JP2007514313A - バックライト装置 - Google Patents

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Abstract

メインディスプレイを主に照らす場合には、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄをすべて点灯する。このとき、各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄは、それぞれ照射領域２２ａ〜２２ｄを有しており、これによりメインディスプレイ２１全体を照らすことができる。サブディスプレイを主に照らす場合には、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄのうち中央のＬＥＤ１２ｂ,１２ｃを点灯する。このとき、各ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃは、それぞれ照射領域２２ｂ,２２ｃを有しているので、これによりサブ照射領域２１ｂを照らすことができる。

Description

本発明は液晶表示装置の光源として使用するバックライト装置に関し、特に、両面発光用のバックライト装置に関する。
透過型液晶表示装置又は半透過型液晶表示装置においては、一部外界の光を利用するが、主に装置内に搭載された光源を用いている。この光源として、バックライトが使用されている。
このバックライトは、液晶セルの背面側から光を供給するために、装置の表示側から見て液晶セルの背面側に配置される。このバックライトは、液晶セルの背面側の表面に対向して略平行にその主面が並設された導光板（ライトガイド）と、導光板の端面側に配置され、この端面に光を入射するエッジライト（サイドライト）とから主に構成される。また、導光板の液晶セル側と反対側には、反射シートが配置される。
このような構成において、エッジライトからの光は、導光板内を伝搬し、その導光板に施された光出射手段及び導光板の外側に配置された反射シートで反射されることにより液晶セルに向けてその伝搬方向を変えられ、液晶セルに入射する。
近年、２つのディスプレイを有する携帯電話が普及している。このような２つのディスプレイに光を供給する場合、ディスプレイ毎にバックライトを設けている。
図１は、従来の２つのディスプレイを有する携帯電話におけるバックライト構成を示す図である。図中１０１,１０２は、メインディスプレイ（比較的大きいディスプレイ）用のバックライトを示し、矢印Ａ方向に光を供給する。図中１０７,１０８は、サブディスプレイ（比較的小さいディスプレイ）用のバックライトを示し、矢印Ｂ方向に光を供給する。
メインディスプレイ用のバックライトは、導光板（ライトガイド）１０１と、この導光板１０１の一方の端面側に配置されたエッジライト（サイドライト）１０２とから主に構成されている。このエッジライトとしては、通常ＬＥＤが用いられる。導光板１０１の一方の主面（光出射面側）上には、導光板１０１から出射された光を拡散する拡散シート１０３が配置されている。
拡散シート１０３上には、等方性プリズムシート１０４が配置されている。この等方性プリズムシート１０４としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１０４は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線に対して垂直方向の光を集光する。
等方性プリズムシート１０４上には、等方性プリズムシート１０５が配置されている。この等方性プリズムシート１０５としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１０５は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線は等方性プリズムシート１０４の突起の稜線と垂直に配置される。また、この等方性プリズムシート１０５は、その突起の稜線と垂直方向の光を集光する。
サブディスプレイ用のバックライトは、導光板１０７と、この導光板１０７の一方の端面側に配置されたエッジライト１０８とから主に構成されている。このエッジライトとしては、通常ＬＥＤが用いられる。導光板１０７の一方の主面（光出射面側）上には、導光板１０７から出射された光を拡散する拡散シート１０９が配置されている。
拡散シート１０９上には、等方性プリズムシート１１０が配置されている。この等方性プリズムシート１１０としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１１０は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線に対して垂直方向の光を集光する。
等方性プリズムシート１１０上には、等方性プリズムシート１１１が配置されている。この等方性プリズムシート１１１としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１１１は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線は等方性プリズムシート１１０の突起の稜線と垂直に配置される。また、この等方性プリズムシート１１１は、その突起の稜線と垂直方向の光を集光する。
導光板１０１の他方の主面と導光板１０７の他方の主面との間には、反射板１０６が配置されている。この反射板１０６は、メインディスプレイ側のバックライトの光がサブディスプレイ側に供給されるのを防止し、反対にサブディスプレイ側のバックライトの光がメインディスプレイ側に供給されるのを防止する。
