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JP2008059864A - Planar light source device and liquid crystal display device assembly - Google Patents

Planar light source device and liquid crystal display device assembly Download PDF

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JP2008059864A
JP2008059864A JP2006234429A JP2006234429A JP2008059864A JP 2008059864 A JP2008059864 A JP 2008059864A JP 2006234429 A JP2006234429 A JP 2006234429A JP 2006234429 A JP2006234429 A JP 2006234429A JP 2008059864 A JP2008059864 A JP 2008059864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
guide block
light guide
liquid crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006234429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuyuki Yoshida
哲之 吉田
Masaru Minami
勝 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2006234429A priority Critical patent/JP2008059864A/en
Publication of JP2008059864A publication Critical patent/JP2008059864A/en
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Abstract

【課題】光源の上方に独立した光拡散板の配設を不要とし、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に輝度ムラが発生し難い構造を有する面状光源装置を提供する。
【解決手段】複数の面状光源ユニットから構成された、透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置において、各面状光源ユニット41は、(A)頂面42A、底面42B、側面42C及び内面42Dを有する導光ブロック42、並びに、(B)導光ブロック42の内面422Dと離間して、導光ブロック42の内部に配設された発光素子43から成る光源を備えており、導光ブロック42の側面42Cには光反射層44が設けられており、光出射面に相当する導光ブロック42の頂面42Aには、光拡散・透過層45が設けられている。
【選択図】 図1
A structure that eliminates the need for an independent light diffusing plate above a light source and that does not easily cause luminance unevenness in a space portion located above a boundary region between the planar light source unit and the planar light source unit. Provided is a planar light source device.
In a planar light source device configured to illuminate a transmissive liquid crystal display device from the back, which is composed of a plurality of planar light source units, each planar light source unit includes: (A) a top surface, a bottom surface, A light guide block 42 having a side surface 42C and an inner surface 42D; and (B) a light source including a light emitting element 43 disposed inside the light guide block 42 and spaced from the inner surface 422D of the light guide block 42. The light reflection layer 44 is provided on the side surface 42C of the light guide block 42, and the light diffusion / transmission layer 45 is provided on the top surface 42A of the light guide block 42 corresponding to the light emission surface.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。   The present invention relates to a planar light source device and a liquid crystal display device assembly.

液晶表示装置にあっては、液晶材料それ自体は発光しない。従って、例えば、液晶表示装置の表示領域を照射する直下型の面状光源装置(バックライト)を、複数の画素から構成された表示領域の背面に配置する(例えば、文献1:日経エレクトロニクス 2004年12月20日第889号の第123〜130ページ を参照)。尚、カラー液晶表示装置において、1画素は、例えば、赤色発光副画素、緑色発光副画素及び青色発光副画素の3種の副画素から構成されている。そして、各画素あるいは各副画素を構成する液晶セルを、一種の光シャッター(ライト・バルブ)として動作させることによって、即ち、各画素あるいは各副画素の光透過率(開口率)を制御し、面状光源装置から出射された照明光(例えば、白色光)の光透過率を制御することで、画像を表示している。液晶表示装置の大型化に従い、面状光源装置も大型化しつつある。   In the liquid crystal display device, the liquid crystal material itself does not emit light. Therefore, for example, a direct-type planar light source device (backlight) that irradiates the display area of the liquid crystal display device is disposed on the back surface of the display area composed of a plurality of pixels (for example, Document 1: Nikkei Electronics 2004). December 20th 889, pages 123-130). In the color liquid crystal display device, one pixel includes, for example, three types of sub-pixels: a red light-emitting subpixel, a green light-emitting subpixel, and a blue light-emitting subpixel. Then, by operating the liquid crystal cell constituting each pixel or each sub-pixel as a kind of light shutter (light valve), that is, controlling the light transmittance (aperture ratio) of each pixel or each sub-pixel, An image is displayed by controlling the light transmittance of illumination light (for example, white light) emitted from the planar light source device. As the liquid crystal display device becomes larger, the planar light source device is also getting larger.

従来、液晶表示装置組立体における面状光源装置は、表示領域全体を、均一、且つ、一定の明るさで照明しているが、このような面状光源装置とは別の構成、即ち、複数の面状光源ユニットから構成され、複数の表示領域ユニットにおける照度の分布を変化させる構成を有する面状光源装置が、例えば、特開2005−258403から周知である。   Conventionally, a planar light source device in a liquid crystal display device assembly illuminates the entire display region with uniform and constant brightness. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-258403 discloses a planar light source device having a configuration in which the distribution of illuminance in a plurality of display area units is changed.

面状光源装置(バックライト)は、通常、筐体を備え、筐体内に配置された複数の光源、及び、筐体の上部に取り付けられた光拡散板から構成されている。光源として、例えば、発光ダイオード(LED)が使用される。光拡散板は、通常、プラスチックから作製されており、液晶表示装置の大きさにより異なるが、板厚は2mm程度である。   A planar light source device (backlight) usually includes a housing, and includes a plurality of light sources arranged in the housing and a light diffusing plate attached to an upper portion of the housing. For example, a light emitting diode (LED) is used as the light source. The light diffusing plate is usually made of plastic and varies depending on the size of the liquid crystal display device, but the plate thickness is about 2 mm.

このような面状光源装置は、以下に説明する方法に基づき制御される。即ち、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの最高輝度をY1とし、表示領域ユニットにおける画素の光透過率(開口率)の最大値(具体的には、例えば100%)をLt1とする。また、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットが最高輝度Y1であるときに、表示領域ユニットにおける各画素の表示輝度y2を得るための各画素の光透過率(開口率)をLt2とする。すると、この場合にあっては、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Y2を、
2・Lt1=Y1・Lt2
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図8の(A)及び(B)に示す。ここで、面状光源ユニットの光源輝度Y2を、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム(便宜上、画像表示フレームと呼ぶ)毎に変化させる。
Such a planar light source device is controlled based on the method described below. In other words, the maximum luminance of each planar light source unit constituting the planar light source device is Y 1, and the maximum value (specifically, for example, 100%) of the light transmittance (aperture ratio) of the pixel in the display area unit is set. Let Lt 1 . Further, when each planar light source unit constituting the planar light source device has the maximum luminance Y 1 , the light transmittance (aperture ratio) of each pixel for obtaining the display luminance y 2 of each pixel in the display area unit. Is Lt 2 . Then, in this case, the light source luminance Y 2 of each planar light source unit constituting the planar light source device is
Y 2 · Lt 1 = Y 1 · Lt 2
It may be controlled so as to satisfy In addition, the conceptual diagram of such control is shown to (A) and (B) of FIG. Here, the light source luminance Y 2 of the planar light source unit is changed for each frame (referred to as an image display frame for convenience) in the image display of the liquid crystal display device.

そして、このような面状光源装置の制御(面状光源装置の分割駆動とも呼ばれる)によって、液晶表示装置における白レベルの増加、黒レベルの低下によるコントラスト比の増加を図ることができる結果、画像表示の品質の向上を図ることができるし、面状光源装置の消費電力の低減を図ることができる。   As a result of such control of the planar light source device (also referred to as split driving of the planar light source device), it is possible to increase the white level in the liquid crystal display device and increase the contrast ratio due to the decrease in the black level. The display quality can be improved, and the power consumption of the planar light source device can be reduced.

或る面状光源ユニットの光源から出射された光の一部は、他の面状光源ユニットに侵入する。それ故、上述したように、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度Y2を制御したとき、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に影響を与える。従って、それぞれの面状光源ユニットが他の面状光源ユニットに及ぼす影響を出来るだけ小さくするために、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの間に隔壁を設けている。 A part of the light emitted from the light source of a certain planar light source unit enters another planar light source unit. Therefore, as described above, when controlling the light source luminance Y 2 of the respective surface light source units constituting the surface light source device, the light source luminance of the light source luminance of one planar light source unit is another planar light source unit To affect. Accordingly, in order to minimize the influence of each planar light source unit on the other planar light source units, a partition is provided between the planar light source unit and the planar light source unit.

また、面状光源装置における光源を、赤色発光素子、緑色発光素子、及び、青色発光素子から構成する場合、これらの発光素子から出射された赤色光、緑色光、青色光を充分に混色し、白色光とする必要がある。   Further, when the light source in the planar light source device is composed of a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element, the red light, green light, and blue light emitted from these light emitting elements are sufficiently mixed, It needs to be white light.

特開2005−258403JP-A-2005-258403 日経エレクトロニクス 2004年12月20日第889号の第123〜130ページNikkei Electronics December 20th, 2004 No. 889, pages 123-130

ところで、上述したように、液晶表示装置の大型化に従い、面状光源装置も大型化しつつあり、その結果、プラスチックから作製された光拡散板も大面積化を免れない。然るに、薄く広い面積であって、均一に光を透過・拡散させる光拡散板の作製には困難を伴う。また、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの間に隔壁を設ける場合、隔壁の上方に相当する光拡散板の部分に輝度ムラ(一種の隔壁の影)が発生し易いといった問題がある。   By the way, as described above, as the liquid crystal display device is increased in size, the planar light source device is also increased in size. As a result, the light diffusing plate made of plastic is inevitable to increase in area. However, it is difficult to manufacture a light diffusion plate that is thin and wide in area and transmits and diffuses light uniformly. Further, when a partition wall is provided between the planar light source unit and the planar light source unit, there is a problem that luminance unevenness (a kind of partition wall shadow) is likely to occur in the portion of the light diffusion plate corresponding to the upper portion of the partition wall.

また、面状光源装置における光源を、上述のように3種類の発光素子から構成する場合、これらの発光素子から出射された赤色光、緑色光、青色光から白色光を得るために、或る程度の容積を有する混色のための空間が必要とされ、面状光源装置の小型化、薄型化の達成が困難となる場合があるし、混色のための空間における輝度損失も問題となる。   Further, when the light source in the planar light source device is composed of three types of light emitting elements as described above, in order to obtain white light from red light, green light, and blue light emitted from these light emitting elements, there is a certain A space for color mixing having a certain volume is required, and it may be difficult to achieve a reduction in size and thickness of the planar light source device, and luminance loss in the space for color mixing also becomes a problem.

従って、本発明の第1の目的は、従来の面状光源装置のように、光源の上方に独立した光拡散板の配設を不要とし、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に係る境界領域の存在に起因した輝度ムラが発生し難い構造を有する面状光源装置、及び、係る面状光源装置を組み込んだ液晶表示装置組立体を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、高輝度を達成することができ、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に係る境界領域の存在に起因した輝度ムラが発生し難く、小型化、薄型化を達成し得る構造を有する面状光源装置、及び、係る面状光源装置を組み込んだ液晶表示装置組立体を提供することにある。   Therefore, the first object of the present invention is that it is not necessary to provide an independent light diffusion plate above the light source as in the conventional planar light source device, and the planar light source unit and the planar light source unit Provided are a planar light source device having a structure in which luminance unevenness due to the presence of a boundary region relating to a portion of a space located above the boundary region is unlikely to occur, and a liquid crystal display device assembly incorporating such a planar light source device There is to do. In addition, the second object of the present invention is to achieve high brightness, and to the presence of a boundary region related to a space portion located above the boundary region between the planar light source unit and the planar light source unit. It is an object of the present invention to provide a planar light source device having a structure that is less likely to cause uneven luminance and can be reduced in size and thickness, and a liquid crystal display device assembly incorporating such a planar light source device.

上記の第1の目的及び第2の目的を達成するための本発明の面状光源装置は、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であり、液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成る。   In order to achieve the first and second objects described above, the planar light source device of the present invention has a back surface of a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix. P × Q corresponding to the P × Q display area units when it is assumed that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units. It consists of a planar light source unit.

また、上記の第1の目的及び第2の目的を達成するための本発明の液晶表示装置組立体は、
(a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体である。
In addition, the liquid crystal display device assembly of the present invention for achieving the first and second objects is as follows.
(A) a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and
(B) From the P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when it is assumed that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units. A planar light source device for illuminating a liquid crystal display device from the back,
A liquid crystal display device assembly.

そして、上記の第1の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る面状光源装置、あるいは、本発明の第1の態様に係る本発明の液晶表示装置組立体における面状光源装置において、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面、底面、側面、及び、底面から内部へと延びる内面を有する導光ブロック、並びに、
(B)導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子から成る光源、
を備えており、
発光素子から出射された光は、導光ブロックの内面から内部に進入し、
導光ブロックの側面には、光反射層が設けられており、
光出射面に相当する導光ブロックの頂面には、光拡散・透過層が設けられていることを特徴とする。
And the planar light source device which concerns on the 1st aspect of this invention for achieving said 1st objective, or the planar light source in the liquid crystal display device assembly of this invention which concerns on the 1st aspect of this invention In the device
Each planar light source unit
(A) a light guide block having a top surface, a bottom surface, a side surface, and an inner surface extending from the bottom surface to the inside; and
(B) a light source comprising a light emitting element disposed inside the light guide block, spaced from the inner surface of the light guide block;
With
The light emitted from the light emitting element enters the inside from the inner surface of the light guide block,
A light reflection layer is provided on the side of the light guide block,
A light diffusion / transmission layer is provided on the top surface of the light guide block corresponding to the light exit surface.

また、上記の第2の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る面状光源装置、あるいは、本発明の第2の態様に係る本発明の液晶表示装置組立体における面状光源装置において、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面、底面、側面、及び、底面から内部へと延びる内面を有する導光ブロック、並びに、
(B)導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子から成る光源、
を備えており、
発光素子から出射された光は、導光ブロックの内面から内部に進入し、
導光ブロックの側面には、光反射層が設けられており、
導光ブロックの頂面の一部分には、光拡散・反射層が設けられており、
導光ブロックの頂面の残りの部分において、導光ブロックの頂面が露出していることを特徴とする。
In addition, the planar light source device according to the second aspect of the present invention for achieving the second object described above, or the planar light source in the liquid crystal display device assembly of the present invention according to the second aspect of the present invention. In the device
Each planar light source unit
(A) a light guide block having a top surface, a bottom surface, a side surface, and an inner surface extending from the bottom surface to the inside; and
(B) a light source comprising a light emitting element disposed inside the light guide block, spaced from the inner surface of the light guide block;
With
The light emitted from the light emitting element enters the inside from the inner surface of the light guide block,
A light reflection layer is provided on the side of the light guide block,
A light diffusion / reflection layer is provided on a part of the top surface of the light guide block.
In the remaining part of the top surface of the light guide block, the top surface of the light guide block is exposed.

本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る面状光源装置あるいは液晶表示装置組立体(以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある)において、各面状光源ユニットに備えられた光源は、個別に制御される構成とすることができる。   In the planar light source device or the liquid crystal display assembly according to the first aspect or the second aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the present invention), each planar light source unit The light sources provided in can be individually controlled.

