(57)【要約】【課題】光源の配置を最適化することにより、輝度むらを抑制することが可能なバックライト装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】隣接する他の光源２０との間隔を、これら光源２０を配置する面内において２以上の配列方向ａ１、ｂ１に関して略等間隔に配置することにより互いに離間させて配置する。赤、緑及び青色の発光ダイオード等の光源を２次元的に略等間隔に配置することによって、輝度むらや色むらを抑えることができる。【選択図】図６
2006310043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する他の光源との間隔を、上記光源を配置する面内において２以上の配列方向に関して離間させて上記光源が配置されて成る
ことを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
上記２以上の配列方向に関して隣接する他の光源との間隔のうち、最も長い間隔が、最も短い間隔に対して１以上２以下の比とされて上記光源が配置されて成る
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
上記光源が２以上の色の光を出射する光源より成り、隣接する上記光源は互いに異なる色を出射する光源とされた
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
上記各色を出射する光源のうち、同一の色を出射する光源は、１以上の配列方向に関して略周期的に配置されて成る
ことを特徴とする請求項３記載のバックライト装置。
【請求項５】
上記光源が、三角形状に配置されて成る
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項６】
上記光源が、格子状に配置されて成る
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項７】
上記光源が、発光ダイオードとされて成る
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項８】
透過型の液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備えて成る液晶表示装置において、
上記バックライト装置の光源が、隣接する他の光源との間隔を、上記光源を配置する面内において２以上配列の方向に関して離間させて配置されて成る
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルを背面から照明するバックライト装置及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン受像機用の表示装置として、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube、陰極線管）に代わり、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）などの非常に薄型化された表示装置が提案され、実用化されている。特に、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型の液晶表示パネルの低価格化などに伴い普及が進み、技術的な研究開発が進められている。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面側から面状に照明するバックライト装置により照明することにより、カラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。
バックライト装置の光源としては、蛍光管を使った白色光を発光する冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）や、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が有望視されている。
【０００４】
特に、青色発光ダイオードの開発により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する高い単色性を有する発光ダイオードが得られ、これらの発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光を混色することで、色純度の高い白色光を得ることができ、色再現性の高い照明として好適である。したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることにより、液晶表示パネルを介した色純度が高くなるため、色再現範囲をＣＣＦＬと比較して大幅に広げることができる。更に、高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを使用することによって、バックライト装置の輝度を大幅に向上させることができる。
