JP2007027002A - Display device, and light guide plate used for display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示パネルに対してその背面側または前面側に導光板が配され、該導光板の主面から出射する光によって照明するようにした表示装置、およびこのような表示装置を照明するための照明光を導く導光板に関する。 The present invention provides a display device in which a light guide plate is disposed on the back side or the front side of the display panel, and is illuminated by light emitted from the main surface of the light guide plate, and illuminates such a display device. It is related with the light-guide plate which guides the illumination light for.
例えば特開平8−286043号公報や、特開平9−160507号公報に開示されているように、液晶表示装置の照明手段として、導光板と、この導光板の側端に配された光源とから成る照明装置が広く用いられている。この種の表示装置において、導光板は、光源からの光を光源から遠い方に導きながらしかも光源が対向する側端面とは直交する主面から出射されるように、底面が傾斜面になっている。 For example, as disclosed in JP-A-8-286043 and JP-A-9-160507, as an illuminating means of a liquid crystal display device, a light guide plate and a light source disposed on a side end of the light guide plate are used. The lighting device is widely used. In this type of display device, the light guide plate has a bottom surface that is inclined so that light from the light source is guided away from the light source and is emitted from the main surface orthogonal to the side end surface facing the light source. Yes.
別の従来の照明装置を用いた液晶表示装置は、例えば図1に示される。ここでは光源1が、下面に反射板2を備える導光板3の側端面に対向して配されるようになっている。導光板3は、光源からの光を、光源に対して遠い方に導くとともに、厚さを薄くするために、光源1の近傍においてのみ上面を傾斜面4にしており、それ以外の面においては導光板3の表面を平坦面にしている。
A liquid crystal display device using another conventional illumination device is shown in FIG. 1, for example. Here, the
上記導光板3の上面であって傾斜面4が形成されていない主面の上部には、偏光板5、液晶表示パネル6、および偏光板7が互いに重合わせて配されている。これらの偏光板5、7と液晶表示パネル6とによって液晶表示装置が構成されており、上記導光板3がこの液晶表示装置に対して背面照射型のバックライトを構成している。
A polarizing plate 5, a liquid crystal display panel 6, and a polarizing plate 7 are arranged on top of each other on the upper surface of the
このような従来の導光板3であって、とくに光源1側の上面を傾斜面4から構成した導光板3は、漏れ光8を発生し、これによって光の利用効率が低下する欠点がある。
Such a conventional
図1Bに示すように、光源1からの光が導光板3の底面と平行な方向から傾斜面4に当たると、傾斜面4で全反射する。そしてこの後に全反射された光が導光板3の底面で全反射される。ところが傾斜面4に対する角度が、入射角θで全反射を行なっているために、底面では2θの入射角で全反射が行なわれ、これによって入射光が2θに相当する角度だけ法線方向に立上がる。
As shown in FIG. 1B, when light from the
一方導光板3内を進行する光であって、傾斜面4あるいはこの導光板3の主面に至る光は、傾斜面4あるいは主面の臨界角以下の場合には主面から出射する。これに対して臨界角を超えている場合には傾斜面4あるいは主面で全反射する。そして導光板3を構成する材料がアクリル樹脂の場合には、その屈折率は1.492であるから、傾斜面4あるいは主面の法線に対する角度をaとすると、
sina=1/1.492
従ってa=42.09度以内の角度で傾斜面4あるいは主面に当たった光は、この主面から出射する。これに対して42.09度よりも大きな角度で主面に当たった光は、傾斜面4または主面で全反射されてさらに光源1から遠い方へ進行する。
On the other hand, light traveling in the
sina = 1 / 1.492
Accordingly, light that has hit the inclined surface 4 or the main surface at an angle a within 42.09 degrees is emitted from the main surface. On the other hand, light hitting the main surface at an angle larger than 42.09 degrees is totally reflected by the inclined surface 4 or the main surface and further travels away from the
一方、液晶表示装置の照明手段として、平板型の導光板3を用いた場合には、図2に示すようにこの導光板3の端部から入射した光は、導光板3の上下面において臨界角を超えることができないために、入射光はその結果全反射を繰返しながら導光板3内を伝播していく。従って導光板3の上下面の所定の位置にブラスト、プリズムやドット等の微小構造物を形成する表面処理を施すことによって、臨界角を超えた光を作り出し、該表面処理を施した部位において導光板3ら出射させることにより、面光源として使用できる。従って導光板3の表面処理を制御することによって、導光板からの出射光の分布を自在に調整することが可能になる。
On the other hand, when the flat
