JP2004199967A

JP2004199967A - Planar light source device, liquid crystal display device, and display device

Info

Publication number: JP2004199967A
Application number: JP2002366012A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sakai; 誠司境
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP4156919B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar light source device, a liquid crystal display device and a display device with high efficiency in use of light. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device is provided with an LED1, a light guide plate 2 for guiding the light from the LED1 to the whole surface, a light guide plate 8 for mixed colors which is provided in a bottom part of the light guide plate 2 and emitting light made incident on an incident plane from LED1 to an emitting plane and a reflector 3 reflecting the light emitted from the light guide plate for mixed colors 8 to the light guide plate 2. Moreover, an aluminum frame 9 installed below the light guide plate 8 for mixed colors, an air layer 12 installed in between the aluminum frame 9 and the light guide plate for mixed colors and a reflecting sheet 5 installed in between the light guide plate 2 and the aluminum frame 9 are provided. The reflecting sheet 5 is extended to the layer of air 12 and is fixed by a fastening 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面状光源装置及びそれを用いた液晶表示装置と表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピューターや携帯電話に用いられている典型的な液晶表示装置は、液晶層が狭持された２枚の基板からなる液晶パネルとその液晶パネルの裏面側に面状光源装置が設けられている。面状光源装置の光源としては、従来は線状の冷陰極管が用いられていたが、寿命の長さ及び発光の良さから発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）を光源として用いるものが増加している。
【０００３】
ＬＥＤを用いた表示装置を中型、大型の光源として用いようとした場合、必要な輝度を取るために、多数のＬＥＤが必要である。さらに白色光を発光させるために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する波長を発光するＬＥＤを用いることになる。Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤは各色それぞれ必要な輝度を取るため、それぞれ異なる数のＬＥＤが設けられることもある。この３色のＬＥＤを用いる場合、それぞれの色を混色して、色むらなく表示面側に出射させる必要がある。そのため、通常の導光板の他に混色用導光板を用いているものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このようなＬＥＤを光源として用いた液晶表示装置を典型的なパソコン用のモニターとして利用する場合、例えば、ＬＥＤの数が３０〜４０個程度と必要となる。ＬＥＤからの光を十分に混色させて色むらの発生を抑えるためには混色用導光板のサイズを大きくする必要がある。従って、導光板の横方向に混色用導光板を配置した場合、表示画面の横の非表示エリアが大きくなり、狭額縁化が困難であった。
【０００５】
この問題を解決するため、本件の出願人は混色用導光板を導光板の下側に備えた面状光源装置及び液晶表示装置を開発した（例えば、特許文献２）。この混色用導光板を導光板の下側に設けた液晶表示装置について図１１を用いて説明する。図１１は液晶表示装置の構成を示す断面図である。１はＬＥＤ、２は導光板、３はリフレクター、４は直角プリズム、５は反射シート、６は光学シート、７は液晶パネル、８は混色用導光板、１１はリフレクター、１２は空気層である。なお、説明のため導光板２の液晶パネル７が設けられている面を導光板２の上面、反射シート５が設けられている面を導光板２の下面２ａとする。
【０００６】
ＬＥＤ１は導光板１の下部の中央付近に設けられている。ＬＥＤ１から出射された光は直接又はリフレクター１１で反射され混色用導光板８の側面に入射する。混色用導光板８はアクリル、ガラス等で形成されており、その屈折率は１．５程度である。混色用導光板８では各色の光が混色されて、ＬＥＤ１が設けられている面と反対側の面から出射される。混色用導光板８から出射された光は直角プリズム４に入射する。直角プリズム４に入射した光は全反射又はリフレクター３によって反射され、直角プリズム４から出射され導光板２の側面に入射する。導光板２は入射した光を面全体に均一に導き、光学シート６が設けられた表示面側に出射する。そして、光学シート６、液晶パネル７を介して所望の画像が表示される。導光板２の下面には反射シート５が設けられている。反射シート５は導光板２から出射した光を反射して再度導光板２に入射させている。反射シート５の下には導光板２を支えるためのアルミフレーム９が設けられ、導光板２と反射シート５を固定している。これらがフレーム（図示せず）によって、液晶表示装置が形成される。
【０００７】
液晶表示装置では消費電力の低減を図るために光の使用効率を向上させる必要がある。そのため、アルミフレーム９と混色用導光板８の間には隙間を空けて空気層１２を設け、混色用導光板内の光を全反射により伝播させている。全反射の方が鏡面により正反射させるよりも光のロスが少ないからである。さらに、リフレクター１１は混色用導光板８に隙間無く取り付けるようにするため、リフレクター１１に混色用導光板８をはめ込む構造としている。このようにして光の使用効率を上げている。
【０００８】
しかし、上記の構成の液晶表示装置では、十分な光の使用効率が得られないという問題があった。本出願の発明者はその原因が混色用導光板８とアルミフレームの隙間から光が漏れてしまうことにあることを発見した。すなわち、空気層１２を設けていることやリフレクター１１と混色用導光板８との構成から混色用導光板８とアルミフレーム９の間に隙間のある構成となってしまう。さらに各構成部品の精度のばらつきによって、この隙間が数ミリ程度になってしまう。ＬＥＤ１から出射された光はこの隙間から漏れ、光の使用効率が低下いてしまっていた。この光の使用効率の低下は、表示装置全体の省電力化の妨げとなっていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２８３８１７号公報
【特許文献２】
特願２００２−１７９３４８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の混色用導光板を用いた液晶表示装置では、光の使用効率を向上することが困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、光の使用効率が高い面状光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる面状光源装置は、光源（例えば、本発明に実施の形態におけるＬＥＤ１）と、前記光源からの光を面全体に導く第１の導光板（例えば、本発明に実施の形態における導光板２）と、前記光源から入射面に入射した光を、出射面に導く第２の導光板（例えば、本発明に実施の形態における混色用導光板８）と、前記第２の導光板の出射面から出射された光を前記第１の導光板に反射するリフレクター（例えば、本発明に実施の形態におけるリフレクター３）と、前記第１の導光板の背面側に設けられ、前記第１の導光板の背面から出射した光を反射する反射シート（例えば、本発明に実施の形態における反射シート５）と、前記第２の導光板内を伝播する光を全反射させるために前記第２の導光板の面上に設けられた低屈折率層（例えば、本発明に実施の形態における空気層１２）とを備え、前記反射シートが前記リフレクターによって前記低屈折率層に反射した光を反射するように前記低屈折率層まで延設されているものである。これにより、簡易な構成で光の使用効率を図ることができる。
