JP2009301805A - Backlight unit and liquid crystal display device - Google Patents

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Takeshi Ishida
壮史 石田
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シャープ株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlight unit capable of aiming at thinning and cost reduction while preventing the generation of luminance unevenness and degradation of convergence characteristics. <P>SOLUTION: The backlight unit 10 includes at least a light-incident surface 2a as well as a light-irradiating surface 2b vertical to the light-incident surface 2a, and a light guide plate 2 guiding light generated at a light source 1 and irradiating it toward an illuminated body side. On the light-irradiating surface 2b of the light guide plate 2, a plurality of cylinder-shaped lenses 11 are provided each continuously extended in a direction vertical to the light-incident surface 2a and arranged in a direction parallel with the light-incident surface 2a, while, on a backside 2c contrary to the light-irradiating surface 2a of the light guide plate 2, a plurality of prismatic cleavages 12 are provided arranged in a direction at least parallel with the light-incident surface 2a with interpositions of flat parts. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a backlight unit and a liquid crystal display device.

従来、表示装置として、液晶表示パネル(一対の基板間に液晶層が挟持されたもの)を用いて画像を表示する液晶表示装置が知られている。 Conventionally, as a display device, a liquid crystal display device for displaying an image using a liquid crystal display panel (which the liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates) are known. この従来の液晶表示装置は、他の表示装置に比べて、薄型で、かつ、消費電力が小さいという特徴を有しており、パーソナルコンピュータなどのOA機器、電子手帳や携帯電話機などの携帯情報端末機器、および、カメラ一体型VTRなどに装着される表示装置として広く採用されている。 The conventional liquid crystal display device, as compared to other display devices, thin, and has a feature that power consumption is small, OA equipment such as personal computers, portable information terminals such as electronic organizers and portable phones equipment, and it has been widely employed as a display device to be mounted such as a camera-integrated VTR.

また、上記のような従来の液晶表示装置のほとんどは、液晶表示パネルを照明するためのバックライトユニットなどを備えており、バックライトユニットにより液晶表示パネルを照明することで画像を表示するように構成されている。 Also, most of the conventional liquid crystal display device as described above, includes a a backlight unit for illuminating the liquid crystal display panel, the backlight unit to display an image by illuminating the liquid crystal display panel It is configured. そして、携帯情報端末機器に装着される液晶表示装置においては、薄型化に有利なエッジライト型のバックライトユニットが一般的に用いられている(たとえば、特許文献1参照)。 The mobile the information liquid crystal display device mounted on the terminal device, advantageously edge light type backlight unit to thinning is generally used (for example, see Patent Document 1).

以下に、図19を参照して、従来のエッジライト型のバックライトユニットの構成について説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 19, a description will be given of a configuration of a conventional edge light type backlight unit. なお、図19は、従来のエッジライト型のバックライトユニットを簡略化した図である。 Incidentally, FIG. 19 is a simplified diagram of a conventional edge light type backlight unit.

従来のエッジライト型のバックライトユニット110は、図19に示すように、光源101と、導光板102と、光学シート103と、反射シート104とを少なくとも備えている。 Conventional edge light type backlight unit 110, as shown in FIG. 19, a light source 101, a light guide plate 102, an optical sheet 103, and includes at least a reflection sheet 104.

光源101は、発光ダイオード素子(LED)などからなっており、導光板102の光入射面と対向するように配置されている。 Light source 101 is formed of a such as a light emitting diode element (LED), it is arranged so as to face the light incident surface of the light guide plate 102.

導光板102は、透明な板状部材からなっており、4つの側端面と、その4つの側端面に対して垂直な2つの面(前面および裏面)とを有している。 The light guide plate 102 is formed of a transparent plate-like member has a four side end faces, and two faces perpendicular to its four side end surfaces (front and back). この導光板102の4つの側端面のうちの所定の側端面は、光源101が対向配置される面であって、光源101で生成された光を導光板102の内部に導入するための光入射面として機能する。 Predetermined side end surface of the four side end faces of the light guide plate 102 is a surface light source 101 is disposed opposite the light incidence for introducing the light generated by the light source 101 in the light guide plate 102 to function as a surface. また、導光板102の前面は、液晶表示パネル120側に向く面であって、導光板102の内部に導入された光を液晶表示パネル120側に向けて出射する光出射面として機能する。 Further, the front surface of the light guide plate 102 is a surface facing the liquid crystal display panel 120 side, serves the light introduced into the light guide plate 102 as a light emitting surface that emits toward the liquid crystal display panel 120 side.

光学シート103は、1枚の拡散シート103aと、2枚のプリズムシート103bおよび103cとを含んでおり、導光板102の光出射面上に配置されている。 The optical sheet 103, and one diffusion sheet 103a, includes a two prism sheets 103b and 103c, are disposed on the light emitting surface of the light guide plate 102. また、反射シート104は、導光板102の裏面上に配置されている。 The reflective sheet 104 is disposed on the back surface of the light guide plate 102.

そして、図19に示した従来のエッジライト型のバックライトユニット110では、光源101で光が生成されると、その光が導光板102の光入射面から導光板102の内部に導入されるとともに、導光板102の光出射面から導光板102の外部に出射される。 Then, in the conventional edge light type backlight unit 110 shown in FIG. 19, when light is generated by light source 101, with its light is introduced from the light incident surface of the light guide plate 102 in the light guide plate 102 , it is emitted from the light emitting surface of the light guide plate 102 to the outside of the light guide plate 102. その後、導光板102の外部に出射された光は、光学シート103で拡散・集光され、液晶表示パネル120を照明する。 Thereafter, the light emitted to the outside of the light guide plate 102 is diffused and collected by the optical sheet 103, and illuminates the liquid crystal display panel 120. なお、導光板102の裏面側においては、反射シート104によって、導光板102の内部を導光する光が導光板102の光出射面側に向かって反射される。 In the back surface side of the light guide plate 102, the reflective sheet 104, light guided inside the light guide plate 102 is reflected toward the light emitting side of the light guide plate 102.

特開2008−84537号公報 JP 2008-84537 JP

ところで、近年では、液晶表示装置のさらなる薄型化および低コスト化が要求されており、液晶表示パネルやバックライトユニットの薄型化および低コスト化が急速に進められている。 In recent years, liquid crystal display are further thinner and lower cost requirements of the device, thickness and cost of the liquid crystal display panel and the backlight unit have been rapidly promoted. しかしながら、図19に示した従来のエッジライト型のバックライトユニット110では、拡散シート103a、プリズムシート103bおよび103cを含む光学シート103を導光板102の光出射面上に配置する必要があるため、バックライトユニット110の薄型化および低コスト化を図るのが困難であるという問題点がある。 However, in the backlight unit 110 of the conventional edge light type shown in FIG. 19, it is necessary to place the diffuser sheet 103a, a prism sheet 103b and the light emitting surface on the light guide plate 102 of the optical sheet 103 including 103c, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness and cost of the backlight unit 110.

なお、図19に示した従来のエッジライト型のバックライトユニット110の構成において、たとえば、バックライトユニット110の薄型化(低コスト化)を図るために光学シート103を省略した場合には、輝度ムラが発生したり、集光特性が低下したりするという不都合が発生する。 In the configuration of a conventional edge light type backlight unit 110 shown in FIG. 19, for example, in the case of omitting the optical sheets 103 in order to reduce thickness of the backlight unit 110 (cost reduction), the luminance unevenness occurs or is a disadvantage that focusing characteristic is lowered occurs.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、輝度ムラの発生や集光特性の低下を抑制しながら、薄型化および低コスト化を図ることが可能なバックライトユニットおよび液晶表示装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention, while suppressing the lowering of generation and condensing characteristics of the luminance unevenness, possible to reduce the thickness and cost to provide a capable backlight unit and a liquid crystal display device.

