JP2013045745A - Light guide plate, planar light source device, and transmission image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導光板、面光源装置及び透過型画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a light guide plate, a surface light source device, and a transmissive image display device.
液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、液晶表示パネルといった透過型画像表示部の背面側に配置され、透過型画像表示部にバックライトを供給する面光源装置を有する。このような面光源装置としてエッジライト型の面光源装置が知られている。 2. Description of the Related Art A transmissive image display device such as a liquid crystal display device generally includes a surface light source device that is disposed on the back side of a transmissive image display unit such as a liquid crystal display panel and supplies a backlight to the transmissive image display unit. As such a surface light source device, an edge light type surface light source device is known.
エッジライト型の面光源装置は、透光性を有する導光板と、導光板の側方に配置され、導光板に光を供給するための光源とを備える。光源から出力された光は、光源と対向する導光板の側面から導光板内に入射され、導光板内を全反射しながら伝搬する。この全反射で導光板内を伝搬する光の一部が、導光板の出射面から出射されることで、面状の光が生成される。全反射しながら導光板内を伝搬する光を出射面から出射するために、導光板の裏面側には、裏面に伝搬してくる光の一部を全反射条件以外の条件で反射する機能が設けられている。例えば、特許文献1に記載の技術では、導光板の裏面側に反射ドットを複数形成することで、全反射条件以外の条件の反射を生じせしめている。 The edge light type surface light source device includes a light-transmitting light guide plate and a light source disposed on the side of the light guide plate for supplying light to the light guide plate. The light output from the light source enters the light guide plate from the side surface of the light guide plate facing the light source, and propagates while totally reflecting inside the light guide plate. A part of the light propagating in the light guide plate by this total reflection is emitted from the light exit surface of the light guide plate, so that planar light is generated. In order to emit light propagating in the light guide plate from the exit surface while totally reflecting, the back surface side of the light guide plate has a function of reflecting a part of the light propagating to the back surface under conditions other than the total reflection condition. Is provided. For example, in the technique described in Patent Document 1, a plurality of reflective dots are formed on the back surface side of the light guide plate, thereby causing reflection under conditions other than the total reflection condition.
しかしながら、従来の導光板では、入射面から入射した光を出射面から効率的に取り出せない場合があった。 However, in the conventional light guide plate, there are cases where light incident from the incident surface cannot be efficiently extracted from the output surface.
そこで、本発明は、出射面から効率的に光を取り出すことができる導光板並びにその導光板を含む面光源装置及び透過型画像表示装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light guide plate that can efficiently extract light from an emission surface, a surface light source device including the light guide plate, and a transmissive image display device.
本発明に係る導光板は 光源から入射された光を導光させながら一つの面から出射する導光板であって、光を出射する出射面と、出射面に対向する裏面と、出射面及び裏面と交差していると共に、光源からの光が入射される入射面と、を備える。上記入射面は、出射面及び裏面の各々における入射面側の端部を繋ぐ第1の仮想平面に対して板内部側に向けてへこんだ凹状を呈しており、入射面における出射面側及び裏面側の端部側の領域の少なくとも一つと、第1の仮想平面とがなす角度をαとし、導光板の出射面側の表層部の屈折率をn1とし、導光板の板厚方向において表層部より裏面側の屈折率をn2としたとき、
αは、式(1)を満たす角度である。
α is an angle satisfying Equation (1).
入射面から入射され導光板内を伝搬する光が、臨界角より小さい角度で出射面に入射する場合、出射面から光が出射する一方、臨界角より大きい角度で出射面に入射する場合、出射面で全反射する。そのため、光の伝播過程において、出射面に臨界角より小さい角度で出射面に入射する光が生じせしめることで、出射面から光を取り出すことができる。このように出射される光は、全反射する場合の光の入射角と臨界角との角度差が小さい方が生じやすい。 When light that is incident from the incident surface and propagates in the light guide plate is incident on the output surface at an angle smaller than the critical angle, light is emitted from the output surface, whereas when light is incident on the output surface at an angle larger than the critical angle, the light is emitted. Total reflection on the surface. Therefore, in the light propagation process, light incident on the emission surface is generated at an angle smaller than the critical angle on the emission surface, whereby light can be extracted from the emission surface. The light emitted in this way is likely to have a smaller angle difference between the incident angle and the critical angle of the light when totally reflected.
