JP2001297616A - Total reflection pattern light guiding plate applied to front light source or backlight source - Google Patents

Total reflection pattern light guiding plate applied to front light source or backlight source

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JP2001297616A
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Shubun Chin
Kazuhiro Miyashita
和博 宮下
修 文 陳
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Zuigi Koden Kofun Yugenkoshi
瑞儀光電股▲ふん▼有限公司
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a total reflection pattern light guiding plate for applying to a front light source or a backlight source, that realizes high efficiency by lowering the cost of production by means of applying the same kind of design method respectively in different light source direction. SOLUTION: A pattern, having an elevation angle and showing a trapezoid form on the cross sectional surface thereof, is formed so that the availability of light is enhanced, and both of the bottom portion and the sidewall of the trapezoid form of the pattern is a mirror so that the light is reflected totally and applied to the light guiding plate for both of the front light source and backlight source.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フロントライト光源又はバックライト光源に適用する全反射パターン導光板に係り、特に、仰角を有し、断面が台形を呈するパターンにより光利用効率を向上させ、また、前記台形の底部及び側壁はそれぞれ鏡面に形成しているため、光を全反射させることができる、低コストでの製造が可能で、 The present invention relates to relates to a total reflection pattern light guide plate to be applied to the front light source or backlight source, in particular, it has an elevation, cross-section to improve the light use efficiency pattern exhibits a trapezoidal, Further, since the bottom and side walls of the trapezoid are respectively formed in the mirror, it is possible to totally reflect the light, it can be manufactured at low cost,
高効率化を実現する導光板に関する。 About the light guide plate to achieve high efficiency.

【0002】 [0002]

【従来の技術】現在、その数多くの利点から、液晶ディスプレイ(以下、LCDという。)は、携帯電話、ノートブックパソコンなど、様々な電子製品の表示パネルとして搭載されるようになった。 At present, from its numerous advantages, a liquid crystal display (hereinafter referred to as. LCD) may be a cellular phone, a notebook personal computer, such as, came to be mounted as a display panel of a variety of electronic products. そして、これら電子製品の競争力を高めるため、各メーカーは研究開発に多大な費用と人材を投資しているのが現状である。 Then, in order to increase the competitiveness of these electronic products, at present, each manufacturer has invested a great deal of money and human resources in research and development. 面光源装置である導光板は、フロントライト光源及びバックライト光源のLCDに使用されている。 The light guide plate is a surface light source device is used in the LCD of the front light source and backlight source. 両者の区別は、フロントライト光源は、導光板がLCDの前方に位置し、バックライト光源は、LCDの後方に位置することである。 Both distinctions, front light source, a light guide plate is positioned in front of the LCD, the backlight source is to be located behind the LCD.

【0003】図1に示すように、バックライト光源装置1は、導光板11の下方に反射板12が設置されている。 [0003] As shown in FIG. 1, the backlight light source device 1, a reflector 12 below the light guide plate 11 is installed. この導光板11の上方とLCD13の間には、拡散エレメント14が設けられている。 Between the upper and LCD13 of the light guide plate 11, the diffusion element 14 is provided. 該拡散エレメント1 The diffusion element 1
4は、プリズム141の上、下にそれぞれ拡散板14 4, on the prism 141, respectively under the diffusion plate 14
2、143を有している。 It has 2,143. 前記導光板11底部の反射面111には、パターン112が設置されている。 The reflective surface 111 of the light guide plate 11 bottom, the pattern 112 is installed. このような構造により、光が導光板11に入射された後、その極小部分の光は上向きに反射するが、大部分の光は屈折して下方に位置する反射板12に当り、反射する。 This structure, after the light incident on the light guide plate 11, but reflects the light upward its minimum section, most of the light hits the reflection plate 12 located below is refracted and reflected. さらに、拡散エレメント14により拡散し、光をLCD13 Furthermore, diffused by the diffusion element 14, the light LCD13
に入射させ、必要とされる光源が提供される。 To be incident on the light source required is provided.

【0004】予め、前記導光板11底部の反射面111 [0004] in advance, the reflection of the light guide plate 11 the bottom surface 111
には、印刷方式により円形(或いは矩形)のパターン1 Pattern of the circular by printing method (or rectangular) 1
12を印刷しておく。 It prints a 12. この導光板11の輝度を高めるため、導光板11の面積に合わせ、前記パターン112のランプ(未表示)からの距離によって、該パターンの大小を調整する。 To increase the brightness of the light guide plate 11, fit into the area of ​​the light guide plate 11, the distance from the lamp (not shown) of the pattern 112, to adjust the size of the pattern.

