JP4711541B2 - Lighting panel, liquid crystal display device and portable terminal or display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は透明材料からなる導光体を備えた照明パネルであり、たとえば液晶表示装置などの表示装置に用いるバックライトと呼ばれる照明パネルに関するものである。さらに本発明は、この照明パネルを用いた液晶表示装置に関するものである。また、本発明は、この液晶表示装置を配設した携帯端末または表示機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話に代表されるような携帯端末に広く用いられる液晶表示装置は画像表示を行う表示部(液晶表示装置)を照明するために、いわゆるバックライトを用いている。
【0003】
この携帯端末によれば、小型化と低消費電力化が求められており、そのために液晶表示装置に対し、さらなる小型化と低消費電力化が要求されている。
【0004】
このような要求に対する液晶表示装置用のバックライトとして、発光ダイオード(以下、発光ダイオードをLEDと略記する)を用いたエッジライト方式のバックライトシステムが一般的に用いられる。
【0005】
このようなエッジライト方式による照明パネル(バックライト)を図5と図6により説明する。
【0006】
図5はバックライト1の概略平面図であり(ただし、筐体や遮光板などは省略している)、図6はこのバックライト1を実装した液晶表示装置2の概略断面図である。
【0007】
このバックライト1によれば、透明材料からなる導光板3と、導光板3の端面に配置されたLED4と、LED4の光を外部に漏らさないための遮光板5と、LED4を実装するための基板6と、導光板3に進入した光を拡散させるために導光板3の光出射面側に配置された拡散板7とからなる。
【0008】
さらには拡散板7からの出射光を集光させるための集光シートとして、たとえばレンズシート8を少なくとも1枚、拡散板7上に配置し、そして、導光板3の光出射面と対向する面には反射板9を設けている。
【0009】
そして、かかる構成のバックライト1の上に液晶表示パネル10を配し、これらバックライトユニット1と液晶表示パネル10とを筐体11でもって支持固定している。
【0010】
上記構成の液晶表示装置2を携帯端末に用いるに当り、低消費電力化とともに、その端末の小型化が求められ、そのような小型化に伴い、液晶表示装置2に対しても同様の特性が要求される。
【0011】
すなわち、液晶表示装置2の狭額縁化が要求されるとともに液晶表示パネル10の有効表示領域12と、LED4との距離(図6にて「l(エル)」として表示する)は従来にも増して近接する。
【0012】
このように液晶表示パネル10の有効表示領域12とLED4が近接することに起因し、LED4近傍の輝度が極端に高くなり、液晶表示パネル10のLED4近傍の有効表示領域12内に輝度ムラが発生していた。
【0013】
輝度ムラは、次の点でも発生していた。
【0014】
この点を述べると、LED4からの出射光はある角度θをもって、導光板3に入射され、そのために、図5に示す如くLED4と有効表示領域12の距離が近接することで、有効表示領域12内に低輝度部13が存在する。
【0015】
その上、LED4近傍においては輝度が極端に高くなることで、低輝度部分と高輝度部分の差が輝度ムラとなり、これにより、液晶表示パネル10の表示品位を損なう要因の一つとなっていた。
【0016】
図7に輝度ムラの発生状況を示す。
同図は図5に示すラインx3、x4におけるLED4からの距離と輝度の関係をし、横軸はLED4からの距離であり、縦軸は輝度を表す。
【0017】
図7に示すとおり、x3ラインによれば、LED4近傍の有効表示領域12の輝度が高くなっており、他方のx4ラインでは、LED4近傍の有効表示領域12の輝度が低くなっている。また、有効表示領域12内でのx3ラインにそった輝度と、x4ラインにそった輝度との差が大きくなるほどに、輝度ムラが顕著になるが、図7に示す如く、そのような輝度の差であるΔx(3―4)が目立つ傾向にある。
【0018】
かかる輝度ムラを解消するために、以下に示す技術が提案されている。
LEDの光量により、円柱状の凸で形成された導光板裏面のパターンの分布密度を調整して導光板面上の出射光を均一化させる技術が提案されている(特開平11-72787号参照)。
【0019】
あるいは、蛍光管のような線状光源を用いたバックライトにおいて、光源近傍の拡散板あるいは反射板に光吸収層を施すことで、導光板面上の出射光を均一化させる技術も提案されている(特開平8-240720号と特開平10-161119号参照)。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来技術においては、以下のような課題が生じている。
【0021】
近年における携帯機器の小型化および低消費電力化という市場のニーズに応じるべく、液晶表示パネル10の有効表示領域12と光源の距離は従来にも増して近接している。そして、携帯機器のバックライト用光源としては、LEDが用いられるのが一般的になっている。
【0022】
したがって、LEDのような点状光源が液晶表示パネル10の有効表示領域12に近接した場合、前述した従来の技術では、光源近傍の強い光を緩和させ、かつ良好な表示品位を提供することが非常に難しくなっているのが現状である。
【0023】
本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、その目的は点状光源を配したもので、光出射面にて輝度ムラを低減したり、そのムラが解消した高性能な照明パネルを提供することにある。
【0024】
本発明の他の目的は、本発明の照明パネルをバックライトとして用いた液晶表示装置を提供することにある。
【0025】