このようなＬＥＤを利用して、例えば直下型、すなわちＬＥＤを装置の光出射面の直下に配置するバックライト装置が提案されている（例えば非特許文献１参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】日経エレクトロニクス（日経ＢＰ社）、2004年12月20日号（第 889号）第123〜130頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特に上述したような液晶表示装置に用いるバックライト装置においては、液晶表示パネルを均一に照明することが重要である。しかしながら全面を均等に照明することは難しく、また光源そのものの像が見えてしまう場合がある。
【０００７】
また、液晶表示装置やバックライト装置は益々小型化、薄型化が望まれており、ＬＥＤを光源とする場合、その光を均一に混ぜることは次第に困難となってきている。
例えば通常のバックライト装置においては、長尺状の配線構造付き基体を複数用意し、これらの基体上に発光ダイオードを直線状に配置して、各基体をその長手方向と直交する方向に並置して、バックライト装置の筐体内に発光ダイオードを配列する構成が採用されている。
しかしながら、このような構成とする場合、隣接するＬＥＤの間隔は、長尺状の基体に沿う方向には比較的密であるが、基体を並置配列する方向に関しては、隣接するＬＥＤの間隔は比較的疎となってしまい、これらＬＥＤを配置する面内において異なる方向に関してその間隔は大きく異なることとなる。したがって、バックライト装置を薄型化すると、各色ＬＥＤの配列によっては周期的に輝度と色度に不均一性が発生する恐れがある。
また、バックライト装置内などの厚さの薄い領域で均一な輝度と色度を得るために、ＬＥＤの放射角分布を水平方向に近づけるなどの工夫がなされているが、ＬＥＤ間の間隔が短い場合などは、水平方向の出射光が隣のＬＥＤに直接当たって反射、拡散されてしまい、意図しない輝度むらや、色度分布が発生する場合がある。
【０００８】
以上の問題に鑑みて、本発明は、光源の配置を最適化することにより、輝度むらを抑制することが可能なバックライト装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるバックライト装置は、隣接する他の光源との間隔を、これら光源を配置する面内において２以上の配列方向に関して離間させて光源が配置されて成る構成とする。
また、本発明は、上述のバックライト装置において、２以上の配列方向に関して隣接する他の光源との間隔のうち、最も長い間隔が、最も短い間隔に対して１以上２以下の比とされてこれら光源が配置されて成る構成とする。
更に、本発明は、上述のバックライト装置において、光源が２以上の色の光を出射する光源より成り、隣接する光源は互いに異なる色を出射する光源とされる。
また、本発明は、光源が２以上の色の光を出射する光源より成るバックライト装置において、各色を出射する光源のうち、同一の色を出射する光源は、１以上の配列方向に関して略周期的に配置されて成る構成とする。
更に、本発明による液晶表示装置は、上述の本発明構成のバックライト装置を用いる構成とする。すなわち、透過型の液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置とを備えて成る液晶表示装置において、バックライト装置の光源が、隣接する他の光源との間隔を、光源を配置する面内において２以上配列の方向に関して離間させて配置する構成とする。
【００１０】
上述したように、本発明のバックライト装置及び液晶表示装置においては、その光源の配置として、隣接する他の光源との間隔を、この光源を配置する面内の２以上の配列方向に関して離間させて配置するものであり、すなわちバックライト装置内の所定の空間内に所望の数の光源を配置するにあたり、それら各光源の間隔を複数の方向に関してできるだけ離間させて配置するものである。
通常は、上述したように発光ダイオード等の光源が一方向には比較的密に配列され、これとは異なる他の方向に関しては比較的疎に配列されるものであるが、本発明においては、２以上の配列方向に関し、互いに離間させ、これにより複数の配列方向に関してそれぞれ同等以上の間隔をもって配置するものである。
そして、本発明において特に２以上の配列方向に関して隣接する他の光源との間隔のうち、最も長い間隔を、最も短い間隔に対して１以上２以下の比として各光源を配置することにより、従来と比較して格段に光源間の間隔を互いに離間させることができ、輝度むらを改善することができる。
【００１１】
また、本発明において、光源を２以上の色の光を出射する光源として、隣接する光源は互いに異なる色を出射する光源として構成することにより、良好に色むらを抑制することができる。またこのとき、各色を出射する光源を、同一の色を出射する光源は、１以上の配列方向に関して略周期的に配置することによって、各光源をより離間させるとともに、同色の光源もほぼ一定の間隔をもって離間させる配置となり、従来に比してより確実に色むらを改善することができる。
そして、本発明の液晶表示装置においては、このようなバックライト装置を用いることによって、輝度むら、色むらが改善されことから例えば各色の発光ダイオード自体の輝度を高めることが可能となり、高輝度で色度分布の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明のバックライト装置及び液晶表示装置によれば、輝度むらの改善を図ることができる。
