JP2001067920A - Polarized back light and display device - Google Patents

Polarized back light and display device

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JP2001067920A
JP2001067920A JP23785099A JP23785099A JP2001067920A JP 2001067920 A JP2001067920 A JP 2001067920A JP 23785099 A JP23785099 A JP 23785099A JP 23785099 A JP23785099 A JP 23785099A JP 2001067920 A JP2001067920 A JP 2001067920A
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JP
Japan
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light
light guide
polarizing plate
microprism
backlight unit
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JP23785099A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Fujita
利章 藤田
Takeshi Igarashi
毅 五十嵐
Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Naohisa Koizumi
直久 小泉
Hitoshi Suzuki
仁 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Planar Illumination Modules (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce electric power consumption of a light source according to the realization of high luminance of a device by emitting the light entering a light guide body from the light source by changing an angle so as to be close to the vertical direction of an emitting surface, and emitting the polarized light being the almost parallel light, being transmissible through an incident surface of a transmission type display unit and being in the same direction as the polarizing direction. SOLUTION: Light from a light source 2 enters a light guide body 3. Among the light impinging on a reflection type polarizing plate 4, an S wave 14 is reflected and returns to the light conductor 3. Among the light from the light conductor 3 striking on the reflection type polarizing plate 4, a P wave passes through the reflection type polarizing plate 4 a P wave 13 impinging on a part where a microprism 10 is brought into close contact with the light guide body 3 enters the microprism 10 to be emitted from an emitting surface by passing through a base 11 and a microlens array 12, and an angle is changed so as to be drawn nearer to the vertical direction of the emitting surface by a curved surface of the microlens array 12. Thus, the P wave 13 of the almost parallel light is obtained. This P wave is irradiated to a transmission type liquid crystal panel 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトユニ
ット、透過型表示ユニットを有する表示装置に係り、特
に、高輝度、低消費電力を求められる表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a backlight unit and a transmissive display unit, and more particularly to a display device requiring high luminance and low power consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子化の進展により、OA用途やCAD
用途、宣伝用途等で表示装置を使用する場合、用紙全体
等、より多くの情報を表示出来るよう表示装置の大型
化、また、見易いよう高輝度化、環境問題から低消費電
力化が要求されている。
2. Description of the Related Art With the progress of computerization, OA applications and CAD
When a display device is used for an application or an advertising purpose, the display device needs to be large in size so that more information such as the entire paper can be displayed, high brightness is required for easy viewing, and low power consumption is required due to environmental problems. I have.

【0003】大画面化する方法としては、例えば特開平
5−188340号公報に示されるような投写方式があ
る。以下、この方式について、図2,図3を用いて説明
する。図2は投写方式の装置を前面から見た図である。
表示部51が隙間無く並んでおり、その周りに筐体52
がある。図3はA−A’断面でみたこの装置の構成図あ
る。バックライトユニット53、透過型液晶パネル5
4、結像手段55、拡大手段56、スクリーン57より
構成される。バックライトユニット53からの光は透過
型液晶パネル54に照射され、透過型液晶パネル54に
表示されている画像が結像手段55により、スクリーン
57に結像される。この時、拡大手段56により画像を
拡大してスクリーン57に投写する。この例では、透過
型液晶パネル54を4枚使用しているが、この拡大処理
により、並べられた4枚の透過型液晶パネル54間にあ
った隙間をスクリーン57上で無くし、連続した大画面
を得ることが出来る。
As a method for enlarging the screen, there is a projection system as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188340, for example. Hereinafter, this method will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view of the projection type apparatus.
The display units 51 are lined up without gaps, and a housing 52
There is. FIG. 3 is a configuration diagram of this device as viewed from the AA 'section. Backlight unit 53, transmissive liquid crystal panel 5
4. It is composed of an image forming means 55, an enlarging means 56 and a screen 57. The light from the backlight unit 53 is applied to the transmissive liquid crystal panel 54, and the image displayed on the transmissive liquid crystal panel 54 is formed on the screen 57 by the image forming unit 55. At this time, the image is enlarged by the enlargement means 56 and projected on the screen 57. In this example, four transmissive liquid crystal panels 54 are used, but by this enlargement processing, the gap between the four transmissive liquid crystal panels 54 arranged is eliminated on the screen 57, and a continuous large screen is obtained. I can do it.

