JP2012155999A - Lighting system and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置及び画像表示装置に関し、特に、照明装置の演色特性、更には画像表示装置の色再現性を高める照明装置及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device and an image display device, and more particularly to an illuminating device and an image display device that improve the color rendering characteristics of the illuminating device and further the color reproducibility of the image display device.
近年、液晶パネルなどの表示モジュールを用いて画像を表示する画像表示装置(例えば、ディスプレイ装置やテレビジョン装置など)が、急速に普及してきた。 In recent years, an image display device (for example, a display device or a television device) that displays an image using a display module such as a liquid crystal panel has rapidly spread.
表示モジュールに液晶パネルを用いた場合はバックライトが必要となり、そのバックライトの光源として、例えば、冷陰極管(CCFL)などの線状光源が使用される場合と、発光ダイオード(LED)を用いた点状光源が使用される場合がある。 When a liquid crystal panel is used for the display module, a backlight is required. For example, a linear light source such as a cold cathode tube (CCFL) is used as a light source of the backlight, and a light emitting diode (LED) is used. A point-like light source may be used.
この線状光源や点状光源を面状の光に変換して、バックライトまたは照明装置にするには、例えば、光の射出方向に対し背面直下に光源を配置する直下方式や、側面に光源を配置し、導光板を用いて面状に光を導いて面光源を作るエッジライト方式が、代表的な光学構造である。 In order to convert this linear light source or point light source into planar light to be used as a backlight or lighting device, for example, a direct light system in which a light source is disposed immediately below the back surface in the light emission direction, or a light source on a side surface. A typical optical structure is an edge light system in which a surface light source is formed by guiding a light in a planar shape using a light guide plate.
近年、画面の大型化に伴い、画像表示装置本体の厚みをできるだけ薄くする薄型化や軽量化が求められている。画像表示装置本体を薄型化,軽量化するためには、画像表示装置本体内の容量や重量の多くを占める表示モジュールまたは筐体内部を薄型化,軽量化する必要がある。表示モジュールの薄型化を実現するためには、バックライトの薄型化をする必要がある。 In recent years, with the increase in the size of the screen, there has been a demand for thickness reduction and weight reduction that makes the image display device main body as thin as possible. In order to reduce the thickness and weight of the main body of the image display device, it is necessary to reduce the thickness and weight of the display module or the housing that occupies most of the capacity and weight of the main body of the image display device. In order to reduce the thickness of the display module, it is necessary to reduce the thickness of the backlight.
バックライトを薄型化するためには、エッジライト方式のバックライトシステムがこれまで各種提案されている。エッジライト方式では、光源を導光板の端面に配置することにより、バックライトの厚みの増加を抑制することが可能である。 In order to reduce the thickness of the backlight, various edge light type backlight systems have been proposed so far. In the edge light system, an increase in the thickness of the backlight can be suppressed by arranging the light source on the end face of the light guide plate.
ところで、バックライトまたは照明装置に用いる光源について、白色光を発生させるCCFLやLEDの蛍光体からの発光スペクトルが、RGB三原色に対応する波長帯域以外に、RGB各波長の中間付近(例えば黄)での発光スペクトルの強度が大きいと、画像表示装置の色再現性能を低下させる原因となる。 By the way, about the light source used for a backlight or an illuminating device, the emission spectrum from the phosphor of CCFL or LED that generates white light is in the vicinity of the middle of each wavelength of RGB (for example, yellow) in addition to the wavelength bands corresponding to the three primary colors of RGB. When the intensity of the emission spectrum is large, the color reproduction performance of the image display device is deteriorated.
この色再現性能を低下させない方法として、白色光源の蛍光体材料を改善する方法がある。具体的には、例えば白色光源LEDにて青色発光素子と組み合わせる蛍光体を、YAG(黄)からRG(赤緑)へ変更する方法である。 As a method that does not deteriorate the color reproduction performance, there is a method of improving the phosphor material of the white light source. Specifically, for example, a phosphor that is combined with a blue light emitting element in a white light source LED is changed from YAG (yellow) to RG (red green).
あるいは、光源を変更したくない場合、これらRGB各色の中間に位置する波長の光を吸収するフィルターや、減衰させたい波長の光をRGB各色の波長帯域へ変換する色変換材料を用いて、RGB三原色のスペクトル成分を高めることにより、色再現性能の低下を防ぐ方法がある。 Alternatively, when it is not desired to change the light source, RGB is used by using a filter that absorbs light having a wavelength located in the middle of each RGB color or a color conversion material that converts light having a wavelength to be attenuated into a wavelength band of each RGB color. There is a method for preventing deterioration in color reproduction performance by increasing the spectral components of the three primary colors.