また、本発明のバックライト装置において、光源を２以上の色の光を出射する光源より構成し、隣接する光源を互いに異なる色を出射する光源とすることによって、輝度むら及び色むらを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
本発明は、例えば図１に示すような構成の透過型のカラー液晶表示装置１００に適用することができる。この透過型カラー液晶表示装置１００は、透過型のカラー液晶表示パネル１１０と、このカラー液晶表示パネル１１０の背面側に設けられたバックライト装置１４０とからなる。また、図示しないが、この透過型カラー液晶表示装置１００は、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理された音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部などを備えていてもよい。
【００１４】
透過型のカラー液晶表示パネル１１０は、ガラス等で構成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１１、対向電極基板１１２）を互いに対向配列させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶を封入した液晶層１１３を設けた構成となっている。ＴＦＴ基板１１１には、マトリックス状に配列された信号線１１４と、走査線１１５と、この信号線１１４、走査線１１５の交点に配列されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１６と、画素電極１１７とが形成されている。薄膜トランジスタ１１６は、走査線１１５により、順次選択されると共に、信号線１１４から供給される映像信号を、対応する画素電極１１７に書き込む。一方、対向電極基板１１２の内表面には、対向電極１１８及びカラーフィルタ１１９が形成されている。
【００１５】
カラーフィルタ１１９は、各画素に対応した複数のセグメントに分割されている。例えば、図２に示すように、３原色である赤色フィルタＣＦＲ、緑色フィルタＣＦＧ、青色フィルタＣＦＢの３つのセグメントに分割されている。カラーフィルタ１１９の配列パターンは、図２に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがある。
【００１６】
再び、図１を用いて、透過型カラー液晶表示装置１００の構成について説明をする。透過型カラー液晶表示装置１００は、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル１１０を２枚の偏光板１３１及び１３２で挟み、バックライト装置１４０により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリックス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
バックライト装置１４０は、上記カラー液晶表示パネル１１０を背面側から照明する。図１に示すように、バックライト装置１４０は、ここでは図示していない光源や、光源から出射された光を白色光へと混色するためにバックライト筐体部１２０内に、拡散板１４１、拡散板１４１上に重ねて配列される拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４といった光学機能シート群１４５などを備えた構成となっている。
拡散板１４１は、バックライト筐体部１２０から出射された光を内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。
一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置１４０から面発光された光をカラー液晶表示パネル１１０の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群１４５の構成は、上述した拡散シート１４２、プリズムシート１４３、偏光変換シート１４４に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
【００１７】
図３に、バックライト筐体部１２０内の概略構成図を示す。この図３に示すように、このバックライト装置においては、発光ダイオードを光源としてもよく、また図示しないがその他の光源を用いることも可能である。図示の例においては、バックライト筐体部１２０は、赤色光を発光する赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色光を発光する緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色光を発光する青色発光ダイオード２１Ｂを光源２０として用いて、後述する本発明構成の配置として構成する。なお、光源の色は、図示の例のように３色に限定されることなく、例えば白色発光ダイオードのみを用いるとか、または赤、緑及び青色のうち２色の発光ダイオードを用いることも可能である。
