JP2013044799A - Transmission type image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透過型画像表示装置に関する。 The present invention relates to a transmissive image display apparatus.
透過型画像表示装置は、通常、面状の光を出射する面光源装置と、面光源装置から出射される面状の光により照明されることによって画像を表示する透過型画像表示部と、面光源装置及び透過型画像表示部を収容する筐体部とを備える(例えば、特許文献1参照)。透過型画像表示部の一例は、液晶パネルである。この場合、透過型画像表示装置は、いわゆる液晶表示装置である。筐体部の正面側には、透過型画像表示部が露出するように開口部が形成されている。 The transmissive image display device generally includes a surface light source device that emits planar light, a transmissive image display unit that displays an image by being illuminated by the planar light emitted from the surface light source device, and a surface. And a housing unit that houses the light source device and the transmissive image display unit (see, for example, Patent Document 1). An example of the transmissive image display unit is a liquid crystal panel. In this case, the transmissive image display device is a so-called liquid crystal display device. An opening is formed on the front side of the housing so as to expose the transmissive image display.
面光源装置としては、特許文献1に記載されているように、導光板の端部に光源が配置されたエッジライト方式の面光源装置が採用され始めている。面光源装置が備える光源も、発光ダイオード(LED)といった点状光源の使用が増加している。
As the surface light source device, as described in
点状光源を利用する場合、通常、複数の点状光源が、導光板の入射面と対向すると共に、導光板の板厚方向に直交する方向に沿って配置されている。各点状光源からの光は点状光源から離れるに従って放射状に広がる。隣接する点状光源からの光が、入射面から導光板内に入射すると、隣接する点状光源からの光は入射面からある程度伝搬した後に交差する。そのため、導光板の入射面側の端部において、隣接する点状光源間の領域では光量が低減する。その結果、透過型画像表示装置において、導光板の入射面側の端部近傍は暗くなる。 When a point light source is used, usually, a plurality of point light sources are disposed along a direction orthogonal to the thickness direction of the light guide plate while facing the incident surface of the light guide plate. Light from each point light source spreads radially as the distance from the point light source increases. When light from an adjacent point light source enters the light guide plate from the incident surface, the light from the adjacent point light source intersects after having propagated from the incident surface to some extent. Therefore, the amount of light is reduced in the region between the adjacent point light sources at the end on the incident surface side of the light guide plate. As a result, in the transmissive image display device, the vicinity of the end portion on the incident surface side of the light guide plate becomes dark.
そこで、透過型画像表示装置では、面光源装置及び透過型画像表示部を収容する筐体部に、透過型画像表示部を露出するための開口部を画成するフレーム部によって、導光板の入射面側の端部近傍を隠蔽している。しかしながら、この場合、開口部が小さくなっていた。その結果、透過型画像表示部の表示画面において開口部により露出し、ユーザが画像を視認し得る領域である有効表示画面が小さくなる傾向にあった。 Therefore, in the transmissive image display device, the light guide plate is incident on the housing portion that accommodates the surface light source device and the transmissive image display portion by a frame portion that defines an opening for exposing the transmissive image display portion. The vicinity of the end on the surface side is concealed. However, in this case, the opening is small. As a result, the effective display screen, which is an area where the image can be visually recognized by the user, tends to be reduced by being exposed through the opening in the display screen of the transmissive image display section.
そこで、本発明は、より大きな有効表示画面を実現可能な透過型画像表示装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a transmissive image display device capable of realizing a larger effective display screen.
本発明に係る透過型画像表示装置は、入射面から入射した光を入射面と交差する出射面から出射する導光板と、入射面の側方に配置されており入射面に供給する光を出力する複数の点状光源と、導光板に対して正面側に配置されており出射面から出射される光で照明される透過型画像表示部と、導光板、複数の点状光源及び透過型画像表示部を収容する筐体部と、を備える。上記入射面には、導光板の厚み方向に延在する複数の凸状部が形成されている。複数の凸状部は、上記厚み方向に直交する方向に並列配置されている。上記筐体部は、透過型画像表示部の表面を露出させるための開口部を画成する正面フレーム部を有する。この正面フレーム部は、導光板の入射面側の端部を隠蔽する隠蔽部を有する。 The transmissive image display device according to the present invention outputs a light that is incident on an incident surface and is output from an exit surface that intersects the incident surface, and light that is disposed on the side of the incident surface and is supplied to the incident surface. A plurality of point light sources, a transmissive image display unit disposed on the front side with respect to the light guide plate and illuminated by light emitted from the exit surface, the light guide plate, the plurality of point light sources, and the transmissive image A housing portion that houses the display portion. A plurality of convex portions extending in the thickness direction of the light guide plate are formed on the incident surface. The plurality of convex portions are arranged in parallel in a direction orthogonal to the thickness direction. The casing includes a front frame that defines an opening for exposing the surface of the transmissive image display. The front frame portion has a concealing portion that conceals the end portion on the incident surface side of the light guide plate.
