JP2004021147A - Planar light source device, and liquid crystal display using the same - Google Patents

Planar light source device, and liquid crystal display using the same Download PDF

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JP2004021147A JP2002179348A JP2002179348A JP2004021147A JP 2004021147 A JP2004021147 A JP 2004021147A JP 2002179348 A JP2002179348 A JP 2002179348A JP 2002179348 A JP2002179348 A JP 2002179348A JP 2004021147 A JP2004021147 A JP 2004021147A
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light source
light
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guide plate
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Toru Kiyohara
清原　徹
Yoshihide Nishida
西田　好秀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar light source device suppressive in the secular change of luminance and chromaticity, and to provide a liquid crystal display device using the light source device. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device is provided with an LED 1 functioning as a light source and a light guide plate 3 for guiding the light from the LED 1 to the whole of a surface, and also provided with an optical sheet 8 and a liquid crystal panel 9 on the light emitting surface side of the light guide plate 3. A sensor 4 of the plate 3 is connected to a feedback circuit 7. The light quantity of the light source is adjusted by using the value detected by the sensor 4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面状光源装置及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶層が狭持された２枚の基板からなる液晶パネルとその液晶パネルの裏面側に面状光源装置が設けられている。面状光源装置の光源としては、従来はその光源に線状の冷陰極管が用いられていたが、寿命の長さ及び発光の良さからＲ、Ｇ、Ｂ三色の発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）をそれぞれ複数配置した光源を用いるものもある。
【０００３】
このＬＥＤを用いた従来の液晶表示装置の構成について図６を用いて説明する。図６（ａ）は断面図であり、図６（ｂ）は平面図である。１はＬＥＤ、２はリフレクター、３は導光板、８は光学シート、９は液晶パネル、１０は反射シートである。Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１が白色光を発光するためそれぞれ複数配置されている。この各色のＬＥＤ１から発光された光は直接またはリフレクター２によって反射され導光板３の側面に入射する。導光板３に入射された光は導光板中で全反射を繰り返しながら伝播する。導光板内の光は光学シート８が設けられている面全体（発光面全体）に出射する。発光面と反対側に出射された光は反射シート１０により反射され再び導光板３に入射される。
【０００４】
導光板３の発光面側から出射された光は、拡散シート、保護シート、レンズシート、プリズムシート等からなる光学シート８を通過し液晶パネル９に入射される。液晶パネル９は液晶層を狭持するＣＦ基板とＴＦＴアレイ基板を備えている。ＣＦ基板はＲ、Ｇ、Ｂの着色層、遮光層（ＢＭ）等を備えており、ＴＦＴアレイ基板にはスイッチング素子及び画素電極を備えている。スイッチング素子による電圧のＯＮ、ＯＦＦによって液晶層が配向される。従って、液晶パネル９に到達した光は映像信号にあわせて変調され、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色を表示する。
【０００５】
このような液晶表示装置に用いられている面状光源装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの異なるＬＥＤを用いているために使用している環境、温度などによって各色に輝度、色度の変化が生じ、表示特性が劣化するという問題点があった。またＬＥＤに限らず冷陰極管を用いた光源においても、光源全体の輝度、光量が経時的に変化するという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の面状光源装置及びそれを用いた液晶表示装置では、輝度、色度が経時的に変化するという問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、輝度、色度の経時的な変化を抑制することができる面状光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる面状光源装置は光源（例えば、本発明の実施の形態におけるＬＥＤ１）と、前記光源からの光を面全体に導く導光板（例えば、本発明の実施の形態における導光板３）と、前記光源からの光を検出するセンサー（例えば、本発明の実施の形態におけるセンサー４）を備え、前記センサーが検出した値によって、前記光源の光量を調整するものである。これにより、面状光源装置の輝度、色度の経時的な変化を抑制することができる。
【０００９】
上述の面状光源装置において、前記センサーは前記導光板の入光面以外に設けられていることが望ましい。これにより、面状光源装置の輝度、色度の経時的な変化を抑制することができる。
【００１０】
さらに前記光源を設けた面と対向する面の近傍に前記センサーを設けてもよい。
