WO2012056962A1 - 照明装置、及び、液晶表示装置 - Google Patents

照明装置、及び、液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012056962A1
WO2012056962A1 PCT/JP2011/074021 JP2011074021W WO2012056962A1 WO 2012056962 A1 WO2012056962 A1 WO 2012056962A1 JP 2011074021 W JP2011074021 W JP 2011074021W WO 2012056962 A1 WO2012056962 A1 WO 2012056962A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
liquid crystal
guide plate
crystal display
display device
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/074021
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
達朗 黒田
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2012056962A1 publication Critical patent/WO2012056962A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0083Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like
    • 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
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • 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
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0025Diffusing sheet or layer; Prismatic sheet or layer
    • 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • 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
    • 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
    • G02B6/0073Light emitting diode [LED]
    • 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
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0085Means for removing heat created by the light source from the package
    • 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
    • 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
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a lighting device and a liquid crystal display device that can easily correct luminance unevenness and chromaticity unevenness.
  • the illumination device is a device that emits light, and is used in a display device using a non-self-luminous display element. For example, it is used in a liquid crystal display device using a liquid crystal display element. Since the liquid crystal display element is a non-self-luminous display element, in the liquid crystal display device, for example, it is necessary to irradiate the liquid crystal display element with illumination light from a lighting device (backlight). Such a liquid crystal display device is indispensable as a means for displaying information and images. For example, in recent years, portable information terminals represented by cellular phones and PDAs (Personal Digital Assistants). Devices are widely used, and liquid crystal panels having advantages such as thinness, light weight, and low power consumption are used as display panels.
  • a cold cathode tube In a backlight used in a conventional liquid crystal display device, a cold cathode tube has been used as a light source.
  • a light emitting diode hereinafter, “LED "or” LED element ”
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a backlight using a general LED element.
  • the plurality of LED elements 110 are arranged on the LED substrate 111, and a heat radiating plate 112 is attached to the back side of the LED mounting surface of the LED substrate 111.
  • the LED substrate 111 to which the heat sink 112 is attached is fixed to the LED substrate fixing plate 113 with screws 114.
  • the LED board fixing plate 113 has two surfaces perpendicular to each other, and the heat radiating plate 112 and the LED substrate 111 are fixed to one surface of the two surfaces.
  • the other surface is fixed to the support member 116 of the liquid crystal display device with screws 115, so that the LED substrate fixing plate 113 is fixed to the liquid crystal display device.
  • the light guide plate 105 is attached on the support member 116.
  • LED elements have individual variations in optical characteristics such as luminance and chromaticity, and due to variations in the optical characteristics of the LED elements, luminance unevenness and color unevenness occur in the light irradiated by the backlight. There was a case. In order to improve luminance unevenness and color unevenness, it was necessary to replace the LED element that caused it, but in order to replace the LED element, at least the LED substrate fixing plate was removed from the liquid crystal display device. There is room for improvement in that the liquid crystal display device has to be disassembled and requires great labor.
  • the optical characteristics of the LED elements are individually measured, and the LED elements existing in the predetermined luminous intensity region and the chromaticity coordinate region are selected.
  • a backlight that is used in combination with the substrate 121 is known (for example, see Patent Document 1).
  • By selectively using only the LED elements 120 existing in the predetermined luminous intensity area and the chromaticity coordinate area it is possible to set a small difference in optical characteristics between the individual LED elements 120, and thereby uneven brightness. And color unevenness can be improved.
  • the backlight according to Patent Document 1 described above has room for improvement in that the yield is deteriorated because the LED elements existing outside the predetermined luminous intensity region or the chromaticity coordinate region cannot be used.
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, and even when luminance unevenness or color unevenness occurs using an LED element having variations in optical characteristics, it is possible to easily correct luminance unevenness or color unevenness. It is an object of the present invention to provide a lighting device with a high yield and a liquid crystal display device including the same.
  • the present inventor has intensively studied the above-mentioned problems, and as a result, the light that causes uneven brightness and color unevenness caused by variations in the light characteristics of the LED elements is applied to, for example, a light reduction sheet or a color correction filter. Even if luminance unevenness and color unevenness occur using LED elements with variations in optical characteristics, it has been found that it is possible to make adjustments so as not to cause uneven brightness and color unevenness.
  • the present inventors have found that luminance unevenness and color unevenness can be easily corrected and have conceived that the above-mentioned problems can be solved brilliantly and have reached the present invention.
  • one aspect of the present invention is a light guide plate having a plurality of light emitting diode elements, a light incident surface facing the plurality of light emitting diode elements, and a light exit surface that emits light incident on the light incident surface.
  • the illumination device includes a light-reducing sheet disposed on a part of a light incident surface or a part of a light exit surface of the light guide plate.
  • this form is also referred to as a first form.
  • the configuration of the illumination device of the first embodiment is not particularly limited by other components as long as such components are formed as essential.
  • each LED element can be dimmed by the dimming sheet, and the brightness can be adjusted for each LED element, so that the brightness unevenness is corrected with higher accuracy. be able to.
  • the plurality of light reducing sheets may all be light reducing sheets having the same light attenuation rate, or may be light reducing sheets having different light attenuation rates.
  • the first embodiment it is preferable that a plurality of the light reducing sheets are arranged and at least two of the light reducing sheets are arranged so as to overlap each other. According to this, it is possible to adjust the amount of light reduction by adjusting the number of light-reducing sheets arranged in an overlapping manner in accordance with the degree of luminance variation of the LED elements. As a result, the luminance unevenness can be corrected even if the luminance variation is large between the LED elements.
  • the present inventors pass light that causes brightness unevenness and color unevenness caused by variations in the light characteristics of the LED elements, for example, through a light-incident light incident surface and the like, thereby causing brightness unevenness and color unevenness. It has been found that it is possible to adjust so as not to occur.
  • another aspect of the present invention is a light guide plate having a plurality of light emitting diode elements, a light incident surface opposed to the plurality of light emitting diode elements, and a light output surface that emits light incident on the light incident surface.
  • the light guide plate is also a lighting device in which a part of the light incident surface is shaved and becomes cloudy.
  • this form is also referred to as a second form.
  • the configuration of the illumination device of the second embodiment is not particularly limited by other components as long as such components are formed as essential.
  • the inventors of the present invention for example, pass light that causes luminance unevenness and color unevenness caused by variations in the light characteristics of the LED elements through, for example, a light incident surface provided with a step, thereby causing uneven luminance. It has also been found that adjustments can be made so as not to cause color unevenness.
