JP2007240649A - 光学表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 小型・薄型化と組立性や保守性の向上を図り、輝度や色調が最適に制御されるようにする。
【解決手段】 各色ＬＥＤ１０を有する発光部６との対向面を入射面８Ａとして入射した各色表示光を内部で混色させて白色表示光として表示パネルユニット３に供給する導光プレート８に対して、各色ＬＥＤ１０を搭載したフレキシブル配線基板１２に搭載することにより各色ＬＥＤ１０と同一側に配置された光検出センサ７を備える。光検出センサ７が導光プレート８から供給される白色表示光の各色成分を検出して各色ＬＥＤ１０の発光状態を制御する検出信号を出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、異なるピーク波長を持つ少なくとも２個以上の発光体、例えば赤色発光体と緑色発光体と青色発光体とを有する発光部から出射した表示光を表示部の背面側に設けた導光プレートを介して表示部に導光してカラー表示を行う透過型液晶表示装置や各種光学表示装置に関する。
例えば透過型或いは半透過型液晶表示装置は、液晶パネルを有する表示パネルユニットの背面に導光プレートや光拡散プレート或いは反射プレート（反射シート）等を有する表示光導光ユニットを組み合わせ、この表示光導光ユニットに赤色発光体と緑色発光体と青色発光体とを有する発光部から各色表示光を入射する。液晶表示装置においては、発光源として、例えば高輝度特性、低電力消費特性或いは長寿命特性等を有するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられるようになっている。液晶表示装置は、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤから出射された赤色表示光と緑色表示光と青色表示光を導光プレート内おいて混色させて白色表示光とし、この導光プレートから表示パネルユニットへと導光する。液晶表示装置は、表示パネルユニットにおいて表示光の透過・遮光を制御して所定のカラー表示が行われるようにする。
ところで、ＬＥＤを光源とする液晶表示装置においては、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤが周囲の温度変化や製品のバラツキ或いは経時変化等により発光状態が変動して表示光のホワイトバランスがくずれ、輝度や色調にバラツキが生じてしまうといった問題がある。したがって、液晶表示装置においては、表示光の状態を検出する光検出センサを設け、この光検出センサから出力される検出信号に基づいて赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの発光状態を制御する対応が図られている（例えば特許文献１及び特許文献２を参照。）。
すなわち、従来の液晶表示装置１００は、図１２及び図１３に示すように、詳細を省略する液晶パネルを有する表示パネルユニット１０２がフレーム１０１に組み立てられ、このフレーム１０１に表示パネルユニット１０２の背面側に位置してバックライトユニット１０３が組み立てられる。バックライトユニット１０３は、表示光導光ユニット１０４と、表示光を出射する発光部１０５と、表示光の状態を検出する検出部１０６等によって構成される。バックライトユニット１０３は、表示光導光ユニット１０４が、表示パネルユニット１０２の背面に対向して組み合わされる導光プレート１０７と、この導光プレート１０７の背面に対向して組み合わされる反射プレート（反射シート）１０８或いは図示しない拡散シート等を有している。
バックライトユニット１０３は、発光部１０５が、それぞれ赤色ＬＥＤ１０９Ｒと緑色ＬＥＤ１０９Ｇと青色ＬＥＤ１０９Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いてＬＥＤ１０９と総称する。）とを有する複数の発光ユニット１１０を備える。発光部１０５は、各発光ユニット１１０が、表示パネルユニット１０２の下方部に位置してフレーム１０１に取り付けたＬＥＤフレキシブル配線基板１１１に搭載される。発光部１０５は、各発光ユニット１１０が、図１３に示すようにＬＥＤ１０９の出射面を導光プレート１０７の下端面１０７Ａと対向させてＬＥＤフレキシブル配線基板１１１に搭載される。
バックライトユニット１０３は、ＬＥＤフレキシブル配線基板１１１を介してＬＥＤ駆動回路部１１２から各ＬＥＤ１０９に駆動電圧が供給され、各ＬＥＤ１０９が点灯して赤色表示光と緑色表示光と青色表示光を出射する。バックライトユニット１０３は、各ＬＥＤ１０９から出射された表示光が導光プレート１０７の下端面１０７Ａから内部へと入射され、この導光プレート１０７の内部において混色させて白色表示光を表示パネルユニット１０２へと供給する。
バックライトユニット１０３は、検出部１０６において表示光の状態を検出し、図１２に示すように検出信号をコントローラ１１３に出力する。検出部１０６は、上述した発光部１０５と対向して表示パネルユニット１０２の上方部に位置してフレーム１０１に配置され、赤色センサ１１４Ｒと緑色センサ１１４Ｇと青色センサ１１４Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いてカラーセンサ１１４と総称する。）によって構成される。検出部１０６は、図１２に示すように各カラーセンサ１１４が、それぞれの受光部を導光プレート１０７の上端面１０７Ｂと対向させてセンサフレキシブル配線基板１１５に搭載される。
