JP4622935B2 - Surface light source device - Google Patents

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本発明は、面状光源装置に関する。   The present invention relates to a planar light source device.

液晶表示装置にあっては、液晶材料それ自体は発光しない。従って、例えば、液晶表示装置の表示領域を照射する直下型の面状光源装置(バックライト)を、複数の画素から構成された表示領域の背面に配置する。尚、カラー液晶表示装置において、1画素は、例えば、赤色発光副画素、緑色発光副画素及び青色発光副画素の3つの副画素から構成されている。そして、各画素あるいは各副画素を構成する液晶セルを、一種の光シャッター(ライト・バルブ)として動作させることによって、即ち、各画素あるいは各副画素の光透過率(開口率)を制御し、面状光源装置から出射された照明光(例えば、白色光)の光透過率を制御することで、画像を表示している。面状光源装置は、筐体を備え、筐体内に配設された複数の光源、及び、筐体の上部に取り付けられた拡散板から構成されている。光源として、発光ダイオード(LED)や冷陰極線型の蛍光ランプが使用される。   In the liquid crystal display device, the liquid crystal material itself does not emit light. Therefore, for example, a direct type planar light source device (backlight) that irradiates the display area of the liquid crystal display device is disposed on the back surface of the display area composed of a plurality of pixels. In the color liquid crystal display device, one pixel includes, for example, three sub-pixels of a red light-emitting sub pixel, a green light-emitting sub pixel, and a blue light-emitting sub pixel. Then, by operating the liquid crystal cell constituting each pixel or each sub-pixel as a kind of light shutter (light valve), that is, controlling the light transmittance (aperture ratio) of each pixel or each sub-pixel, An image is displayed by controlling the light transmittance of illumination light (for example, white light) emitted from the planar light source device. The planar light source device includes a housing, and includes a plurality of light sources disposed in the housing and a diffusion plate attached to the top of the housing. As the light source, a light emitting diode (LED) or a cold cathode fluorescent lamp is used.

従来、液晶表示装置組立体における面状光源装置は、表示領域全体を、均一、且つ、一定の明るさで照明しているが、このような面状光源装置とは別の構成、即ち、複数の面状光源ユニットから構成され、複数の表示領域ユニットにおける照度の分布を変化させる構成を有する面状光源装置が、例えば、特開2005−258403から周知である。 Conventionally, a planar light source device in a liquid crystal display device assembly illuminates the entire display area with uniform and constant brightness. However, the planar light source device has a configuration different from such a planar light source device, that is, a plurality of planar light source devices. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-258403 discloses a planar light source device having a configuration in which the distribution of illuminance in a plurality of display area units is changed.

このような面状光源装置は、以下に説明する方法に基づき制御される。即ち、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの最高輝度をYmaxとし、表示領域ユニットにおける画素の光透過率(開口率)の最大値(具体的には、例えば100%)をLtmaxとする。また、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットが最高輝度Ymaxであるときに、表示領域ユニットにおける各画素の表示輝度y0を得るための各画素の光透過率(開口率)をLt0とする。すると、この場合にあっては、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Y0を、
0・Ltmax=Ymax・Lt0
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図14の(A)及び(B)に示す。ここで、面状光源ユニットの光源輝度Y0を、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム(便宜上、画像表示フレームと呼ぶ)毎に変化させる。
Such a planar light source device is controlled based on the method described below. That is, the maximum luminance of each planar light source unit constituting the planar light source device is set to Y max, and the maximum value (specifically, for example, 100%) of the light transmittance (aperture ratio) of the pixel in the display area unit. Let Lt max . Further, when each planar light source unit constituting the planar light source device has the maximum luminance Y max , the light transmittance (aperture ratio) of each pixel for obtaining the display luminance y 0 of each pixel in the display area unit. Is Lt 0 . Then, in this case, the light source luminance Y 0 of each planar light source unit constituting the planar light source device is
Y 0 · Lt max = Y max · Lt 0
It may be controlled so as to satisfy In addition, the conceptual diagram of such control is shown to (A) and (B) of FIG. Here, the light source luminance Y 0 of the planar light source unit is changed for each frame (referred to as an image display frame for convenience) in the image display of the liquid crystal display device.

そして、このような面状光源装置の制御(面状光源装置の分割駆動とも呼ばれる)によって、液晶表示装置における白レベルの増加、黒レベルの低下によるコントラスト比の増加を図ることができる結果、画像表示の品質の向上を図ることができるし、面状光源装置の消費電力の低減を図ることができる。   As a result of such control of the planar light source device (also referred to as split driving of the planar light source device), it is possible to increase the white level in the liquid crystal display device and increase the contrast ratio due to the decrease in the black level. The display quality can be improved, and the power consumption of the planar light source device can be reduced.

特開2005−258403JP-A-2005-258403 特開2005−352426JP-A-2005-352426

ところで、或る面状光源ユニットの光源から出射された光の一部は、他の面状光源ユニットに侵入する。それ故、上述したように、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Y0を制御したとき、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に影響を与える。従って、それぞれの面状光源ユニットの光源輝度を、このような影響を考慮して補正しなければならない。然るに、或る面状光源ユニットの光源輝度が、多数の他の面状光源ユニット(例えば、他の全ての面状光源ユニット)の光源輝度に影響を与える場合には、このような補正を行うための演算量が飛躍的に増加するといった問題がある。 By the way, a part of the light emitted from the light source of a certain planar light source unit enters another planar light source unit. Therefore, as described above, when the light source luminance Y 0 of each planar light source unit constituting the planar light source device is controlled, the light source luminance of one planar light source unit is the light source luminance of another planar light source unit. To affect. Accordingly, the light source luminance of each planar light source unit must be corrected in consideration of such influences. However, when the light source luminance of a certain planar light source unit affects the light source luminance of many other planar light source units (for example, all other planar light source units), such correction is performed. For this reason, there is a problem in that the amount of computation for increasing dramatically.

一方、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの間に隔壁を配置すれば、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を少なくすることが可能である。しかしながら、このような解決策では、光源から出射された光によって隔壁の影が生じ、この影によって拡散板に輝度ムラが生じてしまう虞がある。そして、拡散板に輝度ムラが生じると、即ち、隣接する面状光源ユニットの間に輝度ムラが生じると、画像表示の品質が低下してしまう。   On the other hand, if a partition is arranged between the planar light source unit and the planar light source unit, it is possible to reduce the influence of the light source luminance of one planar light source unit on the light source luminance of another planar light source unit. is there. However, in such a solution, there is a possibility that the light emitted from the light source causes a shadow of the partition wall, and the shadow causes uneven brightness on the diffusion plate. If luminance unevenness occurs in the diffusion plate, that is, if luminance unevenness occurs between adjacent planar light source units, the quality of image display is degraded.

また、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響が大きい場合、白レベルの増加や黒レベルの低下を図ることが困難となり、高いコントラスト比(液晶表示装置の画面表面における、外光反射等を含まない、全黒表示部と全白表示部の輝度比)を得ることができなくなるし、所望の表示領域の明るさを強調することが困難となる。   In addition, when the light source luminance of a certain planar light source unit has a large influence on the light source luminance of another planar light source unit, it is difficult to increase the white level or decrease the black level, resulting in a high contrast ratio (liquid crystal display). The luminance ratio of the all-black display portion to the all-white display portion that does not include external light reflection or the like on the screen surface of the apparatus cannot be obtained, and it is difficult to emphasize the brightness of a desired display area. .

拡散板と光源との間に、入射された光の透過光と反射光とが所定の割合となるように、高屈折率膜と低屈折率膜とが少なくとも1層ずつ積層された誘電体多層膜から成る透過反射手段が配置された構造を有するバックライト装置が、例えば、特開2005−352426から周知である。ところで、この特許公開公報に開示された透過反射手段は平面状であり、光源から出射され、透過反射手段によって反射された光は、直接的には、この光源の方に向かって戻されない。従って、分割駆動される面状光源装置にこの特許公開公報に開示された透過反射手段を適用した場合、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を小さくすることは困難である。また、1つの面状光源ユニットから見た場合の光源の光利用効率が低い。   Dielectric multilayer in which at least one high refractive index film and low refractive index film are laminated between the diffuser plate and the light source so that the transmitted light and reflected light of the incident light have a predetermined ratio A backlight device having a structure in which transmission / reflection means made of a film is disposed is known from, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-352426. By the way, the transmission / reflection means disclosed in this patent publication is planar, and the light emitted from the light source and reflected by the transmission / reflection means is not directly returned toward the light source. Therefore, when the transmission and reflection means disclosed in this patent publication is applied to a planar light source device that is driven separately, the influence of the light source luminance of one planar light source unit on the light source luminance of another planar light source unit is affected. It is difficult to make it smaller. Moreover, the light use efficiency of the light source when viewed from one planar light source unit is low.

従って、本発明の目的は、或る面状光源ユニットの光源輝度が及ぼす他の面状光源ユニットの光源輝度への影響を出来る限り少なくすることができ、しかも、隣接する面状光源ユニット間に輝度ムラが生じ難い構造を有する面状光源装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to reduce the influence of the light source luminance of a certain planar light source unit on the light source luminance of another planar light source unit as much as possible, and between adjacent planar light source units. An object of the present invention is to provide a planar light source device having a structure in which luminance unevenness is unlikely to occur.

上記の目的を達成するための本発明の面状光源装置は、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、
面状光源ユニットに備えられた光源は、個別に制御され、
(a)上面が液晶表示装置と対面する拡散板、及び、
(b)光源と拡散板との間、あるいは、拡散板の下面に配された光透過制御部材、
を備えており、
光透過制御部材は、P×Q個の面状光源ユニットに対応したP×Q個の光透過制御部材ユニットから成り、
各光透過制御部材ユニットは、
(A)該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を中心として同心に配列された複数の第1傾斜面、
(B)第1傾斜面と第1傾斜面とを結ぶ第2傾斜面、並びに、
(C)第1傾斜面及び第2傾斜面の表面に形成され、光の入射角に依存して光透過率が変化する光学薄膜、
を備えており、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面に向かう光は、該第1傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射し、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面又は第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a planar light source device of the present invention is a planar light source device that illuminates a transmissive liquid crystal display device having a display region composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix from the back. There,
It is composed of P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when assuming that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units,
The light sources provided in the planar light source unit are individually controlled,
(A) a diffusion plate whose upper surface faces the liquid crystal display device; and
(B) a light transmission control member disposed between the light source and the diffusion plate or on the lower surface of the diffusion plate;
With
The light transmission control member is composed of P × Q light transmission control member units corresponding to P × Q planar light source units,
Each light transmission control member unit
(A) a plurality of first inclined surfaces arranged concentrically about a vertical axis passing through the central portion of the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit;
(B) a second inclined surface connecting the first inclined surface and the first inclined surface, and
(C) an optical thin film formed on the surfaces of the first inclined surface and the second inclined surface, the light transmittance of which varies depending on the incident angle of light,
With
In each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit and directed toward the first inclined surface constituting the light transmission control member unit Passes through the optical thin film formed on the first inclined surface and enters the diffusion plate,
In each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, and adjacent to the light transmission control member unit adjacent to the light transmission control member unit At least a part of the light traveling is reflected by the optical thin film formed on the first inclined surface or the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit, and the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit It is returned to the inside.

尚、本発明の面状光源装置において、隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部(場合によっては全部)は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面又は第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻されるが、具体的な光の挙動は以下のとおりである。
(1)隣接光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって全ての光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻される形態
(2)隣接光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって一部の光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻され、他の光は、第2傾斜面において光学薄膜を透過して拡散板に入射し、及び/又は、第2傾斜面において光学薄膜によって反射されて、隣接光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入し、及び/又は、第2傾斜面において光学薄膜によって反射されて、更に別の光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入する形態
(3)隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面上に形成された光学薄膜によって全ての光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻される形態
(4)隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面上に形成された光学薄膜によって一部の光が反射され、光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻され、他の光は、第1傾斜面において光学薄膜を透過して拡散板に入射し、及び/又は、第1傾斜面において光学薄膜によって反射されて、隣接光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入し、及び/又は、第1傾斜面において光学薄膜によって反射されて、更に別の光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入する形態
In the planar light source device of the present invention, at least a part (or all in some cases) of the light traveling toward the adjacent light transmission control member unit is the first inclined surface or the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit. The light is reflected by the optical thin film formed thereon and returned to the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit. The specific light behavior is as follows.
(1) A mode in which all light is reflected by the optical thin film formed on the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit and returned into the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit (2 ) A part of the light is reflected by the optical thin film formed on the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit, returned to the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, and the other light Is transmitted through the optical thin film on the second inclined surface and incident on the diffusion plate, and / or reflected by the optical thin film on the second inclined surface, to the adjacent planar light source unit corresponding to the adjacent light transmission control member unit. Form that enters and / or is reflected by the optical thin film on the second inclined surface and enters the adjacent planar light source unit corresponding to another light transmission control member unit (3) Adjacent light transmission control Form in which all light is reflected by the optical thin film formed on the first inclined surface constituting the material unit and returned into the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit (4) Adjacent light transmission control member unit A part of the light is reflected by the optical thin film formed on the first inclined surface constituting the light and returned to the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, and the other light is reflected on the first inclined surface. Transmitted through the optical thin film and incident on the diffusing plate and / or reflected by the optical thin film at the first inclined surface to enter the adjacent planar light source unit corresponding to the adjacent light transmission control member unit, and / or A mode of being reflected by the optical thin film on the first inclined surface and entering an adjacent planar light source unit corresponding to another light transmission control member unit

本発明の面状光源装置にあっては、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面に向かう光は、この第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射される構成とすることが好ましい。この反射された光は、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットに戻るが、場合によっては、隣接光透過制御部材ユニットに対応した隣接面状光源ユニットに侵入する場合もある。   In the planar light source device of the present invention, in each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, the light transmission control It is preferable that the light traveling toward the second inclined surface constituting the member unit is reflected by the optical thin film formed on the second inclined surface. The reflected light returns to the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit. However, in some cases, the reflected light may enter the adjacent planar light source unit corresponding to the adjacent light transmission control member unit.

また、上記の好ましい構成を含む本発明の面状光源装置にあっては、光学薄膜は、光の入射角が入射角θMAXのときに最大光透過率TRMAXとなり、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光の、この光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面に対する入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれている構成とすることが望ましい。ここで、面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニットを切断したときの第1傾斜面の傾斜は、例えば、第1傾斜面の延びる方向と仮想垂直平面との成す角度が直角の場合に、最も大きくなる。即ち、光学薄膜への光の入射角が最も大きくなる。第1傾斜面の傾斜は、このように、第1傾斜面の或る地点と光源との位置関係によって変化する場合があるので、「光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光の、この光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面への入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれている」とは、複数の第1傾斜面の任意の1つの第1傾斜面を取り上げたとき、係る1つの第1傾斜面のいずれかの地点での入射角が入射角θMAXと等しくなることを意味する。 Further, in the surface light source device of the present invention including the above-optical thin film has a maximum light transmittance TR MAX next when the incident angle of the light incident angle theta MAX, the light transmission control member unit The incident angle θ is within the angle range of the incident angle of the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit with respect to the first inclined surface constituting the light transmission control member unit. It is desirable that the MAX be included. Here, the inclination of the first inclined surface when the light transmission control member unit is cut in a virtual vertical plane including a vertical axis passing through the central portion of the light source constituting the planar light source unit is, for example, the extension of the first inclined surface. It becomes the largest when the angle between the direction and the virtual vertical plane is a right angle. That is, the incident angle of light on the optical thin film becomes the largest. Since the inclination of the first inclined surface may change depending on the positional relationship between a certain point on the first inclined surface and the light source as described above, “the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit is configured. “An incident angle θ MAX is included in the angle range of the incident angle of the light emitted from the light source to the first inclined surface constituting the light transmission control member unit” means that the plurality of first inclined surfaces are When any one first inclined surface is taken up, it means that the incident angle at any point of the one first inclined surface becomes equal to the incident angle θ MAX .

更には、上述した各種の好ましい構成を含む本発明の面状光源装置にあっては、光学薄膜は、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを積層させた(例えば、交互に複数積層させた)多層膜から成ることが好ましい。ここで、低屈折率層を構成する材料としてSiOXを挙げることができるし、高屈折率層を構成する材料として五酸化ニオブ(Nb25)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)を挙げることができる。尚、使用する材料、積層構成、各層の厚さ等を適切に選択することで、光の入射角に依存した光透過率を所望の値に変化させることができる。 Furthermore, in the planar light source device of the present invention including the various preferred configurations described above, the optical thin film includes a low refractive index layer and a high refractive index layer having a higher refractive index than the low refractive index layer. It is preferably made of a multilayer film laminated (for example, a plurality of layers laminated alternately). Here, SiO x can be cited as a material constituting the low refractive index layer, and niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide ( ZrO 2 ). In addition, the light transmittance depending on the incident angle of light can be changed to a desired value by appropriately selecting a material to be used, a laminated structure, a thickness of each layer, and the like.