上記の目的を達成するために、この発明の第1の局面によるバックライトユニットは、被照明体を照明する光を生成するための光源と、光源が対向配置される光入射面と、その光入射面に対して垂直で、かつ、被照明体側に向く光出射面とを少なくとも有し、光源で生成された光を導光して被照明体側に向けて出射するための導光板とを備えている。 To achieve the above object, a backlight unit according to a first aspect of the invention comprises a light source for generating light for illuminating the object to be illuminated, a light incident surface of the light source is disposed opposite the light perpendicular to the plane of incidence, and having at least a light emitting surface facing the illuminated side, and guiding the light generated by the light source and a light guide plate for emitting towards the illuminated side with ing. そして、導光板の光出射面には、各々が導光板の光入射面に対して垂直な方向に直線的に連続して延び、かつ、導光板の光入射面に対して平行な方向に配列された複数のシリンダ状レンズが設けられており、導光板の光出射面とは反対側の裏面には、少なくとも導光板の光入射面に対して平行な方向に平坦部を挟んで配列された複数のプリズム溝が設けられている。 Then, the light emitting surface of the light guide plate, each extend linearly continuous in the direction perpendicular to the light incident surface of the light guide plate, and arranged in a direction parallel to the light incident surface of the light guide plate It is provided with a plurality of cylindrical lenses on the back surface opposite to the light exit surface of the light guide plate, arranged across the flat portion in a direction parallel to the light incident surface of at least the light guide plate a plurality of prism grooves are provided.

第1の局面によるバックライトユニットでは、上記のように構成することによって、導光板の光出射面側のシリンダ状レンズにより、導光板の内部において光を拡散したり、導光板の光出射面から外部に出射される光を観察者方向(被照明体に向かう方向)に集光したりすることができる。 The backlight unit according to the first aspect, with the structure described above, the cylindrical lens of the light emitting surface side of the light guide plate, or diffuse light in the light guide plate, the light emitting surface of the light guide plate or you can condensing the light emitted to the outside observer direction (direction toward the object to be illuminated). すなわち、光を拡散する機能や光を集光する機能を導光板に持たせることができる。 That is, it is possible to have a functional and light diffused light function for condensing light to the light guide plate. これにより、別途準備した光学シート(拡散シートやプリズムシートなど)を導光板の光出射面上に配置しなかったとしても、光の拡散や集光を良好に行うことができる。 This makes it possible to separately prepared optical sheet even not placed on the light emitting surface of the (diffusion sheet or a prism sheet) to the light guide plate, perform light diffusion and light collection well. したがって、光学シートを省略または削減することができるので、その分、バックライトユニットの薄型化や低コスト化を図ることが可能となる。 Therefore, it is possible to omit or reduce the optical sheet, correspondingly, it is possible to reduce the thickness and cost of the backlight unit.

なお、導光板の光出射面側のシリンダ状レンズを光拡散手段として用いれば、シリンダ状レンズは曲面状であるため、導光板の内部においてシリンダ状レンズに入射した光が入射位置によって様々な方向に反射され、結果として様々な方向に拡散する。 Note that the use of the cylindrical lens of the light emitting surface side of the light guide plate as a light diffusion means, since the cylindrical lens is curved, various directions by light incident position incident on the cylindrical lens in the light guide plate It is reflected and diffused in various directions as a result. すなわち、導光板の内部において光を十分に拡散することができる。 That is, it is possible to sufficiently diffuse the light in the light guide plate. これにより、スジ状の輝線が観測されやすくなったり、モアレが発生しやすくなったりするという不都合が生じるのを抑制することができる。 Thus, it is possible to suppress the inconvenience of or easily observed streak emission lines, moire may become liable to occur. また、導光板の光出射面側のシリンダ状レンズを光集光手段として用いれば、観察者方向(被照明体に向かう方向)への集光特性を向上させることができる。 Further, the cylindrical lenses of the light emitting surface side of the light guide plate be used as a light condensing means, it is possible to improve the focusing characteristics of the viewer direction (direction toward the object to be illuminated).

また、上記した構成では、導光板の裏面側のプリズム溝の間隔を適切に調整すれば、導光板の光密度が高くなる領域においてプリズム溝の形成密度を低くし、導光板の光密度が低くなる領域においてプリズム溝の形成密度を高くすることができる。 Further, in the above-mentioned structure, by appropriately adjusting the spacing of the back side of the prism grooves of the light guide plate, to lower the formation density of the prism grooves in the region where the light density is high in the light guide plate, the light density of the light guide plate is low it is possible to increase the formation density of the prism grooves in a region. これにより、導光板の光入射面の近傍に輝度ムラ(目玉ムラ)が発生するのを抑制することができる。 Thus, uneven brightness in the vicinity of the light incident surface of the light guide plate (eyeball unevenness) can be suppressed.

さらに、上記した構成では、シリンダ状レンズとプリズム溝との位置関係を適切に調整すれば、導光板の光出射面からの出射光の出射特性を用途に応じて変更することが可能となる。 Furthermore, in the above-mentioned structure, by appropriately adjusting the positional relationship between the cylindrical lens and the prism grooves, it is possible to change in accordance with the emission characteristic of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate on the application.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、導光板の光入射面に対して平行な方向におけるシリンダ状レンズのピッチをPとし、導光板の光入射面に対して平行な方向におけるプリズム溝の間隔をDとした場合に、D=k×P(kは1以上の整数)を満たしていることが好ましい。 In the backlight unit according to the first aspect, the pitch of the cylindrical lenses is P in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate, spacing of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate the when the D, D = k × P (k is an integer of 1 or more) preferably satisfy the.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、好ましくは、導光板の光入射面に対して平行な方向におけるシリンダ状レンズの中心と、導光板の光入射面に対して平行な方向におけるプリズム溝の中心とが一致している。 In the backlight unit according to the first aspect, preferably, the cylindrical lens in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate center and, of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate and the center are the same. このように構成すれば、観察者方向(被照明体に向かう方向)への集光特性をより高めることができる。 According to this structure, it is possible to improve the focusing characteristic of the viewer direction (direction toward the object to be illuminated).

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、好ましくは、導光板の光入射面に対して平行な方向におけるプリズム溝の幅が全面にわたって一定となっている。 In the backlight unit according to the first aspect, preferably, the width of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate is constant over the entire surface. このように構成すれば、導光板の光出射面からの出射光の出射特性を全面にわたって同じにすることができる。 According to this structure, the emission characteristics of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate may be the same over the entire surface.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、好ましくは、導光板の光入射面に対して平行な方向におけるプリズム溝の間隔が全面にわたって一定となっている。 In the backlight unit according to the first aspect, preferably, the interval of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate is constant over the entire surface. このように構成すれば、導光板の光出射面からの出射光の出射特性を全面にわたって同じにすることができる。 According to this structure, the emission characteristics of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate may be the same over the entire surface.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、プリズム溝の溝深さが全面にわたって一定であり、プリズム溝の形成密度が導光板の光入射面から離れるにしたがって高くなっていてもよい。 In the backlight unit according to the first aspect, the groove depth of the prism grooves is constant over the entire surface, may be higher in accordance with the formation density of the prism grooves is separated from the light incident surface of the light guide plate. このように構成すれば、導光板の光出射面からの出射光を全面にわたって均一にすることができる。 According to this structure, the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate can be made uniform over the entire surface.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、プリズム溝の溝深さが導光板の光入射面から離れるにしたがって大きくなっていてもよい。 In the backlight unit according to the first aspect, may increase with increasing groove depth of the prism grooves is separated from the light incident surface of the light guide plate. このように構成すれば、導光板の光出射面からの出射光を全面にわたって均一にすることができる。 According to this structure, the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate can be made uniform over the entire surface.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、好ましくは、複数のシリンダ状レンズが導光板の光入射面に対して平行な方向に隙間なく配列されている。 In the backlight unit according to the first aspect, preferably, are no gaps arranged in a direction parallel to the plurality of cylindrical lenses the light incident surface of the light guide plate. このように構成すれば、導光板の光出射面からの出射光を全面にわたって均一にすることができる。 According to this structure, the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate can be made uniform over the entire surface.

上記第1の局面によるバックライトユニットにおいて、シリンダ状レンズの表面がフレネル構造となっていてもよい。 In the backlight unit according to the first aspect, the surface of the cylindrical lens may be a Fresnel structure.

また、この発明の第2の局面による液晶表示装置は、請求項1〜9のいずれかに記載のバックライトユニットと、バックライトユニットにより照明される液晶表示パネルとを備えている。 The liquid crystal display device according to a second aspect of the invention includes a backlight unit according to claim 1, and a liquid crystal display panel illuminated by the backlight unit. このように構成すれば、液晶表示装置の薄型化や低コスト化を図ることが可能となる。 With this configuration, it is possible to reduce the thickness and cost of the liquid crystal display device.