例えば特許文献1のように、エッジライト方式のバックライトシステムにおいて、拡散板の表面に顔料を含む着色層を設けて、バックライト射出光の色調を変換させる装置が提案されている。
For example, as in
しかしながら、特許文献1の装置は、光拡散部材に対し顔料を用いて着色化せしめたものであり、光拡散部材は射出光を拡散させる機能を持っている。そのため、光源から発生した光が装置を出るまでに多くの射出光は、顔料と1回しか当たらず、照明装置の発する色調特性に大きな影響を及ぼさず、僅かな効果しか特性に表れない。
However, the device of
もし、最適な色調になるように照明装置を作製するには、顔料の含有比率を大幅に上げるか、または着色層を大幅に厚く塗布しなければならない。そのため、特許文献1の装置では、材料コストがかかってしまったり、顔料の量が多くなることで生産管理が煩雑となり、生産効率が低下するという問題点がある。
If a lighting device is produced so as to obtain an optimum color tone, the content ratio of the pigment must be significantly increased, or the colored layer must be applied to be significantly thicker. Therefore, the apparatus of
そこで、本発明は、調光のための材料コストを極力抑えて、バックライトの射出光の色調を変換させる部材構成により、色再現性が高い照明装置及び画像表示装置を提供することにある。 Therefore, the present invention provides an illumination device and an image display device that have high color reproducibility by a member configuration that converts the color tone of light emitted from a backlight while minimizing the material cost for light control.
第1の発明は、光源(12)と、前記光源(12)から射出された光を導いて光制御部材(31)へ射出する導光板(8)と、前記導光板(8)の光を射出する面(8b)とは反対側の面(8c)に設けられた反射シート(9)と、前記導光板(8)から射出された射出光を制御する光制御部材(31)と、を備えた照明装置において、前記光制御部材(31)は、入射した光の一部を屈折または反射させて照明装置の光射出方向(F)とは反対方向(R)へ再帰させる再帰機能と、特定波長の光吸収または波長変換を行う調光機能を備える。 The first invention includes a light source (12), a light guide plate (8) for guiding the light emitted from the light source (12) and emitting the light to a light control member (31), and the light from the light guide plate (8). A reflection sheet (9) provided on a surface (8c) opposite to the surface (8b) to be emitted, and a light control member (31) for controlling the emitted light emitted from the light guide plate (8). In the illuminating device provided, the light control member (31) has a recursive function that refracts or reflects a part of incident light to recurse in a direction (R) opposite to the light emission direction (F) of the illuminating device, It has a light control function that performs light absorption or wavelength conversion of a specific wavelength.
第2の発明は、光源(12)と、前記光源(12)から射出された光を導いて光制御部材(31)へ射出する導光板(8)と、前記導光板(8)の光を射出する面(8b)とは反対側の面(8c)に設けられた反射シート(9)と、前記導光板(8)から射出された射出光H1を制御する光制御部材(31)と、を備えた照明装置において、前記光制御部材(31)は、入射した光の一部を屈折または反射させて照明装置の光射出方向(F)とは反対方向(R)へ再帰させる再帰機能を光射出面に微細形状(34,35)として備えると共に、特定波長の光吸収または波長変換を行う調光機能を光入射面に顔料を含んだ調光層(20)として備える。 The second invention is a light source (12), a light guide plate (8) for guiding light emitted from the light source (12) and emitting it to a light control member (31), and light from the light guide plate (8). A reflection sheet (9) provided on the surface (8c) opposite to the surface (8b) to be emitted, a light control member (31) for controlling the emitted light H1 emitted from the light guide plate (8), In the illuminating device, the light control member (31) has a recursive function in which a part of incident light is refracted or reflected to recurse in a direction (R) opposite to the light emitting direction (F) of the illuminating device. The light emitting surface is provided with a fine shape (34, 35), and a light adjusting function for light absorption or wavelength conversion at a specific wavelength is provided as a light adjusting layer (20) including a pigment on the light incident surface.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記光制御部材(31)は、複数枚で構成されており、照明装置における光射出方向Fとは最も反対側に位置する一枚(6c,20)が、前記再帰機能と前記調光機能を備える。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the light control member (31) is composed of a plurality of pieces, and is one piece (most opposite to the light emission direction F in the illumination device) ( 6c, 20) includes the recursive function and the dimming function.
第4の発明は、第2の発明において、前記微細形状は、拡散シート(31)の表面に複数個のマイクロレンズ(34)を配置して形成された。 In a fourth aspect based on the second aspect, the fine shape is formed by arranging a plurality of microlenses (34) on the surface of the diffusion sheet (31).
第5の発明は、第2の発明において、前記微細形状は、拡散シート(31)の表面にV字形状の凹凸を複数形成してプリズム(35)として形成された。 In a fifth aspect based on the second aspect, the fine shape is formed as a prism (35) by forming a plurality of V-shaped irregularities on the surface of the diffusion sheet (31).
第6の発明は、第1から第5の何れか1つに記載された照明装置によるバックライト(6,7,8,9,12)と、画像を表示する表示面(4a)を有する表示モジュール(4)と、を備えてなる画像表示装置である。 A sixth invention is a display having a backlight (6, 7, 8, 9, 12) by the lighting device described in any one of the first to fifth and a display surface (4a) for displaying an image. An image display device comprising a module (4).
