JP2003084142A - Light guide plate and display device using the same - Google Patents
Light guide plate and display device using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置（ＬＣ
Ｄ）等のフロントライトやバックライト等の光源を使用
する表示装置に関し、特に、バックライト等から平面的
な光源を得る導光板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal display device (LC
The present invention relates to a display device using a light source such as a front light or a backlight such as D), and particularly to a light guide plate for obtaining a planar light source from the backlight or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＣＤ表示装置には、画像の表示に外部
光源（外光）を利用するものと内部光源を使用するもの
とがある。内部光源を使用する表示装置は、一般に、Ｌ
ＣＤパネルとバックライト装置とを組み合わせている。
バックライト装置は、冷陰極線管や発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）などを光源としている。冷陰極線管やＬＥＤは、
それ自体は平面光源ではないため、これ等光源から放射
される光で液晶パネルを背面から面照射するべく、導光
板が使用される。2. Description of the Related Art LCD display devices include those that use an external light source (external light) and those that use an internal light source for displaying an image. Display devices that use internal light sources are generally L
It combines a CD panel and a backlight device.
The backlight device includes a cold cathode ray tube and a light emitting diode (L
ED) is used as a light source. Cold cathode ray tubes and LEDs are
Since it is not a flat light source in itself, a light guide plate is used to illuminate the liquid crystal panel from the back side with light emitted from these light sources.
【０００３】例えば、特開平９−１１３７３０号公報に
は、導光板から出射する光線の指向性を向上させて明る
い面光源装置を得るようにした発明が紹介されている。
この発明では、導光板のｘ−ｚ面における光の伝搬を光
線の出射面での臨界角を閾値として利用し、光線の方向
を選択することによって光線の方向を揃える。また、導
光板のｘ−ｙ面における光の伝搬を一方向に延在する断
面三角の多数の溝が形成された一次元のプリズムシート
によって光線の方向を揃えている。For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-113730 discloses an invention in which the directivity of a light beam emitted from a light guide plate is improved to obtain a bright surface light source device.
In the present invention, the light propagation in the xz plane of the light guide plate is used as the threshold value of the critical angle at the exit surface of the light ray, and the light ray direction is selected to align the light ray directions. Further, the directions of the light rays are aligned by a one-dimensional prism sheet in which a large number of grooves having a triangular cross section are formed so as to extend the light propagation in the xy plane of the light guide plate in one direction.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、臨界角
を利用して光線の方向を選択する方法では、出射する光
線の出射角が略垂直になるため、出射面に対してかなり
斜めにして観測しないと明るく見えない。また、屈折や
反射によって出射面に対して垂直方向に偏向する方法も
考えられるが、新たな部材を必要とする。また、偏向に
伴う損失によって光の利用効率を低下させる。また、プ
リズムシートにより光を揃える方法に関しても、プリズ
ム部の入射角度によっては、出射面の上方（あるいは前
方）出射しない成分が生じ、光利用効率を低下させる。However, in the method of selecting the direction of the light ray by utilizing the critical angle, the outgoing angle of the outgoing light ray becomes substantially vertical, and therefore, it is not observed obliquely with respect to the outgoing surface. And it doesn't look bright. Also, a method of deflecting the light in a direction perpendicular to the emission surface by refraction or reflection can be considered, but a new member is required. Further, the light utilization efficiency is reduced due to the loss caused by the deflection. Also, regarding the method of aligning light with the prism sheet, depending on the angle of incidence of the prism portion, a component that does not emit above (or in front of) the emission surface occurs, and the light utilization efficiency decreases.
【０００５】よって、本発明は、バックライト光を効率
良く面光源に変える導光板を提供することを目的とす
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a light guide plate that efficiently converts backlight light into a surface light source.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の導光板は、基板に入射した光線を互いに対向す
る第１及び第２の面の内部反射により出射面まで案内す
る導光板において、上記基板は、導光領域と出射領域と
を含み、上記導光領域は、上記入射した光線の向きを前
記出射領域に向けて揃える反射パターンを有し、上記出
射領域は、向きが揃えられた前記光線を前記出射面から
出射する反射パターンを有する。In order to achieve the above object, a light guide plate of the present invention is a light guide plate for guiding a light beam incident on a substrate to an emission surface by internal reflection of first and second surfaces facing each other. The substrate includes a light guide region and an emission region, the light guide region has a reflection pattern that aligns the direction of the incident light rays toward the emission region, and the emission region is aligned. And a reflection pattern for emitting the light rays from the emission surface.
【０００７】かかる構成とすることによって半球状に拡
散する入射光を揃えて出射領域の方向に伝搬させ、出射
面から放射することができるので、明るい平面光源（バ
ックライト）を得ることが可能となる。With this structure, the incident light diffused into a hemisphere can be aligned, propagated in the direction of the emission area, and emitted from the emission surface, so that a bright flat light source (backlight) can be obtained. Become.
