JP4760048B2

JP4760048B2 - バックライト装置及び液晶表示装置

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Publication number: JP4760048B2
Application number: JP2005042912A
Authority: JP
Inventors: 富雄青木; 勝南; 宜浩大島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-18
Also published as: JP2006227423A

Description

本発明は、バックライト装置を備える液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）に関し、詳しくは、色ムラを低減させつつ薄型化したバックライト装置及びこのバックライト装置を備える液晶表示装置に関する。

テレビジョン放送が開始されてから長年使用されてきたＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わり、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、プラズマディスプレイ（PDP：Plasma Display Panel）といった非常に薄型化されたテレビジョン受像機が考案、実用化されている。特に、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型の液晶表示パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。

液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。バックライト装置の光源としては、蛍光管を使った白色光を発光するＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）といった蛍光ランプが多く用いられている。

また、ＣＣＦＬは、蛍光管内に水銀を封入するため、環境への悪影響が考えられるため、ＣＣＦＬに代わるバックライト装置の光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が有望視されている（例えば、特許文献１参照）。

青色発光ダイオードの開発により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードが揃ったことになり、これらの発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光を混色することで、色純度の高い白色光を得ることができる。したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることで、液晶表示パネルを介した色光の色純度が高くなるため、色再現範囲をＣＣＦＬと比較して大幅に広げることができる。

バックライト装置の光源として用いる発光ダイオードとしては、高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを使用した発光ダイオードが有効であり、この発光ダイオードを用いることで、バックライト装置の輝度を大幅に向上させることができる。

特開平７−１９１３１１号公報

液晶表示パネルを照明する照明光を出射するバックライト装置は、光源の配置位置によって、直下型と、エッジライト型との２つに大別される。直下型は、液晶表示パネルの背面側直下に光源を配置させるタイプのバックライト装置であり、サイドエッジ型は、液晶表示パネルの背面側直下に光を導光する導光板を配し、導光板の側面部に光源を配置させるタイプのバックライト装置である。

直下型のバックライト装置は、エッジライト型のバックライト装置と較べて、導光板を必要としないことから部品点数が少なくなり、製造コストを下げることができる。特に、光源としてＣＣＦＬを用いた場合、ＣＣＦＬは、それ自体が白色光を出射するので、バックライト装置に混色のための厚みを必要としないため、非常に薄型の液晶表示装置を構成することができる。

しかしながら、バックライト装置の光源として光の三原色である赤色光、緑色光、青色光を発光する発光ダイオードを用いた場合、この三原色光を白色光へと混色するためには、発光ダイオードから液晶表示パネルの前段に配置される拡散板までの距離を十分確保する必要がある。

具体的には、三原色光を発光する発光ダイオードは、それぞれがパッケージング化されているため、混色性を高めるために一箇所に集めて配置させたとしても、発光された三原色光が拡散板上で完全に混色することはなく、拡散板との距離が近ければ近いほどそれが顕著となってしまう。三原色光の混色が十分でない、色ムラのある白色光を照明光として液晶表示パネルを照明すると、液晶表示パネルに表示される画像も適切に色表現がなされない画像となってしまう。

したがって、色再現範囲を広げるために、光源として三原色光を発光する発光ダイオードを用い、直下型のバックライト装置を構成すると、バックライト装置を厚くする必要があり、液晶表示装置の薄型化を阻害してしまうことになる。

また、バックライト装置に厚みを与え、拡散のための空間を十分確保しないと、発光ダイオードから発光された光がバックライト装置内全体に拡散されず、発光ダイオードが配列された直上の位置において輝度が高くなってしまうという輝度ムラも生じてしまう。