上記構成においては、メインディスプレイを照らすためのバックライト１０１,１０２と、サブディスプレイを照らすためのバックライト１０７,１０８とをそれぞれ設ける必要があるので、部品点数も多くなり、全体の装置としての厚さも厚くなってしまう。
本発明の目的は、２つのディスプレイを有する携帯電話のような両面にディスプレイを有する装置において、効率良く各ディスプレイを照らすことができ、しかも装置全体を小型化することができるバックライト装置を提供することを目的とする。
本発明のバックライト装置は、対向する一対の主面及び端面を有し、一方の前記端面に配置された光源からの光を両方の主面に導く導光手段と、前記導光手段の一方の主面側の比較的大きいメイン照射領域に対する照射と前記導光手段の他方の主面側の比較的小さいサブ照射領域に対する照射とを行うように前記光源を制御する制御手段と、を具備する。
このような構成によれば、２つのディスプレイを有する携帯電話のような両面にディスプレイを有する装置において、効率良く各ディスプレイを照らすことができ、しかも装置全体を小型化することができる。
本発明のバックライト装置においては、前記制御手段は、前記メイン照射領域に対する照射及び前記サブ照射領域に対する照射のうちいずれの照射であるかのモードを選択するモード選択手段と、前記モード選択手段により選択されたモードにしたがって前記光源への電力供給を切り替える切り替え手段とを有することが好ましい。
本発明のバックライト装置においては、前記切り替え手段は、前記メイン照射領域に対する照射の場合に、前記光源のすべてに電力を与えるように切り替え、前記サブ照射領域に対する照射の場合に、前記光源の一部に電力を与えるように切り替えることが好ましい。
本発明のバックライト装置においては、前記光源が並設された複数のＬＥＤで構成されており、前記切り替え手段は、前記サブ照射領域に対する照射の場合に、照射の寄与度が高いＬＥＤに電力を与えることが好ましい。
本発明のバックライト装置においては、前記照射の寄与度が高いＬＥＤが並設された複数のＬＥＤの中央のＬＥＤであることが好ましい。
本発明のバックライト装置においては、前記導光手段は、両方の主面上にそれぞれ拡散手段及び等方性プリズム部材を有することが好ましい。
本発明のバックライト装置においては、前記導光手段は、前記サブ照射領域側の主面上に半透過反射部材を有することが好ましい。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係るバックライト装置の構成を示す図である。本発明のバックライト装置は、一対の主面及び一対の端面を有する導光板（ライトガイド）１１を有する。導光板１１の一方の端面側には、エッジライト（サイドライト）１２が配置されている。このエッジライトとしては、通常ＬＥＤが用いられる。
導光板１１のメインディスプレイ（比較的大きいディスプレイ：図２において上）側の主面上には、導光板１１から出射された光を拡散する拡散シート１３が配置されている。この拡散シート１３は、パネル表示面から見たときにバックライトの存在が認識されないようにすることができる。なお、この拡散シート１３は、必ずしも配置する必要はない。
拡散シート１３上には、等方性プリズムシート１４が配置されている。この等方性プリズムシート１４としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１４は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線に対して垂直方向の光を集光する。これにより、等方性プリズムシートが光源（エッジライト）からの光の進行方向に対して左右方向の光の制御を行う。したがって、この等方性プリズムシート１４を設けることにより、光源からの光の進行方向に対して左右方向の集光性を高めて輝度を向上させることができる。
等方性プリズムシート１４上には、等方性プリズムシート１５が配置されている。この等方性プリズムシート１５としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１５は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線は等方性プリズムシート１４の突起の稜線と垂直に配置される。また、この等方性プリズムシート１５は、その突起の稜線と垂直方向の光を集光する。これにより、等方性プリズムシートが光源（エッジライト）からの光の進行方向の光の制御を行う。したがって、この等方性プリズムシート１５を設けることにより、光源からの光の進行方向の集光性を高めて輝度を向上させることができる。
導光板１１のサブディスプレイ（比較的小さいディスプレイ：図２において下）側の主面上には、半透過反射板１６が配置されている。この半透過反射板１６は、所定の割合で反射率と透過率とを調整した反射板である。
半透過反射板１６上には、導光板１１から出射された光を拡散する拡散シート１７が配置されている。この拡散シート１７は、パネル表示面から見たときにバックライトの存在が認識されないようにすることができる。なお、この拡散シート１７は、必ずしも配置する必要はない。