  • another aspect of the present invention provides a light emitting diode element, a light incident surface facing the light emitting diode elements, and a light exit surface that emits light incident on the light incident surface.
  • It is an illuminating device provided with the light board, Comprising:
  • the said light guide plate is also an illuminating device with which the level
  • this form is also referred to as a third form. According to this, by the step provided in a part of the light incident surface, the linear distance between the light incident surface and the LED element existing at a position facing the step can be increased. The light incident on the light guide plate from the LED element arranged at the position to be reduced can be reduced.
  • the configuration of the illumination device of the third embodiment is not particularly limited by other components as long as such components are formed as essential.
  • the plurality of LED elements are arranged in order of luminance on the substrate. Thereby, it becomes possible to arrange LED elements having relatively high luminance, and as a result, correction of luminance unevenness becomes easy.
  • the present inventor has corrected the light that causes color unevenness caused by the variation in the light characteristics of the LED elements, for example, a part of the light incident surface or a part of the light exit surface. It has been found that it is possible to adjust the color unevenness by passing the filter.
  • another aspect of the present invention provides a light emitting diode element, a light incident surface facing the light emitting diode elements, and a light exit surface that emits light incident on the light incident surface.
  • It is an illuminating device provided with the light board, Comprising: It is also an illuminating device by which a color correction filter is distribute
  • this form is also referred to as a fourth form.
  • the configuration of the illumination device of the fourth embodiment is not particularly limited by other components as long as such components are formed as essential.
  • Yet another aspect of the present invention is a liquid crystal display device including a liquid crystal sealed between a pair of substrates arranged opposite to each other, and including the illumination device according to any of the first to fourth embodiments. But there is. Thereby, luminance unevenness and color unevenness are not caused by passing light that causes uneven brightness and color unevenness caused by variations in the light characteristics of the LED elements, for example, through a light reduction sheet, a color correction filter, and the like. As a result, in the liquid crystal display device, even if luminance unevenness or color unevenness occurs using an LED element having a variation in optical characteristics, it is possible to easily correct the brightness unevenness or color unevenness. .
  • the configuration of the liquid crystal display device is not particularly limited by other components as long as such components are essential.
  • the illuminating device it is possible to adjust variations in the optical characteristics of the LED element by processing performed on the light guide plate and / or the LED element, and thus high yield in which luminance unevenness and color unevenness are corrected is high.
  • a lighting device can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a liquid crystal display device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line A1-A2 shown in FIG. 3 is a schematic perspective view of a light guide plate provided in the liquid crystal display device according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a plane schematic diagram which shows a part of liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 before arrange
  • seat. 4 is a graph showing luminance from the left end to the right end of the LED when viewed from the light guide plate side in the liquid crystal display device of FIGS.
  • FIG. 6 is a schematic top view illustrating a part of a liquid crystal display device according to Embodiment 2.
  • FIG. It is a perspective schematic diagram of the light-guide plate with which the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 3 is provided.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a light-reducing sheet provided in a liquid crystal display device according to a modification of Embodiments 1 to 3.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of a light guide plate included in a liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing a part of a liquid crystal display device according to Embodiment 5.
  • FIG. 10 is a schematic top view illustrating a part of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment. It is a plane schematic diagram which shows the panel and light guide plate of the state which turned on and made the whole surface black display in the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 6 before arrange
  • Embodiment 1 In the first embodiment, one dimming sheet is attached to a part of the light incident surface of the light guide plate.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the liquid crystal display device according to Embodiment 1
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line A1-A2 shown in FIG.
  • the illuminating device of Embodiment 1 includes a light guide plate 5, an optical sheet 6, a plurality of LED elements 10, an LED substrate 11, a heat radiating plate 12, an LED substrate fixing plate 13, screws 14, and screws 15.
  • the liquid crystal display device according to the first embodiment includes the lighting device, the support member 16, and the liquid crystal panel 30.
  • the plurality of LED elements 10 are mounted on an LED substrate 11, and a heat radiating plate 12 is attached to the back side of the LED substrate 11.
  • the LED board 11 includes a power connector 17 that connects wiring for connecting to a power source. Furthermore, the LED substrate 11 to which the heat sink 12 is attached is fixed to the LED substrate fixing plate 13 with screws 14.
  • the LED substrate fixing plate 13 has two surfaces that are perpendicular to each other, and the LED substrate 11 is fixed so that one surface of the two surfaces is in contact with the heat radiating plate 12. The other surface is fixed to the support member 16 with screws 15.
  • the light guide plate 5 is provided on the support member 16 so that the light incident surface is disposed at a position facing the plurality of LED elements 10.
  • the light reducing sheet 20 is disposed on a part of the light incident surface of the light guide plate 5, and the optical sheet 6 is disposed on the upper surface of the light exit surface of the light guide plate 5. Further, a liquid crystal panel 30 is disposed on the optical sheet 6.
  • the LED element 10 that is a light source
  • a white LED element may be used, or LED elements of three colors of red, green, and blue may be appropriately combined and used.
  • the light guide plate 5 is a member that takes in light emitted from the LED element 10 as a light source from a light incident surface and emits light substantially uniformly from a light output surface having a larger area than the light incident surface. Light incident on the light incident surface of the light guide plate 5 repeats surface reflection in the light guide plate 5 and spreads in the light guide plate 5. When light hits a reflective dot (not shown) provided on the light guide plate 5, the light is scattered there and emitted from the light exit surface of the light guide plate.
  • the LED board 11 is a printed wiring board for fixing and wiring the LED element 10.
  • the heat radiating plate 12 is a member for radiating heat generated from the LED element 10, and is a material having high thermal conductivity, for example, a metal material such as aluminum, copper, silver, or an alloy thereof, or a ceramic such as aluminum nitride. Formed from material.
  • the optical sheet 6 is a member for suppressing the occurrence of large luminance unevenness and color unevenness by mixing light traveling at different angles and reorienting the angle at the same point in the plane.
  • the dimming sheet 20 is a member for dimming light emitted from the LED elements 10 arranged at the opposing positions.
  • the light-reducing sheet 20 is a mixture of a transparent film such as vinyl chloride, PET (Polyethylene Terephthalate), or OPP (biaxial-oriented polypropylene) with an acrylic paint exhibiting a light-reducing property or an oil-based paint having a high affinity with the transparent film.
  • a neutral density (ND: Neutral Density) filter made by doing so is preferably used.
