JP5568263B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、バックライトにおける光源が液晶パネルの直下に配置された直下型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a direct-type liquid crystal display device in which a light source in a backlight is disposed directly below a liquid crystal panel.
液晶表示装置は、液晶パネルと、バックライト光源モジュール(以下、本明細書では、単にバックライトとする。)と、を含んで構成される。この液晶表示装置の薄型化をする上では、バックライトを構成する拡散板や拡散シート、及びプリズムシートなどの光学フィルムの設計によって、光学的な均一性が維持又は向上されつつ、バックライトの薄型化がなされる。 The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel and a backlight light source module (hereinafter simply referred to as a backlight in this specification). In reducing the thickness of the liquid crystal display device, the backlight is thin while maintaining or improving the optical uniformity by the design of the optical film such as a diffusion plate, a diffusion sheet, and a prism sheet constituting the backlight. Is made.
また、バックライトは、光源と、導光部材、拡散板等の光学フィルムを含んで構成されて、その光源には、発光ダイオード光源等によって点状に発光する発光素子が用いられるようになってきている。そして、発光ダイオード光源が、液晶パネルの直下に配置されるいわゆる直下型の液晶表示装置も存在する。この直下型の液晶表示装置は、主に中型もしくは大型の液晶表示装置に用いられ、液晶パネルと発光ダイオード光源との間に挟まれるように、導光部材や拡散板等の光学フィルムが存在する。 In addition, the backlight includes a light source and an optical film such as a light guide member and a diffusion plate, and a light emitting element that emits light in a spot shape by a light emitting diode light source or the like has been used as the light source. ing. There is also a so-called direct-type liquid crystal display device in which the light-emitting diode light source is disposed directly under the liquid crystal panel. This direct type liquid crystal display device is mainly used for a medium-sized or large-sized liquid crystal display device, and includes an optical film such as a light guide member and a diffusion plate so as to be sandwiched between a liquid crystal panel and a light-emitting diode light source. .
バックライトの薄型化における光学的均一性の対策について、バックライトの光源等に対して行ってきた例がいくつかあり、例えば、特許文献1が知られている。特許文献1では、指向性が強い発光源と、該発光源の放射方向に放射面を有する導光体等によって構成されて、導光体の放射面には発光源からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段が備えられた面照明光源装置が記載されて、全体的に均一化された照明光が得られるとしている。
There are several examples of countermeasures against optical uniformity in reducing the thickness of the backlight with respect to the light source of the backlight. For example,
ここで、直下型の液晶表示装置においても、その薄型化を図る場合には、バックライトの光源から液晶パネルまでの光学距離が縮小して、バックライトの輝度や色度のムラが顕著となりやすくなるため、薄型化と光学的均一性の両立を図ることが課題となる。また、発光ダイオード等が光源として用いられたバックライトにおいては、光学的均一性を向上させるために、その配光分布を考慮して設計する必要もある。 Here, even in a direct type liquid crystal display device, when the thickness is reduced, the optical distance from the light source of the backlight to the liquid crystal panel is reduced, and uneven brightness and chromaticity of the backlight are likely to be remarkable. Therefore, it is a problem to achieve both reduction in thickness and optical uniformity. Further, a backlight using a light emitting diode or the like as a light source needs to be designed in consideration of its light distribution in order to improve optical uniformity.
本発明は、上記課題に鑑みて、発光ダイオード光源等によって発光する発光素子を用いた直下型の液晶表示装置において、バックライトの薄型化がされる場合においても、光学的均一性を高くすることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention increases the optical uniformity even when the backlight is thinned in a direct-type liquid crystal display device using a light-emitting element that emits light by a light-emitting diode light source or the like. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of achieving the above.
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、バックライトとを含む液晶表示装置であって、前記バックライトは、前記液晶パネルの下側に配置されて前記液晶パネルに向けて発光する発光素子と、該発光素子の上側であって前記液晶パネルの下側に配置される導光部材とを有し、前記導光部材は、前記発光素子からの光が導光されて面状に発光する発光面を前記液晶パネル側に有し、前記発光面には、前記発光素子の直上に凹部が形成されるとともに、光を出射させるためのドット状又はライン状のパターンが前記凹部から離れるのに応じて密になるように分布して、前記凹部は、該凹部の深さ方向に先細りとなるように傾斜する内面を有して形成される、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight, and the backlight is disposed below the liquid crystal panel and the liquid crystal panel And a light guide member disposed on the upper side of the light emitting element and below the liquid crystal panel, and the light guide member guides light from the light emitting element. A light emitting surface that emits light in a planar shape on the liquid crystal panel side, and the light emitting surface has a concave portion formed immediately above the light emitting element, and a dot or line pattern for emitting light Are distributed so as to become dense as they move away from the recess, and the recess is formed with an inner surface inclined so as to taper in the depth direction of the recess. .
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記凹部は、前記発光面に対する傾斜角度αが、35度≦α≦55度で傾斜する前記内面によって、断面がV字状となるように形成されて、前記凹部は、前記発光素子が発光する部分よりもさらに広がるように形成されるとともに、前記凹部の中心部が、前記発光する部分の中心に合わせられるように配置される、ことを特徴としてもよい。 In one embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, the recess is formed so that the cross section is V-shaped by the inner surface inclined at an angle of inclination α of 35 degrees ≦ α ≦ 55 degrees with respect to the light emitting surface. In addition, the recess is formed so as to expand further than a portion where the light emitting element emits light, and a center portion of the recess is disposed so as to be aligned with a center of the light emitting portion. It is good.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記凹部は、前記発光面に対する傾斜角度αが、45度≦α≦50度で傾斜する前記内面によって、断面がV字状に形成される、ことを特徴としてもよい。 In one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the concave portion is formed in a V-shaped cross section by the inner surface inclined at an inclination angle α of 45 degrees ≦ α ≦ 50 degrees with respect to the light emitting surface. This may be a feature.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記凹部は、該凹部の中心部分に位置して底部を形成する第1内面と、前記底部から前記凹部の縁に至るまでの側面部を形成する第2内面と、を含んで形成されて、前記第1内面と前記第2内面は、前記発光面に対して異なる傾斜角度を有して、前記第1内面における傾斜角度は前記第2内面における傾斜角度よりも急峻な角度であって、前記第1内面は、前記発光素子の発光する部分の中心に合わせられるように配置されるとともに該発光する部分にほぼ重複して形成され、前記第2内面は、前記第1内面の周囲であって該発光する部分からさらに広がるように形成される、ことを特徴としてもよい。 In one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the recess includes a first inner surface that is located at a central portion of the recess and forms a bottom portion, and a side surface that extends from the bottom portion to the edge of the recess. A second inner surface, wherein the first inner surface and the second inner surface have different inclination angles with respect to the light emitting surface, and the inclination angle of the first inner surface is the second inner surface. The first inner surface is disposed so as to be aligned with the center of the light emitting portion of the light emitting element and is substantially overlapped with the light emitting portion. The two inner surfaces may be formed so as to further spread from the light emitting portion around the first inner surface.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記凹部は、一方向に直線状に形成される溝型に形成されて、前記ドット状又はライン状のパターンは、直線状に形成される溝型の前記凹部から離れるにしたがって密となるように分布する、ことを特徴としてもよい。 In one mode of the liquid crystal display device according to the present invention, the concave portion is formed in a groove shape formed linearly in one direction, and the dot-shaped or line-shaped pattern is a groove formed linearly. It may be characterized by being distributed so as to become denser as it moves away from the concave portion of the mold.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記凹部は、円錐状に形成されて、前記ドット状又はライン状のパターンは、前記凹部から離れるにしたがって密となるように同心円状に分布する、ことを特徴としてもよい。 In one mode of the liquid crystal display device according to the present invention, the concave portion is formed in a conical shape, and the dot-like or line-like pattern is concentrically distributed so as to become denser as the distance from the concave portion increases. This may be a feature.