以上のように、本発明によれば、輝度ムラの発生や集光特性の低下を抑制しながら、薄型化および低コスト化を図ることが可能なバックライトユニットおよび液晶表示装置を容易に得ることができる。 As described above, according to the present invention, while suppressing the decrease in the occurrence and condensing characteristics of the luminance unevenness, easily getting a backlight unit and a liquid crystal display device which can reduce the thickness and cost can.

(第1実施形態) (First Embodiment)
図1は、本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。 Figure 1 is a perspective view of a backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1に示した第1実施形態によるバックライトユニットの側面図である。 Figure 2 is a side view of a backlight unit according to the first embodiment shown in FIG. 図3は、図1に示した第1実施形態によるバックライトユニットの導光板に設けられたシリンダ状レンズの形状を説明するための図である。 Figure 3 is a diagram for explaining the shape of the first embodiment according to the backlight unit of cylindrical lens provided on the light guide plate shown in FIG. 図4は、図1に示した第1実施形態によるバックライトユニットの導光板に設けられたプリズム溝の形状を説明するための図である。 Figure 4 is a diagram for explaining the shape of a prism groove provided in the light guide plate of a backlight unit according to the first embodiment shown in FIG. 以下に、図1〜図4を参照して、第1実施形態によるバックライトユニット10の構成について説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1-4, illustrating the configuration of the backlight unit 10 according to the first embodiment.

第1実施形態によるバックライトユニット10は、図1および図2に示すように、たとえば、液晶表示装置の液晶表示パネル(被照明体)30を照明するために用いられる。 The backlight unit 10 according to the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, used to illuminate the liquid crystal display panel (object to be illuminated) 30 of the liquid crystal display device. また、このバックライトユニット10は、エッジライト型であって、光源1、導光板2および反射シート3などを備えている。 Further, the backlight unit 10 is a edge light type, a light source 1, and a like light guide plate 2 and the reflection sheet 3.

光源1は、被照明体を照明する光を生成するためのものであり、発光ダイオード素子(LED)や蛍光管などの発光体からなっている。 Light source 1 is composed of a luminous body such as the illumination member is for generating light for illuminating, a light-emitting diode (LED) or a fluorescent tube. そして、この光源1は、導光板2の後述する光入射面2aと対向するように配置されている。 Then, the light source 1 is disposed so as to face the later-described light incident surface 2a of the light guide plate 2. なお、バックライトユニット10を用いて液晶表示装置の液晶表示パネル30を照明する場合には、バックライトユニット10からの光が白色であることが好ましいため、白色の発光色が得られる発光体を光源1とするのが好ましい。 The back when light unit 10 with illuminating the liquid crystal display panel 30 of the liquid crystal display device, it is preferable that the light from the backlight unit 10 is white, the white light emitting luminescent color can be obtained body preferably, the light source 1.

導光板2は、光源1で生成された光を導光して被照明体側に向けて出射するためのものであり、透明度が高く、かつ、屈折率が1.4以上の樹脂からなっている。 The light guide plate 2, the light generated by the light source 1 and the light guide is intended to emit toward the illuminated side, high transparency and a refractive index becomes 1.4 or more resins . この導光板2の構成材料としては、たとえば、アクリル(屈折率:1.49)やポリカーボネート(屈折率:1.59)などが好ましい。 As the constituent material of the light guide plate 2, for example, acrylic (refractive index: 1.49) and polycarbonate (refractive index: 1.59) and the like are preferable.

また、導光板2は、Y方向の厚みが約0.6mm以下の板状に形成されており、光源1が対向配置される側端面2aを含む4つの側端面と、その4つの側端面に繋がる主表面2bおよび裏面2cとを有している。 Further, the light guide plate 2, Y direction thickness is formed in about 0.6mm below the plate, and four side end surface including the side end face 2a of the light source 1 is disposed opposite to the four side end surfaces thereof leads and a main surface 2b and the back surface 2c. そして、この導光板2の光源1が対向配置される側端面2aは、光源1で生成された光を導光板2の内部に導入する光入射面として機能する。 The light source 1 of the light guide plate 2 side end face 2a facing each serves as a light incident surface for introducing the light generated by the light source 1 to the light guide plate 2. なお、以下の説明では、導光板2の側端面2aを光入射面2aと言う。 In the following description refers to the side end face 2a of the light guide plate 2 and the light incident surface 2a.

また、導光板2の主表面2bは、導光板2の光入射面2aに対して垂直で、かつ、被照明体側に向く面であり、導光板2の内部に導入された光を被照明体側に向けて出射する光出射面として機能する。 The main surface 2b of the optical waveguide 2 is perpendicular to the light incident surface 2a of the light guide plate 2, and a surface facing the illuminated side, the illuminated side of the light introduced into the light guide plate 2 functions as a light emitting surface that emits toward the. なお、以下の説明では、導光板2の主表面2bを光出射面2bと言う。 In the following description refers to a main surface 2b of the optical waveguide 2 and the light emitting surface 2b. また、導光板2の裏面2cは、導光板2の光入射面2aに対して垂直で、かつ、導光板2の光出射面2bとは反対側の面である。 Further, the back surface 2c of the light guide plate 2 is perpendicular to the light incident surface 2a of the light guide plate 2, and the light emitting surface 2b of the light guide plate 2 is a surface opposite.

ここで、第1実施形態では、導光板2の光出射面2bに、複数のシリンダ状レンズ11からなるレンズアレイが設けられている。 In the first embodiment, the light emitting surface 2b of the light guide plate 2, a lens array is provided comprising a plurality of cylindrical lens 11. この複数のシリンダ状レンズ11は、その各々の形状が互いに同じになるように形成されている。 The plurality of cylindrical lens 11, the shape of each of which is formed so as to be identical to each other. 具体的な形状としては、複数のシリンダ状レンズ11は、その各々が導光板2の光入射面2aに対して垂直な方向(以下の説明では、単にZ方向と言う)に直線的に連続して延びているとともに、導光板2の光入射面2aからその反対側の側端面にまで達している。 The specific shape, a plurality of cylindrical lenses 11, (in the following description, simply referred to as a Z-direction), each of which the direction perpendicular to the light incident surface 2a of the light guide plate 2 linearly continuously with extending Te, it reaches from the light incident surface 2a of the light guide plate 2 to the side end face on the opposite side.

また、複数のシリンダ状レンズ11は、導光板2の光入射面2aに対して平行な方向(以下の説明では、単にX方向と言う)に所定のピッチで隙間なく配列されている。 Further, a plurality of cylindrical lenses 11, (in the following description, simply referred to as X-direction) the direction parallel to the light incident surface 2a of the light guide plate 2 are tightly arranged at a predetermined pitch on. なお、図3に示すように、シリンダ状レンズ11のX方向のレンズピッチをPとし、シリンダ状レンズ11のレンズ曲率半径をRとし、シリンダ状レンズ11のY方向のレンズ高さをH1とした場合に、それらの間には以下の式(1)が成り立っている。 Incidentally, as shown in FIG. 3, the X direction of the lens pitch of the cylindrical lens 11 is P, the lens radius of curvature of the cylindrical lens 11 and R, the lens height in the Y direction of the cylindrical lens 11 and is H1 If, between them are made up of the following formula (1).

H1=R−√〔R 2 −(P/2) 2 〕 ・・・ (1) H1 = R-√ [R 2 - (P / 2) 2 ] (1)
(ただし、R≧P/2) (However, R ≧ P / 2)
そして、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPは、約500μm以下に設定されており、シリンダ状レンズ11のレンズ曲率半径Rおよびレンズ高さH1は、共に約250μm以下に設定されている。 Then, the lens pitch P of the cylindrical lens 11 is set to less than about 500 [mu] m, the lens radius of curvature R and the lens height H1 of the cylindrical lens 11 is set below both about 250 [mu] m. このように設定することによって、輝度ムラが発生するのを抑制することが可能となる。 By this setting, it becomes possible to suppress the uneven brightness is generated.

さらに、導光板2のY方向の厚みをTとした場合に、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPと、シリンダ状レンズ11のレンズ高さH1と、導光板2の厚みTとの間には、以下の式(2)が成り立っている。 Further, the thickness of the Y direction of the light guide plate 2 is T, between a lens pitch P of the cylindrical lens 11, a lens height H1 of the cylindrical lens 11, and the thickness T of the light guide plate 2, the following equation (2) is made up.

