JP3209956B2 - Backlight unit and liquid crystal display device - Google Patents
Backlight unit and liquid crystal display deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）の背面側から平面的な照明を与えることがで
きるバックライトユニット、並びにこれを組み込む液晶
ディスプレイ装置に関する。特に、本発明に係るバック
ライトユニットは、均一な高輝度が要求される液晶カラ
ーテレビやＯＡ用の液晶ディスプレイ装置に好適であ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight unit capable of providing planar illumination from the back side of a liquid crystal display (LCD), and a liquid crystal display device incorporating the same. In particular, the backlight unit according to the present invention is suitable for a liquid crystal color television and a liquid crystal display device for office automation, which require uniform high luminance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の或るタイプのバックライトユニッ
トは、平行板状の導光板の上面（表面）を梨地面とし、
下面にプリズムアレイを形成して成るプリズムレンズシ
ートを導光板上面に配置して成り、他のバックライトユ
ニットと比べて輝度が相当改善されている。2. Description of the Related Art One type of conventional backlight unit has an upper surface (surface) of a parallel plate-shaped light guide plate as a matte surface,
A prism lens sheet having a prism array formed on the lower surface is disposed on the upper surface of the light guide plate, and the luminance is considerably improved as compared with other backlight units.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導光板
表面を全面的に梨地面にするような従来構造にあって
は、その性質上、コンラスト低下、輝度むら、文字ぼけ
等の不都合をなくすことが困難である。そこで、本発明
にあっては、簡単な構成ないし改変からなるが、斯かる
不都合が解決ないし解消し得る合理的・経済的で均一高
輝度なバックライトユニット並びにこれを組み込む液晶
ディスプレイ装置を提供することをその課題とする。However, in the conventional structure in which the surface of the light guide plate is entirely matted, it is possible to eliminate disadvantages such as reduced contrast, uneven brightness, and blurred characters. Have difficulty. Therefore, in the present invention, there is provided a rational / economical, uniform and high-brightness backlight unit which has a simple configuration or modification, and which can solve or eliminate such disadvantages, and a liquid crystal display device incorporating the same. That is the subject.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、液晶ディスプレイの背面側に配置され得る導光板
と、液晶ディスプレイと導光板との間に配置され得るプ
リズムレンズシート、とを含むバックライトユニットに
おいて、プリズムレンズシートの導光板に対向する側の
面は、プリズムが鋸歯状に並んだようなプリズムアレイ
が形成されて成り、導光板は、液晶ディスプレイに対向
し得る導光板一面部と、それとは反対側の導光板他面
部、とを含み、導光板一面部は、液晶ディスプレイに略
平行な平面から成り、導光板他面部は、プリズムが鋸歯
状に並んだようなプリズムアレイから成り、導光板から
出射しプリズムレンズシートを通り液晶ディスプレイに
向かう光に、液晶ディスプレイに直角に向かう光が含ま
れるように、プリズムレンズシートの導光板に対向する
側の面のプリズムアレイのプリズムの頂角θと、導光板
他面部の各プリズムの光源から遠い側の斜面の導光板一
面部に対する角度αとを、θ＝−3.5 α + 70.5 なる式
に基づき相関的に決定したバックライトユニットが提供
される。According to the first aspect of the present invention, there is provided a light guide plate that can be disposed on the back side of a liquid crystal display, and a prism lens sheet that can be disposed between the liquid crystal display and the light guide plate. In the backlight unit, the surface of the prism lens sheet on the side facing the light guide plate is formed by forming a prism array in which prisms are arranged in a saw-tooth shape, and the light guide plate is a light guide plate one surface portion that can face the liquid crystal display. And the other surface of the light guide plate on the opposite side, and the one surface of the light guide plate is formed of a plane substantially parallel to the liquid crystal display, and the other surface of the light guide plate is formed of a prism array in which prisms are arranged in a sawtooth shape. The prism light is emitted from the light guide plate, passes through the prism lens sheet and travels toward the liquid crystal display, and includes light traveling at right angles to the liquid crystal display. The vertical angle θ of the prism of the prism array on the surface of the light guide plate facing the light guide plate and the angle α of the inclined surface farthest from the light source of each prism on the other surface portion of the light guide plate with respect to the entire surface of the light guide plate are θ = −3.5. A backlight unit is provided which is determined correlated based on the equation α + 70.5.
【０００５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、プリズムレンズシートの導光板に対向する側
の面のプリズムアレイのプリズムの頂角θが 60°＜θ
≦70°とされ、導光板他面部の各プリズムの光源から遠
い側の斜面の導光板一面部に対する角度αが 0 °＜α
≦5 °とされたバックライトユニットが提供される。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the vertex angle θ of the prisms of the prism array on the surface of the prism lens sheet on the side facing the light guide plate is 60 ° <θ.
