JP2010049937A - Backlight device and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示素子に照射光を照射するバックライト装置と、このバックライト装置を備え、表示素子として液晶パネルを備えた液晶表示装置に関し、特に、シャーシ底面に配置された光源の輝度むらを低減してより均一な明るさの照射光を照射することができるバックライト装置、およびこれを備えた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a backlight device that irradiates a display element with irradiation light, and a liquid crystal display device that includes the backlight device and includes a liquid crystal panel as a display element, and in particular, uneven luminance of a light source disposed on a bottom surface of a chassis. The present invention relates to a backlight device that can be irradiated with irradiation light with a more uniform brightness and a liquid crystal display device including the backlight device.
近年、テレビジョン受像機等の表示装置として、低消費電力、薄型、軽量などの特長を有する液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置の表示部に用いられる液晶パネルは、それ自体が発光しないいわゆる非発光型の表示素子である。従って、液晶表示装置では、液晶パネルの背面に面発光型の照明装置であるバックライト装置が設けられていて、このバックライト装置から照射される照射光を用いて画像表示を行っている。 In recent years, liquid crystal display devices having features such as low power consumption, thinness, and light weight have been widely used as display devices such as television receivers. A liquid crystal panel used in a display unit of a liquid crystal display device is a so-called non-light emitting display element that does not emit light. Therefore, in the liquid crystal display device, a backlight device that is a surface-emitting illumination device is provided on the back surface of the liquid crystal panel, and image display is performed using irradiation light emitted from the backlight device.
バックライト装置は、液晶パネルに対する光源の配置の仕方により、直下型とサイドライト(エッジライトとも言う)型とに大別される。直下型のバックライト装置は、液晶パネルの背面側に光源が配置されるとともに、光源と液晶パネルとの間に拡散板やプリズムシートなどの光学部材を配置することにより、液晶パネルの背面全体に均一な面状光を入射させるように構成されており、例えばテレビジョン受像機用の大画面の液晶表示装置において好適に用いられている。また近年では、このような直下型のバックライト装置の光源として、色再現性が高いことや、駆動回路が簡素化できることに着目されて、従来から用いられていた冷陰極蛍光管(CCFT:Cold Cathode Fluorescent Tube)に代わって、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が多く用いられるようになってきている。 Backlight devices are roughly classified into direct type and sidelight (also referred to as edge light) types depending on the arrangement of light sources with respect to the liquid crystal panel. The direct type backlight device has a light source disposed on the back side of the liquid crystal panel, and an optical member such as a diffusion plate or a prism sheet disposed between the light source and the liquid crystal panel, so that the entire back surface of the liquid crystal panel is disposed. For example, it is suitably used in a large-screen liquid crystal display device for a television receiver. In recent years, attention has been paid to the fact that the color light reproducibility is high and the drive circuit can be simplified as a light source of such a direct type backlight device, and a cold cathode fluorescent tube (CCFT: Cold) which has been conventionally used. Instead of Cathode Fluorescent Tubes (LEDs), light emitting diodes (LEDs) are increasingly used.
直下型のバックライト装置では、シャーシ底面に所定の間隔を有して光源が配置されるため、光源の直上にあたる部分と、複数の光源の間にあたる部分とで、照射光の輝度が異なるために生じる輝度むらを如何にして低減するかが重要となる。このような直下型のバックライト装置に用いられる光学部材として、樹脂フィルム中に光拡散成分としての小さな気泡を生じさせた透過率制御シートを用いて、透過率制御シート内の気泡による照射光の散乱効果によって、シャーシ底面に配置された光源の直上部と直上部以外の部分との輝度むらを解消する技術が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
一方、液晶表示装置に対するさらなる薄型化の要請に応えるためには、液晶表示装置の厚さの大部分を占めるバックライト装置の厚さを薄くする必要があり、バックライト装置におけるシャーシ側壁部の高さを、より低く抑える設計がなされるようになってきている。 On the other hand, in order to meet the demand for further thinning of the liquid crystal display device, it is necessary to reduce the thickness of the backlight device that occupies most of the thickness of the liquid crystal display device. Designs have been made to keep this lower.
