JP2012204337A - Illumination device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示パネルに光を照射する照明装置、この照明装置を備える表示装置に関する。 The present invention relates to an illumination device that irradiates light to a display panel and a display device including the illumination device.
液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで予め定められた映像等が光学的に表示される。この液晶表示装置には、液晶自体が発光体ではないので、たとえば透過型の液晶パネルの背面側に冷陰極蛍光管(ＣＣＦＬ)、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などを光源とした光を照射するバックライトユニットが備えられる。 In a liquid crystal display device, liquid crystal is sealed between two transparent substrates, and when a voltage is applied, the orientation of liquid crystal molecules is changed and the light transmittance is changed, whereby a predetermined image or the like is optically displayed. Is displayed. In this liquid crystal display device, since the liquid crystal itself is not a light emitter, for example, light using a cold cathode fluorescent tube (CCFL), a light emitting diode (LED) as a light source on the back side of a transmissive liquid crystal panel is used. A backlight unit for irradiating is provided.
バックライトユニットには、冷陰極管やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を底面に並べて光拡散板を介して光を出す直下型と、冷陰極管やＬＥＤ等の光源を導光板と呼ばれる透明な板のエッジ部に配して、導光板エッジから光を通して背面に設けられたドット印刷やパターン形状によって前面に光を出すエッジライト型とがある。 The backlight unit includes a direct type in which light sources such as cold cathode tubes and LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged on the bottom surface and emits light through a light diffusion plate, and a light source such as a cold cathode tube and LEDs is a transparent light guide plate. There is an edge light type which is arranged on the edge portion of a transparent plate and emits light to the front surface by dot printing or pattern shape provided on the back surface through the light from the light guide plate edge.
ＬＥＤは、低消費電力、長寿命、水銀を使わないことによる環境負荷低減などの優れた特性を有するが、強い指向性を有し基本的に単色であることから、バックライトユニットの光源としての利用が遅れていた。しかしながら近年、照明用途での高演色高輝度白色ＬＥＤの急速な普及に伴って、バックライトユニットの光源としては、冷陰極蛍光管からＬＥＤへの移行が進んでいる。 LED has excellent characteristics such as low power consumption, long life, and reduced environmental load by not using mercury, but it has strong directivity and is basically monochromatic, so it can be used as a light source for backlight units. The use was delayed. However, in recent years, with the rapid spread of high color rendering and high brightness white LEDs for lighting applications, the transition from cold cathode fluorescent tubes to LEDs is progressing as the light source of backlight units.
ＬＥＤは強い指向性を有するので、液晶パネルの背面において面方向に強度を均一化して光を照射するという観点では、直下型よりもエッジライト型が有効である。 Since the LED has a strong directivity, the edge light type is more effective than the direct type from the viewpoint of irradiating light with uniform intensity in the surface direction on the back surface of the liquid crystal panel.
たとえば、特許文献１には、導光板としての透光性部材のエッジ部にＬＥＤを配置し、ＬＥＤから出射された光を透光性部材のエッジ部から入射させ、透光性部材内で光を拡散させて、厚み方向一方の主面から出射して液晶パネルに光を照射する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, an LED is disposed at an edge portion of a light transmissive member serving as a light guide plate, light emitted from the LED is incident from the edge portion of the light transmissive member, and light is transmitted within the light transmissive member. Is diffused and emitted from one main surface in the thickness direction to irradiate the liquid crystal panel with light.
しかしながら、特許文献１に開示される技術のような、エッジライト型のバックライトユニットは、導光板のエッジ部に集中して光源が配置されることによる発熱が大きくなる、液晶パネルのベゼル部が大きくなるという問題が生じる。さらに、エッジライト型のバックライトユニットは、表示画像の高品質化および省電力化が可能な制御方法として注目されている部分的な調光制御（ローカルディミング）についても制約が大きく、表示画像の高品質化および省電力化が達成可能な小分割領域の制御ができないという問題がある。 However, an edge light type backlight unit such as the technique disclosed in Patent Document 1 has a bezel portion of a liquid crystal panel in which heat generation due to a light source being concentrated on the edge portion of the light guide plate is increased. The problem of becoming larger arises. Furthermore, the edge light type backlight unit has a great restriction on partial dimming control (local dimming), which is attracting attention as a control method capable of improving the quality and power saving of a display image. There is a problem that it is not possible to control a small divided area where high quality and power saving can be achieved.
そこで、部分的な調光制御に有利な直下型のバックライトユニットにおいて、強い指向性を有するＬＥＤを光源として用いた場合であっても、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射することが可能な方法の検討が進められている。 Therefore, in a direct type backlight unit that is advantageous for partial dimming control, even when an LED having strong directivity is used as a light source, light with uniform intensity in the surface direction is applied to the liquid crystal panel. Studies on methods that can be irradiated are underway.
たとえば、特許文献２には、透光性光学素子の内部における中央部にＬＥＤを配置し、ＬＥＤから出射された光を透光性光学素子の内部を導光させて、出射面となる平面より光を出射させる技術が開示されている。 For example, in Patent Document 2, an LED is arranged at the center inside the translucent optical element, and the light emitted from the LED is guided through the translucent optical element to form an exit surface. A technique for emitting light is disclosed.
しかしながら、特許文献２に開示される技術では、ＬＥＤが透光性光学素子の内部に配置されているので、ＬＥＤの配光パターンが透光性光学素子内を伝播することになり、特にＬＥＤの直上では、光の強度が大きくなって液晶パネルにおいて輝度むらが発生してしまう。さらに、ＬＥＤが透光性光学素子の内部に配置されていることによって、ＬＥＤの発光に伴う熱により透光性光学素子に変形が生じ、光学特性が変化してしまう。 However, in the technique disclosed in Patent Document 2, since the LED is arranged inside the translucent optical element, the light distribution pattern of the LED propagates in the translucent optical element. Immediately above, the intensity of light increases and uneven brightness occurs in the liquid crystal panel. Further, since the LED is disposed inside the light-transmitting optical element, the light-transmitting optical element is deformed by heat accompanying light emission of the LED, and the optical characteristics are changed.
また、強い指向性を有して広がりの小さい光を出射するＬＥＤを光源とした場合には、面方向において強度が均一化された光を液晶パネルに照射するためには、ＬＥＤから液晶パネルまでの距離を長くする必要があり、バックライトユニットの薄型化が困難である。 In addition, when an LED that emits light having a strong directivity and a small spread is used as a light source, in order to irradiate the liquid crystal panel with light whose intensity is uniform in the surface direction, from the LED to the liquid crystal panel. Therefore, it is difficult to reduce the thickness of the backlight unit.
したがって本発明の目的は、ＬＥＤを光源として用いた直下型の照明装置において、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができ、薄型化が可能な照明装置、および、この照明装置を備える表示装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to directly illuminate a display panel with light whose intensity is uniform in the surface direction in a direct-type illumination device using an LED as a light source. It is providing a display apparatus provided with this illuminating device.
本発明は、表示パネルを備える表示装置に用いられる直下型の照明装置において、
表示パネルに光を照射する発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記発光部が設けられる基板と、を備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子と表示パネルとの間に設けられ、前記発光素子から出射された光を拡散させて、表示パネルに向けて出射する透光性を有する導光体であって、表示パネルに対向する側の一方主面が前記基板に対して平行な平面であり、前記発光素子に対向する側の他方主面が前記基板に対して傾斜した傾斜面となる逆錐形状に形成される導光体と、を備え、
前記導光体の前記一方主面側の中央部には、入射する光を散乱させる散乱部が形成され、前記他方主面側の中央部には、前記発光素子を取り囲むように設けられ、前記発光素子から出射された光が入射される凹部が形成されることを特徴とする照明装置である。
The present invention is a direct illumination device used in a display device including a display panel.
A light emitting unit that emits light to the display panel;
A substrate disposed in parallel with the display panel and provided with the light emitting unit,
The light emitting unit
A light emitting element provided on the substrate and emitting light;
A light guide that is provided between the light emitting element and the display panel and has a translucency that diffuses light emitted from the light emitting element and emits the light toward the display panel, and faces the display panel. A light guide formed in an inverted conical shape in which one main surface on the side is a plane parallel to the substrate and the other main surface on the side facing the light emitting element is an inclined surface inclined with respect to the substrate And comprising
A scattering portion that scatters incident light is formed at a central portion on the one main surface side of the light guide, and a central portion on the other main surface side is provided so as to surround the light emitting element, The illumination device is characterized in that a recess into which light emitted from the light emitting element is incident is formed.
また本発明の照明装置では、前記発光部は、
前記導光体に対して前記基板側に設けられ、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部材であって、前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含む反射部材を、さらに備えることを特徴とする。
In the illumination device of the present invention, the light emitting unit is
A reflective member that is provided on the substrate side with respect to the light guide and reflects at least a part of incident light, and is provided on the substrate with an opening formed in a region corresponding to the light emitting element. It further comprises a reflecting member including a base and an outer peripheral edge extending away from the substrate as going outward from the base.
また本発明の照明装置では、前記反射部材の前記外周縁部は、前記基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする。
Moreover, in the illuminating device of this invention, the said outer peripheral part of the said reflection member has several area | regions from which the inclination angle with respect to the said board | substrate differs,
The inclination angles of the plurality of regions increase as they go outward from the base.
また本発明の照明装置では、前記導光体の前記他方主面は、前記凹部の周縁端部から外方になるにつれて、前記基板から離反するように階段状に延びるように形成されることを特徴とする。 In the illumination device of the present invention, the other main surface of the light guide is formed to extend stepwise so as to move away from the substrate as it goes outward from the peripheral edge of the recess. Features.
また本発明の照明装置では、前記導光体の前記他方主面には、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部が形成されていることを特徴とする。 In the illumination device of the present invention, a reflection portion that reflects at least a part of incident light is formed on the other main surface of the light guide.