【0004】ここで使用するバックライトユニットとし
ては、透過型液晶パネルに視覚特性があるため等で、略
平行光を出射するものが必要であるが、特許第2706
574号の技術を利用した略平行光を出射するバックラ
イトユニットについて、図4,図5を用いて説明する。
図4にバックライトユニットの斜視図を、図5に断面図
を示す。光源61、導光体62、アレイ状に複数個配置
されたマイクロプリズム63、ベース65、マイクロプ
リズム63に対応して配置されたマイクロレンズ64か
ら構成され、導光体62、マイクロプリズム63、ベー
ス65、マイクロレンズ64は光学的に密着している。
また、導光体62、マイクロプリズム63、ベース6
5、マイクロレンズ64は同じ材料、もしくは、屈折率
が同じか、近い材料で作成されている。マイクロプリズ
ム63は四角錐の頂点を平らにした形状であり、この平
らにした部分が、導光体62と密着している。
As the backlight unit used here, one that emits substantially parallel light is required because of the visual characteristics of the transmissive liquid crystal panel.
A backlight unit that emits substantially parallel light using the technology of No. 574 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a perspective view of the backlight unit, and FIG. 5 is a cross-sectional view. A light source 61, a light guide 62, a plurality of microprisms 63 arranged in an array, a base 65, and a microlens 64 arranged corresponding to the microprism 63, the light guide 62, the microprism 63, the base 65, the micro lens 64 is in optical contact.
The light guide 62, the micro prism 63, the base 6
5. The microlenses 64 are made of the same material or a material having the same or similar refractive index. The microprism 63 has a shape in which the apex of the quadrangular pyramid is flattened, and the flattened portion is in close contact with the light guide 62.

【0005】光源61から出た光の一部は、導光体62
に入る。導光体62をアクリル(屈折率:1.49)、
外部を空気(屈折率:1)とすると、この入射した光が
導光体62と外部の境界に当たった場合の全反射の臨界
角は42.15度となり、導光体62の厚さを薄くする
ことにより、導光体62と外部の境界に当たる光の大半
が反射される。そのため、導光体62に入射した光の大
半は、反射、または直進により、入射面と反対の面に向
かって導光体62内を進む。
A part of the light emitted from the light source 61 is
to go into. The light guide 62 is made of acrylic (refractive index: 1.49),
If the outside is air (refractive index: 1), the critical angle of total reflection when this incident light hits the boundary between the light guide 62 and the outside is 42.15 degrees, and the thickness of the light guide 62 is reduced. By making it thin, most of the light hitting the boundary between the light guide 62 and the outside is reflected. Therefore, most of the light incident on the light guide 62 travels in the light guide 62 toward the surface opposite to the incident surface by reflection or straight traveling.

【0006】導光体62内を反射により進んでいた光の
うち、マイクロプリズム63が導光体62と密着してい
る部分に当たったものは、反射せずマイクロプリズム6
3に入る。マイクロプリズム63の側壁には角度がつい
ており、バックライトユニット出射面垂直方向に対して
角度の付いている光は、マイクロプリズム63の側壁に
当たった時に曲げられて反射され、出射面垂直方向に近
い角度となる。マイクロプリズム63に入った光は、さ
らにベース65、マイクロレンズ64を通過する。マイ
クロレンズ64の出射面66は、通過する光がさらに出
射面垂直方向に近い角度となるよう、曲面となってい
る。
[0006] Of the light that has traveled by reflection in the light guide 62, the light that hits the portion where the microprism 63 is in close contact with the light guide 62 is not reflected, and
Enter 3. The side wall of the microprism 63 has an angle, and light having an angle with respect to the direction perpendicular to the emission surface of the backlight unit is bent and reflected when hitting the side wall of the microprism 63, and is reflected in the direction perpendicular to the emission surface. It is a close angle. The light that has entered the microprism 63 further passes through the base 65 and the microlens 64. The exit surface 66 of the microlens 64 is curved so that light passing therethrough has an angle closer to a direction perpendicular to the exit surface.

【0007】マイクロプリズム63、マイクロレンズ6
4はバックライトユニット出射面66にアレイ状に配置
されており、バックライトユニットの出射面66から略
平行光が出射される。
[0007] Micro prism 63, micro lens 6
Reference numerals 4 are arranged in an array on the backlight unit emission surface 66, and substantially parallel light is emitted from the emission surface 66 of the backlight unit.

