JP2010170898A - Edge light type partial drive backlight unit and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に用いるバックライトに係わり、特に、エリア・コントロールに適したエッジライト型部分駆動バックライトユニット及びそれを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a backlight used in a liquid crystal display device, and more particularly to an edge light type partial drive backlight unit suitable for area control and a liquid crystal display device using the same.
近年、液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶表示装置は、大型化するとともに、薄型化する傾向が著しく,それに伴ってバックライトの薄型化が大きな課題となっている。PDPや有機ELといった自発光型ディスプレイの場合,バックライトは不要であるが、液晶はフィルターの機能しか持たないため、液晶ディスプレイにはバックライトが必要であり、最も重要な技術の一つでもある。 In recent years, liquid crystal display devices such as a liquid crystal television and a liquid crystal display tend to be large and thin, and accordingly, thinning the backlight has become a major issue. In the case of a self-luminous display such as a PDP or an organic EL, a backlight is not necessary, but since a liquid crystal only has a filter function, a backlight is necessary for a liquid crystal display, which is one of the most important technologies. .
この場合の光源の配置方式としては,液晶パネルの背面全面に光源を並べる直下型と,液晶パネル側面に光源を配置して,導光板や反射板を使って光を液晶パネル全面に広げるエッジライト型が知られており、小型液晶、ノート型やデスクトップ型のパソコン及びLCDモニターにはエッジライト型方式が多く、液晶テレビには直下型方式が主に採用されている。 In this case, the light source is placed directly on the back surface of the liquid crystal panel, and the light source is placed on the side of the liquid crystal panel, and light is spread over the entire surface of the liquid crystal panel using a light guide plate or reflector. The type is known, and there are many edge light types for small liquid crystal, notebook type and desktop personal computers and LCD monitors, and the direct type is mainly used for liquid crystal televisions.
上記の直下型方式は、CCFL(冷陰極管)やLEDなどを液晶の下に並べ、その上に拡散板を配置した面光源から液晶に光を送る方式であり、高輝度化に伴う光源の増設が簡易でかつ軽量である上、ローカルディミングなどの部分駆動方式を具現することができるため、液晶テレビに多く採用されているが拡散板の表面加工に手間がかかる上、輝度ムラを改善するために光源と拡散板の間にある程度の距離が必要であり所定の厚さを要するため、薄型化が困難であるという問題がある。 The direct type system described above is a system in which CCFLs (cold cathode fluorescent lamps) and LEDs are arranged below the liquid crystal, and light is sent to the liquid crystal from a surface light source on which a diffusion plate is arranged. It is easy to add and lightweight, and can implement partial drive methods such as local dimming, so it is widely used in LCD TVs, but it takes time to process the diffusion plate and improves uneven brightness. Therefore, since a certain distance is required between the light source and the diffusion plate and a predetermined thickness is required, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness.
一方、エッジライト型方式は、CCFLやLEDの線状の光を導光板を用いて面状の光に換え液晶に光を送るもので、光源からアクリル製の導光板内に導かれた光を全反射を用いて全面に導き、反射ドットに当たった光がその進路を変え、全反射角よりも小さい角度になった光がアクリル表面から出てくることを利用して導光板全面から出射するようにしたものであり、その構造から薄型化に有利である利点を有する。 On the other hand, the edge light type method is a method in which the linear light of CCFL or LED is converted into planar light using a light guide plate and sent to liquid crystal, and the light guided from the light source into the acrylic light guide plate is transmitted. Using total reflection, light is directed to the entire surface, and the light hitting the reflective dot changes its path, and the light with an angle smaller than the total reflection angle is emitted from the acrylic surface and is emitted from the entire surface of the light guide plate. This structure has the advantage of being advantageous for thinning because of its structure.
上記のエッジライト型のバックライトにおいては、導光板のアクリル端面から入光した光は、平滑面で全反射を繰り返しながら、表面反射を除き入光した光はすべてが全反射光となってアクリル板内を進み、反射ドットに当たらなければ減衰することなく反対側の端面まで到達するため、導光板における光の利用効率が非常に高いという利点を有する。 In the above-mentioned edge light type backlight, the light incident from the acrylic end face of the light guide plate repeats total reflection on the smooth surface, but all the incident light except for the surface reflection becomes total reflection light. Since the light travels through the plate and reaches the opposite end face without being attenuated unless it hits the reflective dot, it has an advantage that the light use efficiency in the light guide plate is very high.
しかしながら、エッジライト型方式は、導光板を使用して面光源としているが、CCFL付近は明るく、CCFLから遠く離れるにつれて暗くなり輝度ムラを生じ易いという問題があり、さらに輝度を高くすることが課題となっている。 However, the edge light type system uses a light guide plate as a surface light source, but there is a problem that the vicinity of the CCFL is bright, it becomes dark as it goes far from the CCFL, and it tends to cause uneven brightness. It has become.
