JP2008059887A - 面状光源装置及び液晶表示装置組立体 - Google Patents
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Abstract
【課題】高輝度を達成することができ、しかも、輝度ムラが発生し難く、小型化、薄型化を達成し得る構造を有する面状光源装置を提供する。
【解決手段】複数の面状光源ユニットから構成された、透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置において、各面状光源ユニット41は、(A)頂面部材42A、底面部材42B、及び、側面部材42Cから成る箱状部材42、並びに、(B)箱状部材42の内部に配置された光源46から構成されており、頂面部材42A、底面部材42B及び側面部材42Cの内面のそれぞれには、光拡散・反射層44A,44B,44Cが形成されており、頂面部材42Aには開口部45が設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】複数の面状光源ユニットから構成された、透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置において、各面状光源ユニット41は、(A)頂面部材42A、底面部材42B、及び、側面部材42Cから成る箱状部材42、並びに、(B)箱状部材42の内部に配置された光源46から構成されており、頂面部材42A、底面部材42B及び側面部材42Cの内面のそれぞれには、光拡散・反射層44A,44B,44Cが形成されており、頂面部材42Aには開口部45が設けられている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。
液晶表示装置にあっては、液晶材料それ自体は発光しない。従って、例えば、液晶表示装置の表示領域を照射する直下型の面状光源装置(バックライト)を、複数の画素から構成された表示領域の背面に配置する(例えば、文献1:日経エレクトロニクス 2004年12月20日第889号の第123〜130ページ を参照)。尚、カラー液晶表示装置において、1画素は、例えば、赤色発光副画素、緑色発光副画素及び青色発光副画素の3種の副画素から構成されている。そして、各画素あるいは各副画素を構成する液晶セルを、一種の光シャッター(ライト・バルブ)として動作させることによって、即ち、各画素あるいは各副画素の光透過率(開口率)を制御し、面状光源装置から出射された照明光(例えば、白色光)の光透過率を制御することで、画像を表示している。液晶表示装置の大型化に従い、面状光源装置も大型化しつつある。
従来、液晶表示装置組立体における面状光源装置は、表示領域全体を、均一、且つ、一定の明るさで照明しているが、このような面状光源装置とは別の構成、即ち、複数の面状光源ユニットから構成され、複数の表示領域ユニットにおける照度の分布を変化させる構成を有する面状光源装置が、例えば、特開2005−258403から周知である。
このような面状光源装置は、以下に説明する方法に基づき制御される。即ち、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの最高輝度をY1とし、表示領域ユニットにおける画素の光透過率(開口率)の最大値(具体的には、例えば100%)をLt1とする。また、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットが最高輝度Y1であるときに、表示領域ユニットにおける各画素の表示輝度y2を得るための各画素の光透過率(開口率)をLt2とする。すると、この場合にあっては、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Y2を、
Y2・Lt1=Y1・Lt2
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図10の(A)及び(B)に示す。ここで、面状光源ユニットの光源輝度Y2を、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム(便宜上、画像表示フレームと呼ぶ)毎に変化させる。
Y2・Lt1=Y1・Lt2
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図10の(A)及び(B)に示す。ここで、面状光源ユニットの光源輝度Y2を、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム(便宜上、画像表示フレームと呼ぶ)毎に変化させる。
そして、このような面状光源装置の制御(面状光源装置の分割駆動とも呼ばれる)によって、液晶表示装置における白レベルの増加、黒レベルの低下によるコントラスト比の増加を図ることができる結果、画像表示の品質の向上を図ることができるし、面状光源装置の消費電力の低減を図ることができる。
或る面状光源ユニットの光源から出射された光の一部は、他の面状光源ユニットに侵入する。それ故、上述したように、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Y2を制御したとき、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に影響を与える。従って、それぞれの面状光源ユニットが他の面状光源ユニットに及ぼす影響を出来るだけ小さくするために、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの間に隔壁を設けている。
また、面状光源装置における光源を、赤色発光素子、緑色発光素子、及び、青色発光素子から構成する場合、これらの発光素子から出射された赤色光、緑色光、青色光を充分に混色し、白色光とする必要がある。
ところで、上述したように、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの間に隔壁を設ける場合、隔壁の上方の空間において輝度ムラ(一種の隔壁の影)が発生し易いといった問題がある。また、面状光源装置における光源を、上述のように3種類の発光素子から構成する場合、これらの発光素子から出射された赤色光、緑色光、青色光から白色光を得るために、或る程度の容積を有する混色のための空間が必要とされ、面状光源装置の小型化、薄型化の達成が困難となる場合があるし、混色のための空間における輝度損失も問題となる。
従って、本発明の目的は、高輝度を達成することができ、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に係る境界領域の存在に起因した輝度ムラが発生し難く、小型化、薄型化を達成し得る構造を有する面状光源装置、及び、係る面状光源装置を組み込んだ液晶表示装置組立体を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る面状光源装置は、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成る。
また、上記の目的を達成するための本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る液晶表示装置組立体は、
(a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体である。
(a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体である。
そして、本発明の第1の態様に係る面状光源装置における各面状光源ユニット、あるいは又、本発明の第1の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置における各面状光源ユニットは、
(A)頂面部材、底面部材、及び、側面部材から成る箱状部材、並びに、
(B)箱状部材の内部に配置された光源、
から構成されており、
頂面部材の内面、底面部材の内面、及び、側面部材の内面のそれぞれには、光拡散・反射層が形成されており、
頂面部材には開口部が設けられていることを特徴とする。
(A)頂面部材、底面部材、及び、側面部材から成る箱状部材、並びに、
(B)箱状部材の内部に配置された光源、
から構成されており、
頂面部材の内面、底面部材の内面、及び、側面部材の内面のそれぞれには、光拡散・反射層が形成されており、
頂面部材には開口部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の第2の態様に係る面状光源装置における各面状光源ユニット、あるいは又、本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体を構成する面状光源装置における各面状光源ユニットは、
(A)厚さ方向に延びる孔部から構成された光源格納部が設けられた板状部材、及び、
(B)孔部の底部に配置された光源、
から構成されており、
孔部の側壁には、光拡散・反射層が形成されており、
孔部の上端は、光拡散・透過部材によって覆われていることを特徴とする。
(A)厚さ方向に延びる孔部から構成された光源格納部が設けられた板状部材、及び、
(B)孔部の底部に配置された光源、
から構成されており、
孔部の側壁には、光拡散・反射層が形成されており、
孔部の上端は、光拡散・透過部材によって覆われていることを特徴とする。
