JP3852658B2 - Light guide plate, side light type surface light source device, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置に関し、特に出射面又は出射面と対向する面に、1対の斜面による突起を入射面に沿って繰り返し形成した導光板と、この導光板を用いたサイドライト型面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装置に適用することができる。本発明は、側面を厚み方向に2分割する仮想線より裏面側に、側面より突出する突起を形成することにより、導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合でも、ゲート等の突起による輝線の発生を低減することができるようにする。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば液晶表示装置においては、サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明し、これにより全体形状を薄型化するようになされている。
【0003】
このようなサイドライト型面光源装置は、透明板状部材である導光板の端面(以下入射面と呼ぶ)より照明光を入射し、導光板の内部で繰り返し反射させてこの照明光を伝搬させると共に出射面より出射させることにより、蛍光ランプ等による棒状光源の照明光を利用して面光源を形成するようになされている。
【0004】
このようなサイドライト型面光源装置に適用される導光板は、透明樹脂等を射出成形して透明板状部材を作成した後、この透明板状部材を後加工して作成される。ここで導光板を射出成形で成形するにあたっては、材料樹脂の注入口となるゲートを導光板のどの位置に配置するかが問題となる。例えば、導光板の入射面にゲートを配置すると(実際にゲートを入射面に配置して導光板を作成することは多い)、成形後のゲートカットの際に、ゲートの一部が入射面に残ってしまったり、入射面の一部が抉られてしまう等して、いわゆるゲート痕が入射面に形成され、これに起因する輝線が導光板の出射面に観察されてしまうため、導光板の発光面品位を著しく低下させてしまう。このため、入射面にゲートを配置して導光板を射出成形する場合には、成形後に後加工を施して入射面に残るゲート痕を取り除く必要があり、導光板の作成に要する時間が単に増えるだけでなく、後加工の際に導光板に傷が付いたり、切削粉等のゴミが付着する等の不具合を避けなければならいというように、煩雑な作業が強いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、射出成形において、ゲート痕が残らないようにゲートをカットするのは困難ではあるが、一定の突出量で突出する突起としてのゲートの一部が成形品に残るようにゲートをカットするのは比較的容易であり、このようなゲートカットの処理は、成形金型の型開きと同時に行うことができる。従って、一定の突出量で突出する突起としてゲートの一部が導光板に残っていても、発光面の品位に支障がないようにすることができれば成形後の後加工が不要となり、導光板の作成に要する手間を減らすことができる。
【0006】
このための1つの方法として例えば特開平11−265609号公報に開示の手法を利用することが考えられる。この手法は、次のような問題を解決しようとするものである。すなわち導光板の側面に位置決め用の突起を作成した場合、図8に示すように、突起の付け根で反射された照明光成分が他の照明光成分と異なる挙動を示して出射面に達することにより、突起の付け根より導光板の中央に向かってすじ状に輝度レベルの高い領域AR1が形成されてしまうという問題がある。特に、導光板の裏面に1対の斜面による突起を入射面に沿って繰り返し形成して照明光の指向性を強調する場合には、このような領域AR1が顕著になる。
【0007】
特開平11−265609号公報に開示の手法は、フレームに収納された導光板の位置決め用の突起を導光板の側面の出射面側に偏らせて配置することにより、位置決め用の突起による輝線等を目立たなくするものである。このような手法を利用して位置決め用の突起のようにゲートの一部を残せば、ゲートの一部が導光板に残っていても、発光面の品位に支障を来さないようにすることができると考えられる。
【0008】
しかしながらこの方法にあっては、突起の付け根で反射された照明光が出射面に達するまでの間に、その各成分の伝搬方向の十分に散らす、すなわち導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合には十分に効果を発揮できない。すなわちこの方法は、導光板の厚みが比較的厚い場合には効果があるものの、導光板の厚みが薄い場合には輝線が出射面に観察されてしまう。また導光板においては、導光板を構成する透明樹脂にそれとは屈折率の異なる樹脂材料からなる微粒子を混入させることにより、また出射面、裏面等の加工により、導光板の内部を伝搬する照明光を散乱させて出射光量を調整するようになされており、このような導光板においては、入射面から入射面と対向する端面までの距離(以下光路長と呼ぶ)が長い場合には、照明光を散乱させる機能を低下させることが必要になることにより、この場合も輝線等の発生が出射面より観察されてしまう場合がある。
【0009】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合でも、導光板の側面に形成されるゲート等の突起による輝線の発生を低減することができる導光板と、この導光板を使用したサイドライト型面光源装置、このサイドライト型面光源装置を用いた液晶表示装置を提案しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項1の発明においては、所定の一次光源から射出される照明光を入射面から入射し、照明光を屈曲して出射面より出射する導光板において、出射面又は出射面と対向する面に、入射面とほぼ直交する方向に延長する1対の斜面による突起が入射面に沿って繰り返し形成され、入射面とほぼ直交する側面の、側面を厚み方向に2分割する仮想線より裏面側に、側面より突出する突起が形成されてなるようにする。
