(57)【要約】【課題】導光板のエッジにＬＥＤを配置して液晶表示パネルの背後から照明するＬＥＤバックライトユニットにおいて、表示画面を一様に照明するのではなく、任意のエリアのみ調光を行うことは困難であった。【解決手段】導光板のエッジに１組以上直交するように複数個のＬＥＤ素子を配置して、導光板内での光軸を各エッジの光源から入射する光軸が直交するように配置する。光軸が直交する光源のＬＥＤを調光またはオンオフすることで、任意の光軸の交差するエリアの輝度を調光する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッジに設けた光入射面から入射した光を均一化して放出する導光板と、前記導光板の前記光入射面に光を入射する第１、第２の光源とを備えるＬＥＤバックライトユニットにおいて、前記第１の光源は、少なくとも１組の直交する２個のエッジの一方の長手方向に沿って配置された複数個のＬＥＤ素子を有し、前記第２の光源は前記直交する２個のエッジの他方の長手方向に沿ってかつ前記導光板内での光軸が前記第１の光源から入射する光の光軸と直交するように配置された複数のＬＥＤ素子を有し、光軸の直交する光源のＬＥＤを調光することで、光軸の交差するエリアの輝度を調光することを特徴とする、ＬＥＤバックライトユニット。
【請求項２】
ＬＥＤの調光は、映像信号に基づいて光軸の直交する光源の其々のＬＥＤを点灯／消灯させることで、光軸が交差するエリアの輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤバックライトユニット。
【請求項３】
ＬＥＤの調光は、映像信号に基づいて光軸の直交する光源の其々のＬＥＤに流れる電流を増減することで、光軸が交差するエリアの輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤバックライトユニット。
【請求項４】
映像信号に基づいて、液晶裏面に内設された導光板の上下左右に配されたＬＥＤのうちの、それぞれの一部を輝度調整することで、光が交差するエリアの画面輝度を調整することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバックライトユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤバックライトユニットを透過型液晶パネルの背面に設けた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、液晶表示パネル等を背後から照明するＬＥＤバックライトユニットおよびこれを用いた液晶表示装置に関し、特には導光板使用のＬＥＤバックライトユニットの調光に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは自身では発光しないため、より明るい表示を得るために、周囲光とは別に液晶表示パネルの背面からパネルを照明することが行われている。この照明に用いられるのがバックライトユニットであって、第１の方法には、光を一様に拡散する性質を有する導光板の上下、あるいは左右のエッジから、例えばＬＥＤや蛍光灯等の光をこの導光板に導入する構成を有している。導光板の前面には液晶表示パネルを配置し、背面には反射板を配置して、液晶表示パネルが一様に照明されるようにする。
第２の方法では、導光板を使用せず、液晶表示パネルの裏側に多数のＬＥＤをマトリクス状、或いは多数の蛍光灯を配置して液晶表示パネルが一様に照明されるよう配置した直下型がある。
【０００３】
第２の方法は液晶表示パネル背面直下に光源があるため液晶表示パネルの任意の一部のエリアの調光が容易にできるため輝度のダイナミックレンジは広いが、輝度ムラが出やすく、輝度ムラを抑えようとすると、光源の数を多くするか、液晶パネルからの距離を大きくする必要があり、ＬＥＤの数が増えることによるコストアップや表示装置全体として厚くなるといった問題があり、高級な大型のテレビ等に用途が限定される。
第１の方法の導光板を使用するＬＥＤバックライトは、ＬＥＤの数が少なく低コストであるが、液晶表示パネルの任意の１部のエリアの調光が出来なかった。
【０００４】
図９および１０は、液晶表示装置に使用される導光板使用の従来のＬＥＤバックライトユニットの概略構造を示す図であり、特に図９はその正面図、図１０は側面図である。これらの図において、２は導光板、８はＬＥＤ素子である。このＬＥＤ素子８は、例えばフレキシブルプリント基板７'  にマウントされ、導光板２の上下のエッジ部分に固定される。
【０００５】
このような構造のＬＥＤバックライトユニットでは、点光源であるそれぞれのＬＥＤ素子８は、等間隔にかつ導光板２を挟んで上下に対向するように配置されている。図１の点線の矢印は、各ＬＥＤ８から導光板２に入射する光の光軸を示している。導光板内に入射した光は、パネル面全体に渡って均一に拡散され、面状の光源を構成する。このようなＬＥＤバックライトユニットを、透過型の液晶表示パネルの背面に配置することによって、バックライト型の液晶表示装置が構成される。