これにより、安定した光の検出を行うことができる。
【００１１】
上述の面状光源装置において、前記センサーが設けられている前記導光板の面の少なくとも一部が粗面化（例えば、本発明の実施の形態における粗面部５）されていてもよい。これにより、センサーへの光量を上げることができる。
【００１２】
または前記センサーが設けられている面と対向する前記導光板の面の少なくとも一部が粗面化されていてもよい。これにより、センサーへの光量を上げることができる。
【００１３】
あるいは、前記導光板と前記センサーの間に屈折率調整部材（例えば、本発明の実施の形態における屈折率調整部材６）を設け、当該屈折率調整部材の屈折率が前記導光板の屈折率よりも小さい値であってもよい。これにより、センサーへ入射する光量を上げることができる。
【００１４】
また、上述の面状光源装置において、前記導光板の一部に前記光源からの光が全反射しない部分を設け、前記光が全反射しない部分に前記センサーが設けられていてもよい。これにより、センサーへの光量を容易に上げることができる。
【００１５】
上述の面状光源装置において前記全反射しない部分は、前記光源を設けた面と対向する面を傾斜させることにより形成されてもよい。これにより、センサーへの光量を容易に上げることができる。
【００１６】
また前記全反射しない部分は、前記光源を設けた面と対向する面であってもよい。これにより、センサーへの光量を上げることができる。
【００１７】
上述の面状光源装置の好適な実施の形態として前記光源に発光ダイオード又は冷陰極管のいずれかを用いている面状光源装置が挙げられる。
【００１８】
前記光源に赤色、青色、緑色の発光ダイオードを用いており、上述の面状光源装置において、前記センサーが出射光の刺激値を検出し、当該検出された刺激値によって、当該赤色、青色、緑色の各々の発光ダイオードからの光量を調整するようにしてもよい。これにより面状光源装置の各色の輝度、色度の経時的な変化を抑制することができる。
【００１９】
上述の面状光源装置は液晶表示装置に用いることが望まれる。これにより輝度、色度の経時的な変化を抑制された液晶表示装置を得ることができる。
【発明の実施の形態】
【００２０】
発明の実施の形態１．
本発明にかかる面状光源装置を用いた液晶表示装置の構成について図１を用いて説明する。図１（ａ）は本発明にかかる液晶表示装置の断面図であり、図１（ｂ）はその平面図である。１はＬＥＤ、２はリフレクター、３は導光板、４はセンサー、５は粗面部、７はフィードバック回路、８は光学シート、９は液晶パネルである。
【００２１】
Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤ１が白色光を発光するためそれぞれ複数配置されている。この各色のＬＥＤ１から発光された光は直接またはリフレクター２によって反射して導光板３の側面に入射する。導光板３に入射された光は導光板３中で全反射を繰り返しながら伝播する。導光板内の光は光学シート８が設けられている面全体（発光面全体）に出射する。発光面と反対側に出射された光は反射シート１０により反射され再び導光板３に入射される。
【００２２】
導光板３の発光面側から出射された光は、拡散シート、保護シート、レンズシート、プリズムシート等からなる光学シート８を通過し液晶パネル９に入射される。液晶パネル９は液晶層を狭持するＣＦ基板とＴＦＴアレイ基板を備えている。ＣＦ基板はＲ、Ｇ、Ｂの着色層、遮光層（ＢＭ）等を備えており、ＴＦＴアレイ基板はスイッチング素子及び画素電極を備えている。スイッチング素子による電圧のＯＮ、ＯＦＦによって液晶層が配向される。従って、液晶パネル９に到達した光は映像信号にあわせて変調され、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色を表示する。
【００２３】
ここで導光板３の発光面と反対側の中央付近に光を検出するセンサー４が設けられている。このセンサー４により、導光板３からの光を検出する。検出した光の光量に応じて出力された値によりフィードバック回路７はＬＥＤ１に供給する電圧又は電流を調整する。例えば、光量が弱いときは、ＬＥＤ１に供給する電圧又は電流を上げ、ＬＥＤ１の光量を上げる。逆に光量が強いときはＬＥＤ１に供給する電圧又は電流を下げ、ＬＥＤ１の光量を下げる。このフィードバックを適当な時間間隔で行い、検出される光量が一定になるように調整する。これにより、ＬＥＤ１から発光される光の経時的な輝度の変化を抑制することができる。ここでセンサー４の好適な実施例としてフォトダイオードが挙げられる。これにより、少ない光量でも検出することができる。また大きさが小さいため、面状光源装置及び液晶表示装置の狭額縁化、薄型化に寄与することができる。
【００２４】
また、センサー４に入射する光量が少ないと安定して光を検出できずに、正確なフィードバックが行えないことがある。この場合は、センサー４が設けられている導光板３の部分の表面を粗面化させてもよい。この実施の形態ではセンサー４が設けられている面全体に粗面部５が設けられている。ここで上述のセンサー４が設けられている面とは導光板全体の面ではなく、センサー４が設けられている部分をいう。ここでは導光板３の表面にしぼ加工、サンドブラスト加工、梨地加工等を行ったり、表面をプリズム形状等にして粗面化させている。通常、全反射して導光板３の裏面から光は出射されないが祖面化した部分では全反射が行われずに、光の反射角が変わり、その部分から光が出射されるようになる。従って、センサー４に入射する光量を上げることができ、光量が少ない場合でも、安定して光を検出することができ、フィードバックを正確に行うことが可能となる。これにより、光の輝度、色度の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。
【００２５】
さらにセンサー４に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを検出する３種類のセンサー４を設けて、各色に対してフィードバック制御を行うことが望ましい。これにより、各色のＬＥＤ４に対する経時的な輝度、色度の変化を抑制することができ、色ムラを抑制することが可能となる。従って、各色に対する表示特性の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。この面状光源装置は液晶表示装置に用いることが好適である。
【００２６】
発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２にかかる面状光源装置の構成について図２を用いて説明する。図２は面状光源装置の断面図であり、説明に必要な部分のみ図示している。図１で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。また図示された構成以外の構成は図１と同様であり、フィードバック回路７等は図示を省略している。
【００２７】