本発明のさらに他の目的は、本発明の液晶表示装置を用いて小型化かつ高い表示性能を達成した携帯端末または表示機器を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明パネルは、透明材料から成るとともに、光入射面および光出射面を有する導光板と、前記導光板の光入射面と対向配置された複数の点状光源と、前記導光板の光出射面と対向配置された拡散板と、を備え、前記拡散板には、前記点状光源から遠ざかるに従って光隠蔽性が低下するドットパターンが形成されており、平面視において、前記ドットパターンは、前記点状光源から前記導光板の光入射面に対して垂線を引いた場合の当該垂線上に位置するとともに複数の前記点状光源のそれぞれに対応して存在する極大部と、隣り合う前記点状光源間の中心から前記導光板の光入射面に対して垂線を引いた場合の当該垂線上に位置する極小部とを有し、前記極大部と前記極小部とを円弧状の曲線で結んだ場合において、前記ドットパターンは、当該円弧状の曲線が、前記点状光源の配列方向に沿って、複数連続して形成されたパターンである。
【0027】
本発明の液晶表示装置は、本発明に係る照明パネルと、前記照明パネルと対向配置されており、かつ有効表示領域を有する液晶表示パネルと、を備え、前記極大部および前記極小部は、前記有効表示領域内に位置している。
【0028】
本発明の携帯端末は、本発明に係る液晶表示装置を備える。
【0029】
本発明の表示機器は、本発明に係る液晶表示装置を備える。
【0030】
よって、携帯端末などの機器において用いる液晶表示装置、とくに小型化した液晶表示装置によれば、狭額縁の液晶表示装置における輝度ムラを緩和させ、表示領域内の表示の均一性が向上し、その結果、表示品位の高い液晶表示装置、ならびに携帯端末および表示機器が得られる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図にて詳述する。
図1は導光板の一方主面に配設した光反射部材に配列した光吸収性のドットパターン図であり、または他方主面に配設した光拡散部材に配列した光隠蔽性のドットのパターン図である。図2は本発明の照明パネル(バックライト14)の概略平面図、図3はこのバックライト14を実装した液晶表示装置15の概略断面図である。なお、これらの図において、図5と図6にて同一部材には同一符号を付す。
【0032】
このバックライト14によれば、透明材料からなる導光板3の端面に前記点状光源であるLED4を配し、LED4の光を外部に漏らさないための遮光板5と、LED4を実装するための基板6とが設けられている。
【0033】
導光板3に進入した光を拡散させるために、前記他方主面である導光板3の光出射面側に前記光拡散部材である拡散板7を設け、さらには拡散板7からの出射光を集光させるための集光シートとして、たとえばレンズシート8を少なくとも1枚、拡散板7上に配置している。
【0034】
そして、前記一方主面である導光板3の光出射面と対向する面には、前記光反射手段である反射板9を設けている。
【0035】
かかる構成のバックライト14の上に液晶表示パネル10を配し、これらバックライト14と液晶表示パネル10とを筐体11でもって支持固定している。
【0036】
本発明においては、導光板3の一方主面に配設した反射板9に光吸収性のドットを配列は、また他方主面に配設した拡散板7に光隠蔽性のドットを配列する。本例では、拡散板7の下面に光隠蔽層16を形成する。
【0037】
図1は光隠蔽層16のドットパターンをLED4との配置関係でもって示す。同図にて各ドット17は、たとえばUV硬化系の白色インキにより円形に印刷したものであり、その径サイズを変えることで光隠蔽率が変わる。そのサイズが大きくなれば、光隠蔽性が高くなる。
【0038】
本発明においては、LED4近傍から遠くなるにしたがって、徐々にドット17の面積が小さくなることで、単位面積当たり光隠蔽率が小さくなり、いわゆるグラデーション形状を有している。
【0039】
かかる光隠蔽層16は、導光板3の出射面からの出射光を遮断することを主目的とするが、一部の出射光が光隠蔽層16にて吸収される。しかし、その吸収率はきわめて低い。
【0040】
よって、導光板3からの出射光のほとんどは光隠蔽層16により導光板3の内部に反射され、それでもってリサイクルされ、結果として、光の損失が少ないと言える。
【0041】
図4に輝度ムラの発生状況を示す。
同図は図2に示すラインx1、x2におけるLED4からの距離と輝度の関係を示し、横軸はLED4からの距離であり、縦軸は輝度を表す。
【0042】
図4に示すとおり、x1ラインによれば、LED4近傍の有効表示領域12の輝度を、光隠蔽層16にて下げている。また、x2ラインのLED4近傍の有効表示領域12端との輝度の差Δx(1-2)が小さくなり、この輝度差Δx(1-2)が小さくなるほど輝度ムラが緩和されている。
【0043】
本発明者が行った実験によると、LED4に日亜化学製NSCW215(光出射角θ:115°)を使用し、LED4の間隔tを18mmにした場合、光隠蔽層16を設けないでも良好な表示品位を得られる距離lは5.7mmであった。
【0044】
すなわち、本実験にて使用したモデルであれば、LED4と有効表示領域12の距離lが5.7mmより小さい場合、液晶表示装置の表示品位を損なうことになる。
【0045】
これに対し、本発明の如く、距離l<5.7mmとなる狭額縁の液晶表示装置においては、光隠蔽層16を配設することにより、LED4近傍の強い光を抑えることができ、良好な表示品位を得ることができた。
【0046】
この点を参考までに図11により説明する。
光隠蔽層16を必要とせずに良好な表示が得られるのは、図5に示す低輝度部13が存在しない場合である。
【0047】
図11に示す如く、LED4と有効表示領域12の距離をl、隣り合うLED4の出射光の交点をaとし、LED4と交点aの鉛直距離をl′とすると、l=l′の時、低輝度部13は存在しなくなる。
【0048】
この時、以下の関係式が成り立つ。
tan(θ/2)=(t/2)/l′
l′=(t/2)/tan(θ/2)
そして、本実施例の数値を当てはめると(t=18、θ=115)
l′=(18/2)/tan(115/2)=5.7mm
よって、l′=5.7mmであれば、低輝度部13が存在せず、良好な表示が得られる。
【0049】
一方、l<l′(=5.7)となった場合、低輝度部13が存在することになるため、光隠蔽層16が必要となる。
【0050】
次にLED4の間隔をさらに遠ざけ、t=24mmとした場合、良好な表示品位が得られる距離lは7.6mmとなり、lを更に縮めた場合は光隠蔽層16が必要となる。
【0051】
すなわち、t=24、θ=115を当てはめると
l′=(24/2)/tan(115/2)=7.6mm
よってl<l′(=7.6)の場合、低輝度部13が存在することになるため、光隠蔽層16が必要となる。