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記内面は、円弧状に湾曲して形成され、前記凹部は、一方向に直線状となる溝型であって、円弧状に湾曲した前記内面によって先細りとなるように形成され、前記凹部は、前記発光素子が発光する部分よりもさらに広がるように形成されるとともに、前記凹部の中心部が、前記発光する部分の中心に合わせられるように配置され、前記ドット状又はライン状のパターンは、前記凹部から離れるにしたがって密となるように、直線状となる前記凹部に平行に分布する、ことを特徴としてもよい。 In one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the inner surface is formed to be curved in an arc shape, and the concave portion is a groove shape that is linear in one direction, and the inner surface is curved in an arc shape. The concave portion is formed so as to expand further than the portion where the light emitting element emits light, and the center portion of the concave portion is arranged so as to be aligned with the center of the light emitting portion. The dot-shaped or line-shaped pattern may be distributed in parallel with the concave portion that is linear so as to become denser as the distance from the concave portion increases.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記凹部の中心部は、平坦に形成される、ことを特徴としてもよい。 In one mode of the liquid crystal display device according to the present invention, the central portion of the concave portion may be formed flat.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記導光部材の前記凹部の下側には、白色を生成するために異なる発光色で発光する複数の発光素子が、直線状となる前記溝型に沿って配列されて、前記溝型に沿って配列された前記複数の発光素子と、前記溝部と異なる方向に隣接して配列される発光素子は、発光色が互いに補完されるように配列される、ことを特徴としてもよい。 Also, in one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, a plurality of light emitting elements that emit light of different light emission colors to form a white color are formed below the concave portion of the light guide member. The plurality of light emitting elements arranged along a mold and arranged adjacent to each other in a direction different from the groove portion are arranged so that light emission colors are complemented with each other. It may be characterized by that.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記導光部材は、前記発光素子からの光を入射させる入射部を前記発光面に対して裏側となる裏面に有し、前記裏面には、前記入射部から離れた部分に拡散反射手段が設けられる、ことを特徴としてもよい。 Moreover, in one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the light guide member has an incident portion for allowing light from the light emitting element to be incident on a back surface which is a back side with respect to the light emitting surface, Diffuse reflection means may be provided in a part away from the incident part.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記導光部材は、前記発光素子からの光を入射させる入射部を前記発光面に対して裏側となる裏面に有し、前記裏面には、前記発光面へと反射させて光を出射させるためのドット状又はライン状パターンが、前記入射部から離れるのに応じて密になるように分布する、ことを特徴としてもよい。 Moreover, in one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the light guide member has an incident portion for allowing light from the light emitting element to be incident on a back surface which is a back side with respect to the light emitting surface, It may be characterized in that dot-like or line-like patterns for reflecting light to the light emitting surface and emitting light are distributed so as to become dense as they move away from the incident portion.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記発光素子は、前記液晶パネルに対して略垂直となる方向に光軸を有し、前記発光素子の出射輝度は、前記光軸に対して対称に分布するとともに、前記光軸に対して傾斜した方向にピークを有する、ことを特徴としてもよい。 In the liquid crystal display device according to one aspect of the present invention, the light emitting element has an optical axis in a direction substantially perpendicular to the liquid crystal panel, and an emission luminance of the light emitting element is relative to the optical axis. In addition to being distributed symmetrically, it may have a peak in a direction inclined with respect to the optical axis.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記発光素子は、発光ダイオードと、該発光ダイオードを上側から覆うレンズ部とを有し、前記レンズ部は、前記導光部材側へ光を出射させる出射面が凹レンズ状に形成されるとともに、前記光軸に対して対称となるV字状の断面を有する凹部が形成されて、前記導光部材の前記凹部は、前記レンズ部の前記凹部の形状に対応する形状を有する、ことを特徴としてもよい。 In the liquid crystal display device according to the aspect of the invention, the light emitting element includes a light emitting diode and a lens portion that covers the light emitting diode from above, and the lens portion emits light toward the light guide member. And a concave portion having a V-shaped cross section that is symmetric with respect to the optical axis is formed, and the concave portion of the light guide member is formed by the concave portion of the lens portion. It may be characterized by having a shape corresponding to the shape.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記発光素子の出射輝度は、前記凹部が直線状の溝型に形成された方向に対して線対称に分布して、双峰性のピークを有する、ことを特徴としてもよい。 In one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the emission luminance of the light emitting element is distributed symmetrically with respect to the direction in which the concave portion is formed in a linear groove shape, and has a bimodal peak. It may be characterized by having.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記発光素子は、前記液晶パネルに対して略垂直となる方向に光軸を有し、前記発光素子の出射輝度は、前記光軸に対して点対称に分布して、輪状のピークを有する、ことを特徴としてもよい。 In the liquid crystal display device according to one aspect of the present invention, the light emitting element has an optical axis in a direction substantially perpendicular to the liquid crystal panel, and an emission luminance of the light emitting element is relative to the optical axis. It may be characterized by having a ring-shaped peak distributed point-symmetrically.
上記課題を解決するため、本発明にかかる液晶表示装置は、液晶パネルと、バックライトとを含む液晶表示装置であって、前記バックライトは、前記液晶パネルの下側に配列される複数の発光素子と、前記複数の発光素子の上側であって前記液晶パネルの下側に配置されて、前記複数の発光素子のうちの1つ又は複数の発光素子毎に設けられる複数の導光部材と、を有し、前記導光部材の各々は、前記1つ又は複数の発光素子からの光を導光し、面状に発光する発光面を前記液晶パネル側に有し、前記発光面には、前記発光素子の直上となる位置に凹部が形成されるとともに、光を出射させるためのドット状又はライン状パターンが前記凹部から離れるのに応じて密になるように分布して、前記凹部は、該凹部の深さ方向に先細りとなるように傾斜する内面を有して形成される、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight, and the backlight includes a plurality of light emitting elements arranged below the liquid crystal panel. A plurality of light guide members that are disposed on the upper side of the plurality of light emitting elements and below the liquid crystal panel, and are provided for each one or a plurality of light emitting elements of the plurality of light emitting elements; Each of the light guide members has a light emitting surface that guides light from the one or more light emitting elements and emits light in a planar shape on the liquid crystal panel side. A recess is formed at a position directly above the light emitting element, and a dot-like or line-like pattern for emitting light is distributed so as to become dense as it leaves the recess, and the recess is To taper in the depth direction of the recess Has an inner surface which is inclined is formed, characterized in that.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記導光部材は、前記発光素子が配置されている側の面よりも前記発光面が広がるように、前記導光部材の側面が傾斜する、ことを特徴としてもよい。 Moreover, in one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the light guide member has a side surface of the light guide member inclined such that the light emitting surface is wider than a surface on the side where the light emitting element is disposed. This may be a feature.
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記バックライトは、前記複数の発光素子が配列された基板を有し、前記導光部材は、前記1又は複数の発光素子の側方から上方を覆い被せるように、前記基板上に配置されて、前記導光部材が前記基板に接触する面においては、前記1又は複数の発光素子からの光を拡散して反射させる拡散反射手段が配置される、ことを特徴としてもよい。 In one aspect of the liquid crystal display device according to the present invention, the backlight includes a substrate on which the plurality of light emitting elements are arranged, and the light guide member is located upward from a side of the one or the plurality of light emitting elements. Diffuse reflection means for diffusing and reflecting light from the one or a plurality of light emitting elements is disposed on the surface of the light guide member that contacts the substrate so that the light guide member is in contact with the substrate. It may be characterized by that.
