JP2013157211A

JP2013157211A - バックライト、および該バックライトを備えた液晶表示装置、ならびにバックライト点灯方法

Info

Publication number: JP2013157211A
Application number: JP2012017298A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nakagawa; 清志中川; Satoshi Itoida; 悟史井樋田; Toshihiro Yanagi; 俊洋柳
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-15
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: JP5714517B2

Abstract

【課題】消費電力が小さく、輝度が高く、かつ、光漏れが小さいバックライトを提供すること。
【解決手段】ＭＥＭＳシャッタ４は、基板３に対して略平行な第１状態と、自身が有する、複数のＬＥＤ９の配列方向に略平行な２つの端部のうち、ＬＥＤ９から離れている方の端部を回転軸として第１状態から基板３に向かって回転し、ＬＥＤ９の光を基板３に対して略垂直な方向に、基板３とは反対側に反射する第２状態との間で切り替わる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＭＥＭＳを使用したバックライト、および該バックライトを備えた液晶表示装置、ならびにバックライト点灯方法に関する。

従来では液晶表示装置用のバックライト光源として、線光源であるＣＣＦＬ（冷陰極管）が多く用いられていたが、最近ではＬＥＤを使用した液晶表示装置が普及しつつある。また、液晶表示装置におけるボケ現象（モーションアーチファクト）を回避するために、最近ではバックライトをスキャニング点灯するスキャンバックライトが採用されている。スキャニング点灯とは、液晶表示装置の駆動（走査）に合わせて、バックライトのＬＥＤを順次点灯させていく点灯方法である。それ故、スキャンバックライトでは、次の表示画素への前の表示画素の影響を除去することにより、ぼけ現象を回避する。

スキャンバックライト（走査型バックライト）には、直下型およびサイドエッジ型等、いくつかの方式がある。いくつかの方式のスキャンバックライトを図１０に示す。図１０（ａ）は、直下型バックライトを示す平面図である。直下型バックライト１１ａでは、液晶パネルの直下に複数のＬＥＤ１９を配置している。図１０（ｂ）は、分断した導光板１４ｂを用いたサイドエッジ型バックライト１１ｂを示す平面図である。このサイドエッジ型バックライト１１ｂでは、ＬＥＤ１９が端部に搭載され、複数に分断された導光板１４を液晶パネル下に配置されている。また、図１０（ｃ）は、タンデム導光板１４ｃを用いたサイドエッジ型バックライト１１ｃを示す平面図である。このサイドエッジ型バックライト１１ｃでは、端部にＬＥＤ１９が搭載されたタンデム型のタンデム導光板１４ｃを複数液晶パネル下に配置している。また、図１０（ｄ）は、導光板を用いず、ＬＥＤ１９のみで構成したサイドエッジ型バックライト１１ｄを示す平面図である。このサイドエッジ型バックライト１１ｄでは、端部にＬＥＤ１９を搭載した基板（あるいは反射板）を液晶パネル下に配置している。

例えば、特許文献１には、図１０（ｂ）に示したような方式のバックライトが開示されている。具体的には、液晶パネルの背面に配設され、同パネルの端部側にＬＥＤを配置し、導光板を介して同パネルの全面にわたって透過光を誘導し、上記液晶パネルを透過させるサイドエッジ型バックライトが開示されている。この際、上記の導光板は、液晶パネルの副走査方向に複数枚に分割されており、上記のＬＥＤは、導光板ごとにグループ化されている。そして、ＬＥＤ駆動回路が上記の液晶パネルでの副走査に同期して対応する導光板の上記ＬＥＤを発光させる。これにより、従来不可能であったスキャニング点灯を達成することができる。この結果、液晶テレビの動画応答性の向上を図ることが可能となる。

特開２０１１−１２８５７１号公報

しかし、特許文献１に開示されているバックライトを始めとして、以上で挙げたバックライトには、それぞれ問題点がある。例えば、直下型バックライトの場合、搭載するＬＥＤの数が多いため、消費電力が大きいという問題がある。また、特許文献１に開示されているような、分断した導光板とを用いたサイドエッジ型バックライトでは、導光板を分断しているため、分断した導光板の境界線見えてしまう。また、そのような境界線を見えなくするために拡散板を配置する必要があり、輝度が大幅に低下してしまう。特に、導光板を分断する数を増やそうとすると、導光板の再設計に加えて、搭載するＬＥＤの数を増やす必要がある。