【0052】
かくして本発明によれば、使用するLEDの種類(光出射角θ)、隣接するLEDの間隔tにより、光隠蔽層16を配設させ良好な表示品位を得る条件は異なるが、狭額縁化により、LED4と液晶表示パネル10の有効表示領域12までの距離lが近接した液晶表示装置15において、l<(t/2)/tan(θ/2)を満たす関係であれば、光隠蔽層16を配設することで、特に有効な効果を得ることができ、液晶表示パネル10の輝度ムラを緩和させ、良好な表示品位を得ることができる。
【0053】
このような範囲規定は低輝度部13が存在することを意味しているが、低輝度部13が存在する場合、光隠蔽層16を設けることにより液晶表示パネルの輝度ムラを緩和させ、良好な表示が得られる。
【0054】
なお、本発明によれば、他の実施例として、たとえば、拡散板7に光隠蔽層を配設したことに代えて、反射板9に前述したドットパターンと同形状の光吸収層を配設してもよい。もしくは拡散板7に光隠蔽層、反射板9に光吸収層を同時に形成してもよい。
【0055】
また、反射板側に光吸収層を配設する場合、黒色もしくはグレー等の暗褐色であれば良好な効果が得られる。すなわち、光源からの光を反射板側で制御するには、反射光を部分的に吸収する手段を採用するが、その際、黒色もしくはグレー等の暗褐色は光を吸収しやすく、より効果が発揮される。
【0056】
さらにまた、ドットパターンは図1に示したような形状、配列のドットパターンに代えて、液晶表示体の輝度ムラのレベルに応じて形状、配列、色調、色の濃さを制御、調整し最適化してもよい。
【0057】
図8は本発明の液晶表示パネル10の要部拡大断面図であり、図9は本発明の携帯端末の一例である携帯電話18の概略図、図10は他の携帯端末19の概略図である。
【0058】
本発明の液晶表示パネル10
図8に示す液晶表示パネル10を詳述する。
液晶パネル20の一主面上にポリカーボネイトなどからなる位相差板21とヨウ素系の偏光板22とを順次積み重ね、他主面上にポリカーボネイトなどからなる位相差板23とヨウ素系の偏光板24とを順次積み重ねる。これらはアクリル系の材料からなる粘着材を用いて貼り付ける。
【0059】
さらに偏光板24側にバックライト14を配設している。
【0060】
また、液晶パネル20においては、25、26はセグメント側のガラス基板およびコモン側のガラス基板であって、ガラス基板25上にはストライプ状の電極群である多数平行に配列したITOからなる透明電極27と、一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜(図示せず)とを順次形成している。なお、透明電極27と配向膜との間にSiO2等からなる絶縁層を介在してもよい。
【0061】
ガラス基板26の内面には半透過膜28を形成し、半透過膜28の上にカラーフィルタをなす着色部29を設けている。さらに各着色部29の間にアルミニウムやクロムなどの金属からなる薄膜もしくは感光性レジストにて形成した遮光膜であるブラックマトリックスを形成してもよい。
【0062】
そして、着色部29の上にSiO2や樹脂からなるオーバーコート層30を被覆し、オーバーコート層30の上にストライプ状の電極群である多数平行に配列したITOからなる透明電極31と、一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜(図示せず)とを順次形成している。この透明電極31は上記透明電極27と直交している。なお、透明電極31と配向膜との間にSiO2等からなる絶縁層を設けてもよい。
【0063】
半透過膜28は光透過性と光反射性の双方の特性を具備しており、しかも、2枚の偏光板の間に挟んだ時に位相差を生じないようにする。また、半透過膜28は鏡面性であっても、散乱性を有していてもよい。散乱性を有する半透過膜28を作製するには樹脂によって凹凸形状となし、その上に半透過膜を形成すればよい。
【0064】
上記カラーフィルタである着色部29は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔料(赤、緑、青など)により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成する。
【0065】
このように形成した各ガラス基板25、26、たとえば200〜270°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶層32を介してシール剤33により貼り合わせる。さらに両ガラス基板25、26の間には液晶層32の厚みを一定にするためにスペーサ34を多数個配している。
【0066】
上記構成のように半透過膜28を配設してなる液晶表示装置15においては、反射型として用いた場合(反射モード)には、太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏光板22と位相差板21と液晶パネル20とを順次通過するが、液晶パネル20の内部に入射された光はカラーフィルタである着色部29を透過して半透過膜28に至り、そして、半透過膜28にて反射され、そして、液晶パネル20を通過し、位相差板21と偏光板22とを通過して光出射される。
【0067】
一方、液晶表示装置15を透過モードにした場合には、バックライト14の照射光が偏光板24と位相差板23と、さらに液晶パネル20のガラス基板26とを順次通過し、半透過膜28を通過し、カラーフィルタである着色部29を透過し、そして、液晶パネル20を通過し、位相差板21と偏光板22とを通過して光出射される。
【0068】
このような半透過膜28は、たとえばアルミニウムやクロム、SUS系、Agなどの金属薄膜にするが、膜厚が大きくなると、光透過性が小さくなり、光反射性が大きくなる。このような金属薄膜の厚みは金属の種類により光の吸収係数が異なり、しかも、反射モードおよび透過モードという双方の用途のうち、いずれの用途に対し性能の向上を求めるかによっても規定されるが、通常、50〜500Å、好適には100〜400Åにするとよい。これによって反射率30〜70%、透過率5〜50%という半透過型液晶表示装置としての特性が得られる。
【0069】
たとえば、半透過膜28を膜厚250Åのアルミニウム金属薄膜により形成した場合、反射率が65%、透過率が15%となる。
【0070】