本発明によれば、直下型の液晶表示装置において、バックライトの薄型化をしつつ、バックライトの光学的均一性を向上させることができる。 According to the present invention, in a direct liquid crystal display device, it is possible to improve the optical uniformity of the backlight while reducing the thickness of the backlight.
以下、上記課題を解決するための本発明に係る各実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。以下において説明する本発明の各実施形態に係る液晶表示装置は、これらの実施形態によっては限定されず、その技術的思想の範囲内において異なる形態にて実施されて良いし、例えば、これらの各実施形態において開示されている形態を組み合わせた形態も本発明に含まれるものとする。 Hereinafter, each embodiment according to the present invention for solving the above-mentioned problems will be described in detail with reference to the drawings. The liquid crystal display device according to each embodiment of the present invention described below is not limited by these embodiments, and may be implemented in different forms within the scope of the technical idea. Forms obtained by combining forms disclosed in the embodiments are also included in the present invention.
[実施形態1]
まず、図1から図15を用いて、本発明に係る実施形態1を説明する。図1は、液晶パネルと、バックライトの光源となる発光ダイオードパッケージ光源と、導光部材と、プリズムシート等の光学フィルムと、を含む液晶表示装置の構成の断面を示す。本実施形態で示す液晶表示装置は、液晶パネルと、直下型のバックライトとを搭載する中型から大型の液晶表示装置である。図1では、バックライト筐体1と、プリント基板2、プリント基板2上に設けられる発光ダイオードパッケージ光源(発光素子)3、及び、白色反射シートを下地に有して発光素子3からの光を導光して面状に発光する導光部材である導光シート4とによって、バックライト光源系が構成される。
[Embodiment 1]
First,
ここで、発光素子3は、後述する図3で示すように、レンズ部20を構成する樹脂或いは青色発光ダイオード素子である発光ダイオード18近辺の樹脂において、蛍光体が導入されて、光励起させることによって白色光源が構成されている。また、バックライトでは、発光素子3の上側および側方を覆うように周囲に導光シート4が設けられて、当該導光シート4のさらに上側に、拡散板5と、拡散シート6と、プリズムシート7と、偏光反射シート8とによってバックライト光学系が構成される。さらに、液晶パネルについては、下部偏光板9、薄膜トランジスタとカラーフィルタ搭載の液晶封止ガラス基板10、上部偏光板11から構成される。
Here, as shown in FIG. 3 to be described later, the light-emitting
液晶表示装置の上面を見ると、図2に示すように、バックライト支持筐体12、発光素子3と導光シート4とからなるエリア制御分割光源13、及び駆動回路部14で構成されている。本実施形態の液晶表示装置には、バックライトから液晶パネルに光を照射する領域が、表示する映像に応じて制御されるエリア制御が採用されている。駆動回路部14において、エリア制御分割光源13を映像信号に合せてバックライト光が必要な領域に光照射する動作条件を設定することにより、エリア制御対応のバックライト光源系を機能させることができる。本実施形態のバックライトでは、点光源である発光ダイオードを配列して導光部材によって面状に発光させて、上記エリア制御に対応するバックライトとしている。本実施形態の発光素子3は、発光ダイオード18にレンズを搭載して、放射角度分布を拡大させる構成をとる。図3に、発光素子3の構成を示すが、樹脂或いはセラミックからなる基材15の上に配線16を形成し、その後ダイボンディング材17を形成して、その上に発光ダイオード18をマウント搭載し、その後Auワイヤ19によって配線16と接続する。
When the upper surface of the liquid crystal display device is viewed, as shown in FIG. 2, the liquid crystal display device includes a
次に、透明シリコーン樹脂によりレンズ部20を発光ダイオード18に密着させて構成する。本実施形態において透明樹脂により構成したレンズ部20は、その上面が凹レンズ状に湾曲して形成されて、さらに発光ダイオード18の直上にV字状の溝形状となる凹部を有している。発光素子3のレンズ部20に設けられたV字状の凹部の先端部は、発光ダイオード18の中心に重複するように位置しており、かつ、発光ダイオード18とAuワイヤ19に近接して、これらとの間隔が50−150ミクロン程度まで接近して設けられる。なお、発光素子3は、そのレンズ部20の実寸が5×5mm程度の大きさを保有している。
Next, the
図4は、本実施形態にかかる発光ダイオード18からの放射角分布を示したものであり、放射角60°程度に双峰性となるピーク強度を有する発光分布を有している。同図における放射角分布は、レンズ部20の溝型の凹部が直線状に形成される一方向に対して垂直な方向の分布となる。このような放射角分布のピーク強度を有する発光ダイオード18の光を、導光シート4に入射させて、発光ダイオード18の直上から広がるように伝播(導光)させていくことにより、横方向に放射光束を拡大し、面光源の均一性がさらに向上する。
FIG. 4 shows a radiation angle distribution from the
図5は、本実施形態にかかるバックライトの発光素子3の上面を示す図であり、レンズ部20における凹部は、上下方向に直線状となって、その断面が三角柱状となる溝型によって形成される。本実施形態にかかるレンズ部20の凹部は、三角柱状の凹部形状となっているため、図5のような発光素子3の場合には、その放射角分布を左右方向にピークを有するように設定できる。また、図5の上下方向では、発光素子3の放射角分布は、図6に示すように、放射角の低い領域において出射輝度が略同程度のレベルとなるように設定される。
FIG. 5 is a view showing the upper surface of the
図7は、本実施形態にかかる発光素子3と導光シート4の断面の様子を示す図である。上記の発光素子3は、図7に示すように、まず白色反射シート23が上側に設けられたプリント基板22上に実装され、プリント基板22に電気的に発光素子3が接続された後、発光素子3を覆い被せるように、導光シート4が設けられる。このとき、導光シート4には、発光素子3のレンズ部20に対して、空気層を介して設けて覆っており、かつ発光素子3の直上(発光ダイオード18の直上)には、V字状の三角溝型となる凹部が設けられている。図7で示されるように、レンズ部20の凹部や発光ダイオード18に対して、導光シート4の凹部は、さらに広がって形成されるとともに、レンズ部20の凹部に応じて導光シート4の凹部が設けられ、本実施形態では、2つの凹部が一方向に延びる直線状の溝型で形成される。
FIG. 7 is a diagram illustrating a cross-sectional state of the
ここで、発光素子3から出射角θで出射する光は、まず、導光シート4の入射面において角度ψをもって屈折して、V字状の三角溝における角度xを有する傾斜面に入射すると、角度2x−ψで反射する。出射角θ、角度ψ、角度2x−ψの3つの角度は、図7で示されるように、発光素子3の設置されたプリント基板22に対して法線方向を基準とする角度である。また、導光シート4の凹部は、その深さ方向に先細りとなる内面を有して形成されて、本実施形態における凹部の内面は三角溝の斜面である。また、導光シート4の面状に発光する発光面に対して内面が傾斜する角度を、傾斜角度α(すなわちα=90度−xとなる)とする。導光シート4には、導光された光を発光面に出射させる後述の出射手段となるドットパターンが凹部から離れるに従って密となるように配置され、発光素子3から出射して導光シート4内に入射した光は、凹部の内面によって全反射されることにより、凹部からさらに広がるように図中左右方向(以下、横方向、或いは伝播される方向)に伝播して、面状に発光する発光面の均一性が向上する。
Here, light emitted from the
ここで、導光シート4としては、屈折率1.4〜1.6程度が用いられるが、本実施形態では導光シート4の屈折率が1.4であるものを用い、この場合には導光シート4においてその内部を導光される光が全反射する臨界角が45.6度程度となる。また、導光シート4で屈折した角度ψの光が、凹部の内面によって全反射する条件は、α+ψ≧45.6度である。そしてさらに、凹部の内面によって全反射された光が導光シート4の上面(発光面)に全反射されることで、凹部からさらに広がるように伝播される。上面において全反射される条件は、2x−ψ≧45.6度であることから、角度2x−ψを調整することにより、導光シート4の横方向に広げて伝播させるようにできる。
