JP2008091287A - Backlight unit and display device equipped with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置のバックライトユニット、あるいは、バックライトを備えた表示装置に関し、特に、光指向性に関するものである。 The present invention relates to a backlight unit of a display device or a display device including a backlight, and particularly relates to light directivity.
液晶表示装置はパーソナルコンピュータ、液晶テレビ、電子手帳、携帯電話、その他装置の端末表示機器などに広く用いられてきている。この液晶表示装置の表示画像を明るく鮮明に映し出すためにバックライトユニットを液晶表示パネルの下面側に配設して用いられる。 Liquid crystal display devices have been widely used in personal computers, liquid crystal televisions, electronic notebooks, mobile phones, and other terminal display devices. In order to display a display image of the liquid crystal display device brightly and clearly, a backlight unit is provided on the lower surface side of the liquid crystal display panel.
このバックライトユニットの従来技術の一つに、出射方向を制御する光学シートが提案されている。 As one of the prior arts of this backlight unit, an optical sheet for controlling the emission direction has been proposed.
下記の特許文献1に記載された光学シートは図17に示した形状をなしている。図17は特許文献1に示された光学シートの拡大断面図である。図17において、拡散光制御用光学シート10Dは受光面12の対向する反対側の面に傾斜角θの傾斜面14を有しての傾斜をなした凸状部13を平行四辺形状に設けている。また、この凸状部13内には微粒子なる拡散剤が分散している。特許文献1によれば、この拡散光制御用光学シート10Dを導光板の出射面側に配置することにより、導光板からの出射光が拡散光制御用光学シート10Dの受光面12に入射し、そして、拡散光が矢印Cの方向に出射して矢印Cの方向に出射方向を制御できるとされている。
The optical sheet described in Patent Document 1 below has the shape shown in FIG. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the optical sheet disclosed in Patent Document 1. In FIG. 17, the diffused light controlling optical sheet 10 </ b> D is provided with a
また、携帯電話などのように小型の液晶表示装置にはLEDを用いたバックライトユニットが用いられてきている。このLEDを用いたバックライトユニットの多くは、図18に示すように、導光板2の側面に所要の個数のLED3を配設した構成を取っている。
In addition, backlight units using LEDs have been used in small liquid crystal display devices such as mobile phones. Many backlight units using LEDs have a configuration in which a required number of LEDs 3 are arranged on the side surface of the
しかしながら、図17に示された特許文献1に記載のバックライトユニットの構成は、出射方向を1つの方向に決めることはできるにしても、2つの方向に出射方向を持たせる構成にはなっていない。例えば、車載用のカーナビゲーションや液晶テレビなどのように、運転席と助手席の2方向から同時に表示画像が鮮明に視認できる構成にはなっていない。更にまた、図17に示された拡散光制御用光学シート10Dは凸状部13が傾斜をなしているので、シート状のものを作るとなると製作が大変難しい。
However, the configuration of the backlight unit described in Patent Document 1 shown in FIG. 17 is configured to have the emission direction in two directions even though the emission direction can be determined as one direction. Absent. For example, the display image is not clearly visible simultaneously from two directions of the driver's seat and the passenger's seat, such as in-car car navigation and liquid crystal television. Furthermore, the
また、LEDを用いたバックライトユニットにおいては、図18に示すような、LED3が指向性を有していることより、LED3の光を採光する導光板2の入射面の近傍で、隣り合うLEDとの間にDで示した斜線の部分にホットスポット(暗部)が発生する。そして、このホットスポットは表示画像の画像品質に大きく影響を与える。このため、バックライトユニットを大きくして液晶表示パネルの表示領域から外すようするか、或いは、LEDを数多く並べてホットスポットが発生しないようにすることが必要であった。このことは、液晶表示パネルを含めた液晶表示装置自体の大きさを大きくする要因にもなっていた。
Further, in the backlight unit using LEDs, as shown in FIG. 18, since the LEDs 3 have directivity, adjacent LEDs in the vicinity of the incident surface of the
本発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、製作が容易で、且つ、2つの方向に指向性が現れて、しかも、その出射方向が自由に変えられるバックライトユニット、並びに、表示装置を得ること、また、小型なバックライトユニットと表示装置を得ること目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a backlight unit that can be easily manufactured, has directivity in two directions, and whose emission direction can be freely changed, and a display. It is an object to obtain a device and to obtain a small backlight unit and a display device.
上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項1に記載のバックライトユニットの特徴は、入射面と出射面を有する導光板の入射面に接近して光源を設けてなるエッジライトタイプのバックライトユニットにおいて、前記導光板の入射面は対向する側面に一対設け、該一対の入射面にそれぞれ接近して前記光源を設けると共に、前記導光板の出射面又は出射面と対向する面に、対称な形状をなした凹溝又は凸状部を筋状に複数、前記光源の配置軸と平行に設けたことを特徴とするものである。 As a means for achieving the above object, the backlight unit according to claim 1 of the present invention is characterized in that the light source is provided close to the entrance surface of the light guide plate having the entrance surface and the exit surface. In the type of backlight unit, a pair of incident surfaces of the light guide plate are provided on opposite side surfaces, the light source is provided close to each of the pair of incident surfaces, and the light guide plate exit surface or the surface facing the exit surface In addition, a plurality of concave grooves or convex portions having a symmetric shape are provided in a streak shape in parallel with the arrangement axis of the light source.
また、本発明の請求項2に記載のバックライトユニットの特徴は、前記対称な形状をなした凹溝又は凸状部は二等辺三角形又は略半円形の形状をなすことを特徴とするものである。
In addition, the backlight unit according to
また、本発明の請求項3に記載のバックライトユニットの特徴は、前記導光板の出射面側に指向性を調整する指向性調整シートを配設したことを特徴とするものである。 The backlight unit according to claim 3 of the present invention is characterized in that a directivity adjustment sheet for adjusting directivity is disposed on the light exit surface side of the light guide plate.
また、本発明の請求項4に記載のバックライトユニットの特徴は、前記指向性調整シートは凸形状をなして該凸部の稜線が平行をなした光学シートからなり、該光学シートの前記凸部が液晶表示パネル側に向けられて、前記平行なる稜線が前記光源の配置軸と平行に配置したことを特徴とするものである。 In addition, the backlight unit according to claim 4 of the present invention is characterized in that the directivity adjusting sheet is formed of an optical sheet having a convex shape and parallel ridge lines of the convex part, and the convex of the optical sheet. The portion is directed to the liquid crystal display panel side, and the parallel ridge lines are arranged in parallel with the arrangement axis of the light source.