また本発明の照明装置では、前記導光体の前記一方主面側の中央部には、前記他方主面に向かって凹む凹部分が形成され、この凹部分の底部に前記散乱部が形成されていることを特徴とする。 In the illumination device of the present invention, a concave portion that is recessed toward the other main surface is formed in the central portion on the one main surface side of the light guide, and the scattering portion is formed at the bottom of the concave portion. It is characterized by.
また本発明の照明装置は、前記発光部を複数備え、複数の発光部にそれぞれ備えられる前記導光体は、互いに一体的に成形されることを特徴とする。 Moreover, the illuminating device of this invention is equipped with two or more said light emission parts, and the said light guides each provided in a some light emission part are mutually shape | molded integrally, It is characterized by the above-mentioned.
また本発明の照明装置は、前記発光部を複数備え、複数の発光部にそれぞれ備えられる前記反射部材は、互いに一体的に成形されることを特徴とする。 Moreover, the illuminating device of this invention is provided with two or more said light emission parts, The said reflection member with which each is provided with several light emission parts is shape | molded mutually integrally, It is characterized by the above-mentioned.
また本発明は、表示パネルと、
前記表示パネルに背面側から光を照射する前記照明装置とを備えることを特徴とする表示装置である。
The present invention also provides a display panel,
A display device comprising: the illumination device that irradiates light from the back side to the display panel.
本発明によれば、照明装置は、表示パネルに光を照射する発光部と、基板とを備える。発光部は、基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、発光素子と表示パネルとの間に設けられ、発光素子から出射された光を拡散させて、表示パネルに向けて出射する透光性を有する導光体とを備える。発光部が備える導光体は、表示パネルに対向する側の一方主面が基板に対して平行な平面であり、発光素子に対向する側の他方主面が基板に対して傾斜した傾斜面となる逆錐形状に形成される。さらに、導光体の一方主面側の中央部には、入射する光を散乱させる散乱部が形成され、他方主面側の中央部には、発光素子を取り囲むように設けられ、発光素子から出射された光が入射される凹部が形成される。 According to this invention, an illuminating device is equipped with the light emission part which irradiates light to a display panel, and a board | substrate. The light emitting unit is provided on the substrate and is provided between the light emitting element that emits light and the light emitting element and the display panel. The light emitting unit diffuses the light emitted from the light emitting element and emits the light toward the display panel. And a light guide having optical properties. The light guide provided in the light-emitting unit has an inclined surface in which one main surface on the side facing the display panel is a plane parallel to the substrate and the other main surface on the side facing the light-emitting element is inclined with respect to the substrate. It is formed in an inverted cone shape. Further, a scattering portion that scatters incident light is formed in the central portion on the one main surface side of the light guide, and the light emitting element is provided in the central portion on the other main surface side so as to surround the light emitting element. A recess is formed in which the emitted light is incident.
本発明に係る照明装置において、発光素子から出射した、指向性が強く広がりの小さな光は、導光体の他方主面側の中央部に形成された凹部から導光体に入射する。凹部から導光体内に入射した光は、一方主面に到達し、この一方主面から一部が表示パネルに向けて出射され、残部が傾斜面となっている他方主面に向けて反射される。導光体内において一方主面で反射されて他方主面に到達した光は、一方主面に向けて反射される。このようにして、導光体内に入射した光は、一方主面と他方主面との間で反射を繰り返して外方（発光素子から遠ざかる方向）に拡散されながら導光され、一方主面から表示パネルに向けて出射される。 In the illuminating device according to the present invention, light having a strong directivity and a small spread emitted from the light emitting element enters the light guide through a concave portion formed in the central portion on the other main surface side of the light guide. Light that has entered the light guide through the recess reaches one main surface, and part of the light is emitted from the one main surface toward the display panel, and the remaining portion is reflected toward the other main surface that is an inclined surface. The The light that has been reflected from one main surface and has reached the other main surface in the light guide is reflected toward the one main surface. In this way, the light incident on the light guide is guided while being diffused outward (in the direction away from the light emitting element) by repeatedly reflecting between the one main surface and the other main surface, and from the one main surface. The light is emitted toward the display panel.
本発明に係る照明装置において導光体は、逆錐形状に形成されて、一方主面が表示パネルに平行な平面であるのに対して、他方主面が外方（発光素子から遠ざかる方向）になるにつれて基板から離反するように（表示パネルに近接するように）延びる傾斜面となっているので、導光体の厚みは、発光素子から遠ざかるにつれて薄くなっている。そのため、発光素子から遠ざかるにつれて光の強度が低下するのに対応して、導光体の一方主面から出射される光の光量を大きくすることができる。 In the lighting device according to the present invention, the light guide is formed in an inverted cone shape, and one main surface is a plane parallel to the display panel, whereas the other main surface is outward (a direction away from the light emitting element). Since the inclined surface extends away from the substrate (approaching the display panel), the thickness of the light guide decreases as the distance from the light emitting element increases. Therefore, the amount of light emitted from the one main surface of the light guide can be increased in response to the light intensity decreasing as the distance from the light emitting element increases.
また、発光素子から出射された光は、他方主面側の中央部に形成された凹部から導光体内に入射されるので、導光体において凹部に対向する一方主面の中央部は、発光素子の直上に位置し、強度の大きな光が到達することになる。本発明に係る照明装置において導光体は、発光素子の直上に位置する一方主面側の中央部に、入射する光を散乱させる散乱部が形成されているので、強度の大きな光が到達する発光素子の直上に対応して、導光体の一方主面から出射される光の光量を小さくすることができる。 In addition, since the light emitted from the light emitting element enters the light guide through a recess formed in the center portion on the other main surface side, the center portion of the one main surface facing the recess in the light guide body emits light. Light that is located directly above the element and has a high intensity arrives. In the illuminating device according to the present invention, the light guide has a scattering portion that scatters incident light at the central portion on the one main surface located immediately above the light emitting element, so that light with high intensity arrives. Corresponding to the position directly above the light emitting element, the amount of light emitted from one main surface of the light guide can be reduced.
したがって、本発明に係る照明装置は、指向性が強く広がりの小さな光が出射される発光素子を光源として用いた直下型の照明装置において、発光部で、面方向における強度が均一化された光を表示パネルに照射することができるとともに、薄型化が可能なものとなる。 Therefore, the illumination device according to the present invention is a direct illumination device that uses a light emitting element that emits light having a strong directivity and a small spread as a light source. Can be applied to the display panel and can be reduced in thickness.
また本発明によれば、発光部は、導光体に対して基板側に設けられ、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部材をさらに備える。この反射部材は、発光素子に対応する領域に開口が形成されて、基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて基板から離反するように延びる外周縁部とを含む。 According to the invention, the light emitting unit further includes a reflecting member that is provided on the substrate side with respect to the light guide and reflects at least a part of incident light. The reflecting member has an opening formed in a region corresponding to the light emitting element, and includes a base portion provided on the substrate and an outer peripheral edge portion extending away from the substrate as it goes outward from the base portion.
凹部から導光体内に入射した光は、一方主面と他方主面との間で反射を繰り返して外方（発光素子から遠ざかる方向）に拡散されながら導光されるが、一方主面で反射されて他方主面に到達した光の一部は、他方主面を透過して導光体から出射される。そこで、導光体に対して基板側に反射部材を設ける構成とすることによって、導光体内において他方主面で反射されることなく、他方主面から基板側に出射された光を、表示パネルに向けて反射部材で反射させることができるので、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。また、発光素子から出射される指向性が強く広がりの小さな光に対して、面方向における強度の均一化を、導光体と反射部材とを兼ね備えた構成で実現することによって、より薄型化された照明装置を実現することができる。 Light that has entered the light guide through the recess is repeatedly reflected between the one main surface and the other main surface and diffused outward (in the direction away from the light emitting element), but is reflected by one main surface. Then, a part of the light reaching the other main surface is transmitted through the other main surface and emitted from the light guide. Therefore, by providing a reflection member on the substrate side with respect to the light guide, the light emitted from the other main surface to the substrate side without being reflected by the other main surface in the light guide is displayed on the display panel. Therefore, the display panel can be irradiated with light whose intensity in the surface direction is made more uniform. In addition, for light that has a strong directivity emitted from the light emitting element and has a small spread, the intensity in the surface direction can be made uniform by using a structure that combines a light guide and a reflecting member. A lighting device can be realized.
また本発明によれば、反射部材の外周縁部は、基板に対する傾斜角度が異なる複数の領域を有し、この複数の領域の傾斜角度は、基部から外方になるにつれて大きくなる。これによって、面方向において外周縁部に対応した領域の、表示パネル側に反射する光の光量を増加させることができ、面方向における強度がより均一化された光を表示パネルに照射することができる。 Further, according to the present invention, the outer peripheral edge portion of the reflecting member has a plurality of regions having different inclination angles with respect to the substrate, and the inclination angles of the plurality of regions increase as they go outward from the base portion. As a result, the amount of light reflected on the display panel side in the region corresponding to the outer peripheral edge in the surface direction can be increased, and the display panel can be irradiated with light with a more uniform intensity in the surface direction. it can.
また本発明によれば、導光体の他方主面は、凹部の周縁端部から外方になるにつれて、基板から離反するように（表示パネルに近接するように）階段状に延びるように形成される。導光体は、一方主面が表示パネルに平行な平面であるのに対して、他方主面が外方（発光素子から遠ざかる方向）になるにつれて基板から離反するように（表示パネルに近接するように）階段状に延びるように形成されているので、導光体の厚みは、発光素子から遠ざかるにつれて薄くなっている。そのため、発光素子から遠ざかるにつれて光の強度が低下するのに対応して、導光体の一方主面から出射される光の光量を大きくすることができる。また、階段状の傾斜面は、たとえば、切削による加工が容易で精度の高い面とすることができる。 Further, according to the present invention, the other main surface of the light guide is formed to extend stepwise so as to move away from the substrate (close to the display panel) as it goes outward from the peripheral edge of the recess. Is done. The light guide has one main surface parallel to the display panel, while the other main surface moves away from the substrate (closer to the display panel) as it goes outward (in a direction away from the light emitting element). Thus, the thickness of the light guide becomes thinner as the distance from the light emitting element increases. Therefore, the amount of light emitted from the one main surface of the light guide can be increased in response to the light intensity decreasing as the distance from the light emitting element increases. Further, the stepped inclined surface can be a surface that is easy to process by cutting and has high accuracy, for example.
