JP4731043B2

JP4731043B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4731043B2
Application number: JP2001151648A
Authority: JP
Inventors: 重人松元; 守宇佐美
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2021-05-21
Also published as: JP2002341312A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導光板の端面に複数の点光源を配列してなるバックライトを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワープロやパソコン、携帯型テレビ、自動車用計器、カーナビ等の表示装置として液晶表示装置が多用され、そのための照明装置にバックライトを配置している。
【０００３】
そして、複数の発光ダイオードを配列した構成の光源をバックライトに用いる技術が提案されている（特開平６−２８１９２９号参照）。
【０００４】
この技術を図６と図７にて説明する。
図６はこのバックライトの概略平面図である。また、図７はバックライトの断面図である。
【０００５】
４１は導光板であり、この導光板４１の端面には、対向するように長尺な基板４２が配設され、さらに基板４２の上には複数の発光ダイオード４３ａ〜４３ｊ（以下、発光ダイオードをＬＥＤと略記する）が配列されている。
【０００６】
また、導光板４１の裏面には複数の凸部４４が配設され、そして、複数の凸部４４における平面状の大きさ及び、断面状の先端の丸みの曲率半径の大きさを複数のＬＥＤから遠ざけるにつれて順次大きくすることで、均一で光利用効率の高い面照明装置が得られる。
【０００７】
すなわち、凸部４４は図７に示す反射板を成し、同図Ａに示す如く、すべての凸部４４（反射板）が同一形状である場合には、光源であるＬＥＤから遠ざかるほどに光が減衰することで、その部位での輝度が低下傾向になる。しかし、これに対し同図Ｂに示すように、凸部４４を光源から遠ざかるほどに形状変化させ、反射板を大きくした場合には、かかる光減衰を補完でき、これによってバックライトの出射面にわたって均等な輝度が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のバックライトによれば、ＬＥＤ４３ａ〜４３ｊが常時点灯した状態であり、そのために消費電力が大きくなるという課題がある。
【０００９】
したがって本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は低消費電力化を達成した液晶表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、導光板の光入射面に複数の点光源を配列し、この導光板の一方主面に光反射部材を、他方主面に光散乱部材を設けてなるバックライトの前記他方主面上に、複数の走査ラインと複数の信号ラインとを液晶層を介して交差してなる単純マトリックス型の液晶表示パネルを配設した液晶表示装置であって、前記複数の走査ラインを複数の走査ライン群に分割し、一つの走査ライン群を走査する期間を第Ｎ選択期間（Ｎは１以上の整数）とするとき、前記複数の点光源は、分割した前記複数の走査ライン群それぞれに対応して配置されており、第Ｎ選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を、第Ｎ選択期間、第Ｎ＋１選択期間、および、第Ｎ＋２選択期間中点灯させる光源制御回路を備え、前記光源制御回路は、第Ｎ＋２選択期間において、第Ｎ選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源、および第Ｎ＋１選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源の点灯状態を維持し、第Ｎ＋２選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を新たに点灯させ、かつＮ＝２以上の整数である場合に、第Ｎ−１選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を消灯させる。
【００１１】
【作用】
本発明の液晶表示装置は、上記構成のように、点光源の配列ラインと信号ラインとを平行になるよう配することで、走査ラインの選択と同期させて点光源をＯＮし、これにより、必要に応じてＯＮにしたことで、常時点灯状態に比べて点灯時間が短くなり、その結果、バックライトの低消費電力化が達成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を図によって詳述する。
図１は本発明の液晶表示装置に搭載するバックライトの平面図であり、図２はこのバックライトを用いた液晶表示装置の断面図である。図３Ａは図１に示す光源制御回路の構成であり、同図Ｂはその要部（ＬＥＤ）の拡大図である。また、図４と図５は点光源の駆動タイミングを示すタイミング図である。さらに図８は液晶表示パネルの概略平面図であり、図９は図８に示す切断線Ａ−Ａ’による断面図、図１０は図８に示す切断線Ｂ−Ｂ’による断面図である。