本発明によれば、調光のための材料コストを極力抑えて、顔料の含有比率を大幅に下げたり、または着色層を大幅に薄く塗布しても、バックライトの射出光の色調を大きく変換させて、色再現性能の低下を防ぐことができる。 According to the present invention, the material cost for light control is suppressed as much as possible, and even if the content ratio of the pigment is greatly reduced or the colored layer is applied to be extremely thin, the color tone of the emitted light from the backlight is greatly changed. Thus, it is possible to prevent the color reproduction performance from being deteriorated.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の照明装置の光線軌跡を説明するための断面図である。照明装置(バックライト)の構成は、光源であるLED光源12と、反射シート9と、導光板8と、調光層20と、拡散シート6cとを有しており、LED光源12は導光板8の一側面8aに設置されてリフレクター30で覆われた構造とされている。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the ray trajectory of the illumination device of the present invention. The configuration of the illumination device (backlight) includes an
図1の照明装置は、導光板8の一側面8aに配置したLED光源12から射出された光を面状に導いて調光層20と拡散シート6cとからなる光制御部材31へ射出するエッジライト方式とされている。前記導光板8の一側面8aは、LED光源12から射出された光を入射させる光入射面となっている。
1 is an edge that guides light emitted from an
図1の拡散シート6cの上方が液晶表示パネル(図示しない)側であり、導光板8の光を射出する面8bから射出された光は、調光層20に対し、入射光H1として液晶表示パネル側へ矢印で示すように進んで行く。導光板8から入射した光(入射光H1)は、調光層20で特定波長の光吸収または波長変換が行われる。
The upper side of the
その後、導光板8から入射した光は、拡散シート6cで光屈折され、屈折光の一部が照明装置の光射出方向Fとは反対方向Rへ再帰光H2となって、再び、調光層20で特定波長の光吸収または波長変換が行われる。
Thereafter, the light incident from the
さらに、導光板8へ入った光は、該導光板8の光を射出する面8bとは反対側の面8cに設けられた反射シート9で光反射され、当該導光板8内で照明装置の光射出方向Fへ反射光H3となって、再再度、調光層20で特定波長の光吸収または波長変換が行われる。図1中、丸付き数字1、2、3は、調光層20で特定波長の光吸収または波長変換が行われた順番を示している。
本実施形態の照明装置では、上記のような段階を経て、拡散シート6cから最終的に液晶表示パネルに向かって射出光H4として射出される。これにより、RGB三原色のスペクトル成分は従来以上に高まり、色再現性能が向上する。入射光H1から射出光H4までの光線軌跡の多くが前記調光層20を通過する回数を3回とし、照明装置の発する色調特性に対して大きな影響を及ぼし、効果的な特性として表れる。この実施形態では、調光層20を通過する回数を3回としているが、その回数は一例であり、この数に限定されるものではない。
Further, the light that enters the
In the illuminating device of this embodiment, through the above-described steps, the light is finally emitted from the
このように、本実施形態の照明装置における光制御部材31は、入射した光の一部を屈折または反射させて照明装置の光射出方向Fとは反対方向Rへ再帰させる再帰機能と、特定波長の光吸収または波長変換を行う調光機能を備える。
As described above, the
図2は本発明に対する比較例の照明装置の光線軌跡を説明するための断面図である。照明装置(バックライト)の構成は、LED光源12と、反射シート9と、導光板8と、拡散板32と着色層33とを有しており、LED光源12は導光板8の一側面8aに設置されてリフレクター30で覆われた構造とされている。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the ray trajectory of the illumination device of the comparative example for the present invention. The configuration of the illumination device (backlight) includes the
図2の照明装置は、導光板8の一側面8aに配置したLED光源12から射出された光を面状に導いて拡散板32と着色層33とからなる光制御部材31へ射出するエッジライト方式となっている。着色層33は、拡散板32の導光板8とは反対側の面に設けられている。
2 is an edge light that guides light emitted from the LED
この図2の照明装置では、導光板8から入射した光(入射光H1)は、拡散板32で光拡散された後、着色層33で特定波長の光吸収または波長変換が行われ、射出光H4として液晶表示パネルに向かって射出される。しかし、この照明装置では、入射光H1から射出光H4までの光線軌跡の多くが着色層33を通過する回数を1回のみとしている。そのため、この照明装置では、照明装置の発する色調特性に対して小さな影響しか及ぼさず、僅かな効果しか特性に表れない。
In the illuminating device of FIG. 2, light (incident light H1) incident from the
図3は本発明の照明装置における光制御部材を示し、(A)はその平面図、(B)は(A)のA−A線断面における光線軌跡を示す図である。本実施形態では、図3に示す構造のマイクロレンズ付き光学シート6cを拡散シートとして使用する。マイクロレンズ付き光学シート6cは、シート状の基材6c1の光射出面に、多数のマイクロレンズ34が2次元に配列されることで再帰機能を持つ微細形状とされている。マイクロレンズ34の形状は、例えば略半球体或いは略半楕円体状の突起とされている。シート状の基材6c1及びマイクロレンズ34は、どちらも入射した光線を透過する必要があるため、無色透明の材料から形成されている。
3A and 3B show a light control member in the illumination device of the present invention, in which FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is a diagram showing a ray trajectory in the section AA in FIG. In the present embodiment, an
マイクロレンズ34は、シート状の基材6c1の表面全体に渡って隣接するように緻密に配列されている。マイクロレンズ34による集光の効果を最大限活用するためには、シート状の基材6c1上にマイクロレンズ34を隙間無く配列することが望ましい。更に、図3に示すように、光の射出側から見た場合のマイクロレンズ34の基材6c1と接する面における直径を、各マイクロレンズ34でランダムに変化させるような配列をさせることが望ましい。ランダムに変化させることで、このマイクロレンズ付き光学シート6cと他の光学部材と重ね合わせた際のモアレの発生を低減することができる。
The
このマイクロレンズ付き光学シート6cは、表面の複数個のマイクロレンズ34によって優れた集光、法線方向への屈折等の光学的機能を有する。