一方、液晶表示装置のさらなる薄型化が要求される傾向にある。これに対応するために、例えば導光板3を図3に示すようなクランク形状にし、主面を有する主体部と光源1からの光を入射させる側端部との間にクランク部3aを形成することが考察される。このような構成にすると、クランク部3aによって生じた下側の空間に、フレキシブル配線板9等を配置することによって、この配線材9の厚み分、表示装置の厚さを薄くすることが可能になる。
On the other hand, there is a tendency for further thinning of the liquid crystal display device. In order to cope with this, for example, the
ところが図4Aに示すように、クランク部3aの上面の傾斜角θ1と下面の傾 斜角θ2の角度を等しくしたクランク部を形成した導光板3によると、表面処理 を施さなくても、臨界角を超える光が発生することがある。これは、導光板3内に入射した光が、クランク部3aの傾斜角θ1の傾斜面によって、導光板3内を 伝播する際の角度が2θ1だけ立上がってしまい、その結果、図4Aに示すよう に、クランク部3aの終端を過ぎた時点で光が臨界角を超えてしまい、この導光板3の上面から出射する漏れ光8が発生する。このことは、この光が導光板3の表面処理では制御できない出射光になり、これによって液晶表示装置の表示品位を著しく劣化させる原因になる。
However, as shown in FIG. 4A, according to the
そこで従来は、図3に示す光源1から表示エリアまでの距離を長くし、これによって出射光が表示品位に影響を与えないようにしていた。あるいはまたこのような出射光を無くすために、図4Bに示すように、クランク部3aの長さを十分に長くとることによって、対処していた。
Therefore, conventionally, the distance from the
ところがこのような構成によると、光源1の入光部から表示エリアまでの距離を十分に長くする必要があり、これによって液晶表示パネルの外形を大きくする必要が生ずる。一方で近年の液晶表示装置は、狭額縁化に伴い、LEDから成る光源1から表示エリアまでの距離が短くなる傾向にあり、あるいはまた短くしなければならない要請が生じている。従ってクランク部3の長さ方向の寸法を逆に短くしなければならない。
However, according to such a configuration, it is necessary to sufficiently increase the distance from the light incident portion of the
一般にクランク部3の長さが短くなると、
θ1>90−2arcsin(1/n)となり、クランク部3の上面から出射し 、この結果表示品位の劣化が招来される。例えばポリカーボネート樹脂によって導光板を成形した場合に、その屈折率n=1.59であるから、
θ1=13°>90−2arcsin(1/1.59)=12.1°
となって、クランク部3の斜面から出光する。従って狭額縁化モジュールの液晶表示装置において、LEDから成る光源の入射部の付近に不均一な光が発生し(図11A参照)、これによって表示品位が劣化する原因になる。
θ 1 > 90−2 arcsin (1 / n), and the light is emitted from the upper surface of the
θ 1 = 13 °> 90-2 arcsin (1 / 1.59) = 12.1 °
The light is emitted from the slope of the
本願発明の課題は、表示品位に優れた表示装置、およびこのような表示装置に用いる導光板を提供することである。 The subject of this invention is providing the display apparatus excellent in the display quality, and the light-guide plate used for such a display apparatus.
本願発明の別の課題は、表示品位を損なうことなくしかも薄型化を可能にした表示装置、およびこのような表示装置に用いられる導光板を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a display device that can be reduced in thickness without impairing display quality, and a light guide plate used in such a display device.
本願発明のさらに別の課題は、主面の所定の位置からのみしか出光することがなく、とくに光を入射させる側端から主面までの間の部分において光が出光しないようにした表示装置、およびこのような表示装置に用いられる導光板を提供することである。 Still another problem of the present invention is that the display device emits light only from a predetermined position of the main surface, and in particular, does not emit light in the portion between the side edge where light enters and the main surface, And it is providing the light-guide plate used for such a display apparatus.
本願発明のさらに別の課題は、光源からの光を入射させる側端から表示エリアまでの距離を十分に小さくし、しかもその間において制御できない出射光が出光するのを防止して表示品位を高めるようにした表示装置、およびこの表示装置に用いられる導光板を提供することである。 Still another object of the present invention is to increase the display quality by sufficiently reducing the distance from the side edge where the light from the light source is incident to the display area, and preventing emission of uncontrollable light in the meantime. And providing a light guide plate used in the display device.
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想、およびその実施の形態によって明らかにされる。 The above-described problems and other problems of the present invention will be made clear by the technical idea of the present invention described below and the embodiments thereof.