【特許文献１】特開２００４−７９４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記図９および１０に示す導光板を使用した従来のＬＥＤバックライトユニットでは、液晶表示パネル全体の調光は可能であるが、液晶表示パネルの任意の一部エリアの調光のためにＬＥＤの一部を調光すると、調光したＬＥＤの光軸全体が調光され、液晶表示パネルに帯状の調光部分ができるため、液晶表示パネルの任意の一部のエリアの調光が出来なかった。この結果、映像信号等の外部信号により液晶表示パネルの任意の一部にエリアでの輝度調整が出来ず、これを液晶表示装置に使用した場合、輝度のダイナミックレンジが狭く、その表示品位を落とすこととなった。
【０００７】
本発明は、ＬＥＤ素子を用いた導光板使用の従来のバックライトユニットの上記のような欠点を解決する目的で成されたものであり、ＬＥＤバックライトユニットの任意の一部のエリアの輝度を映像信号等外部信号により調整することが可能なＬＥＤバックライトユニットを得ることを目的として成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のＬＥＤバックライトユニットは、エッジに設けた光入射面から入射した光を均一化して放出する導光板と、前記導光板の前記光入射面に光を入射する第１、第２の光源とを備え、前記第１の光源は、少なくとも１組の直交する２個のエッジの一方の長手方向に沿って配置された複数個のＬＥＤ素子を有し、前記第２の光源は前記直交する２個のエッジの他方の長手方向に沿ってかつ前記導光板内での光軸が前記第１の光源から入射する光の光軸と直交するように複数のＬＥＤ素子を配置する構成としている。
【０００９】
ＬＥＤの調光は、映像信号に基づいて光軸の直交する光源の其々のＬＥＤを点灯／消灯させることで、光軸が交差するエリアの輝度を調整することにより、ＬＥＤバックライトユニットの任意の一部分のエリアの輝度を調整できる。
【００１０】
ＬＥＤの調光は、映像信号に基づいて光軸の直交する光源の其々のＬＥＤに流れる電流を増減することで、光軸が交差するエリアの輝度を調整することにより、ＬＥＤバックライトユニットの任意の一部分のエリアの輝度を調整できる。
従って、このようなＬＥＤバックライトユニットを設けた液晶表示装置では、輝度のダイナミックレンジが広がり、表示品質の高い表示を行う事ができる。
【００１１】
また、導光板の上下左右に配されたＬＥＤのうちの、それぞれの一部を点灯／消灯或いは電流制御する構成のＬＥＤバックライトユニットにおいては、上下左右から光源が入力されるため輝度が高くなり、映像信号に基づいて、液晶裏面に内設された光が交差するエリアの画面輝度を調光することでより広い輝度調整が出来るため、このようなＬＥＤバックライトユニットを設けた液晶表示装置では、より人間の視覚に適合した品質の高い表示を行う事ができる。更に、上下、或いは、左右のＬＥＤの取り付け間隔の半分だけずらせて配置したときは、全点灯時の輝度ムラを少なくし、更にＬＥＤバックライトユニットのより細かい任意の一部分のエリアの輝度をより細かく調整できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＬＥＤバックライトユニットでは、直交する導光板のエッジに設けた光入射面から入射した光を均一化して放出する導光板と、前記導光板の前記光入射面に光を入射する第１、第２の光源とを備え、前記第１の光源は、少なくとも１組の直交する２個のエッジの一方の長手方向に沿って配置された複数個のＬＥＤ素子を有し、前記第２の光源は前記直交する２個のエッジの他方の長手方向に沿ってかつ前記導光板内での光軸が前記第１の光源から入射する光の光軸と直交するように複数のＬＥＤ素子を配置する構成としている。
ユニットの直交する２個のエッジに設けたＬＥＤ素子を調光することにより、ＬＥＤ素子からの光軸が導光板内で交差するエリアの輝度を調光することができる。従って、このようなＬＥＤバックライトユニットを設けた液晶表示装置では、輝度のダイナミックレンジが広くなるため、より品質の高い表示を行う事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明をその実施形態を示して説明する。なお、以下の図において図９、１０と同一の参照符号は同一または類似の構成要素を示し、従ってその重複した説明は行わない。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶表示装置の構造を示す構造図、図２は本発明の動作説明用の図で、全ＬＥＤ点灯時の光の分布を示す図、図３は図２のＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶表示装置の液晶画面を示す説明図である。本実施形態では、図示するように、導光板の左のエッジと、下のエッジにプリント基板等で構成される基板６、基板７上に等間隔にＬＥＤチップ８を搭載し、其々のＬＥＤの光軸が互いに直交するよう配置している。
