JP2011237484A - 液晶モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】エッジ照射方式のバックライトユニットを内蔵しているにも拘わらず、液晶パネルの表示面を縦横に複数の領域に分けて各領域ごとに輝度を制御できる液晶モジュールを提供する。
【解決手段】エッジ照射方式のバックライトユニットＢＬＵをリアフレームの内側に設け、その前面側に液晶パネルを設けた液晶モジュールにおいて、上記バックライトユニットＢＬＵの導光板３を縦横に分割し、それぞれの導光板分割体３ａごとに一側面に沿ってＬＥＤバー４のＬＥＤ光源４ａを配設した構成とする。それぞれの導光板分割体３ａごとにＬＥＤ光源４ａの発光強度を制御し、導光板分割体３ａごとに出射光の強さを制御することによって、液晶パネルの表示面をそれぞれの導光板分割体３ａに対応する縦横の複数の領域に分けて各領域ごとに輝度を個別制御することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、テレビ、カーナビ、パソコンその他の電子機器に組み込まれる液晶モジュールに関し、特に、エッジ照射方式のバックライトユニットを内蔵しているにも拘わらず、液晶パネルの表示面を縦横に複数の領域に分けて個別に輝度制御できる液晶モジュールに関する。

電子機器に組み込まれる液晶モジュールは、背面照射方式のバックライトユニットを内蔵したものと、エッジ照射方式のバックライトユニットを内蔵したものとに大別される。背面照射方式のバックライトユニットには、光源として複数本の冷陰極管を用いたものと、多数のＬＥＤ光源を縦横に配設したものとがあり、エッジ照射方式のバックライトユニットには、導光板の側面に冷陰極管を配設したものと、複数のＬＥＤ光源を配設したものとがある。

光源として冷陰極管を用いる背面照射方式のバックライトユニットを内蔵した液晶モジュールは、液晶パネルの表示面を複数の領域に分けて個別に輝度制御することが困難であるが、多数のＬＥＤ光源を縦横に配設した背面照射方式のバックライトユニットを内蔵する液晶モジュールは、液晶パネルを背面からＬＥＤ光源で直接照らす構造であるため、縦横に配設した多数のＬＥＤ光源を複数のブロックに区分して各ブロックごとにＬＥＤ光源の発光強度を制御することにより、液晶パネルの表示面を複数の領域に分けて各領域ごとに輝度を制御することが可能である。

これに対し、エッジ照射方式のバックライトユニットを内蔵した液晶モジュールは、導光板の側面に配設されたＬＥＤ光源から導光板に入射した光を導光板の前面全体から出射して液晶パネルの背面を照射する構造であるため、導光板の側面に配設されたＬＥＤ光源の発光強度を個別に制御しても、液晶パネルの表示面を複数の領域に分けて個別に輝度を制御することはできない。

一方、主導光体の背面に第一の副導光体と第二の副導光体を並べて配置し、これらの副導光体の主導光体と対向する前面及び反対向する背面に光反射板を設置すると共に、主導光体及び副導光体の両端面に主導光体と副導光体を光学的に結合させるリフレクタを設置し、第一の副導光体と第二の副導光体との間の空気層に固体発光素子を配列した固体発光素子基板を設置してなるバックライト装置が知られている（特許文献１）。

また、ＬＥＤ素子を封止する合成樹脂の凸レンズを搭載した光源ユニットと合成樹脂の凹レンズを搭載した光源ユニットが基板に混載されたエッジ照射型の光源モジュールを、光源ユニットに対応して一方向に分割した導光板の側面に配置してなる液晶表示装置や（特許文献２）、多数の独立した細長い導光板を並行に集積して一枚の板状にした表示用導光板の前面に多数のストライプ状液晶シャッターを配し、その組合わせによってＸＹマトリクスを形成した表示装置（特許文献３）も知られている。

しかしながら、上記特許文献１のバックライト装置は、固体発光素子から第一の副導光体及び第二の副導光体に入射した光が、これらの副導光体と光学的に結合された主導光体の前面から一様に出射されるものであるため、このバックライト装置を液晶パネルの裏面に設けても、液晶パネルの表示面を縦横に複数の領域に分けて個別に輝度制御することはできない。

