射する。内部反射した第2の光84は、次に反射面77(正確には反射部70)で反射し、その後出射面68に臨界角未満の入射角をもって再び入射し、出射面68の第2の表面部82から透光部及び液晶パネル12に向かってこれに垂直又はほぼ垂直に出射する。また、実施の形態のように3色の光を発生する発光源74R、74G、74Bを備えたものでは、出射面68と反射部70で反射された3つの光が適当に混色し、完全な白色光となる。そして、このような光の進行が保証されるように、反射面77の形状が決定されている。
このような構成を採用したことにより、リアフレーム20の内部に平面配置された多数の発光部50は、全体として、拡散シート36及び液晶パネル12に向かって垂直又はほぼ垂直に進行する光束を出射する面光源を構成する。そして、面光源から出射された光は、透明板34を透過し、拡散シート36で拡散された後、偏光板38で特定の方向に振動する成分のみを有する高輝度で且つ輝度むらの無い面発光が開口部26を通じて液晶パネル12に供給される。
したがって、実施の形態に係るバックライト装置14によれば、四角形の出射面68を備えた発光部50が隙間無く又は僅かな隙間をあけて縦横配置されており、各発光部50から出射する光はすべて拡散シート36及び液晶パネル12に向けて垂直又はほぼ垂直に進行する。そのため、光源部40がほぼ均一な面光源を形成し、この面光源から出射した均一な光の束(面光束)を拡散シート36に通すことで更に均一な面発光が得られる。
また、光源部40から出射する光はすべて前方(拡散シート36、液晶パネル12に向かう方向)に進み、冷陰極管のように全方向に拡散することがないので、後方に進行する光を反射させて回収するための空間を発光部50の背後に形成する必要がなく、全体としてバックライト装置14の厚みを薄くすることができる。また、光源部40から出射した光を極めて有効に利用することができる。
さらに、光源部40から出射した光は拡散シート36に垂直又はほぼ垂直に入射し、冷陰極管を用いたバックライト装置のように拡散シート36に対してあらゆる方向成分を持った光が入射されることはない。したがって、光源部40から出射された光を拡散するための拡散シート36は省略することができる。また、拡散シート36を使用する場合でも、冷陰極管を用いたバックライト装置に比べて、その使用枚数を減らすこともできるし、実施形態のように背後に自立性のある硬質透明板34を配置すれば、拡散シート36には軟質材料からなる非自立性の拡散シートが利用できる。この場合、透明板34は硬質材料からなる自立性の拡散シート36に比べて当然安価であることから、バックライト装置の更なるコストダウンが可能となる。
さらにまた、多数の発光部50は、複数の発光部搭載基板42に搭載されているため、光源部40の組立や、発光部故障時等の交換作業が容易に行える。
バックライト装置14の電気系について説明する。図1,2に示すように、リアフレーム20の背後には、発光制御部86と色調整部88が設けてある。図7に詳細に示すように、各発光部搭載基板42上で第1の方向に配置された複数(上述の実施形態では3個)の発光部50の発光源(発光ダイオード)74R,74G,74Bが発光色ごとに直列に接続されている。この電気的接続は、発光部搭載基板42の背後に形成された空隙54で行われる。
発光制御部86において、直列に接続された複数の発光源74R、74G、74Bは一つのばらつき調整回路(光量調整部)90に接続されており、これら直列に接続された複数の発光源74R、74G、74Bが一つの単位として輝度調整できるようにしてある。ばらつき調整回路90はまた、DC/DCコンバータ92を介して電源93に接続されている。DC/DCコンバータ92は、その出力を調整する出力調整回路94に接続されている。また、DC/DCコンバータ92の出力は、デューティ制御回路96を介してRGBデューティ調整回路98に接続されており、RGBデューティ調整回路98で設定されたデューティ(オンデューティ:2〜100%)に基づいてデューティ制御回路96がDC/DCコンバータ92の出力デューティを調整し、光源部40全体の調光が行われるようにしてある。
色調整部88は、各発光素子72に一つの割合で図8に示す色調整回路100を備えている。各色調整回路100は、各発光源74R、74G、74Bに接続されたトランジスタ102R、102G、102Bと可変抵抗104R、104G、104Bを備えており、可変抵抗104R、104G、104Bを調整することによって各トランジスタ102R、102G、102Bのベース電流を増減させて、発光源74R、74G、74Bに印加される電流を調整して該発光源74R、74G、74Bの発光量を調整できるようにしてある。したがって、各発光部50及び各発光源74R、74G、74Bから出射される光の色調を調整することができる。
なお、発光素子72で発生する熱は、その背後に形成されている空隙54から換気窓56を通じて外部に放出される。そのため、発光素子72の温度特性が安定する。
以上、本発明に係る液晶表示装置とバックライト装置の好ましい実施形態を説明したが、この実施形態は種々改良が可能である。例えば、図1に示すように、リアフレーム20の内面(特に、側壁30の内面)に高反射性の反射層106を形成し、光源部40から出射された光を反射することにより有効に活用することができる。この場合、反射層106は、高反射性を有する反射シートを側壁内面に貼り付けることにより形成することもできるし、高反射性の塗料を塗布して形成することもできる。また、上記実施形態では、発光素子に3つの発光源(赤色、緑色、青色の光をそれぞれ発生する3つの発光ダイオード)を用いたが、発光素子を一つの発光源で構成することもできる。さらに、上記説明では発光部の一つの形態のみを示したが、特開2004−186092号公報で提案されている種々の形態の発光部(発光光源)が本発明に提供可能である。
10:液晶表示装置、12:液晶パネル、14:バックライト装置、16:筐体、18:フロントフレーム、20:リアフレーム、22:横枠、24:フランジ部、26:開口部、28:底部、30:側壁、32:空間、34:透明板、36:拡散板、38:偏光板、40:光源部、42:発光部搭載基板、44:底板部、46:脚部、48:固定部、50:発光部、52:光源ユニット、54:空隙、56:換気窓、60:スペーサピン、62:貫通孔、64:被覆層、66:透明基材、68:出射面、70:反射部、72:発光素子、74R、74G、74B:発光源、75:支持部、76:基板部、77:反射面、78:第1の表面部、80:第1の光、82:第2の表面部、84:第2の光、86:発光制御部、88:色調整部、90:ばらつき調整回路、92:DC/DCコンバータ、93:電源、94:出力調整回路、96:デューティ制御回路、98:RGBデューティ調整回路、100:色調整回路、102R、102G、102B:トランジスタ、104R、104G、104B:可変抵抗、110:液晶パネル、112:バックライト装置、114:フロントフレーム、116:透光部、118:偏光シート、120:フロント側拡散シート、122:リア側拡散シート、124:拡散板、126:リアフレーム、128:基部、130:支持部、132:空間、134:冷陰極管、136:支持台、138:ランプ支持ブロック、140:スペーサピン、142:インバータ。
Claims (9)
- 光を拡散するシート状の拡散部材と、
上記拡散部材の背後に配置された光源部を有し、
上記光源部から出射された光を上記拡散部材で拡散して面発光を得るバックライト装置において、
上記光源部は上記拡散部材と平行な平面に沿って配置された複数の発光部を有し、
上記複数の発光部はそれぞれ、
上記拡散部材に対向する出射面を備えた透光性の材料からなる基材と、
上記基材の内部に埋め込まれた発光素子と、