また、上記の好ましい形態を含む本発明の第1の態様において、頂面部材に設けられた開口部の上、あるいは、上方には、レンズが配置されている構成とすることが望ましい。ここで、レンズは、全体として、凸レンズ効果を有していてもよいし、凹レンズ効果を有していてもよい。即ち、頂面部材の内面、底面部材の内面、及び、側面部材の内面のそれぞれ(以下、これらを総称して、箱状部材の内面と呼ぶ場合がある)において、拡散・反射され、最終的に開口部から出射される光の出射立体角や輝度プロファイル、開口部から出射された光が照射すべき表示領域ユニットの大きさや要求される表示領域ユニット上の輝度プロファイル等に基づき、レンズの設計を行えばよい。具体的には、両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカス凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、メニスカス凹レンズのいずれかから構成することが好ましい。あるいは又、フレネルレンズから構成することもできる。レンズは、光学ガラス、あるいは、プラスチックから作製すればよい。ここで、プラスチックレンズを構成するプラスチックとして、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ハロゲン系樹脂といった熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、尿素系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂といった熱硬化性樹脂を挙げることができる。プラスチックレンズは、材料にも依るが、例えば、射出成形法にて成形することができる。1つのレンズを1つの面状光源ユニットに配置してもよいし、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよいし、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよい。レンズの外形は、円形、あるいは、開口部と相似形とすることが望ましい。場合によっては、レンズと頂面部材とを一体に作製することができる。
上記の好ましい形態を含む本発明の第2の態様において、孔部の側壁は略垂直である構成とすることができるし、あるいは又、下に向かって窄んだ状態で傾斜している構成(テーパー状の傾斜面である構成)とすることができる。ここで、孔部の側壁が略垂直であるとの表現を用いている理由は、孔部を設ける際の製造上のバラツキによって孔部の側壁が完全に垂直にはならない場合があるからである。
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第2の態様にあっては、光源格納部に該当する孔部は、面状光源ユニットに要求される仕様に応じて、各面状光源ユニットに1つ設けられていてもよいし、複数(例えば、2つ、4つ)設けられていてもよい。
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様にあっては、光源は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び、青色発光素子を備えていることが好ましい。ここで、発光素子として、発光ダイオード(LED,Light Emitting Diode)を例示することができる。光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば波長640nmの赤色を発光する赤色発光ダイオード、例えば波長530nmの緑色を発光する緑色発光ダイオード、及び、例えば波長450nmの青色を発光する青色発光ダイオードを組として構成することで白色光を得ることができる。場合によっては、赤色、緑色、青色以外の第4番目の色、第5番目の色・・・を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。発光ダイオードから成る光源は占有体積も小さく、好適である。
本発明の第1の態様において、光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオードが、箱状部材の内部に配置、配列されている。より具体的には、(1つの赤色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(1つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(2つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)等の組合せから成り、全体として混色されて白色光を発光する発光ダイオード・ユニットから光源が構成されていると想定した場合、1つの面状光源ユニット(箱状部材の内部)には、少なくとも1つの発光ダイオード・ユニットが備えられている。
一方、本発明の第2の態様において、光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオードが、光源格納部に該当する孔部の底部に配置、配列されている。より具体的には、(1つの赤色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(1つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(2つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)等の組合せから成り、全体として混色されて白色光を発光する発光ダイオード・ユニットから光源が構成されていると想定した場合、1つの光源格納部には、少なくとも1つの発光ダイオード・ユニットが配置されている。
光源を構成する発光ダイオードは、所謂フェイスアップ構造を有していてもよいし、フリップチップ構造を有していてもよい。即ち、発光ダイオードは、基板、及び、基板上に形成された発光層から構成されており、発光層から光が外部に出射される構造としてもよいし、発光層からの光が基板を通過して外部に出射される構造としてもよい。より具体的には、発光ダイオード(LED)は、例えば、基板上に形成された第1導電型(例えばn型)を有する化合物半導体層から成る第1クラッド層、第1クラッド層上に形成された活性層、活性層上に形成された第2導電型(例えばp型)を有する化合物半導体層から成る第2クラッド層の積層構造を有し、第1クラッド層に電気的に接続された第1電極、及び、第2クラッド層に電気的に接続された第2電極を備えている。発光ダイオードを構成する層は、発光波長に依存して、周知の化合物半導体材料から構成すればよい。発光ダイオードからの光取り出し効率を高めるために、発光ダイオードの光出射部分には、一定の大きさを有する半球状の樹脂材料を取り付けることが望ましい。尚、光を特定の方向に射出させたい等の意図がある場合には、例えば、光が水平方向に主に出射される2次元方向出射構成を配設してもよい。
本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る面状光源装置あるいは液晶表示装置組立体において、各面状光源ユニットに備えられた光源は、個別に制御される構成とすることができる。
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第1の態様において、箱状部材の内部に光源が配置されているが、光源の配置位置は、本質的に任意であり、底面部材に配置されていてもよいし、側面部材に配置されていてもよいし、頂面部材に配置されていてもよい。但し、頂面部材に設けられた開口部と光源との位置関係は、光源から出射した光が、箱状部材の内面において一度も反射されること無く、開口部から出射されるといった状態を回避できる位置関係とすることが望ましい。あるいは又、例えば、光出射部分に適切なレンズ等を光源に配設することによって、放射角を制御する機能を持たせれば、この機能により、光源から出射された光は、箱状部材の内面において少なくても一度、拡散反射してから開口部から出射する。また、頂面部材に設けられた開口部の平面形状は、本質的に任意であるが、円形、あるいは、頂面部材の外形形状と相似形とすることが好ましい。頂面部材に設けられた開口部の位置も、本質的に任意であり、頂面部材の中央部に設けられていてもよいし、頂面部材の外周部に設けられていてもよい。
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第1の態様において、箱状部材の内面に形成された光拡散・反射層、あるいは又、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第2の態様における光拡散・反射層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相成長法(PVD法)や、メッキ法等に基づき成膜された金属層や合金層から成る光拡散・反射層とすることもできるし、光拡散剤から構成された光拡散・反射層とすることもできるし、これらの組合せ(金属層や合金層から成る光拡散・反射層を外側層とし、光拡散剤から構成された光拡散・反射層を内側層とする構成)とすることもできるし、接着剤や接着シートを用いて箱状部材の内面に凹凸を有するフィルム(光拡散・反射フィルム)や銀増反射シートを貼り付けた構成とすることもできるが、光源から出射された光が隣接する面状光源ユニットに侵入(入射)しないような光拡散・反射層(本発明の第1の態様)とする必要があり、あるいは又、光源から出射された光が板状部材に侵入(入射)しないような光拡散・反射層(本発明の第2の態様)とする必要がある。これによって、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度を制御したとき、例えば、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を無くすことができるし、光源から出射された光の利用効率の低下を防ぐことができる。
尚、光拡散剤から構成された光拡散・反射層は、例えば、透明バインダー樹脂中に微粒子から成る光拡散剤が分散された光拡散・反射層から成り、例えば、各種の塗布法によって箱状部材の内面に形成することができるし、樹脂を原料とした各種の成形方法によって得ることができる。尚、後者の場合、光拡散・反射層を箱状部材と一体に成形することもできるし、箱状部材と別々に成形し、後の工程において光拡散・反射層と箱状部材とを組み立ててもよい。あるいは又、光拡散・反射層を板状部材と一体に成形することもできるし、板状部材と別々に成形し、後の工程において光拡散・反射層と板状部材とを組み立ててもよい。