本実施の形態ではＬＥＤ１が設けられている側面と反対の側面の近傍にセンサー４が設けられている。センサー４をＬＥＤ１から離れた場所に設けることにより、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚが均等になり、より正確な検出を行うことができる。また実施の形態１と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光を検出する３種類のセンサーを設け、フィードバックを行ってもよい。これにより、各色のＬＥＤ４に対する経時的な輝度、色度の変化を抑制することができ、色ムラを抑制することが可能となる。従って、各色に対する表示特性の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。この面状光源装置は液晶表示装置に用いることが好適である。
【００２８】
また本実施の形態２では図２に示すようにセンサー４が設けられている部分の導光板３の反対面に粗面部５が設けられている。ここでは導光板の表面にしぼ加工、サンドブラスト加工、梨地加工、ドット印刷等を行ったり、表面をプリズム形状等にして粗面化させている。これにより、粗面部で反射された光はその反射角が変わり、センサー４が設けられている面で導光板３から出射されるようになる。これにより、センサー４へ入射する光の光量が少ない場合でも、光量を増加することができる。従って安定して光の検出を行うことができ、正確なフィードバックを行うことが可能になる。これにより、光の輝度、色度の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。
【００２９】
発明の実施の形態３．
本発明の実施の形態３にかかる面状光源装置の構成について図３を用いて説明する。図３は面状光源装置の断面図であり、説明に必要な部分のみ図示している。図１、図２で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。また図示された構成以外の構成は図１と同様であり、フィードバック回路７、光学シート８等は図示を省略している。
【００３０】
本実施の形態では、センサー４が設けられている面に粗面部を設けておらず、その代わりに屈折率調整部材６を設けている点で実施の形態１、２と異なる。屈折率調整部材６は導光板３よりも屈折率が小さく、雰囲気ガスの空気よりも大きい。例えば、導光板３の材質がアクリルの場合にはその屈折率は１．４９程度なので屈折率調整部材として屈折率が１．００から１．４９より小さい適当な値になるような材質を選ぶ。これにより屈折率調整部材６と導光板３の境界面で、導光板内の光の反射角が変わり、全反射されなくなる。従ってセンサー４に入射する光の光量を上げることができる。これにより、センサー４へ入射する光の光量が少ない場合でも、光量を増加することができる。従って光の検出を安定して行うことができ、正確なフィードバックを行うことが可能になる。これにより、光の輝度、色度の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。また図３において屈折率調整部材６はセンサー４と同じ大きさで図示したが、同じ大きさに限られるものではない。例えば、センサー４より、屈折率調整部材６が大きくてもよいし、逆にセンサー４の一部にのみ屈折率調整部材６が設けられていてもよい。
【００３１】
発明の実施の形態４．
本発明の実施の形態４にかかる面状光源装置の構成について図４を用いて説明する。図４（ａ）は面状光源装置の断面図、図４（ｂ）は平面図であり、説明に必要な部分のみ図示している。図１、図２で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。また図示された構成以外の構成は図１と同様であり、フィードバック回路７、光学シート８等は図示を省略している。
【００３２】
本実施の形態では図４に示すようにセンサー４が導光板３に対して傾いて設けられており、その部分の導光板端面の角度も変化させている。これにより、この部分では導光板内の光は全反射されず、角度が変化している端面から出射される光の光量が増加する。従ってセンサー４に入射する光の光量を上げることができる。これにより、センサー４へ入射する光の光量が少ない場合でも、光量を増加することができる。従って、光の検出を安定して行うことができ、正確なフィードバックを行うことが可能になる。これにより、光の輝度、色度の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。またセンサー４が設けられている部分を表示領域の外側にすることにより、表示領域全体で均一な表示をすることができる。本実施の形態において、センサー４への入光量が少ない場合には上述の実施の形態１、２、３と同様に粗面部又は屈折率調整部材を設けてもよい。
【００３３】
発明の実施の形態５．
本発明の実施の形態５にかかる面状光源装置の構成について図５を用いて説明する。図５は面状光源装置の断面図であり、説明に必要な部分のみ図示している。図１、図２で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。また図示された構成以外の構成は図１と同様であり、フィードバック回路７、光学シート８等は図示を省略している。
【００３４】
本実施の形態では、ＬＥＤ１が設けられている面と反対面の導光板３側面にセンサー４が設けられている。従って、導光板の側面から出射された光を検出することができる。また導光板側面は裏面よりも出射する光の光量が多いため、光の検出を安定して行うことができ、正確なフィードバックを行うことが可能になる。
さらに本実施の形態では導光板側面に設けているため、面状光源装置の厚みを厚くしなくてもよい。また本実施の形態において、センサー４への入光量が少ない場合には上述の実施の形態１、２、３と同様に粗面部又は屈折率調整部材を設けてもよい。
【００３５】
その他の実施の形態．
本発明にかかる面状光源装置は導光板に光を検出するセンサーを設けて、その検出値をフィードバックし光源の光量を増減させるものである。これにより、光源からの光が変動しても、面状光源装置の輝度、色度の経時的な変化を抑制することができる。ここで光源は上述の実施の形態で示したＬＥＤに限られるものではなく、例えば冷陰極管やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）を用いた光源でもよい。また上述の実施の形態において光源は導光板の１側面にのみ図示したが、１側面に限られるものではない。例えば導光板の対向する２面に設けられていてもよいし、さらに裏面側に設けられていてもよい。
【００３６】
またセンサーを設ける場所は上述の実施の形態で図示した場所に限らず、光源からの光を検出することができる場所であればよい。この場合、センサーは入光面及び発光面以外に設けることが望ましい。これにより、光源からの光を遮ることなく、面全体で均一に表示することができる。例えばセンサーが発光面の裏面に設けられている場合は発光面側に対する影響が少ないため、均一な表示をすることができる。さらに額縁領域を広げることがないため、狭額縁化への影響がない。またセンサーを導光板の側面に設けた場合も、発光面側に対する影響が少ないため、均一な表示をすることができる。さらに面状光源装置の厚みを厚くしなくてもよい。またセンサーの位置を光源から離すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの光の混色が進み均等になる。これにより、より正確な検出を行うことができ、安定したフィードバックを行うことが可能となる。さらに上述の実施の形態におけるいずれの面状光源装置に対しても、出射光の刺激値を検出するセンサーを設け、各色にフィードバックすることが望ましい。これにより、各色のＬＥＤに対する経時的な輝度、色度の変化を抑制することができ、色ムラを抑制することが可能となる。従って、各色に対する表示特性の変化が抑制された面状光源装置を得ることができる。