上記発光素子で発生した光を上記出射面の全域又はほぼ全域から上記拡散部材に向かって垂直又はほぼ垂直に案内する光案内部を備えたことを特徴とするバックライト装置。 - 上記発光部の出射面が矩形の平面形状を有することを特徴とする請求項1に記載のバックライト装置。
- 上記光案内部は、上記発光素子から出射された光を反射して上記拡散部材に垂直又はほぼ垂直に案内する反射部を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のバックライト装置。
- 上記光案内部は、
上記出射面に形成されており、上記発光素子から出射された第1の光が臨界角未満の入射角をもって直接入射され且つ上記臨界角未満の入射角度をもって直接入射された第1の光を上記拡散部材に向けて垂直又はほぼ垂直に出射する第1の表面部と、
上記出射面に形成されており、上記発光素子から出射された第2の光が臨界角以上の入射角をもって直接に入射されると共に上記臨界角以上の入射角をもって入射された第2の光を内部反射する第2の表面部と、
上記基材の表面に形成されており、上記第2の表面部で内部反射した第2の光を反射して上記第2の表面部に臨界角未満の入射角をもって入射させた後に上記第2の表面部から上記拡散部材に向けて垂直又はほぼ垂直に出射させる反射部を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のバックライト装置。 - 上記複数の発光部のうちの少なくとも2つの隣接する発光部の間には隙間が形成されており、上記隙間には上記発光部から上記拡散部材に向かう方向に伸び且つ上記拡散部材を支持するピンが配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバックライト装置。
- 上記光源部は上記拡散部材と平行に配置された複数の発光部搭載基板を有し、上記発光部が上記発光部搭載基板上で第1の方向と上記平面に沿って上記第1の方向に直交する第2の方向に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバックライト装置。
- 上記発光部搭載基板上で上記第1の方向に配置された複数の発光部が対応する一つの光量調整部に接続されていることを特徴とする請求項6に記載のバックライト装置。
- 上記発光素子は、赤色、緑色、青色の光を出射する3つの発光源を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のバックライト装置。
- 請求項1〜8のいずれか一つに記載のバックライト装置と、上記バックライト装置の拡散部材から出射された光が投射される液晶パネルを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007311561A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Showa Denko Kk | 表示装置、発光装置、および固体発光素子基板 |
JP2008009416A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Ledを備えたlcdバックライトの駆動システム |
JP2008010852A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Ledを備えたlcdバックライトの駆動システム |
WO2008012958A1 (fr) * | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif de rétro-éclairage, et dispositif d'affichage l'utilisant |
JP2008066132A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Sharp Corp | 発光装置及びその発光装置を用いた表示装置 |
JP2008152101A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Sony Corp | バックライト装置及び液晶表示装置 |
WO2011040427A1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | シャープ株式会社 | 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 |
JP4830090B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2011-12-07 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 照明装置とバックライトユニット及びその印刷回路基板 |
EP2520852A1 (en) * | 2009-12-28 | 2012-11-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Lighting device, display device, and television reception device |
KR101395059B1 (ko) * | 2007-11-29 | 2014-05-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정 표시 장치 |
JP2015148804A (ja) * | 2008-12-19 | 2015-08-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 照明装置及び液晶表示装置 |
JP2017212309A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | シチズン電子株式会社 | Led照明装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4364286B1 (ja) * | 2008-05-26 | 2009-11-11 | 株式会社東芝 | 電子機器 |
JP5390973B2 (ja) * | 2009-07-21 | 2014-01-15 | 株式会社バッファロー | 照明装置、照明方法、及び、照明装置を備えた外部記憶装置 |
KR102419991B1 (ko) * | 2015-07-06 | 2022-07-13 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치의 백 라이트 유닛 및 디스플레이 장치 |
JP2018123996A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 冷蔵庫 |
CN110942726A (zh) * | 2018-09-21 | 2020-03-31 | 深圳光峰科技股份有限公司 | Led显示屏幕 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940022362A (ko) * | 1993-03-09 | 1994-10-20 | 김중헌 | 전자표시 소자용 후면광원장치 |
JPH07191311A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Kokusai Electric Co Ltd | 液晶ユニット用バックライト装置 |
JPH11249131A (ja) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表示パネル用照明装置とその製造方法、その照明装置を用いたビューファインダ及びカメラ |
JP2000081848A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置を搭載した電子機器 |
