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JP2008262906A - Back-light unit - Google Patents

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JP2008262906A
JP2008262906A JP2008067490A JP2008067490A JP2008262906A JP 2008262906 A JP2008262906 A JP 2008262906A JP 2008067490 A JP2008067490 A JP 2008067490A JP 2008067490 A JP2008067490 A JP 2008067490A JP 2008262906 A JP2008262906 A JP 2008262906A
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JP
Japan
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light guide
guide plate
light
light source
backlight unit
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Withdrawn
Application number
JP2008067490A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Fukamachi
充 深町
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DTMC KK
SHINKO KANAGATA KK
Original Assignee
DTMC KK
SHINKO KANAGATA KK
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Publication date
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Priority to JP2008067490A priority Critical patent/JP2008262906A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a back-light unit for a large-sized liquid crystal display in a low cost and with high luminance. <P>SOLUTION: The back-light unit 10 of the liquid crystal display has two pieces of light-guiding plates 100 of the same shape, with an optical-path controlling panels formed on its lower side and upper side where the liquid crystal is disposed. Light-source lamps 150 are arranged on each side of the light-guiding panels 100 with more lamps 150m corresponding to the lower light-guiding plate 100m than the lamps 150s corresponding to the upper light-guiding plate 100s. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶表示装置のバックライトユニットに係り、特に大型液晶画面に適したエッジライト方式のバックライトユニットに関する。   The present invention relates to a backlight unit of a liquid crystal display device, and more particularly to an edge light type backlight unit suitable for a large liquid crystal screen.

パーソナルコンピュータ、テレビジョン等の電子機器の表示装置として液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、電圧を印加すると配向が変化するという液晶分子の特性を利用したものであるが、液晶自身は発光しないため、液晶が封入された液晶表示パネルの背面に光源となるバックライトユニットを配置して構成される。   Liquid crystal display devices are widely used as display devices for electronic devices such as personal computers and televisions. The liquid crystal display device uses the characteristic of liquid crystal molecules that the orientation changes when a voltage is applied, but the liquid crystal itself does not emit light, so a backlight unit that serves as a light source on the back of the liquid crystal display panel in which the liquid crystal is enclosed Arranged.

液晶表示装置のバックライトユニットには、側面側に光源となるランプを配置し、導光板を用いて光を液晶面側に導くエッジライト方式と、液晶面の裏側に直接ランプを配置する直下型方式の2つの方式がある。   The backlight unit of a liquid crystal display device has a lamp that serves as a light source on the side, an edge light system that guides light to the liquid crystal surface using a light guide plate, and a direct type that directly places the lamp on the back of the liquid crystal surface There are two methods.

エッジライト方式のバックライトユニットは、薄型・低消費電力であるが、輝度を高めにくいという特徴を有している。特に液晶表示パネルのサイズが大きくなるにつれて輝度の高さや均一性を確保することが一層困難になっていく。このため、主としてノート型パソコン、液晶モニタ等の小中型液晶表示装置に用いられている。なお、特許文献1には、導光板の上面(液晶面側)と下面にプリズム部を形成することで正面輝度を高めることが記載され、特許文献2には、楔形の2枚の導光板を交差して重ねることで輝度を高めることが記載されている。   An edge light type backlight unit is thin and has low power consumption, but has a feature that it is difficult to increase luminance. In particular, as the size of the liquid crystal display panel increases, it becomes more difficult to ensure high brightness and uniformity. For this reason, it is mainly used in small and medium-sized liquid crystal display devices such as notebook personal computers and liquid crystal monitors. Patent Document 1 describes that the front luminance is increased by forming prism portions on the upper surface (liquid crystal surface side) and the lower surface of the light guide plate, and Patent Document 2 describes two wedge-shaped light guide plates. It is described that luminance is increased by crossing and overlapping.

一方、直下型方式のバックライトユニットは、発光光量を効率よく利用できるため高輝度が得やすいという特徴を有している。
特開2002−98960号公報 特開2006−253104号公報
On the other hand, the direct-type backlight unit has a feature that high luminance is easily obtained because the amount of emitted light can be used efficiently.
JP 2002-98960 A JP 2006-253104 A

近年、大画面テレビジョンに代表される表示装置の大型化に伴い、液晶表示装置も大型化が進んでいる。大型の液晶表示装置には光源ランプの増設によって輝度を高めるのが容易な直下型方式のバックライトユニットが広く用いられている。   In recent years, with an increase in the size of a display device typified by a large-screen television, the size of a liquid crystal display device is also increasing. In a large-sized liquid crystal display device, a direct type backlight unit that can easily increase brightness by adding a light source lamp is widely used.

一方で、直下型方式のバックライトユニットは、使用する光源ランプの数が多いため、ランプ駆動回路や光源ランプ等のコストが高くなり、消費電力も大きくなる。コストを削減するために光源ランプを減らすとすると、直接照明のため、光源ランプの影が見える等のバックライトの輝度ムラが発生し、液晶表示パネルの表示品質を損なってしまう。   On the other hand, since the direct type backlight unit uses a large number of light source lamps, the cost of the lamp driving circuit, the light source lamp, etc. is increased, and the power consumption is also increased. If the number of light source lamps is reduced in order to reduce costs, the luminance unevenness of the backlight, such as the shadow of the light source lamp being visible, occurs due to direct illumination, and the display quality of the liquid crystal display panel is impaired.

