JP2006301518A - Light guide plate, surface lighting device using the same and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、棒状光源から入射した光を光射出面に略平行な方向に拡散して光射出面からより均一な照明光を射出する透明な導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a transparent light guide plate that diffuses light incident from a rod-shaped light source in a direction substantially parallel to a light exit surface and emits more uniform illumination light from the light exit surface, a planar illumination device using the same, and a liquid crystal display Relates to the device.
液晶表示装置には、液晶パネル(LCD)の裏面側から光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源、この光源から出射した光を拡散して液晶パネルを照射する導光板、導光板から放射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。 A liquid crystal display device uses a backlight unit that irradiates light from the back side of a liquid crystal panel (LCD) to illuminate the liquid crystal panel. The backlight unit uses a light source for illumination, a light guide plate that diffuses light emitted from the light source and irradiates the liquid crystal panel, and a component such as a prism sheet and a diffusion sheet that uniformizes the light emitted from the light guide plate. Composed.
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である(例えば、特許文献1参照)。本方式は、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。しかしながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが30mm程度必要である。 At present, a backlight unit of a large-sized liquid crystal television is mainly used in a so-called direct type in which a light guide plate is disposed immediately above a light source for illumination (see, for example, Patent Document 1). In this method, a plurality of cold-cathode tubes as light sources are arranged on the back surface of the liquid crystal panel, and a uniform light quantity distribution and necessary luminance are ensured with the inside as a white reflecting surface. However, in order to make the light amount distribution uniform in this method, in principle, the liquid crystal panel needs to have a thickness of about 30 mm in the vertical direction.
近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、導光板の厚さを10mm以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源の側面に導光板を配置したユニットを複数配列した、いわゆる、タンデム型と呼ばれる方式がある(例えば、特許文献2参照)。この従来方式は、導光板の側面から光を入射させることで、バックライトユニットを薄型にすることができる。しかしながら、この従来方式は、直下型のバックライトユニットに比べて光の利用効率が低いため、高輝度な光を射出させるためには高い電力が必要である。
そこで、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化を実現するために種々の形状の導光板が提案されている(特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6および特許文献7参照)。
In recent years, thinning, low power consumption, and large size of liquid crystal display devices have been demanded. However, in the above-described direct backlight unit, unevenness in the amount of light occurs when the thickness of the light guide plate is 10 mm or less. For this reason, there is a limit to reducing the thickness.
Here, as a backlight unit that can be thinned, there is a so-called tandem type in which a plurality of units each having a light guide plate arranged on the side surface of an illumination light source are arranged (see, for example, Patent Document 2). In this conventional method, the backlight unit can be made thin by making light incident from the side surface of the light guide plate. However, since this conventional method has lower light use efficiency than a direct backlight unit, high power is required to emit high-luminance light.
In view of this, light guide plates having various shapes have been proposed in order to realize thinning, low power consumption, and large size of the liquid crystal display device (Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent). Reference 7).
図36は、特許文献3に開示された導光板100を有する面光源装置の概略断面図である。
同図に示す面光源装置(バックライトユニット)は、導光板100に蛍光ランプ102を埋め込んだ後、導光板100の背面に反射シート104を配置し、導光板100の出射面に透過光量補正シート106、光拡散板108、プリズムシート110を積層することで形成される。
導光板100は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板100の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板100の背面(出射面と反対側の面)には蛍光ランプ102を埋め込む断面U字状の溝100aが形成され、導光板100の出射面には、蛍光ランプ102の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面100bが形成されている。
このように、特許文献3には、微粒子を混入して導光板100を形成すると共に、蛍光ランプ102の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面100bにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度ムラを低減できることが記載されている。
FIG. 36 is a schematic cross-sectional view of a surface light source device having a
In the surface light source device (backlight unit) shown in the figure, after the
The
As described above, in Patent Document 3, the
また、特許文献4には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が開示されている。
また、特許文献5には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体(導光板)が開示されている。
Further, Patent Document 4 provides a backlight of a liquid crystal display device that can realize a reduction in size and weight and a reduction in cost and power consumption of the liquid crystal display device without reducing the amount of backlight irradiation. For this purpose, a rectangular irradiation surface, a rectangular cross section grooved in parallel with the long side at the center of the short side, and a groove with a rectangular cross-section for inserting the light source, facing both sides of the long side across this groove A light guide plate having a back surface formed so that the plate thickness is gradually reduced is disclosed.
In Patent Document 5, the frame of the liquid crystal display device can be narrowed, the thickness can be reduced, and in order to obtain a bright backlight unit with high light utilization efficiency, in the width direction of the recess for arranging the light source. A light guide (light guide plate) is disclosed in which the parallel cross-sectional shape is a parabolic shape with the depth direction as the main axis.
さらに、特許文献6には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次屈折率が高くなるように複数の板状光導波層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が開示されている。ここで、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。 Further, in Patent Document 6, in order to keep the in-plane brightness of the display panel uniform and to provide high-intensity illumination, a plurality of refractive indexes are sequentially increased on the C-shaped highly reflective layer. A light guide plate is disclosed in which the plate-like optical waveguide layers are stacked and the light diffusion layer is brightened by the light emitted from the respective light emission end faces. Here, the recess for arranging the light source has a triangular shape.
また、特許文献7では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良する為に、複数の導光板を並列に配置し、導光板間に所定数の線状光源を配置して高輝度にして高均一の大型の背面照明を実現している。 Further, in Patent Document 7, in order to improve the liquid crystal backlight for a large liquid crystal display surface of a wall-mounted television, a plurality of light guide plates are arranged in parallel, and a predetermined number of linear light sources are arranged between the light guide plates. It achieves a large and uniform large-sized backlight with high brightness.
上記各特許文献に開示された導光板は、液晶表示装置の薄型化、小型軽量化、低消費電力化、低コスト化などのいくつかを図るためのものであるが、いずれもその中央部に1つまたは複数の溝が設けられ、その溝に棒状光源を収納する構成とされ、好ましくは、溝部から端面に向かって板厚が次第に薄くなるように形成されおり、薄型化を達成している。
しかしながら、特許文献3に開示の導光板100では、光源(蛍光ランプ)102の真上を避けてその出射面表面に粗面やマイクロプリズム面などの光量補正面100bを形成して、出射面に対して臨界角以上の角度で入射する照明光の出射を促しているが、図37に示されるように、点線で示される光量補正面を持たない導光板からの照明光の輝度N1に対する、実線で示される光量補正面100bを持つ導光板100からの照明光の輝度N2の向上効果は少しであるので、光量補正面100bによる輝度の向上効果は大きくはなく、光源光の利用効率が低く、光源光の拡散が不十分なため、均一かつ高輝度な光を出射面から出射することができないという問題点がある。
また、特許文献3に開示の導光板100では、断面形状が円形である溝100aに光源(蛍光ランプ)102を埋め込んでおり、図37に示すように、光源102による輝度ピークはそのまま残存するので、面光源装置として用いるためには、導光板の出射側に配置される透過光量補正シート106、光拡散板108およびプリズムシート110などを用いて、出射面での不自然な輝度むらを除く必要があるし、そのため面光源装置のコストがアップするという問題がある。
However, in the
In the
また、特許文献4に開示の液晶表示装置のバックライトでは、導光板の背面を傾斜させることにより生じた隙間に電子回路基板上の部品を配置することにより、安価で消費電力が低く、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化を達成することができるが、導光板の出射面から出射される照明光のむらについては全く考慮されていない。
また、特許文献5に開示の液晶表示装置のバックライトユニットでは、導光体(導光板)に設けられる溝上の凹部の断面形状を放物線とすることにより、導光体での光の拡散がほぼ均一になる導光体への光の入射が行われ、光の利用効率を高めることができるとしているが、導光体の出射面から出射される光のむらについては全く考慮されていない。
また、特許文献6に開示の導光板では、複数の板状光導波板を積層する複雑な構造であるため、従来に比し輝度の減衰を少なくし均一な輝度を得ることが可能となり照明効果に優れるものとなるとしているが、製造コストが高くなるという問題点がある。
Further, in the backlight of the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 4, by disposing the components on the electronic circuit board in the gap generated by tilting the back surface of the light guide plate, the liquid crystal display is inexpensive and has low power consumption. Although the apparatus can be reduced in size, weight, and thickness, the unevenness of illumination light emitted from the exit surface of the light guide plate is not considered at all.
Further, in the backlight unit of the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 5, the cross-sectional shape of the concave portion on the groove provided in the light guide (light guide plate) is a parabola, so that light diffusion in the light guide is substantially reduced. Although light is incident on the light guide to be uniform and the light use efficiency can be increased, the unevenness of light emitted from the light exit surface of the light guide is not considered at all.
In addition, the light guide plate disclosed in Patent Document 6 has a complicated structure in which a plurality of plate-like optical waveguide plates are stacked. Therefore, it is possible to obtain a uniform brightness with less attenuation of brightness than in the past. However, there is a problem that the manufacturing cost becomes high.
また、特許文献7に開示の導光板では、線状光源の直上部分で輝度が上昇する為に、線状光源の光源光の透過を抑制する透過抑制パターンを設けなければならないし、線状光源からの光は導光板の内部で、一方の端部から他方の端部に向かって面内方向に透過するために次第に光量が減衰してしまい、高輝度化には不十分であった。 In addition, in the light guide plate disclosed in Patent Document 7, since the luminance increases immediately above the linear light source, a transmission suppression pattern that suppresses transmission of light from the linear light source must be provided, and the linear light source Since the light from the light is transmitted in the in-plane direction from one end to the other end inside the light guide plate, the amount of light gradually attenuates, which is insufficient for increasing the brightness.
本発明の第1の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、光射出面から、光の利用効率(光射出効率)が高く、より均一でむらが少なく、かつより高輝度な照明光を出射することのできる導光板を提供することにある。
また、本発明の他の課題は、上記第1の課題に加え、より大サイズの光射出面とすることができる導光板を提供することにある。
The first problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, is thin and lightweight, has high light utilization efficiency (light emission efficiency) from the light emission surface, is more uniform and has less unevenness, and An object of the present invention is to provide a light guide plate capable of emitting illumination light with higher brightness.
Another object of the present invention is to provide a light guide plate that can have a larger light exit surface in addition to the first problem.
また、本発明の第2の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ないかつより高輝度な照明光を出射することのでき、また、大サイズの照明表面とすることができ、または、壁掛けテレビなどの液晶表示装置にバックライトとして適用することができる面状照明装置を提供することにあり、または、パソコン等に用いられる液晶表示モニターに適用できる面状照明装置を提供することにあり、または、案内表示や広告表示などの各種表示ために使用される画像表示装置として提供することにあり、あるいは屋内、屋外において照明を一般的な照明を目的とした面光源装置として提供することにある。
また、本発明の第3の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、大サイズの表示画面とすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶表示装置を提供することにある。
In addition, the second problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is thin and lightweight, can be manufactured at a lower cost, has high light utilization efficiency, is more uniform, and has less unevenness. A planar illumination device that can emit illumination light with higher brightness, can be used as a large-sized illumination surface, or can be applied as a backlight to a liquid crystal display device such as a wall-mounted television. As an image display device used for various displays such as guidance display and advertisement display, or to provide a planar lighting device that can be applied to a liquid crystal display monitor used in a personal computer or the like Another object is to provide a surface light source device for general illumination, indoors or outdoors.
The third problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is thin and light, can be manufactured at a lower cost, has high light utilization efficiency, is more uniform, and has less unevenness. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can perform display with higher brightness, can be a large-sized display screen, or can be a wall-mounted type such as a wall-mounted television.
上記第1の課題を解決するために、本発明の第1の態様の第1の形態は、矩形状光出射面と、その一辺に平行で前記光出射面の略中央部に位置する厚肉部と、前記厚肉部に平行に形成される薄肉端部と、前記厚肉部の略中央に前記一辺と平行に形成される、棒状光源を収納するための平行溝と、前記平行溝の両側に前記棒状光源の軸を含み前記光出射面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記一辺に直交する方向に両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部とで構成される透明な導光板ユニットを複数有し、隣接する導光板ユニットの前記薄肉端部は連結され、連結された導光板ユニットの光出射面は同一平面上に配置され、前記棒状光源の中心を通り前記光出射面に対して垂直な面から、隣接する導光板ユニットの棒状光源の中心を通り前記光出射面に対して垂直な面までの距離をLとし、前記厚肉部の最大厚みをDとするとき、下記式を満足することを特徴とする導光板、を提供するものである。
D/L≦0.2
In order to solve the first problem described above, a first form of the first aspect of the present invention includes a rectangular light emitting surface, and a thick wall that is parallel to one side of the light emitting surface and located at a substantially central portion of the light emitting surface. A thin-walled end portion formed in parallel with the thick-walled portion, a parallel groove for accommodating a rod-shaped light source, formed substantially in the center of the thick-walled portion in parallel with the one side, and the parallel groove The axis of the rod-shaped light source is included on both sides and is symmetric with respect to a plane perpendicular to the light emitting surface, and the thickness increases from the thick part toward the thin end on both sides in a direction perpendicular to the one side. A plurality of transparent light guide plate units that are thin and formed with an inclined back surface portion that forms an inclined back surface, and the thin end portions of adjacent light guide plate units are connected to each other, and the light output surface of the connected light guide plate unit Are arranged on the same plane and pass through the center of the rod-shaped light source and are perpendicular to the light exit surface. When the distance from the center of the bar-shaped light source of the adjacent light guide plate unit to the surface perpendicular to the light emitting surface is L and the maximum thickness of the thick portion is D, the following equation is satisfied. A light guide plate characterized by the above is provided.
D / L ≦ 0.2
ここで、棒状光源の間隔Lと導光板厚みDの関係は
D/L≦0.16
とするのがより好ましい。
Here, the relationship between the distance L between the rod-shaped light sources and the light guide plate thickness D is D / L ≦ 0.16.
Is more preferable.
また、上記導光板の入光部となる平行溝の断面形状において、テーパ部分と入光部となる平行溝との継ぎ目部の中間部を光射出面と平行にするのが好ましい。 In addition, in the cross-sectional shape of the parallel groove serving as the light incident portion of the light guide plate, it is preferable that the intermediate portion of the joint portion between the tapered portion and the parallel groove serving as the light incident portion is parallel to the light exit surface.
ここで、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の先端部分は、前記矩形状光射出面の前記平行溝に相当する第1部分において前記平行溝に収納された棒状光源からの射出光によって形成される照度または輝度のピーク値の、前記1対の傾斜背面部に相当する第2部分において前記射出光によって形成される照度または輝度の平均値に対する比に応じて、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が狭くなる1対の輪郭線で構成されるのが好ましい。 Here, in the cross-sectional shape of the parallel groove in the orthogonal direction, the tip portion of the parallel groove is a rod-shaped light source housed in the parallel groove in a first portion corresponding to the parallel groove of the rectangular light emitting surface. Depending on the ratio of the peak value of illuminance or luminance formed by the emitted light to the average value of illuminance or luminance formed by the emitted light in the second portion corresponding to the pair of inclined back surface portions. It is preferable to be configured by a pair of contour lines whose intervals become narrower toward the shaped light exit surface.
また、前記1対の傾斜背面部は、前記棒状光源の軸を含み前記矩形状光出射面に対して垂直な面に対して対称であり、前記直交方向の断面形状における前記平行溝の1対の輪郭線は、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して対称であり、前記平行溝の先端部分は、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が対称に狭くなるのが好ましい。 Further, the pair of inclined rear surface portions are symmetrical with respect to a plane perpendicular to the rectangular light emitting surface including the axis of the rod-shaped light source, and a pair of the parallel grooves in the cross-sectional shape in the orthogonal direction. The outline of the parallel groove is symmetric with respect to a center line perpendicular to the rectangular light exit surface of the parallel groove, and the tip of the parallel groove has the parallel groove in the cross-sectional shape in the orthogonal direction. It is preferable that the distance between the central light line and the center line perpendicular to the rectangular light exit surface is symmetrically narrowed toward the rectangular light exit surface.
また、前記平行溝の先端部分の1対の輪郭線は、前記矩形状光射出面の前記第1部分の照度(相対照度)または輝度(相対輝度)のピーク値が前記第2部分の照度(相対照度)または輝度(相対輝度)の平均値の3倍以下となるように、その間隔が狭くなるのが好ましい。
また、前記矩形状光射出面の前記第1部分の照度(相対照度)または輝度(相対輝度)のピーク値は、前記第2部分の照度(相対照度)または輝度(相対輝度)の平均値の2倍以下であるのが好ましい。
In addition, the pair of contour lines at the front end portions of the parallel grooves has an illuminance (relative illuminance) or luminance (relative luminance) peak value of the first portion of the rectangular light exit surface. It is preferable that the interval be narrow so that the average value of relative illuminance) or luminance (relative luminance) is three times or less.
The peak value of illuminance (relative illuminance) or luminance (relative luminance) of the first portion of the rectangular light exit surface is an average value of illuminance (relative illuminance) or luminance (relative luminance) of the second portion. It is preferably 2 times or less.
また、前記1対の傾斜背面部は、それぞれ前記平行溝近傍に前記矩形状光射出面に平行な部分を有するのが好ましい。
また、前記矩形状光射出面および前記1対の傾斜背面部の少なくとも一方には、複数の微小なプリズムが刻設されているのが好ましい。
また、前記平行溝の断面形状において、前記先端部分は、前記1対の輪郭線のなす角度が、90度以内となる部分であるのが好ましい。
また、前記平行溝の断面形状において、前記先端部分は、前記1対の輪郭線のなす角度が、60度以内となる部分であるのが好ましい。
Moreover, it is preferable that the pair of inclined back surface portions each have a portion parallel to the rectangular light exit surface in the vicinity of the parallel groove.
Preferably, a plurality of minute prisms are engraved on at least one of the rectangular light exit surface and the pair of inclined back surface portions.
In the cross-sectional shape of the parallel groove, it is preferable that the tip portion is a portion where an angle formed by the pair of contour lines is within 90 degrees.