  • the amount of light reduction of the neutral density filter can be adjusted by adjusting the amount of paint mixed.
  • a sticker printed with straight lines or dots at regular intervals may be used as the light reducing sheet 20, as shown in FIG. 11, a sticker printed with straight lines or dots at regular intervals may be used.
  • the amount of light reduction of the seal can be adjusted by adjusting the size or interval of the straight lines or dots.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a light guide plate provided in the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • 4A and 4B are a schematic plan view and a schematic top view showing a part of the liquid crystal display device according to the first embodiment before the dimming sheet is arranged
  • FIG. 5 is a schematic diagram of FIG. 4 is a graph showing luminance from the left end to the right end of an LED when viewed from the light guide plate side in the liquid crystal display device of 4-2.
  • FIG. 6A and 6B are a schematic plan view and a schematic top view showing a part of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 after the dimming sheet is arranged
  • FIG. 7 is a schematic diagram of FIG. 6 is a graph showing luminance from the left end to the right end of an LED when viewed from the light guide plate side in the liquid crystal display device of 6-2.
  • the luminance of each of the plurality of LED elements 10 is measured before assembly.
  • the measurement of luminance may be performed using a predetermined device, or the approximate luminance may be determined visually.
  • the plurality of LED elements 10 are attached to the LED substrate 11 from the left as viewed from the light guide plate in order from the highest luminance. Then, when viewed from the light guide plate side, the light incident on the left surface of the light incident surface has a relatively higher luminance than the light incident on the right surface.
  • the light emitted from the left surface of the light exit surface is relatively brighter than the light emitted from the right surface of the light exit surface, as shown in FIG.
  • the luminance viewed from the liquid crystal panel 30 is higher on the left side than on the right side when viewed from the light guide plate side.
  • a dimming sheet 20 is disposed on the left side of the light incident surface of the light guide plate 5. Then, the light emitted from the LED element 10 disposed at the position facing the light reducing sheet 20 is attenuated when entering the light guide plate 5.
  • the light incident on the left surface of the light incident surface has substantially the same luminance as the light incident on the right surface, and therefore the luminance of the light emitted from the light exit surface is substantially equal on the left side and the right side of the light exit surface.
  • the luminance viewed from the liquid crystal panel 30 is substantially equal on the left side and the right side.
  • the light reduction sheet 20 attenuates the light emitted from the LED element 10 having relatively high luminance.
  • the luminance unevenness in the backlight (illumination device) and the liquid crystal display device including the backlight can be corrected by one dimming sheet. Can be easily and inexpensively corrected.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, the luminance is adjusted by arranging one dimming sheet on the light guide plate. However, in the second embodiment, a plurality of dimming sheets are superimposed and arranged on the light guide plate. Make adjustments.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a light guide plate included in the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • FIGS. 9-1 and 9-2 are a schematic plan view and a top view showing a part of the liquid crystal display device according to the second embodiment. It is a schematic diagram.
  • a light reducing sheet 20 is disposed on the left side of the light incident surface when viewed from the light guide plate 5 side.
  • the dimming sheet 21 is disposed in the part.
  • the light-reducing sheet 21 may be a light-reducing sheet formed from the same material as the light-reducing sheet 20, or a light-reducing sheet that is formed from a different material and has a different light attenuation rate from the light-reducing sheet 20. May be.
  • the light emitted from the LED element 10 disposed at the position facing the dimming sheet 20 is dimmed when entering the light guide plate 5. Further, the light emitted from the LED elements 10 arranged at positions facing the light reducing sheet 20 and the light reducing sheet 21 is further reduced when entering the light guide plate 5.
  • the liquid crystal display device According to the liquid crystal display device according to the second embodiment, it is possible to adjust the light reduction amount according to the degree of variation in the brightness of the LED elements by superimposing a plurality of light reduction sheets on the light guide plate. Even if there is a large variation in luminance between the LED elements, the luminance unevenness can be corrected with high accuracy.
  • Embodiment 3 In the first embodiment, one dimming sheet dimmed the light from a plurality of LED elements.
  • a dimming sheet for dimming the light from one LED element is arranged on a plurality of light guide plates. Is done.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of a light guide plate provided in the liquid crystal display device according to the third embodiment.
  • a dimming sheet 22 is arranged in a region of a light incident surface on which light emitted from one LED element 10 is incident.
  • the light reducing sheet 23 may be disposed so as to overlap a part of the light reducing sheet 22.
  • the light-reducing sheet 22 may be a light-reducing sheet formed from the same material as the light-reducing sheet 23, or a light-reducing sheet that is formed from a different material and has a different light attenuation rate from the light-reducing sheet 23. May be.
  • the light emitted from the LED element 10 disposed at the position facing the dimming sheet 22 is dimmed when entering the light guide plate 5.
  • each LED element can be dimmed by the dimming sheet, so that the variation in the luminance of the LED element can be corrected with higher accuracy. And uneven brightness can be corrected with higher accuracy.
  • the luminance variation can be corrected without arranging the LED elements in the luminance order.
  • the light of the LED element incident on the light guide plate is reduced by arranging the light reducing sheet on the light guide plate.
  • the light reducing sheet is replaced with the light guide plate.
  • the LED element may be disposed at the tip of the LED element, i.e., the part that emits light in the LED element.
  • seat may be distribute
  • the brightness variation of the LED elements is adjusted by using a dimming sheet, but by using a color correction (CC) filter instead of the dimming sheet, It is also possible to adjust the chromaticity variation of the LED elements.
  • Color correction filter materials include acrylic paints that exhibit color correction ability and oil-based paints that have a high affinity for transparent films such as vinyl chloride, PET (Polyethylene Terephthalate), and OPP (biaxial oriented polypropylene). Is used.
  • Embodiment 4 In the first embodiment, the light of the LED element is reduced by the dimming sheet.
  • the light guide plate is processed with a file, the white turbidity part formed by a grating process for forming a fine groove, and the like. Dimming the light.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of a light guide plate provided in the liquid crystal display device according to the fourth embodiment.
  • a part of the light incident surface of the light guide plate 5 is processed with a file and has a cloudy portion 25.
  • the light emitted from the LED element 10 disposed at a position facing the cloudy portion 25 is dimmed when entering the light guide plate 5.
  • the liquid crystal display device since the light incident on the cloudy portion of the light incident surface is attenuated, the light with relatively high luminance is corrected without using the dimming sheet. Therefore, luminance unevenness can be suppressed at a low cost.