また、光源ランプと液晶表示パネルとの距離が短い直下型方式のバックライトは、光源ランプの本数、配置等に加え、光源ランプが発する熱の発散、放熱等を考慮した筐体を設計しなければならない。したがって、液晶表示装置の薄型化にも制約がある。   In addition, for a direct type backlight with a short distance between the light source lamp and the liquid crystal display panel, the housing must be designed in consideration of the number of light source lamps, the arrangement, etc., as well as the heat dissipation and heat dissipation generated by the light source lamps. I must. Therefore, there is a restriction on thinning the liquid crystal display device.

このため、コストダウンや薄型化の観点からは大型の液晶表示装置にも間接照明であるエッジライト方式のバックライトユニットを適用することが望ましいが、大型画面では十分な輝度が得られないという問題がある。特許文献1、特許文献2に記載された技術も大型画面を想定したものではないため、製造効率や光源ランプの効率的な使用までは十分考慮されておらず、大型液晶表示装置にそのまま適用しても低コストと高輝度を実現することは難しい。   Therefore, from the viewpoint of cost reduction and thinning, it is desirable to apply an edge light type backlight unit that is indirect illumination to a large liquid crystal display device, but a problem that sufficient luminance cannot be obtained on a large screen. There is. Since the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are not intended for a large screen, manufacturing efficiency and efficient use of a light source lamp are not sufficiently considered, and can be directly applied to a large liquid crystal display device. However, it is difficult to realize low cost and high brightness.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで高輝度な大型液晶表示装置用バックライトユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a backlight unit for a large-sized liquid crystal display device that is low in cost and high in luminance.

上記課題を解決するため、本発明のバックライトユニットは、液晶配置側を上方向として、上面および下面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を少なくとも2枚重ね、前記導光板の側面に光源ランプを配置し、前記導光板の下面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に平行する方向に形成されたプリズムパターンであり、前記導光板の上面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に直交する方向に形成されたプリズムパターンであることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the backlight unit of the present invention has at least two light guide plates having the same shape, each having an optical path control pattern formed on the upper surface and the lower surface, with the liquid crystal arrangement side facing upward, and the side surface of the light guide plate. The light path control pattern formed on the lower surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction parallel to the side surface on which the light source lamp is disposed, and is formed on the upper surface of the light guide plate. The optical path control pattern is a prism pattern formed in a direction orthogonal to the side surface on which the light source lamp is disposed.

両面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を重ねることで、下側の導光板に入射した光は、上側の導光板に入射した光と比べて高い効率で上側の導光板の液晶側から出射する。また、重ねる導光板は同形状のものを用いることができるため、量産化によるコスト削減も期待できる。   By superimposing light guide plates of the same shape with optical path control patterns formed on both sides, the light incident on the lower light guide plate is higher in efficiency than the light incident on the upper light guide plate. Emits from the side. In addition, since the light guide plates to be stacked can have the same shape, cost reduction due to mass production can be expected.

上記課題を解決するため、本発明のバックライトユニットの別態様は、液晶表示装置のバックライトユニットであって、液晶配置側を上方向として、上面および下面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を少なくとも2枚重ね、それぞれの導光板の側面に光源ランプを、上側の導光板に対応した光源ランプの数よりも、下側の導光板に対応した光源ランプの数が多くなるように配置したことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, another aspect of the backlight unit of the present invention is a backlight unit of a liquid crystal display device, which has the same shape in which an optical path control pattern is formed on the upper surface and the lower surface with the liquid crystal arrangement side as an upward direction. At least two light guide plates are stacked, light source lamps are provided on the side surfaces of the respective light guide plates, and the number of light source lamps corresponding to the lower light guide plate is larger than the number of light source lamps corresponding to the upper light guide plate. It is characterized by having been arranged in.

両面に光路制御パターンが形成された導光板を重ねることで、下側の導光板に入射した光は、上側の導光板に入射した光と比べて高い効率で上側の導光板の液晶側から出射する。このため、下側の導光板に対応した光源ランプの数を多くすることで光源ランプが効率的に使用されることになる。   By overlapping the light guide plate with the optical path control pattern formed on both sides, the light incident on the lower light guide plate is emitted from the liquid crystal side of the upper light guide plate with higher efficiency than the light incident on the upper light guide plate. To do. For this reason, a light source lamp is used efficiently by increasing the number of light source lamps corresponding to a lower light guide plate.

したがって、本発明は、大型バックライトに適用されて、その発光を均一にし、あわせて全体の輝度を向上させることができる。   Therefore, the present invention can be applied to a large-sized backlight to make the light emission uniform and improve the overall luminance.

また、同形状の導光板を複数枚重ねることで1枚あたりの厚さを薄くすることができ、コストが削減できる。また、重ねる導光板は同じものを用いることができるため、量産化によるコスト削減も期待できる。   Further, by stacking a plurality of light guide plates having the same shape, the thickness per sheet can be reduced, and the cost can be reduced. Moreover, since the same light guide plate can be used, cost reduction due to mass production can be expected.