本願の主要な発明は、表示パネルに対してその背面側または前面側に導光板が配され、該導光板はその側端に光源が配され、該光源からの光を前記導光板の内部を通して主面から出射させて前記表示パネルを照明する表示装置において、
前記導光板は主面を有する主体部と側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、前記クランク部は主面側の傾斜角よりも反対側の面の傾斜角が大きいことを特徴とする表示装置に関するものである。
The main invention of the present application is that a light guide plate is arranged on the back side or the front side of the display panel, a light source is arranged on the side edge of the light guide plate, and light from the light source passes through the inside of the light guide plate. In a display device that emits light from the main surface and illuminates the display panel,
The light guide plate has a crank portion between a main portion having a main surface and a side end, and is bent in the thickness direction by the crank portion, and the crank portion is a surface opposite to the inclination angle of the main surface side. The present invention relates to a display device having a large inclination angle.
ここで、表示パネルが液晶表示パネルであってよい。また前記導光板が透明または半透明の合成樹脂成形体であってよい。また前記導光板の側端に配される光源が発光ダイオードであってよい。また前記導光板のクランク部の下側の空間に配線材が配されてよい。 Here, the display panel may be a liquid crystal display panel. The light guide plate may be a transparent or translucent synthetic resin molding. The light source disposed on the side edge of the light guide plate may be a light emitting diode. A wiring member may be disposed in a space below the crank portion of the light guide plate.
本願の別の主要な発明は、表示パネルに対してその背面側または前面側に導光板が配され、該導光板はその側端に光源が配され、該光源からの光をその内部を通して主面から出射させて前記表示パネルを照明する表示装置において、
前記導光板は主面を有する主体部と側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、
前記クランク部の主面側の傾斜角をθ1とし、反対側の面の傾斜角をθ2とし、導光板の屈折率をnとし、光源からの伝播光が前記クランク部の主面側の傾斜面で反射する回数をmとしたときに、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)
の関係を満たすことを特徴とする表示パネルに関するものである。
Another main invention of the present application is that a light guide plate is arranged on the back side or front side of the display panel, and a light source is arranged on the side end of the light guide plate, and the light from the light source is mainly passed through the inside. In a display device that emits light from a surface and illuminates the display panel,
The light guide plate has a crank part between a main part having a main surface and a side end, and is bent in the thickness direction by the crank part,
The inclination angle of the main surface side of the crank portion is θ 1 , the inclination angle of the opposite surface is θ 2 , the refractive index of the light guide plate is n, and the propagating light from the light source is on the main surface side of the crank portion. When m is the number of reflections on the inclined surface,
2mθ 1 -2 (m-1) θ 2 <90-2 arcsin (1 / n)
The present invention relates to a display panel characterized by satisfying the above relationship.
ここで、前記クランク部の主面側の傾斜面の傾斜角をθ1としたときに、
θ1<90−2arcsin(1/n)
であってよい。また前記導光板のクランク部の主面側の傾斜面の傾斜角をθ1と したときに、
θ1<(90−2arcsin(1/n))/2
であってよい。
Here, the inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion when the theta 1,
θ 1 <90-2 arcsin (1 / n)
It may be. When the inclination angle of the inclined surface on the main surface side of the crank portion of the light guide plate is θ 1 ,
θ 1 <(90-2arcsin (1 / n)) / 2
It may be.
導光板に関する主要な発明は、表示パネルの背面側または前面側に配される導光板であって、その主面から出射する光によって前記表示パネルを照明する導光板において、
表面が前記主面を構成する主体部と光源からの光を入射させる側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、しかも該クランク部は主面側の傾斜角よりも反対側の面の傾斜角が大きいことを特徴とする導光板に関するものである。なおここで、導光板は透明または半透明の合成樹脂成形体であってよい。
The main invention related to the light guide plate is a light guide plate arranged on the back side or the front side of the display panel, wherein the light guide plate illuminates the display panel with light emitted from the main surface thereof,
The surface has a crank portion between the main portion constituting the main surface and the side end on which light from the light source is incident, and is bent in the thickness direction by the crank portion, and the crank portion is on the main surface side. The present invention relates to a light guide plate characterized in that the angle of inclination of the opposite surface is larger than the angle of inclination. Here, the light guide plate may be a transparent or translucent synthetic resin molding.
