JP2004213948A

JP2004213948A - Light guide plate, flat light source device and display device

Info

Publication number: JP2004213948A
Application number: JP2002379797A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kono; 誠之河野
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide plate improving displaying quality, a flat light source device and a display device. <P>SOLUTION: The light guide plate 13 guiding the light emitted from a light source 11 in a plane is provided with a main body part 13a making emission of light which is made incident on an incident plane 21 from the light source from an emitting plane 22; and a projecting part 17 integrally formed with the main body part 13a on a side surface 23 positioned between the incident plane 21 of the main body part 13a and the emitting plane 22, so that the connecting part with the main body part 13a or the interior is colored and fixing the position against the light source 11. Furthermore, the planar light source device is a backlight unit 2 provided with the light guide plate 13 and the display device is a liquid crystal display device 1 provided with the backlight unit 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板、面状光源装置、及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、その他各種モニタ用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目覚しいものがある。液晶表示装置は、典型的には、液晶表示パネルと、その背面に配置されたバックライト・ユニットと、を有する。液晶表示パネルは、その透過光を制御することにより、画像表示を行う。いくつかのタイプの液晶表示装置の一つに、サイドライト型（エッジライト型とも呼ばれる）のバックライト・ユニットを有するものがある。これは、液晶表示装置の薄型化のために、光源を表示面の側面に配置したものである。
【０００３】
図１１を用いて、この従来の面状光源装置について説明する。従来の面状光源装置であるバックライト・ユニット１１０は、光源１１１、リフレクタ１１２、プリズム・シート１１３、反射シート１１４、導光板１１５、フレーム１１６、拡散シート１１８ａ、１１８ｂを備えている。光源１１１より発せられた光は、導光板１１５へ直接入射し、あるいはリフレクタ１１２に反射されて導光板１１５へ入射する。入射面１２１から導光板１１５に入射した光は、主として出射面１２２と反出射面１２４の間で全反射を繰り返しながら、反入射面１２５方向へ伝搬する。
【０００４】
導光板に入射した光は、出射面１２２の法線となす角が臨界角以下になると、出射面１２２より拡散シート１１８ａへ出謝される。導光板１１５から出射された光は、拡散シート１１８ａで拡散された後、プリズム・シート１１３に入射する。プリズム・シート１１３は反射、屈折を利用することにより、配光特性を調整し、拡散シート１１８ｂに光を出射する。拡散シート１１８ｂは、プリズム・シート１１３から出射される光を拡散する。
【０００５】
図１１に示すように、この従来のバックライト・ユニット１１０では、導光板１１５をフレーム１１６等に保持又は位置決めするために、導光板１１５の入射面１２１にほぼ直交する側面１２３上に凸部１１７が設けられている。この凸部１１７がフレーム１１６の凹部１１９に嵌ることによって、導光板１１５のフレーム１１６における位置が固定される。
【０００６】
ところが、従来のバックライト・ユニット１１０では、側面１２３に設けた凸部１１７の影響により、明暗むらを生じ、表示品位の低下を招く。図１２に示すように、導光板１１５内を伝搬する光は、側面１２３に到達すると、導光板１１５の内側へと反射される。これに対して、導光板１１５内を伝搬する光は、凸部１１７の部分では、側面１２３に到達する光よりも広がって凸部１７の部分に侵入した後、凸部１１７の側面に到達して反射する。そのため、凸部１１７近傍の出射面１２２に到達する光量が少ない部分が生じ、暗部Ａが視認される。
【０００７】
さらに、従来のバックライト・ユニット１１０では、側面１２３に設けた凸部１１７の影響により、凸部１１７と側面１２３の接続部の角では、光が特定の方向に強く反射される。例えば、図１２に示すように、入射面１２１に近い側の角Ｂでは凸部１１７の方向へ光が強く反射される。また、入射面１２１より遠い側の角Ｃでは導光板１１５の内側へ光が強く反射される。そのため、特に、入射面１２１から遠い側の部分Ｃでは、周辺部と比べて明るい輝線Ｄを発生させる。
【０００８】
このような凸部１１７に到達した光が原因で生じる明暗むらや輝線を低減するために、例えば特許文献１において、凸部の根元にＲを設け、あるいは凸部の側面に傾斜を設けることが開示されている。また、明暗むらを低減するために、凸部を極端に小さくすることも可能であるが、これにより導光板をフレーム等に保持することが困難となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−８４２６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、光特性の向上された導光板、面状光源装置、及び表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る導光板は、入射面から入射した光を面状に導く導光板であって、本体部と、前記本体部の側面に形成された凸部を備え、前記凸部及び／又は前記凸部と前記本体部との接続部近傍において、前記導光板の内部が有色材料により形成されている。この構成を有することにより、導光板から出射される光の均一性を向上することができる。
【００１２】
上記導光板において、凸部の実質的に全ての部分が有色であることができる。あるいは、前記凸部と前記本体部との接続部の角部であって、前記入射面から遠い角部及び／又は前記入射面に近い角部が有色であることができる。これらの構成を有することにより、効果的に導光板から出射される光の均一性を向上することができる。上記導光板において、前記有色部は、多色成形によって前記導光板と一体に形成されていることが好ましい。この構成を有することにより、所望の特性を有する導光板を効率的に形成することができる。前記凸部は、前記入射面と前記入射面に対向する反入射面との間に位置する側面に形成されていることができる。この構成を有することにより、上記側面に凸部が形成されたときに生ずる出射光の非均一性を低減することができる。
【００１３】
本発明に係る面状光源装置は、光源と、前記光源から入射面に入射した光を面状に導く導光板とを備えた面状光源装置であって、前記導光板は、本体部と、前記本体部の側面に形成された凸部を備え、前記凸部及び／又は前記凸部と前記本体部との接続部近傍において、前記導光板の内部が有色材料により形成されている。この構成を有することにより、面状光源装置から出射される光の均一性を向上することができる。
【００１４】
上記面状光源装置は、さらに、前記凸部が嵌る凹部を有し、当該凹部に前記凸部が嵌ることにより、前記導光板を保持するフレームを備え、前記凸部は、当該フレームの材料の光学的性質と実質的に同一の光学的性質を有する材料により形成されることが好ましい。この構成を有することにより、所望の特性を有する導光板を効率的に形成することができる。
【００１５】