In the cross-sectional shape of the parallel groove, it is preferable that the tip portion is a portion where an angle formed by the pair of contour lines is within 60 degrees.
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線は、互いに交わる先鋭な1つの交点を持つ、前記中心線に対して対称な2つの直線または曲線の一部からなるのが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線となる前記2つの曲線が、前記平行溝の中心に向かって凸または凹であるのが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の断面形状となる前記2つの曲線が10次関数で近似でき、前記平行溝の中心に向かって凸または凹であるのが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線、または、前記平行溝の1対の輪郭線となる前記2つの曲線が、前記平行溝の中心に向かって凸または凹の、円、楕円、放物線、または双曲線の一部であるのが好ましい。
Further, it is preferable that at least a pair of contour lines of at least the tip portion of the parallel groove is composed of two straight lines or a part of a curve that is symmetrical with respect to the center line and has one sharp intersection intersecting each other.
In addition, it is preferable that the two curved lines serving as a pair of contour lines of at least the tip portion of the parallel groove are convex or concave toward the center of the parallel groove.
In addition, it is preferable that the two curves having a cross-sectional shape of at least the tip portion of the parallel groove can be approximated by a tenth-order function and are convex or concave toward the center of the parallel groove.
In addition, a pair of contour lines of at least the tip portion of the parallel groove, or the two curves serving as a pair of contour lines of the parallel groove are convex or concave toward the center of the parallel groove. , Ellipse, parabola, or part of a hyperbola.
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の断面形状、または、前記平行溝の断面形状が、三角形であるのが好ましい。
また、前記平行溝の前記先端部分の頂部の断面形状が、前記対称な2つの直線または曲線が交わる前に互いに前記中心線に対して対称な直線または曲線で接続された形状であるのが好ましい。
Moreover, it is preferable that the cross-sectional shape of at least the tip portion of the parallel groove or the cross-sectional shape of the parallel groove is a triangle.
Moreover, it is preferable that the cross-sectional shape of the top portion of the tip portion of the parallel groove is a shape connected with a straight line or a curve symmetrical to the center line before the two symmetrical straight lines or curves intersect. .
前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記先鋭な1つの交点が面取りされた前記矩形状光射出面に平行な部分を持つ形状であるのが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の断面形状、または、前記平行溝の断面形状が、三角形であり、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記中心線に対して対称な台形状であるのが好ましい。
また、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記矩形状光射出面に対して凸または凹の、前記中心線に対して対称な曲線状であるのが好ましい。
It is preferable that the cross-sectional shape of the top portion of the tip portion of the parallel groove is a shape having a portion parallel to the rectangular light exit surface in which one sharp intersection is chamfered.
The cross-sectional shape of at least the tip portion of the parallel groove or the cross-sectional shape of the parallel groove is a triangle, and the cross-sectional shape of the top portion of the tip portion of the parallel groove is symmetric with respect to the center line. A trapezoidal shape is preferable.
Moreover, it is preferable that the cross-sectional shape of the top portion of the tip portion of the parallel groove is a curved shape that is convex or concave with respect to the rectangular light exit surface and symmetrical with respect to the center line.
また、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部の断面形状が、前記中心線に対して対称に前記先鋭な1つの交点が丸められた円形状、楕円形状、放物線状、または双曲線状であるのが好ましい。
また、前記平行溝の少なくとも前記先端部分の1対の輪郭線が、それぞれ楕円形または双曲線の一部であるのが好ましい。
また、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部が、砂ずり面であるのが好ましい。
また、前記矩形状光出射面の、前記平行溝の前記先端部分の前記頂部に相当する部分に網点を有するのが好ましい。
Further, the cross-sectional shape of the top portion of the tip portion of the parallel groove is a circular shape, an elliptical shape, a parabolic shape, or a hyperbolic shape in which one sharp intersection is rounded symmetrically with respect to the center line. Is preferred.
Moreover, it is preferable that at least one pair of contour lines of the tip portion of the parallel groove is an oval or a part of a hyperbola.
Moreover, it is preferable that the said top part of the said front-end | tip part of the said parallel groove | channel is a sand-slipping surface.
Moreover, it is preferable to have a halftone dot in the part corresponding to the top part of the front-end | tip part of the said parallel groove of the said rectangular-shaped light-projection surface.
また、上記第1の課題に加え他の課題を解決するために、本発明の第1の態様の第2の形態は、前記棒状光源と、前記棒状光源から入射した光を光出射面から出射する略平板状の導光板とを少なくとも有する導光板ユニットにおいて前記棒状光源の光出射表面の全面積をSt、前記棒状光源の直径をR、前記棒状光源の光出射表面と前記導光板の光入射面までの距離をTとし、
T≦2Rを満たす前記棒状光源の光出射表面の面積をSpとするとき、下記式を満足することを特徴とする導光板ユニットを提供するものである。
Sp/St ≧ 0.5
In order to solve other problems in addition to the first problem, the second form of the first aspect of the present invention is to emit the rod-shaped light source and light incident from the rod-shaped light source from a light emitting surface. In a light guide plate unit having at least a substantially flat light guide plate, St represents the total area of the light emitting surface of the rod-shaped light source, St represents the diameter of the rod-shaped light source, and light incidence of the light emitting surface of the rod-shaped light source and the light guide plate. Let T be the distance to the surface
Provided is a light guide plate unit that satisfies the following expression when Sp is the area of the light emitting surface of the rod-shaped light source that satisfies T ≦ 2R.
Sp / St ≧ 0.5
また、上記第1の課題に加え他の課題を解決するために、本発明の第1の態様の第3の形態は、上記第1および第2の形態のいずれかの導光板を1つの導光板ブロックとして、複数個の導光板ブロックからなり、その前記薄肉端面が互いに連結されていることを特徴とする導光板を提供するものである。
ここで、互いに連結されている2つの前記導光板ブロックの前記薄肉端面の前記傾斜背面は、それぞれ、連結部分において互いに緩やかに傾斜する部分を有するのが好ましい。
In order to solve other problems in addition to the first problem, the third mode of the first aspect of the present invention is a light guide plate of any one of the first and second modes. A light guide plate comprising a plurality of light guide plate blocks as optical plate blocks, the thin end surfaces of which are connected to each other, is provided.
Here, it is preferable that the inclined back surfaces of the thin end surfaces of the two light guide plate blocks connected to each other have portions that are gently inclined with respect to each other at the connecting portions.
また、上記第2の課題を解決するために、本発明の第2の態様は、上記第1の態様のいずれかの導光板と、前記導光板の前記平行溝に収納される棒状光源と、前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられるリフレクタと、前記導光板の前記厚肉部の両側の前記傾斜背面部の前記傾斜背面に取り付けられる反射シートと、前記導光板の前記矩形状光出射面上に配置される拡散シートとを有することを特徴とする面状照明装置を提供するものである。 In order to solve the second problem, the second aspect of the present invention includes a light guide plate according to any one of the first aspect, a rod-shaped light source housed in the parallel groove of the light guide plate, A reflector provided behind the rod-shaped light source so as to block the parallel grooves, a reflective sheet attached to the inclined back surface of the inclined back surface on both sides of the thick portion of the light guide plate, and the rectangular shape of the light guide plate The present invention provides a planar illumination device having a diffusion sheet disposed on a shaped light exit surface.
ここで、本発明の第2の態様は、上記面状照明装置であって、さらに、前記導光板の前記矩形状光出射面と前記拡散シートとの間に配置される透過率調整体ユニットを有するのが好ましい。
また、前記導光板の前記矩形状光出射面と前記拡散シートとの間に配置されるプリズムシートを有するのが好ましい。
また、前記導光板の前記矩形状光射出面の前記第1部分の相対照度又は相対輝度のピーク値の、前記第2部分の相対照度又は相対輝度の平均値に対する比は、前記導光板の前記矩形状光射出面と前記拡散シートとの間に許容される間隔、または面状照明装置に許容される厚み応じて設定されるのが好ましい。
Here, the second aspect of the present invention is the above planar illumination device, further comprising a transmittance adjusting body unit disposed between the rectangular light emitting surface of the light guide plate and the diffusion sheet. It is preferable to have.
Moreover, it is preferable to have a prism sheet disposed between the rectangular light emitting surface of the light guide plate and the diffusion sheet.
In addition, the ratio of the relative illuminance or relative luminance peak value of the first part of the rectangular light exit surface of the light guide plate to the average value of the relative illuminance or relative luminance of the second part is the ratio of the light guide plate It is preferable to set according to the space allowed between the rectangular light exit surface and the diffusion sheet or the thickness allowed for the planar lighting device.
また、上記第3の課題を解決するために、本発明の第3の態様は、上記第2の態様のいずれかの面状照明装置からなるバックライトユニットと、このバックライトユニットの光出射面側に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニットおよび前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットとを有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。 In order to solve the third problem, a third aspect of the present invention includes a backlight unit including the planar illumination device according to any one of the second aspects, and a light emission surface of the backlight unit. The present invention provides a liquid crystal display device comprising a liquid crystal display panel arranged on the side, and a drive unit for driving the backlight unit and the liquid crystal display panel.
本発明の第1の態様によれば、導光板を薄型化でき、かつ軽量化でき、その光出射面から、光の利用効率(光射出効率)が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な照明光を出射することができる。
また、本発明の第1の態様の第1の形態によれば、棒状光源の間隔Lと導光板の最大厚みDの関係を規定することにより、導光板を薄型化でき、かつ軽量化でき、光の利用効率を高めることができる。但し、0.6R≦Dを超えるほど薄くしすぎると、光の導光板への光入射効率が落ちるため好ましくない。
また、第1の態様の第2の形態によれば、導光板と隣接する面積を規定する事で、導光板に入射する光の入射効率が上がり、光の利用効率を高めることができる。
また、本発明の第1の態様の好適実施形態によれば、厚み平行溝に相当する光射出面の第1部分において平行溝内に収納された棒状光源からの射出光による照度または輝度のピーク値の、それ以外の部分の照度または輝度の平均値との比に応じて、平行溝の断面形状を、光出射面に向かう先端部分に向かって細くしていくことにより、照度または輝度のピークを低減でき、光射出面における照度または輝度をより均一化して、輝度分布をよりフラットに近づけることができるとともに、平行溝の基端部分の断面形状の傾斜を先端部分よりも大きく、例えば急峻にすることにより、光の利用効率(光射出効率)を向上させ、光射出面に要求される高い均一度および高い光射出効率を達成することができる。
また、光射出面の第1部分の照度または輝度のピーク値が、それ以外の部分の照度または輝度の平均値の3倍以下となるように、平行溝の断面形状を、光出射面に向かう先端部分に向かって細くしていくことにより、照度または輝度のピークを低減でき、さらに、光射出面における照度または輝度を均一化することができる。
According to the first aspect of the present invention, the light guide plate can be reduced in thickness and weight, and from the light emission surface, the light utilization efficiency (light emission efficiency) is high, more uniform and less uneven, and more High-luminance illumination light can be emitted.
Further, according to the first form of the first aspect of the present invention, the light guide plate can be made thinner and lighter by defining the relationship between the distance L between the rod-shaped light sources and the maximum thickness D of the light guide plate, Light utilization efficiency can be increased. However, if the thickness is too thin so as to exceed 0.6R ≦ D, the light incident efficiency on the light guide plate is lowered, which is not preferable.
Further, according to the second form of the first aspect, by defining the area adjacent to the light guide plate, the incident efficiency of light incident on the light guide plate is increased, and the light use efficiency can be increased.
According to the preferred embodiment of the first aspect of the present invention, the peak of illuminance or luminance due to the light emitted from the rod-shaped light source housed in the parallel groove in the first portion of the light exit surface corresponding to the thickness parallel groove. Depending on the ratio of the value to the average value of the illuminance or luminance of the other part, the illuminance or luminance peak is reduced by narrowing the cross-sectional shape of the parallel groove toward the tip part toward the light exit surface. The illumination distribution or the luminance on the light exit surface can be made more uniform, the luminance distribution can be made more flat, and the inclination of the cross-sectional shape of the base end portion of the parallel groove is larger than the tip portion, for example, steeply By doing so, it is possible to improve the light utilization efficiency (light emission efficiency) and achieve high uniformity and high light emission efficiency required for the light emission surface.
Further, the cross-sectional shape of the parallel grooves is directed to the light exit surface so that the peak value of the illuminance or brightness of the first portion of the light exit surface is not more than three times the average value of the illuminance or brightness of the other portions. By narrowing toward the tip, the peak of illuminance or luminance can be reduced, and the illuminance or luminance on the light exit surface can be made uniform.
また、1対の傾斜背面部に光射出面に平行な部分を持つ導光板では、さらに、光の利用効率(光射出効率)を向上させることができる。
また、矩形状光射出面および1対の傾斜背面部の少なくとも一方に、複数の微小なプリズムが刻設されている導光板では、バックライトとして用いる際に、プリズムシートを不要とすることができ、バックライトとしての光の利用効率(光射出効率)を向上させることができ、バックライトの構成をコンパクトにし、コスト低減を図ることができる。
また、本発明の第1の態様の第3の形態によれば、上記第1の形態の導光板の薄肉端部を互いに連結することにより、導光板の光射出面のサイズを、より大サイズとすることができる。
Moreover, in the light guide plate having a pair of inclined rear portions parallel to the light emission surface, the light utilization efficiency (light emission efficiency) can be further improved.
In addition, in the light guide plate in which a plurality of minute prisms are engraved on at least one of the rectangular light exit surface and the pair of inclined back surfaces, a prism sheet can be dispensed with when used as a backlight. The utilization efficiency of light as a backlight (light emission efficiency) can be improved, the structure of the backlight can be made compact, and the cost can be reduced.
Moreover, according to the 3rd form of the 1st aspect of this invention, the size of the light-projection surface of a light-guide plate is larger size by connecting the thin edge part of the light-guide plate of the said 1st form mutually. It can be.
また、本発明の第2の態様によれば、上記第1の態様の導光板を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な照明光を出射することのでき、また、照明表面を大サイズとすることができ、または、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することができ、または、パソコン等に用いられる液晶表示モニターに適用できる面状照明装置を提供でき、または、案内表示や広告表示などの各種表示ために使用される画像表示装置として提供することができ、あるいは屋内、屋外において照明を一般的な照明を目的とした面光源装置として提供することができる。
また、本発明の第3の態様によれば、上記第2の態様の面状照明装置を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、その表示画面を大サイズとすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶照明装置を提供することができ、また、パソコン等に用いられる液晶表示モニターを提供することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, by using the light guide plate of the first aspect, it is thin and lightweight, can be manufactured at a lower cost, has high light utilization efficiency, and more Uniform, non-uniform, and brighter illumination light can be emitted, the illumination surface can be made large, or can be applied to liquid crystal display devices such as wall-mounted televisions As an image display device that can provide an illumination device, or can provide a planar illumination device that can be applied to a liquid crystal display monitor used in a personal computer or the like, or can be used for various displays such as a guidance display and an advertisement display It can be provided, or illumination can be provided as a surface light source device for general illumination purposes indoors and outdoors.
Moreover, according to the 3rd aspect of this invention, by using the planar illuminating device of the said 2nd aspect, it is thin and lightweight, can be manufactured at lower cost, and the utilization efficiency of light is high. Liquid crystal lighting device that can display more uniform, less unevenness, and higher brightness, can have a large display screen, or can be a wall-mounted type such as a wall-mounted TV In addition, a liquid crystal display monitor used for a personal computer or the like can be provided.
以下、本発明の導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, the light guide plate of the present invention, a planar illumination device using the same, and a liquid crystal display device will be described in detail on the basis of preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図1に、本発明の第1の態様の導光板18を複数並列して構成した本発明の第2の態様の面状照明装置1(以下、バックライトユニットともいう)の概略断面図を示す。このような面状照明装置2は、本発明の第3の態様の液晶表示装置のバックライトユニットとして用いられる。図2(a)および(b)には、図1に示したバックライトユニット2の一つの導光板18の部分と、そのバックライトユニット2を用いた液晶表示装置10の概略部分斜視図と概略部分断面図を示す。図2(a)および(b)に示すように、液晶表示装置10は、基本的に、バックライトユニット2と、バックライトユニット2の光射出面側に配置される液晶表示パネル4と、それらを駆動するための駆動ユニット6とを有する。導光板ユニット2は、冷陰極管12と、拡散シート14と、拡散板16と、プリズムシート17と、透過率調整体ユニット181と、導光板18と、リフレクタ20と、反射板22とを備える。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a planar lighting device 1 (hereinafter also referred to as a backlight unit) according to a second aspect of the present invention in which a plurality of
図2(a)及び(b)に示した液晶表示装置において、液晶表示パネル4には、例えば、GH,PC,TN,STN,ECB,PDLC,IPS(In−Plane Switching),VA(Vertical Aligned)方式の各種(MVA,PVA,EVA)、OCB、強誘電性液晶、反強誘電性液晶などの液晶表示モードに従う液晶表示パネルを利用することができる。また、液晶表示パネル4の駆動方式も特に限定されず、単純マトリクス方式、アクティブマトリクス方式など既に知られた駆動方式を利用することができる。 In the liquid crystal display device shown in FIGS. 2A and 2B, the liquid crystal display panel 4 includes, for example, GH, PC, TN, STN, ECB, PDLC, IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Aligned). ) Liquid crystal display panels in accordance with liquid crystal display modes such as various types (MVA, PVA, EVA), OCB, ferroelectric liquid crystal, and anti-ferroelectric liquid crystal can be used. The driving method of the liquid crystal display panel 4 is not particularly limited, and a known driving method such as a simple matrix method or an active matrix method can be used.