ここで、導光板の下面に形成された光路制御パターンは、対応する光源ランプが配置された側面に平行する方向に形成されたプリズムパターンであり、導光板の上面に形成された光路制御パターンは、対応する光源ランプが配置された側面と直交する方向に形成されたプリズムパターンとすることができる。   Here, the optical path control pattern formed on the lower surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction parallel to the side surface on which the corresponding light source lamp is disposed, and the optical path control pattern formed on the upper surface of the light guide plate is The prism pattern can be formed in a direction perpendicular to the side surface on which the corresponding light source lamp is disposed.

さらに、導光板の下面に形成されたプリズムパターンは、対応する光源ランプから遠ざかるほど間隔が狭まって形成され、導光板の上面に形成されたプリズムパターンは、同一間隔で形成されることが望ましい。   Further, it is desirable that the prism patterns formed on the lower surface of the light guide plate are formed so that the distance from the corresponding light source lamp becomes narrower, and the prism patterns formed on the upper surface of the light guide plate are formed at the same interval.

上記課題を解決するため、本発明のバックライトユニットの別態様は、液晶表示装置のバックライトユニットであって、液晶配置側を上方向として、上面および下面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を少なくとも2枚重ね、前記導光板の側面に光源ランプを配置し、前記導光板の下面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に平行する方向に形成されたプリズムパターンであり、前記光源ランプから遠ざかるほど間隔が狭まって形成され、前記導光板の上面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面と直交する方向に形成されたプリズムパターンであることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, another aspect of the backlight unit of the present invention is a backlight unit of a liquid crystal display device, which has the same shape in which an optical path control pattern is formed on the upper surface and the lower surface with the liquid crystal arrangement side as an upward direction. At least two light guide plates are stacked, a light source lamp is disposed on the side surface of the light guide plate, and an optical path control pattern formed on the lower surface of the light guide plate is formed in a direction parallel to the side surface on which the light source lamp is disposed. The prism pattern is formed so that the distance from the light source lamp becomes smaller, and the optical path control pattern formed on the upper surface of the light guide plate is formed in a direction perpendicular to the side surface on which the light source lamp is disposed. It is a pattern.

本発明によれば、低コストで高輝度な大型液晶表示装置用バックライトユニットが実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a backlight unit for a large liquid crystal display device that is low in cost and high in luminance.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態のバックライトユニットに用いる導光板を示す斜視図である。ただし、形状の特徴をわかりやすく示すため、縮尺等は実際のものと異ならせている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a light guide plate used in the backlight unit of the present embodiment. However, the scale and the like are different from the actual ones in order to show the feature of the shape in an easy-to-understand manner.

本図に示すように、導光板100は、上面および下面にプリズムパターンが形成された両面プリズム構造となっている。なお、本図において上面は液晶面側となる出光面であり、下面は反射面である。そして、左右側面が光源ランプの光が入射する入光面となっている。   As shown in the figure, the light guide plate 100 has a double-sided prism structure in which prism patterns are formed on the upper surface and the lower surface. In this figure, the upper surface is a light emitting surface on the liquid crystal surface side, and the lower surface is a reflecting surface. The left and right side surfaces are incident surfaces on which light from the light source lamp is incident.

出光面となる上面のプリズムパターンは集光プリズムとして機能し、反射面となる下面のプリズムパターンは、輝度均一制御プリズムとして機能する。このため、本実施形態では、上面と下面とでプリズムパターンを異ならせている。   The prism pattern on the upper surface serving as the light exit surface functions as a condensing prism, and the prism pattern on the lower surface serving as the reflecting surface functions as a luminance uniformity control prism. For this reason, in this embodiment, the prism patterns are different between the upper surface and the lower surface.

具体的には、出光面となる上面のプリズムパターンは、側面から入射する光の向きと平行、すなわち、光源ランプとは直交する向きに形成される。プリズムの形状は、例えば、頂角90度で間隔50μmの均一ピッチとすることができる。   Specifically, the prism pattern on the upper surface serving as the light output surface is formed in parallel to the direction of light incident from the side surface, that is, in a direction orthogonal to the light source lamp. The prism shape can be, for example, a uniform pitch with an apex angle of 90 degrees and an interval of 50 μm.

反射面となる下面のプリズムパターンは、側面から入射する光の向きと直交、すなわち、光源ランプと平行する向きに形成される。したがって、上面のプリズムパターンと下面のプリズムパターンとは直交することになる。   The prism pattern on the lower surface serving as the reflection surface is formed in a direction orthogonal to the direction of light incident from the side surface, that is, in a direction parallel to the light source lamp. Therefore, the prism pattern on the upper surface and the prism pattern on the lower surface are orthogonal to each other.