  • a method of forming a cloudy part it is not limited to the process by a file, For example, you may perform a grating process to the light-guide plate 5, and may form a cloudy part.
  • the cloudy part can be formed by a method generally used for cutting a structure.
  • Embodiment 5 In the fourth embodiment, a part of the light incident surface provided in the light guide plate is processed with a file or the like to reduce the light of the LED element incident on the light guide plate. However, in the fifth embodiment, the light incident surface is stepped. The light of the LED element incident on the light guide plate is dimmed by forming in a shape.
  • FIGS. 13 and 14A and 14B are a schematic plan view and a top view showing a part of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment. It is a schematic diagram.
  • a part of the light incident surface of the light guide plate 5 has a step portion 26 formed in a step shape.
  • the linear distance between the light incident surface and the LED element 10 existing at the position facing the step portion 26 can be increased, and the light is emitted from the LED element 10 disposed at the position facing the step portion 26.
  • light incident on the light guide plate 5 can be reduced.
  • liquid crystal display device According to the fifth embodiment, light having a relatively high luminance can be corrected without using a dimming sheet as in the fourth embodiment, and luminance unevenness can be suppressed at low cost. Moreover, the brightness unevenness can be corrected with higher accuracy by adjusting the degree of the step of the light incident surface at the opposite position according to the brightness of the LED element.
  • the luminance unevenness is corrected by disposing a light reducing sheet on a part of the light incident surface of the light guide plate.
  • a light reducing sheet on a part of the light incident surface of the light guide plate.
  • one of the light exit surfaces of the light guide plate is described below.
  • Luminance unevenness may be corrected by arranging a light-reducing sheet in the part.
  • FIG. 15 is a schematic plan view showing a panel and a light guide plate that are turned on to display the entire black surface in the liquid crystal display device according to Embodiment 6 before the dimming sheet is arranged
  • FIG. 16 is a plan view showing the arrangement of the dimming sheet. It is the plane schematic diagram which shows the panel and light guide plate of the state which turned on and made the whole surface black display in the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 6 after having carried out.
  • the liquid crystal display device can correct luminance unevenness as in the first embodiment. Moreover, since the light reducing sheet is arranged according to the luminance unevenness displayed on the liquid crystal panel, the luminance unevenness can be corrected with higher accuracy.
  • the chromaticity variation may be corrected by using a color correction filter instead of the light reducing sheet, or the light reducing sheet and the color correction filter may be corrected. Both may be used to correct variations in luminance and chromaticity.
  • FIG. 17 shows a lighted panel in the liquid crystal display device according to the modification of the sixth embodiment before the dimming sheet is arranged, and the liquid crystal display device according to the modification of the sixth embodiment after the dimming sheet is arranged.
  • It is a plane schematic diagram which shows a light-guide plate.
  • the light reducing sheet is arranged on the light exit surface according to the shape of the luminance unevenness. By arranging, brightness unevenness can be corrected with high accuracy.
  • Embodiments 1 to 6 may be combined as appropriate.
  • luminance and chromaticity may be adjusted simultaneously by superimposing a neutral density filter and a color correction filter.
  • luminance and chromaticity may be increased. You may adjust at the same time.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

