JP4539463B2 - Surface illumination device and liquid crystal display module - Google Patents
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Description
本発明は、面状照明装置及び液晶表示モジュールに関する。 The present invention relates to a planar illumination device and a liquid crystal display module .
従来、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイのバックライトとして、特許文献1に示されるように、導光板の端面に光源を対向配置し、光源から射出され対向端面から入射した光を導光板の一方の主面から面状に出射させるサイドライト型面状照明装置が好適に用いられている。
一方、各種ゲーム機等のアミューズメント機器に用いられるディスプレイでは、興趣性を上げるために多種多様な表示が求められる。このような要求に対しては、表示画像自体を多様にして対応するだけでは充分ではなく、バックライト光自体の輝度分布等の光学特性分布も表示模様として利用することが求められていた。 On the other hand, displays used for amusement devices such as various game machines are required to have a wide variety of displays in order to enhance their interest. To meet such demands, it is not enough to deal with various display images themselves, and it has been required to use optical characteristic distribution such as luminance distribution of backlight light itself as a display pattern.
しかし、上記サイドライト型面状照明装置により所期の光学特性分布パターンを備えた照射光を得ることは、容易ではなかった。 However, it has not been easy to obtain irradiation light having an intended optical characteristic distribution pattern by the sidelight type planar illumination device.
本発明の目的は、予め定めた複数の照射エリアに区分して輝度が異なる照射光を照射し、興趣に富む多様な表示を可能とする面状照明装置及び液晶表示モジュールを提供することである。 An object of the present invention is to provide a planar lighting device and a liquid crystal display module that can divide into a plurality of predetermined irradiation areas and irradiate irradiation lights having different luminances and enable various displays rich in interest. .
本発明の面状装置は、端面から入射された光を導いて該光を第1の主面から射出する導光板と、前記端面に向けて光を照射する光源と、を備え、前記導光板は、前記第1の主面に対向する第2の主面の第1の領域に、占有面積が所定の密度になるように複数の輝度設定手段が配置され、前記第2の主面の第2の領域に、該第2の領域から射出される前記光源からの光量が前記第1の領域から射出される前記光源からの光量よりも大きくなるように複数の輝度設定手段が前記第1の領域よりも高密度で配置され、前記第1の領域と前記第2の領域との境界部に対応する位置に該境界部に沿う溝が設けられていることを特徴とするものである。The planar device of the present invention includes a light guide plate that guides light incident from an end surface and emits the light from the first main surface, and a light source that emits light toward the end surface, and the light guide plate In the first region of the second main surface opposite to the first main surface, a plurality of luminance setting means are arranged so that the occupied area has a predetermined density, and the second main surface A plurality of brightness setting means in the second area such that the light quantity from the light source emitted from the second area is larger than the light quantity from the light source emitted from the first area; The grooves are arranged at a higher density than the region, and grooves along the boundary portion are provided at positions corresponding to the boundary portion between the first region and the second region.
また、本発明の液晶表示モジュールは、端面から入射された光を導いて該光を第1の主面から液晶表示パネルに向けて射出する導光板と、前記端面に向けて光を照射する光源と、を備え、前記導光板は、前記第1の主面に対向する第2の主面の第1の領域に、占有面積が所定の密度になるように複数の輝度設定手段が配置され、前記第2の主面の第2の領域に、該第2の領域から射出される前記光源からの光量が前記第1の領域から射出される前記光源からの光量よりも大きくなるように複数の輝度設定手段が前記第1の領域よりも高密度で配置され、前記第1の領域と前記第2の領域との境界部に対応する位置に該境界部に沿う溝が設けられていることを特徴とするものである。The liquid crystal display module of the present invention includes a light guide plate that guides light incident from the end face and emits the light from the first main face toward the liquid crystal display panel, and a light source that emits light toward the end face. And the light guide plate has a plurality of luminance setting means arranged in a first area of the second main surface facing the first main surface so that an occupied area has a predetermined density, In the second region of the second main surface, a plurality of light amounts from the light source emitted from the second region are larger than light amounts from the light source emitted from the first region. The brightness setting means is disposed at a higher density than the first region, and a groove along the boundary is provided at a position corresponding to the boundary between the first region and the second region. It is a feature.