≦ 70 °, and the angle α of the slope of the other surface of the light guide plate farther from the light source with respect to the surface of the light guide plate is 0 ° <α.
There is provided a backlight unit with ≦ 5 °.
【０００６】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、導光板他面部のプリズムアレイの各プリズム
が光源から遠くなるにつれて導光板一面部に接近するよ
うにされているバックライトユニットが提供される。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the backlight unit is arranged such that each prism of the prism array on the other surface of the light guide plate approaches the one surface of the light guide plate as the distance from the light source increases. Is provided.
【０００７】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
において、プリズムレンズシートの導光板とは反対側の
面にも、プリズムアレイが形成されており、プリズムレ
ンズシートの、導光板側のプリズムアレイと、導光板と
反対側のプリズムアレイとが、直角に交差するようにさ
れているバックライトユニットが提供される。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a prism array is also formed on the surface of the prism lens sheet opposite to the light guide plate, and the prism lens sheet has a light guide plate side. And a prism array on the opposite side of the light guide plate intersect at a right angle.
【０００８】[0008]
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施態様の
エッジライト方式（片側点灯方式）のバックライトユニ
ット１の概略構成を示す分解斜視図、図２は、図１のバ
ックライトユニット１の横断面図である。尚、本図及び
他の図においては、分かり易いように構成要素を適宜誇
張して描いている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an edge light type (one side lighting type) backlight unit 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the backlight unit 1 of FIG. is there. In this drawing and other drawings, components are appropriately exaggerated for easy understanding.
【００１０】図示バックライトユニット１の一側部（左
手側）を構成する光源部３は、例えば冷陰極管や熱陰極
管等から成る１以上の丸棒状のランプ５と、ランプ背面
側を覆い且つ内表面に反射ミラー層（銀、アルミニウム
等の蒸着層）の形成された雨樋状のランプホルダ７、と
を含んで成る。尚、言うまでもないが、複数の導光板側
部箇所にそれぞれ光源部を設けることができる。A light source unit 3 constituting one side (left hand side) of the illustrated backlight unit 1 covers one or more round bar-shaped lamps 5 made of, for example, a cold cathode tube or a hot cathode tube, and a back surface of the lamp. And a gutter-shaped lamp holder 7 having a reflective mirror layer (a deposited layer of silver, aluminum, etc.) formed on the inner surface. Needless to say, a light source unit can be provided at each of a plurality of light guide plate side portions.
【００１１】光源部のランプの横方向の正面には、例え
ば、透明なアクリル樹脂（屈折率1.49）で形成した、上
から見て矩形板状の導光板９が配設される。図示しない
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の下方側で液晶ディスプレ
イに対向する導光板表面（すなわち上面）９Ａは、液晶
ディスプレイに略平行である水平な平面（９Ａ）から成
る。A rectangular light guide plate 9 made of, for example, a transparent acrylic resin (refractive index: 1.49) and having a rectangular plate shape when viewed from above is disposed on the front side of the lamp of the light source unit in the lateral direction. The light guide plate surface (ie, upper surface) 9A facing the liquid crystal display below the liquid crystal display (LCD) (not shown) is formed of a horizontal plane (9A) that is substantially parallel to the liquid crystal display.
【００１２】導光板裏面（すなわち下面）９Ｂは、導光
板表面９Ａに対して所定角度（傾斜角α）だけ傾いた単
一の傾斜面（９Ｂ）から成る。導光板９の下方側には、
導光板９を透過した光を鉛直上方の液晶ディスプレイ側
に方向転換させるために、上面に銀やアルミニウム等の
反射層を有した、例えばポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）樹脂で形成された反射板１１が付設される。The back surface (or lower surface) 9B of the light guide plate comprises a single inclined surface (9B) inclined by a predetermined angle (inclination angle α) with respect to the front surface 9A of the light guide plate. On the lower side of the light guide plate 9,
In order to redirect the light transmitted through the light guide plate 9 to the liquid crystal display side vertically above, a reflector plate 11 made of, for example, polyethylene terephthalate (PET) resin having a reflective layer of silver, aluminum, or the like on the upper surface is provided. Is done.
【００１３】導光板９の（光源部側と反対の側）先端側
には、反射板１３が配設される。導光板９の上方側で、
液晶ディスプレイ（図示せず）の下方側には、プリズム
レンズシート１５が配設される。プリズムレンズシート
１５は、光学用ポリエステルフィルムの下面に、アレイ
状（鋸歯状）の多数の微細なプリズム（プリズムアレ
イ）１５ａをフォトポリマーで形成したシート（１５）
である。尚、プリズムレンズシート１５の上面は、全体
的に扁平な平面となるように形成・構成されるが、代わ
りに、液晶ディスプレイのガラス面との接着を防止する
観点から、上面全面を梨地状の梨地面とすることができ
る。A reflecting plate 13 is provided on the front end side of the light guide plate 9 (the side opposite to the light source unit side). On the upper side of the light guide plate 9,
A prism lens sheet 15 is provided below the liquid crystal display (not shown). The prism lens sheet 15 is a sheet (15) in which a large number of array-shaped (sawtooth-shaped) fine prisms (prism array) 15a are formed on the lower surface of an optical polyester film using a photopolymer.
