JP4421583B2 - Light guide plate and surface light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、導光板及び面発光装置に関する。 The present invention relates to a light guide plate and a surface light emitting device.
携帯型電話機等においては、液晶表示器をその背面から照明する面発光装置が採用されている。面発光装置は一般に導光板の側面に光源を配置した構成が採用されている。このような面発光装置では、導光板の側面に入射した光源からの光が導光板の出光面から均一に出光することが望ましい。このため、従来より輝度ムラ等を解消するために導光板に様々なパターンを設けたものが提案されている。 2. Description of the Related Art A surface light emitting device that illuminates a liquid crystal display from the back surface thereof is adopted in a portable phone or the like. A surface light emitting device generally employs a configuration in which a light source is disposed on a side surface of a light guide plate. In such a surface light emitting device, it is desirable that the light from the light source incident on the side surface of the light guide plate is uniformly emitted from the light exit surface of the light guide plate. For this reason, in order to eliminate luminance unevenness and the like, a light guide plate provided with various patterns has been proposed.
例えば、特許文献1には、光源側側面に滑らかに連続した曲面からなる凹凸を設け、光の強度分布を均一化し、輝度ムラを緩和する技術が提案されている。また、特許文献2には、光源側側面に対して直交する方向に延びるプリズムの多条の凸部を蛇行するように設け、輝線の発生を緩和する技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 proposes a technique for providing unevenness including a smoothly continuous curved surface on the light source side surface, uniforming the light intensity distribution, and reducing luminance unevenness.
ところで、面発光装置が搭載される携帯型電話機等の装置の薄型化の要請に伴い、面発光装置にも薄型化が要求され、導光板が薄型化しつつある。しかし、光源の薄型化には限界があり、また、光源からの光を効率良く導光板内に入射させる必要がある。そこで、導光板を均一の板厚さとせずに、光源側の一部の領域の厚みを厚くし、出光面の領域の厚みを薄くする方策が取られている。 By the way, along with a request for thinning a device such as a portable telephone on which the surface light emitting device is mounted, the surface light emitting device is also required to be thinned, and the light guide plate is being thinned. However, there is a limit to reducing the thickness of the light source, and light from the light source must be efficiently incident on the light guide plate. Therefore, measures are taken to increase the thickness of a part of the region on the light source side and reduce the thickness of the region of the light output surface without making the light guide plate uniform.
このような導光板では、板厚が厚い部分と薄い部分との境界部分において、出光面側となる上面が、光源側の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有することになる。この結果、反射面となる下面において反射した光源からの一次反射光が、傾斜面に対する絶対反射臨界角を超えて傾斜面から出光し易くなる。一次反射光は指向性が高い、強度の強い光であるため、傾斜面部分が明るくなってしまい、輝度ムラとなるスポットを生じてしまうという問題がある。 In such a light guide plate, the upper surface on the light exit surface side has an inclined surface that is inclined so that the plate thickness on the light source side is thick at the boundary portion between the thick and thin portions. As a result, the primary reflected light from the light source reflected on the lower surface serving as the reflecting surface is easily emitted from the inclined surface exceeding the absolute reflection critical angle with respect to the inclined surface. Since the primary reflected light is light having high directivity and high intensity, there is a problem that the inclined surface portion becomes bright and a spot with uneven brightness is generated.
そこで、本発明の目的は、導光板上面の傾斜面から一次反射光が出光することを抑制し、輝度ムラの発生を低減することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress the primary reflected light from being emitted from the inclined surface of the upper surface of the light guide plate, and to reduce the occurrence of luminance unevenness.
