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JP2009176593A - Lighting device and display device using the same - Google Patents

Lighting device and display device using the same Download PDF

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JP2009176593A
JP2009176593A JP2008014691A JP2008014691A JP2009176593A JP 2009176593 A JP2009176593 A JP 2009176593A JP 2008014691 A JP2008014691 A JP 2008014691A JP 2008014691 A JP2008014691 A JP 2008014691A JP 2009176593 A JP2009176593 A JP 2009176593A
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JP
Japan
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light
guide plate
incident surface
light guide
light incident
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Pending
Application number
JP2008014691A
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Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Ono
雅史 小野
Shin Kurihara
慎 栗原
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain uneven light intensity emitted from a light-emitting surface of a light guide plate, using a simple structure. <P>SOLUTION: A illumination device 1 comprises the light guide plate 2 for emitting light incident from a light-incident surface from a light-exiting surface, by reflecting with a V-shaped groove 27 arranged at a lower surface, and spot light sources 4-1, 4-2, and 4-3 arranged on the light-incident surface. Grooves 3-1, 3-2, with curved surfaces wherein the moving direction of the incident light from the light-incident surface to an opposite surface is approached in a direction orthogonal to the light-incident surface, are formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2. The light incident from the light-incident surface moves by gradually approaching in the direction orthogonal to the light-incident surface so that the light incident from the light-incident surface repeats reflection to the grooves 3-1, 3-2. Then, the light with high directivity vertical to the light-exiting surface is generated with reflection of the V-shaped groove 27. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示等を行うための照明装置、及びこの照明装置を用いた表示装置に関する。   The present invention relates to an illumination device for performing liquid crystal display and the like, and a display device using the illumination device.

携帯電話等に用いられる液晶表示装置は、偏向板やカラーフィルター等の光を吸収する部材が使用されているため、自然光による反射光のみでは表示が暗くなってしまう。このため、液晶表示装置の表示を明るくするには、液晶表示装置の背面にバックライト等の照明装置を配置し、照明装置から液晶表示装置へ光を照射するようにしている。   A liquid crystal display device used for a cellular phone or the like uses a member that absorbs light such as a deflecting plate or a color filter, and therefore, the display becomes dark only by reflected light of natural light. For this reason, in order to brighten the display of the liquid crystal display device, an illumination device such as a backlight is disposed on the back surface of the liquid crystal display device so that light is emitted from the illumination device to the liquid crystal display device.

図8は、従来の照明装置の構成を示す外観図である。図9は、図8に示す照明装置の断面図である。この照明装置は、光を側面から入射して上面から出射するエッジライト方式(サイドライト方式)を用いており、Y方向プリズムシート21、X方向プリズムシート22、拡散板23、導光板24及び反射板25を階層的に備えて構成され、導光板24の側面の一辺に沿って線光源26が設けられている。   FIG. 8 is an external view showing a configuration of a conventional lighting device. FIG. 9 is a cross-sectional view of the lighting device shown in FIG. This illuminating device uses an edge light system (side light system) in which light enters from the side surface and exits from the upper surface, and includes a Y-direction prism sheet 21, an X-direction prism sheet 22, a diffusion plate 23, a light guide plate 24, and a reflection. A plate 25 is provided hierarchically, and a line light source 26 is provided along one side of the side surface of the light guide plate 24.

導光板24は、アクリル等の透明材料からなり、線光源26から入光面を介して光を入射する。導光板24の下面には、入光面から入射した光を上方(Z軸のプラス方向)へ散乱させるための複数のV字溝27が形成されている。線光源26は、発光素子を内包し、発光素子としてはLED(Light Emitting Diode)が使用される。   The light guide plate 24 is made of a transparent material such as acrylic, and receives light from the line light source 26 through the light incident surface. A plurality of V-shaped grooves 27 are formed on the lower surface of the light guide plate 24 to scatter light incident from the light incident surface upward (in the positive direction of the Z axis). The light source 26 includes a light emitting element, and an LED (Light Emitting Diode) is used as the light emitting element.

拡散板23は、導光板24に対向して上方に設けられ、導光板24の出光面から浅い角度で出射した光を垂直方向に散乱させる。これにより、導光板24のV字溝27に反射した光による輝度ムラを抑えることができる。   The diffusion plate 23 is provided above the light guide plate 24 and scatters light emitted at a shallow angle from the light exit surface of the light guide plate 24 in the vertical direction. Thereby, luminance unevenness due to the light reflected on the V-shaped groove 27 of the light guide plate 24 can be suppressed.

X方向プリズムシート22は、拡散板23に対向して上方に設けられ、鋸歯状の多数のプリズムがその表面のY軸方向に形成されており、Y軸方向の角度を有する光を垂直方向に向ける。Y方向プリズムシート21は、X方向プリズムシート22に対向して上方に設けられ、鋸歯状の多数のプリズムがその表面のX軸方向に形成されており、X軸方向の角度を有する光を垂直方向に向ける。   The X-direction prism sheet 22 is provided above the diffusing plate 23, and a large number of sawtooth prisms are formed in the Y-axis direction on the surface thereof, and light having an angle in the Y-axis direction is vertically directed. Turn. The Y-direction prism sheet 21 is provided on the upper side facing the X-direction prism sheet 22, and a large number of sawtooth prisms are formed in the X-axis direction on the surface, and light having an angle in the X-axis direction is perpendicular to the Y-direction prism sheet 21. Turn in the direction.

反射板25は、導光板24に対向して下方に設けられ、導光板24の下面から外部へ抜けて散乱した散乱光を、再び導光板24の下面から内部へ入射し、導光板24の出光面から上方へ出射する。   The reflection plate 25 is provided below and facing the light guide plate 24, and scattered light that has been scattered through the outside from the lower surface of the light guide plate 24 is incident on the inside from the lower surface of the light guide plate 24 again. Emits upward from the surface.

図9において、矢印は、線光源26から導光板24へ入射し、最終的にY方向プリズムシート21を介して上方へ出射する光を表している。光は、導光板24の上面及び下面等に全反射しながら内部を透過し、X軸のプラス方向へ進む。そして、導光板24の下方に形成されたV字溝27の傾斜面に入射すると、入射角度に応じて、全反射し上方へ向かったり、V字溝27から外部の大気中へ抜けて反射板25に反射し、導光板24へ再入射して上方へ向かったりする。したがって、導光板24の出光面から出射した光は拡散しており、必ずしも主な照明方向であるZ軸のプラス方向(出光面に対して垂直方向)に向いているとは限らない。つまり、出光面に対して垂直方向の光だけでなく、出光面に対して浅い角度の光も存在する。   In FIG. 9, an arrow indicates light that enters the light guide plate 24 from the line light source 26 and finally exits upward via the Y-direction prism sheet 21. The light passes through the inside while being totally reflected on the upper surface and the lower surface of the light guide plate 24 and proceeds in the positive direction of the X axis. When the light enters the inclined surface of the V-shaped groove 27 formed below the light guide plate 24, the light is totally reflected and goes upward depending on the incident angle, or passes through the V-shaped groove 27 to the outside atmosphere and is reflected by the reflective plate. The light is reflected by 25, re-enters the light guide plate 24, and moves upward. Therefore, the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 24 is diffused, and is not necessarily directed to the positive direction of the Z axis that is the main illumination direction (the direction perpendicular to the light exit surface). That is, there is not only light perpendicular to the light exit surface but also light at a shallow angle with respect to the light exit surface.

照明装置20から光の照射を受ける液晶表示装置は、垂直方向の指向性の高い光が必要である。そこで、このような拡散した光を垂直方向の指向性の高い光に偏向するために、Y方向プリズムシート21及びX方向プリズムシート22が設けられている。   The liquid crystal display device that is irradiated with light from the lighting device 20 needs light having high directivity in the vertical direction. Therefore, in order to deflect such diffused light into light having high directivity in the vertical direction, a Y-direction prism sheet 21 and an X-direction prism sheet 22 are provided.