また、タンデム導光板とを用いたサイドエッジ型バックライトでは、分断した導光板を用いる場合と同様に、導光板の境界線が見えてしまうため、拡散板を配置する必要がある。さらに、ＬＥＤのみで構成したサイドエッジ型バックライトでは、分断した導光板等を用いていないため、ＬＥＤの光が左右に漏れ出てしまう（例えば、図１０（ｄ）中の領域Ｘ）。特に、導光板を利用するバックライトでは、光源の光が導光板を通過する際に減衰するため、光源から近い側と遠い側とでは輝度に差が生じてしまう。このように、上述した方式のバックライトでは、消費電力が大きい、輝度が低下する、および光漏れが大きい等、どれも課題が大きい。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力が小さく、輝度が高く、かつ、光漏れが小さいバックライト、および該バックライトを備えた液晶表示装置、ならびにバックライト点灯方法を提供することにある。

本発明の一態様に係るバックライトは、上記の課題を解決するために、基板と、上記基板の端部に設けられ、上記基板の上部に光を照射する複数の光源と、上記基板との間に上記基板の上部を挟み、上記基板に対向して配置されたＭＥＭＳシャッタであって、上記基板に対して略平行な第１状態と、自身が有する、上記複数の光源の配列方向に略平行な２つの端部のうち、上記光源から離れている方の端部を回転軸として、上記第１状態から上記基板に向かって回転し、上記光源からの光を上記基板に対して略垂直な方向に、上記基板とは反対側に反射する第２状態との間で切り替え可能なＭＥＭＳシャッタとを備えていることを特徴としている。

また、本発明の一態様に係るバックライト点灯方法は、上記の課題を解決するために、基板の端部に設けられた複数の光源が、上記基板の上部に光を照射するステップと、上記基板との間に上記基板の上部を挟み、上記基板に対向して配置されたＭＥＭＳシャッタが、上記基板に対して略平行な第１状態と、自身が有する、上記複数の光源の配列方向に略平行な２つの端部のうち、上記光源から離れている方の端部を回転軸として、上記第１状態から上記基板に向かって回転し、上記光源からの光を上記基板に対して略垂直な方向に、上記基板とは反対側に反射する第２状態との間で切り替わるステップとを含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の一態様に係るバックライトは、光源およびＭＥＭＳシャッタを少なくとも備えているだけでよい。そのため、従来のバックライトのように分断された導光板は必要なく、導光板の境界線を見えなくするための拡散板も不要となるので、導光板および拡散板それぞれに起因した輝度の低下をなくすことができる。また、本発明の一態様に係るバックライトでは導光板を用いていないため、光の減衰はほとんどなく、光源から近い側と遠い側とで輝度の差はほとんどない。特に、光源からの光は、ＭＥＭＳシャッタによって、基板とは反対側に立ち上げられるので、他の方向に漏れ出る光もほとんどない。さらに、ＭＥＭＳは消費電力が小さいため、バックライトの消費電力は小さい。以上のように、本発明の一態様に係るバックライトのように、ＭＥＭＳシャッタを用いれば、消費電力が小さく、輝度が高く、かつ、光漏れが小さいバックライトを実現できる。

ところで、従来のバックライトは、例えば、光源、導光板、拡散板、レンズシート、および拡散板の５つの部材を備えた構造である。これに対して本発明の一態様では、拡散板を設けたとしても、光源を搭載した基板、ＭＥＭＳシャッタ、および拡散板の３つの部材を備えた構造である。このように、ＭＥＭＳシャッタを用いることで導光板および拡散板が不要となり、バックライトの薄型化に貢献する。

また、本発明の一態様に係るバックライトにおいては、上記ＭＥＭＳシャッタが、複数のシャッタで構成されており、上記シャッタの各々は、自身が有する、上記複数の光源の配列方向に略平行な２つの端部のうち、上記光源から離れている方の端部を回転軸として、上記第１状態から上記基板に向かって回転し、上記光源からの光を上記基板に対して略垂直な方向に、上記基板とは反対側に反射する第２状態との間で切り替え可能であることを特徴としている。