It is. The upper surface of the prism lens sheet 15 is formed and configured so as to be entirely flat. Instead, from the viewpoint of preventing adhesion to the glass surface of the liquid crystal display, the entire upper surface is matted. Can be pear ground.
【００１４】導光板９に対向するシート下面に形成され
る各プリズム１５ａは、その稜線ないし谷線がランプ５
（光源部３）の長手方向に平行に位置するように配置構
成されており、各プリズム１５ａの二等辺的な２つの平
面部がプリズム頂角θ1 を画成構成している。本願発明
者は、（銀シートなどの全反射シートを導光板下方に配
置した場合における）導光板９の下面（傾斜面）９Ｂの
傾斜角αやプリズムレンズシート１５の下面のプリズム
頂角θ1 等の最適値ないし最適範囲につき、理論的に解
析してこれを求めたので、以下に簡単に説明する。Each of the prisms 15a formed on the lower surface of the sheet facing the light guide plate 9 has its ridge line or valley line
The light source unit 3 is arranged so as to be parallel to the longitudinal direction, and two isosceles plane portions of each prism 15a define a prism apex angle θ 1 . The inventor of the present application has determined that the inclination angle α of the lower surface (inclination surface) 9B of the light guide plate 9 and the prism apex angle θ 1 of the lower surface of the prism lens sheet 15 (when a total reflection sheet such as a silver sheet is arranged below the light guide plate). The optimum value or the optimum range of the above was theoretically analyzed and found, and will be briefly described below.
【００１５】図２では、導光板端面から入射した光が導
光板上面（平面）側で反射し、次いで導光板下面（傾斜
面）側で反射し、プリズムレンズシート１５を通って
（図示しない）液晶ディスプレイ側に出射する場合にお
ける光の軌跡につき、各光線部分の水平基準線及び垂直
基準線からの角度に適当なギリシャ語アルファベット
（欧文文字）を付してある。In FIG. 2, light incident from the end surface of the light guide plate is reflected on the upper surface (flat surface) of the light guide plate, then reflected on the lower surface (slope surface) of the light guide plate, and passes through the prism lens sheet 15 (not shown). With respect to the trajectory of light when emitted to the liquid crystal display side, an appropriate Greek alphabet (European character) is attached to the angle of each light ray portion from the horizontal reference line and the vertical reference line.
【００１６】図３は、（銀シートなどの全反射シートを
導光板下方に配置した構成で）導光板端面から（光源部
３からの）光が入射角φで入射した場合に、導光板下面
（傾斜面）９Ｂの傾斜角αと、導光板上面９Ａから出射
する光の最小出射角度γminとの相互関係を、スネルの
法則に基づいて計算し、その計算結果（数値）を線図化
したものである。FIG. 3 shows the lower surface of the light guide plate when light (from the light source unit 3) is incident at an incident angle φ from the end surface of the light guide plate (in a configuration in which a total reflection sheet such as a silver sheet is disposed below the light guide plate). (Inclination surface) The correlation between the inclination angle α of the light guide plate 9B and the minimum emission angle γ min of light emitted from the upper surface 9A of the light guide plate is calculated based on Snell's law, and the calculation result (numerical value) is plotted. It was done.
【００１７】図４は、（銀シートなどの全反射シートを
導光板下方に配置した構成で）導光板裏面９Ｂの傾斜角
αを変えた場合における、それと入射角φ及び出射角範
囲γとの関係を表図化したものである。この結果から、
導光板下面である傾斜面９Ｂの傾斜角αが大きくなる
と、出射角γの範囲が拡がることが理解されよう。FIG. 4 shows the relationship between the incident angle φ and the emission angle range γ when the inclination angle α of the back surface 9B of the light guide plate is changed (in a configuration in which a total reflection sheet such as a silver sheet is arranged below the light guide plate). It is a table of the relationship. from this result,
It can be understood that the range of the emission angle γ increases as the inclination angle α of the inclined surface 9B, which is the lower surface of the light guide plate, increases.
