JP5489020B2 - Surface light source and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、面光源及び該面光源を備える液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light source and a liquid crystal display device including the surface light source.
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴から、OA機器、AV機器、携帯端末機器等の広い分野で利用されている。この液晶表示装置は、対向する2枚の基板間に液晶が狭持された液晶パネルと、液晶パネルを照明する面光源(バックライト)と、これらを保持する筐体などで構成され、液晶表示装置の性能を向上させるために、従来より、バックライトに関して様々な提案がされている。 Liquid crystal display devices are used in a wide range of fields such as OA devices, AV devices, and portable terminal devices because of their thinness, light weight, and low power consumption. This liquid crystal display device is composed of a liquid crystal panel in which liquid crystal is sandwiched between two opposing substrates, a surface light source (backlight) for illuminating the liquid crystal panel, a housing for holding these, and the like. In order to improve the performance of the device, various proposals have been made regarding the backlight.
例えば、下記特許文献1には、導光板の側面に光源が配置されたエッジライト方式のバックライトを備える液晶表示装置において、動画を表示させる際の画像の尾ひき(動画ボケ)を改善する方法が開示されている。図13は、上記液晶表示装置のバックライト11の構成を示しており、このバックライト11は、白色LED1101と、LEDアレイ1102と、導光板1104と、反射板1105とで構成されている。
For example, Patent Document 1 below discloses a method for improving tail blurring (moving image blur) when displaying a moving image in a liquid crystal display device including an edge light type backlight in which a light source is disposed on a side surface of a light guide plate. Is disclosed. FIG. 13 shows the configuration of the backlight 11 of the liquid crystal display device. The backlight 11 includes a
導光板1104は、複数の短冊状直方体のブロックに分割され、各ブロックの長手方向の端面(側面)には、白色LED1101が単数あるいは複数配置される。また、隣り合う導光板1104の間には反射板1105が配置される。そして、白色LED1101から出射した光は、導光板1104の白色LED1101に近接した端面から入射し、全反射を繰り返しながら伝播される。この時、導光板1104から漏れ出る光を反射板1105により反射することで、実質的に隣り合う導光板1104の光学的な分離を行っている。
The light guide plate 1104 is divided into a plurality of strip-shaped rectangular parallelepiped blocks, and one or more
しかしながら、上記構造のバックライトには、以下に示す問題がある。 However, the backlight having the above structure has the following problems.
第1の問題は、バックライトの高輝度化が難しいということである。その理由は、白色LED1101は、ブロックに分割された各々の導光板1104の長手方向の端面に配置されるが、導光板1104の端面の面積は、バックライト11の照光領域の面積に比べて遙かに小さいため、高輝度化を図るために、白色LED1101の個数を増やすことができないからである。
The first problem is that it is difficult to increase the brightness of the backlight. The reason is that the
また、第2の問題は、バックライトの大型化が難しいということである。その理由は、バックライト11の照光領域を大きくする場合には、照光領域の面積に比例して白色LED1101の個数を増やす必要があるが、上述したように、導光板1104の端面の面積は、バックライト11の照光領域の面積に比べて遙かに小さいため、白色LED1101の個数を増やすことができず、バックライト11の輝度が低下してしまうからである。
The second problem is that it is difficult to increase the size of the backlight. The reason for this is that when the illumination area of the backlight 11 is enlarged, the number of
また、第3の問題は、バックライトに輝度ムラが発生するということである。その理由は、隣り合う導光板1104の間に反射板1105を配置すると、導光板1104の間に隙間が生じ、その部分が無発光部(あるいは隣り合う導光板1104からの漏れ光で僅かに発光する部分)として認識されるからである。 A third problem is that uneven brightness occurs in the backlight. The reason is that when the reflector 1105 is disposed between the adjacent light guide plates 1104, a gap is generated between the light guide plates 1104, and that portion emits light slightly due to the non-light emitting portion (or the leaked light from the adjacent light guide plate 1104). It is because it is recognized as a part to be performed.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、輝度ムラを抑制しつつ、高輝度化及び大型化を図ることができる面光源及び該面光源を備える液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is a surface light source capable of achieving high brightness and large size while suppressing luminance unevenness, and a liquid crystal display including the surface light source. To provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明は、液晶パネルを照明する面光源において、前記液晶パネルの背面に配置される導光板と、前記導光板の前記液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、前記導光板は、前記複数の光源の光を導光すると共に光学シート類を保持しており、前記液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が前記液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、前記複数のブロックは、互いに間隔を空けて配列され、相隣り合う前記ブロックの少なくとも前記中空部側の面に、反射層が形成され、前記光源は、前記導光板の各々のブロック及びブロック間の中空部の長手方向に配列されるものである。
To achieve the above object, according to the present invention, in a surface light source for illuminating a liquid crystal panel, a light guide plate disposed on a back surface of the liquid crystal panel and a plurality of light guide plates disposed on a surface opposite to the liquid crystal panel. The light guide plate guides the light from the plurality of light sources and holds optical sheets, and the longitudinal direction of the liquid crystal panel is the liquid crystal when viewed from the normal direction. The plurality of blocks are divided into a plurality of blocks parallel to one side of the panel, and the plurality of blocks are arranged at intervals from each other , and a reflective layer is formed on at least the surface of the hollow portion side of the adjacent blocks, The light sources are arranged in the longitudinal direction of each block of the light guide plate and the hollow portion between the blocks.
