JP5801065B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶表示パネルを照明するバックライトが、平面形状の外形において９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置に関する。
従来の液晶表示装置は、矩形状の液晶表示パネルを利用した液晶表示装置が一般的であるが、最近では、大型モニタ、アミューズメント用表示装置、産業機械用表示装置、及び車載用液晶表示装置などでは、液晶表示パネルの平面形状の外形が、９０°ではない角部を有する異形液晶表示装置が求められている。
特許文献１は、異形液晶表示装置の一例を示す先行文献である。このような異形液晶表示装置では、液晶表示パネルを照明するバックライトも、液晶表示パネルの形状に合わせて、矩形状と異なる形となる。また、液晶表示パネルが矩形状の場合であっても、バックライトが矩形ではない場合もある。
矩形状ではないバックライト、特に、平面形状の外形に９０°より大きい角度となる角部を有するバックライトにおいては、図１に示すように、バックライトの外形に合わせて、導光板ＬＧも角度θが９０°より大きい角度となる角部Ａを有し、しかも、該角部を構成する２つの辺（ｓ１，ｓ２）に沿って、発光ダイオードＬＥＤが配置される。このような構成では、点線で示した領域Ｂ及びＣにおいて、低輝度の領域が形成される。
この原因は、図１の角部Ａの近傍の拡大図である図２に示すように、導光板ＬＧの外形に沿って発光ダイオードＬＥＤが配置され、各発光ダイオードＬＥＤから放出される照射光の主な成分Ｍ１及びＭ２は、導光板ＬＧの各辺（ｓ１又はｓ２）に垂直な方向へと進むよう構成される。
発光ダイオードＬＥＤ自体から放出される照射光の方向や導光板ＬＧに入射する際の導光板の側面形状により、導光板ＬＧに入射した照射光は、図２に示すように放射状に広がる傾向となるが、その中でも当該辺（ｓ１又はｓ２）に垂直な方向に、主な照射光が伝搬することとなる。
このため、図１に示すように、上辺ｓ１に沿って配置された発光ダイオードからの主な照射光（Ｌ２〜Ｌ４）は図面の縦方向（下向き）に伝搬し、斜辺ｓ２に配置された発光ダイオードからは、導光板ＬＧの斜め内向きの方向に照射光（Ｌ１及びＬ５）が伝搬する。このため、導光板ＬＧの内部では画面中央部に向かう照射光が多くなり、これに対して画面角部、特に、点線領域Ｂ及びＣでは照射光が不足し、低輝度な領域となる。
本発明が解決しようとする課題は、上述した問題を解消し、バックライトの平面形状の外形に９０°より大きい角度の角部を有する場合でも、バックライトの輝度分布を均一化することが可能な液晶表示装置を提供することである。
上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、以下のような技術的特徴を有している。
（１） 液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトは前記角部を挟んで形成された、第１の辺と第２の辺と、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板とを有し、前記第１の辺に沿って複数の発光ダイオードを配列し、前記第２の辺に沿って複数の発光ダイオードを配列し、前記第１の辺と第２の辺とに沿って配列した各発光ダイオードの主な照射光が、該導光板を同一方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする。
（１） 液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトは前記角部を挟んで形成された、第１の辺と第２の辺と、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板とを有し、前記第１の辺に沿って複数の発光ダイオードを配列し、前記第２の辺に沿って複数の発光ダイオードを配列し、前記第１の辺と第２の辺とに沿って配列した各発光ダイオードの主な照射光が、該導光板を同一方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする。