本発明は、容易に輝度ムラや色ムラを修正することができる歩留りの高い照明装置及びそれを備えた液晶表示装置を提供する。本発明の照明装置は、複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、該入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、前記導光板の入光面の一部、又は、出光面の一部に減光シートが配される照明装置である。また、本発明の照明装置は、該入光面が削られて白濁した照明装置でもあり、該入光面の一部に段差が設けられた照明装置でもある。 

Description

照明装置、及び、液晶表示装置
本発明は、照明装置、及び、液晶表示装置に関する。より詳しくは、輝度ムラ及び色度ムラを容易に修正することができる照明装置、及び、液晶表示装置に関する。
照明装置は、光を照射する装置であり、非自発光型表示素子を用いる表示装置等において用いられる。例えば、液晶表示素子を用いた液晶表示装置において用いられる。液晶表示素子は非自発光型表示素子であるため、液晶表示装置においては、例えば、照明装置(バックライト)から照明光を液晶表示素子に対して照射することが必要となる。このような液晶表示装置は、情報や映像の表示手段として欠かすことができないものとなっており、例えば、近年、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistants;個人用情報端末)に代表される携帯情報端末機器が広く利用され、その表示パネルとして薄型、軽量、低消費電力といったメリットを持つ液晶パネルが用いられている。
従来の液晶表示装置に用いられるバックライトにおいては、光源として、冷陰極管が用いられていたが、近年では、小型、低消費電力等の点で優れていることから、発光ダイオード(以下、「LED」又は「LED素子」ともいう)が主に用いられている。
図18は、一般的なLED素子を用いたバックライトの断面模式図である。図18に示すように、複数のLED素子110は、LED基板111に配され、このLED基板111のLED取付面の裏側には放熱板112が張り合わされる。更に、放熱板112が取り付けられたLED基板111は、LED基板固定板113にネジ114によって固定される。LED基板固定板113は、互いに垂直な2つの面を有し、該2つの面の一方の面に、放熱板112とLED基板111とが固定される。他方の面は、液晶表示装置の支持部材116にネジ115によって固定されることで、LED基板固定板113は、液晶表示装置に固定される。更に、支持部材116上には、導光板105が取り付けられる。
ところで、LED素子は、輝度、色度等の光学的特性が個々でバラツキがあり、LED素子の光学的特性のバラツキに起因して、バックライトが照射する光に輝度ムラや色ムラが生じてしまうことがあった。輝度ムラや色ムラを改善するためには、その原因となっているLED素子を交換する必要があったが、LED素子の交換のためには、少なくとも、LED基板固定板を液晶表示装置から外す必要があり、液晶表示装置を分解しなければならず大変な労力を要するという点で改善の余地があった。
この点について、LED素子の光学的特性を個々に測定し、所定の光度領域内及び色度座標領域内に存在するLED素子を選別し、図19に示すように、選別したLED素子120を回路基板121上に併設して使用するバックライトが知られている(例えば、特許文献1参照。)。所定の光度領域内及び色度座標領域内に存在するLED素子120のみを選択的に使用することにより、個々のLED素子120の光学的特性上の差を小さく設定することが可能となり、輝度ムラや色ムラの改善を図ることができる。
特開2007-128822号公報
しかし、上記の特許文献1に係るバックライトにおいては、輝度ムラや色ムラを予め抑制するものであっても、バックライトを組み立てた後に輝度ムラや色ムラを修正しなければならなくなった場合、バックライトを分解してLED素子を交換しなければならなかった。
また、上記の特許文献1に係るバックライトにおいては、所定の光度領域外又は色度座標領域外に存在するLED素子を使用することができないため歩留りが悪化する点で改善の余地があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、光学的特性にバラツキがあるLED素子を用いて輝度ムラや色ムラが生じたとしても、容易に輝度ムラや色ムラを修正することができる歩留りの高い照明装置及びそれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者は、上記課題について鋭意検討を行ったところ、LED素子の光特性のバラツキに起因して生じる輝度ムラや色ムラの原因となる光を、例えば、減光シートや色補正フィルタ等に通すことにより、輝度ムラや色ムラが生じないように調整することが可能であることを見出し、その結果、光学的特性にバラツキがあるLED素子を用いて輝度ムラや色ムラが生じたとしても、容易に輝度ムラや色ムラを修正できることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一側面は、複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、前記入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、前記導光板の入光面の一部、又は、出光面の一部に減光シートが配される照明装置である。この形態を以下では、第1形態ともいう。
前記第1形態の照明装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素によって特に限定されるものではない。
以下、前記第1形態の照明装置の好ましい形態について、更に詳しく説明する。
第1形態において、前記減光シートは、複数配されるとともに、1つの前記発光ダイオード素子と対向する位置毎に配されることが好ましい。これによれば、個々のLED素子に対して、それぞれ減光シートによって減光することが可能となるため、LED素子毎に輝度を調整することができるため、輝度ムラをより高精度に修正することができる。
なお、前記複数の減光シートは、全て減光率が同じ減光シートであってもよいし、それぞれ減光率が異なる減光シートであってもよい。
また、第1形態において、前記減光シートは、複数配されるとともに、少なくとも2つの前記減光シートが互いに重畳して配されることが好ましい。これによれば、LED素子の輝度のバラツキ度合いに応じて、重畳して配される減光シートの枚数を調整することで、減光量を調整することが可能となる。その結果、LED素子間で輝度のバラツキが大きくても輝度ムラを修正することができる。
また、本発明者らは、LED素子の光特性のバラツキに起因して生じる輝度ムラや色ムラの原因となる光を、例えば、白濁した入光面等に通すことにより、輝度ムラや色ムラが生じないように調整することも可能であることを見出した。
すなわち、本発明の別の側面は、複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、前記入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、前記導光板は、前記入光面の一部が削られて白濁したものである照明装置でもある。この形態を以下では第2形態ともいう。これにより、減光シートを用いずに相対的に輝度の高い光を減光することができるため、低コストで輝度ムラを抑制することができる。
前記第2形態の照明装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素によって特に限定されるものではない。
また、本発明者らは、LED素子の光特性のバラツキに起因して生じる輝度ムラや色ムラの原因となる光を、例えば、段差が設けられた入光面等に通すことにより、輝度ムラや色ムラが生じないように調整することも可能であることを見出した。
すなわち、本発明の更に別の側面は、複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、前記入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、前記導光板は、前記入光面の一部に段差が設けられたものである照明装置でもある。この形態を以下では第3形態ともいう。これによれば、入光面の一部に設けられた段差によって、入光面と、前記段差と対向する位置に存在するLED素子との間の直線距離を長く取ることができ、段差と対向する位置に配されたLED素子から導光板に入射される光を減光することができる。その結果、減光シートを用いずに相対的に輝度の高い光を減光することができるため、低コストで輝度ムラを抑制することができる。また、LED素子の輝度に応じて対向する位置の入光面の段差の形状を調整することで、輝度ムラをより高精度に修正することができる。
前記第3形態の照明装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素によって特に限定されるものではない。
第1形態~第3形態において、前記複数のLED素子は、前記基板において、輝度順に並んで配されることが好ましい。これにより、相対的に高輝度なLED素子をまとめて配することが可能となり、その結果、輝度ムラの修正が容易となる。
更に、本発明者は、LED素子の光特性のバラツキに起因して生じる色ムラの原因となる光を、例えば、入光面の一部、又は、出光面の一部に配された色補正フィルタに通すことにより、色ムラが生じないように調整することも可能であることを見出した。
すなわち、本発明の更に別の側面は、複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、前記入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、前記導光板の入光面の一部、又は、出光面の一部に色補正フィルタが配される照明装置でもある。この形態を以下では第4形態ともいう。これにより色ムラを修正できるため、照明装置を分解してLED素子を取り替える必要がなく、容易に色ムラを修正できる。また、LED素子を選択的に使用する必要がないため、歩留りも向上する。