【0005】しかしながら、厚さが薄くなるほど、導光板11上方の発光面113の模様がはっきりするため、 However, as the thickness becomes thinner, since the pattern of the light guide plate 11 above the light-emitting surface 113 is clear,
ムラができてしまう。 Unevenness she can. こうした欠点を解決するため、導光板11の発光面113に拡散エレメント14を設けているが、この方法はコストを上げ、また、エレメントの増加により、損失を高めてしまうという問題がある。 To solve these drawbacks, is provided with the diffusing element 14 to the light emitting surface 113 of the light guide plate 11, the method increases the cost, also, an increase in the element, there is a problem that increasing the loss.

【0006】また、図2に示すように、エッチング(無印刷方式)を用いて導光板11の反射面111にパターン112を形成させる方式もある。 Further, as shown in FIG. 2, there is an etching method to form a pattern 112 on the reflective surface 111 of the light guide plate 11 using the (non-printing method) also. パターン112に曇り面1121を施すことで、該パターン112に拡散、 By performing fogging surface 1121 to the pattern 112, the diffusion in the pattern 112,
入射した光を、下方の反射板12で拡散反射させ、より均一に反射させることができる。 The incident light is diffused reflected by the reflection plate 12 of the lower, it is possible to more uniformly reflected. しかしながら、パターン112の側壁1122は、垂直壁であるため、光源がパターン112に入射する角度が小さくなる。 However, the side wall 1122 of the pattern 112 are the vertical walls, the angle at which the light source is incident on the pattern 112 becomes smaller. これにより、有効光が減少するため、発光効率が低下する。 Thus, the effective light is decreased, the light emission efficiency is lowered. 故に、この方式は、従来の印刷方式に比べれば機能は向上し、ドット印刷材料と導光板材料の親和性の問題も改善するこができたが、尚、完璧であるとは言いがたく、未だ改良の余地が残っている。 Thus, this method, function compared to the conventional printing method is improved, but could this be improved affinity problems dot printing material and the light guide plate material, Incidentally, Gataku say that a perfect, It is still left room for improvement.

【0007】図3に示すように、フロントライト光源装置2は、導光板21下方にLCD22が設置されている。 [0007] As shown in FIG. 3, the front light source device 2, the light guide plate 21 LCD 22 downward is installed. また、導光板21の両側のやや高い位置には、光源23が設けられている。 Moreover, the slightly higher position on both sides of the light guide plate 21, the light source 23 is provided. 図4に示すように、導光板21 As shown in FIG. 4, the light guide plate 21
上方には、山形に隆起する凸部211が、等間隔で連続的に配列されている。 Above, the convex portion 211 that raised chevron, are continuously arranged at equal intervals. この凸部211は中央が最も低く、両外側になるほど、次第に高くなる。 The convex portion 211 has a central lowest, as made on both outer sides, gradually increases. よって、外側の凸部211ほど、広い斜面2111を有することになる。 Thus, as the outer protrusion 211 will have a wide slope 2111. これにより、光源23が導光板21に入射し、全反射して下方のLCD22まで至り、LCD22が必要とする光源を提供することができる。 Thus, the light source 23 enters the light guide plate 21, the total reflection to reach until LCD 22 of the lower, it is possible to provide a light source required by LCD 22.