この構成では、導光板の入射面に対向して配置された複数の点状光源からの光は、導光板の入射面から入射し、出射面から出射される。導光板の出射面から出射された光は、透過型画像表示部を照明するので、透過型画像表示部に画像が表示される。上記筐体部は、正面フレーム部を備え、正面フレーム部は、開口部を画成しているので、開口部を通して画像が視認され得る。上記構成では、導光板の入射面に、導光板の厚み方向に延在する凸状部が、凸状部の延在方向に直交する方向に複数形成されているので、入射面から入射する光は、凸状部の延在方向に直交する方向において、より広い範囲に広げられる。これにより、正面視において、導光板の入射面側の端部(側面近傍)の明るさが不足する領域を縮小することができる。その結果、正面フレーム部が有する導光板の入射面側の端部を隠蔽部の幅を狭くできるので、開口部がより大きくなる。そのため、開口部から露出する透過型画像表示部の表面としての有効表示画面をより大きくし得る。 In this configuration, light from a plurality of point light sources arranged to face the incident surface of the light guide plate enters from the incident surface of the light guide plate and exits from the output surface. The light emitted from the exit surface of the light guide plate illuminates the transmissive image display unit, so that an image is displayed on the transmissive image display unit. Since the said housing | casing part is equipped with the front frame part and the front frame part has defined the opening part, an image can be visually recognized through an opening part. In the above configuration, since a plurality of convex portions extending in the thickness direction of the light guide plate are formed on the incident surface of the light guide plate in a direction orthogonal to the extending direction of the convex portion, the light incident from the incident surface Is spread over a wider range in the direction orthogonal to the extending direction of the convex portion. Thereby, the area | region where the brightness of the edge part (side surface vicinity) by the side of the entrance plane of a light-guide plate is insufficient in front view can be reduced. As a result, the width of the concealing portion can be narrowed at the end portion on the incident surface side of the light guide plate included in the front frame portion, so that the opening becomes larger. Therefore, the effective display screen as the surface of the transmissive image display unit exposed from the opening can be made larger.
一実施形態において、上記凸状部の延在方向に直交する凸状部の断面において、凸状部の頂部の頂角は、50°以上150°以下とし得る。 In one embodiment, in the cross section of the convex part orthogonal to the extending direction of the convex part, the apex angle of the top part of the convex part may be 50 ° or more and 150 ° or less.
一実施形態において、複数の点状光源は、複数の凸状部の配列方向に沿って配列されており、複数の点状光源の配列ピッチをu(mm)とし、隠蔽部の幅をv(mm)とし、隣接する2つの点状光源から出力される光が交わる位置までの凸部の頂部からの距離をl(mm)としたとき、l/u≦0.30且つv/u≦1.10とし得る。 In one embodiment, the plurality of point light sources are arranged along the arrangement direction of the plurality of convex portions, the arrangement pitch of the plurality of point light sources is u (mm), and the width of the concealing portion is v ( mm), and l / u ≦ 0.30 and v / u ≦ 1 when the distance from the top of the convex portion to the position where the light output from two adjacent point light sources intersects is l (mm) .10.
一実施形態において、点状光源は、LED光源であり得る。この形態では、LED光源の光度分布において、LED光源の出光面の法線方向が最大光度となり、光度分布の半値幅が40°以上80°以下とし得る。 In one embodiment, the point light source may be an LED light source. In this form, in the luminous intensity distribution of the LED light source, the normal direction of the light emitting surface of the LED light source becomes the maximum luminous intensity, and the half width of the luminous intensity distribution can be 40 ° or more and 80 ° or less.
一実施形態において、上記筐体部は、複数の点状光源及び導光板を収容する第1の収容部と、透過型画像表示部を収容する第2の収容部とを備え得る。この形態では、正面フレーム部は、第2の収容部において第1の収容部と反対側の端部に設けられ得る。 In one embodiment, the housing portion may include a first housing portion that houses a plurality of point light sources and a light guide plate, and a second housing portion that houses a transmissive image display portion. In this form, the front frame part can be provided at the end of the second housing part opposite to the first housing part.
この場合、第2の収容部は、第1の収容部に対して正面側に位置する。正面フレーム部は、第2の収容部において第1の収容部と反対側の端部に設けられ得るので、正面フレーム部により画成される開口部を通して透過型画像表示部に表示される画像が視認され得ると共に、正面フレーム部が有する隠蔽部により導光板の入射面側の端部を正面側から隠蔽し得る。 In this case, the second housing portion is located on the front side with respect to the first housing portion. Since the front frame part can be provided at the end opposite to the first housing part in the second housing part, the image displayed on the transmissive image display part through the opening defined by the front frame part. In addition to being visible, the concealing portion of the front frame portion can conceal the end portion on the incident surface side of the light guide plate from the front side.
本発明によれば、より大きな有効表示画面を実現可能な透過型画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transmissive image display device capable of realizing a larger effective display screen.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
図1は、本発明の一実施形態に係る透過型画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。図2は、図1に示した透過型画像表示装置の平面図である。図3は、図2のIII線―III線に沿った端面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of a transmissive image display apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the transmissive image display apparatus shown in FIG. FIG. 3 is an end view taken along line III-III in FIG.
