WO2007032116A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2007032116A1
WO2007032116A1 PCT/JP2006/308178 JP2006308178W WO2007032116A1 WO 2007032116 A1 WO2007032116 A1 WO 2007032116A1 JP 2006308178 W JP2006308178 W JP 2006308178W WO 2007032116 A1 WO2007032116 A1 WO 2007032116A1
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WO
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light
liquid crystal
guide plate
display device
crystal display
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Application number
PCT/JP2006/308178
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English (en)
French (fr)
Inventor
Munetoshi Ueyama
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
Priority to US12/066,716 priority Critical patent/US20090115711A1/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133603Direct backlight with LEDs

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device used as a display screen for a flat-screen television, personal computer, mobile phone, portable information terminal, and the like, and particularly relates to a knocklight incorporated in a liquid crystal display device.
  • a backlight for illuminating a liquid crystal panel as a display screen in a liquid crystal display device from the back side a so-called direct type backlight in which a light source is arranged on the back side of the liquid crystal panel, a frame portion surrounding the liquid crystal panel, There is a so-called edge-light type backlight in which a light source is arranged on one side (possibly on the other side).
  • a cold cathode fluorescent tube (CCFT) or a light emitting diode hereinafter referred to as “LED”.
  • white LEDs that emit white light are used, and the white light from the LEDs is used as a backlight, or three types of red LEDs and green LEDs that emit single colors of red, green, and blue individually.
  • red LEDs and green LEDs that emit single colors of red, green, and blue individually.
  • blue LED the mixed light of the red light, green light, and blue light from each LED is used as a backlight.
  • LEDs are more popular than cold-cathode tubes in consideration of environmental friendliness.
  • LEDs there is a tendency to use single color LEDs (red LED, green LED, blue LED) more frequently than white LEDs.
  • Red LED, green LED, blue LED mixed light from a single color LED has a wider color reproducibility than white light from a white LED.
  • white light is emitted, so the color reproducibility is similar to that of a white LED.
  • a conventional liquid crystal display device having a direct type backlight will be described (for example, Patent Document 1).
  • a monochromatic LED serving as a backlight light source is arranged on the back of the liquid crystal panel.
  • red LEDs, green LEDs, and blue LEDs are evenly arranged over the entire area facing the display area of the liquid crystal panel, and the colors of adjacent LEDs are different from each other.
  • the red light, green light, and blue light generated by each LED power are mixed to form mixed color light that reaches the liquid crystal panel and illuminates it.
  • an optical sheet is also placed between the LCD panel and the LED.
  • the red light, green light, and blue light from each LED reach the liquid crystal panel without being sufficiently mixed, and this causes local red, green, and blue light. Color unevenness occurs. This brings about a bad liquid crystal display quality. Therefore, in practice, the distance between the liquid crystal panel and the LED should be kept large so that the red light, green light, and blue light that suppress the occurrence of color unevenness are sufficiently mixed before reaching the liquid crystal panel. A number of diffusion plates and diffusion sheets are stacked between the liquid crystal panel and the LED.
  • FIGS. 16 to 18 see, for example, Patent Document 2.
  • 16 is a cross-sectional view showing an example of a conventional liquid crystal display device provided with an edge light type backlight
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing another example of the liquid crystal display device
  • FIG. 18 is a light source for the backlight of the liquid crystal display device.
  • a light guide plate 2 is disposed on the back surface of the liquid crystal panel 1 so as to face the display region, and a light source for backlight is provided on one side of the light guide plate 2.
  • the single-color LEDs (red LED3R, green LED3G, and blue LED3B) are arranged in a state of being attached to the reflector 4 having a U-shaped cross section. Specifically, red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B are repeatedly arranged in a line on one side of light guide plate 2 along one side of light guide plate 2 as shown in FIG. The colors of adjacent LEDs are different from each other.
  • the red LED 3R is schematically shown as a square, the green LED 3G as a circle, and the blue LED 3B as a diamond.
  • the liquid crystal panel 1 includes a frame frame 7 and a support member 8 that constitute a frame portion that surrounds the liquid crystal panel 1.
  • the frame 7 and the support member 8 are fixed to the back plate 6.
  • the reflection plate 4 is held by the support member 8 and the back plate 6 and is housed in one side portion of the frame portion together with the LEDs 3R, 3G, and 3B.
  • red light, green light, and blue light emitted from the LEDs 3R, 3G, and 3B are diffusely reflected through the light guide plate 2 and reach the liquid crystal panel 1 to illuminate it uniformly.
  • the red light, green light, and blue light from the LEDs 3R, 3G, 3B are not sufficiently mixed to reach the liquid crystal panel 1.
  • the liquid crystal panel 1 is guided so that the red light, green light, and blue light that suppress the occurrence of color unevenness are sufficiently mixed before reaching the liquid crystal panel 1.