【００３７】
さらにセンサーに入射する光の光量が少なく、安定して検出できない場合は導光板の表面を粗面化すること又は屈折率調整部材を設けることが望ましい。これにより導光板内で全反射している光の反射角度を変えることができ、光を導光板の外に出射することができる。よってセンサーへの入射光量を増加することができる。粗面加工する場所はセンサーへの光量を増やすことができる場所ならよく、上述の実施の形態に限られるものではない。例えば、粗面加工する場所はセンサーが設けられている面の一部又は全部でもよく、センサーが設けられている面の近傍、周辺でもよい。またセンサーが設けられている面と反対側の面の一部又は全部でもよく、その近傍、周辺でもよい。さらにセンサーへの入射光量が少ない場合には、上述の実施の形態を組み合わせても用いてもよい。またセンサーへの入射する光の光量が充分である場合には、粗面部や屈折率調整部材を設けなくてもよい。
【００３８】
上述の面状光源装置は液晶表示装置に対して用いることが好適である。また液晶表示装置以外の表示装置に用いても、輝度、色度が安定した表示装置に得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、輝度、色度の経時的な変化が抑制された面状光源装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）
本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図１（ｂ）
本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる面状光源装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる面状光源装置の構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）
本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図４（ｂ）
本発明の実施の形態４にかかる面状光源装置の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかる面状光源装置の構成を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）
従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図６（ｂ）
従来の液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１　ＬＥＤ
２　リフレクター
３　導光板
４　センサー
５　粗面部
６　屈折率調整部材
７　フィードバック回路
８　光学シート
９　液晶パネル
１０　反射シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar light source device and a liquid crystal display device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device includes a liquid crystal panel including two substrates having a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and a planar light source device provided on a back surface side of the liquid crystal panel. Conventionally, a linear cold-cathode tube has been used as the light source of the planar light source device. However, a light emitting diode of three colors of R, G, and B (hereinafter, referred to as an LED) has a long life and good light emission. Is used in some cases.
[0003]
The configuration of a conventional liquid crystal display device using this LED will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a sectional view, and FIG. 6B is a plan view. 1 is an LED, 2 is a reflector, 3 is a light guide plate, 8 is an optical sheet, 9 is a liquid crystal panel, and 10 is a reflection sheet. A plurality of R, G, and B LEDs 1 are arranged to emit white light. The light emitted from the LED 1 of each color is incident on the side surface of the light guide plate 3 directly or reflected by the reflector 2. Light incident on the light guide plate 3 propagates while repeating total reflection in the light guide plate. Light in the light guide plate is emitted to the entire surface on which the optical sheet 8 is provided (the entire light emitting surface). The light emitted to the side opposite to the light emitting surface is reflected by the reflection sheet 10 and again enters the light guide plate 3.