バックライトユニット2は、液晶表示パネル4の背後から、液晶表示パネル4の全面に均一な光を照射するための面状照明装置であり、液晶表示パネル4の画像表示面と略同一サイズの光射出面(発光面)を有する。バックライトユニット2は、図2に示すように、基本的には、光源12と、拡散シート14と、拡散板16と、プリズムシート17と、透過率調整体ユニット181と、導光板18と、リフレクタ20と、反射板22とを有する。
The
このバックライトユニット2の駆動方法は、特に限定されず、例えば、周囲の環境を監視して輝度変調を行うように駆動させてもよい。例えば、外光センサを設けて周囲の明るさを検出したり、温度センサを設けて周囲の温度を検出したりすることによって、明るさ又は温度に応じて輝度を変調させてもよい。
また、温度センサを設けて検出した温度に応じて、バックライトユニット背面に設けた冷却ファンの駆動を制御してもよい。また、冷陰極管を用いる場合には、光源の管電流を検出し輝度変調を行うように駆動させてもよい。
The driving method of the
Further, the driving of the cooling fan provided on the back surface of the backlight unit may be controlled according to the temperature detected by providing the temperature sensor. When a cold cathode tube is used, it may be driven to detect the tube current of the light source and perform luminance modulation.
また、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の各光源(例えば、LED光源)を用いるとともに、それら各光源を液晶表示パネル4の表示に合わせて順次点灯させるフィールドシーケンシャル方式により駆動させてもよいし、液晶の走査表示に合わせて順次又は同時に発光又は消灯させる間欠点灯方式により駆動させてもよい。フィールドシーケンシャル方式を用いてバックライトユニット2を駆動させれば、R、G、Bの各カラーフィルタを除去することができるので、カラーフィルタによる光量の損失を解消することができる。また、間欠点灯方式に従って光源を短時間点灯させれば、動画の表示性能を向上させることが可能となる。
In addition, for example, a field sequential system that uses R (red), G (green), and B (blue) light sources (for example, LED light sources) and sequentially turns these light sources on in accordance with the display on the liquid crystal display panel 4. Or may be driven by an intermittent lighting method in which light is emitted or turned off sequentially or simultaneously in accordance with the liquid crystal scanning display. If the
また、光源に冷陰極管を用いる場合、巻線トランスで構成されるインバーターや、圧電素子で構成されるインバーターを用いることができる。耐久性、安定性の観点から、圧電素子で構成されるインバーターを好ましく用いることができる。
また、冷陰極管1本の一端を前記インバーターにより駆動し、もう一端をGNDに接続する方法(片側駆動)や、冷陰極管の両端をインバータの位相を反転した信号で駆動する方法(両側駆動)、冷陰極管を直列につなぎ、つなげてない2本の両端をインバーターにつなぎ位相を反転した信号で駆動する方法(擬似U字管両側駆動)、単一のインバーターで複数本の冷陰極管を駆動する同時点灯方式、これらをすべて組み合わせた方法を用いることができる。
When a cold cathode tube is used as the light source, an inverter constituted by a winding transformer or an inverter constituted by a piezoelectric element can be used. From the viewpoint of durability and stability, an inverter composed of a piezoelectric element can be preferably used.
Also, one end of one cold cathode tube is driven by the inverter and the other end is connected to GND (one side driving), or both ends of the cold cathode tube are driven by a signal obtained by inverting the phase of the inverter (double side driving). ), Cold cathode tubes connected in series, two ends not connected are connected to an inverter and driven with a signal whose phase is inverted (pseudo U-tube double side drive), multiple cold cathode tubes with a single inverter A simultaneous lighting method for driving the light source, or a method combining these all can be used.
なお、バックライトユニット2を構成する上記構成部材は、図21に示すように、筐体280内に配置され、バックライトユニット2の背面側から固定されることにより、一体化して構成してもよい。筐体280は、図21に示すように、一方の面が開放された箱型の構造を有し、バックライトユニットの光射出面が位置する側には矩形状の開口が形成されている。
このような筐体280としては、例えば、樹脂または金属で形成される箱型構造の筐体、金属で形成される骨格構造のフレーム、金属以外の剛性の強い樹脂で形成される箱型構造の筐体あるいは骨格構造のフレーム、金属および剛性の強い樹脂で形成され、導光板18の平行溝と直行する方向に向かって延設されたリブを有する筐体などを挙げることができる。
樹脂で形成される筐体280にバックライトユニット2の構成部材を組み込む場合には、図21に示すように、バックライトユニットを挟持するツメ部281を筐体280に設け、このツメ部281で、バックライトユニット2の反射シート22などを挟み込むこともできる。
Note that the above-described constituent members constituting the
Examples of such a
When the constituent members of the
また、このような筐体280としては、面照明装置を軽量化するためできるだけ軽量で、かつ剛性の強い材料を用いることが望ましく、例えば、カーボンファイバー樹脂等の、樹脂中にフィラーを混入し剛性を高めた材料なども好ましく用いることができる。
In addition, it is desirable to use a material that is as light and strong as possible in order to reduce the weight of the surface lighting device as such a
また、導光板ユニット2の重量は、光出射面の面積1m2あたり6kg以下にするのが好ましく、4kg以下にするのが更に好ましい。
また、導光板ユニット2の厚みは、20mm以下にすることが好ましく、12mm以下にすることがさらに好ましい。
Further, the weight of the light
Further, the thickness of the light
図21では、バックライトユニット2を構成する構成部材を筐体280内に配置させた構成を示したが、バックライトユニットと液晶表示パネルを1つの筐体内に配置させた構成にしてもよい。図22〜図24に、バックライトユニットと液晶表示パネルを収容する筐体の構成例を示した。図22は、バックライトユニット(図示しない)と液晶表示パネル4が収容された筐体290の模式的斜視図であり、図23は、バックライトユニット2と液晶表示パネルが収容された筐体290の模式的断面図である。また、図24は、図23に示した筐体290の両端部の模式的拡大断面図である。
バックライトユニットと液晶表示パネルを収容する筐体は、バックライトユニットを専用の筐体に収容し、そのバックライトユニット用筐体に収容されたバックライトユニットと液晶表示パネルを収容させる構成としてもよいし、バックライトユニットをバックライトユニット用の筐体に収容させずに、バックライトユニット本体と液晶表示パネルとを固定して収容させる構成としてもよい。
また、導光板そのものを筐体280の代わりとすることで、構成部材数を削減したり、軽量化を図ってもよい。
Although FIG. 21 shows a configuration in which the constituent members constituting the
The housing that houses the backlight unit and the liquid crystal display panel may be configured such that the backlight unit is housed in a dedicated housing and the backlight unit and the liquid crystal display panel housed in the backlight unit housing are housed. Alternatively, the backlight unit main body and the liquid crystal display panel may be fixedly accommodated without accommodating the backlight unit in the backlight unit housing.
Further, by replacing the light guide plate itself with the
光源12は、細径の棒状の冷陰極管であり、液晶表示パネル4を照明するために用いられる。光源12は、導光板18に形成された平行溝18f内に配置され、駆動ユニット6と接続されている。ここでは、光源12として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、棒状光源であれば、どのようなものでもよい。光源12としては、例えば、通常の蛍光管、冷陰極管、熱陰極管、外部電極管、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ等の光源を用いることができ、特に、冷陰極管、外部電極管又は発光ダイオードが好ましい。
また、高演色性タイプの冷陰極管やLEDも好ましく用いることができる。
また、導光板18の平行溝18fと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にLEDを配置したLED光源を光源12の代わりに用いても良い。このようなLED光源は、導光体の上面および底面からLEDの光を入射して導光体の側面からLEDの光を出射することができる。
たとえば、特願2004−200062号に示されているような、LEDを用いた導光路も好ましく用いることができる。
また、特開2005−56653号公報に記載されるようなLEDを好ましく用いることができる。
また、LEDのような点状光源を線状に並べ用いることもできる。
また、青色LEDと黄色に発光する蛍光体を組合せ白色としたもの、青色LEDと緑色および赤色に発光する蛍光体を組合せ白色としたもの、紫外発光LEDと青色、緑色および赤色に発光する蛍光体を組み合わせたもの等を好ましく用いることができる。
The
A high color rendering type cold cathode tube or LED can also be preferably used.
Further, instead of the
For example, a light guide using LEDs as shown in Japanese Patent Application No. 2004-200062 can be preferably used.
Moreover, LED as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-56653 can be used preferably.
Also, point light sources such as LEDs can be used in a line.
Also, a white LED that combines blue LED and yellow light-emitting phosphor, a white light that combines blue LED and green and red light-emitting phosphor, an ultraviolet light-emitting LED and blue, green, and red light-emitting phosphor A combination of these can be preferably used.
また、棒状光源収納部に、棒状光源を複数本収納し用いることもできる。 Further, a plurality of bar-shaped light sources can be stored and used in the bar-shaped light source storage unit.
また、光源として、図25(a)に示すような、アパーチャータイプのランプを用いても良い。本発明において、アパーチャータイプのランプとは、出射したい角度を除いた部分に反射率の高い部材を設け、つまり光を出射させない部分に反射率の高い部材を設け、所定角度から出射される光の光量を増加させる棒状光源を言う。図25(c)には、アパーチャータイプのランプの断面図を示した。図25(c)において、領域320が光出射領域である。アパーチャータイプのランプを用いることで、光の利用効率をより向上させることができる。また、光源の背面側に配置する反射シート(リフレクタ)を必ずしも設ける必要がなくなり、装置構成をより簡単にすることができ、反射シートの取り付け誤差による輝度むらの発生も防止できる。
ここで、反射率の高い部材としては、金属、非金属の各種材料を用いることができ、特に非金属の材料を用いることが好ましい。反射率の高い部材として、非金属の材料を用いることで、リーク電流を低くすることができる。
Further, as the light source, an aperture type lamp as shown in FIG. 25A may be used. In the present invention, an aperture type lamp is a member with high reflectivity provided in a portion excluding an angle at which light is desired to be emitted, that is, a member with high reflectivity is provided in a portion where light is not emitted, and light emitted from a predetermined angle is provided. A rod-shaped light source that increases the amount of light. FIG. 25C shows a sectional view of an aperture type lamp. In FIG. 25C, a
Here, as the member having high reflectance, various materials such as metal and nonmetal can be used, and it is particularly preferable to use a nonmetal material. By using a non-metallic material as a member having high reflectance, leakage current can be reduced.
さらに、アパーチャータイプのランプを用いる場合は、少なくとも一ヶ所に位置決め手段を設けることが好ましい。位置決め手段としては、例えば、図25(b)に示すように、ランプの端子部に屈曲部322を設け、ランプを支持する支持部材324に溝326を形成し、支持部材324の溝326に屈曲部322を嵌入させてランプを固定する方法等がある。また、ランプの端子部に設ける屈曲部322の角度は導光板の平行溝に対して規定可能なものであればどのような角度であっても良く、図25(c)の右図に示すように、アパーチャータイプのランプの光出射領域320が二等分されるように屈曲部322が設けられることが好ましい。また、屈曲部の形状は、ランプの配置位置および平行溝に対して反射率の高い部材の配置方向を固定することができ、かつ、平行溝への配置を妨げない形状であればどのような形状でも良い。
このように、位置決め手段を設けることで、光源の開口部中心と、導光板の平行溝の中心との位置あわせを容易に行うことができ、導光板に効率よく光を入射させることができる。
Further, when an aperture type lamp is used, it is preferable to provide positioning means at least at one place. As the positioning means, for example, as shown in FIG. 25B, a
As described above, by providing the positioning means, it is possible to easily align the center of the opening of the light source and the center of the parallel groove of the light guide plate, and it is possible to efficiently make light incident on the light guide plate.
また、本発明においては、図26に示すように、導光板18の平行溝18fに光源を配置させたときに、光源12と導光板18に形成された平行溝18fとが直接接触しないように、導光板18の平行溝18fに部分的にリブ330などを設けて、光源12を導光板18fの平行溝18内に配置してもよい。
このような構成を採用することにより、光源12で発生する熱が導光板18へ直接伝わることが抑制され、導光板18の過度の温度上昇が抑えられ、かつ光源である冷陰極管が部分的に冷却されることが回避される。このようなリブ330は、例えば、幅1mm以下であり、かつ高さ0.5mm程度の凸状の形状とすることができ、導光板の平行溝18fの中心線方向に部分的に設けることが好ましい。
また、導光板18の平行溝の中心線方向の延長線上に相当するバックライトユニットの側面に開口部を設けて、その開口部を通じて光源12を交換してもよい。そうすることにより、光源12の寿命や故障の際における光源の交換を容易にするとともに、光源12を交換するためにガイド部材を別途設けることを必要としない構成にすることができる。
In the present invention, as shown in FIG. 26, when the light source is arranged in the
By adopting such a configuration, heat generated in the
Further, an opening may be provided on the side surface of the backlight unit corresponding to an extension line of the parallel groove of the
反射シート22に対する光源12の位置を規制するために、反射シート22を剛性のある金属材料もしくは樹脂材料で形成し、反射シート22と、光源12を含む導光板18とを一体化した構成とすることが好ましい。その際には、図27(a)〜(d)に示すように導光板18と反射シート22のうち、一方に凹部を設け他方に凸部を設けて嵌合したり、あるいは、ねじにより固定したりして、導光板18と反射シート22を一体化して構成してもよい。
In order to regulate the position of the
バックライトユニットの薄型化に対して十分な剛性を確保するために、反射シート22を金属材料で形成した場合に、金属材料と冷陰極管との組み合わせによっては浮遊容量が発生することが知られている。これに対して冷陰極管に対抗する反射シートの部分に細長い穴部を設けることで浮遊容量の軽減を図ることができる。
また、図38のような形状のバックライトフレームを用い冷陰極管との距離を開けることで浮遊容量の軽減を図ることも好ましい。
It is known that when the
It is also preferable to reduce the stray capacitance by increasing the distance from the cold cathode tube using a backlight frame having a shape as shown in FIG.
図2において、拡散板16は、導光板18の光射出面18aから出射する光を拡散して均一化するためのものであり、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレートやMS樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂からなる平板状部材に光拡散性を付与して形成される。その方法は特に限定されないが、例えば、上記平板状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化(以降これらを施した面を「砂擦り面」という。)を施して拡散性を付与したり、表面に光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料もしくは樹脂やガラス、ジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工したり、上記の樹脂中に光を散乱させる前述の顔料、ビーズ類を混練することで形成される。本発明において、拡散シート14としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散シートを用いることができる。
本発明において、拡散シート14としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み500μm以下のフィルム状部材を用いることも好ましい。
In FIG. 2, a diffusing
In the present invention, as the
拡散シート14は、導光板18の光射出面18aから所定の距離だけ離して配置されることが好ましく、その距離は導光板18の光射出面18aからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散シート14を導光板18の光射出面18aから所定の間隔だけ離すことにより、導光板18の光射出面18aから射出する光が、光射出面18aと拡散シート14の間で更にミキシング(混合)される。これにより、拡散シート14を透過して液晶表示パネル4を照明する光の輝度を、より一層均一化することができる。拡散シート14を導光板18の光射出面18aから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散シート14と導光板18との間にスペーサを設ける方法を用いることができる。
特に、バックライトユニット2の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板18の平行溝18fの断面形状によって、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を十分に低減する必要はなく、部分的に低減するとともに拡散シート14と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散シート14から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。また、導光板18の平行溝18fの断面形状の改良(平行溝の先端部分の先細化)に限界があり、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散シート14と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散シート14から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。
The
In particular, when the thickness of the
拡散板16は、導光板18の光射出面18aから所定の距離だけ離して配置されることが好ましく、その距離は導光板18の光射出面18aからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散板16を導光板18の光射出面18aから所定の間隔だけ離すことにより、導光板18の光射出面18aから射出する光が、光射出面18aと拡散板16の間で更にミキシング(混合)される。これにより、拡散板16を透過して液晶表示パネル4を照明する光の輝度を、より一層均一化することができる。拡散板16を導光板18の光射出面18aから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散板16と導光板18との間にスペーサを設ける方法を用いることができる。
特に、バックライトユニット2の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板18の平行溝18fの断面形状によって、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を十分に低減する必要はなく、部分的に低減するとともに拡散板16と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散板16から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。また、導光板18の平行溝18fの断面形状の改良(平行溝の先端部分の先細化)に限界があり、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散板16と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散板16から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。
また、拡散板16の厚みを厚くし輝度分布の均一化を図ることもできる。
The diffusing
In particular, when the thickness of the
Moreover, the thickness of the
プリズムシート17は、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板18の光射出面18aから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート17は、そのプリズム列の延在する方向が導光板18の平行溝18fと平行になるように配置されるように配置されている。
The
また、図示例では、プリズムシートを用いたが、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いても良い。また、レンズ効果を有する素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いることもできる。 In the illustrated example, a prism sheet is used, but a sheet in which optical elements similar to prisms are regularly arranged may be used instead of the prism sheet. In addition, a sheet that regularly includes an optical element such as a lens effect, for example, a lenticular lens, a concave lens, a convex lens, or a pyramid type can be used instead of the prism sheet.
本発明においては、更に、図3(a)および(b)に示すように、反射シート22と導光板18の光射出面18aと反対側の傾斜面18dとの間にもプリズムシート19を設けることができる。図3(a)は、反射シート22と導光板18の傾斜面18dとの間にプリズムシート19が配置されている様子を示す概略断面図であり、図3(b)は、反射シート22と導光板18の傾斜面18dとの間に配置されているプリズムシート19を導光板側から見た概略平面図および概略横断面図である。反射シート22と導光板18の傾斜面18dとの間に設けられるプリズムシート19は、プリズム19aの延在する方向が導光板18の平行溝18fと垂直になるように配置されるとともに、プリズム19aの頂角が導光板18の傾斜面18dと対向するように配置することが好ましい。
In the present invention, as shown in FIGS. 3A and 3B, a
ここではプリズムシートを用いたが、プリズムシートと同様の効果を有する光学素子を用いても良く、レンズ効果を有する光学素子、例えばレンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子が規則的に配置されたシートを設けても良い。
なお、図示例においては、プリズムシート17、さらに好ましくはプリズムシート19を用いているが、導光板18の平行溝18fによる光射出面18aにおける輝度がより均一化されている場合には、プリズムシート19はもちろん不要であるし、プリズムシート17を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。
Although a prism sheet is used here, an optical element having the same effect as the prism sheet may be used, and an optical element having a lens effect, for example, an optical element such as a lenticular lens, a concave lens, a convex lens, or a pyramid type is regularly formed. Arranged sheets may be provided.
