JP4560650B2 - Backlight unit - Google Patents
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Description
本発明は、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込まれるバックライトユニットに関する。 The present invention relates to a backlight unit incorporated in a field sequential type color liquid crystal display device.
カラー液晶ディスプレィは、従来からあるブラウン管などを用いたディスプレィよりも消費電力を著しく少なくすることができる上、ディスプレィ全体を薄くして軽量化させることが可能である。このため、特に表示面積を大きく必要とするディスプレィなどにおいて用途が拡がっているが、液晶ディスプレィにおいては、その表示輝度を高めるためにバックライトを使用し、液晶表示パネルの背面から照明光を透過させる必要がある。 A color liquid crystal display can consume much less power than a conventional display using a cathode ray tube or the like, and can make the entire display thinner and lighter. For this reason, the application has been expanded especially for displays that require a large display area. However, in a liquid crystal display, a backlight is used to increase the display brightness, and illumination light is transmitted from the back of the liquid crystal display panel. There is a need.
このようなバックライトの一例として、液晶表示パネルの背後に液状の冷却媒体中に光拡散用粒子を分散させた光拡散部材を介して有機EL素子を配置したフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が特許文献1に開示されている。有機EL素子を用いることにより、ディスプレィを著しく薄くすることが可能となる。 As an example of such a backlight, a field sequential type liquid crystal display device in which an organic EL element is arranged through a light diffusion member in which light diffusion particles are dispersed in a liquid cooling medium behind a liquid crystal display panel is patented. It is disclosed in Document 1. By using the organic EL element, the display can be remarkably thinned.
また、液晶表示パネルの背後に拡散板を介して多数のLEDを所定間隔で配置したバックライトユニットが特許文献2に開示されている。さらに、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に組み込まれるバックライト光源として、回転体の外周面にそれぞれ赤色光,緑色光,青色光を発光する線状光源を等間隔に組み込み、これを液晶表示パネルの直下に配された導光板の側方に配したり、あるいは導光板を用いずに液晶表示パネルの直下に配したものが特許文献3に開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a backlight unit in which a large number of LEDs are arranged behind a liquid crystal display panel via a diffusion plate at a predetermined interval. Furthermore, as a backlight light source incorporated in the field sequential type liquid crystal display device, linear light sources emitting red light, green light and blue light are respectively incorporated at equal intervals on the outer peripheral surface of the rotating body, and this is incorporated into the liquid crystal display panel. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a liquid crystal display panel that is disposed on the side of a light guide plate disposed directly below or disposed directly below a liquid crystal display panel without using a light guide plate.
液晶ディスプレィは、ブラウン管などと比較すると、液晶の応答速度が遅いため、特に動画などを表示する場合にフィールドシーケンシャル方式で液晶を駆動させ、応答速度に関する欠点を克服することが必要となる。 Since the liquid crystal display has a slower response speed of the liquid crystal compared to a cathode ray tube or the like, it is necessary to drive the liquid crystal by a field sequential method, particularly when displaying a moving image or the like, and to overcome the drawbacks related to the response speed.
特許文献1に開示された液晶表示装置は、バックライト光源として発熱の大きな有機EL素子を用いているため、光拡散部材の冷却媒体を循環させるなどして冷却させなければならず、取り扱いが面倒な液体を使用していることと相俟ってそのためのコストが嵩む欠点を有する。また、現在の技術では高輝度のバックライト光源として利用することが実質的に困難であり、ほとんど実用化されていない。 Since the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1 uses an organic EL element that generates a large amount of heat as a backlight light source, it must be cooled by circulating the cooling medium of the light diffusing member, which is cumbersome to handle. In combination with the use of a liquid, there is a disadvantage that the cost for that is increased. Moreover, it is practically difficult to use it as a high-luminance backlight light source with the current technology, and it has hardly been put into practical use.
特許文献2に開示されたバックライトユニットは、液晶表示パネルとほぼ等しい領域に亙って多数のLEDを点在させなければならず、LEDが実装される基板を液晶表示パネルとほぼ等しい面積に亙って配列させる必要がある。しかも、液晶表示パネルの裏面とLEDとの距離をある程度拡げないと、液晶表示面における光の輝度分布の均一化が困難となるため、ディスプレィを余り薄くすることができない。 The backlight unit disclosed in Patent Document 2 must be dotted with a large number of LEDs over a region substantially equal to the liquid crystal display panel, and the substrate on which the LEDs are mounted has an area substantially equal to that of the liquid crystal display panel. It is necessary to arrange them in a row. In addition, if the distance between the back surface of the liquid crystal display panel and the LED is not increased to some extent, it is difficult to make the luminance distribution of light on the liquid crystal display surface uniform, so that the display cannot be made too thin.