光拡散剤は、光源からの光を拡散させる性質を有する粒子であり、無機材料粒子あるいは有機材料粒子から構成されている。無機材料粒子を構成する無機材料として、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、又は、これらの混合物を例示することができる。一方、有機材料粒子を構成する樹脂として、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、メラミン系樹脂を例示することができる。光拡散剤の形状として、例えば、球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状を挙げることができる。
本発明の第1の態様における箱状部材を構成する頂面部材、底面部材、側面部材、あるいは又、本発明の第2の態様における板状部材(中実であってもよいし、孔部が設けられていない部分の一部には中空部や凹部が設けられていてもよい)は、例えば、プラスチック材料[例えば、PMMA、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、AS樹脂を含むスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂]を挙げることができる。これらの部材は、構成する材料に依存して、適切な成形方法に基づき作製すればよい。尚、本発明の第1の態様における箱状部材にあっては、頂面部材、底面部材、側面部材を別々に作製しておき、これらの部材を組み立ててもよいし、頂面部材と側面部材を一体に作製しておき、底面部材と組み立ててもよいし、底面部材と側面部材を一体に作製しておき、頂面部材と組み立ててもよい。また、本発明の第2の態様における板状部材にあっては、拡散・反射特性を有する材料(例えば、光拡散剤を含む樹脂)を原料とした成形方法に基づき作製することもでき、これによって、光拡散・反射層が一体化された板状部材を得ることができる。あるいは又、本発明の第2の態様における板状部材を、金属や合金等から、材料に適した加工方法(例えば、切削加工)によって作製することもできる。
本発明の第1の態様において、箱状部材を構成する頂面部材、底面部材、側面部材は、平板状であってもよいし、曲面から構成されていてもよいし、頂面部材、底面部材、側面部材の外面は平坦であり、内面は曲面から構成された構造とすることもできる。特に、箱状部材を構成する側面部材に関しては、頂面部材あるいは底面部材を含む仮想平面と略平行な側面部材の方向を「側面部材の水平方向」と呼び、係る仮想平面に略垂直な側面部材の方向を「側面部材の垂直方向」と呼ぶとき、側面部材は、
(1)側面部材の水平方向に真直ぐ延び、且つ、側面部材の垂直方向には曲面を有する構成
(2)側面部材の水平方向には曲線を描き、且つ、側面部材の垂直方向には真直ぐ延びる構成
(3)側面部材の水平方向及び側面部材の垂直方向の両方に真直ぐ延びる構成
(4)側面部材の水平方向に曲線を描き、且つ、側面部材の垂直方向の両方に曲面を有する構成
とすることができる。また、全ての側面部材の部分が同じ構成、構造であってもよいし、側面部材の構成、構造に変化をもたせてもよい。
(1)側面部材の水平方向に真直ぐ延び、且つ、側面部材の垂直方向には曲面を有する構成
(2)側面部材の水平方向には曲線を描き、且つ、側面部材の垂直方向には真直ぐ延びる構成
(3)側面部材の水平方向及び側面部材の垂直方向の両方に真直ぐ延びる構成
(4)側面部材の水平方向に曲線を描き、且つ、側面部材の垂直方向の両方に曲面を有する構成
とすることができる。また、全ての側面部材の部分が同じ構成、構造であってもよいし、側面部材の構成、構造に変化をもたせてもよい。
本発明の第1の態様において、箱状部材を構成する頂面部材に関して、1つの頂面部材で1つの面状光源ユニットを構成してもよいし、1枚の頂面部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の頂面部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。また、箱状部材を構成する底面部材に関して、1つの底面部材で1つの面状光源ユニットを構成してもよいし、1枚の底面部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の底面部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。更には、箱状部材を構成する側面部材に関して、箱状部材の構成、構造にも依るが、それぞれの箱状部材に側面部材を配してもよいし、隣接する箱状部材において側面部材を共有化してもよい。箱状部材を構成する頂面部材の平面形状は、本質的に任意の形状とすることができ、例えば、矩形、六角形を含む多角形、面状光源装置を出来る限り隙間無く敷き詰め得る形状を挙げることができるが、これに限定するものではなく、例えば、家紋の「中陰分銅」のような形状とすることもできる。
また、本発明の第2の態様において、板状部材に関して、1つの板状部材で1つの面状光源ユニットを構成してもよいし、1枚の板状部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の板状部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。1つの板状部材で1つの面状光源ユニットを構成する場合、板状部材の平面形状は、本質的に任意の形状とすることができ、例えば、矩形、六角形を含む多角形、面状光源装置を出来る限り隙間無く敷き詰め得る形状を挙げることができるが、これに限定するものではない。
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第2の態様において、光源格納部に該当する孔部の軸線方向と直交する仮想平面で孔部を切断したときの孔部の断面形状として、円形、楕円形、長円形、小判形、矩形、丸みを帯びた矩形、多角形、丸みを帯びた多角形、サインやコサインで表される曲線の組合せ、2次以上の多項式で表される曲線の組合せを例示することができるが、これらに限定するものではない。
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第2の態様において、孔部の上端を覆う光拡散・透過部材として、例えば、上述した光拡散剤が分散されたプラスチック製の板、シート、フィルム、上述した光拡散剤が表面に塗布されたプラスチック製の板、シート、フィルムを挙げることができる。光拡散・透過部材は、例えば、接着剤を用いて、板状部材の頂面に固定すればよい。1つの光拡散・透過部材で1つの面状光源ユニットを構成してもよいし、1枚の光拡散・透過部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の光拡散・透過部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。光拡散・透過部材の外形形状は、孔部の上端を覆える限りにおいて、本質的に任意の形状とすることができる。
また、本発明の第1の態様において説明したレンズを、本発明の第2の態様における孔部の上端の上、あるいは、上方に配置してもよいし、本発明の第2の態様における光拡散・透過部材にレンズとしての機能を付与してもよい。一方、本発明の第2の態様において説明した光拡散・透過部材によって、本発明の第1の態様における開口部を覆ってもよい。
面状光源装置は、光拡散板を備え、更には、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった光学機能シート群や、反射シートを備えている構成とすることができるが、場合によっては、光拡散板や拡散シートを省略することができる。光学機能シート群は、離間配置された各種シートから構成されていてもよいし、積層され一体として構成されていてもよい。光拡散板や光学機能シート群は、面状光源装置と液晶表示装置との間に配置される。
透過型の液晶表示装置は、例えば、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。尚、液晶表示装置は、モノクロ液晶表示装置であってもよいし、カラー液晶表示装置であってもよい。
フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、透過型のカラー液晶表示装置においては、第1の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。そして、フロント・パネルは、更に、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。尚、透明第1電極上には配向膜が形成されている。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を含む液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたMOS型FETや薄膜トランジスタ(TFT)といった3端子素子や、MIM素子、バリスタ素子、ダイオード等の2端子素子を例示することができる。
透明第1電極と透明第2電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、1画素(ピクセル)あるいは1副画素(サブピクセル)に該当する。そして、透過型のカラー液晶表示装置においては、各画素(ピクセル)を構成する赤色発光副画素(副画素[R]と呼ぶ場合がある)は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素(副画素[G]と呼ぶ場合がある)は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素(副画素[B]と呼ぶ場合がある)は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。副画素[R]、副画素[G]及び副画素[B]の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。尚、画素は、副画素[R]、副画素[G]、及び、副画素[B]の3種の副画素[R,G,B]を1組として構成される構成に限定されず、例えば、これらの3種の副画素[R,G,B]に更に1種類あるいは複数種類の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)から構成することもできる。