そして、下面は、光源に近いほどプリズムパターン同士の間隔が広く、光源から遠ざかるほどプリズムパターン同士の間隔が狭まるように形成される。これにより、両側面に光源ランプを配置した場合には、中心部に向かうほどプリズムパターン同士の間隔が狭まっていく形状となる。これは、光源ランプから遠い中央部分で光が減衰することによる輝度の低下を防ぐためである。また、片方の側面のみに光源ランプを配置した場合には、光源ランプから遠ざかるほどプリズムパターン同士の間隔が狭まっていく形状となる。間隔の狭まり方は連続的であっても、段階的であってもよい。いずれの場合も、均一的に変化させても不均一的に変化させてもよい。プリズムパターンの内角は、例えば、90度より多少小さめとすることができる。   The lower surface is formed such that the distance between the prism patterns increases as the distance from the light source increases, and the distance between the prism patterns decreases as the distance from the light source increases. Thus, when the light source lamps are arranged on both side surfaces, the distance between the prism patterns becomes narrower toward the center. This is to prevent a decrease in luminance due to light attenuation at a central portion far from the light source lamp. Further, when the light source lamp is disposed only on one side surface, the distance between the prism patterns becomes narrower as the distance from the light source lamp is increased. The method of narrowing the interval may be continuous or stepwise. In either case, it may be changed uniformly or non-uniformly. The internal angle of the prism pattern can be made slightly smaller than 90 degrees, for example.

導光板100は、従来と同様にアクリル、ポリカーボネイト樹脂、シクロオレフィン系樹脂等の透明樹脂で成形することができる。なお、上述のプリズムパターンの形状、向き、角度、ピッチ等は一例であり、これらに限定されるものではない。   The light guide plate 100 can be formed of a transparent resin such as acrylic, polycarbonate resin, or cycloolefin resin as in the conventional case. The shape, direction, angle, pitch, and the like of the above-described prism pattern are examples, and are not limited to these.

つぎに、本実施形態のバックライトユニットについて説明する。本実施形態では、エッジライト方式を採用する。そして、図1に示した導光板100を2枚重ねて用いるようにする。この際、下側に配置される導光板をメイン導光板と称し、上側、すなわち液晶側に配置される導光板をサブ導光板と称する。   Next, the backlight unit of this embodiment will be described. In this embodiment, an edge light system is adopted. Then, two light guide plates 100 shown in FIG. At this time, the light guide plate disposed on the lower side is referred to as a main light guide plate, and the light guide plate disposed on the upper side, that is, the liquid crystal side is referred to as a sub light guide plate.

図2は、導光板100を2枚重ねて用いた場合のバックライトユニットの構成を示す図である。本図に示すようにバックライトユニット10は、メイン導光板100mとサブ導光板100sとが重ねられている。メイン導光板100mとサブ導光板100sとは、同一の形状、同一の特性を持った導光板を用いることができる。このため、量産化に適し、コスト削減を達成することができる。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a backlight unit when two light guide plates 100 are used in an overlapping manner. As shown in the figure, in the backlight unit 10, a main light guide plate 100m and a sub light guide plate 100s are overlapped. As the main light guide plate 100m and the sub light guide plate 100s, light guide plates having the same shape and the same characteristics can be used. For this reason, it is suitable for mass production and can achieve cost reduction.

本図に示すように、メイン導光板100mの下面には反射シート130が配置され、サブ導光板100sの上面には拡散シート140が配置される。これらは従来と同じものを用いることができる。   As shown in the figure, a reflection sheet 130 is disposed on the lower surface of the main light guide plate 100m, and a diffusion sheet 140 is disposed on the upper surface of the sub light guide plate 100s. These can be the same as conventional ones.

メイン導光板100mとサブ導光板100sの両側面には、それぞれの導光板に対応した光源ランプ150が配置される。本図の例では、メイン導光板100mに対応して片面3本、合計6本の光源ランプ150mが配置され、サブ導光板100sに対応して片面1本、合計2本の光源ランプ150sが配置されている。すなわち、片側4本で、合計8本の光源ランプが用いられている。なお、光源ランプとしては、一般的な冷陰極管を用いることができる。もちろん他の方式の光源ランプを用いるようにしてもよい。例えば、LED等の発光素子を用いてもよい。   Light source lamps 150 corresponding to the respective light guide plates are arranged on both side surfaces of the main light guide plate 100m and the sub light guide plate 100s. In the example of this figure, three light source lamps 150m in total on one side corresponding to the main light guide plate 100m are arranged, and one light source lamp 150s in total on one side corresponding to the sub light guide plate 100s is arranged. Has been. That is, a total of eight light source lamps are used with four on one side. As the light source lamp, a general cold cathode tube can be used. Of course, other types of light source lamps may be used. For example, a light emitting element such as an LED may be used.

光源ランプ150mからの光は、リフレクタ160mによりメイン導光板100mの側面に入射し、光源ランプ150sからの光は、リフレクタ160sによりサブ導光板100sの側面に入射する。   The light from the light source lamp 150m is incident on the side surface of the main light guide plate 100m by the reflector 160m, and the light from the light source lamp 150s is incident on the side surface of the sub light guide plate 100s by the reflector 160s.