Here, as the
凹部の内面の傾斜角度αが緩やかである場合には、発光素子3からの高角度側の放射角で出射した光を全反射して凹部からさらに広がるように横方向に導光し、一方、傾斜角度αが急峻となる場合には、発光素子3からの低角度側の放射角で出射した光を全反射して横方向に広がるように導光しやすくする。したがって例えば、発光素子3の直上となる中心部分に位置する凹部の底部(第1内面)においては、傾斜角度を急峻にし、凹部の中心部分に位置する底部から縁の間に位置する側面部(第2内面)においては、底部の傾斜角度よりも傾斜角度を緩やかにするというように、複数回の段階に分けて内面の傾斜角度を設定してもよい。この場合においては、具体的には、導光シート4の発光面への入射角2x−ψも考慮して、凹部の中心部における傾斜角度αを40度以上60度以下に、凹部の側面部における傾斜角度αを25度以上45度以下に設定するというように2段階に傾斜させる。
When the inclination angle α of the inner surface of the recess is gentle, the light emitted from the
ここで、図8は、発光素子3からの出射角θと、凹部の内面によって反射された角度2x−ψの関係を算出した結果である。ここで、凹部の内面によって反射された角度は、2x−ψ=2x−sin-1(sinθ/n)で表される。nは導光シート4における材料の屈折率であり、n=1.4としている。図8から、V字状に先細りとなる断面を有する内面の傾斜角度は、35度≦α≦55度の場合(35度≦x≦55度となる場合)が適しており、さらに好適には、45度≦α≦50度の場合(40度≦x≦45度となる場合)であると判断される。図8においては、V字状溝の先端角の半分となる角度xが25度〜45度における関係が示されているが、角度x=50度以上となる場合が省略されている。x=50度や55度の場合は、x=45度の場合よりも凹部における内面が発光面に対して緩やかな傾斜となるため、発光素子3の光軸方向となる出射角θ=0度、およびその付近の光が全反射されにくくなるが、他の部分の出射角の光が凹部と発光面に全反射されて、凹部から横方向に伝搬して広がるように導光されて発光面の光学的均一性が向上するため、V字状の凹部の内面の傾斜角度として適している。
Here, FIG. 8 shows the result of calculating the relationship between the emission angle θ from the
図9は、発光素子3が図4に示すような放射角分布を有する場合に、x=30度、35度、40度、45度となる内面を有するV字状の三角溝型の凹部に反射されて、発光面に入射する角度2x−ψと、その相対強度の関係を示す図である。同図は、図4における角度0〜90度の範囲の放射角分布の右側半分に相応するものであり、発光面に入射する角度2x−ψが横軸に、その相対強度が縦軸に示されている。例えばx=45度においては、ピーク強度を有する出射角度θ=60度の光線が2x−ψ=50度程度となることが示されている。なお、同図の結果が算出される過程においては、導光シート4内に入射し、屈折及び全反射することでの光損失はないものと仮定している。図9の結果では、角度xの値が40度〜45度の間を境として、発光面において全反射する角度45.6°以上に、発光素子3の放射角分布のピーク強度を設定できることが判る。即ち、ピーク強度付近の大部分の光強度を全反射させて導光シート4に導入し、横方向に伝播させることになり、効率よくバックライト光を導光シート4の面内に拡大することを意味する。これにより2x−sin-1(sinθ/n)≧sin-1(1/n)となる関係を満たすように、V字状溝における先端角半分の角度xと、導光シートの屈折率n、及び発光素子3のピークとなる放射角度θの調整設定を行うことにより、効率よく横方向の伝播光に変換できる。
FIG. 9 shows a V-shaped triangular groove-shaped recess having an inner surface of x = 30 degrees, 35 degrees, 40 degrees, and 45 degrees when the
また、レンズ部20の側壁から出射して発光ダイオード18の出射光については、レンズ部20から導光シート4に入射した後の屈折角度ψを見積もると、90-sin-1(sin(90-θ)/n)と求まる。この場合においては、発光ダイオード18の出射光の出射角度θ、及び、導光シート4に入射後の屈折角度ψは、レンズ部20の側壁に対して垂直となる方向を基準とするのではなく、上記と同様にプリント基板22の法線方向を基準として求めている。発光素子3のレンズ部20の側壁から出射した光は、図7で示すように、空気層を経て導光シート4の内側壁に入射している。ここで、横軸には、レンズ部20の側壁からの出射角度θを、縦軸には、上記の屈折角度90-sin-1(sin(90-θ)/n)をプロットすると、図10のようになる。この結果、レンズ部20の側壁から出射した光は、ほとんどの出射角において、導光シート4の全反射角よりも大きくなっており、導光シート4の発光面やその裏面に全反射して、伝播していく光成分となっていることが判る。なお、導光シート4と発光素子3との間に介在する空気層は、少なくとも発光素子3の上側に設けられていればよく、発光素子3の側方部分は導光シート4と接していてもよい。
Further, regarding the light emitted from the side wall of the
また、導光シート4の外側の側面は、発光面側に広がるように逆台形状に傾斜して形成されるのがよく、特に45度に傾斜して形成されるのが好適である。側面が傾斜せずに発光面に対して略垂直に形成される場合には、導光シート4内を発光面に対して略平行に導光される光は当該側面から出射されることとなるが、側面が45度に傾斜して形成される場合には全反射されやすくなる。発光面に対して略平行に導光される光は、白色反射シート23や発光面における反射を経て、発光面に形成されたドットパターンに入射して発光面から出射され、発光面における発光効率が向上する。
Further, the outer side surface of the
また、白色反射シート23は、導光シート4の発光面に対する反対側の面に反射手段として設けられているが、さらにこの白色反射シート23は、入射した光をランダムな方向に反射させる拡散反射手段であることが望ましい。発光素子3で発光した光は、導光シート4の凹部に反射されて横方向に伝播され、当該横方向に伝搬される光は、拡散反射手段に入射して、ランダムな方向に反射される。横方向へと導光される光が、ランダムな方向に拡散反射されるため、導光シート4の凹部から均一に広がりやすくなる。そして、発光面から光を出射させる出射手段となるドットパターンが、凹部から遠ざかるに従って密に分布することで、導光される光は凹部から近い部分では横方向に広がりやすく、凹部から遠い部分では出射されやすくなって、発光面の光学的均一性が向上することとなる。なお、導光シート4に設ける凹部の形状は、図11に示すように、V字状の内面を有する溝型の形状でなく、断面が円弧状となってその中心部が鍋底状となり、一方向に直線状に形成される半円柱状の溝型であってもよい。この場合においては、発光素子3の放射角分布を、半円柱状の溝型となる凹部に適するように、そのピーク位置を調整してもよく、或いは、発光素子3の出射角θ=0度方向の相対強度が0.5よりもさらに弱くなるようにしてもよい。発光素子3からの出射光を全反射して、横方向に拡大し伝播光とすることができる形状であれば、その他の形状、例えば、断面が曲面状となるような形状であってもよい。
The white
導光シート4の発光面には、パターン密度を変化させることにより、伝播光を少しずつ取り出すことができるように、導光された光を出射するための形状が設けられている。図12は、本実施形態にかかる導光シート4の発光面に、光を出射するためのドットパターンが凹部から遠ざかるに従って密となるように設けられた様子を示す図である。導光シート4の上面側には、伝播する方向に遠ざかるに従って、ドットパターンの密度が大きくなっている。図13は、本実施形態にかかる導光シート4の変形例であり、その発光面に、光を出射するためのライン状のパターンが凹部から遠ざかるに従って密となるように設けられた様子を示す図である。導光シート4の上面側には、光を出射するための断面三角形状の溝状に形成されたライン状のパターンを設けてあり、発光素子3からの光が伝播される方向に遠ざかるに従って、断面三角状の溝形状パターンの密度を大きくしてある。これらのドット状あるいはライン状のパターンは、ナノ〜ミクロンオーダの小さい微粒子が入って構成される散乱材が、スクリーン印刷によって導光シート4にペースト状に植え付けられて形成される。ドットパターンとして導光シート4に植え付けるのは、シリカやアルミナ等であり、導光シート4よりも屈折率が低くなる材料を用いることとする。伝播光は、これらのドットパターンに入射するとその一部が上側に散乱して出射する。導光シート4の伝播方向では、上側に出射する光成分の強度がほぼ均一になるように、形状パターンの密度や大きさが調整されて設けられる。なお、発光面に対する反対側の面にも、上記のようなドットパターンが、形成されてもよく、当該ドットパターンによって乱反射されることで導光された光が発光面から出射される。
The light emitting surface of the