また、本発明の請求項5に記載のバックライトユニットの特徴は、前記指向性調整シートは凸形状をなして該凸部の稜線が平行をなした光学シートからなり、該光学シートの前記凸部が前記導光板側に向けられて、前記平行なる稜線が前記光源の配置軸と平行に配置したことを特徴とするものである。 Further, the backlight unit according to claim 5 of the present invention is characterized in that the directivity adjusting sheet is formed of an optical sheet having a convex shape and parallel ridge lines of the convex portions, and the convex portion of the optical sheet. The portion is directed to the light guide plate side, and the parallel ridge lines are arranged in parallel with the arrangement axis of the light source.
また、本発明の請求項6に記載のバックライトユニットの特徴は、前記光学シートは、前記凸形状が三角形をなしたプリズムシートであることを特徴とするものである。 The backlight unit according to claim 6 of the present invention is characterized in that the optical sheet is a prism sheet in which the convex shape forms a triangle.
また、本発明の請求項7に記載のバックライトユニットの特徴は、前記光学シートは、前記凸形状が台形をなしたプリズムシートであることを特徴とするものである。 The backlight unit according to claim 7 of the present invention is characterized in that the optical sheet is a prism sheet in which the convex shape forms a trapezoid.
また、本発明の請求項8に記載のバックライトユニットの特徴は、前記光学シートは、前記凸形状が三角形の山をなして谷が平坦面をなしたプリズムシートであることを特徴とするものである。
Further, the backlight unit according to
また、本発明の請求項9に記載のバックライトユニットの特徴は、前記指向性調整シートは出射方向を調整できることを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, the backlight unit is characterized in that the directivity adjusting sheet can adjust the emission direction.
また、本発明の請求項10に記載のバックライトユニットの特徴は、前記出射方向の調整は三角形の頂角の角度又は台形の斜面の角度を変えることによって行うことを特徴とするものである。 The backlight unit according to claim 10 of the present invention is characterized in that the adjustment of the emission direction is performed by changing the angle of the apex angle of the triangle or the angle of the trapezoidal slope.
また、本発明の請求項11に記載のバックライトユニットの特徴は、前記指向性調整シートと前記導光板との間に拡散シートを配設したことを特徴とするものである。 The backlight unit according to claim 11 of the present invention is characterized in that a diffusion sheet is disposed between the directivity adjusting sheet and the light guide plate.
また、本発明の請求項12に記載のバックライトユニットの特徴は、前記光源はLEDであることを特徴とするものである。
The backlight unit according to
また、本発明の請求項13に記載のバックライトユニットの特徴は、バックライトユニットから出射される光の指向性はハート形をなすことを特徴とするものである。
The backlight unit according to
また、本発明の請求項14に記載の表示装置の特徴は、液晶表示パネルの背面側にバックライトユニットを備える表示装置において、前記バックライトユニットは前記請求項1乃至13のいずれか1項に記載のバックライトユニットを用いていることを特徴とするものである。 The display device according to claim 14 of the present invention is characterized in that in the display device including a backlight unit on the back side of the liquid crystal display panel, the backlight unit is set forth in any one of claims 1 to 13. The described backlight unit is used.
本発明によれば、以下の発明効果が得られる。本発明のバックライトユニットは、一対の対向する入射面に接近してそれぞれ光源を設け、両側の入射面から光源の光を取り入れる。これにより、一方の入射面から入った光が他方の入射面にまで届いて他方の入射面の周辺部分を照明し、同様に、他方の入射面から入った光が一方の入射面の周辺部分を照明する。従って、両側の入射面の周辺部分が照明されるので、従来発生を見たホットスポット(暗部)は発生しない。このため、従来技術のバックライトユニットと比べると、その分バックライトユニットの大きさを小さくでき、表示装置も小型にできる。 According to the present invention, the following invention effects can be obtained. In the backlight unit of the present invention, a light source is provided close to a pair of opposed incident surfaces, and light from the light source is taken in from both incident surfaces. As a result, the light entering from one incident surface reaches the other incident surface and illuminates the peripheral portion of the other incident surface, and similarly, the light entering from the other incident surface is the peripheral portion of one incident surface. Illuminate. Therefore, since the peripheral portions of the incident surfaces on both sides are illuminated, the hot spot (dark part) that has been observed in the past does not occur. For this reason, compared with the backlight unit of the prior art, the size of the backlight unit can be reduced correspondingly, and the display device can also be reduced in size.
また、両側の入射面から光源の光が入ってきて、その両方の光が出射面から出射するので2つの出射方向を持った光が出射する。一般に、プリズムなどの反射手段を有する導光板は、導光板の片側での光源点灯の場合は、導光板の材料や形状にも依存するが導光板の出射面の法線と概ね概ね60°〜70°の角度方向に光を出射する。このため、両側に光源を持つ導光板は、法線と60°〜70°角度方向に出射する光と−60°〜−70°角度方向に出射する2つの出射方向を持った光が現れる。これにより、2方向から液晶表示装置の表示画像が視認できるようになる。 In addition, light from the light source enters from the incident surfaces on both sides, and both light beams are emitted from the emission surface, so that light having two emission directions is emitted. In general, a light guide plate having a reflecting means such as a prism is approximately 60 ° to the normal line of the exit surface of the light guide plate, depending on the material and shape of the light guide plate in the case of lighting the light source on one side of the light guide plate. Light is emitted in an angle direction of 70 °. For this reason, on the light guide plate having light sources on both sides, light that is emitted in the direction of 60 ° to 70 ° angle with the normal line and light that has two emission directions that are emitted in the direction of −60 ° to −70 ° angle appear. Thereby, the display image of the liquid crystal display device can be visually recognized from two directions.
また、導光板の出射面または出射面と対向する面に、対称な形状をなした凹溝または凸状部を筋状に複数、光源の配置軸と平行に設ける。光源の光が平行に筋状に設けた凹溝によって反射されて導光板の奥の方に導かれるが、凹溝が対称な形状をなしているので、両側の入射面から入射してくる光の凹溝による反射条件も同一条件で反射される。また、凹溝を透過して出射面から出射する光も同一条件で出射する。従って、2つの出射方向をもって出射する出射光は同じような指向特性を示すようになる。また、筋状に設けた凸状部も同様な効果をもたらす。 In addition, a plurality of symmetrical concave grooves or convex portions are provided in a streak shape parallel to the arrangement axis of the light source on the exit surface of the light guide plate or the surface facing the exit surface. The light from the light source is reflected by the concave grooves provided in parallel and in the form of streaks and guided to the back of the light guide plate. However, since the concave grooves have a symmetrical shape, the light incident from the incident surfaces on both sides The reflection conditions by the concave grooves are also reflected under the same conditions. Further, the light that passes through the concave groove and exits from the exit surface is also emitted under the same conditions. Accordingly, outgoing light emitted in two outgoing directions has the same directivity characteristics. Moreover, the convex part provided in the shape of a stripe brings about the same effect.
