JP4560653B2 - Light guide plate and backlight unit - Google Patents
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本発明は、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込まれるバックライトユニットおよびこれに用いられる導光板に関する。 The present invention relates to a backlight unit incorporated in a field-sequential color liquid crystal display device and a light guide plate used therefor.
カラー液晶ディスプレィは、従来からあるブラウン管などを用いたディスプレィよりも消費電力を著しく少なくすることができる上、ディスプレィ全体を薄くして軽量化させることが可能である。このため、特に表示面積を大きく必要とするディスプレィなどにおいて用途が拡がっているが、液晶ディスプレィにおいては、その表示輝度を高めるためにバックライトを使用し、液晶表示パネルの背面から照明光を透過させる必要がある。また、液晶ディスプレィは、ブラウン管などと比較すると、液晶の応答速度が遅いため、特に動画などを表示する場合にフィールドシーケンシャル方式で液晶を駆動させ、応答速度に関する欠点を克服することが必要となる。 A color liquid crystal display can consume much less power than a conventional display using a cathode ray tube or the like, and can make the entire display thinner and lighter. For this reason, the application has been expanded especially for displays that require a large display area. However, in a liquid crystal display, a backlight is used to increase the display brightness, and illumination light is transmitted from the back of the liquid crystal display panel. There is a need. In addition, since the liquid crystal display has a slower response speed of the liquid crystal compared to a cathode ray tube or the like, it is necessary to drive the liquid crystal by a field sequential method, particularly when displaying a moving image or the like, to overcome the drawbacks related to the response speed.
このようなバックライトの一例として、回転体の外周面にそれぞれ赤色光,緑色光,青色光を発光する線状光源を等間隔に組み込み、これをフィールドシーケンシャル方式の液晶表示パネルの直下に配された導光板の側方に配したものが特許文献1に開示されている。 As an example of such a backlight, linear light sources that emit red light, green light, and blue light are incorporated at equal intervals on the outer peripheral surface of the rotating body, and these are arranged directly under a field sequential type liquid crystal display panel. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a light guide plate disposed on the side of the light guide plate.
一方、アナログテレビジョンの画像を液晶表示する場合、1フレーム分の画像を3原色分解し、例えば最初にこの1フレーム分の赤色画像を走査表示させ、次いで同じ1フレーム分の緑色画像を走査表示させ、最後に青色画像を走査表示させる必要がある。この場合、フィールドシーケンシャル方式にて特定の色の走査表示中に次の色の走査表示を行うと、同一の画面中に複数色の光が同時に照射されることとなり、先行する画像とこれに続く画像との間で混色が生じ、表示される画像の鮮明度が低下してしまう不具合を生ずる。このため、アナログテレビジョンなどの画像を液晶表示する場合、1フレームの画像における特定の色の表示が終了するまで、次の色の画像を表示させることは実質的に困難であり、高速の動画を鮮明に表示させることができなかった。 On the other hand, when an analog television image is displayed on a liquid crystal, the image for one frame is separated into three primary colors, for example, the red image for one frame is first scanned and displayed, and then the green image for the same frame is scanned and displayed. Finally, it is necessary to scan and display a blue image. In this case, when the next color scan display is performed during the scan display of a specific color by the field sequential method, a plurality of colors of light are simultaneously irradiated on the same screen, and the preceding image and the subsequent image are followed. There is a problem that color mixing occurs between the images and the sharpness of the displayed image is lowered. For this reason, when an image of an analog television or the like is displayed on a liquid crystal, it is substantially difficult to display an image of the next color until the display of a specific color in one frame image is completed, and a high-speed moving image is displayed. Could not be displayed clearly.