そして、例えば、赤色発光ダイオード２１Ｒで発光される赤色光、緑色発光ダイオード２１Ｇで発光される緑色光、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される青色光のピーク波長は、それぞれ６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍ程度とされる。赤色発光ダイオード２１Ｒ、青色発光ダイオード２１Ｂで発光される赤色光、青色光のピーク波長は、それぞれ６４０ｎｍから長波長側へ、４５０ｎｍから短波長側へシフトしてもよい。このようにピーク波長を、長波長側、短波長側へシフトさせると、色域を広げることができるため、カラー液晶表示パネルに表示させる画像の色再現範囲を拡大することができる。
なお、以下の説明において、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを総称する場合は、単に発光ダイオード２１と呼ぶ。
【００１８】
発光ダイオード２１としては、前述の非特許文献１に記載されているレンズ形状のＬＥＤチップ、もしくはその他のレンズ形状の放射指向特性を有するＬＥＤチップなどの横方向に主として光を放射するレンズ機能を有するサイドエミッティングタイプのものを使用してもよく、または、横方向ではなく、上方向、斜め上方向などに放射指向特性を有する発光ダイオードも利用可能である。
バックライト筐体部１２０の内壁面１２０ａは、発光ダイオード２１から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。
【００１９】
図４に、透過型カラー液晶表示装置１００を組み上げた際に、図１に示す透過型カラー液晶表示装置１００に付したＸＸ線で切断した際の断面図を一部示す。図４に示すように、液晶表示装置１００を構成するカラー液晶表示パネル１１０は、透過型カラー液晶表示装置１００の外部筐体となる外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２とによって、スペーサ１０３ａ及び１０３ｂを介して挟み込むように保持される。また、外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２との間には、ガイド部材１０４が設けられており、外部フレーム１０１と、内部フレーム１０２によって挟まれたカラー液晶表示パネル１１０が長手方向へずれてしまうことを抑制している。
一方、透過型カラー液晶表示装置１００を構成するバックライト装置１４０は、上述したように光学機能シート群１４５が積層された拡散板１４１を備えている。また、拡散板１４１と、バックライト筐体部１２０との間には、反射シート１２６が配されている。
反射シート１２６は、その反射面が、拡散板１４１の光入射面１４１ａと対向するように、且つ発光ダイオード２１の発光方向よりもバックライト筐体部１２０側となるように配されている。反射シート１２６は、例えば、シート基材上に銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層することで形成された銀増反射膜などを用いることができる。またこの反射シート１２６は、主に発光ダイオード２１等の光源２０から発光され、その放射角度分布によって下向きに放射された光や、バックライト筐体部１２０の反射加工を施され反射面とされた内壁面１２０ａにて反射された光などを反射する。
拡散板１４１は、バックライト筐体部１２０に設けられたブラケット部材１０８で保持される。
【００２０】
このような構成の透過型カラー液晶表示装置１００は、例えば、図５に示すような駆動回路２００により駆動される。駆動回路２００は、カラー液晶表示パネル１１０や、バックライト装置１４０の駆動電源を供給する電源２１０、カラー液晶表示パネル１１０を駆動するＸドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０、外部から供給される映像信号や、当該透過型カラー液晶表示装置１００が備える図示しない受信部で受信され、映像信号処理部で処理された映像信号が、入力端子２４０を介して供給されるＲＧＢプロセス処理部２５０、このＲＧＢプロセス処理部２５０に接続された画像メモリ２６０及び制御部２７０、バックライト装置１４０を駆動制御するバックライト駆動制御部２８０などを備えている。
【００２１】
この駆動回路２００において、入力端子２４０を介して入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部２５０により、クロマ処理などの信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル１１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換されて、制御部２７０に供給されるとともに、画像メモリ２６０を介してＸドライバ２２０に供給される。
また、制御部２７０は、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Ｘドライバ回路２２０及びＹドライバ回路２３０を制御して、上記画像メモリ２６０からの映像信号とともにＸドライバ回路２２０に供給されるＲＧＢセパレート信号で、カラー液晶表示パネル１１０を駆動することにより、上記ＲＧＢセパレート信号に応じた映像を表示する。
【００２２】
