JP2006171253A - Light guide plate of backlight assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトアッセンブリに組み込まれるバックライトアッセンブリの導光板に関する。 The present invention relates to a light guide plate of a backlight assembly incorporated in a backlight assembly of a liquid crystal display.
従来液晶ディスプレイのバックライトアッセンブリとして、導光板と反射シートと発光ダイオード(LED)とを備えた構造のものが公知となっている(例えば特許文献1参照)。上記バックライトアッセンブリ(バックライトパネル装置)は、導光板の下端面に、LEDが取り付けられている。反射シートの表面に、LED点灯回路パターンと遮光パターンとが銀・カーボンインク等の導電性インクでシルク印刷等により同時に形成されている。 Conventionally, as a backlight assembly of a liquid crystal display, a structure including a light guide plate, a reflection sheet, and a light emitting diode (LED) is known (see, for example, Patent Document 1). In the backlight assembly (backlight panel device), an LED is attached to the lower end surface of the light guide plate. An LED lighting circuit pattern and a light-shielding pattern are simultaneously formed on the surface of the reflection sheet by silk printing or the like with a conductive ink such as silver / carbon ink.
導光板の表面には、スクリーン印刷等により微小点状等の乱反射面である配光パターンが形成されている。配光パターンは、導光板の表面に透光性のインクを用いて面積比20〜60%の網点パターンを導光板の下端側から上端側に向けて無段階状に変化するようにほぼ全面にわたって印刷したものとなっている。 On the surface of the light guide plate, a light distribution pattern which is an irregular reflection surface such as a minute dot is formed by screen printing or the like. The light distribution pattern is formed on the entire surface of the light guide plate using translucent ink so that a halftone dot pattern with an area ratio of 20 to 60% changes steplessly from the lower end side to the upper end side of the light guide plate. It has been printed over.
上記導光板は、LEDから発せられ導光板の下端面から導光板内に光が進入すると、進入した光が配光パターンにより乱反射し、配光パターン部分が導光板の表面側から見てほぼ均一の明るさで発光する構造となっている。 In the light guide plate, when light enters from the lower end surface of the light guide plate into the light guide plate, the entered light is irregularly reflected by the light distribution pattern, and the light distribution pattern portion is substantially uniform when viewed from the surface side of the light guide plate. It has a structure that emits light at a brightness of.
上記遮光パターンは、LED点灯回路パターン位置の直下の高さ位置に、左右にわって全面的に形成されている。遮光パターンは、反射シートを透過してLEDの光が外部に漏れるのを防止して、発光ダイオードの配置部分が、他の部分に比較して明るくなる発光ムラを防止する。 The light shielding pattern is formed entirely on the left and right at a height position directly below the LED lighting circuit pattern position. The light-shielding pattern prevents light from the LED from leaking to the outside through the reflection sheet, and prevents light-emitting unevenness in which the portion where the light-emitting diode is disposed becomes brighter than other portions.
一方図12に示されるように、入光側端部に、発光ダイオード位置に対応させて、平面視で山形をなす凹凸状の発光ダイオードの取付部を設けた導光板も公知となっている。凹凸状の取付部によって、発光ダイオードから放射される光を拡散させて導入板に導入させ、発光面において、発光ダイオードに相対する部分が、他の部分に比較して明るく発光する「目玉現象」を防止する構造となっている。なお該導光板に関する特許文献及び非特許文献は知らない。 On the other hand, as shown in FIG. 12, a light guide plate is also known in which a light-emitting side end portion is provided with a concave-convex light-emitting diode mounting portion having a mountain shape in plan view in correspondence with the light-emitting diode position. “Eyeball phenomenon” in which light emitted from the light emitting diode is diffused and introduced into the introduction plate by the uneven mounting portion, and the part facing the light emitting diode on the light emitting surface emits light brighter than other parts. It has a structure to prevent. In addition, the patent document and nonpatent literature regarding this light-guide plate are not known.
上記いずれの従来技術においてもLEDから放射される光は、導光板の入光側端面のLEDに相対する部分から導光板に進入し、この導光板に進入した光によって導光板の発光面が発光する。このため遮光パターンによる「目玉現象」の防止構造の場合、導光板に進入した光が配光パターンにより乱反射するとはいえ、導光板の入光側端面の入光ムラは避けられず、発光面において、LEDに相対する部分が、他の部分に比較して明るく発光する「目玉現象」が発生するという欠点がある。 In any of the above prior arts, light emitted from the LED enters the light guide plate from the portion of the light incident side end face of the light guide plate facing the LED, and the light emitting surface of the light guide plate emits light by entering the light guide plate. To do. For this reason, in the case of the structure that prevents the “eyeball phenomenon” due to the light shielding pattern, the light entering the light guide plate is irregularly reflected by the light distribution pattern, but the incident light unevenness of the light incident side end surface of the light guide plate is unavoidable, There is a drawback that a “eyeball phenomenon” occurs in which the portion facing the LED emits light brighter than other portions.