[0004]
Light emitted from the light emitting surface side of the light guide plate 3 passes through an optical sheet 8 including a diffusion sheet, a protection sheet, a lens sheet, a prism sheet, and the like, and is incident on a liquid crystal panel 9. The liquid crystal panel 9 includes a CF substrate holding a liquid crystal layer and a TFT array substrate. The CF substrate includes R, G, and B coloring layers, a light shielding layer (BM), and the like, and the TFT array substrate includes switching elements and pixel electrodes. The liquid crystal layer is oriented by turning on and off the voltage by the switching element. Therefore, the light that reaches the liquid crystal panel 9 is modulated in accordance with the video signal, and displays R, G, and B colors.
[0005]
Since the planar light source device used in such a liquid crystal display device uses LEDs of different colors of R, G, and B, the brightness and chromaticity of each color change depending on the environment, temperature, and the like used. In addition, there is a problem that display characteristics are deteriorated. Further, not only the LED but also a light source using a cold cathode tube has a problem that the luminance and the light amount of the entire light source change with time.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional planar light source device and the liquid crystal display device using the same have a problem that luminance and chromaticity change with time.
[0007]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a planar light source device and a liquid crystal display device that can suppress temporal changes in luminance and chromaticity. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The planar light source device according to the present invention includes a light source (for example, the LED 1 in the embodiment of the present invention) and a light guide plate for guiding the light from the light source to the entire surface (for example, the light guide plate 3 in the embodiment of the present invention). And a sensor for detecting light from the light source (for example, the sensor 4 in the embodiment of the present invention), and the light amount of the light source is adjusted according to a value detected by the sensor. Thereby, it is possible to suppress a change over time in luminance and chromaticity of the planar light source device.
[0009]
In the above-described planar light source device, it is preferable that the sensor is provided on a portion other than the light incident surface of the light guide plate. Thereby, it is possible to suppress a change over time in luminance and chromaticity of the planar light source device.
[0010]
Further, the sensor may be provided near a surface facing the surface on which the light source is provided.
Thereby, stable light detection can be performed.
[0011]
In the above-described planar light source device, at least a part of the surface of the light guide plate on which the sensor is provided may be roughened (for example, the rough surface portion 5 in the embodiment of the present invention). Thereby, the amount of light to the sensor can be increased.
[0012]
Alternatively, at least a part of a surface of the light guide plate facing a surface on which the sensor is provided may be roughened. Thereby, the amount of light to the sensor can be increased.
[0013]
Alternatively, a refractive index adjusting member (for example, the refractive index adjusting member 6 in the embodiment of the present invention) is provided between the light guide plate and the sensor, and the refractive index of the refractive index adjusting member is higher than the refractive index of the light guide plate. May also be a small value. Thereby, the amount of light incident on the sensor can be increased.
[0014]
In the above-described planar light source device, a portion where the light from the light source is not totally reflected may be provided in a part of the light guide plate, and the sensor may be provided in a portion where the light is not totally reflected. This makes it possible to easily increase the amount of light to the sensor.
[0015]
In the surface light source device described above, the portion that does not undergo total reflection may be formed by inclining a surface facing the surface on which the light source is provided. This makes it possible to easily increase the amount of light to the sensor.
[0016]
Further, the portion that is not totally reflected may be a surface facing the surface on which the light source is provided. Thereby, the amount of light to the sensor can be increased.
[0017]
A preferred embodiment of the above planar light source device is a planar light source device using either a light emitting diode or a cold cathode tube as the light source.
[0018]
The light source uses red, blue, and green light-emitting diodes, and in the planar light source device described above, the sensor detects a stimulus value of emitted light, and the detected stimulus value causes the red, blue, and green light to be emitted. The amount of light from each light emitting diode may be adjusted. Thereby, it is possible to suppress a temporal change in luminance and chromaticity of each color of the planar light source device.
[0019]
It is desired that the above-mentioned planar light source device is used for a liquid crystal display device. This makes it possible to obtain a liquid crystal display device in which changes in luminance and chromaticity over time are suppressed.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0020]
First Embodiment of the Invention
A configuration of a liquid crystal display device using the planar light source device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof. 1 is an LED, 2 is a reflector, 3 is a light guide plate, 4 is a sensor, 5 is a rough surface portion, 7 is a feedback circuit, 8 is an optical sheet, and 9 is a liquid crystal panel.
[0021]
A plurality of R, G, and B LEDs 1 are arranged to emit white light. The light emitted from the LED 1 of each color enters the side surface of the light guide plate 3 directly or reflected by the reflector 2. Light incident on the light guide plate 3 propagates in the light guide plate 3 while repeating total reflection. Light in the light guide plate is emitted to the entire surface on which the optical sheet 8 is provided (the entire light emitting surface). The light emitted to the side opposite to the light emitting surface is reflected by the reflection sheet 10 and again enters the light guide plate 3.
