JP3879370B2 - Image display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向する一対の基板と、これらの基板間に狭持され、画像情報に応じて射出光束を変調して光学像を形成する光変調素子とを備えた画像表示装置に関し、例えば、回路基板および対向基板の間に液晶を狭持して構成される液晶表示装置に利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、画像情報に応じて射出光束を変調して光学像を形成する光変調素子として液晶が採用された液晶表示装置が利用されている。
この液晶表示装置は、例えば、アクティブマトリクス方式のものであれば、互いに対向配置される回路基板および対向基板、これらの基板間に狭持される液晶を備えた液晶パネルと、液晶パネルに隣接して設けられ、該液晶パネルに光束を供給するバックライトとを備えて構成される。回路基板には、複数の走査線と、複数のデータ線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極、およびTFT等のスイッチング素子とが形成されている。
【0003】
バックライトから各画素電極に供給される光束は、画像情報に応じてデータ線および走査線に所定の電圧が印加され、スイッチング素子を制御して画素電極毎の光透過量を調整して射出され、所定の光学像が形成される。
このような液晶表示装置に用いられるバックライトとしては、従来より直下型やエッジライト型の蛍光管が利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような蛍光管をバックライトとして利用した液晶表示装置は、蛍光管に高電圧を印加するためにインバータ回路等が必要となるうえ、蛍光管の発光に伴って発生するノイズに対して、液晶パネルの駆動回路を保護しなければならないため、液晶表示装置内部の構造が複雑化し、薄型化、軽量化を図るにしても限界がある、という問題がある。
また、近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータに利用される画像表示装置としては、薄型化、軽量化に加えて、より長寿命で消費電力の少ないものが要望されている。
【0005】
本発明の目的は、薄型化、小型化を図ることができ、かつ消費電力が少なく長寿命化を図ることのできる画像表示装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する一対の基板と、これらの基板間に挟持され、画像情報に応じて射出光束を変調して光学像を形成する光変調素子とを備えた画像表示装置であって、
前記対向する一対の基板は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング素子とを備えた回路基板と、この回路基板に対向配置される対向基板とから構成され、
前記回路基板の前記光変調素子と接する面とは反対側の面には、発光素子を含む光源が設けられ、
前記発光素子は、前記走査線およびデータ線の長手方向に沿って格子状に設けられ、各画素電極を囲むように配置されていることを特徴する。
【0007】
ここで、前述の対向する一対の基板としては、複数の走査線と、複数のデータ線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング素子とを備えた回路基板と、この回路基板に対向配置される対向基板とから構成されたものや、複数の走査線が形成された一方の基板と、この走査線に交差する複数のデータ線が形成された他方の基板とから構成されたもの等が採用できる。また、発光素子としては、有機EL素子に限らず、例えば、発光ダイオード(LED)等も採用できる。
【0008】
このような本発明によれば、基板に光源が設けられることにより、従来のバックライトが不要となるとともに、当該バックライトを利用するための対策を施さなくてよいので、装置内部の構造が簡素化され、これにより、画像表示装置の薄型化、小型化を図ることができる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子は、低電力、高輝度という特徴を有しているので、これにより、画像表示装置として、消費電力が少なく長寿命化を図ることができる。
【0009】
以上において、前述の発光素子は、光変調素子の光束透過領域を避けて基板上に設けられていることが好ましい。この際、対向する一対の基板は、複数の走査線と、複数のデータ線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング素子とを備えた回路基板と、この回路基板に対向配置される対向基板とから構成され、発光素子は、回路基板上に設けられているのがよい。
【0010】
この光変調素子の光束透過領域は、画素電極に電圧を印加し、光変調素子を駆動させた際に、画素電極から射出された光束が透過する部分である。言い換えると、光束透過領域は、走査線およびデータ線により区画された画素電極を意味する。具体的には、発光素子を回路基板の対向基板側の面に設ける場合には、画像表示領域内で光束透過領域を避けてスイッチング素子等と重ねて一緒に作り込むことが困難であるとともに、有機EL素子のような発光素子は、密着面では発光しない性質を有し、発光素子を光束透過領域に設けると、光変調素子および基板に密着してしまって発光不能となるので、画像表示領域を囲むような位置に配置しなければならない。一方、発光素子を回路基板の対向基板側とは反対側の面に設ける場合には、前述のスイッチング素子等に干渉することがないので、画像表示領域内の画素電極を避けた部分に作り込むことが可能である。このように、発光素子を、光変調素子の光束透過領域を避けて設けることで、当該発光素子の発光が妨げられることがなく、十分な光束の光源を確保することが可能となる。
【0011】
また、前述の発光素子は、回路基板の光変調素子と接する側の面とは反対側の面に設けられているのがよい。ここで、回路基板の光変調素子と接する側の面とは反対側の面の、例えば、走査線およびデータ線の位置に応じた部分に発光素子を配置した場合、この回路基板の発光素子に対向する位置に反射部材を設けることで、発光素子から射出される光束を光束透過領域に導くことができるようになっている。