しかしながら、Y方向プリズムシート21及びX方向プリズムシート22を設けた照明装置20では、部品点数が多くなり、組み付け工数が増加し、コストが高くなってしまう。そこで、Y方向プリズムシート21及びX方向プリズムシート22を不要とし、プリズムシートと導光板とが一体化した照明装置が知られている(特許文献1を参照)。   However, in the illumination device 20 provided with the Y-direction prism sheet 21 and the X-direction prism sheet 22, the number of parts increases, the number of assembling steps increases, and the cost increases. Therefore, an illumination device is known in which the Y-direction prism sheet 21 and the X-direction prism sheet 22 are not required, and the prism sheet and the light guide plate are integrated (see Patent Document 1).

図10は、従来の照明装置に用いる導光板の構成を示す図であり、下方から導光板の下面を見たときの構成を示している。導光板31は、複数条の溝32による乱反射パターンを設けた反射層33がその下面に形成されており、側面の一辺に沿って線光源34が設けられている。溝32は、導光板31の内部を通過する線光源34からの光の進行方向に沿った方向、すなわち入光面に直交する方向に、それぞれ平行に形成されている。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a light guide plate used in a conventional lighting device, and shows a configuration when the lower surface of the light guide plate is viewed from below. The light guide plate 31 is provided with a reflection layer 33 provided with a diffuse reflection pattern by a plurality of grooves 32 on the lower surface thereof, and a line light source 34 is provided along one side of the side surface. The grooves 32 are formed in parallel in the direction along the traveling direction of the light from the line light source 34 that passes through the inside of the light guide plate 31, that is, in the direction orthogonal to the light incident surface.

光は、線光源34から入光面を介して入射し、入光面に直交する向きに通過すると、各溝32により乱反射して出光面(上面)から出射する。各溝32において乱反射作用が均一となり、線光源34からの距離による輝度の変化も少なくなるから、結果として、導光板31の出光面から輝度ムラの少ない光を出射することができる。
特開平8−29624号公報
When light enters from the line light source 34 through the light incident surface and passes in a direction orthogonal to the light incident surface, the light is diffusely reflected by each groove 32 and emitted from the light output surface (upper surface). Since the irregular reflection action is uniform in each groove 32 and the change in luminance due to the distance from the line light source 34 is reduced, as a result, light with less luminance unevenness can be emitted from the light output surface of the light guide plate 31.
JP-A-8-29624

図10に示した導光板31を用いた照明装置は、導光板31の側面の一辺に線光源34を配置した面光源装置である。ここで、線光源34の代わりに所定の間隔で複数の点光源を配置した場合には、導光板31の入光面から均一に光が入射しないので、導光板31内を進む光の向きが場所によって異なる。そのため、各溝32の全長に渡って乱反射作用が均一にならず、輝度ムラのある光が導光板31の出光面から出射することになってしまう。このような点光源を用いた照明装置であっても、導光板31の出光面から出射される光の輝度ムラを抑えると共に、全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減できることが望ましい。   The illumination device using the light guide plate 31 shown in FIG. 10 is a surface light source device in which a line light source 34 is disposed on one side of the side surface of the light guide plate 31. Here, when a plurality of point light sources are arranged at predetermined intervals instead of the line light source 34, light does not uniformly enter from the light incident surface of the light guide plate 31, and therefore the direction of light traveling in the light guide plate 31 is determined. Varies by location. For this reason, the irregular reflection effect is not uniform over the entire length of each groove 32, and light with uneven brightness is emitted from the light exit surface of the light guide plate 31. Even in an illumination device using such a point light source, the luminance unevenness of the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 31 can be suppressed, the number of parts can be reduced as a whole, the number of assembling steps can be reduced, and the cost can be reduced. Is desirable.

そこで、本発明の目的は、導光板の側面に光源を配置した照明装置及びこれを用いた表示装置において、簡易な構成により、導光板の出光面から出射する光の輝度ムラを抑えることにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to suppress luminance unevenness of light emitted from a light exit surface of a light guide plate with a simple configuration in an illumination device in which a light source is disposed on a side surface of the light guide plate and a display device using the light source. .

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を講じた。   In order to solve the above problems, the present invention has taken the following measures.

(1)光源と、該光源から入光面を介して入射した光を反射機構により反射させ、該反射させた光を出光面から出射する導光板とを備える照明装置において、前記導光板には、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する溝が、入光面から該入光面に対向する面に向かって、前記出光面に形成されるようにした。   (1) In a lighting device including a light source and a light guide plate that reflects light incident from the light source through a light incident surface by a reflection mechanism and emits the reflected light from the light output surface, the light guide plate includes: And a groove having a curved surface for making the direction in which the incident light travels approach the direction orthogonal to the light incident surface is formed on the light exit surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. did.

(2)前記(1)の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面における断面形状及び入光面に対向する面における断面形状が少なくとも半円形の一部を有し、入光面に近いほど前記半円形の径が大きくなるように形成されるようにした。   (2) In the illumination device according to (1), the groove of the light guide plate has at least a part of a semicircular cross-sectional shape on a light incident surface and a cross-sectional shape on a surface facing the light incident surface. The semicircular diameter is formed so as to be closer to.

(3)前記(1)の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面における断面形状及び入光面に対向する面における断面形状が少なくとも半円形の一部を有し、入光面に近いほど前記半円形の径が小さくなるように形成されるようにした。   (3) In the illumination device according to (1), the groove of the light guide plate has at least a part of a semicircular cross-sectional shape on a light incident surface and a cross-sectional shape on a surface facing the light incident surface. The semicircular diameter is formed to be smaller as it is closer to.

(4)前記(1)の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面から、該入光面に対向する面に到る途中まで形成されるようにした。   (4) In the illumination device of (1), the groove of the light guide plate is formed from the light incident surface to the middle of the surface facing the light incident surface.

(5)前記(1)の照明装置において、前記導光板は、入光面から該入光面に対向する面に向かって、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する複数の溝が平行に形成されるようにした。   (5) In the illuminating device according to (1), the light guide plate is configured so that the traveling direction of incident light approaches the direction orthogonal to the light incident surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. A plurality of grooves having a curved surface are formed in parallel.

(6)前記(1)の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が少なくとも半円形の一部を有して形成されるようにした。   (6) In the illumination device of (1), the groove of the light guide plate is formed so that a cross-sectional shape parallel to the light incident surface has at least a part of a semicircular shape.

(7)前記(1)の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が少なくとも楕円形の一部を有して形成されるようにした。   (7) In the illumination device of (1), the groove of the light guide plate is formed so that the cross-sectional shape parallel to the light incident surface has at least a part of an ellipse.

(8)前記(6)または(7)の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が直線形状を有して形成されるようにした。   (8) In the illumination device of (6) or (7), the groove of the light guide plate is formed so that a cross-sectional shape parallel to the light incident surface has a linear shape.

(9)前記(1)の照明装置において、1つの前記光源と、1つの前記溝が形成された前記導光板とを備えるようにした。   (9) In the illumination device of (1), one light source and the light guide plate in which one groove is formed are provided.

(10)前記(1)から(8)までのいずれかの照明装置において、複数の前記光源と、該複数の光源のうちの2つの光源の間の入光面に、前記溝が形成された前記導光板とを備えるようにした。   (10) In any one of the illumination devices according to (1) to (8), the groove is formed on a light incident surface between the plurality of light sources and two light sources of the plurality of light sources. The light guide plate is provided.