特許文献3に開示されたバックライトは、回転体を回転駆動するための動力が必要であり、線状光源として蛍光管を使用していることから、LEDなどと比較すると消費電力が嵩む欠点を有する。また、回転体に取り付けられた3本の線状光源からの光が混色しないように回転体の径を大きくし、隣接する2本の線状光源の円周方向の間隔を拡げる必要があり、特許文献2の場合と同様にディスプレィをそれほど薄くすることができない。 The backlight disclosed in Patent Document 3 requires power for rotationally driving the rotating body, and uses a fluorescent tube as a linear light source. Have. In addition, it is necessary to increase the diameter of the rotating body so that light from the three linear light sources attached to the rotating body does not mix, and to increase the circumferential interval between the two adjacent linear light sources, As in the case of Patent Document 2, the display cannot be made so thin.
ところで、アナログテレビジョンの画像を液晶表示する場合、1フレーム分の画像を3原色分解し、例えば最初にこの1フレーム分の赤色画像を走査表示させ、次いで同じ1フレーム分の緑色画像を走査表示させ、最後に青色画像を走査表示させる必要がある。この場合、フィールドシーケンシャル方式にて特定の色の走査表示中に次の色の走査表示を行うと、同一の画面中に複数色の光が同時に照射されることとなり、先行する画像とこれに続く画像との間で混色が生じ、表示される画像の鮮明度が低下してしまう不具合を生ずる。このため、アナログテレビジョンなどの画像を液晶表示する場合、1フレームの画像における特定の色の表示が終了するまで、次の色の画像を表示させることは実質的に困難であり、高速の動画を鮮明に表示させることができなかった。 By the way, when an analog television image is displayed on a liquid crystal, the image for one frame is separated into three primary colors, for example, the red image for one frame is first scanned and displayed, and then the green image for the same frame is scanned and displayed. Finally, it is necessary to scan and display a blue image. In this case, when the next color scan display is performed during the scan display of a specific color by the field sequential method, a plurality of colors of light are simultaneously irradiated on the same screen, and the preceding image and the subsequent image are followed. There is a problem that color mixing occurs between the images and the sharpness of the displayed image is lowered. For this reason, when an image of an analog television or the like is displayed on a liquid crystal, it is substantially difficult to display an image of the next color until the display of a specific color in one frame image is completed, and a high-speed moving image is displayed. Could not be displayed clearly.
本発明は、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込まれるバックライトユニット(10)であって、第1の方向に相隔てて対向し、かつ対向面がそれぞれ光反射面となった一対の仕切り壁(11b)およびこれら一対の仕切り壁(11b)の間に形成され、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って細長い矩形の開口部(13)を有するハウジング(11)と、このハウジング(11)の前記第2の方向に沿った少なくとも一端部に取り付けられ、当該ハウジング(11)の前記第2の方向に沿った他端部に向けて赤色光,緑色光,青色光をそれぞれ出射する少なくとも3つの光源(15)と、前記ハウジング(11)に取り付けられて前記光源(15)から出射する光を前記ハウジング(11)の開口部(13)に向けて反射させる反射面を有するリフレクタ(16,17)と、複数の前記ハウジング(11)を前記第1の方向に沿って整列状態で保持するフレーム(12)とを具え、前記リフレクタ(16,17)は、前記光源(15)を挟む第1のリフレクタ(16)と、この第1のリフレクタ(16)からの反射光が導かれ、前記ハウジング(11)の一対の仕切り壁(11b)の間に位置して前記ハウジング(11)の開口部(13)と対向する第2のリフレクタ(17)とを有し、前記第2のリフレクタ(17)と前記ハウジング(11)の開口部(13)との間隔を調整し得る調整手段(20,23)をさらに具えたことを特徴とするものである。 The present invention is a backlight unit (10) incorporated in a field-sequential color liquid crystal display device, which is opposed to each other in the first direction with a pair of partitions each having a light reflecting surface. A housing (11) formed between the wall (11b) and the pair of partition walls (11b ) and having an elongated rectangular opening (13) along a second direction intersecting the first direction; The housing (11) is attached to at least one end portion along the second direction, and emits red light, green light, and blue light toward the other end portion along the second direction of the housing (11). at least three light sources respectively emitting (15), a reflecting surface for reflecting the opening (13) of said light emitted from said light source (15) mounted on said housing (11) housing (11) Have And Furekuta (16, 17), comprising a frame (12) for holding in alignment along a plurality of said housing (11) in said first direction, said reflector (16,17), said light source (15 ) And the reflected light from the first reflector (16) is guided and positioned between the pair of partition walls (11b) of the housing (11). 11) and the second reflector (17) facing the opening (13), and the distance between the second reflector (17) and the opening (13) of the housing (11) can be adjusted. It is characterized by further comprising adjusting means (20, 23) .