上記の構成によれば、ＭＥＭＳシャッタを複数のシャッタで構成することによって、本発明の一態様に係るバックライトが照射する領域をより細かく制御することができる。

また、本発明の一態様に係るバックライトにおいては、上記ＭＥＭＳシャッタは、長方形状の上記複数のシャッタを、各々の上記シャッタの長手方向の端部が互いに隣り合うように配列し、かつ、各々の上記シャッタの長手方向の端部が、上記複数の光源の配列方向に略平行になるように配列して構成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の一態様に係るバックライトを液晶表示装置に用いた場合、液晶表示装置の駆動（走査）に同期して、表示画面の上から順にシャッタを第２状態にしていけば、スキャニング点灯を行うことができる。これによって、液晶表示装置におけるボケ現象（モーションアーチファクト）を回避することができる。

また、本発明の一態様に係るバックライトにおいては、上記基板は、透光性基板であり、上記基板には、上記複数の光源が設けられている端部とは反対側の端部に他の複数の光源が設けられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の一態様に係るバックライトは両面に光を照射することができる。例えば、バックライトのそれぞれの面に液晶パネルを搭載すれば、いずれの液晶パネルにも光源から出射された光を照射することができる。このバックライトを液晶表示装置に利用すれば、両面で画像を表示することができる液晶表示装置が実現される。

また、本発明の一態様に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上述したいずれかのバックライトを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、消費電力が小さく、輝度が高く、かつ、光漏れが小さい液晶表示装置を実現できる。

本発明の一態様に係るバックライトは、光源が搭載された基板およびＭＥＭＳシャッタを少なくとも備えているだけでよい。そのため、従来のバックライトのように分断された導光板は必要なく、導光板の境界線を見えなくするための拡散板も不要となるので、導光板および拡散板それぞれに起因した輝度の低下をなくすことができる。特に、光源からの光は、ＭＥＭＳシャッタによって、基板とは反対側に立ち上げられるので、他の方向に漏れ出る光もほとんどない。さらに、ＭＥＭＳは消費電力が小さいため、バックライトの消費電力は小さい。以上のように、本発明の一態様に係るバックライトのように、ＭＥＭＳシャッタを用いれば、消費電力が小さく、輝度が高く、かつ、光漏れが小さいバックライトを実現できる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るスキャンバックライトの上面および断面を示す概略図である。本発明の一実施形態に係るスキャンバックライトによるスキャニング点灯の継時的変化を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の一実施形態に係るスキャンバックライトの上面および断面を示す概略図である。（ａ）は、従来のスキャンバックライトの上面を示す概略図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るスキャンバックライトの上面および断面を示す概略図である。（ａ）は、従来のスキャンバックライトの各種部材の配置図を示しており、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るスキャンバックライトの各種部材の配置図を示している。（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳシャッタのシャッタのいくつかの形状例を示す図である。本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。（ａ）は、半透過型液晶表示装置における透過領域および反射領域の割合の一例を示す図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置における透過領域および反射領域の割合を示す図である。本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置の断面を示す概略図である。（ａ）〜（ｄ）は、いくつかの方式のスキャンバックライトを示す概略図である。

本発明を以下の実施の形態により詳細に説明する。なお、以下の説明においては、同一の機能および作用を示す部材については、同一の符号を付し、説明を省略する。

〔第１の実施形態〕
（液晶表示装置１０の構成）
本実施形態に係る液晶表示装置の構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、液晶表示装置１０の要部構成を示すブロック図である。図２の（ａ）および（ｂ）は、それぞれスキャンバックライト１の上面および断面を示す概略図である。

図１に示すように、液晶表示装置１０は、スキャンバックライト１、液晶パネル２、ＭＥＭＳ制御回路６（電圧印加部）、バックライト制御回路７、およびタイミングコントローラ８（制御部）を有している。スキャンバックライト１は、基板３と、複数のシャッタで構成され、任意のシャッタを開閉可能なＭＥＭＳシャッタ４と、基板３の端部に搭載され、基板３の上部に光を照射する複数のＬＥＤ９（光源）とによって少なくとも構成されている。この際、ＭＥＭＳシャッタ４は、基板３との間に上記の基板３の上部を挟んで、基板３と対向して配置されている。スキャンバックライト１は、光を拡散する拡散板５を必要に応じて備えていてもよい。

ＭＥＭＳ制御回路６はＭＥＭＳシャッタ４によるシャッタの開閉を制御するための回路であり、バックライト制御回路７はスキャンバックライト１のＬＥＤ９を制御するための回路である。タイミングコントローラ８は、液晶パネル２に対して制御信号を送ると共に、ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタを開閉させるための信号をＭＥＭＳ制御回路６に送る部材である。なお、ＭＥＭＳとは、Micro Electro Mechanical Systemsを意味する。