(11)前記(1)から(10)までのいずれかの照明装置において、前記溝と前記導光板の出光面に対向する面との間の最小距離は、前記導光板の出光面と該出光面に対向する面との間の距離の0.2倍から0.8倍であるようにした。   (11) In the lighting device according to any one of (1) to (10), the minimum distance between the groove and the surface facing the light output surface of the light guide plate is the light output surface of the light guide plate and the light output. It was made to be 0.2 to 0.8 times the distance between the surfaces facing the surface.

(12)前記(1)から(11)までのいずれかの照明装置と、該照明装置が出射した光が照射される表示パネルとを備える表示装置とした。   (12) The display device includes any one of the illumination devices (1) to (11) and a display panel to which light emitted from the illumination device is irradiated.

本発明によれば、導光板には、入光面から該入光面に対向する面に向かって、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する溝が、出光面に形成されている。入光面から入射した光は、溝への反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向に徐々に近づいて進むようになる。そして、入光面から遠いほど、このような光が導光板の反射機構により反射するから、出光面に対して垂直方向の指向性の高い光となる。つまり、入光面に近いほど光源からの光により輝度が高くなり、入光面から遠いほど垂直方向の指向性の高い光により輝度が高くなる。したがって、導光板の出光面から出射する光の輝度ムラを、出光面全体で抑えることができる。また、プリズムシートが不要となるから、簡易な構成を実現することができ、部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することができる。   According to the present invention, the light guide plate has a groove having a curved surface for bringing the incident light traveling direction closer to a direction orthogonal to the light incident surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. , Formed on the light exit surface. The light incident from the light incident surface is gradually reflected in the groove, and gradually approaches the direction perpendicular to the light incident surface. Further, the farther from the light incident surface, the more such light is reflected by the reflection mechanism of the light guide plate, so that the light has a higher directivity in the direction perpendicular to the light exit surface. In other words, the closer to the light incident surface, the higher the luminance due to light from the light source, and the farther from the light incident surface, the higher the luminance due to light having high directivity in the vertical direction. Therefore, uneven brightness of light emitted from the light exit surface of the light guide plate can be suppressed over the entire light exit surface. Further, since a prism sheet is not required, a simple configuration can be realized, the number of parts can be reduced, the number of assembling steps can be reduced, and the cost can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施例は、側面から入射した光を上面から外部へ出射する導光板と、導光板の側面の一辺に配置された1つまたは複数の点光源とを備える照明装置において、導光板の入光面から入射した光を、入光面に略直交する向きに偏向し、導光板の下面に設けたV字溝に反射させ、導光板の出光面に略直交する向きで出射することを特徴とする。具体的には、入光面に直交する向きに曲面を有する溝を導光板に形成し、入光面から入射した光をその溝の曲面に繰り返し反射させることにより、光の進む向きを入光面に直交する向きに近づける。そして、導光板の下面に形成されたV字溝の傾斜面に反射させることにより、出光面に対して垂直指向性の高い光を生成する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An embodiment of the present invention relates to a lighting device including a light guide plate that emits light incident from a side surface to the outside from an upper surface, and one or more point light sources arranged on one side of the side surface of the light guide plate. The light incident from the light incident surface is deflected in a direction substantially orthogonal to the light incident surface, reflected by a V-shaped groove provided on the lower surface of the light guide plate, and emitted in a direction substantially orthogonal to the light output surface of the light guide plate. Features. Specifically, a groove having a curved surface in a direction perpendicular to the light incident surface is formed on the light guide plate, and light incident from the light incident surface is repeatedly reflected on the curved surface of the groove, so that the light traveling direction is made incident. Move closer to the direction perpendicular to the surface. And it reflects on the inclined surface of the V-shaped groove formed on the lower surface of the light guide plate, thereby generating light having high directivity with respect to the light exit surface.

これにより、導光板の出光面から出射する光の輝度ムラを抑えることができるから、図8及び図9に示したY方向プリズムシート21及びX方向プリズムシート22が不要となる。また、照明装置は簡易な構成となるから、全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することができる。   As a result, luminance unevenness of light emitted from the light exit surface of the light guide plate can be suppressed, so that the Y-direction prism sheet 21 and the X-direction prism sheet 22 shown in FIGS. 8 and 9 are not necessary. Further, since the lighting device has a simple configuration, the number of parts can be reduced as a whole, the number of assembling steps can be reduced, and the cost can be reduced.

図1は、本発明の実施例による照明装置に備えた導光板の構成を示す外観図である。この照明装置1は、導光板2及び点光源4−1,4−2,4−3を備えて構成されている。導光板2の上面(出光面)には2つの溝3−1,3−2が形成されている。点光源4−1,4−2,4−3は、例えばLEDからなり、導光板2の側面の一辺(入光面)に沿って所定の間隔で設けられている。   FIG. 1 is an external view illustrating a configuration of a light guide plate provided in a lighting device according to an embodiment of the present invention. The illuminating device 1 includes a light guide plate 2 and point light sources 4-1, 4-2, 4-3. Two grooves 3-1 and 3-2 are formed on the upper surface (light exit surface) of the light guide plate 2. The point light sources 4-1, 4-2, and 4-3 are made of, for example, LEDs, and are provided at predetermined intervals along one side (light incident surface) of the side surface of the light guide plate 2.

尚、導光板2の上方には、導光板2に平行し、かつ対向して拡散板(図示せず)が設けられ、導光板2の下方には、導光板2に平行し、かつ対向して反射板(図示せず)が設けられている。拡散板及び反射板については前述したので説明を省略する。   A diffusion plate (not shown) is provided above the light guide plate 2 in parallel with and opposite to the light guide plate 2, and below the light guide plate 2 in parallel with and opposite to the light guide plate 2. A reflector (not shown) is provided. Since the diffusing plate and the reflecting plate have been described above, description thereof will be omitted.

導光板2の上面に形成された溝3−1,3−2は、導光板2の入光面に平行な断面において半円形となっており、Y軸のプラス側に向かって導光板2が凹状に窪んだ曲面を有している。溝3−1は、点光源4−1,4−2の間の入光面から、Y軸のプラス側に向かって入光面に対向する面まで垂直に伸びている。同様に、溝3−2は、点光源4−2,4−3の間の入光面から、Y軸のプラス側に向かって入光面に対向する面まで垂直に伸びている。   The grooves 3-1 and 3-2 formed on the upper surface of the light guide plate 2 are semicircular in a cross section parallel to the light incident surface of the light guide plate 2, and the light guide plate 2 is directed toward the positive side of the Y axis. It has a concavely curved surface. The groove 3-1 extends vertically from the light incident surface between the point light sources 4-1 and 4-2 to the surface facing the light incident surface toward the positive side of the Y axis. Similarly, the groove 3-2 extends vertically from the light incident surface between the point light sources 4-2 and 4-3 to the surface facing the light incident surface toward the positive side of the Y axis.

導光板2の下面には、図9に示したように、所定の間隔で設けられた複数のV字溝27からなる光反射面が形成されている。V字溝27は、入光面から入射した光を上方(Z軸のプラス方向)へ偏向する機能を有する。特に、入光面に直交する光がV字溝27の傾斜面で反射した場合には、出光面に略直交する光、すなわち垂直方向の指向性の高い光として出光面から出射させることができる。V字溝27の傾斜面は入光面に対向して設けられ、傾斜面と導光板2の下面であるXY面との間の角度は40度〜50度であることが望ましい。   On the lower surface of the light guide plate 2, as shown in FIG. 9, a light reflecting surface composed of a plurality of V-shaped grooves 27 provided at predetermined intervals is formed. The V-shaped groove 27 has a function of deflecting light incident from the light incident surface upward (in the positive direction of the Z axis). In particular, when light orthogonal to the light incident surface is reflected by the inclined surface of the V-shaped groove 27, it can be emitted from the light output surface as light substantially orthogonal to the light output surface, that is, light having high directivity in the vertical direction. . The inclined surface of the V-shaped groove 27 is provided to face the light incident surface, and the angle between the inclined surface and the XY plane that is the lower surface of the light guide plate 2 is preferably 40 to 50 degrees.