更には、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の面状光源装置にあっては、光源側へと延びる第1傾斜面の法線は光源に近づく方向に延びており、光源側へと延びる第2傾斜面の法線は光源から遠ざかる方向に延びている構成とすることができる。尚、この場合には、第1傾斜面は、この第1傾斜面が含まれる光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面しており、第2傾斜面は、隣接する光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面していると云える。あるいは又、光源側へと延びる第1傾斜面の法線は光源から遠ざかる方向に延びており、光源側へと延びる第2傾斜面の法線は光源に近づく方向に延びている構成とすることもできる。尚、この場合には、第2傾斜面は、この第2傾斜面が含まれる光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面しており、第1傾斜面は、隣接する光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源に概ね面していると云える。   Furthermore, in the planar light source device of the present invention including the various preferred configurations described above, the normal line of the first inclined surface extending toward the light source side extends in the direction approaching the light source, and toward the light source side. The normal line of the second inclined surface extending in a direction extending away from the light source can be used. In this case, the first inclined surface generally faces the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit including the first inclined surface, and the second inclined surface is It can be said that it generally faces the light source constituting the planar light source unit corresponding to the adjacent light transmission control member unit. Alternatively, the normal line of the first inclined surface extending toward the light source side extends in a direction away from the light source, and the normal line of the second inclined surface extending toward the light source side extends in a direction approaching the light source. You can also. In this case, the second inclined surface generally faces the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit including the second inclined surface, and the first inclined surface is It can be said that it generally faces the light source constituting the planar light source unit corresponding to the adjacent light transmission control member unit.

本発明の面状光源装置にあっては、第2傾斜面によって第1傾斜面と第1傾斜面とは結ばれているが、より具体的には、第1傾斜面の頂部と、この第1傾斜面に隣接する第1傾斜面の底部が、第2傾斜面によって結ばれている。面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニットを切断したときの第1傾斜面及び第2傾斜面によって形成された形状として、具体的には、鋸形、頂部及び底部が丸みを帯びた鋸形、波形や正弦波を含む曲線を例示することができる。   In the planar light source device of the present invention, the first inclined surface and the first inclined surface are connected by the second inclined surface. More specifically, the top of the first inclined surface and the first inclined surface The bottom of the first inclined surface adjacent to the first inclined surface is connected by the second inclined surface. As a shape formed by the first inclined surface and the second inclined surface when the light transmission control member unit is cut in a virtual vertical plane including a vertical axis passing through the center of the light source constituting the planar light source unit, specifically, Can be illustrated as a sawtooth, a sawtooth with rounded top and bottom, and a curve including a waveform or a sine wave.

或る光透過制御部材ユニットと、この光透過制御部材ユニットに隣接する隣接光透過制御部材ユニットとは、或る光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、或る光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、或る光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、或る光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面と隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面とが接続されることで、接続されていてもよいし、拡散板と略平行な平面によって接続されていてもよい。   A certain light transmission control member unit and an adjacent light transmission control member unit adjacent to this light transmission control member unit constitute a first inclined surface and an adjacent light transmission control member unit constituting a certain light transmission control member unit. A first inclined surface that is connected to the second inclined surface that constitutes a certain light transmission control member unit and a second inclined surface that constitutes an adjacent light transmission control member unit. May be connected, or a first inclined surface constituting a certain light transmission control member unit and a second inclined surface constituting an adjacent light transmission control member unit may be connected. The second inclined surface constituting a certain light transmission control member unit may be connected to the first inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit. Good and with diffuser It may be connected by parallel planes.

複数の第1傾斜面は、面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を中心として同心に配列されているが、P≧2,Q≧2である場合、第1傾斜面を光源側から眺めたときの平面形状は、光透過制御部材ユニットの外形形状と略相似形であることが好ましいが、同心の環状(ドーナッツ状)とすることもできる。具体的には、光透過制御部材ユニットの外形形状が例えば矩形の場合、第1傾斜面を光源側から眺めたときの平面形状として、同心の矩形の「ロ」の字状、コーナー部が丸みを帯びた同心の矩形の「ロ」の字状、同心の環状(ドーナッツ状)を挙げることができる。また、列方向(後述する第1の方向)に沿った値であるPの値が1であり(P=1)、行方向(後述する第2の方向)に沿った値であるQの値が2以上(Q≧2)である場合、第1傾斜面及び第2傾斜面は列方向(第1の方向)にのみ延びている。そして、この場合、「複数の第1傾斜面が同心に配列されている」とは、光源を通り、列方向(第1の方向)と平行な仮想垂直平面に対して対称に、複数の第1傾斜面(及び第2傾斜面)が配置されていることを意味する。一方、列方向(第1の方向)に沿った値であるPの値が2以上であり(P≧2)、行方向(第2の方向)に沿った値であるQの値が1(Q=1)である場合、第1傾斜面及び第2傾斜面は行方向(第2の方向)にのみ延びている。そして、この場合、「複数の第1傾斜面が同心に配列されている」とは、光源を通り、行方向(第2の方向)と平行な仮想垂直平面に対して対称に、複数の第1傾斜面(及び第2傾斜面)が配置されていることを意味する。   The plurality of first inclined surfaces are arranged concentrically around a vertical axis passing through the central portion of the light source constituting the planar light source unit. However, when P ≧ 2 and Q ≧ 2, the first inclined surface is The planar shape when viewed from the light source side is preferably substantially similar to the outer shape of the light transmission control member unit, but may be a concentric annular shape (donut shape). Specifically, when the outer shape of the light transmission control member unit is, for example, a rectangle, the planar shape when the first inclined surface is viewed from the light source side is a concentric rectangular “B” shape, and the corner is rounded. And a concentric rectangular “B” shape and a concentric ring shape (doughnut shape). Further, the value of P, which is a value along the column direction (first direction described later), is 1 (P = 1), and the value of Q, which is a value along the row direction (second direction described later). Is 2 or more (Q ≧ 2), the first inclined surface and the second inclined surface extend only in the column direction (first direction). In this case, “the plurality of first inclined surfaces are concentrically arranged” means that the plurality of first inclined surfaces pass through the light source and are symmetrical with respect to a virtual vertical plane parallel to the column direction (first direction). It means that 1 inclined surface (and 2nd inclined surface) is arrange | positioned. On the other hand, the value of P that is a value along the column direction (first direction) is 2 or more (P ≧ 2), and the value of Q that is a value along the row direction (second direction) is 1 ( In the case of Q = 1), the first inclined surface and the second inclined surface extend only in the row direction (second direction). In this case, “the plurality of first inclined surfaces are concentrically arranged” means that the plurality of first inclined surfaces pass through the light source and are symmetrical with respect to a virtual vertical plane parallel to the row direction (second direction). It means that 1 inclined surface (and 2nd inclined surface) is arrange | positioned.

各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面に向かう光は、この第1傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射するが、このときの第1傾斜面上に形成された光学薄膜における光透過率TR11は、0.7×TRMAX≦TR11≦TRMAXであることが望ましい。また、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面又は第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射されるが、このときの光学薄膜における光透過率TR2は、TR2≦0.3×TRMAXであることが望ましい。更には、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面に向かう光が、この第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射される構成とした場合、このときの第2傾斜面上に形成された光学薄膜における光透過率は、本質的に任意の値とすることができる。 In each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, and traveling toward the first inclined surface constituting the light transmission control member unit Passes through the optical thin film formed on the first inclined surface and enters the diffusion plate. At this time, the light transmittance TR 11 in the optical thin film formed on the first inclined surface is 0. It is desirable that 7 × TR MAX ≦ TR 11 ≦ TR MAX . Further, in each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, the adjacent light transmission control member adjacent to the light transmission control member unit At least a part of the light traveling toward the unit is reflected by the optical thin film formed on the first inclined surface or the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit, and the light transmittance in the optical thin film at this time TR 2 is preferably TR 2 ≦ 0.3 × TR MAX . Further, in each light transmission control member unit, light emitted from a light source constituting a planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, and a second inclined surface constituting the light transmission control member unit In this case, the light transmittance in the optical thin film formed on the second inclined surface is essentially arbitrary. Value.

本発明の面状光源装置において、光透過制御部材は、光源と拡散板との間に配されており、あるいは、拡散板の下面に配されている。前者の構成にあっては、光透過制御部材と光源との間に隙間が存在し、光透過制御部材と拡散板との間にも隙間が存在する。一方、後者の構成にあっては、光透過制御部材が、拡散板の下面に固定された構成とすることができるし、光透過制御部材と拡散板とが一体に作製された構成とすることもできる。   In the planar light source device of the present invention, the light transmission control member is disposed between the light source and the diffusion plate, or is disposed on the lower surface of the diffusion plate. In the former configuration, there is a gap between the light transmission control member and the light source, and there is also a gap between the light transmission control member and the diffusion plate. On the other hand, in the latter configuration, the light transmission control member can be configured to be fixed to the lower surface of the diffusion plate, or the light transmission control member and the diffusion plate can be integrally formed. You can also.

光透過制御部材が拡散板と別に作製されている構成にあっては、光透過制御部材を構成し、第1傾斜面及び第2傾斜面が形成された基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート樹脂(PC);アクリル系樹脂;メタクリル樹脂といった、光源から出射される光に対して透明な材料を挙げることができ、更には、この場合、拡散板を構成する材料として、ポリカーボネート樹脂(PC);ポリスチレン系樹脂(PS);メタクリル樹脂を挙げることができる。尚、光透過制御部材の拡散板と対向する面は、第1傾斜面及び第2傾斜面と略平行であってもよいし(即ち、凹凸面としてもよいし)、拡散板と略平行な平面であってもよい。一方、光透過制御部材と拡散板とが一体に作製された構成にあっては、光透過制御部材を兼ねた拡散板を構成する材料として、ポリカーボネート樹脂(PC);ポリスチレン系樹脂(PS);メタクリル樹脂を挙げることができ、この場合、拡散板の厚さ方向に沿って、拡散板の光拡散効率が変化していてもよい。具体的には、拡散板の下面に向かって拡散板の光透過率が次第に高くなっていてもよい。   In the structure in which the light transmission control member is manufactured separately from the diffusion plate, a polyethylene terephthalate (PET) resin is used as the base material on which the light transmission control member is formed and the first inclined surface and the second inclined surface are formed. And materials such as polyester resins such as polybutylene terephthalate (PBT) resin; polycarbonate resins (PC); acrylic resins; methacrylic resins, and the like. In this case, examples of the material constituting the diffusion plate include polycarbonate resin (PC); polystyrene resin (PS); methacrylic resin. The surface of the light transmission control member that faces the diffusion plate may be substantially parallel to the first inclined surface and the second inclined surface (that is, may be an uneven surface), or substantially parallel to the diffusion plate. It may be a flat surface. On the other hand, in the structure in which the light transmission control member and the diffusion plate are integrally manufactured, as a material constituting the diffusion plate that also serves as the light transmission control member, polycarbonate resin (PC); polystyrene resin (PS); A methacrylic resin can be mentioned. In this case, the light diffusion efficiency of the diffusion plate may change along the thickness direction of the diffusion plate. Specifically, the light transmittance of the diffusion plate may gradually increase toward the lower surface of the diffusion plate.

光学薄膜は、光の入射角に依存して光透過率が変化するだけでなく、光の波長に依存して光透過率が変化する場合もある。例えば、後述するように、光源が、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び、青色発光ダイオードを1組として構成されている場合、赤色光の透過/反射を専ら制御する赤色用光学薄膜、緑色光の透過/反射を専ら制御する緑色用光学薄膜、青色光の透過/反射を専ら制御する青色用光学薄膜が積層された構造の光学薄膜としてもよい。   In the optical thin film, not only the light transmittance changes depending on the incident angle of light, but also the light transmittance may change depending on the wavelength of light. For example, as will be described later, when the light source is configured as a set of a red light emitting diode, a green light emitting diode, and a blue light emitting diode, an optical thin film for red that controls exclusively transmission / reflection of red light, green light An optical thin film having a structure in which a green optical thin film that exclusively controls transmission / reflection of light and a blue optical thin film that exclusively controls transmission / reflection of blue light may be laminated.

光学薄膜を基材あるいは拡散板下面上に形成する方法として、各種の化学的気相成長法(CVD法)、各種の物理的気相成長法(PVD法)、ナノ・インプリントの代表される印刷法を例示することができる。また、基材の形成方法として、使用する材料にも依存するが、プラスチック素材を用いた成形法、係る成形法と加熱・加圧による賦形法の組合せを例示することができる。   As a method for forming an optical thin film on a substrate or the lower surface of a diffusion plate, various chemical vapor deposition methods (CVD methods), various physical vapor deposition methods (PVD methods), and nano-imprint are representative. A printing method can be exemplified. Moreover, although it depends on the material to be used as a method for forming the base material, a molding method using a plastic material, a combination of the molding method and a shaping method by heating / pressurization can be exemplified.

本発明の面状光源装置において、1つの面状光源ユニットは、4つの面状光源ユニットによって囲まれ、あるいは又、3つの面状光源ユニットと筐体(後述する)の1つの側面によって囲まれ、あるいは又、2つの面状光源ユニットと筐体の2つの側面によって囲まれている。   In the surface light source device of the present invention, one surface light source unit is surrounded by four surface light source units, or is also surrounded by three surface light source units and one side surface of a housing (described later). Alternatively, it is surrounded by two planar light source units and two sides of the housing.

本発明の面状光源装置において、面状光源装置を構成する面状光源ユニットの光源として、発光ダイオード(LED)を挙げることができるし、あるいは又、冷陰極線型の蛍光ランプや、エレクトロルミネッセンス(EL)装置、冷陰極電界電子放出装置(FED)、プラズマ表示装置、通常のランプを挙げることもできる。光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば波長640nmの赤色を発光する赤色発光ダイオード、例えば波長530nmの緑色を発光する緑色発光ダイオード、及び、例えば波長450nmの青色を発光する青色発光ダイオードを1組として構成して白色光を得ることができるし、白色発光ダイオード(例えば、紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体粒子とを組み合わせて白色を発光する発光ダイオード)の発光によって白色光を得ることもできる。赤色、緑色、青色以外の第4番目の色、第5番目の色・・・を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。   In the planar light source device of the present invention, the light source of the planar light source unit constituting the planar light source device may include a light emitting diode (LED), or a cold cathode ray fluorescent lamp, electroluminescence ( EL) devices, cold cathode field electron emission devices (FED), plasma display devices, and ordinary lamps. When the light source is composed of a light emitting diode, for example, a red light emitting diode that emits red light with a wavelength of 640 nm, for example, a green light emitting diode that emits green light with a wavelength of 530 nm, and a blue light emitting diode that emits blue light with a wavelength of 450 nm, for example. It can be configured to obtain white light, or white light can be obtained by light emission of a white light emitting diode (for example, a light emitting diode that emits white light by combining an ultraviolet or blue light emitting diode and phosphor particles). You may further provide the light emitting diode which light-emits 4th color other than red, green, blue, 5th color ....

また、光源を発光ダイオードから構成する場合、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオードが、筐体内に配置、配列されている。より具体的には、(1つの赤色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(1つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(2つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)等の組合せから成る発光ダイオード・ユニットから、光源を構成することができる。1つの面状光源ユニットには、少なくとも1つの発光ダイオード・ユニットが備えられている。光源を発光ダイオード・ユニットから構成する場合、発光ダイオード・ユニットの中心が光源の中心部に相当する。   When the light source is composed of light emitting diodes, a plurality of red light emitting diodes that emit red light, a plurality of green light emitting diodes that emit green light, and a plurality of blue light emitting diodes that emit blue light are arranged and arranged in a housing. Has been. More specifically, (one red light emitting diode, one green light emitting diode, one blue light emitting diode), (one red light emitting diode, two green light emitting diodes, one blue light emitting diode), (two red light emitting diodes) A light source can be composed of a light emitting diode unit composed of a combination of a light emitting diode, two green light emitting diodes, and one blue light emitting diode). One planar light source unit is provided with at least one light emitting diode unit. When the light source is composed of a light emitting diode unit, the center of the light emitting diode unit corresponds to the center of the light source.