また、本発明の他の態様の液晶表示モジュールは、入射された光を導いて該光を主面から射出する導光板と、前記導光板から射出された光の光路を所定の方向に揃えるプリズムシートと、前記プリズムシートを通過した光の2つの直線偏光成分のうち一方を透過させるとともに他方を反射させる光学シートと、を有したバックライトユニットと、前記導光板との間に前記プリズムシートと前記光学シートとが順に介在するように配置された液晶表示パネルと、を備え、前記プリズムシートと前記光学シートは、前記バックライトユニットから射出される光の輝度が異なるように設定された複数の領域のうち少なくとも1つの領域を避けるようにして他の領域に配置されていることを特徴とするものである。A liquid crystal display module according to another aspect of the present invention includes a light guide plate that guides incident light and emits the light from a main surface, and a prism that aligns an optical path of light emitted from the light guide plate in a predetermined direction. A prism unit between the light guide plate and a backlight unit having a sheet and an optical sheet that transmits one of the two linearly polarized light components of the light that has passed through the prism sheet and reflects the other. A liquid crystal display panel arranged so that the optical sheet is interposed in order, and the prism sheet and the optical sheet are a plurality of light beams emitted from the backlight unit. It is characterized in that it is arranged in another area so as to avoid at least one of the areas.
本発明によれば、予め定めた複数の照射エリアに区分して輝度が異なる照射光を照射し、興趣に富む多様な表示が可能になる。According to the present invention, it is possible to divide into a plurality of predetermined irradiation areas and irradiate irradiation lights having different luminances, thereby enabling various interesting displays.
図1は本発明の第1実施形態としての面状照明装置が搭載された液晶表示モジュールを示す模式的断面図で、図2はその面状照明装置としての面発光バックライトユニットを分解して示す分解斜視図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display module equipped with a planar illumination device as a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded view of a surface emitting backlight unit as the planar illumination device. It is a disassembled perspective view shown.
図1に示されるように、本液晶表示モジュールの筐体は、扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース1に、底板を除去した同形状のカバーケース2が、嵌装されてなる。これら両ケース1、2は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース2の天板2aには、表示を観察するための表示窓2bが穿設されている。
As shown in FIG. 1, the housing of the present liquid crystal display module includes a
収納ケース1にカバーケース2が嵌装されてなる筐体内の最上部には、液晶表示パネル3が収納されている。液晶表示パネル3は、電極(不図示)が形成された一対のガラス基板4、5を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材6により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材6で囲まれたガラス基板4、5の対向面(以下、内面という)間に液晶7を封入して、構成されている。そして、ガラス基板4、5の各外面には、一対の前、後偏光板8、9がそれぞれ貼着されている。本実施形態の液晶表示パネル3はアクティブマトリックス方式の液晶表示パネルであり、一対のガラス基板4、5のうちの一方のガラス基板の内面には複数の画素電極(不図示)がマトリックス配設され、これに対向する他方のガラス基板の内面には、一枚膜状の対向電極(不図示)が設置されている。
A liquid
ガラス基板4、5のうちの一方のガラス基板5には、一縁部を他方のガラス基板4の対応する端面よりも外側へ延出させて、延出部5aが形成されている。この延出部5aには、両基板4、5の各電極に接続されている引回し配線の各接続端子(不図示)が並設されている。
One
上述の電極配線及び接続端子列が形成された延出部5aには、液晶7を駆動する駆動回路素子10がCOG(Chip On Glass)方式により直接搭載されている。そして、この延出部5aの縁部には、フレキシブル配線基板11が導通接合されている。
A
液晶表示パネル3の表示の観察側とは反対側の後側には、スペーサ12を介して面発光バックライトユニット13が設置されている。本実施形態では、スペーサ12として、両面粘着テープを用いており、これにより、液晶表示パネル3と面発光バックライトユニット13との間に所定の大きさの間隙が確保されるともに両者が固着されている。
A surface-
本実施形態の面発光バックライトユニット13は、図2に示すように、平面外形が長方形をなす導光板14と、この導光板14の短手の一辺を除く3辺の端面に沿ってコの字状に対向配設された冷陰極管アセンブリ15と、導光板14の後面142に設置された反射シート16とからなる。
As shown in FIG. 2, the surface-emitting