しかし、シャーシ側壁部の高さが低くなることは、シャーシの底面上に配置された光源と、シャーシ側壁部の上端部に配置された光学部材との間の距離が縮まることを意味し、光学部材が配置されている位置における、シャーシの底面に配置された光源の直上部と直上部以外の部分での輝度差が、より大きくなってしまう。このように、光学部材の配置位置における光源からの照射光の輝度差が大きくなると、従来の透過率制御シートでは十分な輝度均一化効果を発揮することができない。また、例えば、透過率制御シートを2枚以上重ねて用いる方法では、積層された透過率制御シートで干渉むらが生じて、バックライト装置からの照射光の均一性や照射光の照射輝度がより失われてしまうという課題が生じる。 However, the reduction in the height of the chassis side wall means that the distance between the light source disposed on the bottom surface of the chassis and the optical member disposed on the upper end of the chassis side wall is reduced. The luminance difference between the portion directly above the light source disposed on the bottom surface of the chassis and the portion other than the portion directly above at the position where the member is disposed becomes larger. Thus, when the luminance difference of the irradiation light from the light source at the arrangement position of the optical member becomes large, the conventional transmittance control sheet cannot exhibit a sufficient luminance uniforming effect. Further, for example, in the method of using two or more transmittance control sheets in a stacked manner, interference unevenness occurs in the stacked transmittance control sheets, and the uniformity of the irradiation light from the backlight device and the irradiation light irradiation luminance are further improved. The problem of being lost arises.
本発明は、上記の問題に鑑み、バックライト装置の薄型化のために、光源と光学部材との間隔が狭くなった場合でも、照射光の均一化を図ることができるバックライト装置と、このバックライト装置を用いた液晶表示装置を得ることを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a backlight device that can achieve uniform irradiation light even when the distance between the light source and the optical member is narrowed in order to reduce the thickness of the backlight device. An object is to obtain a liquid crystal display device using a backlight device.
上記の課題を解決するために、本発明のバックライト装置は、表示素子の背面に配置されて、前記表示素子に照射光を照射するバックライト装置であって、底面と前記底面を取り囲む側壁部とを有する有底枠状のシャーシと、前記シャーシの前記底面に配置された複数の光源と、前記シャーシの前記側壁部の上端部に配置された光学部材とを備え、前記光学部材は、樹脂フィルム内に光拡散成分が含有された透過率制御シートを複数枚有し、前記複数枚の前記透過率制御シートが、樹脂フィルムの表面に凹凸が形成された光散乱性シートを介して積層されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a backlight device of the present invention is a backlight device that is disposed on the back surface of a display element and irradiates the display element with irradiation light, and includes a bottom surface and a side wall that surrounds the bottom surface. A chassis having a bottomed frame shape, a plurality of light sources disposed on the bottom surface of the chassis, and an optical member disposed on an upper end portion of the side wall portion of the chassis, the optical member comprising a resin The film has a plurality of transmittance control sheets containing light diffusing components, and the plurality of transmittance control sheets are laminated via a light scattering sheet in which irregularities are formed on the surface of the resin film. It is characterized by.
また、本発明の液晶表示装置は、表示素子として液晶パネルを備え、前記液晶パネルに、本発明にかかるバックライト装置からの照射光が照射されることを特徴とする。 The liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal panel as a display element, and the liquid crystal panel is irradiated with irradiation light from the backlight device according to the present invention.
本発明によれば、バックライト装置が薄型化されて、光源と光学部材との間隔が狭くなった場合でも、照射光の均一化を図ることができるバックライト装置を得ることができる。また、このバックライト装置を用いることで、輝度むらの少ない表示画像を表示することができる液晶表示装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the backlight apparatus is thinned and the space | interval of a light source and an optical member becomes narrow, the backlight apparatus which can aim at equalization of irradiated light can be obtained. In addition, by using this backlight device, a liquid crystal display device capable of displaying a display image with less luminance unevenness can be obtained.
本発明にかかるバックライト装置は、表示素子の背面に配置されて、前記表示素子に照射光を照射するバックライト装置であって、底面と前記底面を取り囲む側壁部とを有する有底枠状のシャーシと、前記シャーシの前記底面に配置された複数の光源と、前記シャーシの前記側壁部の上端部に配置された光学部材とを備え、前記光学部材は、樹脂フィルム内に光拡散成分が含有された透過率制御シートを複数枚有し、前記複数枚の前記透過率制御シートが、樹脂フィルムの表面に凹凸が形成された光散乱性シートを介して積層されている。 A backlight device according to the present invention is a backlight device that is disposed on the back surface of a display element and irradiates the display element with irradiation light, and has a bottomed frame shape having a bottom surface and a side wall that surrounds the bottom surface. A chassis, a plurality of light sources disposed on the bottom surface of the chassis, and an optical member disposed on an upper end of the side wall of the chassis, the optical member including a light diffusion component in a resin film A plurality of the transmittance control sheets are provided, and the plurality of the transmittance control sheets are laminated via a light scattering sheet in which irregularities are formed on the surface of the resin film.
