JP5506851B2 - 分割輝度調節機能を有する側面型バックライトユニット - Google Patents

Description

本発明は、側面型バックライトユニットに関するもので、より詳細には、側面型バックライトユニットにおいて、導光板と導光板の下部に配置された複数の光学系間の距離調整の通して分割輝度調節が可能な側面型バックライトユニットに関するものである。

最近、情報化機器の使用頻度が高くなるに従って、軽薄短小化及び低消費電力化等の特性に優れた平板表示装置が脚光を浴びている。

このような平板表示装置のうち、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）が解像度、カラー表示、画質等に優れてノート型コンピュータ、デスクトップ用モニターまたはテレビジョン等に主に使用される。

一般的に、液晶表示装置は、自ら光を発することができないため、別途に光を放出するバックライトユニットが採用される。

即ち、液晶パネルの下部にバックライトユニットを設置し、バックライトユニットから放出される光を液晶パネルに入射させ、液晶の配列に従って光の量を調節することで、画像を表示する。

上述のバックライトユニットは、光源を液晶パネルの下面に配置し、基板の前面に直接光を照射する直下型と、導光板の一側または両側に光源を配置して導光板に入射された光を反射させて液晶パネルに照射する側面型に分けることができる。

一方、上述の液晶表示装置は、映画、ドラマのような動画の観覧に多く使用される傾向にあり、部分的に輝度の高い映像を生動感があるように表現するために分割輝度調節機能が必要である。

分割輝度調節のため、直下型バックライトユニットは、液晶パネルの下部に直接光を照射するため、光源を発光ダイオードに適用すると、分割輝度の制御は可能であるが、輝度の均一度のために液晶パネルの下部に一定間隔離隔されて配置されるので、軽薄短小化の傾向に逆行するという問題点がある。

一方、側面型バックライトユニットは、側面に入射された光を液晶パネルに反射させるため、直下型バックライトユニットより狭い空間で済み、軽薄短小化の傾向には適合するが、光が導光板の側面に入射されて液晶パネルの下部に反射されるため、分割輝度調節機能を行うことができないという問題点がある。

上述の問題点を解決するため、本発明の目的は、導光板と導光板の下部に配置された複数の光学系間の距離の調整を通して分割輝度調節が可能な側面型バックライトユニットを提供することである。

上述の目的を達成するため、本発明の一技術的側面は、光源から入射された光をガイドする導光板と、上記導光板によりガイドされた光を反射して液晶パネルに放出させる複数の光学系を備えて、入力された映像信号によって上記複数の光学系の反射率を夫々調整して輝度を調節する輝度調節部とを含み、上記光学系は、光を反射させる反射板、光を散乱させる散乱パターン及び光を拡散させる拡散シートのうち、ひとつであって、
上記光学系の表面には、光反射率を高めるコーティングが施され、上記光学系と上記導光板とを予め設定された距離に離隔させるスペーサが、上記光学系と上記導光板との間に介在されることを特徴とする。

本発明の一技術的側面によると、上記輝度調節部は上記映像信号の明暗によって可変する電圧レベルを有する調節電圧を上記複数の光学系に夫々供給する制御機をさらに含むことができる。

本発明の一技術的側面によると、上記光学系はピエゾ（ｐｉｅｚｏ）効果により上記導光板との距離が調節されることができる。

本発明の一技術的側面によると、上記側面型バックライトユニットは上記光源から記導光板に入射される光を予め設定された方向に向かうようにする光学部材をさらに含むことができる。

本発明の一技術的側面によると、上記光源は上記輝度調節部の輝度調節と連動して入射される光量を調節することができる。

本発明によると、直下型に比べて体積の小さい側面型バックライトユニットにおいて、導光板と導光板の下部に配置された複数の光学系間の距離調整を通して分割輝度調節が可能であるという効果がある。

本発明の側面型バックライトユニットの概略的な構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の側面型バックライトユニットの一実施形態である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の側面型バックライトユニットの他の実施形態である。 本発明の側面型バックライトユニットの分割輝度の制御を示す図面である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の側面型バックライトユニットの概略的な構成図である。

図１を参照すると、本発明の側面型バックライトユニット１００は導光板１１０と輝度調節部１２０を含む。

導光板１１０は、液晶パネルの下部に配置され、導光板１１０の側面には光源ｌからの光が入射される。導光板１１０は入射された光をガイドし液晶パネルに照射する。光源ｌは導光板１１０の一側面または両側面で光を入射させることができる。上記液晶パネルに照射される光の量によって輝度が調節される。