図2は、導光板2の溝3−1,3−2に反射して進む光の向きを説明する導光板2の上面図である。図3は、導光板2の溝3−1,3−2の入光面と平行な方向に対する光の反射を説明する導光板2の断面図である。図2において、導光板2の入光面から入射したXY平面内の光は、溝3−1,3−2の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向(Y軸のプラス方向)に対して浅い角度(θ1>θ2)になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向、すなわちY軸のプラス方向に揃うことになる。これは、図3に示すように、溝3−1,3−2の曲面に入射した光は、導光板2の下面方向に分散して反射されるためである。図2を用いて説明すれば、入射角θ1で入射したXY平面内の光の反射角θ2は、角度+θ1と−θ1の間に分散する。すなわち、溝3−1,3−2の曲面で反射する反射光は、反射を繰り返すと次第にY軸のプラス方向に揃うようになる。   FIG. 2 is a top view of the light guide plate 2 for explaining the direction of light that travels reflected by the grooves 3-1 and 3-2 of the light guide plate 2. FIG. 3 is a cross-sectional view of the light guide plate 2 for explaining the reflection of light with respect to the direction parallel to the light incident surface of the grooves 3-1 and 3-2 of the light guide plate 2. In FIG. 2, the light in the XY plane incident from the light incident surface of the light guide plate 2 is reflected by the curved surfaces of the grooves 3-1 and 3-2, so that the direction perpendicular to the light incident surface (the positive direction of the Y axis). ) To a shallow angle (θ1> θ2). By repeating such reflection, the light traveling direction is aligned with the direction orthogonal to the light incident surface, that is, the positive direction of the Y axis. This is because the light incident on the curved surfaces of the grooves 3-1 and 3-2 is dispersed and reflected in the lower surface direction of the light guide plate 2 as shown in FIG. Referring to FIG. 2, the reflection angle θ2 of light in the XY plane that is incident at the incident angle θ1 is dispersed between the angles + θ1 and −θ1. That is, the reflected light reflected by the curved surfaces of the grooves 3-1 and 3-2 is gradually aligned in the positive direction of the Y axis when reflection is repeated.

仮に、曲面を有する溝3−1,3−2の代わりに2つの平面からなる溝が形成されている場合、すなわち、導光板2の入光面に平行な断面が三角形の窪みとなっており、Y軸のプラス側に向かった2つの平面により三角形の凹部を有する溝が形成されている場合を想定する。この場合、光は、溝の平面に反射しても入射角と同じ角度で出射するから、反射を繰り返してもこの角度が維持される。そのために、光の進む方向が入光面に直交する方向、すなわちY軸方向に次第に揃ってくることはない。   Temporarily, when the groove | channel which consists of two planes is formed instead of the groove | channels 3-1 and 3-2 which have a curved surface, ie, the cross section parallel to the light-incidence surface of the light-guide plate 2 is a triangular hollow. Suppose that a groove having a triangular recess is formed by two planes facing the positive side of the Y axis. In this case, since the light is emitted at the same angle as the incident angle even if it is reflected on the plane of the groove, this angle is maintained even if the reflection is repeated. Therefore, the light traveling direction is not gradually aligned in the direction orthogonal to the light incident surface, that is, the Y-axis direction.

このように、点光源4−1,4−2,4−3から入光面を介して導光板2に入射した光は、溝3−1,3−2の曲面の反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向に進む傾向が高くなる。そして、このような光は、V字溝27の傾斜面で反射し、垂直方向の指向性の高い光として、効率良く出光面から出射するようになり、狭視野角の光となる。   Thus, the light incident on the light guide plate 2 from the point light sources 4-1, 4-2, 4-3 through the light incident surface repeats the reflection of the curved surfaces of the grooves 3-1, 3-2. The tendency to proceed in the direction orthogonal to the light incident surface is increased. Then, such light is reflected by the inclined surface of the V-shaped groove 27 and is efficiently emitted from the light exit surface as light having high directivity in the vertical direction, and becomes light with a narrow viewing angle.

また、図1において、導光板2の出光面から出射する光は、入光面に近いほど輝度が高く、入光面から遠いほど輝度が低い。これに対し、入光面から遠いほど、溝3−1,3−2の曲面での反射回数が多くなるから、入光面に直交する方向の指向性が高くなり、V字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性が高くなる。これにより、導光板2の出光面から出射する光は、出光面全体として輝度ムラが少なくなる。また、導光板2の出光面から出射する光は、垂直方向の指向性が高いから、図8及び図9に示したような、拡散した光を垂直方向の指向性の高い光に偏光するためのY方向プリズムシート21及びX方向プリズムシート22が不要となる。   In FIG. 1, the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 has a higher brightness as it is closer to the light entrance surface, and has a lower brightness as it is farther from the light entrance surface. On the other hand, since the number of reflections on the curved surfaces of the grooves 3-1 and 3-2 increases as the distance from the light incident surface increases, the directivity in the direction orthogonal to the light incident surface increases, and the light is reflected on the V-shaped groove 27. By doing so, the directivity in the vertical direction increases. Thereby, the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 has less luminance unevenness as the entire light exit surface. Further, since the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 has high directivity in the vertical direction, the diffused light is polarized into light having high directivity in the vertical direction as shown in FIGS. The Y-direction prism sheet 21 and the X-direction prism sheet 22 are not necessary.

したがって、照明装置1は、点光源4−1,4−2,4−3を用いた場合であっても、簡易な構成により、導光板2の出光面から出射する光の輝度ムラを抑えると共に、全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することが可能となる。また、照明装置1全体として薄く構成することができる。さらに、導光板2の上面に形成した溝3−1,3−2及び下面に形成したV字溝27の形状により、出光面から出射する光として、垂直方向の指向性の高い光の量及び拡散する光の量を調整することができるから、表示装置に適用できる最適な光束分布を生成することができる。   Therefore, the illumination device 1 suppresses uneven luminance of light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 with a simple configuration even when the point light sources 4-1, 4-2, 4-3 are used. As a whole, it is possible to reduce the number of parts, reduce the number of assembly steps, and reduce the cost. Moreover, it can comprise thinly as the illuminating device 1 whole. Further, due to the shapes of the grooves 3-1 and 3-2 formed on the upper surface of the light guide plate 2 and the V-shaped groove 27 formed on the lower surface, the amount of light having high directivity in the vertical direction as light emitted from the light exit surface and Since the amount of diffused light can be adjusted, an optimal light flux distribution applicable to the display device can be generated.

図4は、導光板2の溝3−1及び点光源4−1,4−2の寸法の例を示す図である。溝3−2及び点光源4−3についても同様である。導光板2の出光面である上面と下面との間の距離Aは0.5〜4mm、溝3−1の曲面のうち最も導光板2の下面に近い箇所と導光板2の下面との間の距離Bは距離Aの0.2倍から0.8倍までの値である。   FIG. 4 is a diagram illustrating examples of dimensions of the groove 3-1 and the point light sources 4-1, 4-2 of the light guide plate 2. The same applies to the groove 3-2 and the point light source 4-3. The distance A between the upper surface and the lower surface, which is the light output surface of the light guide plate 2, is 0.5 to 4 mm. Between the curved surface of the groove 3-1 closest to the lower surface of the light guide plate 2 and the lower surface of the light guide plate 2. The distance B is a value from 0.2 times to 0.8 times the distance A.