【0008】さて、透過型液晶パネルは入射面に偏光板
を持ち、ランダムな偏光方向の光が混ざった光線(以
降、一般光と記述する)を入射すると、該入射面の偏光
板と合う偏光方向を持った光のみを通過させ、他の偏光
方向を持った光は吸収してしまう。(以降、通過する偏
光方向の光をP波、吸収される偏光方向の光をS波と記
述することにする。)そのため、約半分の光が吸収さ
れ、むだとなってしまう。この光を有効利用する方法と
しては、例えば特開平8−146416号公報に示され
るような偏光光を出射するバックライトが提案されてい
る。このバックライトについて、一例を図6に示す。反
射板74、光源71とリフレクタ72をサイドに有する
導光板73、400〜700nmの範囲で選択反射する
コレステリック液晶層からなる円偏光板77、1/4波
長板78、及び、拡散板75で構成されている。光源7
1から出た光は、導光板73に入り、反射板74に当っ
たものが、出射面方向に向かう。次にコレステリック液
晶層と偏光方向が合わない光は反射されて導光板73に
戻り、合うものは円偏光板77を通過し、円偏光とな
る。円偏光板77を通過した光は、1/4波長板78で
直線偏光となる。最後に拡散板75で視野角が広げられ
て偏光光が出射する。このコレステリック液晶層と1/
4波長板を利用した、反射型偏光板は、Asia Display 9
5 Digest pp735に示されているが、SID92 Digest pp427
に示されるプリズムアレイ上に屈折率の異なる誘電体膜
を多層積層した反射型偏光板を利用する方法も考えられ
ている。
The transmission type liquid crystal panel has a polarizing plate on an incident surface, and when a light beam (hereinafter referred to as general light) mixed with light having a random polarization direction is incident, a polarized light which matches the polarizing plate on the incident surface. Only light having a direction is transmitted, and light having another polarization direction is absorbed. (Hereinafter, the light in the polarization direction that passes therethrough will be described as a P-wave, and the light in the polarization direction that will be absorbed will be described as an S-wave.) For this reason, about half of the light is absorbed and wasted. As a method of effectively using this light, for example, a backlight that emits polarized light as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-146416 has been proposed. An example of this backlight is shown in FIG. It comprises a reflector 74, a light guide 73 having a light source 71 and a reflector 72 on its side, a circular polarizer 77 made of a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects light in the range of 400 to 700 nm, a quarter-wave plate 78, and a diffuser 75. Have been. Light source 7
The light exiting from 1 enters the light guide plate 73, and the light that strikes the reflection plate 74 travels in the direction of the emission surface. Next, the light whose polarization direction does not match that of the cholesteric liquid crystal layer is reflected and returns to the light guide plate 73, and the matching light passes through the circular polarizing plate 77 and becomes circularly polarized light. The light that has passed through the circularly polarizing plate 77 becomes linearly polarized light by the 1 / wavelength plate 78. Finally, the viewing angle is widened by the diffusion plate 75, and the polarized light is emitted. This cholesteric liquid crystal layer and 1 /
The reflective polarizer using a 4-wavelength plate is Asia Display 9
5 As shown in Digest pp735, SID92 Digest pp427
A method of using a reflective polarizing plate in which dielectric films having different refractive indices are stacked in multiple layers on a prism array shown in FIG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で記述した
投写方式の装置のバックライトユニットでは、略平行光
を出射しているが、一般光であるため透過型液晶パネル
の入射面でS波が吸収されてしまい、高輝度化、低消費
電力化という要求に対して課題となっている。
The backlight unit of the projection system described in the prior art emits substantially parallel light. However, since the light is ordinary light, the S-wave is incident on the incident surface of the transmissive liquid crystal panel. Has been absorbed, which has been a problem with respect to demands for higher luminance and lower power consumption.

【0010】また、従来の技術で記述した特開平8−1
46416号公報に示されるような偏光光を出射するバ
ックライトでは、透過型液晶パネルの入射面でのむだは
無くすことが出来るが、従来の技術で記述した投写方式
の装置で利用するには、出射光線の略平行化が具体的に
解決されていなかった。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-1 described in the prior art
In a backlight that emits polarized light as disclosed in Japanese Patent No. 46416, it is possible to eliminate waste on the incident surface of the transmission type liquid crystal panel. Substantially parallelization of the emitted light beam has not been specifically solved.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では、入射面及び
出射面に偏光手段を持ち内部に偏光方向の回転手段を持
つ透過型表示ユニットと、バックライトユニットと、必
要によって追加される、該透過型表示ユニットに表示さ
れた画像を加工する光学系ユニットとで構成される表示
装置において、光源、導光体、反射型偏光板、及び該導
光体表面にアレイ状に設置されたマイクロプズムとでバ
ックライトユニットを構成し、光源から導光体に入った
光を、反射型偏光板で一方向の偏光光のみ出射面方向に
通過させ、かつ反射型偏光板とマイクロプリズムとの接
続部でのみ光を導光体から取り出し、マイクロプリズム
の傾斜を持たせた側壁で、出射面垂直方向に近くなるよ
う角度を変えるよう反射させて出射し、略平行光であ
り、かつ、該透過型表示ユニットの入射面を透過可能な
偏光方向と同一方向の偏光光を出射する。
According to the present invention, there is provided a transmission type display unit having a polarization means on an entrance surface and an exit surface, and a rotation means for rotating a polarization direction therein, and a backlight unit. A display device comprising: an optical system unit for processing an image displayed on a transmission type display unit; a light source, a light guide, a reflective polarizer, and a micropusm installed in an array on the surface of the light guide. And a backlight unit, the light entering the light guide from the light source is passed only in one direction by the reflective polarizing plate in the direction of the emission surface, and the connection between the reflective polarizing plate and the microprism The light is extracted from the light guide only at the inclined side wall of the microprism, and is reflected and emitted so as to change the angle so as to be closer to the vertical direction of the emission surface, is substantially parallel light, and is of the transmission type. The incident surface of the Display Unit to emit polarized light in a transmissive polarization direction in the same direction.

