JP2012216327A - 表示装置およびバックライト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示パネルの中央を明るく照射することができ、かつ、狭いベゼルを実現することができる表示装置およびバックライト装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、表示装置は、表示パネルと、第1の光源と、第2の光源と、第3の光源と、導光板とを備える。第1の光源は、前記表示パネルの第1の領域に向けて光を照射する。第2の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源と異なる方向を向いて設けられる。第3の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源および前記第2の光源と異なる方向を向いて設けられる。導光板は、前記第2の光源および前記第3の光源より照射された光を、前記表示パネル上の領域であって、前記第1の領域よりも前記表示パネルの縁に近い第2の領域に向かって導く。
【選択図】図3
【解決手段】実施形態によれば、表示装置は、表示パネルと、第1の光源と、第2の光源と、第3の光源と、導光板とを備える。第1の光源は、前記表示パネルの第1の領域に向けて光を照射する。第2の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源と異なる方向を向いて設けられる。第3の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源および前記第2の光源と異なる方向を向いて設けられる。導光板は、前記第2の光源および前記第3の光源より照射された光を、前記表示パネル上の領域であって、前記第1の領域よりも前記表示パネルの縁に近い第2の領域に向かって導く。
【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、表示装置およびバックライト装置に関する。
近年、液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)が広く用いられるようになってきている。LCDは、一対のガラス基板の間に液晶材料を配置して構成される液晶パネルと、液晶パネルの背面から液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを備えている。バックライト装置はエッジ型および直下型の2種類に大別される。
エッジ型のバックライト装置は、LED(Light Emitting Diode)等の光源から、液晶パネルの背面に配置された導光板の側面に向けて光を照射し、導光板の液晶パネルと対向する面から光を取り出すものである。この方式によると、バックライト装置を薄くできるが、その反面、液晶パネルの中央を明るく照射できない、あるいは、光源を配置するためにベゼル幅を広くする必要がある、という問題がある。ベゼル幅が広いと、表示領域が小さく見えてしまうことがある。
一方、直下型のバックライト装置は、液晶パネルの直下に光源を配置し、拡散板等を介して液晶パネルに光を照射するものである。この方式によると、エッジ型とは対照的に、液晶パネルの中央を明るく照射でき、ベゼル幅を狭くすることもできるが、輝度ムラをなくすためにはバックライト装置を厚くしたり、光源を多数配置したりしなければならないという問題がある。
表示パネルの中央を明るく照射することができ、かつ、狭いベゼル幅を実現することができるバックライト装置および表示装置を提供する。
実施形態によれば、表示装置は、表示パネルと、第1の光源と、第2の光源と、第3の光源と、導光板とを備える。第1の光源は、前記表示パネルの第1の領域に向けて光を照射する。第2の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源と異なる方向を向いて設けられる。第3の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源および前記第2の光源と異なる方向を向いて設けられる。導光板は、前記第2の光源および前記第3の光源より照射された光を、前記表示パネル上の領域であって、前記第1の領域よりも前記表示パネルの縁に近い第2の領域に向かって導く。
以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る表示装置110を含む画像表示システムの概略ブロック図である。
図1は、第1の実施形態に係る表示装置110を含む画像表示システムの概略ブロック図である。
表示装置110は、各部の動作を制御する制御部156と、操作部116と、受光部118とを備えている。制御部156は、ROM(Read Only Memory)157と、RAM(Random Access Memory)158と、CPU(Central Processing Unit)159と、フラッシュメモリ160とを有する。