また、対称な形状をなした凹溝または凸状部は二等辺三角形又は略半円形の形状をなす。二等辺三角形や略半円形の形状はシンプルな形状なので型の製作や成形が容易にできる。このことは、製造コストを安くできる効果を生む。また、導光板からの出射光はこの凹溝などを透過して出射するが、二等辺三角形或いは略半円形の形状をなしていれば出射光に複雑な屈折が起こらず、ある程度一定方向の出射光が得られる。また、光源からの入射光を一様な方向に反射させて導光板の奥方に導光する作用をなす。 In addition, the concave groove or convex portion having a symmetric shape is an isosceles triangle or a substantially semicircular shape. Since the isosceles triangle and semi-circular shapes are simple, the mold can be easily manufactured and molded. This produces an effect of reducing the manufacturing cost. In addition, the light emitted from the light guide plate is transmitted through this concave groove and the like, but if it has an isosceles triangle shape or a substantially semicircular shape, complicated refraction does not occur in the emitted light, and the light is emitted in a certain direction to some extent. Irradiation is obtained. Also, it acts to reflect incident light from the light source in a uniform direction and guide it to the back of the light guide plate.
次に、上記の構成をなす導光板の出射面側に指向性調整シートを配設する。指向性調整シートは光の出射方向を調整するシートで、導光板から出射した光を所望の出射方向に調整する。この指向性調整シートは凸形状をなした凸部の稜線が、複数、平行に形成されている光学シートである。具体的には、プリズムシートやレンチキュラーレンズシートなどが好適なものとして挙げられる。取り分け、三角形の凸形状をなしたプリズムシートは形状がシンプルであり、はっきりとした2方向の指向性が現れる。また、製作が容易であることより、より好ましい光学シートとして選択することができる。このような光学シートからなる指向性調整シートを、凸部が液晶表示パネル側に向けられて、或いは、凸部が導光板側に向けられて、稜線が光源の配置軸と平行になるように配置すると、導光板からの出射方向を変えることができる。そして、例えば、プリズムシートの頂角の角度を変えることによって出射方向の角度を変え、所望の角度の2方向の出射光を得ることができる。また、台形をなしたプリズムシートや山が三角形をなして谷が平坦面をなすプリズムシートは4方向の出射方向を得ることができる。この4方向の出射光は、頂角の角度を調整することによって各方向の2つの出射光を合成して、左右に出射する2つのブロードの出射光とすることもできる。 Next, a directivity adjustment sheet is disposed on the light exit surface side of the light guide plate having the above configuration. The directivity adjustment sheet is a sheet for adjusting the light emission direction, and adjusts the light emitted from the light guide plate in a desired emission direction. This directivity adjusting sheet is an optical sheet in which a plurality of convex ridge lines are formed in parallel. Specifically, a prism sheet, a lenticular lens sheet, etc. are mentioned as a suitable thing. In particular, the prism sheet having a triangular convex shape has a simple shape, and a clear directivity in two directions appears. Moreover, since it is easy to manufacture, it can be selected as a more preferable optical sheet. The directivity adjusting sheet made of such an optical sheet is arranged so that the convex part is directed to the liquid crystal display panel side or the convex part is directed to the light guide plate side and the ridge line is parallel to the arrangement axis of the light source. When arranged, the emission direction from the light guide plate can be changed. For example, by changing the angle of the apex angle of the prism sheet, the angle of the emission direction can be changed, and emission light in two directions at a desired angle can be obtained. In addition, a prism sheet having a trapezoidal shape and a prism sheet having a mountain having a triangular shape and a valley having a flat surface can obtain four emission directions. The emitted light in the four directions can be combined into two emitted lights in each direction by adjusting the angle of the apex angle to obtain two broad emitted lights emitted left and right.
また、導光板の出射面と指向性調整シートとの間に拡散シートを配設すると、拡散シートの働きで出射出力半値幅が広がると同時に出射方向が変わる。これは、拡散シートの光拡散作用によって導光板から2方向に出射した出射光が拡散される中で、出射角の小さい角度のものが多く出射すると推量される。これにより、出射出力半値幅を広くすることができる。 In addition, when a diffusion sheet is disposed between the exit surface of the light guide plate and the directivity adjusting sheet, the exit output direction is changed at the same time as the output output half width is widened by the action of the diffusion sheet. This is presumed that a large number of light having a small emission angle is emitted while the emitted light emitted in two directions from the light guide plate is diffused by the light diffusion action of the diffusion sheet. Thereby, the emission output half width can be widened.
また、光源はLEDを使用する。低電圧駆動できることから消費電力が少なく経済的であり、また、小型であることから携帯用の表示装置や小型の表示装置などには効果的に適用できる。 Moreover, LED is used for a light source. Since it can be driven at a low voltage, it consumes less power and is economical, and since it is small, it can be effectively applied to a portable display device or a small display device.
以上述べたことから、2方向、或いは4方向の出射方向が得られる。特に、2方向に出射出力を持つ指向性はハート形の形状をなした指向特性が得られる。 As described above, two or four emission directions can be obtained. In particular, the directivity having the output in two directions provides a directional characteristic having a heart shape.
このようなバックライトユニットを備えた表示装置は、例えば、車載用の液晶テレビ、カーナビゲーションなどに適用すれば、運転席と助手席の両側から表示画像を見ることができる。また、片方のみのLEDの点灯で使用すれば1方向だけの出射出力を得ることができる。LEDの両側点灯、片側点灯の切り換えによって2方向から、或いは1方向からと表示画像を見ることが可能になる。 When the display device including such a backlight unit is applied to, for example, an in-vehicle liquid crystal television or a car navigation system, display images can be viewed from both sides of the driver seat and the passenger seat. Moreover, if it is used by lighting only one of the LEDs, it is possible to obtain an outgoing output only in one direction. The display image can be viewed from two directions or from one direction by switching between both-side lighting and one-side lighting of the LED.