本発明によれば、光源からの光が入射される光源側側面と、前記光源からの光が出光する上面と、前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板において、前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、前記光拡散パターンは、前記光源側側面から、前記光源側側面と前記傾斜面の中央部との間の距離の範囲において形成されていることを特徴とする導光板が提供される。 According to the present invention, it has a light source side surface on which light from a light source is incident, an upper surface from which light from the light source is emitted, and a lower surface that is a reflection surface that reflects light from the light source, In the light guide plate having an inclined surface whose upper surface is inclined so that the thickness of the side surface on the light source side is increased, primary reflected light reflected from the lower surface of the light source is emitted through the inclined surface. A light diffusion pattern is formed on the lower surface, and the light diffusion pattern is formed in a range of a distance from the light source side surface to a center portion of the light source side surface and the inclined surface. A featured light guide plate is provided.
また、本発明によれば、光源からの光が入射される光源側側面と、前記光源からの光が出光する上面と、前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板において、前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、前記光拡散パターンは、前記一次反射光が前記傾斜面に入射される範囲において形成されていることを特徴とする導光板が提供される。Further, according to the present invention, the light source side surface on which light from the light source is incident, an upper surface from which the light from the light source is emitted, and a lower surface serving as a reflective surface that reflects the light from the light source are provided. In the light guide plate, the upper surface has an inclined surface that is inclined so that the thickness of the side surface on the light source side is increased, and the primary reflected light reflected by the lower surface of the light source passes through the inclined surface and is emitted. A light diffusion pattern is formed on the lower surface, and the light diffusion pattern is formed in a range where the primary reflected light is incident on the inclined surface. .
また、本発明によれば、上記導光板を採用した面発光装置として、光源と、前記光源からの光が入射される光源側側面と、前記光源からの光が出光する上面と、前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板と、前記下面に設けられた反射板と、を備えた面発光装置において、前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、前記光拡散パターンは、前記光源側側面から、前記光源側側面と前記傾斜面の中央部との間の距離の範囲において形成されていることを特徴とする面発光装置が提供される。
また、本発明によれば、光源と、前記光源からの光が入射される光源側側面と、前記光源からの光が出光する上面と、前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板と、前記下面に設けられた反射板と、を備えた面発光装置において、前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、前記光拡散パターンは、前記一次反射光が前記傾斜面に入射される範囲において形成されていることを特徴とする面発光装置が提供される。
According to the present invention, the surface light emitting device employing the light guide plate includes a light source, a light source side surface on which light from the light source is incident, an upper surface from which light from the light source is emitted, and the light source. A light guide plate having a lower surface that serves as a reflection surface for reflecting the light, and the upper surface has an inclined surface that is inclined so that the plate thickness of the side surface on the light source side is increased, and a reflection plate provided on the lower surface When, in the surface light-emitting device in which a to form a light diffusion pattern to reduce the primary reflected light which the light from the light source is reflected by the lower surface is the light exit through said inclined surface to said bottom surface, said light The diffusion pattern is formed in a range of the distance between the light source side surface and the light source side surface and the central portion of the inclined surface .
According to the present invention, the light source, the light source side surface on which the light from the light source is incident, the upper surface from which the light from the light source is emitted, and the lower surface to be a reflective surface that reflects the light from the light source In the surface light emitting device, comprising: a light guide plate having an inclined surface inclined so that a plate thickness of the side surface on the light source side is increased; and a reflection plate provided on the lower surface. A light diffusion pattern is formed on the lower surface to reduce primary reflected light reflected by the lower surface from the light source passing through the inclined surface, and the primary diffused light is inclined. A surface light emitting device is provided that is formed in a range incident on a surface.