なお遮光パターンは、反射シートを透過してLEDの光が外部に漏れるのを防止するのみである。このため反射シートを透過してLEDの光が外部に漏れることにより発生する発光ムラを防止することはできるが、導光板の下端面からの光の入光強度ムラに起因する上記「目玉現象」に対しては効果がない。また凹凸状の取付部を設けたものは、取付部による光の拡散が不足し、前記「目玉現象」を回避することが困難であるという問題点がある。 The light shielding pattern only prevents the light from the LED from leaking outside through the reflective sheet. For this reason, it is possible to prevent light emission unevenness that occurs when light from the LED leaks to the outside through the reflection sheet, but the “eye phenomenon” due to uneven light incident intensity from the lower end surface of the light guide plate. There is no effect on. Moreover, the thing provided with the uneven | corrugated attachment part has the problem that the diffusion of the light by an attachment part is insufficient and it is difficult to avoid the said "eyeball phenomenon".
上記課題を解決するための本発明のバックライトアッセンブリの導光板は、端面側から入光される光によって表面の発光面11が発光する導光板3,17と、導光板3,17の入光側端面3a,17aに配置される光源とを備え、導光板3,17の入光側端部に、組み立て時に少なくとも一部がマスクされる入光側端縁3x,17xが設けられた液晶ディスプレイのバックライトアッセンブリにおいて、導光板3,17における入光側端縁3x,17xの表面又は裏面の少なくとも一方のマスクされる範囲内に、入光側端部から発光面11方向に延びる複数の溝16を形成したことを第1の特徴としている。
In order to solve the above problems, the light guide plate of the backlight assembly of the present invention includes a
第2に溝16を、光源位置に対応させて形成したことを特徴としている。
Secondly, the
第3に溝16の深さが、発光面11に近づくに従って徐々に浅くなり、溝端で0となることを特徴としている。
Thirdly, the depth of the
第4に溝16の断面形状が、溝幅が深さ方向に向かって徐々に小さくなり、最深位置で0となる形状であることを特徴としている。
Fourth, the cross-sectional shape of the
第5に溝16の断面形状が、V字状又は円弧状又は楕円弧状をなすことを特徴としている。
Fifth, the cross-sectional shape of the
第6に光源が、発光面が導光板3,17の端面3a,17aに向き合うように取り付けられた発光ダイオード9からなることを特徴としている。
Sixth, the light source is characterized by comprising a
以上のように構成される本発明の構造によると、発光ダイオード等からなる光源から導光板の入光側端部に入光した直後の光は、一部が溝によって乱反射して導光板内を拡散し、導光板の入光側端部に概ね均一に光が入光したような状態となる。これにより発光面における光源に相対する部分が、他の部分に比較して明るくなる「目玉現象」を防止することができ、発光面における発光ムラが防止されるという効果がある。 According to the structure of the present invention configured as described above, a part of the light immediately after entering the light incident side end of the light guide plate from a light source such as a light emitting diode is irregularly reflected by the groove and is reflected in the light guide plate. The light diffuses, and light enters the light incident side end of the light guide plate substantially uniformly. As a result, the “eyeball phenomenon” in which the portion facing the light source on the light emitting surface becomes brighter than the other portions can be prevented, and the light emission unevenness on the light emitting surface can be prevented.
なお光源からの光は、導光板の入光側端面における光源に相対する部分から入光する。このため少なくとも光源位置に対応する部分に溝を形成して、光を乱反射させることで、上記「目玉現象」を防止することができ、少ない本数の溝で「目玉現象」を防止することができる。 Note that light from the light source enters from a portion facing the light source on the light incident side end face of the light guide plate. For this reason, by forming a groove at least in a portion corresponding to the light source position and irregularly reflecting the light, the “eyeball phenomenon” can be prevented, and the “eyeball phenomenon” can be prevented with a small number of grooves. .
このとき溝の深さを、発光面に近づくに従って徐々に浅くなり、溝端で0となるように設定することによって、溝の全長にわたって有効に光の拡散が行われ、溝端に光が集中することによる目玉現象の発生が防止される。 At this time, by setting the depth of the groove to be gradually shallower as it approaches the light emitting surface and to be 0 at the groove end, light is effectively diffused over the entire length of the groove, and light is concentrated at the groove end. Occurrence of the eyeball phenomenon due to is prevented.
