JP2008311078A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源として使用した導光板方式のバックライト装置の発光面の輝度ムラを抑制する。
【解決手段】複数のＬＥＤ１１を、バックライト装置の導光板１０の側面の入射面に対向して所定の間隔で配置し、アレイ基板２１上にＬＥＤ１１に対応して光センサ１３を配置し、導光板１０上面の周辺部に形成された遮光（反射）層１４の光センサ１３に対応する箇所に穴１５を設け、光センサ１３の出力に基づいてＬＥＤ１１へ流す電流を制御する。これにより、ＬＥＤ１１間の輝度のバラツキを低減することができるので、発光面の輝度ムラを抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、導光板方式のバックライト装置を備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置に用いられる液晶は、自ら発光しないためバックライト装置などの照明装置が必要となる。近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）の輝度向上に伴い、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ）の代わりにＬＥＤを光源として用いるバックライト装置が増えてきた。ＬＥＤを光源として使用したバックライト装置として特許文献１に記載のものが知られている。

また、バックライト装置の方式には、光を拡散させる導光板を備え、導光板の端部に光源を配置した導光板方式と、光源を液晶パネルの背面に配置した直下方式がある。直下方式のバックライト装置は大型化が可能であるのに対し、導光板方式のバックライト装置は、バックライト装置を薄型化することが可能である。
特開２００６−２７８１２５号公報

ところが、ＬＥＤは点光源であるため、バックライトの発光面の全体をより均一に発光させるためには、導光板方式であっても多数のＬＥＤを用いなければならない。そのため、ＬＥＤの輝度のバラツキにより発光面の輝度ムラを生じさせる問題があった。従来は、ＬＥＤを選別し比較的輝度の揃ったＬＥＤをセットで使用する方法により輝度ムラを解消する方法が行われていた。

しかしながら、従来の方法は、コスト上昇の要因となっていた。

また、経年変化や径時変化によりＬＥＤの輝度が変化するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、ＬＥＤを光源として使用した導光板方式のバックライト装置の発光面の輝度ムラを抑制することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を備えた液晶パネルと、液晶パネルの背面に配置され、導光板の入射面となる側面に対向して所定の間隔で複数のＬＥＤを備えたバックライト装置と、アレイ基板上のＬＥＤのそれぞれに近接する箇所に配置され導光板と対向した複数の光センサと、光センサの出力に基づいてＬＥＤのそれぞれを制御する駆動回路と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、導光板の入射面に配置されたＬＥＤ毎の輝度を測定する光センサをアレイ基板上に配置し、その光センサの出力に基づいてＬＥＤを制御することにより、ＬＥＤ間の輝度のバラツキを補正することができるので、発光面の輝度ムラを抑制することが可能となる。また、ＬＥＤの輝度が経年変化や径時変化により変化した場合にも、光センサの出力に基づいてＬＥＤを制御することにより、ＬＥＤの輝度を一定に保つことが可能となる。

上記液晶表示装置において、導光板上の光センサに対応する部分に集光部を設けたことを特徴とする。

本発明にあっては、導光板上に集光部を設けたことにより、光センサの面積を小さくすることが可能となる。

上記液晶表示装置において、導光板に遮光層を形成するとともに光センサに対向して穴を形成し、この穴にレンズを配置したことを特徴とする。

本発明にあっては、遮光層とレンズを設けたことにより、効果的にＬＥＤの輝度を測定することが可能となる。

上記液晶表示装置において、光センサはポリシリコンにより形成されていることを特徴とする。

本発明にあっては、光センサをポリシリコンにより形成することで、液晶パネルの駆動回路と同一のプロセスを用いることが可能となる。

本発明によれば、ＬＥＤを光源として使用した導光板方式のバックライト装置の発光面の輝度ムラを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における液晶表示装置の構成を示す側面図である。同図に示す液晶表示装置は、液晶パネルの背面に導光板方式のバックライト装置を備えた液晶表示装置である。液晶パネルは、アレイ基板２１と対向基板２２との間に液晶層２３を備えた構成である。アレイ基板２１と対向基板２２とは周辺部に配置されたシール材２４により接合されている。バックライト装置は、導光板１０、ＬＥＤ１１およびＬＥＤ駆動回路１２を備えた構成である。ＬＥＤ１１は、導光板１０の入射面となる側面に対向して所定の間隔で複数個配置されている。アレイ基板２１上のＬＥＤ１１に近接する側の周辺部には、ＬＥＤ１１に対応して光センサ１３が複数個配置されている。光センサ１３はＬＥＤ１１の輝度を測定し、ＬＥＤ駆動回路１２へ出力する。以下、この点について具体的に説明する。

