JP5363874B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明はLEDをバックライトとした液晶表示装置に係り、特に、薄型で消費電力を低減したTV等に使用される比較的大型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device using an LED as a backlight, and more particularly to a relatively large liquid crystal display device used in a TV or the like that is thin and consumes less power.
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して、TFT基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。 In a liquid crystal display device, there are a TFT substrate in which pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and a counter substrate in which color filters are formed at locations corresponding to the pixel electrodes of the TFT substrate, facing the TFT substrate. The liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.
液晶表示装置は、薄型、軽量に出来ることから色々な分野に使用されている。液晶は自身では発光しないので、液晶表示パネルの背面にバックライトを配置している。テレビ等、比較的大画面の液晶表示装置には、バックライトとして蛍光管が使用されてきた。しかし、液晶表示装置をさらに薄型にしたい、あるいは、色の表示領域を広くしたい等の要請から、LED(Light Emitting Diode)が使用され始めている。 Liquid crystal display devices are used in various fields because they can be made thin and light. Since the liquid crystal itself does not emit light, a backlight is disposed on the back of the liquid crystal display panel. A fluorescent tube has been used as a backlight in a liquid crystal display device having a relatively large screen such as a television. However, LEDs (Light Emitting Diodes) have started to be used in order to make the liquid crystal display device thinner or to increase the color display area.
バックライトの光源の配置は、液晶表示パネルの直下に光源を配置する直下型方式と、導光板のサイドに光源を配置するサイドライト型方式とがあるが、比較的大画面の液晶表示装置では、画面の明るさを稼ぐために直下型の光源が多く用いられてきた。 There are two types of backlight light source arrangements: a direct type that places the light source directly under the liquid crystal display panel and a sidelight type that places the light source on the side of the light guide plate. In order to increase the brightness of the screen, a direct light source has been often used.
従来からのブラウン管TV等で行われてきたが、TV等の用途では、画面の明るさをかならずしも一様にする必要はなく、周辺の輝度を中央の輝度よりも小さくすることが出来る。「特許文献1」では、直下型バックライトの光源として蛍光管を用い、反射面に形成するドットパターンの密度を中央と周辺で変化させることによって画面周辺部の明るさを画面中央部の明るさよりも小さくする構成が記載されている。また、「特許文献1」では、直下型バックライトの光源としてLEDを用い、LEDの密度を場所によって変えることによって、画面の明るさを調整する構成が記載されている。 Although it has been performed by a conventional cathode ray tube TV or the like, it is not always necessary to make the screen brightness uniform in the application of the TV or the like, and the peripheral luminance can be made smaller than the central luminance. In “Patent Document 1”, a fluorescent tube is used as a light source of a direct type backlight, and the density of the dot pattern formed on the reflection surface is changed between the center and the periphery, whereby the brightness of the screen periphery is changed from the brightness of the screen center. A configuration for reducing the size is also described. In addition, “Patent Document 1” describes a configuration in which the brightness of a screen is adjusted by using an LED as a light source of a direct type backlight and changing the density of the LED depending on a place.
「特許文献2」には、比較的小型の液晶表示装置において、サイドライト方式のバックライトを用い、導光板のサイドに配置したLEDの密度を側面における中央付近と周辺付近とで変化させることによって画面の輝度を調整することが記載されている。
In “
「特許文献3」にはサイドライト方式の導光板において、第1の方向に、継ぎ目のない複数の導光板を形成する構成が記載されている。「特許文献3」に記載の導光板は、第1の方向と直角な第2の方向には連続した1個の導光板となっている。
“
直下型のバックライトは容易に画面の明るさを大きくすることが出来るが、液晶表示装置の厚さを小さくすることは困難である。図18は光源をLEDとした直下型のバックライトを有する液晶表示装置の断面模式図である。バックカバー90の上にLED30が配置されている。直下型バックライトにおいては、拡散板60、拡散シート等が使用されるが、図18では省略されている。
The direct type backlight can easily increase the brightness of the screen, but it is difficult to reduce the thickness of the liquid crystal display device. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device having a direct-type backlight using LED as a light source. The
図18において、LED30の底部から液晶表示パネルの下側までの距離dは25mm〜35mm程度は必要である。図18において、LED30のピッチPを一定にしたまま、液晶表示パネル10とLED30の距離dを小さくすると輝度むらが生じてしまう。輝度むらが生じないように、距離dを小さくしようとするとLED30のピッチPを小さくする必要がある。しかし、LED30のピッチPを小さくすることは、LED30の数を多くする必要があるということであり、製造コストの点で問題となる。
In FIG. 18, the distance d from the bottom of the