拡散シート１７上には、等方性プリズムシート１８が配置されている。この等方性プリズムシート１８としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１８は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線に対して垂直方向の光を集光する。これにより、等方性プリズムシートが光源からの光の進行方向に対して左右方向の光の制御を行う。したがって、この等方性プリズムシート１８を設けることにより、光源からの光の進行方向に対して左右方向の集光性を高めて輝度を向上させることができる。
等方性プリズムシート１８上には、等方性プリズムシート１９が配置されている。この等方性プリズムシート１９としては、例えばＢＥＦ（住友３Ｍ社製、商品名）などを用いることができる。この等方性プリズムシート１９は、その表面にプリズム形状の複数の突起が形成されており、その突起の稜線は等方性プリズムシート１８の突起の稜線と垂直に配置される。また、この等方性プリズムシート１９は、その突起の稜線と垂直方向の光を集光する。これにより、等方性プリズムシートが光源からの光の進行方向の光の制御を行う。したがって、この等方性プリズムシート１９を設けることにより、光源からの光の進行方向の集光性を高めて輝度を向上させることができる。
なお、図２に示す構成においては、拡散シート１３,１７上に、それぞれ突起の稜線に対して垂直方向の光を集光する等方性プリズムシート１４,１８を設け、その上に、それぞれ突起の稜線に対して平行な光を集光する等方性プリズムシート１５,１９を設けているが、本発明においては、拡散シート１３,１７上に、それぞれ等方性プリズムシート１５,１９を設け、その上に、それぞれ等方性プリズムシート１４,１８を設けても良い。
また、外側の等方性プリズムシート１５,１９上に、それぞれ異方性プリズムシート（図示せず）を設けても良い。この異方性プリズムシートは、等方性プリズムシートと組み合わせて用いることにより、垂直輝度及び広視野角方向の輝度をより一層向上することが可能となる。
等方性プリズムシート１５上には、メインディスプレイ用の液晶パネル（図示せず）が配置され、等方性プリズムシート１９上には、サブディスプレイ用の液晶パネル（図示せず）が配置される。これにより、本発明のバックライト装置を備えた液晶表示装置が構成される。なお、液晶パネルとしては、通常使用されているパネルを使用することができる。
このような構成を有するバックライト装置では、メインディスプレイ側を照らす場合（矢印Ａ方向）、バックライト装置のエッジライト１２からの光は、導光板１１内を伝搬し、一部は直接メインディスプレイ側に出射し、その他は導光板１１のサブディスプレイ側に配置された半透過反射板１６で反射される。半透過反射板１６で反射された光は、導光板１１を通って、メインディスプレイ側に出射する。導光板１１から出射された光は、拡散シート１３で拡散される。拡散シート１３を通過した光は、等方性プリズムシート１４で左右方向（光源からの光の進行方向に対して左右方向）の集光性が高くなるように制御される。その後、等方性プリズムシート１４を透過した光は、等方性プリズムシート１５で光源からの進行方向の集光性が高くなるように制御される。これにより、導光板１１の主面に対して垂直方向の輝度を向上させる。このように出射された光がメインディスプレイ用の液晶パネルに入射する。
一方、サブディスプレイ側を照らす場合（矢印Ｂ方向）、バックライト装置のエッジライト１２からの光は、導光板１１内を伝搬し、一部は半透過反射板１６で直接サブディスプレイ側に出射する。導光板１１から出射された光は、拡散シート１７で拡散される。拡散シート１７を通過した光は、等方性プリズムシート１８で左右方向（光源からの光の進行方向に対して左右方向）の集光性が高くなるように制御される。その後、等方性プリズムシート１８を透過した光は、等方性プリズムシート１９で光源からの進行方向の集光性が高くなるように制御される。これにより、導光板１１の主面に対して垂直方向の輝度を向上させる。このように出射された光がサブディスプレイ用の液晶パネルに入射する。
このように、本発明のバックライト装置は、一組の導光板及び光源で導光板の両面に配置された２つのディスプレイを照らすことができるので、バックライト装置としての部品点数を少なくすることができ、しかもバックライト装置としての厚さを薄くすることが可能である。さらに、一組の導光板及び光源を用いるので、製造コストも低減させることができる。
次に、本発明のバックライト装置の制御について説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係るバックライト装置における照射領域を示す図であり、（Ａ）はメインディスプレイを照射する場合を示し、（Ｂ）はサブディスプレイを照射する場合を示す。
図３において、光源であるエッジライトは、並設した４つのＬＥＤ１２ａ〜１２ｄで構成されている。なお、図３は、メインディスプレイ２１側から見たものである。メイン照射領域（点線領域）２１ａを照らす場合、すなわちメインディスプレイを主に照らす場合には、図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄをすべて点灯する。このとき、各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄは、それぞれ照射領域２２ａ〜２２ｄを有しており、これによりメインディスプレイ２１全体を照らすことができる。