また本発明によれば、導光体の他方主面には、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部が形成されている。これによって、導光体内において一方主面で反射されて他方主面に到達した光を、より確実に反射させることができるので、導光体は、導光体内に入射した光を、一方主面と他方主面との間で反射を繰り返して外方（発光素子から遠ざかる方向）に拡散させながら導光し、一方主面から表示パネルに向けて出射することができる。 According to the invention, the other main surface of the light guide is formed with a reflecting portion that reflects at least part of incident light. As a result, the light reflected on the one main surface in the light guide and reaching the other main surface can be more reliably reflected, so that the light guide reflects the light incident on the one main surface on the one main surface. And the other main surface are repeatedly reflected and diffused outward (in a direction away from the light emitting element) to guide the light, and can be emitted from the one main surface toward the display panel.
また本発明によれば、導光体の一方主面側の中央部には、他方主面に向かって凹む凹部分が形成され、この凹部分の底部に前記散乱部が形成されている。このように、発光素子の直上に位置する一方主面側の凹部分の底部に、散乱部が形成されることによって、強度の大きな光が到達する発光素子の直上に対応して、導光体の一方主面から出射される光の光量を小さくすることができる。 According to the present invention, a concave portion that is recessed toward the other main surface is formed in the central portion on the one main surface side of the light guide, and the scattering portion is formed at the bottom of the concave portion. In this way, the light guide body corresponds to directly above the light emitting element where the light with high intensity reaches by forming the scattering portion at the bottom of the concave portion on the one main surface side located directly above the light emitting element. It is possible to reduce the amount of light emitted from one of the main surfaces.
また本発明によれば、照明装置は、発光部を複数備える。複数の発光部にそれぞれ備えられる導光体は、互いに一体的に成形される。これによって、複数の発光部の基板に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、照明装置の組立作業時に、導光体を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。 Moreover, according to this invention, an illuminating device is provided with multiple light emission parts. The light guides provided in each of the plurality of light emitting units are formed integrally with each other. As a result, it is possible to improve the accuracy of the arrangement position of the plurality of light emitting units with respect to the substrate, and it is possible to reduce the number of work for attaching the light guide during the assembly work of the lighting device, thereby improving the efficiency of the assembly work. can do.
また本発明によれば、照明装置は、発光部を複数備える。複数の発光部にそれぞれ備えられる反射部材は、互いに一体的に成形される。これによって、複数の発光部の基板に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、照明装置の組立作業時に、反射部材を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。 Moreover, according to this invention, an illuminating device is provided with multiple light emission parts. The reflecting members provided in the plurality of light emitting units are molded integrally with each other. As a result, the accuracy of the arrangement positions of the plurality of light emitting units with respect to the substrate can be improved, and the number of work for attaching the reflecting member can be reduced during the assembly work of the lighting device, thereby improving the efficiency of the assembly work. be able to.
また本発明によれば、表示装置は、面方向において強度が均一化された光を表示パネルに照射することができる、本発明に係る照明装置を備えているので、輝度むらなどの発生がなく、高画質画像を表示パネルに表示することができる。 In addition, according to the present invention, the display device includes the illumination device according to the present invention that can irradiate the display panel with light whose intensity is uniform in the plane direction, so that there is no occurrence of uneven brightness. High-quality images can be displayed on the display panel.
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１００の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１における切断面線Ａ−Ａで切断した液晶表示装置１００の断面図である。本発明の表示装置である液晶表示装置１００は、テレビジョンまたはパーソナルコンピュータなどにおいて、画像情報を出力することによって画像を表示画面に表示する装置である。表示画面は、液晶素子を有する透過型の表示パネルである液晶パネル２によって形成され、液晶パネル２は、矩形平板状に形成される。液晶パネル２において、厚み方向の２つの向きを前面２１側および背面２２側とする。液晶表示装置１００は画像を、前面２１側から見て視認可能に表示する。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device 100 taken along the cutting plane line AA in FIG. The liquid crystal display device 100 which is a display device of the present invention is a device that displays an image on a display screen by outputting image information in a television or a personal computer. The display screen is formed by a liquid crystal panel 2 that is a transmissive display panel having liquid crystal elements, and the liquid crystal panel 2 is formed in a rectangular flat plate shape. In the liquid crystal panel 2, two directions in the thickness direction are a front surface 21 side and a back surface 22 side. The liquid crystal display device 100 displays an image so as to be visible when viewed from the front 21 side.
液晶表示装置１００は、液晶パネル２と、本発明に係る照明装置であるバックライトユニット１とを備える。 The liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal panel 2 and a backlight unit 1 that is a lighting device according to the present invention.
液晶パネル２は、バックライトユニット１が備えるフレーム部材１３の底部１３１と平行に、側壁部１３２により支持される。液晶パネル２は、２枚の基板を含み、厚み方向から見て長方形の板状に形成される。液晶パネル２は、ＴＦＴ（thin film transistor）等のスイッチング素子を含み、２枚の基板の隙間には液晶が注入されている。液晶パネル２は、背面２２側に配置されるバックライトユニット１からの光がバックライトとして照射されることによって、表示機能を発揮する。前記２枚の基板には、液晶パネル２における画素の駆動制御用のドライバー（ソースドライバ）、種々の素子および配線が設けられている。 The liquid crystal panel 2 is supported by the side wall portion 132 in parallel with the bottom portion 131 of the frame member 13 provided in the backlight unit 1. The liquid crystal panel 2 includes two substrates and is formed in a rectangular plate shape when viewed from the thickness direction. The liquid crystal panel 2 includes a switching element such as a thin film transistor (TFT), and liquid crystal is injected into a gap between the two substrates. The liquid crystal panel 2 exhibits a display function by being irradiated with light from the backlight unit 1 disposed on the back surface 22 side as a backlight. The two substrates are provided with drivers (source drivers) for driving the pixels in the liquid crystal panel 2, various elements, and wirings.
また、液晶表示装置１００において、液晶パネル２とバックライトユニット１との間には、拡散板３が、液晶パネル２に平行に配置される。なお、液晶パネル２と拡散板３との間に、光学シートを配置してもよい。 In the liquid crystal display device 100, a diffusion plate 3 is disposed between the liquid crystal panel 2 and the backlight unit 1 in parallel with the liquid crystal panel 2. An optical sheet may be arranged between the liquid crystal panel 2 and the diffusion plate 3.
拡散板３は、バックライトユニット１から照射される光を、面方向に拡散することによって、輝度が局所的に偏ることを防止する。光学シートは、拡散板３を介して背面２２側から到達した光の進行の向きを、前面２１側に向ける。拡散板３では、輝度が面方向に偏ることを防ぐために、光の進行方向は、ベクトル成分として、面方向の成分を多く含む。これに対し光学シートは、面方向のベクトル成分を多く含む光の進行方向を、厚み方向の成分を多く含む光の進行方向に変換する。具体的には、光学シートは、レンズまたはプリズム状に形成される部分が面方向に多数並んで形成され、これによって、厚み方向に進行する光の拡散度を小さくする。したがって、液晶表示装置１００による表示において、輝度を上昇させることができる。 The diffusion plate 3 prevents the brightness from being locally biased by diffusing the light emitted from the backlight unit 1 in the surface direction. The optical sheet directs the traveling direction of the light reaching from the back surface 22 side through the diffusion plate 3 to the front surface 21 side. In the diffusing plate 3, in order to prevent the luminance from being biased in the surface direction, the traveling direction of light includes a lot of components in the surface direction as vector components. On the other hand, the optical sheet converts the traveling direction of light containing a lot of vector components in the plane direction into the traveling direction of light containing many components in the thickness direction. Specifically, the optical sheet is formed with a large number of lens or prism-shaped portions arranged in the plane direction, thereby reducing the degree of diffusion of light traveling in the thickness direction. Therefore, the luminance can be increased in the display by the liquid crystal display device 100.
バックライトユニット１は、液晶パネル２に背面２２側から光を照射する直下型のバックライト装置である。バックライトユニット１は、液晶パネル２に光を照射する複数の発光部１１と、プリント基板１２と、フレーム部材１３とを含む。 The backlight unit 1 is a direct type backlight device that irradiates the liquid crystal panel 2 with light from the back surface 22 side. The backlight unit 1 includes a plurality of light emitting units 11 that irradiate light to the liquid crystal panel 2, a printed circuit board 12, and a frame member 13.
フレーム部材１３は、バックライトユニット１の基本構造体であり、液晶パネル２と予め定められた間隔をあけて対向する平板状の底部１３１と、底部１３１に連なり底部１３１から立ち上がる側壁部１３２とからなる。底部１３１は、厚み方向から見て長方形に形成され、その大きさは液晶パネル２よりも少し大き目である。側壁部１３２は、底部１３１のうち短辺を成す２つの端部と、長辺を成す２つの端部とから液晶パネル２の前面２１側に立ち上がって形成される。これによって、平板状の側壁部１３２が底部１３１の周囲に４つ、形成される。 The frame member 13 is a basic structure of the backlight unit 1, and includes a flat plate-like bottom portion 131 that faces the liquid crystal panel 2 at a predetermined interval, and a side wall portion 132 that is connected to the bottom portion 131 and rises from the bottom portion 131. Become. The bottom 131 is formed in a rectangular shape when viewed from the thickness direction, and its size is slightly larger than that of the liquid crystal panel 2. The side wall part 132 is formed to rise from the two end parts forming the short side of the bottom part 131 and the two end parts forming the long side to the front surface 21 side of the liquid crystal panel 2. As a result, four flat side wall portions 132 are formed around the bottom portion 131.
