JP2000310776A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
整可能な液晶表示装置を提供する。 【解決手段】液晶表示素子1と、該液晶表示素子1の直
下に主光源2…が配置され、該主光源2…の背面に主光
源からの光を反射する光反射板3が設けられた直下型の
照明装置とを備えた液晶表示装置に於いて、上記主光源
2…の直下に補助光源手段10を設ける。これにより、
均一で輝度ムラの少ない画面表示が可能となる。
Description
の照明装置を備えた液晶表示装置に関し、特に液晶表示
素子の直下に光源を配置した照明装置を有する液晶表示
装置に関するものである。
う特性を有していることから、携帯型の情報端末用ディ
スプレイ等に広範に用いられている。液晶表示素子は自
ら発光しない受光型素子である為、一般に、該液晶表示
素子の背面にバックライト装置を配置し、該バックライ
ト装置の光を投射して表示させる必要がある。このよう
に液晶表示素子の背面にバックライト装置が配置された
構成の液晶表示装置では、表示面全域の輝度が均一なこ
と、液晶表示装置全体を薄型化・軽量化できるものが嘱
望されている。
開示されている直下型のバックライト装置を備えた液晶
表示装置について説明する。図5は該液晶表示装置の概
略を示す断面模式図である。図5に示すように、上記液
晶表示装置は、液晶表示素子と、該液晶表示素子の背面
から光を照射するためのバックライト50とを備えた構
成であり、このバックライト50は、発光波長特性の異
なる3種類の蛍光管A、B、C各2本で構成されてい
る。又、上記バックライト50は背面に反射板51を備
え、前面には拡散板52が取り付けられており、拡散板
52の下側にはライティングカーテン53が配置されて
いる。又、ライティングカーテン53と反射板51との
間の空間には、上述の蛍光管が配置されている。各々の
蛍光管A、B、Cは、それぞれ異なる発光波長特性を有
しており、調光用可変抵抗器を操作することにより、各
々の蛍光管の輝度を調光して、液晶表示装置の表示色を
調整している。
ような構成のバックライト装置を有する液晶表示装置に
は、以下に述べるような課題が残されていた。
る領域とそれ以外の領域とで輝度に差が生じ、輝度ムラ
が発生する。
く光源と液晶表示素子との距離を拡大させる場合がある
が、輝度ムラが多少とも低減する反面、バックライト装
置本体の厚みが増加し、液晶表示装置の薄型化を阻害す
る。
色光源は、各々微妙に異なる色特性を有しており、液晶
表示素子の直下に配置されることも相まって色ムラが視
認される。特に、前述のように、発光波長特性の異なる
複数の光源が配置されている場合、表示画面に色ムラが
発生しやすい。
たものであり、その目的は、輝度ムラや色ムラがなく、
表示色の色合いが調整可能な液晶表示装置を提供するこ
とにある。
に、請求項1に記載の発明は、液晶表示素子と、上記液
晶表示素子の直下に光源が配置され、該光源の背面に光
源からの光を反射する光反射板が設けられた直下型の照
明装置とを備えた液晶表示装置に於いて、上記光源の直
下に補助光源手段が設けられていることを特徴とする。
下型の照明装置に於いては、光源から発せられる直接光
を照明光として利用する構成である為、該光源の直上に
於ける領域では最も輝度が高く、光源から離隔した領域
程輝度が低くなるという、本来的に輝度ムラの生じやす
い構造となっている。しかしながら、上記の構成によれ
ば、光源の直下に補助光源手段を設けることにより低輝
度領域の輝度を補い、もって高輝度領域と低輝度領域と
の輝度差を低減することができる。つまり、上記補助光
源手段は、低輝度領域の輝度を補うことにより、該主光
源を補完する機能を果たしている。これにより、液晶表
示装置に於ける表示画面に於いて、輝度ムラの低減を図
ることが可能となる。又、従来に於いては、輝度ムラの
影響を低減させるべく光源と液晶表示素子との離間距離
を大きくする等していたが、上記構成によればその必要
がない。よって、液晶表示装置の重厚化が助長されると
いう不都合が生じることもない。
の液晶表示装置に於いて、上記補助光源手段は、導光板
と、該導光板の少なくとも一方の端面に設けられた補助
光源とを備えて構成されることを特徴とする。