【0012】
このようにすれば、発光素子から射出される光束の拡散を最小限に抑えることが可能となるので、光変調素子に形成される光学像を鮮明にすることができる。また、発光素子を回路基板の光変調素子と接する側の面とは反対側の面に設ければ、当該回路基板に反射部材を設けるだけで、発光素子から射出される光束を光束透過領域に導くことが可能となり、拡散板等が不要となるので、画像表示装置の構造の簡素化を図ることができる。さらに、発光素子を走査線およびデータ線の位置に応じた部分、つまり、当該走査線およびデータ線に沿って配置し、格子状に設ければ、光束透過領域に入射する光束の強度を、領域全体に渡って均一にすることができる。これにより、点光源や線光源に拡散板を設ける場合に比べて、光束強度の均一化を簡単に図ることができるとともに、画像表示装置の薄型化、小型化を図ることができる。また、発光素子を走査線およびデータ線に沿って配置し、格子状に設ければ、各画素電極を囲むように発光素子が配置されるので、画素の高輝度化を図ることが可能となる。
【0013】
さらに、前述の光源は、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子を含んで構成されることが好ましい。
【0014】
このようにすれば、赤色光、緑色光、青色光を組み合わせることで白色光となるので、従来のバックライトを構成する蛍光管と同様の白色光を光源とすることができる。これにより、光変調素子等は、従来と同じ構造のものを流用することができ、画像表示装置の低コスト化を図ることができる。
【0015】
また、前述の画像表示装置は、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子のそれぞれを点灯制御する点灯制御回路を備え、この点灯制御回路は、画像情報に含まれる色光毎の画像信号に同期して各発光素子の点灯制御を行うことが望ましい。このようにすれば、赤色、緑色、青色の画像信号に同期させて、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子を順次発光させることができるので、いわゆるカラーシーケンシャル型の画像表示装置とすることができる。従って、カラー画像を表示する画像表示装置において、赤色、緑色、青色毎のサブ画素の設定が不要となるので、画素の構造を簡素化することができるとともに、画素の小型化による画像表示装置の高解像度化を図ることができる。また、カラーフィルタも不要となるので、画像表示装置の構造の簡素化を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
図1には、本発明の第1実施形態に係る画像表示システム1が示されている。画像表示システム1は、カラー画像情報を作成する画像処理装置であるパーソナルコンピュータ2と、このパーソナルコンピュータ2から入力されたカラー画像情報をカラー画像として形成・表示する画像表示装置である液晶ディスプレイ3とを含んで構成されている。パーソナルコンピュータ2は、カラー画像情報を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)からなる画像信号で作成するとともに、この作成したカラー画像情報を液晶ディスプレイ3に出力するようになっている。
【0018】
液晶ディスプレイ3は、液晶パネル制御回路11と、カラー画像が形成・表示される液晶パネル12とを含んで構成されている。液晶パネル12は、図2にも示されるように、カラー画像が表示される画像表示領域21と、この画像表示領域21に光束を供給する光源22とを備えて構成されている。画像表示領域21は、入射した光束をパーソナルコンピュータ2からの画像情報に基づいて光変調し、入射側とは反対側から変調光束を射出する透過型のものであり、対向する一対の基板23、24と、これらの基板23、24間に挟持され、カラー画像情報に応じて射出光束を変調して光学像を形成する光変調素子である液晶25とを備えている。
【0019】
詳しくは、画像表示領域21は、硝子等で構成された2枚の透明な基板23、24(対向基板23、回路基板24)の間にツイステッドネマチック(TN)液晶等の液晶25が封入された部分、つまり、対向基板23内の1点鎖線で囲まれた部分である。この画像表示領域21には、走査線24Dとデータ線24Cと、走査線24Dおよびデータ線24Cに接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)24Bと、このTFT24Bに接続された画素電極24Aとを含んで構成された画素21Aが複数設けられている。
【0020】
すなわち、対向基板23には、共通電極および不要光を遮光するためのブラックマトリクス等が形成され(図示略)、他方の回路基板24には、画素電極24A、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)24B等が形成され、TFT24Bを介して画素電極24Aに電圧が印加されると、共通電極との間に挟まれた液晶25が駆動されるという構成である。
【0021】
また、回路基板24には、複数の走査線24Dと複数のデータ線24Cとが交差して配置され、その交差部付近にTFT24Bがゲートを走査線24D、ソースをデータ線24C、ドレインを画素電極24Aに接続して配置される。そして、走査線24Dには、順次選択電圧が印加され、それに応じてオンしたX軸方向の画素21AのTFT24Bを介して各画素21Aの駆動電圧が画素電極24Aに書き込まれる。TFT24Bは、非選択電圧の印加によりオフとなり、印加された駆動電圧を図示しない蓄積容量等に保持する。さらに、回路基板24及び対向基板23の外側には、それぞれ図示しない偏光板が設けられている。つまり、液晶ディスプレイ3は、その駆動方式がアクティブマトリクス方式となっている。ここで、画素電極24Aに電圧を印加し、液晶25を駆動させた際に、当該画素電極24Aから射出された光束が透過する部分、言い換えると、液晶25における走査線24Dおよびデータ線24Cにより区画された画素電極24Aの部分は、それぞれカラー画像を構成する光束が透過する光束透過領域となっている。
