JP2004171809A - Light guide plate, and backlight device using it - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置等に用いられる導光板およびこれを用いたバックライト装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話機やデジタルカメラ等の電子機器の画像表示部として液晶表示装置が採用されている。液晶表示装置は、導光板の側面にサイドビュー方式のLED(発光ダイオード)を隣接配置したバックライトを用いている(例えば、特許文献1を参照。)。LEDから出た光は、導光板内に側面から入射し、導光板の裏面で反射して、その表面から外側に出射される。
【0003】
特許文献1に記載のバックライトは、導光板の一辺に5個のLEDを配置して、これを線状の光源とし、前記光源の両側の二辺に、有効発光面(光出射部)に沿って、平行な凹溝を形成している。線状光源から出射された光は、両側の凹溝によって、光出射部の全体に反射され、輝度の小さい両側部の光量を上げるだけでなく、光出射部全体の輝度を向上させている。人間の目は、暗い部分の輝度の差は識別しやすいが、明るい部分の輝度の差は識別しにくいという性質があるので、光源の光量が十分にある場合は、全体を明るくすることにより、輝度の差を認識しにくくすることができる。
【0004】
一方、腕時計の表示面等のように、小形の液晶表示装置においては、光源として、導光板の1つの角部に1つのLEDを使用することが多い。この場合にも溝部を形成して、内側に光を反射させることが考えられる。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−203414号公報 (第2−3頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光源として1つのLEDを用いた場合は、十分な光量がないため、溝部を形成して、光出射部の輝度を全体的に向上させても、線状光源のようには明るくならないため、輝度は均一にはならない。
【0007】
例えば、1つのLEDの配光範囲は、光軸方向を長軸とした楕円状になるので、これを導光板の1つの角部に設けた場合は、導光板の4つの角部のうち、LEDに近接する前記1つの角部が1番明るく、これに対向する角部が2番目に明るく、残りの2つの角部は非常に暗くなる。従って、前記特許文献1に記載したように、光出射部の辺に平行な凹溝を形成しても、また、光源の光軸に平行な凹溝を形成しても、線状光源のようには輝度は向上せず、全体の輝度を均一にすることができないという問題がある。
【0008】
そこで本発明は、バックライト装置に点光源を用いた場合の光出射部の輝度を均一にする導光板およびこれを用いたバックライト装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の導光板においては、光出射部の周囲の隣接する二辺に形成した調整部の二辺に、光入射部から入射した光を、光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、前記溝部による反射範囲を、前記光出射部の前記1つの角部に隣接する2つの角部を含み、かつ前記光入射部に近接する前記1つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲とする導光板としたものである。
【0010】
この発明によれば、バックライト装置に点光源を用いた場合の光出射部の輝度を均一にする導光板が得られる。
【0011】
また、本発明のバックライト装置においては、半導体発光装置を、前記導光板の光出射部の中心に光軸を向けて配置しているので、光出射部の輝度を均一にするバックライト装置が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、側方から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる矩形状の光出射部を中央部に形成し、その光出射部の外側に調整部を形成し、前記光出射部の1つの角部に近接する位置に光入射部を形成した導光板において、前記調整部を、前記光入射部に隣接する二辺に沿って配置し、この調整部の二辺に、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、前記溝部による反射範囲を、前記光出射部の前記1つの角部に隣接する2つの角部を含み、かつ前記光入射部に近接する前記1つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲としたことを特徴とする導光板としたものであり、光入射部に近接する1つの角部およびこれに対向する角部の輝度は向上させずに、前記1つの角部に隣接する輝度が小さい角部にのみ光を反射させて輝度を向上させるという作用を有する。
【0013】
請求項2に記載の発明は、前記溝部は直線状に形成され、前記調整部の二辺に対してそれぞれ傾斜配置されていることを特徴とする請求項1に記載の導光板としたものであり、直線状に形成することにより導光板の製造時の変形を防止でき、また、傾斜配置することにより反射方向を調整することができる。
【0014】
請求項3に記載の発明は、側方から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる矩形状の光出射部を中央部に形成し、その光出射部の外側の隣接する二辺に調整部を形成し、前記二辺の交点に近接する位置に光入射部を形成した導光板と、前記光入射部に配置された半導体発光装置とを備え、前記半導体発光装置は、前記光出射部の中心に光軸を向けて配置され、前記調整部の二辺には、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部がそれぞれ形成され、前記溝部による反射範囲は、前記光軸からの距離が遠い2つの角部を含み、かつ前記光軸に近接する2つの角部を除いた範囲であることを特徴とするバックライト装置としたものであり、半導体発光装置の光軸を、光出射部の対角線に一致させて配置すると、光軸からの距離が遠い2つの角部に直接届く光が少なくなり、溝部によって光を反射させても輝度を均一に調整ができない場合があるが、光軸が光出射部の中心に向けて設けられているので、光軸が前記対角線から外れるように半導体発光装置を配置すると、前記対角線上にない他の2つの角部が、光軸にそれぞれ近接することになり、輝度が大きくなるという作用を有する。また、光入射部および半導体発光装置の位置の自由度が大きくなり、導光板の形状によって、半導体発光装置の設置位置が限定される場合にも輝度が均一になるように半導体発光装置を設置することができる。