前記第4形態の照明装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素によって特に限定されるものではない。
本発明の更に別の側面は、対向配置された一対の基板間に封止された液晶を備えた液晶表示装置であって、上記第1形態~第4形態に係る照明装置を有する液晶表示装置でもある。これにより、LED素子の光特性のバラツキに起因して生じる輝度ムラや色ムラの原因となる光を、例えば、減光シートや色補正フィルタ等に通すことにより、輝度ムラや色ムラが生じないように調整することが可能となり、その結果、液晶表示装置において、光学的特性にバラツキがあるLED素子を用いて輝度ムラや色ムラが生じたとしても、容易に輝度ムラや色ムラを修正できる。
前記液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素によって特に限定されるものではない。
前記照明装置によれば、導光板、及び/又は、LED素子になされた加工によりLED素子の光学特性のバラツキを調整することが可能であるため、輝度ムラや色ムラが修正された歩留りの高い照明装置を得ることができる。
実施形態1に係る液晶表示装置の平面模式図である。 図1に示す線分A1-A2に沿った断面模式図である。 実施形態1に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。 減光シートを配する前の実施形態1に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図である。 減光シートを配する前の実施形態1に係る液晶表示装置の一部を示す上面模式図である。 図4-1及び図4-2の液晶表示装置において導光板側からみたときのLEDの左端から右端にかけての輝度を示すグラフである。 減光シートを配した後の実施形態1に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図である。 減光シートを配した後の実施形態1に係る液晶表示装置の一部を示す上面模式図である。 図6-1及び図6-2の液晶表示装置において導光板側からみたときのLEDの左端から右端にかけての輝度を示すグラフである。 実施形態2に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。 実施形態2に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図である。 実施形態2に係る液晶表示装置の一部を示す上面模式図である。 実施形態3に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。 実施形態1~3の変形例に係る液晶表示装置が備える減光シートの模式図である。 実施形態4に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。 実施形態5に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。 実施形態5に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図である。 実施形態5に係る液晶表示装置の一部を示す上面模式図である。 減光シートを配する前の実施形態6に係る液晶表示装置において点灯し全面黒表示とした状態のパネルと導光板とを示す平面模式図である。 減光シートを配した後の実施形態6に係る液晶表示装置において点灯し全面黒表示とした状態のパネルと導光板とを示す平面模式図である。 減光シートを配する前の実施形態6の変形例に係る液晶表示装置における点灯した状態のパネルと、減光シートを配した後の実施形態6の変形例に係る液晶表示装置における導光板とを示す平面模式図である。 一般的なLED素子を用いたバックライトの断面模式図である。 特許文献1に記載のバックライトの一部を示す斜視図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
実施形態1
実施形態1においては、導光板の入光面の一部に一枚の減光シートが貼り付けられる。
以下、実施形態1に係る液晶表示装置について詳述する。図1は実施形態1に係る液晶表示装置の平面模式図であり、図2は図1に示す線分A1-A2に沿った断面模式図である。実施形態1の照明装置は、導光板5、光学シート6、複数のLED素子10、LED基板11、放熱板12、LED基板固定板13、ネジ14、及び、ネジ15から構成される。実施形態1の液晶表示装置は、上記照明装置、支持部材16及び、液晶パネル30から構成される。複数のLED素子10は、LED基板11上に取り付けられ、このLED基板11の裏側には放熱板12が張り合わされる。LED基板11は、電源と接続するための配線を繋ぐ電源コネクタ17を備える。更に、放熱板12が取り付けられたLED基板11は、LED基板固定板13にネジ14によって固定される。LED基板固定板13は、互いに垂直な2つの面を有し、この2つの面の一方の面と放熱板12とが接するようにLED基板11が固定される。他方の面は、支持部材16にネジ15によって固定される。複数のLED素子10と対向する位置に入光面が配されるように導光板5が支持部材16上に設けられる。導光板5の入光面の一部には減光シート20が配され、導光板5の出光面の上面に光学シート6が配される。更に、光学シート6の上に液晶パネル30が配される。
光源であるLED素子10として、白色LED素子が用いられてもよいし、赤、緑及び青の3色のLED素子が適宜組み合わされて用いられてもよい。導光板5は、光源であるLED素子10から発せられた光を入光面から取り込み、入光面よりも広い面積を持つ出光面から略均一に出光する部材である。導光板5の入光面に入射した光は、導光板5内で表面反射を繰り返して導光板5内に広がる。導光板5に設けられた反射ドット(図示せず)に光が当たるとそこで光が散乱され、導光板の出光面から出光する。LED基板11は、LED素子10を固定して配線するためのプリント配線板である。放熱板12は、LED素子10からの発熱を放熱するための部材であり、熱伝導性の高い材料、例えば、アルミニウム、銅、銀、又は、それらの合金等の金属材料や窒化アルミニウム等のセラミック材料から形成される。光学シート6は、面内の同一点において、異なる角度で進む光を混合して角度的に配向し直すことにより、大きな輝度ムラや色ムラが生じるのを抑えるための部材である。
減光シート20は、対向する位置に配されたLED素子10から出射される光を減光するための部材である。減光シート20は、塩化ビニル、PET(Polyethylene Terephthalate)、OPP(biaxial oriented polypropylene)等の透明フィルムに、減光性を発揮するアクリル系の塗料や上記透明フィルムと親和性の高い油性塗料を混合することで作られる減光(ND:Neutral Density)フィルタが好適に用いられる。塗料の混合量を調整することで、減光フィルタの減光量を調整することができる。また、減光シート20として、図11に示すように、等間隔に直線又はドットを印刷したシールを用いてもよい。直線又はドットの大きさや間隔を調整することで、シールの減光量を調整することができる。
次に、図3~図7を用いて、実施形態1に係る液晶表示装置における減光シートの働きについて説明する。図3は実施形態1に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。図4-1及び図4-2は減光シートを配する前の実施形態1に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図及び上面模式図であり、図5は図4-1及び図4-2の液晶表示装置において導光板側からみたときのLEDの左端から右端にかけての輝度を示すグラフである。図6-1及び図6-2は減光シートを配した後の実施形態1に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図及び上面模式図であり、図7は図6-1及び図6-2の液晶表示装置において導光板側からみたときのLEDの左端から右端にかけての輝度を示すグラフである。
実施形態1に係る液晶表示装置においては、組み立て前に、複数のLED素子10の輝度がそれぞれ測定される。輝度の測定は、所定の機器を用いて行ってもよいし、目視でおおよその輝度を判断してもよい。その後、図4-1に示すように、複数のLED素子10は、輝度が高いものから順に、導光板側から見て左側からLED基板11に取り付けられる。すると、導光板側から見て、入光面の左面に入射する光は、右面に入射する光よりも輝度が相対的に高くなる。その結果、導光板5内で光が拡散されたとしても、出光面の左面から出光する光が、出光面の右面から出光する光よりも輝度が相対的に高くなり、図5に示すように、液晶パネル30から見た輝度は、導光板側から見て左側が右側よりも高くなる。
次に、図3及び図6に示すように、導光板5の入光面の左側に減光シート20が配される。すると、減光シート20と対向する位置に配されたLED素子10から出射される光は、導光板5内に入射する際に減光される。その結果、入光面の左面に入射する光は、右面に入射する光と輝度がほぼ等しくなるため、出光面から出光する光の輝度は、出光面の左側と右側とでほぼ等しくなる。その結果、図7に示すように、液晶パネル30から見た輝度は、左側と右側とでほぼ等しくなる。このように、減光シート20は、相対的に輝度が高いLED素子10から出射される光を減光する。