本発明によれば、導光板上面の傾斜面から一次反射光が出光することを抑制し、輝度ムラの発生を低減することができる。特に、請求項1及び5に係る発明によれば、導光板上面と傾斜面との境界部分近傍において、導光板上面からの出光量が低下することを防止することができる。また、請求項2及び6に係る発明によれば、絶対反射臨界角を超えて導光板上面の傾斜面へ向う一次反射光をより効果的に減少させることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the primary reflected light from being emitted from the inclined surface on the upper surface of the light guide plate, and to reduce the occurrence of luminance unevenness. In particular, according to the first and fifth aspects of the present invention, it is possible to prevent the amount of light emitted from the upper surface of the light guide plate from being reduced in the vicinity of the boundary portion between the upper surface of the light guide plate and the inclined surface. Moreover, according to the
<全体構成>
図1は本発明の一実施形態に係る面発光装置100の分解斜視図、図2(a)は面発光装置100の側面視図である。面発光装置100は、導光板10と、光源20と、反射シート30と、光学シート40a及び40bを備える。
<Overall configuration>
FIG. 1 is an exploded perspective view of a surface
導光板10は、透明な板状の部材から略方形状に形成されており、例えば、ポリカーボネート等により形成される。導光板10は4つの側面11a乃至11dを有し、このうちの側面11aは光源20からの光が入射される光源側側面を形成している。
The
導光板10の上面12は光源20からの光が出光する出光面部12aと、傾斜面部12bと、出光面部12aと平行な光源側上面部12cと、を有する。また、導光板10の下面13は光源20の光を反射する反射面を構成し、下面13は出光面部12aと平行である。下面13には光拡散パターンが形成されている。詳細は後述する。
The
傾斜面部12bは、側面11a側において導光板10の板厚を相対的に厚くするために出光面部12a及び光源側上面部12cに対して傾斜して形成されており、出光面部12aにおける導光板10の厚みは光源側上面部12cにおける厚みよりも相対的に薄くなっている。
The
光源20はLED等の点光源であり、本実施形態の場合、側面11aに沿って複数配設されている。反射シート30は、導光板10の下面13下に設けられており、光源20からの光が下面13で反射せずに透過した場合にこれを反射して再び導光板10の内部に入射させるものである。光学シート40a、40bは導光板10の出光面部12a上に配設され、例えばプリズムシートや拡散シートであり、出光面部12aから出光する光の輝度の調整や輝度ムラの調整を行なう。なお、シートにはフィルム、板の双方が含まれる。
The
係る構成からなる面発光装置100では、光源20から出射した光が導光板10内で反射を繰り返しながら伝播し、出光面部12aから出光することになる。照明対象となる液晶表示器200は光学シート40a及び40b上に配設され、出光面部12aから出光した光は液晶表示器200を通過し、その表示画面を照明することになる。
In the surface
<下面の光拡散パターン>
次に、導光板10の下面13に形成した光拡散パターンについて説明する。図2(b)は導光板10の下面13を示す図である。下面13のうち、各光源20の近傍にはそれぞれ光拡散パターン13aが形成されている。光拡散パターン13aは、複数の凹部又は凸状部もしくはこれらの組合せからなり、本実施形態の場合、複数の凹部から構成されている。この光拡散パターン13aは光源20からの光が下面13で反射した一次反射光が傾斜面部12bを通過して出光することを低減するものである。その原理について説明する。
<Light diffusion pattern on the bottom>
Next, the light diffusion pattern formed on the
まず、光拡散パターン13aを設けない場合(従来の構成)の問題点について説明する。図3(a)は光拡散パターン13aを設けない場合の一次反射光の説明図である。同図に示すように、光源20から導光板10内に入射した光は下面13で反射して上面12へ向う(一次反射光)。この時、導光板10の厚みが均一であれば上面12への一次反射光の入射角は仮想線L1と一次反射光とがなす角度θ1となる。
First, a problem when the
しかし、本実施形態のように導光板10の厚みが均一でない場合、傾斜面部12bへの一次反射光の入射角は傾斜面部12bと一次反射光とがなす角度θ2となり、角度θ1よりも大きくなる。このため、傾斜面部12bに対する絶対反射臨界角を超えて傾斜面部12bへ向う一次反射光が多くなり、傾斜面部12bから出光する一次反射光が増加する。一次反射光は指向性が強く、かつ、強度が強いため、傾斜面部12から光が出光すると、これが光学シート40a及び40bに入射し、面発光装置100から出光する光のうち、傾斜面部12b側の一部の領域の輝度が高くなり、輝度ムラが生じる。
However, when the thickness of the
一方、本実施形態のように下面13に光拡散パターン13aを設けると、光源20からの光を拡散して一次反射光の反射角を制御することができ、図3(b)に示すように、一次反射光の下面13での反射角を小さくすることができる。この結果、傾斜面部12bに対する絶対反射臨界角を超えて傾斜面部12bへ向う一次反射光を少なくすることができる。こうして本実施形態では傾斜面部12bから一次反射光が出光することを抑制し、輝度ムラの発生を低減することができる。
On the other hand, when the