また、上記特許文献２の液晶表示装置は、凸レンズ搭載の光源ユニットと凹レンズ搭載の光源ユニットからの光を、一方向に分割された導光板に入射させて導光板の前面から出射させることにより、光学的な均一性を向上させることは可能であるが、液晶パネルの表示面を縦横に複数の領域に分けて個別に輝度制御することはできない。同様に、上記特許文献３の表示装置も、液晶パネルの表示面を縦横に複数の領域に分けて個別に輝度制御することはできない。

特開２００５−３１０６１１号公報 特開２０１０−２００９７号公報 特開平４−１７２４０１号公報

本発明は上記事情の下になされたもので、その解決しようとする課題は、エッジ照射方式のバックライトユニットを内蔵しているにも拘わらず、液晶パネルの表示面を縦横に複数の領域に分けて各領域ごとに輝度を制御できる液晶モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る液晶モジュールは、導光板の側面に沿ってＬＥＤ光源を配設したエッジ照射方式のバックライトユニットがリアフレームの内側に設けられ、導光板の前面側に液晶パネルが設けられた液晶モジュールにおいて、上記バックライトユニットの導光板が縦横に分割され、それぞれの導光板分割体ごとに一側面に沿ってＬＥＤ光源が配設されていることを特徴とするものである。

本発明の液晶モジュールにおいては、ＬＥＤ光源が細長い基板に搭載されて導光板分割体ごとに一側面に沿って配設されていることが望ましい。そして、ＬＥＤ光源を細長い基板に搭載したＬＥＤバーが、隣接する導光板分割体の相互間に配置され、導光板分割体に形成された庇部で覆われていることが望ましく、更に、導光板分割体の相互間に配置されたＬＥＤバーが、リアフレームの背板に形成された切起し片に取付けられていることが望ましい。

本発明の液晶モジュールのように、バックライトユニットの導光板が縦横に分割され、それぞれの導光板分割体ごとに一側面に沿ってＬＥＤ光源が配設されていると、それぞれの導光板分割体ごとにＬＥＤ光源の発光強度を制御することによって導光板分割体ごとに出射光の強さを制御できるので、液晶パネルの表示面をそれぞれの導光板分割体に対応する縦横の複数の領域に分けて各領域ごとに輝度を個別制御することが可能となる。

その場合、ＬＥＤ光源を細長い基板に搭載して導光板分割体ごとに一側面に沿って配設すると、ＬＥＤ光源の組込み作業や配線が格段にし易くなる。そして、このＬＥＤ光源を細長い基板に搭載したＬＥＤバーを、隣接する導光板分割体の相互間に配置して、導光板分割体に形成された庇部で覆うように構成すると、後述するように導光板を縦横に多数分割して導光板分割体ごとに出射光の強さを制御できるため、液晶パネルの表示面を導光板分割体に対応する縦横の多数の領域に細かく分けて輝度を制御することが可能となり、しかも、ＬＥＤバーを覆う庇部からも光が出射されるので、液晶パネルのＬＥＤバー配置箇所に対応した部分の輝度の低下を防止することが可能となる。

また、導光板分割体の相互間に配置したＬＥＤバーが、リアフレームの背板に形成された切起し片に取付けられていると、ＬＥＤ光源から出る熱がＬＥＤバーの基板と切起し片を伝導してリアフレームの背板から放熱されることになり、また、切起し片を形成した跡の開口部からも熱気が放出されるので、熱による悪影響を抑制することも可能となる。

本発明の一実施形態に係る液晶モジュールを示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 同液晶モジュールに組み込まれるエッジ照射方式のバックライトユニットを示す正面図である。 図３のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

図１，図２に示す液晶モジュールは、リアフレーム１の内側に、図３に示すようなエッジ照射方式のバックライトユニットＢＬＵが組み込まれ、このバックライトユニットＢＬＵの前面側（上側）に液晶パネル２が設けられたものである。

このバックライトユニットＢＬＵは、図２，図３に示すように、透明な合成樹脂製の導光板３と、ＬＥＤバー４とからなるものであって、導光板３は、この実施形態では縦に４分割、横に４分割され、合計１６個の導光板分割体３ａで構成されている。導光板３の分割の仕方は特に限定されないが、縦に４〜８分割、横に４〜８分割することによって、合計１６〜６４個の導光板分割体３ａに分割するのが適当である。導光板分割体３ａの個数が上記より少ない場合は、液晶パネル２の表示面の個別に輝度制御される領域の数が導光板分割体３ａの個数に応じて少なくなるので、液晶パネル２の表示面の輝度制御が大雑把になり、逆に、導光板分割体３ａの個数が上記より多い場合は、液晶パネル２の表示面の個別に輝度制御される領域の数が導光板分割体３ａの個数に応じて多くなり過ぎるので、液晶パネル２の表示面の輝度制御が必要以上に細かくなり過ぎ、また、ＬＥＤバー４の本数が増加して配置作業も繁雑になる等の不都合が生じる。