KR20000051328A (ko) * | 1999-01-20 | 2000-08-16 | 구본준 | 박막트랜지스터형 광센서의 백라이트 어셈블리 |
KR100852579B1 (ko) * | 2003-03-31 | 2008-08-14 | 샤프 가부시키가이샤 | 면 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치 |
-
2004
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- 2005-10-19 CN CNB2005101138518A patent/CN100443986C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7976210B2 (en) | 2006-05-18 | 2011-07-12 | Showa Denko K.K. | Display device, light-emitting device, and solid-state light-emitting element substrate |
WO2007136020A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Showa Denko K.K. | Display device, light-emitting device, and solid-state light-emitting element substrate |
JP2007311561A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Showa Denko Kk | 表示装置、発光装置、および固体発光素子基板 |
JP2008009416A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Ledを備えたlcdバックライトの駆動システム |
JP2008010852A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Ledを備えたlcdバックライトの駆動システム |
US8077137B2 (en) | 2006-06-29 | 2011-12-13 | Samsung Led Co., Ltd. | Liquid crystal display backlight driving system with light emitting diodes |
WO2008012958A1 (fr) * | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif de rétro-éclairage, et dispositif d'affichage l'utilisant |
JP2008066132A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Sharp Corp | 発光装置及びその発光装置を用いた表示装置 |
JP4711916B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2011-06-29 | シャープ株式会社 | 発光装置及びその発光装置を用いた表示装置 |
JP4830090B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2011-12-07 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 照明装置とバックライトユニット及びその印刷回路基板 |
JP2008152101A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Sony Corp | バックライト装置及び液晶表示装置 |
KR101395059B1 (ko) * | 2007-11-29 | 2014-05-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정 표시 장치 |
US10254586B2 (en) | 2008-12-19 | 2019-04-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving liquid crystal display device |
JP2015148804A (ja) * | 2008-12-19 | 2015-08-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 照明装置及び液晶表示装置 |
US9280937B2 (en) | 2008-12-19 | 2016-03-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving liquid crystal display device |
US10018872B2 (en) | 2008-12-19 | 2018-07-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving liquid crystal display device |
US10578920B2 (en) | 2008-12-19 | 2020-03-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving liquid crystal display device |
US11300832B2 (en) | 2008-12-19 | 2022-04-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving liquid crystal display device |
US11899311B2 (en) | 2008-12-19 | 2024-02-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for driving liquid crystal display device |
WO2011040427A1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | シャープ株式会社 | 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置 |
EP2520852A4 (en) * | 2009-12-28 | 2013-04-17 | Sharp Kk | LIGHTING DEVICE, DISPLAY DEVICE AND TELEVISION APPARATUS |
EP2520852A1 (en) * | 2009-12-28 | 2012-11-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Lighting device, display device, and television reception device |
JP2017212309A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | シチズン電子株式会社 | Led照明装置 |
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Publication number | Publication date |
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