プリント基板１２は、フレーム部材１３の底部１３１に固定される。このプリント基板１２上には、複数の発光部１１が設けられる。プリント基板１２は、たとえば、導電層が両面に形成されたガラスエポキシからなる基板である。 The printed circuit board 12 is fixed to the bottom 131 of the frame member 13. A plurality of light emitting units 11 are provided on the printed circuit board 12. The printed circuit board 12 is, for example, a substrate made of glass epoxy having conductive layers formed on both sides.
複数の発光部１１は、液晶パネル２に光を照射するものである。本実施形態では、複数の発光部１１を１つの群として、拡散板３を介して液晶パネル２の背面２２の全体にわたって対向するように、複数の発光部１１がプリント基板１２上にマトリクス状に設けられる。各発光部１１は、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その大きさは光量が６０００ｃｄとなるように規定され、一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。 The plurality of light emitting units 11 irradiate the liquid crystal panel 2 with light. In the present embodiment, the plurality of light emitting units 11 are arranged in a matrix on the printed circuit board 12 so as to face the entire back surface 22 of the liquid crystal panel 2 through the diffusion plate 3 as a group. Provided. Each light emitting portion 11 is formed in a square shape when viewed from a direction perpendicular to the bottom portion 131 of the frame member 13, the size thereof is defined so that the amount of light is 6000 cd, and the length of one side is, for example, 55 mm.
複数の発光部１１は、それぞれ、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１１と、導光体１１２とを含む。 Each of the plurality of light emitting units 11 includes a light emitting diode (LED) 111 that is a light emitting element, and a light guide body 112.
ＬＥＤ１１１は、プリント基板１２に実装され、光を出射する。ＬＥＤ１１１は、発光部１１をフレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見たときに、中央部に位置する。複数の発光部１１において、それぞれのＬＥＤ１１１による光の出射の制御は、互いに独立して制御可能である。これによって、バックライトユニット１は、部分的な調光制御（ローカルディミング）が可能である。ＬＥＤ１１１は、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形であり、その一辺の長さは、たとえば２．８ｍｍである。 The LED 111 is mounted on the printed circuit board 12 and emits light. The LED 111 is located at the center when the light emitting unit 11 is viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13. In the plurality of light emitting units 11, the light emission control by the respective LEDs 111 can be controlled independently of each other. Thereby, the backlight unit 1 can perform partial dimming control (local dimming). The LED 111 is square when viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13, and the length of one side thereof is, for example, 2.8 mm.
導光体１１２は、透光性を有し、たとえばガラス、アクリル樹脂などからなる。導光体１１２は、ＬＥＤ１１１と、液晶パネル２に対してプリント基板１２側に設けられる拡散板３との間に設けられ、ＬＥＤ１１１から出射された光を拡散させて、拡散板３に向けて、すなわち液晶パネル２に向けて出射する。 The light guide 112 has translucency and is made of, for example, glass or acrylic resin. The light guide 112 is provided between the LED 111 and the diffusion plate 3 provided on the printed circuit board 12 side with respect to the liquid crystal panel 2, diffuses the light emitted from the LED 111, toward the diffusion plate 3, That is, the light is emitted toward the liquid crystal panel 2.
図３は、導光体１１２の構成を示す図である。発光部１１が備える導光体１１２は、拡散板３を介して液晶パネル２に対向する側の一方主面１１２１が液晶パネル２に対して平行（プリント基板１２に対して平行）な平面であり、ＬＥＤ１１１に対向する側の他方主面１１２２が液晶パネル２に対して傾斜した（プリント基板１２に対して傾斜した）傾斜面となる逆錐形状に形成される。本実施形態では、導光体１１２は、一方主面１１２１が正方形状の逆四角錐形状に形成されている。さらに、導光体１１２の一方主面１１２１側の中央部には、入射する光を散乱させる散乱部１１２３が形成され、他方主面１１２２側の中央部には、ＬＥＤ１１１を取り囲むように設けられ、ＬＥＤ１１１から出射された光が入射される凹部１１２４が形成される。本実施形態では、導光体１１２において、散乱部１１２３および凹部１１２４の中心は、ＬＥＤ１１１の光軸上に位置する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the light guide 112. The light guide 112 provided in the light emitting unit 11 is a plane in which one main surface 1121 on the side facing the liquid crystal panel 2 through the diffusion plate 3 is parallel to the liquid crystal panel 2 (parallel to the printed circuit board 12). The other main surface 1122 on the side facing the LED 111 is formed in an inverted cone shape that is an inclined surface inclined with respect to the liquid crystal panel 2 (inclined with respect to the printed circuit board 12). In the present embodiment, the light guide 112 is formed in an inverted quadrangular pyramid shape whose one main surface 1121 is square. Furthermore, a scattering portion 1123 that scatters incident light is formed in the central portion on the one main surface 1121 side of the light guide 112, and a central portion on the other main surface 1122 side is provided so as to surround the LED 111, A recess 1124 into which light emitted from the LED 111 is incident is formed. In the present embodiment, in the light guide 112, the centers of the scattering portion 1123 and the concave portion 1124 are located on the optical axis of the LED 111.
導光体１１２の一方主面１１２１は、前述したように、正方形状であり、その一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。この一方主面１１２１側に形成される散乱部１１２３は、一方主面１１２１に垂直な方向（フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向）から見て円形であり、その直径は、ＬＥＤ１１１から出射される光の波長に対する輝度のスペクトル分布において、ピーク輝度に対して１／２の輝度となる波長範囲（半値幅）以上に設定され、たとえば１０ｍｍである。この散乱部１１２３の散乱構造は、ブラスト処理、成型時のパターン付与処理、シリカ、酸化マグネシウム、白色顔料などの微粉末の付着処理などにより実現できる。 As described above, the one main surface 1121 of the light guide 112 has a square shape, and the length of one side thereof is, for example, 55 mm. The scattering portion 1123 formed on the one main surface 1121 side is circular when viewed from the direction perpendicular to the one main surface 1121 (direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13), and the diameter thereof is emitted from the LED 111. In the spectral distribution of the luminance with respect to the wavelength of light, the wavelength is set to be equal to or greater than a wavelength range (half-value width) that is 1/2 of the peak luminance, for example, 10 mm. The scattering structure of the scattering portion 1123 can be realized by blast processing, pattern application processing during molding, adhesion processing of fine powders such as silica, magnesium oxide, and white pigment.
また、導光体１１２の他方主面１１２２側の中央部に形成される凹部１１２４は、一方主面１１２１に垂直な方向から見て正方形であり、その一辺の長さは、たとえば３ｍｍである。本実施形態では、この凹部１１２４は、最大深さ０．５ｍｍのドーム形状である。 In addition, the concave portion 1124 formed in the central portion on the other main surface 1122 side of the light guide 112 is a square when viewed from the direction perpendicular to the one main surface 1121, and the length of one side thereof is, for example, 3 mm. In the present embodiment, the recess 1124 has a dome shape with a maximum depth of 0.5 mm.
また、導光体１１２の他方主面１１２２は、凹部１１２４の外周縁端部から外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれて液晶パネル２に近接するように（プリント基板１２から離反するように）延びる傾斜面となっており、他方主面１１２２の液晶パネル２に対する傾斜角度、すなわち、他方主面１１２２と液晶パネル２との成す角度のうち小さい方の角度は、たとえば８．７°である。また、他方主面１１２２において、凹部１１２４の外周縁端部から他方主面１１２２の外方端部までの長さは、たとえば２６．３ｍｍである。 In addition, the other main surface 1122 of the light guide 112 is closer to the liquid crystal panel 2 (so as to be separated from the printed circuit board 12) as it goes outward (in a direction away from the LED 111) from the outer peripheral edge of the recess 1124. The angle of inclination of the other main surface 1122 with respect to the liquid crystal panel 2, that is, the smaller angle among the angles formed by the other main surface 1122 and the liquid crystal panel 2 is, for example, 8.7 °. Moreover, in the other main surface 1122, the length from the outer peripheral edge part of the recessed part 1124 to the outer end part of the other main surface 1122 is 26.3 mm, for example.
さらに、導光体１１２において、凹部１１２４の外周縁端部から一方主面１１２１までの長さ（逆四角錐形状の導光体１１２における最大厚み）は、たとえば４ｍｍであり、他方主面１１２２の外方端部から一方主面１１２１の外方端部までの長さ（逆四角錐形状の導光体１１２における最小厚み）は、たとえば１ｍｍである。 Further, in the light guide 112, the length from the outer peripheral edge of the recess 1124 to the one main surface 1121 (maximum thickness in the inverted quadrangular pyramid light guide 112) is, for example, 4 mm, and the other main surface 1122 The length from the outer end portion to the outer end portion of one main surface 1121 (minimum thickness in light guide 112 having an inverted quadrangular pyramid shape) is, for example, 1 mm.
また、複数の発光部１１にそれぞれ備えられる導光体１１２は、互いに一体的に成形されるのが好ましい。このように、複数の発光部１１にそれぞれ備えられる導光体１１２を一体成形することによって、複数の発光部１１のプリント基板１２に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、バックライトユニット１の組立作業時に、導光体１１２を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。 Moreover, it is preferable that the light guides 112 provided in each of the plurality of light emitting units 11 are integrally formed with each other. As described above, by integrally forming the light guides 112 respectively provided in the plurality of light emitting units 11, the accuracy of the arrangement positions of the plurality of light emitting units 11 with respect to the printed circuit board 12 can be improved, and the backlight unit 1. Since the number of operations for attaching the light guide 112 can be reduced during the assembly operation, the efficiency of the assembly operation can be improved.