The microlens-equipped
図3(B)のA−A線断面を見ると、入射光H1は、まず調光層20へ1回目の通過が行われ、次に、マイクロレンズ付き光学シート6cへ入射した後、マイクロレンズ付き光学シート6cの基材6c1の表面に配列されたマイクロレンズ34で光屈折された後、光入射方向Fとは反対方向Rへ再帰光H2となって、再び、調光層20へ2回目の通過が行われる(図中の矢印が光線軌跡)。
Looking at the AA line cross section of FIG. 3B, the incident light H1 first passes through the
図4は本発明に対する比較例の照明装置における光制御部材を示し、(A)はその斜視図、(B)は(A)のB−B線断面における光線軌跡を示す図である。従来の一般的な拡散板32は、基材となる光透過性樹脂に光拡散性を有する光拡散粒子36を含有させて平板状に成形したものである。
4A and 4B show a light control member in a lighting device of a comparative example for the present invention, in which FIG. 4A is a perspective view thereof, and FIG. The conventional general diffusing
図4(B)のB−B線断面を見ると、入射光H1は、拡散板の中にある光拡散粒子36で光拡散された後、着色層33を1回通過している(図中の矢印の多方向広がり)。
4B, the incident light H1 passes through the
図5は本発明の調光層の透過率分布を示す図である。本実施形態の調光層20は、特定波長の光吸収または波長変換を行う顔料を含んだ樹脂をマイクロレンズ付き光学シート6cに塗着したものであり、可視光線域における特定波長の光線スペクトルを選択的に吸収または波長変換する機能を有している。
FIG. 5 is a diagram showing the transmittance distribution of the light control layer of the present invention. The
本実施形態では、図5の分布図に示すように、青色(Blue)スペクトルと緑色(Green)スペクトルとの境界点を示す波長500nm前後で第1の最小透過率を設定し、第1の吸収ピーク波長位置を持つ機能と、緑色スペクトルと赤色(Red)スペクトルとの境界点を示す波長600nm前後で第2の最小透過率を設定し、第2の吸収ピーク波長位置を持つ機能とを有している。さらに、この第1及び第2の吸収ピーク波長位置で吸収した光線スペクトルの成分を赤色帯域へ波長変換させることにより、赤色スペクトルのゲインを増加させて、本実施形態の調光層20のスペクトル損失を最小限にとどめている。
In the present embodiment, as shown in the distribution diagram of FIG. 5, the first minimum transmittance is set around the wavelength of 500 nm indicating the boundary point between the blue spectrum and the green spectrum, and the first absorption is performed. A function having a peak wavelength position and a function having a second absorption peak wavelength position by setting a second minimum transmittance around a wavelength of 600 nm indicating a boundary point between a green spectrum and a red spectrum. ing. Furthermore, the wavelength loss of the light spectrum component absorbed at the first and second absorption peak wavelength positions is converted into the red band, thereby increasing the gain of the red spectrum and the spectral loss of the
図6は本発明の光源と照明装置の発光スペクトルを示す分布図を示し、(A)は光源の発光スペクトル分布を示し、(B)は照明装置の発光スペクトル分布を示す。分布Aは本実施形態における光源12の発光スペクトル、分布Bは本実施形態における照明装置の発光スペクトルを示している。
6A and 6B are distribution diagrams showing the emission spectra of the light source and the illumination device of the present invention, FIG. 6A shows the emission spectrum distribution of the light source, and FIG. 6B shows the emission spectrum distribution of the illumination device. A distribution A indicates an emission spectrum of the
本実施形態で使用した光源12の白色LEDは、パッケージ内において、窒化ガリウム系の化合物半導体からなる青色発光素子に、YAG蛍光体が含有されたモールド部材を塗布した構造である。そして、この白色LEDは、青色発光素子の主波長の一部を利用してYAG蛍光体を黄色に発光させ、この黄色光と青色光との合成により擬似白色を取り出して白色LEDを実現している。本構造の白色LEDの場合、発光効率が高いという特徴を有する。
The white LED of the
しかしながら、青色発光素子とYAG蛍光体(黄色)を発光させた擬似白色LEDの場合、分布Aに示すようなスペクトル分布を示し、青色光と黄色光との2色のみによって色を表現しているため、色再現範囲が狭くなってしまう。それに対し、本実施形態の照明装置にこの白色LEDを光源として組み込んだ場合には、分布Bに示すようなスペクトル分布を示し、破線で囲む部位で示すようなスペクトルの変形がされて、青色光と緑色光と赤色光との3色に近いかたちで、色を表現しているような発光スペクトルが得られ、色再現範囲が優れる。 However, in the case of a pseudo white LED that emits a blue light emitting element and a YAG phosphor (yellow), the spectrum distribution as shown in the distribution A is shown, and the color is expressed by only two colors of blue light and yellow light. Therefore, the color reproduction range becomes narrow. On the other hand, when this white LED is incorporated as a light source in the illumination device of the present embodiment, the spectrum distribution as shown in the distribution B is shown, the spectrum is deformed as shown by the part surrounded by the broken line, and the blue light An emission spectrum that expresses colors is obtained in the form of three colors, green light and red light, and the color reproduction range is excellent.