次に、図6に示すレンズ部20の形状に対応して、図14に示すように、白色反射シートを搭載するプリント基板22上に、発光素子3を配置し、発光素子3における発光ダイオード18に対して、中心を位置合わせした三角柱状の凹部とドットパターンとを有する導光シート4をプリント基板22に構成する。ここで、ドットパターンは、発光素子3の中央線に対して線対称となるように配置されている。図14は、本実施形態にかかる導光シート4の発光面上のドットパターンが配置された様子の一例を示す図であり、ドットパターンが線状に並んで構成されている。発光素子3に近い距離では、線状に並んで構成するドットパターンとドットパターンの間隔は大きくとってあり、発光素子3から遠く離れるにつれて、当該間隔が狭く設定される。
Next, corresponding to the shape of the
また、エリア制御に対応する領域に対して、図15に示すように、一つの導光シート4を対応させる構成とし、複数の導光シート4を並列させ、バックライト支持筐体12上に敷き詰めて配置する。同図で示されるように、バックライトにおいて配列された発光素子3は、表示される画像に応じてその発光がそれぞれ制御されて、発光素子3毎に、1つの導光シート4が設けられる。そして、導光シート4のそれぞれの発光面は、液晶表示装置においてバックライトの発光が制御される一単位となるエリアにそれぞれ対応している。発光が制御される一単位となる各エリアに対応して導光シート4が設けられることで、照射領域がエリア外にハロー状に拡大するのが抑制される。したがって、バックライトがエリア制御される際に、光が照射されるエリアと照射されないエリアとの間において、境界が鮮明となりコントラストが向上する。
Further, as shown in FIG. 15, the region corresponding to the area control is configured to correspond to one
ここで、本実施形態における導光シート4内では、図15で示すように、主として左右方向に対して光強度が大きくなり、異方的に光照射する光線28からなる2次元面光源が形成されている。
Here, in the
本実施形態では、上記のように、導光シート4からなる薄型の2次元面光源を構成したバックライトを作製でき、液晶表示装置全体を薄型化することができる。さらに、導光シート4内を多重反射させ伝播させた光照射により、輝度及び色度の高い均一性を有したバックライトを製造できる。また、複数設けられた導光シート4によってバックライトが分割される分だけ、エリア制御に対応する領域が構成でき、エリアに対応して独立に発光素子3による発光が制御されることで消費電力を低減できる。
In the present embodiment, as described above, a backlight having a thin two-dimensional surface light source made of the
これらにより、本実施形態では、液晶表示装置において、照射エリアのコントラストの高いバックライト光を設定し、かつ光利用効率の高く低消費電力のバックライトを提供することができる。その用途として、大型テレビ用の液晶表示装置や、中型のパーソナルコンピュータ用や車載カーナビゲーション用の液晶表示装置に適用される。 Accordingly, in the present embodiment, in the liquid crystal display device, backlight with high contrast in the irradiation area can be set, and a backlight with high light utilization efficiency and low power consumption can be provided. As its application, it is applied to a liquid crystal display device for a large television, a liquid crystal display device for a medium-sized personal computer or an in-vehicle car navigation system.
なお、本実施形態にかかる液晶表示装置には、表示する映像に応じてバックライトから液晶パネルに光を照射する領域が制御されるエリア制御が採用されているが、採用されなくてもよいのはいうまでもなく、上記のような発光素子と導光部材の構成によって光学的均一性が向上する。 Note that the liquid crystal display device according to the present embodiment employs area control in which a region in which light is emitted from the backlight to the liquid crystal panel is controlled according to the image to be displayed, but may not be employed. Needless to say, the optical uniformity is improved by the configuration of the light emitting element and the light guide member as described above.
なお、本実施形態にかかる液晶表示装置は、1つの発光素子3に対応して、これを覆い被せるように導光シート4が配置されているが、例えば、全ての発光素子、或いは、全発光素子3のうちの複数の発光素子3毎に共通するように導光部材を設けてもよい。この場合において、バックライト支持筐体12を基板として実装された全ての発光素子3の上側に、共通する一枚の導光板が導光部材として設けられてもよいし、配列された発光素子3の一列ごとに共通する導光板が導光部材として設けられてもよい。また、こういった場合において、液晶表示装置にエリア制御が採用されてもよく、複数のエリアに跨って導光部材が設けられて、エリアの境界となる部分には、その境界を鮮明にするような手段が別途設けられてよい。
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, the
なお、本実施形態にかかる発光素子3は、図4に示すように双峰性のピークを有する光源となっており、上記のような凹部とドットパターンとを有する導光シート4と組み合わせることにより光学的均一性を向上させることができて好適である。しかし、発光素子3のピークが双峰性を有しておらず、出射角0度となる方向にピークを有する場合であっても、発光素子3からの光が導光シート4の凹部から広がるように伝播して光学的均一性が向上される。なお、出射角0度となる方向は、発光素子3における光軸の方向に相当し、当該光軸の方向は液晶パネルに対して略垂直となる方向である。
In addition, the
[実施形態2]
次に、図16から図19を用いて、本発明に係る実施形態2を説明する。図16は、実施形態2にかかる導光シート4と発光素子3の断面の様子を示す図であり、図17は、実施形態2にかかる導光シート4と発光素子29〜31が配置されている様子を示す図である。断面構成を示す図16と平面的構成を示す図17で示すように、発光素子3には、赤色発光素子29、緑色発光素子30、青色発光素子31の三原色RGBの光源が適用される。ここでは、各発光素子29〜31の形状は正方形であり、等方的な放射角分布となる発光分布を有しており、各発光素子29〜31における発光ダイオード18を封止する樹脂は透明樹脂としている。すなわち実施形態2は、白色を生成するための複数種類の発光色の発光素子が導光シート4における凹部を形成する溝に沿って並設されており、実施形態1は白色に発光する1つの発光素子3が当該凹部を形成する溝に沿って設けられている点で異なるが、その他の点についてはほぼ同様であるため、説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next,
また、図18は、実施形態2の変形例にかかる導光シート4と発光素子3の上面の様子を示す図であり、図19は、実施形態2の変形例に係る導光シート4や発光素子3を、バックライト支持筐体12上に敷き詰めて配置する様子を示す図である。三原色RGBの発光素子32〜34は、図18の断面構成と図19の上面構成に示すように、長方形の形状を有してもよい。図18及び図19で示すように、赤色発光素子32、緑色発光素子33、青色発光素子34の三原色RGB色の光源が適用される。また、図18及び図19に示すように、長方形の発光素子32〜34における長手方向は、導光シート4に設けられたV字溝状の凹部の溝方向に沿って設けられる。導光シート4の凹部から遠ざかるに従って密に配置されるドットパターンは、凹部に沿って並設されるようにライン状に配置されて、発光素子32〜34の長手方向の側面に沿ってライン状に配置されることとなる。このように配置することにより、発光素子32〜34の長手方向の側面から出射される高い光強度が導光シート4に伝播され、図19における導光シート4の上下方向よりも左右方向から、光強度が大きく異方的に光照射する光線28をバックライト光として取り出せることになる。上記のように、長方形の発光素子32〜34を適用し、図18に示す導光シート4を用いることにより、左右方向に異方性の高い2次元平面光源が形成される。このような左右方向に異方性の高い2次元平面光源を用いることで、エリア制御の際に左右方向の境界において高いコントラストが生じることとなる。
FIG. 18 is a diagram illustrating the top surface of the