透過型画像表示装置1は、透過型画像表示部10と、図1において透過型画像表示部10の背面側に配置されており面状の光を出射するバックライトユニット20とを備えている。以下の説明では、図1に示すように、バックライトユニット20と透過型画像表示部10の配列方向をz方向と称し、z方向に直交する2方向であって互いに直交する2方向をx方向及びy方向と称す。バックライトユニット20に対して透過型画像表示部10が配置されている側を正面側とも称す。透過型画像表示装置1は、バックライトユニット20と、透過型画像表示部10との間に、少なくとも一枚の光学シートSを備えてもよい。光学シートSの例は、光拡散シート及び輝度向上シートを含む。光学シートSを複数する場合、異なる種類の光学シート(例えば、光拡散シートと輝度向上シートなど)を組み合わせて使用し得る。
The transmissive
透過型画像表示部10は、バックライトユニット20から出射される面状の光により照明されて表示画面Dに画像I(図2参照)を表示する。透過型画像表示部10は、例えば液晶セル11の両面に直線偏光板12,12が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置1は液晶表示装置(又は液晶テレビ)である。液晶セル11,偏光板12,12は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置1で用いられているものを用いることができる。液晶セル11としてはTFT型、STN型等の公知の液晶セルが例示される。
The transmissive
バックライトユニット20は、導光板30と、導光板30の側面33と対向して配置された複数のLED光源(点状光源)22とを備えている。
The
LED光源22は、バックライトユニット20の点状光源として機能する。複数のLED光源22は、図2に示すように、導光板30のy方向(導光板30の厚み方向と直交する方向)に延在する側面33,33と対向して配置されている。複数のLED光源22は、側面33の長手方向(図1及び図3に例示した形態ではy方向)に沿って、離散的に配置されている。LED光源22の配置間隔uは、通常5mm〜150mmである。LED光源22の配置間隔は、隣接するLED光源22の配列方向(図1及び図3ではy方向)において、各LED光源22の対応する箇所(例えば、対応する側面)間の距離である。図1及び図3では、y方向において、隣接する2つのLED光源22の各々の対応する側面間の距離を配置間隔として示している。以下では、LED光源22の配置間隔uを配列ピッチuとも称す。また、LED光源22と側面33との間の距離の例は0mm〜2mmである。ここで、LED光源22と側面33との距離とは、側面33に形成されている後述する複数の凸状部36aの頂部を繋いだ平面とLED光源22との間の距離とし得る。
The
LED光源22は、白色LEDでもよく、一つの箇所に複数のLEDを配置して一つの光源単位を構成してもよい。例えば、一つの光源単位として、赤色、緑色、青色の異なる三色のLEDが、近接され並べられて配置されていてもよい。そして、複数のLEDを有する光源単位が、上述した配置方向に従い離散的に配置される。このような場合には、異なるLED同士は可能な限り近づけられて配置されていることが好ましい。
The
LED光源22としては、様々な出光分布を有するものが使用可能であるが、LED光源22の法線方向の光度が最大であり、光度分布の半値幅が40度以上80度以下である出光分布を有するものが、好適である。LED光源22のタイプとしては、具体的に、ランバーシアン型、砲弾型、サイドエミッション型などが挙げられる。LED光源22の法線方向は、LED光源22の発光面の法線方向とし得る。図1〜図3に示した形態では、LED光源22の法線方向はx方向に対応する。
As the
図4は、LED光源の出光分布の一例を示すグラフである。LED光源22の法線方向(出射角度φ=0°)の出射光強度を1.0(基準)として、出射角度φと出射光強度との関係を示している。図4に示す出光分布を有するLED光源22では、半値幅が60°程度となっている。LED光源22の出光分布は、前述したように図4に示したものに限定されない。換言すれば、LED光源22としては、その他の出光分布を有するLED光源を用いてもよい。
FIG. 4 is a graph showing an example of the light output distribution of the LED light source. The relationship between the emission angle φ and the emission light intensity is shown with the emission light intensity in the normal direction (emission angle φ = 0 °) of the
図1〜図3を利用して、導光板30の構成について説明する。導光板30は、図1に示すように、長方形を成し、平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示装置1の表示画面Dのサイズに適合するように選択されるが、通常250mm×440mm以上、好ましくは1020mm×1800mm以下である。導光板30の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。また、図2では、導光板30の平面視形状のサイズは、透過型画像表示部10の平面視形状のサイズと同様としている。
The configuration of the
導光板30は、光を透過させる透光性樹脂から形成され板状を成している。導光板30は、シート状でもよく、フィルム状でもよい。
The
導光板30は、z方向(厚み方向)に対向する一対の主面(31,32)、x方向に対向する一対の側面33,33、及びy方向に対向する一対の側面34,34を備えている。側面33,33,34,34は、一対の主面(31,32)と交差している。本実施形態では、図1〜図3に例示されるように、側面33,33,34,34は一対の主面(31,32)と直交する。一対の側面33,33は、LED光源22に対向していることから、導光板30にLED光源22からの光が入射する入射面である。
The
z方向に対向する一対の主面のうち一方の主面(31)は、面状の光を出射する出射面31として機能する。出射面31は、透過型画像表示部10側に配置され、他方の主面(背面32)は、透過型画像表示部10とは反対側に配置される。背面32には、導光板30内を伝搬する光を出射面31から出射させるための反射部として複数の反射ドット35(図2参照)が形成され得る。反射ドット35の例は、白色インクである。複数の反射ドット35は、出射面31から出射される光の輝度が出射面31内でほぼ均一になるように配置され得る。複数の反射ドット35は、例えば、スクリーン印刷又はインクジェット印刷によって形成され得る。本実施形態では、反射部として複数の反射ドット35を例示しているが、反射部は、導光板30内を伝搬する光を出射面31から出射させる機能を有すれば、反射ドット35に限定されない。
One main surface (31) of the pair of main surfaces facing each other in the z direction functions as an
図5は、導光板の構成を模式的に示す斜視図である。導光板30の側面33には、x方向において外側へ凸である複数の凸状部36が形成されている。側面33に複数の凸状部36が形成されていることから、側面33は凹凸形状をなしている。凸状部36は、導光板30の厚み方向(z方向)に延在し、複数の凸状部36は、側面33の長手方向(x方向)に複数並列配置されている。複数の凸状部36の延在方向(z方向)に直交する断面の形状はほぼ均一である。複数の凸状部36の配列ピッチPの例は0.03mm以上10.0mm以下である。複数の凸状部36の配列ピッチPは、隣接する2つの凸状部36,36の頂部36a,36a間の距離とし得る。上記例示した範囲内における凸状部36の配列ピッチPの具体例は、0.4mmである。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of the light guide plate. A plurality of
凸状部36は、図5に示すように、プリズム形状であることが好ましい。凸状部36がプリズム形状である場合、z方向に直交する断面において、凸状部36の頂部36aの角度(頂角)θの一例は、50°以上150°以下であり、60°以上100°以下とし得る。本実施形態では、プリズム形状の頂角θは、例えば120°である。複数のプリズム形状は、LED光源22からの光を、側面33の長手方向(y方向)に拡散させる機能を有する。
As shown in FIG. 5, the
図5では、隣接する2つの凸状部36の端は、y方向において同じ位置にある形態を示している。ただし、図6に示すように、隣接する2つの凸状部36の間に一定の幅の平坦部38が形成されていてもよい。
In FIG. 5, the ends of the two adjacent
導光板30は、透光性樹脂から形成されている。透光性樹脂の屈折率は通常、1.49〜1.59である。導光板30に使用される透光性樹脂としては、メタクリル樹脂が主として用いられる。
The
メタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする単量体が挙げられ、具体的にはメタクリル酸メチルを50質量%以上含む単量体を重合させて得られる重合体であってもよいし、メタクリル酸メチルを単独で重合させて得られるポリメタル酸メチルであってもよいし、メタクリル酸メチル50質量%以上及びこれと共重合可能な単量体50質量%以下との共重合体であってもよい。 Examples of the methacrylic resin include monomers having methyl methacrylate as a main component. Specifically, the methacrylic resin may be a polymer obtained by polymerizing a monomer containing 50% by mass or more of methyl methacrylate. Further, it may be methyl polymetalate obtained by polymerizing methyl methacrylate alone, or a copolymer of 50% by mass or more of methyl methacrylate and 50% by mass or less of a monomer copolymerizable therewith. May be.