本発明に係る表示装置は、面状光源装置と、前記面状光源装置からの光を制御することによって表示を行う表示パネルとを備える表示装置であって、前記面状光源装置は、光源と前記光源から入射面に入射した光を面状に導く導光板と備え、前記導光板は、本体部と、前記本体部の側面に形成された凸部を備え、前記凸部もしくは前記凸部と前記本体部との接続部近傍において、前記導光板の内部が有色材料により形成されている。この構成を有することにより、表示装置の表示品位を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明を適用可能な実施の形態を以下に説明する。以下の説明は、本発明の一つの実施形態を説明するものであって、本発明の範囲が以下の形態に限定されるものではない。当業者は、本発明の範囲において、必要もしくは可能な変更、変換、追加もしくは省略を行うことができる。又、以下の記載は、説明の明確化のため、実際の構成、寸法から、適宜、簡略もしくは変形がなされている。
【００１７】
実施の形態１．
図１を用いて、本形態にかかる面状光源装置を用いた液晶表示装置について説明する。図１は、液晶表示装置の分解斜視図を示す。図１に示すように、液晶表示装置１は、主たる構成要素として、バックライト・ユニット２、液晶表示パネル３、ドライバ回路４、フロントフレーム５を備える。フロントフレーム５は液晶表示窓があけられ、液晶表示パネル３とバックライト・ユニット２を外側から保持、保護する。面状光源装置であるバックライト・ユニット２は、後に詳細に説明する。このバックライト・ユニット２は、液晶表示パネル３の背面側に配置され、液晶表示パネル３に光を供給する。
【００１８】
液晶表示パネル３は、マトリックス状に配置された複数の画素から構成される表示領域とその外周領域である額縁領域とを有している。又、液晶表示パネル３は、アレイ回路が形成されたアレイ基板とその対向基板とを有し、その２つの基板の間に液晶が封入されている。カラー液晶表示装置は、対向基板上にＲＧＢのカラー・フィルター層を有している。液晶表示パネル３の表示領域内の各画素は、ＲＧＢいずれかの色表示を行う。もちろん、白黒ディスプレイにおいては、白と黒のいずれかの表示を行う。アレイ基板上の表示領域内には、複数の信号線とゲート線がマトリックス状に配設されている。信号線とゲート線とはお互いにほぼ直角に重なるように配設されている。ドライバ回路４から入力されるゲート電圧によって選択された各画素は、ドライバ回路４から入力される表示信号電圧に基づき液晶に電界を印加する。
【００１９】
このドライバ回路は、通常、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）によってアレイ基板に接続されるが、アレイ基板のガラス基板上に直接に設置されること、あるいはガラス基板上に直接形成されることもある。典型的には、信号線用の複数のソース・ドライバＩＣが、ＴＦＴアレイ基板のＸ軸側に設けられ、ゲート電圧を制御するゲート線用の複数のゲート・ドライバＩＣが、Ｙ軸側に設けられる。ソース・ドライバ回路から入力される電圧が、ＴＦＴのソース／ドレインを介して画素電極に送られ、画素電極と共通電極とが液晶に電界を印加する。この電圧を変えることにより液晶への印加電圧を変化させることができ、液晶の光の透過率を制御する。共通電極に共通電位を与える回路は、制御回路基板（不図示）上に構成される。液晶表示パネルは、上記のアクティブマトリックス型の他に、スイッチング素子を有していない単純マトリックス型などが知られている。本発明は様々なタイプ液晶表示パネルに適用可能である。あるいは、面状光源装置からの光を、表示パネルによって制御する様々な表示装置に適用することができる。
【００２０】
次に、図２を用いて、本形態におけるバックライト・ユニット２について説明する。図２は、バックライト・ユニット２を示す分解斜視図である。図２に示すように、バックライト・ユニット２は、光源１１、光源からの光を反射するリフレクタ１２、入射した光を導き拡散する導光板１３、反射シート１４、入射した光を集光するプリズム・シート１５、バックライト・ユニット２の各構成要素を収容するリア・フレーム１６を備えている。
【００２１】
光源１１は、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などを利用することができる。リフレクタ１２は、銀箔または白色シートを表面層とする金属板、銀箔を貼られたＰＥＴシート、または白色シート等を使用することができる。光源１１とリフレクタ１２とは、導光板１３の側方に配される。導光板１３は、アクリル等の透明樹脂、透明樹脂中に光を散乱させる微粒子を混ぜた樹脂等が用いられる。また、導光板１３は、光源１１から遠ざかるにつれて厚さが徐々に薄くなるように構成してもよい。導光板１３は、光源１１と対向し、光源からの光が入射する入射面２１、及び、入射した光を目的方向に出射する出射面２２、入射面２１と出射面との間に形成され、互いに対向する２つの側面２３とを備えている。さらに、導光板１３は、出射面２２に対向する反出射面２４及び、入射面２１に対向する反入射面２５を有している。側面２３は入射面２１と反入射面２５との間に位置する。
【００２２】
導光板１３は、光源１１から入射面２１に入射された光を面状に導き、出射面２２からプリズム・シート１５に光を出射させる。導光板１３は、本体部１３ａと、側面２３のそれぞれに形成された凸部１７とを備える。凸部１７については、後に詳述する。図２に示すように、本体部１３ａは楔形状とすることができる。また、本体部１３ａの出射面２２は、出射光の分布を調整するために面内において平均粗さの異なる粗面とすることができる。導光板１３の反出射面２４には、プリズム列Ｐ２が設けられる。プリズム列Ｐ２は、入射面２１から反入射面２５への方向に延びる複数のプリズム構造部から構成される。プリズム列Ｐ２は、プリズム構造部が並ぶ方向（２つの側面２３間の方向）に光を集光する機能を有している。
【００２３】
反射シート１４には、銀箔やアルミ箔を貼られたシート、または白色シート等を用いることができる。反射シート１４は、導光板１３の反出射面２４側に配置される。プリズム・シート１５には、入射面２１に対して水平方向に伸びる複数のプリズム構造部から構成されるプリズム列Ｐ１が設けられる。プリズム・シート１５は、導光板１３の出射面２２側に、プリズム列Ｐ１が出射面２２に対向するように配置される。プリズム・シート１５は、入射した光を、入射面２１と反入射面２５との間の方向に集光する機能を有している。
【００２４】
光源１１から発せられた光の伝搬の概略について説明する。光源１１より発せられた光は、導光板１３の入射面２１に直接入射し、あるいは、リフレクタ１２に反射されて入射面２１に入射する。入射面２１から導光板１３に入射した光は、主として出射面２２と反出射面２４の間で全反射を繰り返しながら、反入射面２５方向へ伝搬する。そして、入射した光は、出射面２２の法線となす角が臨界角以下になると、出射面２２よりプリズム・シート１５へ出射される。また、導光板１３に入射した光の一部は、反出射面２４から出射する。この光は、反射シート１４によって反射されて再び導光板１３内に戻り、プリズム・シート１５へ出射面２２から出射される。プリズム・シート１５は、入射された光の配光特性を調整し、表示面の垂直方向に光を集光する。
【００２５】
本形態のバックライト・ユニットは、他の様々な構成を有することができる。例えば、下向きプリズム・シートに代えて、上向きプリズム・シートを使用することができる。あるいは、プリズム構造部の方向が交差する２枚の上向きプリズム・シートを使用することができる。導光板の反出射面上のプリズム列を省き、反出射面上にドット・パターンを形成し光の出射を制御することができる。これらの他、本発明は、多くのタイプのバックライト・ユニットに適用することが可能である。
【００２６】
導光板の凸部１７について、説明する。導光板１３は、側面２３のそれぞれに、凸部１７を有している。凸部１７は、フレーム１６の凹部１８に嵌合し、フレーム１６内の導光板１３の位置が決められる。凸部１７によって導光板１３がフレーム１６に係止されることにより、導光板１３が光源１１に衝突し、光源１１を損傷することを防ぐことができる。フレーム１６は、白色または黒色など、有色の材料で形成することができる。フレーム１６は、典型的には、ポリカーボネート等の樹脂材料から形成される。
【００２７】
凸部１７あるいは、凸部１７と本体部１３ａとの接続部近傍は、有色材料により形成される。接続部近傍は接続部を含む。ここで接続部は、凸部１７と本体部１３ａとの界面及びその近傍部分から構成される。有色材料部の形成は、２色もしくは３色以上の多色成形により、導光板に一体的に形成することができる。２色成形の技術は広く知られており、本明細書において詳細な説明は行われない。凸部１７は、本体部１３ａの側面２３に、導光板１３に一体形成されている。側面２３は、入射面２１と出射面２２との間に位置し、入射面２１及び出射面２２のそれぞれとほぼ直交する。
【００２８】
図３は、本形態の凸部１７を側面２３側から見た斜視図である。図３に示すように、側面２３に設けられた凸部１７は、その全体が白色、灰色、黒色等の有色樹脂により形成される。この有色樹脂は、導光板１３を保持するフレーム１６と同等の色調、あるいは反射率を有することが望ましい。例えば、フレーム１６が白色である場合、有色部は白色が好ましい。図３に示すように、凸部１７は略直方体形状に形成され、内部が全て有色となっている。凸部１７の形状は、図３ではほぼ直方体であるが、直方体に限らず、凸部１７の側面に傾斜をつけ、あるいは、その側面が曲面であることができる。また、後述するように、凸部１７は、その全体に限らず、その一部分を有色とすることができる。