制御部156は、操作部116から入力される操作信号や、リモートコントローラ117から送信され受光部118を介して入力される操作信号に応じて、ROM157に予め記憶されたシステム制御プログラムおよび各種処理プログラムを起動させる。制御部156は、RAM158をCPU159のワークメモリとし、起動したプログラムに従って各部の動作を制御する。また制御部156は、各種設定に必要な情報等を例えばNANDフラッシュメモリ等のような不揮発性のメモリであるフラッシュメモリ160に格納して使用する。
また、表示装置110は、入力端子144と、チューナ145と、PSK(Phase Shift Keying)復調器146と、TS(Transport Stream)復号器147aと、信号処理部120とを備えている。
入力端子144は、BS/CSデジタル放送受信用のアンテナ143が受信した衛星デジタルテレビジョン放送信号を、衛星デジタル放送用のチューナ145に送信する。チューナ145は、受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングされたデジタル放送信号をPSK復調器146に送信する。PSK復調器146は、デジタル放送信号からTSを復調し、復調されたTSをTS復号器147aに送信する。TS復号器147aは、TSをデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号に復号した後、信号処理部120にこれらを送信する。
ここでのデジタル映像信号とは、表示装置110が出力可能な映像に関するデジタル信号であり、デジタル音声信号とは、表示装置110が出力可能な音声に関するデジタル信号である。またデータ信号とは、復調されたサービスについての各種情報を示すデジタル信号である。
また、表示装置110は、入力端子149と、2つのチューナ150a,150bを有するチューナ部150と、2つのOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)復調器151と、2つのTS復号器147bと、アナログチューナ168と、アナログ復調器169とを備えている。
入力端子149は、地上波デジタル放送受信用のアンテナ148が受信した地上波デジタルテレビジョン放送信号を、地上波デジタル放送用のチューナ部150に送信する。チューナ部150のチューナ150a,150bは、それぞれ受信したデジタル放送信号のチューニングを行い、チューニングされたデジタル放送信号を、2つ存在するOFDM復調器151に送信する。OFDM復調器151は、デジタル放送からTSを復調し、復調されたTSをそれぞれ対応するTS復号器147bに送信する。TS復号器147bは、TSをデジタル映像信号および音声信号等に復号した後、信号処理部120にこれらを送信する。チューナ部150のチューナ150a,150bのそれぞれで取得した地上波デジタルテレビジョン放送は、2つずつのOFDM復調器151、TS復号器147bによってそれぞれ同時にデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号を含むデジタル信号として復号された後に、信号処理部120に送信されることが可能である。
アンテナ148は、地上波アナログテレビジョン放送信号も受信可能である。受信された地上波アナログテレビジョン放送信号は、図示しない分配器によって分配されて、アナログチューナ168に送信される。アナログチューナ168は、受信したアナログ放送信号のチューニングを行い、チューニングされたアナログ放送信号をアナログ復調器169に送信する。アナログ復調器169はアナログ放送信号の復調を行い、復調されたアナログ放送信号を信号処理部120に送信する。また、表示装置110は、一例として、アンテナ148が接続される入力端子149にCATV(Common Antenna Television)用のチューナを接続することによってCATVも視聴できる。
また、表示装置110は、ライン入力端子137と、音声処理部153と、スピーカ115と、グラフィック処理部152と、OSD(On Screen Display)信号生成部154と、映像処理部155と、と、表示モジュール200とを備えている。
信号処理部120は、TS復号器147a、147b、または制御部156から送信されたデジタル信号に、適切な信号処理を施す。より具体的には、信号処理部120はデジタル信号をデジタル映像信号、デジタル音声信号、およびデータ信号に分離する。分離されたデジタル映像信号はグラフィック処理部152に、音声信号は音声処理部153に送信される。また信号処理部120は、アナログ復調器169から送信された放送信号を、所定のデジタルフォーマットの映像信号および音声信号に変換する。デジタルに変換された映像信号はグラフィック処理部152に、音声信号は音声処理部153に送信される。また信号処理部120は、ライン入力端子137からの入力信号にも所定のデジタル信号処理を施す。
音声処理部153は、入力された音声信号を、スピーカ115で再生可能なフォーマットのアナログ音声信号に変換する。アナログ音声信号は、スピーカ115に送信されて再生される。
OSD信号生成部154は、制御部156の制御に従って、UI(ユーザ・インタフェース)画面などを表示するためのOSD信号を生成する。また信号処理部120においてデジタル放送信号から分離されたデータ信号は、OSD信号生成部154により適切なフォーマットのOSD信号に変換され、グラフィック処理部152に送信される。