輝度調節部１２０は、導光板１１０の下部に配置され、導光板１１０内の光を反射させる光学系を含み、上記光学系の反射率を夫々調整して輝度を調節する。この際、上記光学系と導光板１１０間の距離を調節して輝度を調節し、上記光学系は複数個が導光板１１０の下部に配置され、各光学系が担当する領域毎に輝度が異なるように調節され輝度が分割調節されることができる。

図面を参照して本発明の側面型バックライトユニットに関して詳細に説明する。

図２の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の側面型バックライトユニットの一実施形態であり、本発明の側面型バックライトユニットのうちひとつの光学系が担当する領域を拡大して詳細構成図である。

図１及び図２の（ａ）を参照すると、本発明の側面型バックライトユニット１００の輝度調節部１２０は制御機１２１、光学系１２２及びスペーサ１２３を含むことができる。

制御機１２１は、外部からの映像信号の明暗によって可変する電圧レベルを有する調節電圧を光学系１２２に伝達する。

光学系１２２は、導光板１１０の下部に放出された光を反射させる反射板、光を散乱させる散乱パターン及び光を拡散させる拡散シートのうちいずれでも構成されることができる。さらに、光の反射率を高めるため、表面にコーティングされることができる。

上述の光学系１２２は、圧電体からなり、上記調節電圧の印加を受けてピエゾ（ｐｉｅｚｏ）効果により導光板１１０との距離が調節され、輝度を調節することができる。

即ち、光学系１２２が導光板１１０の下部に密着されると、光が反射されて上記液晶パネルに照射される光の量が多くなり、これにより輝度が高くなる。

一方、図２の（ｂ）のように、光学系１２２が導光板１１０の下部から遠ざかると、光の反射が減るため、液晶パネルに照射される光の量が減って輝度が低くなる。

スペーサ１２３は、導光板１１０と光学系１２２間を予め設定された距離に離隔させる。

上述の本発明の側面型バックライトユニット１００に採用された輝度調節部１２０は多様な実施形態を有することができ、図面を参照して詳細に説明する。

図３の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の側面型バックライトユニットの他の実施形態であり、図１に図示された本発明の側面型バックライトユニットのうちひとつの光学系が担当する領域を拡大して詳細構成図である。

図３の（ａ）を参照すると、本発明の側面型バックライトユニットの他の実施形態２００に採用された輝度調節部は、導光板２１０の下部に配置され複数の光学系２２２ｂに夫々一対一対応する複数の第１電極２２２ａを含むことができる。図示されたように、第１電極２２２ａは光学系２２２ｂの下部に配置されることもでき、光学系２２２ｂと導光板２１０の間に配置されることもできる。

制御機２２１は、光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに夫々調節電圧を印加し、光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに夫々印加される調節電圧は極性が異なることも、同一であることもできる。

即ち、輝度を明るくするために、光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに同じ極性の調節電圧を印加して光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに帯電された電荷による静電気力によって光学系２２２ｂは導光板２１０の下部に密着されることができる。

一方、輝度を暗くするために、光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに異なる極性の調節電圧を印加して光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに帯電された電荷による静電気力によって光学系２２２ｂは導光板２１０の下部から離隔されることができる。

若し、第１電極２２２ａが光学系２２２ｂと導光板２１０の間に配置される場合、制御機２２１は輝度を明るくするために光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに異なる極性の調節電圧を印加し、輝度を暗くするためには光学系２２２ｂと第１電極２２２ａに同じ極性の調節電圧を印加することができる。

図３の（ｂ）は本発明の側面型バックライトユニットのさらに他の実施形態３００を示す。

図３の（ｂ）を参照すると、本発明の側面型バックライトユニットのさらに他の実施形態３００に採用された輝度調節部は、複数の光学系３２２ｂに夫々一対一に対応する複数の第２電極３２２ｃをさらに含むことができる。

制御機３２１は、光学系３２２ｂ、第１電極３２２ａ及び第２電極３２２ｃに夫々調節電圧を印加するが、光学系３２２ｂ、第１電極３２２ａ及び第２電極３２２ｃに夫々印加される調節電圧は、極性が異なることも、同一であることもできる。

