(57)【要約】【課題】複数の導光板アセンブリを組合せて形成されるサイドライト型液晶パネルを用いた液晶画像表示装置において、表示画面の輝度ムラを低減する。【解決手段】二つの導光板アセンブリの境界を互いに重ねてヒートスプレッドに固定し、該固定位置より所定の距離だけ離れた位置に、例えばヒートスプレッドに対して絞り加工して形成された突出部を設けて、導光板アセンブリの背面側を位置決めする。これにより表示画面全体にわたり導光板の平面精度が向上し、表示画面の輝度ムラを低減することができる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルセルを備えた液晶パネルモジュールを有する映像表示装置であって、
前記液晶パネルモジュールは、光源と、該光源からの光を面状光に変換して前記液晶パネルセル方向に導くための導光板と、前記光源と導光板が取付けられる保持部材を有し、
前記光源と導光板の組が複数二次元的に配列されており、
前記保持部材は、前記導光板と対向する面に前記導光板をその背面側から支持するための突出部が形成されていることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶画像表示装置において、前記複数の導光板は垂直方向の重なり位置において固定用部材により前記保持部材に対して位置決めされることを特徴とする液晶画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置などの映像表示装置に係り、特に表示映像における輝度ムラを低減した映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の液晶表示装置などの映像表示装置においては、装置の薄型化への要求に対応するため、画像表示のためのバックライトとしてサイドライト型、或いはタンデム型とよばれる構造のバックライトが使われることが多い。この形式のバックライトでは、ＬＥＤ（light Emitting Diode）等の光源により発生された光は、二次元的に配列された複数の導光板内を進行しながら面状光源に変換され、液晶パネルセルに向けて照射される。
特許文献１においては、前記したような導光板を使用したバックライトの例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、複数の導光板を二次元的に配列し組合せて表示画面全体の導光板を構成している。このとき、各導光板の組立時における位置ずれなどによって、隣接する導光板間で段差や所定値以上の空隙が生じる場合がある。かかる段差や空隙が生じると、例えば隣接する導光板間（境界部分）でバックライトの光の漏れが生じて当該境界部分が他の部分に比べて明るくなったり、光の乱反射によって当該境界部分が他の部分に比べて暗くなったりする場合がある。すなわち、導光板の組立時に位置ずれが生じると、表示映像に輝度ムラが生じる、或いは輝度ムラが目立ち易くなる。
本発明は前記した問題に鑑み、表示映像における輝度ムラを低減するのに好適な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、液晶パネルセルを備えた液晶パネルモジュールを有する映像表示装置であって、
前記液晶パネルモジュールは、光源と、該光源からの光を面状光に変換して前記液晶パネルセル方向に導くための導光板と、前記光源と導光板が取付けられる保持部材を有し、
前記光源と導光板の組が複数二次元的に配列されており、
前記保持部材は、前記導光板と対向する面に前記導光板をその背面側から支持するための突出部を有することを特徴としている。
【０００６】
また本発明は、前記した映像表示装置において、前記複数の導光板は垂直方向の重なり位置において固定用部材により前記保持部材に対して位置決めされることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表示映像における輝度ムラを低減することが可能となり、映像表示装置の性能の向上に寄与できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例における映像表示装置の正面側からの外観図である。