本発明の面光源及び液晶表示装置によれば、下記記載の効果を奏する。 The surface light source and the liquid crystal display device of the present invention have the following effects.
本発明の第1の効果は、面光源の高輝度化が図れるということである。その理由は、LED等の光源を導光板の側面に配置するのではなく、液晶パネルと反対側の背面に配置する構造としているため、光源を照光領域全面にわたって敷き詰めることができ、導光板又は液晶パネルの単位面積当たりの光源の個数を増やすことができるからである。 The first effect of the present invention is that the luminance of the surface light source can be increased. The reason is that the light source such as LED is not arranged on the side surface of the light guide plate but on the back side opposite to the liquid crystal panel, so that the light source can be spread over the entire illumination area, and the light guide plate or liquid crystal This is because the number of light sources per unit area of the panel can be increased.
また、本発明の第2の効果は、面光源の大型化が図れるということである。その理由は、照光領域の面積が大きくなると、その分、配置可能な光源の個数も増やすことができるため、輝度を落とさずに照光領域の面積を拡大することができるからである。 The second effect of the present invention is that the surface light source can be increased in size. The reason is that as the area of the illumination region increases, the number of light sources that can be arranged can be increased accordingly, and thus the area of the illumination region can be expanded without reducing the luminance.
また、本発明の第3の効果は、面光源の輝度ムラを抑制できるということである。その理由は、光源を導光板の背面側に配置することによって光源と液晶パネルとが対向し、光源を導光板の側面に配置する場合のように光漏れを抑制するための厚い反射板を導光板の間に介在させなくてもよいため、無発光部を減らして輝度の均一性を高めることができるからである。 A third effect of the present invention is that luminance unevenness of the surface light source can be suppressed. The reason is that the light source is arranged on the back side of the light guide plate so that the light source and the liquid crystal panel face each other, and a thick reflector for suppressing light leakage is introduced as in the case where the light source is arranged on the side surface of the light guide plate. This is because it is not necessary to intervene between the light plates, so that the non-light emitting portion can be reduced and the luminance uniformity can be enhanced.
背景技術で示したように、導光板を短冊状直方体のブロックに分割し、各ブロックの長手方向の端面に光源を配置する構造のバックライトが知られている。しかしながら、この構造では、導光板の端面に配置可能な光源の個数が制限されるため、高輝度化及び大型化が難しい。また、導光板に入射する光の方向と導光板から出射する光の方向とが大きく異なり、光が漏れやすいため、各ブロックの間に厚い反射板を配置しなければならず、反射板を配置した部分が無発光部となって輝度ムラが生じてしまう。 As shown in the background art, a backlight having a structure in which a light guide plate is divided into strip-shaped rectangular parallelepiped blocks and a light source is arranged on an end face in the longitudinal direction of each block is known. However, in this structure, since the number of light sources that can be arranged on the end face of the light guide plate is limited, it is difficult to achieve high brightness and large size. In addition, the direction of the light incident on the light guide plate and the direction of the light emitted from the light guide plate are greatly different and light is likely to leak, so a thick reflector must be placed between each block, and a reflector is placed Such a portion becomes a non-light emitting portion, resulting in uneven brightness.