  • a large distance from the light plate 2 is secured, and as shown in FIG. 17, a large distance is secured between each LED 3R, 3G, 3B and the light guide plate 2.
  • red light, green light, and blue light are sufficiently mixed in the space VI between the liquid crystal panel 1 and the light guide plate 2 to become mixed color light, while in the latter, each LED 3R, 3G, 3B and the light guide plate 2 are mixed.
  • red light, green light, and blue light are mixed well and become mixed color light
  • an optical sheet 9 is disposed between the liquid crystal panel 1 and the light guide plate 2 behind the liquid crystal panel 1. Further, in the liquid crystal display device shown in FIG. 16, a diffusion plate 10 is disposed so as to overlap the optical sheet 9.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Publication No. 63-43177
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-341797
  • the present invention has been made in view of the above problems, and even when a single color LED is used as a light source for a backlight, a liquid crystal that can be thinned and narrowed in a frame while suppressing occurrence of color unevenness.
  • the object is to provide a display device.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel, a light guide plate disposed on the back surface of the liquid crystal panel, and a light source disposed on one side of the light guide plate.
  • the light source includes red, green, and blue light emitting diodes that individually emit red, green, and blue light, respectively.
  • the light emitting diodes are arranged in a plurality of rows in the thickness direction of the light guide plate along the one side of the light plate, and the light emitting diodes adjacent in the thickness direction of the light guide plate are different from each other.
  • red light, green light, and blue light from each light emitting diode adjacent in the thickness direction of the light guide plate are effectively mixed at least before being emitted from the light guide plate, and are then supplied to the liquid crystal panel. It is surely mixed color light before reaching. Therefore, unlike a conventional liquid crystal display device, a space for color mixing between the liquid crystal panel and the light guide plate and a space for color mixing between each light emitting diode and the light guide plate are not required. It is possible to prevent color unevenness from occurring near the light emitting diodes in the liquid crystal panel and in the vicinity of one side.
  • liquid crystal display device of the present invention even when a single color LED is used as a light source for a backlight, it is possible to reduce the thickness and the width of the frame while suppressing the occurrence of color unevenness.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a backlight light source of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing a modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing another modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing a backlight light source of the liquid crystal display device of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view showing a modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing another modification of the light source for backlight of the liquid crystal display device of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the second embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device of a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing a light source for backlight of the liquid crystal display device of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing a modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the third embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view showing another modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the third embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a modification of the backlight light source of the liquid crystal display device of the third embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a conventional liquid crystal display device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing another example of a conventional liquid crystal display device.
  • FIG. 18 is a plan view showing a light source for backlight of a conventional liquid crystal display device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of the first embodiment
  • FIG. 2 is a plan view showing a backlight light source of the liquid crystal display device.
  • parts having the same names and performing the same functions as those in FIGS. 16 to 18 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. The same applies to the second and third embodiments described later.
  • the liquid crystal display device of the present embodiment includes an edge light type backlight, and a rectangular light guide plate 2 is disposed on the back surface of the rectangular liquid crystal panel 1.
  • a single color LED red LED 3R, green LED 3G, blue LED 3B
  • red LED3R, green LED3G, and blue LED3B are on one side of the light guide plate 2 on the inner surface of the reflector 4 and in the thickness direction of the light guide plate 2 (the vertical direction in FIGS. 1 and 2). Are arranged in a line in three rows.
  • red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B which are close to the liquid crystal panel 1 in the thickness direction of the light guide plate 2 and are different in color from each other in order of lateral force, are arranged along the light guide plate 2 in this order.
  • the red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B aligned in the thickness direction of the light guide plate 2 the line connecting the red LED 3R in the first row, the top row, and the blue LED 3B in the third row, the bottom row Is substantially coincident with the thickness center of the light guide plate 2.
  • the red LED3R, green LED3G, and blue LED3B here have wavelength ranges of 610 to 670 nm (red LED3R) and 510 to 570, respectively, indicating the peak value of the emission line spectrum. nm (green LED3G), 410-470nm (blue LED3B) is preferred
  • the arrangement order of the LEDs 3R, 3G, and 3B in the thickness direction of the light guide plate 2 may be the order of the red LED 3R, the blue LED 3B, and the green LED 3G as long as the colors are different from each other.
  • red light, green light, and blue light emitted from the LEDs 3R, 3G, and 3B are diffusely reflected through the light guide plate 2 and reach the liquid crystal panel 1 to uniformly illuminate it.
  • red light, green light, and blue light from each LED3R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 are effectively mixed at least before being emitted from the light guide plate 2, and the liquid crystal panel. It will surely become mixed color light before reaching 1. Therefore, like the conventional liquid crystal display device, the space VI (see FIG. 16) for mixing colors between the liquid crystal panel 1 and the light guide plate 2 and between each LED 3R, 3G, 3B and the light guide plate 2 Even if the space V2 for color mixing (see Fig.