【００１３】
上述の面状光源装置において、前記第１の導光板の背面に設けられた筐体（例えば、本発明に実施の形態におけるアルミフレーム９）と前記筐体に設けられ、前記反射シートを固定する固定具をさらに備えていてもよい。これにより製造工数を低減することが可能になる。
【００１４】
上述の面状光源装置において前記固定具が前記筐体と一体的に形成されていることが望ましい。これにより、部品点数や製造工数の低減を図ることができる。
【００１５】
本発明にかかる面状光源装置は光源と、前記光源からの光を面全体に導く第１の導光板と、前記第１の導光板の背面に当該第１の導光板と対向して設けられ、前記光源から入射面に入射した光を出射面に出射させる第２の導光板と、前記第２の導光板から出射した光を前記第１の導光板に反射するリフレクターと、前記第１の導光板と前記第２の導光板の間に設けられ、前記第２の導光板より低い屈折率を有する低屈折率層と、前記リフレクターによって反射され前記低屈折率層に入射した光を反射する反射部材を備えるものである。
【００１６】
上述の面状光源装置の好適な実施例は上述の面状光源装置において、前記第１の導光板の背面に設けられた筐体と前記第１の導光板と前記筐体との間に設けられ、前記第１の導光板２の背面から出射した光を反射する反射シートをさらに備え、前記反射部材が前記反射シートを延設されることにより設けられているものである。これにより、簡易な構成で光の使用効率を向上することができる。
【００１７】
上述の面状光源装置は前記筐体に設けられ、前記反射シートを固定する固定具をさらに備えていてもよい。これにより、製造工数を削減することが出来る
【００１８】
上述の面状光源装置は前記固定具が前記筐体と一体的に形成されていることが望ましい。これにより、部品点数を削減することが出来る。
【００１９】
上述の面状光源装置の異なる好適な実施例は前記反射部材が前記筐体と一体形成されているものである。これにより、簡易な構成で光の使用効率を向上することができる。
【００２０】
本発明にかかる表示装置は上述のいずれかの面状光源装置と、前記面状光源装置の表示面側に設けられた表示パネルとを備えるものである。これにより、光の使用効率を向上することができる。
【００２１】
本発明にかかる液晶表示装置は光源と、前記光源からの光を面全体に導く第１の導光板と、前記導光板の下部に前記第１の導光板と対向するように設けられ、前記光源からの光から入射した光を出射させる第２の導光板と、前記第２の導光板から出射した光を前記第１の導光板に反射するリフレクターと、前記第２の導光板内を伝播する光を全反射させるために前記第１の導光板と前記第２の導光板の間に設けられた低屈折率層と、前記リフレクターによって反射され前記低屈折率層に入射した光を反射する反射部材と、前記面状光源装置の表示面側に設けられ、液晶が狭持された２枚の基板を有する液晶パネルとを備えるものである。これにより、光の使用効率を向上することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
本発明にかかる液晶表示装置について図１及び図２を用いて説明する。図１は液晶表示装置の上面図である。図２は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図を示している。１はＬＥＤ、２は導光板、３はリフレクター、５は反射シート、６は光学シート、７は液晶パネル、８は混色用導光板、９はアルミフレーム、１０は固定具、１１はリフレクター、１２は空気層である。図１で示した点線は、導光板２の下部に設けられた混色用導光板等を示している。なお、図２に示すように混色用導光板８においてＬＥＤ１側の面を入射面８ａ、リフレクター３側の面を出射面８ｂ、アルミフレーム９側の面を上面８ｃとする。導光板２の反射シート５が設けられている面を導光板２の下面２ａとする。
【００２３】
まず、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成について説明する。図２に示すように本実施の形態では混色用導光板８が導光板２の下部に略平行に設けられている。混色用導光板８及び導光板２はアクリルやガラス等の透明体によって形成され、その屈折率は１．５程度である。混色用導光板８の大きさは導光板２の半分程度の大きさである。導光板２の中央付近の下部であって混色用導光板８の入射面８ａの近傍にはＬＥＤ１とリフレクター１１が設けられている。ＬＥＤ１は光源として用いられており、リフレクター１１はＬＥＤ１からの光を混色用導光板８に反射させている。混色用導光板８の出射面８ｂ側には半円筒型のリフレクター３が設けられている。リフレクター１１とリフレクター３は表面が鏡面となっており、光を効率よく反射することができる。リフレクター３は光漏れ無く導光板２に光を反射させるため混色用導光板８の出射面８ｂと導光板２の１側面を囲むように設けられている。導光板２の表示面側（前面側）には光学シート６、液晶パネル７が設けられている。導光板２の表示面側と反対側（背面側）には反射シート５が設けられている。反射シート６の下部には導光板２を支えるためのアルミフレーム９が設けられ、反射シート６と導光板２を固定している。これらの構成部品はフレーム（図示せず）によって固定され、液晶表示装置として一体になる。またフレームと導光板２の間には導光板２から出射された光を再度導光板２に入射させるように反射部材（図示せず）が設けられていてもよい。
【００２４】
光学シート６は拡散シート、保護シート、プリズムシート等から構成され、入射した光を拡散あるいは集光等して液晶パネル７の方向に出射する。液晶パネル７はＴＦＴアレイ基板、ＣＦ基板及びこれらの２枚の基板に狭持される液晶を備えている。ＴＦＴアレイ基板にはガラス基板上にスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されている。ＣＦ基板にはガラス基板上に着色層と遮光層が形成されている。このスイッチング素子を駆動することによって、所望の画像を表示する。この液晶パネル７は既存の液晶パネルと同等のものを用いることができるで説明を省略する。
【００２５】
次に本実施の形態にかかる液晶表示装置における光の伝播について説明する。本実施の形態ではＬＥＤ１を光源として用いている。ＬＥＤ１は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する波長を発光する３種類のものを用いている。図１に示すように全部で８個のＬＥＤ１が設けられているが、本発明は８個に限定されるものではない。Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤは各色それぞれ必要な輝度を取るため、それぞれ異なる数のＬＥＤ１が設けられていてもよい。このＬＥＤ１からの光は直接又はリフレクター１１によって反射され混色用導光板８の入射面８ａに入射する。混色用導光板８の入射面８ａに入射した光は、混色用導光板内を伝播し混色される。十分に混色され白色光となった光は出射面８ｂから出射し、リフレクター３に入射する。リフレクター３は混色用導光板８から出射された光を導光板２の方向に反射する。
【００２６】
導光板２に入射した光は面全体に均一に広がり、光学シート６、液晶パネル７が設けられた出射面に出射される。反射シート５は導光板２の下面２ａから出射された光を反射して再度導光板２に入射させている。これにより、光の利用効率を高くすることができる。反射シート５の下部に設けられたアルミフレーム９は混色用導光板８の上面８ｃから出射して直接導光板２に入射する光を遮る役割もある。すなわち、混色用導光板の上面８ｃから出射された光は十分に混色されていないため、直接導光板２に入射するとその部分は白色光以外の光を光学シート６、液晶パネル７に出射し色ムラが生じるからである。
【００２７】
アルミフレーム９と混色用導光板８の間は隙間を空けて、空気層１２を設けている。通常、混色用導光板８はアクリル、ガラス等から形成され、その屈折率は１．５程度であるまた、空気層１２は空気からなり屈折率が１程度である。この屈折率の差によって、混色用導光板８内においてより多くの光を全反射により伝播することができ、効率よくリフレクター３側に光を出射することが出来る。すなわち、混色用導光板８とアルミフレーム９を接触させた場合、混色用導光板８の上面８ｃ側の屈折率が空気より高くなるので、全反射する光の割合が減少し混色用導光板８の上面８ｃから出射される光が増加してしまう。混色用導光板８から出射された光はアルミフレーム９の表面を鏡面とした場合、混色用導光板８の上面８ｃから出射された光は混色用導光板８に正反射されるが、その反射率は９６％程度であるため光の損失（ロス）が生じる。この光のロスを防ぐため空気層１２を設け、混色用導光板８内を全反射させている。全反射させることにより、光のロスを低減することが出来る。
【００２８】
