JP2014186821A - Light guide plate, backlight unit, and display device - Google Patents
Light guide plate, backlight unit, and display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014186821A JP2014186821A JP2013059935A JP2013059935A JP2014186821A JP 2014186821 A JP2014186821 A JP 2014186821A JP 2013059935 A JP2013059935 A JP 2013059935A JP 2013059935 A JP2013059935 A JP 2013059935A JP 2014186821 A JP2014186821 A JP 2014186821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- height
- guide plate
- light guide
- concave structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
Description
本発明は、照明光路制御に用いられる凹凸形状光学シート、光源ユニットおよびディスプレイ装置に関するものであって、とくに、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用される導光板、バックライト・ユニット及びディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a concavo-convex optical sheet, a light source unit, and a display device used for illumination optical path control, and in particular, a light guide plate used for illumination optical path control in an image display device typified by a flat panel display, back The present invention relates to a light unit and a display device.
近年、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型液晶パネルやＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶パネルを使用した液晶ディスプレイ装置は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。このような液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側（観察者側とは反対側）に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。 In recent years, liquid crystal display devices using TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal panels and STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal panels are mainly commercialized mainly for color notebook PCs (personal computers) in the OA field. Such a liquid crystal display device employs a so-called backlight method in which a light source is disposed on the back side of the liquid crystal panel (opposite to the observer side) and the liquid crystal panel is illuminated with light from the light source. ing.
この種のバックライト方式に採用されているバックライト・ユニットとしては、大別して冷陰極管（ＣＣＦＴ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｔｕｂｅ）等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆる、「エッジライト方式」）と、導光板を用いずに冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の光源ランプからの光で直接照明する「直下型方式」とがある。 The backlight unit employed in this type of backlight system is roughly divided into a light source lamp such as a cold cathode fluorescent tube (CCFT), and a flat plate made of an acrylic resin having excellent light transmittance. “Light guide plate light guide method” (so-called “edge light method”) for multiple reflection in the light guide plate and direct illumination with light from a light source lamp such as a cold cathode tube (CCFL) without using the light guide plate. "Direct type".
導光板ライトガイド方式のバックライト・ユニットが搭載された液晶ディスプレイ表示装置としては、例えば、図１０に示すものが一般に知られている。
図１０に示す液晶ディスプレイ装置５０は、表裏両面を偏光板５１、５２で挟んでなる液晶パネル５３が上部に位置して配設され、液晶パネル５３の下面側に略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材からなる導光板５４が設置されており、この導光板５４の上面（光射出面５４ａ側）に拡散フィルム５５（拡散層）が設けられている。さらに、導光板５４の下面には、導光板５４に導入された光を効率よく液晶パネル５３に向け均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部（図示省略）が印刷などによって設けられるとともに、前記散乱反射パターン部の下方に反射フィルム５６（反射層）が設けられている。
As a liquid crystal display device on which a light guide plate light guide type backlight unit is mounted, for example, the one shown in FIG. 10 is generally known.
A liquid
また、導光板５４には、その側端部に光源ランプ５７が設けられており、さらに光源ランプ５７の光を効率よく導光板５４中に入射させるべく、光源ランプ５７の背面側を覆うようにして高反射率の反射板５８が設けられている。前記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板５４内に入射した光に指向性を付与し、光射出面５４ａ側へと導くようになっている。これは、高輝度化を図るための工夫である。
In addition, the
しかし、図１０に例示した装置では、視野角の制御が拡散フィルム５５の拡散性のみに委ねられており、その制御が難しいという問題があった。例えば、正面方向から見た場合は液晶ディスプレイの表示画面は明るいが、横方向から見た場合には表示画面が暗くなる場合があり、また液晶表示画面の中心部は明るく、周辺部が暗くなる欠点もあった。このように、光の利用効率が悪いという問題があった。
However, in the apparatus illustrated in FIG. 10, the control of the viewing angle is entrusted only to the diffusibility of the
一方、直下型方式は導光板の利用が困難な、大型の液晶ディスプレイなどの表示装置に用いられている。
直下型方式の液晶ディスプレイ装置としては、図１１に例示する装置が一般的に知られている。
図１１に示す液晶ディスプレイ装置６０は、表裏両面を偏光板６１、６２に挟んでなる液晶パネル６３が上部に位置して配設され、液晶パネル６３の下面側に蛍光管等からなる光源６４が配置される。さらに、光源６４の上面側に拡散フィルム６５のような光学シートが設けられている。また、光源６４の背面には、光源６４から液晶パネル６３と反対の方向に向かう光を液晶パネル６３側へ反射させる反射板６６が配置されている。これによって、光源６４から射出される光は拡散フィルム６５で拡散され、この拡散光を高効率で液晶パネル６３の有効表示エリアに集光させるものである。
On the other hand, the direct type is used for a display device such as a large-sized liquid crystal display in which it is difficult to use a light guide plate.
As a direct liquid crystal display device, a device illustrated in FIG. 11 is generally known.
In the liquid
図１１に示した液晶ディスプレイ装置６０では、視野角の制御が拡散フィルム６５の拡散性のみに委ねられているため、その制御は難しいという問題があった。例えば、液晶表示画面を正面方向から見た場合はその表示画面は明るいが、液晶表示画面を横方向から見た場合にはその表示画面が暗くなる場合があり、また液晶表示画面の中心部は明るく、周辺部が暗くなる欠点もあった。このように、光の利用効率が悪いという問題があった。
In the liquid
そこで、上述の問題を解決する一つの方法として、図１２に示す液晶ディスプレイ装置７０では、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）７１をバックライト用照明光源７４の上方に位置して配置され、さらに、ＢＥＦ７１の上方である光出射面側に図示しない光拡散フィルムを配置する方法が採用されている。ＢＥＦ７１は、透明基材７２の上面である光出射面に、断面が三角形状の単位プリズム７３が一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。この単位プリズム７３は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）である。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。
Therefore, as one method for solving the above-described problem, in the liquid
輝度強調フィルム７１は、ディスプレイ装置の使用時（観察時）に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させ、ディスプレイ装置の表示品位を向上させる。ここでいう「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向である。また、輝度強調フィルム７１は、通常、単位プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみの配列からなり、その配列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能となる。そのため、水平方向及び垂直方向の両方向での表示光の輝度制御を行なうためには、単位プリズム群の配列方向が互いに略直交するように、２枚のＢＥＦシートを重ねて組み合わせて用いる必要がある。
The
最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るために、図１３に示すように、拡散フィルム５５と液晶パネル５３との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）５９（５９１、５９２）を設けることが提案されている。このプリズムフィルム５９１、５９２は導光板５４の光射出面５４ａから射出され、拡散フィルム５５で拡散された光を高効率で液晶パネル５３の有効表示エリアに集光させるものである。このようなＢＥＦを採用することにより、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。このようなＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイ装置に採用した技術は、例えば特許文献１乃至３などにおいて従来から知られている。
Recently, a prism film (prism layer) having a light condensing function between a
また、液晶表示装置には、薄型、高輝度、軽量、低消費電力であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い液晶表示装置に搭載されるバックライト・ユニットも軽量、高輝度、低消費電力であることが要求されている。特に、最近、目覚しく発展しているカラー液晶表示装置においては、液晶パネルの透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低いため、バックライト・ユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。 In addition, liquid crystal display devices are strongly required as market needs to be thin, high brightness, light weight, and low power consumption. Accordingly, backlight units mounted on liquid crystal display devices are also light weight, high brightness, Low power consumption is required. In particular, in the color liquid crystal display device that has been remarkably developed recently, the transmittance of the liquid crystal panel is much lower than that of a monochrome-compatible liquid crystal panel. It is essential to obtain power consumption.
