JP3012462B2 - Light guide plate, surface light source and non-light emitting display device using the same - Google Patents

Light guide plate, surface light source and non-light emitting display device using the same

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JP3012462B2
JP3012462B2 JP6229198A JP22919894A JP3012462B2 JP 3012462 B2 JP3012462 B2 JP 3012462B2 JP 6229198 A JP6229198 A JP 6229198A JP 22919894 A JP22919894 A JP 22919894A JP 3012462 B2 JP3012462 B2 JP 3012462B2
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guide plate
light
light guide
angle
prism
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章 田中
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のような
非発光型表示装置に用いて好適な導光板並びにこれを用
いた面光源及び非発光型表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light guide plate suitable for a non-light-emitting display device such as a liquid crystal display device, a surface light source and a non-light-emitting display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8(A)は、この種の従来のエッジラ
イト型面光源を示す。導光板10の一端面に、この端面
に沿った紙面垂直方向の直管形照明灯12が配置され、
その照明光が、導光板10の平面10a側に配置された
不図示の透過型液晶表示パネルに対する面照明光に変換
される。
2. Description of the Related Art FIG. 8A shows a conventional edge light type surface light source of this kind. On one end surface of the light guide plate 10, a straight tube-shaped illuminating lamp 12 in a direction perpendicular to the paper surface along this end surface is arranged.
The illuminating light is converted into surface illuminating light for a transmission type liquid crystal display panel (not shown) arranged on the plane 10a side of the light guide plate 10.

【0003】透過型液晶表示パネルは、視野角特性を有
するので、この特性に応じた指向性の光を導光板10の
平面10aから射出させることにより、光利用効率を向
上させて、低消費電力化を図ることができる。この目的
のために、平面10aにレンチキュラーレンズが重ねら
れる(特開平6−222207号公報)。しかし、レン
チキュラーレンズを重ねるために面光源が厚く且つ重く
なり、しかも高価となる。また、レンチキュラーレンズ
を反射型液晶表示パネルに用いた場合には、その全反射
層のぼけのために、液晶表示パネルの表示が見づらくな
る。
[0003] transmission type liquid crystal display panel is, because it has a viewing angle characteristic, by injecting the directivity of light in accordance with the characteristics of the plane 10a of the light guide plate 10, thereby improving the light utilization efficiency, low consumption Electricity can be achieved. For this purpose, a lenticular lens is superimposed on the plane 10a (Japanese Patent Laid-Open No. 6-222207) . However, since the lenticular lenses are superimposed, the surface light source becomes thick and heavy, and is expensive. Further, when a lenticular lens is used for a reflection type liquid crystal display panel, the display of the liquid crystal display panel becomes difficult to see due to the blur of the total reflection layer.

【0004】こで、透過型液晶表示パネルについて
は、平面10aに対し面10bを傾斜させ、面10b
に、図8(B)に示すような段差を形成し、段差部傾斜
角を45°にして、端面10cから入射した光を段差部
傾斜面で平面10aに対し略直角方向に反射させる面光
源が提案されている。図中、14は反射体、16及び1
8は反射板、20は拡散板である。しかし、平面10a
に対し面10bが傾斜しているので、製造が容易でなく
コスト高となり、かつ、表示パネルに対し平面10aが
平行になるように面光源を取り付けなければならないの
で、取り付け作業が容易でない。
[0004] their in this, for transmissive liquid crystal display panel, is inclined surface 10b to the plane 10a, surfaces 10b
A surface light source that forms a step as shown in FIG. 8 (B), sets the step inclination angle to 45 °, and reflects the light incident from the end face 10c in a direction substantially perpendicular to the plane 10a at the step inclination surface. Has been proposed. In the figure, 14 is a reflector, 16 and 1
8 is a reflection plate, and 20 is a diffusion plate. However, the plane 10a
However, since the surface 10b is inclined, the manufacturing is not easy and the cost is high. In addition, since the surface light source must be mounted so that the plane 10a is parallel to the display panel, the mounting operation is not easy.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、平面10aに
対し面10bが傾斜しているので、製造が容易でなくコ
スト高となり、かつ、表示パネルに対し平面10aが平
行になるように面光源を取り付けなければならないの
で、取り付け作業が容易でない。本発明の目的は、この
ような問題点に鑑み、製造容易で非発光型表示装置に対
する取り付けが容易な導光板並びにこれを用いた面光源
及び非発光型表示装置を提供することにある。
However, since the surface 10b is inclined with respect to the plane 10a, manufacturing is not easy and the cost is high, and the surface light source is arranged so that the plane 10a is parallel to the display panel. Installation work is not easy because it must be installed. It is an object of the present invention to provide a light guide plate which is easy to manufacture and can be easily attached to a non-light-emitting display device, and a surface light source and a non-light-emitting display device using the same.

【0006】また、本発明の他の目的は、反射型かつ非
発光型の表示装置の視認性を向上させることができる導
光板並びにこれを用いた面光源及び非発光型表示装置を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a light guide plate capable of improving the visibility of a reflective and non-light-emitting display device, and a surface light source and a non-light-emitting display device using the same. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及びその作用効果】請求項
1の発明は、端面から入射される光を第1平面から出射
させる導光板であって、該第1平面と対向する第2面
に、複数の頂線と谷線とを備えたプリズムアレイが形成
され、該複数の頂線に接する仮想面と該プリズムアイの
各プリズムの一方側の面とのなす角度αは空気に対する
該導光板の臨界角に略等しく、該仮想面と該プリズムア
レイの各プリズムの他方側の面とのなす角度βが該角度
αより小さい。
The invention according to claim 1 is a light guide plate for emitting light incident from an end face from a first plane, wherein the light guide plate is provided on a second face opposed to the first plane. A prism array having a plurality of top lines and valley lines is formed, and an angle α between an imaginary surface contacting the plurality of top lines and one surface of each prism of the prism eye is formed with respect to air.
The angle β substantially equal to the critical angle of the light guide plate and formed by the virtual surface and the other surface of each prism of the prism array is smaller than the angle α.