図19はサイドライト方式の液晶表示装置の断面模式図である。図19において、バックカバー90の上に導光板50が配置され、導光板50の側面に、LED30が配置されている。LED30からの光は導光板50によって液晶表示パネル10の方向に向けられる。実際には液晶表示パネル10と導光板50の間には拡散シート等が存在するが、図19では省略されている。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a sidelight type liquid crystal display device. In FIG. 19, the
図19において、導光板50の下側から液晶表示パネル10の下側までの距離dは10〜15mmであり、直下型のバックライトの場合に比較して、小さくすることが出来る。しかし、導光板50のサイドからLED30の光を入射するので、直下型の場合に比較して光の利用効率は低い。図19に示すような、サイドライト型で、直下型と同じ画面明るさを得るためには、直下型の場合よりもLED30の数を増やさなければならない。
In FIG. 19, the distance d from the lower side of the
例えば、画面42インチの液晶表示装置において、所定の明るさを得るために、直下型のバックライトでは、500個のLED30を必要とする。これに対して、同じ画面で同じ明るさを得るために、サイドライト型のバックライトを使用する場合は、700個のLED30を使用する必要がある。つまり、サイドライト方式では液晶表示装置の厚さを小さくすることが出来るが、LED30の数を増やさなければならず、また、LED30の消費電力も多くなる。
For example, in a 42-inch liquid crystal display device, in order to obtain a predetermined brightness, a direct-type backlight requires 500
本発明の課題は、直下型のバックライトに比較してLEDの数を増やさず、また、消費電力も増やさずに、液晶表示装置の厚さを小さくすることである。 An object of the present invention is to reduce the thickness of a liquid crystal display device without increasing the number of LEDs and without increasing power consumption as compared with a direct type backlight.
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above problems, and specific means are as follows.
(1)液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、前記導光板の中央における前記導光板ブロックに配置されるLEDの数は、前記導光板の周辺部における前記導光板ブロックに配置されるLEDの数よりも多いことを特徴とする液晶表示装置。 (1) A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight, wherein the backlight has a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and corresponds to the light guide plate block The number of LEDs arranged in the light guide plate block in the center of the light guide plate is larger than the number of LEDs arranged in the light guide plate block in the periphery of the light guide plate. A liquid crystal display device.
(2)前記導光板は、複数の前記導光板ブロックを有する複数の分割導光板によって形成されていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (2) The liquid crystal display device according to (1), wherein the light guide plate is formed by a plurality of divided light guide plates having a plurality of light guide plate blocks.
(3)前記導光板ブロックがマトリクス状に配置された前記導光板は一体で形成されていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (3) The liquid crystal display device according to (1), wherein the light guide plate in which the light guide plate blocks are arranged in a matrix is integrally formed.
(4)前記LEDは配線基板状に配置され、前記配線基板上には、一体化した反射シートが配置されていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (4) The liquid crystal display device according to (1), wherein the LEDs are arranged in a wiring board shape, and an integrated reflection sheet is arranged on the wiring board.
(5)液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、前記導光板の短軸および長軸に沿った前記導光板ブロックに配置されているLEDの数は前記短軸の中央部および前記長軸の中央において、前記短軸の端部および前記長軸の端部におけるよりも多く、前記導光板の短辺および長辺に沿った導光板ブロックに配置されているLEDの数は同じであることを特徴とする液晶表示装置。 (5) A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight, wherein the backlight has a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and corresponds to the light guide plate block The number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short axis and the long axis of the light guide plate is the number of the short axis at the center of the short axis and the center of the long axis. The number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short side and the long side of the light guide plate more than the end portion and the long axis end portion is the same.
(6)液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、前記導光板の中央における前記導光板ブロックに配置されるLEDの数は、前記導光板の四隅における前記導光板ブロックに配置されるLEDの数よりも多いことを特徴とする液晶表示装置。 (6) A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight, wherein the backlight has a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and corresponds to the light guide plate block The number of LEDs arranged in the light guide plate block at the center of the light guide plate is larger than the number of LEDs arranged in the light guide plate block at the four corners of the light guide plate. Liquid crystal display device.