上記構成の導光板では、入射面が第1の仮想平面に対してへこんだ凹状を呈しているので、αは0より大きい。よって、本発明に係る導光板では、入射面が第1の仮想平面に一致している場合、すなわち、α=0の場合より、全反射する場合の光の入射角と臨界角との角度差(式(1)の左辺)は小さくなる。その結果、板内部側に凹状を呈する入射面を有する導光板では、出射効率の向上を図ることができる。更に、入射面を凹状としているので、入射面が平坦な場合より、第1の仮想平面の法線方向に伝搬する光を低減しやすい。そのため、入射面と対向する導光板の側面から光が出射されずに、出射面から出射されやすい。この点でも出射面からの出射効率が向上する。 In the light guide plate having the above configuration, the incident surface has a concave shape with respect to the first virtual plane, and therefore α is greater than zero. Therefore, in the light guide plate according to the present invention, when the incident surface coincides with the first imaginary plane, that is, the angle difference between the incident angle of light and the critical angle in the case of total reflection as compared with the case of α = 0. (Left side of equation (1)) becomes smaller. As a result, in the light guide plate having a concave incident surface on the inner side of the plate, the emission efficiency can be improved. Furthermore, since the incident surface is concave, it is easier to reduce light propagating in the normal direction of the first virtual plane than when the incident surface is flat. Therefore, light is not emitted from the side surface of the light guide plate facing the incident surface, and is easily emitted from the emission surface. Also in this respect, the emission efficiency from the emission surface is improved.
本発明に係る導光板では、上記n1と上記n2とは等しいとし得る。 In the light guide plate according to the present invention, the n 1 and the n 2 may be equal.
好ましくは、板厚方向に平行であると共に第1の仮想平面に直交する入射面の断面の形状は三角形状である。 Preferably, the shape of the cross section of the incident surface that is parallel to the plate thickness direction and orthogonal to the first virtual plane is a triangular shape.
この場合、第1の仮想平面の法線方向に伝搬する光を更に低減しやすい。その結果、出射面からの出射効率の向上をより図ることができる。 In this case, it is easier to further reduce the light propagating in the normal direction of the first virtual plane. As a result, it is possible to further improve the emission efficiency from the emission surface.
好ましくは、入射面は、板厚方向において出射面と裏面との中央部に位置しており板厚方向と直交する第2の仮想平面に対して対称である。 Preferably, the incident surface is located in the center of the exit surface and the back surface in the thickness direction and is symmetric with respect to a second virtual plane orthogonal to the thickness direction.
この場合、入射面における出射面側の端部側の領域と第1の仮想平面とのなす角度及び入射面における裏面側の端部側の領域と第1の仮想平面とのなす角度のいずれもが式(1)を満たす。その結果、入射面において、出射面側及び裏面側のいずれからも入射した光が効率的に出射面から出射される。 In this case, both of the angle formed between the region on the exit surface side on the exit surface and the first virtual plane, and the angle formed between the region on the back surface side on the incident surface and the first virtual plane are both. Satisfies the equation (1). As a result, on the incident surface, light incident from both the exit surface side and the back surface side is efficiently emitted from the exit surface.
好ましくは、本発明に係る導光板は、裏面に設けられており、裏面側に伝搬してきた光を反射する反射ドットを更に備える。 Preferably, the light guide plate according to the present invention further includes a reflective dot that is provided on the back surface and reflects light propagating to the back surface side.
反射ドットによる光の反射は、全反射以外の条件での光の反射になる。その結果、出射面に臨界角より小さい角度で入射しやすく。結果として、出射効率の向上を図ることができる。 Reflection of light by the reflective dots is light reflection under conditions other than total reflection. As a result, it is easy to enter the exit surface at an angle smaller than the critical angle. As a result, the emission efficiency can be improved.
本発明に係る面光源装置は、本発明に係る導光板と、導光板の入射面に光を供給する光源と、を備える。 The surface light source device according to the present invention includes the light guide plate according to the present invention and a light source that supplies light to an incident surface of the light guide plate.
上記構成の面光源装置は、本発明に係る導光板を備えているので、光源から導光板に入射した光を、導光板の出射面から効率的に出射することができる。 Since the surface light source device having the above configuration includes the light guide plate according to the present invention, the light incident on the light guide plate from the light source can be efficiently emitted from the emission surface of the light guide plate.