本発明において、導光ブロックの頂面は、平面、上に凸の曲面、下に凸の曲面、又は、これらの組合せのいずれかから構成されている。より具体的には、導光ブロックの頂面の形状として、
(1)平面
(2)上に凸の曲面
(3)下に凸の曲面
(4)平面と上に凸の曲面との組合せ
(5)平面と下に凸の曲面との組合せ
(6)上に凸の曲面と下に凸の曲面との組合せ
(7)平面と上に凸の曲面と下に凸の曲面との組合せ
を挙げることができる。また、導光ブロックの内面も曲面から構成され、あるいは又、角錐、円錐、頂面が平坦でない円柱、頂面が平坦でない三角柱や頂面が平坦でない四角柱を含む頂面が平坦でない多角柱から構成されている。ここで、これらの曲面として、具体的には、非球面関数、球面、回転楕円面、回転放物面、回転双曲面を例示することができるし、導光ブロックを仮想垂直面で切断したときの頂面の切断部あるいは内面の切断部を構成する曲線として、円の一部、楕円の一部、放物線の一部、双曲線の一部、サインやコサインで表される曲線の一部、2次以上の多項式で表される曲線の一部を例示することができる。あるいは又、導光ブロックを仮想垂直面で切断したときの頂面の切断部あるいは内面の切断部を構成する曲線として、二葉線、三葉線、四葉線、連珠形、蝸牛線、正葉線、螺獅線、疾走線、公算曲線、引弧線、懸垂線、擺線、餘擺線、星芒形、半3次放物線、リサジュー曲線、アーネシー曲線、外サイクロイド、心臓形、内サイクロイド、クロソイド曲線、螺線等を挙げることができる。更には、これらの曲面や曲線の組合せ、これらの曲面と平面の組合せ、これらの曲線と線分の組合せを例示することができるが、これらに限定するものではない。
In the present invention, the top surface of the light guide block is composed of any one of a flat surface, a curved surface convex upward, a curved surface convex downward, or a combination thereof. More specifically, as the shape of the top surface of the light guide block,
(1) Plane (2) Convex curved surface (3) Convex curved surface (4) Combination of plane and convex convex surface (5) Combination of plane and convex convex surface (6) Top (7) Combinations of a plane, an upwardly convex curved surface, and a downwardly convex curved surface can be mentioned. In addition, the inner surface of the light guide block is also composed of a curved surface, or a polygonal prism whose top surface is not flat, including a pyramid, a cone, a cylinder whose top surface is not flat, a triangular prism whose top surface is not flat, and a square column whose top surface is not flat. It is composed of Here, specific examples of these curved surfaces include aspherical functions, spherical surfaces, spheroids, paraboloids, and hyperboloids, and when the light guide block is cut along a virtual vertical plane. As a curve constituting the cut portion of the top surface or the cut portion of the inner surface, part of a circle, part of an ellipse, part of a parabola, part of a hyperbola, part of a curve represented by a sine or cosine, 2 A part of a curve represented by a polynomial of the order or higher can be exemplified. Alternatively, as a curve constituting the cut portion of the top surface or the inner surface when the light guide block is cut along a virtual vertical plane, a two-leaf line, a three-leaf line, a four-leaf line, a continuous bead, a cochlear line, a regular leaf line , Spear line, sprint line, likelihood curve, arc line, catenary line, shore line, shore line, star shape, semi-cubic parabola, Lissajous curve, Arnessy curve, outer cycloid, heart shape, inner cycloid, clothoid curve , And the like. Further, examples thereof include a combination of these curved surfaces and curves, a combination of these curved surfaces and planes, and a combination of these curves and line segments, but are not limited thereto.

導光ブロックの頂面の形状を、平面とするか、上に凸の曲面とするか、又は、下に凸の曲面とするか、又は、これらの組合せとするかは、また、導光ブロックの内面の形状を如何なる形状とするかは、導光ブロックの大きさ、内面によって構成される空間の大きさ、光源の形状や配置状態、光源からの光の出射状態、導光ブロックの頂面及び内面相互の形状の関係、面状光源ユニットに要求される輝度や輝度分布等に依存し、一義的に決定することは困難である。それ故、例えば、シミュレーション等を行い、最適な導光ブロックの頂面、内面の形状を決定すればよい。導光ブロックに設ける内面の数は、1であってもよいし、2以上の複数とすることもできる。   Whether the shape of the top surface of the light guide block is a flat surface, an upwardly convex curved surface, a downwardly convex curved surface, or a combination thereof is also determined. The shape of the inner surface of the light guide is determined by the size of the light guide block, the size of the space formed by the inner surface, the shape and arrangement of the light source, the light emission state from the light source, the top surface of the light guide block In addition, it is difficult to uniquely determine depending on the relationship between the shapes of the inner surfaces and the luminance, luminance distribution, and the like required for the planar light source unit. Therefore, for example, simulation and the like may be performed to determine the optimal shape of the top surface and the inner surface of the light guide block. The number of inner surfaces provided in the light guide block may be one or may be two or more.

本発明の第1の態様に係る面状光源装置あるいは液晶表示装置組立体(以下、これらを総称して、単に、本発明の第1の態様と呼ぶ場合がある)において、導光ブロックの頂面に設けられた光拡散・透過層は、例えば、透明バインダー樹脂中に微粒子から成る光拡散剤が分散された光拡散・透過層から成り、例えば、各種の塗布法によって導光ブロックの頂面に形成することができるし、樹脂を原料とした各種の成形方法によって得ることができる。尚、後者の場合、光拡散・透過層を導光ブロックと一体に成形することもできるし、導光ブロックと別々に成形し、後の工程において光拡散・透過層と導光ブロックとを組み立ててもよい。あるいは又、拡散シートを導光ブロックの頂面に貼り合わせることで、導光ブロックの頂面に光拡散・透過層を設けることもできる。   In the planar light source device or the liquid crystal display assembly according to the first aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the first aspect of the present invention), The light diffusing / transmitting layer provided on the surface is composed of, for example, a light diffusing / transmitting layer in which a light diffusing agent composed of fine particles is dispersed in a transparent binder resin. For example, the top surface of the light guide block is formed by various coating methods. It can be formed by various molding methods using resin as a raw material. In the latter case, the light diffusion / transmission layer can be formed integrally with the light guide block, or formed separately from the light guide block, and the light diffusion / transmission layer and the light guide block are assembled in a later process. May be. Alternatively, a light diffusion / transmission layer can be provided on the top surface of the light guide block by attaching the diffusion sheet to the top surface of the light guide block.

本発明の第2の態様に係る面状光源装置あるいは液晶表示装置組立体(以下、これらを総称して、単に、本発明の第2の態様と呼ぶ場合がある)における導光ブロックの頂面に設けられた光拡散・反射層、あるいは又、本発明における導光ブロックの側面に設けられた光反射層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相成長法(PVD法)や、メッキ法等に基づき成膜された金属層や合金層から成る光拡散・反射層や光反射層とすることもできるし、光拡散剤から構成された光拡散・反射層や光反射層とすることもできるし、これらの組合せ(金属層や合金層から成る光拡散・反射層や光反射層を外側層とし、光拡散剤から構成された光拡散・反射層や光反射層を内側層とする構成)とすることもできるし、接着剤や接着シートを用いて導光ブロックの頂面や側面に凹凸を有するフィルム(光拡散・反射フィルム)や銀増反射シートを貼り付けた構成とすることもできる。但し、光源から出射された光が、光拡散・反射層を通過して外部に出射されないような光拡散・反射層、あるいは又、光源から出射された光が、隣接する導光ブロックに入射(侵入)しないような光反射層とする必要がある。これによって、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度を制御したとき、例えば、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を無くすことができるし、光源から出射された光の利用効率の低下を防ぐことができる。本発明においては、導光ブロックの底面にも、光反射層を設けてもよい。   Top surface of light guide block in planar light source device or liquid crystal display assembly according to second aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the second aspect of the present invention) The light diffusing / reflecting layer provided on the light guide layer, or the light reflecting layer provided on the side surface of the light guide block in the present invention, may be, for example, a physical vapor deposition method (PVD method) such as vacuum deposition or sputtering, It can also be a light diffusion / reflection layer or light reflection layer made of a metal layer or alloy layer formed based on a plating method, etc., or a light diffusion / reflection layer or light reflection layer composed of a light diffusing agent A combination of these (a light diffusing / reflecting layer or light reflecting layer made of a metal layer or an alloy layer is used as an outer layer, and a light diffusing / reflecting layer or light reflecting layer composed of a light diffusing agent is used as an inner layer. Can also be used as an adhesive or adhesive seal It can be a film (light diffusion and reflection film) and bonding the silver increase reflecting sheet with a structure having an uneven top surface or the side surface of the light guide blocks used. However, the light emitted from the light source does not pass through the light diffusing / reflecting layer and is not emitted to the outside, or the light emitted from the light source is incident on the adjacent light guide block ( It is necessary to provide a light reflecting layer that does not penetrate. Thus, when the light source luminance of each planar light source unit constituting the planar light source device is controlled, for example, the influence of the light source luminance of a certain planar light source unit on the light source luminance of another planar light source unit is eliminated. It is possible to prevent a decrease in the utilization efficiency of the light emitted from the light source. In the present invention, a light reflecting layer may also be provided on the bottom surface of the light guide block.

尚、光拡散剤から構成された光拡散・反射層は、例えば、透明バインダー樹脂中に微粒子から成る光拡散剤が分散された光拡散・反射層から成り、例えば、各種の塗布法によって箱状部材の内面に形成することができるし、樹脂を原料とした各種の成形方法によって得ることができる。尚、後者の場合、光拡散・反射層を導光ブロックと一体に成形することもできるし、導光ブロックと別々に成形し、後の工程において光拡散・反射層と導光ブロックとを組み立ててもよい。   The light diffusing / reflecting layer composed of a light diffusing agent is composed of, for example, a light diffusing / reflecting layer in which a light diffusing agent composed of fine particles is dispersed in a transparent binder resin. It can be formed on the inner surface of the member, and can be obtained by various molding methods using resin as a raw material. In the latter case, the light diffusing / reflecting layer can be formed integrally with the light guide block, or formed separately from the light guide block, and the light diffusing / reflecting layer and the light guide block are assembled in a later process. May be.

光拡散剤は、光源からの光を拡散させる性質を有する粒子であり、無機材料粒子あるいは有機材料粒子から構成されている。無機材料粒子を構成する無機材料として、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、又は、これらの混合物を例示することができる。一方、有機材料粒子を構成する樹脂として、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、メラミン系樹脂を例示することができる。光拡散剤の形状として、例えば、球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状を挙げることができる。   The light diffusing agent is a particle having a property of diffusing light from a light source, and is composed of inorganic material particles or organic material particles. Specific examples of the inorganic material constituting the inorganic material particles include silica, aluminum hydroxide, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, magnesium silicate, and a mixture thereof. On the other hand, as resins constituting organic material particles, acrylic resins, acrylonitrile resins, polyurethane resins, polyvinyl chloride resins, polystyrene resins, polyacrylonitrile resins, polyamide resins, polysiloxane resins, melamine resins Can be illustrated. Examples of the shape of the light diffusing agent include a spherical shape, a cubic shape, a needle shape, a rod shape, a spindle shape, a plate shape, a scale shape, and a fiber shape.

本発明において、導光ブロックは、出来る限り隙間無く敷き詰められた状態で面状光源装置を構成することが好ましいが、導光ブロックの熱膨張による変形等を考慮して、導光ブロック間に所定の隙間を空けてもよい。ここで、隙間の幅は、導光ブロックの大きさや熱膨張の程度を勘案して、適宜決定すればよい。また、導光ブロックの頂面の平面形状として、例えば、矩形を挙げることができ、導光ブロックの外形形状として、例えば、直方体を挙げることができる。あるいは又、例えば、家紋の「中陰分銅」のような形状とすることもできる。尚、導光ブロック・ユニットを作製し、導光ブロック・ユニットにおける導光ブロックと導光ブロックとの境界部分に溝部(スリット)を適切な方法(例えば、ダイシング法やレーザを用いた方法)で形成し、係る溝部(スリット)に光拡散・反射材料を埋め込むことで、複数の導光ブロックから成る導光ブロック・ユニットを作製してもよい。   In the present invention, it is preferable that the planar light source device is configured in such a manner that the light guide blocks are spread as much as possible, but in consideration of deformation due to thermal expansion of the light guide blocks, a predetermined amount is provided between the light guide blocks. You may leave a gap. Here, the width of the gap may be appropriately determined in consideration of the size of the light guide block and the degree of thermal expansion. In addition, examples of the planar shape of the top surface of the light guide block include a rectangle, and examples of the outer shape of the light guide block include a rectangular parallelepiped. Alternatively, for example, it can be shaped like a family crest “middle shade weight”. In addition, a light guide block unit is manufactured, and a groove (slit) is formed in an appropriate method (for example, a dicing method or a method using a laser) at a boundary portion between the light guide block and the light guide block in the light guide block unit. A light guide block unit including a plurality of light guide blocks may be produced by forming and embedding a light diffusing / reflecting material in the groove (slit).

本発明において、中実の導光ブロックは、光源からの光に対して透明な材料、即ち、光源が出射する光を余り吸収することの無い材料から作製することが好ましい。具体的には、導光ブロックを構成する材料として、例えば、ガラスや、プラスチック材料[例えば、PMMA、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、AS樹脂を含むスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂]を挙げることができる。導光ブロックは、構成する材料に依存して、適切な成形方法に基づき作製すればよい。   In the present invention, the solid light guide block is preferably made of a material that is transparent to light from the light source, that is, a material that does not absorb much light emitted from the light source. Specifically, as a material constituting the light guide block, for example, glass or plastic material [for example, PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin, amorphous polypropylene resin, styrene resin including AS resin, polyethylene Terephthalate (PET) resin]. What is necessary is just to produce a light guide block based on the suitable shaping | molding method depending on the material to comprise.

また、上記の好ましい形態を含む本発明の第2の態様において、導光ブロックの頂面が露出した部分(以下、開口部と呼ぶ場合がある)の上、あるいは、上方には、レンズが配置されている構成とすることができる。ここで、レンズは、全体として、凸レンズ効果を有していてもよいし、凹レンズ効果を有していてもよい。即ち、導光ブロック内部において、拡散・反射され、最終的に開口部から出射される光の出射立体角や輝度プロファイル、開口部から出射された光が照射すべき表示領域ユニットの大きさや要求される表示領域ユニット上の輝度プロファイル等に基づき、レンズの設計を行えばよい。具体的には、両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカス凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、メニスカス凹レンズのいずれかから構成することが好ましい。あるいは又、フレネルレンズから構成することもできる。レンズは、光学ガラス、あるいは、プラスチックから作製すればよい。ここで、プラスチックレンズを構成するプラスチックとして、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ハロゲン系樹脂といった熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、尿素系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂といった熱硬化性樹脂を挙げることができる。プラスチックレンズは、材料にも依るが、例えば、射出成形法にて成形することができる。1つのレンズを1つの面状光源ユニットに配置してもよいし、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよいし、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよい。レンズの外形は、円形、あるいは、開口部と相似形とすることが望ましい。場合によっては、レンズと頂面部材とを一体に作製することができる。また、導光ブロックの頂面が露出した部分の上に、本発明の第1の態様における光拡散・透過層を形成してもよい。   Further, in the second aspect of the present invention including the above preferred embodiment, a lens is disposed on or above a portion where the top surface of the light guide block is exposed (hereinafter sometimes referred to as an opening). It can be set as the structure currently made. Here, the lens as a whole may have a convex lens effect or a concave lens effect. That is, inside the light guide block, the solid angle and luminance profile of the light that is diffused and reflected and finally emitted from the opening, the size of the display area unit to be irradiated by the light emitted from the opening, and the required size are required. The lens may be designed based on the luminance profile on the display area unit. Specifically, it is preferably composed of any one of a biconvex lens, a planoconvex lens, a meniscus convex lens, a biconcave lens, a planoconcave lens, and a meniscus concave lens. Alternatively, it can be composed of a Fresnel lens. The lens may be made from optical glass or plastic. Here, as plastics constituting the plastic lens, thermoplastic resins such as acrylic resins, polycarbonate resins, polyolefin resins, polyester resins, polyurethane resins, polysulfone resins, polystyrene resins, vinyl resins, and halogen resins are used. And thermosetting resins such as epoxy resins, polyimide resins, urea resins, phenol resins, and silicone resins. Although the plastic lens depends on the material, it can be molded by, for example, an injection molding method. One lens may be arranged in one planar light source unit, or one lens unit in which a plurality of lenses are formed is arranged in common (shared) with a plurality of planar light source units. Alternatively, a single lens unit in which a plurality of lenses are formed may be arranged in common (shared) with all the planar light source units. The outer shape of the lens is preferably circular or similar to the opening. In some cases, the lens and the top surface member can be fabricated integrally. Further, the light diffusion / transmission layer in the first aspect of the present invention may be formed on the portion where the top surface of the light guide block is exposed.