なお、光拡散パターン13aを形成することで、下面13から出光する光が増える場合があるが、図3(b)において符号1で示す反射光のように、反射シート30によって反射されて導光板10に戻るので、面発光装置100の出光量を低下させることはない。
In addition, although the light emitted from the
光拡散パターン13aを構成する凹部、凸部の形状は、傾斜面部12bの角度、導光板10の屈折率に応じて定めることができ、傾斜面部12bに対する絶対反射角度にて傾斜面部12bへ向う一次反射光が増加するように定めることができる。
The shape of the concave portion and the convex portion constituting the
本実施形態のように光源20を点光源とした場合、光源20から照射される光は放射状に広がるので、光拡散パターン13aは光源20の周囲を取り巻くように形成されることが望ましい。例えば、図2(b)に示すように、光源20を中心とした、仮想線13bで示す、半円形状の領域に形成するか、或いは、光源20を中心とした半長円形状の領域に形成することができる。
When the
一方、光源20として、冷陰極線管等の線状光源を採用した場合は、図5(a)に示すように、線状光源20’に沿うよう、帯状の範囲に光拡散パターン13aを形成することが望ましい。
On the other hand, when a linear light source such as a cold cathode ray tube is employed as the
次に、光拡散パターン13aの形成範囲はなるべく狭い範囲とすることが望ましい。光拡散パターン13aは、下面13での光の反射角を小さくするものであるため、広範囲に形成すると、出光面部12aからの光の出光率が低下する場合があるからである。図4は光拡散パターン13aの形成範囲の例を示す説明図である。
Next, the formation range of the
まず、光拡散パターン13aは、一次反射光が傾斜面部12bに入射される範囲において形成することができる。例えば、図4に示す領域R1であり、領域R1は光源20側の側面11aから出光面部12aまでの領域である。
First, the
領域R1に光拡散パターン13aを形成した場合、出光面部12aと傾斜面部12bとの境界部分近傍において、出光面部12aからの出光量が低下する場合がある。そこで、領域R2に光拡散パターン13aを形成することもできる。領域R2は側面11aから、側面11aと傾斜面部12bの中央部(仮想線CLで示す)との間の距離の範囲である。この例の場合、傾斜面部12bの出光面部12a側の領域において、一次反射光が傾斜面部12bから多少出光する可能性はあるが、出光面部12aと傾斜面部12bとの境界部分近傍において、出光面部12aからの出光量が低下することを防止することができる。
When the
また、領域R3は、傾斜面部12bの端部をそれぞれ通る、傾斜面部12bの絶対反射臨界角θ3方向の仮想線L2及びL3と下面13との交点間の領域である。この領域R3に光拡散パターン13aを形成した場合、絶対反射臨界角θ3を超えて傾斜面部12bへ向う一次反射光をより効果的に減少することができる。
Further, the region R3 is a region between the intersections of the imaginary lines L2 and L3 in the absolute reflection critical angle θ3 direction of the
なお、本実施形態では、導光板10の上面12が光源側上面部12cを有する構成を例示したが、図5(b)に示すように上面12が光源側上面部12cを有さず、出光面部12aと傾斜面部12bのみを有する導光板についても本発明は適用可能である。
In the present embodiment, the configuration in which the
10 導光板
12 上面
12b 傾斜面部
13 下面
13a 光拡散パターン
20 光源
100 面発光装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光源からの光が出光する上面と、
前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、
前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板において、
前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、
前記光拡散パターンは、前記光源側側面から、前記光源側側面と前記傾斜面の中央部との間の距離の範囲において形成されていることを特徴とする導光板。 A light source side surface on which light from the light source is incident;
An upper surface from which light from the light source is emitted;
A lower surface serving as a reflective surface for reflecting light from the light source,
In the light guide plate having an inclined surface that is inclined so that the plate thickness of the side surface on the light source side is thicker,
Forming a light diffusion pattern on the lower surface to reduce primary reflected light reflected by the lower surface from the light source through the inclined surface and exiting the light ;
The light diffusion plate is formed in a range of a distance between the light source side surface and the light source side surface and a central portion of the inclined surface from the light source side surface .