このような輝度ムラの問題の解決手法として、平面長方形状であって一の表面を光出射面とするとともに、2乃至4の側面を光入射面とし、全ての光入射面側から厚さが漸次薄くなるように構成された1乃至4の傾斜面からなる反射面を備え、高輝度で発光体が不点灯にも対応可能な導光板が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a technique for solving such a problem of luminance unevenness, a flat rectangular shape having one surface as a light emitting surface, and two to four side surfaces as light incident surfaces, the thickness from all the light incident surfaces is increased. There is known a light guide plate that has a reflective surface composed of 1 to 4 inclined surfaces configured to be gradually thinner, and that can cope with non-lighting of a light emitter with high luminance (see, for example, Patent Document 1). .
また、表面と裏面と4つの側面を有する板状の透明樹脂成形体であって、表面が光出射面で、4つの側面のうちの少なくとも対向する2面が光入射面であり、裏面が光入射面から中央に向かって板厚が減少するように形成された例えば曲面からなる光反射面を有し、軽量で輝度が高く、かつ輝度むらが少ない輝度均整度に優れた導光板が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, a plate-shaped transparent resin molded body having a front surface, a back surface, and four side surfaces, the front surface is a light emitting surface, and at least two of the four side surfaces are light incident surfaces, and the back surface is light. A light guide plate that has a light reflecting surface made of, for example, a curved surface that is formed so that the plate thickness decreases from the incident surface toward the center, is lightweight, has high luminance, and has excellent luminance uniformity with little luminance unevenness. (For example, refer to Patent Document 2).
一方、部分駆動表示が可能なバックライトによれば、高いコントラストと広い色再現性を実現できることが知られており、このようなエリア・コントロールが可能なバックライトとして、相互分離されて各々ブロックを形成する複数の導光板と、導光板各々の側部に配置され各ブロックの導光板に光を入光させる複数のLEDとを含み、各ブロックの導光板に光を入光させるLEDは、隣り合う他ブロックの導光板と重畳され、ブロック別に部分駆動されるローカルディミングなどの部分駆動方式が容易で、高いコントラスト比を通じた鮮明な画質の具現が可能な薄型化に有利なバックライトユニットが知られている(例えば、特許文献3参照。)。 On the other hand, it is known that a backlight capable of partial drive display can realize high contrast and wide color reproducibility. As a backlight capable of such area control, each block is separated from each other. A plurality of light guide plates to be formed, and a plurality of LEDs arranged on the side portions of the light guide plates to allow light to enter the light guide plates of each block, and the LEDs that allow light to enter the light guide plates of each block are adjacent to each other. A backlight unit that is superposed on the light guide plate of the matching other block and is easy to achieve a partial drive method such as local dimming that is partially driven by each block and can realize clear image quality through a high contrast ratio is known. (For example, see Patent Document 3).
また、端部光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる楔型の形状をなす二以上の照明単位を一の照明単位の表面と他の照明単位の裏面とを対向させて各照明単位が一部分重畳する様に配設して各照明単位の表面によって光照射対象に対する略一連の対向面を形成すると共に一以上の照明単位の光入射面に光源を配置し、薄型化、大照光面の高輝度化及び構成の単純化を可能にした面状光源装置が知られている(例えば、特許文献4参照。)。 In addition, two or more illumination units having a wedge shape whose thickness decreases as the distance from the end light incident surface decreases, with each illumination unit partially overlapping with the surface of one illumination unit facing the back of another illumination unit. The light source is arranged on the light incident surface of one or more illumination units, and the surface of each illumination unit forms a substantially series of opposed surfaces with respect to the light irradiation target. And the planar light source device which enabled the simplification of a structure is known (for example, refer patent document 4).
上記の特許文献1及び2の導光板においては、導光板に2面以上の光入射面を設けているため、入射面が1面の導光板よりも高輝度を可能とするが、エリア・コントロールに利用するものではなく、例えエリア・コントロールへの利用を考慮したとしても、その縦・横の分割面の一方又は双方の数が1又は2に限定されるため、大画面のエリア・コントロールに適さない。
In the above-described light guide plates of
一方、エリア・コントロール可能な特許文献3のバックライトユニットにおいては、同一形状の導光板を用いて部分駆動方式を可能とするが、各ブロックの導光板のLEDが隣り合う他ブロックの導光板と重畳されることにより、光照射面の直下に多数のLEDが配置されることになり、この重畳部分においては導光板の板厚が急激に変化するため、光出射面の全体に亘り均一な輝度を達成することに難点がある。 On the other hand, in the backlight unit of Patent Document 3 capable of area control, a partial drive system is possible using a light guide plate of the same shape, but the light guide plate of another block adjacent to the LED of the light guide plate of each block As a result of the superposition, a large number of LEDs are arranged directly under the light irradiation surface, and the thickness of the light guide plate changes abruptly in this superposition portion. There are difficulties in achieving this.