本実施の形態では反射シート５を混色用導光板８の上面８ｃの途中まで延設させている。この反射シート５をアルミフレーム９の端部で折り曲げ、固定具１０を用いて混色用導光板８の上面８ｃに取り付けている。これにより、リフレクター３側から空気層１２に漏れてくる光を再度リフレクター３側に反射させて、光漏れを防いでいる。この固定具１０はゴムや樹脂などの別部材をアルミフレーム９に取り付けてもよいし、アルミフレーム９の一部を突出させて、一体的に形成しても良い。固定具１０を備えることにより、反射シート５の位置の固定を容易に行うことができる。このような構成とすることで、簡易な構成で光漏れを防ぎ、光の使用効率を向上することができる。アルミフレーム９の一部を突出させて一体的に形成した場合は部品点数及び製造工数の増加を抑えることができる。このような簡易な構成とすることで高い使用効率を有する液晶表示装置の製造において省工数化、省部品化を図ることができる。また、図１の点線に示す様に固定具１０は光の漏れを無くすため混色用導光板８の出射面８ｂと略平行に形成され、混色用導光板８の上面８ｃにおいて端部から端部までを覆うように直線状に設けられている。これにより、光漏れを防ぐことができる。
【００２９】
反射シート５はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートやテープに銀等を蒸着して形成される。あるいは白色シート、白色テープを用いても良い。このような反射シート５を用いることにより、入射した光が正反射され光の使用効率を向上することができる。ＰＥＴは混色用導光板８の材質であるアクリルやガラスよりも柔らかいため、混色用導光板８と接触しても混色用導光板８に損傷が小さいという利点がある。すなわち、アルミフレーム９はアルミニウムから形成されアクリルやガラスよりも硬いためアルミフレーム９が混色用導光板８に接触した場合、混色用導光板８が損傷してしまう。よって、混色用導光板８の光学特性が劣化する恐れがある。本実施の形態ではアクリルよりも柔らかい反射シート５を混色用導光板８に接触させた場合であっても、反射シート５により保護され混色用導光板８の損傷を防ぐことができる。反射シート５は図３に示すように導光板２の下となる５ａの部分と折り曲げて混色用導光板８に取り付ける５ｂの部分の間にミシン目を設けている。これにより、所定の位置で容易に折り曲げることができ、混色用導光板８への取り付けの製造効率を向上することが出来る。なお、反射シート５の材質はＰＥＴに限られるものでなくポリカーボネイト等の材質のものを用いてもよい。また、混色用導光板８においてより多くの光を全反射させるようにするため、反射シート５と混色用導光板８との接触面はできるだけ小さくする方が望ましい。なお、図２において混色用導光板８と導光板２は平行になっているが、楔型の導光板を用いたものや混色用導光板８と導光板２を傾けたものを含むものとする。このような構成の液晶表示装置でも光の使用効率を向上することできる。
【００３０】
発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置について図４を用いて説明する。図４は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図２と同等の図である。図１、図２で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。４は直角プリズムである。
【００３１】
本実施の形態では、リフレクター３は反射面が曲面ではなく平面となっている。すなわち、図４に示すように直角に設けられた２つの平面状のリフレクター３を用いている。リフレクター３の表面は鏡面になっており、混色用導光板８の出射面２ｂからの光を導光板２に反射するようになっている。このような構成のリフレクター３を用いても、実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。
【００３２】
本実施の形態ではさらにリフレクター３と導光板２の間に直角プリズム４が設けられている。直角プリズム４はアクリル、ガラス等によって形成され、その屈折率は１．５程度である。直角プリズム４に混色用導光板８からある一定の入射角以内で入射した光は直角プリズム内で全反射され、導光板２に出射させる。これにより、リフレクター３の表面で反射させた場合より、光の使用効率を向上することができる。
【００３３】
さらに実施の形態１と同様に空気層１２から漏れる光を反射させるため、反射シート５が延設され、固定具１０によって固定されている。反射シート５及び固定具１０を含む直角プリズム４以外の構成、材質等は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。このような構成の液晶表示装置においても反射シート５を延設することにより、空気層１２から漏れる光を防ぎ、光の使用効率を向上することができる。
【００３４】
発明の実施の形態３．
本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置について図５を用いて説明する。図５は液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図２と同等の図である。図１、図２、図４で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。主に実施の形態１との差異について説明する。
【００３５】
本実施の形態では混色用導光板８と導光板２が略垂直に設けられている。混色用導光板８の出射面８ｂは導光板２の端部の近傍に設けられている。さらに混色用導光板８の出射面８ｂから出射した光を導光板２に入射させるように平面状のリフレクター３が傾けて設けられている。他の構成部品は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。このような構成の液晶表示装置によっても、実施の形態１、２と同様に所望の画像を表示させることができる。本実施の形態では空気層１２からの光漏れを無くすために、導光板２の下面２ａに設けられた反射シート５を延設している。反射シート５を略垂直に折り曲げて混色用導光板８と接触させ固定具１０によって固定させている。このような構成であっても光の使用効率を向上することができる。
【００３６】
発明の実施の形態４．
本実施の形態４にかかる液晶表示装置の構成について図６を用いて説明する。図６は混色用導光板８の出射面８ｂの周辺の構成を示す断面図である。本実施の形態では図１で用いた反射シート５と固定具１０の構成を変更したものであり、これ以外の全体的な構成を同一であるため説明を省略する。図１、図２で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため、説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態ではアルミフレーム９が混色用導光板８の出射面８ｂよりも、延長されて設けられている。このような構成では、混色用導光板８の上面８ｃから出射した十分に混色されていない光が導光板２に入射するのを防いでいる。このような構成の液晶表示装置においても、反射シート５を延設して折り曲げることにより光漏れを防ぐことができる。
【００３８】
発明の実施の形態５．
本実施の形態５にかかる液晶表示装置の構成について図７を用いて説明する。図７は混色用導光板８の出射面８ｂの周辺の構成を示す断面図である。本実施の形態では図１で用いた反射シート５と固定具１０の構成を変更したものであり、これ以外の全体的な構成を同一であるため説明を省略する。図１、図２で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため、説明を省略する。図６において１３は反射部材である。
【００３９】
本実施の形態では空気層１２から光漏れを防ぐために、反射シート５ではなく反射部材１３を用いている。この反射部材１３をアルミフレーム５に固定して、混色用導光板８と接触させている。このように反射シート５以外の別部材を反射部材として用いた構成によっても実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。反射部材１３は白色樹脂や金属を用いて形成することができる。
【００４０】
発明の実施の形態６．
本実施の形態６にかかる液晶表示装置の構成について図８を用いて説明する。図８は混色用導光板８の出射面８ｂの周辺の構成を示す断面図である。本実施の形態では図１で用いた反射シート５と固定具１０の構成を変更したものであり、これ以外の全体的な構成を同一であるため説明を省略する。図１、図２、図７で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため、説明を省略する。
【００４１】
図８では図７と異なり、アルミフレーム９の一部を突出させて、アルミフレーム９と反射部材１３を一体的に形成している。このような構成でも同様に光の使用効率を向上することができる。また、一体的に形成した場合、部品点数や製造工数を削減することができ、低コスト化につながる。
【００４２】
発明の実施の形態７．