【００１８】図５は、プリズムレンズシート１５の下面
の一つのプリズム１５ａの二等辺的な２つの平面部の内
で左辺部分から入射した光が右辺部分で全反射し、プリ
ズムレンズシート上面から外部上方（液晶ディスプレイ
側）に出射する場合における、入射角γと出射角ηとの
関係を、スネルの法則に基づいて計算し、その計算結果
を線図化したものである。尚、プリズムレンズシート１
５は、例えば紫外線硬化樹脂（屈折率1.53）で形成して
ある。FIG. 5 shows that, of the two isosceles flat surfaces of one prism 15a on the lower surface of the prism lens sheet 15, the light incident from the left side is totally reflected on the right side, and the light from the upper surface of the prism lens sheet to the outside. The relationship between the incident angle γ and the outgoing angle η when the light is emitted upward (to the liquid crystal display) is calculated based on Snell's law, and the calculation result is plotted. The prism lens sheet 1
5 is made of, for example, an ultraviolet curing resin (refractive index: 1.53).
【００１９】図５から理解され得るように、出射角ηが
ゼロ、すなわち液晶ディスプレイ（表示面）に垂直に入
射する光は、プリズム角度（プリズム頂角）θ1 が６０
゜の場合は入射角γは６０゜、プリズム角度θ1 が６５
゜の場合は入射角γは６９゜、プリズム角度θ1 が７０
゜の場合は入射角γは７８゜となる。従って、本実施態
様の導光板９から出射する光を、液晶ディスプレイ（表
示面）に垂直に入射させるためには、導光板下面（傾斜
面）９Ｂの傾斜角αに対して、プリズム頂角θ1 を次に
説明するような関係を持たせて設定・選定することが必
要になる。As can be understood from FIG. 5, light having an emission angle η of zero, that is, light which is perpendicularly incident on a liquid crystal display (display surface) has a prism angle (prism vertex angle) θ 1 of 60.
In the case of ゜, the incident angle γ is 60 ° and the prism angle θ 1 is 65.
In the case of ゜, the incident angle γ is 69 ° and the prism angle θ 1 is 70.
In the case of ゜, the incident angle γ is 78 °. Therefore, in order for the light emitted from the light guide plate 9 of the present embodiment to be perpendicularly incident on the liquid crystal display (display surface), the prism apex angle θ with respect to the inclination angle α of the light guide plate lower surface (inclination surface) 9B. It is necessary to set and select 1 with the relationship described below.
【００２０】図６は、本実施態様の導光板下面（傾斜
面）９Ｂの傾斜角αと、導光板上面９Ａから出射する光
の最小出射角γmin と、これに適合するプリズム角度
（頂角）θ1 との関係を抽出して表図化したものであ
る。尚、プリズム頂角（角度）θ1 は、実際には出射角
γが最小出射角γmin より９０゜側の成分を含み、最大
出射強度がγmin より大きくなるため、各傾斜角αに対
する図６の値の角度よりも大きい値を選ぶことが有効で
ある。そして、プリズム頂角θ1 と傾斜角αとの間に
は、［θ1 ＝−３．５α＋７０．５］という関係式が成
り立つことが理解されよう。FIG. 6 shows the inclination angle α of the lower surface (inclination surface) 9B of the light guide plate, the minimum exit angle γ min of the light exiting from the upper surface 9A of the light guide plate, and the prism angle (vertex angle) adapted thereto. ) extracts the relationship between theta 1 is obtained by Table charting. Note that the prism apex angle (angle) θ 1 is a diagram for each inclination angle α because the emission angle γ actually includes a component on the 90 ° side from the minimum emission angle γ min and the maximum emission intensity is greater than γ min . It is effective to select a value larger than the angle of value 6. It will be understood that the relational expression [θ 1 = −3.5α + 70.5] holds between the prism apex angle θ 1 and the inclination angle α.
【００２１】傾斜角αとプリズム頂角θ1 の実用的・実
際的な数値としては、傾斜角αについては３゜≧α＞０
゜の範囲の値、プリズム頂角θ1 については６０゜〜７
０゜の値を設定することが望ましい、ということが実験
的に認められた。図示実施態様において、最も望ましい
と思われる設定条件としては、傾斜角αが『α＝３
゜』、プリズム頂角θ1 が『θ1 ＝６２゜』となる。As practical and practical numerical values of the inclination angle α and the prism apex angle θ 1 , the inclination angle α is 3 ゜ ≧ α> 0.
The value in the range of ゜ and the prism apex angle θ 1 are 60 ° to 7
It has been experimentally found that it is desirable to set a value of 0 °. In the illustrated embodiment, the most preferable setting condition is that the inclination angle α is “α = 3”.
゜ ”and the prism apex angle θ 1 becomes“ θ 1 = 62 ° ”.