以上のように構成された液晶表示装置１００においては、導光プレート１０７内を導光される白色表示光の一部が上端面１０７Ｂから漏出し、この漏出光を検出部１０６により検出する。液晶表示装置１００においては、例えば検出部１０６の各カラーセンサ１１４により検出された白色表示光の赤色成分と緑色成分と青色成分を判断してコントローラ１１３からＬＥＤ駆動回路部１１２に対して制御信号を出力する。液晶表示装置１００においては、これにより各ＬＥＤ１０９の点灯状態が制御され、赤色成分と緑色成分と青色成分とが最適にバランスされた白色表示光が表示パネルユニット１０２に供給されるようにして輝度や色調の制御が行われる。
特開２００５−７１７０２公報 特開２００５−９１５２６公報
ところで、液晶表示装置１００においては、例えばモバイル機器に搭載される場合に、小型、薄型、軽量化が求められる。特許文献１に開示された液晶表示装置は、光センサを導光プレートの背面側中央部において拡散プレートと対向して配置した構造であり、光センサの厚みとともにこの光センサを搭載する配線基板等により全体の厚みが大きくなってしまう。また、かかる液晶表示装置においては、導光プレートを挟んで上部と下部とに配線基板に搭載して多数個のＬＥＤを配置する構造であり、独立したＬＥＤ用配線基板と光センサ用配線基板とが設けられることから小型、薄型化の対応がますます困難となりかつ組立や保守の対応も面倒となる。液晶表示装置においては、上述した構造から、受光部が主面に設けられたいわゆるトップビュー型光検出センサを採用しなければならない。
また、特許文献２に開示された液晶表示装置は、上述した従来の液晶表示装置１００と同等の装置であり、導光プレートの外周部に発光部のＬＥＤと対向して検出部の光センサを配置することにより、特許文献１の液晶表示装置との比較で薄型化を可能とする。かかる液晶表示装置は、発光部から出射された各色表示光が導光プレート内で混色された白色表示光を光センサが受光してその各色成分を検出する。しかしながら、液晶表示装置においては、各ＬＥＤと光センサとを対向して配置した構造であることから、光センサにおいて各ＬＥＤからの出射光の一部を直接受光することにより検出精度が低下する。液晶表示装置は、特許文献１の液晶表示装置と同様に独立したＬＥＤ用配線基板と光センサ用配線基板とが設けられ、さらなる小型、薄型化の対応が困難となりかつ組立や保守の対応も面倒であるといった問題がある。
さらに、特許文献２に開示された液晶表示装置においては、上述した構造であることから光センサとして受光部が側面に設けられたいわゆるサイドビュー型光検出センサを採用する必要がある。液晶表示装置は、上述したトップビュー型光検出センサを採用する場合にはこの光検出センサの形状から厚みが大きくなり、光検出センサの選択自由度が少ないといった問題もある。
したがって、本発明は、小型・薄型化と組立性や保守性の向上を図り、輝度や色調が最適に制御される光学表示装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成する本発明にかかる光学表示装置は、異なるピーク波長を持つ少なくとも２個以上の発光体を有する発光部と、この発光部と対向する外周部を入射部として各発光体から出射された出射光を内部に入射するとともに混色させて白色表示光として表示部へと導光する導光プレートと、この導光プレートの外周部に配置されて漏出する表示光を検出して各発光体の発光状態を制御する検出信号を出力する光検出センサとを備える。光学表示装置においては、光検出センサが、導光プレートの入射部と対向して配置されて各発光体を搭載した配線基板に搭載されることにより、導光プレートに対して各発光体と同一側に配置される。
本発明にかかる光学表示装置においては、導光プレートの外周部に配置された各発光体が点灯するとそれぞれから出射された表示光が入射部から入射され、導光プレートの内部を導光される過程で混色されて白色表示光となり、主面から漏出して表示パネルに入射される。光学表示装置においては、導光プレート内を導光されて入射部との対向面で反射された白色表示光の一部が外周部から漏出して光検出センサにより受光され、この光検出センサにおいて成分検出が行われる。光学表示装置においては、光検出センサの検出信号に基づいて各発光体の発光状態が制御されて、最適な輝度や色調で表示が行われるようにする。
光学表示装置においては、光検出センサが導光プレート内を往復することで伝播光路が長くなり各発光体から出射された表示光が充分に混色された白色表示光を受光することにより、精度の高い成分検出が行われるようになる。光学表示装置においては、光検出センサが各発光体を搭載した同一の配線基板に搭載されることから、共通配線による配線構造が簡易化されて組立や保守性の向上が図られるとともに小型化や薄型化とコスト低減が図られる。光学表示装置においては、配線基板に対して各発光体間に光検出センサを搭載することも可能であり、スペースの効率化による小型化や薄型化が図られる。光学表示装置においては、導光プレートの外周部に適宜の形状の導光凸部を一体に形成して光検出センサの受光部に白色表示光を導光することが可能であり、受光仕様に限定されない適宜の光検出センサが用いられるとともに受光効率の改善も図られる。
光学表示装置においては、例えばトップビュー型光検出センサを用いた場合に、導光プレートの外周部から突出して受光部と対向する導光凸部を一体に形成し、この導光凸部の主面から漏出する白色表示光が光検出センサにより受光されるようにする。光学表示装置においては、導光凸部に沿って反射シートの延長部を対向させる構成、導光凸部に全反射屈折面を形成する構成或いは受光部との対向面を粗面とする構成により、光検出センサにおける受光率の向上が図られ高精度の検出が行われるようになる。