【0022】
光源22は、前述の対向基板23における光束透過領域を含んだ画像表示領域21を避けた部分(図中右側端部)の回路基板24側の面に設けられており、赤色有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と略す)からなる赤色発光素子22Rと、緑色有機EL素子からなる緑色発光素子22Gと、青色有機EL素子からなる青色発光素子22Bとを含んで構成されている。各発光素子22R、22G、22Bは、対向基板23上に設けられた一対の電極と、これら電極の間に挟持された発光層である各色の有機EL層とを含んで形成されている(図示略)。このように、光源22を、赤色発光素子22R、緑色発光素子22G、および青色発光素子22Bを含んで構成することにより、各発光素子22R、22G、22Bから射出される各色の光束(色光)の赤色光、緑色光、青色光を組み合わせて白色光を取り出すことができるようになっている。
【0023】
また、回路基板24の対向基板23側とは反対側には、光束を拡散させる拡散板13が、各発光素子22R、22G、22Bの配置に応じて設けられている。詳しくは、拡散板13は、パーソナルコンピュータ2からのカラー画像情報に応じて光源22から射出される赤色、緑色、青色の光束、つまり赤色光、緑色光、青色光が、図2の矢印で示されるように、当該拡散板13で拡散して、所定の画素21Aで組み合わされて所望の色光が射出するような位置に設けられている。これにより、画像表示領域21に所定のカラー画像(光学像)が形成されるようになっている。
【0024】
図1に戻って、液晶パネル制御回路11は、画像信号出力部11Aと、点灯制御回路である点灯制御部11Bとを含んで構成されている。画像信号出力部11Aは、パーソナルコンピュータ2から入力された画像信号に基づいて液晶パネル12の各画素21Aを制御するものである。点灯制御部11Bは、画像情報に含まれる色光毎の画像信号に同期して各発光素子22R、22G、22Bの点灯制御を行うものであり、具体的には、図3に示されるように、画像信号出力部11Aから出力される赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の画像信号に同期させ、各発光素子22R、22G、22Bへ制御信号を出力するようになっている。このようにすることで、赤色発光素子22R、緑色発光素子22G、および青色発光素子22Bが順次発光するようになっている。つまり、本実施形態の液晶ディスプレイ3は、いわゆるカラーシーケンシャル型の画像表示装置となっている。
【0025】
このような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【0026】
すなわち、対向基板23に光源22が設けられることにより、従来のバックライトが不要となるとともに、当該バックライトを利用するためのEMI対策を施さなくてよいので、液晶ディスプレイ3内部の構造が簡素化され、これにより、液晶ディスプレイ3の薄型化、小型化を図ることができる。また、有機EL素子からなる各発光素子22R、22G、22Bは、低電力、高輝度という特徴を有しているので、これにより、液晶ディスプレイ3として、消費電力が少なく長寿命化を図ることができる。
【0027】
また、各発光素子22R、22G、22Bを対向基板23上に設け、当該各発光素子22R、22G、22Bの配置に応じて、回路基板24に拡散板13を設けたので、各発光素子22R、22G、22Bから射出される光束を光束透過領域に簡単に導くことができる。さらに、各発光素子22R、22G、22Bを、光束透過領域を避けて設けたので、当該発光素子の発光が妨げられることがなく、これにより、十分な光束の光源22を確保できる。
【0028】
また、光源22を、赤色発光素子22R、緑色発光素子22G、および青色発光素子22Bを含んで構成し、赤色光、緑色光、青色光を組み合わせて白色光を取り出すようにしたので、従来のバックライトを構成する蛍光管と同様の白色光を光源とすることができる。これにより、液晶25等は、従来と同じ構造のものを流用することができ、液晶ディスプレイ3の低コスト化を図ることができる。
【0029】
さらに、液晶ディスプレイ3に液晶パネル制御回路11(点灯制御部11B)を設け、カラー画像情報に含まれる色光毎の画像信号に同期して各発光素子22R、22G、22Bの点灯制御を行うようにしたので、赤色、緑色、青色毎のサブ画素の設定が不要となり、画素21Aの構造を簡素化することができるとともに、画素21Aの小型化による液晶ディスプレイ3の高解像度化を図ることができる。また、カラーフィルタも不要となるので、液晶ディスプレイ3の構造の簡素化を図ることができる。
【0030】
図4には、本発明の第2実施形態に係る液晶パネル12Cが示されている。なお、前記第1実施形態と同一または相当構成部品には同じ符号を付し、説明を省略もしくは簡略する。本実施形態は、前記第1実施形態の対向基板23上に設けていた各発光素子22R、22G、22Bを、回路基板24上に設けたものである。詳しくは、各発光素子22R、22G、22Bは、回路基板24における光束透過領域を含んだ画像表示領域21を避けた部分(図中右側端部)の回路基板24の液晶25と接する側の面とは反対側の面に設けられている。
【0031】
また、各発光素子22R、22G、22Bの下方には、光束を拡散させる拡散板13が設けられており、パーソナルコンピュータ2からのカラー画像情報に応じて光源22から射出される赤色、緑色、青色の光束、つまり赤色光、緑色光、青色光が、図4の矢印で示されるように、当該拡散板13で拡散して、所定の画素21Aで組み合わされて所望の色光が射出するような位置に設けられている。これにより、画像表示領域21に所定のカラー画像(光学像)が形成されるようになっている。
【0032】
