JP3648030B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、表示画像を生成する液晶パネルを裏面から照明するバックライトを構成する線状ランプの非点灯領域に起因する明るさ不足領域を解消して表示領域での均一な明るさ分布を得るようにした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型コンピユータやコンピユータモニター用の高精細かつカラー表示が可能な液晶表示装置では、液晶パネルを背面から照明する光源（所謂、バックライト）を備えている。
【０００３】
この種の液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式（単純マトリクス）、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式（アクティブマトリクス）とに大きく分類される。
【０００４】
従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式を採用していた。
【０００５】
近年、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置が実現された。この横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにしたものが知られている（特公昭６３−２１９０７号公報、米国特許第４３４５２４９号明細書）。
【０００６】
一方、液晶表示装置のうち、単純マトリクス型液晶表示素子は、二枚の基板の一方にコモン電極を、他方の基板にセグメント電極を有し、液晶層を構成する液晶分子のねじれ角αを１８０度より大に、かつ複屈折効果を利用することにより時分割駆動特性を改善して時分割数を増大させることがアプライド フィジクスレター４５，No.10,1021 1984(Applied Physics Letter,T.J.Scheffer,J.Nehring:"A new,highly multiplexable liquidcrystal display") に論じられ、スーパーツイステッド複屈折効果型(SBE) 液晶表示装置が提案されている。
【０００７】
高時分割駆動が可能なねじれ構造を有する液晶表示素子は、バイアス電圧とデューティー比で決定される非選択電圧と選択電圧との間で液晶層の状態変化を生じさせて点灯を行う。しかし、ねじれ角が１８０度以上とすると液晶の複屈折効果によって着色が生じる。
【０００８】
この着色する現象を回避するために、液晶層と逆の方向に液晶層をねじった補償素子や位相差板と呼ばれる複屈折媒体を設けることで位相差補償が行なって白黒表示を可能としたものが知られている（吉野、尾崎、「液晶とディスプレイ応用と基礎」コロナ社 １９９４）。また、中間調表示は非選択電圧と選択電圧の間の電圧を印加して行っている。
【０００９】
また、この種の単純マトリクス型液晶表示装置をカラー化するためには、一対の基板の一方に少なくとも３色のカラーフィルタを形成し、それぞれのカラーフィルタに対して設けたセグメント電極に選択的に電圧を印加することにより、所要のカラー画像表示を行うことができる。
【００１０】
図７は液晶表示装置の構成例を説明するアクティブマトリクス型を例とした概略模式図である。この液晶表示装置は２枚の透明な基板ＳＵＢ１とＳＵＢ２の間に液晶層ＬＣを挟持した液晶パネルＰＮＬの周縁にドレイン側回路基板ＢＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２、インターフェース回路基板ＢＣＢ３を備え、上下に偏光板ＰＯＬ１とＰＯＬ２が積層されている。なお、この図７ではゲート側回路基板ＰＣＢ２、インターフェース回路基板ＢＣＢ３は図示を省略してある。
【００１１】
また、この液晶パネルＰＮＬの背面には導光板ＧＬＢとその辺に沿って設置した線状ランプＬＰ、反射器ＬＳとからなるバックライトＢＬが配置されている。なお、この導光板ＧＬＢは断面がくさび形で、その厚手の辺側に一本の線状ランプＬＰが設置されたサイドエッジタイプのバックライトである。
【００１２】
この導光板ＧＬＢの裏面には線状ランプＬＰからの光が液晶パネルＰＮＬを一様に照明するための光反射ドットＲＤが形成されている。
【００１３】
図中、液晶パネルＰＮＬとバックライトＢＬの間にはプリズムシートＰＲＳおよび拡散シートＳＰＳが介挿され、正面輝度の向上と明るさの均一化を行っている。
【００１４】
上記の線状ランプは主として冷陰極蛍光灯が使用されている。この種のランプは、その両端に電極が装入されているため、両端付近での発光強度は中央領域より極端に低い非発光領域がある。そのため、従来の液晶表示装置のバックライトを構成する線状ランプは当該線状ランプを設置する導光板の辺の幅より長くなっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶パネルの大サイズ化、狭額縁化の進展につれ、線状ランプの長さが制限され、その両端の非発光領域はバックライトの導光板の幅以内に入り込まざるを得ない構成となってきた。
【００１６】
図８は線状ランプの長さを導光板の幅以内としたバックライトを説明する模式図であって、ＧＬＢは導光板、ＬＰは線状ランプ、ＤＺは非発光領域を示す。
【００１７】
なお、ここでは、導光板ＧＬＢの全域が液晶パネルの有効表示領域に対応するものとして説明する。
【００１８】
同図（ａ）に示したように、線状ランプＬＰは導光板ＧＬＢの当該線状ランプを設置する辺の幅内に収まる長さとしている。
【００１９】
この線状ランプＬＰの発光強度ブンプは非発光領域のために（ｂ）に示したように両端領域では低下する特性となる。
【００２０】
したがって、この線状ランプＬＰの発光光による導光板ＧＬＢの面上では図にＤＺで示した暗い部分が生じる。この暗い部分（暗部ＤＺ）は液晶パネルの表示領域では輝度低下部分となり、液晶パネルによる表示は不均一となり、画質を著しく低下させる。
【００２１】
従来、このような明るさの不均一を解消する手段として、導光板の裏面の上記暗部ＤＺに相当する領域に光反射ドット等を印刷して、この部分の光量を増やしている。
【００２２】
図８の（ｃ）に示したように、この光反射ドットＲＤは同径のドットのピッチをコーナー部に行く程密として同図（ｂ）に示した暗部ＤＺのパターンに対応させている。
【００２３】
しかし、上記した線状ランプの長さ短縮による暗部は従来のものに比べて著しく暗くなり、その範囲も広くなり、このような同径のドットの密度のみで補正出来ない。