バックライト駆動制御部２８０は、電源２１０から供給される電圧から、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成し、バックライト装置１４０の光源である各発光ダイオード２１を駆動する。一般に発光ダイオードの色温度は、動作電流に依存するという特性がある。したがって、所望の輝度を得ながら、忠実に色再現させる（色温度を一定とする）には、パルス幅変調信号を使って発光ダイオード２１を駆動し、色の変化を抑える必要がある。
ユーザインターフェース３００は、上述した図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、同じく図示しない音声出力部で出力させる音声出力量を調整したり、カラー液晶表示パネル１１０を照明するバックライト装置１４０からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節などを実行するためのインターフェースである。
例えば、ユーザインターフェース３００から、ユーザが輝度調節をした場合には、駆動回路２００の制御部２７０を介してバックライト駆動制御部２８０に輝度制御信号が伝わる。バックライト駆動制御部２８０は、この輝度制御信号に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比を、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂ毎に変えて、赤色発光ダイオード２１Ｒ、緑色発光ダイオード２１Ｇ、青色発光ダイオード２１Ｂを駆動制御することになる。
【００２３】
次に、本発明によるバックライト装置及び液晶表示装置における光源の配置構成について説明する。
光源から出射された光を、前述の図４において説明したバックライト筐体部１２０内の光源２０から拡散板１４１に至る限られた空間で良好に混ぜるためには、光源を配置する面内における出射光の放射角分布が等方的であるとすると、本発明者等の鋭意考察研究の結果、以下の（１）〜（３）に示す条件を満たす配置とすることによって、最も効率が良くなり、輝度、色度の均一化が可能となることがわかった。
（１）可能な限り、隣の光源との距離が遠い配列とする。
（２）同種類の色の光源については、複数の方向に対して光源間の間隔を可能な限り等しい配列とする。
（３）全ての光源の配置を、可能な限り対称性のある配列とする。
【００２４】
上記（１）の条件について説明すると、光源として例えば発光ダイオードを用いる場合、各々の光源の放射角分布が水平に近い時には、その一次光線の中で隣接した光源の表面、例えば発光ダイオードのレンズに直接当たって光線の軌道がランダムに変化を受ける光の割合が増加する。上述したように、隣接する光源をできるだけ離間させることにより、その割合を最小にすることができる。また、放射角分布が等方的に近い場合にも、水平に近い角度で放射された光について、隣接する光源によって受けるランダムな反射方向の変化を最小にすることができる。
【００２５】
つまり、光源の数は、例えば目的とする表示サイズの液晶表示装置に求められる輝度に対応して選定される。したがって、限られた面積内に多数の光源を配置するにあたり、異なる配列方向に関する密度に大きな差がある従来構成のバックライト装置では、特にその薄型化を図った場合に、輝度むらが問題となる恐れがある。
これに対し、本発明構成とする場合は、各光源を、その配置する面内において２以上の方向に離間させることにより、いわば２次元的に密度を均一化することから、輝度むらを格段に抑制することができることとなる。なお、ここで２以上の方向とは、ｘ−ｙ座標のように互いに直交する方向のみではなく、一の方向に対し例えば６０°をなす斜め方向をも含むものである。
例えば、３２インチの液晶表示装置に用いるバックライト装置において、光源を配置する領域が例えば縦４２ｃｍ、横７０ｃｍ程度の長方形とすると、液晶表示装置や発光ダイオード等の光源の特性にもよるが、表示装置として好ましい輝度を得るには４００個程度の発光ダイオードが必要である。これらの発光ダイオードを、異なる配列方向に関してなるべく離間させ、２次元的に配置することによって、従来に比して輝度むらを格段に改善することが可能となる。
そして、２次元的により密度を均一化するには、各光源の間隔を２以上の方向に関して略等間隔とすることが望ましい。しかしながら、配線構造などの他の要因から全ての方向について等間隔とすることが難しい場合は、２以上の配列方向に関して隣接する他の光源との間隔のうち、最も長い間隔を、最も短い間隔に対して１以上２以下の比とすることによって、従来に比して十分に輝度の均一化を図ることができる。
【００２６】
また、上記（２）に示す条件について説明すると、特に、２色以上の光源を用いる場合、各色光を混ぜる領域（照明領域）、すなわちバックライト装置の厚さが薄くなってきた場合には、その領域中での光強度の伝達関数の広がりが狭くなり、一つの光源が照らすことのできる面積も狭くなる。
そこで、同種類の色の光源間の間隔が狭い方向では、その色の光強度の強い場所が発生し、同種類の色の光源の間隔が広い方向では、その色の光強度の弱い場所が発生する傾向がより顕著になる。したがって、輝度の均一性を得るためにそのような傾向を最小限にするには、複数の方向に関して同色の光源の間隔をできるだけ等しくすることが望ましい。
【００２７】