さらに、特許文献4の面状光源装置においても同一形状の導光板を用いて部分駆動方式を可能とするが、各導光板の裏面には、隣接する光源の光の干渉等による液晶パネルへの輝度の不均一化を防ぐために、所定の領域にグラデーション処理と遮光処理又は光減衰処理を施す必要がある上、各導光板裏面とリアシャーシとが形成する空間に保持部材を挿嵌させるか、各照明単位の外郭に沿ってリアシャーシを形成する必要があるため、その構造が複雑となるとともに、光照射面の直下に多数のLEDが配置されることになり、光出射面の全体に亘り均一な輝度を達成することに難点がある。 Furthermore, the planar light source device of Patent Document 4 also enables a partial drive system using light guide plates having the same shape. However, on the back surface of each light guide plate, liquid crystal panels due to interference of light from adjacent light sources or the like are provided. In order to prevent uneven brightness, it is necessary to perform gradation processing and shading processing or light attenuation processing on a predetermined area, and a holding member is inserted into the space formed by the rear surface of each light guide plate and the rear chassis, Since it is necessary to form a rear chassis along the outline of each lighting unit, the structure is complicated, and a large number of LEDs are arranged directly under the light irradiation surface, and the entire light emission surface is covered. There are difficulties in achieving uniform brightness.
以上の問題を解決する手段として、本出願人は、図5に示すように、端部にそれぞれ線状光源41、51を備えた導光板42、52を、それぞれの導光板の各光出射面43、53が実質的に同一平面を形成するように隣接して配置し、かつ導光板42、52の各線状光源41、51が平行配置されたエッジライト型バックライトであって、導光板42の光出射面43の対向面に乱反射面44が形成された第1の導光板と、この第1の導光板42と積層された積層部Laを有する第2の導光板52とからなり、第2の導光板52は、積層部Laに形成された全反射領域Taと第1の導光板の光出射面43と隣接する光出射面53を有する乱反射領域Daとからなり、乱反射領域Daの光出射面53の対向面に乱反射面54を形成したエッジライト型部分駆動バックライトユニット40を、先に出願している(特願2008−112748号参照)。尚、同図において、45、55はランプリフレクタ、46、56は反射シート、47、57は端面反射シートである。
As means for solving the above problems, the present applicant, as shown in FIG. 5, uses
この場合、上記のエッジライト型部分駆動バックライトユニットにおいては、第1の導光板42の線状光源41から出た光P1は、導光板42の端面から導光板内へ入光し、乱反射面44の反射ドットで乱反射されて光出射面43から出射する。一方、第2の導光板52の線状光源51から出た光P2は、導光板52の端面から導光板内へ入光し、全反射領域Taの平滑面で全反射を繰り返しながら、表面反射を除き入光した光はすべてが全反射光となって導光板52内を進み、乱反射面54の反射ドットで乱反射されて光出射面53から出射する。
In this case, in the edge light type partial drive backlight unit described above, the light P 1 emitted from the linear light source 41 of the first
上記のエッジライト型部分駆動バックライトユニット40の複数を用いて、例えば、2個のユニットの各線状光源を両端部側に配置し、この複数組を各光出射面が同一平面をなすように並列配置することにより、液晶表示画面の下に多数のLEDを配置せずに部分駆動が可能になるが、以下のような難点があることが判明した。
即ち、上記の図5に示すエッジライト型部分駆動バックライトユニット40においては、第2の導光板52の積層部Laは、第1の導光板42と部分的に積層されており、従って、各線状光源41、51は導光板の図5における紙面に平行な板面方向の異なる位置に配置されているため、2枚の導光板間でクロストークを発生させない構造となっているが、樹脂製のランプリフレクタを用いているため、銀などを含んだ高反射材料を使用することができない。
Using the plurality of edge light type partial
That is, in the edge light type partial driving the
この構造では、樹脂製のランプリフレクタを用いているため、例えば、LEXAN* BFL4000U Resin(SABIC Innovative Plastics社商標)を樹脂材料として用いた場合、反射率が95%程度なのでLED設置エリア内の樹脂製ランプリフレクタに対して3回反射を繰り返すと、反射光は86%程度に低下する。この場合、銀反射タイプのリフレクタを樹脂製フレームに貼り付ける方法もあるが、部品点数や組み立て工数が増加し、また、LEDバーも各導光板に1本必要となりこれも部品数の増加に繋がるという難点を有する。 In this structure, since a resin lamp reflector is used, for example, when LEXAN * BFL4000U Resin (trademark of SABIC Innovative Plastics) is used as a resin material, the reflectance is about 95%, so that the resin made in the LED installation area is used. When reflection is repeated three times on the lamp reflector, the reflected light decreases to about 86%. In this case, there is a method of attaching a silver reflection type reflector to the resin frame, but the number of parts and assembly man-hours increase, and one LED bar is required for each light guide plate, which also leads to an increase in the number of parts. Has the disadvantages.