【0008】角度αが、空気に対する導光板の臨界角に
略等しいので、導光板の一端面から入射した光は、該一
方側の面で全反射され、該第1平面からその法線に関し
略対称に出射して、非発光型表示装置に対する照明光の
利用効率が向上する。 また、角度βが角度αより小さい
ので、第1平面から出射される光の強度分布が導光板の
該一端面側で特に大きくなるのを抑制でき、さらに、プ
リズムアレイ面の凹凸が比較的小さく、本発明の導光板
を反射型かつ非発光型の表示装置に適用した場合、レン
チキュラーレンズを用いた場合よりも表示装置の表示面
でのぼけが低減し、視認性を向上させることができる。
Is the critical angle of the light guide plate with respect to air.
Since they are substantially equal, light incident from one end surface of the light guide plate
From the first plane with respect to its normal
The light is emitted approximately symmetrically, and the illumination light is
Usage efficiency is improved. Further, since the angle β is smaller than the angle α, the intensity distribution of light emitted from the first plane can be suppressed from becoming particularly large on the one end surface side of the light guide plate, and furthermore, the unevenness of the prism array surface is relatively small. When the light guide plate of the present invention is applied to a reflective and non-light emitting display device, blurring on the display surface of the display device can be reduced as compared with the case where a lenticular lens is used, and visibility can be improved.

【0009】さらに、第2平面を第1平面に略平行にす
ることが可能であるので、第1平面に対し傾斜面を有す
る従来の導光板よりも容易かつ安価に製造することが
能となり、また、非発光表示装置に対する導光板の取り
付けが容易である。
Further, the second plane is made substantially parallel to the first plane.
Since Rukoto is possible, allowed to be manufactured easily and less expensive than conventional light guide plate having an inclined surface with respect to the first plane
In addition, it is easy to attach the light guide plate to the non-light emitting display device.

【0010】請求項2の導光板では、請求項1におい
て、上記臨界角は42゜であり、上記角度αは43゜で
あり、上記角度βは10゜以下であり、上記プリズムア
レイにおけるプリズム深さは5〜50μmである。
ズム深さが大き過ぎると、第1平面から出射する光強度
の分布が不均一になり、小さすぎると、全反射用プリズ
ム傾斜面の面積が狭くなり過ぎる。この間隔が一定の場
合、角度βを大きくし過ぎると、プリズムピッチが短く
なり過ぎて、照明灯が配置される一方の端面側のプリズ
ム傾斜面で反射される光量が多くなり、対向する他方の
端面側に進む光量が少なくなり、また、手前のプリズム
でプリズム傾斜面に入射できる面積が狭くなる。逆に角
度βを小さくし過ぎると、導光板内での光の平均光路長
が長くなり過ぎて、減衰による損失が大きくなる。これ
らのことから好ましいプリズム深さ及び角度βの範囲が
存在する。請求項2は、この好ましい範囲の態様であ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the critical angle is 42 ° and the angle α is 43 °.
There, the angle β is less than 10 °, the prism depth in the prism array is 5 to 50 [mu] m. Is too large pli <br/> prism depth, distribution of light intensity emitted from the first plane becomes uneven, too small, the area of the total reflection prism inclined surfaces is too narrow. When this interval is constant, if the angle β is too large, the prism pitch becomes too short, and the amount of light reflected on the prism inclined surface on one end surface side where the illumination lamp is arranged increases, and the other opposing one The amount of light that advances to the end face side decreases, and the area that can be made incident on the prism inclined surface by the front prism decreases. Conversely, if the angle β is too small, the average optical path length of light in the light guide plate becomes too long, and the loss due to attenuation increases. From these, there is a preferable range of the prism depth and the angle β. Claim 2 is an embodiment of this preferred range.

【0011】請求項3の導光板では、請求項1におい
て、上記端面が凸形状である。 この凸形状により、角度
αの傾斜面に対する光透過量が低減するので、光のロス
を低減することができる。
According to the third aspect of the present invention, there is provided the light guide plate according to the first aspect.
The end face has a convex shape. Due to this convex shape, the angle
Since the amount of light transmission to the inclined surface of α is reduced, light loss
Can be reduced.

【0012】請求項4の導光板では、請求項1におい
て、上記角度βは、上記端面から離れるほど大きくなっ
ている。この導光板によれば、第1平面からの出射光強
度の分布をより均一にすることが可能となる。請求項5
の導光板では、請求項1又は2において、上記第2面は
分割線により分割された第1領域と第2領域とを備え、
該第1及び第2領域内のプリズムアレイは、該分割線に
ついて略対称である。この導光板の第1領域側の端面及
び第2領域側の端面に沿って照明灯を配置すれば、第1
平面からの出射光強度の分布を、対称でなく一方の端面
に沿って照明灯を配置した場合よりも、均一にすること
ができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the light guide plate according to the first aspect, the angle β increases as the distance from the end surface increases.
Have . According to this light guide plate, it is possible to make the distribution of the intensity of light emitted from the first plane more uniform. Claim 5
The light guide plate according to claim 1, wherein the second surface includes a first region and a second region divided by a division line,
The prism arrays in the first and second regions are substantially symmetric about the parting line. If the illuminating lamp is arranged along the end face on the first area side and the end face on the second area side of the light guide plate, the first
The distribution of the light intensity emitted from the plane can be made more uniform than when illuminating lamps are arranged not symmetrically but along one end face.