【００２４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、線状ランプの名さが短縮した場合でも液晶パネルの表示領域での明るさ分布の不均一を無くして高品質の表示を可能とした液晶表示装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、背面にドット状の光反射パターンを有する導光板の辺に沿って設置される線状ランプの端部付近における前記光反射パターンによる光反射面積の増大を、当該部分の光反射パターンの間にドット径を異ならせた他の光反射パターンを設けて稠密化してすることにより、あるいは当該部分にべた状の光反射パターンを形成することにより、線状ランプの長さが導光板の辺幅以内である場合の当該線状ランプの端部の非発光領域に起因するコーナー部の明るさ不足を解消するものである。
【００２６】
すなわち、本発明は、下記の（１）〜（３）の構成としたことを特徴とする。（１）第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有し、前記バックライトを、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、有効発光長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成し、前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域における前記多数のドット状光反射パターンの間を埋めて前記光反射パターンのドット径より小径のドット状の補助光反射パターンを形成した。
【００２７】
（２）前記小径の補助光反射パターンを前記光反射パターンの間、かつ前記線状ランプの長手方向に対して垂直方向に形成した。
【００２８】
上記（１）（２）の構成により、線状ランプの端部の非発光領域に起因する導光板のコーナー部領域の暗部（明るさ不足部分）の明るさを増大させて液晶パネルの表示領域全体を均一に照明することができる。
【００２９】
（３）第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有する液晶表示装置において、
前記バックライトは、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、有効発光長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成され、
前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域に当該コーナー領域から放射方向の縁部が多角形をなすべた状の光反射膜を形成した。
【００３０】
上記（３）の構成によっても、線状ランプの端部の非発光領域に起因する導光板のコーナー部領域の暗部（明るさ不足部分）の明るさを増大させて液晶パネルの表示領域全体を均一に照明することができる。
【００３１】
なお、上記（１）〜（３）における光反射パターンと補助光反射パターンは必ずしも円形ドットに限るものではなく、その光反射面積が相対的に大あるいは小であればどのような形状のものでもよい。
【００３２】
また、上記（３）におけるべた状の光反射膜のコーナー領域から放射方向の縁部は多角形に限るものではなく、コーナー領域から中央領域に向けて連続的に反射量が低減する形状であればよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図で、（ａ）はバックライトの要部模式平面図、（ｂ）はコーナー領域の明るさ補正の説明図であって、ＧＬＢは導光板（例えば、断面が楔形の透明な板状体からなる）、ＬＰは線状ランプを示す。
【００３５】
線状ランプＬＰは冷陰極蛍光灯などの放電管が用いられる。この種の放電管はその両端内部に電極があり、この電極間の放電で発光する。したがって、両端領域での明るさは低く、線状ランプＬＰの長手方向に沿った発光特性は（ｂ）の曲線ａに示したように端部で急激に暗くなる非発光領域を持つ。
【００３６】
液晶表示装置の画面サイズの拡大に伴って、所謂狭額縁化が進み、線状ランプＬＰの長さを導光板ＧＬＢの辺の長さ以内に制限すると、上記した線状ランプＬＰの端部（非発光領域ＤＡＲ）が導光板ＧＬＢの有効領域（液晶パネルの有効表示領域に対応）に入り込んでしまい、その有効発光長さが上記有効領域の長さより短くなる。その結果として、導光板ＧＬＢのコーナー領域が暗くなる。
【００３７】
導光板ＧＬＢの背面には、線状ランプＬＰからの距離が遠くなることに起因する当該導光板ＧＬＢの照明光出射面での明るさの低下を補償する光反射ドットパターンＲＤ１が形成されている。この光反射ドットパターンＲＤ１は、同径のドットを用いており、コーナー領域の端部に近接するに従ってその配置密度を高くするのみでコーナー領域の明るさを補正できる。
【００３８】
しかし、図１の（ａ）に示したように、線状ランプＬＰの長さが導光板ＧＬＢの辺の長さ以内に制限される場合は、上記の配置密度のみでは対応できない。
【００３９】
本実施例では、線状ランプＬＰの非発光領域ＤＡＲにより明るさが低下する導光板ＧＬＢのコーナー領域付近に光反射パターンＲＤ１の間を埋めるように小径の補助光反射パターンＲＤ２を配置することによって、当該コーナー領域の光反射量を図１の（ｂ）のｂに示したように増大させる。この補助光反射パターンＲＤ２は、線状ランプＬＰの長手方向に対して垂直方向に形成することにより、線状光源ＬＰの非発光領域ＤＡＲによる明るさ不足を効果的に解消できる。
【００４０】
本実施例の構成により、導光板ＧＬＢから出射する照明光の大きさを図１の（ｂ）のｃに示したよう均一なものとなり、液晶パネルの画面が均一に照明され、高品質の画像が得られる。
【００４１】
図２は本発明による液晶表示装置の第２実施例の説明図で、（ａ）はバックライトの要部模式平面図、（ｂ）はコーナー領域の明るさ補正の説明図である。
【００４２】
本実施例では、線状ランプＬＰの非発光領域ＤＡＲにより明るさが低下する導光板ＧＬＢのコーナー領域付近にべた状の光反射膜ＲＤ３を形成することによって、当該コーナー領域の光反射量を図２の（ｂ）のｂに示したように増大させる。このべた状の光反射膜ＲＤ３は、コーナー領域から放射方向の縁部が多角形をなすような形状を有し、前記第１実施例と同様の光反射パターンＲＤ１と補助光反射パターンＲＤ２への遷移領域での明るさに段差を有しないようにしている。本実施例の構成により、図１（ｂ）のａに示した線状ランプＬＰの発光カーブを補正して、導光板ＧＬＢから出射する照明光の大きさを図１の（ｂ）のｃに示したよう均一なものとなり、液晶パネルの画面が均一に照明され、高品質の画像が得られる。
【００４３】
図３は本発明による液晶表示装置の第３実施例の説明図であって、ＰＮＬは液晶パネル、ＰＣＢ１ドレイン側回路基板、ＰＣＢ２ゲート側回路基板、ＰＣＢ３インターフェース回路基板、ＧＬＢは導光板、ＬＰ１とＬＰ２は線状ランプ、ＬＳ１とＬＳ２は反射器を示す。
【００４４】