この構成により、複数枚が用いられる透過率制御シートは、その間に光散乱性シートを介して積層されるため、透過率制御シートが連続して積層された場合に生じる干渉むらの発生を防止することができる。このため、バックライト装置が薄型化されて、光源と光学部材との距離が狭くなった場合でも、干渉むらを生じさせることなく複数枚の透過率制御シートによる光源からの照射光の散乱効果が利用でき、光源の直上部と、直上部以外の部分とに生じる、バックライト照射光の輝度の不均一を効果的に低減することができる。 With this configuration, since the transmittance control sheet using a plurality of sheets is laminated via the light scattering sheet between them, the occurrence of uneven interference that occurs when the transmittance control sheets are continuously laminated is prevented. be able to. For this reason, even when the backlight device is thinned and the distance between the light source and the optical member becomes narrow, the scattering effect of the irradiation light from the light source by the plurality of transmittance control sheets is achieved without causing uneven interference. It is possible to effectively reduce the uneven brightness of the backlight irradiation light that occurs in the portion directly above the light source and the portion other than the portion directly above the light source.
また、上記構成のバックライト装置においては、前記光散乱性シートが、前記樹脂フィルムの表面に光散乱物質が固着された拡散シートであることが好ましい。このようにすることで、複数枚の透過率制御シート同士の干渉を効果的に低減することができる。 In the backlight device having the above-described configuration, it is preferable that the light scattering sheet is a diffusion sheet in which a light scattering substance is fixed to the surface of the resin film. By doing in this way, interference between a plurality of transmissivity control sheets can be reduced effectively.
また、前記光学部材は、前記光源側から前記表示素子に向かって、樹脂製基板内に散乱微粒子が分散配置された拡散板と、第1の前記透過率制御シートと、第1の前記拡散シートと、第2の前記透過率制御シートと、第2の前記拡散シートとが順次積層されたものであることが好ましい。このようにすることで、拡散板と拡散シートによる拡散効果と、透過率制御シートによる輝度均一化効果が両立される光学部材を実現でき、薄型化された場合でも、バックライト装置からの照射光をより均一なものにすることができる。 In addition, the optical member includes a diffusion plate in which scattering fine particles are dispersed in a resin substrate from the light source side toward the display element, the first transmittance control sheet, and the first diffusion sheet. It is preferable that the second transmittance control sheet and the second diffusion sheet are sequentially laminated. By doing so, it is possible to realize an optical member that achieves both a diffusion effect by the diffusion plate and the diffusion sheet and a luminance uniforming effect by the transmittance control sheet. Even when the optical member is thinned, the irradiation light from the backlight device is realized. Can be made more uniform.
また、前記光学部材の第2の前記拡散シートの前記表示素子側に、プリズムシートと、偏光反射シートとが順次積層されていることが好ましい。このようにすることで、拡散板や拡散シートと透過率制御シートとによる輝度均一化の効果に加え、表示素子に、指向性を高めた状態で照射光を照射することができるバックライト装置を得ることができる。 Moreover, it is preferable that a prism sheet and a polarizing reflection sheet are sequentially laminated on the display element side of the second diffusion sheet of the optical member. By doing so, in addition to the effect of uniforming the brightness by the diffusion plate, the diffusion sheet, and the transmittance control sheet, a backlight device capable of irradiating the display element with irradiation light in a state in which directivity is enhanced is provided. Obtainable.
また、本発明にかかる液晶表示装置は、表示素子として液晶パネルを備え、前記液晶パネルに、本発明にかかるバックライト装置からの照射光が照射されるものである。 The liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel as a display element, and the liquid crystal panel is irradiated with irradiation light from the backlight device according to the present invention.
このようにすることで、薄型化された場合でも照射光が均一化できるという本発明のバックライト装置を用いて、より薄型で、かつ、表示画像の輝度むらが低減された液晶表示装置を得ることができる。 In this way, a thin liquid crystal display device with reduced luminance unevenness of a display image can be obtained by using the backlight device of the present invention in which irradiation light can be made uniform even when the display device is thinned. be able to.
以下、本発明の実施形態であるバックライト装置と、これを備えた液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a backlight device according to an embodiment of the present invention and a liquid crystal display device including the backlight device will be described with reference to the drawings.
