JP2006210273A - Backlight illumination device and liquid crystal display device - Google Patents

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JP2006210273A JP2005024037A JP2005024037A JP2006210273A JP 2006210273 A JP2006210273 A JP 2006210273A JP 2005024037 A JP2005024037 A JP 2005024037A JP 2005024037 A JP2005024037 A JP 2005024037A JP 2006210273 A JP2006210273 A JP 2006210273A
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Masaru Oikawa
賢 及川
Yasushi Takahashi
靖 高橋
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Ricoh Optical Industries Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlight illumination device uniformly illuminating a liquid crystal display device turning light from an LED light source into uniform and directional illumination light by using a light guide passage. <P>SOLUTION: The backlight illumination device, illuminating a liquid crystal display panel 20 from backside, has more than one unit of illumination units with identical construction composed of a single LED light source 10 and a light guide passage structure 13 for heightening the directivity of illumination light by guiding the light from the LED light source; and a diffusion plate 15 arranged between the illumination unit and the liquid crystal display panel 20, diffusing the light emitted from the LED light source guided by the light guide structure with a prescribed diffusion angle. The light guide passage structure 13, having hollow light guide space, guides the light by a reflection face having no curvature in light guide direction, of which an opening at light emission side is larger than that at light incident side. A main light beam Ax from the LED light source 10 almost coincides with a light guide passage central line corresponding to the LED light source, and the main light beam Ax crosses the diffusion plate 15 almost at right angle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バックライト照明装置および液晶ディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a backlight illumination device and a liquid crystal display device.

液晶ディスプレイ装置において液晶表示板の後方からLED光源によりバックライト照明を行うことは従来から知られている(特許文献1等)。
LED光源は連続スペクトルの光を±90°方向にランバート発光するので、発光した光は指向性が低い。LED光源を用いて「指向性が強く、照明の均一度の高い照明」を行う場合には、LED光源の発光部から隔たった位置における「光線の方向が略同方向に揃った光束」を照明光として利用すればよいが、このようにするとLED光源から放射される光の少なからざる部分が照明に寄与できなくなるので、照明効率を高めるためにはLED光源の使用個数を増やさねばならない不具合がある。
In a liquid crystal display device, it has been conventionally known that backlight illumination is performed by an LED light source from the rear of a liquid crystal display panel (Patent Document 1, etc.).
Since the LED light source emits Lambert light of continuous spectrum light in the ± 90 ° direction, the emitted light has low directivity. When performing “illumination with high directivity and high uniformity of illumination” using an LED light source, illuminate a “light beam in which the directions of light rays are aligned in the same direction” at a position separated from the light emitting part of the LED light source. Although it may be used as light, since a small part of the light emitted from the LED light source cannot contribute to the illumination in this way, there is a problem that the number of LED light sources used must be increased in order to increase the illumination efficiency. .

このような不具合を解消する方法として、従来、複数のLED光源にレンズやレンズアレイを組み合わせることにより、液晶表示板に対する「均一且つ指向性のよい照明」を行っていた。しかしながら、液晶表示板が大面積化すると、レンズの個数を増やしたりレンズアレイを大型化したりする必要があるが、これを実現するのは必ずしも容易ででない。   As a method for solving such a problem, conventionally, “uniform and directional illumination” is performed on a liquid crystal display panel by combining a lens or a lens array with a plurality of LED light sources. However, when the liquid crystal display panel is increased in area, it is necessary to increase the number of lenses or the size of the lens array. However, this is not always easy to realize.

特開2003−131228JP2003-131228A

この発明は上述した事情に鑑み、液晶表示板に対して均一で指向性の高い照明を行うことができ、液晶表示板の大面積化にも対応が容易なバックライト照明装置、およびかかるバックライト照明装置を用いる液晶ディスプレイ装置の実現を課題とする。   In view of the circumstances described above, the present invention can perform uniform and highly directional illumination on a liquid crystal display panel, and can easily cope with an increase in area of the liquid crystal display panel, and the backlight. An object is to realize a liquid crystal display device using an illumination device.

この発明のバックライト照明装置は「液晶表示板を背面側から照明するバックライト照明装置」であって、1単位以上の照明ユニットと、拡散板とを有する(請求項1)。   The backlight illumination device of the present invention is a “backlight illumination device that illuminates the liquid crystal display panel from the back side”, and includes one or more illumination units and a diffusion plate.

1単位の「照明ユニット」は、単一のLED光源と導波路構造とを有する。即ち、1つの導波路構造は1つのLED光源に対応する。
「導波路構造」は、対応するLED光源からの光を導波して照明光の指向性を高める。
One unit of “illumination unit” has a single LED light source and a waveguide structure. That is, one waveguide structure corresponds to one LED light source.
The “waveguide structure” increases the directivity of illumination light by guiding light from the corresponding LED light source.

「拡散板」は、1単位以上の照明ユニットと液晶表示板との間に配設され、各LED光源から放射されて対応する導波路構造で導波された光を「所定の拡散角」で拡散させる。   A “diffusion plate” is disposed between one or more illumination units and a liquid crystal display panel, and emits light emitted from each LED light source and guided by a corresponding waveguide structure at a “predetermined diffusion angle”. Spread.

上記導波路構造は「導波空間が空洞で、導波方向に曲率を持たない反射面」による導波を行うものであって、射出側開口部が入射側開口部よりも大きい。即ち、導波路構造の光が導波される部分である「導波空間」は空洞状態であり、この空洞の周壁部分が「導波方向に曲率を持たない反射面」になっている。即ち、導波路構造の反射面は導波方向には直線であり、反射面の3次元的形状は、上記直線を母線とする平面もしくは曲面である。   The waveguide structure performs waveguide by a “reflecting surface in which the waveguide space is hollow and has no curvature in the waveguide direction”, and the exit side opening is larger than the entrance side opening. That is, the “waveguide space”, which is a portion where the light of the waveguide structure is guided, is in a hollow state, and the peripheral wall portion of this cavity is a “reflecting surface having no curvature in the waveguide direction”. That is, the reflection surface of the waveguide structure is a straight line in the waveguide direction, and the three-dimensional shape of the reflection surface is a plane or a curved surface having the straight line as a generating line.

また、LED光源からの主光線は、このLED光源に対応する導波路構造の導波路中心線と略合致し、且つ上記主光線は拡散板に略直交する。拡散板が「所定の拡散角」で光を拡散させるとは「拡散板による拡散角の範囲が、所定の角度範囲に制御される」ことを意味する。   The principal ray from the LED light source substantially coincides with the waveguide center line of the waveguide structure corresponding to the LED light source, and the principal ray is substantially orthogonal to the diffusion plate. The fact that the diffusion plate diffuses light at a “predetermined diffusion angle” means that “the range of the diffusion angle by the diffusion plate is controlled to a predetermined angle range”.