半透過膜28については、金属薄膜に代えて誘電体ハーフミラーにより形成してもよい。すなわち低屈折率層および高屈折率層とを交互に順次積層した積層構造にしてもよく、これによって液晶32を通して入射した光の一部は高屈折率層にて反射され、その他の高屈折率層を透過した光は低屈折率層にて反射され、そして、これら反射光が干渉され、反射性能が著しく高められ、いわゆる増反射が生じる。
【0071】
上記のような高屈折率層と低屈折率層とはその間にて屈折率差があれば、どのような材料でもって構成してもよいが、たとえば高屈折率層の屈折率の範囲は2.0〜2.8がよく、TiO2、ZrO2、SnO2などで構成するとよい。これに対する低屈折率層の屈折率の範囲は1.3〜1.6がよく、たとえばSiO2、AlF3、CaF2、MgF2などで構成するとよい。
【0072】
高屈折率層の厚み範囲は25〜2000Å、低屈折率層の厚み範囲は25〜2000Åにすることで、前述した増反射がもっとも顕著になる。これらを積層し、半透過膜28の厚み範囲を50〜14000Åにすることで、この増反射が顕著になる。
【0073】
また、半透過膜28は高屈折率層と低屈折率層とを交互に順次積層した積層構造にしたことで、各層の総数は2層、4層、6層、8層10層あるいはそれ以上の層数にて構成する。
【0074】
さらにまた、このような積層構造の場合には、積層数を変えることで、反射率や透過率を所要とおりに設定することができ、その設計が容易になる。
【0075】
たとえば、SiO2からなる低屈折率層(200〜1500Å)とTiO2からなる高屈折率層(200〜1000Å)とを交互に順次積層し、その総数を16層にした積層構造の場合には、反射率が75%、透過率が25%となる。
【0076】
本発明の携帯電話18
図9にて液晶表示装置15を搭載した携帯電話18を説明する。
【0077】
この携帯電話18によれば、小型の筐体35内に液晶表示装置15を配設しているが、さらに筐体35の上部には送信/受信用のアンテナ36を設け、さらに表面にはレシーバ37とマイク38とが形成されている。
【0078】
本発明の携帯端末19
図10にて液晶表示装置15を配設した携帯端末19を説明する。この携帯端末19は携帯電話18以外のさまざまな情報端末として示す。たとえば、時計、計算機、ゲーム機器、万歩計、GPS、POS、ハンディーターミナル、工業計器などがあるが、これらに限定されるものではない。
【0079】
この携帯端末19においても、小型の筐体39内に液晶表示装置15を配設している。
【0080】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改善などは何ら差し支えない。たとえば、上記の実施形態においては、STN型単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置でもって説明しているが、その他に双安定型単純マトリックスタイプのカラーおよびモノクロ液晶表示装置やモノクロタイプのSTN型単純マトリックスの液晶表示装置、TN型単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても同様な作用効果が得られる。
【0081】
さらに下記のような変形例でもよい。
(1)前記液晶表示装置15においては、液晶パネル10の両面に位相差板21と位相差板23とを設けているが、いずれか一方の面だけに位相差板21もしくは位相差板23を設けてもよい。
(2)前記液晶表示装置15では半透過膜28を形成して、透過モードと反射モードに使用したが、このような半透過膜28を形成しないで、透過モードの透過型液晶表示装置でもよい。
(3)本発明の液晶表示装置を配設した装置として、携帯端末でもって例示したが、その他、この液晶表示装置を表示デバイスとして使用する各種機器にも適用できる。たとえば、ミシン、ステレオ、楽器、ビデオ、ATM、複写機やファクシミリ、駅、レストラン、工場内の表示パネルなどのさまざまな表示機器の表示板にも使用してもよい。
【0082】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の照明パネルにおいては、透明材料から成るとともに、光入射面および光出射面を有する導光板と、前記導光板の光入射面と対向配置された複数の点状光源と、前記導光板の光出射面と対向配置された拡散板と、を備え、前記拡散板には、前記点状光源から遠ざかるに従って光隠蔽性が低下するドットパターンが形成されており、平面視において、前記ドットパターンは、前記点状光源から前記導光板の光入射面に対して垂線を引いた場合の当該垂線上に位置するとともに複数の前記点状光源のそれぞれに対応して存在する極大部と、隣り合う前記点状光源間の中心から前記導光板の光入射面に対して垂線を引いた場合の当該垂線上に位置する極小部とを有し、前記極大部と前記極小部とを円弧状の曲線で結んだ場合において、前記ドットパターンは、当該円弧状の曲線が、前記点状光源の配列方向に沿って、複数連続して形成されたパターンであるので、点状光源近傍において輝度が極端に高くなることを補完し、これにより、低輝度部分と高輝度部分の差が解消され、その結果、有効表示領域にわたって均等な輝度が得られ、さらに表示装置の狭額縁化も達成された。
【0083】
また、本発明において、携帯端末などの機器において用いる液晶表示装置、とくに小型化した液晶表示装置によれば、狭額縁の液晶表示装置における輝度ムラを緩和させ、表示領域内の表示の均一性が向上し、その結果、表示品位の高い小型化の液晶表示装置が得られた。
【0084】
さらに本発明によれば、かかる本発明の液晶表示装置を使用することで、小型化かつ高表示品位の携帯端末および表示機器が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】導光板に配設した光反射部材または光拡散部材に配列した光吸収性のドットパターン図である。
【図2】本発明の照明パネルの概略平面図である。
【図3】本発明の液晶表示装置の概略断面図である。
【図4】本発明の照明パネルにおける有効表示領域と輝度との関係を示す線図である。
【図5】従来の照明パネルの概略平面図である。
【図6】従来の液晶表示装置の概略断面図である。
【図7】従来の照明パネルにおける有効表示領域と輝度との関係を示す線図である。
【図8】本発明の液晶表示装置ルの要部拡大断面図である。
【図9】本発明の携帯電話の概略図である。
