JP2010272274A - Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same - Google Patents

Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2010272274A
JP2010272274A JP2009121704A JP2009121704A JP2010272274A JP 2010272274 A JP2010272274 A JP 2010272274A JP 2009121704 A JP2009121704 A JP 2009121704A JP 2009121704 A JP2009121704 A JP 2009121704A JP 2010272274 A JP2010272274 A JP 2010272274A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
liquid crystal
red
green
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009121704A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Sato
友之 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WORLD WIDE DISPLAY CO Ltd
Original Assignee
WORLD WIDE DISPLAY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WORLD WIDE DISPLAY CO Ltd filed Critical WORLD WIDE DISPLAY CO Ltd
Priority to JP2009121704A priority Critical patent/JP2010272274A/en
Publication of JP2010272274A publication Critical patent/JP2010272274A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlight unit for a color liquid crystal display device, easier to manufacture while omitting a color filter to actualize higher screen brightness. <P>SOLUTION: In the backlight unit 3, optical fiber cables 17, 18, 19 corresponding to three primary colors are arranged in accordance with the arrangement order of red, green and blue sub pixels R, G, B arranged in parallel to one another to form one pixel 13 for a color liquid crystal shutter 2, and along their arraying direction. The optical fiber cables 17, 18, 19 each have a plurality of grooved holes 23 for reflecting light guided along their axial directions toward the color liquid crystal shutter 2. Spaces between the grooved holes 23 of the red light optical fiber cable 17 are the same as spaces between the red sub pixels R, spaces between the grooved holes 23 of the green light optical fiber cable 18 are the same as spaces between the green sub pixels G, and spaces between the grooved holes 23 of the blue light optical fiber cable 19 are the same as spaces between the blue sub pixels B. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、カラー液晶ディスプレイ装置に用いられるバックライトユニットの構造に関し、特に消費電力量を抑えながら画面輝度の高度化を可能としたバックライトユニットの構造及びこのバックライトユニットの製造方法に関する。   The present invention relates to a structure of a backlight unit used in a color liquid crystal display device, and more particularly to a structure of a backlight unit capable of increasing screen luminance while suppressing power consumption and a method for manufacturing the backlight unit.

今日において、液晶ディスプレイ(LCD)装置は、テレビ、パソコン、携帯電話等の表示装置として広く用いられているが、この種の液晶ディスプレイ装置でカラー表示を行う手法としては、バックライトユニット(BLU)から出射された白色光を液晶セル内の各画素に設けられたカラーフィルタ(CF)に入射させて、各画素の光の透過率を別々に制御することによって、任意の色を表示させる方法がこれまで一般的であった。   Nowadays, liquid crystal display (LCD) devices are widely used as display devices for televisions, personal computers, mobile phones and the like. As a technique for performing color display with this type of liquid crystal display device, a backlight unit (BLU) is used. A method of displaying an arbitrary color by causing white light emitted from the light to enter a color filter (CF) provided in each pixel in the liquid crystal cell and separately controlling the light transmittance of each pixel. Until now it was common.

もっとも、このようなカラー表示手法では、カラーフィルタがバックライトユニットにより出射された光を吸収するため液晶画面の輝度が相対的に低下していたことから、この画面輝度を高めるために高輝度のバックライトユニットを必要としていたので、バックライトユニットによる消費電力量が相対的に大きくなるという問題があった。   However, in such a color display method, since the color filter absorbs light emitted from the backlight unit and the brightness of the liquid crystal screen is relatively lowered, a high brightness is required to increase the screen brightness. Since the backlight unit was required, there was a problem that the amount of power consumed by the backlight unit was relatively large.

このため、例えば特許文献1に示されるように、カラーフィルタ自体を省略して、光源から発せられた3原色の光を直接、液晶表示パネルの対応する画素に入射させると共に液晶パネルで光量を制御することによりカラー表示を行う構造とした、カラー液晶表示装置のバックライトユニットが既に発明されて公知となっている。   For this reason, for example, as disclosed in Patent Document 1, the color filter itself is omitted, and light of the three primary colors emitted from the light source is directly incident on the corresponding pixel of the liquid crystal display panel and the light amount is controlled by the liquid crystal panel. Thus, a backlight unit of a color liquid crystal display device having a structure for performing color display has already been invented and is publicly known.

特開2007−156024号公報JP 2007-156024 A

カラー液晶表示装置の画素は、3原色の各色に対応したサブ画素により構成されていると共に、各サブ画素の短手方向に沿った幅は、一般的には約100マイクロメートルであることから、特許文献1に記載のバックライトでは、約100マイクロメートルの微細な幅を有する3原色光を帯状に発する構造が要求されることとなる。   The pixels of the color liquid crystal display device are composed of sub-pixels corresponding to the three primary colors, and the width along the short direction of each sub-pixel is generally about 100 micrometers. The backlight described in Patent Document 1 requires a structure that emits three primary color lights having a fine width of about 100 micrometers in a strip shape.

この点、特許文献1に記載のバックライトは、このような短手方向に沿った幅が約100マイクロメートルの幅の導光部について、短手方向に沿った幅が約15マイクロメートルの区切り部を介在させつつ3組ずつ並べ、各導光部に設けられた遮光膜により、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードの各ダイオードを光源とした光について、3原色に対応した導光部に入射させる構造の導光板を提案している。   In this regard, the backlight described in Patent Document 1 is a light guide having a width of about 100 micrometers along the short direction, and is divided by about 15 micrometers along the short direction. The light guides corresponding to the three primary colors are used for the light sourced from the light emitting diodes of the red light emitting diode, the green light emitting diode, and the blue light emitting diode by the light shielding film provided in each light guiding portion. A light guide plate having a structure to be incident on the part is proposed.

そして、特許文献1では、上記導光板を製造するために、金型で溝を形成した後に光の反射又は遮光処理を行うか、導光板にレジストを塗布することにより露光及び現像処理を行い、このレジストパターンをマスクとして導光板をエッチングすることで溝を形成することを提案している。   And in patent document 1, in order to manufacture the said light-guide plate, after forming a groove | channel with a metal mold, it performs light reflection or light-shielding processing, or performs exposure and development processing by apply | coating a resist to a light-guide plate, It has been proposed to form grooves by etching the light guide plate using this resist pattern as a mask.

しかしながら、特許文献1で提案されるように、金型で溝を形成した後に光の反射又は遮光処理を行う場合には、短手方向に沿った幅が約15マイクロメートルとなる、きわめて狭い溝を高い寸法精度で形成する必要があるので、溝の形成が困難である。しかも、この溝内に反射光や遮光処理を行うために薄い光反射若しくは遮光の性質を有する金属箔膜等の薄い部材を収納する手法を採択したときには、金属箔膜を溝の長手方向に沿って真っ直ぐに延びた状態で溝内に収納することも困難である。   However, as proposed in Patent Document 1, in the case of performing light reflection or light shielding treatment after forming a groove with a mold, an extremely narrow groove having a width along the short side direction of about 15 micrometers. Is required to be formed with high dimensional accuracy, and it is difficult to form a groove. In addition, when a method of storing a thin member such as a metal foil film having a thin light reflection or light shielding property in order to perform reflected light or light shielding treatment in this groove, the metal foil film is arranged along the longitudinal direction of the groove. Therefore, it is difficult to store in the groove in a state of extending straight.

また、特許文献1で提案されるように、導光板にレジストを塗布することにより露光及び現像処理を行い、このレジストパターンをマスクとして導光板をエッチングする場合には、短手方向に沿った幅が約15マイクロメートルとなるようなきわめて狭い隙間が開くようにレジストを導光板に塗布するのは困難であり、且つ導光板をエッチングする際にも溝の短手方向に沿った幅が上端から下端まで均等に約15マイクロメートルとなるようにするためには高い寸法精度が要求される。   In addition, as proposed in Patent Document 1, when the light guide plate is exposed and developed by applying a resist to the light guide plate, and the light guide plate is etched using the resist pattern as a mask, the width along the short direction. It is difficult to apply the resist to the light guide plate so that a very narrow gap of about 15 micrometers is opened, and when the light guide plate is etched, the width along the short direction of the groove is from the upper end. A high dimensional accuracy is required in order to uniformly reach the lower end of about 15 micrometers.