本実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成について図９を用いて説明する。図９はアルミフレーム９の構成を示した平面図であり、アルミフレーム９を混色用導光板８から見た図である。本実施の形態では実施の形態１と異なり固定具１０を４箇所に設けている。固定具１０をこのような構成として、部分的に反射シート５を固定しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また固定具１０の形状、構成は図示したものに限らず、様々な形状、構成のものを用いることができる。この場合であっても、固定具１０はアルミフレーム９と一体的に形成することで部品点数を削減することが出来る。
【００４３】
発明の実施の形態８．
本実施の形態８にかかる液晶表示装置の構成について図１０を用いて説明する。図１０は本実施の形態にかかる反射シート５を示す平面図である。図１で示した符号と同一の符号を付した構成は同一の構成を示すため、説明を省略する。１４は正反射テープ、１５は拡散反射シートである。
【００４４】
液晶表示装置では導光板２の下面２ａの反射シートとして拡散性の反射シートが用いられることがある。実施の形態１で示した構成の液晶表示装置において、この拡散反射シート１５を延設して空気層１２の光漏れを防いだ場合、拡散シート１５の反射率は正反射の反射シートの反射率に比べて低いため正反射の反射シートを用いた場合に比べて、光の使用効率が低下してしまう。本実施の形態では拡散反射シート１５の上から正反射テープ１４を貼り付けている。この正反射テープ１４を空気層１２に設けられる部分に貼り付けることによって、光の使用効率を向上することができる。このように正反射シート以外のシートを導光板２の背面に設けた場合であっても、正反射テープ１４を貼り付けることによって、簡易な構成で効果的に光漏れを防ぐことができる。これにより、光の使用効率を向上することができる。
【００４５】
その他の実施の形態．
上述の実施の形態では液晶表示装置について説明したが、本発明は表示装置以外のものに利用される面状光源装置として利用することができ、さらに面状光源装置を用いた液晶表示装置にかぎらず様々な表示装置としても利用可能である。また、本発明は上述した実施例だけに限られず、様々な変更が可能である。例えば、実施の形態では筐体としてアルミフレーム１０を用いたが樹脂から形成される樹脂フレームであってもよい。さらに反射シート５に粘着性を持たせて、アルミフレーム１０や混色用導光板８と接着させても良い。反射シート５や反射部材１３は混色用導光板８に接触させなくてもよい。すなわち、空気層１２の一部を反射シート５により塞げてもよい。混色用導光板８と反射シート５あるいは混色用導光板と反射部材１３との間に隙間を設けることにより、アクリル等からなる混色用導光板８の損傷を防ぐことができる。
【００４６】
また、反射部材１３や固定具１０はランプリフレクター１１の近傍に設けても良い。例えば、ランプリフレクター１１の近傍に別の部品として反射部材１３や固定具１０を取り付けても良いし、ランプリフレクター１１やランプリフレクター１１の上のアルミフレーム９を延設して一体的に形成しても良い。空気層１２の代わりに空気以外の気体を封入したり、屈折率の低い透明体を設けた低屈折率層を設けても良い。この場合、光を全反射させるため、屈折率を低くすることが望ましい。このような構成でも同様の効果を得ることが出来る。本発明では光の使用効率を向上することにより、省電力化は図ることができる。さらにＬＥＤの個数の削減等により、コスト削減を図ることも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、光の使用効率の高い面状光源装置、液晶表示装置及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置で使用する反射シートの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態５にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態６にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態８にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ＬＥＤ、２導光板、３リフレクター、４直角プリズム、
５反射シート、６光学シート、７液晶パネル、８混色用導光板、
９アルミフレーム、１０固定具、１１リフレクター、
１２空気層、１３反射部材、１４正反射テープ、１５拡散反射シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar light source device, a liquid crystal display device using the same, and a display device.
[0002]
[Prior art]
A typical liquid crystal display device used for a personal computer or a mobile phone includes a liquid crystal panel including two substrates having a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and a planar light source device provided on the back side of the liquid crystal panel. . Conventionally, a linear cold-cathode tube has been used as the light source of the planar light source device. However, a light source using a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED) as a light source has increased due to its long life and good light emission. ing.
[0003]
When a display device using LEDs is used as a medium-sized or large-sized light source, a large number of LEDs are required to obtain necessary luminance. In order to further emit white light, an LED that emits a wavelength corresponding to each color of red (R), green (G), and blue (B) will be used. Since the R, G, and B LEDs have the required brightness for each color, different numbers of LEDs may be provided. In the case of using these three colors of LEDs, it is necessary to mix the respective colors and emit the light to the display surface side without color unevenness. For this reason, there is a light guide plate using a color mixing light guide plate in addition to a normal light guide plate (for example, Patent Document 1).
[0004]
When a liquid crystal display device using such an LED as a light source is used as a monitor for a typical personal computer, for example, the number of LEDs needs to be about 30 to 40. In order to sufficiently mix the light from the LEDs to suppress the occurrence of color unevenness, it is necessary to increase the size of the color mixing light guide plate. Therefore, when the light guide plate for color mixture is arranged in the lateral direction of the light guide plate, the non-display area beside the display screen becomes large, and it is difficult to narrow the frame.