発光ダイオードは、所謂フェイスアップ構造を有していてもよいし、フリップチップ構造を有していてもよい。即ち、発光ダイオードは、基板、及び、基板上に形成された発光層から構成されており、発光層から光が外部に出射される構造としてもよいし、発光層からの光が基板を通過して外部に出射される構造としてもよい。より具体的には、発光ダイオード(LED)は、例えば、基板上に形成された第1導電型(例えばn型)を有する化合物半導体層から成る第1クラッド層、第1クラッド層上に形成された活性層、活性層上に形成された第2導電型(例えばp型)を有する化合物半導体層から成る第2クラッド層の積層構造を有し、第1クラッド層に電気的に接続された第1電極、及び、第2クラッド層に電気的に接続された第2電極を備えている。発光ダイオードを構成する層は、発光波長に依存して、周知の化合物半導体材料から構成すればよい。   The light emitting diode may have a so-called face-up structure or a flip chip structure. That is, the light-emitting diode includes a substrate and a light-emitting layer formed on the substrate, and may have a structure in which light is emitted from the light-emitting layer to the outside, or light from the light-emitting layer passes through the substrate. It is good also as a structure radiate | emitted outside. More specifically, the light emitting diode (LED) is formed on, for example, a first cladding layer and a first cladding layer made of a compound semiconductor layer having a first conductivity type (for example, n-type) formed on a substrate. The active layer, and a second clad layer stack structure comprising a compound semiconductor layer having a second conductivity type (for example, p-type) formed on the active layer, and electrically connected to the first clad layer. One electrode and a second electrode electrically connected to the second cladding layer are provided. The layer constituting the light emitting diode may be made of a known compound semiconductor material depending on the emission wavelength.

本発明の面状光源装置にあっては、光源の発光状態(具体的には、例えば、光源の輝度、あるいは、光源の色度、あるいは、光源の輝度と色度)を測定するための光センサーが配設されていることが望ましい。光センサーの数は、最低1個であればよいが、1個の面状光源ユニットに1組の光センサーが配置されている構成とすることが、各面状光源ユニットの発光状態を確実に測定するといった観点から望ましい。光センサーとして、周知のフォトダイオードやCCD装置を挙げることができる。光源を、例えば、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び、青色発光ダイオードを1組として構成する場合、光センサーによって測定される光源の発光状態は、光源の輝度及び色度である。また、この場合、1組の光センサーを、赤色光の光強度を測定するために赤色フィルターが取り付けられたフォトダイオード、緑色光の光強度を測定するために緑色フィルターが取り付けられたフォトダイオード、及び、青色光の光強度を測定するために青色フィルターが取り付けられたフォトダイオードから構成することができる。   In the planar light source device of the present invention, light for measuring the light emission state of the light source (specifically, for example, the luminance of the light source, or the chromaticity of the light source, or the luminance and chromaticity of the light source). It is desirable that a sensor is provided. The number of photosensors may be at least one, but a configuration in which one set of photosensors is arranged in one planar light source unit ensures the light emission state of each planar light source unit. It is desirable from the viewpoint of measurement. As the optical sensor, a known photodiode or CCD device can be cited. When the light source is configured, for example, as a set of a red light emitting diode, a green light emitting diode, and a blue light emitting diode, the light emission state of the light source measured by the optical sensor is the luminance and chromaticity of the light source. Also, in this case, a pair of photosensors is connected to a photodiode with a red filter attached to measure the light intensity of red light, a photodiode attached with a green filter to measure the light intensity of green light, And, it can be composed of a photodiode with a blue filter attached to measure the light intensity of blue light.

ここで、画素あるいは副画素の光透過率(開口率とも呼ばれる)Lt、画素あるいは副画素に対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度)y、及び、面状光源ユニットの輝度(光源輝度)Yを、以下のとおり、定義する。   Here, the light transmittance (also referred to as aperture ratio) Lt of the pixel or sub-pixel, the luminance (display luminance) y of the display area corresponding to the pixel or sub-pixel, and the luminance (light source luminance) of the planar light source unit Y is defined as follows:

1・・・・光源輝度の、例えば最高輝度であり、以下、光源輝度・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt1・・・表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であるときに、表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
2・・・・表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正された仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための面状光源ユニットの光源輝度。但し、光源輝度Y2には、各面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を考慮した補正が施される場合がある。
Y 1 ... Is the maximum luminance of the light source luminance, for example, and may be hereinafter referred to as the light source luminance and the first specified value.
Lt 1 ... Is the maximum value of the light transmittance (aperture ratio) of the pixels or sub-pixels in the display area unit, for example, and may be hereinafter referred to as light transmittance / first specified value.
Lt 2 ... Maximum value of drive signal values input to the drive circuit to drive all the pixels constituting the display area unit when the light source brightness is the light source brightness / first specified value Y 1. The light transmittance of the pixel or sub-pixel when it is assumed that a control signal corresponding to the drive signal having a value equal to the value within the display area unit x U-max is supplied to the pixel or sub-pixel. Hereinafter, it may be referred to as light transmittance / second prescribed value. In addition, 0 ≦ Lt 2 ≦ Lt 1
y 2 ... When the light source luminance is the light source luminance and the first specified value Y 1 and the light transmittance (aperture ratio) of the pixel or sub-pixel is assumed to be the light transmittance and the second specified value Lt 2 The display brightness obtained in the following is sometimes referred to as “display brightness / second prescribed value”.
Y 2 ... It is assumed that a control signal corresponding to a drive signal having a value equal to the drive signal maximum value x U-max is supplied to the pixel or sub-pixel, and the pixel or sub-pixel at this time Assuming that the light transmittance (aperture ratio) of the sub-pixel is corrected to the light transmittance / first prescribed value Lt 1 , the luminance of the pixel or the sub-pixel is set to the display luminance / second prescribed value (y 2 ). The light source brightness of the planar light source unit. However, the light source luminance Y 2 may be corrected in consideration of the influence of the light source luminance of each planar light source unit on the light source luminance of other planar light source units.

本発明の面状光源装置の駆動時、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットを構成する光源の輝度を駆動回路によって制御するが、具体的には、例えば、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)を、例えば光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度y2が得られるように、光源輝度Y2を制御すればよい(例えば、減少させればよい)。即ち、例えば、以下の式(1)を満足するように、画像表示フレーム毎に面状光源ユニットの光源輝度Y2を制御すればよい。尚、Y2≦Y1の関係にある。 When the planar light source device of the present invention is driven, the luminance of the pixel when it is assumed that a control signal corresponding to the drive signal having a value equal to the drive area maximum value x U-max in the display area unit is supplied to the pixel ( The drive circuit controls the brightness of the light source constituting the planar light source unit corresponding to the display area unit so that the light transmittance, the display brightness at the first specified value Lt 1, and the second specified value y 2 ) can be obtained. Specifically, for example, the light source luminance Y is obtained so that the display luminance y 2 can be obtained when the light transmittance (aperture ratio) of the pixel or the sub-pixel is, for example, the light transmittance · the first specified value Lt 1. 2 may be controlled (for example, it may be decreased). That is, for example, the light source luminance Y 2 of the planar light source unit may be controlled for each image display frame so as to satisfy the following expression (1). Note that Y 2 ≦ Y 1 .

2・Lt1=Y1・Lt2 (1) Y 2 · Lt 1 = Y 1 · Lt 2 (1)

駆動回路は、例えば、パルス幅変調(PWM)信号発生回路、デューティ比制御回路、発光ダイオード(LED)駆動回路、演算回路、記憶装置(メモリ)等から構成された面状光源装置制御回路(バックライト制御ユニット及び面状光源ユニット駆動回路)、並びに、タイミングコントローラ等の周知の回路から構成された液晶表示装置駆動回路から構成することができる。   The drive circuit is, for example, a planar light source device control circuit (back) composed of a pulse width modulation (PWM) signal generation circuit, a duty ratio control circuit, a light emitting diode (LED) drive circuit, an arithmetic circuit, a storage device (memory), etc. A light control unit and a planar light source unit driving circuit), and a liquid crystal display device driving circuit including a known circuit such as a timing controller.

面状光源装置は、更には、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった光学機能シート群や、反射シートを備えている構成とすることができる。   The planar light source device may further include an optical function sheet group such as a diffusion sheet, a prism sheet, and a polarization conversion sheet, and a reflection sheet.

透過型の液晶表示装置は、例えば、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。   The transmissive liquid crystal display device includes, for example, a front panel having a transparent first electrode, a rear panel having a transparent second electrode, and a liquid crystal material disposed between the front panel and the rear panel. Consists of.

フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、透過型のカラー液晶表示装置においては、第1の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。そして、フロント・パネルは、更に、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。尚、透明第1電極上には配向膜が形成されている。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を含む液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたMOS型FETや薄膜トランジスタ(TFT)といった3端子素子や、MIM素子、バリスタ素子、ダイオード等の2端子素子を例示することができる。   More specifically, the front panel includes, for example, a first substrate made of, for example, a glass substrate or a silicon substrate, and a transparent first electrode (also called a common electrode, for example, ITO provided on the inner surface of the first substrate. And a polarizing film provided on the outer surface of the first substrate. Further, in the transmissive color liquid crystal display device, a color filter covered with an overcoat layer made of acrylic resin or epoxy resin is provided on the inner surface of the first substrate. Examples of the color filter arrangement pattern include a delta arrangement, a stripe arrangement, a diagonal arrangement, and a rectangle arrangement. The front panel further has a configuration in which a transparent first electrode is formed on the overcoat layer. An alignment film is formed on the transparent first electrode. On the other hand, the rear panel more specifically includes, for example, a second substrate made of a glass substrate or a silicon substrate, a switching element formed on the inner surface of the second substrate, and conduction / non-conduction by the switching element. A transparent second electrode to be controlled (also called a pixel electrode, which is made of, for example, ITO) and a polarizing film provided on the outer surface of the second substrate. An alignment film is formed on the entire surface including the transparent second electrode. Various members and liquid crystal materials constituting the liquid crystal display device including these transmissive color liquid crystal display devices can be formed of known members and materials. Examples of the switching element include a three-terminal element such as a MOS type FET and a thin film transistor (TFT) formed on a single crystal silicon semiconductor substrate, and a two-terminal element such as an MIM element, a varistor element, and a diode.

透明第1電極と透明第2電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、1画素(ピクセル)あるいは1副画素(サブピクセル)に該当する。そして、透過型のカラー液晶表示装置においては、各画素(ピクセル)を構成する赤色発光副画素(副画素[R])は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素(副画素[G])は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素(副画素[B])は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。副画素[R]、副画素[G]及び副画素[B]の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。尚、画素は、赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の3つの副画素を1組として構成される構成に限定されず、例えば、これらの3つの副画素に更に1あるいは複数の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)から構成することもできる。   An area where the transparent first electrode and the transparent second electrode overlap and includes a liquid crystal cell corresponds to one pixel (pixel) or one sub-pixel (sub-pixel). In the transmissive color liquid crystal display device, the red light emitting sub-pixel (sub-pixel [R]) that constitutes each pixel (pixel) is composed of a combination of the region and a color filter that transmits red, and green. The light emitting sub-pixel (sub-pixel [G]) is composed of a combination of the region and a color filter that transmits green, and the blue light-emitting sub-pixel (sub-pixel [B]) is a color filter that transmits the region and blue. It is comprised from the combination. The arrangement pattern of the sub-pixel [R], sub-pixel [G], and sub-pixel [B] matches the arrangement pattern of the color filter described above. The pixel is not limited to a configuration in which three sub-pixels of a red light-emitting subpixel, a green light-emitting subpixel, and a blue light-emitting subpixel are configured as one set. Alternatively, one set including a plurality of sub-pixels (for example, one set including a sub-pixel emitting white light for improving luminance, one set adding a sub-pixel emitting sub-color to expand a color reproduction range, In order to expand the color reproduction range, one set including a sub-pixel emitting yellow and one set including a sub-pixel emitting yellow and cyan in order to expand the color reproduction range may be used.

2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、(M0,N0)の値として、具体的には、VGA(640,480)、S−VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S−XGA(1280,1024)、U−XGA(1600,1200)、HD−TV(1920,1080)、Q−XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。また、(M0,N0)の値と(P,Q)の値との関係として、限定するものではないが、以下の表1に例示することができる。1つの表示領域ユニットを構成する画素の数として、20×20乃至320×240、好ましくは、50×50乃至200×200を例示することができる。表示領域ユニットにおける画素の数は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。 When expressed in pixels arranged in a two-dimensional matrix the number M 0 × N 0 of (pixels) (M 0, N 0) , the value of (M 0, N 0), specifically, VGA ( 640,480), S-VGA (800,600), XGA (1024,768), APRC (1152,900), S-XGA (1280,1024), U-XGA (1600,1200), HD-TV ( 1920, 1080), Q-XGA (2048, 1536), (1920, 1035), (720, 480), (1280, 960), etc. It is not limited to these values. Further, the relationship between the value of (M 0 , N 0 ) and the value of (P, Q) is not limited, but can be exemplified in Table 1 below. Examples of the number of pixels constituting one display area unit include 20 × 20 to 320 × 240, preferably 50 × 50 to 200 × 200. The number of pixels in the display area unit may be constant or different.

Figure 0004622935
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本発明の面状光源装置にあっては、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面に向かう光は、この第1傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射し、拡散板にて拡散されて出射し、液晶表示装置を背面から照射する。一方、各光透過制御部材ユニットにおいて、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、この光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面又は第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、この光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻される。従って、或る面状光源ユニットの光源輝度が及ぼす他の面状光源ユニットの光源輝度への影響を出来る限り少なくすることができ、隣接する面状光源ユニット間に輝度ムラが生じ難い。しかも、面状光源装置から出射される光の光路長が延び、面状光源ユニットあるいは面状光源装置内での光の混合を十分に行うことができるので、面状光源装置の薄型化を一層の図ることが可能となる。更には、液晶表示装置における白レベルの増加や黒レベルの低下を図ることが可能となり、高いコントラスト比を達成することができるし、所望の表示領域の明るさを強調することが可能となり、画像表示の品質の向上を図ることができる。また、或る面状光源ユニットの光源輝度が多数の他の面状光源ユニットの光源輝度に影響を与えるときの光源輝度の補正を行うための演算量の減少を図ることができる。更には、1つの面状光源ユニットから見た場合の光源の光利用効率の向上を図ることができ、最終的に、面状光源装置における消費電力の低減を図ることができる。   In the planar light source device of the present invention, in each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, the light transmission control The light traveling toward the first inclined surface constituting the member unit is transmitted through the optical thin film formed on the first inclined surface, is incident on the diffusion plate, is diffused by the diffusion plate and is emitted, and the liquid crystal display device Is irradiated from the back. On the other hand, in each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to this light transmission control member unit, and adjacent light transmission control member adjacent to this light transmission control member unit At least a part of the light traveling toward the unit is reflected by the optical thin film formed on the first inclined surface or the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit, and the surface shape corresponding to the light transmission control member unit Returned to the light source unit. Therefore, the influence of the light source luminance of a certain planar light source unit on the light source luminance of other planar light source units can be reduced as much as possible, and luminance unevenness hardly occurs between adjacent planar light source units. In addition, since the optical path length of the light emitted from the planar light source device is extended and light can be sufficiently mixed in the planar light source unit or the planar light source device, the planar light source device can be made thinner. Can be achieved. Furthermore, it is possible to increase the white level and decrease the black level in the liquid crystal display device, to achieve a high contrast ratio, to enhance the brightness of a desired display area, and to The display quality can be improved. Further, it is possible to reduce the amount of calculation for correcting the light source luminance when the light source luminance of a certain planar light source unit affects the light source luminance of many other planar light source units. Furthermore, it is possible to improve the light use efficiency of the light source when viewed from one planar light source unit, and ultimately it is possible to reduce power consumption in the planar light source device.

更には、本発明の面状光源装置において、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットを構成する光源の輝度を駆動回路によって制御すれば、面状光源装置の消費電力の一層の低減を図ることができるばかりか、白レベルの増加や黒レベルの一層の低下を図り、一層高いコントラスト比を得ることができる。 Further, in the planar light source device of the present invention, the luminance of the pixel when it is assumed that the control signal corresponding to the drive signal having a value equal to the drive area maximum value x U-max in the display area unit is supplied to the pixel. The luminance of the light source constituting the planar light source unit corresponding to the display area unit is controlled by the drive circuit so that (light transmittance, display brightness at the first specified value Lt 1 , second specified value y 2 ) is obtained. For example, not only can the power consumption of the planar light source device be further reduced, but also the white level can be increased and the black level can be further reduced to obtain a higher contrast ratio.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明の面状光源装置を説明するが、それに先立ち、実施例において使用に適した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置の概要を、図5、図6、図7の(A)及び(B)、図8を参照して、説明する。   Hereinafter, the planar light source device of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings, but prior to that, an outline of a transmissive color liquid crystal display device and a planar light source device suitable for use in the examples, This will be described with reference to FIGS. 5, 6, 7 (A) and (B), and FIG. 8.