【0013】請求項6の面光源では、 上記いずれか1つ
の導光板と、 該導光板の上記端面に沿って配置された照
明灯と、 該照明灯から該端面と反対側へ射出される光を
該端面側へ反射させる反射体とを有する。 請求項7の面
光源では、請求項6記載の面光源が2つ、互いに逆方向
に向けて2重に配置されている。
[0013] In the surface light source according to claim 6, any one of the above-mentioned ones.
And a light guide disposed along the end surface of the light guide plate.
And a light emitted from the illumination light to the side opposite to the end face.
A reflector for reflecting light toward the end face. Claim 7
In the light source, two surface light sources according to claim 6 are opposite to each other.
Are arranged doubly.

【0014】この面光源によれば、光源面からの出射光
強度の分布をより均一にすることができる。 請求項8の
面光源では、 請求項5記載の導光板と、 核導光板の、上
記第1領域側の第1端面に沿って配置された第1照明灯
と、 抜第1照明灯から該第1端面と反対側へ射出される
光を該第1端面側へ反射させる第1反射体と、 該導光板
の、上記第2領域側の第2端面に沿って配置された第2
照明灯と、 該第2照明灯から該第2端面と反対側へ射出
される光を該第2端面側へ反射させる第2反射体とを有
する。
According to this surface light source, the light emitted from the light source surface
The distribution of intensity can be made more uniform. Claim 8
In the surface light source, the light guide plate according to claim 5 and the nuclear light guide plate,
A first illuminating lamp arranged along the first end face on the first area side;
If, emitted from抜第1 lighting to the side opposite to the first end surface
A first reflector for reflecting light toward the first end face, and the light guide plate
Of the second region arranged along the second end face on the second region side
An illuminating lamp and an emission from the second illuminating lamp to a side opposite to the second end surface
And a second reflector for reflecting the reflected light toward the second end face.
I do.

【0015】請求項9の面光源では、対向する平面の一
方に、複数の頂線と谷線とを備えたプリズムアレイが形
成され、該複数の頂線に接する仮想面とこのプリズムア
レイの各プリズムの一方側及び他方側の面とのなす角度
が互いに等しく、上記導光板の第1平面側に、プリズム
頂線を該導光板のプリズム頂線と略直角な方向に向けて
対向配置されたプリズムアレイをさらに有する。この
面光源によれば、導光板の第1平面に垂直かつ頂線を通
る面内における指向性も向上する。
In the surface light source according to the ninth aspect , one of the opposing planes may be used.
A prism array with multiple top and valley lines
A virtual surface in contact with the plurality of top lines and the prism array.
The angle between one side and the other side of each prism of the ray
The light guide plate further includes a prism array plate disposed on the first plane side of the light guide plate so as to face the prism top line in a direction substantially perpendicular to the prism top line of the light guide plate. According to this surface light source, the directivity in a plane perpendicular to the first plane of the light guide plate and passing through the top line is also improved.

【0016】請求項10の面光源では、請求項9におい
てさらに、 上記導光板の上記第1平面側に対向配置され
た拡散板と、 上記面光源の第2面側に対向配置された反
射板とを有する。 請求項11の非発光型表示装置では、
請求項10記載の面光源と、 上記導光板の上記第1平面
側に対向配置された透過型かつ非発光型の表示パネルと
を有する。 請求項12の非発光型表示装置では、 請求項
6記載の面光源と、 上記導光板の上記第1平面側に対向
配置された反射型かつ非発光型の表示パネルとを有す
る。
According to the tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect,
Further, the light guide plate is disposed to face the first plane side.
Diffused plate, and an oppositely disposed diffuser disposed on the second surface side of the surface light source.
And a firing plate. In the non-light emitting display device according to claim 11,
The surface light source according to claim 10 and the first plane of the light guide plate.
A transmissive and non-light emitting display panel
Having. In the non-light emitting display device according to claim 12, claim
6. The surface light source according to 6 , facing the first plane side of the light guide plate
Having a reflective and non-luminous display panel disposed
You.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図中、同一又は類似の構成要素には、同一又は類
似の符号を付している。 [第1実施例]図2は、第1実施例の面光源を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals. [First Embodiment] FIG. 2 shows a surface light source according to a first embodiment.