本発明においては、個々のハウジングの光源から第2の方向に沿って出射する光は、直接的またはリフレクタを介して間接的にハウジングの開口部から液晶表示パネルへと入射し、液晶表示パネルの透過照明光となる。これらハウジングは第1の方向に沿って配列しており、この第1の方向の一端側に位置するハウジングから他端側に位置するハウジングへとフィードシーケンシャル方式にて赤色画像,青色画像,緑色画像に応じて順に3つの光を点灯させる。任意の1つのハウジングに着目した場合、液晶シャッタの応答速度に合わせて3つの光を順番に点灯することにより、実質的に高速動画表示がなされることとなる。この場合、個々のハウジングが隣接するハウジングに対して仕切られているため、一方のハウジングの照明光と他方のハウジングの照明光とが異なっていたとしても、これらの間での画像の混色が生じない。 In the present invention, light emitted from the light sources of the individual housings along the second direction is incident on the liquid crystal display panel directly or indirectly through the reflector from the opening of the housing. It becomes transmitted illumination light. These housings are arranged along a first direction, and a red image, a blue image, and a green image are fed in a feed sequential manner from a housing located on one end side in the first direction to a housing located on the other end side. The three lights are turned on in order according to the. When attention is paid to any one housing, high-speed moving image display is substantially achieved by sequentially lighting three lights according to the response speed of the liquid crystal shutter. In this case, since each housing is partitioned with respect to the adjacent housing, even if the illumination light of one housing is different from the illumination light of the other housing, color mixing of images occurs between them. Absent.
本発明のバックライトユニットにおいて、個々のハウジングの開口部を一括して覆い、これら開口部からの光の出射状態を所望の特性に調整するための光偏向調整板をさらに具えることができる。この場合、ハウジングの一対の仕切り壁の先端面と、光偏向調整板との間に隙間を形成することができる。 The backlight unit of the present invention may further include a light deflection adjusting plate for collectively covering the openings of the individual housings and adjusting the light emission state from these openings to a desired characteristic. In this case, a gap can be formed between the tip surfaces of the pair of partition walls of the housing and the light deflection adjusting plate.
第2のリフレクタは、光源から離れるに連れてハウジングの開口部との間隔が狭まるように、第2の方向に沿って傾斜しているものであって良い。あるいは、第2のリフレクタは、その表面に突設されて光源からの光をハウジングの開口部側に反射させる傾斜面をそれぞれ持った多数の光偏向部を有するものであって良い。 Second reflector, as narrows the distance between the opening of the housing with distance from the light source may be one that is inclined in the second direction. Alternatively, the second reflector is not good be one having a plurality of light deflecting portion of the inclined surface for reflecting on the opening side of the housing the light having each from a light source is projected on the surface.
光源は、フィールドシーケンシャル方式にて個々のハウジング毎に順に点灯するものであって良い。 The light source may be turned on sequentially for each individual housing in a field sequential manner.