図5に概念図を示すように、透過型のカラー液晶表示装置10は、第1の方向に沿ってM0個、第2の方向に沿ってN0個の、合計M0×N0個の画素が2次元マトリクス状に配列された表示領域11を備えている。ここで、表示領域11を、P×Q個の仮想の表示領域ユニット12に分割したと想定する。各表示領域ユニット12は複数の画素から構成されている。具体的には、例えば、画像表示用解像度としてHD−TV規格を満たすものであり、2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、例えば、(1920,1080)である。また、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11(図5において、一点鎖線で示す)がP×Q個の仮想の表示領域ユニット12(境界を点線で示す)に分割されている。(P,Q)の値は、例えば、(19,12)である。但し、図面の簡素化のため、図5における表示領域ユニット12(及び、後述する面状光源ユニット42)の数は、この値と異なる。各表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されており、1つの表示領域ユニット12を構成する画素の数は、例えば、約1万である。各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成されている。より具体的には、各画素は、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])の3つの副画素(サブピクセル)から構成されている。この透過型のカラー液晶表示装置10は、線順次駆動される。より具体的には、カラー液晶表示装置10は、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号(制御信号に基づく信号である)に基づき画像を表示させ、1画面を構成する。 As shown in the conceptual diagram of FIG. 5, the transmissive color liquid crystal display device 10 has a total of M 0 × N 0 , M 0 pieces along the first direction and N 0 pieces along the second direction. Are provided with a display region 11 arranged in a two-dimensional matrix. Here, it is assumed that the display area 11 is divided into P × Q virtual display area units 12. Each display area unit 12 is composed of a plurality of pixels. Specifically, for example, the image display resolution satisfies the HD-TV standard, and the number M 0 × N 0 of pixels (pixels) arranged in a two-dimensional matrix is expressed as (M 0 , N 0 ). For example, (1920, 1080). In addition, a display area 11 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 5) composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix is divided into P × Q virtual display area units 12 (the boundary is indicated by a dotted line). ing. The value of (P, Q) is (19, 12), for example. However, in order to simplify the drawing, the number of display area units 12 (and a planar light source unit 42 described later) in FIG. 5 is different from this value. Each display area unit 12 is composed of a plurality of (M × N) pixels, and the number of pixels constituting one display area unit 12 is, for example, about 10,000. Each pixel is configured as a set of a plurality of sub-pixels that emit different colors. More specifically, each pixel has three light emitting subpixels (subpixel [R]), a green light emitting subpixel (subpixel [G]), and a blue light emitting subpixel (subpixel [B]). It consists of sub-pixels (sub-pixels). The transmissive color liquid crystal display device 10 is line-sequentially driven. More specifically, the color liquid crystal display device 10 includes scan electrodes (extending along the first direction) and data electrodes (extending along the second direction) that intersect in a matrix. Then, a scanning signal is input to the scanning electrode to select and scan the scanning electrode, and an image is displayed based on the data signal (a signal based on the control signal) input to the data electrode to constitute one screen.

カラー液晶表示装置10は、図8に模式的な一部断面図を示すように、透明第1電極24を備えたフロント・パネル20、透明第2電極34を備えたリア・パネル30、及び、フロント・パネル20とリア・パネル30との間に配された液晶材料13から成る。   As shown in the schematic partial cross-sectional view of FIG. 8, the color liquid crystal display device 10 includes a front panel 20 having a transparent first electrode 24, a rear panel 30 having a transparent second electrode 34, and The liquid crystal material 13 is disposed between the front panel 20 and the rear panel 30.

フロント・パネル20は、例えば、ガラス基板から成る第1の基板21と、第1の基板21の外面に設けられた偏光フィルム26とから構成されている。第1の基板21の内面には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層23によって被覆されたカラーフィルター22が設けられ、オーバーコート層23上には、透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)24が形成され、透明第1電極24上には配向膜25が形成されている。一方、リア・パネル30は、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第2の基板31と、第2の基板31の内面に形成されたスイッチング素子(具体的には、薄膜トランジスタ、TFT)32と、スイッチング素子32によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)34と、第2の基板31の外面に設けられた偏光フィルム36とから構成されている。透明第2電極34を含む全面には配向膜35が形成されている。フロント・パネル20とリア・パネル30とは、それらの外周部で封止材(図示せず)を介して接合されている。尚、スイッチング素子32は、TFTに限定されず、例えば、MIM素子から構成することもできる。また、図面における参照番号37は、スイッチング素子32とスイッチング素子32との間に設けられた絶縁層である。   The front panel 20 includes, for example, a first substrate 21 made of a glass substrate and a polarizing film 26 provided on the outer surface of the first substrate 21. A color filter 22 covered with an overcoat layer 23 made of acrylic resin or epoxy resin is provided on the inner surface of the first substrate 21, and a transparent first electrode (also called a common electrode) is provided on the overcoat layer 23. (For example, made of ITO) 24 is formed, and an alignment film 25 is formed on the transparent first electrode 24. On the other hand, the rear panel 30 more specifically includes, for example, a second substrate 31 made of a glass substrate, and switching elements (specifically, thin film transistors and TFTs) formed on the inner surface of the second substrate 31. 32, a transparent second electrode (also referred to as a pixel electrode, made of, for example, ITO) 34 whose conduction / non-conduction is controlled by the switching element 32, and a polarizing film 36 provided on the outer surface of the second substrate 31, It is composed of An alignment film 35 is formed on the entire surface including the transparent second electrode 34. The front panel 20 and the rear panel 30 are joined via a sealing material (not shown) at their outer peripheral portions. Note that the switching element 32 is not limited to a TFT, and may be composed of, for example, an MIM element. Reference numeral 37 in the drawing is an insulating layer provided between the switching element 32 and the switching element 32.

これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。   Since various members and liquid crystal materials constituting these transmissive color liquid crystal display devices can be composed of well-known members and materials, detailed description thereof is omitted.

直下型の面状光源装置(バックライト)40は、P×Q個の仮想の表示領域ユニット12に対応したP×Q個の面状光源ユニット42から成り、各面状光源ユニット42は、面状光源ユニット42に対応する表示領域ユニット12を背面から照明する。面状光源ユニット42に備えられた光源は、個別に制御される。尚、カラー液晶表示装置10の下方に面状光源装置40が位置しているが、図5においては、カラー液晶表示装置10と面状光源装置40とを別々に表示した。面状光源装置40における発光ダイオード等の配置、配列状態を図7の(A)に模式的に示し、カラー液晶表示装置10及び面状光源装置40から成る液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を図7の(B)に示す。図7の(A)には、面状光源ユニット42の境界を点線で示した。光源は、パルス幅変調(PWM)制御方式に基づき駆動される発光ダイオード41から成る。   The direct-type planar light source device (backlight) 40 includes P × Q planar light source units 42 corresponding to the P × Q virtual display area units 12. The display area unit 12 corresponding to the light source unit 42 is illuminated from the back. The light sources provided in the planar light source unit 42 are individually controlled. In addition, although the planar light source device 40 is located below the color liquid crystal display device 10, the color liquid crystal display device 10 and the planar light source device 40 are separately displayed in FIG. The arrangement and arrangement of light emitting diodes and the like in the planar light source device 40 are schematically shown in FIG. 7A, and a schematic liquid crystal display device assembly including the color liquid crystal display device 10 and the planar light source device 40 is shown. A partial cross-sectional view is shown in FIG. In FIG. 7A, the boundary of the planar light source unit 42 is indicated by a dotted line. The light source includes a light emitting diode 41 driven based on a pulse width modulation (PWM) control method.

図7の(B)に液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を示すように、面状光源装置40は、外側フレーム53と内側フレーム54とを備えた筐体51から構成されている。そして、透過型のカラー液晶表示装置10の端部は、外側フレーム53と内側フレーム54とによって、スペーサ55A,55Bを介して挟み込まれるように保持されている。また、外側フレーム53と内側フレーム54との間には、ガイド部材56が配置されており、外側フレーム53と内側フレーム54とによって挟み込まれたカラー液晶表示装置10がずれない構造となっている。筐体51の内部であって上部には、拡散板61が、スペーサ55C、ブラケット部材57を介して、内側フレーム54に取り付けられている。また、拡散板61の上には、拡散シート62、プリズムシート63、偏光変換シート64といった光学機能シート群が積層されている。   As shown in a schematic partial cross-sectional view of the liquid crystal display device assembly in FIG. 7B, the planar light source device 40 includes a casing 51 having an outer frame 53 and an inner frame 54. Yes. The end of the transmissive color liquid crystal display device 10 is held by the outer frame 53 and the inner frame 54 so as to be sandwiched between the spacers 55A and 55B. A guide member 56 is disposed between the outer frame 53 and the inner frame 54 so that the color liquid crystal display device 10 sandwiched between the outer frame 53 and the inner frame 54 does not shift. A diffusion plate 61 is attached to the inner frame 54 via a spacer 55 </ b> C and a bracket member 57 in the upper portion of the housing 51. On the diffusion plate 61, an optical function sheet group such as a diffusion sheet 62, a prism sheet 63, and a polarization conversion sheet 64 is laminated.

筐体51の内部であって下部には、反射シート65が備えられている。ここで、この反射シート65は、その反射面が拡散板61と対向するように配置され、筐体51の底面52Aに図示しない取付け用部材を介して取り付けられている。反射シート65は、例えば、シート基材上に、銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層された構造を有する銀増反射膜から構成することができる。反射シート65は、複数の発光ダイオード41(光源41)から出射された光や、筐体51の側面52Bによって反射された光を反射する。こうして、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード41R(光源41R)、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード41G(光源41G)、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオード41B(光源41B)から出射された赤色光、緑色光及び青色光が混色され、色純度の高い白色光を照明光として得ることができる。この照明光は、後述する光透過制御部材100を通過し、更には、拡散板61、拡散シート62、プリズムシート63、偏光変換シート64といった光学機能シート群を通過し、カラー液晶表示装置10を背面から照射する。   A reflection sheet 65 is provided inside and below the housing 51. Here, the reflection sheet 65 is disposed so that the reflection surface thereof faces the diffusion plate 61, and is attached to the bottom surface 52 </ b> A of the housing 51 via an attachment member (not shown). The reflection sheet 65 can be composed of, for example, a silver-enhanced reflection film having a structure in which a silver reflection film, a low refractive index film, and a high refractive index film are sequentially laminated on a sheet base material. The reflection sheet 65 reflects light emitted from the plurality of light emitting diodes 41 (light sources 41) and light reflected by the side surface 52B of the housing 51. Thus, the light is emitted from a plurality of red light emitting diodes 41R (light source 41R) that emits red light, a plurality of green light emitting diodes 41G (light source 41G) that emits green light, and a plurality of blue light emitting diodes 41B (light source 41B) that emit blue light. The red light, green light, and blue light thus mixed are mixed, and white light with high color purity can be obtained as illumination light. The illumination light passes through a light transmission control member 100 described later, and further passes through an optical function sheet group such as a diffusion plate 61, a diffusion sheet 62, a prism sheet 63, and a polarization conversion sheet 64, and passes through the color liquid crystal display device 10. Irradiate from the back.

筐体51の底面52A近傍には、光センサーであるフォトダイオード43R,43G,43Bが配置されている。尚、フォトダイオード43Rは、赤色光の光強度を測定するために赤色フィルターが取り付けられたフォトダイオードであり、フォトダイオード43Gは、緑色光の光強度を測定するために緑色フィルターが取り付けられたフォトダイオードであり、フォトダイオード43Bは、青色光の光強度を測定するために青色フィルターが取り付けられたフォトダイオードである。ここで、1個の面状光源ユニット42に1組の光センサー(フォトダイオード43R,43G,43B)が配置されている。光センサーであるフォトダイオード43R,43G,43Bによって測定される光源41R,41G,41Bの発光状態は、発光ダイオード41R,41G,41Bの輝度及び色度である。   In the vicinity of the bottom surface 52A of the housing 51, photodiodes 43R, 43G, and 43B, which are optical sensors, are arranged. The photodiode 43R is a photodiode with a red filter attached to measure the light intensity of red light, and the photodiode 43G is a photo diode with a green filter attached to measure the light intensity of green light. The photodiode 43B is a photodiode to which a blue filter is attached in order to measure the light intensity of blue light. Here, one set of photosensors (photodiodes 43R, 43G, 43B) is arranged in one planar light source unit 42. The light emission states of the light sources 41R, 41G, and 41B measured by the photodiodes 43R, 43G, and 43B that are optical sensors are the luminance and chromaticity of the light emitting diodes 41R, 41G, and 41B.

発光ダイオード41R,41G,41Bの配列状態は、例えば、赤色(例えば、波長640nm)を発光する赤色発光ダイオード41R、緑色(例えば、波長530nm)を発光する緑色発光ダイオード41G、及び、青色(例えば、波長450nm)を発光する青色発光ダイオード41Bを1組とした発光ダイオード・ユニットを水平方向及び垂直方向に複数、並べる配列とすることができる。尚、この場合、1つの面状光源ユニット42に1つの発光ダイオード・ユニットが配置されており、発光ダイオード・ユニットの中心が光源の中心に相当する。   The arrangement state of the light emitting diodes 41R, 41G, and 41B includes, for example, a red light emitting diode 41R that emits red light (for example, a wavelength of 640 nm), a green light emitting diode 41G that emits green light (for example, a wavelength of 530 nm), and a blue light (for example, A plurality of light emitting diode units each including a blue light emitting diode 41B that emits light having a wavelength of 450 nm may be arranged in a horizontal direction and a vertical direction. In this case, one light emitting diode unit is arranged in one planar light source unit 42, and the center of the light emitting diode unit corresponds to the center of the light source.

図5及び図6に示すように、外部(ディスプレイ回路)からの駆動信号に基づき面状光源装置40及びカラー液晶表示装置10を駆動するための駆動回路は、パルス幅変調制御方式に基づき、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード41R、緑色発光ダイオード41G及び青色発光ダイオード41Bのオン/オフ制御を行うバックライト制御ユニット70及び面状光源ユニット駆動回路80、並びに、液晶表示装置駆動回路90から構成されている。バックライト制御ユニット70は、演算回路71及び記憶装置(メモリ)72から構成されている。一方、面状光源ユニット駆動回路80は、演算回路81、記憶装置(メモリ)82、LED駆動回路83、フォトダイオード制御回路84、FETから成るスイッチング素子85R,85G,85B、発光ダイオード駆動電源(定電流源)86から構成されている。バックライト制御ユニット70及び面状光源ユニット駆動回路80を構成するこれらの回路等は、周知の回路等とすることができる。一方、カラー液晶表示装置10を駆動するための液晶表示装置駆動回路90は、タイミングコントローラ91といった周知の回路から構成されている。カラー液晶表示装置10には、液晶セルを構成するTFTから成るスイッチング素子32を駆動するための、ゲート・ドライバ、ソース・ドライバ等(これらは図示せず)が備えられている。或る画像表示フレームにおける発光ダイオード41R,41G,41Bの発光状態は、フォトダイオード43R,43G,43Bによって測定され、フォトダイオード43R,43G,43Bからの出力はフォトダイオード制御回路84に入力され、フォトダイオード制御回路84、演算回路81において、発光ダイオード41R,41G,41Bの例えば輝度及び色度としてのデータ(信号)とされ、係るデータがLED駆動回路83に送られ、次の画像表示フレームにおける発光ダイオード41R,41G,41Bの発光状態が制御されるといったフィードバック機構が形成される。また、発光ダイオード41R,41G,41Bの下流には電流検出用の抵抗体rR,rG,rBが、発光ダイオード41R,41G,41Bと直列に挿入されており、抵抗体rR,rG,rBを流れる電流が電圧に変換され、抵抗体rR,rG,rBにおける電圧降下が所定の値となるように、LED駆動回路83の制御下、発光ダイオード駆動電源86の動作が制御される。ここで、図6には、発光ダイオード駆動電源(定電流源)86を1つで描写しているが、実際には、発光ダイオード41R,41G,41Bのそれぞれを駆動するための発光ダイオード駆動電源86が配されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the driving circuit for driving the planar light source device 40 and the color liquid crystal display device 10 based on the driving signal from the outside (display circuit) is based on the pulse width modulation control method. Backlight control unit 70 and planar light source unit driving circuit 80 for performing on / off control of the red light emitting diode 41R, green light emitting diode 41G and blue light emitting diode 41B constituting the light source device 40, and a liquid crystal display device driving circuit 90 It is composed of The backlight control unit 70 includes an arithmetic circuit 71 and a storage device (memory) 72. On the other hand, the planar light source unit driving circuit 80 includes an arithmetic circuit 81, a storage device (memory) 82, an LED driving circuit 83, a photodiode control circuit 84, switching elements 85R, 85G, and 85B composed of FETs, and a light emitting diode driving power source (constant). Current source) 86. These circuits and the like constituting the backlight control unit 70 and the planar light source unit driving circuit 80 can be known circuits. On the other hand, a liquid crystal display device driving circuit 90 for driving the color liquid crystal display device 10 includes a known circuit such as a timing controller 91. The color liquid crystal display device 10 is provided with a gate driver, a source driver, and the like (not shown) for driving the switching element 32 formed of a TFT constituting the liquid crystal cell. The light emitting states of the light emitting diodes 41R, 41G, and 41B in an image display frame are measured by the photodiodes 43R, 43G, and 43B, and the outputs from the photodiodes 43R, 43G, and 43B are input to the photodiode control circuit 84, and the photo In the diode control circuit 84 and the arithmetic circuit 81, for example, data (signals) as the luminance and chromaticity of the light emitting diodes 41R, 41G, and 41B are transmitted to the LED driving circuit 83, and light emission in the next image display frame is performed. A feedback mechanism is formed in which the light emission states of the diodes 41R, 41G, and 41B are controlled. Further, resistors r R , r G , r B for current detection are inserted in series with the light emitting diodes 41R, 41G, 41B downstream of the light emitting diodes 41R, 41G, 41B, and the resistors r R , r The operation of the light-emitting diode drive power supply 86 is controlled under the control of the LED drive circuit 83 so that the currents flowing through G 1 and r B are converted into voltages, and the voltage drops in the resistors r R , r G and r B have predetermined values. Is controlled. Here, FIG. 6 shows one light emitting diode driving power source (constant current source) 86, but actually, the light emitting diode driving power source for driving each of the light emitting diodes 41R, 41G, and 41B. 86 is arranged.