図1に戻って、導光板14は、アクリル樹脂等の透明度の高い樹脂材料を用いて形成され、液晶表示パネル3の有効表示エリアAd を全周にわたり所定幅広げた面積を備えている。そして、その液晶表示パネル3側の前面141とは反対側の後面142には、光を前面141に向けて反射させるための微小な凸部(不図示)が所定の分布パターンで配設形成されている。本実施形態においては、この微小凸部が形成された後面142が照射光の輝度設定手段となる。
Returning to FIG. 1, the
図3(a)は導光板14を後面142側から見た平面図で、図3(b)はその要部をZ方向から視た部分矢視図である。図3(a)に示されるように、導光板14の後面142には、これを長手方向に沿って二等分するラインに沿って溝143が形成され、この溝143で分割された一方の区画S1 には複数の凸部142aが区画S2 よりも高い面積占有率で配設され、他方の区画S2 には複数の凸部142bが区画S1 よりも低い面積占有率で配設されている(以下、区画S1 を高面積率区画と称し、区画S2 を低面積率区画と称する)。
FIG. 3A is a plan view of the
本実施形態における各区画S1 、S2 の凸部142a、142bは、共に、図3(b)に示されるように半球状に形成され、且つ、略同一の縦、横ピッチp1 、p2 で配設されている。そして、高面積率区画S1 の各凸部142aの直径φ1 は、冷陰極管15aが対向配置されていない側の端部から反対側の端部に向け、1.6mm〜1.0mmの範囲で漸次小さくなるように設定されている。これに対して、低面積率区画S2 の各凸部142bの直径φ2 は、冷陰極管15aが対向配置されていない側の端部から反対側の端部に向け、1.2mm〜0.7mmの範囲で漸次小さくなるように設定されている。
The
これにより、高面積率区画S1 における各凸部142aの面積占有率が、低面積率区画S2 における各凸部142bの面積占有率の約2倍となっている。その結果、導光板前面141から出射される照射光のうちの高面積率区画S1 に対応する照射エリアの平均輝度が、低面積率区画S2 に対応する照射エリアの平均輝度の約2倍となる。
As a result, the area occupancy of each
因みに、本実施形態の導光板14の寸法は縦、横がそれぞれ140mm、210mm、厚さTが4mmであり、このような導光板14に対し、各凸部142a、142bの配設ピッチは、縦ピッチp1 が約0.8mm、横ピッチp2 が約1.7mmで、高さHは最大径の凸部142aで約0.2mmに設定されている。なお、各凸部142a、142bは、半球状に限らず、円錐台状、角錐台状、或いは円柱状等、得ようとする照射光の輝度分布に応じて最適な形状に形成されるべきものである。
Incidentally, the dimensions of the
溝143は、照射光における高面積率区画S1 に対応する高輝度照射エリアと低面積率区画S2 に対応する低輝度照射エリアとの境界部に発生する中間輝度エリアの幅を縮小するために設けられるもので、幅Wは0.8mm〜2.0mm、深さDは2mm〜3mm(導光板厚さTの1/2〜3/4)の範囲内にそれぞれ設定されることが好ましい。本実施形態では幅Wが1.0mm、深さDが2mm(T/2)、にそれぞれ設定されている。なお、この溝143は導光板14の前面141に設けてもよく、その場合も、後面142に設けた場合と同様に上記中間輝度エリアの幅を縮小する効果が奏される。
The
図2に戻って、冷陰極管アセンブリ15は、コの字状をなす冷陰極管15aの両端部の各端子電極にハーネス15b、15bがそれぞれ電気接続され、これら一対のハーネス15b、15bの各他端がコネクタ15cに電気接続されてなる。
Returning to FIG. 2, in the cold
導光板14の後面142に設置される光反射シート16は、導電シート16aに光散乱シート16bが積層されてなり、光散乱シート16bを導光板後面142に対面させて設置されている。本実施形態の光反射シート16は、光散乱シート16bとして白色のPET(ポリエチレンテレフタレート:polyethylene terephthalate)シートを用い、これに導電シート16aとして片面にアクリル系粘着剤を塗着したアルミニウム箔シートを接着してなる。
The
そして、上記光反射シート16は、導光板14の冷陰極管15が対向配設される3辺の端面に対応する縁部が、光散乱シート16bを内側にして断面がコの字になるように折り込まれている。このコの字型断面の折込み縁部には、冷陰極管15が収容される。これにより、冷陰極管15から導光板14の対向端面側以外の方向に射出された光が内面側の光散乱シート16bにより対向端面に向けて反射されると共に、冷陰極管15から発せられる電磁波ノイズが外面側の導電シート16aによりシールドされる。
The
光反射シート16のコの字に折り込まれていない辺縁の一部を適長延出させて、舌部16cが形成されている。この舌部16cは、光反射シート16を収納ケース1を介して接地接続するために設けられている。
The
上述のように構成された面発光バックライトユニット13においては、冷陰極管15aから射出された光が、直接或いは囲繞する光反射シート16の光散乱シート16bにより反射されて対向する端面から導光板14内に入射し、この入射光が微小な凸部142a、142b(図3参照)が形成された凸凹面の後面142に入射すると、前面141に向けて反射され、これら反射光が前面14aから面状に出射される。
In the surface emitting
なお、凸凹状の後面142に入射して導光板14外に出射する光も存在するが、これらの出射光は光反射シート16の光散乱シート16bにより反射され、再度、導光板14内に入射する。これにより、冷陰極管15aからの射出光の利用効率が格段に高められる。
Note that there is also light that enters the uneven
図1に戻って、上述した導光板14、冷陰極管15及び光反射シート16からなる平面発光パネルは、面発光バックライトユニット13の筐体を構成するフレーム17内に収納されている。この場合、まず、光反射シート16をフレーム17内に落とし込み式に装入し、ついで、導光板14を光反射シート16の光散乱シート16b上に載置した後、コの字に折り曲げた縁部内にその先端を捲り上げて冷陰極管アセンブリ15のコの字をなす冷陰極管15aを収納する。
Returning to FIG. 1, the flat light-emitting panel including the
フレーム17は、樹脂材料を用いて、光反射シート16の平面外形に対応した長方形の底板17aとその4辺に立設された側板17bとからなる箱体に、例えば射出成形法等によって形成されている。このように、フレーム17を誘磁率の低い樹脂材料で形成することにより、冷陰極管15に通電した高圧電流の一部が「漏れ電流」としてフレーム17を通じて失われる電力ロスが回避される。
The
このフレーム17には、その底板17aに光反射シート16の舌部16cをフレーム17の外部に取り出すための取出し孔17cが穿設され、この取出し孔17cの近傍の側板17bに、取り出した舌部16cを折り返して再度フレーム17内に挿入するための取入れ孔17dが穿設されている。また、フレーム17の底板17aには、冷陰極管15のハーネス15b、15bをフレーム17外に取り出す孔(不図示)も穿設されている。