導光板に関する別の主要な発明は、表示パネルの背面側または前面側に配される導光板であって、その主面から出射する光によって前記表示パネルを照明する導光板において、
表面が前記主面を構成する主体部と光源からの光を入射させる側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、
前記クランク部の主面側の傾斜角度をθ1とし、反対側の面の傾斜角度をθ2とし、導光板の屈折率をnとし、光源からの伝播光が前記クランク部の主面側の傾斜面で反射する回数をmとしたときに、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)
の関係を満たすことを特徴とする導光板に関するものである。
Another main invention related to the light guide plate is a light guide plate arranged on the back side or the front side of the display panel, wherein the light guide plate illuminates the display panel with light emitted from the main surface.
The surface has a crank portion between a main portion constituting the main surface and a side end on which light from a light source is incident, and is bent in the thickness direction by the crank portion,
The inclination angle of the main surface side of the crank portion is θ 1 , the inclination angle of the opposite surface is θ 2 , the refractive index of the light guide plate is n, and the propagating light from the light source is on the main surface side of the crank portion. When m is the number of reflections on the inclined surface,
2mθ 1 -2 (m-1) θ 2 <90-2 arcsin (1 / n)
It is related with the light-guide plate characterized by satisfy | filling these relationships.
ここで、前記クランク部の主面側の傾斜面の傾斜角をθ1としたときに、
θ1<90−2arcsin(1/n)
であってよい。また前記クランク部の主面側の傾斜面の傾斜角をθ1としたとき に、
θ1<(90−2arcsin(1/n))/2
であってよい。
Here, the inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion when the theta 1,
θ 1 <90-2 arcsin (1 / n)
It may be. The inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion when the theta 1,
θ 1 <(90-2arcsin (1 / n)) / 2
It may be.
本願の主要な発明は、表示パネルに対してその背面側または前面側に導光板が配され、該導光板はその側端に光源が配され、該光源からの光を導光板の内部を通して主面から出射させて表示パネルを照明する表示装置において、導光板は主面を有する主体部と側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、クランク部は主面側の傾斜角よりも反対側の面の傾斜角が大きくしたものである。 In the main invention of the present application, a light guide plate is arranged on the back side or front side of the display panel, a light source is arranged on the side edge of the light guide plate, and light from the light source is mainly passed through the inside of the light guide plate. In a display device that emits light from a surface to illuminate a display panel, the light guide plate has a crank portion between a main portion having a main surface and a side end, and is bent in the thickness direction by the crank portion. The inclination angle of the surface on the opposite side is larger than the inclination angle on the main surface side.
従ってこのような表示装置によると、光源から側端に入射した光は、この導光板内を通って主面から出射される。そしてクランク部は主面側の傾斜角よりも反対側の面の傾斜角が大きいために、クランク部の主面側の表面から外部に光が出射することがなく、これによって表示装置の品位の劣化が防止される。 Therefore, according to such a display device, the light incident on the side end from the light source is emitted from the main surface through the light guide plate. Since the crank portion has a larger inclination angle on the opposite side than the inclination angle on the main surface side, no light is emitted to the outside from the surface on the main surface side of the crank portion, thereby improving the quality of the display device. Deterioration is prevented.
本願の別の主要な発明は、表示パネルに対してその背面側または前面側に導光板が配され、該導光板はその側端に光源が配され、該光源からの光をその内部を通して主面から出射させて表示パネルを照明する表示装置において、導光板は主面を有する主体部と側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、クランク部の主面側の傾斜角をθ1とし、反対側の面の傾斜角 をθ2とし、導光板の屈折率をnとし、光源からの伝播光がクランク部の主面側 の傾斜面で反射する回数をmとしたときに、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)の関係を満たすようにしたものである。
Another main invention of the present application is that a light guide plate is arranged on the back side or front side of the display panel, and a light source is arranged on the side end of the light guide plate, and the light from the light source is mainly passed through the inside. In a display device that emits light from a surface to illuminate a display panel, the light guide plate has a crank portion between a main portion having a main surface and a side end, and is bent in the thickness direction by the crank portion. the inclination angle of the main surface side and theta 1, the inclination angle of the surface opposite to the theta 2, the refractive index of the light guide plate is n, propagating light from the light source is reflected by the inclined surface of the main surface side of the crank portion When the number of times is m,
2mθ 1 −2 (m−1) θ 2 <90−2 arcsin (1 / n) is satisfied.
従ってこのような表示パネルによると、側端から入射した光がクランク部において全反射され、外部に漏れ光として出射することがなくなり、表示装置の品質の劣化が回避される。 Therefore, according to such a display panel, the light incident from the side end is totally reflected at the crank portion and is not emitted to the outside as leaked light, and the deterioration of the quality of the display device is avoided.