【0012】また、本発明では、入射面及び出射面に偏
光手段を持ち内部に偏光方向の回転手段を持つ透過型表
示ユニットと、バックライトユニットと、必要によって
追加される、該透過型表示ユニットに表示された画像を
加工する光学系ユニットとで構成される表示装置におい
て、光源、導光体、反射型偏光板、該導光体表面にアレ
イ状に設置されたマイクロプズム、及び該マイクロプリ
ズムに対応させたマイクロレンズとでバックライトユニ
ットを構成し、光源から導光体に入った光を、反射型偏
光板で一方向の偏光光のみ出射面方向に通過させ、かつ
反射型偏光板とマイクロプリズムとの接続部でのみ光を
導光体から取り出し、マイクロプリズムの傾斜を持たせ
た側壁で、出射面垂直方向に近くなるよう角度を変える
よう反射させ、また、マイクロレンズでさらに出射面垂
直方向に近くなるよう角度を変えて出射し、略平行光で
あり、かつ、該透過型表示ユニットの入射面を透過可能
な偏光方向と同一方向の偏光光を出射する。
Further, according to the present invention, a transmission type display unit having a polarization means on an entrance surface and an emission surface and internally having a polarization direction rotating means, a backlight unit, and, if necessary, the transmission type display unit A light source, a light guide, a reflective polarizer, a micropusm arranged in an array on the surface of the light guide, and the microprism. A backlight unit is configured with a microlens corresponding to the above, the light entering the light guide from the light source, only the polarized light in one direction passes through the reflective polarizing plate in the direction of the emission surface, and the reflective polarizing plate and Light is extracted from the light guide only at the connection with the microprism, and reflected by the inclined side wall of the microprism so as to change the angle so as to be closer to the direction perpendicular to the exit surface. The micro-lens emits the light at a different angle so as to be closer to the vertical direction of the light exit surface, and emits a substantially parallel light and a polarized light in the same direction as the polarization direction that can be transmitted through the light incident surface of the transmission type display unit. I do.

【0013】また、反射型偏光板の位置を光源と導光体
の間にして、出射光の偏光方向と合う偏光光のみを導光
体に入れて、光を有効利用することも出来る。
[0013] Further, the position of the reflection type polarizing plate may be set between the light source and the light guide, and only the polarized light that matches the polarization direction of the emitted light may be put into the light guide to make effective use of the light.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て実施例を用い、図を参照して説明する。図7は、本発
明のバックライトユニットを適用した投写型表示装置の
構成図である。この図は、画像の表示面の横から見た断
面図である。この装置は、従来の技術で述べた投写方式
の表示装置の一形態であり、前面は、図2と同じであ
る。後側から、バックライトユニット1、透過型液晶パ
ネル9、2枚1組のマイクロレンズアレイ5、フレネル
凹レンズ6、フレネル凸レンズ7、レンチキュラーシー
ト8から構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings by using examples. FIG. 7 is a configuration diagram of a projection display device to which the backlight unit of the present invention is applied. This figure is a cross-sectional view as seen from the side of the image display surface. This device is one form of the projection type display device described in the related art, and the front surface is the same as that of FIG. From the rear side, a backlight unit 1, a transmissive liquid crystal panel 9, a pair of microlens arrays 5, a Fresnel concave lens 6, a Fresnel convex lens 7, and a lenticular sheet 8 are provided.

【0015】マイクロレンズアレイ5は、微細な両面凸
レンズをアレイ状に並べたもので、2枚のマイクロレン
ズアレイでは1個1個のレンズを対応させ、光軸を合わ
せてある。これにより、2枚のマイクロレンズアレイ
は、透過型液晶パネル9に表示された画像の正立等倍の
実像をレンチキュラーシート8に作る機能を持つ。ま
た、微細なレンズにより結像するため、ワーキングディ
スタンスを短くすることが出来、短い投写距離で結像が
可能である。
The microlens array 5 is formed by arranging fine double-sided convex lenses in an array. Two microlens arrays correspond to individual lenses and have their optical axes aligned. As a result, the two microlens arrays have a function of forming, on the lenticular sheet 8, an erect real-size real image of the image displayed on the transmissive liquid crystal panel 9. Further, since an image is formed by a fine lens, the working distance can be reduced, and an image can be formed with a short projection distance.

【0016】入射面フレネル凹レンズ6は、透過型液晶
パネル9の画像表示部の中心に光軸を合わせており、中
心から円周状外周に向かって除々に外側に光線を曲げる
ようになっており、透過型液晶パネル9に表示された画
像をレンチキュラーシート8に投写する際に拡大する機
能を持つ。拡大率は、レンチキュラーシート8上に画像
が投写された時、隣の画像との隙間が無くなるような画
像の大きさとなるよう設定する。一般に透過型液晶パネ
ル9の無表示部は、画像表示部に対して少ない面積であ
るため、1.03倍〜1.3倍の拡大率となる。
The incident surface Fresnel concave lens 6 has its optical axis aligned with the center of the image display section of the transmission type liquid crystal panel 9 and bends light rays gradually outward from the center toward the outer circumference. A function of enlarging an image displayed on the transmissive liquid crystal panel 9 when projecting the image on the lenticular sheet 8. The enlargement ratio is set so that when an image is projected on the lenticular sheet 8, the size of the image is such that there is no gap between adjacent images. In general, the non-display portion of the transmissive liquid crystal panel 9 has a smaller area than the image display portion, and thus has a magnification of 1.03 to 1.3 times.

【0017】フレネル凸レンズ7は、拡大のために曲げ
られた光線を元の平行に戻す機能を持つ。
The Fresnel convex lens 7 has a function of returning the light beam bent for enlargement to the original parallel state.