詳細は後述するが、スキャンバックライト１は、液晶パネル２のぼけ現象を低減させるために、スキャニング点灯を行う。具体的には、ＭＥＭＳ制御回路６では、図２（ａ）に示すように、タイミングコントローラ８からの信号に応じた領域のＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０を開閉する。例えば、液晶パネル２の走査に同期して、その走査方向に従ってＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０を開閉する。この際、ＬＥＤ９は、常時駆動でもよいし、ＰＷＭ信号による間欠駆動でもよい。

ＭＥＭＳシャッタ４は、ＭＥＭＳを利用して複数のシャッタ４０を開閉する。後述するように、シャッタ４０の形状に特に限定はなく、そのシャッタ４０の形状に応じて基板３の適当な端部にＬＥＤ９を配置すればよい。本図では、一例として各シャッタ４０が複数の水平ライン（すなわち、複数の画素列）を含むように構成されているスキャンバックライト１を示している。また、本図では、複数のＬＥＤ９は、基板３の４つの端部のうち、液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載されている。

ＭＥＭＳシャッタ４は、各々のシャッタ４０を回転（開閉）するために、平行平板型静電アクチュエータを利用している。本図の場合は、各々のシャッタ４０は液晶パネル２の水平ラインに平行な軸を中心にして回転（開閉）する。

具体的には、各々のシャッタ４０はシャッタ電極（図示せず）を有しており、ＭＥＭＳシャッタ４および基板３はそれぞれ各シャッタ電極に対応した電極を有している。ＭＥＭＳ制御回路６は、ＭＥＭＳシャッタ４の各電極、基板３の各電極、および各シャッタ４０のシャッタ電極に電圧を印加することによって生じるクーロン力を利用して各々のシャッタ４０を回転させることができる。例えば、ＭＥＭＳ制御回路６が特定のシャッタ４０のシャッタ電極と、その特定のシャッタ４０に対応するＭＥＭＳシャッタ４の電極との間に大きな電位差を生じさせると、クーロン力によってシャッタ４０は基板３（あるいは液晶パネル２）と略平行な状態、すなわちシャッタ４０が閉まっている閉状態（第１状態）になる。一方、ＭＥＭＳ制御回路６が特定のシャッタ４０のシャッタ電極と、その特定のシャッタ４０に対応する基板３の電極との間に大きな電位差を生じさせると、クーロン力によって上記の特定のシャッタ４０は基板３側に向かって予め設定された角度だけ回転した状態、すなわちシャッタ４０が開いている開状態（第２状態）になる。

ここで、上記の予め設定された角度とは、シャッタ４０がＬＥＤ９から照射された光を液晶パネル２へ向かって反射することができるような角度である。すなわち、シャッタ４０が開状態になると、シャッタ４０は基板３側に向かって回転し、ＬＥＤ９からの光を基板３に対して略垂直な方向に、基板３とは反対側（液晶パネル２側）に反射することができる角度まで回転する。また、シャッタ４０の回転は、シャッタ４０が有する、ＬＥＤ９の配列方向に略平行な２つの端部のうち、ＬＥＤ９から離れている方の端部を回転軸とする。なお、各々のシャッタ４０を、通常では閉状態になるようなバネ構造とすることによって、ＭＥＭＳシャッタ４に設ける電極を省略することもできる。

また、ＭＥＭＳシャッタ４は、各々のシャッタ４０を回転（開閉）するために、インダクタを利用してもよい。具体的には、各々のシャッタ４０に対応したインダクタ（図示せず）を設け、各々のシャッタ４０には、表裏に磁極（図示せず）を設ける。これによって、各々のシャッタ４０は、対応するインダクタの周囲に形成される磁界の向きに応じて予め設定された角度だけ回転する。より詳細には、ＭＥＭＳ制御回路６が、極性の向きが異なる第１電圧と第２電圧とを交互にインダクタの各々に印加することによって、各インダクタに流れる電流の向きを交互に反転させることができる。このため、各インダクタの周囲に形成される磁界の向きを反転させ、各々のシャッタ４０を回転させることができる。例えば、インダクタに第１電圧が印加されていると、シャッタ４０は閉状態（第１状態）になる。一方、インダクタに第２電圧が印加されると、シャッタ４０は開状態になる。

以上の方法により、シャッタ４０が開状態となると、ＬＥＤ９から照射された光は、表示面（すなわち、液晶パネル２側）に面する反射面でＬＥＤ９から照射された光を液晶パネル２へ向かって反射する。このようにして、ＬＥＤ９から出射された光を所定の領域内（図中の照射領域Ｙ）へ照射することができる。この際、基板３は反射板であることが好ましい。これによって、ＬＥＤ９から照射された光の利用効率を高めることができる。

