JPH10154409A - 面状光源およびそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

面状光源およびそれを用いた液晶表示素子

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JPH10154409A
JPH10154409A JP8311805A JP31180596A JPH10154409A JP H10154409 A JPH10154409 A JP H10154409A JP 8311805 A JP8311805 A JP 8311805A JP 31180596 A JP31180596 A JP 31180596A JP H10154409 A JPH10154409 A JP H10154409A
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JP
Japan
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light
light source
liquid crystal
crystal display
backlight
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Application number
JP8311805A
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English (en)
Inventor
Masashi Tanaka
将史 田中
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電飾看板、各種の標識や液晶表示素子などの
バックライトの省電力化を図り、表示中においても節電
できる面状光源およびそれを用いた液晶表示素子を提供
する。 【解決手段】 光源21の光を面状に照射する光照射部
を有する発光部(導光板22)と、前記光照射部の近傍
に設けられる蓄光部24と、前記光源を点滅させる制御
回路25とを有し、光源21を制御回路25によりオン
オフさせながら蓄光部24の助けで光の照射を続けなが
ら、光源のオフの時間により電力を節約する。この面状
光源を液晶パネルの背面側に配設することにより液晶表
示素子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子、電飾
看板、各種標識などのバックライトとして用いられる面
状光源に関する。さらに詳しくは、省電力化を図った面
状光源およびそれを用いた液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、それぞれ透明電極が設
けられた2枚の絶縁性透明基板が一定間隙を有するよう
に周囲でシール剤により貼着され、その間隙に液晶材料
が注入され、その両外面に偏光板が設けられることによ
り形成されれいる。そして、電圧の印加と無印加とによ
る液晶分子の捩れによる旋光性の有無と偏光板の透過軸
の方向を利用して、その背面側に設けられるバックライ
トの光の透過および遮断を制御することにより表示を行
っている。
【0003】この液晶表示素子は、消費電力が小さく、
薄型、軽量で、低電圧で駆動できるため、各種の電子機
器に用いられ、とくに携帯電話機やビデオカメラのよう
な携帯機器にも便利に用いられている。しかし、携帯機
器は電池で駆動されるため、なお一層の消費電力の低下
が望まれ、液晶表示素子では電力消費の大半を占めるバ
ックライトの省電力化が望まれている。そのため、たと
えば携帯電話機などでは、ある機能ボタンを押してその
機能を表示部に表示した後、たとえば10秒から1分位
でバックライトをオフにして電力の消費を防ぐ方法も採
用されている。液晶表示素子では、バックライトがオフ
になっても、明るいところであればその表示を認識する
ことができるが、暗いところでは認識することができな
い。
【0004】一方、電飾看板や各種標識などでは、その
バックライトとして冷陰極管やタングステンランプなど
が用いられているが、殆ど1日中表示されており電力の
消費は相当大きい。最近では半導体発光素子の高輝度化
に伴い、これら大型の表示器においても半導体発光素子
が用いられてきているが、それでも電力消費量が大きく
なっており、その節電が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の携帯電話機など
の機能ボタンを押して一定時間の経過後にバックライト
をオフにする省電力の方法は、表示時間を短くするだけ
で、表示中の省電力には何等寄与していない。
【0006】また、液晶表示素子に限らず、電飾看板や
電気を用いた各種標識などのバックライトの電力消費は
非常に多く、各方面からその省電力化が要求されてい
る。
【0007】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、電飾看板、各種の標識や液晶表示素子などの
バックライトの省電力化を図り、表示中においても節電
できる面状光源を提供することを目的とする。
【0008】本発明の他の目的は、省電力化されたバッ
クライトを用い、電池を使用する携帯機器に用いる場合
にとくに有効な消費電力の小さい液晶表示素子を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による面状光源
は、光源の光を面状に照射する光照射部を有する発光部
と、前記光照射部の近傍に設けられる蓄光部と、前記光
源を点滅させる制御回路とを有している。この構成にす
ることにより、蓄光部が発光部からの光を吸収して発光
するため、発光部からの発光が遮断されても暫くは発光
する。したがって、制御回路により光源がオフにされて
も蓄光部から光が放射され、光源として機能する。蓄光
部からの発光能力が落ちる頃に光源をオンにして発光部