上記の如く、この発明のバックライト装置は、最小限の構成としては、1単位の照明ユニット、即ち「単一のLED光源と単一の導波路構造」と、拡散板との組み合わせにより構成される。2単位以上の照明ユニットが用いられる場合には、拡散板は、複数の照明ユニットに共通化される。この場合、用いられる複数の照明ユニットは「同一構成」即ち、構造・機能が同一のものである。   As described above, the backlight device according to the present invention has a minimum configuration of one unit of lighting, that is, a combination of a “single LED light source and a single waveguide structure” and a diffusion plate. The When two or more units of lighting units are used, the diffuser plate is shared by a plurality of lighting units. In this case, the plurality of lighting units used have the same configuration, that is, the same structure and function.

2単位以上の照明ユニットが用いられる場合、各照明ユニットは別個のものを個別的にもしくは集合的に保持するようにしてもよいが、例えば、導波路構造の部分を一体的に形成した構造、即ち、一体の材質に2以上の導波空間を形成した構成としてもよい。   When two or more units of lighting units are used, each lighting unit may be held separately or collectively. For example, a structure in which a portion of the waveguide structure is integrally formed, That is, a configuration in which two or more waveguide spaces are formed in an integral material may be employed.

請求項1記載のバックライト照明装置において、複数単位の照明ユニットを用いる場合、複数単位の照明ユニットを「均一に照明すべき液晶表示板の大きさ・形状に応じて1次元的もしくは2次次元的に配列」した構成とすることができる(請求項2)。   The backlight illuminating device according to claim 1, wherein when a plurality of units of illumination units are used, the plurality of units of illumination units are expressed as “one-dimensional or secondary-dimensional depending on the size and shape of the liquid crystal display panel to be illuminated uniformly. It is possible to adopt a configuration in which the arrangement is "manually arranged" (claim 2).

上記請求項1または2記載のバックライト照明装置は、導波路構造の入射側開口部と射出側開口部を正方形形状とし、入射側開口部の径:A、射出側開口部の径:B、導波路長:L、照明するべき液晶表示板の透過半角:γが、条件:
(1) 0<(B−A)/(2L)≦tan(γ/2)
を満足する構成とすることができる(請求項3)。
この場合、上記入射側開口部の径:A、射出側開口部の径:Bは、開口部の「正方形形状の1辺の長さ」である。
The backlight illuminating device according to claim 1 or 2, wherein the incident side opening and the exit side opening of the waveguide structure have a square shape, the diameter of the entrance side opening: A, the diameter of the exit side opening: B, Waveguide length: L, transmission half angle of liquid crystal display panel to be illuminated: γ, conditions:
(1) 0 <(BA) / (2L) ≦ tan (γ / 2)
(Claim 3).
In this case, the diameter of the incident side opening: A and the diameter of the emission side opening: B are “the length of one side of the square shape” of the opening.

上記請求項1または2記載のバックライト照明装置はまた、導波路構造の入射側開口部と射出側開口部が矩形形状で、入射側開口部の直交2辺の長さ:Ax,Ay(≠Ax)、射出側開口部の直交2辺の長さ:Bx,By(≠Bx)、導波路長:L、照明すべき液晶表示板の透過半角:γx,γyが、条件:
(2) 0<(Bx−Ax)/(2L)≦tan(γx/2)
(3) 0<(By−Ay)/(2L)≦tan(γy/2)
を満足する構成とすることができる(請求項4)。
In the backlight illumination device according to claim 1 or 2, the entrance-side opening and the exit-side opening of the waveguide structure have a rectangular shape, and the lengths of two orthogonal sides of the entrance-side opening: Ax, Ay (≠ Ax), the length of two orthogonal sides of the exit side opening: Bx, By (≠ Bx), the waveguide length: L, and the transmission half angle of the liquid crystal display panel to be illuminated: γx, γy.
(2) 0 <(Bx−Ax) / (2L) ≦ tan (γx / 2)
(3) 0 <(By-Ay) / (2L) ≦ tan (γy / 2)
(Claim 4).

請求項1または2記載のバックライト照明装置において、導波路構造の入射側開口部と射出側開口部を互いに相似形状とし、上記入射側開口部と射出側開口部の面積比をA:Bとするとき、これらA、B、導波路長:L、照明すべき液晶表示板の透過半角:γが、条件:
(4) 0<(B−A)/(2L)≦tan(γ/2)
を満足する構成とすることができる(請求項5)。
3. The backlight illumination device according to claim 1, wherein the incident side opening and the exit side opening of the waveguide structure are similar to each other, and the area ratio of the incident side opening and the exit side opening is A 2 : B. 2 and A, B, waveguide length: L, transmission half angle of liquid crystal display panel to be illuminated: γ, conditions:
(4) 0 <(BA) / (2L) ≦ tan (γ / 2)
(Claim 5).

上記請求項1〜5の任意の1に記載のバックライト照明装置は、拡散板が「±10°方向にガウシアン的に散乱をする指向性のある拡散板」で、照明するべき液晶表示板が「±7度方向に光線を透過するTFT液晶表示板」であることができる(請求項6)。   The backlight illumination device according to any one of claims 1 to 5, wherein the diffusion plate is a "directional diffusion plate that scatters in a Gaussian manner in the ± 10 ° direction", and the liquid crystal display plate to be illuminated is “TFT liquid crystal display panel that transmits light in a direction of ± 7 degrees” (Claim 6).

この発明の液晶ディスプレイ装置は「液晶表示板を背面側からバックライト照明装置で照明して画像を表示する液晶ディスプレイ装置」であって、バックライト照明装置とし、請求項1〜6の任意の1に記載のものを、バックライト照明装置の拡散板と液晶表示板とが略平行に対向するように配置して用いることを特徴とする(請求項7)。   The liquid crystal display device according to the present invention is a “liquid crystal display device that displays an image by illuminating a liquid crystal display panel from the back side with a backlight illumination device”, and is a backlight illumination device. The liquid crystal display panel of the backlight illuminating device is used so that the diffusion plate and the liquid crystal display panel face each other substantially in parallel (claim 7).

上記の如く、この発明のバックライト照明装置では、LED光源からランバート発光された光は、LED光源に対応する導波路構造の導波空間を導波される。このとき、導波空間の周壁をなす反射面は、導波方向には曲率を持たず、導波空間は導波方向において、入射側から射出側へ「末広がり」に拡大する。   As described above, in the backlight illumination device of the present invention, the Lambertian light emitted from the LED light source is guided in the waveguide space of the waveguide structure corresponding to the LED light source. At this time, the reflecting surface forming the peripheral wall of the waveguide space does not have a curvature in the waveguide direction, and the waveguide space expands in the waveguide direction from the incident side to the exit side in a “end-spreading manner”.