本件特許出願人は、このような問題を解決し得るバックライトユニットを特許文献2にて提案した。これは、第1の方向に相隔てて対向し、かつ対向面がそれぞれ光反射面となった一対の仕切り壁およびこれら一対の仕切り壁の間に形成され、第1の方向と交差する第2の方向に沿って細長い矩形の開口部を有するハウジングと、このハウジングの第2の方向に沿った少なくとも一端部に取り付けられ、当該ハウジングの第2の方向に沿った他端側に向けて赤色光,青色光,緑色光をそれぞれ出射する少なくとも3つの光源と、ハウジングに取り付けられて光源から出射する光をハウジングの開口部に向けて反射させる反射面を有するリフレクタと、複数のハウジングを第1の方向に沿って整列状態で保持するフレームとを具えている。 The present patent applicant has proposed a backlight unit that can solve such problems in Patent Document 2. This is formed between a pair of partition walls that face each other in the first direction and whose light-reflecting surfaces face each other, and a second wall that is formed between the pair of partition walls and intersects the first direction. A housing having an elongated rectangular opening along the direction of the housing, and at least one end along the second direction of the housing, and red light toward the other end along the second direction of the housing. , At least three light sources that respectively emit blue light and green light, a reflector that is attached to the housing and has a reflecting surface that reflects the light emitted from the light source toward the opening of the housing, and a plurality of housings in the first And a frame that is held in alignment along the direction.
特許文献1に開示されたバックライトは、回転体を回転駆動するための動力が必要であり、線状光源として蛍光管を使用していることから、LEDなどと比較すると消費電力が嵩む欠点を有する。また、回転体に取り付けられた3本の線状光源からの光が混色しないように回転体の径を大きくし、隣接する2本の線状光源の円周方向の間隔を拡げる必要があり、ディスプレィをそれほど薄くすることができない。 The backlight disclosed in Patent Document 1 requires power for rotationally driving a rotating body, and uses a fluorescent tube as a linear light source. Have. In addition, it is necessary to increase the diameter of the rotating body so that light from the three linear light sources attached to the rotating body does not mix, and to increase the circumferential interval between the two adjacent linear light sources, The display cannot be made so thin.
引用文献2に開示されたバックライトユニットは、多数のハウジングと多数のリフレクタとを用意する必要があり、部品点数が嵩んでしまう欠点を有する。 The backlight unit disclosed in the cited document 2 needs to prepare a large number of housings and a large number of reflectors, and has a drawback that the number of parts increases.
本発明の目的は、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込まれることを意図し、その部品点数を少なくし得る極めて簡便なバックライトユニットおよびこのバックライトに組み込まれる導光板を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a very simple backlight unit that can be incorporated into a field sequential type color liquid crystal display device and can reduce the number of components thereof, and a light guide plate incorporated in the backlight. .
本発明の第1の形態は、光が出射する表面部と、この表面部の反対側に位置する裏面部と、これら表面部および裏面部の間に位置する複数の側面部とを具え、これら側面部の少なくとも1つが前記表面部から出射させるための光が入射する光入射端面部となった導光板であって、一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部の一端が前記光入射端面部に位置すると共に当該稜部が相互に平行に配列するように前記裏面部に相隔てて形成される複数の仕切り溝をさらに具えたことを特徴とするものである。 The first aspect of the present invention comprises a front surface portion from which light is emitted, a back surface portion positioned on the opposite side of the front surface portion, and a plurality of side surface portions positioned between the front surface portion and the back surface portion. A light guide plate in which at least one of the side surface portions is a light incident end surface portion on which light to be emitted from the surface portion is incident, and has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect, One end of the ridge portion is located on the light incident end surface portion, and further includes a plurality of partition grooves formed on the back surface portion so that the ridge portions are arranged in parallel to each other. It is.
本発明において、光入射端面部から入射する光は、導光板の内部にて仕切り溝により全反射するため、導光板の表面部が仕切り溝によって光学的に個々のフィールドに仕切られた状態となって表面部から出射する。 In the present invention, the light incident from the light incident end face part is totally reflected by the partition groove inside the light guide plate, so that the surface part of the light guide plate is optically partitioned into individual fields by the partition groove. Emanating from the surface.
本発明の第1の形態による導光板において、仕切り溝の稜部と平行な側面部は、直近の仕切り溝の斜面部と逆向きの傾斜面を含むことが好ましい。 In the light guide plate according to the first aspect of the present invention, it is preferable that the side surface portion parallel to the ridge portion of the partition groove includes an inclined surface opposite to the slope portion of the nearest partition groove.
仕切り溝の斜面部および側面部の傾斜面を平面または曲面にて形成することができる。 The inclined surface of the partition groove and the inclined surface of the side surface portion can be formed as a flat surface or a curved surface.