【００２２】以上の構成を有する本第１実施態様にあっ
ては、光源部３から導光板９に入射した光は、導光板裏
面（下面）ないし傾斜面９Ｂ（傾斜角α＝３゜）によっ
て全反射される。すなわち、導光板傾斜面９Ｂの作用に
より、指向性を有する光が全般的に形成・構成される。
そして、これが導光板上面９Ａから上方に向かって出射
する。In the first embodiment having the above configuration, the light incident on the light guide plate 9 from the light source unit 3 is reflected by the back surface (lower surface) of the light guide plate or the inclined surface 9B (inclination angle α = 3 °). It is totally reflected. That is, light having directivity is generally formed and configured by the action of the light guide plate inclined surface 9B.
This is emitted upward from the upper surface 9A of the light guide plate.
【００２３】次いで、この出射光は、プリズムレンズシ
ート１５の屈折及び全反射から成る変角作用によって、
一定の優れた指向特性を有した光（平面光）となり、プ
リズムレンズシート上面から出射することができる。
尚、前述したように、プリズムレンズシート上面を梨地
面とすれば、液晶ディスプレイを照射する光を、拡散光
とすることができる。Next, the emitted light is deflected by the refraction and total reflection of the prism lens sheet 15,
It becomes light (plane light) having certain excellent directivity characteristics, and can be emitted from the upper surface of the prism lens sheet.
As described above, if the top surface of the prism lens sheet is made to have a matte surface, the light illuminating the liquid crystal display can be made to be diffused light.
【００２４】以上のように、本第１実施態様における、
導光板裏面（下面）である傾斜面９Ｂの傾斜角αが３°
であるような導光板９によれば、(a) 液晶ディスプレイ
側に光を多く導光でき、(b) 出射角度が垂直成分に近い
光を非常に多く導光でき、(c) いわゆる表示に寄与しな
い漏れ光の垂直成分を減少させることができる。As described above, in the first embodiment,
The inclination angle α of the inclined surface 9B which is the back surface (lower surface) of the light guide plate is 3 °.
According to the light guide plate 9, (a) a large amount of light can be guided to the liquid crystal display side, (b) a very large amount of light having an exit angle close to the vertical component can be guided, and (c) a so-called display can be achieved. The vertical component of the leakage light that does not contribute can be reduced.
【００２５】すなわち、全反射を基本にして高い指向性
をもつように光制御することにより、液晶画面の見やす
さが飛躍的に改善でき、かつ、より明るく輝度均一なコ
ンラスト良好な液晶画面とすることができる。そして、
本第１実施態様の特徴的な導光板から成るバックライト
ユニットを装置に組み込むことにより、輝度や見やすさ
等の面で非常に優れた、そして軽量コンパクトな液晶デ
ィスプレイ装置（図示せず）が実現可能である。That is, by controlling the light so as to have a high directivity based on the total reflection, the visibility of the liquid crystal screen can be remarkably improved, and the liquid crystal screen is brighter, has uniform brightness and has a good contrast. be able to. And
By incorporating the backlight unit comprising the light guide plate characteristic of the first embodiment into the device, a light and compact liquid crystal display device (not shown) which is very excellent in terms of brightness, visibility and the like is realized. It is possible.
【００２６】次に、図７及び図８を参照して、本発明の
第２及び第３の実施態様に係るバックライトユニットに
ついて簡単に説明する。尚、上記第１実施態様のバック
ライトユニットと共通する（共通し得る）部分ないし部
品については、同一の参照番号を付し、重複する説明を
適宜省略し、特徴的な部分について記載する。図７の第
２実施態様のバックライトユニット３１においては、上
記第１実施態様の導光板裏面（下面）に単一の傾斜面を
形成した構成に代えて、導光板３９の裏面（下面）に、
同じ傾斜角αの傾斜面部３９Ｂを複数個横に一列に並べ
たような、具体的には、不等辺プリズムを等しいピッチ
でアレイ状に並べたような鋸歯状の傾斜面部３９Ｂが形
成構成される。Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, a brief description will be given of backlight units according to second and third embodiments of the present invention. Note that parts or components common to (or possibly common to) the backlight unit of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate, and characteristic parts will be described. In the backlight unit 31 of the second embodiment shown in FIG. 7, the back surface (lower surface) of the light guide plate 39 is replaced with a single inclined surface formed on the back surface (lower surface) of the light guide plate of the first embodiment. ,
A sawtooth-shaped inclined surface portion 39B is formed and formed such that a plurality of inclined surface portions 39B having the same inclination angle α are arranged in a horizontal line, specifically, an unequal prism is arranged in an array at an equal pitch. .