一方の端面に具備された補助光源から全反射角以上の入
射角で入射した光に対して、該導光板内部で全反射を繰
り返しながら面状に伝搬させることにより、面状の補助
的な照明を可能とする。これにより、表示画面に於ける
どの様な領域であっても、輝度を補うことが可能とな
り、全体として均一で輝度ムラの少ない画面表示が可能
となる。
の液晶表示装置に於いて、上記補助光源は、各々独立し
て調光可能な複数の点光源からなり、各点光源は少なく
とも赤色、緑色又は青色のうち互いに異なる色の光源で
あることを特徴とする。
色、緑色及び青色のうち互いに異なる色の光源であり、
かつ各々独立に制御可能な構成としているので、例えば
光源に於いて赤色が不足していれば、赤色の補助光源の
光量を上げる等して、各々の光量を調整することができ
る。これにより、表示色の色合いの制御が可能となると
共に、表示画面に於ける色ムラが低減できる。
の液晶表示装置に於いて、上記光源の上方に、更に少な
くとも3つの上記補助光源手段が設けられ、各補助光源
手段に於ける補助光源が、少なくとも赤色、緑色又は青
色のうち互いに異なる色の光源であり、上記光源の直下
に設けられた上記補助光源手段に於ける補助光源が白色
の光源であることを特徴とする。
の補助光源を有する補助光源手段を設けることにより、
低輝度領域の輝度を補い、もって高輝度領域と低輝度領
域との輝度差を低減することができる。これにより、液
晶表示装置に於ける表示画面に於いて、輝度ムラの低減
を図ることが可能となる。
色又は青色のうち互いに異なる色の補助光源を有した少
なくとも3つの補助光源手段を設けることにより、各々
の光量を調整することができる。この結果、表示色の色
合いの制御が可能となると共に、表示画面に於ける色ム
ラが低減できる。
項3又は請求項4の何れか1つに記載の液晶表示装置に
於いて、上記光源の直下に設けられた補助光源手段に於
ける上記導光板の背面に、上記光源の配置に対応して、
該光源から離隔するほど散乱ドットパターンが密となる
光散乱手段が設けられていることを特徴とする。
び外縁に対応する領域など、該光源から離隔する程散乱
ドットパターンが密となるように形成された光散乱手段
を導光板の裏面に形成することにより、光源を単独で使
用した場合に生じる輝度ムラの中で、低輝度になる部分
を補うようにする。これにより、低輝度領域では補助光
源からの光が多く導光され、逆に高輝度領域には少なく
導光されるように補助光源手段に於ける輝度の分布を制
御することができる。よって、輝度ムラが一層低減され
均一な輝度にて画面表示が可能となる。
て、図面を参照しながら説明する。
ついて、図1及び図2に基づいて説明すれば以下の通り
である。但し、説明に不要な部分は省略し、又、説明を
容易にする為に拡大或いは縮小等して図示した部分があ
る。以上のことは以下の図面に対しても同様である。
置の概略を示す断面模式図である。図2は、前記液晶表
示装置の構成を示す分解斜視図である。
被照明体としての液晶表示素子1の背面に直下型の照明
装置を備えた構成である。
反射率の材料で形成された反射面を有する光反射板3
と、該光反射板3に対向する光拡散板8とで形成された
投光空間の間に、複数本の蛍光管からなる主光源(光
源)2…と、その直下(光反射板3側)に補助光源手段
10とを設けた構成である。又、上記液晶表示素子1
は、固定フレーム5にて照明装置に於ける背面基板4に
固定されており、これにより該照明装置と結合されてい
る。上記背面基板4は液晶表示素子1の作動を制御する
為のプリント配線回路(図示せず)を有している。
10は、透明性を有する導光板7と、該導光板7の一方
の端面を入光面としてこの入光面に沿って並設した補助
光源6とを具備して構成される。
色補助光源6b、青色補助光源6c及び白色補助光源6
dからなり、具体的にはLED(発光ダイオード)を使
用している。又、赤色補助光源6a、緑色補助光源6
b、青色補助光源6c及び白色補助光源6dは、各々独
立に制御可能なように、それぞれ調光回路16a〜16
dに接続されている。更に、該調光回路16a〜16d
は、これらの回路に調光に必要なデータを入力する為の
制御回路26に接続されている。
アクリル樹脂としてのポリメチルメタクリレート(PM
MA)からなり上下面が平行な高分子板である。そし
て、該導光板7に於ける一方の端面から全反射角以上の
入射角で入射した光に対して、該導光板7内部で全反射
を繰り返しながら面状に伝搬させる導光機能を有してい
る。又、導光板7の裏面には、シルク印刷により形成さ
れた光散乱層からなる光散乱手段が設けられており、こ
れにより光散乱機能が付加されている。この光散乱機能
により、導光板7内部を伝搬する光を散乱させて該導光
板7a〜7cの出射面側から出射させる。より詳細に
は、主光源2…間の中間部分及び外縁に対応する領域
で、光散乱が大きくなるように散乱ドットパターンが密
に形成される一方、主光源2…の直下に於いては該散乱
ドットパターンが疎に形成されている。これにより、主
光源2…を単独で点灯した場合に存在する低輝度領域
が、高輝度領域と同様の輝度となり、輝度の均一化が図
れる。上記光散乱手段としては、シルク印刷により形成
される光散乱層に限定されるものではなく、導光板7の
裏面に光乱反射テープが貼り付けられ、或いはマット状
処理等により設けられた光散乱層等が挙げられる。尚、
導光板7の材料としては上記したPMMAに限らず、ポ
リメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテ
レフタレート等や、ガラス等の無機透明材料等が例示さ
れる。又、導光板7の寸法は、使用する液晶表示素子1
の面積に適合した大きさに適宜設定することができる。
ニズムについて以下に説明する。主光源2…から出射し
た光は、直接、或いは光反射板3で反射を繰り返した
後、最終的には対向する側に設けた光拡散板8に到達す
ると、該光拡散板8により種々の方向に拡散される。こ
れにより、液晶表示素子1に於ける画面内の輝度差は多
少緩和されるが、それでも主光源2…の直上は高輝度で
ある一方、各主光源2…間の中間付近及び外縁に相当す
る部分は低輝度である。即ち、主光源2…の配置によっ
て輝度ムラが生じているわけであるが、主光源2と光拡
散板8との離間距離が短い程その影響は顕著となる。従
って、輝度ムラを低減するには、主光源2から光拡散板
8までの距離を長くすればよいが、その場合であると、
液晶表示装置の重厚化が助長されるという不都合を生じ
る。
光源2…のみを使用した時に生じる輝度ムラの中で、低
輝度になる領域の輝度を補うようにする。つまり、前述
のように導光板7の裏面(光反射板3側の面)に、例え
ば主光源2…の直下近傍は疎で、該主光源2…から離隔
するに従い密になるような散乱ドットパターンを設ける
ことにより、低輝度の部分には白色補助光源6dからの
光が多く散乱され、逆に高輝度の部分には少なく散乱さ
れるようにする。これにより、高輝度の部分には低輝度
の、低輝度の部分には高輝度の補助照明が加わることに
なり、全体として均一で一層輝度ムラの低減された画面
表示が可能となる。
及び青色補助光源6cを発光させることにより、表示色
の色合いを変えることができる。即ち、赤色補助光源6
a、緑色補助光源6b及び青色補助光源6cは、前述の
ように各々独立に制御可能な構成としているので、例え
ば主光源2…に於いて赤色が不足していれば、赤色補助
光源7aの光量を上げるという様に、各々の光量を調整
することにより、表示色の色合いの制御が可能となる。
これにより、表示画面に於ける色ムラが低減できる。
を必要としない場合、赤色補助光源6a、緑色補助光源
6b及び青色補助光源6c全ての光量を上げることで白
色補助光源6dを使用しないことも可能である。
源を使用すれば導光板7を薄板1枚にすることができる
ので、液晶表示装置全体の厚みが大幅に増したり、重量
が大幅に増加することなく、表示面の輝度ムラを低減す
ることができ、かつ色合いを容易に調整することが可能
となる。
ついて、図3及び図4に基づいて説明すれば以下の通り
である。尚、前記実施の形態1の液晶表示装置と同様の
機能を有する構成要素については、同一の符号を付して
詳細な説明を省略する。
の概略を示す断面模式図である。図4は、前記液晶表示
装置の構成を示す分解斜視図である。前記液晶表示装置
は、前記実施の形態1に於ける液晶表示装置の構成と比
較して、主光源の上方に赤色・緑色・青色の補助光源手
段を設ける一方、該主光源の直下には白色の補助光源手
段を設けた点が異なる。更に、光拡散板が設けられてい
ない点も異なる。
主光源2…の上方に補助光源手段11〜13が設けられ
ており、それぞれの補助光源手段11〜13は導光板7
a〜7cと、各々の導光板7a〜7cの一方の端面に設
けられた赤色補助光源6a、緑色補助光源6b及び青色
補助光源6cとからなる。又、上記主光源2…の直下に
は補助光源手段14が設けられており、該補助光源手段
14は導光板7dと、該導光板7dの一方の端面に設け
られた白色補助光源6dとからなる。各補助光源6a〜
6dは、それぞれ調光回路16a〜16dに接続されて
おり、更に該調光回路16a〜16dは制御回路26に
接続されている。
於いて高分子の架橋密度が密な領域と疎な領域とが分布
した不均一構造を有する光散乱性ポリマー等の透明性材
料からなる。そして、該導光板7a〜7cの少なくとも
一方の端面から全反射角以上の入射角で入射した光に対
して、該導光板7a〜7c内部で全反射を繰り返しなが
ら面状に伝搬させる導光機能を有している。更に、導光
板7a〜7c内部を伝搬する光を散乱させて該導光板7
a〜7cの出射面側から出射させる光散乱機能を備えて
いる。又、上記導光板7a〜7dは、主光源2…間の中
間部分及び外縁に対応する領域で架橋密度が密となるよ
うに形成される一方、主光源2…の直下に於いては該架
橋密度が疎となるように材料設計されている。これによ
り、LEDのような強い指向性を有する点光源であって
も、導光板7a〜7c面内に於いて輝度分布の制御を可
能とし、主光源2…を単独で点灯した場合に存在する低
輝度領域が、高輝度領域と同様の輝度とすることがで
き、輝度の均一化が図れる。尚、上記導光板7a〜7c
としては、上記光散乱性ポリマー等の透明性材料に限定
されるものではなく、例えば該アクリル樹脂中にこれと
は屈折率の異なる散乱子等が所定の密度にて分布した透
明性板部材等であっても好適に使用できる。又、導光板
7a〜7cの裏面に、白色インク等を所定のパターン状
にスクリーン印刷したり、或いは酸化チタン粒子のごと
き拡散反射率の大きな顔料を含有した塗料をドット状に
シルク印刷してなる光散乱層等の光拡散手段を形成した
ものについては、主光源2…から出射された光が該導光
板7a〜7cに於ける光散乱機能により散乱される為、
光の利用効率が低下するので好ましくない。尚、以上の
説明に於いては、本発明の最も好適な実施態様に従っ
て、導光機能及び光散乱機能を備えた導光板7a〜7c
について説明したが、本発明はその適用時における事情
に応じて、つまり主光源2…の光利用効率を一層有効に
活用したい場合には、光散乱性がなく導光機能のみを有
したもの等、必要に応じて適宜採用することができる。
び光散乱機能を有することが必要であり、光散乱機能が
必ずしも必要でない上記導光板7a〜7cとはこの点で
相違する。換言すれば、導光板7dは一定程度以上の透
過率が要求されるものではない。これは、導光板7dを
主光源2…の直下に配置する構成上、該主光源2…から
出射される光が散乱により損失することがないことに起
因する。よって、上記導光板7dとしては、スクリーン
印刷等により光散乱層が該導光板7dの裏面側に設ける
等光散乱手段を形成したものであってもよい。
ニズムについて以下に説明する。輝度ムラの問題に関し
ては、前記実施の形態1と同様に、白色補助光源6dを
使用し、主光源2だけを使用した時に生じる輝度ムラの
中で、低輝度になる部分を補うようにする。即ち、導光
板7dの裏面(光反射板3側の面)に、例えば主光源2
の直下近傍は疎で、主光源2から離れるに従って密にな
るような散乱ドットパターンを設け、低輝度の部分には
白色補助光源7dからの光が多く導光され、逆に高輝度
の部分には少なく導光されるようにする。よって、この
ような構成とすることにより、液晶表示装置の重厚化を
助長することなく、高輝度の部分には低輝度の、低輝度
の部分には高輝度の補助照明が加わることになり、全体
として均一で輝度ムラの少ない画面表示が可能となる。
更に、輝度ムラの低減にそれほど大きな光量を必要とし
ない場合、赤色補助光源6a、緑色補助光源6b及び青
色補助光源6c全ての光量を上げることで白色補助光源
6dを使用しないことも可能である。
光源6a、緑色補助光源6b及び青色補助光源6cを適