メタクリル酸メチルと共重合可能な単量体としては、例えばメタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸シクロペンタンジエニルなどメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ボルニル、アクリル酸アダマンチル、アクリル酸シクロペンタジエニルなどのアクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和などの不飽和カルボン酸およびその酸無水物、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシポロピル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸、アクリル酸モノグリセロール、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸モノグリセロールなどのヒドロキシル基含有単量体、アクリルアミド、メタクルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどの窒素含有単量体、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどエポキシ基含有単量体、スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体などが挙げられる。 Examples of monomers copolymerizable with methyl methacrylate include ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, bornyl methacrylate, adamantyl methacrylate, methacrylic acid. Methacrylic acid esters such as cyclopentanedienyl, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, benzyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, bornyl acrylate, adamantyl acrylate, acrylic Acrylic esters such as cyclopentadienyl acid, unsaturated calculates such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, etc. Acid and its anhydride, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, acrylic acid, monoglycerol acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxy methacrylate Hydroxyl group-containing monomers such as propyl and monoglycerol methacrylate, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile, diacetone acrylamide, nitrogen-containing monomers such as dimethylaminoethyl methacrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl acrylate, Examples thereof include epoxy group-containing monomers such as glycidyl methacrylate, and styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene.
なお、透光性樹脂は上記のものに限定されず、その他の樹脂でもよく、例えば、スチレン系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状オレフィン重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。 The translucent resin is not limited to the above, and other resins may be used, for example, styrene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic olefin polymer resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, polyethylene terephthalate resin, Examples include polycarbonate resin.
導光板30を液晶表示装置といった透過型画像表示装置1に適用するにあたり、導光板30には、光拡散剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光重合安定剤などの添加剤が添加されていてもよい。
In applying the
導光板30の製造方法の一例について説明する。導光板30を製造する際には、まず、押出成形、キャスト成形、射出成形などにより光学シートを作製する。この光学シートは、シート状の平板である。光学シートの厚さは、導光板30における出射面31と背面32との間の距離に対応する。光学シートの厚さは、特に限定されるものではないが、1.0mm〜10.0mmの範囲に設定されることが、特に、1.5mm〜8.0mmであることが好ましく、さらに2.0mm〜4.0mmであることが好ましい。次に、上記光学シートに反射部としての複数の反射ドット35、及び凸状部36を形成して導光板30を得る。反射ドット35は、前述したようにスクリーン印刷又はインクジェット印刷により形成され得る。
An example of a method for manufacturing the
凸状部36は、例えば熱プレス成形法を適用して形成し得る。凸状部36と対となる形状が施された反対型を版として熱プレス成形を行うことで、導光板30の側面33となるべき上記光学シートの側面に凸状部36を形成する。これは、側面33に凹凸形状を形成することに対応する。
The
また、凸状部36の加工方法として、射出成形法を適用してもよい。射出成形法を採用する場合、射出成形型の内壁に、凸状部36と対となる形状の反対型が施されていることが好適である。また、既に凸状部36がその表面に施されたレンズフィルムの非形状面側を、導光板30の側面33となるべき上記光学シートの側面側へ粘着層を介して貼り合わせることも好適である。
An injection molding method may be applied as a method for processing the
凸状部36としては、上記のプリズム形状の他、レンチキュラーレンズ形状、台形形状、矩形形状などが挙げられる。特にプリズム形状であれば、そのプリズム頂角θは、50°以上150°以下の間に設定され得て、60°以上100°以下に設定されてもよい。
Examples of the
図1〜図3に戻って、透過型画像表示装置1の構成について更に説明する。図1〜図3に示すように、透過型画像表示装置1は、透過型画像表示部10及びバックライトユニット20を収容する筐体部40を備える。筐体部40は、複数のLED光源22及び導光板30を収容する背面側収容部50と、透過型画像表示部10を収容する正面側収容部60と、正面フレーム部70とを備える。筐体部40の平面視形状は、透過型画像表示部10の平面視形状(又は導光板30の平面視形状)に応じた形状である。筐体部40の平面視形状の例は、長方形及び正方形を含む。
Returning to FIGS. 1 to 3, the configuration of the transmissive