2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、(M0,N0)の値として、具体的には、VGA(640,480)、S−VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S−XGA(1280,1024)、U−XGA(1600,1200)、HD−TV(1920,1080)、Q−XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。また、(M0,N0)の値と(P,Q)の値との関係として、限定するものではないが、以下の表1に例示することができる。1つの表示領域ユニットを構成する画素の数として、20×20乃至320×240、好ましくは、50×50乃至200×200を例示することができる。表示領域ユニットにおける画素の数は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
液晶表示装置及び面状光源装置を駆動するための駆動回路は、例えば、発光ダイオード(LED)駆動回路、演算回路、記憶装置(メモリ)等から構成された面状光源装置制御回路及び面状光源ユニット駆動回路、並びに、タイミングコントローラ等の周知の回路から構成された液晶表示装置駆動回路を備えている。表示領域の部分の輝度(表示輝度)及び面状光源ユニットの輝度(光源輝度)の制御は、1画像表示フレーム毎に行われる。尚、駆動回路に電気信号として1秒間に送られる画像情報の数(毎秒画像)がフレーム周波数(フレームレート)であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間(単位:秒)である。
本発明の第1の態様においては、箱状部材の内面には光拡散・反射層が形成されており、頂面部材には開口部が設けられている。従って、箱状部材は、積分球に類似した機能を有し、箱状部材の内部に配置された光源から出射された光は、箱状部材の内面において、反射、拡散を繰り返し、最終的に頂面部材に設けられた開口部から外部に出射され、最終的に液晶表示装置を背面から照明する。それ故、面状光源ユニットは、一種、点光源(あるいは、発光面積の小さな光源)として機能し、面状光源ユニットから出射された光を、適切な方法を用いて(例えば、レンズや光拡散板を用いて)、その光路を広げることで、十分に広い発光面積を有する面状光源として用いることができる。それ故、混色のための空間における輝度損失を出来る限り少なくすることができ、高輝度を達成することができ、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に係る境界領域の存在に起因した輝度ムラが発生し難く、小型化、薄型化を達成することができる。
また、本発明の第2の態様においては、光源格納部に該当する孔部の側壁には光拡散・反射層が形成されており、孔部の上端は光拡散・透過部材によって覆われている。従って、孔部の内部に配置された光源から出射された光は、孔部の側壁において、反射、拡散を繰り返し、最終的に孔部の上端から光拡散・透過部材を介して外部に出射され、最終的に液晶表示装置を背面から照明する。それ故、混色のための空間における輝度損失を出来る限り少なくすることができ、高輝度を達成することができ、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に係る境界領域の存在に起因した輝度ムラが発生し難く、小型化、薄型化を達成することができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、それに先立ち、実施例においての使用に適した透過型の液晶表示装置(具体的には、透過型のカラー液晶表示装置)や面状光源装置の概要を、図5、図6、図7の(A)及び(B)、図8を参照して、説明する。
図5に概念図を示すように、実施例における透過型のカラー液晶表示装置10は、第1の方向に沿ってM0個、第2の方向に沿ってN0個の、合計M0×N0個の画素が2次元マトリクス状に配列された表示領域11を備えている。具体的には、例えば、画像表示用解像度としてHD−TV規格を満たすものであり、2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、例えば、(1920,1080)である。また、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11(図5において、一点鎖線で示す)がP×Q個の仮想の表示領域ユニット12(境界を点線で示す)に分割されている。(P,Q)の値は、例えば、(19,12)である。但し、図面の簡素化のため、図5における表示領域ユニット12(及び、後述する面状光源ユニット41)の数は、この値と異なる。各表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されており、1つの表示領域ユニット12を構成する画素の数は、例えば、約1万である。各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成されている。より具体的には、各画素は、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])の3種の副画素(サブピクセル)から構成されている。この透過型のカラー液晶表示装置10は、線順次駆動される。より具体的には、カラー液晶表示装置10は、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号(制御信号に基づく信号である)に基づき画像を表示させ、1画面を構成する。
カラー液晶表示装置10は、図8に模式的な一部断面図を示すように、透明第1電極24を備えたフロント・パネル20、透明第2電極34を備えたリア・パネル30、及び、フロント・パネル20とリア・パネル30との間に配された液晶材料13から成る。
フロント・パネル20は、例えば、ガラス基板から成る第1の基板21と、第1の基板21の外面に設けられた偏光フィルム26とから構成されている。第1の基板21の内面には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層23によって被覆されたカラーフィルター22が設けられ、オーバーコート層23上には、透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)24が形成され、透明第1電極24上には配向膜25が形成されている。一方、リア・パネル30は、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第2の基板31と、第2の基板31の内面に形成されたスイッチング素子(具体的には、薄膜トランジスタ、TFT)32と、スイッチング素子32によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)34と、第2の基板31の外面に設けられた偏光フィルム36とから構成されている。透明第2電極34を含む全面には配向膜35が形成されている。フロント・パネル20とリア・パネル30とは、それらの外周部で封止材(図示せず)を介して接合されている。尚、スイッチング素子32は、TFTに限定されず、例えば、MIM素子から構成することもできる。また、図面における参照番号37は、スイッチング素子32とスイッチング素子32との間に設けられた絶縁層である。
これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。
直下型の面状光源装置(バックライト)40は、P×Q個の仮想の表示領域ユニット12に対応したP×Q個の面状光源ユニット41から成り、各面状光源ユニット41は、面状光源ユニット41に対応する表示領域ユニット12を背面から照明する。面状光源ユニット41に備えられた光源は、個別に制御される。但し、面状光源ユニット41の光源輝度は、他の面状光源ユニット41に備えられた光源の発光状態等による影響を受けない。尚、カラー液晶表示装置10の下方に面状光源装置40が位置しているが、図5においては、カラー液晶表示装置10と面状光源装置40とを別々に表示した。面状光源装置40における発光ダイオード等の配置、配列状態を図7の(A)に模式的に示し、面状光源装置及び液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を図7の(B)に示す。光源は、パルス幅変調(PWM)制御方式に基づき駆動される発光ダイオード46から成る。面状光源ユニット41の輝度の増減は、面状光源ユニット41を構成する発光ダイオード46のパルス幅変調制御におけるデューティ比の増減制御によって行う。
図7の(B)に液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を示すように、面状光源装置40は、外側フレーム53と内側フレーム54とを備えた筐体51から構成されている。そして、透過型のカラー液晶表示装置10の端部は、外側フレーム53と内側フレーム54とによって、スペーサ55A,55Bを介して挟み込まれるように保持されている。また、外側フレーム53と内側フレーム54との間には、ガイド部材56が配置されており、外側フレーム53と内側フレーム54とによって挟み込まれたカラー液晶表示装置10がずれない構造となっている。面状光源ユニット41の詳細については後述する。筐体51の内部であって上部には、光拡散板61が、スペーサ55C、ブラケット部材57を介して、内側フレーム54に取り付けられている。また、光拡散板61の上には、拡散シート62、プリズムシート63、偏光変換シート64といった光学機能シート群が積層されている。そして、赤色を発光する赤色発光ダイオード46R、緑色を発光する緑色発光ダイオード46G、及び、青色を発光する青色発光ダイオード46Bから出射された赤色光、緑色光及び青色光が混色され、色純度の高い白色光を照明光として得ることができる。この照明光は、面状光源ユニット41から出射され、光拡散板61、拡散シート62、プリズムシート63、偏光変換シート64といった光学機能シート群を通過し、カラー液晶表示装置10を背面から照射する。