このように、バックライト装置の薄型化と、色ムラ、輝度ムラの抑制とは、互いにトレードオフの関係にあり、双方を同時に解決することは非常に困難となっている。

そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、三原色光を発光する発光ダイオードを用いることで色再現範囲を広げると共に、液晶表示パネルを照明する白色光の色ムラ、輝度ムラを低減させ且つ薄型化を実現したバックライト装置及びこのバックライト装置を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は、透過型の液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置において、少なくとも赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する複数の発光ダイオードからなる光源と、上記光源である複数の発光ダイオードの光出射方向を覆い、上記各発光ダイオードから出射された色光の放射角分布を制御する光学部材と、上記光学部材から出射された上記色光を拡散して面状発光させる拡散板とを備え、上記発光ダイオードは、発光した光を側面から放射させる光学部品が設けられた側面放射発光ダイオードであり、上記光学部材は、上記発光ダイオードの光出射面を覆うように格納する凹部が形成された導光板からなり、上記凹部は、上記光源である発光ダイオードから発光された色光の出射角度に応じて、上記発光ダイオードから上記導光板に入射された色光のうち、当該導光板を透過して上記拡散板に直接入射される上記色光の割合を減少させるように屈折させる曲面形状に形成された光入射面を有することを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明は、透過型の液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備える液晶表示装置において、上記バックライト装置は、少なくとも赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する複数の発光ダイオードからなる光源と、上記光源である複数の発光ダイオードの光出射方向を覆い、上記各発光ダイオードから出射された色光の放射角分布を制御する光学部材と、上記光学部材から出射された上記色光を拡散して面状発光させる拡散板とを備え、上記発光ダイオードは、発光した光を側面から放射させる光学部品が設けられた側面放射発光ダイオードであり、上記光学部材は、上記発光ダイオードの光出射面を覆うように格納する凹部が形成された導光板からなり、上記凹部は、上記光源である発光ダイオードから発光された色光の出射角度に応じて、上記発光ダイオードから上記導光板に入射された色光のうち、当該導光板を透過して上記拡散板に直接入射される上記色光の割合を減少させるように屈折させる曲面形状に形成された光入射面を有することを特徴とする。

本発明は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光の放射角度分布を、拡散板、光学ブロックといった光学部材を設けることで制御し、拡散板へ入射される前段において液晶表示パネル全面に渡って均一に拡散させる。

したがって、このようなバックライト装置から出射された照明光で液晶表示パネルを照明すると、液晶表示パネルには、色再現性のよい画像を表示させることを可能とする。また、バックライト装置は、白色光へ混色する際に必要なスペースが不要であるため、従来の直下型のバックライト装置よりも非常に薄型化することができる。つまり、色ムラ、輝度ムラを低減させると共に、薄型で、色再現性の高い液晶表示装置を提供することを可能とする。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明をする。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、例えば図１に示すような構成の透過型のカラー液晶表示装置１００に適用される。

この透過型のカラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１１０と、このカラー液晶表示パネル１１０の背面側に設けられたバックライト装置１４０とからなる。また、図示しないが、この透過型のカラー液晶表示装置１００は、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理された音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部などを備えていてもよい。

透過型のカラー液晶表示パネル１１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１１、対向電極基板１１２）を互いに対向配列させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１１３を設け、さらに、ＴＦＴ基板１１１、対向電極基板１１２を、２枚の偏光板１３１、１３２によって挟むことで構成されている。ＴＦＴ基板１１１には、マトリックス状に配列された信号線１１４と、走査線１１５と、この信号線１１４、走査線１１５の交点に配列されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１６と、画素電極１１７とが形成されている。薄膜トランジスタ１１６は、走査線１１５により、順次選択されると共に、信号線１１４から供給される映像信号を、対応する画素電極１１７に書き込む。一方、対向電極基板１１２の内表面には、対向電極１１８及びカラーフィルタ１１９が形成されている。

カラーフィルタ１１９は、各画素に対応した複数のセグメントに分割されている。例えば、図２に示すように、３原色である赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの３つのセグメントに分割されている。カラーフィルタ１１９の配列パターンは、図２に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがある。

再び、図１を用いて、透過型のカラー液晶表示装置１００の構成について説明をする。透過型のカラー液晶表示装置１００は、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１１０を、バックライト装置１４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリックス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。

バックライト装置１４０は、上記カラー液晶表示パネル１１０を背面側から照明する。図１に示すように、バックライト装置１４０は、ここでは図示していない光源や、光源から出射された光を、光の利用効率を保ちながら、色ムラ、輝度ムラを抑制するように十分拡散させる機能などが組み込まれたバックライト筐体部１２０内に、拡散板１４１や、拡散板１４１上に重ねて配列される拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４といった光学シート群１４５などを備えた構成となっている。