このため、特許文献1で提案される導光板を製造する手法では、導光板の製造がきわめて困難であり、光の反射又は遮光処理或いはレジストの塗布、エッチング等の加工を要するため導光板の製造工程も複雑化すると共に、これらの加工に時間を要するという不具合を有する。   For this reason, in the method of manufacturing the light guide plate proposed in Patent Document 1, it is extremely difficult to manufacture the light guide plate, and processing such as light reflection or shading treatment, resist coating, etching, or the like is required. The process is complicated, and there is a problem that these processes require time.

そこで、本発明は、画面輝度の高度化を図るためにカラーフィルタを省略すると共に製造の容易化も図ったカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a backlight unit of a color liquid crystal display device in which a color filter is omitted in order to enhance screen luminance and the manufacture is facilitated, and a method for manufacturing the backlight unit.

この発明に係るカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットは、赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットにおいて、前記赤色用導光体、緑色光用導光体及び青色光用導光体は、カラー液晶シャッタの1画素を形成するために並列的に配置された赤色用、緑色用、青色用のサブ画素の配置順に従い且つその配置された方向に沿って平面状となるように配置されており、前記赤色光用導光体には、この赤色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた赤色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、前記緑色光用導光体には、この緑色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた緑色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、更に、前記青色光用導光体には、この青色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた青色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成されていると共に、前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように、前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように、前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように、前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法としたことを特徴としている(請求項1)。ここで、赤色発光体とは、例えば赤色発光ダイオード(LED)を言い、緑色発光体とは、例えば緑色発光ダイオード(LED)を言い、青色発光体とは、例えば青色発光ダイオード(LED)を言う。また、各導光体は、例えば赤、緑、青のいずれかの色を発する発光体を光源とした光を導くコアとこのコアの周囲を覆うものでこのコアより低屈折率のクラッドとから成る光ファイバケーブルが該当する。また、導光体は、例えば赤、緑、青のいずれかの色を発する発光体を光源とした光を導く略直方体のコアと、これらのコアの周囲についてその一面を除いて覆うもので、一枚の板状を成すと共に前記コアが挿入・係合可能な直線の条状の溝を複数有し、且つ各コアよりも低屈折率であるクラッドとから成る光導波路が該当する。更に、光反射手段とは、例えばレーザー加工等により導光体のうちカラー液晶シャッタとは反対側又はカラー液晶シャッタと同じ側の側面にて三角形に切り欠かれることで形成された溝孔を言う。これは、以下においても同様である。   The backlight unit of the color liquid crystal display device according to the present invention includes a long red light guide for guiding light using a red light emitter as a light source, and a long body for guiding light using a green light emitter as a light source. In a backlight unit of a color liquid crystal display device using a green light guide for green light and a long blue light guide for guiding light using a blue light emitter as a light source, the red light guide The light guide for green light and the light guide for blue light follow the arrangement order of the sub-pixels for red, green and blue arranged in parallel to form one pixel of the color liquid crystal shutter, and The red light guide is arranged so as to be planar along the arranged direction, and the red light guided along the longitudinal direction of the red light guide is supplied to the red light guide. Plural light reflecting means for reflecting in the direction of color liquid crystal shutter The green light guide is formed with a plurality of light reflecting means for reflecting the green light guided along the longitudinal direction of the green light guide in the direction of the color liquid crystal shutter. The blue light guide is formed with a plurality of light reflecting means for reflecting the blue light guided along the longitudinal direction of the blue light guide in the direction of the color liquid crystal shutter. The distance between the light reflecting means of the red light guide is the same as the distance between the red sub-pixels so that the light reflected by the light reflecting means is incident on the red sub-pixels. And the interval between the light reflecting means of the green light guide is the same as the interval between the green sub-pixels so that the light reflected by the light reflecting unit is incident on the green sub-pixel. Dimensions, and further, each light reflecting means of the blue light guide The septum, the light reflected by the reflecting means is characterized by the way is incident on the sub-pixel for blue, it has the same dimensions as the spacing of the sub-pixels to a the blue (claim 1). Here, the red light emitter refers to, for example, a red light emitting diode (LED), the green light emitter refers to, for example, a green light emitting diode (LED), and the blue light emitter refers to, for example, a blue light emitting diode (LED). . Each light guide includes, for example, a core that guides light using a light emitting body that emits one of red, green, and blue as a light source, and a cladding having a lower refractive index than that of the core. An optical fiber cable is applicable. In addition, the light guide body covers, for example, a substantially rectangular parallelepiped core that guides light using a light emitting body that emits one of red, green, and blue as a light source, and the periphery of these cores except for one surface thereof. This corresponds to an optical waveguide formed of a clad having a single plate shape and a plurality of linear strip-like grooves into which the core can be inserted and engaged, and having a lower refractive index than each core. Further, the light reflecting means refers to a groove formed by cutting out a triangular shape on the side surface of the light guide opposite to the color liquid crystal shutter or on the same side as the color liquid crystal shutter by laser processing or the like. . The same applies to the following.

これにより、各導光体は、サブ画素のうち同じ色用のサブ画素の配列方向に沿って配置する必要がないので、導光体の幅をサブ画素の短手方向寸法以下に設定する必要がなくなる。また、導光体に形成する光反射手段の列は赤色用サブ画素、緑色用サブ画素及び青色用サブ画素の配列方向に沿って並ぶように形成するため、光反射手段と光反射手段との間の間隔は、各サブ画素の短手方向の幅を相対的に狭くしてもそれに応じて定めることができるので、テレビジョン等の同一面積の画面でも画素数を相対的に多くすることが可能となる。   As a result, each light guide does not need to be arranged along the arrangement direction of sub-pixels for the same color among the sub-pixels. Disappears. Further, since the light reflecting means column formed on the light guide is formed so as to be aligned along the arrangement direction of the red sub-pixel, the green sub-pixel, and the blue sub-pixel, the light reflecting means and the light reflecting means Since the interval between the sub-pixels can be determined according to the width of the sub-pixels in a relatively short direction, the number of pixels can be relatively increased even on a screen of the same area such as a television. It becomes possible.

そして、この発明に係るカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットは、前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に厚みが相対的に薄い光拡散用構造体を介在させており、この光拡散用構造体は、前記赤色光用導光体の光反射手段と対峙する部位に、前記赤色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設け、前記緑色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記緑色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設けると共に、前記青色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記青色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けたことを特徴としている(請求項2)。前記異方性拡散手段は、前記導光体から光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する領域を少なくとも加工した高性能拡散レンズフィルムを用いることにより形成されたもの(請求項3)や、前記導光体からの光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する部位に凸型半円柱状のレンズを複数配置したレンチキュラーレンズアレイを用いることにより形成されたもの(請求項4)が挙げられる。   The backlight unit of the color liquid crystal display device according to the present invention has a thickness between the light guide for red light, the light guide for green light, the light guide for blue light, and the color liquid crystal shutter. A relatively thin light diffusing structure is interposed, and this light diffusing structure is located along the longitudinal direction of the red sub-pixel at a portion facing the light reflecting means of the red light guide. At least an anisotropic light diffusing unit that diffuses light but suppresses light diffusion is provided in the short direction, and the length of the green sub-pixel is located at a portion facing the light reflecting unit of the green light guide line. At least an anisotropic light diffusing means for diffusing light along the direction but suppressing light diffusion in the short direction is provided, and the blue light guide line is provided with a portion for the blue light at a portion facing the light reflecting means. Along the longitudinal direction of the sub-pixel There is diffused is characterized by comprising an anisotropic light-diffusing means for diffusing the light is suppressed in the lateral direction (Claim 2). The anisotropic diffusing unit is formed by using a high-performance diffusing lens film that has been processed at least in a region that intersects the direction in which light is incident from the light guide and that the incident light from the light guide reaches. A plurality of convex semi-cylindrical lenses are arranged on the surface that intersects the incident direction of the light from the light guide and the part where the incident light from the light guide reaches. And the one formed by using the lenticular lens array (Claim 4).