図7は本発明の色再現性能の改善を示す図である。図7中の破線は、CIE1976u’v’色度図上で本実施形態の調光層20を設けた時の照明装置がカバーする色域であり、光源の擬似白色LEDの色再現範囲を示している。それに対し、図7中の実線は、CIE1976u’v’色度図上で本実施形態の調光層20を設けた時の照明装置がカバーする色域であり、本実施形態の照明装置の色再現範囲を示している。この図から分かるように、緑色と赤色の色再現範囲が拡大している。したがって、本実施形態の照明装置は、色再現性能を大幅に改善できている。
FIG. 7 is a diagram showing the improvement in color reproduction performance of the present invention. The broken line in FIG. 7 is the color gamut covered by the lighting device when the
図8は本発明の照明装置における光制御部材の一枚を示し、(A)はその斜視図、(B)は(A)のC−C線断面図である。図8の光制御部材は、プリズム付き集光シート6bである。プリズム付き集光シート6bは、シート状の基材の光射出面上に平行かつ等間隔でV字形状の凹凸を複数形成してなる突条のプリズム35を備えている。プリズム35の断面は、鋸歯状の形状を有している。プリズム付き集光シート6bを形成する材料は、入射した光線を透過する必要があるため無色透明の材料から形成されている。
FIG. 8 shows one of the light control members in the illumination device of the present invention, (A) is a perspective view thereof, and (B) is a sectional view taken along the line CC of (A). The light control member in FIG. 8 is a
図8(B)のC−C線断面を見ると、プリズム35は三角形が連なっており、各三角形の断面間は各三角形の底部がつながってV字型の溝を形成している。プリズム付き集光シート6bに入射した光Hは、プリズム35により、所定の角度を有するものについては、プリズム35から集光して射出されるが、それ以外の角度で入射した光については、図中の矢印の軌跡に示すようにプリズム35で屈折し、再帰光として戻される。
Looking at the cross section taken along the line CC in FIG. 8B, the
図9は本発明の照明装置の別形態を示す断面図である。この照明装置の構造は、LED光源12と、反射シート9と、導光板8と、調光層20と、拡散シート6cと、プリズム付き集光シート6bと、偏光分離シート6aとを配設したものである。前記拡散シート6c、プリズム付き集光シート6b、偏光分離シート6aは、これらの順に積層して設けられて光学シート部6を構成している。また、この照明装置では、液晶表示パネルの輝度を向上させることを目的として、プリズム付き集光シート6bと、偏光分離シート6aとを有している。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of the illumination device of the present invention. The structure of this lighting device includes an
偏光分離シート6aは、光の干渉の特性を利用して、入射する照明光のうち液晶表示パネルにおけるバックライト側に位置する偏光フィルムで吸収されてしまう偏光成分を、選択的に反射し再利用することで輝度を向上するものである。この偏光分離シート6aは、液晶表示パネルに最も近い側に設けられている。 The polarized light separating sheet 6a selectively reflects and reuses the polarized light component that is absorbed by the polarizing film located on the backlight side of the liquid crystal display panel in the incident illumination light by utilizing the light interference characteristic. By doing so, the luminance is improved. The polarization separation sheet 6a is provided on the side closest to the liquid crystal display panel.