背面側収容部50は、底壁51に4つの側壁52,52,53,53が立設されて構成されている。側壁52,52は、x方向において対向している。側壁53,53は、y方向において対向している。背面側収容部50の材料の例はポリカーボネートである。背面側収容部50の底壁51の内面は、鏡面加工が施されていてもよい。これにより、導光板30の背面32側から洩れた光が導光板30内に戻されるので、LED光源22からの光を効率的に利用できる。LED光源22の光を有効利用する観点からは、底壁51の内面を鏡面加工する代わりに、底壁51と導光板30との間に反射シートを設けてもよい。側壁52,52,53,53には、導光板30及び複数のLED光源22を支持する支持部などが形成されていてもよい。また、光学シートを備える場合には、側壁52,52,53,53にはそれらを支持する支持部なども形成され得る。
The back
背面側収容部50の正面側、すなわち、底壁51と反対側は、導光板30の出射面31から出射された光が透過型画像表示部10に入射するように開放されている。換言すれば、背面側収容部50の正面側には導光板30から出射された光を通すための開口部54が形成されている。図1〜図3に示した形態では、開口部54は、側壁52,52,53,53の底壁51側の端部により規定されているが、底壁51に対向する対向壁を設けて、その対向壁に開口部を形成してもよい。
The front side of the back
背面側収容部50の正面側には、正面側収容部60が連結されている。正面側収容部60は、背面側収容部50に例えば螺子止めなどにより連結され得る。正面側収容部60は、底壁61に4つの側壁62,62,63,63が立設されて構成されている。底壁61は、透過型画像標示部10を支持する支持部として機能し得る。側壁62,62は、x方向において対向している。側壁63,63は、y方向において対向している。正面側収容部60の材料の例はポリカーボネートであり、正面側収容部60は、背面側収容部50の材料と同じ材料から構成され得る。底壁61は、透過型画像表示部10を支持する支持部として機能する。底壁61には、導光板30の出射面31から出射された光を通すための開口部64が形成されている。
A front
正面側収容部60の正面側の端部、すなわち、側壁62,62,63,63の底壁61と反対側の端部には板状の正面フレーム部70が設けられている。正面フレーム部70は、正面側収容部60に例えば螺子止めにより固定され得る。正面フレーム部70は、透過型画像表示装置1における額縁部である。正面フレーム部70は、4つの辺部71,71,72,72を有する。辺部71,71は、x方向において対向している。辺部72,72は、y方向において対向している。4つの辺部71,71,72,72により囲まれる領域から露出する透過型画像表示部10の表示画面Dが、ユーザから視認され得る画面領域である。この画面領域を有効表示画面DEと称す。
A plate-like
4つの辺部71,71,72,72のうち、導光板30の側面33側に対応する2つの辺部71,71は、隠蔽部71aを有する。隠蔽部71aは、正面方向からみた場合に、導光板30において凸状部36が形成されている端部37を隠蔽する。換言すれば、隠蔽部71aは、図2及び図3に示すように、正面方向からみた場合に、辺部71において導光板30の端部37と重なる領域(以下、重複領域とも称す)である。図2中のハッチングは、隠蔽部71aを示すためのものである。隠蔽部71aの幅vは、側面33から反対側の側面33側に向かう方向の長さ(図1〜図3では、x方向の長さ)である。図1〜図3に例示したように、正面側収容部60の底壁61が側壁62より内側に突出した領域を有する場合には、隠蔽部71aは、その領域も隠蔽している。通常、正面側収容部60の底壁61において側壁62より内側に突出した領域の幅は、隠蔽部71aの幅より狭い。
Of the four
図1〜図3では、正面側収容部60の底壁61が側壁63より内側に突出した領域を有した形態を例示しているが、底壁61において側壁63が設けられている領域の幅(例えば、図1及び図2ではy方向の幅)は、側壁63の幅と同じであってもよい。この場合、辺部72,72間の距離は、導光板30のy方向の長さと同じとし得る。
1 to 3 exemplify a form in which the
次に、透過型画像表示装置1の作用効果について説明する。
Next, functions and effects of the transmissive
透過型画像表示装置1において、複数のLED光源22が光を出力すると、複数のLED光源22からの光は、側面33から入射する。側面33から入射した光は、導光板30内を全反射しながら伝搬する。導光板30内を伝搬する光が反射ドット35で反射すると、全反射条件以外の条件で反射するので、反射ドット35で反射した光は出射面31から出射する。導光板30内を伝搬する光の一部が出射面31から出射することから、出射面31から面状の光が出射される。
In the transmissive
出射面31から出射された面状の光は、開口部54,64を通過して透過型画像表示部10を照明する。これにより、透過型画像表示部10に画像が表示され得る。
The planar light emitted from the
本実施形態の透過型画像表示装置1では、導光板30の側面33側の端部37に凸状部36を形成していることによって、正面フレーム部70の辺部71,71の幅を短くできる。この点について、凸状部36が形成されていない場合と比較しながら説明する。図7は、凸状部が形成されていない導光板にLED光源から光を入射した場合の光の入射状態を模式的に示す図面である。図7に示した導光板80の構成は、LED光源22と対向する側面に凸状部が形成されていない点以外は、導光板30の構成と同様である。よって、導光板80において、LED光源22と対向する側面81以外の要素には、導光板30の場合と同じ符号を付す。図8は、図5に示した導光板にLED光源から光を入射した場合の光の入射状態を模式的に示す図面である。
In the transmissive
図7に示したように、各LED光源22からの光は略平坦な側面81から導光板80に入射し、放射状に更に広がりながら導光板80内を伝搬する。隣接する2つのLED光源22,22からの光は、導光板80の側面81から一定の距離だけ光が伝搬した後に交差する。この交差点を便宜的に交点pとすると交点pと側面81との間の領域は、光量が低下する。そのため、透過型画像表示部10で画像が表示される際に、導光板80の側面81側の端部に対応する領域は暗くなる傾向がある。そのため、液晶テレビといった透過型画像表示装置1では、額縁部を利用して、導光板80の側面81側の端部を隠蔽している。
As shown in FIG. 7, the light from each
本実施形態の導光板30では、側面33に凸状部36が形成されているので、導光板30の側面33から入射する光は、凸状部36によって屈折し、図8に示したように、y方向に、より広げられる。これにより導光板30の側面(入射面)33側の端部37において明るさが不足する領域を縮小することができる。すなわち、2つの光の交点pと凸状部36の頂部36aとの距離lを短くすることができる。この場合、額縁部である正面フレーム部70において隠蔽部71aが小さくなる。例えば、導光板30を採用した透過型画像表示装置1では、LED光源22の配列ピッチu、隠蔽部71aの幅v及び上記距離lは、l/u≦0.30且つv/u≦1.10を満たし得る。
In the
距離lが短くなると、額縁部である正面フレーム部70において隠蔽部71aが小さくなるので、結果として、辺部71の幅を短くすることが可能である。辺部71の幅が短くなることで、表示画面Dにおいて、ユーザが見ることができる有効表示画面DEの面積が大きくなる。
When the distance l is shortened, the concealing
(実施例)
以下、実施例を参照して、側面に凸状部が形成された導光板を採用することによって、隠蔽部の幅を狭くし得る点について説明する。
(Example)
Hereinafter, with reference to an Example, the point which can narrow the width | variety of a concealing part by employ | adopting the light-guide plate in which the convex-shaped part was formed in the side surface is demonstrated.