これにより、導光体に対し間隔を開けて配置した光反射手段により反射された光をカラー液晶シャッタに向けて出射する構成としても、光拡散用構造体の異方性光拡散手段により、同じ導光体の長手方向に沿った方向では光反射手段で反射されて出射される光同士が相互に且つ略扇状に拡散することにより連続するので、導光体を光の出射方向から見た場合でも光が散点的に出射されてしまうことを回避することができると共に、隣り合うサブ画素には他の導光体からの光が拡散されて来ないので、導光体と導光体との間に遮光手段を用いる必要がない。   As a result, even when the light reflected by the light reflecting means arranged at a distance from the light guide is emitted toward the color liquid crystal shutter, the same light guide is provided by the anisotropic light diffusing means of the light diffusing structure. In the direction along the longitudinal direction of the body, the light reflected and emitted by the light reflecting means is continuous by diffusing each other in a substantially fan shape, so that even when the light guide is viewed from the light emitting direction, light is emitted. Can be prevented from being emitted in a scattered manner, and light from other light guides is not diffused between adjacent sub-pixels. It is not necessary to use light shielding means.

また、この発明に係るカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法は、赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法において、前記導光体に対し、前記導光体の長手方向に沿って導かれてきた光を、赤色用、緑色用、青色用のサブ画素を有する画素を複数備えたカラー液晶シャッタに向けて反射させる光反射手段を複数形成し、且つ、前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とする工程と、前記導光体を、前記カラー液晶シャッタの面に沿って、前記サブ画素が配列された方向及び順番に沿って規則的に平面状となるように配列すると共に、前記赤色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように位置させ、前記緑色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように位置させ、更に、前記青色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように位置させる工程と、前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に、前記サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けた光拡散用構造体を介在させる工程とを含むことを特徴としている(請求項5)。   In addition, the method for manufacturing the backlight unit of the color liquid crystal display device according to the present invention includes a long red light guide for guiding light using a red light emitter as a light source, and light using a green light emitter as a light source. Of a backlight unit of a color liquid crystal display device using a long green light guide for guiding light and a long light guide for blue light using a blue light emitter as a light source In the method, the light guided along the longitudinal direction of the light guide to the light guide is directed to a color liquid crystal shutter including a plurality of pixels having red, green, and blue sub-pixels. A plurality of light reflecting means for reflecting the light, and the distance between the light reflecting means of the red light guide is the same as the distance between the red sub-pixels. The light reflecting means is spaced between the green sub-pixels. And the step of setting the distance between the light reflecting means of the blue light guide to the same dimension as the distance between the blue sub-pixels, and the light guide to the surface of the color liquid crystal shutter. Along the direction and order in which the sub-pixels are arranged, and regularly arranged in a planar shape, and the reflection means of the red light guide is emitted from the light reflection means. Is positioned so as to be incident on the red sub-pixel, and the reflecting means of the light guide for green light is positioned so that light emitted from the light reflecting means is incident on the green sub-pixel, Furthermore, the step of positioning the reflecting means of the blue light guide so that the light emitted from the light reflecting means is incident on the blue sub-pixel, the red light guide, and the green light Light guide, blue light guide and color liquid crystal A step of interposing a light diffusing structure provided with an anisotropic light diffusing means that diffuses light along the longitudinal direction of the sub-pixel between the shutter and the light in the short direction; (Claim 5).

これにより、導光体と導光体との間に溝を形成してその溝の内面に光の反射や遮光処理を施したり、遮光性を有した金属箔膜等の部材を配置したりする構成を省略することができ、且つ各工程も相対的に簡易であるので、カラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造時間の短縮化、製造コストの削減を図ることができる。   Thereby, a groove is formed between the light guide and the inner surface of the groove is subjected to light reflection or light shielding treatment, or a member such as a metal foil film having light shielding properties is disposed. Since the configuration can be omitted and each process is relatively simple, the manufacturing time and the manufacturing cost of the backlight unit of the color liquid crystal display device can be shortened.

以上のように、請求項1に記載の発明によれば、各導光体は、サブ画素のうち同じ色用のサブ画素の配列方向に沿って配置する必要がないので、導光体の幅をサブ画素の短手方向寸法以下に設定する必要がなくなる。また、導光体に形成する光反射手段の列は赤色用サブ画素、緑色用サブ画素及び青色用サブ画素の配列方向に沿って並ぶように形成するため、光反射手段と光反射手段との間の間隔は、各サブ画素の短手方向の幅を相対的に狭くしてもそれに応じて定めることができるので、テレビジョン等の同一面積の画面でも画素数を相対的に多くすることが可能となり、テレビジョン等のカラー液晶ディスプレイ装置のさらなる高画質化を図ることができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, the light guides do not need to be arranged along the arrangement direction of the sub-pixels for the same color among the sub-pixels. Need not be set to be smaller than the dimension of the sub-pixel in the short direction. Further, since the light reflecting means column formed on the light guide is formed so as to be aligned along the arrangement direction of the red sub-pixel, the green sub-pixel, and the blue sub-pixel, the light reflecting means and the light reflecting means Since the interval between the sub-pixels can be determined according to the width of the sub-pixels in a relatively short direction, the number of pixels can be relatively increased even on a screen of the same area such as a television. Thus, it is possible to further improve the image quality of a color liquid crystal display device such as a television.

特に、請求項2に記載の発明によれば、前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に厚みが相対的に薄い光拡散用構造体を介在させており、この光拡散用構造体は、前記赤色光用導光体の光反射手段と対峙する部位に、前記赤色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設け、前記緑色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記緑色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設けると共に、前記青色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記青色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けた出射する構成としても、光拡散用構造体の異方性光拡散手段により、同じ導光体の長手方向に沿った方向では光反射手段で反射されて出射される光同士が相互に且つ略扇状に拡散することにより連続するので、導光体を光の出射方向から見た場合でも光が散点的に出射されてしまうことを回避することができると共に、隣り合うサブ画素には他の導光体からの光が拡散されて来ないので、導光体と導光体との間に遮光手段を配置する必要がないことから、カラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造工数の削減及び製造コストの削減を図ることができる。   In particular, according to the second aspect of the present invention, a thickness is relatively between the red light guide, the green light guide, the blue light guide, and the color liquid crystal shutter. A thin light diffusing structure is interposed, and this light diffusing structure allows light to pass along the longitudinal direction of the red sub-pixel at a portion facing the light reflecting means of the light guide for red light. At least an anisotropic light diffusing means for diffusing but suppressing light diffusion is provided in the short direction, and along the longitudinal direction of the green sub-pixel at a portion facing the light reflecting means of the green light guide line At least an anisotropic light diffusing means for suppressing light diffusion in the short direction is provided in the short direction, and the blue sub-pixel is disposed at a portion facing the light reflecting means of the blue light guide line. Light diffuses along the longitudinal direction, but diffuses in the short direction Even in the configuration in which the anisotropic light diffusing means to be suppressed is provided, the anisotropic light diffusing means of the light diffusion structure is reflected by the light reflecting means and emitted in the direction along the longitudinal direction of the same light guide. Since the light is continuous by diffusing each other in a substantially fan shape, even when the light guide is viewed from the light emission direction, it is possible to avoid light being emitted in a scattered manner and adjacent to each other. Since the light from other light guides is not diffused to the matching sub-pixels, it is not necessary to arrange a light shielding means between the light guides and the backlight of the color liquid crystal display device It is possible to reduce the number of manufacturing steps of the unit and the manufacturing cost.