  • the liquid crystal display device can be made thinner and the frame can be reduced while suppressing the occurrence of color unevenness.
  • each LED 3 R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 is viewed along the thickness direction of the light guide plate 2. 2
  • the forces that are completely overlapped without shifting each other in the direction along one side As shown in FIG. 3, slightly shifted from each other in the direction along one side of the light guide plate 2, It is also possible to deform so that part of them overlaps.
  • Fig. 4 there is a mixture of exactly overlapping parts and overlapping parts!
  • the LEDs 3R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 are attached to the reflector 4 in a state where they are inclined at different angles, red light from each LED 3R, 3G, 3B, Since green light and blue light are more easily mixed, this is effective in suppressing the occurrence of color unevenness more effectively.
  • the light emission direction of each LED 3R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 is directed toward the thickness center on one side of the light guide plate 2. It is preferable to be attached like
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of the second embodiment
  • FIG. 7 is a plan view showing a backlight light source of the liquid crystal display device.
  • the feature of the second embodiment is that the arrangement of the red LED 3R, the green LED 3G, and the blue LED 3B in the first embodiment is modified.
  • the red LED 3R, the green LED 3G, and the blue LED 3B are along one side of the light guide plate 2, and the thickness direction of the light guide plate 2 (the vertical direction in FIGS. 6 and 7).
  • red LED3R, green LED3G, and blue LED3B which are different in color from each other in the direction along one side of the light guide plate 2, are repeatedly arranged in a line. Also in the thickness direction of the light guide plate 2, the colors of the LEDs adjacent to each other are sequentially different.
  • the red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B are arranged in order from the side closer to the liquid crystal panel 1 in the thickness direction of the light guide plate 2, and then the green LED 3G, blue LED 3B, and red LED 3R are arranged next to the blue LED 3B.
  • the red LED3R and green LED3G are repeated.
  • the topmost LED3R, 3G, 3B in the first row and the third LED3R, 3G in the bottom row The center of the line connecting 3B substantially coincides with the center of the thickness of the light guide plate 2.
  • each LED 3R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 is connected to the light guide plate 2 as in FIG. 2 in the first embodiment.
  • all overlap exactly but as shown in Fig. 8, it is possible to deform so that part of them overlaps as in Fig. 3 in the first embodiment. .
  • FIG. 9 as in FIG. 4 in the first embodiment, a part where all parts overlap exactly and a part where part overlaps are mixed! It's okay!
  • the LEDs 3R, 3G, 3B adjacent to each other in the thickness direction of the light guide plate 2 are provided.
  • the force may be attached to the reflector 4 while being inclined at different angles.
  • each LED 3R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 may be attached so that the light emission direction thereof is directed to the center of the thickness on one side of the light guide plate 2. preferable.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device of a third embodiment
  • FIG. 12 is a plan view showing a backlight light source of the liquid crystal display device.
  • the feature of the third embodiment is that it is modified according to the arrangement of the red LED 3R, the green LED 3G, and the blue LED 3B in the second embodiment.
  • red LED3R, green LED3G, and blue LED3B are along one side of the light guide plate 2, and the thickness direction of the light guide plate 2 (vertical direction in FIGS. 11 and 12). ) Are arranged in two lines in a line.
  • red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B which are different in color from each other in the direction along one side of the light guide plate 2, are repeatedly arranged in a line shape, and the LEDs adjacent to each other also in the thickness direction of the light guide plate 2 The colors are different in order.
  • the red LED 3R and the green LED 3G are arranged in order from the side closer to the liquid crystal panel 1 in the thickness direction of the light guide plate 2, the green LED 3G and the blue LED 3B are next, and the blue LED 3B and the red LED 3R are next to it. This is repeated.
  • the red LED3R, green LED3G, and blue LED3B arranged in the thickness direction of the light guide plate 2 the top row LED3R, 3G, 3B in the top row and the second row LED3R, 3G in the bottom row
  • the center of the line connecting 3B substantially coincides with the center of the thickness of the light guide plate 2.
  • the light beams having different colors from the LEDs 3R, 3G, and 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 are effectively mixed at least before being emitted from the light guide plate 2.
  • the same effect as the first embodiment can be obtained.
  • the space required for providing each LED 3R, 3G, 3B in two rows in the thickness direction of the light guide plate 2 is sufficient, so that the liquid crystal display device is compared with the first and second embodiments. Thinning can be expected.
  • each LED 3R adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2, 3G and 3B are the forces that are completely overlapped when viewed along the thickness direction of the light guide plate 2.
  • FIG. 13 the diagram in the first embodiment and the diagram in the second embodiment As with 8, deform so that part of it overlaps Is also possible.
  • FIG. 4 in the first embodiment and FIG. 9 in the second embodiment a portion where all overlap exactly and a portion where all overlap may be mixed. Absent.