本発明のバックライトユニットによると、第1の方向に相隔てて対向し、かつ対向面がそれぞれ光反射面となった一対の仕切り壁およびこれら一対の仕切り壁の間に形成され、第1の方向と交差する第2の方向に沿って細長い矩形の開口部を有するハウジングと、このハウジングの第2の方向に沿った少なくとも一端部に取り付けられ、当該ハウジングの第2の方向に沿った他端部に向けて赤色光,緑色光,青色光をそれぞれ出射する少なくとも3つの光源と、ハウジングに取り付けられて光源から出射する光をハウジングの開口部に向けて反射させる反射面を有するリフレクタと、複数のハウジングを第1の方向に沿って整列状態で保持するフレームとを具えているので、ディスプレィを比較的薄く設計することができる上、従来のものよりも少ない数の光源にて比較的輝度の高い照明光を得ることができる。また、これらのハウジング毎にフィールドシーケンシャル方式にて光源を順に点灯した場合、個々のハウジングが隣接するハウジングに対して仕切られているため、一方のハウジングの照明光と他方のハウジングの照明光とが異なっていたとしても、これらの間での画像の混色を回避することができ、ブラウン管などを用いた高い表示速度を持つディスプレィに匹敵した高速動画表示を高い鮮明度にて実現することができる。さらに、リフレクタが、光源を挟む第1のリフレクタと、この第1のリフレクタからの反射光を導き、ハウジングの一対の仕切り壁の間に位置してハウジングの開口部と対向する第2のリフレクタとを有するので、第1のリフレクタによって光を第2の方向により強く指向させることができ、光源から遠い位置にある開口部から出射する光量を増大させることができる。しかも、第2のリフレクタとハウジングの開口部との間隔を調整し得る調整手段を有するので、開口部から出射する光の輝度分布や指向性をさらに微妙に調整することが可能である。 According to the backlight unit of the present invention, a pair of partition walls facing each other in the first direction and having opposing surfaces as light reflecting surfaces are formed between the pair of partition walls. A housing having an elongated rectangular opening along a second direction intersecting the direction, and at least one end portion along the second direction of the housing, and the other end along the second direction of the housing At least three light sources that respectively emit red light, green light, and blue light toward the part; a reflector that is attached to the housing and has a reflecting surface that reflects the light emitted from the light source toward the opening of the housing; Since the display frame is provided with a frame that holds the housing in alignment in the first direction, the display can be designed to be relatively thin. It can be obtained relatively high intensity illumination light at even a small number of light sources. In addition, when the light sources are sequentially turned on for each of these housings in a field sequential manner, each housing is partitioned with respect to the adjacent housing, so that the illumination light of one housing and the illumination light of the other housing are Even if they are different, it is possible to avoid color mixing of images between them, and to realize high-speed moving image display comparable to a display with a high display speed using a cathode ray tube or the like with high definition. Further, the reflector includes a first reflector that sandwiches the light source, and a second reflector that guides reflected light from the first reflector and is positioned between the pair of partition walls of the housing and faces the opening of the housing. Thus, the first reflector can direct the light more strongly in the second direction, and the amount of light emitted from the opening located far from the light source can be increased. In addition, since the adjustment means that can adjust the distance between the second reflector and the opening of the housing is provided, it is possible to further finely adjust the luminance distribution and directivity of the light emitted from the opening.
個々のハウジングの開口部を一括して覆い、これら開口部からの光の出射状態を所望の特性に調整するための光偏向調整板をさらに具えた場合、輝度分布や指向性を最適に調整することができる。特に、ハウジングの一対の仕切り壁の先端面と、光偏向調整板との間に隙間を形成した場合、隣り合うハウジングの仕切り壁からの反射によって発生する輝線を抑制することができ、輝度分布をより均一化させることが可能である。 When the light deflection adjusting plate for covering the openings of individual housings at once and adjusting the light emission state from these openings to desired characteristics is further provided, the luminance distribution and directivity are optimally adjusted. be able to. In particular, when a gap is formed between the front end surfaces of the pair of partition walls of the housing and the light deflection adjusting plate, bright lines generated by reflection from the partition walls of adjacent housings can be suppressed, and the luminance distribution can be reduced. It is possible to make it more uniform.
第2のリフレクタが、光源から離れるに連れてハウジングの開口部との間隔が狭まるように、第2の方向に沿って傾斜している場合、第1のリフレクタによる効果と相俟って開口部からの光の輝度分布をより均一化させることができる。第2のリフレクタが、その表面に突設されて光源からの光をハウジングの開口部側に反射させる傾斜面をそれぞれ持った多数の光偏向部を有する場合も同様な効果を得ることができる。 Second reflector, so narrowed gap between the opening of the housing with distance light source or, et al., If you are inclined along the second direction, effect coupled with the first reflector The luminance distribution of light from the opening can be made more uniform. Second reflector, it is possible to obtain a similar effect even if they have a large number of optical deflecting unit light having each an inclined surface for reflecting on the opening side of the housing from the light source is projected on the surface .
光源がフィールドシーケンシャル方式にて個々のハウジング毎に順に点灯する場合、個々のハウジングが隣接するハウジングに対して仕切られているため、一方のハウジングの照明光と他方のハウジングの照明光とが異なっていたとしても、これらの間での画像の混色を回避することができ、ブラウン管などを用いた高い表示速度を持つディスプレィに匹敵した高速動画表示を高い鮮明度にて実現することができる。 When the light source is turned on sequentially for each housing in a field sequential manner, the illumination light of one housing and the illumination light of the other housing are different because each housing is partitioned with respect to the adjacent housing. Even so, it is possible to avoid color mixing of the images between them, and to realize high-speed moving image display comparable to a display having a high display speed using a cathode ray tube or the like with high definition.