一方、サブ照射領域（一点鎖線領域）２１ｂを照らす場合、すなわちサブディスプレイを主に照らす場合には、図３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄのうち中央のＬＥＤ１２ｂ,１２ｃを点灯する。このとき、各ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃは、それぞれ照射領域２２ｂ,２２ｃを有しているので、これによりサブ照射領域２１ｂを照らすことができる。本発明においては、サブ照射領域２１ｂを照らすときに、サブ照射領域２１ｂの照射に対して一番寄与度が高いＬＥＤのみを点灯し、寄与度が低いＬＥＤはＯＦＦにすることを特徴とする。このため、ここではサブ照射領域２１ｂの照射に対して比較的寄与度が高いＬＥＤ１２ｂ,１２ｃを点灯する。したがって、本発明では、サブ照射領域の照射に対して比較的寄与度が高いＬＥＤを選択して点灯すれば良いので、サブ照射領域の照射に点灯するＬＥＤはＬＥＤ１２ｂ,１２ｃに限定されない。
図４は、本発明の実施の形態１に係るバックライト装置の制御を説明するためのブロック図である。本発明のバックライト装置の点灯制御を行う制御装置は、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを点灯させる電力を供給するＬＥＤドライバ３１と、 メイン照射領域の照射とサブ照射領域の照射を切り替えるためのモード選択部３４と、モード選択部３４からの指示により点灯させるＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを選択するスイッチ３２,３３とから主に構成されている。
このような構成において、メイン照射領域を照射する場合、そのモードを選択するための制御信号がモード選択部３４に入力される。制御信号は、装置側で発しても良く、ユーザの入力により発しても良い。モード選択部３４は、その制御信号（メイン照射領域を照射する）にしたがって、すべてのＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを点灯するようにスイッチ３２,３３に指示を出す。スイッチ３２,３３は、この指示にしたがってスイッチを切り替える。ここでは、スイッチ３２,３３は、接続しなような状態にする。このとき、ＬＥＤドライバ３１からの出力は、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄすべてに供給されるので、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄが点灯して、図３（Ａ）に示すようにメイン照射領域２１ａを照射することができる。
一方、サブ照射領域を照射する場合、そのモードを選択するための制御信号がモード選択部３４に入力される。モード選択部３４は、その制御信号（サブ照射領域を照射する）にしたがって、サブ照射領域の照射に対して寄与度の高いＬＥＤ、すなわち中央のＬＥＤ（ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃ）を点灯するようにスイッチ３２,３３に指示を出す。スイッチ３２,３３は、この指示にしたがってスイッチを切り替える。ここでは、スイッチ３２,３３は、接続するような状態にする。このとき、ＬＥＤドライバ３１からの出力は、ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃに供給されるので、ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃのみが点灯して、図３（Ｂ）に示すようにサブ照射領域２１ｂを照射することができる。
このように本発明によれば、比較的大きいメイン照射領域の照射と比較的小さいサブ照射領域の照射とを一組の導光板及び光源を用いて行う。この場合、メイン照射領域の照射ではすべての光源を点灯させ、サブ照射領域の照射では一部の光源を点灯させる。その結果、２つのディスプレイを有する携帯電話のような両面にディスプレイを有する装置において、効率良く各ディスプレイを照らすことができ、しかも装置全体を小型化することができる。
図５は、本発明の実施の形態２に係るバックライト装置の制御を説明するためのブロック図である。本発明のバックライト装置の点灯制御を行う制御装置は、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを点灯させる電力を供給するＬＥＤドライバ４１を備えており、ＬＥＤドライバ４１は、メイン照射領域の照射とサブ照射領域の照射を切り替えるためのモード選択部４４と、モード選択部４４からの指示により点灯させるＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを選択するスイッチ４２,４３とから主に構成されている。
このような構成において、メイン照射領域を照射する場合、そのモードを選択するための制御信号がモード選択部４４に入力される。制御信号は、装置側で発しても良く、ユーザの入力により発しても良い。モード選択部４４は、その制御信号（メイン照射領域を照射する）にしたがって、すべてのＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを点灯するようにスイッチ４２,４３に指示を出す。スイッチ４２,４３は、この指示にしたがってスイッチを切り替える。ここでは、スイッチ４２は、出力１に接続するような状態にし、スイッチ４３は、フィードバック１に接続するような状態にする。このとき、ＬＥＤドライバ４１からの出力は、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄすべてに供給されるので、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄが点灯して、図３（Ａ）に示すようにメイン照射領域２１ａを照射することができる。