[0022]
Light emitted from the light emitting surface side of the light guide plate 3 passes through an optical sheet 8 including a diffusion sheet, a protection sheet, a lens sheet, a prism sheet, and the like, and is incident on a liquid crystal panel 9. The liquid crystal panel 9 includes a CF substrate holding a liquid crystal layer and a TFT array substrate. The CF substrate includes R, G, and B colored layers, a light shielding layer (BM), and the like, and the TFT array substrate includes switching elements and pixel electrodes. The liquid crystal layer is oriented by turning on and off the voltage by the switching element. Therefore, the light that reaches the liquid crystal panel 9 is modulated in accordance with the video signal, and displays R, G, and B colors.
[0023]
Here, a sensor 4 for detecting light is provided near the center of the light guide plate 3 opposite to the light emitting surface. The light from the light guide plate 3 is detected by the sensor 4. The feedback circuit 7 adjusts the voltage or current supplied to the LED 1 based on the value output according to the detected light amount. For example, when the light amount is weak, the voltage or current supplied to the LED 1 is increased to increase the light amount of the LED 1. Conversely, when the light amount is strong, the voltage or current supplied to LED1 is reduced, and the light amount of LED1 is reduced. This feedback is performed at appropriate time intervals, and adjustment is performed so that the detected light amount becomes constant. Thereby, a change in luminance of light emitted from the LED 1 over time can be suppressed. Here, a preferred embodiment of the sensor 4 is a photodiode. Thus, it is possible to detect even a small amount of light. In addition, since the size is small, it is possible to contribute to narrowing the frame and reducing the thickness of the planar light source device and the liquid crystal display device.
[0024]
In addition, if the amount of light incident on the sensor 4 is small, light cannot be detected stably, and accurate feedback may not be performed. In this case, the surface of the light guide plate 3 provided with the sensor 4 may be roughened. In this embodiment, the rough surface portion 5 is provided on the entire surface on which the sensor 4 is provided. Here, the surface on which the sensor 4 is provided is not a surface of the entire light guide plate but a portion on which the sensor 4 is provided. Here, the surface of the light guide plate 3 is subjected to graining, sandblasting, satin finish, or the like, or the surface is roughened by forming a prism shape or the like. Normally, light is not totally emitted from the back surface of the light guide plate 3 due to total reflection, but the reflection angle of light is changed in a part where the surface is roughened, and light is emitted from that part. Therefore, the amount of light incident on the sensor 4 can be increased, and even when the amount of light is small, light can be stably detected, and accurate feedback can be performed. This makes it possible to obtain a planar light source device in which changes in the luminance and chromaticity of light are suppressed.
[0025]
Further, it is desirable that three types of sensors 4 for detecting tristimulus values X, Y, and Z are provided in the sensor 4 to perform feedback control for each color. Thereby, it is possible to suppress a change in luminance and chromaticity of each color with respect to the LED 4 over time, and it is possible to suppress color unevenness. Therefore, it is possible to obtain a planar light source device in which a change in display characteristics for each color is suppressed. This planar light source device is preferably used for a liquid crystal display device.
[0026]
Embodiment 2 of the invention
The configuration of the planar light source device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the planar light source device, and shows only a portion necessary for description. Since the same reference numerals as those shown in FIG. 1 indicate the same components, the description will be omitted. The configuration other than the illustrated configuration is the same as that of FIG. 1, and the illustration of the feedback circuit 7 and the like is omitted.
[0027]
In the present embodiment, the sensor 4 is provided near the side opposite to the side where the LED 1 is provided. By providing the sensor 4 at a location away from the LED 1, the tristimulus values X, Y, and Z are equalized, and more accurate detection can be performed. Further, as in the first embodiment, three types of sensors for detecting light of each color of R, G, and B may be provided to perform feedback. Thereby, it is possible to suppress a change in luminance and chromaticity of each color with respect to the LED 4 over time, and it is possible to suppress color unevenness. Therefore, it is possible to obtain a planar light source device in which a change in display characteristics for each color is suppressed. This planar light source device is preferably used for a liquid crystal display device.
[0028]
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 2, a rough surface portion 5 is provided on a surface opposite to the light guide plate 3 where the sensor 4 is provided. Here, the surface of the light guide plate is subjected to graining, sand blasting, satin finish, dot printing, or the like, or the surface is roughened to a prism shape or the like. Thereby, the light reflected by the rough surface portion changes its reflection angle, and is emitted from the light guide plate 3 on the surface on which the sensor 4 is provided. Thus, even when the amount of light incident on the sensor 4 is small, the amount of light can be increased. Therefore, light can be detected stably, and accurate feedback can be performed. This makes it possible to obtain a planar light source device in which changes in the luminance and chromaticity of light are suppressed.
[0029]
Embodiment 3 of the Invention
The configuration of the planar light source device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the planar light source device, and shows only a portion necessary for description. 1 and 2 denote the same components, and a description thereof will not be repeated. The configuration other than the illustrated configuration is the same as that of FIG. 1, and the feedback circuit 7, the optical sheet 8, and the like are not illustrated.