実施形態2における各発光素子は、例えば図19で示されるように、互いに隣接する導光シート4の凹部に配置される各発光素子は、その発光色が互いに補完させるように配置される。具体的には、実施形態2における各発光素子は、縦方向(溝方向)に沿って互いに異なる発光色の発光素子が隣接するように規則的に配列されると共に、横方向(溝に対して垂直方向)に配列される各発光素子も、互いに異なる発光色となる発光素子が隣接するように規則的に配列されることとなる。
For example, as illustrated in FIG. 19, each light emitting element in the second embodiment is disposed such that the light emission colors complement each other, which are disposed in the recesses of the
実施形態2では、三原色RGB色それぞれの発光素子を搭載し、導光シート4内を伝播させて混色させることにより、輝度と色度を調整した白色光源を得ることができる。三原色RGB色それぞれの発光素子は、独立に制御することにより、それぞれ原色の光源としてもバックライトとして活用することができる。また実施形態1と同様に、導光シート4からなる薄型の2次元面光源を構成したバックライトを作製でき、液晶表示装置全体を薄型化することができる。さらに、導光シート4内を多重反射させ伝播させた光照射により、輝度及び色度の高い均一性を有したバックライトを達成できる。また、複数設けられた導光シート4によってバックライトが分割される分だけ、エリア制御の対応する領域が構成でき、エリアに対応して独立に発光素子3による発光が制御されることで消費電力を低減できる。
In the second embodiment, a light source of each of the three primary colors RGB is mounted, and a white light source with adjusted luminance and chromaticity can be obtained by propagating through the
これらにより、実施形態2では、液晶表示装置において、照射エリアのコントラストの高いバックライト光を設定し、かつ光利用効率の高く低消費電力のバックライト光源と光学系を提供することができる。用途として、大型テレビ用の液晶パネル表示装置や、中型のパーソナルコンピュータ用や車載カーナビゲーション用液晶パネル表示装置に適用される。 Accordingly, in the second embodiment, in the liquid crystal display device, backlight light having a high contrast in the irradiation area can be set, and a backlight light source and an optical system with high light utilization efficiency and low power consumption can be provided. Applications include liquid crystal panel display devices for large televisions, medium-sized personal computers, and in-vehicle car navigation liquid crystal panel display devices.
[実施形態3]
上記の実施形態1及び2では、図5や図14で示されるような平面的構成を有する発光素子3や導光シート4が用いられるが、実施形態3では、図20や図21で示されるような平面的構成を有する発光素子3や導光シート4が用いられる点で異なっているが、発光素子3と導光シート4に関する点以外については、ほぼ同様となっているため、説明を省略する。
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments, the
発光素子3のレンズ部20の凹部は、図20で示されるように発光ダイオード18の直上に位置してスポット状に形成される。当該凹部は、発光ダイオード18の中心となる位置に円錐状に形成される。発光素子3におけるレンズ部20が円錐状の凹部形状を有しているため、発光ダイオード18からの放射光束を等方的に拡げる光学分布となる。従って、上記の実施形態1及び2における放射角分布は、図4及び図6のように双峰性のピークを有していたが、実施形態3における発光素子3は、リング状のピークを有することとなり、リング状のピークは、出射角0度となる発光素子3の光軸方向に対してほぼ点対称となる。
As shown in FIG. 20, the concave portion of the
導光シート4の形状パターンを上面で見た場合、図20に示すレンズ部20に対応して、図21に示すように、白色反射シート23を搭載するプリント基板22上に、発光素子3が配置される。導光シート4には、発光素子3に対して、中心を位置合わせされて、その断面がV字状に先細りとなる内面を有して凹部が形成される。実施形態3にかかる導光シート4は、発光素子3の直上となる位置に凹部は円錐状に形成されて、当該凹部から離れるに従って密となるドットパターンを有して、導光シート4は、発光素子3を覆うように基板に被せて構成される。ここで、ドットパターンは、発光素子3における発光ダイオード18の中心に点対称としてあり、その一例として、ドットパターンが図21に示すように四角形に並んで構成される。さらに、四角形に並んで構成されるドットパターンとドットパターンの間隔は、発光素子3から離れるにつれて狭くなっており、発光素子3から近い距離では当該間隔が広く、発光素子3から遠くなるにつれて、当該間隔が狭く設定される。実施形態3では、導光シート4内で導光される光を発光面に出射させる出射手段となるドットパターンが四角形状に分布して配置されているが、発光ダイオード18を中心として同心円状に分布して配置されていてもよい。
When the shape pattern of the
また、図22に示すように、エリア制御に対応する領域に、一つの導光シート4を対応させる構成とし、複数の導光シート4が並列されて配置され、バックライト支持筐体12上に敷き詰められる。これにより、発光素子3に対応したエリア制御のバックライトが構成される。このようにして、導光シート4内で等方的に伝幡する光線28を出射する2次元面光源が形成される。
In addition, as shown in FIG. 22, one
なお、実施形態3では、凹部が円錐状に先細りとなる形状で形成されるが、例えば、球状などの曲面によって先細りとなる内面を有して形成されてもよく、この場合においては、発光素子3の放射角分布を、当該凹部に適するように、そのピーク位置を調整するようにし、或いは、発光素子3の出射角θ=0度方向の相対強度が0.5よりもさらに弱くなるようにしてもよい。また、導光シート4の凹部が、実施形態3のようにV字状の断面を有する円錐状に形成される場合、あるいは実施形態1や実施形態2のように、三角溝形状に形成される場合において、その中心部となる先端を平坦に形成することで、発光素子3の光軸方向に発光する光量を多くするように調整してもよい。
In the third embodiment, the concave portion is formed in a conically tapered shape. However, for example, the concave portion may be formed to have a tapered inner surface by a curved surface such as a spherical shape. 3 is adjusted so as to be suitable for the concave portion, or the relative intensity of the
本発明は、大型液晶テレビ用の液晶表示装置や携帯電話やパソコン用などの中小型液晶表示装置における光学系とバックライト光源として適用できる。また、照明装置の光学系及び光源として適用しても、成立する内容であることは言うまでもない。本内容は、発光ダイオード素子を用いて説明したが、半導体レーザーダイオード素子を蛍光体材料の励起光源として適用しても、成立する内容であることは言うまでもない。 The present invention can be applied as an optical system and a backlight light source in a liquid crystal display device for a large-sized liquid crystal television, and a small and medium-sized liquid crystal display device such as a mobile phone or a personal computer. Further, it goes without saying that the contents are valid even when applied as an optical system and a light source of a lighting device. Although the present contents have been described using the light emitting diode element, it is needless to say that the contents are valid even when the semiconductor laser diode element is applied as an excitation light source of a phosphor material.