即ち、輝度を明るくするために、光学系３２２ｂ及び第２電極３２２ｃには、同じ極性の調節電圧を印加するが、第１電極３２２ａには光学系３２２ｂと異なる極性の調節電圧を印加して静電気力によって光学系３２２ｂは導光板３１０の下部に密着されることができる。

一方、輝度を暗くするために、光学系３２２ｂ及び第１電極３２２ａには同じ極性の調節電圧を印加し、第２電極３２２ｃには光学系３２２ｂと異なる極性の調節電圧を印加して光学系３２２ｂと第１電極３２２ａに帯電された電荷による静電気力によって光学系３２２ｂは導光板３１０の下部から離隔されることができる。

さらに、第１電極３２２ａは光学的干渉を最小化することができる程度に小さく作ることもでき、光学的に透明した素材で形成することもできる。

一方、本発明の側面型バックライトユニット２００、３００は、光源ｌから導光板２１０、３１０に入射される光を予め設定された方向へ向かうようにする集光力を有する光学部材２３０、３３０をさらに含むことができる。

上述の光学部材２３０、３３０は、プリズム（ｐｒｉｓｍ）またはレンズ等で構成されることができる。

図４は、本発明の側面型バックライトユニットの分割輝度調節を示す図面である。

図４を参照すると、本発明の側面型バックライトユニットは、上記光学系と導光板間の距離調節によって分割輝度調節が行われることを分かる。

また、画面の一定部分のみが明るく、残りは暗い映像信号の場合は、導光板内の全体光は全反射によって消失する量を除くと、密着された上記光学系によってのみ上記導光板の上部に出射されるが、入射される光量を調節しないと、出射される光量が多くて輝度が明るすぎるようになるという問題点が発生することがある。これにより、光源ｌは、輝度調節部の輝度の調節と連動して入射される光量を調節し、一般的に液晶パネルの全体の輝度が最大値に明るくなるべき映像が少ないことを考慮すると、バックライトユニットで消耗する電力消耗量を減少させることができる。

また、上記光学部材は、特定方向へ光を入射させることで光量が局部的に調節されるため、電力消耗量の低減効果がさらに大きくなることができる。

以上で説明した本発明は、上述の実施例及び添付の図面により限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲により限定し、本発明の構成は本発明の技術的思想を外れない範囲内でその構成を多様に変形及び改造することができるということは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には自明である。

１００、２００、３００ 側面型バックライトユニット
１１０、２１０、３１０ 導光板
１２０ 輝度調節部
１２１、２２１、３２１ 制御機
１２２、２２２ｂ、３２２ｂ 光学系
１２３、２２３、３２３ スペーサ
２２２ａ、３２２ａ 第１電極
３２２ｃ 第２電極
２３０、３３０ 光学部材

Claims (5)

1. 光源から入射された光をガイドする導光板と、
   上記導光板によりガイドされた光を反射して液晶パネルに放出させる圧電体からなる複数の光学系を備えて、入力された映像信号によって上記複数の光学系の反射率を夫々調整して輝度を調節する輝度調節部と、
   を含み、
   上記光学系は、光を反射させる反射板、光を散乱させる散乱パターン及び光を拡散させる拡散シートのうち、ひとつであって、
   上記光学系の表面には、光反射率を高めるコーティングが施され、
   上記光学系と上記導光板とを予め設定された距離に離隔させるスペーサが、上記光学系と上記導光板との間に介在されることを特徴とする分割輝度調節機能を有する側面型バックライトユニット。
2. 上記輝度調節部は、上記映像信号の明暗によって可変する電圧レベルを有する調節電圧を上記複数の光学系に夫々供給する制御機をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の分割輝度調節機能を有する側面型バックライトユニット。
3. 上記光学系は、ピエゾ（ｐｉｅｚｏ）効果により上記導光板との距離が調節されることを特徴とする請求項２に記載の分割輝度調節機能を有する側面型バックライトユニット。
4. 上記側面型バックライトユニットは、上記光源から上記導光板に入射される光を予め設定された方向へ向かうようにする光学部材をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の分割輝度調節機能を有する側面型バックライトユニット。
5. 上記光源は、上記輝度調節部の輝度調節と連動して入射される光量を調節することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の分割輝度調節機能を有する側面型バックライトユニット。
   

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