JP2009272193A

JP2009272193A - バックライト装置及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2009272193A
Application number: JP2008122874A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamashita; 浩史山下
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-19
Also published as: US20090279019A1; EP2116893B1; US8773611B2; EP2116893A2; EP2116893A3

Abstract

【課題】面発光体を用いたバックライト装置の輝度ムラを防止すること及びこのバックライト装置を備えた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】複数の面発光体２１１、２１２が所定の間隙を有して並べられて配置された発光部２１と、発光部２１の前方に配置され、発光部２１により照射された光を拡散する拡散板２２と、を備え、隣り合う面発光体２１１、２１２における２つの光照射面２１１Ａ、２１２Ｂがなす角度が１８０度より小さくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライト装置及び液晶表示装置に関する。

従来、液晶パネルと、この液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを有し、バックライト装置から発せられた光が液晶パネルにおいて選択的に透過され、この透過された光により画像が形成される液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
液晶表示装置におけるバックライト装置の光源としては、ＣＣＦＬ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)のような線光源や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような点光源を用いるものが主流であるが、近年、薄型・軽量化を実現するための光源として、有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬという。）等に代表される面発光体を用いた液晶表示装置の開発が進んでいる。
面発光体を用いた液晶表示装置は、一般的に、複数の面発光体が所定の間隙を有して並べられて配置されることで発光部が形成され、この発光部の前方に液晶パネルが配置されている。
特開２００２−２７００１９号公報特開２００４−１０９２０５号公報

しかしながら、前記した面発光体を用いた液晶表示装置は、隣り合う面発光体の間隙に暗部が発生し、液晶パネルに輝度ムラが生じるという問題があった。

本発明の課題は、面発光体を用いたバックライト装置の輝度ムラを防止すること及びこのバックライト装置を備えた液晶表示装置を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るバックライト装置は、
複数の面発光体が所定の間隙を有して並べられて配置された発光部と、
前記発光部の前方に配置され、前記発光部により照射された光を拡散する拡散板と、
を備え、
隣り合う面発光体における２つの光照射面がなす角度が１８０度より小さくなっていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバックライト装置において、
前記２つの光照射面の前記間隙側の端部から当該光照射面に垂直な垂線の交差する交差線を通り、且つ前記拡散板と平行な仮想平面と、前記２つの光照射面を前記間隙方向に延長させたときの交線との距離を線分Ｘとし、
前記２つの光照射面から前記交線までの距離をそれぞれ線分Ｙ_１、線分Ｙ_２とし、
線分Ｘと線分Ｙ_１、線分Ｙ_２とでなす角度をそれぞれθ_１、θ_２とした場合に、
θ_１＋θ_２≦ＣＯＳ^−１（Ｙ_１／Ｘ）＋ＣＯＳ^−１（Ｙ_２／Ｘ）
を満たすことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明に係る液晶表示装置は、
請求項１又は２記載のバックライト装置と、前記バックライト装置の前記発光部の光照射面側に配される液晶パネルと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、隣り合う二つの面発光体の光照射面がなす角度が１８０度より小さくなるように構成されることにより、隣り合う二つの面発光体の光照射面から出射する光が互いに強め合うため、隣り合う面発光体の間隙に発生する暗部を消滅させて、明部を発生させ、拡散板で均一化することにより、液晶パネルの輝度ムラを防止することが可能である。

[実施形態１]
以下、本発明の実施形態１について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１は、本実施形態の液晶表示装置１の全体を示す構成図であり、図２は、図１に示す液晶表示装置１の側面図である。

液晶表示装置１は、液晶パネル１０と、この液晶パネル１０の後方に配置されるバックライト装置２０と、を備えている。
以下、液晶パネル１０の幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向、奥行き方向をZ方向という。

液晶パネル１０は、各種のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に用いられる公知の液晶表示パネルであり、例えば、２枚のガラス基板の間に液晶を充填してなる液晶層を有し、両ガラス基板の液晶層の逆面に偏光板を配置してなる表示パネルが例示される。
また、液晶パネル１０は、カラーでもモノクロでもよく、液晶の種類、液晶セル、ＴＦＴ（Thin Film Transistor) などの駆動手段（スイッチング素子）、ブラックマトリクス（ＢＭ）等にも特に限定はない。また、動作モードも、ＴＮ(Twisted Nematic) モード、ＳＴＮ(Super TwistedNematic) モード、ＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence) モード、ＩＰＳ(In-Plane Switching)モード、ＭＶＡ(Multidomain Vertical Alignment)モード等の全ての動作モードが利用可能である。

