JP2006227347A - Back light unit for liquid crystal display, and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置用のバックライトユニットに関するものであり、光の射出面または/および対向面に配置された回折格子セルおよび光散乱セルにより、射出面において輝度分布の均一化が図られた射出光を得ることができるバックライトユニットを提供するものである。 The present invention relates to a backlight unit for a liquid crystal display device, and the luminance distribution is made uniform on the exit surface by the diffraction grating cell and the light scattering cell arranged on the light exit surface and / or the opposing surface. Provided is a backlight unit that can obtain emitted light.
従来、透過型の液晶パネルの背面に用いられる照明光源である所謂バックライトには、光源からの光を均一に液晶パネルに導くために、透明樹脂からなる導光板が用いられている。
図1に示すように、この種の導光板10に光源12が配置されてなるバックライトユニット14では、導光板10の入光面11から導光板10内に入射した光は、導光板10の内部を全反射しながら進行する。なお、光源12としては発光ダイオード(LED)などの点状光源光源や、冷陰極管(CCFL)光源のような線状の光源が利用される。導光板10の平面部には所々にV字溝13が設けられ、V字溝13に当たった光は、図中矢印に示すような斜めの方向に向かって射出される。
Conventionally, a so-called backlight, which is an illumination light source used on the back surface of a transmissive liquid crystal panel, uses a light guide plate made of a transparent resin in order to uniformly guide light from the light source to the liquid crystal panel.
As shown in FIG. 1, in a
この斜めの方向に進行する光の輝度分布を均一化させつつ、液晶パネル19の方向へ導くために、拡散板16及びプリズムシート17,18が用いられる。視域を確保するために、プリズムシートは2枚配置され、各々はプリズムが直交するようになっている。
The diffusion plate 16 and the
図1に示すように背面にV字溝16が設けられた導光体に係る公知例としては、例えば下記特許文献1がある。
また、V字溝を用いないバックライトユニットの例として、導光体10の底面に散乱性のドットを印刷することにより、光を拡散射出する方法もある。
As a known example of a light guide having a V-shaped groove 16 provided on the back surface as shown in FIG.
In addition, as an example of a backlight unit that does not use a V-shaped groove, there is a method in which light is diffused and emitted by printing scattering dots on the bottom surface of the
一方、光源からの光を所望の方向へ効率良く導光させる光学素子として、回折格子が知られている。回折格子の典型的な構成は、等間隔に配置された平行線(格子線)の集合体であり、格子線を濃淡で表現すると振幅型回折格子、凹凸形状で表現すると位相型回折格子となる。一般に、可視光に対しては、0.5〜2μm程度の格子間隔(ピッチ)の回折格子が利用される。位相型回折格子を形成した導光板は、端面に配置された光源からの光を効率よく回折させ、液晶パネルの方向へ導くことができる。 On the other hand, a diffraction grating is known as an optical element that efficiently guides light from a light source in a desired direction. A typical configuration of a diffraction grating is an assembly of parallel lines (lattice lines) arranged at equal intervals. When the grating lines are expressed by shading, an amplitude type diffraction grating is obtained, and when expressed by an uneven shape, a phase type diffraction grating is obtained. . Generally, for visible light, a diffraction grating having a grating interval (pitch) of about 0.5 to 2 μm is used. The light guide plate on which the phase type diffraction grating is formed can efficiently diffract light from the light source arranged on the end face and guide it in the direction of the liquid crystal panel.
回折格子を利用した導光板に係る公知例としては特許文献2がある。特許文献2では、輝度分布を制御するために、密度や格子形状を変化させた回折格子を下面に形成した導光体について述べられている。
回折格子が形成された導光板により、導光板の側面から入射された光を射出面へ射出すると、射出面における輝度の均一化を図るのが困難である。
そこで、射出面における輝度の均一化を図るために回折格子だけでなく、光を散乱させる要素を別途導光板に設けることが行われる。回折格子と光散乱要素はその大きさや形状が異なることから、同一に取り扱うのは設計やパターン加工を困難にする。そこで回折格子と光散乱要素を別々に分け、それぞれの光学機能を有する領域(セル)に分割して導光板に配置することで設計や加工を容易にし、輝度の均一化を図る。
When light incident from the side surface of the light guide plate is emitted to the exit surface by the light guide plate on which the diffraction grating is formed, it is difficult to make the brightness uniform on the exit surface.