このため、本発明においては、隣接する光源は異なる色の光源として配置して、同色の光源をできるだけ離間させる構成とし、また、同色の光源は、１以上の配列方向に関して略周期的に配置することによって、同色の光源間の間隔は略等しくすることができる。
なお、ここで略周期的に配置するとは、数百個程度の多数の光源をバックライト装置内に配置するにあたり、ある一定の周期をもって光源を配置するが、その中の例えば数％以下程度の光源については、上述した配線構造に起因する条件、またはバックライト装置内に設ける支柱、放熱構造などの他の条件に起因して周期構造から外れた配置とする場合においても、本発明構成による効果は同様に得られる。したがって、本発明はこのような構成を含むものである。
【００２８】
次に、上記(３)に示す条件については、光源が上記(１)及び（２）の条件を満たすように配列することを目的としており、これによって輝度の均一性だけでなく色度の均一性も向上させることが可能となる。
具体的には、例えば各光源を三角形状に配置するとか、又は格子状に配置することによって、上記（１）〜（３）を満たす配置構成とすることができる。
なお、以上の配置構成はバックライト装置の出射面側からみた平面構成について説明するものであり、光源の高さ方向、すなわち光源が配置される面に対し垂直な方向については略同一面内に配置しても、また高さが異なる配置であってもよい。
次に、本発明による各実施形態例を、図６〜図１３を参照して説明する。
【００２９】
〔１〕第１実施形態例
図６は、本発明によるバックライト装置の一実施形態例における要部の概略平面構成図である。この例においては、各光源２０を三角形状に配置した例で、破線ａ１、ａ２、・・・で示す図６において横方向に延長する配列方向と、これに対しそれぞれ６０度、１２０度程度の角度をもって斜めに配列する破線ｂ１、ｂ２、・・・、及び破線ｃ１、ｃ２、・・・で示す配列方向との３方向において、それぞれ略等間隔に配置した例を示す。
図６においては、光源２０として色Ａの１種類の色の光を出射する光源２０、例えば白色発光ダイオード、またはその他の色の発光ダイオードを用いる場合を示す。１種類の色の光源を用いる場合は、この例のように、正三角形状に各光源２０を配置する方法が一定面積内で最も各光源２０をできるだけ離間させて、かつそれぞれ等間隔に配置することができる。
このような構成とすることによって、従来のように、一方向に延在する基板上に発光ダイオード等の光源を配置する場合と比較して、格段に輝度むらを抑制することが可能となる。
【００３０】
〔２〕第２実施形態例
図７は、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例における要部の概略平面構成図である。この例においては、各光源２０を正方格子状に配置した例で、破線ａ１、ａ２、・・・で示す図７において横方向に延長する配列方向と、これに対し略直交する破線ｄ１、ｄ２、・・・、で示す配列方向とにおいて、それぞれ略等間隔に配置した例を示す。
またこの例においては、光源２０として色Ａ及びＢの２種類の色の光を出射する光源２０、例えば赤、緑、青、白などのうち２色の発光ダイオードを用いる場合を示す。各色の光源２０の使用個数の比率は１：１であり、各色Ａ及びＢの光源２０は、それぞれ隣接する光源２０が互いに異なる色の光源２０となるように配列される。２種類の色の光源を用いる場合は、この例のように、正方形状に各光源２０を配置する方法が一定面積内で最も各光源２０を離間させて、それぞれ等間隔に配置することができる。
このような構成とすることによって、従来のように、一方向に延在する基板上に発光ダイオード等の光源を配置する場合と比較して、格段に輝度むらを抑制し、またこの場合は、色むらを抑制することも可能となる。
【００３１】
〔３〕第３実施形態例
図８は、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例における要部の概略平面構成図である。この例においても、各光源２０を三角形状に配置した例で、図８において、図６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
そしてこの場合においても、光源２０として、色Ａ、色Ｂの２種類の色の光を出射する光源２０を用いて、その使用個数を、２：１の比率とした場合を示す。なお、２種以上の光の光源を用いる場合、その使用個数は必ずしも１：１が最適とはならず、各色に対する視感度にも影響され、色の種類の数や配置によっては、２：１に限定されることなく、３：２、４：３などの比率に選定することが最適となる場合がある。
この例においては、一例として異なる３方向に関して、それぞれＡ−Ａ−Ｂの周期を繰り返す配置としている。このとき、色Ｂの光源２０は、同じ色の光源２０の間で略等間隔に、周期的に配置される。また、色Ｂの光源２０に対し、色Ａの光源２０は、全ての方向に関して等間隔に配置されることとなる。
一方色Ａの光源２０は、例えば破線ａ１、ｂ１、ｃ１の交点に配置する光源２０に着目すると、破線ａ１、ｂ１に沿う方向は隣接する同色の光源２０と等間隔であるが、破線ｃ１に沿う方向に関しては、隣接する同色の光源２０が、他の方向に対し略２倍以下の間隔となっている。この場合においても従来に比して、十分色むらを改善することができる。
このような構成とすることによって、輝度むらを防ぐとともに、２色の光を２以上の方向に関して効率よく混色させ、従来に比して色むらを抑制することが可能となる。