(第1実施形態)以下、本発明を実施するための最良の形態(以降、実施形態と云う)を図を用いながら説明する。最初に、本発明の第1実施形態に係るバックライトユニットと表示装置について図1〜図8を用いて説明する。ここで図の説明を行う。図1は本発明の第1実施形態に係る表示装置の側面図を示している。また、図2は図1における導光板の出射面に設けた複数の対称な形状をなす凹溝の役割を説明する拡大説明図を示している。また、図3は図1における指向性調整シートの平面図で、光源との配置関係も示した図になっている。図4は図1における導光板からの出射光の指向性を説明する模式図で、図4の(a)は導光板からの出射光の指向特性を示した模式図、図4の(b)は導光板からの出射方向を示した模式図を示している。また、図5は図1における指向性調整シートからの出射光の指向性を説明する模式図で、図5の(a)は指向性調整シートからの出射光の指向特性を示した模式図、図5の(b)は指向性調整シートからの出射方向を示した模式図を示している。また、図6は図5における指向性調整シートの指向性を説明する説明図を示している。また、図7は図1におけるバックライトユニットの指向特性を示すグラフを示している。また、図8は指向性調整シートの他の配置形態の作用を模式的に示した説明図を示している。 (First Embodiment) The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below with reference to the drawings. First, a backlight unit and a display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the figure will be described. FIG. 1 shows a side view of a display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged explanatory view illustrating the role of a plurality of symmetrical concave grooves provided on the light exit surface of the light guide plate in FIG. FIG. 3 is a plan view of the directivity adjustment sheet in FIG. 1 and also shows the arrangement relationship with the light source. 4 is a schematic diagram for explaining the directivity of light emitted from the light guide plate in FIG. 1. FIG. 4A is a schematic diagram showing the directivity characteristics of light emitted from the light guide plate, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the emission direction from the light guide plate. 5 is a schematic diagram for explaining the directivity of the emitted light from the directivity adjusting sheet in FIG. 1, and FIG. 5 (a) is a schematic diagram showing the directivity characteristics of the emitted light from the directivity adjusting sheet. FIG. 5B is a schematic diagram showing the emission direction from the directivity adjustment sheet. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the directivity of the directivity adjustment sheet in FIG. FIG. 7 is a graph showing the directivity characteristics of the backlight unit in FIG. FIG. 8 is an explanatory view schematically showing the operation of another arrangement form of the directivity adjustment sheet.
本発明の第1実施形態に係る表示装置40は、図1に示すように、液晶表示パネル30の背面側にバックライトユニット20を備えたものからなる。液晶表示パネル30はTFT素子を用いたアクティブマトリックス型の液晶表示パネルになっていて、TFT素子を設けた各画素にはR(赤色)、G(緑色)、B(青色)のカラーフィルターを設けてあって、バックライトユニット20からの照明光でカラー画像が表示されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
バックライトユニット20は、導光板21の対向する一対の側面に入射面21a1、21a2を有しており、その一対の入射面21a1、21a2に接近して光源22を配設している。また、導光板21の下面側には反射シート23、導光板21の上面側には指向性調整シート25を配設した構成をなしている。
The
ここで、導光板21の上面(指向性調整シート25と対面している面)は出射面21cをなしており、一対の左右の入射面21a1、21a2から採光した光源22の光を出射面21cから出射する。第1実施形態においては、この出射面21cに、図1のE部拡大図に示す如く、二等辺三角形なる凹溝21eを筋状に複数設けている。この凹溝21eは左右の一対の入射面21a1、21a2に接近して、入射面21a1、21a2と平行に設けた光源22の配置軸(図3に示したA1軸、B1軸が光源22の配置軸に当たる)と平行に設けている。
Here, the upper surface of the light guide plate 21 (the surface facing the directivity adjustment sheet 25) forms an
上記バックライトユニット20を構成する構成部品の仕様について簡単に説明する。導光板21は透明なアクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂などの樹脂を用いて形成していて、矩形なる平板状の形状をなしている。そして、対向する一対の側面に入射面21a1、21a2を持ち、出射面21cには二等辺三角形なる凹溝21eを筋状に複数、光源22の配置軸A1、B1と平行に設けている。凹溝21e形状は金型からの転写によって形成する。
The specifications of the components constituting the
導光板21の出射面21cに設けた二等辺三角形なる凹溝21eは、図2に示すように、入射面21a1、21a2からの入射光P1、P2を導光板21の奥の方へ、且つ、出射面21cと対向する反対側の下面21dに向かって反射させる働きをなす。また、その下面21dからの反射光や、或いは、下面21dを透過して反射シート23からの反射される反射光を出射面21cから出射させる働きもなす。凹溝21eは、入射面21a1からの入射光P1を凹溝21eで反射させる条件と入射面21a2からの入射光P2を凹溝21eで反射させる条件を同じ条件にするために二等辺三角形なる対称な形状にしている。このようにすると、入射面21a1から入射した光の出射面21cから出射する出射光の指向特性と、入射面21a2から入射した光の出射面21cから出射する出射光の指向特性とを同じにすることができる。第1実施形態においては、対称形状の凹溝21eは二等辺三角形なる形状で形成したが、二等辺三角形の形状に限るものではなく、半円形や半楕円形などの曲面形状を用いても良い。尚、ここでは、半円形や半楕円形などの曲面形状のものを略半円形と定義付けて説明する。二等辺三角形や略半円形の形状は形状的にはシンプルな形状であるので、金型の製作や部品の形成が容易にできるメリットも得られる。尚、第1実施形態においては、凹溝21eを出射面21cに設けているが、下面21d側に設けても何ら支障はない。また、第1実施形態においては、二等辺三角形なる凹溝21eを筋状に連設した構成をなしているが、この構成は二等辺三角形なる凸状部を筋状に連設した構成でもある。凹溝に代えて凸状部を設けた構成でも同じ効果を得る。またこれは、略半円形の形状であっても同じ効果を得る。
As shown in FIG. 2, an isosceles triangular