本発明に係る透過型画像表示装置は、本発明に係る導光板と、導光板が有する入射面に光を供給する光源と、導光板が有する出射面から出射される光により照明される透過型画像表示部と、を備える。 A transmissive image display device according to the present invention includes a light guide plate according to the present invention, a light source that supplies light to an incident surface of the light guide plate, and a transmissive type that is illuminated by light emitted from an output surface of the light guide plate. An image display unit.
上記構成の透過型画像表示装置は、本発明に係る導光板を備えているので、光源から導光板に入射した光を、導光板の出射面から効率的に出射することができる。そのため、より多くの光で透過型画像表示部を照明可能である。 Since the transmissive image display device having the above configuration includes the light guide plate according to the present invention, light incident on the light guide plate from the light source can be efficiently emitted from the exit surface of the light guide plate. Therefore, the transmissive image display unit can be illuminated with more light.
本発明によれば、出射面から効率的に光を出射可能な導光板並びにその導光板を含む面光源装置及び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 light guide plate capable of efficiently emitting light from the emission surface, a surface light source device including the light guide plate, and a transmissive image display device.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、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. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
図1は、本発明に係る導光板の一実施形態を適用した透過型画像表示装置の概略構成を模式的に示す斜視図である。図1では、透過型画像表示装置10を分解して示している。透過型画像表示装置10は、携帯電話や各種電子機器の表示装置として好適に利用することができる。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a transmissive image display device to which an embodiment of a light guide plate according to the present invention is applied. In FIG. 1, the transmissive
透過型画像表示装置10は、透過型画像表示部20と、透過型画像表示部20に供給するための面状の光を出力する面光源装置30と、を備える。
The transmissive
透過型画像表示部20は、面光源装置30から出射される面状の光で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20の例は、図1に例示するように、液晶セル21の両面に直線偏光板22,23が配置された偏光板貼合体としての液晶表示パネルである。この場合、透過型画像表示装置10は、液晶表示装置である。液晶セル21及び偏光板22,23は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置で採用されているものを用いることができる。液晶セル21の例は、TFT型の液晶セルやSTN型の液晶セル等である。
The transmissive
面光源装置30は、透過型画像表示部20に対するバックライトを供給するエッジライト型のバックライトユニットである。面光源装置30は、導光板40と、導光板40の側方に配置された複数の光源50とを備える。
The surface
複数の光源50は、ライン状に配列されている。図1に例示した面光源装置30では、複数の光源50は、導光板40の短辺方向に配列されている。光源50は点状光源であり、点状光源の例は発光ダイオードである。複数の光源50の代わりに、線状光源を用いることもできる。線状光源の例は、蛍光灯又は冷陰極管といった円筒状ランプである。
The plurality of
面光源装置30は、図1に示すように、導光板40に対して透過型画像表示部20と反対側に位置する反射部60を備えてもよい。反射部60は、導光板40から反射部60側に出射した光を導光板40に再度入射させるためのものである。反射部60は、図1に示すようにシート状のものとすることができる。また、反射部60は、導光板40を収容する面光源装置30の筐体底面であって、鏡面加工を施された底面とすることもできる。
As shown in FIG. 1, the surface
導光板40は、光を出射する略平坦な出射面(出射面部)41と、出射面41に対向する裏面42と、光源50からの光が入射される入射面43とを有する板状体である。入射面43は、出射面41と裏面42とを接続している導光板40の側面でもある。