The
フレーム17に収納された導光板14の前側には、光学シート積層体18が設置されている。光学シート積層体18は、導光板14の光出射面14a上に下拡散シート18a、プリズムシート18b、及び上拡散シート18cが、順次積層されてなる。これにより、導光板14の光出射面(前面)14aから面状に出射された光は、上、下拡散シート18a、18cにより輝度分布が大略均一化されると共に、プリズムシート18bにより出射方向を光出射面14aの略法線方向に揃えられる。
An
導光板14と冷陰極管15、光反射シート16、及び光学シート積層体18が上述のように設置収納されたフレーム17には、金属材料からなるライトカバーケース19が嵌装されている。このライトカバーケース19は、導光板14に対応して外形が長方形をなす天板19aとその4辺に設けられた側板19bからなり、天板19aには導光板14からの面状出射光を液晶表示パネル3の後面に向けて照射させるための照射窓19cが穿設されている。
A
上述のライトカバーケース19をフレーム17内に嵌装する際は、その側板19bを光反射シート16の折り曲げられた縁部の外側面(導電シート16aの表面)とフレーム側板17bの内面との間に強制的に挿入する。これにより、ライトカバーケース側板19bと光反射シート16の裏側の導電シート16aとが充分に広い面積にわたり面接触し、ライトカバーケース19と光反射シート16とが確実に導通接合される。
When the
フレーム17の底板17aの後面(外面)には、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御する電子回路基板20が設置されている。この電子回路基板20には、前述した液晶表示パネル3の基板延出部5aに一端部を導通接合されたフレキシブル配線基板11の他端部が導通接合されている。また、冷陰極管アセンブリ15における一対のハーネス15b、15bがフレーム17の背面側に引出されており、このハーネス15b、15bの他端部に電気接続されているコネクタ15cが電子回路基板20上の対応する駆動回路部(不図示)に導通設置されている。そして、この電子回路基板20に設けられている接地回路20aには、バネ接触子21が導通設置されている。バネ接触子21は、ベリリウム銅等の弾性に富む金属材料からなり、先端接触部21aを支持する基体部21bが接地回路20aに半田接合されている。
On the rear surface (outer surface) of the
ここで、上述のように構成された液晶表示モジュールの表示面における輝度分布について、図4(a)〜(b)に基づき詳細に説明する。 Here, the luminance distribution on the display surface of the liquid crystal display module configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.
導光板14の前面141から出射される面状照射光における輝度分布は、前述したように、導光板後面142に形成されている凸部の面積占有率に対応した分布となる。これに応じて、液晶表示モジュールの表示面における輝度分布も、導光板後面142に形成されている凸部の面積占有率に対応した分布となる。
As described above, the luminance distribution in the planar irradiation light emitted from the
図4(a)に示す表1は、液晶表示モジュールの表示面における輝度分布測定結果を示すもので、図4(b)に示す各測定点毎の輝度(単位:nt)が示されている。また、図4(c)に示す表2は、比較例としての溝143を設けない場合における表示面の輝度分布測定結果を示す表である。
Table 1 shown in FIG. 4A shows the luminance distribution measurement result on the display surface of the liquid crystal display module, and shows the luminance (unit: nt) at each measurement point shown in FIG. 4B. . Table 2 shown in FIG. 4C is a table showing the luminance distribution measurement result on the display surface when the
表1から明らかなように、低面積率区画S2 (図3参照)に対応した位置1〜10を含む表示エリアA2 (以下、低面積率表示エリアという)における平均輝度が401.82nt(cd/m2 )であるのに対し、高面積率区画S1 (図3参照)に対応した位置16〜25を含む表示エリアA1 (以下、高面積率表示エリアという)における平均輝度が632.93ntと、高面積率表示エリアA1 の平均輝度が低面積率表示エリアA2 の平均輝度の略1.6倍に高くなっている。
As apparent from Table 1, the average luminance in the display area A2 (hereinafter referred to as the low area ratio display area) including the
また、溝143の配設エリアに対応する表示エリア、つまり中央に延在する位置11〜15にわたる帯状表示エリアにおける輝度は、650〜850ntであり、高面積率表示エリアA1 の対応する位置の輝度よりも高い。
The luminance in the display area corresponding to the area where the
従って、本実施形態における面発光バックライトユニットから出射される照射光による表示の輝度分布は、全表示エリアを長手方向に沿って二等分する中心線近傍エリアが最も明るく、この明線帯を挟んで平均輝度の比が1.6:1の高面積率表示エリアA1 と低面積率表示エリアA2 が等しい面積で存在する分布である。 Therefore, the luminance distribution of the display by the irradiation light emitted from the surface emitting backlight unit in this embodiment is the brightest in the area near the center line that bisects the entire display area along the longitudinal direction. The distribution is such that the high area ratio display area A1 and the low area ratio display area A2 having an average luminance ratio of 1.6: 1 are present in the same area.