メイン導光板100mの側面に入射した光は、メイン導光板100mの下面のプリズムパターンで反射し、メイン導光板100mの上面で集光して出射する。サブ導光板100sでは、側面から入射した光に加え、メイン導光板100mの上面から出射され、サブ導光板100sの下面に入射した光が上面で集光して出射することになる。   The light incident on the side surface of the main light guide plate 100m is reflected by the prism pattern on the lower surface of the main light guide plate 100m, condensed on the upper surface of the main light guide plate 100m, and emitted. In the sub light guide plate 100s, in addition to the light incident from the side surface, the light emitted from the upper surface of the main light guide plate 100m and incident on the lower surface of the sub light guide plate 100s is condensed on the upper surface and emitted.

メイン導光板100mとサブ導光板100sとは、いずれも下面のプリズムパターンが光源ランプ150と平行になるように、同じ向きに重ねて配置される。このため、メイン導光板100mの上面のプリズムパターンとサブ導光板100sの下面のプリズムパターンとが直交した状態で対面することになる。これにより、光の散乱と集光とが効率的に行なわれる。つまり、メイン導光板100mに入射した光がコリメート化され指向性が強まることで効率よくサブ導光板100sの液晶面側から出射することになる。   The main light guide plate 100 m and the sub light guide plate 100 s are arranged in the same direction so that the prism pattern on the lower surface is parallel to the light source lamp 150. For this reason, the prism pattern on the upper surface of the main light guide plate 100m and the prism pattern on the lower surface of the sub light guide plate 100s face each other in an orthogonal state. Thereby, scattering and condensing of light are performed efficiently. That is, the light incident on the main light guide plate 100m is collimated and the directivity is increased, so that the light is efficiently emitted from the liquid crystal surface side of the sub light guide plate 100s.

具体的には、両面プリズム形状の導光板100を重ねた場合に、メイン導光板100mに入射した光は、サブ導光板100sに入射した光と比べて約1.2倍の効率でサブ導光板100sの液晶側から出射するという結果が得られた。   Specifically, when the double-sided prism-shaped light guide plate 100 is stacked, the light incident on the main light guide plate 100m is approximately 1.2 times more efficient than the light incident on the sub light guide plate 100s. The result of emitting from the liquid crystal side of 100 s was obtained.

このため、同じ本数(例えば、8本)の光源ランプであれば、図3に示すようにメイン導光板100mとサブ導光板100sに均等(片側2本の合計4本ずつ)に対応させてバックライトユニット10aを構成するよりも、図2に示すようにメイン導光板100mに多くの光源ランプを対応させたバックライトユニット10の方が、高い正面輝度を得ることができる。   For this reason, if the number of light source lamps is the same (for example, 8), as shown in FIG. 3, the main light guide plate 100m and the sub light guide plate 100s are backed up equally (a total of four on each side). Compared to the light unit 10a, the backlight unit 10 in which many light source lamps are associated with the main light guide plate 100m as shown in FIG. 2 can obtain higher front luminance.

すなわち、本実施形態では、2枚重ねた導光板のうち、下側の導光板にメイン導光板としての役割を担わせている。このため、集光効果の高いメイン導光板に、より多くの光源ランプを対応させることが望ましい。これにより、効率性を高め、高輝度なエッジライト方式のバックライトユニットを実現することができる。もちろん、図3に示したバックライトユニット10aにおいても、図1に示したような形状のメイン導光板100mとサブ導光板100sを重ねたことにより従来よりも効率性を高めることができ、高輝度を得ることができる。   That is, in this embodiment, the lower light guide plate of the two light guide plates stacked serves as the main light guide plate. For this reason, it is desirable to make more light source lamps correspond to the main light guide plate having a high light collecting effect. As a result, it is possible to realize an edge light type backlight unit with high efficiency and high brightness. Of course, in the backlight unit 10a shown in FIG. 3, the main light guide plate 100m and the sub light guide plate 100s shaped as shown in FIG. Can be obtained.

具体的には、図4(a)に示すように、厚さtの両面プリズム導光板100uと、片側3本の合計6本の光源ランプ150uを用いてバックライト300aを構成した場合と、図4(b)に示すように、本発明を適用して、厚さt/2の両面プリズム導光板(100m、100s)を2枚重ね、メイン導光板100mに片側2本の合計4本、サブ導光板に片側1本の合計2本、総合計6本の光源ランプ(150m、150s)を用いてバックライトユニット10bを構成した場合とでは、同じ厚さ、同じ光源ランプ数にもかかわらず、本願発明を適用した図4(b)に示したバックライトユニット10bの方が約15%高い輝度が得られた。   Specifically, as shown in FIG. 4A, when the backlight 300a is configured using a double-sided prism light guide plate 100u having a thickness t and a total of six light source lamps 150u on one side, 4 (b), by applying the present invention, two double-sided prism light guide plates (100m, 100s) having a thickness of t / 2 are stacked, and the main light guide plate 100m has a total of four, two on each side. In the case where the backlight unit 10b is configured by using a total of six light source lamps (150 m, 150 s) on one side for a total of two on one side, the same thickness and the same number of light source lamps are used. The backlight unit 10b shown in FIG. 4B to which the present invention is applied has a brightness of about 15% higher.