本発明にかかる光学表示装置よれば、光検出センサと各発光体とを導光プレートの外周部に対向して同一配線基板に搭載したことにより、導光プレート内において各発光体から出射された表示光が充分に混色された白色表示光を対象として成分検出を行い、高精度の制御動作が行われて最適な輝度や色調で表示が行われる。また、光学表示装置よれば、スペース効率と配線の簡易化による小型・薄型化を図ることが可能となるとともに組立性や保守性の向上とコスト低減が図られる。
以下、本発明の実施の形態として図面に示した液晶表示装置１について、詳細に説明する。液晶表示装置１も、基本的な構成を上述した従来の液晶表示装置１００と同様とし、図１及び図２に示すようにフレーム２に表示パネルユニット３とバックライトユニット４とが重ね合わせた状態で組み立てられる。表示パネルユニット３は、詳細を省略するが例えば偏向フィルタ、ガラス基板、透明電極、配向膜、液晶、カラーフィルタ、偏向板等を積層して構成した表示パネルを有している。表示パネルユニット３は、外周部を固定されてフレーム２に組み立てられる。
液晶表示装置１は、バックライトユニット４が、表示光導光ユニット５と表示光を出射する発光部６等から構成され、表示光の状態を検出して発光部６を制御する検出信号を出力する詳細を後述する光検出センサ７を有している。バックライトユニット４は、表示光導光ユニット５が、表示パネルユニット３の背面に対向して組み合わされる導光プレート８と、この導光プレート８の背面に対向して組み合わされる反射シート９或いは図示しない拡散シート等を有している。
バックライトユニット４は、発光部６が、それぞれ赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇと青色ＬＥＤ１０Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いてＬＥＤ１０と総称する。）とを有する複数の発光ユニット１１を備える。発光部６は、各発光ユニット１１が、表示パネルユニット３の下方部に位置してフレーム２に取り付けたフレキシブル配線基板１２に搭載される。
バックライトユニット４は、詳細を後述するようにフレキシブル配線基板１２に各発光ユニット１１とともに光検出センサ７を搭載した構成に特徴を有している。バックライトユニット４は、各発光ユニット１１が、図２に示すようにＬＥＤ１０の出射面を導光プレート８の入射面８Ａを構成する下端面と対向させてフレキシブル配線基板１２に搭載される。バックライトユニット４においては、光検出センサ７がフレキシブル配線基板１２に搭載されることにより、この光検出センサ７と各発光ユニット１１とが導光プレート８に対して入射面８Ａと対向して配置される。
バックライトユニット４は、フレキシブル配線基板１２を介してＬＥＤ駆動回路部１３から各ＬＥＤ１０に駆動電圧が供給され、各ＬＥＤ１０が点灯して赤色表示光と緑色表示光と青色表示光を出射する。バックライトユニット４は、各ＬＥＤ１０から出射された表示光が導光プレート８の入射面８Ａから内部へと入射され、この導光プレート８の内部において混色させて白色表示光を表示パネルユニット３へと供給する。バックライトユニット４は、導光プレート８の内部を導光された白色表示光の一部が入射面８Ａと対向する上端面８Ｂにおいて反射されて入射面８Ａ側へと導光される。
バックライトユニット４は、戻り白色表示光を光検出センサ７により受光してその色成分の検出が行われるようにする。バックライトユニット４は、光検出センサ７により検出された白色表示光の赤色成分と緑色成分と青色成分を判断してコントローラ１４からＬＥＤ駆動回路部１３に対して制御信号を出力する。バックライトユニット４は、これにより各ＬＥＤ１０の点灯状態が制御され、赤色成分と緑色成分と青色成分とが最適にバランスされた白色表示光が表示パネルユニット３に供給されるようにして輝度や色調の制御が行われる。
バックライトユニット４は、表示パネルユニット３の背面側にほぼ密着した状態で組み合わされてその外周部をフレーム２に組み立てられて、表示光導光ユニット５により白色表示光を表示パネルユニット３に供給する。表示光導光ユニット５は、導光プレート８が光透過性と光拡散性とを有する合成樹脂材、例えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等によって形成される。導光プレート８は、表示パネルユニット３と対向する第１主面８Ｃから白色表示光を表示パネルユニット３に供給するとともに、図２に示すように第２主面８Ｄ側に反射シート９を接合することにより白色表示光の漏出が防止されている。
発光部６は、図１に示すように導光プレート８の入射面８Ａに対向してフレーム２に設けられたフレキシブル配線基板１２に並べて搭載された複数の発光ユニット１１によって構成される。発光部６は、各発光ユニット１１が、上述したように赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇと青色ＬＥＤ１０Ｂを有しているが、各色ＬＥＤ１０がそれぞれ同数である必要は無く所定個数の組み合わせを以ってフレキシブル配線基板１２に搭載するようにしてもよい。