ＬＥＤバー４は、多数のＬＥＤ光源４ａを細長い基板４ｂに搭載したものであって、基板４ｂとしては、例えばアルミニウム等の金属板の片面に絶縁層を介して配線パターンを形成し、その表面に白色コーティング層を設けた、良好な放熱性及び光反射性を有する基板が好ましく使用される。また、ＬＥＤ光源４ａとしては、白色発光のＬＥＤ光源（例えば青色発光ＬＥＤを蛍光体で白色光としたもの）や、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）三色発光のＬＥＤ光源などが好ましく使用され、これらのＬＥＤ光源は基板４ｂの配線パターンに接続される。

ＬＥＤバー４は、この実施形態では、縦横に分割された導光板３の左右両側に１本ずつ配置され、更に、導光板３の中間部の互いに隣接する左右の導光板分割体３ａ，３ａの相互間にも、２本のＬＥＤバー４，４が背中合わせにして配置されている。そして、各ＬＥＤバー４のＬＥＤ光源４ａは、同数個ずつ（図３では５個ずつ）、それぞれの導光板分割体３ａの一側面に沿って配設され、ＬＥＤ光源４ａから発っせられた光が、それぞれの導光板分割体３ａの一側面から入射し、導光板分割体３ａの内部を通って空気との界面で反射しながら、導光板分割体３ａの前面（上面）から出射するようになっている。尚、それぞれの導光板分割体３ａの一側面に沿って配設されるＬＥＤ光源４ａの個数は、この実施形態のように５個に限定されるものではなく、導光板分割体３ａの大きさに応じて適宜決定されることは言うまでもない。

上記のＬＥＤバー４は、それぞれの導光板分割体３ａの一側面に沿って配設される複数個（図３では５個）のＬＥＤ光源４ａを一組として、それぞれの組ごとにＬＥＤ光源４ａに供給する電流をコントロールすることにより、それぞれの組ごとにＬＥＤ光源４ａの発光強度を制御して、それぞれの導光板分割体３ａの前面から出射される光の強さを個別に制御できるようになっている。そのため、液晶パネル２の表示面は、それぞれの導光板分割体３ａに対応する縦横の複数の領域（この実施形態では合計１６の領域）に分かれて、それぞれの領域ごとに輝度の個別制御が行われるようになっている。

分割された導光板３の左右両側に１本ずつ配置されたＬＥＤバー４は、図２に示すように、金属製のリアフレーム１の側板１ａ，１ａの内面に取付けられており、ＬＥＤバー４，４の各ＬＥＤ光源４ａから出る熱が、前記の金属製の基板４ｂを伝導してリアフレーム１の側板１ａ，１ａや底板１ｂから効率良く放熱されるようになっている。

一方、導光板３の中間部の互いに隣接する左右の導光板分割体３ａ，３ａの相互間に配置された２本のＬＥＤバー４，４は、図２，図４に示すように、背中合わせにされて、リアフレーム１の背板１ｂに形成された切起し片１ｃに取付けられている。そのため、ＬＥＤバー４，４のＬＥＤ光源４ａから出る熱は、ＬＥＤバー４，４の前記金属製の基板４ｂと切起し片１ｃを伝導してリアフレーム１の背板１ｂから効率良く放熱されることになり、また、切起し片１ｃを形成した跡の開口部１ｄからも熱気が放出されるので、熱による悪影響が抑制されるようになっている。

図４に示すように、切起し片１ｃに取付けられたＬＥＤバー４，４の両側の導光板分割体３ａ，３ａの相対向する側面の前縁部（上縁部）には庇部３ｂ，３ｂが突設されており、この庇部３ｂ，３ｂによってＬＥＤバー４，４が覆われている。このようにＬＥＤバー４，４が庇部３ｂ，３ｂで覆われていると、ＬＥＤバー４，４のＬＥＤ光源４ａから両側の導光板分割体３ａ，３ａに入射した光が庇部３ｂ，３ｂの前面（上面）からも出射されるので、液晶パネル２のＬＥＤバー配置箇所に対応した部分の輝度の低下を防止することが可能となる。