裏面部は、一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部が仕切り溝の稜部と平行となるように裏面部に連続状態で形成される複数のプリズム体を有することができる。 The back surface portion has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect, and a plurality of prism bodies formed continuously on the back surface portion so that the ridge portion is parallel to the ridge portion of the partition groove. Can have.
裏面部は、一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部が仕切り溝の稜部と平行となるように裏面部に連続状態で形成される複数のプリズム体を有することができる。この場合、プリズム体の斜面部の高さを、光入射端面部から遠ざかるほど高く設定したり、隣接するプリズム体の間隔を、光入射端面部から遠ざかるほど短く設定したり、あるいは一対の斜面部がなすプリズム体の頂角を、光入射端面部から遠ざかるほど小さく設定したりすることが有効である。 The back surface portion has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect, and a plurality of prism bodies formed continuously on the back surface portion so that the ridge portion is parallel to the ridge portion of the partition groove. Can have. In this case, the height of the inclined surface portion of the prism body is set higher as it is farther from the light incident end surface portion, the interval between adjacent prism bodies is set shorter as it is farther from the light incident end surface portion, or a pair of inclined surface portions. For example, it is effective to set the apex angle of the prism body made smaller as the distance from the light incident end face portion decreases.
上述したプリズム体に代えて任意の輪郭形状および断面形状を持つ光学素子を形成することも可能である。 It is also possible to form an optical element having an arbitrary contour shape and cross-sectional shape instead of the prism body described above.
表面部および裏面部の少なくとも一方にランダムに形成された多数の光偏向素子を具えることができる。この光偏向素子もまた、目的に応じて任意の輪郭形状および断面形状のものを採用することができる。 A large number of light deflection elements randomly formed on at least one of the front surface portion and the back surface portion can be provided. This optical deflecting element can also have an arbitrary contour shape and cross-sectional shape depending on the purpose.
本発明の第2の形態は、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込まれるバックライトユニットであって、本発明の第1の形態による導光板と、この導光板の表面部および前記光入射端面部以外の部分を覆う光反射シートと、前記導光板の仕切り溝によって仕切られた前記光入射端面部とそれぞれ対向するように配され、前記導光板内に導かれる光を出射する複数の発光部を持った光源ユニットとを具えたことを特徴とするものである。 A second aspect of the present invention is a backlight unit incorporated in a field sequential type color liquid crystal display device, the light guide plate according to the first aspect of the present invention, the surface portion of the light guide plate, and the light incident end face A plurality of light emitting portions that are arranged so as to oppose the light incident end face portion partitioned by the light guide sheet partitioning grooves and the light incident end face portions, and emit light guided into the light guide plate. It is characterized by comprising a light source unit having
本発明において、光入射端面部から入射する光は、導光板の内部にて仕切り溝により全反射するため、導光板の表面部が仕切り溝によって光学的に個々のフィールドに仕切られた状態となって表面部から出射し、液晶表示パネルの透過照明光となる。導光板の仕切り溝によって仕切られた任意の1つの領域に着目した場合、液晶シャッタの応答速度に合わせて3色の光を順番に点灯することにより、実質的に高速動画表示がなされることとなる。 In the present invention, the light incident from the light incident end face part is totally reflected by the partition groove inside the light guide plate, so that the surface part of the light guide plate is optically partitioned into individual fields by the partition groove. Then, it is emitted from the surface portion and becomes transmitted illumination light of the liquid crystal display panel. When paying attention to any one area partitioned by the partition groove of the light guide plate, it is possible to substantially display a high-speed moving image by sequentially lighting three colors of light according to the response speed of the liquid crystal shutter. Become.
本発明の第2の形態によるバックライトユニットにおいて、個々の発光部が少なくとも赤色光,青色光および緑色光の半導体発光素子をそれぞれ含むものであってよい。 In the backlight unit according to the second embodiment of the present invention, each light emitting unit may include at least red light, blue light and green light semiconductor light emitting elements.