そして、請求項5に記載の発明によれば、導光体と導光体との間に溝を形成してその溝の内面に光の反射や遮光処理を施したり、遮光性を有した金属箔膜等の部材を配置したりする構成を省略することができ、且つ各工程も相対的に簡易であるので、カラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造時間の短縮化、製造コストの削減を図ることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, a groove is formed between the light guides and the inner surface of the groove is subjected to light reflection or shading treatment, or has a light shielding property. Since the configuration of arranging a member such as a foil film can be omitted and each process is relatively simple, the manufacturing time of the backlight unit of the color liquid crystal display device can be shortened and the manufacturing cost can be reduced. You can plan.

さらに、請求項1から請求項5に記載の発明によれば、カラーフィルタを省略しているので、このカラーフィルタがない分、バックライトからカラー液晶シャッタまでの光の吸収率を抑制することが可能となり、これに伴い、バックライトの輝度を相対的に抑制することができるので、カラー液晶ディスプレイ装置の省電力化を図ることが可能となる。   Furthermore, according to the invention described in claims 1 to 5, since the color filter is omitted, the light absorption rate from the backlight to the color liquid crystal shutter can be suppressed by the absence of the color filter. Accordingly, since the luminance of the backlight can be relatively suppressed, it is possible to save power in the color liquid crystal display device.

図1は、この発明に係るバックライトユニットを用いたカラー液晶ディスプレイ装置の一例の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an example of a color liquid crystal display device using a backlight unit according to the present invention. 図2は、同上のカラー液晶ディスプレイ装置のカラー液晶シャッタにおける画素並びに各画素を形成するサブ画素の構成及び配列を示した概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration and arrangement of the pixels in the color liquid crystal shutter of the same color liquid crystal display device and the sub-pixels forming each pixel. 図3は、同上のカラー液晶ディスプレイ装置の断面の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a cross section of the same color liquid crystal display device. 図4は、図3の一画素に対応した拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view corresponding to one pixel of FIG. 図5は、同上のバックライトユニットを構成する光ファイバケーブルにおけるカラー液晶シャッタのサブ画素に対する配列の仕方を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing how the color liquid crystal shutters are arranged with respect to the sub-pixels in the optical fiber cable constituting the backlight unit. 図6は、同上のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットを構成する光ファイバケーブル、特にその反射手段を示した説明図であり、図6(a)はカラー液晶シャッタ側から見た状態を示す平面図、図6(b)は当該光ファイバケーブルを軸方向に沿って切断して径方向から見た状態を示す断面図、図6(c)はカラー液晶シャッタとは反対側から見た状態を示す底面図、図6(d)は当該光ファイバケーブルを径方向に沿って切断して軸方向から見た状態を示す断面図である。FIG. 6 is an explanatory view showing an optical fiber cable constituting the backlight unit of the color liquid crystal display device, particularly its reflecting means, and FIG. 6 (a) is a plan view showing a state seen from the color liquid crystal shutter side. FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state in which the optical fiber cable is cut along the axial direction and viewed from the radial direction, and FIG. 6C is a state viewed from the side opposite to the color liquid crystal shutter. FIG. 6D is a cross-sectional view showing a state in which the optical fiber cable is cut along the radial direction and viewed from the axial direction. 図7は、光ファイバケーブルの軸方向に沿って導かれた光が反射手段により反射されて光拡散用構造体を透過する状態を示した説明図の1つであり、光ファイバケーブルの径方向から見て光が拡散していない状態を示す概略図である。FIG. 7 is one of explanatory views showing a state in which light guided along the axial direction of the optical fiber cable is reflected by the reflecting means and passes through the light diffusing structure, in the radial direction of the optical fiber cable. It is the schematic which shows the state where light is not diffusing seeing from. 図8は、光ファイバケーブルの軸方向に沿って導かれた光が反射手段により反射されて光拡散用構造体を透過する状態を示した説明図の1つであり、光ファイバケーブルの軸向から見て光が拡散した状態を示す概略図である。FIG. 8 is one of explanatory views showing a state in which light guided along the axial direction of the optical fiber cable is reflected by the reflecting means and passes through the light diffusion structure. It is the schematic which shows the state which light diffused seeing from. 図9は、光ファイバケーブルの軸方向に沿って導かれた光が反射手段により反射されて光拡散用構造体を透過する状態を示した説明図の1つであり、同じサブ画素に出射される光が連続した状態になっていることを示す概略図である。FIG. 9 is one of explanatory views showing a state in which light guided along the axial direction of the optical fiber cable is reflected by the reflecting means and passes through the light diffusion structure, and is emitted to the same sub-pixel. It is the schematic which shows that the light to be in a continuous state. 図10は、バックライトユニットにおいて、光ファイバケーブルの代わりに光導波路を用いた、異なる実施例を説明するための概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a different embodiment in which an optical waveguide is used instead of an optical fiber cable in a backlight unit.

以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1において、この発明が用いられるカラー液晶ディスプレイ装置1を簡略化した構成が示されており、このカラー液晶ディスプレイ装置1は、カラー液晶シャッタ(カラー液晶パネルとも称する。)2と、このカラー液晶シャッタ2のリア(後面)側に配置されたバックライトユニット3と、これらのカラー液晶シャッタ2の表示駆動制御及びバックライトユニット3の発光制御を行うための駆動制御回路を搭載した駆動制御回路基板(図示せず。)とで基本的に構成されている。   FIG. 1 shows a simplified configuration of a color liquid crystal display device 1 in which the present invention is used. The color liquid crystal display device 1 includes a color liquid crystal shutter (also referred to as a color liquid crystal panel) 2 and the color liquid crystal. A drive control circuit board on which a backlight unit 3 disposed on the rear (rear) side of the shutter 2 and a drive control circuit for performing display drive control of these color liquid crystal shutters 2 and light emission control of the backlight unit 3 are mounted. (Not shown).

カラー液晶シャッタ2は、透光性を有するもので、図3及び図4に示されるように、対向して配置されたプレート状の偏光フィルム4、5の間においてフロント(前面)側ガラス6、液晶7、及びリア側ガラス8を少なくとも層状に有すると共に、リア側ガラス8と液晶7との境界部位にはTFTアレイ基板10、フロント側ガラス6と液晶7との境界部位には対向基板9が配置されており、更に、対向基板9にはブラックマトリックス11が配置されている。   The color liquid crystal shutter 2 has translucency, and as shown in FIGS. 3 and 4, a front (front) side glass 6, between plate-like polarizing films 4, 5 arranged facing each other, The liquid crystal 7 and the rear glass 8 are at least layered, and the TFT array substrate 10 is provided at the boundary between the rear glass 8 and the liquid crystal 7, and the counter substrate 9 is provided at the boundary between the front glass 6 and the liquid crystal 7. Furthermore, a black matrix 11 is arranged on the counter substrate 9.

このような構成から成るカラー液晶シャッタ2は、図1に示されるようにカラー液晶シャッタ2を出力表示面12側から見て、図2に示されるように規則的に並べられた複数の画素13を有している。各画素13は、赤色用サブ画素R、緑色用サブ画素G、青色用サブ画素Bを有しており、これらのサブ画素R、G、Bは、所定の長手方向寸法と短手方向寸法とで形成された長方形状をなしているもので、赤色用サブ画素R、緑色用サブ画素G、青色用サブ画素Bの順で、その短手方向に沿った方向に並ぶように配置することで、例えば図2の破線で囲まれた部位のように一単位の画素13を構成する。   The color liquid crystal shutter 2 having such a configuration has a plurality of pixels 13 regularly arranged as shown in FIG. 2 when the color liquid crystal shutter 2 is viewed from the output display surface 12 side as shown in FIG. have. Each pixel 13 includes a red sub-pixel R, a green sub-pixel G, and a blue sub-pixel B. These sub-pixels R, G, and B have predetermined longitudinal dimensions and lateral dimensions. The red sub-pixel R, the green sub-pixel G, and the blue sub-pixel B are arranged in this order along the short direction. For example, one unit of pixel 13 is configured as a part surrounded by a broken line in FIG.