本発明によるバックライトユニットの実施形態について、図1〜図7を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。 Embodiments of a backlight unit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. 7, but the present invention is not limited to such embodiments, and the scope of the present invention described in the claims is described below. Any change or modification encompassed by the concept is possible, and of course can be applied to any other technique belonging to the spirit of the present invention.
本実施形態におけるバックライトユニットの外観を分解状態で図1に示し、その平面形状を一部破断状態で図2に示し、図2中のIII−III矢視断面形状を図3に示し、その左半分を拡大して図4に示し、図3中のV−V矢視断面形状を図5に示す。すなわち、本実施形態におけるバックライトユニット10は、複数(本実施形態では10個)のハウジング11と、これらハウジング11を第1の方向に沿って整列状態で保持するフレーム12と、個々のハウジング11の開口部13を一括して覆い、これら開口部13からの光の出射状態を所望の特性に調整するための光偏向調整板14とを具えている。
The appearance of the backlight unit in this embodiment is shown in FIG. 1 in an exploded state, its planar shape is shown in FIG. 2 in a partially broken state, and the cross-sectional shape taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the left half, and FIG. 5 shows a cross-sectional shape taken along line VV in FIG. That is, the
個々のハウジング11は、第1の方向と交差する第2の方向に沿って細長い矩形の底板部11aと、この底板部11aを挟んで第1の方向に相隔てて対向し、かつ対向面がそれぞれ光反射面となった一対の仕切り壁11bと、底板部11aを挟んで第1の方向と交差する第2の方向に相隔てて対向する一対の側壁11cとを有する。これらハウジング11の開口部13は、上述した一対の仕切り壁11bおよび側壁11cに囲まれた状態となって底板部11aの反対側に形成されている。底板部11aおよび一対の側壁11cは、板金のプレス成形により一体的に形成することができるが、一対の仕切り壁11bは、可能な限り肉厚の薄い材料、例えばアルミニウム箔や紙などで形成することが好ましい。このような観点から、隣接するハウジング11の仕切り壁11bの一方を省略することも有効である。ハウジング11の数は、1フレームの画像の大きさと、使用する液晶表示パネルの応答速度とに応じた時分割数に基づいて設定することが必要である。
Each of the
各ハウジング11の一対の側壁11cには、対向する側壁11c側に向けて赤色光,緑色光,青色光をそれぞれ出射する少なくとも3個1組(図示例では6個2組)のLED15が第1の方向に沿って等間隔に固定されている。これらLED15の光量に対して第2の方向に沿ったハウジング11の長さが比較的短かい場合には、一方の側壁11c側にのみLED15を設けることも可能であるが、出射光量や輝度を高めるためには、本実施形態のように両方の側壁11cにLED15を配置することが有効である。赤色光,緑色光,青色光をそれぞれ出射する少なくとも3個一対のLED15に加え、さらに白色光を出射する白色LEDを追加することも出射光量を増大するためには有効である。また、各色のLED15の出射光量が均一でない場合、特に市販の緑色LEDは赤色LEDや青色LEDと比較すると、輝度および光量が劣るものが一般的であるため、各色のLED15の数を同じではなく、例えば緑色LEDを1つおきに配置する、つまり赤色LEDと青色LEDとの間に必ず緑色LEDが位置するように、緑色LEDの数を赤色LEDおよび青色LEDの数よりも多く設定することが好ましい。
The pair of
板材をU字状に折り曲げてなる第1リフレクタ16がこれらLED15を底板部11a側と開口部13側とで挟むように一対の側壁11cに取り付けられ、内側に形成された反射面によって個々のLED15から出射した光を対向する側壁11c側に導くようになっている。さらに、底板部11aの上には、第1リフレクタ16からの反射光が導かれ、LED15から離れるに連れてハウジング11の開口部13との間隔が狭まるように、中央部ほど底板部11aから浮き上がった第2リフレクタ17が設けられている。このように、LED15を挟む第1リフレクタ16と、開口部13と対向する反射面を持った第2リフレクタ17とをハウジング11の一対の仕切り壁11bの間にそれぞれ位置させ、仕切り壁11bの内面に形成された反射面とでLED15から出射した光をハウジング11の開口部13に向けて反射させるようになっている。
A