実施例1〜5に係る導光板を含む評価ユニット及び比較例1,2に係る導光板を含む評価ユニットを作製し、これらについて評価試験を実施した。以下、実施例1〜5については、図1〜図3,図4及び図5に示した形態の説明で使用した符号と同様の符号を利用して説明する。 An evaluation unit including the light guide plate according to Examples 1 to 5 and an evaluation unit including the light guide plate according to Comparative Examples 1 and 2 were produced, and an evaluation test was performed on these. Hereinafter, Examples 1 to 5 will be described using the same reference numerals as those used in the description of the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 3, 4, and 5.
(実施例1の評価ユニット)
実施例1に係る導光板30を次のようにして作製した。透光性樹脂としてスミペックE011(商品名、住友化学製、PMMA)を使用して平面視形状が矩形である光学シートAを作製した。光学シートAの厚さ4mmであり、光学シートAの平面視形状において、たて(短辺)の長さは210mmであり、よこ(長辺)の長さは300mmであった。
(Evaluation unit of Example 1)
The
光学シートAの短辺側の側面に、厚み方向(z方向)に延在する複数の凸状部36を側面(入射面)の長手方向(図1のy方向)に並列配置することによって光学シートAの短辺側の側面に凹凸形状を形成した。凸状部36は、レーザ加工により形成した。複数の凸状部36の配列ピッチ(頂部36a間の距離)Pは、0.4mmとした。実施例1では、図5に示したように、隣接する凸状部36間に平坦部38を設けた。平坦部38の幅、すなわち、隣接する2つの凸状部36において一方の凸状部36の端と他方の凸状部36との端との間の距離は0.2mmとした。凸状部36の延在方向に直交する断面形状はプリズム形状であり、頂角θは60°とした。
By arranging a plurality of
凸状部36が形成された光学シートAの一方の主面の全面に白色テープ(TRUSCO製TRT−50両面テープ)を密着させることによって実施例1の導光板30とした。具体的には、上記白色テープの光学シートAと対向する側の保護テープのみを剥がして、粘着面を露出させ、白色テープを光学シートAの主面に密着させた。上記白色テープが貼り付けられた光学シートAの主面が、導光板30の背面32に対応する。上記白色テープが、図2における反射ドット35の代わりとして、導光板30内を伝搬してきた光を出射面31(背面32と反対側の面)から出射させるように反射する反射部として機能する。
The
実施例1の導光板30の凸状部36が形成された側面33と対向して複数のLED光源(120°ランバーシアン型;NSSW123B)を所定の配列ピッチuで配置して、各LED光源22を基盤に配線して評価ユニットとした。LED光源22は、導光板30に接するように配置した。実施例1において複数のLED光源の配列ピッチuは8mmとした。
A plurality of LED light sources (120 ° Lambertian type; NSSW 123B) are arranged at a predetermined arrangement pitch u so as to face the
(実施例2の評価ユニット)
実施例2に係る導光板30を次のようにして作製した。実施例1の場合と同様の光学シートAを作製した後、上記複数の凸状部36により形成される凹凸形状が異なる点以外は、実施例1の場合と同様にして実施例2の導光板30を作製した。実施例1との相違点である凹凸形状について説明する。実施例2において、複数の凸状部36の配列ピッチ(頂部36a間の距離)Pは、実施例1の場合と同様に0.4mmとした。実施例2では、図4に示したように、隣接する凸状部36間に平坦部を設けなかった。凸状部36の延在方向に直交する断面形状はプリズム形状であり、頂角θは90°とした。
(Evaluation unit of Example 2)
The
次に、実施例1の場合の導光板30の代わりに実施例2の導光板30を使用した点以外は、実施例1の場合と同様にして実施例2の評価ユニットを作製した。
Next, an evaluation unit of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the
(実施例3の評価ユニット)
実施例3に係る導光板30を次のようにして作製した。実施例1の場合と同様の光学シートAを作製した後、上記複数の凸状部36により形成される凹凸形状が異なる点以外は、実施例1の場合と同様にして実施例3の導光板30を作製した。実施例1との相違点である凹凸形状について説明する。実施例3において、複数の凸状部36の配列ピッチ(頂部36a間の距離)Pは、実施例1の場合と同様に0.4mmとした。実施例3では、実施例1と同様に、隣接する凸状部36間に平坦部38を設けた。平坦部38の幅は0.4mmとした。凸状部36の延在方向に直交する断面形状はプリズム形状であり、頂角θは130°とした。
(Evaluation unit of Example 3)
The
次に、実施例1の場合の導光板30の代わりに実施例3の導光板30を使用した点以外は、実施例1の場合と同様にして実施例2の評価ユニットを作製した。
Next, an evaluation unit of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the
(実施例4の評価ユニット)
実施例4に係る導光板30を次のようにして作製した。実施例1の場合と同様の光学シートAを作製した後、上記複数の凸状部36により形成される凹凸形状が異なる点以外は、実施例1の場合と同様にして実施例4の導光板30を作製した。実施例1との相違点である凹凸形状について説明する。実施例4において、複数の凸状部36の配列ピッチ(頂部間の距離)は、実施例1の場合と同様に0.4mmとした。実施例4では、実施例1と同様に、隣接する凸状部36間に平坦部を設けた。平坦部の幅は0.2mmとした。凸状部36の延在方向に直交する断面形状はプリズム形状であり、頂角θは60°とした。
(Evaluation unit of Example 4)
The
次に、実施例1の場合の導光板30の代わりに実施例4の導光板30を使用した点及び複数のLED光源の配列ピッチuを8.8mmとした点以外は、実施例1の場合と同様にして実施例4の評価ユニットを作製した。
Next, in the case of Example 1, except that the
(実施例5の評価ユニット)
実施例5に係る導光板30は、実施例2の導光板と同様のものを用いた。実施例5の評価ユニットは、実施例2の評価ユニットにおいて、LED光源の配列ピッチuを8.8mmとした点以外は、実施例2の評価ユニットの構成と同様とした。
(Evaluation unit of Example 5)
The
(実施例6の評価ユニット)
実施例6に係る導光板30は、実施例3の導光板と同様のものを用いた。実施例6の評価ユニットは、実施例3の評価ユニットにおいて、LED光源の配列ピッチuを8.8mmとした点以外は、実施例3の評価ユニットの構成と同様とした。
(Evaluation unit of Example 6)
The
(比較例1の評価ユニット)