また、点光源4−1,4−2の間の距離Cは4〜20mm、点光源4−1,4−2の幅Dは3mmである。この場合、点光源4−1,4−2及び溝3−1は、点光源4−1,4−2の一辺の延長線上に、導光板2の上面における平面と溝3−1の曲面との間の境界点a,bが存在するように配置されることが望ましい。これは、点光源4−1,4−2から入光面に入射する光が、溝3−1の曲面を効率的に反射できるようにするためである。   The distance C between the point light sources 4-1 and 4-2 is 4 to 20 mm, and the width D of the point light sources 4-1 and 4-2 is 3 mm. In this case, the point light sources 4-1 and 4-2 and the groove 3-1 are formed on the extended line of one side of the point light sources 4-1 and 4-2, It is desirable that the boundary points “a” and “b” exist between the two. This is because the light incident on the light incident surface from the point light sources 4-1 and 4-2 can efficiently reflect the curved surface of the groove 3-1.

図5は、本発明の実施例による照明装置を用いた表示装置の構成を示す外観図である。この表示装置10は、液晶表示パネル11、拡散板12、導光板2、反射板13を階層的に備えて構成され、導光板24の側面の一辺に点光源4−1,4−2,4−3が設けられている。図1に示した照明装置1は、表示装置10の構成要素のうちの拡散板12(図1には図示せず)、導光板2、反射板13(図1には図示せず)及び点光源4−1,4−2,4−3に相当する。すなわち、表示装置10は、図1に示した照明装置1に加えて、液晶表示パネル11を備えており、例えば、携帯電話、PND(Personal Navigation Device)、スマートフォン、ノートPC、簡易タイプのポータブル型カーナビ等に使用される。   FIG. 5 is an external view showing a configuration of a display device using the illumination device according to the embodiment of the present invention. The display device 10 is configured to include a liquid crystal display panel 11, a diffusion plate 12, a light guide plate 2, and a reflection plate 13 in a hierarchical manner, and point light sources 4-1, 4-2, 4 on one side of the light guide plate 24. -3 is provided. The illuminating device 1 shown in FIG. 1 includes a diffusing plate 12 (not shown in FIG. 1), a light guide plate 2, a reflecting plate 13 (not shown in FIG. 1), and dots among the components of the display device 10. It corresponds to the light sources 4-1, 4-2 and 4-3. That is, the display device 10 includes a liquid crystal display panel 11 in addition to the illumination device 1 shown in FIG. 1. For example, a mobile phone, a PND (Personal Navigation Device), a smartphone, a notebook PC, and a simple portable type. Used for car navigation systems.

液晶表示パネル11は、拡散板12に平行に、かつ拡散板12の上方に対向して設けられている。液晶表示パネル11は、2枚のガラス基板がシール材により所定の間隙を設けて張り合わされ、その間隙に液晶層を構成した液晶パネルと、その外面に貼り付けられた上偏光板と下偏光板とから構成されている。   The liquid crystal display panel 11 is provided in parallel to the diffusion plate 12 and facing the upper side of the diffusion plate 12. The liquid crystal display panel 11 includes a liquid crystal panel in which two glass substrates are bonded to each other with a predetermined gap by a sealing material, and a liquid crystal layer is formed in the gap, and an upper polarizing plate and a lower polarizing plate attached to the outer surface of the liquid crystal panel. It consists of and.

このように、表示装置10は、図1に示した照明装置1を備えて構成されているから、導光板2の出光面から拡散板12を介して、垂直方向の指向性が高く、かつ輝度ムラの少ない光が液晶表示パネル11の下面を照射する。これにより、表示装置10は、表示面全体に渡って輝度が高くかつ輝度ムラの少ない表示を実現することができる。また、図8及び図9に示したようなY方向プリズムシート21及びX方向プリズムシート22が不要となるから、簡易な構成により、表示装置10全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することが可能となる。また、表示装置10全体として薄く構成することができる。   Thus, since the display device 10 is configured to include the illumination device 1 shown in FIG. 1, the directivity in the vertical direction is high from the light exit surface of the light guide plate 2 through the diffusion plate 12, and the luminance is high. Light with less unevenness irradiates the lower surface of the liquid crystal display panel 11. As a result, the display device 10 can realize display with high luminance and less luminance unevenness over the entire display surface. Further, since the Y-direction prism sheet 21 and the X-direction prism sheet 22 as shown in FIGS. 8 and 9 are not necessary, the number of parts is reduced as a whole of the display device 10 by a simple configuration, and the number of assembling steps is reduced. Costs can be reduced. Further, the display device 10 as a whole can be made thin.

図6(a)〜(d)は、他の実施例による照明装置1に備えた導光板2a,2b,2c,2dの構成を示す外観図である。図6(a)〜(d)に示す4種類の導光板2a,2b,2c,2dは、側面の一辺に3つの点光源4−1,4−2,4−3が設けられている点で同一であるが、上面に形成された溝3a−1,3a−2、溝3b−1,3b−2、溝3c−1,3c−2、及び溝3d−1,3d−2の形状が異なる点で相違する。   FIGS. 6A to 6D are external views showing configurations of light guide plates 2a, 2b, 2c, and 2d provided in a lighting device 1 according to another embodiment. The four types of light guide plates 2a, 2b, 2c, 2d shown in FIGS. 6A to 6D are provided with three point light sources 4-1, 4-2, 4-3 on one side of the side surface. However, the shapes of the grooves 3a-1, 3a-2, grooves 3b-1, 3b-2, grooves 3c-1, 3c-2, and grooves 3d-1, 3d-2 formed on the upper surface are the same. It is different in different points.

図6(a)に示す導光板2aの溝3a−1,3a−2は、導光板2aの入光面に平行な断面において、入光面に近いほど半径の大きい半円形をなしており、入光面に対向する面に向かって凹状に窪んだ曲面を有している。すなわち、入光面から対向する面までの間の半径は、最大径から徐々に小さくなり、入光面に対向する面で最小径になる。   The grooves 3a-1 and 3a-2 of the light guide plate 2a shown in FIG. 6A are in a cross-section parallel to the light incident surface of the light guide plate 2a. It has a curved surface that is recessed in a concave shape toward the surface facing the light incident surface. In other words, the radius from the light incident surface to the surface facing the surface gradually decreases from the maximum diameter, and the surface facing the light incident surface has a minimum diameter.

図6(a)の導光板2aによれば、入光面に近いほど溝3a−1,3a−2の半径が大きいから、光の反射回数が多くなり、入光面に直交する方向の指向性が一層高い光となる。そして、V字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性が一層高い光となり、導光板2あの出光面から出射する光の輝度が一層高くなる。また、この導光板2aは、入光面の溝3a,3bの半径が最大径であるから、導光板2aの側面の一辺に設ける点光源4−1,4−2,4−3間の距離が長い場合に有効になる。   According to the light guide plate 2a of FIG. 6A, the closer to the light incident surface, the larger the radii of the grooves 3a-1 and 3a-2. Therefore, the number of times of light reflection increases, and the directivity in the direction orthogonal to the light incident surface It becomes light with higher nature. Then, the light reflected by the V-shaped groove 27 becomes light having higher directivity in the vertical direction, and the luminance of light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 is further increased. In addition, since the light guide plate 2a has the maximum radius of the grooves 3a and 3b on the light incident surface, the distance between the point light sources 4-1, 4-2 and 4-3 provided on one side of the side surface of the light guide plate 2a. It becomes effective when is long.

図6(b)に示す導光板2bの溝3b−1,3b−2は、導光板2bの入光面に平行な断面において、入光面に近いほど半径の小さい半円形をなしており、入光面に対向する面に向かって凹状に窪んだ曲面を有している。すなわち、入光面から対向する面までの間の半径は、最小径から徐々に大きくなり、入光面に対向する面で最大径になる。   The grooves 3b-1 and 3b-2 of the light guide plate 2b shown in FIG. 6 (b) have a semicircular shape with a smaller radius toward the light entrance surface in a cross section parallel to the light entrance surface of the light guide plate 2b. It has a curved surface that is recessed in a concave shape toward the surface facing the light incident surface. That is, the radius from the light incident surface to the surface facing the surface gradually increases from the minimum diameter, and reaches the maximum diameter on the surface facing the light incident surface.