【００２７】この第２実施態様にあっては、複数個の傾
斜面部３９Ｂによる輝度の良好な均一性や指向特性とい
う優れた作用・効果を享受でき、また、（傾斜面が長い
とそれに応じて導光板の肉厚を厚くしなければならず、
従って）導光板の有効表示面積を確保するために導光板
の肉厚を厚くしなければならない、というような制約が
なくなるので、導光板肉厚を薄くできる、すなわち、薄
型化（従って、軽量化）できる。According to the second embodiment, it is possible to enjoy excellent effects and effects such as good uniformity of luminance and directivity characteristics by the plurality of inclined surfaces 39B. The thickness of the light guide plate must be increased,
Therefore, since there is no restriction that the thickness of the light guide plate must be increased in order to secure an effective display area of the light guide plate, the thickness of the light guide plate can be reduced, that is, the thickness of the light guide plate can be reduced (thus, the weight can be reduced). )it can.
【００２８】つまり、本実施態様にあっては、所定角度
の（複数ではあるが）傾斜面（部）を保有することがで
き、従って、上記第１実施態様において説明したような
それによる優れた作用・効果を享受でき、加えて、導光
板薄型化（延いては装置全体の薄型化・小型化）を達成
できる。尚、導光板は、図示しないが、プリズムを「等
しくないピッチ」で並べたような鋸歯状の裏面とするこ
とができ、具体的には、光源部から遠ざかるにつれてピ
ッチが狭くなるように、すなわち、密になるように構成
することができる。また、図示しないが、光源部から離
れるに従って導光板裏面の傾斜面部の高さレベルが順次
高くなっていくように（先に行くほど全体的に薄くなる
ように）構成することもできる。That is, in the present embodiment, it is possible to have an inclined surface (part) having a predetermined angle (although there is a plurality), and therefore, as described in the first embodiment, an excellent surface is obtained. The functions and effects can be enjoyed, and in addition, the light guide plate can be made thinner (thus, the entire device can be made thinner and smaller). Although not shown, the light guide plate may have a serrated back surface in which prisms are arranged at “unequal pitch”, and specifically, the pitch becomes narrower as the distance from the light source unit increases, that is, , Can be configured to be dense. In addition, although not shown, the height level of the inclined surface portion on the back surface of the light guide plate may be gradually increased as the distance from the light source unit increases (so that the overall height decreases as the distance from the light source plate increases).
【００２９】図８の第３実施態様のバックライトユニッ
ト４１においては、上記第２実施態様の構成に次のよう
な特徴が付加されている。すなわち、光源部３から近い
幾つかの傾斜面部４９Ｂには、梨地処理が施され、梨地
面４９Ｃとされる。それに代え、又は加えて、光源部近
傍の導光板表面（上面）の領域には、梨地処理が施さ
れ、梨地面４９Ｄとされる。これは、導光板表裏面の該
当箇所ないし領域における帯状の輝度むらを防止すると
共に、光源部３からの光が装置オペレータの目に直接的
に照射することのないように、すなわち見やすくするこ
とを意図している。In the backlight unit 41 of the third embodiment shown in FIG. 8, the following features are added to the configuration of the second embodiment. That is, some of the inclined surfaces 49B near the light source unit 3 are subjected to the satin finish to be a satin surface 49C. Alternatively or additionally, the area of the light guide plate surface (upper surface) in the vicinity of the light source unit is subjected to satin finish to give a satin finish 49D. This prevents band-shaped luminance unevenness in a corresponding portion or area on the front and rear surfaces of the light guide plate, and prevents light from the light source unit 3 from directly irradiating the eyes of the apparatus operator, that is, improves the visibility. Intended.
【００３０】最後に、上記第１実施態様（図１〜６）、
第２実施態様（図７）、第３実施態様（図８）、そして
（記載のない可能的な）変更態様の総てに対して適用す
ることが可能な特徴を含む第４実施態様について、以下
簡単に説明する。この特徴は、以下に詳述するようなプ
リズムレンズシートに関しての或る非常にユニークなア
イデアないし工夫から成る。Finally, the first embodiment (FIGS. 1 to 6)
For a second embodiment (FIG. 7), a third embodiment (FIG. 8), and a fourth embodiment including features that can be applied to all (possible undocumented) variations, This will be briefly described below. This feature consists of some very unique ideas or ideas regarding the prism lens sheet as detailed below.
【００３１】便宜上これを前記第１実施態様のバックラ
イトユニットに適用したものを代表例として図９に示す
が、その思想自体はこの態様に限定されるものではない
ことは言うまでもない。図９から良好に理解され得るよ
うに、本第４実施態様のバックライトユニット６１の新
たな特徴は、その要点を簡潔に言うならば、上記第１実
施態様の構成に加えて、プリズムレンズシート上面にプ
リズムアレイを形成したことである。FIG. 9 shows, as a representative example, a case where this is applied to the backlight unit of the first embodiment for convenience, but it is needless to say that the idea itself is not limited to this embodiment. As can be well understood from FIG. 9, a new feature of the backlight unit 61 of the fourth embodiment is, in brief, in brief, in addition to the configuration of the first embodiment, a prism lens sheet. That is, a prism array is formed on the upper surface.