2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域がP×Q個の表示領域ユニットに分割されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、Q行×P列の表示領域ユニットに分割されていると云える。また、表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、N行×M列の画素から構成されていると云える。尚、2次元マトリクス状に配列され、第q行、第p列[但し、q=1,2,・・・,Qであり、p=1,2,・・・,Pである]に位置する表示領域ユニット、面状光源ユニットを、それぞれ、表示領域ユニット12(q,p)、面状光源ユニット42(q,p)と表記し、表示領域ユニット12(q,p)あるいは面状光源ユニット42(q,p)に関連する要素、項目に、添字「(q,p)」あるいは「-(q,p)」を付する場合がある。ここで、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])を一括して纏めて『副画素[R,G,B]』と呼ぶ場合があるし、副画素[R,G,B]の動作の制御(具体的には、例えば、光透過率(開口率)の制御)のために副画素[R,G,B]に入力される赤色発光制御信号、緑色発光制御信号、及び、青色発光制御信号を一括して纏めて『制御信号[R,G,B]』と呼ぶ場合があるし、表示領域ユニットを構成する副画素[R,G,B]を駆動するために駆動回路に外部から入力される赤色発光副画素駆動信号、緑色発光副画素駆動信号、及び、青色発光副画素駆動信号を一括して纏めて『駆動信号[R,G,B]』と呼ぶ場合がある。 A display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix is divided into P × Q display area units. When this state is expressed by “row” and “column”, Q rows × P It can be said that the display area unit is divided into columns. The display area unit 12 is composed of a plurality of (M × N) pixels. When this state is expressed by “row” and “column”, it is composed of pixels of N rows × M columns. I can say. It is arranged in a two-dimensional matrix and is located at the qth row and the pth column [where q = 1, 2,..., Q and p = 1, 2,. The display area unit and the planar light source unit to be displayed are represented as a display area unit 12 (q, p) and a planar light source unit 42 (q, p) , respectively, and the display area unit 12 (q, p) or the planar light source. The subscript “(q, p)” or “-(q, p)” may be added to the elements and items related to the unit 42 (q, p) . Here, the red light emitting subpixel (subpixel [R]), the green light emitting subpixel (subpixel [G]), and the blue light emitting subpixel (subpixel [B]) are collectively collected as “subpixel [ R, G, B] ”and may be referred to as“ sub-pixel ”for controlling the operation of the sub-pixel [R, G, B] (specifically, for example, controlling the light transmittance (aperture ratio)). The red light emission control signal, the green light emission control signal, and the blue light emission control signal input to [R, G, B] may be collectively referred to as “control signal [R, G, B]”. , A red light emission subpixel drive signal, a green light emission subpixel drive signal, and a blue light emission subpixel drive that are input from the outside to the drive circuit to drive the subpixels [R, G, B] constituting the display area unit. The signals may be collectively referred to as “driving signals [R, G, B]”.

各画素は、副画素[R](赤色発光サブピクセル)、副画素[G](緑色発光サブピクセル)、及び、副画素[B](青色発光サブピクセル)の3つの副画素(サブピクセル)を1組として構成されているが、以下の実施例の説明においては、副画素[R,G,B]のそれぞれの輝度の制御(階調制御)を8ビット制御とし、0〜255の28段階にて行うとする。従って、各表示領域ユニット12を構成する各画素における副画素[R,G,B]のそれぞれを駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとる。また、各面状光源ユニットを構成する赤色発光ダイオード41R、緑色発光ダイオード41G及び青色発光ダイオード41Bのそれぞれの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBも、0〜255の28段階の値をとる。但し、これに限定するものではなく、例えば、10ビット制御とし、0〜1023の210段階にて行うこともでき、この場合には、8ビットの数値での表現を、例えば4倍すればよい。 Each pixel has three subpixels (subpixels): a subpixel [R] (red light emitting subpixel), a subpixel [G] (green light emitting subpixel), and a subpixel [B] (blue light emitting subpixel). However, in the description of the following embodiments, the luminance control (gradation control) of each of the sub-pixels [R, G, B] is 8-bit control, and 2 from 0 to 255. This is done in 8 stages. Therefore, the value of the drive signal [R, G, B] input to the liquid crystal display device drive circuit 90 to drive each of the sub-pixels [R, G, B] in each pixel constituting each display area unit 12. x R, x G, each x B, takes a value of 2 8 steps. Also, pulse width modulation output signal values S R , S G , and S B for controlling the respective light emission times of the red light emitting diode 41R, the green light emitting diode 41G, and the blue light emitting diode 41B constituting each planar light source unit are also provided. , Takes a value of 2 8 steps from 0 to 255. However, the present invention is not limited to this. For example, 10-bit control can be performed in 2 10 stages from 0 to 1023. In this case, if an 8-bit numerical expression is multiplied by, for example, 4 times Good.

画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。具体的には、副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が液晶表示装置駆動回路90から供給される。即ち、液晶表示装置駆動回路90においては、入力された駆動信号[R,G,B]から制御信号[R,G,B]が生成され、この制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給(出力)される。尚、面状光源ユニット42の光源輝度Y2を1画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、基本的に、駆動信号[R,G,B]の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。そして、液晶表示装置駆動回路90を構成するタイミングコントローラ91から、カラー液晶表示装置10のゲート・ドライバ及びソース・ドライバに、制御信号[R,G,B]が周知の方法で送出され、制御信号[R,G,B]に基づき各副画素を構成するスイッチング素子32が駆動され、液晶セルを構成する透明第1電極24及び透明第2電極34に所望の電圧が印加されることで、各副画素の光透過率(開口率)Ltが制御される。ここで、制御信号[R,G,B]の値が大きいほど、副画素[R,G,B]の光透過率(副画素の開口率)Ltが高くなり、副画素[R,G,B]の輝度(表示輝度y)の値が高くなる。即ち、副画素[R,G,B]を通過する光によって構成される画像(通常、一種、点状である)は明るい。 A control signal for controlling the light transmittance Lt of each pixel is supplied from the drive circuit to each pixel. Specifically, a control signal [R, G, B] for controlling the light transmittance Lt of each of the sub-pixels [R, G, B] is transmitted to each of the sub-pixels [R, G, B]. Supplied from the drive circuit 90. That is, in the liquid crystal display device driving circuit 90, the control signal [R, G, B] is generated from the input drive signal [R, G, B], and the control signal [R, G, B] is subpixel. [R, G, B] are supplied (output). Since the light source luminance Y 2 of the planar light source unit 42 is changed for each image display frame, the control signal [R, G, B] basically changes the value of the drive signal [R, G, B]. 2. A value obtained by performing correction (compensation) based on a change in the light source luminance Y 2 with respect to the squared value. Then, a control signal [R, G, B] is sent from the timing controller 91 constituting the liquid crystal display device driving circuit 90 to the gate driver and source driver of the color liquid crystal display device 10 by a known method. Based on [R, G, B], the switching element 32 constituting each subpixel is driven, and a desired voltage is applied to the transparent first electrode 24 and the transparent second electrode 34 constituting the liquid crystal cell. The light transmittance (aperture ratio) Lt of the sub-pixel is controlled. Here, the larger the value of the control signal [R, G, B], the higher the light transmittance (subpixel aperture ratio) Lt of the subpixel [R, G, B], and the subpixel [R, G, B]. B] brightness (display brightness y) increases. That is, an image composed of light passing through the sub-pixels [R, G, B] (usually a kind of dot) is bright.

表示輝度y及び光源輝度Y2の制御は、カラー液晶表示装置10の画像表示における1画像表示フレーム毎、表示領域ユニット毎、面状光源ユニット毎に行われる。また、1画像表示フレーム内におけるカラー液晶表示装置10の動作と面状光源装置40の動作とは同期させられる。尚、駆動回路に電気信号として1秒間に送られる画像情報の数(毎秒画像)がフレーム周波数(フレームレート)であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間(単位:秒)である。 The display brightness y and the light source brightness Y 2 are controlled for each image display frame, each display area unit, and each planar light source unit in the image display of the color liquid crystal display device 10. Further, the operation of the color liquid crystal display device 10 and the operation of the planar light source device 40 within one image display frame are synchronized. Note that the number of image information (images per second) sent to the drive circuit as electrical signals per second is the frame frequency (frame rate), and the inverse of the frame frequency is the frame time (unit: seconds).

実施例1は、本発明の面状光源装置に関する。実施例1の面状光源装置の模式的な一部断面図を図1に示す。尚、図1あるいは後述する図2〜図4は、面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を含む仮想垂直平面であって、第1傾斜面及び第2傾斜面が延びる方向と直角の方向に位置する仮想垂直平面で、光透過制御部材ユニット等を切断したときの面状光源装置の模式的な一部断面図である。   Example 1 relates to a planar light source device of the present invention. A schematic partial cross-sectional view of the surface light source device of Example 1 is shown in FIG. FIG. 1 or FIGS. 2 to 4 described later are virtual vertical planes including a vertical axis passing through the central portion of the light source constituting the planar light source unit, and the directions in which the first inclined surface and the second inclined surface extend. FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of a planar light source device when a light transmission control member unit or the like is cut on a virtual vertical plane located in a direction perpendicular to the vertical direction.

実施例1の面状光源装置40は、上述したとおり、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11を有する透過型のカラー液晶表示装置10を背面から照明する面状光源装置である。そして、この面状光源装置40は、カラー液晶表示装置10の表示領域11をP×Q個の仮想の表示領域ユニット12に分割したと想定したときのこれらのP×Q個の表示領域ユニット12に対応したP×Q個の面状光源ユニット42から成り、面状光源ユニット42に備えられた光源41は、個別に制御される。但し、面状光源ユニットの光源輝度は他の面状光源ユニットに備えられた光源の発光状態等による影響を受けるので、この影響を考慮した上で、光源の発光状態を制御することが望ましい。   As described above, the planar light source device 40 according to the first embodiment illuminates the transmissive color liquid crystal display device 10 having the display area 11 composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix from the back side. It is. The planar light source device 40 assumes that the display region 11 of the color liquid crystal display device 10 is divided into P × Q virtual display region units 12, and these P × Q display region units 12. And the light source 41 provided in the planar light source unit 42 is individually controlled. However, since the light source luminance of the planar light source unit is influenced by the light emission state of the light source provided in the other planar light source unit, it is desirable to control the light emission state of the light source in consideration of this influence.

面状光源装置40は、更に、
(a)アクリル系樹脂シートから作製され、上面が液晶表示装置と対面する拡散板61、及び、
(b)光源41と拡散板61との間に配された光透過制御部材100、
を備えている。尚、光透過制御部材100は、図示しない取付け用部材を介して、内側フレーム54に取り付けられている。
The planar light source device 40 further includes:
(A) a diffusion plate 61 made of an acrylic resin sheet and having an upper surface facing the liquid crystal display device; and
(B) a light transmission control member 100 disposed between the light source 41 and the diffusion plate 61;
It has. The light transmission control member 100 is attached to the inner frame 54 via an attachment member (not shown).

ここで、光透過制御部材100は、P×Q個の面状光源ユニット42に対応したP×Q個の光透過制御部材ユニット110から成る。そして、各光透過制御部材ユニット110は、
(A)この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41の中心部を通る垂直軸NL0を中心として同心に配列された複数の第1傾斜面(図1においては、第1傾斜面A1,A2,A3で示し、以下の説明においては、第1傾斜面111と総称する場合がある)、
(B)第1傾斜面111と第1傾斜面111とを結ぶ第2傾斜面(図1においては、第2傾斜面B1,B2,B3で示し、以下の説明においては、第2傾斜面112と総称する場合がある)、並びに、
(C)第1傾斜面111及び第2傾斜面112の表面に形成され、光の入射角に依存して光透過率が変化する光学薄膜113(図1においては、第1傾斜面111及び第2傾斜面112と特に区別していない)、
を備えている。尚、図1あるいは後述する図2〜図4に示した第1傾斜面や第2傾斜面の数は例示であり、係る数に限定するものではない。また、この光透過制御部材ユニット110に隣接した隣接光透過制御部材ユニットを隣接光透過制御部材ユニット110’と呼び、隣接光透過制御部材ユニット110’を構成する第1傾斜面を第1傾斜面111’、第2傾斜面を第2傾斜面112’、光学薄膜を光学薄膜113’と呼び、隣接光透過制御部材ユニット110’に対応した面状光源ユニット、及び、この面状光源ユニットを構成する光源を、それぞれ、面状光源ユニット42’、光源41’と呼ぶ場合がある。
Here, the light transmission control member 100 includes P × Q light transmission control member units 110 corresponding to the P × Q planar light source units 42. And each light transmission control member unit 110 is
(A) A plurality of first inclined surfaces arranged concentrically around a vertical axis NL 0 passing through the center of the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110 (in FIG. 1) Are indicated by the first inclined surfaces A 1 , A 2 , A 3 , and may be collectively referred to as the first inclined surface 111 in the following description)
(B) A second inclined surface connecting the first inclined surface 111 and the first inclined surface 111 (shown as second inclined surfaces B 1 , B 2 , and B 3 in FIG. 1; And may be collectively referred to as the inclined surface 112), and
(C) An optical thin film 113 formed on the surfaces of the first inclined surface 111 and the second inclined surface 112 and whose light transmittance changes depending on the incident angle of light (in FIG. 1, the first inclined surface 111 and the first inclined surface 111 2 is not particularly distinguished from the inclined surface 112),
It has. In addition, the number of the 1st inclined surface and the 2nd inclined surface shown in FIG. 1 or FIGS. 2-4 mentioned later is an illustration, and is not limited to the number which concerns. The adjacent light transmission control member unit adjacent to the light transmission control member unit 110 is referred to as an adjacent light transmission control member unit 110 ′, and the first inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit 110 ′ is the first inclined surface. 111 ′, the second inclined surface is called the second inclined surface 112 ′, the optical thin film is called the optical thin film 113 ′, and the surface light source unit corresponding to the adjacent light transmission control member unit 110 ′ and the surface light source unit are configured The light sources to be called may be referred to as a planar light source unit 42 ′ and a light source 41 ′, respectively.

そして、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110を構成する第1傾斜面111に向かう光は、この第1傾斜面111上に形成された光学薄膜113を透過して、拡散板61に入射する。この光線を図1あるいは後述する図3〜図4においては、一点鎖線で示す。また、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110に隣接した隣接光透過制御部材ユニット110’に向かう光の少なくとも一部(実施例1にあっては全部であり、これらの光線を図1あるいは後述する図3〜図4においては点線で示す)は、隣接光透過制御部材ユニット110’を構成する第1傾斜面又は第2傾斜面上に形成された光学薄膜(実施例1にあっては、より具体的には、第2傾斜面112’上に形成された光学薄膜113’であり、図1においては、第2傾斜面112’を第2傾斜面b1,b2,b3で示す)によって反射され、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42内に戻される。 In each light transmission control member unit 110, light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to this light transmission control member unit 110, which constitutes this light transmission control member unit 110. The light traveling toward the first inclined surface 111 passes through the optical thin film 113 formed on the first inclined surface 111 and enters the diffusion plate 61. This light beam is indicated by a one-dot chain line in FIG. 1 or FIGS. Further, in each light transmission control member unit 110, the light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110 and adjacent to the light transmission control member unit 110. At least a part of the light traveling toward the adjacent light transmission control member unit 110 ′ (all in the first embodiment, these light rays are indicated by dotted lines in FIG. 1 or FIGS. 3 to 4 described later) is adjacent. An optical thin film formed on the first inclined surface or the second inclined surface constituting the light transmission control member unit 110 ′ (in the first embodiment, more specifically, formed on the second inclined surface 112 ′. In FIG. 1, the second inclined surface 112 ′ is reflected by the second inclined surfaces b 1 , b 2 , and b 3 ), and corresponds to the light transmission control member unit 110. Planar Returned to the light source unit 42.

また、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110を構成する第2傾斜面112に向かう光は、この第2傾斜面112上に形成された光学薄膜113によって反射され、実施例1にあっては、主に、この面状光源ユニット42に戻される。   Further, in each light transmission control member unit 110, the light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110, which constitutes this light transmission control member unit 110. The light traveling toward the second inclined surface 112 is reflected by the optical thin film 113 formed on the second inclined surface 112 and is mainly returned to the planar light source unit 42 in the first embodiment.