図5及び図6に示すように、外部(ディスプレイ回路)からの入力信号に基づき面状光源装置40及びカラー液晶表示装置10を駆動するための駆動回路は、パルス幅変調制御方式に基づき、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード46R、緑色発光ダイオード46G及び青色発光ダイオード46Bのオン/オフ制御を行う面状光源装置制御回路70及び面状光源ユニット駆動回路80、並びに、液晶表示装置駆動回路90から構成されている。面状光源装置制御回路70は、演算回路71及び記憶装置(メモリ)72から構成されている。一方、面状光源ユニット駆動回路80は、演算回路81、記憶装置(メモリ)82、LED駆動回路83、FETから成るスイッチング素子84R,84G,84B、発光ダイオード駆動電源(定電流源)85から構成されている。面状光源装置制御回路70及び面状光源ユニット駆動回路80を構成するこれらの回路等は、周知の回路等とすることができる。一方、カラー液晶表示装置10を駆動するための液晶表示装置駆動回路90は、タイミングコントローラ91といった周知の回路から構成されている。カラー液晶表示装置10には、液晶セルを構成するTFTから成るスイッチング素子32を駆動するための、ゲート・ドライバ、ソース・ドライバ等(これらは図示せず)が備えられている。ここで、図6には、発光ダイオード駆動電源(定電流源)85を1つで描写しているが、実際には、発光ダイオード46R,46G,46Bのそれぞれを駆動するための発光ダイオード駆動電源85が配されている。
2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域がP×Q個の表示領域ユニットに分割されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、Q行×P列の表示領域ユニットに分割されていると云える。また、表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、N行×M列の画素から構成されていると云える。更には、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])を一括して纏めて『副画素[R,G,B]』と呼ぶ場合があるし、副画素[R,G,B]の動作の制御(具体的には、例えば、光透過率(開口率)の制御)のために副画素[R,G,B]に入力される赤色発光副画素・制御信号、緑色発光副画素・制御信号、及び、青色発光副画素・制御信号を一括して纏めて『制御信号[R,G,B]』と呼ぶ場合があるし、表示領域ユニットを構成する副画素[R,G,B]を駆動するために駆動回路に外部から入力される赤色発光副画素・入力信号、緑色発光副画素・入力信号、及び、青色発光副画素・入力信号を一括して纏めて『入力信号[R,G,B]』と呼ぶ場合がある。
各画素は、前述したように、赤色発光副画素(赤色発光サブピクセル,副画素[R])、緑色発光副画素(緑色発光サブピクセル,副画素[G])、及び、青色発光副画素(青色発光サブピクセル,副画素[B])の3種の副画素(サブピクセル)を1組として構成されている。以下の実施例の説明においては、副画素[R,G,B]のそれぞれの輝度の制御(階調制御)を8ビット制御とし、0〜255の28段階にて行うとする。従って、各表示領域ユニット12を構成する各画素における副画素[R,G,B]のそれぞれを駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとる。また、各面状光源ユニットを構成する赤色発光ダイオード46R、緑色発光ダイオード46G及び青色発光ダイオード46Bのそれぞれの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBも、0〜255の28段階の値をとる。但し、これに限定するものではなく、例えば、10ビット制御とし、0〜1023の210段階にて行うこともでき、この場合には、8ビットの数値での表現を、例えば4倍すればよい。
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。具体的には、副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が液晶表示装置駆動回路90から供給される。即ち、液晶表示装置駆動回路90においては、入力された入力信号[R,G,B]から制御信号[R,G,B]が生成され、この制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給(出力)される。尚、面状光源ユニット41の輝度である光源輝度Y2を1画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、例えば、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBを2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値XR-corr,XG-corr,XB-corrを有する。そして、液晶表示装置駆動回路90を構成するタイミングコントローラ91から、カラー液晶表示装置10のゲート・ドライバ及びソース・ドライバに、制御信号[R,G,B]が周知の方法で送出され、制御信号[R,G,B]に基づき各副画素を構成するスイッチング素子32が駆動され、液晶セルを構成する透明第1電極24及び透明第2電極34に所望の電圧が印加されることで、各副画素の光透過率(開口率)Ltが制御される。ここで、制御信号[R,G,B]の値XR-corr,XG-corr,XB-corrが大きいほど、副画素[R,G,B]の光透過率(開口率)Ltが高くなり、副画素[R,G,B]に対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度y)の値が高くなる。即ち、副画素[R,G,B]を通過する光によって構成される画像(通常、一種、点状である)は明るい。
表示輝度y及び光源輝度Y2の制御は、カラー液晶表示装置10の画像表示における1画像表示フレーム毎、表示領域ユニット毎、面状光源ユニット毎に行われる。また、1画像表示フレーム内におけるカラー液晶表示装置10の動作と面状光源装置40の動作とは同期させられる。尚、駆動回路に電気信号として1秒間に送られる画像情報の数(毎秒画像)がフレーム周波数(フレームレート)であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間(単位:秒)である。
実施例1は、本発明の第1の態様に係る面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。実施例1の面状光源装置40を構成する面状光源ユニット41の模式的な端面図を図1の(A)に示し、面状光源ユニット41の模式的な平面形状を図1の(B)に示す。
実施例1において、面状光源ユニット41は、
(A)頂面部材42A、底面部材42B、及び、側面部材42Cから成る箱状部材42、並びに、
(B)箱状部材42の内部に配置された光源46、
から構成されている。
(A)頂面部材42A、底面部材42B、及び、側面部材42Cから成る箱状部材42、並びに、
(B)箱状部材42の内部に配置された光源46、
から構成されている。
そして、頂面部材42Aの内面43A、底面部材42Bの内面43B、及び、側面部材42Cの内面43Cのそれぞれには、光拡散・反射層44A,44B,44Cが形成されており、頂面部材42Aには開口部45が設けられている。
頂面部材42A、底面部材42B、及び、側面部材42Cは金属又は樹脂から作製されている。また、光拡散・反射層44A,44B,44Cは、透明バインダー樹脂中に硫酸バリウムといった微粒子から成る光拡散剤が分散されて成り、塗布法にて頂面部材42Aの内面43A、底面部材42Bの内面43B、及び、側面部材42Cの内面43Cのそれぞれに形成されている。実施例1において、箱状部材42を構成する頂面部材42A及び底面部材42Bは平板状であり、側面部材42Cは曲面から構成されている。具体的には、実施例1にあっては、側面部材42Cは、側面部材42Cの水平方向には曲線を描き、側面部材42Cの垂直方向には真直ぐ延びる構成である。より具体的には、頂面部材42Aの平面形状は、家紋の「中陰分銅」のような形状である。即ち、外側に凸の2つの対向する円弧と、これらの円弧を結ぶ、内側に凸の2つの対向する円弧から構成されている。但し、頂面部材42Aの平面形状は、このような形状に限定するものではない。実施例1においては、1つの頂面部材42Aで1つの面状光源ユニット41を構成したが、1枚の頂面部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の頂面部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。また、1つの底面部材42Bで1つの面状光源ユニット41を構成したが、1枚の底面部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の底面部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。更には、面状光源ユニット41の形状にも依るが、それぞれの箱状部材42に側面部材42Cを配する代わりに、隣接する箱状部材において側面部材を共有化してもよい。
また、頂面部材42Aに設けられた開口部45の上には、レンズ47(具体的には、プラスチック製の凸レンズ効果を有する平凸レンズ)が配置されている。レンズ47の外形形状は円形である。図示した例においては、1つのレンズ47を1つの面状光源ユニット41に配置しているが、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよいし、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよい。