また、図5(a)に示すように、厚さtの両面プリズム導光板100uと、片側に上下2本ずつの4本を配置して合計8本の光源ランプ150uを用いてバックライトユニット300bを構成した場合と、図5(b)に示すように、本発明を適用して、厚さt/2の両面プリズム導光板(100m、100s)を2枚重ね、メイン導光板100mに片側3本の合計6本、サブ導光板に片側1本の合計2本、総合計8本の光源ランプ(150m、150s)を用いてバックライトユニット10cを構成した場合とでは、同じ厚さ、同じ光源ランプ数にもかかわらず、本願発明を適用した図5(b)に示したバックライトユニット10cの方が約20%高い輝度が得られた。   Further, as shown in FIG. 5 (a), a backlight unit 300b using a double-sided prism light guide plate 100u having a thickness t and four light source lamps 150u in total, two on each side and four on each side. As shown in FIG. 5B, by applying the present invention, two double-sided prism light guide plates (100 m, 100 s) having a thickness of t / 2 are stacked, and one side 3 is placed on the main light guide plate 100 m. The same thickness and the same light source in the case where the backlight unit 10c is configured using a total of six light source lamps (150m, 150s), a total of six light sources lamps (150m, 150s). Regardless of the number of lamps, the backlight unit 10c shown in FIG. 5B to which the present invention was applied obtained about 20% higher luminance.

なお、光源ランプ150mを増やすとその分バックライトユニット10のサイズ(横幅)が大きくなる。このため、メイン導光板100mに対応させる光源ランプ150mの数と、サブ導光板100sに対応させる光源ランプ150sの数とは、液晶表示装置の大きさの制約、許容される消費電力等から柔軟に定めることができる。   In addition, when the light source lamp 150m is increased, the size (width) of the backlight unit 10 is increased accordingly. Therefore, the number of the light source lamps 150m corresponding to the main light guide plate 100m and the number of the light source lamps 150s corresponding to the sub light guide plate 100s are flexibly determined due to the size limitation of the liquid crystal display device, allowable power consumption, and the like. Can be determined.

以上説明したように本実施形態では、両面プリズム導光板を2枚重ね、それぞれの導光板の出光面のプリズムパターンによる集光効果と、反射面のプリズムパターンにより光束をコリメート化することで、光の指向性と導光板の光透過性を向上させている。   As described above, in this embodiment, two double-sided prism light guide plates are stacked, and the light condensing effect by the prism pattern on the light exit surface of each light guide plate and the light flux are collimated by the prism pattern on the reflection surface. The directivity and the light transmission of the light guide plate are improved.

ところで、エッジライト方式のバックライトユニットにおいて導光板の厚さは光源ランプ幅の1.5倍程度を確保する必要から、光源ランプを多層で用いる大型液晶装置用のバックライトユニットの薄型化には限界があった。本発明では、1枚の導光板で1層の光源ランプに対応すればよいため、導光板1枚あたりの厚さを薄くすることができる。   By the way, in the backlight unit of the edge light system, the thickness of the light guide plate needs to be secured about 1.5 times the width of the light source lamp. Therefore, in order to reduce the thickness of the backlight unit for a large-sized liquid crystal device using multiple light source lamps. There was a limit. In the present invention, since one light guide plate may correspond to one layer of the light source lamp, the thickness per light guide plate can be reduced.

具体的には、例えば、大型液晶表示装置用であっても3mm程度の厚さを実現することができる。この厚さの導光板であれば、低コストの射出成形が可能となる。従来では、例えば、2層の光源ランプに対応して6mmの厚さを確保しなければならないとすると、コストのかかる押出し成形で導光板を製造せざるを得なかった。このため、本発明では製造コストを大幅に削減することができる。   Specifically, for example, a thickness of about 3 mm can be realized even for a large liquid crystal display device. With this thickness of the light guide plate, low-cost injection molding is possible. Conventionally, for example, if it is necessary to ensure a thickness of 6 mm corresponding to a two-layer light source lamp, the light guide plate has to be manufactured by costly extrusion molding. For this reason, in this invention, manufacturing cost can be reduced significantly.

さらに、本発明では、同一の形状、並びに特性を持った導光板をメイン導光板およびサブ導光板として用いることができる。つまり、メイン導光板用とサブ導光板用とで別々に導光板を製造する必要がない。このため量産化によるコスト削減も期待できる。   Furthermore, in the present invention, light guide plates having the same shape and characteristics can be used as the main light guide plate and the sub light guide plate. That is, it is not necessary to manufacture the light guide plate separately for the main light guide plate and the sub light guide plate. For this reason, cost reduction by mass production can also be expected.

また、導光板にプリズムパターンを形成しているため、高価なプリズムシートが不要であるとともに、視野角が損なわれないという利点もある。   Further, since the prism pattern is formed on the light guide plate, there is an advantage that an expensive prism sheet is unnecessary and the viewing angle is not impaired.

このように、薄型で、高輝度のバックライトユニットが安価に実現できるため、本発明のバックライトユニットは、特に大画面の液晶表示装置に効果的に適用することができる。   Thus, since a thin and high-brightness backlight unit can be realized at low cost, the backlight unit of the present invention can be effectively applied particularly to a large-screen liquid crystal display device.

本発明は、上記実施形態に限られず種々の変形を加えることができる。例えば、図2に示した反射シート130に代えてメイン導光板100mの下面に光不透過処理を施すようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, instead of the reflective sheet 130 shown in FIG. 2, a light impermeability treatment may be performed on the lower surface of the main light guide plate 100m.