グラフィック処理部152は、信号処理部120から送信されるデジタル映像信号のデコード処理を行う。デコードされた映像信号は、OSD信号生成部154から送信されたOSD信号と重ね合わせて合成され、映像処理部155に送信される。グラフィック処理部152は、デコードされた映像信号またはOSD信号を、映像処理部155に選択的に送信することもできる。
映像処理部155は、グラフィック処理部152から送信された信号を、表示モジュール200で表示可能なフォーマットのアナログ映像信号に変換する。アナログ映像信号は、表示モジュール200に送信されて表示される。表示モジュール200の詳細は図2を用いて後述する。
さらに、表示装置110は、LAN(Local Area Network)端子131と、LAN I/F(Interface)164と、USB(Universal Serial Bus)端子133と、USB I/F165と、HDD(Hard Disk Drive)170とを備えている。
LAN端子131はLAN I/F164を介して制御部156に接続されている。LAN端子131はイーサネット(登録商標)を用いた一般的なLAN対応ポートとして使用される。本実施形態において、LAN端子131にはLANケーブルが接続されており、インターネット130と通信可能となっている。
USB端子133はUSB I/F165を介して制御部156に接続されている。USB端子133は、一般的なUSB対応ポートとして使用される。USB端子133には、例えばハブを介して、携帯電話、デジタルカメラ、各種メモリカードに対するカードリーダ/ライタ、HDD、キーボード等が接続される。制御部156は、USB端子133を介して接続される機器との間で、情報の通信(送受信)を行うことができる。
HDD170は表示装置110に内蔵される磁気記憶媒体であって、表示装置110が有する各種情報を記憶する機能を有する。
図2は、表示モジュール200の概略ブロック図である。表示モジュール200は、液晶パネル(表示パネル)1と、タイミングコントローラ2と、ゲートドライバ3と、ソースドライバ4と、バックライトコントローラ5と、バックライト装置6とを備えている。
液晶パネル1は、一対のガラス基板を対向配置して、これらガラス基板の間に液晶材料を配置した構造である。液晶パネル1は、複数(例えば1080本)の走査線と、複数(例えば1920*3本)の信号線と、走査線および信号線の各交差箇所に形成される液晶画素とを有する。
タイミングコントローラ2は、図1の映像処理部から入力される入力映像信号をソースドライバ4に供給するとともに、ゲートドライバ3、ソースドライバ4およびバックライトコントローラ5の動作タイミングを制御する。
ゲートドライバ3は走査線の1つを順繰りに選択する。ソースドライバ4は入力映像信号を液晶パネル1の信号線に供給する。この入力映像信号はゲートドライバ3に選択された走査線に接続される液晶画素に供給され、入力映像信号の電圧に応じて、液晶画素内の液晶材料の配向が変化する。ゲートドライバ3およびソースドライバ4はパネルコントローラを構成する。
一方、バックライト装置6は液晶パネル1の背面に設けられ、液晶パネル1に光を照射する。照射された光のうち、液晶材料の配向に応じた強度の光が液晶材料を透過して、液晶パネル1上に表示される。
図3は、第1の実施形態に係る液晶パネル1およびバックライト装置6の平面図であり、図4は、図3のAA’断面図である。なお、図3では紙面手前側に、図4では紙面上方にそれぞれ液晶パネル1(2点鎖線で図示)が配置される。また、以下ではバックライト装置6から液晶パネル1に向かう方向を上と呼ぶ。
バックライト装置6は、導光板11と、光源(第2、第3の光源)12,光源(第1の光源)13とを有する。
導光板11は、例えば厚さ2mm程度のアクリル製の板である。導光板11は液晶パネル1とほぼ同サイズの矩形であり、液晶パネル1と対向してその下方に設けられる。導光板11の少なくとも中央を含む部分に、円柱形の空洞部11aが形成される。また、導光板11の下面の少なくとも一部には、液晶パネル1が配置される上方に光が出射されるよう、シルク印刷等の拡散部材14が塗布されている。また、光の拡散を抑制して直進性を向上するために、導光板11の上面側に、光の進行方向に沿ったプリズム形状(不図示)を形成してもよい。
光源12,13は、例えばLEDである。光源12,13のそれぞれが、赤、緑および青にそれぞれ発光する3種類のLEDを含んでいてもよい。図4に示すように、導光板11の空洞部11a内に光源12,13を設けることで、バックライト装置6を薄型化できる。
光源12は、空洞部11a内の側面11bに沿って配置される。したがって、光源12は互いに異なる方向を向いている。そして、複数の光源12から導光板11に向かって放射状に広い範囲に光が照射される。図3では8個の光源12が設けられる例を示しているが、液晶パネル1の大きさや、必要な輝度等を考慮して、適切な数の光源12を設ければよい。
光源12から照射された光は導光板11内を進む。導光板11の拡散部材14が塗布されていない場所では光はほぼ全反射し、拡散部材14が塗布された場所から光は液晶パネル1側に取り出される。ここで、光源12から離れるほど、導光板11内を進む光の量が少なくなる。そのため、液晶パネル1に輝度ムラが生じないよう、光源12の近辺では拡散部材14を疎に、光源12から離れるほど拡散部材14を密に塗布するのが望ましい。