さらに、最近では映像媒体の多様化に伴い、高画質化が進み、それに映像の臨場感を味わいたいというニーズから、３Ｄ表示が可能な液晶表示装置の需要が増加している。３Ｄ表示を液晶表示装置で行なう場合、専用メガネを必要とする「アクティブシャッター方式」という方式が現在一般的である。この方式は、右目用と左目用の映像を交互に表示し、専用メガネにあるシャッターが開閉することで、映像を右目用と左目用に振り分け立体的に表示させるものである。しかしながら、この方式では、発光時間が通常の半分になり、また専用メガネの偏光板や反射などのロスもあって通常の２Ｄ表示時に比べて輝度が１０分の１程度にまで低下することが知られている。そのため、３Ｄ用液晶表示装置には２Ｄ表示の通常の液晶表示装置よりも高輝度化が求められる。 Furthermore, with the recent diversification of video media, the demand for liquid crystal display devices capable of 3D display has increased due to the need for higher image quality and the desire to experience the realism of video. When 3D display is performed on a liquid crystal display device, a method called “active shutter method” that requires special glasses is currently common. In this method, right-eye and left-eye images are alternately displayed, and a shutter in dedicated glasses is opened and closed, so that the images are distributed and displayed three-dimensionally for right-eye and left-eye. However, with this method, it is known that the light emission time is reduced to half of the normal time, and the luminance decreases to about 1/10 compared to the normal 2D display due to the loss of the polarizing plate and reflection of the dedicated glasses. It has been. For this reason, the 3D liquid crystal display device is required to have higher luminance than a normal liquid crystal display device for 2D display.
従来の導光板では筐体の角部付近において出射光量が少なく、面内の輝度均一性を損ねるやすいことが課題となっていた。そのような不均一な光は、導光板に複数枚の光学シート及び液晶パネルを積層した状態でも視認できることがあり、表示品位を著しく低下させる原因となる。 The conventional light guide plate has a problem that the amount of emitted light is small in the vicinity of the corner portion of the casing, and the in-plane luminance uniformity is easily impaired. Such non-uniform light may be visible even when a plurality of optical sheets and a liquid crystal panel are laminated on the light guide plate, which causes a significant deterioration in display quality.
筐体の角部付近における輝度向上を実現するための方法として最も確実かつ簡便であるのは、筐体内の側面に光反射テープを貼ることだが、逆に角部付近が過剰に明るくなってしまうことがあり、更にコストアップにも繋がるなど多くの問題を生じさせるため、完全な解決策とはならない。 The most reliable and simple method for improving the brightness near the corner of the housing is to apply a light reflecting tape on the side of the housing, but the corner becomes excessively bright. In some cases, it leads to many problems such as cost increase, so it is not a complete solution.
本発明は上記のような実情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、単体で従来の物より面内における出射光の均一性を向上させる導光板、並びにそれを用いたバックライト・ユニット及びディスプレイ装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light guide plate that improves the uniformity of emitted light in a plane as compared with a conventional one, and a backlight using the same. It is an object to provide a unit and a display device.
上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、側面に光入射面を有し、前記光入射面と略直交する光反射面と、前記光反射面と対向する面に光出射面を有する透明な導光板であって、前記光出射面に、直線状に延在する凸状の構造体が複数平行に配列されたレンズアレイを有し、前記光反射面に、前記光入射面から前記延在方向に沿って面積率が単調増加するように、複数の凹状構造体が配置され、前記光入射面からの距離が大きくなるほど前記構造体の高さが大きくなるように変化し、前記凹状構造体の高さの最大値が、前記凹状構造体の高さの最小値の１．０１倍以上１．１６倍以下の範囲内である高さ変化領域を備えることを特徴とする導光板とした。
また、請求項２に係る発明としては、前記高さ変化領域における前記凹状構造体の高さの変化が、等差的かつ離散的であることを特徴とする請求項１記載の導光板とした。
また、請求項３に係る発明としては、前記延在方向に平行に６等分した際の少なくとも前記延在方向に平行な方向の端辺を含まない領域における前記凹状構造体の高さが一定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導光板とした。
また、請求項４に係る発明としては、前記延在方向に垂直に２等分した際に、少なくとも光入射面と隣接する領域における前記凹状構造体の高さが一定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導光板とした。
また、請求項５に係る発明としては、前記高さ変化領域における凹状構造体の高さが３通り以上であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の導光板とした。
また、請求項６に係る発明としては、前記光入射面が、前記延在方向に平行な方向に４以上１０以下の範囲内で分割され、前記延在方向と垂直な方向に４以上１０以下の範囲内で分割され、前記延在方向に垂直方向及び延在方向に分割された各領域において、前記凹状構造体の高さが一定であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の導光板とした。
また、請求項７に係る発明としては、請求項１乃至６のいずれかに記載の導光板と、前記光入射面に対向して配置される光源とを備えることを特徴とするバックライト・ユニットとした。
また、請求項８に係る発明としては、請求項７記載のバックライト・ユニットと、前記バックライト・ユニットから出射される光が背面側から入射されるように配置された画像表示素子と、を備えることを特徴とする表示装置とした。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, the height of the concave structure is constant in a region that does not include at least an end in a direction parallel to the extending direction when divided into six equal parts in parallel to the extending direction. The light guide plate according to
The invention according to
The invention according to
According to a sixth aspect of the present invention, the light incident surface is divided within a range of 4 to 10 in a direction parallel to the extending direction, and is 4 to 10 in a direction perpendicular to the extending direction. 6. The height of the concave structure is constant in each of the regions divided within the range and divided in the direction perpendicular to the extending direction and in the extending direction. It was set as the light-guide plate of description.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a backlight unit comprising the light guide plate according to any one of the first to sixth aspects and a light source disposed to face the light incident surface. It was.
The invention according to claim 8 includes the backlight unit according to claim 7 and an image display element arranged so that light emitted from the backlight unit is incident from the back side. It was set as the display device characterized by providing.
本発明では、輝度が不足しやすい導光板端部において光取り出し効率を向上させることによって、高い輝度均一性を実現することができた。 In the present invention, high luminance uniformity can be realized by improving the light extraction efficiency at the end portion of the light guide plate where the luminance tends to be insufficient.
本発明の導光体について説明する。
図１（ａ）に本発明の実施形態である導光板の形状例を示す斜視図を示した。図１（ｂ）に本発明の実施形態である導光板の形状例を示す正面図を示した。本発明の導光体は、側面に光入射面１を有し、光入射面１と略直交する光反射面２と、前記光反射面２の逆面に光出射面を有する。光出射面には、直線状に延在する凸状の構造体が複数平行に配列されたレンズアレイ３が形成されている。前記光反射面２は、半楕円体に近似される複数の凹状構造体２ａが配置される。
本発明の導光板における光反射面２は、滑らかな断面で抉り取ったような孔（もしくは空間）が配列されているが、そこに凹み形状の構造体（凹状構造体２ａ）が配置される。
図１（ｂ）に本発明の実施形態である導光板（光源を含む）の形状例を示す正面図を示した。光源は、光入射面１に対向するように配置される。
The light guide of the present invention will be described.
