JP6290552B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
これにより、液晶表示装置は、表示パネルと共にバックライトユニットをさらに含む。
直下型バックライトユニットは、光源が表示パネルの後方に備えられており、エッジ型バックライトユニットは、光源が表示パネルの後部側方に備えられている。
前記第1光源ブロックは、前記第2光源ブロックより1つ多い数量で提供され、前記第1光源ブロックは、奇数番目の列に配置されることが好ましい。
隣接した前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックにおいて、前記第1光源ブロックの光源と前記第2光源ブロックの光源は、前記第1方向から見た時、互いに重畳しないことが好ましい。
前記第1間隔の増加比、又は減少比、及び前記第2間隔の増加比は一定でないことが好ましい。
隣接した前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックとの間の前記第1方向の間隔はそれぞれ異なることが好ましい。
前記隣接した前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックとの間の第1方向の間隔は、前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックが前記表示領域の中心に近接するほど大きくなることが好ましい。
本明細書の実施形態に対して参照の図面は、図示した形態に限定されず、請求項によって定義された本発明の原理及び範囲内にあるすべての変形、等価物、及び代替を含む。
図面では、多層及び領域を明確に表現するために、一部の構成要素のスケールを誇張、又は縮小して示した。明細書の全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を示す。
また、説明の便宜のために、表示パネルを基準として画像が表示される方向を‘上部’ 又は‘前方’、その逆方向を‘下部’ 又は‘後方’と説明する。
図1及び図2を参照すると、表示装置は、表示パネルPNLと、バックライトユニットBLUと、トップシャーシTCとを含む。
ここで、説明の便宜のために、表示装置で画像が提供される方向を上部方向に、上部方向の反対方向を下部方向として説明するが、上部方向、又は下部方向は相対的な概念として、他の方向に変換することができる。
表示パネルPNLは、受光型表示パネルとして、液晶表示パネル(liquid crystal display panel)、電気湿潤表示パネル(electrowetting display panel)、電気泳動表示パネル(electrophoretic display panel)、MEMS表示パネル(microelectromechanical system display panel)などを含むことができる。本実施形態では、液晶表示パネルを例として説明する。
一実施形態では、表示パネルPNLは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形である。表示パネルPNLは、ベース基板BSと、ベース基板BSに対向する対向基板CSと、ベース基板BSと対向基板CSとの間に形成された液晶層(図示しない)とを含む。
各薄膜トランジスタは、対応する画素電極側に提供される駆動信号をスイッチングする。
また、対向基板CSは、画素電極と共に晶の配列を制御する電界を形成する共通電極(図示しない)を含む。表示パネルPNLは、液晶層を駆動して前方に画像を表示する役割を果たす。
例えば、印刷回路基板PCBは、後述のボトムシャーシBCの外部面に配置することができ、この時、テープキャリアパッケージTCPが、ボトムシャーシBCの外部面に沿って曲げられて表示パネルPNLと印刷回路基板PCBとを連結することができる。
外部信号は、印刷回路基板PCBから供給された信号であり、外部信号は、画像信号、各種の制御信号、及び駆動電圧などを含む。
バックライトユニットは、表示パネルPNLを支持するモールドフレームMFと、光を出射する光源が含まれた光源部と、光の効率を高めるための光学シートOPSと、光の進行方向を変更するための反射シートと、表示パネルPNL、モールドフレームMF、光源部、光学シートOPS、及び反射シートを収納するボトムシャーシBCとを含む。
モールドフレームMFは、表示パネルPNL以外の構成要素、例えば、光源部、光学シートOPSなどを固定、又は支持する固定部材、例えば、フック(図示しない)を有することができる。
モールドフレームMFは、表示パネルPNLの四辺に対応する位置、又は四辺の少なくとも一部に対応する位置に提供することができる。
モールドフレームMFは、単一個数の一体で形成できるが、必要によって、複数個で形成して組み立ててもよい。モールドフレームMFは、ポリマー樹脂のような有機材料からなることができる。しかし、これに限定されず、同じ形状と機能を有するなら、他の材料で構成してもよい。
