JP2008277078A - Backlight unit, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックライトユニットおよび表示装置に関する。 The present invention relates to a backlight unit and a display device.
液晶表示装置は、比較的単純な構造からなっており、また、構成部材の選択によって薄型化および軽量化が容易で、さらには、低電圧での駆動も可能であることから、近年では、コンピュータ、テレビ、ビデオカメラまたは車両のインストルメントパネルなどに盛んに利用されている。 In recent years, a liquid crystal display device has a relatively simple structure, can be easily reduced in thickness and weight by selecting constituent members, and can be driven at a low voltage. It is actively used for TVs, video cameras, and vehicle instrument panels.
例えば、透過型の液晶表示装置では、所定の方向に配向した数μｍ程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する透明な一対の薄い基板と、さらに、基板を挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。液晶層が設けられる側の基板面には、所定の形状にパターニングされた配線が形成されている。この配線を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶層を透過する光の量または波長が変わる。液晶表示装置では、これを利用して所望の表示を行っている。 For example, in a transmissive liquid crystal display device, a very thin liquid crystal layer of about several μm oriented in a predetermined direction, a pair of transparent thin substrates that sandwich the liquid crystal layer, and a polarizer and A pair of polarizing plates constituting the analyzer. Wiring patterned in a predetermined shape is formed on the substrate surface on the side where the liquid crystal layer is provided. When a voltage is applied to the liquid crystal layer through this wiring, the alignment of the liquid crystal changes, and the amount or wavelength of light transmitted through the liquid crystal layer changes. In the liquid crystal display device, desired display is performed using this.
このような液晶表示装置においては、一般に、液晶層の背面側、すなわち、反視認者側にバックライトユニットが設けられる。バックライトユニットには、サイドライト型と直下型があるが、薄型化や熱対策の点で有利であることから、サイドライト型が多く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。 In such a liquid crystal display device, generally, a backlight unit is provided on the back side of the liquid crystal layer, that is, on the non-viewer side. There are a sidelight type and a direct type in the backlight unit, but the sidelight type is often adopted because it is advantageous in terms of thinning and heat countermeasures (for example, see Patent Document 1).
サイドライト型のバックライトユニットは、導光板と、導光板の側方に配置される光源とを有する。ここで、光源には、チップ型のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）が用いられる。ＬＥＤから出射した光は、導光板の側面から内部に入る。そして、導光板の視認者側に設けられた拡散板を通って液晶層に入射する。一方、導光板の反視認者側には反射板が設けられており、導光板から反視認者側に出射された光は、反射板で反射されて上記と同様に液晶層に入射する。 The sidelight-type backlight unit includes a light guide plate and a light source disposed on the side of the light guide plate. Here, a chip-type LED (Light Emitting Diode) is used as the light source. The light emitted from the LED enters the inside from the side surface of the light guide plate. And it injects into a liquid-crystal layer through the diffuser plate provided in the viewer side of the light-guide plate. On the other hand, a reflection plate is provided on the non-viewer side of the light guide plate, and light emitted from the light guide plate to the non-viewer side is reflected by the reflection plate and enters the liquid crystal layer in the same manner as described above.
図３は、従来のバックライトユニットの部分平面図である。この図に示すように、導光板１０１の側面１０１ａに沿って、複数のＬＥＤ１０２が配列している。ＬＥＤ１０２は、バックライトユニットに設けられた回路基板（図示せず）から電極端子（図示せず）を通じて供給される電力によって発光する。 FIG. 3 is a partial plan view of a conventional backlight unit. As shown in this figure, a plurality of LEDs 102 are arranged along the side surface 101 a of the light guide plate 101. The LED 102 emits light by electric power supplied from a circuit board (not shown) provided in the backlight unit through an electrode terminal (not shown).