The perspective view which shows the example of a shape of the light-guide plate which is embodiment of this invention in Fig.1 (a) was shown. The front view which shows the example of a shape of the light-guide plate which is embodiment of this invention in FIG.1 (b) was shown. The light guide of the present invention has a
The
The front view which shows the example of a shape of the light-guide plate (including a light source) which is embodiment of this invention in FIG.1 (b) was shown. The light source is disposed so as to face the
光反射面における各領域内もしくは各区域内に配置された凹状構造体は、規則的に配置されていても良いし、ランダムに配置されていても良い。ただし、バックライト・ユニット内に配列された光源と、導光板の光取り出し効率の間には密接な関係があるため、バックライト・ユニットに合わせて光反射面における凹状構造体は的確に配置することが好ましい。具体的には、光反射面２は、半楕円体に近似される複数の凹状構造体２ａは前記光入射面から延在方向に沿って面積率が単調増加するように配置される。光量の多い光源付近においては凹状構造体の数が少なく、光源からの距離が大きくなるほど凹状構造体の数が多くなるように配置される。複数の凹状構造体２ａを光入射面から延在方向に沿って面積率が単調増加するように配置することにより、光源から離れた位置における光反射効率を向上し、その結果として出射光量を増加とすることができる。配置される凹状構造体２ａの面積率は連続的に変化していても良いし、断続的に変化していても良い。
The concave structures arranged in each region or each area on the light reflecting surface may be arranged regularly or randomly. However, since there is a close relationship between the light source arranged in the backlight unit and the light extraction efficiency of the light guide plate, the concave structure on the light reflecting surface is accurately arranged according to the backlight unit. It is preferable. Specifically, the
なお、本発明の導光体の、光反射面における凹状構造体の面積率は、凹状構造体の底面の中心を頂点とする四角形を単位面積とした際の、凹状構造体の底面の一部の総和が占める割合である。このとき、面積率の求める際の単位面積となる凹状構造体の底面の中心を頂点とする四角形内部には、欠けの無い１の凹状構造体を含まないものとする。図２に、本発明の導光体の光反射面における凹状構造体の配置図を示した。図中に、面積率を求める際の単位面積Ｓを示している。図２（ａ）は、凹状構造体を六方配置している。図２（ｂ）は凹状構造体を、格子状に配置している。単位面積Ｓは、各四角形の頂点に凹状構造体を含むが、四角形の内部には欠けの無い１の凹状構造体を含んでいない。 The area ratio of the concave structure on the light reflecting surface of the light guide according to the present invention is a part of the bottom surface of the concave structure when a unit area is a quadrangle whose center is the center of the bottom surface of the concave structure. Is the ratio of the sum of At this time, the inside of the quadrangle whose vertex is the center of the bottom surface of the concave structure, which is a unit area when obtaining the area ratio, does not include one concave structure without a chip. FIG. 2 shows a layout of the concave structures on the light reflecting surface of the light guide according to the present invention. In the figure, a unit area S for obtaining the area ratio is shown. In FIG. 2A, the concave structures are arranged hexagonally. In FIG. 2B, the concave structures are arranged in a lattice shape. The unit area S includes a concave structure at the apex of each quadrangle, but does not include one concave structure without a chip inside the quadrangle.
図３（ａ）に本発明の実施形態である導光板の凹状構造体の形状例を示す斜視図を示した。また、図３（ｂ）に本発明の実施形態である導光板の凹状構造体の形状例を示す断面図である。本発明の凹状構造体の高さはＨα、βで表される。本発明の導光板が具備する凹状構造体は半楕円体に近似されるが、正確な半楕円体でなくとも好適に使用できる。例えば半楕円体の一部であっても良い。本発明においては、それらの孔（もしくは空間）部を指して凹状構造体と呼称する。なお、Ｈα、βは、図５で後述する各領域Ａα、βでの、凹状構造体の高さを表している。 The perspective view which shows the example of a shape of the concave structure of the light-guide plate which is embodiment of this invention in Fig.3 (a) was shown. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a shape example of the concave structure of the light guide plate according to the embodiment of the present invention. The height of the concave structure of the present invention is represented by H α and β . The concave structure included in the light guide plate of the present invention is approximated to a semi-ellipsoid, but can be suitably used even if it is not an accurate semi-ellipsoid. For example, it may be a part of a semi-ellipsoid. In the present invention, these holes (or spaces) are referred to as concave structures. H α and β represent the height of the concave structure in each of the regions A α and β described later with reference to FIG.
本発明の導光板の形成される凹状構造体は、高さＨα、βは８μｍ以上１４μｍ以下の範囲内であることが好ましい。また、光反射面（底面）における凹状構造体の底面の長軸ａα、βは８５μｍ以上９５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。また、光反射面（底面）における短軸ｂα、βは６５μｍ以上７５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。 In the concave structure in which the light guide plate of the present invention is formed, the heights H α and β are preferably in the range of 8 μm to 14 μm. In addition, the major axes a α and β of the bottom surface of the concave structure on the light reflecting surface (bottom surface) are preferably in the range of 85 μm to 95 μm. The short axes b α and β on the light reflecting surface (bottom surface) are preferably in the range of 65 μm to 75 μm.
凹状構造体の機能を示す模式図を図４に示す。（ａ）及び（ｂ）は凹状構造体の高さが小さい場合と大きい場合を表している。
図中の矢印は光源５から導光板内に入射された光の光路を表しており、光は全反射によって導光板内を略ｙ軸方向に進行していくが、凹状構造体によって反射方向が変更されて光出射面３より導光板外に出射される。その際、凹状構造体の高さが大きいと反射方向の変更される光線量が多くなり、対向する光出射面の輝度が向上する。
本発明の導光体にあっては、前記光入射面からの距離が大きくなるほど前記構造体の高さが大きくなるように変化し、前記凹状構造体の高さの最大値が、前記凹状構造体の高さの最小値の１．０１倍以上１．１６倍以下の範囲内である高さ変化領域を備えることを特徴とする。
本発明の導光体にあっては、前記光入射面からの距離が大きくなるほど前記構造体の高さが大きくなるように変化させることにより、前記光入射面に対しての距離に応じて光の射出度合いを制御している。具体的には、光の入射面から近い箇所においては、凹状構造体の高さを小さくすることにより光入射面より入射した光の光出射面への光偏光の度合いを小さなものとしている（図４（ａ））。一方、光入射面から遠い箇所における凹状構造体高さは凹状構造体の高さを大きくすることにより、光入射面より入射した光の光出射面への光偏向の度合いを大きなものとしている（図４（ｂ））。
A schematic diagram showing the function of the concave structure is shown in FIG. (A) And (b) represents the case where the height of a concave structure is small and the case where it is large.
The arrow in the figure represents the optical path of light incident from the
In the light guide of the present invention, the height of the structure changes so as to increase as the distance from the light incident surface increases, and the maximum value of the height of the concave structure is the concave structure. It is characterized by comprising a height change region that is in the range of 1.01 times to 1.16 times the minimum value of the body height.
In the light guide according to the present invention, the height of the structure is increased as the distance from the light incident surface is increased, so that the light according to the distance to the light incident surface is increased. The degree of injection is controlled. Specifically, at a location close to the light incident surface, the degree of light polarization from the light incident surface to the light exit surface is reduced by reducing the height of the concave structure (see FIG. 4 (a)). On the other hand, the height of the concave structure at a location far from the light incident surface increases the height of the concave structure, thereby increasing the degree of light deflection from the light incident surface to the light exit surface (see FIG. 4 (b)).
また、本発明の導光体にあっては、凹状構造体の高さの最大値が、前記凹状構造体の高さの最小値の１．０１倍以上１．１６倍以下の範囲内である高さ変化領域を備えることを特徴とする。高さ変化領域における凹状構造体の高さの最大値が凹状構造体の高さの最小値の１．０１倍未満であっては、本発明の効果を十分なものとすることはできなくなってしまう。一方、凹状構造体の高さの最大値が凹状構造体の高さの最小値の１．１６倍を超える場合にあっては、逆に輝度均一性が低下してしまう。面内における輝度均一性が低かった場合には、出射光量の少ない領域で凹状構造体の高さを大きくすることにより輝度均一性を向上させることができるが、凹状構造体の高さを大きくし過ぎると、その領域のみ他の部位よりも輝度が高くなり、結果として表示品位を低下させてしまう。したがって各領域もしくは光反射面内の凹状構造体の高さは一定の範囲内に収まっている必要がある。 In the light guide of the present invention, the maximum value of the height of the concave structure is in the range of 1.01 to 1.16 times the minimum value of the height of the concave structure. A height change region is provided. If the maximum value of the height of the concave structure in the height change region is less than 1.01 times the minimum value of the height of the concave structure, the effect of the present invention cannot be made sufficient. End up. On the other hand, when the maximum value of the height of the concave structure exceeds 1.16 times the minimum value of the height of the concave structure, the luminance uniformity is conversely reduced. If the in-plane brightness uniformity is low, the brightness uniformity can be improved by increasing the height of the concave structure in an area where the amount of emitted light is small, but the height of the concave structure is increased. If it is too much, the luminance of only that region becomes higher than that of other portions, and as a result, the display quality is lowered. Therefore, the height of the concave structure in each region or light reflecting surface needs to be within a certain range.