本発明において、面状光源ユニットを構成する光源として、発光ダイオード(LED,Light Emitting Diode)を例示することができる。光源の発光色は、面状光源装置に要求される仕様に基づき決定すればよい。光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば波長640nmの赤色を発光する赤色発光ダイオード、例えば波長530nmの緑色を発光する緑色発光ダイオード、及び、例えば波長450nmの青色を発光する青色発光ダイオードを組として構成することで白色光を得ることができる。また、本発明の第1の態様においては、白色発光ダイオード(例えば、紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体粒子とを組み合わせて白色光を発光する発光ダイオード)の発光によって白色光を得ることもできる。本発明において赤色、緑色、青色以外の第4番目の色、第5番目の色・・・を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。発光ダイオードから成る光源は占有体積も小さく、各面状光源ユニット毎に光源が独立して設けられている構成とするのに好適である。   In the present invention, a light emitting diode (LED) can be exemplified as a light source constituting the planar light source unit. The emission color of the light source may be determined based on specifications required for the planar light source device. When the light source is composed of a light emitting diode, for example, a red light emitting diode that emits red with a wavelength of 640 nm, for example, a green light emitting diode that emits green with a wavelength of 530 nm, and a blue light emitting diode that emits blue with a wavelength of 450 nm, for example, By doing so, white light can be obtained. In the first aspect of the present invention, white light can also be obtained by light emission of a white light emitting diode (for example, a light emitting diode that emits white light by combining ultraviolet or blue light emitting diodes and phosphor particles). In the present invention, a light emitting diode that emits a fourth color other than red, green, blue, fifth color,... May be further provided. A light source composed of a light emitting diode has a small occupied volume and is suitable for a configuration in which a light source is provided independently for each planar light source unit.

また、光源を発光ダイオードから構成する場合、例えば、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオードが、導光ブロック内に配置、配列されている。より具体的には、(1つの赤色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(1つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(2つの赤色発光ダイオード,2つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)等の組合せから成り、全体として混色されて白色光を発光する発光ダイオード・ユニットから面状光源ユニットが構成されていると想定した場合、1つの面状光源ユニットには、少なくとも1つの発光ダイオード・ユニットが備えられている。そして、各発光ダイオード・ユニットが導光ブロックの内面によって形成された空間内に配置される。あるいは又、1つの面状光源ユニットには、少なくとも1つの白色発光ダイオードが備えられている。導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子として、1つの赤色発光ダイオード、1つの緑色発光ダイオード、1つの青色発光ダイオードとすることもできるし、(1つの赤色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード)、(1つの赤色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)、(1つの緑色発光ダイオード,1つの青色発光ダイオード)の組合せとすることもできるし、上述した発光ダイオード・ユニットとすることもできる。   Further, when the light source is composed of light emitting diodes, for example, a plurality of red light emitting diodes emitting red light, a plurality of green light emitting diodes emitting green light, and a plurality of blue light emitting diodes emitting blue light are included in the light guide block. Are arranged and arranged. More specifically, (one red light emitting diode, one green light emitting diode, one blue light emitting diode), (one red light emitting diode, two green light emitting diodes, one blue light emitting diode), (two red light emitting diodes) When it is assumed that the planar light source unit is composed of a light emitting diode unit which is composed of a combination of a light emitting diode, two green light emitting diodes, one blue light emitting diode), etc. and emits white light as a whole, One planar light source unit is provided with at least one light emitting diode unit. Each light emitting diode unit is disposed in a space formed by the inner surface of the light guide block. Alternatively, one planar light source unit is provided with at least one white light emitting diode. As a light emitting element disposed inside the light guide block so as to be separated from the inner surface of the light guide block, one red light emitting diode, one green light emitting diode, and one blue light emitting diode can be used. Red light emitting diode, one green light emitting diode), (one red light emitting diode, one blue light emitting diode), (one green light emitting diode, one blue light emitting diode) may be combined, or the light emission described above It can also be a diode unit.

光源を構成する発光ダイオードは、所謂フェイスアップ構造を有していてもよいし、フリップチップ構造を有していてもよい。即ち、発光ダイオードは、基板、及び、基板上に形成された発光層から構成されており、発光層から光が外部に出射される構造としてもよいし、発光層からの光が基板を通過して外部に出射される構造としてもよい。より具体的には、発光ダイオード(LED)は、例えば、基板上に形成された第1導電型(例えばn型)を有する化合物半導体層から成る第1クラッド層、第1クラッド層上に形成された活性層、活性層上に形成された第2導電型(例えばp型)を有する化合物半導体層から成る第2クラッド層の積層構造を有し、第1クラッド層に電気的に接続された第1電極、及び、第2クラッド層に電気的に接続された第2電極を備えている。発光ダイオードを構成する層は、発光波長に依存して、周知の化合物半導体材料から構成すればよい。発光ダイオードからの光取り出し効率を高めるために、発光ダイオードの光出射部分には、一定の大きさを有する半球状の樹脂材料を取り付けることが望ましい。尚、光を特定の方向に射出させたい等の意図がある場合には、例えば、光が水平方向に主に出射される2次元方向出射構成を配設してもよい。   The light-emitting diode that constitutes the light source may have a so-called face-up structure or a flip-chip structure. That is, the light-emitting diode includes a substrate and a light-emitting layer formed on the substrate, and may have a structure in which light is emitted from the light-emitting layer to the outside, or light from the light-emitting layer passes through the substrate. It is good also as a structure radiate | emitted outside. More specifically, the light emitting diode (LED) is formed on, for example, a first cladding layer and a first cladding layer made of a compound semiconductor layer having a first conductivity type (for example, n-type) formed on a substrate. The active layer, and a second clad layer stack structure comprising a compound semiconductor layer having a second conductivity type (for example, p-type) formed on the active layer, and electrically connected to the first clad layer. One electrode and a second electrode electrically connected to the second cladding layer are provided. The layer constituting the light emitting diode may be made of a known compound semiconductor material depending on the emission wavelength. In order to increase the light extraction efficiency from the light emitting diode, it is desirable to attach a hemispherical resin material having a certain size to the light emitting portion of the light emitting diode. If there is an intention to emit light in a specific direction, for example, a two-dimensional direction emission configuration in which light is mainly emitted in the horizontal direction may be provided.

本発明において、面状光源装置は、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートといった光学機能シート群や、反射シートを更に備えている構成とすることができる。光学機能シート群は、離間配置された各種シートから構成されていてもよいし、積層され一体として構成されていてもよい。本発明の第2の態様にあっては、必要に応じて、光拡散板を配置してもよい。光拡散板や光学機能シート群は、面状光源装置と液晶表示装置との間に配置される。   In the present invention, the planar light source device may be configured to further include an optical function sheet group such as a diffusion sheet, a prism sheet, and a polarization conversion sheet, and a reflection sheet. The optical function sheet group may be configured from various sheets that are spaced apart from each other, or may be stacked and integrated. In the second aspect of the present invention, a light diffusing plate may be arranged as necessary. The light diffusing plate and the optical function sheet group are disposed between the planar light source device and the liquid crystal display device.

透過型の液晶表示装置は、例えば、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。尚、液晶表示装置は、モノクロ液晶表示装置であってもよいし、カラー液晶表示装置であってもよい。   The transmissive liquid crystal display device includes, for example, a front panel having a transparent first electrode, a rear panel having a transparent second electrode, and a liquid crystal material disposed between the front panel and the rear panel. Consists of. The liquid crystal display device may be a monochrome liquid crystal display device or a color liquid crystal display device.

フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、透過型のカラー液晶表示装置においては、第1の基板の内面に、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。そして、フロント・パネルは、更に、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。尚、透明第1電極上には配向膜が形成されている。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型のカラー液晶表示装置を含む液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたMOS型FETや薄膜トランジスタ(TFT)といった3端子素子や、MIM素子、バリスタ素子、ダイオード等の2端子素子を例示することができる。   More specifically, the front panel includes, for example, a first substrate made of, for example, a glass substrate or a silicon substrate, and a transparent first electrode (also called a common electrode, for example, ITO provided on the inner surface of the first substrate. And a polarizing film provided on the outer surface of the first substrate. Further, in the transmissive color liquid crystal display device, a color filter covered with an overcoat layer made of acrylic resin or epoxy resin is provided on the inner surface of the first substrate. Examples of the color filter arrangement pattern include a delta arrangement, a stripe arrangement, a diagonal arrangement, and a rectangle arrangement. The front panel further has a configuration in which a transparent first electrode is formed on the overcoat layer. An alignment film is formed on the transparent first electrode. On the other hand, the rear panel more specifically includes, for example, a second substrate made of a glass substrate or a silicon substrate, a switching element formed on the inner surface of the second substrate, and conduction / non-conduction by the switching element. A transparent second electrode to be controlled (also called a pixel electrode, which is made of, for example, ITO) and a polarizing film provided on the outer surface of the second substrate. An alignment film is formed on the entire surface including the transparent second electrode. Various members and liquid crystal materials constituting the liquid crystal display device including these transmissive color liquid crystal display devices can be formed of known members and materials. Examples of the switching element include a three-terminal element such as a MOS type FET and a thin film transistor (TFT) formed on a single crystal silicon semiconductor substrate, and a two-terminal element such as an MIM element, a varistor element, and a diode.

透明第1電極と透明第2電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、1画素(ピクセル)あるいは1副画素(サブピクセル)に該当する。そして、透過型のカラー液晶表示装置においては、各画素(ピクセル)を構成する赤色発光副画素(副画素[R]と呼ぶ場合がある)は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素(副画素[G]と呼ぶ場合がある)は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素(副画素[B]と呼ぶ場合がある)は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。副画素[R]、副画素[G]及び副画素[B]の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。尚、画素は、副画素[R]、副画素[G]、及び、副画素[B]の3種の副画素[R,G,B]を1組として構成される構成に限定されず、例えば、これらの3種の副画素[R,G,B]に更に1種類あるいは複数種類の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)から構成することもできる。   An area where the transparent first electrode and the transparent second electrode overlap and includes a liquid crystal cell corresponds to one pixel (pixel) or one sub-pixel (sub-pixel). In a transmissive color liquid crystal display device, a red light emitting sub-pixel (which may be referred to as sub-pixel [R]) constituting each pixel (pixel) is a combination of the region and a color filter that transmits red. The green light emitting subpixel (sometimes referred to as subpixel [G]) is composed of a combination of the region and a color filter that transmits green, and is a blue light emitting subpixel (referred to as subpixel [B]). (In some cases) is composed of a combination of such a region and a color filter that transmits blue. The arrangement pattern of the sub-pixel [R], sub-pixel [G], and sub-pixel [B] matches the arrangement pattern of the color filter described above. The pixel is not limited to a configuration in which three types of sub-pixels [R, G, B], which are a sub-pixel [R], a sub-pixel [G], and a sub-pixel [B], are configured as one set. For example, a set of these three types of sub-pixels [R, G, B] plus one or more types of sub-pixels (for example, one sub-pixel that emits white light to improve brightness) To expand the color reproduction range, one set including sub-pixels that emit complementary colors to expand the color reproduction range, one set including sub-pixels that emit yellow to expand the color reproduction range It can also be composed of a set of subpixels that emit yellow and cyan.

2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、(M0,N0)の値として、具体的には、VGA(640,480)、S−VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S−XGA(1280,1024)、U−XGA(1600,1200)、HD−TV(1920,1080)、Q−XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。また、(M0,N0)の値と(P,Q)の値との関係として、限定するものではないが、以下の表1に例示することができる。1つの表示領域ユニットを構成する画素の数として、20×20乃至320×240、好ましくは、50×50乃至200×200を例示することができる。表示領域ユニットにおける画素の数は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。 When expressed in pixels arranged in a two-dimensional matrix the number M 0 × N 0 of (pixels) (M 0, N 0) , the value of (M 0, N 0), specifically, VGA ( 640,480), S-VGA (800,600), XGA (1024,768), APRC (1152,900), S-XGA (1280,1024), U-XGA (1600,1200), HD-TV ( 1920, 1080), Q-XGA (2048, 1536), (1920, 1035), (720, 480), (1280, 960), etc. It is not limited to these values. Further, the relationship between the value of (M 0 , N 0 ) and the value of (P, Q) is not limited, but can be exemplified in Table 1 below. Examples of the number of pixels constituting one display area unit include 20 × 20 to 320 × 240, preferably 50 × 50 to 200 × 200. The number of pixels in the display area unit may be constant or different.

Figure 2008059864
Figure 2008059864

液晶表示装置及び面状光源装置を駆動するための駆動回路は、例えば、発光ダイオード(LED)駆動回路、演算回路、記憶装置(メモリ)等から構成された面状光源装置制御回路及び面状光源ユニット駆動回路、並びに、タイミングコントローラ等の周知の回路から構成された液晶表示装置駆動回路を備えている。表示領域の部分の輝度(表示輝度)及び面状光源ユニットの輝度(光源輝度)の制御は、1画像表示フレーム毎に行われる。尚、駆動回路に電気信号として1秒間に送られる画像情報の数(毎秒画像)がフレーム周波数(フレームレート)であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間(単位:秒)である。   The driving circuit for driving the liquid crystal display device and the planar light source device includes, for example, a planar light source device control circuit and a planar light source configured from a light emitting diode (LED) driving circuit, an arithmetic circuit, a storage device (memory), and the like. A unit drive circuit and a liquid crystal display device drive circuit including a known circuit such as a timing controller are provided. The luminance of the display area (display luminance) and the luminance of the planar light source unit (light source luminance) are controlled for each image display frame. Note that the number of image information (images per second) sent to the drive circuit as electrical signals per second is the frame frequency (frame rate), and the inverse of the frame frequency is the frame time (unit: seconds).

本発明の第1の態様及び第2の態様においては、導光ブロックの側面に光反射層が設けられているので、光源から出射された光が隣接する導光ブロックに入射(侵入)することが無く、面状光源装置を構成するそれぞれの面状光源ユニットの光源輝度を制御したとき、或る面状光源ユニットの光源輝度が他の面状光源ユニットの光源輝度に与える影響を無くすことができる。また、薄い光反射層を設ければよいので、導光ブロックを配設せずに、面状光源ユニットを光反射性の隔壁で囲んだ構成の従来の面状光源装置と比較して、導光ブロックと導光ブロックとの境界領域の上方に位置する空間の部分における係る境界領域の存在に起因した輝度ムラの減少を図ることが可能となる。   In the first aspect and the second aspect of the present invention, since the light reflecting layer is provided on the side surface of the light guide block, the light emitted from the light source enters (enters) the adjacent light guide block. When the light source luminance of each planar light source unit constituting the planar light source device is controlled, the influence of the light source luminance of a certain planar light source unit on the light source luminance of other planar light source units may be eliminated. it can. In addition, since a thin light reflection layer may be provided, the light source block is not provided, and the light source block is guided as compared with a conventional surface light source device in which the surface light source unit is surrounded by a light reflective partition. It is possible to reduce luminance unevenness due to the presence of the boundary region in the space located above the boundary region between the light block and the light guide block.