【0012】
また請求項2の発明においては、請求項1に係る構成において、突起は、少なくとも入射面と対向する側の面に向かって、厚みが徐々に薄くなるように形成されてなるようにする。
【0013】
また請求項3の発明においては、請求項1又は請求項2に記載の導光板を用いてサイドライト型面光源装置を構成する。
【0014】
また請求項4の発明においては、請求項3に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明して液晶表示装置を構成する。
【0015】
請求項1の構成によれば、入射面とほぼ直交する側面の、側面を厚み方向に2分割する仮想線より裏面側に、側面より突出する突起が形成されてなることにより、入射面より入射した照明光のうち、突起の付け根を明るく照らし出してなる照明光にあっては、突起の付け根より出射された後、導光板の内部を長い距離伝搬することなく、側面近傍の領域より速やかに出射される。従って出射面の中央に向かって延長する輝線の長さをその分短くすることができる。特に、導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合、すなわち導光板の厚みが薄い場合には、その分側面近傍において、出射面と裏面との間で照明光の反射がより多く繰り返されて出射面からの出射が促されることにより、このような輝線の長さを短くすることができる。また光路長が長い場合には、その分導光板における照明光の散乱が少ないことにより、同様に、側面近傍で出射が促され、このような輝線の長さを短くすることができる。これらにより導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合でも、ゲート等の突起による輝線の発生を低減することができる。
【0016】
また出射面又は出射面と対向する面に、入射面とほぼ直交する方向に延長する1対の斜面による突起が入射面に沿って繰り返し形成されてなることから、出射面より出射される照明光にあっては、この突起の繰り返しによって指向性が補正されるものの、突起に起因する輝線は強調されることになる。しかしながらこのような構成に係る場合でも、請求項1に係る構成によれば、突起の付け根より出射された照明光を速やかに出射して輝線の長さを短くすることができ、これらにより導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合でも、ゲート等の突起による輝線の発生を低減することができる。
【0017】
また請求項2の構成によれば、請求項1に係る構成において、少なくとも入射面と対向する側の面に向かって、突起の厚みが徐々に薄くなるように形成されていることにより、最も照明光により明るく照らし出される突起の付け根の長さをその分短くすることができる。従ってその分ゲート等の突起による輝線の発生を低減することができる。
【0018】
これらにより請求項3の構成によれば、請求項1又は請求項2に記載の導光板を用いてサイドライト型面光源装置を構成することにより、高品位の照明光を出射することができる。
【0019】
また請求項4の構成によれば、請求項3に記載のサイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明して液晶表示装置を構成することにより、高品位の画像を表示することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。なお図面は、理解が容易となるように一部を極端に誇張して示す。
【0021】
(1)第1の実施の形態
(1−1)第1の実施の形態の構成
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図である。この液晶表示装置1は、このサイドライト型面光源装置2の前面に液晶表示パネル3を配置し、このサイドライト型面光源装置2より出射される照明光により液晶表示パネル3を照明する。
【0022】
ここでサイドライト型面光源装置2は、導光板4の入射面4A側に一次光源5を配置すると共に、反射シート6、導光板4、光制御部材として機能するプリズムシート7を順次積層し、図示しないフレームに保持して作成される。
【0023】
一次光源5は、冷陰極管でなる蛍光ランプ8の周囲をリフレクタ9で囲って形成され、リフレクタ9の開口側より導光板4の入射面4Aに照明光Lを入射する。ここでリフレクタ9は、蛍光ランプ8からの照明光を正反射又は乱反射する例えばシート材により形成される。
【0024】
導光板4は、透明樹脂でなる例えばポリメチルメタクレート(PMMA樹脂)等の透明樹脂を射出成形して断面楔型に形成され、薄い厚みにより形成される。導光板4は、入射面4Aより一次光源の照明光を入射し、これによりA−A線により切り取って図2に断面を示すように、出射面4Cと裏面4Bとの間を繰り返し反射して照明光Lを伝搬し、この出射面4C及び裏面4Bにおける反射の際に、臨界角以下の成分を出射面4C及び裏面4Bより出射する。
【0025】
さらに導光板4は、裏面4Bにプリズム面が形成される。ここでこのプリズム面は、図1において矢印Bにより部分的に拡大して示すように導光板4の裏面4Bに、入射面4Aに沿って微小な突起が繰り返し作成されて形成される。ここでこの微小な突起は、入射面4Aとほぼ直交する方向に延長する1対の斜面4E、4Fを有し、この1対の斜面4E、4Fが直接接続されて断面三角形形状に形成される。
【0026】
これらの突起は、斜面4E、4Fの成す角度(頂角)が約100度になるように形成される。これにより導光板4は、入射面4Aと平行な面内において、出射光の指向性を出射面4Cの正面方向に補正する。なおこの斜面4E、4Fの成す角度は、50〜130度の範囲で適宜選定して実用に供する特性を得ることができる。また突起は、ほぼ50〔μm〕の繰り返しピッチにより形成され、これにより出射面より目視して視認することができないようになされている。
【0027】