【0018】レンチキュラーシート8は、ここに結像さ
れた画像を拡散し、装置の視野角を広げるスクリーンの
機能を持つ。
The lenticular sheet 8 has the function of a screen that diffuses the image formed here and widens the viewing angle of the device.

【0019】バックライトユニット1は透過型液晶パネ
ル9に光を照射するものである。透過型液晶パネル9に
は視覚特性があり、所定以上に斜めに通過する光線に対
しコントラストが反転するといった課題がある。また、
マイクロレンズには、取込み角があり、その角度を超え
る光については、所望の位置に結像せず、コントラスト
を落とす原因となる。これらのため、コントラストを上
げるためには、透過型液晶パネル9から出る光は所定の
角度を越えるものを少なくする必要があり、バックライ
トユニット1は、所定角度内の光線が角度分布の大半と
なっている略平行光を出射するものを用いる。所定角
は、透過型液晶パネル9の視覚特性、マイクロレンズア
レイ5の製造技術からくる取込み角の制限、バックライ
トユニット1の実現性等を懸案して、±10°〜±20
°が妥当であると考える。また、光を有効利用するた
め、透過型液晶パネル9の入射面に偏光方向が合った光
を出射するものとなっている。
The backlight unit 1 illuminates the transmission type liquid crystal panel 9 with light. The transmissive liquid crystal panel 9 has visual characteristics, and has a problem that the contrast is inverted with respect to a light beam that passes obliquely beyond a predetermined angle. Also,
The microlens has a take-in angle, and light exceeding the take-in angle does not form an image at a desired position, causing a drop in contrast. For these reasons, in order to increase the contrast, it is necessary to reduce the light emitted from the transmissive liquid crystal panel 9 that exceeds a predetermined angle. The one that emits substantially parallel light is used. The predetermined angle is ± 10 ° to ± 20 due to the visual characteristics of the transmission type liquid crystal panel 9, the limitation of the take-in angle due to the manufacturing technology of the microlens array 5, the feasibility of the backlight unit 1, and the like.
° is considered reasonable. Further, in order to effectively use the light, the light whose polarization direction matches the incident surface of the transmission type liquid crystal panel 9 is emitted.

【0020】これらを用い、また、1つの画像を液晶パ
ネル毎に分割して表示することにより、レンチキュラー
シート8上に大画面の画像を得ることが出来る。ここ
で、図2の例では、2×2の4枚の透過型液晶パネル9
を平面状に並べているが、これは、m×nの任意の枚数
の透過型液晶パネル9を平面状に並べて実現することも
出来る。
Using these, and displaying one image divided for each liquid crystal panel, a large screen image can be obtained on the lenticular sheet 8. Here, in the example of FIG. 2, four 2 × 2 transmissive liquid crystal panels 9
Are arranged in a plane, but this can also be realized by arranging an arbitrary number of m × n transmissive liquid crystal panels 9 in a plane.

【0021】図1は本発明の一実施例であるバックライ
トユニットの断面図である。導光体3のサイドに光源2
があり、光源からの光等を反射して導光体3に入れるた
めのリフレクタ16が光源を囲んでいる。導光体3に
は、反射型偏光板4、マイクロプリズム10、ベース1
1、マイクロレンズアレイ12が、出射面方向にこの順
で、光学的に密着させて配置されている。導光体3、反
射型偏光板4、マイクロプリズム10、ベース11、マ
イクロレンズ12は同じ材料、もしくは、屈折率が同じ
か、近い材料で作成されている。外部は空気であり、ま
た、マイクロプリズム10の間も空気である。図10
は、1対のマイクロプリズム10とマイクロレンズ12
について拡大した三面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a backlight unit according to an embodiment of the present invention. Light source 2 on the side of light guide 3
A reflector 16 for reflecting light from the light source and the like into the light guide 3 surrounds the light source. The light guide 3 includes a reflective polarizing plate 4, a microprism 10, and a base 1.
1. The micro-lens array 12 is arranged in this order in the direction of the light exit surface so as to be in close optical contact with each other. The light guide 3, the reflective polarizer 4, the microprism 10, the base 11, and the microlens 12 are made of the same material or a material having the same or similar refractive index. The outside is air, and the space between the microprisms 10 is also air. FIG.
Is a pair of micro prism 10 and micro lens 12
FIG.