Therefore, in order to make the luminance uniform on the exit surface, not only the diffraction grating but also a light scattering element is separately provided on the light guide plate. Since the diffraction grating and the light scattering element are different in size and shape, it is difficult to design and process the pattern if they are handled in the same way. Therefore, the diffraction grating and the light scattering element are separately divided, and divided into regions (cells) having respective optical functions and arranged on the light guide plate, thereby facilitating design and processing, and achieving uniform luminance.
上記課題を解決し、光源からの光を射出面から均一に射出させるために、回折格子セルと光散乱セルとを備え、且つ、それらの大きさや配置の周期性を変えることで双方による光の制御をより厳密に行うことができる液晶表示装置用バックライトユニットを提供する。 In order to solve the above-mentioned problems and to uniformly emit light from the light source from the exit surface, it is provided with a diffraction grating cell and a light scattering cell, and by changing their size and periodicity of arrangement, Provided is a backlight unit for a liquid crystal display device which can be controlled more strictly.
請求項1記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
光源と、
前記光源から入射した光を導光し、前記導光された光を射出面から射出する略シート状の導光板とを備えた照明装置において、前記導光板の前記射出面または/および前記射出面の対向面に、回折格子が形成された複数の回折格子セルと、前記導光板の前記射出面または/および前記射出面の対向面に、光散乱要素が形成された複数の光散乱セルとをそれぞれ有し、前記回折格子セルと前記光散乱セルの面積が異なっており、それぞれが固有の周期性によって配置されていることを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
A light source;
In the illuminating device including a substantially sheet-shaped light guide plate that guides light incident from the light source and emits the guided light from an exit surface, the exit surface and / or the exit surface of the light guide plate A plurality of diffraction grating cells each having a diffraction grating formed on the opposite surface thereof, and a plurality of light scattering cells having a light scattering element formed on the emission surface of the light guide plate and / or the opposite surface of the emission surface. The diffraction grating cell and the light scattering cell have different areas, and each has a characteristic periodicity.
請求項2記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、前記回折格子セルの面積より前記光散乱セルの面積が大きいことを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
2. The backlight unit for a liquid crystal display device according to
請求項3記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1または2記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、前記回折格子セルと前記光散乱セルとが重畳されて配置される領域では、前記回折格子セルと前記光散乱セルの何れかが形成されていることを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
3. The backlight unit for a liquid crystal display device according to
請求項4記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1〜3の何れかに記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、前記射出面または/および前記対向面のほぼ全面に前記回折格子セル、前記光散乱セルのいずれかが形成されていることを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
4. The backlight unit for a liquid crystal display device according to
請求項5記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1〜4の何れかに記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、前記回折格子セルに形成される回折格子は前記導光板内を導光する光の方向を、前記射出面に対する法線方向に近づけるように曲げ、前記光散乱セルに形成される光散乱要素は前記導光板内を導光する光を、前記導光板内を導光する光の平均導光方向に直交する方向に散乱させるようにしている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
5. The backlight unit for a liquid crystal display device according to
請求項6記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1〜5の何れかに記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、光源から遠ざかるに従って、前記回折格子セルの単位面積当たりの配置数が増加し、前記光散乱セルの単位面積当たりの配置数が減少していることを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
6. The backlight unit for a liquid crystal display device according to
請求項7記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1〜6の何れかに記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、光源から遠ざかるに従って、前記光散乱セルに形成されている光散乱要素の密度が低下していることを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to claim 7,
The backlight unit for a liquid crystal display device according to any one of
請求項8記載の液晶表示装置用バックライトユニットは、
請求項1〜7の何れかに記載の液晶表示装置用バックライトユニットにおいて、前記回折格子セルと前記光散乱セルがレリーフ構造であることを特徴としている。
The backlight unit for a liquid crystal display device according to claim 8,
The backlight unit for a liquid crystal display device according to
本発明により実現される液晶表示装置用バックライトには以下のような効果がある。 The backlight for a liquid crystal display device realized by the present invention has the following effects.