支持部SP1、SP2は、光源LSに電源を供給して制御する配線が印刷された回路基板になることができ、一方向に長く延長された長方形の板状になることができる。
本発明の実施形態では、一例として、LED(light emitting diode)を点光源として使用したものを示した。LEDは複数個提供され、支持部(SP1、SP2)上に所定の方向に沿って一列に配置される。
したがって、1つの光源は文字の通り、1つの光源、例えば、1つのLEDを含むことができるが、同時に明るさが調節される「n」個の光源(nは自然数)からなる複数の光源グループ、例えば、複数のLEDを含むことができる。
光源部制御ユニットは、図に示していないが、別途の印刷回路基板に実装することができる。しかし、これに限定されず、支持部(SP1、SP2)に備えることができる。
光源部は図3を参照して後述する。
光学シートOPSは、光源LSから出射された光を制御する役割を果たす。光学シートOPSは、光源ブロック(LB1、LB2)上に積層された拡散シートDSと、プリズムシートPSと、保護シートPRSとを含むことができる。
プリズムシートPSは、拡散シートDSで拡散された光を上部の表示パネルPNLの平面と垂直な方向に集光する役割を果たす。
プリズムシートPSを通過した光は、殆ど表示パネルPNLに対し垂直に入射される。
保護シートPRSは、プリズムシートPS上に位置している。
保護シートPRSは、プリズムシートPSを外部からの衝撃等から保護する。
例えば、光学シートOPSは、拡散シートDS、プリズムシートPS、及び保護シートPRSのうちの少なくともいずれか1つを複数枚重ねて使用することができ、必要に応じて、いずれか1つ以上のシートの省略も可能である。
また、拡散シートDS、プリズムシートPS、及び保護シートPRSは、順序を変えて積層することもできる。
反射シートRSは、ボトムシャーシBC上に備えられて、光を反射させる。その結果、反射シートRSによって、表示パネルPNL側に提供される光の量が増加する。
反射シートRSは、底部BPと、底部BPに接続され、上方に折り曲げられた側面部WPとを含む。
ここで、底部BPは、平面上で見る時に、表示領域DA内に位置している。
側面部WPは、平面上から見る時、表示パネルPNLの表示領域DA内で、底部BPの周囲に沿って提供される。
側面部WPは、底部BPの延長面に対して所定の角度を有して傾斜に提供される。
この時、側面部WPと、底部BPの延長面に対する角度(以下、傾斜角)は、0°より大きく、90°よりは小さい値を有する。
側面部WPは、光源部から出射された光が表示パネルPNLの下面と平行な方向に進行する場合、光を表示パネルPNLの方向に反射する。
ボトムシャーシBCは、反射シートRSの形状に沿って形成され、この場合、ボトムシャーシBCは、反射シートRSの側面部WPに沿って底部BPの延長面に対して傾く。
トップシャーシTCは、表示パネルPNLの前面の縁部を支持し、モールドフレームMFの側面又はボトムシャーシBCの側面をカバーすることができる。
トップシャーシTCには、表示パネルPNLの表示領域DAを露出させる表示窓WDが形成されている。
以下、バックライトユニットにおいて、光源部と反射シートについて詳細に説明する。
図1〜図3を参照すると、本発明の一実施形態によると、光源部は、複数の光源ブロック(LB1、LB2)を含む。
第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2の内の少なくとも1つは、複数で提供され、第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2は、交互に配置される。
本実施形態では、2つの第1光源ブロックLB1と1つの第2光源ブロックLB2が具備された表示装置を一例として示したが、これに限定されず、表示パネルPNLのサイズ、長辺及び短辺の長さ比などに応じて、本実施形態より多い第1及び第2光源ブロック(LB1、LB2)を提供することができる。
各第1光源ブロックLB1は、長辺の延長方向に第1間隔を有するように配置された光源LSと、光源LSを支持する第1支持部SP1とを含む。
短辺の延長方向を第1方向D1、第1方向D1と直交する長辺の延長方向を第2方向D2とすれば、光源LSは、第2方向D2に沿って配列されている。
本実施形態において、各第1光源ブロックLB1は、7つの光源を有するように表示しているが、より多く、又はより少ない数の光源を含むことができる。
例えば、第1間隔は、第1光源ブロックLB1の長さ方向の中心部から端部に行くほど減少する。
この際、光源LSは、第1光源ブロックLB1の長さ方向の中心部に対して対称的に配置することができる。
例えば、表示領域DAの対角線の長さが32インチの場合、X11は、約95〜98mm、X12は90〜94mm、X13は85〜88mmになることができる。
ここで、互いに隣接した光源LS間の第1間隔は、一定の比率によって、一定に減少することができるが、これに限定されない。