図３において、ＬＥＤ１０２から出射した光は、矢印で示すように、導光板１０１の側面１０１ａより内部に入射する。そして、導光板１０１の内部で多重反射した後、液晶層（図示せず）に入射する。しかし、隣り合うＬＥＤ１０２の間に位置する領域１０３には発光源がないので、領域１０３に対向した導光板１０１の側面１０１ａには、ＬＥＤ１０２からの光が入射し難い。また、導光板１０１の内部における多重反射の影響も受け難い。このため、図の斜線部分１０４の輝度が他の部分より低くなり、液晶表示装置で明らかな暗部となって視認される。 In FIG. 3, the light emitted from the LED 102 enters the inside from the side surface 101 a of the light guide plate 101 as indicated by an arrow. Then, after multiple reflection inside the light guide plate 101, the light enters the liquid crystal layer (not shown). However, since there is no light source in the region 103 located between the adjacent LEDs 102, it is difficult for light from the LEDs 102 to enter the side surface 101 a of the light guide plate 101 facing the region 103. Further, it is not easily affected by multiple reflections inside the light guide plate 101. For this reason, the luminance of the shaded portion 104 in the figure is lower than the other portions, and is visually recognized as a clear dark portion on the liquid crystal display device.
上記の問題は、ＬＥＤ１０２の個数を増やし、領域１０３の面積を小さく（ＬＥＤ間の距離を短く）することによって、改善を図ることが可能である。しかし、ＬＥＤは高価であり、その個数を増やすことは、大きな価格上昇を招くため好ましくない。 The above problem can be improved by increasing the number of LEDs 102 and reducing the area of the region 103 (shortening the distance between the LEDs). However, LEDs are expensive, and increasing the number thereof is not preferable because it causes a large price increase.
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、面内での輝度差を軽減したバックライトユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of these points. That is, an object of the present invention is to provide a backlight unit that reduces a luminance difference in a plane.
また、本発明の目的は、上記のバックライトユニットを用いることにより、視認性が向上した表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a display device with improved visibility by using the above backlight unit.
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明の第１の態様は、光源からの光を導光板の側面を通じて内部に導入し、該導光板の一方の主面から出射するバックライトユニットにおいて、
前記光源は１つだけであり、
前記側面には、第１の面と第２の面からなる鋸歯状の凸部が設けられていて、
前記凸部が設けられた前記側面側の端部に前記光源が配置され、前記光源側の前記第１の面は、前記光源からの光に対し透過性であり、
前記第２の面は、前記第１の面を透過した光に対し半透過性であって、
前記側面の仮想線と前記第２の面とのなす角度θは、４０度≦θ≦５０度であることを特徴とするものである。
A first aspect of the present invention is a backlight unit that introduces light from a light source into the inside through a side surface of a light guide plate and emits light from one main surface of the light guide plate.
There is only one light source,
The side surface is provided with a saw-tooth-shaped convex portion composed of a first surface and a second surface,
The light source is disposed at an end portion on the side surface side where the convex portion is provided, and the first surface on the light source side is transmissive to light from the light source,
The second surface is semi-transmissive to the light transmitted through the first surface;
An angle θ formed by the imaginary line on the side surface and the second surface is 40 degrees ≦ θ ≦ 50 degrees.
本発明において、前記第１の面側から入射する前記光源の光の前記第２の面での反射率は６０％〜８０％であることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the reflectance in the said 2nd surface of the light of the said light source which injects from the said 1st surface side is 60%-80%.
本発明において、前記第２の面は、銀膜またはアルミニウム膜で被覆されたものとすることができる。 In the present invention, the second surface may be coated with a silver film or an aluminum film.
本発明の第２の態様は、表示パネルと、
前記表示パネルの背面に配置されて前記表示パネルに接続するバックライトユニットとを有する表示装置であって、
前記バックライトユニットは、本発明の第１の態様によるバックライトユニットであることを特徴とするものである。
A second aspect of the present invention includes a display panel,
A display unit having a backlight unit disposed on a back surface of the display panel and connected to the display panel,
The backlight unit is a backlight unit according to the first aspect of the present invention.