反射面の無曲率の方向と導波路中心線とのなす角をαとすると、上記導波路中心線に対して、角:θだけ傾いた光線は、反射面により反射されると、1回の反射につき「導波路中心線に対してなす傾き角」が2αずつ小さくなる。したがって、導波空間を導波されつつ反射面で反射される光線は、導波路中心線に対する傾きが減少して「指向性を増した状態」で導波路構造から射出する。   Assuming that the angle between the direction of curvature of the reflecting surface and the waveguide center line is α, a light beam inclined by an angle θ with respect to the waveguide center line is reflected once by the reflecting surface. The “inclination angle with respect to the waveguide center line” decreases by 2α per reflection. Therefore, the light beam guided by the reflecting surface while being guided through the waveguide space is emitted from the waveguide structure in a “state in which directivity is increased” with the inclination with respect to the waveguide center line being reduced.

このようにして指向性を高められた状態で導波路構造から射出した光は拡散板により拡散されて液晶表示板を照射する。拡散板は透過光の指向性を多少劣化させるが、拡散板の拡散角が「所定の拡散角(例えば、前述の「±10°方向のガウシアン的な散乱」)」に制御されているため、透過光の指向性が大きく劣化することは無い。また、拡散板による照明光の拡散は「LED光源と導波路構造の導波空間の隙間」などで生じる照明の不均一性を解消し、均一性を高めることが出来る。   Thus, the light emitted from the waveguide structure in a state where the directivity is enhanced is diffused by the diffusion plate and irradiates the liquid crystal display plate. Although the diffusion plate slightly deteriorates the directivity of transmitted light, the diffusion angle of the diffusion plate is controlled to be “a predetermined diffusion angle (for example,“ Gaussian scattering in the ± 10 ° direction ”described above). The directivity of transmitted light does not deteriorate significantly. Further, the diffusion of the illumination light by the diffusion plate can eliminate the non-uniformity of illumination caused by “the gap between the LED light source and the waveguide space of the waveguide structure”, and can improve the uniformity.

上記の条件式(1)〜(4)において、下限が0以下になることは、導波空間の反射面の無曲率の方向と導波路中心線とのなす角が0となって上記無曲率の方向が導波路中心線と平行になるか、あるいは、上記角が負となって、導波空間が入射側から射出側へ「末窄まり」に小さくなることを意味し、このような形状の導波空間を導波させても、反射面による反射光線の指向性を高めることができない。   In the above conditional expressions (1) to (4), when the lower limit is 0 or less, the angle between the direction of inflexion of the reflecting surface of the waveguide space and the waveguide center line becomes 0, and the incurvence is This means that the direction of is parallel to the waveguide center line, or the angle is negative, and the waveguide space becomes smaller from the entrance side to the exit side. Even if the waveguide space is guided, the directivity of the reflected light beam by the reflecting surface cannot be improved.

また、上限を超えると「導波路構造から射出する光線の相当部分」が、液晶表示板を透過する角度範囲外になり、拡散板を用いて拡散させても、液晶表示板を透過できない光が大きくなるため、照明の光利用効率を十分に高めることができない。   If the upper limit is exceeded, the “corresponding portion of the light beam emitted from the waveguide structure” will be outside the angular range that transmits the liquid crystal display panel, and light that cannot be transmitted through the liquid crystal display panel even if diffused using the diffusion plate. Since it becomes large, the light use efficiency of illumination cannot be raised sufficiently.

上記のように、この発明のバックライト照明装置によれば、液晶表示板に対する均一で指向性に優れた照明を実現することが出来る。また、照明ユニットの数を増やすことにより液晶表示板の大面積化にも容易かつ確実に対応できる。
したがって、この発明のバックライト照明装置を用いた液晶ディスプレイ装置は、指向性が高く均一な光による照明で、良好な画像表示が可能であり、大面積化も容易である。
As described above, according to the backlight illumination device of the present invention, it is possible to realize uniform illumination with excellent directivity for the liquid crystal display panel. Further, by increasing the number of lighting units, it is possible to easily and reliably cope with an increase in the area of the liquid crystal display panel.
Therefore, a liquid crystal display device using the backlight illumination device of the present invention can display a good image with illumination with uniform directivity and uniform light, and can easily increase the area.

図1は、液晶ディスプレイ装置の構成を説明するための図である。
図1(a)において、符号10はLED光源、符号11は基板、符号13は導波路構造、符号15は拡散板、符号20は液晶表示板を示している。
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a liquid crystal display device.
In FIG. 1A, reference numeral 10 denotes an LED light source, reference numeral 11 denotes a substrate, reference numeral 13 denotes a waveguide structure, reference numeral 15 denotes a diffusion plate, and reference numeral 20 denotes a liquid crystal display panel.

LED光源10は基板11に保持されている。導波路構造13は、導波空間が空洞であって、その周壁部分は反射面13Aとなっている。LED光源10は、導波路構造13の入射側開口部に近接して設けられ(構造的には、LED光源10は導波路構造13の入射側開口部に固定的に設けられている。)、導波空間は入射側開口部から、図の上方の射出側開口部に向かって「末広がりに大きく」なっている。   The LED light source 10 is held on the substrate 11. The waveguide structure 13 has a hollow waveguide space, and its peripheral wall portion is a reflecting surface 13A. The LED light source 10 is provided close to the incident side opening of the waveguide structure 13 (in terms of structure, the LED light source 10 is fixedly provided at the incident side opening of the waveguide structure 13). The waveguide space is “larger toward the end” from the incident side opening toward the emission side opening at the top of the figure.

LED光源10から放射される光は±90°方向にランバート発光する連続スペクトル光であり、±90度の方向に放射され、導波路構造13の導波空間を図の下方から上方へ向かって導波される。   The light emitted from the LED light source 10 is continuous spectrum light that emits Lambert light in the ± 90 ° direction, is emitted in the ± 90 ° direction, and guides the waveguide space of the waveguide structure 13 from below to above. Waved.

導波される光の「主光線」はLED光源10の発光面の中心部から発光面に直交する方向へ向かう光であり、図1(a)に符号Axで示す。主光線Axは導波路構造13の「導波路中心線」と実質的に一致している。LED光源10から放射される光のうち、主光線AXに対する傾きが小さい光線は、導波路構造13の導波空間を直進的に進み、上端の射出側開口部から射出する。   The “principal ray” of the guided light is light that travels in the direction perpendicular to the light emitting surface from the center of the light emitting surface of the LED light source 10, and is denoted by reference numeral Ax in FIG. The chief ray Ax substantially coincides with the “waveguide center line” of the waveguide structure 13. Of the light emitted from the LED light source 10, a light beam having a small inclination with respect to the principal light beam AX travels straight through the waveguide space of the waveguide structure 13 and exits from the exit-side opening at the upper end.