液晶パネル１０には、液晶パネル１０のソース線（信号線）を駆動する複数のソースドライバ１１と、液晶パネル１０のゲート線（走査線）を駆動する複数のゲートドライバ１２と、が備えられている。また、液晶パネル１０には、これらソースドライバ１１やゲートドライバ１２に各種のタイミング信号を供給したり、外部から表示データを受信してソースドライバ１１に供給したりするタイミングコントローラ１３と、各回路の動作電圧や液晶セルの駆動用電圧を生成する電源回路１４と、が備えられた基板１５が接続されている。

ソースドライバ１１は、１個で液晶パネル１０の複数のソース線を駆動するものであり、これらが複数個設けられることで、液晶パネル１０の全部のソース線が駆動可能になっている。また、ゲートドライバ１２も同様に、１個で液晶パネル１０の複数のゲート線を駆動するものであり、これらが複数個設けられることで、液晶パネル１０の全部のゲート線が駆動可能になっている。
そして、複数のソースドライバ１１により、一水平期間毎に水平ライン１本分の駆動電圧が全ソース線に出力されるとともに、複数のゲートドライバ１２により一水平期間毎に１本のゲート線が順次駆動されていくことで、これらソース線とゲート線が交わる１水平ライン分の液晶セルが順次駆動され、表示動作がなされるようになっている。

バックライト装置２０には、液晶パネル１０に対して光を照射する発光部２１と、発光部２１の前方（液晶パネル１０側）に配置され、発光部２１により照射された光を拡散する拡散板２２と、が備えられている。

本実施形態における発光部２１は、液晶パネル１０がＹ方向に２分割されるように、２枚の面発光体２１１、２１２が所定の間隙Ｈ_１を有して上下に並べられて配置されて構成されている。

面発光体２１１、２１２としては、特に制限は無いが、例えば、Ｒ、Ｇ及びＢの３原色を発する３種類の有機ＥＬ発光層を備え、電圧の印加によりＲ、Ｇ又はＢの３原色を選択的に発光する有機ＥＬ発光パネルが挙げられる。
この有機ＥＬ発光パネルの具体的な構造としては、例えば、光を透過可能な透光性基板と、該透光性基板上に形成された透明な第１電極層と、該第１電極層上に互いに区分されて形成されたＲ、Ｇ及びＢの３原色を発する３種類の有機ＥＬ発光層と、該有機ＥＬ発光層上に形成された第２電極層とを備えたものとすることができる。

図２に示すように、２つの面発光体２１１、２１２は、その光照射面２１１Ａ、２１２Ａのなす角度（θ_ａｌｌ）が１８０度より小さくなるように配置されている。
具体的には、以下詳細に説明する条件を満たすよう設置されている。
図３は、発光部２１（面発光体２１１、２１２）の断面視形状を示した模式図である。
図３において、２つの光照射面２１１Ａ、２１２Ａを間隙Ｈ_１方向に延長させたときの交線を交線Ｐ１とし、２つの光照射面２１１Ａ、２１２Ａの間隙Ｈ_１側の端部２１１ｂ、２１２ａからの当該光照射面２１１Ａ、２１２Ａに垂直な垂線の交差する線を交差線Ｐ２とする。
また、交差線Ｐ２を通り、且つ拡散板２２と平行な仮想の平面を仮想平面Ｌとし、交線Ｐ１から仮想平面Ｌまでの距離を線分Ｘ_１とする。
また、光照射面２１１Ａ、２１２Ａの端部２１１ｂ、２１２ａから交線Ｐ１までの距離を、それぞれ線分Ｙ_１、線分Ｙ_２とする。また、線分Ｘ_１と線分Ｙ_１、線分Ｘ_１と線分Ｙ_２とでなす角度をそれぞれθ_１、θ_２とする。

このとき、ＣＯＳ（θ₁）＝Ｙ_１／Ｘ_１、
ＣＯＳ（θ₂）＝Ｙ_２／Ｘ_１・・・（１）の関係が成り立つ。
すなわち、θ₁＝ＣＯＳ^−１（Ｙ_１／Ｘ_１）
θ₂＝ＣＯＳ^−１（Ｙ_２／Ｘ_１）・・・（２）である。

そして、二つの面発光体２１１、２１２より照射された光が、液晶パネル１０における輝度低下部分を作らないようにするための条件として、下記（３）式が成り立つようになっている。
θ_ａｌｌ≦θ₁＋θ₂
すなわち、θ_１＋θ_２≦ＣＯＳ^−１（Ｙ_１／Ｘ_１）＋ＣＯＳ^−１（Ｙ_２／Ｘ_１）・・・（３）
上記（３）式を満たす場合、光照射面２１１Ａの下端部２１１ｂと、光照射面２１２Ａの上端部２１２ａより出射する光は、Ｐ２において交差することとなる。