(7)液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、前記導光板の短辺および長辺に沿った前記導光板ブロックに配置されているLEDの数は前記短辺の中央部および前記長辺の中央において、前記短辺の端部および前記長辺の端部におけるよりも多く、前記導光板の短軸および長軸に沿った導光板ブロックに配置されているLEDの数は同じであることを特徴とする液晶表示装置。 (7) A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight, the backlight having a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and corresponding to the light guide plate block LEDs are arranged, and the number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short side and the long side of the light guide plate is the center of the short side and the center of the long side. The number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short axis and the long axis of the light guide plate more than the end portions and the end portions of the long sides is the same.
本発明によれば、マトリクス状に配置された導光板ブロックを有する導光板を用い、周辺部に配置する導光板ブロックに対応するLEDの数を中央における導光板ブロックに対応するLEDの数よりも少なくすることによって、人間の視覚に対しては輝度低下を認識させることなく、バックライトに使用するLEDの数を減少させ、かつ、バックライトの消費電力を減少させることが出来る。 According to the present invention, a light guide plate having light guide plate blocks arranged in a matrix is used, and the number of LEDs corresponding to the light guide plate blocks arranged in the peripheral portion is larger than the number of LEDs corresponding to the light guide plate blocks in the center. By reducing the number, the number of LEDs used for the backlight can be reduced and the power consumption of the backlight can be reduced without recognizing a decrease in luminance for human vision.
また、本発明によれば、導光板をマトリクス状に配置した導光板ブロックによって構成しているので、バックライトの厚さを小さくすることが出来る。さらに、本発明によれば、導光板をマトリクス状に配置した導光板ブロックによって構成しているので、明るさの領域制御をおこなうことが出来る。 Further, according to the present invention, since the light guide plate is constituted by the light guide plate blocks arranged in a matrix, the thickness of the backlight can be reduced. Furthermore, according to the present invention, since the light guide plate is constituted by the light guide plate blocks arranged in a matrix, it is possible to perform brightness region control.
以下、本発明の内容を実施例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail using examples.
図1は本発明による液晶表示装置が使用される例を示す液晶TVである。図1において、表示枠2が表示画面1を残して液晶表示パネルの周辺を囲んでいる。液晶表示パネルの背面にはバックライト3が配置されている。図1に示すバックライト3は複数の導光板ブロックを有する導光板と、各導光板ブロックに配置されたLEDを有する構成となっている。
FIG. 1 is a liquid crystal TV showing an example in which the liquid crystal display device according to the present invention is used. In FIG. 1, the
図2は、図1に示す液晶表示装置において、表示枠等を取り除いた液晶表示パネル10とバックライトの分解斜視図である。図2において、TFTや画素電極がマトリクス状に配置された表示領域、走査線、映像信号線等が形成されたTFT基板11とカラーフィルタ等が形成された対向基板12とが図示しない接着材を介して接着している。TFT基板11と対向基板12との間には図示しない液晶が挟持されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the liquid
TFT基板11の下側には下偏光板14が、対向基板12の上側には上偏光板13が貼り付けられている。TFT基板11、対向基板12、下偏光板14、上偏光板13が接着された状態のものを液晶表示パネルと10称する。液晶表示パネル10の背面にはバックライトが配置されている。バックライトは光源部と種々の光学部品とから形成されている。