光源13は空洞部11a内で光源12よりも内側に配置される。そして、光源13は導光板11と垂直方向に液晶パネル1に向かって光を照射する。図3では9個の光源13が設けられる例を示しているが、液晶パネル1の大きさや、必要な輝度に加え、光源13と液晶パネル1との距離等を考慮して、適切な数の光源13を設ければよい。
光源13から照射された光は導光板11を介さずに液晶パネル1に照射されるため、液晶パネル1の中央を特に明るく照射できる。また、導光板11およびその空洞部11aの上方に拡散板(不図示)を設けてもよく、これにより、拡散された光が液晶パネル1に到達するため、液晶パネル1に輝度ムラが生じるのを抑制できる。
このように、第1の実施形態では、光源12,13を導光板11の空洞部11a内に配置する。そのため、導光板11あるいは液晶パネル1の側方に光源を設ける必要がなくなり、ベゼル幅を狭くできる。その結果、表示領域が大きく見えたり、複数の液晶パネル1を並べて表示させたりできる。また、中央に形成された空洞部11a内に光源13を設け、液晶パネル1の直下から光を照射するため、視聴者が注目しやすい液晶パネル1の中央を特に明るくすることができる。さらに、光源12から照射された光は広い範囲まで到達するため、必要な光源の数を少なくできる。
なお、空洞部11aの断面形状は必ずしも円柱形でなくてもよく、光源12から照射される光の進行方向と、光が照射される空洞部11aの側面11bとが直交すると、効率よく光源12から液晶パネル1へ光を照射できる。例えば、空洞部11a’は図5に示すような八角柱形やその他の多角形であってもよい。なお、図5および以降の図面では、液晶パネル1の図示を省略する。
また、導光板11には必ずしも表面から裏面に貫通した空洞部11aでなくても、少なくとも開口部が設けられればよく、例えば図6に示すように下向きの凹部11a’’が形成されて、その内部に光源12,13を配置してもよい。
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態は、空洞部11a内に光源12,13を配置するものであった。これに対し、以下に説明する第2の実施形態は、光源13を導光板11の下方に配置するものである。
上述した第1の実施形態は、空洞部11a内に光源12,13を配置するものであった。これに対し、以下に説明する第2の実施形態は、光源13を導光板11の下方に配置するものである。
図7は、第2の実施形態に係るバックライト装置6aの平面図であり、図8は、図7のBB’断面図である。図7および図8では、図3および図4とそれぞれ共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
バックライト装置6aはさらに光学部材15を有する。光学部材15は、例えば光源13から照射される光を拡散する、アクリル製あるいはポリエチレンテレフタレート(PET)製の拡散板である。空洞部11a内の光源12の内側で、光源13と液晶パネル1との間に、光学部材15の少なくとも一部が配置される。そして、の光源13は、空洞部11aに対応する位置で、光学部材15と対向して配置される。空洞部11a内に光学部材15を配置することで、バックライト装置6aを薄型化できる。
光源13から光学部材15に照射された光は、光学部材15内で拡散して液晶パネル1に到達する。そのため、液晶パネル1に輝度ムラが生じるのを抑制できる。
なお、光学部材15として、図7および図8に示した拡散板に代えて、図9に示すような、光源13のそれぞれに取り付けられるキャップ15aを用いてもよい。光源13からキャップ15aに照射された光は、キャップ15で拡散して液晶パネル1に到達する。
また、図10に示すように、光源13の側方かつ導光板11の下方のスペースに、例えばプリント回路基板21およびこれに接続された回路22を配置してもよい。回路22は、例えば図1の映像処理部155、図2のタイミングコントローラ2、ゲートドライバ3、ソースドライバ4およびバックライトコントローラ5のうちの少なくとも一部である。図10の構成により、バックライト装置をさらに薄型化できる。
このように、第2の実施形態では、空洞部11a内に光学部材15を配置する。そのため、バックライト装置を薄型化できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 液晶パネル
2 タイミングコントローラ
3 ゲートドライバ
4 ソースドライバ
5 バックライトコントローラ
6,6a バックライト装置
11 導光板
11a,11a’ 空洞部
11a’’ 凹部
12,13 光源
14 拡散部材
15 光学部材
110 表示装置
2 タイミングコントローラ
3 ゲートドライバ
4 ソースドライバ
5 バックライトコントローラ
6,6a バックライト装置
11 導光板
11a,11a’ 空洞部
11a’’ 凹部
12,13 光源
14 拡散部材
15 光学部材
110 表示装置