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図4を用いて説明する。
【0016】
図1は本発明の実施の形態におけるバックライト装置の底面図、図2は同バックライト装置の正断面図、図3は同バックライト装置の平面図である。図1〜図3に示すように、バックライト装置1は、導光板2と、導光板2の側部に配置され導光板2に光を供給する半導体発光装置3とから構成されている。導光板2は、半導体発光装置3から入射した光を裏面で反射させて表側から出射させる機能を有している。
【0017】
導光板2は、例えば、アクリルやポリカーボネート等の光透過樹脂から形成されている。また、導光板2は、面発光する長方形状の光出射部4を中央部に形成し、その光出射部4の外側の隣接する二辺に沿ってL字状の調整部5を形成している。そして、調整部5の角部であって光出射部4の1つの角部6に近接する位置に光入射部10を形成している。光出射部4と調整部5は同じ厚みで一体的に形成されている。
【0018】
光出射部4は、例えば、導光板2の表側に配置される液晶表示装置の表示エリアまたはこの表示エリアより少し大きく形成され、角部6に対向する角部7および角部6に隣接する角部8,9は、角を丸めて形成されている。光出射部4の裏面には、光を反射するために粗面加工が施されている。また、光出射部4の表面には、光を拡散させる拡散シートおよび光を集光させるプリズムシートが貼着されている。
【0019】
調整部5は、光出射部4の長辺に沿って形成された辺を幅狭に、短辺に沿って形成された辺を幅広に形成している。
【0020】
光入射部10は、角部6に隣接する導光板2の角部を円弧状に切欠いて形成され、光入射部10に配置された半導体発光装置3から放射状に出射される光を、円弧状に切欠いた側面を介して導光板2内に入射することができる。
【0021】
半導体発光装置3は、光出射部4の対角線上から少し短辺側よりにずれた位置に配置されており、その光軸17は、光出射部4の中心18に向けて配置されている。
【0022】
調整部5の短辺側には、バックライト装置1に取り付けられる液晶表示装置(図示せず)を保持する固定部11が、調整部5の側部に一体的に設けられている。また、導光板2の固定部11に対向する辺には、固定部12が一体的に設けられている。すなわち、導光板2は、液晶表示装置を保持するホルダを兼用する構造となっている。
【0023】
図4は、バックライト装置の拡大断面図を示す。図1、図4に示すように、調整部5の光入射部10に隣接する二辺には、光入射部10から入射した光を、光出射部4側に反射させる溝部13,14がそれぞれ形成されている。
【0024】
溝部13,14は、断面矩形に形成され、調整部5の裏面側に開口しているとともに、裏面側から見ると直線状に形成されている。また、溝部13,14の光入射部10側であって、かつ光出射部4側の角部15,16は、角を丸めて形成されている。角部15,16は、半導体発光装置3に一番近い位置にあるので、反射光の光量も多くなるが、この部分の角を丸めることにより、反射光を放射状に分散させ、光出射部4に反射光と直接光との境界線が発生することを防止できる。
【0025】
また、溝部13,14は、溝部13,14を長手方向に伸ばしたときの交点が、半導体発光装置3の出射面よりも後側で交差するように、調整部5の二辺に対して、それぞれ傾斜配置されている。かかる構成によって、溝部13,14による光の反射範囲は、図1の斜線部に示すように、角部6に隣接する2つの角部8,9を含み、かつ光入射部10に近接する角部6およびこれに対向する角部7を除いた範囲となっている。
【0026】
図1に示すように、半導体発光装置3の配光範囲19は、光軸17を長辺とする楕円状となるので、光軸17に近接している光出射部4の角部6,7の輝度は大きく、光軸17から距離が遠い角部8,9の輝度は小さくなっている。また、導光板2はホルダを兼用しているので、導光板2の側部に固定部11,12が設けられており、導光板2の側面で反射する光が少なくなっている。
【0027】
しかし、本発明においては、導光板2の調整部5に溝部13,14を設けているので、半導体発光装置3から導光板2内に導入された光は、溝部13,14の半導体発光装置3側の側面で反射して、光軸からの距離が遠い光出射部4の角部8,9の光量を補うことによって、全体の輝度を均一にすることができる。しかも、このとき、光軸に近接している角部6,7には反射光が当たらないように溝部13,14の角度を調整しているので、最初から輝度が大きい部分の輝度をそれ以上大きくすることがなく、全体の輝度を効率よく均一にすることができる。
【0028】
なお、導光板2内に導入された光の一部は、溝部13,14と導光板2の表面との間を通過してしまうので、溝部13,14の深さを、底部の成形加工が可能な範囲で深く形成し、反射面積を広くすることが好ましい。また、導光板の強度が保持できれば、底部を省略して貫通孔を形成したスリット溝形状とし、反射面積をさらに広くすることも可能である。
【0029】
光の反射は、溝部13,14の半導体発光装置3側の側面で行い、反対側の側面では行わないため、溝部13,14の幅は、製造可能な範囲であれば狭くしてもよい。また、導光板2の強度が保持できれば広くしてもよい。
【0030】
また、溝部13,14の半導体発光装置3側の側面と、光入射部10の円弧状の側面は、光の入射効率および反射効率を向上させるため、平滑に仕上げることが好ましい。