本実施形態における第1リフレクタ16は、ハウジング11の開口部13側に位置し、第2の方向に沿ってLED15から離れるに連れてハウジング11の開口部13との間隔が狭まるように傾斜した開口部側反射面16aと、第2リフレクタ17側に位置し、第2の方向に沿ってLED15から離れるに連れてハウジング11の開口部13との間隔が拡がるように傾斜した第2リフレクタ側反射面16bとを有する。第2の方向に沿った長さが第2リフレクタ側反射面16bよりも短い(好ましくは半分以下)開口部側反射面16aは、主としてLED15からの直接光を第2リフレクタ側反射面16b側に反射する機能を有し、先端が第2リフレクタ17の末端部に近接状態で重なり合う第2リフレクタ側反射面16bは、主としてLED15からの直接光および開口部側反射面16aからの反射光を第2リフレクタ17側に向けて反射する機能を有する。この第1リフレクタ16の存在により、LED15からの直接光が光偏向調整板14を介してハウジング11の開口部13に入り込むのを阻止することができ、LED15に近接する開口部13の近傍における輝度むらを解消してより均一な配光特性にすることができる。
The
なお、開口部側反射面16aや第2リフレクタ側反射面16bの形状は本実施形態に限定されるわけではなく、使用したLED15における光の出射特性などに応じて適宜変更し得るものであることは言うまでもない。
In addition, the shape of the opening
本実施形態では、光偏向調整板14に到達する光が可能な限りこの光偏向調整板14の全域に亙って均一に分布するように、第2リフレクタ17の反射面に多数の光偏向部18をランダムに突設しており、個々の光偏向部18は、LED15からの光を開口部13側に反射させる傾斜面をそれぞれ有する。これら光偏向部18は、LED15からの距離が遠くなる第2リフレクタ17の反射面側ほど、つまり中央部側ほど密度分布が高くなるように設定されており、その形状は、例えば特開2003−35824号公報などに記載されたものを採用することが可能である。また、これらの光偏向部18を上述した第1リフレクタ16の開口部側反射面16aや第2リフレクタ側反射面16bに形成することも可能である。
In the present embodiment, a large number of light deflecting units are formed on the reflecting surface of the
板材を成形してなるこの第2リフレクタ17の中央部には、底板部11aに接合された一対のナット19を貫通するようにハウジング11外からこれらにそれぞれねじ込まれる一対の押しねじ20の先端部が押し当たっている。これら押しねじ20のねじ込み量を変更することにより、底板部11aから第2リフレクタ17の中央部の突出量を変えてLED15の光軸に対する第2リフレクタ17を傾斜角度を微妙に調整することができるようになっている。第2リフレクタ17の末端部は、これが底板部11aから浮き上がらないように、底板部11aにねじ込まれる固定ねじ21によって保持されている。本実施形態では、押しねじ20のねじ込み操作に応じて第2リフレクタ17の末端部が底板部11aの表面に沿って摺動できるように、第2リフレクタ17の末端に形成された固定ねじ21が貫通する部分は、第1の方向に沿った長孔(切欠)22となっている。
At the center portion of the
さらに、中央部と末端部との間の第1リフレクタ16の曲率を変更して光源12から開口部11bへ至る光の反射方向をより微妙に調整し得るように、上述した押しねじ20に対する引きねじ23も同様に、底板部11aに接合されたナット24に対してハウジング11外からねじ込まれており、この引きねじ23の先端部は、第1リフレクタ16の裏面に形成された係止部25に対して回転可能に連結されているが、引きねじ23の先端部と第1リフレクタ16との連結構造は、球面対偶を実現できるようなものであればよい。
Furthermore, the pulling with respect to the above-described
本実施形態では押しねじ20を各ハウジング11毎に一対ずつ設けると共に引きねじ23を1つずつ設けているが、本発明の調整手段としての押しねじ20や引きねじ23の数は、本実施形態に限定される訳ではなく、個々のハウジング11の第1の方向に沿った幅寸法に応じて適宜変更し得るものである。
In the present embodiment, a pair of push screws 20 is provided for each
上述したLED15は、冷陰極管などと比較すると消費電力や発熱が少なく、寿命が半永久的であるという利点があるものの、ハウジング11内に半密閉状態となるLED15の放熱を行うことは、その安定動作を保証するために欠かせないものである。そこで、多数のハウジング11を保持する本実施形態におけるフレーム12は、個々のハウジング11のLED15の点灯に伴う発熱を放熱するための放熱フィン26aが形成された一対の山形断面の放熱板26と、これら一対の放熱板26を複数本のねじ27を介して連結する一対の側板28と、一対の放熱板26にそれぞれ取り付けられて各ハウジング11の第1リフレクタ16の上方に位置する一対のカバー板29とを具えている。本実施形態ではハウジング11の底板部11aの両端側が一対の放熱板26に載置され、カバー板29とでハウジング11の長手方向(第2の方向)両端部が挟持された状態となり、一対の側板28により放熱板26およびカバー板29からハウジング11の抜け外れを阻止している。この放熱板26の放熱フィン26aの存在により、LED15の点灯に伴って発生する熱を効率良くハウジング11の外に放熱することが可能である。
Although the