拡散板２２は、仮想平面Ｌの前方の、仮想平面Ｌから所定距離Ｄだけ離間した位置に配置されている。
発光部２１の面発光体２１１、２１２から出射した光は、拡散板２２内を透過する間にほぼ均一に拡散され、液晶パネル１０に到達するようになっている。
拡散板２２としては、特に制限は無いが、例えば、透明なポリカーボネート樹脂基板中に該樹脂基板とは屈折率の異なるガラスファイバーを均一分散させた拡散板や、透明なガラス基板の片面に適度な粗さの凹凸を形成した拡散板などが挙げられる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のバックライト装置２０によれば、発光部２１の発光により拡散板２２に照射された光は、上記式（３）を満たすことにより、拡散板２２に到達する以前に、最短で交差線Ｐ２において強めあうこととなる。すなわち、２つの面発光体２１１、２１２から照射された光は、２つの面発光体２１１、２１２の間隙Ｈ_１に対応する位置において互いに強め合うこととなる。
ここで、線分Ｘ_１の距離が長い程、２つの面発光体２１１、２１２の光照射面２１１Ａ、２１２Ａのなす角度（θ_ａｌｌ）が小さく、線分Ｘの距離が短い程、二つの面発光体２１１、２１２の光照射面２１１Ａ、２１２Ａのなす角度（θ_ａｌｌ）が大きくなる。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置１によれば、２つの面発光体２１１、２１２から出射する光が、拡散板２２に到達する以前に２つの面発光体２１１、２１２の間隙Ｈ_１に対応する位置において互いに強めあうため、面発光体２１１、２１２の間隙Ｈ_１に起因して液晶パネル１０に発生する暗部を消滅させて、明部を発生させ、拡散板２２で均一化することにより、液晶パネル１０の輝度ムラの発生を低減することが可能となる。

なお、本実施形態においては、拡散板２２は、仮想平面Ｌから所定距離Ｄ離間した位置に配置されることとしたが、拡散板２２の背面が仮想平面Ｌと重複していても良い。
また、仮想平面Ｌは、光照射面２１１Ａの端部２１１ａか、２１２Ａの端部２１２ｂのうち少なくともどちらか一方に接することが好ましい。
このようにした場合、バックライト装置２０の厚さを最少にすることができる。

[実施形態２]
次に、本発明の実施形態２について実施形態１と異なる点を中心に説明し、同じ箇所には実施形態１と同一の符号を付して説明を省略する。
図４は、実施形態２におけるバックライト装置３０の発光部３１を示す平面図であり、図５（ａ）は、バックライト装置３０の側面図であり、図５（ｂ）は、バックライト装置３０の底面図である。

図４に示すように、本実施形態のバックライト装置３０における発光部３１は、矩形の９枚の面発光体３１１、３１２・・・３１９から形成されている。
具体的には、発光部３１は、液晶パネル１０のＸ方向、Ｙ方向がそれぞれ３分割されるように９枚の面発光体３１１・・・が縦横に３枚ずつ並べられて配置されることで構成されている。ここで、Ｘ方向の３枚の面発光体３１１・・・の間隙をＷ_１、Ｗ_２とし、Ｙ方向の３枚の面発光体３１１・・・の間隙をＨ_２、Ｈ_３とする。

図５（ａ）に示すように、Ｙ方向に並んだ３枚の面発光体３１１、３１２、３１３においては、その光照射面３１１Ａ、３１２Ａ、３１３Ａが、それぞれ角度α_ａｌｌをなすように配置されている。
また、図５（ｂ）に示すように、Ｘ方向に並んだ３枚の面発光体３１１、３１４、３１７は、その光照射面３１１Ａ、３１４Ａ、３１７Ａが、それぞれ角度β_ａｌｌをなすように配置されている。

角度α_ａｌｌ、β_ａｌｌは、１８０度より小さい角度である。
具体的には、以下詳細に説明する条件を満たすよう設置されている。
図６は、Ｙ方向に並んだ３枚の面発光体３１１、３１２、３１３の断面視形状を示した模式図である。
図６において、上方の２つの面発光体３１１、３１２の光照射面３１１Ａ、３１２Ａにおける間隙Ｈ_２側の端部３１１ｂ、３１２ａからの当該光照射面３１１Ａ、３１２Ａに垂直な垂線の交差する線を交差線Ｐ４とする。
また、交差線Ｐ４を通り、且つ拡散板２２と平行な仮想の平面を仮想平面Ｌとする。
仮想平面Ｌと下方の光照射面３１２Ａの端部３１２ａとの距離を線分Ｘ_２とし、光照射面３１１Ａの端部３１１ｂから、３１２Ａの端部３１２ａまで距離を線分Ｙ_３とし、線分Ｘ_２と線分Ｙ_３とでなす角度をαとする。