In the illustrated example, the
図2において、反射シート22は、導光板18の背面(図中下面)から漏洩する光を反射して、再び導光板18に入射させるためのものであり、光の利用効率を向上させることができる。反射シート22は、導光板18の下面(傾斜面)を覆うように形成される。リフレクタ20は、導光板18の平行溝18fを塞ぐように光源12の背後に設けられる。リフレクタ20は、光源12の下面から光を反射して、導光板18の平行溝18fの側壁面から光を入射させることができる。
In FIG. 2, the
反射シート22は、導光板18の背面(図中、下面)から漏洩する光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、PETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは上記のような白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。また、リフレクタ20は、例えば、上記反射シート22と同じ素材、すなわち、表面に十分な反射性を付与した樹脂素材、金属箔もしくは金属板により形成することができる。
The
また、反射シートを、導光板の光射出面と対向する側の面の平行溝を除いた部分、例えば傾斜面に直接貼り付けても良い。また、反射シートを導光板に直接貼り付けることに限定されず、反射シートと同等の機能を有する塗料を導光板に直接塗布しても良い。
このように、反射シートを直接貼り付ける、または、塗料を直接塗布することで、出射効率を向上させることができ、また、反射シートの取り付け誤差による、輝度むらの発生を防止できる。
また、反射シートの反射率に分布を持たせ、出射パターンを制御し輝度ムラの発生を抑えることもできる。
Moreover, you may affix a reflection sheet directly on the part except the parallel groove | channel of the surface of the side facing the light-projection surface of a light-guide plate, for example, an inclined surface. Moreover, it is not limited to sticking a reflective sheet directly to a light guide plate, You may apply | coat the coating material which has a function equivalent to a reflective sheet directly to a light guide plate.
In this way, by directly attaching the reflective sheet or directly applying the paint, it is possible to improve the emission efficiency, and it is possible to prevent uneven brightness due to an attachment error of the reflective sheet.
In addition, the reflectance of the reflection sheet can be distributed, and the emission pattern can be controlled to suppress the occurrence of luminance unevenness.
また、本発明におけるバックライトユニットは、図2(a)及び(b)に示した構成に限定されず、例えば、導光板18から出射される光の輝度を向上させるために、反射型偏光フィルム、コレスティック型偏光フィルム、散乱型偏光フィルムなどの輝度向上シートを設けることもできる。このような輝度向上シートは、図2(a)及び(b)において、導光板18と液晶表示パネル4(下面偏光板)の間に配置することが好ましく、特に、液晶表示パネル4(下面偏光板)の光入射側の面に配置することが好ましい。
Further, the backlight unit in the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. 2A and 2B, and for example, in order to improve the luminance of light emitted from the
また、本発明においては、視野角を広げるための光学補償フィルムを設けることもできる。光学補償フィルムとしては、例えば、ディスコティック液晶やネマティック液晶を用いた光学補償フィルムや、コリメートフィルムを用いた光学補償フィルムなどを用いることができる。光学補償フィルムは、図2(a)及び(b)において、液晶表示パネル4の上面や下面に貼り付けられて設けられることが好ましい。
また、反射防止を目的とした表面処理や、反射防止したフィルムを併用することもできる。
In the present invention, an optical compensation film for widening the viewing angle can also be provided. As the optical compensation film, for example, an optical compensation film using a discotic liquid crystal or a nematic liquid crystal, an optical compensation film using a collimating film, or the like can be used. 2A and 2B, the optical compensation film is preferably provided by being attached to the upper surface or the lower surface of the liquid crystal display panel 4.
Moreover, the surface treatment for the purpose of preventing reflection or an antireflective film can be used in combination.
また、拡散、集光、散乱又は回折等の機能を有する光学部材を、図2(a)及び(b)における導光板18の光射出側、例えば、導光板18の光射出面や、導光板18と液晶表示パネル4との間に配置することもできる。このような光学部品として、上記いずれか一つの機能を有する光学部品を一つだけ配置してもよいし、機能が同一又は異なる複数の光学部材を組み合わせて配置してもよい。複数の光学部品を組み合わせて用いる場合は、それらの複数の光学部品の配置の順序は任意であり、所望する光学特性に応じて、適宜、配置の順序を調整することができる。
Further, an optical member having functions such as diffusion, condensing, scattering, or diffraction is used as the light exit side of the
上述した拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上シートなどの光学部材は、それぞれ、1つずつ用いてもよいし、複数用いてもよい。また、このような光学部材は互いに貼り合わせて用いることもできる。また、導光板に直接貼り付けることもできるし、液晶表示パネルの光入射側の面に貼り付けることもできる。また、プリズムシートの配置も特に限定されず、例えば、光出射方向を上向きとしたときに、プリズムが上向きに配置されていても下向きに配置されていてもよく、2枚のプリズムシートを重ねて用いることもできる。 One or more optical members such as the diffusion film, the prism sheet, and the brightness enhancement sheet described above may be used. Further, such optical members can be used by being attached to each other. Further, it can be directly attached to the light guide plate, or can be attached to the light incident side surface of the liquid crystal display panel. Also, the arrangement of the prism sheet is not particularly limited. For example, when the light emission direction is upward, the prism may be disposed upward or downward, and the two prism sheets may be overlapped. It can also be used.
また、図2(a)及び(b)において、導光板18と液晶表示パネル4との間には、上述したように、拡散シート14、拡散板16、プリズムシート17などの光学部品を配置したが、これら光学部品の構成は、このような構成例に限定されず、例えば、以下に示すような構成にすることができる。例えば、導光板の光射出面側に、輝線の発生を抑制するための網点が印刷により形成された拡散シートと、プリズムシートと、上述した輝度向上シートとを順に配置させた構成にすることができる。この場合、拡散シートの光入射側の面、すなわち、導光板の光射出面に対向する面に、網点が形成されていることが好ましく、プリズムシートは光出射側にプリズム列が配置されていることが好ましい。
また、別の構成例として、導光板の光射出面側に、網点が印刷により形成された拡散シートと、輝度向上シートとを配置させた構成にすることもできる。この場合、上記と同様に、拡散シートの光入射側の面に網点が形成されていることが好ましい。また、更に別の構成例として、導光板の光射出面に網点を印刷により形成し、この導光板の光射出面側に拡散シート及び輝度向上シートを、この順で配置させた構成にすることもできる。この場合は、導光板の光射出面に網点を形成しているので、網点の形成されていない拡散シートが用いられる。
また、更には、導光板の光射出面に網点を印刷により形成し、この導光板の光射出面側に、同一又は異なる特性を有する2枚の拡散シートと、1枚の輝度向上シートとを順に配置させた構成にすることも可能である。また、導光板の光射出面側に、2枚の拡散シートと、1枚の輝度向上シートを順に配置させた構成にしてもよい。この場合は、導光板の光射出面に網点を形成せずに、導光板に近い側に位置する拡散シートの、導光板の光射出面に対向する面に、網点を印刷により形成することが好ましい。
上記構成例において、部品点数が少なく、製造コストを低くできるという観点からすると、導光板の光射出面に網点を印刷により形成し、この導光板の光射出面側に拡散シート及び輝度向上シートを、この順で配置させた構成が好ましい。
2A and 2B, optical components such as the
As another configuration example, a diffusion sheet in which halftone dots are formed by printing and a brightness enhancement sheet may be arranged on the light exit surface side of the light guide plate. In this case, similarly to the above, it is preferable that a halftone dot is formed on the light incident side surface of the diffusion sheet. As another configuration example, a halftone dot is formed on the light exit surface of the light guide plate by printing, and a diffusion sheet and a brightness enhancement sheet are arranged in this order on the light exit surface side of the light guide plate. You can also In this case, since a halftone dot is formed on the light exit surface of the light guide plate, a diffusion sheet without a halftone dot is used.
Further, a halftone dot is formed on the light exit surface of the light guide plate by printing, and on the light exit surface side of the light guide plate, two diffusion sheets having the same or different characteristics, and one brightness enhancement sheet are provided. It is also possible to adopt a configuration in which the are sequentially arranged. Further, a configuration may be adopted in which two diffusion sheets and one luminance enhancement sheet are sequentially arranged on the light exit surface side of the light guide plate. In this case, a halftone dot is not formed on the light exit surface of the light guide plate, but a halftone dot is formed on the surface of the diffusion sheet located on the side close to the light guide plate facing the light exit surface of the light guide plate by printing. It is preferable.
In the above configuration example, from the viewpoint that the number of components is small and the manufacturing cost can be reduced, a halftone dot is formed by printing on the light exit surface of the light guide plate, and the diffusion sheet and the brightness enhancement sheet are formed on the light exit surface side of the light guide plate. A configuration in which these are arranged in this order is preferable.
図2(b)において、導光板18は、矩形状の光射出面18aと、その一辺に平行な厚肉部18bと、この厚肉部18bの両側に前記一辺に平行に形成される一対の薄肉端部18cと、厚肉部18bから前記一辺に直行する方向に両側の薄肉端部18cに向かって肉厚が薄くなり、傾斜面18dを形成する1対の傾斜背面部18eと、肉厚部18bに前記一辺に平行に形成される光源12を収納するための平行溝18fとを有する。
すなわち、導光板18は、表面の外形形状が矩形状の平板であり、透明樹脂により形成されている。導光板18は、一方の面が平坦となって光射出面18aを構成しており、他方の面が、厚肉部18bから両側に、一方の辺に向かうにしたがって板厚が薄くなるように、一方の面に対して傾斜して1対の傾斜面18dを構成している。ここでは、傾斜面18dを平面として形成しているが、曲面としてもよい。
また、本実施形態の導光板18においては、他方の面において、傾斜面18dと基端面18iとの間に光射出面18aに平行な平行面18gが形成されている。すなわち、この導光板18の厚肉部18bにおいては、傾斜面18dから延在する平行面18gが設けられている。本発明においては、このような平行面18gは、必ずしも設ける必要はないが、光の利用効率を向上させることができるので、設けるのが好ましい。
In FIG. 2B, the
That is, the
Further, in the
導光板18は、例えば、加熱した原料樹脂を押し出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注型重合法等を用いて製造することができる。導光板18の材料としては、例えば、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などのアクリル系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレートやMS樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)などの透明樹脂を用いることができる。透明樹脂には、光を散乱させるための微粒子を混入させても良く、これにより光射出面18aからの光の出射効率を一層高めることができる。透明樹脂に光を散乱させるための微粒子を混入させる場合は、その微粒子は等方性を有していてもよいし、異方性を有していてもよい。
また、特願2005−093997に用いられているような散乱体入り材料も好ましく用いることができる。
The
Moreover, the scatterer-containing material used in Japanese Patent Application No. 2005-093997 can also be preferably used.
また、導光板に色調補正剤を混入させて出射光の色調を調節することも可能である。また、導光板に色調補正剤を混入させる代わりに、液晶表示パネルに入射させる光の色調を補正するために色補正フィルタを設けてもよい。更には、色調補正剤を混入させた導光板と、色調を補正するための色補正フィルタを併用することもできる。 It is also possible to adjust the color tone of the emitted light by mixing a color tone correction agent into the light guide plate. In addition, a color correction filter may be provided to correct the color tone of light incident on the liquid crystal display panel, instead of mixing the color tone correction agent into the light guide plate. Furthermore, a light guide plate mixed with a color correction agent and a color correction filter for correcting the color tone can be used in combination.
また、特開2004−292282号公報、特開2005−68326号公報に記載されているようなナノサイズ蛍光体を導光板材料に混入させて用いることもできる。光源にナノサイズ蛍光体の励起波長を有するものを用いることで導光体内部にて均一に発光させることが可能となる。 Further, nano-sized phosphors as described in JP-A Nos. 2004-292282 and 2005-68326 can be used by mixing them in the light guide plate material. By using a light source having an excitation wavelength of a nano-sized phosphor, light can be emitted uniformly within the light guide.
ここで、導光板に使用する透明部材には、青色を透過しやすい材料を用いることが好ましい。例えば、光源が冷陰極管のような棒状光源の場合、透過部材の分光特性により、液晶表示パネルの光射出面の色温度は、光源の色温度より低下する。このため、あらかじめ光源の色温度を高めに設定する必要がある。しかしながら、光源の色温度を高く設定すると輝度効率が低下することがある。導光板に使用する透明部材に青色を透過しやすい材料を用いることで、光源の色温度と液晶表示面の色温度を同等にすることができる。これにより、光源から出射される高い輝度の光を、色温度を低下させることなく液晶表示パネルから出射させることができる。その結果、消費電力をより低くすることができ、また、光源をより長寿命にすることができ、さらに、光源の数およびインバータの数を減らしコストダウンすることができる。
また、導光板の光射出面側に除電材或いは導電材を塗布してもよい。これにより、静電気によりバックライト内部に塵が堆積しにくくすることができる。
Here, it is preferable to use a material that easily transmits blue for the transparent member used for the light guide plate. For example, when the light source is a rod-shaped light source such as a cold cathode tube, the color temperature of the light emission surface of the liquid crystal display panel is lower than the color temperature of the light source due to the spectral characteristics of the transmissive member. For this reason, it is necessary to set the color temperature of the light source higher in advance. However, if the color temperature of the light source is set high, the luminance efficiency may decrease. By using a material that easily transmits blue for the transparent member used for the light guide plate, the color temperature of the light source and the color temperature of the liquid crystal display surface can be made equal. As a result, high-luminance light emitted from the light source can be emitted from the liquid crystal display panel without lowering the color temperature. As a result, the power consumption can be further reduced, the light source can have a longer life, and the number of light sources and the number of inverters can be reduced to reduce the cost.
Moreover, you may apply | coat a static elimination material or a electrically conductive material to the light-projection surface side of a light-guide plate. Thereby, dust can be made difficult to accumulate inside the backlight due to static electricity.
導光板18は、図39に示す、距離Lとし、前記厚肉部の最大厚みをDとするとき、D/L≦0.2であるが、D/L≦0.16であることがより好ましい。
また 0.6R≦Dであることが好ましく、R≦Dであることがより好ましい。
また、棒状光源12の中心線から導光板光出射面までの距離は5mm以下であることが好ましく、3.5mm以下である事がより好ましい。
The
Further, 0.6R ≦ D is preferable, and R ≦ D is more preferable.
Further, the distance from the center line of the rod-shaped
また、図40に示すにように、前記棒状光源の光出射表面の全面積をSt、前記棒状光源の直径をR、前記棒状光源の光出射表面と前記導光板の光入射面までの距離をTとし、
T≦2Rを満たす前記棒状光源の光出射表面の面積をSpとするとき、Sp/St ≧ 0.5を満足することが望ましく、Sp/St ≧ 0.7を満足することがより好ましい。
As shown in FIG. 40, the total area of the light emitting surface of the rod-shaped light source is St, the diameter of the rod-shaped light source is R, and the distance from the light emitting surface of the rod-shaped light source to the light incident surface of the light guide plate. T
When the area of the light emitting surface of the rod-shaped light source satisfying T ≦ 2R is represented by Sp, it is desirable to satisfy Sp / St ≧ 0.5, and it is more desirable to satisfy Sp / St ≧ 0.7.
導光板の厚みD、光源の距離L、光源と導光板の隣接距離を変えたときの結果を表1に、Sp/Stを変えたときの結果を表2に示す。
また、厚みをあまり下げすぎると試料4,5のようにむしろ効率が下がることが判る。
Table 1 shows the results when the thickness D of the light guide plate, the distance L of the light source, and the adjacent distance between the light source and the light guide plate are changed, and Table 2 shows the results when Sp / St is changed.
It can also be seen that if the thickness is reduced too much, the efficiency rather decreases as in Samples 4 and 5.