そこで、本発明では、短冊状直方体の各ブロックの長手方向の端面に光源を配置するのではなく、液晶パネルと反対側の背面に光源を配置する構造とする。これにより、光源を配置する領域を大きくすることができるため、高輝度化及び大型化を容易に達成することができる。また、導光板の背面に光源を配置することによって光源と液晶パネルとが対向し、光が漏れにくくなるため、導光板を分離するための反射板に起因する無発光部を小さくして輝度ムラを抑制することができる。 Therefore, in the present invention, the light source is not arranged on the end face in the longitudinal direction of each block of the rectangular parallelepiped, but the light source is arranged on the back surface opposite to the liquid crystal panel. Thereby, since the area | region which arrange | positions a light source can be enlarged, high brightness and enlargement can be achieved easily. Moreover, since the light source and the liquid crystal panel are opposed to each other by disposing the light source on the back surface of the light guide plate, it is difficult for light to leak. Therefore, the non-light emitting portion caused by the reflection plate for separating the light guide plate is reduced to reduce luminance unevenness. Can be suppressed.
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第1の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図1及び図7を参照して説明する。図1は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図7は、LEDから出射した光の導光板内の光路を示す図である。 In order to describe the above-described embodiment of the present invention in more detail, a surface light source and a liquid crystal display device according to a first example of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 7 is a view showing an optical path in a light guide plate of light emitted from an LED.
図1に示すように、本実施例の液晶表示装置1は、LED101をLED実装基板102に実装して光源としたライトソース103と、導光板104と、シート類105と、液晶パネル106などで構成される。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 1 of this embodiment includes a
LED101は、例えば、白色やRGBの単色光を発するチップを組み合わせて一つのパッケージに収めたもの、あるいは単色光を発する発光ダイオードを任意の割合で組み合わせたものである。
The
LED実装基板102は、LED101を固定する構造と、LED101の電極を接続する配線パターンとを備え、外部の電源回路(図示せず)から供給される電力を各LED101に供給する。このLED実装基板102の形状は特に限定されず、各導光板104の形状に対応させた短冊状としてもよいし、導光板104全体の形状に対応させた平板状としてもよい。そして、短冊状あるいは平板状のLED実装基板102に、複数のLED101をアレイ状、千鳥格子状等に実装して、ライトソース103が構成される。
The LED mounting board 102 includes a structure for fixing the
導光板104は、短冊状に分割された複数の直方体(ブロックと呼ぶ。)で構成され、複数のブロックが並列して配置される。導光板104の各ブロックの長手方向の寸法は液晶パネル106の長辺と略同一であり、導光板104の各ブロックの各面は平滑となっている。また、隣接するブロックは、その間隔(ギャップ)が略0.5mm以下となるように固定される。この固定構造は特に限定されないが、例えば、両端に配置されるブロックの外側から挟み込んで固定する構造が好ましい。 The light guide plate 104 is composed of a plurality of rectangular parallelepipeds (referred to as blocks) divided into strips, and the plurality of blocks are arranged in parallel. The longitudinal dimension of each block of the light guide plate 104 is substantially the same as the long side of the liquid crystal panel 106, and each surface of each block of the light guide plate 104 is smooth. Adjacent blocks are fixed so that the interval (gap) is approximately 0.5 mm or less. The fixing structure is not particularly limited. For example, a structure in which the fixing structure is sandwiched and fixed from the outside of the blocks arranged at both ends is preferable.
なお、図1では、導光板104の各ブロックの長手方向が液晶パネル106の長辺に平行になるように分割しているが、液晶パネル106の短辺に平行になるように分割してもよいし、液晶パネル106の長辺及び短辺に交差する方向に分割してもよい。また、図1では、導光板104を5つのブロックに分割しているが、各ブロックの幅は液晶パネル106の画素の整数倍であればよく、分割数は任意である。 In FIG. 1, each block of the light guide plate 104 is divided so that the longitudinal direction thereof is parallel to the long side of the liquid crystal panel 106, but may be divided so as to be parallel to the short side of the liquid crystal panel 106. Alternatively, the liquid crystal panel 106 may be divided in a direction intersecting the long side and the short side. In FIG. 1, the light guide plate 104 is divided into five blocks, but the width of each block may be an integer multiple of the pixels of the liquid crystal panel 106, and the number of divisions is arbitrary.
また、導光板104の表面を鏡面等にして反射率を高めることが望ましい。例えば、導光板104の各ブロックの液晶パネル106側端面及びLED101に相対する領域を除く全面もしくは一面に、銀蒸着フィルム等で構成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層を形成することが望ましい。
Further, it is desirable to increase the reflectance by making the surface of the light guide plate 104 a mirror surface or the like. For example, a reflective sheet made of a silver vapor deposited film or the like is disposed on the entire surface or one surface of the light guide plate 104 excluding the region facing the liquid crystal panel 106 and the area facing the
シート類105は、拡散シート、レンズシート、偏光シート等で構成され、導光板104から出射する光を均一光にして液晶パネル106に入射させる。このシート類105は必要に応じて省略することもできる。 The sheets 105 are constituted by a diffusion sheet, a lens sheet, a polarizing sheet, and the like, and make the light emitted from the light guide plate 104 be uniform light and enter the liquid crystal panel 106. The sheets 105 can be omitted as necessary.