【図10】本発明の携帯端末の概略図である。
【図11】本発明の照明パネルの要部拡大概略平面図である。
【符号の説明】
1・・・バックライト
2・・・液晶表示装置
3・・・導光板
4・・・LED
7・・・拡散板
9・・・反射板
10・・・液晶表示パネル
12・・・有効表示領域
13・・・低輝度部
14・・・バックライト
16・・・光隠蔽層
17・・・ドット
18・・・携帯電話
19・・・携帯端末[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination panel including a light guide made of a transparent material, and relates to an illumination panel called a backlight used for a display device such as a liquid crystal display device. Furthermore, the present invention relates to a liquid crystal display device using this illumination panel. The present invention also relates to a portable terminal or a display device provided with this liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device widely used in a mobile terminal typified by a mobile phone uses a so-called backlight to illuminate a display unit (liquid crystal display device) that performs image display.
[0003]
According to this portable terminal, miniaturization and low power consumption are demanded. For this reason, further miniaturization and low power consumption are required for the liquid crystal display device.
[0004]
As a backlight for a liquid crystal display device that meets such a demand, an edge light type backlight system using a light emitting diode (hereinafter abbreviated as LED) is generally used.
[0005]
An illumination panel (backlight) using such an edge light system will be described with reference to FIGS.
[0006]
FIG. 5 is a schematic plan view of the backlight 1 (however, the casing and the light shielding plate are omitted), and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the liquid
[0007]
According to the
[0008]
Furthermore, as a condensing sheet for condensing the light emitted from the diffusion plate 7, for example, at least one lens sheet 8 is disposed on the diffusion plate 7, and the surface facing the light emission surface of the
[0009]
The liquid
[0010]
When the liquid
[0011]
That is, the liquid
[0012]
As described above, due to the proximity of the
[0013]
The brightness unevenness also occurred at the following points.
[0014]
In this point, the light emitted from the
[0015]
In addition, since the luminance is extremely high in the vicinity of the
[0016]
FIG. 7 shows the state of occurrence of luminance unevenness.
This figure shows the relationship between the distance from the
[0017]
As shown in FIG. 7, according to the x3 line, the luminance of the
[0018]
In order to eliminate such luminance unevenness, the following techniques have been proposed.
There has been proposed a technique for adjusting the distribution density of the pattern on the back surface of the light guide plate formed by cylindrical projections according to the amount of light of the LED to make the emitted light on the light guide plate surface uniform (see JP-A-11-72787). ).