T−H1=P ・・・ (2) T-H1 = P ··· (2)
すなわち、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPが、導光板2の厚みTとシリンダ状レンズ11のレンズ高さH1との差と等しくなるように設定されている。 That is, the lens pitch P of the cylindrical lens 11 is set to be equal to the difference between the lens height H1 of the thickness T and the cylindrical lens 11 of the light guide plate 2. このように設定することによって、観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)への集光特性を高めることが可能となる。 By setting in this manner, it is possible to increase the condensing characteristics of the viewer direction (direction toward the liquid crystal display panel 30).

また、第1実施形態では、図1および図2に示すように、導光板2の裏面2cに、複数のプリズム溝12からなるプリズムアレイが設けられている。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the rear surface 2c of the light guide plate 2, a prism array comprising a plurality of prism grooves 12 are provided. この複数のプリズム溝12は、その各々が導光板2の裏面2cから光出射面2b側に向かって掘り込まれた凹部からなっているとともに、互いに独立して分散されている。 The plurality of prism grooves 12, together consist each of dug toward the light outgoing surface 2b side from the back surface 2c of the light guide plate 2 recesses are distributed independently of one another. 言い換えれば、複数のプリズム溝12は、X方向およびZ方向に平坦部を挟んで配列されている。 In other words, a plurality of prism grooves 12 are arranged to sandwich the flat portion in the X and Z directions.

プリズム溝12のX方向のプリズム間隔D(図3参照)は、全面にわたって一定となっており、約0.1μm〜約1000μmの間(好ましくは、約500μm以下)に設定されている。 X direction of the prism spacing D of the prism grooves 12 (see FIG. 3) is a constant over the entire surface, between about 0.1μm~ about 1000 .mu.m (preferably about 500μm or less) is set to. また、図3に示すように、プリズム溝12のプリズム間隔Dは、プリズム溝12のX方向における中心と、シリンダ状レンズ11のX方向における中心とが一致するように設定されている。 Further, as shown in FIG. 3, a prism distance D of the prism grooves 12 and the center in the X direction of the prism grooves 12 is set to the center in the X direction of the cylinder-shaped lens 11 is coincident. すなわち、プリズム溝12のプリズム間隔Dとシリンダ状レンズ11のレンズピッチPとの間には、以下の式(3)が成り立っていることになる。 That is, between the lens pitch P of the prism spacing D and the cylindrical lens 11 of the prism grooves 12, it means that consists of the following equation (3).

D=k×P ・・・ (3) D = k × P ··· (3)
(kは1以上の整数) (K is an integer of 1 or more)
また、図1および図2に示すように、プリズム溝12のZ方向のプリズム間隔は、導光板2の光入射面2aから離れるにしたがって徐々に小さくなるように設定されている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a prism distance in the Z direction of the prism grooves 12 is set to gradually decrease with distance from the light incident surface 2a of the light guide plate 2. すなわち、プリズム溝12の形成密度が、導光板2の光入射面2aから離れるにしたがって徐々に高くなっている。 In other words, the formation density of the prism grooves 12 is gradually increased with distance from the light incident surface 2a of the light guide plate 2.

さらに、複数のプリズム溝12は、各々の形状が全面にわたって互いに同じになるように形成されている。 Further, a plurality of prism grooves 12, each of the shape is formed so as to be same as each other over the entire surface. すなわち、プリズム溝12のX方向のプリズム幅W(図4参照)が全面にわたって一定となっており、約1μm〜約600μmの間(好ましくは、約200μm以下)に設定されている。 That, X direction of the prism width W of the prism grooves 12 (see FIG. 4) has become a constant over the entire surface, between about 1μm~ about 600 .mu.m (preferably about 200μm or less) is set to. また、プリズム溝12のY方向のプリズム高さH2(図4参照)が全面にわたって一定となっており、約0.1μm〜約600μm(好ましくは、約100μm以下)に設定されている。 The prism height H2 of Y-direction of the prism grooves 12 (see FIG. 4) has become a constant over the entire surface, about 0.1μm~ about 600 .mu.m (preferably about 100μm or less) is set to. なお、このプリズム溝12のY方向のプリズム高さH2とは、プリズム溝12のY方向の溝深さのことである。 Note that the prism height H2 of Y-direction of the prism grooves 12 is that in the Y direction of the groove depth of the prism grooves 12.

また、複数のプリズム溝12は、各々が導光板2の光入射面2aに対して斜めに傾斜した傾斜面12aと、傾斜面12aに対して斜めに対向する面12bとを少なくとも有している。 The plurality of prism grooves 12, the inclined surface 12a which is inclined obliquely with respect to each light incident surface 2a of the light guide plate 2, and at least has a surface 12b facing obliquely with respect to the inclined surface 12a . そして、図4に示すように、Y−Z平面上で見た場合、プリズム溝12の傾斜面12aの傾斜角度αは、約0.1°〜約55°の間(好ましくは、約45°)に設定されているとともに、プリズム溝12の面12bの傾斜角度βは、約0.1°〜約90°の間(好ましくは、約85°〜約90°の間)に設定されている。 Then, as shown in FIG. 4, when viewed on Y-Z plane, the inclination angle α of the inclined surface 12a of the prism grooves 12, between about 0.1 ° ~ about 55 ° (preferably about 45 ° together is set to) the tilt angle β of the surface 12b of the prism grooves 12 is between about 0.1 ° ~ about 90 ° (preferably is set between about 85 ° ~ about 90 °) . この場合、残りの頂角γは、γ=180°−α−βで定義される。 In this case, the remaining vertex angle gamma, as defined in γ = 180 ° -α-β. このように設定することによって、観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)への集光特性を高めることが可能となる。 By setting in this manner, it is possible to increase the condensing characteristics of the viewer direction (direction toward the liquid crystal display panel 30).

また、プリズム溝12をX−Y平面上で見た場合、角度θ1および角度θ2は、約5°〜約90°の間(好ましくは、約60°〜約90°の間)に設定されている。 Also, when viewed prism grooves 12 on the X-Y plane, the angle θ1 and the angle θ2 is between about 5 ° ~ about 90 ° (preferably between about 60 ° ~ about 90 °) is set to there. この場合、角度φ1は、φ1=180°−θ1で定義され、角度φ2は、φ2=180°−θ2で定義される。 In this case, the angle .phi.1 is defined by φ1 = 180 ° -θ1, angle .phi.2 is defined by φ2 = 180 ° -θ2. このように設定することによって、観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)への集光特性を高めることが可能となる。 By setting in this manner, it is possible to increase the condensing characteristics of the viewer direction (direction toward the liquid crystal display panel 30).

なお、上記した導光板2は、たとえば、金型を用いた射出成形や、スタンパを用いたインプリントによって形成することができる。 Incidentally, the light guide plate 2 as described above, for example, can be formed injection molding or using a mold, by imprinting using the stamper.

また、図1および図2に示すように、反射シート3は、導光板2の内部を導光する光を導光板2の光出射面2b側に向かって反射するためのものであり、導光板2の裏面2c上に配置されている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the reflection sheet 3 is for reflecting toward the light guided inside the light guide plate 2 on the light-outgoing surface 2b side of the light guide plate 2, the light guide plate It is disposed on the second rear surface 2c. また、この反射シート3は、反射率が高く、かつ、柔軟性がある材料からなっている。 Also, the reflection sheet 3 has a high reflectance and is made from a certain flexibility material. たとえば、プラスチックフィルム上に銀の薄膜を形成したものや、誘電体多層膜ミラーなどを反射シート3として用いることができる。 For example, those forming a silver thin film on a plastic film or the like can be used dielectric multilayer mirror as the reflection sheet 3.

また、図1および図2に示したバックライトユニット10は、それを構成する各部材(光源1、導光板2および反射シート3など)が所定のフレーム(図示せず)に装着された状態で使用される。 The backlight unit 10 shown in FIG. 1 and FIG. 2 is a state in which the respective members (such as the light source 1, a light guide plate 2 and the reflection sheet 3) is attached to a given frame (not shown) that constitute the used. このバックライトユニット10のフレームは、たとえば、白色のPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂を金型により成形加工することで得られる。 Frame of the backlight unit 10 is obtained, for example, a white PET (polyethylene terephthalate) resin by molding by a die.