本発明の導光板は高さの異なる複数の凹状構造体を光反射面に具備し、面内で最も高い凹状構造体の高さをＨｍａｘとし、最も低い凹状構造体の高さをＨｍｉｎとしたとき、
Ｈｍａｘ＝（１＋Ｍ／１００）×Ｈｍｉｎ
で規定される複数の凹状構造体を備える導光板を作製することが出来る。ここでいうＭとは、Ｈｍｉｎに対してＨｍａｘが何パーセント高いかを表している。
例えばＭ＝１０且つＨｍｉｎ＝１０μｍであるとき、Ｈｍａｘ＝１１μｍとなる。
The light guide plate of the present invention includes a plurality of concave structures having different heights on the light reflecting surface, the height of the highest concave structure in the plane is H max, and the height of the lowest concave structure is H min. When
H max = (1 + M / 100) × H min
A light guide plate including a plurality of concave structures defined in (1) can be manufactured. Here, M represents what percentage H max is higher than H min .
For example, when M = 10 and Hmin = 10 μm, Hmax = 11 μm.
光出射面の光むらを軽減し、面内の輝度均一性を向上させるためには、全方向に対して集光や拡散を行えるマイクロレンズシートや拡散シートを導光板の出射面側に用いることも可能だが、これらは正面輝度の低下を引き起こしてしまうことが多い。本発明では、導光板の光反射面の凹状構造体の形状及び配置を検討し、輝度が不足しやすい導光板端部において光取り出し効率を向上させることによって、高い輝度と輝度均一性を同時に実現することができた。 To reduce light unevenness on the light exit surface and improve in-plane luminance uniformity, use a microlens sheet or diffusion sheet that can collect and diffuse light in all directions on the light exit surface side of the light guide plate. However, these often cause a decrease in front brightness. In the present invention, the shape and arrangement of the concave structure on the light reflecting surface of the light guide plate is studied, and high luminance and luminance uniformity are realized simultaneously by improving the light extraction efficiency at the end of the light guide plate where the luminance tends to be insufficient. We were able to.
なお、光反射面において、無数に配置された凹状構造体を除く部位は、平坦であることが最も簡便かつ効果的である。ただし平坦部位に微細な凹凸があったとしても、好適に使用することが出来る。 In the light reflecting surface, it is most simple and effective that the portions other than the infinitely disposed concave structures are flat. However, even if there are fine irregularities in the flat part, it can be suitably used.
また、本発明の導光体にあっては、高さ変化領域における凹状構造体の高さの変化が、等差的かつ離散的であることが好ましい。凹状構造体の高さの変化が「等差的かつ離散的」であるとは、構造体の高さが、領域毎に階段状に形成され、且つ、隣接する領域における凹状構造体の高さの差が一定であることを示す。凹状構造体の高さの変化を「等差的かつ離散的」であるとすることにより、設計及び製造を簡便なものとすることができる。 Moreover, in the light guide of the present invention, it is preferable that the change in the height of the concave structure in the height change region is equal and discrete. The change of the height of the concave structure is “differential and discrete” means that the height of the structure is formed in a stepped shape for each region, and the height of the concave structure in the adjacent region It shows that the difference between is constant. By making the change in the height of the concave structure “different and discrete”, the design and manufacture can be simplified.
また、本発明の導光体にあっては、延在方向に平行に６等分した際の少なくとも前記延在方向に平行な方向の端辺を含まない領域における前記凹状構造体の高さが一定であることが好ましい。また、延在方向に垂直に２等分した際に、少なくとも光入射面と隣接する領域における前記凹状構造体の高さが一定であるとすることが好ましい。また、高さ変化領域における凹状構造体の高さが３通り以上であるとすることが好ましい。また、光入射面が、前記延在方向に平行な方向に４以上１０以下の範囲内で分割され、前記延在方向と垂直な方向に４以上１０以下の範囲内で分割され、前記延在方向に垂直方向及び延在方向に分割された各領域において、前記凹状構造体の高さが一定であることが好ましい。 In the light guide of the present invention, the height of the concave structure in the region not including at least the end in the direction parallel to the extending direction when divided into six equal parts in parallel to the extending direction. Preferably it is constant. Further, it is preferable that the height of the concave structure is constant at least in a region adjacent to the light incident surface when divided into two equal parts perpendicular to the extending direction. Moreover, it is preferable that the height of the concave structure in the height change region is three or more. The light incident surface is divided within a range of 4 to 10 in a direction parallel to the extending direction, and is divided within a range of 4 to 10 in a direction perpendicular to the extending direction. In each region divided in the direction perpendicular to the direction and in the extending direction, the height of the concave structure is preferably constant.
図５に、本発明の導光体の光反射面を、延在方向（ｙ方向）に６等分し、延在方向に垂直方向（ｘ方向）に２ｎ＋２等分した際の各領域Ａα，βを示す図を示した。図中において各区画をＡα，βと表記し、αが列を、βが行を示している。図５は、α＝１〜２ｎ＋２、β＝１〜６となる。Ａ１，１、Ａ１，２・・・Ａ１，６は、光入射面に隣接した領域となる。一方、Ａ２ｎ＋２，１、Ａ２ｎ＋２，２・・・Ａ２ｎ＋２，６は、光入射面から最も遠い領域となる。 FIG. 5 shows each region A α when the light reflecting surface of the light guide of the present invention is divided into 6 equal parts in the extending direction (y direction) and 2n + 2 equal parts in the vertical direction (x direction) to the extending direction. , Β are shown. In the figure, each section is denoted as A α, β , where α is a column and β is a row. In FIG. 5, α = 1 to 2n + 2 and β = 1 to 6. A 1,1 , A 1,2 ... A 1,6 are regions adjacent to the light incident surface. On the other hand, A 2n + 2,1 , A 2n + 2,2, ... A 2n + 2,6 are regions farthest from the light incident surface.