液晶パネル106は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)などのスイッチング素子が形成された一方の基板と、カラーフィルタやブラックマトリクスなどが形成された他方の基板と、両基板の間に挟持される液晶材などで構成される。 The liquid crystal panel 106 includes liquid crystal sandwiched between one substrate on which a switching element such as a thin film transistor (TFT) is formed, the other substrate on which a color filter, a black matrix, or the like is formed, and both substrates. It is composed of materials.
そして、複数のブロックからなる導光板104の表面側にシート類105を介して液晶パネル106を配置し、導光板104の背面側にライトソース103を配置し、ライトソース103に図示しない電源回路を接続し、液晶パネル106に図示しない駆動回路を接続し、これらを図示しない筐体で保持、固定することによって本実施例の液晶表示装置1が完成する。
A liquid crystal panel 106 is arranged on the front side of the light guide plate 104 composed of a plurality of blocks via sheets 105, a
なお、本実施例は、導光板104の構造及びLED101の配置に特徴を有するものであり、他の部材の構造、配置、材料等は特に限定されない。例えば、LED101を点灯させる電源回路の構成や配置、接続方法、シート類105の構成、液晶パネル106の構造や液晶の種類、液晶パネル106を駆動する駆動回路の構成や配置、接続方法、各部材を保持、固定する筐体の構造や形状等は任意である。
In addition, a present Example has the characteristics in the structure of the light-guide plate 104, and arrangement | positioning of LED101, The structure, arrangement | positioning, material, etc. of another member are not specifically limited. For example, the configuration and arrangement of the power supply circuit that turns on the
次に、上記構成の液晶表示装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the liquid crystal display device 1 having the above configuration will be described.
LED101は、直流またはPWM(Pulse Width Modulation)により駆動され、LED101が発した光は、それぞれ対向する導光板104に入射して、図7(a)に示すように、導光板104内を直進、または側面で全反射を繰り返しながら進行し、液晶パネル106側の端面から出射される。また、図7(b)に示すように、一部の光は、導光板104の液晶パネル106側の端面で反射されるが、LED101に相対する端面に形成された反射層により再び液晶パネル106側に反射される。
The
そして、LED101から導光板104に入射した複数の光は、導光板104内を伝播する間に混じりあい、導光板104の液晶パネル106側端面から出射される時には、十分に混色が行われる。
The plurality of lights incident on the light guide plate 104 from the
このように、本実施例では、LED101を導光板104の背面に配置するため、光源を導光板の側面に配置する構造に比べて、LED101を密集して配置することができ、高輝度化を容易に達成することができる。また、液晶パネル106を大きくした場合には、導光板104の背面の面積が大きくなり、LED101の実装個数も増加するため、大型化を容易に達成することができる。
Thus, in this embodiment, since the
また、本実施例では、LED101を導光板104の背面に配置するため、導光板104の側面から出射する光は、導光板104の屈折率と、LED101のレンズ設計、構造設計、配置によりほぼ”0”に抑えることができ、隣接する導光板104の間から漏れ出る光を低減することができる。そのため、各々の導光板104を厚い反射板で仕切る必要がなく、各導光板の間隔をほぼ”0”(導光板表面に反射層を形成した場合で数十μm、反射シートを配置した場合でも200μm以下)にすることができるため、無発光部となる領域を小さくすることができ、これにより、輝度ムラを抑制することができる。
Further, in this embodiment, since the
また、各導光板104を短冊状直方体のブロックに分割することで、LED101から入射した光が照射するバックライト照光面の領域を限定できるため、その領域における輝度、色ムラの改善が容易となる。また、導光板104のブロック毎にセンサ等を設けることによって、独立して輝度、色度を制御することもできる。更に、各々の導光板104を、複数のLED101と、このLED101を駆動する複数の回路に分割することによって、導光板104内の輝度、色度を調整することもできる。
Also, by dividing each light guide plate 104 into blocks of rectangular parallelepiped, it is possible to limit the area of the backlight illuminating surface irradiated with light incident from the
次に、本発明の第2の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図2を参照して説明する。図2は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。 Next, a surface light source and a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of this embodiment.