【００１３】
図１と図２により本発明の液晶表示装置を述べる。
１は光透過性に優れる透明アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂材にて構成した平板もしくはくさび状の矩形状の導光板であり、導光板１の上に液晶表示パネル２を載設する。
【００１４】
液晶表示パネル２はＴＮやＳＴＮ仕様の単純マトリックス型であり、複数の走査ラインと複数の信号ラインとを液晶層を介して交差してなる。本例では、ドットフォーマットが３２０×２４０のシングルスキャン方式でもって説明するが、これに限定されるものではない。
【００１５】
導光板１の１辺の端面には、対向するように複数のＬＥＤ３ａ〜３ｊがほぼ均等の間隔にて配列されている。
【００１６】
また、導光板１の他の３辺の端面には、反射シート５が形成され、この反射シート５は導光板１の一方主面に光反射部材としても形成される。このような反射シート５はＰＥＴ等の白色シートの表面に反射層を設けたものでよい。
【００１７】
導光板１の他方主面には光散乱部材としての拡散シート４が設けられ、これでもって出射光を均一に拡散する。
【００１８】
拡散シート４はＰＣ、ＰＥＴ等の白色シートのいずれか一方の面に微細な凹凸（たとえばエンボス加工等）を施したものであればよい。
【００１９】
さらに拡散シート４上にレンズシートを設けてもよく、このレンズシートは１枚だけで構成したり、複数枚の積層構造でもよい。
【００２０】
次に液晶表示パネル２の構造について、以下、図８〜図１０にて説明する。
【００２１】
液晶表示パネル２は、主として信号基板３０と走査基板３２とからなり、信号基板３０には信号電極２７、ＦＰＣ接続端子２８およびＣＯＦ接続端子２９が形成され、走査基板３２には走査電極３１が形成されている。そして、信号基板３０と走査基板３２とを導電粒子が分散された導電性シール材３３で貼り合わせた構造であり、両基板間には液晶材料３４が封入されている。
【００２２】
また、このような貼り合わせ構造の信号基板３０と走査基板３２において、双方の外面にはそれぞれ偏光板・位相差板３５、偏光板・位相差板３６が貼り付けられている。
【００２３】
走査基板３２上の走査電極３１は導電性シール材３３を介して信号基板３０上のＣＯＦ接続端子２９に接続されており、信号基板３０の信号電極２７とＦＰＣ接続端子２８上にドライバＩＣ１５がＣＯＧ実装されている。
【００２４】
信号電極２７および走査電極３１はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、この信号電極２７および走査電極３１上にはそれぞれポリイミド系樹脂の配向膜（図示せず）が形成されている。
【００２５】
また、走査電極３１とガラス基板３２との間には、Ａｌ系、Ａｇ系、Ｃｒ系等の金属からなる半透過膜、あるいはＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂の積層構造からなる誘電体層からなる半透過膜を形成して半透過タイプの液晶セルにしてもよい。
【００２６】
そして、本発明によれば、ＬＥＤ３ａ〜３ｊの配列ラインと信号ラインとが平行になるよう液晶表示パネル２とバックライトとの双方にて配設位置を規定する。
【００２７】
さらには走査ラインの選択と同期させてＬＥＤ３ａ〜３ｊをオン（ＯＮ）する。そのために図３に示すような光源制御回路６を設けている。
【００２８】
光源制御回路６は、ＬＯＡＤ信号をカウントするカウンタと、そのカウント値に応じて、点灯させるＬＥＤを選択するデコーダにより構成される。デコーダの出力はトランジスタのベースに接続されており、この信号をＯＮ／ＯＦＦさせることでＬＥＤを制御することができる。
【００２９】
次に、図４にて光源制御回路６の動作を説明する。
同図によれば、デコーダの出力がハイレベル（Ｈ）時にＬＥＤが点灯する回路構成が示されているが、これに代えて、出力がローレベル（Ｌ）時にＬＥＤが点灯する回路構成にしてもよい。
【００３０】
この光源制御回路６によれば、液晶パネル２のラインクロックであるＬＯＡＤ信号（１１）を受けて、各ＬＥＤを点灯させる簡単なロジック回路であるため、その消費電力は微々たるものであり、本回路を追加することによる全体的な消費電力の増大はほとんど無視し得ると言える。
【００３１】
図４において、期間Ａはドットフォーマットが３２０×２４０である液晶表示パネル２における第１ライン目から第２４ライン目までを順次走査する期間であり、期間Ｂ、期間Ｃ、期間Ｄ・・・も同様に、それぞれ２４ライン分を走査する期間である。
【００３２】
ＬＥＤａ（２１）はＬＥＤ３ａを点灯させる信号であり、Ｈレベルの時にＬＥＤ３ａはＯＮになり、Ｌレベルの時にはＯＦＦとなる。以下、ＬＥＤｂ（２２）〜ＬＥＤｊ（３０）も同様にＬＥＤ３ｂ〜ＬＥＤ３ｊを点灯させる信号である。
【００３３】
同図から明かなとおり、期間ＡではＬＥＤ３ａを、期間ＢではＬＥＤ３ｂを、以下、同様にして期間ｊではＬＥＤ３ｊを点灯させる。
【００３４】