図6(b)の導光板2bによれば、その上面に形成された溝3b−1,3b−2の曲面に光が反射し、その反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向の指向性が高い光となる。そして、V字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性が高い光となり、導光板2bの出光面から出射する光の輝度が高くなる。また、この導光板2bは、入光面の溝3b−1,3b−2の半径が最小径であるから、導光板2bの側面の一辺に設ける点光源4−1,4−2,4−3間の距離が狭い場合に有効になる。   According to the light guide plate 2b of FIG. 6 (b), light is reflected on the curved surfaces of the grooves 3b-1 and 3b-2 formed on the upper surface thereof, and the reflection is repeated so that the light in the direction orthogonal to the light incident surface is obtained. Light with high directivity. And by reflecting in the V-shaped groove 27, it becomes light with high directivity in the vertical direction, and the luminance of light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2b is increased. In addition, since the light guide plate 2b has the minimum radius of the grooves 3b-1 and 3b-2 on the light incident surface, the point light sources 4-1, 4-2 and 4- are provided on one side of the light guide plate 2b. This is effective when the distance between the three is small.

図6(c)に示す導光板2cの溝3c−1,3c−2は、導光板2cの入光面に平行な断面において半円形をなしており、入光面から対向する面までの間の途中まで凹状に窪んだ曲面を有している。すなわち、図1に示した導光板2の溝3−1,3−2と、図6(c)に示す導光板2cの溝3c−1,3c−2とを比較すると、両溝は、入光面に平行な断面が半円形である点で同一である。これに対し、図1の溝3−1,3−2は、入光面に対向する面まで伸びているのに対し、図6の溝3c−1,3c−2は、入光面に対向する面の途中までしか伸びていない点で相違する。   The grooves 3c-1 and 3c-2 of the light guide plate 2c shown in FIG. 6C have a semicircular shape in a cross section parallel to the light incident surface of the light guide plate 2c, and are between the light incident surface and the opposing surface. It has a curved surface that is concave in the middle. That is, when the grooves 3-1 and 3-2 of the light guide plate 2 shown in FIG. 1 are compared with the grooves 3c-1 and 3c-2 of the light guide plate 2c shown in FIG. It is the same in that the cross section parallel to the optical surface is semicircular. On the other hand, the grooves 3-1 and 3-2 in FIG. 1 extend to the surface facing the light incident surface, whereas the grooves 3c-1 and 3c-2 in FIG. 6 are opposed to the light incident surface. It is different in that it extends only to the middle of the surface.

図6(c)の導光板2cによれば、入光面に対向する面の途中まで形成された溝3c−1,3c−2の曲面に光が反射し、その反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向の指向性が高い光となる。そして、V字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性が高い光となり、導光板2cの出光面から出射する光の輝度が高くなる。   According to the light guide plate 2c in FIG. 6 (c), light is reflected on the curved surfaces of the grooves 3c-1 and 3c-2 formed halfway along the surface facing the light incident surface, and the reflection is repeated. The light has high directivity in the direction orthogonal to the light surface. And by reflecting in the V-shaped groove 27, it becomes light with high directivity in the vertical direction, and the luminance of the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2c is increased.

図6(d)に示す導光板2dの溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2は、導光板2dの入光面に平行な断面において半円形をなしており、入光面に対向する面に向かって凹状に窪んだ曲面を有している。2つの溝3d−1−1,溝3d−1−2は、点光源4−1,4−2間に、入光面に直交して平行に隣接して設けられている。同様に、2つの溝3d−2−1,3d−2−2も、点光源4−2,4−3間に、入光面に直交して平行に隣接して設けられている。図1に示した導光板2の溝3−1,3−2と、図6(d)に示す導光板2dの溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2とを比較すると、両者は、入光面に平行な断面形状が半円形である点で同一である。これに対し、図1の溝3−1,3−2は、点光源4−1,4−2,4−3の間にそれぞれ1つのみ形成されているのに対し、図6の溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2は、それぞれ2つが平行に隣接して形成されている点で相違する。   The grooves 3d-1-1, 3d-1-2, 3d-2-1 and 3d-2-2 of the light guide plate 2d shown in FIG. 6D are half in the cross section parallel to the light incident surface of the light guide plate 2d. It has a circular shape and has a curved surface that is recessed in a concave shape toward the surface facing the light incident surface. The two grooves 3d-1-1 and 3d-1-2 are provided between the point light sources 4-1 and 4-2 so as to be orthogonal to and parallel to the light incident surface. Similarly, the two grooves 3d-2-1 and 3d-2-2 are also provided between the point light sources 4-2 and 4-3 so as to be orthogonal to and parallel to the light incident surface. The grooves 3-1 and 3-2 of the light guide plate 2 shown in FIG. 1 and the grooves 3d-1-1, 3d-1-2, 3d-2-1 and 3d of the light guide plate 2d shown in FIG. When 2-2 is compared, they are the same in that the cross-sectional shape parallel to the light incident surface is a semicircular shape. On the other hand, only one of the grooves 3-1 and 3-2 in FIG. 1 is formed between the point light sources 4-1, 4-2 and 4-3, whereas the groove 3d in FIG. -1-1, 3d-1-2, 3d-2-1 and 3d-2-2 are different in that two are formed adjacent to each other in parallel.

図6(d)の導光板2dによれば、溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2を点光源4−1,4−2に近づけることができる。すなわち、溝3d−1−1を点光源4−1に、溝3d−1−2を点光源4−2に、溝3d−2−1を点光源4−2に、溝3d−2−2を点光源4−3にそれぞれ近づけることができる。そして、点光源4−1,4−2,4−3及び溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2は、図4に示したように、点光源4−1,4−2,4−3の一辺の延長線上に、導光板2dの上面における平面と溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2との間の境界点が存在するように配置することにより、点光源4−1,4−2から入光面に入射する光が、溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2の曲面を効率的に反射することができる。   According to the light guide plate 2d shown in FIG. 6D, the grooves 3d-1-1, 3d-1-2, 3d-2-1 and 3d-2-2 are brought close to the point light sources 4-1 and 4-2. Can do. That is, the groove 3d-1-1 is a point light source 4-1, the groove 3d-1-2 is a point light source 4-2, the groove 3d-2-1 is a point light source 4-2, and the groove 3d-2-2. Can be brought close to the point light source 4-3, respectively. The point light sources 4-1, 4-2, 4-3 and the grooves 3d-1-1, 3d-1-2, 3d-2-1 and 3d-2-2 are as shown in FIG. On the extended line of one side of the point light sources 4-1, 4-2, 4-3, the plane on the upper surface of the light guide plate 2d and the grooves 3d-1-1, 3d-1-2, 3d-2-1, 3d-2. 2 so that the boundary point between the light sources 4-1 and 4-2 is incident on the light incident surface, the grooves 3d-1-1, 3d-1-2, The curved surfaces of 3d-2-1 and 3d-2-2 can be efficiently reflected.

また、図6(d)の導光板2dによれば、その上面に形成された溝3d−1−1,3d−1−2,3d−2−1,3d−2−2の曲面に光が反射し、その反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向の指向性が高い光となる。そして、V字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性が高い光となり、導光板2dの出光面から出射する光の輝度が高くなる。   In addition, according to the light guide plate 2d of FIG. 6D, light is incident on the curved surfaces of the grooves 3d-1-1, 3d-1-2, 3d-2-1 and 3d-2-2 formed on the upper surface thereof. By reflecting and repeating the reflection, light having high directivity in the direction orthogonal to the light incident surface is obtained. And by reflecting in the V-shaped groove 27, it becomes light with high directivity in the vertical direction, and the luminance of light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2d is increased.