実施形態1に係る液晶表示装置によれば、1枚の減光シートによって、バックライト(照明装置)及び、このバックライトを備えた液晶表示装置における輝度ムラを修正することができるため、輝度ムラの修正を容易かつ安価に行うことができる。また、複数のLED素子間で輝度のバラツキがあってもよいことから、LED素子を選択的に使用する必要がないため、歩留りも向上する。
実施形態2
実施形態1においては、1枚の減光シートを導光板に配して輝度の調整を行ったが、実施形態2においては、複数の減光シートを重畳して導光板に配して輝度の調整を行う。
以下、実施形態2に係る液晶表示装置について詳述する。実施形態1と共通する事項については、ここでの説明を省略する。図8は実施形態2に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図であり、図9-1及び図9-2は実施形態2に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図及び上面模式図である。実施形態2においては、図8及び図9-2に示すように、導光板5側から見たときの入光面の左側に減光シート20が配され、更に、減光シート20上の一部に減光シート21が配される。減光シート21は、減光シート20と同一の材料から形成された減光シートであってもよいし、異なる材料から形成され、減光シート20とは減光率が異なる減光シートであってもよい。
これにより、減光シート20と対向する位置に配されたLED素子10から出射される光は、導光板5内に入射する際に減光される。また、減光シート20及び減光シート21と対向する位置に配されたLED素子10から出射される光は、導光板5内に入射する際に一層減光される。
実施形態2に係る液晶表示装置によれば、複数の減光シートを重畳して導光板に配することで、LED素子の輝度のバラツキ度合いに応じて、減光量を調整することが可能となり、LED素子間で輝度のバラツキが大きくても高精度に輝度ムラを修正することができる。
実施形態3
実施形態1においては、1枚の減光シートが複数のLED素子の光を減光したが、実施形態3においては、1つのLED素子の光を減光する減光シートが複数導光板に配される。
以下、実施形態3に係る液晶表示装置について詳述する。実施形態1と共通する事項については、ここでの説明を省略する。図10は実施形態3に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。実施形態3においては、図10に示すように、1つのLED素子10から出射される光が入射する入光面の領域に減光シート22が配される。更に、減光シート22上の一部に減光シート23が重ねて配されてもよい。減光シート22は、減光シート23と同一の材料から形成された減光シートであってもよいし、異なる材料から形成され、減光シート23とは減光率が異なる減光シートであってもよい。
これにより、減光シート22と対向する位置に配されたLED素子10から出射される光は、導光板5内に入射する際に減光される。
実施形態3に係る液晶表示装置によれば、個々のLED素子に対して、それぞれ減光シートによって減光することが可能となるため、より高精度にLED素子の輝度のバラツキを修正することができ、輝度ムラをより高精度に修正することができる。また、実施形態3においては、LED素子を輝度順に並べなくとも、輝度のバラツキを修正することができる。
以上、実施形態1~3においては、導光板に減光シートを配することで、導光板に入射するLED素子の光を減光したが、減光シートは、導光板に配される替わりに、LED素子の先端部、すなわち、LED素子において光を出射する部分に配されてもよい。また、減光シートは、導光板とLED素子との両方に配されてもよい。
また、実施形態1~3においては、減光シートを用いることで、LED素子の輝度のバラツキを調整したが、減光シートに替えて、色補正(CC:Color Compensating)フィルタを用いることで、LED素子の色度のバラツキを調整することもできる。RGB3色についてそれぞれ様々な濃さの色補正フィルタを用意することで、あらゆる色度のバラツキを修正することができる。色補正フィルタの材料としては、塩化ビニル、PET(Polyethylene Terephthalate)、OPP(biaxial oriented polypropylene)等の透明フィルムに、色補正能を発揮するアクリル系の塗料や上記透明フィルムと親和性の高い油性塗料を混合したものを用いる。
また、減光シートと色補正フィルタとを適宜組み合わせて、輝度及び色度のバラツキの両方を修正してもよい。
実施形態4
実施形態1においては、減光シートによりLED素子の光を減光したが、実施形態4においては、導光板をヤスリで加工、微細な溝を作るグレーティング加工等によって作られる白濁部によりLED素子の光を減光する。
以下、実施形態4に係る液晶表示装置について詳述する。実施形態1と共通する事項については、ここでの説明を省略する。図12は実施形態4に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図である。実施形態4においては、図12に示すように、導光板5の入光面の一部がヤスリで加工されており白濁部25を有する。
これにより、白濁部25と対向する位置に配されたLED素子10から出射される光は、導光板5内に入射する際に減光される。
実施形態4に係る液晶表示装置によれば、入光面の白濁した部分に入射した光は減光されることとなるため、減光シートを用いずに相対的に輝度の高い光を修正することができ、低コストで輝度ムラを抑制することができる。
なお、白濁部を形成する方法としては、ヤスリでの加工に限定されず、例えば、導光板5にグレーティング加工を施して白濁部を形成してもよい。このように、一般的に構造物の切削に用いられる方法により、白濁部を形成することができる。
実施形態5
実施形態4においては、導光板が備える入光面の一部をヤスリ等で加工することによって導光板に入射するLED素子の光を減光したが、実施形態5においては、入光面を段状に形成することによって導光板に入射するLED素子の光を減光する。
以下、実施形態5に係る液晶表示装置について詳述する。実施形態1と共通する事項については、ここでの説明を省略する。図13は実施形態5に係る液晶表示装置が備える導光板の斜視模式図であり、図14-1及び図14-2は実施形態5に係る液晶表示装置の一部を示す平面模式図及び上面模式図である。実施形態5においては、図13及び図14-2に示すように、導光板5の入光面の一部が段状に形成された段部26を有する。
これにより、入光面と、段部26と対向する位置に存在するLED素子10との間の直線距離を長く取ることができ、段部26と対向する位置に配されたLED素子10から出射され、導光板5に入射される光を減光することができる。
実施形態5に係る液晶表示装置によっても、実施形態4と同様に減光シートを用いずに相対的に輝度の高い光を修正することができ、低コストで輝度ムラを抑制することができる。また、LED素子の輝度に応じて対向する位置の入光面の段差の度合いを調整することで、輝度ムラをより高精度に修正することができる。
実施形態6
実施形態1~3においては、導光板の入光面の一部に減光シートを配することによって、輝度ムラを修正したが、以下実施形態6に示すように、導光板の出光面の一部に減光シートを配することによって輝度ムラを修正してもよい。
以下、実施形態6に係る液晶表示装置について詳述する。実施形態1と共通する事項については、ここでの説明を省略する。図15は減光シートを配する前の実施形態6に係る液晶表示装置において点灯し全面黒表示とした状態のパネルと導光板とを示す平面模式図であり、図16は減光シートを配した後の実施形態6に係る液晶表示装置において点灯し全面黒表示とした状態のパネルと導光板とを示す平面模式図である。
LED素子の輝度にバラツキがあるとき、図15に示すように、パネルを点灯し全面黒表示したときに、液晶パネル30に輝度ムラが見られる。これは、LED素子の輝度にバラツキがあるために液晶パネル30の輝度ムラの部分に対向する位置にある導光板5の出光面から出射される光の輝度が相対的に高くなるためである。
このとき、図16に示すように、輝度ムラと対向する位置の出光面に減光シート20を配することによって、輝度ムラの原因となる出光面から出射される高輝度の光を減光し、液晶パネル30に見られる輝度ムラを修正することができる。
以上の通り、実施形態6に係る液晶表示装置によっても、実施形態1と同様に輝度ムラを修正することが可能となる。また、液晶パネルに表示される輝度ムラに応じて減光シートを配するため、輝度ムラをより高精度に修正することができる。
また、実施形態6においても、実施形態1~3と同様に、減光シートに替えて色補正フィルタを用いることで、色度のバラツキを修正してもよいし、減光シートと色補正フィルタとを両方用いて輝度及び色度のバラツキを修正してもよい。
図17は減光シートを配する前の実施形態6の変形例に係る液晶表示装置における点灯した状態のパネルと、減光シートを配した後の実施形態6の変形例に係る液晶表示装置における導光板とを示す平面模式図である。図17に示すように、実施形態6においては、液晶パネル30に表示される輝度ムラが不定形、矩形、ドット状等であっても、輝度ムラの形状にあわせて減光シートを出光面に配することで、高精度に輝度ムラを修正することができる。