【００３２】本実施態様のプリズムレンズシート６５の
上面のプリズム（アレイ）６５ｂは、プリズムレンズシ
ート下面のプリズム（アレイ）６５ａと直角に交差する
ように配置・構成されている。また、シート下面の二等
平面的なプリズム６５ａのプリズム頂角θ1 は、上述の
ように略６０゜、シート上面の二等平面的なプリズム６
５ｂのプリズム頂角θ 2 は、略９０゜にそれぞれ設定さ
れる。The prism lens sheet 65 of this embodiment is
The prism (array) 65b on the upper surface is a prism lens system.
Orthogonally intersects the prism (array) 65a on the bottom surface
It is arranged and configured as follows. In addition, the second class of the seat
The prism apex angle θ of the planar prism 65a1Is the above
Approximately 60 °, an equiplanar prism 6 on the upper surface of the sheet
5b prism apex angle θ TwoAre set to approximately 90 °
It is.
【００３３】以上の構成を有する本第４実施態様のバッ
クライトユニット６１にあっては、プリズムレンズシー
ト下面のプリズムアレイ６５ａの略６０゜のプリズム頂
角のために、広い範囲の入射角度の光を捕獲できる（す
なわち、光取り込み量・光入光量が増大する）と共に、
シート内に進入した光が、プリズム頂角略９０゜のプリ
ズムアレイ６５ｂから成るシート上面から、無駄な損失
なく出射され、この結果、光の利用効率が著しく向上す
るので、非常に明るい均一な照明を構成することが可能
である。しかも、部品製造コスト及び組立コストの上昇
が殆どなく、非常に合理的・経済的である。In the backlight unit 61 of the fourth embodiment having the above-described structure, the light having a wide range of incident angles is provided due to the approximately 60 ° prism apex angle of the prism array 65a on the lower surface of the prism lens sheet. (That is, the amount of light taken in and the amount of light incident increases), and
Light that has entered the sheet is emitted from the upper surface of the sheet composed of the prism array 65b having a prism apex angle of about 90 ° without unnecessary loss, and as a result, the light use efficiency is significantly improved. Can be configured. In addition, there is almost no increase in parts manufacturing cost and assembling cost, which is very reasonable and economical.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の不都合を解決ないし解消でき、輝度や見やすさ等が
飛躍的に改善し得た軽量コンパクトで均一高輝度なバッ
クライトユニット並びにこれを組み込む液晶ディスプレ
イ装置を実現できる。As described above, according to the present invention, a compact, lightweight, uniform and high-brightness backlight unit which can solve or eliminate the inconveniences of the prior art, and which can dramatically improve brightness and visibility, and the like. And a liquid crystal display device incorporating the same can be realized.
【図１】本発明の第１実施態様のバックライトユニット
の概略構成を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of a backlight unit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１のバックライトユニットの横断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of the backlight unit of FIG.
【図３】導光板下面の傾斜角αと、導光板上面から出射
する光の最小出射角度γmin との相互関係を示す線図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a correlation between an inclination angle α of a lower surface of the light guide plate and a minimum emission angle γ min of light emitted from the upper surface of the light guide plate.
【図４】導光板下面の傾斜角αを変えたときのそれと入
射角φ及び出射角範囲γとの関係を示す表図である。FIG. 4 is a table showing the relationship between the incident angle φ and the emission angle range γ when the inclination angle α of the lower surface of the light guide plate is changed.
【図５】プリズムレンズシートに入射する光の入射角γ
とそれから出射する光の出射角ηとの関係を示す線図で
ある。FIG. 5 is an incident angle γ of light incident on a prism lens sheet.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the light and an emission angle η of light emitted from the light.
【図６】導光板下面の傾斜角αと、導光板上面から出射
する光の最小出射角γmin と、これに適合するプリズム
角度（頂角）θ1 との関係を示す表図である。FIG. 6 is a table showing the relationship between the inclination angle α of the lower surface of the light guide plate, the minimum emission angle γ min of light emitted from the upper surface of the light guide plate, and the prism angle (vertical angle) θ 1 adapted to this.
【図７】本発明の第２実施態様のバックライトユニット
の概略構成を示す横断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a backlight unit according to a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３実施態様のバックライトユニット
の概略構成を示す横断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a backlight unit according to a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第４実施態様のバックライトユニット
の概略構成を示す分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of a backlight unit according to a fourth embodiment of the present invention.