【0018】導光板10Aの一端面に、この端面に沿っ
た紙面垂直方向の直管形照明灯12、例えば冷陰極管又
は熱陰極管が配置され、その照明光が、導光板10の平
面10aから射出される面照明光に変換される。この面
光源は、非発光型かつ透過型の表示装置、例えば透過型
液晶表示パネル50に用いられる。視野角特性を有する
透過型液晶表示パネル50の光利用効率を向上させるた
めに、導光板10Aは、平面10aと反対側の面10d
にプリズムアレイが形成されている。このプリズムアレ
イは、紙面垂直方向に延びた互いに平行な頂線Tと谷線
Vとが交互に存在し、全ての谷線Vが仮想面A1内に存
在し、全ての頂線Tが仮想面A2内に存在し、かつ、仮
想面A1及びA2が平面10aと平行になっている。谷
線Vの両側の傾斜面S1及びS2の仮想面A2に対する
傾斜角をそれぞれ角度α及びβとする。
On one end face of the light guide plate 10A, a straight tube-type illuminating lamp 12, for example, a cold cathode tube or a hot cathode tube, which is perpendicular to the plane of the drawing and is arranged along this end face, is used to illuminate the plane 10a of the light guide plate 10. Is converted into surface illumination light emitted from the light source. This surface light source is used for a non-light emitting and transmission type display device, for example, a transmission type liquid crystal display panel 50. In order to improve the light use efficiency of the transmissive liquid crystal display panel 50 having the viewing angle characteristic, the light guide plate 10A has a surface 10d opposite to the plane 10a.
Is formed with a prism array. In this prism array, mutually parallel top lines T and valley lines V extending in the direction perpendicular to the paper surface are alternately present, all valley lines V are present in the virtual plane A1, and all top lines T are in the virtual plane A1. The virtual planes A1 and A2 exist in A2 and are parallel to the plane 10a. The inclination angles of the inclined surfaces S1 and S2 on both sides of the valley line V with respect to the virtual surface A2 are defined as angles α and β, respectively.

【0019】最初に、角度αの好ましい値を図1に基づ
いて説明する。端面10cから、その法線に対し角度θ
で導光板10A内に入射した光は、一点鎖線で示すよう
に進み、傾斜面S1に対し角度γで入射し、平面10a
に対し角度δで入射し、平面10aから角度ηで出射す
る。この場合、次の関係式が成立する。
First, preferred values of the angle α will be described with reference to FIG. From the end face 10c, the angle θ with respect to the normal line
The light that has entered the light guide plate 10A at the point (a) travels as shown by the dashed line, enters the inclined surface S1 at an angle γ, and
And exits from the plane 10a at an angle η. In this case, the following relational expression holds.

【0020】 δ=90°−(θ+2α) ・・・(1) γ=90°−(θ+α) ・・・(2) sinη=n・sinδ ・・・(3) ここに、nは空気に対する導光板10Aの屈折率であ
る。以下、導光板10Aがアクリル樹脂でその屈折率n
が1.492である場合を考える。
Δ = 90 ° − (θ + 2α) (1) γ = 90 ° − (θ + α) (2) sinη = n · sinδ (3) where n is the conductivity of air. This is the refractive index of the light plate 10A. Hereinafter, the light guide plate 10A is made of an acrylic resin and has a refractive index n.
Is 1.492.

【0021】この場合の臨界角は42°であり、平面1
0aで全反射されて導光板10A内を光が伝播可能な条
件は−48°≦θ≦48°となる。傾斜面S1に入射し
た光が傾斜面S1で全反射される条件はγ≧42°とな
る。傾斜面S1で全反射され、次いで平面10aを透過
可能な条件はδ<42となる。これらの条件及び式
(1)〜(3)を用いて、次のような数値関係が得られ
る。
The critical angle in this case is 42 ° and the plane 1
The condition under which the light is totally reflected at 0a and light can propagate in the light guide plate 10A is −48 ° ≦ θ ≦ 48 °. The condition that the light incident on the inclined surface S1 is totally reflected by the inclined surface S1 is γ ≧ 42 °. The condition for total reflection on the inclined surface S1 and then transmission on the plane 10a is δ <42. By using these conditions and the equations (1) to (3), the following numerical relationships are obtained.

【0022】 角度α[゜] 角度θ[゜] 角度γ[゜] 角度η[゜] 30 0〜18 42〜60 18〜48 40 0〜8 42〜50 3〜15 43 0〜8 42〜47 −6〜6 45 0〜3 42〜45 −4.5〜0 48 0 −6 −9 上記数値関係から、角度αについて次の結論が得られ
る。
Angle α [゜] Angle θ [゜] Angle γ [゜] Angle η [゜] 300 to 18 42 to 60 18 to 48 40 to 8 42 to 50 3 to 15 43 0 to 8 42 to 47 −6 to 6450 to 3 42 to 45 −4.5 to 0480 −6-9 From the above numerical relationships, the following conclusions can be obtained for the angle α.

【0023】(1)角度αが48°以上になると、平面
10aから光が出射できない。 (2)角度αが小さいと、角度θの範囲が広がるが、平
面10aからの出射光は斜め方向の指向性を持つので好
ましくない。 (3)角度ηの正側範囲と負側範囲とが等しくなるの
は、α=43°の場合である。
(1) If the angle α exceeds 48 °, light cannot be emitted from the plane 10a. (2) When the angle α is small, the range of the angle θ is widened, but the light emitted from the plane 10a is not preferable because it has directivity in an oblique direction. (3) The positive range and the negative range of the angle η are equal when α = 43 °.

【0024】したがって、平面10aがアクリル樹脂の
場合にはα=43°とすることにより、一般的には角度
αを、導光板10Aの空気に対する臨界角とすることに
より、平面10aの法線に対し対称的な強度分布の光が
平面10aから出射されるので、透過型液晶表示パネル
50に対し好ましい条件となる。一方、角度β及びプリ
ズム深さd(仮想面A1とA2の間隔)の好ましい値
は、次の通りである。
Therefore, when the plane 10a is made of an acrylic resin, α is set to 43 °, and in general, the angle α is set to the critical angle of the light guide plate 10A with respect to the air, so that the normal to the plane 10a is On the other hand, light having a symmetrical intensity distribution is emitted from the plane 10a, which is a preferable condition for the transmission type liquid crystal display panel 50. On the other hand, preferable values of the angle β and the prism depth d (the interval between the virtual planes A1 and A2) are as follows.