（２） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、前記第１の辺と第２の辺とに沿って配列した発光ダイオードは、各発光ダイオードの光を放射する方向が全て同一方向となるように配列されており、前記第１の辺と第２の辺のうち一方の辺に沿った前記導光板の外形は直線状であり、他方の辺に沿った前記導光板の外形は階段状となっていることを特徴とする。
（３） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、前記第１の辺と第２の辺とに沿って配置した発光ダイオードは、各発光ダイオードの光を放射する方向が前記第１の辺と第２の辺とのそれぞれに垂直となるように配列されており、該導光板の前記第１の辺と第２の辺のうち一方の辺に沿って、該導光板と該発光ダイオードとの間に該発光ダイオードの放射光の方向を変更する偏向手段を配置したことを特徴とする。
（４） 上記（１）から（３）の何れかに記載の液晶表示装置において、前記バックライトの平面形状の外形が有する９０°より大きい角度となる前記角部は、１００°以上１５０°以下であることを特徴とする。
（５） 上記（１）から（４）の何れかに記載の液晶表示装置において、前記導光板が有する９０°より大きい角度となる前記角部は、１００°以上１５０°以下であることを特徴とする。
（６） 上記（１）から（５）の何れかに記載の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有することを特徴とする。
本発明の液晶表示装置によれば、バックライト内で、９０°より大きい角度となる角部を構成する２つの辺に沿って、複数の発光ダイオードを配列し、前記２つの辺に沿って配列した各発光ダイオードの主な照射光が、該導光板を同一方向に伝搬するよう構成しているため、導光板を伝搬する照射光が画面中央部に集中せず、画面角部にも行き渡るため、画面全体で均一な照明を得ることが可能となる。
また、液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板と該導光板の９０°より大きい角度となる角部を構成する２つの辺のうち一方の辺に沿って、複数の発光ダイオードを配列し、前記一方の辺に対向しかつ平行となる辺に沿うと共に、前記２つの辺のうち他方の辺に対向する位置に、複数の発光ダイオードを配列し、前記各辺に配列された発光ダイオードの主な照射光が、該導光板を互いに逆方向に伝搬するよう構成した場合には、バックライト内の導光板で、９０°より大きい角度となる角部を構成する２つの辺のうち一方の辺に沿って、複数の発光ダイオードを配列し、前記一方の辺に対向しかつ平行となる辺に沿うと共に、前記２つの辺のうち他方の辺に対向する位置に、複数の発光ダイオードを配列し、前記各辺に配列された発光ダイオードの主な照射光が、該導光板を互いに逆方向に伝搬するよう構成するため、導光板を伝搬する照射光が画面中央部に集中せず、画面角部にも行き渡るため、画面全体で均一な照明を得ることが可能となる。
以下、本発明の液晶表示装置について、詳細に説明する。
本発明は、図３に示すように、液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板ＬＧと該導光板の９０°より大きい角度となる角部Ａを構成する２つの辺（ｓ１，ｓ３）に沿って、複数の発光ダイオードを配列し、前記２つの辺に沿って配列した各発光ダイオードの主な照射光（Ｌ２〜Ｌ４及びＬ６，Ｌ７）が、該導光板ＬＧを同一方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする。
本発明は、図３に示すように、液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板ＬＧと該導光板の９０°より大きい角度となる角部Ａを構成する２つの辺（ｓ１，ｓ３）に沿って、複数の発光ダイオードを配列し、前記２つの辺に沿って配列した各発光ダイオードの主な照射光（Ｌ２〜Ｌ４及びＬ６，Ｌ７）が、該導光板ＬＧを同一方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする。
本発明における「略同じ形状」とは、同一の形状に限らず、バックライトのモールドや発光ダイオードなどの配置に伴い、導光板の形状がバックライトの外形から若干変更されていても許容可能であることを意味している。また、上述した「同一方向」や後述する「逆方向」は、完全に方向が同一又は逆の場合に限らず、画面内での輝度分布が実際に使用する際に許容できる範囲内であれば、若干の方向の違いは許容可能であることを意味している。