  • two LEDs 3R, 3G, 3B in the second row are arranged so as to partially overlap one LED 3R, 3G, 3B in the first row. Good
  • the LEDs 3R, 3G, 3B adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 are attached to the reflector 4 in a state where they are inclined at different angles. It doesn't matter.
  • the LEDs 3R, 3G, and 3B that are adjacent in the thickness direction of the light guide plate 2 are attached so that the light emission direction is directed to the center of the thickness on one side of the light guide plate 2. It is preferable.
  • single-color LEDs red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B
  • red LED 3R, green LED 3G, and blue LED 3B that serve as the light source for the knock light
  • the arrangement is shown in rows, it may be arranged in 4 or more rows.
  • the position where the backlight light source including the LEDs 3R, 3G, and 3B is arranged is not limited to one side portion of the frame portion surrounding the liquid crystal panel 1, that is, one side of the light guide plate 2. That is, the backlight light source may be arranged on any two sides, three sides, or all four sides of the light guide plate 2. However, the light guide plate 2 may be arranged on the two sides which are the short sides facing each other among the four sides.
  • the present invention is useful for a liquid crystal display device using a monochromatic LED as a backlight light source.

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Abstract

 単色LEDをバックライト用光源として用いても、色ムラの発生を抑えつつ、薄型化と狭額縁化が可能な液晶表示装置を提供する。液晶パネル1と、この液晶パネル1の背面に配置された導光板2と、この導光板2の一側に配置された光源と、を備え、その光源からの光が導光板2を通じて液晶パネル1を照明する。光源は、赤色、緑色、青色の光を個々に発する赤色LED3R、緑色LED3G、青色LED3Bが導光板2の一側に沿いつつ導光板2の厚さ方向に3列で配列されて成り、導光板2の厚さ方向で隣接する各LED3R、3G、3Bの色が互いに異なる。

Description

明 細 書
液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、薄型テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末等の 表示画面として利用される液晶表示装置に関し、特に、液晶表示装置に組み込まれ るノ ックライト〖こ関する。
背景技術
[0002] 一般に、液晶表示装置において表示画面となる液晶パネルを背面から照明するバ ックライトとしては、光源が液晶パネルの背面に配置されたいわゆる直下型バックライ ト、液晶パネルを取り囲む額縁部分のうちの一側部分に (場合によってはこれと対向 する一側部分にも)光源が配置された 、わゆるエッジライト型バックライトがある。その バックライト用光源には、冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Tube ;CCFT)や 発光ダイオード(Light Emitting Diode,以下「LED」と記すことがある)が用いられる 。特に LEDに関しては、白色光を発する白色 LEDを用いて、その LEDからの白色 光をバックライトに利用したり、赤色、緑色、青色の単色の光を個々に発する 3種類の 赤色 LED、緑色 LED、青色 LEDを用いて、それらの各 LEDからの赤色光、緑色光 、青色光を混ぜ合わせた混色光をバックライトに利用したりする。
[0003] ところで、冷陰極管は、駆動に高電圧を必要とするため消費電力が大きいこと、有 害な水銀を含むためその廃棄処理に慎重性を要すること等から、近年のノ ックライト 用光源としては、環境への対応に配慮して、冷陰極管よりも LEDが主流となっている 。また、 LEDに関しては、白色 LEDよりも単色 LED (赤色 LED、緑色 LED、青色 LE D)を多用する傾向にある。単色 LEDによる混色光の方が、白色 LEDからの白色光 よりも広範な色再現性を有する力 である。ちなみに、冷陰極管の場合は白色光が 発せられるため、その色再現性は白色 LEDの場合と同程度である。
[0004] 以下、上記したような単色 LEDの優位性を踏まえ、ノ ックライト用光源として単色 L EDを用いた液晶表示装置にっ 、て説明して 、く。