【図２】本発明の一実施例における映像表示装置の背面側から見た分解図である。
【図３】本発明の一実施例における表示パネルモジュールの分解図である。
【図４】本発明の一実施例におけるヒートスプレッドと導光板アセンブリの関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施例における導光板アセンブリの分解図である。
【図６】本発明の一実施例における表示パネルモジュールの第１の断面図である。
【図７】本発明の一実施例における表示パネルモジュールの第２の断面図である。
【図８】ボトムフレーム１４８の背面側を見た図である。
【図９】導光板アセンブリにおける１つの導光板部分の垂直方向断面図である。
【図１０】本発明の一実施例における表示パネルモジュールの第３の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例における映像表示装置１の正面側からの外観図である。
図２は、本発明の一実施例における映像表示装置１の背面側から見た分解図である。
【００１０】
図２に示されるように、映像表示装置１は正面側から順に、パンチングメタル１１、デコレーションパネル１２、ベゼル１３、表示パネルモジュール１４、バックカバー１５を有している。このうち、パンチングメタル１１とデコレーションパネル１２は、図１でも示すように映像表示装置１の正面側の外装部品である。これに対してバックカバー１５は、映像表示装置１の背面側の外装部品である。ベセル１３はデコレーションパネル１２と表示パネルモジュール１４を仲介して互いに固定するとともに、例えば図示しないスピーカが取付けられる。表示パネルモジュール１４液晶パネルモジュールの場合は、後記するように液晶パネルセル、及び該液晶パネルセルに光を照射するためのバックライト装置等を有している。本実施例は、液晶パネルモジュール以外の表示パネルモジュールを使用する映像表示装置に適用可能であるが、以下では表示パネルモジュール１４が表示デバイスとして液晶パネルモジュールである場合を例にして説明する。図１に示されるように、表示パネルモジュール１４が有する液晶パネルセル１４２が映像表示装置の正面側に向けられている。
【００１１】
次に図３以降の図面を参照しながら、本実施例における表示パネルモジュール１４の構造について詳しく説明する。
図３は、本発明の一実施例における表示パネルモジュール１４の分解図である。図３では図２と同じ方向、即ち液晶画像表示装置１の背面側から表示パネルモジュール１４を描いている。
【００１２】
図３において、表示パネルモジュール１４の最も背面側には、ボトムフレーム１４８が設けられている。ボトムフレーム１４８は、例えば鉄やアルミニウムなどの金属で構成されており、表示パネルモジュール１４の外装として用いられる。また、ボトムフレーム１４８の背面側（図の手前側）には、映像表示装置を動作させるための各種回路要素が取付けられている。
【００１３】
ここで、ボトムフレーム１４８に取付けられる回路要素について図８を参照して説明する。図８は、ボトムフレーム１４８の背面側を見た図であり、その右側下方には、例えばテレビジョン信号を受信するチューナ（図示せず）、及び、その受信したテレビジョン信号を復調・復号するための処理、復号された信号の画素数を水平方向・垂直方向に増加／減少するためのスケーリング処理、フレームレート（垂直周波数）を変換するフレームレート変換処理、その他コントラスト調整、ブライトネス調整や色調整などの各種画質調整処理を行うためのプロセッサ（図示せず）等を含む信号基板９１が設けられている。また信号基板９１は復号された信号を符号化し圧縮するするエンコーダ（図示せず）も備えており、このエンコーダで符号化し圧縮された信号はＨＤＤ／リムーバブルＨＤＤ９２に供給され記録される。
【００１４】
ＨＤＤ／リムーバブルＨＤＤ９２は、例えば信号基板９１の近傍に配置され、映像表示装置に予め内蔵されたＨＤＤ及び／または映像表示装置に対し着脱可能なリムーバブルＨＤＤが挿入されるスロット（図示せず）を含んでいる。また、信号基板９１のプロセッサは、ＨＤＤ／リムーバブルＨＤＤ９２により再生された映像信号を復号化する機能も有している。