全ＬＥＤが均等に発光しているため液晶画面上のどの部分にも調光部分がない。
図４は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶表示装置の調光時の光の分布を示す図であって、調光しているＬＥＤの光軸を破線で表している。図５は図４のＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶表示装置の液晶画面を示す説明図である。
【００１５】
図４、図５に示す様に、本実施形態では、導光板の左のエッジと、下のエッジの其々調光されている光軸の交差するエリアが調光部分であり、図５の液晶画面では、網で表現してある部分が調光される。
導光板の左エッジ又は下のエッジに配置されているＬＥＤのうちのどちらかのＬＥＤが調光されている場合は、液晶画面の輝度は左エッジ又は下のエッジの明るい側の輝度で決定されるため、調光しているＬＥＤによる帯状の調光部分は発生せず、左エッジと下のエッジの調光しているＬＥＤの光軸が交差している部分のみ調光される。
【００１６】
図６、図７、図８は、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの構造図である。第２の実施形態では、導光板の四つのエッジに其々プリント基板等で構成される基板６、７上に、等間隔にＬＥＤチップを搭載し、導光板の上下のエッジのＬＥＤと左右のエッジのＬＥＤとは光軸が互いに直交するよう配置される。
【００１７】
図６、図７、図８による第２の実施形態では、第１の実施形態が導光板の左エッジと下エッジから光を照射していたのに対し、上下左右から光を照射するため、倍の輝度になり、導光板の欠点であった輝度不足を、昨今のＬＥＤの輝度の上昇と合わせ大幅に改善ができる。調光は、互いに対向するＬＥＤを同時に調光する。これにより第１と第２の光源の調光しているＬＥＤの光軸が交差する部分の輝度を調整できる。
【００１８】
更に、第２の実施形態の左右の光源のＬＥＤの配置をＬＥＤの間隔の１／２ピッチオフセットし、同様に、上下の光源のＬＥＤの配置をＬＥＤの間隔の１／２ピッチオフセットすることにより輝度むらを低減することができると共に、調光エリアの分割が多くなるため、調光していない周辺との輝度が滑らかに変化するようになる。
【００１９】
これら第１の実施形態、第２の実施形態共に、構成しようとする表示パネルの構造に応じて適宜選択されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの構成図。
【図２】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの動作説明図。
【図３】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶画面。
【図４】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの動作説明図。       （部分調光時）
【図５】本発明の一実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶画面。       （部分調光時）
【図６】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの構成図。
【図７】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットの動作説明図。       （部分調光時）
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤバックライトユニットを使用した液晶画面。       （部分調光時）
【図９】従来のＬＥＤバックライトユニットの概略構成を示す正面図。
【図１０】図９のＬＥＤバックライトユニットの側面図。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・筐体
２・・・導光板
３・・・拡散フィルム
４・・・光学フィルム
５・・・液晶
６、６’、７、７’・・・プリント基板
８・・・ＬＥＤ素子
５１・・・輝度の低い部分
【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】
2009224030.tif 000009
【図８】
2009224030.tif 000010
【図９】
2009224030.tif 000011
【図１０】
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