The
導光板40の裏面42には、導光板40内を伝搬する光を出射面41から出射させるための複数の反射ドット44(図2参照)が設けられている。導光板40が有する反射ドット44は、裏面42側に伝搬してきた光を出射面41側に拡散させながら反射する。よって反射ドット44は、光を拡散反射させる拡散ドットでもある。反射ドット44は、裏面42と共に、裏面42に向けて伝搬してきた光を出射面41側に反射させる反射面部を構成する。反射ドット44の例は、白色ドット及びマイクロレンズを含む。反射ドット44は、例えば、インクジェット印刷(インクジェット法)、フォトポリマー法又はレーザ描画などにより形成することができる。レーザ描画により反射ドット44を形成する場合の反射ドット44の形状の例は、凹レンズ形状である。
On the
導光板40は、透光性材料(又は透明材料)からなる板状体である。透光性材料の屈折率の例は、1.46〜1.62である。透光性材料の例は、透光性樹脂材料、透光性ガラス材料である。透光性樹脂材料の例は、ポリカーボネート樹脂(屈折率:1.59)、MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)、ポリスチレン樹脂(屈折率:1.59)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)、アクリル系紫外線硬化樹脂(屈折率:1.46〜1.58)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)(屈折率:1.49)などである。透光性樹脂材料としては、透明性の観点からPMMAがより好ましい。
The
更に、導光板40を構成する透光性材料として透光性樹脂材料を用いる場合、透光性樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤等の添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。導光板40に紫外線吸収剤が添加されていれば、光源50から出力される光に紫外線が多く含まれている場合などにおいて、紫外線による導光板40の劣化を防止できるため好ましい。
Further, when a translucent resin material is used as the translucent material constituting the
紫外線吸収剤の例は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤等である。紫外線吸収剤は、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。 Examples of UV absorbers include benzotriazole UV absorbers, benzophenone UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers, malonic ester UV absorbers, oxalic anilide UV absorbers, and triazine UV absorbers. is there. The ultraviolet absorber is preferably a benzotriazole ultraviolet absorber or a triazine ultraviolet absorber.
透光性樹脂材料は、通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられる。しかしながら、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。 The translucent resin material is usually used without adding a light diffusing agent as an additive. However, a light diffusing agent may be added as long as it is a slight amount that does not impair the object of the present invention.
光拡散剤として、通常は、導光板40を主に構成する上述したよう透光性材料とは屈折率が異なる粉末が用いられる。光拡散剤は、透光性材料中に分散させて用いられる。光拡散剤の例は、スチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、又は、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子等の無機粒子である。光拡散剤の粒子径の例は、0.8μm〜50μmである。
As the light diffusing agent, normally, a powder having a refractive index different from that of the translucent material that mainly constitutes the
また、出射面41は、平坦であることが好ましい。しかしながら、モアレ低減のために出射面41は、僅かに表層拡散を有していてもよい。
Moreover, it is preferable that the
導光板40は、インクジェット印刷(インクジェット法)、フォトポリマー法、押出成型又は射出成型などにより製造することができる。
The
透過型画像表示装置10において、光源50を発光させると、光源50から出力された光は、光源50に対向する導光板40の入射面43から導光板40に入射する。導光板40に入射した光は、導光板40内を全反射しながら伝搬する。導光板40内を伝搬する光が、反射ドット44で反射する場合には、全反射条件以外の条件で反射する。そのため、反射ドット44による反射光が出射面41から出射される。