[0005]
In order to solve this problem, the present applicant has developed a planar light source device and a liquid crystal display device having a light guide plate for color mixing below the light guide plate (for example, Patent Document 2). A liquid crystal display device in which the color mixing light guide plate is provided below the light guide plate will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device. 1 is an LED, 2 is a light guide plate, 3 is a reflector, 4 is a right angle prism, 5 is a reflection sheet, 6 is an optical sheet, 7 is a liquid crystal panel, 8 is a color mixing light guide plate, 11 is a reflector, and 12 is an air layer. . For the sake of explanation, the surface of the light guide plate 2 where the liquid crystal panel 7 is provided is referred to as the upper surface of the light guide plate 2 and the surface where the reflection sheet 5 is provided is referred to as the lower surface 2a of the light guide plate 2.
[0006]
The LED 1 is provided near the center of the lower part of the light guide plate 1. The light emitted from the LED 1 is directly or reflected by the reflector 11 and is incident on the side surface of the color mixing light guide plate 8. The light guide plate 8 for color mixing is formed of acrylic, glass, or the like, and has a refractive index of about 1.5. The light of each color is mixed in the light guide plate 8 for color mixing, and emitted from the surface opposite to the surface on which the LEDs 1 are provided. The light emitted from the color mixing light guide plate 8 enters the right-angle prism 4. Light that has entered the right-angle prism 4 is totally reflected or reflected by the reflector 3, exits from the right-angle prism 4, and enters the side surface of the light guide plate 2. The light guide plate 2 guides the incident light uniformly over the entire surface and emits the light to the display surface side on which the optical sheet 6 is provided. Then, a desired image is displayed via the optical sheet 6 and the liquid crystal panel 7. A reflection sheet 5 is provided on the lower surface of the light guide plate 2. The reflection sheet 5 reflects the light emitted from the light guide plate 2 and makes the light enter the light guide plate 2 again. An aluminum frame 9 for supporting the light guide plate 2 is provided below the reflection sheet 5, and fixes the light guide plate 2 and the reflection sheet 5. A liquid crystal display device is formed by these frames (not shown).
[0007]
In a liquid crystal display device, it is necessary to improve light use efficiency in order to reduce power consumption. Therefore, an air layer 12 is provided with a gap between the aluminum frame 9 and the light guide plate 8 for color mixture, and the light in the light guide plate for color mixture is propagated by total reflection. This is because total reflection causes less light loss than specular reflection from a mirror surface. Further, the reflector 11 has a structure in which the light guide plate 8 for color mixture is fitted to the light guide plate 8 for color mixture so that there is no gap. In this way, light use efficiency is increased.
[0008]
However, the liquid crystal display device having the above configuration has a problem that sufficient light use efficiency cannot be obtained. The inventor of the present application has discovered that the cause is that light leaks from the gap between the color mixing light guide plate 8 and the aluminum frame. That is, due to the provision of the air layer 12 and the configuration of the reflector 11 and the light guide plate 8 for color mixing, the structure has a gap between the light guide plate 8 for color mixture and the aluminum frame 9. Further, the gap is reduced to about several millimeters due to a variation in accuracy of each component. The light emitted from the LED 1 leaks from this gap, and the light use efficiency has been reduced. This decrease in light use efficiency has hindered power saving of the entire display device.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-283817
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2002-179348
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional liquid crystal display device using the color mixing light guide plate has a problem that it is difficult to improve the light use efficiency.
[0011]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a planar light source device and a liquid crystal display device having high light use efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The planar light source device according to the present invention includes a light source (for example, the LED 1 in the embodiment of the present invention) and a first light guide plate (for example, an A light guide plate 2), a second light guide plate (for example, a color mixing light guide plate 8 according to an embodiment of the present invention) for guiding light incident on an incident surface from the light source to an output surface, and the second light guide plate A reflector (e.g., a reflector 3 according to an embodiment of the present invention) for reflecting light emitted from the light exit surface of the first light guide plate, and a first light guide plate provided on the back side of the first light guide plate; A reflection sheet (for example, the reflection sheet 5 according to the embodiment of the present invention) for reflecting light emitted from the back surface of the light guide plate, and the second light guide for totally reflecting light propagating in the second light guide plate. Low refractive index layer provided on the surface of the light guide plate For example, an air layer 12) according to an embodiment of the present invention, wherein the reflection sheet is extended to the low refractive index layer so as to reflect light reflected on the low refractive index layer by the reflector. It is. Thus, light use efficiency can be improved with a simple configuration.
[0013]
In the above-described planar light source device, a housing (for example, the aluminum frame 9 in the embodiment of the present invention) provided on the back surface of the first light guide plate and the housing are provided to fix the reflection sheet. A fixture may be further provided. This makes it possible to reduce the number of manufacturing steps.
[0014]
In the above-described planar light source device, it is preferable that the fixture is formed integrally with the housing. Thereby, the number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced.
[0015]
The surface light source device according to the present invention is provided with a light source, a first light guide plate for guiding light from the light source to the entire surface, and a rear surface of the first light guide plate facing the first light guide plate. A second light guide plate for emitting light incident on an incident surface from the light source to an emission surface, a reflector for reflecting light emitted from the second light guide plate to the first light guide plate, and a first light guide plate; A low refractive index layer provided between the light guide plate and the second light guide plate and having a lower refractive index than the second light guide plate; and a reflection reflecting light reflected by the reflector and entering the low refractive index layer. It has a member.
[0016]
A preferred embodiment of the above-described planar light source device is the planar light source device described above, wherein a housing provided on the back surface of the first light guide plate is provided between the first light guide plate and the housing. And a reflection sheet for reflecting light emitted from the back surface of the first light guide plate 2, wherein the reflection member is provided by extending the reflection sheet. Thereby, the light use efficiency can be improved with a simple configuration.
[0017]
The above-mentioned planar light source device may be provided in the case, and may further include a fixture for fixing the reflection sheet. As a result, the number of manufacturing steps can be reduced.
[0018]
In the above-described planar light source device, it is preferable that the fixing tool is formed integrally with the housing. Thereby, the number of parts can be reduced.
[0019]
In another preferred embodiment of the above-mentioned planar light source device, the reflecting member is formed integrally with the housing. Thereby, the light use efficiency can be improved with a simple configuration.
[0020]
A display device according to the present invention includes any of the above-described planar light source devices, and a display panel provided on a display surface side of the planar light source device. Thereby, the light use efficiency can be improved.