第2光源ブロックLB2は、第1光源ブロックLB1の光源LSの数と同一、又は互いに異なることができ、本実施形態では、第1光源ブロックLB1の光源LSの数より1つ少ない6つの光源LSを有する。
第2光源ブロックLB2の光源において、互いに隣接した光源LS間の間隔、すなわち、第2間隔は互いに異なる値を有する。
例えば、第2間隔は、第2光源ブロックLB2の長さ方向の中心部から端部に行くほど増加する。
この際、光源LSは、第2光源ブロックLB2の長さ方向の中心部に対して対称的に配置することができる。
ここで、互いに隣接した光源LB間の間隔も一定の比率によって一定に増加することができるが、これに限定されない。
例えば、第2間隔は、中心部から増加するが、増加比が一定ではないこともある。例えば、表示領域DAの対角線の長さが32インチの場合、X21は、約95〜98mm、X22は、103〜106mm、X23は、111〜115mmになることができる。
ここで、第1光源ブロックLB1は、第2光源ブロックLB2より数が1つ多く、第1光源ブロックLB1は、第1方向D1に沿って奇数番目の列に、第2光源ブロックLB2は、偶数番目の列に配置される。
すなわち、第1方向D1に沿って、第1光源ブロックLB1、第2光源ブロックLB2、及び第1光源ブロックLB1の順に配列される。
これによって、最も外側の光源ブロック、すなわち、光源ブロックのうち最初の列と最後の列の光源ブロックは、第1光源ブロックLB1に該当するようになる。
これによって、第1光源ブロックLB1の互いに隣接した二つの光源LSと、二つの光源LSから最も近い第2光源ブロックLB2の1つの光源LSは、鋭角のみからなる三角形を形成する。
その結果、第2光源ブロックLB2の1つの光源を中心にして、第1及び第2光源ブロック(LB1、LB2)の光源が6つ配置されてハニカム構造を形成する。
ここで、第1間隔と第2間隔が互いに異なる値を有するため、各光源が作るハニカム形状は同一ではなく、ハニカム形状を形成する光源LSの位置によって、少なくとも一部のハニカム形状と面積は変わることができる。
この時、表示領域DAの対角線の長さが32インチの場合、互いに隣接した第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2との間の第1方向D1に沿った間隔は約110mm〜115mmになることができる。
反射シートRSの側面部WPは、底部BPの延長面に対して所定の角度に傾き、側面部WPと底部BPの延長面に対する傾斜角は0°より大きく、90°よりは小さい値を有する。
本実施形態において、側面部WPは、約25°〜約35°の傾斜角を有する。
例えば、本発明の一実施形態において、表示領域の対角線の長さが32インチの場合は、長側面部LSWの傾斜角は約27°〜約32°になり、短側面部SSWの傾斜角は約30°〜約36°になることができる。
長側面部LSWの傾斜角と、短側面部SSWの傾斜角は、表示パネルの大きさ、光源ブロックの数、及び光源ブロックの光源の数によって異なる値に設定することができる。
例えば、2つの表示装置において、表示パネルのサイズが同一である時、光源の数が小さい表示パネルにおける長側面部LSWの傾斜角がさらに大きい。
例えば、図とは異なり、長側面部LSWの第1方向D1の幅W1が、短側面部SSWの第2方向D2の幅W2より大きいこともあり得る。
もし、光源が長側面部LSWと短側面部SSWが接する線上から逸脱する場合、長側面部LSWと短側面部SSWの内のいずれか一側面部WPによる反射が増大される。
これによって、本実施形態では、光源LSは、長側面部LSWと短側面部SSWから所定の距離に離隔されている。
また、前記各交点に最も近い各光源LSから長側面部LSWの外辺までの最短距離(Q1)は84mm〜87mmになり、短側面部SSWの外辺までの最短距離(Q2)は74mm〜76mm、又は84mm〜86mmになることができる。
※(「vertex」は何を意味するのか?表示領域DAは平面であるので頂点はないと考え、表示領域DA(又は表示パネル)を規定する4つの辺のそれぞれの「交点」を意味するのか?P1、P2、Q1、Q2は上記でいいのか?回答をお願いします。)
これによって、反射シートRSの側面部WPに光源が配置されていないが、光源から出射された光のみを反射させることによって、本実施形態では、側面部WPによって表示パネルPNLに提供される光量が調節されて、表示領域DAでの輝度の均一性を高める。
すなわち、第1間隔と第2間隔が各光源ブロックLB1、LB2の中心から変化した値を有することによって、表示パネルPNLに提供される光の均一度が向上する。
一方、光源LSの各々は独立して駆動されて、ローカルディミングを実現することができる。
光源の配列を除いてはすべての条件は同一である。
図4Bは、光源が第1方向と第2方向に等間隔に配列されているが、光源が交互に配置されてハニカム状を形成している。図4Bでの光源は、ハニカム構造であり、この時のハニカム状は形状と面積が同一である。