以上のように構成されるバックライトユニット１を備える液晶表示装置１００における、ＬＥＤ１１１から出射した光の光路について図４を用いて説明する。図４は、液晶表示装置１００における光路を説明するための図である。 The optical path of the light emitted from the LED 111 in the liquid crystal display device 100 including the backlight unit 1 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining an optical path in the liquid crystal display device 100.
バックライトユニット１において、ＬＥＤ１１１から出射した、指向性が強く広がりの小さな光は、導光体１１２の他方主面１１２２側の中央部に形成された凹部１１２４から導光体１１２に入射する。凹部１１２４から導光体１１２内に入射した光は、一方主面１１２１に到達し、この一方主面１１２１から一部が液晶パネル２に向けて出射され、残部が傾斜面となっている他方主面１１２２に向けて反射される。導光体１１２内において一方主面１１２１で反射されて他方主面１１２２に到達した光は、一方主面１１２１に向けて反射される。このようにして、導光体１１２内に入射した光は、一方主面１１２１と他方主面１１２２との間で反射を繰り返して外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に拡散されながら導光され、一方主面１１２１から液晶パネル２に向けて出射される。 In the backlight unit 1, light having a strong directivity and a small spread emitted from the LED 111 is incident on the light guide 112 from a concave portion 1124 formed in the central portion on the other main surface 1122 side of the light guide 112. The light that has entered the light guide 112 from the concave portion 1124 reaches one main surface 1121, a part of the light is emitted from the one main surface 1121 toward the liquid crystal panel 2, and the remaining main portion is an inclined surface. Reflected toward the surface 1122. The light that has been reflected by the one main surface 1121 and reached the other main surface 1122 in the light guide 112 is reflected toward the one main surface 1121. In this way, the light incident on the light guide 112 is guided while being diffused outward (in the direction away from the LED 111) by repeatedly reflecting between the one main surface 1121 and the other main surface 1122. The light is emitted from the main surface 1121 toward the liquid crystal panel 2.
本実施形態のバックライトユニット１において導光体１１２は、逆四角錐形状に形成されて、一方主面１１２１が液晶パネル２に平行な平面であるのに対して、他方主面１１２２が外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれて液晶パネル２に近接するように延びる傾斜面となっているので、導光体１１２の厚みは、ＬＥＤ１１１から遠ざかるにつれて薄くなっている。そのため、ＬＥＤ１１１から遠ざかるにつれて光の強度が低下するのに対応して、導光体１１２の一方主面１１２１から出射される光の光量を大きくすることができる。 In the backlight unit 1 of the present embodiment, the light guide 112 is formed in an inverted quadrangular pyramid shape, and the one main surface 1121 is a plane parallel to the liquid crystal panel 2 while the other main surface 1122 is outward. Since it becomes the inclined surface extended so that it may approach the liquid crystal panel 2 as it goes (the direction away from LED111), the thickness of the light guide 112 becomes thin as it distances from LED111. Therefore, the amount of light emitted from the one main surface 1121 of the light guide 112 can be increased corresponding to the decrease in light intensity as the distance from the LED 111 increases.
また、ＬＥＤ１１１から出射された光は、他方主面１１２２側の中央部に形成された凹部１１２４から導光体１１２内に入射されるので、導光体１１２において凹部１１２４に対向する一方主面１１２１の中央部は、ＬＥＤ１１１の直上に位置し、強度の大きな光が到達することになる。本実施形態のバックライトユニット１において導光体１１２は、ＬＥＤ１１１の直上に位置する一方主面１１２１側の中央部に、入射する光を散乱させる散乱部１１２３が形成されているので、強度の大きな光が到達するＬＥＤ１１１の直上に対応して、導光体１１２の一方主面１１２１から出射される光の光量を小さくすることができる。 In addition, the light emitted from the LED 111 is incident on the light guide 112 from the concave portion 1124 formed in the central portion on the other main surface 1122 side, and thus the one main surface 1121 facing the concave portion 1124 in the light guide 112. The central part of is located immediately above the LED 111, and light with high intensity reaches. In the backlight unit 1 of the present embodiment, the light guide 112 is formed with a scattering portion 1123 that scatters incident light at the central portion on the one main surface 1121 side that is located immediately above the LED 111, so that the strength is high. The amount of light emitted from the one main surface 1121 of the light guide 112 can be reduced in correspondence with the LED 111 directly reaching the light.
したがって、本実施形態のバックライトユニット１は、指向性が強く広がりの小さな光が出射されるＬＥＤ１１１を光源として用いた直下型のバックライトユニット１において、各発光部１１で、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル２に照射することができるとともに、薄型化が可能なものとなる。これによって、液晶表示装置１００では、液晶パネル２の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。 Therefore, the backlight unit 1 of the present embodiment is a direct-type backlight unit 1 that uses the LED 111 that emits light with strong directivity and small spread as a light source. It is possible to irradiate the liquid crystal panel 2 with the uniformed light and to reduce the thickness. As a result, the liquid crystal display device 100 can display a high-quality image in which luminance is not locally biased in the surface direction of the liquid crystal panel 2 and generation of luminance unevenness is suppressed.
また、導光体１１２の他方主面１１２２には、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部である反射コート層が形成されていてもよい。これによって、導光体１１２内において一方主面１１２１で反射されて他方主面１１２２に到達した光を、より確実に反射させることができるので、導光体１１２は、導光体１１２内に入射した光を、一方主面１１２１と他方主面１１２２との間で反射を繰り返して外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に拡散させながら導光し、一方主面１１２１から液晶パネル２に向けて出射することができる。反射コート層は、アルミニウムなどからなる反射材を蒸着、塗布、貼付けなどの方法で形成することができる。 In addition, a reflection coat layer that is a reflection part that reflects at least part of incident light may be formed on the other main surface 1122 of the light guide 112. As a result, the light reflected by the one main surface 1121 and reaching the other main surface 1122 in the light guide 112 can be more reliably reflected, so that the light guide 112 enters the light guide 112. The reflected light is repeatedly reflected between the one main surface 1121 and the other main surface 1122 while being diffused outward (in a direction away from the LED 111), and is emitted from the one main surface 1121 toward the liquid crystal panel 2. be able to. The reflective coating layer can be formed by a method such as vapor deposition, application, or pasting of a reflective material made of aluminum or the like.
図５は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置２００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置２００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device 200 according to the second embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 200 of this embodiment is similar to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
液晶表示装置２００は、バックライトユニット２０１の発光部２１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。 The liquid crystal display device 200 is the same as the liquid crystal display device 100 except that the configuration of the light emitting unit 211 of the backlight unit 201 is different from the configuration of the light emitting unit 11 of the backlight unit 1 described above.
バックライトユニット２０１の発光部２１１は、導光体２１２の構成が前述した導光体１１２と異なる。発光部２１１が備える導光体２１２は、拡散板３を介して液晶パネル２に対向する側の一方主面２１２１が液晶パネル２に対して平行な四角形状（本実施形態では正方形状）の平面であり、ＬＥＤ１１１に対向する側の他方主面２１２２が、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれて液晶パネル２に近接するように階段状に延びるように形成されている。さらに、導光体２１２の一方主面２１２１側の中央部には、入射する光を散乱させる散乱部２１２３が形成され、他方主面２１２２側の中央部には、ＬＥＤ１１１を取り囲むように設けられ、ＬＥＤ１１１から出射された光が入射される凹部２１２４が形成される。本実施形態では、導光体２１２において、散乱部２１２３および凹部２１２４の中心は、ＬＥＤ１１１の光軸上に位置する。 The light emitting unit 211 of the backlight unit 201 is different from the light guide 112 described above in the configuration of the light guide 212. The light guide 212 provided in the light emitting unit 211 is a quadrangular (square in the present embodiment) plane in which the one main surface 2121 facing the liquid crystal panel 2 via the diffusion plate 3 is parallel to the liquid crystal panel 2. The other main surface 2122 on the side facing the LED 111 is formed so as to extend stepwise so as to approach the liquid crystal panel 2 as it goes outward (in a direction away from the LED 111). Further, a scattering portion 2123 that scatters incident light is formed in the central portion on the one main surface 2121 side of the light guide 212, and a central portion on the other main surface 2122 side is provided so as to surround the LED 111, A recess 2124 into which light emitted from the LED 111 is incident is formed. In the present embodiment, in the light guide 212, the centers of the scattering portion 2123 and the recess 2124 are located on the optical axis of the LED 111.
発光部２１１が備える導光体２１２は、他方主面２１２２が階段状に形成されていること以外は、前述した導光体１１２と同様である。本実施形態では、導光体２１２は、一方主面２１２１が液晶パネル２に平行な平面であるのに対して、他方主面２１２２が外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれて液晶パネル２に近接するように階段状に延びるように形成されているので、導光体２１２の厚みは、ＬＥＤ１１１から遠ざかるにつれて薄くなっている。そのため、ＬＥＤ１１１から遠ざかるにつれて光の強度が低下するのに対応して、導光体２１２の一方主面２１２１から出射される光の光量を大きくすることができる。また、階段状の傾斜面となる他方主面２１２２は、たとえば、切削による加工が容易で精度の高い面とすることができる。 The light guide 212 provided in the light emitting unit 211 is the same as the light guide 112 described above except that the other main surface 2122 is formed in a step shape. In the present embodiment, the light guide 212 has a first main surface 2121 which is a plane parallel to the liquid crystal panel 2, while the other main surface 2122 is moved outward (in a direction away from the LED 111) toward the liquid crystal panel 2. Since it is formed so as to extend stepwise so as to be close to each other, the thickness of the light guide 212 is reduced as the distance from the LED 111 increases. Therefore, the amount of light emitted from the one main surface 2121 of the light guide 212 can be increased in response to the light intensity decreasing as the distance from the LED 111 increases. Moreover, the other main surface 2122 which becomes a step-like inclined surface can be made into a surface with high accuracy which is easy to process by cutting, for example.