また溝の断面形状を、溝幅が深さ方向に向かって徐々に小さくなり、最深位置で0となるV字状又は円弧状又は楕円弧状とすることによって、溝の全周面にわたって有効に光の拡散が行われ、溝の底部に光が集中することによる上記目玉現象の発生が防止される。なお溝の断面形状を、V字状又は円弧状又は楕円弧状とすることによって、溝幅が深さ方向に向かって徐々に小さくなり、最深位置で0となる断面形状の溝を簡単に形成することができる。 In addition, by making the cross-sectional shape of the groove gradually V-shaped, arc-shaped or elliptical arc in which the groove width gradually decreases in the depth direction and becomes 0 at the deepest position, light is effectively emitted over the entire circumferential surface of the groove. The above-described eyeball phenomenon due to the concentration of light at the bottom of the groove is prevented. By making the cross-sectional shape of the groove V-shaped, arc-shaped or elliptical arc-shaped, the groove width gradually decreases in the depth direction, and a groove having a cross-sectional shape that becomes 0 at the deepest position is easily formed. be able to.
図1,図2(a),(b)は、液晶ディスプレイ等に使用されるバックライトアッセンブリの構造を示すモデル図である。該バックライトアッセンブリ1は、反射シート2、導光板3、拡散シート(ディフューザ)4、レンズシート5,6が、裏側から表側に向かって、枠体7内に順次積層されてユニット化された構造となっている。
FIGS. 1, 2A and 2B are model diagrams showing the structure of a backlight assembly used in a liquid crystal display or the like. The
導光板3の入光側端面3aに光源となる発光ダイオード9が取り付けられている。発光ダイオード9は、フィルム基板等に搭載され、枠体7の台部8上に載置されている。発光ダイオード9から放射される光が、導光板3の入光側端面3aから導光板3内に進入し、この光によって導光板3の表側の発光面11が発光する。
A
本バックライトアッセンブリ1は、発光面11で発光する光がディフューザ4によって拡散され、表側のレンズシート6が発光する構造となっている。反射シート2は導光板3(反射面11)の裏側に漏れる光を表側に反射する。
The
図3は発光ダイオード9が取り付けられた導光板3の拡大斜視図である。導光板3は透明アクリル樹脂等の光透過性が高い材料によって成形されている。発光ダイオード9は導光板3側の端面が発光面となっている。導光板3の表面における発光ダイオード側端から所定距離はなれたエリアが、発光面11となっている。
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the
発光面11には、縦方向の溝12が横方向に複数形成されている。溝12によって発光面11は、山形の凹凸面となっている。導光板3の裏面における発光面11の裏側位置には、横方向の溝13が縦方向に複数形成されている。発光面11の裏面は、溝13によって発光面11の凹凸面に対して90度回転した凹凸面となっている。
A plurality of
導光板3の入光側端面3aから導光板3内に進入した発光ダイオード9からの光は、発光面11の裏面の凹凸面によって表面側に向かって乱反射し、さらに発光面11(表面側)においても乱反射する。これにより発光面11は発光ダイオード9の光によって、表面側に向かってほぼ均一に発光する。
The light from the
なお図2(a),(b)に示されるように、バックライトアッセンブリ1の表面側には、遮光フィルム14が設けられている。遮光フィルム14は、台部8に相対する部分が遮光部14aとなっている。遮光フィルム14の他の部分は透光可能な透明部14bとなっている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a
発光ダイオード9及び導光板3における入光側の発光エリア外である入光側端縁3Xは、遮光部14aの裏側に位置している。入光側端縁3Xは、全体が遮光部14aによってマスクされ、発光ダイオード9の光が遮光フィルム14の表側にもれることはない。
The light
導光板3における入光側端縁3Xの表側には、略全幅にわたって複数の溝16が形成されている。溝16は導光板3の入光側端から発光面11に向かって延びている。溝16は図4(a)に示されるように、端面側から見てV字状の断面をなし、図4(b)に示されるように、発光エリア11に近づくに従って、深さが徐々に浅くなり、溝端において深さが0となる形状をなす。
On the front side of the light
溝16は導光板3における入光側端縁3Xに形成されているため、バックライトアッセンブリ1が組み立てられると、遮光フィルム14の遮光部14aによって、バックライトアッセンブリ1の表面側においてマスクされる。
Since the
発光ダイオード9から放射された光は、入光側端部3aから導光板3への入光直後に、導光板3の表面側(発光エリア11側)において、一部が溝16によって乱反射して導光板3内を拡散して進行し、入光側端面3aに概ね均一に光が入光したような状態となる。これにより発光面11における発光ダイオード9に相対する部分が、他の部分に比較して明るくなる「目玉現象」が防止され、発光面11における発光ムラが防止される。