前記光源からの光が出光する上面と、
前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、
前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板において、
前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、
前記光拡散パターンは、前記一次反射光が前記傾斜面に入射される範囲において形成されていることを特徴とする導光板。 A light source side surface on which light from the light source is incident;
An upper surface from which light from the light source is emitted;
A lower surface serving as a reflective surface for reflecting light from the light source,
In the light guide plate having an inclined surface that is inclined so that the plate thickness of the side surface on the light source side is thicker,
Forming a light diffusion pattern on the lower surface to reduce primary reflected light reflected by the lower surface from the light source through the inclined surface and exiting the light ;
The light guide plate , wherein the light diffusion pattern is formed in a range in which the primary reflected light is incident on the inclined surface .
前記光拡散パターンは、前記点光源を中心とした半円形状の領域に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の導光板。 The light source is a point light source;
The light diffusion patterns, the light guide plate according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed in the region of the semicircular shape around the point light source.
前記光源からの光が入射される光源側側面と、前記光源からの光が出光する上面と、前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板と、
前記下面に設けられた反射板と、
を備えた面発光装置において、
前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、
前記光拡散パターンは、前記光源側側面から、前記光源側側面と前記傾斜面の中央部との間の距離の範囲において形成されていることを特徴とする面発光装置。 A light source;
A light source side surface on which light from the light source is incident, an upper surface from which the light from the light source is emitted, and a lower surface serving as a reflective surface that reflects the light from the light source, wherein the upper surface is the light source. A light guide plate having an inclined surface inclined so that the plate thickness of the side surface is thick;
A reflector provided on the lower surface;
In a surface light emitting device comprising:
Forming a light diffusion pattern on the lower surface to reduce primary reflected light reflected by the lower surface from the light source through the inclined surface and exiting the light ;
The surface light emitting device , wherein the light diffusion pattern is formed in a range of a distance between the light source side surface and the light source side surface and a central portion of the inclined surface .
前記光源からの光が入射される光源側側面と、前記光源からの光が出光する上面と、前記光源からの光を反射する反射面となる下面と、を有し、前記上面が、前記光源側側面の板厚が厚くなるように傾斜した傾斜面を有する導光板と、
前記下面に設けられた反射板と、
を備えた面発光装置において、
前記光源からの光が前記下面で反射した一次反射光が前記傾斜面を通過して出光することを低減する光拡散パターンを前記下面に形成し、
前記光拡散パターンは、前記一次反射光が前記傾斜面に入射される範囲において形成されていることを特徴とする面発光装置。 A light source;
A light source side surface on which light from the light source is incident, an upper surface from which the light from the light source is emitted, and a lower surface serving as a reflective surface that reflects the light from the light source, wherein the upper surface is the light source. A light guide plate having an inclined surface inclined so that the plate thickness of the side surface is thick;
A reflector provided on the lower surface;
In a surface light emitting device comprising:
Forming a light diffusion pattern on the lower surface to reduce primary reflected light reflected by the lower surface from the light source through the inclined surface and exiting the light ;
The surface light emitting device , wherein the light diffusion pattern is formed in a range in which the primary reflected light is incident on the inclined surface .
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