図示した液晶パネルＰＮＬはＴＦＴ型であり、その縁部にドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２、インターフェース回路基板ＰＣＢ３が配置されている。また、バックライトは導光板ＧＬＢと、この導光板ＧＬＢの一対の辺に沿って設置された線状ランプＬＰ１とＬＰ２により構成される。
【００４５】
なお、液晶パネルＰＮＬの両面には偏光板が積層されており、またバックライトとの間にプリズムシートや拡散シート等が介挿されるが図示は省略した。
【００４６】
図４は図３に示した液晶表示装置における例えば透明な平板形状（板状）体の導光板の裏面構成を説明する模式図であって、図３に示した構成の液晶表示装置では、そのバックライトを構成する線状ランプＬＰ１とＬＰ２の端部の非発光領域による明るさ低下部分に対応する導光板ＧＬＢの各コーナー領域に前記した光反射パターン（径の異なるドット状の光反射パターン、あるいはこれに加えてべた状の光反射パターン）ＲＤ４，ＲＤ５，ＲＤ６，ＲＤ７を形成している。
【００４７】
本実施例の構成により、導光板ＧＬＢから出射する照明光が液晶パネルの画面全域にわたって均一になるように補正され、液晶パネルの画面が均一に照明されることで高品質の画像が得られる。
【００４８】
図５は本発明によるバックライトを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。
【００４９】
同図は液晶表示装置（以下、液晶表示パネル，回路基板，バックライト、その他の構成部材を一体化したモジュール：ＭＤＬと称する）の具体的構造を説明するものである。
【００５０】
ＳＨＤは金属板からなるシールドケース（メタルフレームとも言う）、ＷＤは表示窓、ＩＮＳ１〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路基板（ＰＣＢ１はドレイン側回路基板：映像信号線駆動用回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、ＰＣＢ３はインターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板ＰＣＢ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＴＣＰ１，ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬは液晶パネル、ＧＣはゴムクッション、ＩＬＳは遮光スペーサ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＭＣＡは一体化成形により形成された下側ケース（モールドフレーム）、ＭＯはＭＣＡの開口、ＬＰは線状ランプ、ＬＰＣはランプケーブル、ＧＢは線状ランプＬＰを支持するゴムブッシュ、ＢＡＴは両面粘着テープ、ＢＬは線状ランプＬＰや導光板ＧＬＢ等からなるバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組立てられる。
【００５１】
液晶表示モジュールＭＤＬは、下側ケースＭＣＡとシールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜３、液晶パネルＰＮＬを収納固定した金属製のシールドケースＳＨＤと、線状ランプＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリズムシートＰＲＳ等からなるバックライトＢＬを収納した下側ケースＭＣＡとを合体させてなる。この導光板ＧＬＢには前記した照明光均一化処理が施されている。
【００５２】
ドレイン側回路基板ＰＣＢ１には液晶パネルＰＮＬの各画素を駆動するための集積回路チップ（ＩＣ）が搭載され、またインターフェース回路基板ＰＣＢ３には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およびタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミングコンバータＴＣＯＮ等が搭載される。
【００５３】
上記タイミングコンバータで生成されたクロック信号はインターフェース回路基板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１に敷設されたクロック信号ラインＣＬＬを介してドレイン側回路基板ＰＣＢ１に搭載された集積回路チップに供給される。
【００５４】
インターフェース回路基板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１は多層配線基板であり、上記クロック信号ラインＣＬＬはインターフェース回路基板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１の内層配線として形成される。
【００５５】
なお、液晶パネルＰＮＬにはＴＦＴを駆動するためのドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２およびインターフェース回路基板ＰＣＢ３がテープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２で接続され、各回路基板間はジョイナＪＮ１，２，３で接続されている。
【００５６】
図６は図５に示した液晶表示装置を実装した情報処理装置の一例を説明するパソコンの外観図であって、前記各図と同一符号は同一部分に対応し、ＩＶは線状ランプ駆動用のインバータ電源、ＣＰＵはホスト側中央演算装置である。
【００５７】
同図に示したパソコンによれば、その表示領域の全域で均一な明るさの画像表示が得られる。
【００５８】
なお、本発明は上記した横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に限って適用されるものではなく、縦電界方式、あるいは単純マトリクス方式の液晶表示装置におけるバックライトの照明光を均一とする構成として同様に適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、線状ランプの長さを短縮し、その非発光領域が導光板の幅以内に位置した場合でも、液晶パネルの表示領域での明るさ分布の不均一を無くして高品質の表示を可能とした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】本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の第２実施例の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第３実施例の説明図である。
【図４】図３に示した液晶表示装置における導光板の裏面構成を説明する模式図である。
【図５】本発明によるバックライトを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。