[0030]
The present embodiment is different from the first and second embodiments in that a rough surface portion is not provided on the surface on which the sensor 4 is provided, and a refractive index adjusting member 6 is provided instead. The refractive index adjusting member 6 has a smaller refractive index than the light guide plate 3 and is larger than the air of the atmospheric gas. For example, when the material of the light guide plate 3 is acrylic, its refractive index is about 1.49, so that a material whose refractive index has an appropriate value of 1.00 to less than 1.49 is selected as the refractive index adjusting member. As a result, the reflection angle of the light in the light guide plate changes at the boundary surface between the refractive index adjusting member 6 and the light guide plate 3, so that the light is not totally reflected. Therefore, the amount of light incident on the sensor 4 can be increased. Thus, even when the amount of light incident on the sensor 4 is small, the amount of light can be increased. Therefore, light can be detected stably, and accurate feedback can be performed. This makes it possible to obtain a planar light source device in which changes in the luminance and chromaticity of light are suppressed. Further, in FIG. 3, the refractive index adjusting member 6 is illustrated with the same size as the sensor 4, but is not limited to the same size. For example, the refractive index adjusting member 6 may be larger than the sensor 4, or the refractive index adjusting member 6 may be provided only on a part of the sensor 4.
[0031]
Embodiment 4 of the Invention
The configuration of the planar light source device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a cross-sectional view of the planar light source device, and FIG. 4B is a plan view, showing only a portion necessary for description. 1 and 2 denote the same components, and a description thereof will not be repeated. The configuration other than the illustrated configuration is the same as that of FIG. 1, and the feedback circuit 7, the optical sheet 8, and the like are not illustrated.
[0032]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the sensor 4 is provided to be inclined with respect to the light guide plate 3, and the angle of the light guide plate end face at that portion is also changed. As a result, the light in the light guide plate is not totally reflected at this portion, and the amount of light emitted from the end face whose angle changes is increased. Therefore, the amount of light incident on the sensor 4 can be increased. Thus, even when the amount of light incident on the sensor 4 is small, the amount of light can be increased. Therefore, light can be detected stably and accurate feedback can be performed. This makes it possible to obtain a planar light source device in which changes in the luminance and chromaticity of light are suppressed. In addition, by making the portion where the sensor 4 is provided outside the display area, uniform display can be performed over the entire display area. In this embodiment, when the amount of light entering the sensor 4 is small, a rough surface portion or a refractive index adjusting member may be provided as in the first, second, and third embodiments.
[0033]
Embodiment 5 of the Invention
The configuration of the planar light source device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the planar light source device, and shows only a portion necessary for description. 1 and 2 denote the same components, and a description thereof will not be repeated. The configuration other than the illustrated configuration is the same as that of FIG. 1, and the feedback circuit 7, the optical sheet 8, and the like are not illustrated.
[0034]
In the present embodiment, the sensor 4 is provided on the side of the light guide plate 3 opposite to the surface on which the LEDs 1 are provided. Therefore, the light emitted from the side surface of the light guide plate can be detected. Further, since the amount of light emitted from the side surface of the light guide plate is larger than that of the back surface, the light can be detected stably, and accurate feedback can be performed.
Further, in the present embodiment, since the light source is provided on the side surface of the light guide plate, the thickness of the planar light source device does not need to be increased. In this embodiment, when the amount of light entering the sensor 4 is small, a rough surface portion or a refractive index adjusting member may be provided as in the first, second, and third embodiments.
[0035]
Other embodiments.
In the planar light source device according to the present invention, a light guide plate is provided with a sensor for detecting light, and the detected value is fed back to increase or decrease the light amount of the light source. Thereby, even if the light from the light source fluctuates, it is possible to suppress a temporal change in luminance and chromaticity of the planar light source device. Here, the light source is not limited to the LED described in the above embodiment, and may be, for example, a light source using a cold cathode tube or EL (electroluminescence). In the above embodiment, the light source is shown only on one side of the light guide plate, but is not limited to one side. For example, it may be provided on two opposing surfaces of the light guide plate, or may be further provided on the back surface side.
[0036]
Further, the place where the sensor is provided is not limited to the place illustrated in the above-described embodiment, but may be any place where the light from the light source can be detected. In this case, the sensor is desirably provided on a surface other than the light incident surface and the light emitting surface. Thereby, it is possible to uniformly display the entire surface without blocking the light from the light source. For example, when the sensor is provided on the back surface of the light emitting surface, uniform display can be performed because the influence on the light emitting surface side is small. Further, since the frame area is not expanded, there is no effect on narrowing the frame. In addition, even when the sensor is provided on the side surface of the light guide plate, uniform display can be performed since the influence on the light emitting surface side is small. Further, the thickness of the planar light source device does not need to be increased. Further, by separating the position of the sensor from the light source, the color mixture of the R, G, and B light advances and becomes uniform. Thereby, more accurate detection can be performed, and stable feedback can be performed. Further, it is desirable to provide a sensor for detecting the stimulus value of the emitted light for any of the planar light source devices in the above-described embodiment, and to feed back each color. Thereby, it is possible to suppress a change in luminance and chromaticity of the LED of each color with time, and it is possible to suppress color unevenness. Therefore, it is possible to obtain a planar light source device in which a change in display characteristics for each color is suppressed.