バックライトユニット3は、図1、図3及び図4に示されるように、赤色発光ダイオード(LED)14、緑色発光ダイオード15、青色発光ダイオード16と、赤色光を導くための赤色光用光ファイバケーブル17、緑色光を導くための緑色光用光ファイバケーブル18、青色光を導くための青色光用光ファイバケーブル19と、厚みが相対的に薄い光拡散用構造体20とで基本的に構成されている。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the backlight unit 3 includes a red light emitting diode (LED) 14, a green light emitting diode 15, a blue light emitting diode 16, and an optical fiber for red light for guiding red light. The cable 17 is basically composed of a green light optical fiber cable 18 for guiding green light, a blue light optical fiber cable 19 for guiding blue light, and a light diffusion structure 20 having a relatively small thickness. Has been.

このうち、赤色光用光ファイバケーブル17は、この実施例では、図1に示されるように、一方側端が赤色発光ダイオード14に向いていると共にこの一方側端からその軸方向に沿って進むに従って1つずつ分岐してカラー液晶シャッタ2のリア側に延びる構成となっている。また、緑色光用光ファイバケーブル18は、この実施例では、図1に示されるように、一方側端が緑色発光ダイオード15に向いていると共にこの一方側端からその軸方向に沿って進むに従って1つずつ分岐してカラー液晶シャッタ2のリア側に延びる構成となっている。更に、青色光用光ファイバケーブル19は、この実施例では、図1に示されるように、一方側端が青色発光ダイオード16に向いていると共にこの一方側端からその軸方向に沿って進むに従って1つずつ分岐してカラー液晶シャッタ2のリア側に延びる構成となっている。そして、各光ファイバケーブル17、18、19は、カラー液晶シャッタ2のリア側では、平面状に配列されている。尚、各光ファイバケーブル17、18、19の分岐の仕方はこれに限定されず、一度に複数に分岐する構成であっても良い。   Of these, the red-light optical fiber cable 17 in this embodiment, as shown in FIG. 1, has one end facing the red light-emitting diode 14 and proceeds from the one end along the axial direction. Are branched one by one and extend to the rear side of the color liquid crystal shutter 2. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the one side end of the green light optical fiber cable 18 faces the green light emitting diode 15, and the green light fiber cable 18 progresses along the axial direction from the one side end. Each of them is branched one by one and extends to the rear side of the color liquid crystal shutter 2. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the optical fiber cable 19 for blue light has one end facing the blue light emitting diode 16 and progressing along the axial direction from the one end. Each of them is branched one by one and extends to the rear side of the color liquid crystal shutter 2. The optical fiber cables 17, 18, 19 are arranged in a plane on the rear side of the color liquid crystal shutter 2. In addition, the method of branching each optical fiber cable 17, 18, and 19 is not limited to this, The structure branched to several at once may be sufficient.

各光ファイバケーブル17、18、19のカラー液晶シャッタ2の後面における延出方向(光ファイバケーブル17、18、19の軸方向に沿った方向)は、図1及び図5に示されるように、各画素13におけるサブ画素R、G、Bの配列された方向と同じ方向となっている。   The extending direction (direction along the axial direction of the optical fiber cables 17, 18, 19) on the rear surface of the color liquid crystal shutter 2 of each optical fiber cable 17, 18, 19 is as shown in FIGS. The direction is the same as the direction in which the sub-pixels R, G, and B are arranged in each pixel 13.

そして、光ファイバケーブル17、18、19は、図6(特に図6(b)及び図6(d))に示されるように、コア21と、このコア21の周面の全周を覆うクラッド22とで構成されている。コア21及びクラッド22は、ともに光に対して透過率の非常に高い石英ガラスやプラスチックで形成されている一方で、コア21の屈折率がクラッド22よりも高くなっており、例えばクラッド22における屈折率が1.42の数値の場合に、コア21における屈折率は1.47の数値となっている。これによって、光ファイバケーブル17、18、19のコア21内における光の全反射や屈折により、光をコア21内だけ伝播させることが可能である。   As shown in FIG. 6 (particularly, FIGS. 6B and 6D), the optical fiber cables 17, 18, and 19 are clads that cover the core 21 and the entire circumference of the peripheral surface of the core 21. 22. The core 21 and the clad 22 are both made of quartz glass or plastic having a very high transmittance for light, while the refractive index of the core 21 is higher than that of the clad 22. When the ratio is a numerical value of 1.42, the refractive index of the core 21 is a numerical value of 1.47. Accordingly, light can be propagated only in the core 21 by total reflection and refraction of the light in the core 21 of the optical fiber cables 17, 18, and 19.

更に、図6に示されるように、発光ダイオード14、15、16から光ファイバケーブル17、18、19の軸方向に沿って導かれてきた光を光ファイバケーブル17、18、19の径方向に沿った方向に反射させるための光反射手段として、光ファイバケーブル17、18、19の側面のうちカラー液晶シャッタ2とは反対側において、クラッド22からコア21にまで至る略円錐形状の溝孔23を複数有している。この溝孔23の先端の角度は例えば45°である。もっとも、この溝孔23の形状や加工寸法は、当該溝孔23に対して要求される屈折特性に応じて適宜決定されるものである。また、溝孔23の位置も、光ファイバケーブル17、18、19の側面のうちカラー液晶シャッタ2とは反対側のみに限定されず、光ファイバケーブル17、18、19の側面のうちカラー液晶シャッタ2側としても良い。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the light guided from the light emitting diodes 14, 15, 16 along the axial direction of the optical fiber cables 17, 18, 19 is transmitted in the radial direction of the optical fiber cables 17, 18, 19. As a light reflecting means for reflecting in the direction along, the substantially conical slot 23 extending from the clad 22 to the core 21 on the side opposite to the color liquid crystal shutter 2 of the side surfaces of the optical fiber cables 17, 18, 19. It has a plurality. The angle of the tip of the slot 23 is 45 °, for example. However, the shape and processing dimensions of the slot 23 are appropriately determined according to the refraction characteristics required for the slot 23. Further, the position of the slot 23 is not limited to the side opposite to the color liquid crystal shutter 2 among the side surfaces of the optical fiber cables 17, 18, 19, and the color liquid crystal shutter among the side surfaces of the optical fiber cables 17, 18, 19. Two sides may be used.

同じ光ファイバケーブル17、18、19における溝孔23の間隔寸法L1は、図5に示されるように、1の溝孔23がサブ画素R、G,Bのうちいずれかのサブ画素の短手方向幅内に位置する場合に、この溝孔23と隣り合う溝孔23もサブ画素R、G,Bのうち隣り合う溝孔23と同じ色用のサブ画素の短手方向幅内に位置することができる数値(画素ピッチL1)に設定されている。   As shown in FIG. 5, the interval dimension L1 of the slot 23 in the same optical fiber cable 17, 18, 19 is such that one slot 23 is shorter than any one of the sub-pixels R, G, and B. When located within the direction width, the slot 23 adjacent to the slot 23 is also located within the width of the sub-pixel for the same color as the adjacent slot 23 among the sub-pixels R, G, B. Is set to a numerical value (pixel pitch L1).