このとき、ＣＯＳ（α）＝Ｙ_３／Ｘ_２・・・（４）の関係が成り立つ。
α＝ＣＯＳ^−１（Ｙ_３／Ｘ_２）・・・（５）である。

そして、隣り合う面発光体３１１、３１２より照射された光が、液晶パネル１０における輝度低下部分を作らないようにするための条件として、下記（６）式が成り立つようになっている。
α_ａｌｌ≦α＋９０ｄｅｇｒｅｅ
すなわち、α_ａｌｌ≦ＣＯＳ^−１（Ｙ_３／Ｘ_２）＋９０ｄｅｇｒｅｅ・・・（６）
また、下方の２つの面発光体３１２、３１３の光照射面３１２Ａ、３１３Ａの成す角度は、上記した面発光体３１１、３１２が成す角αと同じである。
なお、上記（６）式は、（３）式におけるα＝θ₁で、θ_２＝９０度の場合である。

また、β_ａｌｌにおいても、上記（６）式が適用可能である。

上記のように設定することによって、９枚の面発光体３１１・・・から出射する光が、拡散板２２に到達する以前に、９枚の面発光体３１１・・・のＸ方向の間隙Ｗ_１、Ｗ_２、及びＹ方向の間隙Ｈ_２、Ｈ_３に対応する位置において互いに強めあうため、液晶パネル１０に発生する暗部を消滅させて、明部を発生させ、拡散板２２で均一化することにより、液晶パネル１０の輝度ムラの発生を低減することが可能となる。

なお、本実形態においては、隣り合う３枚の面発光体の配置関係から条件を設定しているが、実施形態１で述べた式（３）を用いて、隣り合う２枚の面発光体の配置関係から条件を設定しても良い。
また、仮想平面Ｌは、光照射面３１１Ａの端部３１１ａか、３１３Ａの端部３１３ｂのうち少なくともどちらか一方に接することが好ましい。
このようにした場合、バックライト装置３０の厚さを最少にすることができる。

また、上記実施形態１、２においては、面発光体が２枚の場合と９枚の場合を例示して説明したが、面発光体の数はこれに限定されるものではない。
また、面発光体として有機ＥＬを用いて説明したが、面状の光源であれば特にこれに限定されない。

その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

本発明に係る実施形態１の液晶表示装置の全体構成を示した構成図である。図１に示す液晶表示装置の側面図である。図２に示すバックライト装置の構成を説明するための模式図である。本発明に係る実施形態２の液晶表示装置に備えられるバックライト装置の発光部を示した平面図である。（ａ）は図４に示すバックライト装置の側面図であり、（ｂ）は図４に示すバックライト装置の底面図である。図５に示すバックライトの構成を説明するための模式図である。

符号の説明

１液晶表示装置
１０液晶パネル
１１ソースドライバ
１２ゲートドライバ
１３タイミングコントローラ
１４電源回路
１５基板
２０バックライト装置
２１発光部
２１１、２１２面発光体
２１１Ａ、２１２Ｂ光照射面
２２拡散板
３０バックライト
３１発光部
３１１、３１２・・・面発光体
３１１Ａ、３１２Ａ・・・光照射面

Claims

複数の面発光体が所定の間隙を有して並べられて配置された発光部と、
前記発光部の前方に配置され、前記発光部により照射された光を拡散する拡散板と、
を備え、
隣り合う面発光体における２つの光照射面がなす角度が１８０度より小さくなっていることを特徴とするバックライト装置。
前記２つの光照射面の前記間隙側の端部から当該光照射面に垂直な垂線の交差する交差線を通り、且つ前記拡散板と平行な仮想平面と、前記２つの光照射面を前記間隙方向に延長させたときの交線との距離を線分Ｘとし、
前記２つの光照射面から前記交線までの距離をそれぞれ線分Ｙ_１、線分Ｙ_２とし、
線分Ｘと線分Ｙ_１、線分Ｙ_２とでなす角度をそれぞれθ_１、θ_２とした場合に、
θ_１＋θ_２≦ＣＯＳ^−１（Ｙ_１／Ｘ）＋ＣＯＳ^−１（Ｙ_２／Ｘ）
を満たすことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
請求項１又は２記載のバックライト装置と、前記バックライト装置の前記発光部の光照射面側に配される液晶パネルと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。