図9に示す照明装置では、導光板8から射出した光をマイクロレンズ付き光学シート6cに入射させ、集光および拡散を行うと共に、一部の光を屈折して、再帰光として反射シート9方向に戻す。そして、マイクロレンズ付き光学シート6cから射出した光をプリズム付き集光シート6bに入射させ、集光を行うと共に、一部の光を屈折して、再帰光として反射シート9方向に戻す。更に、プリズム付き集光シート6bから射出した光を偏光分離シート6aに入射させ、入射光のうち液晶表示パネルで利用可能なP偏光成分の光を透過し、液晶表示パネルで利用しないS偏光成分を反射して、再帰光として反射シート9が設けられる方向に戻す。
In the illuminating device shown in FIG. 9, the light emitted from the
このように、図9に示す照明装置によれば、再帰光として反射された光を再度利用することにより、調光層20を通過する回数が大幅に増加するので、調光のための材料コストを極力抑えて、顔料の含有比率を大幅に下げたり、または着色層を大幅に薄く塗布しても、バックライトの射出光H4の色調を大きく変換させて、色再現性能の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the illumination device shown in FIG. 9, the number of times of passing through the
図10は本発明の画像表示装置の構造を示す断面図である。液晶パネル4は、パネルシャーシ7により位置決めされて配置されている。導光板8は、アクリルなどの透明な板状部材によって液晶パネル4よりも一回り大きいサイズで形成され、該液晶パネル4の裏面側をすべて覆うように後方側に配置されている。
FIG. 10 is a sectional view showing the structure of the image display device of the present invention. The liquid crystal panel 4 is positioned and arranged by the
導光板8の厚みは、例えば1mm〜5mmのいずれかの値が採用される。光学シート部6は、前記した構造の拡散シートやプリズムシートなどを積層して形成されている。光学シート部6は、液晶パネル4と導光板8との間に配置される。
As the thickness of the
LED光源12には、白色光を射出する白色LEDが採用されている。具体的には、LED光源12は、青色光を発する半導体発光素子の発光面に、青色光によって励起されて黄色光を射出する蛍光体層が積層されて構成されている。これにより、LED12光源からは、青色光と黄色光との合成光である白色光が射出する。LED光源12は、外部環境から保護すべく、例えば可視領域において透明性の高い合成樹脂など、光学的に負荷が少ない封止材料によって封止されている。
The
前記LED光源12、導光板8の一側面8a、パネルシャーシ7、および反射シート9に囲まれる空間には、光混合部16が形成される。光混合部16は、LED光源12から発せられた光を、光度ムラを緩和しつつ導光板8の一側面8aに入射させる機能を有する。LED光源12から発せられた光は、この光混合部16を通過して、導光板8の一側面8aに直接入射するか、パネルシャーシ7の内面または反射シート9に反射された後に導光板8の一側面8aに入射する。
In the space surrounded by the
前記一側面8aから導光板8の内部に入射した光は、その後、導光板8の中央部方向へ全反射しながら導かれ、導光板全面にわたって均一な光として、光学シート部6を通じて液晶パネル4の裏面に照射される。このとき、LED光源12からの光を液晶パネル4に向けて導光板8の内部から外部へ射出させるため、導光板8の裏面にはドットパターンなどの加工処理が施されている。
The light incident on the inside of the
図11は本発明のLED基板の取付構造を説明する斜視図である。LED基板は、ベース基板11kに光源であるLED光源12が複数搭載されている。LED光源12は、白色LEDである。本実施形態では、LED光源12からの光を導光板8の光入射面となる一側面8aに入射させることで、液晶パネル4を発光させる。また、LED基板は、導光板8の上辺に対応する位置に設けられ、1辺から導光板8の内部に入光するようになっている。
FIG. 11 is a perspective view for explaining the LED board mounting structure of the present invention. The LED substrate has a plurality of
複数のLED光源12は、ベース基板11kの長手方向に連なるように、等ピッチで配設されている。LED光源12には、アノード電極およびカソード電極がそれぞれ1つずつ設けられており、この電極間に電圧が印加されることによりLED光源12が点灯する。LED基板の上リブ体2RTへの取り付け手段としては、例えば放熱性のある粘着テープ14を用いることができる。
The plurality of
図12は本発明の画像表示装置を説明するための分解図である。図12に示す画像表示装置は、図面に向かって手前である正面側から順に、フロント筐体1、液晶パネル4、光学シート部6、パネルシャーシ7、導光板8、反射シート9、及びリヤ筐体2を有して構成されている。
FIG. 12 is an exploded view for explaining the image display apparatus of the present invention. The image display device shown in FIG. 12 includes a
フロント筐体1は、上下左右の4つの枠1ue,1st,1hd,及び1mgが組み合わされて矩形状をなす枠状とされている。また、このフロント筐体1の4つの枠1ue,1st,1hd,及び1mgの内側には、それぞれリブ1RT,1RB,1RL,1RRが設けられており、該フロント筐体1の剛性を強化すると共に、筐体3(図13参照)内部で発生した熱を効率的に画像表示装置の外部へ放熱させている。
The
画像表示パネルである液晶パネル4の下辺端には、フレキシブル基板4fを介して液晶パネル4を駆動させるための回路を搭載したLCD−DRV基板10が一対連結されている。また、液晶パネル4の右辺からは、フィルム状の凸片4bが3箇所突出している。
A pair of LCD-
パネルシャーシ7は、樹脂を射出成形して枠状に形成されおり、前記液晶パネル4の凸片4bに対応した位置に、その凸片4bと干渉しないように凹んだ凹部7aが設けられている。
The
リヤ筐体2は、基板2skと、該基板2skに取り付けられる4つのリブ体である上リブ体2RT、下リブ体2RB、左リブ体2RL、右リブ体2RRとを含んで構成されている。これら4つのリブ体を設けることにより、リヤ筐体2の剛性を強化すると共に、筐体3内部で発生した熱を効率的に画像表示装置の外部へ放熱させることができる。基板2skは、例えば、厚さ1.0mmのアルミニウム板にプレス等の加工を施して形成されている。各辺の端部は、正面側に折り曲げられてフランジ部2fとなっている。リブ体の内側の面(フランジ2fから遠い側)には、LED基板が取り付けられている。
The
図13は、本発明の画像表示装置の全体構成を示すための斜視図であり、正面右上方から見た図である。ここでは、表示画面が見える方を正面と称することにする。この画像表示装置は、外部から入力した映像信号を表示するモニターである。表示パネルとしては、液晶パネル4を用いた例を説明する。 FIG. 13 is a perspective view for illustrating the entire configuration of the image display apparatus of the present invention, as viewed from the front upper right. Here, the direction in which the display screen is visible is referred to as the front. This image display device is a monitor that displays a video signal input from the outside. An example in which the liquid crystal panel 4 is used as the display panel will be described.