さらに、LED等からなる各線状光源41、51が離間して配置されているため、線状光源の発熱による輝度低下の問題も生ずるという難点もある。
Furthermore, since the
以上の図5に示すエッジライト型部分駆動バックライトユニット40においては、線状光源としてトップビュー型のLEDを使用しているがサイドビュー型のLEDを使用した場合にも同様の難点がある。
In the edge light type partial
本発明は、以上の難点を解消するためになされたもので、部品数を増加させずに、高効率なエッジライト型部分駆動バックライトを提供することをその目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a highly efficient edge light type partial drive backlight without increasing the number of parts.
また、本発明は、線状光源周辺部のクロストークを防止するとともに、光源の反射効率を改善し、さらに、光源の発熱による輝度低下を軽減することができる高効率なエッジライト型部分駆動バックライト構造を提供することをその目的とする。 In addition, the present invention prevents crosstalk around the linear light source, improves the reflection efficiency of the light source, and further reduces the decrease in luminance due to heat generated by the light source. The object is to provide a light structure.
また、本発明の他の目的は、光照射面の直下に多数の光源(LED)が配置されることなく、全ての光源をバックライトユニットの両端側に配置し、その構造が簡単で、かつ、大画面のエリア・コントロールに対して、その縦・横の分割面の数に制限されない部分駆動バックライトユニットを提供することをその目的とする。 Another object of the present invention is to arrange all the light sources at both ends of the backlight unit without arranging a large number of light sources (LEDs) immediately below the light irradiation surface, and to simplify the structure, and An object of the present invention is to provide a partial drive backlight unit that is not limited by the number of vertical and horizontal division planes for large screen area control.
以上の目的を達成するために、本発明のエッジライト型部分駆動バックライトユニットは、端部にそれぞれ線状光源を備えた導光板の複数を、それぞれの導光板の各光出射面が実質的に同一平面を形成するように隣接して配置し、かつ複数の導光板の各線状光源が平行配置されたバックライトユニットにおいて、このバックライトユニットは、導光板の光出射面の少なくとも一部の対向面に乱反射面が形成された第1の導光板と、この第1の導光板とその形状が異なり、反射シートを介して第1の導光板と積層された積層部を有する第2の導光板とからなり、この第2の導光板は、積層部に形成された全反射領域と第1の導光板の光出射面と隣接する光出射面を有する乱反射領域とからなり、この乱反射領域の光出射面の少なくとも一部の対向面に乱反射面を形成するとともに、第1及び第2の導光板の線状光源を反射シートの端部の両側に配置して、この2つの線状光源を断面コ字状の熱伝導性及び反射率の良好な材料で被覆するようにしたものである。 In order to achieve the above object, an edge light type partial drive backlight unit according to the present invention includes a plurality of light guide plates each having a linear light source at an end, and each light output surface of each light guide plate is substantially Are arranged adjacent to each other so as to form the same plane, and the linear light sources of the plurality of light guide plates are arranged in parallel, the backlight unit includes at least a part of the light emitting surface of the light guide plate. A first light guide plate having an irregular reflection surface formed on the opposing surface, and a second light guide plate having a laminated portion that is different from the first light guide plate and laminated with the first light guide plate via a reflection sheet. The second light guide plate includes a total reflection region formed in the laminated portion and a diffuse reflection region having a light output surface adjacent to the light output surface of the first light guide plate. At least some pairs of light exit surfaces A diffused light reflecting surface is formed on the surface, and the linear light sources of the first and second light guide plates are arranged on both sides of the end portion of the reflecting sheet, and the two linear light sources are formed with a U-shaped thermal conductivity and It is made to coat with a material having good reflectivity.