A lower polarizing
図2において、光源部には、配線基板40にLED30が配置されている。LED30の配置密度は、配線基板40の中央付近と周辺付近では異なっている。表示画面の周辺部において、意図的に輝度を低下させるためである。LED30が配置された配線基板40の上には導光板ブロック51を有する導光板50が配置される。配線基板40に配置されたLED30は各導光板ブロック51に対応している。
In FIG. 2, the
図2に示す導光板50は、長方形の4個の分割導光板53から形成されている。分割導光板53の形状を図3に示す。図3(a)は分割導光板53の斜視図である。分割導光板53には4個の導光板ブロック51が形成されている。図3(b)は図3(a)のK−K断面であり、分割導光板53に形成された導光板ブロック51の境界を形成する溝52の断面形状である。各導光板ブロック51は溝52によって仕切られている。溝52によって各導光板ブロック51は独立した導光板として機能している。なお、図3(b)に示すように、溝52の形状は略V字型であり、深さddは0.5mm程度である。
The
図2に戻り、導光板50の上には3枚の拡散シート15が配置されている。各拡散シート15は約60μm程度と、薄いので、3枚の拡散シート15は実際には、導光板50の上に載置される。拡散シート15の表面には細かな凹凸が形成されており、これが、導光板50からの光を拡散させる。また、表面の細かい凹凸は一種のプリズムの役割を有し、拡散シート15に対して斜めに入射した光を液晶表示パネル10の方向に向ける働きも有する。
Returning to FIG. 2, three
拡散シート15が3枚というのは例であり、必要に応じて1枚でも2枚でもよいし、3枚よりも多くても良い。また、拡散シート15に加えて、必要であればプリズムシートを配置してもよい。プリズムシートは斜め方向から入射するバックライトからの光を液晶表示パネル10の方向に向け、画面の輝度を向上させる働きを有する。
The number of the
最上層の拡散シート15の上には液晶表示パネル10が配置されるが、組み立てたあとも、液晶表示パネル10と拡散シート15との間には、例えば、50μm程度の間隔があけられる。拡散シート15と下偏光板14とが擦れて傷がつくことを防止するためである。
The liquid
図4は図2に示す液晶表示装置の分解断面図である。図4において、液晶表示パネル10および3枚の拡散シート15は図2において説明した通りである。図4において、拡散シート15の下側に導光板50が配置されている。導光板50は4個の分割導光板53から形成されている。図3で説明したように、各分割導光板53はさらに4個の導光板ブロック51を含んでいる。
4 is an exploded cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. In FIG. 4, the liquid
各分割導光板53の断面は楔状であり、厚い部分と薄い部分を有し、厚い部分は3mm程度、薄い部分は1mm弱である。分割導光板53の薄い部分は、前に配置されている分割導光板53の厚い部分に形成された段部に入り込んでいるので、概観は1枚の導光板50のように見える。
Each divided
図4において、導光板50はLED30を有する配線基板40に載置される。各分割導光板53の断面の厚い部分の側面にLED30が配置されることになる。導光板50の厚い側の側面から入射したLED30からの光は、導光板50内において、液晶表示パネル10側に向きを変えて出射する。
In FIG. 4, the
図5は、図4に示す各部品が組み立てられた状態を示す断面図である。図5は分割導光板53のうちの1個の導光板ブロック51の断面が記載されている。図5において、配線基板40に配置されたLED30は導光板ブロック51の厚い側の側面に配置される。LED30は分割導光板53毎に組み合わされる。LED30毎あるいは導光板ブロック51毎に組み合わせる必要はない。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the components shown in FIG. 4 are assembled. FIG. 5 shows a cross section of one light
図5において、導光板ブロック51の側面から入射したLED30からの光は、例えば、導光板ブロック51の下面で反射し、液晶表示パネル10の方向に向かう。しかし、導光板ブロック51の下面は拡散面となっているので、LED30から入射した光は色々が方向に向かうが、多くは液晶表示パネル10の方法に向かうことになる。
In FIG. 5, the light from the
LED30からの光を効率良く液晶表示パネル10の方向に向かわせるためには、導光板ブロック51の下面は所定の傾斜を有している必要がある。したがって、導光板50が大きいと、導光板50におけるLED30が配置される面が厚くなる。本発明では、導光板50は分割されているので、この厚さを小さくすることが出来る。
In order to direct the light from the
図6は導光板ブロック51とLED30の関係を示す模式図である。図6(a)は断面模式図であり、図6(b)は斜視図である。図6(a)において、導光板ブロック51の断面は簡略化して3角形であるとして記載している。導光板ブロック51の側面の厚い側にLED30が配置される。図6(a)はわかりやするするために、LED30は導光板ブロック51の側面と離れて存在しているが、実際には、LED30からの光の利用効率をあげるために、LED30は導光板ブロック51の側面に極力近接して配置される。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the light
図6(b)において、導光板50の側面には、実線で表すLED30が2個、点線で表すLED30が2個、合計4個のLED30が配置されている。本発明では、導光板ブロック51毎に配置するLED30の数を変えることによって、人間の視覚に対しては不自然さを感じさせない程度に画面の輝度に傾斜を持たせることによって液晶表示装置全体としてのLED30の使用数を減少させる。