また、上記の例では、メイン導光板100mとサブ導光板100sの2枚の導光板を用いるようにしていたが、導光板は2枚に限らず、複数枚重ねて用いるようにしてもよい。また、同形状の導光板を複数枚重ねて、さらに、異なる特性の導光板を重ねるようにしてもよい。   In the above example, the two light guide plates, the main light guide plate 100m and the sub light guide plate 100s, are used. However, the number of light guide plates is not limited to two, and a plurality of light guide plates may be used. Alternatively, a plurality of light guide plates having the same shape may be stacked, and light guide plates having different characteristics may be stacked.

上記に示した例では、リフレクタ160mとリフレクタ160sとが仕切られて、それぞれ独立したハウジングとして構成されているが、仕切りを設けずに一体化して構成するようにしてもよい。   In the example shown above, the reflector 160m and the reflector 160s are partitioned and configured as independent housings, but may be configured integrally without providing a partition.

図6は、リフレクタ160を仕切らずにバックライトユニットを構成した例を示す図である。図6(a)に示したバックライトユニット10d、図6(b)に示したバックライトユニット10eは、メイン導光板100mとサブ導光板100sとを用い、さらに、集光効果の高いメイン導光板に、より多くの光源ランプを対応させた場合に、リフレクタ160を仕切らずに構成した例である。図6(c)に示したバックライトユニット10f、図6(d)に示したバックライトユニット10f、図6(e)に示したバックライトユニット10gは、メイン導光板100mとサブ導光板100sとを用い、両者に均等に光源ランプを対応させた場合に、リフレクタ160を仕切らずに構成した例である。このように、仕切りを設けずにリフレクタ160を構成することで、光源ランプの上下の関係を無くし、光束利用効率を向上させることができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which a backlight unit is configured without partitioning the reflector 160. The backlight unit 10d shown in FIG. 6A and the backlight unit 10e shown in FIG. 6B use a main light guide plate 100m and a sub light guide plate 100s, and further have a high light collection effect. In addition, when more light source lamps are made to correspond, the reflector 160 is configured without partitioning. The backlight unit 10f shown in FIG. 6 (c), the backlight unit 10f shown in FIG. 6 (d), and the backlight unit 10g shown in FIG. 6 (e) include a main light guide plate 100m and a sub light guide plate 100s. This is an example in which the reflector 160 is not partitioned when the light source lamps are made to correspond equally to each other. In this way, by configuring the reflector 160 without providing a partition, it is possible to eliminate the vertical relationship of the light source lamp and improve the luminous flux utilization efficiency.

また、光路を制御するパターンとして三角形型のプリズムパターンを用いたが、レンズ形状、凹凸形状等の他の形状を用いてもよい。例えば、図7に示すような導光板100aを用いることができる。導光板100aは、集光プリズムとして機能し、出光面となる上面のプリズムパターンが、図8(a)に示すように、切り欠きの中間にプリズム稜線を形成した形状となっている。本図は、入光側から見た導光板100aの上面のプリズムパターン形状を示している。   Further, although a triangular prism pattern is used as a pattern for controlling the optical path, other shapes such as a lens shape and an uneven shape may be used. For example, a light guide plate 100a as shown in FIG. 7 can be used. The light guide plate 100a functions as a condensing prism, and the prism pattern on the upper surface serving as the light output surface has a shape in which a prism ridge line is formed in the middle of the cutout as shown in FIG. This figure shows the prism pattern shape on the upper surface of the light guide plate 100a as viewed from the light incident side.

一般に、光路を制御するプリズムパターンは、射出成形、熱転写方式など金型の賦型工程により導光板に付されるが、液晶表示パネルのサイズが大きくなるにつれ、プリズムパターン部分の金型からの離型が悪くなる。このため、生産性および品質に悪影響を及ぼすおそれがある。図7に示した導光板100aでは、図8(b)に示すような高さHの三角形型のプリズムパターンを用いた導光板100の光学的なプリズム特性を損なうことなく、図8(a)に示すようにプリズムパターンを高さh(<H)とすることができるため、プリズムパターンを賦型する場合の金型との密着力が低下し、離型性が改善される。   In general, the prism pattern for controlling the optical path is applied to the light guide plate by a mold forming process such as injection molding or thermal transfer. However, as the size of the liquid crystal display panel increases, the prism pattern portion is separated from the mold. The mold gets worse. This may adversely affect productivity and quality. In the light guide plate 100a shown in FIG. 7, the optical prism characteristics of the light guide plate 100 using a triangular prism pattern having a height H as shown in FIG. 8B are not impaired. Since the prism pattern can be set to a height h (<H) as shown in FIG. 5, the adhesion with the mold when the prism pattern is molded is reduced, and the releasability is improved.