上記のエッジライト型部分駆動バックライトユニットにおいて、第2の導光板は、さらに、それぞれ順次反射シートを介して積層された積層部を有する第nの導光板(n≧3)を備え、この第nの導光板は、第(nー1)の導光板とその形状が異なり第(nー1)の導光板との積層部に形成された全反射領域と第(nー1)の導光板の光出射面と隣接し、実質的に同一平面を形成する光出射面を有する乱反射領域とからなり、この乱反射領域の光出射面の少なくとも一部の対向面に乱反射面を形成するとともに、第1乃至第nの導光板の線状光源を各反射シートの端部の両側にそれぞれ配置し、このn個の線状光源を断面コ字状の熱伝導性及び反射率の良好な材料で被覆するように形成することもできる。 In the edge light type partial drive backlight unit described above, the second light guide plate further includes an nth light guide plate (n ≧ 3) each having a stacked portion that is sequentially stacked via a reflective sheet. The n light guide plate is different in shape from the (n-1) light guide plate and has a total reflection area formed in a laminated portion of the (n-1) light guide plate and the (n-1) light guide plate. A diffused reflection region having a light output surface adjacent to the light output surface and forming substantially the same plane, and forming a diffused reflection surface on at least a part of the opposite surface of the light output surface of the irregular reflection region, and The linear light sources of the 1st to nth light guide plates are arranged on both sides of the end portions of the respective reflection sheets, and the n linear light sources are covered with a material having a U-shaped cross section and good thermal conductivity and reflectivity. It can also be formed.
また、大画面に対応した複数の導光板よりなるバックライトユニットに対応して、上記のいずれかのエッジライト型部分駆動バックライトユニットの2つを、各導光板の線状光源が両端側に配置されるように光出射面を隣接し、各導光板の光出射面が実質的に同一平面を形成するように配置することもでき、さらに、この複数組を、各線状光源が両端側に配置されるように光出射面を隣接し、各部分駆動バックライトの光出射面が実質的に同一平面を形成するように配置することも可能である。 In addition, corresponding to a backlight unit composed of a plurality of light guide plates corresponding to a large screen, two of the above-mentioned edge light type partial drive backlight units are arranged so that the linear light sources of each light guide plate are on both ends. It is also possible to arrange the light emitting surfaces adjacent to each other so that the light emitting surfaces of the respective light guide plates form substantially the same plane. It is also possible to arrange the light emitting surfaces adjacent to each other so that the light emitting surfaces of the partial drive backlights form substantially the same plane.
これらの大画面に対応した複数の導光板よりなるエッジライト型部分駆動バックライトユニットは、液晶表示装置に好適する。 An edge light type partial drive backlight unit composed of a plurality of light guide plates corresponding to these large screens is suitable for a liquid crystal display device.
本発明によれば、複数の形状の異なる導光板を用いて部分駆動表示を容易に実現することができ、また、部品数を増加させずに、高効率なエッジライト型部分駆動バックライトを実現することができる。 According to the present invention, partial drive display can be easily realized by using a plurality of light guide plates having different shapes, and a highly efficient edge light type partial drive backlight can be realized without increasing the number of components. can do.
また、本発明によれば、線状光源周辺部のクロストークを防止するとともに、反射効率を改善し、光源の発熱による輝度低下を軽減することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to prevent the crosstalk around the linear light source, improve the reflection efficiency, and reduce the luminance decrease due to the heat generated by the light source.
さらに、本発明によれば、光照射面の直下に多数の光源(LED)を配置することなく、全ての光源がバックライトユニットの片側又は両端側に配置されるため、その構造が簡単で、かつ、その縦・横の分割面の数に制限されない大画面のエリア・コントロールに適した2次元的部分駆動可能なエッジライト型部分駆動バックライトユニットを容易に実現することができる。 Furthermore, according to the present invention, since all the light sources are arranged on one side or both ends of the backlight unit without arranging a large number of light sources (LEDs) immediately below the light irradiation surface, the structure is simple, In addition, an edge light type partial drive backlight unit capable of two-dimensional partial drive suitable for area control of a large screen that is not limited by the number of vertical and horizontal divided surfaces can be easily realized.
以下、面図を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to a plan view.