【００１５】
また信号基板９１のプロセッサは、テレビジョン信号等の映像信号の特徴を検出する機能も有しており、例えば、映像信号１フレーム分の平均輝度レベル、最大輝度レベル、最小輝度レベル、１フレーム分の映像信号における輝度範囲毎の画素出現度数を示す輝度ヒストグラム検出する。またプロセッサは、これら映像の特徴を映像信号１フレーム分だけでなく、表示画面（１フレーム）を複数に分割した表示領域毎に検出する。これら検出された映像の特徴は、上記各種画質調整された映像信号とともにエリア制御基板９３に出力される。上記分割された各表示領域は、分割されたバックライト装置の各エリアに対応している。
【００１６】
エリア制御基板９３はバックライト装置を制御するための回路である。ここでバックライト装置は、後述のように複数のエリアに分割されており、エリア毎に光の強度を制御可能に構成されている。すなわちエリア制御基板９３は、上記プロセッサにより検出された映像の特徴（特に各表示領域の最大輝度）に基づいてバックライト装置の各エリアに対応する光源（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の発光強度を個別に制御する。例えば、ある表示領域において検出された最大輝度が８ビット表現で１２７、液晶パネルセルの表現可能な最大階調が同じく８ビット表現で２５５であるとすると、当該表示領域に対応するエリアの発光強度は、ＬＥＤが出力できる最大の光強度の１／２とする。また最大輝度が６４の場合は当該エリアのＬＥＤの光強度を１／４とする。このようにして、エリア制御基板９３は、バックライト装置を制御するためのバックライト制御信号を生成してＬＥＤドライバ基板９５に出力する。
【００１７】
光源駆動基板であるＬＥＤ駆動基板９５は、例えばボトムフレーム１４８の左側に設けられており、エリア制御基板９３からのバックライト制御信号に基づいて、該バックライト制御信号が示す光強度が得られるようにＬＥＤを駆動する。
また、上記のように映像の最大輝度に応じて光強度を減少させたままでは、映像信号が本来持っている画像の明るさを表現できない。上記エリア制御基板９３では、その光強度の減少を補償するように、上記光強度の制御のための係数（１／２、１／４）の逆数を映像信号の増幅度として映像信号に乗算する。
【００１８】
このようにしてエリア制御基板９３で増幅された映像信号は、例えばボトムフレーム１４８の上端部近傍に設けられたタイミングコントローラ（Ｔ−ＣＯＮ）基板９４に供給され、液晶パネルセルの各画素に映像信号を供給するように駆動する。
電源回路９６は、ボトムフレーム１４８のほぼ中央部に配置されており、供給された商用電源を整流して電圧変換し、信号基板９１、ＨＤＤ／リムーバブルＨＤＤ９２、エリア制御基板９３、Ｔ−ＣＯＮ基板９４、ＬＥＤドライバ基板９５等の各回路要素に供給する。
【００１９】
上述のようにボトムフレーム１４８は金属で構成されているため、信号基板９１、ＬＥＤ駆動基板９５、電源基板９６等で発生した熱を放熱する作用、及び映像表示装置１の剛性を向上させる作用を有している。
ボトムフレーム１４８の内側（映像表示装置１の正面側）には、表示パネルモジュール１４のバックライト装置を構成する一要素であって、板状の保持部材であるヒートスプレッド１４７が設けられている。このヒートスプレッド１４７もボトムフレーム１４８と同様に鉄やアルミニウムなどの金属で構成されている。かかるヒートスプレッド１４７を含むバックライト装置の構成について図４及び図５を参照して説明する。
【００２０】
図４はヒートスプレッド１４７を含むバックライト装置の分解斜視図であり、ヒートスプレッド１４７と導光板アセンブリ１４７０との関係を示す図である。図４では図２とは逆の方向、即ち映像表示装置１の正面側から双方を描いている。
図に示されるように、ヒートスプレッド１４７の液晶パネルセル１４２側（図の右手前側）には、例えば３つの導光板アセンブリ１４７０が液晶パネルセル１４２の垂直方向（図の上下方向）に沿って配列されている。各導光板アセンブリ１４７０は、ヒートスプレッド１４７により取付けられ、保持されている。また各導光板アセンブリ１４７０は、２つのサブ導光板アセンブリ１４７０Ａ及び１４７０Ｂを液晶パネルセル１４２の水平方向（図の左右方向）に連結して構成されている。尚、図４では、図示の簡略化のために一番下の導光板アセンブリ１４７０のみサブ導光板アセンブリの符号を付している。