[0019]
Alternatively, in a backlight using a linear light source such as a fluorescent tube, a technique for making the emitted light on the surface of the light guide plate uniform by applying a light absorbing layer to a diffusion plate or a reflector near the light source has been proposed. (See JP-A-8-240720 and JP-A-10-161119).
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems have arisen in the above-described prior art.
[0021]
In order to meet market needs for downsizing and low power consumption of portable devices in recent years, the distance between the
[0022]
Therefore, when a point light source such as an LED is close to the
[0023]
The present invention has been completed in view of the above description, and its purpose is to provide a point light source, which reduces brightness unevenness on the light exit surface, or provides a high-performance lighting panel that eliminates such unevenness. It is to provide.
[0024]
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the illumination panel of the present invention as a backlight.
[0025]
Still another object of the present invention is to provide a portable terminal or a display device that achieves miniaturization and high display performance using the liquid crystal display device of the present invention.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
An illumination panel of the present invention is made of a transparent material, and has a light guide plate having a light incident surface and a light output surface, a plurality of point light sources arranged to face the light incident surface of the light guide plate, and light from the light guide plate A diffusing plate disposed opposite to the emission surface, and the diffusing plate is formed with a dot pattern whose light hiding property decreases as the distance from the point light source increases.In plan view, the dot pattern is: When the perpendicular line is drawn from the point light source to the light incident surface of the light guide plate, the adjacent point is located on the perpendicular line and exists corresponding to each of the plurality of point light sources. When the perpendicular line is drawn from the center between the light sources to the light incident surface of the light guide plate, the minimal part is located on the perpendicular line, and the maximal part and the minimal part are connected by an arcuate curve. In this case, the dot pattern Emissions is, the arc-shaped curve, along the arrangement direction of the point light source, a pattern formed by a plurality continuously.
[0027]
The liquid crystal display device of the present invention includes the illumination panel according to the present invention, and a liquid crystal display panel that is disposed opposite to the illumination panel and has an effective display area, and the maximum portion and the minimum portion are the Located in the effective display area .
[0028]
The portable terminal of the present invention includes the liquid crystal display device according to the present invention .
[0029]
The display device of the present invention includes the liquid crystal display device according to the present invention .
[0030]
Therefore, according to a liquid crystal display device used in a device such as a portable terminal, particularly a miniaturized liquid crystal display device, luminance unevenness in a liquid crystal display device with a narrow frame is alleviated, and the display uniformity in the display region is improved. As a result, a liquid crystal display device with high display quality, a portable terminal, and a display device can be obtained.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a light-absorbing dot pattern diagram arranged on a light reflecting member arranged on one main surface of the light guide plate, or a pattern of light-shielding dots arranged on a light diffusion member arranged on the other main surface. FIG. 2 is a schematic plan view of the illumination panel (backlight 14) of the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid
[0032]
According to the
[0033]
In order to diffuse the light that has entered the
[0034]
A reflecting plate 9 serving as the light reflecting means is provided on a surface facing the light emitting surface of the
[0035]
The liquid
[0036]
In the present invention, the light-absorbing dots are arranged on the reflection plate 9 arranged on one main surface of the
[0037]
FIG. 1 shows a dot pattern of the
[0038]
In the present invention, as the distance from the vicinity of the
[0039]
The
[0040]
Therefore, most of the light emitted from the
[0041]
FIG. 4 shows the occurrence of uneven brightness.
This figure shows the relationship between the distance from the
[0042]
As shown in FIG. 4, according to the x1 line, the brightness of the
[0043]
According to an experiment conducted by the present inventor, when NSCW 215 (light emission angle θ: 115 °) manufactured by Nichia Chemical is used for the
[0044]
That is, in the model used in this experiment, when the
[0045]
On the other hand, in a liquid crystal display device with a narrow frame having a distance l <5.7 mm as in the present invention, the provision of the
[0046]
This point will be described with reference to FIG. 11 for reference.
A good display can be obtained without the need for the
[0047]
As shown in FIG. 11, assuming that the distance between the
[0048]
At this time, the following relational expression holds.
tan (θ / 2) = (t / 2) / l ′
l ′ = (t / 2) / tan (θ / 2)
Then, when applying the numerical values of this embodiment (t = 18, θ = 115)
l '= (18/2) / tan (115/2) = 5.7 mm
Therefore, if l ′ = 5.7 mm, the
[0049]
On the other hand, when l <l ′ (= 5.7), the
[0050]
Next, when the distance between the
[0051]
That is, when t = 24 and θ = 115 are applied, l ′ = (24/2) / tan (115/2) = 7.6 mm
Therefore, in the case of l <l ′ (= 7.6), the
[0052]
Thus, according to the present invention, the condition for obtaining a good display quality by disposing the
[0053]
Such a range definition means that the low-
[0054]
According to the present invention, as another embodiment, for example, a light absorbing layer having the same shape as the dot pattern described above is provided on the reflector 9 instead of providing a light concealing layer on the diffusion plate 7. May be. Alternatively, a light hiding layer may be formed on the diffusion plate 7 and a light absorption layer may be formed on the reflection plate 9 at the same time.