次に、光源22は、第1実施形態においては、白色LEDを用いている。この白色LEDは導光板21の対向する一対の入射面21a1、21a2に接近して、入射面21a1、21a2と平行に必要個数(図3においては左右にそれぞれ3個)配設している。LEDは駆動電圧が低いので非常に経済的であり、また、小型であることからバックライトユニットの大きさを大きくせずに小さくまとめることができる。小型表示機器や携帯機器にあっては好適な光源として利用できる。尚、光源22はLEDに限るものではなく、冷陰極管なども使用することができる。
Next, the
反射シート23は、導光板21下方側に逃げて出射した光を反射させて、液晶表示パネル30側に戻すために設けている。また、反射した光は液晶表示パネル30に戻る際、導光板を通過するため、屈折が生じるので光の拡散効果も生んでいる。この反射シート23は、例えば、反射率の高いアルミ金属薄板、アルミ金属薄膜や銀金属薄膜を設けた樹脂シート、白色塗膜を設けた樹脂シート、白色樹脂で形成した成形薄板などが反射シートとして用いることができる。
The
導光板21の上面側に配置する指向性調整シート25は導光板21から出射した光の出射方向を調整する目的で設けている。この指向性調整シート25は凸形状をなして、凸部の稜線が平行をなした光学シートが用いられる。第1実施形態においては、三角形のプリズム25aを設けた光学シートである。これは、三角形のプリズム25aの頂角の稜線25bが平行になってプリズム25aが連設されたプリズムシートになっている。また、三角形のプリズム25aのピッチは数10μmの大きさであるが、図においては分かり易くするために誇張して大きく描いている。このプリズムシートは、図3に示すように、平行な稜線25bが導光板21の入射面21a1、21a2に接近して配置した光源22の配置軸A1、及び、B1と平行になるように配置する。尚、光源22が配置軸A1、B1上に1個であっても同じで、光源22に冷陰極管を左右それぞれ1個配置した場合も冷陰極管の配置軸と平行になるようにプリズムシートの稜線25bを配置する。また、プリズムシートはその頂角が液晶表示パネル30側に向けて配置する。この指向性調整シート25はシートの押し出し成形法やホットプレス成形法などで製作することができる。
The
続いて、図4、図5を用いて本実施形態の作用・効果を説明する。最初に、図4に示す対向する一対の入射面21a1、21a2に光源22を配置した導光板21の作用について説明する。図4の(b)において、導光板21は図中左右に配置した光源22の光を採光して出射面21cから矢印で示したR1の方向とL1の方向に出射する。尚、矢印で示した出射光は一部だけを表示している。R1の方向に出射する出射光は入射面21a2から入射した光が出射され、出射角が概ね60°の方向を示す。一方、L1の方向に出射する出射光は入射面21a1から入射した光が出射され、出射角が概ね−60°の方向を示す。従って、入射面21a2から入射した左側の光源22の光がR1の方向に、また、入射面21a1から入射した右側の光源22の光がL1の方向に、それぞれほぼ60°反対側を向いて2方向の出射方向を持って出射する。
Subsequently, the operation and effect of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. First, the operation of the
この2方向の指向性は、出射面上のある出射位置をOとしたときの、出射位置Oにおける出射光の指向特性は図4の(a)に示した如くになる。ここで、図4の(a)の見方について簡単に説明する。X−Xは光導波方向での出射面を示していて、Oは出射面上のある出射位置を示している。Z軸は位置Oでの垂直軸を示していて、このZ軸を0°にして方向を決めている。長さmは光強度のピークを表している。光強度のピークが現れる角度を+γ°、−γ°で表している。wは出射出力半値幅(以降、出力の幅と呼ぶ)を表している。図4の(a)において、位置Oでの出射光にはQR1とQL1の2つの指向特性が現れる。QR1の出射方向は+γ°の方向で強度mのピークが現れる。この+γ°の方向は図4の(b)においてのR1の方向を指しており、前述したように概ね60°の方向になる。これに対して、QL1の出射方向は−γ°の方向で強度のピークが現れる。この−γ°の方向は図4の(b)においてのL1の方向を指しており、前述したように概ね−60°の方向になる。このように、導光板21の対向する一対の入射面21a1、21a2に光源を配置すると2つの方向に指向特性を持った出射光が現れる。
With respect to the directivity in these two directions, the directivity characteristic of the outgoing light at the outgoing position O when the outgoing position on the outgoing plane is O is as shown in FIG. Here, how to view FIG. 4A will be briefly described. XX represents the exit surface in the optical waveguide direction, and O represents a certain exit position on the exit surface. The Z axis indicates a vertical axis at the position O, and the direction is determined by setting the Z axis to 0 °. The length m represents the peak of light intensity. The angles at which the peaks of light intensity appear are represented by + γ ° and −γ °. w represents the output half-value width (hereinafter referred to as output width). In FIG. 4A, two directional characteristics, QR1 and QL1, appear in the outgoing light at position O. The emission direction of QR1 is a + γ ° direction, and a peak of intensity m appears. The direction of + γ ° indicates the direction of R1 in FIG. 4B, and is approximately 60 ° as described above. On the other hand, the intensity peak appears in the direction of −γ ° in the emission direction of QL1. The direction of −γ ° indicates the direction of L1 in FIG. 4B, and is approximately −60 ° as described above. Thus, when a light source is arranged on a pair of incident surfaces 21a1 and 21a2 facing the
次に、三角形のプリズムシートなる指向性調整シート25を用いた場合の出射方向について図5を用いて説明する。図5の(b)において、導光板21から出射したR1の方向の光は指向性調整シート25なるプリズムシートによって屈折を起こしてR2の方向に光路は変わる。これは、図6に示すように、指向性調整シート25の下面に入射したR1方向の光は指向性調整シート25の下面の入射境界面で屈折を起こし、更に、プリズム25aの斜面25dから出射する光は屈折を起こしてR2の方向に出射する。このR2方向の出射角は2度の屈折によってR1方向の出射角より小さくなり、出射角が小さくなる方向に変化する。同様に、導光板21から出射したL1の方向の光は指向性調整シート25の下面とプリズム25aの斜面25eの作用を受けてL2の方向に光路は変わる。このL2方向の出射角は2度の屈折によってL1方向の出射角より小さくなり、出射角が小さくなる方向に変化する。
Next, the emission direction when the
次に、指向性調整シート25からR2の方向やL2の方向に出射する光の指向特性は図5の(a)に示すように、出射位置Oにおいて2つの指向特性を持った光が現れる。指向特性QR1は出射方向R2の光によって現れ、指向特性QL2は出射方向L2の光によって現れる。図5の(a)で示したQR1とQL1の指向特性は、出射方向が指向性調整シート25によって+δ°と−δ°の方向で光強度がピークとなる。この指向特性QR2とQL2によって形成された形状はハート形の形状をなしていると云える。また、δ°の角度は図4の(a)で示したγ°の角度より小さいものである。この2つの方向の指向特性を持った出射光の2つの方向に挟まれた角度β°は図6に示す三角形のプリズム25aの頂点25cの頂角α°によって決まってくる。即ち、頂角α°が変われば2つの方向に挟まれた角度β°は変わってくる。これにより、角度β°は頂角α°によって自由に調整することができる。尚、第1実施形態での指向性調整シート25の三角形のプリズム25aは、斜面25d、25eの傾斜角が等しい二等辺三角形のプリズムを用いており、頂角α°は2つの出射方向の角度(+δ°、−δ°)で光強度のピークが得られる角度になっている。