【０００８】好ましくは、上記導光領域の反射パターン
は、上記導光領域から上記出射領域に向かう主伝搬方向
と直角な方向の光線の成分を上記主伝搬方向に向けるよ
うに形成される、それにより、光束を基板の導光方向
（主伝搬方向）に導きより強い光線を得る。Preferably, the reflection pattern of the light guide region is formed so that a component of a light ray in a direction perpendicular to the main propagation direction from the light guide region to the emission region is directed to the main propagation direction. Thus, the light flux is guided in the light guide direction (main propagation direction) of the substrate to obtain a stronger light ray.
【０００９】好ましくは、上記導光領域は、入射光線と
上記第１の面とのなす角度が略一定になるように入射光
線を揃えるｚ方向成分変換領域と、ｚ方向成分変換領域
を経た光線が前記出射領域を向くように揃えるｙ方向成
分変換領域と、を含む。すなわち、主伝搬方向（ｘ方
向）と直角な方向の成分を可及的に零にするように反射
する。それにより、光線のｚ方向成分を揃えて基板の導
光方向（ｘ方向）に向け、更に、ｙ方向成分を揃えて導
光方向（ｘ方向）に向けて強い光線を得る。Preferably, in the light guide region, the z-direction component conversion region for aligning the incident light beams so that the angle between the incident light beam and the first surface is substantially constant, and the light beam passing through the z-direction component conversion region. And a y-direction component conversion area aligned so as to face the emission area. That is, the component in the direction perpendicular to the main propagation direction (x direction) is reflected so as to be zero as much as possible. Thereby, the z-direction components of the light rays are aligned and directed toward the light guide direction (x direction) of the substrate, and the y direction components are aligned to obtain strong light rays toward the light guide direction (x direction).
【００１０】好ましくは、上記基板の導光領域の上記第
１及び第２の面に少なくともいずれかに反射膜が形成さ
れる。それにより、界面における反射を完全にする。Preferably, a reflective film is formed on at least one of the first and second surfaces of the light guide region of the substrate. Thereby perfecting the reflection at the interface.
【００１１】好ましくは、上記導光領域は、基板表面に
反射パターンを形成する凹凸形状が形成されている。そ
れにより、反射面や反射体を形成する。[0011] Preferably, the light guide region is formed with an uneven shape for forming a reflection pattern on the surface of the substrate. Thereby, a reflecting surface and a reflector are formed.
【００１２】好ましくは、上記凹凸形状は、断面が略三
角形状である。それにより、傾斜した反射面を得る。Preferably, the uneven shape has a substantially triangular cross section. Thereby, an inclined reflecting surface is obtained.
【００１３】好ましくは、上記第１又は第２の面に投影
した上記ｙ方向成分変換領域における光線の軌跡が、３
次関数又は円弧の組み合わせで表される。このような反
射面を形成することによって光線がｘ方向に向かう。Preferably, the loci of rays in the y-direction component conversion area projected on the first or second surface are 3
It is represented by a combination of the following functions or arcs. By forming such a reflecting surface, the light rays are directed in the x direction.
【００１４】好ましくは、上述した導光板を平面光源に
用い、この平面光源と表示パネルとを組み合わせて明る
い表示装置（電気光学装置）を構成する。Preferably, the light guide plate described above is used as a flat light source, and the flat light source and the display panel are combined to form a bright display device (electro-optical device).
【００１５】好ましくは、表示装置を用いて情報機器
（デジタルカメラ、携帯情報端末装置、携帯電話装置
等）を構成する。Preferably, a display device is used to configure an information device (digital camera, mobile information terminal device, mobile phone device, etc.).
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１は、液晶表示装置に使用される導光板
を説明する図であり、図１（ａ）は、導光板１０の平面
図、図１（ｂ）は、導光板１０の断面図である。図１
（ａ）に示すように、同図の左右方向にｘ軸及び上下方
向にｙ軸を定める。図１（ｂ）に示すように、同図の上
下方向にｚ軸を定めている。ここで、ｘ軸方向は導光板
１０の導光方向（入射光の主伝搬方向）となっている。1A and 1B are views for explaining a light guide plate used in a liquid crystal display device. FIG. 1A is a plan view of the light guide plate 10, and FIG. 1B is a sectional view of the light guide plate 10. Is. Figure 1
As shown in (a), the x-axis is defined in the horizontal direction and the y-axis is defined in the vertical direction in the figure. As shown in FIG. 1B, the z axis is defined in the vertical direction of the figure. Here, the x-axis direction is the light guide direction of the light guide plate 10 (the main propagation direction of the incident light).