さらに導光板4は(図1)、出射面4Cに照明光の出射を促す光散乱パターンが作成される。ここで光散乱パターンは、例えばマット面処理、対応する金型へのエッチング、放電加工等の適当な粗面化処理により、出射面4Cを矩形形状、円形形状、その他の形状により部分的に粗面化して形成され、これにより導光板4の内部を伝搬する照明光を散乱させて出射面4Cから出射を促すようになされている。これら光散乱パターンは、個々の光散乱パターンの大きさ、光散乱パターンを配置するピッチ等を変えることにより、単位面積当たりに占める光散乱パターンの面積が光散乱パターンを形成する部位に応じて適宜調整される。これによりサイドライト型面光源装置2においては、出射面より出射される照明光の出射光量が出射面の全面にわたって均一化となるようになされている。またこれら光散乱パターンは、所定の乱数を用いた位置決めにより不規則に出射面に配置され、これにより液晶表示パネル3の各画素との干渉によるモアレ縞の発生を有効に回避できるようになされている。なお導光板にあっては、光拡散パターンに代えて各部位に応じて粗さの程度を変えて出射面4Cの全面を粗面とすることにより、出射光量を均一化することもできる。かくするにつき導光板4においては、光路長が長いことにより、この光散乱パターン等により照明光を散乱させる機能が光路長の短いものに比して低下するように設定されていることになる。
【0028】
導光板4において、さらに出射面4Cは、外周より1〜2〔mm〕程度内側の領域AR2が有効発光領域に設定され、この有効発光領域AR2から出射される照明光が液晶表示パネル3の照明に利用されるようになされている。かくするにつきサイドライト型面光源装置2では、遮光用のテープの貼り付け、遮光インクの印刷等のマスキング処理により、有効発光領域AR2以外の出射面から出射される照明光を液晶表示パネル3側に出射しないようになされている。
【0029】
さらに導光板4は、一方の側面4Gにゲートを配置して成形され、図1において符号Cにより部分的に拡大して示すように、このゲートによる突起4Hが取り残されたままになされている。
【0030】
ここでこの突起4Hは、入射面4Aより所定距離だけ離間した位置に側面4Gより突出するように形成される。さらに突起4Hは、側面を厚み方向に2分割する仮想線より裏面4B側に形成される。これにより導光板4は、照明光により突起4Hの付け根が明るく照らし出されてなる場合に、この突起4Hの付け根で反射された照明光を側面4Gの近傍で出射面4Cより速やかに出射することができるようになされている。
【0031】
さらに突起4Hは、台形形状による一様な断面形状により側面4Gから突出するように形成され。さらに突起4Hは、図3の側面図により示すように、この台形形状の底面4HBが裏面4Bと同一平面となるように形成される。これにより導光板4は、少なくとも裏面4B側においては、突起4Hの付け根が照明光により明るく照らし出されないようになされている。
【0032】
さらに突起4Hは、薄肉に作成され、入射面4A側の側面4HAが入射面4Aとほぼ平行な面により作成される。これに対して、楔型先端側は、楔型先端側に向かうに従って徐々に突起4Hの厚みが薄くなるように、突起4Hの側面4HDが底面4HBに対して斜めに傾いた平面により形成される。これにより導光板4は、楔型先端側においては、突起4Hの付け根が入射面4Aと平行に向き合わないようになされている。
【0033】
突起4Hは、底面4HBと側面4HDとのなす角θが45度より小さくなるように設定され、これによりこの側面4HDの付け根が出射面4Cと平行な方向に倒れ込んだ状態となるようになされている。
【0034】
反射シート6は(図1及び図2)、導光板4の裏面4Bより漏れ出す照明光を反射させることにより、この漏れ出した照明光を導光板4に再入射させて照明光の利用効率を向上させる。ここで反射シート6は、照明光を効率良く反射する白色PETフィルム等による乱反射部材により構成される。
【0035】
プリズムシート7は、導光板4の出射面4Cと対向する側の面に光制御面であるプリズム面が形成される。ここでプリズム面は、導光板4の裏面4Bにおける突起の繰り返し方向とほぼ直交する方向に、1対の斜面による突起が繰り返し作成されて形成され、この1対の斜面により導光板4から出射される照明光の指向性を出射面4Cの正面方向に補正する。
【0036】
(1−2)第1の実施の形態の動作
以上の構成において、この液晶表示装置1は(図1)、サイドライト型面光源装置2により面光源が構成され、このサイドライト型面光源装置2より出射される照明光により液晶表示パネル3が照明される。これにより液晶表示装置1では、液晶表示パネルを駆動して種々の画像を表示することができる。
【0037】
ここでサイドライト型面光源装置2は、一次光源5を構成する蛍光ランプ8より照明光が出射され、この照明光が直接に、またはリフレクタ9により反射されて導光板4の入射面4Aより導光板4に入射する。さらにこの導光板4の内部において裏面4Bと出射面4Cとの間で反射を繰り返しながら、この入射面4Aより入射した照明光が導光板4の内部を伝搬し、裏面4B及び出射面4Cにおける反射の際に臨界角以下の成分がそれぞれ裏面4B及び出射面4Cより出射される。
【0038】
このときサイドライト型面光源装置2は、裏面4Bから出射される照明光にあっては、裏面4B側に配置された反射シート6により反射されて導光板4に再入射し、結局、出射面4Cより出射され、これにより照明光の利用効率が向上される。また出射面4Cに配置された光散乱パターンにより照明光の出射が促され、これにより均一な光量分布により出射面4Cから出射される。またこのようにして出射面4Cより出射される照明光が導光板4の裏面4Bに形成されたプリズム面により入射面4Aと平行な面内における指向性が補正され、また出射面4Cに配置されたプリズムシート7によりこれと直交する方向について指向性が補正される。
【0039】
このような照明光の出射原理に係るサイドライト型面光源装置2においては、単に導光板4の側面に突起を形成した場合、この突起の付け根が導光板4の内部を伝搬する照明光により明るく照らし出され、この付け根が出射面より見て取られることにより、出射面4Cに輝線が発生することになる(図8参照)。
【0040】