図1(a)は、本発明の基本的な原理を説明するためのエッジライト型部分駆動バックライトユニット10の断面図であり、同図(b)はその一部拡大断面図である。
FIG. 1A is a sectional view of an edge light type partial
同図において、11、21は線状光源、12、22は導光板、13、23は光出射面、14、24は反射ドット等により形成された乱反射面、16、26は反射シート、17、27は端面反射シートである。
In the same figure, 11 and 21 are linear light sources, 12 and 22 are light guide plates, 13 and 23 are light emitting surfaces, 14 and 24 are irregular reflection surfaces formed by reflective dots, 16 and 26 are reflection sheets,
線状光源11、21は各導光板12、22の端部にそれぞれ平行配置され、各導光板12,22の光出射面13,23は実質的に同一平面を形成するように隣接して配置されている。第1の導光板12の光出射面13の対向面には、その少なくとも一部、通常は全面に乱反射面14が形成されており、第2の導光板22は、第1の導光板12と積層された積層部Lbからなる全反射領域Tbと、第1の導光板12の光出射面13と隣接する光出射面23を有する乱反射領域Dbからなり、この乱反射領域Dbの光出射面23の対向面の少なくとも一部、通常は全面に乱反射面24が形成されている。
The linear
上記第1及び第2の導光板の線状光源11、21は、例えば、それぞれ直線状に配置されたトップビュー型の複数のLEDからなり、これらのLEDは単一の基板B上に配置されたLEDバーを形成している。
The linear
このLEDバーは、断面コ字状のランプリフレクタ15で被覆されており、各線状光源11、21の基板Bの底部とランプリフレクタ15とは接触して実装されている。断面コ字状のランプリフレクタ15には、熱伝導性及び反射率の良好な、例えば、金属性の材料が用いられる。
This LED bar is covered with a
以上の第1及び第2の導光板のLEDからなる線状光源11、21をそれぞれ別個の基板上に配置し、各線状光源11、21の基板の底部とランプリフレクタ15とを接触するようにすることも可能である。
The linear
導光板12、22には、可視光の透過性が優れた樹脂が採用され、PMMA(ポリメチル・メタクリレート:広義のアクリル樹脂)やPC(ポリカーボネート)等が採用される。また導光板12、22の一端側に配置された線状光源11、21としてLED(発光ダイオード)の他、CCFL(冷陰極管)、HCFL(熱陰極管)が用いられるが、ローカルディミングやインパルシブ方式の部分駆動を具現するためにLEDを採用することが好ましい。
For the
各導光板12、22の光出射面13、23のそれぞれの対向面には、反射シート16、26が、それぞれの導光板の端面には端面反射シート17、27が配置されており、第1及び第2の導光板12、22間の反射シート16の線状光源側の端部16tは、クロストークを防止するために各線状光源11、21間に延設されている。各線状光源11、21間に配置された反射シート16は、少なくとも各線状光源間に位置する端部16tにおいて、その両面側に反射処理又は遮光処理が施されている。
導光板12、22に形成された乱反射面14、24は、印刷方式、成型方式、粘着ドット方式又は溝加工方式のいずれかにより形成することができ、例えば、印刷法を用いた場合には、反射インクをグラデーションパターンにしたがって裏面に塗布することにより反射ドットが形成される。導光板12、22では、光出射面全体の輝度を均一化させるために、線状光源11、21近傍の反射ドットの面積を小さく、光源から遠く離れるほど反射ドットの面積を大きくする。
The irregular reflection surfaces 14 and 24 formed on the
LED等の線状光源11、21から出た光は導光板12、22の側面から入射するが、このときに表面反射する光を除き、ほぼ全ての光が導光板内に入射し、全反射領域では表面反射を繰り返して進行し、乱反射領域の乱反射面14、24に形成された反射ドットで光が散乱され、光出射面13、23から外に光が出て行く。
The light emitted from the linear
反射シート16,26は、全反射の他、反射ドットの散乱光の一部で導光板背面に向かう成分を反射して光出射面正面に向かわせる。
In addition to the total reflection, the
上記のエッジライト型部分駆動バックライトユニット10においては、第1の導光板12の線状光源11から出た光及びランプリフレクター15で反射された光Paは、導光板12の端部の入射面から導光板内へ入光し、乱反射面14の反射ドットで乱反射されて光出射面13から出射し、一方、第2の導光板22の線状光源21から出た光Pbは、導光板22の端面から導光板内へ入光し、全反射領域Tbの平滑面で全反射を繰り返しながら、表面反射を除き入光した光はすべてが全反射光となって導光板22内を進み、乱反射面24の反射ドットで乱反射されて光出射面23から出射する点は、図5におけると同様であるが、エッジライト型部分駆動バックライトユニット10においては、第1及び第2の導光板12、22の線状光源11、21が、その両面側に反射処理又は遮光処理が施された反射シート16の端部16tの両側に配置されているため、クロストークを防止することができる上、この2つの線状光源11、21の基板Bが断面コ字状の熱伝導性の良好なランプリフレクタ15と接触しているため熱拡散に優れ、光源の発熱による輝度低下を軽減することができる。即ち、LED等が発した熱は金属等の基板Bに伝わり、基板とランプリフレクタが接触しているので、熱伝導性の良好な金属等からなるランプリフレクタはヒートシンクの役目を果たし、金属ランプリフレクタより放熱される。この場合、基板と金属ランプリフレクタの間に、熱伝導シートを設置すれば冷却効果をさらに向上させることが可能である。また、反射シート26の下部と接触するランプレフリクタの面積を変化させることにより、冷却効果の調整が可能となる。
In the edge light type partial driving the
さらに、線状光源11、21がランプリフレクタに覆われているため、光漏れの発生を防ぐことも可能となる。
Furthermore, since the linear
また、ランプリフレクタ15は反射率に優れた材料からなるため、反射効率を改善することができる。上述のように、樹脂製のランプリフレクタを用いた場合には、
ランプリフレクタに対して3回反射を繰り返すと反射光は86%程度に低下するが、金属製のランプリフレクタを用いた場合には、反射光の低下著しくを低減することができる。
Moreover, since the
When reflection is performed three times on the lamp reflector, the reflected light is reduced to about 86%. However, when a metal lamp reflector is used, the reduction of the reflected light can be remarkably reduced.