図5〜図7は、本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの導光板の内部における光の挙動を説明するための図である。 5 to 7 are views for explaining the behavior of light inside the first embodiment according to the backlight unit of the light guide plate of the present invention. なお、図5は、図2のA−A線に沿った断面に対応する図であり、図6は、図2の破線で囲まれた領域Bに対応する図である。 Incidentally, FIG. 5 is a view corresponding to a section taken along the line A-A of FIG. 2, FIG. 6 is a diagram corresponding to the region B surrounded by a broken line in FIG. また、図7は、図2のC−C線に沿った断面に対応する図である。 7 is a view corresponding to a section taken along line C-C in FIG. 次に、図2および図5〜図7を参照して、第1実施形態によるバックライトユニット10の導光板2の内部における光の挙動について説明する。 Next, with reference to FIGS. 2 and 5-7, a description will be given of an optical behavior of the inside of the light guide plate 2 of the backlight unit 10 according to the first embodiment. なお、図中の矢印Lは、光の進行方向を表している。 The arrow L in the figure shows the direction of travel of light.

まず、図2に示すように、光源1から光が発光されると、その光が導光板2の光入射面2aから導光板2の内部に導入される。 First, as shown in FIG. 2, the light from the light source 1 is emitted, the light is introduced from the light incident surface 2a of the light guide plate 2 to the light guide plate 2. この導光板2の内部に導入された光は、導光板2の内部において、導光板2の光出射面2b側のシリンダ状レンズ11と、導光板2の裏面2c側のプリズム溝12が存在しない平坦部との間で反射を繰り返しながら進行する。 Light introduced into the light guide plate 2, in the light guide plate 2, a cylindrical lens 11 of the light-outgoing surface 2b side of the light guide plate 2, the rear surface 2c side of the prism grooves 12 of the light guide plate 2 does not exist It travels while repeatedly reflected between the flat portion. これにより、光が導光板2の内部の全体に導光される。 Thus, the light is guided to the whole of the light guide plate 2.

このとき、図5に示すように、シリンダ状レンズ11が曲面状であるため、導光板2の内部においてシリンダ状レンズ11に入射した光が入射位置によって様々な方向に反射され、結果として様々な方向に拡散する。 At this time, as shown in FIG. 5, since the cylinder-shaped lens 11 is curved, the light incident on the cylindrical lens 11 in the light guide plate 2 is reflected in various directions by the incident position, various resulting It diffuses into the direction. なお、この際、シリンダ状レンズ11が導光板2の光入射面2a(図2参照)に対して垂直な面であるため、導光板2の内部の光がシリンダ状レンズ11に対して臨界角を超えて入射することはない。 At this time, since a plane perpendicular to the light incident surface 2a of the cylindrical lens 11 is the light guide plate 2 (see FIG. 2), the critical angle inside the optical light guide plate 2 is the cylinder-shaped lens 11 not be incident beyond the. すなわち、導光板2の内部の光がシリンダ状レンズ11を介して外部に出射されることはない。 That is, not the internal light of the light guide plate 2 is emitted to the outside through the cylindrical lens 11.

そして、図6に示すように、導光板2の内部の光がプリズム溝12に入射すると、その導光板2の内部の光は、プリズム溝12の傾斜面12aで反射されることにより、シリンダ状レンズ11から出射可能な角度で進行する。 Then, as shown in FIG. 6, the interior of the light of the light guide plate 2 is incident on the prism groove 12, the interior of the light of the light guide plate 2, by being reflected by the inclined surface 12a of the prism grooves 12, cylindrical proceeds at an angle that can be output from the lens 11. なお、プリズム溝12に入射した導光板2の内部の光の一部は、プリズム溝12の傾斜面12aに対して臨界角を越えて入射するため、プリズム溝12の傾斜面12aで反射されずに導光板2の外部に出射される。 A part of the interior of the light of the light guide plate 2 which enters the prism grooves 12 in order to incident beyond the critical angle with respect to the inclined surface 12a of the prism grooves 12 is not reflected by the inclined surface 12a of the prism grooves 12 It is emitted to the outside of the light guide plate 2 in. ただし、その導光板2の外部に出射された光は、プリズム溝12の傾斜面12aと対向する面12bから導光板2の内部に再導入される。 However, the light emitted to the outside of the light guide plate 2 is reintroduced from the inclined surface 12a which faces 12b of the prism grooves 12 in the light guide plate 2. したがって、光の利用効率が低下することはない。 Therefore, utilization efficiency of light is not reduced.

その後、図7に示すように、プリズム溝12の傾斜面12a(図6参照)で反射された導光板2の内部の光は、シリンダ状レンズ11を介して導光板2の外部に出射される。 Thereafter, as shown in FIG. 7, the interior of the light of the light guide plate 2 is reflected by the inclined surface 12a (see FIG. 6) of the prism grooves 12 is emitted to the outside of the light guide plate 2 through a cylindrical lens 11 . すなわち、導光板2の内部の光が導光板2の光出射面2bから外部に出射される。 That is, the internal light of the light guide plate 2 is emitted from the light emitting surface 2b of the optical waveguide 2 to the outside. この際、シリンダ状レンズ11が集光レンズとして機能するため、導光板2の光出射面2bから外部に出射される光が観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)に集光された状態となる。 In this case, a state where the cylindrical lens 11 is to function as a condenser lens, the light emitted from the light emitting surface 2b of the optical waveguide 2 to the outside is converged on the viewer direction (direction toward the liquid crystal display panel 30) to become.

第1実施形態では、上記のように構成することによって、導光板2の光出射面2b側のシリンダ状レンズ11により、導光板2の内部において光を拡散したり、導光板2の光出射面2bから外部に出射される光を観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)に集光したりすることができる。 In the first embodiment, with the structure described above, the cylindrical lens 11 of the light-outgoing surface 2b side of the light guide plate 2, or diffuse light in the light guide plate 2, the light emitting surface of the light guide plate 2 the light emitted from 2b to the outside observer direction can or focused on (direction toward the liquid crystal display panel 30). すなわち、光を拡散する機能や光を集光する機能を導光板2に持たせることができる。 That is, it is possible to have a functional and light diffused light function for condensing light to the light guide plate 2. これにより、別途準備した光学シート(拡散シートやプリズムシートなど)を導光板2の光出射面2b上に配置しなかったとしても、光の拡散や集光を良好に行うことができる。 This makes it possible to separately prepared optical sheet even not disposed (diffusion sheet and a prism sheet, etc.) of the light guide plate 2 of the light emitting surface on 2b, perform light diffusion and light collection well. したがって、光学シートを省略または削減することができるので、その分、バックライトユニット10の薄型化や低コスト化を図ることが可能となる。 Therefore, it is possible to omit or reduce the optical sheet, correspondingly, it is possible to reduce the thickness and cost of the backlight unit 10.

また、シリンダ状レンズ11を光拡散手段として用いることにより、導光板2の内部においてシリンダ状レンズ11に入射した光が様々な方向に拡散するため、導光板2の内部において光を十分に拡散することができる。 Further, by using the cylindrical lens 11 as a light diffusing means, the light incident on the cylindrical lens 11 in the light guide plate 2 diffuses in various directions, to sufficiently diffuse the light in the light guide plate 2 be able to. このため、スジ状の輝線が観測されやすくなったり、モアレが発生しやすくなったりするという不都合が生じるのを抑制することができる。 Therefore, it is possible to suppress the inconvenience of or easily observed streak emission lines, moire may become liable to occur. また、シリンダ状レンズ11を光集光手段として用いることにより、観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)への集光特性を向上させることができる。 Further, by using the cylindrical lens 11 as a light condensing means, it is possible to improve the focusing characteristics of the viewer direction (direction toward the liquid crystal display panel 30).