Next, as shown in FIG. 5A, light having two directivity characteristics appears at the output position O as the directivity characteristics of the light emitted from the
ここで、図7を用いて更に詳細に説明する。図7から、左右の光源22を点灯した場合は+30°と−30°(実線のカーブ)の近辺で光強度のピークが現れる。右側光源のみ点灯の場合は−30°(鎖線のカーブ)の近辺で光強度がピークになり、左側光源のみ点灯の場合は+30°(一点鎖線のカーブ)の近辺で光強度がピークになる。以上のことから、プリズムの頂角α=100°のプリズムシートを用いた場合には+30°と−30°の方向に出射方向が変わり、2つの出射方向をまたぐ間隔は狭くなって現れてくる。光調整シートが無い状態(図4に示した状態)と比較すると、光強度のピークが現れる角度は約半分近く小さくなっている。
Here, it demonstrates still in detail using FIG. From FIG. 7, when the left and right
上記の構成をなすバックライトユニット20を液晶表示パネル30の背面に備えて表示装置40を構成すると、例えば、車載用のカーナビゲーションや液晶テレビなどに用いると、表示画像が運転席と助手席の両方から良く見えるようになる。
When the
また、第1実施形態の表示装置は2つの方向に同時に指向するが、何れかの方向に指向させるかを選択することも可能である。例えば、図5において、バックライトユニット20の導光板21の入射面21a1側の光源22のみを点灯させると指向特性QL2で示される1方向での出射方向が現れ、入射面21a2側の光源22のみを点灯させると指向特性QR2で示される1方向での出射方向が現れる。このように、選択的に出射方向を変えて利用することも可能になる。
In addition, the display device of the first embodiment is directed in two directions at the same time, but it is also possible to select which direction to direct. For example, in FIG. 5, when only the
また、従来技術で発生を見たホットスポット(暗部)に関しては、導光板21の両側の入射面21a、121aから光源22の光を採光するので、入射面21a1の近傍で発生するホットスポットは入射面21a2から入射する光で消え去り、入射面21a2の近傍で発生するホットスポットは入射面21a1から入射する光で消え去る。これによって、ホットスポットが発生しないバックライトユニットが得られる。従来技術にあっては、バックライトユニットを大きくし、且つ、表示装置も大きくしてホットスポット部分を表示領域に入らないようにしていたが、本発明においてはその必要もなくなり、バックライトユニットや表示装置を小さくすることができる。
In addition, regarding the hot spot (dark part) that has been observed in the prior art, since the light from the
尚、第1実施形態においては、指向性調整シート25に三角形のプリズムシートを用いた。指向性調整シート25はプリズムシートに限るものではなく、凸形状をなしたレンチキュラーレンズシートを用いても似たような効果を得る。また、レンチキュラーレンズの曲率半径を変化させることにより2方向の出射方向の間隔を調整することができる。三角形のプリズムレンズやレンチキュラーレンズは形状がシンプルであるので、シートの押し出し成形法やホットプレス成形法などで容易に製作することができる。
In the first embodiment, a triangular prism sheet is used for the
以上述べた第1実施形態のバックライトユニット20は、指向性調整シート25のプリズム25aの凸部を液晶表示パネル30側に向けて配置した構成を取っているが、プリズムの凸部を導光板側に向けて配置した構成を取っても同様な結果を得ることができる。図8は指向性調整シート35を他の配置形態を取った説明図で、指向性調整シート35の三角形状をなすプリズム35aの頂点35cを導光板21側に向けた配置になっている。そして、プリズム35aの平行な稜線が光源の配置軸と平行な配置になっている。
The
導光板21から出射した出射光L1は指向性調整シート35のプリズム35aに入射し、プリズム35aの斜面35eで全反射をおこして、L7の出射光となって指向性調整シート35から出射する。出射光L7はL1の光よりも出射方向が角度的に立ち上がった方向に出射する。同様に、導光板21から出射した出射光R1はプリズム35aの斜面35dで全反射をおこして、R7の出射光となって指向性調整シート35から出射する。この出射光R7もR1の光よりも出射方向が角度的に立ち上がった方向に出射する。かくして、指向性調整シート35からは2つの出射方向を持った出射光が得られる。プリズム35aの斜面35dと斜面35eは傾斜角が同じの二等辺三角形の斜面をなしているので、2つの出射方向は正反対を向いた出射方向になり、図5に示したのと同じ様な指向特性が得られる。
The emitted light L1 emitted from the
(第2実施形態)次に、本発明の第2実施形態に係るバックライトユニットと表示装置について図9〜図12を用いて説明する。ここで、図9は本発明の第2実施形態に係る表示装置の側面図を示している。また、図10は図9における拡散シートからの出射光の指向性を説明する模式図で、図10の(a)は拡散シートからの出射光の指向特性を示した模式図、図10の(b)は拡散シートからの出射方向を示した模式図を示している。また、図11は図9における指向性調整シートからの出射光の指向性を説明する模式図で、図11の(a)は指向性調整シートからの出射光の指向特性を示した模式図、図11の(b)は指向性調整シートからの出射方向を示した模式図を示している。また、図12は図9における表示装置の出射方向を示した斜視図を示している。尚、前述の第1実施形態で用いた構成部品と同じ仕様の構成部品は同一符号を付して説明するが、説明は必要限度に留めることにする。 (Second Embodiment) Next, a backlight unit and a display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 9 shows a side view of a display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the directivity of the emitted light from the diffusion sheet in FIG. 9. FIG. 10 (a) is a schematic diagram showing the directivity of the emitted light from the diffusion sheet. b) is a schematic diagram showing the emission direction from the diffusion sheet. 11 is a schematic diagram for explaining the directivity of the emitted light from the directivity adjusting sheet in FIG. 9, and FIG. 11A is a schematic diagram showing the directivity characteristics of the emitted light from the directivity adjusting sheet. FIG. 11B is a schematic diagram showing the emission direction from the directivity adjustment sheet. FIG. 12 is a perspective view showing the emission direction of the display device in FIG. Note that components having the same specifications as the components used in the first embodiment are described with the same reference numerals, but the description is limited to the necessary limit.