ところがこの実施の形態においては、側面4Gを厚み方向に2分割する仮想線より裏面4B側にゲートによる突起4Hが形成されてなることにより、この突起4Hの付け根を明るく照らし出してなる照明光にあっては、突起4Hの付け根より出射された後、導光板4の内部を長い距離伝搬することなく、側面4G近傍の領域より速やかに出射される。
【0041】
特に導光板4においては、厚みが薄いことにより、突起4Hの付け根より出射された照明光が側面4Gの近傍において出射面4Cと裏面4Bとの間で繰り返し反射し、これにより側面4Gの近傍でその殆どが出射面4Cから出射される。従ってその分、このような輝線の長さを短くすることができる。これによりサイドライト型面光源装置2においては、輝線の発生を低減することができる。
【0042】
また図4に示すように、サイドライト型面光源装置2においては、出射面4Cの内側領域AR2が有効発光領域であることにより、このように側面4Gの近傍より出射される輝線の発生原因となる照明光にあっては、液晶表示パネル3への供給が遮られ、これによりこのような輝線の発生を殆ど知覚することができないようにすることができる。
【0043】
さらにサイドライト型面光源装置2においては、突起の底面4HBが裏面4Bと同一平面となるように形成されており、これにより少なくともこの裏面4B側の付け根については、照明光により明るく照らし出されるようなコーナー等を有していないことになる。これによりサイドライト型面光源装置2においては、少なくとも裏面4B側の突起4Hの付け根においては、輝線の発生源が形成されていないことにより、その分輝線の発生を低減することができる。
【0044】
またサイドライト型面光源装置2においては、突起4Hが薄肉に作成され、これにより突起4Hの付け根のうち、導光板4の内部を伝搬する照明光により明るく照らし出される側である導光板4の厚み方向に延長する付け根の長さが短くなるようになされ、これによっても輝線の発生を低減することができる。
【0045】
またこのように薄肉に形成して、突起4Hは、楔型先端側に向かうに従って徐々に厚みが薄くなるように形成され、楔型先端側においては、突起4Hの付け根が入射面4Aと平行に向き合わないようになされていることにより、これによっても輝線の発生を低減することができる。
【0046】
すなわちこのような輝線は、導光板の内部を伝搬する照明光により明るく照らし出された部分が出射面側より見てとられることにより発生する。従って突起4Hを形成した場合、明るく輝く突起4Hの付け根が出射面側より見て取られて発生するものであり、このような突起4Hのうち、照明光の伝搬方向を横切るように形成された付け根である導光板4の厚み方向に延長する付け根で輝線の発生が顕著になる。またこのような付け根のうち、照明光の伝搬を遮るように形成された付け根である突起の楔型先端側の付け根の方が突起の入射面側の付け根より輝線の発生が顕著となる。
【0047】
このような前提の元で、このサイドライト型面光源装置2において、突起4Hの楔型先端側においては、突起4Hの付け根が入射面4Aと平行に向き合わないようになされていることにより、最も明るく照らし出される照明光の伝搬方向を横切る付け根であって、照明光の伝搬を遮る付け根については、かろうじて斜面4Hと底面4HBの接続部に発生するに留めることができる。なおこの接続部の付け根にあっては、ほとんど点と言い得る長さである。これによりこの実施の形態では、最も照明光により明るく照らし出される突起4Hの付け根の長さを短くしてその分輝線の発生を低減することができる。
【0048】
なおこのように楔型先端側に向かうに従って徐々に厚みが薄くなるように突起4Hを形成した場合、この厚みが薄くなる部分の突起4Hの付け根(側面4HDの付け根である)については、照明光の伝搬を遮ることとなる。しかしながらこの付け根にあっては、底面4HBと側面4HDとのなす角θが45度より小さな角度となるように形成されていることにより、導光板の厚み方向に対して傾いて形成されていることになり、その分照明光により照らし出される程度が小さくなる。検討した結果によれば、この角度を45度より小さな角度に設定すれば、この付け根による輝線の発生を実用上十分な程度に低減することができる。
【0049】
かくしてサイドライト型面光源装置2においては、ゲートの一部を残して導光板4の側面4Gに突起4Hを形成しても、十分に輝線の発生を低減できることにより、ゲートによる突起4Hを取り除く後加工の処理を省略することができ、その分全体として簡易な工程により作成することができる。
【0050】
(1−3)第1の実施の形態の効果
以上の構成によれば、導光板4の側面4Gの、側面4Gを厚み方向に2分割する仮想線より裏面4B側に、ゲートによる突起4Hを形成することにより、導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合でも、ゲートの突起4Hによる輝線の発生を低減することができる。
【0051】
従ってこのゲートによる突起4Hを取り除く後加工を省略して導光板を作成することができ、またこの導光板を用いてサイドライト型面光源装置、液晶表示装置を構成することができ、その分簡易な工程により導光板、サイドライト型面光源装置、液晶表示装置を作成することができる。
【0052】
またこのとき楔型先端側に向かって、厚みが徐々に薄くなるように突起を形成することにより、ゲート等の突起による輝線の発生を低減することができる。
【0053】
(2)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、断面台形形状により突起を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図5に示すように、楔型先端側に向かって、全体の厚みが徐々に薄くなるように、断面三角形形状により突起を作成してもよい。また図6に示すように断面を円弧形状として、又は図7に示すように断面を三角形形状として、楔型先端側だけでなく入射面側に向かっても全体の厚みが徐々に薄くなるように突起を形成してもよい。
【0054】
また上述の実施の形態においては、ゲートによる突起を導光板に形成して後加工しない場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ゲートによる突起に代えて位置決め用の突起を導光板に作成する場合にも適用することができる。なおこの場合、ゲートによる突起を位置決め用の突起に兼用することも考えられる。