これに伴い、赤色光用光ファイバケーブル17の溝孔23の位置と、緑色光用光ファイバケーブル18の溝孔23の位置と、青色光用ファイバケーブル19の溝孔23の位置とを、並列したサブ画素(サブ画素Rの短手方向の中心とサブ画素Gの短手方向の中心、サブ画素Gの短手方向の中心とサブ画素Bの短手方向の中心、及び/又はサブ画素Bの短手方向の中心とサブ画素Rの短手方向の中心)間の寸法(サブ画素ピッチL2)と同じ寸法により1つ毎にずらすことにより、赤色光用光ファイバケーブル17ではサブ画素Rの短手方向幅内に溝孔23が常に位置し、緑色光用光ファイバケーブル18ではサブ画素Gの短手方向幅内に溝孔23が常に位置し、更に、青色光用光ファイバケーブル19ではサブ画素Bの短手方向幅内に溝孔23が常に位置するように位置決めすることが可能である。   Accordingly, the position of the slot 23 of the optical fiber cable 17 for red light, the position of the slot 23 of the optical fiber cable 18 for green light, and the position of the slot 23 of the fiber cable 19 for blue light are arranged in parallel. Sub-pixels (the center of the sub-pixel R in the short direction and the center of the sub-pixel G in the short direction, the center of the sub-pixel G in the short direction and the center of the sub-pixel B in the short direction, and / or the sub-pixel B) Are shifted one by one by the same dimension as the dimension (subpixel pitch L2) between the center in the short direction of the subpixel R and the center in the short direction of the subpixel R, so that the optical fiber cable for red light 17 The slot 23 is always located within the width in the short direction, the slot 23 is always located within the width in the short direction of the sub-pixel G in the green light optical fiber cable 18, and further, in the optical fiber cable 19 for blue light Slot 2 in the width of sub-pixel B in the short direction There it is always possible to position so as to be located.

これにより、図2、図3及び図4に示されるように、赤色発光ダイオード14から赤色光用光ファイバケーブル17の軸方向に沿って導かれてきた赤色光は、溝孔23によりカラー液晶シャッタ2のうち赤色用サブ画素Rに向けて反射され、カラー液晶シャッタ2の偏光フィルム5、リア側ガラス8、液晶7、フロント側ガラス6及び偏光フィルム4を所定条件下で適宜に透過していく。また、緑色発光ダイオード15から緑色光用光ファイバケーブル18の軸方向に沿って導かれてきた緑色光も、溝孔23によりカラー液晶シャッタ2のうち緑色用サブ画素Gに向けて反射され、カラー液晶シャッタ2の偏光フィルム5、リア側ガラス8、液晶7、フロント側ガラス6及び偏光フィルム4を所定条件下で適宜に透過していく。更に、青色発光ダイオード16から青色光用光ファイバケーブル19の軸方向に沿って導かれてきた青色光も、溝孔23によりカラー液晶シャッタ2のうち青色用サブ画素Bに向けて反射され、カラー液晶シャッタ2の偏光フィルム5、リア側ガラス8、液晶7、フロント側ガラス6及び偏光フィルム4を所定条件下で適宜に透過していく。   2, 3, and 4, the red light guided from the red light emitting diode 14 along the axial direction of the optical fiber cable 17 for red light is color liquid crystal shutter through the groove 23. 2 is reflected toward the red sub-pixel R and appropriately passes through the polarizing film 5, the rear glass 8, the liquid crystal 7, the front glass 6 and the polarizing film 4 of the color liquid crystal shutter 2 under predetermined conditions. . Further, the green light guided from the green light emitting diode 15 along the axial direction of the green light optical fiber cable 18 is also reflected toward the green sub-pixel G in the color liquid crystal shutter 2 by the groove 23, The polarizing film 5, the rear glass 8, the liquid crystal 7, the front glass 6, and the polarizing film 4 of the liquid crystal shutter 2 are appropriately transmitted under predetermined conditions. Further, the blue light guided from the blue light emitting diode 16 along the axial direction of the blue light optical fiber cable 19 is also reflected by the groove 23 toward the blue sub-pixel B in the color liquid crystal shutter 2, The polarizing film 5, the rear glass 8, the liquid crystal 7, the front glass 6, and the polarizing film 4 of the liquid crystal shutter 2 are appropriately transmitted under predetermined conditions.

従って、このカラー液晶シャッタ2においては、赤色用、緑色用、及び青色用のカラーフィルタを不要とするので、カラー液晶シャッタ2における光の透過率の減衰を抑制することが可能となり、バックライトユニット3の画面輝度を高めることも必要なくなるので、バックライトユニット3の消費電力量の削減を図ることができる。   Therefore, since the color liquid crystal shutter 2 does not require red, green, and blue color filters, attenuation of light transmittance in the color liquid crystal shutter 2 can be suppressed, and the backlight unit. Therefore, the power consumption of the backlight unit 3 can be reduced.

光拡散用構造体20は、図3及び図4に示されるように、光ファイバケーブル17、18、19とカラー液晶シャッタ2との間に介在されているもので、光ファイバケーブル17、18、19の溝孔23で反射して入射されてきた光について、図7及び図8に示されるように、例えば時計の9時から3時の方向では5°等の数度、時計の6時から12時の方向では30°等の数十度となるような光屈折又は光拡散を行わせることができる異方性光拡散機能を備えたものとなっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the light diffusion structure 20 is interposed between the optical fiber cables 17, 18, 19 and the color liquid crystal shutter 2, and the optical fiber cables 17, 18, As shown in FIG. 7 and FIG. 8, for example, the light reflected by the nineteen slot 23 is several degrees such as 5 ° in the direction from 9 o'clock to 3 o'clock, and from 6 o'clock of the watch. In the 12 o'clock direction, it has an anisotropic light diffusion function capable of performing light refraction or light diffusion such that it is several tens of degrees such as 30 °.

より具体的には、光拡散用構造体20は、光ファイバケーブル17、18、19から光の入射される方向と交差する面で且つ光ファイバケーブル17、18、19からの入射光が達する領域を少なくとも上記異方性光拡散機能を備えるように加工した高性能拡散レンズフィルム(LSD)が用いられる。   More specifically, the light diffusing structure 20 is a surface that intersects the direction in which light is incident from the optical fiber cables 17, 18, 19, and a region where incident light from the optical fiber cables 17, 18, 19 reaches. A high performance diffusing lens film (LSD) processed so as to have at least the above anisotropic light diffusion function is used.

これにより、光ファイバケーブル17、18、19の溝孔23で反射した光は、光拡散用構造体20を透過する際に、サブ画素R、G、Bの長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制されるので、従来のカラー液晶表示装置のように導光板と導光板との間に溝を形成してその溝の内面に光の反射や遮光処理を施したり、遮光性を有した金属箔膜等の部材を配置したりする構成を省略することができる。   As a result, the light reflected by the groove 23 of the optical fiber cables 17, 18, 19 diffuses along the longitudinal direction of the sub-pixels R, G, B when passing through the light diffusion structure 20. However, since diffusion of light is suppressed in the short direction, a groove is formed between the light guide plate and the light guide plate on the inner surface of the groove as in conventional color liquid crystal display devices. It is possible to omit a configuration in which a member such as a metal foil film having light shielding properties or the like is disposed.

また、図9に示されるように、同じ光ファイバケーブル17、18、19の隣り合う溝孔23から出射された光を、光拡散構造体20を透過することによりサブ画素R、G、Bの長手方向に沿って略扇状に拡散するので連続させることができ、複数の溝孔23から出射されるために光が散点化するのを防止することができる。   Further, as shown in FIG. 9, the light emitted from the adjacent groove holes 23 of the same optical fiber cables 17, 18, 19 is transmitted through the light diffusion structure 20, so that the sub-pixels R, G, B Since it diffuses in a substantially fan shape along the longitudinal direction, it can be continued, and since it is emitted from the plurality of slots 23, it is possible to prevent light from being scattered.

尚、光拡散用構造体20は、例えば時計の9時から3時の方向では5°等の数度、時計の6時から12時の方向では30°等の数十度となるような光屈折又は光拡散を行わせることができる異方性光拡散機能を備えたものであれば、高性能拡散レンズフィルムに限定されず、例えば凸型半円柱状のレンズを複数配置したレンチキュラーレンズアレイを用いても良い。   The light diffusing structure 20 is light having a degree of several degrees such as 5 ° in the time from 9 o'clock to 3 o'clock, and several tens of degrees such as 30 ° in the direction from 6 o'clock to 12 o'clock. As long as it has an anisotropic light diffusion function capable of performing refraction or light diffusion, it is not limited to a high-performance diffusion lens film, for example, using a lenticular lens array in which a plurality of convex semi-cylindrical lenses are arranged. Also good.