導光板18の厚肉部18bの光射出面18aと反対側には、光源12を収容するための平行溝18fが長手方向に延在して形成されている。平行溝18fの深さは、光源12の一部が導光板18の下面からはみ出さないように決定されることが好ましく、光源12の寸法や導光板18の機械的強度、経時変化を考慮して決定することが好ましい。また導光板18の肉厚部18bや薄肉端部18cの厚みは、光源12の寸法に応じて任意に変更することができる。ここで、導光板18の平行溝18fは、導光板18の長手方向に対して垂直な方向に形成してもよいが、平行溝18fに収容される光源12からの光利用効率を高めるためには長手方向に形成することが好ましい。
本実施形態においては、平行溝18fは、その先端部分を構成する1対の先端面18hおよび基端部分を構成する1対の基端面18iで形成され、光射出面18aに対する、先端面18hの傾斜より、基端面18iの傾斜の方が急峻である。すなわち、先端面18hの接平面が光射出面18aとなす角度の最大値、すなわち、最大傾斜角Φmより、基端面18iの接平面が光射出面18aとなす角度(傾斜角)Φnの方が大きい。
On the opposite side of the
In the present embodiment, the
図2に示す構造を有する導光板18において、その平行溝18fに配置された光源12から放射される光のうち、平行溝18fを形成する側面から導光板18の内部に入射した光は、導光板18の傾斜面18dで反射した後、光射出面18aから出射する。この時、導光板18の下面から一部の光が漏洩するが、その漏洩した光は、導光板18の傾斜面18d側に形成された反射シート22により反射して、再び導光板18の内部に入射して光射出面18aから出射する。こうして、導光板18の光射出面18aから均一な光が放射される。
なお、本発明においては、光射出面18aから射出される光を均一化するために、光射出面18aに対し直角、平行方向(奥行き方向)に光束が有効に届くように傾斜面18dの角度(テーパ)を制限している。すなわち、傾斜面18dの角度(テーパ)を、光源12から射出され、導光板18に入射した光束の一部が光射出面18a(裏面)で全反射するような角度にしている。
In the
In the present invention, in order to make the light emitted from the
図2において、導光板18の平行溝18fは、平行溝18fの長さ方向に垂直な断面形状において、その先端部分が三角形をなし、その基端部分が矩形をなし、全体として、光射出面18a側に凸のホームベース形状となるように形成されている。従って、平行溝18fの1対の先端面18hは、それぞれの一方の端部が互いに交わり、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する垂直面に対して、所定角度で傾斜して対称であり、その断面形状は、三角形の1つの頂点をなす所定角度の傾斜を有する2つの線分(斜辺)で形成されている。導光板18の平行溝18fの1対の基端面18iは、それぞれの一方の端部が1対の先端面18hのそれぞれの他方の端部に繋がり、上記垂直面に対して平行かつ対称であり、その断面形状は、三角形の残りの2つの頂点にそれぞれ接し、それぞれ導光板18の平行面18gに繋がる光射出面18aに対して垂直な線分で形成される。
In FIG. 2, the
ここでは、平行溝18fの断面形状を、先端部分が三角形をなし、その基端部分が矩形をなすホームベース形状としたが、本発明においては、これに限定されず、先端部分が傾斜して交わり、先端部分に繋がる基端部分の傾斜が先端部分の傾斜よりも急峻であれば、どのような形状でも良い。すなわち、平行溝18fの断面形状を、先端部分において光射出面18aに向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成し、各輪郭線を、光射出面18aに垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(先端面18h)より、頂点から遠い平行溝の基端側(基端面18i)の方が鋭角となる形状であればよい。言い換えれば、平行溝18fの断面形状において、頂点に近い先端側(先端面18h)の輪郭線が光射出面18aとなす傾斜角(最大傾斜角Φm)よりも、頂点から遠い平行溝の基端側(基端面18i)の輪郭線が光射出面18aとなす傾斜角(傾斜角Φn)の方が大きい形状であればよい。例えば、図4(a)に示すように、平行溝18fの1対の先端面40を双曲線形状に、図4(b)に示すように、平行溝18fの1対の先端面42を楕円形状にすることができる。あるいは、導光板18の平行溝18fの1対の先端面の断面形状は懸垂線形状でも良い。
Here, the cross-sectional shape of the
また、本発明においては、平行溝の断面形状において、平行溝の頂点、すなわち最深部(平行溝を形成する側壁の接続部)が尖点となるような形状にすることもできる。すなわち、平行溝の1対の先端面の断面形状が、互いに交わる先鋭な1つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な2つの曲線または直線の一部から形成することができる。本発明においては、導光板の平行溝の断面形状が、上記いずれの形状であっても、導光板の光射出面から均一な光を出射させることができる。 Further, in the present invention, the cross-sectional shape of the parallel groove may be such that the apex of the parallel groove, that is, the deepest portion (the connection portion of the side wall forming the parallel groove) is a cusp. That is, two cross-sectional shapes of the pair of front end surfaces of the parallel grooves are symmetrical with respect to a center line perpendicular to the light exit surface of the light guide plate through the center of the parallel grooves, having one sharp intersection intersecting each other. It can be formed from a part of a curve or straight line. In the present invention, even if the cross-sectional shape of the parallel groove of the light guide plate is any of the above shapes, uniform light can be emitted from the light exit surface of the light guide plate.
図4(c)には、平行溝の1対の先端面50の断面形状が、互いに交わる先鋭な1つの交点を有する、平行溝18fの中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な2つの曲線の一部からなる場合の一例を示す。図4(c)に示す導光板18は、平行溝18fの中心を通って導光板18の光射出面18aに垂直な中心線Xに対して1対の先端面50となる対称な2つの曲線51aおよび51bが円弧の場合である。この場合は、図4(c)に示すように、平行溝18fを形成する一方の側壁に対応する円弧51aの中心の位置と他方の側壁に対応する円弧51bの中心の位置が異なるように形成される。これにより、円弧状の両側壁が交わる部分52は、図4(c)に示すように尖った形状となる。
In FIG. 4 (c), the cross-sectional shape of the pair of tip surfaces 50 of the parallel grooves has a sharp intersection with each other, and the center is perpendicular to the light exit surface of the light guide plate through the center of the
また、図4(d)には、平行溝の1対の先端面53の断面形状が、互いに交わる先鋭な1つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な2つの曲線の一部からなる場合の更に別の例を示した。図4(d)に示した導光板18は、平行溝18fの中心を通って導光板18の光射出面18aに垂直な中心線Xに対して1対の先端面53となる対称な2つの曲線54aおよび54bが放物線の場合である。図4(d)においては、平行溝18fの一方の側壁に対応する放物線54aの焦点と、他方の側壁に対応する放物線54bの焦点とが互いに異なるように、平行溝18fの1対の先端面53が形成される。
Also, in FIG. 4D, the cross-sectional shape of the pair of tip surfaces 53 of the parallel grooves is perpendicular to the light exit surface of the light guide plate through the center of the parallel grooves having one sharp intersection that intersects each other. Still another example in the case of consisting of a part of two curves symmetrical with respect to the center line is shown. The
図4(d)に示すように、平行溝18fの1対の先端面53の断面形状が、交点56で交わる2つの曲線54aおよび54bから形成される場合において、平行溝18fの一方の側壁に対応する曲線54aの、交点(尖点)56における接線と、他方の側壁に対応する曲線54bの、交点56における接線が互いになす角θは、90度以下が好ましく、60度以下がより一層好ましい。
As shown in FIG. 4D, when the cross-sectional shape of the pair of tip surfaces 53 of the
図1〜図4(d)では、平行溝の断面形状において、平行溝の1対の先端面を形成する曲線が、平行溝の中心に向かって凹状の導光板の例を示したが、これらとは異なる本発明の導光板の別の態様を図5(a)および(b)に示す。図5(a)は、平行溝18fの1対の先端面60の断面形状が、平行溝18fの中心に向かって凸の2つの曲線61aおよび61bから形成される導光板の例であり、図5(b)は、平行溝18fの1対の先端面63の断面形状が、平行溝18fの中心に向かって凸の曲線64aおよび64bと凹の曲線66aおよび66bを組み合わせた曲線から形成される導光板の例である。図5(a)および(b)に示したような断面形状の平行溝を有する導光板も、輝線の発生を抑制しつつ光射出面から十分な輝度の光を出射することができる。
In FIGS. 1 to 4 (d), in the cross-sectional shape of the parallel groove, an example of a light guide plate in which a curve forming a pair of front end surfaces of the parallel groove is concave toward the center of the parallel groove is shown. FIGS. 5A and 5B show another embodiment of the light guide plate of the present invention different from FIG. FIG. 5A is an example of a light guide plate in which the cross-sectional shape of the pair of front end surfaces 60 of the
また、図1〜図5(b)では、平行溝の断面形状において、平行溝の先端部分の1対の基端面を、先端面18hおよび平行面18gと接する光射出面18aに対して平行で対称な垂直な線分としたが、平行溝18fの断面形状が、光射出面18aに向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(基端面)の方が鋭角となる形状であればよく、例えば、平行溝の1対の先端面の断面形状が、3角形の場合(図2参照)は、図6(a)に示すように、平行溝の1対の基端面70の断面形状を、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する線とのなす角が先端面18hよりも鋭角な所定角度の傾斜を有する線分(斜辺)で形成してもよい。また、平行溝の各基端面の断面形状は、直線に限定されず曲線も用いることができ、図6(b)に示すように、平行溝18fの1対の基端面72の断面形状を平行溝18fの中心に向かって凹状の曲線としてもよい。ここで、曲線としては、双曲線形状、楕円形状、放物線形状等、平行溝の1対の先端面に用いる各種の曲線を用いることができる。
In FIG. 1 to FIG. 5B, in the cross-sectional shape of the parallel groove, the pair of base end surfaces of the front end portion of the parallel groove are parallel to the
平行溝の形状は、これに限定されず、上述した1対の先端面の形状と1対の基端面の形状を各種組み合わせた形状等の種々の形状とすることができる。また、平行溝の1対の先端面と1対の基端面の大きさは、平行溝の内部に光源が配置できればよく、1対の先端面と1対の基端面の境界位置(接触位置)は特に限定されない。 The shape of the parallel grooves is not limited to this, and may be various shapes such as a combination of the shapes of the pair of distal end surfaces and the pair of proximal end surfaces described above. In addition, the size of the pair of distal end surfaces and the pair of proximal end surfaces of the parallel grooves is sufficient if the light source can be disposed inside the parallel grooves, and the boundary position (contact position) between the pair of distal end surfaces and the pair of proximal end surfaces. Is not particularly limited.
ここで、平行溝の1対の先端面と1対の基端面との継ぎ目(接続部分)、平行溝の1対の基端面と平行面との継ぎ目および平行面と傾斜面との継ぎ目は、R>0.01[mm]となる滑らかな形状とすることが好ましい。継ぎ目を滑らかな形状とすることで継ぎ目での光の乱反射を防止し、輝線の発生、輝度むらの発生を防止することができる。 Here, a joint (connecting portion) between a pair of distal end surfaces and a pair of proximal end surfaces of the parallel grooves, a joint between the pair of proximal end surfaces and the parallel surfaces of the parallel grooves, and a joint between the parallel surfaces and the inclined surface, It is preferable to have a smooth shape with R> 0.01 [mm]. By making the seam a smooth shape, irregular reflection of light at the seam can be prevented, and generation of bright lines and uneven brightness can be prevented.
さらに、平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面、例えば、光射出面および/または傾斜面に棒状光源の軸にその稜が平行な複数の所定形状の微小なプリズムを形成することが好ましい。平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面に所定形状の微小なプリズムを多数形成することで、バックライトなどの面状照明装置を構成する場合に、プリズムシートを不要とすることができ、面状照明装置としての光の利用効率向上させることができ、装置のコンパクト化、ひいては、コストの低減を図ることができる。なお、多数の所定形状の微小なプリズムを、傾斜面および射出面のいずれかに形成するのがより好ましいが、さらに、傾斜面および光射出面の両方にこのようなプリズムを形成するのがより好ましい。
ここで、傾斜面に形成するプリズムは、頂角θp1を100°≦θp1≦140°とすることが好ましい。また、光射出面に形成するプリズムは、頂角θp2を40°≦θp2≦70°とすることがより好ましい。
Further, the surface of the light guide plate excluding the side surfaces (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces) of the parallel grooves, for example, a plurality of predetermined edges whose ridges are parallel to the axis of the rod-shaped light source on the light emission surface and / or the inclined surface. It is preferable to form a very small prism. When a planar illumination device such as a backlight is formed by forming a large number of minute prisms having a predetermined shape on the surface of the light guide plate excluding the side surfaces of the parallel grooves (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces). The prism sheet can be dispensed with, the light use efficiency as the planar illumination device can be improved, the device can be made compact, and the cost can be reduced. It is more preferable to form a large number of minute prisms having a predetermined shape on either the inclined surface or the exit surface, but it is more preferable to form such prisms on both the inclined surface and the light exit surface. preferable.
Here, the prism formed on the inclined surface preferably has an apex angle θ p1 of 100 ° ≦ θ p1 ≦ 140 °. The prism formed on the light exit surface more preferably has an apex angle θ p2 of 40 ° ≦ θ p2 ≦ 70 °.
また、図1〜図6(b)に示す導光板では、1対の傾斜面と平行溝の1対の基端面との間にそれぞれ1対の平行面を設けたが、本発明において、平行面は、必ずしも設ける必要はなく、図7に示すように、平行面を設けず、傾斜面80と平行溝18fの基端面18iとを直接接続させた構造としてもよい。
In addition, in the light guide plate shown in FIG. 1 to FIG. 6B, a pair of parallel surfaces is provided between the pair of inclined surfaces and the pair of base end surfaces of the parallel grooves. The surface is not necessarily provided, and as shown in FIG. 7, a parallel surface may not be provided, and the
本発明の導光板においては、図8に示すように、ある中心線Xにおいて網点の密度が高くその中心線Xから両側(中心線に対して垂直方向)に向かうにしたがって次第に網点の密度が低くなるような網点パターン92を透過率調整体ユニット181として、導光板18の光射出面18aに、例えば、印刷により形成してもよい。このような網点パターン92を、網点パターンの中心線Xが導光板18の平行溝の中心線に対応する位置と一致するように、導光板18の光射出面18aに形成することにより、導光板18の光射出面18aにおける輝線の発生やムラを抑制することができる。
また、透過率調整体ユニット181を特願2004−258340号の方式に従って、設計することも輝度ムラを効率的に抑制する意味で、好ましく用いることができる。
また色むらを抑制するために光源の色に調色したインクを用いて網点パターンを形成することも好ましい。
また、網点パターン92を導光板18に印刷する代わりに、網点パターンが形成された薄いシートを光射出面上に積層しても良い。網点の形状は、矩形、円形、楕円形などを任意の形状にすることができ、網点の密度は、輝線の強さや広がりに応じて適宜選択することができる。また、このような網点パターンを印刷により形成する代わりに、網点パターンに対応する部分を砂擦り面として荒らしてもよい。このような砂擦り面は、導光板の平行溝の最深部や側壁に形成してもよい。
In the light guide plate of the present invention, as shown in FIG. 8, the density of halftone dots is high at a certain center line X, and the density of halftone dots gradually increases from the center line X toward both sides (perpendicular to the center line). For example, the
In addition, designing the
In order to suppress color unevenness, it is also preferable to form a halftone dot pattern using ink that has been adjusted to the color of the light source.
Further, instead of printing the
ここで、光射出面から出射される光の輝度分布は、導光板の平行溝の先端部分の形状に大きく依存するため、導光板の平行溝の形状を、上述の本発明で示した形状になるように設計するだけで、導光板の光射出面における輝度を最適に調整して均一化できる。
一例としては、導光板の平行溝の断面形状を双曲線にした場合は、平行溝に対応する部分における相対輝度のピーク値が、傾斜背面部からの出射光によって形成される相対輝度の平均値の10倍以下となり、光射出面からの輝度が略均一となる。一方、平行溝の断面形状が半円形または放物線形の従来の導光板においては、平行溝の中心部分、すなわち、光源の直上の位置において相対輝度が高くなり、輝線が発生する。すなわち、従来の平行溝の断面形状が半円形状または放物線形状の導光板においては、光射出面における輝度が均一ではない。
Here, since the luminance distribution of the light emitted from the light exit surface largely depends on the shape of the tip of the parallel groove of the light guide plate, the shape of the parallel groove of the light guide plate is changed to the shape shown in the present invention described above. By simply designing so that the luminance can be made uniform, the luminance on the light exit surface of the light guide plate can be optimally adjusted.
As an example, when the cross-sectional shape of the parallel groove of the light guide plate is a hyperbola, the peak value of the relative luminance in the portion corresponding to the parallel groove is the average value of the relative luminance formed by the light emitted from the inclined back surface portion. It becomes 10 times or less, and the luminance from the light exit surface becomes substantially uniform. On the other hand, in a conventional light guide plate in which the cross-sectional shape of the parallel grooves is semicircular or parabolic, the relative luminance increases at the central portion of the parallel grooves, that is, the position immediately above the light source, and bright lines are generated. That is, in the conventional light guide plate having a semicircular or parabolic cross-sectional shape of the parallel grooves, the luminance on the light exit surface is not uniform.
また、平行溝の断面形状が三角形状の導光板においては、中心部分の相対輝度は低くなるため、頂点を所定の幅で平坦にするか、比較的曲率半径の小さな曲面にすることによって、光射出面における輝度を均一化することができる。
ここで、平行溝の頂点を所定の幅で平坦にする場合は、平坦部分の長さに応じて、導光板の平行溝に対応する部分における相対輝度が変化する。このため、本発明においては、平行溝の最深部の平端部分を長くすることで輝度を高めることができるが、長すぎると輝線となる恐れがあるため、平端部分の長さは、冷陰極管の直径の20%以下とすることが好ましく、10%以下とすることがより好ましい。
Also, in a light guide plate with a parallel groove having a triangular cross-sectional shape, the relative brightness of the central portion is low. Therefore, by flattening the apex with a predetermined width or a curved surface with a relatively small radius of curvature, The brightness on the exit surface can be made uniform.
Here, when flattening the apex of the parallel groove with a predetermined width, the relative luminance in the portion corresponding to the parallel groove of the light guide plate changes according to the length of the flat portion. For this reason, in the present invention, the brightness can be increased by lengthening the flat end portion of the deepest part of the parallel groove, but if it is too long, there is a possibility that a bright line may be formed. The diameter is preferably 20% or less, more preferably 10% or less.
また、導光板の表面において、輝度と照度は略同様に扱うことができる。本発明においては、照度においても同様の傾向があると推測される。したがって、導光板の平行溝の形状を本発明で示した形状になるように設計することで、導光板の光射出面における照度についても均一化できると考えられる。
なお、平行溝の先端部分の頂部(最深部)の断面形状が、平行溝の中心線に対して対称にするように先鋭な1つの交点において、面取りされた平坦状、もしくは、丸められた円形状のみならず、楕円形状、放物線状、または双曲線状であっても良いのはもちろんである。さらに、これに加え、上述したように、平行溝の先端部分の頂部(最深部)を砂擦り面とすることにより、照度または輝度のピーク値を低減するようにしても良い。
Further, on the surface of the light guide plate, the luminance and illuminance can be handled in substantially the same manner. In the present invention, it is presumed that there is a similar tendency in illuminance. Therefore, it is considered that the illuminance on the light exit surface of the light guide plate can be made uniform by designing the shape of the parallel grooves of the light guide plate to be the shape shown in the present invention.
In addition, the cross-sectional shape of the top part (deepest part) of the tip of the parallel groove is a chamfered flat or rounded circle at one sharp intersection so as to be symmetric with respect to the center line of the parallel groove Of course, not only the shape but also an elliptical shape, a parabolic shape, or a hyperbolic shape may be used. In addition to this, as described above, the peak value of illuminance or luminance may be reduced by using a top portion (deepest portion) of the tip of the parallel groove as a rubbing surface.