更には、本発明の第1の態様においては、光出射面に相当する導光ブロックの頂面に光拡散・透過層が設けられているので、導光ブロックと導光ブロックの境界領域に若干量発生し得る輝度ムラを光拡散効果によって消すことが可能となる。また、光源から出射され、導光ブロックの内面によって囲まれた空間を通過した光が、導光ブロックの頂面から光拡散・透過層を介して出射される形態として、例えば、
(1)導光ブロック内を伝播して、直ちに、導光ブロックの頂面から出射される形態
(2)導光ブロックの側面に設けられた光反射層によって反射されて、導光ブロック内を再び伝播して、導光ブロックの頂面から出射される形態
だけでなく、
(3)導光ブロックの側面に設けられた光反射層によって反射されて、導光ブロック内を再び伝播して、導光ブロックの内面で一部が全反射され、導光ブロックの頂面から出射される形態
が存在する。従って、導光ブロックを配設せずに、面状光源ユニットを光反射性の隔壁で囲み、面状光源ユニットの上部に光拡散板を配置した構成の従来の面状光源装置と比較して、各面状光源ユニットの上方に位置する空間に出射される光の割合を高めることができるし、導光ブロックの頂面外周部の形状の最適化を図ることで、導光ブロックと導光ブロックとの境界領域の上方の空間における係る境界領域の存在に起因した輝度ムラの減少を図ることが可能となる。
Furthermore, in the first aspect of the present invention, since the light diffusion / transmission layer is provided on the top surface of the light guide block corresponding to the light output surface, a slight amount is formed in the boundary region between the light guide block and the light guide block. It is possible to eliminate luminance unevenness that may occur in a large amount by the light diffusion effect. Further, as a form in which the light emitted from the light source and passed through the space surrounded by the inner surface of the light guide block is emitted from the top surface of the light guide block through the light diffusion / transmission layer, for example,
(1) A mode in which the light propagates through the light guide block and is immediately emitted from the top surface of the light guide block. (2) Reflected by the light reflecting layer provided on the side surface of the light guide block, passes through the light guide block. Propagating again, not only the form emitted from the top surface of the light guide block,
(3) Reflected by the light reflecting layer provided on the side surface of the light guide block, propagates again in the light guide block, and is partially reflected by the inner surface of the light guide block, from the top surface of the light guide block There is a form to be emitted. Therefore, compared with a conventional planar light source device in which a planar light source unit is surrounded by a light-reflective partition without a light guide block, and a light diffusing plate is disposed above the planar light source unit. The ratio of light emitted to the space located above each planar light source unit can be increased, and by optimizing the shape of the outer peripheral portion of the top surface of the light guide block, the light guide block and the light guide It is possible to reduce luminance unevenness due to the presence of the boundary region in the space above the block boundary region.

本発明の第2の態様においては、導光ブロックの側面には光反射層が設けられており、導光ブロックの頂面には光拡散・反射層が設けられており、且つ、開口部が配置されている。従って、導光ブロックは、積分球に類似した機能を有し、導光ブロックの内部に配置された光源から出射された光は、導光ブロック内において反射、拡散を繰り返し、最終的に頂面における開口部から外部に出射され、最終的に液晶表示装置を背面から照明する。それ故、面状光源ユニットは、一種、点光源(あるいは、発光面積の小さな光源)として機能し、面状光源ユニットから出射された光を、適切な方法を用いて(例えば、レンズや光拡散板を用いて)、その光路を広げることで、十分に広い発光面積を有する面状光源として用いることができる。それ故、混色のための空間における輝度損失を出来る限り少なくすることができ、高輝度を達成することができ、しかも、面状光源ユニットと面状光源ユニットとの境界領域の上方に位置する空間の部分に係る境界領域の存在に起因した輝度ムラが発生し難く、小型化、薄型化を達成することができる。   In the second aspect of the present invention, a light reflection layer is provided on the side surface of the light guide block, a light diffusion / reflection layer is provided on the top surface of the light guide block, and an opening is provided. Has been placed. Therefore, the light guide block has a function similar to an integrating sphere, and the light emitted from the light source arranged inside the light guide block is repeatedly reflected and diffused in the light guide block, and finally the top surface. The liquid crystal display device is finally illuminated from the back side. Therefore, the planar light source unit functions as a kind of point light source (or a light source having a small light emitting area), and the light emitted from the planar light source unit is used by an appropriate method (for example, a lens or a light diffusion). By using a plate) and widening the optical path, it can be used as a planar light source having a sufficiently wide light emitting area. Therefore, the luminance loss in the space for color mixing can be reduced as much as possible, high luminance can be achieved, and the space is located above the boundary region between the planar light source unit and the planar light source unit. Luminance unevenness due to the presence of the boundary region relating to the portion is hardly generated, and miniaturization and thinning can be achieved.

更には、本発明にあっては、導光ブロックの頂面を、上に凸の曲面、下に凸の曲面、又は、これらの組合せ等から構成することによって、導光ブロックに一種のレンズ効果を付与することができる結果、各面状光源ユニットの上方に位置する空間に出射される光の割合を高めることができ、面状光源装置における高輝度を達成することができる。   Furthermore, in the present invention, the top surface of the light guide block is composed of an upwardly convex curved surface, a downwardly convex curved surface, or a combination thereof. As a result, the ratio of the light emitted to the space located above each planar light source unit can be increased, and high luminance in the planar light source device can be achieved.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、それに先立ち、実施例においての使用に適した透過型の液晶表示装置(具体的には、透過型のカラー液晶表示装置)や面状光源装置の概要を、図3、図4、図5の(A)及び(B)、図6を参照して、説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. Prior to this, a transmissive liquid crystal display device suitable for use in the embodiments (specifically, a transmissive color liquid crystal display device) will be described. An outline of the planar light source device will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5 (A) and (B), and FIG. 6.

図3に概念図を示すように、実施例における透過型のカラー液晶表示装置10は、第1の方向に沿ってM0個、第2の方向に沿ってN0個の、合計M0×N0個の画素が2次元マトリクス状に配列された表示領域11を備えている。具体的には、例えば、画像表示用解像度としてHD−TV規格を満たすものであり、2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、例えば、(1920,1080)である。また、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11(図3において、一点鎖線で示す)がP×Q個の仮想の表示領域ユニット12(境界を点線で示す)に分割されている。(P,Q)の値は、例えば、(19,12)である。但し、図面の簡素化のため、図3における表示領域ユニット12(及び、後述する面状光源ユニット41)の数は、この値と異なる。各表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されており、1つの表示領域ユニット12を構成する画素の数は、例えば、約1万である。各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成されている。より具体的には、各画素は、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])の3種の副画素(サブピクセル)から構成されている。この透過型のカラー液晶表示装置10は、線順次駆動される。より具体的には、カラー液晶表示装置10は、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号(制御信号に基づく信号である)に基づき画像を表示させ、1画面を構成する。 As shown in the conceptual diagram of FIG. 3, the transmissive color liquid crystal display device 10 in the embodiment has a total of M 0 ×, which is M 0 along the first direction and N 0 along the second direction. A display area 11 in which N 0 pixels are arranged in a two-dimensional matrix is provided. Specifically, for example, the image display resolution satisfies the HD-TV standard, and the number M 0 × N 0 of pixels (pixels) arranged in a two-dimensional matrix is expressed as (M 0 , N 0 ). For example, (1920, 1080). In addition, a display area 11 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 3) composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix is divided into P × Q virtual display area units 12 (the boundary is indicated by a dotted line). ing. The value of (P, Q) is (19, 12), for example. However, in order to simplify the drawing, the number of display area units 12 (and a planar light source unit 41 described later) in FIG. 3 is different from this value. Each display area unit 12 is composed of a plurality of (M × N) pixels, and the number of pixels constituting one display area unit 12 is, for example, about 10,000. Each pixel is configured as a set of a plurality of sub-pixels that emit different colors. More specifically, each pixel has three types of red light emitting subpixel (subpixel [R]), green light emitting subpixel (subpixel [G]), and blue light emitting subpixel (subpixel [B]). Of sub-pixels (sub-pixels). The transmissive color liquid crystal display device 10 is line-sequentially driven. More specifically, the color liquid crystal display device 10 includes scan electrodes (extending along the first direction) and data electrodes (extending along the second direction) that intersect in a matrix. Then, a scanning signal is input to the scanning electrode to select and scan the scanning electrode, and an image is displayed based on the data signal (a signal based on the control signal) input to the data electrode to constitute one screen.

カラー液晶表示装置10は、図6に模式的な一部断面図を示すように、透明第1電極24を備えたフロント・パネル20、透明第2電極34を備えたリア・パネル30、及び、フロント・パネル20とリア・パネル30との間に配された液晶材料13から成る。   The color liquid crystal display device 10 includes a front panel 20 having a transparent first electrode 24, a rear panel 30 having a transparent second electrode 34, and a schematic partial cross-sectional view shown in FIG. The liquid crystal material 13 is disposed between the front panel 20 and the rear panel 30.

フロント・パネル20は、例えば、ガラス基板から成る第1の基板21と、第1の基板21の外面に設けられた偏光フィルム26とから構成されている。第1の基板21の内面には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂から成るオーバーコート層23によって被覆されたカラーフィルター22が設けられ、オーバーコート層23上には、透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)24が形成され、透明第1電極24上には配向膜25が形成されている。一方、リア・パネル30は、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第2の基板31と、第2の基板31の内面に形成されたスイッチング素子(具体的には、薄膜トランジスタ、TFT)32と、スイッチング素子32によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)34と、第2の基板31の外面に設けられた偏光フィルム36とから構成されている。透明第2電極34を含む全面には配向膜35が形成されている。フロント・パネル20とリア・パネル30とは、それらの外周部で封止材(図示せず)を介して接合されている。尚、スイッチング素子32は、TFTに限定されず、例えば、MIM素子から構成することもできる。また、図面における参照番号37は、スイッチング素子32とスイッチング素子32との間に設けられた絶縁層である。   The front panel 20 includes, for example, a first substrate 21 made of a glass substrate and a polarizing film 26 provided on the outer surface of the first substrate 21. A color filter 22 covered with an overcoat layer 23 made of acrylic resin or epoxy resin is provided on the inner surface of the first substrate 21, and a transparent first electrode (also called a common electrode) is provided on the overcoat layer 23. (For example, made of ITO) 24 is formed, and an alignment film 25 is formed on the transparent first electrode 24. On the other hand, the rear panel 30 more specifically includes, for example, a second substrate 31 made of a glass substrate, and switching elements (specifically, thin film transistors and TFTs) formed on the inner surface of the second substrate 31. 32, a transparent second electrode (also referred to as a pixel electrode, made of, for example, ITO) 34 whose conduction / non-conduction is controlled by the switching element 32, and a polarizing film 36 provided on the outer surface of the second substrate 31, It is composed of An alignment film 35 is formed on the entire surface including the transparent second electrode 34. The front panel 20 and the rear panel 30 are joined via a sealing material (not shown) at their outer peripheral portions. Note that the switching element 32 is not limited to a TFT, and may be composed of, for example, an MIM element. Reference numeral 37 in the drawing is an insulating layer provided between the switching element 32 and the switching element 32.

これらの透過型のカラー液晶表示装置を構成する各種の部材や、液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができるので、詳細な説明は省略する。   Since various members and liquid crystal materials constituting these transmissive color liquid crystal display devices can be composed of well-known members and materials, detailed description thereof is omitted.

直下型の面状光源装置(バックライト)40は、P×Q個の仮想の表示領域ユニット12に対応したP×Q個の面状光源ユニット41から成り、各面状光源ユニット41は、面状光源ユニット41に対応する表示領域ユニット12を背面から照明する。面状光源ユニット41に備えられた光源は、個別に制御される。但し、面状光源ユニット41の光源輝度は、他の面状光源ユニット41に備えられた光源の発光状態等による影響を受けない。尚、カラー液晶表示装置10の下方に面状光源装置40が位置しているが、図3においては、カラー液晶表示装置10と面状光源装置40とを別々に表示した。面状光源装置40における発光ダイオード等の配置、配列状態を図5の(A)に模式的に示し、面状光源装置及び液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を図5の(B)に示す。光源は、パルス幅変調(PWM)制御方式に基づき駆動される発光ダイオード43から成る。面状光源ユニット41の輝度の増減は、面状光源ユニット41を構成する発光ダイオード43のパルス幅変調制御におけるデューティ比の増減制御によって行う。   The direct-type planar light source device (backlight) 40 includes P × Q planar light source units 41 corresponding to the P × Q virtual display area units 12. The display area unit 12 corresponding to the light source unit 41 is illuminated from the back. The light sources provided in the planar light source unit 41 are individually controlled. However, the light source luminance of the planar light source unit 41 is not affected by the light emission state of the light sources provided in the other planar light source units 41. Although the planar light source device 40 is positioned below the color liquid crystal display device 10, the color liquid crystal display device 10 and the planar light source device 40 are separately displayed in FIG. The arrangement and arrangement of light emitting diodes and the like in the planar light source device 40 are schematically shown in FIG. 5A, and a schematic partial sectional view of the planar light source device and the liquid crystal display device assembly is shown in FIG. Shown in B). The light source comprises a light emitting diode 43 that is driven based on a pulse width modulation (PWM) control method. The luminance of the planar light source unit 41 is increased / decreased by increasing / decreasing the duty ratio in the pulse width modulation control of the light emitting diodes 43 constituting the planar light source unit 41.

図5の(B)に液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図を示すように、面状光源装置40は、外側フレーム53と内側フレーム54とを備えた筐体51から構成されている。そして、透過型のカラー液晶表示装置10の端部は、外側フレーム53と内側フレーム54とによって、スペーサ55A,55Bを介して挟み込まれるように保持されている。また、外側フレーム53と内側フレーム54との間には、ガイド部材56が配置されており、外側フレーム53と内側フレーム54とによって挟み込まれたカラー液晶表示装置10がずれない構造となっている。面状光源ユニット41の詳細については後述する。面状光源ユニット41を構成する導光ブロック42の上方には、拡散シート61、プリズムシート62、偏光変換シート63といった光学機能シート群が積層されており、ブラケット部材57を介して筐体51に取り付けられている。そして、赤色を発光する赤色発光ダイオード43R、緑色を発光する緑色発光ダイオード43G、及び、青色を発光する青色発光ダイオード43Bから出射された赤色光、緑色光及び青色光が混色され、色純度の高い白色光を照明光として得ることができる。この照明光は、面状光源ユニット41から出射され、拡散シート61、プリズムシート62、偏光変換シート63といった光学機能シート群を通過し、カラー液晶表示装置10を背面から照射する。   As shown in a schematic partial cross-sectional view of the liquid crystal display device assembly in FIG. 5B, the planar light source device 40 includes a casing 51 having an outer frame 53 and an inner frame 54. Yes. The end of the transmissive color liquid crystal display device 10 is held by the outer frame 53 and the inner frame 54 so as to be sandwiched between the spacers 55A and 55B. A guide member 56 is disposed between the outer frame 53 and the inner frame 54 so that the color liquid crystal display device 10 sandwiched between the outer frame 53 and the inner frame 54 does not shift. Details of the planar light source unit 41 will be described later. An optical function sheet group such as a diffusion sheet 61, a prism sheet 62, and a polarization conversion sheet 63 is laminated above the light guide block 42 constituting the planar light source unit 41, and is attached to the casing 51 via a bracket member 57. It is attached. Then, the red light emitted from the red light emitting diode 43R that emits red, the green light emitting diode 43G that emits green, and the blue light emitting diode 43B that emits blue light are mixed, and the color purity is high. White light can be obtained as illumination light. The illumination light is emitted from the planar light source unit 41, passes through an optical function sheet group such as a diffusion sheet 61, a prism sheet 62, and a polarization conversion sheet 63, and irradiates the color liquid crystal display device 10 from the back.