【００２９】
続いて、凸部１７における光の伝搬について説明する。図４は、導光板１３に入射された光の経路を示す模式平面図である。説明の明確化のため、凸部１７の全体が、白色樹脂で形成されている例を説明する。図４に示すように、導光板１３内を伝搬する典型的な光は、側面２３に到達すると、導光板１３の内側へと反射される。一般に、導光板１３が有する凸部１７が無色の場合、図１２を参照して説明したように、ほぼ凸部１７の幅に対応した暗部が視認される。これに対して、本実施の形態における凸部１７は白色であるため、導光板１３内を伝搬する光は、図４で斜線により示す有色部分の表面で散乱あるいは反射される。すなわち、凸部１７を白色の樹脂で形成することにより、凸部１７の部分に光が侵入するのを防ぐことができる。これにより、明暗むらを低減することができる。
【００３０】
又、導光板１３が有する凸部１７が無色の場合、図１２を参照して説明したように、凸部１７と側面２３の接続部分の角部１９ａ、１９ｂでは、光が特定の方向に強く反射され、輝線が発生する。本形態における凸部１７は白色であるため、導光板１３内を伝搬する光は、白色部分の表面で散乱あるいは反射する。このように凸部１７を白色の樹脂で形成することにより、本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部１９ａ、１９ｂで光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。これにより、凸部１７と側面２３の接続部近傍において、周辺部と比べて明るい輝線が出射面２２内に生じるのを防止することができる。
【００３１】
凸部１７は、光の反射、散乱あるいは吸収を考慮して、適切な色の有色材料で形成することができる。例えば、灰色の樹脂で凸部を形成することによって、白色と比較して、光の吸収を大きくすることができる。導光板から出射される光のむら、あるいは輝線などを低減するように、適切な色を選択することができる。この点は、以下の実施の形態において同様である。凸部１７全てを有色とすることなく、凸部と本体部との接続部のみを有色材料で形成し、例えば、凸部の先端部を透明材料で形成することができる。接続部が有色であることにより、凸部内に光が進入することを抑制することができる。凸部１７は導光板の側面の一つである反入射面に形成することができる。このように、本実施の形態１において、導光板１３の側面２３に設けられた凸部１７が有色となるように形成され、明暗むら、あるいは輝線の発生を低減することができ、表示品位が高い液晶表示装置を実現することができる。
【００３２】
実施の形態２．
有色部の他の形態を、図５を参照して説明する。図５は、本体部１３ａと凸部１７との接続部において、入射面２１から遠い角部１９ｂを有色とした場合を示す。角部は、接続部の角及びその近傍を含む。図５において、有色部分１７ａを斜線で示している。有色部１７ａは、出射面から反出射面まで、ほぼ断面同形状に形成されている。このように、凸部１７の接続部分の角部１９ｂを有色とすることにより、角部１９ｂで光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。これにより、凸部１７との接続部で、周辺部と比べて明るい輝線が出射面２２内に生じるのを抑制することができる。
【００３３】
角部１９ｂに透明部との界面が曲面状の有色部を形成することによって光の拡散性が増し、光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。あるいは、例えば、角部１９ｂを灰色や黒に着色することによって光の吸収を増加させ、輝線の発生を抑制することができる。角部１９ｂの有色部１７ａは、接続部の角を囲む円周状の一部のみに形成することができる。
【００３４】
実施の形態３
図６は、図５と同様に本体部１５ａと凸部１７との接続部分の角部１９ｂを有色とするとともに、凸部１７の内側の一部を有色とした場合を示す。図６において、有色部分１７ｂを斜線で示している。有色部分１７ｂは、凸部１７と側面２３との接続部分の入射面２１から遠い角部１９ｂを含む。角部１９ｂの有色部は実施の形態２と同様であり、説明を省略する。凸部１７内の有色部と透明部との界面は側面２３に対し傾斜し、入射面２１から遠くなるにつれて導光板内部に近づく平面である。有色部分１７ｂの出射面に平行な断面は略三角形状である。
【００３５】
凸部１７の内側の有色部分の表面が傾斜を持った面であるので、光の反射する方向を制御することができる。図６に示す形状の場合、有色部分１７ｂの表面で反射した光は、側面２３において反射される光に比較し、入射面２１側に近い経路を伝搬する。このように出射面２２から出射する光量を調整することにより、明暗むらを低減することができる。界面形状あるいは有色部の色や材料を適宜選択することにより、出射面２２から出射する光量を調整することができる。
【００３６】
実施の形態４
図７は有色部の他の形態を示している。図７において、有色部分１７ｃが斜線で示されている。図7において、本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部１９ａは有色であり、さらに、凸部１７の内側の一部が有色である。有色部分１７ｃは、凸部１７と側面２３との接続部分の入射面２１から近い角部１９ａを含む。このように本体部１３ａと凸部１７との接続部分の入射面２１から近い角部１９ａを有色とすることにより、角部１９ａで光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。角部１９ａの周囲に曲面状の有色部を形成することによって光の拡散性が増し、光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。あるいは、例えば、角部１９ａを灰色や黒に着色することによって光の吸収を増加させ、輝線の発生を抑制することができる。角部において、有色部は角を囲む円周状の一部のみに形成することができる。
【００３７】
凸部１７内の有色部と透明部との界面は側面２３に対し傾斜し、入射面２１から遠くなるにつれて導光板内部から遠ざかる平面である。出射面に平行なその断面は略三角形状である。有色な部分の形態において、入射面２１及び側面２３に垂直な断面で有色な部分は、出射面２２側上面とほぼ同形状で有色となっている。すなわち、有色な部分は、立体的に、図７に示す形状を底面とした略柱状形状となっている。凸部１７の内側の有色部分の表面が傾斜を持った面であるので、光の反射する方向を制御することができる。これにより、凸部１７の出射面２２から出射する光量を調整することができる。そして、この光量を調整することにより、明暗むらを低減することができる。尚、界面形状あるいは有色部の色や材料を適宜選択することにより、凸部１７の出射面２２から出射する光量を調整することができる。
【００３８】
その他の実施の形態．
実施の形態１−４においては、導光板１３に凸部１７を設け、フレーム１６には凹部１８を設けてフレーム１６に対する導光板１３の位置決めを行った。これに対して逆に、以下の実施の形態においては、図８乃至図１０に示すように、導光板１３に凹部２０を設け、フレーム１６に凸部を設けて位置決めを行う。導光板１３に凹部２０を設けることにより、この本体部１３ａの側面２３に凸部１７が形成される。このように、導光板１３に凹部２０を設ける場合、凸部１７あるいは、凸部１７と本体部１３ａの接続部近傍に有色部分が形成される。
【００３９】
図８は、凸部１７の全てを有色にした場合を示す。導光板１３は、側面２３に二つの凸部１７を有しており、凹部２０はこれらの間に位置する。図８において、有色部分を斜線で示している。図４に示した場合と同様に、例えば凸部１７を白色の樹脂を利用して２色成形により形成することができる。導光板１３内を伝搬する光は、図８で斜線により示す白色部分の表面で散乱あるいは反射される。これにより、凸部１７近傍の出射面２２から出射する光量をほぼ均等にすることができ、明暗むらを低減することができる。
【００４０】
さらに、このように凸部１７を有色の樹脂で形成することにより、本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部２０ａ、２０ｂで光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。これにより、凸部１７と側面２３の接続部周辺で、周辺部と比べて明るい輝線が出射面２２内に生じるのを防止することができる。有色部は、実施の形態１で説明されたように、均一な出射光を得るために、適切な、材料、色、あるいは形状によって形成することができる。
【００４１】