仮にＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０が閉状態にあるときは、図２（ｂ）に示すように、スキャンバックライト１の表面（すなわち、液晶パネル２側の面）はすべて反射面となる。そのため、ＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０が閉じているときは、液晶パネル２の表示面から入ってきた外光を反射させることができる。すなわち、液晶表示装置１０は、反射型液晶表示装置としても機能することができる。この際、ＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０が液晶パネル２と略平行な状態であるため、ＬＥＤ９から照射された光は液晶パネル２側へは反射されない。

なお、図２では、複数のＬＥＤ９を基板３の４つの端部のうち、液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載していると述べたが、実際には基板３の紙面下側の端部に搭載する必要がある。これは、回転して開いたシャッタ４０の反射面によって、各ＬＥＤ９の照射光を液晶パネル２へ向かって反射するためである。このように、スキャンバックライト１では、複数のＬＥＤ９は、基板３の端部のうち、シャッタ４０の回転軸となる端部とは反対側の端部に近い端部に配置する必要がある。

（スキャンバックライト１のスキャニング点灯）
以下では、スキャンバックライト１によるスキャニング点灯について、図３〜図５を参照して説明する。図３は、スキャンバックライト１によるスキャニング点灯の継時的変化を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれスキャンバックライト１の上面および断面を示す概略図である。図４の（ａ）は、従来のスキャンバックライト１１の上面を示す概略図であり、（ｂ）は、本実施形態に係るスキャンバックライト１の上面および断面を示す概略図である。図５の（ａ）は、従来のスキャンバックライト１１の各種部材の配置図を示しており、（ｂ）は、本実施形態に係るスキャンバックライト１の各種部材の配置図を示している。これらの図では、図２と同様に、一例として各シャッタ４０が複数の水平ライン（すなわち、複数の画素列）を含むように構成されているスキャンバックライト１を示している。また、これらの図では、複数のＬＥＤ９は、基板３の４つの端部のうち、液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載されている。

液晶表示装置１０では、通常表示画面の上から下へと走査していくため、スキャンバックライト１も液晶表示装置１０の走査に同期して、表示画面の上から下へとスキャニング点灯する。したがって、各々のシャッタ４０の開閉に平行平板型静電アクチュエータを利用する場合は、ＭＥＭＳ制御回路６は、表示画面の上端（紙面上端）に位置するＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０から順に、そのシャッタ電極と、そのシャッタ４０に対応する基板３の電極との間に大きな電位差を生じさせていく。あるいは、各々のシャッタ４０の開閉にインダクタを利用する場合は、ＭＥＭＳ制御回路６は、表示画面の上端（紙面上端）に位置するＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０に対応するインダクタから順に、該シャッタ４０を開状態にする第２電圧を印加していく。この際、ＭＥＭＳ制御回路６は、タイミングコントローラ８からの信号に基づいて、電圧の印加先（シャッタ電極、基板３の電極、インダクタ）ならびにそのタイミングを決定している。

図３（ａ）に示すように、まずＭＥＭＳシャッタ４の上端（紙面上端）のシャッタ４０を開く。これによって、開いた箇所のシャッタ４０に対応する領域（図中の照射領域Ｙ）を照射することができる。

液晶表示装置１０の走査範囲が表示画面の下へと移動すると、それに同期してスキャンバックライト１の照射領域Ｙも表示画面の下へと移動させる。具体的には、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）で開いたシャッタ４０を閉じ、その次のシャッタ４０を開く。これによって、照射領域Ｙは表示画面の下（紙面下側）へ移動する。同様にして、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、表示画面の下（紙面下側）へと向かう順にシャッタ４０を開いていくことによって、スキャニング点灯を行う。

このように、液晶表示装置１０の走査と同期して、ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０を順に開くことによって、スキャニング点灯が実現される。この際、従来ではスキャン点灯を行うために、例えば、図４（ａ）に示すようなＬＥＤ１９が一端部に搭載され、複数に分断された導光板１４を用いたスキャンバックライト１１を用いていた。このようなスキャンバックライト１１では、導光板１４を分断しているため、分断した境界線を見えなくするために拡散板１５を配置する必要があり、輝度が大幅に低下してしまう。