【図６】図５に示した液晶表示装置を実装した情報処理装置の一例を説明するパソコンの外観図である。
【図７】液晶表示装置の構成例を説明するアクティブマトリクス型を例とした概略模式図である。
【図８】線状ランプの長さを導光板の幅以内としたバックライトを説明する模式図である。
【符号の説明】
ＧＬＢ 導光板
ＬＰ 線状ランプ
ＤＡＲ 非発光領域
ＲＤ１ 光反射パターン
ＲＤ２ 補助光反射パターン
ＲＤ３ ベタ状光反射パターン
ＰＮＬ 液晶パネル
ＰＣＢ１ ドレイン側回路基板
ＰＣＢ２ ゲート側回路基板
ＰＣＢ３ インターフェース回路基板
ＧＬＢ 導光板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and in particular, eliminates an insufficiently bright region caused by a non-lighting region of a linear lamp that constitutes a backlight that illuminates a liquid crystal panel that generates a display image from the back side. The present invention relates to a liquid crystal display device capable of obtaining a uniform brightness distribution.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device capable of high-definition and color display for a notebook computer or a computer monitor includes a light source (so-called backlight) that illuminates a liquid crystal panel from the back.
[0003]
This type of liquid crystal display device basically comprises a so-called liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is made of transparent glass or the like, and pixel formation formed on the substrate of the liquid crystal panel. A type in which a predetermined pixel is turned on and off by selectively applying a voltage to various electrodes for use (simple matrix), and a predetermined element is formed by forming the various electrodes and active elements for pixel selection and selecting the active elements. It is roughly classified into a form (active matrix) in which pixels are turned on and off.
[0004]
Conventional active matrix liquid crystal display devices employ a so-called vertical electric field method in which an electric field for changing the orientation direction of a liquid crystal layer is applied between an electrode formed on one substrate and an electrode formed on the other substrate. It was.
[0005]
In recent years, a so-called lateral electric field type (also called IPS type) liquid crystal display device in which the direction of an electric field applied to a liquid crystal layer is a direction substantially parallel to the substrate surface has been realized. As this lateral electric field type liquid crystal display device, a liquid crystal display device using a comb electrode on one of two substrates to obtain a very wide viewing angle is known (Japanese Patent Publication No. 63-21907, US). Japanese Patent No. 4345249).
[0006]
On the other hand, among liquid crystal display devices, a simple matrix type liquid crystal display element has a common electrode on one of two substrates and a segment electrode on the other substrate, and has a twist angle α of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer of 180. Applied physics letter 45, No. 10, 1021 1984 (Applied Physics Letter, TJScheffer, J .Nehring: "A new, highly multiplexable liquid crystal display"), a super twisted birefringence effect (SBE) liquid crystal display device has been proposed.