から発光させることにより、光源としては何等遜色なく
発光し続ける。したがって、光源をオンオフしながら面
状光源としては均一な輝度で発光し続け、一方におい
て、光源をオフにしている間は電源を消耗しないため、
節電を達成することができる。このオンオフの間隔は、
蓄光部のエネルギーを蓄える能力によるが、たとえば1
秒程度づつのオンオフを繰り返すことができる。
【0010】前記光源を点滅させる制御回路が、前記光
源と電源との間に直列に接続されるスイッチング素子
と、該スイッチング素子をオンオフさせるパルス波形を
発生するパルス発生回路とから構成されれば、簡単な構
成により光源をオンオフさせることができる。
【0011】本発明の液晶表示素子は、液晶パネルと、
該液晶パネルの背面側に設けられるバックライトとから
なり、前記バックライトに請求項1記載の面状光源が用
いられている。この構成にすることにより、バックライ
トの光源を消灯しても蓄光部から光を放射し、暫くの間
バックライトが点灯しているのと同様に照射される。蓄
光部からの光が弱くなる頃に再度光源を点灯させること
ができるため、光源のオンオフに拘らず、バックライト
が点灯し続けるのと同様に、表示のチラツキが生じるこ
となく表示部を認識することができる。そのため、表示
中に常時光源を点灯させる必要がなく、良好な表示が得
られながら節電をすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の液晶表示素子およびそれに用いる面状光源について
説明をする。本発明の液晶表示素子は、図1に概略の説
明図が示されるように、液晶パネル1と、バックライト
2と、液晶パネルを駆動する駆動回路3とからなってい
る。
【0013】液晶パネル1は、通常の液晶パネルと同様
の構成になっている。すなわち、絶縁性透明基板11、
12の一表面に電極パターン13、14がそれぞれ形成
されると共に、液晶分子を一定の方向に配向させる配向
膜15、16がさらに設けられている。2枚の絶縁性透
明基板11、12は図示しないスペーサにより一定の間
隙を保持しながら、前述の電極パターン13、14が対
向するように、その周囲でシール剤17により貼着され
て、その間隙に液晶材料が注入されることにより液晶層
18が2枚の絶縁性透明基板11、12により挟持され
ている。さらに、絶縁性透明基板11、12の外側には
それぞれ偏光板19a、19bが設けられ、これらによ
り液晶パネル1が形成されている。この対向する電極パ
ターン13、14に電圧が印加されることにより、その
間の液晶分子の配列方向が変化し、偏光板19a、19
bの吸収軸の方向と共にバックライト2からの光の透過
および不透過が制御され、画素ごとにオンオフされて所
望の表示がなされる。
【0014】バックライト2は、光源21、導光板22
およびその導光板22の底面や側面に設けられた反射板
23からなる発光部の他に、蓄光部24および光源21
をオンオフさせる制御回路25を有していることに特徴
がある。
【0015】発光部を構成する光源21は、たとえば半
導体発光素子(LED)や冷陰極管などを使用すること
ができる。また、半導体発光素子の場合でも、面状にL
EDチップを並べた構造の光源を使用することもでき
る。導光板22は、たとえばポリカーボネートや、アク
リル樹脂(PMMA)などからなり、その一側面から光
源21の光を導入し、その底面および他の側面に設けら
れた反射板23により反射させながらその表面側(照射
部)から面状に光を照射する構造になっている。反射板
23としては、光の反射率の大きいアルミニウムなどの
板材を導光板22に接して配設したり、導光板22に直
接蒸着などにより反射用の金属材料を付着してもよい。
なお、図では光源21と導光板22とが並置して設けら
れているが、実際には光源の光が外部にできるだけ逃げ
ないように、遮光膜などにより光源21を覆って導光板
22の一側面に固着されている。
【0016】蓄光部24は、たとえば通常のポリカーボ
ネートやアクリル樹脂(PMMA)などからなる0.2
mm程度の厚さのプラスティック性の透明フィルム24
aに夜光性塗料などの蓄光性材料24bの粉末がバイン
ダなどに混ぜて塗布乾燥されることにより、0.05〜
0.1mm程度の厚さに形成されている。この蓄光性材
料としては、リン光性物質が用いられる。蓄光性材料と
しては、夜光性のリン光性物質の他、蛍光性物質でもよ
いが、長時間発光させるためにはリン光性物質の方が好
ましい。この蓄光部24は、外部から光が照射されるこ
とにより、その光のエネルギーを吸収し、外部の光がな
くなっても一定時間発光するものである。この例では、
透明フィルム24aに蓄光性材料を塗布したものが1枚
で構成されているが、この透明フィルム24aおよび蓄
光性材料24bはそのまま光を透過するため、2枚以上
重ねてもよい。そうすることにより、蓄光量が大きくな
るため好ましい。また、このような別の透明フィルム2
4aを設けなくても、照射部の近傍に蓄光性材料が設け
られていればよく、たとえば導光板22の表面もしくは
裏面側の反射板23との境界面、液晶パネル1の背面側
(偏光板19aの表面)、またはこれらの複数箇所に塗
布されていてもよい。
【0017】制御回路25は、光源21をオンオフする
回路で、光源21が半導体発光素子(LED)である場
合には、たとえば図2に示されるように、トランジスタ
Q1からなるスイッチング素子が抵抗Rを介して半導体
発光素子LEDと電源26との間に直列に挿入され、ト
ランジスタQ1のベースにクロックパルスPなどのパル
ス信号発生部からの信号を入力することにより、トラン
ジスタQ1をオンオフすることができる。すなわち、ク
ロックパルスPがハイ(H)のときはトランジスタQ1
がオンになり、クロックパルスPがロー(L)のときは
トランジスタQ1がオフになる。トランジスタQ1がオ
フのときは、LEDにも電流が流れず、発光しないが電
源の消耗もない。
【0018】このクロックパルスPは、たとえばハイ