これに対して本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、スキャンバックライト１は、基板３、ＭＥＭＳシャッタ４、および複数のＬＥＤ９を少なくとも備えているだけでよい。そのため、導光板１４は必要なく、導光板１４の境界線を見えなくするための拡散板１５も不要となるので、導光板１４および拡散板１５それぞれに起因した輝度の低下をなくすことができる。また、スキャンバックライト１では導光板１４を用いていないため、光の減衰はほとんどなく、ＬＥＤ９から近い側と遠い側とで輝度の差はほとんどない。特に、ＬＥＤ９からの光は、シャッタ４０によって液晶パネル２側に立ち上げられるので、他の方向に漏れ出る光もほとんどない。さらに、ＭＥＭＳは消費電力が小さいため、スキャンバックライト１の消費電力は小さい。すなわち、液晶表示装置１０全体の消費電力を抑えることができる。

以上のように、本実施形態に係るスキャンバックライト１のように、ＭＥＭＳシャッタ４を用いれば、消費電力が小さく、輝度が高く、かつ、光漏れが小さいバックライトを実現できる。

ところで、従来のスキャンバックライト１１は、例えば図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ１９、導光板１４、拡散板１５、レンズシート１６、および拡散板１５の５つの部材を備えた構造である。これに対して本実施形態では、拡散板５を設けたとしても、ＬＥＤ９を搭載した基板３、ＭＥＭＳシャッタ４、および拡散板５の３つの部材を備えた構造である。このように、ＭＥＭＳシャッタ４を用いることで導光板１４および拡散板１５が不要となり、スキャンバックライト１の薄型化に貢献する。

（ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０）
ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０は、設計次第でどのような形状でも実現可能であり、本実施形態に係るスキャンバックライト１ではシャッタ４０の形状に特に限定はない。そこで、ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０のいくつかの形状例を図６に示す。

図６（ａ）に示すように、ＭＥＭＳシャッタ４を１つのシャッタ４０のみで構成し、全画面スキャンを行うスキャンバックライト１としてもよい。この場合は、必ずしも基板３のＬＥＤ９を液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載していなくてもよい。

また、図６（ｂ）に示すように、ＭＥＭＳシャッタ４を複数のシャッタ４０で構成し、各シャッタ４０が複数の水平ライン（すなわち、複数の画素列）を含むようなライン状（すなわち、長方形状）に形成にし、それぞれを長手方向の端部が互いに隣り合うように配列してもよい。これによって、複数の水平ラインを含む領域ごとにスキャンを行うスキャンバックライト１が実現される。あるいは、図６（ｃ）に示すように、ＭＥＭＳシャッタ４を水平ラインと同じ数だけのライン状のシャッタ４０で構成し、１水平ラインごとにスキャンを行うスキャンバックライト１としてもよい。これらの場合、基板３のＬＥＤ９を液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載する必要がある。

また、ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０はライン状に形成しなくてもよく、図６（ｄ）に示すように、ＭＥＭＳシャッタ４を複数の小さいブロック状のシャッタ４０で構成し、各シャッタ４０が１画素に対応するようにしてもよい。これによって、１画素ごとにスキャンを行うスキャンバックライト１が実現される。この場合は、必ずしも基板３のＬＥＤ９を液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載していなくてもよい。

また、ＭＥＭＳシャッタ４の各シャッタ４０を、図６（ｄ）に示すように、１画素を構成する副画素の１つに対応するようにしてもよいし、図６（ｅ）に示すように、１副画素を複数の区画に分割したうちの１区画に対応するようにしてもよい。これによって、１副画素ごとにスキャンを行うスキャンバックライト１や１副画素を構成する区画ごとにスキャンを行うスキャンバックライト１が実現される。これらの場合、必ずしも基板３のＬＥＤ９を液晶パネル２の水平ラインと平行な端部に搭載していなくてもよい。

従来のスキャンバックライトでは、図４（ａ）に示したように、分断した各々の導光板の幅（走査方向の幅）よりも小さい幅を持つブロックに分割することができなかった。しかし、本実施形態によれば、ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０は任意の形状にすることができるので、より小さなブロックに分割することができる。とりわけ図６（ｅ）に示したように、１副画素よりも小さいシャッタ４０を有するＭＥＭＳシャッタ４を作ることによって、例えば、ランダムまたは規則的に半分のシャッタ４０を開状態とすることですべてのシャッタ４０を閉状態にした場合の半分の輝度にすることができる。これを利用すれば、自在な輝度の調整が可能となる。