前記した第1の実施例では、導光板の各ブロックを密着させる構成としたが、本実施例では、図2に示すように、液晶表示装置1の軽量化のために、導光板204の各ブロックを、所定の間隔(ここではブロックの幅)を空けて配置し、隣り合うブロック間に中空部207を形成し、導光板204の各ブロック及び各中空部207の背面側にLED201を配置している。
In the first embodiment described above, the blocks of the light guide plate are brought into close contact with each other. However, in this embodiment, as shown in FIG. The blocks are arranged at a predetermined interval (in this case, the width of the block),
この場合、中空部207となっている空間に面している導光板204の各ブロックの端面には、銀蒸着フィルム等で作成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層209を形成することで、光の混色、各ブロック間の漏れ光を防止することができる。
In this case, a reflection sheet made of a silver vapor deposition film or the like is disposed on the end surface of each block of the light guide plate 204 facing the space that is the
次に、本発明の第3の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図3を参照して説明する。図3は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。 Next, a surface light source and a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of this embodiment.
各LEDが、白色やRGBの単色光を発するチップを組み合わせた形態の場合、導光板で十分に混色することができるが、各LEDが、R、G、B等の単色を発するチップのみで構成される場合、導光板だけでは十分に混色できない場合がある。そこで、本実施例では、ある組み合わせ(GRBG、GBRBG等)でLED301を配置すると共に、図3に示すように、導光板を、LED301側の導光板304bと、液晶パネル306側の導光板304aに分割し、この間に拡散層308を配置する。
When each LED is combined with a chip that emits white or RGB monochromatic light, the light guide plate can sufficiently mix the colors, but each LED is composed only of a chip that emits a single color such as R, G, B, etc. In such a case, there may be a case where the light guide plate alone cannot sufficiently mix colors. Therefore, in this embodiment, the
このように導光板に拡散層308を組み合わせることにより、LED301から発せられる光の混色性を向上させることができると共に、混色のために導光板を厚くしなくてもよいため、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
By combining the
なお、図3では、導光板を略等分割したが、分割位置は任意である。また、図3では、導光板を厚み方向で分割し、その間に拡散層308を設けたが、導光板を分割せずに、導光板304aの液晶パネル306側表面、あるいはLED301側表面に拡散層308を配置してもよい。また、拡散層308は光を散乱して透過する部材で形成されていればよく、その厚みや材質、導光板と拡散層308の固定構造等は特に限定されない。また、拡散層308は、導光板の各ブロックの形状に対応させた短冊状とすることが望ましいが、導光板全体の形状に対応させた平板状としてもよい。
In FIG. 3, the light guide plate is substantially equally divided, but the division position is arbitrary. In FIG. 3, the light guide plate is divided in the thickness direction, and the
次に、本発明の第4の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図4を参照して説明する。図4は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。 Next, a surface light source and a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of this embodiment.
前記した第1乃至第3の実施例では、導光板の各ブロックの長手方向が液晶パネルの長辺若しくは短辺に平行になるように短冊状に分割したが、本発明では、従来構造のように各導光板の間に厚い反射板を挿入する必要がないため、導光板は任意の形状に分割することができる。 In the first to third embodiments described above, the light guide plate is divided into strips so that the longitudinal direction of each block of the light guide plate is parallel to the long side or short side of the liquid crystal panel. Since it is not necessary to insert a thick reflecting plate between the light guide plates, the light guide plate can be divided into arbitrary shapes.
そこで、本実施例では、図4に示すように、導光板404を液晶パネル406の長辺及び短辺に平行にマトリクス状に分割し、各々のブロックの背面側に単数又は複数のLED401を配置する。これにより、バックライトの照光面は縦横に分割されることとなり、より緻密な輝度、色度の調整を可能にすることができる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
なお、図4では、導光板104を5×6の30ブロックに分割しているが、各ブロックの幅は液晶パネル106の画素の整数倍であればよく、分割数は任意である。また、液晶パネル106の法線方向から見て、各ブロックは正方形にしてもよいし、長方形にしてもよい。 In FIG. 4, the light guide plate 104 is divided into 5 × 6 30 blocks, but the width of each block may be an integer multiple of the pixels of the liquid crystal panel 106, and the number of divisions is arbitrary. Further, when viewed from the normal direction of the liquid crystal panel 106, each block may be square or rectangular.