図２は、図１に示した液晶表示装置の光源が配置された端部の構成を示す断面図である。図２に示すように、光センサ１３は、シール材２４より外側の表示に寄与しない部分のアレイ基板２１上に配置される。シール材２４より外側に対応する導光板１０の上面には遮光（反射）層１４が形成され、遮光（反射）層１４には光センサ１３に対応する箇所に穴１５が設けられている。遮光（反射）層１４は、外側の表示に寄与しない部分に対応する導光板１０の上面から光が漏れないように遮光するとともに、反射の機能を持たせることにより、ＬＥＤ１１から入射した光をこの遮光（反射）層１４で反射させて有効光として活用させる効果を有する。遮光（反射）層１４に穴１５を設けることにより、ＬＥＤ１１から放射される光を光センサ１３により測定することが可能となる。ＬＥＤ駆動回路１２は、光センサ１３が測定したＬＥＤ１１の輝度に応じてＬＥＤ１１に流す電流の量を制御し、ＬＥＤ１１の輝度を調節する。なお、シール材２４より内側に対応する導光板１０の上面には拡散層１６が形成されている。これにより、導光板１０を通過した光が拡散層１６で拡散するので、発光面の輝度ムラが抑制される。

なお、遮光（反射）層１４は、導光板１０の表面に蒸着等によって直接形成することも可能であるが、別ピースの遮光シート等を貼着して形成するようにしてもよい。また、拡散板１６は、導光板１０の表面に蒸着等によって形成することも可能であるが、別ピースの拡散シートによって形成することも可能であり、拡散シートに代えてプリズムシート等を使用してもよい。

このように、アレイ基板２１上に光センサ１３をＬＥＤ１１に近接して配置するとともに、光センサ１３に対応する箇所の遮光（反射）層１４に穴１５を設けることにより、ＬＥＤ１１の輝度を測定することができる。ＬＥＤ駆動回路１２が、測定したＬＥＤ１１の輝度に基づいてＬＥＤ１１毎の輝度のバラツキがなくなるように各ＬＥＤ１１を制御することで、発光面の輝度ムラを抑制することが可能となる。

バックライト装置全体としてＬＥＤ１１の発光量を均一的に制御するためには、複数個並設されているＬＥＤ１１のうちから基準となるＬＥＤ１１を選定し、このＬＥＤ１１との輝度差を補正するように個々のＬＥＤ１１をＬＥＤ駆動回路１２によって制御するようにすればよい。あるいは、メモリ等に標準となる輝度データを格納しておき、この輝度データとの比較においてＬＥＤ１１の駆動電流をＬＥＤ駆動回路１２によって制御するように構成してもよい。

また、穴１５の位置、即ち、光センサ１３の配置位置は、複数並設されている各ＬＥＤ１１相互間の光の干渉を極力少なくするために、ＬＥＤ１１に近接して配置されることが好ましい。

なお、光センサ１３は、Ｓｅなどの光伝導物質を用いても良いが、ａ−Ｓｉ（amorphous silicon：アモルファスシリコン）のＰＮ接合部やａ−Ｓｉあるいはｐ−Ｓｉ（poly silicon：ポリシリコン）そのものの光伝導効果を用いることにより、液晶パネルを駆動する回路と同一のプロセスを用いることができるのでより好ましい。

また、コスト削減のために、すべてのＬＥＤ１１に対して光センサ１３を配置せずに、複数個のＬＥＤ１１のうちの１つに光センサ１３を配置するものであっても良い。

図３は、本実施の形態における別の液晶表示装置の端部の構成を示す断面図である。同図に示す液晶表示装置は、図２に示したものに対し穴１５の部分にレンズ３１が形成されている点が異なっている。ＬＥＤ１１から放射される光が通過する穴１５にレンズ３１を形成することにより、ＬＥＤ１１から放射された光が集光されるので、光センサ１３の面積を小さくすることができる。従って、狭額縁化にも十分対応が可能となる。また、穴１５のサイズを小さくすることができるので、穴１５から漏れる光を減らすことが可能となり、発光効率の向上を図ることができる。