このような本実施形態によれば、前記第1実施形態と同様の効果が得られるうえ、次のような効果が得られる。すなわち、各発光素子22R、22G、22Bを、回路基板24の液晶25と接する側の面とは反対側の面に設けたので、各発光素子22R、22G、22Bから射出される光束の拡散を最小限に抑えることができ、液晶25に形成される光学像を鮮明にすることができる。また、回路基板24にTFT24Bや画素電極24A等の作り込みを含む一連の工程で各発光素子22R、22G、22Bの作り込みもできるので、液晶パネル12Cの製造工程の簡素化を図ることができる。
【0033】
図5には、本発明の第3実施形態に係る液晶パネル12Bが示されている。なお、前記第1実施形態と同一または相当構成部品には同じ符号を付し、説明を省略もしくは簡略する。本実施形態は、前記第2実施形態における回路基板24の画像表示領域21を避けた部分(図中右側端部)に設けていた各発光素子22R、22G、22Bを、走査線24Dおよびデータ線24Cの位置に応じた部分に設けたものである。
【0034】
詳しくは、各発光素子22R、22G、22Bは、回路基板24の液晶25と接する面とは反対側の面の、走査線24Dおよびデータ線24Cに応じた部分、言い換えると、走査線24Dおよびデータ線24Cの両側に、当該走査線24Dおよびデータ線24Cの長手方向に沿って配置されて格子状に設けられ、各画素電極24Aを囲むように配置されている。また、この回路基板24の各発光素子22R、22G、22Bに対向する位置には、反射部材である反射板14が設けられている。これにより、各発光素子22R、22G、22Bからの光束は、反射板14で反射して画素21A毎に導入され、光束透過領域に導かれるようになっている。つまり、本実施形態の液晶ディスプレイは、いわゆる反射型の画像表示装置となっている。
【0035】
このような本実施形態によれば、前記第1および第2実施形態と同様の効果が得られるうえ、次のような効果が得られる。すなわち、回路基板24に反射板14を設けるだけで、各発光素子22R、22G、22Bから射出される光束を光束透過領域に導くことができ、拡散板等が不要となるので、液晶ディスプレイ3の構造の簡素化を図ることができる。
【0036】
さらに、各発光素子22R、22G、22Bを走査線24Dおよびデータ線24Cに沿って配置し、格子状に設けたので、光束透過領域に入射する光束の強度を、領域全体に渡って均一にすることができる。これにより、例えば、点光源や線光源に拡散板を設ける場合に比べて、光束強度の均一化を簡単に図ることができるとともに、液晶ディスプレイ3の薄型化、小型化を図ることができる。また、各発光素子22R、22G、22Bを走査線24Dおよびデータ線24Cに沿って格子状に設け、各画素電極24Aを囲むように配置したので、画素21Aの高輝度化を図ることができる。
【0037】
図6には、本発明の第4実施形態に係る液晶パネル12Aが示されている。なお、前記第1実施形態と同一または相当構成部品には同じ符号を付し、説明を省略もしくは簡略する。本実施形態は、前記第2実施形態の回路基板24の液晶25と接する側の面とは反対側の面に設けていた各発光素子22R、22G、22Bを、回路基板24の液晶25と接する側の面に設けたものである。詳しくは、各発光素子22R、22G、22Bは、回路基板24における光束透過領域を含んだ画像表示領域21を避けた部分(図中右側端部)の対向基板23側の面に設けられている。
【0038】
また、各発光素子22R、22G、22Bの上方には、光束を拡散させる拡散部材13Aが設けられている。この拡散部材13Aは、前記第1実施形態の拡散板13と略同様の構造のものであり、パーソナルコンピュータ2からのカラー画像情報に応じて光源22から射出される赤色、緑色、青色の光束、つまり赤色光、緑色光、青色光が、図6の矢印で示されるように、当該拡散部材13Aで拡散して、所定の画素21Aで組み合わされて所望の色光が射出するような位置に設けられている。これにより、画像表示領域21に所定のカラー画像(光学像)が形成されるようになっている。
【0039】
このような本実施形態によれば、前記第1実施形態と同様の効果が得られるうえ、次のような効果が得られる。すなわち、各発光素子22R、22G、22Bを回路基板24の液晶25と接する側の面である対向基板23側の面に配置し、この回路基板24の上方に拡散部材13Aを配置したので、当該拡散部材13Aを液晶パネル12Aの枠内に収めることができ、これにより、液晶ディスプレイ3の薄型化、小型化をより一層図ることができる。また、回路基板24にTFT24Bや画素電極24A等の作り込みを含む一連の工程で各発光素子22R、22G、22Bの作り込みもできるので、液晶パネル12Aの製造工程の簡素化を図ることができる。
【0040】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【0041】
例えば、発光素子としては、有機EL素子に限らず、例えば、発光ダイオード(LED)等も採用できる。この場合、光変調素子の光束透過領域に応じて発光ダイオードを配置し、当該発光ダイオードからの射出光が直接光束透過領域に導入されるようにしてもよく、発光素子の配置位置は、素子の種類に応じて実施に当たって適宜決めればよい。
【0042】
また、液晶ディスプレイの駆動方式としては、アクティブマトリクス方式に限らず、例えば、複数の走査線が形成された一方の基板と、この走査線に交差する複数のデータ線が形成された他方の基板と、この間に挟持された液晶から構成されたパッシブマトリックス方式が採用できる。
【0043】
さらに、前記第1実施形態では、点灯制御部を備えていたが、これに限らず、例えば、各画素に赤色、緑色、青色毎のサブ画素が設定されていれば、なくてもよい。
【0044】