In the transmissive
よって、上記構成の導光板40では、光源50から出力され導光板40内に入射された光を、導光板40内を導光させながら出射面41から出射させることができる。複数の反射ドット44は、出射面41から出射される面状の光の輝度が略均一になるような所定の配置パターンで配置される。
Therefore, in the
次に、導光板40の特徴の一つである入射面43の形状について説明する。
Next, the shape of the
図2は、導光板40の入射面43と出射面41の両方に直交する面で導光板40を切断した場合の断面構成を示している。図2では、説明のために、光源50も示している。
FIG. 2 shows a cross-sectional configuration when the
図2に示すように、入射面43は、出射面41の入射面43側の端部41aと、裏面42の入射面43側の端部42bとを繋ぐ仮想的な平面(第1の仮想平面)P1に対して板内部側にへこんだ凹状を呈している。入射面43の断面形状は図2に示すように三角形である。換言すれば、入射面43の断面形状は、板内部側に頂部を有するプリズム形状となっている。図2に示した入射面43の断面形状は、板厚方向に平行であると共に第1の仮想平面P1に直交する断面形状に対応する。なお、板厚方向に平行は平面とは、本実施形態では、平坦な出射面41に直交する平面である。
As shown in FIG. 2, the
断面が三角形状の入射面43において板内部側の頂部44aは、板厚方向において、出射面41と裏面42との間の中央部に位置する。一実施形態において、入射面43は、頂部44aをとおり、板厚方向に直交する仮想的な平面(第2の仮想平面)P2に対して対称であり得る。
In the
断面が三角形状の入射面43の端部43b,43b側の領域(端部領域)と平面P1との間の角度αは、式(2)を満たす。
式(2)において、nは、導光板40の屈折率である。また、本実施形態では、入射面43の断面形状は三角形であるため、αは、入射面43の底角に対応する。入射面43の断面形状が三角形でない場合、αは、端部43b,43b側近傍において直線近似した場合の近似直線と平面P1との間のなす角度とすることができる。また、直線近似ができない場合には、入射面43を曲線でフィッティングし、フィティング曲線の端部43b,43bでの接線と平面P1とのなす角度をαとすればよい。
An angle α between the region (end region) on the
In Expression (2), n is the refractive index of the
上記構成の入射面43は、導光板40となるべき板状体の平面P1に対応する側面に、内面が入射面43の形状となる溝(本実施形態では、例えばV溝)を彫ることで形成することができる。また、射出成型などで、上記凹状の入射面43を有する導光板40を直接製造することも可能である。
The
入射面43の底角としてのαが、式(2)を満たすことで、導光板40は、効率的に出射面41から光を取り出すことが可能である。この点について図3を参照して説明する。図3は、出射面41での光の出射条件を説明するための模式図である。
When α as the base angle of the
入射面43から入射した光が、全反射条件を満たしながら、すなわち、反射ドット44の影響を受けずに導光板40内を光が伝播する場合において、出射面41への光の入射角の最小値をθMINとする。このθMINは、入射面43に最大入射角で入射した光が全反射条件を満たしながら導光板40内を伝播する場合の出射面41への光の入射角に対応する。ここで、90°―θMIMをθMAXとすると、θMAXは式(3)で表される。
このθMAXは、本実施形態において、入射面43に最大入射角で入射した光が出射面(又は出射面と平行な仮想的な面)41となす角度である。
When the light incident from the
This θ MAX is an angle formed by the light incident on the
屈折率nの導光板40の臨界角をθCRITICALとする。θCRITICALは、式(4)で表される。
導光板40から光が出射するためには、θCRITICALより小さい入射角で出射面41に入射する必要がある。換言すれば、図3のハッチング領域内の角度で出射面41に入射する光は出射面41から出射される。
In order for light to be emitted from the
導光板40内に入射した光が反射ドット44により反射されなかった場合、導光板40内を伝搬する光は、θMINより大きい入射角で出射面41に入射する。αが式(2)を満たす場合、入射角であるθMINは、図3に示すように、臨界角であるθCRITICALより大きい。そのため、光は出射面41で全反射し、導光板40から出射されない。
When the light incident on the
一方、導光板40内に入射した光が反射ドット44により反射された場合、反射ドット44によって反射された光である反射光が出射面41にθCRITICALより小さい入射角で入射すれば、反射光は出射面41から出射される。
On the other hand, when the light incident on the
ここで、図3に示すように、θMINとθCRITICALとの間には、乖離が生じていることが重要である。この乖離に対応する角度差をδとする。δは、式(3)及び式(4)より式(5)で表される。
式(5)で表されるδが大きいと、反射ドット44による反射光がθCRITICALより小さい角度で出射面41に入射しにくい。逆に言えば、δが小さければ、反射ドット44による反射光が出射面41から出射されやすい。
When δ represented by Expression (5) is large, the reflected light from the