【００３２】
〔４〕第４実施形態例
図９Ａ及びＢは、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例の要部の概略平面構成図である。この例においても、各光源２０を三角形状に配置した例で、図９において、図６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例は、光源２０として、色Ａ、色Ｂ、色Ｃの３種類の色の光を出射する光源２０、例えば赤、緑及び青色発光ダイオード等を用い、その使用個数を１：１：１とした場合を示す。
そして図９Ａにおいては、各光源２０を正三角形状に配置した場合を示す。各色の光源２０が、それぞれ異なる色の光源２０が隣接する配置とし、また同一の色の光源２０もそれぞれ等間隔に配置され、きわめて輝度むら、色むらを改善することができる。
また、図９Ｂにおいては、各光源２０を二等辺三角形状に配置した場合を示し、破線ａ１、ａ２・・・で示す横方向の配列方向に対し、これに対しそれぞれ７０度、１１０度程度の角度をもって斜めに配列する破線ｅ１、ｅ２、・・・、及び破線ｆ１、ｆ２、・・・で示す配列方向との３方向に配列し、破線ａ１、ａ２・・・で示す方向に略等間隔に配置した例を示す。この場合においても、各色の光源２０が、それぞれ隣接する光源２０は異なる色の光源２０とされ、また同一の色の光源２０の間隔は、最も長い間隔と最も短い間隔の２倍以下とされ、十分に輝度むら、色むらを抑制することができる。
【００３３】
〔５〕第５実施形態例
図１０Ａ及びＢは、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例の要部の概略平面構成図である。この例においても、各光源２０を格子状に配置した例で、図１０において、図７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例は、光源２０として、色Ａ、色Ｂ、色Ｃの３種類の光を出射する光源２０、例えば赤、緑及び青色発光ダイオードを用い、その使用個数を２：１：１とした場合を示す。
そして図１０Ａにおいては、各光源２０を正方形状に配置した場合を示す。色Ａの光源２０は、破線ａ１、ａ２・・・、ｄ１、ｄ２・・・に沿う方向には異なる色の光源２０が隣接し、色Ｂ及びＣの光源２０は、全ての方向に異なる色の光源２０が隣接する配置とし、各光源２０はそれぞれ等間隔に配置される。この場合においても、きわめて輝度むら、色むらを改善することができる。
また、図１０Ｂにおいては、各光源２０を長方形の格子状に配置した場合を示し、破線ａ１、ａ２・・・で示す横方向の配列方向に対し、これと略直交する破線ｇ１、ｇ２、・・・で示す縦方向の配列方向において、隣接する光源２０の間隔を２倍以下として配置した例を示す。この場合においても、上述の図１０Ａに示す例と同様に、従来に比して十分に輝度むら、色むらを抑制することができる。
【００３４】
〔６〕第６実施形態例
図１１は、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例の要部の概略平面構成図である。この例においては、各光源２０を正三角形状に配置した例で、図１１において、図６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例は、光源２０として例えば色Ａ、色Ｂ、色Ｃ、色Ｄの４種類の色の光を出射する光源２０を用い、その使用個数を１：１：１：１とした場合を示す。
この場合、各色の光源２０が、それぞれ異なる色の光源２０が隣接する配置とし、また同一の色の光源２０もそれぞれ等間隔に配置され、きわめて輝度むら、色むらを改善することができる。
なお、４種類の色の光を出射する光源としては、以下の例が挙げられる。例えば３原色の光源を用いる場合、ｘｙ色度図の最も広い範囲をカバーする３色に選定すると、この３色の色度図上の点を結ぶ三角形の範囲の色は再現できるが、この三角形の領域を超える周囲の色を再現することはできない。しかしながら、この色度図上の三角形の外側の色を加えることによって、より広い色再現性を得ることができる。例えば、赤、緑及び青色の光源に加えて、シアン、マゼンタ、イエローなどの色を発光する光源を加えることによって、より広い範囲の色を再現することができる。
したがって、図１１に示す配置を採用することによって、輝度むら、色むらを改善し、かつ上述した色度を考慮した光源を用いる場合は、色再現性の向上も可能なバックライト装置、液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３５】
〔７〕第７実施形態例
図１２は、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例の要部の概略平面構成図である。この例においては、各光源２０を正三角形状に配置した例で、図１２において、図６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例は、光源２０として例えば色Ａ〜Ｇの７種類の色の光を出射する光源２０を用い、その使用個数をほぼ同数とした場合を示す。