また、前記実施形態では、光源を、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を含んで構成していたが、これに限らず、例えば、単に白色を発光する白色発光素子で構成してもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の画像表示装置によれば、一対の基板のうち、少なくともいずれか一方の基板に有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子を含む光源を設けたので、薄型化、小型化を図ることができ、かつ、消費電力が少なく長寿命化を図ることのできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における画像表示システムを示す概略図である。
【図2】前記実施形態における液晶パネルを示す分解斜視図である。
【図3】前記実施形態における液晶パネル制御回路の動作を示すタイムチャートである。
【図4】本発明の第2実施形態における液晶パネルを示す分解斜視図である。
【図5】本発明の第3実施形態における液晶パネルを示す概略図である。
【図6】本発明の第4実施形態における液晶パネルを示す概略図である。
【符号の説明】
11 液晶パネル制御回路
11B 点灯制御回路である点灯制御部
22 光源
22R 赤色発光素子
22G 緑色発光素子
22B 青色発光素子
23 対向基板
24 回路基板
24A 画素電極
24B スイッチング素子であるTFT
24C データ線
24D 走査線
25 光変調素子である液晶[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display apparatus including a pair of substrates facing each other and a light modulation element that is sandwiched between these substrates and modulates an emitted light beam according to image information to form an optical image. The present invention can be used for a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched between a circuit board and a counter substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display device using a liquid crystal as a light modulation element for modulating an emitted light beam according to image information to form an optical image has been used.
If this liquid crystal display device is of an active matrix type, for example, a circuit board and a counter substrate that are arranged to face each other, a liquid crystal panel that includes liquid crystal sandwiched between these substrates, and a liquid crystal panel that is adjacent to the liquid crystal panel. And a backlight for supplying a light beam to the liquid crystal panel. A circuit board is formed with a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, pixel electrodes arranged in a matrix corresponding to the intersection of the scanning lines and the data lines, and switching elements such as TFTs.
[0003]
A light beam supplied from the backlight to each pixel electrode is emitted by applying a predetermined voltage to the data line and the scanning line according to image information, and controlling the switching element to adjust the light transmission amount for each pixel electrode. A predetermined optical image is formed.
As a backlight used in such a liquid crystal display device, a direct type or an edge light type fluorescent tube has been conventionally used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, a liquid crystal display device using such a fluorescent tube as a backlight requires an inverter circuit or the like in order to apply a high voltage to the fluorescent tube, and against noise generated due to light emission of the fluorescent tube. Since the drive circuit of the liquid crystal panel must be protected, there is a problem that the structure inside the liquid crystal display device becomes complicated, and there is a limit even if it is made thinner and lighter.