したがって、本実施形態のバックライトユニット２０１は、指向性が強く広がりの小さな光が出射されるＬＥＤ１１１を光源として用いた直下型のバックライトユニット２０１において、各発光部２１１で、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル２に照射することができるとともに、薄型化が可能なものとなる。これによって、液晶表示装置２００では、液晶パネル２の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。 Therefore, the backlight unit 201 of the present embodiment is a direct-type backlight unit 201 using the LED 111 that emits light with strong directivity and small spread as a light source. It is possible to irradiate the liquid crystal panel 2 with the uniformed light and to reduce the thickness. Accordingly, the liquid crystal display device 200 can display a high-quality image in which the luminance is prevented from being locally biased in the surface direction of the liquid crystal panel 2 and the occurrence of luminance unevenness is suppressed.
また、導光体２１２の他方主面２１２２には、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部である反射コート層が形成されていてもよい。なお、反射コート層は、階段状に形成される他方主面２１２２における一方主面２１２１に平行な面および垂直な面のいずれの面にも形成される。これによって、導光体２１２内において一方主面２１２１で反射されて他方主面２１２２に到達した光を、より確実に反射させることができるので、導光体２１２は、導光体２１２内に入射した光を、一方主面２１２１と他方主面２１２２との間で反射を繰り返して外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に拡散させながら導光し、一方主面２１２１から液晶パネル２に向けて出射することができる。 In addition, a reflection coat layer that is a reflection portion that reflects at least part of incident light may be formed on the other main surface 2122 of the light guide 212. The reflective coating layer is formed on either the surface parallel to the one main surface 2121 or the surface perpendicular to the one main surface 2121 in the other main surface 2122 formed in a stepped shape. As a result, the light reflected by the one main surface 2121 and reaching the other main surface 2122 in the light guide 212 can be more reliably reflected, so that the light guide 212 enters the light guide 212. The reflected light is repeatedly reflected between the one main surface 2121 and the other main surface 2122 and diffused outward (in a direction away from the LED 111), and then is emitted from the one main surface 2121 toward the liquid crystal panel 2. be able to.
図６は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置３００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置３００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device 300 according to the third embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 300 of the present embodiment is similar to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
液晶表示装置３００は、バックライトユニット３０１の発光部３１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。 The liquid crystal display device 300 is the same as the liquid crystal display device 100 except that the configuration of the light emitting unit 311 of the backlight unit 301 is different from the configuration of the light emitting unit 11 of the backlight unit 1 described above.
バックライトユニット３０１の発光部３１１は、導光体３１２の構成が前述した導光体１１２と異なる。発光部３１１が備える導光体３１２は、拡散板３を介して液晶パネル２に対向する側の一方主面３１２１が液晶パネル２に対して平行な平面（本実施形態では正方形状の平面）であり、ＬＥＤ１１１に対向する側の他方主面３１２２が液晶パネル２に対して傾斜した傾斜面となる逆四角錐形状に形成される。さらに、導光体３１２の一方主面３１２１側の中央部には、他方主面３１２２に向かって凹む凹部分となる一方主面側凹部３１２４が形成され、この一方主面側凹部３１２４の底部の中央部に散乱部３１２３が形成されている。また、他方主面３１２２側の中央部には、ＬＥＤ１１１を取り囲むように設けられ、ＬＥＤ１１１から出射された光が入射される凹部３１２５が形成される。本実施形態では、導光体３１２において、散乱部３１２３、一方主面側凹部３１２４および凹部３１２５の中心は、ＬＥＤ１１１の光軸上に位置する。 The light emitting unit 311 of the backlight unit 301 is different from the light guide 112 described above in the configuration of the light guide 312. The light guide 312 provided in the light emitting unit 311 is a plane (a square plane in the present embodiment) in which one main surface 3121 on the side facing the liquid crystal panel 2 through the diffusion plate 3 is parallel to the liquid crystal panel 2. The other main surface 3122 on the side facing the LED 111 is formed in an inverted quadrangular pyramid shape that is an inclined surface inclined with respect to the liquid crystal panel 2. Furthermore, a first main surface side concave portion 3124 corresponding to a concave portion recessed toward the other main surface 3122 is formed at the central portion on the one main surface 3121 side of the light guide 312, and a bottom portion of the one main surface side concave portion 3124 is formed. A scattering portion 3123 is formed at the center. In addition, a recess 3125 is formed in the central portion on the other main surface 3122 side so as to surround the LED 111 and into which the light emitted from the LED 111 is incident. In the present embodiment, in the light guide 312, the centers of the scattering portion 3123, the one main surface side recess 3124 and the recess 3125 are located on the optical axis of the LED 111.
発光部３１１が備える導光体３１２は、一方主面３１２１側の中央部に一方主面側凹部３１２４が形成され、その一方主面側凹部３１２４の底部に散乱部３１２３が形成されていること以外は、前述した導光体１１２と同様である。一方主面側凹部３１２４は、一方主面３１２１に垂直な方向から見て正方形であり、その一辺の長さは、たとえば１０ｍｍである。本実施形態では、この一方主面側凹部３１２４は、最大深さ２ｍｍのドーム形状である。 The light guide 312 provided in the light emitting unit 311 has one main surface side concave portion 3124 formed in the central portion on the one main surface 3121 side, and a scattering portion 3123 formed on the bottom portion of the one main surface side concave portion 3124. Is the same as the light guide 112 described above. On the other hand, main surface side recess 3124 is square when viewed from the direction perpendicular to one main surface 3121, and the length of one side thereof is, for example, 10 mm. In the present embodiment, the one main surface side recess 3124 has a dome shape with a maximum depth of 2 mm.
導光体３１２では、ＬＥＤ１１１の直上に位置する一方主面側凹部３１２４の底部に、散乱部３１２３が形成されることによって、強度の大きな光が到達するＬＥＤ１１１の直上に対応して、導光体３１２の一方主面３１２１から出射される光の光量を小さくすることができる。 In the light guide 312, the scattering portion 3123 is formed at the bottom of the one main surface side recess 3124 located immediately above the LED 111, so that the light guide corresponds to directly above the LED 111 where the light having a high intensity reaches. The amount of light emitted from one main surface 3121 of 312 can be reduced.
したがって、本実施形態のバックライトユニット３０１は、指向性が強く広がりの小さな光が出射されるＬＥＤ１１１を光源として用いた直下型のバックライトユニット３０１において、各発光部３１１で、面方向における強度が均一化された光を液晶パネル２に照射することができるとともに、薄型化が可能なものとなる。これによって、液晶表示装置３００では、液晶パネル２の面方向において輝度が局所的に偏ることが防止され、輝度むらの発生が抑制された高品質の画像を表示することができる。 Therefore, the backlight unit 301 of the present embodiment is a direct-type backlight unit 301 using the LED 111 that emits light with strong directivity and small spread as a light source. It is possible to irradiate the liquid crystal panel 2 with the uniformed light and to reduce the thickness. Accordingly, the liquid crystal display device 300 can display a high-quality image in which the luminance is prevented from being locally biased in the surface direction of the liquid crystal panel 2 and the occurrence of luminance unevenness is suppressed.
また、導光体３１２の他方主面３１２２には、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部である反射コート層が形成されていてもよい。これによって、導光体３１２内において一方主面３１２１で反射されて他方主面３１２２に到達した光を、より確実に反射させることができるので、導光体３１２は、導光体３１２内に入射した光を、一方主面３１２１と他方主面３１２２との間で反射を繰り返して外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に拡散させながら導光し、一方主面３１２１から液晶パネル２に向けて出射することができる。 In addition, a reflection coat layer that is a reflection portion that reflects at least part of incident light may be formed on the other main surface 3122 of the light guide 312. As a result, the light reflected by the one main surface 3121 and reaching the other main surface 3122 in the light guide 312 can be more reliably reflected, so that the light guide 312 enters the light guide 312. The reflected light is repeatedly reflected between the one main surface 3121 and the other main surface 3122 to be diffused outward (in the direction away from the LED 111), and then emitted from the one main surface 3121 toward the liquid crystal panel 2. be able to.
図７は、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置４００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置４００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device 400 according to the fourth embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 400 of this embodiment is similar to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
液晶表示装置４００は、バックライトユニット４０１の発光部４１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。 The liquid crystal display device 400 is the same as the liquid crystal display device 100 except that the configuration of the light emitting unit 411 of the backlight unit 401 is different from the configuration of the light emitting unit 11 of the backlight unit 1 described above.
バックライトユニット４０１の発光部４１１は、反射部材である反射板４１２をさらに備える。反射板４１２は、入射する光の少なくとも一部を反射する。図８は、反射板４１２の構成を示す図である。反射板４１２は、ＬＥＤ１１１から照射される光に対して高い反射率、理想的には１００％の反射率を有する。ここで、反射板４１２を構成する材料自身の反射率は、ＪＩＳ−Ｋ−７３７５に準拠して測定することができる。 The light emitting unit 411 of the backlight unit 401 further includes a reflecting plate 412 that is a reflecting member. The reflection plate 412 reflects at least part of the incident light. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the reflecting plate 412. The reflector 412 has a high reflectance with respect to the light emitted from the LED 111, ideally 100%. Here, the reflectance of the material itself constituting the reflection plate 412 can be measured according to JIS-K-7375.
反射板４１２は、高輝性ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、アルミニウムなどからなる。高輝性ＰＥＴとは、蛍光剤を含有した発泡性ＰＥＴであり、たとえば、東レ株式会社製のＥ６０Ｖ（商品名）などを挙げることができる。反射板４１２は、矩形板状に形成され、その厚みは、たとえば０．１〜０．５ｍｍである。 The reflector 412 is made of high-brightness PET (Polyethylene Terephthalate), aluminum, or the like. High-brightness PET is foamable PET containing a fluorescent agent, and examples thereof include E60V (trade name) manufactured by Toray Industries, Inc. The reflection plate 412 is formed in a rectangular plate shape, and the thickness thereof is, for example, 0.1 to 0.5 mm.