【0008】また、図1に示すように、バックライト光源のバックライト光源装置1は、導光板11底部に反射板12を設ける必要がある。 Further, as shown in FIG. 1, the backlight light source device 1 of the backlight source, it is necessary to provide a reflector 12 to the light guide plate 11 bottom. これにより、光を反射させ、LCD13が必要とする光源が提供される。 Accordingly, to reflect light, a light source that requires LCD13 is provided. このバックライト光源の導光板11を、フロントライト光源に使用した場合、反射板12はLCDの上方に位置するため、光は導光板の方へ反射されてしまい、LCDに光源を提供することができない。 The light guide plate 11 of the backlight source, when used in the front light source, since the reflecting plate 12 is positioned above the LCD, the light will be reflected toward the light guide plate, to provide a light source to the LCD Can not. 故に、底部の反射面にドットを設置するバックライト光源の導光板は、フロントライト光源においては、適用できない。 Thus, the backlight source of the light guide plate placing the dots on the reflection surface of the bottom, in the front light source can not be applied. また、図3に示すフロントライト光源用導光板をバックライト光源に使用した場合は、フロントライト光源とバックライト光源では、それぞれ発光効率運用比例に対する要求が異なり、 Further, when used in a backlight source of a front light source for light guide plate shown in FIG. 3, the front light source and backlight source, different each request for luminous efficiency operation proportional,
同一の条件下において、1:10〜1:100である。 In the same conditions, 1:10 to 1: 100.
簡単に言えば、フロントライト光源が必要とする発光効率は小さく、バックライト光源が必要とする発光効率は大きいということである。 Briefly, the luminous efficiency of front light sources need is small, luminous efficiency backlight source is required is that large. こうした前提にの下、フロントライト光源の導光板をバックライト光源に応用すると、充分な光源をLCDに提供することができない。 Under the these assumptions, when the application of the light guide plate of the front light source as a backlight light source can not provide sufficient light on the LCD. 故に、両者をともに使用できないため、コストが高くなり、製造過程においても、それぞれ生産ラインを分けなくてはならない、という問題を有している。 Thus, since both can not use both the cost is high, even in the manufacturing process must be divided respectively production line, has a problem that.

【0009】 [0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の主要目的は、 The present invention is to provide a primary object of the present invention,
従来の面発光源装置導光板が、パターンの形状や、輝度への要求などの制限を受けることにより、フロントライト光源とバックライト光源両者に適用することができない、という欠点を解消することにある。 Conventional surface emitting source device light guide plate, the shape or pattern, by restricted such requests to the luminance can not be applied to a front light source and backlight source both is to overcome the drawback of . そのため、仰角を有し、断面が台形を呈し、その底部及び側壁がそれぞれ鏡面であるパターンを設けることで、光入斜の角度を広げ、光を全反射させることのできる、フロントライト光源又はバックライト光源に適用する全反射パターン導光板を提供することにある。 Therefore, having an elevation, cross section exhibits a trapezoid, that the bottom and side walls provided with a pattern which is a mirror, respectively, spread angle of the light incident obliquely, capable of totally reflecting light, front light source or back to provide a total reflection pattern light guide plate to be applied to the light source.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため本発明による全反射パターン導光板は、導光板の反射面に、仰角を有し、断面が台形を呈するパターンを形成することで光利用効率を向上し、さらに、該パターンの底部及び側壁は鏡面となっており、光を全反射させて発光効率を高めることを特徴とする。 Means for Solving the Problems] total reflection pattern light guide plate according to the present invention for achieving the above object, the reflective surface of the light guide plate has an elevation, light utilization by forming a pattern of cross-section exhibits a trapezoidal increase efficiency further, bottom and side walls of the pattern is a mirror surface, characterized in that to increase the luminous efficiency by total reflection of light.

【0011】 [0011]

【発明の実施の形態】図5に示すように、本発明の一実施の携帯は、導光板3の光全反射面31に、無印刷方式(エッチング)によってパターン32を形成する。 As shown in Detailed Description of the Invention Figure 5, one mobile is of the present invention, the total reflection plane of light 31 of the light guide plate 3, to form the pattern 32 by non-printing method (etching). 該パターン32は、仰角を有し、断面が台形を呈する。 The pattern 32 has an elevation, cross-section exhibits a trapezoid. 該仰角は、導光板3において、光に対する臨界角(臨海角を含む)以上90度未満(90度を含まない)である。該仰 angle the light guide plate 3, the critical angle for light (not including 90 degrees) less than (critical angle including) more than 90 degrees. 光が誘導界面上で全反射及び反射することを利用し、光路(Light path)を変化させることができる。 By utilizing the fact that light is totally reflected and the reflection on the induction interface, it is possible to change the optical path (Light path). これにより、要求される輝度が達成される。 Thus, the required luminance is achieved. パターン32の底部33は、仰角を有する傾斜状態を呈しているため、光の入射範囲がより広くなる。 Bottom 33 of the pattern 32, since exhibits a tilted state with elevation, incident range of the light becomes wider. さらにパターン32の側壁3 Furthermore the side wall of the pattern 32 3
4及び底部33は、鏡面特性を有する壁面となっている。 4 and the bottom 33 has a wall surface having a mirror surface property. そのため、反射面35からパターン32底部33に入射した光は、側壁34に当って外部へと出ていく。 Therefore, light incident on the pattern 32 bottom 33 from the reflective surface 35 exits to the outside hits the side wall 34. また、パターン32の断面は台形を呈し、さらに、各壁面は鏡面特性を有しているため、光を全反射させ、LCDの運用に必要とされる光源を提供できる。 Also, the cross section of the pattern 32 exhibits a trapezoidal, further, since each wall has a mirror surface characteristics, totally reflects the light, it can provide a light source required for LCD operation.