In FIG. 6B, two
例えば、画面の中央付近における導光板ブロック51に対しては4個のLED30を配置し、画面の周辺の導光板ブロック51に対しては例えば、点線で示す2個のLED30を除去し、実線で示す2個のLED30のみを配置する。LED30の数は画面の大きさ、導光板ブロック51の大きさ、意図する画面の輝度傾斜に応じて設定する。
For example, four
従来のブラウン管TVにおいても、画面中央と画面周辺とでは、輝度が異なっている。液晶表示パネル10を用いたTVの場合において、画面輝度と人間の視覚の関係を調査した結果によると、画面中央の明るさに対して、画面周辺の明るさが60%程度であれば、人間の視覚には、輝度の不均一は認識されない。
Also in the conventional cathode ray tube TV, the brightness is different between the screen center and the screen periphery. According to the result of investigating the relationship between screen brightness and human vision in the case of a TV using the liquid
図7〜図9は各導光板ブロック51に配置されるLED30の数の例である。図7は、導光板50を16分割した例である。図7において、縦線は分割導光板53の境界を示し、横線は導光板ブロック51間の溝52を示す。図7において、周辺に配置される導光板ブロック51には2個のLED30が配置されている。一方、中央の4個の導光板ブロック51には3個のLED30が配置されている。
7 to 9 are examples of the number of
図7において、導光板ブロック51に2個のLED30が配置されている領域は斜線を記している。この部分における輝度は中央部の輝度よりも小さい。図7において、LED30が3個配置された導光板ブロック51とLED30が2個配置された導光板ブロック51との境界は、明るさの段差が生ずるように思われるが、実際には、後で説明するように、導光板ブロック51間に光もれが存在するので、輝度の段差は生じない。
In FIG. 7, the region where the two
図7において、A−A線に対応する導光板ブロック51には全て2個のLED30が配置されている。また、B−B線に対応する導光板ブロック51にも全て2個のLED30が配置されている。一方、C−C線に対応する導光板ブロック51は両側の導光板ブロック51が2個で、中央部の導光板ブロック51が3個のLED30が配置されている。
In FIG. 7, two
言い換えると、導光板50の短辺または長辺に沿った導光板ブロック51には同じ数のLED30が配置されている。一方、導光板50の長軸あるいは短軸に沿った導光板ブロック51においては、LED30の数は、長軸または短軸の中央部において、長軸あるいは短軸の端部におけるよりも多く配置されている。ここで、導光板50の長軸あるいは短軸に沿った導光板ブロック51とは、長軸あるいは短軸を挟む導光板ブロック51も含む。
In other words, the same number of
図7のようなLED30の配置によって画面周辺の輝度は減少するが、画面周辺の輝度は、画面中央の輝度の60%以上であれば、人間の視覚にはほとんど影響しない。一方、周辺の導光板ブロック51のLED30の数を減らすことによって、LED30の部品コストを減少させることが出来るとともに、バックライトの消費電力も減少させることが出来る。
図8は、図7よりも画面が大きいTVの場合であり、導光板50を36分割した例である。図8において、縦線は分割導光板53の境界を示し、横線は導光板ブロック51間の溝52を示す。図8において、周辺およびその1つ内側に配置される導光板ブロック51には2個のLED30が配置されている。一方、中央の4個の導光板ブロック51には3個のLED30が配置されている。
Although the luminance around the screen is reduced by the arrangement of the
FIG. 8 shows an example of a TV having a larger screen than that in FIG. 7, and is an example in which the
図8において、導光板ブロック51に2個のLED30が配置されている領域は斜線を記している。この部分における輝度は中央部の輝度よりも小さい。図8においても画面周辺の斜線部と画面中央部との輝度の段差は後で説明するようにほとんど生じない。
In FIG. 8, the area where the two
図8において、D−D線に対応する導光板ブロック51には全て2個のLED30が配置されており、E−E線に対応する導光板ブロック51にも全て2個のLED30が配置されている。
In FIG. 8, two
周辺の導光板ブロック51のLED30の数を減らすことによって、LED30の部品コストを減少させることが出来るとともに、バックライトの消費電力も減少させることが出来る。図8の例は画面が大きい分、LED30の部品を減少させたことによるコストの低減と消費電力の低減は、図7の場合に比べて、より大きい。
図9は、図8と同じ画面の大きさのTVであるが、画面の輝度分布を図8と変えた例である。図9においても、導光板50は36分割されている。図9において、縦線は分割導光板53の境界を示し、横線は導光板ブロック51間の溝52を示す。図9において、導光板50の4コーナーに対応する4個の導光板ブロック51に対しては2個のLED30が配置され、中央付近、長軸付近、短軸付近の導光板ブロック51に対しては3個のLED30が配置されている。
By reducing the number of
FIG. 9 shows an example of a TV having the same screen size as that in FIG. 8, but the luminance distribution of the screen is changed from that in FIG. Also in FIG. 9, the