導光板に関する主要な発明は、表示パネルの背面側または前面側に配される導光板であって、その主面から出射する光によって表示パネルを照明する導光板において、表面が主面を構成する主体部と光源からの光を入射させる側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、クランク部の主面側の傾斜角度をθ1とし、反対側の面の傾斜角度をθ2とし、導光板の屈折率をnとし、光源からの伝播光がクランク部の主面側の傾斜面で反射する回数をmとしたときに、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)の関係を満たすようにしたものである。
A main invention related to a light guide plate is a light guide plate arranged on the back side or the front side of the display panel, and the surface of the light guide plate illuminates the display panel with light emitted from the main surface of the light guide plate. A crank portion is provided between the main body portion and a side end on which light from the light source is incident. The crank portion is bent in the thickness direction, and an inclination angle on the main surface side of the crank portion is θ 1 , When the angle of inclination of the surface is θ 2 , the refractive index of the light guide plate is n, and the number of times the propagating light from the light source is reflected by the inclined surface on the main surface side of the crank portion is m,
2mθ 1 −2 (m−1) θ 2 <90−2 arcsin (1 / n) is satisfied.
従ってこのような導光板によると、側端から入射した光がクランク部で外部に漏れ光として出射することがなく、クランク部の上下面において全反射しながら主体部側に伝播されることになり、主面から光を効果的に出射させることが可能になる。 Therefore, according to such a light guide plate, light incident from the side end is not emitted to the outside as leakage light at the crank portion, but is propagated to the main portion side while being totally reflected on the upper and lower surfaces of the crank portion. The light can be effectively emitted from the main surface.
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図5Aは背面照射型の液晶表示装置を示しており、ここでは一対のガラス板間に液晶を封入した液晶表示パネル10が備えられ、液晶表示パネル10の両側には偏光板11、12が配される。また下側の偏光板12と対向するように断面が山形の突条を有するレンズシート13が配される。なお図示の構成は単一のレンズシート13を用いているが、2枚のレンズシートを用いるようにしてもよい。そしてレンズシート13の下側に拡散板14が配されるとともに、この拡散板14の下側には、バックライトを構成する導光板15が配される。導光板15の下側にはさらに反射板16が配され、下方に漏れた光を反射している。そして上記導光板15の側端側には、発光ダイオード(LED)から成る光源20が配される。また導光板15のクランク部30によって形成される空間に、フレキシブル基板17が配される。
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 5A shows a back-illuminated liquid crystal display device, in which a liquid
従ってこのような液晶表示装置によれば、光源20からの光が導光板15の側端からこの液晶表示装置10内に導入され、導光板15の主面において上方に出射され、拡散板14およびレンズシート13を通して液晶表示パネル10内に入射され、これによって背面側から照明を行なって、表示動作を行なう。
Therefore, according to such a liquid crystal display device, the light from the
図5Bは前面照射型の液晶表示装置を示しており、ここでは液晶を封入するとともに、一方のガラス板の内面に反射層24を形成した反射型液晶表示パネル10が用いられる。そしてこの液晶表示パネル10の上面に位相差板23が配され、さらにその上には偏光板11が配される。そして上記偏光板11の上側に、導光板15を配するようにしている。ここでも導光板15の側端にはLEDから成る光源20が配される。また導光板15のクランク部30によって形成される上側の空間に、フレキシブル基板17が配される。従って光源20が点灯されると、その光が導光板15によって、偏光板11および位相差板23を通して液晶表示パネル10に入射され、この液晶表示パネル10の内面反射層24で反射されて上方に出射する。そして出射する光が、透明な導光板15を通して外部から見ることができ、表示動作が行なわれる。
FIG. 5B shows a front-illuminated liquid crystal display device, in which a reflective liquid