【0025】プリズム深さdが大き過ぎると、平面10
aから出射する光強度の分布が不均一になり、小さすぎ
ると、全反射用プリズム傾斜面S1の面積が狭くなり過
ぎる。プリズム深さdが一定の場合、角度βを大きくし
過ぎると、隣合う頂線Tの間隔、すなわちプリズムピッ
チが短くなり過ぎ、端面10c側の傾斜面S1で反射さ
れる光量が多くなって、端面10e側に進む光量が少な
くなり、また、手前のプリズムで傾斜面S1に入射でき
る面積が狭くなる。逆に角度βを小さくし過ぎると、導
光板10A内での光の平均光路長が長くなり過ぎて、減
衰による損失が大きくなる。
If the prism depth d is too large, the plane 10
If the distribution of the light intensity emitted from a becomes non-uniform and is too small, the area of the total reflection prism inclined surface S1 becomes too small. When the prism depth d is constant, if the angle β is too large, the interval between the adjacent top lines T, that is, the prism pitch becomes too short, and the amount of light reflected on the inclined surface S1 on the end face 10c side increases, The amount of light traveling toward the end face 10e side is reduced, and the area that can be incident on the inclined surface S1 by the front prism is reduced. Conversely, if the angle β is too small, the average optical path length of the light in the light guide plate 10A becomes too long, and the loss due to attenuation increases.

【0026】このようなことから角度β及びプリズム深
さdには面光源用として好ましい範囲が存在する。実用
的なこの範囲は、一般的に、角度βが10°以下、深さ
dが5μm以上50μm以下程度であることを知見し
た。透過型又は反射型の液晶表示装置の面光源用として
特に好ましい角度βの値は、数値解析の結果、導光板1
0Aがアクリル樹脂、深さdが上記範囲内、かつ、端面
10cと10e間の長さ(幅)が30〜200mmの範
囲内という実用的な条件下で、約2°という極めて小さ
い角度であることを本発明者は知見した。
Thus, there is a preferable range for the angle β and the prism depth d for a surface light source. It has been found that, in this practical range, the angle β is generally 10 ° or less and the depth d is about 5 μm or more and 50 μm or less. The value of the angle β, which is particularly preferable for a surface light source of a transmissive or reflective liquid crystal display device, is a value obtained by numerical analysis.
Under practical conditions where 0A is an acrylic resin, depth d is within the above range, and the length (width) between the end faces 10c and 10e is within a range of 30 to 200 mm, the angle is a very small angle of about 2 °. The present inventors have found that.

【0027】図2において、照明灯12を囲繞する、紙
面垂直方向に延びた反射体14の内面形状は、端面10
cに入射する光の大部分が−8゜≦θ≦8°の範囲内に
なるようにすること、すなわち傾斜面S1を光が透過し
ないことが好ましい。また、プリズムアレイ面10dを
透過した光のロスを低減するために、プリズムアレイ面
10dに反射板16が対向配置され、端面10eを透過
した光のロスを低減するために、端面10eに接して反
射板18が配置されている。さらに、出射光強度分布を
均一化するために、平面10aに接して拡散板20が配
置されている。反射板16、18及び拡散板20は、シ
ート状又はフイルム状の薄いものを用いることができ
る。
In FIG. 2, the inner shape of the reflector 14 surrounding the illumination lamp 12 and extending in the direction perpendicular to the paper surface is the end face 10.
It is preferable that most of the light incident on c is in the range of -8 ° ≦ θ ≦ 8 °, that is, it is preferable that light does not pass through the inclined surface S1. In addition, in order to reduce the loss of light transmitted through the prism array surface 10d, a reflection plate 16 is disposed to face the prism array surface 10d, and in contact with the end surface 10e in order to reduce the loss of light transmitted through the end surface 10e. A reflection plate 18 is provided. Further, a diffusion plate 20 is arranged in contact with the flat surface 10a in order to make the emission light intensity distribution uniform. As the reflection plates 16 and 18 and the diffusion plate 20, thin sheets or films can be used.

【0028】導光板10Aは、射出成形した樹脂製透明
平行板の一面に対し、プリズムアレイの模様が刻設され
た型板でホットプレスをした後、冷却することにより、
容易に得られ、傾斜面を有する図8の導光板10よりも
容易かつ安価に製造することができる。また、仮想面A
2が平面10aと平行であるので、透過型液晶表示パネ
ル50に対する面光源の取り付けが容易である。
The light guide plate 10A is hot-pressed on one surface of an injection-molded resin-made transparent parallel plate with a template on which a pattern of a prism array is engraved, and then cooled.
It is easily obtained and can be manufactured more easily and at lower cost than the light guide plate 10 of FIG. 8 having an inclined surface. Virtual surface A
2 is parallel to the plane 10a, so that the surface light source can be easily attached to the transmissive liquid crystal display panel 50.

【0029】[第2実施例]図3は、第2実施例の面光
源を示す。この面光源は、平面10aの端面10fをシ
リンドリカルレンズのように凸面にして、図2の場合よ
りもさらに、端面10cに入射する光が−8゜≦θ≦8
°の範囲内になるようにしている。
[Second Embodiment] FIG. 3 shows a surface light source according to a second embodiment. In this surface light source, the end face 10f of the plane 10a is made to be a convex surface like a cylindrical lens, and light incident on the end face 10c is -8 ° ≦ θ ≦ 8 as compared with the case of FIG.
° to be within the range.