(1)導光板に形成される回折格子セルと光散乱セルの面積を変え、それらの配置周期を異なったものにすることで、大きさの異なる回折格子と光散乱要素をそれぞれ効率的に取り扱うことができ、射出面から射出される光の輝度分布を均一化するための設計をより正確に行うことができる。 (1) By changing the area of the diffraction grating cell and the light scattering cell formed on the light guide plate and making their arrangement periods different, the diffraction grating and the light scattering element having different sizes can be handled efficiently. Therefore, the design for making the luminance distribution of the light emitted from the exit surface uniform can be performed more accurately.
(2)回折格子の格子間隔が小さく、且つ、光散乱要素が大きい場合、回折格子セルと光散乱セルの大きさを同じにすることは困難であり、回折格子セルより光散乱セルの大きさを大きくすることが有効である。 (2) When the grating interval of the diffraction grating is small and the light scattering element is large, it is difficult to make the size of the diffraction grating cell and the light scattering cell the same, and the size of the light scattering cell is larger than that of the diffraction grating cell. It is effective to increase.
(3)回折格子セルと光散乱セルが重なり合って配置される領域では、回折格子セルと光散乱セルのいずれかのパターンのみを形成することで、多重に形成されたパターンによるノイズ光の発生を防止することができる。 (3) In the region where the diffraction grating cell and the light scattering cell are arranged to overlap each other, only one pattern of the diffraction grating cell and the light scattering cell is formed, thereby generating noise light due to the multiple formed pattern. Can be prevented.
(4)導光板の射出面または/および対向面のほぼ全面に回折格子セルと光散乱セルのいずれかを配置することで、光源から射出される光を効率よく利用し、且つ、射出面での輝度の不均一さを低減することができる。 (4) By arranging either the diffraction grating cell or the light scattering cell on almost the entire exit surface and / or the opposing surface of the light guide plate, the light emitted from the light source can be used efficiently, and at the exit surface The brightness non-uniformity can be reduced.
(5)回折格子は導光板内を導光する光の方向を、射出面に対する法線方向に近づけるような方向に曲げ、光散乱要素は導光板内を導光する光の平均導光方向に直交する方向に散乱させるようにすることで、光の平均導光方向および、光の平均導光方向に直交する方向の双方で輝度の均一化向上を実現できる。 (5) The diffraction grating bends the direction of the light guided in the light guide plate in a direction so as to approach the normal direction to the exit surface, and the light scattering element in the average light guide direction of the light guided in the light guide plate By making it scatter in the orthogonal direction, it is possible to achieve uniform luminance improvement in both the average light guiding direction of light and the direction orthogonal to the average light guiding direction of light.
(6)光源から遠ざかるに従って、回折格子セルの配置数が増加させ、光散乱セルの配置数が減少させることで射出面での輝度分布を均一化させることができる。 (6) As the distance from the light source is increased, the number of diffraction grating cells is increased and the number of light scattering cells is decreased, whereby the luminance distribution on the exit surface can be made uniform.
(7)光源から遠ざかるに従って、光散乱セルに形成されている光散乱要素の密度を低下させることで、光の散乱性の度合いを厳密に制御でき、射出面での輝度分布を均一化させることができる。 (7) By decreasing the density of the light scattering elements formed in the light scattering cell as it moves away from the light source, the degree of light scattering can be strictly controlled, and the luminance distribution on the exit surface can be made uniform. Can do.
(8)回折格子および光散乱要素をレリーフ構造とすることで、薄型の導光板を実現することができる。 (8) By making the diffraction grating and the light scattering element have a relief structure, a thin light guide plate can be realized.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、回折格子が形成された導光板10とその側面に配置された光源12との位置関係を示す説明図である。液晶表示装置用バックライトユニットとしては、その他に導光板の下面に反射板を配置したり、導光板の上面に拡散板やプリズムシート用の光制御機能を有した部材を適宜配置するが以降の説明も含めてそれらを省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the
図3は図2の断面図である。
光源12から射出された光の大部分は、導光板内を全反射を繰り返しながら終端面21の方向へ進行し、回折格子が形成された面15において、回折光と正反射光に分かれ、回折光は射出面14の方向へ進み射出光20となって射出する。正反射光はさらに導光板内を進行する。ここで、導光板に一様な密度で回折格子が形成されていると、光源に近い領域で多くの射出光が射出面から射出し、光源から遠ざかるに従って、射出面からの射出光の光量が減少してしまい均一な輝度分布が得られない。また、光源に近い領域の回折格子の密度を低くし、光源から遠ざかるに従って、回折格子の密度を大きくすることや、回折格子の格子間隔を変化させることで光の平均導光方向(入光面11から終端面21に向かう方向)における輝度分布は改善されるが、平均導光方向と直交する方向の輝度分布の不均一さは改善されない。
FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG.