このような液晶表示装置の液晶表示パネル10の照明手段として用いられる導光板15は、図6に示すように、発光ダイオードから成る光源20からの光を入射させる側端の近傍にクランク部30を有しており、クランク部30において厚さ方向に屈曲している。このクランク部30はその上面の傾斜角がθ1であって 下面の傾斜角がθ2になっている。なおここではθ1<θ2となっている。
As shown in FIG. 6, the
しかもこの導光板15は、θ1が、
θ1<90−2arcsin(1/n)
の関係を満たし、しかも導光板15のクランク部30の上面の傾斜角θ1と下面 の傾斜角θ2とが、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)の関係を満たすようになっている。ここで、
n:導光板の屈折率
m:導光板15内の伝播光がクランク部30の上面で反射する回数
上記のような条件の導光板は、とくにクランク部30の近傍において外部に漏れ光を出射することがない。これを以下に説明する。
Moreover, the
θ 1 <90-2 arcsin (1 / n)
And the inclination angle θ 1 of the upper surface of the
2mθ 1 −2 (m−1) θ 2 <90−2 arcsin (1 / n) is satisfied. here,
n: Refractive index of the light guide plate m: Number of times propagating light in the
図8において導光板15の側端への入射光の入射角をα1とすると、導光板1 5内の光の角度α2は、スネルの法則によってn=sinα1/sinα2である から、
α2=arcsin(1/n・sin(α1))
ここで、α2が最大となるのはα1=90°のときであって、この場合は、
α2=arcsin(1/n)・・・(1)
また、この入射光がクランク部30の上側の斜面に当るときの角度をβとすると、図8から明らかなように、α2+β+θ1=90°
よって
β=90−α2−θ1・・・(2)
ここで、
n・sinβ>1・・・(3)
であれば、この入射光はクランク部30の上側の斜面で全反射し、外部に漏れ光として出射することはない。上記(3)式に、式(2)および式(1)を代入すると、
n・sin(90−α2−θ1)>1
n・sin(90−(arcsin(1/n)−θ1)>1
(90−(arcsin(1/n)−θ1)>arcsin(1/n)
θ1<90−2・arcsin(1/n)・・・(4)
よって、θ1が式(4)を満たす場合には、クランク部30の斜面からの漏れ光 が存在しないことになる。
In FIG. 8, when the incident angle of the incident light to the side edge of the
α 2 = arcsin (1 / n · sin (α 1 ))
Here, α 2 is maximized when α 1 = 90 °. In this case,
α 2 = arcsin (1 / n) (1)
Further, when the angle when the incident light hits the upper slope of the
Therefore, β = 90−α 2 −θ 1 (2)
here,
n · sin β> 1 (3)
If so, the incident light is totally reflected by the upper slope of the
n · sin (90−α 2 −θ 1 )> 1
n · sin (90− (arcsin (1 / n) −θ 1 )> 1
(90− (arcsin (1 / n) −θ 1 )> arcsin (1 / n)
θ 1 <90-2 · arcsin (1 / n) (4)
Therefore, if the theta 1 satisfies the equation (4) would no leakage light from the inclined surface of the
また、このクランク部30の斜面からの反射光の角度を、図8に示すようにφとすると、
φ=90−β+θ1=α2+2θ1
となり、クランク部30の斜面で1回反射すると、光の角度が2θ1だけ加算さ れて立上がることが分かる。
Further, when the angle of the reflected light from the slope of the
φ = 90−β + θ 1 = α 2 + 2θ 1
Next, when reflected once by the inclined surface of the
また図9において、クランク部30の上側の斜面で角度φで反射された入射光が、クランク部30の下側の斜面に当るときの角度をψとすると、
ψ+φ+(90−θ2)=180
よってψ=90+θ2−φ
さらに、クランク部30の下側の斜面からの反射光の角度を、図9に示すようにωとすると、ψ+θ2+ω=90
ω=90−θ2−ψ=φ−2θ2
よって、クランク部30の上面によって一旦2θ1だけ上側に起上がるように反 射された光が、クランク部30の下面で反射する際は、−2θ2だけ倒れるため に、この導光板15内を伝播する光は、見かけ上(2θ1−2θ2)だけ角度が変更された状態になる。このために、導光板15のクランク部30内でその上下面でそれぞれm回の反射を繰返すと、伝播光は、(2mθ1−2mθ2)だけ角度を変化させることになる。
Further, in FIG. 9, when the incident light reflected at the angle φ on the upper slope of the
ψ + φ + (90−θ 2 ) = 180
Therefore, ψ = 90 + θ 2 −φ
Furthermore, assuming that the angle of the reflected light from the lower slope of the
ω = 90−θ 2 −ψ = φ−2θ 2
Therefore, the light anti-Isa as up force to the upper once only 2 [Theta] 1 by the upper surface of the