以上から、本発明の導光板においては、導光板18の光射出面18aにおける平行溝18f以外、すなわち傾斜面18dに相当する部分(第2部分)に形成される輝度の平均値に対する、導光板18の光射出面18aにおける平行溝18fに相当する部分(第1部分)に形成される輝線のピーク値(輝度のピーク値)の比に応じて、導光板18の平行溝18fの先端形状の先細化を行う、すなわち、この比の値に応じて、導光板18の平行溝18fの先端形状の先細化の程度を制御する。なお、この場合においては、後述する第2の形態の場合のように、この比は、3以下、より好ましくは、2以下とするのが好ましい。
As described above, in the light guide plate of the present invention, the light guide plate with respect to the average value of the brightness formed in the portion (second portion) corresponding to the
なお、この比は、バックライトユニット2の厚み(導光板18の光射出面18aと拡散シート14との間の距離)や、バックライトユニット2において使用される拡散シート14の拡散効率や枚数、プリズムシート16、17および19の拡散効率や使用枚数等に応じて、設定するのが好ましい。すなわち、バックライトユニット2の厚み(導光板18の光射出面18aと拡散シート14との間の距離)がある程度厚く(または大きく)できる場合や、バックライトユニット2において使用される拡散シート14の拡散効率が高く、使用枚数を多くできる場合や、プリズムシート16、17および19の拡散効率が高く、使用枚数を多くできる場合には、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の拡散(ミキシングなど)を十分に行うことができるので、高コストとはなるが、導光板18の光射出面18aの第2部分の輝度の平均値に対する、導光板18の光射出面18aの第1部分の輝度のピーク値の比を、ある程度大きく設定することができる。しかし、そうでない場合には、低コスト化できるが、この比の値を小さく設定する必要がある。
This ratio is the thickness of the backlight unit 2 (the distance between the
一方、本発明の導光板においては、導光板18の光射出面18aの第1部分の輝度のピーク値が、導光板18の光射出面18aの第2部分の輝度の平均値の3倍以下、より好ましくは、2倍以下となるように、導光板18の平行溝18fの先端形状の先細化を行う。ここで、導光板18の光射出面18aの第1部分の輝度のピーク値が、導光板18の光射出面18aの第2部分の輝度の平均値の3倍以下となるようにするのは、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の輝度分布が、従来より均一化されるからであり、その結果、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の拡散(ミキシングなど)をそれほど十分に行う必要がなく、拡散効率のあまり高くない低コストの拡散シート14の使用が可能となり、また使用枚数を減らすことができ、また、高価なプリズムシート16、17および19自体の使用を止めることができ、あるいは、拡散効率のあまり高くない低コストのプリズムシート16、17および19の使用が可能となったり、使用枚数を減らすことができるからである。
On the other hand, in the light guide plate of the present invention, the peak luminance value of the first portion of the
なお、本発明の導光板では、導光板18の平行溝18fの断面形状において、平行溝18fの先細化を行う先端部分は、棒状光源12の中心から光射出面18aに向かう垂線(X)に対する角度が、両側で90度以内となる部分、より好ましくは、60度以内となる部分とするのが好ましい。すなわち、本発明において、導光板18の光射出面18aの平行溝18fに相当する第1部分の輝度のピーク値を低減するために、平行溝18fの先細化を行う部分は、平行溝18fの全体でも良いが、ピーク値の低減化が可能であれば、所定の先端部分で良い。
In the light guide plate of the present invention, in the cross-sectional shape of the
さらに、本発明では、導光板の平行溝の形状を、光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(1対の各先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(1対の各基端面)の方が鋭角となる形状とすることで、より輝度むらを減らすことができ、出射効率も向上させることができる。つまり、平行溝の断面形状を他の双曲線,放物線、他の曲面の傾斜した線分の最大傾き角Φmに対し、他の傾き角Φn(>Φm)を有する曲線の組み合わせとすることで、より輝度むらを減らすことができ、出射効率も向上させることができる。 Further, according to the present invention, the shape of the parallel grooves of the light guide plate is made up of a pair of contour lines whose intervals are narrowed toward the light exit surface, and each contour line is perpendicular to the light exit surface. And the base end side (one pair of base end surfaces) of the parallel groove far from the apex is more acute than the tip end side (a pair of front end surfaces) near the apex. By adopting such a shape, the luminance unevenness can be further reduced, and the emission efficiency can be improved. In other words, the cross-sectional shape of the parallel groove is a combination of curves having other inclination angles Φn (> Φm) with respect to the maximum inclination angle Φm of other hyperbola, parabola, and other curved segments. The uneven brightness can be reduced, and the emission efficiency can be improved.
つぎに、導光板の平行溝の断面形状を種々の形状に変更したときに、導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について、シミュレーションを行って、調べた。
まず、本発明に従う導光板の例として、図9(a)に示す導光板18の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。ここで、図9(a)に示す導光板18の平行溝18fは、先端面18hの断面形状が、光射出面18aに対して垂直かつ光源12の中心を通過する線に対して所定角度の傾斜を有する線分(斜辺)で形成され、基端面18iの断面形状が、先端面18hおよび平行面18gと接し、光射出面18aに対して垂直な線分で形成され、頂部が曲面形状で形成される。また、平行面18gは、平行溝18の先端面18hの線分を延長した線と、光射出面と平行でかつ導光板の下端を通る線との交点と、平行溝の1対の基端面の下端との間に設けられている。
ここで、図9(a)に示す導光板18は、光源12の直径を3mm、光射出面18aに対して垂直かつ光源12の中心を通過する線に対する先端面18hの傾斜角を30度、頂部の曲面形状をR=0.25mm、先端面18hと基端面18iとの継ぎ目をR=15mmとした。
また、比較のために、図9(b)に示す平行溝18fの断面形状が略三角形形状の導光板18についても光射出面18aから出射する光の輝度分布を調べた。ここで、図9(b)に示す導光板18は、平行溝18fの側面74、つまり1対の先端面および1対の基端面の断面形状が、斜辺のみで形成される形状であることを除いて、図9(a)に示す導光板と同様の形状である。
Next, when the cross-sectional shape of the parallel groove of the light guide plate was changed to various shapes, the luminance distribution of light emitted from the light exit surface of the light guide plate was simulated and examined.
First, as an example of the light guide plate according to the present invention, the luminance distribution of light emitted from the light exit surface of the
Here, the
For comparison, the luminance distribution of light emitted from the
図10(a)に、図9(a)に示す導光板および図9(b)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図10(a)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図9(a)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、図9(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。 FIG. 10 (a) shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (a) and the light guide plate shown in FIG. 9 (b). In FIG. 10A, the vertical axis represents the luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9A is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9B is indicated by a dotted line.
図10(a)からわかるように、図9(a)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差が、図9(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図9(a)に示す導光板は、図9(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図9(a)に示す形状の導光板の出射効率は65.9%であり、図9(b)に示す形状の導光板の出射効率は59.7%であった。また、図9(a)に示す形状の導光板の入射効率は84.0%であり、図9(b)に示す形状の導光板の入射効率は、95.5%であった。このように、図9(a)に示す導光板は、出射効率および入射効率を図9(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 10 (a), the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (a) is the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (b). Is smaller than the difference between the maximum and minimum values. That is, the light guide plate shown in FIG. 9A can emit light with reduced brightness unevenness, compared to the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the output efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9A is 65.9%, and the light guide plate having the shape shown in FIG. The emission efficiency of was 59.7%. Moreover, the incident efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9A was 84.0%, and the incident efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9B was 95.5%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 9A can have higher emission efficiency and incidence efficiency than the light guide plate shown in FIG. 9B.
また、本発明の導光板の他の例として、図9(c)に示すような、平行溝の1対の基端面70が、先端面18hの傾斜の半分、つまり、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する線に対して30度の傾斜を有する線分(斜辺)であることを除いて、図9(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図10(b)に、図9(c)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図10(b)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図9(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図9(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As another example of the light guide plate of the present invention, as shown in FIG. 9C, a pair of base end surfaces 70 of parallel grooves is half of the inclination of the
FIG. 10B shows a luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 10B, the vertical axis represents the luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). In addition, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9C is shown by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9B is shown by a dotted line for comparison.
図10(b)からわかるように、図9(c)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差が、図9(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図9(c)に示す導光板は、図9(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図9(c)に示す形状の導光板の出射効率は61.9%であった。このように、図9(c)に示す導光板は、出射効率を図9(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 10 (b), the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (c) is the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (b). Is smaller than the difference between the maximum and minimum values. That is, the light guide plate shown in FIG. 9C can emit light with reduced luminance unevenness more than that of the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the output efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9C was 61.9%. In this way, the light guide plate shown in FIG. 9C can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG. 9B.
本発明の導光板のさらに他の例として、図9(d)に示すような、平行溝18fの先端面18h’と基端面18i’との接続部が、図9(a)に示した導光板よりもより平行部18g側に設けられたことを除いて、図9(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図10(c)に、図9(d)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図10(c)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図9(d)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図9(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As still another example of the light guide plate of the present invention, as shown in FIG. 9 (d), the connecting portion between the
FIG. 10C shows a luminance distribution on the light emitting side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 10C, the vertical axis represents the luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9D is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9B is indicated by a dotted line for comparison.
図10(c)からわかるように、図9(d)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差は、図9(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差と略同じである。すなわち、図9(d)に示す導光板は、図9(b)に示す導光板と同等に輝度むらが低減された光を出射させることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図9(d)に示す形状の導光板の出射効率は61.5%であった。このように、図9(d)に示す導光板は、出射効率を図9(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 10 (c), the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (d) is the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (b). Is substantially the same as the difference between the maximum and minimum values. That is, the light guide plate shown in FIG. 9 (d) can emit light with reduced luminance unevenness equivalent to the light guide plate shown in FIG. 9 (b).
Further, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9D was 61.5%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 9D can have the emission efficiency higher than that of the light guide plate shown in FIG.
本発明の導光板のさらに他の例として、図9(e)に示す、平行溝18fの1対の基端面72の断面形状が、平行溝18fの中心に向かって凹状の曲線であることを除いて、図9(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図10(d)に、図9(e)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図10(d)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図9(e)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図9(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As still another example of the light guide plate of the present invention, the cross-sectional shape of the pair of base end faces 72 of the
FIG. 10D shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 10D, the vertical axis represents luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (e) is shown by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9 (b) is shown by a dotted line for comparison.
図10(d)からわかるように、図9(e)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差が、図9(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図9(e)に示す導光板は、図9(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、測定した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図9(e)に示す形状の導光板の出射効率は70.9%であった。このように、図9(e)に示す導光板は、出射効率を図9(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 10 (d), the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (e) is the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 9 (b). Is smaller than the difference between the maximum and minimum values. That is, the light guide plate shown in FIG. 9 (e) can emit light with less uneven brightness than the light guide plate shown in FIG. 9 (b). That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Further, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the measured luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 9E was 70.9%. Thus, the light guide plate shown in FIG. 9 (e) can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG. 9 (b).
以上、図10(a)〜図10(d)より、導光板の平行溝を本発明の形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる三角形状とした場合と同等の輝度むらまたは、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。 As described above, from FIGS. 10A to 10D, the parallel grooves of the light guide plate have the shape of the present invention, so that the shape of the parallel grooves has a triangular shape that can reduce luminance unevenness as compared with the prior art. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to the case or even the luminance unevenness can be reduced and the emission efficiency can be improved.
次に、図11(a)〜図11(c)に示す平行溝18fの基端面18iと傾斜面80とを直接接続させ、平行面を設けない種々の形状の導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。
ここで、図11(a)に示す導光板は、平行面を設けず、傾斜面80の傾斜角を変更し平行溝18fの基端面18iと傾斜面80とを直接接続させたことを除いて、図9(a)に示した導光板と同様の形状である。また、図11(b)および図11(c)に示す導光板も、平行面を設けず、傾斜面80の傾斜角を変更し平行溝18fの1対の基端面70または18i’と傾斜面80とを直接接続させたことを除いて、それぞれ図9(c)および図9(d)に示した導光板と同様の形状である。
Next, the
Here, the light guide plate shown in FIG. 11A is not provided with a parallel surface, except that the inclination angle of the
図12(a)〜図12(c)に、それぞれ図11(a)〜(c)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図12(a)〜図12(c)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図12(a)〜図12(c)は、それぞれ図11(a)〜図11(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のために図9(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
図12(a)〜図12(c)に示すように、いずれの導光板の場合でも、図9(b)に示す導光板と輝度むらを同等またはより低減させることができることがわかる。また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図11(a)に示す導光板の出射効率は、61.5%、図11(b)に示す導光板の出射効率は、62.0%、図11(c)に示す導光板の出射効率は、61.6%であった。これにより、いずれの導光板も図9(b)に示した導光板よりも出射効率を向上できることがわかる。
以上、図12(a)〜図12(c)より、導光板の平行溝を本発明の形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる三角形状とした場合と同等の輝度むらまたは、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。
FIGS. 12A to 12C show the luminance distributions on the light emitting side surfaces of the light guide plates shown in FIGS. 11A to 11C, respectively. 12A to 12C, the vertical axis represents luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the light guide plate center (the central portion of the parallel groove). 12 (a) to 12 (c) show the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIGS. 11 (a) to 11 (c) with a solid line, and FIG. The luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in b) is indicated by a dotted line.
As shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c), it can be seen that in any light guide plate, the luminance unevenness can be equal to or less than that of the light guide plate shown in FIG. 9 (b). Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. 11A is 61.5%, and the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. The light emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. 11C was 62.0% and 61.6%. Thereby, it turns out that any light-guide plate can improve radiation | emission efficiency rather than the light-guide plate shown in FIG.9 (b).
As described above, from FIGS. 12A to 12C, the parallel grooves of the light guide plate are formed in the shape of the present invention, so that the shape of the parallel grooves is a triangular shape that can reduce the luminance unevenness compared to the conventional case. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to the case or even the luminance unevenness can be reduced and the emission efficiency can be improved.
次に、図13(a)〜図13(d)に示す導光板の平行溝の1対の先端面の断面形状を双曲線形状とした導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。
ここで、図13(a)に示す導光板18は、平行溝18fの1対の先端面40の断面形状を双曲線としたことを除いて、図9(a)に示した導光板と同様の形状である。また、比較のために、図13(b)に示す平行溝18fの側面78の断面形状が双曲線形状のみで形成された導光板18についても光射出面18aから出射する光の輝度分布を調べた。ここで、図13(b)に示す導光板は、平行溝18fの一方の側面78、つまり先端面および基端面の断面形状がそれぞれ1つの双曲線で形成される形状であることを除いて、図13(a)に示す導光板と同様の形状である。
Next, the luminance distribution of the light emitted from the light exit surface of the light guide plate in which the cross-sectional shape of the pair of front end surfaces of the parallel grooves of the light guide plate shown in FIGS. 13 (a) to 13 (d) is a hyperbolic shape is examined. It was.
Here, the
図14(a)に、図13(a)に示す導光板および図13(b)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図14(a)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図13(a)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、図13(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。 FIG. 14 (a) shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. 13 (a) and the light guide plate shown in FIG. 13 (b). In FIG. 14A, the vertical axis represents the luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13A is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 13B is indicated by a dotted line.
図14(a)からわかるように、図13(a)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差が、図13(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図13(a)に示す導光板は、図13(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図13(a)に示す形状の導光板の出射効率は63.1%であり、図13(b)に示す形状の導光板の出射効率は、56.6%であった。このように、図13(a)に示す導光板は、出射効率を図13(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 14 (a), the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13 (a) is the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13 (b). Is smaller than the difference between the maximum and minimum values. That is, the light guide plate shown in FIG. 13A can emit light with reduced luminance unevenness more than that of the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the light emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the light output efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 13A is 63.1%, and the light guide plate having the shape shown in FIG. The emission efficiency was 56.6%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 13A can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG.
また、本発明の導光板の他の例として、図13(c)に示すような、平行溝18fの1対の基端面76の断面形状が、先端面40の双曲線の半分の傾きの双曲線であること、つまり、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する線との成す角が先端面40の双曲線よりも小さい双曲線であることを除いて、図13(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図14(b)に、図13(c)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図14(b)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図13(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図13(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As another example of the light guide plate of the present invention, the cross-sectional shape of the pair of base end faces 76 of the
FIG. 14B shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 14B, the vertical axis represents the luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13C is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 13B is indicated by a dotted line for comparison.
図14(b)からわかるように、図13(c)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差と、図13(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差とは略同じである。すなわち、図13(c)に示す導光板は、図13(b)に示す導光板と同等に輝度むらが低減された光を出射させることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図13(c)に示す形状の導光板の出射効率は59.1%であった。このように、図13(c)に示す導光板は、出射効率を図13(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 14B, the difference between the maximum value and the minimum value on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13C, and the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. The difference between the maximum value and the minimum value is substantially the same. That is, the light guide plate shown in FIG. 13C can emit light with reduced luminance unevenness equivalent to the light guide plate shown in FIG.
As a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 13C was 59.1%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 13C can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG.
本発明の導光板のさらに他の例として、図13(d)に示すような、平行溝の1対の基端面の断面形状が、平行溝の中心に向かって凹状の曲線であることを除いて、図13(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図14(c)に、図13(d)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図14(c)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図13(d)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図13(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As still another example of the light guide plate of the present invention, as shown in FIG. 13D, the cross-sectional shape of a pair of base end faces of the parallel grooves is a concave curve toward the center of the parallel grooves. Then, the luminance distribution of the light emitted from the light exit surface was examined for the light guide plate having the same shape as the light guide plate in FIG.
FIG. 14C shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 14C, the vertical axis represents the luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13D is shown by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 13B is shown by a dotted line for comparison.