光検出センサ７は、図３に示すように隣り合う発光ユニット１１Ａ、１１Ｂ間のスペースを利用してフレキシブル配線基板１２に搭載される。光検出センサ７には、例えばアジレント・テクノロジー（株）製のＲＧＢカラーセンサが用いられる。このＲＧＢカラーセンサは、５（mm）×５（mm）×１（mm）と小さな外形寸法を有するＱＦＮ（quard flat non-lead）型パッケージ仕様であり、詳細を省略するが赤・緑・青のカラーフィルタでコーティングされたフォトダイオードアレイと３つのトランスインピーダンスアンプで構成され、全てワンチップＣＭＯＳＩＣに集積されている。ＲＧＢカラーセンサは、いわゆるトップビュー型光検出センサであり、厚み方向の第１主面側を受光部７Ａとするとともにこの受光部７Ａと対向する厚み方向の第２主面側をフレキシブル配線基板１２に対する実装面７Ｂとする。液晶表示装置１においては、光検出センサ７が、上述した薄型のトップビュー型光検出センサを用いるとともに、図２及び図３に示すように導光プレート８の厚み方向の姿勢でフレキシブル配線基板１２に搭載することにより薄型化が図られる。
液晶表示装置１においては、上述したように光検出センサ７が各発光ユニット１１を搭載した同一のフレキシブル配線基板１２に搭載される。したがって、液晶表示装置１においては、光検出センサ７と各発光ユニット１１との共通配線化により配線構造が簡易化されて組立や保守性の向上が図られるとともに、小型化や薄型化が図られ、さらに部品削減によるコスト低減が図られる。また、液晶表示装置１においては、上述した小型の光検出センサ７を用いてフレキシブル配線基板１２に対して各発光ユニット１１間のスペースに搭載することから、スペースの効率化による小型化や薄型化が図られる。
液晶表示装置１においては、上述したように導光プレート８に対して光検出センサ７が各発光ユニット１１と同側に配置される。液晶表示装置１においては、ＬＥＤ１０から出射されて入射面８Ａから導光プレート８内に入射された各色表示光が導光プレート８内において充分に混色され、白色表示光となって第１主面８Ｃから表示パネルユニット３へと供給される。
液晶表示装置１においては、導光プレート８が、入射面８Ａから入射された各色表示光を対向面で反射して戻り光となる白色表示光の一部を入射面８Ａから漏出させる。液晶表示装置１においては、上述したように入射面８Ａに対向して配置した光検出センサ７により、白色表示光から赤色成分と緑色成分と青色成分の検出を行う。液晶表示装置１においては、光検出センサ７が導光プレート８内を往復することで伝播光路が長くなり赤色成分と緑色成分と青色成分が充分に混色された白色表示光を受光することにより、精度の高い成分検出が行われるようになる。
フレキシブル配線基板１２は、図２に示すように表示光導光ユニット５の前面側（表示パネルユニット３側）に位置して導光プレート８の下方部に配置される。フレキシブル配線基板１２には、同図に示すように表示光導光ユニット５との対向面側に上述した各発光ユニット１１と光検出センサ７が搭載される。フレキシブル配線基板１２は、図２及び図３に示すように各発光ユニット１１を、その出射面１１Ａが導光プレート８の入射面８Ａに近接させるように側縁に沿った位置に搭載する。したがって、液晶表示装置１においては、各ＬＥＤ１０から出射される各色表示光が、周辺への漏れを抑制されて導光プレート８内へと入射されるように構成される。
フレキシブル配線基板１２においては、上述したように隣り合う各発光ユニット１１間に位置させて光検出センサ７を搭載するが、図３に示すように導光プレート８の入射面８Ａとの間隔ｂを入射面８Ａと各発光ユニット１１との間隔ａよりも大きな間隔となるように内側に位置して搭載する。液晶表示装置１においては、フレキシブル配線基板１２に対して光検出センサ７と各発光ユニット１１をこのように位置して搭載することにより、各発光ユニット１１から出射された表示光が光検出センサ７に直接受光されないようにして光検出センサ７による白色表示光の検出精度の向上が図られるようにする。
ところで、液晶表示装置１においては、上述したようにトップビュー型光検出センサからなる光検出センサ７を受光部７Ａが導光プレート８の入射面８Ａと直交してフレキシブル配線基板１２に搭載することから、受光部７Ａにより導光プレート８の入射面８Ａから漏出する白色表示光を直接受光することができなくなる。したがって、液晶表示装置１においては、導光プレート８にフレキシブル配線基板１２の内側まで突出する導光凸部１５を一体に形成し、この導光凸部１５を介して白色表示光を光検出センサ７の受光部７Ａへと導光する。
導光凸部１５は、図２及び図３に示すように導光プレート８の入射面８Ａから光検出センサ７の受光部７Ａを覆うようにして対向する舌片状凸部として一体に形成される。導光凸部１５は、図３に示すように光検出センサ７の受光部７Ａと全域に亘って対向する外形を有しており、受光部７Ａと対向する第１主面を白色表示光の出射面１５Ａとして光検出センサ７に白色表示光を供給する。導光凸部１５には、内部を導光した白色表示光を出射面１５Ａに屈折させる詳細を後述する屈折構造が一体に形成されている。
また、液晶表示装置１においては、導光凸部１５の出射面１５Ａから白色表示光が効率よく光検出センサ７の受光部７Ａに受光されるようにするために、図４に示すように導光プレート８の第２主面８Ｄに沿って設けられた反射シート９の一部９Ａが導光凸部１５の出射面１５Ａと対向する第２主面１５Ｂに対向して延長されている。さらに、液晶表示装置１においては、同図に示すようにフレーム２の一部に導光凸部１５の先端部と対向する部位２Ａが形成されている。液晶表示装置１においては、反射シート９やフレーム２により外周部からの白色表示光の漏出が低減され、光検出センサ７に効率的に供給されるようにする。