【００１８】導光板１０は、透明な樹脂を材料とする長
方形の基板１１であり、上面１１ａと下面１１ｂは互い
に略平行な略平面である。この板１１の一端側の溝１３
に光源が配置される。この溝１３の形状が適切に定めら
れることにより、光源、例えば、ＬＥＤの取付位置が設
定され、光源からの光線Ｌの入射角を設定できる。好ま
しくは、光源から出射される光束の中心線（光線ベクト
ル）が上面１１ａに対して３０度から６０度の角度にな
るように載置するのが具合がよい。導光板１０は、この
光源の配置溝の回りに、光源から放射された光線の方向
をｚ方向において揃えるｚ方向コリメート領域Ａと、ｚ
方向に揃えられた光線の方向を更にｙ方向において揃え
るｙ方向コリメート領域Ｂとを有している。更に、導光
板は、これ等のｚ方向コリメート領域Ａとｙ方向コリメ
ート領域Ｂとを含む導光領域に続いて光線Ｌを導光板１
０の上面からｚ方向（上方）に向けて均等に出射して図
示しない液晶表示パネルのバックライトを提供する出射
領域Ｃを有している。これ等の領域Ａ、Ｂ及びＣは、基
板１１の下面１１ｂに形成された数μｍの深さの凹凸の
パターン（各種断面形状を含む）によって形成されてい
る。各パターンは、樹脂基板の射出成形、シート成形、
２Ｐ法などによって形成することができる。基板下面１
１ｂの表面にはアルミニウムなどの反射膜が適宜に形成
される。The light guide plate 10 is a rectangular substrate 11 made of a transparent resin, and the upper surface 11a and the lower surface 11b thereof are substantially parallel planes. Groove 13 on one end side of this plate 11
A light source is arranged at. By appropriately determining the shape of the groove 13, the mounting position of the light source, for example, the LED, is set, and the incident angle of the light ray L from the light source can be set. It is preferable that the center line (light ray vector) of the light beam emitted from the light source is placed at an angle of 30 to 60 degrees with respect to the upper surface 11a. The light guide plate 10 has a z-direction collimating area A for aligning the directions of light rays emitted from the light source in the z-direction around the arrangement groove of the light source, and z.
And a y-direction collimating region B for further aligning the directions of the light rays aligned in the direction in the y-direction. Further, the light guide plate 1 transmits the light ray L to the light guide plate 1 following the light guide region including the z-direction collimated region A and the y-direction collimated region B.
It has an emission region C that uniformly emits from the upper surface of 0 in the z direction (upward) to provide a backlight of a liquid crystal display panel (not shown). These regions A, B and C are formed by a pattern (including various cross-sectional shapes) of irregularities having a depth of several μm formed on the lower surface 11b of the substrate 11. Each pattern includes injection molding of resin substrate, sheet molding,
It can be formed by the 2P method or the like. Substrate bottom surface 1
A reflective film of aluminum or the like is appropriately formed on the surface of 1b.
【００１９】なお、導光板１０の導光領域の上面１１ａ
及び下面１１ｂの両面に夫々凹凸パターンと反射膜とを
形成することができる。それにより、光線の反射回数を
増やして光線の曲率を大きくし、ｙ方向コリメート領域
の面積を相対的に小さくすることが可能となる利点があ
る。The upper surface 11a of the light guide region of the light guide plate 10
Also, the concavo-convex pattern and the reflective film can be formed on both surfaces of the lower surface 11b. Thereby, there is an advantage that the number of reflections of the light beam can be increased, the curvature of the light beam can be increased, and the area of the y-direction collimating region can be relatively reduced.
【００２０】図２は、ｚ方向コリメート領域を説明する
説明図であり、同図（ａ）はｚ方向コリメート領域Ａに
おける光線Ｌのｚ成分の反射を説明する断面図、同図
（ｂ）はｚ方向コリメート領域Ａにおける光線Ｌのｘｙ
平面における拡散を説明する平面図である。2A and 2B are explanatory views for explaining the z-direction collimating region. FIG. 2A is a sectional view for explaining the reflection of the z component of the light ray L in the z-direction collimating region A, and FIG. xy of ray L in z-direction collimating region A
It is a top view explaining diffusion in a plane.
【００２１】導光板１１の下面には、図２（ａ）及び同
（ｂ）に示すように、断面が略鋸歯状の深さ数μｍの凹
凸面が光源位置を中心としてｘｙ平面において同心円状
に形成されている。As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the lower surface of the light guide plate 11 is a concavo-convex surface with a depth of several μm, which is concentric with the light source position in the xy plane. Is formed in.