図９は、本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部２０ａ、２０ｂを有色とした場合を示す。図９において、この有色部分１７ｄを斜線で示している。本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部２０ａ、２０ｂが有色であるため、角部２０ａ、２０ｂで光が特定の方向に強く反射するのを防ぐことができる。これにより、周辺部と比べて明るい輝線が出射面２２内に生じるのを防止することができる。実施の形態２において説明したように、角部における有色部に、様々な変形を適用することができる。
【００４２】
図１０は、図９と同様に本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部２０ａ、２０ｂを有色とするとともに、凸部１７の内側の一部を有色とした場合を示す。図１０において、有色部分１７ｅを斜線で示している。有色部分１７ｅは、凸部１７と側面２３との接続部分の入射面２１から遠い角部２０ｂと近い角部２０ａを含む。角部については、図９と同様であり説明を省略する。光源１１に近い凸部と遠い凸部のそれぞれの内側には、有色部分１７ｅが形成されている。光源１１に近い凸部内の有色部と透明部との界面は側面２３に対し傾斜し、入射面２１から遠くなるにつれて導光板内部に近づく平面である。
【００４３】
一方、光源１１から遠い凸部内の有色部と透明部との界面は側面２３に対し傾斜し、入射面２１から遠くなるにつれて導光板内部から遠くなる平面である。このように、有色部分の表面部が傾斜を持った面であるので、光の反射する方向を制御することができる。これにより、出射面２２に到達する光量を調整することができる。そして、この光量を調整することにより、明暗むらを低減することができる。尚、界面形状あるいは有色部の色や材料を適宜選択することにより、出射面２２から出射する光量を調整することができる。
【００４４】
これらの有色部分の形態において、入射面２１及び側面２３に垂直な断面で有色部分は、図８乃至図１０に示すような出射面２２側上面とほぼ同形状で有色となっている。すなわち、有色な部分は、立体的に、図８乃至図１０に示す形状を底面とした略柱状形状とすることができる。
【００４５】
このように、導光板１３に凹部２０を設け、フレーム１６に凸部を設けて位置決めを行う場合、凸部１７に有色な部分を形成することにより、本体部１３ａと凸部１７との接続部分の角部で光が特定方向に強く反射するのを防ぐことができる。これにより、周辺部と比べて明るい輝線が出射面２２内に生じるのを防止することができる。さらに、凸部１７に有色な部分を形成することにより、出射面２２から出射する光量を制御することができ、明暗むらを低減することができる。
【００４６】
なお、本発明にかかる導光板の有色部分は、これらの形状に限らず、種々の形状とすることができる。さらに、本発明にかかる導光板の凸部の有色部分と本体部の透明部分との境界は明確でなくともよく、透明部から有色部にグラデーションをもって導光板を形成することができる。上記有色部の出射面２２に平行な断面を、出射面２２から反出射面２４への方向に、変化させることができる。本発明にかかる導光板は、表示装置に限らず、光源からの光を面状に導く種々の装置に用いることができる。本発明にかかる光源装置は、液晶表示装置に限らず、種々の表示装置に適用することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、光特性の向上された導光板、面状光源装置、及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるバックライト・ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における導光板の凸部の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態における導光板内の光の伝播を示す模式平面図である。
【図５】本発明の実施の形態における導光板の他の一例を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における導光板の他の一例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態における導光板の他の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態における導光板の他の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態における導光板の他の一例を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における導光板の他の一例を示す平面図である。
【図１１】従来における面状光源装置を示す斜視図である。
【図１２】従来における導光板内の光の伝播を示す模式平面図である。
【符号の説明】
１液晶表示装置、２バックライト・ユニット、３液晶表示パネル、４回路基板、５フロントフレーム、１１光源、１２リフレクタ、１３導光板、１３ａ本体部、１４反射シート、１５プリズム・シート、１６フレーム、１７凸部、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ有色部分、１９ａ、１９ｂ角部、２０凹部、２０ａ、２０ｂ角部、２１入射面、２２出射面、２３側面、２４反出射面、２５反入射面、１１０バックライト・ユニット、１１１光源、１１２リフレクタ、１１３プリズム・シート、１１４反射シート、１１５導光板、１１６フレーム、１１７凸部、１１８ａ、１１８ｂ拡散シート、１１９凹部、１２１入射面、１２２出射面、１２３側面、１２４反出射面、１２５反入射面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide plate, a planar light source device, and a display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As image display devices for personal computers and other monitors, liquid crystal display devices have been remarkably popularized. A liquid crystal display device typically has a liquid crystal display panel and a backlight unit arranged on the back surface thereof. The liquid crystal display panel displays an image by controlling the transmitted light. One of several types of liquid crystal display devices includes a sidelight type (also called an edgelight type) backlight unit. This is one in which a light source is arranged on a side surface of a display surface in order to reduce the thickness of the liquid crystal display device.
[0003]
This conventional planar light source device will be described with reference to FIG. A backlight unit 110, which is a conventional planar light source device, includes a light source 111, a reflector 112, a prism sheet 113, a reflection sheet 114, a light guide plate 115, a frame 116, and diffusion sheets 118a and 118b. Light emitted from the light source 111 directly enters the light guide plate 115 or is reflected by the reflector 112 and enters the light guide plate 115. Light incident on the light guide plate 115 from the incident surface 121 propagates toward the anti-incident surface 125 while repeating total reflection mainly between the output surface 122 and the anti-emission surface 124.