[0007]
A liquid crystal display element having a twisted structure capable of high time division driving is lit by causing a change in the state of the liquid crystal layer between a non-selection voltage and a selection voltage determined by a bias voltage and a duty ratio. However, when the twist angle is 180 degrees or more, coloring occurs due to the birefringence effect of the liquid crystal.
[0008]
In order to avoid this coloring phenomenon, a compensation element in which the liquid crystal layer is twisted in the opposite direction to the liquid crystal layer and a birefringent medium called a phase difference plate are provided to perform phase difference compensation and enable monochrome display. (Yoshino, Ozaki, “Liquid Crystal and Display Application and Fundamentals” Corona 1994). The halftone display is performed by applying a voltage between the non-selection voltage and the selection voltage.
[0009]
In order to color such a simple matrix type liquid crystal display device, color filters of at least three colors are formed on one of a pair of substrates, and the segment electrodes provided for the respective color filters are selectively used. A desired color image can be displayed by applying a voltage.
[0010]
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a liquid crystal display device, taking an active matrix type as an example. This liquid crystal display device is provided with a drain side circuit board BCB1, a gate side circuit board PCB2, and an interface circuit board BCB3 on the periphery of a liquid crystal panel PNL with a liquid crystal layer LC sandwiched between two transparent substrates SUB1 and SUB2, and vertically. Polarizing plates POL1 and POL2 are stacked. In FIG. 7, the gate side circuit board PCB2 and the interface circuit board BCB3 are not shown.
[0011]
Further, on the back surface of the liquid crystal panel PNL, a backlight BL including a light guide plate GLB, a linear lamp LP installed along the side thereof, and a reflector LS is disposed. The light guide plate GLB is a side-edge type backlight having a wedge-shaped cross section and having one linear lamp LP installed on the thick side.
[0012]
On the back surface of the light guide plate GLB, light reflecting dots RD for uniformly illuminating the liquid crystal panel PNL with light from the linear lamp LP are formed.
[0013]
In the figure, a prism sheet PRS and a diffusion sheet SPS are interposed between the liquid crystal panel PNL and the backlight BL to improve the front luminance and make the brightness uniform.
[0014]
As the above linear lamp, a cold cathode fluorescent lamp is mainly used. Since this type of lamp has electrodes inserted at both ends thereof, there is a non-light emitting region in which the light emission intensity near both ends is extremely lower than the central region. For this reason, the linear lamp constituting the backlight of the conventional liquid crystal display device is longer than the width of the side of the light guide plate on which the linear lamp is installed.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As the size and width of the liquid crystal panel have increased, the length of the linear lamp has been limited, and the non-light-emitting areas at both ends of the liquid crystal panel have been forced to enter within the width of the light guide plate of the backlight. .
[0016]
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a backlight in which the length of the linear lamp is within the width of the light guide plate. GLB indicates a light guide plate, LP indicates a linear lamp, and DZ indicates a non-light emitting area.
[0017]
Here, the entire light guide plate GLB is described as corresponding to the effective display area of the liquid crystal panel.
[0018]
As shown in FIG. 5A, the linear lamp LP has a length that fits within the width of the side of the light guide plate GLB where the linear lamp is installed.
[0019]
The light emission intensity bump of the linear lamp LP has a characteristic of decreasing in both end regions as shown in FIG.
[0020]
Therefore, on the surface of the light guide plate GLB due to the light emitted from the linear lamp LP, a dark portion indicated by DZ in the figure is generated. This dark portion (dark portion DZ) becomes a luminance lowering portion in the display area of the liquid crystal panel, and the display by the liquid crystal panel becomes non-uniform, and the image quality is remarkably lowered.
[0021]
Conventionally, as means for eliminating such uneven brightness, light reflecting dots or the like are printed in a region corresponding to the dark portion DZ on the back surface of the light guide plate to increase the amount of light in this portion.
[0022]
As shown in FIG. 8C, the light reflecting dots RD correspond to the pattern of the dark part DZ shown in FIG. 8B by making the pitch of the dots having the same diameter closer to the corner part.
[0023]
However, the dark portion due to the shortening of the length of the linear lamp described above becomes significantly darker than the conventional one, and its range becomes wider, and correction cannot be made only by the density of dots having the same diameter.
[0024]
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art and to enable high-quality display by eliminating uneven brightness distribution in the display area of the liquid crystal panel even when the name of the linear lamp is shortened. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an increase in the light reflection area by the light reflection pattern in the vicinity of the end portion of the linear lamp installed along the side of the light guide plate having a dot-like light reflection pattern on the back surface. By providing another light reflecting pattern with different dot diameters between the two layers to make it dense, or by forming a solid light reflecting pattern on the portion, the length of the linear lamp can be reduced. When the width is within the side width, the shortage of brightness at the corner caused by the non-light emitting area at the end of the linear lamp is solved.