拡散板１４１は、光源から出射された光を、内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。

一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置１４０から面発光された光をカラー液晶表示パネル１１０の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群１４５の構成は、上述した拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。

図３にバックライト筐体部１２０内の概略構成図を示す。この図３に示すように、バックライト筐体部１２０は、少なくとも赤色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色光を発光する青色発光ダイオード２１Ｂを備える複数の発光ダイオードユニット２１_ｎ（ｎは、それぞれ自然数）を光源としている。なお、以下の説明において、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを総称して、発光ダイオード２１と呼ぶ。

発光ダイオードユニット２１_ｎは、例えば、図３に示すように長手方向がバックライト筐体部１２０の水平方向と平行とされ、バックライト筐体部１２０内の垂直方向に複数行配置される。

また、バックライト筐体部１２０内には、発光ダイオード２１を覆うようにして導光板３０が設けられている。図４に、透過型のカラー液晶表示装置１００を組み上げた際に、図１に示す透過型のカラー液晶表示装置１００に付したＸＸ線で切断した際の概略断面図を示す。

図４に示すように、導光板３０は、発光ダイオード２１が配置されたバックライト筐体部１２０側に、発光ダイオード２１を格納する凹部３１が形成されている。導光板３０は、例えば、アクリル樹脂などによって形成される。

この導光板３０に形成された凹部３１は、発光ダイオード２１を格納することで、発光ダイオード２１の光出射方向を覆うため、発光ダイオード２１から出射された各色光が導光板３０に入射されることになる。この導光板３０は、バックライト装置１４０を薄型化させるために設けられた光学部材であり、発光ダイオード２１から出射された各色光を入射して内部拡散させることで、拡散板１４１へ到達させる前段において各色光の混色及び輝度の分布を良好なものとする。

なお、バックライト筐体部１２０の内壁面１２０ａは、発光ダイオード２１から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。

導光板３０に入射された色光は、導光板３０内で全反射しながら内部拡散し導光板３０内を導光される。このとき光出射面３０ａに入射された色光のうち、臨界角以下となった光の成分のみが拡散板１４１へと出射されることになる。このとき、導光板に適当な拡散面を設けることにより拡散板１４１へ出射する光量をコントロールすることができる。このような導光板３０を用いることで拡散板１４１の前段で光がバックライト筐体部１２０内全体、つまり液晶表示パネル１１０全面に行き渡るため、発光ダイオード２１と、拡散板１４１との距離を短くすることができバックライト装置１４０の薄型化を図ることができる。

また、導光板３０に形成された凹部３１の側壁面である光入射面３１Ａは、例えば、曲面形状をなしており、発光ダイオード２１から出射され導光板３０内に入射された色光が、当該投光板３０を透過して、ダイレクトで光出射面３０ａから出射してしまう割合を減少させるようにする。

発光ダイオード２１は、詳細を省略するがそれぞれ発光バルブを樹脂ホルダによって保持するとともに、樹脂ホルダから一対の端子が突出されてなる。各発光ダイオード２１には、光源から発せられた光を側面から放射させる光学部品２１ａが設けられた側面放射発光ダイオード、すなわち、出射光の主成分を発光バルブの外周方向に出射する指向性を有するいわゆるサイドエミッション型のＬＥＤが用いられている。なお、側面放射発光ダイオードについては、例えば特開２００３−８０６８号公報や特開２００４−１３３３９１号公報などに開示されている。

図５（ａ）に、発光ダイオード２１から出射される光の様子を模式的に示し、図５（ｂ）に発光ダイオード２１から出射される光の放射角分布を示す。図５（ａ）に示すように、発光ダイオード２１から出射される光は、所定の制御された出射角度で出射されることになる。図５（ｂ）に示すように、サイドエミッション型のＬＥＤである発光ダイオード２１は、８０度程度の出射角度で出射する光の成分が最も多いことが分かる。

このように、サイドエミッション型のＬＥＤは、一般的な放射特性を有するいわゆる砲弾型のＬＥＤなどと異なり、出射される光を直上に出射することがなくバックライト筐体部１２０内に設置された場合に、筐体内の広い範囲に広がって出射することができる。