この場合、各色の光源２０が、それぞれ異なる色の光源２０が隣接する配置とし、また同一の色の光源２０もそれぞれ等間隔に配置され、きわめて輝度むら、色むらを改善することができる。例えば、光源２０として、白色の他、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの７色の発光ダイオードを用いることによって、輝度むら、色むらを抑えると共に、上述の第６実施形態例と同様に色度を考慮した光源を用いる場合は、色再現性の優れたバックライト装置、液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３６】
〔８〕第８実施形態例
図１３は、本発明によるバックライト装置の他の実施形態例の要部の概略平面構成図である。この例においても、各光源２０を正方格子状に配置した例で、図１３において、図７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例は、光源２０として、色Ａ〜Ｅの５種類の光を出射する光源２０を用い、その使用個数を１：１：１：１：１とした場合を示す。
各色の光源２０は、全ての方向に異なる色の光源２０が隣接する配置とし、各色の光源２０はそれぞれ等間隔に配置される。この場合においても、きわめて輝度むら、色むらを改善することができる。
また、例えば赤、緑及び青色の発光ダイオードの使用個数を２：２：１として配置する場合などにおいて、色Ａ及びＢを赤色、色Ｃ及びＤを緑色、色Ｅを青色の発光ダイオードを用いて配置してもよい。
このような構成とすることによって、同様に、輝度むら、色むらを抑制した特性の良好なバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、バックライト装置及びこれを用いる液晶表示装置において、輝度の均一化を図ることができ、また２色以上の光源を用いる場合は、色度の均一化を図ることができる。
したがって、従来の光源の配置構成では、バックライト装置を薄型化した場合に問題となった、輝度むら、色むらの発生を抑えることができて、バックライト装置及び液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
【００３８】
また、本発明によれば、発熱源となる光源、例えば発光ダイオードの最も短い間隔を従来よりも大とすることが可能であり、熱の平均化を図り、放熱の効率を高めることができる。放熱効率の増大により、発光ダイオードの発光効率を向上することも可能である。
【００３９】
なお、本発明は、以上説明した例に限定されるものではなく、光源として各種構成の発光ダイオードやその他の点状の光源、また蛍光管等の光源を用いることが可能であり、またバックライト装置及び液晶表示装置におけるその他の構成において、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施形態例の概略分解斜視構成図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図３】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略斜視構成図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の一実施形態例の概略断面構成図である。
【図５】本発明による液晶表示装置を駆動する駆動回路の一実施形態例の概略ブロック構成図である。
【図６】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図７】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図８】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図９】Ａは本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。Ｂは本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図１０】Ａは本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。Ｂは本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図１１】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図１２】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【図１３】本発明によるバックライト装置の一実施形態例の要部の概略平面構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
２０．光源、２１．発光ダイオード、２１Ｒ．赤色発光ダイオード、２１Ｇ．緑色発光ダイオード、２１Ｂ．青色発光ダイオード、１００．液晶表示装置、１１０．カラー液晶表示パネル、１２０．バックライト筐体部、１２６．反射シート、１４０．バックライト装置、１４１．拡散板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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