[0026]
That is, the present invention is characterized by the following configurations (1) to (3). (1) A liquid crystal panel in which the first substrate and the second substrate are opposed to each other with a predetermined gap and the outer periphery of the display area is bonded with a sealing material, and a liquid crystal layer is sealed in the gap, and the liquid crystal panel is installed on the back of the liquid crystal panel And having a backlight for illuminating the liquid crystal panel from the back side, the backlight being disposed along a light guide made of a transparent plate-like body and at least one side of the light guide, and having an effective light emission length. A large number of dots, which are composed of at least one linear lamp that is equal to or shorter than the width of the one side of the light guide, and are printed on the back surface of the light guide so that the pitch decreases as the linear lamp is approached. A light reflection pattern having a shape and filling a space between the plurality of dot light reflection patterns in a corner region corresponding to a non-light-emitting region at both ends of the linear lamp according to the dot diameter of the light reflection pattern. To form a small-diameter dot-like auxiliary light reflection pattern.
[0027]
(2) The small-diameter auxiliary light reflecting pattern is formed between the light reflecting patterns and in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear lamp.
[0028]
With the configurations of (1) and (2) above, the brightness of the dark part (lightness deficient part) of the corner part area of the light guide plate caused by the non-light emitting area at the end of the linear lamp is increased, and the display area of the liquid crystal panel The whole can be illuminated uniformly.
[0029]
(3) A liquid crystal panel in which the first substrate and the second substrate are opposed to each other with a predetermined gap and the outer periphery of the display area is bonded with a sealing material, and a liquid crystal layer is sealed in the gap, and installed on the back surface of the liquid crystal panel In a liquid crystal display device having a backlight for illuminating the liquid crystal panel from the back side,
The backlight includes a light guide made of a transparent plate-like body and at least one light emitting element that is disposed along at least one side of the light guide, and whose effective light emission length is equal to or shorter than the width of the one side of the light guide. Is composed of a linear lamp
Corner areas corresponding to non-light-emitting areas at both ends of the linear lamp, having a large number of dot-shaped light reflection patterns printed on the back surface of the light guide so that the pitch decreases as the linear lamp is approached. A light reflecting film having a polygonal edge from the corner region in the radial direction was formed.
[0030]
The configuration of (3) above also increases the brightness of the dark portion (lightness deficient portion) of the corner portion region of the light guide plate caused by the non-light emitting region at the end portion of the linear lamp, thereby increasing the entire display region of the liquid crystal panel. Uniform illumination is possible.
[0031]
Note that the light reflection pattern and the auxiliary light reflection pattern in the above (1) to (3) are not necessarily limited to circular dots, and may have any shape as long as the light reflection area is relatively large or small. Good.
[0032]
Further, the edge in the radial direction from the corner region of the solid light reflecting film in (3) is not limited to a polygonal shape, but may have a shape in which the amount of reflection continuously decreases from the corner region toward the central region. That's fine.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated examples.
[0034]
1A and 1B are explanatory views of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic plan view of a main part of a backlight, and FIG. 1B is an explanatory view of brightness correction of a corner area. Denotes a light guide plate (for example, a transparent plate-like body having a wedge-shaped cross section), and LP denotes a linear lamp.
[0035]
As the linear lamp LP, a discharge tube such as a cold cathode fluorescent lamp is used. This type of discharge tube has electrodes at both ends, and emits light by discharge between the electrodes. Therefore, the brightness at both end regions is low, and the light emission characteristic along the longitudinal direction of the linear lamp LP has a non-light-emitting region that suddenly becomes dark at the end as shown by the curve a in FIG.
[0036]
As the screen size of the liquid crystal display device increases, so-called narrowing of the frame progresses, and when the length of the linear lamp LP is limited to the side length of the light guide plate GLB, the end portion of the linear lamp LP ( The non-light emitting area DAR) enters the effective area (corresponding to the effective display area of the liquid crystal panel) of the light guide plate GLB, and the effective light emission length becomes shorter than the length of the effective area. As a result, the corner area of the light guide plate GLB becomes dark.
[0037]
On the back surface of the light guide plate GLB, a light reflecting dot pattern RD1 that compensates for a decrease in brightness on the illumination light exit surface of the light guide plate GLB due to a distance from the linear lamp LP is formed. . The light reflecting dot pattern RD1 uses dots of the same diameter, and the brightness of the corner region can be corrected only by increasing the arrangement density as it approaches the end of the corner region.
[0038]
However, as shown in FIG. 1A, when the length of the linear lamp LP is limited to the length of the side of the light guide plate GLB, the above arrangement density alone cannot be used.
[0039]
In this embodiment, the auxiliary light reflection pattern RD2 having a small diameter is disposed so as to fill the space between the light reflection patterns RD1 in the vicinity of the corner area of the light guide plate GLB whose brightness is lowered by the non-light emitting area DAR of the linear lamp LP. Then, the amount of light reflection in the corner area is increased as indicated by b in FIG. By forming the auxiliary light reflection pattern RD2 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear lamp LP, insufficient brightness due to the non-light emitting area DAR of the linear light source LP can be effectively eliminated.