実施形態によれば、表示装置は、表示パネルと、第1の光源と、第2の光源と、第3の光源と、第4の光源と、導光板とを備える。第1の光源は、前記表示パネルの第1の領域に向けて光を照射する。第2の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源と異なる第1の方向を向いて設けられる。第3の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の方向と略垂直な第2の方向を向いて設けられる。第4の光源は、前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の方向と前記第2の方向との間の第3の方向を向いて設けられる。導光板は、前記第2の光源および前記第3の光源より照射された光を、前記表示パネル上の領域であって、前記第1の領域よりも前記表示パネルの縁に近い第2の領域に向かって導く。導光板には、少なくとも中央を含む部分に開口部が設けられ、第1の光源は、開口部に対応する位置に設けられる。
Claims (20)
- 表示パネルと、
前記表示パネルの第1の領域に向けて光を照射する第1の光源と、
前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源と異なる方向を向いて設けられた第2の光源と、
前記表示パネルの縁よりも内側に、前記第1の光源および前記第2の光源と異なる方向を向いて設けられた第3の光源と、
前記第2の光源および前記第3の光源より照射された光を、前記表示パネル上の領域であって、前記第1の領域よりも前記表示パネルの縁に近い第2の領域に向かって導く導光板と、を有する表示装置。 - 前記導光板には、少なくとも中央を含む部分に開口部が設けられ、
前記第1の光源は、前記開口部に対応する位置に設けられ、
前記第2の光源および前記第3の光源は、前記開口部に設けられる請求項1に記載の表示装置。 - 前記第2の光源および前記第3の光源より照射される光の進行方向と、前記導光板の前記光が照射される面と、は略直交する請求項1に記載の表示装置。
- 前記開口部の断面は、略円形または多角形である請求項3に記載の表示装置。
- 前記第2の光源および前記第3の光源は、前記開口部の縁に沿って設けられる請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1の光源から照射される光を拡散させて、前記表示パネルの第1の領域に到達させる光学部材を有する請求項2に記載の表示装置。
- 前記光学部材の少なくとも一部は前記開口部内に設けられ、
前記第1の光源は、前記光学部材と対向して設けられる請求項6に記載の表示装置。 - 前記導光板の少なくとも一部には、前記第2の光源および前記第3の光源から照射された光を前記表示パネル方向に出射させるための拡散部材が塗布されている請求項1に記載の表示装置。
- 前記拡散部材は、前記第2の光源および前記第3の光源から離れるほど、高密度に塗布されている請求項8に記載の表示装置。
- 映像信号に対して処理を行う映像処理部と、
前記処理された映像信号を前記表示パネルに所定のタイミングで供給するパネルコントローラと、
前記第1乃至第3の光源を制御するバックライトコントローラと、を備え、
前記映像処理部、前記パネルコントローラおよび前記バックライトコントローラの少なくとも一部は、前記第1の光源の側方で前記導光板と対向して設けられる請求項1に記載の表示装置。 - 放送波を受信してチューニングするチューナを有し、
前記表示パネルは、前記チューニングされた放送波を表示する請求項1に記載の表示装置。 - 照射された光を第1の領域の周囲の少なくとも一部である第2の領域に向かって導く導光板と、
前記導光板の縁よりも内側に設けられ、前記第1の領域に向けて光を照射する第1の光源と、
前記導光板の縁よりも内側に、前記第1の光源と異なる方向を向いて設けられ、前記導光板に光を照射する第2の光源と、
前記導光板の縁よりも内側に、前記第1の光源および前記第2の光源と異なる方向を向いて設けられ、前記導光板に光を照射する第3の光源と、を有するバックライト装置。 - 前記導光板には、少なくとも中央を含む部分に開口部が設けられ、
前記第1の光源は、前記開口部に対応する位置に設けられ、
前記第2の光源および前記第3の光源は、前記開口部に設けられる請求項12に記載のバックライト装置。 - 前記第2の光源および前記第3の光源より照射される光の進行方向と、前記導光板の前記光が照射される面と、は略直交する請求項12に記載のバックライト装置。
- 前記開口部の断面は、略円形または多角形である請求項13に記載のバックライト装置。
- 前記第2の光源および前記第3の光源は、前記開口部の縁に沿って設けられる請求項13に記載のバックライト装置。
- 前記第1の光源から照射される光を拡散させて、前記第1の領域に到達させる光学部材を有する請求項13に記載のバックライト装置。
- 前記光学部材の少なくとも一部は前記開口部内に設けられ、
前記第1の光源は、前記光学部材と対向して設けられる請求項17に記載のバックライト装置。 - 前記導光板の少なくとも一部には、前記第2の光源および前記第3の光源から照射された光を前記第2の領域に出射させるための拡散部材が塗布されている請求項12に記載のバックライト装置。
- 前記第1の光源の側方で前記導光板と対向して設けられ、前記第1乃至第3の光源を制御するバックライトコントローラを備える請求項12に記載のバックライト装置。
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