１、３１、４１、６１…バックライトユニット ３…光源部 ５…ランプ ７…ランプホルダ ９、３９、４９…導光板 ９Ｂ…傾斜面 １５、６５…プリズムレンズシート １５ａ、６５ａ、６５ｂ…プリズム ３９Ｂ、４９Ｂ…傾斜面部 1, 31, 41, 61 backlight unit 3 light source unit 5 lamp 7 lamp holder 9, 39, 49 light guide plate 9B inclined surface 15, 65 prism lens sheet 15a, 65a, 65b prism 39B 49B ... Slope surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩沢 勇雄 神奈川県横浜市都筑区川和町654番地 富士通化成株式会社内 (72)発明者 古川 真悟 神奈川県横浜市都筑区川和町654番地 富士通化成株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−166713（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−43605（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−179400（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−281492（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313885（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor: Isao Shiozawa, 654 Kawawa-cho, Tsuzuki-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-9-166713 (JP, A) JP-A-9-43605 (JP, A) JP-A-9-179400 (JP, A) JP-A-9-281492 (JP, A) A) JP-A-6-313885 (JP, A)
Claims (4)
る導光板と、液晶ディスプレイと導光板との間に配置さ
れ得るプリズムレンズシート、とを含むバックライトユ
ニットにおいて、 プリズムレンズシートの導光板に対向する側の面は、プ
リズムが鋸歯状に並んだようなプリズムアレイが形成さ
れて成り、 導光板は、液晶ディスプレイに対向し得る導光板一面部
と、それとは反対側の導光板他面部、とを含み、 導光板一面部は、液晶ディスプレイに略平行な平面から
成り、 導光板他面部は、プリズムが鋸歯状に並んだようなプリ
ズムアレイから成り、 導光板から出射しプリズムレンズシートを通り液晶ディ
スプレイに向かう光に、液晶ディスプレイに直角に向か
う光が含まれるように、プリズムレンズシートの導光板
に対向する側の面のプリズムアレイのプリズムの頂角θ
と、導光板他面部の各プリズムの光源から遠い側の斜面
の導光板一面部に対する角度αとを、θ＝−3.5 α + 7
0.5 なる式に基づき相関的に決定したことを特徴とする
バックライトユニット。1. A backlight unit comprising: a light guide plate that can be arranged on the back side of a liquid crystal display; and a prism lens sheet that can be arranged between the liquid crystal display and the light guide plate, wherein the backlight unit faces the light guide plate of the prism lens sheet. The surface on the side to be formed is formed by forming a prism array in which prisms are arranged in a saw-tooth shape, and the light guide plate has one surface portion of the light guide plate that can face the liquid crystal display and the other surface portion of the light guide plate on the opposite side. One surface of the light guide plate is formed of a plane substantially parallel to the liquid crystal display, and the other surface of the light guide plate is formed of a prism array in which prisms are arranged in a saw-tooth shape. The prism lens sheet faces the light guide plate so that the light going to the display includes light going at right angles to the liquid crystal display. Apex angle of the prism rhythm array θ
And the angle α of the slope of the other surface of the light guide plate on the side remote from the light source with respect to the surface of the light guide plate is θ = −3.5 α + 7
A backlight unit characterized in that it is determined in a correlation based on the formula 0.5.
る側の面のプリズムアレイのプリズムの頂角θが 60°
＜θ≦70°とされ、導光板他面部の各プリズムの光源か
ら遠い側の斜面の導光板一面部に対する角度αが 0 °
＜α≦5 °とされていることを特徴とする請求項１に記
載のバックライトユニット。2. An apex angle θ of the prism of the prism array on the surface of the prism lens sheet on the side facing the light guide plate is 60 °
<Θ ≦ 70 °, and the angle α of the slope of the other surface of the light guide plate farther from the light source with respect to the surface of the light guide plate is 0 °.
2. The backlight unit according to claim 1, wherein <α ≦ 5 °.
ズムが光源から遠くなるにつれて導光板一面部に接近す
るようにされていることを特徴とする請求項１に記載の
バックライトユニット。3. The backlight unit according to claim 1, wherein each prism of the prism array on the other surface of the light guide plate approaches one surface of the light guide plate as the distance from the light source increases.
側の面にも、プリズムアレイが形成されており、 プリズムレンズシートの、導光板側のプリズムアレイ
と、導光板と反対側のプリズムアレイとが、直角に交差
することを特徴とする請求項１に記載のバックライトユ
ニット。4. A prism array is also formed on the surface of the prism lens sheet opposite to the light guide plate. The prism array on the light guide plate side of the prism lens sheet, and the prism array on the opposite side of the light guide plate. Intersect at right angles with each other.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02542598A JP3209956B2 (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Backlight unit and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02542598A JP3209956B2 (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Backlight unit and liquid crystal display device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11224058A JPH11224058A (en) | 1999-08-17 |
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|---|---|---|---|
| JP02542598A Expired - Fee Related JP3209956B2 (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Backlight unit and liquid crystal display device |
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