図3及び図4に示すように、外部(ディスプレイ回路)からの入力信号に基づき面状光源装置40及びカラー液晶表示装置10を駆動するための駆動回路は、パルス幅変調制御方式に基づき、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード43R、緑色発光ダイオード43G及び青色発光ダイオード43Bのオン/オフ制御を行う面状光源装置制御回路70及び面状光源ユニット駆動回路80、並びに、液晶表示装置駆動回路90から構成されている。面状光源装置制御回路70は、演算回路71及び記憶装置(メモリ)72から構成されている。一方、面状光源ユニット駆動回路80は、演算回路81、記憶装置(メモリ)82、LED駆動回路83、FETから成るスイッチング素子84R,84G,84B、発光ダイオード駆動電源(定電流源)85から構成されている。面状光源装置制御回路70及び面状光源ユニット駆動回路80を構成するこれらの回路等は、周知の回路等とすることができる。一方、カラー液晶表示装置10を駆動するための液晶表示装置駆動回路90は、タイミングコントローラ91といった周知の回路から構成されている。カラー液晶表示装置10には、液晶セルを構成するTFTから成るスイッチング素子32を駆動するための、ゲート・ドライバ、ソース・ドライバ等(これらは図示せず)が備えられている。ここで、図4には、発光ダイオード駆動電源(定電流源)85を1つで描写しているが、実際には、発光ダイオード43R,43G,43Bのそれぞれを駆動するための発光ダイオード駆動電源85が配されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the driving circuit for driving the planar light source device 40 and the color liquid crystal display device 10 based on an input signal from the outside (display circuit) is based on the pulse width modulation control method. Planar light source device control circuit 70 and planar light source unit drive circuit 80 for controlling on / off of the red light emitting diode 43R, the green light emitting diode 43G and the blue light emitting diode 43B constituting the planar light source device 40, and the liquid crystal display device driving The circuit 90 is configured. The planar light source device control circuit 70 includes an arithmetic circuit 71 and a storage device (memory) 72. On the other hand, the planar light source unit driving circuit 80 includes an arithmetic circuit 81, a storage device (memory) 82, an LED driving circuit 83, switching elements 84R, 84G, and 84B composed of FETs, and a light emitting diode driving power source (constant current source) 85. Has been. These circuits constituting the planar light source device control circuit 70 and the planar light source unit drive circuit 80 can be known circuits. On the other hand, a liquid crystal display device driving circuit 90 for driving the color liquid crystal display device 10 includes a known circuit such as a timing controller 91. The color liquid crystal display device 10 is provided with a gate driver, a source driver, and the like (not shown) for driving the switching element 32 formed of a TFT constituting the liquid crystal cell. Here, in FIG. 4, a single light emitting diode driving power source (constant current source) 85 is depicted, but actually, the light emitting diode driving power source for driving each of the light emitting diodes 43R, 43G, and 43B. 85 is arranged.

2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域がP×Q個の表示領域ユニットに分割されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、Q行×P列の表示領域ユニットに分割されていると云える。また、表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、N行×M列の画素から構成されていると云える。更には、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])を一括して纏めて『副画素[R,G,B]』と呼ぶ場合があるし、副画素[R,G,B]の動作の制御(具体的には、例えば、光透過率(開口率)の制御)のために副画素[R,G,B]に入力される赤色発光副画素・制御信号、緑色発光副画素・制御信号、及び、青色発光副画素・制御信号を一括して纏めて『制御信号[R,G,B]』と呼ぶ場合があるし、表示領域ユニットを構成する副画素[R,G,B]を駆動するために駆動回路に外部から入力される赤色発光副画素・入力信号、緑色発光副画素・入力信号、及び、青色発光副画素・入力信号を一括して纏めて『入力信号[R,G,B]』と呼ぶ場合がある。   A display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix is divided into P × Q display area units. When this state is expressed by “row” and “column”, Q rows × P It can be said that the display area unit is divided into columns. The display area unit 12 is composed of a plurality of (M × N) pixels. When this state is expressed by “row” and “column”, it is composed of pixels of N rows × M columns. I can say. Further, the red light emitting subpixel (subpixel [R]), the green light emitting subpixel (subpixel [G]), and the blue light emitting subpixel (subpixel [B]) are collectively collected as “subpixel [ R, G, B] ”and may be referred to as“ sub-pixel ”for controlling the operation of the sub-pixel [R, G, B] (specifically, for example, controlling the light transmittance (aperture ratio)). The red light emitting subpixel / control signal, the green light emitting subpixel / control signal, and the blue light emitting subpixel / control signal input to [R, G, B] are collectively referred to as “control signal [R, G, B] ”and may be referred to as a red light-emitting subpixel / input signal or a green light-emitting subpixel that is input to the drive circuit from the outside in order to drive the subpixels [R, G, B] constituting the display area unit. The input signal and the blue light emitting subpixel / input signal may be collectively referred to as “input signal [R, G, B]”.

各画素は、前述したように、赤色発光副画素(赤色発光サブピクセル,副画素[R])、緑色発光副画素(緑色発光サブピクセル,副画素[G])、及び、青色発光副画素(青色発光サブピクセル,副画素[B])の3種の副画素(サブピクセル)を1組として構成されている。以下の実施例の説明においては、副画素[R,G,B]のそれぞれの輝度の制御(階調制御)を8ビット制御とし、0〜255の28段階にて行うとする。従って、各表示領域ユニット12を構成する各画素における副画素[R,G,B]のそれぞれを駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとる。また、各面状光源ユニットを構成する赤色発光ダイオード43R、緑色発光ダイオード43G及び青色発光ダイオード43Bのそれぞれの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBも、0〜255の28段階の値をとる。但し、これに限定するものではなく、例えば、10ビット制御とし、0〜1023の210段階にて行うこともでき、この場合には、8ビットの数値での表現を、例えば4倍すればよい。 As described above, each pixel includes a red light emitting subpixel (red light emitting subpixel, subpixel [R]), a green light emitting subpixel (green light emitting subpixel, subpixel [G]), and a blue light emitting subpixel ( The blue light emitting subpixel and the subpixel [B]) are configured as a set of three subpixels (subpixels). In the following description of the embodiments, it is assumed that the luminance control (gradation control) of each of the sub-pixels [R, G, B] is 8-bit control and is performed in 2 8 steps from 0 to 255. Therefore, the value of the input signal [R, G, B] input to the liquid crystal display device driving circuit 90 to drive each of the sub-pixels [R, G, B] in each pixel constituting each display area unit 12. x R, x G, each x B, takes a value of 2 8 steps. Also, pulse width modulation output signal values S R , S G , and S B for controlling the respective light emission times of the red light emitting diode 43R, the green light emitting diode 43G, and the blue light emitting diode 43B constituting each planar light source unit are also provided. , Takes a value of 2 8 steps from 0 to 255. However, the present invention is not limited to this. For example, 10-bit control can be performed in 2 10 stages from 0 to 1023. In this case, if an 8-bit numerical expression is multiplied by, for example, 4 times Good.

画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。具体的には、副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が液晶表示装置駆動回路90から供給される。即ち、液晶表示装置駆動回路90においては、入力された入力信号[R,G,B]から制御信号[R,G,B]が生成され、この制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給(出力)される。尚、面状光源ユニット41の輝度である光源輝度Y2を1画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、例えば、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBを2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値XR-corr,XG-corr,XB-corrを有する。そして、液晶表示装置駆動回路90を構成するタイミングコントローラ91から、カラー液晶表示装置10のゲート・ドライバ及びソース・ドライバに、制御信号[R,G,B]が周知の方法で送出され、制御信号[R,G,B]に基づき各副画素を構成するスイッチング素子32が駆動され、液晶セルを構成する透明第1電極24及び透明第2電極34に所望の電圧が印加されることで、各副画素の光透過率(開口率)Ltが制御される。ここで、制御信号[R,G,B]の値XR-corr,XG-corr,XB-corrが大きいほど、副画素[R,G,B]の光透過率(開口率)Ltが高くなり、副画素[R,G,B]に対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度y)の値が高くなる。即ち、副画素[R,G,B]を通過する光によって構成される画像(通常、一種、点状である)は明るい。 A control signal for controlling the light transmittance Lt of each pixel is supplied from the drive circuit to each pixel. Specifically, a control signal [R, G, B] for controlling the light transmittance Lt of each of the sub-pixels [R, G, B] is transmitted to each of the sub-pixels [R, G, B]. Supplied from the drive circuit 90. That is, in the liquid crystal display device driving circuit 90, a control signal [R, G, B] is generated from the input signal [R, G, B] that is input, and the control signal [R, G, B] is subpixel. [R, G, B] are supplied (output). Since the light source luminance Y 2 which is the luminance of the planar light source unit 41 is changed for each image display frame, the control signal [R, G, B] is, for example, the value of the input signal [R, G, B]. Values X R-corr , X G-corr , and X B-corr obtained by performing correction (compensation) based on the change in the light source luminance Y 2 with respect to the values obtained by raising x R , x G , and x B to the power of 2.2. Have. Then, the control signal [R, G, B] is sent from the timing controller 91 constituting the liquid crystal display device driving circuit 90 to the gate driver and the source driver of the color liquid crystal display device 10 by a known method. Based on [R, G, B], the switching element 32 constituting each subpixel is driven, and a desired voltage is applied to the transparent first electrode 24 and the transparent second electrode 34 constituting the liquid crystal cell. The light transmittance (aperture ratio) Lt of the sub-pixel is controlled. Here, the larger the values X R-corr , X G-corr , and X B-corr of the control signal [R, G, B], the light transmittance (aperture ratio) Lt of the sub-pixel [R, G, B]. And the value of the luminance (display luminance y) of the display area corresponding to the sub-pixel [R, G, B] increases. That is, an image composed of light passing through the sub-pixels [R, G, B] (usually a kind of dot) is bright.

表示輝度y及び光源輝度Y2の制御は、カラー液晶表示装置10の画像表示における1画像表示フレーム毎、表示領域ユニット毎、面状光源ユニット毎に行われる。また、1画像表示フレーム内におけるカラー液晶表示装置10の動作と面状光源装置40の動作とは同期させられる。尚、駆動回路に電気信号として1秒間に送られる画像情報の数(毎秒画像)がフレーム周波数(フレームレート)であり、フレーム周波数の逆数がフレーム時間(単位:秒)である。 The display brightness y and the light source brightness Y 2 are controlled for each image display frame, each display area unit, and each planar light source unit in the image display of the color liquid crystal display device 10. Further, the operation of the color liquid crystal display device 10 and the operation of the planar light source device 40 within one image display frame are synchronized. Note that the number of image information (images per second) sent to the drive circuit as electrical signals per second is the frame frequency (frame rate), and the inverse of the frame frequency is the frame time (unit: seconds).

実施例1は、本発明の第1の態様に係る面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。実施例1の面状光源装置40を構成する面状光源ユニット41の模式的な端面図を図1の(A)に示す。   Example 1 relates to a planar light source device and a liquid crystal display device assembly according to a first aspect of the present invention. A schematic end view of the planar light source unit 41 constituting the planar light source device 40 of Example 1 is shown in FIG.

この面状光源ユニット41は、頂面42A、底面42B、側面42C、及び、底面42Bから内部へと延びる内面42Dを有し、導光ブロック42、並びに、導光ブロック42の内面42Dと離間して、導光ブロック42の内部に配置された発光素子43から成る光源を備えている。そして、発光素子43から出射された光は、導光ブロック42の内面42Dから内部に進入する。導光ブロック42の側面42Cには、光反射層44が設けられており、光出射面に相当する導光ブロック42の頂面42Aには、光拡散・透過層45が設けられている。尚、光源43に相当する発光ダイオード43R,43G,43Bから成る発光ダイオード・ユニットは、1つの内面42Dによって囲まれた空間内に配置されており、これらの発光ダイオード43R,43G,43Bは支持部材46上に取り付けられている。また、導光ブロック42(より具体的には支持部材46)は、筐体の底面52Aに適切な方法で固定されている。尚、これらの発光ダイオード43R,43G,43Bを、直接、筐体の底面52Aに適切な方法で固定してもよい。また、導光ブロック42の底面42Bに更に光反射層を設けてもよい。   The planar light source unit 41 has a top surface 42A, a bottom surface 42B, a side surface 42C, and an inner surface 42D extending from the bottom surface 42B to the inside, and is separated from the light guide block 42 and the inner surface 42D of the light guide block 42. The light source includes a light emitting element 43 disposed inside the light guide block 42. Then, the light emitted from the light emitting element 43 enters the inside from the inner surface 42 </ b> D of the light guide block 42. A light reflection layer 44 is provided on the side surface 42C of the light guide block 42, and a light diffusion / transmission layer 45 is provided on the top surface 42A of the light guide block 42 corresponding to the light emission surface. A light emitting diode unit composed of light emitting diodes 43R, 43G, and 43B corresponding to the light source 43 is disposed in a space surrounded by one inner surface 42D, and these light emitting diodes 43R, 43G, and 43B are supporting members. 46 is mounted on. The light guide block 42 (more specifically, the support member 46) is fixed to the bottom surface 52A of the housing by an appropriate method. The light emitting diodes 43R, 43G, and 43B may be directly fixed to the bottom surface 52A of the casing by an appropriate method. Further, a light reflection layer may be further provided on the bottom surface 42B of the light guide block 42.

ここで、中実の導光ブロック42は、例えばアクリル樹脂から作製されており、光反射層44は、導光ブロック42の側面42C上に真空蒸着法にて成膜されたアルミニウム層から成り、光拡散・透過層45は、例えば、透明バインダー樹脂中に酸化チタンといった微粒子から成る光拡散剤が分散されて成り、塗布法にて導光ブロック42の頂面42Aに形成されている。また、発光素子43は、具体的には、例えば波長640nmの赤色を発光する赤色発光ダイオード43R、例えば波長530nmの緑色を発光する緑色発光ダイオード43G、及び、例えば波長450nmの青色を発光する青色発光ダイオード43Bを組として構成されている。   Here, the solid light guide block 42 is made of, for example, an acrylic resin, and the light reflecting layer 44 is formed of an aluminum layer formed on the side surface 42C of the light guide block 42 by a vacuum evaporation method. The light diffusion / transmission layer 45 is formed, for example, by dispersing a light diffusion agent composed of fine particles such as titanium oxide in a transparent binder resin, and is formed on the top surface 42A of the light guide block 42 by a coating method. Specifically, the light emitting element 43 includes, for example, a red light emitting diode 43R that emits red light having a wavelength of 640 nm, a green light emitting diode 43G that emits green light having a wavelength of 530 nm, and a blue light emitting light emitting blue light having a wavelength of 450 nm, for example. The diode 43B is configured as a set.