バックライトユニットに用いる導光板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light-guide plate used for a backlight unit. 導光板を2枚重ねて用いた場合のバックライトユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the backlight unit at the time of using two light-guide plates in piles. メイン導光板とサブ導光板に均等に光源ランプを対応させた場合の図である。It is a figure at the time of making a light source lamp respond | correspond equally to a main light-guide plate and a sub light-guide plate. 光源ランプの配置パターン例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement pattern of a light source lamp. 光源ランプの配置パターン例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement pattern of a light source lamp. リフレクタを仕切らずにバックライトユニットを構成した例を示す図である。It is a figure which shows the example which comprised the backlight unit, without partitioning a reflector. バックライトユニットに用いる導光板の別例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of the light-guide plate used for a backlight unit. 導光板の上面の光路制御パターンを示す図である。It is a figure which shows the optical path control pattern of the upper surface of a light-guide plate.

符号の説明Explanation of symbols

10…バックライトユニット、100…導光板、130…反射シート、140…拡散シート、150…光源ランプ、160…リフレクタ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Backlight unit, 100 ... Light guide plate, 130 ... Reflection sheet, 140 ... Diffusing sheet, 150 ... Light source lamp, 160 ... Reflector

Claims (6)

液晶表示装置のバックライトユニットであって、
液晶配置側を上方向として、
上面および下面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を少なくとも2枚重ね、
前記導光板の側面に光源ランプを配置し、
前記導光板の下面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に平行する方向に形成されたプリズムパターンであり、
前記導光板の上面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に直交する方向に形成されたプリズムパターンであることを特徴とするバックライトユニット。
A backlight unit of a liquid crystal display device,
With the LCD side up
At least two light guide plates having the same shape with optical path control patterns formed on the upper and lower surfaces are stacked,
A light source lamp is disposed on a side surface of the light guide plate;
The optical path control pattern formed on the lower surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction parallel to the side surface on which the light source lamp is disposed,
The backlight unit, wherein the optical path control pattern formed on the upper surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction orthogonal to a side surface on which the light source lamp is disposed.
液晶表示装置のバックライトユニットであって、
液晶配置側を上方向として、
上面および下面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を少なくとも2枚重ね、
それぞれの導光板の側面に光源ランプを、上側の導光板に対応した光源ランプの数よりも、下側の導光板に対応した光源ランプの数が多くなるように配置したことを特徴とするバックライトユニット。
A backlight unit of a liquid crystal display device,
With the LCD side up
At least two light guide plates having the same shape with optical path control patterns formed on the upper and lower surfaces are stacked,
A light source lamp is arranged on the side surface of each light guide plate so that the number of light source lamps corresponding to the lower light guide plate is larger than the number of light source lamps corresponding to the upper light guide plate. Light unit.
請求項2に記載のバックライトユニットであって、
前記導光板の下面に形成された光路制御パターンは、対応する光源ランプが配置された側面に平行する方向に形成されたプリズムパターンであり、
前記導光板の上面に形成された光路制御パターンは、対応する光源ランプが配置された側面に直交する方向に形成されたプリズムパターンであることを特徴とするバックライトユニット。
The backlight unit according to claim 2,
The optical path control pattern formed on the lower surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction parallel to the side surface on which the corresponding light source lamp is disposed,
The backlight unit according to claim 1, wherein the optical path control pattern formed on the upper surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction orthogonal to the side surface on which the corresponding light source lamp is disposed.
請求項1または3に記載のバックライトユニットであって、
前記導光板の下面に形成されたプリズムパターンは、対応する光源ランプから遠ざかるほど間隔が狭まって形成され、
前記導光板の上面に形成されたプリズムパターンは、同一間隔で形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
The backlight unit according to claim 1 or 3,
The prism pattern formed on the lower surface of the light guide plate is formed such that the interval is narrowed away from the corresponding light source lamp,
The backlight unit, wherein the prism patterns formed on the upper surface of the light guide plate are formed at the same interval.
液晶表示装置のバックライトユニットであって、
液晶配置側を上方向として、
上面および下面に光路制御パターンが形成された同形状の導光板を少なくとも2枚重ね、
前記導光板の側面に光源ランプを配置し、
前記導光板の下面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に平行する方向に形成されたプリズムパターンであり、前記光源ランプから遠ざかるほど間隔が狭まって形成され、
前記導光板の上面に形成された光路制御パターンは、前記光源ランプが配置された側面に直交する方向に形成されたプリズムパターンであることを特徴とするバックライトユニット。
A backlight unit of a liquid crystal display device,
With the LCD side up
At least two light guide plates having the same shape with optical path control patterns formed on the upper and lower surfaces are stacked,
A light source lamp is disposed on a side surface of the light guide plate;
The optical path control pattern formed on the lower surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction parallel to the side surface on which the light source lamp is disposed, and is formed with a smaller interval as the distance from the light source lamp increases.
The backlight unit, wherein the optical path control pattern formed on the upper surface of the light guide plate is a prism pattern formed in a direction orthogonal to a side surface on which the light source lamp is disposed.
請求項2〜5のいずれか1項に記載のバックライトユニットであって、
前記上面に形成されたプリズムパターンは、切り欠きの中間にプリズム稜線を形成した形状であることを特徴とするバックライトユニット。
The backlight unit according to any one of claims 2 to 5,
The backlight unit according to claim 1, wherein the prism pattern formed on the upper surface has a shape in which a prism ridge is formed in the middle of the notch.
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