一対のカバー板29によってハウジング11の開口部13を塞ぐように配される光偏向調整板14は、ここから出射するバックライトの指向性および輝度分布を最終的に調整するものであり、その表面または裏面のプリズム面には所定形状の凹凸(図示せず)が規則的に形成されたいわゆるプリズムシートや、表面または裏面が梨地状の粗面に形成された光拡散板を単独、または相互に重ね合わせて使用することができる。本実施形態では、周知のプリズムシートを例えばそのプリズム面が下向きとなるように1枚使用しているが、2枚のプリズムシートを直角に重ね合わせて光偏向調整板14とすることも可能である。光偏向調整板14とハウジング11の仕切り壁11bの先端との間には隙間30が形成され、これによって仕切り壁11bで反射する光によって発生する輝線が目立たなくなるように配慮している。
The light
液晶表示装置の表示面積が大型化すると、肉厚が比較的薄い光偏向調整板14の中央部が撓み、液晶パネルに対するバックライトの配光特性を悪化させる虞が生ずる。このため、本実施形態では楔状のサポート31を第1リフレクタ16の中央部の直上に配置し、第1リフレクタ16の中央部に底板部11aに接合されたナット32に対し、ハウジング11外から押しねじ33をねじ込み、第1リフレクタ16を貫通するこれら押しねじ33の先端部に形成したピン33aをサポート31の下端部に回転可能に嵌合させている。つまり、押しねじ33およびサポート31を介して光偏向調整板14の中央部を支持し、これによって光偏向調整板14の平面性を維持している。サポート31は、アクリル樹脂などの光学的に透明な樹脂にて形成したり、あるいはその表面に反射性を持たせることも有効である。
When the display area of the liquid crystal display device is increased, the central portion of the light
従って、各ハウジング11内に収容されたLED15からの光は、第1リフレクタ16および第2リフレクタ17ならびに一対の仕切り壁11bによって進行方向が変えられ、最終的に個々の開口部13から光偏向調整板14を通って出射する。この場合、第2リフレクタ17の反射面に形成された光偏向部18および光偏向調整板14の存在により、出射光の方向が所定の方向に調整され、かつ輝度分布も均一化された状態となる。
Therefore, the direction of travel of the light from the
このようなバックライトユニット10をフィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込む場合、光偏向調整板14の上に重ねられる図示しない液晶表示パネルが、1フレームのカラー画像を赤色画像,青色画像,緑色画像に分解し、これらに対応した画素を開閉する単なる液晶シャッタとして用いられるため、高速応答が可能なOCB(Optically Compensated Birefringence)液晶などを使用することができ、画素の高精細化も同時に可能となる。また、放熱フィン26aの間に介在する空間を利用して各LED15のドライバなどをハウジング11の底板部11aに取り付けることができ、ディスプレィの薄型化を損なうような不具合は何ら生じない。
When such a
本実施形態における液晶表示装置のタイミングチャートを図6に示す。すなわち、LED15は、液晶表示パネルと同期してフィールドシーケンシャル方式にて個々のハウジング11毎に順に点灯されるが、これらの点灯時間はそれぞれ1.00ミリ秒に設定されている。本実施形態では、1フレームのカラー画像を16.67ミリ秒毎に生成し、これを赤色画像,青色画像,緑色画像に分解し、さらに各色毎の画像をそれぞれ5.56ミリ秒毎に時分割して各ハウジング11に対応した領域にある液晶表示パネルを0.556ミリ秒ずつ順次駆動することにより、1フレームのカラー画像として合成表示できるようになっている。つまり、1つのハウジング11に関して着目した場合、赤色光を発するLED15が16.67ミリ秒毎に1.00ミリ秒ずつ点灯され、その5.56ミリ秒後に緑色光を発するLED15が16.67ミリ秒の周期で1.00ミリ秒ずつ点灯され、さらにその5.56ミリ秒後に青色光を発するLED15が16.67ミリ秒の周期で1.00ミリ秒ずつ点灯される。このハウジング11に対応する液晶表示パネルは、5.56ミリ秒の周期で0.556ミリ秒ずつ駆動されるが、液晶の動作遅れがあるので、これを見込んで予め液晶表示パネルの駆動時期に対して対応するLED15の点灯時期を一定時間(本実施形態では1ミリ秒)だけそれぞれ遅延させている。図6においては、常に5.56ミリ秒毎に液晶ゲートパルスの開信号を出力しているが、液晶シャッタ自体の開度は、画像制御信号の大きさに応じて個々に異なるように制御される。
A timing chart of the liquid crystal display device in this embodiment is shown in FIG. That is, the
何れにしろ、1つのハウジング11では対応する液晶表示パネルの応答速度に合わせて5.56ミリ秒毎に赤色光,緑色光,青色光のLED15が順次点灯することとなる。本実施形態においては、ある時間における複数のハウジング11において異なる色の照明光が同時に発光することとなるが、個々のハウジング11の仕切り壁11bによってこれらの照明光が液晶表示パネル側で混色するような虞がなく、高い鮮明度の画像を形成することができる。
In any case, the red light, green light, and blue
上述した実施形態では、第1リフレクタ16と第2リフレクタ17とを別々に形成したが、これら第1および第2リフレクタ16,17を一体的に連続して形成することも可能である。このような本発明によるバックライトユニット10の概略断面構造を図7に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態におけるリフレクタは、第1および第2リフレクタ16,17の全域に亙って所定曲率半径の凹反射面34を相互に隣接して連続的に形成したものであり、部品点数の削減と組立作業性の向上とを企図することができる。これら凹反射面34の大きさは、先の光偏向部18よりも充分大きな寸法に設定されている。