画像表示装置は、枠状に形成されたフロント筐体(以下、F筐体とも称する)1と、リア筐体(以下、R筐体とも称する)2とが組み合わされた筐体3を有している。筐体3は、液晶パネル4を内部に収納しており、該液晶パネル4の画像表示部である表示面4aがF筐体1に設けられた矩形の開口部1aから外部に露出している。
The image display apparatus includes a
また、筐体3は、該筐体3の背面側(図13の紙面奥側)に取り付けられたスタンド5により支持され、画像表示装置は床面などに設置できるようになっている。また、スタンド5を外し、吊り下げ具などを取り付けることにより、筐体3のみを天吊りで設置することや、壁掛けとして設置することもできる。
The
F筐体1は、その左右の端まで延在する部分を有する上枠1ue及び下枠1stと、上下枠1ue,1stをその左右端で上下方向に繋ぐよう連結された左枠1hd及び右枠1mgとにより矩形をなす枠状とされている。下枠1stの右側には、リモコン受光窓部1bが設けられている。
The
また、図示していないが、画像表示装置のR筐体2の背面下方側には、LED光源をドライブするための駆動回路が搭載されたLED−DRV基板や、液晶パネル4の表示を制御するためのタイミングコントローラ基板が備えられている。その他、画像表示装置の信号処理等の回路を搭載した基板や電源部(図示せず)も搭載されており、各種基板類や電源部は、基板カバーにより全体が覆われている。
Although not shown, an LED-DRV board on which a drive circuit for driving the LED light source is mounted and the display of the liquid crystal panel 4 are controlled on the lower rear side of the
図14は本発明の照明装置における他の光制御部材を示し、(A)はその斜視図、(B)は(A)のD−D線断面図である。プリズム付き拡散板37は、基材となる光透過性樹脂に、光拡散性を有する光拡散粒子36を含有させて成形したものである。
14A and 14B show another light control member in the illumination device of the present invention, in which FIG. 14A is a perspective view thereof, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. The
図14(B)のD−D線断面を見ると、プリズム付き拡散板37の上部に形成されたプリズム35は、平行かつ等間隔でV字形状の凹凸を複数形成してなる突条のプリズム35を備えている点で、図8に示したプリズム付き集光シート6bと類似した形状を有している。
14B, the
このプリズム付き拡散板37に入射した光は、拡散板の内部で拡散され、プリズム35に入射する。プリズム35に入射した光は、所定の角度を有するものについては、プリズム35から集光して射出される。それ以外の角度で入射した光については、プリズム35で屈折し、再帰光として戻される。
The light incident on the
本実施形態では、マイクロレンズ付き光学シート6cに調光層20を塗着した例を示したが、図14(B)におけるようにプリズム付き拡散板37に調光層20を塗着しても、同様の効果が得られる。
In this embodiment, the example in which the
なお、光制御部材31が複数枚で構成された場合に、再帰機能と調光機能を持たせるシートが全数であっても構わないし、本実施形態で説明したように、光射出方向Fとは最も反対側に位置する一枚であっても構わない。
In addition, when the
以上、詳細に説明したように、本発明の照明装置及び画像表示装置によれば、光制御部材が、入射した光の一部を屈折または反射により、装置の光射出方向とは反対方向へ再帰する機能を持ち、かつ、特定波長の光吸収または波長変換を行う調光機能を持つように構成されているので、調光のための材料コストを極力抑えて、顔料の含有比率を大幅に下げたり、または着色層を大幅に薄く塗布しても、バックライトの射出光の色調を大きく変換させて、色再現性能の低下を防ぐことができる。 As described above in detail, according to the illumination device and the image display device of the present invention, the light control member recurs in a direction opposite to the light emission direction of the device by refracting or reflecting a part of the incident light. In addition, it has a dimming function that absorbs light at a specific wavelength or performs wavelength conversion, so that the material cost for dimming is minimized, and the pigment content is greatly reduced. Even if the colored layer is applied to be very thin, the color tone of the light emitted from the backlight can be greatly changed to prevent the color reproduction performance from being deteriorated.