また図7のように、クランク部30の上側の面で最後に反射し、これによってクランク部30を抜けた光は、クランク部30の上側の斜面でm回反射し、クランク部30の下側の斜面でm−1回反射することになるために、(2mθ1−2 (m−1)θ2)だけ角度を変化された状態で右方の主体部を構成する平板部に 到達する。ここでクランク部30の上下面の傾斜角が等しく、θ1=θ2の場合には、上記の式は2θ1となる。
Further, as shown in FIG. 7, the light that is finally reflected on the upper surface of the
ここで、図8に示すように、主体部を構成する平板部に届いたときの光の角度をγとしたときに、
γ=90−φ=90−(α2+2θ1)=90−arcsin(1/n)−2θ1 <arcsin(1/n)
すなわち、θ1>(90−2arcsin(1/n))/2
となると臨界角を超えてしまい、この導光板15から出光してしまう。
Here, as shown in FIG. 8, when the angle of light when reaching the flat plate portion constituting the main body portion is γ,
γ = 90−φ = 90− (α 2 + 2θ 1 ) = 90−arcsin (1 / n) −2θ 1 <arcsin (1 / n)
That is, θ 1 > (90-2 arcsin (1 / n)) / 2
Then, the critical angle is exceeded, and light is emitted from the
逆にθ1とθ2との関係が、
(2mθ1−2(m−1)θ2)<(90−2arcsin(1/n))
の式を満たしている場合には、導光板15の上下面において臨界角を超えることは決してなく、導光板15内の伝播光は見掛け上、図2に示す平板状の導光板と同じ状態になり、このために導光板15から不用意な出射が起ることがない。従ってクランク部30を有する導光板15であっても、上記の条件を満たしていれば、導光板15の表面処理によってのみ出光させることができ、この結果、クランク部30の長さを長くすることなく、しかも良好な表示品位を得ることができる。
Conversely, the relationship between θ 1 and θ 2 is
(2m [theta] 1-2 (m-1) [theta] 2 ) <(90-2arcsin (1 / n))
When the above equation is satisfied, the upper and lower surfaces of the
図10Aは、θ1=θ2、かつ(90−2arcsin(1/n))/2>θ1 の場合の計算結果を示しており、導光板15から不均一な光が出射している。これに対して図10Bは、(2mθ1−2(m−1)θ2)<(90−2arcsin(1/n))であって、しかも(90−2arcsin(1/n))/2>θ1の場合で、このときは導光板15から不均一な光の出射は見られない。
FIG. 10A shows the calculation result when θ 1 = θ 2 and (90−2 arcsin (1 / n)) / 2> θ 1 , and non-uniform light is emitted from the
上記のような理論を基として、実際に製作した導光板15を用いた液晶表示装置の例を図11に示す。図11Aは、θ1=θ2=6.4°>(90−2arcsin(1/1.59))/2=6.0°の場合であって、この導光板15の側端の発光ダイオード20の近傍において、導光板15に不均一な光が出光し、これによって表示品位が劣っていることが示される。
An example of a liquid crystal display device using the
これに対して図11Bは、θ1=6.4°、θ2=8.2°、m=2の場合であって、
2×3×6.4−2×(3−1)×8.2=9.2°<(90−2×arcsin(1/1.59))=21.2°
となり、このために導光板15の発光ダイオードから成る光源20の部分で不均一な光の出光が見られず、均一な表示品位が得られていることが示される。従って導光板15の上記のクランク部30の上下面の傾斜条件が表示品位に対して高い効果を有することが確認された。
In contrast, FIG. 11B shows a case where θ 1 = 6.4 °, θ 2 = 8.2 °, and m = 2,
2 × 3 × 6.4-2 × (3-1) × 8.2 = 9.2 ° <(90-2 × arcsin (1 / 1.59)) = 21.2 °
Therefore, non-uniform light emission is not seen at the
従って、上記実施の形態に係る導光板15を用いた液晶表示装置によると、とくに導光板15のクランク部30の形状を上記の条件に設定することによって、狭額縁でありながら表示品位を均一に保った液晶表示装置を作製することが可能になる。
Therefore, according to the liquid crystal display device using the
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における、クランク部30を有する導光板15の材料や、具体的な形状、あるいはその寸法等については、使用目的に応じて各種の変更が可能である。また上記導光板は、必ずしも液晶表示装置のみに用いられることなく、その他のパネル状表示装置の照明手段として利用可能である。
Although the present invention has been described above with reference to the illustrated embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, various changes can be made to the material, specific shape, dimensions, and the like of the
本願発明は、液晶表示装置に利用することができる。 The present invention can be used in a liquid crystal display device.