一方、サブ照射領域を照射する場合、そのモードを選択するための制御信号がモード選択部４４に入力される。モード選択部４４は、その制御信号（サブ照射領域を照射する）にしたがって、サブ照射領域の照射に対して寄与度の高いＬＥＤ、すなわち中央のＬＥＤ（ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃ）を点灯するようにスイッチ４２,４３に指示を出す。スイッチ４２,４３は、この指示にしたがってスイッチを切り替える。ここでは、スイッチ４２は、出力２に接続するような状態にし、スイッチ４３は、フィードバック２に接続するような状態にする。このとき、ＬＥＤドライバ４１からの出力は、ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃに供給されるので、ＬＥＤ１２ｂ,１２ｃのみが点灯して、図３（Ｂ）に示すようにサブ照射領域２１ｂを照射することができる。
このように本発明によれば、比較的大きいメイン照射領域の照射と比較的小さいサブ照射領域の照射とを一組の導光板及び光源を用いて行う。この場合、メイン照射領域の照射ではすべての光源を点灯させ、サブ照射領域の照射では一部の光源を点灯させる。その結果、２つのディスプレイを有する携帯電話のような両面にディスプレイを有する装置において、効率良く各ディスプレイを照らすことができ、しかも装置全体を小型化することができる。
本発明は上記実施の形態１,２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１,２においては、ＬＥＤが４つの場合について説明しているが、本発明はＬＥＤが並設された３つ又は５つ以上の場合にも同様に適用することができる。
上記実施の形態１,２においては、拡散シートは、拡散効果を発揮できるものであれば、シート状の形態でなくても、板状やフィルム状の形態であっても良い。また、等方性プリズムシートもその機能を発揮できるものであれば、シート状の形態に限定されない。また、半透過反射板は、反射効果を発揮できるものであれば、板状の形態でなくても、シート状やフィルム状の形態であっても良い。また、上記実施の形態１,２においては、半透過反射板を使用した場合について説明しているが、本発明においてはこれに限定されず、ある程度の割合で反射と透過を行うことができるものを用いることができる。また、本発明は、半透過反射板を使用しない場合にも適用することができる。
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの液晶表示装置の光源として用いるバックライト装置に適用可能である。
図１は、従来のバックライト装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るバックライト装置の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るバックライト装置における照射領域を示す図であり、（Ａ）はメインディスプレイを照射する場合を示し、（Ｂ）はサブディスプレイを照射する場合を示す。 図４は、本発明の実施の形態１に係るバックライト装置の制御を説明するためのブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係るバックライト装置の制御を説明するためのブロック図である。

Claims (8)

  1. 対向する一対の主面及び端面を有し、一方の前記端面に配置された光源からの光を両方の主面に導く導光手段と、前記導光手段の一方の主面側の比較的大きいメイン照射領域に対する照射と前記導光手段の他方の主面側の比較的小さいサブ照射領域に対する照射とを行うように前記光源を制御する制御手段と、を具備するバックライト装置。
  2. 前記制御手段は、前記メイン照射領域に対する照射及び前記サブ照射領域に対する照射のうちいずれの照射であるかのモードを選択するモード選択手段と、前記モード選択手段により選択されたモードにしたがって前記光源への電力供給を切り替える切り替え手段とを有する請求項１記載のバックライト装置。
  3. 前記切り替え手段は、前記メイン照射領域に対する照射の場合に、前記光源のすべてに電力を与えるように切り替え、前記サブ照射領域に対する照射の場合に、前記光源の一部に電力を与えるように切り替える請求項２記載のバックライト装置。
  4. 前記光源が並設された複数のＬＥＤで構成されており、前記切り替え手段は、前記サブ照射領域に対する照射の場合に、照射の寄与度が高いＬＥＤに電力を与える請求項２記載のバックライト装置。
  5. 前記照射の寄与度が高いＬＥＤが並設された複数のＬＥＤの中央のＬＥＤである請求項４記載のバックライト装置。
  6. 前記導光手段は、両方の主面上にそれぞれ拡散手段及び等方性プリズム部材を有する請求項１記載のバックライト装置。
  7. 前記導光手段は、前記サブ照射領域側の主面上に半透過反射部材を有する請求項１記載のバックライト装置。
  8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載のバックライト装置を備えた液晶表示装置。
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