なお、ＭＥＭＳシャッタ４を構成するシャッタ４０の数には特に限定はないが、液晶表示装置１０に求められる輝度に応じて、シャッタ４０の分割数を決定することが好ましい。例えば、一般的にテレビジョン受像機で使用されるバックライトの輝度は１００００ｃｄ／ｍ^２程度であり、モジュール輝度として４００ｃｄ／ｍ^２が必要であるとすると、ＭＥＭＳシャッタ４のシャッタ４０は２５個（＝１００００ｃｄ／ｍ^２÷４００ｃｄ／ｍ^２）以内にすることが望ましい。

〔第２の実施形態〕
（液晶表示装置１０'の構成）
本実施形態に係る液晶表示装置の構成について、図８を参照して説明する。図７は、液晶表示装置１０'の要部構成を示すブロック図である。

図７に示すように、液晶表示装置１０'は、スキャンバックライト１'、液晶パネル２、ＭＥＭＳ制御回路６、バックライト制御回路７、およびタイミングコントローラ８を有している。スキャンバックライト１'は、照度センサ２０を備えた基板３'と、複数のシャッタで構成され、任意のシャッタを開閉可能なＭＥＭＳシャッタ４と、基板３'の端部に搭載された複数のＬＥＤ９とによって少なくとも構成されている。スキャンバックライト１は、光を拡散する拡散板５を必要に応じて備えていてもよい。なお、本図では照度センサ２０を基板３'に搭載しているが、必ずしもこれに限定されるわけではない。

液晶表示装置１０'が照度センサ２０を備えている点以外の構成は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同様であるため、ここではその説明は省略する。以下では、液晶表示装置１０'が備えている照度センサについて説明する。

照度センサ２０は、周囲の照度を検知するセンサであり、スキャンバックライト１'（すなわち、液晶表示装置１０'）の周囲の照度を検知している。照度センサ２０が検知した周囲の照度が予め定められた値以上であった場合には、ＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０を閉状態にしてスキャンバックライト１'を消灯する。上述したように、液晶表示装置１０'において、仮にＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０が閉状態にあるときは、スキャンバックライト１'の表面（すなわち、液晶パネル２側の面）はすべて反射面となる。そのため、ＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０が閉じているときは、液晶パネル２の表示面から入ってきた外光を反射させる反射型液晶表示装置としても機能することができる。

一般的に、屋内および屋外を問わず表示品位を保つ方法として、半透過表示を行う半透過型液晶表示装置等が存在するが、半透過表示時の表示品位が、透過表示時の表示品位に劣るという課題がある。その原因は、図８（ａ）に示すように、半透過型液晶表示装置３０では、透過領域と反射領域とが存在するため、屋外で用いる反射表示を重視するほど、透過領域が小さくなってしまうためである。

これに対して、本実施形態に係る液晶表示装置１０'においては、屋内のように周囲の照度が低い場合（照度センサ２０が予め定めた値未満の照度を検知した場合）には、スキャンバックライト１'はスキャニング点灯を行い、スキャンバックライト１'の光を利用した透過表示で画像表示を行う。一方、屋外のように周囲の照度が高い場合（照度センサ２０が予め定めた値以上の照度を検知した場合）には、ＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０を閉状態にしてスキャンバックライト１'を消灯し、外光を利用した反射表示で画像表示を行う。

このように、本実施形態に係る液晶表示装置１０'においては、ＭＥＭＳシャッタ４のすべてのシャッタ４０を閉状態にしていれば全画面が反射領域となるし、スキャンバックライト１'がシャッタ４０を開閉してスキャニング点灯を行えば全画面が透過領域となる。したがって、図８（ｂ）に示すように、スキャンバックライト１'がスキャニング点灯を行う領域（すなわち、透過領域）を周囲の照度に応じて０％〜１００％の間で適宜選択すればよい。これによって、屋内のように周囲の照度が低く、液晶表示装置１０の表示品位が低くなる虞がある場合は、透過領域をより大きくすることで表示品位の低下を抑えることができる。また、周囲の照度が十分に高い場合には反射表示を行い、スキャンバックライト１'を消灯しているため、消費電力の削減にも貢献する。

〔第３の実施形態〕
（液晶表示装置１０''の構成）
本実施形態に係る液晶表示装置の構成について、図９を参照して説明する。図９は、液晶表示装置１０''の断面を示す概略図である。