[0004]
When the angle between the light incident on the light guide plate and the normal to the light exit surface 122 is equal to or less than the critical angle, the light is emitted from the light exit surface 122 to the diffusion sheet 118a. The light emitted from the light guide plate 115 is diffused by the diffusion sheet 118a and then enters the prism sheet 113. The prism sheet 113 adjusts light distribution characteristics by utilizing reflection and refraction, and emits light to the diffusion sheet 118b. The diffusion sheet 118b diffuses light emitted from the prism sheet 113.
[0005]
As shown in FIG. 11, in the conventional backlight unit 110, in order to hold or position the light guide plate 115 on the frame 116 or the like, a convex portion 117 is formed on a side surface 123 substantially perpendicular to the incident surface 121 of the light guide plate 115. Is provided. The position of the light guide plate 115 in the frame 116 is fixed by fitting the convex portion 117 into the concave portion 119 of the frame 116.
[0006]
However, in the conventional backlight unit 110, unevenness in brightness and darkness occurs due to the influence of the convex portion 117 provided on the side surface 123, and the display quality is reduced. As shown in FIG. 12, the light propagating in the light guide plate 115 reaches the side surface 123 and is reflected inside the light guide plate 115. On the other hand, the light propagating in the light guide plate 115 spreads at the convex portion 117 more than the light reaching the side surface 123 and enters the convex portion 17, and then reaches the side surface of the convex portion 117. To reflect. Therefore, there is a portion where the amount of light reaching the emission surface 122 near the convex portion 117 is small, and the dark portion A is visually recognized.
[0007]
Furthermore, in the conventional backlight unit 110, light is strongly reflected in a specific direction at the corner of the connection between the protrusion 117 and the side surface 123 due to the influence of the protrusion 117 provided on the side surface 123. For example, as shown in FIG. 12, light is strongly reflected in the direction of the convex portion 117 at an angle B near the incident surface 121. Further, light is strongly reflected toward the inside of the light guide plate 115 at an angle C on the side farther from the incident surface 121. Therefore, in particular, a bright line D is generated in a portion C farther from the incident surface 121 than in the peripheral portion.
[0008]
In order to reduce uneven brightness and bright lines caused by the light that has reached the convex portion 117, for example, in Patent Document 1, R is provided at the base of the convex portion, or a slope is provided on the side surface of the convex portion. It has been disclosed. In addition, in order to reduce uneven brightness, it is possible to make the protrusions extremely small, but this makes it difficult to hold the light guide plate on a frame or the like.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-8426
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above related art, and has as its object to provide a light guide plate, a planar light source device, and a display device with improved light characteristics.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A light guide plate according to the present invention is a light guide plate that guides light incident from an incident surface in a planar shape, and includes a main body portion, and a convex portion formed on a side surface of the main body portion, and the convex portion and / or In the vicinity of the connection between the projection and the main body, the inside of the light guide plate is formed of a colored material. With this configuration, the uniformity of light emitted from the light guide plate can be improved.
[0012]
In the light guide plate, substantially all of the convex portions may be colored. Alternatively, a corner of a connecting portion between the convex portion and the main body, which is far from the incident surface and / or a corner near the incident surface may be colored. With these configurations, the uniformity of light emitted from the light guide plate can be effectively improved. In the above light guide plate, it is preferable that the colored portion is formed integrally with the light guide plate by multicolor molding. With this configuration, a light guide plate having desired characteristics can be efficiently formed. The convex portion may be formed on a side surface located between the incident surface and a non-incident surface facing the incident surface. With this configuration, it is possible to reduce the non-uniformity of the emitted light generated when the convex portion is formed on the side surface.
[0013]
The planar light source device according to the present invention is a planar light source device including a light source, and a light guide plate that guides light incident on an incident surface from the light source in a planar manner, wherein the light guide plate includes a main body, A projection is formed on a side surface of the main body, and the inside of the light guide plate is formed of a colored material in the vicinity of the projection and / or a connection between the projection and the main body. With this configuration, the uniformity of light emitted from the planar light source device can be improved.
[0014]
The planar light source device further includes a concave portion in which the convex portion is fitted, and a frame that holds the light guide plate by fitting the convex portion in the concave portion, wherein the convex portion is made of a material of the frame. It is preferable to be formed of a material having substantially the same optical properties as the optical properties. With this configuration, a light guide plate having desired characteristics can be efficiently formed.
[0015]
The display device according to the present invention is a display device including a planar light source device and a display panel that performs display by controlling light from the planar light source device, wherein the planar light source device includes a light source and a light source. A light guide plate that guides light incident on an incident surface from the light source in a planar shape, the light guide plate includes a main body, and a convex portion formed on a side surface of the main body portion, and the convex portion or the convex portion; In the vicinity of the connection with the main body, the inside of the light guide plate is formed of a colored material. With this configuration, the display quality of the display device can be improved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments to which the present invention can be applied will be described below. The following description is for describing one embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiment. Those skilled in the art can make necessary or possible changes, conversions, additions, or omissions within the scope of the present invention. Further, the following description is appropriately simplified or modified from the actual configuration and dimensions for clarification of the description.
[0017]
Embodiment 1 FIG.
A liquid crystal display device using the planar light source device according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an exploded perspective view of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 1 includes a backlight unit 2, a liquid crystal display panel 3, a driver circuit 4, and a front frame 5 as main components. The front frame 5 is provided with a liquid crystal display window to hold and protect the liquid crystal display panel 3 and the backlight unit 2 from outside. The backlight unit 2, which is a planar light source device, will be described later in detail. The backlight unit 2 is disposed on the rear side of the liquid crystal display panel 3 and supplies light to the liquid crystal display panel 3.
[0018]
The liquid crystal display panel 3 has a display area composed of a plurality of pixels arranged in a matrix and a frame area which is an outer peripheral area thereof. The liquid crystal display panel 3 has an array substrate on which an array circuit is formed and an opposing substrate, and a liquid crystal is sealed between the two substrates. The color liquid crystal display device has an RGB color filter layer on a counter substrate. Each pixel in the display area of the liquid crystal display panel 3 displays any one of RGB colors. Of course, a black and white display performs either white or black display. In the display area on the array substrate, a plurality of signal lines and gate lines are arranged in a matrix. The signal lines and the gate lines are arranged so as to overlap each other at substantially right angles. Each pixel selected by the gate voltage input from the driver circuit 4 applies an electric field to the liquid crystal based on the display signal voltage input from the driver circuit 4.
[0019]
This driver circuit is usually connected to the array substrate by TAB (Tape Automated Bonding), but may be directly installed on the glass substrate of the array substrate or formed directly on the glass substrate. Typically, a plurality of source driver ICs for signal lines are provided on the X-axis side of the TFT array substrate, and a plurality of gate driver ICs for gate lines for controlling gate voltage are provided on the Y-axis side. Can be A voltage input from the source driver circuit is sent to the pixel electrode via the source / drain of the TFT, and the pixel electrode and the common electrode apply an electric field to the liquid crystal. By changing this voltage, the voltage applied to the liquid crystal can be changed, and the light transmittance of the liquid crystal is controlled. A circuit for applying a common potential to the common electrode is formed on a control circuit board (not shown). As the liquid crystal display panel, in addition to the above-described active matrix type, a simple matrix type having no switching element is known. The present invention is applicable to various types of liquid crystal display panels. Alternatively, the present invention can be applied to various display devices in which light from a planar light source device is controlled by a display panel.