レンズ３１は、シリコンなどのような一定の粘度、所定の屈折率を有する物質を滴下して形成しても良いし、導光板１０そのものに凸部を形成して集光部としても良い。

図４は、本実施の形態におけるさらに別の液晶表示装置の端部の構成を示す断面図である。同図に示す液晶表示装置は、図３に示したものに対して導光板１０に凹部を形成してレンズ４１を配置した点で異なっている。また、光センサ１３の出力処理回路（図示せず）をアレイ基板２１上にｐ−Ｓｉにより形成し、ＬＥＤ１１およびＬＥＤ駆動回路１２（図示せず）は、アレイ基板２１に接続されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）４２上に実装されている。

このように、レンズ４１を導光板１０の凹部に形成することにより、液晶パネルに面する導光板１０の表面を平らにすることができるので、液晶表示装置を薄くすることが可能となる。

図５は、上記実施の形態における液晶表示装置の光センサ１３の出力を増幅する出力処理回路５１の構成を示す回路ブロック図である。同図に示す出力処理回路５１は、光センサ１３にて感知された輝度情報（電流）を電圧データに変換するもので、アレイ基板２１上にｐ−Ｓｉにより形成され、その出力は、アレイ基板２１もしくはＦＰＣ４２、あるいは別基板構成の印刷基板上に実装されたＬＥＤ駆動回路１２に輝度検出データとして供給される。

なお、光センサ１３の面積を小さくすることで、出力処理回路５１をアレイ基板２１上に形成してもアレイ基板２１の大きさを大きくする必要がなくなり、コスト上有利となる。

したがって、本実施の形態によれば、複数のＬＥＤ１１を、バックライト装置の導光板１０の側面の入射面に対向して所定の間隔で配置し、アレイ基板２１上にＬＥＤ１１に対応して光センサ１３を配置し、導光板１０上面の周辺部に形成された遮光（反射）層１４の光センサ１３に対応する箇所に穴１５を設け、光センサ１３の出力に基づいてＬＥＤ１１へ流す電流を制御することにより、ＬＥＤ１１間の輝度のバラツキを低減することができるので、発光面の輝度ムラを抑制することができる。また、ＬＥＤ１１の輝度が経年変化や径時変化により変化した場合にも、光センサ１３により測定された輝度に基づいてＬＥＤ１１へ流す電流を制御することにより、ＬＥＤ１１の輝度を一定に保つことが可能となる。

本実施の形態によれば、光センサ１３に対応する導光板１０の上面にレンズ３１を形成することにより、ＬＥＤ１１から放射される光を集光することができるので、光センサ１３の受光部の面積を小さくすることが可能となる。

本実施の形態によれば、光センサ１３をａ−Ｓｉやｐ−Ｓｉで形成することで、液晶パネルの駆動回路と同一のプロセスを用いて光センサ１３を形成することができる。

一実施の形態における液晶表示装置の構成を示す側面図である。 上記液晶表示装置の端部の構成を示す断面図である。 一実施の形態における別の液晶表示装置の端部の構成を示す断面図である。 一実施の形態におけるさらに別の液晶表示装置の端部の構成を示す断面図である。 上記液晶表示装置の回路の構成を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１０…導光板
１１…ＬＥＤ
１２…ＬＥＤ駆動回路
１３…光センサ
１４…遮光（反射）層
１５…穴
１６…拡散層
２１…アレイ基板
２２…対向基板
２３…液晶層
２４…シール材
３１，４１…レンズ
４２…ＦＰＣ
５１…出力処理回路

Claims (4)

1. アレイ基板と対向基板との間に液晶層を備えた液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面に配置され、導光板の入射面となる側面に対向して所定の間隔で複数のＬＥＤを備えたバックライト装置と、
   前記アレイ基板上の前記ＬＥＤのそれぞれに近接する箇所に配置され前記導光板と対向した複数の光センサと、
   前記光センサの出力に基づいて前記ＬＥＤのそれぞれを制御する駆動回路と、
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記導光板上の前記光センサに対応する部分に集光部を設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記集光部は、前記導光板の入射面近傍で前記液晶パネル側平面上に遮光層を設け、この遮光層の前記光センサ対向部分に穴を形成し、この穴に対応して配置されたレンズにて構成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記光センサはポリシリコンにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。

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