次に、本発明の第5の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図5及び図6を参照して説明する。図5及び図6は、本実施例の導光板の構成を模式的に示す図である。 Next, a surface light source and a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention are described with reference to FIGS. 5 and 6 are diagrams schematically showing the configuration of the light guide plate of the present embodiment.
前記した第4の実施例では、各導光板の横断面形状(液晶パネル面に平行な面の断面形状)を矩形としたが、本実施例では、図5(a)に示すように、導光板の横断面形状をハニカム状としている。この時、導光板504の各ブロックの形状は、図5(b)のように、六角柱状(導光板504a)、あるいは、六角柱の側面をLED501側に向かって絞った形状(導光板504b)、更には、この面を曲面とした形状(導光板504c)等とすることができる。 In the fourth embodiment described above, the cross-sectional shape of each light guide plate (the cross-sectional shape of the surface parallel to the liquid crystal panel surface) is rectangular, but in this embodiment, as shown in FIG. The cross-sectional shape of the optical plate is a honeycomb. At this time, the shape of each block of the light guide plate 504 is a hexagonal column shape (light guide plate 504a) as shown in FIG. Furthermore, the shape (light guide plate 504c) having a curved surface can be used.
また、導光板の縦断面形状(液晶パネルの法線に平行な面の断面形状)は長方形ではなくてもよく、例えば、図6に示すような各種形状とすることができる。具体的には、導光板604a〜fは、LED側の端面又は液晶パネル側の端面の少なくとも一方を凸面又は凹面としたものである。導光板604gは、導光板のLED側の端面の幅をLEDの発光部寸法に近似させ、液晶パネル側の端面に向かって、幅を徐々に大きくしたクサビ状多角形である。導光板604h〜iは、その変形例として、傾斜面を曲面又は階段状としたものである。導光板604jは、LED側の端面にLEDを収納可能な凹部を設けたものである。導光板604kは、その凹部にシリコーン樹脂等の導光板を構成する材料、またはLEDの発光部に充填されている樹脂に光学的に近似した特性の材料等からなる充填材609を充填したものである。導光板604mは、導光板とLED601との間にレンズ状の集光体613を配置したものである。
Moreover, the longitudinal cross-sectional shape (cross-sectional shape of a surface parallel to the normal line of a liquid crystal panel) of a light-guide plate may not be a rectangle, For example, it can be set as various shapes as shown in FIG. Specifically, in the light guide plates 604a to 604f, at least one of the end surface on the LED side or the end surface on the liquid crystal panel is a convex surface or a concave surface. The light guide plate 604g is a wedge-shaped polygon in which the width of the LED-side end face of the light guide plate is approximated to the LED light-emitting portion size, and the width is gradually increased toward the end face on the liquid crystal panel side. The light guide plates 604 h to 604 have a curved surface or a staircase shape as a modified example. The light guide plate 604j is provided with a recess capable of accommodating the LED on the end face on the LED side. The light guide plate 604k is filled with a filling material 609 made of a material constituting the light guide plate such as silicone resin or a material optically similar to the resin filled in the light emitting portion of the LED. is there. In the light guide plate 604m, a lens-shaped light collector 613 is disposed between the light guide plate and the
上記各形状において、必要に応じて、導光板の液晶パネル側端面及びLEDに相対する領域を除く全面もしくは一面に、銀蒸着フィルム等で構成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層を形成しても良い。これにより、LEDから導光板への光の入射効率の改善、導光板の軽量化が期待できる。また、図5では、導光板の横断面形状を六角形としたが、隙間なく組み合わせる可能な任意の多角形(例えば、3角形、菱形、平行四辺形など)とすることができる。 In each of the above shapes, if necessary, a reflective sheet composed of a silver vapor deposition film or the like is disposed on the entire surface or one surface excluding the region facing the liquid crystal panel of the light guide plate and the LED, or vapor deposition, sputtering, plating, A thin reflective layer may be formed by coating or the like. Thereby, the improvement of the incident efficiency of the light from LED to a light-guide plate and the weight reduction of a light-guide plate can be anticipated. In FIG. 5, the cross-sectional shape of the light guide plate is a hexagon, but it can be any polygon (for example, a triangle, a rhombus, a parallelogram, etc.) that can be combined without a gap.
次に、本発明の第6の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図8乃至図10を参照して説明する。図8乃至図10は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す側断面図である。 Next, a surface light source and a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10 are side sectional views schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of this example.