[0021]
The liquid crystal display device according to the present invention is provided with a light source, a first light guide plate for guiding light from the light source to the entire surface, and a light guide plate provided below the light guide plate so as to face the first light guide plate. A second light guide plate for emitting light incident from the light from the first light guide, a reflector for reflecting the light emitted from the second light guide plate to the first light guide plate, and a light propagating in the second light guide plate. A low-refractive-index layer provided between the first light-guide plate and the second light-guide plate for totally reflecting light; and a reflecting member for reflecting light reflected by the reflector and incident on the low-refractive-index layer. And a liquid crystal panel provided on the display surface side of the planar light source device and having two substrates sandwiching liquid crystal. Thereby, the light use efficiency can be improved.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First Embodiment of the Invention
A liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a top view of the liquid crystal display device. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the liquid crystal display device, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 is an LED, 2 is a light guide plate, 3 is a reflector, 5 is a reflection sheet, 6 is an optical sheet, 7 is a liquid crystal panel, 8 is a light guide plate for color mixing, 9 is an aluminum frame, 10 is a fixture, 11 is a reflector, 12 Is an air layer. The dotted line shown in FIG. 1 indicates a light guide plate for color mixing and the like provided below the light guide plate 2. As shown in FIG. 2, in the light guide plate 8 for color mixing, the surface on the LED 1 side is an incident surface 8a, the surface on the reflector 3 side is an emission surface 8b, and the surface on the aluminum frame 9 side is an upper surface 8c. The surface of the light guide plate 2 on which the reflection sheet 5 is provided is defined as the lower surface 2a of the light guide plate 2.
[0023]
First, the configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the light guide plate 8 for color mixing is provided substantially in parallel below the light guide plate 2. The color mixing light guide plate 8 and the light guide plate 2 are formed of a transparent material such as acrylic or glass, and have a refractive index of about 1.5. The size of the color mixing light guide plate 8 is about half the size of the light guide plate 2. The LED 1 and the reflector 11 are provided in the lower part near the center of the light guide plate 2 and near the incident surface 8a of the light guide plate 8 for color mixing. The LED 1 is used as a light source, and the reflector 11 reflects light from the LED 1 to the light guide plate 8 for color mixing. The semi-cylindrical reflector 3 is provided on the emission surface 8b side of the light guide plate 8 for color mixing. The surfaces of the reflector 11 and the reflector 3 are mirror surfaces, and can reflect light efficiently. The reflector 3 is provided so as to surround the emission surface 8b of the light guide plate 8 for color mixing and one side surface of the light guide plate 2 in order to reflect light to the light guide plate 2 without light leakage. An optical sheet 6 and a liquid crystal panel 7 are provided on the display surface side (front side) of the light guide plate 2. On the opposite side (back side) of the light guide plate 2 from the display surface side, a reflection sheet 5 is provided. An aluminum frame 9 for supporting the light guide plate 2 is provided below the reflection sheet 6, and fixes the reflection sheet 6 and the light guide plate 2. These components are fixed by a frame (not shown) and integrated as a liquid crystal display device. In addition, a reflection member (not shown) may be provided between the frame and the light guide plate 2 so that the light emitted from the light guide plate 2 is incident on the light guide plate 2 again.
[0024]
The optical sheet 6 includes a diffusion sheet, a protection sheet, a prism sheet, and the like, and diffuses or condenses incident light and emits the light toward the liquid crystal panel 7. The liquid crystal panel 7 includes a TFT array substrate, a CF substrate, and a liquid crystal sandwiched between these two substrates. In the TFT array substrate, a TFT (thin film transistor) as a switching element is formed on a glass substrate. In the CF substrate, a coloring layer and a light shielding layer are formed on a glass substrate. By driving this switching element, a desired image is displayed. The liquid crystal panel 7 can be the same as an existing liquid crystal panel, and the description is omitted.
[0025]
Next, propagation of light in the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the LED 1 is used as a light source. The LED 1 uses three types of LEDs that emit wavelengths corresponding to red (R), green (G), and blue (B). Although a total of eight LEDs 1 are provided as shown in FIG. 1, the present invention is not limited to eight. The R, G, and B LEDs may each have a different number of LEDs 1 to obtain the required luminance for each color. The light from the LED 1 is directly or reflected by the reflector 11 and is incident on the incident surface 8a of the light guide plate 8 for color mixing. The light that has entered the incident surface 8a of the color mixing light guide plate 8 propagates inside the color mixing light guide plate and is mixed. The light that has been sufficiently mixed into white light exits from the exit surface 8b and enters the reflector 3. The reflector 3 reflects the light emitted from the color mixing light guide plate 8 toward the light guide plate 2.
[0026]
The light that has entered the light guide plate 2 spreads uniformly over the entire surface, and is emitted to the emission surface on which the optical sheet 6 and the liquid crystal panel 7 are provided. The reflection sheet 5 reflects light emitted from the lower surface 2a of the light guide plate 2 and makes the light enter the light guide plate 2 again. Thereby, the light use efficiency can be increased. The aluminum frame 9 provided below the reflection sheet 5 also has a role of blocking light emitted from the upper surface 8c of the color mixing light guide plate 8 and directly entering the light guide plate 2. That is, since the light emitted from the upper surface 8c of the color mixing light guide plate is not sufficiently mixed, when the light directly enters the light guide plate 2, that portion emits light other than white light to the optical sheet 6 and the liquid crystal panel 7 to emit light. This is because unevenness occurs.
[0027]
An air layer 12 is provided with a gap between the aluminum frame 9 and the light guide plate 8 for color mixing. Usually, the color mixing light guide plate 8 is formed of acrylic, glass, or the like, and has a refractive index of about 1.5. The air layer 12 is made of air and has a refractive index of about 1. Due to this difference in the refractive index, more light can be propagated by total reflection in the light guide plate 8 for color mixing, and light can be efficiently emitted to the reflector 3 side. That is, when the color mixing light guide plate 8 and the aluminum frame 9 are in contact with each other, the refractive index on the upper surface 8c side of the color mixing light guide plate 8 becomes higher than that of air, so that the proportion of the light that is totally reflected is reduced, and The light emitted from the upper surface 8c of the semiconductor device increases. When the surface of the aluminum frame 9 has a mirror surface, the light emitted from the light-mixing light guide plate 8 is specularly reflected on the upper surface 8c of the light-mixing light guide plate 8. Since the rate is about 96%, light loss occurs. An air layer 12 is provided to prevent this light loss, and the inside of the light guide plate 8 for color mixing is totally reflected. By performing total reflection, light loss can be reduced.