Most of the light emitted from the light source 12 travels in the direction of the end surface 21 while repeating total reflection in the light guide plate, and is divided into diffracted light and regular reflected light on the surface 15 on which the diffraction grating is formed. The light travels in the direction of the
平均導光方向と直交する方向の輝度分布を均一化する方法としては、回折格子を直線状でなく曲線状とし、平均導光方向と、平均導光方向に直交する方向の双方に光を曲げる機能をもたせる方法や、平均導光方向と直交する方向に光を曲げるために光散乱要素を別途形成する方法がある。 As a method for uniformizing the luminance distribution in the direction orthogonal to the average light guide direction, the diffraction grating is curved instead of linear, and the light is bent in both the average light guide direction and the direction orthogonal to the average light guide direction. There are a method of providing a function and a method of separately forming a light scattering element in order to bend light in a direction orthogonal to the average light guide direction.
回折格子、光散乱要素が形成された導光板を作製するには、パターンが刻まれた金属型を用いた射出成形法や金属刃による切削法等で加工される場合が多い。いずれの場合においても回折格子や光散乱要素は各々任意の微小サイズ内に予め定められた個数、配置で形成されたものを基本単位とし、それを繰り返し使用することが設計や加工の点で効率がよい。
本特許では、回折格子が任意の個数、配置され光の回折機能を有するものを回折格子セル、光散乱要素が任意の個数、配置され光の散乱機能を有するものを光散乱セルとする。
In order to produce a light guide plate in which a diffraction grating and light scattering elements are formed, the light guide plate is often processed by an injection molding method using a metal mold in which a pattern is engraved or a cutting method using a metal blade. In either case, the diffraction grating and the light scattering element are each made up of a predetermined number and arrangement within an arbitrary minute size, and it is efficient in terms of design and processing to use them repeatedly. Is good.
In this patent, an arbitrary number of diffraction gratings arranged and having a light diffraction function are called diffraction grating cells, and an arbitrary number of light scattering elements arranged and having a light scattering function are called light scattering cells.
図4は、請求項1記載の液晶表示装置用バックライトユニットの一実施形態を示すものであり、導光板の上面(射出面14)から示した上面図である。導光板の下面(対向面15)に回折格子30から成る複数の回折格子セル31と光散乱要素32から成る光散乱セル33が形成されている。
FIG. 4 shows an embodiment of the backlight unit for a liquid crystal display device according to
光源12からある角度範囲をもって射出される光は導光板内を全反射を繰り返しながら進行し、回折格子セル31に到達した光は、主に回折光と正反射光に分かれてそれぞれ進行する。
回折光が射出面から射出され、正反射光は、さらに導光板内を進行する。
一方、光散乱セル33に到達した光は、散乱光と正反射光に分かれる。
散乱光は射出面の方向へ向かってさまざまな角度で散乱し、正反射光は導光板内を進行する。
The light emitted from the light source 12 with a certain angle range travels while repeating total reflection in the light guide plate, and the light reaching the diffraction grating cell 31 travels mainly by being divided into diffracted light and regular reflected light.
Diffracted light is emitted from the exit surface, and the specularly reflected light further travels in the light guide plate.
On the other hand, the light reaching the
Scattered light is scattered at various angles toward the exit surface, and specularly reflected light travels through the light guide plate.
図4の回折格子セル31は図5の点線で示したような周期で配置され、また、光散乱セル33は図6の点線で示したような周期で配置されている。
回折格子30と光散乱要素32とではその形状や大きさ、深さ等が異なっている。
射出面において輝度分布を均一化するためには、回折格子セルと光散乱セルの面積は同一ではなく、それぞれ固有の大きさにしたほうが、光の制御を容易に、且つ、厳密に行うことができる。
The diffraction grating cells 31 in FIG. 4 are arranged with a period as shown by the dotted line in FIG. 5, and the
The
In order to make the luminance distribution uniform on the exit surface, the areas of the diffraction grating cell and the light scattering cell are not the same, and it is easier and more precise to control the light if each has a unique size. it can.