前記した第1乃至第3の実施例では、光源としてLED等の点光源を用いる場合を示したが、各実施例において、光源として、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の線光源を用いることもできる。図8は、第1の実施例の図1の構成に線光源812を配置した例であり、図9は、第2の実施例の図2の構成に線光源812を配置した例であり、図10は、第3の実施例の図3の構成に線光源1012を配置した例である。 In the first to third embodiments described above, a point light source such as an LED is used as the light source. However, in each embodiment, a linear light source such as a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) may be used as the light source. it can. 8 is an example in which the line light source 812 is arranged in the configuration of FIG. 1 in the first embodiment, and FIG. 9 is an example in which the line light source 812 is arranged in the configuration of FIG. 2 in the second embodiment. FIG. 10 is an example in which a line light source 1012 is arranged in the configuration of FIG. 3 of the third embodiment.
この場合、線光源812、912、1012の光が直上以外の隣接する導光板804、904、1004に入射することを防止するため、また、線光源812、912、1012の光を効率良く導光板804、904、1004に導くために、線光源毎にリフレクタ811、911、1011を配置する。これにより、LEDを光源とした時と同様の効果を得ることができる。 In this case, in order to prevent the light from the line light sources 812, 912, 1012 from entering the adjacent light guide plates 804, 904, 1004 other than immediately above, the light from the line light sources 812, 912, 1012 is efficiently guided. In order to guide to 804, 904, and 1004, reflectors 811, 911, and 1011 are arranged for each line light source. Thereby, the same effect as when LED is used as a light source can be obtained.
なお、図8乃至図10では、導光板の各ブロック(又は各ブロック及び各中空部)に1本の線光源を配置する例を示したが、各ブロック(又は各ブロック及び各中空部)に複数本の線光源を並べて配置してもよい。また、線光源を各ブロック(又は各ブロック及び各中空部)の長手方向で分割してもよい。 8 to 10 show an example in which one line light source is arranged in each block (or each block and each hollow portion) of the light guide plate, but each block (or each block and each hollow portion) is shown. A plurality of line light sources may be arranged side by side. Moreover, you may divide | segment a line light source in the longitudinal direction of each block (or each block and each hollow part).
次に、本発明の第7の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図11及び図12を参照して説明する。図11及び図12は、本実施例の液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。 Next, a surface light source and a liquid crystal display device according to a seventh embodiment of the present invention are described with reference to FIGS. 11 and 12 are diagrams showing the relationship between the writing timing of image data and the lighting timing of the light source in the liquid crystal display device of this embodiment.
前記した第1乃至第6の実施例では、面光源の構造について記載したが、各実施例において、液晶パネルの画像データの書き込みと、LEDあるいは線光源等の光源の点灯タイミングを最適化することによって、液晶パネルに動画を表示させる際の画像の尾ひき(動画ボケ)を低減することができる。その一例を図11に示す。 In the first to sixth embodiments described above, the structure of the surface light source is described. However, in each embodiment, the writing of the image data of the liquid crystal panel and the lighting timing of the light source such as an LED or a line light source are optimized. Therefore, it is possible to reduce tailing (moving image blur) of an image when displaying a moving image on the liquid crystal panel. An example is shown in FIG.
図11は、液晶パネルの垂直方向を6分割した場合の例であり、1フレーム中の画像データの書き込みが表示領域の上端から開始され、下端で終了となり、それに合わせてLEDを点灯するタイミングを模式的に表したものである。図11に示すように、それぞれ対応する領域の画像データの書き込みが終了した後(図11内の実線のパターン)、または書き込みが終了し次の画像データの書き込みが始まる直前(図11内の破線のパターン)までに、光源をパルス状に点灯させる。 FIG. 11 shows an example in which the vertical direction of the liquid crystal panel is divided into six, and writing of image data in one frame starts from the upper end of the display area, ends at the lower end, and the timing of lighting the LED accordingly. This is a schematic representation. As shown in FIG. 11, after the writing of the image data in the corresponding region is completed (the solid line pattern in FIG. 11), or immediately before the writing of the next image data starts after the writing is finished (broken line in FIG. 11). The light source is turned on in pulses.
上記図11の例では、光源の点灯時間は隣接するブロックと重複していないが、勿論重複させてもよい。つまり、画像データの書き込み中(理想的には、液晶の応答中)以外に光源を順次点灯させれば良い。 In the example of FIG. 11 above, the lighting time of the light source does not overlap with adjacent blocks, but may of course be overlapped. That is, the light source may be sequentially turned on except during the writing of the image data (ideally during the liquid crystal response).