【0055】
また上述の実施の形態においては、導光板の裏面にプリズム面を形成し、出射面に光散乱パターンを配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これとは逆に導光板の裏面に光散乱パターン等を配置し、出射面をプリズム面とする構成等にも広く適用することができる。
【0056】
また上述の実施の形態においては、導光板の出射面にプリズムシートを配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々のシート材を配置する場合に広く適用することができる。
【0057】
また上述の実施の形態においては、透明樹脂により導光板を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、導光板を構成する透明樹脂に、それとは屈折率の異なる樹脂材料からなる微粒子を混入させて導光板を構成する場合にも広く適用することができる。
【0058】
さらに上述の実施の形態においては、断面楔型形状の板状部材でなる導光板を用いたサイドライト型面光源装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、平板形状の板状部材により導光板を構成する方式のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【0059】
さらに上述の実施の形態では、一端面より照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【0060】
また上述の実施の形態では、棒状光源でなる蛍光ランプにより一次光源を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、発光ダイオード等の点光源を複数配置して一次光源を形成する場合にも広く適用することができる。
【0061】
さらに上述の実施の形態では、バックライト方式の液晶表示装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等のサイドライト型面光源装置に広く適用することができる。
【0062】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、側面を厚み方向に2分割する仮想線より裏面側に、側面より突出する突起を形成することにより、導光板の内部で照明光を十分に散乱させることが困難な場合でも、ゲート等の突起による輝線の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図2】図1の液晶表示装置のサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図3】図2のサイドライト型面光源装置における導光板の突起を示す側面図である。
【図4】図2のサイドライト型面光源装置の動作の説明に供する斜視図である。
【図5】他の実施の形態に係る導光板を示す側面図である。
【図6】図5とは異なる他の実施の形態に係る導光板を示す側面図である。
【図7】図5及び図6とは異なる他の実施の形態に係る導光板を示す側面図である。
【図8】突起による輝線の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
1……液晶表示装置、2……サイドライト型面光源装置、3……液晶表示パネル、4……導光板、4A……入射面、4B……裏面、4C……出射面、4G……側面、4H……突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide plate, a sidelight type surface light source device, and a liquid crystal display device, and in particular, a light guide plate in which protrusions by a pair of inclined surfaces are repeatedly formed along the incident surface on the exit surface or the surface facing the exit surface; The present invention can be applied to a sidelight type surface light source device using the light guide plate and a liquid crystal display device using the sidelight type surface light source device. Even if it is difficult to sufficiently scatter illumination light inside the light guide plate by forming a protrusion protruding from the side surface on the back side of the imaginary line dividing the side surface into two in the thickness direction, the gate It is possible to reduce the generation of bright lines due to protrusions such as.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a liquid crystal display device, a liquid crystal display panel is illuminated by a sidelight type surface light source device, thereby reducing the overall shape.