本発明の導光体にあっては、延在方向（ｙ方向）に平行に６等分した際の少なくとも延在方向に平行な方向の端辺を含まない領域における凹状構造体の高さが一定であることが好ましい。図６に示される領域のうち、斜線部の領域（Ａ１〜２ｎ＋２，２、Ａ１〜２ｎ＋２，３、Ａ１〜２ｎ＋２，４、Ａ１〜２ｎ＋２，５）の高さは一定であることが好ましい。言い換えると、図６に示される領域のうち、斜線部を除いた領域であるＡ１〜２ｎ＋２，１、およびＡ１〜２ｎ＋２，６の領域内に高さ変化領域が形成されることが好ましい。Ａ１〜２ｎ＋２，１、およびＡ１〜２ｎ＋２，６の領域は、輝度低下が発生しやすい領域であり、凹状構造体の高さを変化させた高さ変化領域とすることが好ましく、該領域に高さ変化領域を形成すれば、本発明の効果は十分なものとすることができる。また、本発明の高さ変化領域は、延在方向に垂直な方向にあっては、延在方向に平行に１０等分した際の少なくとも延在方向に平行な方向の端辺を含む領域において高さ変化領域が形成されることが好ましい。 In the light guide of the present invention, the height of the concave structure in the region not including at least the end in the direction parallel to the extending direction when divided into 6 equal parts in parallel to the extending direction (y direction). Preferably it is constant. Among the regions shown in FIG. 6, the shaded regions (A 1-2n + 2,2 , A 1-2n + 2,3 , A 1-2n + 2,4 , A 1-2n + 2,5 ) have a constant height. Is preferred. In other words, it is preferable that a height change region is formed in the regions A1 to 2n + 2,1 and A1 to 2n + 2,6 , which are regions excluding the shaded portion, in the region shown in FIG. The areas of A 1 to 2n + 2 , 1 and A 1 to 2n + 2 and 6 are areas where the luminance is likely to decrease, and are preferably a height change area in which the height of the concave structure is changed. If the height change region is formed on the substrate, the effect of the present invention can be made sufficient. In addition, the height change region of the present invention is a region including at least an edge in a direction parallel to the extending direction when it is divided into 10 parts in parallel to the extending direction in the direction perpendicular to the extending direction. It is preferable that a height change region is formed.
本発明の導光体にあっては、光反射面を延在方向（ｙ方向）に垂直に２等分した際に、少なくとも光入射面と隣接する領域における前記凹状構造体の高さが一定であるとすることが好ましい。図７に示される領域のうち、斜線部の領域（Ａ１，１〜６、Ａ２，１〜６・・・Ａｎ＋１，１〜６）は、構造体の高さが一定であることが好ましい。言い換えると、図７に示される領域のうち、斜線部を除いた領域であるＡｎ＋２、１〜６、Ａｎ＋３、１〜６・・・Ａ２ｎ＋２，１〜６の領域内に高さ変化領域が形成されることが好ましい。斜線部を除いた領域であるＡｎ＋２、１〜６、Ａｎ＋３、１〜６・・・Ａ２ｎ＋２，１〜６の領域は、輝度低下が発生しやすい領域であり、凹状構造体の高さを変化させた高さ変化領域とすることが好ましく、該領域に高さ変化領域を形成すれば、本発明の効果は十分なものとすることができる。また、本発明の導光板の光反射面における高さ変化領域は、延在方向に垂直に等分した際の少なくとも入射面から最も遠位の領域においては高さ変化領域が形成されることが好ましい。 In the light guide of the present invention, when the light reflecting surface is divided into two equal parts perpendicular to the extending direction (y direction), the height of the concave structure is constant at least in a region adjacent to the light incident surface. It is preferable that Among the regions shown in FIG. 7, the shaded regions (A 1,1 to 6 , A 2,1 to 6 ... A n + 1,1 to 6 ) have a constant structure height. preferable. In other words, among the regions shown in FIG. 7, the height change region is within the region of An + 2 , 1-6 , An + 3 , 1-6 ... A2n + 2, 1-6 , which is a region excluding the hatched portion. Is preferably formed. A n + 2,1~6 a region excluding the hatched portion, the area of the A n + 3,1~6 ··· A 2n + 2,1~6 is a region in which the luminance decreases tends to occur, the height of the concave structure The height change region is preferably changed, and if the height change region is formed in the region, the effect of the present invention can be sufficient. In addition, the height change region on the light reflection surface of the light guide plate of the present invention may be formed at least in a region farthest from the incident surface when equally divided in the extending direction. preferable.
また、本発明の導光体においては、高さ変化領域における凹状構造体の高さが３通り以上であるとすることが好ましい。高さ変化領域における凹状構造体の高さが２通りの場合には、本発明の効果を十分なものとすることができない場合がある。また、導光体の設計及び製造を考慮すると高さは１０通り以下であることが好ましい。 Moreover, in the light guide of this invention, it is preferable that the height of the concave structure in a height change area | region is 3 or more types. When the height of the concave structure in the height change region is two, the effect of the present invention may not be sufficient. In consideration of the design and manufacture of the light guide, the height is preferably 10 or less.
また、本発明の導光体においては、光入射面が、延在方向に平行な方向に４以上１０以下の範囲内で分割され、前記延在方向と垂直な方向に４以上１０以下の範囲内で分割され、延在方向に垂直方向及び延在方向に分割された各領域において、凹状構造体の高さが一定であることが好ましい。本発明の導光体は、各領域内において全ての凹状構造体の高さが異なるものを排除しないが、このように光入射面を分割し、各領域の凹状構造体高さを一定とすることは、導光体の設計および製造においてきわめて有利であり、より好ましい形態とすることができる。なお、このとき、分割領域は、延在方向に平行な方向および延在方向に垂直方向に等分する形態に限定されるものではない。 In the light guide of the present invention, the light incident surface is divided within a range of 4 to 10 in a direction parallel to the extending direction, and a range of 4 to 10 in a direction perpendicular to the extending direction. It is preferable that the height of the concave structure is constant in each of the regions divided in the direction perpendicular to the extending direction and divided in the extending direction. The light guide according to the present invention does not exclude the case where all the concave structures have different heights in each region, but the light incident surface is divided in this way so that the height of the concave structures in each region is constant. Is very advantageous in the design and manufacture of light guides and can be in a more preferred form. At this time, the divided regions are not limited to a form that is equally divided in a direction parallel to the extending direction and in a direction perpendicular to the extending direction.
また、本発明の導光体は凹状構造体の配置・形状がｘｙ平面において線対称であることが最も好ましいが、正確に線対称となっていなくとも好適に使用できる。 The light guide of the present invention is most preferably symmetrical with respect to the arrangement and shape of the concave structure in the xy plane, but can be suitably used even if it is not precisely line symmetric.
また、本発明の導光体の光出射面に形成されるレンズアレイの形状例としては、凸状シリンドリカル形状やレンチキュラー形状、三角プリズム形状や多角プリズム形状などが挙げられる。ただし、導光板内の光を導光する役割を担うと同時に、正面方向へ光を取り出すことが出来れば、上記の形状に限らない。その際、並列する全ての凸状構造体の高さが正確に同じである必要はなく、高さの異なる凸状構造体を有していても良い。図８に本発明の実施形態である導光板のレンズアレイの表面形状例を示す斜視図を示した。また、直線状に延在する凸状の構造体が複数平行に配列されたレンズアレイは、正確に直線状でなくとも良く、一部または全体が緩やかに湾曲していても良い。 In addition, examples of the shape of the lens array formed on the light exit surface of the light guide according to the present invention include a convex cylindrical shape, a lenticular shape, a triangular prism shape, and a polygonal prism shape. However, the shape is not limited to the above as long as the light in the light guide plate is guided and the light can be extracted in the front direction. At this time, the heights of all the convex structures arranged in parallel do not have to be exactly the same, and may have convex structures having different heights. FIG. 8 is a perspective view showing an example of the surface shape of the lens array of the light guide plate according to the embodiment of the present invention. Further, the lens array in which a plurality of convex structures extending in a straight line are arranged in parallel may not be exactly straight, and a part or the whole of the lens array may be gently curved.
本発明の導光板は凹状構造体の高さによって規定されるものであって、光反射面全面において凹状構造体の形状および底面積に多少のばらつきがあっても良い。
また凹状構造体の底面が、図のｘ軸方向およびｙ軸方向に対して正確に平行でなくとも好適に使用できる。
The light guide plate of the present invention is defined by the height of the concave structure, and the shape and bottom area of the concave structure may vary somewhat over the entire light reflecting surface.
Also, the bottom surface of the concave structure can be suitably used even if it is not exactly parallel to the x-axis direction and y-axis direction in the figure.