【００２２】図２（ａ）に示されるように、ＬＥＤから
放射されたｚ方向成分の光線Ｌは、導光板の下面の凹凸
面で反射し、反射光線のｚ方向成分の反射方向が揃えら
れる。また、図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤから放射
された光線Ｌのｘｙ平面における成分（ｘｙ成分）は、
光源から放射状に拡散し、導光板１０の下面１１ｂに臨
界角以上の入射角で入射して反射する。この領域での反
射は全反射が望ましいが、入射角θ0が臨界角よりも小
さくなる場合は、図示するように、アルミニウムなどの
反射膜１２を下面１１ｂに設けて強制的に反射させるこ
とができる。As shown in FIG. 2A, the light ray L of the z-direction component emitted from the LED is reflected by the uneven surface of the lower surface of the light guide plate, and the reflection directions of the z-direction component of the reflected light rays are aligned. . Further, as shown in FIG. 2B, the component (xy component) of the light ray L emitted from the LED in the xy plane is
The light diffuses radially from the light source, enters the lower surface 11b of the light guide plate 10 at an incident angle equal to or greater than the critical angle, and reflects. Total reflection is desirable for reflection in this region, but when the incident angle θ0 is smaller than the critical angle, a reflection film 12 of aluminum or the like can be provided on the lower surface 11b to force reflection as shown in the figure. .
【００２３】図３は、ｙ方向コリメート領域を説明する
説明図である。図３（ａ）は、図１（ａ）に示されたｙ
方向コリメート領域Ｂの一部の領域Ｓを拡大して示す平
面図である。図３（ｂ）は、領域Ｓの断面図である。FIG. 3 is an explanatory view for explaining the y-direction collimating area. FIG. 3 (a) shows y shown in FIG. 1 (a).
It is a top view which expands and shows some area | region S of the direction collimation area | region B. FIG. 3B is a sectional view of the region S.
【００２４】ｚ方向コリメート領域Ａで反射してｘｚ平
面（ｚ軸方向）における光線方向が揃えられた反射光線
（光線ベクトル）Ｌは、ｙ方向コリメート領域で上面１
１ａと下面１１ｂで全反射を繰り返しながら進行方向を
徐々に変え、ｘｙ平面における光線ベクトルＬの方向を
ｘ軸方向に向け、ｙ方向において揃えられる。The reflected ray (ray vector) L reflected by the z-direction collimating area A and having the ray directions aligned in the xz plane (z-axis direction) is the upper surface 1 in the y-direction collimating area.
The traveling direction is gradually changed while repeating total reflection on 1a and the lower surface 11b, and the direction of the light ray vector L on the xy plane is oriented in the x-axis direction and aligned in the y direction.
【００２５】このｙ方向コリメート領域Ｂは、図３
（ａ）に示すように、ｘｙ平面では短冊状の曲面（反射
面）を敷き詰めたような形状をしており、図３（ｂ）に
示すように、ｚｘ平面（断面）では、鋸歯状になってい
る。短冊状の曲面は入射光線Ｌを全反射し、所望の角度
で反射するように反射面が傾いている。導光板１０の下
面１１ｂに設けられた凹凸形状（短冊状の曲面）は、上
面１１ａに設けられても良く、上下面の両面に形成され
ても良い。This y-direction collimating area B is shown in FIG.
As shown in (a), the xy plane has a shape in which strip-shaped curved surfaces (reflection surfaces) are spread, and as shown in FIG. 3B, the zx plane (cross section) has a sawtooth shape. Has become. The strip-shaped curved surface has a reflecting surface inclined so as to totally reflect the incident light beam L and reflect it at a desired angle. The uneven shape (rectangular curved surface) provided on the lower surface 11b of the light guide plate 10 may be provided on the upper surface 11a, or may be formed on both upper and lower surfaces.
【００２６】このｙ方向コリメート領域Ｂを通過する全
ての光線が上面１１ａ又は下面１１ｂで複数回反射した
夫々の点のうちの下面１１ｂ（ｘｙ平面）における反射
点…、Ｐｎ−１、Ｐｎ、Ｐｎ＋１、…は、図４（ａ）に
示すように、この光線ベクトルＬに固有のｘについての
３次関数で表現される３次曲線上にある。また、この曲
線は、図４（ｂ）に示すように、半径ｒｎの円弧Ｒｎを
つなぎ合わせた曲線でも良い。この場合、反射によるｘ
ｙ平面内での方向変換角度θｂが３次関数の場合と比較
して小さくなり（θａ＞θｂ）、格子ピッチが広くなっ
て基板１１の製造が容易となる。Of the points where all the rays passing through the y-direction collimated area B are reflected on the upper surface 11a or the lower surface 11b a plurality of times, the reflection points on the lower surface 11b (xy plane) ... P n-1 , P n , P n + 1 , ... Are on a cubic curve represented by a cubic function of x peculiar to the ray vector L, as shown in FIG. Further, this curve may be a curve formed by connecting arcs R n having a radius r n , as shown in FIG. 4 (b). In this case, x due to reflection
The direction change angle θ b in the y plane is smaller than that in the case of a cubic function (θ a > θ b ), the lattice pitch is wide and the substrate 11 is easy to manufacture.