[0003]
In such a sidelight type surface light source device, illumination light is incident from an end surface (hereinafter referred to as an incident surface) of a light guide plate which is a transparent plate member, and is repeatedly reflected inside the light guide plate to propagate the illumination light. At the same time, the surface light source is formed by using the illumination light of a rod-shaped light source such as a fluorescent lamp by emitting the light from the emission surface.
[0004]
A light guide plate applied to such a sidelight type surface light source device is formed by injection-molding a transparent resin or the like to create a transparent plate member, and then post-processing the transparent plate member. Here, when the light guide plate is formed by injection molding, there is a problem in which position of the light guide plate where the gate serving as a material resin injection port is arranged. For example, when a gate is arranged on the incident surface of the light guide plate (in many cases, the light guide plate is actually formed by arranging the gate on the incident surface), when part of the gate is cut after molding, As a result, a so-called gate mark is formed on the incident surface due to remaining or a part of the incident surface being beaten, and bright lines resulting from this are observed on the exit surface of the light guide plate. The quality of the light emitting surface is significantly reduced. For this reason, when the light guide plate is injection-molded with the gate disposed on the incident surface, it is necessary to perform post-processing after molding to remove the gate traces remaining on the incident surface, which simply increases the time required to create the light guide plate. In addition, troublesome operations such as scratches on the light guide plate during post-processing and the adhering of dust such as cutting powder have been forced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in injection molding, it is difficult to cut the gate so that no gate marks remain, but the gate is cut so that a part of the gate as a protrusion protruding with a certain protrusion amount remains in the molded product. Is relatively easy, and such a gate cutting process can be performed simultaneously with the opening of the molding die. Therefore, even if a part of the gate remains on the light guide plate as a protrusion that protrudes with a certain amount of protrusion, post-processing after molding becomes unnecessary if the quality of the light emitting surface can be prevented. It is possible to reduce the labor required for creation.
[0006]
As one method for this purpose, for example, it is conceivable to use the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-265609. This method is intended to solve the following problems. That is, when positioning protrusions are created on the side surfaces of the light guide plate, as shown in FIG. 8, the illumination light component reflected at the base of the protrusions behaves differently from the other illumination light components and reaches the exit surface. There is a problem that an area AR1 having a high luminance level is formed in a streak shape from the root of the protrusion toward the center of the light guide plate. In particular, such a region AR1 becomes prominent when a pair of inclined projections are repeatedly formed on the back surface of the light guide plate along the incident surface to enhance the directivity of the illumination light.
[0007]
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-265609, the positioning projections of the light guide plate housed in the frame are arranged so as to be biased toward the emission surface of the side surface of the light guide plate. Is inconspicuous. If a part of the gate is left like a protrusion for positioning using such a method, even if a part of the gate remains on the light guide plate, the quality of the light emitting surface should not be hindered. It is thought that you can.
[0008]
However, with this method, the illumination light reflected at the base of the projection is sufficiently scattered in the propagation direction of each component until it reaches the exit surface, that is, the illumination light is sufficiently scattered inside the light guide plate. If it is difficult to do this, the effect cannot be fully demonstrated. That is, this method is effective when the thickness of the light guide plate is relatively thick, but bright lines are observed on the exit surface when the thickness of the light guide plate is thin. In the light guide plate, illumination light that propagates inside the light guide plate by mixing fine particles made of a resin material having a different refractive index into the transparent resin that constitutes the light guide plate, and processing the exit surface, the back surface, etc. In such a light guide plate, if the distance from the incident surface to the end surface facing the incident surface (hereinafter referred to as the optical path length) is long, the illumination light In this case, generation of bright lines or the like may be observed from the exit surface because it is necessary to reduce the function of scattering light.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above points, and even when it is difficult to sufficiently scatter illumination light inside the light guide plate, generation of bright lines due to protrusions such as gates formed on the side surfaces of the light guide plate A light guide plate capable of reducing the above, a side light type surface light source device using the light guide plate, and a liquid crystal display device using the side light type surface light source device are proposed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, in the light guide plate in which the illumination light emitted from the predetermined primary light source is incident from the incident surface, and the illumination light is bent and emitted from the emission surface , the emission surface or the emission surface A pair of inclined projections extending in a direction substantially orthogonal to the incident surface is repeatedly formed along the incident surface on the surface facing the surface, and the side surface of the side surface substantially orthogonal to the incident surface is divided into two in the thickness direction. A protrusion protruding from the side surface is formed on the back side of the imaginary line.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the protrusions are formed so that the thickness gradually decreases toward at least the surface facing the incident surface.
[0013]
Moreover, in invention of Claim 3 , a sidelight type surface light source device is comprised using the light-guide plate of Claim 1 or Claim 2 .
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, a liquid crystal display device is constructed by illuminating a liquid crystal display panel with the side light type surface light source device according to the third aspect.