また、液晶パネル２の走査開始信号であるＦＲＭ信号（１０）はカウンタを初期化する信号として用いられ、液晶パネルの走査タイミングとＬＥＤの選択タイミングの位相調整が行われる。
【００３５】
かくして本発明の液晶表示装置によれば、選択ライン直下のＬＥＤのみを点灯させるため、非選択ラインに照射される表示に影響しない無駄な光によって消費される電力を削減することができる。
【００３６】
本発明者が繰り返し行った実験によれば、図６と図７に示す液晶表示装置に比べて約１０％に低減できた。
【００３７】
また、光源としてのＬＥＤ数は、その個数が多いほどに効果が期待できるが、少なくとも４個以上、コスト面も考慮して５〜１５個、好適には５〜１０個のＬＥＤを配列するとよい。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。
【００３９】
たとえば、図５に示すように、複数の期間にわたって１つのＬＥＤを点灯させたり、１期間において複数のＬＥＤを点灯させてもよい。
【００４０】
本発明者が図５に示すように駆動した場合には、図６と図７に示す液晶表示装置に比べて約３０％に低減できたことを実験により確認した。
【００４１】
また、上記の構成例ではモノクロタイプの液晶セルでもって説明したが、カラータイプの場合にはカラーフィルタを形成すればよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の液晶表示装置によれば、複数の走査ラインを複数の走査ライン群に分割し、一つの走査ライン群を走査する期間を第Ｎ選択期間（Ｎは１以上の整数）とするとき、前記複数の点光源は、分割した前記複数の走査ライン群それぞれに対応して配置されており、第Ｎ選択期間で走査される走査ライン群に対応する点光源を、第Ｎ選択期間、第Ｎ＋１選択期間、および、第Ｎ＋２選択期間中点灯させる光源制御回路を備え、光源制御回路は、第Ｎ＋２選択期間において、第Ｎ選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源、および第Ｎ＋１選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源の点灯状態を維持し、第Ｎ＋２選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を新たに点灯させ、かつＮ＝２以上の整数である場合に、第Ｎ−１選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を消灯させることにより、常時点灯状態に比べて点灯時間が短くなり、その結果、低消費電力化を達成した液晶表示装置が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置に搭載するバックライトの平面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の概略断面図である。
【図３】Ａは本発明に係る光源制御回路図であり、Ｂはその要部（ＬＥＤ）の拡大図である。
【図４】点光源の駆動タイミングを示すタイミング図である。
【図５】点光源の駆動タイミングを示す他のタイミング図である。
【図６】従来の液晶表示装置に搭載するバックライトの平面図である。
【図７】ＡとＢはそれぞれ従来のバックライトの概略断面図である。
【図８】液晶表示パネルの概略平面図である。
【図９】図８に示す切断線Ａ−Ａ’による断面図である。
【図１０】図８に示す切断線Ｂ−Ｂ’による断面図である。
【符号の説明】
１・・・導光板
２・・・液晶表示パネル
３ａ〜３ｊ・・・ＬＥＤ
４・・・拡散シート
５・・・反射シート
６・・・光源制御回路
２７・・・信号電極
３０・・・信号基板
３１・・・走査電極
３２・・・走査基板
３４・・・液晶材料

Claims

導光板の光入射面に複数の点光源を配列し、この導光板の一方主面に光反射部材を、他方主面に光散乱部材を設けてなるバックライトの前記他方主面上に、複数の走査ラインと複数の信号ラインとを液晶層を介して交差してなる単純マトリックス型の液晶表示パネルを配設した液晶表示装置であって、
前記複数の走査ラインを複数の走査ライン群に分割し、一つの走査ライン群を走査する期間を第Ｎ選択期間（Ｎは１以上の整数）とするとき、
前記複数の点光源は、分割した前記複数の走査ライン群それぞれに対応して配置されており、
第Ｎ選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を、第Ｎ選択期間、第Ｎ＋１選択期間、および、第Ｎ＋２選択期間中点灯させる光源制御回路を備え、
前記光源制御回路は、第Ｎ＋２選択期間において、第Ｎ選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源、および第Ｎ＋１選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源の点灯状態を維持し、第Ｎ＋２選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を新たに点灯させ、かつＮ＝２以上の整数である場合に、第Ｎ−１選択期間で走査される前記走査ライン群に対応する前記点光源を消灯させる、液晶表示装置。