しかしながら、図５（ｂ）からも分かるように、出射角度が完全に９０度ではないため、導光板３０に入射したとしても、内部拡散されることなく導光板３０内を透過し、そのまま光出射面３０ａから出射されてしまう光の成分も存在する。例えば、アクリル樹脂などで形成された導光板３０の屈折率は、空気の屈折率よりも高いため、発光ダイオード２１から出射され導光板３０に入射した光は、導光板３０への入射時に、光入射面に立てられた法線に対する入射角度よりも小さい出射角度となるように屈折される。

仮に、図６に示すように、導光板３０に形成された凹部３１の光入射面３１Ａが光出射面３０ａに対して垂直であったとすると、光入射面３１Ａに入射された光は、導光板３０の面内方向へと屈折されるが、例えば、領域Ｆにおいて、光入射面３０ａに入射される光は、はじめから臨界角以下となってしまっているので、光出射面３０ａで全反射することなく出射される。このような光の成分は、十分に拡散されていないため、視認された際に、色ムラ、輝度ムラとして現れる。

しかしながら、放射角分布を改善すべく、サイドエミッション型のＬＥＤの放射角分布を決定している光学部品２１ａを設計し直すことはコストの増加に繋がり、非常に困難であるため、凹部３１の光入射面３１Ａの形状を調整して放射角分布を制御する。

例えば、凹部３１の光入射面３１Ａの形状を曲面形状とする。この光入射面３１Ａの曲面形状は、発光ダイオード２１から発光された光を、その出射角度に応じて、導光板３０を透過して、拡散板１４１に直接入射される光の成分を減少させるように屈折させる形状となっている。

凹部３１の光入射面３１Ａの形状は、図７に示すように曲面形状だけではなく、例えば、図８に示すように、複数の平面によって形成される形状とすることもできる。この場合も、上述したように、光入射面３１Ａの形状は、発光ダイオード２１から発光された光を、その出射角度に応じて、導光板３０を透過して、拡散板１４１に直接入射される光の成分を減少させるように屈折させる形状となっている。

このように、バックライト筐体部１２０に発光ダイオード２１を格納する凹部３１が設けられた導光板３０を用い、凹部３１の光入射面３１Ａの形状を調整することで、発光ダイオード２１の放射角分布を容易に制御することができる。そして、光入射面３１Ａの形状を、導光板３０を透過して拡散板１４１に直接入射される光の成分が減少するように、発光ダイオード２１から出射された光を屈折させる形状とすることで、導光板３０内を全反射しながら導光する光の成分が増加するため、薄型のバックライト装置１４０でありながら輝度ムラ、色ムラを低減させることができる。

上述した導光板３０に代えて、図９、図１０に示すような、発光ダイオード２１に１対１で用意された複数の光学ブロック４０を用いて、発光ダイオード２１の放射角分布を制御することもできる。この光学ブロック４０は、導光板３０と同様に、例えば、アクリル樹脂などで形成され、発光ダイオード２１を個別に格納する凹部４１が形成されている。そして、発光ダイオード２１から出射された光を入射する凹部４１の光入射面４１Ａの形状は、導光板３０に形成された凹部３０の光入射面３１Ａの形状と同様に、発光ダイオード２１から発光された光を、その出射角度に応じて、光学ブロックを透過して、拡散板１４１に直接入射される光の成分を減少させるように屈折させる形状となっている。

光学ブロック４０を用いる場合、上述した導光板３０を形成するよりも、使用する材料を削減できるため、カラー液晶表示装置１００が大型化すればするほどコストや、軽量化において有利となる。ただし、発光ダイオード２１の数だけ光学ブロック４０を取り付ける必要があるため、組立工程の簡便さでは、導光板３０を用いた場合の方が有利となる。

また、導光板３０、光学ブロック４０は、アクリル樹脂にて射出成形することで形成するが、それぞれ凹部３１、凹部４１の形状により射出成形が困難となってしまう場合もある。そこで、図１１に示すような光学ブロック５０が考えられる。光学ブロック５０も、導光板３０、光学ブロック４０と同様に、発光ダイオード２１から出射された光の出射角成分を制御して、発光ダイオード２１から発光された光を、その出射角度に応じて、拡散板１４１に直接入射される光の成分を減少させるように屈折させることができる。