仮に、平面P1が実平面で入射面として機能する場合(すなわち、入射面43が平坦な場合)、α=0である。一方、本実施形態の導光板40では、入射面43が凹状であることから、αは0より大きい。従って、凹状の入射面43を備える導光板40では、δは小さくなっている。その結果、導光板40は出射面41から効率的に光を出射可能である。
If the plane P1 is a real plane and functions as an incident surface (that is, the
ただし、δが0以下、すなわち、θMINがθCRITICAL以下であると、出射面41に常に臨界角より小さい角度で出射面41に入射し、出射面41から出射される。そのため、入射面43側でより多くの光の出射が生じ、面状の光を生成できない場合が生じ得る。
However, when δ is equal to or smaller than 0, that is, θ MIN is equal to or smaller than θ CRITICAL , the light is incident on the
よって、面状の光を生成するために、δ>0である必要がある。従って、αが式(2)を満たす入射面43の形状とすることで、導光板40内を、光を伝搬させながら、出射面41から輝度が面状の光を効率的に取り出すことができる。また、δ>0とすることで、輝度がより均一な面状の光を生成可能である。
Therefore, in order to generate planar light, it is necessary that δ> 0. Therefore, by setting α to the shape of the
また、δが小さいと、反射ドット44に光が当たる回数が少なくても出射面41から出射されやすいので、入射面43側での輝度ムラの制御が容易である。
In addition, when δ is small, since it is easy to be emitted from the
更に、従来の導光板のように、入射面が平坦な場合(α=0の場合)には、式(5)で示されるδも大きくなり、光が出射面41から出射されにくい。そのため、例えば、屈折率nが大きい場合、反射ドット44に多数回当たらなければ光は出射面41から出射されない。その結果、入射面43側で輝度ムラの制御が困難である。
Further, when the incident surface is flat (when α = 0) as in the conventional light guide plate, δ shown in Expression (5) also increases, and light is not easily emitted from the
これに対して、導光板40では、屈折率nが大きくても、αを調整、具体的には、αが大きい形状となる入射面43を形成することによってδを小さくすることが可能である。その結果、屈折率nが大きい導光板40においても出射面41から効率的に光を出射することができる。また、δを小さくすることで、反射ドット44へ光が当たる回数が少なくても光を出射面41から取り出すことが可能となるので、屈折率nが大きい導光板40でも、入射面43側の輝度ムラを制御が容易である。
On the other hand, in the
更にまた、入射面43を板内部側に向けて凹状とした場合、入射面43から入射される光が広がりやすいので反射ドット44にあたり易い。その結果、出射面41からの光の出射効率が向上する。
Furthermore, when the
また、入射面43を凹状とすることで、入射面43が平坦な場合(平面P1に一致する場合)に比べて平面P1の法線方向に伝搬する光が減少する。そのため、入射面43と対向する側面(図1の側面45)から光が出射されることも抑制できている。このように、入射面43と対向する側面45からの光のロスを抑制できているので、出射面41から更に効率的に光を取り出すことができる。
Further, by making the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
図1に示した導光板40の説明では、導光板40の屈折率が導光板40において一様であるとして説明したが、例えば、導光板は、図4に示す導光板60のように、出射面41から一定の深さの領域である表層部61の屈折率が、厚さ方向において、表層部より裏面42側で異なっていてもよい。以下、説明のために、導光板60において、表層部61より裏面42の部分を主層部62と称す。また、表層部61の屈折率をn1とし、主層部62の屈折率をn2とする。表層部61と主層部62の屈折率が異なる場合、通常、n1はn2より大きい。図4は、本発明に係る導光板の他の実施形態の概略構成を示す模式図である。図4には、導光板60のうち出射面41側を拡大して示している。導光板60が2層構造である点以外は、導光板60の構成は導光板40と同様であるため、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図4では、光源50から出射され入射面43に最大入射角で入射する場合の光の経路を模式的に示している。
In the description of the
図4に示すように、入射面43から入射した光が、全反射条件を満たしながら導光板60内を光が伝播する場合において、出射面41への光の入射角の最小値であるθMINは、次式で表される。
臨界角であるθCRITCALは、sin−1(1/n1)である。従って、式(5)を導出した場合と同様に、δ=θMIN−θCRITICAL>0という条件から、αの満たす条件は以下の通りである。
The critical angle θ CRITCAL is sin −1 (1 / n 1 ). Therefore, as in the case where the equation (5) is derived, the condition that α satisfies from the condition that δ = θ MIN −θ CRITICAL > 0 is as follows.