【0022】光源2からの光は導光体3に入る。導光体
3に入った光のうち、導光体3と空気の境界に当たった
光は反射される。導光体3の厚さを薄くすることによ
り、導光体3と空気の境界に当たる光の大半が全反射と
なる。導光体3から、反射型偏光板4に当たった光のう
ち、S波14は反射され、導光体3に戻る。導光体3か
ら、反射型偏光板4に当たった光のうち、P波は、反射
型偏光板4を透過するが、その内、マイクロプリズム1
0が密着している部分に当たった光13はマイクロプリ
ズム10に入るが、マイクロプリズム10が密着してい
る部分に当たら無かった光は反射され、導光体3に戻
る。マイクロプリズム10に入った光13は、マイクロ
プリズム10の傾斜が付けられた側壁に当たり、反射し
て出射面垂直方向に近くなるよう角度を変えられる。さ
らに、この光13は、ベース11、マイクロレンズアレ
イ12を通過して出射面から出射されるが、マイクロレ
ンズアレイ12の曲面により、さらに、出射面垂直方向
に近くなるよう角度を変えられる。このようにして、略
平行光のP波が得られる。この光13が透過型液晶パネ
ル9に照射される。
Light from the light source 2 enters the light guide 3. Of the light that has entered the light guide 3, light that has hit the boundary between the light guide 3 and air is reflected. By reducing the thickness of the light guide 3, most of the light hitting the boundary between the light guide 3 and the air is totally reflected. Of the light that has hit the reflective polarizer 4 from the light guide 3, the S-wave 14 is reflected and returns to the light guide 3. Of the light that has impinged on the reflective polarizing plate 4 from the light guide 3, the P wave is transmitted through the reflective polarizing plate 4.
The light 13 hitting the portion where 0 is in close contact enters the microprism 10, but the light not hitting the portion where the microprism 10 is in close contact is reflected and returns to the light guide 3. The light 13 entering the microprism 10 hits the inclined side wall of the microprism 10 and is reflected and changed its angle so as to be closer to the direction perpendicular to the exit surface. The light 13 passes through the base 11 and the microlens array 12 and is emitted from the emission surface. The angle of the light 13 can be changed by the curved surface of the microlens array 12 so as to be closer to the direction perpendicular to the emission surface. In this way, a substantially parallel P wave is obtained. The light 13 is applied to the transmission type liquid crystal panel 9.

【0023】ここで、導光体3内を反射しながら、また
は直進で進み、マイクロプリズム10に入らなかった光
は、入射したのと反対側のサイドから出るが、リフレク
タ16により反射され、導光体3に戻され、再利用され
る。ここで、反対側のサイドから出る光は、S波が多く
含まれるが、リフレクタ16を白色体で作成することに
より反射時にランダムな偏光面が混ざった一般光15に
することが出来る。
Here, the light which has not entered the microprism 10 while traveling inside the light guide 3 while being reflected or traveling straight ahead is emitted from the side opposite to the incident side, but is reflected by the reflector 16 to be guided. It is returned to the light body 3 and reused. Here, the light emitted from the opposite side contains a lot of S-waves, but by forming the reflector 16 with a white body, it is possible to use the reflector 16 as the general light 15 with a random polarization plane mixed at the time of reflection.

【0024】図8は本発明の別の一実施例であるバック
ライトユニットの断面図である。図1の実施例に比べマ
イクロレンズ12を無くしてある。この場合、出射光の
拡散角度分布が広がることが考えられるが、マイクロレ
ンズ12の形成が不要なため、製造が容易となる。
FIG. 8 is a sectional view of a backlight unit according to another embodiment of the present invention. The micro lens 12 is eliminated as compared with the embodiment of FIG. In this case, it is conceivable that the diffusion angle distribution of the emitted light is widened.

【0025】図9は本発明の別の一実施例であるバック
ライトユニットの断面図である。図1の実施例に比べ、
反射型偏光板4の位置が、光源2と導光体3の間になっ
ている。導光板3に入射する段階でS波14を反射して
しまい、P波のみを導光体3へ入れるようにする。これ
により、バックライトユニットから出射する光をP波の
みとする。また、反射型偏光板4で反射されたS波14
は、白色体で出来たリフレクタ16で反射される時、一
般光15となり、再び反射型偏光板4に向かう。
FIG. 9 is a sectional view of a backlight unit according to another embodiment of the present invention. Compared to the embodiment of FIG.
The position of the reflective polarizing plate 4 is between the light source 2 and the light guide 3. The S wave 14 is reflected at the stage of entering the light guide plate 3, and only the P wave enters the light guide 3. Thereby, the light emitted from the backlight unit is limited to the P wave. The S-wave 14 reflected by the reflective polarizing plate 4
When the light is reflected by the reflector 16 made of a white body, it becomes general light 15 and returns to the reflective polarizing plate 4 again.

【0026】本発明の別の実施例では、図1での反射型
偏光板の位置と、図9での反射型偏光板の位置との両方
の位置に反射型偏光板を設置することも出来る。
In another embodiment of the present invention, the reflective polarizer can be provided at both the position of the reflective polarizer in FIG. 1 and the position of the reflective polarizer in FIG. .