光学ブロック５０には、発光ダイオード２１を格納する凹部５１が形成されているが、発光ダイオード２１から出射された光を入射する光入射面５１Ａの形状は、平面となっており、発光ダイオード２１から出射された光の出射角度に対して、図６に示した程度の屈折を与えるだけである。

光学ブロック５０は、光出射面５１Ｂの形状が、導光板３０、光学ブロック４０の光入射面３１Ａ、光入射面４１Ａと同等の効果が得られるような、例えば、曲面形状となっている。光出射面５１Ｂは、発光ダイオード２１から発光され、光学ブロック５０内を導光された光を、光出射面５１Ｂへの入射角度に応じて、拡散板１４１に直接入射される光の成分を減少させるように屈折させる形状となっている。

光学ブロック５０は、射出成形に最も適した形状であり、導光板３０、光学ブロック４０と比較して、非常に簡単に成形することができる。

このように、バックライト筐体部１２０に発光ダイオード２１を格納するように凹部４１が設けられた光学ブロック４０又は凹部５１が設けられた光学ブロック５０を用い、凹部４１の光入射面４１Ａの形状又は光出射面５１Ｂの形状を調整することで、発光ダイオード２１の放射角分布を容易に制御することができる。そして、光入射面４１Ａ又は光出射面５１Ｂの形状を、拡散板１４１に直接入射される光の成分が減少するように、発光ダイオード２１から出射された光を屈折させる形状とすることで、薄型のバックライト装置１４０でありながら輝度ムラ、色ムラを低減させることができる。

このような構成の透過型のカラー液晶表示装置１００は、例えば、図１２に示すような駆動回路２００により駆動される。駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１１０や、バックライト装置１４０の駆動電源を供給する電源部２１０、カラー液晶表示パネル１１０を駆動するＸドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０、外部から供給される映像信号や、当該透過型のカラー液晶表示装置１００が備える図示しない受信部で受信され、映像信号処理部で処理された映像信号が、入力端子２４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部２５０、このＲＧＢプロセス処理部２５０に接続された画像メモリ２６０及び制御部２７０、バックライト装置１４０を駆動制御するバックライト駆動制御部２８０などを備えている。

この駆動回路２００において、入力端子２４０を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部２５０により、クロマ処理などの信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル１１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部２７０に供給されるとともに、画像メモリ２６０を介してＸドライバ２２０に供給される。

また、制御部２７０は、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Ｘドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０を制御して、上記画像メモリ２６０を介してＸドライバ回路２２０に供給されるＲＧＢセパレート信号で、カラー液晶表示パネル１１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。

バックライト駆動制御部２８０は、電源２１０から供給される電圧から、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成し、バックライト装置１４０の光源である光学ユニット２１_ｍｎが有する各発光ダイオード２１を駆動する。一般に発光ダイオードの色温度は、動作電流に依存するという特性がある。したがって、所望の輝度を得ながら、忠実に色再現させる（色温度を一定とする）には、パルス幅変調信号を使って発光ダイオード２１を駆動し、色の変化を抑える必要がある。

ユーザインターフェース３００は、上述した図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、同じく図示しない音声出力部で出力させる音声出力量を調整したり、カラー液晶表示パネル１１０を照明するバックライト装置１４０からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節などを実行するためのインターフェースである。

例えば、ユーザインターフェース３００から、ユーザが輝度調節をした場合には、駆動回路２００の制御部２７０を介してバックライト駆動制御部２８０に輝度制御信号が伝わる。

このように、バックライト装置１４０は、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂから出射される赤色光、緑色光、青色光の放射角度分布を、導光板３０、光学ブロック４０又は光学ブロック５０といった光学部材を設けることで制御し、拡散板１４１へ入射される前段において液晶表示パネル１１０全面に渡って均一に拡散させる。

したがって、このようなバックライト装置１４０から出射された照明光で液晶表示パネル１１０を照明すると、液晶表示パネル１１０には、色再現性のよい画像を表示させることができる。また、バックライト装置１４０は、白色光へ混色する際に必要なスペースが不要であるため、従来の直下型のバックライト装置よりも非常に薄型化することができる。つまり、薄型で、色再現性の高いカラー液晶表示装置を実現することができる。