【００２７】図５は、上述したｚ方向コリメート領域Ａ
とｙ方向コリメート領域Ｂの反射パターン例を示してお
り、図２の「Ｖ」領域（上約１／２相当の領域）に該当
する部分の基板下面１１ｂのｘｙ平面のパターン例を示
している。同図の左下位置が光源位置に相当する。ｚ方
向コリメート領域Ａは、この光源位置を中心として同心
円状に配置された反射板（反射パターン）によって形成
され、その右側にｙ方向コリメート領域Ｂが短冊状の反
射板によって形成されている。FIG. 5 shows the z-direction collimating area A described above.
2 shows an example of the reflection pattern of the y-direction collimated area B, and shows an example of the pattern of the xy plane of the lower surface 11b of the substrate corresponding to the "V" area (the area corresponding to about 1/2 of the upper side) in FIG. . The lower left position in the figure corresponds to the light source position. The z-direction collimated area A is formed by a reflector (reflection pattern) arranged concentrically around the light source position, and the y-direction collimated area B is formed by a strip-shaped reflector on the right side thereof.
【００２８】図６は、出射領域を説明するための説明図
である。同図（ａ）に示すように、出射領域Ｃは、断面
三角波状の突起（反射部）１４を間隔を空けて並べた形
状となっている。反射部１４の傾斜面をｘｙ平面で見た
場合には、図６（ｂ）に示すように、ｙ軸に平行な直線
となる。導光板１０の下面１１ｂの平坦部の反射膜１２
で反射した光線Ｌは再び上面１１ａで全反射する。これ
を繰り返して光線Ｌはｘ方向に伝搬する。一方、三角形
状の傾斜面で全反射した光線Ｌは、上面１１ａでは全反
射せず導光板１０の外部に出射する。光線Ｌが導光板１
０をｘ方向に伝搬するに従って光量が減衰するので、ｘ
座標の増加に伴って反射部１４の配置間隔を徐々に狭く
し、導光板１０からの出射光量を均一化する。FIG. 6 is an explanatory view for explaining the emission area. As shown in FIG. 4A, the emission region C has a shape in which protrusions (reflecting portions) 14 having a triangular waveform in cross section are arranged at intervals. When the inclined surface of the reflecting section 14 is viewed on the xy plane, it is a straight line parallel to the y axis, as shown in FIG. 6B. The reflection film 12 on the flat portion of the lower surface 11b of the light guide plate 10
The light ray L reflected by is totally reflected again on the upper surface 11a. By repeating this, the light ray L propagates in the x direction. On the other hand, the light ray L totally reflected by the triangular inclined surface is not totally reflected by the upper surface 11 a and is emitted to the outside of the light guide plate 10. Light ray L is light guide plate 1
Since the amount of light attenuates as 0 propagates in the x direction, x
The arrangement interval of the reflecting portions 14 is gradually narrowed with the increase of the coordinates, and the amount of light emitted from the light guide plate 10 is made uniform.
【００２９】図７は、本発明に係る導光板を使用した液
晶表示装置の例を説明する説明図である。導光板はＬＥ
Ｄを光源とするバックライト装置１として組み込まれ、
液晶表示パネル２の内部光源として組み立てられる。液
晶パネル２を上述した構成の導光板１０を介して背面か
ら照明することによってより明るい画像が得られる。FIG. 7 is an explanatory view illustrating an example of a liquid crystal display device using the light guide plate according to the present invention. The light guide plate is LE
Incorporated as a backlight device 1 using D as a light source,
It is assembled as an internal light source of the liquid crystal display panel 2. A brighter image can be obtained by illuminating the liquid crystal panel 2 from the rear side through the light guide plate 10 having the above-described configuration.
【００３０】次に、本発明の導光板を備えた電子機器の
例について以下に説明するが、例示のものに限定される
ものではない。Next, examples of electronic equipment provided with the light guide plate of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these.
【００３１】〈モバイル型コンピュータ〉まず、上述し
た実施形態に係る表示装置をモバイル型のパーソナルコ
ンピュータに適用した例について説明する。図８は、こ
のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
同図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キ
ーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、上述した
表示装置１１０６を備えた表示装置ユニットとから構成
されている。<Mobile Computer> First, an example in which the display device according to the above-described embodiment is applied to a mobile personal computer will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of this personal computer.
In the figure, a personal computer 1100 is composed of a main body 1104 having a keyboard 1102 and a display device unit having the above-mentioned display device 1106.
【００３２】〈携帯電話〉次に、上述した実施形態に係
る表示装置を、携帯電話の表示部に適用した例について
説明する。図９は、この携帯電話の構成を示す斜視図で
ある。同図において、携帯電話１２００は、複数の操作
ボタン１２０２の他、受話口１０２４、送話口１２０６
と共に上述した表示装置１２０８を備えるものである。<Mobile Phone> Next, an example in which the display device according to the above-described embodiment is applied to a display unit of a mobile phone will be described. FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of this mobile phone. In the figure, the mobile phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1024, and a mouthpiece 1206.