導光板に用いられる回折格子の格子間隔は一般に1μm以下と細かく、また格子間隔の異なる数種類の回折格子を用いることがある。
一方、導光板に用いられる光散乱要素としては、光の散乱性を大きくするために、光散乱要素は数μm以上の大きさで加工される。
そのため、例えば、回折格子セルを5μm角の矩形とした場合、同じ大きさのセルで光散乱要素を配置しようとすると、5μm以下の大きさの散乱要素しか作れず、光の散乱性を高めることはできない。
すなわち、光散乱要素は回折格子と比較して大きいことが多く、よって、それぞれのセルを固有の大きさとし、回折格子セルよりも光散乱セルを大きくすることで光の制御性を高めることが有効である。
In general, the diffraction grating used for the light guide plate has a fine grating interval of 1 μm or less, and several types of diffraction gratings having different grating intervals may be used.
On the other hand, as the light scattering element used for the light guide plate, the light scattering element is processed with a size of several μm or more in order to increase the light scattering property.
Therefore, for example, when the diffraction grating cell is a rectangular of 5 μm square, if a light scattering element is arranged in the same size cell, only a scattering element having a size of 5 μm or less can be produced, and the light scattering property is improved. I can't.
In other words, the light scattering element is often larger than the diffraction grating. Therefore, it is effective to increase the light controllability by making each cell unique and making the light scattering cell larger than the diffraction grating cell. It is.
図7は、請求項1記載の液晶表示装置用バックライトユニットの別の実施形態を示す説明図である。
回折格子セルおよび光散乱セルは図4のような矩形状であっても、図7のようなストライプ状であっても構わないし、セルの形状も矩形に限定されない。
FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of the backlight unit for a liquid crystal display device according to
The diffraction grating cell and the light scattering cell may have a rectangular shape as shown in FIG. 4 or a stripe shape as shown in FIG. 7, and the cell shape is not limited to a rectangular shape.
大きさの異なる回折格子セルと光散乱セルをそれぞれ導光板に配置する場合、図8のように部分的にセル同士が重なり合ったり、一方のセルがもう一方のセルを内包するように、セル同士が重なり合ってしまう領域が発生する場合がある。
そのような場合、同一領域に回折格子と光散乱要素を加工すると多重に形成されたパターンによりノイズ光が発生し、双方の光制御機能が損なわれてしまう。
そのため、両者が重なり合う領域では例えば図9にように回折格子セルを優先して配置し、光散乱セル内の光散乱要素を省略すると良い。
また、逆に光散乱セルを優先して配置し、回折格子セルを省略してもよいし、1枚の導光板中で、優先されるセルが回折格子セルである場所と、光散乱セルである場所が混在していてもよい。
When arranging diffraction grating cells and light scattering cells of different sizes on the light guide plate, the cells may overlap each other as shown in FIG. 8 or one cell may contain the other cell. There may be a region where the two overlap.
In such a case, if the diffraction grating and the light scattering element are processed in the same region, noise light is generated by the multiple pattern formed, and both light control functions are impaired.
Therefore, in a region where the two overlap each other, for example, as shown in FIG. 9, the diffraction grating cell is preferentially arranged, and the light scattering element in the light scattering cell is omitted.
On the contrary, the light scattering cell may be preferentially arranged and the diffraction grating cell may be omitted, or in one light guide plate, the place where the preferred cell is the diffraction grating cell and the light scattering cell. A certain place may be mixed.
光源から射出された光を効率よく利用するためには、導光板の射出面または/および対向面のほぼ全面に回折格子セルもしくは光散乱セルが形成されていることが望ましい。
回折格子セルと光散乱セルの双方が存在しない領域があると、その領域からは光が射出せず、射出面からの射出光の輝度分布が不均一になる原因となる。
In order to efficiently use the light emitted from the light source, it is desirable that a diffraction grating cell or a light scattering cell be formed on almost the entire emission surface and / or the opposing surface of the light guide plate.