図9において、導光板ブロック51に2個のLED30が配置されている領域は斜線を記している。この部分における輝度は中央部の輝度よりも小さい。図8においても画面周辺の斜線部と画面中央部との輝度の段差は後で説明するようにほとんど生じない。
In FIG. 9, the region where the two
図9において、F−F線に対応する導光板ブロック51、および、G−G線に対応する導光板ブロック51は、両側の導光板ブロック51が2個で、中央部の導光板ブロック51が3個のLED30が配置されている。一方、D−D線に対応する導光板ブロック51には全て、3個のLED30が配置されている。
In FIG. 9, the light
言い換えると、導光板50の短軸または長軸に沿った導光板ブロック51には同じ数のLED30が配置されている。一方、導光板50の長辺あるいは短辺に沿った導光板ブロック51においては、LED30の数は、長辺または短辺の中央部において、長辺または短辺の端部におけるよりも多く配置されている。ここで、導光板50の長軸あるいは短軸に沿った導光板ブロック51とは、長軸あるいは短軸を挟む導光板ブロック51も含む。
In other words, the same number of
図9では、画面コーナー部に対応する導光板ブロック51のLED30の数を減少させている。図8の場合に比較して低減効果は小さいが、本発明を使用しない場合に比較すれば、LED30の部品コストと消費電力の低減効果は大きい。
In FIG. 9, the number of
以上は、導光板50の分割の例であり、画面の大きさ、画面制御のきめ細かさの必要性に応じて、図7あるいは図8に示すような分割数以外の分割でも良い。また、LED30の配置は、各導光板ブロック51に2個の場合と3個の場合のみを例としてあげたが、必要に応じて、1個あるいは4個以上を配置しても良い。
The above is an example of the division of the
図10はブロック毎に分割された導光板50において、1個の導光板ブロック55のみのLED30を光らせた場合の輝度の例を示す。図10に示すように、実際は1個の導光板ブロック55のみを光らせているのに、その周辺の導光板ブロック56も明るくなっている。これは、導光板ブロック55から他の導光板ブロック56に光が漏れるためである。
FIG. 10 shows an example of luminance when the
このような、光漏れが存在することによって、図7〜図9に示すように、LED30が2個の導光板ブロック51とLED30が3個の導光板ブロック51の境界部において、輝度の段差が生ずることは無い。したがって、画面に白を表示したような場合であっても、輝度むらは生じない。
Due to the presence of such light leakage, as shown in FIGS. 7 to 9, there is a luminance step at the boundary between the light
本発明では、導光板ブロック51毎に明るさを制御することが出来るので、明るさの領域制御をすることが出来る。明るさの領域制御とは、例えば、画面の明るい部分にはLED30を点灯するが、暗い部分にはLED30を点灯しない、というような制御方法である。
In the present invention, since the brightness can be controlled for each light
このような領域制御は、フレームメモリに映像情報を記憶しておき、画面の明るい部分と暗い部分を識別しておき、明るい部分に対応する領域のみにLED30を点灯することによっておこなうことが出来る。明るさの領域制御をおこなうことによって、消費電力の低減とコントラストの向上を図ることが出来る。
Such area control can be performed by storing video information in a frame memory, identifying bright and dark areas on the screen, and lighting the
一方、本発明では導光板ブロック51を用いているので、導光板ブロック51と明るさの領域制御の細かさが問題となりうる。図11は、明るさの領域制御をしている場合に、実際の画像に対して導光板ブロック51がどのような影響を与えるかを示す説明図である。図11(a)は実際に表示したい画像である。図11(a)は例えば、暗い背景に、明るい部分70、例えば、月を表示するような場合である。
On the other hand, since the light
図11(b)は図11(a)の画像に対応して、明るさの領域制御をおこなっている場合のバックライトの輝度の例である。図11(b)において、画面の月に対応する部分の導光板ブロック51のLED30が点灯している。図11(c)は画像と明るさの領域制御をおこなっているバックライトの輝度とを対応させたものである。画面の月に対応する部分の導光板ブロック51が明るくなっている。図11(c)に示すように、明るい部分に対応して、複数の導光板ブロック51のLED30を点灯することによって、適切な輝度を得ることが出来る。
FIG. 11B shows an example of the luminance of the backlight when brightness area control is performed corresponding to the image of FIG. In FIG.11 (b), LED30 of the light-
実施例1では、複数の導光板ブロック51を有する分割導光板53を用いて導光板50を形成している。一方、全ての導光板ブロック51を1枚の導光板50に形成することも出来る。図12は導光板ブロック51を1枚とした場合の液晶表示装置の斜視図である。図12は導光板50を除いて図2と同様である。図12において、導光板50にはy方向に4個、x方向に4個の導光板ブロック51が形成されている。