A part of the light emitted from the
このとき溝16は、発光エリア11に近づくに従って、深さが徐々に浅くなり、溝端において深さが0となっているため、溝に進行した光が直進して溝端に光が集中し、溝端が明るく発光する不都合等が発生せず、溝16の全長にわたって光の拡散が有効に行われる。これにより溝16の端部の発光による上記目玉現象の発生が防止される。
At this time, the depth of the
また溝16はV字状の断面をなし、溝幅は最深位置において0となっているため、溝16の全周面にわたって互いに斜め上方に向かって光を乱反射して光を有効に拡散させる。これにより溝16の底部に光が集中して明るく発光するような不都合が防止され、溝16の底部の発光による上記目玉現象の発生が防止される。
Further, since the
なお導光板3は、溝16の部分で、表面に向かって発光することになるが、溝16は遮光フィルム14の遮光部14aによって、バックライトアッセンブリ1の表面側においてマスクされるため、バックライトアッセンブリ1の組み立て後は、溝16の表面に向かう発光は問題にならず、発光面11の発光ムラを引き起こすことはない。
The
図5(a),(b)に示されるように、溝16を入光側端面3aの表面側だけでなく、裏面側に表裏反対に形成してもよい。この場合は発光ダイオード9から放射される光の溝16での乱反射の発生が増加し、上記目玉現象の防止効果が向上し、発光面11での発光をより均一化することができる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
また溝16を、導光板3における溝16を入光側端面3aの裏面側にのみ設けることもできる。ただしこの場合、発光ダイオード9から放射される光は、導光板3の表面側において拡散・乱反射することが少ないため、入光側端面3aの表面側にのみ溝16を設ける場合と比較して、上記目玉現象の防止効果は落ちる。
Moreover, the groove |
なお溝16を、少なくとも発光ダイオード9の発光面に対応する位置にのみ設けることもできる。この場合は発光ダイオード9の発光面に対応する位置のみで光を乱反射させることによって、少ない本数の溝16で「目玉現象」を防止することができる。
The
図6(a),(b)に示されるように、溝16を、溝16の端面側から見た断面形状を楕円弧形状とし、発光エリア11に近づくに従って、深さが徐々に浅くなり、溝端において深さが0となるよう形成してもよい。この場合も上記V字状の断面をなす溝の場合と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
なお溝16の端面側から見た断面形状を正円の円弧形状とすることもできる。また図示しないが、導光板3における上記入光側端縁3Xの裏面側に、入光側端縁3Xの表面側の溝16と表裏反対に溝16を形成してもよい。さらに上記V字状の断面をなす溝の場合と同様に、楕円弧形状断面又は円弧形状断面の溝16を導光板3の入光側端縁3Xの裏面側にのみ形成することや、少なくとも発光ダイオード9の発光面に対応する位置にのみ設けることもできる。この場合の効果やそれに伴う欠点は上記同様である。
In addition, the cross-sectional shape seen from the end surface side of the groove |
図7に示されるように、平板状の発光面11部分の厚さに対して入光側端面17aの厚さが厚く、入光側端縁17Xの部分が、台形状の断面を有するタイプの導光板17がある。このタイプの導光板17は、バックライトアッセンブリ1をできる限り薄く構成することが可能となる。
As shown in FIG. 7, the light incident
導光板が上記タイプの場合も、導光板17の入光側端縁17Xの表面側における略全幅にわたって、図8(a)に示されるように、V字状の断面をなす溝16を複数形成することによって、前述と同様に発光面11における「目玉現象」を抑制することができる。
Even when the light guide plate is of the above type, a plurality of
なお導光板17における入光側端縁17Xの部分は、図8(b)に示されるように、台形状の断面を有するため、発光面部分に対して平行に溝16を設けることによって、溝16の深さが、発光面11に近づくに従って、徐々に浅くなり、溝端において深さが0となる。このため溝16の形成が容易である。
Since the light
溝16の形成が容易であるため、図9(a),(b)に示されるように、溝16を、導光板3における上記入光側端縁17Xの裏面側にも、入光側端縁17Xの表面側に形成されている溝16と表裏反対に容易に形成することができ、上記同様に目玉現象の防止効果を向上させることができる。
Since the formation of the
なお図10(a)に示されるように、溝16の端面側から見た断面形状を楕円弧形状としてもよい。この溝16は、図10(b)に示されるように、発光面部分に対して平行に設けられており、溝16の深さが、発光面11に近づくに従って、徐々に浅くなり、溝端において深さが0となっている。
As shown in FIG. 10A, the cross-sectional shape viewed from the end face side of the
この場合も上記V字状の断面をなす溝の場合と同様の効果を得ることができる。なお溝16の端面側から見た断面形状を正円の円弧形状とすることもできる。また溝16の端面側から見た断面形状が上記いずれの場合であっても、溝16を、導光板3における上記入光側端縁17Xの裏面側に、入光側端縁17Xの表面側に形成されている溝16と表裏反対に容易に形成し、上記目玉現象の防止効果を向上させることができる。
In this case, the same effect as that of the groove having the V-shaped cross section can be obtained. In addition, the cross-sectional shape seen from the end surface side of the groove |