[0015]
According to the configuration of the first aspect, the projection that protrudes from the side surface is formed on the back surface side of the imaginary line that divides the side surface into two in the thickness direction of the side surface that is substantially orthogonal to the incident surface. Among the illumination lights, the illumination light that brightly illuminates the base of the projection is emitted from the base of the projection and then propagates more quickly from the region near the side surface without propagating through the light guide plate for a long distance. Emitted. Therefore, the length of the bright line extending toward the center of the emission surface can be shortened accordingly. In particular, when it is difficult to sufficiently scatter the illumination light inside the light guide plate, that is, when the thickness of the light guide plate is thin, the illumination light is reflected between the exit surface and the back surface in the vicinity of the side surface accordingly. The number of such bright lines can be shortened by repeating more times and prompting emission from the emission surface. Further, when the optical path length is long, the scattering of the illumination light in the light guide plate is correspondingly reduced, and similarly, emission is promoted in the vicinity of the side surface, and the length of the bright line can be shortened. Thus, even when it is difficult to sufficiently scatter the illumination light inside the light guide plate, generation of bright lines due to protrusions such as gates can be reduced.
[0016]
The reflecting surface or emission surface which faces out was or, since the projections by the slope of the pair extending in a direction substantially perpendicular to the incident surface is formed repeatedly along the incident surface, and is emitted from the output surface In the illumination light, the directivity is corrected by repeating the projection, but the bright line resulting from the projection is emphasized. However, even in such a configuration, according to the configuration according to the first aspect, the illumination light emitted from the base of the protrusion can be quickly emitted to shorten the length of the bright line. Even when it is difficult to sufficiently scatter the illumination light inside, the generation of bright lines due to protrusions such as gates can be reduced.
[0017]
According to the configuration of claim 2, in the configuration according to claim 1 , the projection is formed so that the thickness of the protrusion gradually decreases toward at least the surface facing the incident surface. The length of the base of the protrusion that is brightly illuminated by light can be shortened accordingly. Accordingly, generation of bright lines due to projections such as gates can be reduced accordingly.
[0018]
Thus, according to the configuration of claim 3 , high-quality illumination light can be emitted by configuring the sidelight type surface light source device using the light guide plate according to claim 1 or 2 .
[0019]
According to the configuration of the fourth aspect, a high-quality image can be displayed by illuminating the liquid crystal display panel with the side light type surface light source device according to the third aspect to configure the liquid crystal display device.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Note that a part of the drawings is exaggerated for easy understanding.
[0021]
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of First Embodiment FIG. 1 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. In the liquid crystal display device 1, a liquid crystal display panel 3 is disposed in front of the sidelight type surface light source device 2, and the liquid crystal display panel 3 is illuminated with illumination light emitted from the sidelight type surface light source device 2.
[0022]
Here, the sidelight type surface light source device 2 arranges the primary
[0023]
The primary
[0024]
The
[0025]
Furthermore, the
[0026]
These protrusions are formed so that the angle (vertical angle) formed by the
[0027]
Further, in the light guide plate 4 (FIG. 1), a light scattering pattern that encourages the emission of illumination light on the
[0028]
In the
[0029]
Further, the
[0030]
Here, the
[0031]
Further, the
[0032]
Further, the
[0033]
The
[0034]
The reflection sheet 6 (FIGS. 1 and 2) reflects the illumination light leaking from the
[0035]
In the prism sheet 7, a prism surface that is a light control surface is formed on the surface of the
[0036]
(1-2) Operation of the First Embodiment In the above configuration, the liquid crystal display device 1 (FIG. 1) has a surface light source configured by the side light type surface light source device 2, and this side light type surface light source device. The liquid crystal display panel 3 is illuminated by the illumination light emitted from 2. Thereby, in the liquid crystal display device 1, a liquid crystal display panel can be driven and various images can be displayed.
[0037]
Here, the sidelight type surface light source device 2 emits illumination light from the
[0038]
At this time, the sidelight type surface light source device 2 reflects the illumination light emitted from the
[0039]
In the sidelight type surface light source device 2 according to such an illumination light emission principle, when a protrusion is simply formed on the side surface of the
[0040]
However, in this embodiment, the
[0041]
In particular, in the
[0042]
As shown in FIG. 4, in the sidelight type surface light source device 2, since the inner area AR <b> 2 of the
[0043]
Further, in the side light type surface light source device 2, the bottom surface 4HB of the protrusion is formed so as to be flush with the
[0044]
Further, in the sidelight type surface light source device 2, the
[0045]
Further, the
[0046]
That is, such a bright line is generated when a portion illuminated brightly by illumination light propagating through the inside of the light guide plate is seen from the exit surface side. Accordingly, when the
[0047]
Under such a premise, in this sidelight type surface light source device 2, the base of the
[0048]
When the
[0049]
Thus, in the sidelight type surface light source device 2, even if the
[0050]
(1-3) Effects of the First Embodiment According to the above configuration, the
[0051]
Therefore, the light guide plate can be formed by omitting the post-processing after removing the
[0052]
At this time, by forming the protrusions so that the thickness gradually decreases toward the wedge-shaped tip side, generation of bright lines due to protrusions such as gates can be reduced.