導光凸部１５においては、上述した白色表示光の屈折構造として、例えば図４に示すように出射面１５Ａに粗面処理を施すことにより多数個の微細なドット状凸部１６を形成する。導光凸部１５は、導光プレート８内を導光される白色表示光が、同図に矢印で示すようにこれらドット状凸部１６により臨界角を超えて出射面１５Ａから外部へと漏出して光検出センサ７により受光されるようにする。なお、導光凸部１５は、出射面１５Ａにドット状凸部１６を形成するようにしたが、乱反射を生じさせる微細な凹凸を形成するようにしてもよく、また幅方向の多数条のスリット或いは直角三角形状の凹溝等により屈折構造を構成することも可能である。
また、液晶表示装置１においては、上述した出射面１５Ａにドット状凸部１６を形成した導光凸部１５に代えて、例えば図５に示した導光凸部１７を導光プレート８に一体に形成するようにしてもよい。導光凸部１７は、光検出センサ７との対向面を出射面１７Ａとする構成を導光凸部１５と同様とするが、出射面１７Ａと対向する第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂが形成された構成に特徴がある。
すなわち、導光凸部１７は、第２主面側に、基端部から先端部に向かって次第に厚みを小さくするようにして断面形状が略直角三角形状となるように全反射傾斜面１７Ｂを形成する。導光凸部１７においては、導光プレート８内を導光される白色表示光が、図５に矢印で示すように全反射傾斜面１７Ｂにおいていわゆるプリズム作用により出射面１７Ａ側へと屈折されて出射面１７Ａから外部へと漏出して光検出センサ７により受光されるようにする。なお、液晶表示装置１においては、同図に示すように反射シート９の一部９Ａが導光凸部１７の出射面１７Ａと対向するようにして屈折される。
なお、液晶表示装置１においては、例えば上述した導光凸部１５と導光凸部１７との構造を備えた図６に示した導光凸部１８を導光プレート８に一体に形成するようにしてもよい。すなわち、導光凸部１８には、光検出センサ７との対向面を出射面１８Ａとして、この出射面１８Ａに多数個の微細なドット状凸部１９が形成される。また、導光凸部１８には、出射面１７Ａと対向する第２主面側に、基端部から先端部に向かって次第に厚みを小さくするようにして断面形状が略直角三角形状となるように全反射傾斜面１８Ｂが形成される。導光凸部１８は、導光プレート８内を導光される白色表示光を、出射面１８Ａのドット状凸部１９と第２主面側の全反射傾斜面１８Ｂとにより出射面１８Ａから漏出させるようにする。
上述した実施の形態においては、光検出センサ７としてトップビュー型光検出センサを用いたが、本発明は光検出センサとして受光部が側面に設けられたいわゆるサイドビュー型光検出センサを用いるようにしてもよい。図７に第２の実施の形態として示した液晶表示装置２０は、基本的な構成を上述した液晶表示装置１と同等とし、サイドビュー型の光検出センサ２１と導光プレート８に形成した導光凸部２２の構成に特徴を有している。液晶表示装置２０は、液晶表示装置１との対応部位に同一符号を付すことにより説明を省略する。
液晶表示装置２０においても、光検出センサ２１が、導光プレート８の入射面８Ａと対向して発光ユニット１１とともにフレキシブル配線基板１２に搭載されることにより、導光プレート８に対して発光ユニット１１と同一側に配置される。液晶表示装置２０においても、光検出センサ２１と発光ユニット１１との共通配線化により配線構造が簡易化されて組立や保守性の向上が図られるとともに、小型化や薄型化が図られ、さらに部品削減によるコスト低減が図られる。また、液晶表示装置２０においても、光検出センサ２１を発光ユニット１１間に位置してフレキシブル配線基板１２に搭載することから、スペースの効率化による小型化や薄型化が図られる。
液晶表示装置２０においても、各発光ユニット１１が、出射面１１Ａを導光プレート８の入射面８Ａに近接させるように側縁に沿ってフレキシブル配線基板１２に搭載され、各ＬＥＤ１０から出射される各色表示光が、周辺への漏れを抑制されて導光プレート８内へと入射されるように構成される。また、液晶表示装置２０においては、光検出センサ２１が、受光部２１Ａを導光プレート８の入射面８Ａと対向してフレキシブル配線基板１２に搭載される。光検出センサ２１は、受光部２１Ａが導光プレート８の入射面８Ａとの間隔を入射面８Ａと各発光ユニット１１との間隔よりも大きな間隔となるように内側に位置してフレキシブル配線基板１２に搭載される。
液晶表示装置２０においては、導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ２１の受光部２１Ａと対向して導光凸部２２を一体に形成することにより、導光プレート８内を往復移動して各色成分が充分に混色された白色表示光がこの導光凸部２２の端面から光検出センサ２１の受光部２１Ａに供給されるようにする。液晶表示装置２０においては、上述したように光検出センサ２１を内側に位置してフレキシブル配線基板１２に搭載するとともに導光凸部２２を介して白色表示光が光検出センサ２１の受光部２１Ａにより受光されるようにする。したがって、液晶表示装置２０においては、各発光ユニット１１から出射された表示光が光検出センサ７に直接受光されないようにして光検出センサ２１による白色表示光の検出精度の向上が図られるようにするとともに、白色表示光が光検出センサ２１に効率よく供給されるようにする。
液晶表示装置においては、導光プレートから光検出センサに対して白色表示光が効率よく供給されることにより、光検出センサによる白色表示光における赤色成分と緑色成分と青色成分の成分検出が高精度に行われることが可能である。以下、図８乃至図１０を参照して、導光プレート８の入射面８Ａに対向して配置されたトップビュー型光検出センサ７に対して白色表示光を導光させる上述した導光凸部１５と、ドット状凸部１６と、全反射傾斜面１７Ｂと、反射シート９のシミュレーション結果を説明する。