本発明を適用したカラー液晶表示装置の要部構成を模式的に示す分解斜視図である。同カラー液晶表示装置に備えられた液晶表示パネルに設けられるカラーフィルタの構成を示す図である。同カラー液晶表示装置に備えられた液晶表示用バックライト装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。カラー液晶表示装置を図１に示したＸＸ線で切断した際の縦断面図である。サイドエミッション型の発光ダイオードにおいて、（ａ）は出射方向を模式的に示した図であり、（ｂ）は放射角分布を示した図である。導光板に設けられた凹部の光入射面を平面とする場合の光入射面での屈折の様子を示した図である。導光板に設けられた凹部の光入射面を曲面形状とする場合の光入射面での屈折の様子を示した図である。導光板に設けられた凹部の光入射面を上記曲面形状に準じた別の形状とする場合の光入射面での屈折の様子を示した図である。導光板に代えて光学ブロックを用いる場合について説明するための図である。光学ブロックを用いた場合の光入射面での屈折の様子を示した図である。さらに別の光学ブロックを用いた場合の光出射面での屈折の様子を示した図である。上記カラー液晶表示装置を駆動する駆動回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２１Ｒ赤色（Ｒ）発光ダイオード、２１Ｇ緑色（Ｇ）発光ダイオード、２１Ｂ青色（Ｂ）発光ダイオード、２１_ｎ（ｎは自然数）発光ダイオードユニット、３０導光板、３０ａ光出射面、３１，４１，５１凹部、３１Ａ，４１Ａ，５１Ａ光入射面、４０，５０光学ブロック、５１Ｂ光出射面、１４０液晶表示用バックライト装置

Claims

透過型の液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置において、
少なくとも赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する複数の発光ダイオードからなる光源と、
上記光源である複数の発光ダイオードの光出射方向を覆い、上記各発光ダイオードから出射された色光の放射角分布を制御する光学部材と、
上記光学部材から出射された上記色光を拡散して面状発光させる拡散板とを備え、
上記発光ダイオードは、発光した光を側面から放射させる光学部品が設けられた側面放射発光ダイオードであり、
上記光学部材は、上記発光ダイオードの光出射面を覆うように格納する凹部が形成された導光板からなり、上記凹部は、上記光源である発光ダイオードから発光された色光の出射角度に応じて、上記発光ダイオードから上記導光板に入射された色光のうち、当該導光板を透過して上記拡散板に直接入射される上記色光の割合を減少させるように屈折させる曲面形状に形成された光入射面を有する
ことを特徴とするバックライト装置。
上記光学部材は、上記光源である複数の発光ダイオードの光出射面を覆うように、それぞれ格納する複数の凹部が形成され、上記拡散板側に光拡散面を有する導光板からなり、上記導光板に形成された各凹部は、上記発光ダイオードから当該導光板に入射された色光のうち、当該導光板の拡散面に直接入射される上記色光の割合を減少させるように屈折させる曲面形状に形成された光入射面を有することを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
透過型の液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備える液晶表示装置において、
上記バックライト装置は、少なくとも赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する複数の発光ダイオードからなる光源と、
上記光源である複数の発光ダイオードの光出射方向を覆い、上記各発光ダイオードから出射された色光の放射角分布を制御する光学部材と、
上記光学部材から出射された上記色光を拡散して面状発光させる拡散板とを備え、
上記発光ダイオードは、発光した光を側面から放射させる光学部品が設けられた側面放射発光ダイオードであり、
上記光学部材は、上記発光ダイオードの光出射面を覆うように格納する凹部が形成された導光板からなり、上記凹部は、上記光源である発光ダイオードから発光された色光の出射角度に応じて、上記発光ダイオードから上記導光板に入射された色光のうち、当該導光板を透過して上記拡散板に直接入射される上記色光の割合を減少させるように屈折させる曲面形状に形成された光入射面を有する
を特徴とする液晶表示装置。
上記光学部材は、上記光源である複数の発光ダイオードの光出射面を覆うように、それぞれ格納する複数の凹部が形成され、上記拡散板側に光拡散面を有する導光板からなり、上記導光板に形成された各凹部は、上記発光ダイオードから当該導光板に入射された色光のうち、当該導光板の拡散面に直接入射される上記色光の割合を減少させるように屈折させる曲面形状に形成された光入射面を有することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。