本発明の導光板によると、導光板の裏面部に複数の仕切り溝を相互に平行に相隔てて形成し、個々の仕切り溝が一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部の一端を光入射端面部に位置させているので、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置のバックライトユニットに利用できる簡便な導光板を得ることが可能である。 According to the light guide plate of the present invention, a plurality of partition grooves are formed on the back surface portion of the light guide plate in parallel with each other, and each partition groove has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect. In addition, since one end of the ridge is positioned at the light incident end face, it is possible to obtain a simple light guide plate that can be used in a backlight unit of a field sequential color liquid crystal display device.
仕切り溝の稜部と平行な側面部が直近の仕切り溝の斜面部と逆向きの傾斜面を含む場合、光入射端面部と交差する側面部に仕切り溝と同じ機能を持たせることか可能となり、導光板の表面部全体を有効に利用することができる。 When the side surface parallel to the ridge of the partition groove includes an inclined surface opposite to the slope of the nearest partition groove, it is possible to have the same function as the partition groove on the side surface intersecting the light incident end surface. The entire surface portion of the light guide plate can be used effectively.
仕切り溝の斜面部および前記側面部の傾斜面を平面または曲面にて形成した場合、特に平面の場合には仕切り溝を表面部に近接させることができるため、仕切り溝を挟んで隣接する領域からの光の漏洩をさらに抑制することができる。 When the inclined surface of the partition groove and the inclined surface of the side surface portion are formed as a flat surface or a curved surface, particularly in the case of a flat surface, the partition groove can be brought close to the surface portion, so that from the adjacent region across the partition groove The leakage of light can be further suppressed.
裏面部に複数のプリズム体を連続状態で形成し、個々のプリズム体が一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部が仕切り溝の稜部と平行に設定した場合、導光板内を伝播する光を稜部に沿って導くことができ、所定の方向に強く偏向した輝度の高い光を表面部から出射させることができる。 A plurality of prism bodies are continuously formed on the back surface, and each prism body has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect, and this ridge portion is set parallel to the ridge portion of the partition groove. In this case, light propagating in the light guide plate can be guided along the ridge portion, and light with high luminance that is strongly deflected in a predetermined direction can be emitted from the surface portion.
裏面部に複数のプリズム体を連続状態で形成し、個々のプリズム体が一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部が光入射端面部と平行に設定した場合、導光板に入射した光を一時的に裏面部から導光板の外に出射させることができる。この結果、リフレクタなどを併用することにより、導光板の表面部全体から均一な照度の光を出射させることができる。 A plurality of prism bodies are continuously formed on the back surface portion, and each prism body has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect, and this ridge portion is set in parallel with the light incident end face portion. In this case, the light incident on the light guide plate can be temporarily emitted from the back surface portion to the outside of the light guide plate. As a result, by using a reflector or the like together, light with uniform illuminance can be emitted from the entire surface portion of the light guide plate.
特に、光入射端面部から遠ざかるほどプリズム体の斜面部の高さを高く設定した場合、光入射端面部から遠ざかるほど、裏面部から光が導光板の外に一時的に出射することとなり、これらの光が再び裏面部から導光板内に入射させることにより、表面部全体からより均一に光を出射させることができる。 In particular, when the height of the slope portion of the prism body is set higher as the distance from the light incident end surface portion increases, the light from the back surface portion is temporarily emitted out of the light guide plate as the distance from the light incident end surface portion increases. The light is again incident on the light guide plate from the back surface portion, so that the light can be emitted more uniformly from the entire front surface portion.
光入射端面部から遠ざかるほど隣接するプリズム体の間隔を短く設定した場合も同様に、光入射端面部から遠ざかるほど、裏面部から光が導光板の外に一時的に出射することとなり、表面部全体からより均一に光を出射させることができる。 Similarly, when the distance between the adjacent prism bodies is set shorter as the distance from the light incident end face portion becomes shorter, the distance from the light incident end face portion causes light to be temporarily emitted from the back surface portion to the outside of the light guide plate. Light can be emitted more uniformly from the whole.
光入射端面部から遠ざかるほど一対の斜面部がなすプリズム体の頂角を小さく設定した場合も同様に、表面部全体からより均一に光を出射させることができる。 Similarly, when the apex angle of the prism body formed by the pair of slope portions is set to be smaller as the distance from the light incident end face portion is increased, light can be emitted more uniformly from the entire surface portion.