図９に示すように、液晶表示装置１０''は、スキャンバックライト１''、第１液晶パネル２ａ、および第２液晶パネル２ｂを有している。スキャンバックライト１''は、透光性の基板３''と、複数のシャッタで構成され、任意のシャッタを開閉可能なＭＥＭＳシャッタ４と、基板３''の端部に搭載された複数のＬＥＤ９とによって少なくとも構成されている。スキャンバックライト１''は、光を拡散する拡散板５を必要に応じて備えていてもよい。ここで、以上の第１および第２の実施形態係る基板３，３'では、一端部に複数のＬＥＤ９を搭載しているが、本実施形態に係る基板３''は、対向する２つの端部に複数のＬＥＤ９を搭載している。ここで、対向する２つの端部とは、基板３''の４つの端部のうち、第１液晶パネル２ａおよび第２液晶パネル２ｂの水平ラインと平行な２つの端部である。

液晶表示装置１０''が第１液晶パネル２ａおよび第２液晶パネル２ｂを備えている点以外の構成は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同様であるため、ここではその説明は省略する。以下では、液晶表示装置１０''が備えている第１液晶パネル２ａおよび第２液晶パネル２ｂについて説明する。

本実施形態に係る基板''は、両サイドにＬＥＤ９が搭載されているため、図９に示すように、一部のシャッタ４０を開くと、開いた箇所のシャッタ４０は、両サイドのＬＥＤ９の一方（紙面左側）から照射された光を第１液晶パネル２ａへ向かって反射し、他方（紙面右側）から照射された光を第２液晶パネル２ｂへ向かって反射する。このようにして、第１液晶パネル２ａにも第２液晶パネル２ｂにもＬＥＤ９から出射された光を照射することができる。これを利用すれば、両面で画像を表示することができる液晶表示装置１０''が実現される。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係るスキャンバックライトは、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、携帯音楽再生機、およびデジタルカメラ等の電子機器に用いる液晶表示装置に好適に用いることができる。

１，１'，１''，１１スキャンバックライト
２，１２液晶パネル
３，３'，３''，１３基板
４ＭＥＭＳシャッタ
５，１５拡散板
６ＭＥＭＳ制御回路
７バックライト制御回路
８タイミングコントローラ
９，１９ＬＥＤ
１０，１０'，１０'' 液晶表示装置
１４導光板
２０照度センサ
４０シャッタ

Claims

基板と、
上記基板の端部に設けられ、上記基板の上部に光を照射する複数の光源と、
上記基板との間に上記基板の上部を挟み、上記基板に対向して配置されたＭＥＭＳシャッタであって、上記基板に対して略平行な第１状態と、自身が有する、上記複数の光源の配列方向に略平行な２つの端部のうち、上記光源から離れている方の端部を回転軸として、上記第１状態から上記基板に向かって回転し、上記光源からの光を上記基板に対して略垂直な方向に、上記基板とは反対側に反射する第２状態との間で切り替え可能なＭＥＭＳシャッタとを備えていることを特徴とするバックライト。
上記ＭＥＭＳシャッタが、複数のシャッタで構成されており、
上記シャッタの各々は、自身が有する、上記複数の光源の配列方向に略平行な２つの端部のうち、上記光源から離れている方の端部を回転軸として、上記第１状態から上記基板に向かって回転し、上記光源からの光を上記基板に対して略垂直な方向に、上記基板とは反対側に反射する第２状態との間で切り替え可能であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
上記ＭＥＭＳシャッタは、長方形状の上記複数のシャッタを、各々の上記シャッタの長手方向の端部が互いに隣り合うように配列し、かつ、各々の上記シャッタの長手方向の端部が、上記複数の光源の配列方向に略平行になるように配列して構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト。
上記基板は、透光性基板であり、
上記基板には、上記複数の光源が設けられている端部とは反対側の端部に他の複数の光源が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライト。
基板の端部に設けられた複数の光源が、上記基板の上部に光を照射するステップと、
上記基板との間に上記基板の上部を挟み、上記基板に対向して配置されたＭＥＭＳシャッタが、上記基板に対して略平行な第１状態と、自身が有する、上記複数の光源の配列方向に略平行な２つの端部のうち、上記光源から離れている方の端部を回転軸として、上記第１状態から上記基板に向かって回転し、上記光源からの光を上記基板に対して略垂直な方向に、上記基板とは反対側に反射する第２状態との間で切り替わるステップとを含んでいることを特徴とするバックライト点灯方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバックライトを備えていることを特徴とする液晶表示装置。