[0040]
With the configuration of this embodiment, the size of the illumination light emitted from the light guide plate GLB becomes uniform as shown in c of FIG. 1B, the screen of the liquid crystal panel is illuminated uniformly, and a high quality image is obtained. Is obtained.
[0041]
2A and 2B are explanatory views of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 2A is a schematic plan view of a main part of a backlight, and FIG. 2B is an explanatory view of brightness correction of a corner area.
[0042]
In the present embodiment, the solid light reflecting film RD3 is formed in the vicinity of the corner area of the light guide plate GLB whose brightness is lowered by the non-light emitting area DAR of the linear lamp LP, thereby showing the light reflection amount of the corner area. 2. Increase as shown in b of (b). The solid light reflecting film RD3 has a shape in which the edge in the radial direction from the corner region forms a polygon, and is similar to the light reflecting pattern RD1 and the auxiliary light reflecting pattern RD2 in the first embodiment. There is no step in brightness in the transition region. With the configuration of this embodiment, the emission curve of the linear lamp LP shown in FIG. 1B is corrected, and the size of the illumination light emitted from the light guide plate GLB is shown in c of FIG. It becomes uniform as shown, and the screen of the liquid crystal panel is illuminated uniformly, and a high quality image is obtained.
[0043]
FIG. 3 is an explanatory view of a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. PNL is a liquid crystal panel, PCB1 drain side circuit board, PCB2 gate side circuit board, PCB3 interface circuit board, GLB is a light guide plate, LP1 LP2 is a linear lamp, and LS1 and LS2 are reflectors.
[0044]
The illustrated liquid crystal panel PNL is a TFT type, and a drain side circuit board PCB1, a gate side circuit board PCB2, and an interface circuit board PCB3 are arranged at the edge thereof. The backlight includes a light guide plate GLB and linear lamps LP1 and LP2 installed along a pair of sides of the light guide plate GLB.
[0045]
Note that polarizing plates are laminated on both surfaces of the liquid crystal panel PNL, and a prism sheet, a diffusion sheet, and the like are interposed between the backlight and the liquid crystal panel PNL.
[0046]
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the back side structure of the light guide plate having, for example, a transparent flat plate shape (plate-like) body in the liquid crystal display device shown in FIG. 3, and in the liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. The light reflection patterns described above (dot-shaped light reflection patterns having different diameters) at each corner region of the light guide plate GLB corresponding to the brightness reduction portion due to the non-light-emitting regions at the ends of the linear lamps LP1 and LP2 constituting the backlight. Alternatively, a solid light reflection pattern (RD4, RD5, RD6, RD7) is formed.
[0047]
With the configuration of the present embodiment, the illumination light emitted from the light guide plate GLB is corrected so as to be uniform over the entire screen of the liquid crystal panel, and a high quality image is obtained by uniformly illuminating the screen of the liquid crystal panel.
[0048]
FIG. 5 is a developed perspective view for explaining the overall configuration of an active matrix liquid crystal display device having a backlight according to the present invention.
[0049]
This figure explains the specific structure of a liquid crystal display device (hereinafter referred to as a module in which a liquid crystal display panel, a circuit board, a backlight, and other components are integrated: MDL).
[0050]
SHD is a shield case made of a metal plate (also referred to as a metal frame), WD is a display window, INS1 to 3 are insulating sheets, PCB1 to 3 are circuit boards (PCB1 is a drain side circuit board: circuit board for driving video signal lines, PCB2) Is a gate side circuit board, PCB3 is an interface circuit board), JN1 to 3 are joiners that electrically connect the circuit boards PCB1 to PCB3, TCP1 and TCP2 are tape carrier packages, PNL is a liquid crystal panel, GC is a rubber cushion, ILS Is a light shielding spacer, PRS is a prism sheet, SPS is a diffusion sheet, GLB is a light guide plate, RFS is a reflection sheet, MCA is a lower case (mold frame) formed by integral molding, MO is an opening of MCA, LP is a line Lamp, LPC is a lamp cable, GB is a rubber that supports the linear lamp LP Mesh, BAT is double-sided adhesive tape, BL denotes a backlight comprising a linear lamp LP and the light guide plate GLB, etc., is assembled liquid crystal display module MDL stacked diffusing plate member in the arrangement illustrated relationship.
[0051]
The liquid crystal display module MDL has two types of storage / holding members, a lower case MCA and a shield case SHD, and a metal shield case in which the insulating sheets INS1 to INS3, circuit boards PCB1 to PCB3, and the liquid crystal panel PNL are stored and fixed. The SHD is combined with a lower case MCA that houses a backlight BL made of a linear lamp LP, a light guide plate GLB, a prism sheet PRS, and the like. The light guide plate GLB is subjected to the illumination light equalizing process.