【0031】
さらに、溝部13,14内に光反射性の塗料を充填したり、塗布したりして、反射効率を上昇させることも可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明の導光板によれば、光出射部の周囲に形成した調整部の光入射部に隣接する二辺に、光入射部から入射した光を、光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、溝部による反射範囲を、光出射部の角部に隣接する2つの角部を含み、かつ光入射部に近接する1つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲としたので、光入射部に近接する角部およびこれに対向する角部の輝度は向上させずに、光出射部の1つの角部に隣接する輝度が小さい2つの角部にのみ光を反射させて輝度を向上させ、バックライト装置に点光源を用いた場合の光出射部の輝度を均一にすることができる。
【0033】
また、溝部を直線状に形成し、調整部の二辺に対してそれぞれ傾斜配置させると、導光板の製造時の変形を防止できるとともに、また、反射方向を調整することができる。
【0034】
本発明のバックライト装置においては、半導体発光装置を、導光板の光出射部の中心に光軸を向けて配置しているので、光軸が光出射部の対角線から外れるように半導体発光装置を配置すると、光軸から遠い位置にある2つの角部が、光軸にそれぞれ近接して輝度が大きくなり、全体の輝度を均一にすることができる。また、光入射部および半導体発光装置の位置の自由度が大きくなり、導光板の形状によって、半導体発光装置の設置位置が限定される場合にも輝度が均一になるように半導体発光装置を設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバックライト装置の底面図
【図2】同バックライト装置の正断面図
【図3】同バックライト装置の平面図
【図4】バックライト装置の拡大断面図
【符号の説明】
1 バックライト装置
2 導光板
3 半導体発光装置
4 光出射部
5 調整部
6〜9 角部
10 光入射部
11,12 固定部
13,14 溝部
15,16 角部
17 光軸
18 中心
19 配光範囲[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide plate used for, for example, a liquid crystal display device, and a backlight device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display device has been employed as an image display unit of an electronic device such as a mobile phone or a digital camera. 2. Description of the Related Art A liquid crystal display device uses a backlight in which a side-view type LED (light emitting diode) is arranged adjacent to a side surface of a light guide plate (for example, see Patent Document 1). Light emitted from the LED enters the light guide plate from the side, is reflected on the back surface of the light guide plate, and is emitted outward from the surface.
[0003]
In the backlight described in Patent Document 1, five LEDs are arranged on one side of a light guide plate, and this is used as a linear light source. On two sides on both sides of the light source, an effective light emitting surface (light emitting portion) is provided. Along the groove, a parallel groove is formed. The light emitted from the linear light source is reflected by the concave grooves on both sides to the whole of the light emitting portion, and not only increases the amount of light on both sides where the brightness is small, but also improves the brightness of the entire light emitting portion. The human eye has the property that it is easy to identify the difference in brightness in the dark part, but it is difficult to distinguish the difference in brightness in the bright part, so if the light source has sufficient light amount, by brightening the whole, It is possible to make it difficult to recognize the difference in luminance.