[0037]
Further, when the amount of light incident on the sensor is small and cannot be detected stably, it is desirable to roughen the surface of the light guide plate or to provide a refractive index adjusting member. This makes it possible to change the reflection angle of the light totally reflected in the light guide plate, and to emit the light out of the light guide plate. Therefore, the amount of light incident on the sensor can be increased. The place to be roughened may be any place that can increase the amount of light to the sensor, and is not limited to the above embodiment. For example, the place where the rough surface is processed may be a part or all of the surface on which the sensor is provided, or may be near or around the surface on which the sensor is provided. Further, it may be part or all of the surface opposite to the surface on which the sensor is provided, or may be near or around the surface. Further, when the amount of light incident on the sensor is small, the above embodiments may be combined and used. If the amount of light incident on the sensor is sufficient, it is not necessary to provide a rough surface portion or a refractive index adjusting member.
[0038]
The above-described planar light source device is preferably used for a liquid crystal display device. Further, even when used in a display device other than the liquid crystal display device, a display device with stable luminance and chromaticity can be obtained.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a planar light source device and a liquid crystal display device in which a change over time in luminance and chromaticity is suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 (b)
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light source device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light source device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 (a)
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 4 (b)
FIG. 14 is a plan view illustrating a configuration of a planar light source device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a planar light source device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 (a)
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 6 (b)
FIG. 11 is a plan view illustrating a configuration of a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 LED
2 Reflector 3 Light guide plate 4 Sensor 5 Rough surface 6 Refractive index adjusting member 7 Feedback circuit 8 Optical sheet 9 Liquid crystal panel 10 Reflecting sheet

Claims (12)

光源と、
前記光源からの光を面全体に導く導光板と、
前記光源からの光を検出するセンサーを備え、
前記センサーが検出した値によって、前記光源の光量を調整する面状光源装置。A light source,
A light guide plate that guides light from the light source to the entire surface,
A sensor for detecting light from the light source,
A planar light source device that adjusts a light amount of the light source according to a value detected by the sensor. 前記センサーが前記導光板の入光面以外の面に設けられている請求項１記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein the sensor is provided on a surface of the light guide plate other than the light incident surface. 前記光源を設けた面と対向する面の近傍に前記センサーを設けたことを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein the sensor is provided near a surface facing the surface on which the light source is provided. 前記センサーが設けられている前記導光板の面の少なくとも一部又は全部が粗面化されている請求項１乃至３いずれかに記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein at least a part or all of a surface of the light guide plate provided with the sensor is roughened. 前記センサーが設けられている面と対向する前記導光板の面の少なくとも一部が粗面化されている請求項１乃至４いずれかに記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein at least a part of a surface of the light guide plate facing a surface on which the sensor is provided is roughened. 前記導光板と前記センサーの間に屈折率調整部材を設け、
当該屈折率調整部材の屈折率が前記導光板の屈折率より小さい値であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の面状光源装置。Providing a refractive index adjusting member between the light guide plate and the sensor,
The planar light source device according to any one of claims 1 to 5, wherein a refractive index of the refractive index adjusting member is smaller than a refractive index of the light guide plate. 前記導光板の一部に前記光源からの光が全反射しない部分を設け、
前記光が全反射しない部分に前記センサーが設けられている請求項１乃至６いずれかに記載の面状光源装置。Provide a portion of the light guide plate where light from the light source is not totally reflected,
The planar light source device according to claim 1, wherein the sensor is provided at a portion where the light is not totally reflected. 前記全反射しない部分は、前記光源を設けた面と対向する面を傾斜させることにより形成されることを特徴とする請求項７記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 7, wherein the portion that is not totally reflected is formed by inclining a surface facing a surface on which the light source is provided. 前記全反射しない部分は、前記光源を設けた面と対向する面であることを特徴とする請求項７記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 7, wherein the portion that is not totally reflected is a surface facing a surface on which the light source is provided. 前記光源に発光ダイオード又は冷陰極管のいずれかを用いている請求項１乃至６いずれかに記載の面状光源装置。The planar light source device according to claim 1, wherein one of a light emitting diode and a cold cathode tube is used as the light source. 前記光源に赤色、青色、緑色の発光ダイオードを用いており、
前記センサーが出射光の刺激値を検出し、
当該検出された刺激値によって、当該赤色、青色、緑色の各々の発光ダイオードからの光量を調整する請求項１乃至１０いずれかに記載の面状光源装置。Red, blue, green light emitting diodes are used for the light source,
The sensor detects a stimulus value of the emitted light,
The planar light source device according to any one of claims 1 to 10, wherein the light amount from each of the red, blue, and green light emitting diodes is adjusted based on the detected stimulus value. 請求項１乃至１１いずれかに記載の面状光源装置を用いた液晶表示装置。A liquid crystal display device using the planar light source device according to claim 1.
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