すなわち、導光板60において、断面が三角形状の入射面43は、端部43b,43b側の領域(端部領域)と平面P1との間の角度αが式(7)を満たすように形成された面とし得る。ここでは、導光板40に対して異なる形態の導光板60として、表層部の屈折率が、導光板60の厚さ方向において、表層部より裏面側の屈折率と異なる場合を例示して説明した。ただし、式(7)において、n1=n2とすると、式(7)は、式(5)に一致する。従って、図1に示した構成は、図4に示した構成において、表層部と主層部との屈折率が等しいとした場合に対応する。
That is, in the
入射面43は、仮想的な平面P1に対して板内部側に凹状を呈しており、入射面43の出射面41側の端部と平面P1との間の第1の角度α1及び入射面43の裏面側の端部と平面P1との間の第2の角度α2が少なくとも一方が、角度αが満たす条件をみたす形状であればよい。従って、例えば、頂部近傍が湾曲していてもよい。
The
また、これまでの説明では、出射面41から光を出射するために、裏面42に複数の反射ドット44が形成された形態を例示した。しかしながら、反射ドット44を設けずに、裏面42を出射面41に対して傾斜した形状としてもよい。この場合でも、出射面41と裏面42とが図1及び図2に示すように略平行でないため、全反射以外の条件の反射が生じ得る。更に、所定の拡散パターンが形成された裏面42を採用してもよい。
Moreover, in the description so far, in order to radiate | emit light from the
10…透過型画像表示装置、20…透過型画像表示部、30…面光源装置、40…導光板、41…出射面、41a…端部(出射面の入射面側の端部)、42…裏面、42b…端部(裏面の入射面側の端部)、43…入射面、43a…入射面の頂部、43b…入射面の端部、44…反射ドット、50…光源、60…導光板、P1…平面(第1の仮想平面)、P2…平面(第2の仮想平面)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
光を出射する出射面と、
前記出射面に対向する裏面と、
前記出射面及び前記裏面と交差していると共に、前記光源からの光が入射される入射面と、
を備え、
前記入射面は、前記出射面及び前記裏面の各々における前記入射面側の端部を繋ぐ第1の仮想平面に対して板内部側に向けてへこんだ凹状を呈しており、
前記入射面における前記出射面側及び前記裏面側の端部側の領域の少なくとも一つと、前記第1の仮想平面とがなす角度をαとし、前記導光板の前記出射面側の表層部の屈折率をn1とし、前記導光板の板厚方向において前記表層部より前記裏面側の屈折率をn2としたとき、
前記αは、式(1)を満たす角度である。
導光板。
An exit surface for emitting light;
A back surface facing the exit surface;
An incident surface that intersects the exit surface and the back surface, and on which light from the light source is incident,
With
The incident surface has a concave shape that is dented toward the inside of the plate with respect to a first virtual plane that connects the end portions on the incident surface side of each of the emission surface and the back surface,
The angle formed by at least one of the regions on the exit surface side and the back end side of the entrance surface and the first virtual plane is α, and the refraction of the surface layer portion on the exit surface side of the light guide plate when the rate as n 1, the refractive index of the back side of the surface layer portion in the thickness direction of the light guide plate was n 2,
Α is an angle satisfying the formula (1).
Light guide plate.
請求項1又は2記載の導光板。 The shape of the cross section of the incident surface that is parallel to the plate thickness direction and orthogonal to the first imaginary plane is triangular.
The light guide plate according to claim 1 or 2.
請求項1〜3の何れか一項に記載の導光板。 The incident surface is located at the center of the exit surface and the back surface in the plate thickness direction and is symmetric with respect to a second virtual plane orthogonal to the plate thickness direction.
The light-guide plate as described in any one of Claims 1-3.
請求項1〜4の何れか一項に記載の導光板。 Provided on the back surface, and having a plurality of reflective dots that reflect the light propagating to the back surface side,
The light-guide plate as described in any one of Claims 1-4.
前記導光板の入射面に光を供給する光源と、
を備える面光源装置。 The light guide plate according to any one of claims 1 to 5,
A light source for supplying light to an incident surface of the light guide plate;
A surface light source device comprising:
前記導光板が有する前記入射面に光を供給する光源と、
前記導光板が有する前記出射面から出射される光により照明される透過型画像表示部と、
を備える、
透過型画像表示装置。 The light guide plate according to any one of claims 1 to 5,
A light source for supplying light to the incident surface of the light guide plate;
A transmissive image display unit illuminated by light emitted from the exit surface of the light guide plate;
Comprising
Transmission type image display device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011184995A JP2013045745A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Light guide plate, planar light source device, and transmission image display device |
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ID=48009465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011184995A Withdrawn JP2013045745A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Light guide plate, planar light source device, and transmission image display device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013045745A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015143654A (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | コニカミノルタ株式会社 | Detection device and method |
-
2011
- 2011-08-26 JP JP2011184995A patent/JP2013045745A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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