【0030】これにより、プリズムアレイ面10dを透
過する光量が低減し、平面10aから出射する光の指向
性がその法線に対しより対称的となる。また、拡散板2
0と平面10aとの間に、例えば特開平6−13038
7に開示されているようなプリズムアレイ板22を配置
している。プリズムアレイ板22は、これに対し斜め入
射する光を法線側に曲げて指向性を向上させるためのも
のである。プリズムアレイ板22は、図3(B)に示す
ように、導光板10Aのプリズムアレイにおいてα=β
とした形状となっておりその頂角は例えば、94゜であ
る。
As a result, the amount of light transmitted through the prism array surface 10d is reduced, and the directivity of light emitted from the plane 10a becomes more symmetric with respect to the normal line. Also, the diffusion plate 2
0 and the plane 10a, for example,
7, a prism array plate 22 as shown in FIG. The prism array plate 22 is for improving the directivity by bending light obliquely incident on the prism array plate 22 toward the normal side. As shown in FIG. 3B, the prism array plate 22 has α = β in the prism array of the light guide plate 10A.
The apex angle is, for example, 94 °.

【0031】プリズムアレイ板22は、そのプリズム頂
線をプリズムアレイ面10dのプリズム頂線Tと直角に
して配置されている。このように配置することにより、
紙面垂直方向の面内における指向性も向上する。 [第3実施例]図4は、第3実施例の面光源を示す。
The prism array plate 22 is arranged with the prism top line perpendicular to the prism top line T on the prism array surface 10d. By arranging in this way,
Directivity in a plane perpendicular to the paper surface is also improved. Third Embodiment FIG. 4 shows a surface light source according to a third embodiment.

【0032】図2の面光源では、角度βを全て同一にし
ているので、角度βを小さくしても端面10e側の傾斜
面S1に入射する光量が少なくなる。そこで、導光板1
0のプリズムアレイ面10gについて、端面10cから
端面10e側に近づくほど、角度βを大きくすることに
よりプリズムピッチpを徐々に短くしている。これによ
り、単位面積当たりの傾斜面S1が端面10e側に近づ
くほど広くなるので、平面10aからの出射光強度の分
布を図1の場合よりも均一にすることができる。
In the surface light source shown in FIG. 2, since the angles β are all the same, even if the angle β is reduced, the amount of light incident on the inclined surface S1 on the end face 10e side is reduced. Therefore, the light guide plate 1
With respect to the 0g prism array surface 10g, the prism pitch p is gradually shortened by increasing the angle β from the end surface 10c to the end surface 10e side. Thus, the slope S1 per unit area becomes wider as approaching the end face 10e, so that the distribution of the intensity of light emitted from the plane 10a can be made more uniform than in the case of FIG.

【0033】なお、プリズムアレイ面10gを複数領域
に分け、領域単位でプリズムピッチpを変化させてもよ
い。また、角度βを大きくすると手前のプリズムで妨げ
られて傾斜面S1に入射できる面積が狭くなるので、好
ましくは角度βの範囲は上述と同様に10°以下とする
必要がある。
Incidentally, the prism array surface 10g may be divided into a plurality of regions, and the prism pitch p may be changed for each region. When the angle β is increased, the area that can be incident on the inclined surface S1 is reduced by being hindered by the prism on the near side, so that the range of the angle β should preferably be 10 ° or less as described above.

【0034】[第4実施例]図5は、第4実施例の面光
源を示す。この面光源は、図1の面光源を2つ用い、互
いに逆方向にし且つ重ね合わせている。但し、光出射側
の面光源は反射板16を省略し、他方の面光源は拡散板
20を省略している。
[Fourth Embodiment] FIG. 5 shows a surface light source according to a fourth embodiment. This surface light source uses the two surface light sources of FIG. 1 in opposite directions and is superposed. However, the surface light source on the light emission side omits the reflection plate 16 and the other surface light source omits the diffusion plate 20.

【0035】この第4実施例によれば、拡散板20側の
導光板表面からの出射光強度の分布を図1の場合よりも
均一にすることができる。 [第5実施例]図5の面光源は、二重構造であるので厚
くなる。そこで、第5実施例の面光源では、図6に示す
如く、導光板10Cのプリズムアレイ面10hを、端面
10cと端面10eの真ん中の紙面に垂直な直線で、領
域R1と領域R2とに等分割し、プリズムアレイ面10
hの形状をこの分割線に対し対称にしている。そして、
端面10c側の照明灯12及び反射体14と対称的に、
端面10e側に照明灯32及び反射体34を配置してい
る。
According to the fourth embodiment, the distribution of the light intensity emitted from the light guide plate surface on the side of the diffusion plate 20 can be made more uniform than in the case of FIG. [Fifth Embodiment] The surface light source shown in FIG. Therefore, in the surface light source of the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the prism array surface 10h of the light guide plate 10C is formed into a region R1 and a region R2 by a straight line perpendicular to the middle of the end surfaces 10c and 10e. Divided into prism array surface 10
The shape of h is symmetrical with respect to this division line. And
Symmetrically to the illumination lamp 12 and the reflector 14 on the end face 10c side,
The illumination lamp 32 and the reflector 34 are arranged on the end face 10e side.