In addition, the display device 1208 described above is provided.
【００３３】〈ディジタルスチルカメラ〉上述した実施
形態に係る表示装置をファインダに用いたディジタルス
チルカメラについて説明する。図１０は、このディジタ
ルスチルカメラの構成を示す斜視図であるが、外部機器
との接続についても簡易に示すものである。<Digital Still Camera> A digital still camera using the display device according to the above-described embodiment as a finder will be described. FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of this digital still camera, but it also briefly shows the connection with an external device.
【００３４】通常のカメラは、被写体の光像によってフ
ィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１
３００は、被写体の光像をＣＣＤ(Charge Coupled Devi
ce)等の撮像素子により光電変換して撮像信号を生成す
る。ディジタルスチルカメラ１３００のケース１３０２
の背面には、上述した表示装置１３０４が設けられ、Ｃ
ＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成となって
いる。このため、表示装置１３０４は、被写体を表示す
るファインダとして機能する。また、ケース１３０２の
観察側（図においては裏面側）には、光学レンズやＣＣ
Ｄ等を含んだ受光ユニットが設けられている。While a normal camera exposes a film by an optical image of an object, the digital still camera 1
300 is a CCD (Charge Coupled Devi
The image pickup device such as ce) performs photoelectric conversion to generate an image pickup signal. Case 1302 of digital still camera 1300
The display device 1304 described above is provided on the back surface of the
The display is made based on the image pickup signal from the CD. Therefore, the display device 1304 functions as a finder that displays the subject. On the observation side (the back side in the figure) of the case 1302, an optical lens or CC
A light receiving unit including D and the like is provided.
【００３５】撮影者が表示装置１３０４に表示された被
写体を像を確認して、シャッタボタン１３０８を押す
と、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１
３１０のメモリに転送・格納される。また、このディジ
タルスチルカメラ１３００は、ケース１３０２の側面
に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入
出力端子１３１４とを備えている。そして、同図に示さ
れるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモ
ニタ１４３０が、また、データ通信用の入出力端子１３
１４にはパーソナルコンピュータ１４３０が、それぞれ
必要に応じて接続され、更に、所定の操作によって、回
路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレ
ビモニタ１３３０や、コンピュータ１３４０に出力され
る構成となっている。When the photographer confirms the image of the subject displayed on the display device 1304 and presses the shutter button 1308, the image pickup signal of the CCD at that time is displayed on the circuit board 1.
The data is transferred and stored in the memory 310. The digital still camera 1300 also includes a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication on the side surface of the case 1302. Then, as shown in the figure, a television monitor 1430 is provided at the video signal output terminal 1312, and an input / output terminal 13 for data communication is provided.
A personal computer 1430 is connected to each of the devices 14 as needed, and the image pickup signal stored in the memory of the circuit board 1308 is output to the television monitor 1330 or the computer 1340 by a predetermined operation. ing.
【００３６】〈電子ブック〉図１１は、本発明の電子機
器の一例としての電子ブック（携帯情報機器）の構成を
示す斜視図である。同図において、符号１４００は、電
子ブックを示している。電子ブック１４００は、ブック
型のフレーム１４０２と、このフレーム１４０２に開閉
可能なカバー１４０３とを有する。フレーム１４０２に
は、その表面に表示面を露出させた状態で表示装置１４
０４が設けられ、更に、操作部１４０５が設けられてい
る。フレーム１４０２の内部には、コントローラ、カウ
ンタ、メモリなどが内蔵されている。表示装置１４０４
は、本実施形態では、電子インクを薄膜素子に充填して
形成した画素部と、この画素部と一体に備えられ且つ集
積化された周辺回路とを備える。周辺回路には、デコー
ダ方式のスキャンドライバ及びデータドライバを備え
る。<Electronic Book> FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of an electronic book (portable information device) as an example of the electronic device of the present invention. In the figure, reference numeral 1400 indicates an electronic book. The electronic book 1400 includes a book-shaped frame 1402 and a cover 1403 that can be opened and closed on the frame 1402. The display device 14 is provided on the frame 1402 with the display surface exposed on the surface thereof.
04, and an operation unit 1405 is further provided. A controller, a counter, a memory, and the like are built in the frame 1402. Display device 1404
In the present embodiment, the pixel unit includes a pixel unit formed by filling a thin film element with electronic ink, and a peripheral circuit integrally provided with the pixel unit and integrated. The peripheral circuit includes a decoder-type scan driver and a data driver.