【0012】図6に示すように、本発明の実施の形態をバックライトの導光板3に実施した例を説明する。 [0012] As shown in FIG. 6, an example in which the embodiment was conducted on the light guide plate 3 of the backlight of the present invention. 導光板3はLCDの背面に配設する。 The light guide plate 3 is disposed on the back of the LCD. ランプ5は、前記導光板3の両側に平行に設置する。 Lamp 5 is placed in parallel on both sides of the light guide plate 3. 図7に示すように、ランプ5から出射した光は、導光板3の反射面35に当ると、 As shown in FIG. 7, the light emitted from the lamp 5, hits the reflecting surface 35 of the light guide plate 3,
全反射してパターン32の底部33に至る。 It reaches the bottom 33 of the pattern 32 totally reflected by. さらに、側壁34で全反射してLCD4へと至る。 Furthermore, leading to LCD4 totally reflected by the side walls 34. こうしてLCD Thus LCD
4の運用時に必要とされる光源を提供することができる。 It is possible to provide a light source that is required at the time of 4 operations. また、実施の形態おいて、導光板3の底部には、さらに反射板を増設することもできる。 Also, keep the embodiment, the bottom of the light guide plate 3, can be further added a reflector. 極微小の光は、なお導光板3から全反射せず外に漏れてしまうため、導光板3下方に反射板を増設すれば、発光能率がより向上する。 Very light microscopic may still because leaking to the outside without being totally reflected from the light guide plate 3, when added to reflector 3 downward light guide plate, the light emitting efficiency is further improved.

【0013】図8に示すように、本発明の実施の形態をフロントライト光源の導光板3に実施した例を説明する。 [0013] As shown in FIG. 8, an example in which the embodiment was conducted on the light guide plate 3 of the front light source of the present invention. 導光板3はLCD4の前方に配設してある。 The light guide plate 3 are disposed in front of the LCD 4. ランプ5は上記と同様に、導光板3両側に平行して設ける。 Lamp 5 in the same manner as described above, provided in parallel to the three sides light guide plate. フロントライト光源とバックライト光源の差異は、導光板3に対する位置の前後の違いだけである。 The difference of the front light source and backlight source is only the difference of the front and rear positions with respect to the light guide plate 3. 図9に示すように、ランプ5の光は、導光板3の全反射面35に当り、パターン32の底部33で全反射し、さらに、側壁34で全反射してLCD4に至る。 As shown in FIG. 9, the light of the lamp 5, hits the total reflection surface 35 of the light guide plate 3, is totally reflected by the bottom 33 of the pattern 32, furthermore, it leads to LCD4 totally reflected by the side walls 34. この時、反射した光がパターン32より出でて、必要とされる光源が提供される。 At this time, it reflected light is out out from the pattern 32, a light source that is required is provided. フロントライト光源の導光板が必要とする輝度は比較的小さいため、パターン32は大きめの入射角度を有するようになる。 Since the light guide plate of the front light source luminance required is relatively small, the pattern 32 will have a larger incident angle. また、各壁面が大部分の光を全反射させることで、フロントライト光源の運用に必要とされる輝度が達成できる。 Also, that each wall is totally reflect most of the light, the luminance required for the operation of the front light source can be achieved.

【0014】LCD4が必要とする輝度、又は導光板3 [0014] luminance LCD4 need, or the light guide plate 3
とランプ5との距離などに応じて、パターン32の底部33の長さ及びパターン32間の距離を調整し、導光板3或いは導光板3上の異なる区域の発光効率を制御することができる。 And depending on the distance from the lamp 5, it is possible to control the light emission efficiency of the length and to adjust the distance between the patterns 32, different areas on the light guide plate 3 or light guide plate 3 in the bottom portion 33 of the pattern 32.