[0005] まず、直下型バックライトを備えた従来の液晶表示装置について説明する(例えば 、特許文献 1参照)。この液晶表示装置では、液晶パネルの背面にバックライト用光 源となる単色 LEDが配置されている。具体的には、液晶パネルの表示領域に対向す る全域にわたり、赤色 LED、緑色 LED、青色 LEDが均等に配列されており、隣接す る LEDの色は互いに異なっている。そして、各 LED力も発せられた赤色光、緑色光 、青色光は、混ざり合って混色光となり、液晶パネルに至ってこれを照明する。もっと も、液晶パネルと LEDとの間には光学シートも配置されている。
[0006] 但し、液晶パネルにおける各 LEDの直上では、各 LEDからの赤色光、緑色光、青 色光が十分に混ざり合わずに液晶パネルに至り、これにより、局所的に赤色、緑色、 青色の色ムラが発生してしまう。これは、液晶表示品位の悪ィ匕をもたらす。そこで実 際には、色ムラの発生を抑止すベぐ赤色光、緑色光、青色光が液晶パネルに至る 前に十分に混ざり合うように、液晶パネルと LEDとの距離を大きく確保し、更に、液晶 パネルと LEDとの間に拡散板や拡散シートを多数重ねて配置している。
[0007] 続いて、エッジライト型バックライトを備えた従来の液晶表示装置について、図 16〜 図 18を参照しながら説明する(例えば、特許文献 2参照)。図 16はエッジライト型バッ クライトを備えた従来の液晶表示装置の一例を示す断面図、図 17はその液晶表示 装置の別例を示す断面図、図 18はその液晶表示装置のバックライト用光源を示す平 面図である。
[0008] 図 16、図 17に示す液晶表示装置では、液晶パネル 1の背面にその表示領域に対 向して導光板 2が配置されており、その導光板 2の一側にバックライト用光源となる単 色 LED (赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3B)が断面コ字状の反射板 4に取 り付けられた状態で配置されている。具体的には、反射板 4の内面上に、図 18に示 すように、導光板 2の一側に沿って、赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが繰 り返し 1列で線状に配列されており、隣接する LEDの色は互いに異なっている。なお 、図 18では、模式的に、赤色 LED3Rを正方形で、緑色 LED3Gを円形で、青色 LE D3Bをひし形で示す。
[0009] また、導光板 2の背面には反射シート 5が重ねられ、この反射シート 5と反射板 4の 背面には、液晶表示装置の外形を構成する背面板 6が宛がわれている。また、液晶 パネル 1は、その周囲を取り囲む額縁部分を構成する額縁フレーム 7と支持部材 8と によって支持され、額縁フレーム 7と支持部材 8は、背面板 6に固定されている。反射 板 4は、支持部材 8と背面板 6とによって保持され、各 LED3R、 3G、 3Bと共に、額縁 部分のうちの一側部分に収容されている。
[0010] そして、各 LED3R、 3G、 3Bから発せられた赤色光、緑色光、青色光は、導光板 2 を通じて乱反射し、液晶パネル 1に至ってこれを均一に照明する。その際、液晶パネ ル 1における各 LED3R、 3G、 3Bに近い一側の近傍では、各 LED3R、 3G、 3Bから の赤色光、緑色光、青色光が十分に混ざり合わずに液晶パネル 1に至り、これにより 、局所的に赤色、緑色、青色の色ムラが発生してしまう。そこで実際には、色ムラの発 生を抑止すベぐ赤色光、緑色光、青色光が液晶パネル 1に至る前に十分に混ざり 合うように、図 16に示すように、液晶パネル 1と導光板 2との距離を大きく確保したり、 図 17に示すように、各 LED3R、 3G、 3Bと導光板 2との距離を大きく確保したりして いる。前者では、液晶パネル 1と導光板 2との間の空間 VIで赤色光、緑色光、青色 光が十分に混ざり合って混色光となり、他方後者では、各 LED3R、 3G、 3Bと導光 板 2との間の空間 V2で赤色光、緑色光、青色光が十分に混ざり合って混色光となる
[0011] もっとも、液晶パネル 1と導光板 2との間には、液晶パネル 1の背後に光学シート 9が 配置されている。更に、図 16に示す液晶表示装置では、光学シート 9に重ねて拡散 板 10が配置されている。
特許文献 1 :実開昭 63— 43177号公報
特許文献 2 :特開 2002— 341797号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] ところで、近年の液晶表示装置には、薄型化と共に狭額縁化が望まれるところ、上 記したような単色 LEDをバックライト用光源として用いた従来の液晶表示装置では、 その両者 (薄型化と狭額縁化)の実現が困難である。色ムラの発生を抑えるために、 従来の直下型バックライトの液晶表示装置では、液晶パネルと LEDとの距離を大きく 確保すベぐ装置全体の厚さが厚くならざるを得ないからである。同様に、従来のエツ ジライト型バックライトの液晶表示装置では、液晶パネルと導光板との距離を大きく確 保する場合は、装置全体の厚さ(図 16での上下方向)が厚くならざるを得ず、他方各 LEDと導光板との距離を大きく確保する場合は、各 LEDを収容する額縁部分の幅( 図 17での左右方向)が厚くならざるを得ないからである。
[0013] そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、単色 LEDをバックライト 用光源として用いても、色ムラの発生を抑えつつ、薄型化と狭額縁化が可能な液晶 表示装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0014] 上記目的を達成するため、本発明による液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶 パネルの背面に配置された導光板と、この導光板の一側に配置された光源と、を備 え、前記光源からの光が前記導光板を通じて前記液晶パネルを照明する液晶表示 装置において、前記光源は、赤色、緑色、青色の光を個々に発する赤色、緑色、青 色の発光ダイオードが前記導光板の前記一側に沿 、つつ前記導光板の厚さ方向に 複数列で配列されて成り、前記導光板の前記厚さ方向で隣接する前記発光ダイォー ドの色が互いに異なる。
[0015] このようにすれば、導光板の厚さ方向で隣接する各発光ダイオードからの赤色光、 緑色光、青色光が、少なくとも導光板より出射する前に有効に混ざり合い、液晶パネ ルに至る前に確実に混色光となる。従って、従来の液晶表示装置のように、液晶パネ ルと導光板との間に混色のための空間や、各発光ダイオードと導光板との間に混色 のための空間を確保しなくても、液晶パネルにおける各発光ダイオードに近、一側 の近傍を含め、色ムラの発生を抑止できる。