また、上記した構成では、プリズム溝12の間隔を適切に調整すれば、導光板2の光密度が高くなる領域においてプリズム溝12の形成密度を低くし、導光板2の光密度が低くなる領域においてプリズム溝12の形成密度を高くすることができる。 Further, in the above-mentioned structure, by appropriately adjusting the distance between the prism grooves 12, to lower the formation density of the prism grooves 12 in the region where the optical density of the light guide plate 2 is high, the optical density of the light guide plate 2 is lowered region it is possible to increase the formation density of the prism grooves 12 in. これにより、導光板2の光入射面12aの近傍に輝度ムラ(目玉ムラ)が発生するのを抑制することができる。 Thus, uneven brightness in the vicinity of the light incident surface 12a of the light guide plate 2 (eyeball unevenness) can be suppressed.

また、第1実施形態では、上記のように、プリズム溝12のX方向における中心と、シリンダ状レンズ11のX方向における中心とを一致させることによって、観察者方向(液晶表示パネル30に向かう方向)への集光特性をより高めることができる。 The direction in the first embodiment, as described above, and the center in the X direction of the prism grooves 12, by matching the center in the X direction of the cylinder-shaped lens 11, toward the viewer direction (liquid crystal display panel 30 ) condensing characteristics to can be enhanced.

また、第1実施形態では、上記のように、プリズム溝12のX方向のプリズム幅Wおよびプリズム間隔Dを全面にわたって一定にすることによって、導光板2の光出射面2bからの出射光の出射特性を全面にわたって同じにすることができる。 In the first embodiment, as described above, by the prism width W and the prism spacing D in the X direction of the prism grooves 12 constant over the entire surface, emission of light emitted from the light emitting surface 2b of the optical waveguide 2 characteristics can be the same over the entire surface. なお、この効果は、プリズム溝12のX方向のプリズム幅Wのみを全面にわたって一定にすることによっても得られるし、プリズム溝12のX方向のプリズム間隔Dのみを全面にわたって一定にすることによっても得られる。 This effect is to be obtained by the constant only prism width W in the X direction of the prism grooves 12 over the entire surface, even by a constant only prism distance D in the X direction of the prism grooves 12 over the entire surface can get.

また、第1実施形態では、上記のように、プリズム溝12のY方向のプリズム高さ(溝深さ)H2を全面にわたって一定にし、プリズム溝12の形成密度を導光板2の光入射面2aから離れるにしたがって徐々に高くすることによって、導光板2の光出射面2bからの出射光を全面にわたって均一にすることができる。 In the first embodiment, as described above, Y direction of the prism height of the prism grooves 12 (groove depth) H2 was constant over the entire surface, the light incident surface 2a of the light guide plate 2 a formation density of the prism grooves 12 by gradually increasing with distance from the light emitted from the light emitting surface 2b of the light guide plate 2 can be made uniform over the entire surface.

また、第1実施形態では、上記のように、複数のシリンダ状レンズ11をX方向に隙間なく配列することによって、導光板2の光出射面2bからの出射光の均一性をより向上させることができる。 In the first embodiment, as described above, by tightly arranged a plurality of cylindrical lens 11 in the X direction, thereby further improving the uniformity of the light emitted from the light emitting surface 2b of the optical waveguide 2 can.

なお、図8および図9に示すように、上記第1実施形態のバックライトユニット10の構成において、プリズム溝12のY方向のプリズム高さ(溝深さ)を導光板2の光入射面2aから離れるにしたがって徐々に大きくしてもよい。 Incidentally, as shown in FIGS. 8 and 9, in the above-described configuration of the backlight unit 10 of the first embodiment, the prism grooves 12 Y-direction of the prism height light incident surface 2a of the (groove depth) the light guide plate 2 it may be gradually increased as the distance from. この場合にも、プリズム溝12のY方向のプリズム高さ(溝深さ)を全面にわたって一定にし、プリズム溝12の形成密度を導光板2の光入射面2aから離れるにしたがって徐々に高くした場合と同様、導光板2の光出射面2bからの出射光を全面にわたって均一にすることができるという効果が得られる。 In this case, when gradually increased in accordance with the Y direction of the prism height of the prism grooves 12 (groove depth) is constant over the entire surface, leaving the formation density of the prism grooves 12 from the light incident surface 2a of the light guide plate 2 the same effect is obtained that the light emitted from the light emitting surface 2b of the light guide plate 2 can be made uniform over the entire surface.

次に、上記第1実施形態のバックライトユニット10の光出射特性を検証するために行った解析の結果について説明する。 Following describes the results of the analysis performed in order to verify the light emission characteristics of the backlight unit 10 of the first embodiment.

ここで行った解析では、解析結果が実際の結果とよく一致することで知られている照明設計解析ソフトウェア「LightTools」を使用し、光源としてのLEDを4つ用いた2.2インチサイズのバックライトユニットを解析モデル(図10参照)とした。 Here the analysis performed, the analysis result using the actual results well-known lighting design analysis software "LightTools" by matching the back of four using the 2.2 inches size LED as a light source the light unit has an analysis model (see Figure 10). そして、以下の表1に示す条件1〜条件6のそれぞれに対応する各解析モデルについて解析を行った。 Then, it was analyzed for each analysis models corresponding to each of the conditions 1 to 6 shown in Table 1 below.

上記表1中の「T」は、導光板2のY方向の厚み(μm)である。 "T" in the above Table 1 is the Y-direction of thickness of the light guide plate 2 ([mu] m). また、上記表1中の「P」、「H1」および「R」は、それぞれ、シリンダ状レンズ11のX方向のレンズピッチ(μm)、シリンダ状レンズ11のY方向のレンズ高さ(μm)およびシリンダ状レンズ11のレンズ曲率半径(μm)である。 Further, "P" in the above Table 1, "H1" and "R", respectively, X direction of the lens pitch of the cylindrical lens 11 (μm), Y direction of the lens height of the cylindrical lens 11 ([mu] m) and a lens radius of curvature of the cylindrical lens 11 (μm). これらのパラメータは、図3に示された各パラメータに対応している。 These parameters correspond to the parameters shown in Figure 3. また、上記表1中の「ズレ量」とは、シリンダ状レンズ11のX方向における中心とプリズム溝12のX方向における中心との間のズレ量(μm)のことである。 Further, "deviation amount" in Table 1, is that amount of deviation between the center in the X direction and the center of the prism grooves 12 in the X direction of the cylinder-shaped lens 11 ([mu] m).

ところで、条件1〜条件6は、いずれも上記式(1)を満たしている。 However, conditions 1 6 are both satisfy equations (1). また、条件1〜条件5については、ズレ量を0μmとし、条件6については、ズレ量を200μmとしている。 As for the conditions 1 to 5, the shift amount is 0 .mu.m, for the condition 6, has a shift amount and 200 [mu] m. すなわち、条件1〜条件5については、シリンダ状レンズ11のX方向における中心とプリズム溝12のX方向における中心とを一致させ、条件6については、シリンダ状レンズ11のX方向における中心とプリズム溝12のX方向における中心とを200μmずらしている。 That is, for the conditions 1 to 5, is matched with the center in the X direction and the center of the prism grooves 12 in the X direction of the cylinder-shaped lens 11, the condition 6, the center and the prism grooves in the X direction of the cylinder-shaped lens 11 It is shifted 200μm with the center in the X direction 12. さらに、条件1〜条件3および条件6については、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPとプリズム溝12のプリズム間隔Dとを一致させている(上記式(3)においてk=1にしている)とともに、導光板2の厚みTとシリンダ状レンズ11のレンズ高さH1との差(T−H1)を一定にしている。 In addition, for the conditions 1 to 3 and Condition 6, together with which is matched with the prism spacing D of the lens pitch P of the prism grooves 12 of the cylindrical lens 11 (which in the k = 1 in the above formula (3)) , and the difference between the lens height H1 of the thickness T and the cylindrical lens 11 of the light guide plate 2 (T-H1) constant. その一方、条件4および条件5については、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPをプリズム溝12のプリズム間隔Dの1/2にしている(上記式(3)においてk=2にしている)とともに、導光板2の厚みTとシリンダ状レンズ11のレンズ高さH1との差(T−H1)を一定にしている。 Meanwhile, for the condition 4 and condition 5, and the lens pitch P of the cylindrical lens 11 to a half prism spacing D of the prism grooves 12 with (are the k = 2 in the above formula (3)), the difference between the lens height H1 of the thickness T and the cylindrical lens 11 of the light guide plate 2 (T-H1) are fixed.