【0036】本第5実施例によれば、図5の面光源より
も薄くでき、かつ、図1の導光板よりも、平面10aか
らの出射光強度の分布を均一にすることができる。 [第6実施例]以上の面光源は透過型且つ非発光型の表
示パネルに対するものであるが、図7に示すように、反
射型且つ非発光型の表示パネル、例えば反射型液晶表示
パネル50Aに対する面光源としても用いることもでき
る。この面光源は、図2において拡散板20及び反射板
16を省略し、透過型液晶表示パネル50を反射型液晶
表示パネル50Aで置き換え、上下方向に関し反転させ
た構成となっている。
According to the fifth embodiment, the distribution of the intensity of light emitted from the plane 10a can be made more uniform than that of the surface light source shown in FIG. 5, and the light guide plate shown in FIG. Sixth Embodiment The above surface light source is for a transmissive and non-luminous display panel, but as shown in FIG. 7, a reflective and non-luminous display panel, for example, a reflective liquid crystal display panel 50A. Can also be used as a surface light source. This surface light source has a configuration in which the diffusion plate 20 and the reflection plate 16 are omitted in FIG. 2, the transmissive liquid crystal display panel 50 is replaced with a reflective liquid crystal display panel 50A, and is inverted in the vertical direction.

【0037】この面光源が無いと、暗い場所で反射型液
晶表示パネル50Aの表示が見づらいが、このような面
光源を反射型液晶表示パネル50Aに対し配置すること
により、暗い場所でも表示が見やすくなり、かつ、その
指向性により照明灯12からの照明光を効率よく利用す
ることができ、省電力化を図ることができる。また、α
=43゜に対しβ=2゜であるので、プリズムアレイ面
10dの大部分はほぼ平坦であり、レンチキュラーレン
ズを用いた場合よりも反射型液晶表示パネル50Aの表
示面でのぼけが大幅に低減し、視認性がよい。
Without this surface light source, it is difficult to see the display on the reflective liquid crystal display panel 50A in a dark place. By arranging such a surface light source on the reflective liquid crystal display panel 50A, the display is easy to see even in a dark place. Moreover, the illumination light from the illumination lamp 12 can be efficiently used due to its directivity, and power saving can be achieved. Also, α
= 43 °, β = 2 °, so that most of the prism array surface 10d is almost flat, and blurring on the display surface of the reflective liquid crystal display panel 50A is significantly reduced as compared with the case where a lenticular lens is used. And good visibility.

【0038】明るい所では照明灯12を消灯すればよい
ので、透過型液晶表示装置よりも消費電力を低減でき、
携帯型OA機器に好適である。本発明には他にも種々の
変形例が含まれる。例えば、図7の構成に、図3乃至図
6の方式を適用した構成であってもよいことは勿論であ
る。
Since it is sufficient to turn off the illumination lamp 12 in a bright place, power consumption can be reduced as compared with the transmission type liquid crystal display device.
It is suitable for portable OA equipment. The present invention includes various other modifications. For example, it is a matter of course that the configuration shown in FIG. 7 may be obtained by applying the method shown in FIGS.

【0039】また、導光板10は、アクリル樹脂等の透
明物質に限定されず、平面10aからの出射光強度分布
をより均一化するために、ぼけが目立たない程度の光散
乱性を有する物質、例えば、メタクリル酸メチルと、安
息香酸ビニルもしくは三フッ素化メタクリル酸メチルな
どのビニル系低分子との共重合体で形成されたものであ
ってもよい。
The light guide plate 10 is not limited to a transparent material such as an acrylic resin. The light guide plate 10 is made of a material having a light scattering property such that blur is inconspicuous in order to make the intensity distribution of light emitted from the plane 10a more uniform. For example, it may be formed of a copolymer of methyl methacrylate and a vinyl-based low molecule such as vinyl benzoate or trifluorinated methyl methacrylate.

【0040】[0040]

【0041】[0041]

【0042】[0042]