比較例1では、ソニー株式会社製の「EX710 32V」(液晶テレビ)に搭載されているバックライトユニットを評価ユニットとして使用した。すなわち、「EX710 32V」に搭載の導光板とLED光源とを使用した。比較例1においてもLED光源を導光板と接するように配置した。比較例1では、複数のLED光源の配列ピッチuは8.8mmであった。この導光板は、図7に示したように入射面となる側面が平坦面であった。よって、説明の便宜のため、「EX710 32V」に搭載されていた導光板を導光板80と称し、図7の導光板80と同様の符号を付して説明する。
(Evaluation unit of Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a backlight unit mounted on “EX710 32V” (liquid crystal television) manufactured by Sony Corporation was used as an evaluation unit. That is, the light guide plate and LED light source mounted on “EX710 32V” were used. Also in Comparative Example 1, the LED light source was disposed so as to be in contact with the light guide plate. In Comparative Example 1, the arrangement pitch u of the plurality of LED light sources was 8.8 mm. As shown in FIG. 7, the light guide plate had a flat side surface as an incident surface. Therefore, for convenience of explanation, the light guide plate mounted on “EX710 32V” will be referred to as a
(比較例2の評価ユニット)
比較例2では、比較例1における評価ユニットのLED光源を実施例1で使用したLED光源22に変更すると共に、複数のLED光源22の配列ピッチuを8.0mmに設定することによって、比較例2の評価ユニットを準備した。
(Evaluation unit of Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, the LED light source of the evaluation unit in Comparative Example 1 is changed to the
(評価方法)
実施例1〜5の各評価ユニットにおいて、LED光源22を点灯させた状態で、目視により隣接するLED光源の光が交差する点pまでの凸状部36の頂部からの距離lを測定した。また、比較例1,2の各評価ユニットにおいて、LED光源を点灯させた状態で、目視により隣接するLED光源の光が交差する点pまでの側面81からの距離lを測定した。実施例1〜5及び比較例1,2の隠蔽部の幅vは、次のように規定した。比較例1については、「EX710 32V」の隠蔽部(導光板80の側面81側の端部との重複領域)の幅を実際に測定して、隠蔽部の幅vとした。比較例1の隠蔽部の幅vは10mmであった。実施例1〜5及び比較例2の評価ユニットに対する隠蔽部の幅vは、比較例1において測定された距離lと、実施例1〜5及び比較例2で測定された距離lとの差分だけ、比較例1の隠蔽部の幅vである10mmを変更した値とした。
(Evaluation method)
In each evaluation unit of Examples 1 to 5, with the
(評価結果)
評価結果を図9に示す。図9は、実施例及び比較例の評価結果を示す図表である。図9においては、実施例1〜5の導光板30及び比較例1,2の導光板80,80の側面33,81の形状の形態並びに実施例1〜5及び比較例1,2の評価ユニットにおける複数のLED光源の配列ピッチuも示している。図9より、LED光源の配列ピッチが8mmである実施例1〜3及び比較例2を比較すると、実施例1〜3では比較例2に比べて交点pまでの距離lが短くなっている。その結果、隠蔽部の幅vをより狭く設定できている。同様に、LED光源の配列ピッチuが8.8mmである実施例4〜6及び比較例1を比較すると、実施例4〜6では比較例1に比べて交点pまでの距離lが短くなっている。その結果、隠蔽部の幅vをより狭く設定できている。また、実施例1〜6では、図9に示すように、p/u≦0.30且つv/u≦1.10を実現できる。
(Evaluation results)
The evaluation results are shown in FIG. FIG. 9 is a chart showing evaluation results of Examples and Comparative Examples. In FIG. 9, the shape of the side surfaces 33 and 81 of the
このように、LED光源22と対向する側面33に凸状部36が形成されることによって、側面33が凹凸形状を有する導光板30では、隠蔽部71aの幅を狭く設定できる。その結果、有効表示画面DEがより広くなる。
Thus, by forming the
以上、本発明をその実施形態及び実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、筐体部40は、第1の収容部としての背面側収容部50と第2の収容部としての正面側収容部60とを含むとしたが、筐体部40は、正面フレーム部70を備えており、透過型画像表示部10と、複数のLED光源22と、導光板30を収容する収容部を備えていればよい。例えば、透過型画像表示部10と、複数のLED光源22と、導光板30を収容する収容部は、正面側が開放された箱状体であり得る。
As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on the embodiment and an Example, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the
図1〜図3に例示した形態では、LED光源22は、側面33と側面33とに対して配置されている。しかしながら、LED光源22といった点状光源は、互いに対向する側面33のうちの一方の側面に対してのみ配置されていればよい。点状光源は、側面34,34に対して配置されていてもよい。この場合、側面34,34が入射面である。側面34に対して点状光源が配置される場合においも、点状光源は、対向する側面34,34のうちの一方にのみ配置されていればよい。
In the form illustrated in FIGS. 1 to 3, the
図1〜図3に例示した形態を利用した説明では、入射面となる側面は、側面33であるため、入射面となる側面の長手方向はy方向である。しかしながら、前述したように、側面34が入射面として機能する場合、入射面となる側面の長手方向はx方向である。また、凸状部は、入射面の長手方向に0.03mm〜10.0mmの配列ピッチPで、等間隔で配置されていることが好ましいが、その他の配列ピッチPで配置されている構成でもよい。
In the description using the form illustrated in FIGS. 1 to 3, the side surface serving as the incident surface is the
1…透過型画像表示装置、10…透過型画像表示部、20…バックライトユニット、22…LED光源(点状光源)、30…導光板、31…出射面、33…側面(入射面)、36…凸状部、37…端部、40…筐体部、50…背面側収容部(第1の収容部)、54…開口部、60…正面側収容部(第2の収容部)、70…正面フレーム部、71…辺部、71a…隠蔽部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記入射面の側方に配置されており前記入射面に供給する光を出力する複数の点状光源と、