発明の効果
[0016] 本発明の液晶表示装置によれば、単色 LEDをバックライト用光源として用いても、 色ムラの発生を抑えつつ、薄型化と狭額縁ィ匕が可能である。 図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の第 1実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
[図 2]第 1実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面図である。
[図 3]第 1実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の変形例を示す平面図であ る。 [図 4]第 1実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の他の変形例を示す平面 図である。
[図 5]第 1実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の変形例を示す断面図であ る。
[図 6]本発明の第 2実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
[図 7]第 2実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面図である。
[図 8]第 2実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の変形例を示す平面図であ る。
[図 9]第 2実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の他の変形例を示す平面 図である。
[図 10]第 2実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の変形例を示す断面図で ある。
[図 11]本発明の第 3実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
[図 12]第 3実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面図である。
[図 13]第 3実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の変形例を示す平面図で ある。
[図 14]第 3実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の他の変形例を示す平面 図である。
[図 15]第 3実施形態の液晶表示装置のバックライト用光源の変形例を示す断面図で ある。
[図 16]従来の液晶表示装置の一例を示す断面図である。
[図 17]従来の液晶表示装置の別例を示す断面図である。
[図 18]従来の液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面図である。
符号の説明
1 液晶パネル
2 導光板
3R 赤色発光ダイオード
3G 緑色発光ダイオード 3B 青色発光ダイオード
4 反射板
5 反射シート
6 背面板
7 額縁フレーム
8 支持部材
9 光学シート
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明 の第 1実施形態である液晶表示装置について説明する。図 1は第 1実施形態の液晶 表示装置を示す断面図、図 2はその液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面 図である。なお、これらの図中で、図 16〜図 18と同じ名称で同じ機能を果たす部分 には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。後述する第 2、第 3実施形 態においても同様とする。
[0020] 本実施形態の液晶表示装置は、エッジライト型バックライトを備えたものであって、 矩形の液晶パネル 1の背面に矩形の導光板 2が配置されており、その導光板 2の一 側にバックライト用光源となる単色 LED (赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3B )が反射板 4に取り付けられた状態で配置されている。具体的には、反射板 4の内面 上に、赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが、導光板 2の一側に沿いつつ、 導光板 2の厚さ方向(図 1、図 2では上下方向)に 3列で線状に配列されている。特に ここでは、導光板 2の厚さ方向で液晶パネル 1に近 、側力 順に、互いに順に色が異 なる赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが配列され、この順で導光板 2に沿 つて配列されている。ちなみに、導光板 2の厚さ方向に並んだ赤色 LED3R、緑色 L ED3G、青色 LED3Bについて、最上列である第 1列目の赤色 LED3Rと最下列であ る第 3列目の青色 LED3Bを結ぶ線の中心が導光板 2の厚さの中心と略一致してい る。
[0021] ここでの赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bとしては、その輝線スペクトル のピーク値を示す波長域が、それぞれ、 610〜670nm (赤色 LED3R)、 510〜570 nm (緑色 LED3G)、 410〜470nm (青色 LED3B)の範囲にあるものが好適である
[0022] なお、導光板 2の厚さ方向での各 LED3R、 3G、 3Bの配列順序は、互いに順に色 が異なる限り、赤色 LED3R、青色 LED3B、緑色 LED3Gの順であってもよいし、緑 色 LED3G、青色 LED3B、赤色 LED3Rの順や、緑色 LED3G、赤色 LED3R、青 色 LED3Bの順や、青色 LED3B、赤色 LED3R、緑色 LED3Gの順や、青色 LED3 B、緑色 LED3G、赤色 LED3Rの順であってもよい。