また、画像データの明暗に合わせ、対応する領域の光源の光度を調整することで、コントラストの向上も可能となる。図12はその一例であり、書き込まれる画像データから画像が暗い(低階調)と判断されるときは、光源の点灯パルス幅を狭くすることで輝度を落とし、逆に明るい(高階調)と判断される場合は、点灯パルス幅を広くすることで輝度を上げる。これをパルス幅ではなく、パルス高さ、及びそれらの組み合わせとしても良い。 Also, the contrast can be improved by adjusting the luminous intensity of the light source in the corresponding region in accordance with the brightness of the image data. FIG. 12 shows an example, and when it is determined that the image is dark (low gradation) from the written image data, the brightness is lowered by narrowing the lighting pulse width of the light source, and conversely bright (high gradation). If it is determined, the brightness is increased by widening the lighting pulse width. This may be not the pulse width but the pulse height and a combination thereof.
導光板の分割数を多くすることで、これら動画ボケの低減、コントラストの向上により、大きな効果が得られる。また、光源は、パルス状に必要な領域しか点灯しないため、暗い画像データに対しては光源の発光強度を弱めることができ、全点灯させた場合に比べて、消費電力を抑えることも可能となる。 By increasing the number of divisions of the light guide plate, a great effect can be obtained by reducing the moving image blur and improving the contrast. In addition, since the light source only illuminates only the necessary area in a pulse shape, the light emission intensity of the light source can be weakened for dark image data, and it is possible to reduce power consumption compared to the case where all light is lit. Become.
なお、上記各実施例では、本発明の面光源を液晶表示装置に適用する場合について記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、均一な照明光を必要とする任意の照明装置に適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the case where the surface light source of the present invention is applied to a liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any arbitrary light that requires uniform illumination light may be used. It can be applied to a lighting device.
本発明は、均一な照明光を必要とする任意の照明装置、該照明装置をバックライトとする任意の液晶表示装置、この液晶表示装置を用いたコンピュータ用モニタ、液晶テレビ、携帯電話端末、GPS端末、カーナビゲーションシステム、ゲーム機、銀行・コンビニ端末、医療診断装置等に利用可能である。 The present invention relates to an arbitrary illumination device that requires uniform illumination light, an arbitrary liquid crystal display device using the illumination device as a backlight, a computer monitor using the liquid crystal display device, a liquid crystal television, a mobile phone terminal, a GPS, and the like. It can be used for a terminal, a car navigation system, a game machine, a bank / convenience store terminal, a medical diagnostic device, and the like.
1〜4、8〜10 液晶表示装置
11 バックライト
101、201、301、401、501、601、701 LED
102、202、302、402 LED実装基板
103、203、303、403 ライトソース
104、204、304、404、504、504a〜c、604a〜m、804、904、1004a、1004b、1104a〜e 導光板
105、205、305、405、805、905、1005 シート類
106、206、306、406、806、906、1006 液晶パネル
207、907 中空部
209 反射層
308、1008 拡散板
609 充填材
613 集光体
710a、710b 光路
811、911、1011 リフレクタ
812、912、1012 線光源
1105 反射板
1101a〜j 白色LED
1102a、1102b LEDアレイ
1-4, 8-10 Liquid crystal display device 11
102, 202, 302, 402
1102a, 1102b LED array
Claims (7)
前記液晶パネルの背面に配置される導光板と、前記導光板の前記液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、
前記導光板は、前記複数の光源の光を導光すると共に光学シート類を保持しており、前記液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が前記液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、前記複数のブロックは、互いに間隔を空けて配列され、相隣り合う前記ブロックの少なくとも前記中空部側の面に、反射層が形成され、
前記光源は、前記導光板の各々のブロック及びブロック間の中空部の長手方向に配列さることを特徴とする面光源。 In the surface light source that illuminates the liquid crystal panel,
A light guide plate disposed on the back surface of the liquid crystal panel, and a plurality of light sources disposed on a surface of the light guide plate opposite to the liquid crystal panel,
The light guide plate guides light from the plurality of light sources and holds optical sheets, and when viewed from the normal direction of the liquid crystal panel, the light guide plate has a plurality of longitudinal directions parallel to one side of the liquid crystal panel. The plurality of blocks are divided into blocks, and the plurality of blocks are arranged with an interval between each other , and a reflective layer is formed on at least the surface of the hollow portion side of the adjacent blocks,
The light source is arranged in the longitudinal direction of each block of the light guide plate and a hollow portion between the blocks.
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