LED光源10から放射される光のうちで、主光線Axに対する傾きが大きいものは、反射面13Aにより反射されつつ導波空間を導波され、導波路構造13の射出側開口部から射出する。図1(a)において、符号Lが「このような光線の1つ」を代表して示している。光線Lのうちで主光線Axに対する傾きの大きいものほど、反射面13Aによる反射の繰返し回数が多くなる。図示された光線Lは反射面13Aにより3回反射されたのち、射出側開口部から射出する。   Of the light emitted from the LED light source 10, one having a large inclination with respect to the principal ray Ax is guided through the waveguide space while being reflected by the reflecting surface 13 </ b> A, and exits from the exit side opening of the waveguide structure 13. In FIG. 1A, the symbol L represents “one of such rays” as a representative. Of the light rays L, the larger the inclination with respect to the principal ray Ax, the greater the number of repetitions of reflection by the reflecting surface 13A. The illustrated light beam L is reflected three times by the reflecting surface 13A and then exits from the exit-side opening.

反射面13Aは導波方向(図1(a)の上下方向)には曲率を持たないので、前述の如く、反射面13Aの主光線Axに対する傾き角をαとすれば、反射面13Aにより反射される光線は、反射されるごとに「主光線Ax(従って導波路中心線)に対する傾きの絶対値」が2αずつ小さくなり、主光線Axの方向に近づいてくる。このようにして、導波路構造13の射出側開口部から射出する光は、ランバート発光状態から「指向性を高められた状態」になっている。   Since the reflecting surface 13A has no curvature in the waveguide direction (vertical direction in FIG. 1A), as described above, if the angle of inclination of the reflecting surface 13A with respect to the principal ray Ax is α, the reflecting surface 13A is reflected by the reflecting surface 13A. Each time a reflected ray is reflected, the “absolute value of the inclination with respect to the principal ray Ax (and hence the waveguide center line)” decreases by 2α, and approaches the direction of the principal ray Ax. In this way, the light emitted from the exit side opening of the waveguide structure 13 is in the “state with enhanced directivity” from the Lambertian emission state.

このように指向性を高められた光が拡散板15を透過すると、拡散板15の拡散作用により指向性が若干弱められるが、拡散板15はその拡散角が「所定の拡散角(例えば、±10°方向のガウシアン的な散乱)」に制御されているので、拡散板15を透過した光L10は、光の均一性を増しつつも、なお十分な指向性を有している。   When the light having the enhanced directivity is transmitted through the diffusion plate 15, the directivity is slightly weakened by the diffusion action of the diffusion plate 15, but the diffusion angle of the diffusion plate 15 is "a predetermined diffusion angle (for example, ± Therefore, the light L10 transmitted through the diffuser plate 15 has sufficient directivity while increasing the uniformity of the light.

このようにして、拡散板15を透過して指向性を有しつつ均一な光L10が液晶表示板20を背面側から照射すると、照射光のうち「液晶表示板20を透過できる入射角を持った成分」が液晶表示板20を透過し、画素表示された画像を「画像表示」する。図中、符号L20が液晶表示板20を透過した光を示す。   In this way, when the uniform light L10 that is transmitted through the diffusion plate 15 and has directivity and irradiates the liquid crystal display plate 20 from the back side, “of the incident light has an incident angle that can be transmitted through the liquid crystal display plate 20”. The “component” is transmitted through the liquid crystal display panel 20 and “image display” is performed on the pixel-displayed image. In the figure, symbol L20 indicates light transmitted through the liquid crystal display panel 20.

導波路構造13による「照明光束の指向性を高める作用」と、拡散板15による「所定の拡散角」を、「液晶表示板20を透過できる入射角」に応じて最適化すれば、均一で明るい画像を表示することができる。図1(a)に示す構成においては、LED光源10と導波路構造15との組み合わせが「1単位の照明ユニット」を構成する。   If the “effect of increasing the directivity of the illumination light beam” by the waveguide structure 13 and the “predetermined diffusion angle” by the diffusion plate 15 are optimized according to the “incident angle through which the liquid crystal display plate 20 can be transmitted”, then it is uniform. A bright image can be displayed. In the configuration shown in FIG. 1A, the combination of the LED light source 10 and the waveguide structure 15 constitutes “one unit of illumination unit”.

即ち、図1(a)に示す液晶ディスプレイ装置において、LED光源10と導波路構造13と拡散板15とは「バックライト照明装置」を構成する。この「バックライト照明装置」は、液晶表示板20を背面側から照明するバックライト照明装置であって、単一のLED光源10と、LED光源10からの光を導波して照明光の指向性を高めるための導波路構造13とを1単位とする同一構成の照明ユニットを1単位有するとともに、1単位の照明ユニットと液晶表示板20との間に配設され、LED光源10から放射されて対応する導波路構造13で導波された光を「所定の拡散角」で拡散させる拡散板15とを有し、導波路構造13は「導波空間が空洞」で導波方向に曲率を持たない反射面13Aによる導波を行うものであって、射出側開口部が入射側開口部よりも大きく、LED10光源からの主光線Axが、LED光源10に対応する導波路構造13の導波路中心線と略合致し、且つ主光線Axが拡散板15に略直交するものである(請求項1)。   That is, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1A, the LED light source 10, the waveguide structure 13, and the diffusion plate 15 constitute a “backlight illumination device”. This “backlight illuminating device” is a backlight illuminating device that illuminates the liquid crystal display panel 20 from the back side, and directs illumination light by guiding light from the single LED light source 10 and the LED light source 10. 1 unit of an illumination unit having the same configuration with the waveguide structure 13 for enhancing the performance as one unit, and is disposed between the unit of illumination unit and the liquid crystal display panel 20, and is emitted from the LED light source 10. And a diffusion plate 15 for diffusing the light guided by the corresponding waveguide structure 13 at a “predetermined diffusion angle”. The waveguide structure 13 has a “waveguide space is hollow” and has a curvature in the waveguide direction. A waveguide of the waveguide structure 13 corresponding to the LED light source 10 in which the exit-side opening is larger than the incident-side opening, and the principal ray Ax from the LED 10 light source corresponds to the LED light source 10. Approximately coincides with the center line, and In which the principal ray Ax is substantially perpendicular to the diffusion plate 15 (claim 1).