図7(a)〜(d)は、導光板2の上面に形成された溝3の断面形状を示す図である。図7(a)に示す溝3x−1は、断面形状が半円形であり、前述の実施例で説明した溝の形状をなしている。この溝3x−1によれば、導光板2の入光面から入射した光は、半円形の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度(θ1>θ2)になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板2の下面に形成されたV字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。   7A to 7D are views showing the cross-sectional shape of the groove 3 formed on the upper surface of the light guide plate 2. The groove 3x-1 shown in FIG. 7A has a semicircular cross-sectional shape, and has the groove shape described in the above embodiment. According to the groove 3x-1, the light incident from the light incident surface of the light guide plate 2 is reflected by the semicircular curved surface, thereby forming a shallow angle (θ1> θ2) with respect to the direction orthogonal to the light incident surface. Change the direction. By repeating such reflection, the light traveling direction becomes close to the direction orthogonal to the light incident surface. And it reflects in the V-shaped groove 27 formed in the lower surface of the light-guide plate 2, becomes light with high directivity of a perpendicular direction, and a brightness | luminance becomes high.

図7(b)に示す溝3x−2は、断面形状が半円形の一部により構成されている。この溝3x−2によれば、図7(a)に示した溝3x−1に比べ、導光板2の上面全体に対して溝3x−2の占める割合が小さくなるから、出光面から光が出射する際に溝3x−2の影響を軽減することができ、輝度ムラが一層少なくなる。   The groove 3x-2 illustrated in FIG. 7B is configured by a part of a semicircular cross-sectional shape. According to the groove 3x-2, the ratio of the groove 3x-2 to the entire upper surface of the light guide plate 2 is smaller than that of the groove 3x-1 shown in FIG. When the light is emitted, the influence of the groove 3x-2 can be reduced, and the luminance unevenness is further reduced.

図7(c)に示す溝3yは、断面形状が半楕円形である。この溝3yによれば、導光板2の入光面から入射した光は、半楕円形の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度(θ1>θ2)になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板2の下面に形成されたV字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。尚、溝3yは、図7(b)に示したように、断面形状が半楕円形の一部により構成されるようにしてもよい。   The groove 3y shown in FIG. 7C has a semi-elliptical cross section. According to the groove 3y, the light incident from the light incident surface of the light guide plate 2 is reflected by the semi-elliptical curved surface, thereby forming a shallow angle (θ1> θ2) with respect to the direction orthogonal to the light incident surface. Change the direction. By repeating such reflection, the light traveling direction becomes close to the direction orthogonal to the light incident surface. And it reflects in the V-shaped groove 27 formed in the lower surface of the light-guide plate 2, becomes light with high directivity of a perpendicular direction, and a brightness | luminance becomes high. In addition, as shown in FIG.7 (b), the groove | channel 3y may be made to comprise a part with a semi-elliptical cross-sectional shape.

図7(d)に示す溝3z−1は、断面形状が半円形であり、かつ、半円形の底が直線形状をなしている。この溝3z−1によれば、前述した溝3x−1,3x−2,3yのように、導光板2の入光面から入射した光は、溝3z−1の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度(θ1>θ2)になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板2の下面に形成されたV字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。また、入光面から入射した光は、溝3z−1の平面(断面形状が直線をなす箇所)に反射することにより、導光板2の上面または下面のうちの平面部分に反射するのと同じように、同じ角度で反射する。尚、溝3z−1は、図7(b)に示したように断面形状が半円形の一部により構成され、かつ、半円形の一部の底が直線形状をなして構成されるようにしてもよい。また、溝3z−1は、図7(c)に示したような断面形状が半楕円形または半楕円形の一部により構成され、かつ、半楕円形または半楕円形の一部の底が直線形状をなして構成されるようにしてもよい。   The groove 3z-1 shown in FIG. 7D has a semicircular cross-sectional shape, and a semicircular bottom has a linear shape. According to the groove 3z-1, the light incident from the light incident surface of the light guide plate 2 is reflected on the curved surface of the groove 3z-1 as in the grooves 3x-1, 3x-2, and 3y described above. The direction is changed so as to be a shallow angle (θ1> θ2) with respect to the direction orthogonal to the light incident surface. By repeating such reflection, the light traveling direction becomes close to the direction orthogonal to the light incident surface. And it reflects in the V-shaped groove 27 formed in the lower surface of the light-guide plate 2, becomes light with high directivity of a perpendicular direction, and a brightness | luminance becomes high. In addition, the light incident from the light incident surface is reflected on the flat surface of the groove 3z-1 (where the cross-sectional shape forms a straight line), thereby being reflected on the planar portion of the upper surface or the lower surface of the light guide plate 2. So that it reflects at the same angle. As shown in FIG. 7 (b), the groove 3z-1 is configured by a part of a semicircular cross section, and a part of the bottom of the semicircular is formed by a straight line. May be. In addition, the groove 3z-1 has a cross-sectional shape as shown in FIG. 7C constituted by a semi-elliptical part or a semi-elliptical part, and a bottom part of the semi-elliptical or semi-elliptical part has a bottom. You may make it comprise a linear shape.

図7(e)に示す溝3z−2は、断面形状が半円形の一部を4つ組み合わせて構成されており、底が直線形状をなしている。この溝3z−2によれば、前述した溝3x−1,3x−2,3y,3z−1のように、導光板2の入光面から入射した光は、溝3z−2の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度(θ1>θ2)になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板2の下面に形成されたV字溝27に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。また、入光面から入射した光は、溝3z−2の平面(断面形状が直線をなす箇所)に反射することにより、導光板2の上面または下面のうちの平面部分に反射するのと同じように、同じ角度で反射する。尚、溝3z−2は、断面形状が半楕円形の一部を4つ組み合わせ、かつ、底が直線形状をなして構成されるようにしてもよい。また、組み合わせの数を4つに限定するものではなく、3つでも5つでもよい。   The groove 3z-2 shown in FIG. 7E is configured by combining four parts having a semicircular cross-sectional shape, and the bottom has a linear shape. According to the groove 3z-2, the light incident from the light incident surface of the light guide plate 2 is reflected on the curved surface of the groove 3z-2 as in the grooves 3x-1, 3x-2, 3y, 3z-1 described above. By doing so, the direction is changed so as to be a shallow angle (θ1> θ2) with respect to the direction orthogonal to the light incident surface. By repeating such reflection, the light traveling direction becomes close to the direction orthogonal to the light incident surface. And it reflects in the V-shaped groove 27 formed in the lower surface of the light-guide plate 2, becomes light with high directivity of a perpendicular direction, and a brightness | luminance becomes high. In addition, the light incident from the light incident surface is reflected on the plane of the groove 3z-2 (where the cross-sectional shape forms a straight line), thereby being reflected on the plane portion of the upper surface or the lower surface of the light guide plate 2. So that it reflects at the same angle. The groove 3z-2 may be configured by combining four parts having a semi-elliptical cross-sectional shape and a bottom having a linear shape. Further, the number of combinations is not limited to four, and may be three or five.

以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図1の導光板2は、その側面の一辺に3つの点光源4−1,4−2,4−3が設けられ、2つの溝3−1,3−2が形成されているが、その数を限定するものではない。例えば、1つの点光源が設けられ、かつ、1の溝が形成された導光板であってもよい。   The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, the light guide plate 2 in FIG. 1 is provided with three point light sources 4-1, 4-2 and 4-3 on one side of the side surface, and two grooves 3-1 and 3-2 are formed. The number is not limited. For example, a light guide plate in which one point light source is provided and one groove is formed may be used.