【0015】本発明の実施の形態では、導光板3に仰角を有し、断面が台形を呈するパターン32を設置したことで、光源の入斜角度を広げ、発光効率を高めることができる。 [0015] In the embodiment of the present invention has an elevation in the light guide plate 3, it was established a pattern 32 in cross-section exhibits a trapezoid, widening the Nyuhasu angle of the light source, it is possible to increase the luminous efficiency. さらに、パターン32の底部33及び側壁34 Further, the bottom portion 33 of the pattern 32 and the sidewall 34
といった壁面は、すべて鏡面特性を有するため、光源を全反射させて導光板3から出し、LCD4の運用に必要な光源が提供できる。 Such wall, since all have the mirror surface characteristics, the light source is totally reflected out of the light guide plate 3, it can be provided the light source necessary for the operation of the LCD 4. 故に、本発明の実施の形態による導光板3は、フロントライト光源とバックライト光源の形式どちらを採っても、同一の設計原理により、それぞれの形式の導光板として使用できる。 Thus, the light guide plate 3 according to the embodiment of the present invention may be adopted either front light source and backlight source format, with the same design principles can be used as each form of the light guide plate. よって設計が簡便化され、製造コストを下げることができる上、使用効率が高まる。 Therefore the design is simplified, on the manufacturing cost can be reduced, increasing use efficiency.

【0016】 [0016]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、無印刷方式により、導光板に仰角を有し、断面が台形を呈するパターンを形成し、フロントライト光源とバックライト光源の両者に適用させることができ、これによって、低コストを実現し、使用効率を向上させることができるという効果がある。 According to the present invention as described in the foregoing, applied by an printing method has an elevation in the light guide plate, to form a pattern cross section exhibits a trapezoid, to both the front light source and backlight source is to be able, thereby, to achieve low cost, there is an effect that it is possible to improve the use efficiency.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】従来のバックライト光源装置に係る説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram according to a conventional backlight source device.

【図2】従来のエッチング方式によりパターンを形成した導光板の側面図である。 2 is a side view of the light guide plate to form a pattern by conventional etching method.

【図3】従来のフロントライト光源導光板に係る説明図である。 3 is an explanatory diagram according to a conventional front light source light guide plate.

【図4】従来のフロントライト光源導光板に係る斜視図である。 4 is a perspective view of the conventional front light source light guide plate.

【図5】本発明の一実施の形態の導光板を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory view showing a light guide plate of an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の携帯の導光板をバックライトモジュールに使用した際の説明図である。 6 is an explanatory diagram when using the backlight module mobile light guide plate of an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態の導光板をバックライト光源に使用した際の光路を示す説明図である。 7 is an explanatory view showing an optical path when the light guide plate of the embodiment is used in the backlight source of the present invention.

【図8】本発明の一実施の形態の導光板をフロントライト光源モジュールに使用した際の説明図である。 8 is an explanatory diagram when using a front light source module light guide plate of an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施の形態の導光板をフロントライト光源に使用した際の光路を示す説明図である。 9 is an explanatory view showing an optical path when the light guide plate of the embodiment is used in the front light source of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:バックライト装置 11導光板 12:反射板 13:LCD 14:拡散ユニット 141:プリズム 142:拡散板 111:反射面 112:パターン 113:発光面 1112:曇り面 1122:側壁 2:フロントライト光源装置 21:導光板 22:LCD 23:光源 211:凸部 2111:斜面 3:導光板 31:全反射面 32:パターン 33:底部 34:側壁 35:全反射面 4:LCD 5:ランプ 1: backlight device 11 light guide plate 12: reflector 13: LCD 14: spreading unit 141: Prism 142: diffusion plate 111: reflecting surface 112: Pattern 113: light emitting surface 1112: Cloudy plane 1122: sidewall 2: front light source apparatus 21: light guide plate 22: LCD 23: light source 211: protrusion 2111: slope 3: the light guide plate 31: total reflection surface 32: pattern 33: bottom 34: side wall 35: total reflection surface 4: LCD 5: lamp

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 導光板の反射面に、仰角を有し、かつ、 The reflective surface of claim 1 light guide plate has an elevation, and,
    断面が台形を呈するパターンを成形し、該パターンの底部及び側壁を鏡面に形成して光を全反射させることを特徴とするフロントライト光源又はバックライト光源に適用する全反射パターン導光板。 Cross section by forming a pattern exhibiting a trapezoidal, total reflection pattern light guide plate to be applied to the front light source or backlight source bottom and sidewalls of the pattern formed on the mirror surface, characterized in that to totally reflect the light.
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