第2実施形態の表示装置60は、図9に示すように、液晶表示パネル30の背面にバックライトユニット50を備えたものからなる。液晶表示装置30は前述の第1実施形態での液晶表示パネルと同じ仕様のものを用いているので、ここでの仕様説明は省略する。バックライトユニット50は導光板21の対向する一対の入射面21a1、21a2にそれぞれ接近して光源22を配設し、導光板21の下面側に反射シート23を配設し、導光板21の上面側に拡散シート54と指向性調整シート25を積層して配設した構成をなしている。
As shown in FIG. 9, the
ここで、第2実施形態のバックライトユニット50の構成は、前述の第1実施形態でのバックライトユニットの構成と対比すると、拡散シート54を導光板21と指向性調整シート25の間に配設した構成のみが異なっている。そして、構成部品である導光板21、光源22、指向性調整シート25は前述の第1実施形態の仕様のものと同じ仕様のものを使用している。従って、第2実施形態では、拡散シート54を設けたことによる作用、効果を主体にして説明することにする。
Here, in the configuration of the
ここで、拡散シート54はシリカ微粒子を透明な樹脂に分散してシート形状に仕上げたものを使用している。しかしながら、拡散シート54はこれに限るものではなく、樹脂シートの表面に微小な凹凸を設けて梨地仕様に仕上げたものなど、その他公知のものを用いても構わない。
Here, the
導光板21の出射面21cから出射する光の指向特性は、前述の第1実施形態で図4をもって説明した如く、概ね+60°と−60°の2つの方向に出射方向を持った光が出射する。この出射光が拡散シート54を透過したときの指向特性は図10の(a)に示す指向特性が現れる。ここで、図4の(a)と図10の(a)を比較しながら拡散シート54の作用、効果を説明する。
As described with reference to FIG. 4 in the first embodiment, the directivity characteristic of the light emitted from the
拡散シート54を透過した光は拡散されるため、光強度は導光板21を出射した光よりも弱くなる。また、拡散によって出力の幅(出射出力半値幅)に広がりが現れる。図4の(a)においては、斜線で示した領域を指向特性QL1、QR1の出力の幅wとすると、出力の幅は狭くなっている。これに対して、図10の(a)では、2つの指向特性QL3、QR3の領域は、図4の(a)と比較して出力の幅は広がっている。このように、拡散した出射光は指向特性の出力の幅を広げる作用をなす。更にまた、出射光の出射方向であるが、図10の(a)での±ε°の方向は、図4の(a)での±γ°の方向と比較するとZ軸の0度に近づいて起きあがった方向に変化している。これは、光が拡散される中で出射角の小さい角度のものが多く出射するものと推量される。以上述べたように、拡散シート54を設けることにより出力の幅が広がり、且つ、出射方向が立ち上がっての2つの出射方向が近づいた指向特性が現れる。
Since the light transmitted through the
次に、このような指向特性を持った拡散シート54からの出射光は指向性調整シート25を透過すると図11の(a)に示す指向特性が現れる。拡散シートを設けていない前述の第1実施形態での図5の(a)で示した指向特性QL2、QR2と比較すると、斜線で示した指向特性QL4とQR4は出力の幅が広がり、また、±θ°の角度も図5の(a)での±δ°より小さくなって、2つの指向特性QL4とQR4は接近してきて整ったハート形の形状をなす指向特性が得られる。
Next, when the emitted light from the
以上の構成をなしたバックライトユニット50を備えた表示装置の指向特性を3次元的に見ると図12に示すようになる。液晶表示パネル30からは前述の図11で示したバックライトユニット50に現れた指向特性と同じ指向特性が現れる。今、図12において、表示画面位置Oからの出射光は、Z軸を0°とすると、0°からx軸方向に向かって+θ°離れたQ3の方向と、−θ°離れたQ4の方向の2つの方向に指向特性が現れる。このQ3、Q4の方向はバックライトユニット50に現れた出射方向と同じである。バックライトユニット50で現れた指向特性QL4とQR4とが重なり合ってハート形なる形状の指向特性(S)が得られる。また、拡散シート54を設けていることによりそれぞれの出力の幅が広くなって現れる。
FIG. 12 shows the directivity characteristics of the display device including the
従って、Q3の方向とQ4の方向に強い光が出射しているので、Q3の方向とQ4の方向からは表示画像が良く見えるようになる。また、Q3の方向、及びQ4の方向での出力の幅は共に広くなっているので、Q3の方向やQ4の方向で見る位置が多少ずれた位置で見ても鮮明さが欠けることなく十分に表示画像が視認されるようになる。 Therefore, since strong light is emitted in the directions of Q3 and Q4, the display image can be seen well from the directions of Q3 and Q4. In addition, since the output width in both the direction of Q3 and the direction of Q4 is wide, even if the position seen in the direction of Q3 or the direction of Q4 is slightly deviated, it is sufficiently clear. A display image comes to be visually recognized.
また、バックライトユニット50からは拡散光が出射していることから出射光に強弱が少なく、均一な明るさの表示画像が得られる。
Further, since diffused light is emitted from the
尚、Q3の方向やQ4の方向は、前述の第1実施形態で説明したことではあるが、指向性調整シート25であるプリズムシートのプリズム頂角の角度を変えることによって出射方向は自由に変えることができる。
Although the directions of Q3 and Q4 are the same as those described in the first embodiment, the emission direction can be freely changed by changing the prism apex angle of the prism sheet which is the
第2実施形態のバックライトユニット50を車載用のカーナビゲーションや液晶テレビなどに搭載することによって、運転席と助手席から同時に表示画像が明るく鮮明に視認することができる。
By mounting the
(第3実施形態)次に、本発明の第3実施形態に係るバックライトユニット及び表示装置について図13〜図16を用いて説明する。ここで、図13は本発明の第3実施形態に係る表示装置の側面図を示している。また、図14は図13における指向性調整シートからの出射光の指向性を説明する模式図で、図14の(a)は指向性調整シートからの出射光の指向特性を示した模式図、図14の(b)は指向性調整シートからの出射方向を示した模式図を示している。また、図15は図13における指向性調整シートの作用を説明する説明図を示している。また、図16は指向性調整シートの他の形状を示した側面図を示している。 (Third Embodiment) Next, a backlight unit and a display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 13 shows a side view of a display device according to the third embodiment of the present invention. 14 is a schematic diagram for explaining the directivity of the emitted light from the directivity adjustment sheet in FIG. 13, and FIG. 14 (a) is a schematic diagram showing the directivity characteristics of the emitted light from the directivity adjustment sheet. FIG. 14B is a schematic diagram showing the emission direction from the directivity adjustment sheet. FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the operation of the directivity adjustment sheet in FIG. FIG. 16 is a side view showing another shape of the directivity adjusting sheet.