図4Cは、本発明の一実施形態によって光源が配置されており、光源が第2方向に互いに異なる間隔を有するように配置されている。ここで、光源は、ハニカム状からなるが、ハニカム状の少なくとも一部は異なる形態と面積を有する。
図4Bを参照すると、光源がハニカム構造に配列された場合には、反射シートの底部に対応する表示領域部分と側面部に対応する表示領域部分との輝度差が、格子構造に配列された場合より小さくなる。
しかし、底部に対応する表示領域部分において、規則的に配列された光源をユーザが視認する程度に、光源が配置されているところと、配置されていないところとの輝度差が現れていることが分かる。
図5Aと図5Bにおいて、光源の配列を除いてはすべての条件は同一である。
ここで、図5Aは、光源が格子状に配列されたバックライトユニットを撮影した場合であり、図5Bは、本発明の一実施形態によって光源が第2方向に互いに異なる間隔を有するように配列されたバックライトユニットを撮影した場合である。
一方、本発明の一実施形態による表示装置のバックライトユニットは、全体の表示領域が均一な輝度を有することが分かる。
光源部の光源ブロックにおける光源の間の間隔を異なって配列した。
以下、本実施形態では、説明の便宜上、図3に示した実施形態と異なる点を中心として説明し、説明しない部分は、上述の実施形態による。
第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2は、すべて複数で提供され、第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2は、互いに交互に配置されている。
本実施形態では、3つの第1光源ブロックLB1と2つの第2光源ブロックLB2が備えられている。しかし、これに限定されず、表示パネルのサイズや長辺及び短辺の長さ比などによって、本実施形態より多い第1及び第2光源ブロックを提供することもできる。
各第1光源ブロックLB1は、表示領域の長辺方向、すなわち、第2方向D2に延長され、第2方向D2に第1間隔を有するように配列された光源LSと、光源LSを支持する第1支持部SP1とを含む。
本実施形態において、一例として第1光源ブロックLB1は9つの光源を有すると示したが、より多く、又はより少ない数の光源を含むこともできる。
例えば、第1間隔は、第1光源ブロックLB1の長さ方向の中央部から端部に行くほど増加する。
図6において、第1光源ブロックLB1の中心から順次に光源LSの間の間隔を、X11、X12、X13、及びX14とすれば、X11<X12<X13<X14になる。
第2光源ブロックLB2は、第1光源ブロックLB1の光源の数と同一、又は互いに異り、本実施形態では、第1光源ブロックLB1の光源の数より1つが少ない8つの光源を有する。
第2間隔は、第2光源ブロックLB2の長さ方向の中心部から端部に行くほど増加する。
図6において、第2光源ブロックLB2の中心から順次に第2間隔を、X21、X22、X23、及びX24とすれば、X21<X22<X23<X24になる。
表示領域DAの対角線の長さが40インチの場合、X21は約97〜99mm、X22は100〜102mm、X23は、103〜105mm、X24は、107〜109mmになることができる。
ここで、第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2が交互に位置している。互いに隣接した第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックLB2において、光源LSは、第1方向D1に沿った側方から、すなわち、長側辺と直角な方向から見る時に、互いに重畳しないように交互に配列されている。
ここで、第1間隔と第2間隔が互いに異なる値を有するので、各光源が作るハニカム形状は同じ形状ではなく、ハニカム形状を形成する光源LSの位置によって、少なくとも一部のハニカム形状の形状と面積は変わることができる。
図6において、互いに隣接した第1光源ブロックLB1と第2光源ブロックのLB2との間の距離を順次、Y1、Y2、Y3、Y4とすれば、Y1、Y2、Y3、Y4は互いに異なる値を有することができる。
本実施形態では、Y1とY4が同一の値を有し、Y2とY3が同一の値として、Y1より小さい値を有する。例えば、表示領域の対角線の長さが40インチの場合、Y1は、98〜102mmになり、Y2は84〜88mmになることができる。
側面部WPは、底部BPの延長面に対して所定の角度に傾く。この時、側面部WPと、底部BPの延長面に対する角度(以下、傾斜角と言う)は、0°より大きく、90°より小さい値を有する。
本実施形態において、側面部WPは、約25°〜約35°の傾斜角を有することができ、本実施形態において、表示領域DAの対角線の長さが40インチの場合、長側面部LSWの傾斜角は27°〜29°になり、短側面部SSWの傾斜角は30°〜32°になることができる。