導光ブロック42の頂面42Aは、下に凸の曲面から構成され、導光ブロック42の内面42Dは、上に凸の曲面から構成されている。具体的には、導光ブロック42を仮想垂直面で切断したときの頂面42Aの切断部及び内面42Dの切断部のそれぞれを構成する曲線は、円の一部、及び、楕円の一部である。尚、導光ブロック42の頂面42Aの形状や内面42Dの形状は、導光ブロック42の大きさ、内面42Dによって構成される空間の大きさ、光源43の形状や配置状態、光源43からの光の出射状態、導光ブロック42の頂面42A及び内面42Dの相互の形状の関係、面状光源ユニット41に要求される輝度や輝度分布等に依存し、一義的に決定することは困難である。それ故、例えば、シミュレーション等を行い、最適な導光ブロック42の頂面42A、内面42Dの形状を決定すればよい。図1の(A)に示した例では、導光ブロック42には内面42Dが1箇所設けられている状態を示したが、導光ブロック42に設けるべき内面42Dの数は、1箇所に限定されず、2箇所、4箇所等とすることができる。   The top surface 42A of the light guide block 42 is composed of a downwardly convex curved surface, and the inner surface 42D of the light guide block 42 is composed of an upwardly convex curved surface. Specifically, when the light guide block 42 is cut along a virtual vertical plane, the curves constituting the cut portion of the top surface 42A and the cut portion of the inner surface 42D are a part of a circle and a part of an ellipse. is there. The shape of the top surface 42A and the shape of the inner surface 42D of the light guide block 42 are the size of the light guide block 42, the size of the space formed by the inner surface 42D, the shape and arrangement of the light source 43, and the shape from the light source 43. It depends on the light emission state, the relationship between the shape of the top surface 42A and the inner surface 42D of the light guide block 42, the luminance and luminance distribution required for the planar light source unit 41, and it is difficult to determine uniquely. is there. Therefore, for example, simulation and the like may be performed to determine the optimal shape of the top surface 42A and the inner surface 42D of the light guide block 42. In the example shown in FIG. 1A, the light guide block 42 is provided with one inner surface 42D, but the number of inner surfaces 42D to be provided in the light guide block 42 is limited to one. Instead, it can be two places, four places, and the like.

実施例2は、本発明の第2の態様に係る面状光源装置及び液晶表示装置組立体に関する。実施例2の面状光源装置140を構成する面状光源ユニット141の模式的な端面図を図2の(A)に示し、面状光源ユニット141の模式的な平面形状を図2の(B)に示す。   Example 2 relates to a planar light source device and a liquid crystal display device assembly according to a second aspect of the present invention. A schematic end view of the planar light source unit 141 constituting the planar light source device 140 of Example 2 is shown in FIG. 2A, and the schematic planar shape of the planar light source unit 141 is shown in FIG. ).

実施例2において、面状光源ユニット141は、頂面142A、底面142B、側面142C、及び、底面142Bから内部へと延びる内面142Dを有する導光ブロック142、並びに、導光ブロック142の内面142Dと離間して、導光ブロック142の内部に配置された発光素子から成る光源43を備えている。そして、発光素子43から出射された光は、導光ブロック142の内面142Dから内部に進入する。導光ブロック142の側面142Cには光反射層144が設けられており、導光ブロック142の底面142Bには光反射層144Bが設けられている。更には、導光ブロック142の頂面142Aの一部分には光拡散・反射層146が設けられており、導光ブロック142の頂面142Aの残りの部分においては導光ブロック142の頂面142Aが露出している(即ち、開口部147が設けられている)。尚、光源43に相当する発光ダイオード43R,43G,43Bから成る発光ダイオード・ユニットは、1つの内面142Dによって囲まれた空間内に配置されており、これらの発光ダイオード43R,43G,43Bは、筐体の底面52Aに適切な方法で固定されている。尚、発光ダイオード43R,43G,43Bを支持部材に取り付け、支持部材を、筐体の底面52Aに適切な方法で固定してもよい。   In the second embodiment, the planar light source unit 141 includes a top surface 142A, a bottom surface 142B, a side surface 142C, a light guide block 142 having an inner surface 142D extending from the bottom surface 142B to the inside, and an inner surface 142D of the light guide block 142. A light source 43 composed of a light emitting element disposed inside the light guide block 142 is provided apart from the light source 43. Then, the light emitted from the light emitting element 43 enters the inside from the inner surface 142D of the light guide block 142. The light reflection layer 144 is provided on the side surface 142C of the light guide block 142, and the light reflection layer 144B is provided on the bottom surface 142B of the light guide block 142. Further, a light diffusing / reflecting layer 146 is provided on a part of the top surface 142A of the light guide block 142, and the top surface 142A of the light guide block 142 is formed on the remaining portion of the top surface 142A of the light guide block 142. It is exposed (that is, an opening 147 is provided). The light emitting diode unit composed of the light emitting diodes 43R, 43G, and 43B corresponding to the light source 43 is disposed in a space surrounded by one inner surface 142D, and these light emitting diodes 43R, 43G, and 43B are arranged in a housing. It is fixed to the bottom surface 52A of the body by an appropriate method. The light emitting diodes 43R, 43G, and 43B may be attached to a support member, and the support member may be fixed to the bottom surface 52A of the housing by an appropriate method.

ここで、中実の導光ブロック142や、光反射層144,144Bは、実施例1の導光ブロック42、光反射層44と同様の構成を有する。また、発光素子43も、実施例1の発光素子43と同様の構成を有する。尚、光拡散・反射層146は、透明バインダー樹脂中に硫酸バリウムといった微粒子から成る光拡散剤が分散されて成り、塗布法にて頂面142Aの一部分に形成されている。   Here, the solid light guide block 142 and the light reflection layers 144 and 144B have the same configuration as the light guide block 42 and the light reflection layer 44 of the first embodiment. The light emitting element 43 has the same configuration as the light emitting element 43 of the first embodiment. The light diffusing / reflecting layer 146 is formed by dispersing a light diffusing agent made of fine particles such as barium sulfate in a transparent binder resin, and is formed on a part of the top surface 142A by a coating method.

更には、導光ブロック142の頂面142Aは、下に凸の曲面から構成され、導光ブロック142の内面142Dは、上に凸の曲面から構成されている。具体的には、導光ブロック142を仮想垂直面で切断したときの頂面142Aの切断部及び内面142Dの切断部のそれぞれを構成する曲線は、円の一部、及び、楕円の一部である。尚、導光ブロック142の頂面142Aの形状や内面142Dの形状は、導光ブロック142の大きさ、内面142Dによって構成される空間の大きさ、光源43の形状や配置状態、光源43からの光の出射状態、導光ブロック142の頂面142A及び内面142Dの相互の形状の関係、面状光源ユニット141に要求される輝度や輝度分布等に依存し、一義的に決定することは困難である。それ故、例えば、シミュレーション等を行い、最適な導光ブロック142の頂面142A、内面142Dの形状を決定すればよい。また、導光ブロック142の平面形状は、家紋の「中陰分銅」のような形状である。即ち、外側に凸の2つの対向する円弧と、これらの円弧を結ぶ、内側に凸の2つの対向する円弧から構成されている。但し、導光ブロック142の平面形状は、このような形状に限定するものではない。図2の(A)に示した例では、導光ブロック142には内面142Dが1箇所設けられている状態を示したが、導光ブロック142に設けるべき内面142Dの数は、1箇所に限定されず、2箇所、4箇所等とすることができる。   Furthermore, the top surface 142A of the light guide block 142 is composed of a downwardly convex curved surface, and the inner surface 142D of the light guide block 142 is composed of an upwardly convex curved surface. Specifically, when the light guide block 142 is cut along a virtual vertical plane, the curves constituting the cut portion of the top surface 142A and the cut portion of the inner surface 142D are a part of a circle and a part of an ellipse. is there. Note that the shape of the top surface 142A and the shape of the inner surface 142D of the light guide block 142 are the size of the light guide block 142, the size of the space formed by the inner surface 142D, the shape and arrangement of the light source 43, and the shape from the light source 43. It depends on the light emission state, the relationship between the shape of the top surface 142A and the inner surface 142D of the light guide block 142, the luminance and the luminance distribution required for the planar light source unit 141, and it is difficult to determine uniquely. is there. Therefore, for example, simulation and the like may be performed to determine the optimal shape of the top surface 142A and the inner surface 142D of the light guide block 142. In addition, the planar shape of the light guide block 142 is a shape like a family crest “middle shade weight”. That is, it is composed of two opposing arcs that are convex outward and two opposing arcs that are inward connecting these arcs. However, the planar shape of the light guide block 142 is not limited to such a shape. In the example shown in FIG. 2A, the light guide block 142 is provided with one inner surface 142D, but the number of inner surfaces 142D to be provided in the light guide block 142 is limited to one. Instead, it can be two places, four places, and the like.

また、頂面142Aに設けられた開口部147の上には、レンズ148(具体的には、プラスチック製の凸レンズ効果を有する平凸レンズ)が配置されている。レンズ148の外形形状は円形である。図示した例においては、1つのレンズ148を1つの面状光源ユニット141に配置しているが、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを複数の面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよいし、複数のレンズが形成された1枚のレンズ・ユニットを全ての面状光源ユニットに共通して(共有化して)配置してもよい。   A lens 148 (specifically, a plano-convex lens having a plastic convex lens effect) is disposed on the opening 147 provided on the top surface 142A. The outer shape of the lens 148 is a circle. In the illustrated example, one lens 148 is arranged in one planar light source unit 141, but one lens unit in which a plurality of lenses are formed is shared by a plurality of planar light source units ( It may be arranged (shared), or one lens unit in which a plurality of lenses are formed may be arranged in common (shared) for all the planar light source units.

発光ダイオード43R,43G,43Bは、頂面142Aの中央部に設けられた開口部147の真下には位置しておらず、側面142Cの近傍に位置する。即ち、頂面部材142に設けられた開口部147と発光ダイオード43R,43G,43Bとの位置関係は、発光ダイオード43R,43G,43Bから出射した光が、導光ブロック142の内部において一度も反射されること無く、開口部147から出射してしまう状態を回避できる位置関係にある。あるいは又、発光ダイオード43R,43G,43Bに、例えば、光出射部分に適切なレンズ等を配設することによって、放射角を制御する機能を持たせれば、この機能により、発光ダイオード43R,43G,43Bから出射された光は、導光ブロック142の内部において少なくても一度、拡散反射してから開口部147から出射する。   The light emitting diodes 43R, 43G, and 43B are not located directly below the opening 147 provided at the center of the top surface 142A, but are located near the side surface 142C. That is, the positional relationship between the opening 147 provided in the top surface member 142 and the light emitting diodes 43R, 43G, and 43B is such that the light emitted from the light emitting diodes 43R, 43G, and 43B is reflected once inside the light guide block 142. It is in the positional relationship which can avoid the state which radiate | emits from the opening part 147, without being carried out. Alternatively, if the light emitting diodes 43R, 43G, and 43B have a function of controlling the radiation angle by, for example, arranging an appropriate lens or the like in the light emitting portion, the light emitting diodes 43R, 43G, and The light emitted from 43B is diffused and reflected at least once inside the light guide block 142 and then emitted from the opening 147.

以下、実施例1〜実施例2における液晶表示装置組立体の駆動方法を、図3、図4及び図7を参照して説明する。尚、図7は、実施例1〜実施例2における液晶表示装置組立体の駆動方法を説明するための流れ図である。ここで、画素あるいは副画素の光透過率(開口率とも呼ばれる)Lt、画素あるいは副画素に対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度)y、及び、面状光源ユニットの輝度(光源輝度)Yを、以下のとおり、定義する。   Hereinafter, a driving method of the liquid crystal display device assembly according to the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 7. FIG. 7 is a flowchart for explaining a method of driving the liquid crystal display device assembly according to the first and second embodiments. Here, the light transmittance (also referred to as aperture ratio) Lt of the pixel or sub-pixel, the luminance (display luminance) y of the display area corresponding to the pixel or sub-pixel, and the luminance (light source luminance) of the planar light source unit Y is defined as follows:

1・・・・光源輝度の、例えば最高輝度であり、以下、光源輝度・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt1・・・表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される入力信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
2・・・・表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正されたと仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための面状光源ユニットの光源輝度。
Y 1 ... Is the maximum luminance of the light source luminance, for example, and may be hereinafter referred to as the light source luminance and the first specified value.
Lt 1 ... Is the maximum value of the light transmittance (aperture ratio) of the pixels or sub-pixels in the display area unit, for example, and may be hereinafter referred to as light transmittance / first specified value.
Lt 2 ... In the display area unit / input signal maximum value x U-max that is the maximum value of the values of the input signals input to the drive circuit for driving all the pixels constituting the display area unit. This is the light transmittance (aperture ratio) of the pixel or sub-pixel when it is assumed that a control signal corresponding to an input signal having the same value is supplied to the pixel or sub-pixel. Sometimes called. In addition, 0 ≦ Lt 2 ≦ Lt 1
y 2 ... When the light source luminance is the light source luminance and the first specified value Y 1 and the light transmittance (aperture ratio) of the pixel or sub-pixel is assumed to be the light transmittance and the second specified value Lt 2 The display brightness obtained in the following is sometimes referred to as “display brightness / second prescribed value”.
Y 2 ... ・ In the display area unit ・ Assuming that a control signal corresponding to an input signal having a value equal to the input signal maximum value x U-max is supplied to the pixel or sub-pixel, Assuming that the light transmittance (aperture ratio) of the sub-pixel is corrected to the light transmittance / first prescribed value Lt 1 , the luminance of the pixel or the sub-pixel is set to the display luminance / second prescribed value (y 2 ). The light source brightness of the planar light source unit.

実施例1〜実施例2にあっては、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。より具体的には、各画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が駆動回路90から供給される。そして、面状光源ユニット41のそれぞれにおいて、各表示領域ユニット12を構成する全ての画素(副画素[R,G,B])を駆動するために駆動回路70,80,90に入力される入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素(副画素[R,G,B])の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、この表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット41を構成する光源43の輝度を、面状光源装置制御回路70及び面状光源ユニット駆動回路80によって制御する。具体的には、例えば、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)を、例えば光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度y2が得られるように、光源輝度Y2を制御すればよい(例えば、減少させればよい)。即ち、例えば、以下の式(1)を満足するように、画像表示フレーム毎に面状光源ユニットの光源輝度Y2を制御すればよい。尚、Y2≦Y1の関係にある。 In the first to second embodiments, a control signal for controlling the light transmittance Lt of each pixel is supplied from the drive circuit to each pixel. More specifically, a control signal [R, G, B] that controls the light transmittance Lt of each of the sub-pixels [R, G, B] is supplied to each of the sub-pixels [R, G, B] constituting each pixel. B] is supplied from the drive circuit 90. Then, in each of the planar light source units 41, inputs inputted to the drive circuits 70, 80, 90 for driving all the pixels (sub-pixels [R, G, B]) constituting each display area unit 12. A control signal corresponding to an input signal having a value equal to the maximum value x U-max in the display area unit that is the maximum value x R , x G , x B of the signals [R, G, B]. Of the pixel (sub-pixel [R, G, B]) (light transmittance, display luminance at the first specified value Lt 1 , second specified value y 2 ) is obtained. Further, the luminance of the light source 43 constituting the planar light source unit 41 corresponding to the display area unit 12 is controlled by the planar light source device control circuit 70 and the planar light source unit drive circuit 80. Specifically, for example, the light source luminance Y 2 is obtained so that the display luminance y 2 can be obtained when the light transmittance (aperture ratio) of the pixel or the sub-pixel is, for example, the light transmittance · the first specified value Lt 1. May be controlled (for example, decreased). That is, for example, the light source luminance Y 2 of the planar light source unit may be controlled for each image display frame so as to satisfy the following expression (1). Note that Y 2 ≦ Y 1 .