表面部および裏面部の少なくとも一方がランダムに配された多数の微小な光偏向素子を含む場合、表面部や裏面部から出射する光を所望の方向に偏向させることができるため、表面部全体からより均一な輝度の光を所望の方向に出射させることができる。 When at least one of the front surface portion and the back surface portion includes a large number of minute light deflecting elements randomly arranged, the light emitted from the front surface portion and the back surface portion can be deflected in a desired direction. Light with more uniform luminance can be emitted in a desired direction.
本発明のバックライトユニットによると、導光板の裏面部に複数の仕切り溝を相互に平行に相隔てて形成し、個々の仕切り溝が一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部の一端を光入射端面部に位置させ、光源が、仕切り溝によって仕切られる導光板の光入射端面部に対してそれぞれ配される複数の発光部を有するので、仕切り溝を挟んで隣接する領域がそれぞれ単独の導光部材として機能することとなる。この結果、従来のような複数のハウジングやリフレクタを1つにまとめた状態の部品点数が極めて少ない導光板をバックライトユニットに利用することができる。特に、高い応答速度を持つOCB(Optically Compensated Birefringence または Optically Compensated Bend)液晶などのバックライトユニットとしての利用が可能となる。 According to the backlight unit of the present invention, a plurality of partition grooves are formed on the back surface portion of the light guide plate so as to be spaced apart from each other in parallel, and each partition groove has a pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect. And having one end of the ridge portion positioned at the light incident end surface portion, and the light source has a plurality of light emitting portions respectively arranged with respect to the light incident end surface portion of the light guide plate partitioned by the partition groove. The regions adjacent to each other function as a single light guide member. As a result, a light guide plate having a very small number of parts in a state in which a plurality of housings and reflectors are combined into one can be used for the backlight unit. In particular, it is possible to use as a backlight unit, such as OCB (O ptically C ompensated B irefringence or O ptically C ompensated B end) liquid crystal having a high response speed.
個々の発光部が少なくとも3色の半導体発光素子をそれぞれ含む場合、高速で発光色の異なる出射光を切り替えることにより、フィールドシーケンシャル方式のカラー液晶画像表示装置に組み込むことができる。 When each light emitting portion includes at least three color semiconductor light emitting elements, it can be incorporated into a field sequential color liquid crystal image display device by switching emitted light having different emission colors at high speed.
本発明による導光板をフィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込まれるバックライトユニットに応用した実施形態について、図1〜図8を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、必要に応じてこれらをさらに組み合わせたり、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。 Embodiments in which the light guide plate according to the present invention is applied to a backlight unit incorporated in a field-sequential color liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8, but the present invention is limited to these embodiments. The present invention is not limited to this, and can be further combined as necessary, or can be applied to any other technique belonging to the spirit of the present invention.