1 バックライト筐体、2 白色反射シートを有するプリント基板、3 発光ダイオードパッケージ光源(発光素子)、4 導光シート、5 拡散板、6 拡散シート、7 プリズムシート、8 偏光反射シート、9 下部偏光板、10 薄膜トランジスタとカラーフィルタ搭載の液晶封止ガラス基板 11 上部偏光板、12 バックライト支持筐体、13 発光素子と導光シートからなるエリア制御対応分割光源、14 駆動回路、15 樹脂モールド材やセラミック材から構成される基材、16 配線、17 ダイボンド材、18 発光ダイオード、19 Auワイヤ、20 レンズ部、21 三角柱状の凹部を有するレンズ部、22 プリント基板、23 白色反射シート、26 ドットパターン、27 三角溝パターン、28 光線、29 赤色正方形発光ダイオードパッケージ光源、30 緑色正方形発光ダイオードパッケージ光源、31 青色正方形発光ダイオードパッケージ光源、32 赤色長方形発光ダイオードパッケージ光源、33 緑色長方形発光ダイオードパッケージ光源、34 青色長方形発光ダイオードパッケージ光源。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記バックライトは、前記液晶パネルの下側に配置されて前記液晶パネルに向けて発光する発光素子と、該発光素子の上側であって前記液晶パネルの下側に配置される導光部材とを有し、
前記導光部材は、前記発光素子からの光が導光されて面状に発光する発光面を前記液晶パネル側に有し、
前記発光面には、前記発光素子の直上に凹部が形成されるとともに、光を出射させるためのドット状又はライン状のパターンが前記凹部から離れるのに応じて密になるように分布して、
前記凹部は、該凹部の深さ方向に先細りとなるように傾斜する内面を有して形成され、
前記凹部は、前記発光面に対する傾斜角度αが、35度≦α≦55度で傾斜する前記内面によって、断面がV字状となるように形成されて、
前記凹部は、前記発光素子が発光する部分よりもさらに広がるように形成されるとともに、前記凹部の中心部が、前記発光する部分の中心に合わせられるように配置され、
前記発光素子は、発光ダイオードと、該発光ダイオードを上側から覆うレンズ部とを有し、前記レンズ部には前記発光ダイオードの直上となる位置に凹部が形成され、
前記レンズ部と前記導光部材の間には空気層が介在して、前記導光部材は、前記空気層を介して前記レンズ部を覆う、
ことを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight,
The backlight includes a light emitting element disposed below the liquid crystal panel and emitting light toward the liquid crystal panel, and a light guide member disposed above the light emitting element and below the liquid crystal panel. Have
The light guide member has a light emitting surface on the liquid crystal panel side where light from the light emitting element is guided to emit light in a planar shape,
On the light emitting surface, a concave portion is formed immediately above the light emitting element, and a dot-like or line-like pattern for emitting light is distributed so as to become dense as it leaves the concave portion,
The recess is formed with an inner surface that is inclined so as to taper in the depth direction of the recess,
The concave portion is formed so that a cross section is V-shaped by the inner surface inclined at an inclination angle α with respect to the light emitting surface at 35 ° ≦ α ≦ 55 °,
The concave portion is formed so as to further expand than the portion where the light emitting element emits light, and the central portion of the concave portion is arranged so as to be aligned with the center of the light emitting portion,
The light-emitting element includes a light-emitting diode and a lens portion that covers the light-emitting diode from above, and a concave portion is formed in the lens portion at a position directly above the light-emitting diode,
An air layer is interposed between the lens unit and the light guide member, and the light guide member covers the lens unit through the air layer.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材の前記凹部は、前記発光面に対する傾斜角度αが、45度≦α≦50度で傾斜する前記内面によって、断面がV字状に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The concave portion of the light guide member is formed in a V-shaped cross section by the inner surface inclined at an inclination angle α with respect to the light emitting surface at 45 degrees ≦ α ≦ 50 degrees.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記バックライトは、前記液晶パネルの下側に配置されて前記液晶パネルに向けて発光する発光素子と、該発光素子の上側であって前記液晶パネルの下側に配置される導光部材とを有し、
前記導光部材は、前記発光素子からの光が導光されて面状に発光する発光面を前記液晶パネル側に有し、
前記発光面には、前記発光素子の直上に凹部が形成されるとともに、光を出射させるためのドット状又はライン状のパターンが前記凹部から離れるのに応じて密になるように分布して、
前記凹部は、該凹部の深さ方向に先細りとなるように傾斜する内面を有して形成され、
前記凹部は、該凹部の中心部分に位置して底部を形成する第1内面と、前記底部から前記凹部の縁に至るまでの側面部を形成する第2内面と、を含んで形成されて、
前記第1内面と前記第2内面は、前記発光面に対して異なる傾斜角度を有して、前記第1内面における傾斜角度は前記第2内面における傾斜角度よりも急峻な角度であって、
前記第1内面は、前記発光素子の発光する部分の中心に合わせられるように配置されるとともに該発光する部分にほぼ重複して形成され、前記第2内面は、前記第1内面の周囲であって該発光する部分からさらに広がるように形成され、
前記発光素子は、発光ダイオードと、該発光ダイオードを上側から覆うレンズ部とを有し、前記レンズ部には前記発光ダイオードの直上となる位置に凹部が形成され、
前記レンズ部と前記導光部材の間には空気層が介在して、前記導光部材は、前記空気層を介して前記レンズ部を覆う、
ことを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight,
The backlight includes a light emitting element disposed below the liquid crystal panel and emitting light toward the liquid crystal panel, and a light guide member disposed above the light emitting element and below the liquid crystal panel. Have
The light guide member has a light emitting surface on the liquid crystal panel side where light from the light emitting element is guided to emit light in a planar shape,
On the light emitting surface, a concave portion is formed immediately above the light emitting element, and a dot-like or line-like pattern for emitting light is distributed so as to become dense as it leaves the concave portion,
The recess is formed with an inner surface that is inclined so as to taper in the depth direction of the recess,
The concave portion is formed including a first inner surface that forms a bottom portion located at a central portion of the concave portion, and a second inner surface that forms a side surface portion from the bottom portion to the edge of the concave portion,
The first inner surface and the second inner surface have different inclination angles with respect to the light emitting surface, and the inclination angle of the first inner surface is steeper than the inclination angle of the second inner surface,
The first inner surface is disposed so as to be aligned with the center of the light emitting portion of the light emitting element and is substantially overlapped with the light emitting portion, and the second inner surface is around the first inner surface. Formed so as to further spread from the light emitting part ,
The light-emitting element includes a light-emitting diode and a lens portion that covers the light-emitting diode from above, and a concave portion is formed in the lens portion at a position directly above the light-emitting diode,
An air layer is interposed between the lens unit and the light guide member, and the light guide member covers the lens unit through the air layer.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材の前記凹部は、一方向に直線状に形成される溝型に形成されて、
前記ドット状又はライン状のパターンは、前記導光部材の前記凹部から離れるにしたがって密となるように分布する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
The concave portion of the light guide member is formed in a groove shape formed linearly in one direction,
The dot-shaped or line-shaped pattern is distributed so as to become denser as the distance from the concave portion of the light guide member increases.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材の前記凹部は、円錐状に形成されて、
前記ドット状又はライン状のパターンは、前記導光部材の前記凹部から離れるにしたがって密となるように同心円状に分布する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
The concave portion of the light guide member is formed in a conical shape,
The dot-like or line-like pattern is distributed concentrically so as to become denser as the distance from the concave portion of the light guide member increases.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記バックライトは、前記液晶パネルの下側に配置されて前記液晶パネルに向けて発光する発光素子と、該発光素子の上側であって前記液晶パネルの下側に配置される導光部材とを有し、
前記導光部材は、前記発光素子からの光が導光されて面状に発光する発光面を前記液晶パネル側に有し、
前記発光面には、前記発光素子の直上に凹部が形成されるとともに、光を出射させるためのドット状又はライン状のパターンが前記凹部から離れるのに応じて密になるように分布して、
前記凹部は、該凹部の深さ方向に先細りとなるように傾斜する内面を有して形成され、
前記内面は、円弧状に湾曲して形成され、
前記凹部は、一方向に直線状となる溝型であって、円弧状に湾曲した前記内面によって先細りとなるように形成され、
前記凹部は、前記発光素子が発光する部分よりもさらに広がるように形成されるとともに、前記凹部の中心部が、前記発光する部分の中心に合わせられるように配置され、
前記ドット状又はライン状のパターンは、前記凹部から離れるにしたがって密となるように、直線状となる前記凹部に平行に分布し、
前記発光素子は、発光ダイオードと、該発光ダイオードを上側から覆うレンズ部とを有し、前記レンズ部には前記発光ダイオードの直上となる位置に凹部が形成され、
前記レンズ部と前記導光部材の間には空気層が介在して、前記導光部材は、前記空気層を介して前記レンズ部を覆う、
ことを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight,