反射板４１２は、基部４１２１と、第１外周縁部４１２２と、第２外周縁部４１２３とを含む。 The reflector 412 includes a base 4121, a first outer peripheral edge 4122, and a second outer peripheral edge 4123.
基部４１２１は、ＬＥＤ１１１に対応する領域に開口が形成されて、プリント基板１２上に設けられる。換言すれば、基部４１２１は、開口が形成され、その開口によってＬＥＤ１１１が液晶パネル２側の面に露出するように、プリント基板１２に沿って外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に延びる。すなわち、基部４１２１の内周縁がＬＥＤ１１１が露出する開口となる。基部４１２１のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、基部４１２１とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、０〜１５°に設定され、たとえば０°である。また、基部４１２１は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば１０ｍｍである。 The base 4121 is provided on the printed circuit board 12 with an opening formed in a region corresponding to the LED 111. In other words, the base 4121 is formed with an opening, and extends outward (in a direction away from the LED 111) along the printed circuit board 12 so that the LED 111 is exposed to the surface on the liquid crystal panel 2 side. That is, the inner peripheral edge of the base 4121 is an opening through which the LED 111 is exposed. The inclination angle of the base 4121 with respect to the printed circuit board 12, that is, the smaller angle of the angles formed by the base 4121 and the printed circuit board 12 is set to 0 to 15 °, for example, 0 °. In addition, the base 4121 has a region surrounded by an outer peripheral edge thereof formed in a square shape when viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13, and the length of one side thereof is, for example, 10 mm.
第１外周縁部４１２２は、基部４１２１の外周縁端部に連なり、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。第１外周縁部４１２２のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、第１外周縁部４１２２とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、１５〜７５°に設定され、たとえば１５°である。また、第１外周縁部４１２２は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば３０ｍｍである。 The first outer peripheral edge portion 4122 is connected to the outer peripheral edge portion of the base portion 4121, and extends so as to be separated from the printed circuit board 12 as it goes outward (in a direction away from the LED 111). The inclination angle of the first outer peripheral edge portion 4122 with respect to the printed circuit board 12, that is, the smaller one of the angles formed by the first outer peripheral edge portion 4122 and the printed circuit board 12 is set to 15 to 75 °, for example, 15 °. is there. In addition, the first outer peripheral edge 4122 is formed such that a region surrounded by the outer peripheral edge is formed in a square shape when viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13, and the length of one side thereof is, for example, 30 mm.
第２外周縁部４１２３は、第１外周縁部４１２２の外周縁端部に連なり、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。第２外周縁部４１２３のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、第２外周縁部４１２３とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、７５〜９０°に設定され、たとえば７５°である。また、第２外周縁部４１２３は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。 The second outer peripheral edge portion 4123 is connected to the outer peripheral edge portion of the first outer peripheral edge portion 4122, and extends so as to be separated from the printed circuit board 12 as it goes outward (in a direction away from the LED 111). The inclination angle of the second outer peripheral edge portion 4123 with respect to the printed circuit board 12, that is, the smaller one of the angles formed by the second outer peripheral edge portion 4123 and the printed circuit board 12 is set to 75 to 90 °, for example, 75 °. is there. In addition, the second outer peripheral edge 4123 has a region surrounded by the outer peripheral edge formed in a square shape when viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13, and the length of one side thereof is, for example, 55 mm.
反射板４１２を備えることによる、各発光部４１１内における面方向の輝度均一性の向上効果は、発光部４１１の開口部側、すなわち液晶パネル２側において液晶パネル２に平行な平面上の輝度分布を、反射板４１２の有無について比較することによって測定することができる。反射板４１２を備えない場合には、発光部４１１内における輝度分布は、ＬＥＤ１１１が配置される中央部が周縁部よりも輝度が多少大きくなる可能性があるが、反射板４１２を備えることによって、発光部４１１内の面方向における輝度がより均一なものとなる。 By providing the reflecting plate 412, the effect of improving the luminance uniformity in the surface direction in each light emitting unit 411 is that the luminance distribution on a plane parallel to the liquid crystal panel 2 on the opening side of the light emitting unit 411, that is, the liquid crystal panel 2 side. Can be measured by comparing the presence or absence of the reflector 412. When the reflection plate 412 is not provided, the luminance distribution in the light emitting unit 411 may be slightly higher in luminance at the central portion where the LED 111 is disposed than at the peripheral portion, but by including the reflection plate 412, The luminance in the surface direction in the light emitting unit 411 becomes more uniform.
なお、発光部４１１内における輝度分布の測定には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラのような２次元的な測定ができる機器を用いることができ、たとえば、面輝度計（ProMetric、サイバネット社製）を挙げることができる。 Note that a device capable of two-dimensional measurement such as a CCD (Charge Coupled Device) camera can be used for measuring the luminance distribution in the light emitting unit 411. For example, a surface luminance meter (ProMetric, manufactured by Cybernet) is used. Can be mentioned.
また、複数の発光部４１１にそれぞれ備えられる反射板４１２は、互いに一体的に成形されるのが好ましい。複数の反射板４１２を一体成形する方法としては、反射板４１２が発泡性ＰＥＴにより構成されている場合には押出し成型加工を挙げることができ、反射板４１２がアルミニウムにより構成されている場合にはプレス加工を挙げることができる。このように、複数の発光部４１１にそれぞれ備えられる反射板４１２を一体成形することによって、複数の発光部４１１のプリント基板１２に対する配置位置の精度を向上することができるとともに、バックライトユニット４０１の組立作業時に、反射板４１２を取り付ける作業数を低減することができるので、組立作業の効率を向上することができる。 Moreover, it is preferable that the reflecting plates 412 provided in the plurality of light emitting units 411 are integrally formed with each other. As a method of integrally forming the plurality of reflecting plates 412, when the reflecting plate 412 is made of foamable PET, an extrusion molding process can be cited. When the reflecting plate 412 is made of aluminum, A press working can be mentioned. As described above, by integrally forming the reflectors 412 provided in the plurality of light emitting units 411, the accuracy of the arrangement positions of the plurality of light emitting units 411 with respect to the printed circuit board 12 can be improved, and Since the number of operations for attaching the reflector 412 can be reduced during the assembly operation, the efficiency of the assembly operation can be improved.
凹部１１２４から導光体１１２内に入射した光は、一方主面１１２１と他方主面１１２２との間で反射を繰り返して外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に拡散されながら導光されるが、一方主面１１２１で反射されて他方主面１１２２に到達した光の一部は、他方主面１１２２を透過して導光体１１２から出射される。そこで、導光体１１２に対してプリント基板１２側に反射板４１２を設けるバックライトユニット４０１の構成とすることによって、導光体１１２内において他方主面１１２２で反射されることなく、他方主面１１２２からプリント基板１２側に出射された光を、液晶パネル２に向けて反射板４１２で反射させることができるので、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。また、ＬＥＤ１１１から出射される指向性が強く広がりの小さな光に対して、面方向における強度の均一化を、導光体１１２と反射板４１２とを兼ね備えた構成で実現することによって、より薄型化されたバックライトユニット４０１を実現することができる。 The light that has entered the light guide 112 from the concave portion 1124 is guided while being diffused outward (in the direction away from the LED 111) by repeatedly reflecting between the one main surface 1121 and the other main surface 1122. Part of the light reflected by the main surface 1121 and reaching the other main surface 1122 passes through the other main surface 1122 and is emitted from the light guide 112. Therefore, by adopting a configuration of the backlight unit 401 in which the reflection plate 412 is provided on the printed circuit board 12 side with respect to the light guide 112, the other main surface is not reflected by the other main surface 1122 in the light guide 112. Since the light emitted from 1122 to the printed circuit board 12 side can be reflected by the reflecting plate 412 toward the liquid crystal panel 2, it is possible to irradiate the liquid crystal panel 2 with light whose intensity in the plane direction is made more uniform. it can. In addition, for light having a strong directivity emitted from the LED 111 and a small spread, it is possible to make the intensity uniform in the surface direction with a structure that combines the light guide 112 and the reflector 412, thereby further reducing the thickness. The backlight unit 401 thus made can be realized.
また本実施形態では、反射板４１２は、プリント基板１２に対する傾斜角度が異なる複数の外周縁部である第１外周縁部４１２２および第２外周縁部４１２３を備え、第１外周縁部４１２２および第２外周縁部４１２３のプリント基板１２に対する傾斜角度は、基部４１２１から外方側の第２外周縁部４１２３が大きくなっている。これによって、面方向において第１外周縁部４１２２および第２外周縁部４１２３に対応した領域の、液晶パネル２側に反射する光の光量を増加させることができ、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。 In the present embodiment, the reflection plate 412 includes a first outer peripheral edge 4122 and a second outer peripheral edge 4123, which are a plurality of outer peripheral edges having different inclination angles with respect to the printed circuit board 12, and the first outer peripheral edge 4122 and the first outer peripheral edge 4122 2 The inclination angle of the outer peripheral edge 4123 with respect to the printed circuit board 12 is such that the second outer peripheral edge 4123 on the outer side from the base 4121 is larger. As a result, the amount of light reflected on the liquid crystal panel 2 side in the region corresponding to the first outer peripheral edge portion 4122 and the second outer peripheral edge portion 4123 in the surface direction can be increased, and the intensity in the surface direction becomes more uniform. The emitted light can be irradiated onto the liquid crystal panel 2.
なお、バックライトユニット４０１の発光部４１１として、導光体１１２と反射板４１２とを備える構成について説明したが、導光体１１２の代わりに、前述した導光体２１２（他方主面２１２２が階段状に形成された導光体）、導光体３１２（一方主面側凹部３１２４の底部に散乱部３１２３が形成された導光体）を用いてもよい。 In addition, although the structure provided with the light guide 112 and the reflecting plate 412 was demonstrated as the light emission part 411 of the backlight unit 401, instead of the light guide 112, the light guide 212 mentioned above (the other main surface 2122 is a staircase). Or a light guide body 312 (a light guide body in which a scattering portion 3123 is formed at the bottom of the concave portion 3124 on one main surface side) may be used.