[0028]
In the present embodiment, the reflection sheet 5 is extended halfway of the upper surface 8c of the color mixing light guide plate 8. The reflection sheet 5 is bent at the end of the aluminum frame 9 and attached to the upper surface 8c of the color mixing light guide plate 8 using the fixing device 10. Thus, light leaking from the reflector 3 side to the air layer 12 is reflected again to the reflector 3 side, thereby preventing light leakage. The fixing device 10 may be formed by attaching another member such as rubber or resin to the aluminum frame 9 or by integrally projecting a part of the aluminum frame 9. By providing the fixture 10, the position of the reflection sheet 5 can be easily fixed. With such a configuration, light leakage can be prevented with a simple configuration, and light use efficiency can be improved. When a part of the aluminum frame 9 is integrally formed by protruding, it is possible to suppress an increase in the number of parts and the number of manufacturing steps. With such a simple configuration, it is possible to reduce man-hours and parts in manufacturing a liquid crystal display device having high use efficiency. Further, as shown by the dotted line in FIG. 1, the fixture 10 is formed substantially parallel to the emission surface 8b of the light guide plate 8 for color mixing in order to eliminate light leakage, and from end to end on the upper surface 8c of the light guide plate 8 for color mixture. It is provided in a straight line so as to cover up to. Thereby, light leakage can be prevented.
[0029]
The reflection sheet 5 is formed by depositing silver or the like on a PET (polyethylene terephthalate) sheet or tape. Alternatively, a white sheet or a white tape may be used. By using such a reflection sheet 5, the incident light is specularly reflected, and the light use efficiency can be improved. Since PET is softer than acrylic or glass, which is the material of the light guide plate 8 for color mixing, there is an advantage that even if it contacts the light guide plate 8 for color mixture, damage to the light guide plate 8 for color mixing is small. That is, since the aluminum frame 9 is formed of aluminum and is harder than acrylic or glass, when the aluminum frame 9 contacts the light guide plate 8 for color mixing, the light guide plate 8 for color mixing is damaged. Therefore, the optical characteristics of the color mixing light guide plate 8 may be degraded. In the present embodiment, even when the reflection sheet 5 that is softer than acrylic is brought into contact with the light guide plate 8 for color mixing, the reflection sheet 5 protects the light guide plate 8 from damage. As shown in FIG. 3, the reflection sheet 5 is provided with a perforation between a portion 5a below the light guide plate 2 and a portion 5b to be bent and attached to the light guide plate 8 for color mixing. Thereby, it can be easily bent at a predetermined position, and the manufacturing efficiency of attachment to the light guide plate 8 for color mixing can be improved. The material of the reflection sheet 5 is not limited to PET, and a material such as polycarbonate may be used. Further, in order that the light guide plate 8 for color mixing totally reflects more light, it is desirable that the contact surface between the reflection sheet 5 and the light guide plate 8 for color mixture be as small as possible. Although the light guide plate 8 for color mixing and the light guide plate 2 are parallel in FIG. 2, it is assumed that the light guide plate for wedge-shaped light guide plate and the light guide plate for color mixture 8 and the light guide plate 2 are inclined. Even in the liquid crystal display device having such a configuration, the light use efficiency can be improved.
[0030]
Embodiment 2 of the invention
A liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the liquid crystal display device, and is a diagram equivalent to FIG. 1 and 2 denote the same components, and a description thereof will not be repeated. 4 is a right angle prism.
[0031]
In the present embodiment, the reflector 3 has a flat reflecting surface rather than a curved surface. That is, as shown in FIG. 4, two planar reflectors 3 provided at right angles are used. The surface of the reflector 3 is a mirror surface, and reflects light from the exit surface 2b of the light guide plate 8 for color mixture to the light guide plate 2. Even if the reflector 3 having such a configuration is used, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0032]
In the present embodiment, a right-angle prism 4 is further provided between the reflector 3 and the light guide plate 2. The right-angle prism 4 is formed of acrylic, glass, or the like, and has a refractive index of about 1.5. Light incident on the right-angle prism 4 from the light-mixing light guide plate 8 within a certain incident angle is totally reflected in the right-angle prism and emitted to the light guide plate 2. Thereby, the light use efficiency can be improved as compared with the case where the light is reflected on the surface of the reflector 3.
[0033]
Further, in order to reflect the light leaking from the air layer 12 as in the first embodiment, the reflection sheet 5 is extended and fixed by the fixture 10. The configuration, materials, and the like other than the right-angle prism 4 including the reflection sheet 5 and the fixture 10 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. Also in the liquid crystal display device having such a configuration, by extending the reflection sheet 5, light leaking from the air layer 12 can be prevented, and the light use efficiency can be improved.
[0034]
Embodiment 3 of the Invention
Third Embodiment A liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal display device, and is a diagram equivalent to FIG. 1, 2 and 4 denote the same components, and a description thereof will not be repeated. Mainly, differences from the first embodiment will be described.
[0035]
In the present embodiment, the color mixing light guide plate 8 and the light guide plate 2 are provided substantially vertically. The light exit surface 8 b of the color mixing light guide plate 8 is provided near the end of the light guide plate 2. Further, a planar reflector 3 is provided so as to be inclined so that light emitted from the emission surface 8b of the color mixing light guide plate 8 is incident on the light guide plate 2. Other components are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated. With the liquid crystal display device having such a configuration, a desired image can be displayed as in the first and second embodiments. In the present embodiment, the reflection sheet 5 provided on the lower surface 2a of the light guide plate 2 extends to eliminate light leakage from the air layer 12. The reflection sheet 5 is bent substantially vertically, is brought into contact with the color mixing light guide plate 8, and is fixed by the fixture 10. Even with such a configuration, the light use efficiency can be improved.
[0036]
Embodiment 4 of the Invention
The configuration of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration around the light exit surface 8b of the light guide plate 8 for color mixing. In the present embodiment, the configuration of the reflection sheet 5 and the fixture 10 used in FIG. 1 is changed, and the other overall configuration is the same, so that the description is omitted. 1 and 2 denote the same components, and a description thereof will not be repeated.
[0037]
In the present embodiment, the aluminum frame 9 is provided so as to be longer than the emission surface 8b of the light guide plate 8 for color mixing. In such a configuration, light that is not sufficiently mixed and emitted from the upper surface 8c of the color mixing light guide plate 8 is prevented from entering the light guide plate 2. Also in the liquid crystal display device having such a configuration, light leakage can be prevented by extending and bending the reflection sheet 5.
[0038]
Embodiment 5 of the Invention
The configuration of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration around the emission surface 8b of the light guide plate 8 for color mixing. In the present embodiment, the configuration of the reflection sheet 5 and the fixture 10 used in FIG. 1 is changed, and the other overall configuration is the same, so that the description is omitted. 1 and 2 denote the same components, and a description thereof will not be repeated. In FIG. 6, reference numeral 13 denotes a reflection member.
[0039]
In the present embodiment, a reflection member 13 is used instead of the reflection sheet 5 to prevent light leakage from the air layer 12. The reflection member 13 is fixed to the aluminum frame 5 and is in contact with the color mixing light guide plate 8. As described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained by the configuration using another member other than the reflection sheet 5 as the reflection member. The reflection member 13 can be formed using white resin or metal.