【００２１】
図４では、導光板アセンブリ１４７０が表示画面の垂直方向に３個組合される場合を示しており、各導光板アセンブリ１４７０が取付けられるヒートスプレッド１４７も、同様にして垂直方向に例えば３個の部品を組合せて構成されている。ヒートスプレッド１４７は、表示パネルモジュール１４の内部で発生した熱の放熱作用と、映像表示装置１の剛性を向上させる作用を有している。
【００２２】
図５は、本発明の一実施例における導光板アセンブリ１４７０の分解図斜視図である。各サブ導光板アセンブリ１４７０Ａ及び１４７０Ｂは、図５に示されるように、ＬＥＤ１５１が液晶パネルセル１４２側の水平方向（図の左右方向）に配列されて実装されたＬＥＤ基板１４７１と、該ＬＥＤ基板１４７１に実装されたＬＥＤ１５１からの光が入射される、例えばアクリル等の透明樹脂で構成された導光板１４７３と、導光板１４７３の底面（導光板１４７３の図で奥側の面）側に配置された反射シート１４７２とを有している。
【００２３】
ＬＥＤ基板１４７１には、水平方向にＬＥＤ１５１の列が２列実装されており、また導光板１４７３の光入射部には各ＬＥＤ１５１が挿入される穴１５２が設けられている。更に、ＬＥＤが挿入される穴よりも大きい穴１５６も設けられており、これには、ヒートスプレッド１４７に導光板１４７３を固定するために後述するピンモールドが挿入される。ここでは、各導光板アセンブリ１４７０は２つの導光板、すなわち導光板１４７３Ａと導光板１４７３Ｂを有しており、導光板１４７３Ｂの先端部（穴１５２が設けられている端部と反対側の端部）は、導光板１４７３Ａの光入射部（穴１５２が設けられている部分）の上に重ね合わされている。図５では導光板１４７３Ｂの穴１５２及び穴１５６しか示していないが、導光板１４７３Ａも同様に穴１５２及び穴１５６が設けられているものとする。また導光板１４７３Ａ及び１４７３Ｂはそれぞれ、液晶パネルセル１４２の水平方向（図の左右方向）に長い長方形状を有しており、更に、それぞれが溝１５３により６つの部分に分割されている。６分割されたそれぞれの導光板の部分が上述したバックライト装置の「エリア」に対応している。すなわち、本実施例に係るバックライト装置は、１つの導光板アセンブリ１４７０が６つのエリアを有する導光板１４７３を４枚有しているので、導光板アセンブリ１つ当たり２４個のエリアを有している。また、全体では、６つのエリアを有する導光板１４７３が液晶パネルセル１４２の水平方向に２個、垂直方向に６個配列されているので、合計７２のエリアを有している。当然、このエリア数は一例であり、これよりも多くても少なくてもよい。例えば、９６分割、１２８分割にすることも可能である。また本実施例では、各エリアに対応する光源として３つのＬＥＤ１５１を配置しているが、１つでも２つであってもよい。この各エリアに対応する１または複数のＬＥＤからの光強度をエリア毎に個別に制御することによって、バックライト装置からの光の強度を局所的に（すなわちエリア毎に）変化させることができる。尚、以下では、溝１５３により分割されたそれぞれの部分を「導光ブロック」と呼ぶ場合もある。
【００２４】
続いて、各導光板アセンブリ１４７０における１つの導光板１４７３に関連する光学的作用について図９を参照して説明する。図９は、導光板アセンブリ１４７０の一つの導光板部分の垂直方向断面図を示している。
【００２５】
図９に示されるように、導光板１４７３の穴１５２にはＬＥＤ基板１４７１に実装されたＬＥＤ１５１が挿入されており、また導光板１４７３は、ＬＥＤ１５１からの光が入射される端部からそれに対向する先端部にかけて徐々に厚さが薄くなる楔状をなしている。これによって、光入射端部から先端部にかけて出射光の輝度分布が均一になるようにされる。ＬＥＤ１５１からの光は、厚さが厚いほうの端部に入射され、導光板１４７３内で多重反射され、その上面から液晶パネルセル方向（図中矢印方向）へ光を出射する。
【００２６】