本実施形態におけるバックライトユニットの外観を分解状態で図1に示し、その導光板の裏面部の外観を抽出拡大して図2に示し、導光板の光入射端面部の外観を抽出拡大して図3に示し、そのIV−IV矢視断面形状を図4に示す。すなわち、本実施形態におけるバックライトユニット10は、一枚の導光板11と、この導光板11の光入射端面部12に装着される光源ユニット13と、この光源ユニット13を導光板11と共に収容する本発明の光反射シートとしてのケーシング14とを具えている。
The appearance of the backlight unit in this embodiment is shown in FIG. 1 in an exploded state, the appearance of the back surface portion of the light guide plate is extracted and enlarged, and shown in FIG. 2, and the appearance of the light incident end face portion of the light guide plate is extracted and enlarged. FIG. 4 shows the sectional shape shown in FIG. That is, the
矩形の板状をなす導光板11は、光が出射する表面部15と、この表面部15の反対側に位置する裏面部16と、これら表面部15および裏面部16の間に位置する複数(図示例では4つ)の側面部17とを具え、先の入射端面部12から入射した光を表面部15から出射させるためのものである。本実施形態では、これら側面部17のうちの対向する2つの側面部17を光入射端面部12としているが、光源ユニット13からの光の強度が充分な場合や、導光板11の表面部15の面積が比較的小さい場合には、側面部17の何れか1つのみを光入射端面部12としてもかまわない。本実施形態では光入射端面部12を平面にて形成しているが、シリンドリカルレンズ状の湾曲面にて形成することも可能である。
The
導光板11の表面部15には、この導光板11の表面部15から出射する光を所定の方向に偏向させるための図示しない光偏向素子18がランダムに形成されている。この光偏向素子18は、例えば特願平11−102609号公報,特願平11−250713号公報,特開2000−193826号公報,特開2000−227522号公報などに開示されたものをそのまま利用することが可能である。これら光偏向素子18は、光入射端面部12から離れるほど、換言すれば、表面部15の中央部側ほどその分布密度が高くなるように配されている。
On the
導光板11の裏面部16には、V溝状をなす複数の仕切り溝19が相互に平行に所定間隔毎に形成されており、入射端面部12から入射した光が仕切り溝19の配列方向に沿って大きく拡散しないように配慮している。各仕切り溝19は、一対の斜面部19aおよびこれら一対の斜面部19aが交わる稜部19bを有し、この稜部19bの一端が光入射端面部12に位置すると共に当該稜部19bが相互に平行に配列している。一対の斜面部19aのなす角、つまり挾み角αは、導光板11内を伝播する光ができるだけ全反射するように、鋭角であることが好ましい。また、仕切り溝19の深さは、導光板11に必要とされる強度を維持することができさえすれば、可能な限り深く設定することが好ましく、一般的には導光板11の最大厚みの95%程度まで設定することができる。なお、導光板11に形成される仕切り溝19の数は、1フレームの画像の大きさ(一般的には導光板11の表面部15の面積にほぼ対応する)と、用いられる液晶表示パネルの応答速度とに応じた時分割数に基づいて設定することが必要である。
On the
仕切り溝19の稜部19bと平行な側面部17は、直近の仕切り溝19の斜面部19aと逆向きの傾斜面17aを有し、仕切り溝19で挟まれた光入射端面部12の領域と同じ機能が側面部17に直近の仕切り溝19の斜面部19aと傾斜面17aとの間の光入射端面部12の領域にて得られるように配慮している。つまり、これら斜面部19aおよび傾斜面17aは、導光板11の光入射端面部12から入射した光が斜面部19aとこれに隣接する傾斜面17aとで囲まれた領域ならびに相互に隣接する2つの仕切り溝19で囲まれた領域内を伝播するように、主として導光板11内を伝播する光の全反射面として機能する。なお、本明細書では、斜面部19aとこれに隣接する傾斜面17aとで囲まれた領域ならびに相互に隣接する2つの仕切り溝19で囲まれた領域を個別照明領域と呼称し、上述した仕切り溝19はこれら個別照明領域を画成するものである。なお、この個別照明領域は、特許文献2における個々のハウジングの部分に相当する。
The
なお、本実施形態における仕切り溝19の斜面部19aおよび側面部17の傾斜面17aは、平面にて形成されているが、裏面部16に対して連続した曲面にて形成し、直線状の稜部19bや溝底を持たない図5に示すような形状にすることも可能である。特に、仕切り溝19の溝底を曲面にて形成した場合、仕切り溝19の稜部19bに対して直交する方向に沿った導光板11の曲げ強度を高めることができる。
In addition, although the
導光板11の裏面部16には、仕切り溝19の延在方向に対して直交するV溝状のプリズム体20が所定間隔で複数形成されている。本実施形態におけるプリズム体20は、一対の斜面部20aおよびこれら一対の斜面部20aが交わる稜部20bをそれぞれ有し、これら稜部20bが光入射端面部12とそれぞれ平行に設定されている。これらプリズム体20は、導光板11の光入射端面部12から入射した光を裏面部16から一時的に出射させるための窓、つまり開口部として主に機能する。このため、本実施形態では、隣接するプリズム体20の間隔を光入射端面部12から遠ざかるほど短く設定し、光入射端面部12から最も遠い導光板11の表面部15の中央部分から出射する光の割合を強制的に増大させることにより、仕切り溝19の長手方向に沿った表面部15からの光の出射分布が均一となるように配慮している。
A plurality of V-