[0004]
On the other hand, in a small liquid crystal display device such as a display surface of a wristwatch, one LED is often used at one corner of a light guide plate as a light source. Also in this case, it is conceivable to form a groove and reflect light inside.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-203414 (page 2-3, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when one LED is used as a light source, there is not enough light amount. Therefore, even if a groove is formed and the luminance of the light emitting part is improved as a whole, the light does not become bright like a linear light source. , The brightness is not uniform.
[0007]
For example, since the light distribution range of one LED is elliptical with the optical axis direction as the long axis, if this is provided at one corner of the light guide plate, of the four corners of the light guide plate, The one corner near the LED is the brightest, the opposite corner is the second brightest, and the other two corners are very dark. Therefore, as described in Patent Document 1, even if a concave groove parallel to the side of the light emitting portion is formed, or a concave groove parallel to the optical axis of the light source, However, there is a problem that the brightness is not improved and the entire brightness cannot be made uniform.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a light guide plate for making the luminance of a light emitting portion uniform when a point light source is used in a backlight device, and a backlight device using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the light guide plate of the present invention, light incident from the light incident portion is formed on two sides of the adjusting portion formed on two adjacent sides around the light emitting portion, and grooves for reflecting the light toward the light emitting portion are formed, respectively. The reflection range by the groove portion includes two corner portions adjacent to the one corner portion of the light emitting portion, and excludes the one corner portion close to the light incidence portion and the corner portion opposed thereto. The light guide plate has a range.
[0010]
According to the present invention, it is possible to obtain a light guide plate that makes the luminance of a light emitting unit uniform when a point light source is used in a backlight device.
[0011]
Further, in the backlight device of the present invention, since the semiconductor light emitting device is arranged with the optical axis directed to the center of the light emitting portion of the light guide plate, a backlight device for making the brightness of the light emitting portion uniform is provided. can get.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the invention, a rectangular light emitting portion for reflecting light incident from the side on the back surface and emitting the light from the front surface is formed at the center portion, and an adjusting portion is formed outside the light emitting portion. In a light guide plate having a light incident portion formed at a position close to one corner of the light emitting portion, the adjusting portion is disposed along two sides adjacent to the light incident portion. A groove is formed on each side to reflect the light incident from the light incident portion toward the light emitting portion, and a reflection range of the groove is defined by two corners adjacent to the one corner of the light emitting portion. A light guide plate including a portion and excluding the one corner and the corner opposed to the light incident portion, wherein the light guide plate includes a portion adjacent to the light incident portion. Without increasing the brightness of the two corners and the opposite corner, The by reflecting light only in the corners luminance is smaller adjacent has the effect of improving the luminance.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, the light guide plate according to the first aspect, wherein the groove is formed in a linear shape, and is inclined with respect to two sides of the adjusting portion. In addition, by forming the light guide plate linearly, it is possible to prevent the light guide plate from being deformed at the time of manufacture, and by sloping the light guide plate, the reflection direction can be adjusted.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, a rectangular light emitting portion that reflects light incident from the side at the back surface and emits the light from the front surface is formed at the center portion, and is formed on two adjacent sides outside the light emitting portion. A light guide plate that forms an adjusting portion and has a light incident portion formed at a position close to the intersection of the two sides; and a semiconductor light emitting device that is disposed at the light incident portion. The optical axis is oriented toward the center of the unit, and grooves are formed on two sides of the adjusting unit to reflect light incident from the light incident unit toward the light emitting unit, respectively, and a reflection range by the groove is formed. Is a backlight device including two corners far from the optical axis and excluding two corners close to the optical axis. When the optical axis of the device is aligned with the diagonal line of the light emitting part, The amount of light that directly reaches two corners far from the axis decreases, and even if the light is reflected by the groove, the brightness may not be adjusted uniformly. However, the optical axis is provided toward the center of the light emitting part. Therefore, when the semiconductor light emitting device is arranged such that the optical axis deviates from the diagonal line, the other two corners that are not on the diagonal line are respectively close to the optical axis, thereby increasing the brightness. Having. Further, the degree of freedom of the positions of the light incident portion and the semiconductor light emitting device is increased, and the semiconductor light emitting device is installed so that the brightness is uniform even when the installation position of the semiconductor light emitting device is limited by the shape of the light guide plate. be able to.