【0027】さらに本発明の別の実施例では、図1、図
8、または、図9の形態で、反射型偏光板4の偏光方向
を透過型液晶パネル9の入射面の偏光方向に合わせるの
ではなく、マイクロプリズム10の側壁で良く反射する
方向に合わせる。そして、出射してくる偏光光に、透過
型液晶パネル9の入射面の偏光方向を合わせる。
Further, in another embodiment of the present invention, the polarization direction of the reflection type polarizing plate 4 is adjusted to the polarization direction of the incident surface of the transmission type liquid crystal panel 9 in the form of FIG. 1, FIG. 8 or FIG. Instead, it is set to the direction in which the light is well reflected by the side wall of the microprism 10. Then, the polarization direction of the incident surface of the transmission type liquid crystal panel 9 is adjusted to the emitted polarized light.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明では、バックライトユニットか
ら、略平行光であり、かつ、透過型表示ユニットの入射
面を透過可能な偏光方向と同一方向の偏光光を出射する
ことにより、透過型表示ユニットの入射面での光の吸収
が少なくなり、従来吸収されていた光を再利用すること
により、高輝度化が実現出来る。また、高輝度化に伴
い、光源の電力を低くすることにより、低消費電力化が
実現出来る。
According to the present invention, the transmission type display is achieved by emitting substantially parallel light from the backlight unit and polarized light in the same direction as the polarization direction that can be transmitted through the incident surface of the transmission type display unit. Light absorption at the entrance surface of the unit is reduced, and high luminance can be realized by reusing the conventionally absorbed light. Further, by reducing the power of the light source with the increase in luminance, low power consumption can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のバックライトユニットの一実施例の断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a backlight unit according to the present invention.

【図2】従来の投写型表示装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of a conventional projection display device.

【図3】従来の投写型表示装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional projection display device.

【図4】従来のバックライトユニットの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a conventional backlight unit.

【図5】従来のバックライトユニットの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a conventional backlight unit.

【図6】従来のバックライトユニットの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional backlight unit.

【図7】本発明を適用した表示装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a display device to which the present invention is applied.

【図8】本発明のバックライトユニットの一実施例の断
面図である。
FIG. 8 is a sectional view of an embodiment of the backlight unit according to the present invention.

【図9】本発明のバックライトユニットの一実施例の断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of one embodiment of the backlight unit of the present invention.

【図10】1対のマイクロプリズムとマイクロレンズの
三面図である。
FIG. 10 is a three-view drawing of a pair of microprisms and microlenses.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バックライトユニット 2 光源 3 導光体 4 反射型偏光板 5 マイクロレンズアレイ 6 フレネル凹レンズ 7 フレネル凸レンズ 8 レンチキュラーシート 9 透過型液晶パネル 10 マイクロプリズム 11 ベース 12 マイクロレンズ 13 マイクロプリズムが導光板と密着している部分に
当たったP波 14 S波 15 一般光 16 リフレクタ 51 従来の装置の画像表示部 52 筐体 53 バックライト 54 透過型液晶パネル 55 結像手段 56 拡大手段 57 スクリーン 61 光源 62 導光体 63 マイクロプリズム 64 マイクロレンズ 65 ベース 66 出射面 71 光源 72 リフレクタ 73 導光体 74 反射板 75 拡散板 76 反射カバー 77 円偏光板 78 1/4波長板
REFERENCE SIGNS LIST 1 backlight unit 2 light source 3 light guide 4 reflective polarizer 5 microlens array 6 Fresnel concave lens 7 Fresnel convex lens 8 lenticular sheet 9 transmissive liquid crystal panel 10 microprism 11 base 12 microlens 13 microprism adheres to lightguide plate P wave 14 S wave 15 General light 16 Reflector 51 Image display unit 52 of conventional device 52 Housing 53 Backlight 54 Transmissive liquid crystal panel 55 Image forming means 56 Magnifying means 57 Screen 61 Light source 62 Light guide 63 Microprism 64 Microlens 65 Base 66 Emission surface 71 Light source 72 Reflector 73 Light guide 74 Reflector 75 Diffuser 76 Reflector cover 77 Circular polarizer 78 Quarter wave plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 小泉 直久 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 鈴木 仁 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Fターム(参考) 2H091 FA08Z FA14Z FA21Z FA23Z FA29Z FA41Z LA03 LA17 MA10 5G435 AA03 BB12 DD06 EE27 FF03 FF05 FF08 GG02 GG03 GG24 LL15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroki Yoshikawa 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Digital Media Development Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Naohisa Koizumi 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address Digital Media System Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hitoshi Suzuki 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term, Digital Media System Division, Hitachi, Ltd. 2H091 FA08Z FA14Z FA21Z FA23Z FA29Z FA41Z LA03 LA17 MA10 5G435 AA03 BB12 DD06 EE27 FF03 FF05 FF08 GG02 GG03 GG24 LL15