本発明の第１実施例では、図３に示すように、バックライトの導光板ＬＧの２つの辺（ｓ１，ｓ３）に沿って配列した発光ダイオードＬＥＤは、各発光ダイオードの光を放射する方向（Ｌ２〜Ｌ４，及びＬ６とＬ７）が全て同一方向となるように配列されており、該導光板の前記２つの辺のうち一方の辺ｓ１に沿った外形は直線状であり、他方の辺ｓ３に沿った外形は階段状となっている。
辺ｓ３においては、導光板の形状が階段状になっているため、各ステップに合わせて発光ダイオードＬＥＤを配置することにより、当該辺に沿って配置された全ての発光ダイオードＬＥＤの照射方向を、図面の下向き（照射光Ｌ２〜Ｌ４と同じ方向）に揃えることが可能となる。このため、図１に示すような画面角部で低輝度領域が形成されるのを抑制することが可能となる。
また、本発明の第２実施例では、図４に示すように、バックライトの導光板ＬＧの２つの辺（ｓ１，ｓ２）に沿って配置した発光ダイオードＬＥＤは、各発光ダイオードの光を放射する方向が前記２つの辺（ｓ１，ｓ２）に垂直となるように配列されており、該導光板の前記２つの辺のうち一方の辺ｓ２に沿って、該導光板ＬＧと該発光ダイオードＬＥＤとの間に該発光ダイオードの放射光の方向を変更する偏向手段ＤＦを配置している。
偏向手段ＤＦの一例としては、図５に示すように、導光板ＬＧの辺ｓ２に沿って、該辺に対し略垂直な方向に照射光を放射する発光ダイオードＬＥＤが配置されている。また、発光ダイオードＬＥＤと導光板ＬＧとの間には、発光ダイオードの照射光の方向を変更するため、三角柱状の屈折部材ＤＦを配置している。この屈折部材により照射光の入射角θｉが出射角θｏに偏向され、図４の矢印Ｌ９の方向に向かう照射光へと変換される。このような屈折部材を各発光ダイオードに対応して設けることで、辺ｓ２に沿って配置された全ての発光ダイオードの照射光の方向を偏向することが可能となる。
偏向手段ＤＦとしては、図５のような屈折部材に限らず、辺ｓ２から突出した反射手段を各発光ダイオードに対応して設けることで構成することも可能である。
次に、本発明の液晶表示装置の他の実施例について説明する。
図６に示すように、液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板ＬＧと該導光板の９０°より大きい角度となる角部Ａを構成する２つの辺のうち一方の辺ｓ１に沿って、複数の発光ダイオードＬＥＤ１を配列し、前記一方の辺ｓ１に対向しかつ平行となる辺ｓ４に沿うと共に、前記２つの辺のうち他方の辺ｓ２に対向する位置に、複数の発光ダイオードＬＥＤ２を配列し、前記各辺に配列された発光ダイオードの主な照射光（Ｌ２〜Ｌ４及びＬ１０とＬ１１）が、該導光板を互いに逆方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする。
図６に示すように、液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板ＬＧと該導光板の９０°より大きい角度となる角部Ａを構成する２つの辺のうち一方の辺ｓ１に沿って、複数の発光ダイオードＬＥＤ１を配列し、前記一方の辺ｓ１に対向しかつ平行となる辺ｓ４に沿うと共に、前記２つの辺のうち他方の辺ｓ２に対向する位置に、複数の発光ダイオードＬＥＤ２を配列し、前記各辺に配列された発光ダイオードの主な照射光（Ｌ２〜Ｌ４及びＬ１０とＬ１１）が、該導光板を互いに逆方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする。
図６のように、９０°より大きい角度となる角部の斜辺ｓ２には、発光ダイオードを配置せず、下辺ｓ４で斜辺ｓ２に対応する位置に、発光ダイオードＬＥＤ２を配置している。全ての発光ダイオードを下辺ｓ４に沿って配置することも可能であるが、この場合は、辺の長さが最も長い下辺ｓ４側には、液晶表示パネル上に駆動用ＩＣチップが配置されており、発光ダイオードで発生する熱がＩＣチップの動作に影響を与える可能性が高くなる。このため、下辺ｓ４に発光ダイオードの配置を最小限とするため、図６の辺ｓ４の両脇（斜辺ｓ２に対向する部分）のみに発光ダイオードＬＥＤ２を配置している。
なお、上辺ｓ１に配置した発光ダイオードＬＥＤ１と、下辺ｓ４に配置した発光ダイオードＬＥＤ２とは、図面の横方向の配置位置が、一部重複するよう構成することが可能である。これにより、上辺ｓ１の両端付近から放射される照射光の量が、上辺ｓ１の中央部より少なくなるため、この照射光量不足を下辺ｓ４に配置された発光ダイオードＬＥＤ２で補うことができる。