また、本発明の照明装置及び画像表示装置によれば、複数枚で構成された光制御部材のうち照明装置における光射出方向Fとは最も反対側に位置する一枚が再帰機能と調光機能を備えているので、この構造でも同様の効果を得ることができる。 Further, according to the illumination device and the image display device of the present invention, one of the light control members composed of a plurality of sheets is located on the side opposite to the light emission direction F in the illumination device, and the recursive function and the light control function Therefore, the same effect can be obtained with this structure.
また、本発明の照明装置及び画像表示装置によれば、微細形状をなすマイクロレンズ又はプリズムが再帰機能を持つので、導光板から入射した光を調光層に何回も通過させることができる。 Further, according to the illumination device and the image display device of the present invention, since the microlens or prism having a fine shape has a recursive function, light incident from the light guide plate can be passed through the light control layer many times.
本発明は、液晶パネルなどの表示モジュールを用いて画像を表示する画像表示装置に利用することができる。 The present invention can be used for an image display device that displays an image using a display module such as a liquid crystal panel.
1 フロント筐体(F筐体)
2 リア筐体(R筐体)
3 筐体
4 液晶パネル(表示パネル)
4a 表示面
5 スタンド
6 光学シート部
6a 偏光分離シート
6b プリズム付き集光シート
6c 拡散シート
7 パネルシャーシ
8 導光板
8a 導光板の一側面
9 反射シート
10 LCD−DRV基板
11k ベース基板
12 LED光源(光源)
14 粘着テープ
16 光混合部
20 調光層
31 光制御部材
34 マイクロレンズ
35 プリズム
1 Front case (F case)
2 Rear housing (R housing)
3 Housing 4 Liquid crystal panel (display panel)
14
Claims (6)
前記光源から射出された光を導いて光制御部材へ射出する導光板と、
前記導光板の光を射出する面とは反対側の面に設けられた反射シートと、
前記導光板から射出された射出光を制御する光制御部材と、
を備え、
前記光制御部材は、入射した光の一部を屈折または反射させて照明装置の光射出方向とは反対方向へ再帰させる再帰機能と、特定波長の光吸収または波長変換を行う調光機能を備える
ことを特徴とする照明装置。 A light source;
A light guide plate that guides light emitted from the light source and emits the light to a light control member;
A reflective sheet provided on a surface opposite to the light emitting surface of the light guide plate;
A light control member for controlling the light emitted from the light guide plate;
With
The light control member has a recursive function that refracts or reflects a part of incident light and recurs the light in a direction opposite to the light emission direction of the lighting device, and a light control function that performs light absorption or wavelength conversion of a specific wavelength. A lighting device characterized by that.
前記光源から射出された光を導いて光制御部材へ射出する導光板と、
前記導光板の光を射出する面とは反対側の面に設けられた反射シートと、
前記導光板から射出された射出光を制御する光制御部材と、
を備え、
前記光制御部材は、入射した光の一部を屈折または反射させて照明装置の光射出方向とは反対方向へ再帰させる再帰機能を光射出面に微細形状として備えると共に、特定波長の光吸収または波長変換を行う調光機能を光入射面に顔料を含んだ調光層として備える
ことを特徴とする照明装置。 A light source;
A light guide plate that guides light emitted from the light source and emits the light to a light control member;
A reflective sheet provided on a surface opposite to the light emitting surface of the light guide plate;
A light control member for controlling the light emitted from the light guide plate;
With
The light control member has a recursive function as a fine shape on the light exit surface that refracts or reflects a part of incident light and recurs the light in the direction opposite to the light exit direction of the lighting device, and absorbs light of a specific wavelength An illuminating device comprising a dimming function for performing wavelength conversion as a dimming layer including a pigment on a light incident surface.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。 The light control member is configured by a plurality of sheets, and one sheet located on the most opposite side to the light emission direction in the lighting device has the recursive function and the dimming function. Or the illuminating device of 2.
ことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 The illumination device according to claim 2, wherein the fine shape is formed by arranging a plurality of microlenses on a surface of a diffusion sheet.
ことを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 The illumination device according to claim 2, wherein the fine shape is formed as a prism by forming a plurality of V-shaped irregularities on the surface of the diffusion sheet.
画像を表示する表示面を有する表示モジュールと、
を備えてなる画像表示装置。 A backlight by the lighting device according to any one of claims 1 to 5,
A display module having a display surface for displaying an image;
An image display device comprising:
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