前記導光板に対して正面側に配置されており前記出射面から出射される光で照明される透過型画像表示部と、
前記導光板、複数の前記点状光源及び前記透過型画像表示部を収容する筐体部と、
を備え、
前記入射面には、前記導光板の厚み方向に延在する複数の凸状部が形成されており、
複数の前記凸状部は、前記厚み方向に直交する方向に並列配置されており、
前記筐体部は、前記透過型画像表示部の表面を露出させるための開口部を画成する正面フレーム部を有し、
前記正面フレーム部は、前記導光板の前記入射面側の端部を隠蔽する隠蔽部を有する、
透過型画像表示装置。 A light guide plate that emits light incident from an incident surface from an exit surface that intersects the incident surface;
A plurality of point light sources arranged on the side of the incident surface and outputting light supplied to the incident surface;
A transmissive image display unit disposed on the front side with respect to the light guide plate and illuminated with light emitted from the emission surface;
A housing that houses the light guide plate, the plurality of point light sources, and the transmissive image display;
With
A plurality of convex portions extending in the thickness direction of the light guide plate are formed on the incident surface,
The plurality of convex portions are arranged in parallel in a direction orthogonal to the thickness direction,
The housing part has a front frame part that defines an opening for exposing the surface of the transmissive image display part,
The front frame portion has a concealing portion that conceals an end portion on the incident surface side of the light guide plate.
Transmission type image display device.
請求項1に記載の透過型画像表示装置。 In the cross section of the convex part perpendicular to the extending direction of the convex part, the apex angle of the top part of the convex part is 50 ° or more and 150 ° or less,
The transmissive image display apparatus according to claim 1.
複数の前記点状光源の配列ピッチをu(mm)とし、前記隠蔽部の幅をv(mm)とし、隣接する2つの前記点状光源から出力される光が交わる位置までの前記凸部の頂部からの距離をl(mm)としたとき、l/u≦0.30且つv/u≦1.10である、
請求項1又は2に記載の透過型画像表示装置。 The plurality of point light sources are arranged along the arrangement direction of the plurality of convex portions,
The arrangement pitch of the plurality of point light sources is u (mm), the width of the concealing portion is v (mm), and the convex portions up to the position where the light output from the two adjacent point light sources intersects each other. When the distance from the top is 1 (mm), 1 / u ≦ 0.30 and v / u ≦ 1.10.
The transmissive image display device according to claim 1.
前記LED光源の光度分布において、前記LED光源の出光面の法線方向が最大光度となり、前記光度分布の半値幅が40°以上80°以下である、
請求項1〜3の何れか一項に記載の透過型画像表示装置。 The point light source is an LED light source,
In the luminous intensity distribution of the LED light source, the normal direction of the light emitting surface of the LED light source is the maximum luminous intensity, and the half value width of the luminous intensity distribution is 40 ° or more and 80 ° or less.
The transmissive image display apparatus as described in any one of Claims 1-3.
複数の前記点状光源及び前記導光板を収容する第1の収容部と、
前記透過型画像表示部を収容する第2の収容部と、
を備え、
前記正面フレーム部は、前記第2の収容部において前記第1の収容部側と反対側の端部に設けられている、
請求項1〜4の何れか一項に記載の透過型画像表示装置。 The housing portion is
A first accommodating portion that accommodates the plurality of point light sources and the light guide plate;
A second accommodating portion for accommodating the transmissive image display portion;
With
The front frame portion is provided at an end of the second housing portion opposite to the first housing portion.
The transmissive image display apparatus as described in any one of Claims 1-4.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141104 |