光学薄膜113は、SiOXから成る低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有し、五酸化ニオブ(Nb25)から成る高屈折率層とを交互に複数積層させた多層膜から成る。多層膜の構成を、以下の表2に示す。尚、第1傾斜面111及び第2傾斜面112が形成された基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂から成るシートである。この光学薄膜113への入射角と光透過率の関係を測定したグラフを、図11、図12及び図13に示すが、図11は、ピーク波長640nmの光が入射したときのデータであり、図12は、ピーク波長530nmの光が入射したときのデータであり、図13は、ピーク波長450nmの光が入射したときのデータである。光学薄膜113の光透過率は、どの光に対しても、入射角25度近傍から急激に上昇し始め、入射角50〜60度において最大となり、徐々に減少している。 The optical thin film 113 is formed by alternately laminating a plurality of low refractive index layers made of SiO x and high refractive index layers made of niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ) having a higher refractive index than the low refractive index layer. It consists of a multilayer film. The structure of the multilayer film is shown in Table 2 below. The base material on which the first inclined surface 111 and the second inclined surface 112 are formed is a sheet made of polyethylene terephthalate (PET) resin. Graphs obtained by measuring the relationship between the incident angle on the optical thin film 113 and the light transmittance are shown in FIGS. 11, 12, and 13, and FIG. 11 is data when light having a peak wavelength of 640 nm is incident thereon. FIG. 12 shows data when light having a peak wavelength of 530 nm is incident, and FIG. 13 shows data when light having a peak wavelength of 450 nm is incident. The light transmittance of the optical thin film 113 starts to increase rapidly from the vicinity of an incident angle of 25 degrees for any light, reaches a maximum at an incident angle of 50 to 60 degrees, and gradually decreases.

Figure 0004622935
Figure 0004622935

光学薄膜113は、光の入射角が入射角θMAXのときに最大光透過率TRMAXとなり、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光の、この光透過制御部材ユニット110を構成する第1傾斜面111に対する入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれている。面状光源ユニット42を構成する光源41の中心部を通る垂直軸NL0を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニット110を切断したときの第1傾斜面111の傾斜は、第1傾斜面111の延びる方向と仮想垂直平面との成す角度が直角の場合に、最も大きくなる。即ち、光学薄膜113への光の入射角が最も大きくなる。そして、複数の第1傾斜面111の任意の1つの第1傾斜面111を取り上げたとき、係る1つの第1傾斜面111のいずれかの地点での入射角が入射角θMAXと等しくなる。 The optical thin film 113 has the maximum light transmittance TR MAX when the incident angle of light is the incident angle θ MAX , and each light transmission control member unit 110 has the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110. The incident angle θ MAX is included in the angle range of the incident angle of the light emitted from the constituting light source 41 with respect to the first inclined surface 111 constituting the light transmission control member unit 110. The inclination of the first inclined surface 111 when the light transmission control member unit 110 is cut in a virtual vertical plane including the vertical axis NL 0 passing through the center of the light source 41 constituting the planar light source unit 42 is the first inclined surface 111. Is the largest when the angle formed between the extending direction and the virtual vertical plane is a right angle. That is, the incident angle of light to the optical thin film 113 is the largest. When any one first inclined surface 111 of the plurality of first inclined surfaces 111 is taken up, the incident angle at any point of the one first inclined surface 111 becomes equal to the incident angle θ MAX .

光源側へと延びる第1傾斜面111の法線NL1(法線NL1の延びる方向を図1に矢印で示す)は光源41に近づく方向に延びており、光源側へと延びる第2傾斜面112の法線NL2(法線NL2の延びる方向を図1に矢印で示す)は光源41から遠ざかる方向に延びている。より具体的には、第1傾斜面111は、この第1傾斜面111が含まれる光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41に概ね面しており、第2傾斜面112は、隣接する光透過制御部材ユニット110’に対応した面状光源ユニット42’を構成する光源41’に概ね面している。 A normal line NL 1 of the first inclined surface 111 extending toward the light source side (the direction in which the normal line NL 1 extends is indicated by an arrow in FIG. 1) extends in a direction approaching the light source 41, and is a second inclination extending toward the light source side. A normal line NL 2 (the direction in which the normal line NL 2 extends is indicated by an arrow in FIG. 1) of the surface 112 extends in a direction away from the light source 41. More specifically, the first inclined surface 111 generally faces the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110 including the first inclined surface 111, and the second inclined surface 111 The inclined surface 112 generally faces the light source 41 ′ constituting the planar light source unit 42 ′ corresponding to the adjacent light transmission control member unit 110 ′.

また、第2傾斜面112によって第1傾斜面111と第1傾斜面111とは結ばれているが、より具体的には、第1傾斜面111の頂部と、この第1傾斜面111に隣接する第1傾斜面111の底部が、第2傾斜面112によって結ばれている。面状光源ユニット42を構成する光源41の中心部を通る垂直軸NL0を含む仮想垂直平面で光透過制御部材ユニット110を切断したときの第1傾斜面111及び第2傾斜面112によって形成された形状は、鋸形である。また、光透過制御部材ユニット110を構成する第2傾斜面112(第2傾斜面B3)と隣接光透過制御部材ユニット110’を構成する第2傾斜面112’(第2傾斜面b3)とが接続されることで、光透過制御部材ユニット110と、この光透過制御部材ユニット110に隣接する隣接光透過制御部材ユニット110’とは接続されている。 In addition, the first inclined surface 111 and the first inclined surface 111 are connected by the second inclined surface 112. More specifically, the top of the first inclined surface 111 and the first inclined surface 111 are adjacent to each other. The bottom portion of the first inclined surface 111 is connected by the second inclined surface 112. It is formed by the first inclined surface 111 and the second inclined surface 112 when the light transmission control member unit 110 is cut along a virtual vertical plane including the vertical axis NL 0 that passes through the center of the light source 41 constituting the planar light source unit 42. The shape is a saw shape. The second inclined surface 112 (second inclined surface B 3 ) constituting the light transmission control member unit 110 and the second inclined surface 112 ′ (second inclined surface b 3 ) constituting the adjacent light transmission control member unit 110 ′. Are connected to each other, and the light transmission control member unit 110 and the adjacent light transmission control member unit 110 ′ adjacent to the light transmission control member unit 110 are connected.

更には、複数の第1傾斜面111は、面状光源ユニット42を構成する光源41の中心部を通る垂直軸NL0を中心として同心に配列されているが、具体的には、第1傾斜面111を光源側から眺めたときの平面形状は、光透過制御部材ユニット110の外形形状と略相似形である。より具体的には、光透過制御部材ユニット110の外形形状は矩形であり、第1傾斜面111を光源側から眺めたときの平面形状は、コーナー部が丸みを帯びた同心の矩形の「ロ」の字状である。 Further, the plurality of first inclined surfaces 111 are arranged concentrically around a vertical axis NL 0 that passes through the central portion of the light source 41 that constitutes the planar light source unit 42. The planar shape when the surface 111 is viewed from the light source side is substantially similar to the outer shape of the light transmission control member unit 110. More specifically, the outer shape of the light transmission control member unit 110 is a rectangle, and the planar shape when the first inclined surface 111 is viewed from the light source side is a concentric rectangle “round” with rounded corners. "".

各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110を構成する第1傾斜面111に向かう光は、この第1傾斜面111上に形成された光学薄膜113を透過して、拡散板61に入射するが、このときの第1傾斜面111上に形成された光学薄膜における光透過率TR11は、0.7×TRMAX≦TR11≦TRMAXである。具体的には、入射角が45度〜65度となるように、第1傾斜面111の傾斜角を決定している。また、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110に隣接した隣接光透過制御部材ユニット110’を構成する第2傾斜面112’に向かう光は、この第2傾斜面112’上に形成された光学薄膜113’によって反射されるが、このときの第2傾斜面112’上に形成された光学薄膜113’における光透過率TR2は、TR2≦0.3×TRMAXである。更には、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110を構成する第2傾斜面112に向かう光は、この第2傾斜面112上に形成された光学薄膜113によって反射される。 In each light transmission control member unit 110, the light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110, and the first light constituting the light transmission control member unit 110. The light traveling toward the inclined surface 111 passes through the optical thin film 113 formed on the first inclined surface 111 and enters the diffusion plate 61. The optical thin film formed on the first inclined surface 111 at this time The light transmittance TR 11 at is 0.7 × TR MAX ≦ TR 11 ≦ TR MAX . Specifically, the inclination angle of the first inclined surface 111 is determined so that the incident angle is 45 degrees to 65 degrees. Further, in each light transmission control member unit 110, the light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110 and adjacent to the light transmission control member unit 110. The light traveling toward the second inclined surface 112 ′ constituting the adjacent light transmission control member unit 110 ′ is reflected by the optical thin film 113 ′ formed on the second inclined surface 112 ′, and the second inclined surface at this time The light transmittance TR 2 in the optical thin film 113 ′ formed on the surface 112 ′ is TR 2 ≦ 0.3 × TR MAX . Further, in each light transmission control member unit 110, light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110, which constitutes the light transmission control member unit 110. The light traveling toward the second inclined surface 112 is reflected by the optical thin film 113 formed on the second inclined surface 112.

実施例1にあっては、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。より具体的には、各画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が駆動回路90から供給される。そして、面状光源ユニット42(q,p)のそれぞれにおいて、各表示領域ユニット12(q,p)を構成する全ての画素(副画素[R,G,B](q,p))を駆動するために駆動回路70,80(q,p),90に入力される駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素(副画素[R,G,B](q,p))の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2-(q,p))が得られるように、この表示領域ユニット12(q,p)に対応する面状光源ユニット42(q,p)を構成する光源41(q,p)の輝度を面状光源ユニット駆動回路80(q,p)によって制御する。 In the first embodiment, a control signal for controlling the light transmittance Lt of each pixel is supplied from the drive circuit to each pixel. More specifically, a control signal [R, G, B] that controls the light transmittance Lt of each of the sub-pixels [R, G, B] is supplied to each of the sub-pixels [R, G, B] constituting each pixel. B] is supplied from the drive circuit 90. In each of the planar light source units 42 (q, p) , all the pixels (sub-pixels [R, G, B] (q, p) ) constituting each display area unit 12 (q, p ) are driven. In order to achieve this, the values x R- (q, p) , x G- (q, x ) of the drive signals [R, G, B] (q, p) input to the drive circuits 70, 80 (q, p) , 90 p) , x B- (q, p) is the maximum value within the display area unit / drive signal maximum value x U-max (q, p). Of the pixel (sub-pixel [R, G, B] (q, p) ) (light transmittance, display brightness at the first specified value Lt 1 , second specified value y 2− ( q, p) ) is obtained so that the luminance of the light source 41 (q, p) constituting the planar light source unit 42 (q, p) corresponding to the display area unit 12 (q, p) is the planar light source. Control is performed by the unit drive circuit 80 (q, p) .

以下、実施例1における液晶表示装置組立体の駆動方法を、図5及び図6を参照して説明する。   Hereinafter, a driving method of the liquid crystal display device assembly according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

[ステップ−100]
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1画像表示フレーム分の駆動信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、バックライト制御ユニット70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図5参照)。尚、駆動信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をy’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される駆動信号であり、入力光量y’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、バックライト制御ユニット70に入力された1画像表示フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、バックライト制御ユニット70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1画像表示フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
[Step-100]
The drive signal [R, G, B] and the clock signal CLK for one image display frame sent from a known display circuit such as a scan converter are input to the backlight control unit 70 and the liquid crystal display device drive circuit 90 ( (See FIG. 5). The drive signals [R, G, B] are output signals from the image pickup tube, for example, when y ′ is the input light quantity to the image pickup tube. Is a drive signal that is also input to the liquid crystal display device drive circuit 90 to control the above, and can be expressed as a function of the input light amount y ′ to the power of 0.45. Then, the values x R , x G , x B of the drive signals [R, G, B] for one image display frame input to the backlight control unit 70 are stored in a storage device (memory) constituting the backlight control unit 70. ) 72 is temporarily stored. Further, the values x R , x G , x B of the drive signals [R, G, B] for one image display frame input to the liquid crystal display device driving circuit 90 are also stored in the liquid crystal display device driving circuit 90. (Not shown) once stored.

[ステップ−110]
次いで、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された駆動信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12(q,p)において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を構成する全ての画素における副画素[R,G,B](q,p)を駆動するための駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
[Step-110]
Next, in the arithmetic circuit 71 constituting the backlight control unit 70, the value of the drive signal [R, G, B] stored in the storage device 72 is read and the (p, q) th [however, first, p = 1, q = 1] in the display area unit 12 (q, p) , the sub-pixels [R, G in all the pixels constituting the (p, q) -th display area unit 12 (q, p) , B] (q, p) for driving the signals [R, G, B] (q, p) x R- (q, p) , x G- (q, p) , x B- In the display area unit / drive signal maximum value x U-max (q, p) , which is the maximum value of (q, p) , is obtained by the arithmetic circuit 71. The in-display area unit / drive signal maximum value x U-max (q, p) is stored in the storage device 72. This step is executed for all of m = 1, 2,..., M, n = 1, 2,..., N, that is, for M × N pixels.

例えば、xR-(q,p)が「110」に相当する値であり、xG-(q,p)が「150」に相当する値であり、xB-(q,p)が「50」に相当する値である場合、xU-max(q,p)は「150」に相当する値である。 For example, x R- (q, p) is a value corresponding to “110”, x G- (q, p) is a value corresponding to “150”, and x B- (q, p) is “ In the case of a value corresponding to “50”, x U−max (q, p) is a value corresponding to “150”.

この操作を、(p,q)=(1,1)から(P,Q)まで繰り返し、全ての表示領域ユニット12(q,p)における表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、記憶装置72に記憶する。 This operation is repeated from (p, q) = (1, 1) to (P, Q), and the display area unit internal drive signal maximum value x U-max (in all display area units 12 (q, p) . q, p) is stored in the storage device 72.

そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号[R,G,B](q,p)に相当する制御信号[R,G,B](q,p)が副画素[R,G,B](q,p)に供給されたと想定したときの輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2-(q,p))が面状光源ユニット42(q,p)によって得られるように、表示領域ユニット12(q,p)に対応する面状光源ユニット42(q,p)の光源輝度Y2-(q,p)を、面状光源ユニット駆動回路80(q,p)の制御下、増減する。具体的には、以下の式(1)を満足するように、1画像表示フレーム毎、1面状光源ユニット毎に光源輝度Y2を制御すればよい。より具体的には、光源輝度制御関数g(xnol-max)である式(2)に基づき光源41(q,p)の輝度を制御し、且つ、式(1)を満足するように光源輝度Y2を制御すればよい。このような制御の概念図を、図9の(A)及び(B)に示す。但し、後述するように、他の面状光源ユニット42の影響に基づいた補正を、光源輝度Y2に対して施す必要がある。尚、光源輝度Y2の制御に関するこれらの関係、即ち、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max、この最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素(副画素)に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2、このときの各副画素の光透過率(開口率)[光透過率・第2規定値Lt2]、各副画素の光透過率(開口率)を光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度・第2規定値y2が得られるような面状光源ユニットにおける輝度制御パラメータの関係は、予め求めておき、記憶装置72等に記憶しておけばよい。 Then, the control signal [R, G, B corresponding to the drive signal [R, G, B] (q, p) having a value equal to the in-display area unit / maximum drive signal value x U-max (q, p). ] (Q, p) is assumed to be supplied to the sub-pixel [R, G, B] (q, p) (light transmittance, display brightness at the first specified value Lt 1 , second specified value y) 2- (q, p)) as obtained by the surface light source unit 42 (q, p), the light source luminance of the planar light source unit 42 corresponding to the display area unit 12 (q, p) (q , p) Y 2- (q, p) is increased or decreased under the control of the planar light source unit drive circuit 80 (q, p) . Specifically, the light source luminance Y 2 may be controlled for each image display frame and for each planar light source unit so as to satisfy the following expression (1). More specifically, the brightness of the light source 41 (q, p) is controlled based on the formula (2) which is the light source brightness control function g (x nol-max ), and the light source is set so as to satisfy the formula (1). The luminance Y 2 may be controlled. A conceptual diagram of such control is shown in FIGS. 9A and 9B. However, as described later, the correction based on the influence of other planar light source units 42, it is necessary to apply to the light source luminance Y 2. It should be noted that these relations regarding the control of the light source luminance Y 2 , that is, the value of the control signal corresponding to the drive signal having a value equal to the maximum value x U-max in the display area unit and the drive signal maximum value x U-max . , The display luminance when assuming that such a control signal is supplied to the pixel (sub-pixel), the second specified value y 2 , the light transmittance (aperture ratio) of each sub-pixel at this time [light transmittance / first 2 specified value Lt 2 ], and a planar light source that provides display luminance and second specified value y 2 when the light transmittance (aperture ratio) of each sub-pixel is set to light transmittance and first specified value Lt 1. The relationship between the brightness control parameters in the unit may be obtained in advance and stored in the storage device 72 or the like.