なお、以下本発明の実施形態の説明では、表示素子として透過型の液晶パネルを用い、液晶テレビジョンセットとして本発明を実施する場合の構成例を示す。しかし、以下の説明は、本発明にかかるバックライト装置や液晶表示装置の用途を限定するものではない。本発明のバックライト装置は、透過型の液晶パネル以外の例えば半透過型の液晶パネルや、その他非発光型表示素子に光を照射するものとして使用できる。また、本発明の液晶表示装置の用途としても、据え置き型のテレビジョンセットに限らず、例えばノートパソコンやポータブル型のDVDプレイヤー、ナビゲーション装置などのモバイル機器としても使用することができる。適用される液晶パネルの大きさも、10インチ程度の小型サイズのものから、100インチを超える超大型サイズのものまで、幅広い用途が考えられる。 In the following description of embodiments of the present invention, a configuration example in which a transmissive liquid crystal panel is used as a display element and the present invention is implemented as a liquid crystal television set is shown. However, the following description does not limit the use of the backlight device and the liquid crystal display device according to the present invention. The backlight device of the present invention can be used as a device for irradiating light to, for example, a transflective liquid crystal panel other than a transmissive liquid crystal panel, and other non-light emitting display elements. The application of the liquid crystal display device of the present invention is not limited to a stationary television set, and can be used as a mobile device such as a notebook personal computer, a portable DVD player, or a navigation device. The size of the applied liquid crystal panel can be widely used from a small size of about 10 inches to a super large size exceeding 100 inches.
また、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかるバックライト装置および液晶表示装置は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備えることができる。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を必ずしも忠実に表したものではない。 For convenience of explanation, the drawings referred to below show only the main members necessary for explaining the present invention in a simplified manner among the constituent members of the embodiment of the present invention. Therefore, the backlight device and the liquid crystal display device according to the present invention can include arbitrary constituent members that are not shown in each of the referenced drawings. Moreover, the dimension of the member in each figure does not necessarily faithfully represent the dimension of the actual component member, the dimension ratio of each member, and the like.
図1は、本発明の実施形態にかかるバックライト装置を用いた液晶表示装置の全体構成を示す分解斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing an overall configuration of a liquid crystal display device using a backlight device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態にかかる液晶表示装置100は、表示素子である透過型の液晶パネル2と、この液晶パネル2の背面側に設けられて、液晶パネル2に光を照射して画像を表示させるためのバックライト装置1とを有している。なお、通常は、そのまま液晶表示装置100の背面を構成するバックライト装置1と組み合わさって、液晶表示装置100の外形を構成する樹脂製などのフロントパネルが設けられ、液晶パネル2の周囲部分を覆うように配置されるが、図1での図示は省略する。
As shown in FIG. 1, a liquid
液晶パネル2は、従来周知のものをそのまま用いることができるので、図面を用いた詳細な説明は省略するが、図示しない液晶層と、液晶層を狭持する前面基板21と背面基板22と、前面基板21と背面基板22の外側表面上にそれぞれ設けられた一対の偏光板23とを備えている。また、液晶パネル2には、液晶パネル2を駆動するためのドライバ回路が設けられ、フレキシブルプリント基板などを介して、表示装置としての駆動回路と接続されている。