光源46を構成する発光素子は、具体的には、例えば波長640nmの赤色を発光する赤色発光ダイオード46R、例えば波長530nmの緑色を発光する緑色発光ダイオード46G、及び、例えば波長450nmの青色を発光する青色発光ダイオード46Bを組として構成されており、発光ダイオード46R,46G,46Bは、底面部材42Bに適切な方法で固定されている。発光ダイオード46R,46G,46Bが固定された底面部材42Bの部分には、場合によっては、光拡散・反射層44Bが形成されていなくともよい。ここで、発光ダイオード46R,46G,46Bは、頂面部材42Aの中央部に設けられた開口部45の真下には位置しておらず、側面部材42Cの近傍に位置する。即ち、頂面部材42に設けられた開口部45と発光ダイオード46R,46G,46Bとの位置関係は、発光ダイオード46R,46G,46Bから出射した光が、箱状部材42の内面において一度も反射されること無く、開口部45から出射してしまう状態を回避できる位置関係にある。
実施例2は、本発明の第2の態様に係る面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。実施例2の面状光源装置140を構成する面状光源ユニット141の模式的な端面図を図2の(A)に示し、面状光源ユニット141の模式的な平面形状を図2の(B)に示す。尚、図2の(B)あるいは後述する図3の(B)においては、光拡散・透過部材の図示を省略している。
実施例2において、面状光源ユニット141は、
(A)厚さ方向に延びる孔部143から構成された光源格納部が設けられた板状部材142、及び、
(B)孔部143の底部に配置された光源46、
から構成されている。
(A)厚さ方向に延びる孔部143から構成された光源格納部が設けられた板状部材142、及び、
(B)孔部143の底部に配置された光源46、
から構成されている。
そして、孔部143の側壁には、光拡散・反射層144が形成されており、孔部143の上端は、光拡散・透過部材145によって覆われている。
板状部材142は、例えば、厚さ5.0mmの平板状の金属又は樹脂から作製されている。また、板状部材142の四隅のぞれぞれの近傍に、直径(R)12.8mmの孔部143が設けられている。即ち、孔部143の軸線方向と直交する仮想平面で孔部143を切断したときの孔部143の断面形状は円形である。ここで、孔部143の側壁は垂直である。尚、孔部の深さDは5.0mmであり、D/R=5.0/12.8である。また、光拡散・反射層144は、透明バインダー樹脂中に硫酸バリウムといった微粒子から成る光拡散剤が分散されて成り、塗布法にて孔部143の側壁に形成されている。実施例2において、板状部材142の平面形状は矩形である。但し、板状部材142の平面形状は、このような形状に限定するものではない。実施例2においては、1つの板状部材142で1つの面状光源ユニット41を構成したが、1枚の板状部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の板状部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。
更には、孔部143の上端を覆う光拡散・透過部材145は、厚さが0.05mm〜0.3mm程度のプラスチック製の透明なシートの表面に、透明バインダー樹脂中に光拡散剤が分散された光拡散層が形成された構造を有する。光拡散・透過部材145は板状部材142の頂面に接着剤を用いて取り付けられている。実施例2においては、1つの光拡散・透過部材145で1つの面状光源ユニット41を構成したが、1枚の光拡散・透過部材を複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよいし、1枚の光拡散・透過部材を全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)用いてもよい。
光源46を構成する発光素子は、具体的には、例えば、実施例1における光源と同様の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、1組の発光ダイオード46R,46G,46Bが孔部143の底部に配置されており、発光ダイオード46R,46G,46Bは、筐体の底面52Aに適切な方法で固定されている。
尚、図3の(A)に面状光源装置140を構成する面状光源ユニット141の模式的な端面図を示し、図3の(B)に面状光源ユニット141の模式的な平面形状を示すように、孔部143の側壁を、下に向かって窄んだ状態で傾斜している構成(テーパー状の傾斜面である構成)とすることもできる。
側壁が下に向かって窄んだ状態で傾斜しており、RB=12.8mm、RU=20.0mm、D=10.0mmの孔部143としたときに面状光源ユニット141から出射される光の輝度プロファイルを図4の曲線Aで示し、側壁が下に向かって窄んだ状態で傾斜しており、RB=12.8mm、RU=20.0mm、D=5.0mmの孔部143としたときに面状光源ユニット141から出射される光の輝度プロファイルを図4の曲線Bで示す。尚、RBとは孔部143の底部における直径を意味し、RUとは孔部143の頂部における直径を意味する。更には、比較のために、板状部材142を用いず、単に、発光ダイオード46R,46G,46Bを筐体の底面52Aに固定したときの面状光源ユニットから出射される光の輝度プロファイルを図4の曲線Cで示す。尚、これらの輝度プロファイルは、シミュレーションにて求めた結果であり、係る輝度プロファイルは、板状部材142の頂面から26mm離れた所での輝度プロファイルである。
図4から、実施例2の面状光源ユニットは、図4の曲線Cで示す比較例と比べて、格段に高いピーク輝度が得られることが判る。
以下、実施例1〜実施例2における液晶表示装置組立体の駆動方法を、図5、図6及び図9を参照して説明する。尚、図9は、実施例1〜実施例2における液晶表示装置組立体の駆動方法を説明するための流れ図である。ここで、画素あるいは副画素の光透過率(開口率とも呼ばれる)Lt、画素あるいは副画素に対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度)y、及び、面状光源ユニットの輝度(光源輝度)Yを、以下のとおり、定義する。
Y1・・・・光源輝度の、例えば最高輝度であり、以下、光源輝度・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt1・・・表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される入力信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
y2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
Y2・・・・表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正されたと仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための面状光源ユニットの光源輝度。
Lt1・・・表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される入力信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
y2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
Y2・・・・表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正されたと仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための面状光源ユニットの光源輝度。
実施例1〜実施例2にあっては、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。より具体的には、各画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が駆動回路90から供給される。そして、面状光源ユニット41のそれぞれにおいて、各表示領域ユニット12を構成する全ての画素(副画素[R,G,B])を駆動するために駆動回路70,80,90に入力される入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素(副画素[R,G,B])の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、この表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット41を構成する光源46の輝度を、面状光源装置制御回路70及び面状光源ユニット駆動回路80によって制御する。具体的には、例えば、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)を、例えば光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度y2が得られるように、光源輝度Y2を制御すればよい(例えば、減少させればよい)。即ち、例えば、以下の式(1)を満足するように、画像表示フレーム毎に面状光源ユニットの光源輝度Y2を制御すればよい。尚、Y2≦Y1の関係にある。
Y2・Lt1=Y1・Lt2 (1)
[ステップ−100]