[0023] このようにすれば、各 LED3R、 3G、 3Bから発せられた赤色光、緑色光、青色光は 、導光板 2を通じて乱反射し、液晶パネル 1に至ってこれを均一に照明するわけであ る力 その際、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bからの赤色光、緑 色光、青色光が、少なくとも導光板 2より出射する前に有効に混ざり合い、液晶パネ ル 1に至る前に確実に混色光となる。従って、従来の液晶表示装置のように、液晶パ ネル 1と導光板 2との間に混色のための空間 VI (図 16参照)や、各 LED3R、 3G、 3 Bと導光板 2との間に混色のための空間 V2 (図 17参照)を確保しなくても、液晶パネ ル 1における各 LED3R、 3G、 3Bに近い一側の近傍を含め、色ムラの発生を抑止で きる。つまり、単色 LEDをバックライト用光源として用いても、色ムラの発生を抑えつ つ、液晶表示装置の薄型化と狭額縁化が可能である。
[0024] なお本実施形態では、図 2に示すように、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3 R、 3G、 3Bは、導光板 2の厚さ方向に沿って見ると、導光板 2の一側に沿う方向(図 2 での左右方向)に互いにずれることなぐ全部が正確に重なっている力 図 3に示すよ うに、導光板 2の一側に沿う方向に互いに若干ずれて、その一部が重なるように変形 することも可能である。勿論、図 4に示すように、全部が正確に重なった部分と、一部 が重なった部分と、が混在するようになって!/ヽても構わな 、。
[0025] また、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bが、互いに異なる角度に 傾けた状態で反射板 4に取り付けられると、各 LED3R、 3G、 3Bからの赤色光、緑色 光、青色光がより一層混色し易くなるため、これは、色ムラの発生をより効果的に抑え る点で有効である。例えば、図 5に示すように、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LE D3R、 3G、 3Bについて、その発光方向が導光板 2の一側における厚さの中心に向 くように取り付けられることが好ま 、。
[0026] 次に、本発明の第 2実施形態について説明する。図 6は第 2実施形態の液晶表示 装置を示す断面図、図 7はその液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面図で ある。本第 2実施形態の特徴は、第 1実施形態における赤色 LED3R、緑色 LED3G 、青色 LED3Bの配列を変形した点にある。
[0027] つまり、反射板 4の内面上には、赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが、導 光板 2の一側に沿いつつ、導光板 2の厚さ方向(図 6、図 7では上下方向)に 3列で線 状に配列されている力 特にここでは、導光板 2の一側に沿う方向で、互いに順に色 が異なる赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが、繰り返し線状に配列され、 導光板 2の厚さ方向でも、互いに隣接する LEDの色が順に異なっている。例えば、 導光板 2の厚さ方向で液晶パネル 1に近い側から順に、赤色 LED3R、緑色 LED3G 、青色 LED3Bが配列された隣は、緑色 LED3G、青色 LED3B、赤色 LED3Rとなり 、その隣は、青色 LED3B、赤色 LED3R、緑色 LED3Gとなり、これが繰り返されて いる。ちなみに、導光板 2の厚さ方向に並んだ赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LE D3Bについて、最上列である第 1列目の LED3R、 3G、 3Bと最下列である第 3列目 の LED3R、 3G、 3Bを結ぶ線の中心が導光板 2の厚さの中心と略一致している。
[0028] このようにしても、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bからの赤色 光、緑色光、青色光が、少なくとも導光板 2より出射する前に有効に混ざり合うため、 上記した第 1実施形態と同様の効果が得られる。しかも、本実施形態の場合は、導光 板 2に沿う方向でも、隣接する各 LED3R、 3G、 3Bの色が順に異なるため、この方向 での光の混色度合がより均一になり、液晶表示品位のより一層の向上が期待できる。
[0029] なお本実施形態では、図 7に示すように、第 1実施形態での図 2と同様に、導光板 2 の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bは、導光板 2の厚さ方向に沿って見ると、 全部が正確に重なっているが、図 8に示すように、第 1実施形態での図 3と同様、その 一部が重なるように変形することも可能である。勿論、図 9に示すように、第 1実施形 態での図 4と同様、全部が正確に重なった部分と、一部が重なった部分と、が混在す るようになって!/ヽても構わな!/ヽ。
[0030] また、第 1実施形態と同様に、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3B 力 互いに異なる角度に傾けた状態で反射板 4に取り付けられても構わない。例えば 、図 10に示すように、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bについて 、その発光方向が導光板 2の一側における厚さの中心に向くように取り付けられること が好ましい。
[0031] 次に、本発明の第 3実施形態について説明する。図 11は第 3実施形態の液晶表示 装置を示す断面図、図 12はその液晶表示装置のバックライト用光源を示す平面図で ある。本第 3実施形態の特徴は、第 2実施形態における赤色 LED3R、緑色 LED3G 、青色 LED3Bの配列に準じ、それを変形した点にある。