なお、上述した導光板14の溝143に対応するエリアに発現する輝度の高い明線帯(以下、高輝度中央帯という)は、輝度むらとして観察者に視認され、表示品位を下げる虞がある。この高輝度中央帯の発現を軽減するには、図5(a)に示すように溝143内に光反射シート51を嵌装するか、或いは、図5(b)に示すように溝143の上底面に黒色系の光吸収膜52を被着すればよい。前者のように反射シート51を嵌装した場合、対応する表示エリアの輝度は100〜150ntに低下することが確認されている。また、後者のように光吸収膜52を被着した場合、対応する表示エリアに輝度の低い暗帯が発現するが、暗帯は明帯に比べて観察者に視認され難いため表示品位を低下させる程度もより少なくなる。
Note that a bright line zone with high luminance (hereinafter referred to as a high luminance central zone) that appears in the area corresponding to the
また一方、導光板14における高面積率区画S1 と低面積率区画S2 の境界ラインに沿って溝143を設けなければ、図4(c)の表2に示されるような輝度分布が得られる。すなわち、位置10〜15の境界ライン部対応表示エリアの輝度は、高面積率表示エリアA1 と低面積率表示エリアA2 の各平均輝度の中間範囲の値、つまり500〜540ntとなる。しかし、この中間輝度エリアが両表示エリアA1 、A2 の境界部に沿って約10mmの幅で延在するため、結果的に液晶表示モジュールとしての表示品質を著しく低下させることになる。
On the other hand, if the
なお、この比較例の表示面における高面積率表示エリアA1 と高面積率表示エリアA2 の各平均輝度の比は、約1.8:1であり、大略2:1である。この結果は、導光板前面141から出射される照射光のうちの高面積率区画S1 に対応する照射エリアの平均輝度が、低面積率区画S2 に対応する照射エリアの平均輝度の約2倍であることを示している。
The ratio of the average luminances of the high area ratio display area A1 and the high area ratio display area A2 on the display surface of this comparative example is about 1.8: 1, which is approximately 2: 1. As a result, the average luminance of the irradiation area corresponding to the high area ratio section S1 in the irradiation light emitted from the light guide plate
以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールにおいては、導光板後面142をそれぞれ同じピッチで大面積の凸部142aが形成された高面積率区画S1 と小面積の凸部142bが形成された低面積率区画S2 とからなる凹凸面に形成したから、これに応じて、前面141から出射される照射光をバックライトとした表示面における輝度分布が、高面積率区画S1 に対応した高輝度の高面積率表示エリアA1 と低面積率区画S2 に対応した低輝度の低面積率表示エリアA2 とからなる分布となる。そして、高面積率区画S1 と低面積率区画S2 のそれぞれの凸部142a、142bの各面積占有率の比を略2:1に設定すると共に、それら各区画間の境界ラインに沿って溝143を設けることにより、それぞれの区画に対応する高輝度表示エリアA1 と低輝度表示エリアA2 との平均輝度比を略1.6:1にすることができ、且つ各区画間の境界ラインに対応して帯状に発現する輝度むらエリアの幅を小さくすることができる。その結果、液晶表示モジュールの表示画面では、多様で興趣性に富み且つ帯状の輝度むらが視認されることのない高品位な表示が得られる。
As described above, in the liquid crystal display module of this embodiment, the
次に、本発明の第2実施形態について、図6に基づき説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the said 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態の面発光バックライトユニットは、導光板14の後面142に設ける凸部の配設パターンは均一な輝度分布の照射光を得るための通常の配設パターンとし、前面141に得ようとする照射光の輝度分布に対応させて陰影処理を施したものである。陰影処理方法としては、微小な黒色ドットを印刷する方法、所定の光透過率の遮光膜を所定のパターンで配設する方法等が好適に用いられる。
In the surface-emitting backlight unit of the present embodiment, the arrangement pattern of the convex portions provided on the
すなわち、図6に示されるように、導光板前面141を長手方向に二等分して得られる一方の区画に、黒色ドット61が所定の密度で印刷により配設されている。すなわち、本実施形態においては、導光板前面141に所定のパターンで配設される黒色ドット61が輝度が異なる複数の照射エリアを備えた照射光を得るための輝度設定手段となる。この場合の黒色ドット61の配設密度や黒色度合いは、導光板14からの出射光の約半分の光量の液晶パネル側への透過を遮断できるように設定されている。
That is, as shown in FIG. 6,