図８に示したシミュレーション結果は、導光プレート８の入射面８Ａに対向して光検出センサ７を配置し、反射シート９に光検出センサ７に対向する部位が形成されていない導光構造例を比較したものである。同シミュレーションにおいては、同図（Ａ）に示した導光プレート８の入射面８Ａに対向して光検出センサ７を配置した導光構造例２５における光検出センサ７の受光効率を１００％とした場合の各導光構造の受光効率を求めたものであり、以下のシミュレーション結果を得た。
図８（Ｂ）に示した導光構造例２６
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともに、この導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成した導光構造例
受光効率：３３２％。
図８（Ｃ）に示した導光構造例２７
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１７を形成するとともに、この導光凸部１７の第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成した導光構造例
受光効率：７２５％。
図８（Ｄ）に示した導光構造例２８
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともに、この導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成しかつ第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成した導光構造例
受光効率：７９３％。
以上のシミュレーション結果から明らかなように、液晶表示装置１においては、導光プレート８の入射面８Ａに、光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成することにより、光検出センサ７における白色表示光の受光効率の向上を図ることが可能となる。液晶表示装置１においては、さらに導光凸部１５の表裏主面にドット凸部１６や全反射傾斜面１７Ｂからなる導光構造を形成することにより、白色表示光の受光効率をより向上させることが可能となる。
図９に示したシミュレーション結果は、上述した第１シミュレーションの各導光構造に加えて導光プレート８の第２主面８Ｄ側に設けた反射シート９の効果をシミュレーションしたものである。各導光構造例においては、導光プレート８の入射面８Ａに対向して配置された光検出センサ７を設けるとともに、光検出センサ７の受光面７Ａに対向させて反射シート９の一部９Ａが延長されて構成される。このシミュレーションも、上述した基本構成の導光構造例２５における光検出センサ７の受光効率を１００％とした場合の各導光構造例における受光効率を求めたものであり、以下のシミュレーション結果を得た。
図９（Ａ）に示した導光構造例２９
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成した導光構造例
受光効率：９６５％。
図９（Ｂ）に示した導光構造例３０
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともにこの導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成した導光構造例
受光効率：７６５％。
図９（Ｃ）に示した導光構造例３１
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１７を形成するとともにこの導光凸部１７の第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成した導光構造例
受光効率：１１２２％。
図９（Ｄ）に示した導光構造例２８
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともにこの導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成しかつ第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成した導光構造例
受光効率：１３０４％。
以上のシミュレーション結果から明らかなように、液晶表示装置１においては、導光プレート８の入射面８Ａに、光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともに反射シート９の一部９Ａを延長して受光部７Ａと対向させるように構成することにより、光検出センサ７における白色表示光の受光効率をさらに向上させることが可能となる。液晶表示装置１においては、さらに導光凸部１５の表裏主面にドット凸部１６や全反射傾斜面１７Ｂからなる導光構造を形成することにより、白色表示光の受光効率をより向上させることが可能となる。
図１０に示したシミュレーション結果は、上述した第２シミュレーションの各導光構造に加えて導光プレート８の入射面８Ａと対向して設けられたフレーム２による遮光部２Ａの効果をシミュレーションしたものである。各導光構造例においては、導光プレート８の入射面８Ａに対向して配置された光検出センサ７と、光検出センサ７の受光面７Ａに対向させて一部９Ａが延長された反射シート９を基本構成として、導光プレート８に光検出センサ７と対向して導光凸部１５が形成され、さらにフレーム２による遮光部２Ａが形成される。このシミュレーションも、上述した基本構成の導光構造例２５における光検出センサ７の受光効率を１００％とした場合の各導光構造例における受光効率を求めたものであり、以下のシミュレーション結果を得た。