2・Lt1=Y1・Lt2 (1)
g(xnol-max)=a1・(xnol-max2.2+a0 (2)
Y 2 · Lt 1 = Y 1 · Lt 2 (1)
g (x nol-max ) = a 1 · (x nol-max ) 2.2 + a 0 (2)

ここで、画素(あるいは、画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれ)を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される駆動信号(駆動信号[R,G,B])の最大値をxmaxとしたとき、
nol-max≡xU-max/xmax
であり、a1,a0は定数であり、
1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
1=0.99
0=0.01
とすればよい。また、駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xmaxの値は「255」に相当する値である。
Here, driving signals (driving signals [R, G, B]) input to the liquid crystal display device driving circuit 90 to drive the pixels (or the sub-pixels [R, G, B] constituting the pixels). ) Is the maximum value x max
x nol-max ≡ x U-max / x max
And a 1 and a 0 are constants,
a 1 + a 0 = 1
0 <a 0 <1, 0 <a 1 <1
Can be expressed as For example,
a 1 = 0.99
a 0 = 0.01
And it is sufficient. The value x R of the drive signals [R, G, B], x G, each x B, and takes a value of 2 8 steps, the value of x max is a value corresponding to "255".

ところで、面状光源装置にあっては、例えば、(p,q)=(1,1)の面状光源ユニット42(1,1)の輝度制御を想定した場合、他のP×Q個の面状光源ユニット42からの影響を考慮する必要がある。このような面状光源ユニット42が他の面状光源ユニット42から受ける影響は、各面状光源ユニット42の発光プロファイルによって予め判明しているので、逆算によって差分を計算でき、その結果、補正が可能である。演算の基本形を以下に説明する。 By the way, in the planar light source device, for example, assuming brightness control of the planar light source unit 42 (1,1) of (p, q) = (1,1), other P × Q pieces It is necessary to consider the influence from the planar light source unit 42. Since the influence of such a planar light source unit 42 from other planar light source units 42 is known in advance by the light emission profile of each planar light source unit 42, the difference can be calculated by back calculation, and as a result, the correction is Is possible. The basic form of calculation will be described below.

式(1)及び式(2)の要請に基づくP×Q個の面状光源ユニット42に要求される輝度(光源輝度Y2)を行列[LPxQ]で表す。また、或る面状光源ユニットのみを駆動し、他の面状光源ユニットは駆動していないときに得られる或る面状光源ユニットの輝度を、P×Q個の面状光源ユニット42に対して予め求めておく。係る輝度を行列[L’PxQ]で表す。更には、補正係数を行列[αPxQ]で表す。すると、これらの行列の関係は、以下の式(3−1)で表すことができる。補正係数の行列[αPxQ]は、予め求めておくことができる。
[LPxQ]=[L’PxQ]・[αPxQ] (3−1)
よって、式(3−1)から行列[L’PxQ]を求めればよい。行列[L’PxQ]は、逆行列の演算から求めることができる。即ち、
[L’PxQ]=[LPxQ]・[αPxQ-1 (3−2)
を計算すればよい。そして、行列[L’PxQ]で表された輝度が得られるように光源41(q,p)を制御すればよく、具体的には、係る操作、処理は、記憶装置(メモリ)82に記憶された情報(データテーブル)を用いて行えばよい。尚、光源41(q,p)の制御にあっては、行列[L’PxQ]の値は負の値を取れないので、演算結果は正の領域にとどめる必要があることは云うまでもない。従って、式(3−2)の解は厳密解ではなく、近似解となる場合がある。
The luminance (light source luminance Y 2 ) required for the P × Q planar light source units 42 based on the requirements of the equations (1) and (2) is represented by a matrix [L PxQ ]. In addition, the luminance of a certain planar light source unit obtained when only a certain planar light source unit is driven and the other planar light source units are not driven is compared with P × Q planar light source units 42. Obtain in advance. Such luminance is represented by a matrix [L ′ PxQ ]. Further, the correction coefficient is represented by a matrix [α PxQ ]. Then, the relationship between these matrices can be expressed by the following equation (3-1). The correction coefficient matrix [α PxQ ] can be obtained in advance.
[L PxQ ] = [L ′ PxQ ] · [α PxQ ] (3-1)
Therefore, what is necessary is just to obtain | require matrix [L' PxQ ] from Formula (3-1). The matrix [L ′ PxQ ] can be obtained from the inverse matrix operation. That is,
[L ′ PxQ ] = [L PxQ ] · [α PxQ ] −1 (3-2)
Should be calculated. Then, the light source 41 (q, p) may be controlled so that the luminance represented by the matrix [L ′ PxQ ] is obtained. Specifically, the operation and processing are stored in the storage device (memory) 82. What is necessary is just to perform using the information (data table). In the control of the light source 41 (q, p) , since the value of the matrix [L ′ PxQ ] cannot take a negative value, it is needless to say that the calculation result needs to be kept in a positive region. . Therefore, the solution of equation (3-2) may not be an exact solution but an approximate solution.

このように、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られた式(1)及び式(2)の値に基づき得られた行列[LPxQ]、補正係数の行列[αPxQ]に基づき、上述したとおり、面状光源ユニットを単独で駆動したと想定したときの輝度の行列[L’PxQ]を求め、更には、記憶装置72に記憶された変換テーブルに基づき、0〜255の範囲内の対応する整数に変換する。こうして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において、面状光源ユニット42(q,p)における赤色発光ダイオード41R(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR-(q,p)、緑色発光ダイオード41G(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SG-(q,p)、青色発光ダイオード41B(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SB-(q,p)を得ることができる。 As described above, the matrix [L PxQ ] and the correction coefficient matrix [α PxQ ] obtained based on the values of the equations (1) and (2) obtained in the arithmetic circuit 71 constituting the backlight control unit 70 are obtained. As described above, the luminance matrix [L ′ PxQ ] is calculated when it is assumed that the planar light source unit is driven alone. Further, based on the conversion table stored in the storage device 72, 0 to 255 is obtained. Convert to a corresponding integer in the range. Thus, the value of the pulse width modulation output signal for controlling the light emission time of the red light emitting diode 41R (q, p) in the planar light source unit 42 (q, p) in the arithmetic circuit 71 constituting the backlight control unit 70. S R- (q, p), a green light emitting diode 41G (q, p) of the pulse width modulation output signal for controlling the light emission time of the value S G- (q, p), the blue light emitting diode 41B (q, p ) , The value S B− (q, p) of the pulse width modulation output signal for controlling the light emission time can be obtained.

[ステップ−120]
次に、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値SR-(q,p),SG-(q,p),SB-(q,p)は、面状光源ユニット42(q,p)に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80(q,p)の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80(q,p)に送出される(図6参照)。
[Step-120]
Next, the values S R- (q, p) , S G- (q, p) , S B- (q, p ) of the pulse width modulation output signal obtained in the arithmetic circuit 71 constituting the backlight control unit 70. ) Is sent to the storage device 82 of the planar light source unit drive circuit 80 (q, p) provided corresponding to the planar light source unit 42 (q, p) and stored in the storage device 82. The clock signal CLK is also sent to the planar light source unit drive circuit 80 (q, p) (see FIG. 6).

[ステップ−130]
そして、パルス幅変調出力信号の値SR-(q,p),SG-(q,p),SB-(q,p)に基づき、面状光源ユニット42(q,p)を構成する赤色発光ダイオード41R(q,p)のオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード41G(q,p)のオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード41B(q,p)のオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
R-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
ON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
[Step-130]
Then, the planar light source unit 42 (q, p) is configured based on the values S R- (q, p) , S G- (q, p) , S B- (q, p) of the pulse width modulation output signal. ON time t R-ON and OFF time t R-OFF of the red light emitting diode 41R (q, p ) , ON time t G-ON and OFF time t G-OFF of the green light emitting diode 41G (q, p) , blue The arithmetic circuit 81 determines the on time t B-ON and the off time t B-OFF of the light emitting diode 41B (q, p) . still,
t R-ON + t R-OFF = t G-ON + t G-OFF = t B-ON + t B-OFF = constant value t Const
It is. The duty ratio in driving based on pulse width modulation of the light emitting diode is
t ON / (t ON + t OFF ) = t ON / t Const
Can be expressed as

そして、面状光源ユニット42(q,p)を構成する赤色発光ダイオード41R(q,p),緑色発光ダイオード41G(q,p)、青色発光ダイオード41B(q,p)のオン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)に相当する信号が、LED駆動回路83に送られ、このLED駆動回路83から、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)に相当する信号の値に基づき、スイッチング素子85R(q,p),85G(q,p),85B(q,p)が、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)だけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源86からのLED駆動電流が、各発光ダイオード41R(q,p),41G(q,p),41B(q,p)に流される。その結果、各発光ダイオード41R(q,p),41G(q,p),41B(q,p)は、1画像表示フレームにおいて、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)だけ発光する。こうして、第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を、所定の照度において照明する。 The on-time t R− of the red light emitting diode 41R (q, p) , the green light emitting diode 41G (q, p) , and the blue light emitting diode 41B (q, p) constituting the planar light source unit 42 (q, p). Signals corresponding to ON- (q, p) , t G-ON- (q, p) , t B-ON- (q, p) are sent to the LED drive circuit 83, and from this LED drive circuit 83, Based on the value of the signal corresponding to the on-time tR -ON- (q, p) , tG-ON- (q, p) , tB-ON- (q, p) , the switching element 85R (q, p ) , 85G (q, p) , 85B (q, p) are turned on times t R-ON- (q, p) , t G-ON- (q, p) , t B-ON- (q, p ) , The LED driving current from the light emitting diode driving power supply 86 is caused to flow to each of the light emitting diodes 41R (q, p) , 41G (q, p) , 41B (q, p) . As a result, each of the light emitting diodes 41R (q, p) , 41G (q, p) , 41B (q, p) has an on time t R-ON- (q, p) , t G- in one image display frame. Only ON- (q, p) and t B-ON- (q, p) emit light. Thus, the (p, q) -th display area unit 12 (q, p) is illuminated at a predetermined illuminance.

こうして得られた状態を、図10の(A)及び(B)に実線で示すが、図10の(A)は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される駆動信号の値を2.2乗した値(x’≡x2.2)とデューティ比(=tON/tConst)との関係を模式的に示す図であり、図10の(B)は、副画素の光透過率Ltを制御するための制御信号の値Xと表示輝度yとの関係を模式的に示す図である。 The states thus obtained are indicated by solid lines in FIGS. 10A and 10B. FIG. 10A shows a drive signal input to the liquid crystal display device drive circuit 90 to drive the sub-pixels. 10 is a diagram schematically showing a relationship between a value obtained by raising the value of x to the power of 2 (x′≡x 2.2 ) and a duty ratio (= t ON / t Const ). FIG. It is a figure which shows typically the relationship between the value X of the control signal for controlling the light transmittance Lt, and the display brightness | luminance y.

一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)はタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された駆動信号[R,G,B](q,p)に相当する制御信号[R,G,B](q,p)を、副画素[R,G,B](q,p)に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B](q,p)に供給される制御信号[R,G,B](q,p)の値XR-(q,p),XG-(q,p),XB-(q,p)と、駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)とは、以下の式(4−1)、式(4−2)、式(4−3)の関係にある。但し、b1_R,b0_R,b1_G,b0_G,b1_B,b0_Bは定数である。また、面状光源ユニット42(q,p)の光源輝度Y2-(q,p)を画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B](q,p)は、基本的に、駆動信号[R,G,B](q,p)の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Y2-(q,p)の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。即ち、実施例1にあっては、1画像表示フレーム毎に光源輝度Y2-(q,p)が変化するので、光源輝度Y2-(q,p)(≦Y1)において表示輝度・第2規定値y2-(q,p)が得られるように制御信号[R,G,B](q,p)の値XR-(q,p),XG-(q,p),XB-(q,p)を決定、補正(補償)して、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)Ltを制御している。ここで、式(4−1)、式(4−2)、式(4−3)の関数fR,fG,fBは、係る補正(補償)を行うための予め求められた関数である。 On the other hand, the values x R- (q, p) , x G- (q, p) , x B- ( ) of the drive signals [R, G, B] (q, p) input to the liquid crystal display device driving circuit 90. q, p) is sent to the timing controller 91. In the timing controller 91, a control signal [R, G, B] ( q, p) corresponding to the input drive signal [R, G, B] (q, p) ( q (p) is supplied (output) to the sub-pixel [R, G, B] (q, p) . Control signals [R, G, B] (q generated by the timing controller 91 of the liquid crystal display device driving circuit 90 and supplied from the liquid crystal display device driving circuit 90 to the sub-pixels [R, G, B] (q, p) , p) values X R- (q, p) , X G- (q, p) , X B- (q, p) and the value x of the drive signal [R, G, B] (q, p) R- (q, p) , xG- (q, p) , xB- (q, p) are the following expressions (4-1), (4-2), and (4-3): Are in a relationship. However, b1_R , b0_R , b1_G , b0_G , b1_B , b0_B are constants. Further, since the light source luminance Y 2- (q, p) of the planar light source unit 42 (q, p) is changed for each image display frame, the control signal [R, G, B] (q, p) In particular, correction (compensation) is performed on the value obtained by multiplying the value of the drive signal [R, G, B] (q, p) by the power of 2.2 based on the change in the light source luminance Y 2- (q, p). Have a value. That is, in the first embodiment, since the light source luminance Y 2− (q, p) changes for each image display frame, the display luminance / light source luminance Y 2− (q, p) (≦ Y 1 ) The values X R- (q, p) and X G- (q, p) of the control signal [R, G, B] (q, p) so that the second specified value y 2− (q, p) is obtained. , X B- (q, p) is determined and corrected (compensated) to control the light transmittance (aperture ratio) Lt of the pixel or sub-pixel. Here, the functions f R , f G , and f B in the equations (4-1), (4-2), and (4-3) are functions obtained in advance for performing such correction (compensation). is there.

R-(q,p)=fR(b1_R・xR-(q,p) 2.2+b0_R) (4−1)
G-(q,p)=fG(b1_G・xG-(q,p) 2.2+b0_G) (4−2)
B-(q,p)=fB(b1_B・xB-(q,p) 2.2+b0_B) (4−3)
X R- (q, p) = f R (b 1_R · x R- (q, p) 2.2 + b 0_R) (4-1)
X G- (q, p) = f G (b 1_G · x G- (q, p) 2.2 + b 0_G) (4-2)
X B- (q, p) = f B (b 1_B · x B- (q, p) 2.2 + b 0_B) (4-3)

こうして、1画像表示フレームにおける画像表示動作が完了する。   Thus, the image display operation in one image display frame is completed.

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置、面状光源ユニット、液晶表示装置組立体、光透過制御部材、駆動回路の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。発光ダイオードの温度を温度センサーで監視し、その結果を、面状光源ユニット駆動回路80にフィードバックすることで、面状光源ユニット42の輝度補償(補正)や温度制御を行ってもよい。実施例においては、液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定して説明を行ったが、場合によっては、透過型の液晶表示装置は、P×Q個の実際の表示領域ユニットに分割された構造を有していてもよい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to this Example. The configurations and structures of the transmissive color liquid crystal display device, the planar light source device, the planar light source unit, the liquid crystal display device assembly, the light transmission control member, and the drive circuit described in the embodiments are examples, and constitute these. Members, materials, etc. are also examples, and can be changed as appropriate. Luminance compensation (correction) and temperature control of the planar light source unit 42 may be performed by monitoring the temperature of the light emitting diode with a temperature sensor and feeding back the result to the planar light source unit drive circuit 80. In the embodiments, the description has been made on the assumption that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units. However, in some cases, the transmissive liquid crystal display device has P × Q. You may have the structure divided | segmented into the actual display area unit.