これにより、出射される照射光の輝度分布は、黒色ドット配設区画に対応する半分のエリアの輝度がもう一方の半分のエリアの輝度の1/2に低下した分布となる。その結果、上記実施形態の場合に比べて照射光全体の平均輝度は低下するものの、低輝度エリアと高輝度エリアの境界部における中間輝度のエリアの発現が略解消される。そして、このような輝度分布パターンを備えた照射光をバックライト光とした液晶表示パネルにおいては、光量が減るために明るさは低下するもの輝度が異なる表示エリア間の境界部に中間輝度エリアが発現しない良好な表示が得られる。 Thereby, the luminance distribution of the emitted irradiation light becomes a distribution in which the luminance of the half area corresponding to the black dot arrangement section is reduced to ½ of the luminance of the other half area. As a result, although the average luminance of the entire irradiation light is reduced as compared with the case of the above embodiment, the expression of the intermediate luminance area at the boundary between the low luminance area and the high luminance area is substantially eliminated. And, in a liquid crystal display panel using illumination light having such a luminance distribution pattern as backlight light, although the brightness decreases because the amount of light is reduced, there is an intermediate luminance area at the boundary between display areas with different luminance. A good display that does not appear is obtained.
つぎに、本発明の第3実施形態について、図7に基づき説明する。本実施形態においても、前記第1実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Also in this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施形態の面発光バックライトユニットは、導光板14の後面142に設ける凸部の配設パターンは均一な輝度分布の照射光を得るための通常の配設パターンとし、前面141上に設置する光学シート積層体の構成を、得ようとする照射光の輝度分布に対応させるものである。
In the surface-emitting backlight unit of this embodiment, the arrangement pattern of the protrusions provided on the
すなわち、本実施形態において導光板14の前側に設置される光学シート積層体70は、第1実施形態の下光拡散シート18aと同じ光拡散シート71上に偏向プリズムシート72と輝度増強フィルムシート73とを積層してなる。偏向プリズムシート72と輝度増強フィルムシート73は、得ようとする照射光の輝度分布に対応させて、それらの設置ゾーンが設定されている。つまり、本実施形態における輝度設定手段は、選択配置される偏向プリズムシート72と輝度増強フィルムシート73であり、それら各シート72、73が導光板前面141を長手方向に沿って2等分した一方の区画に対応させて光拡散シート71上に重畳設置されている。
That is, in the present embodiment, the optical sheet laminate 70 installed on the front side of the
偏向プリズムシート72は、一方の表面を断面が直角三角形をなす複数の突条72aがシート長手方向に平行に連続並設されてなる凹凸面に形成した光学シートであり、それら複数本の突条72aの延在方向つまりシート長手方向を導光板14の長手方向に平行に沿わせて、光拡散シート71上に凹凸面とは反対側の後面を対接させて設置されている。
The deflecting prism sheet 72 is an optical sheet formed on a concavo-convex surface in which a plurality of
輝度増強フィルムシート73は、光学軸として面内で互いに直交する透過軸73aと反射軸73bを備えた光学シートであり、その透過軸73aはシート長手方向に沿った中心線cに対し45°で交差している。この輝度増強フィルムシート73は、その透過軸73aを偏向プリズムシート72の突条72aの延在方向(シート長手方向)に対し約45°で交差させて、偏向プリズムシート72の前面(凹凸面)に重畳設置されている。
The brightness
そして、本実施形態の面発光バックライトユニットは、液晶表示パネル3に対し、上記輝度増強フィルムシート73の透過軸73aを液晶表示パネル3の後偏光板9の透過軸9aに平行に位置させた配置で、設置されている。
In the surface-emitting backlight unit of this embodiment, the
上述のように構成された本実施形態の面発光バックライトユニットが設置された液晶表示モジュールにおいては、導光板前面141から出射された光が、光拡散シート71を透過する際に拡散され、この拡散光のうちの次順に配置された偏向プリズムシート72を透過する光は、透過する際にその偏向作用を受け、進行方向をその法線方向(液晶表示モジュールの表示画面の正面方向)に大略揃えられて出射する。
In the liquid crystal display module in which the surface emitting backlight unit of the present embodiment configured as described above is installed, the light emitted from the light guide plate