導光板17においても、前述の実施形態同様に、溝16を導光板17の入光側端縁17Xの裏面側にのみ形成することや、溝16を少なくとも発光ダイオード9の発光面に対応する位置にのみ設けることもできる。この場合の効果やそれに伴う欠点は上記同様である。
Also in the
図11は、3つの発光ダイオードDが取り付けられた、幅×長さ×厚さ=30.5×44×0.65(mm)の寸法の導光板Aの平面図である。該導光板Aは、発光面Bが平面視で29.5×39.5(mm)であり、導光板Aの入光側端から発光面Bの開始端までの長さが2.9mmとなっている。導光板Aの入光側端縁Cの表面側には、全幅にわたって溝Eが形成されている。 FIG. 11 is a plan view of the light guide plate A having the dimensions of width × length × thickness = 30.5 × 44 × 0.65 (mm) to which three light emitting diodes D are attached. The light guide plate A has a light emitting surface B of 29.5 × 39.5 (mm) in plan view, and the length from the light incident side end of the light guide plate A to the start end of the light emitting surface B is 2.9 mm. On the surface side of the light incident side edge C of the light guide plate A, a groove E is formed over the entire width.
上記発光面Bの開始端から3mmオフセットした測定ラインL上において、導光板Aにおける発光面Bの中心線から左右に4.2mm毎に輝度の測定点を設定し、各測定点を図11における左側から順に測定点1〜測定点7として輝度の測定を行った。
On the measurement line L offset by 3 mm from the starting end of the light emitting surface B, luminance measurement points are set every 4.2 mm from the center line of the light emitting surface B of the light guide plate A to the left and right. The luminance was measured as
なお図12に示される溝Eの代わりに凹凸状の発光ダイオードD’の取付部Fが設けられている以外上記導光板Aと同一形状である導光板A’を従来の導光板として、比較のために上記と同様に輝度を測定した。図12において、B’は発光面、C’は導光板A’の入光側端縁であり、上記導光板Aにおける発光面B及び入光側端縁Cと同一形状である。 A light guide plate A ′ having the same shape as the light guide plate A except that a mounting portion F of an uneven light emitting diode D ′ is provided instead of the groove E shown in FIG. Therefore, the luminance was measured in the same manner as described above. In FIG. 12, B ′ is the light emitting surface, C ′ is the light incident side edge of the light guide plate A ′, and has the same shape as the light emitting surface B and the light incident side edge C of the light guide plate A.
図13は測定結果のグラフ図である。従来の導光板A’(点線)が、発光ダイオードD’に概ね向かい合う測定点2,4,6の輝度が他の測定点に比較して極端に高いのに対して、溝Eを形成した本導光板A(実線)は、発光ダイオードDに概ね向かい合う測定点2,4,6と他の測定点の輝度の差が小さくなっており、上記「目玉現象」が概ね解消されているといえる。 FIG. 13 is a graph of measurement results. The conventional light guide plate A ′ (dotted line) is formed with a groove E while the luminance of the measurement points 2, 4 and 6 facing the light-emitting diode D ′ is extremely high compared to the other measurement points. In the light guide plate A (solid line), the difference in luminance between the measurement points 2, 4, 6 and the other measurement points substantially facing the light-emitting diode D is small, and it can be said that the “eye phenomenon” is almost eliminated.
3 導光板
3a 入光側端面
3x 入光側端縁
9 発光ダイオード
11 発光面
16 溝
17 導光板
17a 入光側端面
17x 入光側端縁
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