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、面状光源装置制御回路70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図5参照)。尚、入力信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をy’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される入力信号であり、入力光量y’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、面状光源装置制御回路70に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、面状光源装置制御回路70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、面状光源装置制御回路70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図5参照)。尚、入力信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をy’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される入力信号であり、入力光量y’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、面状光源装置制御回路70に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、面状光源装置制御回路70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
[ステップ−110]
次いで、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された入力信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12を構成する全ての画素における副画素[R,G,B]を駆動するための入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
次いで、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された入力信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12を構成する全ての画素における副画素[R,G,B]を駆動するための入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
例えば、xRが「110」に相当する値であり、xGが「150」に相当する値であり、xBが「50」に相当する値である場合、xU-maxは「150」に相当する値である。
この操作を、(p,q)=(1,1)から(P,Q)まで繰り返し、全ての表示領域ユニット12における表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、記憶装置72に記憶する。
そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給されたと想定したときの輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が面状光源ユニット41によって得られるように、表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット41の光源輝度Y2を、面状光源ユニット駆動回路80の制御下、増減する。具体的には、以下の式(1)を満足するように、1画像表示フレーム毎、1面状光源ユニット毎に光源輝度Y2を制御すればよい。より具体的には、光源輝度制御関数g(xnol-max)である式(2)に基づき光源46の輝度を制御し、且つ、式(1)を満足するように光源輝度Y2を制御すればよい。このような制御の概念図を、図10の(A)及び(B)に示す。尚、光源輝度Y2の制御に関するこれらの関係、即ち、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-max、この最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素(副画素)に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2、このときの各副画素の光透過率(開口率)[光透過率・第2規定値Lt2]、各副画素の光透過率(開口率)を光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度・第2規定値y2が得られるような面状光源ユニットにおける輝度制御パラメータの関係等を、予め求めておき、記憶装置72等に記憶しておけばよい。
Y2・Lt1=Y1・Lt2 (1)
g(xnol-max)=a1・(xnol-max)2.2+a0 (2)
g(xnol-max)=a1・(xnol-max)2.2+a0 (2)
ここで、画素(あるいは、画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれ)を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される入力信号(入力信号[R,G,B])の最大値をxmaxとしたとき、
xnol-max≡xU-max/xmax
であり、a1,a0は定数であり、
a1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
a1=0.99
a0=0.01
とすればよい。また、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xmaxの値は「255」に相当する値である。
xnol-max≡xU-max/xmax
であり、a1,a0は定数であり、
a1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
a1=0.99
a0=0.01
とすればよい。また、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xmaxの値は「255」に相当する値である。
そして、記憶装置72に記憶された変換テーブルに基づき、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれを、0〜255の範囲内の対応する整数(パルス幅変調出力信号の値)に変換する。こうして、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71において、面状光源ユニット41における赤色発光ダイオード46Rの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR、緑色発光ダイオード46Gの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SG、青色発光ダイオード46Bの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SBを得ることができる。
[ステップ−120]
次に、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBは、面状光源ユニット41に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80に送出される(図6参照)。
次に、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBは、面状光源ユニット41に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80に送出される(図6参照)。
[ステップ−130]
そして、パルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBに基づき、面状光源ユニット41を構成する赤色発光ダイオード46Rのオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード46Gのオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード46Bのオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
そして、パルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBに基づき、面状光源ユニット41を構成する赤色発光ダイオード46Rのオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード46Gのオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード46Bのオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
そして、面状光源ユニット41を構成する赤色発光ダイオード46R,緑色発光ダイオード46G、青色発光ダイオード46Bのオン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONに相当する信号が、LED駆動回路83に送られ、このLED駆動回路83から、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONに相当する信号の値に基づき、スイッチング素子84R,84G,84Bが、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONだけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源85からのLED駆動電流が、各発光ダイオード46R,46G,46Bに流される。その結果、各発光ダイオード46R,46G,46Bは、1画像表示フレームにおいて、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONだけ発光する。こうして、各表示領域ユニット12を、所定の照度において照明する。
こうして得られた状態を、図11の(A)及び(B)に実線で示すが、図11の(A)は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される入力信号の値を2.2乗した値(x’≡x2.2)とデューティ比(=tON/tConst)との関係を模式的に示す図であり、図11の(B)は、副画素の光透過率Ltを制御するための制御信号の値Xと表示輝度yとの関係を模式的に示す図である。