[0052]
An integrated circuit chip (IC) for driving each pixel of the liquid crystal panel PNL is mounted on the drain side circuit board PCB1, and the interface circuit board PCB3 receives video signals from an external host and control signals such as timing signals. And a timing converter TCON that processes timing and generates a clock signal.
[0053]
The clock signal generated by the timing converter is supplied to the integrated circuit chip mounted on the drain side circuit board PCB1 through the clock signal line CLL laid on the interface circuit board PCB3 and the drain side circuit board PCB1.
[0054]
The interface circuit board PCB3 and the drain side circuit board PCB1 are multilayer wiring boards, and the clock signal line CLL is formed as an inner layer wiring of the interface circuit board PCB3 and the drain side circuit board PCB1.
[0055]
The drain side circuit board PCB1, the gate side circuit board PCB2 and the interface circuit board PCB3 for driving the TFT are connected to the liquid crystal panel PNL by tape carrier packages TCP1 and TCP2, and the joiners JN1, 2, 3 is connected.
[0056]
FIG. 6 is an external view of a personal computer for explaining an example of an information processing apparatus in which the liquid crystal display device shown in FIG. 5 is mounted. The same reference numerals as those in the above drawings correspond to the same parts, and IV is for driving a linear lamp. The inverter power supply and CPU are host side central processing units.
[0057]
According to the personal computer shown in the figure, an image display with uniform brightness can be obtained over the entire display area.
[0058]
The present invention is not limited to the horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device described above, and the backlight illumination light is uniform in the vertical electric field type or simple matrix type liquid crystal display device. As well as applicable.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the length of the linear lamp is shortened and the non-light emitting area is located within the width of the light guide plate, the brightness distribution in the display area of the liquid crystal panel is not improved. It is possible to provide a liquid crystal display device in which high quality display is possible without loss of uniformity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a third embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
4 is a schematic diagram for explaining a back surface configuration of a light guide plate in the liquid crystal display device shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a developed perspective view illustrating the overall configuration of an active matrix liquid crystal display device including a backlight according to the present invention.
6 is an external view of a personal computer for explaining an example of an information processing device in which the liquid crystal display device shown in FIG. 5 is mounted.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a liquid crystal display device using an active matrix type as an example.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a backlight in which the length of the linear lamp is within the width of the light guide plate.
[Explanation of symbols]
GLB light guide plate LP linear lamp DAR non-light emitting region RD1 light reflection pattern RD2 auxiliary light reflection pattern RD3 solid light reflection pattern PNL liquid crystal panel PCB1 drain side circuit board PCB2 gate side circuit board PCB3 interface circuit board GLB light guide plate.

Claims (3)

Translated fromJapanese

第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有する液晶表示装置において、
前記バックライトは、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、有効発光長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成され、
前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域における前記多数のドット状光反射パターンの間を埋めて前記光反射パターンのドット径より小径のドット状の補助光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。The first substrate and the second substrate are opposed to each other with a predetermined gap, the outer periphery of the display area is bonded with a sealing material, and a liquid crystal panel is formed by sealing a liquid crystal layer in the gap. In a liquid crystal display device having a backlight for illuminating the liquid crystal panel from the back side,
The backlight includes a light guide made of a transparent plate-like body and at least one light emitting element that is disposed along at least one side of the light guide, and whose effective light emission length is equal to or shorter than the width of the one side of the light guide. Is composed of a linear lamp
Corner areas corresponding to non-light-emitting areas at both ends of the linear lamp, having a large number of dot-shaped light reflection patterns printed on the back surface of the light guide so that the pitch decreases as the linear lamp is approached. A liquid crystal display device having a dot-like auxiliary light reflection pattern having a diameter smaller than the dot diameter of the light reflection pattern by filling between the plurality of dot light reflection patterns.前記補助光反射パターンが前記光反射パターンの間、かつ前記線状ランプの長手方向に対して垂直方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the auxiliary light reflection pattern is formed between the light reflection patterns and in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the linear lamp.第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有する液晶表示装置において、
前記バックライトは、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、全長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成され、
前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域に当該コーナー領域から放射方向の縁部が多角形をなすべた状の光反射膜を有することを特徴とする液晶表示装置。The first substrate and the second substrate are opposed to each other with a predetermined gap, the outer periphery of the display area is bonded with a sealing material, and a liquid crystal panel is formed by sealing a liquid crystal layer in the gap. In a liquid crystal display device having a backlight for illuminating the liquid crystal panel from the back side,
The backlight includes a light guide made of a transparent plate, and at least one line that is disposed along at least one side of the light guide, and whose total length is equal to or shorter than the width of the one side of the light guide. A lamp and
Corner areas corresponding to non-light-emitting areas at both ends of the linear lamp, having a large number of dot-shaped light reflection patterns printed on the back surface of the light guide so that the pitch decreases as the linear lamp is approached. A liquid crystal display device comprising: a light reflecting film having a polygonal edge at a radial direction from the corner region.

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