2・Lt1=Y1・Lt2 (1) Y 2 · Lt 1 = Y 1 · Lt 2 (1)

[ステップ−100]
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、面状光源装置制御回路70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図3参照)。尚、入力信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をy’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される入力信号であり、入力光量y’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、面状光源装置制御回路70に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、面状光源装置制御回路70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
[Step-100]
An input signal [R, G, B] and a clock signal CLK for one image display frame sent from a known display circuit such as a scan converter are input to the planar light source device control circuit 70 and the liquid crystal display device driving circuit 90. (See FIG. 3). Note that the input signals [R, G, B] are output signals from the image pickup tube, for example, when the input light quantity to the image pickup tube is y ′, and are output from, for example, a broadcasting station and the light transmittance Lt of the pixel. Is an input signal that is also input to the liquid crystal display device driving circuit 90 to control the above, and can be expressed by a function of the input light quantity y ′ to the 0.45th power. The values x R , x G , x B of the input signals [R, G, B] for one image display frame input to the planar light source device control circuit 70 constitute the planar light source device control circuit 70. The data is temporarily stored in the storage device (memory) 72. Further, the values x R , x G , x B of the input signals [R, G, B] for one image display frame inputted to the liquid crystal display device driving circuit 90 are also stored in the liquid crystal display device driving circuit 90. (Not shown) once stored.

[ステップ−110]
次いで、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された入力信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12を構成する全ての画素における副画素[R,G,B]を駆動するための入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値である表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
[Step-110]
Next, in the arithmetic circuit 71 constituting the surface light source device control circuit 70, the value of the input signal [R, G, B] stored in the storage device 72 is read, and the (p, q) th [however, first , P = 1, q = 1] for driving the sub-pixels [R, G, B] in all the pixels constituting the (p, q) -th display region unit 12 The arithmetic circuit 71 obtains the display area unit input signal maximum value x U-max that is the maximum value of the values x R , x G , x B of the input signals [R, G, B]. Then, the in-display area unit / input signal maximum value x U-max is stored in the storage device 72. This step is executed for all of m = 1, 2,..., M, n = 1, 2,..., N, that is, for M × N pixels.

例えば、xRが「110」に相当する値であり、xGが「150」に相当する値であり、xBが「50」に相当する値である場合、xU-maxは「150」に相当する値である。 For example, when x R is a value corresponding to “110”, x G is a value corresponding to “150”, and x B is a value corresponding to “50”, x U-max is “150”. Is a value corresponding to.

この操作を、(p,q)=(1,1)から(P,Q)まで繰り返し、全ての表示領域ユニット12における表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxを、記憶装置72に記憶する。 This operation is repeated from (p, q) = (1, 1) to (P, Q), and the display area unit internal input signal maximum value x U-max in all the display area units 12 is stored in the storage device 72. Remember.

そして、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給されたと想定したときの輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が面状光源ユニット41によって得られるように、表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット41の光源輝度Y2を、面状光源ユニット駆動回路80の制御下、増減する。具体的には、以下の式(1)を満足するように、1画像表示フレーム毎、1面状光源ユニット毎に光源輝度Y2を制御すればよい。より具体的には、光源輝度制御関数g(xnol-max)である式(2)に基づき光源43の輝度を制御し、且つ、式(1)を満足するように光源輝度Y2を制御すればよい。このような制御の概念図を、図8の(A)及び(B)に示す。尚、光源輝度Y2の制御に関するこれらの関係、即ち、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-max、この最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素(副画素)に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2、このときの各副画素の光透過率(開口率)[光透過率・第2規定値Lt2]、各副画素の光透過率(開口率)を光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度・第2規定値y2が得られるような面状光源ユニットにおける輝度制御パラメータの関係等を、予め求めておき、記憶装置72等に記憶しておけばよい。 Then, the control signal [R, G, B] corresponding to the input signal [R, G, B] having a value equal to the maximum value x U-max in the display area unit is sub-pixel [R, G, B]. ] Corresponding to the display area unit 12 so that the surface light source unit 41 can obtain the brightness (light transmittance, display brightness at the first specified value Lt 1 , second specified value y 2 ). The light source luminance Y 2 of the planar light source unit 41 is increased or decreased under the control of the planar light source unit drive circuit 80. Specifically, the light source luminance Y 2 may be controlled for each image display frame and for each planar light source unit so as to satisfy the following expression (1). More specifically, the brightness of the light source 43 is controlled based on the formula (2) which is the light source brightness control function g (x nol-max ), and the light source brightness Y 2 is controlled so as to satisfy the formula (1). do it. A conceptual diagram of such control is shown in FIGS. 8A and 8B. It should be noted that these relations regarding the control of the light source luminance Y 2 , that is, the value of the control signal corresponding to the input signal having a value equal to the maximum value x U-max in the display area unit and the input signal maximum value x U-max , The display luminance when assuming that such a control signal is supplied to the pixel (sub-pixel), the second specified value y 2 , the light transmittance (aperture ratio) of each sub-pixel at this time [light transmittance / first 2 specified value Lt 2 ], and a planar light source that provides display luminance and second specified value y 2 when the light transmittance (aperture ratio) of each sub-pixel is set to light transmittance and first specified value Lt 1. The relationship of brightness control parameters in the unit may be obtained in advance and stored in the storage device 72 or the like.

2・Lt1=Y1・Lt2 (1)
g(xnol-max)=a1・(xnol-max2.2+a0 (2)
Y 2 · Lt 1 = Y 1 · Lt 2 (1)
g (x nol-max ) = a 1 · (x nol-max ) 2.2 + a 0 (2)

ここで、画素(あるいは、画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれ)を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される入力信号(入力信号[R,G,B])の最大値をxmaxとしたとき、
nol-max≡xU-max/xmax
であり、a1,a0は定数であり、
1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
1=0.99
0=0.01
とすればよい。また、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xmaxの値は「255」に相当する値である。
Here, input signals (input signals [R, G, B]) that are input to the liquid crystal display driving circuit 90 to drive the pixels (or the sub-pixels [R, G, B] constituting the pixels). ) Is the maximum value x max
x nol-max ≡ x U-max / x max
And a 1 and a 0 are constants,
a 1 + a 0 = 1
0 <a 0 <1, 0 <a 1 <1
Can be expressed as For example,
a 1 = 0.99
a 0 = 0.01
And it is sufficient. The value x R, x G of the input signal [R, G, B], each x B, and takes a value of 2 8 steps, the value of x max is a value corresponding to "255".

そして、記憶装置72に記憶された変換テーブルに基づき、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれを、0〜255の範囲内の対応する整数(パルス幅変調出力信号の値)に変換する。こうして、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71において、面状光源ユニット41における赤色発光ダイオード43Rの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR、緑色発光ダイオード43Gの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SG、青色発光ダイオード43Bの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SBを得ることができる。 Then, based on the conversion table stored in the storage device 72, each of the values x R , x G , x B of the input signal [R, G, B] is converted into a corresponding integer (pulse width) in the range of 0-255. Value of the modulated output signal). Thus, in the arithmetic circuit 71 constituting the planar light source device control circuit 70, the value S R of the pulse width modulation output signal for controlling the light emission time of the red light emitting diode 43R in the planar light source unit 41, the green light emitting diode 43G The value S G of the pulse width modulation output signal for controlling the light emission time and the value S B of the pulse width modulation output signal for controlling the light emission time of the blue light emitting diode 43B can be obtained.

[ステップ−120]
次に、面状光源装置制御回路70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBは、面状光源ユニット41に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80に送出される(図4参照)。
[Step-120]
Next, the values S R , S G , and S B of the pulse width modulation output signal obtained in the arithmetic circuit 71 constituting the surface light source device control circuit 70 are surfaces provided corresponding to the surface light source unit 41. Is sent to the storage device 82 of the light source unit driving circuit 80 and stored in the storage device 82. The clock signal CLK is also sent to the planar light source unit drive circuit 80 (see FIG. 4).

[ステップ−130]
そして、パルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBに基づき、面状光源ユニット41を構成する赤色発光ダイオード43Rのオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード43Gのオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード43Bのオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
R-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
ON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
[Step-130]
Based on the values S R , S G , and S B of the pulse width modulation output signal, the on time t R-ON and the off time t R-OFF of the red light emitting diode 43R constituting the planar light source unit 41, the green light emitting diode The arithmetic circuit 81 determines the ON time t G-ON and OFF time t G-OFF of 43G and the ON time t B-ON and OFF time t B-OFF of the blue light emitting diode 43B. still,
t R-ON + t R-OFF = t G-ON + t G-OFF = t B-ON + t B-OFF = constant value t Const
It is. The duty ratio in driving based on pulse width modulation of the light emitting diode is
t ON / (t ON + t OFF ) = t ON / t Const
Can be expressed as

そして、面状光源ユニット41を構成する赤色発光ダイオード43R,緑色発光ダイオード43G、青色発光ダイオード43Bのオン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONに相当する信号が、LED駆動回路83に送られ、このLED駆動回路83から、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONに相当する信号の値に基づき、スイッチング素子84R,84G,84Bが、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONだけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源85からのLED駆動電流が、各発光ダイオード43R,43G,43Bに流される。その結果、各発光ダイオード43R,43G,43Bは、1画像表示フレームにおいて、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONだけ発光する。こうして、各表示領域ユニット12を、所定の照度において照明する。 Then, signals corresponding to the ON times t R-ON , t G-ON , t B-ON of the red light emitting diode 43R, the green light emitting diode 43G, and the blue light emitting diode 43B constituting the planar light source unit 41 are LED driving circuits. 83, and from the LED drive circuit 83, the switching elements 84R, 84G, and 84B turn on time t R based on the signal values corresponding to the on times t R-ON , t G-ON , and t B-ON. Only -ON , tG -ON , and tB -ON are turned on, and the LED driving current from the light emitting diode driving power supply 85 is caused to flow to each of the light emitting diodes 43R, 43G, 43B. As a result, each of the light emitting diodes 43R, 43G, and 43B emits light for the on times t R-ON , t G-ON , and t B-ON in one image display frame. Thus, each display area unit 12 is illuminated at a predetermined illuminance.

こうして得られた状態を、図9の(A)及び(B)に実線で示すが、図9の(A)は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される入力信号の値を2.2乗した値(x’≡x2.2)とデューティ比(=tON/tConst)との関係を模式的に示す図であり、図9の(B)は、副画素の光透過率Ltを制御するための制御信号の値Xと表示輝度yとの関係を模式的に示す図である。 The states thus obtained are indicated by solid lines in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows an input signal input to the liquid crystal display device driving circuit 90 to drive the sub-pixels. 9 is a diagram schematically showing a relationship between a value obtained by raising the value of x to the power of 2 (x′≡x 2.2 ) and a duty ratio (= t ON / t Const ). FIG. It is a figure which shows typically the relationship between the value X of the control signal for controlling the light transmittance Lt, and the display brightness | luminance y.

[ステップ−140]
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBはタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]を、副画素[R,G,B]に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B]に供給される制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBと、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBとは、以下の式(3−1)、式(3−2)、式(3−3)の関係にある。但し、b1_R,b0_R,b1_G,b0_G,b1_B,b0_Bは定数である。また、面状光源ユニット41の光源輝度Y2を画像表示フレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、基本的に、入力信号[R,G,B]の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。即ち、実施例1〜実施例2にあっては、1画像表示フレーム毎に光源輝度Y2が変化するので、光源輝度Y2(≦Y1)において表示輝度・第2規定値y2が得られるように制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBを決定、補正(補償)して、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)Ltを制御している。ここで、式(3−1)、式(3−2)、式(3−3)の関数fR,fG,fBは、係る補正(補償)を行うための予め求められた関数である。
[Step-140]
On the other hand, the values x R , x G , x B of the input signals [R, G, B] input to the liquid crystal display device driving circuit 90 are sent to the timing controller 91, and the timing controller 91 receives the input signals A control signal [R, G, B] corresponding to the input signal [R, G, B] is supplied (output) to the sub-pixel [R, G, B]. The values X R and X G of the control signal [R, G, B] generated by the timing controller 91 of the liquid crystal display device driving circuit 90 and supplied from the liquid crystal display device driving circuit 90 to the sub-pixels [R, G, B]. , X B and the values x R , x G , x B of the input signals [R, G, B] are expressed by the following equations (3-1), (3-2), and (3-3): There is a relationship. However, b1_R , b0_R , b1_G , b0_G , b1_B , b0_B are constants. Further, since the light source luminance Y 2 of the planar light source unit 41 is changed for each image display frame, the control signal [R, G, B] basically sets the value of the input signal [R, G, B] to 2. A value obtained by performing correction (compensation) based on a change in the light source luminance Y 2 with respect to the squared value. That is, in the first to second embodiments, the light source luminance Y 2 changes for each image display frame, and therefore the display luminance / second specified value y 2 is obtained at the light source luminance Y 2 (≦ Y 1 ). As described above, the values X R , X G , and X B of the control signal [R, G, B] are determined and corrected (compensated) to control the light transmittance (aperture ratio) Lt of the pixel or sub-pixel. . Here, the functions f R , f G , and f B in the expressions (3-1), (3-2), and (3-3) are functions obtained in advance for performing such correction (compensation). is there.

R=fR(b1_R・xR 2.2+b0_R) (3−1)
G=fG(b1_G・xG 2.2+b0_G) (3−2)
B=fB(b1_B・xB 2.2+b0_B) (3−3)
X R = f R (b 1 —R · x R 2.2 + b 0 —R ) (3-1)
X G = f G (b 1 —G · x G 2.2 + b 0 —G ) (3-2)
X B = f B (b 1 —B · x B 2.2 + b 0 —B ) (3-3)

こうして、1画像表示フレームにおける画像表示動作が完了する。   Thus, the image display operation in one image display frame is completed.

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置、導光ブロック、面状光源ユニット、液晶表示装置組立体、駆動回路の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. The configurations and structures of the transmissive color liquid crystal display device, the planar light source device, the light guide block, the planar light source unit, the liquid crystal display assembly, and the drive circuit described in the embodiments are examples, and members constituting these The materials and the like are also examples and can be appropriately changed.