また、上記実施形態1~6は、適宜組み合わされていてもよい。例えば、実施形態1~3において、減光フィルタと色補正フィルタを重畳して配することで、輝度及び色度を同時に調整してもよい。また、例えば、実施形態4に実施形態1~3のいずれかを組み合わせて、導光板にグレーティング加工を施すとともに、色補正フィルタをグレーティング加工を施した部位に配することで、輝度及び色度を同時に調整してもよい。
なお、本願は、2010年10月27日に出願された日本国特許出願2010-241052号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
1:液晶表示装置
5、105:導光板
6:光学シート
10、110、120:LED素子
11、111:LED基板
12、112:放熱板
13、113:LED基板固定板
14、15、114、115:ネジ
16、116:支持部材
17:電源コネクタ
20、21、22、23、24:減光シート
25:白濁部
26:段部
30:液晶パネル
121:回路基板
 

Claims (8)

  1. 複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、該入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、
    前記導光板の入光面の一部、又は、出光面の一部に減光シートが配されることを特徴とする照明装置。
  2. 前記減光シートは、複数配されるとともに、1つの前記発光ダイオード素子と対向する位置毎に配されることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 前記減光シートは、複数配されるとともに、少なくとも2つの前記減光シートが互いに重畳して配されることを特徴とする請求項1又は2記載の照明装置。
  4. 複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、該入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、
    前記導光板は、前記入光面の一部が削られて白濁したものであること特徴とする照明装置。
  5. 複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、該入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、
    前記導光板は、前記入光面の一部に段差が設けられたものであること特徴とする照明装置。
  6. 前記複数の発光ダイオード素子は、前記基板において、輝度順に並んで配されることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の照明装置。
  7. 複数の発光ダイオード素子と、前記複数の発光ダイオード素子に対向する入光面、及び、該入光面に入射された光を出射する出光面を有する導光板とを備えた照明装置であって、
    前記導光板の入光面の一部、又は、出光面の一部に色補正フィルタが配されることを特徴とする照明装置。
  8. 対向配置された一対の基板間に封止された液晶を備えた液晶表示装置であって、
    請求項1~7のいずれかに記載された照明装置を有することを特徴とする液晶表示装置。
     
PCT/JP2011/074021 2010-10-27 2011-10-19 照明装置、及び、液晶表示装置 WO2012056962A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-241052 2010-10-27
JP2010241052 2010-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012056962A1 true WO2012056962A1 (ja) 2012-05-03

Family

ID=45993675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/074021 WO2012056962A1 (ja) 2010-10-27 2011-10-19 照明装置、及び、液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012056962A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001311945A (ja) * 2000-05-02 2001-11-09 Sony Corp 表示装置及び減光パターン生成方法
JP2002109936A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 面光源装置および表示装置
JP2004355883A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Enplas Corp 導光板、面光源装置及び画像表示装置
JP2007265716A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面状光源及び液晶表示装置
WO2007138763A1 (ja) * 2006-06-01 2007-12-06 Sharp Kabushiki Kaisha 面状光源装置及びこれを設けた液晶表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001311945A (ja) * 2000-05-02 2001-11-09 Sony Corp 表示装置及び減光パターン生成方法
JP2002109936A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 面光源装置および表示装置
JP2004355883A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Enplas Corp 導光板、面光源装置及び画像表示装置
JP2007265716A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面状光源及び液晶表示装置
WO2007138763A1 (ja) * 2006-06-01 2007-12-06 Sharp Kabushiki Kaisha 面状光源装置及びこれを設けた液晶表示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8403512B2 (en) Illumination apparatus and display apparatus
KR100781479B1 (ko) 면 조명 장치 및 그것을 구비한 액정 표시 장치
KR100771324B1 (ko) 면 조명 장치 및 그것을 구비한 액정 표시 장치
US8253894B2 (en) Optical element, illumination device and display device
US9366398B2 (en) Backlight unit and liquid crystal display apparatus having the same
JP4729720B2 (ja) 面状照明装置及びこの面状照明装置をバックライトとした液晶表示装置
JP5702741B2 (ja) 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置
JP2007005791A (ja) 発光ダイオードを含むバックライトアセンブリ及びこれを含む表示装置
JP2006313747A (ja) ハイブリッドバックライト装置
US20090116223A1 (en) Light source device, backlight unit, and liquid crystal display device
JP2006024439A (ja) 面状光源装置
WO2007037037A1 (ja) バックライトユニット及び液晶表示装置
JP2004342587A (ja) バックライトおよびそれを用いた液晶表示装置
JP2007207751A (ja) 光源装置およびそれを用いた液晶表示装置
US20080043491A1 (en) Light emitting unit and light guiding element thereof
CN105190153A (zh) 导光板、照明装置、显示装置及电视接收装置
JP2010123551A (ja) 面状光源及び液晶表示装置
JP5339773B2 (ja) 液晶表示装置
KR20130019250A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
JP2010097783A (ja) 面状光源及び液晶表示装置
WO2010004797A1 (ja) 照明装置および液晶表示装置
JP2013182854A (ja) 照明装置及びそれを備えた表示装置
WO2012056962A1 (ja) 照明装置、及び、液晶表示装置
WO2014201785A1 (zh) 一种背光模组和显示装置
JP2009009739A (ja) カラー液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11836098

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11836098

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP