面光源及び液晶表示装置
【課題】導光板をブロックに分割し、各ブロックの長手方向の端面にＬＥＤを設ける構造では、バックライトの高輝度化及び大型化が難しく、バックライトに輝度ムラが発生する。
【解決手段】液晶パネルを照明する面光源において、液晶パネルの背面に配置される導光板と、導光板の液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、導光板は、液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、複数のブロックは、互いに近接して配列され、光源は、導光板の各々のブロックの長手方向に配列され、液晶パネルを照明する光がブロック毎に制御される。
【解決手段】液晶パネルを照明する面光源において、液晶パネルの背面に配置される導光板と、導光板の液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、導光板は、液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、複数のブロックは、互いに近接して配列され、光源は、導光板の各々のブロックの長手方向に配列され、液晶パネルを照明する光がブロック毎に制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源及び該面光源を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴から、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯端末機器等の広い分野で利用されている。この液晶表示装置は、対向する２枚の基板間に液晶が狭持された液晶パネルと、液晶パネルを照明する面光源（バックライト）と、これらを保持する筐体などで構成され、液晶表示装置の性能を向上させるために、従来より、バックライトに関して様々な提案がされている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、導光板の側面に光源が配置されたエッジライト方式のバックライトを備える液晶表示装置において、動画を表示させる際の画像の尾ひき（動画ボケ）を改善する方法が開示されている。図１３は、上記液晶表示装置のバックライト１１の構成を示しており、このバックライト１１は、白色ＬＥＤ１１０１と、ＬＥＤアレイ１１０２と、導光板１１０４と、反射板１１０５とで構成されている。
【０００４】
導光板１１０４は、複数の短冊状直方体のブロックに分割され、各ブロックの長手方向の端面（側面）には、白色ＬＥＤ１１０１が単数あるいは複数配置される。また、隣り合う導光板１１０４の間には反射板１１０５が配置される。そして、白色ＬＥＤ１１０１から出射した光は、導光板１１０４の白色ＬＥＤ１１０１に近接した端面から入射し、全反射を繰り返しながら伝播される。この時、導光板１１０４から漏れ出る光を反射板１１０５により反射することで、実質的に隣り合う導光板１１０４の光学的な分離を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０９２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構造のバックライトには、以下に示す問題がある。
【０００７】
第１の問題は、バックライトの高輝度化が難しいということである。その理由は、白色ＬＥＤ１１０１は、ブロックに分割された各々の導光板１１０４の長手方向の端面に配置されるが、導光板１１０４の端面の面積は、バックライト１１の照光領域の面積に比べて遙かに小さいため、高輝度化を図るために、白色ＬＥＤ１１０１の個数を増やすことができないからである。
【０００８】
また、第２の問題は、バックライトの大型化が難しいということである。その理由は、バックライト１１の照光領域を大きくする場合には、照光領域の面積に比例して白色ＬＥＤ１１０１の個数を増やす必要があるが、上述したように、導光板１１０４の端面の面積は、バックライト１１の照光領域の面積に比べて遙かに小さいため、白色ＬＥＤ１１０１の個数を増やすことができず、バックライト１１の輝度が低下してしまうからである。
【０００９】
また、第３の問題は、バックライトに輝度ムラが発生するということである。その理由は、隣り合う導光板１１０４の間に反射板１１０５を配置すると、導光板１１０４の間に隙間が生じ、その部分が無発光部（あるいは隣り合う導光板１１０４からの漏れ光で僅かに発光する部分）として認識されるからである。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、輝度ムラを抑制しつつ、高輝度化及び大型化を図ることができる面光源及び該面光源を備える液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、液晶パネルを照明する面光源において、前記液晶パネルの背面に配置される導光板と、前記導光板の前記液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、前記導光板は、前記液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が前記液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、前記複数のブロックは、互いに間隔を空けて配列され、前記光源は、前記導光板の各々のブロック及びブロック間の中空部の長手方向に配列されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の面光源及び液晶表示装置によれば、下記記載の効果を奏する。
【００１３】
本発明の第１の効果は、面光源の高輝度化が図れるということである。その理由は、ＬＥＤ等の光源を導光板の側面に配置するのではなく、液晶パネルと反対側の背面に配置する構造としているため、光源を照光領域全面にわたって敷き詰めることができ、導光板又は液晶パネルの単位面積当たりの光源の個数を増やすことができるからである。
【００１４】
また、本発明の第２の効果は、面光源の大型化が図れるということである。その理由は、照光領域の面積が大きくなると、その分、配置可能な光源の個数も増やすことができるため、輝度を落とさずに照光領域の面積を拡大することができるからである。
【００１５】
また、本発明の第３の効果は、面光源の輝度ムラを抑制できるということである。その理由は、光源を導光板の背面側に配置することによって光源と液晶パネルとが対向し、光源を導光板の側面に配置する場合のように光漏れを抑制するための厚い反射板を導光板の間に介在させなくてもよいため、無発光部を減らして輝度の均一性を高めることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施例に係る導光板の構成を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図６】本発明の第５の実施例に係る導光板の他の構成を模式的に示す側断面図である。
【図７】ＬＥＤから発した光の導光板内の光路を示す図である。
【図８】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【図９】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の他の構成を模式的に示す側断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の他の構成を模式的に示す側断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。
【図１３】従来の液晶表示装置におけるバックライトの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
背景技術で示したように、導光板を短冊状直方体のブロックに分割し、各ブロックの長手方向の端面に光源を配置する構造のバックライトが知られている。しかしながら、この構造では、導光板の端面に配置可能な光源の個数が制限されるため、高輝度化及び大型化が難しい。また、導光板に入射する光の方向と導光板から出射する光の方向とが大きく異なり、光が漏れやすいため、各ブロックの間に厚い反射板を配置しなければならず、反射板を配置した部分が無発光部となって輝度ムラが生じてしまう。
【００１８】
そこで、本発明では、短冊状直方体の各ブロックの長手方向の端面に光源を配置するのではなく、液晶パネルと反対側の背面に光源を配置する構造とする。これにより、光源を配置する領域を大きくすることができるため、高輝度化及び大型化を容易に達成することができる。また、導光板の背面に光源を配置することによって光源と液晶パネルとが対向し、光が漏れにくくなるため、導光板を分離するための反射板に起因する無発光部を小さくして輝度ムラを抑制することができる。
【実施例１】
【００１９】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図１及び図７を参照して説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図７は、ＬＥＤから出射した光の導光板内の光路を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の液晶表示装置１は、ＬＥＤ１０１をＬＥＤ実装基板１０２に実装して光源としたライトソース１０３と、導光板１０４と、シート類１０５と、液晶パネル１０６などで構成される。
【００２１】
ＬＥＤ１０１は、例えば、白色やＲＧＢの単色光を発するチップを組み合わせて一つのパッケージに収めたもの、あるいは単色光を発する発光ダイオードを任意の割合で組み合わせたものである。
【００２２】
ＬＥＤ実装基板１０２は、ＬＥＤ１０１を固定する構造と、ＬＥＤ１０１の電極を接続する配線パターンとを備え、外部の電源回路（図示せず）から供給される電力を各ＬＥＤ１０１に供給する。このＬＥＤ実装基板１０２の形状は特に限定されず、各導光板１０４の形状に対応させた短冊状としてもよいし、導光板１０４全体の形状に対応させた平板状としてもよい。そして、短冊状あるいは平板状のＬＥＤ実装基板１０２に、複数のＬＥＤ１０１をアレイ状、千鳥格子状等に実装して、ライトソース１０３が構成される。
【００２３】
導光板１０４は、短冊状に分割された複数の直方体（ブロックと呼ぶ。）で構成され、複数のブロックが並列して配置される。導光板１０４の各ブロックの長手方向の寸法は液晶パネル１０６の長辺と略同一であり、導光板１０４の各ブロックの各面は平滑となっている。また、隣接するブロックは、その間隔（ギャップ）が略０.５ｍｍ以下となるように固定される。この固定構造は特に限定されないが、例えば、両端に配置されるブロックの外側から挟み込んで固定する構造が好ましい。
【００２４】
なお、図１では、導光板１０４の各ブロックの長手方向が液晶パネル１０６の長辺に平行になるように分割しているが、液晶パネル１０６の短辺に平行になるように分割してもよいし、液晶パネル１０６の長辺及び短辺に交差する方向に分割してもよい。また、図１では、導光板１０４を５つのブロックに分割しているが、各ブロックの幅は液晶パネル１０６の画素の整数倍であればよく、分割数は任意である。
【００２５】
また、導光板１０４の表面を鏡面等にして反射率を高めることが望ましい。例えば、導光板１０４の各ブロックの液晶パネル１０６側端面及びＬＥＤ１０１に相対する領域を除く全面もしくは一面に、銀蒸着フィルム等で構成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層を形成することが望ましい。
【００２６】
シート類１０５は、拡散シート、レンズシート、偏光シート等で構成され、導光板１０４から出射する光を均一光にして液晶パネル１０６に入射させる。このシート類１０５は必要に応じて省略することもできる。
【００２７】
液晶パネル１０６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などのスイッチング素子が形成された一方の基板と、カラーフィルタやブラックマトリクスなどが形成された他方の基板と、両基板の間に挟持される液晶材などで構成される。
【００２８】
そして、複数のブロックからなる導光板１０４の表面側にシート類１０５を介して液晶パネル１０６を配置し、導光板１０４の背面側にライトソース１０３を配置し、ライトソース１０３に図示しない電源回路を接続し、液晶パネル１０６に図示しない駆動回路を接続し、これらを図示しない筐体で保持、固定することによって本実施例の液晶表示装置１が完成する。
【００２９】
なお、本実施例は、導光板１０４の構造及びＬＥＤ１０１の配置に特徴を有するものであり、他の部材の構造、配置、材料等は特に限定されない。例えば、ＬＥＤ１０１を点灯させる電源回路の構成や配置、接続方法、シート類１０５の構成、液晶パネル１０６の構造や液晶の種類、液晶パネル１０６を駆動する駆動回路の構成や配置、接続方法、各部材を保持、固定する筐体の構造や形状等は任意である。
【００３０】
次に、上記構成の液晶表示装置１の動作について説明する。
【００３１】
ＬＥＤ１０１は、直流またはＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により駆動され、ＬＥＤ１０１が発した光は、それぞれ対向する導光板１０４に入射して、図７（ａ）に示すように、導光板１０４内を直進、または側面で全反射を繰り返しながら進行し、液晶パネル１０６側の端面から出射される。また、図７（ｂ）に示すように、一部の光は、導光板１０４の液晶パネル１０６側の端面で反射されるが、ＬＥＤ１０１に相対する端面に形成された反射層により再び液晶パネル１０６側に反射される。
【００３２】
そして、ＬＥＤ１０１から導光板１０４に入射した複数の光は、導光板１０４内を伝播する間に混じりあい、導光板１０４の液晶パネル１０６側端面から出射される時には、十分に混色が行われる。
【００３３】
このように、本実施例では、ＬＥＤ１０１を導光板１０４の背面に配置するため、光源を導光板の側面に配置する構造に比べて、ＬＥＤ１０１を密集して配置することができ、高輝度化を容易に達成することができる。また、液晶パネル１０６を大きくした場合には、導光板１０４の背面の面積が大きくなり、ＬＥＤ１０１の実装個数も増加するため、大型化を容易に達成することができる。
【００３４】
また、本実施例では、ＬＥＤ１０１を導光板１０４の背面に配置するため、導光板１０４の側面から出射する光は、導光板１０４の屈折率と、ＬＥＤ１０１のレンズ設計、構造設計、配置によりほぼ”０”に抑えることができ、隣接する導光板１０４の間から漏れ出る光を低減することができる。そのため、各々の導光板１０４を厚い反射板で仕切る必要がなく、各導光板の間隔をほぼ”０”（導光板表面に反射層を形成した場合で数十μｍ、反射シートを配置した場合でも２００μｍ以下）にすることができるため、無発光部となる領域を小さくすることができ、これにより、輝度ムラを抑制することができる。
【００３５】
また、各導光板１０４を短冊状直方体のブロックに分割することで、ＬＥＤ１０１から入射した光が照射するバックライト照光面の領域を限定できるため、その領域における輝度、色ムラの改善が容易となる。また、導光板１０４のブロック毎にセンサ等を設けることによって、独立して輝度、色度を制御することもできる。更に、各々の導光板１０４を、複数のＬＥＤ１０１と、このＬＥＤ１０１を駆動する複数の回路に分割することによって、導光板１０４内の輝度、色度を調整することもできる。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図２を参照して説明する。図２は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００３７】
前記した第１の実施例では、導光板の各ブロックを密着させる構成としたが、本実施例では、図２に示すように、液晶表示装置１の軽量化のために、導光板２０４の各ブロックを、所定の間隔（ここではブロックの幅）を空けて配置し、隣り合うブロック間に中空部２０７を形成し、導光板２０４の各ブロック及び各中空部２０７の背面側にＬＥＤ２０１を配置している。
【００３８】
この場合、中空部２０７となっている空間に面している導光板２０４の各ブロックの端面には、銀蒸着フィルム等で作成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層２０９を形成することで、光の混色、各ブロック間の漏れ光を防止することができる。
【実施例３】
【００３９】
次に、本発明の第３の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図３を参照して説明する。図３は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００４０】
各ＬＥＤが、白色やＲＧＢの単色光を発するチップを組み合わせた形態の場合、導光板で十分に混色することができるが、各ＬＥＤが、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の単色を発するチップのみで構成される場合、導光板だけでは十分に混色できない場合がある。そこで、本実施例では、ある組み合わせ（ＧＲＢＧ、ＧＢＲＢＧ等）でＬＥＤ３０１を配置すると共に、図３に示すように、導光板を、ＬＥＤ３０１側の導光板３０４ｂと、液晶パネル３０６側の導光板３０４ａに分割し、この間に拡散層３０８を配置する。
【００４１】
このように導光板に拡散層３０８を組み合わせることにより、ＬＥＤ３０１から発せられる光の混色性を向上させることができると共に、混色のために導光板を厚くしなくてもよいため、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
【００４２】
なお、図３では、導光板を略等分割したが、分割位置は任意である。また、図３では、導光板を厚み方向で分割し、その間に拡散層３０８を設けたが、導光板を分割せずに、導光板３０４ａの液晶パネル３０６側表面、あるいはＬＥＤ３０１側表面に拡散層３０８を配置してもよい。また、拡散層３０８は光を散乱して透過する部材で形成されていればよく、その厚みや材質、導光板と拡散層３０８の固定構造等は特に限定されない。また、拡散層３０８は、導光板の各ブロックの形状に対応させた短冊状とすることが望ましいが、導光板全体の形状に対応させた平板状としてもよい。
【実施例４】
【００４３】
次に、本発明の第４の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図４を参照して説明する。図４は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００４４】
前記した第１乃至第３の実施例では、導光板の各ブロックの長手方向が液晶パネルの長辺若しくは短辺に平行になるように短冊状に分割したが、本発明では、従来構造のように各導光板の間に厚い反射板を挿入する必要がないため、導光板は任意の形状に分割することができる。
【００４５】
そこで、本実施例では、図４に示すように、導光板４０４を液晶パネル４０６の長辺及び短辺に平行にマトリクス状に分割し、各々のブロックの背面側に単数又は複数のＬＥＤ４０１を配置する。これにより、バックライトの照光面は縦横に分割されることとなり、より緻密な輝度、色度の調整を可能にすることができる。
【００４６】
なお、図４では、導光板１０４を５×６の３０ブロックに分割しているが、各ブロックの幅は液晶パネル１０６の画素の整数倍であればよく、分割数は任意である。また、液晶パネル１０６の法線方向から見て、各ブロックは正方形にしてもよいし、長方形にしてもよい。
【実施例５】
【００４７】
次に、本発明の第５の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、本実施例の導光板の構成を模式的に示す図である。
【００４８】
前記した第４の実施例では、各導光板の横断面形状（液晶パネル面に平行な面の断面形状）を矩形としたが、本実施例では、図５（ａ）に示すように、導光板の横断面形状をハニカム状としている。この時、導光板５０４の各ブロックの形状は、図５（ｂ）のように、六角柱状（導光板５０４ａ）、あるいは、六角柱の側面をＬＥＤ５０１側に向かって絞った形状（導光板５０４ｂ）、更には、この面を曲面とした形状（導光板５０４ｃ）等とすることができる。
【００４９】
また、導光板の縦断面形状（液晶パネルの法線に平行な面の断面形状）は長方形ではなくてもよく、例えば、図６に示すような各種形状とすることができる。具体的には、導光板６０４ａ〜ｆは、ＬＥＤ側の端面又は液晶パネル側の端面の少なくとも一方を凸面又は凹面としたものである。導光板６０４ｇは、導光板のＬＥＤ側の端面の幅をＬＥＤの発光部寸法に近似させ、液晶パネル側の端面に向かって、幅を徐々に大きくしたクサビ状多角形である。導光板６０４ｈ〜ｉは、その変形例として、傾斜面を曲面又は階段状としたものである。導光板６０４ｊは、ＬＥＤ側の端面にＬＥＤを収納可能な凹部を設けたものである。導光板６０４ｋは、その凹部にシリコーン樹脂等の導光板を構成する材料、またはＬＥＤの発光部に充填されている樹脂に光学的に近似した特性の材料等からなる充填材６０９を充填したものである。導光板６０４ｍは、導光板とＬＥＤ６０１との間にレンズ状の集光体６１３を配置したものである。
【００５０】
上記各形状において、必要に応じて、導光板の液晶パネル側端面及びＬＥＤに相対する領域を除く全面もしくは一面に、銀蒸着フィルム等で構成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層を形成しても良い。これにより、ＬＥＤから導光板への光の入射効率の改善、導光板の軽量化が期待できる。また、図５では、導光板の横断面形状を六角形としたが、隙間なく組み合わせる可能な任意の多角形（例えば、３角形、菱形、平行四辺形など）とすることができる。
【実施例６】
【００５１】
次に、本発明の第６の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図８乃至図１０を参照して説明する。図８乃至図１０は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【００５２】
前記した第１乃至第３の実施例では、光源としてＬＥＤ等の点光源を用いる場合を示したが、各実施例において、光源として、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の線光源を用いることもできる。図８は、第１の実施例の図１の構成に線光源８１２を配置した例であり、図９は、第２の実施例の図２の構成に線光源８１２を配置した例であり、図１０は、第３の実施例の図３の構成に線光源１０１２を配置した例である。
【００５３】
この場合、線光源８１２、９１２、１０１２の光が直上以外の隣接する導光板８０４、９０４、１００４に入射することを防止するため、また、線光源８１２、９１２、１０１２の光を効率良く導光板８０４、９０４、１００４に導くために、線光源毎にリフレクタ８１１、９１１、１０１１を配置する。これにより、ＬＥＤを光源とした時と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
なお、図８乃至図１０では、導光板の各ブロック（又は各ブロック及び各中空部）に１本の線光源を配置する例を示したが、各ブロック（又は各ブロック及び各中空部）に複数本の線光源を並べて配置してもよい。また、線光源を各ブロック（又は各ブロック及び各中空部）の長手方向で分割してもよい。
【実施例７】
【００５５】
次に、本発明の第７の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、本実施例の液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。
【００５６】
前記した第１乃至第６の実施例では、面光源の構造について記載したが、各実施例において、液晶パネルの画像データの書き込みと、ＬＥＤあるいは線光源等の光源の点灯タイミングを最適化することによって、液晶パネルに動画を表示させる際の画像の尾ひき（動画ボケ）を低減することができる。その一例を図１１に示す。
【００５７】
図１１は、液晶パネルの垂直方向を６分割した場合の例であり、１フレーム中の画像データの書き込みが表示領域の上端から開始され、下端で終了となり、それに合わせてＬＥＤを点灯するタイミングを模式的に表したものである。図１１に示すように、それぞれ対応する領域の画像データの書き込みが終了した後（図１１内の実線のパターン）、または書き込みが終了し次の画像データの書き込みが始まる直前（図１１内の破線のパターン）までに、光源をパルス状に点灯させる。
【００５８】
上記図１１の例では、光源の点灯時間は隣接するブロックと重複していないが、勿論重複させてもよい。つまり、画像データの書き込み中（理想的には、液晶の応答中）以外に光源を順次点灯させれば良い。
【００５９】
また、画像データの明暗に合わせ、対応する領域の光源の光度を調整することで、コントラストの向上も可能となる。図１２はその一例であり、書き込まれる画像データから画像が暗い（低階調）と判断されるときは、光源の点灯パルス幅を狭くすることで輝度を落とし、逆に明るい（高階調）と判断される場合は、点灯パルス幅を広くすることで輝度を上げる。これをパルス幅ではなく、パルス高さ、及びそれらの組み合わせとしても良い。
【００６０】
導光板の分割数を多くすることで、これら動画ボケの低減、コントラストの向上により、大きな効果が得られる。また、光源は、パルス状に必要な領域しか点灯しないため、暗い画像データに対しては光源の発光強度を弱めることができ、全点灯させた場合に比べて、消費電力を抑えることも可能となる。
【００６１】
なお、上記各実施例では、本発明の面光源を液晶表示装置に適用する場合について記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、均一な照明光を必要とする任意の照明装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、均一な照明光を必要とする任意の照明装置、該照明装置をバックライトとする任意の液晶表示装置、この液晶表示装置を用いたコンピュータ用モニタ、液晶テレビ、携帯電話端末、ＧＰＳ端末、カーナビゲーションシステム、ゲーム機、銀行・コンビニ端末、医療診断装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１〜４、８〜１０ 液晶表示装置
１１ バックライト
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１ ＬＥＤ
１０２、２０２、３０２、４０２ ＬＥＤ実装基板
１０３、２０３、３０３、４０３ ライトソース
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、５０４ａ〜ｃ、６０４ａ〜ｍ、８０４、９０４、１００４ａ、１００４ｂ、１１０４ａ〜ｅ 導光板
１０５、２０５、３０５、４０５、８０５、９０５、１００５ シート類
１０６、２０６、３０６、４０６、８０６、９０６、１００６ 液晶パネル
２０７、９０７ 中空部
２０９ 反射層
３０８、１００８ 拡散板
６０９ 充填材
６１３ 集光体
７１０ａ、７１０ｂ 光路
８１１、９１１、１０１１ リフレクタ
８１２、９１２、１０１２ 線光源
１１０５ 反射板
１１０１ａ〜ｊ 白色ＬＥＤ
１１０２ａ、１１０２ｂ ＬＥＤアレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源及び該面光源を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴から、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯端末機器等の広い分野で利用されている。この液晶表示装置は、対向する２枚の基板間に液晶が狭持された液晶パネルと、液晶パネルを照明する面光源（バックライト）と、これらを保持する筐体などで構成され、液晶表示装置の性能を向上させるために、従来より、バックライトに関して様々な提案がされている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、導光板の側面に光源が配置されたエッジライト方式のバックライトを備える液晶表示装置において、動画を表示させる際の画像の尾ひき（動画ボケ）を改善する方法が開示されている。図１３は、上記液晶表示装置のバックライト１１の構成を示しており、このバックライト１１は、白色ＬＥＤ１１０１と、ＬＥＤアレイ１１０２と、導光板１１０４と、反射板１１０５とで構成されている。
【０００４】
導光板１１０４は、複数の短冊状直方体のブロックに分割され、各ブロックの長手方向の端面（側面）には、白色ＬＥＤ１１０１が単数あるいは複数配置される。また、隣り合う導光板１１０４の間には反射板１１０５が配置される。そして、白色ＬＥＤ１１０１から出射した光は、導光板１１０４の白色ＬＥＤ１１０１に近接した端面から入射し、全反射を繰り返しながら伝播される。この時、導光板１１０４から漏れ出る光を反射板１１０５により反射することで、実質的に隣り合う導光板１１０４の光学的な分離を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０９２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構造のバックライトには、以下に示す問題がある。
【０００７】
第１の問題は、バックライトの高輝度化が難しいということである。その理由は、白色ＬＥＤ１１０１は、ブロックに分割された各々の導光板１１０４の長手方向の端面に配置されるが、導光板１１０４の端面の面積は、バックライト１１の照光領域の面積に比べて遙かに小さいため、高輝度化を図るために、白色ＬＥＤ１１０１の個数を増やすことができないからである。
【０００８】
また、第２の問題は、バックライトの大型化が難しいということである。その理由は、バックライト１１の照光領域を大きくする場合には、照光領域の面積に比例して白色ＬＥＤ１１０１の個数を増やす必要があるが、上述したように、導光板１１０４の端面の面積は、バックライト１１の照光領域の面積に比べて遙かに小さいため、白色ＬＥＤ１１０１の個数を増やすことができず、バックライト１１の輝度が低下してしまうからである。
【０００９】
また、第３の問題は、バックライトに輝度ムラが発生するということである。その理由は、隣り合う導光板１１０４の間に反射板１１０５を配置すると、導光板１１０４の間に隙間が生じ、その部分が無発光部（あるいは隣り合う導光板１１０４からの漏れ光で僅かに発光する部分）として認識されるからである。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、輝度ムラを抑制しつつ、高輝度化及び大型化を図ることができる面光源及び該面光源を備える液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、液晶パネルを照明する面光源において、前記液晶パネルの背面に配置される導光板と、前記導光板の前記液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、前記導光板は、前記液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が前記液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、前記複数のブロックは、互いに間隔を空けて配列され、前記光源は、前記導光板の各々のブロック及びブロック間の中空部の長手方向に配列されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の面光源及び液晶表示装置によれば、下記記載の効果を奏する。
【００１３】
本発明の第１の効果は、面光源の高輝度化が図れるということである。その理由は、ＬＥＤ等の光源を導光板の側面に配置するのではなく、液晶パネルと反対側の背面に配置する構造としているため、光源を照光領域全面にわたって敷き詰めることができ、導光板又は液晶パネルの単位面積当たりの光源の個数を増やすことができるからである。
【００１４】
また、本発明の第２の効果は、面光源の大型化が図れるということである。その理由は、照光領域の面積が大きくなると、その分、配置可能な光源の個数も増やすことができるため、輝度を落とさずに照光領域の面積を拡大することができるからである。
【００１５】
また、本発明の第３の効果は、面光源の輝度ムラを抑制できるということである。その理由は、光源を導光板の背面側に配置することによって光源と液晶パネルとが対向し、光源を導光板の側面に配置する場合のように光漏れを抑制するための厚い反射板を導光板の間に介在させなくてもよいため、無発光部を減らして輝度の均一性を高めることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施例に係る導光板の構成を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図６】本発明の第５の実施例に係る導光板の他の構成を模式的に示す側断面図である。
【図７】ＬＥＤから発した光の導光板内の光路を示す図である。
【図８】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【図９】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の他の構成を模式的に示す側断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の他の構成を模式的に示す側断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。
【図１３】従来の液晶表示装置におけるバックライトの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
背景技術で示したように、導光板を短冊状直方体のブロックに分割し、各ブロックの長手方向の端面に光源を配置する構造のバックライトが知られている。しかしながら、この構造では、導光板の端面に配置可能な光源の個数が制限されるため、高輝度化及び大型化が難しい。また、導光板に入射する光の方向と導光板から出射する光の方向とが大きく異なり、光が漏れやすいため、各ブロックの間に厚い反射板を配置しなければならず、反射板を配置した部分が無発光部となって輝度ムラが生じてしまう。
【００１８】
そこで、本発明では、短冊状直方体の各ブロックの長手方向の端面に光源を配置するのではなく、液晶パネルと反対側の背面に光源を配置する構造とする。これにより、光源を配置する領域を大きくすることができるため、高輝度化及び大型化を容易に達成することができる。また、導光板の背面に光源を配置することによって光源と液晶パネルとが対向し、光が漏れにくくなるため、導光板を分離するための反射板に起因する無発光部を小さくして輝度ムラを抑制することができる。
【実施例１】
【００１９】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図１及び図７を参照して説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図７は、ＬＥＤから出射した光の導光板内の光路を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の液晶表示装置１は、ＬＥＤ１０１をＬＥＤ実装基板１０２に実装して光源としたライトソース１０３と、導光板１０４と、シート類１０５と、液晶パネル１０６などで構成される。
【００２１】
ＬＥＤ１０１は、例えば、白色やＲＧＢの単色光を発するチップを組み合わせて一つのパッケージに収めたもの、あるいは単色光を発する発光ダイオードを任意の割合で組み合わせたものである。
【００２２】
ＬＥＤ実装基板１０２は、ＬＥＤ１０１を固定する構造と、ＬＥＤ１０１の電極を接続する配線パターンとを備え、外部の電源回路（図示せず）から供給される電力を各ＬＥＤ１０１に供給する。このＬＥＤ実装基板１０２の形状は特に限定されず、各導光板１０４の形状に対応させた短冊状としてもよいし、導光板１０４全体の形状に対応させた平板状としてもよい。そして、短冊状あるいは平板状のＬＥＤ実装基板１０２に、複数のＬＥＤ１０１をアレイ状、千鳥格子状等に実装して、ライトソース１０３が構成される。
【００２３】
導光板１０４は、短冊状に分割された複数の直方体（ブロックと呼ぶ。）で構成され、複数のブロックが並列して配置される。導光板１０４の各ブロックの長手方向の寸法は液晶パネル１０６の長辺と略同一であり、導光板１０４の各ブロックの各面は平滑となっている。また、隣接するブロックは、その間隔（ギャップ）が略０.５ｍｍ以下となるように固定される。この固定構造は特に限定されないが、例えば、両端に配置されるブロックの外側から挟み込んで固定する構造が好ましい。
【００２４】
なお、図１では、導光板１０４の各ブロックの長手方向が液晶パネル１０６の長辺に平行になるように分割しているが、液晶パネル１０６の短辺に平行になるように分割してもよいし、液晶パネル１０６の長辺及び短辺に交差する方向に分割してもよい。また、図１では、導光板１０４を５つのブロックに分割しているが、各ブロックの幅は液晶パネル１０６の画素の整数倍であればよく、分割数は任意である。
【００２５】
また、導光板１０４の表面を鏡面等にして反射率を高めることが望ましい。例えば、導光板１０４の各ブロックの液晶パネル１０６側端面及びＬＥＤ１０１に相対する領域を除く全面もしくは一面に、銀蒸着フィルム等で構成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層を形成することが望ましい。
【００２６】
シート類１０５は、拡散シート、レンズシート、偏光シート等で構成され、導光板１０４から出射する光を均一光にして液晶パネル１０６に入射させる。このシート類１０５は必要に応じて省略することもできる。
【００２７】
液晶パネル１０６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などのスイッチング素子が形成された一方の基板と、カラーフィルタやブラックマトリクスなどが形成された他方の基板と、両基板の間に挟持される液晶材などで構成される。
【００２８】
そして、複数のブロックからなる導光板１０４の表面側にシート類１０５を介して液晶パネル１０６を配置し、導光板１０４の背面側にライトソース１０３を配置し、ライトソース１０３に図示しない電源回路を接続し、液晶パネル１０６に図示しない駆動回路を接続し、これらを図示しない筐体で保持、固定することによって本実施例の液晶表示装置１が完成する。
【００２９】
なお、本実施例は、導光板１０４の構造及びＬＥＤ１０１の配置に特徴を有するものであり、他の部材の構造、配置、材料等は特に限定されない。例えば、ＬＥＤ１０１を点灯させる電源回路の構成や配置、接続方法、シート類１０５の構成、液晶パネル１０６の構造や液晶の種類、液晶パネル１０６を駆動する駆動回路の構成や配置、接続方法、各部材を保持、固定する筐体の構造や形状等は任意である。
【００３０】
次に、上記構成の液晶表示装置１の動作について説明する。
【００３１】
ＬＥＤ１０１は、直流またはＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により駆動され、ＬＥＤ１０１が発した光は、それぞれ対向する導光板１０４に入射して、図７（ａ）に示すように、導光板１０４内を直進、または側面で全反射を繰り返しながら進行し、液晶パネル１０６側の端面から出射される。また、図７（ｂ）に示すように、一部の光は、導光板１０４の液晶パネル１０６側の端面で反射されるが、ＬＥＤ１０１に相対する端面に形成された反射層により再び液晶パネル１０６側に反射される。
【００３２】
そして、ＬＥＤ１０１から導光板１０４に入射した複数の光は、導光板１０４内を伝播する間に混じりあい、導光板１０４の液晶パネル１０６側端面から出射される時には、十分に混色が行われる。
【００３３】
このように、本実施例では、ＬＥＤ１０１を導光板１０４の背面に配置するため、光源を導光板の側面に配置する構造に比べて、ＬＥＤ１０１を密集して配置することができ、高輝度化を容易に達成することができる。また、液晶パネル１０６を大きくした場合には、導光板１０４の背面の面積が大きくなり、ＬＥＤ１０１の実装個数も増加するため、大型化を容易に達成することができる。
【００３４】
また、本実施例では、ＬＥＤ１０１を導光板１０４の背面に配置するため、導光板１０４の側面から出射する光は、導光板１０４の屈折率と、ＬＥＤ１０１のレンズ設計、構造設計、配置によりほぼ”０”に抑えることができ、隣接する導光板１０４の間から漏れ出る光を低減することができる。そのため、各々の導光板１０４を厚い反射板で仕切る必要がなく、各導光板の間隔をほぼ”０”（導光板表面に反射層を形成した場合で数十μｍ、反射シートを配置した場合でも２００μｍ以下）にすることができるため、無発光部となる領域を小さくすることができ、これにより、輝度ムラを抑制することができる。
【００３５】
また、各導光板１０４を短冊状直方体のブロックに分割することで、ＬＥＤ１０１から入射した光が照射するバックライト照光面の領域を限定できるため、その領域における輝度、色ムラの改善が容易となる。また、導光板１０４のブロック毎にセンサ等を設けることによって、独立して輝度、色度を制御することもできる。更に、各々の導光板１０４を、複数のＬＥＤ１０１と、このＬＥＤ１０１を駆動する複数の回路に分割することによって、導光板１０４内の輝度、色度を調整することもできる。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図２を参照して説明する。図２は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００３７】
前記した第１の実施例では、導光板の各ブロックを密着させる構成としたが、本実施例では、図２に示すように、液晶表示装置１の軽量化のために、導光板２０４の各ブロックを、所定の間隔（ここではブロックの幅）を空けて配置し、隣り合うブロック間に中空部２０７を形成し、導光板２０４の各ブロック及び各中空部２０７の背面側にＬＥＤ２０１を配置している。
【００３８】
この場合、中空部２０７となっている空間に面している導光板２０４の各ブロックの端面には、銀蒸着フィルム等で作成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層２０９を形成することで、光の混色、各ブロック間の漏れ光を防止することができる。
【実施例３】
【００３９】
次に、本発明の第３の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図３を参照して説明する。図３は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００４０】
各ＬＥＤが、白色やＲＧＢの単色光を発するチップを組み合わせた形態の場合、導光板で十分に混色することができるが、各ＬＥＤが、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の単色を発するチップのみで構成される場合、導光板だけでは十分に混色できない場合がある。そこで、本実施例では、ある組み合わせ（ＧＲＢＧ、ＧＢＲＢＧ等）でＬＥＤ３０１を配置すると共に、図３に示すように、導光板を、ＬＥＤ３０１側の導光板３０４ｂと、液晶パネル３０６側の導光板３０４ａに分割し、この間に拡散層３０８を配置する。
【００４１】
このように導光板に拡散層３０８を組み合わせることにより、ＬＥＤ３０１から発せられる光の混色性を向上させることができると共に、混色のために導光板を厚くしなくてもよいため、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
【００４２】
なお、図３では、導光板を略等分割したが、分割位置は任意である。また、図３では、導光板を厚み方向で分割し、その間に拡散層３０８を設けたが、導光板を分割せずに、導光板３０４ａの液晶パネル３０６側表面、あるいはＬＥＤ３０１側表面に拡散層３０８を配置してもよい。また、拡散層３０８は光を散乱して透過する部材で形成されていればよく、その厚みや材質、導光板と拡散層３０８の固定構造等は特に限定されない。また、拡散層３０８は、導光板の各ブロックの形状に対応させた短冊状とすることが望ましいが、導光板全体の形状に対応させた平板状としてもよい。
【実施例４】
【００４３】
次に、本発明の第４の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図４を参照して説明する。図４は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【００４４】
前記した第１乃至第３の実施例では、導光板の各ブロックの長手方向が液晶パネルの長辺若しくは短辺に平行になるように短冊状に分割したが、本発明では、従来構造のように各導光板の間に厚い反射板を挿入する必要がないため、導光板は任意の形状に分割することができる。
【００４５】
そこで、本実施例では、図４に示すように、導光板４０４を液晶パネル４０６の長辺及び短辺に平行にマトリクス状に分割し、各々のブロックの背面側に単数又は複数のＬＥＤ４０１を配置する。これにより、バックライトの照光面は縦横に分割されることとなり、より緻密な輝度、色度の調整を可能にすることができる。
【００４６】
なお、図４では、導光板１０４を５×６の３０ブロックに分割しているが、各ブロックの幅は液晶パネル１０６の画素の整数倍であればよく、分割数は任意である。また、液晶パネル１０６の法線方向から見て、各ブロックは正方形にしてもよいし、長方形にしてもよい。
【実施例５】
【００４７】
次に、本発明の第５の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、本実施例の導光板の構成を模式的に示す図である。
【００４８】
前記した第４の実施例では、各導光板の横断面形状（液晶パネル面に平行な面の断面形状）を矩形としたが、本実施例では、図５（ａ）に示すように、導光板の横断面形状をハニカム状としている。この時、導光板５０４の各ブロックの形状は、図５（ｂ）のように、六角柱状（導光板５０４ａ）、あるいは、六角柱の側面をＬＥＤ５０１側に向かって絞った形状（導光板５０４ｂ）、更には、この面を曲面とした形状（導光板５０４ｃ）等とすることができる。
【００４９】
また、導光板の縦断面形状（液晶パネルの法線に平行な面の断面形状）は長方形ではなくてもよく、例えば、図６に示すような各種形状とすることができる。具体的には、導光板６０４ａ〜ｆは、ＬＥＤ側の端面又は液晶パネル側の端面の少なくとも一方を凸面又は凹面としたものである。導光板６０４ｇは、導光板のＬＥＤ側の端面の幅をＬＥＤの発光部寸法に近似させ、液晶パネル側の端面に向かって、幅を徐々に大きくしたクサビ状多角形である。導光板６０４ｈ〜ｉは、その変形例として、傾斜面を曲面又は階段状としたものである。導光板６０４ｊは、ＬＥＤ側の端面にＬＥＤを収納可能な凹部を設けたものである。導光板６０４ｋは、その凹部にシリコーン樹脂等の導光板を構成する材料、またはＬＥＤの発光部に充填されている樹脂に光学的に近似した特性の材料等からなる充填材６０９を充填したものである。導光板６０４ｍは、導光板とＬＥＤ６０１との間にレンズ状の集光体６１３を配置したものである。
【００５０】
上記各形状において、必要に応じて、導光板の液晶パネル側端面及びＬＥＤに相対する領域を除く全面もしくは一面に、銀蒸着フィルム等で構成された反射シートを配置、あるいは蒸着、スパッタ、メッキ、塗布等により、薄膜の反射層を形成しても良い。これにより、ＬＥＤから導光板への光の入射効率の改善、導光板の軽量化が期待できる。また、図５では、導光板の横断面形状を六角形としたが、隙間なく組み合わせる可能な任意の多角形（例えば、３角形、菱形、平行四辺形など）とすることができる。
【実施例６】
【００５１】
次に、本発明の第６の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図８乃至図１０を参照して説明する。図８乃至図１０は、本実施例の液晶表示装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【００５２】
前記した第１乃至第３の実施例では、光源としてＬＥＤ等の点光源を用いる場合を示したが、各実施例において、光源として、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）等の線光源を用いることもできる。図８は、第１の実施例の図１の構成に線光源８１２を配置した例であり、図９は、第２の実施例の図２の構成に線光源８１２を配置した例であり、図１０は、第３の実施例の図３の構成に線光源１０１２を配置した例である。
【００５３】
この場合、線光源８１２、９１２、１０１２の光が直上以外の隣接する導光板８０４、９０４、１００４に入射することを防止するため、また、線光源８１２、９１２、１０１２の光を効率良く導光板８０４、９０４、１００４に導くために、線光源毎にリフレクタ８１１、９１１、１０１１を配置する。これにより、ＬＥＤを光源とした時と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
なお、図８乃至図１０では、導光板の各ブロック（又は各ブロック及び各中空部）に１本の線光源を配置する例を示したが、各ブロック（又は各ブロック及び各中空部）に複数本の線光源を並べて配置してもよい。また、線光源を各ブロック（又は各ブロック及び各中空部）の長手方向で分割してもよい。
【実施例７】
【００５５】
次に、本発明の第７の実施例に係る面光源及び液晶表示装置について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、本実施例の液晶表示装置における画像データの書き込みタイミング及び光源の点灯タイミングの関係を示す図である。
【００５６】
前記した第１乃至第６の実施例では、面光源の構造について記載したが、各実施例において、液晶パネルの画像データの書き込みと、ＬＥＤあるいは線光源等の光源の点灯タイミングを最適化することによって、液晶パネルに動画を表示させる際の画像の尾ひき（動画ボケ）を低減することができる。その一例を図１１に示す。
【００５７】
図１１は、液晶パネルの垂直方向を６分割した場合の例であり、１フレーム中の画像データの書き込みが表示領域の上端から開始され、下端で終了となり、それに合わせてＬＥＤを点灯するタイミングを模式的に表したものである。図１１に示すように、それぞれ対応する領域の画像データの書き込みが終了した後（図１１内の実線のパターン）、または書き込みが終了し次の画像データの書き込みが始まる直前（図１１内の破線のパターン）までに、光源をパルス状に点灯させる。
【００５８】
上記図１１の例では、光源の点灯時間は隣接するブロックと重複していないが、勿論重複させてもよい。つまり、画像データの書き込み中（理想的には、液晶の応答中）以外に光源を順次点灯させれば良い。
【００５９】
また、画像データの明暗に合わせ、対応する領域の光源の光度を調整することで、コントラストの向上も可能となる。図１２はその一例であり、書き込まれる画像データから画像が暗い（低階調）と判断されるときは、光源の点灯パルス幅を狭くすることで輝度を落とし、逆に明るい（高階調）と判断される場合は、点灯パルス幅を広くすることで輝度を上げる。これをパルス幅ではなく、パルス高さ、及びそれらの組み合わせとしても良い。
【００６０】
導光板の分割数を多くすることで、これら動画ボケの低減、コントラストの向上により、大きな効果が得られる。また、光源は、パルス状に必要な領域しか点灯しないため、暗い画像データに対しては光源の発光強度を弱めることができ、全点灯させた場合に比べて、消費電力を抑えることも可能となる。
【００６１】