また、プリズム溝12については、上記表1の条件にかかわらず全て同じ形状とし、各パラメータを以下の表2に示すように設定している。 Further, the prism grooves 12 are all irrespective of the conditions of Table 1 and the same shape, and each parameter set as shown in Table 2 below. これらのパラメータは、図3および図4に示された各パラメータに対応している。 These parameters correspond to the parameters shown in FIGS. さらに、プリズム溝12については、その形成密度を導光板2の光入射面2aから離れるにしたがって高くしている。 Further, the prism grooves 12 is increased with increasing distance of the formation density from the light incident surface 2a of the light guide plate 2.

上記のような条件で解析を行ったところ、図11〜図16に示す解析結果が得られた。 Was analyzed under the conditions described above, the analysis results shown in FIGS. 11 to 16 were obtained. なお、図11〜図16は、それぞれ、上記表1の条件1〜条件6に対応したものである。 Incidentally, FIGS. 11 to 16 are those respectively corresponding to the conditions 1 to 6 in Table 1. また、図11〜図16において、グラフ中の実線は、図10のZ方向の輝度を表したものであり、グラフ中の破線は、図10のX方向の輝度を表したものである。 Further, in FIGS. 11 to 16, the solid line in the graph, which represents the Z-direction of the luminance of 10, the broken line in the graph is a representation of the X-direction of the luminance of Fig.

まず、条件1〜条件3(図11〜図13)に着目する。 First, attention is paid to the conditions 1 to 3 (FIGS. 11 to 13). なお、条件1〜条件3は、シリンダ状レンズ11のレンズ高さH1およびレンズ曲率半径Rを互いに異ならせたものである。 Incidentally, the conditions 1 to 3 are those having different lens height H1 and lens radius of curvature R of the cylindrical lens 11 to each other. この条件1〜3では、いずれの条件においても、観察者方向である正面方向に集光していた。 In this condition 1-3, in any of the conditions were condensed in the front direction is the observer direction. 具体的には、条件1では、真正面方向(0°の方向)への集光が非常に強くなった。 More specifically, in condition 1, the condenser to the right in front direction (the direction of 0 °) has become very strong. 一方、条件2および3では、正面方向に集光していたが、条件1と比べると、光の広がりが大きくなり、真正面方向への集光が弱くなった。 On the other hand, in the conditions 2 and 3, had been condensed in the front direction, as compared with conditions 1, the spread of light becomes larger, the weakened light collecting in the head-direction. このことから、シリンダ状レンズ11のレンズ高さH1およびレンズ曲率半径Rのみを変えることで、バックライトユニット10の集光特性を任意に変化させることができると言える。 Therefore, by changing only the lens height H1 and lens radius of curvature R of the cylindrical lens 11, it can be said that it is possible to the condensing characteristics of the backlight unit 10 arbitrarily changed. すなわち、第1実施形態では、シリンダ状レンズ11のレンズ高さH1およびレンズ曲率半径Rを変えることによって、観察者方向への輝度を高くしたり、光を適度に分散させたりすることが可能となる。 That is, in the first embodiment, by changing the lens height H1 and lens radius of curvature R of the cylindrical lens 11, or increase the brightness of the viewer direction, and also find appropriately disperse the light Become.

次に、条件4および条件5(図14および図15)に着目する。 Next, attention is paid to the condition 4 and condition 5 (FIGS. 14 and 15). なお、条件4および条件5は、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPを条件1〜条件3よりも小さくしたものである。 The conditions 4 and condition 5 are those smaller than the lens pitch P of the conditions 1 to 3 of the cylinder-shaped lens 11. この条件4および条件5では、正面方向に集光していたが、条件1〜条件3とは異なり、正面方向からずれた方向にも光が出射していた。 In this condition 4 and condition 5, it had been condensed in the front direction, unlike the conditions 1 3, light in a direction deviated from the front direction was emitted. これにより、シリンダ状レンズ11のレンズピッチPを変えることによっても、バックライトユニット10の光出射特性を任意に調整することが可能であることが判明した。 Thus, by changing the lens pitch P of the cylindrical lens 11, it has been found it is possible to arbitrarily adjust the light emission properties of the backlight unit 10.

次に、条件6(図16)に着目する。 Next, attention is paid to the condition 6 (FIG. 16). なお、条件6は、ズレ量を200μmにしたこと以外は、条件1と同様のものである。 The condition 6, except that the amount of deviation in the 200 [mu] m, is the same as the condition 1. この条件6では、正面方向には集光せず、正面方向からずれた2方向に分散して光が出射していた。 In this condition 6, in the front direction without condensing, the light was emitted and dispersed in two directions deviated from the front direction. これにより、シリンダ状レンズ11とプリズム溝12との位置関係を変えることによっても、バックライトユニット10の光出射特性を任意に調整することが可能であることが判明した。 Thus, by changing the positional relationship between the cylindrical lens 11 and the prism grooves 12, it has been found it is possible to arbitrarily adjust the light emission properties of the backlight unit 10.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
図17は、本発明の第2実施形態によるバックライトユニットの斜視図であり、図18は、図17に示した第2実施形態によるバックライトユニットの導光板に設けられたシリンダ状レンズの形状を説明するための図である。 Figure 17 is a perspective view of a backlight unit according to a second embodiment of the present invention, FIG. 18, the shape of a cylindrical lens provided on the light guide plate of a backlight unit according to the second embodiment shown in FIG. 17 it is a diagram for explaining the. 次に、図17および図18を参照して、第2実施形態によるバックライトユニット20の構成について説明する。 Next, with reference to FIGS. 17 and 18, a configuration of the backlight unit 20 according to the second embodiment.

第2実施形態によるバックライトユニット20では、導光板2の光出射面2bに、表面がフレネル構造となっているシリンダ状レンズ21が複数設けられている。 In the backlight unit 20 according to the second embodiment, the light emitting surface 2b of the optical waveguide 2, the surface of the cylindrical lens 21 has a Fresnel structure is provided with a plurality. この複数のシリンダ状レンズ21は、その各々の形状が互いに同じになるように形成されている。 The plurality of cylindrical lens 21, the shape of each of which is formed so as to be identical to each other. 具体的な形状としては、複数のシリンダ状レンズ21は、その各々がZ方向に直線的に連続して延びているとともに、導光板2の光入射面2aからその反対側の側端面にまで達している。 The specific shape, a plurality of cylindrical lens 21, along each of which extends linearly continuous in the Z direction, reaching from the light incident surface 2a of the light guide plate 2 to the side end face on the opposite side ing. さらに、複数のシリンダ状レンズ21は、X方向に所定のピッチで隙間なく配列されている。 Further, a plurality of cylindrical lens 21 is no gap arranged at a predetermined pitch in the X direction.

なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining structure of the second embodiment is the same as the first embodiment.

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。 This disclosed embodiments are to be considered and not restrictive in all respects as illustrative. 本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the description of the embodiment, further, includes all modifications within the meaning and range of equivalency of the claims.

たとえば、上記実施形態では、シリンダ状レンズの形状が全面にわたって同じになるようにしたが、本発明はこれに限らず、シリンダ状レンズの形状が場所によって異なっていてもよい。 For example, in the above embodiment, the shape of the cylindrical lens is made to be the same over the entire surface, the present invention is not limited to this, the shape of the cylindrical lens may be different depending on the location. ただし、シリンダ状レンズの形状を全面にわたって同じにした方が、導光板の光出射面からの出射光の均一性をより向上させることができる。 However, it is possible better to the same shape of the cylindrical lens over the entire surface, to further improve the uniformity of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate.

また、上記実施形態では、複数のシリンダ状レンズをX方向に隙間なく配列したが、本発明はこれに限らず、X方向に隣り合うシリンダ状レンズの間に隙間(平坦部)が設けられていてもよい。 Further, in the above embodiment, a plurality of cylindrical lenses are arranged without a gap in the X direction, the present invention is not limited thereto, have a gap (flat portion) is provided between the cylindrical lenses adjacent to each other in the X direction it may be. ただし、複数のシリンダ状レンズをX方向に隙間なく配列した方が、導光板の光出射面からの出射光の均一性をより向上させることができる。 However, those who multiple cylindrical lenses are arranged without a gap in the X direction, it is possible to further improve the uniformity of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate.