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入射面及び出射面に偏光手段を持ち内部に
偏光方向の回転手段を持つ透過型表示ユニットと、バッ
クライトユニットと、必要によって追加される、該透過
型表示ユニットに表示された画像を加工する光学系ユニ
ットとで構成される表示装置において、光源、導光体、
反射型偏光板、及び該導光体表面にアレイ状に設置され
たマイクロプリズムとで構成され、光源から導光体に入
った光を、反射型偏光板で一方向の偏光光のみ出射面方
向に通過させ、かつ反射型偏光板とマイクロプリズムと
の接続部でのみ光を導光体から取り出し、マイクロプリ
ズムの傾斜を持たせた側壁で、出射面垂直方向に近くな
るよう角度を変えるよう反射させて出射し、略平行光で
あり、かつ、該透過型表示ユニットの入射面を透過可能
な偏光方向と同一方向の偏光光を出射することを特徴と
するバックライトユニット、及び、該バックライトユニ
ットを使用した表示装置。
1. A transmission type display unit having polarization means on an entrance surface and an exit surface and a rotation means for rotating a polarization direction inside, a backlight unit, and an image displayed on the transmission type display unit which is added as necessary. In a display device including an optical system unit for processing an image, a light source, a light guide,
It is composed of a reflective polarizing plate, and microprisms arranged in an array on the surface of the light guide, and the light entering the light guide from the light source is emitted only in one direction by the reflective polarizing plate in the direction of the emission surface. The light is extracted from the light guide only at the connection between the reflective polarizing plate and the microprism, and is reflected by the inclined side wall of the microprism so as to change the angle so that it is close to the direction perpendicular to the exit surface. And a backlight unit that emits polarized light that is substantially parallel light, and that is polarized in the same direction as the polarization direction that can be transmitted through the incident surface of the transmissive display unit, and the backlight. Display device using unit.
【請求項2】入射面及び出射面に偏光手段を持ち内部に
偏光方向の回転手段を持つ透過型表示ユニットと、バッ
クライトユニットと、必要によって追加される、該透過
型表示ユニットに表示された画像を加工する光学系ユニ
ットとで構成される表示装置において、光源、導光体、
反射型偏光板、該導光体表面にアレイ状に設置されたマ
イクロプリズム、及び該マイクロプリズムに対応させた
マイクロレンズとで構成され、光源から導光体に入った
光を、反射型偏光板で一方向の偏光光のみ出射面方向に
通過させ、かつ反射型偏光板とマイクロプリズムとの接
続部でのみ光を導光体から取り出し、マイクロプリズム
の傾斜を持たせた側壁で、出射面垂直方向に近くなるよ
う角度を変えるよう反射させ、また、マイクロレンズで
さらに出射面垂直方向に近くなるよう角度を変えて出射
し、略平行光であり、かつ、該透過型表示ユニットの入
射面を透過可能な偏光方向と同一方向の偏光光を出射す
ることを特徴とするバックライトユニット、及び、該バ
ックライトユニットを使用した表示装置。
2. A transmission type display unit having a polarization means on an entrance surface and an exit surface and having a polarization direction rotating means therein, a backlight unit, and an image displayed on the transmission type display unit which is added as necessary. In a display device including an optical system unit for processing an image, a light source, a light guide,
A reflective polarizing plate, comprising: a reflective polarizing plate; microprisms arranged in an array on the surface of the light guide; and microlenses corresponding to the microprisms. Only the polarized light in one direction passes in the direction of the exit surface, and the light is extracted from the light guide only at the connection between the reflective polarizing plate and the microprism, and the exit surface is perpendicular to the side wall with the inclination of the microprism. The light is reflected so as to change the angle so as to be closer to the direction, and the light is emitted by changing the angle so as to be closer to the vertical direction of the light-emitting surface with a microlens. A backlight unit that emits polarized light in the same direction as a polarization direction that can be transmitted, and a display device using the backlight unit.
【請求項3】反射型偏光板の位置を光源と導光体の間に
して、出射光の偏光方向と合う偏光光のみを導光体に入
れることを特徴とする請求項1記載及び請求項2記載の
バックライトユニット、及び、該バックライトユニット
を使用した表示装置。
3. The light guide according to claim 1, wherein the position of the reflection type polarizing plate is set between the light source and the light guide, and only the polarized light that matches the polarization direction of the emitted light is introduced into the light guide. 3. The backlight unit according to 2, and a display device using the backlight unit.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6724446B2 (en) * 2001-04-03 2004-04-20 Nitto Denko Corporation Illumination device and/or a liquid crystal display device
WO2007108162A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Sharp Kabushiki Kaisha Composite type display device and television receiver
CN100374937C (en) * 2004-06-23 2008-03-12 Lg.菲利浦Lcd株式会社 Backlight unit and liquid crystal display device using the same
JP2008192589A (en) * 2007-05-17 2008-08-21 Toppan Printing Co Ltd Backlight unit
CN103827731A (en) * 2011-10-04 2014-05-28 索尼公司 Display device and lighting device
KR20160023539A (en) * 2014-08-22 2016-03-03 오디하이텍(주) Liquid crystal display apparatus with a light source

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6724446B2 (en) * 2001-04-03 2004-04-20 Nitto Denko Corporation Illumination device and/or a liquid crystal display device
CN100374937C (en) * 2004-06-23 2008-03-12 Lg.菲利浦Lcd株式会社 Backlight unit and liquid crystal display device using the same
WO2007108162A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Sharp Kabushiki Kaisha Composite type display device and television receiver
JP2008192589A (en) * 2007-05-17 2008-08-21 Toppan Printing Co Ltd Backlight unit
JP4600425B2 (en) * 2007-05-17 2010-12-15 凸版印刷株式会社 Backlight unit
CN103827731A (en) * 2011-10-04 2014-05-28 索尼公司 Display device and lighting device
KR20160023539A (en) * 2014-08-22 2016-03-03 오디하이텍(주) Liquid crystal display apparatus with a light source
KR101661208B1 (en) * 2014-08-22 2016-09-29 오디하이텍(주) Liquid crystal display apparatus with a light source

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