[0020]
Next, the backlight unit 2 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the backlight unit 2. As shown in FIG. 2, the backlight unit 2 includes a light source 11, a reflector 12 for reflecting light from the light source, a light guide plate 13 for guiding and diffusing incident light, a reflection sheet 14, and a prism for condensing incident light. A seat 15 and a rear frame 16 for accommodating the components of the backlight unit 2;
[0021]
As the light source 11, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), a light emitting diode (LED), or the like can be used. As the reflector 12, a metal plate having a silver foil or a white sheet as a surface layer, a PET sheet on which a silver foil is stuck, a white sheet, or the like can be used. The light source 11 and the reflector 12 are arranged on the side of the light guide plate 13. The light guide plate 13 is made of a transparent resin such as acrylic, a resin in which fine particles that scatter light are mixed in the transparent resin, or the like. Further, the light guide plate 13 may be configured such that the thickness gradually decreases as the distance from the light source 11 increases. The light guide plate 13 faces the light source 11 and is formed on an incident surface 21 on which light from the light source is incident, an emission surface 22 for emitting incident light in a target direction, and between the incident surface 21 and the emission surface. And two side surfaces 23 facing each other. Further, the light guide plate 13 has an anti-emission surface 24 facing the emission surface 22 and an anti-incident surface 25 facing the incident surface 21. The side surface 23 is located between the incident surface 21 and the anti-incident surface 25.
[0022]
The light guide plate 13 guides the light incident on the incident surface 21 from the light source 11 in a planar shape, and emits the light from the emission surface 22 to the prism sheet 15. The light guide plate 13 includes a main body 13 a and a protrusion 17 formed on each of the side surfaces 23. The protrusion 17 will be described later in detail. As shown in FIG. 2, the main body 13a can have a wedge shape. Further, the emission surface 22 of the main body 13a may be a rough surface having a different average roughness within the surface in order to adjust the distribution of the emitted light. A prism array P2 is provided on the anti-emission surface 24 of the light guide plate 13. The prism array P2 includes a plurality of prism structures extending in a direction from the incident surface 21 to the anti-incident surface 25. The prism row P2 has a function of condensing light in a direction in which the prism structures are arranged (a direction between the two side surfaces 23).
[0023]
As the reflection sheet 14, a sheet on which silver foil or aluminum foil is pasted, a white sheet, or the like can be used. The reflection sheet 14 is disposed on the side of the light guide plate 13 opposite to the exit surface 24. The prism sheet 15 is provided with a prism row P1 composed of a plurality of prism structures extending in the horizontal direction with respect to the incident surface 21. The prism sheet 15 is arranged on the emission surface 22 side of the light guide plate 13 such that the prism array P1 faces the emission surface 22. The prism sheet 15 has a function of condensing incident light in a direction between the incident surface 21 and the opposite incident surface 25.
[0024]
An outline of propagation of light emitted from the light source 11 will be described. Light emitted from the light source 11 directly enters the incident surface 21 of the light guide plate 13 or is reflected by the reflector 12 and enters the incident surface 21. Light incident on the light guide plate 13 from the incident surface 21 propagates in the direction of the anti-incident surface 25 while repeating total reflection mainly between the exit surface 22 and the anti-exit surface 24. Then, the incident light is emitted from the emission surface 22 to the prism sheet 15 when the angle formed by the normal to the emission surface 22 is equal to or smaller than the critical angle. A part of the light incident on the light guide plate 13 exits from the anti-exit surface 24. This light is reflected by the reflection sheet 14, returns to the light guide plate 13 again, and is emitted from the emission surface 22 to the prism sheet 15. The prism sheet 15 adjusts the light distribution characteristics of the incident light and condenses the light in a direction perpendicular to the display surface.
[0025]
The backlight unit of this embodiment can have various other configurations. For example, an upward prism sheet can be used instead of a downward prism sheet. Alternatively, two upward prism sheets in which the directions of the prism structures intersect can be used. It is possible to omit the prism array on the anti-emission surface of the light guide plate and form a dot pattern on the anti-emission surface to control light emission. Besides these, the present invention can be applied to many types of backlight units.
[0026]
The protrusion 17 of the light guide plate will be described. The light guide plate 13 has a protrusion 17 on each of the side surfaces 23. The convex portion 17 fits into the concave portion 18 of the frame 16, and the position of the light guide plate 13 in the frame 16 is determined. Since the light guide plate 13 is locked to the frame 16 by the projections 17, it is possible to prevent the light guide plate 13 from hitting the light source 11 and damaging the light source 11. The frame 16 can be formed of a colored material such as white or black. The frame 16 is typically formed from a resin material such as polycarbonate.
[0027]
The projection 17 or the vicinity of the connection between the projection 17 and the main body 13a is formed of a colored material. The vicinity of the connection portion includes the connection portion. Here, the connection portion is configured by an interface between the convex portion 17 and the main body portion 13a and a portion near the interface. The colored material portion can be formed integrally with the light guide plate by multicolor molding of two colors or three or more colors. The technique of two-color molding is widely known and will not be described in detail herein. The protrusion 17 is formed integrally with the light guide plate 13 on the side surface 23 of the main body 13a. The side surface 23 is located between the entrance surface 21 and the exit surface 22 and is substantially orthogonal to each of the entrance surface 21 and the exit surface 22.
[0028]
FIG. 3 is a perspective view of the projection 17 of the present embodiment viewed from the side surface 23 side. As shown in FIG. 3, the convex portion 17 provided on the side surface 23 is entirely formed of a colored resin such as white, gray, or black. It is desirable that this colored resin has the same color tone or reflectance as the frame 16 that holds the light guide plate 13. For example, when the frame 16 is white, the colored portion is preferably white. As shown in FIG. 3, the convex portion 17 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and the inside is entirely colored. Although the shape of the convex portion 17 is substantially a rectangular parallelepiped in FIG. 3, the shape is not limited to the rectangular parallelepiped, and the side surface of the convex portion 17 may be inclined or the side surface may be a curved surface. Further, as described later, the convex portion 17 is not limited to the entirety, and a portion thereof can be colored.
[0029]
Subsequently, the propagation of light in the convex portion 17 will be described. FIG. 4 is a schematic plan view illustrating a path of light incident on the light guide plate 13. For clarification of the explanation, an example in which the entire convex portion 17 is formed of a white resin will be described. As shown in FIG. 4, typical light propagating in the light guide plate 13 reaches the side surface 23 and is reflected inside the light guide plate 13. Generally, when the convex portion 17 of the light guide plate 13 is colorless, a dark portion corresponding to the width of the convex portion 17 is visually recognized as described with reference to FIG. On the other hand, since the convex portion 17 in the present embodiment is white, light propagating in the light guide plate 13 is scattered or reflected on the surface of the colored portion shown by oblique lines in FIG. That is, by forming the convex portion 17 with a white resin, it is possible to prevent light from entering the portion of the convex portion 17. As a result, uneven brightness can be reduced.