第１乃至３の実施例で示したように、斜辺ｓ３又はｓ２に対応して配置される発光ダイオードは、各発光ダイオードが照射すべき領域の面積（縦方向の長さ）が、各々異なっている。このため、全体に均一な輝度分布を得るため、斜辺に配置される各発光ダイオードの光量を照射面積に比例して変化させたり、導光板（又は導光板に近接配置される拡散シート等の光学シート）における光の拡散効果を領域に応じて変化させるなどの改良を施すことも可能である。
また、上記で説明した第１乃至３の実施例では、例えば、矩形形状の外形から、少なくとも１つの角部において略直角二等辺三角形を切り取った（コーナカットした）形状の場合に、顕著な効果が得られる。この時、液晶表示パネルやバックライトや導光板の９０°より大きい角度の角部は、略１３５°となる。尚、この角度に限定されるものではなく、９０°より大きい角度の該角部が、１００°以上１５０°以下の角度を有する場合にも、本発明の効果を顕著に得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、バックライトの平面形状の外形に９０°より大きい角度の角部を有する場合でも、バックライトの輝度分布を均一化することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
ＤＦ 偏向手段
Ｌ１〜Ｌ１１ 照射光
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＬＧ 導波板
ｓ１〜ｓ４ 導光板の外周の辺
Ｌ１〜Ｌ１１ 照射光
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＬＧ 導波板
ｓ１〜ｓ４ 導光板の外周の辺
Claims (6)
- 液晶表示パネルと該液晶表示パネルを照明するバックライトとを有し、該バックライトの平面形状の外形が、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有する液晶表示装置において、
前記バックライトは前記角部を挟んで形成された、第１の辺と第２の辺と、
前記バックライトの外形と略同じ形状を有する導光板とを有し、
前記第１の辺に沿って複数の発光ダイオードを配列し、
前記第２の辺に沿って複数の発光ダイオードを配列し、
前記第１の辺と第２の辺とに沿って配列した各発光ダイオードの主な照射光が、該導光板を同一方向に伝搬するよう構成したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の辺と第２の辺とに沿って配列した発光ダイオードは、各発光ダイオードの光を放射する方向が全て同一方向となるように配列されており、前記第１の辺と第２の辺のうち一方の辺に沿った前記導光板の外形は直線状であり、他方の辺に沿った前記導光板の外形は階段状となっていることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の辺と第２の辺とに沿って配置した発光ダイオードは、各発光ダイオードの光を放射する方向が前記第１の辺と第２の辺とのそれぞれに垂直となるように配列されており、該導光板の前記第１の辺と第２の辺のうち一方の辺に沿って、該導光板と該発光ダイオードとの間に該発光ダイオードの放射光の方向を変更する偏向手段を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の液晶表示装置において、前記バックライトの平面形状の外形が有する９０°より大きい角度となる前記角部は、１００°以上１５０°以下であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の液晶表示装置において、前記導光板が有する９０°より大きい角度となる角部は、１００°以上１５０°以下であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、９０°より大きい角度となる角部を少なくとも１つ有することを特徴とする液晶表示装置。
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Family Applications (1)
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