In recent years, as an image display device used for a mobile phone and a notebook personal computer, in addition to being thin and light, there has been a demand for a longer life and less power consumption.
[0005]
An object of the present invention is to provide an image display device that can be reduced in thickness and size, and that can consume less power and extend its life.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an image display device comprising a pair of opposing substrates and a light modulation element that is sandwiched between these substrates and modulates an emitted light beam according to image information to form an optical image,
The pair of opposed substrates includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and pixel electrodes and switching elements arranged in a matrix corresponding to intersections of the scanning lines and the data lines. And a counter substrate disposed to face the circuit board,
A light source including a light emitting element is provided on the surface of the circuit board opposite to the surface in contact with the light modulation element,
The light emitting elements are provided in a lattice shape along the longitudinal direction of the scanning lines and the data lines, and are arranged so as to surround each pixel electrode.
[0007]
Here, the pair of opposed substrates includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and pixel electrodes and switching elements arranged in a matrix corresponding to the intersection of the scanning lines and the data lines. A circuit board and a counter substrate disposed opposite to the circuit board, one substrate on which a plurality of scanning lines are formed, and a plurality of data lines intersecting with the scanning lines are formed. The one composed of the other substrate can be adopted. Moreover, as a light emitting element, not only an organic EL element but a light emitting diode (LED) etc. is employable, for example.
[0008]
According to the present invention, since the substrate is provided with the light source, the conventional backlight becomes unnecessary, and it is not necessary to take measures for using the backlight. Accordingly, the image display device can be reduced in thickness and size. In addition, a light-emitting element such as an organic electroluminescence element has characteristics such as low power and high luminance. Therefore, as an image display device, power consumption can be reduced and a long life can be achieved.