また、各発光ダイオード14、15、16からの光をカラー液晶シャッタ2の背面側に導くために光ファイバケーブル17、18、19をカラー液晶シャッタ2の背面まで延出させる構成としているが必ずしもこれに限定されない。   Further, in order to guide the light from each light emitting diode 14, 15, 16 to the back side of the color liquid crystal shutter 2, the optical fiber cables 17, 18, 19 are extended to the back side of the color liquid crystal shutter 2. It is not limited to.

図10に示されるように、相対的に厚みの薄く且つ相対的に光屈折率の低い一枚板状のクラッド22のうちカラー液晶シャッタ2側の面において、カラー液晶シャッタ2側に開放されると共にサブ画素R、G,Bの配列方向に沿って延びる直線状の窪み25を形成し、この窪み25に赤色光用となる直方体状のコア21a、緑色光用となる直方体状のコア21b、及び青色光用となる直方体状のコア21cを、1の画素13におけるサブ画素R、G、Bの配列順に挿入して、これらの窪みを埋めることで構成された光導波路24としても良い。   As shown in FIG. 10, the surface of the single-plate clad 22 having a relatively thin thickness and a relatively low light refractive index is opened to the color liquid crystal shutter 2 side on the surface on the color liquid crystal shutter 2 side. In addition, a linear recess 25 extending along the arrangement direction of the sub-pixels R, G, and B is formed, and a rectangular parallelepiped core 21a for red light, a rectangular core 21b for green light, Alternatively, a rectangular parallelepiped core 21c for blue light may be inserted in the order of arrangement of the sub-pixels R, G, and B in one pixel 13, and the optical waveguide 24 configured by filling these depressions may be used.

更に、この光導波路24にあっては、溝孔23と同様に光反射手段となるように、赤色光用となる直方体状のコア21aに対しコア21aの短手方向から見て略三角柱状に切り欠かれたスリット26を複数形成し、緑色光用となる直方体状のコア21bに対しコア21bの短手方向から見て略三角柱状に切り欠かれたスリット26を複数形成し、更に、青色光用となる直方体状のコア21cに対しコア21cの短手方向から見て略三角柱状に切り欠かれたスリット26を複数形成した構成とする。そして、スリット26は、コア21a、21b、21cの短手方向に沿って延びるように且つ前記画素ピッチL1と同じ間隔となるように形成する。   Further, in this optical waveguide 24, a rectangular parallelepiped core 21a for red light is formed in a substantially triangular prism shape as viewed from the short side of the core 21a so as to be a light reflecting means like the slot 23. A plurality of slits 26 that are cut out are formed, and a plurality of slits 26 that are cut out in a substantially triangular prism shape when viewed from the short side of the core 21b are formed with respect to a rectangular parallelepiped core 21b that is used for green light. A plurality of slits 26 that are cut out in a substantially triangular prism shape when viewed from the short side of the core 21c are formed on a rectangular parallelepiped core 21c for light. The slits 26 are formed so as to extend along the short direction of the cores 21a, 21b, and 21c and have the same spacing as the pixel pitch L1.

これにより、隣り合う赤色光用のコア21aと緑色光用のコア21bとでスリット26が前記サブ画素ピッチL2と同じ間隔にてずれ、隣り合う緑色光用のコア21bと青色光用のコア21cとでスリット26が前記サブ画素ピッチL2と同じ間隔にてずれると共に、隣り合う青色光用のコア21cと赤色光用のコア21aとでスリット26が前記サブ画素ピッチL2と同じ間隔にてずれるようにすることで、溝孔23を有する光ファイバケーブル17、18、19を用いる場合と同じような作用効果を得ることができる。   As a result, the slits 26 are shifted at the same interval as the sub-pixel pitch L2 between the adjacent red light core 21a and the green light core 21b, so that the adjacent green light core 21b and blue light core 21c. And the slit 26 is shifted at the same interval as the sub-pixel pitch L2, and the slit 26 is shifted at the same interval as the sub-pixel pitch L2 between the adjacent blue light core 21c and the red light core 21a. By doing, the same effect as the case where the optical fiber cables 17, 18, and 19 which have the slot 23 are used can be acquired.

この発明は、テレビ、パソコン、携帯電話等のあらゆるカラーの静止画像、動画の表示を必要とする機器や装置で用いられるカラー液晶ディスプレイ装置であって、カラーフィルタを省略したものに利用することが可能である。   The present invention is a color liquid crystal display device used in equipment and devices that require display of all color still images and moving images, such as televisions, personal computers, mobile phones, etc., and can be used for those in which a color filter is omitted. Is possible.

1 カラー液晶表示装置
2 カラー液晶シャッタ
3 バックライトユニット
4 偏光フィルム
5 偏光フィルム
6 フロント側ガラス
7 液晶
8 リア側ガラス
9 対向基板
10 TFTアレイ基板
11 ブラックマトリックス
12 出力表示面
13 画素
R 赤色用サブ画素
G 緑色用サブ画素
B 青色用サブ画素
14 赤色発光ダイオード(赤色発光体)
15 緑色発光ダイオード(緑色発光体)
16 青色発光ダイオード(青色発光体)
17 赤色光用光ファイバケーブル(赤色光用導光体)
18 緑色光用光ファイバケーブル(緑色光用導光体)
19 青色光用光ファイバケーブル(青色光用導光体)
20 光拡散用構造体
21(21a,21b,21c) コア
22 クラッド
23 溝孔(光反射手段)
24 光導波路
25 窪み
26 スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color liquid crystal display device 2 Color liquid crystal shutter 3 Backlight unit 4 Polarizing film 5 Polarizing film 6 Front side glass 7 Liquid crystal 8 Rear side glass 9 Opposite substrate 10 TFT array substrate 11 Black matrix 12 Output display surface 13 Pixel R Sub pixel for red G Sub-pixel for green B Sub-pixel for blue 14 Red light emitting diode (red light emitter)
15 Green light emitting diode (green light emitter)
16 Blue light emitting diode (blue light emitter)
17 Optical fiber cable for red light (light guide for red light)
18 Optical fiber cable for green light (green light guide)
19 Optical fiber cable for blue light (light guide for blue light)
20 Light diffusion structure 21 (21a, 21b, 21c) Core 22 Cladding 23 Groove hole (light reflecting means)
24 Optical waveguide 25 Dimple 26 Slit

Claims (5)

赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットにおいて、
前記赤色用導光体、緑色光用導光体及び青色光用導光体は、カラー液晶シャッタの1画素を形成するために並列的に配置された赤色用、緑色用、青色用のサブ画素の配置順に従い且つその配置された方向に沿って平面状となるように配置されており、
前記赤色光用導光体には、この赤色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた赤色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、
前記緑色光用導光体には、この緑色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた緑色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、
更に、前記青色光用導光体には、この青色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた青色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成されていると共に、
前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように、前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、
前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように、前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、
更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように、前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法としたことを特徴としたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。
A long red light guide for guiding light using a red light source as a light source, a long green light guide for guiding light using a green light source as a light source, and a blue light emitter In a backlight unit of a color liquid crystal display device using a long blue light guide for guiding light as a light source,
The red light guide, the green light guide, and the blue light guide are red, green, and blue subpixels arranged in parallel to form one pixel of a color liquid crystal shutter. Are arranged in a planar shape along the arrangement direction of
The red light guide is formed with a plurality of light reflecting means for reflecting the red light guided along the longitudinal direction of the red light guide in the direction of the color liquid crystal shutter,
The light guide for green light is formed with a plurality of light reflecting means for reflecting the green light guided along the longitudinal direction of the light guide for green light toward the color liquid crystal shutter,
Furthermore, the light guide for blue light is formed with a plurality of light reflecting means for reflecting the blue light guided along the longitudinal direction of the light guide for blue light in the direction of the color liquid crystal shutter. With
The interval between the light reflecting means of the red light guide is the same as the interval between the red sub-pixels so that the light reflected by the light reflecting unit is incident on the red sub-pixel. ,
The interval between the light reflecting means of the green light guide is the same as the interval between the green sub-pixels so that the light reflected by the light reflecting unit is incident on the green sub-pixel. ,
Further, the distance between the light reflecting means of the blue light guide is the same as the distance between the blue sub-pixels so that the light reflected by the light reflecting means is incident on the blue sub-pixel. A backlight unit of a color liquid crystal display device characterized by its dimensions.
前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に厚みが相対的に薄い光拡散用構造体を介在させており、
この光拡散用構造体は、前記赤色光用導光体の光反射手段と対峙する部位に、前記赤色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設け、前記緑色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記緑色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設けると共に、前記青色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記青色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。
A relatively thin light diffusion structure is interposed between the red light guide, the green light guide and the blue light guide and the color liquid crystal shutter;
In this light diffusion structure, light diffuses along the longitudinal direction of the red sub-pixel at a portion facing the light reflecting means of the light guide for red light, but the light is diffused in the short direction. Is provided at least in the anisotropic light diffusing means, and the light diffuses along the longitudinal direction of the green sub-pixel in the portion facing the light reflecting means of the light guide line for green light. At least anisotropic light diffusing means for suppressing light diffusion is provided, and light is diffused along the longitudinal direction of the blue sub-pixel at a portion facing the light reflecting means of the blue light guide line. 2. The backlight unit of a color liquid crystal display device according to claim 1, further comprising anisotropic light diffusing means for suppressing light diffusion in the hand direction.
前記異方性拡散手段は、前記導光体から光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する領域を少なくとも加工した高性能拡散レンズフィルムを用いることにより形成されたことを特徴とする請求項2に記載のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。   The anisotropic diffusing unit is formed by using a high-performance diffusing lens film that has been processed at least in a region that intersects the direction in which light is incident from the light guide and that the incident light from the light guide reaches. The backlight unit of the color liquid crystal display device according to claim 2, wherein 前記異方性拡散手段は、前記導光体からの光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する部位に凸型半円柱状のレンズを複数配置したレンチキュラーレンズアレイを用いることにより形成されたことを特徴とする請求項2に記載のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。   The anisotropic diffusing means has a lenticular in which a plurality of convex semi-cylindrical lenses are arranged on a surface intersecting a direction in which light from the light guide is incident and where the incident light from the light guide reaches. The backlight unit of the color liquid crystal display device according to claim 2, wherein the backlight unit is formed by using a lens array. 赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法において、
前記導光体に対し、前記導光体の長手方向に沿って導かれてきた光を、赤色用、緑色用、青色用のサブ画素を有する画素を複数備えたカラー液晶シャッタに向けて反射させる光反射手段を複数形成し、且つ、前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とする工程と、
前記導光体を、前記カラー液晶シャッタの面に沿って、前記サブ画素が配列された方向及び順番に沿って規則的に平面状となるように配列すると共に、前記赤色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように位置させ、前記緑色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように位置させ、更に、前記青色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように位置させる工程と、
前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に、前記サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けた光拡散用構造体を介在させる工程と
を含むことを特徴とするカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法。
A long red light guide for guiding light using a red light source as a light source, a long green light guide for guiding light using a green light source as a light source, and a blue light emitter In a method for manufacturing a backlight unit of a color liquid crystal display device using a long blue light guide for guiding light as a light source,
The light guided along the longitudinal direction of the light guide is reflected by the light guide toward a color liquid crystal shutter including a plurality of pixels having red, green, and blue sub-pixels. A plurality of light reflecting means are formed, and the distance between the light reflecting means of the red light guide is the same as the distance between the red sub-pixels, and each light reflecting means of the green light guide And the same dimension as the distance between the green sub-pixels, and the distance between the light reflecting means of the blue light guide is the same as the distance between the blue sub-pixels,
The light guide is arranged along the surface of the color liquid crystal shutter so as to be regularly planar along the direction and order in which the sub-pixels are arranged, and the red light guide The reflecting means is positioned so that the light emitted from the light reflecting means is incident on the red sub-pixel, and the reflecting means of the green light guide is used as the light emitted from the light reflecting means. Positioning the light guide for blue light so that the light emitted from the light reflection means is incident on the blue subpixel; and ,
Light diffuses along the longitudinal direction of the sub-pixels between the red light guide, the green light guide, the blue light guide, and the color liquid crystal shutter. And a step of interposing a light diffusing structure provided with anisotropic light diffusing means for suppressing light diffusion in the direction.
JP2009121704A 2009-05-20 2009-05-20 Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same Pending JP2010272274A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009121704A JP2010272274A (en) 2009-05-20 2009-05-20 Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009121704A JP2010272274A (en) 2009-05-20 2009-05-20 Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010272274A true JP2010272274A (en) 2010-12-02

Family

ID=43420152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009121704A Pending JP2010272274A (en) 2009-05-20 2009-05-20 Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010272274A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012230893A (en) * 2011-04-15 2012-11-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light guide element, backlight unit, and display device
CN103335273A (en) * 2013-07-10 2013-10-02 深圳市华星光电技术有限公司 Liquid crystal displayer and backlight module thereof
US9329317B2 (en) 2013-07-10 2016-05-03 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd LCD and backlight module thereof
US20170045660A1 (en) * 2015-03-24 2017-02-16 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Optic fiber backlight module and liquid crystal display device
WO2017097454A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 Osram Gmbh Light-emitting assembly and method for producing a light-emitting assembly
CN115113435A (en) * 2022-06-08 2022-09-27 Tcl华星光电技术有限公司 Backlight module and display device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012230893A (en) * 2011-04-15 2012-11-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light guide element, backlight unit, and display device
CN103335273A (en) * 2013-07-10 2013-10-02 深圳市华星光电技术有限公司 Liquid crystal displayer and backlight module thereof
US9329317B2 (en) 2013-07-10 2016-05-03 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd LCD and backlight module thereof
US20170045660A1 (en) * 2015-03-24 2017-02-16 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Optic fiber backlight module and liquid crystal display device
WO2017097454A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 Osram Gmbh Light-emitting assembly and method for producing a light-emitting assembly
US10541267B2 (en) 2015-12-07 2020-01-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting assembly and method for producing a light-emitting assembly
CN115113435A (en) * 2022-06-08 2022-09-27 Tcl华星光电技术有限公司 Backlight module and display device
CN115113435B (en) * 2022-06-08 2023-11-28 Tcl华星光电技术有限公司 Backlight module and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4307477B2 (en) Light guide plate and backlight unit
JP6403756B2 (en) Lighting device and display device
US7400817B2 (en) Light guide member and backlight unit including light guide member and methods of fabricating light guide members and backlight units
JP4413186B2 (en) Planar light source device and display device using the same
TWI502231B (en) Display apparatus
US8979342B2 (en) Planar front illumination system having a light guide with micro scattering features formed thereon and method of manufacturing the same
WO2014157482A1 (en) Illumination device and display device
JP2010272274A (en) Backlight unit for color liquid crystal display device, and method of manufacturing the same
WO2016149976A1 (en) Optical fiber backlight module and liquid crystal display
JP2010223996A (en) Viewing angle control optical sheet and display using the same
WO2015141369A1 (en) Illumination device and display device
JP2010122590A (en) Liquid crystal display, light guide plate and light guide method
JP7130921B2 (en) optical structure, display device
US10345508B2 (en) Display device with first member having a plurality of partitions and a plurality of second members, each second member disposed in between adjacent partitions
US10809434B2 (en) Display device
WO2018056248A1 (en) Surface light source device and liquid crystal display device
CN111338120A (en) Display device
US11747667B2 (en) Light redirecting film, a polarizer and a display comprising the same
US11953738B2 (en) Display
JP2009043574A (en) Optical device, and liquid crystal display device
JP2016051512A (en) Luminaire and display device
WO2013061907A1 (en) Display device
KR102494158B1 (en) Display device
JP2010026224A (en) Display device
JP2011108367A (en) Planar light source device, and display device