In the first embodiment, the
図13は一体化された導光板50の斜視図である。図13において、x方向には導光板ブロック51の境界を示す溝52が延在している。溝52の形状は図3で示したのと同様である。また、y方向に延在する点線は、導光板ブロック51において、厚さが薄くなっている部分であり、この部分において、導光板ブロック51の境界が形成される。各導光板ブロック51の断面は楔状となっており、例えば、厚い部分は3mm程度、薄い部分は1mm弱である。
FIG. 13 is a perspective view of the integrated
x方向に延在する溝52、あるいは、y方向に延在する導光板ブロック51の薄くなった領域によって各導光板ブロック51の境界が形成されているが、いずれの境界も特定の導光板ブロック51からの光を完全に遮断することはないので、特定の導光板ブロック51の光は隣接する導光板ブロック51へと漏れる。この作用によって導光板ブロック51間の輝度の段差を解消し、滑らかな輝度分布を形成することが出来る。
The boundary of each light
図14は、本実施例における導光板50とLED30を有する配線基板40を組み立てた状態を示す断面図である。図14に示す導光板50の上には光学シートおよび液晶表示パネル10が配置されるが、図14では省略されている。図14において、断面が楔形状の導光板ブロック51の厚い部分の側面にLED30が配置されている。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which the
図14に示すように、断面が楔状の導光板ブロック51は、板厚が薄い方において、一つ前の導光板ブロック51とつながっている。このつなぎの部分が存在するので、LED30からの光は一つ前の導光板ブロック51に漏れることになり、導光板ブロック51間の輝度が急激に変化することを防止している。LED30は図12に示すように、配線基板40に多数取り付けられているが、全導光板ブロック51は一体で形成されているので、導光板50とLED30の組み合わせは1回の作業ですませることが出来る。
As shown in FIG. 14, the light
実施例1および実施例2においては、導光板ブロック51の下面、すなわち、傾斜面には図15のように反射シート80が取り付けられているという前提で説明してきた。反射シート80は片面がAlのような高い反射率の金属をコーティングしたシートで形成されており、導光板50から下方向に向かう光を液晶表示パネル10の方向に反射する。
In Example 1 and Example 2, it has been described on the assumption that the
図15は、各導光板ブロック51の下面に反射シート80を貼り付けるので、反射シート80を貼る工数が大きい。反射シート80は、導光板50が形成されたあと、1列毎に貼り付けられるが、凹部でしかも傾斜面に貼り付けるので、貼り付けるための機構が複雑になるとともに、貼り付け精度が問題となる。
In FIG. 15, since the
本実施例は、図16に示すように、反射シート80を導光板50ではなく、LED30を搭載している配線基板40に配置するものである。図16に示す反射シート80は、LED30に対応する部分に孔が開いている1枚のシートである。図16に示す反射シート80は、配線基板40にLED30を取付ける前でも、取付けた後でもよい。図16において、反射シート80は粘着材によって配線基板40に接着している。本実施例によれば、反射シート80を貼り付ける面は、平面であるので、貼り付け精度も確保することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 16, the
図17は、反射シート80を貼り付けた配線基板40を使用した場合の液晶表示装置の分解斜視図である。図17において、配線基板40の回路部分は反射シート80によって覆われているが、LED30は反射シート80に形成された孔を通して導光板50側に出ている。図17の他の構成は図2あるいは図12で説明したのと同様である。
FIG. 17 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device when the
以上のように、本実施例によれば、反射シート80を1枚で形成することが出来るので、貼り付けの工数を低減することが出来る。さらに、反射シート80を平面に貼り付けるので、複雑な貼り付け機構を必要としない。
As described above, according to the present embodiment, since the
1…表示画面、 2…表示枠、 3…バックライト、 10…液晶表示パネル、 11…TFT基板、 12…対向基板、 13…上偏光板、 14…下偏光板、 15…拡散シート、 30…LED、 40…配線基板、 45…暗部、 50…導光板、 51…導光板ブロック、 52…溝、 53…分割導光板、 55…明るいブロック、 56…光が漏れてきたブロック、 70…明るい画像、 80…反射シート、 90…バックカバー。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display screen, 2 ... Display frame, 3 ... Backlight, 10 ... Liquid crystal display panel, 11 ... TFT substrate, 12 ... Opposite substrate, 13 ... Upper polarizing plate, 14 ... Lower polarizing plate, 15 ... Diffusion sheet, 30 ... LED, 40 ... Wiring board, 45 ... Dark part, 50 ... Light guide plate, 51 ... Light guide plate block, 52 ... Groove, 53 ... Divided light guide plate, 55 ... Bright block, 56 ... Light leaked block, 70 ...