また、図９において導光板１４７１の底面から導光板外に透過した光は、導光板１４７３の底面の下部に配置された反射シート１４７２により反射されて再び導光板１４７３内に戻り、導光板１４７３の上面（光出射面）から出射される。この反射シート１４７２の作用により光の利用効率を向上させている。このような構成によって、ＬＥＤ等の点光源を面光源に変換している。
【００２７】
導光板１４７３の光入射部には段部１５４が形成されており、これに、隣接する導光板先端部分及びその導光板に対応する反射シート１４７２が載せられる。すなわち隣接する導光板は、導光板の光出射面と直交する方向において互いに重ね合わされている。尚、上記のように導光板１４７３の厚さは光入射部から先端部にかけて厚さが漸次減少する形状であるが、先端部分は隣接する導光板の段部１５４に載せ易くするために、その厚さは一定とされている。
尚、本実施例では、ＬＥＤ１５２として、電極面と平行な方向に光を出射するサイドビュー型（側面発光型）のＬＥＤを用いているが、電極面と直交する方向に光を出射するトップビュー型のＬＥＤを用いてもよい。
【００２８】
再び図３に戻り、図３に示された各要素について説明する。ヒートスプレッド１４７に取付けられる前記構成要素のなかでは、導光板が最も正面側に位置している。レフモールド１４６は導光板に対する拡散板／光学シートとの高さを規定するとともに、導光板／拡散板間で横方向に漏れた光を拡散板に戻すための機能も有している。
導光板１４７３から出射した光は拡散板１４５に入射され、面方向の輝度の一様性が高められる。次いで、例えばプリズムシートを含む光学シート１４４（例えば３枚重ねて構成される）に入射され、進行方向を正面方向に揃えられたうえで、液晶パネルセル１４２に入射される。液晶パネルセル１４２は表示する画素ごとに、映像信号に応じて光の透過量を制御する。これにより映像表示装置１には、入力された映像信号に基づく画像が表示される。
なお、図３のモールドフレーム１４３は、光学シート１４４や拡散板１４５を位置決めして固定する。メタルフレーム１４１は、液晶パネルセル１４２を位置決めして固定する。上記ボトムフレーム１４８に取付けられた回路要素は、電源基板９６、信号基板９１、ＬＥＤドライバ基板９５等の発熱が高い回路を含んでいる。このため本実施例では、以下に説明するように、これら回路要素と、ＬＥＤを有するヒートスプレッド１４７とを空間を介して分離して配置している。
【００２９】
図６は、本発明の一実施例における表示パネルモジュール１４の第１の断面図であり、図３に示した表示パネルモジュール１４を組立てた際の、左方向から見た断面図である。図６において、右側が表示パネルモジュール１４の背面側、左側が正面側である。ヒートスプレッド１４７にはＬＥＤ基板１４７１、反射シート１４７２、導光板１４７３が、例えばピンモールド１４７４により固定されている。ピンモールド１４７４の左側先端は、拡散板１４５をその背面側から支持して拡散板１４５の位置を規定している。
【００３０】
前述のように、導光板１４７３は、その光入射部及び先端部において隣接する導光板と互いに重ね合わされている。この重なり部分において、ピンモールド１４７４は２枚の導光板を互いに固定している。ＬＥＤ基板１４７１が有するＬＥＤは、他の構成要素と重なるため図示されていないが、導光板の重なり部分付近に配置されており、ＬＥＤが発生したバックライトは主に図の下側から上側に進行する。
【００３１】
本実施例では、図６で示されるように、上記のように各種回路基板が取付けられるボトムフレーム１４８とは別に、その内側、すなわち液晶パネルセル１４２側にＬＥＤが設けられるヒートスプレッド１４７を配置して二重板金構造とすることにより、その間に例えば図中に破線で楕円形の印を付したように、空気が流通可能な所定の大きさの空間を設けている。液晶表示装置の場合、光を照射するＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板１４７１と、ＬＥＤ駆動基板９５、電源基板９６及び信号基板９１とは、例えば表示する映像の輝度が高い場合に代表されるように、消費電力の大きいタイミングが共通することもあって、互いに熱干渉を起こし易い問題がある。
【００３２】