[0040]
Embodiment 6 of the Invention
The configuration of the liquid crystal display device according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration around the emission surface 8b of the light guide plate 8 for color mixing. In the present embodiment, the configuration of the reflection sheet 5 and the fixture 10 used in FIG. 1 is changed, and the other overall configuration is the same, so that the description is omitted. 1, 2, and 7, the same reference numerals denote the same components, and a description thereof will not be repeated.
[0041]
In FIG. 8, unlike FIG. 7, a part of the aluminum frame 9 is projected so that the aluminum frame 9 and the reflection member 13 are integrally formed. Even in such a configuration, the light use efficiency can be similarly improved. Also, when integrally formed, the number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced, which leads to cost reduction.
[0042]
Embodiment 7 of the Invention
The configuration of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the aluminum frame 9, and is a view of the aluminum frame 9 as viewed from the light guide plate 8 for color mixing. In the present embodiment, unlike Embodiment 1, the fixtures 10 are provided at four locations. Even if the fixing device 10 is configured as described above and the reflection sheet 5 is partially fixed, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, the shape and configuration of the fixing tool 10 are not limited to those illustrated, and various shapes and configurations can be used. Even in this case, the number of parts can be reduced by integrally forming the fixture 10 with the aluminum frame 9.
[0043]
Embodiment 8 of the Invention
The configuration of the liquid crystal display device according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view showing the reflection sheet 5 according to the present embodiment. Configurations denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 indicate the same configurations, and thus description thereof will be omitted. 14 is a regular reflection tape, and 15 is a diffuse reflection sheet.
[0044]
In a liquid crystal display device, a diffusive reflection sheet may be used as a reflection sheet on the lower surface 2a of the light guide plate 2 in some cases. In the liquid crystal display device having the configuration shown in the first embodiment, when the diffusion reflection sheet 15 is extended to prevent light leakage from the air layer 12, the reflectance of the diffusion sheet 15 is the reflectance of the regular reflection reflection sheet. , The light use efficiency is lower than when a specular reflection sheet is used. In the present embodiment, the specular reflection tape 14 is attached from above the diffuse reflection sheet 15. By attaching this specular reflection tape 14 to a portion provided in the air layer 12, light use efficiency can be improved. Even when a sheet other than the specular reflection sheet is provided on the back surface of the light guide plate 2, light leakage can be effectively prevented with a simple configuration by attaching the specular reflection tape 14. Thereby, the light use efficiency can be improved.
[0045]
Other embodiments.
Although the liquid crystal display device has been described in the above embodiment, the present invention can be used as a planar light source device used for something other than the display device, and further limited to a liquid crystal display device using the planar light source device. It can also be used as various display devices. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, although the aluminum frame 10 is used as the housing in the embodiment, a resin frame formed of resin may be used. Further, the reflection sheet 5 may be provided with adhesiveness and adhered to the aluminum frame 10 or the light guide plate 8 for color mixing. The reflection sheet 5 and the reflection member 13 need not be in contact with the color mixing light guide plate 8. That is, a part of the air layer 12 may be closed by the reflection sheet 5. By providing a gap between the color mixing light guide plate 8 and the reflection sheet 5 or between the color mixing light guide plate and the reflection member 13, damage to the color mixing light guide plate 8 made of acrylic or the like can be prevented.
[0046]
Further, the reflection member 13 and the fixture 10 may be provided near the lamp reflector 11. For example, the reflection member 13 and the fixture 10 may be attached as separate components near the lamp reflector 11, or the lamp reflector 11 and the aluminum frame 9 on the lamp reflector 11 may be extended and integrally formed. Is also good. Instead of the air layer 12, a gas other than air may be sealed, or a low refractive index layer provided with a transparent material having a low refractive index may be provided. In this case, it is desirable to lower the refractive index in order to totally reflect light. A similar effect can be obtained with such a configuration. In the present invention, power saving can be achieved by improving the light use efficiency. Further, cost can be reduced by reducing the number of LEDs.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, a planar light source device, a liquid crystal display device, and a display device with high light use efficiency can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a reflection sheet used in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 LED, 2 light guide plate, 3 reflector, 4 right angle prism,
5 reflection sheet, 6 optical sheet, 7 liquid crystal panel, 8 light guide plate for color mixing,
9 aluminum frame, 10 fixture, 11 reflector,
12 air layer, 13 reflection member, 14 regular reflection tape, 15 diffuse reflection sheet

Claims

A light source,
A first light guide plate that guides light from the light source to the entire surface;
A second light guide plate that guides light incident on an incident surface from the light source to an exit surface,
A reflector that reflects light emitted from the emission surface of the second light guide plate to the first light guide plate;
A reflection sheet that is provided on the back side of the first light guide plate and reflects light emitted from the back surface of the first light guide plate;
A low-refractive-index layer provided on a surface of the second light guide plate to totally reflect light propagating in the second light guide plate;
A planar light source device wherein the reflection sheet is extended to the low refractive index layer so as to reflect light reflected on the low refractive index layer by the reflector.

A housing provided under the second light guide plate;
The planar light source device according to claim 1, further comprising a fixture provided on the housing and fixing the reflection sheet.

The planar light source device according to claim 2, wherein the fixture is formed integrally with the housing.

A light source,
A first light guide plate that guides light from the light source to the entire surface;
A second light guide plate provided on a back surface of the first light guide plate so as to face the first light guide plate and emitting light incident on an incident surface from the light source to an emission surface;
A reflector that reflects light emitted from the second light guide plate to the first light guide plate;
A low refractive index layer provided between the first light guide plate and the second light guide plate and having a lower refractive index than the second light guide plate;
A reflecting member configured to reflect light reflected by the reflector and incident on the low refractive index layer.

A housing provided under the light guide plate;
A reflection sheet that is provided between the first light guide plate and the housing and that reflects light emitted from the back surface of the first light guide plate 2;
The planar light source device according to claim 4, wherein the reflection member is provided by extending the reflection sheet.

The planar light source device according to claim 5, further comprising a fixture provided on the housing and fixing the reflection sheet.

The planar light source device according to claim 6, wherein the fixing member is formed integrally with the housing.

The planar light source device according to claim 4, wherein the reflection member is formed integrally with the housing.

A planar light source device according to any one of claims 1 to 8,
A display panel provided on the display surface side of the planar light source device.

A light source,
A first light guide plate that guides light from the light source to the entire surface;
A second light guide plate that is provided substantially in parallel with the first light guide plate below the light guide plate and emits incident light from light from the light source;
A reflector that reflects light emitted from the second light guide plate to the first light guide plate;
A housing provided under the light guide plate;
A low refractive index layer provided between the housing and the second light guide plate to totally reflect light propagating in the second light guide plate;
A reflecting member that reflects light reflected by the reflector and incident on the low refractive index layer,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel provided on a display surface side of the planar light source device and having two substrates sandwiching liquid crystal.