Since the
例えば本実施形態における液晶パネル2は、アクティブマトリクス型の液晶パネル2であり、マトリクス状に配置された走査線およびデータ線へ走査信号およびデータ信号を供給することにより、液晶層を画素単位に駆動可能に構成されている。各画素は、走査線およびデータ線の各交点近傍に設けられたスイッチング素子(TFT)が走査線の信号にてオン状態とされたときに、データ線から画素電極へ書き込まれるデータ信号の電位レベルに応じて液晶分子の配列状態が変化することにより、データ信号に応じた階調表示を行う。すなわち、バックライト装置1から照射された照射光の偏光状態が液晶層によって変調され、1対の偏光板23を透過する光量が画素毎に制御されることにより、所望の画像が表示される。
For example, the
バックライト装置1は、有底枠状のシャーシ11と、シャーシ11の底面11aに複数配置された光源であるLED12と、シャーシ11の側壁部11bの上端部に設けられた光学部材10とを備えている。
The backlight device 1 includes a bottomed frame-shaped
光学部材10は、シャーシ11の底面11aに配置された光源であるLED12からの照射光を、LED12が所定の間隔を有して配置されていることに起因して生じる輝度むらを低減し、均一な面状光として液晶パネル2に照射できるようにするもので、樹脂製板状の拡散板や樹脂フィルムをベースとする光学シートが、複数枚積層されて形成されている。この、光学部材10の詳細な構成については、図2、図3を用いて後述する。
The
シャーシ11は、厚さが数mm程度のアルミ系または鉄系の金属製、または樹脂製であり、図1に示すように略矩形の底面11aと、その底面11aを取り囲む周辺部である4辺から、底面11aに対して略垂直な方向に延在する側壁部11bとを有している。このようにシャーシ11は、側壁部11bが底面11aを取り囲んだ有底枠状を呈している。
The
バックライト装置1から照射される光は、液晶パネル2の画像表示領域全体に照射されることが必要であるため、シャーシ11を含めたバックライト装置1全体の形状も液晶パネル2の画像表示領域の形状に対応した矩形状となる。したがって、底面11aが略矩形状というのは、シャーシ11の底面11aの全体的な形状が矩形状という意味であり、バックライト装置1の固着などに用いられる突起部や、液晶表示装置100の外観デザイン状の観点から付与されるような、微細な凹凸や切り欠き形状を有していることを除外する趣旨ではない。また、側壁部11bが、底面11aに略垂直な方向に延在するというのは、底面11aと側壁部11bとで全体として有底の箱状となるということを意味していて、例えば液晶表示装置100の外観上のデザインから、側壁部11bの一部または全部が斜めに傾斜していたりすることを排除するものではない。
Since the light irradiated from the backlight device 1 needs to be irradiated to the entire image display area of the
シャーシ11の底面11aおよび側壁部11bの内面には、図示しない反射シートが配置される。この反射シートは、例えばアルミニウムや銀などの光反射率の高い金属薄膜により構成されており、光源であるLED12の光を光学部材10側に反射して、LED12から射出される光の利用効率を高めることができる。なお、反射シートは、上記金属薄膜の他に合成樹脂製のシート材を使用することができ、また、別部材であるシートをシャーシ11内部に配置する以外にも、シャーシ11の内面に光反射率の高い例えば白色の塗料を塗布することによって、シャーシ11の内面自体を反射板として機能させる構成とすることもできる。
A reflection sheet (not shown) is disposed on the
光源であるLED12は、例えば上面が3mm角の正方形で、厚さが0.5〜2mm程度の白色LEDである。また、一つ当たりの消費電力は、例えば0.03W(3V,10mA)である。なお、LED12を用いて白色光源を得る方法としては、LED12の発光色が白色であるものを用いる場合の他に、RGB三原色の3つのLED12を近接して配置し、3つのLED12からの照射光の合成光として白色光を得ることができる。また、2つのLED12を用いて白色光を得る場合として、例えば緑色とその補色であるマゼンタ色の2つのLED12を近接して配置することも考えられる。また、RGB三色のLED12を色毎に列状に並べて配置し、これを順次切り替えて点灯しながら該当する色の画像を表示して、3原色の重ね合わせを時間的に行うフィールドシーケンシャル技術が採用される場合もある。
The
LED12は、シャーシ11の底面11a上に、多数個が配置されていて、その数は、例えば表示画像サイズ(対角)が42インチの液晶テレビジョンの場合、1000個〜10000個にも及ぶ。LED12の配列ピッチは、例えば3mm〜100mmm程度であり、液晶パネル2での画像表示に必要とされる明るさや、液晶表示装置全体の消費電力、また、LED12の発熱量などの観点から適宜最適な数値が選択される。
A large number of the
なお、図1では、LED12の配列を1列当たり10個のものを6列として示しているが、もちろんこれは概略にすぎず、また、配列形状も図1に示すような縦方向横方向に整列したマトリクス配列である場合に限られず、1行または1列ごとにLED12の配置位置をずらした、いわゆるスタッガー配列とすることもできる。
In addition, in FIG. 1, although the arrangement | sequence of 10 LED12 is shown as 6 rows per row | line | row, of course, this is only schematic and the arrangement | positioning shape is also the vertical direction horizontal direction as shown in FIG. The arrangement is not limited to an aligned matrix arrangement, and a so-called staggered arrangement in which the arrangement positions of the