If there is a region where neither the diffraction grating cell nor the light scattering cell exists, light is not emitted from the region, which causes a non-uniform luminance distribution of light emitted from the exit surface.
回折格子セルに形成される回折格子は導光板内を導光する光の方向を射出面に対する法線方向に近づけるような方向に曲げるようにし、光散乱セルに配置される光散乱要素は導光板内を導光する光の平均導光方向に直交する方向に散乱させるようにすることで、回折格子セルのみの配置位置や配置数によって光の平均導光方向における輝度の均一化を実現することができ、光散乱セルのみの配置位置や配置数によって光の平均導光方向に直交する方向における輝度の均一化を行うことができる。 The diffraction grating formed in the diffraction grating cell is bent in a direction that brings the direction of light guided through the light guide plate closer to the normal direction to the exit surface, and the light scattering element disposed in the light scattering cell is the light guide plate. By making light scatter in a direction perpendicular to the average light guide direction of light guided in the interior, it is possible to achieve uniform luminance in the light average light guide direction depending on the position and number of the diffraction grating cells alone. The luminance in the direction orthogonal to the average light guide direction can be made uniform by the arrangement position and the number of arrangements of only the light scattering cells.
側面に配置された光源からの光を射出面から射出する導光板では、光源に近い領域において図10のように平均導光方向へ進行する光の強度が強いが、それ以外の方向では光源12からの光が十分に届かない領域40ができてしまい、そのような場所は暗くなり輝度が不均一となる。
そのため、回折格子セルよりも光散乱セルの数を増やしたほうがよい。
一方で、光源から離れた領域では導光板内を進行するうちに回折格子セルなどにより光が利用され、到達する光量が減少するため、回折格子セルの数を増やしたほうがよい。
In the light guide plate that emits light from the light source arranged on the side surface from the emission surface, the intensity of light traveling in the average light guide direction is strong in the region close to the light source as shown in FIG. An
Therefore, it is better to increase the number of light scattering cells than to the diffraction grating cells.
On the other hand, in a region away from the light source, light is used by a diffraction grating cell or the like as it travels through the light guide plate, and the amount of light that reaches it decreases, so it is better to increase the number of diffraction grating cells.
光散乱セルによる光の散乱性の度合いをより厳密に制御するためには、光散乱セル内に形成される光散乱要素の数や形状、深さ等を各セルごとに変化させるとよい。
散乱性の度合いを徐々に変化させた際の光散乱セルの一例を図11に示す。光の散乱性が高いセル51は光散乱要素32の平均的なサイズを小さくし、数も多くする。
セル52、53、54、55のように徐々に光散乱要素32の平均的なサイズを大きくし、数も少なくしていくことで光の散乱性を徐々に低くすることができ、光の散乱性を制御できる。導光板の位置に応じて異なる散乱性を有する光散乱セルを配置することで、より一層輝度の均一化を図ることができる。
In order to more precisely control the degree of light scattering by the light scattering cell, the number, shape, depth, and the like of the light scattering elements formed in the light scattering cell may be changed for each cell.
An example of the light scattering cell when the degree of scattering is gradually changed is shown in FIG. The cells 51 having high light scattering properties reduce the average size and the number of the
As the
回折格子および光散乱要素をレリーフ構造で作製した場合、回折格子の深さは最大でも1μm程度、光散乱要素の深さは最大でも数百μm程度で十分な光制御機能を実現することができる。
そのため、導光板の厚さにほとんど影響を与えないので薄型のバックライトを構成することができる。
When the diffraction grating and the light scattering element are produced with a relief structure, a sufficient light control function can be realized when the depth of the diffraction grating is about 1 μm at the maximum and the depth of the light scattering element is about a few hundred μm at the maximum. .
Therefore, the thickness of the light guide plate is hardly affected, so that a thin backlight can be configured.