本発明の導光板を形成する主たる材料は、光透過性を考慮するとアクリル系樹脂が好ましく、特にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）が良い。
ただし、ポリカーボネート樹脂やポリスチレン樹脂、フッ素系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、アクリル−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体など、一般的によく用いられている様々な材料においても有効である。
また、主となる材料の中に分散された透明粒子を具備することも可能である。
The main material for forming the light guide plate of the present invention is preferably an acrylic resin in consideration of light transmittance, and particularly PMMA (polymethyl methacrylate).
However, polycarbonate resin, polystyrene resin, fluorine-based acrylic resin, epoxy acrylate resin, methylstyrene resin, fluorene resin, cycloolefin polymer, polyethylene terephthalate, polypropylene, acrylic-styrene copolymer, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, etc. It is also effective in various commonly used materials.
It is also possible to have transparent particles dispersed in the main material.
本発明の導光板の製法例として、まず樹脂ペレットを溶融し、押出機にてダイより一定の厚みを有する板状に樹脂を押し出し、その板状の樹脂に賦形を施すことによって本発明の導光板を得ることができる。
なお、最終的に同一の表面形状を有する導光板を作製できるならば、その作製手段については特に制限は無い。
As an example of a method for producing the light guide plate of the present invention, first, resin pellets are melted, and the resin is extruded into a plate shape having a certain thickness from a die by an extruder, and the plate-shaped resin is shaped. A light guide plate can be obtained.
If the light guide plate having the same surface shape can be finally produced, the production means is not particularly limited.
また、本発明の導光体の、光入射面は平坦形状であっても良いし、一部または全体に微細な凹凸形状を有していても良い。また、本発明の導光板は複層構造でも良く、透明層を含んでいても良い。本発明の導光板は光反射面の表面形状に依存するものであり、導光板の厚みについては特に制限は無い。 Further, the light incident surface of the light guide of the present invention may have a flat shape, or may have a fine uneven shape partially or entirely. In addition, the light guide plate of the present invention may have a multilayer structure and may include a transparent layer. The light guide plate of the present invention depends on the surface shape of the light reflecting surface, and the thickness of the light guide plate is not particularly limited.
本発明のバックライト・ユニットは、導光板の光入射面に対向して配置される光源を備える。導光板ライトガイド方式であるバックライト・ユニットは、一辺、二辺または四辺に光源を備えたものが一般的だが、本発明の導光板の優位性を充分に発揮するためには、一辺に光源を備えている場合が好ましい。 The backlight unit of the present invention includes a light source disposed to face the light incident surface of the light guide plate. The backlight unit that is a light guide plate light guide type is generally provided with a light source on one side, two sides, or four sides, but in order to fully demonstrate the superiority of the light guide plate of the present invention, a light source is provided on one side. Is preferable.
バックライト・ユニット内において、導光板の光入射面と光源との距離が極端に離れていると、光入射面に一度も当たらずに脇に漏れる光線量が多くなり、その結果として光出射面の正面輝度の低下を引き起こす。そのため、熱によって導光板に反りや歪みが生じない程度に、導光板の光入射面と光源との隙間は小さくすることが好ましい。
また、光源の背面側を覆うようにして高反射率の反射板が設けられる。本発明のバックライト・ユニットの導光板の光反射面側には、反射板が設けられる。
In the backlight unit, if the distance between the light incident surface of the light guide plate and the light source is extremely large, the amount of light that leaks to the side without ever hitting the light incident surface increases, and as a result, the light exit surface Causes a decrease in the front brightness. For this reason, it is preferable that the gap between the light incident surface of the light guide plate and the light source is made small to such an extent that the light guide plate is not warped or distorted by heat.
Further, a highly reflective reflector is provided so as to cover the back side of the light source. A reflection plate is provided on the light reflection surface side of the light guide plate of the backlight unit of the present invention.
本発明のバックライト・ユニットにおいて光入射面以外の端面からの光量ロスが多い場合、筐体内の側面に光反射テープを貼って光反射効率を向上させても良い。
またバックライト・ユニット内に光反射テープを具備する場合、光入射面以外の端面と対向する全ての辺に光反射テープを具備することが最も好ましいが、最低でも一辺に光反射テープが具備されているならば、充分に優位性を発揮することができる。
In the backlight unit of the present invention, when there is a large amount of light loss from the end surface other than the light incident surface, a light reflecting tape may be attached to the side surface inside the housing to improve the light reflecting efficiency.
When the backlight unit is provided with a light reflecting tape, it is most preferable that the light reflecting tape is provided on all sides facing the end face other than the light incident surface, but at least one side is provided with the light reflecting tape. If this is the case, it is possible to sufficiently exert the superiority.
バックライト・ユニットの光源としては、ＣＣＦＬ、ＬＥＤ、有機又は無機ＥＬなど、様々な光源を使用できる。
また、バックライト・ユニットに内蔵される光源の個数には特に制限は無い。
As the light source of the backlight unit, various light sources such as CCFL, LED, organic or inorganic EL can be used.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the number of the light sources incorporated in a backlight unit.
本発明のバックライト・ユニットは、導光板の光射出面に用途に応じて、出射面から出射された面状の光の輝度分布を調整する光学シートを積層して使用しても良く、また光学シートの枚数は適宜増やしても良い。ただし、光学シート境界面が増え過ぎることによる光量ロスを考慮すれば、４枚以下の積層であることが好ましい。光学シートとしては、拡散フィルム、輝度強調フィルム、プリズムフィルム等を用いることができる。微細なレンズ形状は、光学密着、ムラ、ニュートンリングなどの外観特性を向上することもできる。 The backlight unit of the present invention may be used by laminating an optical sheet for adjusting the luminance distribution of planar light emitted from the light exit surface on the light exit surface of the light guide plate according to the application. The number of optical sheets may be increased as appropriate. However, in consideration of a light quantity loss due to an excessive increase in the optical sheet boundary surface, it is preferable that the number of layers is four or less. As the optical sheet, a diffusion film, a brightness enhancement film, a prism film, or the like can be used. The fine lens shape can also improve appearance characteristics such as optical adhesion, unevenness, and Newton ring.
本発明のバックライトユニットは、バックライトユニットから出社される光が入射されるように配置された画像表示素子を備える。該画像表示素子は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する。画像表示素子としては、表裏両面を偏光板で挟んでなる液晶表示を例示することができる。 The backlight unit of the present invention includes an image display element arranged so that light emitted from the backlight unit is incident thereon. The image display element defines a display image according to transmission / shading in pixel units. An example of the image display element is a liquid crystal display in which both front and back surfaces are sandwiched between polarizing plates.
本発明による導光板を作製し、その効果を確認するべく評価を実施した。
その製造法として、まず樹脂ペレットを溶融し、押出機にてダイより一定の厚みを有する板状に樹脂を押し出し、その板状の樹脂に賦形を施すことによって本発明の導光板を得るという手法を用いた。
以下に示す結果は材料にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い、光出射面としてレンチキュラーレンズ、光反射面として凹状ドットを使用した、厚さ３ｍｍの導光板による評価結果である。
また端面に関しては、上記の方法で導光板を作製した後、断裁・研磨などの処理を行うことにより滑らかな平坦状の端面を形成した。
得られた導光体については、以下に記載の（輝度均一性評価）によりう評価した。
A light guide plate according to the present invention was produced and evaluated to confirm its effect.
As its manufacturing method, resin pellets are first melted, and the resin is extruded into a plate having a certain thickness from a die by an extruder, and the plate-shaped resin is shaped to obtain the light guide plate of the present invention. The method was used.
The results shown below are evaluation results using a light guide plate having a thickness of 3 mm using polymethyl methacrylate (PMMA) as a material, using a lenticular lens as a light emitting surface and using concave dots as a light reflecting surface.
As for the end face, after the light guide plate was produced by the above-described method, a smooth flat end face was formed by performing processing such as cutting and polishing.