図14(c)からわかるように、図13(d)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差が、図13(b)に示す導光板の光射出面における輝度の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図13(d)に示す導光板は、図13(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、測定した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図13(d)に示す形状の導光板の出射効率は67.8%であった。このように、図13(d)に示す導光板は、出射効率を図13(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
以上、図14(a)〜図14(d)より、導光板の平行溝を本発明の形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる双曲線形状とした場合と同等の輝度むらまたは、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。
As can be seen from FIG. 14 (c), the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13 (d) is the brightness on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 13 (b). Is smaller than the difference between the maximum and minimum values. That is, the light guide plate shown in FIG. 13D can emit light with reduced luminance unevenness more than that of the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the measured luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 13 (d) was 67.8%. Thus, the light guide plate shown in FIG. 13 (d) can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG. 13 (b).
As described above, from FIGS. 14A to 14D, the parallel grooves of the light guide plate have the shape of the present invention, so that the shape of the parallel grooves can be a hyperbola shape that can reduce unevenness in luminance as compared with the prior art. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to the case or even the luminance unevenness can be reduced and the emission efficiency can be improved.
次に、図15(a)および(b)に示す、平行溝の1対の基端面と傾斜面とをそれぞれ直接接続させ、平行面を設けない種々の形状の導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。
ここで、図15(a)に示す導光板は、平行面を設けず、傾斜面の傾斜角を変更し平行溝の1対の基端面と傾斜面とをそれぞれ直接接続させたことを除いて、図13(a)に示した導光板と同様の形状である。また、図15(b)に示す導光板も、平行面を設けず、傾斜面の傾斜角を変更し平行溝の1対の基端面と傾斜面とをそれぞれ直接接続させたことを除いて、図9(c)に示した導光板と同様の形状である。
Next, as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), a pair of base end surfaces and inclined surfaces of the parallel grooves are directly connected to each other, and emitted from the light exit surfaces of the light guide plates having various shapes without providing parallel surfaces. The brightness distribution of the light was investigated.
Here, the light guide plate shown in FIG. 15A is not provided with a parallel surface, except that the inclined angle of the inclined surface is changed and the pair of base end surfaces and the inclined surface of the parallel groove are directly connected to each other. The shape is the same as that of the light guide plate shown in FIG. Further, the light guide plate shown in FIG. 15 (b) also does not provide a parallel surface, except that the inclined angle of the inclined surface is changed and the pair of base end surfaces of the parallel groove and the inclined surface are directly connected, respectively. The shape is the same as that of the light guide plate shown in FIG.
図16(a)および(b)に、それぞれ図15(a)および(b)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図16(a)および(b)において、縦軸は、輝度[cd/m2]を示し、横軸は、導光板中心(平行溝の中心部分)からの距離[mm]を示す。また、図16(a)および(b)は、それぞれ図15(a)および(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のために図13(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
図16(a)および(b)に示す、いずれの導光板の場合でも、図13(b)に示す導光板と輝度むらを同等またはより低減させることができることがわかる。また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図15(a)に示す導光板の出射効率は、63.9%、図15(b)に示す導光板の出射効率は、58.9%、であった。これにより、いずれの導光板も図13(b)に示した導光板よりも出射効率を向上できることがわかる。
以上、図16(a)および(b)より、導光板の平行溝を本発明の形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる双曲線形状とした場合と同等の輝度むら、または、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。
FIGS. 16A and 16B show the luminance distributions on the light exit side surfaces of the light guide plate shown in FIGS. 15A and 15B, respectively. 16A and 16B, the vertical axis represents luminance [cd / m 2 ], and the horizontal axis represents the distance [mm] from the center of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). FIGS. 16 (a) and 16 (b) show the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b) with a solid line, and FIG. 13 (b) shows a comparison. The luminance distribution on the light exit surface of the shaped light guide plate is indicated by a dotted line.
It can be seen that, in any of the light guide plates shown in FIGS. 16A and 16B, the luminance unevenness can be equal to or less than that of the light guide plate shown in FIG. Further, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. 15A is 63.9%, and the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. 58.9%. Thereby, it turns out that any light-guide plate can improve radiation | emission efficiency rather than the light-guide plate shown in FIG.13 (b).
As described above, according to FIGS. 16A and 16B, the parallel groove of the light guide plate has the shape of the present invention, and the shape of the parallel groove has a hyperbolic shape that can reduce the luminance unevenness as compared with the conventional case. It can be seen that the equivalent luminance unevenness or the luminance unevenness can be further reduced and the emission efficiency can be improved.
以上より、導光板の平行溝の形状を、光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(1対の先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(1対の基端面)の方が鋭角となる形状とすることで、より均一な光を出射させることができ、さらに出射効率も高くすることができる。 As described above, the shape of the parallel groove of the light guide plate is made up of a pair of contour lines whose intervals are narrowed toward the light exit surface and intersect at the vertices, and each contour line corresponds to a line perpendicular to the light exit surface. It has a part where the angle of inclination changes, and the base end side (a pair of base end surfaces) of the parallel groove far from the apex has a sharper angle than the front end side (a pair of front end surfaces) near the apex. Thus, more uniform light can be emitted, and the emission efficiency can be increased.
また、光出射面に網点パターンを配置する場合でも、網点の密度のダイナミックレンジを狭くすることができ、より容易に網点パターンを設計することができる。これにより、網点パターンの形成に用いるインクとして、種々の透過率を有するインクを用いることができ、網点用インク素材の選択範囲を広くすることができる。すなわち、インク種による透過率の範囲を広くすることができる。
また、網点の輝度調整制御範囲を狭くできるため、網点フィルム自身の透過率を向上できる。すなわち、光射出面から均一な光を出射できることで、調整する輝度の範囲を狭くすることができる。つまり、網点の配置密度を低くする事ができ、網点パターンの透過率を高くすることができる。これにより、網点パターンを配置した場合でも、光射出面から出射される光の輝度の低減を抑えて、つまり高い輝度を維持しつつ、より均一な光を出射させることができる。
Even when a halftone dot pattern is arranged on the light exit surface, the dynamic range of the halftone dot density can be narrowed, and the halftone dot pattern can be designed more easily. Accordingly, ink having various transmittances can be used as the ink used for forming the halftone dot pattern, and the selection range of the ink material for halftone dots can be widened. That is, it is possible to widen the range of transmittance depending on the ink type.
Moreover, since the luminance adjustment control range of the halftone dot can be narrowed, the transmittance of the halftone dot film itself can be improved. That is, since the uniform light can be emitted from the light emitting surface, the range of brightness to be adjusted can be narrowed. That is, the arrangement density of halftone dots can be reduced, and the transmittance of the halftone dot pattern can be increased. As a result, even when a halftone dot pattern is arranged, it is possible to emit more uniform light while suppressing a reduction in luminance of light emitted from the light emitting surface, that is, maintaining high luminance.
また、平行溝と傾斜面との間に、光射出面と平行な面(平行面)を設けることで、出射効率をさらに高くすることができる。ここで、平行面の大きさは特に限定されないが、平行溝の1対の先端面の断面線を延長した線と、導光板の下端を通りかつ光射出面と平行な線との交点と、平行溝の1対の基端面の下端との間に設けることが好ましい。 Further, by providing a plane (parallel plane) parallel to the light exit plane between the parallel groove and the inclined plane, the emission efficiency can be further increased. Here, the size of the parallel surface is not particularly limited, and an intersection of a line obtained by extending a cross-sectional line of a pair of tip surfaces of the parallel groove and a line passing through the lower end of the light guide plate and parallel to the light exit surface, It is preferable to provide between the lower ends of the pair of base end faces of the parallel grooves.
以上、本発明の導光板、それを備える面状照明装置および液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As described above, the light guide plate of the present invention, the planar illumination device including the light guide plate, and the liquid crystal display device have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, Of course, improvements and changes may be made.
例えば、本発明においては、導光板18の光射出面18aが全て同一平面を形成するように導光板18を複数並列して配置して大型の導光板を構成する場合に、図17に示すように、一方の導光板18の傾斜面18dと、それと接続する他方の導光板18’の傾斜面18d’との接点における接線が交差しないように、すなわち、それら傾斜面の連結部分において滑らかな平面または曲面が形成されるように、導光板18の傾斜面18dの傾斜角度を調整することができる。図17に示した導光板においては、導光板18および18’のそれぞれの傾斜面18dおよび18d’によって形成される面がアーチ型になるように形成されている。
このような大サイズの光射出面を持つ導光板を用いることにより、大サイズの光照射面を持つバックライトユニットとすることができるので、大サイズの表示画面を持つ液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置に適用することができる。
ここで、導光板18を複数並列して構成する場合は、傾斜面の形状、傾斜角を、1つのブロックで光を出射させず、数ブロック分に渡り出射させ、光射出面から出射する光を輝度分布を均一にするような形状とすることが好ましい。
このように、隣接する導光板に入射した光も光射出面から出射させることで、より均一な光を射出することができ、さらに出射効率も向上させることができる。
For example, in the present invention, when a large-sized light guide plate is configured by arranging a plurality of
By using such a light guide plate having a large light emitting surface, a backlight unit having a large light emitting surface can be obtained, and therefore, it can be applied to a liquid crystal display device having a large display screen. In particular, the present invention can be applied to a wall-mounted liquid crystal display device such as a wall-mounted television.
Here, when a plurality of
As described above, the light incident on the adjacent light guide plate is also emitted from the light exit surface, so that more uniform light can be emitted and the emission efficiency can be improved.
上述のように本発明による導光板を複数連結して大型の導光板を形成するには、別々に成形した本発明の導光板を薄肉部が接するように配置して、もしくは接合して形成してもよく、出射光の均一性を高める上では2個以上の本発明の導光板を連結した形状で一体に成形することが好ましい。
製造効率の観点からは、必要な画面サイズに相当する導光板を形成するのに必要な数の本発明の導光板を一体で成形することが好ましい。
As described above, in order to form a large-sized light guide plate by connecting a plurality of light guide plates according to the present invention, the light guide plates of the present invention that are separately formed are arranged so that the thin portions are in contact with each other, or formed by joining. In order to improve the uniformity of the emitted light, it is preferable that the two or more light guide plates of the present invention are connected and formed integrally.
From the viewpoint of manufacturing efficiency, it is preferable to integrally form the number of the light guide plates of the present invention necessary for forming the light guide plate corresponding to the required screen size.
また、上記実施形態においては、複数連結された導光板の光出射面が平坦、すなわち、面一になるように構成したが、各導光板の光射出面が必ずしも平坦になるように構成しなくてもよく、複数連結したときの導光板の光射出面の全面が同一の曲面になるように構成してもよいし、導光板の光射出面の一部の面が曲面になるように構成してもよい。あるいは、複数連結したときの導光板の光射出面の全面に一定周期の起伏が形成されるように各導光板を構成することもできる。また、光射出面の全面又は一部に、砂擦り面、又は、多数のディンプル若しくは微小な多数の突起物を形成したり、多数の散乱体を印刷により形成してもよい。このような砂擦り面やディンプル、突起物、散乱体によって、導光板の光射出面における輝線の発生を抑制させることもできる。 Moreover, in the said embodiment, although it comprised so that the light-projection surface of the light guide plate connected in multiple numbers may be flat, ie, it may become flush | planar, it does not necessarily comprise so that the light emission surface of each light-guide plate may become flat. Alternatively, the entire light exit surface of the light guide plate may be configured to have the same curved surface, or a part of the light exit surface of the light guide plate may be configured to be a curved surface. May be. Or each light-guide plate can also be comprised so that the undulation of a fixed period may be formed in the whole surface of the light emission surface of a light-guide plate when two or more are connected. In addition, a sand rubbing surface, a large number of dimples or a large number of minute protrusions may be formed on the entire surface or a part of the light emission surface, or a large number of scatterers may be formed by printing. The generation of bright lines on the light exit surface of the light guide plate can also be suppressed by such a rubbing surface, dimples, protrusions, and scatterers.
また、図28に示すように、複数の導光板18を連結することによって大サイズのバックライトユニットを構成する場合には、連結された導光板18の光射射出面における輝度ムラの発生を抑制するための網点が形成された1枚の網点シート350を、連結された複数の導光板18の光射出面を覆うように配置することが好ましい。このような網点シート350は、連結される導光板18の数に応じて種々の大きさにすることができ、網点シート18の網点は、導光板18の光出射面の輝線の発生位置に配置される。
このような網点シート350の材料は、熱変化の影響を抑制する観点から、導光板18と同一な材料、または熱膨張率が略等しく、かつ透過率や拡散効果が高い材料を用いることが好ましい。このような材料を用いて網点シートを構成にすることにより、製造環境や使用環境に伴う温湿度変化によって、網点シートの網点の位置が導光板の光射出面の輝線の発生位置とずれることが抑制され、導光板ユニットの光射出面から出射する光の照度分布における変化を抑えることができる。
In addition, as shown in FIG. 28, when a large-sized backlight unit is configured by connecting a plurality of
As the material of such a
また、導光板は、図2(b)に示した導光板18において、光源を配置するための平行溝の中心線に沿って分割されたような構造を有してもよい。このような構造を有する導光板を用いる場合は、図2(b)に示した構造の導光板18の平行溝18fに相当する部分において導光板が互いに連結されるので、その連結部分が、網点シートにおける網点の密度が最も高い部分と一致するように、網点シートを配置することが好ましい。さらに、複数の導光板を連結する場合に、一部の導光板を、平行溝の中心線に沿って分割された構造で構成し、それ以外の導光板を図2(b)に示したような構造で構成したときは、連結部分以外における導光板の平行溝の中心線に対応する位置における網点の密度を高くするように、網点シートの網点パターンを形成することが好ましい。
このような網点パターンを形成することにより、複数の導光板を連結して大サイズのバックライトユニットを製造する場合に、複数の導光板の連結部分における輝線の発生やムラを抑制することができる。このような網点シートは裏面に接着層を積層することにより導光板と接合することができる。
Further, the light guide plate may have a structure that is divided along the center line of the parallel groove for arranging the light source in the
By forming such a halftone dot pattern, when a large-sized backlight unit is manufactured by connecting a plurality of light guide plates, generation of bright lines and unevenness at a connecting portion of the plurality of light guide plates can be suppressed. it can. Such a halftone dot sheet can be joined to the light guide plate by laminating an adhesive layer on the back surface.
また、このような網点シートを、複数連結された導光板の光射出面に配置させる際に、網点シートに形成された網点パターンの位置を、導光板の平行溝の中心線に対応する位置と正確且つ確実に一致させるために、例えば、導光板の光射出面の、光射出領域として利用しない領域と、その位置に対応する網点シートの位置に、位置決め用の穴を形成することが好ましい。これら位置決め用の穴にピンなどの固定具を通すことによって、導光板の輝線発生位置と網点シートの網点の位置を正確且つ確実に位置決めすることができる。位置決め用の穴の形成位置は、光射出領域として利用しない領域であれば特に限定されないが、温湿度変化による影響などによる、網点パターンと、導光板の平行溝の中心線に対応する位置とのずれを低減するために、導光板の平行溝の長さ方向の端部側で、導光板の平行溝の中心線に対して垂直な方向の光射出面の略中央に穴を形成することが好ましい。 In addition, when arranging such a halftone sheet on the light exit surface of a plurality of connected light guide plates, the position of the halftone dot pattern formed on the halftone sheet corresponds to the center line of the parallel grooves of the light guide plate. In order to accurately and surely match the position to be positioned, for example, a positioning hole is formed in a region not used as a light emitting region on the light emitting surface of the light guide plate and a halftone dot sheet corresponding to the position. It is preferable. By passing a fixing tool such as a pin through these positioning holes, the bright line generation position of the light guide plate and the halftone dot position of the halftone sheet can be accurately and reliably positioned. The formation position of the positioning hole is not particularly limited as long as it is an area that is not used as the light emission area, but the position corresponding to the center line of the parallel groove of the light guide plate due to the influence of temperature and humidity changes, etc. In order to reduce the deviation of the light guide plate, a hole is formed in the center of the light exit surface in the direction perpendicular to the center line of the parallel groove of the light guide plate on the end side in the length direction of the parallel groove of the light guide plate. Is preferred.
また、網点シートは、結合した導光板の中央付近で導光板に対し、位置規制され、外周部は厚みのみにて間隙を持ち嵌合される事が望ましい。 Further, it is desirable that the halftone dot sheet is regulated in position with respect to the light guide plate in the vicinity of the center of the combined light guide plates, and the outer peripheral portion is fitted with a gap only by thickness.