【００３７】なお、電子機器としては、図８のパーソナ
ルコンピュータ、図９の携帯電話機、図１０のディジタ
ルスチルカメラ、図１１の電子ブックの他にも、電子ペ
ーパ、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視
型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、
ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワーク
ステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル
を備えた機器などが挙げられる。そして、これ等の各種
電子機器の表示部には、上述した表示装置が適用可能で
ある。As electronic devices, in addition to the personal computer shown in FIG. 8, the mobile phone shown in FIG. 9, the digital still camera shown in FIG. 10 and the electronic book shown in FIG. 11, electronic paper, a liquid crystal television, a viewfinder type, Direct-view monitor type video tape recorder, car navigation system,
Examples include pagers, electronic organizers, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices equipped with touch panels, and the like. The display device described above can be applied to the display units of these various electronic devices.
【００３８】なお、導光板は、樹脂のみならず、ガラ
ス、例えば、石英ガスであっても良い。光源は、ＬＥＤ
のみならず、レーザ、水銀灯、蛍光灯、冷陰極線管であ
っても良い。The light guide plate may be not only resin but also glass, for example, quartz gas. LED is the light source
Not only a laser, a mercury lamp, a fluorescent lamp, or a cold cathode ray tube may be used.
【００３９】また、光源の位置は、実施例のように、基
板端部上面の他、基板の端部、基板の端部の上面と下面
の中間位置等であっても良い。Further, the position of the light source may be, as in the embodiment, not only the upper surface of the substrate end portion but also the end portion of the substrate, an intermediate position between the upper surface and the lower surface of the substrate end portion, and the like.
【００４０】また、光源はバックライトのみならず、フ
ロントライトであっても良い。この場合、導光板にタッ
チパネルを組み合わせることが可能である。The light source may be not only a backlight but also a front light. In this case, a touch panel can be combined with the light guide plate.
【００４１】また、実施例では長方形の板状体を導光板
としているが、この形に限定されるものではなく、正方
形、円形等各種の形状であっても良い。Further, although the rectangular plate-like body is used as the light guide plate in the embodiment, the shape is not limited to this, and various shapes such as square and circle may be used.
【００４２】このように、上述した本発明の実施の形態
によれば、光源からの放射光を伝搬方向に対して垂直な
成分と水平な成分とを伝搬方向に揃えて導光板を伝搬さ
せ、出射領域から適宜に放射するのでより明るい導光板
を得ることが可能となる。また、この導光板を用いるこ
とによって明るい表示パネルを得ることが可能となる。
液晶表示器、電気光学装置、各種情報処理装置などの表
示器を含む装置の表示を改良することが可能となる。As described above, according to the above-described embodiment of the present invention, the light emitted from the light source is propagated through the light guide plate by aligning the vertical component and the horizontal component with respect to the propagation direction in the propagation direction. Since the light is appropriately emitted from the emission area, a brighter light guide plate can be obtained. Moreover, a bright display panel can be obtained by using this light guide plate.
It is possible to improve the display of devices including displays such as liquid crystal displays, electro-optical devices, and various information processing devices.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導光板
は、基板内で反射によって拡散光を平行光に変換し、出
射領域に導くので、従来よりも指向性の高い出射が可能
となる。また、導光を全反射によって行うことができ、
それにより、高効率で明るい導光板が得られる。As described above, the light guide plate of the present invention converts diffused light into parallel light by reflection in the substrate and guides it to the emission area, so that it is possible to emit light with higher directivity than in the past. . In addition, light can be guided by total reflection,
Thereby, a highly efficient and bright light guide plate can be obtained.
【００４４】また、本発明の導光板を用いる各種装置に
よれば、明るい表示画面が得られて好ましい。Further, according to various devices using the light guide plate of the present invention, a bright display screen can be obtained, which is preferable.
【図１】図１は、本発明の導光板を説明する説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a light guide plate of the present invention.
【図２】図２は、導光板のｚ方向コリメート領域を説明
する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a z-direction collimating region of a light guide plate.
【図３】図３は、導光板のｙ方向コリメート領域を説明
する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a y-direction collimating region of a light guide plate.
【図４】図４は、ｙ方向コリメート領域における光線の
反射を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating reflection of light rays in a y-direction collimated region.
【図５】図５は、導光板のｚ方向コリメート領域及びｙ
方向コリメート領域の反射パターンの例（ｘｙ平面）を
説明する説明図である。FIG. 5 is a z-direction collimation region of the light guide plate and y.
It is explanatory drawing explaining the example (xy plane) of the reflection pattern of a direction collimation area | region.
【図６】図６は、導光板の出射領域を説明する説明図で
ある。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an emission area of a light guide plate.
【図７】図７は、本発明の導光板を使用する液晶表示装
置の例を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a liquid crystal display device using the light guide plate of the present invention.
【図８】図８は、本発明に係る導光板を含む携帯型コン
ピュータの例を説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a portable computer including a light guide plate according to the present invention.
【図９】図９は、本発明に係る導光板を含む携帯電話機
の例を説明する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a mobile phone including a light guide plate according to the present invention.