図９は、本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置５００の構成を示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置５００は、前述した第１実施形態の液晶表示装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device 500 according to the fifth embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 500 of this embodiment is similar to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
液晶表示装置５００は、バックライトユニット５０１の発光部５１１の構成が、前述したバックライトユニット１の発光部１１の構成と異なること以外は、液晶表示装置１００と同様である。 The liquid crystal display device 500 is the same as the liquid crystal display device 100 except that the configuration of the light emitting unit 511 of the backlight unit 501 is different from the configuration of the light emitting unit 11 of the backlight unit 1 described above.
バックライトユニット５０１の発光部５１１は、反射板５１２をさらに備える。反射板５１２は、前述した反射板４１２と形状が異なること以外は同様である。反射板５１２は、基部５１２１と、外周縁部５１２２とを含む。 The light emitting unit 511 of the backlight unit 501 further includes a reflection plate 512. The reflection plate 512 is the same as the reflection plate 412 except that the shape is different. The reflection plate 512 includes a base portion 5121 and an outer peripheral edge portion 5122.
基部５１２１は、ＬＥＤ１１１が液晶パネル２側の面に露出する開口を形成し、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。基部５１２１のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、基部５１２１とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、０〜１０°に設定され、たとえば１０°である。また、基部５１２１は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば３０ｍｍである。 The base 5121 forms an opening through which the LED 111 is exposed on the surface on the liquid crystal panel 2 side, and extends so as to be separated from the printed circuit board 12 as it goes outward (in a direction away from the LED 111). The inclination angle of the base portion 5121 with respect to the printed circuit board 12, that is, the smaller one of the angles formed by the base portion 5121 and the printed circuit board 12 is set to 0 to 10 °, for example, 10 °. In addition, the base 5121 is formed such that a region surrounded by an outer peripheral edge thereof is formed in a square shape when viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13, and the length of one side thereof is, for example, 30 mm.
外周縁部５１２２は、基部５１２１の外周縁端部に連なり、外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）になるにつれてプリント基板１２から離反するように傾斜して延びる。外周縁部５１２２のプリント基板１２に対する傾斜角度、すなわち、外周縁部５１２２とプリント基板１２との成す角度のうち小さい方の角度は、１０〜９０°に設定され、たとえば７５°である。また、外周縁部５１２２は、その外周縁で囲まれる領域が、フレーム部材１３の底部１３１に垂直な方向から見て正方形に形成され、その一辺の長さは、たとえば５５ｍｍである。 The outer peripheral edge portion 5122 is connected to the outer peripheral edge end portion of the base portion 5121, and extends so as to be separated from the printed circuit board 12 as it goes outward (in a direction away from the LED 111). The inclination angle of the outer peripheral edge portion 5122 with respect to the printed circuit board 12, that is, the smaller angle among the angles formed by the outer peripheral edge portion 5122 and the printed circuit board 12, is set to 10 to 90 °, for example, 75 °. In addition, the outer peripheral edge 5122 has a region surrounded by the outer peripheral edge formed in a square shape when viewed from a direction perpendicular to the bottom 131 of the frame member 13, and the length of one side thereof is, for example, 55 mm.
凹部１１２４から導光体１１２内に入射した光は、一方主面１１２１と他方主面１１２２との間で反射を繰り返して外方（ＬＥＤ１１１から遠ざかる方向）に拡散されながら導光されるが、一方主面１１２１で反射されて他方主面１１２２に到達した光の一部は、他方主面１１２２を透過して導光体１１２から出射される。そこで、導光体１１２に対してプリント基板１２側に反射板５１２を設けるバックライトユニット５０１の構成とすることによって、導光体１１２内において他方主面１１２２で反射されることなく、他方主面１１２２からプリント基板１２側に出射された光を、液晶パネル２に向けて反射板５１２で反射させることができるので、面方向における強度がより均一化された光を液晶パネル２に照射することができる。また、ＬＥＤ１１１から出射される指向性が強く広がりの小さな光に対して、面方向における強度の均一化を、導光体１１２と反射板５１２とを兼ね備えた構成で実現することによって、より薄型化されたバックライトユニット５０１を実現することができる。 The light that has entered the light guide 112 from the concave portion 1124 is guided while being diffused outward (in the direction away from the LED 111) by repeatedly reflecting between the one main surface 1121 and the other main surface 1122. Part of the light reflected by the main surface 1121 and reaching the other main surface 1122 passes through the other main surface 1122 and is emitted from the light guide 112. Therefore, by adopting the configuration of the backlight unit 501 in which the reflection plate 512 is provided on the printed circuit board 12 side with respect to the light guide 112, the other main surface is not reflected by the other main surface 1122 in the light guide 112. Since the light emitted from 1122 to the printed circuit board 12 side can be reflected by the reflecting plate 512 toward the liquid crystal panel 2, it is possible to irradiate the liquid crystal panel 2 with light whose intensity in the plane direction is made more uniform. it can. In addition, for light having a strong directivity emitted from the LED 111 and a small spread, it is possible to make the intensity uniform in the surface direction by using a structure that combines the light guide 112 and the reflection plate 512, thereby further reducing the thickness. Thus, the backlight unit 501 can be realized.
なお、バックライトユニット５０１の発光部５１１として、導光体１１２と反射板５１２とを備える構成について説明したが、導光体１１２の代わりに、前述した導光体２１２（他方主面２１２２が階段状に形成された導光体）、導光体３１２（一方主面側凹部３１２４の底部に散乱部３１２３が形成された導光体）を用いてもよい。 In addition, although the structure provided with the light guide 112 and the reflecting plate 512 was demonstrated as the light emission part 511 of the backlight unit 501, instead of the light guide 112, the light guide 212 mentioned above (the other main surface 2122 is a staircase). Or a light guide body 312 (a light guide body in which a scattering portion 3123 is formed at the bottom of the concave portion 3124 on one main surface side) may be used.
１，２０１，３０１，４０１，５０１ バックライトユニット
２ 液晶パネル
３ 拡散板
１１，２１１，３１１，４１１，５１１ 発光部
１２ プリント基板
１３ フレーム部材
１００，２００，３００，４００，５００ 液晶表示装置
１１１ ＬＥＤ
１１２，２１２，３１２ 導光体
４１２，５１２ 反射板
１１２１，２１２１，３１２１ 一方主面
１１２２，２１２２，３１２２ 他方主面
１１２３，２１２３，３１２３ 散乱部
１１２４，２１２４，３１２５ 凹部
３１２４ 一方主面側凹部
1, 201, 301, 401, 501 Backlight unit 2 Liquid crystal panel 3 Diffusion plate 11, 211, 311, 411, 511 Light emitting part 12 Printed circuit board 13 Frame member 100, 200, 300, 400, 500 Liquid crystal display device 111 LED
112, 212, 312 Light guide 412, 512 Reflector 1121, 1212, 3121 One main surface 1122, 2122, 3122 The other main surface 1123, 2123, 3123 Scattering portion 1124, 2124, 3125 Recessed portion 3124 One main surface-side recessed portion
Claims (9)
表示パネルに光を照射する発光部と、
表示パネルと平行に配置され、前記発光部が設けられる基板と、を備え、
前記発光部は、
前記基板上に設けられ、光を出射する発光素子と、
前記発光素子と表示パネルとの間に設けられ、前記発光素子から出射された光を拡散させて、表示パネルに向けて出射する透光性を有する導光体であって、表示パネルに対向する側の一方主面が前記基板に対して平行な平面であり、前記発光素子に対向する側の他方主面が前記基板に対して傾斜した傾斜面となる逆錐形状に形成される導光体と、を備え、
前記導光体の前記一方主面側の中央部には、入射する光を散乱させる散乱部が形成され、前記他方主面側の中央部には、前記発光素子を取り囲むように設けられ、前記発光素子から出射された光が入射される凹部が形成されることを特徴とする照明装置。 In a direct illumination device used in a display device including a display panel,
A light emitting unit that emits light to the display panel;
A substrate disposed in parallel with the display panel and provided with the light emitting unit,
The light emitting unit
A light emitting element provided on the substrate and emitting light;
A light guide that is provided between the light emitting element and the display panel and has a translucency that diffuses light emitted from the light emitting element and emits the light toward the display panel, and faces the display panel. A light guide formed in an inverted conical shape in which one main surface on the side is a plane parallel to the substrate and the other main surface on the side facing the light emitting element is an inclined surface inclined with respect to the substrate And comprising
A scattering portion that scatters incident light is formed at a central portion on the one main surface side of the light guide, and a central portion on the other main surface side is provided so as to surround the light emitting element, A lighting device, wherein a concave portion into which light emitted from a light emitting element is incident is formed.
前記導光体に対して前記基板側に設けられ、入射する光の少なくとも一部を反射する反射部材であって、前記発光素子に対応する領域に開口が形成されて、前記基板上に設けられる基部と、基部から外方になるにつれて前記基板から離反するように延びる外周縁部とを含む反射部材を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 The light emitting unit
A reflective member that is provided on the substrate side with respect to the light guide and reflects at least a part of incident light, and is provided on the substrate with an opening formed in a region corresponding to the light emitting element. The lighting device according to claim 1, further comprising a reflecting member including a base and an outer peripheral edge extending away from the substrate as going outward from the base.
前記複数の領域の傾斜角度は、前記基部から外方になるにつれて大きくなることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。 The outer peripheral edge of the reflective member has a plurality of regions with different inclination angles with respect to the substrate,
The lighting device according to claim 2, wherein an inclination angle of each of the plurality of regions increases with increasing outward from the base.
前記表示パネルに背面側から光を照射する照明装置であって、請求項１〜８のいずれか１つに記載の照明装置とを備えることを特徴とする表示装置。 A display panel;
A lighting device that irradiates light to the display panel from the back side, comprising the lighting device according to claim 1.
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