また、本発明の導光板において、側面の面積などを考慮して、図18(a)に示すように、導光板18の側面に反射板24を配置してもよい。導光板18を複数配置する場合には、図18(b)に示すように、最も外側に配置される導光板18の側面に反射板24を配置すればよい。このような反射板24を側面に配置することで導光板24の側面からの光の漏出を防止することができ、光利用効率を一層高めることができる。反射板24は、前述した反射シートやリフレクタと同様な材料を用いて形成することができる。
In the light guide plate of the present invention, the reflecting
さらに、図29(a)および図29(b)に示すように、導光板18の光源12の長手方向の側面に、前述した反射シート22やリフレクタと同様の材料の反射板362を配置しても良い。これにより、出射効率をより向上させることができ、さらに、光源12の長手方向における導光板18の端部での輝度むらを低減させることができる。
Further, as shown in FIGS. 29A and 29B, a
また、光源の長手方向において、光源の輝度分布が平坦でない場合、導光板の平行溝の形状、特に先端部分の角度を、光源の長手方向における位置に応じて調整する方法もある。例えば、光源の長手方向において、端部から中央部に向かうに従って光源の輝度が高くなる場合は、図30(a)〜(d)に示すように、光源12の長手方向において、導光板18の端部(図30(b)および図30(d)参照)からの中央部(図30(c)参照)に向かうに従って導光板18の平行溝18fの先端部分の角度が大きくなる形状としてもよい。
Further, when the luminance distribution of the light source is not flat in the longitudinal direction of the light source, there is a method of adjusting the shape of the parallel grooves of the light guide plate, particularly the angle of the tip portion, according to the position in the longitudinal direction of the light source. For example, in the case where the luminance of the light source increases in the longitudinal direction of the light source as it goes from the end toward the center, as shown in FIGS. It is good also as a shape where the angle of the front-end | tip part of the
一方、導光板の光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向において、光源の輝度分布が平坦でない、または、導光板の光射出面から出射される光の輝度分布が平坦でない等の場合は、複数の光源の配置間隔を変えても良い、つまり、配置位置に応じて各導光板の幅を調整してもよい。例えば、光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向において、導光板の端部から中央部に向かうに従って輝度が高くなる場合は、図31の下方の図に示すように、導光板18の光射出面18aと平行で、かつ光源12の長手方向と直交する方向において、導光板18の中央から離れるほど光源12の配置の間隔が狭くなる形状としてもよい。
On the other hand, the luminance distribution of the light source is not flat in the direction parallel to the light exit surface of the light guide plate and orthogonal to the longitudinal direction of the light source, or the brightness distribution of light emitted from the light exit surface of the light guide plate is not flat. In such a case, the arrangement interval of the plurality of light sources may be changed, that is, the width of each light guide plate may be adjusted according to the arrangement position. For example, when the brightness increases in the direction parallel to the light exit surface and perpendicular to the longitudinal direction of the light source, from the end to the center of the light guide plate, as shown in the lower diagram of FIG. It is good also as a shape where the space | interval of arrangement | positioning of the
また、導光板の光射出面を、光源の長手方向と直交する面での断面形状が曲線となる曲面形状として、光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向における、光源の輝度分布、または導光板の光射出面から出射される光の輝度分布を平坦にしても良い。例えば、光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向において、導光板の端部から中央部に向かうに従って輝度が高くなる場合は、図32に示すように、導光板18を光源12の長手方向と直交する面での断面形状が光源12側に凸となるr形状の曲面として、導光板18の光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向において、導光板の端部から中央部に向かうに従ってそれぞれの導光板に配置された光源と液晶表示パネル4との距離が離れる形状としても良い。
Further, the light emission surface of the light guide plate is a curved surface shape having a curved cross-sectional shape on a surface orthogonal to the longitudinal direction of the light source, and is parallel to the light emission surface and orthogonal to the longitudinal direction of the light source. The luminance distribution or the luminance distribution of light emitted from the light exit surface of the light guide plate may be flattened. For example, when the luminance increases in the direction parallel to the light exit surface and perpendicular to the longitudinal direction of the light source, from the end to the center of the light guide plate, the
また、光源の長手方向の端部付近の輝度分布がその他の部分と異なる場合は、図33(a)に示すように、光源12の長手方向の導光板18の端部402が、導光板18の光射出面に対して垂直な方向から所定角度の傾斜を有する形状としてもよい。さらに、光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向における導光板の端部付近の輝度分布がその他の部分と異なる場合も、図33(b)および図33(c)に示すように、光射出面と平行で、かつ光源の長手方向と直交する方向の導光板の端部が、導光板の光射出面に対して垂直な方向から所定角度の傾斜を有する形状としてもよい。
このように、光源に応じて導光板の形状を調整することで、光射出面から均一な光を出射させることができる。
Further, when the luminance distribution in the vicinity of the end portion in the longitudinal direction of the light source is different from the other portions, the
Thus, uniform light can be emitted from the light exit surface by adjusting the shape of the light guide plate according to the light source.
さらに、バックライトの厚みを厚くすることが可能な場合等には、図34(a)に示すように導光板18の光出射面を光源12の長手方向の断面形状が曲線となる緩やかな曲面形状にしても、または、図34(b)に示すように、光源12の長手方向と直交する方向に延びる微小高さのリブ412を導光板19の光射出面上に設けてもよい。これにより、光源の長手方向と直交する方向における導光板のたわみを防止できる。さらに、リブ412は、導光板18と拡散シート等のバックライトユニットを構成するシート状部材との間に所定の空隙を形成するスペーサとしても機能し、液晶表示パネルを照明する光の照度をより均一化することができる。
Further, when the thickness of the backlight can be increased, the light exit surface of the
また、図35に示すように、導光板18の傾斜面に反射シートを貼り付け、反射シートを導光板の平行溝まで延長することにより、光源の位置を規制したり、もしくは仮固定したりしてもよい。
光源位置を規制することにより、導光板に対する光源の位置が一定となり、輝度ムラを低減することができる。また、光源を仮固定することにより、バックライトユニットの組立性を向上することができる。
Further, as shown in FIG. 35, the position of the light source is regulated or temporarily fixed by attaching a reflection sheet to the inclined surface of the
By restricting the position of the light source, the position of the light source with respect to the light guide plate becomes constant, and luminance unevenness can be reduced. Moreover, the assembly property of the backlight unit can be improved by temporarily fixing the light source.
また、図35に示すように、光源として冷陰極管を使用する場合には、冷陰極管を抱え込むような弾性部材、例えば、透明なOリングを冷陰極管の端部に設けてもよい。このような弾性部材を設けることにより、弾性部材が緩衝材として作用するため、導光板の平行溝に冷陰極管を配置したときに、冷陰極管が平行溝と衝突して冷陰極管が破損することを防ぐことができる。また、弾性部材を冷陰極管に固定することにより組立ておよび製造工程内における扱いが向上する。 As shown in FIG. 35, when a cold cathode tube is used as a light source, an elastic member that holds the cold cathode tube, for example, a transparent O-ring, may be provided at the end of the cold cathode tube. By providing such an elastic member, the elastic member acts as a buffer, so when the cold cathode tube is placed in the parallel groove of the light guide plate, the cold cathode tube collides with the parallel groove and the cold cathode tube is damaged. Can be prevented. Further, by fixing the elastic member to the cold cathode tube, handling in the assembly and manufacturing process is improved.
また、冷陰極管の長手方向の端部をスポンジなどで保持しつつ、導光板の平行溝の長手方向の側面部分を閉塞することにより、外部から導光板の平行溝内へ塵埃が侵入することを防ぐとともに、冷陰極管が部分的に冷却されることを防止してもよい。 In addition, by holding the end of the cold cathode tube in the longitudinal direction with a sponge or the like and closing the side surface in the longitudinal direction of the parallel groove of the light guide plate, dust can enter the parallel groove of the light guide plate from the outside. It is also possible to prevent the cold cathode tube from being partially cooled.
また、図1〜図3に示す実施形態では、導光板の光射出面側、および/または導光板の傾斜面と反射シートとの間にプリズムシートを配置したが、本発明はこれに限定されず、平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面、例えば、光射出面および/または傾斜面に直接棒状光源の軸にその溝が平行なプリズムを刻設してもよい。
例えば、図19(a)および(b)に示すように導光板18の傾斜面18dにプリズム25を直接形成してもよく、図20に示すように導光板18の光射出面18aにプリズム26を形成し、さらに傾斜面18dにプリズム25を形成してもよい。
このように、平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面に直接プリズムを形成することで、プリズムシートを配置した場合と同様の効果を得ることができる。さらに、プリズムシートを設ける必要がなくなるので、プリズムシートを配置することで形成される空隙により生じる光の減衰(輝度の低下)を無くすことができる。この結果、面状照明装置としての光の利用効率つまり光の出射効率をプリズムシートを配置する場合よりも高くすることができる。さらに、プリズムシートを設ける必要がないので、装置をより小型化(薄型化)することもできる。
ここで、本発明では、光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(1対の先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(1対の基端面)の方が鋭角となる形状を有する導光板を用いたが、これに限定されず、平行溝が、例えば、図9(b)に示すような三角形、および図13(b)に示すような双曲線等の先端面の傾斜に対して基端面の傾斜が急峻でない形状、光出射面側の先端形状が先鋭化されたのみの形状を有する導光板を用いる場合も平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面にプリズムを形成することで、上記と同様の効果を得ることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the prism sheet is disposed on the light exit surface side of the light guide plate and / or between the inclined surface of the light guide plate and the reflection sheet, but the present invention is not limited to this. First, a prism whose groove is parallel to the axis of the rod-shaped light source directly on the surface of the light guide plate excluding the side surfaces (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces) of the parallel grooves, for example, the light exit surface and / or the inclined surface. It may be engraved.
For example, the
In this way, by forming the prism directly on the surface of the light guide plate excluding the side surfaces of the parallel grooves (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces), the same effect as when the prism sheet is disposed can be obtained. it can. Furthermore, since it is not necessary to provide a prism sheet, it is possible to eliminate light attenuation (decrease in luminance) caused by the gap formed by arranging the prism sheet. As a result, the light use efficiency as the planar illumination device, that is, the light emission efficiency can be made higher than when the prism sheet is disposed. Furthermore, since it is not necessary to provide a prism sheet, the apparatus can be further downsized (thinned).
Here, in this invention, the space | interval becomes narrow toward a light-projection surface, and it is comprised by a pair of contour line which cross | intersects at a vertex, and each inclination angle changes with respect to a line perpendicular | vertical to a light-projection surface. A light guide plate having a shape with a sharper angle on the base end side (a pair of base end surfaces) of the parallel groove far from the apex than the front end side (a pair of front end surfaces) near the apex is used. However, the present invention is not limited to this, and the parallel groove has a steep slope of the base end face with respect to the slope of the front end face such as a triangle as shown in FIG. 9B and a hyperbola as shown in FIG. In the case of using a light guide plate having a shape that is not sharp and a shape in which the tip shape on the light emitting surface side is only sharpened, the surface of the light guide plate excluding the side surfaces of the parallel grooves (one pair of tip surfaces and one pair of base end surfaces) is also used. By forming the prism, the same effect as described above can be obtained.
ここで、傾斜面に形成するプリズムは、頂角θp1を100°≦θp1≦140°とすることが好ましい。また、光射出面に形成するプリズムは、頂角θp2を40°≦θp2≦70°とすることが好ましい。形成するプリズムの頂角θp1および頂角θp2を上記範囲とすることで、面状照明装置としての出射効率をより好適に向上させることができる。 Here, the prism formed on the inclined surface preferably has an apex angle θ p1 of 100 ° ≦ θ p1 ≦ 140 °. The prism formed on the light exit surface preferably has an apex angle θ p2 of 40 ° ≦ θ p2 ≦ 70 °. By setting the apex angle θ p1 and apex angle θ p2 of the prism to be formed within the above ranges, the emission efficiency as the planar illumination device can be improved more suitably.
本発明の面状光源装置の使用用途は、大型テレビ用液晶表示装置用バックライトユニットに限らない。
例えば、案内表示や広告表示などの各種表示ために使用される画像表示装置のバックライトユニットして好ましく用いることができる。
また、屋内、屋外において照明を一般的な照明を目的とした面光源装置として好ましく用いることができる。
また、青色、緑色、赤色など白色以外に発光させ、間接照明等に用いることも好ましい。
The usage of the planar light source device of the present invention is not limited to a backlight unit for a liquid crystal display device for a large television.
For example, it can be preferably used as a backlight unit of an image display device used for various displays such as guidance display and advertisement display.
Moreover, illumination can be preferably used indoors and outdoors as a surface light source device for general illumination purposes.
It is also preferable to emit light other than white, such as blue, green, and red, and use it for indirect illumination or the like.
本発明のバックライトユニットの光出射面の形状も四角に限らず、例えば、円形にしたり、三角形状にしたり、任意の形状を選ぶことができる。
また本発明の導光板を筒状に湾曲させ、例えば円筒状の面状光源として用いることもできる。
The shape of the light exit surface of the backlight unit of the present invention is not limited to a square, and for example, a circular shape, a triangular shape, or an arbitrary shape can be selected.
Further, the light guide plate of the present invention can be curved into a cylindrical shape and used as, for example, a cylindrical planar light source.
2 バックライトユニット
4 液晶表示パネル
6 駆動ユニット
10 液晶表示装置
12 光源
14 拡散シート
16 拡散板
17、19 プリズムシート
18 導光板
18a、52 光射出面
18b 厚肉部
18c 薄肉端部
18d 傾斜面
18e、80 傾斜背面部
18f 平行溝
18g 平行面
18h、18h’、40 1対の先端面
18i、18i’、70、72、76 1対の基端面
181 透過率調整体ユニット
20 リフレクタ
22 反射シート
24 反射板
25、26 プリズム
54a、54b 円弧曲線
56 交点
64a、64b 放物線
72a、72b、82a、82b、84a、84b 曲線
74、78 側面
92 網点パターン
2 Backlight unit 4 Liquid crystal display panel 6
Claims (22)
その一辺に平行で前記光出射面の略中央部に位置する厚肉部と、
前記厚肉部に平行に形成される薄肉端部と、
前記厚肉部の略中央に前記一辺と平行に形成される、棒状光源を収納するための平行溝と、
前記平行溝の両側に前記棒状光源の軸を含み前記光出射面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記一辺に直交する方向に両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部とで構成される透明な導光板ユニットを複数有し、
隣接する導光板ユニットの前記薄肉端部は連結され、連結された導光板ユニットの光出射面は同一平面上に配置され、
前記棒状光源の中心を通り前記光出射面に対して垂直な面から、隣接する導光板ユニットの棒状光源の中心を通り前記光出射面に対して垂直な面までの距離をLとし、前記厚肉部の最大厚みをDとするとき、下記式を満足することを特徴とする導光板。
D/L≦0.2 A rectangular light exit surface;
A thick wall portion parallel to the one side and positioned at a substantially central portion of the light emitting surface;
A thin end formed in parallel to the thick portion;
A parallel groove for accommodating a rod-shaped light source, which is formed in parallel with the one side at the approximate center of the thick part;
The axis of the rod-shaped light source is included on both sides of the parallel groove and is symmetric with respect to a plane perpendicular to the light emitting surface, and is directed from the thick portion to the thin end portions on both sides in a direction perpendicular to the one side. A plurality of transparent light guide plate units composed of an inclined back surface portion that forms an inclined back surface.
The thin end portions of the adjacent light guide plate units are connected, and the light output surfaces of the connected light guide plate units are arranged on the same plane,
The distance from the surface perpendicular to the light exit surface passing through the center of the rod light source to the surface perpendicular to the light exit surface passing through the center of the bar light source of the adjacent light guide plate unit is L, and the thickness A light guide plate satisfying the following formula, where D is the maximum thickness of the meat part.
D / L ≦ 0.2
0.6R≦D The light guide plate according to claim 1, wherein when the diameter of the rod-shaped light source is R, the maximum thickness D of the thick portion satisfies the following formula.
0.6R ≦ D
前記棒状光源の光出射表面の全面積をSt、前記棒状光源の直径をR、前記棒状光源の光出射表面と前記導光板の光入射面までの距離をTとし、
T≦2Rを満たす前記棒状光源の光出射表面の面積をSpとするとき、下記式を満足することを特徴とする導光板ユニット。
Sp/St ≧ 0.5 In a light guide plate unit having at least a rod-shaped light source and a substantially flat light guide plate that emits light incident from the rod-shaped light source from a light emitting surface, St represents the total area of the light emitting surface of the rod-shaped light source, and the diameter of the rod-shaped light source R, and T is the distance from the light emitting surface of the rod-shaped light source to the light incident surface of the light guide plate,
A light guide plate unit satisfying the following formula, where Sp is the area of the light emitting surface of the rod-shaped light source that satisfies T ≦ 2R.
Sp / St ≧ 0.5
前記直交方向の断面形状における前記平行溝の各輪郭線は、前記矩形状光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、前記頂点に近い先端側より、前記頂点から遠い前記平行溝の基端側の方が鋭角となるように構成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の導光板。 The parallel groove, in the cross-sectional shape in the orthogonal direction, is configured with a pair of contour lines that are narrowed toward the rectangular light exit surface and intersect at the apex,
Each contour line of the parallel groove in the cross-sectional shape in the orthogonal direction has a portion in which an inclination angle with respect to a line perpendicular to the rectangular light exit surface changes, and is farther from the vertex than the tip side near the vertex. The light guide plate according to any one of claims 1 to 5, wherein the base end side of the parallel groove has an acute angle.
前記直交方向の断面形状における前記平行溝の1対の輪郭線は、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して対称であり、
前記平行溝の先端部分は、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が対称に狭くなる請求項7に記載の導光板。 The pair of inclined back surface portions are symmetric with respect to a plane that includes an axis of the rod-shaped light source and is perpendicular to the rectangular light exit surface;
A pair of contour lines of the parallel grooves in the cross-sectional shape in the orthogonal direction is symmetric with respect to a center line perpendicular to the rectangular light exit surface of the parallel grooves,
The front end portion of the parallel groove is spaced from the center line perpendicular to the rectangular light exit surface of the parallel groove toward the rectangular light exit surface in the cross-sectional shape of the parallel groove in the orthogonal direction. The light guide plate according to claim 7, wherein becomes narrower symmetrically.
前記導光板の前記平行溝に収納される棒状光源と、
前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられるリフレクタと、
前記導光板の前記厚肉部の両側の前記傾斜背面部の前記傾斜背面に取り付けられる反射シートと、
前記導光板の前記矩形状光出射面上に配置される拡散シートとを有することを特徴とする面状照明装置。 A light guide plate according to any one of claims 1 to 18,
A rod-shaped light source housed in the parallel groove of the light guide plate;
A reflector provided behind the bar light source so as to close the parallel grooves;
A reflective sheet attached to the inclined back surface of the inclined back surface on both sides of the thick portion of the light guide plate;
A planar illumination device comprising: a diffusion sheet disposed on the rectangular light exit surface of the light guide plate.
このバックライトユニットの光出射面側に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニットおよび前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットとを有することを特徴とする液晶表示装置。 A backlight unit comprising the planar illumination device according to any one of claims 19 to 21,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display panel disposed on a light emission surface side of the backlight unit; and the drive unit for driving the backlight unit and the liquid crystal display panel.
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