進行方向が正面方向に揃えられた出射光は、次順の輝度増強フィルムシート73に入射し、そのうちの透過軸73aに沿った偏光面を有する偏光成分光はそのまま透過し、反射軸73bに沿った偏光面を有する偏光成分光は反射される。図1において、液晶表示パネル3側とは逆側(後側)に反射された偏光成分光は、導光板後面142に設置されている光反射シート16により反射されて、再度、輝度増強フィルムシート73に再入射し、再び後側に反射される。このように、輝度増強フィルムシート73で反射された偏光成分光が光反射シート16との間で反射を繰り返すうちに、偏光面が透過軸83aに沿った偏光成分が発生し、この偏光面が透過軸83aに沿った偏光成分光が輝度増強フィルムシート73を透過する。
The outgoing light whose traveling direction is aligned with the front direction is incident on the next brightness
その結果、面発光バックライトユニットから液晶表示パネルに向けて出射される照射光は、偏向プリズムシート72と輝度増強フィルムシート73が積層された区画に対応するエリアの照射光は、偏光方向が輝度増強フィルムシート73の透過軸73aと偏光面が平行で且つ輝度(光量)が増強された直線偏光となり、残り半分のエリアの照射光は偏光されない拡散光となる。そして、この照射光が後偏光板9を介して入射した液晶表示パネルの表示面における輝度は、偏向プリズムシート72と輝度増強フィルムシート73が積層された区画に対応する表示エリアの平均輝度が、残り半分の表示エリアの平均輝度よりも約2.0〜2.3倍程度高い。
As a result, the irradiation light emitted from the surface-emitting backlight unit toward the liquid crystal display panel is the luminance of the irradiation light in the area corresponding to the section where the deflection prism sheet 72 and the brightness
なお、偏向プリズムシートは1枚に限らず2枚設置してもよく、その場合は、突条の延在方向を互いに直交させて配置すればよい。このような構成とすることにより、2枚のプリズムシートと輝度増強フィルムシートを積層してなる輝度設定手段が配設された区画に対応する半分の表示エリアの平均輝度は、残り半分の表示エリアの平均輝度よりも約2.3〜2.5倍程度高くなる。 Note that the number of deflecting prism sheets is not limited to one, and two deflecting prism sheets may be provided. In that case, the extending directions of the protrusions may be arranged to be orthogonal to each other. By adopting such a configuration, the average luminance of the half display area corresponding to the section in which the brightness setting means formed by laminating the two prism sheets and the brightness enhancement film sheet is arranged, and the remaining half of the display area. Is about 2.3 to 2.5 times higher than the average luminance.
以上のように、本実施形態の面発光バックライトユニットは、それぞれの輝度が互いに異なる複数のエリアを備えた照射光を得るための輝度設定手段として偏向プリズムシートと輝度増強シートからなる光学シート積層体を導光板14の光出射面141側に選択配置したから、その対応エリアでは偏光方向が所定方向に略揃った輝度の高い照射光が得られる。すなわち、輝度が異なる複数のエリアを備えた照射光をバックライト光とした液晶表示パネル3の表示面では、偏向プリズムシートと輝度増強シートからなる光学シート積層体の配置区画に対応する表示エリアの平均輝度が他の表示エリアの平均輝度よりも略2倍以上に増強された輝度分布パターンが得られる。その結果、上記光学シート積層体の配置区画を変化させることにより、輝度の異なる複数のエリアからなる多様な表示が得られ、且つ、光のロスが抑えられるために全体的に明るく、また、区画境界部に対応する境界エリアに帯状の輝度むらが視認されることのない、高品位な表示が得られる。
As described above, the surface-emitting backlight unit of the present embodiment is an optical sheet stack composed of a deflection prism sheet and a brightness enhancement sheet as brightness setting means for obtaining irradiation light having a plurality of areas each having different brightness. Since the body is selectively arranged on the
なお、本発明は、上記第1乃至第3実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記第1乃至第3実施形態では面発光バックライトユニットから出射される面状照射光の矩形の照射エリアを長手方向に2等分して輝度を異ならせたが、これに限らず、矩形照射エリア中に輝度が異なる部分照射エリアが図8(a)に示されるように円形で存在したり、図8(b)に示されるように矩形で中央部に島状に存在するパターン、或いは、2個の部分照射エリアではなく3個以上の部分照射エリアからなるパターン等、種々の所望のパターンを備えた照射光が得られるように、輝度設定手段を配設することも可能である。
Note that the present invention is not limited to the first to third embodiments.