本発明の第１の態様によれば、光源は１つだけであり、導光板の側面には、第１の面と第２の面からなる鋸歯状の凸部が設けられていて、第１の面は、光源からの光に対し透過性であり、第２の面は、第１の面を透過した光に対し半透過性であって、側面の仮想線と第２の面とのなす角度θが４０度≦θ≦５０度であるので、導光板内部の領域に輝度の低い部分が生じるのを抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, there is only one light source, and the side surface of the light guide plate is provided with a sawtooth-shaped convex portion including a first surface and a second surface, The second surface is transmissive to the light from the light source, and the second surface is semi-transmissive to the light transmitted through the first surface, and is formed by the imaginary line on the side surface and the second surface. Since the angle θ is 40 degrees ≦ θ ≦ 50 degrees, it is possible to suppress the occurrence of a low luminance portion in the region inside the light guide plate.
本発明の第２の態様によれば、視認性が向上した表示装置が得られる。 According to the second aspect of the present invention, a display device with improved visibility is obtained.
図１は、本実施の形態における液晶表示装置の模式的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の背面に配置されて液晶表示パネル２に接続するバックライトユニット３とを有する。ここで、バックライトユニット３は、サイドライト型のバックライトユニットである。 As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 2 and a backlight unit 3 disposed on the back surface of the liquid crystal display panel 2 and connected to the liquid crystal display panel 2. Here, the backlight unit 3 is a sidelight type backlight unit.
液晶表示パネル２は、液晶層（図示せず）を挟持する透明な一対の基板４、５を有する。また、これらの基板は、一対の偏光板６、７によって挟持されている。そして、反視認者側の偏光板７に対向する位置に、バックライトユニット３が設けられている。 The liquid crystal display panel 2 includes a pair of transparent substrates 4 and 5 that sandwich a liquid crystal layer (not shown). Further, these substrates are sandwiched between a pair of polarizing plates 6 and 7. And the backlight unit 3 is provided in the position which opposes the polarizing plate 7 by the side of a counter-viewer.
バックライトユニット３は、導光板８と、導光板８の視認者側に設けられた拡散板９と、導光板８の反視認者側に設けられた反射板１０と、導光板８の側方に設けられたＬＥＤ１１と、これらを収納するフレームケース１２とを有する。ここで、ＬＥＤ１１は、バックライトユニット３における光源であり、バックライトユニット３に設けられた回路基板（図示せず）から電極端子（図示せず）を通じて供給される電力によって発光する。 The backlight unit 3 includes a light guide plate 8, a diffusion plate 9 provided on the viewer side of the light guide plate 8, a reflection plate 10 provided on the non-viewer side of the light guide plate 8, and the side of the light guide plate 8. The LED 11 is provided in a frame case 12 and a frame case 12 for housing them. Here, the LED 11 is a light source in the backlight unit 3 and emits light by electric power supplied from a circuit board (not shown) provided in the backlight unit 3 through an electrode terminal (not shown).
本実施の形態においては、バックライトユニットに複数のＬＥＤを設けるのではなく、高輝度のＬＥＤを１つだけ設ける。 In the present embodiment, the backlight unit is not provided with a plurality of LEDs, but only one high-brightness LED is provided.
図２は、本実施の形態におけるバックライトユニットの部分平面図である。尚、図２で図１と同じ符号を付した部分は、同じものであることを示している。 FIG. 2 is a partial plan view of the backlight unit in the present embodiment. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.
図２に示すように、ＬＥＤ１１は、導光板８の側面８ａ側の端部に配置されており、ＬＥＤ１１から出射される光のうちで、導光板８の側面８ａ側に漏れる光は、側面８ａを通って導光板８の内部に入射する。本発明では、ＬＥＤ１１の出射面１１ｂから側面８の仮想線１４に沿って出射される光を積極的に利用する。このため、本実施の形態においては、導光板８の側面８ａに鋸歯状の凸部８ｂが設けられていることを特徴とする。 As shown in FIG. 2, the LED 11 is disposed at the end portion on the side surface 8 a side of the light guide plate 8, and the light leaking from the LED 11 to the side surface 8 a side of the light guide plate 8 is the side surface 8 a. Then, the light enters the light guide plate 8. In this invention, the light radiate | emitted along the virtual line 14 of the side surface 8 from the output surface 11b of LED11 is utilized actively. For this reason, the present embodiment is characterized in that the side surface 8a of the light guide plate 8 is provided with a sawtooth-shaped convex portion 8b.