[0053]
(2) Other Embodiments In the above-described embodiment, the case where the protrusions are created with the trapezoidal cross section has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. You may create a processus | protrusion by the cross-sectional triangle shape so that the whole thickness may become thin gradually toward the side. Also, as shown in FIG. 6, the cross section has an arc shape, or the cross section has a triangular shape as shown in FIG. 7, so that the entire thickness gradually decreases not only on the wedge-shaped tip side but also on the incident surface side. A protrusion may be formed.
[0054]
In the above-described embodiment, the case where the projection by the gate is formed on the light guide plate and is not post-processed is described. However, the present invention is not limited thereto, and the projection for positioning is replaced with the projection by the gate on the light guide plate. It can also be applied when creating. In this case, it is also conceivable to use the projection by the gate also as the positioning projection.
[0055]
Further, in the above-described embodiment, the case where the prism surface is formed on the back surface of the light guide plate and the light scattering pattern is arranged on the output surface has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light guide plate is contrary to this. of the light scattering pattern or the like is disposed on the rear surface, the exit surface can be widely applied to configurations such that the prism surface.
[0056]
In the above-described embodiment, the case where the prism sheet is disposed on the light exit surface of the light guide plate has been described. However, the present invention is not limited to this and can be widely applied when various sheet materials are disposed.
[0057]
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the case where the light guide plate is constituted by the transparent resin has been described, the present invention is not limited to this, and the transparent resin constituting the light guide plate is made of a resin material having a refractive index different from that. The present invention can be widely applied to the case where a light guide plate is configured by mixing fine particles.
[0058]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a sidelight type surface light source device using a light guide plate made of a plate-shaped member having a wedge-shaped cross section has been described, but the present invention is not limited thereto, The present invention can also be widely applied to a sidelight type surface light source device in which a light guide plate is configured by a flat plate-shaped member.
[0059]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the illumination light is incident from one end face is described. However, the present invention is not limited to this, and the side light type surface light source device configured to receive the illumination light from another end face is also provided. Can also be widely applied.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the case where the primary light source is configured by the fluorescent lamp made of a rod-shaped light source has been described. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of point light sources such as light emitting diodes are arranged to form the primary light source. It can be widely applied to cases.
[0061]
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the backlight type liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the sidelight type surface light source device such as various illumination devices and display devices. Can be widely applied to.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the illumination light can be sufficiently scattered inside the light guide plate by forming the protrusion protruding from the side surface on the back surface side from the imaginary line dividing the side surface into two in the thickness direction. Even if it is difficult, generation of bright lines due to protrusions such as gates can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a side light type surface light source device of the liquid crystal display device of FIG. 1. FIG.
3 is a side view showing protrusions of a light guide plate in the sidelight type surface light source device of FIG. 2. FIG.
4 is a perspective view for explaining the operation of the sidelight type surface light source device of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a side view showing a light guide plate according to another embodiment.
6 is a side view showing a light guide plate according to another embodiment different from FIG. 5. FIG.
7 is a side view showing a light guide plate according to another embodiment different from FIGS. 5 and 6. FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining bright lines by protrusions.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2 ... Side light type surface light source device, 3 ... Liquid crystal display panel, 4 ... Light guide plate, 4A ... Incident surface, 4B ... Back surface, 4C ... Output surface, 4G ... Side, 4H …… Protrusions
Claims (4)
前記出射面又は前記出射面と対向する面に、前記入射面とほぼ直交する方向に延長する1対の斜面による突起が前記入射面に沿って繰り返し形成され、
前記入射面とほぼ直交する側面の、前記側面を厚み方向に2分割する仮想線より前記裏面側に、前記側面より突出する突起が形成された
ことを特徴とする導光板。In a light guide plate that enters illumination light emitted from a predetermined primary light source from an incident surface, bends the illumination light and emits it from an exit surface,
Protrusions by a pair of inclined surfaces extending in a direction substantially orthogonal to the incident surface are repeatedly formed along the incident surface on the exit surface or the surface facing the exit surface,
A light guide plate characterized in that a protrusion that protrudes from the side surface is formed on the back surface side of an imaginary line that bisects the side surface in the thickness direction of the side surface substantially orthogonal to the incident surface.
少なくとも前記入射面と対向する側の面に向かって、厚みが徐々に薄くなるように形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の導光板。The protrusion is
2. The light guide plate according to claim 1, wherein the light guide plate is formed such that the thickness gradually decreases toward at least a surface facing the incident surface.
ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。The side light type surface light source device using the light guide plate according to claim 1 .
ことを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display panel is illuminated by the sidelight type surface light source device according to claim 3 .
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