導波路構造13の構成の基本的な条件は「導波空間が空洞で、導波方向に曲率を持たない反射面による導波を行うものであって、射出側開口部が入射側開口部よりも大きい」ことであり、この条件を満たすものであれば、入射側開口部、射出側開口部の形状には特に制限が無く、これら開口部は種々の形状が許容される。   The basic condition of the structure of the waveguide structure 13 is that “the waveguide space is hollow and the waveguide is guided by a reflecting surface having no curvature in the waveguide direction, and the exit side opening is more than the entrance side opening. As long as this condition is satisfied, there are no particular restrictions on the shapes of the entrance-side opening and the exit-side opening, and various shapes are allowed for these openings.

図1(b)〜(i)は「入射側開口部と射出側開口部との組み合わせ」の例を示している。以下、この図において、入射側開口部を符号AP1で示し、射出側開口部を符号AP2で示す。   FIGS. 1B to 1I show examples of “combination of incident side opening and emission side opening”. Hereinafter, in this figure, the incident side opening is denoted by reference character AP1, and the emission side opening is denoted by reference character AP2.

図1の(b)は入射側開口部AP1、射出側開口部AP2が共に「正方形」である場合であり、(c)は入射側開口部AP1、射出側開口部AP2が互いに「相似形状の横長長方形」である場合、(d)は入射側開口部AP1、射出側開口部AP2が「共に横長長方形であるが、相互に相似ではない」場合、(e)は入射側開口部AP1、射出側開口部AP2が共に「正三角形」である場合、(f)は入射側開口部AP1、射出側開口部AP2が共に「円形状」である場合である。   FIG. 1B shows a case where the incident-side opening AP1 and the exit-side opening AP2 are both “square”, and FIG. 1C shows that the incident-side opening AP1 and the exit-side opening AP2 are “similar to each other”. In the case of “horizontal rectangle”, (d) is the incident side opening AP1, and the exit side opening AP2 is “both are horizontally long but not similar to each other”. When both side openings AP2 are “regular triangles”, (f) is a case where both the incident side openings AP1 and the exit side openings AP2 are “circular”.

図1の(g)は入射側開口部AP1、射出側開口部AP2が共に「楕円形状で互いに相似形状」である場合、(h)は入射側開口部AP1が「円形状」で、射出側開口部AP2が「楕円形状」である場合、(i)は入射側開口部AP1が「楕円形状」で、射出側開口部AP2が「円形状」である場合である。入射側開口部・射出側開口部の形状の組み合わせは、この他にも勿論「種々のもの」が可能である。   (G) of FIG. 1 shows that the incident side opening AP1 and the exit side opening AP2 are both “elliptical and similar to each other”, and (h) shows that the incident side opening AP1 is “circular” and the exit side. When the opening AP2 is “elliptical”, (i) is when the incident-side opening AP1 is “elliptical” and the emission-side opening AP2 is “circular”. Of course, other various combinations of shapes of the incident side opening and the emission side opening are possible.

図1に即して実施の形態を説明した液晶ディスプレイ装置・バックライト照明装置は、照明ユニットを1単位用いたものである。LED光源10の発光量には限りがあるから、液晶表示板20のサイズが大きくなると、単一の照明ユニットによる照明では十分な明るさを得られない。   The liquid crystal display device / backlight illumination device described in the embodiment with reference to FIG. 1 uses one unit of illumination unit. Since the light emission amount of the LED light source 10 is limited, if the size of the liquid crystal display panel 20 is increased, sufficient brightness cannot be obtained by illumination with a single illumination unit.

従って、バックライト照明装置は、均一に照明すべき液晶表示板の大きさ・形状に応じて、複数単位の照明ユニットを1次元的もしくは2次元的に配列することが好ましい(請求項2)。図1(a)に示す如き照明ユニットを、図1(a)の左右方向や、図面に直交する方向へ配列することにより、大面積サイズの液晶表示板を良好に照明できることは容易に理解されよう。   Therefore, in the backlight illumination device, it is preferable to arrange a plurality of illumination units one-dimensionally or two-dimensionally according to the size and shape of the liquid crystal display panel to be illuminated uniformly. It is easily understood that a large-area liquid crystal display panel can be well illuminated by arranging the illumination units as shown in FIG. 1A in the left-right direction of FIG. 1A or in the direction orthogonal to the drawing. Like.

図2は、請求項2記載のバックライト照明装置とこれを用いる液晶表示装置の実施の形態を説明するための図である。
この実施の形態は、比較的面積サイズの大きい「長方形形状の画像表示領域」を持つ液晶表示板200をバックライト照明するものであり、2行・3列に配列された6個のLED光源10a〜10f(LED光源10e、10fは図示されていない。)を用いる。
FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of a backlight illumination device according to claim 2 and a liquid crystal display device using the backlight illumination device.
In this embodiment, a liquid crystal display panel 200 having a “rectangular image display region” having a relatively large area size is backlit, and six LED light sources 10a arranged in two rows and three columns. To 10 f (LED light sources 10e and 10f are not shown).

これら6個のLED光源に対応する導波路構造130は「全体を一体構造として」構成されており、図1(c)に示すように、導波空間(入射側開口部AP1a〜AP1f、射出側開口部AP2a〜AP2fの間の空洞部分で、その周壁部分が「導波方向に曲率を持たない反射面」として形成されており、各導波空間の導波路中心線は、図1(c)の図面に直交する方向である。)が2行3列に配列されている。これら6個の導波空間は形状的には互いに同一である。   The waveguide structure 130 corresponding to these six LED light sources is configured as “the whole as an integral structure”, and as shown in FIG. 1C, the waveguide space (incident side openings AP1a to AP1f, emission side) In the hollow portion between the openings AP2a to AP2f, the peripheral wall portion is formed as a “reflecting surface having no curvature in the waveguide direction”, and the waveguide center line of each waveguide space is shown in FIG. Is arranged in 2 rows and 3 columns. These six waveguide spaces are identical in shape.

図2(a)は照明ユニットの「行方向の配列」を示す断面図、図2(b)は「列方向の配列」を示す断面図である。導波路構造130は、入射側開口部から射出側開口部へ向かって末広がりに大きくなる導波空間を形成され、その周壁部による反射面(一括して符号131で示す。)は導波方向に無曲率である。また、各LED光源から放射される光の主光線(一括して符号Axで示す。)は、対応する導波路構造の「導波路中心線」と実質的に合致している。   2A is a cross-sectional view showing the “array in the row direction” of the illumination units, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing the “array in the column direction”. The waveguide structure 130 is formed with a waveguide space that expands toward the exit side opening from the incident side opening, and a reflection surface (collectively denoted by reference numeral 131) by the peripheral wall is in the waveguide direction. No curvature. In addition, the chief ray of light emitted from each LED light source (collectively indicated by the symbol Ax) substantially matches the “waveguide center line” of the corresponding waveguide structure.