For example, in the first to third embodiments, the rectangular irradiation area of the planar irradiation light emitted from the surface emitting backlight unit is divided into two equal parts in the longitudinal direction, but the luminance is not limited thereto. In the rectangular irradiation area, a partial irradiation area having a different luminance exists in a circular shape as shown in FIG. 8A, or a pattern that exists in a rectangular shape in the center as shown in FIG. 8B, Alternatively, it is also possible to arrange the brightness setting means so as to obtain irradiation light having various desired patterns such as a pattern including three or more partial irradiation areas instead of two partial irradiation areas. .
また、光源としては、冷陰極管等の線状光源に限らず、発光ダイオード等の点状光源も、好適に用いることができる。 Moreover, as a light source, not only linear light sources, such as a cold cathode tube, but point light sources, such as a light emitting diode, can also be used suitably.
加えて、本発明の面状照明装置は、液晶表示装置のバックライトに限らず、他の種々のフラットパネルディスプレイ用バックライトとしても有効に適用できることは、勿論である。 In addition, it is needless to say that the planar illumination device of the present invention can be effectively applied not only to the backlight of the liquid crystal display device but also to various other flat panel display backlights.
1 収納ケース
2 カバーケース
3 液晶表示パネル
4、5 ガラス基板
6 シール材
7 液晶
8、9 前、後偏光板
10 駆動回路素子
11 フレキシブル配線基板
13 バックライトユニット
14 導光板
143 溝
15 冷陰極管アセンブリ
16 光反射シート
17 フレーム
18、70 光学シート積層体
19 ライトカバーケース
20 電子回路基板
51 光反射シート(溝用)
52 光吸収膜
61 黒色ドット
72 偏向プリズムシート
73 輝度増強フィルムシート
DESCRIPTION OF
52
Claims (7)
前記導光板は、
前記第1の主面に対向する第2の主面の第1の領域に、占有面積が所定の密度になるように複数の輝度設定手段が配置され、
前記第2の主面の第2の領域に、該第2の領域から射出される前記光源からの光量が前記第1の領域から射出される前記光源からの光量よりも大きくなるように複数の輝度設定手段が前記第1の領域よりも高密度で配置され、
前記第1の領域と前記第2の領域との境界部に対応する位置に該境界部に沿う溝が設けられていることを特徴とする面状照明装置。 A light guide plate that guides light incident from the end face and emits the light from the first main surface, and a light source that emits light toward the end face,
The light guide plate is
In the first region of the second main surface facing the first main surface, a plurality of luminance setting means are arranged so that the occupied area has a predetermined density,
In the second region of the second main surface, a plurality of light amounts from the light source emitted from the second region are larger than light amounts from the light source emitted from the first region. The brightness setting means is disposed at a higher density than the first region,
A planar illumination device, wherein a groove along the boundary portion is provided at a position corresponding to the boundary portion between the first region and the second region .
前記光源は、前記一対の端面のそれぞれに対して光を照射するように配置され、
前記第1の領域と前記第2の領域は、前記境界部が前記一対の端面に平行な直線となるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の面状照明装置。 The light guide plate has a pair of end faces facing each other so as to be parallel to each other,
The light source is arranged to irradiate light to each of the pair of end faces,
2. The planar illumination device according to claim 1, wherein the first region and the second region are arranged such that the boundary portion is a straight line parallel to the pair of end surfaces .
前記導光板は、The light guide plate is
前記第1の主面に対向する第2の主面の第1の領域に、占有面積が所定の密度になるように複数の輝度設定手段が配置され、In the first region of the second main surface facing the first main surface, a plurality of luminance setting means are arranged so that the occupied area has a predetermined density,
前記第2の主面の第2の領域に、該第2の領域から射出される前記光源からの光量が前記第1の領域から射出される前記光源からの光量よりも大きくなるように複数の輝度設定手段が前記第1の領域よりも高密度で配置され、In the second region of the second main surface, a plurality of light amounts from the light source emitted from the second region are larger than light amounts from the light source emitted from the first region. The brightness setting means is disposed at a higher density than the first region,
前記第1の領域と前記第2の領域との境界部に対応する位置に該境界部に沿う溝が設けられていることを特徴とする液晶表示モジュール。A liquid crystal display module, wherein a groove along the boundary portion is provided at a position corresponding to the boundary portion between the first region and the second region.
前記導光板との間に前記プリズムシートと前記光学シートとが順に介在するように配置された液晶表示パネルと、A liquid crystal display panel disposed such that the prism sheet and the optical sheet are sequentially interposed between the light guide plate, and
を備え、With
前記プリズムシートと前記光学シートは、前記バックライトユニットから射出される光の輝度が異なるように設定された複数の領域のうち少なくとも1つの領域を避けるようにして他の領域に配置されていることを特徴とする液晶表示モジュール。The prism sheet and the optical sheet are arranged in other areas so as to avoid at least one of a plurality of areas set so that the luminance of light emitted from the backlight unit is different. A liquid crystal display module characterized by
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