[ステップ−140]
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBはタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]を、副画素[R,G,B]に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B]に供給される制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBと、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBとは、以下の式(3−1)、式(3−2)、式(3−3)の関係にある。但し、b1_R,b0_R,b1_G,b0_G,b1_B,b0_Bは定数である。また、面状光源ユニット41の光源輝度Y2を画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、基本的に、入力信号[R,G,B]の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。即ち、実施例1〜実施例2にあっては、1画像表示フレーム毎に光源輝度Y2が変化するので、光源輝度Y2(≦Y1)において表示輝度・第2規定値y2が得られるように制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBを決定、補正(補償)して、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)Ltを制御している。ここで、式(3−1)、式(3−2)、式(3−3)の関数fR,fG,fBは、係る補正(補償)を行うための予め求められた関数である。
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBはタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]を、副画素[R,G,B]に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B]に供給される制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBと、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBとは、以下の式(3−1)、式(3−2)、式(3−3)の関係にある。但し、b1_R,b0_R,b1_G,b0_G,b1_B,b0_Bは定数である。また、面状光源ユニット41の光源輝度Y2を画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、基本的に、入力信号[R,G,B]の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。即ち、実施例1〜実施例2にあっては、1画像表示フレーム毎に光源輝度Y2が変化するので、光源輝度Y2(≦Y1)において表示輝度・第2規定値y2が得られるように制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBを決定、補正(補償)して、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)Ltを制御している。ここで、式(3−1)、式(3−2)、式(3−3)の関数fR,fG,fBは、係る補正(補償)を行うための予め求められた関数である。
XR=fR(b1_R・xR 2.2+b0_R) (3−1)
XG=fG(b1_G・xG 2.2+b0_G) (3−2)
XB=fB(b1_B・xB 2.2+b0_B) (3−3)
XG=fG(b1_G・xG 2.2+b0_G) (3−2)
XB=fB(b1_B・xB 2.2+b0_B) (3−3)
こうして、1画像表示フレームにおける画像表示動作が完了する。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置、面状光源ユニット、液晶表示装置組立体、駆動回路の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。
実施例1においては、箱状部材の内部に光源を配置したが、代替的に、光源を箱状部材の底面部材の下方に配置し、箱状部材の底面部材に開口部を形成しておき、光源から出射された光を係る開口部から箱状部材の内部に入射させ、最終的に、頂面部材に設けられた開口部から外部に出射させる構成とすることもできる。
発光ダイオードの温度を温度センサーで監視し、その結果を、面状光源ユニット駆動回路にフィードバックすることで、面状光源ユニットの輝度補償(補正)や温度制御を行ってもよい。実施例においては、液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定して説明を行ったが、場合によっては、透過型の液晶表示装置は、P×Q個の実際の表示領域ユニットに分割された構造を有していてもよい。
10・・・カラー液晶表示装置、11・・・表示領域、12・・・表示領域ユニット、13・・・液晶材料、20・・・フロント・パネル、21・・・第1の基板、22・・・カラーフィルター、23・・・オーバーコート層、24・・・透明第1電極、25・・・配向膜、26・・・偏光フィルム、30・・・リア・パネル、31・・・第2の基板、32・・・スイッチング素子、34・・・透明第2電極、35・・・配向膜、36・・・偏光フィルム、37・・・絶縁層、40,140・・・面状光源装置、41,141・・・面状光源ユニット、42・・・箱状部材、42A・・・箱状部材の頂面部材、42B・・・箱状部材も底面部材、42C・・・箱状部材の側面部材、43A・・・頂面部材の内面、43B・・・底面部材の内面、43C・・・側面部材の内面、44A,44B,44C・・・光拡散・反射層、45・・・開口部、46,46R,46G,46B・・・発光ダイオード(光源)、47・・・レンズ、142・・・板状部材、143・・・孔部、144・・・光拡散・反射層、145・・・光拡散・透過部材、51・・・筐体、52A・・・筐体の底面、52B・・・筐体の側面、53・・・外側フレーム、54・・・内側フレーム、55A,55B・・・スペーサ、56・・・ガイド部材、57・・・ブラケット部材、61・・・光拡散板、62・・・拡散シート、63・・・プリズムシート、64・・・偏光変換シート、70・・・面状光源装置制御回路、71・・・演算回路、72・・・記憶装置(メモリ)、80・・・面状光源ユニット駆動回路、81・・・演算回路、82・・・記憶装置(メモリ)、83・・・LED駆動回路、84R,84G,84B・・・スイッチング素子、85・・・発光ダイオード駆動電源、90・・・液晶表示装置駆動回路、91・・・タイミングコントローラ
Claims (10)
- 2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面部材、底面部材、及び、側面部材から成る箱状部材、並びに、
(B)箱状部材の内部に配置された光源、
から構成されており、
頂面部材の内面、底面部材の内面、及び、側面部材の内面のそれぞれには、光拡散・反射層が形成されており、
頂面部材には開口部が設けられていることを特徴とする面状光源装置。 - 頂面部材に設けられた開口部の上、あるいは、上方には、レンズが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
- 光源は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び、青色発光素子を備えていることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
- 2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットは、
(A)厚さ方向に延びる孔部から構成された光源格納部が設けられた板状部材、及び、
(B)孔部の底部に配置された光源、
から構成されており、
孔部の側壁には、光拡散・反射層が形成されており、
孔部の上端は、光拡散・透過部材によって覆われていることを特徴とする面状光源装置。 - 孔部の側壁は、略垂直であることを特徴とする請求項4に記載の面状光源装置。
- 孔部の側壁は、下に向かって窄んだ状態で傾斜していることを特徴とする請求項4に記載の面状光源装置。
- 孔部が複数設けられていることを特徴とする請求項4に記載の面状光源装置。
- 孔部の底部に配置された光源は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び、青色発光素子を備えていることを特徴とする請求項4に記載の面状光源装置。
- (a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面部材、底面部材、及び、側面部材から成る箱状部材、並びに、
(B)箱状部材の内部に配置された光源、
から構成されており、
頂面部材の内面、底面部材の内面、及び、側面部材の内面のそれぞれには、光拡散・反射層が形成されており、
頂面部材には開口部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置組立体。 - (a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットは、
(A)厚さ方向に延びる孔部から構成された光源格納部が設けられた板状部材、及び、
(B)孔部の底部に配置された光源、
から構成されており、
孔部の側壁には、光拡散・反射層が形成されており、
孔部の上端は、光拡散・透過部材によって覆われていることを特徴とする液晶表示装置組立体。
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