そこで本実施例では、ＬＥＤ基板１４７１と、ＬＥＤ駆動基板９５、電源基板９６及び信号基板９１とが、それぞれヒートスプレッド１４７とボトムフレーム１４８に取付けて双方を隔てて配置し、かつボトムフレーム１４８とヒートスプレッド１４７との間に所定の大きさの空間が設けられることにより、前記した二つの熱発生源間（ＬＥＤ（ＬＥＤ基板１４７１）と、ＬＥＤ駆動基板９５、電源基板９６及び信号基板９１）の熱干渉を低減する効果を得ることができる。ここで、上記ボトムフレーム１４８とヒートスプレッド１４７との間の空間の大きさ、すなわちボトムフレーム１４８とヒートスプレッド１４７との距離は、例えば０．５〜２ｃｍ程度とする。またこの空間に映像表示装置外部の空気を流通可能なようにボトムフレーム１４８に空気穴を設けることで、ＬＥＤ（ＬＥＤ基板１４７１）と、ＬＥＤ駆動基板９５、電源基板９６及び信号基板９１を良好に冷却することができる。
【００３３】
次に図７を用いて、本実施例において導光板の取付け精度を向上し、表示画像における輝度ムラを低減するための構成を説明する。
図７は、本発明の一実施例における表示パネルモジュール１４の第２の断面図である。図７は図６と同様、図３に示した表示パネルモジュール１４を組立てた際の、左方向から見た断面図であるが、図６に対して導光板ブロックの高さの約半分だけ、上下方向にシフトした位置を描いている。
【００３４】
図７において、ヒートスプレッド１４７は導光板１４７３の背面側を位置決めするための突出部１４７５（図中に破線の楕円形で囲って示す）を有することが、本実施例の一つの特徴となっている。突出部１４７５は、ヒートスプレッド１４７を作成する際に、絞り加工を行うことで形成することができる。また突出部１４７５は、図１０の断面図に示されるように、前記したピンモールド１４７４から離れた垂直方向（図の上下方向）の位置、例えば垂直方向方向で二つのピンモールドの中間、もしくはこれよりも若干上側に位置させると、特に有効に作用する。特に、突出部１４７５をピンモールド１４７４の中間よりも若干上側に位置させれば、導光板１４７３の中央部の保持と、温度変化による導光板の変形及び反りの矯正を併せて行うことができる。
【００３５】
前記したように複数の導光板アセンブリ１４７０を組合せて、表示画面の全体を構成する場合には、組合せた後の導光板の平面を均一にする必要がある。このため、各導光板１４７３を精度良く位置決めするよう突出部１４７５が作用している。
突出部１４７５による位置決めは、特に一番上部に位置する導光板に対して有効である。映像表示装置１の一番上部に位置する導光板において突出部１４７５を設けてあれば、導光板の上端の背面側を位置決めする構成要素は特に必要としない効果もある。
【００３６】
本実施例によれば、導光板の平面精度が向上し、導光板を組立てたときの位置ずれやそれによって生じる導光板間の段差や大きな間隙の発生が抑制される、よって、本実施例によれば、かかる段差や勧化煮に起因して生じる表示映像における輝度ムラを低減することが可能となる。また、突出部１４７５を絞り加工で形成することにより、ヒートスプレッド１４７自身の剛性が向上するため、映像表示装置１全体の剛性の向上にも寄与できるという効果もある。
ここまで示した実施形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば図２に示した画像表示装置の構造、図３、図６、図７に示した表示パネルモジュールの構造、図４と図５に示した導光板アセンブリの構成をはじめとして、本発明の趣旨に基づきながら異なる実施形態を考えられるが、いずれも本発明の範疇にある。
【符号の説明】
【００３７】
１：液晶画像表示装置、１４：表示パネルモジュール、１４２：液晶パネルセル、１４７：ヒートスプレッド、１４７０：導光板アセンブリ、１４７１：ＬＥＤ基板、１４７３：導光板、１４７５：突出部、１５１：ＬＥＤ、１５２：穴、１５３：溝、９１：信号基板、９２：ＨＤＤ／リムーバブルＨＤＤ、９３：エリア制御基板、９４：Ｔ−ＣＯＮ基板、９５：ＬＥＤ駆動基板、９６：電源基板。
【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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