凸部８ｂは、第１の面８０１と第２の面８０２によって構成される。第１の面８０１は光透過性とし、第２の面８０２は半透過性とする。より詳しくは、第１の面８０１は、ＬＥＤ１１からの光に対し透過性であり、第２の面８０２は、第１の面８０１を透過した光に対し半透過性である。第１の面８０１は、導光板８の側面８ａと同じ透過性の材料で形成することができる。一方、第２の面８０２は、導光板８の側面８ａと同じ透過性の材料を半透過性の材料で被覆して形成することができる。 The convex portion 8 b is configured by a first surface 801 and a second surface 802. The first surface 801 is light transmissive, and the second surface 802 is semi-transmissive. More specifically, the first surface 801 is transmissive to the light from the LED 11, and the second surface 802 is semi-transmissive to the light transmitted through the first surface 801. The first surface 801 can be formed of the same transmissive material as the side surface 8 a of the light guide plate 8. On the other hand, the second surface 802 can be formed by coating the same transmissive material as the side surface 8a of the light guide plate 8 with a semi-transmissive material.
半透過性の材料としては、例えば、銀膜およびアルミニウム膜などの金属膜を挙げることができる。入射光の強度に対する反射光の強度を反射率とし、凸部への入射光の強度に対する凸部からの透過光の強度を透過率とすると、金属膜におけるこれらの値は、導光板の内部にできるだけ均一に光が導入される値とする。具体的には、反射率が６０％〜８０％であり、透過率が２０％〜４０％であることが好ましく、反射率が６５％程度であり、透過率が３５％程度であることが最も好ましい。 Examples of the semi-permeable material include metal films such as a silver film and an aluminum film. When the intensity of the reflected light with respect to the intensity of the incident light is taken as the reflectance and the intensity of the transmitted light from the convex part with respect to the intensity of the incident light on the convex part is taken as the transmittance, these values in the metal film are within the light guide plate. The value is such that light is introduced as uniformly as possible. Specifically, the reflectance is 60% to 80%, the transmittance is preferably 20% to 40%, the reflectance is about 65%, and the transmittance is about 35%. preferable.
一例として、アクリル樹脂を用いて、側面８ａに鋸歯状の凸部８ｂを有する導光板８を形成する。次に、凸部８ｂの第２の面８０２に半透過膜１３を設ける。例えば、第２の面８０２に銀テープを貼り付けることにより、半透過膜１３を形成することができる。また、真空蒸着法やメッキ法などを用いて第２の面８０２に銀膜を成膜し、半透過膜１３としてもよい。 As an example, the light guide plate 8 having a sawtooth-shaped convex portion 8b on the side surface 8a is formed using an acrylic resin. Next, the semipermeable membrane 13 is provided on the second surface 802 of the convex portion 8b. For example, the semipermeable membrane 13 can be formed by attaching a silver tape to the second surface 802. Alternatively, a semi-transmissive film 13 may be formed by forming a silver film on the second surface 802 using a vacuum deposition method, a plating method, or the like.
ＬＥＤ１１で第１の面８０１に対向する出射面１１ｂから出射した光は、第１の面８０１を透過して第２の面８０２に向かう。そして、半透過膜１３において、その反射率に相当する強度の光が反射光として導光板８の内部に出射される。一方、凸部８ｂの透過率に相当する強度の光は、半透過膜１３を透過して、隣接する凸部８ｂの側に出射される。 The light emitted from the emission surface 11 b facing the first surface 801 by the LED 11 passes through the first surface 801 and travels toward the second surface 802. In the semi-transmissive film 13, light having an intensity corresponding to the reflectance is emitted as reflected light into the light guide plate 8. On the other hand, light having an intensity corresponding to the transmittance of the convex portion 8b passes through the semi-transmissive film 13 and is emitted to the adjacent convex portion 8b side.