図2(a)、(b)で示すように、核LED光源10a等からの光は、対応する導波路後続により指向性を高められて拡散板150を透過し、照明光L100となって液晶表示板200を背面側から照射し、液晶表示板200を透過した光L200により画像表示が行われる。「一体化された導波路構造130と拡散板150との間隔」は、各導波路構造から射出した光が、拡散板150の入射側面上で適度に重なり合って、上記入射面上の光強度分布が適度に均一化されるような大きさに定められる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the light from the nuclear LED light source 10a and the like is enhanced in directivity by the corresponding waveguide and is transmitted through the diffusion plate 150 to become illumination light L100. The display panel 200 is irradiated from the back side, and image display is performed by the light L200 transmitted through the liquid crystal display panel 200. The “interval between the integrated waveguide structure 130 and the diffusion plate 150” means that the light emitted from each waveguide structure is appropriately overlapped on the incident side surface of the diffusion plate 150, and the light intensity distribution on the incident surface. Is set to a size that can be uniformly uniform.

また「拡散板150と液晶表示板200との間隔」は、拡散板150を透過した照明光L100が液晶表示板200を均一に照射するような大きさに定められる。   Further, the “interval between the diffusion plate 150 and the liquid crystal display panel 200” is set to a size such that the illumination light L100 transmitted through the diffusion plate 150 uniformly irradiates the liquid crystal display panel 200.

図2(c)に示すように、図2の実施の形態においては、導波路構造の各導波空間は同一形態であり、入射側開口部AP1a(入射側開口部AP1a〜AP1fは全て同一形状であるので、AP1aで代表して説明する。)、射出側開口部AP2a(入射側開口部AP2a〜AP2fは全て同一形状であるので、AP2aで代表して説明する。)は共に矩形形状である。   As shown in FIG. 2C, in the embodiment of FIG. 2, the waveguide spaces of the waveguide structure have the same form, and the incident side openings AP1a (the incident side openings AP1a to AP1f all have the same shape). Therefore, both the exit side aperture AP2a (incident side apertures AP2a to AP2f have the same shape and will be described by using AP2a) are rectangular. .

図2(c)に示すように、入射側開口部AP1aの行方向辺の長さをAx、入射側開口部AP2aの行方向辺の長さをBx、入射側開口部AP1aの列方向辺の長さをAy、入射側開口部AP2aの列方向辺の長さをBxとし、図1(a)に示すように、導波路構造の導波路長をLとする。   As shown in FIG. 2C, the length of the incident side opening AP1a in the row direction is Ax, the length of the incident side opening AP2a in the row direction is Bx, and the length of the incident side opening AP1a in the column direction. The length is Ay, the length of the side in the column direction of the incident side opening AP2a is Bx, and the waveguide length of the waveguide structure is L as shown in FIG.

このとき、Ax=Ay、Bx=Byであれば、入射側開口部AP1a、射出側開口部AP2aは共に正方形であって相互に相似形状であり、この場合、Ax=Ay=A、Bx=By=Bとして、A、B、Lが、照明するべき液晶表示板200の透過半角:γに対して、前述の条件(1)を満足することが好ましい(請求項3)。   At this time, if Ax = Ay and Bx = By, the incident-side opening AP1a and the emission-side opening AP2a are both square and have similar shapes. In this case, Ax = Ay = A, Bx = By = B, it is preferable that A, B, and L satisfy the above-described condition (1) with respect to the transmission half angle γ of the liquid crystal display panel 200 to be illuminated (Claim 3).

また、Ax≠Ay、射出側開口部の直交2辺の長さ:Bx≠Byであるならば、Ax、Ay、Bx、By、導波路長:Lが、照明すべき液晶ディスプレイのx方向、y方向の透過半角:γx,γyに対して、前述の条件(2)、(3)を満足することが好ましい(請求項4)。   If Ax ≠ Ay and the length of two orthogonal sides of the exit side opening: Bx ≠ By, Ax, Ay, Bx, By, and waveguide length: L are in the x direction of the liquid crystal display to be illuminated, It is preferable that the above-described conditions (2) and (3) are satisfied with respect to the transmission half angle in the y direction: γx and γy (Claim 4).

図3には、複数の導波路構造を一体とした構造、即ち、一体の材質に2以上の導波空間を形成した構成の例を3例示す。図3においては、導波路構造の個々を一括して符号131で示す。図3(a)に示す「一体の材質に複数の導波空間を形成」した構成130Aは、図1(d)に示した「入射側開口部・射出側開口部が共に円形状である導波路構造」を複数個、千鳥配列に配列した例である。   FIG. 3 shows three examples of a structure in which a plurality of waveguide structures are integrated, that is, a configuration in which two or more waveguide spaces are formed in an integrated material. In FIG. 3, each of the waveguide structures is collectively indicated by reference numeral 131. The configuration 130A in which “a plurality of waveguide spaces are formed in a single material” shown in FIG. 3 (a) is the same as the structure 130A shown in FIG. 1 (d) in which both the entrance-side opening and the exit-side opening are circular. This is an example in which a plurality of “waveguide structures” are arranged in a staggered arrangement.

図3(b)に示す「一体の材質に複数の導波空間を形成」した構成130Bは、図1(e)に示した「入射側開口部・射出側開口部が共に三角形状である導波路構造」を複数個、稠密に配列した例である。図3(c)に示す「一体の材質に複数の導波空間を形成」した構成130Cは「入射側開口部・射出側開口部が共に6角形形状である導波路構造」を複数個、ハニカム状に配列した例である。   The configuration 130B in which “a plurality of waveguide spaces are formed in a single material” shown in FIG. 3B is the same as the structure 130B shown in FIG. 1E, in which both the entrance-side opening and the exit-side opening are triangular. This is an example in which a plurality of “waveguide structures” are densely arranged. A configuration 130C in which “a plurality of waveguide spaces are formed in a single material” shown in FIG. 3C is a honeycomb structure having a plurality of “waveguide structures in which both the entrance-side opening and the exit-side opening are hexagonal”. It is an example arranged in a shape.

図3に例示するような導波路構造においては「入射側開口部の形状と射出側開口部の形状とが互いに相似形状」であるので、入射側開口部と射出側開口部の面積比をA:Bとするとき、A、B、導波路長:L、照明すべき液晶ディスプレイの透過半角:γが、前述の条件(4)を満足する事が好ましい(請求項5)。 In the waveguide structure as illustrated in FIG. 3, the shape of the incident side opening and the shape of the emission side opening are similar to each other. 2: when the B 2, a, B, waveguide length: L, transparent half angle of the liquid crystal display to be illuminated: gamma is, it is preferable to satisfy the above conditions (4) (claim 5).