【図１０】図１０は、本発明に係る導光板を含むデジタ
ルカメラの例を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a digital camera including a light guide plate according to the present invention.
【図１１】図１１は、本発明に係る導光板を含む電子ブ
ックの例を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of an electronic book including a light guide plate according to the present invention.
１０ 導光板 １１ 基板 １１ａ 基板上面 １１ｂ 基板下面 １２ 反射面 10 Light guide plate 11 board 11a substrate upper surface 11b Bottom surface of substrate 12 Reflective surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｂ ３３６Ｊ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ａ // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 (72)発明者 藤井 永一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA41Z FA42Z FA43Z FA45Z FB02 FB07 FB08 LA18 LA30 5C058 AA06 AB03 AB06 BA29 5G435 AA18 BB04 BB12 BB16 BB17 EE22 EE27 FF08 GG23 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02F 1/13357 G02F 1/13357 G09F 9/00 336 G09F 9/00 336B 336J H04N 5/66 102 H04N 5 / 66 102A // F21Y 101: 02 F21Y 101: 02 (72) Inventor Eiichi Fujii 3-5 Yamato 3-chome, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Corporation F-term (reference) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA41Z FA42Z FA43Z FA45Z FB02 FB07 FB08 LA18 LA30 5C058 AA06 AB03 AB06 BA29 5G435 AA18 BB04 BB12 BB16 BB17 EE22 EE27 FF08 GG23
Claims (12)
及び第２の面の内部反射により出射面まで案内する導光
板であって、 前記基板は、導光領域と出射領域とを含み、 前記導光領域は、前記入射した光線の向きを前記出射領
域に向けて揃える反射パターンを有し、 前記出射領域は、向きが揃えられた前記光線を前記出射
面から出射する反射パターンを有する、 ことを特徴とする導光板。1. A first device that opposes light beams incident on a substrate to each other.
And a light guide plate that guides to an emission surface by internal reflection of the second surface, wherein the substrate includes a light guide region and an emission region, and the light guide region has a direction of the incident light beam as the emission region. The light guide plate, wherein the light emitting plate has a reflection pattern that aligns the light rays toward each other, and the emission region has a reflection pattern that emits the light rays that are aligned in direction from the emission surface.
領域から前記出射領域に向かう主伝搬方向と直角な方向
の光線の成分を前記主伝搬方向に向けるように形成され
る、ことを特徴とする請求項１記載の導光板。2. A reflection pattern of the light guide region is formed so that a component of a light ray in a direction perpendicular to the main propagation direction from the light guide region to the emission region is directed to the main propagation direction. The light guide plate according to claim 1, which is characterized in that.
とのなす角度が略一定になるように入射光線を揃えるｚ
方向成分変換領域と、 ｚ方向成分変換領域を経た光線が前記出射領域を向くよ
うに揃えるｙ方向成分変換領域と、を含むことを特徴と
する請求項１又は２記載の導光板。3. The light guide area aligns incident light rays so that an angle formed by the incident light rays and the first surface is substantially constant.
The light guide plate according to claim 1, further comprising: a directional component conversion region; and a y-direction component conversion region that aligns light rays that have passed through the z-direction component conversion region so as to face the emission region.
面の少なくともいずれかに反射膜が形成される、ことを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導光板。4. The light guide plate according to claim 1, wherein a reflective film is formed on at least one of the first and second surfaces of the light guide region of the substrate. .
射パターンを構成する凹凸形状を有する、ことを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載の導光板。5. The light guide plate according to claim 1, wherein the light guide region of the substrate has a concavo-convex shape that forms the reflection pattern on the surface of the substrate.
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の導
光板。6. The reflection pattern totally reflects incident light.
The light guide plate according to claim 1, wherein the light guide plate is a light guide plate.
る、請求項５記載の導光板。7. The light guide plate according to claim 5, wherein the uneven shape has a substantially triangular cross section.
向成分変換領域における光線の軌跡が、３次関数又は円
弧の組み合わせで表される、ことを特徴とする請求項３
乃至７のいずれかに記載の導光板。8. A trajectory of a ray of light in the y-direction component conversion area projected on the first or second surface is represented by a cubic function or a combination of arcs.
8. The light guide plate according to any one of 7 to 7.
を含む平面光源と、この平面光源とと組み合わされる表
示パネルと、を含む電気光学表示装置。9. An electro-optical display device including a flat light source including the light guide plate according to claim 1, and a display panel combined with the flat light source.
るデジタルカメラ。10. A digital camera provided with the electro-optical display device according to claim 9.
る携帯情報端末装置。11. A portable information terminal device comprising the electro-optical display device according to claim 9.
る携帯電話装置。12. A mobile phone device comprising the electro-optical display device according to claim 9.
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| JP2001280769A JP3775576B2 (en) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Light guide plate and display device using the same |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-09-14 JP JP2001280769A patent/JP3775576B2/en not_active Expired - Lifetime
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