また、図1の照明装置1は、導光板2の上面に溝3−1,3−2が形成され、下面に複数のV字溝27が形成され、また、図5の表示装置10のように、導光板2の上方に拡散板12が設けられ、下方に反射板13が設けられているが、上下を逆にして構成するようにしてもよい。すなわち、照明装置1は、導光板2の上面に複数のV字溝27が形成され、下面に溝3−1,3−2が形成され、導光板2の上方に反射板13が設けられ、下方に拡散板12が設けられるようにしてもよい。   1 has grooves 3-1 and 3-2 formed on the upper surface of the light guide plate 2 and a plurality of V-shaped grooves 27 formed on the lower surface, and is similar to the display device 10 of FIG. Further, although the diffusion plate 12 is provided above the light guide plate 2 and the reflection plate 13 is provided below, the light guide plate 2 may be configured upside down. That is, in the lighting device 1, a plurality of V-shaped grooves 27 are formed on the upper surface of the light guide plate 2, grooves 3-1 and 3-2 are formed on the lower surface, and the reflecting plate 13 is provided above the light guide plate 2. A diffusion plate 12 may be provided below.

また、図5の表示装置10は、液晶表示パネル11、拡散板12、導光板2、反射板13を上から下まで階層的に備えて構成されるようにしたが、照明装置1と同じように、上下を逆にして構成するようにしてもよい。すなわち、表示装置10は、反射板13、導光板2、拡散板12及び液晶表示パネル11を上から下まで階層的に備えて構成されるようにしてもよい。   Further, the display device 10 of FIG. 5 is configured to include the liquid crystal display panel 11, the diffusion plate 12, the light guide plate 2, and the reflection plate 13 hierarchically from the top to the bottom, but is the same as the lighting device 1. In addition, it may be configured upside down. That is, the display device 10 may be configured to include the reflection plate 13, the light guide plate 2, the diffusion plate 12, and the liquid crystal display panel 11 in a hierarchical manner from top to bottom.

また、図5の表示装置10は、液晶表示装置として説明したが、液晶表示装置に限定するものではなく、液晶以外の非自発光型の表示装置にも適用することができる。   5 has been described as a liquid crystal display device, the present invention is not limited to a liquid crystal display device, and can be applied to non-self-luminous display devices other than liquid crystals.

本発明の実施例による照明装置に備えた導光板の構成を示す外観図である。It is an external view which shows the structure of the light-guide plate with which the illuminating device by the Example of this invention was equipped. 導光板の溝に反射して進む光の向きを説明する導光板の上面図である。It is a top view of the light-guide plate explaining the direction of the light reflected and reflected in the groove | channel of a light-guide plate. 導光板の溝の入光面と平行な方向に対する光の反射を説明する導光板2の断面図である。It is sectional drawing of the light-guide plate 2 explaining the reflection of the light with respect to the direction parallel to the light-incidence surface of the groove | channel of a light-guide plate. 導光板の溝及び点光源の寸法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the dimension of the groove | channel of a light-guide plate, and a point light source. 本発明の実施例による照明装置を用いた表示装置の構成を示す外観図である。It is an external view which shows the structure of the display apparatus using the illuminating device by the Example of this invention. (a)〜(d)は他の実施例による照明装置に備えた導光板の構成を示す外観図である。(A)-(d) is an external view which shows the structure of the light-guide plate with which the illuminating device by another Example was equipped. (a)〜(e)は導光板の上面に形成された溝の断面形状を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the cross-sectional shape of the groove | channel formed in the upper surface of a light-guide plate. 従来の照明装置の構成を示す外観図である。It is an external view which shows the structure of the conventional illuminating device. 従来の照明装置の断面図を示す図である。It is a figure which shows sectional drawing of the conventional illuminating device. 従来の照明装置に用いる導光板の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light-guide plate used for the conventional illuminating device.

符号の説明Explanation of symbols

1,20 照明装置
2,24,31 導光板
3,32 溝
4 点光源
10 表示装置
11 液晶表示パネル
12,23 拡散板
13,25 反射板
21 Y方向プリズムシート
22 X方向プリズムシート
26,34 線光源
27 V字溝
33 反射層
1,20 Illumination device 2, 24, 31 Light guide plate 3, 32 Groove 4 Point light source 10 Display device 11 Liquid crystal display panel 12, 23 Diffuser plate 13, 25 Reflector plate 21 Y direction prism sheet 22 X direction prism sheet 26, 34 lines Light source 27 V-shaped groove 33 Reflective layer

Claims (12)

光源と、該光源から入光面を介して入射した光を反射機構により反射させ、該反射させた光を出光面から出射する導光板とを備える照明装置において、
前記導光板には、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する溝が、入光面から該入光面に対向する面に向かって、前記出光面に形成されていることを特徴とする照明装置。
In an illuminating device including a light source and a light guide plate that reflects light incident from the light source through a light incident surface by a reflection mechanism and emits the reflected light from a light emission surface.
In the light guide plate, a groove having a curved surface for bringing the incident light traveling direction closer to a direction orthogonal to the light incident surface is formed on the light exit surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. A lighting device characterized by being formed.
前記導光板の溝は、入光面における断面形状及び入光面に対向する面における断面形状が少なくとも半円形の一部を有し、入光面に近いほど前記半円形の径が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The groove of the light guide plate has at least a part of a semicircular cross-sectional shape on the light incident surface and a cross-sectional shape on the surface facing the light incident surface, and the semicircular diameter increases as the distance from the light incident surface is closer. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is formed as follows. 前記導光板の溝は、入光面における断面形状及び入光面に対向する面における断面形状が少なくとも半円形の一部を有し、入光面に近いほど前記半円形の径が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The groove of the light guide plate has at least a part of a semicircular cross-sectional shape on the light incident surface and a cross-sectional shape on the surface facing the light incident surface, and the diameter of the semicircular becomes smaller as it is closer to the light incident surface. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is formed as follows. 前記導光板の溝は、入光面から、該入光面に対向する面に到る途中まで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein the groove of the light guide plate is formed from a light incident surface to a midway to a surface facing the light incident surface. 前記導光板は、入光面から該入光面に対向する面に向かって、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する複数の溝が平行に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   In the light guide plate, a plurality of grooves having a curved surface are formed in parallel from the light incident surface toward a surface opposite to the light incident surface so that the traveling direction of incident light approaches the direction orthogonal to the light incident surface. The lighting device according to claim 1, wherein 前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が少なくとも半円形の一部を有して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the groove of the light guide plate has a cross-sectional shape parallel to the light incident surface and at least a part of a semicircular shape. 前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が少なくとも楕円形の一部を有して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein the groove of the light guide plate is formed to have at least a part of an elliptical cross-sectional shape parallel to the light incident surface. 前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が直線形状を有して形成されていることを特徴とする請求項6または7に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 6 or 7, wherein the groove of the light guide plate is formed so that a cross-sectional shape parallel to the light incident surface has a linear shape. 1つの前記光源と、1つの前記溝が形成された前記導光板とを備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, further comprising one light source and the light guide plate in which the one groove is formed. 複数の前記光源と、該複数の光源のうちの2つの光源の間の入光面に、前記溝が形成された前記導光板とを備えることを特徴とする請求項1から8までのいずれか一項に記載の照明装置。   9. The light source plate according to claim 1, further comprising: a plurality of the light sources; and the light guide plate in which the groove is formed on a light incident surface between two light sources of the plurality of light sources. The lighting device according to one item. 前記溝と前記導光板の出光面に対向する面との間の最小距離は、前記導光板の出光面と該出光面に対向する面との間の距離の0.2倍から0.8倍とすることを特徴とする請求項1から10までのいずれか一項に記載の照明装置。   The minimum distance between the groove and the surface facing the light exit surface of the light guide plate is 0.2 to 0.8 times the distance between the light exit surface of the light guide plate and the surface facing the light exit surface. The illumination device according to any one of claims 1 to 10, wherein 請求項1から11までのいずれか一項に記載の照明装置と、該照明装置が出射した光が照射される表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置。   A display device comprising: the illumination device according to any one of claims 1 to 11; and a display panel irradiated with light emitted from the illumination device.
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