以下に、バックライト照明装置の実施例を2例挙げる。これらの実施例の形態は、図2に示した如き形態のものの具体例であるので、図2の符号を用いて説明すると、実施例1、2とも、LED光源10a等は「連続スペクトルの光を発し、±90°方向にランバート発光するLED」であり、拡散板150は「±10°方向にガウシアン的に散乱をする指向性のある拡散板」、液晶表示板200は「±7°方向に光線を透過するTFT液晶液晶表示板」である(請求項6)。   Two examples of the backlight illumination device are given below. Since the form of these embodiments is a specific example of the form as shown in FIG. 2, the LED light source 10a and the like will be described as “continuous spectrum light” in both Embodiments 1 and 2. LED that emits Lambert light in the ± 90 ° direction ”, the diffusion plate 150 is“ a directional diffusion plate that scatters in a Gaussian manner in the ± 10 ° direction ”, and the liquid crystal display panel 200 is“ ± 7 ° direction ”. A TFT liquid crystal display panel that transmits light to the light source.

導波路構造の入射側開口部:正方形形状で一辺の長さA=4mm
導波路構造の出射側開口部:正方形形状で一辺の長さB=8.5mm
LED光源と導波路構造の入射側開口部との間隔:0.5mm
導波路長:L=40mm
導波路構造の射出側開口部と拡散板との間隔:2.4mm
拡散板の厚さ:0.5mm
拡散板と液晶表示板との間隔:6.4mm
液晶表示板の光線透過角度:γ=7°
LED光源および導波路構造の数:1行3列
LED光源および導波路構造のピッチ:9mm
条件(1)のパラメータの値
(B−A)/(2L)=0.0562
tan(γ/2) =0.0612
従って、条件(1)を満足する。
Opening side of waveguide structure: square shape and one side length A = 4 mm
Output side opening of waveguide structure: square shape with one side length B = 8.5 mm
Distance between LED light source and incident side opening of waveguide structure: 0.5 mm
Waveguide length: L = 40mm
Distance between the exit side opening of the waveguide structure and the diffusion plate: 2.4 mm
Diffuser thickness: 0.5mm
Distance between diffusion plate and liquid crystal display panel: 6.4 mm
Light transmission angle of LCD panel: γ = 7 °
Number of LED light sources and waveguide structures: 1 row by 3 columns Pitch of LED light sources and waveguide structures: 9 mm
Parameter value of condition (1) (BA) / (2L) = 0.0562
tan (γ / 2) = 0.0612
Therefore, the condition (1) is satisfied.

この実施例1により、30mm×12mmサイズの液晶表示板を良好にバックライト照明することができ、明るく鮮明で均一な明るさの画像を表示できた。   According to Example 1, a 30 mm × 12 mm size liquid crystal display panel could be favorably backlit, and a bright, clear and uniform brightness image could be displayed.

導波路構造の入射側開口部:正方形形状 Ax×Ay=4mm×4mm
導波路構造の出射側開口部:長方形形状 Bx×By=8.5mm×9.5mm
LED光源と導波路構造の入射側開口部との間隔:0.5mm
導波路長:L=45mm
導波路構造の射出側開口部と拡散板との間隔:2.4mm
拡散板の厚さ:0.5mm
拡散板と液晶表示板との間隔:2.6mm
液晶表示板の光線透過角度 γx=γy=7°
LED光源および導波路構造の数:2列3行
LED光源および導波路構造のピッチ(Χ/Y):9mm/10mm
条件(2)(3)のパラメータの値
(Bx−Ax)/(2L)=0.05
tan(γx/2)=0.0612
(By−Ay)/(2L)=0.0611
tan(γy/2)=0.0612
従って、条件(2)、(3)を満足する。
Incident side opening of waveguide structure: square shape Ax × Ay = 4 mm × 4 mm
Output side opening portion of waveguide structure: rectangular shape Bx × By = 8.5 mm × 9.5 mm
Distance between LED light source and incident side opening of waveguide structure: 0.5 mm
Waveguide length: L = 45mm
Distance between the exit side opening of the waveguide structure and the diffusion plate: 2.4 mm
Diffuser thickness: 0.5mm
Spacing between diffusion plate and liquid crystal display panel: 2.6 mm
Light transmission angle of liquid crystal display panel γx = γy = 7 °
Number of LED light sources and waveguide structures: 2 columns and 3 rows Pitch of LED light sources and waveguide structures (Χ / Y): 9 mm / 10 mm
Parameter value of conditions (2) and (3) (Bx−Ax) / (2L) = 0.05
tan (γx / 2) = 0.0612
(By-Ay) / (2L) = 0.0611
tan (γy / 2) = 0.0612
Therefore, the conditions (2) and (3) are satisfied.

この実施例2により、30mm×25mmサイズの液晶表示板を良好にバックライト照明することができ、明るく鮮明で均一な明るさの画像を表示できた。   According to Example 2, a liquid crystal display panel having a size of 30 mm × 25 mm could be favorably illuminated, and a bright, clear and uniform brightness image could be displayed.

なお、この発明の変形例として、図4に示すように、複数のLED光源を密接して組合せたものを、1つの導波路構造に対応させることもできる。図4(a)は2個のLED光源10a、10bを密接させて組み合わせた例であり、図4(b)は3個のLED光源10a、10b、10cを密接させて組み合わせた例、図4(c)、(d)は4個のLED光源10a、10b、10c、10dを密接させて組み合わせた例である。このように、複数のLED光源を密接して組合せる場合、光源からの主光線の方向は「各LED光源発光部の重心となる位置を通り発光面に直交する仮想的な線」の方向(図中に符号Axで示す。)であるとする。   As a modification of the present invention, as shown in FIG. 4, a combination of a plurality of LED light sources that are closely combined can be made to correspond to one waveguide structure. FIG. 4A is an example in which two LED light sources 10a and 10b are closely combined, and FIG. 4B is an example in which three LED light sources 10a, 10b and 10c are closely combined, FIG. (C), (d) is an example in which four LED light sources 10a, 10b, 10c, 10d are intimately combined. Thus, when a plurality of LED light sources are closely combined, the direction of the chief rays from the light sources is the direction of “virtual line that passes through the position of the center of gravity of each LED light source light emitting unit and is orthogonal to the light emitting surface” ( It is assumed that it is indicated by a symbol Ax in the figure).