図１０（Ａ）に示した導光構造例３３
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成しかつ導光プレート８の入射面８Ａと対向してフレーム２による遮光部２Ａが設けられた導光構造例
受光効率：１４１４％。
図１０（Ｂ）に示した導光構造例３４
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともにこの導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成しかつ導光プレート８の入射面８Ａと対向してフレーム２による遮光部２Ａが設けられた導光構造例
受光効率：１０５７％。
図１０（Ｃ）に示した導光構造例３５
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１７を形成するとともにこの導光凸部１７の第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成しかつ導光プレート８の入射面８Ａと対向してフレーム２による遮光部２Ａが設けられた導光構造例
受光効率：１５６６％。
図１０（Ｄ）に示した導光構造例３６
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともにこの導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成しかつ第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成しさらに導光プレート８の入射面８Ａと対向してフレーム２による遮光部２Ａが設けられた導光構造例
受光効率：１７６３％。
以上のシミュレーション結果から明らかなように、液晶表示装置１においては、導光プレート８の入射面８Ａに、光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともに反射シート９の一部９Ａを延長して受光部７Ａと対向させるように構成し、さらに導光プレート８の入射面８Ａと対向してフレーム２による遮光部２Ａを設けることにより、光検出センサ７の受光部７Ａが反射シート９の一部９Ａとフレーム２の遮光部２Ａとにより囲まれた構造となる。液晶表示装置１においては、かかる導光構造を採用することにより、光検出センサ７における白色表示光の受光効率をさらに向上させることが可能である。液晶表示装置１においては、さらに導光凸部１５の表裏主面にドット凸部１６や全反射傾斜面１７Ｂからなる導光構造を形成することにより、白色表示光の受光効率をより向上させることが可能となる。
図１１に示したシミュレーション結果は、上述した第３シミュレーションの各導光構造において、反射シート９に延長された一部９Ａが導光凸部１５に沿って折り曲げられた構成の効果をシミュレーションしたものである。各導光構造例においては、導光プレート８の入射面８Ａに対向して配置された光検出センサ７と、光検出センサ７の受光面７Ａに対向させて延長された一部９Ａが折り曲げられた反射シート９を基本構成として、導光プレート８に光検出センサ７と対向して導光凸部１５が形成される。このシミュレーションも、上述した基本構成の導光構造例２５における光検出センサ７の受光効率を１００％とした場合の各導光構造例における受光効率を求めたものであり、以下のシミュレーション結果を得た。
図１１（Ａ）に示した導光構造例３７
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１７を形成するとともにこの導光凸部１７の第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成するとともにこの対向部９Ａを全反射傾斜面１７Ｂに沿って折り曲げた導光構造例
受光効率：１９３２％。
図１１（Ｂ）に示した導光構造例３８
導光プレート８の入射面８Ａに光検出センサ７の受光部７Ａと対向する導光凸部１５を形成するとともにこの導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を形成しかつ第２主面側に全反射傾斜面１７Ｂを形成し、反射シート９に光検出センサ７の受光面７Ａに対向する対向部９Ａを形成するとともにこの対向部９Ａを全反射傾斜面１７Ｂに沿って折り曲げた導光構造例
受光効率：１７８２％。
以上のシミュレーション結果から明らかなように、液晶表示装置１においては、導光プレート８の入射面８Ａに、光検出センサ７の受光部７Ａと対向する全反射傾斜面１７Ｂを有する導光凸部１７を形成するとともに反射シート９から延長した一部９Ａを全反射傾斜面１７Ｂに沿って折り曲げて受光部７Ａと対向させるように構成することにより、光検出センサ７における白色表示光の受光効率をさらに向上させることが可能となる。液晶表示装置１においては、さらに導光凸部１５の出射面１５Ａにドット凸部１６を設けても白色表示光の受光効率を向上させることが可能である。