LED12は、その駆動回路素子とともに駆動回路基板上に配列された状態で、シャーシ11の底面11aに配置されるが、図1ではLED12の駆動回路基板の図示は省略する。また、シャーシ11内部には、LED12の駆動回路基板の他にも、図示しない液晶パネル2の駆動回路基板などがLED12の駆動回路基板の背面側に配置される場合もある。このため、LED12の光照射面である上面と光学部材10との間隔は、液晶パネル2の大きさである表示画像サイズにも左右されるが、概ね5mm〜50mm程度である。
The
次に、光学部材10の具体的な構成について、図2を用いて説明する。
Next, a specific configuration of the
図2は、本実施形態にかかるバックライト装置1の構成を示す断面構成図である。図1でも示したように、本実施形態のバックライト装置1は、底面に光源であるLED12が配置されたシャーシ11の上端部に、光学部材10が配置されている。
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram showing the configuration of the backlight device 1 according to the present embodiment. As shown also in FIG. 1, in the backlight device 1 of the present embodiment, the
光学部材10は、LED12の側から順に、拡散板13,透過率制御シート14(第1の透過率制御シート),拡散シート15(第1の拡散シート),透過率制御シート16(第2の透過率制御シート)、拡散シート17(第2の拡散シート)が順次積層されていて、2枚の透過率制御シート14,16が、光散乱性シートである拡散シート15を介して積層された構成となっている。
The
拡散板13は、樹脂製基板内に散乱微粒子が分散配置されたものである。例えば、厚さ2mm〜3mmの透明なアクリル板に、樹脂製の散乱微粒子を混入したものであり、基材であるアクリルと散乱微粒子との界面での屈折と反射とを用いて、拡散板13を透過する光を散乱させるものである。このため、拡散板13を透過するLED12からの照射光が、拡散板13から散乱光として放射される。なお、拡散板13の厚みや材質などは、上記の例に限られず、液晶表示装置のバックライト装置に一般的に用いられている、各種の拡散板を使用することができる。
The diffusing
拡散板13の上には、透過率制御シート14が積層される。なお、本実施形態においては、拡散板13に積層される透過率制御シート14と、透過率制御シート14上に拡散シート15を介して積層される透過率制御シート16とは、光学シートとしては同じ透過率制御シートを用いている。
A
透過率制御シート14,16は、例えば、基材としてのポリエステル系樹脂やポリオレフィン系樹脂、またはアクリル樹脂製のフィルム内に、気泡などの光拡散成分が含有されたものである。透過率拡散シート14、16のシート全体の厚みは、例えば30μm〜200μmであり、基材である樹脂フィルムの内の光拡散成分の体積分率は、0.05%〜30%、光拡散成分の粒子径は、0.3μm〜5μmである。なお、透過率制御シート14,16の光拡散成分としては、上記した気泡の他に透明樹脂製の微細な粒などを用いることができる。
The
透過率制御シート14上には、拡散シート15が積層されている。なお、本実施形態においては、透過率制御シート14に積層される拡散シート15と、透過率制御シート16上に積層される拡散シート17とに、光学シートとしては同じ構成の拡散シートを用いている。
A
拡散シート15、17は、樹脂フィルムの表面に凹凸が形成された光散乱性シートである。拡散シート15、17の一例として、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの透明の樹脂フィルムの表面に、光散乱性物質としての微細なアクリルビーズを、接着剤であるバインダー樹脂を用いて接着したものを用いることができる。拡散シート15,17全体の膜厚は、0.2mm〜0.3mmである。また、本実施形態では、拡散シート15,17ともに、バックライト装置1の光出射方向側、すなわち、表示素子である液晶パネル2が配置される側に、アクリルビーズが形成された表面を位置させている。
The
複数の透過率制御シート14,16の間に介される光散乱性シートとしては、上記した樹脂フィルムの表面の凹凸を、光散乱性物質を固着することで形成した拡散シート15、17に限られるものではなく、例えば樹脂フィルム自体の表面を、物理的、化学的またはその他の方法で粗面化したものを用いることができる。また、本実施形態の場合とは異なり、光散乱性シート表面に形成された凹凸を光源側に向けて配置することも可能である。さらに、光散乱性シートとして、両表面が粗面化されて凹凸が形成されたものを用いることもできる。
The light scattering sheet interposed between the plurality of
なお、拡散シート15,17は、フィルム表面に固着されるアクリルビーズ粒子の大きさによって、光学特性が変化する。具体的には、固着されるアクリルビーズの粒子径が大きい場合は、拡散シート15,17を透過した透過光を集光する作用が大きくなり、逆に粒子径が小さい場合には、透過光を拡散する作用が大きくなる。本実施形態で用いた拡散シート15、17は、比較的集光性が高いものであり、拡散シート15,17からの射出角度が30°前後までの射出光の輝度を、入射光の輝度の1.3倍程度に引き上げるものである。これと比較して、例えば、上記した拡散板13は、集光作用を有さずに拡散機能のみを有していて、射出角度0°から30°の射出光の輝度は、入射光の輝度とほほ同じの約1.0倍である。
Note that the optical properties of the
拡散シート15上には透過率制御シート16が積層される。また、透過率制御シート16には、拡散シート17が積層されて、本実施形態のバックライト装置1の光学部材10を構成している。なお、上記したように、透過率制御シート16と拡散シート17それぞれの具体的な構成は、透過率制御シート14および拡散シート15と同じである。
A
本実施形態のバックライト装置1では、上記のように光学部材10として、透過率制御シート14と透過率制御シート16との2枚の透過率制御シート14,16を用いるとともに、2枚の透過率制御シート14,16を直接積層するのではなく、その間に光散乱性シートである拡散シート15を介している。このようにすることで、2枚以上の透過率制御シート14、16を直接積層した場合に生じる、透過率制御シート14,16間の内部干渉が原因となる輝度むらや、透過光の輝度低下を生じさせずに、高い輝度均一化機能を発揮させることができる。