第3実施形態における表示装置80は、図13に示すように、液晶表示パネル30の背面にバックライトユニット70を備えたものから構成している。ここでのバックライトユニット70は、導光板21の対向する一対の入射面21a1、21a2に接近してそれぞれ光源22を配設し、導光板21の下面側に反射シート23を配設し、導光板21の上面側に拡散シート54と指向性調整シート75を積層したものから構成している。第3実施形態でのバックライトユニット70は前述の第2実施形態でのバックライトユニットと対比すると、指向性調整シート75の仕様のみが異なっていて、他の構成部品は前述の第2実施形態での構成部品と同じ仕様の部品を使用している。従って、ここでは指向性調整シート75を主体にして説明し、他の構成部品の説明は必要限度に留めることにする。
As shown in FIG. 13, the
第3実施形態においては、指向性調整シート75は凸形状が台形のプリズム75aをなしたプリズムシートを用いている。この台形プリズム75aのプリズムシートは、図15に示すように、斜面角ψの等しい2つの傾斜面75d、75eを持ち、先端は平坦面75fを持った形状の二等辺なる台形プリズムをなしている。台形のピッチや高さは何れも数10μmの大きさであるが、図13、図14においては誇張して大きく描いている。
In the third embodiment, the
指向性調整シート75に上記のような台形プリズム75aのプリズムシートを用いるので、図14の(b)に示すように、導光板21の入射面21a1から入射した光源22の光の出射光は拡散シート54を透過して指向性調整シート75から出射するときはL6aとL6bの2つの方向に指向する出射光が現れる。同じように、導光板21の入射面21a2から入射した光源22の光の出射光は拡散シート54を透過して指向性調整シート75から出射するときはR6aとR6bの2つの方向に指向する出射光が現れる。そして、それらの出射光の指向特性は図14の(a)に示す指向特性が現れる。
Since the prism sheet of the
図14の(a)において、指向性調整シート75の位置Oからは0°のZ軸に対して+側の方向には、+θ°の方向に光強度が最大を示す指向特性QR6bのものと+χ°の方向に光強度が最大を示す指向特性QR6aの2つの指向特性を持つ出射光が現れる。+θ°方向の指向特性QR6bを示す出射光は図14の(b)においてR6bの方向に出射する出射光で、これは、台形プリズム75aの傾斜面75dから出射する出射光によって示される。また、+χ°方向の指向特性QR6aを示す出射光は図14の(b)においてR6aの方向に出射する出射光で、これは、台形プリズム75aの先端の平坦面75fから出射する出射光によって示される。この指向特性QR6bと指向特性QR6aは何れも入射面21a2から入射した光の導光板21からの出射光によって得られる。
In (a) of FIG. 14, from the position O of the
これに対して、0°のZ軸に対して−側の方向には、−θ°の方向に光強度が最大を示す指向特性QL6bのものと−χ°の方向に光強度が最大を示す指向特性QL6aの2つの指向特性を持つ出射光が現れる。−θ°方向の指向特性QL6bを示す出射光は図14の(b)においてL6bの方向に出射する出射光で、これは、台形プリズム75aの傾斜面75eから出射する出射光によって示される。また、−χ°方向の指向特性QL6aを示す出射光は図14の(b)においてL6aの方向に出射する出射光で、これは、台形プリズム75aの先端の平坦面75fから出射する出射光によって示される。この指向特性QL6bと指向特性QL6aは何れも入射面21a1から入射した光の導光板21からの出射光によって得られる。
On the other hand, in the direction on the negative side with respect to the Z axis of 0 °, the light intensity is maximum in the direction of −χ ° and that of the directivity characteristic QL6b in which the light intensity is maximum in the direction of −θ °. Outgoing light having two directivity characteristics of the directivity characteristics QL6a appears. The outgoing light indicating the directivity characteristic QL6b in the −θ ° direction is outgoing light emitted in the direction L6b in FIG. 14B, and this is indicated by the outgoing light emitted from the
次に、4方向に出射方向が現れる理由について図15を用いて説明する。図15において、出射光R5a、R5bは入射面21a2から入射した光の導光板21からの出射光を示している。また、出射光L5a、L5bは入射面21a1から入射した光の導光板21からの出射光を示している。出射光R5aは台形プリズム75aの先端の平坦面75fの境界面で屈折を起こしてR6a方向に出射する。また、出射光R5bは台形プリズム75aの傾斜面75dの境界面で屈折を起こしてR6bの方向に出射する。ここで、平坦面75fに入射する入射角と傾斜面75dに入射する入射角が異なっているので屈折を起こしての出射する出射方向が異なってきて、図15に示すR6aの方向とR6bの方向の2方向に分かれて出射する。
Next, the reason why the emission directions appear in four directions will be described with reference to FIG. In FIG. 15, outgoing light R5a and R5b indicate the outgoing light from the
同様にして、出射光L5aは台形プリズム75aの先端の平坦面75fの境界面で屈折を起こしてL6a方向に出射する。また、出射光L5bは台形プリズム75aの傾斜面75eの境界面で屈折を起こしてL6bの方向に出射する。ここで、平坦面75fに入射する入射角と傾斜面75eに入射する入射角が異なっているので屈折を起こしての出射する出射方向が異なってきて、図15に示すL6aの方向とL6bの方向の2方向に分かれて出射する。このように、台形プリズム75aの先端の平坦面に入射するか、或いは傾斜面に入射するかによって出射方向が分かれてくる。
Similarly, the emitted light L5a is refracted at the boundary surface of the
以上のことによって、指向性調整シート75に台形のプリズムシートを用いると4方向に分かれての出射方向が現れる。このように4方向に光は進むが、プリズムの頂角を調整することによって、L6a方向の光とL6b方向の光を合成した光、R6a方向とR6b方向の光を合成した光にすることができる。これにより、2方向に出射する幅の広いブロードな光とすることもできる。また、拡散シートを用いていることよりそれぞれの出力の幅(出射出力半値幅)も広くなって現れる。また、出射方向の角度などは台形プリズム75aの傾斜面の傾斜角ψ°を変えることによって調整することができる。
As described above, when a trapezoidal prism sheet is used as the
尚、第3実施形態では台形のプリズムシートを用いたが、図16に示す形状のプリズムシートを用いても4方向または広い出射幅である2方向に出射方向を持ったバックライトユニットが得られ、同様な効果を奏する。 Although the trapezoidal prism sheet is used in the third embodiment, a backlight unit having emission directions in four directions or two directions having a wide emission width can be obtained even when the prism sheet having the shape shown in FIG. 16 is used. Have the same effect.
図16に示す指向性調整シート95のプリズムシートは凸形状が三角形の山を持ったプリズム95aを複数有し、隣り合うプリズム95aの間の谷95gは平坦面をなしているプリズムシートである。尚、95bは稜線を示している。谷95gの平坦面は前述の台形プリズムの先端の平坦面と同じ作用をなす。
The prism sheet of the
第3実施形態のバックライトユニット70は、導光板21の両側の光源22の同時点灯によって4方向に出射方向が現れるが、片側だけの点灯によって片側2方向に出射方向が現れる。両側の光源22の同時点灯、片側点灯の切り換えによって4方向や2方向の出射方向を得ることもできる。
In the
20、50、70 バックライトユニット
21、31、41 導光板
21a1、21a2 入射面
21c 出射面
21e 凹溝
22 光源
23 反射シート
25、35、75、95 指向性調整シート
25a、35a、75a、95a プリズム
25b、95b 稜線
25c、35c 頂点
30 液晶表示パネル
40、60、80 表示装置
54 拡散シート
20, 50, 70
Claims (14)
Priority Applications (1)
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