[0015]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 1 is a bottom view of a backlight device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front sectional view of the backlight device, and FIG. 3 is a plan view of the backlight device. As shown in FIGS. 1 to 3, the backlight device 1 includes a
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The adjusting section 5 has a narrow side formed along the long side of the
[0020]
The
[0021]
The semiconductor light emitting device 3 is arranged at a position slightly deviated from a short side from a diagonal line of the
[0022]
On the short side of the adjustment unit 5, a fixing unit 11 that holds a liquid crystal display device (not shown) attached to the backlight device 1 is provided integrally with a side of the adjustment unit 5. Further, a fixing
[0023]
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the backlight device. As shown in FIGS. 1 and 4,
[0024]
The
[0025]
Further, the
[0026]
As shown in FIG. 1, the
[0027]
However, in the present invention, since the
[0028]
In addition, since a part of the light introduced into the
[0029]
Since the reflection of light is performed on the side surface of the
[0030]
Further, it is preferable that the side surfaces of the
[0031]
Further, the reflection efficiency can be increased by filling or applying the light-reflective paint in the
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the light guide plate of the present invention, light incident from the light incident portion is reflected to the light emitting portion side on two sides adjacent to the light incident portion of the adjusting portion formed around the light emitting portion. Each groove is formed, and the reflection range of the groove is defined as a range including two corners adjacent to the corner of the light emitting part, and excluding one corner adjacent to the light incident part and a corner opposed thereto. As a result, the brightness of the corners close to the light entrance and the corners facing the light entrance is not improved, and the light is reflected only on two corners of the light exit which are adjacent to one corner with low brightness As a result, the luminance can be improved, and the luminance of the light emitting portion when the point light source is used in the backlight device can be made uniform.
[0033]
In addition, when the groove is formed in a straight line and is inclined with respect to two sides of the adjusting portion, it is possible to prevent deformation of the light guide plate at the time of manufacturing and to adjust the reflection direction.
[0034]
In the backlight device of the present invention, since the semiconductor light emitting device is arranged with the optical axis directed toward the center of the light emitting portion of the light guide plate, the semiconductor light emitting device is arranged such that the optical axis deviates from the diagonal line of the light emitting portion. By arranging, two corners located far from the optical axis are closer to the optical axis, respectively, to increase the luminance, thereby making the overall luminance uniform. Further, the degree of freedom of the positions of the light incident portion and the semiconductor light emitting device is increased, and the semiconductor light emitting device is installed so that the brightness is uniform even when the installation position of the semiconductor light emitting device is limited by the shape of the light guide plate. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view of the backlight device of the present invention. FIG. 2 is a front sectional view of the backlight device. FIG. 3 is a plan view of the backlight device. FIG. 4 is an enlarged sectional view of the backlight device. Description】
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (3)
前記調整部を、前記光入射部に隣接する二辺に沿って配置し、この調整部の二辺に、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部をそれぞれ形成し、
前記溝部による反射範囲を、前記光出射部の前記1つの角部に隣接する2つの角部を含み、かつ前記光入射部に近接する前記1つの角部およびこれに対向する角部を除いた範囲としたことを特徴とする導光板。A rectangular light emitting portion for reflecting light incident from the side at the back surface and emitting the light from the front surface is formed at a central portion, an adjusting portion is formed outside the light emitting portion, and one corner of the light emitting portion is formed. In a light guide plate having a light incident portion formed at a position close to the portion,
The adjusting unit is disposed along two sides adjacent to the light incident unit, and the two sides of the adjusting unit are formed with grooves for reflecting light incident from the light incident unit toward the light emitting unit. And
The reflection range by the groove portion includes two corner portions adjacent to the one corner portion of the light emitting portion, and excludes the one corner portion close to the light incidence portion and the corner portion opposed thereto. A light guide plate having a range.
前記半導体発光装置は、前記光出射部の中心に光軸を向けて配置され、
前記調整部の二辺には、前記光入射部から入射した光を、前記光出射部側に反射させる溝部がそれぞれ形成され、
前記溝部による反射範囲は、前記光軸からの距離が遠い2つの角部を含み、かつ前記光軸に近接する2つの角部を除いた範囲であることを特徴とするバックライト装置。A rectangular light emitting portion that reflects light incident from the side on the back surface and emits the light from the front side is formed at the center portion, an adjusting portion is formed on two adjacent sides outside the light emitting portion, and the two sides are formed. A light guide plate having a light incident portion formed at a position close to the intersection of the semiconductor light emitting device disposed at the light incident portion,
The semiconductor light emitting device is disposed with an optical axis facing a center of the light emitting unit,
On two sides of the adjusting portion, grooves incident on the light incident portion are formed to reflect the light incident on the light emitting portion side,
The backlight device according to claim 1, wherein the reflection range of the groove includes two corners that are far from the optical axis and excludes two corners that are close to the optical axis.
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