10・・・導光板
11・・・入光面
12・・・光源
13・・・V字溝
14・・・射出面
15・・・対向面
16・・・拡散板
17,18・・・プリズムシート
19・・・透過型液晶パネル
20・・・射出光
21・・・終端面
22・・・反射板
23・・・偏光板
30・・・回折格子
31・・・回折格子セル
32・・・光散乱要素
33・・・光散乱セル
40・・・光源からの光が十分に届かない領域
51〜55・・・散乱性を徐々に変化させた光散乱セル
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記光源から入射した光を導光し、前記導光された光を射出面から射出する略シート状の導光板、とを備えた照明装置において、
前記導光板の前記射出面または/および前記射出面の対向面に、回折格子が形成された複数の回折格子セルと、
前記導光板の前記射出面または/および前記射出面の対向面に、光散乱要素が形成された複数の光散乱セルとをそれぞれ有し、
前記回折格子セルと前記光散乱セルの面積が異なっており、それぞれが固有の周期性によって配置されていることを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。 A light source;
In a lighting device comprising: a light guide plate that guides light incident from the light source, and a substantially sheet-shaped light guide plate that emits the guided light from an exit surface;
A plurality of diffraction grating cells in which diffraction gratings are formed on the exit surface of the light guide plate or / and the surface opposite to the exit surface;
A plurality of light scattering cells each having a light scattering element formed on the exit surface of the light guide plate or / and on the surface facing the exit surface;
The backlight unit for a liquid crystal display device, wherein the diffraction grating cell and the light scattering cell have different areas, and are arranged with a specific periodicity.
前記回折格子セルの面積より前記光散乱セルの面積が大きいことを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。 The backlight unit for a liquid crystal display device according to claim 1,
A backlight unit for a liquid crystal display device, wherein an area of the light scattering cell is larger than an area of the diffraction grating cell.
前記回折格子セルと前記光散乱セルとが重畳されて配置される領域では、前記回折格子セルと前記光散乱セルの何れかが形成されていることを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。 The backlight unit for a liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
The backlight unit for a liquid crystal display device, wherein either the diffraction grating cell or the light scattering cell is formed in a region where the diffraction grating cell and the light scattering cell are arranged to overlap each other.
前記射出面または/および前記対向面のほぼ全面に前記回折格子セル、前記光散乱セルのいずれかが形成されていることを特徴する液晶表示装置用バックライトユニット。 In the backlight unit for liquid crystal display devices in any one of Claims 1-3,
A backlight unit for a liquid crystal display device, wherein either the diffraction grating cell or the light scattering cell is formed on substantially the entire surface of the emission surface and / or the opposing surface.
前記回折格子セルに形成される回折格子は前記導光板内を導光する光の方向を、前記射出面に対する法線方向に近づけるように曲げ、前記光散乱セルに形成される光散乱要素は前記導光板内を導光する光を、前記導光板内を導光する光の平均導光方向に直交する方向に散乱させるようにした液晶表示装置用バックライトユニット。 In the backlight unit for liquid crystal display devices in any one of Claims 1-4,
The diffraction grating formed in the diffraction grating cell bends the direction of light guided through the light guide plate so as to approach the normal direction to the exit surface, and the light scattering element formed in the light scattering cell A backlight unit for a liquid crystal display device, wherein light guided through the light guide plate is scattered in a direction orthogonal to an average light guide direction of the light guided through the light guide plate.
光源から遠ざかるに従って、前記回折格子セルの単位面積当たりの配置数が増加し、前記光散乱セルの単位面積当たりの配置数が減少していることを特徴する液晶表示装置用バックライトユニット。 In the backlight unit for liquid crystal display devices in any one of Claims 1-5,
The backlight unit for a liquid crystal display device, wherein the number of the diffraction grating cells arranged per unit area increases and the number of the light scattering cells arranged per unit area decreases as the distance from the light source increases.
光源から遠ざかるに従って、前記光散乱セルに形成されている光散乱要素の密度が低下していることを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。 In the backlight unit for liquid crystal display devices in any one of Claims 1-6,
A backlight unit for a liquid crystal display device, wherein the density of light scattering elements formed in the light scattering cell decreases as the distance from the light source increases.
前記回折格子セルと前記光散乱セルがレリーフ構造であることを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。 In the backlight unit for liquid crystal display devices in any one of Claims 1-7,
The backlight unit for a liquid crystal display device, wherein the diffraction grating cell and the light scattering cell have a relief structure.
請求項1〜8の何れかに記載のバックライトユニット、とを少なくとも備えることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel that defines a display image in accordance with translucency / light shielding in pixel units;
A liquid crystal display device comprising at least the backlight unit according to claim 1.
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