Claims (3)
前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、
前記導光板ブロックに対応して配置された前記LEDの配列方向には、複数の前記導光板ブロックが一体で形成されていることにより、隣接する前記導光板ブロックの相互間で光の漏れを生じさせ、かつ、
前記導光板の短軸および長軸に沿った前記導光板ブロックに配置されているLEDの数は前記短軸の中央部および前記長軸の中央において、前記短軸の端部および前記長軸の端部におけるLEDの数よりも多く、
前記導光板の短辺および長辺に沿った導光板ブロックに配置されているLEDの数は同じであることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight,
The backlight has a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and LEDs are arranged corresponding to the light guide plate blocks,
A plurality of the light guide plate blocks are integrally formed in the arrangement direction of the LEDs arranged corresponding to the light guide plate blocks, thereby causing light leakage between the adjacent light guide plate blocks. And
The number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short axis and the long axis of the light guide plate is the center of the short axis and the center of the long axis. More than the number of LEDs at the end,
The number of LED arrange | positioned at the light-guide plate block along the short side and long side of the said light-guide plate is the same, The liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、
前記導光板ブロックに対応して配置された前記LEDの配列方向には、複数の前記導光板ブロックが一体で形成されていることにより、隣接する前記導光板ブロックの相互間で光の漏れを生じさせ、かつ、
前記導光板の中央における前記導光板ブロックに配置されるLEDの数は、前記導光板の四隅における前記導光板ブロックに配置されるLEDの数よりも多いことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight,
The backlight has a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and LEDs are arranged corresponding to the light guide plate blocks,
A plurality of the light guide plate blocks are integrally formed in the arrangement direction of the LEDs arranged corresponding to the light guide plate blocks, thereby causing light leakage between the adjacent light guide plate blocks. And
The number of LED arrange | positioned at the said light-guide plate block in the center of the said light-guide plate is more than the number of LED arrange | positioned at the said light-guide plate block in the four corners of the said light-guide plate, The liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
前記バックライトは、矩形状の導光板ブロックがマトリクス状に配置された長方形の導光板を有し、前記導光板ブロックに対応してLEDが配置され、
前記導光板ブロックに対応して配置された前記LEDの配列方向には、複数の前記導光板ブロックが一体で形成されていることにより、隣接する前記導光板ブロックの相互間で光の漏れを生じさせ、かつ、
前記導光板の短辺および長辺に沿った前記導光板ブロックに配置されているLEDの数は前記短辺の中央部および前記長辺の中央において、前記短辺の端部および前記長辺の端部におけるLEDの数よりも多く、
前記導光板の短軸および長軸に沿った導光板ブロックに配置されているLEDの数は同じであることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a liquid crystal display panel and a backlight,
The backlight has a rectangular light guide plate in which rectangular light guide plate blocks are arranged in a matrix, and LEDs are arranged corresponding to the light guide plate blocks,
A plurality of the light guide plate blocks are integrally formed in the arrangement direction of the LEDs arranged corresponding to the light guide plate blocks, thereby causing light leakage between the adjacent light guide plate blocks. And
The number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short side and the long side of the light guide plate is the end of the short side and the length of the long side at the center of the short side and the center of the long side. More than the number of LEDs at the end,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the number of LEDs arranged in the light guide plate block along the short axis and the long axis of the light guide plate is the same.
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