[0009]
In the above, it is preferable that the above-described light emitting element is provided on the substrate while avoiding the light beam transmission region of the light modulation element. At this time, the pair of opposing substrates includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and pixel electrodes and switching elements arranged in a matrix corresponding to the intersection of the scanning lines and the data lines. And a counter substrate disposed to face the circuit board, and the light emitting element is preferably provided on the circuit board.
[0010]
The light beam transmission region of the light modulation element is a portion through which the light beam emitted from the pixel electrode is transmitted when a voltage is applied to the pixel electrode to drive the light modulation element. In other words, the luminous flux transmission region means a pixel electrode partitioned by the scanning line and the data line. Specifically, in the case where the light emitting element is provided on the surface of the circuit board on the counter substrate side, it is difficult to avoid the light beam transmission area in the image display area and overlap with the switching element or the like. A light-emitting element such as an organic EL element has a property that it does not emit light on the contact surface. If the light-emitting element is provided in the light beam transmission region, the light-emitting device is in close contact with the light modulation element and the substrate and cannot emit light. It must be placed in a position that surrounds. On the other hand, in the case where the light emitting element is provided on the surface opposite to the counter substrate side of the circuit board, the light emitting element does not interfere with the above-described switching element and so on, and is formed in a portion where the pixel electrode in the image display area is avoided. It is possible. In this manner, by providing the light emitting element while avoiding the light beam transmission region of the light modulation element, light emission of the light emitting element is not hindered, and a sufficient light source of the light flux can be secured.
[0011]
The light-emitting element described above is preferably provided on the surface of the circuit board opposite to the surface in contact with the light modulation element. Here, when a light-emitting element is arranged on the surface of the circuit board opposite to the surface in contact with the light modulation element, for example, in a portion corresponding to the position of the scanning line and the data line, the light-emitting element of the circuit board By providing the reflecting member at the facing position, the light beam emitted from the light emitting element can be guided to the light beam transmission region.
[0012]
In this way, the diffusion of the light beam emitted from the light emitting element can be minimized, so that the optical image formed on the light modulation element can be made clear. In addition, if the light emitting element is provided on the surface of the circuit board opposite to the surface in contact with the light modulation element, the luminous flux emitted from the light emitting element can be transmitted to the light flux transmission region only by providing a reflective member on the circuit board. Since it is possible to guide the image display device and a diffusion plate or the like is not required, the structure of the image display device can be simplified. Further, if the light emitting element is arranged along the scanning line and the data line, that is, along the scanning line and the data line, and provided in a grid pattern, the intensity of the light beam incident on the light beam transmission region can be increased. It can be made uniform throughout. Thereby, compared with the case where a diffuser plate is provided in a point light source or a line light source, the intensity of the light beam can be made uniform, and the image display device can be made thinner and smaller. In addition, when the light emitting elements are arranged along the scanning lines and the data lines and provided in a lattice shape, the light emitting elements are arranged so as to surround each pixel electrode, so that the luminance of the pixel can be increased. .
[0013]
Further, the light source described above preferably includes a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element.
[0014]
In this way, white light is obtained by combining red light, green light, and blue light, so that white light similar to the fluorescent tube constituting the conventional backlight can be used as the light source. As a result, the light modulation element having the same structure as the conventional one can be used, and the cost of the image display apparatus can be reduced.
[0015]
Further, the above-described image display device includes a lighting control circuit that controls lighting of each of the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element, and the lighting control circuit converts an image signal for each color light included in the image information. It is desirable to perform lighting control of each light emitting element in synchronization. In this way, the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element can be sequentially emitted in synchronization with the red, green, and blue image signals, so that a so-called color sequential type image display device is obtained. be able to. Accordingly, in the image display device that displays a color image, it is not necessary to set subpixels for each of red, green, and blue, so that the structure of the pixel can be simplified and the size of the image display device can be reduced. High resolution can be achieved. Further, since a color filter is not necessary, the structure of the image display device can be simplified.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows an
[0018]
The liquid crystal display 3 includes a liquid crystal
[0019]
Specifically, in the
[0020]
In other words, the
[0021]
Further, on the
[0022]
The
[0023]
Further, on the side opposite to the
[0024]
Returning to FIG. 1, the liquid crystal
[0025]
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
[0026]
That is, by providing the
[0027]
Further, since each light emitting
[0028]
In addition, the
[0029]
Further, a liquid crystal panel control circuit 11 (
[0030]
FIG. 4 shows a liquid crystal panel 12C according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component as the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. In the present embodiment, the
[0031]
Further, below each of the
[0032]
According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained. That is, since the
[0033]
FIG. 5 shows a liquid crystal panel 12B according to a third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component as the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. In the present embodiment, the
[0034]
Specifically, each of the
[0035]
According to this embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, and the following effects can be obtained. That is, the light emitted from each light emitting
[0036]
Further, since the
[0037]
FIG. 6 shows a
[0038]
Further, a
[0039]
According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained. That is, the
[0040]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Other structures etc. which can achieve the objective of this invention are included, The deformation | transformation etc. which are shown below are also contained in this invention.