なお、上述した実施の形態は、液晶表示装置の適用例を示したが、かかる液晶表示装置に限定されるものでは無い。本発明は、赤色発光体と緑色発光体と青色発光体とを有する発光部から出射した表示光を表示部の背面側に設けた導光プレートを介して表示部に導光してカラー表示を行う各種光学表示装置にも適用可能である。また、液晶表示装置１においては、フレキシブル配線基板１２にＬＥＤ１０と光検出センサ７を搭載したが、一般的な回路基板を用いるようにしてもよいことは勿論である。フレキシブル配線基板１２は、反射シート９に延長部９Ａを形成する場合に、導光プレート８の第１主面８Ｃ側に配置されるが、延長部９Ａが無い場合には導光プレート８の表裏主面の何れにも配置することが可能である。
また、上述した実施の形態においては、導光凸部１５に対してその第２主面１５Ｂ側に反射シート９の一部９Ａを対向させるようにしたが、例えば第２主面１５Ｂに反射膜を形成する等の対応を施すことによりその機能を代替えさせることも可能である。
さらに、上述した実施の形態においては、各発光部６がそれぞれ赤色ＬＥＤ１０Ｒと緑色ＬＥＤ１０Ｇと青色ＬＥＤ１０Ｂとを有し、それぞれから出射された赤色表示光と緑色表示光と青色表示光とが混色された白色表示光の各色成分を検出するようにしたが、予め混色された異なるピーク波長を持つ少なくとも２つ以上の発光体から出射された表示光の成分を検出するように構成してもよい。
実施の形態として示す液晶表示装置の要部正面図である。 液晶表示装置の要部断面図である。 発光部の構成を示す一部切欠き要部正面図である。 導光プレート内から光検出センサへ白色表示光を供給する導光構造の説明図である。 他の導光構造の説明図である。 さらに他の導光構造の説明図である。 他の発光部の構成を示す一部切欠き要部正面図である。 導光構造のシミュレーション図であり、反射シート無し構造を示す。 導光構造のシミュレーション図であり、反射シート有り構造を示す。 導光構造のシミュレーション図であり、反射シートとフレーム遮光部有り構造を示す。 導光構造のシミュレーション図であり、屈折反射シート有り構造を示す。 従来の液晶表示装置の要部正面図である。 従来の液晶表示装置の要部断面図である。
符号の説明
１ 液晶表示装置、２ フレーム、３ 表示パネルユニット、４ バックライトユニット、５ 表示光導光ユニット、６ 発光部、７ 光検出センサ、７Ａ 受光部、８ 導光プレート、８Ａ 入射面、９ 反射シート、１０ ＬＥＤ、１１ 発光ユニット、１２ フレキシブル配線基板、１３ ＬＥＤ駆動回路部、１４ コントローラ、１５ 導光凸部、１５Ａ 出射面、１６ ドット状凸部、１７ 導光凸部、１７Ｂ 全反射傾斜面、１８ 導光凸部

Claims (9)

  1. 異なるピーク波長を持つ少なくとも２個以上の発光体を有する発光部と、この発光部と対向する外周部を入射部として上記各発光体から出射された出射光を内部に入射するとともに混色させて白色表示光として表示部へと導光する導光プレートと、この導光プレートの外周部に配置されて漏出する上記表示光を検出して上記各発光体の発光状態を制御する検出信号を出力する光検出センサとを備え、
    上記光検出センサが、上記導光プレートの上記入射部と対向して配置されて上記各発光体を搭載した配線基板に搭載されることにより、上記導光プレートに対して上記各発光体と同一側に配置されることを特徴とする光学表示装置。
  2. 上記光検出センサが、受光部を上記各発光体の発光面に対して内側に位置させて上記配線基板に搭載されるとともに、
    上記導光プレートの上記入射部に、上記各発光体の発光面に対して上記配線基板の内側まで突出して上記受光部と対向する導光凸部が一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学表示装置。
  3. 上記光検出センサが、上記配線基板上に実装する実装面との対向面に受光部を設けたトップビュー側光検出センサであり、
    上記受光部が、上記導光プレートの外周部から突出して形成された上記導光凸部の対向する第１主面から漏出する上記表示光を受光することを特徴とする請求項２に記載の光学表示装置。
  4. 上記導光プレートの上記導光凸部が、上記光検出センサの上記受光部と対向する上記第１主面と対向する第２主面が、内部に導光された上記表示光を上記第１主面側へと屈折させる全反射傾斜面として形成されることを特徴とする請求項３に記載の光学表示装置。
  5. 上記導光プレートの上記導光凸部が、上記光検出センサの上記受光部と対向して上記表示光を漏出する第１主面を粗面に形成されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の光学表示装置。
  6. 上記導光凸部の上記第１主面と対向する第２主面と対向して反射シート片が設けられることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学表示装置。
  7. 上記反射シート片が、上記導光プレートの表示部と対向する第１主面と対向する第２主面側に設けられた反射シートの上記導光プレートの上記入射部と対向する部位に上記導光凸部と対向して一体に形成された反射凸片部によって構成されることを特徴とする請求項６に記載の光学表示装置。
  8. 上記光検出センサが、上記配線基板上に実装する実装面との直交面に受光部を設けたサイドビュー型光検出センサであり、
    上記受光部が、上記導光プレートに形成された上記導光凸部の端面から漏出する上記表示光を受光することを特徴とする請求項２に記載の光学表示装置。
  9. 上記導光プレートの上記導光凸部と対向して反射壁を設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１項に記載の光学表示装置。
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