1…光源、2…反射板、3…導光板、3a…クランク部、4…傾斜面、5…偏光板、6…LCD、7…導光板、8…漏れ光、9…フレキシブル配線板、10…液晶表示パネル、11、12…偏光板、13…レンズシート、14…拡散板、15…導光板、16…反射板、17…フレキシブル基板、20…光源(発光ダイオード)、23…位相差板、24…内面反射層、30…クランク部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記導光板は主面を有する主体部と側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、前記クランク部は主面側の傾斜角よりも反対側の面の傾斜角が大きいことを特徴とする表示装置。 A light guide plate is disposed on the back side or the front side of the display panel, the light guide plate is provided with a light source at a side end thereof, and the light from the light source is emitted from the main surface through the inside of the light guide plate. In a display device that illuminates a display panel,
The light guide plate has a crank portion between a main portion having a main surface and a side end, and is bent in the thickness direction by the crank portion, and the crank portion is a surface opposite to the inclination angle of the main surface side. A display device characterized by having a large inclination angle.
前記導光板は主面を有する主体部と側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、
前記クランク部の主面側の傾斜角をθ1とし、反対側の面の傾斜角をθ2とし、導光板の屈折率をnとし、光源からの伝播光が前記クランク部の主面側の傾斜面で反射する回数をmとしたときに、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)
の関係を満たすことを特徴とする表示パネル。 A light guide plate is disposed on the back side or the front side of the display panel, and a light source is disposed on the side edge of the light guide plate, and the light from the light source is emitted from the main surface through the inside to display the display panel. In a display device that illuminates,
The light guide plate has a crank part between a main part having a main surface and a side end, and is bent in the thickness direction by the crank part,
The inclination angle of the main surface side of the crank portion is θ 1 , the inclination angle of the opposite surface is θ 2 , the refractive index of the light guide plate is n, and the propagating light from the light source is on the main surface side of the crank portion. When m is the number of reflections on the inclined surface,
2mθ 1 -2 (m-1) θ 2 <90-2 arcsin (1 / n)
A display panel characterized by satisfying the above relationship.
θ1<90−2arcsin(1/n)
であることを特徴とする請求項6に記載の表示パネル。 The inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion when the theta 1,
θ 1 <90-2 arcsin (1 / n)
The display panel according to claim 6, wherein the display panel is a display panel.
θ1<(90−2arcsin(1/n))/2
であることを特徴とする請求項6に記載の表示パネル。 The inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion of the light guide plate when the theta 1,
θ 1 <(90-2arcsin (1 / n)) / 2
The display panel according to claim 6, wherein the display panel is a display panel.
表面が前記主面を構成する主体部と光源からの光を入射させる側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、しかも該クランク部は主面側の傾斜角よりも反対側の面の傾斜角が大きいことを特徴とする導光板。 In the light guide plate arranged on the back side or the front side of the display panel, and illuminating the display panel with light emitted from the main surface,
The surface has a crank portion between the main portion constituting the main surface and the side end on which light from the light source is incident, and is bent in the thickness direction by the crank portion, and the crank portion is on the main surface side. A light guide plate characterized in that the angle of inclination of the opposite surface is larger than the angle of inclination.
表面が前記主面を構成する主体部と光源からの光を入射させる側端との間にクランク部を有し、該クランク部によって厚さ方向に屈曲され、
前記クランク部の主面側の傾斜角度をθ1とし、反対側の面の傾斜角度をθ2とし、導光板の屈折率をnとし、光源からの伝播光が前記クランク部の主面側の傾斜面で反射する回数をmとしたときに、
2mθ1−2(m−1)θ2<90−2arcsin(1/n)
の関係を満たすことを特徴とする導光板。 In the light guide plate arranged on the back side or the front side of the display panel, and illuminating the display panel with light emitted from the main surface,
The surface has a crank portion between a main portion constituting the main surface and a side end on which light from a light source is incident, and is bent in the thickness direction by the crank portion,
The inclination angle of the main surface side of the crank portion is θ 1 , the inclination angle of the opposite surface is θ 2 , the refractive index of the light guide plate is n, and the propagating light from the light source is on the main surface side of the crank portion. When m is the number of reflections on the inclined surface,
2mθ 1 -2 (m-1) θ 2 <90-2 arcsin (1 / n)
A light guide plate satisfying the relationship of
θ1<90−2arcsin(1/n)
であることを特徴とする請求項11に記載の導光板 The inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion when the theta 1,
θ 1 <90-2 arcsin (1 / n)
The light guide plate according to claim 11, wherein
θ1<(90−2arcsin(1/n))/2
であることを特徴とする請求項11に記載の導光板。
The inclination angle of the inclined surface of the main surface side of the crank portion when the theta 1,
θ 1 <(90-2arcsin (1 / n)) / 2
The light guide plate according to claim 11, wherein the light guide plate is a light guide plate.
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