分割された導光板３とリアフレーム１の背板１ｂとの間には、図２，図４に示すように、光反射シート５が設けられており、導光板３のそれぞれの導光板分割体３ａの背面（下面）から出射した光がこの光反射シート５で反射されて再び導光板分割体３ａに入射し、導光板分割体３ａの前面（上面）から液晶パネル２に向かって無駄なく照射されるようになっている。尚、光反射シート５に代えて、光反射層をそれぞれの導光板分割体３ａの背面に形成してもよい。

また、図２に示すように、分割された導光板３と液晶パネル２との間には光拡散シート６が設けられており、導光板３のそれぞれの導光板分割体３ａの前面から出射した光がこの光拡散シート６で拡散されて液晶パネル２の背面に照射されるようになっている。従って、液晶パネル２の表示面のそれぞれの導光板分割体３ａに対応する領域は前記のように個別に輝度制御されるが、それぞれの領域内での輝度ムラは生じないようになっている。

液晶表示パネル２は、図２に示すように、その四周縁がリアフレーム１の四周の側板１ａの前縁部（上縁部）に載置され、方形枠状のベゼル７で脱落しないように取付けられている。
尚、この実施形態の液晶モジュールでは、リアフレーム１を板金で一体に形成しているが、リアフレーム１の背板１ｂを板金で形成し、四周の側板１ａを合成樹脂で形成して、両者を組み合わせるようにしてもよい。

以上のような構成の液晶モジュールは、バックライトユニットＢＬＵの導光板３が縦横に分割され、それぞれの導光板分割体３ａごとに一側面に沿ってＬＥＤバー４のＬＥＤ光源４ａが配設されているので、それぞれの導光板分割体３ａごとにＬＥＤ光源４ａの発光強度を制御し、導光板分割体３ａごとに出射光の強さを制御することによって、液晶パネル２の表示面をそれぞれの導光板分割体３ａに対応する縦横の複数の領域に分けて各領域ごとに輝度を個別制御できるといった顕著な効果を奏する。

１ リアフレーム
１ｂ リアフレームの背板
１ｃ 切起し片
２ 液晶パネル
３ 導光板
３ａ 導光板分割体
３ｂ 庇部
４ ＬＥＤバー
４ａ ＬＥＤ光源
４ｂ 基板
５ 光反射シート
６ 光拡散シート
７ ベゼル

上記課題を解決するため、本発明に係る液晶モジュールは、導光板の側面に沿ってＬＥＤ光源を配設したエッジ照射方式のバックライトユニットが設けられ、導光板の前面側に液晶パネルが設けられた液晶モジュールにおいて、上記バックライトユニットの導光板が縦横に分割され、それぞれの導光板分割体ごとに一側面に沿ってＬＥＤ光源が配設されていることを特徴とするものである。

本発明の液晶モジュールにおいては、ＬＥＤ光源が細長い基板に搭載されて導光板分割体ごとに一側面に沿って配設されていることが望ましい。そして、ＬＥＤ光源を細長い基板に搭載したＬＥＤバーが、隣接する導光板分割体の相互間に配置され、導光板分割体に形成された庇部で覆われていることが望ましく、更に、バックライトユニットがリアフレームの内側に設けられており、導光板分割体の相互間に配置されたＬＥＤバーが、リアフレームの背板に形成された切起し片に取付けられていることが望ましい。

Claims (4)

1. 導光板の側面に沿ってＬＥＤ光源を配設したエッジ照射方式のバックライトユニットがリアフレームの内側に設けられ、導光板の前面側に液晶パネルが設けられた液晶モジュールにおいて、
   上記バックライトユニットの導光板が縦横に分割され、それぞれの導光板分割体ごとに一側面に沿ってＬＥＤ光源が配設されていることを特徴とする液晶モジュール。
2. ＬＥＤ光源が細長い基板に搭載されて導光板分割体ごとに一側面に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶モジュール。
3. ＬＥＤ光源を細長い基板に搭載したＬＥＤバーが、隣接する導光板分割体の相互間に配置され、導光板分割体に形成された庇部で覆われていることを特徴とする請求項２に記載の液晶モジュール。
4. 導光板分割体の相互間に配置されたＬＥＤバーが、リアフレームの背板に形成された切起し片に取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の液晶モジュール。

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