The obtained light guide was evaluated by the following (luminance uniformity evaluation).
（輝度均一性評価）
液晶テレビの液晶パネルを外し、光出射面が上方に向くようにテレビを静置し、導光板・拡散フィルム・９０°プリズム・拡散フィルムをこの順番に積層した状態で、導光板の鉛直方向から輝度測定を実施した。測定装置にはＳＲ−ＵＬ２（株式会社トプコン製）を使用し、暗所にて液晶テレビと５０ｃｍの距離から俯瞰する形で実施した。
輝度測定は図９において黒点で示した２５点において実測し、それらの正面輝度のうち最も低い数値を最低輝度とし、最も高い数値を最高輝度としたとき、最低輝度／最高輝度×１００で算出される値（即ち、面内の最高輝度に対する最低輝度の割合）を算出することで、輝度均一性の優劣を比較した。その算出値が１００に近いほど輝度均一性が良好であることを意味する。
(Brightness uniformity evaluation)
Remove the liquid crystal panel of the liquid crystal television and place the television still so that the light exit surface faces upward, and then stack the light guide plate, diffusion film, 90 ° prism, and diffusion film in this order from the vertical direction of the light guide plate. Luminance measurement was performed. SR-UL2 (manufactured by Topcon Co., Ltd.) was used as the measuring device, and the measurement was carried out in the form of an overhead view from a distance of 50 cm from the liquid crystal television in the dark.
The luminance is measured at 25 points indicated by black dots in FIG. 9, and the lowest luminance among the front luminances is set as the lowest luminance, and the highest numerical value is set as the highest luminance. (Ie, the ratio of the lowest luminance to the highest luminance in the surface), the superiority and inferiority of luminance uniformity were compared. The closer the calculated value is to 100, the better the luminance uniformity.
実施例における導光体にあっては図５に示すような、延在方向に平行に６等分し、延在方向に垂直方向に４等分（ｎ＝１）、６等分（ｎ＝２）、８等分（ｎ＝３）、１０等分（ｎ＝４）にしたものを作製し評価した。その際、図５でのＡｎ＋２，１〜Ａ２ｎ＋２，１及びＡｎ＋２，６〜Ａ２ｎ＋２，６の領域において、光反射面に配列された凹状構造体を光源から離れるほど高さが大きくなるように段階的に変化させ、また最も高い凹状構造体の高さをＨｍａｘとし、最も低い凹状構造体の高さをＨｍｉｎとしたとき、
Ｈｍａｘ＝（１＋Ｍ／１００）×Ｈｍｉｎ
におけるＭの異なる複数種のサンプルを作製した。また、基準サンプル（比較例１）として、すべての凹状構造体の高さが一定の導光体（比較例１）を作製した。なお、すべての導光体は、前記光入射面からの距離が大きくなるほど延在方向に沿って凹状構造体の面積率が大きくなるように変化させた。また、すべての導光体は、凹状構造体の長径が９０．２μｍ、短径が７１．２μｍであり、Ｈｍｉｎ＝１０μｍである。
In the light guide in the embodiment, as shown in FIG. 5, the light guide is divided into 6 equal parts in parallel to the extending direction, and equally divided into 4 parts (n = 1) and 6 parts (n = 2), 8 equal parts (n = 3), 10 equal parts (n = 4) were prepared and evaluated. At that time, in the region of A n + 2,1 ~A 2n + 2,1 and A n + 2,6 ~A 2n + 2,6 in FIG. 5, as the height is increased it leaves the concave structure arranged on the light reflecting surface from the light source When the height of the highest concave structure is Hmax and the height of the lowest concave structure is Hmin,
H max = (1 + M / 100) × H min
Several types of samples with different M were prepared. Further, as a reference sample (Comparative Example 1), a light guide body (Comparative Example 1) in which all the concave structures had a constant height was produced. In addition, all the light guides were changed so that the area ratio of the concave structure increased along the extending direction as the distance from the light incident surface increased. In all the light guides, the concave structure has a major axis of 90.2 μm, a minor axis of 71.2 μm, and H min = 10 μm.
上記Ｍの異なる複数種のサンプルの高さ比を表す一覧表を［表１］に示す。表１における高さ比Ｌは、以下の式で表される。
Ｌ＝Ｈα、β／Ｈｍｉｎ
ここで、Ｈα、βは、図５に示す領域におけるＡα、βにおける凹状構造体の高さである。なお、実施例の導光体は、各領域Ａα、βでの凹状構造体の高さは一定としている。
実施例１〜実施例１２、比較例２〜５の導光体は、いずれも図３に示すように、延在方向に平行に６等分された領域のうち、延在方向に平行な方向の短辺を含む領域（Ａ１〜２ｎ＋２，１、およびＡ１〜２ｎ＋２，６）の凹状構造体の高さを変化させた高さ変化領域とし、延在方向に平行な方向の短辺を含まない領域については、（Ａ１〜２ｎ＋２，２、Ａ１〜２ｎ＋２，３、Ａ１〜２ｎ＋２，４、Ａ１〜２ｎ＋２，５）の高さは一定凹状構造体の高さ一定とした。
また、図４に示すように、延在方向に垂直に２等分した際に、少なくとも光入射面と隣接する領域（Ａ１，１〜６、Ａ２，１〜６・・・Ａｎ＋１，１〜６）における凹状構造体の高さは一定とした。
[Table 1] shows a list showing the height ratios of a plurality of types of samples having different M. The height ratio L in Table 1 is represented by the following formula.
L = H α, β / H min
Here, H α and β are the heights of the concave structures at A α and β in the region shown in FIG. In the light guide of the example, the height of the concave structure in each region A α, β is constant.
Each of the light guides of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 2 to 5 has a direction parallel to the extending direction among the regions equally divided into 6 in parallel to the extending direction, as shown in FIG. The height change region in which the height of the concave structure in the region (A 1-2n + 2,1 , and A 1-2n + 2,6 ) including the short side is changed, and the short side in the direction parallel to the extending direction is About the area | region which does not contain, the height of ( A1-2n + 2,2 , A1-2n + 2,3 , A1-2n + 2,4 , A1-2n + 2,5 ) was made constant height of a concave structure.
Further, as shown in FIG. 4, at least a region adjacent to the light incident surface (A 1,1-6 , A 2,1-6 ... A n + 1, when divided into two equal to the extending direction . The height of the concave structure in 1-6 ) was constant.
実施例１〜４、比較例２は、光反射面を延在方向に平行に６等分し、延在方向に垂直方向に４等分（ｎ＝１）しており（α＝１〜４、β＝１〜６）、Ａ３，１、Ａ４，１、Ａ３，６、Ａ４，６の凹状構造体の高さを他の領域よりも高くしている。他の領域の凹状構造体の高さは一定であり、Ｈｍｉｎである。
実施例５〜８、比較例３は、光反射面を延在方向に平行に６等分し、延在方向に垂直方向に６等分（ｎ＝２）しており（α＝１〜６、β＝１〜６）、Ａ４，１、Ａ５，１、Ａ６，１、Ａ４，６、Ａ５，６、Ａ６，６の凹状構造体の高さを他の領域よりも高くしている。他の領域の凹状構造体の高さは一定であり、Ｈｍｉｎである。
実施例９〜１２、比較例４は、光反射面を延在方向に平行に６等分し、延在方向に垂直方向に８等分（ｎ＝３）しており（α＝１〜８、β＝１〜６）、Ａ５，１、Ａ６，１、Ａ７，１、Ａ８，１、Ａ５，６、Ａ６，６、Ａ７，６、Ａ８，６の凹状構造体の高さを他の領域よりも高くしている。他の領域の凹状構造体の高さは一定であり、Ｈｍｉｎである。
実施例１３〜１５、比較例５は、光反射面を延在方向に平行に６等分し、延在方向に垂直方向に１０等分（ｎ＝４）しており（α＝１〜１０、β＝１〜６）、Ａ６，１、Ａ７，１、Ａ８，１、Ａ９，１、Ａ１０，１、Ａ６，６、Ａ７，６、Ａ８，６、Ａ９，６、Ａ１０，６の凹状構造体の高さを他の領域よりも高くしている。他の領域の凹状構造体の高さは一定であり、Ｈｍｉｎである。
In Examples 1 to 4 and Comparative Example 2, the light reflecting surface is divided into six equal parts in parallel to the extending direction, and is divided into four equal parts (n = 1) in the perpendicular direction to the extending direction (α = 1 to 4). , Β = 1 to 6), A 3,1 , A 4,1 , A 3,6 , A 4,6 , the height of the concave structures is higher than that of the other regions. The height of the concave structure in the other region is constant and is H min .