なお、上記各実施例では、本発明の面光源を液晶表示装置に適用する場合について記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、均一な照明光を必要とする任意の照明装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、均一な照明光を必要とする任意の照明装置、該照明装置をバックライトとする任意の液晶表示装置、この液晶表示装置を用いたコンピュータ用モニタ、液晶テレビ、携帯電話端末、ＧＰＳ端末、カーナビゲーションシステム、ゲーム機、銀行・コンビニ端末、医療診断装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１〜４、８〜１０ 液晶表示装置
１１ バックライト
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１ ＬＥＤ
１０２、２０２、３０２、４０２ ＬＥＤ実装基板
１０３、２０３、３０３、４０３ ライトソース
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、５０４ａ〜ｃ、６０４ａ〜ｍ、８０４、９０４、１００４ａ、１００４ｂ、１１０４ａ〜ｅ 導光板
１０５、２０５、３０５、４０５、８０５、９０５、１００５ シート類
１０６、２０６、３０６、４０６、８０６、９０６、１００６ 液晶パネル
２０７、９０７ 中空部
２０９ 反射層
３０８、１００８ 拡散板
６０９ 充填材
６１３ 集光体
７１０ａ、７１０ｂ 光路
８１１、９１１、１０１１ リフレクタ
８１２、９１２、１０１２ 線光源
１１０５ 反射板
１１０１ａ〜ｊ 白色ＬＥＤ
１１０２ａ、１１０２ｂ ＬＥＤアレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルを照明する面光源において、
前記液晶パネルの背面に配置される導光板と、前記導光板の前記液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、
前記導光板は、前記液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が前記液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、前記複数のブロックは、互いに間隔を空けて配列され、
前記光源は、前記導光板の各々のブロック及びブロック間の中空部の長手方向に配列されることを特徴とする面光源。
【請求項２】
相隣り合う前記ブロックの少なくとも前記中空部側の面に、反射層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の面光源。
【請求項３】
前記光源が線光源である請求項１又は２に記載の面光源。
【請求項４】
前記導光板の各々のブロックは、厚み方向に分割され、かつ、分割された両側のブロックの間に拡散層が配置された請求項１乃至３のいずれか一に記載の面光源。
【請求項５】
前記光源は、前記導光板の各々のブロックに対応した前記液晶パネルの表示領域における画像データの書き込みに同期して、順次点灯することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の面光源。
【請求項６】
前記光源は、前記導光板の各々のブロックに対応した前記液晶パネルの表示領域における画像データの明暗に基づいて、その光度が調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の面光源。
【請求項７】
前記光源は、前記導光板の各々のブロックに対応した前記液晶パネルの表示領域における画像データの書き込みに同期して順次点灯し、かつ、前記画像データの明暗に基づいて、その光度が調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の面光源。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載の面光源をバックライト光源として備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
液晶パネルを照明する面光源において、
前記液晶パネルの背面に配置される導光板と、前記導光板の前記液晶パネルと反対側の面に配置される複数の光源と、を少なくとも備え、
前記導光板は、前記液晶パネルの法線方向から見て、その長手方向が前記液晶パネルの一辺に平行な複数のブロックに分割され、かつ、前記複数のブロックは、互いに間隔を空けて配列され、
前記光源は、前記導光板の各々のブロック及びブロック間の中空部の長手方向に配列されることを特徴とする面光源。
【請求項２】
相隣り合う前記ブロックの少なくとも前記中空部側の面に、反射層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の面光源。
【請求項３】
前記光源が線光源である請求項１又は２に記載の面光源。
【請求項４】
前記導光板の各々のブロックは、厚み方向に分割され、かつ、分割された両側のブロックの間に拡散層が配置された請求項１乃至３のいずれか一に記載の面光源。
【請求項５】
前記光源は、前記導光板の各々のブロックに対応した前記液晶パネルの表示領域における画像データの書き込みに同期して、順次点灯することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の面光源。
【請求項６】
前記光源は、前記導光板の各々のブロックに対応した前記液晶パネルの表示領域における画像データの明暗に基づいて、その光度が調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の面光源。
【請求項７】
前記光源は、前記導光板の各々のブロックに対応した前記液晶パネルの表示領域における画像データの書き込みに同期して順次点灯し、かつ、前記画像データの明暗に基づいて、その光度が調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の面光源。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載の面光源をバックライト光源として備えることを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−８６９５（Ｐ２０１３−８６９５Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９７９８３（Ｐ２０１２−１９７９８３）
【出願日】平成２４年９月８日（２０１２．９．８）
【分割の表示】特願２００７−３１３８２７（Ｐ２００７−３１３８２７）の分割
【原出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＬＴテクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月８日（２０１２．９．８）
【分割の表示】特願２００７−３１３８２７（Ｐ２００７−３１３８２７）の分割
【原出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＬＴテクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
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