例えば、3M社製のDESR−M−SIRを用いると、その反射率が98%程度なので、LED設置エリア内の金属製ランプリフレクタに対して3回反射を繰り返すと、反射光は94%程度となり、樹脂製ランプリフレクタの場合と比較して反射ロスを大幅に低減することができる。 For example, if DESR-M-SIR manufactured by 3M is used, the reflectivity is about 98%. Therefore, if reflection is performed three times on the metal lamp reflector in the LED installation area, the reflected light will be about 94%. The reflection loss can be greatly reduced as compared with the case of the resin lamp reflector.
以上の説明では、線状光源11、21がトップビュー型のLEDからなる場合を示しているが、図2に示すように、この線状光源11、21として、パッケージ側面から出光するサイドビュー型のLEDを用いることもできる。
In the above description, the case where the linear
この場合において、第1及び第2の導光板12、22の各線状光源11、21の基板Ba、Bbは、断面コ字状の熱伝導性及び反射率の良好な材料と接触して対向配置される。
In this case, the substrates B a and B b of the linear
以上述べた図1に示すトップビュー型又は図2に示すサイドビュー型のLEDを基板上に実装する場合、各LEDバーの基板上の複数個のLEDを、導光板に垂直な平面内でそれぞれ隣接して配置するか、あるいは隣接する各LEDバーの基板上の複数個のLEDを、導光板に垂直な平面内において、LEDバーの基板方向に千鳥状に配置することもできる。特に、LEDを導光板に垂直な平面内において、LEDバーの基板方向に千鳥状に配置し、第1の導光板12よりも第2の導光板22に対してLEDの数を多く配置することにより、熱拡散させることが可能となる上、導光板22の効率分低下を補うことが可能となる。
When the above-described top view type LED shown in FIG. 1 or side view type LED shown in FIG. 2 is mounted on a substrate, a plurality of LEDs on the substrate of each LED bar are respectively arranged in a plane perpendicular to the light guide plate. It is also possible to arrange the LEDs adjacent to each other or a plurality of LEDs on the substrates of the adjacent LED bars in a staggered manner in the direction of the LED bars in a plane perpendicular to the light guide plate. In particular, LEDs are arranged in a staggered manner in the direction of the substrate of the LED bar in a plane perpendicular to the light guide plate, and a larger number of LEDs are arranged with respect to the second
図1のエッジライト型部分駆動バックライトユニット10は、2枚の導光板を用いているが、本発明では、3以上の導光板の複数枚を用いてエッジライト型部分駆動バックライトユニットを構成することができる。
The edge light type partial
即ち、第2の導光板22の下部に反射シートを介して積層した第3の導光板を配置し、この第3の導光板は、第2の導光板との積層部に形成された全反射領域と第2の導光板の出射面と隣接し、実質的に同一平面を形成する光出射面を有する乱反射領域とからなり、乱反射領域の光出射面の対向面に乱反射面を形成するとともに、第1乃至第3の導光板の線状光源を各反射シートの端部の両側にそれぞれ配置し、この3個の線状光源を断面コ字状の熱伝導性及び反射率の良好な材料で被覆するように形成することもできる。 この場合は、第2の導光板22と第3の導光板との積層部の長さが第1の導光板12と第2の導光板22との積層部の長さLbよりも長いことに対応している。
That is, a third light guide plate laminated via a reflection sheet is disposed below the second
この構成においては、第1乃至第3の導光板の光出射面は実質的な同一平面を形成し、第2及び第3の導光板の乱反射領域の各光出射面に対向する乱反射面の好ましくは全面に反射ドット等が形成される。以上の構成は、導光板が4枚以上の場合にも同様に適用可能である。 In this configuration, the light emitting surfaces of the first to third light guide plates form substantially the same plane, and preferably the irregular reflection surfaces facing the light emitting surfaces of the irregular reflection regions of the second and third light guide plates. Is formed with reflective dots and the like on the entire surface. The above configuration can be similarly applied when there are four or more light guide plates.