(オン)の時間が1秒で、ロー(オフ)の時間が1秒の
パルスとすることができ、この場合、1秒間半導体発光
素子LEDが発光し、つぎの1秒間は半導体発光素子L
EDが消灯することになる。このオンオフのそれぞれの
サイクルは、前述の蓄光材料の蓄光能力により、輝度の
低下(表示のチラツキ)を人間が認識しない程度に発光
し続ける時間によるが、オンの時間に対するオフの時間
の割合を1〜3程度に設定することができる。すなわち
電源の動作する時間を1/2〜1/4程度にすることが
できる。
【0019】制御回路25は、このように光源21をオ
ンオフすることができるものであればよく、この例に限
定されるものではない。また、電源の切替などにより、
オフの状態を完全なオフにしないで、少ない電力による
輝度の低い発光とすることもできる。
【0020】本発明のバックライト2は、このように発
光部の他に蓄光部24を有すると共に、光源を点滅させ
る制御回路25が設けられている。この制御回路25に
より光源21がオフにされると、光源からは光が照射さ
れないが、それまでの発光により蓄光部24がエネルギ
ーを蓄え、光源21からの光がなくなっても蓄光部24
が発光する。この蓄光部24は導光板22の発光面(照
射面)以上の面積を有しているため、導光板22の表面
から照射される光と同様に面状に発光し、液晶表示素子
のバックライトとしては光源21がオンの状態と同様に
機能する。光源21をオフにして時間が1〜数秒以上立
つと蓄光部24からの発光は徐々に低下して、液晶表示
素子などの表示部を観察する場合にも輝度の低下が認識
されるが、その前に再度光源21をオンにすることによ
り、輝度は回復すると共に、蓄光部24も再度エネルギ
ーを蓄える。したがって、液晶表示素子などを観察する
場合に、人間の目でチラツキが生じない程度に光源21
をオンオフすることにより、表示には何等支障を来さな
い。一方、光源21をオフにしている間は電源26は動
作をせず、電力を消耗しない。その結果、バックライト
を点灯しているときのバックライトによる電力の消耗を
1/2〜1/4程度に電力の節約をしながら表示には何
等の支障が生じない。
【0021】本発明のバックライトの節電は、バックラ
イトを点灯しているときの節電で、従来のように機能ボ
タンを押した後一定の時間経過後にバックライトをオフ
にして節電する方法もそのまま併用することができる。
【0022】以上の例では、液晶表示素子およびそれに
用いるバックライトの例であったが、この種のバックラ
イトは液晶表示素子に限らず、電飾看板や各種標識など
のバックライト用としての面状光源に対しても同様に適
用することができる。この場合、表示器が大きくなり、
光源として冷陰極管や蛍光灯のようにスイッチのオンオ
フに対して反応の遅いものを使用する場合は、駆動周波
数を変えることにより早い応答速度でオンオフに対応す
ることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の面状光源によれば、面状光源の
近傍に蓄光部が設けられているため、光源をオフにして
も暫くの間は蓄光部により発光する。したがって、液晶
表示素子や電飾看板などの表示を観察する場合には何等
の異常を感じることなく面状光源の電力を節約すること
ができる。
【0024】さらに、本発明の液晶表示素子によれば、
液晶表示素子における電力消費の殆ど全部を占めるバッ
クライトの消費電力を1/2以下に節電することができ
るため、携帯電話機やビデオカメラなどの携帯機器にお
いても電力の消耗を少なくすることができ、電池の節約
をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の一実施形態の断面説明
図である。
【図2】図1のバックライトの制御回路の一例の回路図
である。
【符号の説明】
1 液晶パネル 2 バックライト 21 光源 22 導光板 23 反射板 24 蓄光部 25 制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源の光を面状に照射する光照射部を有
    する発光部と、前記光照射部の近傍に設けられる蓄光部
    と、前記光源を点滅させる制御回路とを有する面状光
    源。
  2. 【請求項2】 前記光源を点滅させる制御回路が、前記
    光源と電源との間に直列に接続されるスイッチング素子
    と、該スイッチング素子をオンオフさせるパルス信号発
    生部とからなる請求項1記載の面状光源。
  3. 【請求項3】 液晶パネルと、該液晶パネルの背面側に
    設けられるバックライトとからなり、前記バックライト
    が請求項1記載の面状光源である液晶表示素子。
JP8311805A 1996-11-22 1996-11-22 面状光源およびそれを用いた液晶表示素子 Pending JPH10154409A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001350143A (ja) * 2000-06-09 2001-12-21 Mitsubishi Electric Corp 液晶表示装置
JP2002340634A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Toyo Keiki Co Ltd 電子式水道メータ
US7038391B2 (en) 1998-08-26 2006-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Backlight device and a backlighting element
US7108416B1 (en) 1999-03-29 2006-09-19 Rohm Co., Ltd. Planar light source

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