第２の面８０２の傾斜角度θ、すなわち、導光板８の側面８ａの仮想線１４と第２の面８０２とのなす角度θは、第２の面８０２で反射した光が導光板８の内部に入射できる角度とする。具体的には、
４０度≦θ≦５０度
の関係が成立することが好ましい。
The inclination angle θ of the second surface 802, that is, the angle θ formed between the imaginary line 14 on the side surface 8 a of the light guide plate 8 and the second surface 802 is the light reflected from the second surface 802 inside the light guide plate 8. The angle at which the light can enter. In particular,
It is preferable that the relationship of 40 degrees ≦ θ ≦ 50 degrees is established.
このように、本実施の形態では、高輝度のＬＥＤ１１を１つ設け、これから出射される光を分散させて、導光板８の内部に光が均一に入るようにしている。この構成によれば、ＬＥＤ間に対応した導光板内部の領域に、輝度の低い部分が生じるのを抑制することができる。すなわち、面内での輝度差を軽減したバックライトユニットが得られるので、このバックライトユニットを用いることにより、視認性が向上した表示装置を提供することが可能となる。 Thus, in this embodiment, one high-brightness LED 11 is provided, and the light emitted from the LED 11 is dispersed so that the light uniformly enters the light guide plate 8. According to this structure, it can suppress that a part with a low brightness | luminance arises in the area | region inside the light-guide plate corresponding between LED. That is, a backlight unit with reduced in-plane luminance difference can be obtained. By using this backlight unit, a display device with improved visibility can be provided.
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１ 液晶表示装置
２ 液晶表示パネル
３ バックライトユニット
４、５ 基板
６、７ 偏光板
８ 導光板
９ 拡散板
１０ 反射板
１１ ＬＥＤ
１２ フレームケース
１３ 半透過膜
８０１ 第１の面
８０２ 第２の面
８ａ 側面
８ｂ 凸部
１１ｂ 出射面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device 2 Liquid crystal display panel 3 Backlight unit 4, 5 Substrate 6, 7 Polarizing plate 8 Light guide plate 9 Diffusing plate 10 Reflecting plate 11 LED
12 Frame case 13 Semi-permeable membrane 801 1st surface 802 2nd surface 8a Side surface 8b Convex part 11b Output surface
Claims (4)
前記光源は１つだけであり、
前記側面には、第１の面と第２の面からなる鋸歯状の凸部が設けられていて、
前記凸部が設けられた前記側面側の端部に前記光源が配置され、前記光源側の前記第１の面は、前記光源からの光に対し透過性であり、
前記第２の面は、前記第１の面を透過した光に対し半透過性であって、
前記側面の仮想線と前記第２の面とのなす角度θは、４０度≦θ≦５０度であることを特徴とするバックライトユニット。 In the backlight unit that introduces light from the light source into the inside through the side surface of the light guide plate and emits light from one main surface of the light guide plate,
There is only one light source,
The side surface is provided with a saw-tooth-shaped convex portion composed of a first surface and a second surface,
The light source is disposed at an end portion on the side surface side where the convex portion is provided, and the first surface on the light source side is transmissive to light from the light source,
The second surface is semi-transmissive to the light transmitted through the first surface;
An angle θ formed by the imaginary line on the side surface and the second surface satisfies 40 ° ≦ θ ≦ 50 °.
前記表示パネルの背面に配置されて前記表示パネルに接続するバックライトユニットとを有する表示装置であって、
前記バックライトユニットは、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライトユニットであることを特徴とする表示装置。 A display panel;
A display unit having a backlight unit disposed on a back surface of the display panel and connected to the display panel,
The display device according to claim 1, wherein the backlight unit is the backlight unit according to claim 1.
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