The backlight includes a light emitting element disposed below the liquid crystal panel and emitting light toward the liquid crystal panel, and a light guide member disposed above the light emitting element and below the liquid crystal panel. Have
The light guide member has a light emitting surface on the liquid crystal panel side where light from the light emitting element is guided to emit light in a planar shape,
On the light emitting surface, a concave portion is formed immediately above the light emitting element, and a dot-like or line-like pattern for emitting light is distributed so as to become dense as it leaves the concave portion,
The recess is formed with an inner surface that is inclined so as to taper in the depth direction of the recess,
The inner surface is formed to be curved in an arc shape,
The concave portion is a groove shape that is linear in one direction, and is formed to be tapered by the inner surface curved in an arc shape,
The concave portion is formed so as to further expand than the portion where the light emitting element emits light, and the central portion of the concave portion is arranged so as to be aligned with the center of the light emitting portion,
The dot-shaped or line-shaped pattern is distributed in parallel to the concave portions that are linear, so as to become denser as the distance from the concave portions increases .
The light-emitting element includes a light-emitting diode and a lens portion that covers the light-emitting diode from above, and a concave portion is formed in the lens portion at a position directly above the light-emitting diode,
An air layer is interposed between the lens unit and the light guide member, and the light guide member covers the lens unit through the air layer.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材の前記凹部の中心部は、平坦に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The central portion of the concave portion of the light guide member is formed flat.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材の前記凹部の下側には、白色を生成するために異なる発光色で発光する複数の発光素子が、直線状となる前記溝型に沿って配列されて、
前記溝型に沿って配列された前記複数の発光素子と、前記溝部と異なる方向に隣接して配列される発光素子は、発光色が互いに補完されるように配列される、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 4 and 6,
Below the concave portion of the light guide member, a plurality of light emitting elements that emit light of different emission colors to generate white are arranged along the groove shape that is linear,
The plurality of light emitting elements arranged along the groove shape and the light emitting elements arranged adjacent to each other in a direction different from the groove part are arranged so that emission colors are complemented to each other.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材は、前記発光素子からの光を入射させる入射部を前記発光面に対して裏側となる裏面に有し、
前記裏面には、前記入射部から離れた部分に拡散反射手段が設けられる、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 , 3, and 6 ,
The light guide member has an incident portion for allowing light from the light emitting element to be incident on a back surface which is a back side with respect to the light emitting surface,
On the back surface, a diffuse reflection means is provided in a part away from the incident part,
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材は、前記発光素子からの光を入射させる入射部を前記発光面に対して裏側となる裏面に有し、
前記裏面には、前記発光面へと反射させて光を出射させるためのドット状又はライン状パターンが、前記入射部から離れるのに応じて密になるように分布する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 , 3, and 6 ,
The light guide member has an incident portion for allowing light from the light emitting element to be incident on a back surface which is a back side with respect to the light emitting surface,
On the back surface, a dot-like or line-like pattern for reflecting light to the light emitting surface to emit light is distributed so as to become dense as it leaves the incident portion.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記発光素子は、前記液晶パネルに対して略垂直となる方向に光軸を有し、
前記発光素子の出射輝度は、前記光軸に対して対称に分布するとともに、前記光軸に対して傾斜した方向にピークを有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 10,
The light emitting element has an optical axis in a direction substantially perpendicular to the liquid crystal panel,
The emission luminance of the light emitting element is distributed symmetrically with respect to the optical axis and has a peak in a direction inclined with respect to the optical axis.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記レンズ部は、前記導光部材側へ光を出射させる出射面が凹レンズ状に形成されるとともに、前記光軸に対して対称となるV字状の断面を有するように前記レンズ部の前記凹部が形成されて、
前記導光部材の前記凹部は、前記レンズ部の前記凹部の形状に対応する形状を有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 11,
The lens portion has a concave lens-shaped exit surface for emitting light toward the light guide member side, and the concave portion of the lens portion has a V-shaped cross section that is symmetric with respect to the optical axis. Formed
The concave portion of the light guide member has a shape corresponding to the shape of the concave portion of the lens portion.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記発光素子の出射輝度は、前記凹部が直線状の溝型に形成された方向に対して線対称に分布して、双峰性のピークを有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 4 and 6,
The emission luminance of the light emitting element is distributed symmetrically with respect to the direction in which the concave portion is formed in a linear groove shape, and has a bimodal peak.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記発光素子は、前記液晶パネルに対して略垂直となる方向に光軸を有し、
前記発光素子の出射輝度は、前記光軸に対して点対称に分布して、輪状のピークを有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 5,
The light emitting element has an optical axis in a direction substantially perpendicular to the liquid crystal panel,
The emission luminance of the light-emitting element is distributed point-symmetrically with respect to the optical axis and has a ring-shaped peak.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記バックライトは、1又は複数の前記発光素子毎に設けられる前記導光部材を複数箇所に備え、
複数箇所に備えられた前記導光部材のそれぞれは、エリア制御に対応する領域を構成し、隣接する導光部材と互いに離れて配置される、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1, 3, and 6,
The backlight includes the light guide member provided for each of the one or more light emitting elements at a plurality of locations,
Each of the light guide members provided in a plurality of places constitutes a region corresponding to area control, and is disposed apart from the adjacent light guide members.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記導光部材は、前記発光素子が配置されている側の面よりも前記発光面が広がるように、前記導光部材の側面が傾斜する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 15,
In the light guide member, a side surface of the light guide member is inclined so that the light emitting surface is wider than a surface on which the light emitting element is disposed.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記バックライトは、
前記1又は複数の発光素子が、複数箇所に配列された基板を有し、
前記導光部材は、前記1又は複数の発光素子の側方から上方を覆い被せるように、前記基板上に配置されて、
前記導光部材が前記基板に接触する面においては、前記1又は複数の発光素子からの光を拡散して反射させる拡散反射手段が配置される、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 15,
The backlight is
The one or more light emitting elements have a substrate arranged in a plurality of locations ,
The light guide member is disposed on the substrate so as to cover the upper side from the side of the one or more light emitting elements,
On the surface where the light guide member is in contact with the substrate, diffuse reflection means for diffusing and reflecting light from the one or more light emitting elements is disposed.
A liquid crystal display device characterized by the above.
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