また、前記各交点から最も近い光源LSから長側面部LSWの外辺までの最短距離(Q1)は60mm〜62mmになり、短側面部SSWの外辺までの最短距離(Q2)は68mm〜70mm、又は82mm〜85mmになることができる。
※(「頂点」は、表示領域、表示パネルを規定する4つの辺のそれぞれの「交点」でいいのか?P1、P2、Q1、Q2は上記でいいのか?指示をお願いします。)
それにもかかわらず、反射シートRSの側面部WPの傾斜角が大きく、側面部WPと光源との間隔が狭くて、側面部WP側で反射されて、表示パネルPNLの方向に進行する光量が十分に多くなる。
これによって、光源ブロックの中心部での光量を相対的に高めるために、光源LSの間の間隔を狭く設定することができる。これによって、全表示領域DAについて底部BPと側面部WPに対応する表示領域DAでの光密度が均一になる。
また、第1間隔と第2間隔が各光源ブロックの中心から変化した値を有することによって、表示パネルPNLに提供される光の均一性が向上する。
BLU バックライトユニット
BP 底部
BS ベース基板
CH 駆動チップ
CS 対向基板
DA 表示領域
DS 拡散シート
LB1、LB2 (第1、第2)光源ブロック
LS 光源
LSW 長側面部
MF モールドフレーム
NDA 非表示領域
OPS 光学シート
PCB 印刷回路基板
PNL 表示パネル
PRS 保護シート
PS プリズムシート
RS 反射シート
SP1、SP2 (第1、第2)支持部
SSW 短側面部
TC トップシャーシ
TCP テープキャリアパッケージ
WD 表示窓
WP 側面部
Claims (7)
- 画像が表示される表示領域を有する表示パネルと、
前記表示領域の下部に第1方向に配列された複数の光源ブロックとを有し、
前記光源ブロックは、前記第1方向とは直交する第2方向に第1間隔を有して配列された複数の光源を含む第1光源ブロックと、
前記第2方向に第2間隔を有して配列された複数の光源を含む第2光源ブロックとを含み、
前記第1間隔は、前記第1光源ブロックの中心部から端部に行くほど増加、又は減少し、前記第2間隔は、前記第2光源ブロックの中心部から端部に行くほど増加し、
前記光源ブロックの下部に提供される反射シートをさらに有し、
前記反射シートは、前記表示パネルの一面と平行な底部と、前記底部から傾斜して上方に折り曲げられた側面部とを含み、
前記表示領域は一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形形状であり、前記側面部は、前記長辺に対応する長側面部と、前記短辺に対応する短側面部とを有し、前記長側面部の傾斜角と前記短側面部の傾斜角は互いに異なり、
平面上から見る時、表示パネルの各角部から最も近い各光源は、前記長側面部と前記短側面部が接する線の延長線上に位置することを特徴とする表示装置。 - 前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックの少なくとも1つは、複数で提供され、
前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックは、前記第1方向に交互に配置されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1光源ブロックは、前記第2光源ブロックより1つ多い数量で提供され、前記第1光源ブロックは、奇数番目の列に配置されることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 隣接した前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックにおいて、
前記第1光源ブロックの光源と前記第2光源ブロックの光源は、前記第1方向から見た時、互いに重畳しないことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 前記第1間隔の増加比、又は減少比、及び前記第2間隔の増加比は一定でないことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 隣接した前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックとの間の前記第1方向の間隔はそれぞれ異なることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 前記隣接した前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックとの間の第1方向の間隔は、前記第1光源ブロックと前記第2光源ブロックが前記表示領域の中心に近接するほど大きくなることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
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