[0032] つまり、反射板 4の内面上には、赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが、導 光板 2の一側に沿いつつ、導光板 2の厚さ方向(図 11、図 12では上下方向)に 2列 で線状に配列されている。特にここでは、導光板 2の一側に沿う方向で、互いに順に 色が異なる赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bが、繰り返し線状に配列され 、導光板 2の厚さ方向でも、互いに隣接する LEDの色が順に異なっている。例えば、 導光板 2の厚さ方向で液晶パネル 1に近い側から順に、赤色 LED3R、緑色 LED3G が配列された隣は、緑色 LED3G、青色 LED3Bとなり、その隣は、青色 LED3B、赤 色 LED3Rとなり、これが繰り返されている。ちなみに、導光板 2の厚さ方向に並んだ 赤色 LED3R、緑色 LED3G、青色 LED3Bについて、最上列である第 1列目の LED 3R、 3G、 3Bと最下列である第 2列目の LED3R、 3G、 3Bを結ぶ線の中心が導光板 2の厚さの中心と略一致している。
[0033] このようにしても、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bからの色の 異なる光が、少なくとも導光板 2より出射する前に有効に混ざり合うため、上記した第 1実施形態とほぼ同様の効果が得られる。し力も、本実施形態の場合は、導光板 2の 厚さ方向に各 LED3R、 3G、 3Bを 2列で設けるスペースで足りるため、第 1、第 2実施 形態と比較して、液晶表示装置の薄型化が期待できる。
[0034] なお本実施形態では、図 12に示すように、第 1実施形態での図 2、第 2実施形態で の図 7と同様に、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bは、導光板 2の 厚さ方向に沿って見ると、全部が正確に重なっている力 図 13に示すように、第 1実 施形態での図 3、第 2実施形態での図 8と同様、その一部が重なるように変形すること も可能である。勿論、第 1実施形態での図 4、第 2実施形態での図 9と同様、全部が正 確に重なった部分と、一部が重なった部分と、が混在するようになっていても構わな い。また、図 14に示すように、例えば第 1列目の 1つの LED3R、 3G、 3Bに対して、 第 2列目の 2つの LED3R、 3G、 3Bがその一部を重ねるように配置されていてもよい
[0035] また、第 1、第 2実施形態と同様に、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3 G、 3Bが、互いに異なる角度に傾けた状態で反射板 4に取り付けられても構わない。 例えば、図 15に示すように、導光板 2の厚さ方向で隣接する各 LED3R、 3G、 3Bに ついて、その発光方向が導光板 2の一側における厚さの中心に向くように取り付けら れることが好ましい。
[0036] その他本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範 囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ノ ックライト用光源 となる単色 LED (赤色 LED 3R、緑色 LED3G、青色 LED3B)が導光板 2の一側に 沿 、つつ導光板 2の厚さ方向に 2列又は 3列で配列された態様を示したが、 4列以上 で配列されても構わない。また、単色 LEDの種類については、藍色、紅色、黄色の 単色の光を個々に発する藍色(シアン) LED、紅色(マゼンタ) LED、黄色(イェロー ) LEDを採用することも可能である。
[0037] また、 LED3R、 3G、 3Bを含むバックライト光源の配置される位置は、液晶パネル 1 を取り囲む額縁部分のうちの一側部分すなわち導光板 2の一側のみに限らない。つ まり、そのバックライト光源が、導光板 2の任意の 2側や 3側、又は 4側すべてに、配置 されても構わない。もっとも、導光板 2の 4側のうちの互いに対向する短辺となる 2側に 配置されてもよい。
産業上の利用可能性
[0038] 本発明は、単色 LEDをバックライト用光源として用いた液晶表示装置に有用である

Claims

請求の範囲
[1] 液晶パネルの背面側に設けられる導光板の一側に光源が配置された液晶表示装 ¾【こ; i l /、て、
前記光源に波長の異なる複数種類の発光ダイオードを用い、発光ダイオードは前 記導光板の一側に沿 、つつ前記導光板の厚さ方向に複数列で配列されており、前 記導光板の厚さ方向に沿って波長の異なる発光ダイオードの少なくとも一部が重な るように配置されている。
[2] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記発光ダイオードが赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイォ ードである。
[3] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記導光板の厚さ方向に並んだ前記発光ダイオードにつ 、て、最上列の発光ダイ オードと最下列の発光ダイオードを結ぶ線の中心が前記導光板の厚さの中心と略一 致している。
[4] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記光源が前記導光板の任意の 2側に配置されている。
[5] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記光源が前記導光板の任意の 3側に配置されている。
[6] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記光源が前記導光板の 4側に配置されて ヽる。
[7] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記光源が前記導光板の 4側のうちの互いに対向する短辺となる 2側に配置されて いる。
[8] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記導光板の前記一側に沿う方向で隣接する前記発光ダイオードの色が互いに 異なる。
[9] 請求項 1に記載の液晶表示装置において、
前記導光板の前記厚さ方向で隣接する前記発光ダイオードが互いに異なる角度に 傾いている。
[10] 請求項 9に記載の液晶表示装置において、
前記導光板の前記厚さ方向で隣接する前記発光ダイオードについての発光方向 1S 前記導光板の前記一側における厚さの中心に向いている。
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