また、上記実施形態では、プリズム溝のX方向のプリズム幅が全面にわたって一定になるようにしたが、本発明はこれに限らず、プリズム溝のX方向のプリズム幅が場所によって異なっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the prism width in the X direction of the prism grooves was set to be constant over the entire surface, the present invention is not limited to this, the prism width in the X direction of the prism grooves may be different depending on the location . ただし、プリズム溝のX方向のプリズム幅を全面にわたって一定にした方が、導光板の光出射面からの出射光の均一性をより向上させることができる。 However, the X direction of the prism width of the prism grooves better to constant over the entire surface, it is possible to further improve the uniformity of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate.

また、上記実施形態では、プリズム溝のX方向のプリズム間隔が全面にわたって一定になるようにしたが、本発明はこれに限らず、プリズム溝のX方向のプリズム間隔が場所によって異なっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the prism spacing in the X direction of the prism grooves was set to be constant over the entire surface, the present invention is not limited to this, the prism spacing in the X direction of the prism grooves may be different depending on the location . ただし、プリズム溝のX方向のプリズム間隔を全面にわたって一定にした方が、導光板の光出射面からの出射光の均一性をより向上させることができる。 However, the prism spacing in the X direction of the prism grooves better to constant over the entire surface, it is possible to further improve the uniformity of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate.

また、上記実施形態では、導光板の光出射面側に光学シート(拡散シートやプリズムシートなど)を配置していないが、本発明はこれに限らず、光を適度に拡散させたい場合や光を特定の方向に集光させたい場合には、用途に応じた光学シートを導光板の光出射面側に配置してもよい。 In the above embodiment, the light emitting surface side of the light guide plate is not disposed an optical sheet (such as a diffusion sheet and a prism sheet), the present invention is not limited to this, if is desired to appropriately diffuse light and light the when it is desired to condensed in a specific direction, it may be disposed an optical sheet according to the application on the light emitting side of the light guide plate.

本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。 It is a perspective view of a backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 図1に示した第1実施形態によるバックライトユニットの側面図である。 It is a side view of a backlight unit according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態によるバックライトユニットの導光板に設けられたシリンダ状レンズの形状を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the shape of a cylindrical lens provided on the light guide plate of a backlight unit according to the first embodiment shown in FIG. 図1に示した第1実施形態によるバックライトユニットの導光板に設けられたプリズム溝の形状を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the shape of a prism groove provided in the light guide plate of a backlight unit according to the first embodiment shown in FIG. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの導光板の内部における光の挙動を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the behavior of light inside the first embodiment according to the backlight unit of the light guide plate of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの導光板の内部における光の挙動を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the behavior of light inside the first embodiment according to the backlight unit of the light guide plate of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの導光板の内部における光の挙動を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the behavior of light inside the first embodiment according to the backlight unit of the light guide plate of the present invention. 本発明の第1実施形態の変形例によるバックライトユニットの斜視図である。 It is a perspective view of a backlight unit according to a modification of the first embodiment of the present invention. 図8に示した第1実施形態の変形例によるバックライトユニットの側面図である。 It is a side view of a backlight unit according to a modification of the first embodiment shown in FIG. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析で使用した解析モデルの模式図である。 It is a schematic view of an analysis model used in the analysis of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析結果を示したグラフである。 Is a graph showing an analysis result of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析結果を示したグラフである。 Is a graph showing an analysis result of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析結果を示したグラフである。 Is a graph showing an analysis result of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析結果を示したグラフである。 Is a graph showing an analysis result of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析結果を示したグラフである。 Is a graph showing an analysis result of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態によるバックライトユニットの光出射特性の解析結果を示したグラフである。 Is a graph showing an analysis result of the light emission characteristics of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。 It is a perspective view of a backlight unit according to a second embodiment of the present invention. 図17に示した第2実施形態によるバックライトユニットの導光板に設けられたシリンダ状レンズの形状を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the shape of a cylindrical lens provided on the light guide plate of a backlight unit according to the second embodiment shown in FIG. 17. 従来のエッジライト型のバックライトユニットを簡略化した図である。 The conventional edge light type backlight unit is a simplified diagram.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 光源 2 導光板 2a 光入射面 2b 光出射面 2c 裏面 10、20 バックライトユニット 11、21 シリンダ状レンズ 12 プリズム溝 30 液晶表示パネル(被照明体) 1 source 2 light guide plate 2a light incident surface 2b light emitting surface 2c backside 10,20 backlight unit 11, 21 cylindrical lens 12 prism grooves 30 liquid crystal display panel (illuminated object)

Claims (10)

  1. 被照明体を照明する光を生成するための光源と、 A light source for generating light for illuminating the object to be illuminated,
    前記光源が対向配置される光入射面と、前記光入射面に対して垂直で、かつ、前記被照明体側に向く光出射面とを少なくとも有し、前記光源で生成された光を導光して前記被照明体側に向けて出射するための導光板とを備え、 A light incident surface on which the light source is arranged opposite, perpendicular to the light incident surface, and wherein at least and a light emitting surface facing the illuminated side, and guiding the light generated by the light source wherein a light guide plate for emitting towards the illuminated side Te,
    前記導光板の光出射面には、各々が前記導光板の光入射面に対して垂直な方向に直線的に連続して延び、かつ、前記導光板の光入射面に対して平行な方向に配列された複数のシリンダ状レンズが設けられており、 A light emitting surface of the light guide plate, each linearly extending continuously in a direction perpendicular to the light incident surface of the light guide plate, and a direction parallel to the light incident surface of the light guide plate arrayed plurality of cylindrical lenses is provided,
    前記導光板の光出射面とは反対側の裏面には、少なくとも前記導光板の光入射面に対して平行な方向に平坦部を挟んで配列された複数のプリズム溝が設けられていることを特徴とするバックライトユニット。 On the back surface opposite to the light emitting surface of the light guide plate, that a plurality of prism grooves arranged across the flat portion in the direction parallel to the light incident surface of at least the light guide plate is provided the backlight unit according to claim.
  2. 前記導光板の光入射面に対して平行な方向における前記シリンダ状レンズのピッチをPとし、前記導光板の光入射面に対して平行な方向における前記プリズム溝の間隔をDとした場合に、D=k×P(kは1以上の整数)を満たしていることを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。 And P the pitch of the cylindrical lens in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate, the distance of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate when is D, D = the backlight unit of claim 1 (k is the integer of 1 or more) k × P, wherein it meets.
  3. 前記導光板の光入射面に対して平行な方向における前記シリンダ状レンズの中心と、前記導光板の光入射面に対して平行な方向における前記プリズム溝の中心とが一致していることを特徴とする請求項1または2に記載のバックライトユニット。 Wherein the the center of the cylindrical lens in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate, in which the center of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate is consistent the backlight unit according to claim 1 or 2,.
  4. 前記導光板の光入射面に対して平行な方向における前記プリズム溝の幅が全面にわたって一定となっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to claim 1, the width of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate, characterized in that it is constant over the entire surface.
  5. 前記導光板の光入射面に対して平行な方向における前記プリズム溝の間隔が全面にわたって一定となっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to claim 1, intervals of the prism grooves in the direction parallel to the light incident surface of the light guide plate, characterized in that it is constant over the entire surface.
  6. 前記プリズム溝の溝深さが全面にわたって一定であり、 Groove depth of the prism grooves is constant over the entire surface,
    前記プリズム溝の形成密度が前記導光板の光入射面から離れるにしたがって高くなっていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the formation density of the prism grooves is higher as the distance from the light incident surface of the light guide plate.
  7. 前記プリズム溝の溝深さが前記導光板の光入射面から離れるにしたがって大きくなっていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the groove depth of the prism grooves increases with increasing distance from the light incident surface of the light guide plate.
  8. 前記複数のシリンダ状レンズが前記導光板の光入射面に対して平行な方向に隙間なく配列されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to claim 1, wherein the plurality of cylindrical lenses are no gaps arranged in a direction parallel to the light incident surface of the light guide plate.
  9. 前記シリンダ状レンズの表面がフレネル構造となっていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のバックライトユニット。 The backlight unit according to claim 1, characterized in that the surface of the cylindrical lens is a Fresnel structure.
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載のバックライトユニットと、 A backlight unit according to claim 1,
    前記バックライトユニットにより照明される液晶表示パネルとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device characterized by comprising a liquid crystal display panel illuminated by the backlight unit.
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