[0030]
In the case where the convex portion 17 of the light guide plate 13 is colorless, as described with reference to FIG. 12, light is strong in a specific direction at the corner portions 19 a and 19 b of the connection portion between the convex portion 17 and the side surface 23. It is reflected and a bright line is generated. Since the convex portion 17 in this embodiment is white, light propagating in the light guide plate 13 is scattered or reflected on the surface of the white portion. By forming the protrusions 17 from white resin in this manner, it is possible to prevent light from being strongly reflected in a specific direction at the corners 19a and 19b of the connection portion between the main body 13a and the protrusions 17. Thereby, it is possible to prevent a bright line that is brighter than the peripheral portion from being generated in the emission surface 22 in the vicinity of the connection portion between the convex portion 17 and the side surface 23.
[0031]
The convex portion 17 can be formed of a colored material having an appropriate color in consideration of light reflection, scattering, or absorption. For example, by forming the convex portion with a gray resin, light absorption can be increased as compared with white. An appropriate color can be selected so as to reduce the unevenness of the light emitted from the light guide plate or the bright line. This is the same in the following embodiments. Instead of making the entire convex portion 17 colored, only the connecting portion between the convex portion and the main body portion can be formed of a colored material, and for example, the tip of the convex portion can be formed of a transparent material. Since the connection portion is colored, it is possible to suppress light from entering the projection. The convex portion 17 can be formed on the anti-incident surface, which is one of the side surfaces of the light guide plate. As described above, in the first embodiment, the convex portion 17 provided on the side surface 23 of the light guide plate 13 is formed so as to be colored, and it is possible to reduce uneven brightness or bright lines, and display quality is improved. A high liquid crystal display device can be realized.
[0032]
Embodiment 2 FIG.
Another form of the colored portion will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a case where a corner 19b far from the entrance surface 21 is colored at a connection portion between the main body 13a and the projection 17. The corner includes the corner of the connection part and its vicinity. In FIG. 5, the colored portion 17a is indicated by oblique lines. The colored portion 17a is formed to have substantially the same cross section from the emission surface to the opposite emission surface. In this manner, by making the corner 19b of the connection portion of the projection 17 colored, it is possible to prevent the corner 19b from strongly reflecting light in a specific direction. Thereby, it can be suppressed that a bright line brighter than the peripheral portion is generated in the emission surface 22 at the connection portion with the convex portion 17.
[0033]
By forming a colored portion in which the interface with the transparent portion is curved at the corner portion 19b, light diffusibility is increased, and light can be prevented from being strongly reflected in a specific direction. Alternatively, for example, by coloring the corner portion 19b in gray or black, light absorption can be increased and generation of a bright line can be suppressed. The colored portion 17a of the corner portion 19b can be formed only on a part of the circumference surrounding the corner of the connection portion.
[0034]
Embodiment 3
FIG. 6 shows a case where the corner 19b of the connection portion between the main body 15a and the projection 17 is colored and a part of the inside of the projection 17 is colored as in FIG. In FIG. 6, the colored portion 17b is indicated by oblique lines. The colored portion 17b includes a corner portion 19b of the connection portion between the convex portion 17 and the side surface 23, which is far from the incident surface 21. The colored portion of the corner portion 19b is the same as in the second embodiment, and the description is omitted. The interface between the colored portion and the transparent portion in the convex portion 17 is a plane that is inclined with respect to the side surface 23 and approaches the inside of the light guide plate as the distance from the incident surface 21 increases. The cross section of the colored portion 17b parallel to the emission surface is substantially triangular.
[0035]
Since the surface of the colored portion inside the convex portion 17 is an inclined surface, the direction in which light is reflected can be controlled. In the case of the shape shown in FIG. 6, the light reflected on the surface of the colored portion 17b propagates on a path closer to the incident surface 21 side than the light reflected on the side surface 23. By adjusting the amount of light emitted from the emission surface 22 in this way, uneven brightness can be reduced. By appropriately selecting the interface shape or the color or material of the colored portion, the amount of light emitted from the emission surface 22 can be adjusted.
[0036]
Embodiment 4
FIG. 7 shows another embodiment of the colored portion. In FIG. 7, the colored portion 17c is indicated by oblique lines. In FIG. 7, a corner 19a of a connection portion between the main body 13a and the projection 17 is colored, and a part of the inside of the projection 17 is colored. The colored portion 17c includes a corner portion 19a near the incident surface 21 at a connection portion between the convex portion 17 and the side surface 23. In this way, by making the corner 19a close to the incident surface 21 at the connection portion between the main body 13a and the projection 17 colored, it is possible to prevent the corner 19a from strongly reflecting light in a specific direction. By forming a curved colored portion around the corner 19a, light diffusivity is increased, and light can be prevented from being strongly reflected in a specific direction. Alternatively, for example, by coloring the corner portion 19a in gray or black, light absorption can be increased and generation of a bright line can be suppressed. In the corner portion, the colored portion can be formed only on a part of the circumference surrounding the corner.
[0037]
The interface between the colored portion and the transparent portion in the convex portion 17 is a flat surface that is inclined with respect to the side surface 23 and moves away from the inside of the light guide plate as the distance from the incident surface 21 increases. Its cross section parallel to the exit surface is substantially triangular. In the form of the colored portion, the colored portion in a cross section perpendicular to the entrance surface 21 and the side surface 23 has substantially the same shape and color as the upper surface on the exit surface 22 side. That is, the colored portion is three-dimensionally substantially columnar with the shape shown in FIG. 7 as the bottom surface. Since the surface of the colored portion inside the convex portion 17 is an inclined surface, the direction in which light is reflected can be controlled. Thereby, the amount of light emitted from the emission surface 22 of the projection 17 can be adjusted. By adjusting the amount of light, uneven brightness can be reduced. The amount of light emitted from the emission surface 22 of the projection 17 can be adjusted by appropriately selecting the interface shape or the color or material of the colored portion.
[0038]
Other embodiments.
In the embodiment 1-4, the light guide plate 13 is provided with the convex portion 17 and the frame 16 is provided with the concave portion 18 to position the light guide plate 13 with respect to the frame 16. Conversely, in the following embodiment, as shown in FIGS. 8 to 10, the concave portion 20 is provided in the light guide plate 13 and the convex portion is provided in the frame 16 for positioning. By providing the concave portion 20 in the light guide plate 13, the convex portion 17 is formed on the side surface 23 of the main body portion 13a. As described above, when the concave portion 20 is provided in the light guide plate 13, a colored portion is formed near the convex portion 17 or the connection portion between the convex portion 17 and the main body 13 a.
[0039]
FIG. 8 shows a case where all of the projections 17 are colored. The light guide plate 13 has two convex portions 17 on the side surface 23, and the concave portion 20 is located between them. In FIG. 8, colored portions are indicated by oblique lines. As in the case shown in FIG. 4, for example, the convex portion 17 can be formed by two-color molding using a white resin. The light propagating in the light guide plate 13 is scattered or reflected on the surface of the white portion indicated by oblique lines in FIG. This makes it possible to make the amount of light emitted from the emission surface 22 in the vicinity of the convex portion 17 substantially uniform, and to reduce uneven brightness.