In the backlight device 1 of the present embodiment, as described above, the two
特に、本実施形態のように、透過率制御シート14,16と拡散シート15,17とを交互に組み合わせて積層することによって、透過率制御シート14で、拡散板13では解消しきれなかったLED12の配列分布による輝度むらを大幅に解消させることができる。さらに、透過率制御シートに積層された拡散シート15によって、輝度むらが残っていた領域の輝度分布をより一層均一化することができる。また、拡散シート15を透過した透過光に対して、透過率制御シート16で再び輝度むらを低減させて、さらに、拡散シート17で再び輝度均一化を図ることができる。このため、LED12の配列パターンが原因となる輝度むらを解消した、より均一な照射光の輝度分布を有するバックライト装置1を得ることができる。
In particular, as in the present embodiment, the
なお、上記実施形態では、光学シート10のLED12に最も近い位置側に拡散板13を配置した。このような構成としたのは、拡散板13が樹脂製の板であるために樹脂フィルムをベースとする光学シートよりも強度が高く、最も下層に配置することで光学部材10全体の強度を確保することができるという要因も考慮したものである。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、透過率制御シートと拡散シートとの組み合わせを2組積層した合計4層の光学シートを用いた例を示した。しかし、LED12の配列パターン、特に、隣り合うLED12のピッチが大きい場合や、LED12と光学シート10との間隔が特に狭い場合などでは、透過率制御シートと拡散シートとの積層体を2組以上組み合わせてもかまわない。例えば、最大の場合では、透過率制御シートと拡散シートとの積層体を5組積層した、合計10層の光学シート積層体を用いることができる。しかし、いずれの場合であっても、透過率制御シート同士を直接積層するのではなく、透過率制御シートは、拡散シートなどの光散乱性シートを介して積層することが必要である。
Furthermore, in the said embodiment, the example using the optical sheet of a total of 4 layers which laminated | stacked 2 sets of the combination of the transmittance | permeability control sheet | seat and the diffusion sheet was shown. However, when the arrangement pattern of the
次に、図3を用いて、本実施形態のバックライト装置1の、特に光学部材10の別の構成例について説明する。
Next, another example of the configuration of the backlight device 1 of the present embodiment, particularly the
図3は、本実施形態のバックライト装置1の、光学部材10の別の構成の断面構成を示す部分断面構成図である。この別の構成の光学部材10では、第2の拡散シート17上に、さらに、プリズムシート18と、偏光反射シート19とが積層されている。なお、図3を用いて示す別の構成のバックライト装置1において、光学部材10に入射する光源からの光20を射出している、シャーシ11やLED12についての構成は上記図2で説明した構成と同じであるので、図示と詳細な説明を省略する。
FIG. 3 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a cross-sectional configuration of another configuration of the
図3に示すように、拡散シート17上にはプリズムシート18が積層されている。このプリズムシート18は、例えばポリエステルフィルム層上に、アクリル系樹脂などで頂角90°のプリズムアレイが積層されたものである。プリズムシート18は、BEFシートなどとも称されていて、プリズムアレイ界面での屈折と反射を利用して、正面方向の輝度を例えば入射光の1.6倍以上に向上させるものである。プリズムシート18の厚みは、0.2mm〜0.3mm程度である。
As shown in FIG. 3, a
プリズムシート18上には、偏光反射シート19が積層されている。この偏光反射シート19は、液晶パネル2のバックライト装置1側に貼着される偏光板23との組み合わせにおいて、バックライト側の偏光板23で透過する光、例えばP偏光のみを透過して、バックライト装置側の偏光板23が透過しない例えばS偏光を反射するシートである。DBEFとも称される偏光反射シート19を配置することで、バックライト装置1から照射される光のうち、偏光板23を透過しないために液晶パネル2での画像表示に寄与しない光を、バックライト装置1側に反射して再利用することができる。
On the
このように、図3に示した光学部材10の別の構成例では、偏光板13,透過率制御シート14,拡散シート15、透過率制御シート15,拡散シート17によって、光源の配列パターンに起因する光源からの光20の輝度むらを解消した後、液晶パネル2に入射させる照射光の指向性を高めることができ、また、偏光板23でロスする光を再利用することができる。これにより、液晶パネル2を透過して画像表示に寄与するバックライト装置1からの照射される照射光の輝度を向上することができる。このため、より明るい表示画像が実現できる液晶表示装置を得ることができる。
As described above, in another configuration example of the
なお、図3を用いて示した光学部材10の構成例におけるプリズムシート18や、偏光反射シート19は、上記具体例を開示したものに限られるものではなく、液晶パネル2のバックライト装置1に用いられる、周知のプリズムシートおよび偏光反射シートを利用することができる。また、上記説明では、シート基材上に形成された光学素子が、頂角が90°の柱状のプリズムが形成されたプリズムシート18を用いることについて説明したが、プリズムシート18の代わりに、同様の集光機能を有し、シート基材上に形成された光学素子の断面が半円である、いわゆるレンチキュラーシートを用いることもできる。