液晶ディスプレイ装置の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a liquid crystal display device. 液晶ディスプレイ装置の実施の形態例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the embodiment of a liquid crystal display device. 複数の導波路構造を一体の材質に配列形成する場合の、導波路構造の配列例を3例示す図である。It is a figure which shows three examples of the arrangement | sequence of a waveguide structure in the case of arranging and forming several waveguide structure in the integral material. 複数のLED光源を密接して組合せる場合の例を4例示す図である。It is a figure which shows four examples in the case of combining a some LED light source closely.

符号の説明Explanation of symbols

10 LED光源
13 導波路構造
15 拡散板
20 液晶表示板
10 LED light source 13 Waveguide structure 15 Diffusion plate 20 Liquid crystal display plate

Claims (7)

液晶表示板を背面側から照明するバックライト照明装置であって、
単一のLED光源と、該LED光源からの光を導波して照明光の指向性を高めるための導波路構造とを1単位とする同一構成の照明ユニットを1単位以上有するとともに、
該1単位以上の照明ユニットと液晶表示板との間に配設され、各LED光源から放射されて対応する導波路構造で導波された光を所定の拡散角で拡散させる拡散板とを有し、
上記導波路構造は、導波空間が空洞で導波方向に曲率を持たない反射面による導波を行うものであって、射出側開口部が入射側開口部よりも大きく、
上記LED光源からの主光線が、該LED光源に対応する導波路構造の導波路中心線と略合致し、且つ上記主光線が上記拡散板に略直交することを特徴とするバックライト照明装置。
A backlight illumination device for illuminating a liquid crystal display panel from the back side,
Having at least one unit of an illumination unit having the same configuration with a single LED light source and a waveguide structure for guiding the light from the LED light source to enhance the directivity of illumination light as one unit;
A diffusion plate is disposed between the one or more illumination units and the liquid crystal display plate, and diffuses light emitted from each LED light source and guided by a corresponding waveguide structure at a predetermined diffusion angle. And
The waveguide structure performs waveguide by a reflecting surface having a hollow waveguide space and no curvature in the waveguide direction, and the exit side opening is larger than the entrance side opening.
A backlight illuminating device, wherein a principal ray from the LED light source substantially coincides with a waveguide center line of a waveguide structure corresponding to the LED light source, and the principal ray is substantially orthogonal to the diffusion plate.
請求項1記載のバックライト照明装置において、
複数単位の照明ユニットが、均一に照明すべき液晶表示板の大きさ・形状に応じて1次元的もしくは2次元的に配列されていることを特徴とするバックライト照明装置。
The backlight illumination device according to claim 1,
A backlight illumination apparatus, wherein a plurality of illumination units are arranged one-dimensionally or two-dimensionally according to the size and shape of a liquid crystal display panel to be illuminated uniformly.
請求項1または2記載のバックライト照明装置において、
導波路構造の入射側開口部と射出側開口部が正方形形状であり、
入射側開口部の径:A、射出側開口部の径:B、導波路長:L、照明するべき液晶表示板の透過半角:γが、条件:
(1) 0<(B−A)/(2L)≦tan(γ/2)
を満足することを特徴とするバックライト照明装置。
The backlight illumination device according to claim 1 or 2,
The entrance side opening and the exit side opening of the waveguide structure are square-shaped,
The diameter of the incident side opening: A, the diameter of the exit side opening: B, the waveguide length: L, the transmission half angle of the liquid crystal display panel to be illuminated: γ, the conditions:
(1) 0 <(BA) / (2L) ≦ tan (γ / 2)
A backlight illumination device characterized by satisfying
請求項1または2記載のバックライト照明装置において、
導波路構造の入射側開口部と射出側開口部が矩形形状であり、
入射側開口部の直交2辺の長さ:Ax,Ay(≠Ax)、射出側開口部の直交2辺の長さ:Bx,By(≠Bx)、導波路長:L、照明すべき液晶表示板の透過半角:γx,γyが、条件:
(2) 0<(Bx−Ax)/(2L)≦tan(γx/2)
(3) 0<(By−Ay)/(2L)≦tan(γy/2)
を満足することを特徴とするバックライト照明装置。
The backlight illumination device according to claim 1 or 2,
The entrance-side opening and the exit-side opening of the waveguide structure are rectangular,
Length of two orthogonal sides of incident side opening: Ax, Ay (≠ Ax), Length of two orthogonal sides of exit side opening: Bx, By (≠ Bx), waveguide length: L, liquid crystal to be illuminated The transmission half angle of the display panel: γx, γy is the condition:
(2) 0 <(Bx−Ax) / (2L) ≦ tan (γx / 2)
(3) 0 <(By-Ay) / (2L) ≦ tan (γy / 2)
A backlight illumination device characterized by satisfying
請求項1または2記載のバックライト照明装置において、
導波路構造の入射側開口部と射出側開口部が互いに相似形状で、上入射側開口部と射出側開口部の面積比がA:Bであり、上記A、B、導波路長:L、照明すべき液晶表示板の透過半角:γが、条件:
(4) 0<(B−A)/(2L)≦tan(γ/2)
を満足することを特徴とするバックライト照明装置。
The backlight illumination device according to claim 1 or 2,
The entrance-side opening and the exit-side opening of the waveguide structure are similar to each other, and the area ratio of the upper entrance-side opening and the exit-side opening is A 2 : B 2. L, the transmission half angle of the liquid crystal display panel to be illuminated: γ is the condition:
(4) 0 <(BA) / (2L) ≦ tan (γ / 2)
A backlight illumination device characterized by satisfying
請求項1〜5の任意の1に記載のバックライト照明装置において、
拡散板が、±10°方向にガウシアン的に散乱をする指向性のある拡散板であり、照明するべき液晶表示板が±7°方向に光線を透過するTFT液晶表示板であることを特徴とするバックライト照明装置。
In the backlight illuminating device according to any one of claims 1 to 5,
The diffusion plate is a directional diffusion plate that scatters in a Gaussian manner in the ± 10 ° direction, and the liquid crystal display plate to be illuminated is a TFT liquid crystal display plate that transmits light in the ± 7 ° direction. Backlight lighting device.
液晶表示板を背面側からバックライト照明装置で照明して画像を表示する液晶ディスプレイ装置であって、
バックライト照明装置として、請求項1〜6の任意の1に記載のものを用い、バックライト照明装置の拡散板と、液晶表示板とを略平行に対向させて配置することを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
A liquid crystal display device that displays an image by illuminating a liquid crystal display panel from the back side with a backlight illumination device,
A backlight illuminating device according to any one of claims 1 to 6, wherein a diffuser plate of the backlight illuminating device and a liquid crystal display plate are disposed so as to face each other substantially in parallel. Display device.
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