仕切り溝19の長手方向に沿った表面部15からの光の出射分布を均一にすることができれば、図6に示すように等間隔に設定することも可能である。この図6に示した実施形態では、一対の斜面部20aのなす角、つまり挾み角βを光入射端面部から遠くにあるプリズム体20ほど、小さく設定しており、斜面部20aの深さを光入射端面部12から遠くに位置するほど深く設定しているが、上述した仕切り溝19の深さよりも浅く設定することが好ましい。また、図7に示すようにプリズム体20を仕切り溝19と平行に裏面部16に形成することも可能である。この場合、隣接するプリズム体20の斜面部20aを連続的に形成するようにしてもよい。
If the light emission distribution from the
なお、プリズム体20を裏面部16から窪んだV溝状ではなく、裏面部16から突出する三角柱状に形成することも可能である。
It is also possible to form the
導光板11の光入射端面部12と対向するように配された光源ユニット13は、側面部17の傾斜面17aおよび仕切り溝19ならびに相互に隣接する仕切り溝19で挟まれた光入射端面部12毎、つまり先の個別照明領域毎に、導光板11に向けて赤色光,緑色光,青色光をそれぞれ出射する少なくとも3個1組のLED21がそれぞれ組み込まれた複数の発光部22を有する。これらLED21の光量に対して仕切り溝19の延在方向に沿った導光板11の長さが比較的短い場合には、一方の側面部17のみを光入射端面部12として発光部22を配することも可能であるが、出射光量や輝度を高めるためには、本実施形態のように対向する一対の側面部17を光入射端面部12として発光部22を配置することが有効である。赤色光,緑色光,青色光をそれぞれ出射する少なくとも3個一対のLED21に加え、さらに白色光を出射する白色LEDを追加することも出射光量を増大するためには有効である。
The
矩形の枠状をなすケーシング14は、その内壁14aが光を反射するための光反射面として機能する。この光反射面は、光学的に粗面状態となっており、反射光の指向性を弱める機能も有する。従って、導光板11の表面部15以外の部分から出射した光は、このケーシング14の内壁14aにて拡散反射し、再び導光板11内に入射して最終的にその表面部15から出射することとなる。なお、仕切り溝19やプリズム体20を含め、導光板11の裏面部16全体を光反射膜で蒸着被覆することも可能であり、この場合には、ケーシング14の内壁14aに光反射機能を持たせる必要はなくなり、場合によってはケーシング14自体を省略することも可能である。
The
このようなバックライトユニット10をフィールドシーケンシャル方式のカラー液晶表示装置に組み込む場合、図示しない液晶表示パネルが、1フレームのカラー画像を赤色画像,青色画像,緑色画像に分解し、これらに対応した画素を開閉する単なる液晶シャッタとして用いられるため、高速応答が可能なOCB液晶などを使用することができ、画素の高精細化も同時に可能となる。
When such a
本実施形態における液晶表示装置のタイミングチャートを図8に示す。これは、液晶表示装置の画面を導光板11の仕切り溝19の位置に対応して例えば10のブロックに分割した場合における第1のブロックにおけるタイミングチャートを模式的に示している。すなわち、LED21は、液晶表示パネルの液晶のゲートパルスに同期してフィールドシーケンシャル方式にて個々の発光部22毎に順に点灯される。本実施形態では、1フレームのカラー画像を16.67ミリ秒毎に生成し、これを赤色画像,青色画像,緑色画像に分解し、さらに各色毎の画像をそれぞれ5.56ミリ秒毎に時分割して10ブロックの液晶表示パネルの個別照明領域にある各発光部22のLED21を5.56ミリ秒毎に順次駆動することにより、1フレームのカラー画像として合成表示できるようになっている。1つの発光部22に関して着目した場合、そのブロックにおける液晶表示パネルの液晶のゲートパルスに同期して赤色光を発するLED21が16.67ミリ秒毎に1.00ミリ秒ずつ点灯され、その5.56ミリ秒後に緑色光を発するLED21が16.67ミリ秒の周期で1.00ミリ秒ずつ点灯され、さらにその5.56ミリ秒後に青色光を発するLED21が16.67ミリ秒の周期で1.00ミリ秒ずつ点灯される。この発光部22に対応する液晶表示パネルの各ブロックを構成する液晶は、5.56ミリ秒の周期で0.556ミリ秒ずつ液晶ゲートパルスとして走査駆動されるが、1ブロック当たりの各フィールドにおけるゲート走査時間は、それぞれ0.556ミリ秒で完了するように設定されている。
FIG. 8 shows a timing chart of the liquid crystal display device in this embodiment. This schematically shows a timing chart in the first block when the screen of the liquid crystal display device is divided into, for example, 10 blocks corresponding to the positions of the
なお、データ信号に対して液晶が正確に応答することが理想的であるけれども、実際問題としてデータ信号の大きさに応じた液晶シャッタの開度は、データ信号の大きさの変化によって液晶自体に動作遅れが生ずる傾向を持つ。このため、本実施形態では液晶の動作遅れを見込んで予め液晶ゲートパルスの駆動時期に対し、対応するLED21の点灯時期を一定時間だけそれぞれ遅延(本実施形態では各ブロックにおける最終列の液晶のゲートパルスの出力から約4.00ミリ秒後)させている。
Although it is ideal that the liquid crystal responds accurately to the data signal, as a practical matter, the opening of the liquid crystal shutter according to the magnitude of the data signal depends on the change in the magnitude of the data signal. There is a tendency for operation delay to occur. For this reason, in this embodiment, the operation timing of the liquid crystal is anticipated, and the lighting timing of the corresponding