実施例1においては、導光ブロックの側面の全面に光反射層を設けたが、場合によっては、導光ブロックの側面の下部(例えば、下側2/3の領域)にのみ、光反射層を設ける構成としてもよい。また、光出射面に相当する導光ブロックの頂面には光拡散・透過層が設けられているが、導光ブロックの頂面に均一に光拡散・透過層を設けてもよいし、場合によっては、導光ブロックの頂面の部分毎に光拡散・透過層の特性を変化させてもよい。具体的には、例えば、導光ブロックの頂面の外周部における光拡散・透過層の特性と、導光ブロックの頂面の中央部における光拡散・透過層の特性とを、異ならせてもよい。   In the first embodiment, the light reflection layer is provided on the entire side surface of the light guide block. However, in some cases, the light reflection layer is provided only at the lower portion (for example, the lower 2/3 region) of the side surface of the light guide block. It is good also as a structure which provides. In addition, although the light diffusion / transmission layer is provided on the top surface of the light guide block corresponding to the light output surface, the light diffusion / transmission layer may be provided uniformly on the top surface of the light guide block. Depending on the case, the characteristics of the light diffusion / transmission layer may be changed for each portion of the top surface of the light guide block. Specifically, for example, the characteristics of the light diffusion / transmission layer in the outer peripheral portion of the top surface of the light guide block may be different from the characteristics of the light diffusion / transmission layer in the center portion of the top surface of the light guide block. Good.

図1の(B)に実施例1における導光ブロックの一変形例を示すが、この変形例にあっては、導光ブロック42の頂面42Aの全体は下に凸の曲面であるが、導光ブロック42の頂面42Aの外周部は、上に凸の曲面から構成されている。また、導光ブロック42の内面42Dは、上に凸の曲面と下に凸の曲面の組合せから構成されている。   FIG. 1B shows a modification of the light guide block in the first embodiment. In this modification, the entire top surface 42A of the light guide block 42 is a curved surface that protrudes downward. The outer peripheral portion of the top surface 42A of the light guide block 42 is composed of an upwardly convex curved surface. Further, the inner surface 42D of the light guide block 42 is composed of a combination of an upward convex curved surface and a downward convex curved surface.

また、図1の(C)に実施例1における導光ブロックの他の変形例を示すが、この変形例にあっては、導光ブロック42の内面42Dが複数箇所(例えば、2箇所、4箇所)に設けられ、導光ブロック42の或る内面42Dと離間して導光ブロック42の内部に配置された発光素子、即ち、或る内面42Dによって囲まれた空間内に配置された発光素子は、(1つの赤色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード)の組であり、導光ブロック42の他の内面42Dと離間して導光ブロック42の内部に配置された発光素子、即ち、他の内面42Dによって囲まれた空間内に配置された発光素子は、(1つの青色発光ダイオード,1つの緑色発光ダイオード)の組である。   FIG. 1C shows another modification of the light guide block in the first embodiment. In this modification, the inner surface 42D of the light guide block 42 has a plurality of locations (for example, two locations, 4 locations, and the like). The light emitting element disposed in the light guide block 42 and spaced from the inner surface 42D of the light guide block 42, that is, the light emitting element disposed in the space surrounded by the inner surface 42D. Is a set of (one red light-emitting diode, one green light-emitting diode) and is a light-emitting element disposed inside the light guide block 42 apart from the other inner surface 42D of the light guide block 42, ie, the other The light emitting elements arranged in the space surrounded by the inner surface 42D are a set of (one blue light emitting diode, one green light emitting diode).

発光ダイオードの温度を温度センサーで監視し、その結果を、面状光源ユニット駆動回路80にフィードバックすることで、面状光源ユニット41の輝度補償(補正)や温度制御を行ってもよい。実施例においては、液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定して説明を行ったが、場合によっては、透過型の液晶表示装置は、P×Q個の実際の表示領域ユニットに分割された構造を有していてもよい。   Luminance compensation (correction) and temperature control of the planar light source unit 41 may be performed by monitoring the temperature of the light emitting diode with a temperature sensor and feeding back the result to the planar light source unit drive circuit 80. In the embodiments, the description has been made on the assumption that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units. However, in some cases, the transmissive liquid crystal display device has P × Q. You may have the structure divided | segmented into the actual display area unit.

図1の(A)、(B)及び(C)は、それぞれ、実施例1及びその変形例における面状光源ユニットの模式的な端面図である。FIGS. 1A, 1B, and 1C are schematic end views of the planar light source unit in Example 1 and its modifications, respectively. 図2の(A)及び(B)は、実施例2の面状光源装置を構成する面状光源ユニットの模式的な端面図、及び、面状光源ユニットの模式的な平面形状を示す図である。2A and 2B are schematic end views of a planar light source unit constituting the planar light source device of Example 2, and diagrams showing a schematic planar shape of the planar light source unit. is there. 図3は、実施例での使用に適したカラー液晶表示装置及び面状光源装置から成る液晶表示装置組立体の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of a liquid crystal display device assembly including a color liquid crystal display device and a planar light source device suitable for use in the embodiment. 図4は、実施例での使用に適した駆動回路の一部分の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of a portion of a drive circuit suitable for use in the embodiment. 図5の(A)は、実施例の面状光源装置における発光ダイオード等の配置、配列状態を模式的に示す図であり、図5の(B)は、実施例のカラー液晶表示装置及び面状光源装置から成る液晶表示装置組立体の模式的な一部断面図である。FIG. 5A is a diagram schematically showing the arrangement and arrangement of light emitting diodes and the like in the surface light source device of the example, and FIG. 5B is a color liquid crystal display device and surface of the example. It is a typical partial cross section figure of the liquid crystal display device assembly which consists of a planar light source device. 図6は、カラー液晶表示装置の模式的な一部断面図である。FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of a color liquid crystal display device. 図7は、実施例1における液晶表示装置組立体の駆動方法を説明するための流れ図である。FIG. 7 is a flowchart for explaining a driving method of the liquid crystal display device assembly according to the first embodiment. 図8の(A)及び(B)は、表示領域ユニット内・入力信号最大値xU-maxに等しい値を有する入力信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2が面状光源ユニットによって得られるように、面状光源ユニットの光源輝度Y2を、面状光源ユニット駆動回路の制御下、増減する状態を説明するための概念図である。(A) and (B) of FIG. 8 show the display luminance when assuming that a control signal corresponding to an input signal having a value equal to the input signal maximum value x U-max is supplied to the pixel. as second predetermined value y 2 is obtained by the planar light source unit, the light source luminance Y 2 of the planar light source unit is the conceptual view for describing under the control of the planar light source unit drive circuit, a state of increasing or decreasing . 図9の(A)は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路に入力される入力信号の値を2.2乗した値(x’≡x2.2)とデューティ比(=tON/tConst)との関係を模式的に示す図であり、図9の(B)は、副画素の光透過率を制御するための制御信号の値Xと表示輝度yとの関係を模式的に示す図である。FIG. 9A shows a value (x′≡x 2.2 ) obtained by multiplying the value of the input signal input to the liquid crystal display device driving circuit to drive the sub-pixel by the power of 2.2 and the duty ratio (= t ON / t Const ) schematically shows the relationship between the control signal value X and the display luminance y for controlling the light transmittance of the sub-pixel. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・カラー液晶表示装置、11・・・表示領域、12・・・表示領域ユニット、13・・・液晶材料、20・・・フロント・パネル、21・・・第1の基板、22・・・カラーフィルター、23・・・オーバーコート層、24・・・透明第1電極、25・・・配向膜、26・・・偏光フィルム、30・・・リア・パネル、31・・・第2の基板、32・・・スイッチング素子、34・・・透明第2電極、35・・・配向膜、36・・・偏光フィルム、37・・・絶縁層、40,140・・・面状光源装置、41,141・・・面状光源ユニット、42,142・・・導光ブロック、42A,142A・・・導光ブロックの頂面、42B,142B・・・導光ブロックの底面、42C,142C・・・導光ブロックの側面、42D,142D・・・導光ブロックの内面、43,43R,43G,43B・・・発光ダイオード(光源)、44,144,144B・・・光反射層、45・・・光拡散・透過層、46・・・支持部材、146・・・光拡散・反射層、147・・・開口部、148・・・レンズ、51・・・筐体、52A・・・筐体の底面、52B・・・筐体の側面、53・・・外側フレーム、54・・・内側フレーム、55A,55B・・・スペーサ、56・・・ガイド部材、57・・・ブラケット部材、61・・・拡散シート、62・・・プリズムシート、63・・・偏光変換シート、70・・・面状光源装置制御回路、71・・・演算回路、72・・・記憶装置(メモリ)、80・・・面状光源ユニット駆動回路、81・・・演算回路、82・・・記憶装置(メモリ)、83・・・LED駆動回路、84R,84G,84B・・・スイッチング素子、85・・・発光ダイオード駆動電源、90・・・液晶表示装置駆動回路、91・・・タイミングコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Color liquid crystal display device, 11 ... Display area, 12 ... Display area unit, 13 ... Liquid crystal material, 20 ... Front panel, 21 ... 1st board | substrate, 22. .... Color filter, 23 ... Overcoat layer, 24 ... Transparent first electrode, 25 ... Alignment film, 26 ... Polarizing film, 30 ... Rear panel, 31 ... Second 32 ... switching element, 34 ... transparent second electrode, 35 ... alignment film, 36 ... polarizing film, 37 ... insulating layer, 40, 140 ... planar light source device , 41, 141 ... planar light source unit, 42, 142 ... light guide block, 42A, 142A ... top surface of light guide block, 42B, 142B ... bottom surface of light guide block, 42C, 142C ... Side surfaces of light guide blocks, 42D, 14 D: inner surface of light guide block, 43, 43R, 43G, 43B ... light emitting diode (light source), 44, 144, 144B ... light reflection layer, 45 ... light diffusion / transmission layer, 46 ..Support member, 146... Light diffusion / reflection layer, 147... Opening, 148... Lens, 51. , 53 .. Outer frame, 54... Inner frame, 55 A, 55 B... Spacer, 56... Guide member, 57... Bracket member, 61. Prism sheet, 63 ... polarization conversion sheet, 70 ... planar light source device control circuit, 71 ... arithmetic circuit, 72 ... storage device (memory), 80 ... planar light source unit drive circuit, 81 ... arithmetic circuit, 82 ... storage device (memo ), 83 ... LED driving circuit, 84R, 84G, 84B ... switching device, 85 ... light-emitting diode driving power supply, 90 ... liquid crystal display device drive circuit, 91 ... timing controller

Claims (6)

2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面、底面、側面、及び、底面から内部へと延びる内面を有する導光ブロック、並びに、
(B)導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子から成る光源、
を備えており、
発光素子から出射された光は、導光ブロックの内面から内部に進入し、
導光ブロックの側面には、光反射層が設けられており、
光出射面に相当する導光ブロックの頂面には、光拡散・透過層が設けられていることを特徴とする面状光源装置。
A planar light source device for illuminating a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix from the back,
It is composed of P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when assuming that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units,
Each planar light source unit
(A) a light guide block having a top surface, a bottom surface, a side surface, and an inner surface extending from the bottom surface to the inside; and
(B) a light source comprising a light emitting element disposed inside the light guide block, spaced from the inner surface of the light guide block;
With
The light emitted from the light emitting element enters the inside from the inner surface of the light guide block,
A light reflection layer is provided on the side of the light guide block,
A planar light source device, wherein a light diffusion / transmission layer is provided on a top surface of a light guide block corresponding to a light emitting surface.
2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置であって、
液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面、底面、側面、及び、底面から内部へと延びる内面を有する導光ブロック、並びに、
(B)導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子から成る光源、
を備えており、
発光素子から出射された光は、導光ブロックの内面から内部に進入し、
導光ブロックの側面には、光反射層が設けられており、
導光ブロックの頂面の一部分には、光拡散・反射層が設けられており、
導光ブロックの頂面の残りの部分において、導光ブロックの頂面が露出していることを特徴とする面状光源装置。
A planar light source device for illuminating a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix from the back,
It is composed of P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when assuming that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units,
Each planar light source unit
(A) a light guide block having a top surface, a bottom surface, a side surface, and an inner surface extending from the bottom surface to the inside; and
(B) a light source comprising a light emitting element disposed inside the light guide block, spaced from the inner surface of the light guide block;
With
The light emitted from the light emitting element enters the inside from the inner surface of the light guide block,
A light reflection layer is provided on the side of the light guide block,
A light diffusion / reflection layer is provided on a part of the top surface of the light guide block.
A planar light source device, wherein the top surface of the light guide block is exposed in the remaining portion of the top surface of the light guide block.
導光ブロックの頂面は、平面、上に凸の曲面、下に凸の曲面、又は、これらの組合せのいずれかから構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の面状光源装置。   The top surface of the light guide block is configured by any one of a flat surface, a curved surface convex upward, a curved surface convex downward, or a combination thereof. A planar light source device. (a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面、底面、側面、及び、底面から内部へと延びる内面を有する導光ブロック、並びに、
(B)導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子から成る光源、
を備えており、
発光素子から出射された光は、導光ブロックの内面から内部に進入し、
導光ブロックの側面には、光反射層が設けられており、
光出射面に相当する導光ブロックの頂面には、光拡散・透過層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置組立体。
(A) a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and
(B) From the P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when it is assumed that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units. A planar light source device for illuminating a liquid crystal display device from the back,
A liquid crystal display device assembly comprising:
Each planar light source unit
(A) a light guide block having a top surface, a bottom surface, a side surface, and an inner surface extending from the bottom surface to the inside; and
(B) a light source comprising a light emitting element disposed inside the light guide block, spaced from the inner surface of the light guide block;
With
The light emitted from the light emitting element enters the inside from the inner surface of the light guide block,
A light reflection layer is provided on the side of the light guide block,
A liquid crystal display device assembly, wherein a light diffusion / transmission layer is provided on a top surface of a light guide block corresponding to a light emitting surface.
(a)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、及び、
(b)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、液晶表示装置を背面から照明する面状光源装置、
を備えた液晶表示装置組立体であって、
各面状光源ユニットは、
(A)頂面、底面、側面、及び、底面から内部へと延びる内面を有する導光ブロック、並びに、
(B)導光ブロックの内面と離間して、導光ブロックの内部に配置された発光素子から成る光源、
を備えており、
発光素子から出射された光は、導光ブロックの内面から内部に進入し、
導光ブロックの側面には、光反射層が設けられており、
導光ブロックの頂面の一部分には、光拡散・反射層が設けられており、
導光ブロックの頂面の残りの部分において、導光ブロックの頂面が露出していることを特徴とする液晶表示装置組立体。
(A) a transmissive liquid crystal display device having a display area composed of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and
(B) From the P × Q planar light source units corresponding to the P × Q display area units when it is assumed that the display area of the liquid crystal display device is divided into P × Q virtual display area units. A planar light source device for illuminating a liquid crystal display device from the back,
A liquid crystal display device assembly comprising:
Each planar light source unit
(A) a light guide block having a top surface, a bottom surface, a side surface, and an inner surface extending from the bottom surface to the inside; and
(B) a light source comprising a light emitting element disposed inside the light guide block, spaced from the inner surface of the light guide block;
With
The light emitted from the light emitting element enters the inside from the inner surface of the light guide block,
A light reflection layer is provided on the side of the light guide block,
A light diffusion / reflection layer is provided on a part of the top surface of the light guide block.
A liquid crystal display device assembly, wherein the top surface of the light guide block is exposed in the remaining portion of the top surface of the light guide block.
導光ブロックの頂面は、平面、上に凸の曲面、下に凸の曲面、又は、これらの組合せのいずれかから構成されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の液晶表示装置組立体。
The top surface of the light guide block is configured by any one of a flat surface, a curved surface convex upward, a curved surface convex downward, or a combination thereof. Liquid crystal display assembly.
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