[0055]
Further, when the light absorbing layer is disposed on the reflecting plate side, a good effect can be obtained if it is dark brown such as black or gray. That is, in order to control the light from the light source on the reflecting plate side, a means for partially absorbing the reflected light is adopted, but at that time, dark brown such as black or gray is easy to absorb the light and is more effective. Demonstrated.
[0056]
Furthermore, instead of the dot pattern having the shape and arrangement as shown in FIG. 1, the dot pattern is optimally controlled and adjusted according to the level of luminance unevenness of the liquid crystal display. May be used.
[0057]
8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the liquid
[0058]
Liquid
The liquid
A
[0059]
Further, a
[0060]
In the liquid crystal panel 20, reference numerals 25 and 26 denote a segment-side glass substrate and a common-side glass substrate, and a transparent electrode made of ITO arranged in parallel as a striped electrode group on the glass substrate 25. 27 and an alignment film (not shown) made of polyimide resin rubbed in a certain direction are sequentially formed. An insulating layer made of SiO 2 or the like may be interposed between the
[0061]
A
[0062]
Then, an overcoat layer 30 made of SiO 2 or resin is coated on the
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
The glass substrates 25 and 26 thus formed, for example, are bonded together with a sealant 33 through a
[0066]
In the liquid
[0067]
On the other hand, when the liquid
[0068]
Such a
[0069]
For example, when the
[0070]
The
[0071]
The high refractive index layer and the low refractive index layer may be made of any material as long as there is a difference in refractive index between them. For example, the refractive index range of the high refractive index layer is 2 0.0 to 2.8 is preferable, and TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 or the like is preferable. Range of the refractive index of the low refractive index layer is 1.3 to 1.6 selfishness to this, for example SiO 2, AlF 3, CaF 2 , may be configured MgF 2 or the like.
[0072]
When the thickness range of the high refractive index layer is 25 to 2000 mm and the thickness range of the low refractive index layer is 25 to 2000 mm, the above-described increased reflection becomes most remarkable. By laminating them and making the thickness range of the
[0073]
Further, the
[0074]
Furthermore, in the case of such a stacked structure, the reflectance and transmittance can be set as required by changing the number of stacked layers, and the design becomes easy.
[0075]
For example, in the case of a laminated structure sequentially laminating alternately the low refractive index layer made of SiO 2 and (200~1500Å) high refractive index layer made of TiO 2 and (200~1000Å), was the
[0076]
The
[0077]
According to the
[0078]
The
[0079]
Also in the
[0080]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the STN type simple matrix type color liquid crystal display device is described. However, other than the bistable type simple matrix type color and monochrome liquid crystal display device and monochrome type STN type simple matrix. The same operation and effect can be obtained even when the liquid crystal display device is a TN type simple matrix type liquid crystal display device.
[0081]
Furthermore, the following modifications may be possible.
(1) In the liquid
(2) In the liquid
(3) The device provided with the liquid crystal display device of the present invention is exemplified by a portable terminal, but can be applied to various devices using the liquid crystal display device as a display device. For example, it may be used for display boards of various display devices such as sewing machines, stereos, musical instruments, videos, ATMs, copying machines, facsimiles, stations, restaurants, and display panels in factories.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, in the illumination panel of the present invention , a light guide plate made of a transparent material and having a light incident surface and a light output surface, and a plurality of point light sources arranged to face the light incident surface of the light guide plate, A diffusion plate disposed opposite to the light exit surface of the light guide plate, and the diffusion plate is formed with a dot pattern whose light concealing property decreases as the distance from the point light source increases. The dot pattern is located on the vertical line when a perpendicular line is drawn from the point light source to the light incident surface of the light guide plate, and a maximum portion exists corresponding to each of the plurality of point light sources. A minimum portion located on the perpendicular when a perpendicular is drawn from the center between the adjacent point light sources to the light incident surface of the light guide plate, and the maximum and the minimum are circular. When tied with an arcuate curve There are, the dot pattern, the arc-shaped curve, along the arrangement direction of the point light source, than a pattern formed by a plurality continuously, the brightness becomes extremely high in the vicinity a point light source As a result, the difference between the low-luminance portion and the high-luminance portion is eliminated. As a result, uniform luminance is obtained over the effective display area, and the display device is also narrowed.
[0083]
Further, in the present invention, according to a liquid crystal display device used in a device such as a portable terminal, particularly a miniaturized liquid crystal display device, luminance unevenness in a narrow frame liquid crystal display device is alleviated and display uniformity in the display region is achieved. As a result, a downsized liquid crystal display device with high display quality was obtained.
[0084]
Furthermore, according to the present invention, by using the liquid crystal display device of the present invention, a portable terminal and a display device having a small size and a high display quality can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a light-absorbing dot pattern diagram arranged on a light reflecting member or a light diffusing member disposed on a light guide plate.
FIG. 2 is a schematic plan view of a lighting panel according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an effective display area and luminance in the lighting panel of the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view of a conventional lighting panel.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an effective display area and luminance in a conventional lighting panel.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic view of a mobile phone according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic view of a mobile terminal according to the present invention.
FIG. 11 is an enlarged schematic plan view of a main part of the illumination panel of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
7 ... Diffuser 9 ...