[0040]
Further, by forming the convex portion 17 with a colored resin in this way, it is possible to prevent the light from being strongly reflected in a specific direction at the corner portions 20a and 20b of the connection portion between the main body portion 13a and the convex portion 17. it can. Thereby, it is possible to prevent a bright line, which is brighter than the peripheral portion, from being generated in the emission surface 22 around the connection between the convex portion 17 and the side surface 23. As described in the first embodiment, the colored portion can be formed by an appropriate material, color, or shape in order to obtain uniform emitted light.
[0041]
FIG. 9 shows a case where the corners 20a and 20b of the connection portion between the main body 13a and the projection 17 are colored. In FIG. 9, the colored portion 17d is indicated by oblique lines. Since the corners 20a and 20b of the connecting portion between the main body 13a and the projection 17 are colored, it is possible to prevent the corners 20a and 20b from strongly reflecting light in a specific direction. Accordingly, it is possible to prevent a bright line that is brighter than the peripheral portion from being generated in the emission surface 22. As described in the second embodiment, various modifications can be applied to the colored portions at the corners.
[0042]
FIG. 10 shows a case where the corners 20a and 20b of the connection portion between the main body 13a and the projection 17 are colored and a part of the inside of the projection 17 is colored as in FIG. In FIG. 10, the colored portion 17e is indicated by oblique lines. The colored portion 17e includes a corner portion 20b far from the incident surface 21 and a corner portion 20a near the connection portion between the convex portion 17 and the side surface 23. About a corner part, it is the same as that of FIG. 9 and abbreviate | omits description. A colored portion 17e is formed inside each of the convex portions near and far from the light source 11. The interface between the colored portion and the transparent portion in the convex portion near the light source 11 is a flat surface that is inclined with respect to the side surface 23 and approaches the inside of the light guide plate as the distance from the incident surface 21 increases.
[0043]
On the other hand, the interface between the colored portion and the transparent portion in the convex portion far from the light source 11 is inclined with respect to the side surface 23, and is a plane that is farther from the inside of the light guide plate as the farther from the incident surface 21. As described above, since the surface of the colored portion is an inclined surface, the direction in which light is reflected can be controlled. Thereby, the amount of light reaching the emission surface 22 can be adjusted. By adjusting the amount of light, uneven brightness can be reduced. The amount of light emitted from the emission surface 22 can be adjusted by appropriately selecting the interface shape or the color or material of the colored portion.
[0044]
In the form of these colored portions, the colored portion in a cross section perpendicular to the entrance surface 21 and the side surface 23 has substantially the same shape and color as the upper surface on the exit surface 22 side as shown in FIGS. That is, the colored portion can be three-dimensionally formed into a substantially columnar shape with the shape shown in FIGS.
[0045]
As described above, when positioning is performed by providing the concave portion 20 on the light guide plate 13 and providing the convex portion on the frame 16, by forming a colored portion on the convex portion 17, the connection portion between the main body portion 13 a and the convex portion 17 is formed. Light can be prevented from being strongly reflected in a specific direction at the corners of. Accordingly, it is possible to prevent a bright line that is brighter than the peripheral portion from being generated in the emission surface 22. Furthermore, by forming a colored portion on the convex portion 17, the amount of light emitted from the emission surface 22 can be controlled, and uneven brightness can be reduced.
[0046]
Note that the colored portion of the light guide plate according to the present invention is not limited to these shapes, but can be various shapes. Further, the boundary between the colored portion of the convex portion and the transparent portion of the main body of the light guide plate according to the present invention may not be clear, and the light guide plate can be formed with gradation from the transparent portion to the colored portion. The cross section of the colored portion parallel to the emission surface 22 can be changed in the direction from the emission surface 22 to the opposite emission surface 24. The light guide plate according to the present invention can be used not only for a display device but also for various devices for guiding light from a light source in a plane. The light source device according to the present invention is not limited to a liquid crystal display device, and can be applied to various display devices.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a light guide plate, a planar light source device, and a display device with improved light characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a backlight unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a convex portion of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view showing propagation of light in the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing another example of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing another example of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing another example of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing another example of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing another example of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing another example of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a conventional planar light source device.
FIG. 12 is a schematic plan view showing light propagation in a light guide plate in the related art.
[Explanation of symbols]
1 liquid crystal display device, 2 backlight unit, 3 liquid crystal display panel, 4 circuit board, 5 front frame, 11 light source, 12 reflector, 13 light guide plate, 13a main body, 14 reflection sheet, 15 prism sheet, 16 frame, 17 convex portion, 17a, 17b, 17c, 17d, 17e colored portion, 19a, 19b corner portion, 20 concave portion, 20a, 20b corner portion, 21 entrance surface, 22 exit surface, 23 side surface, 24 anti-exit surface, 25 anti-incident Surface, 110 backlight unit, 111 light source, 112 reflector, 113 prism sheet, 114 reflection sheet, 115 light guide plate, 116 frame, 117 convex portion, 118a, 118b diffusion sheet, 119 concave portion, 121 entrance surface, 122 exit surface , 123 side, 124 anti-incident surface, 125 anti-incident surface

Claims

A light guide plate for guiding light incident from the incident surface in a planar shape,
The main body,
A projection formed on a side surface of the main body,
The light guide plate, wherein the inside of the light guide plate is formed of a colored material in the vicinity of the protrusion and / or a connection portion between the protrusion and the main body.

The light guide plate according to claim 1, wherein substantially all of the protrusions are colored.

2. The light guide plate according to claim 1, wherein a corner of a connecting portion between the convex portion and the main body, the corner far from the incident surface and / or the corner close to the incident surface is colored.

The light guide plate according to claim 1, wherein the colored portion is formed integrally with the light guide plate by multi-color molding.

The light guide plate according to claim 1, wherein the convex portion is formed on a side surface located between the incident surface and a non-incident surface facing the incident surface.

A light source, a planar light source device including a light guide plate that guides light incident on an incident surface from the light source in a planar manner, wherein the light guide plate includes:
The main body,
A projection formed on a side surface of the main body,
The planar light source device, wherein the inside of the light guide plate is formed of a colored material in the vicinity of the protrusion and / or a connection portion between the protrusion and the main body.

Further, a frame having a concave portion in which the convex portion is fitted, and holding the light guide plate by fitting the convex portion in the concave portion,
The planar light source device according to claim 6, wherein the convex portion is formed of a material having substantially the same optical properties as the optical properties of the material of the frame.

A planar light source device, and a display device including a display panel that performs display by controlling light from the planar light source device, wherein the planar light source device is incident on an incident surface from the light source and the light source. With a light guide plate that guides light in a plane,
The light guide plate,
The main body,
A projection formed on a side surface of the main body,
In the vicinity of the connection between the protrusion or the protrusion and the main body, the inside of the light guide plate is formed of a colored material,
Display device.