図2に模式的な一部断面図を示すように、第1傾斜面111及び第2傾斜面112を、光源側へと延びる第1傾斜面111の法線は、光源41から遠ざかる方向に延びており、光源側へと延びる第2傾斜面112の法線は、光源41に近づく方向に延びている構成とすることもできる。具体的には、第2傾斜面112は、この第2傾斜面112が含まれる光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41に概ね面しており、第1傾斜面111は、隣接する光透過制御部材ユニット110’に対応した面状光源ユニット42’を構成する光源41’に概ね面している構成とすることができる。尚、この場合にあっても、或る光透過制御部材ユニット110と、この光透過制御部材ユニット110に隣接する隣接光透過制御部材ユニット110’とは、或る光透過制御部材ユニット110を構成する第2傾斜面112(第2傾斜面B2)と隣接光透過制御部材ユニット110’を構成する第2傾斜面112’(第2傾斜面b2)とが接続されることで、接続されている。また、図2に示した例においては、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110を構成する第1傾斜面111に向かう光は、この第1傾斜面111上に形成された光学薄膜113を透過して、拡散板61に入射する。一方、各光透過制御部材ユニット110において、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42を構成する光源41から出射された光であって、この光透過制御部材ユニット110に隣接した隣接光透過制御部材ユニット110’に向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニット110’を構成する第2傾斜面112’上に形成された光学薄膜113’によって反射され、この光透過制御部材ユニット110に対応した面状光源ユニット42内に戻される。 As shown in a schematic partial cross-sectional view in FIG. 2, the normal line of the first inclined surface 111 extending from the first inclined surface 111 and the second inclined surface 112 to the light source side extends in a direction away from the light source 41. The normal line of the second inclined surface 112 extending to the light source side may be configured to extend in a direction approaching the light source 41. Specifically, the second inclined surface 112 substantially faces the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110 including the second inclined surface 112, and the first inclined surface 112 The surface 111 can be configured to generally face the light source 41 ′ constituting the planar light source unit 42 ′ corresponding to the adjacent light transmission control member unit 110 ′. Even in this case, a certain light transmission control member unit 110 and an adjacent light transmission control member unit 110 ′ adjacent to this light transmission control member unit 110 constitute a certain light transmission control member unit 110. The second inclined surface 112 (second inclined surface B 2 ) and the second inclined surface 112 ′ (second inclined surface b 2 ) constituting the adjacent light transmission control member unit 110 ′ are connected. ing. In the example shown in FIG. 2, in each light transmission control member unit 110, the light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110, The light traveling toward the first inclined surface 111 constituting the light transmission control member unit 110 passes through the optical thin film 113 formed on the first inclined surface 111 and enters the diffusion plate 61. On the other hand, in each light transmission control member unit 110, the light emitted from the light source 41 constituting the planar light source unit 42 corresponding to the light transmission control member unit 110, adjacent to the light transmission control member unit 110. At least a part of the light traveling toward the adjacent light transmission control member unit 110 ′ is reflected by the optical thin film 113 ′ formed on the second inclined surface 112 ′ constituting the adjacent light transmission control member unit 110 ′. It is returned to the planar light source unit 42 corresponding to the control member unit 110.

実施例1においては、光透過制御部材100と拡散板61との間に隙間を空けたが、光透過制御部材を拡散板61の下面に配してもよい。この場合、図3に示すように、光透過制御部材が拡散板の下面に固定された構成とすることができるし、図4に示すように、光透過制御部材と拡散板とが一体に作製された構成とすることもできる。尚、図3あるいは図4に示した変形例を、図2に示した変形例に適用することもできる。   In the first embodiment, a gap is formed between the light transmission control member 100 and the diffusion plate 61, but the light transmission control member may be disposed on the lower surface of the diffusion plate 61. In this case, the light transmission control member can be fixed to the lower surface of the diffusion plate as shown in FIG. 3, and the light transmission control member and the diffusion plate are integrally manufactured as shown in FIG. It can also be set as the structure made. Note that the modification shown in FIG. 3 or 4 can also be applied to the modification shown in FIG.

光源として、LEDの代わりに、冷陰極線型の蛍光ランプを用いることもできる。蛍光ランプが列方向(第1の方向)に沿って延びるように配置され、且つ、行方向(第2の方向)に沿って複数本配置されている場合、行方向(第2の方向)と平行な仮想垂直平面で面状光源装置を切断したときの一部断面図は、図1〜図4に示したと同様である。そして、この場合には、複数の第1傾斜面は、光源を通り、列方向(第1の方向)と平行な仮想垂直平面に対して対称に配置されている。一方、蛍光ランプが行方向(第2の方向)に沿って延びるように配置され、且つ、列方向(第1の方向)に沿って複数本配置されている場合、列方向(第1の方向)と平行な仮想垂直平面で面状光源装置を切断したときの一部断面図は、図1〜図4に示したと同様である。そして、この場合には、複数の第1傾斜面は、光源を通り、行方向(第2の方向)と平行な仮想垂直平面に対して対称に配置されている。   As the light source, a cold cathode ray type fluorescent lamp can be used instead of the LED. When the fluorescent lamps are arranged so as to extend along the column direction (first direction) and a plurality of fluorescent lamps are arranged along the row direction (second direction), the row direction (second direction) Partial cross-sectional views when the planar light source device is cut along a parallel virtual vertical plane are the same as those shown in FIGS. In this case, the plurality of first inclined surfaces are arranged symmetrically with respect to a virtual vertical plane that passes through the light source and is parallel to the column direction (first direction). On the other hand, when the fluorescent lamps are arranged so as to extend along the row direction (second direction) and a plurality of fluorescent lamps are arranged along the column direction (first direction), the column direction (first direction) A partial cross-sectional view when the planar light source device is cut along a virtual vertical plane parallel to) is the same as that shown in FIGS. In this case, the plurality of first inclined surfaces are arranged symmetrically with respect to a virtual vertical plane passing through the light source and parallel to the row direction (second direction).

場合によっては、面状光源装置40を構成する面状光源ユニット42と面状光源ユニット42とは隔壁で仕切られていてもよい。但し、光源から出射された光によって隔壁の影が生じない程度の低い隔壁とする必要がある。   In some cases, the planar light source unit 42 and the planar light source unit 42 constituting the planar light source device 40 may be partitioned by a partition wall. However, it is necessary to make the partition walls low enough not to cause shadows on the partition walls by the light emitted from the light source.

図1は、実施例1における光透過制御部材等を含む面状光源装置の模式的な一部断面図である。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a planar light source device including a light transmission control member and the like in the first embodiment. 図2は、実施例1における光透過制御部材及び拡散板の変形例の模式的な一部断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the light transmission control member and the diffusion plate in the first embodiment. 図3は、実施例1における光透過制御部材及び拡散板の別の変形例の模式的な一部断面図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of another modification of the light transmission control member and the diffusion plate in the first embodiment. 図4は、実施例1における光透過制御部材及び拡散板の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the light transmission control member and the diffusion plate in the first embodiment. 図5は、実施例での使用に適したカラー液晶表示装置及び面状光源装置から成る液晶表示装置組立体の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of a liquid crystal display device assembly including a color liquid crystal display device and a planar light source device suitable for use in the embodiment. 図6は、実施例での使用に適した駆動回路の一部分の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a portion of a drive circuit suitable for use in the embodiment. 図7の(A)は、実施例の面状光源装置における発光ダイオード等の配置、配列状態を模式的に示す図であり、図7の(B)は、実施例のカラー液晶表示装置及び面状光源装置から成る液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図である。FIG. 7A is a diagram schematically showing the arrangement and arrangement of light emitting diodes and the like in the surface light source device of the example, and FIG. 7B is a color liquid crystal display device and surface of the example. It is a typical partial cross section figure of the liquid crystal display device assembly which consists of a planar light source device. 図8は、カラー液晶表示装置の模式的な一部断面図である。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a color liquid crystal display device. 図9の(A)及び(B)は、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2が面状光源ユニットによって得られるように、面状光源ユニットの光源輝度Y2を、面状光源ユニット駆動回路の制御下、増減する状態を説明するための概念図である。(A) and (B) of FIG. 9 show the display luminance when assuming that a control signal corresponding to the drive signal having a value equal to the drive signal maximum value x U-max is supplied to the pixel. as second predetermined value y 2 is obtained by the planar light source unit, the light source luminance Y 2 of the planar light source unit is the conceptual view for describing under the control of the planar light source unit drive circuit, a state of increasing or decreasing . 図10の(A)は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路に入力される駆動信号の値を2.2乗した値(x’≡x2.2)とデューティ比(=tON/tConst)との関係を模式的に示す図であり、図10の(B)は、副画素の光透過率を制御するための制御信号の値Xと表示輝度yとの関係を模式的に示す図である。FIG. 10A shows a value (x′≡x 2.2 ) obtained by multiplying the value of the drive signal input to the liquid crystal display device driving circuit to drive the subpixel by the power of 2.2 (x′≡x 2.2 ) and the duty ratio (= t ON / t Const ) is a diagram schematically showing the relationship between the control signal value X for controlling the light transmittance of the sub-pixel and the display luminance y. FIG. FIG. 図11は、実施例1の光学薄膜にピーク波長640nmの光が入射したときの、この光学薄膜への入射角と光透過率の関係を測定した結果を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the results of measuring the relationship between the incident angle to the optical thin film and the light transmittance when light having a peak wavelength of 640 nm is incident on the optical thin film of Example 1. 図12は、実施例1の光学薄膜にピーク波長530nmの光が入射したときの、この光学薄膜への入射角と光透過率の関係を測定した結果を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the results of measuring the relationship between the angle of incidence on the optical thin film and the light transmittance when light having a peak wavelength of 530 nm is incident on the optical thin film of Example 1. 図13は、実施例1の光学薄膜にピーク波長450nmの光が入射したときの、この光学薄膜への入射角と光透過率の関係を測定した結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the results of measuring the relationship between the angle of incidence on the optical thin film and the light transmittance when light having a peak wavelength of 450 nm is incident on the optical thin film of Example 1. 図14の(A)及び(B)は、面状光源装置の光源輝度と、画素の光透過率(開口率)と、表示領域における表示輝度との関係を説明するための概念図である。14A and 14B are conceptual diagrams for explaining the relationship among the light source luminance of the planar light source device, the light transmittance (aperture ratio) of the pixel, and the display luminance in the display region.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・カラー液晶表示装置、11・・・表示領域、12・・・表示領域ユニット、13・・・液晶材料、20・・・フロント・パネル、21・・・第1の基板、22・・・カラーフィルター、23・・・オーバーコート層、24・・・透明第1電極、25・・・配向膜、26・・・偏光フィルム、30・・・リア・パネル、31・・・第2の基板、32・・・スイッチング素子、34・・・透明第2電極、35・・・配向膜、36・・・偏光フィルム、37・・・絶縁層、40・・・面状光源装置、41,41’,41R,41G,41B・・・発光ダイオード(光源)、42,42’・・・面状光源ユニット、43,43R,43G,43B・・・フォトダイオード(光センサー)、51・・・筐体、52A・・・筐体の底面、52B・・・筐体の側面、53・・・外側フレーム、54・・・内側フレーム、55A,55B・・・スペーサ、56・・・ガイド部材、57・・・ブラケット部材、61・・・拡散板、62・・・拡散シート、63・・・プリズムシート、64・・・偏光変換シート、65・・・反射シート、70・・・バックライト制御ユニット、71・・・演算回路、72・・・記憶装置(メモリ)、80・・・面状光源ユニット駆動回路、81・・・演算回路、82・・・記憶装置(メモリ)、83・・・LED駆動回路、84・・・フォトダイオード制御回路、85R,85G,85B・・・スイッチング素子、86・・・発光ダイオード駆動電源、90・・・液晶表示装置駆動回路、91・・・タイミングコントローラ、100・・・光透過制御部材、110,110’・・・光透過制御部材ユニット、111,111’・・・第1傾斜面、112,112’・・・第2傾斜面、113,113’・・・光学薄膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Color liquid crystal display device, 11 ... Display area, 12 ... Display area unit, 13 ... Liquid crystal material, 20 ... Front panel, 21 ... 1st board | substrate, 22. .... Color filter, 23 ... Overcoat layer, 24 ... Transparent first electrode, 25 ... Alignment film, 26 ... Polarizing film, 30 ... Rear panel, 31 ... Second 32 ... switching element 34 ... transparent second electrode 35 ... alignment film 36 ... polarizing film 37 ... insulating layer 40 ... planar light source device 41 , 41 ', 41R, 41G, 41B ... Light emitting diode (light source), 42, 42' ... Planar light source unit, 43, 43R, 43G, 43B ... Photodiode (light sensor), 51 ... -Housing, 52A ... Bottom of housing, 52B Side surface of casing, 53 ... outer frame, 54 ... inner frame, 55A, 55B ... spacer, 56 ... guide member, 57 ... bracket member, 61 ... diffusion plate, 62 ... Diffusion sheet, 63 ... Prism sheet, 64 ... Polarization conversion sheet, 65 ... Reflection sheet, 70 ... Backlight control unit, 71 ... Calculation circuit, 72 ... Storage device (Memory), 80 ... planar light source unit drive circuit, 81 ... arithmetic circuit, 82 ... storage device (memory), 83 ... LED drive circuit, 84 ... photodiode control circuit, 85R , 85G, 85B... Switching element, 86... Light emitting diode drive power supply, 90... Liquid crystal display drive circuit, 91. 0, 110 '... light transmission control member unit, 111, 111' ... first inclined surface, 112, 112 '... second inclined surface, 113, 113' ... optical thin film

Claims (6)

2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、
面状光源ユニットに備えられた光源は、個別に制御され、
(a)上面が液晶表示装置と対面する拡散板、及び、
(b)光源と拡散板との間、あるいは、拡散板の下面に配された光透過制御部材、
を備えており、
光透過制御部材は、P×Q個の面状光源ユニットに対応したP×Q個の光透過制御部材ユニットから成り、
各光透過制御部材ユニットは、
(A)該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源の中心部を通る垂直軸を中心として同心に配列された複数の第1傾斜面、
(B)第1傾斜面と第1傾斜面とを結ぶ第2傾斜面、並びに、
(C)第1傾斜面及び第2傾斜面の表面に形成され、光の入射角に依存して光透過率が変化する光学薄膜、
を備えており、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面に向かう光は、該第1傾斜面上に形成された光学薄膜を透過して、拡散板に入射し、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットに隣接した隣接光透過制御部材ユニットに向かう光の少なくとも一部は、隣接光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面又は第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射され、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニット内に戻されることを特徴とする面状光源装置。
A planar light source device for illuminating a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix from the back,
It is composed of P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when assuming that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units,
The light sources provided in the planar light source unit are individually controlled,
(A) a diffusion plate whose upper surface faces the liquid crystal display device; and
(B) a light transmission control member disposed between the light source and the diffusion plate or on the lower surface of the diffusion plate;
With
The light transmission control member is composed of P × Q light transmission control member units corresponding to P × Q planar light source units,
Each light transmission control member unit
(A) a plurality of first inclined surfaces arranged concentrically about a vertical axis passing through the central portion of the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit;
(B) a second inclined surface connecting the first inclined surface and the first inclined surface, and
(C) an optical thin film formed on the surfaces of the first inclined surface and the second inclined surface, the light transmittance of which varies depending on the incident angle of light,
With
In each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit and directed toward the first inclined surface constituting the light transmission control member unit Passes through the optical thin film formed on the first inclined surface and enters the diffusion plate,
In each light transmission control member unit, the light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit, and adjacent to the light transmission control member unit adjacent to the light transmission control member unit At least a part of the light traveling is reflected by the optical thin film formed on the first inclined surface or the second inclined surface constituting the adjacent light transmission control member unit, and the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit A planar light source device which is returned to the inside.
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光であって、該光透過制御部材ユニットを構成する第2傾斜面に向かう光は、該第2傾斜面上に形成された光学薄膜によって反射されることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。   In each light transmission control member unit, the light emitted from the light source that constitutes the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit and directed toward the second inclined surface that constitutes the light transmission control member unit The surface light source device according to claim 1, wherein the surface light source device is reflected by an optical thin film formed on the second inclined surface. 光学薄膜は、光の入射角が入射角θMAXのときに最大光透過率TRMAXとなり、
各光透過制御部材ユニットにおいて、該光透過制御部材ユニットに対応した面状光源ユニットを構成する光源から出射された光の、該光透過制御部材ユニットを構成する第1傾斜面に対する入射角の角度範囲に、入射角θMAXが含まれていることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
The optical thin film has a maximum light transmittance TR MAX when the incident angle of light is the incident angle θ MAX .
In each light transmission control member unit, the angle of incidence of light emitted from the light source constituting the planar light source unit corresponding to the light transmission control member unit with respect to the first inclined surface constituting the light transmission control member unit The planar light source device according to claim 1, wherein the range includes an incident angle θ MAX .
光学薄膜は、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを積層させた多層膜から成ることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。   2. The planar light source device according to claim 1, wherein the optical thin film comprises a multilayer film in which a low refractive index layer and a high refractive index layer having a higher refractive index than the low refractive index layer are laminated. 光源側へと延びる第1傾斜面の法線は、光源に近づく方向に延びており、
光源側へと延びる第2傾斜面の法線は、光源から遠ざかる方向に延びていることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
The normal line of the first inclined surface extending to the light source side extends in a direction approaching the light source,
The planar light source device according to claim 1, wherein the normal line of the second inclined surface extending toward the light source side extends in a direction away from the light source.
光源側へと延びる第1傾斜面の法線は、光源から遠ざかる方向に延びており、
光源側へと延びる第2傾斜面の法線は、光源に近づく方向に延びていることを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
The normal line of the first inclined surface extending to the light source side extends in a direction away from the light source,
The planar light source device according to claim 1, wherein the normal line of the second inclined surface extending toward the light source side extends in a direction approaching the light source.
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