【0043】[0043]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理構成を示す光路図である。FIG. 1 is an optical path diagram showing a principle configuration of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の面光源を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing a surface light source according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例の面光源を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing a surface light source according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の面光源を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a surface light source according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例の面光源を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a surface light source according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5実施例の面光源を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a surface light source according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6実施例の面光源を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view showing a surface light source according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】従来の面光源を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional surface light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10A〜10C 導光板 10d、10g、10h プリズムアレイ面 12、32 照明灯 14、34 反射体 16、18 反射板 20 拡散板 22 プリズムアレイ板 50 透過型液晶表示パネル 50A 反射型液晶表示パネル V 谷線 T 頂線 10, 10A to 10C Light guide plate 10d, 10g, 10h Prism array surface 12, 32 Illumination lamp 14, 34 Reflector 16, 18 Reflector plate 20 Diffuser plate 22 Prism array plate 50 Transmissive liquid crystal display panel 50A Reflective liquid crystal display panel V Valley Line T Top Line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−294745(JP,A) 特開 平6−194653(JP,A) 特開 平6−202107(JP,A) 特開 平7−225320(JP,A) 特開 平6−160638(JP,A) 特開 平6−222364(JP,A) 実開 平3−67381(JP,U) 実開 昭61−36911(JP,U) 実開 平3−56974(JP,U) 実開 平4−91337(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 F21V 8/00 G02F 1/1335 G09F 9/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-294745 (JP, A) JP-A-6-194465 (JP, A) JP-A-6-202107 (JP, A) JP-A-7-294 225320 (JP, A) JP-A-6-160638 (JP, A) JP-A-6-222364 (JP, A) JP-A-3-67381 (JP, U) JP-A 61-36911 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 3-56974 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 4-91337 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/00 F21V 8/00 G02F 1/1335 G09F 9/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 端面から入射される光を第1平面から出
射させる導光板であって、 該第1平面と対向する第2面に、複数の頂線と谷線とを
備えたプリズムアレイが形成され、 該複数の頂線に接する仮想面と該プリズムアレイの各プ
リズムの一方側の面とのなす角度αは空気に対する該導
光板の臨界角に略等しく、該仮想面と該プリズムアレイ
の各プリズムの他方側の面とのなす角度βが該角度αよ
り小さい、 ことを特徴とする導光板。
1. A light guide plate for emitting light incident from an end surface from a first plane, wherein a prism array having a plurality of top lines and valley lines is provided on a second surface opposed to the first plane. The angle α formed between the imaginary surface formed in contact with the plurality of top lines and one surface of each prism of the prism array is equal to the conduction angle with respect to air.
A light guide plate substantially equal to a critical angle of the light plate , wherein an angle β between the virtual surface and the other surface of each prism of the prism array is smaller than the angle α.
【請求項2】 上記臨界角は42゜であり、上記角度α
は43゜であり、上記角度βは10゜以下であり、上記
プリズムアレイにおけるプリズム深さは5〜50μmで
あることを特徴とする請求項1記載の導光板。
2. The critical angle is 42 ° and the angle α
2. The light guide plate according to claim 1 , wherein the angle β is equal to or less than 10 °, and the prism depth in the prism array is 5 to 50 μm.
【請求項3】 上記端面が凸形状であることを特徹とす
る請求項1記載の導光板。
3. The light guide plate according to claim 1, wherein said end face has a convex shape.
【請求項4】 上記角度βは、上記端面から離れるほど
大きくなっていることを特徴とする請求項1記載の導光
板。
4. The angle β increases as the distance from the end surface increases.
The light guide plate according to claim 1, wherein the light guide plate is large .
【請求項5】 上記第2面は分割線により分割された第
1領域と第2領域とを備え、該第1及び第2領域内のプ
リズムアレイは、該分割線について略対称であることを
特徴とする請求項1又は2記載の導光板。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the second surface includes a first area and a second area divided by a dividing line, and the prism arrays in the first and second areas are substantially symmetric with respect to the dividing line. The light guide plate according to claim 1, wherein:
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
導光板と、 該導光板の上記端面に沿って配置された照明灯と、 該照明灯から該端面と反対側へ射出される光を該端面側
へ反射させる反射体と、 を有することを特徴とする面光源。
6. The light guide plate according to claim 1, an illuminator disposed along the end surface of the light guide plate, and a light emitted from the illuminator to a side opposite to the end surface. And a reflector for reflecting light toward the end face.
【請求項7】 請求項6記載の面光源が2つ、互いに逆
方向に向けて2重に配置されていることを特徴とする面
光源。
7. A surface light source according to claim 6, wherein two surface light sources according to claim 6 are arranged double in opposite directions.
【請求項8】 請求項5記載の導光板と、 核導光板の、上記第1領域側の第1端面に沿って配置さ
れた第1照明灯と、 抜第1照明灯から該第1端面と反対側へ射出される光を
該第1端面側へ反射させる第1反射体と、 該導光板の、上記第2領域側の第2端面に沿って配置さ
れた第2照明灯と、 該第2照明灯から該第2端面と反対側へ射出される光を
該第2端面側へ反射させる第2反射体と、 を有することを特徴とする面光源。
8. The light guide plate according to claim 5, a first light source disposed along a first end face of the nuclear light guide plate on the first region side, and a first end face from the first light source. A first reflector that reflects light emitted to the side opposite to the first end surface side; a second illumination lamp disposed along the second end surface of the light guide plate on the second region side; A second reflector that reflects light emitted from the second illumination lamp to the side opposite to the second end face toward the second end face.
【請求項9】 対向する平面の一方に、複数の頂線と谷
線とを備えたプリズムアレイが形成され、該複数の頂線
に接する仮想面とこのプリズムアレイの各プリズムの一
方側及び他方側の面とのなす角度が互いに等しく、上記
導光板の第1平面側に、プリズム頂線を該導光板のプリ
ズム頂線と略直角な方向に向けて対向配置されたプリズ
ムアレイ板、 をさらに有することを特徴とする請求項6乃至8のいず
れか1つに記載の面光源。
9. A plurality of top lines and valleys on one of the opposing planes.
And a plurality of top lines are formed.
Of a virtual surface in contact with
A prism array in which the angles formed by the first and second surfaces are equal to each other, and the prism array is disposed on the first plane side of the light guide plate so as to face the prism top line in a direction substantially perpendicular to the prism top line of the light guide plate. The surface light source according to claim 6, further comprising: a plate.
【請求項10】 上記導光板の上記第1平面側に対向配
置された拡散板と、 上記面光源の第2面側に対向配置された反射板と、 をさらに有することを特徴とする請求項9記載の面光
源。
10. The light guide plate according to claim 1, further comprising: a diffusion plate facing the first plane side of the light guide plate; and a reflection plate facing the second surface side of the surface light source. 9. The surface light source according to 9.
【請求項11】 請求項10記載の面光源と、 上記導光板の上記第1平面側に対向配置された透過型か
つ非発光型の表示パネルと、 を有することを特徴とする非発光型表示装置。
11. A non-light-emitting display, comprising: the surface light source according to claim 10; and a transmissive and non-light-emitting display panel opposed to the first plane side of the light guide plate. apparatus.
【請求項12】 請求項6記載の面光源と、 上記導光板の上記第1平面側に対向配置された反射型か
つ非発光型の表示パネルと、 を有することを特徴とする非発光型表示装置。
12. A non-luminous display comprising: the surface light source according to claim 6; and a reflective and non-luminous display panel disposed to face the first plane side of the light guide plate. apparatus.
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