何れにしろ、1つの発光部22について着目すると、対応する液晶表示パネルに用いられた液晶シャッタの応答速度に合わせて5.56ミリ秒毎に赤色光,緑色光,青色光のLED21が対応する液晶ゲートパルスの出力後にそれぞれ順次点灯することとなる。本実施形態においては、複数のブロックにおいて異なる色の照明光が個々の発光部22にて同時に発光することとなるが、個々の個別照明領域を画成する仕切り溝19によって、これらの照明光が液晶表示パネル側で混色するような虞がなく、高い鮮明度の画像を形成することができる。
In any case, when attention is paid to one
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。 It should be noted that the present invention should be construed only from the matters described in the claims, and in the above-described embodiment, all the changes and modifications included in the concept of the present invention are other than those described. Is possible. That is, all matters in the above-described embodiment are not intended to limit the present invention, and include any configuration not directly related to the present invention. To get.
10 バックライトユニット
11 導光板
12 光入射端面部
13 光源ユニット
14 ケーシング
14a 内壁
15 表面部
16 裏面部
17 側面部
17a 傾斜面
18 光偏向素子
19 仕切り溝
19a 斜面部
19b 稜部
20 プリズム体
20a 斜面部
20b 稜部
21 LED
22 発光部
α,β 一対の斜面部のなす角(挾み角)
DESCRIPTION OF
22 Light emitting part α, β Angle formed by a pair of slopes (stagnation angle)
Claims (11)
一対の斜面部およびこれら一対の斜面部が交わる稜部を有し、この稜部の一端が前記光入射端面部に位置すると共に当該稜部が相互に平行に配列するように前記裏面部に相隔てて形成される複数の仕切り溝をさらに具えたことを特徴とする導光板。 A front surface portion from which light is emitted; a back surface portion positioned on the opposite side of the front surface portion; and a plurality of side surface portions positioned between the front surface portion and the back surface portion, wherein at least one of the side surface portions is the surface portion. A light guide plate that is a light incident end face portion on which light for emitting light is incident,
A pair of slope portions and a ridge portion where the pair of slope portions intersect, and one end of the ridge portion is positioned on the light incident end surface portion, and the ridge portions are arranged in parallel with each other. A light guide plate, further comprising a plurality of partition grooves formed.
請求項1から請求項9の何れかに記載の導光板と、
この導光板の表面部および前記光入射端面部以外の部分を覆う光反射シートと、
前記導光板の仕切り溝によって仕切られた前記光入射端面部とそれぞれ対向するように配され、前記導光板内に導かれる光を出射する複数の発光部を持った光源ユニットと
を具えたことを特徴とするバックライトユニット。 A backlight unit incorporated in a field sequential type color liquid crystal display device,
The light guide plate according to any one of claims 1 to 9,
A light reflecting sheet covering a portion other than the surface portion of the light guide plate and the light incident end face portion;
A light source unit having a plurality of light emitting portions arranged so as to face the light incident end face portions partitioned by the partition grooves of the light guide plate and emitting light guided into the light guide plate. Characteristic backlight unit.
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