また、上記のエッジライト型部分駆動バックライトユニットの2つを、各導光板の線状光源が両端側に配置されるように光出射面を隣接し、各導光板の光出射面が実質的に同一平面を形成するように配置することもできる。 Also, two of the edge light type partial drive backlight units described above are adjacent to each other so that the linear light sources of the respective light guide plates are arranged on both ends, and the light output surfaces of the respective light guide plates are substantially Can be arranged so as to form the same plane.
図3(a)は、図1(a)のエッジライト型部分駆動バックライトユニット10の第2の導光板22と、同一構造のエッジライト型部分駆動バックライトユニット10´の第2の導光板22´を対向して配置し、各ユニット10、10´の各第1及び第2の導光板12、22、12´、22´が同一平面を構成するように配置した構成の断面図を示す。
FIG. 3A shows the second
この場合において、各ユニット10、10´の線状光源11、21、11´、21´は、各ユニット10、10´の両端側に配置され、それぞれ基板B、B´上に実装されるとともに、断面コ字状のランプリフレクタ15、15´内に基板とランプリフレクタとが接触した状態で配置される。
In this case, the linear
図3(b)は、同図(a)のエッジライト型部分駆動バックライトユニット10、10´を用いた液晶表示装置の断面図を示す。上記のように、各導光板12、12´、22、22´が同一平面を構成するように対向して配置されたエッジライト型部分駆動バックライトユニット10、10´の上面には2枚の拡散シートDSがプリズムシートPSを挟んで配置され、その上面に液晶パネルLCが配置される。この拡散シートは、反射ドットを目立たなくする目的だけでなく、光を正面に集めて正面輝度を高くするという重要な働きを持つ。また、プリズムシートは、レンズシートの一種で、正面方向の輝度を向上させるために、バックライトの導光板の上面に設置される。
FIG. 3B shows a cross-sectional view of a liquid crystal display device using the edge light type partial
大画面に対応した多数のエリアに分割されたエッジライト型部分駆動バックライトユニットに対しては、以上述べたエッジライト型バックライトユニットの複数を用いて容易に達成することが可能である。 An edge light type partial drive backlight unit divided into a large number of areas corresponding to a large screen can be easily achieved by using a plurality of the edge light type backlight units described above.
図4は、前述の3枚の導光板からなるエッジライト型部分駆動バックライトユニットの8個を用いた例を示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view showing an example in which eight of the edge light type partial drive backlight units composed of the three light guide plates described above are used.
同図において、第1乃至第3の導光板12、22、32からなるエッジライト型部分駆動バックライトユニット20´と第1乃至第3の導光板12´、22´、32´からなるエッジライト型部分駆動バックライトユニット30´を各導光板が同一平面を形成するように、各線状光源(11、11´等)を両端部側に配置し、この4組を並列配置したものである。この場合全ての導光板は実質的に同一平面を形成する。この場合も図3(b)と同様に、導光板の上面に拡散シートDS、プリズムシートPS及び液晶パネルLCが配置される。
In the figure, an edge light type partial
上記のような構成とすることにより、液晶表示装置の液晶パネルを複数の領域に分割して、各分割領域のグレーレベル値に応じて各分割領域別に線状光源の輝度値を均一化することができる。また、各エリアに対応する線状光源をエリア毎に制御することにより、ローカルディミングも容易となる。 With the above configuration, the liquid crystal panel of the liquid crystal display device is divided into a plurality of regions, and the luminance value of the linear light source is made uniform for each divided region according to the gray level value of each divided region. Can do. Moreover, local dimming is also facilitated by controlling the linear light source corresponding to each area for each area.
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明はこれに限定されず、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。 Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to this, and any configuration known so far can be adopted as long as the effects of the present invention are exhibited. It goes without saying that it can be done.
本発明によるエッジライト型部分駆動バックライトユニットは、エリア・コントロール可能なバックライトを備えた液晶表示装置に用いることができる。 The edge light type partial drive backlight unit according to the present invention can be used for a liquid crystal display device having an area-controllable backlight.
10、10´、20´、30´、40 エッジライト型部分駆動バックライトユニット
11、21、41、51 線状光源
12、12´、42 第1の導光板
22、22´、52 第2の導光板
32、32´ 第3の導光板
13、23、43、53 光出射面
14、24、44、54 乱反射面
16、26、46、56 反射シート
15、15´、45、55 ランプリフレクタ
16t 反射シートの端部
17、27、47、57 端面反射シート
B、B´、Ba、Bb 基板
LC 液晶パネル
DS 拡散シート
PS プリズムシート
Da、Db 乱反射領域
La、Lb 積層部
Ta、Tb 全反射領域
P1、P2、Pa、Pb 光
10, 10 ', 20', 30 ', 40 Edge light type partial
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