Claims (3)
前記導光板の光入射面と対向配置された複数の点状光源と、
前記導光板の光出射面と対向配置された拡散板と、を備え、
前記拡散板には、前記点状光源から遠ざかるに従って光隠蔽性が低下するドットパターンが形成されており、
平面視において、前記ドットパターンは、前記点状光源から前記導光板の光入射面に対して垂線を引いた場合の当該垂線上に位置するとともに複数の前記点状光源のそれぞれに対応して存在する極大部と、隣り合う前記点状光源間の中心から前記導光板の光入射面に対して垂線を引いた場合の当該垂線上に位置する極小部とを有し、
前記極大部と前記極小部とを円弧状の曲線で結んだ場合において、前記ドットパターンは、当該円弧状の曲線が、前記点状光源の配列方向に沿って、複数連続して形成されたパターンであることを特徴とする照明パネル。A light guide plate made of a transparent material and having a light incident surface and a light output surface;
A plurality of point light sources arranged to face the light incident surface of the light guide plate;
A diffusion plate disposed opposite to the light exit surface of the light guide plate,
The diffusing plate is formed with a dot pattern whose light hiding property decreases as the distance from the point light source increases.
In a plan view, the dot pattern is located on the perpendicular line when the perpendicular line is drawn from the point light source to the light incident surface of the light guide plate, and exists corresponding to each of the plurality of point light sources. And a local minimum located on the perpendicular when a perpendicular is drawn to the light incident surface of the light guide plate from the center between the adjacent point light sources,
In the case where the maximum portion and the minimum portion are connected by an arc-shaped curve, the dot pattern is a pattern in which a plurality of the arc-shaped curves are continuously formed along the arrangement direction of the point light sources. The lighting panel characterized by being.
前記照明パネルと対向配置されており、かつ有効表示領域を有する液晶表示パネルと、を備え、
前記極大部および前記極小部は、前記有効表示領域内に位置している、液晶表示装置。A lighting panel according to claim 1;
A liquid crystal display panel disposed opposite to the illumination panel and having an effective display area,
The maximum part and the minimum part are liquid crystal display devices located in the effective display area.
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Families Citing this family (19)
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JP4140569B2 (en) * | 2004-07-21 | 2008-08-27 | ソニー株式会社 | Backlight device |
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KR101232143B1 (en) * | 2005-12-30 | 2013-02-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | backlight unit |
US7478930B2 (en) * | 2006-01-12 | 2009-01-20 | Samsung Corning Precision Glass Co., Ltd. | Backlight unit with an oxide compound-laminated optical layer |
CN103984151A (en) * | 2006-06-15 | 2014-08-13 | 枫叶视野技术公司 | Liquid crystal display |
JP4835936B2 (en) * | 2007-01-12 | 2011-12-14 | ミネベア株式会社 | Surface lighting device |
JP4853784B2 (en) | 2007-01-12 | 2012-01-11 | ミネベア株式会社 | Surface lighting device |
CN101981370B (en) * | 2008-04-04 | 2012-12-19 | 京瓷株式会社 | Light source device and display device equipped with the light source device |
US8517587B2 (en) | 2008-05-29 | 2013-08-27 | Kyocera Corporation | Light source device and display unit equipped with light source device |
JP5062603B2 (en) * | 2010-07-29 | 2012-10-31 | 旭化成株式会社 | Television receiver and surface light source device |
JP2012079674A (en) * | 2010-09-10 | 2012-04-19 | Asahi Kasei Corp | Light guide member |
JP5315406B2 (en) * | 2010-12-28 | 2013-10-16 | 住友化学株式会社 | Light guide plate, surface light source device, and transmissive image display device |
WO2012165248A1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | シャープ株式会社 | Illuminating apparatus, display apparatus, and television receiver |
JP5851217B2 (en) * | 2011-11-25 | 2016-02-03 | シャープ株式会社 | LIGHT SOURCE MODULE, AND ELECTRONIC DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME |
TWI588572B (en) | 2014-03-31 | 2017-06-21 | 瑞儀光電股份有限公司 | Light source assembly |
CN105570762B (en) * | 2015-12-31 | 2018-03-20 | 成都康拓邦科技有限公司 | A kind of light supply apparatus for alleviating diabetic eyeground pathological changes instrument |
CN109148196B (en) * | 2018-08-24 | 2021-01-08 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | Key device |
CN114721082B (en) * | 2022-04-24 | 2023-07-04 | 业成科技(成都)有限公司 | Backlight module and display device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06102508A (en) * | 1992-05-22 | 1994-04-15 | Nokia Mobile Phones Ltd | Light emitting type lcd device |
JPH08227074A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Surface light element |
JP2000321993A (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Display panel and its manufacture, display method and display device using the method and digital camera mounting the display device, viewfinder, and image processing method |
-
2001
- 2001-05-18 JP JP2001149143A patent/JP4711541B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06102508A (en) * | 1992-05-22 | 1994-04-15 | Nokia Mobile Phones Ltd | Light emitting type lcd device |
JPH08227074A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Surface light element |
JP2000321993A (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Display panel and its manufacture, display method and display device using the method and digital camera mounting the display device, viewfinder, and image processing method |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002343122A (en) | 2002-11-29 |
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