In the above-described embodiment, the
このようなリフレクタにも先の実施形態のような調整手段を組み込むことが可能であり、同様に先の実施形態で説明した光偏向部18を重ねて形成するようにしてもよい。また、凹反射面34を第1および第2リフレクタ16,17全域に亙って形成せずに所定の分布を以てランダムに形成することも可能である。
Such a reflector can be incorporated with the adjusting means as in the previous embodiment, and similarly, the
10 バックライトユニット
11 ハウジング
11a 底板部
11b 仕切り壁
11c 側壁
12 フレーム
13 開口部
14 光偏向調整板
15 LED
16 第1リフレクタ
16a 開口部側反射面
16b 第2リフレクタ側反射面
17 第2リフレクタ
18 光偏向部
19 ナット
20 押しねじ
21 固定ねじ
22 長孔(切欠)
23 引きねじ
24 ナット
25 係止部
26a 放熱フィン
26 放熱板
27 ねじ
28 側板
29 カバー板
30 隙間
31 サポート
32 ナット
33 押しねじ
33a ピン
34 凹反射面
DESCRIPTION OF
16
23
Claims (6)
第1の方向に相隔てて対向し、かつ対向面がそれぞれ光反射面となった一対の仕切り壁およびこれら一対の仕切り壁の間に形成され、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って細長い矩形の開口部を有するハウジングと、
このハウジングの前記第2の方向に沿った少なくとも一端部に取り付けられ、当該ハウジングの前記第2の方向に沿った他端側に向けて赤色光,青色光,緑色光をそれぞれ出射する少なくとも3つの光源と、
前記ハウジングに取り付けられて前記光源から出射する光を前記ハウジングの開口部に向けて反射させる反射面を有するリフレクタと、
複数の前記ハウジングを前記第1の方向に沿って整列状態で保持するフレームと
を具え、前記リフレクタは、前記光源を挟む第1のリフレクタと、この第1のリフレクタからの反射光が導かれ、前記ハウジングの一対の仕切り壁の間に位置して前記ハウジングの開口部と対向する第2のリフレクタとを有し、
前記第2のリフレクタと前記ハウジングの開口部との間隔を調整し得る調整手段をさらに具えたことを特徴とするバックライトユニット。 A backlight unit incorporated in a field sequential type color liquid crystal display device,
A pair of partition walls that face each other in the first direction and whose opposing surfaces are light reflecting surfaces, and a second direction that is formed between the pair of partition walls and intersects the first direction. A housing having an elongated rectangular opening along
At least three light sources that are attached to at least one end of the housing along the second direction and emit red light, blue light, and green light toward the other end of the housing along the second direction. A light source;
A reflector having a reflection surface attached to the housing and reflecting light emitted from the light source toward the opening of the housing;
A frame that holds the plurality of housings in alignment in the first direction, and the reflector is guided by a first reflector that sandwiches the light source, and reflected light from the first reflector, A second reflector located between the pair of partition walls of the housing and facing the opening of the housing;
The backlight unit further comprising an adjusting unit capable of adjusting an interval between the second reflector and the opening of the housing .
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