In Examples 5 to 8 and Comparative Example 3, the light reflecting surface is divided into six equal parts in parallel to the extending direction and six equal parts (n = 2) in the perpendicular direction to the extending direction (α = 1 to 6). , Β = 1 to 6), A 4,1 , A 5,1 , A 6,1 , A 4,6 , A 5,6 , A 6,6 , the height of the concave structure is higher than other regions. It is high. The height of the concave structure in the other region is constant and is H min .
In Examples 9 to 12 and Comparative Example 4, the light reflecting surface is divided into six equal parts in parallel to the extending direction, and eight equal parts (n = 3) in the perpendicular direction to the extending direction (α = 1 to 8). , Β = 1-6), A 5,1 , A 6,1 , A 7,1 , A 8,1 , A 5,6 , A 6,6 , A 7,6 , A 8,6 The height of the body is higher than other areas. The height of the concave structure in the other region is constant and is H min .
In Examples 13 to 15 and Comparative Example 5, the light reflecting surface is divided into 6 equal parts in parallel to the extending direction, and 10 equal parts (n = 4) in the perpendicular direction to the extending direction (α = 1 to 10). , Β = 1-6), A 6,1 , A 7,1 , A 8,1 , A 9,1 , A 10,1 , A 6,6 , A 7,6 , A 8,6 , A 9 , 6 and A 10 , 6 are made higher in height than the other regions. The height of the concave structure in the other region is constant and is H min .
輝度均一性の評価結果を［表２］に示す。 The evaluation results of luminance uniformity are shown in [Table 2].
本発明に係る導光板は様々な用途において、好適に利用することができる。本発明に係る導光板を搭載したバックライト・ユニット及びディスプレイ装置などについても、本発明の技術的範囲に含まれる。 The light guide plate according to the present invention can be suitably used in various applications. The backlight unit, the display device, and the like mounted with the light guide plate according to the present invention are also included in the technical scope of the present invention.
１・・・光入射面
２・・・光反射面
３・・・光出射面
４・・・端面
５・・・光源
５０・・・液晶ディスプレイ装置
５１・・・偏光板
５２・・・偏光板
５３・・・液晶パネル
５４・・・導光板
５５・・・拡散フィルム
５６・・・反射フィルム
５７・・・光源ランプ
５８・・・反射板
５９・・・プリズムフィルム
６０・・・液晶ディスプレイ装置
６１・・・偏光板
６２・・・偏光板
６３・・・液晶パネル
６４・・・光源
６５・・・拡散フィルム
６６・・・反射板
７０・・・液晶ディスプレイ装置
７１・・・輝度強調フィルム（ＢＥＦ）
７２・・・透明基材
７３・・・単位プリズム
７４・・・光源
５９１・・・プリズムフィルム
５９２・・・プリズムフィルム
DESCRIPTION OF
72 ...
Claims (8)
前記光出射面に、直線状に延在する凸状の構造体が複数平行に配列されたレンズアレイを有し、
前記光反射面に、前記光入射面から前記延在方向に沿って面積率が単調増加するように、複数の凹状構造体が配置され、
前記光入射面からの距離が大きくなるほど前記構造体の高さが大きくなるように変化し、前記凹状構造体の高さの最大値が、前記凹状構造体の高さの最小値の１．０１倍以上１．１６倍以下の範囲内である高さ変化領域を備える
ことを特徴とする導光板。 A transparent light guide plate having a light incident surface on a side surface, a light reflecting surface substantially orthogonal to the light incident surface, and a light emitting surface on a surface facing the light reflecting surface,
The light exit surface has a lens array in which a plurality of convex structures extending linearly are arranged in parallel,
A plurality of concave structures are arranged on the light reflecting surface so that the area ratio monotonously increases along the extending direction from the light incident surface,
As the distance from the light incident surface increases, the height of the structure increases, and the maximum value of the height of the concave structure is 1.01 which is the minimum value of the height of the concave structure. A light guide plate comprising a height change region in a range of not less than twice and not more than 1.16 times.
まない領域における前記凹状構造体の高さが一定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導光板。 The height of the concave structure is constant in at least a region not including an end in a direction parallel to the extending direction when divided into six equal parts in parallel to the extending direction. The light guide plate according to any one of 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013059935A JP2014186821A (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Light guide plate, backlight unit, and display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013059935A JP2014186821A (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Light guide plate, backlight unit, and display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014186821A true JP2014186821A (en) | 2014-10-02 |
Family
ID=51834232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013059935A Pending JP2014186821A (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Light guide plate, backlight unit, and display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014186821A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9952374B2 (en) | 2015-12-01 | 2018-04-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
-
2013
- 2013-03-22 JP JP2013059935A patent/JP2014186821A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9952374B2 (en) | 2015-12-01 | 2018-04-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20170087431A (en) | Optical substrates having light collimating and diffusion structures | |
| US20120201045A1 (en) | Light guide plate, surface light source device and transmissive display apparatus | |
| JP2005221619A (en) | Optical sheet, back-light, and liquid crystal display device | |
| KR101178722B1 (en) | Light guide panel and lcd back light unit using the same | |
| TWI388883B (en) | Prism sheet having inclined ridges and liquid crystal display using the same | |
| WO2020062458A1 (en) | Polarizing structure and display device | |
| JP5736957B2 (en) | Light guide plate, surface light source device and display device | |
| JP2010210882A (en) | Optical sheet and display using the same | |
| JP2015102579A (en) | Light guide plate, backlight unit, and liquid crystal display device | |
| JP2011227231A (en) | Optical sheet, optical sheet combined body, backlight unit and display device | |
| KR20120076816A (en) | Optical sheet, ptical apparatus and method for manufacturing the optical sheet | |
| JP2013073114A (en) | Light guide plate, backlight unit and display device | |
| JP2014086245A (en) | Light guide plate, backlight unit and display device | |
| JP2011064745A (en) | Optical sheet, backlight unit and display apparatus | |
| JP5482114B2 (en) | Optical sheet, backlight unit and display device | |
| JP5593653B2 (en) | Light guide plate, backlight unit and display device | |
| JP2014186821A (en) | Light guide plate, backlight unit, and display device | |
| TW200535519A (en) | Light guide for use in planar light source device, method for manufacturing the same and planar light source device | |
| JP2011133556A (en) | Optical sheet, backlight unit, display device, and die | |
| JP2013200971A (en) | Light guide plate, backlight unit, and display device | |
| JP2012204136A (en) | Light guide plate, backlight unit, and display device | |
| JP5699550B2 (en) | LIGHTING UNIT, LIGHTING DEVICE, AND DISPLAY DEVICE HAVING HIDDEN STRUCTURE | |
| JP5625261B2 (en) | Optical sheet for brightness enhancement | |
| KR20130076617A (en) | Optical sheet and back light unit comprising the same | |
| JP2011242419A (en) | Optical sheet, metal mold, backlight unit and display device |