Note that the
以上、本発明にかかるバックライト装置と、これを備えた液晶表示装置の実施形態として、バックライト装置の光源にLEDを用いたものについて説明してきた。しかし、本発明はこれに限られず、バックライト装置の光源として、冷陰極蛍光管または熱陰極蛍光管などの蛍光管、EL素子などのLED以外の発光素子を利用することができる。そして、光源の種類にかかわらず、バックライト装置が薄型化されて、光源と光学部材との間隔が狭い場合であっても、照射光の輝度がより均一化されたバックライト装置を得ることができる。 As mentioned above, what used LED as the light source of a backlight apparatus has been demonstrated as embodiment of the backlight apparatus concerning this invention and a liquid crystal display device provided with the same. However, the present invention is not limited to this, and as a light source of the backlight device, a fluorescent tube such as a cold cathode fluorescent tube or a hot cathode fluorescent tube, or a light emitting element other than an LED such as an EL element can be used. And, regardless of the type of light source, it is possible to obtain a backlight device in which the brightness of the irradiated light is made more uniform even when the backlight device is thinned and the distance between the light source and the optical member is narrow. it can.
本発明は、照射光を画像表示に利用する表示素子のバックライト装置として、また、表示素子が液晶パネルである液晶表示装置として、産業上利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is industrially applicable as a backlight device for a display element that uses irradiation light for image display, and as a liquid crystal display device in which the display element is a liquid crystal panel.
1 バックライト装置
2 液晶パネル(表示素子)
10 光学部材
11 シャーシ
11a 底面
11b 側壁部
12 LED(光源)
13 拡散板
14、16 透過率制御シート
15、17 拡散シート(光散乱性シート)
18 プリズムシート
19 偏光反射シート
100 液晶表示装置
1
DESCRIPTION OF
13
18
Claims (5)
底面と前記底面を取り囲む側壁部とを有する有底枠状のシャーシと、
前記シャーシの前記底面に配置された複数の光源と、
前記シャーシの前記側壁部の上端部に配置された光学部材とを備え、
前記光学部材は、樹脂フィルム内に光拡散成分が含有された透過率制御シートを複数枚有し、前記複数枚の前記透過率制御シートが、樹脂フィルムの表面に凹凸が形成された光散乱性シートを介して積層されていることを特徴とするバックライト装置。 A backlight device disposed on the back surface of the display element to irradiate the display element with irradiation light,
A bottomed frame-shaped chassis having a bottom surface and a side wall surrounding the bottom surface;
A plurality of light sources disposed on the bottom surface of the chassis;
An optical member disposed at the upper end of the side wall of the chassis,
The optical member has a plurality of transmittance control sheets in which a light diffusion component is contained in a resin film, and the plurality of transmittance control sheets have light scattering properties in which irregularities are formed on the surface of the resin film. A backlight device, wherein the backlight device is laminated through sheets.
前記液晶パネルに、請求項1〜4のいずれか1項に記載のバックライト装置からの照射光が照射されることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel is provided as a display element.
5. A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal panel is irradiated with irradiation light from the backlight device according to claim 1.
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