宜調節することにより、表示色の色合いの制御が可能と
なる。これにより、表示画面に於ける色ムラが低減でき
る。
光散乱性を有する導光板7a〜7cを経て拡散され照明
光として使用される。従って、前記実施の形態1に於い
ては設けられていた光拡散板8は不要となる。
於いては、主光源が蛍光管からなる線光源である場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、点光源を複数個設けた態様であってもよい。このよ
うな場合であっても、主光源の直下に設けられた補助光
源手段に於ける導光板の裏面の光拡散手段の散乱ドット
パターンを制御することにより、輝度分布の均一化が可
能となる。
源が発光ダイオードからなる点光源である場合について
述べたが、本発明はこれに何ら限定されるものではな
く、線光源や面光源を設けた態様であってもよい。線光
源としては、具体的には、例えば冷陰極管等が使用でき
る。又、面光源としては、有機エレクトロルミネッセン
ス層を塗布した薄板等が使用できる。
源手段に於ける補助光源として赤色・緑色・青色・白色
のLEDを備えた態様について述べたが、本発明はこれ
に何ら限定されるものではない。即ち、色合いの調整に
大きな光量を必要としない場合、液晶表示素子1の直下
に配置する補助光源手段に於ける補助光源としては、赤
色補助光源、緑色補助光源及び青色補助光源だけを設け
た構成であってもよい。
実施され、以下に述べるような効果を奏する。即ち、本
発明に係る液晶表示装置によれば、液晶表示素子の直下
に光源を配置し、更に該光源の直下に補助光源手段を設
けることにより、液晶表示装置全体の厚みが大幅に増し
たり、重量を大幅に増大することなく、表示面の輝度ム
ラを低減することができ、かつ色合いも調整することが
可能となる。よって、高輝度な直下型のバックライト方
式でも、輝度ムラの少なく、表示色の色合いを調整する
ことが可能な液晶表示装置を提供することができるとい
う効果を奏する。
略を示す断面模式図である。
る。
略を示す断面模式図である。
る。
す断面模式図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 液晶表示素子と、 上記液晶表示素子の直下に光源が配置され、該光源の背
面に光源からの光を反射する光反射板が設けられた直下
型の照明装置とを備えた液晶表示装置に於いて、 上記光源の直下に補助光源手段が設けられていることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 上記補助光源手段は、導光板と、該導光
板の少なくとも一方の端面に設けられた補助光源とを備
えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項3】 上記補助光源は、各々独立して調光可能
な複数の点光源からなり、各点光源は少なくとも赤色、
緑色又は青色のうち互いに異なる色の光源であることを
特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 上記光源の上方に、更に少なくとも3つ
の上記補助光源手段が設けられ、各補助光源手段に於け
る補助光源が、少なくとも赤色、緑色又は青色のうち互
いに異なる色の光源であり、 上記光源の直下に設けられた上記補助光源手段に於ける
補助光源が白色の光源であることを特徴とする請求項2
に記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 上記光源の直下に設けられた補助光源手
段に於ける上記導光板の背面に、上記光源の配置に対応
して、該光源から離隔するほど散乱ドットパターンが密
となる光散乱手段が設けられていることを特徴とする請
求項2、請求項3又は請求項4の何れか1つに記載の液
晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11121486A JP2000310776A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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