[0041]
For example, the light emitting element is not limited to the organic EL element, and for example, a light emitting diode (LED) can be employed. In this case, a light emitting diode may be arranged in accordance with the light beam transmission region of the light modulation element, and the light emitted from the light emitting diode may be directly introduced into the light beam transmission region. What is necessary is just to decide suitably in implementation according to a kind.
[0042]
Further, the driving method of the liquid crystal display is not limited to the active matrix method, and for example, one substrate on which a plurality of scanning lines are formed and the other substrate on which a plurality of data lines intersecting with the scanning lines are formed. A passive matrix system composed of liquid crystal sandwiched between them can be employed.
[0043]
Furthermore, in the first embodiment, the lighting control unit is provided. However, the present invention is not limited to this. For example, the sub-pixels for red, green, and blue may be omitted for each pixel.
[0044]
In the above embodiment, the light source is configured to include a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element. Good.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the image display device of the present invention, since a light source including a light emitting element such as an organic electroluminescence element is provided on at least one of the pair of substrates, the thickness and size of the substrate are reduced. There is an effect that the power consumption can be reduced and the life can be extended with less power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an image display system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a liquid crystal panel in the embodiment.
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the liquid crystal panel control circuit in the embodiment.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a liquid crystal panel in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a liquid crystal panel in a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a liquid crystal panel in a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記対向する一対の基板は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング素子とを備えた回路基板と、この回路基板に対向配置される対向基板とから構成され、
前記回路基板の前記光変調素子と接する面とは反対側の面には、発光素子を含む光源が設けられ、
前記発光素子は、前記走査線およびデータ線の長手方向に沿って格子状に設けられ、各画素電極を囲むように配置されていることを特徴する画像表示装置。An image display apparatus comprising a pair of opposing substrates and a light modulation element that is sandwiched between these substrates and modulates an emitted light beam according to image information to form an optical image,
The pair of opposed substrates includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and pixel electrodes and switching elements arranged in a matrix corresponding to intersections of the scanning lines and the data lines. And a counter substrate disposed to face the circuit board,
A light source including a light emitting element is provided on the surface of the circuit board opposite to the surface in contact with the light modulation element,
The image display device, wherein the light emitting elements are provided in a lattice shape along a longitudinal direction of the scanning lines and data lines, and are arranged so as to surround each pixel electrode.
前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする画像表示装置。The image display device according to claim 1,
The light-emitting element is an organic electroluminescence element.
前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする画像表示装置。The image display device according to claim 1,
The image display device, wherein the light emitting element is a light emitting diode.
前記回路基板の前記発光素子に対向する位置には、当該発光素子から射出される光束を反射させて前記光変調素子に導く反射部材が設けられていることを特徴とする画像表示装置。The image display device according to any one of claims 1 to 3,
An image display device, wherein a reflection member that reflects a light beam emitted from the light emitting element and guides it to the light modulation element is provided at a position facing the light emitting element of the circuit board.
前記光源は、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子を含んで構成されることを特徴とする画像表示装置。In the image display device according to any one of claims 1 to 4,
The image display apparatus, wherein the light source includes a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element.
前記赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子のそれぞれを点灯制御する点灯制御回路を備え、
この点灯制御回路は、前記画像情報に含まれる色光毎の画像信号に同期して各発光素子の点灯制御を行うことを特徴とする画像表示装置。The image display device according to claim 5,
A lighting control circuit that controls lighting of each of the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element,
The lighting control circuit performs lighting control of each light emitting element in synchronization with an image signal for each color light included in the image information.
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